JP2961100B2 - ナトリウム二次電池 - Google Patents
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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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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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- 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
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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はシール性の向上した
ナトリウム二次電池に関し、特にロードレベリングの電
力貯蔵用電池及び電気自動車用に適用される充放電が可
能な二次電池に関する。
ナトリウム二次電池に関し、特にロードレベリングの電
力貯蔵用電池及び電気自動車用に適用される充放電が可
能な二次電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】図９に従来技術に係るナトリウム二次電
池の概略を示す。図９に示すように、従来のナトリウム
二次電池は、外筒容器１の内部に設けられた下部が袋状
となった筒状の固体電解質２にナトリウム３を入れて負
極室を形成すると共に、上記固体電解質２の外側に多孔
質電極４を配設し正極活物質である硫黄５を含浸させて
正極室を形成してなるものである。上記外筒容器１の開
口部にはＬ字型の外筒金具６を溶接し、固体電解質２の
開口部近傍の外周に付設された絶縁材７を介して上蓋金
具８を設け、ろう材としてアルミ合金９を介装させて圧
延接合により接合している。
池の概略を示す。図９に示すように、従来のナトリウム
二次電池は、外筒容器１の内部に設けられた下部が袋状
となった筒状の固体電解質２にナトリウム３を入れて負
極室を形成すると共に、上記固体電解質２の外側に多孔
質電極４を配設し正極活物質である硫黄５を含浸させて
正極室を形成してなるものである。上記外筒容器１の開
口部にはＬ字型の外筒金具６を溶接し、固体電解質２の
開口部近傍の外周に付設された絶縁材７を介して上蓋金
具８を設け、ろう材としてアルミ合金９を介装させて圧
延接合により接合している。
【０００３】上記構成において、放電時は、負極室のナ
トリウム３がナトリウムイオンと電子に分離し、ナトリ
ウムイオンは、固体電解質２を通過して固体電解質外側
の正極室に入り、硫黄５及びセル外部を回ってきた電子
と結合して、多硫化ナトリウムを生成する。一方、充電
時は、正極室の多硫化ナトリウムがナトリウムイオンと
電子及び硫黄に分離し、ナトリウムイオンは固体電解質
２を通過してチューブ内側の負極室に入り、セル外部を
回ってきた電子と結合してナトリウム３になる。
トリウム３がナトリウムイオンと電子に分離し、ナトリ
ウムイオンは、固体電解質２を通過して固体電解質外側
の正極室に入り、硫黄５及びセル外部を回ってきた電子
と結合して、多硫化ナトリウムを生成する。一方、充電
時は、正極室の多硫化ナトリウムがナトリウムイオンと
電子及び硫黄に分離し、ナトリウムイオンは固体電解質
２を通過してチューブ内側の負極室に入り、セル外部を
回ってきた電子と結合してナトリウム３になる。
【０００４】上記セルの製造工程を以下に説明する。 有底筒状の固体電解質２の上部に絶縁材７をガラス
半田１０で接合する。 絶縁材７の上面と上蓋金具８及び絶縁材７の下面と
外筒金具６は熱圧接合により、接合されている。ここ
で、該熱圧接合とは、絶縁材７の上面と上蓋金具８及び
絶縁材７の下面と外筒金具６の間にろう材としてアルミ
合金９を挿入し、アルミ合金９の溶融温度に近い６００
℃程度の雰囲気で加圧した異種材料接合をいう。 次に、正極活物質である硫黄５を含浸させた正極電
極４を設置した外筒容器１と外筒金具６を溶接する。 下部にナトリウム流出孔１１ａを有する安全管兼ウ
ィック１１を取り付けた上蓋１２と上蓋金具８を溶接す
る。 ナトリウム３をナトリウム注入孔より液状にて注入
した後、ナトリウム注入孔を封止部材１３により封止す
る。
半田１０で接合する。 絶縁材７の上面と上蓋金具８及び絶縁材７の下面と
外筒金具６は熱圧接合により、接合されている。ここ
で、該熱圧接合とは、絶縁材７の上面と上蓋金具８及び
絶縁材７の下面と外筒金具６の間にろう材としてアルミ
合金９を挿入し、アルミ合金９の溶融温度に近い６００
℃程度の雰囲気で加圧した異種材料接合をいう。 次に、正極活物質である硫黄５を含浸させた正極電
極４を設置した外筒容器１と外筒金具６を溶接する。 下部にナトリウム流出孔１１ａを有する安全管兼ウ
ィック１１を取り付けた上蓋１２と上蓋金具８を溶接す
る。 ナトリウム３をナトリウム注入孔より液状にて注入
した後、ナトリウム注入孔を封止部材１３により封止す
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】熱圧接合を行う際の課
題を以下に示す。 ろう材であるアルミ合金９を溶融させるために高温
にする必要があり、６００℃程度の高温の電気炉等が必
要となると共に、接合の仕方によっては真空状態にする
必要がある。 上記高温、真空状態で圧力をかけることが必要とな
り、装置が大がかりとなると共に、高温からの冷却工程
及び真空状態から常圧にする等、製造工程が増大すると
いう問題がある。 絶縁材であるベータアルミナが高温のために、破損
する場合があり、この破損によってナトリウムと硫黄と
が反応し、急激に高温状態となり、アルミの溶融温度を
超える場合には、セルが破損する、という問題がある。 また、従来の平板型のナトリウム二次電池の場合に
は、正極容器と負極容器とを対向させ、その周囲のフラ
ンジ部分を熱圧溶接により行っていたので、該熱圧溶接
部分が多くなり、シール性に問題がある場合がある。
題を以下に示す。 ろう材であるアルミ合金９を溶融させるために高温
にする必要があり、６００℃程度の高温の電気炉等が必
要となると共に、接合の仕方によっては真空状態にする
必要がある。 上記高温、真空状態で圧力をかけることが必要とな
り、装置が大がかりとなると共に、高温からの冷却工程
及び真空状態から常圧にする等、製造工程が増大すると
いう問題がある。 絶縁材であるベータアルミナが高温のために、破損
する場合があり、この破損によってナトリウムと硫黄と
が反応し、急激に高温状態となり、アルミの溶融温度を
超える場合には、セルが破損する、という問題がある。 また、従来の平板型のナトリウム二次電池の場合に
は、正極容器と負極容器とを対向させ、その周囲のフラ
ンジ部分を熱圧溶接により行っていたので、該熱圧溶接
部分が多くなり、シール性に問題がある場合がある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決する本発
明の［請求項１］の発明は、外筒容器の内部に設けられ
た有底筒状の固体電解質の内側に負極室を形成すると共
に、上記固体電解質の外側に正極室を形成してなるナト
リウム二次電池において、上記外筒容器の開口部を閉塞
する閉塞する上蓋の締結が、絶縁材を介装してボルトを
用いてなると共に、［ボルトの伸び］≦［上蓋の伸び＋
絶縁材の伸び＋外筒容器の伸び＋Ａｌパッキンの伸び］
とし、温度が向上するにつれてボルトが締まり、シール
性が向上することを特徴とする。
明の［請求項１］の発明は、外筒容器の内部に設けられ
た有底筒状の固体電解質の内側に負極室を形成すると共
に、上記固体電解質の外側に正極室を形成してなるナト
リウム二次電池において、上記外筒容器の開口部を閉塞
する閉塞する上蓋の締結が、絶縁材を介装してボルトを
用いてなると共に、［ボルトの伸び］≦［上蓋の伸び＋
絶縁材の伸び＋外筒容器の伸び＋Ａｌパッキンの伸び］
とし、温度が向上するにつれてボルトが締まり、シール
性が向上することを特徴とする。
【０００７】［請求項２］の発明は、請求項１におい
て、上記上蓋と外筒容器の開口部との材質を同材質とす
ると共に、その線膨張率が該絶縁材よりも大きいことを
特徴とする。
て、上記上蓋と外筒容器の開口部との材質を同材質とす
ると共に、その線膨張率が該絶縁材よりも大きいことを
特徴とする。
【０００８】［請求項３］の発明は、請求項１又は２に
おいて、電池の運転温度にセル温度が上昇した場合に、
上記ボルトの伸びを補うスペースを上記開口部に設けた
ことを特徴とする。
おいて、電池の運転温度にセル温度が上昇した場合に、
上記ボルトの伸びを補うスペースを上記開口部に設けた
ことを特徴とする。
【０００９】［請求項４］の発明は、請求項１乃至３に
おいて、上記絶縁材が上蓋を兼用してなることを特徴と
する。
おいて、上記絶縁材が上蓋を兼用してなることを特徴と
する。
【００１０】［請求項５］の発明は、外筒容器の内部に
設けられた有底筒状の固体電解質の内側に正極室を形成
すると共に、上記固体電解質の外側に負極室を形成して
なるナトリウム二次電池において、上記外筒容器の開口
部を閉塞する上蓋の締結が、絶縁材を介装してボルトを
用いてなると共に、［ボルトの伸び］≦［上蓋の伸び＋
絶縁材の伸び＋外筒容器の伸び＋Ａｌパッキンの伸び］
とし、温度が向上するにつれてボルトが締まり、シール
性が向上することを特徴とする。
設けられた有底筒状の固体電解質の内側に正極室を形成
すると共に、上記固体電解質の外側に負極室を形成して
なるナトリウム二次電池において、上記外筒容器の開口
部を閉塞する上蓋の締結が、絶縁材を介装してボルトを
用いてなると共に、［ボルトの伸び］≦［上蓋の伸び＋
絶縁材の伸び＋外筒容器の伸び＋Ａｌパッキンの伸び］
とし、温度が向上するにつれてボルトが締まり、シール
性が向上することを特徴とする。
【００１１】［請求項６］の発明は、請求項５におい
て、上記絶縁材が上蓋を兼用してなることを特徴とす
る。
て、上記絶縁材が上蓋を兼用してなることを特徴とす
る。
【００１２】［請求項７］の発明は、平板状の固体電解
質を介して片側を負極室とし、もう一方の側を正極室と
してなり、外向フランジを有する負極容器と外向フラン
ジを有する正極容器とを対向させてなるナトリウム二次
電池において、上記固体電解質の外周に絶縁材を付設し
てなると共に、該絶縁材を上記負極容器のフランジ及び
正極容器のフランジ間に介装し、ボルトを用いて締結し
てなる［ボルトの伸び］≦［負極フランジの伸び＋αア
ルミナの伸び＋正極フランジの伸び＋Ａｌパッキンの伸
び］とし、温度が向上するにつれてボルトが締まり、シ
ール性が向上することを特徴とする。
質を介して片側を負極室とし、もう一方の側を正極室と
してなり、外向フランジを有する負極容器と外向フラン
ジを有する正極容器とを対向させてなるナトリウム二次
電池において、上記固体電解質の外周に絶縁材を付設し
てなると共に、該絶縁材を上記負極容器のフランジ及び
正極容器のフランジ間に介装し、ボルトを用いて締結し
てなる［ボルトの伸び］≦［負極フランジの伸び＋αア
ルミナの伸び＋正極フランジの伸び＋Ａｌパッキンの伸
び］とし、温度が向上するにつれてボルトが締まり、シ
ール性が向上することを特徴とする。
【００１３】［請求項８］の発明は、請求項４におい
て、上記負極容器のフランジと正極容器のフランジとの
材質を同材質とすると共に、上記絶縁材との線膨張率が
該絶縁材よりも大きいことを特徴とする。
て、上記負極容器のフランジと正極容器のフランジとの
材質を同材質とすると共に、上記絶縁材との線膨張率が
該絶縁材よりも大きいことを特徴とする。
【００１４】［請求項９］の発明は、請求項７又は８に
おいて、電池の運転温度にセル温度が上昇した場合に、
上記フランジのボルト接合部を上記ボルトの伸びを補う
圧肉フランジとしたことを特徴とする。
おいて、電池の運転温度にセル温度が上昇した場合に、
上記フランジのボルト接合部を上記ボルトの伸びを補う
圧肉フランジとしたことを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】次に本発明を具体的な実施の形態
により、さらに詳細に説明するが、本発明はこれに限定
されるものではない。
により、さらに詳細に説明するが、本発明はこれに限定
されるものではない。
【００１６】（第１の実施の形態）図１は、本実施の形
態にかかるナトリウム二次電池の概略図である。図１
（ａ），（ｂ）に示すように、本実施の形態にかかるナ
トリウム二次電池は、電池自体の構成は従来と同様であ
るが、シール性を向上させるために、外筒容器と上蓋と
の接合の仕方が異なるものである。本実施の形態にかか
るナトリウム二次電池は、外筒容器１の内部に設けられ
た下部が袋状となった筒状の固体電解質２にナトリウム
３を入れて負極室を形成すると共に、上記固体電解質２
の外側に多孔質電極４を配設し正極活物質である硫黄５
を含浸させて正極室を形成してなるナトリウム二次電池
において、上記外筒容器１の開口部に設けた外筒容器金
具２１を閉塞する上蓋２２を絶縁材２３を介装し、ボル
ト２４を用いて締結してなるものである。なお、図９に
示したナトリウム二次電池とは上蓋の接合構造を除き、
基本的には同構造であるので、図９に示した部材と同一
の部材には同符号を付してその説明は省略する。すなわ
ち、本実施の形態の上蓋の接合は、上蓋２２、絶縁材２
３及び外筒容器金具２１の接合に際して、ボルト２４の
みで接合を行うものであり、この際、各材料の厚さ及び
線膨張係数を調整して、高温の運転状態においても、シ
ール性が保たれるようにしている。本実施の形態では、
上記外筒容器金具２１は外筒容器１の開口の外周に溶接
により一体に設けたものであり、上蓋２２と同材質とし
ており、上記絶縁材２３とは線膨張係数が異なるものと
している。
態にかかるナトリウム二次電池の概略図である。図１
（ａ），（ｂ）に示すように、本実施の形態にかかるナ
トリウム二次電池は、電池自体の構成は従来と同様であ
るが、シール性を向上させるために、外筒容器と上蓋と
の接合の仕方が異なるものである。本実施の形態にかか
るナトリウム二次電池は、外筒容器１の内部に設けられ
た下部が袋状となった筒状の固体電解質２にナトリウム
３を入れて負極室を形成すると共に、上記固体電解質２
の外側に多孔質電極４を配設し正極活物質である硫黄５
を含浸させて正極室を形成してなるナトリウム二次電池
において、上記外筒容器１の開口部に設けた外筒容器金
具２１を閉塞する上蓋２２を絶縁材２３を介装し、ボル
ト２４を用いて締結してなるものである。なお、図９に
示したナトリウム二次電池とは上蓋の接合構造を除き、
基本的には同構造であるので、図９に示した部材と同一
の部材には同符号を付してその説明は省略する。すなわ
ち、本実施の形態の上蓋の接合は、上蓋２２、絶縁材２
３及び外筒容器金具２１の接合に際して、ボルト２４の
みで接合を行うものであり、この際、各材料の厚さ及び
線膨張係数を調整して、高温の運転状態においても、シ
ール性が保たれるようにしている。本実施の形態では、
上記外筒容器金具２１は外筒容器１の開口の外周に溶接
により一体に設けたものであり、上蓋２２と同材質とし
ており、上記絶縁材２３とは線膨張係数が異なるものと
している。
【００１７】上記接合状態の拡大図を図２に示す。図２
に示すように、絶縁材２３の上下にはアルミパッキン２
５，２５を介して上蓋２２と外筒容器金具２１とがボル
ト２４によって締結されており、上蓋２２，絶縁材２３
及び外筒容器金具２１には、各々ボルト２４との間に隙
間があくようにスペース部２６，２７が形成されてい
る。上記スペース部２６は金属であるボルト２４と例え
ばαアルミナ等の絶縁材２３との材質の相違による伸び
の影響を互いに受けないようにすると共に、上蓋と２２
と外筒容器金具２１とに形成されたスペース２７は、電
池運転温度である高温（例えば約３２０℃）になった際
の線膨張の差によるボルト２４の伸びを補うようにして
いる。このボルトを用いた締結には、常温から高温にな
るときの各材料の線膨張の差にによりボルト２４を締付
けるようにしたもので、接合には絶縁ワッシャー２８の
みを用いており、一般に用いられているボルトの伸びを
補うための座金は一切使用する必要がない。
に示すように、絶縁材２３の上下にはアルミパッキン２
５，２５を介して上蓋２２と外筒容器金具２１とがボル
ト２４によって締結されており、上蓋２２，絶縁材２３
及び外筒容器金具２１には、各々ボルト２４との間に隙
間があくようにスペース部２６，２７が形成されてい
る。上記スペース部２６は金属であるボルト２４と例え
ばαアルミナ等の絶縁材２３との材質の相違による伸び
の影響を互いに受けないようにすると共に、上蓋と２２
と外筒容器金具２１とに形成されたスペース２７は、電
池運転温度である高温（例えば約３２０℃）になった際
の線膨張の差によるボルト２４の伸びを補うようにして
いる。このボルトを用いた締結には、常温から高温にな
るときの各材料の線膨張の差にによりボルト２４を締付
けるようにしたもので、接合には絶縁ワッシャー２８の
みを用いており、一般に用いられているボルトの伸びを
補うための座金は一切使用する必要がない。
【００１８】本実施の形態における各材料の材質、長さ
或いは厚さ及び線膨張係数を下記「表１」に示す。
或いは厚さ及び線膨張係数を下記「表１」に示す。
【００１９】
【表１】
【００２０】「表１」に示す材料を用いて、常温（２０
℃）から運転温度（３２０℃）までの線膨張を以下の通
り比較する。 ボルト24の膨張＝２３×１1.５×１０-6×（３２０−
２０）＝0.０７９４[mm] ｛上蓋（22) ，パッキン（25a)，絶縁材( αアルミ
ナ) （23) ，パッキン（25b), 外筒容器金具(21)｝の膨
張＝｛３×１7.５×１０-6＋１×２3.５×１０-6＋１０
×8.０×１０-6＋１×２3.５×１０-6＋３×１7.５×１
０-6｝×（３２０−２０）＝0.０１０６４[mm]
℃）から運転温度（３２０℃）までの線膨張を以下の通
り比較する。 ボルト24の膨張＝２３×１1.５×１０-6×（３２０−
２０）＝0.０７９４[mm] ｛上蓋（22) ，パッキン（25a)，絶縁材( αアルミ
ナ) （23) ，パッキン（25b), 外筒容器金具(21)｝の膨
張＝｛３×１7.５×１０-6＋１×２3.５×１０-6＋１０
×8.０×１０-6＋１×２3.５×１０-6＋３×１7.５×１
０-6｝×（３２０−２０）＝0.０１０６４[mm]
【００２１】上記結果より、の膨張＜の膨張である
ので、常温から運転温度になるに従って、ボルトが締ま
る方向になり、シール性が向上する。すなわち、［ボル
トの伸び］≦［上蓋の伸び＋αアルミナの伸び＋外筒容
器金具の伸び＋Ａｌパッキンの伸び］となるような材質
とすることで、運転状態の高温の場合においてシール性
を保持するようにすることが可能となる。
ので、常温から運転温度になるに従って、ボルトが締ま
る方向になり、シール性が向上する。すなわち、［ボル
トの伸び］≦［上蓋の伸び＋αアルミナの伸び＋外筒容
器金具の伸び＋Ａｌパッキンの伸び］となるような材質
とすることで、運転状態の高温の場合においてシール性
を保持するようにすることが可能となる。
【００２２】本実施の形態の接合によれば、従来の接合
と比べて、以下の効果を奏する。 i) 二次電池電池作成時において、熱応力が発生しない
製造工程が可能となり、製造歩留りが飛躍的に向上す
る。 ii) 製造工程において、電気炉を用いる必要がなくな
り、電気炉で加熱する時の時間及び冷却工程が省略で
き、製造工程が簡素化し、製造設備も各段に安価とな
る。 iii)固体電解質１２が破損することがなくなり、ナトリ
ウム３と硫黄５とが反応して、接合部がアルミの溶融温
度を超えて当該接合部が取れる心配が解消された。 iv) 電池のリサイクルする際など、溶融接合の場合と異
なり、ボルトを外すだけで簡単に分解でき、リサイクル
が容易となる。
と比べて、以下の効果を奏する。 i) 二次電池電池作成時において、熱応力が発生しない
製造工程が可能となり、製造歩留りが飛躍的に向上す
る。 ii) 製造工程において、電気炉を用いる必要がなくな
り、電気炉で加熱する時の時間及び冷却工程が省略で
き、製造工程が簡素化し、製造設備も各段に安価とな
る。 iii)固体電解質１２が破損することがなくなり、ナトリ
ウム３と硫黄５とが反応して、接合部がアルミの溶融温
度を超えて当該接合部が取れる心配が解消された。 iv) 電池のリサイクルする際など、溶融接合の場合と異
なり、ボルトを外すだけで簡単に分解でき、リサイクル
が容易となる。
【００２３】（第２の実施の形態）図３は、本実施の形
態にかかる平板型ナトリウム二次電池の概略図である。
図３に示すように、本実施の形態にかかるナトリウム二
次電池は、平板状の固体電解質３０を介して片側をナト
リウム３１を入れた負極室とし、もう一方の側を多孔質
電極３２に硫黄３３を含浸させて正極室を形成してな
り、外向フランジ３４を有する負極容器３５と外向フラ
ンジ３６を有する正極容器３７とを対向させてなるナト
リウム二次電池において、上記固体電解質３０の外周に
絶縁材３８を付設してなると共に、該絶縁材３８を上記
負極の外向フランジ３４及び正極の外向フランジ３５間
に介装し、ボルト３９ａ及びナット３９ｂを用いて締結
してなるものである。なお、図中、符号４０は安全管兼
ウィックを図示する。すなわち、本実施の形態では、負
極の外向フランジ３４，絶縁材３８及び正極の外向フラ
ンジ３５の接合に際して、ボルト３９ａのみで接合を行
うものであり、この際、各材料の厚さ及び線膨張係数を
調整して、高温の運転状態においても、シール性が保た
れるようにしている。本実施の形態では、負極の外向フ
ランジ３４及び正極の外向フランジ３５を同材質として
おり、上記絶縁材３８とは線膨張係数が異なるものとし
ている。
態にかかる平板型ナトリウム二次電池の概略図である。
図３に示すように、本実施の形態にかかるナトリウム二
次電池は、平板状の固体電解質３０を介して片側をナト
リウム３１を入れた負極室とし、もう一方の側を多孔質
電極３２に硫黄３３を含浸させて正極室を形成してな
り、外向フランジ３４を有する負極容器３５と外向フラ
ンジ３６を有する正極容器３７とを対向させてなるナト
リウム二次電池において、上記固体電解質３０の外周に
絶縁材３８を付設してなると共に、該絶縁材３８を上記
負極の外向フランジ３４及び正極の外向フランジ３５間
に介装し、ボルト３９ａ及びナット３９ｂを用いて締結
してなるものである。なお、図中、符号４０は安全管兼
ウィックを図示する。すなわち、本実施の形態では、負
極の外向フランジ３４，絶縁材３８及び正極の外向フラ
ンジ３５の接合に際して、ボルト３９ａのみで接合を行
うものであり、この際、各材料の厚さ及び線膨張係数を
調整して、高温の運転状態においても、シール性が保た
れるようにしている。本実施の形態では、負極の外向フ
ランジ３４及び正極の外向フランジ３５を同材質として
おり、上記絶縁材３８とは線膨張係数が異なるものとし
ている。
【００２４】上記接合状態の拡大図を図４に示す。図４
に示すように、絶縁材３８の両側にはアルミパッキン４
１ａ，４１ｂを介して負極の外向フランジ３４及び正極
の外向フランジ３６とがボルト３９ａ及びナット３９ｂ
によって締結されており、負極の外向フランジ３４及び
正極の外向フランジ３５並びに絶縁材３８には、各々ボ
ルト３９ａとの間に隙間があくようにスペース部４２，
４３が形成されている。上記スペース部４２，４３は金
属であるボルト３９ａと例えばαアルミナ等の絶縁材３
９との材質の相違による影響を互いに受けないようにす
ると共に、負極の外向フランジ３４及び正極の外向フラ
ンジ３５に形成されたスペース４３は、電池運転温度で
ある高温になった際の線膨張の差によるボルト３９ａの
伸びを補うようにしている。なお、本実施の形態では、
負極の外向フランジ３４及び正極の外向フランジ３６
は、図５の斜視図に示すように、通常の外周に設けたフ
ランジ３４ａ，３６ａより肉厚としており、高温時のボ
ルト３９ａの伸びを補うようにしている。なお、図６は
平板型ナトリウム二次電池の平面図を示している。この
ボルトを用いた締結には、絶縁ワッシャー４４のみを用
いており、一般に用いられているボルトの伸びを補うた
めの座金は一切使用していない。
に示すように、絶縁材３８の両側にはアルミパッキン４
１ａ，４１ｂを介して負極の外向フランジ３４及び正極
の外向フランジ３６とがボルト３９ａ及びナット３９ｂ
によって締結されており、負極の外向フランジ３４及び
正極の外向フランジ３５並びに絶縁材３８には、各々ボ
ルト３９ａとの間に隙間があくようにスペース部４２，
４３が形成されている。上記スペース部４２，４３は金
属であるボルト３９ａと例えばαアルミナ等の絶縁材３
９との材質の相違による影響を互いに受けないようにす
ると共に、負極の外向フランジ３４及び正極の外向フラ
ンジ３５に形成されたスペース４３は、電池運転温度で
ある高温になった際の線膨張の差によるボルト３９ａの
伸びを補うようにしている。なお、本実施の形態では、
負極の外向フランジ３４及び正極の外向フランジ３６
は、図５の斜視図に示すように、通常の外周に設けたフ
ランジ３４ａ，３６ａより肉厚としており、高温時のボ
ルト３９ａの伸びを補うようにしている。なお、図６は
平板型ナトリウム二次電池の平面図を示している。この
ボルトを用いた締結には、絶縁ワッシャー４４のみを用
いており、一般に用いられているボルトの伸びを補うた
めの座金は一切使用していない。
【００２５】本実施の形態における各材料の材質、長さ
或いは厚さ及び線膨張係数を下記「表２」に示す。
或いは厚さ及び線膨張係数を下記「表２」に示す。
【００２６】
【表２】
【００２７】「表２」に示す材料を用いて、常温（２０
℃）から運転温度（３２０℃）までの線膨張を以下の通
り比較する。 ボルト（39) の膨張＝３０×１1.５×１０-6×（３２
０−２０）＝0.１０３５[mm] ｛負極フランジ（圧肉部）（34) ，アルミパッキン
（41a), 絶縁材( αアルミナ) (38)，アルミパッキン
（41b), 正極フランジ（圧肉部）(36)｝の膨張＝｛１０
×１８×１０-6＋１×２3.５×１０-6＋１０×7.４×１
０-6＋１×２3.５×１０-6＋１０×１８×１０-6｝＝0.
１４４３[mm]
℃）から運転温度（３２０℃）までの線膨張を以下の通
り比較する。 ボルト（39) の膨張＝３０×１1.５×１０-6×（３２
０−２０）＝0.１０３５[mm] ｛負極フランジ（圧肉部）（34) ，アルミパッキン
（41a), 絶縁材( αアルミナ) (38)，アルミパッキン
（41b), 正極フランジ（圧肉部）(36)｝の膨張＝｛１０
×１８×１０-6＋１×２3.５×１０-6＋１０×7.４×１
０-6＋１×２3.５×１０-6＋１０×１８×１０-6｝＝0.
１４４３[mm]
【００２８】上記結果より、の膨張＜の膨張である
ので、常温から運転温度になるに従って、ボルトが締ま
る方向になる。すなわち、［ボルトの伸び］≦［負極フ
ランジの伸び＋αアルミナの伸び＋正極フランジの伸び
＋Ａｌパッキンの伸び］となるような材質とすること
で、運転状態の高温の場合においてシール性を保持する
ようにすることが可能となる。
ので、常温から運転温度になるに従って、ボルトが締ま
る方向になる。すなわち、［ボルトの伸び］≦［負極フ
ランジの伸び＋αアルミナの伸び＋正極フランジの伸び
＋Ａｌパッキンの伸び］となるような材質とすること
で、運転状態の高温の場合においてシール性を保持する
ようにすることが可能となる。
【００２９】本実施の形態の接合によれば、従来の接合
と比べて、前述した円筒型のi)乃至iv) の効果に加え
て、以下の効果を奏する。v)従来の平板型のナトリウム
二次電池の場合には、固体電解質の電池反応面に対し
て、固体電解質の熱圧接合部が多くなり、シール性に問
題があったが、フランジ部分をボルトのみで締めること
ができ、シール性もフランジ部のボルトの間隔を調整す
ることで任意にシール機能を調整できることが可能とな
る。
と比べて、前述した円筒型のi)乃至iv) の効果に加え
て、以下の効果を奏する。v)従来の平板型のナトリウム
二次電池の場合には、固体電解質の電池反応面に対し
て、固体電解質の熱圧接合部が多くなり、シール性に問
題があったが、フランジ部分をボルトのみで締めること
ができ、シール性もフランジ部のボルトの間隔を調整す
ることで任意にシール機能を調整できることが可能とな
る。
【００３０】（第３の実施の形態）図７は、本実施の形
態にかかるナトリウム二次電池の概略図である。図７に
示すように、本実施の形態にかかるナトリウム二次電池
は、電池自体の構成は図１と同様であるが、ボルトとナ
ットを用いて絶縁材を貫通しないようにしてシール性を
向上させた外筒容器と上蓋との接合としているものであ
る。本実施の形態にかかるナトリウム二次電池は、外筒
容器１の内部に設けられた下部が袋状となった筒状の固
体電解質２にナトリウム３を入れて負極室を形成すると
共に、上記固体電解質２の外側に多孔質電極４を配設し
正極活物質である硫黄５を含浸させて正極室を形成して
なるナトリウム二次電池において、上記外筒容器１の開
口部に設けた外筒フランジ５０を閉塞する上蓋２２を絶
縁材２３を介装し、ボルト５１とナット５２とを用いて
締結してなるものである。なお、図９に示したナトリウ
ム二次電池とは上蓋の接合構造を除き、基本的には同構
造であるので、図９に示した部材と同一の部材には同符
号を付してその説明は省略する。すなわち、本実施の形
態の上蓋の接合は、上蓋２２、絶縁材２３及び外筒フラ
ンジ５０の接合に際して、ボルト５０及びナット５１で
接合を行うものであり、第１の実施の形態と異なり絶縁
材２３をボルトで貫通することなく締結している。な
お、締結の際には、アルミパッキン５３ａ，５３ｂを用
いており、この際に、各材料の厚さ及び線膨張係数を調
整して、高温の運転状態においても、シール性が保たれ
るようにしている。本実施の形態では、上記外筒フラン
ジ５０は外筒容器１の開口部に溶接により一体に設けた
ものであり、上蓋２２と同材質としており、上記絶縁材
２３とは線膨張係数が異なるものとしている。
態にかかるナトリウム二次電池の概略図である。図７に
示すように、本実施の形態にかかるナトリウム二次電池
は、電池自体の構成は図１と同様であるが、ボルトとナ
ットを用いて絶縁材を貫通しないようにしてシール性を
向上させた外筒容器と上蓋との接合としているものであ
る。本実施の形態にかかるナトリウム二次電池は、外筒
容器１の内部に設けられた下部が袋状となった筒状の固
体電解質２にナトリウム３を入れて負極室を形成すると
共に、上記固体電解質２の外側に多孔質電極４を配設し
正極活物質である硫黄５を含浸させて正極室を形成して
なるナトリウム二次電池において、上記外筒容器１の開
口部に設けた外筒フランジ５０を閉塞する上蓋２２を絶
縁材２３を介装し、ボルト５１とナット５２とを用いて
締結してなるものである。なお、図９に示したナトリウ
ム二次電池とは上蓋の接合構造を除き、基本的には同構
造であるので、図９に示した部材と同一の部材には同符
号を付してその説明は省略する。すなわち、本実施の形
態の上蓋の接合は、上蓋２２、絶縁材２３及び外筒フラ
ンジ５０の接合に際して、ボルト５０及びナット５１で
接合を行うものであり、第１の実施の形態と異なり絶縁
材２３をボルトで貫通することなく締結している。な
お、締結の際には、アルミパッキン５３ａ，５３ｂを用
いており、この際に、各材料の厚さ及び線膨張係数を調
整して、高温の運転状態においても、シール性が保たれ
るようにしている。本実施の形態では、上記外筒フラン
ジ５０は外筒容器１の開口部に溶接により一体に設けた
ものであり、上蓋２２と同材質としており、上記絶縁材
２３とは線膨張係数が異なるものとしている。
【００３１】このボルト５１及びナット５２を用いた締
結には、常温から高温になるときの各材料の線膨張の差
にによりボルト５１を締付けるようにしたもので、接合
には絶縁ワッシャー５４ａ，５４ｂのみを用いており、
一般に用いられているボルトの伸びを補うための座金は
一切使用する必要がない。
結には、常温から高温になるときの各材料の線膨張の差
にによりボルト５１を締付けるようにしたもので、接合
には絶縁ワッシャー５４ａ，５４ｂのみを用いており、
一般に用いられているボルトの伸びを補うための座金は
一切使用する必要がない。
【００３２】本実施の形態における各材料の材質、長さ
或いは厚さ及び線膨張係数を下記「表３」に示す。
或いは厚さ及び線膨張係数を下記「表３」に示す。
【００３３】
【表３】
【００３４】「表３」に示す材料を用いて、常温（２０
℃）から運転温度（３２０℃）までの線膨張を以下の通
り比較する。 ボルト（51) の膨張＝１８×１1.５×１０-6×（３２
０−２０）＝0.０６２１[mm] ｛上蓋（22) ，パッキン（53a)，絶縁材( αアルミ
ナ) （23) ，パッキン（53b), 外筒フランジ(50)｝の膨
張＝｛３×１7.５×１０-6＋１×２3.５×１０-6＋１０
×8.０×１０-6＋１×２3.５×１０-6＋３×１7.５×１
０-6｝×（３２０−２０）＝0.０６９６[mm]
℃）から運転温度（３２０℃）までの線膨張を以下の通
り比較する。 ボルト（51) の膨張＝１８×１1.５×１０-6×（３２
０−２０）＝0.０６２１[mm] ｛上蓋（22) ，パッキン（53a)，絶縁材( αアルミ
ナ) （23) ，パッキン（53b), 外筒フランジ(50)｝の膨
張＝｛３×１7.５×１０-6＋１×２3.５×１０-6＋１０
×8.０×１０-6＋１×２3.５×１０-6＋３×１7.５×１
０-6｝×（３２０−２０）＝0.０６９６[mm]
【００３５】上記結果より、の膨張＜の膨張である
ので、常温から運転温度になるに従って、ボルトが締ま
る方向になり、シール性が向上する。すなわち、［ボル
トの伸び］≦［上蓋の伸び＋αアルミナの伸び＋外筒フ
ランジの伸び＋Ａｌパッキンの伸び］となるような材質
とすることで、運転状態の高温の場合においてシール性
を保持するようにすることが可能となる。
ので、常温から運転温度になるに従って、ボルトが締ま
る方向になり、シール性が向上する。すなわち、［ボル
トの伸び］≦［上蓋の伸び＋αアルミナの伸び＋外筒フ
ランジの伸び＋Ａｌパッキンの伸び］となるような材質
とすることで、運転状態の高温の場合においてシール性
を保持するようにすることが可能となる。
【００３６】本実施の形態の接合によれば、第１の実施
の形態に加え、さらに以下の効果を奏する。。vi) 絶縁
材を加工する必要がなく、しかも図 1に示す外筒容器金
具にボルト締結用の加工を施す必要がなく、ボルトとナ
ットのみの簡易な締結により、簡易な構造でシール性の
高いものを得ることができる。
の形態に加え、さらに以下の効果を奏する。。vi) 絶縁
材を加工する必要がなく、しかも図 1に示す外筒容器金
具にボルト締結用の加工を施す必要がなく、ボルトとナ
ットのみの簡易な締結により、簡易な構造でシール性の
高いものを得ることができる。
【００３７】（第４の実施の形態）図８は、本実施の形
態にかかるナトリウム二次電池の概略図である。図８に
示すように、本実施の形態にかかるナトリウム二次電池
は、電池自体の構成において、固体電解質２の内部に硫
黄５を配すると共に、外部にナトリウム３を配するよう
にしており、さらに、上蓋２２を用いることなく絶縁材
２３を上蓋兼用としている点で、図７に示すナトリウム
二次電池と異なる。本実施の形態にかかるナトリウム二
次電池は、外筒容器１の内部に設けられた下部が袋状と
なった筒状の固体電解質２に正極活物質である硫黄５を
入れて正極室を形成すると共に、上記固体電解質２の外
側にナトリウム３を設けて負極室を形成してなるナトリ
ウム二次電池において、上記外筒容器１の開口部に設け
た外筒フランジ５０を閉塞する上蓋兼用の絶縁材２３で
固体電解質２の上端開口部を覆設し、ボルト５１とナッ
ト５２とを用いて締結してなるものである。なお、図８
中、５６は集電棒を図示する。すなわち、本実施の形態
の上蓋の接合は、上蓋兼用の絶縁材２３及び外筒フラン
ジ５０の接合に際して、ボルト５０及びナット５１で接
合を行うものであり、第１の実施の形態と異なり絶縁材
２３を貫通することなく、しかも図７のように上蓋を用
いることなく締結をするようにしている。なお、締結の
際には、アルミパッキン５３及び金属ワッシャー５４を
用いており、この際に、各材料の厚さ及び線膨張係数を
調整して、高温の運転状態においても、シール性が保た
れるようにしている。本実施の形態では、上記外筒フラ
ンジ５０は外筒容器１の開口部に溶接により一体に設け
たものであり、上蓋兼用の絶縁材２３とは線膨張係数が
異なるものとしている。
態にかかるナトリウム二次電池の概略図である。図８に
示すように、本実施の形態にかかるナトリウム二次電池
は、電池自体の構成において、固体電解質２の内部に硫
黄５を配すると共に、外部にナトリウム３を配するよう
にしており、さらに、上蓋２２を用いることなく絶縁材
２３を上蓋兼用としている点で、図７に示すナトリウム
二次電池と異なる。本実施の形態にかかるナトリウム二
次電池は、外筒容器１の内部に設けられた下部が袋状と
なった筒状の固体電解質２に正極活物質である硫黄５を
入れて正極室を形成すると共に、上記固体電解質２の外
側にナトリウム３を設けて負極室を形成してなるナトリ
ウム二次電池において、上記外筒容器１の開口部に設け
た外筒フランジ５０を閉塞する上蓋兼用の絶縁材２３で
固体電解質２の上端開口部を覆設し、ボルト５１とナッ
ト５２とを用いて締結してなるものである。なお、図８
中、５６は集電棒を図示する。すなわち、本実施の形態
の上蓋の接合は、上蓋兼用の絶縁材２３及び外筒フラン
ジ５０の接合に際して、ボルト５０及びナット５１で接
合を行うものであり、第１の実施の形態と異なり絶縁材
２３を貫通することなく、しかも図７のように上蓋を用
いることなく締結をするようにしている。なお、締結の
際には、アルミパッキン５３及び金属ワッシャー５４を
用いており、この際に、各材料の厚さ及び線膨張係数を
調整して、高温の運転状態においても、シール性が保た
れるようにしている。本実施の形態では、上記外筒フラ
ンジ５０は外筒容器１の開口部に溶接により一体に設け
たものであり、上蓋兼用の絶縁材２３とは線膨張係数が
異なるものとしている。
【００３８】このボルト５１及びナット５２を用いた締
結には、常温から高温になるときの各材料の線膨張の差
にによりボルト５１を締付けるようにしたもので、接合
には絶縁ワッシャー５４ａ，５４ｂ及び金属ワッシャー
５５を用いてシール性を更に向上させている。
結には、常温から高温になるときの各材料の線膨張の差
にによりボルト５１を締付けるようにしたもので、接合
には絶縁ワッシャー５４ａ，５４ｂ及び金属ワッシャー
５５を用いてシール性を更に向上させている。
【００３９】本実施の形態における各材料の材質、長さ
或いは厚さ及び線膨張係数を下記「表４」に示す。
或いは厚さ及び線膨張係数を下記「表４」に示す。
【００４０】
【表４】
【００４１】「表４」に示す材料を用いて、常温（２０
℃）から運転温度（３２０℃）までの線膨張を以下の通
り比較する。 ボルト（51) の膨張＝１７×１1.５×１０-6×（３２
０−２０）＝0.０５８６５[mm] ｛ワッシャー（55) ，絶縁材( αアルミナ) （23) ，
パッキン（53) ，外筒フランジ(50)｝の膨張＝｛３×１
7.５×１０-6＋１０×8.０×１０-6＋１×２3.５×１０
-6＋３×１7.５×１０-6｝×（３２０−２０）＝0.０６
２６[mm]
℃）から運転温度（３２０℃）までの線膨張を以下の通
り比較する。 ボルト（51) の膨張＝１７×１1.５×１０-6×（３２
０−２０）＝0.０５８６５[mm] ｛ワッシャー（55) ，絶縁材( αアルミナ) （23) ，
パッキン（53) ，外筒フランジ(50)｝の膨張＝｛３×１
7.５×１０-6＋１０×8.０×１０-6＋１×２3.５×１０
-6＋３×１7.５×１０-6｝×（３２０−２０）＝0.０６
２６[mm]
【００４２】上記結果より、の膨張＜の膨張である
ので、常温から運転温度になるに従って、ボルトが締ま
る方向になり、シール性が向上する。すなわち、［ボル
トの伸び］≦［ワッシャーの伸び＋αアルミナの伸び＋
外筒フランジの伸び＋Ａｌパッキンの伸び］となるよう
な材質とすることで、運転状態の高温の場合においてシ
ール性を保持するようにすることが可能となる。
ので、常温から運転温度になるに従って、ボルトが締ま
る方向になり、シール性が向上する。すなわち、［ボル
トの伸び］≦［ワッシャーの伸び＋αアルミナの伸び＋
外筒フランジの伸び＋Ａｌパッキンの伸び］となるよう
な材質とすることで、運転状態の高温の場合においてシ
ール性を保持するようにすることが可能となる。
【００４３】本実施の形態の接合によれば、上述した実
施の形態に加え、さらに以下の効果を奏する。。vii)絶
縁材を上蓋と兼用することで上蓋が必要となくなり、運
転温度にセル温度が上昇した場合においても、ボルト５
１の伸びを補うための金属ワッシャー５５を設けている
ので、シール性の良好なものを得ることができる。
施の形態に加え、さらに以下の効果を奏する。。vii)絶
縁材を上蓋と兼用することで上蓋が必要となくなり、運
転温度にセル温度が上昇した場合においても、ボルト５
１の伸びを補うための金属ワッシャー５５を設けている
ので、シール性の良好なものを得ることができる。
【００４４】なお、上記実施の形態では、外筒容器の内
部に設けられた有底筒状の固体電解質の内側に正極室を
形成すると共に、上記固体電解質の外側に負極室を形成
してなるナトリウム二次電池において、絶縁材が上蓋を
兼用してなるようにしたが、本発明はこれに限定され
ず、第１の実施の形態における外筒容器の内部に設けら
れた有底筒状の固体電解質の内側に負極室を形成すると
共に、上記固体電解質の外側に正極室を形成してなるナ
トリウム二次電池においても、同様に、絶縁材が上蓋を
兼用するようにしてもよい。
部に設けられた有底筒状の固体電解質の内側に正極室を
形成すると共に、上記固体電解質の外側に負極室を形成
してなるナトリウム二次電池において、絶縁材が上蓋を
兼用してなるようにしたが、本発明はこれに限定され
ず、第１の実施の形態における外筒容器の内部に設けら
れた有底筒状の固体電解質の内側に負極室を形成すると
共に、上記固体電解質の外側に正極室を形成してなるナ
トリウム二次電池においても、同様に、絶縁材が上蓋を
兼用するようにしてもよい。
【００４５】
【発明の効果】以上説明した様に、本発明の［請求項
１］のナトリウム二次電池によれば、外筒容器の内部に
設けられた有底筒状の固体電解質の内側に負極室を形成
すると共に、上記固体電解質の外側に正極室を形成して
なるナトリウム二次電池において、上記外筒容器の開口
部を閉塞する上蓋を絶縁材を介装し、ボルトを用いて締
結してなるので、 i) 二次電池電池作成時において、熱
応力が発生せず、製造工程が可能となり、製造歩留りが
飛躍的に向上し、ii) 製造工程において、電気炉を用い
る必要がなくなり、電気炉で加熱する時の時間及び冷却
工程が省略でき、製造工程が簡素化し、製造設備も各段
に安価となる。しかも、iii)固体電解質１２が破損する
ことがなくなり、ナトリウムと硫黄とが反応して、接合
部がアルミの溶融温度を超えても当該接合部が取れる心
配が解消された。さらに、iv) 電池のリサイクルする際
など、溶融接合の場合と異なり、ボルトを外すだけで簡
単に分解でき、リサイクルが容易となる。
１］のナトリウム二次電池によれば、外筒容器の内部に
設けられた有底筒状の固体電解質の内側に負極室を形成
すると共に、上記固体電解質の外側に正極室を形成して
なるナトリウム二次電池において、上記外筒容器の開口
部を閉塞する上蓋を絶縁材を介装し、ボルトを用いて締
結してなるので、 i) 二次電池電池作成時において、熱
応力が発生せず、製造工程が可能となり、製造歩留りが
飛躍的に向上し、ii) 製造工程において、電気炉を用い
る必要がなくなり、電気炉で加熱する時の時間及び冷却
工程が省略でき、製造工程が簡素化し、製造設備も各段
に安価となる。しかも、iii)固体電解質１２が破損する
ことがなくなり、ナトリウムと硫黄とが反応して、接合
部がアルミの溶融温度を超えても当該接合部が取れる心
配が解消された。さらに、iv) 電池のリサイクルする際
など、溶融接合の場合と異なり、ボルトを外すだけで簡
単に分解でき、リサイクルが容易となる。
【００４６】また、［請求項２］の発明によれば、請求
項１において、上記上蓋と外筒容器の開口部の材質を同
材質とすると共に、上記絶縁材との線膨張率が該絶縁材
よりも大きいので、ボルトの締付けが向上する。
項１において、上記上蓋と外筒容器の開口部の材質を同
材質とすると共に、上記絶縁材との線膨張率が該絶縁材
よりも大きいので、ボルトの締付けが向上する。
【００４７】［請求項３］の発明によれば、請求項１又
は２において、電池の運転温度にセル温度が上昇した場
合に、上記ボルトの伸びを補うスペースを上記開口部に
設けたので、電池の運転温度にセル温度が上昇した場合
に、上記ボルトの伸びを補うスペースを上記開口部に設
けたので、ボルトの伸びを補うことができ、座金を不要
とすることができる。
は２において、電池の運転温度にセル温度が上昇した場
合に、上記ボルトの伸びを補うスペースを上記開口部に
設けたので、電池の運転温度にセル温度が上昇した場合
に、上記ボルトの伸びを補うスペースを上記開口部に設
けたので、ボルトの伸びを補うことができ、座金を不要
とすることができる。
【００４８】［請求項４］の発明によれば、請求項１乃
至３において、上記絶縁材が上蓋を兼用してなるので、
構成部材を減らすことができ、容器を簡略化できる。
至３において、上記絶縁材が上蓋を兼用してなるので、
構成部材を減らすことができ、容器を簡略化できる。
【００４９】［請求項５］の発明によれば、外筒容器の
内部に設けられた有底筒状の固体電解質の内側に正極室
を形成すると共に、上記固体電解質の外側に負極室を形
成してなるナトリウム二次電池において、上記外筒容器
の開口部を閉塞する上蓋の締結が、絶縁材を介装してボ
ルトを用いてなるので、内部に正極室を形成し、外部に
負極室を配した二次電池電池作成時において、熱応力が
発生しなし製造工程が可能となり、製造歩留りが飛躍的
に向上し、製造工程において、電気炉を用いる必要がな
くなり、電気炉で加熱する時の時間及び冷却工程が省略
でき、製造工程が簡素化し、製造設備も各段に安価とな
る。
内部に設けられた有底筒状の固体電解質の内側に正極室
を形成すると共に、上記固体電解質の外側に負極室を形
成してなるナトリウム二次電池において、上記外筒容器
の開口部を閉塞する上蓋の締結が、絶縁材を介装してボ
ルトを用いてなるので、内部に正極室を形成し、外部に
負極室を配した二次電池電池作成時において、熱応力が
発生しなし製造工程が可能となり、製造歩留りが飛躍的
に向上し、製造工程において、電気炉を用いる必要がな
くなり、電気炉で加熱する時の時間及び冷却工程が省略
でき、製造工程が簡素化し、製造設備も各段に安価とな
る。
【００５０】［請求項６］の発明によれば、上記絶縁材
が上蓋を兼用してなるので、構成部材を減らすことがで
き、容器を簡略化できる。
が上蓋を兼用してなるので、構成部材を減らすことがで
き、容器を簡略化できる。
【００５１】［請求項７］の発明によれば、平板状の固
体電解質を介して片側を負極室とし、もう一方の側を正
極室としてなり、外向フランジを有する負極容器と外向
フランジを有する正極容器とを対向させてなるナトリウ
ム二次電池において、上記固体電解質の外周に絶縁材を
付設してなると共に、該絶縁材を上記負極容器のフラン
ジ及び正極容器のフランジ間に介装し、ボルトを用いて
締結してなるので、従来の平板型のナトリウム二次電池
の場合には、固体電解質の電池反応面に対して、固体電
解質の熱圧接合部が多くなり、シール性に問題があった
が、フランジ部分をボルトのみで締めることができ、シ
ール性もフランジ部のボルトの間隔を調整することで任
意にシール機能を調整できることが可能となる。
体電解質を介して片側を負極室とし、もう一方の側を正
極室としてなり、外向フランジを有する負極容器と外向
フランジを有する正極容器とを対向させてなるナトリウ
ム二次電池において、上記固体電解質の外周に絶縁材を
付設してなると共に、該絶縁材を上記負極容器のフラン
ジ及び正極容器のフランジ間に介装し、ボルトを用いて
締結してなるので、従来の平板型のナトリウム二次電池
の場合には、固体電解質の電池反応面に対して、固体電
解質の熱圧接合部が多くなり、シール性に問題があった
が、フランジ部分をボルトのみで締めることができ、シ
ール性もフランジ部のボルトの間隔を調整することで任
意にシール機能を調整できることが可能となる。
【００５２】［請求項８］の発明によれば、請求項７に
おいて、上記負極容器のフランジと正極容器のフランジ
との材質を同材質とすると共に、上記絶縁材との線膨張
率が該絶縁材よりも大きいので、ボルトの締付けが向上
する。
おいて、上記負極容器のフランジと正極容器のフランジ
との材質を同材質とすると共に、上記絶縁材との線膨張
率が該絶縁材よりも大きいので、ボルトの締付けが向上
する。
【００５３】［請求項９］の発明によれば、請求項７又
は８において、電池の運転温度にセル温度が上昇した場
合に、上記フランジのボルト接合部を上記ボルトの伸び
を補う圧肉フランジとしたので、ボルトの伸びを補うこ
とができ、座金を不要とすることができる。
は８において、電池の運転温度にセル温度が上昇した場
合に、上記フランジのボルト接合部を上記ボルトの伸び
を補う圧肉フランジとしたので、ボルトの伸びを補うこ
とができ、座金を不要とすることができる。
【図１】本発明の第１の実施の形態の二次電池の概略図
である。
である。
【図２】その接合部分の拡大図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態の二次電池の概略図
である。
である。
【図４】その接合部分の拡大図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態の二次電池斜視図で
ある。
ある。
【図６】本発明の第２の実施の形態の二次電池平面図で
ある。
ある。
【図７】本発明の第３の実施の形態の二次電池の概略図
である。
である。
【図８】本発明の第４の実施の形態の二次電池の概略図
である。
である。
【図９】従来の二次電池の概略図である。
１ 外筒容器 ２ 有底筒状の固体電解質 ３ ナトリウム ４ 多孔質電極 ５ 硫黄 ６ 外筒金具 ７ 絶縁材 ８ 上蓋金具 ９ アルミ合金 １０ ガラス半田 １１ 安全管兼ウィック １２ 上蓋 １３ 封止部材 ２１ 外筒容器金具 ２２ 上蓋 ２３ 絶縁材 ２４ ボルト ２５ アルミパッキン ２６，２７ スペース部 ２８ 絶縁ワッシャー ３１ 平板状の固体電解質 ３２ ナトリウム ３３ 硫黄 ３４ 外向フランジ ３５ 負極容器 ３６ 外向フランジ ３７ 正極容器 ３８ 絶縁材 ３９ａ ボルト ３９ｂ ナット ４０ 安全管兼ウィック ４１ アルミパッキン ４２，４３ スペース部 ４４ 絶縁ワッシャー ５０ 外筒フランジ ５１ ボルト ５２ ナット ５３ａ，ｂ パッキン ５４ａ，５４ｂ 絶縁ワッシャー ５５ 金属ワッシャー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 須藤 勝蔵 愛知県名古屋市中村区岩塚町高道１番地 三菱重工業株式会社 名古屋研究所内 (72)発明者 沢田 明宏 神奈川県横浜市金沢区幸浦一丁目８番地 １ 三菱重工業株式会社 基盤技術研究 所内 (56)参考文献 特開 昭51−104532（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−51149（ＪＰ，Ａ) 実開 昭51−52930（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01M 10/39
Claims (9)
- 【請求項１】 外筒容器の内部に設けられた有底筒状
の固体電解質の内側に負極室を形成すると共に、上記固
体電解質の外側に正極室を形成してなるナトリウム二次
電池において、 上記外筒容器の開口部を閉塞する閉塞する上蓋の締結
が、絶縁材を介装してボルトを用いてなると共に、［ボ
ルトの伸び］≦［上蓋の伸び＋絶縁材の伸び＋外筒容器
の伸び＋Ａｌパッキンの伸び］とし、温度が向上するに
つれてボルトが締まり、シール性が向上することを特徴
とするナトリウム二次電池。 - 【請求項２】 請求項１において、 上記上蓋と外筒容器の開口部との材質を同材質とすると
共に、その線膨張率が該絶縁材よりも大きいことを特徴
とするナトリウム二次電池。 - 【請求項３】 請求項１又は２において、 電池の運転温度にセル温度が上昇した場合に、上記ボル
トの伸びを補うスペースを上記開口部に設けたことを特
徴とするナトリウム二次電池。 - 【請求項４】 請求項１乃至３において、 上記絶縁材が上蓋を兼用してなることを特徴とするナト
リウム二次電池。 - 【請求項５】 外筒容器の内部に設けられた有底筒状
の固体電解質の内側に正極室を形成すると共に、上記固
体電解質の外側に負極室を形成してなるナトリウム二次
電池において、 上記外筒容器の開口部を閉塞する上蓋の締結が、絶縁材
を介装してボルトを用いてなると共に、［ボルトの伸
び］≦［上蓋の伸び＋絶縁材の伸び＋外筒容器の伸び＋
Ａｌパッキンの伸び］とし、温度が向上するにつれてボ
ルトが締まり、シール性が向上することを特徴とするナ
トリウム二次電池。 - 【請求項６】 請求項５において、 上記絶縁材が上蓋を兼用してなることを特徴とするナト
リウム二次電池。 - 【請求項７】 平板状の固体電解質を介して片側を負
極室とし、もう一方の側を正極室としてなり、外向フラ
ンジを有する負極容器と外向フランジを有する正極容器
とを対向させてなるナトリウム二次電池において、 上記固体電解質の外周に絶縁材を付設してなると共に、
該絶縁材を上記負極容器のフランジ及び正極容器のフラ
ンジ間に介装し、ボルトを用いて締結してなる［ボルト
の伸び］≦［負極フランジの伸び＋αアルミナの伸び＋
正極フランジの伸び＋Ａｌパッキンの伸び］とし、温度
が向上するにつれてボルトが締まり、シール性が向上す
ることを特徴とするナトリウム二次電池。 - 【請求項８】 請求項７において、 上記負極容器のフランジと正極容器のフランジとの材質
を同材質とすると共に、上記絶縁材との線膨張率が該絶
縁材よりも大きいことを特徴とするナトリウム二次電
池。 - 【請求項９】 請求項７又は８において、 電池の運転温度にセル温度が上昇した場合に、上記フラ
ンジのボルト接合部を上記ボルトの伸びを補う圧肉フラ
ンジとしたことを特徴とするナトリウム二次電池。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10069651A JP2961100B2 (ja) | 1997-09-16 | 1998-03-19 | ナトリウム二次電池 |
| CA002246827A CA2246827C (en) | 1997-09-16 | 1998-09-04 | Sodium secondary battery |
| US09/154,275 US6207321B1 (en) | 1997-09-16 | 1998-09-16 | Sodium secondary battery |
| FR9811570A FR2768560B1 (fr) | 1997-09-16 | 1998-09-16 | Accumulateur secondaire au sodium utilisable dans des batteries d'accumulateurs |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25033997 | 1997-09-16 | ||
| JP9-250339 | 1997-09-16 | ||
| JP10069651A JP2961100B2 (ja) | 1997-09-16 | 1998-03-19 | ナトリウム二次電池 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11154533A JPH11154533A (ja) | 1999-06-08 |
| JP2961100B2 true JP2961100B2 (ja) | 1999-10-12 |
Family
ID=26410824
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10069651A Expired - Fee Related JP2961100B2 (ja) | 1997-09-16 | 1998-03-19 | ナトリウム二次電池 |
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| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6207321B1 (ja) |
| JP (1) | JP2961100B2 (ja) |
| CA (1) | CA2246827C (ja) |
| FR (1) | FR2768560B1 (ja) |
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| KR100942906B1 (ko) * | 2006-10-23 | 2010-02-16 | 주식회사 엘지화학 | 우수한 안전성을 발휘하는 전기화학소자 |
| KR101058293B1 (ko) * | 2006-10-23 | 2011-08-22 | 주식회사 엘지화학 | 우수한 안전성을 발휘하는 전기화학소자 |
| US8603659B2 (en) * | 2008-10-03 | 2013-12-10 | General Electric Company | Sealing glass composition and article |
| US8043986B2 (en) * | 2008-11-13 | 2011-10-25 | General Electric Company | Sealing glass composition, method and article |
| WO2012047661A1 (en) | 2010-10-07 | 2012-04-12 | Battelle Memorial Institute | Planar high energy density sodium battery |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US687121A (en) * | 1901-04-17 | 1901-11-19 | James J Callender | Electric battery. |
| US3419432A (en) * | 1966-01-04 | 1968-12-31 | Atomic Energy Commission Usa | Seal |
| US3475220A (en) * | 1967-06-22 | 1969-10-28 | Ford Motor Co | Secondary battery |
| DE2459530A1 (de) * | 1974-12-17 | 1976-07-01 | Bbc Brown Boveri & Cie | Elektrochemische speicherzelle |
| DE2556279A1 (de) * | 1975-12-13 | 1977-06-16 | Bbc Brown Boveri & Cie | Dichtelement zwischen keramik und metall |
| US4049889A (en) * | 1976-09-01 | 1977-09-20 | Ford Motor Company | Hermetically sealed alkali metal battery container |
| ZA771433B (en) * | 1977-03-09 | 1978-10-25 | South African Inventions | Cathode and cell incorporating such a cathode |
| US4209573A (en) * | 1978-04-10 | 1980-06-24 | General Electric Company | Sulfur electrode container and methods of manufacture |
| DE3022449A1 (de) * | 1980-06-14 | 1982-01-07 | Brown, Boveri & Cie Ag, 6800 Mannheim | Elektrochemische speicherzelle |
| US5006424A (en) * | 1989-11-08 | 1991-04-09 | The Regents Of The University Of California | Battery using a metal particle bed electrode |
-
1998
- 1998-03-19 JP JP10069651A patent/JP2961100B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1998-09-04 CA CA002246827A patent/CA2246827C/en not_active Expired - Fee Related
- 1998-09-16 FR FR9811570A patent/FR2768560B1/fr not_active Expired - Fee Related
- 1998-09-16 US US09/154,275 patent/US6207321B1/en not_active Expired - Lifetime
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|---|---|
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| CA2246827A1 (en) | 1999-03-16 |
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| JPH11154533A (ja) | 1999-06-08 |
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| CA2246827C (en) | 2004-03-16 |
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