JPH0511387B2 - - Google Patents
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- JPH0511387B2 JPH0511387B2 JP60157582A JP15758285A JPH0511387B2 JP H0511387 B2 JPH0511387 B2 JP H0511387B2 JP 60157582 A JP60157582 A JP 60157582A JP 15758285 A JP15758285 A JP 15758285A JP H0511387 B2 JPH0511387 B2 JP H0511387B2
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- JP
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- sodium
- solid electrolyte
- cathode
- electrolyte tube
- tube
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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
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/64—Carriers or collectors
-
- 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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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
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−硫黄電池に関するもの
で、さらに詳しく言えばその陰極室の構成に関す
るものである。
で、さらに詳しく言えばその陰極室の構成に関す
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、空気、水分等の影響
を受けないように完全密閉された電槽内に、陰極
活物質としての溶融ナトリウムが充填された陰極
室と陰極活物質としての溶融硫黄が充填された陽
極質とが設けられ、β″−アルミナの如き固体電解
質管により互いに分離されてなる高温形二次電池
である。
を受けないように完全密閉された電槽内に、陰極
活物質としての溶融ナトリウムが充填された陰極
室と陰極活物質としての溶融硫黄が充填された陽
極質とが設けられ、β″−アルミナの如き固体電解
質管により互いに分離されてなる高温形二次電池
である。
上記の如きナトリウム−硫黄電池の従来例を第
３図により説明する。第３図において１はβ″−ア
ルミナの如きナトリウムイオン伝導性の固体電解
質管で、上端にα−アルミナリング２がガラス半
田接合されている。さらに該α−アルミナリング
２の上面には、陰極補助蓋３′がアルミニウム層
を介して熱圧接合される一方、前記固体電解質管
１内には、金属繊維７が充填されるとともに陰極
蓋３が溶接された陰極集電端子管８が挿入され、
前記陰極補助蓋３′と陰極蓋３′とが溶接されて陰
極室が構成される。陰極活物質としての溶融ナト
リウムは、約150℃の保温下において前記陰極集
電端子管８の先端より陰極室内に真空含浸された
のち該先端は真空密閉される。またα−アルミナ
リング２の下面には、陽極蓋４がアルミニウム層
を介して熱圧接合される一方、底蓋が嵌合、溶接
された耐溶融硫黄、多硫化ナトリウム性金属製の
電槽５内には、グラフアイトフエルト等からなる
陽極活物質としての溶融硫黄を含浸させた陽極電
導材６が円筒状に収納されるとともに中央の空間
に固体電解質管１が挿入され、電槽５の上端と陽
極蓋４とが真空中にて溶接されて陽極室が構成さ
れる。
３図により説明する。第３図において１はβ″−ア
ルミナの如きナトリウムイオン伝導性の固体電解
質管で、上端にα−アルミナリング２がガラス半
田接合されている。さらに該α−アルミナリング
２の上面には、陰極補助蓋３′がアルミニウム層
を介して熱圧接合される一方、前記固体電解質管
１内には、金属繊維７が充填されるとともに陰極
蓋３が溶接された陰極集電端子管８が挿入され、
前記陰極補助蓋３′と陰極蓋３′とが溶接されて陰
極室が構成される。陰極活物質としての溶融ナト
リウムは、約150℃の保温下において前記陰極集
電端子管８の先端より陰極室内に真空含浸された
のち該先端は真空密閉される。またα−アルミナ
リング２の下面には、陽極蓋４がアルミニウム層
を介して熱圧接合される一方、底蓋が嵌合、溶接
された耐溶融硫黄、多硫化ナトリウム性金属製の
電槽５内には、グラフアイトフエルト等からなる
陽極活物質としての溶融硫黄を含浸させた陽極電
導材６が円筒状に収納されるとともに中央の空間
に固体電解質管１が挿入され、電槽５の上端と陽
極蓋４とが真空中にて溶接されて陽極室が構成さ
れる。
このようなナトリウム−硫黄電池において、固
体電解質管１内に充填される金属繊維７は塊状の
ステンレスウエブであるため、約350℃で放電す
ると、陰極室内のナトリウムは塊状のステンレス
ウエブの間隙からイオン化して陽極室に移動する
ため、固体電解質管１の表面の電流密度が不均一
となつてクラツクを発生し、電池を破損させると
いう問題点があつた。また塊状のステンレスウブ
エを固体電解質管１内に充填する作業は熟練を要
し、製造工数が大きくなるという欠点もあつた。
体電解質管１内に充填される金属繊維７は塊状の
ステンレスウエブであるため、約350℃で放電す
ると、陰極室内のナトリウムは塊状のステンレス
ウエブの間隙からイオン化して陽極室に移動する
ため、固体電解質管１の表面の電流密度が不均一
となつてクラツクを発生し、電池を破損させると
いう問題点があつた。また塊状のステンレスウブ
