CN104466290B - 一种故障钠硫电池拆解方法 - Google Patents

一种故障钠硫电池拆解方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104466290B
CN104466290B CN201410718466.5A CN201410718466A CN104466290B CN 104466290 B CN104466290 B CN 104466290B CN 201410718466 A CN201410718466 A CN 201410718466A CN 104466290 B CN104466290 B CN 104466290B
Authority
CN
China
Prior art keywords
sodium
shell
separating step
positive pole
pipe
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201410718466.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104466290A (zh
Inventor
邵偲蔚
韩金铎
刘宇
鲍剑明
陈学淼
赵立华
祝铭
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Electric Enterprise Development Co., Ltd
Original Assignee
Shanghai Electric Sodium Sulfur Energy Storage Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Electric Sodium Sulfur Energy Storage Technology Co Ltd filed Critical Shanghai Electric Sodium Sulfur Energy Storage Technology Co Ltd
Priority to CN201410718466.5A priority Critical patent/CN104466290B/zh
Publication of CN104466290A publication Critical patent/CN104466290A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104466290B publication Critical patent/CN104466290B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/84—Recycling of batteries or fuel cells

Landscapes

  • Secondary Cells (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)

Abstract

本发明公开了储能领域的一种故障钠硫电池拆解方法，包括正极极耳拆除步骤，上封金属环和负极端盖分离步骤、外壳与弹性结构分离步骤、外壳与底盖分离步骤、外壳切割步骤、正极含硫碳毡分离步骤、负极分离步骤和钠回收步骤；外壳切割步骤中，先在外壳的径向两侧沿钠硫电池的轴向，从上至下割穿外壳，各留下一条切割缝，并在两条切割缝处使外壳和正极含硫碳毡沿着圆周方向分离，从而将外壳去除；正极含硫碳毡分离步骤中，沿着包覆电解质陶瓷管的两片半圆柱形的正极含硫碳毡与电解质陶瓷管之间的接触面，将电解质陶瓷管与正极含硫碳毡分离；负极分离步骤：将电解质陶瓷管连同储钠管一并放入直立加热设备中加热至100℃～200℃，待金属钠熔化后，取出储钠管；钠回收步骤：回收电解质陶瓷管中的液态钠。

Description

一种故障钠硫电池拆解方法
技术领域
本发明涉及储能领域的一种故障钠硫电池拆解方法。
背景技术
钠硫电池在运行过程中发现异常，以往只通过分析温度、电压、电流等外围因素对其失效原因进行判断，不直接对电池的内部情况进行拆解分析，有些内部结构引起的缺陷很难明确判断。
日本方面针对钠硫电池拆解有一套流程，详见专利号P2006-73216的发明专利申请，其方法是先在负极端盖上打孔后，将钠硫电池倒置并移入加热的石蜡油中使金属钠熔化，并从打孔中流出对液态钠进行回收。之后对电池外壳进行切割并分类回收。
但该方法在打孔后需要将电池整体加热至130℃左右，金属钠熔化的同时作为正极的硫也到达熔点，正负极都是液态，若该报废电池的电解质陶瓷管存在破损，在加热状态中两种材料会直接发生化学反应，造成温度升高甚至爆炸，所以其方法适用一般电解质陶瓷管完好的正常报废的钠硫电池拆解，而不适用于故障钠硫电池拆解研究。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种故障钠硫电池拆解方法，其有助于安全地对故障的钠硫电池，尤其是电解质陶瓷管破损的钠硫电池进行拆解，防止拆解过程中危险的产生。
实现上述目的的一种技术方案是：一种故障钠硫电池拆解方法，包括正极极耳拆除步骤，上封金属环和负极端盖分离步骤、外壳与弹性结构分离步骤、外壳与底盖分离步骤、外壳切割步骤、正极含硫碳毡分离步骤、负极分离步骤和钠回收步骤；
外壳切割步骤中，先在外壳的径向两侧沿所述钠硫电池的轴向，从上至下割穿所述外壳，各留下一条切割缝，并在两条所述切割缝处使所述外壳和所述正极含硫碳毡沿着圆周方向分离，从而将所述外壳去除；
所述正极含硫碳毡分离步骤中，沿着包覆电解质陶瓷管的两片半圆柱形的所述正极含硫碳毡与所述电解质陶瓷管之间的接触面，将所述电解质陶瓷管与所述正极含硫碳毡分离；
负极分离步骤：将所述电解质陶瓷管连同所述储钠管一并放入直立加热设备中加热至100℃～200℃，待金属钠熔化后，取出储钠管；
钠回收步骤：回收电解质陶瓷管中的液态钠。
进一步的，上封金属环和负极端盖分离步骤、外壳与弹性结构分离步骤、外壳与底盖分离步骤中，对应割穿负极端盖与上封金属环之间的焊接部位，所述外壳与弹性结构之间的焊接部位，以及所述外壳与底盖之间的焊接的部位。
进一步的，上封金属环和负极端盖分离步骤中，在所述负极端盖与所述上封金属环之间的焊接部位处涂抹石蜡油。
采用了本发明的一种故障钠硫电池拆解方法，即先在不对电解质陶瓷管造成新损伤的前提下，将钠硫电池的正极含硫碳毡去除，再通过加热将钠硫电池的储钠管和电解质陶瓷管分离，最后回收电解质陶瓷管内的液态钠的技术方案。其技术效果是：有助于安全地对故障的钠硫电池，尤其是电解质陶瓷管破损的钠硫电池进行拆解，防止拆解过程中危险的产生。此外，此方法也有助于回收钠硫电池的不锈钢、电解质陶瓷管部件以及金属钠。
附图说明
图1为拆解前钠硫电池的结构示意图。
图2为本发明的一种故障钠硫电池拆解方法中正极极耳拆除步骤示意图。
图3为本发明的一种故障钠硫电池拆解方法中上封金属环和负极端盖分离步骤、外壳与弹性结构分离步骤、外壳与底盖分离步骤的示意图。
图4为本发明的一种故障钠硫电池拆解方法中外壳切割步骤前的示意图。
图5为本发明的一种故障钠硫电池拆解方法中外壳切割步骤后的示意图。
图6为本发明的一种故障钠硫电池拆解方法中正极含硫碳毡分离步骤后的示意图。
图7为本发明的一种故障钠硫电池拆解方法中负极分离步骤的示意图。
图8为本发明的一种故障钠硫电池拆解方法中钠回收步骤的示意图。
具体实施方式
请参阅图1，本发明的发明人为了能更好地对本发明的技术方案进行理解，下面通过具体地实施例，并结合附图进行详细地说明：
请参阅图1，目前的钠硫电池包括由负极端盖1、上封金属环8、陶瓷绝缘环9以及弹性结构3组成的绝缘部分，外壳10的底部由底盖7封闭。外壳10的径向内侧套接有电解质陶瓷管4，陶瓷电解质管4与外壳10之间形成钠硫电池的正极室，正极室内装有两片半圆柱形的正极含硫碳毡6。正极含硫碳毡6作为钠硫电池的正极，或者称为硫电极。电解质陶瓷管4与外壳10径向之间的弹性结构3，将钠硫电池的正极室封闭。
陶瓷电解质管4内侧套接储钠管5，储钠管5与陶瓷电解质管4之间形成钠硫电池的负极室，负极室内填充有从储钠管5底部流出的钠，形成钠硫电池的负极11，即钠电极。储钠管5的顶部通过负极端盖1封闭。
陶瓷电解质管4的顶面上设有陶瓷绝缘环9，用于将钠硫电池的正极和钠硫电池的负极11隔离。陶瓷绝缘环9的底面通过弹性结构3和外壳10相接。陶瓷绝缘环9的顶面和负极端盖1之间为上封金属环8，从而将储钠管5固定。负极端盖1、上封金属环8和陶瓷绝缘环9的外侧设有正极极耳2。
陶瓷绝缘环9是由α氧化铝制成的，电解质陶瓷管4是由β”-氧化铝制成的。
钠硫电池是一种正极为熔融硫，负极为熔融金属钠，中间用对钠离子有选择性透过的β”-氧化铝陶瓷制成的电解质陶瓷管4隔离，在特定的温度范围内，如300℃-350℃间可进行充放电运作的二次电池。
钠硫电池在结构上，圆筒状外壳10用于收纳作为正极的正极含硫碳毡6，储钠管5收纳作为负极的金属钠，两者间通过电解质陶瓷管4隔开。负极端盖1与储钠管5焊接，作为正极端子的正极极耳2与外壳10焊接。正负极间用陶瓷绝缘环9分隔。
本发明的一种故障钠硫电池拆解方法，包括下列步骤：
正极极耳拆除步骤：用切割机将正极极耳2从钠硫电池上切下，切割的位置如图2中Ⅰ所示。
上封金属环和负极端盖分离步骤：用切割工具割穿负极端盖1与上封金属环8之间的焊接部位，如图3中Ⅱ所示。
外壳与弹性结构分离步骤：用切割工具割穿外壳10与弹性结构3之间的焊接部位。如图3中Ⅲ所示。
外壳与底盖分离步骤：用切割工具割穿外壳10与底盖7之间的焊接部位。如图3中Ⅳ所示。
在上述的三个步骤中应该注意切割时，切割深度不得过深，避免破坏电解质陶瓷管4，即保证电解质陶瓷管4的完好，或不对电解质陶瓷管4造成新的损伤。上封金属环和负极端盖分离步骤中应注意在切割位置均匀涂抹石蜡油，避免切割后期，火星从切割缝进入负极11引燃金属钠。
外壳切割步骤：用切割工具在外壳10的径向两侧沿所述钠硫电池的轴向，从上至下割穿外壳10，并各留下一条切割缝101，并在外壳10上的两条切割缝101处，使用工具，使外壳10和正极含硫碳毡6能够沿着所述钠硫电池的圆周分离，从而将外壳10去除。
采取该步骤是因外壳10与正极含硫碳毡6之间存在硫以及多硫化钠，而使外壳10和正极含硫碳毡6相互粘结，无法直接去除外壳10，所以在电池外壳10上在外壳10的径向两侧对称各留下一条因从上至下割穿外壳10而形成的切割缝101。在外壳10上的切割缝101处，使用杠杆等工具，使外壳10和正极含硫碳毡6能够沿着所述钠硫电池的圆周分离。正极含硫碳毡6具有良好的缓冲作用，可避免对电解质陶瓷管4造成新的损伤。切割缝101深度必须保证电解质陶瓷管4的完好，即不对电解质陶瓷管4造成新的损伤。
正极含硫碳毡分离步骤：因为正极含硫碳毡6与电解质陶瓷管4也存在相互粘结的问题，沿着包覆电解质陶瓷管4的两片半圆柱形的正极含硫碳毡6与电解质陶瓷管4之间的接触面，将电解质陶瓷管4与正极含硫碳毡分离6分离。
负极分离步骤：因电解质陶瓷管4内部的储钠管5与电解质陶瓷管4间有固态钠凝结，为了分离储钠管5和电解质陶瓷管4，将电解质陶瓷管4连同储钠管5一并放入直立加热设备200中加热至100℃～200℃，待金属钠熔化后，取出储钠管5。
钠回收步骤：倒置电解质陶瓷管4回收其中的金属钠。
按照上述的故障钠硫电池拆解方法，将故障钠硫电池的各部件依次拆解后，可直观的对钠硫电池内部的情况进行分析。
本发明的一种故障钠硫电池拆解方法，有助于安全地对故障的钠硫电池，尤其是电解质陶瓷管4破损的钠硫电池进行拆解，防止拆解过程中危险的产生。此外，此方法也有助于回收钠硫电池的不锈钢、电解质陶瓷管等部件以及金属钠。
本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。

