[实用新型]一种液态金属电池高精度低能耗加热保温箱

说明书

技术领域

本实用新型涉及电化学储能领域，液态金属电池(非钠硫电池)技术设备，特别涉及一种液态金属电池高精度低能耗加热保温箱。

背景技术

液态金属电池原型是全液态电解池，后来由美国麻省理工学院(MIT)材料化学教授Donald Sadoway所带领的团队提出，作为静态电化学储能的新思路。液态金属电池的正、负极都是液态熔融金属，以熔盐作为电解质，由于液态金属与溶盐不互溶同时基于阴阳两极及熔盐电解质密度不同，三种物质自然分层。相比传统的固态电池不需要使用隔膜，从而使工艺简单同时提高了电池的安全性和电池大电流放电能力。液态电极长期使用不存在电极变形和出现枝状晶体等影响电池寿命及安全性的因素，因此可以长期安全运行，预计电池寿命可以达到15年；所述液态金属电池具有高能量密度、高功率、可以反复充放电无记忆、使用寿命长等优点；但是由于液态金属电池需要在高温下使电极金属成为熔融态才能正常工作，目前选择的电极材料一般工作温度在500℃左右，欲使液态金属电池正常工作，必须通过加热保温箱对液态金属电池中的正极、负极和熔盐进行温度控制才能实现。

液态金属电池的工作特性要求：1、正常工作时温度保持恒温500℃+5℃；2、熔融状态下电极跟电解质自然分层；3、保温功率最好接近电池充放电的自发热功率。所以保温箱就需要满足下述特点：1、具有加热功能，炉温均匀性良好且能耗低；2、由于电池内容物是液态自然分层，没有隔膜，所以维持保温箱的水平状态和抗震性能要求很高；3、箱体应该是体积小容积大，以便于装填更多的液态金属电池模组，所以就需要保温箱的保温层在满足条件的情况下尽可能的薄，保温层的厚度应该小于180mm，保温箱的有效容积约1m³。

现有技术存在的不足与缺陷是：现有市场已有的保温箱工作温度一般在350℃以下，并且炉温均匀性和隔热效果不尽人意，难以达到液态金属电池所要求的温度场均匀性以及低能耗要求；现有保温箱均采用静态使用，保温箱的抗震性并未做充分的考虑，因此影响了液态金属电池与传统“固态”电池一样的车载使用的发展前景，这就要求保温箱的具有优良的抗震性能和足够大的容积比，也成为液态金属电池在使用过程中的关键性因素。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种液态金属电池高精度低能耗加热保温箱，针对现有技术中的缺点和不足，设计高温液态金属电池模块式专用加热保温箱，保温箱在高温500℃下运行，其保温性能及使用工况达到：1、保温箱控温精度±1℃；2、温场均匀性±5℃；3、能耗等于电池充放电自发热功率；4、具有水平度调节功能；5、配有抗震缓震装置，实现动态抗震五级以上；能有效且稳定的提供液态金属电池模组运行工作所需的温场环境，使高温液态金属电池可以实现工业化生产和实用化应用。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：一种液态金属电池高精度低能耗加热保温箱，包括上箱体、下箱体、电气控制箱、接线装置、水平仪、钢板外壳、纤维板外衬、硅酸铝纤维毡、纳米板、纤维板内衬、高温辐射涂料、不锈钢内胆、调节螺栓、抗震器、加热器、支架、旋紧手柄、减震气囊、反射板、保温泥、底板、热电偶，其特征在于：

所述加热保温箱采用内加热式设计，由匹配形位的矩型体的上箱体和下箱体通过多个旋紧手柄相互锁紧密封接合而成；所述上箱体、下箱体从外至内分别设置有钢板外壳、保温层和不锈钢内胆；所述保温层从外至内依次设置有纤维板外衬、硅酸铝纤维毡、纳米板、纤维板内衬、高温辐射涂料；所述下箱体底部设置有底板，所述下箱体四周的不锈钢内胆内侧依次设置有保温泥和纵向波形配置的反射板；所述不锈钢内胆、保温泥和反射板四周横向水平固定配置有多层支架，所述支架用于固定电池搁架，所述底板和电池搁架用于装配液态金属电池模组；所述底板上通过多个加热器安装座在上箱体和下箱体腔内纵向垂直固定设置有多个加热器，所述下箱体侧面横向设置有两根热电偶；所述下箱体外侧正面设置有电气控制箱、两组接线装置和监测仪表；所述上箱体顶部和下箱体正面分别设置有相互垂直配置的两个水平仪；所述下箱体底部设置有多个调节螺栓和抗震器。

所述接线装置与加热器、热电偶、监控引出线电气信号连接；所述电气控制箱与液态金属电池模组、接线装置、加热器、热电偶电气信号连接；所述纤维板外衬和纤维板内衬采用硅酸钙纤维板；所述调节螺栓采用弹性水平式调节螺栓；所述抗震器为自旋转弓形弹力抗震器或者阵列式减震气囊组抗震装置；所述反射板采用纵向波形不锈钢板；所述保温泥采用复合硅酸盐保温泥。

所述底板上的多个加热器对称分区配置，每个分区内的加热器采用并联方式装配。