專利名稱：一種鈉硫電池保護套及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及儲能領域的一種鈉硫電池保護套及其制備方法。
背景技術：
鈉硫電池是一種高溫固體電解質(zhì)蓄電池，正極活性物質(zhì)是硫，負極活性物質(zhì)是鈉，用傳導鈉離子的陶瓷作電解質(zhì)兼隔膜，鈉硫電池密封在一個不銹鋼管內(nèi)，工作溫度為300-350°C。將若干個鈉硫電池通過特定的串并聯(lián)方式放入專用保溫箱內(nèi)組成鈉硫電池模塊。鈉硫電池在運行狀態(tài)下其正負極均為液態(tài)并具有較高的內(nèi)壓，現(xiàn)有的不銹鋼外殼焊接工藝很難保證鈉硫電池在高內(nèi)壓狀態(tài)下不發(fā)生泄漏，而鈉硫電池發(fā)生泄漏后首先將腐蝕模塊內(nèi)各鈉硫電池間的連接線，增加鈉硫電池模塊的內(nèi)阻；其次，泄漏物具有導電性，可能導致泄漏的鈉硫電池附近的鈉硫電池發(fā)生短路，造成局部溫度激增，引發(fā)事故。因此，在現(xiàn)有的焊接工藝條件下，如何提高鈉硫電池模塊的安全性尤為關鍵，即如何保證單個鈉硫電池發(fā)生泄漏時危害不擴散?，F(xiàn)有的解決方法是將鈉硫電池置于氧化鋁陶瓷坩堝內(nèi)，但為了提高鈉硫電池模塊的體積能量密度，各氧化鋁坩堝間緊密接觸，而氧化鋁在高溫下將發(fā)生膨脹，導致氧化鋁坩堝在運行溫度下容易發(fā)生相互擠壓，喪失保護作用。此外，氧化鋁坩堝重量大，降低鈉硫電池模塊的能量密度，價格高，增加鈉硫電池模塊的成本，不能大規(guī)模使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種鈉硫電池保護套，該鈉硫電池保護套質(zhì)量輕，價格便宜，并能克服氧化鋁陶瓷坩堝易因為相互擠壓而破碎的弱點。實現(xiàn)上述目的的一種技術方案是:一種鈉硫電池保護套，包括通心管和粘結固定在所述通心管底部的底座，所述底座將所述通心管的底部封閉，所述通心管和所述底座都是由金云母制成的。進一步的，所述通心管包括通心管本體，所述通心管本體具有由金云母紙卷繞粘結而成的多層結構，所述底座是由金云母片制成的。進一步的，所述的通心管本體的外圓周上粘接外筒，所述外筒是由單層金云母紙卷曲而成的。進一步的，所述底座的頂面的圓周上設有臺階結構，所述通心管的底面以及所述通心管內(nèi)圓周的底部與所述的臺階結構粘結固定。進一步的,所述底座與所述通心管內(nèi)圓周的底部通過固定銷徑向固定,所述的固定銷也是由金云母片制成的。實現(xiàn)上述目的的另一種技術方案是:一種鈉硫電池保護套的制備方法，包括下列步驟:制坯步驟:將金云母紙在粘結劑溶液中雙面掛漿后，在圓柱形的滾筒模上卷繞粘結成為具有由金云母紙卷繞而成的多層結構的內(nèi)坯體；高溫膠連步驟:將所述的內(nèi)坯體從所述的滾筒模上脫模，并在1000 1200°C下固化24小時，固化成為通心管；裝配步驟:將所述通心管的底部與底座粘結固定，將所述通心管的底部封閉，制成熟坯,再將所述熟坯在800 900°C下固化8小時，固化成為鈉硫電池保護套。進一步的，高溫膠連步驟中，先沿所述的內(nèi)坯體的外圓周再粘結一圈金云母紙，形成外坯體，再將所述的內(nèi)坯體和所述的外坯體一起從所述的滾筒模上脫模，然后將所述的內(nèi)坯體和所述的外坯體一起在1000 1200°C下固化24小時，所述的內(nèi)坯體形成通心管的通心管本體，所述的外坯體形成通心管的外筒。進一步的，裝配步驟中，沿所述底座頂面的圓周加工階梯結構，并將所述通心管的底面以及所述通心管內(nèi)圓周的底部與所述的階梯結構粘結固定。進一步的，裝配步驟中在所述熟坯的底部鉆徑向盲孔，并在所述的徑向盲孔中插入由金云母片制成的固定銷，將所述的底座與所述的通心管徑向固定。再進一步的，裝配步驟中所述的固定銷與所述徑向盲孔的孔壁之間通過粘結劑固定。采用了本發(fā)明的一種鈉硫電池保護套的技術方案，即包括通心管和粘結固定在所述通心管底部的底座，所述底座將所述通心管的底部封閉，所述通心管和所述底座都是由金云母制成的鈉硫電池保護套的技術方案。其技術效果是:鈉硫電池保護套質(zhì)量輕，價格便宜，并能克服氧化鋁陶瓷坩堝易因為熱膨脹和相互擠壓而破碎的弱點，保證了鈉硫電池模塊的安全運行。相應地，采用了本發(fā)明的一種鈉硫電池保護套的制備方法的技術方案，即先由金云母紙，通過制坯步驟和高溫膠連步驟制備通心管，再將所述通心管的底部與底座粘結固定，使所述通心管的底部封閉的技術方案。其得到的鈉硫電池保護套，質(zhì)量輕，價格便宜，并能克服氧化鋁陶瓷坩堝易因為熱膨脹和相互擠壓而破碎的弱點，保證了鈉硫電池模塊的安全運行。


圖1為本發(fā)明的一種鈉硫電池保護套的主視2為本發(fā)明的一種鈉硫電池保護套中底座的主視圖。圖3為圖1中A部分的放大示意圖。圖4為本發(fā)明的一種鈉硫電池保護套中底座的俯視圖。
具體實施例方式請參閱圖1至圖4，本發(fā)明的發(fā)明人為了能更好地對本發(fā)明的技術方案進行理解，下面通過具體地實施例，并結合附圖進行詳細地說明:請參閱圖1至圖4，本發(fā)明的一種鈉硫電池保護套，包括通心管I和底座2，通心管I的底部與底座2粘結固定，將通心管I的底部封閉。本發(fā)明中，通心管I和底座2都是由金云母制成的。具體地說，通心管I是由金云母紙制成的，底座2是由金云母片制成的。請參閱圖4，通心管I包括通心管本體11和粘接在通心管本體11外圓周上的外筒12，外筒12是由單層金云母紙卷曲成的，通心管本體I具有由金云母紙卷繞粘結而成的多層結構。所述多層結構中的層與層之間，以及通心管本體I與外筒12之間均通過粘結劑的粘結固定，本實施例中所選用的粘結劑為有機硅粘結劑。
本實施例中，外筒12的作用在于:防止在制備通心管I的過程中，通心管本體11的所述多層結構中，發(fā)生層與層之間的分離，使通心管本體11的結構變得松散，以保證通心管I的力學強度。通心管1，其內(nèi)徑應比鈉硫電池的外徑大I 1.5mm,以方便鈉硫電池的安裝和拆卸。底座2是由金云母片制成的，底座2設有位于底座2頂面的圓周上的階梯結構，通心管I的底面以及通心管I內(nèi)圓周的底部通過粘結劑與所述的階梯結構粘結固定，使通心管I的底部與底座2固定。設置所述階梯結構的目的在于:保證通心管I與底座2的準確定位。將通心管I的底面以及通心管I內(nèi)圓周的底部與所述階梯結構粘結固定的粘結劑也為有機硅粘結劑。同時,通心管I和底座2的底部還通過固定銷3徑向固定,并且固定銷3與通心管1，以及固定銷3與通心管I之間通過粘結劑粘結固定，以防止固定銷3的脫落。該粘結劑也為有機娃粘結劑。通心管I和底座2的底部還通過固定銷3徑向固定的目的在于提聞納硫電池保護套底部的密封性，防止從鈉硫電池內(nèi)泄漏的物質(zhì)再從鈉硫電池保護套底部進一步泄漏。本實施例中，本發(fā)明的一種鈉硫電池保護套的制備方法包括下了步驟:制坯步驟:首先按照通心管I的內(nèi)徑，即所述鈉硫電池保護套內(nèi)徑的要求制作滾筒模，并將滾筒模安裝在卷繞機上。金云母紙經(jīng)過裝有粘結劑溶液的膠料池，使金云母紙雙面掛漿，即金云母紙的雙面都粘附上粘結劑溶液，然后啟動卷繞機，使金云母紙勻速卷繞到所述的滾筒模上，形成具有由金云母紙卷繞粘結而成的多層結構的內(nèi)坯體。制坯步驟中所使用的粘結劑溶液為有機硅粘結劑溶液。高溫膠連步驟:為防止所述的內(nèi)坯體在該步驟中變松散，而使最終制得的鈉硫電池保護套的強度降低和變形，沿所述的內(nèi)坯體的外圓周再粘結一圈單層金云母紙，形成外坯體。將所述的內(nèi)坯體和所述的外坯體一起從所述的滾筒模上脫模。然后將所述的內(nèi)坯體和所述的外坯體一起放入1000 1200°C的馬弗爐中固化24小時，形成通心管I后出爐。所述的內(nèi)坯體形成具有由金云母紙卷繞粘結而成的多層結構的通心管本體11，所述的外坯體形成外筒12。裝配步驟:通心管I出爐后切割成規(guī)定的高度。取金云母板，加工底座2和固定銷3，并沿著底座2頂面的圓周，切削階梯結構。接著在底座2的階梯結構上涂覆一層有機硅粘結劑，并將通心管I的底面和通心管本體11內(nèi)圓周的底部與所述的階梯結構粘結固定，制得熟坯。然后用鉆頭，在所述熟坯的底部，沿所述熟坯的徑向，打徑向盲孔4，再在所述徑向盲孔4的孔壁上涂覆有機硅粘結劑，并插入固定銷3，使所述熟坯的底部與底座2徑向固定。最后把熟坯放入1000 1200°C的馬弗爐中固化8小時，制得鈉硫電池保護套。鈉硫電池保護套的制備過程中使用有機硅粘結劑的原因在于:有機硅粘結劑高溫性能好，有利于增加鈉硫電池保護套的強度。本發(fā)明的鈉硫電池保護套作為鈉硫電池模塊中使用的安全防護結構，與現(xiàn)有的氧化鋁陶瓷坩堝相比，具有質(zhì)量輕，價格便宜等優(yōu)點。此外，該鈉硫電池保護套在高溫下具有一定的柔性，克服了氧化鋁陶瓷坩堝易因為相互擠壓而破碎的弱點，提高了安全可靠性。本技術領域中的普通技術人員應當認識到，以上的實施例僅是用來說明本發(fā)明，而并非用作為對本發(fā)明的限定，只要在本發(fā)明的實質(zhì)精神范圍內(nèi)，對以上所述實施例的變化、變型都將落在本發(fā)明的權利要求書范圍內(nèi)。
權利要求
1.一種鈉硫電池保護套，包括通心管(I)和粘結固定在所述通心管底部的底座(2)，所述底座(2)將所述通心管(I)的底部封閉，其特征在于:所述通心管(I)和所述底座(2)都是由金云母制成的。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種鈉硫電池保護套，其特征在于:所述通心管(I)包括通心管本體(11)，所述通心管本體(11)具有由金云母紙卷繞粘結而成的多層結構，所述底座(2)是由金云母片制成的。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的一種鈉硫電池保護套，其特征在于:所述的通心管本體(11)的外圓周上粘接外筒(12)，所述外筒(12)是由單層金云母紙卷曲而成的。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的一種鈉硫電池保護套，其特征在于:所述底座(2)的頂面的圓周上設有臺階結構，所述通心管(I)的底面以及所述通心管(I)內(nèi)圓周的底部與所述的臺階結構粘結固定。
5.根據(jù)權利要求1或2所述的一種鈉硫電池保護套，其特征在于:所述底座(2)與所述通心管(I)內(nèi)圓周的底部通過固定銷(3)徑向固定，所述的固定銷(3)是由金云母片制成的。
6.一種鈉硫電池保護套的制備方法，包括下列步驟: 制坯步驟:將金云母紙在粘結劑溶液中雙面掛漿后，在圓柱形的滾筒模上卷繞粘結成為具有由金云母紙卷繞而成的多層結構的內(nèi)坯體； 高溫膠連步驟:將所述的內(nèi)坯體從所述的滾筒模上脫模，并在1000 1200°C下固化24小時，固化成為通心管(I); 裝配步驟:將所述通心管(I)的底部與底座(2)粘結固定，將所述通心管(I)的底部封閉，制成熟坯，再將所述熟坯在800 900°C下固化8小時，固化成為鈉硫電池保護套。
7.根據(jù)權利要求6所述的一種鈉硫電池保護套的制備方法，其特征在于:高溫膠連步驟中，先沿所述的內(nèi)坯體的外圓周再粘結一圈金云母紙，形成外坯體，再將所述的內(nèi)坯體和所述的外坯體一起從所述的滾筒模上脫模，然后將所述的內(nèi)坯體和所述的外坯體一起在1000 1200°C下固化24小時,所述的內(nèi)坯體形成通心管(I)的通心管本體(11),所述的外坯體形成通心管(I)的外筒(12)。
8.根據(jù)權利要求6或7所述的一種鈉硫電池保護套的制備方法，其特征在于:裝配步驟中，沿所述底座(2)頂面的圓周加工階梯結構，并將所述通心管(I)的底面以及所述通心管(I)內(nèi)圓周的底部與所述的階梯結構粘結固定。
9.根據(jù)權利要求6或7所述的一種鈉硫電池保護套的制備方法，其特征在于:裝配步驟中在所述熟坯的底部鉆徑向盲孔(4)，并在所述的徑向盲孔(4)中插入由金云母片制成的固定銷(3)，將所述的底座(2)與所述的通心管(I)徑向固定。
10.根據(jù)權利要求9所述的一種鈉硫電池保護套的制備方法，其特征在于:裝配步驟中所述的固定銷(3)與所述徑向盲孔(4)的孔壁之間通過粘結劑固定。
全文摘要
本發(fā)明公開了儲能領域的一種鈉硫電池保護套，包括通心管和粘結固定在所述通心管底部的底座，所述底座將所述通心管的底部封閉，所述通心管和所述底座都是由金云母制成的。其技術效果是鈉硫電池保護套質(zhì)量輕，價格便宜，并能克服氧化鋁陶瓷坩堝易因為熱膨脹和相互擠壓而破碎的弱點，保證了鈉硫電池模塊的安全運行。本發(fā)明還提供了儲能領域的一種鈉硫電池保護套的制備方法的技術方案，即先由金云母紙，通過制坯步驟和高溫膠連步驟制備通心管，再通過裝配步驟將所述通心管的底部與底座粘結固定，使所述通心管的底部封閉。
文檔編號H01M2/02GK103137911SQ20131007226
公開日2013年6月5日 申請日期2013年3月7日 優(yōu)先權日2013年3月7日
發(fā)明者楊建平, 茅雁, 樓曉東, 周日生, 劉宇, 祝銘, 趙沛然 申請人:上海電氣鈉硫儲能技術有限公司