JPH0845543A - ナトリウム−硫黄電池 - Google Patents
ナトリウム−硫黄電池Info
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- JPH0845543A JPH0845543A JP6178240A JP17824094A JPH0845543A JP H0845543 A JPH0845543 A JP H0845543A JP 6178240 A JP6178240 A JP 6178240A JP 17824094 A JP17824094 A JP 17824094A JP H0845543 A JPH0845543 A JP H0845543A
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- sodium
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- positive electrode
- sulfur battery
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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】熱圧接部界面における負極活物質及び/又は正
極活物質による腐食を防止し、腐食に対する強度を向上
することができるナトリウム−硫黄電池を提供するこ
と。 【構成】内側にナトリウムから成る負極が存在し外側に
硫黄から成る正極が存在し且つナトリウム伝導性の固体
電解質管5と、前記固体電解質管の上部に接合された絶
縁リング1と、この絶縁リングに中間材2を介して接合
された正極容器フランジ3及び負極容器フランジ10
と、前記負極容器フランジ側の中間材と絶縁リングとの
接合部に負極活物質の接触を防止する手段12が設けら
れたこと。
極活物質による腐食を防止し、腐食に対する強度を向上
することができるナトリウム−硫黄電池を提供するこ
と。 【構成】内側にナトリウムから成る負極が存在し外側に
硫黄から成る正極が存在し且つナトリウム伝導性の固体
電解質管5と、前記固体電解質管の上部に接合された絶
縁リング1と、この絶縁リングに中間材2を介して接合
された正極容器フランジ3及び負極容器フランジ10
と、前記負極容器フランジ側の中間材と絶縁リングとの
接合部に負極活物質の接触を防止する手段12が設けら
れたこと。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はナトリウム−硫黄電池の
絶縁リングと中間材との接合部における構造に係り、特
に接合部界面の負極活物質及び/又は正極活物質による
腐食を防止し、強度信頼性を向上するに好適なナトリウ
ム−硫黄電池に関する。
絶縁リングと中間材との接合部における構造に係り、特
に接合部界面の負極活物質及び/又は正極活物質による
腐食を防止し、強度信頼性を向上するに好適なナトリウ
ム−硫黄電池に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のナトリウム−硫黄電池の構造は、
例えば特開昭63−26947号公報、特開平2−12
1272号公報及び特開平2−126572号公報に開
示されている。その構造は絶縁リングとしてα−アルミ
ナを使用し、この絶縁リングと鋼製の正極及び負極容器
フランジを熱圧接する際に、α−アルミナ面に無酸素銅
層を設け、その上にニッケルろうを塗布処理後に熱圧接
を実施しており、耐食性のニッケル材を使用することで
熱圧接部の耐食性を向上することや、絶縁材と固体電解
質管及び正極と負極の接合組合せに際し、熱膨張係数を
考慮して熱応力の発生の面から熱サイクル及び耐食性を
向上することや、正極容器を熱圧接部の下部で全周にわ
たって内側に湾曲させ凹状溝を形成することにより正極
活物質の移動を防止して、耐食性を向上する工夫がなさ
れている。
例えば特開昭63−26947号公報、特開平2−12
1272号公報及び特開平2−126572号公報に開
示されている。その構造は絶縁リングとしてα−アルミ
ナを使用し、この絶縁リングと鋼製の正極及び負極容器
フランジを熱圧接する際に、α−アルミナ面に無酸素銅
層を設け、その上にニッケルろうを塗布処理後に熱圧接
を実施しており、耐食性のニッケル材を使用することで
熱圧接部の耐食性を向上することや、絶縁材と固体電解
質管及び正極と負極の接合組合せに際し、熱膨張係数を
考慮して熱応力の発生の面から熱サイクル及び耐食性を
向上することや、正極容器を熱圧接部の下部で全周にわ
たって内側に湾曲させ凹状溝を形成することにより正極
活物質の移動を防止して、耐食性を向上する工夫がなさ
れている。
【0003】絶縁リングと負及び正極容器フランジ接合
部界面の負極及び正極活物質による耐食性を向上する手
法として、材料そのものを耐食性材にする方法と、構造
的に負極及び正極活物質の液及びミスト結露液が接合部
に付着するのを防止することで耐食性を向上する方法が
考えられる。
部界面の負極及び正極活物質による耐食性を向上する手
