JPH0577157B2 - - Google Patents
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- JPH0577157B2 JPH0577157B2 JP61198523A JP19852386A JPH0577157B2 JP H0577157 B2 JPH0577157 B2 JP H0577157B2 JP 61198523 A JP61198523 A JP 61198523A JP 19852386 A JP19852386 A JP 19852386A JP H0577157 B2 JPH0577157 B2 JP H0577157B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- anode
- tube
- solid electrolyte
- sodium
- sulfur battery
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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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
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
発明の目的
(産業上の利用分野)
本発明は陽極容器に対する固体電解質管の偏心
を改良したナトリウム−硫黄電池に関するもので
ある。
を改良したナトリウム−硫黄電池に関するもので
ある。
(従来の技術)
近年、電気自動車用、夜間電力貯蔵用の二次電
池の開発が盛んに行われており、中でもナトリウ
ム−硫黄電池は性能及び経済面から優れているの
で、重要視されている。即ち、性能面では鉛蓄電
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つた副反応もな
く、活物質の利用率も高く、また経済面ではナト
リウム及び硫黄が安価であるという特徴を有して
いる。
池の開発が盛んに行われており、中でもナトリウ
ム−硫黄電池は性能及び経済面から優れているの
で、重要視されている。即ち、性能面では鉛蓄電
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つた副反応もな
く、活物質の利用率も高く、また経済面ではナト
リウム及び硫黄が安価であるという特徴を有して
いる。
このようなナトリウム−硫黄電池は陽極に溶融
イオン、陰極に溶融金属ナトリウム及びこの両者
を隔離しナトリウムイオンに対して選択的な透過
性を有するβアルミナ製の固体電解質管からな
り、放電時には次のような反応によつてナトリウ
ムイオンが固体電解質を透過して陽極の硫黄と反
応し、多硫化ナトリウムを生成する。
イオン、陰極に溶融金属ナトリウム及びこの両者
を隔離しナトリウムイオンに対して選択的な透過
性を有するβアルミナ製の固体電解質管からな
り、放電時には次のような反応によつてナトリウ
ムイオンが固体電解質を透過して陽極の硫黄と反
応し、多硫化ナトリウムを生成する。
2Na+XS→Na2Sx
また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。
ナトリウム及び硫黄が生成される。
ナトリウム−硫黄電池の構造は、第9図に示す
ように1は陽極端子、2は同陽極端子1の上端部
に立設された円筒状陽極容器、3は同円筒状陽極
容器2の上端部に固着されたαアルミナ製の絶縁
板、4は同絶縁板3の内端部に固着され、下方へ
延びる円筒状の袋管を形成するβアルミナ製の円
筒状固体電解質管であつて、陰極作用物質である
ナトリウムをイオンとして透過させる機能を有し
ている。
ように1は陽極端子、2は同陽極端子1の上端部
に立設された円筒状陽極容器、3は同円筒状陽極
容器2の上端部に固着されたαアルミナ製の絶縁
板、4は同絶縁板3の内端部に固着され、下方へ
延びる円筒状の袋管を形成するβアルミナ製の円
筒状固体電解質管であつて、陰極作用物質である
ナトリウムをイオンとして透過させる機能を有し
ている。
5は上記絶縁板3の上端部に固着された円筒状
のリザーバー(陰極容器)、6は同リザーバー5
の上部蓋の中央部に固着され、リザーバー5を通
して円筒状固体電解質管4底部まで延びた細長い
陰極管で陰極端子を兼ねる。
のリザーバー(陰極容器)、6は同リザーバー5
