CN202423501U - 钠硫电池 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种将由以下部件围成的空间作为阴极室(80)的钠硫电池，即：在上面具有开口的有底筒状的固体电解质管(4)，配置于该固体电解质管上方的阴极端子(9)，配置于这些固体电解质管和阴极端子之间并使这些部件连结一体化的连结部件。NaS电池具备配置于固体电解质管的内部空间的钠容纳容器(3)。钠容纳容器被隔壁(60)划分，在上部空间(61)内配置有气体，在下部空间(62)内配置有钠(72)。另外，隔壁上形成有从上部空间连通至下部空间的连通孔(63)，并且该连通孔被在规定温度下开裂的树脂制部件密封。通过在阴极室上部设置气体吸附材料(91)，能够避免由气体所产生的阴极端子的集电不充分。

Description

钠硫电池
技术领域
本实用新型涉及一种钠硫电池。
背景技术
在现有的钠硫电池(以下称为“NaS电池”)中，公知的是将由以下部件围成的空间作为阴极室的钠硫电池，即：在上面具有开口的有底筒状的固体电解质管，配置于该固体电解质管上方的阴极端子，和配置于这些固体电解质管和阴极端子之间并使这些部件连结一体化的连结部件。
实用新型内容
实用新型要解决的问题
但是，这样结构的NaS电池，有可能使存在于阴极室内的气体或从阴极室内的部件产生的气体滞留于阴极室上面，从而引起阴极端子集电不充分。
本实用新型是鉴于这样的情况而做出的，其目的在于提供一种能避免由阴极室内产生的气体所导致的阴极端子集电不充分现象的NaS电池。
解决问题的手段
为达到上述目的，本实用新型的钠硫电池，其将由有底筒状的固体电解质管和阴极端子以及连结部件围成的空间作为阴极室，所述固体电解质管在其上面具有开口，所述阴极端子配置于该固体电解质管的上方，所述连结部件配置于这些固体电解质管和阴极端子之间并使这些部件连结一体化。其特征在于，具备配置于所述固体电解质管的内部空间的钠容纳容器，所述钠容纳容器被隔壁划分为上部空间和下部空间，在所述上部空间内配置有作为阴极侧压力产生源的气体，在所述下部空间内配置有所述钠，所述隔壁上形成有从上部空间连通至下部空间的连通孔，并且该连通孔被树脂制部件密封，该树脂制部件在室温下密封所述连通孔并在钠熔融温度以上且低于电池运转起始温度的规定温度下熔融或开裂，所述钠容纳容器的底部形成有贯通孔，该贯通孔用于在所述规定温度以上利用所述气体的压力将熔融的所述钠从所述钠容纳容器的内部供给至该钠容纳容器和所述固体电解质管之间的空间，所述阴极室上部设置有气体吸附材料。
此处，优选地，所述阴极端子在与所述固体电解质管对置的内面具有凹部，在该凹部设有所述气体吸附材料。
另外，优选地，所述气体吸附材料的活化温度小于所述规定温度。
另外，优选地，所述气体吸附材料为多孔结构。
另外，优选地，所述凹部的开口面积为所述阴极端子内面面积的0.1％以上且90％以下。
实用新型效果
若采用本实用新型的NaS电池，由于气体吸附材料配置于阴极室上部，因此，不仅能吸附钠容纳容器内的惰性气体放出前的阴极室内的气体，还能吸附钠容纳容器内的惰性气体放出后存在于阴极端子附近的气体(从钠容纳容器中放出的气体等)。因此，在作为阴极室的盖和端子而发挥功能的阴极端子配置气体吸附材料，由此能避免气体所产生的阴极端子的集电不充分的现象。
附图说明
图1是本实用新型的NaS电池的剖视图。
图2是上述NaS电池的阴极室上部附近的局部剖视图。
附图标记说明
1NaS电池
2阳极金属件
3钠容纳容器
4固体电解质管
9阴极端子
31贯通孔
60隔壁
63连通孔
64树脂部件
80阴极室
90凹部
91气体吸附材料
具体实施方式
以下，参照附图对本实用新型的NaS电池进行说明。如图1所示，NaS电池1具备：阳极容器2，其呈圆筒状；熔融硫磺71，其含浸在碳毡等中；钠容纳容器3，其用于容纳熔融金属钠72；固体电解质管4，其上面具有开口且呈有底圆筒状，并在内部容纳该钠容纳容器3，具有选择性透过钠离子的功能；隔壁管5，其呈有底圆筒状，并在钠容纳容器3和固体电解质管4的间隙部，从该钠容纳容器3和固体电解质管4分别隔开规定间隔而设置。
阳极容器2由铝或铝合金等金属形成，并具备筒部21、和堵塞筒部21的下端部的底盖22。
固体电解质管4由β-氧化铝构成，通过玻璃接合在其开口端的α-氧化铝制的绝缘环6和阳极金属件7而结合于阳极容器2。另外，绝缘环6上面热压接合有阴极金属件8，在该阴极金属件8焊接固定有盖状的阴极端子9。在本实施方案中，该阴极端子9发挥阴极室80的盖和端子的功能。
NaS电池1将由以下部件围成的空间作为阴极室80，即：在上面具有开口的有底筒状的固体电解质管4，配置于该固体电解质管4上方的阴极端子9，配置于这些固体电解质管4和阴极端子9之间并使这些部件连结一体化的连结部件(在本实施方案中，是绝缘环6和阴极金属件8的接合体)。
钠容纳容器3配置于固体电解质管4的内部空间。另外，钠容纳容器3被隔壁60划分为上部空间61和下部空间62。在上部空间61内配置有作为阴极侧压力产生源的气体，在下部空间62内配置有钠72。隔壁60上形成有从上部空间61连通至下部空间62的连通孔63，并且连通孔63被树脂制部件64密封，该树脂制部件64在室温下密封连通孔63并在钠熔融温度(98℃)以上且小于电池运转起始温度(300℃)的规定温度下熔融或开裂。
另外，钠容纳容器3的底部形成有贯通孔31，该贯通孔31用于借助所述气体的压力来将在所述规定温度以上熔融的钠72从钠容纳容器3的内部供给至钠容纳容器3和固体电解质管4之间的空间。此外，作为树脂部件64例如使用UV固化性改性丙烯酸树脂、厌氧性改性丙烯酸树脂、反应型丙烯酸树脂、环氧/聚酰胺等，进行调整以使在所述规定温度下熔融或开裂。
在具有该结构的NaS电池1中，放电时从钠容纳容器3的贯通孔31供应的钠72在隔壁管5和钠容纳容器3之间的间隙内向上方移动之后，越过隔壁管5上端，在隔壁管5和固体电解质管4之间的间隙内向下方移动，进而，成为钠离子透过固体电解质管4，与阳极容器2内的硫黄71和通过外部电路而来的电子反应生成多硫化钠。充电时，与放电相反地发生钠和硫磺的生成反应。
在阴极室80的上部设置有气体吸附材料91。更具体地，阴极端子9在其与固体电解质管4对置的内面具有凹部90，在该凹部90嵌入有气体吸附材料91，通过铆接固定。以这种方式在阴极端子9形成凹部90，并在该凹部90嵌入气体吸附材料91，由此能够以简洁的结构在阴极室80上部设置气体吸附材料91。
另外，优选地，凹部90的开口面积(图2中用S1所示的区域的面积)为阴极端子9内面的面积(图2中用S2所示的区域的面积)的0.1％以上90％以下。如果凹部90的开口面积小于阴极端子9的内面面积的0.1％，则气体吸附能力不足，在阴极端子9产生集电不充分的现象。另外，如果凹部90的开口面积大于阴极端子9的内面面积的90％，则气体吸附能力过强，另外增加成本。
作为气体吸附材料91，可以使用Ca、Th、Mg、Y、Zr、Al、Ti、Nb、Si、V、Be和Fe中的一种或两种以上的组合，或者含有两种以上的这些物质的合金等公知材料(例如、使用Zr-V-Fe合金等构成的非蒸发型吸气剂(getter))。此处，优选地，气体吸附材料91的活化温度小于上述规定温度。这是因为需要在低温状态下将阴极室80内的气体吸附于气体吸附材料91，该低温状态是指钠容纳容器3内的惰性气体被开放、熔融钠到达负极端子9内面之前的状态。另外，优选地，气体吸附材料91为多孔材料。这是因为该结构能够更大地确保在一定容积内用于吸附气体的吸附面积。
若采用本实施方案的NaS电池1，由于气体吸附材料91配置于阴极室80的上部，因此，不仅能吸附钠熔融前的阴极室80的气体，还能吸附钠熔融后产生的气体(从钠容纳容器3中产生的气体等)。另外，在作为阴极室80的盖和端子而发挥功能的阴极端子9配置气体吸附材料91，由此能避免气体所产生的阴极端子9的集电不充分的现象。

