熔融鹽電池的制作方法
【專利摘要】提供一種熔融鹽電池，其能夠防止正極或負(fù)極與分隔件之間的錯位。每個所述正極（4、4、……4）的兩面覆蓋有分隔件（3、3、……3），所述分隔件圍繞所述正極（4、4、……4）的下端彎曲。所述分隔件（3、3、……3）具有V形或U形橫截面，所述彎曲部分成形為谷狀（凹槽狀）。每個所述正極（4、4、……4）的下側(cè)沿著所述各個彎曲部分布置。所述其中每個的兩面均被分隔件（3、3、……3）覆蓋的所述正極（4、4、……4）與所述負(fù)極（2、2、……2）交替地層壓。所述分隔件（3、3、……3）在彎曲后比所述正極（4、4、……4）和所述負(fù)極（2、2、……2）大1至10%。
【專利說明】熔融鹽電池【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及熔融鹽電池，其中將熔融鹽用作電解質(zhì)，且更具體地，涉及如下的熔融鹽電池，其包括在高于室溫的溫度下熔融的熔融鹽和插入正極與負(fù)極之間的分隔件。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，已經(jīng)將使用自然能量例如太陽光或風(fēng)力的發(fā)電推廣為在沒有二氧化碳排放的情況下產(chǎn)生電力的方法。對于使用天然能量發(fā)電，因?yàn)榘l(fā)電容量趨于受自然條件例如氣候或天氣而定并且難以根據(jù)電力需求調(diào)節(jié)發(fā)電容量，所以必需使供應(yīng)到負(fù)載的電力平準(zhǔn)化。為了通過充電和放電使通過發(fā)電獲得的電能平準(zhǔn)化，需要具有高能量密度和高效率的大容量蓄電池。
[0003]作為滿足所述條件的蓄電池，鈉-硫電池已經(jīng)投入實(shí)際使用，該鈉-硫電池是熔融鹽電池的一種類型。鈉-硫電池具有許多結(jié)構(gòu)局限性和操作性缺點(diǎn)，因?yàn)閷⒐虘B(tài)熔融鹽用作電解質(zhì)且該鈉-硫電池在如下的狀態(tài)下使用，其中在正極活性材料中的硫和多硫化鈉及在負(fù)極活性材料中的鈉在高溫下熔融。
[0004]相比之下，一些研究人員已經(jīng)嘗試使用如下熔融鹽作為電解質(zhì)，該熔融鹽在等于或低于130°C的相對低的溫度下熔融(例如參見專利文獻(xiàn)I)。特別地，在其中將具有高于室溫的熔點(diǎn)的熔融鹽用作電解質(zhì)的熔融鹽電池中，在工作狀態(tài)下加熱電池箱以使該熔融鹽熔融并在暫停狀態(tài)下停止加熱以使該熔融鹽凝固。其中將液態(tài)熔融鹽用作電解質(zhì)的這種熔融鹽電池的常規(guī)結(jié)構(gòu)在于，包括熔融鹽的電解質(zhì)浸潰在分隔件中、浸潰在正極中且浸潰在負(fù)極中，且該分隔件夾在該正極與該負(fù)極之間(例如參見專利文獻(xiàn)2)。該分隔件具有大于該正極和該負(fù)極的水平尺寸和垂直尺寸，以使得允許該分隔件在沿與該正極和該負(fù)極相對的面的方向上位置位移。
[0005][現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)]
[0006][專利文獻(xiàn)]
[0007][專利文獻(xiàn)I]日本特開2009-67644號公報(bào)
[0008][專利文獻(xiàn)2]日本特開2007-273362號公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009][本發(fā)明待解決的問題]
[0010]然而，在熔融鹽電池的組裝工藝步驟中，在正極、分隔件和負(fù)極的重疊方面難以獲得高定位準(zhǔn)確度，且位置位移可能引起在正極與負(fù)極之間的短路。當(dāng)采用具有較大尺寸的分隔件以防止這種短路時(shí)，導(dǎo)致熔融鹽的能量密度降低。
[0011]此外，當(dāng)熔融鹽的熔融和凝固隨熔融鹽電池的工作和暫停而重復(fù)時(shí)，熔融鹽體積的膨脹和收縮可能引起問題。例如，關(guān)于由某些類型的陰離子及鈉和鉀陽離子組成的混合鹽，在熔融狀態(tài)下的密度為2.15g/cm3，而在凝固狀態(tài)下的密度變成1.9g/cm3且體積變化為10%或更高。另一方面，在加熱和冷卻電池箱的過程中，在該電池箱中不均勻的溫度變化是不可避免的且熔融鹽的熔融和凝固自一部分發(fā)生，導(dǎo)致在正極、分隔件和負(fù)極處分別產(chǎn)生應(yīng)力。因此，可能產(chǎn)生在正極、分隔件和負(fù)極之間的相對位置位移，且當(dāng)所述相對位置位移重復(fù)產(chǎn)生時(shí)，引起在正極與負(fù)極之間的短路。
[0012]鑒于這種情況，作出了本發(fā)明，且本發(fā)明的一個目的在于提供如下的熔融鹽電池，其能夠防止在正極或負(fù)極與分隔件之間的相對位置位移。
[0013][解決問題的技術(shù)方案]
[0014]根據(jù)本發(fā)明的熔融鹽電池為包括彼此對向的正極和負(fù)極的熔融鹽電池，其中分隔件插入所述正極與所述負(fù)極之間，其中，將在高于室溫的溫度下熔融的熔融鹽用作電解質(zhì)，所述熔融鹽電池的特征在于所述正極和所述負(fù)極分別具有板狀形狀，所述分隔件具有片狀形狀，且成形為沿所述正極和所述負(fù)極的邊緣部分的一部分彎曲，且所述正極或所述負(fù)極的兩面覆蓋有彎曲的分隔件。
[0015]在本發(fā)明中，正極或負(fù)極的兩面覆蓋有分隔件，所述分隔件成形為沿所述正極和所述負(fù)極的邊緣部分的一部分彎曲。
[0016]利用這種結(jié)構(gòu)，所述正極或所述負(fù)極的移動由所述分隔件的彎曲部分調(diào)節(jié)。此外，簡化了熔融鹽電池的組裝，因?yàn)樗稣龢O(或負(fù)極)具有預(yù)先覆蓋有所述分隔件的兩面，且所述負(fù)極(或正極)彼此相對。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的熔融鹽電池的特征在于所述分隔件在與彎曲部分交叉的方向上具有V形或U形橫截面。
[0018]在本發(fā)明中，所述分隔件在與所述分隔件的彎曲部分交叉的方向上具有V形或U形橫截面，且所述分隔件的彎曲部分成形為具有谷狀(凹槽狀)形狀。
[0019]利用這種結(jié)構(gòu)，當(dāng)具有矩形板狀形狀的所述正極或所述負(fù)極的一個側(cè)面例如沿所述分隔件的彎曲部分布置時(shí)，進(jìn)一步有利地調(diào)節(jié)所述正極或所述負(fù)極的移動。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的熔融鹽電池的特征在于所述分隔件成形為具有袋狀形狀。
[0021]在本發(fā)明中，所述分隔件成形為具有袋狀形狀且所述正極或所述負(fù)極容納在所述袋中。
[0022]利用這種結(jié)構(gòu)，即使當(dāng)所述正極和所述負(fù)極在對向方向上重疊中產(chǎn)生位移時(shí)，所述正極與所述負(fù)極也彼此可靠地絕緣。
[0023]根據(jù)本發(fā)明的熔融鹽電池的特征在于所述分隔件覆蓋所述正極的兩面。
[0024]在本發(fā)明中,所述正極的兩面覆蓋有所述分隔件。
[0025]利用這種結(jié)構(gòu)，當(dāng)所述分隔件的彎曲部分位于下側(cè)時(shí)，離開所述正極的活性材料沉積在所述分隔件的彎曲部分上，防止在所述正極與所述負(fù)極之間和在所述正極與所述電池箱之間經(jīng)由所述活性材料引起短路。