エを固体電解質管１内に充填する作業は熟練を要
し、製造工数が大きくなるという欠点もあつた。
発明の目的
本発明は上記欠点を解消するもので、放電時に
固体電解質管の表面の電流密度が不均一にならな
いようにするとともに製造工数を低減させたナト
リウム−硫黄電池を提供することを目的とするも
のである。
固体電解質管の表面の電流密度が不均一にならな
いようにするとともに製造工数を低減させたナト
リウム−硫黄電池を提供することを目的とするも
のである。
発明の構成
本発明のナトリウム−硫黄電池は、固体電解質
管内に充填する金属繊維を中央部に貫通穴を設け
た環状フエルトに成形しかつその主たる繊維方向
が固体電解質管の長さ方向に垂直になるように複
数枚積層し、環状フエルトの貫通穴に陰極集電端
子管を貫通させて固体電解質管内に挿入し、陰極
室を構成したものである。
管内に充填する金属繊維を中央部に貫通穴を設け
た環状フエルトに成形しかつその主たる繊維方向
が固体電解質管の長さ方向に垂直になるように複
数枚積層し、環状フエルトの貫通穴に陰極集電端
子管を貫通させて固体電解質管内に挿入し、陰極
室を構成したものである。
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−硫黄電池の陰極室の一部切欠き斜視
図、第２図は本発明の他の実施例で、環状フエル
トと金属部材とを交互に積層させてはる斜視図で
ある。
ナトリウム−硫黄電池の陰極室の一部切欠き斜視
図、第２図は本発明の他の実施例で、環状フエル
トと金属部材とを交互に積層させてはる斜視図で
ある。
本発明のナトリウム−硫黄電池に使用する金属
繊維を成形してなる環状フエルトは９−１，９−
２で、繊維径が8μ〜25μのステンレスSUS316Lを
外径が40〜41mm、貫通穴径が５mm、厚みが２mm〜
30mmとなるように成形したものである。環状フエ
ルト９−１と９−２とは厚みを約７mmとし、その
主たる繊維方向は互いに異なるが、固体電解質管
の長さ方向に対して垂直になるように45枚積層
し、貫通穴に陰極集電端子管８を貫通させて固体
電解質管１内に挿入している。また固体電解質管
１の底部には、前記環状フエルト９−１，９−２
と同じ材質、寸法の円板フエルト９′が高さ約10
mmまで積層されている。このため陰極活物質とし
てのナトリウムは、環状フエルトが積層された面
に沿つて均一に移動し、固体電解質管１の表面の
電流密度は均一になる。
繊維を成形してなる環状フエルトは９−１，９−
２で、繊維径が8μ〜25μのステンレスSUS316Lを
外径が40〜41mm、貫通穴径が５mm、厚みが２mm〜
30mmとなるように成形したものである。環状フエ
ルト９−１と９−２とは厚みを約７mmとし、その
主たる繊維方向は互いに異なるが、固体電解質管
の長さ方向に対して垂直になるように45枚積層
し、貫通穴に陰極集電端子管８を貫通させて固体
電解質管１内に挿入している。また固体電解質管
１の底部には、前記環状フエルト９−１，９−２
と同じ材質、寸法の円板フエルト９′が高さ約10
mmまで積層されている。このため陰極活物質とし
てのナトリウムは、環状フエルトが積層された面
に沿つて均一に移動し、固体電解質管１の表面の
電流密度は均一になる。
次に第２図は環状フエルト９−１と９−２とを
積層した間隙の一部および、または上部にステン
レスなどの耐熱、耐ナトリウム性の金属部材１０
−１，１０−２，１０−３１０′を配したもので、
固体電解質管内の環状フエルトの充填密度に均一
にするとともに重力によるナトリウムの下方への
移動を抑制しうるものである。なおこれらの金属
部材としては有孔円板１０′，１０−１、金属網
１０−２、無孔円板１０−３などで、その形状に
ついては特に限定するものではない。
積層した間隙の一部および、または上部にステン
レスなどの耐熱、耐ナトリウム性の金属部材１０
−１，１０−２，１０−３１０′を配したもので、
固体電解質管内の環状フエルトの充填密度に均一
にするとともに重力によるナトリウムの下方への
移動を抑制しうるものである。なおこれらの金属
部材としては有孔円板１０′，１０−１、金属網
１０−２、無孔円板１０−３などで、その形状に
ついては特に限定するものではない。
また第１図、第２図において、陰極集電端子管
８の外径を環状フエルトの貫通穴径より大きく
し、環状フエルトの外径を固体電解質管１の内径
より大きくして密着性の向上を図つている。
８の外径を環状フエルトの貫通穴径より大きく
し、環状フエルトの外径を固体電解質管１の内径
より大きくして密着性の向上を図つている。
今、第１図の如き陰極室を有する本発明のナト
リウム−硫黄電池と、第３図の如き従来のナトリ
ウム−硫黄電池とについて、放電末において環状
フエルト、金属繊維に残存するナトリウムの分布
と、金属繊維の充填作業時間を比較した。その結
果金属繊維７の充填作業時間は、従来電池では１
セル当り５分〜15分で個人差があつたのに対し、
本発明電池では１セル当り１分〜２分であつた。
また放電末において残存するナトリウムは、従来
電池では金属繊維７の下部にナトリウムが多く分
布し、上部にはナトリウムの欠乏箇所が認められ
たのに対し、本発明電池では均一に分布してい
た。さらに環状フエルト９−１，９−２の厚みを
２mm〜30mmとしたのは、陰極活物質としてのナト
リウムの保持効果を良好にするためで、この範囲
であれば95％が電池反応に寄与していた。これに
対して厚みを２mm以下にした場合は約85％にな
り、積層させる枚数も増加した。また厚みを30mm
以上にした場合は約87％で、積層させる枚数は減
少しうるが、電池反応に対する寄与率は減少す
る。
リウム−硫黄電池と、第３図の如き従来のナトリ
ウム−硫黄電池とについて、放電末において環状
フエルト、金属繊維に残存するナトリウムの分布
と、金属繊維の充填作業時間を比較した。その結
果金属繊維７の充填作業時間は、従来電池では１
セル当り５分〜15分で個人差があつたのに対し、
本発明電池では１セル当り１分〜２分であつた。
また放電末において残存するナトリウムは、従来
電池では金属繊維７の下部にナトリウムが多く分
布し、上部にはナトリウムの欠乏箇所が認められ
たのに対し、本発明電池では均一に分布してい
た。さらに環状フエルト９−１，９−２の厚みを
２mm〜30mmとしたのは、陰極活物質としてのナト
リウムの保持効果を良好にするためで、この範囲
であれば95％が電池反応に寄与していた。これに
対して厚みを２mm以下にした場合は約85％にな
り、積層させる枚数も増加した。また厚みを30mm
以上にした場合は約87％で、積層させる枚数は減
少しうるが、電池反応に対する寄与率は減少す
る。
以上の実施例において、環状フエルトに成形さ
れた金属繊維の材質、繊維径、密度および固体電
解質管内への環状フエルトの充填密度については
特に限定するものではない。
れた金属繊維の材質、繊維径、密度および固体電
解質管内への環状フエルトの充填密度については
特に限定するものではない。
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、製造工数を低減させることが
できるとともに陰極活物質としてのナトリウムの
電池反応への寄与率を高め、かつ均一な反応を行
なわせしめ、電流密度も均一にすることができ
る。
ウム−硫黄電池は、製造工数を低減させることが
できるとともに陰極活物質としてのナトリウムの
電池反応への寄与率を高め、かつ均一な反応を行
なわせしめ、電流密度も均一にすることができ
る。
第１図は本発明のナトリウム−硫黄電池の陰極
室の一部切欠き斜視図、第２図は本発明の他の実
施例の要部斜視図、第３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、５……電槽、７……金属繊維、８……陰極集
電端子管、９′……円板フエルト、９−１，９−
２……環状フエルト、１０′，１０−１，１０−
２，１０−３……金属部材。
室の一部切欠き斜視図、第２図は本発明の他の実
施例の要部斜視図、第３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、５……電槽、７……金属繊維、８……陰極集
電端子管、９′……円板フエルト、９−１，９−
２……環状フエルト、１０′，１０−１，１０−
２，１０−３……金属部材。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ナトリウムイオン伝導性固体電解質管内に少
なくとも耐ナトリウム性金属繊維からなる環状フ
エルトを積層して挿入するとともに、積層された
環状フエルト間の一部に耐ナトリウム性金属材か
らなる有孔円板および無孔円板、耐ナトリウム性
の金属網を挿入し、前記環状フエルト、有孔円
板、無孔円板および金属網の中央部に設けた貫通
穴に陰極集電端子管を貫通させてなり、かつ前記
固体電解質管の上部に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
陰極補助蓋を熱圧接合し、この陰極補助蓋と前記
陰極集電端子管との間に陰極蓋を配して前記固体
電解質管内を密閉したことを特徴とするナトリウ
ム−硫黄電池。 ２ 積層された環状フエルトの１枚の厚みは、２
mm〜30mmであることを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載のナトリウム−硫黄電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60157582A JPS6217964A (ja) | 1985-07-16 | 1985-07-16 | ナトリウム−硫黄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60157582A JPS6217964A (ja) | 1985-07-16 | 1985-07-16 | ナトリウム−硫黄電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6217964A JPS6217964A (ja) | 1987-01-26 |
| JPH0511387B2 true JPH0511387B2 (ja) | 1993-02-15 |
Family
ID=15652846
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60157582A Granted JPS6217964A (ja) | 1985-07-16 | 1985-07-16 | ナトリウム−硫黄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6217964A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0658809B2 (ja) * | 1987-02-09 | 1994-08-03 | 東京電力株式会社 | ナトリウム−硫黄電池 |
| JP4710954B2 (ja) * | 2008-10-14 | 2011-06-29 | トヨタ自動車株式会社 | 端子部材および端子部材の製造方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5485333A (en) * | 1977-12-19 | 1979-07-06 | Yuasa Battery Co Ltd | Sodiummsulfur cell |
| JPS5543755A (en) * | 1978-09-20 | 1980-03-27 | Yuasa Battery Co Ltd | Sodium-sulfur battery |
-
1985
- 1985-07-16 JP JP60157582A patent/JPS6217964A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6217964A (ja) | 1987-01-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |