JPH05121094A - 密閉形二次電池 - Google Patents
密閉形二次電池Info
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- JPH05121094A JPH05121094A JP3306793A JP30679391A JPH05121094A JP H05121094 A JPH05121094 A JP H05121094A JP 3306793 A JP3306793 A JP 3306793A JP 30679391 A JP30679391 A JP 30679391A JP H05121094 A JPH05121094 A JP H05121094A
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- secondary battery
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- H—ELECTRICITY
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- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/36—Accumulators not provided for in groups H01M10/05-H01M10/34
- H01M10/39—Accumulators not provided for in groups H01M10/05-H01M10/34 working at high temperature
- H01M10/3909—Sodium-sulfur cells
-
- 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
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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 密閉形二次電池の安全性、性能の向上を図
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を配置するとともに、陰極活物質容器１
２−１，１２−２の外周面を繊維部材で巻回し、かつこ
の陰極活物質容器１２−１，１２−２同士の間隙に陰極
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】 複数の陰極活物質容器を用いているので、固
体電解質管１の内壁にナトリウムを均一に分布させるこ
とができ、該容器が破損しても漏出するナトリウムの量
を少なくすることができる。
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を配置するとともに、陰極活物質容器１
２−１，１２−２の外周面を繊維部材で巻回し、かつこ
の陰極活物質容器１２−１，１２−２同士の間隙に陰極
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】 複数の陰極活物質容器を用いているので、固
体電解質管１の内壁にナトリウムを均一に分布させるこ
とができ、該容器が破損しても漏出するナトリウムの量
を少なくすることができる。
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
閉形二次電池の陰極室の構造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
閉形二次電池の陰極室の構造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）を配置したものも知られている。
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）を配置したものも知られている。
【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内にナトリウム８
を真空充填した後冷却する過程でナトリウム８が酸化さ
れる場合があり、生成した酸化ナトリウムによって電池
の内部抵抗が上昇したり、ガラス半田接合部を腐食して
ナトリウムが漏出す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内にナトリウム８
を真空充填した後冷却する過程でナトリウム８が酸化さ
れる場合があり、生成した酸化ナトリウムによって電池
の内部抵抗が上昇したり、ガラス半田接合部を腐食して
ナトリウムが漏出す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、ナトリウム８の酸化は防止できるが、
固体電解質管１と陰極活物質容器との間隙を均一にする
ことが困難で、充放電時の電流密度が不均一になるとい
う問題があった。
を配置した場合、ナトリウム８の酸化は防止できるが、
固体電解質管１と陰極活物質容器との間隙を均一にする
ことが困難で、充放電時の電流密度が不均一になるとい
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するとともに該容器の外周面
を繊維部材で巻回し、かつこの陰極活物質容器同士の間
隙に陰極集電体を配し、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するとともに該容器の外周面
を繊維部材で巻回し、かつこの陰極活物質容器同士の間
隙に陰極集電体を配し、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、陰極活物質容器によってナ
トリウムの酸化を防止することができ、電池の内部抵抗
の上昇やガラス半田接合部の腐食を防止することができ
る。
トリウムの酸化を防止することができ、電池の内部抵抗
の上昇やガラス半田接合部の腐食を防止することができ
る。
【００１０】また、固体電解質管内の陰極室に複数の陰
極活物質容器を配置するとともに、この陰極活物質容器
同士の間隙に配した陰極集電体によって前記陰極活物質
容器の外周面を固体電解質管の内壁に圧接することがで
きるので、充放電時の電流を均一にすることができる。
極活物質容器を配置するとともに、この陰極活物質容器
同士の間隙に配した陰極集電体によって前記陰極活物質
容器の外周面を固体電解質管の内壁に圧接することがで
きるので、充放電時の電流を均一にすることができる。
【００１１】
【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。
【００１２】図２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。
ナトリウム−硫黄電池の縦断面図で、図４と共通する部
分には同じ符号を付している。
【００１３】図１の電池の特徴は、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２
個の陰極活物質容器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。
陰極室に陰極活物質としてのナトリウム８を収納した２
個の陰極活物質容器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。
【００１４】前記陰極活物質容器１２−１，１２−２
は、図３のように、その横断面が円弧状で、該容器同士
の間隙に金属繊維を配するとともに、その外周面を柔軟
性にすぐれた繊維部材１４で巻回し、前記固体電解質管
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３のように、その横断面が円弧状で、該容器同士
の間隙に金属繊維を配するとともに、その外周面を柔軟
性にすぐれた繊維部材１４で巻回し、前記固体電解質管
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。
【００１５】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。
【００１６】次に、図２の電池の特徴は、固体電解質管
１内の陰極室の下部に陰極活物質としてのナトリウム８
を収納した２個の陰極活物質容器１２−１，１２−２
を、上部に陰極活物質としてのナトリウム８を収納した
２個の陰極活物質容器１２−３，１２−４を配置すると
ともに、上部に配置した容器と下部に配置した容器との
間に金属またはセラミックスからなる円弧状の隔離部材
１６を配置し、かつ該容器の縦方向の間隙に陰極集電体
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。
１内の陰極室の下部に陰極活物質としてのナトリウム８
を収納した２個の陰極活物質容器１２−１，１２−２
を、上部に陰極活物質としてのナトリウム８を収納した
２個の陰極活物質容器１２−３，１２−４を配置すると
ともに、上部に配置した容器と下部に配置した容器との
間に金属またはセラミックスからなる円弧状の隔離部材
１６を配置し、かつ該容器の縦方向の間隙に陰極集電体
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。
【００１７】前記陰極活物質容器１２−１，１２−２お
よび１２−３，１２−４は、その外周面を柔軟性にすぐ
れた繊維部材１４で巻回するとともに、下部に配した陰
極活物質容器１２−３，１２−４同士の間隙に金属繊維
を配し、固体電解質管１内の陰極室に挿入してから、該
容器の縦方向の間隙に陰極上蓋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。
よび１２−３，１２−４は、その外周面を柔軟性にすぐ
れた繊維部材１４で巻回するとともに、下部に配した陰
極活物質容器１２−３，１２−４同士の間隙に金属繊維
を配し、固体電解質管１内の陰極室に挿入してから、該
容器の縦方向の間隙に陰極上蓋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。
【００１８】前記陰極室の底部に金属繊維７を配するの
は、図１の電池と同じである。
は、図１の電池と同じである。
【００１９】こうして得られた陰極室構成体は、いずれ
も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。なお、前記各電池に用いら
れる陰極活物質容器は、ナトリウム８を充填した後底蓋
を押し込んだもので、電池作動温度下において、容器と
底蓋との間隙に微小なナトリウム８の流路が形成される
ようにしている。
も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。なお、前記各電池に用いら
れる陰極活物質容器は、ナトリウム８を充填した後底蓋
を押し込んだもので、電池作動温度下において、容器と
底蓋との間隙に微小なナトリウム８の流路が形成される
ようにしている。
【００２０】次に、図１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１
０本とについて、３５０℃の温度下で通電試験を行った
ところ、本発明電池では、７本の電池に電槽の変色が認
められたのみで、他の３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
ものはなく、すべての電池に電槽の穴あき、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。こ
のことは、本発明電池は陰極集電体１３によって陰極活
物質容器１２−１，１２−２が固体電解質管１の内壁に
圧接しているためで、ナトリウム８の供給が速やかに停
止されることによるものである。
図４のような従来電池に陰極活物質容器を用いたもの１
０本とについて、３５０℃の温度下で通電試験を行った
ところ、本発明電池では、７本の電池に電槽の変色が認
められたのみで、他の３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
ものはなく、すべての電池に電槽の穴あき、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。こ
のことは、本発明電池は陰極集電体１３によって陰極活
物質容器１２−１，１２−２が固体電解質管１の内壁に
圧接しているためで、ナトリウム８の供給が速やかに停
止されることによるものである。
【００２１】また、図２のような本発明電池１０本につ
いても同様の試験を行ったところ、本発明電池では、４
本の電池に電槽の変色が認められたもので、他の６本に
ついては異常が認められなかった。このことは、本発明
電池は陰極集電体１３によって陰極活物質容器１２−１
〜１２−４を固体電解質管１の内壁に圧接しているため
で、ナトリウム８の供給が速やかに停止されることによ
るものである。
いても同様の試験を行ったところ、本発明電池では、４
本の電池に電槽の変色が認められたもので、他の６本に
ついては異常が認められなかった。このことは、本発明
電池は陰極集電体１３によって陰極活物質容器１２−１
〜１２−４を固体電解質管１の内壁に圧接しているため
で、ナトリウム８の供給が速やかに停止されることによ
るものである。
【００２２】
【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。
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。
【００２３】また、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、何らかの原
因で該容器が破損しても漏出するナトリウムの量を少な
くすることができ、安全性の向上にも寄与しうるもので
ある。なお、該容器を繊維部材で巻回しなくても、該容
器内にナトリウムを満たして電池作動温度まで上昇させ
ると、ナトリウムの熱膨張によって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もできる。
ので、電池の組立を容易にすることができ、何らかの原
因で該容器が破損しても漏出するナトリウムの量を少な
くすることができ、安全性の向上にも寄与しうるもので
ある。なお、該容器を繊維部材で巻回しなくても、該容
器内にナトリウムを満たして電池作動温度まで上昇させ
ると、ナトリウムの熱膨張によって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もできる。
【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縦断面図である。
【図３】本発明の密閉形二次電池の横断面図である。
【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 ９ 電槽 １２−１ 陰極活物質容器 １２−２ 陰極活物質容器 １２−３ 陰極活物質容器 １２−４ 陰極活物質容器 １３ 陰極集電体 １４ 繊維部材 １６ 隔離部材
Claims (5)
- 【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、かつ陰極活物質容器同士
の間隙に陰極集電体を配し、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】 陰極活物質容器は、少なくとも２個の断
面が円弧状のものからなり、各容器を陰極室の縦方向に
配置するとともに、該容器同士の間隙に金属繊維を充填
して陰極集電体を配したことを特徴とする請求項第１項
記載の密閉形二次電池。 - 【請求項３】 陰極活物質容器は、少なくとも４個の断
面が円弧状のものからなり、各容器を陰極室上部および
陰極室下部に縦方向に配置し、かつ上部に配置した容器
と下部に配置した容器との間に隔離板を設け、この隔離
板を貫通して該容器同士の間隙に陰極集電体を配すると
ともに、上部および／または下部に配置した容器同士の
間隙に金属繊維を充填したことを特徴とする請求項第１
項記載の密閉形二次電池。 - 【請求項４】 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、前記陰極活物質容器に満たされ、陽極
室に収納される陽極活物質が硫黄であることを特徴とす
る請求項第１項、第２項、第３項記載の密閉形二次電
池。 - 【請求項５】 陰極活物質容器の外周面を繊維部材で巻
回したことを特徴とする請求項第１項、第２項、第３項
記載の密閉形二次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3306793A JPH05121094A (ja) | 1991-10-25 | 1991-10-25 | 密閉形二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3306793A JPH05121094A (ja) | 1991-10-25 | 1991-10-25 | 密閉形二次電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05121094A true JPH05121094A (ja) | 1993-05-18 |
Family
ID=17961318
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3306793A Pending JPH05121094A (ja) | 1991-10-25 | 1991-10-25 | 密閉形二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05121094A (ja) |
-
1991
- 1991-10-25 JP JP3306793A patent/JPH05121094A/ja active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |