[发明专利]高温溶盐电池内封料

说明书

技术领域

本发明涉及高温溶盐电池技术领域。 

背景技术

高温熔盐电池(Na-S)阳极活性物质是硫磺(溶融态)或者硫化钠Na₂S_X(溶融态)，阴极活性物质是金属钠(溶融态)，电解质用对钠离子有选择性通过率的玻璃材料或者β-三氧化二铝等作为固体电解质，电池在约300℃工作，电池开路电压为2.08V，理论比容量值为785Wh/Kg，实际约200Wh/Kg。 

电池结构中关健部件为多孔瓷导管，可选择性通过Na⁺，同时又可以防止Na和S直接短路，有隔膜的作用。多孔瓷导管的高温熔结密封是高温电池技术的关健，这种密封要选择新型材料，在高温熔融态与瓷导管熔结密合，确保内含的阴极活物质(Na)不溢出，不与S反应，不引起爆炸。因此，高温熔盐电池中，多孔导管的密封关系到电池的安全性、可靠性，是电池制造至关重要的性能，是成败的关健同时也是难点。 

瓷导管密封的作用：1、防止阴极活性物质溢出直接与阳极活性物质反应(剧烈反应甚至能引起爆炸)；2、防止活物质损耗；3/防止电池由于电极移动影响电极与正极活性物质接触面积而引起电压变化；(接线柱移动)。 

发明内容

本发明目的在于发明一种可为高温溶盐电池的瓷导管提供可靠密封的内封料。 

本发明以硅酸盐为主原料，助以金属Zn、Ni、Mg粉的至少任意一种。 

其中，所述硅酸盐占材料总重量的93～95％，金属Zn、Ni、Mg占材料总重量的7～5％。 

将硅酸盐和金属粉混合熔融后，向高温溶盐电池的塞与管壁的“迷宫”部位灌填，具有以下优点： 

1、密封可靠：由熔融状态冷却至固体，膨胀系数很小，体积变化(收缩膨胀)在高温300℃-450℃，常温10℃-30℃，体积变化都在非常小的范围，即高温不溢流，冷却到常温不开裂。 

2、耐反应物质变化：与阳极物与阴极物的接触，反应性迟钝，耐化学性高，在常温或高温对电池中活物质表示出惰性，不发生反应。 

3、温度变化范围大：在融熔态和常温固态，密封部位粘结力很强，且粘结力不随温度变化，适合高温密封用，最适合高温熔盐电池内封之用。 

4、相容性好：粘合剂与被粘结物的表面张力，亲和力都非常接近，以致粘合性强且不随温度变化而改变。 

具体实施方式

高温溶盐电池的瓷导管准备： 

1、在导管内设计口，使密封接触面增加； 

2、瓷导管位于正极活性物质上方(即瓷导管密封面高于正极活性物质面)； 

3、瓷导管内置带导线的管塞，使塞与管壁呈吻合状态结构。 

一、配制备密封料： 

称取硅酸盐，如硅酸钾、硅酸钠、硅酸锂、硅酸镁的至少任意一种，93～95kg，再称取Zn、Ni、或Mg粉至少一种，5～7kg，将密封料配至100kg，混合均匀后待用。 

二、密封工艺： 

将配成的密封料溶融后，注入高温溶盐电池的塞与管壁的“迷宫”部位，待冷却，即可。