JPH0511387B2 - - Google Patents

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JPH0511387B2
JPH0511387B2 JP60157582A JP15758285A JPH0511387B2 JP H0511387 B2 JPH0511387 B2 JP H0511387B2 JP 60157582 A JP60157582 A JP 60157582A JP 15758285 A JP15758285 A JP 15758285A JP H0511387 B2 JPH0511387 B2 JP H0511387B2
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sodium
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tube
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Hiroshi Kagawa
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/36Accumulators not provided for in groups H01M10/05-H01M10/34
    • H01M10/39Accumulators not provided for in groups H01M10/05-H01M10/34 working at high temperature
    • H01M10/3909Sodium-sulfur cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64Carriers or collectors
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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  • Secondary Cells (AREA)

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−硫黄電池に関するもの
で、さらに詳しく言えばその陰極室の構成に関す
るものである。
従来技術とその問題点 ナトリウム−硫黄電池は、空気、水分等の影響
を受けないように完全密閉された電槽内に、陰極
活物質としての溶融ナトリウムが充填された陰極
室と陰極活物質としての溶融硫黄が充填された陽
極質とが設けられ、β″−アルミナの如き固体電解
質管により互いに分離されてなる高温形二次電池
である。
上記の如きナトリウム−硫黄電池の従来例を第
3図により説明する。第3図において1はβ″−ア
ルミナの如きナトリウムイオン伝導性の固体電解
質管で、上端にα−アルミナリング2がガラス半
田接合されている。さらに該α−アルミナリング
2の上面には、陰極補助蓋3′がアルミニウム層
を介して熱圧接合される一方、前記固体電解質管
1内には、金属繊維7が充填されるとともに陰極
蓋3が溶接された陰極集電端子管8が挿入され、
前記陰極補助蓋3′と陰極蓋3′とが溶接されて陰
極室が構成される。陰極活物質としての溶融ナト
リウムは、約150℃の保温下において前記陰極集
電端子管8の先端より陰極室内に真空含浸された
のち該先端は真空密閉される。またα−アルミナ
リング2の下面には、陽極蓋4がアルミニウム層
を介して熱圧接合される一方、底蓋が嵌合、溶接
された耐溶融硫黄、多硫化ナトリウム性金属製の
電槽5内には、グラフアイトフエルト等からなる
陽極活物質としての溶融硫黄を含浸させた陽極電
導材6が円筒状に収納されるとともに中央の空間
に固体電解質管1が挿入され、電槽5の上端と陽
極蓋4とが真空中にて溶接されて陽極室が構成さ
れる。
このようなナトリウム−硫黄電池において、固
体電解質管1内に充填される金属繊維7は塊状の
ステンレスウエブであるため、約350℃で放電す
ると、陰極室内のナトリウムは塊状のステンレス
ウエブの間隙からイオン化して陽極室に移動する
ため、固体電解質管1の表面の電流密度が不均一
となつてクラツクを発生し、電池を破損させると
いう問題点があつた。また塊状のステンレスウブ
エを固体電解質管1内に充填する作業は熟練を要
し、製造工数が大きくなるという欠点もあつた。
発明の目的 本発明は上記欠点を解消するもので、放電時に
固体電解質管の表面の電流密度が不均一にならな
いようにするとともに製造工数を低減させたナト
リウム−硫黄電池を提供することを目的とするも
のである。
発明の構成 本発明のナトリウム−硫黄電池は、固体電解質
管内に充填する金属繊維を中央部に貫通穴を設け
た環状フエルトに成形しかつその主たる繊維方向
が固体電解質管の長さ方向に垂直になるように複
数枚積層し、環状フエルトの貫通穴に陰極集電端
子管を貫通させて固体電解質管内に挿入し、陰極
室を構成したものである。
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−硫黄電池の陰極室の一部切欠き斜視
図、第2図は本発明の他の実施例で、環状フエル
トと金属部材とを交互に積層させてはる斜視図で
ある。
本発明のナトリウム−硫黄電池に使用する金属
繊維を成形してなる環状フエルトは9−1,9−
2で、繊維径が8μ〜25μのステンレスSUS316Lを
外径が40〜41mm、貫通穴径が5mm、厚みが2mm〜
30mmとなるように成形したものである。環状フエ
ルト9−1と9−2とは厚みを約7mmとし、その
主たる繊維方向は互いに異なるが、固体電解質管
の長さ方向に対して垂直になるように45枚積層
し、貫通穴に陰極集電端子管8を貫通させて固体
電解質管1内に挿入している。また固体電解質管
1の底部には、前記環状フエルト9−1,9−2
と同じ材質、寸法の円板フエルト9′が高さ約10
mmまで積層されている。このため陰極活物質とし
てのナトリウムは、環状フエルトが積層された面
に沿つて均一に移動し、固体電解質管1の表面の
電流密度は均一になる。
次に第2図は環状フエルト9−1と9−2とを
積層した間隙の一部および、または上部にステン
レスなどの耐熱、耐ナトリウム性の金属部材10
−1,10−2,10−310′を配したもので、
固体電解質管内の環状フエルトの充填密度に均一
にするとともに重力によるナトリウムの下方への
移動を抑制しうるものである。なおこれらの金属
部材としては有孔円板10′,10−1、金属網
10−2、無孔円板10−3などで、その形状に
ついては特に限定するものではない。
また第1図、第2図において、陰極集電端子管
8の外径を環状フエルトの貫通穴径より大きく
し、環状フエルトの外径を固体電解質管1の内径
より大きくして密着性の向上を図つている。
今、第1図の如き陰極室を有する本発明のナト
リウム−硫黄電池と、第3図の如き従来のナトリ
ウム−硫黄電池とについて、放電末において環状
フエルト、金属繊維に残存するナトリウムの分布
と、金属繊維の充填作業時間を比較した。その結
果金属繊維7の充填作業時間は、従来電池では1
セル当り5分〜15分で個人差があつたのに対し、
本発明電池では1セル当り1分〜2分であつた。
また放電末において残存するナトリウムは、従来
電池では金属繊維7の下部にナトリウムが多く分
布し、上部にはナトリウムの欠乏箇所が認められ
たのに対し、本発明電池では均一に分布してい
た。さらに環状フエルト9−1,9−2の厚みを
2mm〜30mmとしたのは、陰極活物質としてのナト
リウムの保持効果を良好にするためで、この範囲
であれば95%が電池反応に寄与していた。これに
対して厚みを2mm以下にした場合は約85%にな
り、積層させる枚数も増加した。また厚みを30mm
以上にした場合は約87%で、積層させる枚数は減
少しうるが、電池反応に対する寄与率は減少す
る。
以上の実施例において、環状フエルトに成形さ
れた金属繊維の材質、繊維径、密度および固体電
解質管内への環状フエルトの充填密度については
特に限定するものではない。
発明の効果 実施例において詳述した如く、本発明のナトリ
ウム−硫黄電池は、製造工数を低減させることが
できるとともに陰極活物質としてのナトリウムの
電池反応への寄与率を高め、かつ均一な反応を行
なわせしめ、電流密度も均一にすることができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のナトリウム−硫黄電池の陰極
室の一部切欠き斜視図、第2図は本発明の他の実
施例の要部斜視図、第3図は従来のナトリウム−
硫黄電池の断面図である。 1……固体電解質管、2……α−アルミナリン
グ、5……電槽、7……金属繊維、8……陰極集
電端子管、9′……円板フエルト、9−1,9−
2……環状フエルト、10′,10−1,10−
2,10−3……金属部材。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 ナトリウムイオン伝導性固体電解質管内に少
    なくとも耐ナトリウム性金属繊維からなる環状フ
    エルトを積層して挿入するとともに、積層された
    環状フエルト間の一部に耐ナトリウム性金属材か
    らなる有孔円板および無孔円板、耐ナトリウム性
    の金属網を挿入し、前記環状フエルト、有孔円
    板、無孔円板および金属網の中央部に設けた貫通
    穴に陰極集電端子管を貫通させてなり、かつ前記
    固体電解質管の上部に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
    陰極補助蓋を熱圧接合し、この陰極補助蓋と前記
    陰極集電端子管との間に陰極蓋を配して前記固体
    電解質管内を密閉したことを特徴とするナトリウ
    ム−硫黄電池。 2 積層された環状フエルトの1枚の厚みは、2
    mm〜30mmであることを特徴とする特許請求の範囲
    第1項記載のナトリウム−硫黄電池。
JP60157582A 1985-07-16 1985-07-16 ナトリウム−硫黄電池 Granted JPS6217964A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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JP4710954B2 (ja) * 2008-10-14 2011-06-29 トヨタ自動車株式会社 端子部材および端子部材の製造方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5485333A (en) * 1977-12-19 1979-07-06 Yuasa Battery Co Ltd Sodiummsulfur cell
JPS5543755A (en) * 1978-09-20 1980-03-27 Yuasa Battery Co Ltd Sodium-sulfur battery

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