CN104505526B - 一种液态金属电池及液态金属电池千瓦级模组 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种液态金属电池及液态金属电池千瓦级模组，该液态金属电池的正负极从电池壳体的侧壁上引出。该千瓦级模组由若干依次串联在一起的电池模组构成，电池模组由电池模组内芯及其外部包裹的保温层构成，电池模组内芯由加热隔板和其上放置的若干液态金属电池为重复单元层叠堆垛构成，电池模组内芯中的所有液态金属电池依次串联在一起。本发明的电池结构便于电池之间的单层连接，最大幅度的缩小电池间的连接距离，节省空间，能将电池间的连接电阻降到最小，最大幅度地减小能量在电池模组内部的损耗，提升电池模组的能量转换效率。本发明填补了液态金属电池千瓦级模组设计的空白，能够大幅推动液态金属化电池的商业化进程。

Description

一种液态金属电池及液态金属电池千瓦级模组

技术领域

本发明属于电化学储能电池领域，具体涉及一种液态金属电池及液态金属电池千瓦级模组。

背景技术

随着我国经济的快速发展，传统化石能源日益匮乏，生态环境的负荷也越来越重，新能源产业发展的重要性日益凸显；在调整能源结构和增加能源产出的同时，提高现有能源产出的利用率和品质的重要性显而易见。近些年来，我国光伏产业和风电产业发展极为迅速，尤其是风力发电装机量连年保持翻番增长，但风电、光电等新能源发电自身所固有的间歇性、不连续性和不稳定性等特征，使得新能源产业空有庞大的装机量却只有极少部分的发电量可以并网利用；另外，随着智能电网时代的到来，电力系统正在从传统型向清洁、高效、智能型转变，如何有效地消除减轻昼夜间电网峰谷差，平滑负荷，以“微电网”的形式实现产能与负载同时调节，提高电力设备运行效率，降低供电成本，已经成为各个国家构建智能电网的核心内容。而不论是上述的可再生能源不稳定性的消除，以实现真正地并网发电，还是减轻昼夜间电网峰谷差，平滑负荷，都需要有大规模、低成本的储能技术作为支撑。大容量的储能技术主要分为化学储能(如锂离子电池、钠硫电池、液流电池等)、物理储能(如抽水蓄能、压缩空气储能、飞轮储能等)和电磁储能(如超导储能、超级电容器等)三大类；其中化学储能(电池技术)由于具有能量转换效率高、对环境要求低和容量易拓展等优点已经成为未来智能电网中大规模储能技术的首选。

作为一种较新的电池储能技术，液态金属电池的概念于2007年由美国麻省理工学院教授D.R.Sadoway提出，是一种专门用于大规模电力系统储能的新型电池，此全液态金属电池在高温下，两电极均为液态金属，电解质为熔融态无机盐，电极与电解质由于密度不同且互不混溶而自然分层，电解质自然将两液态金属电极隔开。(Bradwell D J,Kim H,Sirk A H C,et al.Magnesium–AntimonyLiquid Metal Battery for Stationary Energy Storage[J].Journal of the AmericanChemical Society,2012,134(4):1895-1897.)

目前，单体液态金属电池在实验室的研究已经取得了巨大的进展，但距离真正商业化还有很多技术难题尚未解决，如在其商业化进程中，最重要的关于电池模组设计的研究就非常欠缺。

首先，液态金属电池需要在高温(300℃～700℃)下运行，电池模组的设计必须考虑整个电池模组的保温和加热问题；其次，由于液态金属电池电压一般在1V以下，电流密度非常大，通常在0.4A/cm²以上，所以模组内电池与电池之间连接产生的欧姆阻抗对电池模组的性能影响非常大，需要考虑模组内各个单体电池之间的连接问题；最后，由于液态金属电池独特的电池结构，堆垛方式的选择很关键，如何节省空间、保证结构强度和高效换热，这些都决定着电池模组的运行性能和寿命。

发明内容

本发明的目的在于提供一种液态金属电池及液态金属电池千瓦级模组，具有高效的电池间连接方式，能够节省空间，提高电池的能量转换效率。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种液态金属电池，包括金属材质的方形电池壳体，方形电池壳体内从下到上依次设置有正极材料、电解质和电流收集器；其中电流收集器包括吸附有负极材料的金属多孔材料、固定在金属多孔材料上方的带有若干通孔的金属孔板、以及固定在金属孔板上方的负极金属电流引出杆；金属多孔材料的底部浸入在电解质内，方形电池壳体的侧壁上开设有孔，孔上设有密封绝缘陶瓷件，负极金属电流引出杆的自由端伸出孔外，并由密封绝缘陶瓷件将其紧固在方形电池壳体的侧壁上，且负极金属电流引出杆的自由端和方形电池壳体的侧壁通过密封绝缘陶瓷件密封并互相绝缘；方形电池壳体的侧壁上还设有正极电流引出端，正极电流引出端与负极金属电流引出杆自由端的尺寸相同，并且两者位于方形电池壳体的不同侧壁的同一高度上，正极电流引出端和负极金属电流引出杆的自由端分别为液态金属电池的正极和负极。

所述的正极电流引出端与负极金属电流引出杆同轴设置。

所述的负极金属电流引出杆的自由端的顶部设有第一斜面，正极电流引出端的顶部设有与第一斜面相配合的第二斜面。

所述的负极金属电流引出杆的自由端上设有第一外螺纹，正极电流引出端上设有第二外螺纹，第一外螺纹和第二外螺纹除旋向相反外其余参数均相同。

液态金属电池千瓦级模组，由若干依次串联在一起的电池模组构成，其中每个电池模组包括若干加热隔板，每个加热隔板上放置若干液态金属电池，以每个加热隔板和其上放置的液态金属电池为重复单元，由若干重复单元层叠堆垛形成电池模组内芯，在电池模组内芯的外部包裹密闭的保温层，从而构成电池模组，并且保温层的侧壁上设有引线接口和电源接口，加热隔板通过导线与电源接口相连，电池模组内芯中的所有液态金属电池依次串联在一起，串联后所有液态金属电池中剩余的一个正极与引线接口的正极相连，剩余的一个负极与引线接口的负极相连。

当相邻两个液态金属电池的正极和负极临近时，直接通过螺母将正、负极相连，螺母内设有与负极上的第一外螺纹及正极上的第二外螺纹相匹配的内螺纹；当相邻两个液态金属电池的正极和负极之间有间距时，利用金属连杆配合螺母将正、负极相连，其中金属连杆的两端分别与液态金属电池的正、负极结构相同，通过螺母将金属连杆中与负极结构相同的一端与液态金属电池的正极相连，另一端与负极相连。

保温层与电池模组内芯之间的密闭空间内充有氮气或惰性气体。

所述保温层的厚度h通过式(1)计算得到，

$h=\frac{Q}{K\·S\·\mathrm{\Δ}t}---\left(1\right)$

其中K为保温层的导热系数，S为保温层面积，Δt为电池模组内部的工作温度和外部环境温度的温差，Q为电池模组稳定运行期间由于电池模组的欧姆电阻引起的产热量。

所述保温层为岩棉制品或石棉制品。

相邻两层加热隔板之间设有若干支撑杆，加热隔板内均匀分布有加热元件。

相对于现有技术，本发明的有益效果为：

本发明提供的液态金属电池，将液态金属电池的正负极从其壳体的侧壁引出，便于电池之间的单层连接，最大幅度的缩小电池与电池之间的连接距离，节省空间，而且能够将电池与电池之间的连接电阻降到最小，最大幅度地减小能量在电池间连接时的内部的损耗，提升电池的能量转换效率。

本发明提供的液态金属电池千瓦级模组，由单层的液态金属电池和加热隔板作为重复结构堆垛形成电池模组内芯，形成多层加热、单层支撑的内部结构。由于液态金属电池的正负极从其壳体的侧壁引出，便于相邻电池之间的单层连接，最大幅度的缩小电池与电池之间的连接距离，节省空间，而且能够将电池与电池之间的连接电阻降到最小，最大幅度地减小能量在电池模组内部的损耗，提升电池模组的能量转换效率。而且在电池模组中，单层液态金属电池位于具有加热功能的加热隔板上，加热隔板具有足够的物理强度来支撑液态金属电池，由于每一个液态金属电池都会与加热隔板直接接触，加热隔板产生的热量可以直接以热传导的方式和电池进行换热，这使得电池模组在工作启动时可以迅速升温至工作温度，对整个电池模组来说，热惯性小，启动迅速。另外保温层的设计能够为电池提供稳定的工作环境，显著提升了单体液态金属电池的安全性。本发明提供的液态金属电池千瓦级模组有着极高的能量转换效率，该设计填补了液态金属电池千瓦级模组设计的空白，能够大幅推动液态金属化电池的商业化进程。

进一步的，本发明中在液态金属电池的正负极上设置旋向相反的螺纹，并在正负极的顶端设置相互配合的斜面，这样在用螺母进行正负极的连接时，转动螺母使正负极同时进入螺母且相互靠近，当正负极的顶端在螺母内紧密接触时，由于接触的端面为有一定倾角的斜面，随着螺母被拧紧，第一斜面和第二斜面间产生极大地压力，使得正负极和螺母三者紧密连接，将电池的连接欧姆内阻降到最小。

进一步的，本发明中在保温层内充入氮气或惰性气体对电池模组内芯进行保护，既在长时间的高温运行环境下保护电池连接触点不被氧化，又防止电池出现漏液等情况下活泼的负极材料与空气发生反应而引起的安全问题，提高了电池模组的安全性及使用寿命。

进一步的，本发明中通过计算保温层厚度，可实现电池模组稳定工作时无外部热源提供热量的自热过程。电池模组正常工作时需要维持恒定的工作温度，而电池正常工作时由于内阻的存在，本身就会产生热量，尤其像液态金属电池这种具有大电流工作能力的电池，在充放电过程中会不断地释放热量。正常工作时，当电池模组的散热量足够小，刚好和电池充放电产生的热量相同时，整个系统达到温度恒定的稳定状态。测量电池模组的总内阻，并确定电池模组的额定输出电流，即可确定出电池组在正常工作时的产热量，将得到的产热量即可作为电池模组在电池正常工作时的散热量，据此调整保温层的厚度或者选取具有不同绝热系数的保温材料都可以实现电池模组的自热。

附图说明

图1为单体液态金属电池的结构示意图；

图2为单体液态金属电池的外形示意图；

图3为单体电池之间的连接方式示意图；

图4为液态金属电池单层堆垛单层加热的结构示意图；

图5为1.2KW液态金属电池模组内单层连接示意图；

图6为1.2KW液态金属电池模组内层间连接示意图；

图7为1.2KW液态金属电池模组整体结构示意图；

图8为1.2KW液态金属电池模组运行容量性能曲线。

图9为1.2KW液态金属电池模组运行功率性能曲线。

其中：1为方形电池壳体，2为密封绝缘陶瓷件，3为负极金属电流引出杆，4为金属孔板，5为金属多孔材料，6为电解质，7为正极材料，8为正极电流引出端，9为螺母，10为加热隔板，11为液态金属电池，12为金属连杆，13为保温层，14为引线接口，15为电源接口。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

参见图1-2，本发明提供的液态金属电池，包括金属材质的方形电池壳体1，方形电池壳体1内从下到上依次设置有正极材料7、电解质6和电流收集器；其中电流收集器包括吸附有负极材料的金属多孔材料5、固定在金属多孔材料5上方的带有若干通孔的金属孔板4、以及固定在金属孔板4上方的负极金属电流引出杆3；金属多孔材料5的底部浸入在电解质6内，方形电池壳体1的侧壁上开设有孔，孔上设有密封绝缘陶瓷件2，负极金属电流引出杆3的自由端伸出孔外，并由密封绝缘陶瓷件2将其紧固在方形电池壳体1的侧壁上，且负极金属电流引出杆3的自由端和方形电池壳体1的侧壁通过密封绝缘陶瓷件2密封并互相绝缘；方形电池壳体1的侧壁上还设有正极电流引出端8，正极电流引出端8与方形电池壳体1连为一体，正极电流引出端8与负极金属电流引出杆3自由端的尺寸相同，并且两者位于方形电池壳体1的相对两个侧壁的同一高度同一轴线上，正极电流引出端8和负极金属电流引出杆3的自由端分别为液态金属电池的正极和负极。且负极金属电流引出杆3的自由端的顶部设有第一斜面，正极电流引出端8的顶部设有与第一斜面相配合的第二斜面。负极金属电流引出杆3的自由端上设有第一外螺纹，正极电流引出端8上设有第二外螺纹，第一外螺纹和第二外螺纹除旋向相反外其余参数均相同。

参见图3-7，本发明提供的液态金属电池千瓦级模组，由若干依次串联在一起的电池模组构成，其中每个电池模组包括若干加热隔板10，每个加热隔板10上放置若干液态金属电池11，以每个加热隔板10和其上放置的液态金属电池11为重复单元，由若干重复单元层叠堆垛形成电池模组内芯，相邻两层加热隔板10之间设有若干支撑杆，加热隔板10内均匀分布有加热元件，在电池模组内芯的外部包裹密闭的保温层13，从而构成电池模组，保温层为岩棉制品(保温系数为0.035～0.038，0℃)或石棉制品(如粉、砖、绒、板等，保温系数为0.1左右，20℃)，保温层13与电池模组内芯之间的密闭空间内充有氮气或惰性气体，保温层13的侧壁上设有引线接口14和电源接口15，加热隔板10通过导线与电源接口15相连，电池模组内芯中的所有液态金属电池11依次串联在一起，串联后所有液态金属电池中剩余的一个正极与引线接口14的正极相连，剩余的一个负极与引线接口14的负极相连。

当相邻两个液态金属电池11的正极和负极临近时，直接通过螺母9将正、负极相连，螺母内设有与负极上的第一外螺纹及正极上的第二外螺纹相匹配的内螺纹；当相邻两个液态金属电池11的正极和负极之间有间距时，利用金属连杆12配合螺母9将正、负极相连，其中金属连杆12的两端分别与液态金属电池11的正、负极结构相同，通过螺母9将金属连杆12中与负极结构相同的一端与液态金属电池11的正极相连，另一端与负极相连。

负极金属电流引出杆顶端有小角度(约30～45°)的倾斜面，正极电流引出端的顶端也有相同倾角的、与负极金属电流引出杆配合的倾斜面。考虑到液态金属电池较低的电压(小于1V)，将负极金属电流引出杆从电池侧面引出可以实现各个单体电池之间电极的直接接触，消除各个电极之间连线带来的电压降；另一方面，电池在高温环境下运行，大多数连接材料(如铜)在接触式连接的触点都会出现一定程度的氧化，随着运行时间增加，连接电阻会逐渐增大，影响整个电池模组的能量效率水平，而电极从侧边引出，连接时直接接触，消除了额外的接线触点，避免了连线触点因氧化带来内阻升高的问题。

如图3所示，正负极引出端带有相同参数但旋向相反的细牙螺纹，为保证正负极引出端和螺母紧密接触，正负极引出端为具有相同倾角，且方向相反的倾斜面结构；连接件为与正负极引出端外螺纹配合的具有细牙内螺纹的螺母，连接时转动螺母正负极引出端同时进入螺母且相互靠近，正负极引出端在螺母间紧密接触时，由于接触的端面有一定的倾角，随着螺母被拧紧，正负极引出端在螺母的内部两个侧面产生极大的压力，使得正负极引出端和螺母三者紧密连接，将欧姆内阻降到最小。

在电池模组内部充入氩气等保护气，可以在长时间的高温运行环境下保证电池之间的连接触点不被氧化，依然保有良好的欧姆接触；另外，由于液态金属电池的负极材料一般为碱金属或碱土金属，一旦电池外壳出现破损等情况，负极材料会与空气发生剧烈反应，引起安全问题，充入保护气可以提高电池模组的安全性能。

如图4所示，电池模组中，单层电池位于具有加热功能的隔板上，以单层电池和隔板为重复单元组成多层加热，单层支撑的内部结构。隔板具有足够的物理强度来支撑电池，并且加热部件均匀分布于隔板内部用于加热电池。由于每一个电池都会与隔板直接接触，加热元件产生的热量可以直接以热传导的方式和电池进行换热，这使得电池模组在工作启动时可以迅速升温至工作温度，对整个电池模组来说，热惯性小，启动迅速。

热量计算。记整个电池模组内欧姆阻抗为R(包含电池内阻和电池间连接电阻)，额定电流为I，电池稳定运行期间由于模组的欧姆电阻引起的产热量记为Q，显然地，Q＝IR。假定电池模组选用的保温材料导热系数为K，则保温层厚度h通过式(1)计算得到，

$h=\frac{Q}{K\·S\·\mathrm{\Δ}t}---\left(1\right)$

其中Δt为电池模组内部的工作温度和外部环境温度之差，S为保温层面积。通过以上计算即可确定出保温层厚度，从而实现电池模组稳定工作时无外部热源提供热量的自热过程。

本发明提供的液态金属电池千瓦级模组在安装及使用时，将电池放在加热隔板上，串联好每层加热隔板上的电池，然后将加热隔板连同电池堆垛好，串联好相邻层间的电池，测试电池模组内阻从而选择保温层材质并计算出保温层厚度，将连接好的电池模组放入保温层内，将剩余的正负极连接到保温层上的引线接口上，将加热隔板与电源接口相连，再向保温层内充入保护气体并密封。将相邻的电池模组的引线接口连接起来，将总的电力输出接口连接到用户，然后向整个千瓦级模组供电，使加热隔板加热至电池工作温度，使电池模组慢慢进入正常工作状态，然后断电，电池模组可维持自热式工作模式向外供电。

为了验证此千瓦级模组装置的具体实用性能，申请人组装了1.2KW的液态金属电池模组。采用额定输出电流100A、输出电压0.6-0.7V的单体液态金属电池20个，以全串联方式进行连接，每层四个，共五层的堆垛方式。此电池模组额定输出电流为100A，额定输出电压为12V，可以按50个一组组成60KW电池组单元，20个60KW电池组单元组成1.2MW可直接用于电网储能的储能系统。本发明中1.2kw液态金属电池模组的具体参数为：升温时间30-60分钟，加热功率2000-3500W，采用保温材料为岩棉制品(保温系数0.035～0.038，20℃)，保温层平均厚度为80～120mm，若采用石棉制品(如粉、砖、绒、板等，保温系数为0.1左右，20℃)保温层平均厚度为250～300mm。如图5、6、7所示，分别为1.2KW液态金属电池模组内单层连接示意图、层间连接示意图和整体结构示意图。图8和图9显示了此液态金属电池模组的运行性能情况，在经历30个循环之后，模组的能量转换效率达到了85％左右，库伦效率在99％以上，放电容量没有任何衰减，这样稳定的实验数据证明了此装置设计的成功，说明了采用此装置结构的千瓦级液态金属电池模组有着非常稳定的运行性能。

本发明提供的液态金属电池千瓦级模组具有以下几个重要改进点，同时也是其优点所在，具体为：

1、由于液态金属电池需要在高温下(300℃～700℃)运行，在电池模组开始工作时需要将电池模组从室温加热到工作温度，电池模组正常工作时需要维持恒定的工作温度，而电池正常工作时由于内阻的存在，本身就会产生热量，尤其像液态金属电池这种具有大电流工作能力的电池，在充放电过程中会不断地释放热量。在激活电池组时迅速升温，并在电池组正常工作过程中维持温度恒定，一般情况下需要有专门的温度测量和调节系统。正常工作时，当电池模组的散热量足够小，刚好和电池充放电产生的热量相同时，整个系统达到温度恒定的稳定状态。测量电池模组的总内阻，并确定电池模组的额定输出电流，即可确定出电池组在正常工作时的产热量，本电池模组设计要求电池组在正常工作时的完全自热，类似于精练铝的过程中的自热过程。于是，以上得到的产热量即可作为电池模组在电池正常工作时的散热量，据此调整保温层的厚度或者选取具有不同绝热系数的保温材料都可以实现。

2、将单体电池的电极从电池侧面引出，并设计了连接结构，将电池与电池之间的连接电阻降到了最小，最大幅度地减小了能量在电池模组内部的损耗，提升了能量效率。将单体电池的负极从侧边引出，正极位于相对电池侧面的同样位置，便于电池之间的单层连接，最大幅度的缩小电池与电池之间的连接距离。具体的连接细节如图3所示，正负极引出端带有相同参数但旋向相反的细牙螺纹，为保证正负极引出端和螺母紧密接触，将正负极引出端设计为具有相同倾角，且方向相反的结构；连接件为与正负极引出端外螺纹配合的具有细牙内螺纹的螺母，连接时转动螺母正负极引出端同时进入螺母且相互靠近，正负极引出端在螺母间紧密接触时，由于接触的端面有一定的倾角，随着螺母被拧紧，正负极引出端在螺母的内部两个侧面产生极大地压力，使得正负极引出端和螺母三者紧密连接，将欧姆内阻降到最小(可降至0.05mΩ以下)。

3、电池模组中，单层电池位于具有加热功能的隔板上，以单层电池和隔板为重复单元组成多层加热，单层支撑的内部结构。隔板具有足够的物理强度来支撑电池，并且加热部件均匀分布于隔板内部用于加热电池。由于每一个电池都会与隔板直接接触，加热元件产生的热量可以直接以热传导的方式和电池进行换热，这使得电池模组在工作启动时可以迅速升温至工作温度，对整个电池模组来说，热惯性小，启动迅速。

4、在模组内部充入保护气，既保护电池连接触点不被氧化又防止电池出现漏液等情况下活泼的负极材料与空气发生反应，提高电池模组的安全性。

Claims (9)

1.一种液态金属电池，其特征在于：包括金属材质的方形电池壳体(1)，方形电池壳体(1)内从下到上依次设置有正极材料(7)、电解质(6)和电流收集器；其中电流收集器包括吸附有负极材料的金属多孔材料(5)、固定在金属多孔材料(5)上方的带有若干通孔的金属孔板(4)、以及固定在金属孔板(4)上方的负极金属电流引出杆(3)；金属多孔材料(5)的底部浸入在电解质(6)内，方形电池壳体(1)的侧壁上开设有孔，孔上设有密封绝缘陶瓷件(2)，负极金属电流引出杆(3)的自由端伸出孔外，并由密封绝缘陶瓷件(2)将其紧固在方形电池壳体(1)的侧壁上，且负极金属电流引出杆(3)的自由端和方形电池壳体(1)的侧壁通过密封绝缘陶瓷件(2)密封并互相绝缘；方形电池壳体(1)的侧壁上还设有正极电流引出端(8)，正极电流引出端(8)与负极金属电流引出杆(3)自由端的尺寸相同，并且两者位于方形电池壳体(1)的不同侧壁的同一高度上，正极电流引出端(8)和负极金属电流引出杆(3)的自由端分别为液态金属电池的正极和负极，且负极金属电流引出杆(3)的自由端的顶部设有第一斜面，正极电流引出端(8)的顶部设有与第一斜面相配合的第二斜面。

2.根据权利要求1所述的液态金属电池，其特征在于：所述的正极电流引出端(8)与负极金属电流引出杆(3)同轴设置。

3.根据权利要求1所述的液态金属电池，其特征在于：所述的负极金属电流引出杆(3)的自由端上设有第一外螺纹，正极电流引出端(8)上设有第二外螺纹，第一外螺纹和第二外螺纹除旋向相反外其余参数均相同。

4.一种基于权利要求1-3中任意一项所述的液态金属电池的液态金属电池千瓦级模组，其特征在于：由若干依次串联在一起的电池模组构成，其中每个电池模组包括若干加热隔板(10)，每个加热隔板(10)上放置若干液态金属电池(11)，以每个加热隔板(10)和其上放置的液态金属电池(11)为重复单元，由若干重复单元层叠堆垛形成电池模组内芯，在电池模组内芯的外部包裹密闭的保温层(13)，从而构成电池模组，并且保温层(13)的侧壁上设有引线接口(14)和电源接口(15)，加热隔板(10)通过导线与电源接口(15)相连，电池模组内芯中的所有液态金属电池(11)依次串联在一起，串联后所有液态金属电池中剩余的一个正极与引线接口(14)的正极相连，剩余的一个负极与引线接口(14)的负极相连。

5.根据权利要求4所述的液态金属电池千瓦级模组，其特征在于：当相邻两个液态金属电池(11)的正极和负极临近时，直接通过螺母(9)将正、负极相连，螺母内设有与负极上的第一外螺纹及正极上的第二外螺纹相匹配的内螺纹；当相邻两个液态金属电池(11)的正极和负极之间有间距时，利用金属连杆(12)配合螺母(9)将正、负极相连，其中金属连杆(12)的两端分别与液态金属电池(11)的正、负极结构相同，通过螺母(9)将金属连杆(12)中与负极结构相同的一端与液态金属电池(11)的正极相连，另一端与负极相连。

6.根据权利要求4所述的液态金属电池千瓦级模组，其特征在于：保温层(13)与电池模组内芯之间的密闭空间内充有氮气或惰性气体。

7.根据权利要求4所述的液态金属电池千瓦级模组，其特征在于：所述保温层(13)的厚度h通过式(1)计算得到，

$h=\frac{Q}{K\·S\·\mathrm{\Δ}t}---\left(1\right)$

其中K为保温层的导热系数，S为保温层面积，Δt为电池模组内部的工作温度和外部环境温度的温差，Q为电池模组稳定运行期间由于电池模组的欧姆电阻引起的产热量。

8.根据权利要求4或7所述的液态金属电池千瓦级模组，其特征在于：所述保温层(13)为岩棉制品或石棉制品。

9.根据权利要求4所述的液态金属电池千瓦级模组，其特征在于：相邻两层加热隔板(10)之间设有若干支撑杆，加热隔板(10)内均匀分布有加热元件。