JP2620339B2 - ナトリウム−硫黄電池における絶縁リングと陽極容器及び陰極容器との熱圧接合方法 - Google Patents

ナトリウム−硫黄電池における絶縁リングと陽極容器及び陰極容器との熱圧接合方法

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Description

【発明の詳細な説明】 [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
と陽極容器及び陰極容器との熱圧接合方法に関するもの
である。
[従来の技術] 従来のナトリウム−硫黄電池として第4図に示すよう
に、陽極活物質である溶融硫黄Sを含浸したカーボンマ
ットなどの陽極用導電材Mを収納する円筒状の陽極容器
1と、該陽極容器1の上端部に対し、α−アルミナ製の
絶縁リング2を介して連結された陽極容器3と、前記絶
縁リング2の内周部に固着され、かつ、陽極活物質であ
る溶融金属ナトリウムNaを貯留し、ナトリウムイオンNa
+を選択的に透過させる機能を有した下方へ延びる多結
晶B″−アルミナ製の有底円筒状をなす固体電解質管4
とから構成したものがある。
そして、放電時には陰極室R1からナトリウムイオンNa
+が固体電解質管4を透過して陽極室R2内の硫黄Sと次
のように反応し、多硫化ナトリウムを生成する。
2Na+XS→Na2Sx また、充電時には放電時とは逆の反応が起こり、ナト
リウムNa及び硫黄Sが生成される。
前記絶縁リング2と陽極容器1あるいは陰極容器3と
の間には中間接合板を前記熱圧接合時に介在するように
なっている。
前記絶縁リング2の接合面2a,2bの表面粗さは、従来
時に規定されず、重要視されていなかった。
[発明が解決しようとする課題] ところが、前記絶縁リング2の接合面2a,2bは滑らか
過ぎると、接合面積が減少し、また粗すぎると絶縁リン
グ2と中間接合板5,6との接合界面に気泡が残り、どち
らも接合強度を低下させる原因となることが、実験の結
果判明した。
この発明の目的は絶縁リングと陽極及び陰極の容器と
の接合強度を向上す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陽極及び陰極の容器との熱圧接
合方法を提供することにある。
[課題を解決するための手段] この発明は上記目的を達成するため、α−アルミナ製
の絶縁リングと、陽極容器及び陰極容器とをアルミニウ
ムよりなる中間接合板を介して熱圧接合するに際し、前
記絶縁リングの接合面の平均面粗さRaを、0.2〜0.8μm
にして前記熱圧接合するという手段をとっている。
[作 用] この発明は絶縁リングの接合面の平均表面粗さRaを0.
2〜0.8μmとすることによって、絶縁リングと中間接合
板との接合強度、すなわち絶縁リングと陽極容器及び陰
極容器との接合強度が最大となるようにするものであ
る。
[実施例] 以下、この発明を具体化した一実施例を第1図〜第3
図に基づいて説明する。
この実施例の熱圧接合方法により得られるナトリウム
−硫黄電池の基本構成は、前述した第4図に示す電池と
同様であるため、絶縁リング2と陽極容器1及び陰極容
器3との熱圧接合方法について以下に述べる。
第2図に示すように、熱圧接合装置の加熱炉10内には
誘導加熱コイル11が上下動可能に収容され、該コイル11
の内側には上下の熱圧接合用治具12,13が装設されてい
る。この両治具12,13の間に、陰極容器3、上部中間接
合板6、絶縁リング2、下部中間接合板5及び陽極容器
1を上から順に配置し、前記誘導加熱コイル11により圧
接温度500〜600℃に加熱しながら、1.5kg/mm2〜3.5kg/m
m2の圧接力により熱圧接合する。
このとき、加熱炉10内は真空又は窒素ガス、アルゴン
ガス、あるいはヘリウムガスなどの不活性ガスで満たさ
れ、高温状態での中間接合板5,6の酸化を防止し、熱圧
接合部の寿命を向上することができる。
雰囲気管理が不充分であると、熱圧接合時には準備段
階として加熱炉10内の温度を600℃程度に上昇させるた
め、圧接される部品の絶縁リング2や加熱炉10内部に吸
着されていた酸素ガスが放出し、そのため、高温状態に
ある接合部、つまり中間接合板5,6、陽極容器1、ある
いは陰極容器3が酸化される。この結果、電池の作動時
にナトリウムが接触する陰極容器3側の熱圧接合部は気
密不良や接合強度の低下を招く。
この発明では第1図に示す絶縁リング2の接合面の平
均面粗さRaが0.2〜0.8μmとなるように加工している。
この結果、熱圧接合後の絶縁リング2と中間接合板5,
6、従って、絶縁リング2と陽極容器1及び陰極容器3
との接合強度が実験の結果、第3図に示すように最大と
なった。
なお、この発明は次のように具体化することもでき
る。
絶縁リングの原料粉体と成形条件を制御して焼成後の
後仕上を起わずに平均面粗さRaを0.2〜0.8μmとするこ
ともできる。
[発明の効果] 以上詳述したように、この発明は絶縁リングと陽極容
器及び陰極容器との熱圧接合強度を向上することがで
き、電池寿命を延ばすことができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明を具体化したナトリウム−硫黄電池の
絶縁リングを示す斜視図、第2図は絶縁リングと陽極容
器及び陰極容器との熱圧接合方法を示す断面図、第3図
は絶縁リングの接合面の平均面粗さと熱圧接合強度の実
験結果を示すグラフ、第4図はナトリウム−硫黄電池を
示す中央部縦断面図である。 1……陽極容器、2……絶縁リング、2a,2b……接合
面、3……陰極容器、4……固体電解質管、5,6……中
間接合板、M……陽極用導電材、R1……陰極室、R2……
陽極室。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】α−アルミナ製の絶縁リング(2)と、陽
    極容器(1)及び陰極容器(3)とをアルミニウムより
    なる中間接合板(5,6)を介して熱圧接合するに際し、
    前記絶縁リング(2)の接合面(2a,2b)の平均面粗さ
    (Ra)を、0.2〜0.8μmにして前記熱圧接合することを
    特徴とするナトリウム−硫黄電池における絶縁リングと
    陽極容器及び陰極容器との熱圧接合方法。
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