JPH0589910A - 密閉形二次電池の製造方法 - Google Patents
密閉形二次電池の製造方法Info
- Publication number
- JPH0589910A JPH0589910A JP3276781A JP27678191A JPH0589910A JP H0589910 A JPH0589910 A JP H0589910A JP 3276781 A JP3276781 A JP 3276781A JP 27678191 A JP27678191 A JP 27678191A JP H0589910 A JPH0589910 A JP H0589910A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lid
- metal material
- cathode
- anode
- alumina ring
- 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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-
- 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】 密閉形二次電池の生産性を向上させる。
【構成】 α−アルミナリング2の上、下面に、アルミ
ニウム合金、鉄合金、ニッケル合金、クラッド鋼板また
はメッキ鋼材からなる金属材を400℃以下の温度下で
それぞれ超音波で接合した後、その上に同種または異種
の金属材を400℃以下の温度下で少なくとも1層超音
波で接合して上面に陰極蓋3を、下面に陽極蓋4を形成
する。 【効果】 固体電解質管とα−アルミナリングとのガラ
ス半田接合部に熱サイクルによる応力が加わらずに製造
することができるので、生産性を向上させることができ
る。また、複数層の金属材によって陰極蓋および陽極蓋
をα−アルミナリングに確実に接合することができる。
ニウム合金、鉄合金、ニッケル合金、クラッド鋼板また
はメッキ鋼材からなる金属材を400℃以下の温度下で
それぞれ超音波で接合した後、その上に同種または異種
の金属材を400℃以下の温度下で少なくとも1層超音
波で接合して上面に陰極蓋3を、下面に陽極蓋4を形成
する。 【効果】 固体電解質管とα−アルミナリングとのガラ
ス半田接合部に熱サイクルによる応力が加わらずに製造
することができるので、生産性を向上させることができ
る。また、複数層の金属材によって陰極蓋および陽極蓋
をα−アルミナリングに確実に接合することができる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は密閉形二次電池の製造方
法に関するもので、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製造方法に関するものであ
る。
法に関するもので、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製造方法に関するものであ
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製造方
法を図2のナトリウム−硫黄電池の要部断面図によって
説明する。
法を図2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2において、固体電解質管1
の上部に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。
の上部に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】
【発明が解決しようとする課題】上記した密閉形二次電
池の製造方法では、α−アルミナリング2の上面に陰極
蓋3を、下面に陽極蓋4をそれぞれ熱圧接合する際にα
−アルミナリング2と固体電解質管1とのガラス半田接
合部に割れが生じ、電池の使用時に固体電解質管1が破
損に至るという問題があった。
池の製造方法では、α−アルミナリング2の上面に陰極
蓋3を、下面に陽極蓋4をそれぞれ熱圧接合する際にα
−アルミナリング2と固体電解質管1とのガラス半田接
合部に割れが生じ、電池の使用時に固体電解質管1が破
損に至るという問題があった。
【0006】また、このような密閉形二次電池の製造方
法では、工程中の熱サイクルによって固体電解質管1に
クラックが発生し、電池の使用時に固体電解質管1が破
損に至るという問題があった。
法では、工程中の熱サイクルによって固体電解質管1に
クラックが発生し、電池の使用時に固体電解質管1が破
損に至るという問題があった。
【0007】
【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上部にα
−アルミナリングをガラス半田接合する工程と、前記α
−アルミナリングの上面に複数層の金属材からなる陰極
蓋を接合し、この陰極蓋によって密閉される陰極室を形
成する工程と、前記α−アルミナリングの下面に陽極蓋
を接合し、この陽極蓋によって密閉される陽極室を形成
する工程とを備えてなる密閉形二次電池の製造方法であ
って、前記α−アルミナリングの上面および下面にアル
ミニウム合金、鉄合金、ニッケル合金、クラッド鋼材ま
たはメッキ鋼材からなる金属材を400℃以下の温度下
で超音波で接合した後、その上に同種または異種の金属
材を400℃以下の温度下で少なくとも1層超音波で接
合して陰極蓋および陽極蓋を構成することを特徴とする
ものである。
め、本発明は、イオン伝導性の固体電解質管の上部にα
−アルミナリングをガラス半田接合する工程と、前記α
−アルミナリングの上面に複数層の金属材からなる陰極
蓋を接合し、この陰極蓋によって密閉される陰極室を形
成する工程と、前記α−アルミナリングの下面に陽極蓋
を接合し、この陽極蓋によって密閉される陽極室を形成
する工程とを備えてなる密閉形二次電池の製造方法であ
って、前記α−アルミナリングの上面および下面にアル
ミニウム合金、鉄合金、ニッケル合金、クラッド鋼材ま
たはメッキ鋼材からなる金属材を400℃以下の温度下
で超音波で接合した後、その上に同種または異種の金属
材を400℃以下の温度下で少なくとも1層超音波で接
合して陰極蓋および陽極蓋を構成することを特徴とする
ものである。
【0008】
【作用】従って、本発明は、アルミニウム合金、鉄合
金、ニッケル合金、クラッド鋼材またはメッキ鋼材から
なる金属材を400℃以下の温度下で超音波で接合した
後、その上に同種または異種の金属材を400℃以下の
温度下で少なくとも1層超音波で接合しているので、ガ
ラス半田接合部に熱サイクルによる応力が加わることを
防止することができる。
金、ニッケル合金、クラッド鋼材またはメッキ鋼材から
なる金属材を400℃以下の温度下で超音波で接合した
後、その上に同種または異種の金属材を400℃以下の
温度下で少なくとも1層超音波で接合しているので、ガ
ラス半田接合部に熱サイクルによる応力が加わることを
防止することができる。
【0009】また、熱サイクルによって固体電解質管に
クラックが発生することを防止することができる。
クラックが発生することを防止することができる。
【0010】
【実施例】図1は本発明の製造方法によって得られた密
閉形二次電池としてのナトリウム−硫黄電池の要部断面
図で、図2と共通する部分には同じ符号を付している。
閉形二次電池としてのナトリウム−硫黄電池の要部断面
図で、図2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の上部に
α−アルミナリング2をガラス半田接合する工程と、こ
のα−アルミナリング2の上、下面に複数層の金属材を
大気中で超音波によって接合して陰極蓋3および陽極蓋
4を形成する工程とを備えたものであって、前記α−ア
ルミナリング2の上面に陰極蓋3を、下面に陽極蓋4を
形成するようにしたものである。前記金属材としてはニ
ッケルメッキされた鉄を2層にしているが、層数につい
ては限定するものではない。また、前記接合は金属材の
表面に対して垂直ねじり回転方向の超音波振動(周波
数:35kHz,ねじり回転振幅:約35μm,圧力:
約1.7Kg/cm2 ,時間:3秒間)を与えることによっ
て行っているが、金属材の表面に対して円周方向の超音
波振動(周波数:40kHz,振幅:約40μm,圧
力:約1.5Kg/cm2 ,時間:1秒間)を与えることに
よって行うこともできる。なお、前記ねじり回転振幅は
2μm〜100μmであればよく、好ましくは25μm
〜50μmであるのがよい。
α−アルミナリング2をガラス半田接合する工程と、こ
のα−アルミナリング2の上、下面に複数層の金属材を
大気中で超音波によって接合して陰極蓋3および陽極蓋
4を形成する工程とを備えたものであって、前記α−ア
ルミナリング2の上面に陰極蓋3を、下面に陽極蓋4を
形成するようにしたものである。前記金属材としてはニ
ッケルメッキされた鉄を2層にしているが、層数につい
ては限定するものではない。また、前記接合は金属材の
表面に対して垂直ねじり回転方向の超音波振動(周波
数:35kHz,ねじり回転振幅:約35μm,圧力:
約1.7Kg/cm2 ,時間:3秒間)を与えることによっ
て行っているが、金属材の表面に対して円周方向の超音
波振動(周波数:40kHz,振幅:約40μm,圧
力:約1.5Kg/cm2 ,時間:1秒間)を与えることに
よって行うこともできる。なお、前記ねじり回転振幅は
2μm〜100μmであればよく、好ましくは25μm
〜50μmであるのがよい。
【0012】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、その下方が固体電解質管1内に
挿入されて図2の電池と同様に陰極室構成体が形成され
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、その下方が固体電解質管1内に
挿入されて図2の電池と同様に陰極室構成体が形成され
る。
【0013】そして、この陰極室構成体は、円筒形の硫
黄形成体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。
黄形成体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。
【0014】なお、前記超音波による接合は大気中で行
っているが、ナトリウム−硫黄電池のような高温下で動
作させる電池では、その作動温度である400℃以下の
温度下、好ましくは300℃〜380℃の温度下で行っ
てもよい。
っているが、ナトリウム−硫黄電池のような高温下で動
作させる電池では、その作動温度である400℃以下の
温度下、好ましくは300℃〜380℃の温度下で行っ
てもよい。
【0015】また、前記金属材としては、ニッケルメッ
キされた鉄以外にアルミニウム合金、鉄合金、クラッド
鋼材、メッキ鋼材を用いてもよく、異種の金属を組み合
わせてもよい。なお、この場合、α−アルミナリング2
に接合する方の金属材の融点をその上に接合される金属
の融点より低くした方が接合を確実にすることができ
る。
キされた鉄以外にアルミニウム合金、鉄合金、クラッド
鋼材、メッキ鋼材を用いてもよく、異種の金属を組み合
わせてもよい。なお、この場合、α−アルミナリング2
に接合する方の金属材の融点をその上に接合される金属
の融点より低くした方が接合を確実にすることができ
る。
【0016】次に、垂直ねじり回転方向の超音波によっ
て陰極蓋3および陽極蓋4を形成した本発明の製造方法
により製造した電池10本と、図2のような従来の製造
方法により製造された電池10本とについて、室温から
350℃までのヒートサイクル試験を実施し、破損電池
数を調査したところ、表1のような結果が得られた。
て陰極蓋3および陽極蓋4を形成した本発明の製造方法
により製造した電池10本と、図2のような従来の製造
方法により製造された電池10本とについて、室温から
350℃までのヒートサイクル試験を実施し、破損電池
数を調査したところ、表1のような結果が得られた。
【0017】
【表1】
【0018】表1から、従来方法による電池では10サ
イクル目で2セルが破損したのに対し、本発明方法によ
る電池では15サイクル目で1セルが破損したのみであ
ることがわかる。
イクル目で2セルが破損したのに対し、本発明方法によ
る電池では15サイクル目で1セルが破損したのみであ
ることがわかる。
【0019】なお、陰極蓋3、陽極蓋4の表面に対して
円周方向の超音波振動を与えて接合した場合についても
同様の試験を行ったところ、表1と同じ結果が得られ
た。
円周方向の超音波振動を与えて接合した場合についても
同様の試験を行ったところ、表1と同じ結果が得られ
た。
【0020】また、350℃の温度下で超音波振動を与
えて接合した場合についても同様の試験を行ったとこ
ろ、表1と同じ結果が得られた。
えて接合した場合についても同様の試験を行ったとこ
ろ、表1と同じ結果が得られた。
【0021】
【発明の効果】上記したとおりであるから、本発明の密
閉形二次電池の製造方法は、固体電解質管とα−アルミ
ナリングとのガラス半田接合部に熱サイクルによる応力
が加わらないので、電池の生産性を向上させることがで
きる。またα−アルミナリングの上、下面に複数層の金
属材を接合して陰極蓋および陽極蓋を形成しているの
で、陰極蓋および陽極蓋をα−アルミナリングに確実に
接合することができる。
閉形二次電池の製造方法は、固体電解質管とα−アルミ
ナリングとのガラス半田接合部に熱サイクルによる応力
が加わらないので、電池の生産性を向上させることがで
きる。またα−アルミナリングの上、下面に複数層の金
属材を接合して陰極蓋および陽極蓋を形成しているの
で、陰極蓋および陽極蓋をα−アルミナリングに確実に
接合することができる。
【図1】本発明の製造方法により製造された密閉形二次
電池の要部断面図である。
電池の要部断面図である。
【図2】従来の製造方法により製造された密閉形二次電
池の要部断面図である。
池の要部断面図である。
1 固体電解質管 2 α−アルミナリング 3 陰極蓋 4 陽極蓋
Claims (5)
- 【請求項1】 イオン伝導性の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する工程と、前記α
−アルミナリングの上面に複数層の金属材からなる陰極
蓋を接合し、この陰極蓋によって密閉される陰極室を形
成する工程と、前記α−アルミナリングの下面に陽極蓋
を接合し、この陽極蓋によって密閉される陽極室を形成
する工程とを備えてなる密閉形二次電池の製造方法であ
って、前記α−アルミナリングの上面および下面にアル
ミニウム合金、鉄合金、ニッケル合金、クラッド鋼材ま
たはメッキ鋼材からなる金属材を400℃以下の温度下
で超音波で接合した後、その上に同種または異種の金属
材を400℃以下の温度下で少なくとも1層超音波で接
合して陰極蓋および陽極蓋を構成することを特徴とする
密閉形二次電池の製造方法。 - 【請求項2】 金属材の表面に対して垂直ねじり回転方
向の超音波で金属材とα−アルミナリングおよび金属材
同士を接合したことを特徴とする請求項第1項記載の密
閉形二次電池の製造方法。 - 【請求項3】 金属材の表面に対して円周方向の超音波
で金属材とα−アルミナリングおよび金属材同士を接合
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
池の製造方法。 - 【請求項4】 陰極室に陰極活物質としてのナトリウム
を収納する工程と、陽極室に陽極活物質としての硫黄を
収納する工程とを有し、かつイオン伝導性の固体電解質
管としてのβ−アルミナまたはβ”−アルミナの上部に
α−アルミナリングをガラス半田接合する工程を有する
ことを特徴とする請求項第1項記載の密閉形二次電池の
製造方法。 - 【請求項5】 α−アルミナリングに接合する方の金属
材の融点をその上に接合する金属材の融点より低くした
ことを特徴とする請求項第1項記載の密閉形二次電池の
製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3276781A JPH0589910A (ja) | 1991-09-27 | 1991-09-27 | 密閉形二次電池の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3276781A JPH0589910A (ja) | 1991-09-27 | 1991-09-27 | 密閉形二次電池の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0589910A true JPH0589910A (ja) | 1993-04-09 |
Family
ID=17574279
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3276781A Pending JPH0589910A (ja) | 1991-09-27 | 1991-09-27 | 密閉形二次電池の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0589910A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7830137B2 (en) | 2006-07-28 | 2010-11-09 | Smc Kabushiki Kaisha | Position detecting sensor |
-
1991
- 1991-09-27 JP JP3276781A patent/JPH0589910A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7830137B2 (en) | 2006-07-28 | 2010-11-09 | Smc Kabushiki Kaisha | Position detecting sensor |
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