JPH04351859A - 電解質保持器及びその製造方法 - Google Patents

電解質保持器及びその製造方法

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JPH04351859A
JPH04351859A JP3319217A JP31921791A JPH04351859A JP H04351859 A JPH04351859 A JP H04351859A JP 3319217 A JP3319217 A JP 3319217A JP 31921791 A JP31921791 A JP 31921791A JP H04351859 A JPH04351859 A JP H04351859A
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mandrel
mold
coating
powder
layer
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JP3319217A
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Johan Coetzer
ジヨアン・コーザー
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Original Assignee
Programme 3 Patent Holdings
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    • H01M10/3918Sodium-sulfur cells characterised by the electrolyte
    • H01M10/3936Electrolyte with a shape other than plane or cylindrical
    • HELECTRICITY
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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。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、化学電池用電極の固体
電解質保持器に関する。特に、このような固体電解質保
持器の製造方法、このような保持器の製造装置、及び該
方法に従って製造された固体電解質保持器に関する。
【0002】本発明の一面によると化学電池用電極の固
体電解質保持器の製造方法が提供され、該方法は、外部
にねじ山がつけられているマンドレルのまわりの固体電
解質又はその前駆物質を含む微粒子材料の層を形成する
こと、マンドレルのねじ山によって形成された内部のね
じ山を持つ未加工状態の保持器を形成するために、微粒
子材料の層を均一に加圧成形すること、マンドレルを未
加工保持器から軸方向にまわし抜きすること、単一の多
結晶セラミック固体電解質加工品の形状の保持器を提供
するために未加工保持器を焼結すること、の各工程を含
んでいる。
【0003】微粒子材料は原則的にスラリーの形であり
得るけれども、粉末、特に自由流動性粉末の形状である
のが好ましい。
【0004】均一的加圧成形は、典型的に、マンドレル
が収容される、ラテックス又はポリウレタンのおおいの
ような弾力的に可撓性膜によって粉末に伝えられる静水
圧の手段によるだろう。加圧成形は、通常10×103
 〜30×103 psi 、好ましくは12〜18×
103 psi 、例えば34×103 psi (1
psi =6.894757kpa )の圧力までであ
ろう。本質的に、該方法は、二つの主要な取り組み方法
のいずれかを採用でき、その第一はマンドレルの内方に
向う方向で粉末層に対して該被覆を圧搾すべきであり、
そしてその第二はマンドレルから離れて外方に向って粉
末層に対して該被覆を圧搾すべきである。それぞれの場
合適切な型、例  割り型、がマンドレルの周囲に採用
されることができ、該型は、内部にねじ山がつけられて
おり、且つマンドレルのねじ山と型のねじ山が、それら
の間に所望の厚みと形の層の形状に圧搾されるべき粉末
を収容する環状の空間を画定するように見当を合せて、
マンドレルが大体同心に配置され得るように形作られて
いる。
【0005】前記第一の取り組み方によると、該微粒子
材料は粉末であって良く、該粉末層は該マンドレル及び
粉末層を封入する可撓性被覆によって該マンドレルに対
して均一に圧搾される。このように、該被覆が型の中に
封入され、該被覆は弾力的に可撓性であり、且つ加圧成
形に先立ち該型への内張りを形成し、粉末は、粉末の層
を形成するために被覆とマンドレルとの間の空間に装入
されており、該加圧成形は、該被覆の外側に該型内に導
入されて液体によるものであり、そして流体圧は、該型
への内張りを形成するために、該被覆が未加工保持器か
ら離れて弾力的にはね返えることができるように加圧成
形後に除かれ、その後該マンドレル及び未加工保持器は
、それぞれに、該保持器からまわし抜かれて該型から取
り除かれる。
【0006】より詳細に前記第一の取り組み方によると
、該被覆は型への内張りの接触と形成を成すために形作
られることができ、該マンドレルの被覆及び形は環状空
間の底を閉鎖して垂直に配列され、該粉末はそれを固め
且つ圧縮するために振動しながら、該被覆とマンドレル
との間の該環状空間内に上部から下方に装入され、した
がって、該環状空間の上部は該空間が粉末で満される時
閉鎖され、該被覆は圧力下型内に適当に存在しているピ
ンホールを通過する水によって該層及びマンドレルに対
して内方に均一に加圧される。加圧後該被覆は、該型を
内張りするために、該加圧された未加工保持器から離れ
て弾力的にはね返えることができる。もし所望ならば、
該マンドレルは先ず該未加工の保持器からまわし抜かれ
ることができ、次いで該型から該未加工の保持器が除去
されるか、又はその反対である。該型から該未加工の保
持器の除去は、該型から該未加工の保持器をまわし抜く
ことによるか、又はもし型が割り型である時は、該型を
割ることによって為し得るだろう。まわし抜きを促進す
るために、該マンドレルを該型のいずれか又は両者が巾
広の端部から狭い端部へ先細りであることができ、まわ
し抜きは狭い端部から巾広の端部の軸方向に為される。
【0007】当然、比較的に薄い被覆を型内に用いる代
りに、該型と被覆は、ラテックス又はポリウレタンから
できている単一のユニットに結合されることができ、該
ユニットは薄い自己支持性被覆と、又は厚い弾力的に可
撓性の自己支持性型と見做されることができる。これは
該マンドレルの周囲に配置され、粉末で満されそして加
圧されることができ、その後、該未加工の保持器のまわ
し抜きを容易にするために、該未加工の保持器から離れ
て弾力的にはね返える。
【0008】前記第二の取り組み方によると、該微粒子
材料は同様に粉末であって良く、該粉末層は、該マンド
レルを封入し、且つ該マンドレルと該粉末層の間に配置
される可撓性被覆によって、該粉末層を封入する型に対
してマンドレルから離れて外方に向って均一に加圧され
る。このように、該被覆が弾力的に可撓性であり、且つ
加圧成形に先立ちマンドレルへの内張りを形成し、粉末
は、粉末の層を形成するために被覆と型との間の空間に
装入されており、該加圧成形は、該被覆と該マンドレル
との間の該被覆内に導入された液体によるものであり、
そして流体圧は、該マンドレルへの内張りを形成するた
めに、該被覆が未加工保持器から離れて弾力的にはね返
えることができるように加圧後に除かれ、その後該マン
ドレル及び未加工保持器はそれぞれに、該保持器からま
わし抜かれて該型から取り除かれる。
【0009】より詳細に前記第二の取り組み方によると
、該被覆はマンドレルへの内張りの接触と形成を成すた
めに形作られ、該金属被覆及び型は再び環状空間の底を
閉鎖して同様に垂直に配列され、粉末は同様に上方から
該環状空間に、しかしながらこの場合は、該被覆と該型
の間に装入され、該被覆の加圧は、該環状空間の上部の
閉鎖後、マンドレル内に適当に存在しているピンホール
を介して、該被覆及び該型に対して外方に為される。 加圧後該被覆は該マンドレルを内張りするために、該加
圧された未加工保持器から離れて弾力的にはね返えるこ
とができる。未加工保持器は次いで型から取り除かれ、
そして該マンドレルは、第一の詳細な取り組み方に対し
て上記したように、未加工保持器からまわし抜いた。
【0010】当然、混成の取り組み方が採用されること
ができ、それによって該マンドレル及び型をそれぞれに
内張りする、二つの被覆が用いられ、粉末は該被覆の間
に装入され、そして加圧は内方及び外方に同時に為され
る。この混成取り組み方は、該二つの被覆が、該マンド
レル及び型を静水圧の除去によってそれぞれ内張りする
ために弾力的にはね返えった後に、該マンドレル及び未
加工の人造物は、特にもし、該マンドレル及び型が先細
りの場合は、それぞれ容易にまわし抜かれるという利点
を有する。
【0011】このように、該混成の取り組み方によると
、微粒子材料は再び粉末であって良く、マンドレル及び
粉末層が、型内に配置される可撓性の外部被覆によって
封入されており、そして、可撓性の内部被覆が該マンド
レルと該粉末層間に設けられており、該粉末層は同時に
、該被覆の外側の該型内に導入された流体によって、該
外部被覆により内方に圧搾され、且つ内部被覆とマンド
レル間の該内部被覆に導入された流体によって、該内部
被覆によりマンドレルから離れて外方に向って圧搾され
る。各被覆が弾力的に可撓性であり、該内部及び外部被
覆が加圧成形に先立って、それぞれにマンドレル及び型
を内張りし、粉末が、粉末層を形成するために各被覆の
間の空間に導入され、そして該内部被覆内及び該型と該
外部被覆間のそれぞれの流体圧が、該マンドレル及び該
型を内張りするために、該内部及び外部被覆がそれぞれ
にはね返えることができるように加圧成形後に除かれ、
その後該マンドレル及び未加工保持器はそれぞれに、該
保持器からまわし抜かれて該型から取り除かれる。
【0012】型が採用される時、それは内部にねじ山が
つけられており、該型からの保持器の除去は、該保持器
を該型から軸方向にまわし抜きによって為される。
【0013】当然に、該マンドレル及び型の該ねじ山は
単一のらせん形のねじ山によって与えることができ、又
はこれらは、二個以上のらせん形のねじ山を採用する多
数のピッチであり得る。
【0014】採用される粉末の粒度は、その少なくとも
80容量パーセントが大きさが55μm未満、好ましく
はその比率が30μm未満の粒度を有するようであり得
る。
【0015】固体電解質の前駆物質に関連して、焼結さ
れる時固体電解質に転換され、同時に多結晶の人造物を
形成する粉末混合物が予定される。多数のこのような前
駆粉末混合物が化学電池固体電解質分離器の技術で良く
知られており、そしてこのような前駆物質を含む適当な
粉末又は固体電解質それ自体のいずれかが採用され得る
こと、焼結工程もまた慣用であって未加工の保持器の実
際的形成に関する本発明の新規な特徴であることが強調
されるべきである。
【0016】未加工保持器からのマンドレルの除去及び
型からの未加工保持器の除去後、未加工保持器は通常の
方法で適当な焼結温度、例えば米国特許第4,732,
741 号に記載されているように、例  1550−
1700℃、典型的には、1600−1630℃で加熱
することによって焼結され得る。これは、該未加工保持
器をその一端を立てるか、又はその側面を垂直に吊すか
若しくは横たえるかして、どの場合にも支持するために
使用されるどんなものとも該保持器の表面がほとんど接
触しないで成しとげられよう。
【0017】典型的にマンドレルはその一端、たとえば
、もしそれが先細りであるならその巾広の端部に基底又
は案内シャフトを持っている。該方法はしたがって、保
持器がその一端に開口を持ち他端で閉鎖されているよう
に粉末中に反対の若しくは狭い端部を埋設することを含
むことができる。この場合適当なセラミック粉末が、管
の開放端にイオン的且つ電気的に絶縁性鍔を付与するた
めに、その残余を全体的に焼結され得る該管の開放端に
鍔を形成するべく環状空間中に装入され得る。
【0018】実際上は、該固体電解質は、通常β−アル
ミナ又はβ″−アルミナ、したがってβ−アルミナ若し
くはβ″−アルミナを含有する粉末、又は、米国特許第
4,732,741 号に記載されているような焼結温
度に加熱することで前記アルミナを含有する粉末に転換
するような前駆粉末であろう。この場合絶縁性鍔は、α
−アルミナ、α−アルミナの粉末又は未加工保持器の鍔
を形成するのに使用されるα−アルミナの粉末の前駆物
質であり得る。当然、他の型の固体電解質保持器が同様
の方法で作られ得る。
【0019】通常の方法で、該粉末を結合して未加工保
持器を強化するために適当な結合材が採用され得る。こ
の目的のために、本出願人は、ポリエチレングリコール
ワックスのような、2000〜4000、たとえば30
00の分子量を持ち、焼結中に未加工人造物を破壊する
ことなく揮発するワックスが適切であることを見出した
【0020】上記の第二の取り組み方にとって、加圧成
形が生ずる前に被覆をマンドレルにきっちりと付着させ
るために、該マンドレルと該被覆間に適切な減圧を適用
することは役に立ち得る。そして、この減圧は、加圧成
形後に、未加工保持器から離れて、マンドレルを内張り
するために該被覆が弾力的にはね返えるのを助けるため
に、再び適用され得る。上記の第一の取り組み方にとっ
て、加圧後に、未加工保持器から離れて、型を内張りす
るために該被覆が弾力的にはね返えるのを助けるために
、減圧が同様に該被覆と型の間に適用され得る。本発明
が高温度電池用電解質保持器の製造に特別な有用性を持
っている一方、それは原理的に室温電池用の同様の保持
器の製造にも使用され得ることも留意されるべきである
【0021】本発明のもう一つの観点によると、上記の
方法に使用するための装置が提供される。
【0022】該装置は、外部にねじ山がつけられている
マンドレルと可撓性の被覆を含み、該マンドレルは、該
被覆によって均一に圧搾されるべき微粒子物質を収容す
るための環状空間を該マンドレルの周囲に設けるために
該被覆内に収容可能である。
【0023】該装置はこのように化学電池における電極
用固体電解質保持器の製造のためであり、上記のように
、該被覆はねじ山がつけられるべく形作られ、又は支持
されることができ、該マンドレルは、該被覆によって均
一に圧搾されるべき粉末を収容するために該マンドレル
の周囲にねじ山がつけられた、環状の空間を設けるため
に該被覆中に配置されることができ、該空間は、その一
端が該被覆によって結合される。
【0024】該装置は、該マンドレルと該型の間に該被
覆を有し、且つ該型の内部に画定された該空間を有して
、該型と該マンドレルの間に該マンドレルが収容され得
る型を含むことができ、該型とマンドレルはそれぞれに
空間の内部及び外部の壁を半径方向に形成する。そして
該型は内部にねじ山がつけられ得る。
【0025】該被覆は弾力的に可撓性であって良く、該
空間の該壁の一つへの内張りを形成する。代りに、それ
ぞれが該空間の該内部及び外部の壁への内張りを形成す
る二つの被覆が存在し得る。
【0026】該マンドレル及び型は対応的にねじ山がつ
けられて良く、該マンドレルは、該型と該マンドレルの
間で、該型と該マンドレルの間に該被覆を有し、且つ該
型の内部に画定された該空間を有する型内に収容され得
る。こうして、該被覆は、該マンドレルへの内張りとな
ることができ、マンドレルによって支持されてねじ山が
つけられ、該空間は該被覆と該型の間に画定される。又
は代りに、該被覆は該型への内張りとなることができ、
型によって支持されてねじ山がつけられ、該空間は該被
覆と該マンドレルの間に画定される。
【0027】上記のように、一つは該型への内張りを形
成し、そして他の一つは該マンドレルへの内張りを形成
する二つの被覆が存在することができ、そうして該空間
が二つの被覆の間に画定される。両被覆は、これらが内
張りする該型又はマンドレルの形状を呈する簡単な円筒
状管であり得、又は両被覆は自己支持性であるように形
作られ、形状を維持してねじ山がつけられ得る。したが
って、単純な場合には、必要である全ては、形作られた
自己支持性のねじ山がつけられた被覆に配置されたマン
ドレルであり、該被覆の内方への加圧成形を随伴して粉
末が被覆間に装入され得る。代りに、このような被覆は
、該被覆の外方への加圧成形を随伴して粉末を該被覆と
型の間に装入して型内に配置され得る。しかしながら、
上記のように、該マンドレルと型は通常共に使用される
ことが期待される。
【0028】該型は割り型であって良い。該型は軸方向
に先細りである内部を持つことができ、そして該マンド
レルもまた軸方向に先細りであり得る。
【0029】該装置の特定の実施例においては、それは
縦に割ることができ、軸方向に間隔を置いた数個の外側
の環状クランプを具備している中空の円筒状外部ハウジ
ングと、円筒状の外部表面を有し、該クランプによって
ハウジンク中に支持されている型とを含むことができる
。この場合、該マンドレルは、ハウジングの一端をふさ
ぐ円筒状低部、ハウジングの他端をふさぐのに使用され
る円筒状プラグを持つことができる。該型は、例えば、
2又は3部分に縦に割ることができ、そして、該型、該
マンドレル及び該プラグは、それぞれが、均一加圧成形
のために該被覆に静水圧を伝えるための一つ以上の適当
な通路又はピンホールを有することができる。
【0030】本発明は、また、当明細書に記載された方
法によって製造されるときはいつも、化学電池の電極を
保持するための固体電解質保持器にも及ぶ。
【0031】典型的に該保持器は、その内部にナトリウ
ム陰極のような溶融アルカリ金属陰極を保持することを
意図する時は、比較的に近接して間隔を置いたねじ山又
はフィンを有するであろう。そして、陽極を保持するこ
とを意図する時は、比較的に離れて間隔を置いたフィン
又はねじ山を有するであろう。
【0032】
【実施例】本発明は、添付の概要図と関連した実施例に
よって説明される。
【0033】図1において、参照番号10は、本発明の
方法で使用する本発明による装置を一般的に示している
。 装置10は、長さ方向に縦割りされる中空の円筒状軟鋼
の外部ハウジングを含む加圧ジグの形状であり、そして
その位置を外側の鋼製環状クランプ14で共に支持して
いる。該ジグ10は、その上端を円筒状の弾力的に可撓
性のラテックスプラグ16によって閉鎖された垂直の操
作可能の状態で示されている。ラテックスの代りに、可
撓性ポリウレタンがプラグ16として使用され得る。
【0034】ハウジング12内のプラグ16の下方には
、ハウジング12によって共に支持されている部分を持
つ縦方向の割り型20が同心的に配置されている。該型
20の上部は、プラグ16のと類似の材料のプラグ24
で閉鎖された中心開口部22を持っている。下記に更に
詳細に記載される該型20はその中に開口22が通ずる
ねじ山がつけられた中空の内部を有しており、該型20
は、該内部に通ずる口26を下部端に持っている。
【0035】ねじ山がつけられたマンドレル28が、該
型20の中空内部に同心的に、該型にゆるやかにねじ込
んで係合して配置されているのが示されている。該マン
ドレル28は、口26に収容された底部30、及び底部
30から心棒32の他端に達している、らせん的に伸び
るねじ山34が設けられている中心軸又は心棒32を持
っている。心棒32は、多数のピンホール(図示せず)
がそこからマンドレル28の表面に半径方向外方に通じ
ている中心通路36を持っている。
【0036】図1で示され、且つ上述したように、該型
20の内部空胴は、内部のらせん的に伸びるねじ山38
が設けられているねじ山がつけられた形状をしている。
【0037】ねじ山34のピッチはねじ山38のそれと
同じでり、該マンドレル28は、それが、該型20の空
洞の壁から半径方向内方に間隔を置いた該型内に配置さ
れ得るように、そしてねじ山34の羽根(flight
)がねじ山38の羽根から軸方向に間隔を置くように、
型作られ且つ大きさに作られる。該型20及びマンドレ
ル28は、したがってそれらの間にスクリュ状形状の環
状空間40を画定する。この空間40内に、マンドレル
28の内張りとしてそのまわりにぴったり合う、弾力的
に可撓性の密閉的に連続するラテックス被覆42が、該
マンドレルの表面に隣接して設けられている。該らせん
状形状の空間40は、したがって該被覆42と該型20
の内表面の間に存在する。
【0038】使用時、該ジグ10は図1に示すように組
立てられており、該クランプ14が該ハウジング12を
、該型20の外部の円筒状表面に対して、且つ該プラグ
16及び該マンドレル28の該底部に対してぴったりと
保持していることが理解される。該プラグ16は、した
がって該ハウジング12の一端を密封し、そしてハウジ
ング12とマンドレル28の間にはさまれた被覆42の
開放端44を持っているマンドレル28の底部30は、
ハウジングの下方端を密封する。
【0039】本発明にしたがって電極保持器を製造する
ために、二つのプラグ16、24が外されていることを
除いて、ジグ10が図1に示すように組立てられており
、そしてマンドレル28の底部30の周囲の最下方クラ
ンプ14は、粉末が下方にスペース40からなくなるの
を防止するためのみに十分に締められている。
【0040】砂の80容量%が55μm未満の大きさで
あるような粒度のβ−又はβ″−アルミナの如き適当な
粉末が、開口22を介して、該粉末を固めて一体化する
ために適切な振動を与えて、被覆42と型20の間の空
間40内に装入される。空間40が粉末で満される時、
プラグ24は正しい位置に装入されプラグ16及びプラ
グ16とマンドレル28の底部30に対してハウジンン
グ12をぴったりと密封するためにクランプ14の最終
の締めが引続いて行われる。
【0041】次いで水が、被覆42の内部に、通路34
及びマンドレル内の種々のピンホールを介して、空間4
0に満される46で示した粉末層から未加工のスクリュ
型中空の電極保持器を均一に加圧するための適切な圧力
で導入される。この圧力は、例えば24×103 ps
i であり得る。
【0042】該ピンホールは、該圧力下にマンドレル2
8と被覆42の間に水の層を与えるために心棒32及び
マンドレル28のねじ山34の表面にわたって分布され
、この水は、該粉末を型20の空洞の内表面に対して一
体化するために被覆を外方に圧搾する。
