JPH09190837A - ナトリウム−硫黄電池 - Google Patents
ナトリウム−硫黄電池Info
- Publication number
- JPH09190837A JPH09190837A JP8000482A JP48296A JPH09190837A JP H09190837 A JPH09190837 A JP H09190837A JP 8000482 A JP8000482 A JP 8000482A JP 48296 A JP48296 A JP 48296A JP H09190837 A JPH09190837 A JP H09190837A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sodium
- negative electrode
- insulating material
- sulfur battery
- interface
- 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.)
- Pending
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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
- Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】ナトリウム−硫黄電池の強度信頼性を増すに
は、熱圧接部界面の強度を向上することが効果的であ
る。特に、負極活物質のナトリウムによる界面腐食に対
する強度を向上するため、負極熱圧接部の絶縁材と金属
との界面の距離を長くし、応力の作用方向を変え小さく
することの相乗作用により、ナトリウム腐食寿命を向上
させる。 【解決手段】ナトリウムから成る負極と、硫黄から成る
正極間に固体電解質及び絶縁材を介材させ、金属の負極
容器フランジと絶縁材を中間材を介して熱圧接する構造
のナトリウム硫黄電池において、前記熱圧接部の絶縁材
と、中間材の接合界面に一ケ以上の凹面又は及び凸面を
設けたことを特徴とするナトリウム−硫黄電池。
は、熱圧接部界面の強度を向上することが効果的であ
る。特に、負極活物質のナトリウムによる界面腐食に対
する強度を向上するため、負極熱圧接部の絶縁材と金属
との界面の距離を長くし、応力の作用方向を変え小さく
することの相乗作用により、ナトリウム腐食寿命を向上
させる。 【解決手段】ナトリウムから成る負極と、硫黄から成る
正極間に固体電解質及び絶縁材を介材させ、金属の負極
容器フランジと絶縁材を中間材を介して熱圧接する構造
のナトリウム硫黄電池において、前記熱圧接部の絶縁材
と、中間材の接合界面に一ケ以上の凹面又は及び凸面を
設けたことを特徴とするナトリウム−硫黄電池。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はナトリウム−硫黄電
池の絶縁リングと金属の接合部における構造に係り、特
に接合部の負極活物質の腐食に対する寿命を向上するに
好適な構造のナトリウム−硫黄電池に関する。
池の絶縁リングと金属の接合部における構造に係り、特
に接合部の負極活物質の腐食に対する寿命を向上するに
好適な構造のナトリウム−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2−121272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2−121272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】従来は上記のように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、液面移動に対する工夫がなされている。しかし、接
合部の接合経路を変えることによる接合長さの増加及び
応力方向を変ることによる負極活物質に対する腐食寿命
を向上するための考慮がなされていなかった。
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、液面移動に対する工夫がなされている。しかし、接
合部の接合経路を変えることによる接合長さの増加及び
応力方向を変ることによる負極活物質に対する腐食寿命
を向上するための考慮がなされていなかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ナトリウム−硫黄電池
の強度信頼性を増すには、熱圧接部界面の強度を向上す
ることが効果的である。特に、負極活物質のナトリウム
による界面腐食に対する強度を向上するため、負極熱圧
接部の絶縁材と金属との界面の距離を長くし、応力の作
用方向を変え小さくすることの相乗作用により、ナトリ
ウム腐食寿命を向上させる。
の強度信頼性を増すには、熱圧接部界面の強度を向上す
ることが効果的である。特に、負極活物質のナトリウム
による界面腐食に対する強度を向上するため、負極熱圧
接部の絶縁材と金属との界面の距離を長くし、応力の作
用方向を変え小さくすることの相乗作用により、ナトリ
ウム腐食寿命を向上させる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成する第一
の発明は負極容器フランジと絶縁材の熱圧接部で、絶縁
材側に一ケ以上の凹面又は及び凸面を設け腐食対象の界
面長さを大きくし、また応力の作用方向を変えかつ小さ
くすることを特徴とする。
の発明は負極容器フランジと絶縁材の熱圧接部で、絶縁
材側に一ケ以上の凹面又は及び凸面を設け腐食対象の界
面長さを大きくし、また応力の作用方向を変えかつ小さ
くすることを特徴とする。
【０００６】また第二の発明は第一発明の絶縁リングは
α−アルミナより成り、中間材はアルミニウム合金より
成ることを特徴とする。
α−アルミナより成り、中間材はアルミニウム合金より
成ることを特徴とする。
【０００７】また第三発明は、第一発明において負極容
器フランジがアルミニウム又はアルミニウム合金から成
ることを特徴とする。
器フランジがアルミニウム又はアルミニウム合金から成
ることを特徴とする。
【０００８】図２は負極容器フランジ２と絶縁材１の間
に中間材３を介して熱圧接接合する構造で、絶縁材１側
に凹部１２を設置した場合を示す。中間材３と絶縁材１
の界面が負極活物質１１のナトリウムにより腐食が発生
する対象界面である。腐食対象界面の距離が長くなりそ
の分腐食寿命も向上することが可能である。また、界面
の内側端部より発生した腐食き裂は、凹部まで進んだ場
合、絶縁材１の内部方向に径路を変えるため、き裂開口
が抑制され応力の方向を変え、大きさも小さくなるた
め、腐食速度を小さくし、腐食寿命を向上させる。ま
た、図６は、絶縁材１側に凸部１３を設置した場合を示
す。作用効果は図２の凹部１２を設置した場合と全く同
じであり、ナトリウム腐食寿命を向上せしめる。
に中間材３を介して熱圧接接合する構造で、絶縁材１側
に凹部１２を設置した場合を示す。中間材３と絶縁材１
の界面が負極活物質１１のナトリウムにより腐食が発生
する対象界面である。腐食対象界面の距離が長くなりそ
の分腐食寿命も向上することが可能である。また、界面
の内側端部より発生した腐食き裂は、凹部まで進んだ場
合、絶縁材１の内部方向に径路を変えるため、き裂開口
が抑制され応力の方向を変え、大きさも小さくなるた
め、腐食速度を小さくし、腐食寿命を向上させる。ま
た、図６は、絶縁材１側に凸部１３を設置した場合を示
す。作用効果は図２の凹部１２を設置した場合と全く同
じであり、ナトリウム腐食寿命を向上せしめる。
【０００９】
【発明の実施の形態】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。ナトリウム導電性の
β″−アルミナ製の固体電解質管７の上部に、固体電解
質管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。絶縁リング１
に鋼製の負極容器フランジ２及び正極容器フランジ５が
アルミニウム製のリング状中間材３を介して高温で熱圧
接接合される。β″−アルミナ製の固体電解質管７の内
側にはナトリウムの負極活物質１１が、外側にはモール
ドに含浸された正極活物質９の硫黄が納められている。
本実施例では図２に示すように負極側熱圧接部の絶縁リ
ング１に凹部を設置し、ナトリウム腐食対象界面の距離
を長くすると共に、応力の方向を変え、しかも発生応力
を小さくし、ナトリウム腐食寿命を向上する効果が実現
できる。
一実施例を図１及び図２に示す。ナトリウム導電性の
β″−アルミナ製の固体電解質管７の上部に、固体電解
質管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。絶縁リング１
に鋼製の負極容器フランジ２及び正極容器フランジ５が
アルミニウム製のリング状中間材３を介して高温で熱圧
接接合される。β″−アルミナ製の固体電解質管７の内
側にはナトリウムの負極活物質１１が、外側にはモール
ドに含浸された正極活物質９の硫黄が納められている。
本実施例では図２に示すように負極側熱圧接部の絶縁リ
ング１に凹部を設置し、ナトリウム腐食対象界面の距離
を長くすると共に、応力の方向を変え、しかも発生応力
を小さくし、ナトリウム腐食寿命を向上する効果が実現
できる。
【００１０】図３は図２の変形例であり、中間材を二つ
のリング材３と小リング材１４に分割して熱圧接接合す
る場合を示す。作用効果は図２の場合と同様である。
のリング材３と小リング材１４に分割して熱圧接接合す
る場合を示す。作用効果は図２の場合と同様である。
【００１１】図４は図２の変形例であり、中間材３にα
アルミナの凹部に対応する突起部１６を設置した場合
で、作用効果は図２の場合と同様である。
アルミナの凹部に対応する突起部１６を設置した場合
で、作用効果は図２の場合と同様である。
【００１２】図５は図２の変形例であり、負極容器フラ
ンジ２を中間材３と同じアルミニウム又はアルミニウム
合金で一体成形する場合を示す。得られる作用及び効果
は図２の場合と同様である。
ンジ２を中間材３と同じアルミニウム又はアルミニウム
合金で一体成形する場合を示す。得られる作用及び効果
は図２の場合と同様である。
【００１３】図６は負極熱圧接部のαアルミナ絶縁リン
グ１に凸部１３を設置した場合を示す。ナトリウム腐食
対象界面の距離を長くすると共に、応力の方向を変え、
しかも発生応力を小さくし、ナトリウム腐食寿命を向上
する効果が実現できる。
グ１に凸部１３を設置した場合を示す。ナトリウム腐食
対象界面の距離を長くすると共に、応力の方向を変え、
しかも発生応力を小さくし、ナトリウム腐食寿命を向上
する効果が実現できる。
【００１４】図７は図６の変形例であり中間材を三つの
リング材３，１４，１５に分割して熱圧接接合する場合
を示す。
リング材３，１４，１５に分割して熱圧接接合する場合
を示す。
【００１５】図８は図６の変形例であり、中間材３にα
アルミナの凸部に対応する凹面を設置した場合で、作用
効果は図６の場合と同様である。
アルミナの凸部に対応する凹面を設置した場合で、作用
効果は図６の場合と同様である。
【００１６】図９は図６の変形例であり、負極容器フラ
ンジ２を中間材３と同じアルミニウム又はアルミニウム
合金で一体成形する場合を示す。得られる作用及び効果
は図６の場合と同様である。
ンジ２を中間材３と同じアルミニウム又はアルミニウム
合金で一体成形する場合を示す。得られる作用及び効果
は図６の場合と同様である。
【００１７】
【発明の効果】本発明によれば、負極熱圧接部の絶縁材
と金属の接合部界面の距離を長くすることができ、さら
に応力の方向を変え、しかも応力を小さくすることがで
きるため、ナトリウム腐食寿命を向上し、ナトリウム−
硫黄電池の強度信頼性を向上できる。
と金属の接合部界面の距離を長くすることができ、さら
に応力の方向を変え、しかも応力を小さくすることがで
きるため、ナトリウム腐食寿命を向上し、ナトリウム−
硫黄電池の強度信頼性を向上できる。
【図１】本発明のナトリウム−硫黄電池の断面図。
【図２】本発明の一実施例で絶縁材に凹部を設置した場
合の説明図。
合の説明図。
【図３】図２の応用変形例の説明図。
【図４】図２の応用変形例の説明図。
【図５】図２の応用変形例の説明図。
【図６】本発明の一実施例で絶縁材に凸部を設置した場
合の説明図。
合の説明図。
【図７】図６の応用・変形例の説明図。
【図８】図６の応用・変形例の説明図。
【図９】図６の応用・変形例の説明図。
１…絶縁材、２…負極容器フランジ、３…中間材、４…
負極容器、５…正極容器フランジ、６…正極容器、７…
固体電解質管、８…安全管、９…正極活物質、１０…負
極端子、１１…負極活物質、１２…絶縁材凹部、１３…
絶縁材凸部、１４，１５…中間材小リング、１６…中間
材突起部。
負極容器、５…正極容器フランジ、６…正極容器、７…
固体電解質管、８…安全管、９…正極活物質、１０…負
極端子、１１…負極活物質、１２…絶縁材凹部、１３…
絶縁材凸部、１４，１５…中間材小リング、１６…中間
材突起部。
Claims (3)
- 【請求項１】ナトリウムから成る負極と、硫黄から成る
正極間に固体電解質及び絶縁材を介材させ、金属の負極
容器フランジと絶縁材を中間材を介して熱圧接する構造
のナトリウム硫黄電池において、前記熱圧接部の絶縁材
と、中間材の接合界面に一ケ以上の凹面又は及び凸面を
設けたことを特徴とするナトリウム−硫黄電池。 - 【請求項２】請求項１において、前記絶縁材がα−アル
ミナで、前記中間材がアルミニウム又はアルミニウム合
金からなるナトリウム−硫黄電池。 - 【請求項３】請求項１において、前記負極容器フランジ
がアルミニウム又はアルミニウム合金からなるナトリウ
ム−硫黄電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8000482A JPH09190837A (ja) | 1996-01-08 | 1996-01-08 | ナトリウム−硫黄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8000482A JPH09190837A (ja) | 1996-01-08 | 1996-01-08 | ナトリウム−硫黄電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09190837A true JPH09190837A (ja) | 1997-07-22 |
Family
ID=11475005
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8000482A Pending JPH09190837A (ja) | 1996-01-08 | 1996-01-08 | ナトリウム−硫黄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09190837A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999016143A1 (fr) * | 1997-09-19 | 1999-04-01 | Hitachi, Ltd. | Accumulateur sodium-soufre |
-
1996
- 1996-01-08 JP JP8000482A patent/JPH09190837A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999016143A1 (fr) * | 1997-09-19 | 1999-04-01 | Hitachi, Ltd. | Accumulateur sodium-soufre |
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