JPH0428170A - ナトリウム―硫黄電池の製造方法 - Google Patents
ナトリウム―硫黄電池の製造方法Info
- Publication number
- JPH0428170A JPH0428170A JP2131991A JP13199190A JPH0428170A JP H0428170 A JPH0428170 A JP H0428170A JP 2131991 A JP2131991 A JP 2131991A JP 13199190 A JP13199190 A JP 13199190A JP H0428170 A JPH0428170 A JP H0428170A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- active material
- solid electrolyte
- sodium
- positive pole
- tube
- 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.)
- Granted
Links
- BNOODXBBXFZASF-UHFFFAOYSA-N [Na].[S] Chemical compound [Na].[S] BNOODXBBXFZASF-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title description 10
- 239000007784 solid electrolyte Substances 0.000 claims abstract description 21
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 12
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 7
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 claims description 6
- 239000006182 cathode active material Substances 0.000 claims description 3
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 claims description 2
- 239000011149 active material Substances 0.000 abstract description 11
- 125000004434 sulfur atom Chemical group 0.000 abstract description 5
- 238000011084 recovery Methods 0.000 abstract description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 3
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 abstract description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000155 melt Substances 0.000 abstract 3
- 230000005611 electricity Effects 0.000 abstract 2
- 238000010422 painting Methods 0.000 abstract 2
- 238000007654 immersion Methods 0.000 abstract 1
- 229910001415 sodium ion Inorganic materials 0.000 description 5
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 4
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 4
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 4
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- HYHCSLBZRBJJCH-UHFFFAOYSA-N sodium polysulfide Chemical compound [Na+].S HYHCSLBZRBJJCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 2
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 description 2
- 229910000873 Beta-alumina solid electrolyte Inorganic materials 0.000 description 1
- FKNQFGJONOIPTF-UHFFFAOYSA-N Sodium cation Chemical compound [Na+] FKNQFGJONOIPTF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 description 1
- 229920001021 polysulfide Polymers 0.000 description 1
- 239000005077 polysulfide Substances 0.000 description 1
- 150000008117 polysulfides Polymers 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
