专利名称：一种钠硫电池模块专用熔断器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及储能领域的一种钠硫电池模块专用熔断器。
背景技术：
通用的熔断器对环境温度的响应不敏感，而钠硫电池模块的正常工作温度是3000C -3500C。过高温度下钠硫电池模块继续工作将可能损坏钠硫电池模块。钠硫电池模块中的各单体钠硫电池间存在个体差异，在长期循环过程中，因为部分单体钠硫电池发生退化或破损，钠硫电池模块的某支路会发生短路等破坏性事故，或者因为某个单体钠硫电池发生内部出现微短路时将造成该钠硫电池的温度升高。上述两种情况若任其发展，将导致单体钠硫电池泄漏，并引发火灾等安全性事故。因此，钠硫电池模块专用熔断器必须保证能在额定电流下保证能长期循环，1.5倍额定电流下保证3小时不断，2.5倍额定电流下保证I小时不断，在4倍额定电流下秒级内发生熔断。在温度超过400°C或电流超过4倍额定电流两种情况的任一指标达到时能瞬时熔断并切断该支路。同时，由于熔断器处于硫电池模块的保温箱内部，熔断器内的熔断体容易受到钠硫电池保温箱内硫蒸汽或多硫化钠蒸汽的腐蚀，造成熔断器内的熔断体的寿命下降，影响钠硫电池运行的稳定性。
实用新型内容本实用新型的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种钠硫电池模块专用熔断器，其能够有效防止熔断器内的熔断体被硫蒸汽或者多硫化钠蒸汽腐蚀，有效延长熔断器的使用寿命。实现上述目的的一种技术方案是:一种钠硫电池模块专用熔断器，包括熔断体、石英砂芯和壳体，所述壳体包括一个两端开口的外壳，以及对应位于所述外壳两端的第一触刀和第二触刀，所述石 英砂芯位于所述壳体内，所述熔断体位于所述石英砂芯内，且所述熔断体的两端对应与所述第一触刀和所述第二触刀固定；所述石英砂芯与所述第一触刀之间，所述石英砂芯与所述第二触刀之间分别设有密封层，将所述外壳与所述第一触刀之间的间隙，以及所述外壳与所述第一触刀之间的间隙分别封闭。进一步的，所述熔断体是由纯铝制成的，包括至少四段是依次串联的长条形的散热片，任相邻的所述散热片之间均通过狭颈连接。再进一步的，每处所述的狭颈上均设有通孔。再进一步的，所述熔断体是压延成型的。采用了本实用新型的一种钠硫电池模块专用熔断器的技术方案，即在石英砂芯与所述第一触刀之间，所述石英砂芯与所述第二触刀之间分别设有密封层，将所述外壳与所述第一触刀之间的间隙，以及所述外壳与所述第一触刀之间的间隙分别封闭的技术方案。其技术效果是:能够有效防止熔断器内的熔断体被硫蒸汽或者多硫化钠蒸汽腐蚀，有效延长熔断器的使用寿命。
图1为本实用新型的一种钠硫电池模块专用熔断器的结构示意图。图2为本实用新型的一种钠硫电池模块专用熔断器中熔断体的结构示意图。
具体实施方式
请参阅图1和图2，本实用新型的发明人为了能更好地对本实用新型的技术方案进行理解，下面通过具体地实施例，并结合附图进行详细地说明:请参阅图1，本实用新型的一种钠硫电池模块专用熔断器包括熔断体1、石英砂芯2和壳体3。壳体3是由第一触刀31、第二触刀32以及两端开口的外壳33围成的。石英砂芯2位于壳体3内，熔断体I位于石英砂芯2内，熔断体I的两端分别与第一触刀31、第二触刀32固定。请参阅图2，熔断体I是由纯铝制成的，熔断体I是至少四段长条形的散热片11依次串联而成的，任意两段相邻的散热片11之间均通过狭颈12连接。即熔断体I包括至少四段散热片11和至少三处狭颈12。熔断体I选用纯铝的原因在于:第一，纯铝比铜或者银更加能承受硫蒸汽或者多硫化钠蒸汽的腐蚀，保证了钠硫电池模块专用熔断器的耐用性。第二，纯铝的熔点低于银和铜更接近40(TC ;第三，铝的硬度低，延展性能好，加工难度低。在钠硫电池的温度超过400°C或电流超过四倍额定电流两种情况的任一指标达到时，熔断体I的至少一处狭颈12能够瞬时熔断并切断熔断体I所在的支路，防止钠硫电池模块中的单体钠硫电池因为温度过高而损坏或泄漏，保证整个钠硫电池模块的安全地运行。熔断体I设置了至·少四段散热片11和至少三处狭颈12的原因在于:减少熔断体在温度超过400°C或电流超过四倍额定电流两种情况的任一指标达到时，响应失灵而无法瞬时熔断的概率，进一步保证整个钠硫电池模块的安全稳定地运行。同时，熔断体I的每处狭颈12上都设有通孔13，这样设计的目的在于:减小狭颈12的截面面积，在温度超过400°C或电流超过四倍额定电流两种情况的任一指标达到时，提升熔断体I的响应速率，缩短熔断体I上任意一处狭颈12熔断所需要的时间，保证整个钠硫电池模块的安全地运行。通孔13的另外一个作用是便于将熔断体I固定在石英砂芯2内。熔断体I是采用压延成型的方式加工成型的，这样设计的目的在于:压延成型对纯铝的破坏小，纯铝的表面不会产生微裂纹等缺陷，熔断体I能保证在350°C及额定电流下能长期循环而不熔断，在1.5倍额定电流下保证3小时不熔断，2.5倍额定电流下I小时不熔断，在4倍额定电流下仅秒级内发生熔断，减少熔断体I误熔断的发生，保证整个钠硫电池模块的运行的稳定性。第一触刀31与石英砂芯2之间，以及第二触刀32与石英砂芯2之间分别固定有密封层4，将第一触刀31与外壳33之间的间隙，以及第二触刀32与外壳33之间的间隙封闭，有效防止硫蒸汽和多硫化钠蒸汽从第一触刀31与外壳33之间的间隙、以及第二触刀32与外壳33之间的间隙渗入钠硫电池专用熔断器，再进一步渗入石英砂芯2，对熔断体I产生腐蚀，造成熔断器的寿命下降，同时将石英砂芯2固定在壳体3内。本实用新型中的石英砂芯2是以粒径小于等于400目的石英砂为原料制得的，石英砂芯内石英砂之间的间隙中填冲有无机胶凝剂，同时，该无机胶凝剂粘附在石英砂芯2两端的端面上，形成位于第一触刀31与石英砂芯2之间，以及第二触刀32与石英砂芯2之间的密封层4。所述的无机胶凝剂为含有无机硅氧化合物的无机胶凝剂。渗入石英砂芯2内部的无机胶凝剂通过无机硅氧化合物和石英砂之间形成的硅氧键，保证石英砂芯2的力学强度。渗入石英砂芯2内部胶凝剂，其另外一个作用是:降低石英砂芯2的孔隙率，提高石英砂芯2的致密性，保证熔断体I不受硫蒸汽或多硫化钠蒸汽的腐蚀。而制备石英砂芯2所用的石英砂粒径必须小于等于400目，也是为了减小石英砂之间的间隙，降低石英砂芯2的孔隙率，提高石英砂芯2的致密性，保证熔断器的壳体3内的熔断体I不受硫蒸汽或多硫化钠蒸汽的腐蚀。本实用新型中选用含有无机硅氧化合物的无机胶凝剂，一方面以为其冷凝温度低，150°C以下即可冷凝，含有无机硅氧化合物的无机胶凝剂在冷凝后可以承受1000°C以上的高温，以保证钠硫电池模块的安全运行，下面，通过具体实施例，对钠硫电池模块专用熔断器的制作过程进行进一步的说明:实施例1砂芯成型步骤:将粒径小于等于400目的石英砂填入两端开口并装有熔断体I的外壳33中，加入适量的无水乙醇，并振动外壳33，将外壳33内的石英砂摇匀并压制密实，然后，将外壳33在煤气灯或者酒精灯下进行加热，除去外壳33内的无水乙醇。使得外壳33内的石英砂粘结成型为石英砂芯2。砂芯成型过程中加入无水乙醇为石英砂质量的5%
8% o`[0026]无机胶凝剂形成步骤:选用粒径小于等于1000目的硅粉作为无机胶凝剂，硅粉属于一种无定型的二氧化硅。将粒径小于等于1000目的硅粉，加入无水乙醇充分溶解，在室温下配制硅粉/无水乙醇饱和溶液作为无机胶凝剂溶液。将熔断器的外壳33和石英砂芯2 一起浸入硅粉/无水乙醇饱和溶液中浸泡5秒钟后取出。由于外壳33的两端是开口的，因此硅粉/无水乙醇饱和溶液从石英砂芯2的两端渗入石英砂芯2的内部并粘附在石英砂芯2两端的端面上。然后，将装有石英砂芯2的外壳33放入温度为80°C的烘箱内快速干燥I小时。粘附在石英砂芯2两端的端面上的硅粉/无水乙醇饱和溶液，冷凝成为密封层
4。室温的一般温度范围为18 25°C。对装有石英砂芯2的外壳33进行干燥的温度应大于溶剂无水乙醇的沸点2至10°C。渗入石英砂芯2内的硅粉/无水乙醇饱和溶液干燥后，硅粉作为增强剂，通过硅粉与石英砂之间的硅氧键来增强石英砂芯2内的石英砂之间的粘结强度，保证石英砂芯2的力学强度。同时，渗入石英砂芯2内的硅粉/无水乙醇饱和溶液干燥后，硅粉作为填充剂，填充进入石英砂芯2内石英砂之间的间隙，降低石英砂芯2的孔隙率，提高石英砂芯2的致密性。防止熔断体I与外界腐蚀性硫蒸汽或多硫化钠蒸汽直接接触，进一步延长熔断器的使用寿命。选用粒径小于等于1000目的的目的在于:硅粉的粒径越小，越有利于其在无水乙醇中的溶解。[0029]安装步骤，将熔断体I的两端通过焊接工艺，对应地与第一触刀31和第二触刀32固定，第一触刀31和第二触刀32对应地与粘附石英砂芯2两端的密封层4粘结固定，得到熔断器实施例2砂芯成型步骤:将粒径小于等于400目的石英砂填入两端开口并装有熔断体I的外壳33中，加入适量的无水乙醇，并振动外壳33，将外壳33内的石英砂摇匀并压制密实，然后，将外壳33在煤气灯或者酒精灯下进行加热，除去外壳33内的无水乙醇。使得外壳33内的石英砂粘结成型为石英砂芯2。砂芯成型过程中加入无水乙醇为石英砂质量的5%
8% o无机胶凝剂形成步骤:选用硅酸钠作为无机胶凝剂，将硅酸钠加入去离子水充分溶解，配制硅酸钠水溶液。硅酸钠水溶液的质量百分比浓度为3 8wt.%。将外壳33和石英砂芯2 —起浸入硅酸钠水溶液中浸泡5秒钟后取出。由于外壳33的两端是开口的，因此硅酸钠水溶液中从石英砂芯2的两端渗入石英砂芯2的内部并粘附在石英砂芯2两端的端面上。然后，将装有石英砂芯2的外壳33放入温度为105 120°C的烘箱内快速干燥I小时。粘附在石英砂芯2两端的端面上的硅酸钠水溶液，冷凝成为密封层4。渗入石英砂芯2内的硅酸钠水溶液中干燥后，硅酸钠作为增强剂，通过硅酸钠与石英砂之间的硅氧键增强石英砂芯2内的石英砂之间的粘结强度，保证石英砂芯2的力学强度。同时，渗入石英砂芯2内的硅酸钠水溶液干燥后，硅酸钠作为填充剂，填充进入石英砂芯2内石英砂之间的间隙，降低石英砂芯2的孔隙率，提高石英砂芯2的致密性。防止熔断体I与外界腐蚀性硫蒸汽或多硫化钠蒸汽直接接触，进一步延长熔断器的使用寿命。安装步骤， 将熔断体I的两端通过焊接工艺，对应地与第一触刀31和第二触刀32固定，第一触刀31和第二触刀32对应地与粘附石英砂芯2两端的密封层4粘结固定，得到熔断器。本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本实用新型，而并非用作为对本实用新型的限定，只要在本实用新型的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本实用新型的权利要求书范围内。
权利要求1.一种钠硫电池模块专用熔断器，包括熔断体(I)、石英砂芯(2)和壳体(3)，所述壳体(3)包括一个两端开口的外壳(33)，以及对应位于所述外壳(33)两端的第一触刀(31)和第二触刀(32)，所述石英砂芯(2)位于所述壳体(3)内，所述熔断体(I)位于所述石英砂芯(2)内，且所述熔断体(I)的两端对应与所述第一触刀(31)和所述第二触刀(32)固定；其特征在于: 所述石英砂芯(2 )与所述第一触刀(31)之间，所述石英砂芯(2 )与所述第二触刀(32 )之间分别设有密封层(4)，将所述外壳(33)与所述第一触刀(31)之间的间隙，以及所述外壳(33)与所述第二触刀(32)间的之间隙分别封闭。
2.根据权利要求1所述的一种钠硫电池模块专用熔断器，其特征在于:所述熔断体(I)是由纯铝制成的，包括至少四段依次串联的长条形的散热片(11)，任相邻的所述散热片(II)之间均通过狭颈(12)连接。
3.根据权利要求2所述的一种钠硫电池模块专用熔断器，其特征在于:每处所述的狭颈(12)上均设有通孔(13)。
4.根据权利要求2或3所述的一种钠硫电池模块专用熔断器，其特征在于:所述熔断体( I)是压延成型的。
专利摘要本实用新型公开了储能领域的一种钠硫电池模块专用熔断器，包括熔断体、石英砂芯和壳体，所述壳体包括一个两端开口的外壳，以及对应位于所述外壳两端的第一触刀和第二触刀，所述石英砂芯位于所述壳体内，所述熔断体位于所述石英砂芯内，且所述熔断体的两端对应与所述第一触刀和所述第二触刀固定；所述石英砂芯与所述第一触刀之间，所述石英砂芯与所述第二触刀之间分别设有密封层，将所述外壳与所述第一触刀之间的间隙，以及所述外壳与所述第二触刀间之间隙的分别封闭。其技术效果是能够有效防止熔断器内的熔断体被硫蒸汽或者多硫化钠蒸汽腐蚀，有效延长熔断器的使用寿命。
文档编号H01H85/04GK203103390SQ201320103468
公开日2013年7月31日 申请日期2013年3月7日 优先权日2013年3月7日
发明者阮前途, 俞国勤, 杨建平, 祝铭, 陆志清 申请人:上海电气钠硫储能技术有限公司