JPH05266917A - ナトリウム−硫黄電池における不活性ガスの発生方法 - Google Patents

ナトリウム−硫黄電池における不活性ガスの発生方法

Info

Publication number
JPH05266917A
JPH05266917A JP4064003A JP6400392A JPH05266917A JP H05266917 A JPH05266917 A JP H05266917A JP 4064003 A JP4064003 A JP 4064003A JP 6400392 A JP6400392 A JP 6400392A JP H05266917 A JPH05266917 A JP H05266917A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sodium
cartridge
inert gas
battery
gas
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
Application number
JP4064003A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2552055B2 (ja
Inventor
Toshiaki Kuno
俊明 久野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NGK Insulators Ltd
Original Assignee
NGK Insulators Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NGK Insulators Ltd filed Critical NGK Insulators Ltd
Priority to JP4064003A priority Critical patent/JP2552055B2/ja
Publication of JPH05266917A publication Critical patent/JPH05266917A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2552055B2 publication Critical patent/JP2552055B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 カートリッジ内においてガス発生物質を熱分
解して、不活性ガスを発生させるとき、不活性ガスがカ
ートリッジと固体電解質管との間の間隙部のナトリウム
中に混入するのを防止できるナトリウム−硫黄電池にお
ける不活性ガスの発生方法を提供する。 【構成】 固体電解質管3の内側と外側に陰極室R1及
び陽極室R2を形成する。陰極室R1内にカートリッジ
4を配設し、そのカートリッジ4内のナトリウムNaを
底部の小孔5を介して、カートリッジ4と固体電解質管
3との間の間隙部に供給する。予め、カートリッジ4内
の下部に金属ナトリウムNaを収容し、カートリッジ4
内の上部にガス発生物質Mを収容する。熱風通路14を
流れる熱風により、電池Bを下部側から加熱して、カー
トリッジ4内でナトリウムNaを溶融させた後、ガス発
生物質Mを熱分解させて、不活性ガスGを発生させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、ナトリウム−硫黄電
池における不活性ガスの発生方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来のナトリウム−硫黄電池としては、
例えば図2に示すような構成のものが知られている。
【0003】この従来構成においては、陽極容器1が有
底円筒状に形成され、その上端部にはアルミナ等よりな
る絶縁リング2が接合固定されている。絶縁リング2の
内周にはアルミナ等よりなる有底円筒状の固体電解質管
3が接合固定され、この固体電解質管3の内側には陰極
室R1が区画形成されると共に、外側には陽極室R2が
区画形成されている。
【0004】前記陰極室R1内にはカートリッジ4が配
設され、このカートリッジ4内には陰極活物質としての
ナトリウムNaが収容されている。カートリッジ4の底
部には小孔5が設けられ、この小孔5を通してカートリ
ッジ4内のナトリウムNaが、カートリッジ4と固体電
解質管3との間の間隙部に供給される。
【0005】又、前記カートリッジ4内の上部空間に
は、支持網6等を介してアジ化ナトリウム(NaN3
等よりなる粉末状のガス発生物質Mが収容され、このガ
ス発生物質Mを熱分解させることにより、窒素ガスやア
ルゴンガス等の所定圧力の不活性ガスGが発生される。
そして、この不活性ガスGによって、カートリッジ4内
のナトリウムNaが小孔5から流出する方向へ加圧され
ている。さらに、前記陽極室R2内には陽極活物質とし
ての硫黄Sが収容されている。
【0006】前記絶縁リング2の上端縁には陰極蓋7が
接合固定され、その下面には円筒部8が突設されてい
る。そして、この陰極蓋7の円筒部8の下端が、カート
リッジ4と固体電解質管3との間の間隙部に供給された
ナトリウムNaに接触して、陰極側の集電が行われる。
前記カートリッジ4と固体電解質管3との間の間隙部に
は有底円筒状の安全管9が、そのカートリッジ4及び固
体電解質管3からそれぞれ所定間隔をおいて配設され、
耐食性を有するアルミニウムやステンレス等の金属材料
から形成されている。
【0007】そして、電池の放電時には、カートリッジ
4の小孔5から供給されるナトリウムNaが、安全管9
とカートリッジ4との間の間隙内で上方に移動された
後、安全管9の上端を乗り越えて、安全管9と固体電解
質管3との間の間隙内で下方に移動され、さらに、固体
電解質管3をナトリウムイオンNa+ となって透過し
て、陽極室R2内の硫黄Sとの反応により、多硫化ナト
リウムNa2 Sxが生成される。又、電池の充電時に
は、放電時と逆の反応が起こって、ナトリウムNa及び
硫黄Sが生成される。
