一种钠硫电池玻璃封接工装的制作方法

本发明涉及储能领域的一种钠硫电池玻璃封接工装。

背景技术：

钠硫电池是一种能同时实现高效率和大容量的储能电池，其技术优势明显，被认为是最具前景的化学储能电池之一。钠硫电池的负极活性物质是金属钠，正极活性物质是硫磺，电解质兼隔膜是β”-氧化铝制成的固体电解质陶瓷管。钠硫电池正常工作温度的上限约为330℃，在电池运行过程中不允许出现正极或负极活性材料发生泄漏，因此，钠硫电池必须具有良好的封装质量。在钠硫电池中，α-氧化铝制成的绝缘陶瓷环和固体电解质陶瓷管通过玻璃封接工艺进行环封接，绝缘陶瓷环的上下两端对应于负极集流体金属和正极集流体金属封接在一起，起到隔绝钠硫电池正负极的作用。若绝缘陶瓷环和固体电解质陶瓷管封接后偏心，将会影响钠硫电池的可装配性以及钠硫电池使用寿命。

现有钠硫电池玻璃封接工艺多采用在绝缘陶瓷环和固体电解质陶瓷管之间的间隙使用玻璃环，玻封过程中，间隙内玻璃经过软化-熔化-冷却的过程，将绝缘陶瓷环和固体电解质陶瓷管进行封接在一起。公开号为CN201210537646的中国专利申请通过先将绝缘陶瓷环套在固体电解质陶瓷管的管口的外周面，再在绝缘陶瓷环和固体电解质陶瓷管的管口端面之间涂胶水，使两者预连接在一起，通过工装校正确保绝缘陶瓷环和固体电解质陶瓷管在室温状态下的同心度。然而，在进行玻封时，随着温度不断升高，胶水会挥发，当温度高于玻璃的软化点后，玻璃开始变形、流动，此时，胶水失去固定绝缘陶瓷环和固体电解质陶瓷管的作用，玻璃熔化、冷却，可能会对绝缘陶瓷环和固体电解质陶瓷管四周产生不对称的张力，从而使得绝缘陶瓷环和固体电解质陶瓷管发生偏心。

技术实现要素：

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种钠硫电池玻璃封接工装，其能规模化地完成钠硫电池陶瓷绝缘环与固体电解质陶瓷管之间的封装，并保证玻璃封接后钠硫电池陶瓷绝缘环与固体电解质陶瓷管之间的同心度。

实现上述目的的一种技术方案是：一种钠硫电池玻璃封接工装，包括水平设置的工装底座，其特征在于：工装底座顶面的中心设有与所述工装底座同轴的下凸台，所述下凸台的顶面是水平的，所述下凸台的外圆周面是竖直的，其还包括竖直设置的工装套筒和水平设置的定位环，所述工装底座的顶面和所述定位环的底面都是水平的，所述工装套筒的下端平面与所述工装底座的顶面贴合，所述工装套筒的内圆周面可与钠硫电池中的绝缘陶瓷环的外圆周面配合；所述工装套筒的上端平面与所述定位环的底面贴合，所述定位环的径向中心设有与所述定位环同轴的，可与钠硫电池中的固体电解质陶瓷管的外圆周面配合的固定通孔。

进一步的，所述工装底座顶面的中心设有与所述工装底座同轴的下凸台，所述下凸台的顶面是水平的，所述下凸台的外圆周面是竖直的，所述下凸台的外圆周面可与所述工装套筒的内圆周面相配合。

再进一步的，所述下凸台的外圆周面与所述工装套筒的内圆周面之间的配合间隙的宽度不超过0.05mm。

进一步的，所述定位环底面的中心设有与所述定位环同轴的上凸台，所述上凸台的外圆周面是竖直的，所述上凸台的外圆周面可与所述工装套筒的内圆周面相配合。

再进一步的，所述上凸台的外圆周面与所述工装套筒的内圆周面之间的配合间隙的宽度不超过0.05mm。

进一步的，所述陶瓷绝缘环的外圆周面与所述工装套筒内圆周面之间的配合间隙，以及所述固定通孔与所述固体电解质陶瓷管之间的配合间隙的宽度均不超过0.10mm。

进一步的，所述工装底座的中心设有与所述工装底座同轴的气压平衡通孔。

进一步的，所述定位环是由一对相向设置的半圆环拼接而成的。

采用了本发明的一种钠硫电池玻璃封接工装的技术方案，包括水平设置的工装底座，其特征在于：工装底座顶面的中心设有与所述工装底座同轴的下凸台，所述下凸台的顶面是水平的，所述下凸台的外圆周面是竖直的，其还包括竖直设置的工装套筒和水平设置的定位环，所述工装底座的顶面和所述定位环的底面都是水平的，所述工装套筒的下端平面与所述工装底座的顶面贴合，所述工装套筒的内圆周面可与钠硫电池中的绝缘陶瓷环的外圆周面配合；所述工装套筒的上端平面与所述定位环的底面贴合，所述定位环的径向中心设有与所述定位环同轴的，可与钠硫电池中的固体电解质陶瓷管的外圆周面配合的固定通孔。其技术效果是：其能规模化地完成钠硫电池陶瓷绝缘环与固体电解质陶瓷管之间的封装，并保证玻璃封接后钠硫电池陶瓷绝缘环与固体电解质陶瓷管之间的同心度。

附图说明

图1为本发明的一种钠硫电池玻璃封接工装的使用示意图。

图2为本发明的一种钠硫电池玻璃封接工装的的结构示意图。

图3为本发明的一种钠硫电池玻璃封接工装的工装底座的示意图。

图4为本发明的一种钠硫电池玻璃封接工装的工装套筒的示意图。

图5为本发明的一种钠硫电池玻璃封接工装的定位环的示意图。

图6为本发明的一种钠硫电池玻璃封接工装的定位环中半圆环的俯视图。

具体实施方式

请参阅图1，本发明的发明人为了能更好地对本发明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，本发明的一种钠硫电池玻璃封接工装，包括工装底座1、工装套筒2和定位环3。

工装底座1的底面和顶面都是水平的，工作工装底座1顶面的中心的设有一个与工装底座1同轴的下凸台11，下凸台11的顶面也是水平的，以保证陶瓷绝缘环的水平下凸台11的外圆周面是竖直的。下凸台11的中心设有与工装底座1同轴的气压平衡通孔12。

定位环3的底面是水平的，定位环3底面的中心的设有一个与定位环3同轴的上凸台31，上凸台31的顶底面也是水平的，上凸台31的外圆周面是竖直的。上凸台31的中心设有与定位环3同轴的，用于保持固体电解质陶瓷管竖直的固定通孔32。本实施例中定位环3是由一对相向设置的半圆环30拼接而成的。

工装套筒2套接在下凸台11和上凸台31的径向外侧,工装套筒2的内圆周立面21是竖直的，因此工装套筒2的内圆周面21的上端配合上凸台31的外圆周面，工装套筒2的内圆周面21的下端配合下凸台11的外圆周面，工装套筒2的上端平面22和下端平面23均是水平的，工装套筒2的上端平面22贴合定位环3的底面，工装套筒2的下端平面23贴合工装底座1的底面，且工装套筒2也是竖直的。工装套筒2的内圆周面可与陶瓷绝缘环的外圆周面配合，并将陶瓷绝缘环固定。

在进行钠硫电池固体电解质陶瓷管和陶瓷环玻璃封接时，依次在炉台承烧板上摆放工装套筒工装底座1、再在工装底座1的下凸台上放置陶瓷绝缘环4，接着在陶瓷绝缘环4的固体电解质陶瓷管支撑平面上放置玻璃环5，并使玻璃杯5的外圆周面配合陶瓷绝缘环4的内圆周面，并在工装底座1的顶面上放置工装套筒2，使工装套筒2的内圆周面与陶瓷绝缘环4的外圆周面配合。然后在陶瓷绝缘环4的固体电解质陶瓷管支撑平面上放置固体电解质陶瓷管6，固体电解质陶瓷管6开口端朝下，且固体电解质陶瓷管6的外圆周面与玻璃杯5的内圆周面配合。在工装套筒2顶面上放置定位环3，使定位环3的固定通孔32与固体电解质陶瓷管6的外圆周面配合。定位环3摆放的过程中，需要在工装套筒2内进行旋转，且固体电解质陶瓷管6也要在定位环3内进行旋转，确保固体电解质陶瓷管6保持竖直。由于，对固体电解质陶瓷管6开口端的尺寸和定位环的固定通孔的尺寸匹配，使玻璃封接的温度下，陶瓷绝缘环4紧贴工装套筒2的内圆周面，且工装套筒2又通过工装底座1的上凸台11外圆周面固定，将陶瓷绝缘环4固定；固体电解质陶瓷管6的外圆周面紧贴的定位环3的固定通孔32孔壁，将固体电解质陶瓷管6固定，可有效避免陶瓷绝缘环4与固体电解质陶瓷管6的偏心问题，大大提高了工艺的可靠性，可满足与产业化生产要求。玻璃封接结束后，取下定位环3，以及陶瓷绝缘环4与固体电解质陶瓷管6的封接组件。

工装套筒2、工装底座1和定位环3的材料均为氧化铝陶瓷，因为其具有与固体电解质陶瓷管6以及陶瓷绝缘环4基本相同的热膨胀系数，可保证各陶瓷绝缘环4与工装套筒2之间，以及定位环3与固体电解质陶瓷管6之间的配合间隙较小时，不会发生由于热变形导致固体电解质陶瓷管6以及陶瓷绝缘环4的胀裂，或者发生陶瓷绝缘环4与工装套筒2，位环3与固体电解质陶瓷管6的咬死。

工作工装底座1的上凸台11的外圆周面与工装套筒2内圆周立面之间的配合间隙、定位环3的上凸台31的外圆周面与与工装套筒2的内圆周面之间的配合间隙的宽度都不超过0.05mm。以保证陶瓷绝缘环4和固体电解质陶瓷管6定位的准确性。

工装套筒2的内圆周面与陶瓷绝缘环4的外圆周面之间的配合间隙、定位环3的固定通孔31的孔壁与固体电解质陶瓷管6之间的配合间隙的宽度不超过0.10mm，在陶瓷绝缘环4和固体电解质陶瓷管6定位的准确的前提下防止陶瓷绝缘环4和固体电解质陶瓷管6因为应力而损坏。

工装套筒2的上端平面22和下端平面23的平行度为不超过0.02mm。

采用了本发明的一种钠硫电池玻璃封接工装的技术方案，即通过工装套筒固定陶瓷绝缘环4外圆周面，定位环3固定固体电解质陶瓷管6的外圆周面，从而实现陶瓷绝缘环4与固体电解质陶瓷管6在玻璃封接过程中同心。减少和避免因玻璃流动及炉台的不稳定的干扰，大大提高了陶瓷绝缘环4与固体电解质陶瓷管6玻璃工艺的可靠性，满足规模化生产需要，保证了产品的合格率。

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发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。