JP3193319B2 - ナトリウム−硫黄電池 - Google Patents
ナトリウム−硫黄電池Info
- Publication number
- JP3193319B2 JP3193319B2 JP06997397A JP6997397A JP3193319B2 JP 3193319 B2 JP3193319 B2 JP 3193319B2 JP 06997397 A JP06997397 A JP 06997397A JP 6997397 A JP6997397 A JP 6997397A JP 3193319 B2 JP3193319 B2 JP 3193319B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sodium
- partition
- solid electrolyte
- electrolyte tube
- sulfur
- 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 - Lifetime
Links
Classifications
-
- 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
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】 本発明は、ナトリウム−硫
黄電池に関する。
黄電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】 ナトリウム−硫黄電池は、一方に陰極
活物質である溶融金属ナトリウム、他方には陽極活物質
である溶融硫黄を配し、両者をナトリウムイオンに対し
て選択的な透過性を有するβ−アルミナ製の固体電解質
で隔離し、３００〜３５０℃で作動させる高温二次電池
である。
活物質である溶融金属ナトリウム、他方には陽極活物質
である溶融硫黄を配し、両者をナトリウムイオンに対し
て選択的な透過性を有するβ−アルミナ製の固体電解質
で隔離し、３００〜３５０℃で作動させる高温二次電池
である。
【０００３】 このようなナトリウム硫黄電池の構造
は、例えば図５に示すように、カーボンフェルト等に含
浸された溶融硫黄Ｓを収容する円筒状の陽極容器１と、
溶融金属ナトリウムＮａを収容するナトリウム収容容器
６と、このナトリウム収容容器６を内部に収納し、ナト
リウムイオンＮａ+を選択的に透過させる機能を有する
有底円筒状の固体電解質管５と、ナトリウム収容容器６
と固体電解質管５の間の間隙部ｇに、そのナトリウム収
容容器６及び固体電解質管５からそれぞれ所定の間隔を
おいて配設された有底円筒状の隔壁管１１からなり、固
体電解質管５の内側と外側に陰極室Ｒ１及び陽極室Ｒ２
を形成したものである。
は、例えば図５に示すように、カーボンフェルト等に含
浸された溶融硫黄Ｓを収容する円筒状の陽極容器１と、
溶融金属ナトリウムＮａを収容するナトリウム収容容器
６と、このナトリウム収容容器６を内部に収納し、ナト
リウムイオンＮａ+を選択的に透過させる機能を有する
有底円筒状の固体電解質管５と、ナトリウム収容容器６
と固体電解質管５の間の間隙部ｇに、そのナトリウム収
容容器６及び固体電解質管５からそれぞれ所定の間隔を
おいて配設された有底円筒状の隔壁管１１からなり、固
体電解質管５の内側と外側に陰極室Ｒ１及び陽極室Ｒ２
を形成したものである。
【０００４】 尚、陽極容器１と固体電解質管５とは、
絶縁リング４及び陽極金具３を介して結合されている。
絶縁リング４の上端面に陰極金具８が熱圧接合され、こ
の陰極金具８に陰極蓋９が溶接固定されている。陽極容
器１の外周上部と陰極蓋９の上面には、それぞれ陽極側
端子２と陰極側端子１０が設けられている。
絶縁リング４及び陽極金具３を介して結合されている。
絶縁リング４の上端面に陰極金具８が熱圧接合され、こ
の陰極金具８に陰極蓋９が溶接固定されている。陽極容
器１の外周上部と陰極蓋９の上面には、それぞれ陽極側
端子２と陰極側端子１０が設けられている。
【０００５】 ナトリウム収容容器６の上部空間には、
窒素ガスやアルゴンガス等の不活性ガスＧが所定の圧力
で封入され、この不活性ガスＧによりナトリウム収容容
器６内のナトリウムＮａがナトリウム収容容器６底部に
設けられた小孔７から流出する方向へ加圧されている。
かかる構造を有するナトリウム−硫黄電池において、放
電時にはナトリウム収容容器６の小孔７から供給される
ナトリウムＮａが、隔壁管１１とナトリウム収容容器６
との間隙ｇ内で上方に移動した後、隔壁管１１の上端を
乗り越えて、隔壁管１１と固体電解質管５との間隙内で
下方に移動し、更に、固体電解質管５をナトリウムイオ
ンとなって透過して、陽極容器１内の硫黄Ｓと反応し
て、多硫化ナトリウムが生成する。充電時には放電とは
逆にナトリウム及び硫黄の生成反応が起こる。
窒素ガスやアルゴンガス等の不活性ガスＧが所定の圧力
で封入され、この不活性ガスＧによりナトリウム収容容
器６内のナトリウムＮａがナトリウム収容容器６底部に
設けられた小孔７から流出する方向へ加圧されている。
かかる構造を有するナトリウム−硫黄電池において、放
電時にはナトリウム収容容器６の小孔７から供給される
ナトリウムＮａが、隔壁管１１とナトリウム収容容器６
との間隙ｇ内で上方に移動した後、隔壁管１１の上端を
乗り越えて、隔壁管１１と固体電解質管５との間隙内で
下方に移動し、更に、固体電解質管５をナトリウムイオ
ンとなって透過して、陽極容器１内の硫黄Ｓと反応し
て、多硫化ナトリウムが生成する。充電時には放電とは
逆にナトリウム及び硫黄の生成反応が起こる。
【０００６】 この種のナトリウム−硫黄電池において
は、その動作中に何らかの理由で固体電解質管５が損傷
を受けた場合、陰極室Ｒ１内のナトリウムＮａと陽極容
器１内の硫黄Ｓとが直接反応して、発熱を伴いながら多
硫化ナトリウムを生成する。この多硫化ナトリウムの腐
食性と発熱反応による高温とから、金属製の容器が溶融
するおそれがある。この反応はナトリウムＮａと硫黄Ｓ
とが存在している限り、継続する恐れがある。
は、その動作中に何らかの理由で固体電解質管５が損傷
を受けた場合、陰極室Ｒ１内のナトリウムＮａと陽極容
器１内の硫黄Ｓとが直接反応して、発熱を伴いながら多
硫化ナトリウムを生成する。この多硫化ナトリウムの腐
食性と発熱反応による高温とから、金属製の容器が溶融
するおそれがある。この反応はナトリウムＮａと硫黄Ｓ
とが存在している限り、継続する恐れがある。
【０００７】 従って、このような反応を抑制するため
に、ナトリウム収容容器６と固体電解質管５との間の隙
間部に、耐食性を有するアルミニウムやステンレス等の
金属材料製の有底円筒状をなす隔壁１１を配設したナト
リウム−硫黄電池が知られている。そして、このナトリ
ウム−硫黄電池では、固体電解質管５と隔壁１１の間隙
ｇを狭く保持するため、固体電解質管５内に隔壁１１を
配置し、隔壁１１内から所定の圧力で加圧して、隔壁１
１を膨張させて塑性変形させた後、圧力を解除して固体
電解質管５と隔壁１１間の隙間を所定値に設定してい
る。これにより、滞留するナトリウム量を少なくし、固
体電解質管５の損傷時におけるナトリウムＮａと硫黄Ｓ
との反応を抑制している。
に、ナトリウム収容容器６と固体電解質管５との間の隙
間部に、耐食性を有するアルミニウムやステンレス等の
金属材料製の有底円筒状をなす隔壁１１を配設したナト
リウム−硫黄電池が知られている。そして、このナトリ
ウム−硫黄電池では、固体電解質管５と隔壁１１の間隙
ｇを狭く保持するため、固体電解質管５内に隔壁１１を
配置し、隔壁１１内から所定の圧力で加圧して、隔壁１
１を膨張させて塑性変形させた後、圧力を解除して固体
電解質管５と隔壁１１間の隙間を所定値に設定してい
る。これにより、滞留するナトリウム量を少なくし、固
体電解質管５の損傷時におけるナトリウムＮａと硫黄Ｓ
との反応を抑制している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】 ところが、固体電解
質管５と隔壁１１との間隔は電池動作温度で０．１ｍｍ
以下とすることが好ましいため、隙間をそのような微小
に、かつ均一に設定することは容易ではない。固体電解
質管５はセラミックス焼成品であるため、精度の高い円
筒形状を得ることは難しく、間隙形成工程時に、図６
（ａ）に示すように、隔壁１１と部分的に強く接触する
ことがあり、隔壁１１の塑性変形により、間隙ｇが均一
に設定されないことがある。更に、ナトリウム−硫黄電
池の運転時に固体電解質管５が破損した場合、図６
（ｂ）に示すように、固体電解質管５と隔壁１１との間
隙部ｇに絞り要素がなく、平坦であるため、ナトリウム
Ｎａが固体電解質管５の破損部に円滑に移動し、硫黄Ｓ
との直接反応が続行され、十分な安全性を確保すること
ができないという問題があった。
質管５と隔壁１１との間隔は電池動作温度で０．１ｍｍ
以下とすることが好ましいため、隙間をそのような微小
に、かつ均一に設定することは容易ではない。固体電解
質管５はセラミックス焼成品であるため、精度の高い円
筒形状を得ることは難しく、間隙形成工程時に、図６
（ａ）に示すように、隔壁１１と部分的に強く接触する
ことがあり、隔壁１１の塑性変形により、間隙ｇが均一
に設定されないことがある。更に、ナトリウム−硫黄電
池の運転時に固体電解質管５が破損した場合、図６
（ｂ）に示すように、固体電解質管５と隔壁１１との間
隙部ｇに絞り要素がなく、平坦であるため、ナトリウム
Ｎａが固体電解質管５の破損部に円滑に移動し、硫黄Ｓ
との直接反応が続行され、十分な安全性を確保すること
ができないという問題があった。
【０００９】 本発明は上記した従来の課題に鑑みてな
されたものであり、その目的とするところは、ナトリウ
ム−硫黄電池の運転時に固体電解質管が破損した場合、
ナトリウムと硫黄との直接反応を速やかに終息すること
により、急激な温度上昇の防止および安全性の向上に寄
与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。
されたものであり、その目的とするところは、ナトリウ
ム−硫黄電池の運転時に固体電解質管が破損した場合、
ナトリウムと硫黄との直接反応を速やかに終息すること
により、急激な温度上昇の防止および安全性の向上に寄
与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。
【００１０】
【課題を解決するための手段】 すなわち、本発明によ
れば、有底筒状の固体電解質管の内側と外側に陰極室及
び陽極室を形成し、固体電解質管の内側に金属材料より
なる有底筒状の隔壁を近接配置し、陰極室内にはナトリ
ウムを収容すると共に、陽極室内には硫黄を収容してな
るナトリウム−硫黄電池であって、前記隔壁の外周壁に
螺旋状の突起物あるいは複数のリング状突起物を形成し
たことを特徴とするナトリウム−硫黄電池が提供され
る。
れば、有底筒状の固体電解質管の内側と外側に陰極室及
び陽極室を形成し、固体電解質管の内側に金属材料より
なる有底筒状の隔壁を近接配置し、陰極室内にはナトリ
ウムを収容すると共に、陽極室内には硫黄を収容してな
るナトリウム−硫黄電池であって、前記隔壁の外周壁に
螺旋状の突起物あるいは複数のリング状突起物を形成し
たことを特徴とするナトリウム−硫黄電池が提供され
る。
【００１１】
【００１２】 尚、隔壁の外周壁と固体電解質管内壁と
の間隔が電池動作時に０．０１〜０．２ｍｍであること
が好ましく、隔壁の外周壁に形成した螺旋状の突起物あ
るいは複数のリング状突起物の幅が０．１〜１ｍｍであ
ることが好ましい。
の間隔が電池動作時に０．０１〜０．２ｍｍであること
が好ましく、隔壁の外周壁に形成した螺旋状の突起物あ
るいは複数のリング状突起物の幅が０．１〜１ｍｍであ
ることが好ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】 本発明のナトリウム−硫黄電池
は、有底筒状の固体電解質管の内側と外側に陰極室及び
陽極室を形成し、固体電解質管の内側に金属材料よりな
る有底円筒状の隔壁を近接配置し、陰極室内にはナトリ
ウムを収容すると共に、陽極室内には硫黄を収容してな
るナトリウム−硫黄電池であって、前記隔壁の外周壁に
予め螺旋状の突起物あるいは複数のリング状突起物を形
成し、その隔壁を固体電解質管内に挿入した状態で、隔
壁の内部から圧力を付与して、隔壁を固体電解質管の内
周面に近接するように変形させ、固体電解質管と隔壁と
の隙間を所定値に設定したものである。
は、有底筒状の固体電解質管の内側と外側に陰極室及び
陽極室を形成し、固体電解質管の内側に金属材料よりな
る有底円筒状の隔壁を近接配置し、陰極室内にはナトリ
ウムを収容すると共に、陽極室内には硫黄を収容してな
るナトリウム−硫黄電池であって、前記隔壁の外周壁に
予め螺旋状の突起物あるいは複数のリング状突起物を形
成し、その隔壁を固体電解質管内に挿入した状態で、隔
壁の内部から圧力を付与して、隔壁を固体電解質管の内
周面に近接するように変形させ、固体電解質管と隔壁と
の隙間を所定値に設定したものである。
【００１４】 このように、隔壁の外周壁に螺旋状の突
起物あるいは複数のリング状突起物を形成することによ
り、固体電解質管と隔壁の間が所定の間隔に保たれるた
め、ナトリウムの流れがスムーズに確保され、電池動作
が安定することと、破損時に破損箇所近傍にあるナトリ
ウム量を制限し、かつ前記螺旋状の突起物あるいは複数
のリング状突起物により流れ抵抗を上げることにより、
陰極内に流れ込む硫黄及び多硫化ナトリウムを破損部近
傍で止めることができ、ナトリウムと硫黄の直接反応を
最小に抑えることができ、極めて高い安全性を確保でき
る。
起物あるいは複数のリング状突起物を形成することによ
り、固体電解質管と隔壁の間が所定の間隔に保たれるた
め、ナトリウムの流れがスムーズに確保され、電池動作
が安定することと、破損時に破損箇所近傍にあるナトリ
ウム量を制限し、かつ前記螺旋状の突起物あるいは複数
のリング状突起物により流れ抵抗を上げることにより、
陰極内に流れ込む硫黄及び多硫化ナトリウムを破損部近
傍で止めることができ、ナトリウムと硫黄の直接反応を
最小に抑えることができ、極めて高い安全性を確保でき
る。
【００１５】 以下、図面に基づき本発明を詳細に説明
する。図１は、本発明のナトリウム−硫黄電池の構造の
一例を示す断面図である。図２は、本発明のナトリウム
−硫黄電池において、（ａ）は、隔壁を塑性変形させた
場合、（ｂ）は、運転時に固体電解質管が破損した場合
における隔壁と固体電解質管との間隙部での状態を示す
部分断面説明図である。図３は、本発明のナトリウム−
硫黄電池の製造方法のうち、隔壁を塑性変形させる工程
を示す概略説明図である。
する。図１は、本発明のナトリウム−硫黄電池の構造の
一例を示す断面図である。図２は、本発明のナトリウム
−硫黄電池において、（ａ）は、隔壁を塑性変形させた
場合、（ｂ）は、運転時に固体電解質管が破損した場合
における隔壁と固体電解質管との間隙部での状態を示す
部分断面説明図である。図３は、本発明のナトリウム−
硫黄電池の製造方法のうち、隔壁を塑性変形させる工程
を示す概略説明図である。
【００１６】 本発明のナトリウム−硫黄電池の固体電
解質管と隔壁との間隙形成工程は、図３（ａ）に示すよ
うに、まず固体電解質管５の内側に隔壁１１を挿入す
る。その後、図３（ｂ）に示すように、隔壁１１の内部
からゴムチューブ１２を用いて水圧等の圧力Ｆを付与し
て隔壁１１を固体電解質管５の内周面に近接するように
変形させる。そして、図３（ｃ）に示すように、固体電
解質管５と隔壁１１との間に、電池動作温度で０．０１
ｍｍから０．２ｍｍ、より好ましくは０．０２〜０．１
ｍｍの範囲の間隙ｇを形成する。
解質管と隔壁との間隙形成工程は、図３（ａ）に示すよ
うに、まず固体電解質管５の内側に隔壁１１を挿入す
る。その後、図３（ｂ）に示すように、隔壁１１の内部
からゴムチューブ１２を用いて水圧等の圧力Ｆを付与し
て隔壁１１を固体電解質管５の内周面に近接するように
変形させる。そして、図３（ｃ）に示すように、固体電
解質管５と隔壁１１との間に、電池動作温度で０．０１
ｍｍから０．２ｍｍ、より好ましくは０．０２〜０．１
ｍｍの範囲の間隙ｇを形成する。
【００１７】 本発明のナトリウム−硫黄電池は、電池
動作温度で固体電解質管と隔壁との間隔が０．０１ｍｍ
から０．２ｍｍの範囲となるようにきわめて狭く設定さ
れているとともに、図４に示すように、隔壁１１に螺旋
状の突起物１３（図４（ａ））あるいは複数のリング状
突起物１４（図４（ｂ））が配設されている。この隔壁
１１の螺旋状の突起物１３あるいは複数のリング状突起
物１４が、固体電解質管５と隔壁１１との間隙部ｇの絞
り要素となり、流体抵抗を作り出す。
動作温度で固体電解質管と隔壁との間隔が０．０１ｍｍ
から０．２ｍｍの範囲となるようにきわめて狭く設定さ
れているとともに、図４に示すように、隔壁１１に螺旋
状の突起物１３（図４（ａ））あるいは複数のリング状
突起物１４（図４（ｂ））が配設されている。この隔壁
１１の螺旋状の突起物１３あるいは複数のリング状突起
物１４が、固体電解質管５と隔壁１１との間隙部ｇの絞
り要素となり、流体抵抗を作り出す。
【００１８】 これにより、運転時に固体電解質管５が
破損した場合においても、図２（ｂ）に示すように、隔
壁１１の螺旋状の突起物１３あるいは複数のリング状突
起物１４の流体抵抗により、破損部へのナトリウムＮａ
の移動が円滑に行われず、且つ硫黄Ｓや多硫化ナトリウ
ム１５の侵入も防止され、硫黄Ｓとの直接反応が速やか
に終息し、安全性を向上することができる。
破損した場合においても、図２（ｂ）に示すように、隔
壁１１の螺旋状の突起物１３あるいは複数のリング状突
起物１４の流体抵抗により、破損部へのナトリウムＮａ
の移動が円滑に行われず、且つ硫黄Ｓや多硫化ナトリウ
ム１５の侵入も防止され、硫黄Ｓとの直接反応が速やか
に終息し、安全性を向上することができる。
【００１９】 更に、隔壁１１に螺旋状の突起物１３が
配設されている場合、隔壁１１と固体電解質管５との間
隙ｇに、ナトリウムＮａの均一な供給と分布を可能し、
不安定流動を防止することができ、電池性能を安定化す
る効果もある。
配設されている場合、隔壁１１と固体電解質管５との間
隙ｇに、ナトリウムＮａの均一な供給と分布を可能し、
不安定流動を防止することができ、電池性能を安定化す
る効果もある。
【００２０】 次に、本発明のナトリウム−硫黄電池に
用いた隔壁について説明する。図４は、本発明のナトリ
ウム−硫黄電池に用いられる隔壁の例であり、（ａ）
は、外周壁に螺旋状の突起物、（ｂ）は、外周壁に複数
のリング状突起物、を配設した隔壁の概略斜視図であ
り、（ｃ）は、（ａ），（ｂ）のＡ部の部分断面図の一
例である。
用いた隔壁について説明する。図４は、本発明のナトリ
ウム−硫黄電池に用いられる隔壁の例であり、（ａ）
は、外周壁に螺旋状の突起物、（ｂ）は、外周壁に複数
のリング状突起物、を配設した隔壁の概略斜視図であ
り、（ｃ）は、（ａ），（ｂ）のＡ部の部分断面図の一
例である。
【００２１】 本発明で用いる隔壁は、図４（ａ）に示
すように、その外周壁に螺旋状の突起物１３を形成した
ものであり、螺旋の向きは、左右どちらでもよい。又、
本発明で用いる隔壁は、図４（ｂ）に示すように、その
外周壁に複数のリング状突起物１４を形成したものでも
よい。
すように、その外周壁に螺旋状の突起物１３を形成した
ものであり、螺旋の向きは、左右どちらでもよい。又、
本発明で用いる隔壁は、図４（ｂ）に示すように、その
外周壁に複数のリング状突起物１４を形成したものでも
よい。
【００２２】 螺旋状の突起物１３あるいは複数のリン
グ状突起物１４の断面形状は、特に限定されないが、台
形、等片台形、長方形、三角形、直角三角形であること
が好ましく、その中で直角を有する台形であって、図４
（ｃ）に示すような姿勢で配設されることが特に好まし
い。
グ状突起物１４の断面形状は、特に限定されないが、台
形、等片台形、長方形、三角形、直角三角形であること
が好ましく、その中で直角を有する台形であって、図４
（ｃ）に示すような姿勢で配設されることが特に好まし
い。
【００２３】 次に、螺旋状の突起物１３あるいは複数
のリング状突起物１４の断面形状にそれぞれ共通する条
件を列挙する（図４（ｃ）参照）。幅ａは、０．１〜１
ｍｍであることが好ましく、０．２〜０．６ｍｍである
ことがより好ましい。高さｄは、０．０１〜０．２ｍｍ
であることが好ましく、０．０２〜０．１ｍｍであるこ
とがより好ましい。ピッチｃは、あまり細かくても大き
くても良好な結果が得られないため、２〜１０ｍｍであ
ることが好ましく、３〜７ｍｍであることがより好まし
い。
のリング状突起物１４の断面形状にそれぞれ共通する条
件を列挙する（図４（ｃ）参照）。幅ａは、０．１〜１
ｍｍであることが好ましく、０．２〜０．６ｍｍである
ことがより好ましい。高さｄは、０．０１〜０．２ｍｍ
であることが好ましく、０．０２〜０．１ｍｍであるこ
とがより好ましい。ピッチｃは、あまり細かくても大き
くても良好な結果が得られないため、２〜１０ｍｍであ
ることが好ましく、３〜７ｍｍであることがより好まし
い。
【００２４】 尚、螺旋状の突起物１３及び複数のリン
グ状突起物１４は、切削加工、転造加工などの機械加工
及びリボンの巻き付け、ろう付け、点付け等の接合によ
りより形成される。
グ状突起物１４は、切削加工、転造加工などの機械加工
及びリボンの巻き付け、ろう付け、点付け等の接合によ
りより形成される。
【００２５】 隔壁の材質は、ナトリウムや多硫化ナト
リウムに対して耐食性を有するアルミニウム、アルミニ
ウム合金、ステンレス等の金属材料が用いられる。
リウムに対して耐食性を有するアルミニウム、アルミニ
ウム合金、ステンレス等の金属材料が用いられる。
【００２６】
【実施例】 本発明を実施例に基づいて、更に詳細に説
明するが、本発明はこれらの実施例に限られるものでは
ない。
明するが、本発明はこれらの実施例に限られるものでは
ない。
【００２７】 （実施例１，２、比較例１，２）表１に
示すような形状（図４（ｃ）参照）を有した隔壁を用い
たそれぞれのナトリウム−硫黄電池（実施例１，２、比
較例１，２）を、短絡試験及び過充電破壊試験により性
能、安全性の評価を行った。尚、短絡試験は、電池の正
極と負極を短絡させ、電池外表面の温度上昇を測定する
試験である。過充電破壊試験は、電池を完全充電した
後、更に電圧印加して、強制的に固体電解質管を破壊す
る試験であり、同時に電池外表面の温度上昇を測定し
た。以上の結果を表１に示す。
示すような形状（図４（ｃ）参照）を有した隔壁を用い
たそれぞれのナトリウム−硫黄電池（実施例１，２、比
較例１，２）を、短絡試験及び過充電破壊試験により性
能、安全性の評価を行った。尚、短絡試験は、電池の正
極と負極を短絡させ、電池外表面の温度上昇を測定する
試験である。過充電破壊試験は、電池を完全充電した
後、更に電圧印加して、強制的に固体電解質管を破壊す
る試験であり、同時に電池外表面の温度上昇を測定し
た。以上の結果を表１に示す。
【００２８】
【表１】
【００２９】 表１に示すように、螺旋状の突起物を外
壁面に形成した隔壁を用いたナトリウム−硫黄電池（実
施例１，２）は、有底筒状の隔壁を用いた従来のナトリ
ウム−硫黄電池（比較例２）と比較して短絡試験の温度
上昇や過充電破壊時の温度上昇が抑制され、安全性が向
上することが確認できた。尚、螺旋状の突起物を外壁面
に形成した隔壁を用いたナトリウム−硫黄電池（比較例
１）は、ピッチが長すぎるため、有底筒状の隔壁を用い
たナトリウム−硫黄電池（比較例２）と比較して、今回
の試験結果では顕著な変化が確認されなかった。
壁面に形成した隔壁を用いたナトリウム−硫黄電池（実
施例１，２）は、有底筒状の隔壁を用いた従来のナトリ
ウム−硫黄電池（比較例２）と比較して短絡試験の温度
上昇や過充電破壊時の温度上昇が抑制され、安全性が向
上することが確認できた。尚、螺旋状の突起物を外壁面
に形成した隔壁を用いたナトリウム−硫黄電池（比較例
１）は、ピッチが長すぎるため、有底筒状の隔壁を用い
たナトリウム−硫黄電池（比較例２）と比較して、今回
の試験結果では顕著な変化が確認されなかった。
【００３０】
【発明の効果】 以上説明したように、本発明のナトリ
ウム−硫黄電池は、隔壁の外周壁に螺旋状の突起物ある
いは複数のリング状突起物を形成することにより、固体
電解質管と隔壁の間が所定の間隔に保たれるため、ナト
リウムの流れがスムーズに確保され、電池動作が安定す
ることと、破損時に破損箇所近傍にあるナトリウム量を
制限し、かつ前記螺旋状の突起物あるいは複数のリング
状突起物により流れ抵抗を上げることにより、陰極内に
流れ込む硫黄及び多硫化ナトリウムを破損部近傍で止め
ることができ、ナトリウムと硫黄の直接反応を最小に抑
えることができ、極めて高い安全性を確保できる。
ウム−硫黄電池は、隔壁の外周壁に螺旋状の突起物ある
いは複数のリング状突起物を形成することにより、固体
電解質管と隔壁の間が所定の間隔に保たれるため、ナト
リウムの流れがスムーズに確保され、電池動作が安定す
ることと、破損時に破損箇所近傍にあるナトリウム量を
制限し、かつ前記螺旋状の突起物あるいは複数のリング
状突起物により流れ抵抗を上げることにより、陰極内に
流れ込む硫黄及び多硫化ナトリウムを破損部近傍で止め
ることができ、ナトリウムと硫黄の直接反応を最小に抑
えることができ、極めて高い安全性を確保できる。
【図１】 本発明のナトリウム−硫黄電池の構造の一例
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【図２】 本発明のナトリウム−硫黄電池において、
（ａ）は、隔壁を塑性変形させた場合、（ｂ）は、運転
時に固体電解質管が破損した場合、における隔壁と固体
電解質管との間隙部での状態を示す部分断面説明図であ
る。
（ａ）は、隔壁を塑性変形させた場合、（ｂ）は、運転
時に固体電解質管が破損した場合、における隔壁と固体
電解質管との間隙部での状態を示す部分断面説明図であ
る。
【図３】 本発明のナトリウム−硫黄電池の製造方法の
うち、隔壁を塑性変形させる工程を示す概略説明図であ
る。
うち、隔壁を塑性変形させる工程を示す概略説明図であ
る。
【図４】 本発明のナトリウム−硫黄電池に用いられる
隔壁の例であり、（ａ）は、外周壁に螺旋状の突起物、
（ｂ）は、外周壁に複数のリング状突起物、を配設した
隔壁の概略斜視図であり、（ｃ）は、（ａ），（ｂ）の
Ａ部の部分断面図の一例である。
隔壁の例であり、（ａ）は、外周壁に螺旋状の突起物、
（ｂ）は、外周壁に複数のリング状突起物、を配設した
隔壁の概略斜視図であり、（ｃ）は、（ａ），（ｂ）の
Ａ部の部分断面図の一例である。
【図５】 従来のナトリウム−硫黄電池の一般的な構造
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【図６】 従来のナトリウム−硫黄電池において、
（ａ）は、隔壁を塑性変形させた場合、（ｂ）は、運転
時に固体電解質管が破損した場合、における隔壁と固体
電解質管との間隙部での状態を示す部分断面説明図であ
る。
（ａ）は、隔壁を塑性変形させた場合、（ｂ）は、運転
時に固体電解質管が破損した場合、における隔壁と固体
電解質管との間隙部での状態を示す部分断面説明図であ
る。
１…陽極容器、２…陽極側端子、３…陽極金具、４…絶
縁リング、５…固体電解質管、６…ナトリウム収容容
器、７…小孔、８…陰極金具、９…陰極蓋、１０…陰極
側端子、１１…隔壁、１２…ゴムチューブ、１３…螺旋
状の突起物、１４…複数のリング状突起物、１５…多硫
化ナトリウム。
縁リング、５…固体電解質管、６…ナトリウム収容容
器、７…小孔、８…陰極金具、９…陰極蓋、１０…陰極
側端子、１１…隔壁、１２…ゴムチューブ、１３…螺旋
状の突起物、１４…複数のリング状突起物、１５…多硫
化ナトリウム。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01M 10/39
Claims (3)
- 【請求項１】 有底筒状の固体電解質管の内側と外側に
陰極室及び陽極室を形成し、固体電解質管の内側に金属
材料よりなる有底筒状の隔壁を近接配置し、陰極室内に
はナトリウムを収容すると共に、陽極室内には硫黄を収
容してなるナトリウム−硫黄電池であって、 前記隔壁の外周壁に螺旋状の突起物あるいは複数のリン
グ状突起物を形成したことを特徴とするナトリウム−硫
黄電池。 - 【請求項２】 前記隔壁の外周壁と前記固体電解質管内
壁との間隙が電池動作時に０．０１〜０．２ｍｍである
請求項１記載のナトリウム−硫黄電池。 - 【請求項３】 前記隔壁の外周壁に形成した螺旋状の突
起物あるいは複数のリング状突起物の幅が０．１〜１ｍ
ｍである請求項１又は２記載のナトリウム−硫黄電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06997397A JP3193319B2 (ja) | 1997-03-24 | 1997-03-24 | ナトリウム−硫黄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06997397A JP3193319B2 (ja) | 1997-03-24 | 1997-03-24 | ナトリウム−硫黄電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10270073A JPH10270073A (ja) | 1998-10-09 |
| JP3193319B2 true JP3193319B2 (ja) | 2001-07-30 |
Family
ID=13418121
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06997397A Expired - Lifetime JP3193319B2 (ja) | 1997-03-24 | 1997-03-24 | ナトリウム−硫黄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3193319B2 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101309727B1 (ko) * | 2011-12-27 | 2013-09-17 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 나트륨 유황 전지 |
| KR20130097914A (ko) * | 2012-02-27 | 2013-09-04 | 에스케이이노베이션 주식회사 | 안전관 간극이 일정한 나트륨 이차전지 |
| US9957625B2 (en) | 2012-06-11 | 2018-05-01 | Basf Se | Electrode unit |
| KR20150032284A (ko) * | 2012-06-11 | 2015-03-25 | 바스프 에스이 | 전극 유닛 |
| JP6380884B2 (ja) | 2013-10-16 | 2018-08-29 | ナガセケムテックス株式会社 | 正極合材及び全固体型ナトリウム硫黄電池 |
| US10629959B2 (en) * | 2014-02-07 | 2020-04-21 | Basf Se | Electrode unit for an electrochemical device |
| KR102072745B1 (ko) * | 2015-09-15 | 2020-02-03 | 한국기계연구원 | 나트륨 2차 전지 |
| EP3182480A1 (de) | 2015-12-14 | 2017-06-21 | Basf Se | Vorrichtung zur speicherung elektrischer energie sowie verfahren zu deren montage und inbetriebnahme und zu deren betrieb |
| EP3203573A1 (de) | 2016-02-03 | 2017-08-09 | Basf Se | Elektrochemische zelle und vorrichtung zur speicherung elektrischer energie umfassend mindestens zwei elektrochemische zellen |
-
1997
- 1997-03-24 JP JP06997397A patent/JP3193319B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10270073A (ja) | 1998-10-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3193319B2 (ja) | ナトリウム−硫黄電池 | |
| JPH05217608A (ja) | 金属酸化物水素電池 | |
| JP3324372B2 (ja) | 円筒型電池 | |
| JPH0345868B2 (ja) | ||
| US4403020A (en) | Electrochemical cell | |
| US20230041604A1 (en) | Electrochemical sodium metal halide battery, and method for producing same | |
| KR100416080B1 (ko) | 팽창방지보강구조를갖는전지 | |
| JP3049151B2 (ja) | ナトリウム−硫黄電池 | |
| JP2895991B2 (ja) | ナトリウム−硫黄電池 | |
| WO2023286687A1 (ja) | 集電板およびこれを用いた蓄電装置 | |
| JP2697313B2 (ja) | 円筒形電池 | |
| JP3053995B2 (ja) | ナトリウム−硫黄電池 | |
| JPH0631649Y2 (ja) | ナトリウム−硫黄電池 | |
| JP3085910B2 (ja) | ナトリウム−硫黄電池 | |
| JP2708998B2 (ja) | ナトリウム−硫黄電池 | |
| JPH0582716B2 (ja) | ||
| JP2526285Y2 (ja) | ナトリウム―硫黄電池 | |
| KR19990002559U (ko) | 이차 전지용 양극판 | |
| JPH0582162A (ja) | ナトリウム−硫黄電池 | |
| JPH1064580A (ja) | ナトリウム−硫黄電池 | |
| JP2001338624A (ja) | ナトリウム−硫黄電池用陽極容器 | |
| JPS6210880A (ja) | 固体電解質型電池 | |
| JPS63181256A (ja) | 非水溶媒電池 | |
| JPH06223873A (ja) | ナトリウム−硫黄電池の陰極室 | |
| JPH05266922A (ja) | ナトリウム−硫黄電池 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20010515 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080525 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090525 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100525 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100525 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110525 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120525 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120525 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130525 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130525 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140525 Year of fee payment: 13 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |