JPH01167955A - Na−S二次電池 - Google Patents

Na−S二次電池

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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
Authority
JP
Japan
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fibers
filled
battery
case
sulfur
Prior art date
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Pending
Application number
JP62328074A
Other languages
English (en)
Inventor
Shingo Morimoto
信吾 森本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Resonac Holdings Corp
Original Assignee
Showa Denko KK
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Filing date
Publication date
Application filed by Showa Denko KK filed Critical Showa Denko KK
Priority to JP62328074A priority Critical patent/JPH01167955A/ja
Publication of JPH01167955A publication Critical patent/JPH01167955A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • 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
    • H01M10/36—Accumulators not provided for in groups H01M10/05-H01M10/34
    • H01M10/39—Accumulators not provided for in groups H01M10/05-H01M10/34 working at high temperature
    • H01M10/3909—Sodium-sulfur cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H—ELECTRICITY
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    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • H01M4/624—Electric conductive fillers
    • H01M4/625—Carbon or graphite
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

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  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
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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。

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。
〔従来の技術およびその問題点〕
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。
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。
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。
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。
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。
■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。
〔問題点を解決するための手段〕
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
〔実施例〕
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。
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。
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。
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。
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。
〔効果〕
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。
【図面の簡単な説明】
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。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (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. (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。
JP62328074A 1987-12-24 1987-12-24 Na−S二次電池 Pending JPH01167955A (ja)

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JPH01167955A true JPH01167955A (ja) 1989-07-03

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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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