專利名稱：用于鈉硫電池模塊專用熔斷器的無(wú)機(jī)膠凝劑及制備工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及儲(chǔ)能領(lǐng)域的用于鈉硫電池模塊專用熔斷器的無(wú)機(jī)膠凝劑及其制備工藝。
背景技術(shù)：
無(wú)機(jī)膠凝劑在對(duì)鈉硫電池模塊專用熔斷器起到密封作用，防止熔斷器內(nèi)的熔斷體與外界腐蝕性硫蒸汽或多硫化鈉蒸汽直接接觸，延長(zhǎng)熔斷器的使用壽命。由于鈉硫電池模塊專用熔斷器的熔斷體材料有較高的溫度敏感性，因此必須保證無(wú)機(jī)膠凝劑具有良好的冷凝性能，在150°C以下就可冷凝，無(wú)機(jī)膠凝劑在冷凝后必須具有良好的高溫性能，能承受IOOO0C的高溫，保證在鈉硫電池正常工作的溫度下，無(wú)機(jī)膠凝劑的密封不失效。但是目前這樣的膠凝劑還很少有報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供用于鈉硫電池模塊專用熔斷器的無(wú)機(jī)膠凝劑，其能在150°C以下冷凝成固體，冷凝后，該無(wú)機(jī)膠凝劑能承受1000°C的高溫，保證在鈉硫電池模塊正常工作的溫度下密封不失效。相應(yīng)地，本發(fā)明還提供了用于鈉硫電池模塊專用熔斷器的無(wú)機(jī)膠凝劑制備工藝。實(shí)現(xiàn)上述目的的一種技術(shù)方案是:用于鈉硫電池模塊專用熔斷器的無(wú)機(jī)膠凝劑，包括一個(gè)裝有熔斷體的砂芯，所述砂芯是由粒徑小于等于400目的石英砂粘結(jié)而成的，所述的砂芯的軸向兩端設(shè)有粘結(jié)劑涂層，所述的粘結(jié)劑涂層中含有無(wú)機(jī)硅氧化合物。進(jìn)一步的，所述的粘結(jié)劑涂層中含有硅粉。進(jìn)一步的，所述的粘結(jié)劑涂層中含有硅酸鈉。本發(fā)明提供的另外一種技術(shù)方案是:用于鈉硫電池模塊專用熔斷器的無(wú)機(jī)膠凝劑的制備工藝，包括下列步驟:砂芯成型步驟:將粒徑小于等于400目的石英砂填入裝有熔斷體的熔斷器的殼體中,加入適量的無(wú)水乙醇并振動(dòng)將所述殼體,將所述殼體內(nèi)的石英砂搖勻并壓制密實(shí),再對(duì)所述殼體進(jìn)行加熱，除去所述殼體內(nèi)的無(wú)水乙醇,得到位于所述殼體內(nèi)的砂芯；無(wú)機(jī)膠凝劑形成步驟:配制粘結(jié)劑溶液，并將所述砂芯和所述殼體一起浸入所述粘結(jié)劑溶液中，使所述粘結(jié)劑溶液滲入所述砂芯的內(nèi)部，并粘附在所述砂芯的軸向兩端，將所述砂芯和所述殼體一起進(jìn)行干燥，去除所述粘結(jié)劑溶液中的溶劑，在所述砂芯的軸向兩端形成粘結(jié)劑涂層，所述粘結(jié)劑涂層中含有無(wú)機(jī)硅氧化合物。進(jìn)一步的，砂芯成型步驟中無(wú)水乙醇的用量為石英砂質(zhì)量的5% 8%。進(jìn)一步的，無(wú)機(jī)膠凝劑形成步驟中所配制的粘結(jié)劑溶液為:由粒徑小于等于1000目的硅粉和無(wú)水乙醇在室溫下配制成的硅粉/無(wú)水乙醇飽和溶液。進(jìn)一步的，無(wú)機(jī)膠凝劑形成步驟中所配制的粘結(jié)劑溶液為質(zhì)量百分比濃度為3 8wt.%的硅酸鈉水溶液。
采用了本發(fā)明的用于鈉硫電池模塊專用熔斷器的無(wú)機(jī)膠凝劑技術(shù)方案，即在粘結(jié)成型的砂芯的軸向兩端設(shè)置粘結(jié)劑涂層，并且該粘結(jié)劑涂層中含有無(wú)機(jī)硅氧化合物的技術(shù)方案。其技術(shù)效果是:無(wú)機(jī)膠凝劑具有良好的冷凝性能，在150°C以下就可冷凝，同時(shí)無(wú)機(jī)膠凝劑在冷凝后具有良好的高溫性能，能承受1000°C的高溫，保證在鈉硫電池模塊正常工作的溫度下，無(wú)機(jī)膠凝劑的密封不失效。本發(fā)明的無(wú)機(jī)膠凝劑是用石英砂在裝有熔斷體的熔斷器的殼體內(nèi)制成砂芯后，再將成型的砂芯和殼體浸入到含有無(wú)機(jī)硅氧化合物的粘結(jié)劑溶液中，使粘結(jié)劑溶液滲入所述砂芯的內(nèi)部，并粘附在所述砂芯的軸向兩端，再將粘結(jié)劑溶液的溶劑從所述殼體內(nèi)除去，使粘附在所述砂芯軸向兩端粘附的粘結(jié)劑溶液冷凝為粘結(jié)劑涂層。


圖1為本發(fā)明的用于鈉硫電池模塊專用熔斷器的無(wú)機(jī)膠凝劑的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明的發(fā)明人為了能更好地對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行理解，下面通過(guò)具體地實(shí)施例，并結(jié)合附圖進(jìn)行詳細(xì)地說(shuō)明:請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明的用于鈉硫電池模塊專用熔斷器的無(wú)機(jī)膠凝劑的作用在于將位于鈉硫電池模塊專用熔斷器內(nèi)的熔斷體10與鈉硫電池模塊專用熔斷器的殼體20固定在一起，同時(shí)保護(hù)熔斷器的殼體20內(nèi)的熔斷體10不受硫蒸汽或多硫化鈉蒸汽的腐蝕。本發(fā)明的用于鈉硫電池模塊專用熔斷器的無(wú)機(jī)膠凝劑是由砂芯I和粘附在砂芯I軸向兩端的粘結(jié)劑涂層2組成的。砂芯I是由粒徑小于等于400目的石英砂粘結(jié)而成的。粘結(jié)劑涂層2中含有無(wú)機(jī)硅氧化合物。由于無(wú)機(jī)硅氧化合物和石英砂之間能形成硅氧鍵，使粘結(jié)劑涂層2牢牢粘附在砂芯I的軸向兩端，。保證位于熔斷器的殼體20內(nèi)的熔斷體10不受硫蒸汽或多硫化鈉蒸汽的腐蝕。而制備砂芯I的石英砂粒徑必須小于等于400目，是為了減小石英砂之間的間隙，降低砂芯I的孔隙率，提高砂芯I的致密性，保證熔斷器的殼體20內(nèi)的熔斷體10不受硫蒸汽或多硫化鈉蒸汽的腐蝕。本發(fā)明中通過(guò)含有無(wú)機(jī)硅氧化合物的粘結(jié)劑溶液冷凝成為粘結(jié)劑涂層2，其原因在于一方面，含有無(wú)機(jī)硅氧化合物的粘結(jié)劑溶液具有良好的冷凝性能，在150°C即可冷凝。另外一方面，含有無(wú)機(jī)硅氧化合物的粘結(jié)劑溶液冷凝后，由于粘結(jié)劑涂層2與砂芯I中石英砂之間形成的硅氧鍵，以及粘結(jié)劑涂層2中硅氧鍵的作用，使無(wú)機(jī)膠凝劑在冷凝后具有良好的高溫穩(wěn)定性能，能耐1000°C以上的高溫。在鈉硫電池模塊正常運(yùn)行的溫度，粘結(jié)劑涂層2不會(huì)出現(xiàn)密封失效的問(wèn)題。含有無(wú)機(jī)硅氧化合物的粘結(jié)劑溶液同時(shí)填充進(jìn)入砂芯I中石英砂之間的間隙，降低砂芯I的孔隙率，提高砂芯I的致密性和力學(xué)強(qiáng)度。下面，通過(guò)具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行進(jìn)一步說(shuō)明:實(shí)施例1砂芯成型步驟:將粒徑小于等于400目的石英砂填入裝有熔斷體10的熔斷器的殼體20中，加入適量的無(wú)水乙醇，并振動(dòng)殼體20，將殼體20內(nèi)的石英砂搖勻并壓制密實(shí)，然后，在煤氣燈或者酒精燈下對(duì)殼體20進(jìn)行加熱，除去殼體20內(nèi)的無(wú)水乙醇。使得殼體20內(nèi)的石英砂粘結(jié)成型為砂芯I。砂芯成型過(guò)程中加入無(wú)水乙醇與石英砂質(zhì)量的5% 8%。無(wú)機(jī)膠凝劑形成步驟:選用粒徑小于等于1000目的硅粉作為粘結(jié)劑，硅粉屬于一種無(wú)定型的二氧化硅。將粒徑小于等于1000目的硅粉，加入無(wú)水乙醇充分溶解，在室溫下配制硅粉/無(wú)水乙醇飽和溶液作為粘結(jié)劑溶液。將熔斷器的外殼20和砂芯I 一起浸入硅粉/無(wú)水乙醇飽和溶液中浸泡5秒鐘后取出。由于殼體20的軸向兩端是開口的，因此硅粉/無(wú)水乙醇飽和溶液從砂芯I的軸向兩端滲入砂芯I的內(nèi)部并粘附在砂芯I軸向兩端的端面上。然后，將裝有砂芯I的殼體20放入溫度為80°C的烘箱內(nèi)快速干燥I小時(shí)。粘附在砂芯I軸向兩端的端面上的硅粉/無(wú)水乙醇飽和溶液，冷凝成為粘結(jié)涂層2。室溫的一般溫度范圍為18°C 25°C。對(duì)裝有砂芯I的殼體20進(jìn)行干燥的溫度應(yīng)大于溶劑無(wú)水乙醇的沸點(diǎn)
2至 IO0C0滲入砂芯I內(nèi)的硅粉/無(wú)水乙醇飽和溶液干燥后，硅粉作為增強(qiáng)劑，通過(guò)硅粉與石英砂之間形成的硅氧鍵的增強(qiáng)砂芯I內(nèi)的石英砂之間的粘結(jié)強(qiáng)度，保證砂芯I的力學(xué)強(qiáng)度。同時(shí)，滲入砂芯I內(nèi)的硅粉/無(wú)水乙醇飽和溶液干燥后，硅粉作為填充劑，填充進(jìn)入砂芯I內(nèi)石英砂之間的間隙，降低砂芯I的孔隙率，提高砂芯I的致密性。防止熔斷體10與外界腐蝕性硫蒸汽或多硫化鈉蒸汽直接接觸，進(jìn)一步延長(zhǎng)熔斷器的使用壽命。選用粒徑小于等于1000目的的目的在于:硅粉的粒徑越小，越有利于其在無(wú)水乙醇中的溶解。實(shí)施例2砂芯成型步驟:將粒徑小于等于400目的石英砂填入裝有熔斷體10的熔斷器的殼體20中，加入適量的無(wú)水乙醇，并振動(dòng)殼體20，將殼體20內(nèi)的石英砂搖勻并壓制密實(shí)，然后，在煤氣燈或者酒精燈下對(duì)殼體20進(jìn)行加熱，除去殼體20內(nèi)的無(wú)水乙醇。使得殼體20內(nèi)的石英砂粘結(jié)成型為砂芯I。砂芯成型過(guò)程中加入無(wú)水乙醇與石英砂質(zhì)量的5% 8%。無(wú)機(jī)膠凝劑形成步驟:選用硅酸鈉作為粘結(jié)劑，將硅酸鈉加入去離子水充分溶解，配制硅酸鈉水溶液作為粘結(jié)劑溶液。硅酸鈉水溶液的質(zhì)量百分比濃度為3 8wt.%。將熔斷器的外殼20和砂芯I 一起浸入娃酸鈉水溶液中浸泡5秒鐘后取出。由于殼體20的軸向兩端是開口的，因此硅酸鈉水溶液從砂芯I的軸向兩端滲入砂芯I的內(nèi)部并粘附在砂芯I軸向兩端的端面上。然后，將裝有砂芯I的殼體20放入溫度為105°C 120°C的烘箱內(nèi)快速干燥I小時(shí)。粘附在砂芯I軸向兩端的端面上的硅酸鈉水溶液，冷凝成為粘結(jié)涂層2。滲入砂芯I內(nèi)的硅酸鈉水溶液中干燥后，硅酸鈉作為增強(qiáng)劑，通過(guò)硅酸鈉與石英砂之間形成的硅氧鍵的增強(qiáng)砂芯I內(nèi)的石英砂之間的粘結(jié)強(qiáng)度，保證砂芯I的力學(xué)強(qiáng)度。同時(shí)，滲入砂芯I內(nèi)的硅酸鈉水溶液干燥后，硅酸鈉作為填充劑，填充進(jìn)入砂芯I內(nèi)石英砂之間的間隙，降低砂芯I的孔隙率，提高砂芯I的致密性。防止熔斷體10與外界腐蝕性硫蒸汽或多硫化鈉蒸汽直接接觸，進(jìn)一步延長(zhǎng)熔斷器的使用壽命。本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，以上的實(shí)施例僅是用來(lái)說(shuō)明本發(fā)明，而并非用作為對(duì)本發(fā)明的限定，只要在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)精神范圍內(nèi)，對(duì)以上所述實(shí)施例的變化、變型都將落在本發(fā)明的權(quán)利要求書范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.用于鈉硫電池模塊專用熔斷器的無(wú)機(jī)膠凝劑，其特征在于:所述無(wú)機(jī)膠凝劑包括一個(gè)裝有熔斷體(10)的砂芯(I )，所述砂芯(I)是由粒徑小于等于400目的石英砂粘結(jié)而成的，所述的砂芯(I)的軸向兩端設(shè)有粘結(jié)劑涂層(2)，所述的粘結(jié)劑涂層(2)中含有無(wú)機(jī)硅氧化合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于鈉硫電池模塊專用熔斷器的無(wú)機(jī)膠凝劑，其特征在于:所述的粘結(jié)劑涂層中含有硅粉。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于鈉硫電池模塊專用熔斷器的無(wú)機(jī)膠凝劑，其特征在于:所述的粘結(jié)劑涂層中含有硅酸鈉。
4.用于鈉硫電池模塊專用熔斷器的無(wú)機(jī)膠凝劑的制備工藝，包括下列步驟: 砂芯成型步驟:將粒徑小于等于400目的石英砂填入裝有熔斷體(10)的熔斷器的殼體(20)中，加入適量的無(wú)水乙醇并振動(dòng)所述殼體(20)，將所述殼體(20)內(nèi)的石英砂搖勻并壓制密實(shí)，再對(duì)所述殼體(20)進(jìn)行加熱，除去所述殼體(20)內(nèi)的無(wú)水乙醇，得到位于所述殼體(20)內(nèi)的砂芯(I)； 無(wú)機(jī)膠凝劑形成步驟:配制粘結(jié)劑溶液，并將所述砂芯(I)和所述殼體(20) —起浸入所述粘結(jié)劑溶液中，使所述粘結(jié)劑溶液滲入所述砂芯(I)的內(nèi)部，并粘附在所述砂芯(I)的軸向兩端，將所述砂芯(I)和所述殼體(20) —起進(jìn)行干燥，去除所述粘結(jié)劑溶液中的溶劑，在所述砂芯(I)的軸向兩端形成粘結(jié)劑涂層(2 )，所述粘結(jié)劑涂層(2 )中含有無(wú)機(jī)硅氧化合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于鈉硫電池模塊專用熔斷器的無(wú)機(jī)膠凝劑的制備工藝，其特征在于:砂芯成型步驟中無(wú)水乙醇的用量為石英砂質(zhì)量的5% 8%。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的用于鈉硫電池模塊專用熔斷器的無(wú)機(jī)膠凝劑的制備工藝，其特征在于:無(wú)機(jī)膠凝劑形成步驟中所配制的粘結(jié)劑溶液為:由粒徑小于等于1000目的硅粉和無(wú)水乙醇在室溫下配制成的硅粉/無(wú)水乙醇飽和溶液。
7.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的用于鈉硫電池模塊專用熔斷器的無(wú)機(jī)膠凝劑的制備工藝，其特征在于:無(wú)機(jī)膠凝劑形成步驟中所配制的粘結(jié)劑溶液為質(zhì)量百分比濃度為3 8wt.%的硅酸鈉水溶液。
全文摘要
本發(fā)明公開了儲(chǔ)能領(lǐng)域的用于鈉硫電池模塊專用熔斷器的無(wú)機(jī)膠凝劑，包括一個(gè)裝有熔斷體的砂芯，所述砂芯是由粒徑小于等于400目的石英砂粘結(jié)而成的，所述砂芯的軸向兩端設(shè)有粘結(jié)劑涂層，所述的粘結(jié)劑涂層中含有無(wú)機(jī)硅氧化合物。其技術(shù)效果是無(wú)機(jī)膠凝劑具有良好的冷凝性能，在150℃以下就可冷凝，同時(shí)該無(wú)機(jī)膠凝劑在冷凝后具有良好的高溫性能，能承受1000℃的高溫，保證在鈉硫電池模塊正常工作的溫度下，無(wú)機(jī)膠凝劑的密封不失效。本發(fā)明公開了儲(chǔ)能領(lǐng)域的用于鈉硫電池模塊專用熔斷器的無(wú)機(jī)膠凝劑的制備工藝。
文檔編號(hào)H01H71/02GK103198982SQ20131007229
公開日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2013年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月7日
發(fā)明者楊建平, 祝銘, 茅雁, 劉宇, 陸志清, 周日生 申請(qǐng)人:上海電氣鈉硫儲(chǔ)能技術(shù)有限公司