の上部蓋の中央部に固着され、リザーバー5を通
して円筒状固体電解質管4底部まで延びた細長い
陰極管で陰極端子を兼ねる。
そして、7は陽極作用物質である硫黄を含んだ
カーボンマツト等の陽極用導電材、8は陰極作用
物質である溶融ナトリウムを含浸させたステンレ
ス製のウイツクである。
カーボンマツト等の陽極用導電材、8は陰極作用
物質である溶融ナトリウムを含浸させたステンレ
ス製のウイツクである。
上記従来のナトリウム−硫黄電池において、円
筒状陽極容器2は分割されることな一体に成形さ
れたものが使用されるとともに、固体電解質管4
の下部と円筒状陽極容器2の底部との間には何も
介在されていなかつた。
筒状陽極容器2は分割されることな一体に成形さ
れたものが使用されるとともに、固体電解質管4
の下部と円筒状陽極容器2の底部との間には何も
介在されていなかつた。
(発明が解決しようとする問題点)
上記従来のナトリウム−硫黄電池の製造工程に
おいては、内周部に固体電解質管4が固着された
絶縁板3を円筒状陽極容器2と接合する場合、固
体電解質管4又は円筒状陽極容器2に曲がり等の
変形があつたとき固体電解質管4と円筒状陽極容
器2との間に偏心が生ずることがあつた。
おいては、内周部に固体電解質管4が固着された
絶縁板3を円筒状陽極容器2と接合する場合、固
体電解質管4又は円筒状陽極容器2に曲がり等の
変形があつたとき固体電解質管4と円筒状陽極容
器2との間に偏心が生ずることがあつた。
そのために極端な場合には第10図に示すよう
に固体電解質管4が陽極容器2に対して偏心し、
陽極用導電材7の厚さが上下全体に一様ではなく
なり、第10図における厚さの厚い部分7Bでは
陰極作用物質である硫黄が利用されず、又、薄い
部分7Aでは硫黄が早期に利用し尽くされてしま
い、全体として電池の放電特性が低下するととも
に、電池の休止時、定期点検時、異常電池の交換
時等に昇降温に基づく熱サイクルがかかつた場
合、固体電解質管4に曲げ応力が生じて固体電解
質管4が破損するという問題点があつた。
に固体電解質管4が陽極容器2に対して偏心し、
陽極用導電材7の厚さが上下全体に一様ではなく
なり、第10図における厚さの厚い部分7Bでは
陰極作用物質である硫黄が利用されず、又、薄い
部分7Aでは硫黄が早期に利用し尽くされてしま
い、全体として電池の放電特性が低下するととも
に、電池の休止時、定期点検時、異常電池の交換
時等に昇降温に基づく熱サイクルがかかつた場
合、固体電解質管4に曲げ応力が生じて固体電解
質管4が破損するという問題点があつた。
発明の構成
(問題点を解決するための手段)
本発明は前記問題点を解決するために、固体電
解質管の上端外周に固着される絶縁板に対し固着
される筒状の陽極容器をその上部において上部陽
極筒と下部陽極筒の二つに分割し、その凍結部に
軸心接合角度を調節自在にして同上部陽極筒と下
部陽極筒とを適正な位置関係で固定する自在接合
部を設ける(以下第1発明という)か又はこれに
加えて固体電解質管の下部と陽極容器の底部との
間に軸心保持手段を設ける(以下第2発明とい
う)という構成を採用している。
解質管の上端外周に固着される絶縁板に対し固着
される筒状の陽極容器をその上部において上部陽
極筒と下部陽極筒の二つに分割し、その凍結部に
軸心接合角度を調節自在にして同上部陽極筒と下
部陽極筒とを適正な位置関係で固定する自在接合
部を設ける(以下第1発明という)か又はこれに
加えて固体電解質管の下部と陽極容器の底部との
間に軸心保持手段を設ける(以下第2発明とい
う)という構成を採用している。
(作用)
上記構成を採用したことにより、固体電解質管
と下部陽極筒との間の偏心をなくすことができ、
陽極用導電材の厚さを上下全体に一様とすること
ができる。
と下部陽極筒との間の偏心をなくすことができ、
陽極用導電材の厚さを上下全体に一様とすること
ができる。
(実施例)
以下に第1発明及び第2発明を具体化した一実
施例を第1図及び第2図を用いて説明する。
施例を第1図及び第2図を用いて説明する。
本実施例では第1図に示すように陽極容器は上
部陽極筒2aと下部陽極筒2bに分割され、上部
陽極筒2aの下端部と下部陽極筒2bの上端部に
は両者を溶接により連結する円弧状の自在接合部
2cが設けられている。同自在接合部2cは関節
のようにいずれの角度にも自在に調節が可能であ
る。
部陽極筒2aと下部陽極筒2bに分割され、上部
陽極筒2aの下端部と下部陽極筒2bの上端部に
は両者を溶接により連結する円弧状の自在接合部
2cが設けられている。同自在接合部2cは関節
のようにいずれの角度にも自在に調節が可能であ
る。
上記円弧状の自在接合部2cは上部陽極筒2a
の下端部が外側に、下部陽極筒2bの上端部が内
側に重合されるように構成されている。
の下端部が外側に、下部陽極筒2bの上端部が内
側に重合されるように構成されている。
また、下部陽極筒2bの底面には固体電解質管
4の軸心を保持する軸心保持部材9が設けられて
いる。同軸心保持部材9は第2図に示すように固
体電解質管4の下部球状部に適合されるラツパ状
環を形成している。
4の軸心を保持する軸心保持部材9が設けられて
いる。同軸心保持部材9は第2図に示すように固
体電解質管4の下部球状部に適合されるラツパ状
環を形成している。
上記以外のナトリウム−硫黄電池の構造は前記
した従来のナトリウム−硫黄電池の構造と同様で
ある。
した従来のナトリウム−硫黄電池の構造と同様で
ある。
次に上記実施例について作用を説明する。
ナトリウム−硫黄電池を製造するに際し、内周
部に固体電解質管4が固着された絶縁板3をまず
上部陽極筒2aと接合し、次いで上部陽極筒2a
を下部陽極筒2bと自在接合部2cにおいて溶接
接合する。
部に固体電解質管4が固着された絶縁板3をまず
上部陽極筒2aと接合し、次いで上部陽極筒2a
を下部陽極筒2bと自在接合部2cにおいて溶接
接合する。
その場合自在接合部2cは断面円弧状(全体と
して球面の一部を構成する。)を有し、接合角度
を自在に調節できるので、下部陽極筒2bの円筒
部と固体電解質管4の円筒部との間隔を全周にわ
たり一定に保つような位置に設定し、その位置で
自在接合部2cを接合することによつて、固体電
解質管4又は下部陽極筒2bに曲がり等の変形が
あつても固体電解質管4と下部陽極筒2bとの間
の偏心をほぼ解消することができる。
して球面の一部を構成する。)を有し、接合角度
を自在に調節できるので、下部陽極筒2bの円筒
部と固体電解質管4の円筒部との間隔を全周にわ
たり一定に保つような位置に設定し、その位置で
自在接合部2cを接合することによつて、固体電
解質管4又は下部陽極筒2bに曲がり等の変形が
あつても固体電解質管4と下部陽極筒2bとの間
の偏心をほぼ解消することができる。
また、下部陽極筒2bの底面には第2図に示す
ようなラツパ状環の軸心保持部材9が付設されて
おり、自在接合部2cで上部陽極筒2aと下部陽
極筒2bとを調節する際には固体電解質管4はこ
の軸心保持部材9に支持されており、スムーズに
固体電解質管4は下部陽極筒2bに対して中心位
置即ち正しい軸心に設定することができる。
ようなラツパ状環の軸心保持部材9が付設されて
おり、自在接合部2cで上部陽極筒2aと下部陽
極筒2bとを調節する際には固体電解質管4はこ
の軸心保持部材9に支持されており、スムーズに
固体電解質管4は下部陽極筒2bに対して中心位
置即ち正しい軸心に設定することができる。
従つて、下部陽極筒2bと固体電解質管4との
間に挿入される陽極用導電材7は上下全体に一定
の厚さとなるので、陽極作用物質の硫黄は全体的
に一様にナトリウムとの反応にあづかり、利用率
が高く、電池の放電特性が向上する。
間に挿入される陽極用導電材7は上下全体に一定
の厚さとなるので、陽極作用物質の硫黄は全体的
に一様にナトリウムとの反応にあづかり、利用率
が高く、電池の放電特性が向上する。
また、固体電解質管4と陽極容器の偏心が防止
されるので、電池の昇降温に基づく熱サイクルが
固体電解質管4にかかつた場合にも両陽極筒2
a,2bと固体電解質管4との間に形成される陽
極厚みが均一となり同固体電解質管4に曲げ応力
が加わらず破損することがない。
されるので、電池の昇降温に基づく熱サイクルが
固体電解質管4にかかつた場合にも両陽極筒2
a,2bと固体電解質管4との間に形成される陽
極厚みが均一となり同固体電解質管4に曲げ応力
が加わらず破損することがない。
第1発明及び第2発明は前記実施例に限定され
ず次のように構成することもできる。
ず次のように構成することもできる。
(1) 固体電解質管4の軸心保持手段として、前記
実施例ではラツパ状環の軸心保持部材9を用い
たが、これに代えて第3図に示すような円錐状
の軸心保持部材9a又は第4図に示すような皿
状の軸心保持部材9bを用いることができる。
実施例ではラツパ状環の軸心保持部材9を用い
たが、これに代えて第3図に示すような円錐状
の軸心保持部材9a又は第4図に示すような皿
状の軸心保持部材9bを用いることができる。
このような円錐状又は皿状の軸心保持部材9
a又は9bを用いても前記ラツパ状環の軸心保
持部材9と同様の作用効果を奏する。
a又は9bを用いても前記ラツパ状環の軸心保
持部材9と同様の作用効果を奏する。
(2) 固体電解質管4の軸心保持手段として第5図
に示すように固体電解質管4の下端に係合凸部
を設け、下部陽極筒2bの底面に前記凸部と係
合される係合凹部を設けた凹凸状軸心保持部材
9cを用いることもできる。
に示すように固体電解質管4の下端に係合凸部
を設け、下部陽極筒2bの底面に前記凸部と係
合される係合凹部を設けた凹凸状軸心保持部材
9cを用いることもできる。
この場合には固体電解質管4の下端の係合凸
部を係合凹部とし、下部陽極筒2bの底面の係
合凹部を係合凸部とすることも可能である。
部を係合凹部とし、下部陽極筒2bの底面の係
合凹部を係合凸部とすることも可能である。
(3) 自在接合部2cは前記実施例においては上部
陽極筒2aの下端部が外側に、下部陽極筒2b
の上端部が内側に重合されるように構成されて
いたが、第6図に示すようにこれとは逆に上部
陽極筒2aの下端部が内側に、下部陽極筒2b
の上端部が外側に重合されるように構成されて
いても何らさしつかえない。
陽極筒2aの下端部が外側に、下部陽極筒2b
の上端部が内側に重合されるように構成されて
いたが、第6図に示すようにこれとは逆に上部
陽極筒2aの下端部が内側に、下部陽極筒2b
の上端部が外側に重合されるように構成されて
いても何らさしつかえない。
(4) 前記実施例においては、固体電解質管4の軸
心を保持するためにラツパ状環の軸心保持部材
9を使用したが、第7図に示すように第1発明
においてはこれを使用する必要はなく、自在接
合部2cのみによつて目的を達成することがで
きる。
心を保持するためにラツパ状環の軸心保持部材
9を使用したが、第7図に示すように第1発明
においてはこれを使用する必要はなく、自在接
合部2cのみによつて目的を達成することがで
きる。
又、更に自在接合を実施するあたり第8図a
及びbのような構造とすると組み立てを容易に
行うことができる。
及びbのような構造とすると組み立てを容易に
行うことができる。
即ち、第8図aにおけるA、第8図bにおけ
るBのように、外側に位置する容器接合部の先
端部断面の径が最大径となつていると上部陽極
筒2aと下部陽極筒2bとの接合が容易であ
る。
るBのように、外側に位置する容器接合部の先
端部断面の径が最大径となつていると上部陽極
筒2aと下部陽極筒2bとの接合が容易であ
る。
なお、前記作用・効果を得るために、固体電解
質管4の下部と下部陽極筒2bの底部との間に軸
心保持手段のみを採用することもでき、同軸心保
持手段としては前記した各手段をそのまま実施す
ることができる。
質管4の下部と下部陽極筒2bの底部との間に軸
心保持手段のみを採用することもでき、同軸心保
持手段としては前記した各手段をそのまま実施す
ることができる。
発明の効果
本発明のナトリウム−硫黄電池は、接合部の角
度を調節して上部陽極筒と下部陽極筒とを適正な
位置関係で固定した後、自在接合部を接合するよ
うにしているため、固体電解質管と陽極容器の偏
心が防止されるので、陽極用導電材の厚さを上下
全体に一定に保持でき、陽極作用物質である硫黄
の利用率を低下させることなく、電池の放電特性
の向上を図ることができる。
度を調節して上部陽極筒と下部陽極筒とを適正な
位置関係で固定した後、自在接合部を接合するよ
うにしているため、固体電解質管と陽極容器の偏
心が防止されるので、陽極用導電材の厚さを上下
全体に一定に保持でき、陽極作用物質である硫黄
の利用率を低下させることなく、電池の放電特性
の向上を図ることができる。
第1図は本発明の一実施例を示すナトリウム−
硫黄電池の要部縦断面図、第2図はラツパ状環軸
心保持部材を示す斜視図、第3図〜第7図は本発
明の別例を示すナトリウム−硫黄電池の要部縦断
面図、第8図a及びbは上部陽極筒と下部陽極筒
の接合部を示す部分断面図、第9図は従来のナト
リウム−硫黄電池の縦断面図、第10図は従来の
固体電解質管が極端に偏心した場合の要部縦断面
図である。 2a……上部陽極筒、2b……下部陽極筒、2
c……自在接合部、3……絶縁板、4……固体電
解質管。
硫黄電池の要部縦断面図、第2図はラツパ状環軸
心保持部材を示す斜視図、第3図〜第7図は本発
明の別例を示すナトリウム−硫黄電池の要部縦断
面図、第8図a及びbは上部陽極筒と下部陽極筒
の接合部を示す部分断面図、第9図は従来のナト
リウム−硫黄電池の縦断面図、第10図は従来の
固体電解質管が極端に偏心した場合の要部縦断面
図である。 2a……上部陽極筒、2b……下部陽極筒、2
c……自在接合部、3……絶縁板、4……固体電
解質管。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 固体電解質管4の上端外周に固着される絶縁
板3に対し固着される筒状の陽極容器2a,2b
をその上部において上部陽極筒2aと下部陽極筒
2bの二つに分割し、その連結部に軸心接合角度
を調節自在にして同上部陽極筒2aと下部陽極筒
2bとを適正な位置関係で固定する自在接合部2
cを設けたことを特徴とするナトリウム−硫黄電
池。 2 自在接合部2cは、上部陽極筒2aの下端部
が下部陽極筒2bの上端部の外側に重合される
か、又は上部陽極筒2aの下端部が下部陽極筒2
bの内側に重合されたものである特許請求の範囲
第1項に記載のナトリウム−硫黄電池。 3 固体電解質管4の上端外周に固着される絶縁
板3に対し固着される筒状の陽極容器2a,2b
をその上部において上部陽極筒2aと下部陽極筒
2bの二つに分割し、その連結部に軸心接合角度
を調節自在にして同上部陽極筒2aと下部陽極筒
2bとを適正な位置関係で固定する自在接合部2
cを設けるとともに、固体電解質管4の下部と下
部陽極筒2bの底部との間に軸心保持手段を設け
たことを特徴とするナトリウム−硫黄電池。 4 軸心保持手段は、下部陽極筒2bの底部に設
けられ、固体電解質管4の下部球状部に適合され
るラツパ状環である特許請求の範囲第3項に記載
のナトリウム−硫黄電池。 5 軸心保持手段は下部陽極筒2bの底部に設け
られ、固体電解質管4の下部球状部に適合される
円錐状又は皿状の軸心保持手段である特許請求の
範囲第3項に記載のナトリウム−硫黄電池。 6 軸心保持手段は固体電解質管4の下端に突設
又は付設された係合凸部又は凹部と下部陽極筒2
bの底部に設けられた前記係合凸部又は凹部が係
合される係合凹部又は凸部である特許請求の範囲
第3項に記載のナトリウム−硫黄電池。 7 自在接合部2cは、上部陽極筒2aの下端部
が下部陽極筒2bの上端部の外側に重合される
か、又は上部陽極筒2aの下端部が下部陽極筒2
bの内側に重合されたものである特許請求の範囲
第3項に記載のナトリウム−硫黄電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61198523A JPS6353866A (ja) | 1986-08-25 | 1986-08-25 | ナトリウム−硫黄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61198523A JPS6353866A (ja) | 1986-08-25 | 1986-08-25 | ナトリウム−硫黄電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6353866A JPS6353866A (ja) | 1988-03-08 |
| JPH0577157B2 true JPH0577157B2 (ja) | 1993-10-26 |
Family
ID=16392556
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61198523A Granted JPS6353866A (ja) | 1986-08-25 | 1986-08-25 | ナトリウム−硫黄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6353866A (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57197760A (en) * | 1981-05-29 | 1982-12-04 | Japan Storage Battery Co Ltd | Sodium-sulfur battery |
| JPS60175468U (ja) * | 1984-04-28 | 1985-11-20 | 株式会社ユアサコーポレーション | ナトリウム−硫黄電池 |
-
1986
- 1986-08-25 JP JP61198523A patent/JPS6353866A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6353866A (ja) | 1988-03-08 |
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