CN201038266Y - 一种大功率钠硫动力电池 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种从材料到工艺、经过改进的大功率钠硫动力电池。所述动力电池为单体组合式，外观呈长方形块状体，包括在外壳中为正极活性物质硫的反应瓶、导电陶瓷电解质、负极活性物质钠的反应瓶、和两只电极棒；两只电极棒伸出壳外，构成电池正负极接线柱。本实用新型的大功率钠硫动力电池与原“钠硫电池”的最大区别：经改进后，其使用寿命增长一倍以上，由于能量的增大，它的适用领域较前者更为广泛。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种新的电能源装置，是一种可循环充电使用的电池，在真空条件下制作而成，尤其是大功率钠硫动力电池，它区别于原“钠硫电池”。本电池可作为火车、船舶、军舰、潜艇的动力能源，来取代对石油资源的依赖，且不排放任何物质，也可与电力联网作为城市照明供电，尤其适合地下采矿业和取代汽车发动机。
背景技术
目前，在行业内公知钠硫电池能量大、体积小，使用寿命长，充电时间短，其原因是它的活性物质不是铅(Pb)和二氧化铅(PbO2)，而是化学物质金属钠(Na)和硫(S)，电解质也不是硫酸水溶液，而是多铝酸钠导电陶瓷，分子式为Na2O-Al2O3，贝特三氧化二铝(β″-Al2O3)陶瓷电解质将钠与硫隔开，构成电池的正、负极，形成电化学回路。电池在使用过程中，也需要充电，但不完全依赖于蓄电，而是靠电子转移再生能量，因此一次性充电时间只须几十分钟，可连续充电近二万次，也就是在十年以上的使用寿命。电池经热反应后的理论能量为780瓦时公斤，在同等容量下这是铅酸电池的十倍以上，但是原“钠硫电池”存在如下三个方面的缺陷，也是致命的。
(1)电池放电时，负极仓中的钠离子大量涌出，使钠的液位下降，液面以上完全处在无液状态，使电解质的离子半径有效率全部停止工作，使电池总能量随钠液下降而减弱。
(2)石墨碳粘电极棒的提前退化：电池的活性物质——硫是绝缘体，当硫原子浸入石墨微孔时，增大了电极棒的电阻，使其导电功能退化，而电池提前报废。
(3)电解质——导电陶瓷中的钙(Ca)，以及微气孔也是绝缘体，当电池的热反应温度上升到一定值，钙游离出来阻碍电解质的离子半径，钠离子无法穿透陶瓷壁，电池能量迅速下降而报废。
发明内容
本实用新型提供一种大功率钠硫动力电池，它解决上述三方面的技术问题所采用的技术方案是：
一种大功率钠硫动力电池，其中，所述动力电池为单体组合式，外观呈长方形块状体，包括在外壳中为正极活性物质硫的反应瓶、导电陶瓷电解质、负极活性物质钠的反应瓶、和两只电极棒；两只电极棒伸出壳外，构成电池正负极接线柱。
根据本实用新型，其中，单体组合式外观呈长方形块状体。
根据本实用新型，其中，所述外壳由高分子聚合物碳化纤维合成。
根据本实用新型，其中，所述电池正极活性物质硫反应瓶呈圆柱体瓶形，上端设有多硫化钠缓冲仓，材料为特种不锈钢Fe-Cr72Mo2Ti。
根据本实用新型，其中，所述电池电解质呈圆柱体瓶形，材料是多铝酸钠，分子式Na-β″-Al2O3。
根据本实用新型，其中，所述负极活性物质反应瓶，在原钠硫电池电解质陶瓷内部新增设的构件为园柱体瓶形，下设喷孔，材料为特种不锈钢Fe-Cr72Mo2Ti。
根据本实用新型，其中，所述两只电极棒材料是采用核反应堆燃烧棒的特种锆金属Zr。
如图1和图2所示，本实用新型经过对材料的更换和三步法的工艺改进，可提供一种大功率钠硫动力电池，其使用寿命比原来可提高一倍以上，接近二万次连续充电，且终生不用维修。由于它的功率不再减弱，便可作为火车、船舶、军舰、潜艇的源动力，及与电力联网作为城市照明用，以大功率块状，小功率单体组合式可用于城市交通车辆，以取代其发动机，不再依赖石油资源为燃料。
附图说明
图1为本实用新型电池单体纵剖面整体结构图；
图2为本实用新型总体结构示意图。
附图标记说明：
电池硫的反应瓶2，导电陶瓷电解质3，钠反应瓶4，电极棒5。
具体实施方式
如图1所示，图标4是原“钠硫电池”中新增的一个钠反应瓶，其特征是圆柱体瓶形，下设放射喷孔，瓶中钠液受钠气压的因素，钠液由底部孔中喷出浸漫陶瓷壁。瓶中的钠液即是下降85％以上，陶瓷壁始终保持厚达数毫米的钠液，它解决了因钠液下降而能量减弱的现象。
如图1所示，图标5是电池的电极棒，现已改用锆金属(Zr)，可随电池终生寿命而不退化。
如图1所示，图标3为导电陶瓷电解质，为瓶型圆柱状，材料是贝特三氧化二铝(β″-AL2O3)，其制作工艺是：取经加工后平均粒度为0.4μm的β″-AL2O3粉，以无水乙醇为介质经球磨，制成酒泥浆，经喷雾干燥制粒，在1250℃条件下预烧，此为第一步。再制成粉料于模中，以195-200mPa压力下静压成形放入匣钵中，外经封固入炉，经1450-1590℃煅烧，为第二步。待炉温自冷，取出成品件，以350℃回火24小时后取出制光，此为第三步。此预烧三步合成法，暂称“三步法”可消除电池导电陶瓷中微气孔和钙的无效成份。
本实用新型提供了一种大功率钠硫动力电池，其使用寿命比原来可提高一倍以上，接近二万次连续充电，且终生不用维修。由于它的功率不再减弱，便可作为火车、船舶、军舰、潜艇的源动力，及与电力联网作为城市照明用，以大功率块状，小功率单体组合式可用于城市交通车辆，以取代其发动机，不再依赖石油资源为燃料。
Claims (7)
1.一种大功率钠硫动力电池，其特征在于，所述动力电池为单体组合式，外观呈长方形块状体，包括在外壳中为正极活性物质硫的反应瓶、导电陶瓷电解质、负极活性物质钠的反应瓶、和两只电极棒；两只电极棒伸出壳外，构成电池正负极接线柱。
2.根据权利要求1所述的大功率钠硫动力电池，其特征是：单体组合式外观呈长方形块状体。
3.根据权利要求1所述的大功率钠硫动力电池，其特征是：所述外壳由高分子聚合物碳化纤维合成。
4.根据权利要求1所述的大功率钠硫动力电池，其特征是：所述电池正极活性物质硫反应瓶呈圆柱体瓶形，上端设有多硫化钠缓冲仓，材料为特种不锈钢Fe-Cr72Mo2Ti。
5.根据权利要求1所述的大功率钠硫动力电池，其特征是：所述导电陶瓷电解质呈圆柱体瓶形，材料是多铝酸钠，其分子式为Na-β″-Al2O3。
6.根据权利要求1所述的大功率钠硫动力电池，其特征是：所述负极活性物质反应瓶，在原钠硫电池电解质陶瓷内部新增设的构件为圆柱体瓶形，下设喷孔，材料为特种不锈钢Fe-Cr72Mo2Ti。
7.根据权利要求1所述的大功率钠硫动力电池，其特征是：所述两只电极棒的材料是采用核反应堆燃烧棒的特种锆金属Zr。
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Cited By (5)
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|---|---|---|---|---|
| CN102449838A (zh) * | 2009-04-01 | 2012-05-09 | 巴斯夫欧洲公司 | 存储和运输电化学能的方法 |
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| CN103123985A (zh) * | 2012-12-12 | 2013-05-29 | 上海电气钠硫储能技术有限公司 | 一种钠硫电池的真空压装结构 |
| CN103123985B (zh) * | 2012-12-12 | 2015-05-13 | 上海电气钠硫储能技术有限公司 | 一种钠硫电池的真空压装结构 |
| CN104051798A (zh) * | 2014-06-23 | 2014-09-17 | 上海电气钠硫储能技术有限公司 | 一种钠硫电池 |
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