JPH0582164A - 密閉形二次電池の製造方法 - Google Patents
密閉形二次電池の製造方法Info
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- JPH0582164A JPH0582164A JP3268817A JP26881791A JPH0582164A JP H0582164 A JPH0582164 A JP H0582164A JP 3268817 A JP3268817 A JP 3268817A JP 26881791 A JP26881791 A JP 26881791A JP H0582164 A JPH0582164 A JP H0582164A
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Classifications
-
- 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
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 密閉形二次電池の生産性を向上させる。
【構成】 上面の内側および外側に傾斜部２１，２２が
設けられたα−アルミナリング２の上面に、アルミニウ
ム合金、鉄合金、ニッケル合金、クラッド鋼板またはメ
ッキ鋼材からなる金属材を４００℃以下の温度下でそれ
ぞれ超音波で接合した後、その上に同種または異種の金
属材を４００℃以下の温度下で少なくとも１層超音波で
接合して陰極蓋３および陽極蓋４を形成する。 【効果】 固体電解質管とα−アルミナリングとのガラ
ス半田接合部に熱サイクルによる応力が加わらずに製造
することができるので、生産性を向上させることができ
る。また傾斜部によって超音波による接合を確実にでき
る。さらに、複数層の金属材によって陰極蓋および陽極
蓋をα−アルミナリングに確実に接合することができ
る。
設けられたα−アルミナリング２の上面に、アルミニウ
ム合金、鉄合金、ニッケル合金、クラッド鋼板またはメ
ッキ鋼材からなる金属材を４００℃以下の温度下でそれ
ぞれ超音波で接合した後、その上に同種または異種の金
属材を４００℃以下の温度下で少なくとも１層超音波で
接合して陰極蓋３および陽極蓋４を形成する。 【効果】 固体電解質管とα−アルミナリングとのガラ
ス半田接合部に熱サイクルによる応力が加わらずに製造
することができるので、生産性を向上させることができ
る。また傾斜部によって超音波による接合を確実にでき
る。さらに、複数層の金属材によって陰極蓋および陽極
蓋をα−アルミナリングに確実に接合することができ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は密閉形二次電池の製造方
法に関するもので、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製造方法に関するものであ
る。
法に関するもので、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製造方法に関するものであ
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製造方
法を図２のナトリウム−硫黄電池の要部断面図によって
説明する。
法を図２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２において、固体電解質管１
の上部に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。
の上部に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】
【発明が解決しようとする課題】上記した密閉形二次電
池の製造方法では、α−アルミナリング２の上面に陰極
蓋３を、下面に陽極蓋４をそれぞれ熱圧接合する際にα
−アルミナリング２と固体電解質管１とのガラス半田接
合部に割れが生じ、電池の使用時に固体電解質管１が破
損に至るという問題があった。
池の製造方法では、α−アルミナリング２の上面に陰極
蓋３を、下面に陽極蓋４をそれぞれ熱圧接合する際にα
−アルミナリング２と固体電解質管１とのガラス半田接
合部に割れが生じ、電池の使用時に固体電解質管１が破
損に至るという問題があった。
【０００６】また、このような密閉形二次電池の製造方
法では、工程中の熱サイクルによって固体電解質管１に
クラックが発生し、電池の使用時に固体電解質管１が破
損に至るという問題があった。
法では、工程中の熱サイクルによって固体電解質管１に
クラックが発生し、電池の使用時に固体電解質管１が破
損に至るという問題があった。
【０００７】
【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上部にα
−アルミナリングをガラス半田接合する工程と、前記α
−アルミナリングの上面に複数層の金属材からなる陰極
蓋および陽極蓋を接合し、前記陰極蓋によって密閉され
る陰極室および前記陽極蓋によって密閉される陽極室を
形成する工程とを備えてなる密閉形二次電池の製造方法
であって、前記α−アルミナリングが上面の内側および
外側に傾斜部を設けたものであり、この傾斜部にアルミ
ニウム合金、鉄合金、ニッケル合金、クラッド鋼材また
はメッキ鋼材からなる金属材を４００℃以下の温度下で
超音波で接合した後、その上に同種または異種の金属材
を４００℃以下の温度下で少なくとも１層超音波で接合
して陰極蓋および陽極蓋を構成する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上部にα
−アルミナリングをガラス半田接合する工程と、前記α
−アルミナリングの上面に複数層の金属材からなる陰極
蓋および陽極蓋を接合し、前記陰極蓋によって密閉され
る陰極室および前記陽極蓋によって密閉される陽極室を
形成する工程とを備えてなる密閉形二次電池の製造方法
であって、前記α−アルミナリングが上面の内側および
外側に傾斜部を設けたものであり、この傾斜部にアルミ
ニウム合金、鉄合金、ニッケル合金、クラッド鋼材また
はメッキ鋼材からなる金属材を４００℃以下の温度下で
超音波で接合した後、その上に同種または異種の金属材
を４００℃以下の温度下で少なくとも１層超音波で接合
して陰極蓋および陽極蓋を構成することを特徴とするも
のである。
【０００８】
【作用】従って、本発明は、アルミニウム合金、鉄合
金、ニッケル合金、クラッド鋼材またはメッキ鋼材から
なる金属材を４００℃以下の温度下で超音波で接合した
後、その上に同種または異種の金属材を４００℃以下の
温度下で少なくとも１層超音波で接合しているので、ガ
ラス半田接合部に熱サイクルによる応力が加わることを
防止することができる。
金、ニッケル合金、クラッド鋼材またはメッキ鋼材から
なる金属材を４００℃以下の温度下で超音波で接合した
後、その上に同種または異種の金属材を４００℃以下の
温度下で少なくとも１層超音波で接合しているので、ガ
ラス半田接合部に熱サイクルによる応力が加わることを
防止することができる。
【０００９】また、熱サイクルによって固体電解質管に
クラックが発生することを防止することができる。
クラックが発生することを防止することができる。
【００１０】
【実施例】図１は本発明の製造方法によって得られた密
閉形二次電池としてのナトリウム−硫黄電池の要部断面
図で、図２と共通する部分には同じ符号を付している。
閉形二次電池としてのナトリウム−硫黄電池の要部断面
図で、図２と共通する部分には同じ符号を付している。
【００１１】本発明の特徴は、固体電解質管１の上部に
α−アルミナリング２をガラス半田接合する工程と、こ
のα−アルミナリング２の上面に複数層の金属材を大気
中で超音波によって接合して陰極蓋３および陽極蓋４を
形成する工程とを備えたものであって、前記α−アルミ
ナリング２の上面の内側および外側に傾斜部２１，２２
を設け、内側の傾斜部２１に陰極蓋３を、外側の傾斜部
２２に陽極蓋４を形成したものである。前記金属材とし
てはニッケルメッキされた鉄を２層にしているが、層数
については限定するものではない。また、前記接合は金
属材の表面に対して垂直ねじり回転方向の超音波振動
（周波数：３５ｋＨｚ，ねじり回転振幅：約３５μｍ，
圧力：約１．７Kg／cm2 ，時間：３秒間）を与えること
によって行っているが、金属材の表面に対して円周方向
の超音波振動（周波数：４０ｋＨｚ，振幅：約４０μ
ｍ，圧力：約１．５Kg／cm2 ，時間：１秒間）を与える
ことによって行うこともできる。なお、前記ねじり回転
振幅は２μｍ〜１００μｍであればよく、好ましくは２
５μｍ〜５０μｍであるのがよい。
α−アルミナリング２をガラス半田接合する工程と、こ
のα−アルミナリング２の上面に複数層の金属材を大気
中で超音波によって接合して陰極蓋３および陽極蓋４を
形成する工程とを備えたものであって、前記α−アルミ
ナリング２の上面の内側および外側に傾斜部２１，２２
を設け、内側の傾斜部２１に陰極蓋３を、外側の傾斜部
２２に陽極蓋４を形成したものである。前記金属材とし
てはニッケルメッキされた鉄を２層にしているが、層数
については限定するものではない。また、前記接合は金
属材の表面に対して垂直ねじり回転方向の超音波振動
（周波数：３５ｋＨｚ，ねじり回転振幅：約３５μｍ，
圧力：約１．７Kg／cm2 ，時間：３秒間）を与えること
によって行っているが、金属材の表面に対して円周方向
の超音波振動（周波数：４０ｋＨｚ，振幅：約４０μ
ｍ，圧力：約１．５Kg／cm2 ，時間：１秒間）を与える
ことによって行うこともできる。なお、前記ねじり回転
振幅は２μｍ〜１００μｍであればよく、好ましくは２
５μｍ〜５０μｍであるのがよい。
【００１２】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、その下方が固体電解質管１内に
挿入されて図２の電池と同様に陰極室構成体が形成され
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、その下方が固体電解質管１内に
挿入されて図２の電池と同様に陰極室構成体が形成され
る。
【００１３】そして、この陰極室構成体は、円筒形の硫
黄形成体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。
黄形成体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。
【００１４】なお、前記超音波による接合は大気中で行
っているが、ナトリウム−硫黄電池のような高温下で動
作させる電池では、その作動温度である４００℃以下の
温度下、好ましくは３００℃〜３８０℃の温度下で行っ
てもよい。
っているが、ナトリウム−硫黄電池のような高温下で動
作させる電池では、その作動温度である４００℃以下の
温度下、好ましくは３００℃〜３８０℃の温度下で行っ
てもよい。
【００１５】また、前記金属材としては、ニッケルメッ
キされた鉄以外にアルミニウム合金、鉄合金、クラッド
鋼材、メッキ鋼材を用いてもよく、異種の金属を組み合
わせてもよい。なお、この場合、α−アルミナリング２
に接合する方の金属材の融点をその上に接合される金属
の融点より低くした方が接合を確実にすることができ
る。
キされた鉄以外にアルミニウム合金、鉄合金、クラッド
鋼材、メッキ鋼材を用いてもよく、異種の金属を組み合
わせてもよい。なお、この場合、α−アルミナリング２
に接合する方の金属材の融点をその上に接合される金属
の融点より低くした方が接合を確実にすることができ
る。
【００１６】次に、垂直ねじり回転方向の超音波によっ
て陰極蓋３および陽極蓋４を形成した本発明の製造方法
により製造した電池１０本と、図２のような従来の製造
方法により製造された電池１０本とについて、室温から
３５０℃までのヒートサイクル試験を実施し、破損電池
数を調査したところ、表１のような結果が得られた。
て陰極蓋３および陽極蓋４を形成した本発明の製造方法
により製造した電池１０本と、図２のような従来の製造
方法により製造された電池１０本とについて、室温から
３５０℃までのヒートサイクル試験を実施し、破損電池
数を調査したところ、表１のような結果が得られた。
【００１７】
【表１】
【００１８】表１から、従来方法による電池では１０サ
イクル目で２セルが破損したのに対し、本発明方法によ
る電池では１５サイクル目で１セルが破損したのみであ
ることがわかる。
イクル目で２セルが破損したのに対し、本発明方法によ
る電池では１５サイクル目で１セルが破損したのみであ
ることがわかる。
【００１９】なお、陰極蓋３、陽極蓋４の表面に対して
円周方向の超音波振動を与えて接合した場合についても
同様の試験を行ったところ、表１と同じ結果が得られ
た。
円周方向の超音波振動を与えて接合した場合についても
同様の試験を行ったところ、表１と同じ結果が得られ
た。
【００２０】また、３５０℃の温度下で超音波振動を与
えて接合した場合についても同様の試験を行ったとこ
ろ、表１と同じ結果が得られた。
えて接合した場合についても同様の試験を行ったとこ
ろ、表１と同じ結果が得られた。
【００２１】
【発明の効果】上記したとおりであるから、本発明の密
閉形二次電池の製造方法は、固体電解質管とα−アルミ
ナリングとのガラス半田接合部に熱サイクルによる応力
が加わらないので、電池の生産性を向上させることがで
きる。また傾斜部によって超音波による接合を確実に行
うことができる。さらに、この傾斜部に複数層の金属材
を接合して陰極蓋および陽極蓋を形成しているので、陰
極蓋および陽極蓋をα−アルミナリングに確実に接合す
ることができる。
閉形二次電池の製造方法は、固体電解質管とα−アルミ
ナリングとのガラス半田接合部に熱サイクルによる応力
が加わらないので、電池の生産性を向上させることがで
きる。また傾斜部によって超音波による接合を確実に行
うことができる。さらに、この傾斜部に複数層の金属材
を接合して陰極蓋および陽極蓋を形成しているので、陰
極蓋および陽極蓋をα−アルミナリングに確実に接合す
ることができる。
【図１】本発明の製造方法により製造された密閉形二次
電池の要部断面図である。
電池の要部断面図である。
【図２】従来の製造方法により製造された密閉形二次電
池の要部断面図である。
池の要部断面図である。
１ 固体電解質管 ２ α−アルミナリング ３ 陰極蓋 ４ 陽極蓋 ２１ 傾斜部 ２２ 傾斜部
Claims (5)
- 【請求項１】 イオン伝導性の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する工程と、前記α
−アルミナリングの上面に複数層の金属材からなる陰極
蓋および陽極蓋を接合し、前記陰極蓋によって密閉され
る陰極室および前記陽極蓋によって密閉される陽極室を
形成する工程とを備えてなる密閉形二次電池の製造方法
であって、前記α−アルミナリングが上面の内側および
外側に傾斜部を設けたものであり、この傾斜部にアルミ
ニウム合金、鉄合金、ニッケル合金、クラッド鋼材また
はメッキ鋼材からなる金属材を４００℃以下の温度下で
超音波で接合した後、その上に同種または異種の金属材
を４００℃以下の温度下で少なくとも１層超音波で接合
して陰極蓋および陽極蓋を構成することを特徴とする密
閉形二次電池の製造方法。 - 【請求項２】 金属材の表面に対して垂直ねじり回転方
向の超音波で金属材とα−アルミナリングおよび金属材
同士を接合したことを特徴とする請求項第１項記載の密
閉形二次電池の製造方法。 - 【請求項３】 金属材の表面に対して円周方向の超音波
で金属材とα−アルミナリングおよび金属材同士を接合
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
池の製造方法。 - 【請求項４】 陰極室に陰極活物質としてのナトリウム
を収納する工程と、陽極室に陽極活物質としての硫黄を
収納する工程とを有し、かつイオン伝導性の固体電解質
管としてのβ−アルミナまたはβ”−アルミナの上部に
α−アルミナリングをガラス半田接合する工程を有する
ことを特徴とする請求項第１項記載の密閉形二次電池の
製造方法。 - 【請求項５】 α−アルミナリングに接合する方の金属
材の融点をその上に接合する金属材の融点より低くした
ことを特徴とする請求項第１項記載の密閉形二次電池の
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3268817A JPH0582164A (ja) | 1991-09-19 | 1991-09-19 | 密閉形二次電池の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3268817A JPH0582164A (ja) | 1991-09-19 | 1991-09-19 | 密閉形二次電池の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0582164A true JPH0582164A (ja) | 1993-04-02 |
Family
ID=17463671
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3268817A Pending JPH0582164A (ja) | 1991-09-19 | 1991-09-19 | 密閉形二次電池の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0582164A (ja) |
-
1991
- 1991-09-19 JP JP3268817A patent/JPH0582164A/ja active Pending
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