JP2574516B2 - ナトリウム―硫黄電池の製造方法 - Google Patents
ナトリウム―硫黄電池の製造方法Info
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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−硫黄電池の製造方法に係り、特
に正極室の製造方法に関するものである。
に正極室の製造方法に関するものである。
（従来の技術） ナトリウム−硫黄電池は負極活物質であるナトリウム
と正極活物質である硫黄とをβ−アルミナ、β″−アル
ミナなどのナトリウムイオン伝導性固体電解質により分
離し、300〜350℃の高温で作動させる密閉型高温二次電
池である。
と正極活物質である硫黄とをβ−アルミナ、β″−アル
ミナなどのナトリウムイオン伝導性固体電解質により分
離し、300〜350℃の高温で作動させる密閉型高温二次電
池である。
この電池においては電池放電時には負極活物質である
ナトリウムがナトリウムイオンとなって外部回路に電子
を放出し、それと同時にナトリウムイオンが固体電解質
を通って移動して正極活物質の硫黄と反応、多硫化ナト
リウムが形成される。電池充電時には放電時と逆の過程
を経て正極側から電子が放出され、外部回路により印加
される電圧により固体電解質管を通って正極側から負極
側へ流入するナトリウムイオンを中性化することによ
り、電気エネルギーが化学エネルギーに変換される。
ナトリウムがナトリウムイオンとなって外部回路に電子
を放出し、それと同時にナトリウムイオンが固体電解質
を通って移動して正極活物質の硫黄と反応、多硫化ナト
リウムが形成される。電池充電時には放電時と逆の過程
を経て正極側から電子が放出され、外部回路により印加
される電圧により固体電解質管を通って正極側から負極
側へ流入するナトリウムイオンを中性化することによ
り、電気エネルギーが化学エネルギーに変換される。
そこで、上記の電池放電時、または充電時に行われる
電池反応において、正極での硫黄原子あるいは多硫化ナ
トリウムと外部回路との電子の交換を円滑に行うことは
正極における内部抵抗を低く抑えるために考慮すべき問
題点である。そのため、ナトリウム−硫黄電池において
は従来より、正極室に黒鉛や炭素フエルト等の硫黄や多
硫化物に対する耐腐食性が高く、かつ電子伝導性の良好
な多孔性電子伝導材を配し、これを集電体として正極活
物質との接触面積を大きくし、かつ接触抵抗を小さくす
ることで内部抵抗の低減を図っている。
電池反応において、正極での硫黄原子あるいは多硫化ナ
トリウムと外部回路との電子の交換を円滑に行うことは
正極における内部抵抗を低く抑えるために考慮すべき問
題点である。そのため、ナトリウム−硫黄電池において
は従来より、正極室に黒鉛や炭素フエルト等の硫黄や多
硫化物に対する耐腐食性が高く、かつ電子伝導性の良好
な多孔性電子伝導材を配し、これを集電体として正極活
物質との接触面積を大きくし、かつ接触抵抗を小さくす
ることで内部抵抗の低減を図っている。
第５図はこのナトリウム−硫黄電池の従来構造を示す
図で、この図において固体電解質管（１）の内側はナト
リウムの充填された負極室（３）で、外側はグラファイ
トなどの多孔性電子伝導材（５）に含浸された硫黄が充
填された正極室（４）である。固体電解質管（１）の上
端にはα−アルミナ製の絶縁体リング（２）がガラス半
田により接合されて、正極室（４）と負極室（３）との
絶縁を行っている。
図で、この図において固体電解質管（１）の内側はナト
リウムの充填された負極室（３）で、外側はグラファイ
トなどの多孔性電子伝導材（５）に含浸された硫黄が充
填された正極室（４）である。固体電解質管（１）の上
端にはα−アルミナ製の絶縁体リング（２）がガラス半
田により接合されて、正極室（４）と負極室（３）との
絶縁を行っている。
（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記従来の正極室の構造では固体電解
質管（１）の表面と多孔性電子伝導材（５）とが接触し
ているため、充電時に固体電解質管（１）の表面に絶縁
性の硫黄原子が析出し、多硫化ナトリウムの硫黄モル比
が5.5以上となるまで充電を行えず、充電回復性が低下
するという問題点があった。この問題点は多孔性電子伝
導材（５）と多硫化ナトリウムの濡れ性が充分に大きく
ない場合や、高率充放電時にはとくに顕著であり、活物
質の利用効率に制限を与えることになる。
質管（１）の表面と多孔性電子伝導材（５）とが接触し
ているため、充電時に固体電解質管（１）の表面に絶縁
性の硫黄原子が析出し、多硫化ナトリウムの硫黄モル比
が5.5以上となるまで充電を行えず、充電回復性が低下
するという問題点があった。この問題点は多孔性電子伝
導材（５）と多硫化ナトリウムの濡れ性が充分に大きく
ない場合や、高率充放電時にはとくに顕著であり、活物
質の利用効率に制限を与えることになる。
（課題を解決するための手段） 本発明は上記の点に鑑み、充電時における固体電解質
付近の硫黄原子の析出を抑制して正極活物質の充電回復
性を高めることのできる正極室を簡単な工程で提供する
ことを目的としてなされた方法で、ナトリウム−硫黄電
池の固体電解質管とこの固体電解質管の外側の正極室に
充填された多孔性電子伝導材との間に高抵抗物質の粉末
あるいは短繊維を含有する高抵抗層を形成するにあた
り、前記高抵抗物質の粉末や短繊維を含有する溶融状態
の正極活物質を、あらかじめ硫黄が含浸、固化された前
記多孔性電子伝導材へ塗布することにより、あるいは前
記高抵抗物質の粉末や短繊維を含有する溶融状態の正極
活物質へ前記固体電解質管を浸漬することにより、均一
かつ所定厚みに形成することを特徴とするものである。
付近の硫黄原子の析出を抑制して正極活物質の充電回復
性を高めることのできる正極室を簡単な工程で提供する
ことを目的としてなされた方法で、ナトリウム−硫黄電
池の固体電解質管とこの固体電解質管の外側の正極室に
充填された多孔性電子伝導材との間に高抵抗物質の粉末
あるいは短繊維を含有する高抵抗層を形成するにあた
り、前記高抵抗物質の粉末や短繊維を含有する溶融状態
の正極活物質を、あらかじめ硫黄が含浸、固化された前
記多孔性電子伝導材へ塗布することにより、あるいは前
記高抵抗物質の粉末や短繊維を含有する溶融状態の正極
活物質へ前記固体電解質管を浸漬することにより、均一
かつ所定厚みに形成することを特徴とするものである。
（実施例） 以下、本発明の実施例を図を用いて説明する。第１図
は本発明の製造方法により製造されたナトリウム−硫黄
電池、第２図は第１図の要部拡大図で第５図と同一部材
は同一符号で示されている。
は本発明の製造方法により製造されたナトリウム−硫黄
電池、第２図は第１図の要部拡大図で第５図と同一部材
は同一符号で示されている。
この第１図及び第２図において、固体電解質管（１）
の正極側表面と、多孔性電子伝導材（５）との間の符号
（６）で示す層が、本発明の製造方法により形成された
高抵抗層である。
の正極側表面と、多孔性電子伝導材（５）との間の符号
（６）で示す層が、本発明の製造方法により形成された
高抵抗層である。
この高抵抗層（６）は電気抵抗の高い物質、たとえば
ガラスやセラミック、アルミナなどの粉末や短繊維と正
極活物質との混合物から成り、その製造方法は第３図に
示すように、あらかじめ硫黄を含浸、固化させ正極室の
形状に合致する円筒を縦割り数分割した形状の多孔性電
子伝導材の凹部表面に凸状ノズルを用いて高抵抗の物質
の粉末や短繊維を含有する溶融活物質を塗布することで
形成することができる。また、第４図に示すように高抵
抗の物質の粉末あるいは短繊維を含有する溶融活物質を
満たした槽の中に固体電解質管（１）を浸漬、引き上げ
ることによって形成してもよい。
ガラスやセラミック、アルミナなどの粉末や短繊維と正
極活物質との混合物から成り、その製造方法は第３図に
示すように、あらかじめ硫黄を含浸、固化させ正極室の
形状に合致する円筒を縦割り数分割した形状の多孔性電
子伝導材の凹部表面に凸状ノズルを用いて高抵抗の物質
の粉末や短繊維を含有する溶融活物質を塗布することで
形成することができる。また、第４図に示すように高抵
抗の物質の粉末あるいは短繊維を含有する溶融活物質を
満たした槽の中に固体電解質管（１）を浸漬、引き上げ
ることによって形成してもよい。
（作用及び効果） このように構成された製造方法では固体電解質管
（１）と多孔性電子伝導材（５）との間の高抵抗層
（６）を塗布あるいは浸漬により形成しているので、た
とえば高抵抗性の不織布などのシートを電池製造時に組
み込んで製造したものに比べて固体電解質管（１）ある
いは多孔性電子伝導材（５）との密着性が良く、内部抵
抗が低減する。また、高抵抗層（６）の厚さを充分に薄
く、かつ均一に形成できるので、ナトリウムイオンの通
過を妨げることなく、充電時のこの付近での硫黄原子の
生成反応を抑制し、固体電解質管（１）の表面が絶縁性
の硫黄膜で覆われることなく充電が深く進行する。そし
て、高抵抗層（６）に含有させる高抵抗の物質として短
繊維状のものを用いた場合には、本発明の製造方法によ
れば高抵抗層（６）内の短繊維は電池の上下方向、即ち
固体電解質管（１）の長さ方向に配向するため、充放電
時の活物質の増減にかかわらず、固体電解質管（１）の
上方まで均一、かつスムーズに活物質がゆきわたり、固
体電解質管（１）に活物質の増減によるひずみがかかる
ことがない。
（１）と多孔性電子伝導材（５）との間の高抵抗層
（６）を塗布あるいは浸漬により形成しているので、た
とえば高抵抗性の不織布などのシートを電池製造時に組
み込んで製造したものに比べて固体電解質管（１）ある
いは多孔性電子伝導材（５）との密着性が良く、内部抵
抗が低減する。また、高抵抗層（６）の厚さを充分に薄
く、かつ均一に形成できるので、ナトリウムイオンの通
過を妨げることなく、充電時のこの付近での硫黄原子の
生成反応を抑制し、固体電解質管（１）の表面が絶縁性
の硫黄膜で覆われることなく充電が深く進行する。そし
て、高抵抗層（６）に含有させる高抵抗の物質として短
繊維状のものを用いた場合には、本発明の製造方法によ
れば高抵抗層（６）内の短繊維は電池の上下方向、即ち
固体電解質管（１）の長さ方向に配向するため、充放電
時の活物質の増減にかかわらず、固体電解質管（１）の
上方まで均一、かつスムーズに活物質がゆきわたり、固
体電解質管（１）に活物質の増減によるひずみがかかる
ことがない。
以上に説明したとおり、本発明の方法は充放電深度を
向上し、かつ内部抵抗を小さく抑えることのできるナト
リウム−硫黄電池を簡単な方法で量産できる製造方法と
して従来の問題点を一掃し、産業の発展に寄与するとこ
ろは極めて大きいものである。
向上し、かつ内部抵抗を小さく抑えることのできるナト
リウム−硫黄電池を簡単な方法で量産できる製造方法と
して従来の問題点を一掃し、産業の発展に寄与するとこ
ろは極めて大きいものである。
第１図は本発明の実施例であるナトリウム−硫黄電池の
断面図、第２図は第１図の要部拡大図、第３図及び第４
図はそれぞれ本発明の高抵抗層を形成する方法を説明す
るための図、第５図は従来例であるナトリウム−硫黄電
池の断面図である。 （１）：固体電解質管、（３）：負極室、（４）：正極
室、（５）：多孔性電子伝導材、（６）：高抵抗層。
断面図、第２図は第１図の要部拡大図、第３図及び第４
図はそれぞれ本発明の高抵抗層を形成する方法を説明す
るための図、第５図は従来例であるナトリウム−硫黄電
池の断面図である。 （１）：固体電解質管、（３）：負極室、（４）：正極
室、（５）：多孔性電子伝導材、（６）：高抵抗層。
Claims (1)
- 【請求項１】ナトリウム−硫黄電池の固体電解質管
（１）とこの固体電解質管（１）の外側の正極室（４）
に充填された多孔性電子伝導材（５）との間に高抵抗物
質の粉末あるいは短繊維を含有する高抵抗層（６）を形
成するにあたり、前記高抵抗物質の粉末や短繊維を含有
する溶融状態の正極活物質を、あらかじめ硫黄が含浸、
固化された前記多孔性電子伝導材（５）へ塗布すること
により、あるいは前記高抵抗物質の粉末や短繊維を含有
する溶融状態の正極活物質へ前記固体電解質管（１）を
浸漬することにより、均一かつ所定厚みに形成すること
を特徴とするナトリウム−硫黄電池の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2131991A JP2574516B2 (ja) | 1990-05-22 | 1990-05-22 | ナトリウム―硫黄電池の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2131991A JP2574516B2 (ja) | 1990-05-22 | 1990-05-22 | ナトリウム―硫黄電池の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0428170A JPH0428170A (ja) | 1992-01-30 |
| JP2574516B2 true JP2574516B2 (ja) | 1997-01-22 |
Family
ID=48782792
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2131991A Expired - Fee Related JP2574516B2 (ja) | 1990-05-22 | 1990-05-22 | ナトリウム―硫黄電池の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2574516B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5685560A (en) * | 1995-01-19 | 1997-11-11 | Nihon Plast Co., Ltd. | Airbag module cover assembly |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0626136B2 (ja) * | 1988-11-05 | 1994-04-06 | 日本碍子株式会社 | ナトリウム―硫黄電池の製造方法 |
-
1990
- 1990-05-22 JP JP2131991A patent/JP2574516B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0428170A (ja) | 1992-01-30 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |