JPH05114418A - 密閉形二次電池 - Google Patents
密閉形二次電池Info
- Publication number
- JPH05114418A JPH05114418A JP3305452A JP30545291A JPH05114418A JP H05114418 A JPH05114418 A JP H05114418A JP 3305452 A JP3305452 A JP 3305452A JP 30545291 A JP30545291 A JP 30545291A JP H05114418 A JPH05114418 A JP H05114418A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cathode
- active material
- anode
- solid electrolyte
- electrolyte 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.)
- Pending
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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
Landscapes
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 密閉形二次電池の安全性を向上する。
【構成】 固体電解質管１内の陰極室に陰極活物質とし
てのナトリウム８を収納した複数の陰極活物質容器１２
−１，１２−２を配置し、かつこの陰極活物質容器１２
−１，１２−２同士の間隙に温度によって形状が変化す
る形状記憶合金からなる陰極集電体１３を配し、この陰
極集電体１３を陰極蓋３に接続する。 【効果】 温度によって陰極集電体１３の形状が変化す
るので、電池作動温度への昇温時にもナトリウムが固体
電解質管の内壁に供給されるのを防止することができ、
固体電解質管の破損時の安全性を向上させることができ
る。
てのナトリウム８を収納した複数の陰極活物質容器１２
−１，１２−２を配置し、かつこの陰極活物質容器１２
−１，１２−２同士の間隙に温度によって形状が変化す
る形状記憶合金からなる陰極集電体１３を配し、この陰
極集電体１３を陰極蓋３に接続する。 【効果】 温度によって陰極集電体１３の形状が変化す
るので、電池作動温度への昇温時にもナトリウムが固体
電解質管の内壁に供給されるのを防止することができ、
固体電解質管の破損時の安全性を向上させることができ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は密閉形二次電池に関する
もので、さらに詳しく言えば、イオン伝導性の固体電解
質管の内部に陰極室を、外部に陽極室を形成してなる密
閉形二次電池の安全性の向上に関するものである。
もので、さらに詳しく言えば、イオン伝導性の固体電解
質管の内部に陰極室を、外部に陽極室を形成してなる密
閉形二次電池の安全性の向上に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】イオン伝導性の固体電解質管の内部に陰
極室を、外部に陽極室を形成してなる密閉形二次電池と
しては、陰極室に陰極活物質としてのナトリウムを、陽
極室に陽極活物質としての硫黄を用いた電池がある。
極室を、外部に陽極室を形成してなる密閉形二次電池と
しては、陰極室に陰極活物質としてのナトリウムを、陽
極室に陽極活物質としての硫黄を用いた電池がある。
【０００３】このような密閉形二次電池の従来の構造を
図４のナトリウム−硫黄電池の要部断面図によって説明
する。
図４のナトリウム−硫黄電池の要部断面図によって説明
する。
【０００４】すなわち、図４において、固体電解質管１
の上端にα−アルミナリング２がガラス半田接合されて
なり、前記α−アルミナリング２の上面に陰極蓋３が、
下面に陽極蓋４がそれぞれ熱圧接合されている。前記陰
極蓋３には陰極端子５が溶接されるとともに、その中央
部を貫通して陰極集電体としての陰極パイプ６が溶接さ
れ、その下方は前記固体電解質管１内に挿入されてい
る。この固体電解質管１内には金属繊維７が配され、約
１５０℃の保温下において前記陰極パイプ６より固体電
解質管１内を排気した後、同温度で溶融させたナトリウ
ム８が真空充填され、充填後陰極端子５の上端は封止さ
れる。このような陰極室構成体は、円筒形の硫黄成形体
１０が内挿され、陽極集電端子１１が溶接された陽極集
電体を兼ねる電槽９内に挿入され、その上端は前記陽極
蓋４と真空溶接されて完全密閉される。
の上端にα−アルミナリング２がガラス半田接合されて
なり、前記α−アルミナリング２の上面に陰極蓋３が、
下面に陽極蓋４がそれぞれ熱圧接合されている。前記陰
極蓋３には陰極端子５が溶接されるとともに、その中央
部を貫通して陰極集電体としての陰極パイプ６が溶接さ
れ、その下方は前記固体電解質管１内に挿入されてい
る。この固体電解質管１内には金属繊維７が配され、約
１５０℃の保温下において前記陰極パイプ６より固体電
解質管１内を排気した後、同温度で溶融させたナトリウ
ム８が真空充填され、充填後陰極端子５の上端は封止さ
れる。このような陰極室構成体は、円筒形の硫黄成形体
１０が内挿され、陽極集電端子１１が溶接された陽極集
電体を兼ねる電槽９内に挿入され、その上端は前記陽極
蓋４と真空溶接されて完全密閉される。
【０００５】また、前記金属繊維７に代えて、固体電解
質管１内にナトリウム８を収納した陰極活物質容器（図
示せず）を配置し、電池作動温度下において、該容器内
のナトリウム８を固体電解質管１の内壁に供給するよう
に構成することもできる。
質管１内にナトリウム８を収納した陰極活物質容器（図
示せず）を配置し、電池作動温度下において、該容器内
のナトリウム８を固体電解質管１の内壁に供給するよう
に構成することもできる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来のナトリ
ウム−硫黄電池では、固体電解質管１が破損すると、ナ
トリウムと硫黄とが直接反応して電池を破損に至らしめ
るという問題があった。
ウム−硫黄電池では、固体電解質管１が破損すると、ナ
トリウムと硫黄とが直接反応して電池を破損に至らしめ
るという問題があった。
【０００７】また、固体電解質管１内に陰極活物質容器
を配置した場合、電池作動温度下では、固体電解質管１
の破損によるナトリウムと硫黄との直接反応の熱で該容
器から固体電解質管１の内壁にナトリウムの供給を速や
かに停止させることは可能であるが、昇温時または降温
時では、直接反応の熱でナトリウムの供給を停止させる
まで時間がかかり、電池の破損が大規模になるという問
題があった。
を配置した場合、電池作動温度下では、固体電解質管１
の破損によるナトリウムと硫黄との直接反応の熱で該容
器から固体電解質管１の内壁にナトリウムの供給を速や
かに停止させることは可能であるが、昇温時または降温
時では、直接反応の熱でナトリウムの供給を停止させる
まで時間がかかり、電池の破損が大規模になるという問
題があった。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、イオン伝導性の固体電解質管の開口部に
α−アルミナリングが接合されてなり、前記α−アルミ
ナリングの一方の面に陰極蓋が接合され、この陰極蓋に
よって密閉される陰極室と、前記α−アルミナリングの
一方の面または他方の面に陽極蓋が接合され、この陽極
蓋によって密閉される陽極室とを備えてなる密閉形二次
電池であって、前記陰極室内に陰極活物質を収納した複
数の陰極活物質容器を配置し、かつこの陰極活物質容器
同士の間隙に温度によって形状が変化する形状記憶合金
からなる陰極集電体を配し、この陰極集電体を前記陰極
蓋に接続したことを特徴とするものである。
め、本発明は、イオン伝導性の固体電解質管の開口部に
α−アルミナリングが接合されてなり、前記α−アルミ
ナリングの一方の面に陰極蓋が接合され、この陰極蓋に
よって密閉される陰極室と、前記α−アルミナリングの
一方の面または他方の面に陽極蓋が接合され、この陽極
蓋によって密閉される陽極室とを備えてなる密閉形二次
電池であって、前記陰極室内に陰極活物質を収納した複
数の陰極活物質容器を配置し、かつこの陰極活物質容器
同士の間隙に温度によって形状が変化する形状記憶合金
からなる陰極集電体を配し、この陰極集電体を前記陰極
蓋に接続したことを特徴とするものである。
【０００９】
【作用】従って、本発明は、複数の陰極活物質容器同士
の間隙に温度によって形状が変化する形状記憶合金から
なる陰極集電体を配し、この形状記憶合金によって電池
作動温度への昇温時または電池作動温度からの降温時に
陰極活物質容器を固体電解質管の内壁に密着させるよう
にすれば、昇温時または降温時における固体電解質管の
破損による電池の破損を最小限にすることができる。
の間隙に温度によって形状が変化する形状記憶合金から
なる陰極集電体を配し、この形状記憶合金によって電池
作動温度への昇温時または電池作動温度からの降温時に
陰極活物質容器を固体電解質管の内壁に密着させるよう
にすれば、昇温時または降温時における固体電解質管の
破損による電池の破損を最小限にすることができる。
【００１０】
【実施例】図１は、本発明の密閉形二次電池としてのナ
トリウム−硫黄電池の要部縦断面図で、図４と共通する
部分には同じ符号を付している。
トリウム−硫黄電池の要部縦断面図で、図４と共通する
部分には同じ符号を付している。
【００１１】本発明の特徴は、固体電解質管１内の陰極
室に陰極活物質としてのナトリウム８を収納した複数の
陰極活物質容器１２−１，１２−２を配置し、かつこの
陰極活物質容器１２−１，１２−２同士の間隙に温度に
よって形状が変化する形状記憶合金からなる陰極集電体
１３を配し、この陰極集電体１３を前記陰極蓋３に接続
したものである。
室に陰極活物質としてのナトリウム８を収納した複数の
陰極活物質容器１２−１，１２−２を配置し、かつこの
陰極活物質容器１２−１，１２−２同士の間隙に温度に
よって形状が変化する形状記憶合金からなる陰極集電体
１３を配し、この陰極集電体１３を前記陰極蓋３に接続
したものである。
【００１２】前記陰極活物質容器１２−１，１２−２
は、図２のように、その横断面が円弧状で、該容器の外
周面を柔軟性にすぐれた繊維部材１４で巻回し、固体電
解質管１内の陰極室に挿入してから、該容器同士の間隙
に陰極上蓋１５と陰極端子５とが溶接された陰極集電体
１３を挿入する。そして、前記陰極上蓋１５と陰極蓋３
とを真空溶接して陰極室を密閉する。
は、図２のように、その横断面が円弧状で、該容器の外
周面を柔軟性にすぐれた繊維部材１４で巻回し、固体電
解質管１内の陰極室に挿入してから、該容器同士の間隙
に陰極上蓋１５と陰極端子５とが溶接された陰極集電体
１３を挿入する。そして、前記陰極上蓋１５と陰極蓋３
とを真空溶接して陰極室を密閉する。
【００１３】前記陰極室の底部には金属繊維７が配さ
れ、前記繊維部材１４とともにナトリウム８が固体電解
質管１の内壁に均一に分布するようにする。
れ、前記繊維部材１４とともにナトリウム８が固体電解
質管１の内壁に均一に分布するようにする。
【００１４】前記陰極集電体１３は、３００℃以下の温
度または４５０℃以上の温度で図３のような形状に変化
する形状記憶合金で、前記各温度下で図３のような形状
に変化することによって電池作動温度への昇温時および
ナトリウムと硫黄との直接反応による温度の異常上昇時
に、各陰極活物質容器１２−１，１２−２の外周面を固
体電解質管１の内壁に密着させ、ナトリウムの供給を速
やかに停止させるようにする。
度または４５０℃以上の温度で図３のような形状に変化
する形状記憶合金で、前記各温度下で図３のような形状
に変化することによって電池作動温度への昇温時および
ナトリウムと硫黄との直接反応による温度の異常上昇時
に、各陰極活物質容器１２−１，１２−２の外周面を固
体電解質管１の内壁に密着させ、ナトリウムの供給を速
やかに停止させるようにする。
【００１５】こうして得られた陰極室構成体は、円筒形
の硫黄成形体１０が内挿された陽極集電体を兼ねる電槽
９内に挿入され、その上端は前記陽極蓋４に真空溶接さ
れて完全密閉される。
の硫黄成形体１０が内挿された陽極集電体を兼ねる電槽
９内に挿入され、その上端は前記陽極蓋４に真空溶接さ
れて完全密閉される。
【００１６】このような本発明電池１０本と、図４のよ
うな従来電池に陰極活物質容器を用いたもの１０本とに
ついて、室温から３５０℃まで昇温してから寿命末期ま
で充放電試験を行った。なお、前記各電池のうち５本は
あらかじめ固体電解質管に微小なクラックを発生させて
おいたものを用いた。
うな従来電池に陰極活物質容器を用いたもの１０本とに
ついて、室温から３５０℃まで昇温してから寿命末期ま
で充放電試験を行った。なお、前記各電池のうち５本は
あらかじめ固体電解質管に微小なクラックを発生させて
おいたものを用いた。
【００１７】上記試験の結果は、本発明電池では、クラ
