CN202423481U - 全密封自动激活式锂硫电池组 - Google Patents

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Abstract

本实用新型的全密封自动激活式锂硫电池组，包括外壳、接线柱、抽充气嘴、锂硫电池单体组合、贮液器、气体发生器、电解液分配槽和激活信号接线柱；所述接线柱、抽充气嘴和激活信号接线柱密封设置在所述外壳上；所述锂硫电池单体组合、贮液器、气体发生器和电解液分配槽设置在所述外壳内；所述气体发生器与所述激活信号接线柱连接；所述贮液器的顶端与所述气体发生器连接，所述贮液器的底端与所述电解液分配槽的一端连接；所述电解液分配槽的另一端与所述锂硫电池单体组合连接；所述接线柱与所述锂硫电池单体组合电连接。

Description

全密封自动激活式锂硫电池组
技术领域
本实用新型属于化学电源技术领域，尤其涉及一种全密封自动激活式锂硫电池组。
背景技术
以单质硫为正极的锂硫电池电化学反应如下：S8+Li→Li2S x (1≤x≤8)→Li2S。按照最终还原反应产物Li2S计算，单质硫的理论比容量是1672mAh/g，金属锂具有理论比容量3860mAh/g，Li/S氧化还原对的理论能量密度高达2600Wh/kg，可见，锂硫电池具有能量密度高的特点。
目前的锂硫电池大多是注液后湿态的电池，这类锂硫电池由于硫放电中间产物溶解的原因导致电池自放电大，充满电后放置一段时间就需要重新充电使用，因此无法满足某些需要长时间存放、即时使用的需要。
为了解决锂硫电池的长期存放问题，将锂硫电池组设计成电解液与干荷电态的正、负极隔离存放，按照外部指令激活后自动加注电解液，从而使电池放电，如中国专利CN201877521U公开的锂硫电池组。但是电池组内部干燥空气的存在会在长期存放的过程中对金属锂电极产生如氧化等不良的影响，进而会影响到电池的贮存寿命，同时，电池内部的压力也会对电解液的注入产生一定的影响。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种全密封自动激活式锂硫电池组，改善贮存条件，减少空气对锂电极的不利影响，延长锂硫电池组的贮存寿命。
为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种全密封自动激活式锂硫电池组，包括外壳、接线柱、抽充气嘴、锂硫电池单体组合、贮液器、气体发生器、电解液分配槽和激活信号接线柱；所述接线柱、抽充气嘴和激活信号接线柱密封设置在所述外壳上；所述锂硫电池单体组合、贮液器、气体发生器和电解液分配槽设置在所述外壳内；所述气体发生器与所述激活信号接线柱连接；所述贮液器的顶端与所述气体发生器连接，所述贮液器的底端与所述电解液分配槽的一端连接；所述电解液分配槽的另一端与所述锂硫电池单体组合连接；所述接线柱与所述锂硫电池单体组合电连接。
上述全密封自动激活式锂硫电池组，其中，所述外壳为全密封结构，呈长方体状。
上述全密封自动激活式锂硫电池组，其中，所述接线柱包括正极接线柱和负极接线柱。
上述全密封自动激活式锂硫电池组，其中，所述贮液器包括壳体和内膜，所述内膜设置在所述壳体内，且边缘与所述壳体的内壁密封相连，电解液盛装在所述内膜与所述壳体下部形成的密封空间内；所述壳体的顶端设有进气口，该进气口与所述气体发生器连接；所述壳体的底端设有出液口，所述出液口位于所述电解液分配槽内，所述出液口上装有活门。
上述全密封自动激活式锂硫电池组，其中，所述活门为密封膜。
上述全密封自动激活式锂硫电池组，其中，所述锂硫电池单体组合包括壳体和设置在所述壳体内的多个锂硫电池单体，所述多个锂硫电池单体以串联方式连接；所述壳体包括多个存放单元和隔板，每两个所述存放单元并排排列，所述隔板设置在并排排列的两个存放单元之间；对于每个存放单元，所述存放单元的顶端设有排气孔，在所述隔板与所述存放单元之间设有注液通道，所述注液通道与所述电解液分配槽连接，所述存放单元靠近注液通道的面板上设有进液孔，该进液孔贯通所述注液通道与所述存放单元的内部。
本实用新型所提出的自动激活式锂硫电池组，外壳采用的是全密封结构，电池内部充有负压的氩气，一方面有利于保护金属锂电极，另一方面电池组壳体内部的负压有利于电池组的快速注液。
附图说明
本实用新型的全密封自动激活式锂硫电池组由以下的实施例及附图给出。
图1是本实用新型的全密封自动激活式锂硫电池组的纵向剖视图。
图2是本实用新型中锂硫电池单体组合的壳体的横向剖视图。
具体实施方式
以下将结合图1～图2对本实用新型的全密封自动激活式锂硫电池组作进一步的详细描述。
参见图1，本实用新型实施例的全密封自动激活式锂硫电池组包括外壳1、接线柱2、抽充气嘴3、锂硫电池单体组合4、贮液器5、气体发生器6、电解液分配槽7和激活信号接线柱10；
所述接线柱2、抽充气嘴3和激活信号接线柱10设置在所述外壳1上；
所述锂硫电池单体组合4、贮液器5、气体发生器6和电解液分配槽7设置在所述外壳1内；
所述气体发生器6与所述激活信号接线柱10连接；
所述贮液器5的顶端与所述气体发生器6连接，所述贮液器5的底端与所述电解液分配槽7的一端连接；
所述电解液分配槽7的另一端与所述锂硫电池单体组合4连接；
所述接线柱2与所述锂硫电池单体组合4电连接。
本实用新型的全密封自动激活式锂硫电池组在外壳上设置抽充气嘴，通过该抽充气嘴可抽走外壳内的空气，并向外壳内充入负压的惰性气体，将抽充气嘴封死后可使外壳内部处于惰性气体环境中，有效避免了空气对锂电极的不利影响，延长了锂硫电池组的贮存寿命。
继续参见图1，所述外壳1为全密封结构，呈长方体状，材质可用2mm不锈钢板，缝隙采用氩弧焊密封。
所述接线柱2采用玻璃烧结密封在所述外壳1上，所述接线柱2采用可伐合金材料制成。所述接线柱2包括正极接线柱+和负极接线柱-。
所述激活信号接线柱10采用玻璃烧结密封在所述外壳1的顶部，所述激活信号接线柱10采用可伐合金材料制成。
所述抽充气嘴3采用氩弧焊焊接在所述外壳1的顶部，与所述外壳1密封连接。利用该抽充气嘴3将所述外壳1内部的空气抽出，然后充入-0.07MPa~-0.03MPa惰性气体，如氩气，反复3次，再用特殊工装将所述抽充气嘴3封死并切断，断面用激光焊密封。
所述贮液器5用于储存电解液，其包括壳体51和内膜52，所述内膜52设置在所述壳体51内，且边缘与所述壳体51的内壁密封相连，可翻转，所述内膜52用于隔离电解液与气体发生器6，因此，电解液盛装在所述内膜52与壳体51下部形成的密封空间内，当所述贮液器5内盛满电解液时，所述内膜52紧贴所述壳体51上部的内壁；所述壳体51的顶端设有进气口，该进气口与所述气体发生器6连接，通过该进气口可以输入高压气体；所述壳体51的底端设有出液口，所述出液口上装有活门53，本实施例中，所述活门53是一层可以击破的密封膜，该密封膜的面积应完全覆盖出液口，该密封膜的厚度与电解液容量以及出液口的面积有关，需保证在电解液重力作用下及环境负压作用下，该密封膜不会破裂。
较佳地，所述贮液器5的壳体51采用金属材料制成，例如，不锈钢、钛合金、铝合金等；所述内膜52的材质为耐有机溶剂腐蚀的塑料材质；所述密封膜的材质优选圆形铝箔。
所述电解液分配槽7与所述贮液器5的壳体51的底端密封连接，所述出液口位于该电解液分配槽7内，所述贮液器5内的电解液可通过所述出液口流入所述电解液分配槽7内。
所述锂硫电池单体组合4固定安装在所述外壳1内的下部，该锂硫电池单体组合4包括壳体41和设置在所述壳体41内的多个锂硫电池单体42，所述多个锂硫电池单体42以串联方式连接。
参见图2，本实施例中，所述锂硫电池单体组合4包括14只16Ah锂硫电池单体42，所述壳体41包括14个用于存放锂硫电池单体42的存放单元43和隔板44，每两个所述存放单元43并排排列，所述隔板44设置在并排排列的两个存放单元43之间。
继续参见图1，对于每个存放单元43，所述存放单元43的顶端设有排气孔9，所述排气孔9用于排出所述存放单元43内的空气，从所述抽充气嘴3输入的惰性气体也通过该排气孔9充入所述存放单元43内，在所述隔板44与所述存放单元43之间设有注液通道8，所述注液通道8与所述电解液分配槽7连接，所述存放单元43靠近注液通道8的面板上设有进液孔45，该进液孔45贯通所述注液通道8与所述存放单元43的内部。
所述锂硫电池单体组合4的壳体41可采用金属、有机玻璃或者塑料材质。
所述锂硫电池单体42包括，正极、负极、隔膜、外壳等，正极可用硫粉添加导电碳黑及粘结剂通过涂覆的方式涂于铝箔或铝网等集流体上制得，负极为金属锂箔电极，隔膜为多孔聚丙烯材质。多个所述锂硫电池单体42串联后与所述接线柱2连接，所述锂硫电池单体42须在低露点干燥房中按照一般电池叠片或卷绕方式装配。
本实用新型的全密封自动激活式锂硫电池组在贮存时，电解液装于所述贮液器5的壳体51的下部与所述内膜52之间，当工作需要时，外部信号通过所述激活信号接线柱10激发所述气体发生器6，所述气体发生器6产生高压工作气体推动所述内膜52翻转，同时电解液冲破所述活门密封膜流入所述电解液分配槽7，再由所述电解液分配槽7流入所述注液通道8进入所述存放单元43的内部，电池组开始放电。

Claims (6)

1.一种全密封自动激活式锂硫电池组，其特征在于，包括外壳、接线柱、抽充气嘴、锂硫电池单体组合、贮液器、气体发生器、电解液分配槽和激活信号接线柱；
所述接线柱、抽充气嘴和激活信号接线柱密封设置在所述外壳上；
所述锂硫电池单体组合、贮液器、气体发生器和电解液分配槽设置在所述外壳内；
所述气体发生器与所述激活信号接线柱连接；
所述贮液器的顶端与所述气体发生器连接，所述贮液器的底端与所述电解液分配槽的一端连接；
所述电解液分配槽的另一端与所述锂硫电池单体组合连接；
所述接线柱与所述锂硫电池单体组合电连接。
2.如权利要求1所述的全密封自动激活式锂硫电池组，其特征在于，所述外壳为全密封结构，呈长方体状。
3.如权利要求1所述的全密封自动激活式锂硫电池组，其特征在于，所述接线柱包括正极接线柱和负极接线柱。
4.如权利要求1所述的全密封自动激活式锂硫电池组，其特征在于，所述贮液器包括壳体和内膜，所述内膜设置在所述壳体内，且边缘与所述壳体的内壁密封相连，电解液盛装在所述内膜与所述壳体下部形成的密封空间内；所述壳体的顶端设有进气口，该进气口与所述气体发生器连接；所述壳体的底端设有出液口，所述出液口位于所述电解液分配槽内，所述出液口上装有活门。
5.如权利要求4所述的全密封自动激活式锂硫电池组，其特征在于，所述活门为密封膜。
6.如权利要求1所述的全密封自动激活式锂硫电池组，其特征在于，所述锂硫电池单体组合包括壳体和设置在所述壳体内的多个锂硫电池单体，所述多个锂硫电池单体以串联方式连接；所述壳体包括多个存放单元和隔板，每两个所述存放单元并排排列，所述隔板设置在并排排列的两个存放单元之间；对于每个存放单元，所述存放单元的顶端设有排气孔，在所述隔板与所述存放单元之间设有注液通道，所述注液通道与所述电解液分配槽连接，所述存放单元靠近注液通道的面板上设有进液孔，该进液孔贯通所述注液通道与所述存放单元的内部。
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