法として、材料そのものを耐食性材にする方法と、構造
的に負極及び正極活物質の液及びミスト結露液が接合部
に付着するのを防止することで耐食性を向上する方法が
考えられる。
【0004】従来は上記の如く接合界面材そのものの耐
食性を向上するための工夫及び、発生応力に対する工夫
及び活物質の液面移動に対する工夫がなされている。し
かし、接合部への負極及び正極活物質のミスト結露防止
策等による耐食性向上に対する配慮がなされていなかっ
た。
食性を向上するための工夫及び、発生応力に対する工夫
及び活物質の液面移動に対する工夫がなされている。し
かし、接合部への負極及び正極活物質のミスト結露防止
策等による耐食性向上に対する配慮がなされていなかっ
た。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記のように接合部へ
の負極活物質及び/又は正極活物質のミスト結露防止策
等による耐食性向上に対しては全く配慮がなされていな
かったので、ナトリウム−硫黄電池の強度信頼性の向上
が不十分であった。その強度信頼性を向上するために
は、熱圧接部界面の強度を向上することが効果的である
ことがわかった。
の負極活物質及び/又は正極活物質のミスト結露防止策
等による耐食性向上に対しては全く配慮がなされていな
かったので、ナトリウム−硫黄電池の強度信頼性の向上
が不十分であった。その強度信頼性を向上するために
は、熱圧接部界面の強度を向上することが効果的である
ことがわかった。
【0006】本発明の目的は、熱圧接部界面における負
極活物質及び/又は正極活物質による腐食を防止し、腐
食に対する強度を向上することができるナトリウム−硫
黄電池を提供することにある。
極活物質及び/又は正極活物質による腐食を防止し、腐
食に対する強度を向上することができるナトリウム−硫
黄電池を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
本願第1発明は、内側にナトリウムから成る負極が存在
し外側に硫黄から成る正極が存在し且つナトリウム伝導
性の固体電解質管と、前記固体電解質管の上部に接合さ
れた絶縁リングと、この絶縁リングに中間材を介して接
合された正極容器フランジ及び負極容器フランジと、前
記負極容器フランジ側の中間材と絶縁リングとの接合部
に負極活物質の接触を防止する手段が設けられたことを
特徴とするナトリウム−硫黄電池である。
本願第1発明は、内側にナトリウムから成る負極が存在
し外側に硫黄から成る正極が存在し且つナトリウム伝導
性の固体電解質管と、前記固体電解質管の上部に接合さ
れた絶縁リングと、この絶縁リングに中間材を介して接
合された正極容器フランジ及び負極容器フランジと、前
記負極容器フランジ側の中間材と絶縁リングとの接合部
に負極活物質の接触を防止する手段が設けられたことを
特徴とするナトリウム−硫黄電池である。
【0008】また第2発明は、内側にナトリウムから成
る負極が存在し外側に硫黄から成る正極が存在し且つナ
トリウム伝導性の固体電解質管と、前記固体電解質管の
上部に接合された絶縁リングと、この絶縁リングに中間
材を介して接合された正極容器フランジ及び負極容器フ
ランジと、前記正極容器フランジ側の中間材と絶縁リン
グとの接合部に正極活物質の接触を防止する手段が設け
られたことを特徴とするナトリウム−硫黄電池である。
る負極が存在し外側に硫黄から成る正極が存在し且つナ
トリウム伝導性の固体電解質管と、前記固体電解質管の
上部に接合された絶縁リングと、この絶縁リングに中間
材を介して接合された正極容器フランジ及び負極容器フ
ランジと、前記正極容器フランジ側の中間材と絶縁リン
グとの接合部に正極活物質の接触を防止する手段が設け
られたことを特徴とするナトリウム−硫黄電池である。
【0009】また第3発明は、内側にナトリウムから成
る負極が存在し外側に硫黄から成る正極が存在しつナト
リウム伝導性の固体電解質管と、前記固体電解質管の上
部に接合された絶縁リングと、この絶縁リングに中間材
を介して接合された負極容器フランジ及び正極容器フラ
ンジと、前記負極容器フランジ及び正極容器フランジ側
の中間材と絶縁リングとの接合部に負極活物質及び正極
活物質の接触を防止する手段が設けられたことを特徴と
するナトリウム−硫黄電池である。
る負極が存在し外側に硫黄から成る正極が存在しつナト
リウム伝導性の固体電解質管と、前記固体電解質管の上
部に接合された絶縁リングと、この絶縁リングに中間材
を介して接合された負極容器フランジ及び正極容器フラ
ンジと、前記負極容器フランジ及び正極容器フランジ側
の中間材と絶縁リングとの接合部に負極活物質及び正極
活物質の接触を防止する手段が設けられたことを特徴と
するナトリウム−硫黄電池である。
【0010】また第4発明は、第1発明から第3発明の
いずれかにおいて、前記中間材の各負極容器フランジ及
び正極容器フランジとの接合部も、前記負極容器フラン
ジ及び正極容器フランジ側の中間材と絶縁リングとの接
合部に負極活物質及び正極活物質の接触を防止する手段
を設けたことを特徴とするナトリウム−硫黄電池であ
る。
いずれかにおいて、前記中間材の各負極容器フランジ及
び正極容器フランジとの接合部も、前記負極容器フラン
ジ及び正極容器フランジ側の中間材と絶縁リングとの接
合部に負極活物質及び正極活物質の接触を防止する手段
を設けたことを特徴とするナトリウム−硫黄電池であ
る。
【0011】また第5発明は、第1発明から第4発明の
いずれかにおいて、絶縁リング材はα−アルミナより成
り、中間材はアルミニウム又はアルミニウム合金より成
ることを特徴とするナトリウム−硫黄電池である。
いずれかにおいて、絶縁リング材はα−アルミナより成
り、中間材はアルミニウム又はアルミニウム合金より成
ることを特徴とするナトリウム−硫黄電池である。
【0012】また第6発明、第1発明から第5発明のい
ずれかにおいて、前記活物質の接触を防止する手段は、
負極活物質液、正極活物質液及びその蒸気から接合部を
隔離する手段であることを特徴とするナトリウム−硫黄
電池である。
ずれかにおいて、前記活物質の接触を防止する手段は、
負極活物質液、正極活物質液及びその蒸気から接合部を
隔離する手段であることを特徴とするナトリウム−硫黄
電池である。
【0013】また第7発明は、第6発明において、前記
隔離する手段は、セラミックス、セラミックス又はガラ
ス樹脂より成リ前記接合部を覆うコーティング層である
ことを特徴とするナトリウム−硫黄電池である。
隔離する手段は、セラミックス、セラミックス又はガラ
ス樹脂より成リ前記接合部を覆うコーティング層である
ことを特徴とするナトリウム−硫黄電池である。
【0014】また第8発明は、第6発明において、前記
隔離する手段は、絶縁リングより上方に突出形成された
固体電解質管の上面と負極容器との間に変形を許容する
粘性体が設けられた密封構造であることを特徴とするナ
トリウム−硫黄電池である。
隔離する手段は、絶縁リングより上方に突出形成された
固体電解質管の上面と負極容器との間に変形を許容する
粘性体が設けられた密封構造であることを特徴とするナ
トリウム−硫黄電池である。
【0015】また第9発明は、第6発明において、前記
隔離する手段は、負極容器に接合された筒体の下端面と
固体電解質管の上面との間に変形を許容する粘性体が設
けられた密封構造であることを特徴とするナトリウム−
硫黄電池である。
隔離する手段は、負極容器に接合された筒体の下端面と
固体電解質管の上面との間に変形を許容する粘性体が設
けられた密封構造であることを特徴とするナトリウム−
硫黄電池である。
【0016】また第10発明は、第6発明において、前
記隔離する手段は、前記電極容器に接合され熱収縮及び
熱膨張に対する変形が可能なガードであることを特徴と
するナトリウム−硫黄電池である。
記隔離する手段は、前記電極容器に接合され熱収縮及び
熱膨張に対する変形が可能なガードであることを特徴と
するナトリウム−硫黄電池である。
【0017】また第11発明は、第1発明から第5発明
のいずれかにおいて、前記活物質の接触を防止する手段
は、低温のミストトラップであることを特徴とするナト
リウム−硫黄電池である。
のいずれかにおいて、前記活物質の接触を防止する手段
は、低温のミストトラップであることを特徴とするナト
リウム−硫黄電池である。
【0018】第12発明は、第1発明から第5発明のい
ずれかにおいて、前記活物質の接触を防止する手段は、
中間材の近傍に設けられて前記活物質の蒸気を結露させ
前記接合部での結露を防止する結露生成器であることを
特徴とするナトリウム−硫黄電池である。
ずれかにおいて、前記活物質の接触を防止する手段は、
中間材の近傍に設けられて前記活物質の蒸気を結露させ
前記接合部での結露を防止する結露生成器であることを
特徴とするナトリウム−硫黄電池である。
【0019】第13発明は、第1発明から第5発明のい
ずれかにおいて、前記活物質の接触を防止する手段は、
前記活物質の上面部に設けられ、そのミスト蒸発を防止
する浮遊体であることを特徴とするナトリウム−硫黄電
池である。
ずれかにおいて、前記活物質の接触を防止する手段は、
前記活物質の上面部に設けられ、そのミスト蒸発を防止
する浮遊体であることを特徴とするナトリウム−硫黄電
池である。
【0020】第14発明は、第1発明から第5発明のい
ずれかにおいて、前記活物質の接触を防止する手段は、
中間材の近傍に設けられて前記活物質のミストが結露す
るのを防止する保温手段であることを特徴とするナトリ
ウム−硫黄電池である。
ずれかにおいて、前記活物質の接触を防止する手段は、
中間材の近傍に設けられて前記活物質のミストが結露す
るのを防止する保温手段であることを特徴とするナトリ
ウム−硫黄電池である。
【0021】第15発明は、第1発明から第5発明のい
ずれかにおいて、前記活物質の接触を防止する手段は、
前記活物質の上部に封入されその活物質の飽和蒸気圧よ
りも高圧のカバーガスであることを特徴とするナトリウ
ム−硫黄電池である。
ずれかにおいて、前記活物質の接触を防止する手段は、
前記活物質の上部に封入されその活物質の飽和蒸気圧よ
りも高圧のカバーガスであることを特徴とするナトリウ
ム−硫黄電池である。
【0022】第16発明は、第1発明から第5発明のい
ずれかにおいて、前記活物質の接触を防止する手段は、
前記活物質に対して前記容器フランジの外側に設けられ
て前記活物質のミストが結露するのを防止する保温手段
であることを特徴とするナトリウム−硫黄電池である。
ずれかにおいて、前記活物質の接触を防止する手段は、
前記活物質に対して前記容器フランジの外側に設けられ
て前記活物質のミストが結露するのを防止する保温手段
であることを特徴とするナトリウム−硫黄電池である。
【0023】第17発明は、第1発明から第16発明の
いずれかにおいて、前記容器フランジと中間材がアルミ
ニウム又はアルミニウム合金にて一体成形されたもので
あることを特徴とするナトリウム−硫黄電池である。
いずれかにおいて、前記容器フランジと中間材がアルミ
ニウム又はアルミニウム合金にて一体成形されたもので
あることを特徴とするナトリウム−硫黄電池である。
【0024】
【作用】第1発明〜第6発明によれば、絶縁リングと中
間材の熱圧接部接合界面に負極活物質液及び/又は正極
活物質液及びその蒸気が直接接触することを防止し、前
記活物質による前記接合部の腐食を防ぐことができ、接
合界面の強度信頼性を向上せしめる。
間材の熱圧接部接合界面に負極活物質液及び/又は正極
活物質液及びその蒸気が直接接触することを防止し、前
記活物質による前記接合部の腐食を防ぐことができ、接
合界面の強度信頼性を向上せしめる。
【0025】第7発明によれば、コーティング層により
容易に前記活物質の接合部への接触を防止することがで
きる。このコーティング層はその形成が容易であるた
め、絶縁リングと中間材との接合部だけでなく、前記容
器フランジと中間材との接合部の腐食の容易に解消でき
る。
容易に前記活物質の接合部への接触を防止することがで
きる。このコーティング層はその形成が容易であるた
め、絶縁リングと中間材との接合部だけでなく、前記容
器フランジと中間材との接合部の腐食の容易に解消でき
る。
【0026】第8発明によれば、粘性体を用いているた
め、設計精度はそれほど厳しくならないし製造も簡単で
ある。第8発明は固体電解質管の上面を通常より高く形
成して前記粘性体による密閉構造を構成したが、第9発
明のように補助的に筒体を電極容器に設けても同様の密
閉構造を作ることができる。
め、設計精度はそれほど厳しくならないし製造も簡単で
ある。第8発明は固体電解質管の上面を通常より高く形
成して前記粘性体による密閉構造を構成したが、第9発
明のように補助的に筒体を電極容器に設けても同様の密
閉構造を作ることができる。
【0027】第10発明によれば、自在に変形可能なガ
ードを設けたので、全体的な経時的変位があって追従し
て前記活物質の接合部への接触を確実に防止できる。
ードを設けたので、全体的な経時的変位があって追従し
て前記活物質の接合部への接触を確実に防止できる。
【0028】第11発明によれば、ミストトラップによ
り前記接合部へのミストの付着を防止することができ
る。
り前記接合部へのミストの付着を防止することができ
る。
【0029】第12発明によれば、結露生成器により前
記ミストが前記接合部で結露する前に結露除去できると
共に、絶縁リングや固体電解質管等に加工を加える必要
がない。
記ミストが前記接合部で結露する前に結露除去できると
共に、絶縁リングや固体電解質管等に加工を加える必要
がない。
【0030】第13発明によれば、浮遊体を置くだけで
よいため、更に簡単に接合部の腐食を防止することがで
きる。
よいため、更に簡単に接合部の腐食を防止することがで
きる。
【0031】第14発明によれば、保温手段が接合部に
おける前記ミストの結露を妨げるので、同様に接合部の
腐食を防止できる。
おける前記ミストの結露を妨げるので、同様に接合部の
腐食を防止できる。
【0032】第15発明によれば、正極活物質又は及び
負極活物質のカバーガス圧が飽和蒸気圧よりも高圧にな
るため、接合部にミストが結露するのを防止でき、前記
接合界面の腐食も防止でき、強度信頼性を向上せしめ
る。
負極活物質のカバーガス圧が飽和蒸気圧よりも高圧にな
るため、接合部にミストが結露するのを防止でき、前記
接合界面の腐食も防止でき、強度信頼性を向上せしめ
る。
【0033】第16発明によれば、外部からの間接加熱
によるミスト結露防止であり、内部には加工が不要であ
るため、製造面で有利である。
によるミスト結露防止であり、内部には加工が不要であ
るため、製造面で有利である。
【0034】第17発明によれば、腐食の対策を取るべ
き接合部の数が1つ減少する。
き接合部の数が1つ減少する。
【0035】
【実施例】本発明のナトリウム−硫黄電池の一実施例を
図1及び図2に示す。ナトリウム伝導性のβ″−アルミ
ナ製の固体電解質管5の上部に、固体電解質管5と線膨
張係数のあまり違わないα−アルミナ製の絶縁リング1
がガラス半田接合されている。この絶縁リング1に鋼製
の負極容器フランジ3及び正極容器フランジ10がアル
ミニウム製のリング状中間材2を介して高温で熱圧接さ
れている。β″−アルミナ製の固体電触質管5の内側に
はナトリウムの負極活物質7が、外側にはモールドに含
浸された正極活物質6の硫黄が納められている。本実施
例では図1に示すように、α−アルミナ製の絶縁リング
1とアルミニウム製の中間材2の接合部内側界面に、ナ
トリウムの負極活物質7が接触するのを防止するため、
セラミックス溶射やセラミックス接着材、ガラス樹脂等
で耐Na性のコーティング層12が設けられている。該
コーティング層12は前記絶縁リング1と中間材2との
接触面である接合部界面がナトリウムによって腐食され
るのを防止する機能をなすものであるため、前記接合部
界面の強度信頼性を向上する。図13及び図14に示し
た如く、同様に外側に対してコーティング層12を実施
した場合には正極活物質6の硫黄による腐食防止効果が
実現できる。
図1及び図2に示す。ナトリウム伝導性のβ″−アルミ
ナ製の固体電解質管5の上部に、固体電解質管5と線膨
張係数のあまり違わないα−アルミナ製の絶縁リング1
がガラス半田接合されている。この絶縁リング1に鋼製
の負極容器フランジ3及び正極容器フランジ10がアル
ミニウム製のリング状中間材2を介して高温で熱圧接さ
れている。β″−アルミナ製の固体電触質管5の内側に
はナトリウムの負極活物質7が、外側にはモールドに含
浸された正極活物質6の硫黄が納められている。本実施
例では図1に示すように、α−アルミナ製の絶縁リング
1とアルミニウム製の中間材2の接合部内側界面に、ナ
トリウムの負極活物質7が接触するのを防止するため、
セラミックス溶射やセラミックス接着材、ガラス樹脂等
で耐Na性のコーティング層12が設けられている。該
コーティング層12は前記絶縁リング1と中間材2との
接触面である接合部界面がナトリウムによって腐食され
るのを防止する機能をなすものであるため、前記接合部
界面の強度信頼性を向上する。図13及び図14に示し
た如く、同様に外側に対してコーティング層12を実施
した場合には正極活物質6の硫黄による腐食防止効果が
実現できる。
【0036】図3は本願他の実施例である。固体電解質
管5の上部を延長した該管5の上部と負極容器4の内面
との間に、熱変形を許容する粘性体14を設け、熱圧接
部の接合部を負極活物質7の液及びミストより保護する
ための密封構造としたものである。この粘性体14の密
封構造により経時的変位等に容易に追従して前記接合部
の腐食が防止される。
管5の上部を延長した該管5の上部と負極容器4の内面
との間に、熱変形を許容する粘性体14を設け、熱圧接
部の接合部を負極活物質7の液及びミストより保護する
ための密封構造としたものである。この粘性体14の密
封構造により経時的変位等に容易に追従して前記接合部
の腐食が防止される。
【0037】図4は図3の変形例と言えるもので、負極
容器4に接合された筒体30の下端面と固体電解質管5
の上面との間に変形を許容する粘性体14が設けられた
密封構造であり、同様の作用効果が得られる。
容器4に接合された筒体30の下端面と固体電解質管5
の上面との間に変形を許容する粘性体14が設けられた
密封構造であり、同様の作用効果が得られる。
【0038】図5は本願他の実施例を示す。負極容器4
の内側に、絶縁リング1と接触し、しかも軸方向への接
触スライドが可能な断面略S字状のガード13を設置し
た構造を有するものであり、前記接合部への負極活物質
7のナトリウム液及びミストが侵入することを防止し、
ナトリウム腐食を防止する効果を有する。また前記コー
ティング層の場合はコーティング材そのものの経年劣化
特性を考慮して設置する必要があるが、この構造ではそ
れを考慮する必要がない。
の内側に、絶縁リング1と接触し、しかも軸方向への接
触スライドが可能な断面略S字状のガード13を設置し
た構造を有するものであり、前記接合部への負極活物質
7のナトリウム液及びミストが侵入することを防止し、
ナトリウム腐食を防止する効果を有する。また前記コー
ティング層の場合はコーティング材そのものの経年劣化
特性を考慮して設置する必要があるが、この構造ではそ
れを考慮する必要がない。
【0039】図6は図5の変形例であり、ガード13の
形状前記S字状に代えてJ字状にし、先端の自由端を固
体電解質管5の上面に弾性的に当接させたものである。
作用効果は基本的に図5のものと同様である。
形状前記S字状に代えてJ字状にし、先端の自由端を固
体電解質管5の上面に弾性的に当接させたものである。
作用効果は基本的に図5のものと同様である。
【0040】図7は本願他の発明の実施例を示す。α−
アルミナより成る絶縁リング1とアルミニウムより成る
中間材2のとの接合部が、負極活物質7のナトリウムと
接触するのを防止する手段として多孔体の低温ミストト
ラップ16を設置した構造を有するものである。この多
孔体のミストトラップ16は炭素繊維、ポーラスなアル
ミニウム材、ステンレス鋼ウィック材、ステンレス鋼メ
ッシュ材やセラミックス等から成り、前記接合部へのミ
ストの付着を防止することができる。
アルミナより成る絶縁リング1とアルミニウムより成る
中間材2のとの接合部が、負極活物質7のナトリウムと
接触するのを防止する手段として多孔体の低温ミストト
ラップ16を設置した構造を有するものである。この多
孔体のミストトラップ16は炭素繊維、ポーラスなアル
ミニウム材、ステンレス鋼ウィック材、ステンレス鋼メ
ッシュ材やセラミックス等から成り、前記接合部へのミ
ストの付着を防止することができる。
【0041】また図8は、Ar等の負極カバーガス20
の中にこのカバーガス20より低温の結露生成器18を
設置し、負極活物質7のナトリウム蒸気が常に結露生成
器18でのみ結露するよう制御する構造を有するもので
ある。21は冷却流体、7’は結露した負極活物質を示
す。これにより、前記接合部での結露発生を防止し負極
活物質7によるナトリウム腐食を防ぐ効果がある。また
この発明は非接触構造であり、熱圧接部近傍に溶接等の
施工を行う必要がないため、接合部界面の残留応力が結
露生成器18の設置によって影響を受けない。
の中にこのカバーガス20より低温の結露生成器18を
設置し、負極活物質7のナトリウム蒸気が常に結露生成
器18でのみ結露するよう制御する構造を有するもので
ある。21は冷却流体、7’は結露した負極活物質を示
す。これにより、前記接合部での結露発生を防止し負極
活物質7によるナトリウム腐食を防ぐ効果がある。また
この発明は非接触構造であり、熱圧接部近傍に溶接等の
施工を行う必要がないため、接合部界面の残留応力が結
露生成器18の設置によって影響を受けない。
【0042】図9は本願他の発明の実施例を示す。負極
活物質7のナトリウム液面にナトリウム蒸気の発生を防
止するための浮遊体15を設置した構造を有するもので
あり、蒸気発生防止により、前記接合界面の腐食を防止
する効果がある。
活物質7のナトリウム液面にナトリウム蒸気の発生を防
止するための浮遊体15を設置した構造を有するもので
あり、蒸気発生防止により、前記接合界面の腐食を防止
する効果がある。
【0043】図10は本願他の発明の実施例を示す。α
−アルミナより成る絶縁リング1とアルミニウムより成
る中間材2の接合部に負極活物質7のミストが結露する
ことを防ぐため、接合部の温度をカバーガス20より高
温とする保温手段としてシースヒーター17を有する構
造である。保温手段17が接合部における前記ミストの
結露を妨げるので、同様に接合部の腐食を防止できる。
−アルミナより成る絶縁リング1とアルミニウムより成
る中間材2の接合部に負極活物質7のミストが結露する
ことを防ぐため、接合部の温度をカバーガス20より高
温とする保温手段としてシースヒーター17を有する構
造である。保温手段17が接合部における前記ミストの
結露を妨げるので、同様に接合部の腐食を防止できる。
【0044】また図11は前記接合部を直接加熱するの
ではなく容器フランジ3の外側より全体を加熱する構造
の実施例を示す。いずれにおいても、ミストの結露を防
ぐことができ、前記接合部の腐食防止効果を有する。ま
た外側設置構造となるため、取付けが簡便に行える。
ではなく容器フランジ3の外側より全体を加熱する構造
の実施例を示す。いずれにおいても、ミストの結露を防
ぐことができ、前記接合部の腐食防止効果を有する。ま
た外側設置構造となるため、取付けが簡便に行える。
【0045】また図12は前記各実施例において、前記
容器フランジ3と中間材2がアルミニウム又はアルミニ
ウム合金にて一体成形されたものである。この場合、腐
食の恐れがある接合界面が1つ少なくなる。
容器フランジ3と中間材2がアルミニウム又はアルミニ
ウム合金にて一体成形されたものである。この場合、腐
食の恐れがある接合界面が1つ少なくなる。
【0046】図13は前記正極容器フランジ10側の中
間材2と絶縁リング1との接合部に正極活物質の接触を
防止する手段12が設けられたものであり、基本的に前
記負極容器フランジ3の部分に設けられたものと同様の
作用効果が得られる。
間材2と絶縁リング1との接合部に正極活物質の接触を
防止する手段12が設けられたものであり、基本的に前
記負極容器フランジ3の部分に設けられたものと同様の
作用効果が得られる。
【0047】図14は図13の実施例において、前記容
器フランジ10と中間材2がアルミニウム又はアルミニ
ウム合金にて一体成形されたものである。この場合、腐
食の恐れがある接合界面が1つ少なくなる。
器フランジ10と中間材2がアルミニウム又はアルミニ
ウム合金にて一体成形されたものである。この場合、腐
食の恐れがある接合界面が1つ少なくなる。
【0048】
【発明の効果】本発明によれば、絶縁リングと中間材の
接合部界面に負極活物質及び/又は正極活物質が接触す
ることを防止でき、活物質による接合部の腐食防止が可
能となり、ナトリウム−硫黄電池の強度信頼性を向上で
きる効果がある。
接合部界面に負極活物質及び/又は正極活物質が接触す
ることを防止でき、活物質による接合部の腐食防止が可
能となり、ナトリウム−硫黄電池の強度信頼性を向上で
きる効果がある。
【0049】また構造的に完全に接合部を活物質から隔
離する構造にすれば、ナトリウム−硫黄電池を転到した
場合でも、直接接合部と活物質が接触することがなく、
腐食防止できる効果がある。
離する構造にすれば、ナトリウム−硫黄電池を転到した
場合でも、直接接合部と活物質が接触することがなく、
腐食防止できる効果がある。
【0050】また、構造的な活物質隔離機能を有するこ
とはないが、負極活物質及び/又は正極活物質のミスト
による結露液が前記接合部に接触するのを防止する構造
にすれば、活物質による接合部の腐食ができる効果があ
る。
とはないが、負極活物質及び/又は正極活物質のミスト
による結露液が前記接合部に接触するのを防止する構造
にすれば、活物質による接合部の腐食ができる効果があ
る。
【図1】本発明に係り、活物質をコーティング材で接合
部より隔離する場合の実施例を示す拡大断面図である。
部より隔離する場合の実施例を示す拡大断面図である。
【図2】本発明の対象となるナトリウム−硫黄電池の全
体構造を示す概要図である。
体構造を示す概要図である。
【図3】本発明に係り、活物質を変形を許容する粘性体
で密封し接合部より隔離する場合の実施例を示す拡大断
面図である。
で密封し接合部より隔離する場合の実施例を示す拡大断
面図である。
【図4】本発明に係り、図3の変形例となる実施例を示
す拡大断面図である。
す拡大断面図である。
【図5】本発明に係り、活物質を熱収縮及び熱膨張に対
する変形が可能なガードにより接合部より隔離する場合
の実施例を示す拡大断面図である。
する変形が可能なガードにより接合部より隔離する場合
の実施例を示す拡大断面図である。
【図6】本発明に係り、図5変形例となる実施例を示す
拡大断面図である。
拡大断面図である。
【図7】本発明に係り、多孔体の低温ミストトラップに
より接合部への活物質のミスト侵入を防止する場合の実
施例の拡大断面図である。
より接合部への活物質のミスト侵入を防止する場合の実
施例の拡大断面図である。
【図8】本発明に係り、結露生成器により接合部に活物
質ミストが結露するのを防止する場合の実施例を示す拡
大断面図である。
質ミストが結露するのを防止する場合の実施例を示す拡
大断面図である。
【図9】本発明に係り、活物質液面上にミスト発生防止
用の浮遊体を設置する場合の実施例を示す拡大断面図で
ある。
用の浮遊体を設置する場合の実施例を示す拡大断面図で
ある。
【図10】本発明に係り、活物質のミストが接合部で結
露するのを防止する保温手段を有する場合の実施例を示
す拡大断面図である。
露するのを防止する保温手段を有する場合の実施例を示
す拡大断面図である。
【図11】本発明に係り、活物質のミストが接合部で結
露するのを防止する保温機能を外部に有する場合の実施
例を示す拡大断面図である。
露するのを防止する保温機能を外部に有する場合の実施
例を示す拡大断面図である。
【図12】本発明に係り、容器フランジと中間材がアル
ミニウムで一体成形された実施例を示す拡大断面図であ
る。
ミニウムで一体成形された実施例を示す拡大断面図であ
る。
【図13】本発明に係り、正極容器フランジの中間材と
絶縁リン1との接合部に正極活物質の接触を防止する手
段が設けられた実施例を示す拡大断面図である。
絶縁リン1との接合部に正極活物質の接触を防止する手
段が設けられた実施例を示す拡大断面図である。
【図14】本発明に係り、図13において容器フランジ
と中間材がアルミニウムで一体成形された実施例を示す
拡大断面図である。
と中間材がアルミニウムで一体成形された実施例を示す
拡大断面図である。
【符号の説明】 1 絶縁リング 2 中間リング 3 負極容器フランジ 4 負極容器 5 固体電解質管 6 正極活物質 7 負極活物質 8 安全管 9 負極端子 10 正極容器フランジ 11 正極容器 12 コーティング層 13 ガード 14 粘性体 15 浮遊体 16 多孔体 17 保温機器 18 結露生成器 19 保温材 20 カバーガス 21 冷却流体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 綿引 直久 茨城県日立市大みか町七丁目2番1号 株 式会社日立製作所エネルギー研究所内 (72)発明者 波東 久光 茨城県日立市幸町三丁目1番1号 株式会 社日立製作所日立工場内
Claims (17)
- 【請求項1】 内側にナトリウムから成る負極が存在し
外側に硫黄から成る正極が存在し且つナトリウム伝導性
の固体電解質管と、前記固体電解質管の上部に接合され
た絶縁リングと、この絶縁リングに中間材を介して接合
された正極容器フランジ及び負極容器フランジと、前記
負極容器フランジ側の中間材と絶縁リングとの接合部に
負極活物質の接触を防止する手段が設けられたことを特
徴とするナトリウム−硫黄電池。 - 【請求項2】 内側にナトリウムから成る負極が存在し
外側に硫黄から成る正極が存在し且つナトリウム伝導性
の固体電解質管と、前記固体電解質管の上部に接合され
た絶縁リングと、この絶縁リングに中間材を介して接合
された正極容器フランジ及び負極容器フランジと、前記
正極容器フランジ側の中間材と絶縁リングとの接合部に
正極活物質の接触を防止する手段が設けられたことを特
徴とするナトリウム−硫黄電池。 - 【請求項3】 内側にナトリウムから成る負極が存在し
外側に硫黄から成る正極が存在しつナトリウム伝導性の
固体電解質管と、前記固体電解質管の上部に接合された
絶縁リングと、この絶縁リングに中間材を介して接合さ
れた負極容器フランジ及び正極容器フランジと、前記負
極容器フランジ及び正極容器フランジ側の中間材と絶縁
リングとの接合部に負極活物質及び正極活物質の接触を
防止する手段が設けられたことを特徴とするナトリウム
−硫黄電池。 - 【請求項4】 請求項1から3のいずれかにおいて、前
記中間材の各負極容器フランジ及び正極容器フランジと
の接合部も、前記負極容器フランジ及び正極容器フラン
ジ側の中間材と絶縁リングとの接合部に負極活物質及び
正極活物質の接触を防止する手段を設けたことを特徴と
するナトリウム−硫黄電池。 - 【請求項5】 請求項1から4のいずれかにおいて、絶
縁リング材はα−アルミナより成り、中間材はアルミニ
ウム又はアルミニウム合金より成ることを特徴とするナ
トリウム−硫黄電池。 - 【請求項6】 請求項1から5のいずれかにおいて、前
記活物質の接触を防止する手段は、負極活物質液、正極
活物質液及びその蒸気から接合部を隔離する手段である
ことを特徴とするナトリウム−硫黄電池。 - 【請求項7】 請求項6において、前記隔離する手段
は、セラミックス、セラミックス又はガラス樹脂より成
リ前記接合部を覆うコーティング層であることを特徴と
するナトリウム−硫黄電池。 - 【請求項8】 請求項6において、前記隔離する手段
は、絶縁リングより上方に突出形成された固体電解質管
の上面と負極容器との間に変形を許容する粘性体が設け
られた密封構造であることを特徴とするナトリウム−硫
黄電池。 - 【請求項9】 請求項6において、前記隔離する手段
は、負極容器に接合された筒体の下端面と固体電解質管
の上面との間に変形を許容する粘性体が設けられた密封
構造であることを特徴とするナトリウム−硫黄電池。 - 【請求項10】 請求項6において、前記隔離する手段
は、前記電極容器に接合され熱収縮及び熱膨張に対する
変形が可能なガードであることを特徴とするナトリウム
−硫黄電池。 - 【請求項11】 請求項1から5のいずれかにおいて、
前記活物質の接触を防止する手段は、低温のミストトラ
ップであることを特徴とするナトリウム−硫黄電池。 - 【請求項12】 請求項1から5のいずれかにおいて、
前記活物質の接触を防止する手段は、中間材の近傍に設
けられて前記活物質の蒸気を結露させ前記接合部での結
露を防止する結露生成器であることを特徴とするナトリ
ウム−硫黄電池。 - 【請求項13】 請求項1から5のいずれかにおいて、
前記活物質の接触を防止する手段は、前記活物質の上面
部に設けられ、そのミスト蒸発を防止する浮遊体である
ことを特徴とするナトリウム−硫黄電池。 - 【請求項14】 請求項1から5のいずれかにおいて、
前記活物質の接触を防止する手段は、中間材の近傍に設
けられて前記活物質のミストが結露するのを防止する保
温手段であることを特徴とするナトリウム−硫黄電池。 - 【請求項15】 請求項1から5のいずれかにおいて、
前記活物質の接触を防止する手段は、前記活物質の上部
に封入されその活物質の飽和蒸気圧よりも高圧のカバー
ガスであることを特徴とするナトリウム−硫黄電池。 - 【請求項16】 請求項1から5のいずれかにおいて、
前記活物質の接触を防止する手段は、前記活物質に対し
て前記容器フランジの外側に設けられて前記活物質のミ
ストが結露するのを防止する保温手段であることを特徴
とするナトリウム−硫黄電池。 - 【請求項17】 請求項1から16のいずれかにおい
て、前記容器フランジと中間材がアルミニウム又はアル
ミニウム合金にて一体成形されたものであることを特徴
とするナトリウム−硫黄電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6178240A JPH0845543A (ja) | 1994-07-29 | 1994-07-29 | ナトリウム−硫黄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6178240A JPH0845543A (ja) | 1994-07-29 | 1994-07-29 | ナトリウム−硫黄電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0845543A true JPH0845543A (ja) | 1996-02-16 |
Family
ID=16045051
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6178240A Pending JPH0845543A (ja) | 1994-07-29 | 1994-07-29 | ナトリウム−硫黄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0845543A (ja) |
-
1994
- 1994-07-29 JP JP6178240A patent/JPH0845543A/ja active Pending
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