JPH05121096A - 密閉形二次電池 - Google Patents
密閉形二次電池Info
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- JPH05121096A JPH05121096A JP3314069A JP31406991A JPH05121096A JP H05121096 A JPH05121096 A JP H05121096A JP 3314069 A JP3314069 A JP 3314069A JP 31406991 A JP31406991 A JP 31406991A JP H05121096 A JPH05121096 A JP H05121096A
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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
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-
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- 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
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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 密閉形二次電池の安全性、性能の向上を図
る。 【構成】 固体電解質管１内の陰極室に陰極活物質とし
てのナトリウム８を収納した複数の陰極活物質容器１２
−１，１２−２を配置するとともに、この陰極活物質容
器１２−１，１２−２同士の間隙に陰極集電体１３を配
し、かつ前記固体電解質管１を包囲する如く陽極活物質
を収納した陽極活物質容器１８を陽極集電体を兼ねる電
槽９に収納して接続するとともに、前記陰極集電体１３
を陰極蓋３に接続する。 【効果】 複数の陰極活物質容器を用いているので、固
体電解質管１の内壁にナトリウムを均一に分布させるこ
とができ、該容器が破損しても漏出するナトリウムの量
を少なくすることができる。また、陽極活物質容器１８
によって昇温時、降温時における固体電解質管１に加わ
る曲げ応力が緩和できるので、固体電解質管１の破損を
防止することができる。
る。 【構成】 固体電解質管１内の陰極室に陰極活物質とし
てのナトリウム８を収納した複数の陰極活物質容器１２
−１，１２−２を配置するとともに、この陰極活物質容
器１２−１，１２−２同士の間隙に陰極集電体１３を配
し、かつ前記固体電解質管１を包囲する如く陽極活物質
を収納した陽極活物質容器１８を陽極集電体を兼ねる電
槽９に収納して接続するとともに、前記陰極集電体１３
を陰極蓋３に接続する。 【効果】 複数の陰極活物質容器を用いているので、固
体電解質管１の内壁にナトリウムを均一に分布させるこ
とができ、該容器が破損しても漏出するナトリウムの量
を少なくすることができる。また、陽極活物質容器１８
によって昇温時、降温時における固体電解質管１に加わ
る曲げ応力が緩和できるので、固体電解質管１の破損を
防止することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は密閉形二次電池に関する
もので、さらに詳しく言えば、イオン伝導性の固体電解
質管の内部に陰極室を、外部に陽極室を形成してなる密
閉形二次電池の陰極室および陽極室の構造に関するもの
である。
もので、さらに詳しく言えば、イオン伝導性の固体電解
質管の内部に陰極室を、外部に陽極室を形成してなる密
閉形二次電池の陰極室および陽極室の構造に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】イオン伝導性の固体電解質管の内部に陰
極室を、外部に陽極室を形成してなる密閉形二次電池と
しては、陰極室に陰極活物質としてのナトリウムを、陽
極室に陽極活物質としての硫黄を用いた電池がある。
極室を、外部に陽極室を形成してなる密閉形二次電池と
しては、陰極室に陰極活物質としてのナトリウムを、陽
極室に陽極活物質としての硫黄を用いた電池がある。
【０００３】このような密閉形二次電池の従来の構造を
図３のナトリウム−硫黄電池の要部断面図によって説明
する。
図３のナトリウム−硫黄電池の要部断面図によって説明
する。
【０００４】すなわち、図３において、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て
なり、前記α−アルミナリング２の上面に陰極蓋３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３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パイプ６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
１５０℃の保温下において前記陰極パイプ６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、円筒形の硫黄成形体
１０が内挿され、陽極集電端子１１が溶接された陽極集
電体を兼ねる電槽９内に挿入され、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。
の上端にα−アルミナリング２がガラス半田接合されて
なり、前記α−アルミナリング２の上面に陰極蓋３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３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パイプ６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
１５０℃の保温下において前記陰極パイプ６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、円筒形の硫黄成形体
１０が内挿され、陽極集電端子１１が溶接された陽極集
電体を兼ねる電槽９内に挿入され、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。
【０００５】また、前記金属繊維７に代えて、固体電解
質管１内にナトリウム８を収納した陰極活物質容器（図
示せず）を配置し、電池作動温度下において、該容器内
のナトリウム８を固体電解質間１の内壁に供給するよう
に構成することもできる。
質管１内にナトリウム８を収納した陰極活物質容器（図
示せず）を配置し、電池作動温度下において、該容器内
のナトリウム８を固体電解質間１の内壁に供給するよう
に構成することもできる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来のナトリ
ウム−硫黄電池では、固体電解質管１内にナトリウム８
を真空充填した後冷却する過程でナトリウム８が酸化さ
れる場合があり、生成した酸化ナトリウムによって電池
の内部抵抗が上昇したり、ガラス半田接合部を腐食して
ナトリウムが漏出するという問題があった。
ウム−硫黄電池では、固体電解質管１内にナトリウム８
を真空充填した後冷却する過程でナトリウム８が酸化さ
れる場合があり、生成した酸化ナトリウムによって電池
の内部抵抗が上昇したり、ガラス半田接合部を腐食して
ナトリウムが漏出するという問題があった。
【０００７】また、固体電解質管１内に陰極活物質容器
を配置した場合、ナトリウム８の酸化は防止できるが、
固体電解質管１と陰極活物質容器との間隙を均一にする
ことが困難で、充放電時の電流密度が不均一になるとい
う問題があった。
を配置した場合、ナトリウム８の酸化は防止できるが、
固体電解質管１と陰極活物質容器との間隙を均一にする
ことが困難で、充放電時の電流密度が不均一になるとい
う問題があった。
【０００８】さらに、昇温時、降温時における前記硫黄
成型体１０の急激な膨張によって固体電解質管１に曲げ
応力が加わるため、固体電解質管１とα−アルミナリン
グ２とのガラス半田接合部が剥離する場合があった。
成型体１０の急激な膨張によって固体電解質管１に曲げ
応力が加わるため、固体電解質管１とα−アルミナリン
グ２とのガラス半田接合部が剥離する場合があった。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、イオン伝導性の固体電解質管の開口部に
α−アルミナリングが接合されてなり、前記α−アルミ
ナリングの一方の面に陰極蓋が接合され、この陰極蓋に
よって密閉される陰極室と、前記α−アルミナリングの
一方の面または他方の面に陽極蓋が接合され、この陽極
蓋によって密閉される陽極室とを備えてなる密閉形二次
電池であって、前記陰極室内に陰極活物質を収納した複
数の陰極活物質容器を配置するとともに、前記固体電解
質管を包囲する如く陽極活物質を収納した陽極活物質容
器を配置し、かつ前記陰極活物質容器同士の間隙に陰極
集電体を配して該陰極集電体を前記陰極蓋に接続すると
ともに、前記陽極活物質容器を陽極集電体を兼ねる電槽
に収納し、少なくとも一部で接続したことを特徴とする
ものである。
め、本発明は、イオン伝導性の固体電解質管の開口部に
α−アルミナリングが接合されてなり、前記α−アルミ
ナリングの一方の面に陰極蓋が接合され、この陰極蓋に
よって密閉される陰極室と、前記α−アルミナリングの
一方の面または他方の面に陽極蓋が接合され、この陽極
蓋によって密閉される陽極室とを備えてなる密閉形二次
電池であって、前記陰極室内に陰極活物質を収納した複
数の陰極活物質容器を配置するとともに、前記固体電解
質管を包囲する如く陽極活物質を収納した陽極活物質容
器を配置し、かつ前記陰極活物質容器同士の間隙に陰極
集電体を配して該陰極集電体を前記陰極蓋に接続すると
ともに、前記陽極活物質容器を陽極集電体を兼ねる電槽
に収納し、少なくとも一部で接続したことを特徴とする
ものである。
【００１０】
【作 用】従って、本発明は、陰極活物質容器によって
ナトリウムの酸化を防止することができ、電池の内部抵
抗の上昇やガラス半田接合部の腐食を防止することがで
きる。
ナトリウムの酸化を防止することができ、電池の内部抵
抗の上昇やガラス半田接合部の腐食を防止することがで
きる。
【００１１】また、固体電解質管内の陰極室に複数の陰
極活物質容器を配置するとともに、この陰極活物質容器
同士の間隙に配した陰極集電体によって前記陰極活物質
容器の外周面を固体電解質管の内壁に圧接することがで
きるので、充放電時の電流を均一にすることができる。
極活物質容器を配置するとともに、この陰極活物質容器
同士の間隙に配した陰極集電体によって前記陰極活物質
容器の外周面を固体電解質管の内壁に圧接することがで
きるので、充放電時の電流を均一にすることができる。
【００１２】さらに、陽極活物質容器によって昇温時、
降温時の陽極活物質の急激な膨張を防止することがで
き、固体電解質管に対して加わる曲げ応力を緩和するこ
とができる。
降温時の陽極活物質の急激な膨張を防止することがで
き、固体電解質管に対して加わる曲げ応力を緩和するこ
とができる。
【００１３】
【実施例】図１は、本発明の密閉形二次電池としてのナ
トリウム−硫黄電池の縦断面図で、図３と共通する部分
には同じ符号を付している。
トリウム−硫黄電池の縦断面図で、図３と共通する部分
には同じ符号を付している。
【００１４】本発明の特徴は、固体電解質管１内の陰極
室に陰極活物質としてのナトリウム８を収納した複数の
陰極板活物質容器１２−１，１２−２を配置し、かつこ
の陰極活物質容器１２−１，１２−２同士の間隙に陰極
集電体１３を配し、この陰極集電体１３を前記陰極蓋３
に接続したものである。
室に陰極活物質としてのナトリウム８を収納した複数の
陰極板活物質容器１２−１，１２−２を配置し、かつこ
の陰極活物質容器１２−１，１２−２同士の間隙に陰極
集電体１３を配し、この陰極集電体１３を前記陰極蓋３
に接続したものである。
【００１５】前記陰極活物質容器１２−１，１２−２
は、図２のように、その横断面が円弧状で、該容器同士
の間隙に金属繊維を配するとともに、その外周面を柔軟
性にすぐれた繊維部材１４で巻回し、前記固体電解質管
１内の陰極室に挿入してから、該容器同士の間隙に陰極
上蓋１５と陰極端子５とが溶接された陰極集電体１３を
挿入する。そして、前記陰極上蓋１５と陰極蓋３とを真
空溶接して陰極室を密閉して、陰極室構成体とする。
は、図２のように、その横断面が円弧状で、該容器同士
の間隙に金属繊維を配するとともに、その外周面を柔軟
性にすぐれた繊維部材１４で巻回し、前記固体電解質管
１内の陰極室に挿入してから、該容器同士の間隙に陰極
上蓋１５と陰極端子５とが溶接された陰極集電体１３を
挿入する。そして、前記陰極上蓋１５と陰極蓋３とを真
空溶接して陰極室を密閉して、陰極室構成体とする。
【００１６】前記陰極室の底部には金属繊維７が配さ
れ、前記繊維部材１４とともにナトリウム８を固体電解
質管１の内壁に均一に分布させるようにする。
れ、前記繊維部材１４とともにナトリウム８を固体電解
質管１の内壁に均一に分布させるようにする。
【００１７】前記陰極活物質容器１２−１，１２−２
は、ナトリウム８を充填した後底蓋を押し込んだもの
で、電池作動温度下において、容量と底蓋との間隙に微
小なナトリウム８の流路が形成されるようにしている。
は、ナトリウム８を充填した後底蓋を押し込んだもの
で、電池作動温度下において、容量と底蓋との間隙に微
小なナトリウム８の流路が形成されるようにしている。
【００１８】一方、陽極集電体を兼ねる電槽９の内部に
は、ニッケル薄板が複数枚積層されてなる集電部材１６
の一端が取り付けられた底蓋１７と、この集電部材１６
の他端に取り付けられた陽極活物質容器１８が挿入さ
れ、前記底蓋１７と電槽９の底部とを溶接してから、前
記陽極活物質容器１８内に円筒形の硫黄成形体１０を内
挿し、その中央部に前記陰極室構成体を挿入し、陽極蓋
４と電槽９の上端とを真空溶接して完全密閉する。そし
て、陽極端子１９は底蓋１７の外部に設けたり、陰極蓋
３上に絶縁部材２０を介して設けることができる。
は、ニッケル薄板が複数枚積層されてなる集電部材１６
の一端が取り付けられた底蓋１７と、この集電部材１６
の他端に取り付けられた陽極活物質容器１８が挿入さ
れ、前記底蓋１７と電槽９の底部とを溶接してから、前
記陽極活物質容器１８内に円筒形の硫黄成形体１０を内
挿し、その中央部に前記陰極室構成体を挿入し、陽極蓋
４と電槽９の上端とを真空溶接して完全密閉する。そし
て、陽極端子１９は底蓋１７の外部に設けたり、陰極蓋
３上に絶縁部材２０を介して設けることができる。
【００１９】なお、陽極活物質容器１８の底面と電槽９
の底蓋１７とを接続せずに、陽極蓋４と電槽９との間に
陽極活物質容器１８を介在させて溶接することもできる
が、前者の方が固体電解質管１とα−アルミナリングと
のガラス半田接合部に加わる応力を低減することができ
る。
の底蓋１７とを接続せずに、陽極蓋４と電槽９との間に
陽極活物質容器１８を介在させて溶接することもできる
が、前者の方が固体電解質管１とα−アルミナリングと
のガラス半田接合部に加わる応力を低減することができ
る。
【００２０】このような本発明電池１０本と、図３のよ
うな従来電池に陰極活物質容器を用いたもの１０本とに
ついて、室温と３５０℃との間で２０サイクルのヒート
サイクル試験を行ったところ、本発明電池では、２本の
電池に電槽の変色が認められたのみで、他の８本につい
ては異常が認められなかった。一方、従来電池では、異
常が認められなかったものは１本のみで、他の９本につ
いては、電槽の穴あき、電槽の変色、底蓋の破損などの
異常が認められた。このことは、本発明電池は陰極集電
体１３によって陰極活物質容器１２−１，１２−２が固
体電解質管１の内壁に圧接しているため、ナトリウム８
の供給が速やかに停止されることによるものである。
うな従来電池に陰極活物質容器を用いたもの１０本とに
ついて、室温と３５０℃との間で２０サイクルのヒート
サイクル試験を行ったところ、本発明電池では、２本の
電池に電槽の変色が認められたのみで、他の８本につい
ては異常が認められなかった。一方、従来電池では、異
常が認められなかったものは１本のみで、他の９本につ
いては、電槽の穴あき、電槽の変色、底蓋の破損などの
異常が認められた。このことは、本発明電池は陰極集電
体１３によって陰極活物質容器１２−１，１２−２が固
体電解質管１の内壁に圧接しているため、ナトリウム８
の供給が速やかに停止されることによるものである。
【００２１】
【発明の効果】上記したとおりであるから、本発明の密
閉形二次電池は、固体電解質管の偏心があっても、固体
電解質管の内壁にナトリウムを均一に分布させることが
できる。
閉形二次電池は、固体電解質管の偏心があっても、固体
電解質管の内壁にナトリウムを均一に分布させることが
できる。
【００２２】また、複数の陰極活物質容器を用いている
ので、電池の組立を容易にすることができ、何らかの原
因で該容器が破損しても漏出するナトリウムの量を少な
くすることができ、安全性の向上にも寄与しうるもので
ある。なお、該容器を繊維部材で巻回しなくても、該容
器内にナトリウムを満たして電池作動温度まで上昇させ
ると、ナトリウムの熱膨張によって固体電解質管の内壁
にナトリウムを均一に分布させることもできる。
ので、電池の組立を容易にすることができ、何らかの原
因で該容器が破損しても漏出するナトリウムの量を少な
くすることができ、安全性の向上にも寄与しうるもので
ある。なお、該容器を繊維部材で巻回しなくても、該容
器内にナトリウムを満たして電池作動温度まで上昇させ
ると、ナトリウムの熱膨張によって固体電解質管の内壁
にナトリウムを均一に分布させることもできる。
【００２３】さらに、陽極活物質容器１８によって昇温
時、降温時における固体電解質管に加わる曲げ応力が緩
和できるので、固体電解質管の破損を防止することがで
き、安全性の向上に寄与することができる。
時、降温時における固体電解質管に加わる曲げ応力が緩
和できるので、固体電解質管の破損を防止することがで
き、安全性の向上に寄与することができる。
【図１】本発明の密閉形二次電池の縦断面図である。
【図２】本発明の密閉形二次電池の横断面図である。
【図３】従来の密閉形二次電池の要部縦断面図である。
１ 固体電解質管 ２ α−アルミナリング ３ 陰極蓋 ４ 陽極蓋 ７ 金属繊維 ８ ナトリウム ９ 電槽 １２−１ 陰極活物質容器 １２−２ 陰極活物質容器 １３ 陰極集電体 １４ 繊維部材 １６ 集電部材 １７ 底蓋 １８ 陽極活物質容器
Claims (3)
- 【請求項１】 イオン伝導性の固体電解質管の開口部に
α−アルミナリングが接合されてなり、前記α−アルミ
ナリングの一方の面に陰極蓋が接合され、この陰極蓋に
よって密閉される陰極室と、前記α−アルミナリングの
一方の面または他方の面に陽極蓋が接合され、この陽極
蓋によって密閉される陽極室とを備えてなる密閉形二次
電池であって、前記陰極室内に陰極活物質を収納した複
数の陰極活物質容器を配置するとともに、前記固体電解
質管を包囲する如く陽極活物質を収納した陽極活物質容
器を配置し、かつ前記陰極活物質容器同士の間隙に陰極
集電体を配して該陰極集電体を前記陰極蓋に接続すると
ともに、前記陽極活物質容器を陽極集電体を兼ねる電槽
に収納し、少なくとも一部で接続したことを特徴とする
密閉形二次電池。 - 【請求項２】 陰極活物質容器の外周面を繊維部材で巻
回したことを特徴とする請求項第１項記載の密閉形二次
電池。 - 【請求項３】 陰極活物質容器に収納される陰極活物質
がナトリウムで、前記陰極活物質容器に満たされ、陽極
室に収納される陽極活物質が硫黄であることを特徴とす
る請求項第１項記載の密閉形二次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3314069A JPH05121096A (ja) | 1991-10-30 | 1991-10-30 | 密閉形二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3314069A JPH05121096A (ja) | 1991-10-30 | 1991-10-30 | 密閉形二次電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05121096A true JPH05121096A (ja) | 1993-05-18 |
Family
ID=18048857
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3314069A Pending JPH05121096A (ja) | 1991-10-30 | 1991-10-30 | 密閉形二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05121096A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20150076423A (ko) * | 2013-12-26 | 2015-07-07 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 나트륨-유황 전지 |
-
1991
- 1991-10-30 JP JP3314069A patent/JPH05121096A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20150076423A (ko) * | 2013-12-26 | 2015-07-07 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 나트륨-유황 전지 |
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