JPH01167955A - Na−S二次電池 - Google Patents
Na−S二次電池Info
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- JPH01167955A JPH01167955A JP62328074A JP32807487A JPH01167955A JP H01167955 A JPH01167955 A JP H01167955A JP 62328074 A JP62328074 A JP 62328074A JP 32807487 A JP32807487 A JP 32807487A JP H01167955 A JPH01167955 A JP H01167955A
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Classifications
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
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- H01M10/3909—Sodium-sulfur cells
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、電力需要のLoad Leveling用と
して期待されている高性能Na−3二次電池に関する。
して期待されている高性能Na−3二次電池に関する。
一般にNa−3二次電池は第1図に示すようにケース1
、固体電解*(β−アルミt)2、正極活物質(S 、
NaSx、グラファイト)3、負極活物質(Na)4
.0極端子5よりなる公知の構造となっている。
、固体電解*(β−アルミt)2、正極活物質(S 、
NaSx、グラファイト)3、負極活物質(Na)4
.0極端子5よりなる公知の構造となっている。
このように活性の高いNaとSという活物質を巧みに利
用することにより、高いエネルギ密度で、かつ高電気吊
動率が得られる様になり、産業用二次電池の本命ともい
われている。固体電解質の改良など技術的な進歩はすば
らしいものであるが、正極の電気伝導性などにまだ問題
が残っているので、現在は、正極物質としてS×、黒鉛
炭素繊維(PAN系またはピッチ系)を加えたものが使
用されている。
用することにより、高いエネルギ密度で、かつ高電気吊
動率が得られる様になり、産業用二次電池の本命ともい
われている。固体電解質の改良など技術的な進歩はすば
らしいものであるが、正極の電気伝導性などにまだ問題
が残っているので、現在は、正極物質としてS×、黒鉛
炭素繊維(PAN系またはピッチ系)を加えたものが使
用されている。
正極活性物であるSまたはNaSx (x=3前後〉自
体は電気伝導性が殆んど無いので以前より熱及び化学的
に安定な黒鉛の炭素が添加されている。その代表例が黒
鉛化処理(2000℃以上で熱処理)した前記炭素IJ
&雑の添加である。この炭素繊維は10μ前後の太さで
マット又はシート、フェルト状に成型されたものが使わ
れている。
体は電気伝導性が殆んど無いので以前より熱及び化学的
に安定な黒鉛の炭素が添加されている。その代表例が黒
鉛化処理(2000℃以上で熱処理)した前記炭素IJ
&雑の添加である。この炭素繊維は10μ前後の太さで
マット又はシート、フェルト状に成型されたものが使わ
れている。
これらの成形体を正極部につめたのち、Sを充填して正
極活物質として使用する。
極活物質として使用する。
この時、Pa1ntになるのは、■熱く約400℃)的
に安定で、■電気抵抗が小さく、■ケースと固体電解質
問にピッタリ入る様に適当な充填性があることである。
に安定で、■電気抵抗が小さく、■ケースと固体電解質
問にピッタリ入る様に適当な充填性があることである。
■については、炭素材料であればほぼ満足されている。
■については、PAN系またはピッチ系の炭素繊維では
必ずしも低抵抗値とは言いがたい。また前述の試形体を
つめたのでは、118Nが円周方向に揃い、゛電池に欲
しい導電方向の強化にはなっていない。
必ずしも低抵抗値とは言いがたい。また前述の試形体を
つめたのでは、118Nが円周方向に揃い、゛電池に欲
しい導電方向の強化にはなっていない。
■については、フェルト状のものなど使用すれば充分と
もいえる。
もいえる。
そこで、従来の炭素l&INに代るものを種々検討した
結果、最近、生産性も上背し、安価に製造できる見通し
のついた気相洗炭immが有望であることを発見し、こ
れを使用した。
結果、最近、生産性も上背し、安価に製造できる見通し
のついた気相洗炭immが有望であることを発見し、こ
れを使用した。
気相法炭素繊維の特徴は易黒鉛化性物質であるために、
熱処理により、高い電気伝導性が得られること、繊維径
が0.5μ前後と非常に細いために、これをつめた場合
、活物質のずみずみまで、電気を流せること、適当に分
校があるために充填物に適度な弾力性がありケースと、
固体電解質問にピッタリはまることなどである。
熱処理により、高い電気伝導性が得られること、繊維径
が0.5μ前後と非常に細いために、これをつめた場合
、活物質のずみずみまで、電気を流せること、適当に分
校があるために充填物に適度な弾力性がありケースと、
固体電解質問にピッタリはまることなどである。
この11維は、Sとの濡れが非常に良いので、ケースに
固体電解質問を詰め込んだのち、溶融Sを吸い込まずこ
とも可能である。又、空隙より少し大きいサイズに開型
後、押し込んで使用することも可能である。
固体電解質問を詰め込んだのち、溶融Sを吸い込まずこ
とも可能である。又、空隙より少し大きいサイズに開型
後、押し込んで使用することも可能である。
気相法炭素繊維の特性を2400℃熱処理品を例にして
示すと、 ■電気伝導性、詰め込み抵抗値が 嵩密度0.3〜0.4g/c+++’で0.3〜0.4
Ω” cm 0弾力性、(圧縮後、力を扱いた時の復元性)P=10
/(5F/i加圧時で、20VO1%復元、■Sとの濡
れ、〈溶融Naとの接触角をみる。)接触角は、殆んど
Oに近く、非常に早い速度で、吸い込まれていく。
示すと、 ■電気伝導性、詰め込み抵抗値が 嵩密度0.3〜0.4g/c+++’で0.3〜0.4
Ω” cm 0弾力性、(圧縮後、力を扱いた時の復元性)P=10
/(5F/i加圧時で、20VO1%復元、■Sとの濡
れ、〈溶融Naとの接触角をみる。)接触角は、殆んど
Oに近く、非常に早い速度で、吸い込まれていく。
これらの特性がよくなる結果として正極活物質層での電
圧降下(抵抗過電圧)が低下する。
圧降下(抵抗過電圧)が低下する。
この電圧降下としては、従来型の場合、50mV程度が
報告されている。
報告されている。
気相法炭素繊維の熱処理温度については、1500〜3
000℃、特に2000〜2500℃が適当である。過
度に低いと、電気伝導性の向上寄与が少なく、過度に高
くしても、その効果は顕現しない。
000℃、特に2000〜2500℃が適当である。過
度に低いと、電気伝導性の向上寄与が少なく、過度に高
くしても、その効果は顕現しない。
用いる気相法炭素mMは、径0.1〜1.0μm1長ざ
5〜1000μで、その添加量はSとの合倶に対して2
〜3Qvt%が適当である。
5〜1000μで、その添加量はSとの合倶に対して2
〜3Qvt%が適当である。
次に、実施例、比較例を示して本発明を説明する。
実施例1
1250℃の反応空間に炭素源としてのベンゼン、Fe
の5ced源としてのFe化合物等を供給して得られた
気相法炭素繊維をAr気流中で2300℃にて熱処理し
たのち、内径50m、正極空間厚さ101m、長さ30
cmの試験容器に詰め込み密度0゜2g/at1空隙率
90%の成形体とした。これを約150℃に加熱し、溶
融Sをしみ込ませたのち負極であるHaを入れて、第1
図に示す構造の電池を作成した。
の5ced源としてのFe化合物等を供給して得られた
気相法炭素繊維をAr気流中で2300℃にて熱処理し
たのち、内径50m、正極空間厚さ101m、長さ30
cmの試験容器に詰め込み密度0゜2g/at1空隙率
90%の成形体とした。これを約150℃に加熱し、溶
融Sをしみ込ませたのち負極であるHaを入れて、第1
図に示す構造の電池を作成した。
この電池について、試験充放電中の正極内過電圧を測定
した所、35mV、充放電電流効率99%、同エネルギ
ー効率90%であった。
した所、35mV、充放電電流効率99%、同エネルギ
ー効率90%であった。
実施例2
実施例1で得られた繊維を少母のバインダーで結着し、
50.5#IIMφX40aφで密度0.15g/cd
の円筒状賦形物を得た。
50.5#IIMφX40aφで密度0.15g/cd
の円筒状賦形物を得た。
これを試験容器につめ、同じく電池とした。充放電を繰
り返しつつ特性を測定したところ、正極内過電圧などは
実施例1と同じ結果を得たが、充電容量が3%upL、
ていた。
り返しつつ特性を測定したところ、正極内過電圧などは
実施例1と同じ結果を得たが、充電容量が3%upL、
ていた。
比較例1
クレハ化学製厚さ9mのピッチ系炭素繊維シー(・を実
施例1の容器につめ込み、密度0.159/dの成形体
とし、これを実施例1と同じにして電池をつくり測定し
た。その結果、正極内過電圧55mV、充放電電流効率
99%、同エネルギー効率85%であった。
施例1の容器につめ込み、密度0.159/dの成形体
とし、これを実施例1と同じにして電池をつくり測定し
た。その結果、正極内過電圧55mV、充放電電流効率
99%、同エネルギー効率85%であった。
以上述べたように、本発明のNa−8二次電池は、従来
のものに比して電池特性が優れており、電力需要のLo
od Levelingに寄与することが出来る。
のものに比して電池特性が優れており、電力需要のLo
od Levelingに寄与することが出来る。
第1図は一般的Na−3二次電池の構造を示す図である
。 1・・・ケース、2・・・固体電解′11(β−アルミ
ナ)、3・・・正極活物質(S 、 NaSx、グラフ
ァイト)、4・・・負極活物質(Na) 、5・・・負
極端子。
。 1・・・ケース、2・・・固体電解′11(β−アルミ
ナ)、3・・・正極活物質(S 、 NaSx、グラフ
ァイト)、4・・・負極活物質(Na) 、5・・・負
極端子。
Claims (2)
- (1)Na−S二次電池の正極活物質が気相法炭素繊維
と硫黄の混合物より成ることを特徴とするNa−S二次
電池。 - (2)気相法炭素繊維が1500〜3000℃で熱処理
した気相法炭素繊維である特許請求の範囲第1項記載の
Na−S二次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62328074A JPH01167955A (ja) | 1987-12-24 | 1987-12-24 | Na−S二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62328074A JPH01167955A (ja) | 1987-12-24 | 1987-12-24 | Na−S二次電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01167955A true JPH01167955A (ja) | 1989-07-03 |
Family
ID=18206219
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62328074A Pending JPH01167955A (ja) | 1987-12-24 | 1987-12-24 | Na−S二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01167955A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0962997A1 (en) * | 1989-09-28 | 1999-12-08 | Hyperion Catalysis International, Inc. | Battery |
| KR101104801B1 (ko) * | 2009-10-14 | 2012-01-12 | 주식회사 효성 | 유황 전극과 그 제조 방법 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60181319A (ja) * | 1984-02-21 | 1985-09-17 | Nikkiso Co Ltd | 気相法による炭素繊維の製造方法 |
| JPS60185818A (ja) * | 1984-03-01 | 1985-09-21 | Nikkiso Co Ltd | 気相法炭素繊維の製造方法 |
-
1987
- 1987-12-24 JP JP62328074A patent/JPH01167955A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60181319A (ja) * | 1984-02-21 | 1985-09-17 | Nikkiso Co Ltd | 気相法による炭素繊維の製造方法 |
| JPS60185818A (ja) * | 1984-03-01 | 1985-09-21 | Nikkiso Co Ltd | 気相法炭素繊維の製造方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| EP0962997A1 (en) * | 1989-09-28 | 1999-12-08 | Hyperion Catalysis International, Inc. | Battery |
| KR101104801B1 (ko) * | 2009-10-14 | 2012-01-12 | 주식회사 효성 | 유황 전극과 그 제조 방법 |
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