Claims (5)

1.一种钠硫电池，其将由有底筒状的固体电解质管和阴极端子以及连结部件围成的空间作为阴极室，所述固体电解质管在其上面具有开口，所述阴极端子配置于该固体电解质管的上方，所述连结部件配置于这些固体电解质管和阴极端子之间并使这些部件连结一体化，
其特征在于，
具备配置于所述固体电解质管的内部空间的钠容纳容器，
所述钠容纳容器被隔壁划分为上部空间和下部空间，在所述上部空间内配置有作为阴极侧压力产生源的气体，在所述下部空间内配置有所述钠，
所述隔壁上形成有从上部空间连通至下部空间的连通孔，并且该连通孔被树脂制部件密封，该树脂制部件在室温下密封所述连通孔并在钠熔融温度以上且低于电池运转起始温度的规定温度下熔融或开裂，
所述钠容纳容器的底部形成有贯通孔，该贯通孔用于在所述规定温度以上利用所述气体的压力将熔融的所述钠从所述钠容纳容器的内部供给至该钠容纳容器和所述固体电解质管之间的空间，所述阴极室上部设置有气体吸附材料。
2.根据权利要求1所述的钠硫电池，其特征在于，所述阴极端子在与所述固体电解质管对置的内面具有凹部，在该凹部设有所述气体吸附材料。
3.根据权利要求2所述的钠硫电池，其特征在于，所述气体吸附材料的活化温度小于所述规定温度。
4.根据权利要求3所述的钠硫电池，其特征在于，所述气体吸附材料为多孔结构。
5.根据权利要求4所述的钠硫电池，其特征在于，所述凹部的开口面积为所述阴极端子内面面积的0.1％以上且90％以下。
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