JPH04230963A - 電気化学的電池 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電気化学的電池に係わる。更に特に、本発明は
、セパレーターによって、アノードを収容した１つのア
ノード室とカソードを収容した１つのカソード室とに区
分された１つの電池ハウジングを有するタイプの再充電
可能な高温電気化学的電力貯蔵電池（ｒｅｃｈａｒｇｅ
ａｂｌｅ　　ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａ１　　ｐｏ
ｗｅｒ　　ｓｔｏｒａｇｅ　　ｃｅｌｌ）に係わる。本
発明によって、電気化学的に活性なアノード材料で作ら
れた伝導体である１つのセパレーターによって分離され
た１つのアノードと１つのカソードとを有する、高温電
気化学的電力貯蔵電池が提供され、この電池においては
、前記アノードと前記カソードとが、前記セパレータに
よってアノードを収容する１つのアノード室とカソード
を収容する１つのカソード室とに区分される１つの電池
ハウジングの中に配置され、前記アノードが電池の使用
温度において熔融液体であり、前記カソード室が電池の
使用温度において液体を収容し、前記アノード室と前記
カソード室の各々が、各室内の液体の上方に、不活性気
体と各室内の液体から生じる蒸気とによって占められる
気体空間を有し、電池の使用温度において前記不活性気
体が各々の前記気体空間内に少なくとも１０ｋＰａ（約
０．１気圧）の分圧を有し、前記各々の室が、その各室
が相互に連絡していること以外には密閉されており、前
記電池が直立（堅型，ｕｐｒｉｇｈｔ）の使用形態を有
し、且つこの形態において前記室間の連絡が、電池のあ
らゆる充電状態において前記各室中の液体の高さより上
のレベルにある。カソード室内の液体は、その電池の使
用温度においては熔融状態にある電解質又はカソード液
であろうし、気体空間の各々が、前記不活性気体に加え
て、その室内の液体から生じる１つ以上の蒸気を含むだ
ろう。各室間の連絡は、一方の室から他方の室に延び且
つ各室内の液体の液面の上方で各室の中に入る、１つの
開口又は通路の形であろう。そうした電池では、アノー
ド室内の液体の液面は充電中に上昇し放電中に低下し、
一方、カソード室内の液体の液面は充電中に低下し放電
中に上昇するが、気体空間の下方での各々の電池室内容
物の体積変化は必ずしも等しい必要はない。従って、電
池使用の際には、気体が、放電中にはカソード室からア
ノード室の中へ、充電中にはアノード室からカソード室
の中へ、前記開口又は通路を経由して流れるだろう。こ
のために、アノード室の気体空間内の圧力は、カソード
室の気体空間内の圧力と常に同一であり、その結果とし
て、実際上は何れの点から見ても、セパレーターに対し
てどちらの方向にも圧力低下が生じることはないだろう
。しかし、上記のように、充電／放電サイクルの間には
、一方の室の非気体性の内容物の体積変化は、他方の室
の非気体性の内容物の体積変化と必ずしも同一である必
要はなく、気体空間内の絶対圧力は、電池の充電状態に
応じて経時的に変化し得る。電池使用時には、アノード
室の気体空間が、不活性気体と、アノード室内の液体と
カソード室内の液体とから生じる少なくとも１つの蒸気
とによって満たされるだろう。こうした蒸気の性質によ
っては、アノード室内の液体から放たれる蒸気のアノー
ド室からカソード室への移動、又は、カソード室内の液
体から放たれる蒸気のカソード室からアノード室への移
動が、その電池にとって有害である場合がある。従って
、１つの実施態様においては、各室の間の連絡が、各室
を相互連結する１つの通路によって与えられ、この電池
は、各室の液体から生じる少なくとも１つの蒸気を、前
記通路に沿って流れる不活性気体から抜き出すための、
少なくとも１つの蒸気トラップを前記通路内に有する。

例えば、２つの蒸気トラップを、即ち、アノード室内の
液体から生じる蒸気を不活性気体から抜き取るための１
つのアノード蒸気トラップと、カソード室内の液体から
生じる蒸気を不活性気体から抜き取るための１つのカソ
ード蒸気トラップとを、この通路内に含むことが可能で
ある。更に特に、アノード蒸気トラップは、溶解アノー
ド材料を含み、且つ、アノードとカソード蒸気トラップ
との間に配置され、一方、カソード蒸気トラップは、カ
ソード室内を占める液体と同一の液体を含み、且つ、カ
ソードとアノード蒸気トラップとの間に配置される。別
の実施態様では、セパレーターは、その内部に活性アノ
ード材料を保持する、アノード材料のためのホルダーの
形であってもよく、このホルダーはカソード室の内部に
配置され、このカソード室が電池ハウジングを与える。

例えば、このホルダーは、その各々の縁部で互いに接合
され且つ一定のスペースをもって配置された１対の主要
面を有する、横方向に圧縮された（例えば平坦な）１つ
のエンベロープの形状であってよく、このエンベロープ
は、アノード材料のための１つのリザーバーと連絡して
おり、このリザーバーは前記ホルダーの一部分を形成し
、電池の使用形態においては前記エンベロープの上方に
配置され、カソードは、エンベロープを挟んで相対する
側に配置された２つの部分からなる。一般的に、当該タ
イプの電池では、その電池内の高い体積エネルギー密度
を向上するために、その気体空間を可能な限り小さく保
つことが望ましい。更に、特に、多くの回数の充電／放
電サイクルに亙っての長期間の使用の間における、例え
ば数カ月又は数年に亙る使用の間における、電池ハウジ
ンクの中への又はその外への気体の漏洩を低減するため
に、充電／放電サイクルの間の気体空間内の平均圧力を
、可能な限り大気圧に近い圧力に保つことが望ましい。

こうした電池の設計において更に考慮されるべき事柄の
１つは、特に、一方の室内で発生した蒸気が他方の室へ
開口又は通路を経由して移動することが上記のように有
害である時に、各々の気体空間内の蒸気の分圧と割合と
を許容可能な範囲で低い値に保つために、電池使用温度
において、各気体空間内の不活性気体の圧力を、各室内
の液体から生じる各気体空間内の何れの蒸気の蒸気圧と
比較しても、相対的に高い状態となるように保つことで
ある。これらを配慮に入れると、各室の大きさを適切に
選択し電池容量を考慮することによって、電池が完全充
電されている時に、アノード室内の気体空間が可能な限
りアノード室液体で完全に満たされるように、及び、電
池が完全放電されている時に、カソード室内の気体空間
が可能な限りカソード室液体で完全に満たされるように
、各室内の気体空間を備えることが望ましい。これと同
時に、電池の完全充電状態と完全放電状態との中間の充
電状態において、例えば、電池が充電／放電の途中にあ
る時に、各気体空間内の圧力が、電池の使用温度におけ
る大気圧と同等であるように、及び、電池ハウジング内
部と電池ハウジング外部との間の圧力差が、その電池の
完全充電状態と完全放電状態とにおいて許容可能な限り
低い値に保たれるように、不活性気体の圧力を選択する
ことが好ましい。更に特に、電池使用温度において、電
池の完全充電状態と完全放電状態との中間の充電状態で
は、各室内の全圧が大気圧に等しいように、及び、中間
充電状態と完全充電状態との間の全圧の変化の大きさと
、中間充電状態と完全放電状態との間における全圧の変
化の大きさとが同一であるように、気体空間内の不活性
気体の分圧を選択し得る。各気体空間内で、かなりの大
きさの、例えば約１気圧の不活性気体分圧を使用するこ
とによって、各室の液体から生じる各気体空間内の蒸気
の割合を比較的低く保つことが可能であり、それによっ
て、通路内で使用される蒸気トラップに対する負荷を低
減することが可能である。もちろん、様々な充電状態に
おける電池の使用の際に、その電池ハウジングの内部と
外部との間に過剰に高い圧力差が生じることが確実に防
止されるように、各気体空間の大きさと共に、通路の体
積が考慮されなければならない。従って、各気体空間と
通路との適切な体積と、電池使用時の適切な各気体空間
内の圧力とを知るためには、周知の手順の実験及び、上
記要件のトレードオフを行うことになる。本出願人は、
熔融アルカリ金属アノードと、前記アノードのアルカリ
金属のイオンの固体電解質伝導体であるセパレーターと
、金属ハロゲン化物のような熔融塩の形のカソード室内
の液体電解質又はカソード液とを有するタイプの電池に
、本発明が特に適用されるだろうと考える。特に、前記
アノード材料はナトリウムであってよく、前記セパレー
ターは、β−アルミナ又はβ”−アルミナ又はナシコン
のようなセラミックであり、前記カソード室は、適した
活性カソード物質に加えて、ハロゲン化アルミニウムナ
トリウム熔融塩電解質を含んでもよい。この場合には、
その活性カソード物質は、その充電状態においては、液
体電解質で含浸された電気伝導性の電解質透過性マトリ
ックスを形成する微粒子及び／又は薄層中に分散された
、ＦｅＣｌ２、ＮｉＣｌ２、ＣｒＣｌ２、ＣｏＣｌ２、
ＭｎＣｌ２、ＣｕＣｌ２から成るグループの１つを挙げ
うる。前記液体電解質は、塩化アルミニウムナトリウム
［ＮａＡｌＣｌ４］でありうる。この電解質は、何れの
充電状態においてもＡｌ：Ｎａの原子比が１：１を越え
ないように選択することが好ましい。これは、電池の完
全充電状態においてカソード室が幾分か過剰の固体Ｎａ
Ｃｌを例えば前記カソードマトリックス内に分散した形
で常に含有することを保証することによって、達成し得
る。これによって、電解質がＮａＣｌに関して常に飽和
されていることと、熔融塩電解質中のＡｌ：Ｎａの原子
比が常に１：１を僅かに下回っていることとが確実なも
のとされる。電池の特定実施態様の１つでは、そのアノ
ードは熔融アルカリ金属であってよく、そのセパレータ
ーは前記アノードのアルカリ金属のイオンの固体電解質
伝導体であり、そのカソード室内の液体は、熔融塩電解
質と熔融塩カソード液とから成るグループから選択され
る。更に特に、前記熔融アルカリ金属アノードはナトリ
ウムであってよく、その固体電解質はナトリウムイオン
の伝導体であってよく、前記カソード室内液体は金属ハ
ロゲン化物電解質であり、そのカソードは前記液体電解
質と接触した固体状の活性カソード物質からなる。更に
別の特定の実施態様では、その固体電解質がβ”−アル
ミナであり、その液体電解質は、何れの充電状態におい
てもＡｌ：Ｎａの原子比が１：１を越えないハロゲン化
アルミニウムナトリウム熔融塩電解質であり、その活性
カソード物質は、ＦｅＣｌ２、ＮｉＣｌ２、ＣｒＣｌ２
、ＣｏＣｌ２、ＭｎＣｌ２、ＣｕＣｌ２及びこれらの２
つ以上を含む混合物とから成るグループの中の１つであ
り且つ前記熔融塩電解質で含浸された電気伝導性の電解
質透過性マトリックスの中に分散されており、その各気
体空間内の不活性気体はアルゴンである。この電解質を
使用することは二重の利点をもたらす。即ち、第１の利
点は、前記活性カソード物質が前記電解質中で実質的に
不溶性であり、且つ、このカソード物質が前記マトリッ
クス内に固体の形で分散したままであり、従って、溶液
中の活性カソード物質によって腐食される可能性がある
前記セパレーターから離れたままであるということであ
り、第２の利点は、前記電解質の蒸気圧がその最小値に
あるか又は最小値付近にあるということである。活性カ
ソード物質（ＦｅＣｌ２、ＮｉＣｌ２、ＣｒＣｌ２、Ｃ
ｏＣｌ２、ＭｎＣｌ２又はＣｕＣｌ２）の溶解度と蒸気
圧は、実際には１：１のＡｌ：Ｎａのモル比において最
小となるが、Ａｌ：Ｎａのモル比が１：１を僅かに下回
っている時にも、前記溶解度と蒸気圧とは許容可能な程
度に低い値のままである。このタイプの電池では、アノ
ード室の気体空間は、有利には上記のアルゴンのような
不活性気体と、小さな割合のナトリウム蒸気とを含み、
一方、カソード室の気体空間は、不活性気体と、小さな
割合のＡｌＣｌ３蒸気及び／又はＮａＡｌＣｌ４蒸気と
、場合によっては、電解質への水混入から生じる不純物
として含まれる可能性がある幾らかのＨＣｌ蒸気とを含
むだろう。

このタイプの電池では、その通路は、従来の水蒸気トラ
ップと類似した構造を有する蒸気トラップを有すること
ができ、また、前記蒸気の捕捉剤として例えば液体Ｎａ
を含み得る。この代わりに、又は、これに加えて、前記
通路は、一定量の固体ＮａＣｌとアルミニウム金属とに
接触した熔融ＮａＡｌＣｌ４を含む蒸気トラップを有し
得る。上記のように、前記通路が、例えば、アノード室
に隣接した前記液体ナトリウム蒸気トラップと、前記液
体ナトリウム蒸気トラップとカソード室との間の、Ｎａ
Ｃｌとアルミニウムとを含む前記熔融ＮａＡｌＣｌ４蒸
気トラップとのような２つの蒸気トラップを有すること
が好ましい。上記のように、本発明の別の変形例の１つ
では、上記トラップを有する通路の必要がなく、アノー
ド室とカソード室との間のセパレーターに開口又は穴が
備えられるだけである。この場合には、アノード室は、
上記のセラミックのようなアノード材料のイオンの伝導
体であるか又はイオン伝導性のガラスもしくはガラス／
セラミック混合物もしくはガラス／セラミック複合物で
ある固体電解質のような材料からなるアノードホルダー
であってよい。従って、アノード室は、このホルダーの
内部であり、このホルダーは電池ハウジングの内部にあ
り、カソード室はホルダーの外側で電池ハウジングの内
側にある。更に特に、このホルダー又はエンベロープは
、互いの縁部で接合され且つ一定のスペースをもった１
対の主要面を有する、１つの横方向が平坦化されたエン
ベロープの形であってよく、このエンベロープは、ホル
ダーの一部を形成し且つ電池の使用形態ではエンベロー
プの上方に位置するアノード材料リザーバーと連絡して
いる。この場合、カソードが上記のマトリックスを有す
る時には、このカソードは前記エンベロープを挟んで相
対する２つの平坦な形のマトリックスを有し、この２つ
のマトリックス部分は前記リザーバーの下方に位置し且
つ電池の使用形態においては前記リザーバーの高さより
下のレベルまでカソード室内を占める電解質の中に沈め
られる。更に特に、電池の完全充電状態において前記リ
ザーバー内のアノード材料の高さの上方、前記リザーバ
ーの頂部に開口が備えられる。通常の使用の際には、前
記リザーバー内のアノード材料の上方の空間が、不活性
気体と、これに加えて、典型的にはナトリウムのような
アルカリ金属である上記の熔融アノード材料から生じる
蒸気とを含むと考えられる。同様に、通常の使用の際に
は、液体電解質の上方で前記エンベロープの外側のハウ
ジング内空間は、不活性気体と、これに加えて、上記の
実施例で述べたように、例えば、アノード室内のナトリ
ウム蒸気とアルゴンと、カソード室内のアルゴンとＡｌ
Ｃｌ３及び／又はＮａＡｌＣｌ４とのような、液体電解
質から生じる蒸気とを含むと考えられる。典型的には、
その電解質がＮａＣｌを豊富に含む通常の使用では、カ
ソード室内の気体は、実質的にアルゴンとＮａＡｌＣｌ
４とに限定されるだろう。しかし、過充電の場合に、そ
の電解質がＡｌＣｌ３を多く含むようになると、カソー
ド室の雰囲気中にＡｌＣｌ３が次第に多く含まれるよう
になる可能性がある。各室内の蒸気の量は、当該蒸気の
蒸気圧と電池温度とによって決まる。当該温度では、Ｎ
ａＡｌＣｌ４の蒸気圧はＡｌＣｌ３の蒸気圧の約１／２
であると推測され、一方、ＡｌＣｌ３の蒸気圧はナトリ
ウムの蒸気圧よりも一桁程度低い。一方、ナトリウムの
蒸気圧は前型的には電池内の不活性気体の分圧よりも著
しく低いと考えられる。ＡｌＣｌ３とＮａＡｌＣｌ４と
の両方は、液体又は蒸気の形のナトリウムと、次の各々
の反応式に従って反応する。

３Ｎａ＋ＡｌＣｌ３→３ＮａＣｌ＋Ａｌ３Ｎａ＋ＮａＡ
ｌＣｌ４→４ＮａＣｌ＋Ａｌ従って、通常の使用では、
ナトリウムの蒸気圧が高いため、ＮａＡｌＣｌ４がカソ
ード室から出てアノード室に入り込むよりも速く、ナト
リウム蒸気がアノード室から出てカソード室へと入り込
む傾向があり、カソード室内でその中に含まれるＮａＡ
ｌＣｌ４と反応するだろう。

過充電の際には、より少ないが同様に、ＡｌＣｌ３もカ
ソード室から出てアノード室に入り、アノード室内でナ
トリウム蒸気と反応する傾向がある。従って、上記の反
応の反応生成物、即ち、ＮａＣｌとＡｌは、主にカソー
ド室内で生成され、アノード室内ではより少ない程度に
しか生成されることがないと推測される。従って、アノ
ード室の気体空間の中で生成されるような前記反応生成
物は、アノード室内を下向きに流れ、液体ナトリウムの
アノード材料の上部表面の上に１つの皮又は層を形成し
得る。この皮又は層は、ナトリウムの高さが充電と放電
との間に変化するにつれて原則的にアノード室内を上下
に移動し、そして、その上方の大気に露出されたアノー
ド室内の液体ナトリウムの面積を大きく減少させること
によって、ナトリウムの更なる蒸発を少なくとも部分的
に阻止することが可能である。カソード室の気体空間内
で生成されると予測される全ての前記反応生成物の大部
分が、カソード室内のＮａＡｌＣｌ４電解質の中に下向
きに流れ込み、充電電位が電池に加えられた時に、カソ
ード室内において、前記反応生成物が次の電気化学的反
応に従って反応し得る。

４ＮａＣｌ＋Ａｌ→ＮａＡｌＣｌ４＋３Ｎａ従って、生
成したＮａＡｌＣｌ４は電解質の一部分を形成し、また
、生成したナトリウムは充電中にセパレーターを通って
アノード室の中に移動するため、カソード室の気体空間
内で生成される前記反応生成物は無害となる。実際には
、電池の使用温度における前記蒸気圧の実際の値によっ
ては、充電又は放電が行われていない時に、非常に僅か
なＮａＡｌＣｌ４蒸気だけがアノード室の中に流れ込み
、ナトリウム蒸気とアルゴンとが実質的にアノード室と
カソード室とを満たし、ＮａＡｌＣｌ４蒸気の大半が、
カソード室内の電解質の上部表面を離れた直後に、アノ
ード室からカソード室に入り込んだナトリウムと前記上
部表面において又はその近くで反応するといった事態が
発生する可能性がある。同様に、その大半がカソード室
内に残留してカソード室内でナトリウム蒸気と反応する
、過充電時に発生される何れのＡｌＣｌ３蒸気に関して
も、同様のことがいえる。当然のことながら、充電の間
に、気体のバルク移動がアノード室とカソード室との間
で生じることもあり、従って、アノード室内でのナトリ
ウムとＮａＡｌＣｌ４及び／又はＡｌＣｌ３との間の蒸
気反応の量は、カソード室内で生じる蒸気反応に比べて
常に無視できる量であるというわけではない。アノード
室とカソード室との間の気体の流れを依然として可能に
しながら、上記の反応を減少させるために、必要に応じ
て、典型的にはアノード室内に、更に別のバリヤーを設
けることができる。これによって、ＮａＡｌＣｌ４とＡ
ｌＣｌ３とのカソード室からアノード室への実際の移動
とそこでのナトリウムとの反応とを、最少限度に保つこ
とが可能である。例えば、本発明の電池は、その電池環
境内で化学的に不活性であり且つ各室内の液体の少なく
とも一方の上に浮遊する粒子の１つの層を備えることが
可能であり、この粒子層は、その室の中の気体空間に暴
露される液体の表面積を減少させ、それによって、その
室の中の液体と、他の室の液体から生じて粒子層を持つ
室の気体空間に入り込む蒸気との間の接触を減少させる
ように作用する。例えば、α−アルミナフロックの層を
、キセノンのような重い不活性気体で含浸されたナトリ
ウム表面に設けて、カソード蒸気からナトリウムを分離
する１つの障壁を形成することが可能である。α−アル
ミナのフロック又は同様の粒子材料の層が、液体ナトリ
ウムによって容易に湿潤されず、また、液体ナトリウム
による湿潤を受けつけないように、即ち、液体ナトリウ
ムが前記材料層の表面に対して可能な限り大きい（好ま
しくは９０度を越える）接触角を有するように、前記層
が液体ナトリウムに対する非湿潤性を有することが好ま
しい。α−アルミナは熔融ナトリウムよりも高密度であ
るが、微紛末の形においては、表面張力の作用によって
熔融ナトリウムに浮くものと考えられる。この代わりに
又はこれに加えて、本発明の電池は、その電池のあらゆ
る充電状態における当該室内の液体の液面を上回る高さ
に、少なくとも１つの室を越えて延びる多孔性材料のフ
ィルタ層を含むことが可能であり、このフィルタ層は、
各室間の連絡がこのフィルタ層の上方に位置するように
配置される。このフィルタ層は不活性であり、例えばα
−アルミナのフロック又は繊維であってよく、例えば、
任意の液滴を不活性気体から濾過するためのバリヤーと
して働き、又は、このフィルタ層は、電解質から生じる
あらゆる蒸気を吸収するための、例えばカソード室内の
液体電解質の上方に備えられた、脱水ゼオライトもしく
は活性炭のような気体吸収材料であってもよい。電解質
から生じる１つ以上の蒸気と反応し、それによって前記
蒸気を除去するために、前記多孔性材料は、カソード室
内の液体電解質の上方に備えることが可能である。例え
ば、カソード室内のＮａＣｌ微粉末は、遊離のＡｌＣｌ
３蒸気と反応して、反応前に比べて非常に低い蒸気圧を
有するＮａＡｌＣｌ４を形成し得る。更に、カソード室
内では、ＮａＡｌＣｌ４電解質の上方の気体空間の中に
、ＡｌＣｌ３を捕捉するのに適した１つのゲッターを設
け得る。例えば、この目的のために、好ましくは例えば
Ｆｅのような、ＡｌＣｌ３に対して反応性のある遷移金
属の微粉砕顆粒が使用可能であり、この遷移金属はＡｌ
Ｃｌ３と次のように反応することが可能である。３Ｆｅ
＋２ＡｌＣｌ３→３ＦｅＣｌ２＋２Ａｌアノード室とカ
ソード室との間の気体の拡散を減小させるために、アノ
ード室とカソード室との間の開口を、曲がりくねった、
狭幅の及び／又は非常に長い１つの通路で置き換えるこ
とが、当然可能であり、また、場合によっては、蒸気ト
ラップを省略し且つアノード室とカソード室との間に１
つの開口又は穴だけを有する本発明の実施態様は、幾つ
かの利点を有する。この実施例では、アノード室とカソ
ード室との間のシーリングが不要であり、また、外側ハ
ウジングの構造が、可能な限り大気圧に近いように選択
しうる、電池の内部圧力を保持するのに十分に強固であ
ることだけが必要とされるが故に、原理的に、電池の構
造が単純で安価なものに保つことが可能である。特に、
この点に関して、アノードホルダー又はエンベロープの
ために使用されるセパレーター材料の壁と一般的構造が
、通常の使用時に又は全く異常な使用状態でさえ、これ
らの壁の両側で大きな圧力降下が生じることが全くない
ため、比較的薄くてもよく、従って、高いイオン伝導度
をもたらすことが可能である。

更に別の１つの利点は、過充電時にはアノード室内のナ
トリウムの液面が単に上昇して穴又は開口からカソード
室の中にオーバーフローするだけであるから、この構造
は、過充電を無制限に許容するということである。この
オーバーフローしたナトリウムは、カソード室内でＮａ
Ｃｌ４と反応し、次の化学反応によってＡｌとＮａＣｌ
を作り出す。

３Ｎａ＋ＮａＡｌＣｌ４→４ＮａＣｌ＋Ａｌ更に、充電
／過充電は、前記化学反応によって生成されたＡｌとＮ
ａＣｌが次の（逆）電気化学反応によって消費されるこ
とを引き起こす。

４ＮａＣｌ＋Ａｌ→３Ｎａ＋ＮａＡｌＣｌ４　　従って
、原則的には、オーバーフローがひとたび起こると、オ
ーバーフローが始まる前に生じる損害又は損傷を除けば
、付加的な損害又は損傷を全く与えずに、過充電が無限
に持続することが可能であり、その付加的な悪影響は、
熱の発生による電力（充電電位）の浪費と、ナトリウム
がアノード室を溢れ出て、上記の化学反応と電気化学反
応と起こるカソード室の中に下向きに流れ込むナトリウ
ム循環における電力（充電電位）の浪費とだけに限られ
るだろう。電池が完全充電された時にアノードホルダー
がナトリウムで実質的に完全に満たされるようにするこ
とにより、過充電の開始とオーバーフローの開始とが同
時に始まることになり、オーバーフローが始まる前に生
じる過充電による何れの損害も、小さなものにすること
が可能である。当然のことながら、そうした過充電の間
に内部短絡が生じないように、例えば、それを経由して
電子的な短絡が生じ得る連続的な流れ又は経路を形成す
ることなしに、ナトリウムがアノード室からカソード室
の中に滴下するように、電池が組み立られなければなら
ない。当然のことながら、アノード室とカソード室との
間に、通路の代わりに開口を有する本発明の実施態様が
、アノード材料としてのナトリウムと、電解質材料とし
てのＮａＡｌＣｌ４と、ナトリウムイオンの伝導体であ
るセパレーターとを有する電池に関して、上記において
例として説明してきたが、本発明は、他の類似のシステ
ムに同様に適用することができる。アルカリ金属とハロ
ゲン化物イオンとセパレーターとが全て互いに相容性で
ある場合には、例えば、カリウム又はリチウムのような
別のアルカリ金属がそのアノード材料であり、それに対
応して、そのセパレーターがカリウム又はリチウムのイ
オンの伝導体であり、それに対応して、その液体電解質
が塩化アルミニウムカリウム電解質又は塩化アルミニウ
ムリチウム電解質であるような、また実際、前記電解質
中の塩素アニオンを１つ以上の他のハロゲン化物イオン
によって置き換えたような他のシステムに、同様に適用
し得る。以下、本発明を、添付の概略的な図面を参照し
て、実施例により説明する。添付図面の図１では、照合
番号１０が、本発明による電池を一般的に示す。電池１
０は、熔融ナトリウムアノード材料１６を収容する１つ
のアノード室と、ＮｉＣｌ２活性カソード材料をその中
に分散させた形で含む１つの電気伝導性の多孔質ニッケ
ルマトリックスを有する１つのカソード１８を収容する
１つのカソード室とに、１つのβ”−アルミナのセパレ
ーター１４によって区分されるハウジング１２を有する
。カソード１８のマトリックスは塩化アルミニウムナト
リウム熔融塩の電解質によって飽和され、その電解質内
に沈められ、及び、前記熔融塩電解質中でのＡｌ：Ｎａ
原子比が常に１：１を僅かに下回ることを確実なものと
するために、少量の固体塩化ナトリウムをカソード１８
のマトリックス内に分散させる。適切な電流集電器（図
示されていない）が、ナトリウム１６と接触する形でア
ノード室内に、及び、カソード１８のニッケルマトリッ
クスと接触する形でカソード室内に、各々に備えられ、
前記電流集電器は電池端子（図示されていない）に接続
する。アノード室内には、ナトリウム１６の液面の高さ
の上方に、アルゴンを収容する１つの気体空間２０が備
えられる。同様に、カソード室内のカソード１８の上方
には、こちらもアルゴンを収容する気体空間２２が備え
られる。気体空間２０は、パイプ２４によって与えられ
る１つの通路によって、気体空間２２と接続され且つ連
絡される。パイプ２４は、２つのスチームトラップタイ
プの蒸気トラップをそのパイプ内に有し、その一方の蒸
気トラップは、熔融ナトリウム３０で部分的に満たされ
た２つの球状体２８を有する蒸気トラップ２６であり、
これらの球状体２８はパイプ２４の鉛直方向の脚に隣接
して配置され、また、下方からこの球状体の中に入るパ
イプ２４の水平方向の脚によって互いに接続される。他
方の蒸気トラップは、蒸気トラップ２６と実質的に同一
の構造を有する蒸気トラップ３２であり、この蒸気トラ
ップ３２は熔融塩化アルミニウムナトリウム３４を収容
し、この熔融塩化アルミニウムナトリウム３４も当該球
状体２８を部分的に満たしている。塩化アルミニウムナ
トリウム３４は、幾らかの固体塩化ナトリウムと幾らか
の固体アルミニウム金属とに接触している。

従って、塩化アルミニウムナトリウム３４は、１：１を
僅かに下回るＡｌ：Ｎａ原子比を有する。図１の電池１
０は、その完全充電状態で示されており、気体空間２０
の下方の熔融ナトリウム１６は高さ３６までアノード室
内を占有する。この完全充電状態では、カソードマトリ
ックスがその中に沈められたカソード１８の塩化アルミ
ニウムナトリウム熔融塩電解質が、高さ３８までカソー
ド室内を占有する。電池が完全放電された時には、アノ
ード室内のナトリウム１６は高さ４０（破線で示される
）に低下し、一方、カソード室内の液体電解質の液面が
高さ４２（破線で示される）に上昇する。図解のために
、アノード室とカソード室とは同一の形状及び大きさに
描かれており、放電時におけるナトリウムの液面の低下
の大きさは、放電時における塩化アルミニウムナトリウ
ム熔融塩電解質の液面の上昇の大きさよりも著しく大き
いということが分かるだろう。これは、次の反応によっ
てカソード室内で得られる放電反応生成物が、放電 ２Ｎａ＋ＮｉＣｌ２→　　２ＮａＣｌ＋Ｎｉ液体ナトリ
ウムよりもかなり高密度であるからである。

当該電池では、電池が充電／放電サイクルの中間にある
時に、典型的には２５０〜３００℃の範囲内である電池
の使用温度において、約１気圧の圧力で、気体空間２０
、２２がアルゴンによって充填されるだろう。その電池
が完全充電状態にある時に、気体空間２０、２２の体積
の合計がその最小値にあり、従って、その気体圧力は大
気圧より幾分か高いだろうし、一方、その電池が完全放
電状態にある時には、気体空間２０、２２の体積の合計
がその最大値にあり、従って、その気体圧力は大気圧よ
り幾分か低いだろう。当然のことながら、必要に応じて
、その電池に負荷がかけられる時に、気体空間２０、２
２内の気体圧力が、その電池使用温度において、その電
池の完全充電状態において気体空間２０、２２内の気体
圧力が大気圧を越える度合いが、その電池が完全放電状
態にある時に気体空間２０、２２内の気体圧力が大気圧
よりも低く低下する度合いと実質的に等しいように選択
することが可能である。これは、その電池が充電／放電
サイクルの中間にある時に、気体空間２０、２２内の大
気圧と必ずしも正確に一致する必要はないだろうが、し
かし、この条件に近いであろう。その電池が実際に１つ
の充電／放電サイクルの中間よりも幾らか多く放電され
ている時に、大気圧状態がその電池内で存在するだろう
し、その結果として、充電／放電サイクルの中間におい
ては、圧力が大気圧を僅かに上回っている。放電時には
、気体は気体空間２２からパイプ２４を経由して気体２
０の中に流れるだろうし、充電時には逆方向に流れるだ
ろう。この気体は、パイプ２４に沿って流れながら、蒸
気トラップ２６、３２を通過するだろう。放電時には、
気体空間２２内のＡｌＣｌ３蒸気は何れも、トラップ３
２の球状体２８の中の電解質３４中のＮａＣｌと反応し
、ＮａＣｌ４を生成するだろう。電解質に含まれる水分
と電解質が反応することによって生じる前記気体中に存
在するＨＣｌは何れも、アルミニウム金属と反応してＡ
ｌＣｌ３を（電池環境内では不活性であるＨ２気体と共
に）生成し、その後、このＡｌＣｌ３はＮａＡｌＣｌ４
材料３４中のＮａＣｌと反応するだろう。従って、蒸気
トラップ３２を出て蒸気トラップ２６の方向に向かうア
ルゴンは、非常に少量のＡｌＣｌ３しか含まず、ＨＣｌ
を全く含まないだろう。この気体中のＡｌＣｌ３及び／
又はＮａＡｌＣｌ４は何れも、トラップ２６の球状体２
８内のナトリウム３０と反応して、ＮａＣｌとアルミニ
ウム金属とを生成するだろう。当然のことながら、気体
空間２２からトラップ３２の中に入るＮａＡｌＣ１４は
何れも、トラップ３２の球状体２８内のＮａＡｌＣｌ４
中で単に凝縮するだけだろう。電池が充電されている時
には、気体は反対方向に空間２０から空間２２の中へ移
動するだろう。蒸気トラップ２６から蒸気トラップ３２
の中へ流れる気体中のナトリウムは何れも、蒸気トラッ
プ３２内のＮａＡｌＣｌ４と反応して、ＮａＣｌとアル
ミニウム金属とを生成するだろう。従って、ナトリウム
蒸気は気体空間２２の中には入れず、ＡｌＣｌ３とＨＣ
ｌは気体空間２０の中には入れないということが理解さ
れるだろう。蒸気トラップ２６の球状体２８内のナトリ
ウム３０の体積と、蒸気トラップ３２の球状体２８内の
ＮａＡｌＣｌ４とＮａＣｌとアルミニウム金属との量は
、その電池の所期の使用寿命又は設計寿命の間にパイプ
２４に沿って流れると推測される全てのナトリウム蒸気
とＡｌＣｌ３蒸気とＨＣｌ蒸気とを閉じ込め及び捕捉す
るのに十分な量であるように選択される。当然のことな
がら、必要に応じて、これらの蒸気トラップ内の液体の
蒸気圧を更に低下させるために、これらの蒸気トラップ
を電解質の温度よりも低い温度に保つことが可能である
。さて、図２では、特に明示のない限り、図１と同一の
部品には図１と同一の照合番号を与える。図２の場合に
は、外側ハウジング１０は、例えば軟鋼で作られた適当
な金属缶の形である。セパレーター１４は、ハウジング
１２内に配置された、１つの平たい形状の、横方向に圧
縮されたβ″−アルミナエンベロープの形である。

エンベロープ１４は、β″−アルミナリザーバー４４の
形状をした上方向の延長部分を有し、エンベロープ１４
はネック４６を介してβ″−アルミナリザーバー４４に
接続される。エンベロープ１４は、リザーバー４４と同
様に、ナトリウムアノード材料１６を収容し、電池の完
全充電状態におけるナトリウム１６の液面の高さ３６と
リザーバー４４とを、液体電解質の液面３８と共に示す
。エンベロープ１４の内部がアノード室を形成し、この
アノード室全体がハウジング１０内に配置され、エンベ
ロープ１４とリザーバー４４との外側に位置するハウジ
ング１０の内部が、カソード室を形成することが、図２
から理解されるだろう。カソード１８のマトリックスは
、平板形の２つの部分４８に分けられ、エンベロープ１
４を挟んで互いに反対側に一定の距離を置いて対向して
配置され且つカソード１８の電解質４９の中に沈められ
る。これらのマトリックス部分４８は、（図示されてい
ない）適当なカソード電流集電器に再び接続され、また
、アノードのための電流集電器５０が、図示のように、
ハウジング１２からリザーバー４４の頂部を通ってその
リザーバー内のナトリウム１６の中に下向きに入り込む
。この点に関して、前記ハウジングは２つの部分に分け
られ、一方の上部部分は電流集電器５０を経由してナト
リウム１６と電気的に接触しており、他方の下部部分は
カソード電流集電器と電気的に接触していることが理解
される。これらの２つの部分は、円周状に延びる１つの
絶縁シール５２によって区分され、このシール５２は、
電池１０が完全放電状態である時にカソード室内の電解
質が占める液面の上方に配置される。従って、前記ハウ
ジング上部部分は、電池のアノード端子として働くこと
が可能であり、一方、前記ハウジング下部部分は、カソ
ード端子として働くことが可能である。リザーバー４４
の上部壁又は天井内に且つアノード電流集電器５０の周
囲に、同心の開口５４を示す。この開口５４は気体空間
２０と気体空間２２との間を連絡する。充電と放電との
間に、電解質の液面（図２の３８）は、シール５２の下
方に及びマトリックス部分４８の上方に、カソード室内
を上下に移動し、ナトリウムの液面（図２の３６）はリ
ザーバー４４内を上下に移動する。長期の使用期間に亙
って、少量のナトリウム蒸気が開口５４を経由して気体
空間２０から気体空間２２へと移動し、気体空間２２内
でＮａＡｌＣｌ４蒸気と反応してＮａＣｌとＡｌとを生
成し、これらのＮａＣｌとＡｌが電解質の中に沈下し、
引き続く充電の間にＮａＡｌＣｌ４を生成して電解質内
で消費され、こうして生成されたＮａＡｌＣｌ４が電解
質を補充し、アノード室内に入るナトリウムがアノード
室内のナトリウムを補充すると予測される。同様に、少
量のＮａＡｌＣｌ４蒸気が開口５４を経由して気体空間
２２から気体空間２０へと移動し、気体空間２０内でナ
トリウム１６から生じるナトリウム蒸気と反応してＮａ
ＣｌとＡｌとを生成し、これらのＮａＣｌとＡｌは、そ
の電池の通常の使用寿命に亙って通常の電池の働きに全
く悪影響を与えずに、リザーバー４４内のナトリウム１
６の表面の上に１つの皮又は層３６を形成することが可
能である。その電池が幾分か過充電される場合にさえ、
また、気体空間２０、２２がＡｌＣｌ３蒸気を含む場合
にも、このＡｌＣｌ３は同様にナトリウム蒸気と反応し
て更にＮａＣｌとＡｌとを生成することが可能であり、
ＮａＡｌＣｌ４と水分との反応によって生成されるＨＣ
ｌは、例えば気体空間２２内のカソードの上方に、ＨＣ
ｌの捕捉に適したＡｌ、Ｚｎ、又は他の適当な遷移金属
の微粉砕粉末のような適当なＨＣｌゲッターを備えるこ
とによって、捕捉することが可能である。このゲッター
は、気体空間２２内の何れのＡｌＣｌ３蒸気とも反応し
て、気体空間２２からＡｌＣｌ３蒸気を取り除くことが
可能である。過度の過充電又は連続的な過充電の場合に
は、ナトリウム１６の液面は、単にリザーバー４４内で
上昇し、開口５４を通ってオバーフローするにすぎす、
このオーバーフローの後に、ナトリウムはカソード室内
の電解質の上に落下し、この電解質と化学的に反応して
ＮａＣｌとＡｌとを生成する。その後で、連続的な過充
電は、このＮａＣｌとＡｌの電気化学的反応を引き起し
、更にＮａＡｌＣｌ４とナトリウムを生成し、このナト
リウムはエンベロープ１４の壁を通過してエンベロープ
の内部に入り込む。従って、連続的な過充電は、熱の浪
費を引き起すと共に、連続的なオーバーフローと上記の
化学反応及び電気化学的反応とを伴う、エンベロープ１
４とリザーバー４４とを通過するナトリウムの上向きの
循環を引き起こすにすぎない。実際には、ナトリウム１
６が、完全充電状態においてリザーバー４４をほぼ完全
に満たすように選択することが可能であり、また、前記
皮３６が障害となる場合には、電池をゆっくりと過充電
することによって、ナトリウムのオーバーフローを利用
して、前記皮を、カソード室の中に迅速に押し流し、後
続の電池充電の間に消費することが可能である。図３に
は、本発明の実施可能性を試験するために本出願人が使
用した１つの試験用電池を示す。この図でも、特別に明
示しない限り、図１と図２の部品と同一である図３の部
品は、同一の照合番号で示す。図３の電池１０は、円筒
形タイプであり、そのハウジング１２は１つの円筒形の
軟鋼の缶であり、このハウジングは、このハウジングの
中に同心状に配置され且つその下端部が閉じられた、１
つの円筒形のβ”−アルミナの管セパレーター１４を有
する。１つの環状マトリックス４８を有しまた電解質４
９内に沈められたカソード１８が、管１４内に、前記電
解質を十分に含んだ炭素フェルトの床５６の上に配置さ
れる。ナトリウムアノード１６は缶１２内の管１４の外
側にあり、１つのアルミニウム芯スリーブ５０が管１４
の周囲に同心状に取り付けられ、このスリーブ５０は、
缶１２の底の上方に一定の距離だけ離れた下端部を有す
る。このスリーブ５０の下端部はスチールワイヤウール
５８で充填され、管１４をこのウールの上に載せる。ナ
トリウム芯を形成する炭素球６０が管１４とスリーブ５
０との間の環状間隙を満たし、ナトリウム１６が、炭素
球６０の間を満たして、スリーブ５０と缶１２との間の
環状間隙を高さ３６まで満たす。缶１２の頂部は、従来
形の圧縮シール６２によって密封され、缶１２はアノー
ド端子ポスト６６を備えた蓋６４を有し、アルミニウム
棒６８の形のカソード電流集電器が、シール６２から缶
１２の中へ同心状に下向きに突き出し、カソード１８の
マトリックス４８の中央通路の中に延びる。棒６８は、
シール６２内では蓋６４と缶１２とから絶縁されており
、及び、その棒６８の上端部に接続された端子ポスト７
０を有する。図３の電池に特有な特徴の１つは、棒６８
の周囲の管１４の開いた上端部を密封するセラミック（
α−アルミナ）繊維の形の多孔性材料のフィルター層７
２が備えられていることと、別の類似の層７４が管２４
の頂部と缶１２との間の環状間隙を密封するということ
である。この層７４は、缶１２の壁から同心状に管１４
を引き離す１つのカラー形のスペーサー７６によって支
持され、一方、層７２は、棒６８と管１４との間を仮り
留めする（密封固定しない）２つの薄いニッケル座金７
８によって所定の位置に保持される。本出願人が試験し
た図３に示されるタイプの試験用電池では、管１４は約
１６０ｍｍの長さと３０ｍｍの内径とを有した。マトリ
ックス４８内に７０．０３９ｇのニッケルを含み、且つ
、放電状態において、８５．９ｇの熔融ＮａＡｌＣｌ４
とマトリックス４８内に分散された４５．８５７ｇのＮ
ａＣｌとを含むカソードを使用した。

カソード１８は充電状態において１００ｍｍの高さを有
し、２１．０１Ａｈの容量を有した。充電状態において
は、ナトリウム１６が、管１４の頂部から２０ｍｍの範
囲内まで、管１４の外側の缶１２を満たした（３６に示
される）。この電池は２５０℃の温度で１４０日間に亙
って運転され、その期間中にこの電池は１７２回の充電
／放電サイクルを受けた。この期間の間に、この電池は
、管１４のセパレーター面積に関して３．５８ｍΩ／ｃ
ｍ２に対応する、安定した４０ｍΩの内部抵抗を示した
。更に、充電と放電との間の電池容量は、試験期間全体
を通じて実質的に一定不変のままであった。気体空間２
０に暴露されるアノード室３６内の液体表面の面積と気
体空間２２に暴露されるカソード室３８内の液体表面の
面積とを減少させるために、アノード室内の液体表面と
カソード室内の液体表面との上に浮かぶ化学的に不活性
な粒子の薄層を、任意的に備えることが可能である。

本発明に特有な利点の１つは、気体空間２０内の圧力が
気体空間２２内の圧力と常に同一であるということであ
る。これは、セパレーター１４に、このセパレーターを
挟んで生じる気体の圧力差のために機械的応力が付加さ
れるということが全くないということを意味する。電池
の内部抵抗と電池の大きさを減少させる目的で薄いセパ
レーター１４が使用される場合には、こうしたセパレー
ターが脆いことがあり得るので、このことは重要である
と言える。本発明の更に別の利点は、気体空間２０と２
２とを相互接続することによって、気体空間２０の大き
さの増加を伴うアノード室内の液体の液面の低下が、そ
れに対応したカソード室内の液体の液面の上昇と気体空
間２２の大きさの減少とを、少なくとも部分的に補償す
ることが可能であり、またその逆も可能であるというこ
とである。充電時と放電時に電池内容物の体積と密度が
変化することから、必然的にハウジング１２内の内部圧
力の変化が生じ得るが、上記のことは、ハウジング１２
の内側の平均気体圧力が電池運転中に大気圧に可能な限
り接近した状態に保たれるということを意味する。添付
図面の図２を特に参照すると、エンベロープ１４又はリ
ザーバー４４の壁を挟んで生じる気体圧力の低下が全く
ないということは、これらの壁に与えられる機械的応力
が最小限度となるため、β″−アルミナの人工物の形状
として薄くて安価な材料が、エンベロープ１４又はリザ
ーバー４４のために使用可能であることを意味する。こ
の薄さは、特にエンベロープ１４に関しては、エンベロ
ープの壁が比較的良好なイオン伝導度を与えるというこ
とを意味する。当然のことながら、図２の実施例が、別
の方法では惨事を招く恐れもあり得る連続的な過充電を
許容可能であることは、本発明の更に別の重要な利点の
１つである。同様の考察が図３の電池にも行われ、図３
の電池の試験は、本発明が長期間の運転に亙って実行可
能であることを示した。アノード蒸気と電解質蒸気との
間の何らかの反応は、電池の内部抵抗の増大を引き起こ
す可能性があるが、この試験では、電池の内部抵抗の検
知可能な増加が生じた様子は見い出されず、また、電池
容量が一定であることは、電池の内部短絡が全く発生し
ていないことを示した。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による１つの再充電可能な高温電気化学
電力貯蔵電池の概略的な断面の側部立面図である。

【図２】本発明による別の再充電可能な高温電気化学電
力貯蔵電池の概略的な断面の側部立面図である。

【図３】本発明による更に別の再充電可能な高温電気化
学電力貯蔵電池の概略的な断面の側部立面図である。

【符号の説明】

１０　　電池 １２　　ハウジング １４　　セパレーター １６　　アノード １８　　カソード ２０、２２　　気体空間 ２４　　パイプ ２６、３２　　蒸気トラップ ２８　　球状体 ３０　　熔融ナトリウム

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　電気化学的に活性なアノード材料の導
   体である１つのセパレーターによって区分された、アノ
   ードとカソードとを含む、高温電気化学的電力貯蔵電池
   であって、前記アノードと前記カソードとが、アノード
   を収容する１つのアノード室とカソードを収容する１つ
   のカソード室とに前記セパレーターによって区分される
   １つの電池ハウジングの中に配置され、前記アノードが
   電池の使用温度において熔融液体であり、前記カソード
   室が電池の使用温度において液体を収容し、前記アノー
   ド室と前記カソード室の各々が、各室内の液体の上方に
   、不活性気体と各室内の液体から生じる蒸気とによって
   占められる気体空間を有し、電池の使用温度において前
   記不活性気体が各々の前記気体空間内に少なくとも１０
   ｋＰａの分圧を有し、前記各々の室はその各室が相互に
   連絡していること以外には密閉されており、前記電池が
   直立の使用形態にあり、且つこの形態において前記室間
   の連絡が、電池のあらゆる充電状態において前記各室中
   の液体の高さより上のレベルにあることを特徴とする電
   池。
2. 【請求項２】　　前記室間の連絡が、各室を相互に連結
   する通路によってなされ、前記電池が、前記液体から生
   じる少なくとも１つの蒸気を前記通路に沿って流れる不
   活性気体から抜き取るための、少なくとも１つの蒸気ト
   ラップを前記通路内に有する請求項１に記載の電池。
3. 【請求項３】　　前記電池が、２つの前記蒸気トラップ
   を、即ち、前記アノード室内の液体から生じる蒸気を前
   記不活性気体から抜き取るための１つのアノード蒸気ト
   ラップと、前記カソード室内の液体から生じる蒸気を前
   記不活性気体から抜き取るための１つのカソード蒸気ト
   ラップとを、前記通路内に含む請求項２に記載の電池。
4. 【請求項４】　　前記アノード蒸気トラップが、熔融ア
   ノード材料を含み、且つ、前記アノードと前記カソード
   蒸気トラップとの間に配置され、一方、前記カソード蒸
   気トラップが、前記カソード室内を占める液体と同一の
   液体を含み、且つ、前記カソードと前記アノード蒸気ト
   ラップとの間に配置される請求項３に記載の電池。
5. 【請求項５】　　前記セパレーターが、その内部に前記
   活性アノード材料を保持する、前記アノード材料のため
   のホルダーの形であり、このホルダーが前記カソード室
   の内部に配置され、前記カソード室が電池ハウジングを
   与える請求項１に記載の電池。
6. 【請求項６】　　前記ホルダーが、その縁部が互いに接
   合され及び一定のスペースをもって配置された１対の主
   要面を有する、横方向に圧縮されたエンベロープの形状
   であり、このエンベロープは、前記アノード材料のため
   の１つのリザーバーと連絡しており、前記リザーバーは
   前記ホルダーの一部を形成し且つ前記電池の使用形態に
   おいては前記エンベロープの上方に配置され、さらに、
   前記カソードが、前記エンベロープを挟んで相対する側
   に配置された２つの部分からなる請求項５に記載の電池
   。
7. 【請求項７】　　前記電池使用温度において、電池の完
   全充電状態と完全放電状態との中間の充電状態では、前
   記各室の全圧が大気圧に等しいように、及び、前記中間
   充電状態と前記完全充電状態との間の前記全圧の変化の
   大きさと、前記中間充電状態と前記完全放電状態との間
   の前記全圧の変化の大きさとが、同一であるように、前
   記気体空間内の前記不活性気体の分圧が選択される請求
   項１から６のいずれか一項に記載の電池。
8. 【請求項８】　　前記アノードが熔融アルカリ金属であ
   り、前記セパレーターがアノードのアルカリ金属のイオ
   ンの固体電解質伝導体であり、前記カソード室内の液体
   が、熔融塩電解質と熔融塩カソード液から成るグループ
   から選択される請求項１から７のいずれか一項に記載の
   電池。
9. 【請求項９】　　前記熔融アルカリ金属アノードがナト
   リウムであり、前記固体電解質がナトリウムイオンの伝
   導体であり、前記カソード室液体が金属ハロゲン化物電
   解質であり、前記カソードが前記液体電解質と接触した
   固体状の活性カソード物質を含む請求項８に記載の電池
   。
10. 【請求項１０】　　前記固体電解質がβ”−アルミナで
    あり、前記液体電解質が、前記電池の何れの充電状態に
    おいてもＡｌ：Ｎａの原子比が１：１を越えないハロゲ
    ン化アルミニウムナトリウム熔融塩電解質であり、且つ
    前記活性カソード物質が、ＦｅＣｌ２、ＮｉＣｌ２、Ｃ
    ｒＣｌ２、ＣｏＣｌ２、ＭｎＣｌ２、ＣｕＣｌ２及びこ
    れらの２つ以上を含む混合物から成るグループの中の１
    つであって、前記熔融塩電解質で含浸された電気伝導性
    の電解質透過性マトリックスの中に分散されており、前
    記気体空間内の不活性気体がアルゴンである請求項９に
    記載の電池。
11. 【請求項１１】　　前記電池が、その電池環境内で化学
    的に不活性であり且つ前記各室の内の液体の少なくとも
    一方の上に浮遊する１つの粒子層を備え；前記粒子層が
    、その室の中で気体空間に暴露される液体の表面積を減
    少させ、それによって、その室の中の液体と、他の室中
    の液体から生じて前記粒子層を有する室の気体空間に入
    り込む蒸気との間の接触を減少させるように機能する請
    求項１から１０のいずれか一項に記載の電池。
12. 【請求項１２】　　前記電池が、前記電池のあらゆる充
    電状態における当該室内の液体の高さを上回る高さに、
    少なくとも１つの室を越えて延びる多孔性材料のフィル
    タ層を含み、このフィルタ層が、各々の室間の連絡が前
    記フィルタ層の上方に位置するように配置される請求項
    １から１１のいずれか一項に記載の電池。