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
Landscapes
- Secondary Cells (AREA)
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）
本発明はナトリウム−硫黄電池の製造方法に係り、特に
正極室の製造方法に関するものである。
正極室の製造方法に関するものである。
（従来の技術）
ナトリウム−硫黄電池は負極活物質であるナトリウムと
正極活物質である硫黄とをβ−アルミナ、β“−アルミ
ナなどのナトリウムイオン伝導性固体電解質により分離
し、３００〜３５０″Ｃの高温で作動させる密閉型高温
二次電池である。
正極活物質である硫黄とをβ−アルミナ、β“−アルミ
ナなどのナトリウムイオン伝導性固体電解質により分離
し、３００〜３５０″Ｃの高温で作動させる密閉型高温
二次電池である。
この電池においては電池放電時には負極活物質であるナ
トリウムがナトリウムイオンとなって外部回路に電子を
放出し、それと同時にナトリウムイオンが固体電解質を
通って移動して正極活物質の硫黄と反応、多硫化ナトリ
ウムが形成される。
トリウムがナトリウムイオンとなって外部回路に電子を
放出し、それと同時にナトリウムイオンが固体電解質を
通って移動して正極活物質の硫黄と反応、多硫化ナトリ
ウムが形成される。
電池充電時には放電時と逆の過程を経て正極側から電子
が放出され、外部回路により印加される電圧により固体
電解質管を通って正極側から負極側へ流入するナトリウ
ムイオンを中性化することにより、電気エネルギーが化
学エネルギーに変換される。
が放出され、外部回路により印加される電圧により固体
電解質管を通って正極側から負極側へ流入するナトリウ
ムイオンを中性化することにより、電気エネルギーが化
学エネルギーに変換される。
そこで、上記の電池放電時、または充電時に行われる電
池反応において、正極での硫黄原子あるいは多硫化ナト
リウムと外部回路との電子の交換を円滑に行うことは正
極における内部抵抗を低く抑えるために考慮すべき問題
点である。そのため、ナトリウム−硫黄電池においては
従来より、正極室に黒鉛や炭素フェルト等の硫黄や多硫
化物に対する耐腐食性が高く、かつ電子伝導性の良好な
多孔性電子伝導材を配し、これを集電体として正極活物
質との接触面積を大きくし、かつ接触抵抗を小さくする
ことで内部抵抗の低減を図っている第５図はこのナトリ
ウム−硫黄電池の従来構造を示す図で、この図において
固体電解質管（１）の内側はナトリウムの充填された負
極室（３）で、外側はグラファイトなどの多孔性電子伝
導材（５）に含浸された硫黄が充填された正極室（４）
である。固体電解質管（１）の上端にはα−アルミナ製
の絶縁体リング（２）がガラス半田により接合されて、
正極室（４）と負極室（３）との絶縁を行っている。
池反応において、正極での硫黄原子あるいは多硫化ナト
リウムと外部回路との電子の交換を円滑に行うことは正
極における内部抵抗を低く抑えるために考慮すべき問題
点である。そのため、ナトリウム−硫黄電池においては
従来より、正極室に黒鉛や炭素フェルト等の硫黄や多硫
化物に対する耐腐食性が高く、かつ電子伝導性の良好な
多孔性電子伝導材を配し、これを集電体として正極活物
質との接触面積を大きくし、かつ接触抵抗を小さくする
ことで内部抵抗の低減を図っている第５図はこのナトリ
ウム−硫黄電池の従来構造を示す図で、この図において
固体電解質管（１）の内側はナトリウムの充填された負
極室（３）で、外側はグラファイトなどの多孔性電子伝
導材（５）に含浸された硫黄が充填された正極室（４）
である。固体電解質管（１）の上端にはα−アルミナ製
の絶縁体リング（２）がガラス半田により接合されて、
正極室（４）と負極室（３）との絶縁を行っている。
（発明が解決しようとする諜Ｂ）
しかしながら、上記従来の正極室の構造では固体電解質
管（１）の表面と多孔性電子伝導材（５）とが接触して
いるため、充電時に固体電解質管（１）の表面に絶縁性
の硫黄原子が析出し、多硫化ナトリウムの硫黄モル比が
５．５以上となるまで充電を行えず、充電回復性が低下
するという問題点があった。
管（１）の表面と多孔性電子伝導材（５）とが接触して
いるため、充電時に固体電解質管（１）の表面に絶縁性
の硫黄原子が析出し、多硫化ナトリウムの硫黄モル比が
５．５以上となるまで充電を行えず、充電回復性が低下
するという問題点があった。
この問題点は多孔性電子伝導材（５）と多硫化ナトリウ
ムの濡れ性が充分に大きくない場合や、高率充放電時に
はとくに顕著であり、活物質の利用効率に制限を与える
ことになる。
ムの濡れ性が充分に大きくない場合や、高率充放電時に
はとくに顕著であり、活物質の利用効率に制限を与える
ことになる。
（課題を解決するための手段）
本発明は上記の点に鑑み、充電時における固体電解質付
近の硫黄原子の析出を抑制して正極活物質の充電回復性
を高めることのできる正極室を簡単な工程で提供するこ
とを目的としてなされた方法で、ナトリウム−硫黄電池
の固体電解質管とこの固体電解質管の外側の正極室に充
填された多孔性電子伝導材との間の高抵抗物質の粉末あ
るいは短繊維を含有する高抵抗層を、前記高抵抗物質の
粉末や短繊維を含有する溶融状態の正極活物質をあらか
じめ硫黄が含浸、固化された前記多孔性電子伝導材へ塗
布することにより、あるいは前記高抵抗物質の粉末や短
繊維を含有する溶融状態の正極活物質への前記固体電解
質管の浸漬により形成することを特徴とするものである
。
近の硫黄原子の析出を抑制して正極活物質の充電回復性
を高めることのできる正極室を簡単な工程で提供するこ
とを目的としてなされた方法で、ナトリウム−硫黄電池
の固体電解質管とこの固体電解質管の外側の正極室に充
填された多孔性電子伝導材との間の高抵抗物質の粉末あ
るいは短繊維を含有する高抵抗層を、前記高抵抗物質の
粉末や短繊維を含有する溶融状態の正極活物質をあらか
じめ硫黄が含浸、固化された前記多孔性電子伝導材へ塗
布することにより、あるいは前記高抵抗物質の粉末や短
繊維を含有する溶融状態の正極活物質への前記固体電解
質管の浸漬により形成することを特徴とするものである
。
（実施例）
以下、本発明の実施例を図を用いて説明する。
第１図は本発明の製造方法により製造されたナトリウム
−硫黄電池、第２圀は第１図の要部拡大図で第５図と同
一部材は同一符号で示されているこの第１図及び第２図
において、固体電解質管（１）の正極側表面と、多孔性
電子伝導材（５）との間の符号（６）で示す層が、本発
明の製造方法により形成された高抵抗層である。
−硫黄電池、第２圀は第１図の要部拡大図で第５図と同
一部材は同一符号で示されているこの第１図及び第２図
において、固体電解質管（１）の正極側表面と、多孔性
電子伝導材（５）との間の符号（６）で示す層が、本発
明の製造方法により形成された高抵抗層である。
この高抵抗層（６）は電気抵抗の高い物質、たとえばガ
ラスやセラミック、アルミナなどの粉末や短、繊維と正
極活物質との混合物から成り、その製造方法は第３図に
示すように、あらかじめ硫黄を含浸、固化させ正極室の
形状に合致する円筒を縦割り数分割した形状の多孔性電
子伝導材の凹部表面に凸状ノズルを用いて高抵抗の物質
の粉末や短繊維を含有する溶融活物質を塗布することで
形成することができる。また、第４図に示すように高抵
抗の物質の粉末あるいは短繊維を含有する溶融活物質を
満たした槽の中に固体電解質管（１）を浸漬、引き上げ
ることによって形成してもよい。
ラスやセラミック、アルミナなどの粉末や短、繊維と正
極活物質との混合物から成り、その製造方法は第３図に
示すように、あらかじめ硫黄を含浸、固化させ正極室の
形状に合致する円筒を縦割り数分割した形状の多孔性電
子伝導材の凹部表面に凸状ノズルを用いて高抵抗の物質
の粉末や短繊維を含有する溶融活物質を塗布することで
形成することができる。また、第４図に示すように高抵
抗の物質の粉末あるいは短繊維を含有する溶融活物質を
満たした槽の中に固体電解質管（１）を浸漬、引き上げ
ることによって形成してもよい。
（作用及び効果）
このように構成された製造方法では固体電解質管（１）
と多孔性電子伝導材（５）との間の高抵抗層（６）を塗
布あるいは浸漬により形成しているので、たとえば高抵
抗性の不織布などのシートを電池製造時に組み込んで製
造したものに比べて固体電解質管（１）あるいは多孔性
電子伝導材（５）との密着性が良く、内部抵抗が低減す
る。また、高抵抗層（６）の厚さを充分に薄り、かつ均
一に形成できるので、ナトリウムイオンの通過を妨げる
ことなく、充電時のこの付近での硫黄原子の生成反応を
抑制し、固体電解質管（１）の表面が絶縁性の硫黄膜で
覆われることなく充電が深く進行する。そして、高抵抗
Ｎ（６）に含有させる高抵抗の物質として短繊維状のも
のを用いた場合には、本発明の製造方法によれば高抵抗
層（６）内の短繊維は電池の上下方向、即ち固体電解質
管（１）の長さ方向に配向するため、充放電時の活物質
の増減にかかわらず、固体電解質管（１）の上方まで均
一、かつスムーズに活物質がゆきわたり、固体電解質管
（１）に活物質の増減によるひずみがかかることがない
。
と多孔性電子伝導材（５）との間の高抵抗層（６）を塗
布あるいは浸漬により形成しているので、たとえば高抵
抗性の不織布などのシートを電池製造時に組み込んで製
造したものに比べて固体電解質管（１）あるいは多孔性
電子伝導材（５）との密着性が良く、内部抵抗が低減す
る。また、高抵抗層（６）の厚さを充分に薄り、かつ均
一に形成できるので、ナトリウムイオンの通過を妨げる
ことなく、充電時のこの付近での硫黄原子の生成反応を
抑制し、固体電解質管（１）の表面が絶縁性の硫黄膜で
覆われることなく充電が深く進行する。そして、高抵抗
Ｎ（６）に含有させる高抵抗の物質として短繊維状のも
のを用いた場合には、本発明の製造方法によれば高抵抗
層（６）内の短繊維は電池の上下方向、即ち固体電解質
管（１）の長さ方向に配向するため、充放電時の活物質
の増減にかかわらず、固体電解質管（１）の上方まで均
一、かつスムーズに活物質がゆきわたり、固体電解質管
（１）に活物質の増減によるひずみがかかることがない
。
以上に説明したとおり、本発明の方法は充放電深度を向
上し、かつ内部抵抗を小さく抑えることのできるナトリ
ウム−硫黄電池を簡単な方法で量産できる製造方法とし
て従来の問題点を一掃し、産業の発展に寄与するところ
は極めて大きいものである。
上し、かつ内部抵抗を小さく抑えることのできるナトリ
ウム−硫黄電池を簡単な方法で量産できる製造方法とし
て従来の問題点を一掃し、産業の発展に寄与するところ
は極めて大きいものである。
第１図は本発明の実施例であるナトリウム−硫黄電池の
断面図、第２図は第１図の要部拡大図、第３図及び第４
図はそれぞれ本発明の高抵抗層を形成する方法を説明す
るための図、第５図は従来例であるナトリウム−硫黄電
池の断面図である。 （１）：固体電解質管、（３）：負極室、（４）：正極
室、（５）：多孔性電子伝導材、（６）：高抵抗層。 第 図 第 図
断面図、第２図は第１図の要部拡大図、第３図及び第４
図はそれぞれ本発明の高抵抗層を形成する方法を説明す
るための図、第５図は従来例であるナトリウム−硫黄電
池の断面図である。 （１）：固体電解質管、（３）：負極室、（４）：正極
室、（５）：多孔性電子伝導材、（６）：高抵抗層。 第 図 第 図
Claims (1)
- ナトリウム−硫黄電池の固体電解質管（１）とこの固体
電解質管（１）の外側の正極室（４）に充填された多孔
性電子伝導材（５）との間の高抵抗物質の粉末あるいは
短繊維を含有する高抵抗層（６）を、前記高抵抗物質の
粉末や短繊維を含有する溶融状態の正極活物質をあらか
じめ硫黄が含浸、固化された前記多孔性電子伝導材（５
）へ塗布することにより、あるいは前記高抵抗物質の粉
末や短繊維を含有する溶融状態の正極活物質へ前記固体
電解質管（１）の浸漬により形成することを特徴とする
ナトリウム−硫黄電池の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2131991A JP2574516B2 (ja) | 1990-05-22 | 1990-05-22 | ナトリウム―硫黄電池の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2131991A JP2574516B2 (ja) | 1990-05-22 | 1990-05-22 | ナトリウム―硫黄電池の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0428170A true JPH0428170A (ja) | 1992-01-30 |
| JP2574516B2 JP2574516B2 (ja) | 1997-01-22 |
Family
ID=48782792
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2131991A Expired - Fee Related JP2574516B2 (ja) | 1990-05-22 | 1990-05-22 | ナトリウム―硫黄電池の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2574516B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5685560A (en) * | 1995-01-19 | 1997-11-11 | Nihon Plast Co., Ltd. | Airbag module cover assembly |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02126570A (ja) * | 1988-11-05 | 1990-05-15 | Ngk Insulators Ltd | ナトリウム―硫黄電池の製造方法 |
-
1990
- 1990-05-22 JP JP2131991A patent/JP2574516B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02126570A (ja) * | 1988-11-05 | 1990-05-15 | Ngk Insulators Ltd | ナトリウム―硫黄電池の製造方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5685560A (en) * | 1995-01-19 | 1997-11-11 | Nihon Plast Co., Ltd. | Airbag module cover assembly |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2574516B2 (ja) | 1997-01-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106898753B (zh) | 硅包覆垂直石墨烯/金属锂复合材料及其制备方法和应用 | |
| IE43635B1 (en) | Alkali metal-sulphur secondary battery or cell with polysulfide wettable electrode | |
| WO2014185606A1 (ko) | 리튬-황 이차전지용 양극 및 이의 제조방법 | |
| US20200335818A1 (en) | Porous Ceramic Fibers for Electrolyte Support and Processing | |
| JPH026191B2 (ja) | ||
| CN112820935A (zh) | 一种基于硫化物固态电解质的新型电池 | |
| JPH01235167A (ja) | 再充電可能な電池 | |
| KR20210043146A (ko) | 이차 전지 | |
| JPH0428170A (ja) | ナトリウム―硫黄電池の製造方法 | |
| JP2667551B2 (ja) | ナトリウム―硫黄電池に用いられる高抵抗層の形成方法 | |
| KR100294468B1 (ko) | 다층구조의유황전극을갖는나트륨-유황전지 | |
| JP2022540085A (ja) | アノード保護層 | |
| KR102202829B1 (ko) | 전고상 이차전지용 고체 전해질, 이차전지용 전극 및 이차전지와, 그 제조 방법 | |
| JPH10188998A (ja) | ナトリウム−硫黄電池用陽極導電材 | |
| JPS6362163A (ja) | ナトリウム−イオウ二次電池 | |
| CN109478637A (zh) | 电极，具有电极的电化学储能器和电极的制造方法 | |
| JPS60235370A (ja) | ナトリウム−硫黄電池 | |
| JP3422682B2 (ja) | ナトリウム−硫黄電池 | |
| JPH08130032A (ja) | ナトリウム−硫黄電池用カーボンフェルト及びその製造方法 | |
| JP2662081B2 (ja) | ナトリウム―硫黄電池の製造方法及び陽極成型体の製造方法 | |
| JPH0351066B2 (ja) | ||
| JPH09161775A (ja) | 非水電解液二次電池 | |
| JP3422681B2 (ja) | ナトリウム−硫黄電池の製造方法 | |
| KR20220096864A (ko) | 전고체 전지 | |
| KR20220129767A (ko) | 활물질이 없는 전고체 전지용 복합 음극 및 이의 제조방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |