[实用新型]钠硫电池电解质隔膜β-氧化铝陶瓷管高温烧结抽屉窑

说明书

一、技术领域

本实用新型属于热工设备，尤其是涉及到一种新能源钠硫储能电池电解质隔膜β-氧化铝陶瓷管的高温烧结设备。

二、背景技术

根据美国电力研究院公布的资料，在各种化学储能技术方案中，钠硫电池是唯一一种能同时实现高效率和大容量的储能电池。 钠硫电池已经成功用于电网削峰填谷、应急电源、风力发电等可再生能源的稳定输出以及提高电力质量等方面。当前仅有日本NGK公司能够实现钠硫电池商业规模的应用，独占世界市场。中科院上海硅酸盐所和上海电力公司合作，自主研发出储能用大容量钠硫电池，目前已进入中试阶段，使我国成为世界上第二个有望实现其规模化生产的国家。  而单体钠硫电池主要包括β-Al₂O₃固体电解质陶瓷管、氧化铝纤维、硫极、钠极和不锈钢筒体（结构主要由一个β-Al₂O₃固体电解质做成的中心管，将内室的熔融钠和外室的熔融硫隔开，整个装置再密封于不锈钢容器内）。其中β-Al₂O₃陶瓷是很好的固体电解质，具有不透过钠、硫或硫化钠熔体，又有优良的离子电导性和电子绝缘性，所以用作钠硫电池中分隔钠极和硫极的隔膜，并在电池反应过程中起传导钠离子的电解质作用。

β-Al₂O₃陶瓷管成型制作采用成型、等静压、素坯加工以及素胚预烧工艺。将β氧化铝合成粉末球磨到所需尺寸，然后烧结到电池设计所要求形状。等静压后从模具上取出后进行高温烧结以获得高密度、适当机械强度与良好的电性能。但高温烧结中一般易造成钠的高温蒸发，并造成晶粒团聚长大导致机械性能显著下降，晶粒边界上残余的NaAlO₂导致样品对湿度较敏感，另外电导率也将会相应地降低。所有的反应过程均需高纯度的Al₂O₃前驱体和长时间的高反应温度。因此需要一种能提高β-Al₂O₃陶瓷管高温烧结的技术来保证钠硫电池生产企业的正常生产需求。

三、发明内容

本实用新型的目的就是为市场提供一种既节能降耗，又具有温控精度高、气氛调节广的用于钠硫电池电解质隔膜的β-氧化铝陶瓷管高温烧结抽屉窑。

本发明的技术方案是：该抽屉窑是由立柱和横梁构成的金属框架、墙体、窑顶、车下风管、轨道，底排烟烟道口、砂封槽和窑车曲封等组成，在炉膛墙体的两侧上下交错设置测温观火孔和烧嘴孔，在金属框架的上方设置助燃风管道和天然气主管，分别通过带蝶阀的助燃风支管、助燃风金属软管和设有球阀、电动调节线性阀、燃气电磁阀的天然气支管及天然气金属软管与安装在烧嘴孔内的烧嘴相连，并采用自动化控系统对高温炉内的燃烧气氛进行严格的工艺控制。所述自动化控系统是以西门子SIMATIC S7全集成自动化控制器作为主控设备，通过以太网输送信息到车间级窑炉控制系统和信息化管理系统，实现车间级生产设备控制系统的数据通信。