ックを発生させておいたもの５本に電槽の変化が認めら
れたものの、他の５本については異常が認められなかっ
た。一方、従来電池では、異常が認められなかったもの
は１本のみで、他の９本については、電槽の穴あき、電
槽の変色、陰極活物質容器の破損などの異常が認められ
た。
ックを発生させておいたもの５本に電槽の変化が認めら
れたものの、他の５本については異常が認められなかっ
た。一方、従来電池では、異常が認められなかったもの
は１本のみで、他の９本については、電槽の穴あき、電
槽の変色、陰極活物質容器の破損などの異常が認められ
た。
【００１８】
【発明の効果】上記したとおりであるから、本発明の密
閉形二次電池は、固体電解質管の破損による電池の破損
を防止することができ、安全性の向上に寄与するところ
が大である。
閉形二次電池は、固体電解質管の破損による電池の破損
を防止することができ、安全性の向上に寄与するところ
が大である。
【００１９】また、本発明の密閉形二次電池は、固体電
解質管の偏心があっても、固体電解質管の内壁にナトリ
ウムを均一に分布させることができる。
解質管の偏心があっても、固体電解質管の内壁にナトリ
ウムを均一に分布させることができる。
【００２０】さらに、複数の陰極活物質容器を用いてい
るので、電池の組立を容易にすることができる。
るので、電池の組立を容易にすることができる。
【図１】本発明の密閉形二次電池の要部縦断面図であ
る。
る。
【図２】本発明の密閉形二次電池の横断面図である。
【図３】本発明の密閉形二次電池に使用する陰極集電体
の斜視図である。
の斜視図である。
【図４】従来の密閉形二次電池の要部縦断面図である。
１ 固体電解質管 ２ α−アルミナリング ３ 陰極蓋 ４ 陽極蓋 ７ 金属繊維 ８ ナトリウム １２−１ 陰極活物質容器 １２−２ 陰極活物質容器 １３ 陰極集電体 １４ 繊維部材
Claims (2)
- 【請求項１】 イオン伝導性の固体電解質管の開口部に
α−アルミナリングが接合されてなり、前記α−アルミ
ナリングの一方の面に陰極蓋が接合され、この陰極蓋に
よって密閉される陰極室と、前記α−アルミナリングの
一方の面または他方の面に陽極蓋が接合され、この陽極
蓋によって密閉される陽極室とを備えてなる密閉形二次
電池であって、前記陰極室内に陰極活物質を収納した複
数の陰極活物質容器を配置し、かつこの陰極活物質容器
同士の間隙に温度によって形状が変化する形状記憶合金
からなる陰極集電体を配し、この陰極集電体を前記陰極
蓋に接続したことを特徴とする密閉形二次電池。 - 【請求項２】 陰極活物質容器に収納される陰極活物質
がナトリウムであり、陽極室に収納される陽極活物質が
硫黄であり、かつ前記両活物質が溶融状態にある電池作
動温度下において、陰極活物質容器と固体電解質管内壁
との間に陰極活物質供給路が形成されることを特徴とす
る請求項第１項記載の密閉形二次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3305452A JPH05114418A (ja) | 1991-10-23 | 1991-10-23 | 密閉形二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3305452A JPH05114418A (ja) | 1991-10-23 | 1991-10-23 | 密閉形二次電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05114418A true JPH05114418A (ja) | 1993-05-07 |
Family
ID=17945320
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3305452A Pending JPH05114418A (ja) | 1991-10-23 | 1991-10-23 | 密閉形二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05114418A (ja) |
-
1991
- 1991-10-23 JP JP3305452A patent/JPH05114418A/ja active Pending
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