JPH06223873A - ナトリウム−硫黄電池の陰極室 - Google Patents
ナトリウム−硫黄電池の陰極室Info
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- JPH06223873A JPH06223873A JP50A JP3423993A JPH06223873A JP H06223873 A JPH06223873 A JP H06223873A JP 50 A JP50 A JP 50A JP 3423993 A JP3423993 A JP 3423993A JP H06223873 A JPH06223873 A JP H06223873A
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- solid electrolyte
- electrolyte tube
- metal
- cathode
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- 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
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- Secondary Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 固体電解質管の破損時の安全性が向上できる
ナトリウム−硫黄電池の陰極室を得る。 【構成】 ナトリウムイオン伝導性の固体電解室管１内
の陰極室を陰極蓋３と陰極端子５で密閉し、前記陰極端
子５の内面に棒状の集電端子６を溶接するとともに、こ
の集電端子６に金属板７を螺旋状に巻き付け、この金属
板７の外周面を固体電解質管１の内側面に接触させ、か
つ陰極室の内底部に金属繊維１１または金属繊維１１、
有孔金属円板１２を配してなる。 【効果】 金属板と金属繊維、有孔金属円板とによって
固体電解質管の内面に供給される溶融ナトリウムの量を
制限することができるので、固体電解質管の破損時の溶
融ナトリウムと溶融硫黄との直接反応を最小限にするこ
とができ、安全性を向上させることができる。
ナトリウム−硫黄電池の陰極室を得る。 【構成】 ナトリウムイオン伝導性の固体電解室管１内
の陰極室を陰極蓋３と陰極端子５で密閉し、前記陰極端
子５の内面に棒状の集電端子６を溶接するとともに、こ
の集電端子６に金属板７を螺旋状に巻き付け、この金属
板７の外周面を固体電解質管１の内側面に接触させ、か
つ陰極室の内底部に金属繊維１１または金属繊維１１、
有孔金属円板１２を配してなる。 【効果】 金属板と金属繊維、有孔金属円板とによって
固体電解質管の内面に供給される溶融ナトリウムの量を
制限することができるので、固体電解質管の破損時の溶
融ナトリウムと溶融硫黄との直接反応を最小限にするこ
とができ、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】本発明はナトリウム−硫黄電池の
陰極室に関するもので、さらに詳しく言えば、固体電解
質管の破損時の安全性が向上できる陰極室の構造に関す
るものである。
陰極室に関するもので、さらに詳しく言えば、固体電解
質管の破損時の安全性が向上できる陰極室の構造に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】ナトリウム−硫黄電池は、ナトリウムイ
オン伝導性の固体電解質管の外部を陽極室とし、内部を
陰極室としたもので、前記陽極室は電槽によって密閉さ
れるとともに、陰極室は陰極蓋と陰極端子で密閉されて
なる。
オン伝導性の固体電解質管の外部を陽極室とし、内部を
陰極室としたもので、前記陽極室は電槽によって密閉さ
れるとともに、陰極室は陰極蓋と陰極端子で密閉されて
なる。
【０００３】上記したナトリウム−硫黄電池の陰極室に
は金属繊維が充填され、陰極活物質としての溶融ナトリ
ウムを保持するとともにこの溶融ナトリウムと固体電解
質管の内面との接触面積を一定にするようにしている。
は金属繊維が充填され、陰極活物質としての溶融ナトリ
ウムを保持するとともにこの溶融ナトリウムと固体電解
質管の内面との接触面積を一定にするようにしている。
【０００４】また、前記陰極蓋に溶接された陰極端子の
内面には集電端子が溶接され、陰極端子を介して外部回
路に接続される。
内面には集電端子が溶接され、陰極端子を介して外部回
路に接続される。
【０００５】
【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−硫黄電池の陰極室では、固体電解質管の破損時に
陰極活物質としての溶融ナトリウムと陽極活物質として
の溶融硫黄とが直接反応し、その反応熱によって固体電
解質管の破損や直接反応の領域が拡大するという問題が
あった。
ウム−硫黄電池の陰極室では、固体電解質管の破損時に
陰極活物質としての溶融ナトリウムと陽極活物質として
の溶融硫黄とが直接反応し、その反応熱によって固体電
解質管の破損や直接反応の領域が拡大するという問題が
あった。
【０００６】このような問題を解決するため、陰極室内
に陰極活物質容器を配し、固体電解質管の内面に供給さ
れる陰極活物質としての溶融ナトリウムを制限するよう
にしたものもあるが、このような陰極室は製造コストが
高くなるため、電池が高価になるという問題や重量効率
が低下するという問題があった。
に陰極活物質容器を配し、固体電解質管の内面に供給さ
れる陰極活物質としての溶融ナトリウムを制限するよう
にしたものもあるが、このような陰極室は製造コストが
高くなるため、電池が高価になるという問題や重量効率
が低下す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、ナトリウム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、前記陰極室
を陰極蓋と陰極端子で密閉するとともに、前記陽極室を
電槽で密閉してなるナトリウム−硫黄電池の陰極室にお
いて、前記陰極室の内底部に金属繊維を配するととも
に、前記陰極端子の内面に棒状の集電端子を溶接し、こ
の集電端子に金属板を螺旋状に巻き付け、この金属板の
外周面を前記固体電解質管の内側面に接触させてなるこ
とを特徴とするものである。
め、本発明は、ナトリウム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、前記陰極室
を陰極蓋と陰極端子で密閉するとともに、前記陽極室を
電槽で密閉してなるナトリウム−硫黄電池の陰極室にお
いて、前記陰極室の内底部に金属繊維を配するととも
に、前記陰極端子の内面に棒状の集電端子を溶接し、こ
の集電端子に金属板を螺旋状に巻き付け、この金属板の
外周面を前記固体電解質管の内側面に接触させてなるこ
とを特徴とするものである。
【０００８】
【作用】従って、本発明は、金属板を集電端子に螺旋状
に巻き付け、その外周面を固体電解質管の内側面に接触
させているので、固体電解質管の内側面に供給される陰
極活物質としての溶融ナトリウムを制限することができ
る。
に巻き付け、その外周面を固体電解質管の内側面に接触
させているので、固体電解質管の内側面に供給される陰
極活物質としての溶融ナトリウムを制限することができ
る。
【０００９】また、本発明は、陰極室の内底部に金属繊
維を配しているので、固体電解質管が底部で破損して溶
融ナトリウムと溶融硫黄とが直接反応しても、金属繊維
によって固体電解質管の内底面に供給される溶融ナトリ
ウムを制限することができる。
維を配しているので、固体電解質管が底部で破損して溶
融ナトリウムと溶融硫黄とが直接反応しても、金属繊維
によって固体電解質管の内底面に供給される溶融ナトリ
ウムを制限することができる。
【００１０】また、本発明は、陰極室内に陰極活物質容
器を挿入するより製造コストを低くすることができる。
器を挿入するより製造コストを低くすることができる。
【００１１】
【実施例】図１は、本発明の第１実施例の陰極室を備え
たナトリウム−硫黄電池の縦断面図である。
たナトリウム−硫黄電池の縦断面図である。
【００１２】本発明の第１実施例の特徴は、ナトリウム
イオン伝導性の固体電解質管１の上端にα−アルミナリ
ング２がガラス半田接合され、この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
接合されるとともに、前記陰極蓋３には内面に集電端子
６が溶接された陰極端子５が、前記陽極蓋４には円筒形
の硫黄成形体９が内挿された電槽１０が溶接されてな
り、前記固体電解質管１内は陰極活物質としての溶融ナ
トリウム８を充填して陰極室とし、前記固体電解質管１
と電槽１０との間隙を陽極室とし、前記陰極室内の集電
端子６に金属板７が螺旋状に巻き付けられ、かつ固体電
解質管１の内底部に金属繊維１１が配されてなるもので
ある。
イオン伝導性の固体電解質管１の上端にα−アルミナリ
ング２がガラス半田接合され、この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
接合されるとともに、前記陰極蓋３には内面に集電端子
６が溶接された陰極端子５が、前記陽極蓋４には円筒形
の硫黄成形体９が内挿された電槽１０が溶接されてな
り、前記固体電解質管１内は陰極活物質としての溶融ナ
トリウム８を充填して陰極室とし、前記固体電解質管１
と電槽１０との間隙を陽極室とし、前記陰極室内の集電
端子６に金属板７が螺旋状に巻き付けられ、かつ固体電
解質管１の内底部に金属繊維１１が配されてなるもので
ある。
【００１３】このような構成のナトリウム−硫黄電池で
は、金属繊維１１が固体電解質管１の内底面に接触して
いるので、電池の温度を作動温度の３５０℃程度まで上
昇させると、陰極活物質８としての溶融ナトリウム８が
固体電解質管１の内底面を濡らし、また金属板７の外周
面が固体電解質管１の内側面に接触しているものの、完
全に密着することがないので、同様に溶融ナトリウム８
が金属板７の外周面と固体電解質管１の内側面との間に
浸透し、数回の充放電を反復させることによって固体電
解質管１の内面を溶融ナトリウム８で濡らして溶融ナト
リウム８が接触する固体電解質管１の内面の面積を一定
にすることができる。
は、金属繊維１１が固体電解質管１の内底面に接触して
いるので、電池の温度を作動温度の３５０℃程度まで上
昇させると、陰極活物質８としての溶融ナトリウム８が
固体電解質管１の内底面を濡らし、また金属板７の外周
面が固体電解質管１の内側面に接触しているものの、完
全に密着することがないので、同様に溶融ナトリウム８
が金属板７の外周面と固体電解質管１の内側面との間に
浸透し、数回の充放電を反復させることによって固体電
解質管１の内面を溶融ナトリウム８で濡らして溶融ナト
リウム８が接触する固体電解質管１の内面の面積を一定
にすることができる。
【００１４】また、上記したナトリウム−硫黄電池で
は、固体電解質管１が破損して溶融ナトリウム８と溶融
硫黄とが直接反応しても、固体電解質管１の内側面は金
属板７によって、内底面は金属繊維１１によって直接反
応の領域が拡大するのを防止することができる。
は、固体電解質管１が破損して溶融ナトリウム８と溶融
硫黄とが直接反応しても、固体電解質管１の内側面は金
属板７によって、内底面は金属繊維１１によって直接反
応の領域が拡大するのを防止することができる。
【００１５】図２は、本発明の第２実施例の陰極室を備
えたナトリウム−硫黄電池の縦断面図である。
えたナトリウム−硫黄電池の縦断面図である。
【００１６】本発明の第２実施例の特徴は、固体電解質
管１の内底部に配された金属繊維１１の上面に有孔金属
円板１２が配されたこと以外は第１実施例のものと同じ
である。
管１の内底部に配された金属繊維１１の上面に有孔金属
円板１２が配されたこと以外は第１実施例のものと同じ
である。
【００１７】そして、このような構成のナトリウム−硫
黄電池では、固体電解質管１が破損して溶融ナトリウム
８と溶融硫黄とが直接反応しても、固体電解質管１の内
側面は金属板７によって、内底面は金属繊維１１と有孔
金属円板１２によって直接反応の領域が拡大するのを防
止することができる。
黄電池では、固体電解質管１が破損して溶融ナトリウム
８と溶融硫黄とが直接反応しても、固体電解質管１の内
側面は金属板７によって、内底面は金属繊維１１と有孔
金属円板１２によって直接反応の領域が拡大するのを防
止することができる。
【００１８】なお、上記金属板７、金属繊維１１、有孔
金属円板１２としては、電気抵抗が小さく、直接反応時
の反応熱によって溶融せず、硫化物を生成しないものが
よく、鉄、ステンレス、ニッケル、タングステン、モリ
ブデンまたこれらの金属から選択された金属の合金であ
ることが好ましい。
金属円板１２としては、電気抵抗が小さく、直接反応時
の反応熱によって溶融せず、硫化物を生成しないものが
よく、鉄、ステンレス、ニッケル、タングステン、モリ
ブデンまたこれらの金属から選択された金属の合金であ
ることが好ましい。
【００１９】次に、上記した本発明の第１実施例の陰極
室を有する電池Ａとして、金属板７に厚さが０．１mmの
鉄板を、集電端子６に銅棒を用い、互いにねじ止めして
集電端子６に金属板７を螺旋状に巻き付け、金属板７の
外周面を固体電解質管１の内側面に接触させ、金属繊維
１１としてのステンレス繊維を固体電解質管１の内底面
に配したものを、本発明の第２実施例の陰極室を有する
電池Ｂとして、電池Ａと同材質の金属板７、金属繊維１
１と有孔金属円板１２としての厚さが０．１mmの有孔の
鉄板とを用いたものを製作するとともに、電池Ｃとして
陰極室に金属繊維を配したものを、電池Ｄとして陰極室
に陰極活物質容器を配したものを製作し、３５０℃でそ
れぞれの放電特性を調査したところ、表１のような結果
が得られた。
室を有する電池Ａとして、金属板７に厚さが０．１mmの
鉄板を、集電端子６に銅棒を用い、互いにねじ止めして
集電端子６に金属板７を螺旋状に巻き付け、金属板７の
外周面を固体電解質管１の内側面に接触させ、金属繊維
１１としてのステンレス繊維を固体電解質管１の内底面
に配したものを、本発明の第２実施例の陰極室を有する
電池Ｂとして、電池Ａと同材質の金属板７、金属繊維１
１と有孔金属円板１２としての厚さが０．１mmの有孔の
鉄板とを用いたものを製作するとともに、電池Ｃとして
陰極室に金属繊維を配したものを、電池Ｄとして陰極室
に陰極活物質容器を配したものを製作し、３５０℃でそ
れぞれの放電特性を調査したところ、表１のような結果
が得られた。
【００２０】
【表１】
【００２１】表１から、電池Ａ、電池Ｂ、電池Ｃは、ど
のような放電率においても４０Ａｈ以上の容量が得られ
ることがわかる。
のような放電率においても４０Ａｈ以上の容量が得られ
ることがわかる。
【００２２】次に、上記した各電池に対して固体電解質
管１が破損するまで充電電流を流し、破損時の各電池の
温度と温度上昇を調査したところ、表２のような結果が
得られた。
管１が破損するまで充電電流を流し、破損時の各電池の
温度と温度上昇を調査したところ、表２のような結果が
得られた。
【００２３】
【表２】
【００２４】表２から、電池Ａ、電池Ｂは、温度上昇が
ほとんどないことがわかる。また、電池Ｃは温度上昇に
よって内圧が上昇し、破裂に至ってしまった。
ほとんどないことがわかる。また、電池Ｃは温度上昇に
よって内圧が上昇し、破裂に至ってしまった。
【００２５】上記した各電池Ａ，Ｂに用いた金属板７、
金属繊維１１、有孔金属円板１２の材質は、陰極活物質
としての溶融ナトリウム８によって腐食されないもの
で、固体電解質管１の破損時に陽極活物質としての溶融
硫黄によって硫化されないものがよく、鉄、ステンレ
ス、ニッケル、タングステン、モリブデンまたは前記金
属から選択された合金が好ましい。
金属繊維１１、有孔金属円板１２の材質は、陰極活物質
としての溶融ナトリウム８によって腐食されないもの
で、固体電解質管１の破損時に陽極活物質としての溶融
硫黄によって硫化されないものがよく、鉄、ステンレ
ス、ニッケル、タングステン、モリブデンまたは前記金
属から選択された合金が好ましい。
【００２６】
【発明の効果】上記したとおりであるから、本発明のナ
トリウム−硫黄電池の陰極室は、固体電解質管の破損
時、特に固体電解質管が底部で破損した場合でも、その
安全性を向上させることができる。
トリウム−硫黄電池の陰極室は、固体電解質管の破損
時、特に固体電解質管が底部で破損した場合でも、その
安全性を向上させることができる。
【図１】本発明の第１実施例の陰極室を備えたナトリウ
ム−硫黄電池の縦断面図である。
ム−硫黄電池の縦断面図である。
【図２】本発明の第２実施例の陰極室を備えたナトリウ
ム−硫黄電池の縦断面図である。
ム−硫黄電池の縦断面図である。
１ 固体電解質管 ２ α−アルミナリング ３ 陰極室 ４ 陽極室 ５ 陰極端子 ６ 集電端子 ７ 金属板 ８ 溶融ナトリウム １１ 金属繊維 １２ 有孔金属円板
Claims (3)
- 【請求項１】 ナトリウム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、前記陰極室
を陰極蓋と陰極端子で密閉するとともに、前記陽極室を
電槽で密閉してなるナトリウム−硫黄電池の陰極室にお
いて、前記陰極室の内底部に金属繊維を配するととも
に、前記陰極端子の内面に棒状の集電端子を溶接し、こ
の集電端子に金属板を螺旋状に巻き付け、この金属板の
外周面を前記固体電解質管の内側面に接触させてなるこ
とを特徴とするナトリウム−硫黄電池の陰極室。 - 【請求項２】 金属繊維の上面に有孔金属円板を配した
ことを特徴とする請求項第１項記載のナトリウム−硫黄
電池の陰極室。 - 【請求項３】 金属繊維、金属板、有孔金属円板が鉄、
ステンレス、ニッケル、タングステン、モリブデンまた
は前記金属から選択された金属の合金であることを特徴
とする請求項第１項または第２項記載のナトリウム−硫
黄電池の陰極室。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP50A JPH06223873A (ja) | 1993-01-28 | 1993-01-28 | ナトリウム−硫黄電池の陰極室 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP50A JPH06223873A (ja) | 1993-01-28 | 1993-01-28 | ナトリウム−硫黄電池の陰極室 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06223873A true JPH06223873A (ja) | 1994-08-12 |
Family
ID=12408612
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP50A Pending JPH06223873A (ja) | 1993-01-28 | 1993-01-28 | ナトリウム−硫黄電池の陰極室 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06223873A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3807274A1 (de) * | 1988-03-05 | 1989-09-14 | Porsche Ag | Vierradlenkeinrichtung fuer kraftfahrzeuge |
-
1993
- 1993-01-28 JP JP50A patent/JPH06223873A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3807274A1 (de) * | 1988-03-05 | 1989-09-14 | Porsche Ag | Vierradlenkeinrichtung fuer kraftfahrzeuge |
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