JPH0298068A - ナトリウム−硫黄電池 - Google Patents
ナトリウム−硫黄電池Info
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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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-
- 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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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明はす） １３ウムー硫黄電池に関するもので、さ
らに詳しく言えばその安全性向上と接合部の腐食防止構
造に関するものである。
らに詳しく言えばその安全性向上と接合部の腐食防止構
造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ｋｌすの如
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ｋｌすの如
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２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、このα−アルミナリン
グ２の上面に陰極１３が、下面ＩＣ陽極蓋４がそれぞれ
熱圧接合されている。前記陰極１ｉｉ３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、このα−アルミナリン
グ２の上面に陰極１３が、下面ＩＣ陽極蓋４がそれぞれ
熱圧接合されている。前記陰極１ｉｉ３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内には金属繊維７が配され、約１５
０℃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す）＋１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、円筒形の硫黄成壓体１
０が内挿された陽極集電体を兼ねるＭ、槽？内に挿入さ
れるとともに、そ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。
０℃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す）＋１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、円筒形の硫黄成壓体１
０が内挿された陽極集電体を兼ねるＭ、槽？内に挿入さ
れるとともに、そ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、作動温度
の６５０℃まで昇温する過程で硫黄成型体１０が熱膨張
し、固体電解質Ｗ１が曲げ応力を受ける。ところが、固
体電解質管１はガラス半田によってα−アルミナリング
２に強固に接合されているため、前記曲げ応力を受けて
ガラス半田接合部で固体電解質管１が破損するという欠
点があった。そして電池が破損すると、内部短絡となっ
て並列に接続された他の電池に電流の不均一を生じ、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。
の６５０℃まで昇温する過程で硫黄成型体１０が熱膨張
し、固体電解質Ｗ１が曲げ応力を受ける。ところが、固
体電解質管１はガラス半田によってα−アルミナリング
２に強固に接合されているため、前記曲げ応力を受けて
ガラス半田接合部で固体電解質管１が破損するという欠
点があった。そして電池が破損すると、内部短絡となっ
て並列に接続された他の電池に電流の不均一を生じ、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、固体電解質管と該
管内の金属ｔａ雌との間隙に金属筒な配することにより
、骸骨の破損時に内部短絡を防止することを目的とする
。
管内の金属ｔａ雌との間隙に金属筒な配することにより
、骸骨の破損時に内部短絡を防止することを目的とする
。
発明の構成
本発明のナトリウム−硫黄電池は、ナトリウム保持用の
金属繊維が充填された固体電解質管と金属繊維との間隙
１こ上部穴を有する金属筒を挿入し、この上部穴と陰極
蓋に溶接された陰極端子のナトリウム注入用穴とを連通
させてなるものである。
金属繊維が充填された固体電解質管と金属繊維との間隙
１こ上部穴を有する金属筒を挿入し、この上部穴と陰極
蓋に溶接された陰極端子のナトリウム注入用穴とを連通
させてなるものである。
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Ｓ第１図と同一部分には同
一符号を付している。
ム−硫黄電池の要部断面図でＳ第１図と同一部分には同
一符号を付している。
陰極端子５の下面に外径約５Ｂ、２１ｋＩＮ、ｒＦＪ−
さ約０．２鰭、高さ約６０闘、上蓋に約８鰭の上部穴１
１を設けた銅製の金属筒１２を、中央に穴を設けたネジ
１３で固定した。さらに上部外径４６闘、内径５９鰭、
長さ４００鴎のβ′−アルミナからなる固体電解質管１
の内部に鉄からなる金Ｒ繊維７（繊維狂的１０〜２０ｐ
）を気孔率約９５％となるように骸骨の上端より約５０
門の高さまで充填した俵、前記銅製の金属ｍ’ｒ２を固
体電解質管１内に挿入し、銅製の金属筒１２は金属繊維
７と固体電解質管１の間隙に約１０鰭挿入されるように
した。なお、陰極端子５と陰極蓋３は溶接した。この構
成体を約１５０℃に加熱し、内部を真空にした後、陰極
端子５の先端よりナトリウム８を真空注入した。注入時
、ナトリウム８は銅製の金属筒１２の内側空間（金属線
維７の上部空間）に充満したが、注入後陰極端子５の先
端より不活性ガスを送りこんだため、ナトリウム８の液
面が加圧され金属繊維７内に含浸された０このナトリウ
ム８が充填された構成体を電槽内に硫黄成型体とともに
配置し、陽極蓋を電槽に溶接し、陽極室内を真空密閉し
てすＦリウムー硫黄電池を製作した。
さ約０．２鰭、高さ約６０闘、上蓋に約８鰭の上部穴１
１を設けた銅製の金属筒１２を、中央に穴を設けたネジ
１３で固定した。さらに上部外径４６闘、内径５９鰭、
長さ４００鴎のβ′−アルミナからなる固体電解質管１
の内部に鉄からなる金Ｒ繊維７（繊維狂的１０〜２０ｐ
）を気孔率約９５％となるように骸骨の上端より約５０
門の高さまで充填した俵、前記銅製の金属ｍ’ｒ２を固
体電解質管１内に挿入し、銅製の金属筒１２は金属繊維
７と固体電解質管１の間隙に約１０鰭挿入されるように
した。なお、陰極端子５と陰極蓋３は溶接した。この構
成体を約１５０℃に加熱し、内部を真空にした後、陰極
端子５の先端よりナトリウム８を真空注入した。注入時
、ナトリウム８は銅製の金属筒１２の内側空間（金属線
維７の上部空間）に充満したが、注入後陰極端子５の先
端より不活性ガスを送りこんだため、ナトリウム８の液
面が加圧され金属繊維７内に含浸された０このナトリウ
ム８が充填された構成体を電槽内に硫黄成型体とともに
配置し、陽極蓋を電槽に溶接し、陽極室内を真空密閉し
てすＦリウムー硫黄電池を製作した。
第２図の従来電池と本発明電池を、ガラス接合部にあら
かじめクラックを入れた固体電解質管を用いてそれぞれ
１０セル製作し、３５０℃と室温の間で熱サイクル試験
を行いな力（ら電池が破損するまで熱サイクルと充放電
を繰り返した。表−１１こ電池破損が電圧低下により確
認された後、電池に電流が流れなくなった時までの充放
電サイク／ｌ／数を示す。なおに）の電池は電池電圧が
完全に遮断されず微小電流的０．０１１１１Ａ〜約２．
５ｍｍ原流ていたものである。
かじめクラックを入れた固体電解質管を用いてそれぞれ
１０セル製作し、３５０℃と室温の間で熱サイクル試験
を行いな力（ら電池が破損するまで熱サイクルと充放電
を繰り返した。表−１１こ電池破損が電圧低下により確
認された後、電池に電流が流れなくなった時までの充放
電サイク／ｌ／数を示す。なおに）の電池は電池電圧が
完全に遮断されず微小電流的０．０１１１１Ａ〜約２．
５ｍｍ原流ていたものである。
なお、上記電池において、金属筒１２の肉厚は０．７Ｍ
以下、好ましくは０．１〜０．２鰭であれば、電池破損
後進やかに電流を遮断することができる。また金属筒１
２としては、銅以外にアル１＝ウムを用いても反応熱に
より溶解させることができ、同様の効果を得ることがで
きる〇表−１ 試験後の電池を解体し、固体電解質管１内の上部空間の
状態（特に本発明電池では銅製の金属筒１２の状態、す
なわち陰極端子５と金属繊維７とが電気的に遮断されて
いるか）を調査した。すべての電池が固体電解質管１の
ガラス半田接合部で破損していた。従来電池では陰極バ
イブロが上部空間の所で溶解していた場合は電流遮断さ
れていたが、微小電流が流れている電池では金属繊維と
陰極パイプの間に塊ができていた。この物質は多硫化ナ
トリウムであったため、電流が流れていたものと判明し
た。一方本発明電池では電池破損後、１回の充放電で電
流か遮断されていたが、電池解体の結果、ガラス半田接
合部付近で銅製の金属筒１２が消失し、金属繊維７の上
部には多硫化ナトリウムの塊ができた。
以下、好ましくは０．１〜０．２鰭であれば、電池破損
後進やかに電流を遮断することができる。また金属筒１
２としては、銅以外にアル１＝ウムを用いても反応熱に
より溶解させることができ、同様の効果を得ることがで
きる〇表−１ 試験後の電池を解体し、固体電解質管１内の上部空間の
状態（特に本発明電池では銅製の金属筒１２の状態、す
なわち陰極端子５と金属繊維７とが電気的に遮断されて
いるか）を調査した。すべての電池が固体電解質管１の
ガラス半田接合部で破損していた。従来電池では陰極バ
イブロが上部空間の所で溶解していた場合は電流遮断さ
れていたが、微小電流が流れている電池では金属繊維と
陰極パイプの間に塊ができていた。この物質は多硫化ナ
トリウムであったため、電流が流れていたものと判明し
た。一方本発明電池では電池破損後、１回の充放電で電
流か遮断されていたが、電池解体の結果、ガラス半田接
合部付近で銅製の金属筒１２が消失し、金属繊維７の上
部には多硫化ナトリウムの塊ができた。
上記したように、本発明では固体電解質管の破損に伴う
硫黄とナトリウムとの直接反応熱により容易に金属筒１
２が溶解又は破壊されて電気的接続を陰極室内で断つこ
とができる。さらに、この金属筒１２により、ナトリウ
