JP2005071774A - ナトリウム−硫黄電池 - Google Patents
ナトリウム−硫黄電池 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005071774A JP2005071774A JP2003299440A JP2003299440A JP2005071774A JP 2005071774 A JP2005071774 A JP 2005071774A JP 2003299440 A JP2003299440 A JP 2003299440A JP 2003299440 A JP2003299440 A JP 2003299440A JP 2005071774 A JP2005071774 A JP 2005071774A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- solid electrolyte
- sodium
- tube
- electrolyte tube
- partition wall
- 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.)
- Granted
Links
- BNOODXBBXFZASF-UHFFFAOYSA-N [Na].[S] Chemical compound [Na].[S] BNOODXBBXFZASF-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 35
- 239000007784 solid electrolyte Substances 0.000 claims abstract description 97
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims abstract description 76
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 36
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims description 28
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims description 28
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims description 8
- 239000006183 anode active material Substances 0.000 claims description 5
- 239000006182 cathode active material Substances 0.000 claims description 5
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 6
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 9
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 8
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 6
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 6
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- 229910001415 sodium ion Inorganic materials 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000873 Beta-alumina solid electrolyte Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N Alumina Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- -1 aluminum Chemical compound 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- RPMPQTVHEJVLCR-UHFFFAOYSA-N pentaaluminum;sodium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Na+].[Al+3].[Al+3].[Al+3].[Al+3].[Al+3] RPMPQTVHEJVLCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 230000002040 relaxant effect Effects 0.000 description 1
- 229910052979 sodium sulfide Inorganic materials 0.000 description 1
- GRVFOGOEDUUMBP-UHFFFAOYSA-N sodium sulfide (anhydrous) Chemical compound [Na+].[Na+].[S-2] GRVFOGOEDUUMBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 239000002043 β-alumina solid electrolyte Substances 0.000 description 1
Images
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
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
【解決手段】固体電解質管4と隔壁(安全管)8との接触部12,14が、環状になるように、固体電解質管4内に隔壁(安全管)8を挿入する。
【選択図】図1
Description
これにより、直接反応による発熱が加速度的に電池を昇温し、陽極容器1を溶融させるなどの危険から故障電池を保護している(特許文献1参照)。
固体電解質管4と隔壁(安全管)8の側面のギャップ量は、隔壁(安全管)8を内圧で固体電解質管4に押し当てたのち、所定の温度まで加熱後冷却することにより、コントロールされている。
(1)接触部の直径が、固体電解質管内径の3/4以上であること。
(2)接触部の隔壁側の接点部が、曲率半径2mm以下又は固体電解質管の曲面形状と同等にすること。
(3)固体電解質管の厚みが、2.9mm以上であること。
(4)固体電解質管の側部肉厚が、1.3mm以上であること。
(5)隔壁の底部に、固体電解質管との接触部より外周方向に溝が配設されること。
これにより、隔壁(安全管)8を固体電解質管4底部に軸線近傍部16で密着するように支持する場合(図3参照)と比較して、固体電解質管4の環状の接触部で隔壁(安全管)8を支持することにより、固体電荷質管4への歪力を軽減することができるため、固体電解質管4底部の破損を大幅に軽減することができる。
このとき、上記(環状の)接触部の直径は、固体電解質管内径の3/4以上であることが好ましい。
これは、接触部の距離が長くなることで固体電解質管へ作用する応力を低減できるからである。
これは、曲率半径2mm以下とする場合は所定の間隙を得るための加熱冷却過程において、とりわけ加熱中に隔壁(安全管)の熱膨張による歪を曲率半径2mm以下と鋭利な接触部が押しつぶれされることで吸収するため固体電解質管への応力を著しく緩和する。また固体電解質管の曲面形状と同一の場合は接触面積が大きいので所定の間隙を得るための加熱冷却過程において、とりわけ加熱中の隔壁(安全管)の熱膨張による固体電解質管への応力を著しく緩和できるからである。
これは、所定の間隙を得るための加熱冷却過程において、とりわけ加熱中の隔壁(安全管)の熱膨張による固体電解質管へ作用する軸方向応力に対して側部肉厚が1.3mm以上なければ、固体電解質管の側部において破損が生じるからである。より好ましくは側部肉厚を1.7mm以下とすると電池抵抗を低減させることができる。さらに、固体電解質管の底部の厚みは2.9mm以上なければ、隔壁(安全管)の内側から内圧を印加して隔壁(安全管)を変形加工する際に、固体電解質管の底部で破損が生じるからである。より好ましくは固体電解質管の底部の厚みを3.5mm以下とすると、固体電解質管の焼成工程において曲がり不良を低減できる。
これは、所定の間隙を得るための加熱冷却過程において、とりわけ加熱中に隔壁(安全管)の熱膨張による歪を溝部が圧縮変形することで吸収するので、固体電解質管への応力を低減させ破損を防止できるからである。
(実施例1)
外径φ59mm、側部肉厚1.3mm、底部肉厚2.9mm、長さ470mmの固体電解質管4内に外径54.5mm、側部肉厚1.5mm、底部肉厚6mmのアルミニウム合金(A3003)からなる隔壁(安全管)8を固体電解質管4と隔壁(安全管)8の接触部がφ45mmの環状となるように挿入したサンプル(図4参照)を50本用意した。
このとき、固体電解質管4と隔壁(安全管)8の接触部の隔壁(安全管)8にR10(曲率半径10mm)の隅をとった。
外径φ59mm、側部肉厚1.3mm、底部肉厚2.9mm、長さ470mmの固体電解質管4内に外径54.5mm、側部肉厚1.5mm、底部肉厚6mmのアルミニウム合金(A3003)からなる隔壁(安全管)8を固体電解質管4と隔壁(安全管)8の接触部がφ45mmの環状となるように挿入したサンプル(図5参照)を50本用意した。
このとき、固体電解質管4と隔壁(安全管)8の接触部12,14の安全管にR2(曲率半径2mm)以下の隅をとった。
(尚、隔壁(安全管)底部外面はフラット形状であるが、安全性向上の観点より固体電解質管4底部内面に接触しない程度の曲面を形成してもよい)
外径φ59mm、側部肉厚1.3mm、底部肉厚2.9mm、長さ470mmの固体電解質管4内に外径54.5mm、側部肉厚1.5mm、底部肉厚6mmのアルミニウム合金(A3003)からなる隔壁(安全管)8を固体電解質管4と隔壁(安全管)8の接触部の中心がφ45mmの環状となるように挿入したサンプル(図6参照)を50本用意した。
このとき、固体電解質管と隔壁(安全管)8の接触部12,14の隔壁(安全管)8に固体電解質管4底部の曲面と同じR55(曲率半径55mm)の隅をとり、固体電解質管4と隔壁(安全管)の接触部の幅を5mm以上とした。
外径φ59mm、側部肉厚1.3mm、底部肉厚2.9mm、長さ470mmの固体電解質管4内に外径54.5mm、側部肉厚1.5mm、底部肉厚6mm、底から3mm上方の位置に全周にわたり深さ10mm幅2mmの溝10の入ったアルミニウム合金(A3003)からなる隔壁(安全管)8を固体電解質管4と隔壁(安全管)8の接触部12,14がφ45mmの環状となるように挿入したサンプル(図7参照)を50本用意した。
このとき、固体電解質管4と隔壁(安全管)8の接触部の隔壁(安全管)8にR10(曲率半径10mm)の隅をとった。
外径φ59mm、側部肉厚1.3mm、底部肉厚2.9mm、長さ470mmの固体電解質管内に外径54.5mm、側部肉厚1.5mm、底部肉厚6mmのアルミニウム合金(A3003)からなる隔壁(安全管)8を固体電解質管4と隔壁(安全管)8の接触部12,14が軸線近傍部16となるように挿入したサンプル(図8参照)を50本用意した。
また、実施例1〜4及び比較例のそれぞれのサンプルについて、所定の間隙を得るために、固体電解質管と隔壁(安全管)を電気炉で所定の温度まで加熱後、取り出した時における固体電解質管の破損状態を検査した(検査[2])。
比較例では、検査[1]の結果、50本中10本が固体電解質管底部に亀裂が入っていた。破面の観察より、亀裂の開始位置は底部の隔壁(安全管)と接する軸線近傍部であった。
一方、実施例1は、検査[2]の結果、50本中10本で固体電解質管底部の破損が確認された。破面の観察より、破壊開始点は底部の隔壁(安全管)と接する位置であった。
また、実施例2及び実施例3は、検査[2]の結果、固体電解質管が破損したものは50本中0本であり、実施例1よりもより良好な結果が得られた。
また、実施例4は、検査[2]の結果、固体電解質管が破損したものは50本中0本であり、実施例1よりもより良好な結果が得られた。
Claims (7)
- 陽極容器内に配設された有底円筒状の固体電解質管の内側に陰極室、外側に陽極室をそれぞれ形成し、陽極室内には陽極活物質である硫黄を含浸した円筒状の陽極モールドを収容し、陰極室となる前記固体電解質管の内側には、有底円筒状の隔壁を、前記固体電解質管との間に所定の間隙をもって配置し、更に前記隔壁の内側に、陰極活物質であるナトリウムを収容したナトリウム容器を、前記隔壁との間に所定の間隙をもって配置してなるナトリウム−硫黄電池であって、
前記固体電解質管と前記隔壁との接触部が、環状になるように、前記固体電解質管内に前記隔壁を挿入することを特徴とするナトリウム−硫黄電池。 - 前記接触部の直径が、前記固体電解質管内径の3/4以上である請求項1に記載のナトリウム−硫黄電池。
- 前記接触部の前記隔壁側の接点部が、曲率半径2mm以下である請求項1又は2に記載のナトリウム−硫黄電池。
- 前記接触部の前記隔壁側の接点部を、前記固体電解質管の曲面形状と同等にする請求項1又は2に記載のナトリウム−硫黄電池。
- 前記固体電解質管の厚みが、2.9mm以上である請求項1〜4のいずれか1項に記載のナトリウム−硫黄電池。
- 前記固体電解質管の側部肉厚が、1.3mm以上である請求項1〜5のいずれか1項に記載のナトリウム−硫黄電池。
- 前記隔壁の底部に、前記固体電解質管との接触部より外周方向に溝が配設された請求項1〜6のいずれか1項に記載のナトリウム−硫黄電池。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003299440A JP4289948B2 (ja) | 2003-08-25 | 2003-08-25 | ナトリウム−硫黄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003299440A JP4289948B2 (ja) | 2003-08-25 | 2003-08-25 | ナトリウム−硫黄電池 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005071774A true JP2005071774A (ja) | 2005-03-17 |
JP4289948B2 JP4289948B2 (ja) | 2009-07-01 |
Family
ID=34404649
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003299440A Expired - Fee Related JP4289948B2 (ja) | 2003-08-25 | 2003-08-25 | ナトリウム−硫黄電池 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4289948B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015519714A (ja) * | 2012-06-11 | 2015-07-09 | ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピアBasf Se | 電極ユニット |
JP2017505980A (ja) * | 2014-02-07 | 2017-02-23 | ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピアBasf Se | 電気化学装置用の電極ユニット |
-
2003
- 2003-08-25 JP JP2003299440A patent/JP4289948B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015519714A (ja) * | 2012-06-11 | 2015-07-09 | ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピアBasf Se | 電極ユニット |
JP2017505980A (ja) * | 2014-02-07 | 2017-02-23 | ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピアBasf Se | 電気化学装置用の電極ユニット |
US10629959B2 (en) | 2014-02-07 | 2020-04-21 | Basf Se | Electrode unit for an electrochemical device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4289948B2 (ja) | 2009-07-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4215466A (en) | Method of sealing ceramic electrolyte material in electrochemical cells | |
US10462851B2 (en) | Molten metal holding furnace | |
JP4289948B2 (ja) | ナトリウム−硫黄電池 | |
JP4798791B2 (ja) | 脆性材料−金属構造体 | |
CN202423500U (zh) | 钠硫电池 | |
JP2621891B2 (ja) | 高圧放電灯 | |
JPH0254861A (ja) | 蓄電池端子部の気密形成法 | |
JPH11277153A (ja) | 円筒状部材へのくびれの形成方法 | |
JPH03501545A (ja) | 改良アルカル金属電池 | |
US10356850B2 (en) | Heater protective tube for molten metal holding furnace | |
CN202423404U (zh) | 钠硫电池用的固体电解质管和钠硫电池 | |
JP3615163B2 (ja) | ナトリウム−硫黄電池用陽極容器 | |
CN106271012A (zh) | 热等静压焊接方法 | |
CN202534703U (zh) | 钠硫电池 | |
JP4574196B2 (ja) | ナトリウム−硫黄電池における絶縁リングと陽極筒状金具との接合構造 | |
JP2957822B2 (ja) | ナトリウム−硫黄電池における陽極容器の製造方法 | |
JP4170627B2 (ja) | ナトリウム−硫黄電池 | |
KR20080031472A (ko) | 홀딩 로드 | |
JP2001338624A (ja) | ナトリウム−硫黄電池用陽極容器 | |
JPH02114463A (ja) | ナトリウム一硫黄電池 | |
JP3095909B2 (ja) | ナトリウム−硫黄電池及びその陽極容器の製造方法 | |
GB2041812A (en) | Sealing Sodium-sulfur Cell Casings | |
JP4417681B2 (ja) | ナトリウム−硫黄電池 | |
JP5965534B1 (ja) | 熱圧接合体を生産するための治具、熱圧接合体を生産するための治具の組、熱圧接合体を生産する装置および熱圧接合体を生産する方法 | |
JP3617628B2 (ja) | ナトリウム−硫黄電池用陽極容器 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060223 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20081113 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20090324 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20090331 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4289948 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120410 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120410 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130410 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140410 Year of fee payment: 5 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |