JP2548865B2 - 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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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
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- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電力貯蔵用に使用される
ナトリウム−硫黄電池の改良に関するものである。
ナトリウム−硫黄電池の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ナトリウム−硫黄電池は、金属製の外容
器の内部に固体電解質であるβ−アルミナ管を吊り下げ
状態で収納するとともに、活物質であるナトリウム及び
硫黄を収納したものであり、外容器の材料としてはアル
ミニウム、亜鉛、銅等の軟質金属が用いられている。
器の内部に固体電解質であるβ−アルミナ管を吊り下げ
状態で収納するとともに、活物質であるナトリウム及び
硫黄を収納したものであり、外容器の材料としてはアル
ミニウム、亜鉛、銅等の軟質金属が用いられている。
【０００３】このようなナトリウム−硫黄電池は運転時
には300 〜350 ℃に加熱され、運転停止時には放冷によ
り冷却されるが、軟質金属製の外容器の熱膨張率がβ−
アルミナ管の熱膨張率よりも大きいため、運転時には外
容器とβ−アルミナ管の下端部との隙間が拡大し、運転
停止時にはこの隙間が減少することとなる。ところが、
運転時には溶融状態にあった多硫化ナトリウム（Na
2Sx ）が240 ℃付近まで冷却されると固化して外容器と
β−アルミナ管の下端部との隙間に固体相を形成するた
め、単電池の外容器が降温時に原寸まで収縮することが
できない。このため、運転−停止を繰り返すと次第に単
電池の外容器が軸線方向に伸びてしまい、端子間の接続
等に不都合を生ずるという問題があった。また降温時に
β−アルミナ管に大きい応力が作用してβ−アルミナ管
を破損するという問題があった。
には300 〜350 ℃に加熱され、運転停止時には放冷によ
り冷却されるが、軟質金属製の外容器の熱膨張率がβ−
アルミナ管の熱膨張率よりも大きいため、運転時には外
容器とβ−アルミナ管の下端部との隙間が拡大し、運転
停止時にはこの隙間が減少することとなる。ところが、
運転時には溶融状態にあった多硫化ナトリウム（Na
2Sx ）が240 ℃付近まで冷却されると固化して外容器と
β−アルミナ管の下端部との隙間に固体相を形成するた
め、単電池の外容器が降温時に原寸まで収縮することが
できない。このため、運転−停止を繰り返すと次第に単
電池の外容器が軸線方向に伸びてしまい、端子間の接続
等に不都合を生ずるという問題があった。また降温時に
β−アルミナ管に大きい応力が作用してβ−アルミナ管
を破損するという問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記した従来
の問題点を解消して、運転−停止を繰り返えしても単電
池の外容器が軸線方向に伸びるおそれがなく、またβ−
アルミナ管の破損のおそれのないナトリウム−硫黄電池
を提供するために完成されたものである。
の問題点を解消して、運転−停止を繰り返えしても単電
池の外容器が軸線方向に伸びるおそれがなく、またβ−
アルミナ管の破損のおそれのないナトリウム−硫黄電池
を提供するために完成されたものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の課題は、単電池の
外容器としてアルミニウムまたはアルミニウム合金を用
いたナトリウム−硫黄単電池の外側を上下端に環状突起
を備えた剛性容器により上下より押さえて長さ方向の伸
びを抑制するとともに、この単電池の外容器の一部に変
形容易な部分を設けたことを特徴とするナトリウム−硫
黄電池によって解決することができる。また上記の課題
は、単電池の外容器としてアルミニウムまたはアルミニ
ウム合金を用いたナトリウム−硫黄単電池の外側を上下
端に環状突起を備えた剛性容器により上下より押さえて
長さ方向の伸びを抑制するとともに、この剛性容器の底
面中央に単電池の外容器の底部が外側に向かって変形す
ることを許容する孔を設けたことを特徴とするナトリウ
ム−硫黄電池によって解決することができる。
外容器としてアルミニウムまたはアルミニウム合金を用
いたナトリウム−硫黄単電池の外側を上下端に環状突起
を備えた剛性容器により上下より押さえて長さ方向の伸
びを抑制するとともに、この単電池の外容器の一部に変
形容易な部分を設けたことを特徴とするナトリウム−硫
黄電池によって解決することができる。また上記の課題
は、単電池の外容器としてアルミニウムまたはアルミニ
ウム合金を用いたナトリウム−硫黄単電池の外側を上下
端に環状突起を備えた剛性容器により上下より押さえて
長さ方向の伸びを抑制するとともに、この剛性容器の底
面中央に単電池の外容器の底部が外側に向かって変形す
ることを許容する孔を設けたことを特徴とするナトリウ
ム−硫黄電池によって解決することができる。
【０００６】
【作用】このように構成された本発明のナトリウム−硫
黄電池は、運転時に加熱され運転停止時には冷却される
が、単電池の外容器の外側が上下端に環状突起を備えた
剛性容器により上下より押さえられているので、加熱冷
却を繰り返すことによる前記したような単電池の外容器
の軸線方向への伸びはこの剛性容器により抑制される。
しかも第１の発明では、降温時に単電池の外容器に作用
する応力は単電池の外容器に形成された変形容易な部分
が変形することにより吸収され、第２の発明では剛性容
器の底面中央の孔から単電池の外容器の底部が外側に向
かって変形することにより吸収される。このため、本発
明のナトリウム−硫黄電池は従来のように膨張により端
子間の接続等に不都合を生ずることがない。また上記の
ように降温時に単電池の外容器に作用する応力を逃がす
部分を設けたので、外容器が収縮しようとする応力によ
りβ−アルミナ管が強く圧縮されることによるβ−アル
ミナ管の破損をなくすることができる。
黄電池は、運転時に加熱され運転停止時には冷却される
が、単電池の外容器の外側が上下端に環状突起を備えた
剛性容器により上下より押さえられているので、加熱冷
却を繰り返すことによる前記したような単電池の外容器
の軸線方向への伸びはこの剛性容器により抑制される。
しかも第１の発明では、降温時に単電池の外容器に作用
する応力は単電池の外容器に形成された変形容易な部分
が変形することにより吸収され、第２の発明では剛性容
器の底面中央の孔から単電池の外容器の底部が外側に向
かって変形することにより吸収される。このため、本発
明のナトリウム−硫黄電池は従来のように膨張により端
子間の接続等に不都合を生ずることがない。また上記の
ように降温時に単電池の外容器に作用する応力を逃がす
部分を設けたので、外容器が収縮しようとする応力によ
りβ−アルミナ管が強く圧縮されることによるβ−アル
ミナ管の破損をなくすることができる。
【０００７】
【実施例】以下に本発明を図示の実施例により更に詳細
に説明する。図１は第１の発明の実施例を示すもので、
１はナトリウム−硫黄電池の外容器であり、実施例では
アルミニウム製の円筒容器が用いられているが、アルミ
ニウムに少量の副成分を添加したアルミニウム合金製と
してもよい。２はこの単電池の外容器１の外側を覆う剛
性容器である。剛性容器２は例えばステンレススチール
のような材料からなるものである。剛性容器２はその上
下端に環状突起３を備えており、単電池の外容器１の軸
線方向の伸びを抑制することができるようになってい
る。環状突起３は剛性容器２に溶接されたものであって
も、Ｃリングのように嵌合されたものであってもよい。
に説明する。図１は第１の発明の実施例を示すもので、
１はナトリウム−硫黄電池の外容器であり、実施例では
アルミニウム製の円筒容器が用いられているが、アルミ
ニウムに少量の副成分を添加したアルミニウム合金製と
してもよい。２はこの単電池の外容器１の外側を覆う剛
性容器である。剛性容器２は例えばステンレススチール
のような材料からなるものである。剛性容器２はその上
下端に環状突起３を備えており、単電池の外容器１の軸
線方向の伸びを抑制することができるようになってい
る。環状突起３は剛性容器２に溶接されたものであって
も、Ｃリングのように嵌合されたものであってもよい。
【０００８】また本発明の軟質金属からなる単電池の外
容器１には、その一部に変形容易な部分４が形成されて
いる。実施例では変形容易な部分４として上部にくびれ
部が形成してあるが、ざぐり部とすることもできる。ま
たその位置は必ずしも上部である必要はない。なお実施
例では剛性容器２に窓５を形成してあるが、この窓５は
必要に応じて設けられるものであって必須のものではな
い。
容器１には、その一部に変形容易な部分４が形成されて
いる。実施例では変形容易な部分４として上部にくびれ
部が形成してあるが、ざぐり部とすることもできる。ま
