JPH02278670A - ナトリウム―硫黄電池とその製造法 - Google Patents
ナトリウム―硫黄電池とその製造法Info
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- JPH02278670A JPH02278670A JP1099802A JP9980289A JPH02278670A JP H02278670 A JPH02278670 A JP H02278670A JP 1099802 A JP1099802 A JP 1099802A JP 9980289 A JP9980289 A JP 9980289A JP H02278670 A JPH02278670 A JP H02278670A
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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
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- H01M10/3909—Sodium-sulfur cells
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- 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
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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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−硫黄電池とその製造法に関するも
ので、さらに詳しく負えば陰極室内にナトリウムを気密
性よく充填でき、安全性が向上できる電池とその製造法
に関するものである。
ので、さらに詳しく負えば陰極室内にナトリウムを気密
性よく充填でき、安全性が向上できる電池とその製造法
に関するものである。
従来技術とその問題点
ナトリウム−硫黄電池は、陰極活物質としてのナトリウ
ムと、陽極活物質としての硫黄とをβ′−アルミナの如
きナトリウムイオン伝導性の固体電解質管により分離さ
せてなる完全密閉構造の高温型二次電池である。
ムと、陽極活物質としての硫黄とをβ′−アルミナの如
きナトリウムイオン伝導性の固体電解質管により分離さ
せてなる完全密閉構造の高温型二次電池である。
このようなナトリウム−硫黄電池の従来の構造を第３図
により説明する。固体電解質管１の上端にα−アルミナ
リング２がガラス半田接合され１このα−アルミナリン
グ２の上面に陰極蓋６が、下面に陽極蓋４がそれぞれ熱
圧接合されている。前記陰極蓋６には陰極端子５が溶接
されるとともに、その中央部を貫通して陰極集電体とし
ての陰極バイブロが溶接され、その下方は前記固体電解
質管１内に挿入されている。
により説明する。固体電解質管１の上端にα−アルミナ
リング２がガラス半田接合され１このα−アルミナリン
グ２の上面に陰極蓋６が、下面に陽極蓋４がそれぞれ熱
圧接合されている。前記陰極蓋６には陰極端子５が溶接
されるとともに、その中央部を貫通して陰極集電体とし
ての陰極バイブロが溶接され、その下方は前記固体電解
質管１内に挿入されている。
この固体電解質管１内には金属Ｗ、維７が配され、約１
５０℃の保温下において前記陰極バイブロより固体電解
質管１内を排気した後、同温度で溶融させたナトリウム
８が真空充填され、充填後陰極端子５の上端は封止され
る。このような陰極室構成体は、円筒形の硫黄成型体１
０が内挿され、陽極集電端子１１が溶接された陽極集電
体な兼ねる電槽？内に挿入され、陽極集電端子１１を外
側に折り曲げるとともに、電槽９の上端は前記陽極蓋４
と真空溶接されて完全密閉される。
５０℃の保温下において前記陰極バイブロより固体電解
質管１内を排気した後、同温度で溶融させたナトリウム
８が真空充填され、充填後陰極端子５の上端は封止され
る。このような陰極室構成体は、円筒形の硫黄成型体１
０が内挿され、陽極集電端子１１が溶接された陽極集電
体な兼ねる電槽？内に挿入され、陽極集電端子１１を外
側に折り曲げるとともに、電槽９の上端は前記陽極蓋４
と真空溶接されて完全密閉される。
上記の如き構造のナトリウム−硫黄電池では、陰極端子
５の上端よりナトリウム８を真空充填しているため、充
填後陰極端子５の内側にナトリウムが付着することがあ
り、陰極端子５の上端の封止が不完全になって不良が発
生するという問題点があった。また固体電解質管１が破
損すると、硫黄とナトリウムとが直接反応し、活物質な
どが漏出して隣接する正常な電池も破損させて大規模な
事故になるという問題点があった。
５の上端よりナトリウム８を真空充填しているため、充
填後陰極端子５の内側にナトリウムが付着することがあ
り、陰極端子５の上端の封止が不完全になって不良が発
生するという問題点があった。また固体電解質管１が破
損すると、硫黄とナトリウムとが直接反応し、活物質な
どが漏出して隣接する正常な電池も破損させて大規模な
事故になるという問題点があった。
発明の目的
本発明は上記欠点を解消するもので、底面を固体電解質
管内の金属繊維に接続させかつ該底面に穴と上方に向い
た突起とを有する陰極集電容器を配し、この容器内にナ
トリウムタンクを位置させて陰極室内にナトリウムを充
填することにより、陰極端子の上端にナトリウムが付着
することを防止するものである。
管内の金属繊維に接続させかつ該底面に穴と上方に向い
た突起とを有する陰極集電容器を配し、この容器内にナ
トリウムタンクを位置させて陰極室内にナトリウムを充
填することにより、陰極端子の上端にナトリウムが付着
することを防止するものである。
発明の構成
本発明のナトリウム−硫黄電池とその製造法は、陰極集
電容器の底面に穴と上方に向いた突起とを設け、この陰
極集電容器内にナトリウムタンクを位置させ、前記突起
によりナトリウムタンクに穿孔して陰極室内にナトリウ
ムを真空充填するものである。
電容器の底面に穴と上方に向いた突起とを設け、この陰
極集電容器内にナトリウムタンクを位置させ、前記突起
によりナトリウムタンクに穿孔して陰極室内にナトリウ
ムを真空充填するものである。
実施例
以下実施例により説明する。第１図は本発明のナトリウ
ム−硫黄電池の要部断面図で、第３図と共通する部分に
は同じ符号を付している。
ム−硫黄電池の要部断面図で、第３図と共通する部分に
は同じ符号を付している。
第１図において、固体電解質管１はその上部が＝６一
開放された外径４５ｍｍ、内径６８鍔Ｍ１長さ４００關
のβ′−アルミナからなり、その上部開放端に外径５６
ｆＩｌｔｎ１内径３８ｍｍ、厚さ１Ｑｓｉのα−アルミ
ナリング２がガラス半田接合される。このα−アルミナ
リング２の上面にはアルミニウム被覆鉄またはステンレ
スからなる陰極蓋３が熱圧接合され、下面には同材質か
らなる陽極蓋４が熱圧接合される。前記固体電解質管１
内にはステンレヌフェルトからなる金属繊維１２を、中
心穴を設ける如く巻回して固体電解質管１内に収納して
陰極室を構成する。一方、底面に穴１４と上方に向いた
突起１５とを有する陰極集電容器１５を準備し、この陰
極集電容器１３の上縁部を、その底面が前記金属繊維１
２に接触する如く陰極蓋３の内周縁部に溶接する。なお
前記陰極集電容器１３は底面に段部を設けて２段にし、
その下段の底面に穴１４と上方に向いた突起１５とを設
けている。この穴１４と突起１５とは、陰極集電容器１
６の底面にＶ字形の切り込みを入れ、この切り込み部を
上方に向けることにより容易に形成することができる。
のβ′−アルミナからなり、その上部開放端に外径５６
ｆＩｌｔｎ１内径３８ｍｍ、厚さ１Ｑｓｉのα−アルミ
ナリング２がガラス半田接合される。このα−アルミナ
リング２の上面にはアルミニウム被覆鉄またはステンレ
スからなる陰極蓋３が熱圧接合され、下面には同材質か
らなる陽極蓋４が熱圧接合される。前記固体電解質管１
内にはステンレヌフェルトからなる金属繊維１２を、中
心穴を設ける如く巻回して固体電解質管１内に収納して
陰極室を構成する。一方、底面に穴１４と上方に向いた
突起１５とを有する陰極集電容器１５を準備し、この陰
極集電容器１３の上縁部を、その底面が前記金属繊維１
２に接触する如く陰極蓋３の内周縁部に溶接する。なお
前記陰極集電容器１３は底面に段部を設けて２段にし、
その下段の底面に穴１４と上方に向いた突起１５とを設
けている。この穴１４と突起１５とは、陰極集電容器１
６の底面にＶ字形の切り込みを入れ、この切り込み部を
上方に向けることにより容易に形成することができる。
次に、第２図のように、陰極集電容器１３０段部１６′
に○リング１６を配し、その上方にナトリウム８を充填
したナトリウムタンク１７を位置させ、加熱下において
前記穴１４より陰極室内を排気した後、突起１５により
ナトリウムタンク１７に穿孔して陰極室内にナトリウム
８を真空充填した後、第１図のように陰極端子５′を溶
接して陰極室構成体とする。冷却した後、ナトリウムタ
ンク１７と０リング１６とを除去し、前記陰極室構成体
に取り付けられた陽極蓋４に電槽９の上端を溶接し、固
体電解質ｇ１と電槽９との間隙に下方から硫黄成型体１
０を挿入して陽極率を構成し、電槽９の下端を真空密閉
して完成電池とするものである。
に○リング１６を配し、その上方にナトリウム８を充填
したナトリウムタンク１７を位置させ、加熱下において
前記穴１４より陰極室内を排気した後、突起１５により
ナトリウムタンク１７に穿孔して陰極室内にナトリウム
８を真空充填した後、第１図のように陰極端子５′を溶
接して陰極室構成体とする。冷却した後、ナトリウムタ
ンク１７と０リング１６とを除去し、前記陰極室構成体
に取り付けられた陽極蓋４に電槽９の上端を溶接し、固
体電解質ｇ１と電槽９との間隙に下方から硫黄成型体１
０を挿入して陽極率を構成し、電槽９の下端を真空密閉
して完成電池とするものである。
今、第１図のような本発明電池と第３図のような従来電
池とをそれぞれ１０セｐずつ製作し、室温＝３５０℃・
昇降温速度的１５０℃〜２００°／ｈでヒートサイクル
試験を行い、結果を表−１に示す。表−１において、分
子は活物質などが漏出した電池数、分母は破損電池数を
示す。なお、電池は破損すると電圧が急激に低下するの
で、電圧の低下で破損電池の確認を行った。
池とをそれぞれ１０セｐずつ製作し、室温＝３５０℃・
昇降温速度的１５０℃〜２００°／ｈでヒートサイクル
試験を行い、結果を表−１に示す。表−１において、分
子は活物質などが漏出した電池数、分母は破損電池数を
示す。なお、電池は破損すると電圧が急激に低下するの
で、電圧の低下で破損電池の確認を行った。
表−１
表−１から、従来電池は破損した場合、活物質などが漏
出し、そのすべてが短絡していたのに対し、本発明電油
は破損しても活物質などの漏出もなく、短絡も紹められ
なかった。
出し、そのすべてが短絡していたのに対し、本発明電油
は破損しても活物質などの漏出もなく、短絡も紹められ
なかった。
上記のような製造法であるから、陰極端子５の先端にナ
トリウムが付着したり、そのための溶接時の不良を防止
することができる。また、充填時に陰極端子５の先端に
接続用のパイプを配する必要がなくなるので、充填に要
する時間や部品を少なくすることができる。
トリウムが付着したり、そのための溶接時の不良を防止
することができる。また、充填時に陰極端子５の先端に
接続用のパイプを配する必要がなくなるので、充填に要
する時間や部品を少なくすることができる。
発明の効果
実施例において詳述した如く、本発明電池は気密性がよ
いので品質が安定している。また、電池が破損した場合
も、ナトリウムと硫黄との直接反応熱により陰極集電容
器１３の段部から下方が溶断されるので、内部短絡の発
生が防止できる。さらに、その製造法はナトリウムの充
填に要する時間や部品を少なくできるので、量産化に対
処することができる。
いので品質が安定している。また、電池が破損した場合
も、ナトリウムと硫黄との直接反応熱により陰極集電容
器１３の段部から下方が溶断されるので、内部短絡の発
生が防止できる。さらに、その製造法はナトリウムの充
填に要する時間や部品を少なくできるので、量産化に対
処することができる。
第１図は本発明のナトリウム−硫黄電池の要部断面図、
第２図は本発明の詳細な説明するための図、第５図は従
来のナトリウム−硫黄電池の断面図である。 １・・・固体電解質管 ２・・・α−アルミナリン
グ６・・・陰極蓋 ４・・・陽極蓋７．１２・
・・金属繊維 ８・・・ナトリウム１５・・・陰極
集電容器 １４・・・穴１５・・・突起
１６・・・０リング１７・・・ナトリウムグ）フ
第２図は本発明の詳細な説明するための図、第５図は従
来のナトリウム−硫黄電池の断面図である。 １・・・固体電解質管 ２・・・α−アルミナリン
グ６・・・陰極蓋 ４・・・陽極蓋７．１２・
・・金属繊維 ８・・・ナトリウム１５・・・陰極
集電容器 １４・・・穴１５・・・突起
１６・・・０リング１７・・・ナトリウムグ）フ
Claims (5)
- （１）ナトリウムイオン伝導性の固体電解質管の上端に
α−アルミナリングが接合され、このα−アルミナリン
グの上面に陰極蓋が熱圧接合されるとともに、この陰極
蓋に溶接されて前記固体電解質管内に陰極室を形成する
陰極端子を有し、かつ前記α−アルミナリングの下面に
陽極蓋が熱圧接合されるとともに、この陽極蓋に溶接さ
れて前記固体電解質管を下方から被包して固体電解質管
との間隙に陽極室を形成する電槽を有してなるナトリウ
ム−硫黄電池において、前記陰極蓋の内周縁部に、底面
が固体電解質管内の金属繊維に接触しかつ該底面に穴と
上方に向いた突起とを有する陰極集電容器の上縁部を溶
接し、この陰極集電容器の上部内周縁部に陰極端子を溶
接して陰極室を密閉したことを特徴とするナトリウム−
硫黄電池。 - （２）陰極集電容器の底面にＶ字形の切り込みを入れ、
切り込み部を上方に向けて穴と突起とを形成したことを
特徴とする請求項第１項記載のナトリウム−硫黄電池。 - （３）陰極集電容器の底面に段部を設けて２段にし、下
段の底面に穴と突起とを設けかつ該底面を金属繊維に接
触させたことを特徴とする請求項第１項または第２項記
載のナトリウム−硫黄電池。 - （４）フェルト状の金属繊細を、中心穴を設ける如く巻
回して固体電解質管内に収納して陰極室を形成するとと
もに、前記中心穴を陰極集電容器の底面の穴に対応させ
たことを特徴とする請求項第１項、第２項、第３項のい
ずれかに記載されたナトリウム−硫黄電池。 - （５）ナトリウムイオン伝導性の固体電解質管の上端に
α−アルミナリングをガラス半田接合し、このα−アル
ミナリングの上面に陰極蓋を、下面に陽極蓋を熱圧接合
した後、フェルト状の金属繊維を、中心穴を設ける如く
巻回して固体電解質管内に収納して陰極室を形成し、一
方、底面に穴と上方に向いた突起とを有する陰極集電容
器を準備し、この陰極集電容器の上縁部を、その底面が
前記金属繊維に接触する如く陰極蓋の内周縁部に溶接し
た後、前後陰極集電容器の上方にナトリウムタンクを位
置させ、加熱下において前記容器の底面の穴より排気し
た後、前記突起によりナトリウムタンクに穿孔して陰極
室内にナトリウムを真空充填した後、前記容器の上部内
周縁部に陰極端子を溶接して陰極室構成体とし、この構
成体に取り付けられた陽極蓋に電槽を溶接し、固体電解
質管と電槽との間隙に下方から硫黄成型体を挿入した後
、陽極室を密閉したことを特徴とするナトリウム−硫黄
電池の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1099802A JPH02278670A (ja) | 1989-04-19 | 1989-04-19 | ナトリウム―硫黄電池とその製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1099802A JPH02278670A (ja) | 1989-04-19 | 1989-04-19 | ナトリウム―硫黄電池とその製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02278670A true JPH02278670A (ja) | 1990-11-14 |
Family
ID=14257013
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1099802A Pending JPH02278670A (ja) | 1989-04-19 | 1989-04-19 | ナトリウム―硫黄電池とその製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02278670A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP4078702A1 (en) * | 2020-03-09 | 2022-10-26 | Novelis Inc. | Aluminum anode current collectors for lithium ion batteries |
-
1989
- 1989-04-19 JP JP1099802A patent/JPH02278670A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP4078702A1 (en) * | 2020-03-09 | 2022-10-26 | Novelis Inc. | Aluminum anode current collectors for lithium ion batteries |
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