ム充填時にナトリウムが陰極蓋内面特にαアルミナリン
グとの接合部に付着することがなくなり、ナトリウムに
よる接合部の腐食が防止できる。
硫黄とナトリウムとの直接反応熱により容易に金属筒１
２が溶解又は破壊されて電気的接続を陰極室内で断つこ
とができる。さらに、この金属筒１２により、ナトリウ
ム充填時にナトリウムが陰極蓋内面特にαアルミナリン
グとの接合部に付着することがなくなり、ナトリウムに
よる接合部の腐食が防止できる。
発明の効果
実施例において詳述した如く、本発明のナトリウム−硫
黄電池は破損してもすぐに電気的接続が遮断される為、
破損電池に直列接続されている多数の電池及び並列接続
されている多数の電池の破損が防止されるので安全性を
向上させることができる。またナトリウムによる接合部
の腐食防止ができるので、電池寿命を長くすることがで
きる。
黄電池は破損してもすぐに電気的接続が遮断される為、
破損電池に直列接続されている多数の電池及び並列接続
されている多数の電池の破損が防止されるので安全性を
向上させることができる。またナトリウムによる接合部
の腐食防止ができるので、電池寿命を長くすることがで
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図は従来のす） ＩＪウムー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３
・・・陰極蓋 ４・・・陽極蓋５・・・陰極端
子 ６・・・陰極パイプ７・・・金属繊維 １１・・・上部穴 １２・・・金属筒 １６・・・ネジ
第２図は従来のす） ＩＪウムー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３
・・・陰極蓋 ４・・・陽極蓋５・・・陰極端
子 ６・・・陰極パイプ７・・・金属繊維 １１・・・上部穴 １２・・・金属筒 １６・・・ネジ
Claims (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、下面に陽極蓋が熱圧接合され、かつこ
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
する電槽を有し、前記固体電解質管内を陰極室、固体電
解質管と前記電槽との間隙を陽極室とするナトリウム−
硫黄電池において、前記固体電解質管内に金属繊維が充
填され、かつ該管と金属繊維との間隙に上部穴を有する
金属筒を挿入し、この上部穴と陰極蓋に溶接された陰極
端子のナトリウム注入用穴とを連通させてなることを特
徴とするナトリウム−硫黄電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63250577A JPH084014B2 (ja) | 1988-10-04 | 1988-10-04 | ナトリウム−硫黄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63250577A JPH084014B2 (ja) | 1988-10-04 | 1988-10-04 | ナトリウム−硫黄電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0298068A true JPH0298068A (ja) | 1990-04-10 |
| JPH084014B2 JPH084014B2 (ja) | 1996-01-17 |
Family
ID=17209960
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63250577A Expired - Fee Related JPH084014B2 (ja) | 1988-10-04 | 1988-10-04 | ナトリウム−硫黄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH084014B2 (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5784665U (ja) * | 1980-11-13 | 1982-05-25 | ||
| JPS6170372A (ja) * | 1984-09-11 | 1986-04-11 | 松下電工株式会社 | 保温保冷庫 |
| JPS6170372U (ja) * | 1984-10-12 | 1986-05-14 |
-
1988
- 1988-10-04 JP JP63250577A patent/JPH084014B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5784665U (ja) * | 1980-11-13 | 1982-05-25 | ||
| JPS6170372A (ja) * | 1984-09-11 | 1986-04-11 | 松下電工株式会社 | 保温保冷庫 |
| JPS6170372U (ja) * | 1984-10-12 | 1986-05-14 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH084014B2 (ja) | 1996-01-17 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |