JP2636022B2 - ナトリウム一硫黄電池 - Google Patents
ナトリウム一硫黄電池Info
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- H01M10/39—Accumulators not provided for in groups H01M10/05-H01M10/34 working at high temperature
- H01M10/3909—Sodium-sulfur cells
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- 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
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は固体電解質管の長寿命化及び安定化を図
り、電池容量を増大することができるナトリウム−硫黄
電池に関するものである。
り、電池容量を増大することができるナトリウム−硫黄
電池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３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を収容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陰極金具３と、前記絶
縁リング２の内周部に固着され、かつ、陰極活物質であ
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β″−アルミナよりなる有底円筒状の固体電解質管４
とから構成したものがある。
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を収容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陰極金具３と、前記絶
縁リング２の内周部に固着され、かつ、陰極活物質であ
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β″−アルミナよりなる有底円筒状の固体電解質管４
とから構成したものがある。
そして、放電時には陰極室R2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R1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。
+が固体電解質管４を透過して陽極室R1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。
リウムNa及び硫黄Ｓが生成される。
前記固体電解質管４が例えば劣化や熱応力を受けてク
ラックが発生して破損した場合、陰極室R2内の金属ナト
リウムが陽極室R1内側の硫黄と多量かつ急激に反応して
異常高熱を発生し、電池全体が破壊され、この結果ナト
リウムが外部に流出して危険であるという問題があっ
た。これを解決するため、上記従来例では陰極室R2内に
ナトリウム容器５とナトリウム保持体11を設けている。
ラックが発生して破損した場合、陰極室R2内の金属ナト
リウムが陽極室R1内側の硫黄と多量かつ急激に反応して
異常高熱を発生し、電池全体が破壊され、この結果ナト
リウムが外部に流出して危険であるという問題があっ
た。これを解決するため、上記従来例では陰極室R2内に
ナトリウム容器５とナトリウム保持体11を設けている。
また、前述した第３図に示すナトリウム−硫黄電池と
基本的に同じ構成の電池において、固体電解質管４の劣
化及びそれによる損傷を防止する第４図に示すものが提
案されている。これを以下に説明する。
基本的に同じ構成の電池において、固体電解質管４の劣
化及びそれによる損傷を防止する第４図に示すものが提
案されている。これを以下に説明する。
前記陽極容器１の底部あるいは固体電解質管４の底部
には該固体電解質管４と同一組成のβ″−アルミナ製の
粒体、または多孔質体21を収納していた。この粒体、ま
たは多孔質体によりナトリウム中に含まれる不純物（カ
リウム、カルシウム、シリコン、酸素）を固体電解質管
４に吸収される以前に除去することにより、固体電解質
管４の劣化及びそれによる破損を防止するようになって
いた。（特開昭60−72073号公報参照） 一方、前記粒体、または多孔質体に代えて、前記陽極
室R1内に酸化ナトリウム生成を抑制するための酸素捕捉
剤を収容したナトリウム−硫黄電池も提案されている。
（特開昭58−12270号公報参照） ［発明が解決しようとする課題］ 第３図に示す従来の電池の安全対策は、ナトリウム容
器５の小孔5aと固体電解質管４との距離が近く、固体電
解質管４が前記小孔5a付近で破損したときに、ナトリウ
ム容器５からのナトリウム流出圧力が高いため、活物質
の反応量が多く、安全性が不十分であった。
には該固体電解質管４と同一組成のβ″−アルミナ製の
粒体、または多孔質体21を収納していた。この粒体、ま
たは多孔質体によりナトリウム中に含まれる不純物（カ
リウム、カルシウム、シリコン、酸素）を固体電解質管
４に吸収される以前に除去することにより、固体電解質
管４の劣化及びそれによる破損を防止するようになって
いた。（特開昭60−72073号公報参照） 一方、前記粒体、または多孔質体に代えて、前記陽極
室R1内に酸化ナトリウム生成を抑制するための酸素捕捉
剤を収容したナトリウム−硫黄電池も提案されている。
（特開昭58−12270号公報参照） ［発明が解決しようとする課題］ 第３図に示す従来の電池の安全対策は、ナトリウム容
器５の小孔5aと固体電解質管４との距離が近く、固体電
解質管４が前記小孔5a付近で破損したときに、ナトリウ
ム容器５からのナトリウム流出圧力が高いため、活物質
の反応量が多く、安全性が不十分であった。
また、固体電解質管４とナトリウム容器５の隙間はナ
トリウム保持体11を収容する関係で、この隙間全体に存
在するナトリウムの量が多くなり、固体電解質管４が破
損したときの活物質の反応量が多く、この点からも安全
性が不十分であった。
トリウム保持体11を収容する関係で、この隙間全体に存
在するナトリウムの量が多くなり、固体電解質管４が破
損したときの活物質の反応量が多く、この点からも安全
性が不十分であった。
さらに、ステンレスウィックよりなるナトリウム保持
体11を使用していたので、ナトリウム容器５の小孔5aか
ら出たナトリウムの移動を円滑に行うことができず、電
池の放電特性が低下するという問題もあった。
体11を使用していたので、ナトリウム容器５の小孔5aか
ら出たナトリウムの移動を円滑に行うことができず、電
池の放電特性が低下するという問題もあった。
一方、第４図に示す従来の電池においては次のような
問題がある。
問題がある。
前記電池製造の過程で金属ナトリウムを充填する以前
に、固体電解質管４などに付着した炭化水素、有機溶剤
あるいは空気中の油分として陰極室R2内に水素H2が残留
していても、上記二つの従来例はいずれも、それを捕捉
することがでないという問題があった。この結果、金属
酸化物である固体電解質管（β″−アルミナ:Na2O・5Al
2O3）の酸素と結合するため、H2Oが生成される。陰極室
R2内にH2Oが存在すると、固体電解質管４の表面にヒド
ロニウムイオンH3O+が生じて、固体電解質管４を劣化し
てその寿命を短縮するとともに、固体電解質管４を透過
するナトリウムイオンNa+の伝導抵抗率が増加して電池
容量を低減するという問題があった。
に、固体電解質管４などに付着した炭化水素、有機溶剤
あるいは空気中の油分として陰極室R2内に水素H2が残留
していても、上記二つの従来例はいずれも、それを捕捉
することがでないという問題があった。この結果、金属
酸化物である固体電解質管（β″−アルミナ:Na2O・5Al
2O3）の酸素と結合するため、H2Oが生成される。陰極室
R2内にH2Oが存在すると、固体電解質管４の表面にヒド
ロニウムイオンH3O+が生じて、固体電解質管４を劣化し
てその寿命を短縮するとともに、固体電解質管４を透過
するナトリウムイオンNa+の伝導抵抗率が増加して電池
容量を低減するという問題があった。
この発明の目的は、ナトリウム容器のナトリウム小孔
と固体電解質管との距離を長くして固体電解質管表面で
のナトリウム圧力を低減させ、かつ有底安全管によって
固体電解質管に接するナトリウム量を減少し、ナトリウ
ム容器の損傷を防止して安全性を確保することができ、
さらにナトリウムの移動を円滑に行い安定した放電特性
を得ることができるナトリウム−硫黄電池を提供するこ
とにある。
と固体電解質管との距離を長くして固体電解質管表面で
のナトリウム圧力を低減させ、かつ有底安全管によって
固体電解質管に接するナトリウム量を減少し、ナトリウ
ム容器の損傷を防止して安全性を確保することができ、
さらにナトリウムの移動を円滑に行い安定した放電特性
を得ることができるナトリウム−硫黄電池を提供するこ
とにある。
また、この発明の別の目的は、H2Oの生成を防止し
て、固体電解質管の寿命を延長するとともに、ナトリウ
ムイオンNa+の伝導抵抗率を低減して電池の充放電効率
を向上することができるナトリウム−硫黄電池を提供す
ることにある。
て、固体電解質管の寿命を延長するとともに、ナトリウ
ムイオンNa+の伝導抵抗率を低減して電池の充放電効率
を向上することができるナトリウム−硫黄電池を提供す
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、陽極室と陰極室
を区画する有底袋管状の固体電解質管の陰極室側内部
に、金属ナトリウムを収容するナトリウム容器を収容
し、該ナトリウム容器の底部に小孔を透設し、前記固体
電解質管とナトリウム容器との間に有底袋管状の安全管
を収容し、該安全管の内周面とナトリウム容器の外周面
との間及び安全管の外周面と固体電解質管の内周面との
間に、電池の充電・放電時に前記小孔から出入りする金
属ナトリウムを上下方向に案内する内側間隙及び外側間
隙を設け、さらに前記陰極室内に水素捕捉剤として、ジ
ルコニウム−バナジウム−鉄合金、バナジウム−鉄−亜
鉛合金、ジルコニウム−アルミニウム合金、ジルコニウ
ム−カーボン混合体あるいはジルコニウム−ニッケル合
金を収容するという手段をとっている。
を区画する有底袋管状の固体電解質管の陰極室側内部
に、金属ナトリウムを収容するナトリウム容器を収容
し、該ナトリウム容器の底部に小孔を透設し、前記固体
電解質管とナトリウム容器との間に有底袋管状の安全管
を収容し、該安全管の内周面とナトリウム容器の外周面
との間及び安全管の外周面と固体電解質管の内周面との
間に、電池の充電・放電時に前記小孔から出入りする金
属ナトリウムを上下方向に案内する内側間隙及び外側間
隙を設け、さらに前記陰極室内に水素捕捉剤として、ジ
ルコニウム−バナジウム−鉄合金、バナジウム−鉄−亜
鉛合金、ジルコニウム−アルミニウム合金、ジルコニウ
ム−カーボン混合体あるいはジルコニウム−ニッケル合
金を収容するという手段をとっている。
［作 用］ この発明はナトリウム容器と固体電解質管の間に安全
管が存在し、その内外両側に内側間隙及び外側間隙が設
けられているので、ナトリウム容器の小孔から固体電解
質管までの距離が長くなってナトリウムの圧力が低下す
るので、固体電解質管が破損してもナトリウムと硫黄の
反応が抑制され、安全性が向上する。
管が存在し、その内外両側に内側間隙及び外側間隙が設
けられているので、ナトリウム容器の小孔から固体電解
質管までの距離が長くなってナトリウムの圧力が低下す
るので、固体電解質管が破損してもナトリウムと硫黄の
反応が抑制され、安全性が向上する。
また、固体電解質管が破損したら外側間隙内部の少量
のナトリウムと硫黄の反応は生じるが、その後はナトリ
ウムが安全管の上端縁を乗り越えなければならず、従っ
て、活物質相互の反応が抑制され、しかもナトリウム容
器は安全管により保護されているので、ナトリウム容器
の破損が防止され、この点からも安全性が向上する。
のナトリウムと硫黄の反応は生じるが、その後はナトリ
ウムが安全管の上端縁を乗り越えなければならず、従っ
て、活物質相互の反応が抑制され、しかもナトリウム容
器は安全管により保護されているので、ナトリウム容器
の破損が防止され、この点からも安全性が向上する。
さらに、ナトリウム容器の小孔から出たナトリウムは
内側間隙を上方へ移動した後、安全管の上端縁から外側
間隙に移動するため、ステンレスウィックを使用した場
合と比較して、ナトリウムの流れが一様かつ円滑とな
り、このため固体電解質管の内周面へのナトリウムの供
給が均一になり、放電特性が安定する。
内側間隙を上方へ移動した後、安全管の上端縁から外側
間隙に移動するため、ステンレスウィックを使用した場
合と比較して、ナトリウムの流れが一様かつ円滑とな
り、このため固体電解質管の内周面へのナトリウムの供
給が均一になり、放電特性が安定する。
また、この発明は、陰極室内に水素捕捉剤が収納され
ているので、陰極室内に残留している水素が捕捉され、
このため固体電解質管付近でのH2Oの発生が抑制され、
固体電解質管の表面にヒドロニウムイオンH3O+が生じる
のが防止されて、固体電解質管の劣化が抑制されるとと
もに、その寿命が延長され、ナトリウムイオンNa+の伝
導抵抗率が低減され電池の充放電効率が増大する。
ているので、陰極室内に残留している水素が捕捉され、
このため固体電解質管付近でのH2Oの発生が抑制され、
固体電解質管の表面にヒドロニウムイオンH3O+が生じる
のが防止されて、固体電解質管の劣化が抑制されるとと
もに、その寿命が延長され、ナトリウムイオンNa+の伝
導抵抗率が低減され電池の充放電効率が増大する。
［実施例］ 以下、この発明を具体化した一実施例を第１図及び第
２図に基づいて説明する。
２図に基づいて説明する。
この実施例のナトリウム−硫黄電池は、有底円筒状を
なす陽極容器１の上端面に対し、α−アルミナ製の絶縁
リング２の下面を熱圧接合し、該絶縁リング２の上面に
は陰極金具３を熱圧接合している。また、前記絶縁リン
グ２の内周面には、β″−アルミナ製の固体電解質管４
の上端外周面が接合固定されている。
なす陽極容器１の上端面に対し、α−アルミナ製の絶縁
リング２の下面を熱圧接合し、該絶縁リング２の上面に
は陰極金具３を熱圧接合している。また、前記絶縁リン
グ２の内周面には、β″−アルミナ製の固体電解質管４
の上端外周面が接合固定されている。
前記陽極容器１と固体電解質管４との間に形成された
陽極室R1内には陽極活物質としての溶融硫黄Ｓを含浸さ
せたカーボンマットなどの陽極用導電材Ｍが収納されて
いる。また、固体電解質管４内側に形成された陰極室R2
内には陰極活物質としての金属ナトリウムNaを充填した
ステンレススチール製のナトリウム容器５が収納されて
いる。このナトリウム容器５の底面にはナトリウムが出
入りする小孔5aが透設されている。
陽極室R1内には陽極活物質としての溶融硫黄Ｓを含浸さ
せたカーボンマットなどの陽極用導電材Ｍが収納されて
いる。また、固体電解質管４内側に形成された陰極室R2
内には陰極活物質としての金属ナトリウムNaを充填した
ステンレススチール製のナトリウム容器５が収納されて
いる。このナトリウム容器５の底面にはナトリウムが出
入りする小孔5aが透設されている。
さらに、前記固体電解質管４の内周面とナトリウム容
器５の外周面との間には例えばアルミニウム、アルミニ
ウム合金あるいはステンレススチールよりなる有底袋管
状をなす安全管６が配置され、前記容器５の小孔5aから
流出したナトリウムがナトリウム容器５と安全管６との
間隙G1を上方へ移動した後、安全管５と固体電解質管４
との間隙G2を下方へ移動するようにしている。そして、
万一、固体電解質管４が破損した場合に、溶融硫黄Ｓと
ナトリウムNaが多量かつ急激に反応して異常高熱を発生
しないようにしている。
器５の外周面との間には例えばアルミニウム、アルミニ
ウム合金あるいはステンレススチールよりなる有底袋管
状をなす安全管６が配置され、前記容器５の小孔5aから
流出したナトリウムがナトリウム容器５と安全管６との
間隙G1を上方へ移動した後、安全管５と固体電解質管４
との間隙G2を下方へ移動するようにしている。そして、
万一、固体電解質管４が破損した場合に、溶融硫黄Ｓと
ナトリウムNaが多量かつ急激に反応して異常高熱を発生
しないようにしている。
前記ナトリウム容器５の底面と、安全管６の底部上面
との間には、前記小孔5aから流出したナトリウムの移動
を制御する制御板７が介装されている。さらに、前記ナ
トリウム容器５と陰極金具３との間にはスプリングワッ
シャー８が介装され、該容器を制御板７側へ付勢してい
る。
との間には、前記小孔5aから流出したナトリウムの移動
を制御する制御板７が介装されている。さらに、前記ナ
トリウム容器５と陰極金具３との間にはスプリングワッ
シャー８が介装され、該容器を制御板７側へ付勢してい
る。
次に、この発明の要部について説明すると、前記安全
管６の半球状をなす底部6a下端部には凹部6bが形成さ
れ、該凹部6bには陰極室R2内に残留している水素を捕捉
するための水素捕捉剤９が嵌合されている。この水素捕
捉剤９としてジルコニウム−バナジウム−鉄合金を使用
している。この合金の組成はジルコニウム:70％、バナ
ジウム:24.6％、鉄:5.4％である。その他の水素捕捉剤
９としては、バナジウム−鉄−亜鉛合金、ジルコニウム
−アルミニウム合金、ジルコニウム−カーボン混合体、
ジルコニウム−ニッケル合金がある。
管６の半球状をなす底部6a下端部には凹部6bが形成さ
れ、該凹部6bには陰極室R2内に残留している水素を捕捉
するための水素捕捉剤９が嵌合されている。この水素捕
捉剤９としてジルコニウム−バナジウム−鉄合金を使用
している。この合金の組成はジルコニウム:70％、バナ
ジウム:24.6％、鉄:5.4％である。その他の水素捕捉剤
９としては、バナジウム−鉄−亜鉛合金、ジルコニウム
−アルミニウム合金、ジルコニウム−カーボン混合体、
ジルコニウム−ニッケル合金がある。
前記金属ナトリウムと水素捕捉剤９の重量比は、10:1
〜1000:1の範囲が望ましい。
〜1000:1の範囲が望ましい。
この理由は重量比が10:1以上であると、陰極中で捕捉
剤の占める体積が大きくて陰極の有効利用を妨げるから
である。（必然的に陰極に入るナトリウム量が減り電池
の体積効率が悪くなる）また、重量比が1000:1以下であ
ると、ナトリウム中に溶解している水素を十分に除去で
きないからである。（ナトリウム中の溶存水素量は高級
精製品で5ppm程度である） 今、ナトリウム−硫黄電池の充電完了状態において
は、大半のナトリウムが第１図に示すようにナトリウム
容器５内に貯留され、陽極用導電材Ｍ内には溶融硫黄が
存在している。
剤の占める体積が大きくて陰極の有効利用を妨げるから
である。（必然的に陰極に入るナトリウム量が減り電池
の体積効率が悪くなる）また、重量比が1000:1以下であ
ると、ナトリウム中に溶解している水素を十分に除去で
きないからである。（ナトリウム中の溶存水素量は高級
精製品で5ppm程度である） 今、ナトリウム−硫黄電池の充電完了状態において
は、大半のナトリウムが第１図に示すようにナトリウム
容器５内に貯留され、陽極用導電材Ｍ内には溶融硫黄が
存在している。
この状態で放電を開始すると容器内のナトリウムが小
孔5aを通って内側間隙G1内へ移動する。その後、安全管
６の上端縁から外側間隙G2内へ導かれ、さらにナトリウ
ムはナトリウムイオンとなって固体電解質管４を透過
し、陽極用導電材Ｍ内の硫黄と反応し多硫化ナトリウム
を生成する。
孔5aを通って内側間隙G1内へ移動する。その後、安全管
６の上端縁から外側間隙G2内へ導かれ、さらにナトリウ
ムはナトリウムイオンとなって固体電解質管４を透過
し、陽極用導電材Ｍ内の硫黄と反応し多硫化ナトリウム
を生成する。
さて、この発明の実施例ではナトリウム容器５と固体
電解質管４の間に安全管６が存在し、その内外両側に内
側間隙G1及び外側間隙G2が設けられているので、ナトリ
ウム容器５の小孔5aから固体電解質管４までの距離が長
くなってナトリウムの圧力が低くなるので、固体電解質
管４が破損しても、ナトリウムと硫黄の急激かつ多量の
反応が抑制され安全性が向上する。
電解質管４の間に安全管６が存在し、その内外両側に内
側間隙G1及び外側間隙G2が設けられているので、ナトリ
ウム容器５の小孔5aから固体電解質管４までの距離が長
くなってナトリウムの圧力が低くなるので、固体電解質
管４が破損しても、ナトリウムと硫黄の急激かつ多量の
反応が抑制され安全性が向上する。
また、固体電解質管４が破損しても外側間隙G2内部の
ナトリウムと硫黄の反応は生じるが、その後ナトリウム
が安全管６の上端縁を乗り越えなければならず、従っ
て、活物質相互の反応が抑制され、しかもナトリウム容
器５は安全管６により保護されているので、ナトリウム
容器５の破損が防止され、この点からも安全性が向上す
る。
ナトリウムと硫黄の反応は生じるが、その後ナトリウム
が安全管６の上端縁を乗り越えなければならず、従っ
て、活物質相互の反応が抑制され、しかもナトリウム容
器５は安全管６により保護されているので、ナトリウム
容器５の破損が防止され、この点からも安全性が向上す
る。
さらに、ナトリウム容器５の小孔5aから出たナトリウ
ムは内側間隙G1を上方へ移動した後、安全管６の上端縁
から外側間隙G2に移動するため、ステンレスウィックを
使用した場合と比較して、ナトリウムの流れが均一かつ
円滑となり、このため固体電解質管４の内周面へのナト
リウムの供給が均一になり、放電特性が安定する。
ムは内側間隙G1を上方へ移動した後、安全管６の上端縁
から外側間隙G2に移動するため、ステンレスウィックを
使用した場合と比較して、ナトリウムの流れが均一かつ
円滑となり、このため固体電解質管４の内周面へのナト
リウムの供給が均一になり、放電特性が安定する。
さらに、前記実施例では陰極室R2内に水素捕捉剤９を
収容したので、電池の組立て終了後、陰極室R2内に残留
している水素が捕捉され、このため固体電解質管４付近
でのH2Oの発生が抑制され、固体電解質管４の表面にヒ
ドロニウムイオンH3O+が生じるのを防止でき、この結
果、固体電解質管４の劣化が抑制されて寿命が長くな
り、ナトリウムイオンNa+の伝導抵抗率が低減され電池
の充放電効率が増大する。
収容したので、電池の組立て終了後、陰極室R2内に残留
している水素が捕捉され、このため固体電解質管４付近
でのH2Oの発生が抑制され、固体電解質管４の表面にヒ
ドロニウムイオンH3O+が生じるのを防止でき、この結
果、固体電解質管４の劣化が抑制されて寿命が長くな
り、ナトリウムイオンNa+の伝導抵抗率が低減され電池
の充放電効率が増大する。
前記水素捕捉剤９を使用した電池と、使用しない従来
の電池における固体電解質管４の劣化による破壊頻度を
実験により充放電を500回繰り返し行ったところ、従来
の電池では破壊頻度が10％であったが、この発明では1.
5％と大幅に減少した。
の電池における固体電解質管４の劣化による破壊頻度を
実験により充放電を500回繰り返し行ったところ、従来
の電池では破壊頻度が10％であったが、この発明では1.
5％と大幅に減少した。
前記のように安全管６の底部6aに水素捕捉剤９を嵌合
してその外表面を固体電解質管４の表面に接触すると、
水素捕捉剤９が安定して保持されるとともに、固体電解
質管４の表面付近の水素を捕捉し易いので効果的であ
る。
してその外表面を固体電解質管４の表面に接触すると、
水素捕捉剤９が安定して保持されるとともに、固体電解
質管４の表面付近の水素を捕捉し易いので効果的であ
る。
なお、この発明は次のように具体化することもでき
る。
る。
水素捕捉剤９を陰極室R2の上部に収容すること。
［発明の効果］ 以上詳述したように、この発明は、ナトリウム容器の
ナトリウム小孔と固体電解質管との距離を長くして固体
電解質管表面でのナトリウム圧力を低減させ、有底安全
管によって、固体電解質管に接するナトリウム量を減少
し、かつナトリウム容器の損傷を防止して安全性を確保
することができ、さらにナトリウムの移動を円滑に行い
安定した充放電特性を得ることができる効果がある。
ナトリウム小孔と固体電解質管との距離を長くして固体
電解質管表面でのナトリウム圧力を低減させ、有底安全
管によって、固体電解質管に接するナトリウム量を減少
し、かつナトリウム容器の損傷を防止して安全性を確保
することができ、さらにナトリウムの移動を円滑に行い
安定した充放電特性を得ることができる効果がある。
また、この発明は陰極室内に水素捕捉剤を収容するこ
とにより、H2Oの生成を防止して、固体電解質管の劣化
を抑制するとともにその寿命を延長し、ナトリウムイオ
ンNa+の伝導抵抗率を低減して電池容量を向上すること
ができる効果がある。
とにより、H2Oの生成を防止して、固体電解質管の劣化
を抑制するとともにその寿命を延長し、ナトリウムイオ
ンNa+の伝導抵抗率を低減して電池容量を向上すること
ができる効果がある。
第１図はこの発明を具体化したナトリウム−硫黄電池の
一実施例を示す中央部縦断面図、第２図は第１図のＡ−
Ａ線断面図、第３図及び第４図はそれぞれ従来例を示す
中央部縦断面図である。 １……陽極容器、２……絶縁リング、３……陰極金具、
４……固体電解質管、６……安全管、９……水素捕捉
剤、Ｍ……陽極用導電材、R1……陽極室、R2……陰極
室。
一実施例を示す中央部縦断面図、第２図は第１図のＡ−
Ａ線断面図、第３図及び第４図はそれぞれ従来例を示す
中央部縦断面図である。 １……陽極容器、２……絶縁リング、３……陰極金具、
４……固体電解質管、６……安全管、９……水素捕捉
剤、Ｍ……陽極用導電材、R1……陽極室、R2……陰極
室。
Claims (3)
- 【請求項１】陽極室（R1）と陰極室（R2）を区画する有
底袋管状の固体電解質管（４）の陰極室（R2）側内部
に、金属ナトリウムを収容するナトリウム容器（５）を
収容し、該ナトリウム容器（５）の底部に小孔（5a）を
透設し、前記固体電解質管（４）とナトリウム容器
（５）との間に有底袋管状の安全管（６）を収容し、該
安全管（６）の内周面とナトリウム容器（５）の外周面
との間及び安全管（６）の外周面と固体電解質管（４）
の内周面との間に、電池の充電・放電時に前記小孔（5
a）から出入りする金属ナトリウムを上下方向に案内す
る内側間隙（G1）及び外側間隙（G2）を設け、さらに前
記陰極室（R2）内に水素捕捉剤（９）として、ジルコニ
ウム−バナジウム−鉄合金、バナジウム−鉄−亜鉛合
金、ジルコニウム−アルミニウム合金、ジルコニウム−
カーボン混合体あるいはジルコニウム−ニッケル合金を
収容したことを特徴とするナトリウム−硫黄電池。 - 【請求項２】特許請求の範囲第１項において、前記水素
捕捉剤（９）を、安全管（６）の底部（6a）下面に設け
た凹部（ｂ）に収容したことを特徴とするナトリウム−
硫黄電池。 - 【請求項３】特許請求の範囲第１項において、水素捕捉
剤（９）は陰極室（R2）の上部に設けられていることを
特徴とするナトリウム−硫黄電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63264992A JP2636022B2 (ja) | 1988-10-20 | 1988-10-20 | ナトリウム一硫黄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63264992A JP2636022B2 (ja) | 1988-10-20 | 1988-10-20 | ナトリウム一硫黄電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02112167A JPH02112167A (ja) | 1990-04-24 |
| JP2636022B2 true JP2636022B2 (ja) | 1997-07-30 |
Family
ID=17411063
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63264992A Expired - Lifetime JP2636022B2 (ja) | 1988-10-20 | 1988-10-20 | ナトリウム一硫黄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2636022B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3117382C2 (de) * | 1981-05-02 | 1986-01-02 | Brown, Boveri & Cie Ag, 6800 Mannheim | Elektrochemische Speicherzelle |
-
1988
- 1988-10-20 JP JP63264992A patent/JP2636022B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02112167A (ja) | 1990-04-24 |
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Legal Events
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| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
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| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
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