CN104112865B - 一种液态金属电池装置及其装配方法 - Google Patents

Abstract

一种液态金属电池装置及其装配方法，该电池装置包括金属材质的电池壳体，电池壳体内从下到上依次设有正极材料、电解质和电流收集器，且电解质被设在电池壳体内的金属网孔分隔器分隔成上下两部分；电流收集器包括设在电解质上表面并浸入电解质的吸附有负极材料的金属多孔材料、设在金属多孔材料上方的金属孔板和设在金属孔板上方的金属电流引出杆；电池壳体的顶部中心开有孔，孔上设有密封绝缘陶瓷件，金属电流引出杆的顶端伸出孔外，由密封绝缘陶瓷件将金属电流引出杆的顶端与电池壳体紧固、密封并绝缘。该电池装置能防止电池内部短路，延长其运行寿命，其结构简单、成本低廉、高效实用。其装配方法简单实用，易于工业化大生产。

Description

一种液态金属电池装置及其装配方法

技术领域

本发明属于电化学储能电池领域，具体涉及一种液态金属电池装置及其装配方法。

背景技术

当今世界的迅速发展，伴随着大量能源的消耗，能源问题日益严峻，如何在有限的资源下高效地利用好现有的能源产出已经成为人们关注的热点问题。众所周知，电力***中，电能的削峰填谷，新能源等间歇能源的高效利用并网发电都需要高效的储能技术作为支撑。大容量的储能技术主要分为化学储能(如锂离子电池、钠硫电池、液流电池等)、物理储能(如抽水蓄能、压缩空气储能、飞轮储能等)和电磁储能(如超导储能、超级电容器等)三大类。其中化学储能(电池技术)由于具有能量转换效率高、对环境和空间要求低以及成本相对较低等优点，已经成为未来智能电网中大规模储能技术的首选。目前几种主流的用于储能的电池技术主要包括铅酸电池、钠硫电池、锂离子电池和全钒液流电池等。其中铅酸电池的能量密度低，充放电速度慢，循环寿命短，且对环境污染大；钠硫电池由于采用β-氧化铝固体电解质，其制造成本高且热稳定性较差，容易发生破裂而导致严重的安全事故；锂离子电池的电流密度低且制造成本较高；液流电池也面临着电解液、电极极板特别是离子交换膜等关键材料的技术问题和储能价格偏高的问题。这些都在一定程度上限制了其在电网储能方面的应用，而另一种为电网储能量身定做的，成本低廉、放电速率高、寿命长并且非常安全的电池技术已经诞生——液态金属电池技术。

2007年，用于大规模电力***储能的“全液态金属电池”概念由美国麻省理工学院教授D.R.Sadoway提出。此全液态金属电池在高温下，两电极均为液态金属，电解质为熔融态无机盐，电极与电解质由于密度不同且互不混溶而自然分层，电解质自然将两液态金属电极隔开。然而，在一些电极体系中，如正极材料含金属锑(Sb)等的电池在放电过程中负极材料和正极材料发生合金化，生成高温下的固态金属间化合物，而随着放电过程继续进行，生成的金属间化合物的成分随之改变，从而在金属间化合物内部产生内应力而使得金属间化合物层拱起，将正极和负极连接起来，造成电池内部短路。(Bradwell D J,Kim H,Sirk A H C,et al.Magnesium–Antimony Liquid Metal Battery for Stationary EnergyStorage[J].Journal of the American Chemical Society,2012,134(4):1895-1897.)

发明内容

本发明的目的在于提供一种液态金属电池装置及其装配方法，利用金属网孔分隔器设计来阻止液态金属电池中正极材料和负极材料之间短路的发生，从而延长液态金属电池的运行寿命。可以有效地防止电池内部短路，从而使电池获得稳定且高效的电化学性能。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种液态金属电池装置，包括金属材质的电池壳体，电池壳体内从下到上依次设置有正极材料、电解质和电流收集器，并且电解质被设置在电池壳体内的金属网孔分隔器分隔成上下两部分；电流收集器包括吸附有负极材料的金属多孔材料、固定在金属多孔材料上方的带有若干通孔的金属孔板、以及固定在金属孔板上方的金属电流引出杆；金属多孔材料的底部浸入在电解质内，电池壳体顶部的中心位置开设有孔，孔上设有密封绝缘陶瓷件，金属电流引出杆的顶端伸出孔外，并由密封绝缘陶瓷件将其紧固在电池壳体的上表面上，且金属电流引出杆的顶端和电池壳体的顶部通过密封绝缘陶瓷件密封并互相绝缘；其中金属电流引出杆的顶端为电池负极，电池壳体为电池正极；在电池运行状态下，正极材料、电解质和吸附在金属多孔材料上的负极材料均呈液态，负极材料浸润金属多孔材料，且正极材料的密度大于电解质的密度，电解质的密度大于负极材料的密度，正极材料、电解质、负极材料间互不相容。

所述的正极材料为Al、Zn、Ga、Cd、In、Sn、Sb、Te、Hg、Ti、Pb、Bi中的一种或多种的混合物；负极材料为Li、Na、K、Rb、Cs、Mg、Ca、Sr、Ba中的一种或多种的混合物；电解质为负极材料对应的卤族无机盐中的一种或多种的混合物。

所述的金属网孔分隔器焊接在电池壳体内，金属网孔分隔器的材质为不锈钢或钛合金；金属网孔分隔器包括金属网孔支撑板、以及设置在金属网孔支撑板上的金属网；其中金属网孔支撑板的网孔孔径为3～6mm，厚度为3～5mm；金属网的网孔孔径小于1mm，厚度小于1mm。

所述的电解质的整体厚度为1～3cm，电解质被金属网孔分隔器分隔成的上下两部分的厚度比为(1.5～2.5)：1。

所述的金属多孔材料的边沿与电池壳体的侧壁之间的距离为8～15mm。

所述的金属多孔材料的材质为镍、锆、钛或其合金，金属多孔材料的平均孔隙直径小于1mm，孔隙率为70～85％。

所述的密封绝缘陶瓷件的材质为氧化铝或氧化锆。

所述的电池壳体的材质为不锈钢或钛合金，电池壳体的形状为方形。

所述的金属孔板的材质为不锈钢或钛合金；

所述的金属电流引出杆的材质为不锈钢或钛合金，直径为1～2cm。

液态金属电池装置的装配方法，包括以下步骤：

1)电池壳体由带孔的金属上盖、金属管和金属端盖组成，将金属网孔分隔器焊接在金属管内，然后将金属端盖焊接在金属管的底部，得到电池腔体；

2)将金属孔板固定在金属多孔材料上，再将金属电流引出杆固定在金属孔板上，组成电流收集器；然后在金属上盖的孔上装设密封绝缘陶瓷件，通过密封绝缘陶瓷件将金属电流引出杆的顶部与金属上盖紧固连接；

3)将负极材料加热至熔化，利用电流收集器的金属多孔材料与负极材料的浸润性，使电流收集器吸收液态的负极材料，吸收完成后冷却，接着依次将正极材料和电解质放在电池腔体内，电解质被金属网孔分隔器分隔成上下两部分，然后向电池腔体内充入惰性气体，再将与电流收集器紧固连接的金属上盖焊接在电池腔体上，升温至运行温度得到全充电电池；

或者在室温下，依次将正极材料、负极材料和电解质放在电池腔体内，电解质被金属网孔分隔器分隔成上下两部分，然后向电池腔体内充入惰性气体，再将与电流收集器紧固连接的电池上盖焊接在电池腔体上，升温至运行温度得到全放电电池。

相对于现有技术，本发明的有益效果为：

本发明提供的液态金属电池装置能够明显增强电池抵抗外界环境变化的能力，具有很高的工作寿命，并且具有较高的能量转换效率，其结构简单、成本低廉、高效实用，利用金属网孔分隔器来阻止液态金属电池中正极材料和负极材料之间短路的发生，从而延长液态金属电池的运行寿命。可以有效地防止电池内部短路，从而使电池获得稳定且高效的电化学性能。另外还具有以下优点：

1.液态金属电池两液态电极和熔融电解质由于密度不同自动分层，在放电过程中负极材料和正极材料合金化，生成高温下的固态金属间化合物，而随着放电过程继续进行金属间化合物内部产生内应力而使得金属间化合物层拱起，将正极和负极连接起来，造成电池内部短路。本发明通过设置金属网孔分隔器来抑制在正极区生成的固态合金向负极扩展，以达到避免电池过早失效的目的，这使得液态金属电池有了更长的寿命和更加稳定的性能，使其真正适用于长期的静态储能应用。

2.本发明提供的液态金属电池装置，通过使用陶瓷与金属的封接的技术，将密封绝缘陶瓷件用于电池壳体和金属电流引出杆之间的紧固、密封和绝缘，克服了高温下材料的腐蚀、密封和绝缘问题，能够大大降低成本。

3.本发明取消了传统液态/半液态金属电池装置中在金属筒壳体内部涂覆绝缘陶瓷层或加装绝缘陶瓷管的设计，直接使用与液态的负极材料有着良好浸润性的金属多孔材料来吸附负极材料，创造性地实现了负极与正极侧壁的分隔，极大地降低了成本。

本发明提供的液态金属电池装置的装配方法，具有简单实用的优点，能够根据不同情况装配出全充电电池或全放电电池，利于工业化大生产，具有良好的应用前景。

附图说明

图1为液态金属电池装置的结构示意图；

图2为内含金属网孔分隔器的液态金属电池单循环电压曲线

图3为内含金属网孔分隔器的液态金属电池循环性能曲线；

其中，1为电池壳体，2为电解质，3为正极材料，4为金属多孔材料，5为金属孔板，6为密封绝缘陶瓷件，7为金属电流引出杆，8为金属网孔分隔器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

本发明提供的具有以下几个重要改进点：

1.当液态金属电池的容量变得很大时，电池的设计是一个很关键的因素。液态金属电池包含的三种不同液体基于互相的不混溶性和密度的不同而自然分层，一层电负性较低的液态金属位于顶部，另一种液态金属(或者液态金属合金)位于底部，熔融盐电解质位于两者之间。拥有较低电负性的金属层作为负极，较高电负性的金属层作为正极。采用这种设计的电池可以承受很高的电流密度但只引起微不足道的电荷转移过电位，同时结构简单、容易组装。然而在电池充放电循环的过程中，固相金属间化合物会在电解质和正极的界面生成，固相金属间化合物成分改变会产生内部应力，在有些情况下固相金属间化合物层会拱起，穿过电解质将正极和负极连接在一起，造成电池内部短路，从而使得电池失效，缩短电池运行寿命。此前液态金属电池的设计尚没有有效的措施来阻止电池由于金属间化合物生成而导致的短路失效。而本发明在正负极之间的电解质内加装金属网孔分隔器，用于限制固相金属间化合物的变形，从而防止电池失效。金属网孔分隔器既要满足低成本、高强度并且允许离子电荷快速传输的条件，还不能因为固相金属间化合物的生长而改变在电池内部的位置。实验结果表明，本发明提出的金属网孔分隔器可以有效地防止电池内部短路的发生，从而使得电池获得稳定且高效的电化学性能，延长了电池的运行寿命，这已经被电池稳定的运行性能证明。而且金属网孔分隔器的设计廉价且易于实施，几乎没有附加成本。

2.由于液态金属电池在300～700℃运行，与金属封接的陶瓷块和金属材料必须在不同温度之间膨胀速率基本一致，否则封接结构会因为陶瓷与金属材料的膨胀速率不一致而产生热应力，使得封接层开裂、失效。现行成熟的能与金属封接的陶瓷材料主要包括：氧化铝瓷、氧化铍瓷、氧化镁瓷、氧化锆瓷、镁橄榄石瓷、滑石瓷、尖晶石瓷和莫来石瓷等，金属采用在具体电极和电解质体系中抗腐蚀的金属材料，如不锈钢、钛合金等。所以，要实现抗负极材料腐蚀的氮化硼等陶瓷材料或涂层与金属的封接，首先要找到一种具有与其膨胀率匹配的金属材料，这种技术实施难度极大，成本非常高(中国专利申请号：201310131587.5)。而本发明涉及的用于绝缘密封的密封绝缘陶瓷件由于不与电极材料直接接触，不再需要严格抗负极材料腐蚀的氮化硼等昂贵的陶瓷材料或涂层，可采用现行技术中最成熟、成本最低的氧化铝、氧化锆等陶瓷。另外，本发明涉及的密封绝缘陶瓷件的尺寸非常小，且为简单的圆筒形，最大尺寸在10～20mm之间，这使得密封绝缘陶瓷件本身的材料成本非常小，且密封绝缘陶瓷件与金属材质的电池壳体的封接面面积也很小，使得本发明提供的液态金属电池装置的成本非常低。

3.用于吸附负极材料的金属多孔材料的选取需要考虑以下几点：1).需要在具体电极和电解质体系的运行温度下具有足够的强度，高温下不易变形；2).金属多孔材料只有在一定温度以上才会和具体的液态负极材料有足够的浸润性，所以金属多孔材料的选取需要考虑到它和液态负极材料产生足够浸润性的温度，这一临界温度必须低于电池的实际运行温度，从而保证对负极材料的良好吸附性。经研究发现，金属多孔材料可以选取的材料有镍、锆、钛及其合金。3).金属多孔材料的孔隙越小，吸附性越强，但是吸附的液态负极材料的量也越少，所以孔隙的大小也是一个影响吸附性的参数。实验发现，当金属多孔材料的平均孔隙直径大小在1mm以内，孔隙率在80％左右时吸附效果最好。

4.由于液态负极材料在其相应的卤族熔融无机盐电解质中具有一定的溶解度，实验发现，当电流收集器的外周与电池壳体的侧壁之间的距离小至5～7mm时，吸附在与负极材料有着良好浸润性的金属多孔材料中的负极材料会在电池运行过程中形成漏电流的通路，以纯质负极材料的形式形成细丝或细带状电流通路，将金属多孔材料的外周和电池壳体的侧壁连接起来，这种形式的微短路会继续扩展，最终导致电池失效，即彻底短路。所以，本发明的设计要求电流收集器的外周与电池壳体的侧壁之间的距离大于8mm，从而防止微短路的出现。

5.电池壳体为方形设计，节省空间，更加适合串并联成组连接，且正极材料不易从电池壳体的侧壁上爬，能够防止短路，保证电池有着理想的运行寿命，使得单体电池能够真正成为大规模储能***中的储能模块基元。

经实验发现，在取消传统液态金属电池装置中在金属圆筒形壳体内部涂覆的绝缘陶瓷层或加装的绝缘陶瓷管后，正极材料由于与金属圆筒形壳体的侧壁直接接触，且与壳体侧壁具有一定的浸润性，使得正极材料在电池运行过程中会沿着壳体侧壁上爬，而这部分沿壳体侧壁上爬的正极材料会在与吸附有负极材料的金属多孔材料距离最近的地方增强这种微短路形成过程，正极材料部分参与形成细丝或细带状电流通路将金属多孔材料的外周和壳体侧壁连接起来。为了限制正极材料沿壳体侧壁上爬以协助负极材料单质从金属多孔材料中扩散至壳体侧壁，最终形成漏电流通路，造成电池微短路的现象，研究发现当金属的电池壳体的形状由圆形变为方形时，由于四个并不光滑过度的直角的存在，正极材料由于张力的作用并不能在这些直角处顺利地上爬，这四个直角像四个钉子一样将向上攀爬的正极材料钉扎在电池腔体的底部，从而很好的限制了正极材料上爬的现象出现。而且，明显地，方形的电池壳体的设计在横向和纵向上比圆形的电池壳体设计更加有效地利用了空间，并且更加利于堆垛和串并联连接，这对于单体电池串并联形成储能模组奠定了基础，使得单体电池真正成为大规模储能***中的储能模块基元。

参见图1，本发明提供的液态金属电池装置包括方形的电池壳体1，金属网孔分隔器8，电流收集器，正极材料3，负极材料和电解质2；

电池壳体1内从下到上依次设置有正极材料3、电解质2和电流收集器，并且电解质2被设置在电池壳体1内的金属网孔分隔器8分隔成上下两部分；

由图2所示，金属网孔分隔器8的材质为不锈钢或钛合金；金属网孔分隔器8包括金属网孔支撑板、以及设置在金属网孔支撑板上的金属网；其中金属网孔支撑板用于给金属网孔分隔器8提供物理强度，其网孔孔径为3～6mm，厚度为3～5mm；金属网用于防止不均匀的固相在电池横截面上生成，其网孔孔径小于1mm，厚度小于1mm。

电流收集器由带有若干通孔的金属孔板5、金属多孔材料4、金属电流引出杆7和几枚紧固螺栓组成；金属多孔材料4位于电解质2的上表面，并吸附有负极材料；金属孔板5通过紧固螺栓紧固在金属多孔材料4的上方；金属电流引出杆7固定在金属孔板5上方的中心位置。

电池壳体1包括电池腔体，金属上盖和密封绝缘陶瓷件6。电池腔体由金属方管和位于底部的金属方形端盖沿焊接而成；金属上盖为在中心位置上具有一定尺寸(与密封绝缘陶瓷件6配合，直径大约10～20mm)圆孔的方形端盖；电池腔体的上端与金属上盖对接，对接由电池腔体的上沿和金属上盖的下沿利用焊接实现；金属电流引出杆7的顶端伸出圆孔外，利用密封绝缘陶瓷件6使得金属上盖的圆孔和金属电流引出杆7的顶端密封、绝缘、紧固连接。金属电流引出杆7的顶端为电池负极，电池壳体1为电池正极。

正极材料3为惰性金属，如Al、Zn、Ga、Cd、In、Sn、Sb、Te、Hg、Ti、Pb、Bi等及其合金；负极材料为活性金属，如Li、Na、K、Rb、Cs、Mg、Ca、Sr、Ba等及其合金；电解质2为相应的负极材料的卤族无机盐中的一种或多种的混合物。电解质2的整体厚度为1～3cm，电解质2被金属网孔分隔器8分隔成的上下两部分的厚度比为(1.5～2.5)：1。

正极材料、负极材料和电解质在电池运行温度下(300～700℃)都处于液态，由于密度不同且不互溶，正极材料和负极材料被熔融态的电解质隔开，正极材料位于底部，与电池壳体的底部接触，负极材料位于熔融态的电解质上方，并浸润电流收集器。

金属多孔材料4的边沿与电池壳体1的侧壁之间的距离为8～15mm。金属多孔材料4的材质为镍、锆、钛及其合金。金属多孔材料4的平均孔隙直径小于1mm，孔隙率为70～85％。密封绝缘陶瓷件6的材质为氧化铝或氧化锆。电池壳体1、金属孔板5和金属电流引出杆7的材质为不锈钢或钛合金，金属电流引出杆7的直径为1～2cm。

本发明提供的液态金属电池装置的装配方法，包括以下步骤：

1)电池壳体1由带孔的金属上盖、金属方管和金属方形端盖组成，将金属网孔分隔器8焊接在金属方管内，然后将金属方形端盖焊接在金属方管的底部，得到电池腔体；

2)将金属孔板5固定在金属多孔材料4上，再将金属电流引出杆7固定在金属孔板5上，组成电流收集器；然后在金属上盖的孔上装设密封绝缘陶瓷件6，通过密封绝缘陶瓷件6将金属电流引出杆7的顶部与金属上盖紧固连接；

3)将负极材料加热至熔化，利用电流收集器的金属多孔材料4与负极材料的良好浸润性，使电流收集器吸收液态的负极材料，吸收完成后冷却，接着依次将正极材料3和电解质2放在电池腔体内，电解质2被金属网孔分隔器8分隔成上下两部分，然后向电池腔体内充入惰性气体，再将与电流收集器紧固连接的金属上盖焊接在电池腔体上，这种装配方式称为全充电装配，以这种方式装配的电池称为全充电电池；

或者在室温下，依次将正极材料3、负极材料和电解质2放在电池腔体内，电解质2被金属网孔分隔器8分隔成上下两部分，然后向电池腔体内充入惰性气体，再将与电流收集器紧固连接的电池上盖焊接在电池腔体上，这种方式称为全放电装配，以这种方式装配的电池称为全放电电池。

为了验证本发明提供的液态金属电池装置的具体实用性能，使用此液态金属电池装置组装了一系列具有不同电极材料和电解质的电池，并对其进行了电化学测试，均取得了很好的效果。以下选取其中一个实例来具体说明此液态金属电池装置的稳定性和实用性。

将内含金属网孔分隔器的Li||Sb-Pb电池组装之后发现拥有很好的运行性能。先将金属网焊接到金属网孔支撑板上，得到金属网孔分隔器，之后再将金属网孔分隔器焊接在电池壳体内壁的一定高度上，再把正极锑铅合金放入电池内腔底部，接着加入电解质，电解质被金属网孔分隔器分为上下两层，然后放入吸附有负极材料的电流收集器，最后充入高纯氩气并将金属上盖焊接在电池腔体的顶部，完成液态金属电池的制作后将其加热到运行温度。该液态金属电池成功地在高电流密度下运行，并有着非常好的性能。如图3所示，该液态金属电池在接近超过180个循环时依然有着非常高的库伦效率(99％)，较高的能量效率(75％)和非常稳定的放电容量。

金属网孔分隔器的设计已经证明能够有效地防止电池过早地失效，从而使得电池获得更好更稳定的性能。这是一个廉价的、经济上完全可行的增加液态金属电池运行寿命的方案。此网孔分隔器的设计也可以应用在其他液态电池体系如Na||Sb-Pb，Ca-Mg||Sb-Pb，Mg||Sb-Pb，和Sr||Pb-Sb等。

Claims (10)

1.一种液态金属电池装置，其特征在于：包括金属材质的电池壳体(1)，电池壳体(1)内从下到上依次设置有正极材料(3)、电解质(2)和电流收集器，并且电解质(2)被设置在电池壳体(1)内的金属网孔分隔器(8)分隔成上下两部分；电流收集器包括吸附有负极材料的金属多孔材料(4)、固定在金属多孔材料(4)上方的带有若干通孔的金属孔板(5)、以及固定在金属孔板(5)上方的金属电流引出杆(7)；金属多孔材料(4)的底部浸入在电解质(2)内，电池壳体(1)顶部的中心位置开设有孔，孔上设有密封绝缘陶瓷件(6)，金属电流引出杆(7)的顶端伸出孔外，并由密封绝缘陶瓷件(6)将其紧固在电池壳体(1)的上表面上，且金属电流引出杆(7)的顶端和电池壳体(1)的顶部通过密封绝缘陶瓷件(6)密封并互相绝缘；其中金属电流引出杆(7)的顶端为电池负极，电池壳体(1)为电池正极；在电池运行状态下，正极材料(3)、电解质(2)和吸附在金属多孔材料(4)上的负极材料均呈液态，负极材料浸润金属多孔材料(4)，且正极材料(3)的密度大于电解质(2)的密度，电解质(2)的密度大于负极材料的密度，正极材料(3)、电解质(2)、负极材料间互不相容。

2.根据权利要求1所述的液态金属电池装置，其特征在于：所述的正极材料(3)为Al、Zn、Ga、Cd、In、Sn、Sb、Te、Hg、Ti、Pb、Bi中的一种或多种的混合物；负极材料为Li、Na、K、Rb、Cs、Mg、Ca、Sr、Ba中的一种或多种的混合物；电解质(2)为负极材料对应的卤族无机盐中的一种或多种的混合物。

3.根据权利要求1或2所述的液态金属电池装置，其特征在于：所述的金属网孔分隔器(8)焊接在电池壳体(1)内，金属网孔分隔器(8)的材质为不锈钢或钛合金；金属网孔分隔器(8)包括金属网孔支撑板、以及设置在金属网孔支撑板上的金属网；其中金属网孔支撑板的网孔孔径为3～6mm，厚度为3～5mm；金属网的网孔孔径小于1mm，厚度小于1mm。

4.根据权利要求1或2所述的液态金属电池装置，其特征在于：所述的电解质(2)的整体厚度为1～3cm，电解质(2)被金属网孔分隔器(8)分隔成的上下两部分的厚度比为(1.5～2.5)：1。

5.根据权利要求1或2所述的液态金属电池装置，其特征在于：所述的金属多孔材料(4)的边沿与电池壳体(1)的侧壁之间的距离为8～15mm。

6.根据权利要求1或2所述的液态金属电池装置，其特征在于：所述的金属多孔材料(4)的材质为镍、锆、钛或其合金，金属多孔材料(4)的平均孔隙直径小于1mm，孔隙率为70～85％。

7.根据权利要求1或2所述的液态金属电池装置，其特征在于：所述的密封绝缘陶瓷件(6)的材质为氧化铝或氧化锆。

8.根据权利要求1或2所述的液态金属电池装置，其特征在于：所述的电池壳体(1)的材质为不锈钢或钛合金，电池壳体(1)的形状为方形。

9.根据权利要求1或2所述的液态金属电池装置，其特征在于：所述的金属孔板(5)的材质为不锈钢或钛合金；

所述的金属电流引出杆(7)的材质为不锈钢或钛合金，直径为1～2cm。

10.权利要求1-9中任意一项所述的液态金属电池装置的装配方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)电池壳体(1)由带孔的金属上盖、金属管和金属端盖组成，将金属网孔分隔器(8)焊接在金属管内，然后将金属端盖焊接在金属管的底部，得到电池腔体；

2)将金属孔板(5)固定在金属多孔材料(4)上，再将金属电流引出杆(7)固定在金属孔板(5)上，组成电流收集器；然后在金属上盖的孔上装设密封绝缘陶瓷件(6)，通过密封绝缘陶瓷件(6)将金属电流引出杆(7)的顶部与金属上盖紧固连接；

3)将负极材料加热至熔化，利用电流收集器的金属多孔材料(4)与负极材料的浸润性，使电流收集器吸收液态的负极材料，吸收完成后冷却，接着依次将正极材料(3)和电解质(2)放在电池腔体内，电解质(2)被金属网孔分隔器(8)分隔成上下两部分，然后向电池腔体内充入惰性气体，再将与电流收集器紧固连接的金属上盖焊接在电池腔体上，升温至运行温度得到全充电电池；

或者在室温下，依次将正极材料(3)、负极材料和电解质(2)放在电池腔体内，电解质(2)被金属网孔分隔器(8)分隔成上下两部分，然后向电池腔体内充入惰性气体，再将与电流收集器紧固连接的电池上盖焊接在电池腔体上，升温至运行温度得到全放电电池。