JP3253827B2 - Cathode structure of sodium-sulfur battery and sodium-sulfur battery using the same - Google Patents

Cathode structure of sodium-sulfur battery and sodium-sulfur battery using the same

Info

Publication number
JP3253827B2
JP3253827B2 JP15201195A JP15201195A JP3253827B2 JP 3253827 B2 JP3253827 B2 JP 3253827B2 JP 15201195 A JP15201195 A JP 15201195A JP 15201195 A JP15201195 A JP 15201195A JP 3253827 B2 JP3253827 B2 JP 3253827B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sodium
cartridge
sulfur battery
cathode structure
solid electrolyte
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
Application number
JP15201195A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH097634A (en
Inventor
善文 河村
政信 森
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NGK Insulators Ltd
Original Assignee
NGK Insulators Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NGK Insulators Ltd filed Critical NGK Insulators Ltd
Priority to JP15201195A priority Critical patent/JP3253827B2/en
Publication of JPH097634A publication Critical patent/JPH097634A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3253827B2 publication Critical patent/JP3253827B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Secondary Cells (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】 本発明は、溶融ナトリウムを陰
極活物質とし、溶融硫黄を陽極活物質とするナトリウム
−硫黄電池の陰極構造及びそれを用いたナトリウム−硫
黄電池に関する。
The present invention relates to a cathode structure of a sodium-sulfur battery using molten sodium as a cathode active material and molten sulfur as an anode active material, and a sodium-sulfur battery using the same.

【0002】[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ベータアルミナ固体電解質で
隔離し、300〜350℃で作動させる高温二次電池で
ある。
2. Description of the Related Art A sodium-sulfur battery has molten metal sodium as a cathode active material on one side and molten sulfur as an anode active material on the other side, and both have selective permeability to sodium ions. A high-temperature secondary battery operated at 300 to 350 ° C., isolated by a beta-alumina solid electrolyte.

【0003】 このようなナトリウム−硫黄電池の構成
は、例えば図2に示すように、陽極活物質である硫黄を
含浸したカーボンフェルト等の陽極用導電材6を収容す
る円筒状の陽極容器3、陽極容器3の内部に配置され、
ナトリウムイオン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(ベータアルミナ管)5、及び
固体電解質管5の内部に配置され、ナトリウム7を貯留
するカートリッジ10とから成っている。カートリッジ
10はステンレス鋼、鋼、又はアルミニウム合金から成
る。固体電解質管5は、陽極容器3の上端部と例えばア
ルファアルミナ製の絶縁体リング1を介して接合され
る。又、絶縁体リング1の上面には陰極金具11が熱圧
接合されている。カートリッジ10と固体電解質管5の
間にナトリウム保護管を介在させてもよい。
As shown in FIG. 2, for example, a configuration of such a sodium-sulfur battery is a cylindrical anode container 3 containing an anode conductive material 6 such as carbon felt impregnated with sulfur as an anode active material, Placed inside the anode container 3,
It comprises a bottomed cylindrical solid electrolyte tube (beta-alumina tube) 5 having a function of selectively transmitting sodium ions, and a cartridge 10 which is disposed inside the solid electrolyte tube 5 and stores sodium 7. The cartridge 10 is made of stainless steel, steel, or an aluminum alloy. The solid electrolyte tube 5 is joined to the upper end of the anode container 3 via an insulator ring 1 made of, for example, alpha alumina. A cathode fitting 11 is joined to the upper surface of the insulator ring 1 by heat and pressure. A sodium protection tube may be interposed between the cartridge 10 and the solid electrolyte tube 5.

【0004】 以上の構成を有するナトリウム−硫黄電
池4において、放電時には溶融ナトリウム7が電子を放
出してナトリウムイオンとなり、これが固体電解質管5
内を透過して陽極側に移動し、陽極用導電材6中の硫黄
及び外部回路を通ってきた電子と反応して多硫化ナトリ
ウムを生成し、2V程度の電圧を発生させる。一方、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。
In the sodium-sulfur battery 4 having the above-described configuration, at the time of discharge, the molten sodium 7 emits electrons to become sodium ions, which are converted into solid electrolyte tubes 5.
It passes through the inside and moves to the anode side, reacts with the sulfur in the anode conductive material 6 and the electrons passed through the external circuit to generate sodium polysulfide, and generates a voltage of about 2V. On the other hand, at the time of charging, a reaction of producing sodium and sulfur occurs in reverse to the discharging.

【0005】 ところで、ナトリウム−硫黄電池4が作
動していない初期状態においてはカートリッジ10内の
ナトリウム7は固体である。従って、上記の放電反応が
起こるためには、加熱により溶融したナトリウム7がカ
ートリッジ10の底部に設けた小孔12より、固体電解
質管5とカートリッジ10との間の空間13に流出し、
固体電解質管5及び陰極金具11と接触する必要があ
る。
In the initial state where the sodium-sulfur battery 4 is not operating, the sodium 7 in the cartridge 10 is solid. Therefore, in order for the above-mentioned discharge reaction to occur, the sodium 7 melted by heating flows out of the small hole 12 provided at the bottom of the cartridge 10 into the space 13 between the solid electrolyte tube 5 and the cartridge 10,
It is necessary to make contact with the solid electrolyte tube 5 and the cathode fitting 11.

【0006】 以前は、電池の組み立て時にカートリッ
ジ10の上部空間に収容したアジ化ナトリウム(NaN
3)が、電池作動時の加熱により分解して生じる窒素ガ
スの圧力を利用して、溶融したナトリウム7を小孔12
より押し出していた。
[0006] Previously, sodium azide (NaN) stored in the upper space of the cartridge 10 at the time of assembling the battery was used.
3 ) uses the pressure of nitrogen gas generated by decomposition by heating during operation of the battery to remove molten sodium 7 into small holes 12
It was more extruded.

【0007】 しかし、アジ化ナトリウムをカートリッ
ジ10内に収納する際には、その定量に時間がかかると
ともに、極力低水分雰囲気で行う必要があることから作
業性が悪かった。さらに、アジ化ナトリウムは人体に有
害であることから、その取扱いには十分な注意が必要で
あった。
However, when sodium azide is stored in the cartridge 10, it takes a long time to determine the sodium azide, and the workability is poor because it must be performed in a low moisture atmosphere as much as possible. Furthermore, since sodium azide is harmful to the human body, sufficient care must be taken when handling it.

【0008】 そこで、アジ化ナトリウムを用いずに、
カートリッジ10の上部空間14にアルゴン等の不活性
ガス15を封入し、ガス圧を利用して溶融ナトリウム7
を空間13に押し出す方式が考えられている。
Therefore, without using sodium azide,
An inert gas 15 such as argon is sealed in the upper space 14 of the cartridge 10, and the molten sodium 7 is
Is pushed out into the space 13.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】 しかしながら、ナト
リウム−硫黄電池4を加熱する際には、カートリッジ1
0の内壁近傍からナトリウム7の溶融が始まるため、溶
融したナトリウム7を押し出す際に、不活性ガス15
も、カートリッジ10の内壁と固化したままのナトリウ
ムの間を通って、空間13に漏出する。一方、空間13
に押し出された溶融ナトリウムは、ナトリウムイオンと
なって固体電解質管5を通って陽極側に移動するため、
漏出した不活性ガスの体積は、ナトリウムの体積の減少
に従って増大し、固体電解質管5の内壁及び陰極金具1
1を覆い始める。
However, when heating the sodium-sulfur battery 4, the cartridge 1
Since the melting of sodium 7 starts near the inner wall of the inert gas 0, the inert gas 15
Also leaks into the space 13 through the space between the inner wall of the cartridge 10 and the solidified sodium. On the other hand, space 13
The molten sodium extruded to form sodium ions and move to the anode side through the solid electrolyte tube 5,
The volume of the leaked inert gas increases as the volume of sodium decreases, and the inner wall of the solid electrolyte tube 5 and the cathode fitting 1 increase.
Start covering 1.

【0010】 不活性ガスが固体電解質管5の内壁に接
触すると、その部分におけるナトリウムイオンの透過が
妨げられ、電気抵抗が増大する。又、不活性ガスが陰極
金具11の全体を覆うと、ナトリウムから陰極金具11
への電子の受け渡しが阻害されるため、放電が停止する
ことになる。
When the inert gas comes into contact with the inner wall of the solid electrolyte tube 5, the permeation of sodium ions in that portion is hindered, and the electric resistance increases. Also, when the inert gas covers the entire cathode fitting 11, the cathode fitting 11 is changed from sodium.
Discharge of electrons is stopped because transfer of electrons to the cells is hindered.

【0011】 不活性ガス15の空間13への漏出を防
止するために、図3に示すように、カートリッジ10内
に連通孔17を有する隔壁2で隔てられた上部空間14
及び下部空間16を設けるとともに、連通孔17をハン
ダ18にて閉塞した構造が提案されている。ハンダ18
は、ナトリウムの溶融温度である100℃以上、かつ、
電池の作動温度である300〜350℃以下の融点を持
つ。即ち、下部空間16を占めるナトリウム7が完全に
溶融した後に、ハンダ18が溶融し、上部空間14を占
める不活性ガス15が、溶融ナトリウム7を空間13に
押し出すのである。この構造においては、ナトリウムが
完全に溶融した後に上部空間14と下部空間16とが連
通するため、不活性ガス15がカートリッジ10外に漏
出することはない。
In order to prevent the leakage of the inert gas 15 into the space 13, as shown in FIG. 3, an upper space 14 separated by a partition 2 having a communication hole 17 in the cartridge 10.
And a lower space 16 is provided, and a communication hole 17 is closed by a solder 18. Solder 18
Is 100 ° C. or more, which is the melting temperature of sodium, and
It has a melting point below 300-350 ° C., which is the operating temperature of the battery. That is, after the sodium 7 occupying the lower space 16 is completely melted, the solder 18 is melted, and the inert gas 15 occupying the upper space 14 pushes the molten sodium 7 into the space 13. In this structure, since the upper space 14 and the lower space 16 communicate with each other after sodium is completely melted, the inert gas 15 does not leak out of the cartridge 10.

【0012】 又、図4に示すように、温度がナトリウ
ムの融点以上の一定の温度に達すると、上部空間14に
設けた形状記憶合金19に設置した針20が隔壁2に穴
を開け、上部空間14と下部空間16とを連通させる構
造も提案されている。
As shown in FIG. 4, when the temperature reaches a certain temperature equal to or higher than the melting point of sodium, a needle 20 installed in the shape memory alloy 19 provided in the upper space 14 makes a hole in the partition wall 2 and A structure in which the space 14 communicates with the lower space 16 has also been proposed.

【0013】 しかし、ハンダを用いた構造について
は、ハンダはステンレスとの接合性が悪く、又、ハンダ
を除いては適宜な融点を有する物質が無いという問題が
あった。形状記憶合金を用いた構造については、ナトリ
ウムの融点である100℃以上で作動する形状記憶合金
は少なく、さらに、そのような合金は国内では生産され
ておらず、高価であるという問題があった。
However, the structure using solder has a problem that solder has poor bonding property with stainless steel and that there is no substance having an appropriate melting point except for solder. Regarding the structure using a shape memory alloy, there are few shape memory alloys that operate at 100 ° C. or higher, which is the melting point of sodium, and such alloys are not produced in Japan and are expensive. .

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】 本発明は、このような
状況に鑑みてなされたものであり、その目的とするとこ
ろは、カートリッジからの不活性ガスの漏出の防止を低
コストで実現できるナトリウム−硫黄電池の陰極構造を
提供することにある。
Means for Solving the Problems The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to prevent sodium gas from leaking from a cartridge at a low cost. -To provide a cathode structure of a sulfur battery.

【0015】 即ち、本発明によれば、有底円筒状の固
体電解質管の外側に陽極活物質として硫黄を配し、内側
にカートリッジに収容したナトリウムを陰極活物質とし
て配したナトリウム−硫黄電池において、カートリッジ
の上部空間には不活性ガスを、下部空間にはナトリウム
を配し、カートリッジの底部に設けた小孔を介して、不
活性ガスの圧力によりナトリウムをカートリッジと固体
電解質管との間の空間に供給するナトリウム−硫黄電池
の陰極構造であって、上記カートリッジ内の上部空間と
下部空間は隔壁にて区画され、その隔壁の全部又は一部
が、ナトリウムの溶融が完了した後に不活性ガスの圧力
により破壊され、上部空間と下部空間とが連通するナト
リウム−硫黄電池の陰極構造が提供される。
That is, according to the present invention, there is provided a sodium-sulfur battery in which sulfur is disposed as an anode active material outside a bottomed solid electrolyte tube and sodium contained in a cartridge is disposed as a cathode active material inside. An inert gas is provided in the upper space of the cartridge, and sodium is provided in the lower space, and sodium is supplied between the cartridge and the solid electrolyte tube by the pressure of the inert gas through a small hole provided at the bottom of the cartridge. A cathode structure of a sodium-sulfur battery to be supplied to the space, wherein an upper space and a lower space in the cartridge are partitioned by a partition, and all or a part of the partition is an inert gas after sodium melting is completed. A cathode structure of a sodium-sulfur battery, which is broken by the pressure of the above and communicates the upper space and the lower space.

【0016】 上記のナトリウム−硫黄電池の陰極構造
において、隔壁は連通孔及びその連通孔を閉塞するラプ
チャディスクを有し、そのラプチャディスクがナトリウ
ムの溶融が完了した後、不活性ガスの圧力により破壊さ
れるようなものであってもよい。ラプチャディスク、及
びそれを装着するカートリッジの素材には、ステンレス
鋼、鋼、ニッケル、ニッケル合金又はアルミニウム合金
を用いることが好ましい。カートリッジの素材をアルミ
ニウム合金とした場合は、ラプチャディスクもアルミニ
ウム合金製のものを用いる必要があるが、その他の場合
においては、ラプチャディスクとカートリッジにそれぞ
れ異なる素材を用いてもよい。
In the above-described cathode structure of the sodium-sulfur battery, the partition has a communication hole and a rupture disk for closing the communication hole, and the rupture disk is destroyed by the pressure of the inert gas after the melting of sodium is completed. It may be something that is done. It is preferable to use stainless steel, steel, nickel, a nickel alloy, or an aluminum alloy as a material of the rupture disk and a cartridge for mounting the rupture disk. When the cartridge is made of an aluminum alloy, the rupture disk must be made of an aluminum alloy. In other cases, different materials may be used for the rupture disk and the cartridge.

【0017】 又、本発明によれば、有底円筒状の固体
電解質管の外側に陽極活物質として硫黄を配し、内側に
カートリッジに収容したナトリウムを陰極活物質として
配したナトリウム−硫黄電池において、カートリッジの
上部空間には不活性ガスを、下部空間にはナトリウムを
配し、カートリッジの底部の中央に設けた小孔を介し
て、不活性ガスの圧力によりナトリウムをカートリッジ
と固体電解質管との間の空間に供給するナトリウム−硫
黄電池の陰極構造であって、上記のカートリッジが、そ
の底部に設けた小孔近傍の底面よりカートリッジ内部に
延びる流路遮断壁を有し、その流路遮断壁はナトリウム
より熱伝導率の小さい素材から成るナトリウム−硫黄電
池の陰極構造が提供される。
According to the present invention, there is provided a sodium-sulfur battery in which sulfur is disposed as an anode active material outside a bottomed cylindrical solid electrolyte tube, and sodium contained in a cartridge is disposed as a cathode active material inside. An inert gas is disposed in the upper space of the cartridge, and sodium is disposed in the lower space.Sodium is supplied between the cartridge and the solid electrolyte tube by the pressure of the inert gas through a small hole provided at the center of the bottom of the cartridge. A cathode structure of a sodium-sulfur battery to be supplied to a space between the cartridges, wherein the cartridge has a flow path blocking wall extending from the bottom surface near the small hole provided at the bottom to the inside of the cartridge; Provides a cathode structure of a sodium-sulfur battery made of a material having a lower thermal conductivity than sodium.

【0018】 流路遮断壁及びカートリッジの素材に
は、ステンレス鋼、鋼、ニッケル、ニッケル合金又はア
ルミニウム合金を用いることが好ましい。カートリッジ
の素材をアルミニウム合金とした場合は、流路遮断壁も
アルミニウム合金製のものを用いる必要があるが、その
他の場合においては、流路遮断壁とカートリッジにそれ
ぞれ異なる素材を用いてもよい。
It is preferable to use stainless steel, steel, nickel, a nickel alloy or an aluminum alloy as a material of the flow path blocking wall and the cartridge. When the material of the cartridge is made of an aluminum alloy, it is necessary to use an aluminum alloy for the flow path blocking wall. However, in other cases, different materials may be used for the flow path blocking wall and the cartridge.

【0019】 又、本発明によれば、有底円筒状の固体
電解質管の外側に陽極活物質として硫黄を配し、内側に
カートリッジに収容したナトリウムを陰極活物質として
配したナトリウム−硫黄電池において、カートリッジの
上部空間には不活性ガスを、下部空間にはナトリウムを
配し、カートリッジの底部に設けた小孔を介して、不活
性ガスの圧力によりナトリウムをカートリッジと固体電
解質管との間の空間に供給するナトリウム−硫黄電池の
陰極構造であって、上記のカートリッジが、下部空間を
上下に仕切るとともに、中央部に連通孔を有する隔壁を
備え、その隔壁は、ナトリウムより熱伝導率の小さい素
材から成るナトリウム−硫黄電池の陰極構造が提供され
る。
Further, according to the present invention, there is provided a sodium-sulfur battery in which sulfur is disposed as an anode active material outside a bottomed solid electrolyte tube and sodium contained in a cartridge is disposed as a cathode active material inside. An inert gas is provided in the upper space of the cartridge, and sodium is provided in the lower space, and sodium is supplied between the cartridge and the solid electrolyte tube by the pressure of the inert gas through a small hole provided at the bottom of the cartridge. A cathode structure of a sodium-sulfur battery for supplying space, wherein the cartridge partitions a lower space up and down and includes a partition having a communication hole in the center, and the partition has a lower thermal conductivity than sodium. A cathode structure for a sodium-sulfur battery comprising a material is provided.

【0020】 隔壁及びカートリッジの素材には、ステ
ンレス鋼、鋼、ニッケル、ニッケル合金又はアルミニウ
ム合金を用いることが好ましい。カートリッジの素材を
アルミニウム合金とした場合は、隔壁もアルミニウム合
金製のものを用いる必要があるが、その他の場合におい
ては、隔壁とカートリッジにそれぞれ異なる素材を用い
てもよい。
It is preferable to use stainless steel, steel, nickel, a nickel alloy, or an aluminum alloy as a material of the partition wall and the cartridge. When the material of the cartridge is an aluminum alloy, it is necessary to use a partition made of an aluminum alloy, but in other cases, different materials may be used for the partition and the cartridge.

【0021】 さらに、本発明によれば、有底円筒状の
固体電解質管の外側に陽極活物質として硫黄を配し、内
側にカートリッジに収容したナトリウムを陰極活物質と
して配したナトリウム−硫黄電池において、カートリッ
ジの上部空間には不活性ガスを、下部空間にはナトリウ
ムを配し、カートリッジの底部に設けた小孔を介して、
不活性ガスの圧力によりナトリウムをカートリッジと固
体電解質管との間の空間に供給するナトリウム−硫黄電
池の陰極構造であって、上記のカートリッジと固体電解
質管との間の空間をガスで充填するとともに、その空間
にゲッターを配置し、カートリッジ外部のガスとカート
リッジ内部の不活性ガスの圧力はナトリウム−硫黄電池
の放充電前において等しく、又、ゲッターは、カートリ
ッジ内のナトリウムの溶融が完了した後に活性化される
ナトリウム−硫黄電池の陰極構造が提供される。
Further, according to the present invention, there is provided a sodium-sulfur battery in which sulfur is disposed as an anode active material outside a bottomed solid electrolyte tube and sodium contained in a cartridge is disposed as a cathode active material inside. , An inert gas in the upper space of the cartridge, sodium in the lower space, and through a small hole provided in the bottom of the cartridge,
A cathode structure of a sodium-sulfur battery for supplying sodium to a space between a cartridge and a solid electrolyte tube by the pressure of an inert gas, wherein the space between the cartridge and the solid electrolyte tube is filled with a gas. The getter is arranged in the space, the pressure of the gas outside the cartridge and the pressure of the inert gas inside the cartridge are equal before the discharge of the sodium-sulfur battery, and the getter is activated after the melting of the sodium in the cartridge is completed. There is provided a cathode structure of a sodium-sulfur battery to be converted.

【0022】 上記のガスは、窒素ガス、又は炭酸ガス
であることが好ましく、窒素ガスであることがより好ま
しい。ゲッターとしてはZr−V−Fe合金又はZr−
Al合金を用いることが好ましいが、より低温で活性化
される点で、Zr−V−Fe合金を用いることが好まし
い。
The above gas is preferably a nitrogen gas or a carbon dioxide gas, and more preferably a nitrogen gas. As a getter, a Zr-V-Fe alloy or Zr-
Although it is preferable to use an Al alloy, it is preferable to use a Zr-V-Fe alloy because it is activated at a lower temperature.

【0023】 さらに、本発明によれば、上記の陰極構
造を備えたナトリウム−硫黄電池が提供される。
Further, according to the present invention, there is provided a sodium-sulfur battery having the above-described cathode structure.

【0024】[0024]

【作用】 本発明では、固体電解質管内において、ナト
リウムのすべて、又はカートリッジの外側部分の体積以
上のナトリウムが溶融するまで、カートリッジ上部に配
した不活性ガス圧がナトリウムにかからないようにする
ことにより、不活性ガスがカートリッジ外に漏出するの
を防いでいる。
According to the present invention, in the solid electrolyte tube, the pressure of the inert gas disposed on the upper portion of the cartridge is prevented from being applied to the sodium until all of the sodium or the sodium in the outer portion of the cartridge is melted by the volume or more. Inert gas is prevented from leaking out of the cartridge.

【0025】 具体的には、カートリッジ内において、
ナトリウムと不活性ガスとを隔壁で分離するとともに、
ナトリウムの溶融が完了した後に、不活性ガスの圧力が
昇温により増大し、隔壁の強度を越え隔壁を破壊するよ
うに、隔壁の強度及びカートリッジに封入する際の不活
性ガスの圧力を調整することが有効である。
Specifically, in the cartridge,
While separating sodium and inert gas with a partition,
After the melting of sodium is completed, adjust the strength of the partition wall and the pressure of the inert gas when filling the cartridge so that the pressure of the inert gas increases due to the temperature rise and exceeds the strength of the partition wall to break the partition wall. It is effective.

【0026】 隔壁の一部が破壊されるような構成とし
てもよく、例えば、隔壁に連通孔を設けるとともに、適
宜な強度を有するラプチャディスクによりその連通孔を
閉塞し、ナトリウムの溶融が完了した後に、不活性ガス
圧の昇温による増大によりラプチャディスクのみが破壊
されるようにしてもよい。
A configuration may be adopted in which a part of the partition is destroyed. For example, a communication hole is provided in the partition, and the communication hole is closed with a rupture disk having appropriate strength. Alternatively, only the rupture disc may be destroyed by an increase in the inert gas pressure due to the temperature rise.

【0027】 又、カートリッジの底部中央に設けた小
孔近傍の底面よりカートリッジ内部に延びる流路遮断壁
を形成することも有効である。電池を作動させる際に
は、ナトリウムの溶融はカートリッジの内壁近傍より始
まるため、このような流路遮断壁を設けることにより、
流路遮断壁面部のナトリウム溶融時期を遅らせることが
でき、その結果、ナトリウムが底部の小孔から流出する
ときには、カートリッジと固体電解質管との間の空間を
満たすに十分なナトリウム量が溶融しており、ガスが流
出しないことになるからである。従って、この場合、そ
の流路遮断壁はナトリウムと熱伝導率が同等以下の素材
にて形成することが好ましい。
It is also effective to form a flow path blocking wall extending from the bottom near the small hole provided in the center of the bottom of the cartridge to the inside of the cartridge. When operating the battery, the melting of sodium starts near the inner wall of the cartridge, so by providing such a flow path blocking wall,
The sodium melting time of the flow path blocking wall portion can be delayed, and as a result, when sodium flows out of the small hole at the bottom, a sufficient amount of sodium to fill the space between the cartridge and the solid electrolyte tube is melted. This is because gas does not flow out. Therefore, in this case, it is preferable that the flow path blocking wall is formed of a material having a thermal conductivity equal to or lower than that of sodium.

【0028】 又、カートリッジの下部空間を、中央部
に連通孔を有する隔壁にて上下に仕切ることによって
も、流路遮断壁を設ける場合と同様の理由により本発明
の目的を達成することができる。隔壁はナトリウムと熱
伝導率が同等以下の素材にて形成することが好ましい。
The object of the present invention can also be achieved by dividing the lower space of the cartridge up and down by a partition wall having a communication hole in the center, for the same reason as the case where the flow path blocking wall is provided. . The partition walls are preferably formed of a material having a thermal conductivity equal to or lower than that of sodium.

【0029】 さらに、本発明の目的を達成するには、
カートリッジと固体電解質管との間の空間をガスで充填
するとともに、その空間に、カートリッジ内のナトリウ
ムの溶融が完了した後に活性化されるゲッターを配置す
ることも有効である。この場合、カートリッジと固体電
解質管との間の空間に充填するガスの圧力は、ナトリウ
ム−硫黄電池の放充電前において、カートリッジ内の不
活性ガスの圧力と等しくなるようにする必要がある。
Further, in order to achieve the object of the present invention,
It is also effective to fill the space between the cartridge and the solid electrolyte tube with gas and to arrange a getter in the space, which is activated after the melting of sodium in the cartridge is completed. In this case, the pressure of the gas filling the space between the cartridge and the solid electrolyte tube needs to be equal to the pressure of the inert gas in the cartridge before discharging and charging the sodium-sulfur battery.

【0030】 陰極構造をこのような構成とすることに
より、加熱によりナトリウムが溶融した後に、ゲッター
がカートリッジ外のガスを吸着しはじめ、カートリッジ
内のガス圧がカートリッジ外に比べ高くなるため、差圧
によりナトリウムがカートリッジ外へ排出されることに
なる。従って、ナトリウムの流出は溶融が完了した後に
始まることになる。
By adopting such a cathode structure, the getter starts to adsorb the gas outside the cartridge after the sodium is melted by heating, and the gas pressure inside the cartridge becomes higher than that outside the cartridge. Thus, sodium is discharged out of the cartridge. Thus, the outflow of sodium will begin after melting is complete.

【0031】[0031]

【実施例】 以下、本発明を図示の実施例を用いてさら
に詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例に限られ
るものではない。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the illustrated embodiments, but the present invention is not limited to these embodiments.

【0032】(実施例1) 図1に、一定条件下で破壊
される隔壁をカートリッジに設けた陰極構造の例を示
す。図1において、小孔12を備えたカートリッジ10
の上部空間14には不活性ガス15、下部空間16には
ナトリウム7が配され、上部空間14と下部空間16は
隔壁21にて区画される。隔壁21は連通孔22を有
し、ラプチャディスク23がその連通孔22を閉塞す
る。
Embodiment 1 FIG. 1 shows an example of a cathode structure in which a partition which is broken under a certain condition is provided in a cartridge. In FIG. 1, a cartridge 10 having a small hole 12 is shown.
The upper space 14 is provided with an inert gas 15, the lower space 16 is provided with sodium 7, and the upper space 14 and the lower space 16 are partitioned by a partition 21. The partition 21 has a communication hole 22, and the rupture disk 23 closes the communication hole 22.

【0033】 電池作動時の加熱により不活性ガス15
のガス圧が一定の値に達するとラプチャディスク23が
破壊され、上部空間14と下部空間16が連通し、不活
性ガス15の圧力により、ナトリウム7が小孔12より
流出する。ラプチャディスク23の破壊がナトリウム7
の溶融が完了した後に起こるように、ラプチャディスク
23の強度及び上部空間14に封入する不活性ガス15
の圧力が調整されている。
The inert gas 15 is generated by heating during the operation of the battery.
When the gas pressure reaches a certain value, the rupture disk 23 is broken, the upper space 14 communicates with the lower space 16, and the pressure of the inert gas 15 causes sodium 7 to flow out of the small holes 12. Destruction of rupture disk 23 is sodium 7
And the inert gas 15 filled in the upper space 14 so as to occur after the melting of the
The pressure has been adjusted.

【0034】 隔壁の一部に設けたラプチャディスクが
破壊されるのではなく、隔壁全体が破壊されるような構
造としてもよい。
The structure may be such that the rupture disk provided in a part of the partition is not destroyed but the entire partition is destroyed.

【0035】 隔壁又はラプチャディスクは、ナトリウ
ムの溶融温度である100℃以上で破壊される必要があ
るが、100〜350℃で破壊されることが好ましい。
The partition wall or the rupture disk needs to be broken at 100 ° C. or more, which is the melting temperature of sodium, and is preferably broken at 100 to 350 ° C.

【0036】カートリッジの素材には、ステンレス鋼、
鋼、ニッケル、ニッケル合金、アルミニウム合金等を用
いることが好ましい。又、隔壁又はラプチャディスクの
素材には、ステンレス鋼、鋼、ニッケル、ニッケル合
金、アルミニウム合金等を用いることが好ましい。カー
トリッジと隔壁又はラプチャディスクの素材は同じにす
ることが好ましいが、アルミニウム合金を用いる場合を
除いては、異なる素材を用いてもよい。例えば、ステン
レス合金から成り、3.2気圧で破壊する隔壁又はラプ
チャディスクを230℃で破壊させるには、カートリッ
ジに封入する際の不活性ガスの圧力は約1.9気圧、3
50℃で破壊させるには約1.5気圧とすると好ましい
結果が得られる。
The cartridge is made of stainless steel,
It is preferable to use steel, nickel, a nickel alloy, an aluminum alloy, or the like. It is preferable to use stainless steel, steel, nickel, a nickel alloy, an aluminum alloy, or the like as a material of the partition wall or the rupture disk. It is preferable that the material of the cartridge and the partition wall or the rupture disk be the same, but different materials may be used except when an aluminum alloy is used. For example, in order to break a partition wall or a rupture disk made of a stainless steel and destroyed at 3.2 atm at 230 ° C., the pressure of the inert gas at the time of sealing the cartridge is about 1.9 atm.
For breaking at 50 ° C., about 1.5 atm is preferable.

【0037】(実施例2) 図5に、カートリッジの小
孔近傍に流路遮断壁を設けた陰極構造の例を示す。図5
において、底面中央に小孔12を備えたカートリッジ1
0の上部空間には不活性ガス15、下部空間にはナトリ
ウム7が配され、カートリッジ10は小孔12近傍の底
面よりカートリッジ10内部に延びる流路遮断壁24を
有する。
Embodiment 2 FIG. 5 shows an example of a cathode structure in which a flow path blocking wall is provided near a small hole of a cartridge. FIG.
The cartridge 1 having a small hole 12 in the center of the bottom surface
The inert gas 15 and the sodium 7 are disposed in the upper space and the lower space, respectively. The cartridge 10 has a flow path blocking wall 24 extending from the bottom surface near the small hole 12 into the cartridge 10.

【0038】 流路遮断壁24の形状は円筒形とするの
が好ましいが、断面の形状が多角形又は楕円形であって
もよい。また、流路遮断壁24の断面積は一定であるこ
とが好ましいが、小孔12側からカートリッジ10の内
部に向かって断面積が大きくなるようなものでもよく、
逆に、小さくなるようなものであってもよい。
Although the shape of the flow path blocking wall 24 is preferably cylindrical, the cross-sectional shape may be polygonal or elliptical. Further, it is preferable that the cross-sectional area of the flow path blocking wall 24 is constant.
Conversely, the size may be reduced.

【0039】 流路遮断壁24の長径は、カートリッジ
10底面の直径の30〜70%であることが好ましい。
又、流路遮断壁24の長さは、カートリッジ10の軸方
向の長さの3〜20%であることが好ましい。3%未満
の場合には、早い時期に溶融するカートリッジ内面近傍
のナトリウムが、流路遮断壁24の内部に流入し、遮断
壁としての機能を果たさないからである。又、20%を
越える場合は、使用できなくなるナトリウムの量が多
く、経済的に好ましくない。
The major diameter of the flow path blocking wall 24 is preferably 30 to 70% of the diameter of the bottom surface of the cartridge 10.
The length of the flow path blocking wall 24 is preferably 3 to 20% of the axial length of the cartridge 10. If it is less than 3%, sodium near the inner surface of the cartridge that melts at an early stage flows into the flow path blocking wall 24 and does not function as a blocking wall. On the other hand, if it exceeds 20%, the amount of sodium that cannot be used is large, which is not economically preferable.

【0040】 ナトリウムの熱伝導率は132W/m・
Kであるが、これに対し流路遮断壁24の素材として
は、熱伝導率が132W/m・K以下、より好ましくは
100W/m・K以下のものを用いることが望ましい。
具体的には、アルミナ等のセラミックを用いることが好
ましいが、SUS304(熱伝導率:約16W/m・
K)等のステンレス合金、又はニッケル、若しくはニッ
ケル合金(熱伝導率:約85W/m・K)を用いること
が組立性の点で特に好ましい。
The thermal conductivity of sodium is 132 W / m ·
However, it is desirable to use a material having a thermal conductivity of 132 W / m · K or less, more preferably 100 W / m · K or less, as the material of the flow path blocking wall 24.
Specifically, it is preferable to use a ceramic such as alumina, but SUS304 (thermal conductivity: about 16 W / m ·
It is particularly preferable to use a stainless steel alloy such as K) or nickel or a nickel alloy (thermal conductivity: about 85 W / m · K) in terms of assemblability.

【0041】(実施例3) 図6に、カートリッジの下
部空間を上下に仕切る隔壁を設けた陰極構造の例を示
す。図6において、底面中央に小孔12を備えたカート
リッジ10の上部空間には不活性ガス15、下部空間に
はナトリウム7が配され、カートリッジ10の下部空間
は、中央部に連通孔25を有する隔壁26にて上下に仕
切られている。
(Embodiment 3) FIG. 6 shows an example of a cathode structure provided with a partition which vertically partitions a lower space of a cartridge. In FIG. 6, an inert gas 15 is disposed in an upper space of a cartridge 10 having a small hole 12 at the bottom center, and sodium 7 is disposed in a lower space. The lower space of the cartridge 10 has a communication hole 25 in a central portion. It is vertically divided by a partition 26.

【0042】 隔壁26は、カートリッジ10内のナト
リウムの軸方向における長さの中央部近傍に設けること
が好ましい。連通孔25の形状は円形であることが好ま
しいが、多角形、楕円形等の他の形状であってもよい。
連通孔25の長径はカートリッジ10底面の直径の10
〜50%であることが好ましい。隔壁26を形成する素
材としては、実施例1において流路遮断壁の形成に用い
た素材と同様な素材を用いることができる。
The partition 26 is preferably provided in the vicinity of the central portion of the length of sodium in the cartridge 10 in the axial direction. The shape of the communication hole 25 is preferably circular, but may be another shape such as a polygon or an ellipse.
The long diameter of the communication hole 25 is 10 mm of the diameter of the bottom of the cartridge 10.
It is preferably about 50%. As a material for forming the partition wall 26, a material similar to the material used for forming the flow path blocking wall in the first embodiment can be used.

【0043】(実施例4) 図7に、カートリッジと固
体電解質管との間の空間にガスを充填するとともに、ゲ
ッターを設けた陰極構造の例を示す。図7において、カ
ートリッジ10と固体電解質管5との間の空間13はガ
ス27で充填されており、そのガス27とカートリッジ
10内の不活性ガス15とは、ナトリウム−硫黄電池の
充放電動作前においては等圧である。さらに、空間13
には、カートリッジ10内のナトリウム7の溶融が完了
した後に活性化されるゲッター28が配置されている。
Embodiment 4 FIG. 7 shows an example of a cathode structure in which a space between a cartridge and a solid electrolyte tube is filled with a gas and a getter is provided. In FIG. 7, the space 13 between the cartridge 10 and the solid electrolyte tube 5 is filled with a gas 27, and the gas 27 and the inert gas 15 in the cartridge 10 are separated from each other before the charge / discharge operation of the sodium-sulfur battery. Is equal pressure. Furthermore, space 13
Is provided with a getter 28 which is activated after the melting of the sodium 7 in the cartridge 10 is completed.

【0044】 空間13に充填するガス27は、窒素ガ
ス、炭酸ガス等が好適に用いられるが、ナトリウム7と
反応が少なく、ゲッターに吸収される性質を有する窒素
ガスを用いることが特に好ましい。又、ゲッター28に
ついては、ナトリウム7と反応しないものを選択する必
要がある他、ナトリウム7の溶融温度である100℃で
活性化される必要がある。より好ましくは、100〜
350℃で活性化されるものが望ましい。従って、ゲッ
ター28にはZr−V−Fe合金又はZr−Al合金等
を用いることが好ましいが、活性化温度の点よりZr−
V−Fe合金を用いることがより好ましい。
As the gas 27 filled in the space 13, nitrogen gas, carbon dioxide gas or the like is preferably used, but it is particularly preferable to use nitrogen gas which has little reaction with sodium 7 and has a property of being absorbed by the getter. The getter 28 must be selected from those that do not react with sodium 7 and must be activated at 100 ° C., which is the melting temperature of sodium 7. More preferably, 100 to
Those activated at 350 ° C. are desirable. Therefore, it is preferable to use a Zr-V-Fe alloy or a Zr-Al alloy for the getter 28, but Zr-
It is more preferable to use a V-Fe alloy.

【0045】[0045]

【発明の効果】 本発明のナトリウム−硫黄電池用陰極
構造を採用することにより、カートリッジから不活性ガ
スが漏出することにより生ずる、放電の停止及び電気抵
抗の増大を効果的に、かつ低コストで防止できる。
EFFECT OF THE INVENTION By employing the cathode structure for a sodium-sulfur battery of the present invention, it is possible to effectively stop the discharge and increase the electric resistance caused by the leakage of the inert gas from the cartridge at a low cost. Can be prevented.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明のナトリウム−硫黄電池の陰極構造の
一例を示す模式図である。
FIG. 1 is a schematic view showing an example of a cathode structure of a sodium-sulfur battery of the present invention.

【図2】 ナトリウム−硫黄電池の構造を示す断面図で
ある。
FIG. 2 is a sectional view showing a structure of a sodium-sulfur battery.

【図3】 従来のナトリウム−硫黄電池の陰極構造の一
例を示す模式図である。
FIG. 3 is a schematic diagram illustrating an example of a cathode structure of a conventional sodium-sulfur battery.

【図4】 従来のナトリウム−硫黄電池の陰極構造の他
の例を示す模式図である。
FIG. 4 is a schematic diagram showing another example of a cathode structure of a conventional sodium-sulfur battery.

【図5】 本発明のナトリウム−硫黄電池の陰極構造の
他の例を示す模式図である。
FIG. 5 is a schematic view showing another example of the cathode structure of the sodium-sulfur battery of the present invention.

【図6】 本発明のナトリウム−硫黄電池の陰極構造の
さらに他の例を示す模式図である。
FIG. 6 is a schematic view showing still another example of the cathode structure of the sodium-sulfur battery of the present invention.

【図7】 本発明のナトリウム−硫黄電池の陰極構造の
さらに他の例を示す模式図である。
FIG. 7 is a schematic diagram showing still another example of the cathode structure of the sodium-sulfur battery of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・絶縁体リング、2・・・隔壁、3・・・陽極容器、4・・・
ナトリウム−硫黄電池、5・・・固体電解質管、6・・・陽極
用導電材、7・・・ナトリウム、10・・・カートリッジ、1
1・・・陰極金具、12・・・小孔、13・・・カートリッジと
固体電解質管との間の空間、14・・・上部空間、15・・・
不活性ガス、16・・・下部空間、17・・・連通孔、18・・
・ハンダ、19・・・形状記憶合金、20・・・針、21・・・隔
壁、22・・・連通孔、23・・・ラプチャディスク、24・・
・流路遮断壁、25・・・連通孔、26・・・隔壁、27・・・ガ
ス、28・・・ゲッター。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Insulator ring, 2 ... Partition, 3 ... Anode container, 4 ...
Sodium-sulfur battery, 5: solid electrolyte tube, 6: conductive material for anode, 7: sodium, 10: cartridge, 1
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Cathode fitting, 12 ... Small hole, 13 ... Space between cartridge and solid electrolyte tube, 14 ... Upper space, 15 ...
Inert gas, 16 ... lower space, 17 ... communication hole, 18 ...
Solder, 19 shape memory alloy, 20 needle, 21 partition wall, 22 communication hole, 23 rupture disk, 24
-Flow path blocking wall, 25 ... communication hole, 26 ... partition wall, 27 ... gas, 28 ... getter.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭49−111127(JP,A) 特開 平2−112168(JP,A) 特開 平3−254072(JP,A) 特開 平7−230823(JP,A) 特開 平8−329981(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01M 10/39 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-49-111127 (JP, A) JP-A-2-112168 (JP, A) JP-A-3-254072 (JP, A) JP-A-7-107 230823 (JP, A) JP-A-8-329981 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H01M 10/39

Claims (13)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 有底円筒状の固体電解質管の外側に陽極
活物質として硫黄を配し、内側にカートリッジに収容し
たナトリウムを陰極活物質として配したナトリウム−硫
黄電池において、 当該カートリッジの上部空間には不活性ガスを、下部空
間にはナトリウムを配し、当該カートリッジの底部に設
けた小孔を介して、当該不活性ガスの圧力により当該ナ
トリウムを当該カートリッジと当該固体電解質管との間
の空間に供給するナトリウム−硫黄電池の陰極構造であ
って、 当該上部空間と当該下部空間は隔壁にて区画され、 当該隔壁の全部又は一部が、当該ナトリウムの溶融が完
了した後、当該不活性ガスの圧力により破壊され、当該
上部空間と当該下部空間とが連通することを特徴とする
ナトリウム−硫黄電池の陰極構造。
1. A sodium-sulfur battery in which sulfur is disposed as an anode active material outside a cylindrical solid electrolyte tube having a bottom and sodium contained in a cartridge is disposed as a cathode active material inside the solid electrolyte tube. An inert gas and sodium in a lower space, and the sodium is transferred between the cartridge and the solid electrolyte tube by the pressure of the inert gas through a small hole provided at the bottom of the cartridge. A cathode structure of a sodium-sulfur battery to be supplied to the space, wherein the upper space and the lower space are partitioned by a partition, and all or a part of the partition is inactive after the melting of the sodium is completed. A cathode structure for a sodium-sulfur battery, wherein the cathode structure is broken by gas pressure and the upper space communicates with the lower space.
【請求項2】 当該隔壁が連通孔及び当該連通孔を閉塞
するラプチャディスクを有し、当該ラプチャディスクが
昇温に伴い当該ナトリウムの溶融が完了した後、当該不
活性ガスの圧力により破壊される請求項1に記載のナト
リウム−硫黄電池の陰極構造。
2. The partition has a communication hole and a rupture disk for closing the communication hole, and the rupture disk is destroyed by the pressure of the inert gas after the melting of the sodium is completed with a rise in temperature. The cathode structure of the sodium-sulfur battery according to claim 1.
【請求項3】 当該カートリッジがステンレス鋼、鋼、
ニッケル、ニッケル合金又はアルミニウム合金から成
り、当該ラプチャディスクがステンレス鋼、鋼、ニッケ
ル、ニッケル合金又はアルミニウム合金から成る請求項
2に記載のナトリウム−硫黄電池の陰極構造。
3. The cartridge according to claim 2, wherein said cartridge is made of stainless steel, steel,
The cathode structure of a sodium-sulfur battery according to claim 2, wherein the cathode disk is made of nickel, a nickel alloy, or an aluminum alloy, and the rupture disk is made of stainless steel, steel, nickel, a nickel alloy, or an aluminum alloy.
【請求項4】 当該ラプチャディスクと当該カートリッ
ジが同じ材質から成る請求項3に記載のナトリウム−硫
黄電池の陰極構造。
4. The cathode structure of a sodium-sulfur battery according to claim 3, wherein the rupture disk and the cartridge are made of the same material.
【請求項5】 有底円筒状の固体電解質管の外側に陽極
活物質として硫黄を配し、内側にカートリッジに収容し
たナトリウムを陰極活物質として配したナトリウム−硫
黄電池において、 当該カートリッジの上部空間には不活性ガスを、下部空
間にはナトリウムを配し、当該カートリッジの底部の中
央に設けた小孔を介して、当該不活性ガスの圧力により
当該ナトリウムを当該カートリッジと当該固体電解質管
との間の空間に供給するナトリウム−硫黄電池の陰極構
造であって、 当該カートリッジが、当該小孔近傍の底面より当該カー
トリッジ内部に延びる流路遮断壁を有することを特徴と
するナトリウム−硫黄電池の陰極構造。
5. A sodium-sulfur battery in which sulfur as an anode active material is disposed outside a bottomed cylindrical solid electrolyte tube and sodium contained in a cartridge is disposed as a cathode active material inside the solid electrolyte tube, wherein the upper space of the cartridge is provided. And a sodium in the lower space, and through the small hole provided at the center of the bottom of the cartridge, the sodium is transferred between the cartridge and the solid electrolyte tube by the pressure of the inert gas. A cathode structure of a sodium-sulfur battery for supplying to a space between the sodium-sulfur battery, wherein the cartridge has a flow path blocking wall extending from the bottom surface near the small hole to the inside of the cartridge. Construction.
【請求項6】 当該カートリッジがステンレス鋼、鋼、
ニッケル、ニッケル合金又はアルミニウム合金から成
り、当該流路遮断壁がステンレス鋼、鋼、ニッケル、ニ
ッケル合金又はアルミニウム合金から成る請求項5に記
載のナトリウム−硫黄電池の陰極構造。
6. The cartridge according to claim 1, wherein the cartridge is made of stainless steel, steel,
The cathode structure for a sodium-sulfur battery according to claim 5, wherein the cathode structure is made of nickel, a nickel alloy, or an aluminum alloy, and the flow path blocking wall is made of stainless steel, steel, nickel, a nickel alloy, or an aluminum alloy.
【請求項7】 当該流路遮断壁と当該カートリッジが同
じ材質から成る請求項6に記載のナトリウム−硫黄電池
の陰極構造。
7. The cathode structure for a sodium-sulfur battery according to claim 6, wherein the flow path blocking wall and the cartridge are made of the same material.
【請求項8】 有底円筒状の固体電解質管の外側に陽極
活物質として硫黄を配し、内側にカートリッジに収容し
たナトリウムを陰極活物質として配したナトリウム−硫
黄電池において、 当該カートリッジの上部空間には不活性ガスを、下部空
間にはナトリウムを配し、当該カートリッジの底部に設
けた小孔を介して、当該不活性ガスの圧力により当該ナ
トリウムを当該カートリッジと当該固体電解質管との間
の空間に供給するナトリウム−硫黄電池の陰極構造であ
って、 当該カートリッジが、当該下部空間を上下に仕切るとと
もに、中央部に連通孔を有する隔壁を備え、 当該隔壁は、ナトリウムより熱伝導率の小さい素材から
成ることを特徴とするナトリウム−硫黄電池の陰極構
造。
8. A sodium-sulfur battery in which sulfur is disposed outside a cylindrical solid electrolyte tube having a bottom as an anode active material, and sodium contained in a cartridge is disposed inside as a cathode active material inside the solid electrolyte tube. An inert gas and sodium in a lower space, and the sodium is transferred between the cartridge and the solid electrolyte tube by the pressure of the inert gas through a small hole provided at the bottom of the cartridge. A cathode structure of a sodium-sulfur battery for supplying space, wherein the cartridge partitions the lower space up and down and includes a partition having a communication hole in the center, and the partition has a lower thermal conductivity than sodium. A cathode structure of a sodium-sulfur battery, comprising a material.
【請求項9】 当該カートリッジがステンレス鋼、鋼、
ニッケル、ニッケル合金又はアルミニウム合金から成
り、当該隔壁がステンレス鋼、鋼、ニッケル、ニッケル
合金又はアルミニウム合金から成る請求項8に記載のナ
トリウム−硫黄電池の陰極構造。
9. The cartridge according to claim 8, wherein the cartridge is made of stainless steel, steel,
The cathode structure of a sodium-sulfur battery according to claim 8, wherein the cathode structure is made of nickel, a nickel alloy, or an aluminum alloy, and the partition is made of stainless steel, steel, nickel, a nickel alloy, or an aluminum alloy.
【請求項10】 当該隔壁と当該カートリッジが同じ材
質から成る請求項9に記載のナトリウム−硫黄電池の陰
極構造。
10. The cathode structure of the sodium-sulfur battery according to claim 9, wherein the partition and the cartridge are made of the same material.
【請求項11】 有底円筒状の固体電解質管の外側に陽
極活物質として硫黄を配し、内側にカートリッジに収容
したナトリウムを陰極活物質として配したナトリウム−
硫黄電池において、 当該カートリッジの上部空間には不活性ガスを、下部空
間にはナトリウムを配し、当該カートリッジの底部に設
けた小孔を介して、当該不活性ガスの圧力により当該ナ
トリウムを当該カートリッジと当該固体電解質管との間
の空間に供給するナトリウム−硫黄電池の陰極構造であ
って、 当該カートリッジと当該固体電解質管との間の空間をガ
スで充填するとともに、当該空間にゲッターを配置し、 当該ガスと当該不活性ガスは、ナトリウム−硫黄電池の
作動前において等圧であり、 当該ゲッターは、当該カートリッジ内のナトリウムの溶
融が完了した後に活性化されることを特徴とするナトリ
ウム−硫黄電池の陰極構造。
11. A sodium-containing material in which sulfur is disposed as an anode active material outside a bottomed cylindrical solid electrolyte tube, and sodium contained in a cartridge is disposed as a cathode active material inside.
In the sulfur battery, an inert gas is disposed in an upper space of the cartridge and sodium is disposed in a lower space, and the sodium is supplied to the cartridge by a pressure of the inert gas through a small hole provided in a bottom of the cartridge. And a cathode structure of a sodium-sulfur battery to be supplied to a space between the solid electrolyte tube and the solid electrolyte tube. The space between the cartridge and the solid electrolyte tube is filled with gas, and a getter is arranged in the space. Wherein the gas and the inert gas are isobaric before operation of the sodium-sulfur battery, and the getter is activated after the melting of sodium in the cartridge is completed. Battery cathode structure.
【請求項12】 当該ガスが、窒素ガス又は炭酸ガスで
あり、当該ゲッターがZr−V−Fe合金又はZr−A
l合金である請求項11に記載のナトリウム−硫黄電池
の陰極構造。
12. The gas is a nitrogen gas or a carbon dioxide gas, and the getter is a Zr-V-Fe alloy or a Zr-A
The cathode structure of a sodium-sulfur battery according to claim 11, which is an alloy.
【請求項13】 有底円筒状の固体電解質管の外側に陽
極活物質として硫黄を配し、内側にカートリッジに収容
したナトリウムを陰極活物質として配したナトリウム−
硫黄電池であって、請求項1〜12のいずれかに記載の
陰極構造を備えたことを特徴とするナトリウム−硫黄電
池。
13. A sodium-containing solid electrolyte tube in which sulfur is disposed as an anode active material outside a bottomed cylindrical solid electrolyte tube, and sodium contained in a cartridge is disposed as a cathode active material inside.
A sodium-sulfur battery, comprising the cathode structure according to claim 1.
JP15201195A 1995-06-19 1995-06-19 Cathode structure of sodium-sulfur battery and sodium-sulfur battery using the same Expired - Lifetime JP3253827B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP15201195A JP3253827B2 (en) 1995-06-19 1995-06-19 Cathode structure of sodium-sulfur battery and sodium-sulfur battery using the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP15201195A JP3253827B2 (en) 1995-06-19 1995-06-19 Cathode structure of sodium-sulfur battery and sodium-sulfur battery using the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH097634A JPH097634A (en) 1997-01-10
JP3253827B2 true JP3253827B2 (en) 2002-02-04

Family

ID=15531119

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP15201195A Expired - Lifetime JP3253827B2 (en) 1995-06-19 1995-06-19 Cathode structure of sodium-sulfur battery and sodium-sulfur battery using the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3253827B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002319436A (en) * 2001-04-23 2002-10-31 Toyota Motor Corp Nonaqueous electrolyte cell

Also Published As

Publication number Publication date
JPH097634A (en) 1997-01-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4774156A (en) Electrochemical cell
JP2000505588A (en) Electrochemical cell
JPH09161843A (en) Sodium/molten salt battery
JP3253827B2 (en) Cathode structure of sodium-sulfur battery and sodium-sulfur battery using the same
CN108140905A (en) sodium-sulphur battery
JP3329700B2 (en) Cathode structure of sodium-sulfur battery and sodium-sulfur battery using the same
JPS6012680A (en) Sodium-sulfur battery
GB2162680A (en) Electrochemical generator of the sodium-sulfur type
JP2895991B2 (en) Sodium-sulfur battery
JPH0766831B2 (en) Sodium-sulfur battery
JPH02226672A (en) Electrochemical battery
JPH05266919A (en) Sodium-sulfuer battery
JP2815312B2 (en) Gas filling method in sodium-sulfur battery
JP2001135349A (en) Sodium-sulfur battery
JP2003217651A (en) Sodium - sulfur battery
JP2522862B2 (en) Sodium-sulfur battery
JP2000260465A (en) High-temperature sodium secondary battery and its manufacture
JP3281580B2 (en) Sodium-sulfur cell
JP2003223928A (en) Sodium-sulfur battery
JP2708998B2 (en) Sodium-sulfur battery
JPS6226768A (en) Sodium-sulfur battery
JPH11273718A (en) Sodium filling method in sodium-sulfur battery
JPH08148181A (en) Sodium-sulfur battery
JPS6044972A (en) Sodium-sulfur battery
JPH0760700B2 (en) Sodium-sulfur battery

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: 20011113

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081122

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081122

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091122

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101122

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101122

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111122

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111122

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121122

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131122

Year of fee payment: 12

EXPY Cancellation because of completion of term