JPH04253168A - ナトリウム−硫黄電池 - Google Patents
ナトリウム−硫黄電池Info
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- JPH04253168A JPH04253168A JP3029576A JP2957691A JPH04253168A JP H04253168 A JPH04253168 A JP H04253168A JP 3029576 A JP3029576 A JP 3029576A JP 2957691 A JP2957691 A JP 2957691A JP H04253168 A JPH04253168 A JP H04253168A
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- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims abstract description 42
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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
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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電池の作動中において
必要以上に高温にさらされたり短絡等の事故により大電
流が流れて単電池自体が発熱した場合に、負極活物質で
ある金属ナトリウムが流出することを止めて事故の拡大
化を防止することができる安全性に優れたナトリウム−
硫黄電池に関するものである。
必要以上に高温にさらされたり短絡等の事故により大電
流が流れて単電池自体が発熱した場合に、負極活物質で
ある金属ナトリウムが流出することを止めて事故の拡大
化を防止することができる安全性に優れたナトリウム−
硫黄電池に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ナトリウム−硫黄電池は陽極活物質とし
て溶融硫黄または多硫化ナトリウムを、また、陰極活物
質として金属ナトリウムを用い、大型の収納容器内に多
数個配列して据置型高温電池装置とし、３００〜３５０
℃の高温度で運転されるものである。この種ナトリウム
−硫黄電池として本出願人は先に、陽極室と陰極室とを
区画する有底袋管状の固体電解質管内に金属ナトリウム
を収容する金属製のナトリウム貯蔵容器を設けたものを
発明し、特願昭６３−２６４９９２号、同６３−２６４
９９３号等として出願している。
て溶融硫黄または多硫化ナトリウムを、また、陰極活物
質として金属ナトリウムを用い、大型の収納容器内に多
数個配列して据置型高温電池装置とし、３００〜３５０
℃の高温度で運転されるものである。この種ナトリウム
−硫黄電池として本出願人は先に、陽極室と陰極室とを
区画する有底袋管状の固体電解質管内に金属ナトリウム
を収容する金属製のナトリウム貯蔵容器を設けたものを
発明し、特願昭６３−２６４９９２号、同６３−２６４
９９３号等として出願している。
【０００３】ところが、前述のナトリウム−硫黄電池に
おいては高温電池装置の作動中に特定の単電池が必要以
上に高温にさらされたり短絡等の事故により大電流が流
れるとジュール熱によって単電池自体が発熱し、この結
果、固体電解質管が破壊されて活物質が直接化学反応し
異常加熱して単電池を破壊したうえ、この単電池を含む
高温電池装置全体あるいは周辺の高温電池装置をも巻き
込んだ大規模な破損事故等を発生させるおそれがあった
。
おいては高温電池装置の作動中に特定の単電池が必要以
上に高温にさらされたり短絡等の事故により大電流が流
れるとジュール熱によって単電池自体が発熱し、この結
果、固体電解質管が破壊されて活物質が直接化学反応し
異常加熱して単電池を破壊したうえ、この単電池を含む
高温電池装置全体あるいは周辺の高温電池装置をも巻き
込んだ大規模な破損事故等を発生させるおそれがあった
。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような従
来の問題点を解決して、いずれかのナトリウム−硫黄単
電池が短絡事故等により異常に発熱した場合にも、初期
段階において事故の発生した単電池における金属ナトリ
ウムの流出を停止させて固体電解質管の破壊を防止し、
事故の拡大化を防止することにより大規模な事故の発生
を未然に防ぐことができる安全性に優れたナトリウム−
硫黄電池を提供することを目的として完成されたもので
ある。
来の問題点を解決して、いずれかのナトリウム−硫黄単
電池が短絡事故等により異常に発熱した場合にも、初期
段階において事故の発生した単電池における金属ナトリ
ウムの流出を停止させて固体電解質管の破壊を防止し、
事故の拡大化を防止することにより大規模な事故の発生
を未然に防ぐことができる安全性に優れたナトリウム−
硫黄電池を提供することを目的として完成されたもので
ある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めになされた本発明のナトリウム−硫黄電池は、陽極室
と陰極室とを区画する有底袋管状の固体電解質管内に金
属製のナトリウム貯蔵容器を設けたナトリウム−硫黄電
池において、前記ナトリウム貯蔵容器の排出通路に事故
発生時の昇温により熱変形して前記の排出通路を閉鎖す
る通路閉鎖機構を設けたことを特徴とするものである。
めになされた本発明のナトリウム−硫黄電池は、陽極室
と陰極室とを区画する有底袋管状の固体電解質管内に金
属製のナトリウム貯蔵容器を設けたナトリウム−硫黄電
池において、前記ナトリウム貯蔵容器の排出通路に事故
発生時の昇温により熱変形して前記の排出通路を閉鎖す
る通路閉鎖機構を設けたことを特徴とするものである。
【０００６】
【実施例】以下に本発明を図示の実施例について詳細に
説明する。図中、１はナトリウム−硫黄電池の容器本体
、２は陽極室３と陰極室４とを区画するセラミックス製
有底袋状の固体電解質管であり、前記陽極室３内には活
物質としての溶融硫黄または多硫化ナトリウムが収容さ
れ、一方、陰極室４内には金属製のナトリウム貯蔵容器
５により活物質としての金属ナトリウムが収容されてい
る。また、前記容器本体１の上部には金属製の蓋体６が
被装されているとともに、陽極室３と陰極室４との間に
は電気的絶縁を図るようセラミックス製の絶縁リング７
が装着されている。
説明する。図中、１はナトリウム−硫黄電池の容器本体
、２は陽極室３と陰極室４とを区画するセラミックス製
有底袋状の固体電解質管であり、前記陽極室３内には活
物質としての溶融硫黄または多硫化ナトリウムが収容さ
れ、一方、陰極室４内には金属製のナトリウム貯蔵容器
５により活物質としての金属ナトリウムが収容されてい
る。また、前記容器本体１の上部には金属製の蓋体６が
被装されているとともに、陽極室３と陰極室４との間に
は電気的絶縁を図るようセラミックス製の絶縁リング７
が装着されている。
【０００７】ナトリウム貯蔵容器５は金属ナトリウムに
対する耐蝕性に優れたアルミニウム、銅、ニッケル、ス
テンレスあるいはそれらの合金からなるとともに、融点
が５００℃以上でかつ４００℃前後における熱膨張率が
比較的大きい金属よりなるものとし、また、上部には収
納した金属ナトリウムを少量ずつ加圧流出させるための
加圧室８が設けられているとともに、流出した金属ナト
リウムを固体電解質管２の内表面へ供給するための排出
通路９および該排出通路９を閉鎖するための通路閉鎖機
構が設けられている。
対する耐蝕性に優れたアルミニウム、銅、ニッケル、ス
テンレスあるいはそれらの合金からなるとともに、融点
が５００℃以上でかつ４００℃前後における熱膨張率が
比較的大きい金属よりなるものとし、また、上部には収
納した金属ナトリウムを少量ずつ加圧流出させるための
加圧室８が設けられているとともに、流出した金属ナト
リウムを固体電解質管２の内表面へ供給するための排出
通路９および該排出通路９を閉鎖するための通路閉鎖機
構が設けられている。
【０００８】通路閉鎖機構としては、図１に示す第１の
実施例のように、サイホン式吸い上げ管を兼ねた排出通
路９の上端にある金属ナトリウムの吐出口１０に、蓋体
６に突設した閉塞部１１を臨ませたものとして、事故発
生により大電流が流れて温度が異常昇温した場合にナト
リウム貯蔵容器５自身の熱膨張により前記排出通路９の
吐出口１０が閉塞部１１で密封されるよう構成したもの
とする外、図２に示される第２の実施例のように、ナト
リウム貯蔵容器５の底部に設けた吐出口１０がナトリウ
ム貯蔵容器５自身の熱膨張により固体電解質管２に突設
した閉塞部１１により閉鎖されるようにしたものであっ
てもよいし、また、図３に示す第３の実施例のように、
ナトリウム貯蔵容器５を二重構造としたうえで外側のナ
トリウム貯蔵容器５ａの上端部に蓋体６から垂設された
閉塞部１１を臨ませて、両者の間に形成されたスリット
状の吐出口１０が外側のナトリウム貯蔵容器５ａの熱膨
張に応じて閉鎖されるようにしたものであってもよい。
実施例のように、サイホン式吸い上げ管を兼ねた排出通
路９の上端にある金属ナトリウムの吐出口１０に、蓋体
６に突設した閉塞部１１を臨ませたものとして、事故発
生により大電流が流れて温度が異常昇温した場合にナト
リウム貯蔵容器５自身の熱膨張により前記排出通路９の
吐出口１０が閉塞部１１で密封されるよう構成したもの
とする外、図２に示される第２の実施例のように、ナト
リウム貯蔵容器５の底部に設けた吐出口１０がナトリウ
ム貯蔵容器５自身の熱膨張により固体電解質管２に突設
した閉塞部１１により閉鎖されるようにしたものであっ
てもよいし、また、図３に示す第３の実施例のように、
ナトリウム貯蔵容器５を二重構造としたうえで外側のナ
トリウム貯蔵容器５ａの上端部に蓋体６から垂設された
閉塞部１１を臨ませて、両者の間に形成されたスリット
状の吐出口１０が外側のナトリウム貯蔵容器５ａの熱膨
張に応じて閉鎖されるようにしたものであってもよい。
【０００９】さらに、通路閉鎖機構としては図４および
図５、図６に示す第４および第５の実施例のように、ナ
トリウム貯蔵容器５自身の熱膨張ではなく、事故発生時
の昇温により熱変形する形状記憶合金あるいはバイメタ
ル等からなる封止体１２を排出通路９の所要箇所に設け
た金属ナトリウムの吐出孔１０に臨ませて、このナトリ
ウム貯蔵容器とは別の封止体１２の熱変形により排出通
路９を閉鎖するようにしてもよい。
図５、図６に示す第４および第５の実施例のように、ナ
トリウム貯蔵容器５自身の熱膨張ではなく、事故発生時
の昇温により熱変形する形状記憶合金あるいはバイメタ
ル等からなる封止体１２を排出通路９の所要箇所に設け
た金属ナトリウムの吐出孔１０に臨ませて、このナトリ
ウム貯蔵容器とは別の封止体１２の熱変形により排出通
路９を閉鎖するようにしてもよい。
【００１０】
【作用】このように構成されたものにおいては、通常運
転時には加圧室８内のガス体の加圧力によってナトリウ
ム貯蔵容器５より金属ナトリウムが吐出口１０および排
出通路９を経て適量ずつ固体電解質管２の内表面に供給
され充放電が適正に行なわれることとなる。そして、万
が一短絡等の事故が発生して大電流が流れ電池内部の温
度が通常運転時よりも高くなった場合には、通路閉鎖機
構の作動によりナトリウム貯蔵容器５からの金属ナトリ
ウムの流出を停止させてそれ以上の電流の流れを遮断し
ジュール熱による発熱を抑制して、事故の拡大化を防止
するものである。
転時には加圧室８内のガス体の加圧力によってナトリウ
ム貯蔵容器５より金属ナトリウムが吐出口１０および排
出通路９を経て適量ずつ固体電解質管２の内表面に供給
され充放電が適正に行なわれることとなる。そして、万
が一短絡等の事故が発生して大電流が流れ電池内部の温
度が通常運転時よりも高くなった場合には、通路閉鎖機
構の作動によりナトリウム貯蔵容器５からの金属ナトリ
ウムの流出を停止させてそれ以上の電流の流れを遮断し
ジュール熱による発熱を抑制して、事故の拡大化を防止
するものである。
【００１１】すなわち、図１〜図３に示されたものにお
いては事故発生時のジュール熱による昇温によりナトリ
ウム貯蔵容器５自身が熱膨張して吐出孔１０が閉塞部１
１により密閉され、この結果、排出通路９が閉鎖されて
以後の金属ナトリウムの流出が確実に停止されて発熱が
抑制され、固体電解質管２の破壊が防止されるとともに
陽極活物質である硫黄との直接化学反応を防止して単電
池の破壊を防止して事故の拡大化を防止し、安全性を確
保する。また、図４〜図６に示されたものにおいてはナ
トリウム貯蔵容器５とは別に設けられた昇温により熱変
形する形状記憶合金等からなる封止体１２により吐出孔
１０を閉鎖することにより閉塞部１１を密閉し同様の作
用効果を奏することとなる。
いては事故発生時のジュール熱による昇温によりナトリ
ウム貯蔵容器５自身が熱膨張して吐出孔１０が閉塞部１
１により密閉され、この結果、排出通路９が閉鎖されて
以後の金属ナトリウムの流出が確実に停止されて発熱が
抑制され、固体電解質管２の破壊が防止されるとともに
陽極活物質である硫黄との直接化学反応を防止して単電
池の破壊を防止して事故の拡大化を防止し、安全性を確
保する。また、図４〜図６に示されたものにおいてはナ
トリウム貯蔵容器５とは別に設けられた昇温により熱変
形する形状記憶合金等からなる封止体１２により吐出孔
１０を閉鎖することにより閉塞部１１を密閉し同様の作
用効果を奏することとなる。
【００１２】このようにしていずれかの単電池が何らか
の理由で異常昇温した場合であっても、初期段階におい
て金属ナトリウムの流出を確実に停止させると同時にナ
トリウム貯蔵容器５内に金属ナトリウムを完全に封じ込
めることにより、それ以上の発熱を抑制して単電池の破
壊を未然に防ぎ、他の正常なナトリウム−硫黄単電池へ
の事故の拡大化を防止して優れた安全性を発揮すること
となる。なお、万が一初期段階における昇温で固体電解
質管２が破壊した場合であっても、金属ナトリウムを封
じ込めてあるので硫黄との直接化学反応も最小限に留め
られることとなり、昇温を抑制することにより単電池の
破壊を防止して事故の拡大化を防止し、安全性を確保す
ることとなる。
の理由で異常昇温した場合であっても、初期段階におい
て金属ナトリウムの流出を確実に停止させると同時にナ
トリウム貯蔵容器５内に金属ナトリウムを完全に封じ込
めることにより、それ以上の発熱を抑制して単電池の破
壊を未然に防ぎ、他の正常なナトリウム−硫黄単電池へ
の事故の拡大化を防止して優れた安全性を発揮すること
となる。なお、万が一初期段階における昇温で固体電解
質管２が破壊した場合であっても、金属ナトリウムを封
じ込めてあるので硫黄との直接化学反応も最小限に留め
られることとなり、昇温を抑制することにより単電池の
破壊を防止して事故の拡大化を防止し、安全性を確保す
ることとなる。
【００１３】
【発明の効果】本発明は以上の説明からも明らかなよう
に、いずれかのナトリウム−硫黄単電池が事故等により
異常昇温した場合にも、初期段階において事故の発生し
た単電池における金属ナトリウムの流出を停止させて固
体電解質管の破壊を防止し、単電池の破壊を防いで事故
の拡大化を防止することにより大規模な事故の発生を未
然に防ぐことができるものである。よって、本発明は従
来の問題点を一掃したナトリウム−硫黄電池として、産
業の発展に寄与するところは極めて大である。
に、いずれかのナトリウム−硫黄単電池が事故等により
異常昇温した場合にも、初期段階において事故の発生し
た単電池における金属ナトリウムの流出を停止させて固
体電解質管の破壊を防止し、単電池の破壊を防いで事故
の拡大化を防止することにより大規模な事故の発生を未
然に防ぐことができるものである。よって、本発明は従
来の問題点を一掃したナトリウム−硫黄電池として、産
業の発展に寄与するところは極めて大である。
【００１４】
【図１】本発明の第１の実施例を示す縦断正面図である
。
。
【図２】本発明の第２の実施例を示す縦断正面図である
。
。
【図３】本発明の第３の実施例を示す縦断正面図である
。
。
【図４】本発明の第４の実施例を示す縦断正面図である
。
。
【図５】本発明の第５の実施例を示す縦断正面図である
。
。
【図６】図５におけるＡ−Ａ断面図である。
２ 固体電解質管
３ 陽極室
４ 陰極室
５ ナトリウム貯蔵容器
９ 排出通路
１２ 封止体
Claims (3)
- 【請求項１】 陽極室と陰極室とを区画する有底袋管
状の固体電解質管内に金属製のナトリウム貯蔵容器を設
けたナトリウム−硫黄電池において、前記ナトリウム貯
蔵容器の排出通路に事故発生時の昇温により熱変形して
前記の排出通路を閉鎖する通路閉鎖機構を設けたことを
特徴とするナトリウム−硫黄電池。 - 【請求項２】 通路閉鎖機構がナトリウム貯蔵容器自
身の熱膨張により排出通路を閉鎖するものである請求項
１記載のナトリウム−硫黄電池。 - 【請求項３】 通路閉鎖機構がナトリウム貯蔵容器と
は別の封止体の熱変形により排出通路を閉鎖するもので
ある請求項１記載のナトリウム−硫黄電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3029576A JP2522862B2 (ja) | 1991-01-29 | 1991-01-29 | ナトリウム−硫黄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3029576A JP2522862B2 (ja) | 1991-01-29 | 1991-01-29 | ナトリウム−硫黄電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04253168A true JPH04253168A (ja) | 1992-09-08 |
| JP2522862B2 JP2522862B2 (ja) | 1996-08-07 |
Family
ID=12279933
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3029576A Expired - Fee Related JP2522862B2 (ja) | 1991-01-29 | 1991-01-29 | ナトリウム−硫黄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2522862B2 (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54143825A (en) * | 1978-04-29 | 1979-11-09 | Bbc Brown Boveri & Cie | Storage battery |
| JPS5923475A (ja) * | 1982-07-10 | 1984-02-06 | ブラウン・ボバリ・ウント・シ−・アクチエンゲゼルシヤフト | 化学電池 |
-
1991
- 1991-01-29 JP JP3029576A patent/JP2522862B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54143825A (en) * | 1978-04-29 | 1979-11-09 | Bbc Brown Boveri & Cie | Storage battery |
| JPS5923475A (ja) * | 1982-07-10 | 1984-02-06 | ブラウン・ボバリ・ウント・シ−・アクチエンゲゼルシヤフト | 化学電池 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2522862B2 (ja) | 1996-08-07 |
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