たその位置は必ずしも上部である必要はない。なお実施
例では剛性容器２に窓５を形成してあるが、この窓５は
必要に応じて設けられるものであって必須のものではな
い。
【０００９】このように構成された本発明のナトリウム
−硫黄電池は、運転時に300 〜350℃に加熱され、運転
停止時には冷却されることは従来のものと同様である。
しかし本発明においてはアルミニウムまたはアルミニウ
ム合金製の単電池の外容器１の外側がステンレススチー
ルのような強度の大きい材料からなる剛性容器２により
覆われているので、加熱冷却を繰り返すことによる前記
したような単電池の外容器１の軸線方向の伸びはこの剛
性容器２により抑制される。また降温時に単電池の外容
器１に作用する応力は単電池の外容器１に形成された変
形容易な部分４が変形することにより吸収される。この
ため、本発明のナトリウム−硫黄電池は従来のように軸
線方向の伸びにより端子間の接続等に不都合を生ずるこ
とがない。また単電池の外容器１に作用する応力が変形
容易な部分４の変形により吸収されるので、降温時に外
容器１が収縮しようとする応力によりβ−アルミナ管が
強く圧縮されることがなく、降温時におけるβ−アルミ
ナ管の破損を防止することができる。
−硫黄電池は、運転時に300 〜350℃に加熱され、運転
停止時には冷却されることは従来のものと同様である。
しかし本発明においてはアルミニウムまたはアルミニウ
ム合金製の単電池の外容器１の外側がステンレススチー
ルのような強度の大きい材料からなる剛性容器２により
覆われているので、加熱冷却を繰り返すことによる前記
したような単電池の外容器１の軸線方向の伸びはこの剛
性容器２により抑制される。また降温時に単電池の外容
器１に作用する応力は単電池の外容器１に形成された変
形容易な部分４が変形することにより吸収される。この
ため、本発明のナトリウム−硫黄電池は従来のように軸
線方向の伸びにより端子間の接続等に不都合を生ずるこ
とがない。また単電池の外容器１に作用する応力が変形
容易な部分４の変形により吸収されるので、降温時に外
容器１が収縮しようとする応力によりβ−アルミナ管が
強く圧縮されることがなく、降温時におけるβ−アルミ
ナ管の破損を防止することができる。
【００１０】図２と図３は第２の発明の実施例を示すも
ので、剛性容器２の底面中央に単電池の外容器１の底部
が外側に向かって変形することを許容する孔６を設けた
ものである。この発明では、降温時に単電池の外容器１
に作用する応力は、図３に示すようにこの孔６から外容
器１の底部が外側に向かって変形することによって吸収
され、第１の発明と同様に降温時におけるβ−アルミナ
管の破損を防止することができる。なお、孔６は剛性容
器２の下端を内側にカールさせることによって形成して
もよい。
ので、剛性容器２の底面中央に単電池の外容器１の底部
が外側に向かって変形することを許容する孔６を設けた
ものである。この発明では、降温時に単電池の外容器１
に作用する応力は、図３に示すようにこの孔６から外容
器１の底部が外側に向かって変形することによって吸収
され、第１の発明と同様に降温時におけるβ−アルミナ
管の破損を防止することができる。なお、孔６は剛性容
器２の下端を内側にカールさせることによって形成して
もよい。
【００１１】このような効果を確実に発揮させるために
は、孔６の径Ａとその高さＨとの比Ａ／Ｈを５〜30とす
るものとし、特にＡ／Ｈ＝10〜20とすることが好まし
い。実施例では剛性容器２の外径Ｂは75mm、孔６の径Ａ
は60mm、孔６の高さＨは５mmであり、Ａ／Ｈ＝12とされ
ている。なお、図１に示したように第１の発明と第２の
発明を組合せ、単電池の外容器１に変形容易な部分４を
形成するとともに、剛性容器２の底面中央に孔６を設け
ることもできることはいうまでもない。
は、孔６の径Ａとその高さＨとの比Ａ／Ｈを５〜30とす
るものとし、特にＡ／Ｈ＝10〜20とすることが好まし
い。実施例では剛性容器２の外径Ｂは75mm、孔６の径Ａ
は60mm、孔６の高さＨは５mmであり、Ａ／Ｈ＝12とされ
ている。なお、図１に示したように第１の発明と第２の
発明を組合せ、単電池の外容器１に変形容易な部分４を
形成するとともに、剛性容器２の底面中央に孔６を設け
ることもできることはいうまでもない。
【００１２】
【発明の効果】以上に説明したように、本願第１及び第
２の発明は、アルミニウムまたはアルミニウム合金製の
単電池の外容器を上下端に環状突起を備えた剛性容器に
より上下より押さえて軸線方向の伸びを抑制するととも
に、この単電池の外容器の一部に変形容易な部分を設
け、あるいは剛性容器の底面中央に単電池の外容器の底
部が外側に向かって変形することを許容する孔を設ける
ことにより外容器の応力を吸収させたものである。これ
により運転−停止を繰り返した場合における寸法変化を
防止することができ、寸法変化に伴う端子間の接続不良
を防止することができる。またこれにより、降温時にβ
−アルミナ管が圧縮される応力が緩和され、その破損を
防止することができる。よって本発明は従来の問題点を
解消したナトリウム−硫黄電池として、その実用的価値
は極めて大きいものである。
２の発明は、アルミニウムまたはアルミニウム合金製の
単電池の外容器を上下端に環状突起を備えた剛性容器に
より上下より押さえて軸線方向の伸びを抑制するととも
に、この単電池の外容器の一部に変形容易な部分を設
け、あるいは剛性容器の底面中央に単電池の外容器の底
部が外側に向かって変形することを許容する孔を設ける
ことにより外容器の応力を吸収させたものである。これ
により運転−停止を繰り返した場合における寸法変化を
防止することができ、寸法変化に伴う端子間の接続不良
を防止することができる。またこれにより、降温時にβ
−アルミナ管が圧縮される応力が緩和され、その破損を
防止することができる。よって本発明は従来の問題点を
解消したナトリウム−硫黄電池として、その実用的価値
は極めて大きいものである。
【図１】第１の発明の実施例を示す断面図である。
【図２】第２の発明の実施例を示す断面図である。
【図３】第２の発明の実施例を示す断面図である。
１ 単電池の外容器 ２ 剛性容器 ３ 環状突起 ４ 変形容易な部分 ５ 窓 ６ 孔
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 尾藤 章博 愛知県名古屋市天白区表山三丁目150番 地 (56)参考文献 特開 昭48−43129（ＪＰ，Ａ) 特開 平−319267（ＪＰ，Ａ) 実開 昭48−111814（ＪＰ，Ｕ)
Claims (2)
- 【請求項１】 単電池の外容器としてアルミニウムまた
はアルミニウム合金を用いたナトリウム−硫黄単電池の
外側を上下端に環状突起を備えた剛性容器により上下よ
り押さえて長さ方向の伸びを抑制するとともに、この単
電池の外容器の一部に変形容易な部分を設けたことを特
徴とするナトリウム−硫黄電池。 - 【請求項２】 単電池の外容器としてアルミニウムまた
はアルミニウム合金を用いたナトリウム−硫黄単電池の
外側を上下端に環状突起を備えた剛性容器により上下よ
り押さえて長さ方向の伸びを抑制するとともに、この剛
性容器の底面中央に単電池の外容器の底部が外側に向か
って変形することを許容する孔を設けたことを特徴とす
るナトリウム−硫黄電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4063668A JP2548865B2 (ja) | 1991-03-26 | 1992-03-19 | ナトリウム−硫黄電池 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3-26662 | 1991-03-26 | ||
| JP2666291 | 1991-03-26 | ||
| JP4063668A JP2548865B2 (ja) | 1991-03-26 | 1992-03-19 | ナトリウム−硫黄電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05109433A JPH05109433A (ja) | 1993-04-30 |
| JP2548865B2 true JP2548865B2 (ja) | 1996-10-30 |
Family
ID=26364469
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4063668A Expired - Lifetime JP2548865B2 (ja) | 1991-03-26 | 1992-03-19 | ナトリウム−硫黄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2548865B2 (ja) |
-
1992
- 1992-03-19 JP JP4063668A patent/JP2548865B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05109433A (ja) | 1993-04-30 |
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