一種鈉硫電池負(fù)極針刺注鈉裝置用針的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了化學(xué)儲(chǔ)能領(lǐng)域的一種鈉硫電池負(fù)極針刺注鈉裝置用針，包括針管和針尖，所述針管的徑向中心設(shè)有中空管，所述中空管靠近所述針尖的一端為封閉端，所述中空管遠(yuǎn)離所述針尖的一端為開口端，所述針尖根部的外壁上設(shè)有若干個(gè)與所述中空管連通的徑向通孔。其技術(shù)效果是：可以有效保證注鈉過程的安全性、連續(xù)性和速率，并有效防止注鈉過程中液態(tài)鈉被污染。
【專利說明】—種鈉硫電池負(fù)極針刺注鈉裝置用針
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及化學(xué)儲(chǔ)能領(lǐng)域的一種鈉硫電池負(fù)極針刺注鈉裝置用針。
【背景技術(shù)】
[0002]鈉硫電池不僅可以解決巨大的晝夜電力需求峰谷差問題，而且可以實(shí)現(xiàn)風(fēng)能、太陽能等新型低碳能源技術(shù)并網(wǎng)，解決電力短缺問題。自1992年首座鈉硫電池儲(chǔ)能電站示范運(yùn)行后，全球已經(jīng)有200座超過300MW的鈉硫電池儲(chǔ)能電站示范運(yùn)行，經(jīng)過安全性和可靠性的長期測(cè)試，已在提高風(fēng)能和太陽能等可再生能源系統(tǒng)的穩(wěn)定性、平滑用戶側(cè)負(fù)荷及緊急供電等方面發(fā)揮重要作用。
[0003]兆瓦級(jí)的鈉硫儲(chǔ)能系統(tǒng)己步入商業(yè)化階段。在鈉硫電池生產(chǎn)中最為關(guān)鍵的裝配環(huán)節(jié)——注鈉環(huán)節(jié)中，需要用到一種負(fù)極針刺注鈉裝置。目前鈉硫電池負(fù)極針刺注鈉裝置的技術(shù)難點(diǎn)在于:第一，鈉硫電池負(fù)極針刺注鈉裝置，不僅要能對(duì)液態(tài)鈉進(jìn)行傳輸，還必須能對(duì)氮?dú)?、氬氣等惰性氣體進(jìn)行穩(wěn)定傳輸。第二在鈉硫電池裝配過程中，由于金屬鈉活潑，易與水、氧等反應(yīng)，因此在注鈉過程中要防止液態(tài)鈉與水、氧氣的反應(yīng)。造成上述技術(shù)瓶頸的重要因素在于鈉硫電池負(fù)極針刺注鈉裝置用針的設(shè)計(jì)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種鈉硫電池負(fù)極針刺注鈉用針，其可以有效保證注鈉過程的安全性，并防止液態(tài)鈉在注鈉過程中因氧化而被污染。
[0005]實(shí)現(xiàn)上述目的的一種技術(shù)方案是:一種鈉硫電池負(fù)極針刺注鈉裝置用針，包括針管和針尖，所述針管的徑向中心設(shè)有中空管，所述中空管靠近所述針尖的一端為封閉端，所述中空管遠(yuǎn)離所述針尖的一端為開口端，所述針尖根部的外壁上設(shè)有若干個(gè)與所述中空管連通的徑向通孔。
[0006]進(jìn)一步的，所述中空管的封閉端為錐形。
[0007]進(jìn)一步的，該鈉硫電池負(fù)極針刺注鈉裝置用針是用硬度高于鋁合金，且不與液態(tài)鈉發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的材料制成的。
[0008]再進(jìn)一步的，該鈉硫電池負(fù)極針刺注鈉裝置用針是用不銹鋼或者剛玉制成的。
[0009]進(jìn)一步的，所述針尖經(jīng)過淬火處理。
[0010]進(jìn)一步的，所述中空管的管壁拋光。
[0011]進(jìn)一步的，所述針尖的錐角為20°?40°。
[0012]再進(jìn)一步的，所述中空管封閉端的錐角為60°。
[0013]進(jìn)一步的，所述徑向通孔的數(shù)量為三至四個(gè)。
[0014]進(jìn)一步的，所述鈉硫電池負(fù)極針刺注鈉裝置用針的外壁呈階梯狀。
[0015]采用了本實(shí)用新型的一種鈉硫電池負(fù)極針刺注鈉裝置用針的技術(shù)方案，即包括針管和針尖，所述針管的徑向中心設(shè)有中空管，所述中空管靠近所述針尖的一端為封閉端，所述中空管遠(yuǎn)離所述針尖的一端為開口端，所述針尖根部的外壁上設(shè)有若干個(gè)與所述中空管連通的徑向通孔的一種鈉硫電池負(fù)極針刺注鈉裝置用針的技術(shù)方案。其技術(shù)效果是:可以有效保證注鈉過程的安全性、連續(xù)性和速率，并有效防止液態(tài)鈉在注鈉過程中因氧化而被污染。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本實(shí)用新型的一種鈉硫電池負(fù)極針刺注鈉裝置用針在鈉硫電池負(fù)極針刺注鈉裝置上的安裝示意圖。
[0017]圖2為本實(shí)用新型的一種鈉硫電池負(fù)極針刺注鈉裝置用針的主視圖。
[0018]圖3為本實(shí)用新型的一種鈉硫電池負(fù)極針刺注鈉裝置用針的A-A面剖視圖。
[0019]圖4為本實(shí)用新型的一種鈉硫電池負(fù)極針刺注鈉裝置用針的針尖結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]請(qǐng)參閱圖1至圖4，本實(shí)用新型的發(fā)明人為了能更好地對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行理解，下面通過具體地實(shí)施例，并結(jié)合附圖進(jìn)行詳細(xì)地說明:
[0021]請(qǐng)參閱圖1，使用本實(shí)用新型的一種鈉硫電池負(fù)極針刺注鈉裝置用針的鈉硫電池負(fù)極針刺注鈉裝置包括一個(gè)豎直方向的導(dǎo)軌支架1，導(dǎo)軌支架I用于固定鈉罐4，鈉罐4用鋁合金制成。導(dǎo)軌支架I的上端設(shè)有上穿刺裝置2，導(dǎo)軌支架I的下端設(shè)有下穿刺裝置3。
[0022]上穿刺裝置2包括上穿刺固定架21、上橡膠密封墊23和上彈簧24。
[0023]其中上彈簧24內(nèi)置于上穿刺固定架21，且上彈簧24可沿豎直方向伸縮。上橡膠密封墊23固定在上穿刺固定架21的底面上。
[0024]下穿刺裝置3包括下穿刺固定架31、下橡膠密封墊33和下彈簧34。
[0025]其中下彈簧34內(nèi)置于下穿刺固定架31，且下彈簧34可沿豎直方向伸縮。下橡膠密封墊33固定在下穿刺固定架31的頂面上。
[0026]本實(shí)用新型的一種鈉硫電池負(fù)極針刺注鈉裝置用針5包括針管51和針尖52，針管51的徑向中心設(shè)有與針管51的軸向平行的中空管511，中空管511分為開口端和封閉端。其中中空管511的開口端位于針管51遠(yuǎn)離針尖52的一端，中空管511的封閉端位于針管51與針尖52相接的一端。針尖52根部，即針尖2與針管51相接的一端的外壁上均布有三至四個(gè)與所中空管511封閉端連通的徑向通孔521。中空管511的封閉端為錐形。
[0027]同時(shí)本實(shí)用新型的一種鈉硫電池負(fù)極針刺注鈉裝置用針5選用硬度高于鋁合金，即鈉罐4，且不與液態(tài)鈉發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的材料制成，比如剛玉、不銹鋼等。以保證鈉硫電池負(fù)極針刺注鈉裝置用針5能夠刺破鈉罐4，同時(shí)鈉罐4內(nèi)的液態(tài)鈉在注鈉過程中不因氧化而被污染。
[0028]鈉硫電池負(fù)極針刺注鈉裝置的上穿刺裝置2和下穿刺裝置3上各裝有一根鈉硫電池負(fù)極針刺注鈉裝置用針5。
[0029]上穿刺裝置2上，鈉硫電池負(fù)極針刺注鈉裝置用針5的針尖52豎直向下指向鈉罐4的頂部，針管51與上穿刺固定架21固定，使鈉硫電池負(fù)極針刺注鈉裝置用針5沿豎直方向貫穿上彈簧24，針尖52用以刺破上橡膠密封墊23和鈉罐4的頂部，中空管511的開口端用以連接惰性保護(hù)氣體儲(chǔ)氣罐，以向鈉罐4內(nèi)導(dǎo)入惰性保護(hù)氣體，如氬氣、氮?dú)獾取?br> [0030]下穿刺裝置3上，鈉硫電池負(fù)極針刺注鈉裝置用針5的針尖52豎直向上指向鈉罐4的頂部，針管51與下穿刺固定架31固定，使鈉硫電池負(fù)極針刺注鈉裝置用針5沿豎直方向貫穿上彈簧24，針尖52用以刺破下橡膠密封墊33和鈉罐4的底部。中空管511的開口端用以連接鈉硫電池負(fù)極6的儲(chǔ)鈉管(圖1中未顯示)，以向鈉硫電池負(fù)極6的儲(chǔ)鈉管內(nèi)注入液態(tài)鈉和惰性保護(hù)氣體，如氬氣、氮?dú)獾取?br> [0031]在使用鈉硫電池負(fù)極針刺注鈉裝置進(jìn)行注鈉時(shí)，上穿刺裝置2沿著導(dǎo)軌支架I下移，同時(shí)上穿刺裝置2中的上彈簧24壓縮，上穿刺裝置2上的鈉硫電池負(fù)極針刺注鈉裝置用針5刺破上橡膠密封墊23，刺入鈉罐4。接著鈉罐4和上穿刺裝置2 —起下移，使下穿刺裝置3中的下彈簧34壓縮，下穿刺裝置3上的鈉硫電池負(fù)極針刺注鈉裝置用針5刺穿下橡膠密封墊33，刺入鈉罐4的底部。
[0032]本實(shí)施例中，上彈簧24的作用在于增加上穿刺裝置2上的鈉硫電池負(fù)極針刺注鈉裝置用針5給予鈉罐4頂部的作用力，使其能夠刺破鈉罐4的頂部和上橡膠密封墊23。下彈簧34的作用在于增加下穿刺裝置3上的鈉硫電池負(fù)極針刺注鈉裝置用針5給予鈉罐4底部的作用力，使其能夠刺破鈉罐4的底部。
[0033]所述惰性保護(hù)氣體儲(chǔ)氣罐內(nèi)的惰性保護(hù)氣體通過上穿刺裝置2上的鈉硫電池負(fù)極針刺注鈉裝置用針5中的中空管511和徑向通孔521，進(jìn)入鈉罐4，使鈉罐4內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)正壓。在對(duì)鈉硫電池負(fù)極6的儲(chǔ)鈉管進(jìn)行注鈉前，所述儲(chǔ)鈉管內(nèi)處于真空狀態(tài)。鈉罐4內(nèi)的液態(tài)鈉在鈉罐4內(nèi)正壓的作用下，經(jīng)過下穿刺裝置3上的鈉硫電池負(fù)極針刺注鈉裝置用針5中的徑向通孔521和中空管511,使鈉罐4中的液態(tài)鈉注入所述儲(chǔ)鈉管,完成注鈉操作，以及充入惰性保護(hù)氣體的操作。下橡膠密封墊33和上橡膠密封墊23的作用在于防止注鈉過程中發(fā)生液態(tài)鈉的噴濺，確保注鈉過程的安全。
[0034]鈉硫電池負(fù)極針刺注鈉裝置用針5的針尖52的根部均布有三至四個(gè)與中空管511封閉端連通的徑向通孔521的目的在于:當(dāng)鈉硫電池負(fù)極針刺注鈉裝置用針5用于上穿刺裝置2上時(shí)，可以加速惰性保護(hù)氣體流入鈉罐4的速率，以使鈉罐4內(nèi)及早產(chǎn)生足夠的正壓，以將鈉罐4內(nèi)的液態(tài)鈉壓入鈉硫電池負(fù)極6的儲(chǔ)鈉管內(nèi)；當(dāng)鈉硫電池負(fù)極針刺注鈉裝置用針5用于下穿刺裝置3上時(shí)，可以增加中空管511的管徑，加速液態(tài)鈉從鈉罐4流向鈉硫電池負(fù)極6的儲(chǔ)鈉管的速率，降低徑向通孔521在鈉罐4內(nèi)的位置，增大徑向通孔521的孔徑，從而可以進(jìn)一步加速液態(tài)鈉從鈉罐4經(jīng)鈉硫電池負(fù)極針刺注鈉裝置用針5的徑向通孔521和中空管511，從中空管511的開口端注入鈉硫電池負(fù)極6的儲(chǔ)鈉管的速率。同時(shí)還可以防止單個(gè)徑向通孔521堵塞而引起鈉硫電池負(fù)極針刺注鈉裝置用針5失效,而引起注鈉操作失敗。
[0035]中空管511的底部為錐形的目的在于:當(dāng)鈉硫電池負(fù)極針刺注鈉裝置用針5用于上穿刺裝置2上時(shí)，可以穩(wěn)定惰性保護(hù)氣體流入鈉罐4的流速。當(dāng)鈉硫電池負(fù)極針刺注鈉裝置用針5用于下穿刺裝置3上時(shí)，可以穩(wěn)定液態(tài)鈉流出鈉罐4，注入鈉硫電池負(fù)極6的儲(chǔ)鈉管的流速，從而保證注鈉操作的安全和穩(wěn)定。
[0036]鈉硫電池負(fù)極針刺注鈉裝置用針5的外壁具有階梯狀的結(jié)構(gòu)，這樣的設(shè)計(jì)在于便于鈉硫電池負(fù)極針刺注鈉裝置用針5在上穿刺裝置2或下穿刺裝置3上的固定，以及在注鈉過程中，便于鈉硫電池負(fù)極針刺注鈉裝置用針5與上穿刺裝置2的上橡膠密封墊23的固定，或者下穿刺裝置3的下橡膠密封墊33的固定，以保證注鈉過程中不發(fā)生液態(tài)鈉的噴濺。
[0037]鈉硫電池負(fù)極針刺注鈉裝置用針5的針尖52的錐角α為20°?40°。這樣的錐角能在保證鈉硫電池負(fù)極針刺注鈉裝置用針5用于上刺破鈉罐4的頂部或底部時(shí)，最大程度減小鈉罐4中的液態(tài)鈉發(fā)生噴濺或滴漏的可能，最大程度保證注鈉過程的安全性。
[0038]鈉硫電池負(fù)極針刺注鈉裝置用針5的中空管511封閉端的錐角β為60°，這樣的錐角能最大程度保證通過鈉硫電池負(fù)極針刺注鈉裝置用針5向鈉罐4中注入惰性保護(hù)氣體時(shí)，惰性保護(hù)氣體流速的穩(wěn)定，以及通過鈉硫電池負(fù)極針刺注鈉裝置用針5向鈉硫電池負(fù)極6的儲(chǔ)鈉管內(nèi)注入液態(tài)鈉和惰性保護(hù)氣體時(shí)，液態(tài)鈉和惰性保護(hù)氣體流速的穩(wěn)定。
[0039]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)施例僅是用來說明本實(shí)用新型，而并非用作為對(duì)本實(shí)用新型的限定，只要在本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)精神范圍內(nèi)，對(duì)以上所述實(shí)施例的變化、變型都將落在本實(shí)用新型的權(quán)利要求書范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種鈉硫電池負(fù)極針刺注鈉裝置用針，包括針管和針尖，所述針管的徑向中心設(shè)有中空管，所述中空管靠近所述針尖的一端為封閉端，所述中空管遠(yuǎn)離所述針尖的一端為開口端，其特征在于:所述針尖根部的外壁上設(shè)有若干個(gè)與所述中空管連通的徑向通孔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鈉硫電池負(fù)極針刺注鈉裝置用針，其特征在于:所述中空管的封閉端為錐形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鈉硫電池負(fù)極針刺注鈉裝置用針，其特征在于:該鈉硫電池負(fù)極針刺注鈉裝置用針是用硬度高于鋁合金，且不與液態(tài)鈉發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的材料制成的。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種鈉硫電池負(fù)極針刺注鈉裝置用針，其特征在于:該鈉硫電池負(fù)極針刺注鈉裝置用針是用不銹鋼或者剛玉制成的。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的一種鈉硫電池負(fù)極針刺注鈉裝置用針，其特征在于:所述針尖經(jīng)過淬火處理。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項(xiàng)所述的一種鈉硫電池負(fù)極針刺注鈉裝置用針，其特征在于:所述中空管的管壁拋光。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項(xiàng)所述的一種鈉硫電池負(fù)極針刺注鈉裝置用針，其特征在于:所述針尖的錐角為20°?40°。
8.根據(jù)權(quán)利要求2至4中任意一項(xiàng)所述的一種鈉硫電池負(fù)極針刺注鈉裝置用針，其特征在于:所述中空管封閉端的錐角為60°。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項(xiàng)所述的一種鈉硫電池負(fù)極針刺注鈉裝置用針，其特征在于:所述徑向通孔的數(shù)量為三至四個(gè)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項(xiàng)所述的一種鈉硫電池負(fù)極針刺注鈉裝置用針，其特征在于:所述鈉硫電池負(fù)極針刺注鈉裝置用針的外壁呈階梯狀。
【文檔編號(hào)】H01M2/36GK203721811SQ201420092203
【公開日】2014年7月16日 申請(qǐng)日期:2014年3月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月3日
【發(fā)明者】韓金鐸, 陳學(xué)淼, 祝銘, 黃毓敏, 賈松, 陸成 申請(qǐng)人:上海電氣鈉硫儲(chǔ)能技術(shù)有限公司