【0043】静水圧による均一加圧成形後、水圧は除か
れて、被覆が、粉末46から間隔を空け、且つ粉末から
形成された未加工の人造物から離れるように、被覆42
がマンドレル28と接触してはね返えるようにする。
【0044】この段階で、クランプ14、特に最下方の
クランプ14を解放後、マンドレル28は、未加工保持
器の内面から、被覆42と一緒に軸方向に下方にまわし
抜かれる。未加工保持器は次いで、クランプ14を外し
、ハウジング12及び型20を縦に割ってジグ10から
取り外される。
【0045】電極保持器は、次いで空気中で適切な温度
に、例えば米国特許第4,732,741 号に記載さ
れている種類の加熱スケジュールに従って、加熱するこ
とによって多結晶人造物に焼結される。これは、好都合
には、該保持器と炉のるつぼ表面間の接触を最小にする
ために、該保持器をその端部で垂直状態に立てて行なう
。代りに、未加工の保持器の表面がどのるつぼ表面とも
ほとんど接触しない条件下に、未加工の保持器が炉のる
つぼ内に吊され、又はその側方に置かれる。
【0046】この方法特有の特徴は、保持器の口にα−
アルミナの輪を形成するために、β−又はβ″−アルミ
ナの粒度と同様の粒度のα−アルミナ粉末の空間40へ
の最初の導入である。このα−アルミナの輪は、焼結し
た保持器に密封的に且つこれと統合的に焼結されるがイ
オン的且つ電気的に絶縁性であるところの焼結された保
持器の口を与えるために、該保持器のβ−又はβ″−ア
ルミナと共に加圧され、且つ焼結されるだろう。
【0047】図2に眼を向けると、構造は図1のそれと
類似であり、他に明記しない限り、同一参照番号は同一
部分を参照させる。
【0048】図2と図1の間の差異は、通路36及びマ
ンドレル28のピンホールが省かれており、その代りに
、例えば、プラグ16内の一つ以上の適当な通路(図示
せず)を介して外部に通ずることのできる一つ以上の適
当な類似の通路及び複数のピンホール(図示せず)が口
20に設けられている。
【0049】図2の場合において、被覆42は、図1と
違って、型20に隣接し、且つ型20のねじ山がつけら
れた内表面の内張りを形成し、そしてその上端で閉鎖さ
れる代りに、開放しており、そしてプラグ16と型20
の上部の間に押しつけられている被覆の開放上端の周縁
を有している開口22を介して外方に突出しており、該
プラグ24は該上端を閉鎖している。
【0050】この場合、空間40は被覆42とマンドレ
ル28のねじ山がつけられた部分との間にある。この空
間は被覆42の開放上端を介して振動しながら粉末で充
填され、そして該空間40が、図2に示すように粉末上
に小さい開放空間48を有して、図2に示される程度ま
で充填されるとき、被覆42を粉末に対して圧搾し、且
つ粉末をマンドレル28に対して圧搾するために、均一
加圧成形が通路及びピンホールを介して内方向に行われ
る。
【0051】加圧成形後圧力は除かれ、弾力的に可撓性
であり、且つ型20の内表面を自動的に一致するように
形作られる被覆42は、未加工の保持器から離れて型2
0と接触してはね返える。該未加工の保持器とマンドレ
ル28は、次いで一緒に、クランプ14が除かれた後、
軸方向下方向に型20の内部からまわし抜きされ得る。
【0052】マンドレル28は次いで、上記したように
焼成される未加工保持器から、これを焼結するためにま
わし抜きされ得る。
【0053】もし、加圧成形中型20の部分が共にしっ
かりと把持されているとすれば、外側のハウジング12
は実際上省略され得ることは、図2に関連して注目され
るべきである。
【0054】図1及び2の混成変形において、マンドレ
ル28及び型20の内表面をそれぞれ内張りする二つの
被覆が提供され得て、粉末は、該被覆の間に存在するで
あろう空間40に装入される。この場合、加圧成形後、
両被覆は、未加工の保持器の内部からのマンドレルのま
わし抜き及び型からの未加工保持器のまわし抜きの両方
を促進するために、未加工の保持器を離れて、はね返え
る。
【0055】非先細りのマンドレル28及び型20が図
1及び2に示されているけれども、これらが両方上方に
先細りで、それによって上述のまわし抜きを促進するこ
とは理解されよう。
【0056】図3及び図4に本発明の方法により形作ら
れた保持器の二つの変形が示されており、それぞれ一般
的に50で明示されている。これらの両者は、中心の中
空の中心軸又は心棒52及び単一の連続ねじ山54を有
しており、その羽根(flight)もまた中空である
。これら保持器50は、型20(図1及び2)のねじ山
38により形成されたねじ山54の羽根を有しており、
マンドレル28(図1及び2)のねじ山34により形成
された、心棒52の中空内面と連絡するところの該羽根
の中空内面を有している。保持器50の上端は56で閉
鎖されており、これはその下方端において、残余がβ−
又はβ″−アルミナである残余と一体的のα−アルミナ
の鍔58を有している。もし所望ならば、保持器50の
下方端は、該鍔58が具備されている保持器の下方端に
おいて、管状のβ−アルミナ延長部が設けられ得る。該
延長部は図3及び4に点線60で示されている。この点
に関しては、図2に示すように加圧の間、未加工の保持
器のため閉鎖した上方端を付与するために、マンドレル
28の上部を囲む粉末の上方で、プラグ24の下方の空
間48内に被覆42が圧搾されることが認められるであ
ろう。
【0057】問題の型の未加工の電極保持器を加圧成形
するための、単純で容易に用いられる方法及び装置を提
供することが本発明の利点である。これらの電極保持器
は焼結後、溶融ナトリウム陰極を有する電池の電極を含
むために典型的に用いられ、該陰極は、その外側に陽極
を持つ保持器の内部に配置されるか又はその反対のいず
れかである。
【0058】図3に示すように、ねじ山54のフィン(
fin )又は羽根(flight)間の小さい間隔が
存在するとき、保持器50の外部のまわりに適当な陽極
を具備してねじ山54を囲み、そしてねじ山54の羽根
又はフィンの間の空間を満して、ナトリウム陰極が保持
器の内部に具備されることが期待される。しかしながら
、図4に示すように、ねじ山54のフィン又は羽根間に
大きな間隔が存在するとき、中空の心棒52の内部に陽
極材料を具備して、そしてねじ山54の羽根又はひれの
中空内部を満して、陰極のナトリウムが保持器50の外
部に存在することが期待される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による装置の概略的側部断面立面図を示
す。
【図2】本発明による他の装置の同様の図を示す。
【図3】本発明の装置により製造された保持器の概略的
側部立面図を示す。
【図4】本発明の装置により製造された他の保持器の同
様の図を示す。
【符号の説明】
10  ジグ 12  ハウジング 16,24  プラグ 20  型 28  マンドレル 32,52  心棒 34,38,54  ねじ山 40  環状空間 42  被覆 46  粉末 48  開放空間 50  保持器 58  鍔

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  化学電池用電極の電解質保持器の製造
    方法であって、外部にねじ山がつけられているマンドレ
    ルのまわりに固体電解質又はその前駆物質を含む微粒子
    材料の層を形成すること、マンドレルのねじ山によって
    形成された内部のねじ山を持つ未加工状態の保持器を形
    成するために微粒子材料の層を均一に加圧成形すること
    、マンドレルを未加工保持器から軸方向にまわし抜きす
    ること、単一の多結晶セラミック固体電解質加工品の形
    状の保持器を提供するために未加工保持器を焼結するこ
    と、の各工程を含む方法。
  2. 【請求項2】  該微粒子材料の層が粉末であり、且つ
    該粉末層がマンドレル及び粉末層を封入する可撓性被覆
    によってマンドレルに対して均一に圧搾されるところの
    請求項1に記載の方法。
  3. 【請求項3】  該被覆が型の中に封入され、該被覆は
    弾力的に可撓性であり、且つ加圧成形に先立ち該型への
    内張りを形成し、粉末は、粉末の層を形成するために被
    覆とマンドレルとの間の空間に装入されており、該加圧
    成形は、該被覆の外側に該型内に導入された液体による
    ものであり、そして流体圧は、該型への内張りを形成す
    るために、該被覆が未加工保持器を離れて弾力的にはね
    返ることができるように加圧成形後に除かれ、その後該
    マンドレル及び未加工保持器はそれぞれに、該保持器か
    らまわし抜かれて該型から取り除かれるところの請求項
    2に記載の方法。
  4. 【請求項4】  該微粒子材料の層が粉末であり、該粉
    末層が、マンドレルを封入し、且つ該マンドレルと該粉
    末層の間に配置される可撓性被覆によって、該粉末層を
    封入する型に対してマンドレルから離れて外方に向って
    均一に圧搾されるところの請求項1に記載の方法。
  5. 【請求項5】  該被覆が弾力的に可撓性であり、且つ
    加圧成形に先立ちマンドレルへの内張りを形成し、粉末
    は、粉末の層を形成するために被覆と型との間の空間に
    装入されており、該加圧成形は、該被覆と該マンドレル
    との間の該被覆内に導入された液体によるものであり、
    そして流体圧は、該マンドレルへの内張りを形成するた
    めに、該被覆が未加工保持器から離れて弾力的にはね返
    ることができるように加圧成形後に除かれ、その後該マ
    ンドレル及び未加工保持器はそれぞれに、該保持器から
    まわし抜かれて該型から取り除かれるところの請求項4
    に記載の方法。
  6. 【請求項6】  該微粒子材料が粉末であり、マンドレ
    ル及び粉末層が、型内に配置される可撓性の外部被覆に
    よって封入されており、そして、可撓性の内部被覆が該
    マンドレルと該粉末層間に設けられており、該粉末層は
    、同時に該被覆の外側の該型内に導入された流体によっ
    て、該外部被覆により内方に圧搾され、且つ内部被覆と
    マンドレル間の該内部被覆内に導入された流体によって
    、該内部被覆によりマンドレルから離れて外方に向って
    圧搾されるところの請求項1に記載の方法。
  7. 【請求項7】  各被覆が弾力的に可撓性であり、該内
    部及び外部被覆が加圧成形に先立って、それぞれにマン
    ドレル及び型を内張りし、粉末が、粉末層を形成するた
    めに各被覆の間の空間に導入され、そして該内部被覆内
    及び該型と該外部被覆間のそれぞれの流体圧が、該マン
    ドレル及び該型を内張りするために、該内部及び外部被
    覆がそれぞれにはね返ることができるように加圧成形後
    に除かれ、その後該マンドレル及び未加工保持器はそれ
    ぞれに、該保持器からまわし抜かれて該型から取り除か
    れるところの請求項6に記載の方法。
  8. 【請求項8】  該型が内部にねじ山がつけられており
    、該型からの保持器の除去が、該保持器を該型から軸方
    向にまわし抜きによるものであるところの請求項3,5
    及び7のいずれか一項に記載の方法。
  9. 【請求項9】  請求項1の方法に使用する装置であっ
    て、外面にねじ山がつけられているマンドレル及び可撓
    性被覆を含み、該マンドレルは、該被覆によって均一に
    圧搾されるべき微粒子粉末を収容するための環状空間を
    該マンドレルの周囲に設けるために該被覆内に収容可能
    である装置。
  10. 【請求項10】  型を含んでおり、該型内においてマ
    ンドレルが、該マンドレルと該型との間に被覆を共に、
    且つ該型と該マンドレルとの間の該型の内部に画定され
    る空間と共に収容可能であり、該型とマンドレルはそれ
    ぞれに半径方向に該空間の内部及び外部壁を形成すると
    ころの請求項9に記載の装置。
  11. 【請求項11】  該型が内部にねじ山がつけられてい
    るところの請求項10に記載の装置。
  12. 【請求項12】  該被覆が、弾力的に可撓性であり、
    且つ空間の壁の一つへ内張りを形成するところの請求項
    10又は11に記載の装置。
  13. 【請求項13】  二つの被覆があり、それぞれに空間
    の内部及び外部の壁へ内張りを形成するところの請求項
    12に記載の装置。
  14. 【請求項14】  該型が割り型であるところの請求項
    10から13のいずれか一項に記載の装置。
  15. 【請求項15】  該型が軸方向に先細りになっている
    内部を持っているところの請求項10から13のいずれ
    か一項に記載の装置。
  16. 【請求項16】  該マンドレルが軸方向に先細りにな
    っているところの請求項9から15のいずれか一項に記
    載の装置。
  17. 【請求項17】  実質的に本明細書において記載され
    たとおりの請求項1に記載の方法。
  18. 【請求項18】  実質的に本明細書において記載され
    、且つ示されたとおりの請求項9に記載の装置。
  19. 【請求項19】  請求項1の方法によって製造される
    ところの、化学電池の電極保持用固体電解質保持器。
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