JPS6217964A - 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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- JPS6217964A JPS6217964A JP60157582A JP15758285A JPS6217964A JP S6217964 A JPS6217964 A JP S6217964A JP 60157582 A JP60157582 A JP 60157582A JP 15758285 A JP15758285 A JP 15758285A JP S6217964 A JPS6217964 A JP S6217964A
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Classifications
-
- 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
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
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- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/64—Carriers or collectors
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- 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
- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- General Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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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−硫黄電池に関するもので、さらに
詳しく言えばその陰極室の構成に関するものである。
詳しく言えばその陰極室の構成に関するものである。
従来技術とその問題点
ナトリウム−硫黄電池は、空気、水分等の影響を受けな
いように完全密閉された電槽内に、陰極活物質としての
溶融ナトリウムが充填された陰極室と陰極活特質として
の溶融硫黄が充填された陰極室とが設けられ、r−アル
ミナの如き固体電解質管により互いに分離されてなる高
温形二次電池である。
いように完全密閉された電槽内に、陰極活物質としての
溶融ナトリウムが充填された陰極室と陰極活特質として
の溶融硫黄が充填された陰極室とが設けられ、r−アル
ミナの如き固体電解質管により互いに分離されてなる高
温形二次電池である。
上記の如きナトリウム−硫黄電池の従来例を第3図によ
り説明する。第3図において1はr−アルミナの如きナ
トリウムイオン伝導性の固体電解質管で一上端にa−ア
ルミナリング2がガラス牛用接合されている。さらに該
α−アルミナリング2の上面には、陰極補助蓋3′がア
ルミニウム層を介して熱圧接合される一方−前記固体電
解質管1内には、金属繊維7が充填されるとともに陰極
蓋3が溶接された陰極集電端子管8が挿入され、前記陰
極補助蓋3′と陰極ti3とが溶接されて@極室が構成
される。陰極活物質としての溶融ナトリウムは、約15
0°Cの保温下において前記陰極集電端子管8の先端よ
り陰極室内に真空含浸されたのち該先端は真空密閉され
る。またα−アルζナリング2の下面には、陰極蓋4が
アルミニウム層を介して熱圧接合される一方、底蓋が嵌
合、溶接された耐溶融硫黄、多硫化ナトリウム性金属製
の電槽5内には、グラファイトフェルト等からなる陰極
活物質としての溶融硫黄を含浸させた陰極電導材6が円
筒状に収納されるとともに中央の空間に固3一 体電解質管1が挿入され、電槽5の上端と陰極蓋4とが
真空中にて溶接されて@極室が構成される。
り説明する。第3図において1はr−アルミナの如きナ
トリウムイオン伝導性の固体電解質管で一上端にa−ア
ルミナリング2がガラス牛用接合されている。さらに該
α−アルミナリング2の上面には、陰極補助蓋3′がア
ルミニウム層を介して熱圧接合される一方−前記固体電
解質管1内には、金属繊維7が充填されるとともに陰極
蓋3が溶接された陰極集電端子管8が挿入され、前記陰
極補助蓋3′と陰極ti3とが溶接されて@極室が構成
される。陰極活物質としての溶融ナトリウムは、約15
0°Cの保温下において前記陰極集電端子管8の先端よ
り陰極室内に真空含浸されたのち該先端は真空密閉され
る。またα−アルζナリング2の下面には、陰極蓋4が
アルミニウム層を介して熱圧接合される一方、底蓋が嵌
合、溶接された耐溶融硫黄、多硫化ナトリウム性金属製
の電槽5内には、グラファイトフェルト等からなる陰極
活物質としての溶融硫黄を含浸させた陰極電導材6が円
筒状に収納されるとともに中央の空間に固3一 体電解質管1が挿入され、電槽5の上端と陰極蓋4とが
真空中にて溶接されて@極室が構成される。
このようなナトリウム−硫黄電池において、固体電解質
管1内に充填される金属繊維7は塊状のステンレスウェ
ブであるため、約350°Cで放電すると、陰極室内の
す)IJウムは塊状のステンレスウェブの間隙からイオ
ン化して陰極室に移動するため、固体電解質管1の表面
の電流密度が不均一となってクラックを発生し、電池を
破損させるという問題点があった。また塊状のステンレ
スウェブを固体電解質管1内に充填する作業は熟練を要
し、製造工数が大きくなるという欠点もあった。
管1内に充填される金属繊維7は塊状のステンレスウェ
ブであるため、約350°Cで放電すると、陰極室内の
す)IJウムは塊状のステンレスウェブの間隙からイオ
ン化して陰極室に移動するため、固体電解質管1の表面
の電流密度が不均一となってクラックを発生し、電池を
破損させるという問題点があった。また塊状のステンレ
スウェブを固体電解質管1内に充填する作業は熟練を要
し、製造工数が大きくなるという欠点もあった。
発明の目的
本発明は上記欠点を解消するもので、放電時に固体電解
質管の表面の電流密度が不均一にならないようにすると
ともに製造工数を低減させたす(リウムー硫黄電池を提
供することを目的とするものである。
質管の表面の電流密度が不均一にならないようにすると
ともに製造工数を低減させたす(リウムー硫黄電池を提
供することを目的とするものである。
発明の構成
本発明のナトリウム−硫黄電池は、固体電解質管内に充
填する金I!74繊維を中央部に貫通穴を設けた環状フ
ェルトに成形しかつその主たる繊維方向が固体電解質管
の長さ方向に垂直になるように複数枚積層し、環状フェ
ルトの貫通穴に陰極集電端子管を貫通させて固体電解質
管内に挿入し、陰極室を構成したものである。
填する金I!74繊維を中央部に貫通穴を設けた環状フ
ェルトに成形しかつその主たる繊維方向が固体電解質管
の長さ方向に垂直になるように複数枚積層し、環状フェ
ルトの貫通穴に陰極集電端子管を貫通させて固体電解質
管内に挿入し、陰極室を構成したものである。
実施例
以下実施例により説明する。第1図は本発明のナトリウ
ム−硫黄電池の陰極室の一部切欠き斜視図、第2図は本
発明の他の実施例で、環状フェルトと金属部材とを交互
に積層させてなる斜視図である。
ム−硫黄電池の陰極室の一部切欠き斜視図、第2図は本
発明の他の実施例で、環状フェルトと金属部材とを交互
に積層させてなる斜視図である。
本発明のす)リウムー硫黄電池に使用する金属繊維を成
形してなる環状フェルトは9−1.9−2で、繊維径が
8μ〜25μのステンレス8US316Lを外径が40
〜41闘、貫通穴径が5M−1厚みが2鰭〜30闘とな
るように成形したものである。環状フェルト9−1と9
−2とは厚みを約7鰭とし、その主たる繊維方向は互い
に異なるが、固体電解質管の長さ方向に対して画直にな
るように45枚積層し、貫通穴に陰極集電端子管8を貫
通させて固体電解質管1内に挿入している。また固体電
解質管1の底部には、前記環状7エル)9−1.9−2
と同じ材質、寸法の円板フェルト9′が高さ約10酩ま
で積層されている。このため陰極活物質としてのナトリ
ウムは一、w4状フェルトが積層された面に沿って均一
に移動し、固体電解質管1の表面の電流密度は均一にな
る。
形してなる環状フェルトは9−1.9−2で、繊維径が
8μ〜25μのステンレス8US316Lを外径が40
〜41闘、貫通穴径が5M−1厚みが2鰭〜30闘とな
るように成形したものである。環状フェルト9−1と9
−2とは厚みを約7鰭とし、その主たる繊維方向は互い
に異なるが、固体電解質管の長さ方向に対して画直にな
るように45枚積層し、貫通穴に陰極集電端子管8を貫
通させて固体電解質管1内に挿入している。また固体電
解質管1の底部には、前記環状7エル)9−1.9−2
と同じ材質、寸法の円板フェルト9′が高さ約10酩ま
で積層されている。このため陰極活物質としてのナトリ
ウムは一、w4状フェルトが積層された面に沿って均一
に移動し、固体電解質管1の表面の電流密度は均一にな
る。
次に第2図は環状フェルト9−1と9−2とを積層した
間隙の一部および、または上部にステンレスなどの耐熱
、耐ナトリウム性の金属部材10−1 、10−2 、
10−5 、10’を配したもので、固体電解質管内の
環状フェルトの充填密度に均一にするとともに重力によ
るナトリウムの下方への移動を抑制しうるちの6一 である。なおこれらの金属部材としては有孔円板10’
、10−1、金属網10−2、無孔円板10−3などで
、その形状については特に限定するものではない。
間隙の一部および、または上部にステンレスなどの耐熱
、耐ナトリウム性の金属部材10−1 、10−2 、
10−5 、10’を配したもので、固体電解質管内の
環状フェルトの充填密度に均一にするとともに重力によ
るナトリウムの下方への移動を抑制しうるちの6一 である。なおこれらの金属部材としては有孔円板10’
、10−1、金属網10−2、無孔円板10−3などで
、その形状については特に限定するものではない。
また第1図、第2図において、陰極集電端子管8の外径
を環状フェルトの貫通穴径より大きくし、環状フェルト
の外径を固体電解質り 管1の内径より大きくして密着性奈向上を図っている。
を環状フェルトの貫通穴径より大きくし、環状フェルト
の外径を固体電解質り 管1の内径より大きくして密着性奈向上を図っている。
今、第1図の如き陰極室を有する本発明のナトリウム−
硫黄電池と、第3図の如き従来のナトリウム−硫黄電池
とについて、放電末において環状フェルト、金属繊維に
残存するす) IJウムの分布と、金属繊維の充填作業
時間を比較した。その結果金属繊維7の充填作業時間は
、従来電池では1セル当り5分〜15人 分で個人差があったのに対し、本発明電池では1セル当
り1分〜2分であった。また放電末において残存するナ
トリウムは、従来電池では金属繊維7の下部にナトリウ
ムが多く分布し、上部にはナトリウムの欠乏箇所が認め
られたのに対し、本発明電池では均一に分布していた。
硫黄電池と、第3図の如き従来のナトリウム−硫黄電池
とについて、放電末において環状フェルト、金属繊維に
残存するす) IJウムの分布と、金属繊維の充填作業
時間を比較した。その結果金属繊維7の充填作業時間は
、従来電池では1セル当り5分〜15人 分で個人差があったのに対し、本発明電池では1セル当
り1分〜2分であった。また放電末において残存するナ
トリウムは、従来電池では金属繊維7の下部にナトリウ
ムが多く分布し、上部にはナトリウムの欠乏箇所が認め
られたのに対し、本発明電池では均一に分布していた。
さらに環状フェル)9−1.9−2の厚みを2鴎〜30
鰭としたのは、陰極活物質としてのナトリウムの保持効
果を良好にするためで、この範囲であれば95%が電池
反応に寄与していた。これに対して厚みを2酩以下にし
た場合は約85%になり、積層させる枚数も増加した。
鰭としたのは、陰極活物質としてのナトリウムの保持効
果を良好にするためで、この範囲であれば95%が電池
反応に寄与していた。これに対して厚みを2酩以下にし
た場合は約85%になり、積層させる枚数も増加した。
また厚みを30fII11以上にした場合は約87%で
、積層させる枚数は減少しうるが1電池反応に対する寄
与率は減少する。
、積層させる枚数は減少しうるが1電池反応に対する寄
与率は減少する。
以上の実施例において、環状フェルトに成形された金属
繊維の材質、繊維径、密度および固体電解質管内への環
状フェルトの充填密度については特に限定するものでは
ない。
繊維の材質、繊維径、密度および固体電解質管内への環
状フェルトの充填密度については特に限定するものでは
ない。
発明の効果
実施例において詳述した如く、本発明のナトリウム−硫
黄電池は、製造工数を低減させることができるとともに
陰極活物質としてのナトリウムの電池反応への寄与率を
高め、かつ均一な反応を行なわせしめ、電流密度も均一
にすることができる。
黄電池は、製造工数を低減させることができるとともに
陰極活物質としてのナトリウムの電池反応への寄与率を
高め、かつ均一な反応を行なわせしめ、電流密度も均一
にすることができる。
第1図は本発明のナトリウム−硫黄電池の陰極室の一部
切欠き斜視図、第2図は本発明の他の実施例の要部斜視
図、83図は従来のす)IJウムー硫黄電池の断面図で
ある。
切欠き斜視図、第2図は本発明の他の実施例の要部斜視
図、83図は従来のす)IJウムー硫黄電池の断面図で
ある。
Claims (4)
- (1)ナトリウムイオン伝導性固体電解質管内に充填し
た金属繊維にナトリウムを含浸させてなる陰極室を備え
たナトリウム−硫黄電池において、金属繊維を中央部に
貫通穴を有した環状フェルトに成形しかつその主たる繊
維方向が固体電解質管の長さ方向に垂直になるように積
層するとともに、該貫通穴に陰極集電端子管を貫通させ
てなることを特徴とするナトリウム−硫黄電池。 - (2)積層された環状フェルトの間隙の一部および、ま
たは上部に耐熱、耐ナトリウム性金属部材が配されてい
ることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のナトリ
ウム−硫黄電池。 - (3)積層された環状フェルトの1枚の厚みは、2mm
〜30mmであることを特徴とする特許請求の範囲第1
、2項記載のナトリウム−硫黄電池。 - (4)環状フェルトは、貫通穴径が陰極集電端子管の外
径より小で、外径が固体電解質管の内径より大であるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第1、2項記載のナトリ
ウム−硫黄電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60157582A JPS6217964A (ja) | 1985-07-16 | 1985-07-16 | ナトリウム−硫黄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60157582A JPS6217964A (ja) | 1985-07-16 | 1985-07-16 | ナトリウム−硫黄電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6217964A true JPS6217964A (ja) | 1987-01-26 |
| JPH0511387B2 JPH0511387B2 (ja) | 1993-02-15 |
Family
ID=15652846
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60157582A Granted JPS6217964A (ja) | 1985-07-16 | 1985-07-16 | ナトリウム−硫黄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6217964A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63195973A (ja) * | 1987-02-09 | 1988-08-15 | Tokyo Electric Power Co Inc:The | ナトリウム−硫黄電池 |
| JP2010097732A (ja) * | 2008-10-14 | 2010-04-30 | Toyota Motor Corp | 端子部材および端子部材の製造方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5485333A (en) * | 1977-12-19 | 1979-07-06 | Yuasa Battery Co Ltd | Sodiummsulfur cell |
| JPS5543755A (en) * | 1978-09-20 | 1980-03-27 | Yuasa Battery Co Ltd | Sodium-sulfur battery |
-
1985
- 1985-07-16 JP JP60157582A patent/JPS6217964A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5485333A (en) * | 1977-12-19 | 1979-07-06 | Yuasa Battery Co Ltd | Sodiummsulfur cell |
| JPS5543755A (en) * | 1978-09-20 | 1980-03-27 | Yuasa Battery Co Ltd | Sodium-sulfur battery |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63195973A (ja) * | 1987-02-09 | 1988-08-15 | Tokyo Electric Power Co Inc:The | ナトリウム−硫黄電池 |
| JP2010097732A (ja) * | 2008-10-14 | 2010-04-30 | Toyota Motor Corp | 端子部材および端子部材の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0511387B2 (ja) | 1993-02-15 |
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