JP3141169B2 - ナトリウム−硫黄電池 - Google Patents
ナトリウム−硫黄電池Info
- Publication number
- JP3141169B2 JP3141169B2 JP03336925A JP33692591A JP3141169B2 JP 3141169 B2 JP3141169 B2 JP 3141169B2 JP 03336925 A JP03336925 A JP 03336925A JP 33692591 A JP33692591 A JP 33692591A JP 3141169 B2 JP3141169 B2 JP 3141169B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- solid electrolyte
- electrolyte tube
- stress
- sleeve
- sodium
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/36—Accumulators not provided for in groups H01M10/05-H01M10/34
- H01M10/39—Accumulators not provided for in groups H01M10/05-H01M10/34 working at high temperature
- H01M10/3909—Sodium-sulfur cells
-
- 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
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はナトリウム−硫黄電池に
係り、特に昇温及び降温時における電池の破損防止、寿
命の改善に好適な陽極構造を有するナトリウム−硫黄電
池に関する。
係り、特に昇温及び降温時における電池の破損防止、寿
命の改善に好適な陽極構造を有するナトリウム−硫黄電
池に関する。
【０００２】
【従来の技術】ナトリウム−硫黄電池は、ナトリウムイ
オンのみを通過させる固体電解質管を介し、一方に陰極
活物質である溶融ナトリウム、他方に陽極活物質である
溶融硫黄又は多硫化ナトリウムが設けられ、約３００〜
３５０℃で充放電が行われる二次電池である。
オンのみを通過させる固体電解質管を介し、一方に陰極
活物質である溶融ナトリウム、他方に陽極活物質である
溶融硫黄又は多硫化ナトリウムが設けられ、約３００〜
３５０℃で充放電が行われる二次電池である。
【０００３】上記電池が冷却されると、多孔質又は繊維
状の電子伝導材に陽極活物質である硫黄を充填した円筒
状の陽極構造体は、溶融状態の硫黄又は多硫化ナトリウ
ムが固体電解質管外周に密着したまま凝固するが、硫黄
又は多硫化ナトリウムは固体電解質管を形成している
β”−アルミナよりも熱膨張率が高く、つまり、収縮量
が大きいため固体電解質管に箍しめによる応力を発生さ
せることになる。この時、収縮力が固体電解質管全周わ
たり均一に作用するならば、固体電解質管に対する周方
向応力は圧縮となり強度上問題となることはないが、現
実には製造上の不均一、例えば、陽極構造体の偏肉、固
体電解質管と陽極容器の偏心、固体電解質管の真円度及
び陽極構造体の密度の不均一あるいは凝固速度の不均一
などによってこれらが固体電解質管に対し周方向に不均
一な外力となって作用し、局部的には引っ張り応力が発
生しこの部分の固体電解質管の破損による電池全体の破
壊を招く恐れがある。
状の電子伝導材に陽極活物質である硫黄を充填した円筒
状の陽極構造体は、溶融状態の硫黄又は多硫化ナトリウ
ムが固体電解質管外周に密着したまま凝固するが、硫黄
又は多硫化ナトリウムは固体電解質管を形成している
β”−アルミナよりも熱膨張率が高く、つまり、収縮量
が大きいため固体電解質管に箍しめによる応力を発生さ
せることになる。この時、収縮力が固体電解質管全周わ
たり均一に作用するならば、固体電解質管に対する周方
向応力は圧縮となり強度上問題となることはないが、現
実には製造上の不均一、例えば、陽極構造体の偏肉、固
体電解質管と陽極容器の偏心、固体電解質管の真円度及
び陽極構造体の密度の不均一あるいは凝固速度の不均一
などによってこれらが固体電解質管に対し周方向に不均
一な外力となって作用し、局部的には引っ張り応力が発
生しこの部分の固体電解質管の破損による電池全体の破
壊を招く恐れがある。
【０００４】さて、陽極構造体は一般に、多孔質電子伝
導材として炭素繊維フェルトを用いこれに硫黄を充填し
て作られ、固体電解質管と陽極容器との間に挿入され
る。これは、硫黄単体としては電子伝導性を有していな
いので、多孔質電子伝導材を陽極内に充填し、外部回路
から陽極容器に流入、あるいは、逆に流出する電子の陽
極内部への通路を設けている。この時、炭素繊維フェル
トは径方向に圧縮された状態で硫黄の固化によって保持
されている。これは、硫黄が溶融した電池作動状態にお
いて、外部端子である陽極容器と炭素繊維との接触性を
良好にし、又、陽極内の炭素繊維の充填率を高めて、電
子伝導性を良くするためである。
導材として炭素繊維フェルトを用いこれに硫黄を充填し
て作られ、固体電解質管と陽極容器との間に挿入され
る。これは、硫黄単体としては電子伝導性を有していな
いので、多孔質電子伝導材を陽極内に充填し、外部回路
から陽極容器に流入、あるいは、逆に流出する電子の陽
極内部への通路を設けている。この時、炭素繊維フェル
トは径方向に圧縮された状態で硫黄の固化によって保持
されている。これは、硫黄が溶融した電池作動状態にお
いて、外部端子である陽極容器と炭素繊維との接触性を
良好にし、又、陽極内の炭素繊維の充填率を高めて、電
子伝導性を良くするためである。
【０００５】この陽極構造体から発生する前記外力を軽
減し、固体電解質管の低応力化のために従来は、特開昭
６１−１５６６４０号公報のように陽極構造体の分割、
切り込み及び粉砕等の対策が講じられている。また他の
従来例として、表面が硫化される金属材を固体電解質管
の周囲に設けたもの（特開昭６０−２３５３６９号公
報）及び固体電解質管の底部に環状支持部材を設けたも
の（特開昭６２−８２６６８号公報）が挙げられる。
減し、固体電解質管の低応力化のために従来は、特開昭
６１−１５６６４０号公報のように陽極構造体の分割、
切り込み及び粉砕等の対策が講じられている。また他の
従来例として、表面が硫化される金属材を固体電解質管
の周囲に設けたもの（特開昭６０−２３５３６９号公
報）及び固体電解質管の底部に環状支持部材を設けたも
の（特開昭６２−８２６６８号公報）が挙げられる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術において陽極構造体の分割、切り込みを施しても
初期組立て状態では分離されていた繊維も硫黄が溶融し
た時点で復元し、繊維同士の再交叉により間隙は存在し
ない状態となり応力低減効果は期待できない。さらに、
炭素繊維のない硫黄のみの陽極構造体としても、溶融・
凝固により外力が発生することが確認されていることか
ら、陽極構造体の凝固時に固体電解質管に発生する応力
を避けることは不可能であり、初期破損の防止及び寿命
の改善は望めない。
来技術において陽極構造体の分割、切り込みを施しても
初期組立て状態では分離されていた繊維も硫黄が溶融し
た時点で復元し、繊維同士の再交叉により間隙は存在し
ない状態となり応力低減効果は期待できない。さらに、
炭素繊維のない硫黄のみの陽極構造体としても、溶融・
凝固により外力が発生することが確認されていることか
ら、陽極構造体の凝固時に固体電解質管に発生する応力
を避けることは不可能であり、初期破損の防止及び寿命
の改善は望めない。
【０００７】この点を更に詳しく説明すると、陽極構造
体は、硫黄又は多硫化ナトリウムを多孔質又は繊維状の
電子伝導材に充填した、いわゆる繊維強化樹脂のごとく
の構造となっている。この陽極構造体は、平均的には約
９０％以上の密度で硫黄又は多硫化ナトリウムが充填さ
れており、従って、固体化した場合の熱膨張係数は前記
硫黄又は多硫化ナトリウムの物性値に支配され、例え
ば、室温から約１００℃近傍までの熱膨張係数は固体電
解質管を形成しているβ”−アルミナの約５〜１０×１
０~6℃に対し約３０〜２００×１０~6℃と大きい。つま
り、降温時には固体電解質管に対して陽極構造体の熱収
縮量が大きいため、この収縮力は全て固体電解質管に周
方向不均一圧環力となって作用することになる。この時
の固体電解質は前記した構造上の不均一あるいは陽極構
造体の密度の不均一及び温度分布によって発生する外力
により図６のように不規則に変形する。この変形によっ
て例えばＡ点の如く変形曲率が大なる箇所では外周側に
おいて周方向に引張応力が発生し、この発生応力が固体
電解質管の強度以上に達した場合に破損に至ることにな
る。なお、陽極構造体から発生する外力は前記した従来
技術においても皆無にすることはできず、固体電解質管
側においてもセラミックスの構造体であるため、強度増
大あるいはバラツキには限度がある。これら、高応力発
生部と低強度部材が組合さった場合は比較的初期に破損
にいたるため、従来とは異なる方法による外力の分散化
が必要となった。また特開昭６０−２３５３６９号公報
に開示されている金属材は陽極活物質の利用率を高める
ために設けられるもので、本発明の前記応力に対しては
全く考慮されていない。特開昭６２−８２６６８号公報
に開示されている環状支持部材は電解質管の横ずれを防
止するものであり、やはり本発明の前記応力に対しては
全く考慮されていない。
体は、硫黄又は多硫化ナトリウムを多孔質又は繊維状の
電子伝導材に充填した、いわゆる繊維強化樹脂のごとく
の構造となっている。この陽極構造体は、平均的には約
９０％以上の密度で硫黄又は多硫化ナトリウムが充填さ
れており、従って、固体化した場合の熱膨張係数は前記
硫黄又は多硫化ナトリウムの物性値に支配され、例え
ば、室温から約１００℃近傍までの熱膨張係数は固体電
解質管を形成しているβ”−アルミナの約５〜１０×１
０~6℃に対し約３０〜２００×１０~6℃と大きい。つま
り、降温時には固体電解質管に対して陽極構造体の熱収
縮量が大きいため、この収縮力は全て固体電解質管に周
方向不均一圧環力となって作用することになる。この時
の固体電解質は前記した構造上の不均一あるいは陽極構
造体の密度の不均一及び温度分布によって発生する外力
により図６のように不規則に変形する。この変形によっ
て例えばＡ点の如く変形曲率が大なる箇所では外周側に
おいて周方向に引張応力が発生し、この発生応力が固体
電解質管の強度以上に達した場合に破損に至ることにな
る。なお、陽極構造体から発生する外力は前記した従来
技術においても皆無にすることはできず、固体電解質管
側においてもセラミックスの構造体であるため、強度増
大あるいはバラツキには限度がある。これら、高応力発
生部と低強度部材が組合さった場合は比較的初期に破損
にいたるため、従来とは異なる方法による外力の分散化
が必要となった。また特開昭６０−２３５３６９号公報
に開示されている金属材は陽極活物質の利用率を高める
ために設けられるもので、本発明の前記応力に対しては
全く考慮されていない。特開昭６２−８２６６８号公報
に開示されている環状支持部材は電解質管の横ずれを防
止するものであり、やはり本発明の前記応力に対しては
全く考慮されていない。
【０００８】本発明の目的は、係る問題点を解決するた
めに、固体電解質管に発生する応力を低減し、電池の破
損防止及び寿命の改善を図ったナトリウム−硫黄電池を
提供することにある。
めに、固体電解質管に発生する応力を低減し、電池の破
損防止及び寿命の改善を図ったナトリウム−硫黄電池を
提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、袋状の固体電解質管の内側に陰極活物質であ
るナトリウム、この固体電解質管の外側に多孔質又は繊
維状の電子伝導材に陽極活物質である硫黄を充填した円
筒状の陽極構造体が配設されてなるナトリウム−硫黄電
池において、前記固体電解質管の外側面と陽極構造体と
の間に該陽極構造体から前記固体電解質管に加わる応力
を受けて該応力を分散させる応力分散部材が設けられた
ものである。
本発明は、袋状の固体電解質管の内側に陰極活物質であ
るナトリウム、この固体電解質管の外側に多孔質又は繊
維状の電子伝導材に陽極活物質である硫黄を充填した円
筒状の陽極構造体が配設されてなるナトリウム−硫黄電
池において、前記固体電解質管の外側面と陽極構造体と