[0026]根據(jù)本發(fā)明的熔融鹽電池的特征在于包括多個分隔件、多個正極和多個負(fù)極。
[0027]在設(shè)置有多個正極、多個分隔件和多個負(fù)極的本發(fā)明中，伴隨有所述正極和所述負(fù)極的相對對準(zhǔn)，在所述正極與所述負(fù)極之間插入所述分隔件的情況下交替地層壓所述正極與所述負(fù)極的層壓操作變得更為方便，因?yàn)楦髡龢O或各負(fù)極的兩面預(yù)先覆蓋有所述分隔件。
[0028]根據(jù)本發(fā)明的熔融鹽電池的特征在于所述分隔件由包括玻璃、陶瓷和塑料中的至少一種的材料制成。[0029]在本發(fā)明中，所述分隔件的材料包括玻璃、陶瓷和塑料中的至少一種類型。
[0030]因此，所述分隔件即使在高于室溫的溫度下也對熔融鹽化學(xué)穩(wěn)定，且對于由溫度變化和重復(fù)充電及放電引起的熔融鹽體積變化具有機(jī)械抗性。
[0031]根據(jù)本發(fā)明的熔融鹽電池的特征在于所述分隔件由玻璃纖維制成。
[0032]在本發(fā)明中，其中所述分隔件為由玻璃纖維制成的無紡布或網(wǎng)格織物，所述材料能夠以低成本獲得，且覆蓋所述正極或所述負(fù)極的兩面的所述分隔件能夠由連續(xù)的分隔件材料容易地形成。
[0033]根據(jù)本發(fā)明的熔融鹽電池的特征在于所述分隔件在與所述正極和所述負(fù)極的相對方向交叉的方向上的尺度比所述正極和所述負(fù)極在所述方向上的尺度大I至10%。
[0034]在本發(fā)明中，使所述分隔件在與所述正極和所述負(fù)極的相對方向交叉的方向上的尺度比所述正極和所述負(fù)極的尺度大I至10%。
[0035]利用這種結(jié)構(gòu)，允許在所述正極與所述負(fù)極之間有一些相對位移。當(dāng)所述分隔件的尺度以小于1%的比率大于所述正極和所述負(fù)極的尺度時(shí)，例如，考慮到振動試驗(yàn)，在制造時(shí)的產(chǎn)率降低。當(dāng)所述分隔件的尺度以大于10%的比率大于所述正極和所述負(fù)極的尺度時(shí)，所述熔融鹽的尺寸變大，這導(dǎo)致能量密度降低。
[0036][本發(fā)明的效果]
[0037]在本發(fā)明的情況下，其中正極或負(fù)極的兩面覆蓋有成形為沿正極和負(fù)極的邊緣部分的一部分彎曲的分隔件 ，正極或負(fù)極的移動通過分隔件的彎曲部分調(diào)節(jié)。
[0038]因此，可以防止在正極或負(fù)極與分隔件之間的相對位置位移。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0039]圖1為示意性示例根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的熔融鹽電池的結(jié)構(gòu)的透視圖。
[0040]圖2為在圖1中線I1-1I處的水平截面圖。
[0041]圖3為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的熔融鹽電池的俯視圖。
[0042]圖4為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的熔融鹽電池的垂直截面圖。
[0043]圖5為在圖4中線V-V處的垂直截面圖。
[0044]圖6為關(guān)于根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的變體實(shí)施例的熔融鹽電池在線I1-1I處的水平截面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0045]以下描述將參照附圖詳細(xì)地解釋本發(fā)明熔融鹽電池的實(shí)施方式。
[0046](實(shí)施方式)
[0047]圖1為示意性示例根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的熔融鹽電池的結(jié)構(gòu)的透視圖，圖2為在圖1中線I1-1I處的水平截面圖，圖3為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的熔融鹽電池的俯視圖，圖4為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的熔融鹽電池的垂直截面圖，而圖5為在圖4中線V-V處的垂直截面圖。
[0048]在本發(fā)明的熔融鹽電池中，分別具有矩形平板狀形狀的多個(在附圖中，六個)負(fù)極2、2、……2和分別具有矩形平板狀形狀且兩面分別覆蓋有如下分隔件3、3、……3 (在圖1中未示出)的多個(在附圖中，五個)正極4、4、......4，沿垂直方向布置且在水平方向上交替地層壓以彼此對向，其中所述分隔件3、3、……3分別具有V形垂直橫截面。負(fù)極2和2在層壓方向上定位在兩端。一組負(fù)極2、分隔件3和正極4構(gòu)成一個發(fā)電元件，且在本實(shí)施方式中五個發(fā)電元件和一個負(fù)極2 (在下文中，發(fā)電單元包括該負(fù)極2)層壓，并容納在長方體形狀的鋁合金制成的電池箱I中。電池箱I的內(nèi)側(cè)通過氟樹脂覆層預(yù)先受到絕緣處理。
[0049]電池箱I設(shè)置有位于平面圖短邊側(cè)的兩個側(cè)壁IA和1B、位于長邊側(cè)的兩個側(cè)壁IC和1D、將安裝在頂面處的開口 IE中以覆蓋開口 IE的蓋7、及底壁1F。在側(cè)壁1A、1B、1C和ID的上端部分內(nèi)，垂直尺度等于蓋7板厚的梯級部分IG在整個圓周上形成。蓋7為長方體板構(gòu)件且其外部尺度基本上等于或略微小于在平面圖中電池箱I的梯級部分IG的內(nèi)部尺度。通過將蓋7從上面安裝到電池箱I的梯級部分IG中，蓋7安裝在電池箱I的開口IE中。圖3示例其中取下蓋7的狀態(tài)。
[0050]具有波紋板狀形狀的由金屬制成的彈簧8布置在電池箱I的側(cè)壁ID與位于發(fā)電元件的層壓方向的一端的負(fù)極2之間。彈簧8由鋁合金制成，偏壓非柔性平板狀壓板9且朝向分隔件3和正極4的一側(cè)擠壓負(fù)極2。利用其反作用，電池箱I在彈簧8的相反側(cè)的側(cè)壁IC朝向分隔件3和正極4的一側(cè)擠壓位于層壓方向的另一端的負(fù)極2。彈簧8不限于由金屬等制成的板簧，還可以例如是彈性體，例如橡膠。
[0051]關(guān)于負(fù)極2、2、……2的上端部分，較靠近位于電池箱I的短邊側(cè)的一個側(cè)壁IA的一側(cè)與將用于輸出電流的矩形連接端(纜芯線)21、21、……21的下端部分相連。連接端21、21、……21的上端部分與屈折成具有U形平面圖的連接端導(dǎo)線22的內(nèi)面相連，這些內(nèi)面彼此相對。
[0052]關(guān)于正極4、4、……4的上端部分，較靠近位于電池箱I短側(cè)的另一側(cè)壁IB的一側(cè)與將用于輸出電流的矩形連接端41、41、……41的下端部分相連。連接端41、41、……41的上端部分與屈折成具有U形平面圖的連接端導(dǎo)線42的內(nèi)面相連，這些內(nèi)面彼此相對。
[0053]連接端導(dǎo)線22和42充當(dāng)將用于連接發(fā)電元件與外部電路的外部連接電極，且設(shè)置有將與外部線路連接的孔22a和42a。在側(cè)壁IA和IB的與孔22a和42a相對的位置處形成通孔IH和1H。因?yàn)榘l(fā)電元件通過連接端導(dǎo)線22和42并聯(lián)地電連接，所以獲得具有大電池容量的熔融鹽電池。連接端導(dǎo)線22和42定位在比在長方體電池箱I中填充的熔融鹽6的液面高的位置。
[0054]熔融鹽6由FSA系列(雙(氟磺?；?胺)或TFSA系列(雙(三氟甲基磺酰基)胺)陰離子和鈉和/或鉀陽離子組成，但不限于此。
[0055]負(fù)極2、2、……2由鋁合金板制成，所述鋁合金板鍍有作為負(fù)極活性材料的錫。鋁
是適合正極和負(fù)極中的每一種的材料，且對于熔融鹽6具有耐腐蝕性。負(fù)極2、2、......2分
別具有包括活性材料的約0.15mm的厚度和在垂直方向和水平方向上分別IOOmm和120mm的尺度。
[0056]正極4、4、……4通過采用鋁的多孔片或多孔體作為集電器，并在該集電器中填充和擠壓如下混合物而分別成形為具有約Imm的板厚:該混合物包含粘結(jié)劑、傳導(dǎo)助劑和作為正極活性材料的NaCr02。使負(fù)極2、2、……2在垂直方向和水平方向上的尺度分別小于正極4、4、……4在垂直方向和水平方向上的尺度，以防止產(chǎn)生樹枝狀晶體，且各正極4、4、……4的外緣與負(fù)極2、2、……2的邊緣部分相對，其中分隔件3、3、……3插入其間。例如，正極4、4、……4的集電器可以為由纖維狀鋁制成的無紡布或網(wǎng)格織物。
[0057]分隔件3、3、……3由在熔融鹽電池工作的溫度下對熔融鹽6具有抗性的多孔PTFE(一種類型的Teflon (注冊商標(biāo)))片或玻璃無紡布制成。分隔件3、3、……3連同負(fù)極2、
2、......2和正極4、4、......4 一起浸潰在比熔融鹽6的液面低約IOmm的位置處。在這種
結(jié)構(gòu)中，允許液面一定程度的降低。
[0058]根據(jù)本發(fā)明的熔融鹽電池在高于熔融鹽6熔融溫度的溫度下運(yùn)行，因?yàn)閷⒃诟哂谑覝氐臏囟认氯廴诘娜廴邴}6用作電解質(zhì)。該溫度根據(jù)將使用的熔融鹽6的類型而不同，但通常高于室溫并且低于約100°C。因此，與在常規(guī)鋰離子二次電池等中的分隔件相比，要求分隔件3、3、……3耐受高工作溫度。此外，要求分隔件3、3、……3在高溫下對于熔融鹽6化學(xué)穩(wěn)定，且抵抗由熔融鹽電池的充電和放電引起的熔融鹽6的體積變化及在熔融鹽電池的工作/暫停中的溫度變化。
[0059]基于這種觀點(diǎn)，適用于熔融鹽電池分隔件3、3、……3的材料的實(shí)例為玻璃、陶瓷例如氧化鋁或氧化鋯和各種塑料，玻璃為一個代表性實(shí)例。作為塑料，可以使用在鋰離子二次電池中使用的聚烯烴樹脂和Teflon (商標(biāo))，和具有進(jìn)一步增強(qiáng)的耐熱性和強(qiáng)度的各種工程塑料。包括這些材料中的至少一種的纖維或膜在加工成多孔片(例如，無紡布、網(wǎng)格織物或有孔膜)之后變得適用于分隔件3、3、……3。因此，例如，分隔件3、3、……3可以是玻璃網(wǎng)格織物或由纖維狀氧化鋁制成的無紡布或網(wǎng)格織物。
[0060]關(guān)于分隔件3、3、……3的厚度，例如，30μπι至60μπι的范圍適合PTFE且80μπι至200 μ m的范圍適合玻璃無紡布，因?yàn)樘〉暮穸融呌谝饠嗔?，而太大的厚度引起熔融鹽電池的能量密度降低。分隔件3、3、……3的尺寸足夠大，以在彎曲成V形形狀之后覆蓋·各正極4、4、......4的兩面，且使得與正極4、4、......4相對的面的水平尺寸和垂直尺寸比
正極4、4、......4的尺寸大I至10%。當(dāng)分隔件3、3、......3的尺寸以小于1%的比率大于
正極4、4、……4的尺寸時(shí)，制造時(shí)的產(chǎn)率降低，而當(dāng)分隔件3、3、……3的尺寸以大于10%的比率大于正極4、4、......4的尺寸時(shí)，熔融鹽電池的能量密度降低到無法接受的水平。
[0061]因?yàn)榉指艏?、3、……3可以通過在縱向上將細(xì)長的矩形片對半折疊的方法成形為具有如在圖5中所示例的V形橫截面，所以不需要諸如焊接(熱封)的工藝步驟，其用于使分隔件成形為具有袋狀形狀。分隔件3、3、……3可以在平滑屈折之后成形為具有U形橫截面。分隔件3、3、……3的彎曲部分分別成形為具有谷狀(凹槽狀)形狀，且各彎曲部分沿正極4、4、......4的下側(cè)布置。
[0062]接著將描述發(fā)電元件的組裝和包括將發(fā)電元件裝配到電池箱I中的熔融鹽電池的組裝。
[0063]在發(fā)電元件的組裝中，伴隨有正極4、4、......4與負(fù)極2、2、......2的相對對準(zhǔn)的層
壓操作變得更為方便，因?yàn)楦髡龢O4、4、……4的兩面預(yù)先覆蓋有彎曲的分隔件3、3、……3，且因此正極4、4、……4的移動通過各分隔件3、3、……3的彎曲部分調(diào)節(jié)，且分隔件3、
3、……3的數(shù)目減少一半。
[0064]在熔融鹽電池的組裝中，將通過連接端導(dǎo)線22和42彼此并聯(lián)地電連接的發(fā)電元件和熔融鹽6裝載到電池箱I中。在這種情況下，因?yàn)榉指艏?、3、……3的彎曲部分的移動通過各正極4、4、……4調(diào)節(jié)，所以很少產(chǎn)生分隔件3、3、……3的位置位移且發(fā)電元件的可操作性增強(qiáng)。[0065]一對由Teflon (商標(biāo))制成的絕緣套管然后自各側(cè)壁IA和IB的兩側(cè)安裝在通孔IH和IH中。隨后將螺釘插入每一對套管和相應(yīng)孔22a和42a中，且將各螺釘在螺母中擰緊和適配(套管、螺釘和螺母沒有示出)。另外，將蓋7安裝在電池箱I的開口 IE中，且蓋7的邊緣部分例如通過用激光從上面照射而與電池箱I焊接在一起。[0066]在以此方式組裝的熔融鹽電池中，側(cè)壁IA和IB與連接端導(dǎo)線22和42彼此電絕緣且固定。各螺釘與側(cè)壁IA和IB電絕緣，但經(jīng)各自的連接端導(dǎo)線22和42、連接端21、21、……21和連接端41、41、……41與負(fù)極2、2、……2和正極4、4、……4電連接。因此，各螺釘充當(dāng)正極端子和負(fù)極端子。[0067]利用上述結(jié)構(gòu)，當(dāng)整體電池箱I使用未示出的外部加熱設(shè)備加熱到85°C至95°C時(shí)，熔融鹽6熔融且可以對熔融鹽電池進(jìn)行充電和放電。當(dāng)該熔融鹽電池通過相對于負(fù)極端子從外面對正極端子施加正電壓來充電時(shí)，鈉離子從正極4、4、……4經(jīng)分隔件3、3、……3轉(zhuǎn)移到負(fù)極2、2、……2，且因此正極4、4、……4和負(fù)極2、2、……2兩者都膨脹。[0068]另一方面，當(dāng)熔融鹽電池通過在正極端子與負(fù)極端子之間連接外部負(fù)載來放電時(shí)，鈉離子從負(fù)極2、2、……2轉(zhuǎn)移到正極4、4、……4，且正極4、4、……4和負(fù)極2、2、……2兩者都收縮。雖然由充電和放電引起的這種體積變化使正極4、4、......4和負(fù)極2、2、......2在厚度方向上伸長和收縮，但該伸長和收縮被彈簧8的伸長和收縮所吸收。[0069]當(dāng)重復(fù)由熔融鹽電池的充電和放電引起的正極4、4、......4的體積變化時(shí)，活性材料有時(shí)會離開正極4、4、……4的集電器。即使在這種情況下，離開的活性材料也會沉積在分隔件3、3、......3的彎曲部分上，因?yàn)榉指艏?、3、......3的彎曲部分位于各正極4、4、.....4的下面。因此，可以防止在正極4、4、......4與負(fù)極2、2、......2之間和在正極4、4、……4與電池箱I之間經(jīng)由該活性材料引起短路。[0070]此外，因?yàn)榉指艏?、3、......3的與正極4、4、......4相對的面的水平尺寸和垂直尺寸比正極4、4、……4的尺寸大1%或更多，所以即使在正極4、4、……4和負(fù)極2、2、……2的體積變化及外部因素例如施加到熔融鹽電池的振動引起在正極4、4、……4與負(fù)極2、2、……2之間的相對位置位移時(shí)，在正極4、4、……4與負(fù)極2、2、……2之間也不產(chǎn)生短路。[0071]當(dāng)分隔件3、3、……3的尺寸小于IOOmm時(shí)，使分隔件3、3、……3的尺寸比正極4、4、......4的尺寸大Imm或更多，以可靠地防止短路。[0072]在上述實(shí)施方式的情況中，正極的兩面覆蓋有成形為沿正極的下端部分彎曲的分隔件。[0073]利用這種結(jié)構(gòu)，正極的移動通過分隔件的彎曲部分調(diào)節(jié)。[0074]因此，可以防止在正極與分隔件之間的相對位置位移。此外，可以簡化熔融鹽電池的組裝，因?yàn)閮擅骖A(yù)先覆蓋有分隔件的正極與負(fù)極彼此相對。[0075]更具體地，通過沿正極的下端部分布置分隔件的具有向下屈折或彎曲的橫截面的彎曲部分，作為由正極與分隔件之間的相對位置關(guān)系產(chǎn)生的效果，調(diào)節(jié)正極朝向在分隔件下部形成的彎曲部分的位移。類似地，也調(diào)節(jié)正極傾斜向下的位移。當(dāng)如在根據(jù)本實(shí)施方式中的熔融鹽電池中正極經(jīng)由連接端或連接端導(dǎo)線間接地固定到電池箱時(shí)，在分隔件相對于正極的相對位移中的向上位移通過分隔件的彎曲部分調(diào)節(jié)，且向下位移通過電池箱的底部部分調(diào)節(jié)。[0076]此外，分隔件具有V形或U形橫截面，且分隔件的彎曲部分成形為具有谷狀(凹槽狀)形狀。
[0077]因此，可以通過沿分隔件的彎曲部分布置矩形平板狀正極的下側(cè)進(jìn)一步有利地調(diào)節(jié)正極的移動。
[0078]另外，因?yàn)檎龢O的兩面覆蓋有分隔件且離開正極的活性材料沉積在位于分隔件下側(cè)的彎曲部分上，所以可以防止在正極與負(fù)極之間和在正極與電池箱之間的短路。
[0079]另外，因?yàn)閮擅骖A(yù)先覆蓋有分隔件的正極與負(fù)極交替地層壓，所以伴隨有正極與負(fù)極的相對對準(zhǔn)的層壓操作可以變得更為方便。
[0080]另外，因?yàn)樵摲指艏牟牧习úＡ?，所以即使在高溫下該分隔件也能夠?qū)θ廴邴}化學(xué)穩(wěn)定且對該熔融鹽的體積變化具有機(jī)械抗性。
[0081]另外，因?yàn)樵摲指艏傻统杀镜牟ＡЮw維制成，所以覆蓋正極兩面的分隔件由連續(xù)的分隔件材料容易地形成，且可以以低成本獲得與袋狀分隔件等效的防止位置位移的效
果O
[0082]另外，因?yàn)槭乖摲指艏趶澢蟮某叨缺日龢O和負(fù)極的尺度大I至10%，所以可以允許在正極與負(fù)極之間有一些相對位移。
[0083]雖然在本實(shí)施方式中各正極4、4、……4的兩面覆蓋有分隔件3、3、……3，但作為替代，各負(fù)極2、2、……2的兩面可以覆蓋有分隔件3、3、……3。在這種情況下，可以防止在負(fù)極2、2、……2與分隔件3、3、……3之間的相對位置位移。
[0084](變體實(shí)施例)
[0085]雖然在上述實(shí)施方式中的分隔件3、3、……3成形為具有如在圖5中所示例的V形或U形垂直橫截面，但另外優(yōu)選密封邊緣側(cè)面部分且使分隔件成形為具有袋狀形狀。在這種情況下，本發(fā)明不限于具有V形或U形垂直橫截面的分隔件。
[0086]圖6為關(guān)于根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的變體實(shí)施例的熔融鹽電池在線I1-1I處的水平截面圖。
[0087]在本變體實(shí)施例中，除了在上部的開口和在下部的彎曲部分之外，分隔件3、3、……3的邊緣部分通過例如加熱而膠合或焊接，使得正極4、4、……4的外側(cè)也被包圍，如圖6中所示的。
[0088]在這種情況下，例如，密封邊緣側(cè)面部分的方法通過采用熱塑性塑料作為分隔件
3、3、......3的材料而變得更為方便。
[0089]通過成形分隔件3、3、……3以具有如上所述的袋狀形狀，可以使正極與負(fù)極彼此
可靠地絕緣。
[0090]本文公開的實(shí)施方式在各方面將被視為示例性的，而不是限制性的。本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求書限定，而不是由之前的說明書限定，且因此落入權(quán)利要求書范圍或其所述范圍等效物內(nèi)的所有變化都旨在由權(quán)利要求書所涵蓋。
[0091][附圖標(biāo)記說明]
[0092]1 電池箱
[0093]2 負(fù)極
[0094]3分隔件
[0095]4 正極
[0096]6熔融鹽
【權(quán)利要求】
1.一種熔融鹽電池，其包括彼此對向的正極和負(fù)極，且分隔件插入所述正極與所述負(fù)極之間，其中，熔融溫度高于室溫的熔融鹽被用作電解質(zhì)，其特征在于， 所述正極和所述負(fù)極分別具有板狀形狀，所述分隔件具有片狀形狀，且成形為沿所述正極和所述負(fù)極的邊緣部分的一部分彎曲，且所述正極或所述負(fù)極的兩面均被彎曲的所述分隔件所覆蓋。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熔融鹽電池，其特征在于，所述分隔件在與彎曲部分相交叉的方向上具有V形或U形的橫截面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的熔融鹽電池，其特征在于，所述分隔件成形為具有袋狀形狀。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中的任一項(xiàng)所述的熔融鹽電池，其特征在于，所述分隔件覆蓋所述正極的兩面。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中的任一項(xiàng)所述的熔融鹽電池，其特征在于，包括多個分隔件、多個正極和多個負(fù)極。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中的任一項(xiàng)所述的熔融鹽電池，其特征在于，所述分隔件由包括玻璃、陶瓷和塑料中的至少一種的材料制成。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的熔融鹽電池，其特征在于，所述分隔件由玻璃纖維制成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中的任一項(xiàng)所述的熔融鹽電池，其特征在于，所述分隔件在與所述正極和所述負(fù)極的對向方向相交叉的方向上的尺寸比所述正極和所述負(fù)極在所述方向上的尺寸大I至10%。
【文檔編號】H01M2/16GK103597650SQ201280027859
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2012年5月31日 優(yōu)先權(quán)日:2011年6月6日
【發(fā)明者】福永篤史, 稻澤信二, 新田耕司, 酒井將一郎 申請人:住友電氣工業(yè)株式會社