JPS6240176A - ナトリウム−硫黄電池の製造法 - Google Patents

ナトリウム−硫黄電池の製造法

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JPS6240176A
JPS6240176A JP60179088A JP17908885A JPS6240176A JP S6240176 A JPS6240176 A JP S6240176A JP 60179088 A JP60179088 A JP 60179088A JP 17908885 A JP17908885 A JP 17908885A JP S6240176 A JPS6240176 A JP S6240176A
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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。

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
詳しく言えばその陽極電導材の構造に関するものである
。
従来技術とその問題点 ナトリウム−硫黄電池は第2図の縦断面図に示す如く、
ナトリウムイオン伝導性のβ−アル之す、β′−アルミ
ナの如き固体電解質管1の上端にガラス半田接合された
a−アルミふ111、)//1^し需1−「4伍舖曲芯
スIバ τ福じ陽極蓋4がそれぞれ熱圧接合されている
。固体電解質管1内の陰極室にはステンレス、鉄、ニク
ロム、アル之ニウム等の金属繊維5が充填され、中心に
#!NM3が溶接されたステンレス被Pjl鋼からなる
は極集電端子10が挿入され、さらに陰極集電端子10
の上端より陰極活物質6としてのナトリウムが真空含浸
にて充填され、該陰極集電端子10の先端部が真空溶接
されて真空密閉されている。また陽極室は、陽極蓋4に
溶接された耐溶融硫黄、多硫化ナトリウム製金属からな
るvIh極集電体を兼ねる電槽7と固体電解質f1どの
間の領域で、陽極活物質8としての硫黄を含浸させたグ
ラファイトフェルトからなる陽極電導材9が配設され、
底値11が電槽7に溶接されて真空密閉されている。
以上の如き構成でなるす) IJウムー硫黄電池を電池
作動温度約350°Cにおいて放電させると、固体電解
質管1内の陰極活物質6としてのナトリウムがイオン化
し、固体電解質管1を通って陽極電導材9の方へ移動し
、陽極電導材9中の@導油物質8としての硫黄と反応し
て放電生成物Na2Sxを生成し、X−2,7〜6.0
になった時点で放電は終了する。
続いて充電すると陽極電導材9中の放電生成物Na2S
xはNa2S5を経て硫黄に戻され、ナトリウムイオン
は固体電解質管1を通って陰極室内に戻される。
ところが放電後の充電時においては陽極電導材9中で硫
黄の析出が一様に進行するが、この析出した硫黄の拡散
が十分なされずに固体電解質管1の外側表面に付着して
電気抵抗層として働くため、ナトリウムイオンの陰極室
内への移動が妨げられ、充電が十分になされないままに
充電末電圧の約5.Ovに達し、これが充放電サイクル
を経るに従って規定通りの電池容量が得られなくなると
いう問題を発生させていた。
上記の如き問題を解消する陽極電導材として特開昭56
−55374号公報には、繊維の配向に対して横断方向
にニードルパンチングを施し、導電度を改良させること
が記載されている。しかしながらこのような陽極電導材
を用いて電池を量産した場合、特性のバラツキが大きく
なり、また製造コストが高くなるという欠点を有し、陽
極電導材9中に対して空間容積が大きくなり、電気抵抗
が高くなって充放電サイクルを経るに従って電池容量、
放電平均電圧が低下するという欠点があった。
発明の目的 本発明は上記欠点を解消するもので、量産性のすぐれた
陽極電導材を用いることにより、製造コストを低減せし
めた、特性のバラツキの少ないナトリウム−硫黄電池を
提供することを目的とする。
発明の構成 本発明のナトリウム−硫黄電池は、gll極性物質含浸
させる陽極電導材を少なくとも縦方向および横方向に2
分割するとともに、各く圧縮成型して陽極室内に配設し
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−硫黄電池に使用する陽極電導材の針視図で、縦方向
および横方向に2分割された構成を有し、内側面に凹凸
部人を形成させる如く圧縮成型したものである。本発明
の実施例では、外側に厚さ10闘、幅110無、長さ1
90%のグラファイト7エルトを1内側に厚さ5鰭、幅
110t%、長さ190馴のグラファイトフェルトを積
層させ、陽極活物質8としての硫黄を1852含浸させ
て圧縮成型している。このように陽極ms材9として同
じ幅のグラファイトフェルトを積層して圧縮成型すれば
、内側面に凹凸部Aを形成させることができ、その横断
面図は第3図のようになり、陽極電導材9の内部は弱い
圧縮状態の部分9−1と強い圧縮状態の部分9−2とを
きる。このため充電時に析出する硫黄は第3図の8の如
く陽極電導材9の外側面に多く拡散され、充電が進行し
た時には第3図の8′の如く凹凸部Aの凹部から析出し
始めるため、固体1!解質管1の表面が硫黄で覆われに
くくなる。
今、上記の如き構成を有する本発明電池と、凹凸部Aを
設けずにニードルパンチングを施した従来電池とについ
て、充放電サイクルと電池容量および放電時の最高電圧
との関係を調査し、その結果を表−1に示す0 表−1から本発明電池と従来電池とでは、充放電サイク
ルの初期において電池容量、最高電圧はほとんど同じで
あるが、充放電サイクルを経るに従って従来電池では電
池容量、最高電圧がともに低下してきているのに対し、
本発明電池ではほとんど変化していないことがわかる。
これは充電時に固体電解質管の表面に硫黄が析出しに<
<、m池容量に対する充電容量が充放電サイクルを経て
もほとんど変化していないことによるものである。
なお上記実施例以外に、内側面の帽が固体電解質管の外
周長より長い単一の陽極電導材を圧縮成型したり、外側
面の幅が1!檜の内周長より長い単一の陽極′!!導材
を圧縮成型するごとにより同様の凹凸部を形成させるこ
とができる。
発明の効果 実施例において詳述した如く、本発明電池は陽極電導材
の内側面に凹凸部を設けたことにより、充放電サイクル
を経ても電池容量に対する充電容量が減少せず、特性の
すぐれたナトリウム−硫黄電池を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のナトリウム−硫黄電池に使用する陽極
電導材の斜視図、第2図はす) IJウムー硫黄電池の
断面図、第6図は本発明のナトリウム−硫黄電池に使用
する陽ai電導材の横断面図である。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ナトリウムイオン伝導性固体電解質管が内挿され
    た陽極集電体を兼ねる電槽と固体電解質管との間の陽極
    室に、陽極活物質が含浸されるとともに内側面に縦方向
    の凹凸部が形成される如く圧縮成型された陽極電導材を
    配設させてなるナトリウム−硫黄電池。
  2. (2)陽極電導材は少なくとも縦方向および横方向に2
    分割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. (3)陽極電導材は、内側面の幅を固体電解質管の外周
    長より長くした単一のグラファイトフェルトを圧縮成型
    して陽極室内に配設した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. (4)陽極電導材は、外側面の幅を電槽の内周長より長
    くした単一のグラファイトフェルトを圧縮成型して陽極
    室内に配設した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。
  5. (5)陽極電導材は、内側面の幅と外側面の幅とが等し
    いグラファイトフェルトを2層積層させるとともに圧縮
    成型して陽極室内に配設した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。
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