JPH0288472A - セラミック部品と金属部品の接合構造 - Google Patents

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］ 本発明はセラミック部品と金属部品の接合構造に関する
ものである。

［従来の技術］ 最近、電気用自動車、夜間電力貯蔵用の二次電池として
性能面及び経済面の両面において優れ、３００〜４００
℃で作動する高温型ナトリウム−硫黄電池の研究開発が
進められている。

即ち、性能面では、ナトリウム−硫黄電池は鉛蓄電池に
比べて理論エネルギー密度が高く、充放電時における水
素や酸素の発生といった副反応もなく、活物質の利用率
も高く、経済面ではナトリウム及び硫黄が安価であると
いう利点を有している。

従来のナトリウム−硫黄電池を第５図に基づいて説明す
ると、図中２は陽極容器、４は陽極容器２に対しα−ア
ルミナ製の絶縁リング３を介して連結され、かつ溶融金
属ナトリウムを貯留する陰極容器である。又、５は前記
絶縁りング３に固定したβ−アルミナ製の有底筒状の固
体電解室管であって、前記陽極容器２に収納された陽極
用導電材Ｍの中心部に挿入されている。６は陰極容器４
を貫通して固体電解室管５内へ進入した陰極管である。

前記絶縁リング３と陽極容器２及び陰極容器４のフラン
ジ部２ａ、４ａとはアルミニウム製の偏平状の接合リン
グ９．１０により熱圧接合されている。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、従来のナトリウム−硫黄電池は、絶縁リング
３と両容器２．４のフランジ部２ａ。

４ａが接合リング９．１０により熱圧接合されているの
で、熱圧接合時に絶縁リング３と接合リング９，１０及
び容器２，４が相対移動すると、各部材の組みつけ精度
が低下するという問題があった。前記容器２．４と絶縁
リング３とが偏心していると、電池の組み付は時におい
て、固体電解質管５と陽極用導電材Ｍとの底金時に、固
体電解質管５の基端部に大きな応力が作用して鈎管５が
破損するという間層があった。又、組み付は時には破損
しなくても、電池を高温で使用した後、停止すると陽極
用導電材Ｍの硫黄が凝固したり、あるいは、陽極用導電
材Ｍの熱歪により固体電解室管５が大きな応力を受は易
く、従って、電池の耐久信頼性が低下するという問題が
あった。

本発明の目的は上記間趙点を解消して、セラミック部品
と金属部品との結合精度を向上することができるセラミ
ック部品と金属部品との結合構造を提供することにある
。

［課題を解決するための手段］ 本発明は前記目的を達成するため、セラミック部品と金
属部品との間に接合リングを介在し、前記セラミック部
品の接合面には係合凹部を設け、前記接合リングの接合
面には前記係合凹部と対応する係合凸部を形成するとい
う手段をとっている。

［作用］ 本発明の結合構造は、接合リングの係合凸部とセラミッ
ク部品の係合凹部とにより両部材が正規の対応関係で接
合され、このためセラミック部品と金属部品との位置ズ
レが防止され、結合精度が向上する。

［実施例］ 次に、本発明のセラミック部品と金属部品の接合構造を
ナトリウム−硫黄電池に具体化した一実施例を第１図〜
第３図に従って説明する。

この実施例のナトリウム−硫黄電池は、第３図に示すよ
うに下部に陽４Ｉ！端子１を備えた陽極容器２と、該陽
極容器２の内部に収容され、かつカーボン繊維あるいは
セラミック繊維をマット状、かつ円筒状に形成してなり
陽極活物質である′／ｓｌ！！硫黄を含浸した陽極用導
電材Ｍと、前記陽極容器２の上端部に対し、α−アルミ
ナ製の絶縁リング３を介して連結され、かつ溶融金属ナ
トリウムＮａを貯蔵する陰極容器４と、前記絶縁リング
３の内周部に固着され、かつ陰極活物質であるナトリウ
ムイオンを選択的に透過させる機能を有した下方へ延び
る円筒状の袋管を形成するβ−アルミナ製の固体電解質
管５とからなっている。又、陰極容器４の上部蓋の中央
部には、該陰極容器４を通して固体電解室管５底部まで
延びた細長い陰極管６が貫通支持され、該陰極管６の上
端部には、陰極端子７が固着されている。

そして、放電時には次のような反応によってナトリウム
イオンが固体電解室管５を透過して陽極容器２及び固体
電解室管５で区画形成された陽極用導電材Ｍの収容空間
に入り、該導電材Ｍ内の溶融硫黄と反応し、多硫化ナト
リウム、特に最終的には三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
ム及び硫黄が生成される。

前記陰極容器４及び固体電解室管５内には、はぼ全体に
わたって該固体電解室管５が破損した場合の安全対策と
して、ステンレス製のウィツク８が充填されている。

次に、本発明のナトリウム−硫黄電池の特徴的構成を説
明する。

前記絶縁リング３と陽極容器２及び陰極容器４のフラン
ジ部２ａ、４ａとの間には、それぞれアルミニウムある
いはニッケル等の金属製の接合リング９．１０が介在さ
れている。この接合リング９．１０の上下両面には係合
凸部としての環状突条９ａ、１０ａが一体に形成されて
いる。

一方、前記絶縁リング３、陽極容器２及び陰極容器４の
７ランジ部２ａ、４ａには、前記環状突条９ａ、１０ａ
を所定の間隙ｇが形成されるように係合する係合凹部と
しての環状溝３ａ、３ｂ。

２ｂ、４ｂが形成されている。

さて、この実施例では、接合リング９．１０の上下両面
に環状突条９ａ、１０ａを一体に形成し、これを絶縁リ
ング３及びフランジ部２ａ、４ａに形成した環状溝３ａ
、３ｂ、２ｂ、４ｂに係合したので、絶縁リング３と容
器２．４の熱圧接合時に各部材が相対移動して偏心する
のを防止でき、この結果、電池の組み付は時における固
体電解室管５への応力集中を緩和して、該固体電解室管
５の破損を抑制することができる。

又、電池の昇降温時に陽極用導電材Ｍに含浸した硫黄の
凝固、あるいは陽極用導電材Ｍ自身の熱歪により固体電
解室管５に作用する応力を最少限に抑制して、該固体電
解室管５の破損を抑制し、電池寿命を向上することもで
きる。

ところで、前記実施例では環状突条９ａ、１０ａと環状
渦３ａ、３ｂ、２ｂ、４ｂとの間に間隙ｇが形成される
ようにしたが、この場合には熱圧接合時に接合リング９
．１０の内外周縁に生じる応力集中を分散させて、結合
強度を向上することができるものとなる。

なお、本発明は次のように具体化することも可能である
。

（１）第４図に示すように接合リング９．１０を外側接
合リング１１と内側接合リング１２との二つに分割する
とともに、両接合リング１１．１２の間に環状溝３ａ、
３ｂ、２ｂ、４ｂに係合される係合凸部を有する中間接
合リング１３を係合すること。

（２）前記絶縁リング３及びフランジ部２ａ。

４ａに形成した環状渦３ａ、３ｂ、２ｂ、４ｂに代えて
、図示しないが例えば半球状の係合凹部を形成し、該係
合凹部に対・し係合凸部を有するボールを係合すること
。

［発明の効果］ 以上詳述したように、本発明は、セラミック部品と金属
部品との組み付は精度を向上することができ、この結果
製品の耐久信頼性を向上することができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のセラミック部品と金属部品の接合構造
をナトリウム−硫黄電池の絶縁リングと陽極容器及び陰
極容器との接合構造に具体化した断面図、第２図は接合
リング付近の拡大分解斜視図、第３図はナトリウム−硫
黄電池の中央部縦断面図、第４図は本発明の別の実施例
を示す部分断面図、第５図は従来のナトリウム−硫黄電
池の中央部縦断面図である。 ２・・・金属部品としての陽榛容器、２ａ・・・フラン
ジ部、２ｂ・・・係合凹部としての環状渦、３・・・セ
ラミック部品としての絶縁リング、３ａ、３ｂ・・・係
合凹部としての環状溝、４・・・金属部品としての陰極
金具、４ａ・・・フランジ部、４ｂ・・・係合凹部とし
ての環状溝、９，１０・・・接合リング、９ａ、１０ａ
・・係合凸部としての環状突条、１１・・・外側接合リ
ング、１２・・・内側接合リング、１３・・・係合凸部
を有する中間接合リング。 特　許　出　願　人　　　日本碍子　株式会社代　理　
人　　弁理士　　恩１）博宣 第 図 第 図 第

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、セラミックス部品と金属部品との間に接合リングを
   介在し、前記セラミック部品の接合面に係合凹部を設け
   、前記接合リングの接合面には前記係合凹部と対応する
   係合凸部を形成したことを特徴とするセラミック部品と
   金属部品の接合構造。