の間に該陽極構造体から前記固体電解質管に加わる応力
を受けて該応力を分散させる応力分散部材が設けられた
ものである。
【００１０】
【００１１】前記ナトリウム−硫黄電池において、応力
分散部材は固体電解質管の外側面に設けられたスリーブ
であるものがよい。また、スリーブは固体電解質管の外
側面にすきま嵌めされて設けられたものがよい。また、
スリーブは陽極構造体と固体電解質管との接触を確保す
る孔が設けられているものがよい。また、陽極構造体は
軸方向に複数に分割され、スリーブはその分割された個
々の陽極構造体の重ね部に設けられたフランジ付きスリ
ーブであるものがよい。また、陽極構造体は軸方向に複
数に分割され、スリーブはその分割された個々の陽極構
造体に設けられた短尺スリーブであるものがよい。
分散部材は固体電解質管の外側面に設けられたスリーブ
であるものがよい。また、スリーブは固体電解質管の外
側面にすきま嵌めされて設けられたものがよい。また、
スリーブは陽極構造体と固体電解質管との接触を確保す
る孔が設けられているものがよい。また、陽極構造体は
軸方向に複数に分割され、スリーブはその分割された個
々の陽極構造体の重ね部に設けられたフランジ付きスリ
ーブであるものがよい。また、陽極構造体は軸方向に複
数に分割され、スリーブはその分割された個々の陽極構
造体に設けられた短尺スリーブであるものがよい。
【００１２】
【作用】固体電解質管に発生する応力を低減させるには
固体電解質管を小径化するか、逆に陽極構造体の厚みを
薄くし固体電解質管を厚肉化すればよいが、何れも電池
性能(容量、効率)を低下させ好ましくない。従って、電
池性能を保ちつつ固体電解質管の応力を低減するには固
体電解質管を保護するスリ−ブ材等の応力分散部材が必
要となる。
固体電解質管を小径化するか、逆に陽極構造体の厚みを
薄くし固体電解質管を厚肉化すればよいが、何れも電池
性能(容量、効率)を低下させ好ましくない。従って、電
池性能を保ちつつ固体電解質管の応力を低減するには固
体電解質管を保護するスリ−ブ材等の応力分散部材が必
要となる。
【００１３】本発明は陽極構造体から発生する外力を固
体電解質管の外周にすきま嵌め等にて挿入したスリ−ブ
等の応力分散部材にて負担することを要旨とするため、
このスリ−ブ等は前記外力に対し容易に塑性変形しない
程度の剛性を有することが条件となる。ここで、固体電
解質管の板厚Ｔｍｍとすると、スリーブの必要剛性は目
的とする応力低減量によって異なるが、経験的に等価板
厚がＴ／２以上とすることが望ましい。固体電解質管の
板厚２ｍｍの供試体で実験したところ、前記図６のＡ点
において、応力約１００ＭＰａを実測した。この１００
ＭＰａを５０ＭＰａにまで低下させるには陽極構造体か
らの外力の半分をスリーブで受けてやればよいことにな
り、必要板厚は１ｍｍとなる。従って打ち抜き部あるい
は非挿入部を考慮すると等価板厚Ｔ／２以上となる。
体電解質管の外周にすきま嵌め等にて挿入したスリ−ブ
等の応力分散部材にて負担することを要旨とするため、
このスリ−ブ等は前記外力に対し容易に塑性変形しない
程度の剛性を有することが条件となる。ここで、固体電
解質管の板厚Ｔｍｍとすると、スリーブの必要剛性は目
的とする応力低減量によって異なるが、経験的に等価板
厚がＴ／２以上とすることが望ましい。固体電解質管の
板厚２ｍｍの供試体で実験したところ、前記図６のＡ点
において、応力約１００ＭＰａを実測した。この１００
ＭＰａを５０ＭＰａにまで低下させるには陽極構造体か
らの外力の半分をスリーブで受けてやればよいことにな
り、必要板厚は１ｍｍとなる。従って打ち抜き部あるい
は非挿入部を考慮すると等価板厚Ｔ／２以上となる。
【００１４】しかしながら、ここで、固体電解質管の外
周全域をスリ−ブ等で覆うと、固体電解質管と電子伝導
材としての炭素繊維フェルトとの接触が遮断されあるい
は、局部的な接触のみとなって、電池として成立しなく
なる。そのため、固体電解質管全表面積の相当の面積は
固体電解質管と電子伝導材が接触していることが必要と
なる。そのために前記スリ−ブ等は打ち抜き板による長
尺円筒構造か、あるいは必要な長さのみスリ−ブで覆
い、その他の部分は遮蔽物無しに固体電解質管と電子伝
導材を接触させる１個あるいは複数個のリング状の短尺
スリ−ブ構造とする必要がある。
周全域をスリ−ブ等で覆うと、固体電解質管と電子伝導
材としての炭素繊維フェルトとの接触が遮断されあるい
は、局部的な接触のみとなって、電池として成立しなく
なる。そのため、固体電解質管全表面積の相当の面積は
固体電解質管と電子伝導材が接触していることが必要と
なる。そのために前記スリ−ブ等は打ち抜き板による長
尺円筒構造か、あるいは必要な長さのみスリ−ブで覆
い、その他の部分は遮蔽物無しに固体電解質管と電子伝
導材を接触させる１個あるいは複数個のリング状の短尺
スリ−ブ構造とする必要がある。
【００１５】
【実施例】以下、本発明に係るナトリウム−硫黄電池の
実施例を図面を参照して説明する。図１に本発明の一実
施例を示す。陰極活物質である溶融ナトリウム１は固体
電解質管２の内側にあり、その上部は外部端子でもある
陰極容器３によって封じられている。陽極活物質である
硫黄は、前述したように炭素繊維フェルトに充填した状
態で陽極構造体４の内部にあり、外部端子でもある陽極
容器５に包まれている。絶縁リング６は陰極容器３と陽
極容器５の電気的絶縁体である。本発明は固体電解質管
２の外周、つまり陽極構造体４の内部に応力分散部材で
あるスリ−ブ７を設けたものである。
実施例を図面を参照して説明する。図１に本発明の一実
施例を示す。陰極活物質である溶融ナトリウム１は固体
電解質管２の内側にあり、その上部は外部端子でもある
陰極容器３によって封じられている。陽極活物質である
硫黄は、前述したように炭素繊維フェルトに充填した状
態で陽極構造体４の内部にあり、外部端子でもある陽極
容器５に包まれている。絶縁リング６は陰極容器３と陽
極容器５の電気的絶縁体である。本発明は固体電解質管
２の外周、つまり陽極構造体４の内部に応力分散部材で
あるスリ−ブ７を設けたものである。
【００１６】このように構成された本実施例につき以下
にその作用を説明する。スリ−ブ７は、陽極構造体４の
成形時に炭素繊維、硫黄と同時にモ−ルド成形するか、
単体で組み込むかして組み立てたものである。陽極構造
体４は陽極容器５の内径と固体電解質管２の外形との間
隙寸法より大きい素材厚みを有する炭素繊維を圧縮して
硫黄をモ−ルドし、円筒あるいはセグメント構造に成形
する。したがって、固体電解質管２とスリ−ブ７及び、
スリ−ブ７と陽極構造体４の間は最初の組立状態ではす
きま嵌めであるが、第一回目の昇温によって陽極構造体
４に充填されている硫黄が溶融すると炭素繊維は前記し
た圧縮成形状態が開放され、その復元力によって陽極容
器５とスリ−ブ７との間で張った状態で保持される。こ
の場合の復元力により固体電解質管２に発生する応力は
０．１ＭＰａ程度であり、強度的に問題となる大きさで
はない。これに対し降温時については、ナトリウム−硫
黄電池の作動温度約３００〜３５０℃から硫黄の融点約
１２０℃までの範囲は液相であるが、その後の冷却によ
って固化し、それにつれて陽極構造体４の強度も増大し
つつ収縮する。従来構造であればこの収縮力は全て固体
電解質管２のみで受けていたが、本発明によりスリ−ブ
７でも受け持つことになる。
にその作用を説明する。スリ−ブ７は、陽極構造体４の
成形時に炭素繊維、硫黄と同時にモ−ルド成形するか、
単体で組み込むかして組み立てたものである。陽極構造
体４は陽極容器５の内径と固体電解質管２の外形との間
隙寸法より大きい素材厚みを有する炭素繊維を圧縮して
硫黄をモ−ルドし、円筒あるいはセグメント構造に成形
する。したがって、固体電解質管２とスリ−ブ７及び、
スリ−ブ７と陽極構造体４の間は最初の組立状態ではす
きま嵌めであるが、第一回目の昇温によって陽極構造体
４に充填されている硫黄が溶融すると炭素繊維は前記し
た圧縮成形状態が開放され、その復元力によって陽極容
器５とスリ−ブ７との間で張った状態で保持される。こ
の場合の復元力により固体電解質管２に発生する応力は
０．１ＭＰａ程度であり、強度的に問題となる大きさで
はない。これに対し降温時については、ナトリウム−硫
黄電池の作動温度約３００〜３５０℃から硫黄の融点約
１２０℃までの範囲は液相であるが、その後の冷却によ
って固化し、それにつれて陽極構造体４の強度も増大し
つつ収縮する。従来構造であればこの収縮力は全て固体
電解質管２のみで受けていたが、本発明によりスリ−ブ
７でも受け持つことになる。
【００１７】図２はスリ−ブ７の構造の一例として、抜
き孔８を設けた長尺スリ−ブについて詳細に示したもの
である。スリ−ブ７は陽極構造体４の熱変形時の外力に
よって塑性変形を起こさない耐力を保持させることが必
要であり、さらに、接触部を確保するために打ち抜き孔
８を設けた。
き孔８を設けた長尺スリ−ブについて詳細に示したもの
である。スリ−ブ７は陽極構造体４の熱変形時の外力に
よって塑性変形を起こさない耐力を保持させることが必
要であり、さらに、接触部を確保するために打ち抜き孔
８を設けた。
【００１８】図３は本発明の他の実施例としてフランジ
付短尺スリ−ブ構造を示したものである。本実施例によ
れば、軸方向に二個以上の陽極構造体４に分割し、その
重ね部にフランジ付スリ−ブ９を設けたものであり、こ
れによって陽極構造体４より発生する外力は分散させら
れ、また、フランジ付スリ−ブ９以外のところは、固体
電解質管２と陽極構造体４が接触するようになってお
り、電池性能が確保される。
付短尺スリ−ブ構造を示したものである。本実施例によ
れば、軸方向に二個以上の陽極構造体４に分割し、その
重ね部にフランジ付スリ−ブ９を設けたものであり、こ
れによって陽極構造体４より発生する外力は分散させら
れ、また、フランジ付スリ−ブ９以外のところは、固体
電解質管２と陽極構造体４が接触するようになってお
り、電池性能が確保される。
【００１９】図４は本発明の他の実施例としてストレ−
トの短尺スリ−ブ１０を複数個、固体電解質管２にそっ
て配した構造を示したものであり、その機能は図３と同
じである。
トの短尺スリ−ブ１０を複数個、固体電解質管２にそっ
て配した構造を示したものであり、その機能は図３と同
じである。
【００２０】図５に温度と固体電解質管に発生する応力
の関係を従来構造と本発明について示す。つまり、降温
になるに従い陽極構造体が硬化し、それに伴って強度も
増大するため、拘束応力が発生する。この応力が固体電
解質管の強度を超えた場合に破損に至るが、本発明によ
って固体電解質管の応力が低減され、電池の破損防止及
び寿命の改善が図れる。ここで、図３のように固体電解
質管２と陽極構造体４が完全に円周方向に接触している
部分は直接固体電解質管２に外力が作用するが、隣接す
るスリ−ブが外力を負担するので応力は低減する。
の関係を従来構造と本発明について示す。つまり、降温
になるに従い陽極構造体が硬化し、それに伴って強度も
増大するため、拘束応力が発生する。この応力が固体電
解質管の強度を超えた場合に破損に至るが、本発明によ
って固体電解質管の応力が低減され、電池の破損防止及
び寿命の改善が図れる。ここで、図３のように固体電解
質管２と陽極構造体４が完全に円周方向に接触している
部分は直接固体電解質管２に外力が作用するが、隣接す
るスリ−ブが外力を負担するので応力は低減する。
【００２１】以上、打ち抜き孔のある長尺及び短尺のス
リ−ブ構造の実施例について示したが、スリ−ブ長につ
いては固体電解質管を保護したい部分に限って設定して
もよい。なお、陽極構造体を構成している硫黄あるいは
多硫化ナトリウムは腐食性が強く、さらに、作動温度が
約３００〜３５０℃であることから上記各スリ−ブを形
成する材質はセラミックス又はステンレス（ＳＵＳ）等
の耐食性を有したものであることが必要である。
リ−ブ構造の実施例について示したが、スリ−ブ長につ
いては固体電解質管を保護したい部分に限って設定して
もよい。なお、陽極構造体を構成している硫黄あるいは
多硫化ナトリウムは腐食性が強く、さらに、作動温度が
約３００〜３５０℃であることから上記各スリ−ブを形
成する材質はセラミックス又はステンレス（ＳＵＳ）等
の耐食性を有したものであることが必要である。
【００２２】上述したように、本実施例によれば昇温及
び降温時の陽極構造体の熱変形による外力を固体電解質
管の外周に配設した応力分散部材で分担させることによ
り固体電解質管に発生する応力を低減することが可能と
なり、昇降温時の固体電解質管の破損を防止することが
できる。
び降温時の陽極構造体の熱変形による外力を固体電解質
管の外周に配設した応力分散部材で分担させることによ
り固体電解質管に発生する応力を低減することが可能と
なり、昇降温時の固体電解質管の破損を防止することが
できる。
【００２３】
【発明の効果】本発明によれば、従来、固体電解質管の
みで受けていた陽極構造体の熱変形による外力を固体電
解質管の外周に配設した応力分散部材で分担させること
により、固体電解質管に発生する応力を低減することが
可能となり、これによって昇降温時の破損を防止するこ
とができ、信頼性の高いナトリウム−硫黄電池が実現で
きる。
みで受けていた陽極構造体の熱変形による外力を固体電
解質管の外周に配設した応力分散部材で分担させること
により、固体電解質管に発生する応力を低減することが
可能となり、これによって昇降温時の破損を防止するこ
とができ、信頼性の高いナトリウム−硫黄電池が実現で
きる。
【図１】本発明の一実施例を示す断面図である。
【図２】図１に関する組立て状態図である。
【図３】本発明の他の一実施例を示す部分断面図であ
る。
る。
【図４】本発明の他の一実施例を示す部分断面図であ
る。
る。
【図５】従来と本発明の固体電解質管の応力状態図であ
る。
る。
【図６】従来例の欠点を説明する断面図である。
２ 固体電解質管 ４ 陽極構造体 ７ スリ−ブ（応力分散部材） ８ 打ち抜き孔 ９ フランジ付スリ−ブ １０ 短尺スリ−ブ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 平３−77369（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01M 10/39
Claims (5)
- 【請求項１】 袋状の固体電解質管の内側に陰極活物質
であるナトリウム、この固体電解質管の外側に多孔質又
は繊維状の電子伝導材に陽極活物質である硫黄を充填し
た円筒状の陽極構造体が配設されてなるナトリウム−硫
黄電池において、前記固体電解質管の外側面と陽極構造
体との間に該陽極構造体から前記固体電解質管に加わる
応力を受けて該応力を分散させる応力分散部材が設けら
れ、該応力分散部材は固体電解質管の外側面に設けられ
たスリーブであり、該スリーブは軸方向に複数に分割さ
れた個々の陽極構造体の重ね部に設けられたフランジ付
きスリーブであることを特徴とするナトリウム−硫黄電
池。 - 【請求項２】 袋状の固体電解質管の内側に陰極活物質
であるナトリウム、この固体電解質管の外側に多孔質又
は繊維状の電子伝導材に陽極活物質である硫黄を充填し
た円筒状の陽極構造体が配設されてなるナトリウム−硫
黄電池において、前記固体電解質管の外側面と陽極構造
体との間に該陽極構造体から前記固体電解質管に加わる
応力を受けて該応力を分散させる応力分散部材が設けら
れ、該応力分散部材は固体電解質管の外側面に設けられ
たスリーブあり、該スリーブは軸方向に複数に分割され
た個々の陽極構造体に設けられた短尺スリーブであるこ
とを特徴とするナトリウム−硫黄電池。 - 【請求項３】 請求項１又は２において、前記スリーブ
の等価板厚を前記固体電解質管の板厚の１／２以上とす
ることを特徴とするナトリウム−硫黄電池。 - 【請求項４】 請求項３において、前記スリーブは固体
電解質管の外側面にすきま嵌めされて設けられたもので
あることを特徴とするナトリウム−硫黄電池。 - 【請求項５】 請求項３又は４において、前記スリーブ
は陽極構造体と固体電解質管との接触を確保する孔が設
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 |
|---|---|---|---|
| JP03336925A JP3141169B2 (ja) | 1991-12-19 | 1991-12-19 | ナトリウム−硫黄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03336925A JP3141169B2 (ja) | 1991-12-19 | 1991-12-19 | ナトリウム−硫黄電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05174871A JPH05174871A (ja) | 1993-07-13 |
| JP3141169B2 true JP3141169B2 (ja) | 2001-03-05 |
Family
ID=18303901
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03336925A Expired - Fee Related JP3141169B2 (ja) | 1991-12-19 | 1991-12-19 | ナトリウム−硫黄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3141169B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR960002923A (ko) * | 1994-06-08 | 1996-01-26 | 조규향 | 나트륨-유황전지 또는 나트륨-염화니켈전지용 심지관 및 이의 제조방법 |
-
1991
- 1991-12-19 JP JP03336925A patent/JP3141169B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05174871A (ja) | 1993-07-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO2013009148A2 (ko) | 원통형 이차 전지 | |
| US20030143460A1 (en) | Battery | |
| EP0936691A2 (en) | Wound electrochemical cell with a hollow core | |
| KR102513320B1 (ko) | 이차 전지 | |
| JP3141169B2 (ja) | ナトリウム−硫黄電池 | |
| JPH10189027A (ja) | 耐機械衝撃性を有する電気化学電池 | |
| JP3424937B2 (ja) | 絶縁体 | |
| US5331249A (en) | Discharge tube | |
| JP2011187375A (ja) | 送電用避雷装置 | |
| US4562303A (en) | Disc-type insulator with a cast-in electrode and process for its manufacture | |
| US6548204B1 (en) | Sealed battery | |
| US3651380A (en) | Gas discharge over voltage arrester filled with a noble gas | |
| US4055710A (en) | Electrochemical cells having solid electrolyte of tubular form | |
| JPH023241B2 (ja) | ||
| EP0262979B1 (en) | Discharge tube assembly for high-pressure discharge lamp | |
| JP2869609B2 (ja) | ナトリウム−硫黄電池及び製造方法 | |
| JP3312366B2 (ja) | ナトリウム−硫黄電池 | |
| JPH04171666A (ja) | 鉛蓄電池 | |
| EP0361357B1 (en) | Discharge lamp | |
| JP2002151308A (ja) | 避雷装置 | |
| JPS5943737Y2 (ja) | 半導体装置 | |
| JPH07296657A (ja) | がいし形避雷器 | |
| JP3430591B2 (ja) | サージアブソーバ | |
| GB2203286A (en) | Surge arrester | |
| WO1991017554A1 (en) | Surge arrester |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |