JPH0343967A - ナトリウム―硫黄電池とその製造法 - Google Patents
ナトリウム―硫黄電池とその製造法Info
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- JPH0343967A JPH0343967A JP1182771A JP18277189A JPH0343967A JP H0343967 A JPH0343967 A JP H0343967A JP 1182771 A JP1182771 A JP 1182771A JP 18277189 A JP18277189 A JP 18277189A JP H0343967 A JPH0343967 A JP H0343967A
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Classifications
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- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明はナトリウム−硫、黄電池とその製造法に関する
もので、さらに詳しく言えば陰極室内にナトリウムを気
密性よく充填でき、安全性が向上できる電池とその製造
法に関するものであるＯ 従来技術とその問題点 す）ＩＩウムー硫黄電池は、陰極活物質としてのナトリ
ウムと、陽極活物質としての＆ｔｌｌｌとをβ′−アル
ミナの如きナトリウムイオン伝導性の固体電解質管によ
り分離させてなる完全密閉構造の高温型二次電池である
。
もので、さらに詳しく言えば陰極室内にナトリウムを気
密性よく充填でき、安全性が向上できる電池とその製造
法に関するものであるＯ 従来技術とその問題点 す）ＩＩウムー硫黄電池は、陰極活物質としてのナトリ
ウムと、陽極活物質としての＆ｔｌｌｌとをβ′−アル
ミナの如きナトリウムイオン伝導性の固体電解質管によ
り分離させてなる完全密閉構造の高温型二次電池である
。
このようなナトリウム−硫黄電池の従来の構造を第５図
により説明する。固体電解質管１の上端にα−アルミナ
リング２がガラス半田接合され、このα−アルミナリン
グ２の上面に陰極蓋３が、下面に陽極蓋４がそれぞれ熱
圧接合されている。前記陰極蓋３には陰極端子５が溶接
されるとともに、その中央部を貫通して陰極集電体とし
ての陰極バイブ６が溶接され、その下方は前記固体電解
質管１内に挿入されている。
により説明する。固体電解質管１の上端にα−アルミナ
リング２がガラス半田接合され、このα−アルミナリン
グ２の上面に陰極蓋３が、下面に陽極蓋４がそれぞれ熱
圧接合されている。前記陰極蓋３には陰極端子５が溶接
されるとともに、その中央部を貫通して陰極集電体とし
ての陰極バイブ６が溶接され、その下方は前記固体電解
質管１内に挿入されている。
この固体電解質管１内には金属［Ｆ７が配され、約１５
０℃の保温下において前記陰極バイブロより固体電解質
管１内を排気した後、同温度で溶融させたす２ウム８が
真空充填され、充填後陰極端子５の上端は封止される。
０℃の保温下において前記陰極バイブロより固体電解質
管１内を排気した後、同温度で溶融させたす２ウム８が
真空充填され、充填後陰極端子５の上端は封止される。
このような陰極室構成体は、円筒形の硫黄成型体１０が
内挿され、陽極集電端子１１が溶接された陽極集電体を
兼ねる電槽９内に挿入され、陽極集電端子５− １１を外側に折り曲げるとともに、電槽９の上端は前記
陽極蓋４と真空溶接されて完全密閉される。
内挿され、陽極集電端子１１が溶接された陽極集電体を
兼ねる電槽９内に挿入され、陽極集電端子５− １１を外側に折り曲げるとともに、電槽９の上端は前記
陽極蓋４と真空溶接されて完全密閉される。
上記の如き構造のナトリウム−硫黄電池では、陰極端子
５の上端よりナトリウム８を真空充填しているため、充
填後陰極端子５の内側にナトリウムが付着することがあ
り、陰極端子５の上端の封止が不完全になって不良が発
生するという問題点があった。また固体電解質ｔ１が破
損すると、硫黄とナトリウムとが直接反応し、活物質な
どが漏出して隣接する正常な電池も破損させて大規模な
事故になるという問題点があった。さらに、ナトリウム
８の充填時に電池外の不活性ガスが固体電解質管１内に
吸引されるため、金属繊維７内１こナトリウム８が均一
に充填されず、放電特にオδける固体電解’Ｊ管１の電
流密度にバラツキを生じ、固体電解質管１を劣化させる
という問題点があった０ 発明の目的 本発明は上記欠点を解消するもので、固体電６− 解質管内の金属繊維に接続させる陰極集電容器によって
ナトリウムタンクを保拘できるようにして陰極室内にナ
トリウムを充填することにより、陰極端子の上端にす）
ＩＪウムが付着することを防止し、かつナトリウムを金
属繊維内に均一に充填させることを目的とする。
５の上端よりナトリウム８を真空充填しているため、充
填後陰極端子５の内側にナトリウムが付着することがあ
り、陰極端子５の上端の封止が不完全になって不良が発
生するという問題点があった。また固体電解質ｔ１が破
損すると、硫黄とナトリウムとが直接反応し、活物質な
どが漏出して隣接する正常な電池も破損させて大規模な
事故になるという問題点があった。さらに、ナトリウム
８の充填時に電池外の不活性ガスが固体電解質管１内に
吸引されるため、金属繊維７内１こナトリウム８が均一
に充填されず、放電特にオδける固体電解’Ｊ管１の電
流密度にバラツキを生じ、固体電解質管１を劣化させる
という問題点があった０ 発明の目的 本発明は上記欠点を解消するもので、固体電６− 解質管内の金属繊維に接続させる陰極集電容器によって
ナトリウムタンクを保拘できるようにして陰極室内にナ
トリウムを充填することにより、陰極端子の上端にす）
ＩＪウムが付着することを防止し、かつナトリウムを金
属繊維内に均一に充填させることを目的とする。
発明の構成
本発明のナトリウム−硫黄電池とその製造法は、陰極集
電容器の底蓋部材に内側に内方に向く突起を設け、かつ
この底蓋部材の底面に上方に向く突起を設け、前記内方
に向く突起によりナトリウムタンクを保持し、かつ前記
上方に向く突起によりナトリウムタンクに穿孔して陰極
室内にナトリウムを真空充填するものである。
電容器の底蓋部材に内側に内方に向く突起を設け、かつ
この底蓋部材の底面に上方に向く突起を設け、前記内方
に向く突起によりナトリウムタンクを保持し、かつ前記
上方に向く突起によりナトリウムタンクに穿孔して陰極
室内にナトリウムを真空充填するものである。
実施例
以下実施例により説明する。第１図は本発明のナトリウ
ム−硫黄電池の要部断面図で、第３図と共通する部分に
は同じ符号を付している。
ム−硫黄電池の要部断面図で、第３図と共通する部分に
は同じ符号を付している。
第１図において、固体電解質管１はその上部が開放され
た外径４５關、内径５８匍、長さ４００咽のβ′−アル
ミナからなり、その上部開放端に外径５６情、内径３８
澗Ｌ１厘さ１０關のａ−アルミナリング２がガラス半田
接合される。このα−アルミナリング２の上面にはアル
ミニウム被覆鉄またはヌテンレヌからなる陰極蓋３が熱
圧接合され、下面には同拐質からなる陽極蓋４が熱圧接
合される。前記固体電解質管１内にはヌテンレヌフエル
トからなる金ｌｔ４ｍ維１２を、中心穴を設ける如く巻
回して固体電解質管１内に収納して陰極室を栴戒する。
た外径４５關、内径５８匍、長さ４００咽のβ′−アル
ミナからなり、その上部開放端に外径５６情、内径３８
澗Ｌ１厘さ１０關のａ−アルミナリング２がガラス半田
接合される。このα−アルミナリング２の上面にはアル
ミニウム被覆鉄またはヌテンレヌからなる陰極蓋３が熱
圧接合され、下面には同拐質からなる陽極蓋４が熱圧接
合される。前記固体電解質管１内にはヌテンレヌフエル
トからなる金ｌｔ４ｍ維１２を、中心穴を設ける如く巻
回して固体電解質管１内に収納して陰極室を栴戒する。
一方、円筒形の陰極集電容器１３を準備し、この陰極集
電容器１５用の第１の底蓋部材１８の上部に、内方に向
く突起１６′を有する環状部材１６を配し、その上部に
第２の底蓋部材１７を配して前記第１の底蓋部材１８の
底面が前記金属繊維１２に接触する如く陰極集電容器１
３に溶接するとともに、この陰極集電容器１３の上縁部
を陰極蓋３の内周縁部に溶接する。なお、前記第１の底
蓋部材１８の底面には、第２図（ｂ）の拡大図の如く穴
１４と上方に向いた突起１５とを設けている。
電容器１５用の第１の底蓋部材１８の上部に、内方に向
く突起１６′を有する環状部材１６を配し、その上部に
第２の底蓋部材１７を配して前記第１の底蓋部材１８の
底面が前記金属繊維１２に接触する如く陰極集電容器１
３に溶接するとともに、この陰極集電容器１３の上縁部
を陰極蓋３の内周縁部に溶接する。なお、前記第１の底
蓋部材１８の底面には、第２図（ｂ）の拡大図の如く穴
１４と上方に向いた突起１５とを設けている。
この穴１４と突起１５とは、第１の底蓋部材１８の底面
にＶ字形の切り込みを入れ、この切り込み部を上方に向
けることにより容易に形成することができる。次に、前
記陽極Ｍ４に陽極補助蓋４’、 ４’を溶接する。そし
て、第２図（ａ）、（ｂ）のように、第１の底蓋部材１
８内に０リング１９を配し、その上方にナトリウム８を
充填したナトリウムタンク２１を位置させ、加熱下にお
いて前記穴１４より陰極室内を排気した後、ナトリウム
タンク２１を前記突起１６′で保持させるとともに、突
起１５によりナトリウムタンク２１に穿孔して陰極室内
にナトリウム８を真空充填する。冷却した後、ナトリウ
ムタンク２１とＯリング１９とを除去し、第２の底蓋部
材１７に陰極集電容器上蓋２０を溶接して陰極室禍成体
とする。この陰極室禍成体を硫黄成型体１０が装填され
た電槽９内に挿入する。一方、下部内側に電池作動温度
で溶融する金属としての鉛または鉛合金２２を充填固化
させた陰極端子２５を、電気絶縁体２６を介して電槽蓋
２５に固定９− するとともに、この！神蓋２５に陽極端子２４を溶接し
たものを準備し、１［ｍ２５の下端に陽極補助蓋４′を
溶接して完成電池とする。
にＶ字形の切り込みを入れ、この切り込み部を上方に向
けることにより容易に形成することができる。次に、前
記陽極Ｍ４に陽極補助蓋４’、 ４’を溶接する。そし
て、第２図（ａ）、（ｂ）のように、第１の底蓋部材１
８内に０リング１９を配し、その上方にナトリウム８を
充填したナトリウムタンク２１を位置させ、加熱下にお
いて前記穴１４より陰極室内を排気した後、ナトリウム
タンク２１を前記突起１６′で保持させるとともに、突
起１５によりナトリウムタンク２１に穿孔して陰極室内
にナトリウム８を真空充填する。冷却した後、ナトリウ
ムタンク２１とＯリング１９とを除去し、第２の底蓋部
材１７に陰極集電容器上蓋２０を溶接して陰極室禍成体
とする。この陰極室禍成体を硫黄成型体１０が装填され
た電槽９内に挿入する。一方、下部内側に電池作動温度
で溶融する金属としての鉛または鉛合金２２を充填固化
させた陰極端子２５を、電気絶縁体２６を介して電槽蓋
２５に固定９− するとともに、この！神蓋２５に陽極端子２４を溶接し
たものを準備し、１［ｍ２５の下端に陽極補助蓋４′を
溶接して完成電池とする。
今、第１図のような本発明電池と第６図のような従来電
池とをそれぞれ１０セｐずつ製作し、室温：３ｓｏ’ｂ
、昇降温速度約１５０℃〜２００℃／ｈでヒートサイク
μ試験を行い、結果を表−１に示す。表−１において、
分子は活物質などが汲出した電池数または内部短絡した
電池数、分母は破損電池数を示す。なお、電池は破損す
ると電圧が急激に低下するので、電圧の低下で破損電池
の確認を行った。
池とをそれぞれ１０セｐずつ製作し、室温：３ｓｏ’ｂ
、昇降温速度約１５０℃〜２００℃／ｈでヒートサイク
μ試験を行い、結果を表−１に示す。表−１において、
分子は活物質などが汲出した電池数または内部短絡した
電池数、分母は破損電池数を示す。なお、電池は破損す
ると電圧が急激に低下するので、電圧の低下で破損電池
の確認を行った。
表 −１
表−１から、従来電池は破損した場合、活物質などが漏
出する場合が多く、そのすべてが内１０− 部短絡していたのに対し、本発明電池は陽極補助蓋４’
、 ４’により柔軟構造にしているため、破損しても活
物質などの漏出もなく、また反応熱により陰極集電容器
１６などが溶解するため、内部短絡も認められなかった
。
出する場合が多く、そのすべてが内１０− 部短絡していたのに対し、本発明電池は陽極補助蓋４’
、 ４’により柔軟構造にしているため、破損しても活
物質などの漏出もなく、また反応熱により陰極集電容器
１６などが溶解するため、内部短絡も認められなかった
。
上記のような製造法であるから、陰極端子２３の先端に
ナトリウムが付着することはなく、そのための溶接不良
も防止することができる。また１ナトリウムタンク２１
を環状部材１６に設けた突起１６′により保持できるの
で、ナトリウム８の充填時に陰極室内の気密性の保持が
容易になる。従って、ナトリウム８を金属繊維１２内に
均一に充填することができる。さらに、環状部材１６の
突起１６′にねじの作用をさせるとナトリウムタンク２
１の着脱が容易になる。
ナトリウムが付着することはなく、そのための溶接不良
も防止することができる。また１ナトリウムタンク２１
を環状部材１６に設けた突起１６′により保持できるの
で、ナトリウム８の充填時に陰極室内の気密性の保持が
容易になる。従って、ナトリウム８を金属繊維１２内に
均一に充填することができる。さらに、環状部材１６の
突起１６′にねじの作用をさせるとナトリウムタンク２
１の着脱が容易になる。
発明の効果
実施例において詳述した如く、本発明電池は気密性がよ
いので品質が安定している。また、電池が破損した場合
も、ナトリウムと硫黄との直接反応熱により陰極集電容
器１５などが溶解されるので、内部短絡の発生が防止で
きる。さらに、その１１１！！造法はナトリウムの充填
に要する時間や部品を少なくできるので、量産化に対処
することができる。
いので品質が安定している。また、電池が破損した場合
も、ナトリウムと硫黄との直接反応熱により陰極集電容
器１５などが溶解されるので、内部短絡の発生が防止で
きる。さらに、その１１１！！造法はナトリウムの充填
に要する時間や部品を少なくできるので、量産化に対処
することができる。
第１図は本発明のナトリウム−硫黄電池の要部断面図、
第２図（ａ） 、 （ｂ）は本発明の詳細な説明するた
めの図、第３図は従来のナトリウム−硫黄電池の断面図
である。
第２図（ａ） 、 （ｂ）は本発明の詳細な説明するた
めの図、第３図は従来のナトリウム−硫黄電池の断面図
である。
Claims (5)
- （１）ナトリウムイオン伝導性の固体電解質管の上端に
α−アルミナリングが接合され、このα−アルミナリン
グの上面に陰極蓋が熱圧接合されるとともに、この陰極
蓋とともに前記固体電解質管内に陰極室を形成する陰極
端子を有し、かつ前記α−アルミナリングの下面に陽極
蓋が熱圧接合されるとともに、この陽極蓋に溶接されて
前記固体電解質管を下方から被包して固体電解質管との
間隙に陽極室を形成する電槽を有してなるナトリウム−
硫黄電池において、前記陰極蓋の内周縁部に陰極集電容
器の上縁部を溶接し、この陰極集電容器の下部内周縁部
に第１の底蓋部材の少なくとも一部を陰極室内の金属繊
維に接触させて配し、かつ前記陰極集電容器の内側に、
電池作動温度で溶融する金属が充填固化された陰極端子
を配し、この陰極端子に電気絶縁体を介して電槽蓋を固
定し、この電槽蓋を電槽に溶接して陽極室を密閉したこ
とを特徴とするナトリウム−硫黄電池。 - （２）第１の底蓋部材の底面にＶ字形の切り込みを入れ
、切り込み部を上方に向けて穴と突起とを形成したこと
を特徴とする請求項第１項記載のナトリウム−硫黄電池
。 - （３）陰極集電容器の下部内周縁部に配した第１の底蓋
部材の上部に、内方に向く突起を有する環状部材を配し
、その上部に第２の底蓋部材を配して陰極集電容器に溶
接したことを特徴とする請求項第１項または第２項記載
のナトリウム−硫黄電池。 - （４）フェルト状の金属繊維を、中心穴を設ける如く巻
回して固体電解質管内に収納して陰極室を形成するとと
もに、前記中心穴を第１の底蓋部材の底面の穴に対応さ
せたことを特徴とする請求項第１項、第２項、第３項の
いずれかに記載されたナトリウム−硫黄電池。 - （５）ナトリウムイオン伝導性の固体電解質管の上端に
α−アルミナリングをガラス半田接合し、このα−アル
ミナリングの上面に陰極蓋を、下面に陽極蓋を熱圧接合
した後、フェルト状の金属繊維を、中心穴を設ける如く
巻回して固体電解質管内に収納して陰極室を形成し、一
方、円筒形の陰極集電容器を準備し、この陰極集電容器
の下部内周縁部に、底面に穴と上方に向いた突起とを有
する第１の底蓋部材を、その底面が前記金属繊維に接触
する如く配するとともに、前記第１の底蓋部材の上部に
、内方に向く突起を有する環状部材を配し、その上部に
第２の底蓋部材を配して前記陰極集電容器に溶接した後
、前記陰極集電容器の上方にナトリウムタンクを位置さ
せ、加熱下において前記容器の底面の穴より排気した後
、ナトリウムタンクを前記環状部材の突起で保持させる
とともに、前記第１の底蓋部材の突起によりナトリウム
タンクに穿孔して陰極室内にナトリウムを真空充填した
後、前記第２の底蓋部材に陰極集電容器上蓋を溶接して
陰極室構成体とし、この陰極室構成体を、円筒形の硫黄
成型体を挿入した電槽の硫黄成型体の中央の中空部に挿
入し、一方、前記陰極集電容器の内側に、電池作動温度
で溶融する金属が充填固化された陰極端子を配し、この
陰極端子に電気絶縁体を介して電槽蓋を固定し、この電
槽蓋と電槽の上端とを溶接して陽極室を密閉したことを
特徴とするナトリウム−硫黄電池の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1182771A JPH0343967A (ja) | 1989-07-11 | 1989-07-11 | ナトリウム―硫黄電池とその製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1182771A JPH0343967A (ja) | 1989-07-11 | 1989-07-11 | ナトリウム―硫黄電池とその製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0343967A true JPH0343967A (ja) | 1991-02-25 |
Family
ID=16124134
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1182771A Pending JPH0343967A (ja) | 1989-07-11 | 1989-07-11 | ナトリウム―硫黄電池とその製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0343967A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103500856A (zh) * | 2013-10-17 | 2014-01-08 | 上海电气钠硫储能技术有限公司 | 一种钠硫电池 |
-
1989
- 1989-07-11 JP JP1182771A patent/JPH0343967A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103500856A (zh) * | 2013-10-17 | 2014-01-08 | 上海电气钠硫储能技术有限公司 | 一种钠硫电池 |
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