【0008】さて、従来のこの種のナトリウム−硫黄電
池Bにおいては、予め前記カートリッジ4内の下部に金
属ナトリウムNaを収容すると共に、カートリッジ4内
の上部空間にガス発生物質MをナトリウムNaと分離し
た状態で収容しておき、組み立て後に電池Bを外表面全
体から加熱して、カートリッジ4内のナトリウムNaを
溶融させると共に、ガス発生物質Mを熱分解させて、不
活性ガスGを発生させていた。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】ところが、この従来の
ナトリウム−硫黄電池における不活性ガスの発生方法で
は、電池Bを外表面全体から加熱しているため、カート
リッジ4の内部でナトリウムはNaは全表面が溶解を開
始し、溶融液中に活流が発生し、さらに溶融液中にはガ
ス発生物質Mが混入する。すなわち、ナトリウムNa中
に落下したガス発生物質Mが熱分解されて不活性ガスG
を発生し、溶融液中の活流によって気液分離が不完全と
なり、その不活性ガスGが溶融ナトリウムNa中に混入
されることがある。
【0010】このガス発生物質Mが混入された溶融液が
カートリッジ4と固体電解質管3との間の間隙に供給さ
れる。そのため、この間隙のナトリウムNa中には分解
ガスが発生する。そして、このように、ナトリウムNa
中に不活性ガスGが混入した場合には、電池の放電に伴
い、次のような問題が生じた。 (1)カートリッジ4内からの不活性ガスGの流出によ
り、カートリッジ4内の上部空間の圧力が低下して、ナ
トリウムNaの流出に支障を来たす。同時に、カートリ
ッジ4内から流出した不活性ガスGが陰極室R1の上部
空間に滞留して、その陰極室R1の上部空間の圧力が増
加し、カートリッジ4内からのナトリウムNaの流出に
支障を来たす。 (2)又、陰極室R1の上部空間の圧力増加に伴い、カ
ートリッジ4内から流出したナトリウムNaの液面が低
下して、ナトリウムNaが安全管9の上端を越えて安全
管9と固体電解質管3との間の間隙内に供給されなくな
ったり、陰極蓋7の円筒部8の下端がナトリウムNaに
接触しなくなったりする。 (3)カートリッジ4内から流出した不活性ガスGが固
体電解質管3の内周面に付着して、固体電解質管3の動
作面積が減少し、電池の放電容量を低下させる。
【0011】この発明は、このような従来の技術に存在
する問題点に着目してなされたものであって、その目的
とするところは、カートリッジ内においてガス発生物質
を熱分解して、不活性ガスを発生させるとき、不活性ガ
スがカートリッジと固体電解質管との間の間隙のナトリ
ウム中に混入するのを確実に防止することができるナト
リウム−硫黄電池における不活性ガスの発生方法を提供
することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明では、有底円筒状の固体電解質管の内側
と外側に陰極室及び陽極室を形成し、その陰極室内には
カートリッジを配設して、そのカートリッジ内のナトリ
ウムを底部の小孔を介して、カートリッジと固体電解質
管との間の間隙部に供給すると共に、陽極室内には硫黄
を収容してなるナトリウム−硫黄電池において、予め前
記カートリッジ内の下部に金属ナトリウムを収容すると
共に、カートリッジ内の上部にガス発生物質を金属ナト
リウムと分離して収容しておき、電池を下部側から加熱
して、金属ナトリウムを溶融させ、ガス発生物質を熱分
解させて、不活性ガスを発生させることを特徴とするも
のである。
【0013】
【作用】この発明のナトリウム−硫黄電池における不活
性ガスの発生方法では、電池を下部側から加熱して、カ
ートリッジ内において金属ナトリウムを溶融させ、ガス
発生物質を熱分解させて、不活性ガスを発生させるよう
になっている。このため、カートリッジ内下部の金属ナ
トリウムがまず溶融し、溶融するとともにカートリッジ
と固体電解質管との間の真空状態の間隙部に溶融したナ
トリウムが供給される。その後、カートリッジ内上部の
方向へと金属ナトリウムの溶解が進行し、最上部の金属
ナトリウムが溶解したときにガス発生物質はナトリウム
中に落下し、熱分解されて不活性ガスを発生する。
【0014】このとき、カートリッジと固体電解質管と
の間の間隙部には、ガス発生物質が混入されていない溶
融ナトリウムが供給されているため、ガス発生物質が混
入された溶融ナトリウムが上記間隙部に供給されること
はない。また、下部より一定方向に加熱するため金属ナ
トリウムの溶融液の活流は少なく、分解ガスは上方に向
かって浮力で浮上し、ナトリウム溶融液との気液分離が
されやすいため、ナトリウム溶融液中にガス発生物質が
混入されないものと推定される。
【0015】従って、電池の放電時に、カートリッジ内
からのナトリウムの流出に伴って、不活性ガスが流出さ
れることはなく、不活性ガスの流出により、カートリッ
ジの内圧が低下したり外圧が増加したりして、ナトリウ
ムの流出に支障を来たす等の弊害を確実に防止すること
ができる。
【0016】
【実施例】以下、この発明を具体化したナトリウム−硫
黄電池における不活性ガスの発生方法の一実施例を、図
1に基づいて詳細に説明する。
【0017】さて、この実施例においては、ナトリウム
−硫黄電池Bの製造に際して、予めカートリッジ4内の
下部に金属ナトリウムNaを収容する。又、カートリッ
ジ4内の上部空間にはアジ化ナトリウム等よりなる粉末
状のガス発生物質Mを、支持網6等によりナトリウムN
aと分離した状態で収容する。
【0018】そして、電池Bの組み立て後に、複数の電
池Bを加熱容器11内に収容して、各電池Bを下部側か
ら加熱することにより、カートリッジ4内において金属
ナトリウムNaを溶融させた後、ガス発生物質Mを熱分
解させて、窒素ガス等の所定圧力の不活性ガスGを発生
させる。
【0019】すなわち、前記加熱容器11は有底箱型に
形成され、その上面開口部には蓋体12が開閉可能に取
り付けられている。支持棚13は多数の熱気透過孔を有
し、加熱容器11内に配設され、この支持棚13上に複
数の電池Bが配列支持される。熱風通路14は加熱容器
11の内底部に配管され、この熱風通路14内に加熱空
気を流すことにより、支持棚13上に支持された電池B
が下部側から加熱される。
【0020】このように、電池Bが下部側から加熱され
ると、カートリッジ4内の下部に収容された金属ナトリ
ウムNaの溶融温度が90℃程度であると共に、カート
リッジ4内の上部空間に収容されたアジ化ナトリウム等
のガス発生物質Mの熱分解温度が400℃程度であるた
め、まず下部の金属ナトリウムNaから徐々に加熱溶融
される。そして、カートリッジ4と固体電解質管3との
間の真空状態の間隙部に溶融した金属ナトリウムNaが
供給された後、カートリッジ4内の下部よりさらに上部
に向かって金属ナトリウムNaの溶解が進行し、カート
リッジ4内の上部に分離収容されたガス発生物質Mが熱
分解され、不活性ガスGを発生する。
【0021】このため、電池Bを外表面全体から加熱し
ていた従来方法のように、カートリッジ4内のナトリウ
ムNaが全体にわたって溶解し、ガス発生物質Mが混入
されたナトリウムNaの溶融液がカートリッジ4と固体
電解質管3との間の間隙部に混入するといった問題はな
く、不活性ガスGが前記間隙部に混入するおそれを確実
に防止することができる。さらに、この実施例の方法に
より製作された電池Bにおいては、放電に伴いカートリ
ッジ4内からナトリウムNaが流出されるとき、不活性
ガスGが共に流出されることはない。
【0022】そのため、従来方法によって製作された電
池Bのように、カートリッジ4内からの不活性ガスGの
流出により、カートリッジ4内の上部空間の圧力が低下
して、ナトリウムNaの流出に支障を来たしたり、カー
トリッジ4内から流出した不活性ガスGが陰極室R1の
上部空間に滞留して、その陰極室R1の上部空間の圧力
が増加し、カートリッジ4内からのナトリウムNaの流
出に支障を来たしたりするという弊害を確実に防止する
ことができる。
【0023】又、従来方法による電池Bのように、陰極
室R1の上部空間の圧力増加に伴い、カートリッジ4内
から流出したナトリウムNaの液面が低下して、ナトリ
ウムNaが安全管9の上端を越えて安全管9と固体電解
質管3との間の間隙内に供給されなくなったり、陰極蓋
7の円筒部8の下端がナトリウムNaに接触しなくなっ
たりするという弊害も防止することができる。
【0024】さらに、この実施例の方法によって製作さ
れた電池Bでは、カートリッジ4内から不活性ガスGが
流出しないため、固体電解質管3の内周面に不活性ガス
Gが付着して、固体電解質管3の動作面積が減少するお
それはなく、電池の放電容量を所定値に確保することが
できる。
【0025】なお、この発明は前記実施例の構成に限定
されるものではなく、例えば、電熱装置等の他の加熱手
段を使用して、各電池Bを下部側から加熱するように構
成する等、この発明の趣旨から逸脱しない範囲で、各部
の構成を任意に変更して具体化することも可能である。
【0026】
【発明の効果】この発明は、以上説明したように構成さ
れているため、カートリッジ内においてガス発生物質を
熱分解して、不活性ガスを発生させるとき、不活性ガス
がカートリッジと固体電解質管との間の間隙部のナトリ
ウム中に混入するのを確実に防止することができ、カー
トリッジ内のナトリウム溶融液中の不活性ガスの混入も
防いでいるので、電池の放電時にカートリッジ内からの
ナトリウムの流出に伴い、不活性ガスが流出されるのを
防ぐことができ、不活性ガスの流出により、カートリッ
ジの内圧が低下したり外圧が増加したりして、ナトリウ
ムの流出に支障を来たす等の弊害を確実に防止すること
ができるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明を具体化したナトリウム−硫黄電池に
おける不活性ガスの発生装置の一実施例を示す断面図で
ある。
【図2】従来のナトリウム−硫黄電池の構成を例示する
縦断面図である。
【符号の説明】
3…固体電解質管、4…カートリッジ、5…小孔、11
…加熱容器、14…熱風通路、R1…陰極室、R2…陽
極室、Na…ナトリウム、S…硫黄、M…ガス発生物
質、G…不活性ガス。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 有底円筒状の固体電解質管の内側と外側
    に陰極室及び陽極室を形成し、その陰極室内にはカート
    リッジを配設して、そのカートリッジ内のナトリウムを
    底部の小孔を介して、カートリッジと固体電解質管との
    間の間隙部に供給すると共に、陽極室内には硫黄を収容
    してなるナトリウム−硫黄電池において、 予め前記カートリッジ内の下部に金属ナトリウムを収容
    すると共に、カートリッジ内の上部にガス発生物質を金
    属ナトリウムと分離して収容しておき、電池を下部側か
    ら加熱して、金属ナトリウムを溶融させ、ガス発生物質
    を熱分解させて、不活性ガスを発生させることを特徴と
    するナトリウム−硫黄電池における不活性ガスの発生方
    法。
JP4064003A 1992-03-19 1992-03-19 ナトリウム−硫黄電池における不活性ガスの発生方法 Expired - Lifetime JP2552055B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4064003A JP2552055B2 (ja) 1992-03-19 1992-03-19 ナトリウム−硫黄電池における不活性ガスの発生方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4064003A JP2552055B2 (ja) 1992-03-19 1992-03-19 ナトリウム−硫黄電池における不活性ガスの発生方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH05266917A true JPH05266917A (ja) 1993-10-15
JP2552055B2 JP2552055B2 (ja) 1996-11-06

Family

ID=13245594

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4064003A Expired - Lifetime JP2552055B2 (ja) 1992-03-19 1992-03-19 ナトリウム−硫黄電池における不活性ガスの発生方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2552055B2 (ja)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5412417A (en) * 1977-05-18 1979-01-30 Chloride Silent Power Ltd Method of manufacturing battery

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5412417A (en) * 1977-05-18 1979-01-30 Chloride Silent Power Ltd Method of manufacturing battery

Also Published As

Publication number Publication date
JP2552055B2 (ja) 1996-11-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101253787B1 (ko) 알칼리 금속 제조용 전기분해 셀
AU2016374142B2 (en) Device for storing electrical energy, method for assembling and starting up said device, and method for operating said device
JP2009108365A (ja) 電解装置
KR101274851B1 (ko) 알칼리 금속 제조용 전기분해 장치
JP2552055B2 (ja) ナトリウム−硫黄電池における不活性ガスの発生方法
CA1259582A (en) Process for electrically separating individual electrolyte spaces of a pile of bipolar electrochemical cell
AU751096B2 (en) Method and apparatus for the treatment of a melt
JP3193319B2 (ja) ナトリウム−硫黄電池
US4204035A (en) Sodium insert container for a sodium-sulfur cell and its method of use
JP2895991B2 (ja) ナトリウム−硫黄電池
JPH05266919A (ja) ナトリウム−硫黄電池
US4189530A (en) Sodium insert container for a sodium-sulfur cell and method
CA1221406A (en) Self-draining heat exchanger arrangement and method
RU2135642C1 (ru) Электролизер для получения лития
JPH05283101A (ja) ナトリウム−硫黄電池
JP2561764B2 (ja) ナトリウム−硫黄電池
JPH05266922A (ja) ナトリウム−硫黄電池
JPH0665073B2 (ja) ナトリウム一硫黄電池
JP2522862B2 (ja) ナトリウム−硫黄電池
JPS5973863A (ja) ナトリウム−硫黄電池
JPH0582161A (ja) ナトリウム−硫黄電池
JPS6012681A (ja) ナトリウム−硫黄電池
JPH0746600B2 (ja) リチウム電極を有する密閉電池
JPS6044972A (ja) ナトリウム−硫黄電池
JPH05266921A (ja) ナトリウム−硫黄電池