[发明专利]一种液态金属电池

说明书

本发明涉及液态金属电池技术领域，尤其涉及一种液态金属电池，能够在将正极有效导出的同时提高密封效果的可靠性，避免正负电极材料和电解盐发生泄漏，提升电池的寿命和安全性能。本发明提供一种液态金属电池，包括：金属电池壳体，以及设置在金属电池壳体内部的绝缘埚，绝缘埚为下端封闭、上端开口的筒状结构，绝缘埚内从下到上依次设置有正极材料、电解质以及负极材料；正极材料通过正极引出线与金属电池壳体电连接；其中，正极引出线的至少一部分浸没于正极材料中与正极材料电连接，并经绝缘埚的上端开口引出与金属电池壳体电连接，正极引出线对应电解质和负极材料的部分外侧设置有绝缘保护装置。

技术领域

本发明涉及液态金属电池技术领域，尤其涉及一种液态金属电池。

背景技术

液态金属电池是一种高温电池，在运行时，液态金属电池的所有部分都以液态形式存在：低密度液态金属负极、熔融盐电解质、高密度液态金属正极。由于彼此之间的密度不同、互不相溶，因此三部分自然地分为三层。放电时，负极金属失去电子，并通过外电路做功。负极金属离子化后通过熔盐迁移到正极并与正极金属合金化。充电时，电池执行相反的过程。通过上述的合金化及去合金化过程，液态金属电池可以完成电能的存储与释放，实现与外部的能量交换。

液态金属电池内部的正负电极材料和熔融盐的化学性质均非常活泼，极易与空气中的水和氧发生反应使电池失效，因此，液态金属电池在常温和高温条件下的整体密封是至关重要的安全性问题。

在现有技术中，为了实现液态金属电池的密封，通常采用金属电池壳体对正负电极材料和电解盐进行封装，然而，当液态金属电池在高温下工作时，正负电极之间要保持绝缘隔离，才能在其允许的情况下，按照规定的路径进行充放电，为了防止电池内部正负极短路，通常采用在金属电池壳体的内壁上涂覆绝缘陶瓷层的方式，或者，在金属电池壳体内部加装绝缘陶瓷管的形式，如图1所示，绝缘陶瓷管2与金属电池壳体1的底部采用高温密封胶进行密封，以实现正负电极材料和电解盐在绝缘陶瓷管2内的封装，同时，还能够实现正负电极材料之间的绝缘。

然而，通过在金属电池壳体的内壁上涂覆绝缘陶瓷层以防止正负极短路时，加工工艺复杂，成本较高，且绝缘陶瓷层与金属电池壳体的热膨胀系数不同，在高温运行环境下容易发生绝缘陶瓷层的开裂以及脱落；在通过在金属电池壳体内部设置绝缘陶瓷管以防止正负极短路时，绝缘陶瓷管的底部与金属电池壳体的底部需涂抹耐高温的绝缘密封胶，若局部位置发生开裂，极易发生正负电极材料和电解盐的泄漏，造成电池性能下降甚至失效，并且，随着熔融态的正负电极材料和电解盐对金属电池壳体的腐蚀，很容易造成正负电极材料和熔融电解盐的泄漏，从而容易引发火灾和爆炸。

发明内容

本发明的实施例提供一种液态金属电池，能够在将正极有效导出的同时提高密封效果的可靠性，避免正负电极材料和电解盐发生泄漏，提升电池的寿命和安全性能。

为达到上述目的，本发明的实施例提供了一种液态金属电池，包括：

金属电池壳体，以及设置在金属电池壳体内部的绝缘埚，绝缘埚为下端封闭、上端开口的筒状结构，绝缘埚内从下到上依次设置有正极材料、电解质以及负极材料；

正极材料通过正极引出线与金属电池壳体电连接；

其中，正极引出线的至少一部分浸没于正极材料中与正极材料电连接，并经绝缘埚的上端开口引出与金属电池壳体电连接，正极引出线对应电解质和负极材料的部分外侧设置有绝缘保护装置。

可选的，绝缘保护装置包括：设置于绝缘埚侧壁内部并沿侧壁高度方向延伸的供正极引出线引出的导线敷设孔；或设置于绝缘埚侧壁内侧的供正极引出线引出的绝缘管，绝缘管与绝缘埚的内侧壁固定连接。

可选的，导线敷设孔的两端分别与正极引出线密封连接。