JPH02256173A - 固体電解質管の接合方法 - Google Patents
固体電解質管の接合方法Info
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- JPH02256173A JPH02256173A JP1075143A JP7514389A JPH02256173A JP H02256173 A JPH02256173 A JP H02256173A JP 1075143 A JP1075143 A JP 1075143A JP 7514389 A JP7514389 A JP 7514389A JP H02256173 A JPH02256173 A JP H02256173A
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- Japan
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- solid electrolyte
- tube
- bag tube
- alumina ring
- glass solder
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- Pending
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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
-
- 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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- 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〕
本発明は、ナトリウム−硫黄電池に係り、特に電池作動
温度までの昇降温時における電池の破損防止に好適な固
体電解質管とα−アルミナリングの接合方法に関する。
温度までの昇降温時における電池の破損防止に好適な固
体電解質管とα−アルミナリングの接合方法に関する。
ナトリウム−硫黄電池は、ナトリウムイオンの（みを通
過させる固体電解質袋管を介して、−右側（通常は管内
）に陰極活物質である溶融ナトリウム（陰極室）、他方
側に陽極活物質である溶融硫黄または多硫化ナトリウム
（陽極室）を配置し、３００〜４００℃で作動させる高
温型二次電池である。
過させる固体電解質袋管を介して、−右側（通常は管内
）に陰極活物質である溶融ナトリウム（陰極室）、他方
側に陽極活物質である溶融硫黄または多硫化ナトリウム
（陽極室）を配置し、３００〜４００℃で作動させる高
温型二次電池である。
従来、電池を作動するためにこの温度まで昇温する過程
で、陽極活物質である硫黄を含浸させた黒鉛フェルトが
熱変形してなるか、または熱膨張して、固体電解質管に
接触し、固体電解質管は曲げ力を受け、α−アルミナリ
ングとの接合部で破壊する事故が頻発した。
で、陽極活物質である硫黄を含浸させた黒鉛フェルトが
熱変形してなるか、または熱膨張して、固体電解質管に
接触し、固体電解質管は曲げ力を受け、α−アルミナリ
ングとの接合部で破壊する事故が頻発した。
これに関する従来の技術として、特開昭５７−１８００
８４号に記載された例が存在する。この従来例によれば
、固体電解質管と接合されたα−アルミナリングは、電
池容器と柔軟なベロウもしくはスリーブにより接合され
ているため、仮りに固体電解質管が硫黄を含浸させた黒
鉛フェルトと接触して力を受けても、ベローズもしくは
スリーブがその力を吸収して、固体電解質とα−アルミ
ナリングの接合部に力が集中することを防止している。
８４号に記載された例が存在する。この従来例によれば
、固体電解質管と接合されたα−アルミナリングは、電
池容器と柔軟なベロウもしくはスリーブにより接合され
ているため、仮りに固体電解質管が硫黄を含浸させた黒
鉛フェルトと接触して力を受けても、ベローズもしくは
スリーブがその力を吸収して、固体電解質とα−アルミ
ナリングの接合部に力が集中することを防止している。
しかしながら、上記従来技術を用いると、電池作動温度
までの昇温過程における固体電解質管とα−アルミナリ
ングとの接合部での破壊については効果があるが、電池
作動時に地震等により振動が電池に印加された場合には
固体電解質管は電池容器内で揺れてナトリウム注入管と
接触し破損する問題がある。また、電池製造に関して工
数、コストの増加する問題がある。
までの昇温過程における固体電解質管とα−アルミナリ
ングとの接合部での破壊については効果があるが、電池
作動時に地震等により振動が電池に印加された場合には
固体電解質管は電池容器内で揺れてナトリウム注入管と
接触し破損する問題がある。また、電池製造に関して工
数、コストの増加する問題がある。
本発明は、かかる問題点を解決するために、電池作動温
度までの昇温過程での固体電解質管の破損を防止する固
体電解質管とα−アルミナリングの接合法を提供するこ
とを目的とする。
度までの昇温過程での固体電解質管の破損を防止する固
体電解質管とα−アルミナリングの接合法を提供するこ
とを目的とする。
上記目的は、固体電解質袋管をその開口部にフランジを
有する形状とし、フランジ底面とα−アルミナリング底
面とをナトリウム−硫黄電池内の陰極容器側でガラス半
田接合することにより達成される。
有する形状とし、フランジ底面とα−アルミナリング底
面とをナトリウム−硫黄電池内の陰極容器側でガラス半
田接合することにより達成される。
尚、ガラス半田層はα−アルミナリングの陰極容器側に
あることが好ましい。
あることが好ましい。
従来の固体電解質袋管とα−アルミナリングの接合は、
固体電解質袋管外側面とα−アルミナリング内側面とを
ガラス半田層を介して行われていた。このガラス半田層
の位置は、固体電解質袋管が曲げ力を受ける場合、最も
応力の集中する位置であり、強度の低いガラス半田層は
他の部材に先立って破壊し、これがトリガーとなって固
体電解質袋管の破損に到った。
固体電解質袋管外側面とα−アルミナリング内側面とを
ガラス半田層を介して行われていた。このガラス半田層
の位置は、固体電解質袋管が曲げ力を受ける場合、最も
応力の集中する位置であり、強度の低いガラス半田層は
他の部材に先立って破壊し、これがトリガーとなって固
体電解質袋管の破損に到った。
本発明によれば、ガラス半田層は、αアルミナリングと
固体電解質袋管の底面間にあり、固体電解質袋管が曲げ
力を受ける場合、この力は固体電解質袋管及びこれと接
触するαアルミナリングが受は強度の低いガラス半田層
には力が集中しない。
固体電解質袋管の底面間にあり、固体電解質袋管が曲げ
力を受ける場合、この力は固体電解質袋管及びこれと接
触するαアルミナリングが受は強度の低いガラス半田層
には力が集中しない。
その結果、昇降温時の破壊を避けることができる。
以下、本発明の実施例を図を用いて説明する。
第４図には、従来のナトリウム−硫黄電池の基本構造を
示す。固体電解質袋管１は、通常β“−アルミナもしく
はβ−アルミナを成分とする焼結体で一端を閉じ一端を
開口した管状構造をなす。この固体電解質袋管１は陰極
活物質であるナトリウム２と黒鉛フェルト３に保持され
た陽極活物質である硫黄との分離壁であるとともに、ナ
トリウムイオン伝導体としても機能する。陰極容器４と
陽極容器５は、ナトリウム及び硫黄の収納容器であると
ともに電極でもあり、α−アルミナリング６により絶縁
されている。固体電解質袋管１とα−アルミナリング６
は、その側面においてガラス半田層７により接合されて
いる。８は陰極ふたであり、９は集電素子としての機能
も併せもつナトリウム注入管である。
示す。固体電解質袋管１は、通常β“−アルミナもしく
はβ−アルミナを成分とする焼結体で一端を閉じ一端を
開口した管状構造をなす。この固体電解質袋管１は陰極
活物質であるナトリウム２と黒鉛フェルト３に保持され
た陽極活物質である硫黄との分離壁であるとともに、ナ
トリウムイオン伝導体としても機能する。陰極容器４と
陽極容器５は、ナトリウム及び硫黄の収納容器であると
ともに電極でもあり、α−アルミナリング６により絶縁
されている。固体電解質袋管１とα−アルミナリング６
は、その側面においてガラス半田層７により接合されて
いる。８は陰極ふたであり、９は集電素子としての機能
も併せもつナトリウム注入管である。
この従来の電池構造では、電池作動温度である３３０℃
までの昇温もしくは降温の過程で、硫黄の〜３５０ ℃
保持材である黒鉛フェルト３が不均一に熱変形して、局
所的に強く固体電解質袋管１に接触し、この接触により
固体電解質袋管１は、大きな曲げ力を受けた。この曲げ
力は、固体電解質袋管１とα−アルミナリングとの接合
部であるガラス半田層７の部分に最大応力として作用す
る。
までの昇温もしくは降温の過程で、硫黄の〜３５０ ℃
保持材である黒鉛フェルト３が不均一に熱変形して、局
所的に強く固体電解質袋管１に接触し、この接触により
固体電解質袋管１は、大きな曲げ力を受けた。この曲げ
力は、固体電解質袋管１とα−アルミナリングとの接合
部であるガラス半田層７の部分に最大応力として作用す
る。
通常このガラス半田層７は、固体電解質袋管１の構成材
であるβ“−アルミナより強度が低いため、上記の曲げ
力が作用すると、先づガラス半田層７が破壊し、その影
響で固体電解質袋管１が容易に破壊し電池実用化への大
きな障壁となっていた。
であるβ“−アルミナより強度が低いため、上記の曲げ
力が作用すると、先づガラス半田層７が破壊し、その影
響で固体電解質袋管１が容易に破壊し電池実用化への大
きな障壁となっていた。
次に本発明を第１図の実施例を用いて説明する。
第１図では、固体電解質袋管１は、その開口部にフラン
ジ（つば）を有し、α−アルミナリング６との接合は、
第４図のような両者の側面においてではなく、固体電解
質袋管１のフランジ（っば）部の底面とα−アルミナリ
ング６の陰極容器４側の底面とをガラス半田層７を介し
て行われている。
ジ（つば）を有し、α−アルミナリング６との接合は、
第４図のような両者の側面においてではなく、固体電解
質袋管１のフランジ（っば）部の底面とα−アルミナリ
ング６の陰極容器４側の底面とをガラス半田層７を介し
て行われている。
このように固体電解質袋管１の形状を変更し、且つガラ
ス半田層７の位置を固体電解質袋管１とα−アルミナリ
ング６の底面にしたことにより、電池作動温度までの昇
降温時に、陽極活物質（硫黄）の保持材である黒鉛フェ
ルト３が局所的に熱変形し、固体電解質袋管１が曲げ方
を受けても、この力は、固体電解質袋管１と接触するα
−アルミナリング６の側面がかなり負担し、強度の低い
ガラス半田層７が直接大きな集中応力を受けることはな
い。このため、第４図に示す従来の構造のように、ガラ
ス半田層７の破壊が誘因となって固体電解質袋管１が破
損することは回避でき、電池の信頼性も高めることがで
きた。
ス半田層７の位置を固体電解質袋管１とα−アルミナリ
ング６の底面にしたことにより、電池作動温度までの昇
降温時に、陽極活物質（硫黄）の保持材である黒鉛フェ
ルト３が局所的に熱変形し、固体電解質袋管１が曲げ方
を受けても、この力は、固体電解質袋管１と接触するα
−アルミナリング６の側面がかなり負担し、強度の低い
ガラス半田層７が直接大きな集中応力を受けることはな
い。このため、第４図に示す従来の構造のように、ガラ
ス半田層７の破壊が誘因となって固体電解質袋管１が破
損することは回避でき、電池の信頼性も高めることがで
きた。
第２図は、本発明のフランジ（つば）付固体電解質袋管
の一例で、固体電解質袋管１は、そのフランジ底面とα
−アルミナリング６の底面でガラス半田層７を介して接
合されるが、固体電解質袋管１が曲げ力を受け、その力
をα−アルミナリング６との接触で受ける際に、同時に
固体電解質袋管１のフランジと袋管のコーナ一部に高い
応力が発生しないように曲線部を設けた場合である。
の一例で、固体電解質袋管１は、そのフランジ底面とα
−アルミナリング６の底面でガラス半田層７を介して接
合されるが、固体電解質袋管１が曲げ力を受け、その力
をα−アルミナリング６との接触で受ける際に、同時に
固体電解質袋管１のフランジと袋管のコーナ一部に高い
応力が発生しないように曲線部を設けた場合である。
第３図は、第２図の例と同一の目的のため、固体電解質
袋管１のコーナ一部に曲線部をα−アルミナリング６の
内側に面取りを施した例である。
袋管１のコーナ一部に曲線部をα−アルミナリング６の
内側に面取りを施した例である。
本発明によれば、従来のナトリウム−硫黄電池において
昇降温過程破損の起点であったガラス半田接合層を力の
集中する部位と異なる位置に配したため、昇降温過程で
の固体電解質の破損を防ぐ効果がある。
昇降温過程破損の起点であったガラス半田接合層を力の
集中する部位と異なる位置に配したため、昇降温過程で
の固体電解質の破損を防ぐ効果がある。
第１図は本発明の一例に係る接合方法を用いたナトリウ
ム−硫黄電池の縦断面図、第２図は本発明の一例に係る
接合方法において固体電解質袋管の曲線部を設けたもの
の断面図、第３図はα−アルミナリングに面取り部を設
けた実施例断面図、第４図は従来のナトリウム−硫黄電
池の接合方法を示す断面図である。 １・・・固体電解質袋管、２・・・ナトリウム、３・・
・黒鉛フェルト（硫黄）、４・・・陰極容器、５・・・
陽極容器、６・・・α−アルミナリング、７・・・ガラ
ス半田層、８・・・陰極ふた、９・・・ナトリウム注入
管。 茅 １ 図 茅 ２図 ７・・・刀−ラ入↑ＩＩＢＡ 茅 巳
ム−硫黄電池の縦断面図、第２図は本発明の一例に係る
接合方法において固体電解質袋管の曲線部を設けたもの
の断面図、第３図はα−アルミナリングに面取り部を設
けた実施例断面図、第４図は従来のナトリウム−硫黄電
池の接合方法を示す断面図である。 １・・・固体電解質袋管、２・・・ナトリウム、３・・
・黒鉛フェルト（硫黄）、４・・・陰極容器、５・・・
陽極容器、６・・・α−アルミナリング、７・・・ガラ
ス半田層、８・・・陰極ふた、９・・・ナトリウム注入
管。 茅 １ 図 茅 ２図 ７・・・刀−ラ入↑ＩＩＢＡ 茅 巳
Claims (1)
- １、陰極活物質であるナトリウムと陽極活物質である硫
黄とを固体電解質管で分離したナトリウム−硫黄電池に
おいて、固体電解質袋管はその開口部にフランジ（つば
）部を有する形状とし、フランジ部の底面とα−アルミ
ナリング底面をガラス半田接合することを特徴とする固
体電解質管の接合方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1075143A JPH02256173A (ja) | 1989-03-29 | 1989-03-29 | 固体電解質管の接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1075143A JPH02256173A (ja) | 1989-03-29 | 1989-03-29 | 固体電解質管の接合方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02256173A true JPH02256173A (ja) | 1990-10-16 |
Family
ID=13567680
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1075143A Pending JPH02256173A (ja) | 1989-03-29 | 1989-03-29 | 固体電解質管の接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02256173A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101249047B1 (ko) * | 2010-12-28 | 2013-03-29 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 나트륨유황(ＮａＳ) 전지 및 이의 제조방법 |
-
1989
- 1989-03-29 JP JP1075143A patent/JPH02256173A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101249047B1 (ko) * | 2010-12-28 | 2013-03-29 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 나트륨유황(ＮａＳ) 전지 및 이의 제조방법 |
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