JPH065629B2 - ナトリウム―硫黄電池用ベータアルミナ管の焼成方法 - Google Patents

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−硫黄電池用ベータアルミナ管の焼
成方法に係り、更に詳しくは、ベータアルミナ管成形体
及び容器の立設・支持を確実にかつ能率的に行なうこと
ができ、しかもベータアルミナ管成形体の焼成効率を向
上させることができるナトリウム−硫黄電池用ベータア
ルミナ管の焼成方法に関する。

［従来の技術］ ナトリウム−硫黄電池は、一方の陰極活物質である溶融
金属ナトリウム、他方には陽極活性物質である溶融硫黄
を配し、両者をナトリウムイオンに対して選択的な透過
性を有するベータアルミナ固体電解質で隔離し、３００
〜３５０℃で作動させる高温二次電池である。

このようなナトリウム−硫黄電池の構成は、例えば第２
図に示すように、陽極活性物質である溶融硫黄Ｓを含浸
したカーボンフェルト等の陽極用導電材１を収容する円
筒状の陽極容器２と、該陽極容器２の上端部と例えばア
ルファアルミナ製の絶縁体リング３を介して連結され、
且つ溶融金属ナトリウムＮａを貯留する陰極容器４と、
前記絶縁体リング３の内周部に接合され、且つナトリウ
ムイオンＮａ^＋を選択的に透過させる機能を有する有底
円筒状のベータアルミナ管５とからなっている。また、
前記陰極容器４の上蓋６の中央部には、陰極容器４を通
して下方向にベータアルミナ管５の底部付近まで延びた
陰極管７が貫通支持されている。

以上のような構成を有するナトリウム−硫黄電池におい
て、放電時には溶融金属ナトリウムは電子を放出してナ
トリウムイオンとなり、これがベータアルミナ固体電解
質中を透過して陽極側に移動し、陽極の硫黄と外部回路
を通ってきた電子と反応して多硫化ナトリウムを生成
し、２Ｖ程度の電圧を発生する。充電時には放電とは逆
にナトリウム及び硫黄の生成反応が起こる。

［発明が解決しようとする課題］ このようにナトリウム−硫黄電池において、ベータアル
ミナ管は極めて重要な役割を果たしているものである
が、このベータアルミナ管の製造方法、特にその焼成工
程は歩留りが悪く、難しいものであることが知られてい
る。

その主な理由としては、ベータアルミナ管成形体とそれ
を外側より覆う容器を所定位置に立設し、これを確実に
下方より支持することが困難であるほか、約１５００℃
以上の高温で焼成するため支持部材自体が変形し、その
結果ベータアルミナ管成形体が変形したり、ベータアル
ミナ管成形体と容器とが接触する事態が生ずるからであ
る。

［課題を解決するための手段］ そこで、本発明者は、上記従来の問題を解決するためベ
ータアルミナ管成形体と容器を所定位置に立設し、確実
に下方より支持し、しかも支持部材自体が変形してもベ
ータアルミナ管成形体の変形を少なくすることができ、
ひいては焼成工程における歩留りを向上することができ
る焼成方法を開発すべく、種々検討を重ねた結果、本発
明を完成したものである。

即ち、本発明によれば、ナトリウム−硫黄電池用の有底
円筒状ベータアルミナ管成形体を容器にて覆って焼成す
るに当り、該ベータアルミナ管成形体の開口端部を好ま
しくはその共素地からなる第一のセッターにより下方か
ら支持するとともに、前記容器を下方からセラミック焼
結体からなる蓋体にて支持し、前記第一のセッターと前
記蓋体の間に、ベータアルミナ管成形体と容器との間隔
を所定に保持するための突起部を端部に設けたセラミッ
ク焼結体からなる第二のセッターを配置したことを特徴
とするナトリウム−硫黄電池用ベータアルミナ管の焼成
方法、が提供される。

また、第一およい第二のセッターと蓋体は、各々その底
部が凹状に形成されていることが、焼成中にそれらが変
形してもその変形の大部分を凹部にて吸収できるため、
ベータアルミナ管成形体および容器は殆ど変形すること
がなく、好ましい。

さらに、第一のセッターはベータアルミナ管成形体を内
側より保持するための突起部をその外周部に有すると、
焼成中にベータアルミナ管成形体が収縮しようとしても
確実に位置決めでき、好ましい。

［作用］ 本発明においては、ベータアルミナ管成形体の共素地か
らなる第一のセッター、セラミック焼結体からなる第二
のセッター、およびセラミック焼結体からなる蓋体とか
ら構成される支持部材を用いる。

ここで、第一のセッターはベータアルミナ管成形体を下
法から支持し、蓋体は容器を下方から支持するものであ
る。また、第二のセッターは第一のセッターと蓋体の間
に配置され、かつ端部に突起部を設けてベータアルミナ
管成形体と容器との間隔を所定に保持するために用いら
れる。

本発明では上記のように構成された支持部材を用いて焼
成するので、ベータアルミナ管成形体と容器を所定位置
に立設して確実に下方より支持することができ、しかも
焼成い際して支持部材自体が変形してもベータアルミナ
管成形体および容器の変形が少なくてすみ、その結果焼
成工程における歩留りが向上する。

［実施例］ 以下、本発明を図示の実施例に基きさらに説明するが、
本発明はこれらの実施例に限られるものではない。

第１図はベータアルミナ管成形体を容器にて覆った状態
を示す部分断面図である。

ベータアルミナ管成形体１０は、その下方から、ベータ
アルミナ管成形体１０と同一の組成（共素地）を有する
第一セッター１１に支持される。第一セッター１１は、
ベータアルミナ管成形体１０を内側より保持するための
突起部１２をその外周部に有している。

第一セッター１１の下方には、アルミナ、マグネシア、
スピネル等の材質で形成されるセラミック焼結体で構成
される第二セッター１３が配置されて第一セッター１１
を支持している。さらに第二セッター１３の下方には、
アルミナ、マグネシア、スピネル等のセラミック焼結体
で構成される蓋体１４が配置され、第二セッター１３を
支持するとともにアルミナ、マグネシア、スピネル等の
材質からなる容器（いわゆる、クレーシブル）１５を支
持している。

ここで、第二セッター１３の外周上端部には突起１６が
設けられ、第一セッター１１の外周（即ちベータアルミ
ナ管成形体１０）と第二セッター１３（即ち、容器１
５）とが所定の間隔に確実に保持されるようにしてい
る。

更に、第一セッター１１、第二セッター１３および蓋体
１４は、それぞれの底部に凹部１９、１７、１８を形成
している。この凹部１９、１７、１８を形成したことに
より、焼成中にそれらが変形してもその変形の大部分が
凹部１９、１７、１８で吸収されるため、ベータアルミ
ナ管成形体１０および容器１５は殆ど変形することがな
い。

なお、容器１５はベータアルミナ管成形体１０に近接し
て配置され、その間隔は通常約１〜２mmである。この間
隔が大きくなり過ぎると、ベータアルミナ管成形体かの
Ｎａ_２Ｏの揮散が増大する。

上記のように、各支持部材を用いてベータアルミナ管成
形体の外周側から容器にて覆った後焼成することにより
ベータアルミナ管が製造されるが、その焼成は電気炉又
はガス炉により約１５５０〜１６５０℃の範囲に制御さ
れ、約０．５〜１時間行なわれる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明のナトリウム−硫黄電池用
ベータアルミナ管の焼成方法によれば、第一のセッタ
ー、第二のセッターおよび蓋体から成る支持部材を用い
てベータアルミナ管成形体を焼成するため、ベータアル
ミナ管成形体と容器を所定位置に立設して確実に下方よ
り支持することができ、しかも焼成に際して支持部材自
体が変形してもベータアルミナ管成形体および容器の変
形が少なくてすみ、その結果焼成工程における歩留りが
向上する、という効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はベータアルミナ管成形体を容器にて覆った状態
を示す部分断面図、第２図はナトリウム−硫黄電池の断
面構成図である。 １０…ベータアルミナ管成形体、１１…第一セッター、
１２…突起部、１３…第二セッター、１４…蓋体、１５
…容器、１６…突起、１７，１８，１９…凹部。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ナトリウム−硫黄電池用の有底円筒状ベー
   タアルミナ管成形体を容器にて覆って焼成するに当り、
   該ベータアルミナ管成形体の開口端部をその共素地から
   なる第一のセッターにより下方から支持するとともに、
   前記容器を下方からセラミック焼結体からなる蓋体にて
   支持し、前記第一のセッターと前記蓋体の間に、ベータ
   アルミナ管成形体と容器との間隔を所定に保持するため
   の突起部を端部に設けたセラミック焼結体からなる第二
   のセッターを配置したことを特徴とするナトリウム−硫
   黄電池用ベータアルミナ管の焼成方法。
2. 【請求項２】第一および第二のセッターと蓋体は、各々
   その底部が凹状に形成されている請求項１記載のナトリ
   ウム−硫黄電池用ベータアルミナ管の焼成方法。
3. 【請求項３】第一のセッターは、ベータアルミナ管成形
   体を内側より位置決めするための突起部を外周部に有す
   る請求項１記載のナトリウム−硫黄電池用ベータアルミ
   ナ管の焼成方法。