JPH02126570A - ナトリウム―硫黄電池の製造方法 - Google Patents
ナトリウム―硫黄電池の製造方法Info
- Publication number
- JPH02126570A JPH02126570A JP63279923A JP27992388A JPH02126570A JP H02126570 A JPH02126570 A JP H02126570A JP 63279923 A JP63279923 A JP 63279923A JP 27992388 A JP27992388 A JP 27992388A JP H02126570 A JPH02126570 A JP H02126570A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sodium
- solid electrolyte
- alumina
- electrolyte tube
- sulfur
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- 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
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Secondary Cells (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］
この発明はナトリウム−硫黄電池に関するものである。
［従来の技術］
従来のナトリウム−硫黄電池として第４図に示すように
、陽極活物質である溶融硫黄Ｓを含浸した多孔質の導電
材Ｍを収納する有底円筒状の陽極容器１の上部に対し、
α−アルミナ製の絶縁リング２を固定し、該絶縁リング
２の上部には陰部容器３を固定し、さらに、前記絶縁リ
ング２の内周面にはナトリウムイオンＮａ＋を選択的に
透過させる機能を有した下方へ延びる多結晶ベーダーア
ルミナよりなる有底円筒状の固体電解質管４の上部外周
面を接合固定したものがあった。又、前記固体電解質管
４により電池内部は溶融硫黄Ｓを含浸した導電材Ｍを収
納する陽極室Ｒ１と、ナトリウムＮａを貯留する陰極室
Ｒ２に区画形成されれている。
、陽極活物質である溶融硫黄Ｓを含浸した多孔質の導電
材Ｍを収納する有底円筒状の陽極容器１の上部に対し、
α−アルミナ製の絶縁リング２を固定し、該絶縁リング
２の上部には陰部容器３を固定し、さらに、前記絶縁リ
ング２の内周面にはナトリウムイオンＮａ＋を選択的に
透過させる機能を有した下方へ延びる多結晶ベーダーア
ルミナよりなる有底円筒状の固体電解質管４の上部外周
面を接合固定したものがあった。又、前記固体電解質管
４により電池内部は溶融硫黄Ｓを含浸した導電材Ｍを収
納する陽極室Ｒ１と、ナトリウムＮａを貯留する陰極室
Ｒ２に区画形成されれている。
そして、放電時にはナトリウムは陰極室Ｒ２からナトリ
ウムイオンＮａ＋となって固体電解質管４を透過して陽
極室Ｒ１内の硫黄Ｓと次のように反応し、多硫化ナトリ
ウムを生成する。
ウムイオンＮａ＋となって固体電解質管４を透過して陽
極室Ｒ１内の硫黄Ｓと次のように反応し、多硫化ナトリ
ウムを生成する。
２Ｎａ＋ＸＳ−”Ｎａｚ Ｓｘ
又、充電時には放電時とは逆の反応が起こり、ナトリウ
ムＮａ及び硫黄Ｓが生成される。
ムＮａ及び硫黄Ｓが生成される。
Ｎａ２Ｓｘ −＋ｘＳ＋２ｅ−−１−２Ｎａ”従って
、充電時の硫黄の生成は電子伝導体である陽極用導電材
Ｍと多硫化ナトリウムＮａｔ Ｓｘの界面で生じる。陽
極用導電材Ｍが固体電解質管４と接触している場合には
、硫黄が固体電解質管４の表面に付着する。この硫黄に
より固体電解質管４の表面が硫黄で完全に覆われた場合
には抵抗が急増し充電の継続が不能となりまた局部的に
硫黄に覆われた場合には、覆われていない部分へ電流か
集中し固体電解質管４の破壊につながる。
、充電時の硫黄の生成は電子伝導体である陽極用導電材
Ｍと多硫化ナトリウムＮａｔ Ｓｘの界面で生じる。陽
極用導電材Ｍが固体電解質管４と接触している場合には
、硫黄が固体電解質管４の表面に付着する。この硫黄に
より固体電解質管４の表面が硫黄で完全に覆われた場合
には抵抗が急増し充電の継続が不能となりまた局部的に
硫黄に覆われた場合には、覆われていない部分へ電流か
集中し固体電解質管４の破壊につながる。
上記問題を解消するため、従来固体電解質管４と陽極用
導電材Ｍとの間に、セラミックフェルトあるいはガラス
繊維よりなる多孔質絶縁体１１を介在している。（特公
昭５９−１０５３９号）そして、充電の際、多孔質絶縁
体１１を放電中に形成させた多硫化ナトリウム（Ｎａ２
Ｓ３ 、ＮａｚＳ５＞により湿潤状態に維持させ、固体
電解質管４付近には常にＮａ＋イオンを均一に存在させ
固体電解質管表面への局部的な硫黄付着を防止しその損
傷をなくしている。
導電材Ｍとの間に、セラミックフェルトあるいはガラス
繊維よりなる多孔質絶縁体１１を介在している。（特公
昭５９−１０５３９号）そして、充電の際、多孔質絶縁
体１１を放電中に形成させた多硫化ナトリウム（Ｎａ２
Ｓ３ 、ＮａｚＳ５＞により湿潤状態に維持させ、固体
電解質管４付近には常にＮａ＋イオンを均一に存在させ
固体電解質管表面への局部的な硫黄付着を防止しその損
傷をなくしている。
［発明が解決しようとする課題］
ところが、前記従来のナトリウム−硫黄電池は、多孔質
絶縁体を薄く成形することが囲器であり、従って、固体
電解質管表面の多孔質絶縁体中に含まれる多硫化ナトリ
ウムの厚さを薄くすることが出来ないため、抵抗が減少
できず、充放電効率が向上できなかった。また絶縁体１
１を２００μｍ程度に薄くすると、電池内部に均等にセ
ットするのが非常に囲器であり、ガラス繊維が折れたり
して製造上問題があり、さらに特性の制御が困器であっ
た。
絶縁体を薄く成形することが囲器であり、従って、固体
電解質管表面の多孔質絶縁体中に含まれる多硫化ナトリ
ウムの厚さを薄くすることが出来ないため、抵抗が減少
できず、充放電効率が向上できなかった。また絶縁体１
１を２００μｍ程度に薄くすると、電池内部に均等にセ
ットするのが非常に囲器であり、ガラス繊維が折れたり
して製造上問題があり、さらに特性の制御が困器であっ
た。
この発明の目的は充放電特性を向上することができると
ともに、製造を容易に行うことができるナトリウム−硫
黄電池を提供することにある。
ともに、製造を容易に行うことができるナトリウム−硫
黄電池を提供することにある。
［課題を解決するための手段］
この発明は上記目的を達成するため、陽極室と陰極室を
固体電解質管により区画して陽極室内に溶融硫黄又は溶
融多硫化ナトリウムを収容し、陰極室内に金属ナトリウ
ムを収容したナトリウム硫黄電池において、 前記固体電解質管の外周面に対し粒径がほぼ１０〜５０
０Ｊｉｍのα−アルミナ２βアルミナあるいはジルコニ
ア等の耐硫黄、耐多硫化ナトリウム性を有するセラミッ
ク粒子を塗布して厚さがほぼ２０〜１０００μｍのセラ
ミック粒子高抵抗層を設けるという手段を採っている。
固体電解質管により区画して陽極室内に溶融硫黄又は溶
融多硫化ナトリウムを収容し、陰極室内に金属ナトリウ
ムを収容したナトリウム硫黄電池において、 前記固体電解質管の外周面に対し粒径がほぼ１０〜５０
０Ｊｉｍのα−アルミナ２βアルミナあるいはジルコニ
ア等の耐硫黄、耐多硫化ナトリウム性を有するセラミッ
ク粒子を塗布して厚さがほぼ２０〜１０００μｍのセラ
ミック粒子高抵抗層を設けるという手段を採っている。
［作 用コ
この発明は固体電解質管の表面あるいは硫黄を含浸させ
た陽極活物質の内表面にセラミック粒子を均一厚さに塗
布してセラミック粒子高抵抗層を形成することができ、
製造が容易で性能のコントロールが行い易い。
た陽極活物質の内表面にセラミック粒子を均一厚さに塗
布してセラミック粒子高抵抗層を形成することができ、
製造が容易で性能のコントロールが行い易い。
また、セラミック粒子高抵抗層の厚さを適正範囲に薄く
することができるので、電池容量の改善が図られる。
することができるので、電池容量の改善が図られる。
［実施例］
以下、ナトリウム−硫黄電池を具体化した一実施例を第
１図〜第３図に基づいて説明する。
１図〜第３図に基づいて説明する。
第１．３図に示すように、有底縮長円筒状をなす陽極容
器１の上端部にはα−アルミナ製の絶縁リング２の下面
が熱圧接合固定されている。又、前記絶縁リング２の上
面には有蓋円筒状をなす陰極容器３の下端部が熱圧接合
固定されている。絶縁リング２の内周面にはβ″−アル
ミナ製の有底袋管状をなす固体電解質管４の上端外周面
がガラスなどにより接着固定されている。
器１の上端部にはα−アルミナ製の絶縁リング２の下面
が熱圧接合固定されている。又、前記絶縁リング２の上
面には有蓋円筒状をなす陰極容器３の下端部が熱圧接合
固定されている。絶縁リング２の内周面にはβ″−アル
ミナ製の有底袋管状をなす固体電解質管４の上端外周面
がガラスなどにより接着固定されている。
前記陽極容器１と固体電解質管４との間に形成された陽
極室Ｒ１内には陽極活物質としての溶融硫黄Ｓを含浸さ
せたカーボンマットなどの陽極用導電材Ｍが収納されて
いる。また、前記陰極容器３と固体電解質管４との間に
形成された陰極室Ｒ２内には、陰極活物質としての金属
ナトリウムＮａが貯蔵されている。なお、５は陽極端子
、６は陰ｊｆｌ＠子である。
極室Ｒ１内には陽極活物質としての溶融硫黄Ｓを含浸さ
せたカーボンマットなどの陽極用導電材Ｍが収納されて
いる。また、前記陰極容器３と固体電解質管４との間に
形成された陰極室Ｒ２内には、陰極活物質としての金属
ナトリウムＮａが貯蔵されている。なお、５は陽極端子
、６は陰ｊｆｌ＠子である。
次に本発明の要旨について第１図により説明する。
前記固体電解質管４の外表面には、粒径が１０〜５００
μｍのα−アルミナ、ジルコニアあるいはβ−アルミナ
等の耐硫黄、耐多硫化ナトリウム性を有するセラミック
粒子７〜７を粒径変形させることなく、厚さほぼ２０〜
１０００μｍに塗布してセラミック粒子高抵抗層８を形
成している。
μｍのα−アルミナ、ジルコニアあるいはβ−アルミナ
等の耐硫黄、耐多硫化ナトリウム性を有するセラミック
粒子７〜７を粒径変形させることなく、厚さほぼ２０〜
１０００μｍに塗布してセラミック粒子高抵抗層８を形
成している。
前記セラミック粒子高抵抗層８の厚さか厚すきると充放
電時の抵抗損が大きくなり、電池効率が低下するし、薄
すぎると充放電時に硫黄が境界に飽和してしまい、充電
が早期に終了するとともに、粒子高抵抗層８の部位に厚
さむらが生じ易くなって特性が不均一となるので前述し
た範囲が望ましい。特に望ましい粒径範囲は３０〜３０
０μｍである。この理由は粒径が小さすぎると高抵抗層
の多孔度が小さくなり、ナトリウムイオンＮａ＋等の活
物質の移動が妨げられるし、粒径が大きくなると均一な
厚さに形成することが雛しくなるからである。
電時の抵抗損が大きくなり、電池効率が低下するし、薄
すぎると充放電時に硫黄が境界に飽和してしまい、充電
が早期に終了するとともに、粒子高抵抗層８の部位に厚
さむらが生じ易くなって特性が不均一となるので前述し
た範囲が望ましい。特に望ましい粒径範囲は３０〜３０
０μｍである。この理由は粒径が小さすぎると高抵抗層
の多孔度が小さくなり、ナトリウムイオンＮａ＋等の活
物質の移動が妨げられるし、粒径が大きくなると均一な
厚さに形成することが雛しくなるからである。
前記セラミック粒子高抵抗層８の形成方法としては、固
体電解質管４の表面４ａに溶融硫黄Ｓまたは多硫化ナト
リウムＮａ１Ｓｘを塗布し、この硫黄Ｓまたは多硫化ナ
トリウムＮａｔＳｘの表面にセラミック粒子７〜７を散
布して固着させる方法がある。また、溶融硫黄Ｓを含浸
した陽極用導電材Ｍの内周面にセラミック粒子７〜７を
散布してもよい。
体電解質管４の表面４ａに溶融硫黄Ｓまたは多硫化ナト
リウムＮａ１Ｓｘを塗布し、この硫黄Ｓまたは多硫化ナ
トリウムＮａｔＳｘの表面にセラミック粒子７〜７を散
布して固着させる方法がある。また、溶融硫黄Ｓを含浸
した陽極用導電材Ｍの内周面にセラミック粒子７〜７を
散布してもよい。
さて、この発明は固体電解質管４の表面４ａあるいは硫
黄Ｓを含浸させた陽極用導電材Ｍの内表面にセラミック
粒子７〜７を均一厚さに散布してセラミック粒子高抵抗
層８を形成したので、製造が容易になる。
黄Ｓを含浸させた陽極用導電材Ｍの内表面にセラミック
粒子７〜７を均一厚さに散布してセラミック粒子高抵抗
層８を形成したので、製造が容易になる。
また、セラミック粒子高抵抗層８の厚さを適正範囲に薄
くすることができるので、電池抵抗の低下により充放電
効率の改善が図られるとともに容量面においても充電完
了時に多孔質絶縁体内に残留する多硫化ナトリウム量を
減少させることが出来るために充電量が増加する。
くすることができるので、電池抵抗の低下により充放電
効率の改善が図られるとともに容量面においても充電完
了時に多孔質絶縁体内に残留する多硫化ナトリウム量を
減少させることが出来るために充電量が増加する。
第３図は本発明し従来例のナトリウム−硫黄電池の電池
特性の相違を実験により測定した結果を示す、このグラ
フから明らかなように、本発明は従来例よりも内部抵抗
が約１０％低減され、また充放電容量も優れていること
がわかる。
特性の相違を実験により測定した結果を示す、このグラ
フから明らかなように、本発明は従来例よりも内部抵抗
が約１０％低減され、また充放電容量も優れていること
がわかる。
［発明の効果］
以上詳述したように、この発明は、充放電特性を向上す
ることができるとともに、製造を容易に行うことができ
る効果がある。
ることができるとともに、製造を容易に行うことができ
る効果がある。
第１図はこの発明を具体化したナトリウム−硫黄電池の
一実施例を示す要部のみの断面図、第２図はナトリウム
−硫黄電池全体を示す中央部縦断面図、第３図は電池の
作動時間と電池容量との関係を示すグラフ、第４図は従
来例を示す中央部縦断面図である。 １・・・陽極容器、２・・・絶縁リング、３・・・陰極
容器、４・・・固体電解質等、７・・・セラミック粒子
、８・・・セラミック粒子高抵抗層、Ｍ・・・陽極用導
電材、Ｒ１・・・陽極室、Ｒ２・・・陰極室。 特許出願人 日本碍子 株式会社代理人 弁理
士 恩１）博宣 第３関 電光容量 （Ａｈ） 第４図
一実施例を示す要部のみの断面図、第２図はナトリウム
−硫黄電池全体を示す中央部縦断面図、第３図は電池の
作動時間と電池容量との関係を示すグラフ、第４図は従
来例を示す中央部縦断面図である。 １・・・陽極容器、２・・・絶縁リング、３・・・陰極
容器、４・・・固体電解質等、７・・・セラミック粒子
、８・・・セラミック粒子高抵抗層、Ｍ・・・陽極用導
電材、Ｒ１・・・陽極室、Ｒ２・・・陰極室。 特許出願人 日本碍子 株式会社代理人 弁理
士 恩１）博宣 第３関 電光容量 （Ａｈ） 第４図
Claims (1)
- １、陽極室（Ｒ１）と陰極室（Ｒ２）を固体電解質管（
４）により区画して陽極室（Ｒ１）内に溶融硫黄又は溶
融多硫化ナトリウムを収容し、陰極室（Ｒ２）内に金属
ナトリウムを収容したナトリウム−硫黄電池において、
前記固体電解質管（４）の外周面に対し粒径がほぼ１０
〜５００μｍのα−アルミナ、β−アルミナあるいはジ
ルコニア等の耐硫黄、耐多硫化ナトリウム性を有するセ
ラミック粒子を塗布して厚さがほぼ２０〜１０００μｍ
のセラミック粒子高抵抗層（８）を設けたことを特徴と
するナトリウム−硫黄電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63279923A JPH0626136B2 (ja) | 1988-11-05 | 1988-11-05 | ナトリウム―硫黄電池の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63279923A JPH0626136B2 (ja) | 1988-11-05 | 1988-11-05 | ナトリウム―硫黄電池の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02126570A true JPH02126570A (ja) | 1990-05-15 |
| JPH0626136B2 JPH0626136B2 (ja) | 1994-04-06 |
Family
ID=17617793
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63279923A Expired - Lifetime JPH0626136B2 (ja) | 1988-11-05 | 1988-11-05 | ナトリウム―硫黄電池の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0626136B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0428170A (ja) * | 1990-05-22 | 1992-01-30 | Ngk Insulators Ltd | ナトリウム―硫黄電池の製造方法 |
| JPH0471171A (ja) * | 1990-07-11 | 1992-03-05 | Ngk Insulators Ltd | ナトリウム―硫黄電池の製造方法及び陽極成型体の製造方法 |
-
1988
- 1988-11-05 JP JP63279923A patent/JPH0626136B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0428170A (ja) * | 1990-05-22 | 1992-01-30 | Ngk Insulators Ltd | ナトリウム―硫黄電池の製造方法 |
| JPH0471171A (ja) * | 1990-07-11 | 1992-03-05 | Ngk Insulators Ltd | ナトリウム―硫黄電池の製造方法及び陽極成型体の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0626136B2 (ja) | 1994-04-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3172201B2 (ja) | 再充電可能な高温電気化学電力貯蔵電池 | |
| JPH07263025A (ja) | 化学電池 | |
| JP2552737B2 (ja) | ナトリウムー硫黄電池用ベータアルミナ管の焼成方法 | |
| JPH02126570A (ja) | ナトリウム―硫黄電池の製造方法 | |
| US4895777A (en) | Sodium-sulfur storage battery | |
| JP2686005B2 (ja) | ナトリウム−硫黄電池 | |
| US4230780A (en) | Sodium-sulphur electric cell | |
| JPS6220259A (ja) | ナトリウム−硫黄電池 | |
| KR960002924A (ko) | 다층구조의 유황전극을 갖는 나트륨-유황전지 | |
| JP2574516B2 (ja) | ナトリウム―硫黄電池の製造方法 | |
| JPS5928030B2 (ja) | ナトリウム−イオウ型電池 | |
| JPS6362163A (ja) | ナトリウム−イオウ二次電池 | |
| JP3422682B2 (ja) | ナトリウム−硫黄電池 | |
| JP2667551B2 (ja) | ナトリウム―硫黄電池に用いられる高抵抗層の形成方法 | |
| JP2568622B2 (ja) | ナトリウム−硫黄電池 | |
| JPS63294671A (ja) | ナトリウム−硫黄電池 | |
| KR20000042976A (ko) | 이차전지의 전극군 | |
| JPH044573A (ja) | ナトリウム―硫黄二次電池 | |
| JPS60235370A (ja) | ナトリウム−硫黄電池 | |
| JPS62287579A (ja) | ナトリウム硫黄電池 | |
| JPH0249362A (ja) | ナトリウム−硫黄電池 | |
| JPH0389469A (ja) | ナトリウム―硫黄電池 | |
| JP2635989B2 (ja) | ナトリウム−硫黄電池 | |
| KR101491093B1 (ko) | 나트륨 유황 전지 | |
| JPS6110881A (ja) | ナトリウム−硫黄電池の製造法 |