Claims (3)

1.一种故障钠硫电池拆解方法，包括正极极耳拆除步骤，上封金属环和负极端盖分离步骤、外壳与弹性结构分离步骤、外壳与底盖分离步骤、外壳切割步骤、正极含硫碳毡分离步骤、负极分离步骤和钠回收步骤；
外壳切割步骤中，先在外壳的径向两侧沿所述钠硫电池的轴向，从上至下割穿所述外壳，各留下一条切割缝，并在两条所述切割缝处使所述外壳和所述正极含硫碳毡沿着圆周方向分离，从而将所述外壳去除；
所述正极含硫碳毡分离步骤中，沿着包覆电解质陶瓷管的两片半圆柱形的所述正极含硫碳毡与所述电解质陶瓷管之间的接触面，将所述电解质陶瓷管与所述正极含硫碳毡分离；
负极分离步骤：将所述电解质陶瓷管连同储钠管一并放入直立加热设备中加热至100℃～200℃，待金属钠熔化后，取出储钠管；
钠回收步骤：回收电解质陶瓷管中的液态钠，
上述切割的深度是以确保电解质陶瓷管不受到损伤为准的深度。
2.根据权利要求1所述的一种故障钠硫电池拆解方法，其特征在于：上封金属环和负极端盖分离步骤、外壳与弹性结构分离步骤、外壳与底盖分离步骤中，对应割穿负极端盖与上封金属环之间的焊接部位，所述外壳与弹性结构之间的焊接部位，以及所述外壳与底盖之间的焊接的部位。
3.根据权利要求2所述的一种故障钠硫电池拆解方法，其特征在于：上封金属环和负极端盖分离步骤中，在所述负极端盖与所述上封金属环之间的焊接部位处涂抹石蜡油。
CN201410718466.5A 2014-12-01 2014-12-01 一种故障钠硫电池拆解方法 Active CN104466290B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410718466.5A CN104466290B (zh) 2014-12-01 2014-12-01 一种故障钠硫电池拆解方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410718466.5A CN104466290B (zh) 2014-12-01 2014-12-01 一种故障钠硫电池拆解方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104466290A CN104466290A (zh) 2015-03-25
CN104466290B true CN104466290B (zh) 2016-06-15

Family

ID=52911954

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410718466.5A Active CN104466290B (zh) 2014-12-01 2014-12-01 一种故障钠硫电池拆解方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104466290B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105811039B (zh) * 2016-05-09 2018-06-05 上海电气钠硫储能技术有限公司 一种钠硫电池回收方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3946751A (en) * 1975-02-18 1976-03-30 General Electric Company Cell casing with a hermetic mechanical seal and a hermetically sealed sodium-sulfur cell
CN102610867A (zh) * 2011-01-20 2012-07-25 中国科学院上海硅酸盐研究所 一种封闭式结构的钠硫电池
CN103107293A (zh) * 2011-11-15 2013-05-15 通用电气公司 电化学电池、壳体及其制造方法
CN103199318A (zh) * 2013-03-07 2013-07-10 上海电气钠硫储能技术有限公司 一种废旧钠硫电池的拆解处理方法
CN103500855A (zh) * 2013-10-17 2014-01-08 上海电气钠硫储能技术有限公司 一种钠硫电池

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4703989B2 (ja) * 2004-08-31 2011-06-15 野村興産株式会社 Ｎａｓ電池の解体方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3946751A (en) * 1975-02-18 1976-03-30 General Electric Company Cell casing with a hermetic mechanical seal and a hermetically sealed sodium-sulfur cell
CN102610867A (zh) * 2011-01-20 2012-07-25 中国科学院上海硅酸盐研究所 一种封闭式结构的钠硫电池
CN103107293A (zh) * 2011-11-15 2013-05-15 通用电气公司 电化学电池、壳体及其制造方法
CN103199318A (zh) * 2013-03-07 2013-07-10 上海电气钠硫储能技术有限公司 一种废旧钠硫电池的拆解处理方法
CN103500855A (zh) * 2013-10-17 2014-01-08 上海电气钠硫储能技术有限公司 一种钠硫电池

Also Published As

Publication number Publication date
CN104466290A (zh) 2015-03-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101904587B1 (ko) 전지셀 및 그의 제조방법
EP2500959B1 (en) Secondary battery
CN104254934B (zh) 包括集成阳极导线和阴极导线的二次电池及其制造方法
JP4378657B2 (ja) 電池および電源装置
CN104285314A (zh) 二次电池和用于制造二次电池的方法
JP2016531405A (ja) 二次電池の電極タップ溶接方法及びこれを用いて製造された電極組立体
WO2013013592A1 (zh) 一种圆柱型锂离子动力电池
CN104505482A (zh) 一种具有保护功能的新型锂离子电池及其制备工艺
KR101147791B1 (ko) 벤트홀을 구비하는 이차전지
CN104466290B (zh) 一种故障钠硫电池拆解方法
CN103401015B (zh) 锂离子二次电池及其制造方法
CN108630880A (zh) 方形二次电池
JP4703989B2 (ja) Ｎａｓ電池の解体方法
KR20130033716A (ko) 원통형 이차전지 캔의 안전 벤트
US20140193698A1 (en) Electrochemical cell, cell case and method for making same
CN114614101A (zh) 圆柱电池的制造方法
CN103199318A (zh) 一种废旧钠硫电池的拆解处理方法
CN105811039B (zh) 一种钠硫电池回收方法
CN202423414U (zh) 钠硫电池用绝缘环
CN102637841A (zh) 防爆阀片生产方法、锂离子电池及其防爆盖板
KR101464539B1 (ko) 안전성이 우수한 리튬 전지
KR20110051554A (ko) 이차 전지의 절연장치
CN202534703U (zh) 钠硫电池
CN206422139U (zh) 一种用于软包电芯极耳与盖板的连接件连及连接结构
CN104577014A (zh) 分离器

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20200903

Address after: Room 1201, no.1346 Gonghe Xin Road, Jing'an District, Shanghai 200070

Patentee after: Shanghai Electric Enterprise Development Co., Ltd

Address before: 201815 Shanghai Jiading District City Jia Zhu Road No. 1997

Patentee before: SHANGHAI ELECTRIC SODIUM SULFUR ENERGY STORAGE TECHNOLOGY Co.,Ltd.

TR01 Transfer of patent right