JPH02132775A - ナトリウム−硫黄電池の組立方法 - Google Patents
ナトリウム−硫黄電池の組立方法Info
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- JPH02132775A JPH02132775A JP63286476A JP28647688A JPH02132775A JP H02132775 A JPH02132775 A JP H02132775A JP 63286476 A JP63286476 A JP 63286476A JP 28647688 A JP28647688 A JP 28647688A JP H02132775 A JPH02132775 A JP H02132775A
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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
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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- General Chemical & Material Sciences (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野コ
この発明はナトリウム−硫黄電池の組立方法に関し、詳
しくはナトリウム−硫黄電池における絶縁リングと陽極
容器及び陰極容器との熱圧接合方法に関するものである
． ［従来の技術］ 従来のナトリウム−硫黄電池として第４図に示すように
、陽極活物質である溶融硫黄Ｓを含浸したカーボンマッ
トなどの陽極用導電材Ｍを収納する円筒状の陽極容器１
と、該陽極容器１の上端部に対しーα−アルミナ製の絶
縁リング２を介して連結された陰極容器３と、前記絶縁
リング２の内周部に固着され、かつ、陰極活物質である
溶融金属ナトリウムＮａを貯留し、ナトリウムイオンＮ
ａ＋を選択的に透過させる機能を有した下方へ延びる多
結晶β“−アルミナ製の有底円筒状をなす固体電解質管
４とから格成したものがある。
しくはナトリウム−硫黄電池における絶縁リングと陽極
容器及び陰極容器との熱圧接合方法に関するものである
． ［従来の技術］ 従来のナトリウム−硫黄電池として第４図に示すように
、陽極活物質である溶融硫黄Ｓを含浸したカーボンマッ
トなどの陽極用導電材Ｍを収納する円筒状の陽極容器１
と、該陽極容器１の上端部に対しーα−アルミナ製の絶
縁リング２を介して連結された陰極容器３と、前記絶縁
リング２の内周部に固着され、かつ、陰極活物質である
溶融金属ナトリウムＮａを貯留し、ナトリウムイオンＮ
ａ＋を選択的に透過させる機能を有した下方へ延びる多
結晶β“−アルミナ製の有底円筒状をなす固体電解質管
４とから格成したものがある。
そして、放電時には陰極室Ｒ１からナトリウムイオンＮ
ａ＋が固体電解質管４を透過して陽極室Ｒ２内の硫黄Ｓ
と次のように反応し、多硫化ナトリウムを生成する． ２Ｎａ＋ＸＳ−Ｎａ２Ｓｘ また、充電時には放電時とは逆の反応が起こり、ナトリ
ウムＮａ及び硫黄Ｓが生成される．前記絶縁リング２と
陽極容器１あるいは陰極容器３との間にはアルミニウム
製の中間接合板５，６を熱圧接合時に介在するようにな
っている．さらに、前記熱圧接合作業は、加熱炉内を真
空引きした後、窒素ガス、アルゴンガスなどの不活性ガ
スを封入して行われるようになっていた．［発明が解決
しようとする課題］ ところが、熱圧接合時には準備段階として加熱炉内の温
度を６００℃程度に上昇させるため、圧接される部品の
絶縁リング２や加熱炉内部に吸着されていた酸素ガスが
放出し、そのため、高温状態にある接合部、つまり中間
接合板５，６、陽極容器１、あるいは陰極容器３が酸化
される．特に、前記アルミニウム製の中間接合板５．６
が接合前に酸化され気密不良や接合強度の低下を招くと
いう問題があった． この発明の目的は絶縁リングと陽極容器及び陰極容器と
の接合強度を向上することができるナトリウム−硫黄電
池における絶縁リングと陽極容器及び陰極容器との熱圧
接合方法を提供することにある． ［課題を解決するための手段］ この発明は上記目的を達成するため、加熱炉内において
、α−アルミナ製の絶縁リングと陽極容器及び陰極容器
とをアルミニウム等よりなる中間接合板を介して熱圧接
合するに際し、前記加熱炉内を真空引きした後、不活性
ガスに置換し、その後、前記中間接合体の熱圧接合部に
対し、不活性ガスを直接吹き付けるという手段をとって
いる．［作 用］ 熱圧接合時には準備段階として加熱炉内の温度を６００
℃程度に上昇させるため、圧接される部品の絶縁リング
や加熱炉内部に吸着されていた酸素ガスが放出するが、
絶縁リングの熱圧接合部へ加熱された不活性ガスが吹き
付けられ、この結果、前記酸素ガスからの熱圧接合部保
護が可能となり高温状態での中間接合板の酸化を防止す
るとともに、加熱炉内部の不活性ガスの純度低下を抑制
し、絶縁リングと陽極容器及び陰極容器との接合強度を
向上し電池の寿命を向上する． ［実施例］ 以下、この発明を具体化した一実施例を第１図〜第３図
に基づいて説明する． この実施例の熱圧接合方法により得られるナトリウム−
硫黄電池の基本構成は、前述した第４図に示す電池と同
様であるなめ、絶縁リング２と陽極容器１及び陰極容器
３との熱圧接合方法について以下に述べる． 第１図に示すように、熱圧接合装置の加熱炉１０内には
誘導加熱コイル１１が上下動可能に収容され、該コイル
１１の内側には上下の熱圧接合用治具１２，１３が装設
されている．この両治具１２，１３の間に、陰極容器３
、上部中間接合板６、絶縁リング２、下部中間接合板５
及び陽極容器１を上から順に配置し、前記誘導加熱コイ
ル１１により圧接温度５００〜６００℃に加熱しながら
、１．５〜３．５ｋｇｆ／鰭２の圧接力により熱圧接合
ずる． この熱圧接合時には準備段階として加熱炉１０内を常温
状態で真空引きした後、例えば窒素ガスなどの不活性ガ
スに置換する．次に炉１０内を常温から加熱して６００
℃程度に上昇させるため、圧接される部品の絶縁リング
２や加熱炉１０内部に吸着されていた酸素ガスが放出す
る．この酸素ガスは専用の窒素ガスの吹付ノズル１４に
より前記絶縁リング２の熱圧接合部へ加熱《加熱炉内の
熱で加熱されるため余熱の必要はない》されて吹き付け
られ、前記酸素ガスから熱圧接合部を保護しこの結果、
高温状態での中問接合板５．６の酸化を防止するととも
に、加熱炉１０内部の不活性ガスの純度低下を抑制し、
絶縁リング２と陽極容器１及び陰極容器３との接合強度
を向上し、電池の寿命を向上することができる．このガ
スの吹き付けは加熱開始から熱圧接が完了するまで行わ
れる． 第２図は従来例と本発明の電池の故障確立を実験して示
すグラフである．これによれば、故障確立１０％に達す
るのに、従来の組立方法では４００サイクルであったも
のが、本発明では１０００サイクルまでのびることが判
った． なお、この発明は次のように具体化することもできる． 前記実施例では窒素ガスを使用したが、これ以外にアル
ゴンガスやヘリウムガスなどの不活性ガスを使用しても
よい． また、第３図に示すように、ノズル位置、吹き付けは絶
縁リング２の内外周から接合面半径方向に向って、又は
、接合面上下垂直方向から行うこともできる．なお、接
合部のみ局所加熱を行う必要がある場合には固体電解質
管４の上下に大きな温度差が生じるため、熱歪が生じて
、固体電解質管に悪影響を与える虞があるので、陽極側
吹付ノズルを、第３図に示すように固体電解質管をおお
うような管状としたり、あるいは円筒型陰極側吹付ノズ
ル１４を固体電解質管の内側底部まで伸ばしたりするこ
とによって、管状ノズル内に入るまでに予熱されたガス
を固体電解質管に吹付けることによって、その均一な加
熱保温を行ない前記影響を解消することが望ましい． ［発明の効果］ 以上詳述したように、この発明は絶縁リングと陽極容器
及び陰極容器との熱圧接合時に接合部に発生する酸素か
ら保護できるので、接合部の酸化を防止し、接合部の強
度を向上することができ、この結果、電池寿命を延長す
ことができる効果がある．
ａ＋が固体電解質管４を透過して陽極室Ｒ２内の硫黄Ｓ
と次のように反応し、多硫化ナトリウムを生成する． ２Ｎａ＋ＸＳ−Ｎａ２Ｓｘ また、充電時には放電時とは逆の反応が起こり、ナトリ
ウムＮａ及び硫黄Ｓが生成される．前記絶縁リング２と
陽極容器１あるいは陰極容器３との間にはアルミニウム
製の中間接合板５，６を熱圧接合時に介在するようにな
っている．さらに、前記熱圧接合作業は、加熱炉内を真
空引きした後、窒素ガス、アルゴンガスなどの不活性ガ
スを封入して行われるようになっていた．［発明が解決
しようとする課題］ ところが、熱圧接合時には準備段階として加熱炉内の温
度を６００℃程度に上昇させるため、圧接される部品の
絶縁リング２や加熱炉内部に吸着されていた酸素ガスが
放出し、そのため、高温状態にある接合部、つまり中間
接合板５，６、陽極容器１、あるいは陰極容器３が酸化
される．特に、前記アルミニウム製の中間接合板５．６
が接合前に酸化され気密不良や接合強度の低下を招くと
いう問題があった． この発明の目的は絶縁リングと陽極容器及び陰極容器と
の接合強度を向上することができるナトリウム−硫黄電
池における絶縁リングと陽極容器及び陰極容器との熱圧
接合方法を提供することにある． ［課題を解決するための手段］ この発明は上記目的を達成するため、加熱炉内において
、α−アルミナ製の絶縁リングと陽極容器及び陰極容器
とをアルミニウム等よりなる中間接合板を介して熱圧接
合するに際し、前記加熱炉内を真空引きした後、不活性
ガスに置換し、その後、前記中間接合体の熱圧接合部に
対し、不活性ガスを直接吹き付けるという手段をとって
いる．［作 用］ 熱圧接合時には準備段階として加熱炉内の温度を６００
℃程度に上昇させるため、圧接される部品の絶縁リング
や加熱炉内部に吸着されていた酸素ガスが放出するが、
絶縁リングの熱圧接合部へ加熱された不活性ガスが吹き
付けられ、この結果、前記酸素ガスからの熱圧接合部保
護が可能となり高温状態での中間接合板の酸化を防止す
るとともに、加熱炉内部の不活性ガスの純度低下を抑制
し、絶縁リングと陽極容器及び陰極容器との接合強度を
向上し電池の寿命を向上する． ［実施例］ 以下、この発明を具体化した一実施例を第１図〜第３図
に基づいて説明する． この実施例の熱圧接合方法により得られるナトリウム−
硫黄電池の基本構成は、前述した第４図に示す電池と同
様であるなめ、絶縁リング２と陽極容器１及び陰極容器
３との熱圧接合方法について以下に述べる． 第１図に示すように、熱圧接合装置の加熱炉１０内には
誘導加熱コイル１１が上下動可能に収容され、該コイル
１１の内側には上下の熱圧接合用治具１２，１３が装設
されている．この両治具１２，１３の間に、陰極容器３
、上部中間接合板６、絶縁リング２、下部中間接合板５
及び陽極容器１を上から順に配置し、前記誘導加熱コイ
ル１１により圧接温度５００〜６００℃に加熱しながら
、１．５〜３．５ｋｇｆ／鰭２の圧接力により熱圧接合
ずる． この熱圧接合時には準備段階として加熱炉１０内を常温
状態で真空引きした後、例えば窒素ガスなどの不活性ガ
スに置換する．次に炉１０内を常温から加熱して６００
℃程度に上昇させるため、圧接される部品の絶縁リング
２や加熱炉１０内部に吸着されていた酸素ガスが放出す
る．この酸素ガスは専用の窒素ガスの吹付ノズル１４に
より前記絶縁リング２の熱圧接合部へ加熱《加熱炉内の
熱で加熱されるため余熱の必要はない》されて吹き付け
られ、前記酸素ガスから熱圧接合部を保護しこの結果、
高温状態での中問接合板５．６の酸化を防止するととも
に、加熱炉１０内部の不活性ガスの純度低下を抑制し、
絶縁リング２と陽極容器１及び陰極容器３との接合強度
を向上し、電池の寿命を向上することができる．このガ
スの吹き付けは加熱開始から熱圧接が完了するまで行わ
れる． 第２図は従来例と本発明の電池の故障確立を実験して示
すグラフである．これによれば、故障確立１０％に達す
るのに、従来の組立方法では４００サイクルであったも
のが、本発明では１０００サイクルまでのびることが判
った． なお、この発明は次のように具体化することもできる． 前記実施例では窒素ガスを使用したが、これ以外にアル
ゴンガスやヘリウムガスなどの不活性ガスを使用しても
よい． また、第３図に示すように、ノズル位置、吹き付けは絶
縁リング２の内外周から接合面半径方向に向って、又は
、接合面上下垂直方向から行うこともできる．なお、接
合部のみ局所加熱を行う必要がある場合には固体電解質
管４の上下に大きな温度差が生じるため、熱歪が生じて
、固体電解質管に悪影響を与える虞があるので、陽極側
吹付ノズルを、第３図に示すように固体電解質管をおお
うような管状としたり、あるいは円筒型陰極側吹付ノズ
ル１４を固体電解質管の内側底部まで伸ばしたりするこ
とによって、管状ノズル内に入るまでに予熱されたガス
を固体電解質管に吹付けることによって、その均一な加
熱保温を行ない前記影響を解消することが望ましい． ［発明の効果］ 以上詳述したように、この発明は絶縁リングと陽極容器
及び陰極容器との熱圧接合時に接合部に発生する酸素か
ら保護できるので、接合部の酸化を防止し、接合部の強
度を向上することができ、この結果、電池寿命を延長す
ことができる効果がある．
第１図はこの発明の絶縁リングと陽極容器及び陰極容器
との熱圧接合方法を示す断面図、第２図は通電サイクル
数と故障確立を示すグラフ、第３図は本発明の別例を示
す断面図、第４図はナトリウム−硫黄電池を示す中央部
ＩＩ＆断面図である．１・・・陽極容器、２・・・絶縁
リング、３・・・陰極容器、４・・・固体電解質管、５
．６・・・中間接合板、１０・・・加熱炉、１４・・・
吹付ノズル、Ｍ・・・陽極用導電材、Ｒ１・・・陰極室
、Ｒ２・・・陽極室．特許出願人 日本碍子 株式
会社 代 理 人 弁理士 恩田博宣
との熱圧接合方法を示す断面図、第２図は通電サイクル
数と故障確立を示すグラフ、第３図は本発明の別例を示
す断面図、第４図はナトリウム−硫黄電池を示す中央部
ＩＩ＆断面図である．１・・・陽極容器、２・・・絶縁
リング、３・・・陰極容器、４・・・固体電解質管、５
．６・・・中間接合板、１０・・・加熱炉、１４・・・
吹付ノズル、Ｍ・・・陽極用導電材、Ｒ１・・・陰極室
、Ｒ２・・・陽極室．特許出願人 日本碍子 株式
会社 代 理 人 弁理士 恩田博宣
Claims (1)
- １、加熱炉（１０）内において、α−アルミナ製の絶縁
リング（２）と陽極容器（１）及び陰極容器（３）とを
アルミニウム等よりなる中間接合板（５、６）を介して
熱圧接合するに際し、前記加熱炉（１０）内を真空引き
した後、不活性ガスに置換し、その後、前記中間接合体
（５、６）の熱圧接合部に対し、不活性ガスを直接吹き
付けることを特徴とするナトリウム−硫黄電池の組立方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63286476A JPH02132775A (ja) | 1988-11-11 | 1988-11-11 | ナトリウム−硫黄電池の組立方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63286476A JPH02132775A (ja) | 1988-11-11 | 1988-11-11 | ナトリウム−硫黄電池の組立方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02132775A true JPH02132775A (ja) | 1990-05-22 |
Family
ID=17704887
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63286476A Pending JPH02132775A (ja) | 1988-11-11 | 1988-11-11 | ナトリウム−硫黄電池の組立方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02132775A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0409652A2 (en) * | 1989-07-21 | 1991-01-23 | Ngk Insulators, Ltd. | Sodium sulfur cell and process of manufacturing the same |
| WO2000017954A1 (en) * | 1998-09-18 | 2000-03-30 | Hitachi, Ltd. | Press-joining device for sodium-sulfur battery |
-
1988
- 1988-11-11 JP JP63286476A patent/JPH02132775A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0409652A2 (en) * | 1989-07-21 | 1991-01-23 | Ngk Insulators, Ltd. | Sodium sulfur cell and process of manufacturing the same |
| WO2000017954A1 (en) * | 1998-09-18 | 2000-03-30 | Hitachi, Ltd. | Press-joining device for sodium-sulfur battery |
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