JP2559944B2 - ナトリウム−硫黄電池における絶縁リングと筒状金具との熱圧接合構造 - Google Patents
ナトリウム−硫黄電池における絶縁リングと筒状金具との熱圧接合構造Info
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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、ナトリウム−硫黄電
池における絶縁リングと筒状金具との熱圧接合構造に関
するものである。
池における絶縁リングと筒状金具との熱圧接合構造に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のナトリウム−硫黄電池において
は、図７に示すように、電池内部を陽極室と陰極室とに
区画するための固体電解質管２１の開口端にα−アルミ
ナ製の絶縁リング２２がガラス接合され、その絶縁リン
グ２２の上端面に円筒部２３ａとフランジ部３２ｂとを
有する陰極筒状金具２３が金属ロウ材２５等を介して熱
圧接合されている。
は、図７に示すように、電池内部を陽極室と陰極室とに
区画するための固体電解質管２１の開口端にα−アルミ
ナ製の絶縁リング２２がガラス接合され、その絶縁リン
グ２２の上端面に円筒部２３ａとフランジ部３２ｂとを
有する陰極筒状金具２３が金属ロウ材２５等を介して熱
圧接合されている。
【０００３】又、この従来の電池においては、図７に示
すように、絶縁リング２２の下面をバックアップ治具２
６で支持して加圧型Ｄにより絶縁リング２２の上端面に
陰極筒状金具２３のフランジ部２３ｂを金属ロウ材２５
等を介して接合していた。
すように、絶縁リング２２の下面をバックアップ治具２
６で支持して加圧型Ｄにより絶縁リング２２の上端面に
陰極筒状金具２３のフランジ部２３ｂを金属ロウ材２５
等を介して接合していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、この従来構
成においては、絶縁リング２２の端面に陰極筒状金具２
３を熱圧接合する場合、陰極筒状金具２３のフランジ部
２３ｂがロウ材２５と共に圧延され、陰極筒状金具２３
の屈曲部２３ｃが図８の如く絶縁リング２２の上端面よ
りも陰極室（筒状金具の中心）側に押し出され、その後
のナトリウム−硫黄電池の組立工程における固体電解質
管２１内へのナトリウムを収容したカートリッジの挿入
及び陰極蓋の陰極筒状金具２３への取付けに支障をきた
す。そのため、従来の電池においては、図９に示すよう
に、バックアップ治具２７を用い、このような筒状金具
２３の変形を防止していた。
成においては、絶縁リング２２の端面に陰極筒状金具２
３を熱圧接合する場合、陰極筒状金具２３のフランジ部
２３ｂがロウ材２５と共に圧延され、陰極筒状金具２３
の屈曲部２３ｃが図８の如く絶縁リング２２の上端面よ
りも陰極室（筒状金具の中心）側に押し出され、その後
のナトリウム−硫黄電池の組立工程における固体電解質
管２１内へのナトリウムを収容したカートリッジの挿入
及び陰極蓋の陰極筒状金具２３への取付けに支障をきた
す。そのため、従来の電池においては、図９に示すよう
に、バックアップ治具２７を用い、このような筒状金具
２３の変形を防止していた。
【０００５】この発明は、このような従来の技術に存在
する問題点に着目してなされたものであって、その目的
とするところは、絶縁リングの端面に陰極筒状金具を熱
圧接合する場合、その後の工程の固体電解質管内へのカ
ートリッジの挿入及び陰極筒状金具への陰極蓋の接合に
支障がなく、作業時間を短縮して生産性を高めることが
できるナトリウム−硫黄電池における絶縁リングと陰極
筒状金具との熱圧接合構造を提供することにある。
する問題点に着目してなされたものであって、その目的
とするところは、絶縁リングの端面に陰極筒状金具を熱
圧接合する場合、その後の工程の固体電解質管内へのカ
ートリッジの挿入及び陰極筒状金具への陰極蓋の接合に
支障がなく、作業時間を短縮して生産性を高めることが
できるナトリウム−硫黄電池における絶縁リングと陰極
筒状金具との熱圧接合構造を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１記載の発明では、固体電解質管の開口端
の外周側に絶縁リングを接合し、その絶縁リングの端面
に円筒部を有する陰極筒状金具を熱圧接合したナトリウ
ム−硫黄電池の絶縁リングと陰極筒状金具との熱圧接合
構造において、前記絶縁リングの上端面に陰極筒状金具
の円筒部が配置され、該絶縁リングには熱圧接合時に円
筒部が半径方向内側へ変形するのを防止するための変形
防止部を設け、前記変形防止部を、前記絶縁リングの上
端内縁に一体に突出形成したものである。又、請求項２
記載の発明では、固体電解質管の開口部の外周側で絶縁
リングが接合されていて、その絶縁リングの上端面が円
筒部とフランジ部を有する陰極筒状金具のフランジ部の
下面側と熱圧接合されたナトリウム−硫黄電池における
絶縁リングと陰極筒状金具との熱圧接合構造において、
フランジ部内周面が陰極筒状金具の中心側へ変形するこ
とを防止する変形防止部を絶縁リングに一体的に設けた
ものである。
めに、請求項１記載の発明では、固体電解質管の開口端
の外周側に絶縁リングを接合し、その絶縁リングの端面
に円筒部を有する陰極筒状金具を熱圧接合したナトリウ
ム−硫黄電池の絶縁リングと陰極筒状金具との熱圧接合
構造において、前記絶縁リングの上端面に陰極筒状金具
の円筒部が配置され、該絶縁リングには熱圧接合時に円
筒部が半径方向内側へ変形するのを防止するための変形
防止部を設け、前記変形防止部を、前記絶縁リングの上
端内縁に一体に突出形成したものである。又、請求項２
記載の発明では、固体電解質管の開口部の外周側で絶縁
リングが接合されていて、その絶縁リングの上端面が円
筒部とフランジ部を有する陰極筒状金具のフランジ部の
下面側と熱圧接合されたナトリウム−硫黄電池における
絶縁リングと陰極筒状金具との熱圧接合構造において、
フランジ部内周面が陰極筒状金具の中心側へ変形するこ
とを防止する変形防止部を絶縁リングに一体的に設けた
ものである。
【０００７】請求項１に記載されたナトリウム−硫黄電
池における絶縁リングと陰極筒状金具との熱圧接合構造
によれば、絶縁リングに陰極筒状金具の円筒部と係合可
能な変形防止部が一体に設けられているため、絶縁リン
グの端面に陰極筒状金具を熱圧接合する場合、この変形
防止部によって円筒部の半径方向内側への変形が防止さ
れる。従って、その後の工程の固体電解質管内へのカー
トリッジの挿入及び陰極筒状金具への陰極蓋の接合に支
障がなく、作業時間を短縮して生産性を高めることがで
きる。請求項２記載の発明では、絶縁リングに一体的に
設けた変形防止部により陰極筒状金具のフランジ部内周
面の該筒状金具の中心側への変形が防止される。従っ
て、その後の工程の固体電解質管内へのカートリッジの
挿入及び陰極筒状金具への陰極蓋の接合に支障がなく、
又、作業時間を短縮して生産性を高めることができる。
池における絶縁リングと陰極筒状金具との熱圧接合構造
によれば、絶縁リングに陰極筒状金具の円筒部と係合可
能な変形防止部が一体に設けられているため、絶縁リン
グの端面に陰極筒状金具を熱圧接合する場合、この変形
防止部によって円筒部の半径方向内側への変形が防止さ
れる。従って、その後の工程の固体電解質管内へのカー
トリッジの挿入及び陰極筒状金具への陰極蓋の接合に支
障がなく、作業時間を短縮して生産性を高めることがで
きる。請求項２記載の発明では、絶縁リングに一体的に
設けた変形防止部により陰極筒状金具のフランジ部内周
面の該筒状金具の中心側への変形が防止される。従っ
て、その後の工程の固体電解質管内へのカートリッジの
挿入及び陰極筒状金具への陰極蓋の接合に支障がなく、
又、作業時間を短縮して生産性を高めることができる。
【０００８】
【実施例】以下、この発明を具体化したナトリウム−硫
黄電池の一実施例を、図１及び図２に基づいて詳細に説
明する。
黄電池の一実施例を、図１及び図２に基づいて詳細に説
明する。
【０００９】図１に示すように、陽極容器１は有底円筒
状に形成され、その外周上部には陽極側端子２が設けら
れている。アルミニウム、アルミニウム合金等よりなる
陽極筒状金具３は陽極容器１の上端内周に溶接固定さ
れ、円筒部３ａとフランジ部３ｂとを有している。
状に形成され、その外周上部には陽極側端子２が設けら
れている。アルミニウム、アルミニウム合金等よりなる
陽極筒状金具３は陽極容器１の上端内周に溶接固定さ
れ、円筒部３ａとフランジ部３ｂとを有している。
【００１０】α−アルミナよりなる絶縁リング４は前記
陽極筒状金具３のフランジ部３ｂ上に熱圧接合され、そ
の下部内周面にはβ−アルミナ等よりなる有底円筒状の
固体電解質管５が開口端において接合固定されている。
そして、この固体電解質管５の内側には陰極室Ｒ１が区
画形成され、外側には陽極室Ｒ２が区画形成されてい
る。
陽極筒状金具３のフランジ部３ｂ上に熱圧接合され、そ
の下部内周面にはβ−アルミナ等よりなる有底円筒状の
固体電解質管５が開口端において接合固定されている。
そして、この固体電解質管５の内側には陰極室Ｒ１が区
画形成され、外側には陽極室Ｒ２が区画形成されてい
る。
【００１１】カートリッジ６は前記陰極室Ｒ１内に配設
され、このカートリッジ６内には陰極活物質としてのナ
トリウムＮａが収容されている。小孔７はカートリッジ
６の底部に設けられ、この小孔７を通してカートリッジ
６内のナトリウムＮａが、カートリッジ６と固体電解質
管５との間の間隙部に供給される。
され、このカートリッジ６内には陰極活物質としてのナ
トリウムＮａが収容されている。小孔７はカートリッジ
６の底部に設けられ、この小孔７を通してカートリッジ
６内のナトリウムＮａが、カートリッジ６と固体電解質
管５との間の間隙部に供給される。
【００１２】又、前記カートリッジ６の上部空間には、
窒素ガスやアルゴンガス等の不活性ガスＧが所定の圧力
で封入され、この不活性ガスＧによりカートリッジ６内
のナトリウムＮａが小孔７から流出する方向へ加圧され
ている。さらに、前記陽極室Ｒ２内には陽極活物質とし
ての硫黄Ｓが収容されている。
窒素ガスやアルゴンガス等の不活性ガスＧが所定の圧力
で封入され、この不活性ガスＧによりカートリッジ６内
のナトリウムＮａが小孔７から流出する方向へ加圧され
ている。さらに、前記陽極室Ｒ２内には陽極活物質とし
ての硫黄Ｓが収容されている。
【００１３】アルミニウム、アルミニウム合金等よりな
る陰極筒状金具８は前記絶縁リング４の上端面に熱圧接
合され、円筒部８ａとフランジ部８ｂとを有している。
陰極蓋９は陰極筒状金具８の円筒部８ａに溶接固定さ
れ、その上面には陰極側端子１０が突設されている。そ
して、この陰極蓋９の筒状部の下端が、カートリッジ６
と固体電解質管５との間の間隙部に供給されるナトリウ
ムＮａに接触して、陰極側の集電が行われる。
る陰極筒状金具８は前記絶縁リング４の上端面に熱圧接
合され、円筒部８ａとフランジ部８ｂとを有している。
陰極蓋９は陰極筒状金具８の円筒部８ａに溶接固定さ
れ、その上面には陰極側端子１０が突設されている。そ
して、この陰極蓋９の筒状部の下端が、カートリッジ６
と固体電解質管５との間の間隙部に供給されるナトリウ
ムＮａに接触して、陰極側の集電が行われる。
【００１４】有底円筒状の安全管１１は前記カートリッ
ジ６と固体電解質管５との間の間隙部に、そのカートリ
