一种基于提升单管钠硫电池性能的储能装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术的一种基于提升单管钠硫电池性能的储能装置，包括密封设置的管状金属外壳，金属外壳内设置陶瓷管，陶瓷管与金属外壳的内壁之间充填液体钠，阳电极棒插入陶瓷管内，陶瓷管内充填液体硫，陶瓷管的底部设置用于承托陶瓷管的底托；其中，所述阳电极棒上包裹碳毡网，同时陶瓷管内壁上也设置碳毡网，形成双层碳毡结构。本实用新型专利技术在原有技术的基础上实现双层“碳毡”结构，采用硫与“石墨烯”材料混合应用，以及石墨烯材料在钠硫电池中的应用，具体优点如下：1)导热传递快捷，缩短了预“热”时间，降低能耗，“热”管理系统得到了改善。2)电荷的收集能力增强，电池装置比能量、能量密度得到提高，性能大大提升。性能大大提升。性能大大提升。

An energy storage device based on improving the performance of single tube sodium sulfur battery

【技术实现步骤摘要】
一种基于提升单管钠硫电池性能的储能装置


[0001]本技术涉及化学储能
，具体涉及一种基于提升单管钠硫电池性能的储能装置。

技术介绍

[0002]公开号CN201829579U的基于提升单管钠硫电池性能的储能装置，在启动时要求加热至一定的温度区间方能工作，加热的过程要通过四种不同材料进行传导（金属外壳、钠、固体电解质（b(b
²
)
‑
Al2O3）管、硫），实现正常工作需要很长的预热时间和时间间隔。
[0003]具体的说，CN201829579U的基于提升单管钠硫电池性能的储能装置存在以下问题：
[0004]（1）如图1的4碳毡技术设计功能只是对图1的阳极棒7进行包裹，不能到达设计要求，如图1的陶瓷管2内没有达到热传导和电荷收集面积狭小，功能不能得到应有的释放。需要扩大有效面积和提高导热性能。
[0005]（2）原“碳毡”如图1的碳毡4结构设计存在缺陷，陶瓷管内壁在产生化学反应时释放电荷的密集度比如图1的阳电极棒7周围要高的多，硫的传导性能较弱，原“碳毡”包裹阳极棒设计功能被大打折扣。

技术实现思路

[0006]本技术提出的一种基于提升单管钠硫电池性能的储能装置，针对上述技术问题进行了选材和结构优化，从而提高热传导速率、解决均恒快捷加热、节省“热”资源成本的目的。
[0007]为实现上述目的，本技术采用了以下技术方案：
[0008]一种基于提升单管钠硫电池性能的储能装置，包括密封设置的管状金属外壳，金属外壳内设置陶瓷管，陶瓷管与金属外壳的内壁之间充填液体钠，阳电极棒插入陶瓷管内，陶瓷管内充填液体硫，陶瓷管的底部设置用于承托陶瓷管的底托；其中，所述阳电极棒上包裹碳毡网，同时陶瓷管内壁上也设置碳毡网，形成双层碳毡结构。
[0009]进一步的，所述双层碳毡结构的顶部封闭或开放。
[0010]进一步的，所述双层碳毡结构的两层之间的空间里置入石墨烯颗粒。
[0011]进一步的，所述石墨烯颗粒为石墨烯晶体粉末与硫的混合物。
[0012]进一步的，所述金属外壳通过设置绝缘密封装置进行密封，其中绝缘密封装置包括玻璃材质的支架，支架的两端密封固定在金属外壳的管口处，支架上设置的绝缘体与陶瓷管的管口焊接，支架的中心设置上、下密封垫圈，阳电极棒从两个密封垫圈内穿过。
[0013]进一步的，所述陶瓷管为电解质Al2O3管。
[0014]进一步的，所述的底托内设置气体压力仓，底托与陶瓷管的配合面为圆球面。
[0015]进一步的，所述的金属外壳的下端开设用于注入液体钠的开口，该开口处上安装注入阀。
[0016]进一步的，所述金属外壳的底部设置钠盛储罐，注入阀通过钠通道与钠盛储罐连通。
[0017]由上述技术方案可知，本技术的基于提升单管钠硫电池性能的储能装置，在公开号CN201829579U的基于提升单管钠硫电池性能的储能装置中通过新材料的应用和结构优化提升装置运行过程中的热传导和导电性能，使得电池装置性能全方位的得到了改善。
[0018]具体的说，本技术是在公开号CN201829579U的基础上实现了技术迭代。钠硫电池作为“钠”电池的代表，具有高比能量、高功率密度、寿命长、无自放电现象、100％的库仑效率等特点，适合电力存储。
[0019]本技术在化学电源领域归类为“热”电池装置，对热传导、导电率的系统技术要求非常严谨，实现技术升级关系到装置的运行、安全、寿命，本技术通过不断的筛选、测试、设计，将原“碳毡”技术设计进行了提升，不但实现了原有的技术功能大大提升了装置的性能。高新材料（高电热率、高导电率）的应用和结构优化，实现了加热瓶颈和“碳毡”功能的技术双突破，使得比能量、能量密度大幅提升。
[0020]由于本装置属于“热”储存技术范畴需要在300/320摄氏度处于熔融状态的工作环境，对预热时间、速度、导电效率及性能提升更加重要。本技术通过增加陶瓷管内壁处“碳毡”设计实现双“碳毡”层结构，利用“石墨烯晶体”材料优良的导电、传热性能，在陶瓷管内加入一定比例的“石墨烯晶体”粉末与硫混合，不仅可以实现导热的目的也搭建了双层结构“碳毡”之间传递电荷的“桥梁”，充当双导“载体”的作用。
[0021]总得来说本技术在原有技术的基础上实现双层“碳毡”结构（封闭、开放），采用“石墨烯”材料(网、颗粒)置入于陶瓷管内（硫存储仓），实现石墨烯材料在钠硫电池中的应用，具体优点如下：
[0022]1）导热传递快捷，缩短了预“热”时间，降低能耗，“热”管理系统得到了改善。
[0023]2）电荷的收集能力增强，电池装置比能量、能量密度得到提高，性能大大提升。
[0024]3）“石墨烯”材料优良的物理性能，置入的材料对原有的工作空间占比微乎甚微。
附图说明
[0025]图1是现有的基于提升单管钠硫电池性能的储能装置的结构图；
[0026]图2是本技术的开放型结构示意图；
[0027]图3是本技术的封闭型型结构示意图；
[0028]其中，1、金属外壳，2、陶瓷管，3、底托，4、碳毡，5、玻璃支架，6、绝缘体，7、阳电极棒，8、垫圈，9、负极，10、液体钠，11、液体硫，12、钠通道，13、钠盛储罐，14、钠注入阀，15、气体压力仓；16、石墨烯颗粒。
具体实施方式
[0029]为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0030]如图2、图3所示，本实施例的一种基于提升单管钠硫电池性能的储能装置包括密
封设置的管状金属外壳1，金属外壳1 内设置陶瓷管2，陶瓷管2与金属外壳1的内壁之间充填液体钠10，阳电极棒7 插入陶瓷管2内，陶瓷管2内充填液体硫11，陶瓷管2的底部设置用于承托陶瓷管2的底托3；其中所述阳电极棒7上包裹碳毡网4，同时陶瓷管2内壁上也设置碳毡网4，形成双层碳毡结构。
[0031]所述双层碳毡结构的顶部封闭或开放。
[0032]所述双层碳毡结构的两层之间的空间里置入石墨烯颗粒16；所述石墨烯颗粒16为石墨烯晶体粉末与硫物理混合构成的混合物。具体为将一定比例“石墨烯晶体”粉末与陶瓷管内硫充分混合置入陶瓷管或者在“石墨烯晶体”膜层中夹着涂硫粉置入陶瓷管内。
[0033]所述金属外壳1通过设置绝缘密封装置进行密封，其中绝缘密封装置包括玻璃材质的支架即玻璃支架5，玻璃支架的两端密封固定在金属外壳1 的管口处，支架上设置的绝缘体6与陶瓷管2的管口焊接，支架的中心设置上、下密封垫圈8，阳电极棒7从两个密封垫圈8 内穿过。
[0034]所述的底托3 内设置气体压力仓15，底托3与陶瓷管2的配合面为圆球面。底托3 能够减少上、下、左、右震动对陶瓷管2 造成的损伤，控制液体钠10 本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于提升单管钠硫电池性能的储能装置，包括密封设置的管状金属外壳(1)，金属外壳(1)内设置陶瓷管(2)，陶瓷管(2)与金属外壳(1)的内壁之间充填液体钠(10)，阳电极棒(7)插入陶瓷管(2)内，陶瓷管(2)内充填液体硫(11)，陶瓷管(2)的底部设置用于承托陶瓷管(2)的底托(3)；其特征在于：所述阳电极棒(7)上包裹碳毡网(4)，同时陶瓷管(2)内壁上也设置碳毡网(4)，形成双层碳毡结构；所述金属外壳(1)通过设置绝缘密封装置进行密封，其中绝缘密封装置包括玻璃材质的支架即玻璃支架(5)，玻璃支架的两端密封固定在金属外壳(1)的管口处，支架上设置的绝缘体(6)与陶瓷管(2)的管口焊接，支架的中心设置上、下密封垫圈(8)，阳电极棒(7)从两个密封垫圈(8)内穿过。2.根据权利要求1所述的基于提升单管钠硫电池性能的储能装置，其特征在于：所述双层碳毡结...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦磊，秦义恒，
申请(专利权)人：秦磊，
类型：新型
国别省市：