ッジ６及び固体電解質管５からそれぞれ所定間隔をおい
て配設され、耐食性を有するアルミニウムやステンレス
等の金属材料から形成されている。
ジ６と固体電解質管５との間の間隙部に、そのカートリ
ッジ６及び固体電解質管５からそれぞれ所定間隔をおい
て配設され、耐食性を有するアルミニウムやステンレス
等の金属材料から形成されている。
【００１５】そして、放電時に前記カートリッジ６の小
孔７から供給されるナトリウムＮａが、この安全管１１
とカートリッジ６との間の間隙内で上方に移動された
後、安全管１１の上端を乗り越えて、安全管１１と固体
電解質管５との間の間隙内で下方に移動され、さらに、
固体電解質管５をナトリウムイオンとなって透過して、
陽極室Ｒ２側へ移動されると共に、このナトリウムＮａ
が陽極室Ｒ２内の硫黄Ｓと反応して、多硫化ナトリウム
が生成される。
孔７から供給されるナトリウムＮａが、この安全管１１
とカートリッジ６との間の間隙内で上方に移動された
後、安全管１１の上端を乗り越えて、安全管１１と固体
電解質管５との間の間隙内で下方に移動され、さらに、
固体電解質管５をナトリウムイオンとなって透過して、
陽極室Ｒ２側へ移動されると共に、このナトリウムＮａ
が陽極室Ｒ２内の硫黄Ｓと反応して、多硫化ナトリウム
が生成される。
【００１６】次に、前記絶縁リング４に対する陰極筒状
金具８の接合構造について詳述すると、図１及び図２に
示すように、円筒状の変形防止部１２は絶縁リング４の
上端内縁に一体に突出形成され、この変形防止部１２が
陰極筒状金具８の円筒部８ａの内周面と係合することに
より、その円筒部８ａが熱圧接合時に半径方向へ変形す
るのが防止される。
金具８の接合構造について詳述すると、図１及び図２に
示すように、円筒状の変形防止部１２は絶縁リング４の
上端内縁に一体に突出形成され、この変形防止部１２が
陰極筒状金具８の円筒部８ａの内周面と係合することに
より、その円筒部８ａが熱圧接合時に半径方向へ変形す
るのが防止される。
【００１７】円弧部１３は前記絶縁リング４の上端面と
変形防止部１２の立上り面とのコーナ部に形成され、加
圧型Ｄにより絶縁リング４の上端面に陰極筒状金具８が
熱圧接合されるとき、前記コーナ部に応力が集中して絶
縁リング４が破損するのが防止される。
変形防止部１２の立上り面とのコーナ部に形成され、加
圧型Ｄにより絶縁リング４の上端面に陰極筒状金具８が
熱圧接合されるとき、前記コーナ部に応力が集中して絶
縁リング４が破損するのが防止される。
【００１８】次に、前記のように構成されたナトリウム
−硫黄電池について作用を説明する。さて、このナトリ
ウム−硫黄電池においては、絶縁リング４上に陰極筒状
金具８の円筒部８ａと係合可能な変形防止部１２が設け
られているため、図２に示すように、加圧型Ｄを使用し
て絶縁リング４の上端面に陰極筒状金具８を熱圧接合す
る場合、この変形防止部１２により円筒部８ａが半径方
向の内側へ変形するのが防止される。
−硫黄電池について作用を説明する。さて、このナトリ
ウム−硫黄電池においては、絶縁リング４上に陰極筒状
金具８の円筒部８ａと係合可能な変形防止部１２が設け
られているため、図２に示すように、加圧型Ｄを使用し
て絶縁リング４の上端面に陰極筒状金具８を熱圧接合す
る場合、この変形防止部１２により円筒部８ａが半径方
向の内側へ変形するのが防止される。
【００１９】従って、この実施例の熱圧接合構造によれ
ば、図７に示す従来の熱圧接合方法のように、その後の
工程の固体電解質管５内へのカートリッジ６の挿入及び
陰極筒状金具８への陰極蓋９の接合及び陽極筒状金具３
への陽極容器１の接合に支障がなく、作業時間を大幅に
短縮することができて、生産性を向上させることができ
る。
ば、図７に示す従来の熱圧接合方法のように、その後の
工程の固体電解質管５内へのカートリッジ６の挿入及び
陰極筒状金具８への陰極蓋９の接合及び陽極筒状金具３
への陽極容器１の接合に支障がなく、作業時間を大幅に
短縮することができて、生産性を向上させることができ
る。
【００２０】又、この実施例によれば、陰極筒状金具８
の円筒部８ａ及びフランジ部８ｂが絶縁リング４の上端
面及び変形防止部１２の外周面に接合して、陰極筒状金
具８と絶縁リング４との接合面積が増大されるため、活
物質の腐食に対する寿命を延長することができる。
の円筒部８ａ及びフランジ部８ｂが絶縁リング４の上端
面及び変形防止部１２の外周面に接合して、陰極筒状金
具８と絶縁リング４との接合面積が増大されるため、活
物質の腐食に対する寿命を延長することができる。
【００２１】
【別の実施例】次に、この発明の別の実施例を図３〜図
６に基づいて説明する。まず、図３に示す実施例におい
ては、前記実施例の円弧部１３に代えて、絶縁リング４
の上端面と変形防止部１２の立上り面とのコーナ部に傾
斜面１４が形成されている。そして、加圧型Ｄにより絶
縁リング４の上端面に陰極筒状金具８が熱圧接合される
とき、この傾斜面１４により前記コーナ部に応力が集中
するのが緩和又は防止されるようになっている。
６に基づいて説明する。まず、図３に示す実施例におい
ては、前記実施例の円弧部１３に代えて、絶縁リング４
の上端面と変形防止部１２の立上り面とのコーナ部に傾
斜面１４が形成されている。そして、加圧型Ｄにより絶
縁リング４の上端面に陰極筒状金具８が熱圧接合される
とき、この傾斜面１４により前記コーナ部に応力が集中
するのが緩和又は防止されるようになっている。
【００２２】次に、図４に示す実施例においては、絶縁
リング４の上端面に環状の凹所１５が形成され、この凹
所１５の内周縁に変形防止部１２が突設されている。そ
して、凹所１５内に陰極筒状金具８のフランジ部８ｂを
嵌合した状態で、加圧型Ｄにより熱圧接合するようにな
っている。
リング４の上端面に環状の凹所１５が形成され、この凹
所１５の内周縁に変形防止部１２が突設されている。そ
して、凹所１５内に陰極筒状金具８のフランジ部８ｂを
嵌合した状態で、加圧型Ｄにより熱圧接合するようにな
っている。
【００２３】又、図５に示す実施例においては、陰極筒
状金具８が円筒部８ａのみを有する単純な円筒状に形成
され、絶縁リング４の上端面には環状溝１６が形成され
ると共に、この環状溝１６の内周縁に変形防止部１２が
立設されている。そして、環状溝１６内に陰極筒状金具
８の円筒部８ａを嵌合した状態で、加圧型Ｄにより熱圧
接合するようになっている。
状金具８が円筒部８ａのみを有する単純な円筒状に形成
され、絶縁リング４の上端面には環状溝１６が形成され
ると共に、この環状溝１６の内周縁に変形防止部１２が
立設されている。そして、環状溝１６内に陰極筒状金具
８の円筒部８ａを嵌合した状態で、加圧型Ｄにより熱圧
接合するようになっている。
【００２４】さらに、図６に示す実施例においては、図
５の実施例における環状溝１６に代えて、絶縁リング４
の上端面に環状のアリ溝１７が形成されている。そし
て、このアリ溝１７内に陰極筒状金具８の円筒部８ａを
嵌合した状態で、加圧型Ｄにて加圧することにより、円
筒部８ａの下端がアリ溝１７内で広がって熱圧接合され
るようになっている。
５の実施例における環状溝１６に代えて、絶縁リング４
の上端面に環状のアリ溝１７が形成されている。そし
て、このアリ溝１７内に陰極筒状金具８の円筒部８ａを
嵌合した状態で、加圧型Ｄにて加圧することにより、円
筒部８ａの下端がアリ溝１７内で広がって熱圧接合され
るようになっている。
【００２５】
【００２６】
【発明の効果】この発明は、以上説明したように構成さ
れているため、絶縁リングの端面に陰極筒状金具を熱圧
接合する場合、その後の工程の固体電解質管内へのカー
トリッジの挿入及び陰極筒状金具への陰極蓋の接合に支
障がなく、又、作業時間を短縮して生産性を高めること
ができると共に、陰極筒状金具と絶縁リングとの接合面
積を増大することができて、活物質の腐食に対する寿命
を延長することができるという優れた効果を奏する。
れているため、絶縁リングの端面に陰極筒状金具を熱圧
接合する場合、その後の工程の固体電解質管内へのカー
トリッジの挿入及び陰極筒状金具への陰極蓋の接合に支
障がなく、又、作業時間を短縮して生産性を高めること
ができると共に、陰極筒状金具と絶縁リングとの接合面
積を増大することができて、活物質の腐食に対する寿命
を延長することができるという優れた効果を奏する。
【図１】この発明を具体化したナトリウム−硫黄電池の
一実施例を示す断面図である。
一実施例を示す断面図である。
【図２】その電池において絶縁リングに対する陰極筒状
金具の接合構造を拡大して示す部分断面図である。
金具の接合構造を拡大して示す部分断面図である。
【図３】同じく絶縁リングと陰極筒状金具との接合構造
の別の実施例を示す部分断面図である。
の別の実施例を示す部分断面図である。
【図４】同じく接合構造の別の実施例を示す部分断面図
である。
である。
【図５】同じく接合構造の別の実施例を示す部分断面図
である。
である。
【図６】同じく接合構造の別の実施例を示す部分断面図
である。
である。
【図７】従来の絶縁リングと陰極筒状金具との接合構造
を示す部分断面図である。
を示す部分断面図である。
【図８】図７の接合後の状態を示す部分断面図である。
【図９】従来の絶縁リングと陰極筒状金具との接合構造
を示す部分断面図である。
を示す部分断面図である。
【符号の説明】４ …絶縁リング、５…固体電解質管、８…陰極筒状金
具、８ａ…円筒部、８ｂ…フランジ部、１２…変形防止
部。
具、８ａ…円筒部、８ｂ…フランジ部、１２…変形防止
部。
Claims (2)
- 【請求項１】 固体電解質管の開口端の外周側に絶縁リ
ングを接合し、その絶縁リングの端面に円筒部を有する
陰極筒状金具を熱圧接合したナトリウム−硫黄電池の絶
縁リングと陰極筒状金具との熱圧接合構造において、 前記絶縁リングの上端面に陰極筒状金具の円筒部が配置
され、該絶縁リングには熱圧接合時に円筒部が半径方向
内側へ変形するのを防止するための変形防止部を設け、
前記変形防止部は、前記絶縁リングの上端内縁に一体に
突出形成されていることを特徴とするナトリウム−硫黄
電池における絶縁リングと陰極筒状金具との熱圧接合構
造。 - 【請求項２】 固体電解質管の開口部の外周側で絶縁リ
ングが接合されていて、その絶縁リングの上端面が円筒
部とフランジ部を有する陰極筒状金具のフランジ部の下
面側と熱圧接合されたナトリウム−硫黄電池における絶
縁リングと陰極筒状金具との熱圧接合構造において、 フランジ部内周面が陰極筒状金具の中心側へ変形するこ
とを防止する変形防止部を絶縁リングに一体的に設けた
ことを特徴とするナトリウム−硫黄電池における絶縁リ
ングと陰極筒状金具との熱圧接合構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4068787A JP2559944B2 (ja) | 1992-03-26 | 1992-03-26 | ナトリウム−硫黄電池における絶縁リングと筒状金具との熱圧接合構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4068787A JP2559944B2 (ja) | 1992-03-26 | 1992-03-26 | ナトリウム−硫黄電池における絶縁リングと筒状金具との熱圧接合構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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