JPH06243890A - 密閉形二次電池 - Google Patents
密閉形二次電池Info
- Publication number
- JPH06243890A JPH06243890A JP32A JP25484091A JPH06243890A JP H06243890 A JPH06243890 A JP H06243890A JP 32 A JP32 A JP 32A JP 25484091 A JP25484091 A JP 25484091A JP H06243890 A JPH06243890 A JP H06243890A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cathode
- anode
- lid
- joined
- 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】 密閉形二次電池の信頼性、性能を向上させ
る。 【構成】 α−アルミナリング２の内壁の下部に傾斜部
２１を形成し、上面に溝部２２を形成し、前記傾斜部２
１に陰極蓋３を、前記溝部２２に陽極蓋４を当接させて
超音波または金属ろう材で接合し、前記α−アルミナリ
ング２の下面に固体電解質管１の開口部をガラス半田接
合して陰極室を形成するとともに、前記陽極蓋４に電槽
９を溶接して陽極室を形成する。 【効果】 α−アルミナリングと固体電解質管とのガラ
ス半田接合部に割れが生じることを防止できるので、信
頼性を向上させることができる。また、α−アルミナリ
ングと陰極蓋および陽極蓋との接合面積を小さくできる
ので、気密性を向上させることができ、これによって性
能を向上させることができる。
る。 【構成】 α−アルミナリング２の内壁の下部に傾斜部
２１を形成し、上面に溝部２２を形成し、前記傾斜部２
１に陰極蓋３を、前記溝部２２に陽極蓋４を当接させて
超音波または金属ろう材で接合し、前記α−アルミナリ
ング２の下面に固体電解質管１の開口部をガラス半田接
合して陰極室を形成するとともに、前記陽極蓋４に電槽
９を溶接して陽極室を形成する。 【効果】 α−アルミナリングと固体電解質管とのガラ
ス半田接合部に割れが生じることを防止できるので、信
頼性を向上させることができる。また、α−アルミナリ
ングと陰極蓋および陽極蓋との接合面積を小さくできる
ので、気密性を向上させることができ、これによって性
能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。
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】
【発明が解決しようとする課題】上記した構造の密閉形
二次電池では、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。
二次電池では、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、α−アルミナリング２の上、下面に
おける陰極蓋３、陽極蓋４の熱圧接合面積が大きいた
め、気密性の点で問題があった。
おける陰極蓋３、陽極蓋４の熱圧接合面積が大きいた
め、気密性の点で問題があった。
【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開口部に
α−アルミナリングがガラス半田接合されてなり、前記
α−アルミナリングの下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
ングの上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α−アルミナリングの内壁の下部に傾斜部を形
成するとともに、この傾斜部に前記陰極蓋を当接させて
その一端をα−アルミナリングの上面に突出させる如く
配して超音波または金属ろう材で接合し、かつ前記α−
アルミナリングの上面に溝部を形成するとともに、この
溝部に前記陽極蓋を当接させて配して超音波または金属
ろう材で接合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−アルミナリングがガラス半田接合されてなり、前記
α−アルミナリングの下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
ングの上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α−アルミナリングの内壁の下部に傾斜部を形
成するとともに、この傾斜部に前記陰極蓋を当接させて
その一端をα−アルミナリングの上面に突出させる如く
配して超音波または金属ろう材で接合し、かつ前記α−
アルミナリングの上面に溝部を形成するとともに、この
溝部に前記陽極蓋を当接させて配して超音波または金属
ろう材で接合したことを特徴とするものである。
【０００８】
【作用】従って、本発明は、α−アルミナリングの下面
に陰極蓋を、上面に陽極蓋を接合してからα−アルミナ
リングと固体電解質管とをガラス半田接合することがで
きるので、ガラス半田接合部に陰極蓋および陽極蓋とα
−アルミナリングとを接合する際の応力が加わることを
防止することができる。
に陰極蓋を、上面に陽極蓋を接合してからα−アルミナ
リングと固体電解質管とをガラス半田接合することがで
きるので、ガラス半田接合部に陰極蓋および陽極蓋とα
−アルミナリングとを接合する際の応力が加わることを
防止することができる。
【０００９】また、本発明は、α−アルミナリングの内
壁の下部に形成した傾斜部に陰極蓋を接合し、α−アル
ミナリングの上面に形成した溝部に陽極蓋を接合してい
るので、接合面積を小さくすることができる。
壁の下部に形成した傾斜部に陰極蓋を接合し、α−アル
ミナリングの上面に形成した溝部に陽極蓋を接合してい
るので、接合面積を小さくすることができる。
【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。
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、内壁の下部に漏斗状の傾
斜部２１が形成されるとともに、上面に断面がＶ字状の
溝部２２が形成されてなるα−アルミナリング２を準備
し、まず前記傾斜部２１にニッケル合金製の陰極蓋３の
一部を当接させてその一端３１をα−アルミナリング２
の上面に突出させる如く配して超音波または金属ろう材
で接合するとともに、前記溝部２２に同材質からなる陽
極蓋４の一部を当接させて配して超音波または金属ろう
材で接合する。
斜部２１が形成されるとともに、上面に断面がＶ字状の
溝部２２が形成されてなるα−アルミナリング２を準備
し、まず前記傾斜部２１にニッケル合金製の陰極蓋３の
一部を当接させてその一端３１をα−アルミナリング２
の上面に突出させる如く配して超音波または金属ろう材
で接合するとともに、前記溝部２２に同材質からなる陽
極蓋４の一部を当接させて配して超音波または金属ろう
材で接合する。
【００１２】次に、前記陰極蓋３の他端３２に形成した
ねじ部に陰極活物質としてのナトリウム８が充填された
陰極活物質容器１２を螺着させる。この陰極活物質容器
１２は底部に穴があけられており、電池作動温度におい
て陰極活物質としてのナトリウム８が溶融して流出する
ような構造になっている。
ねじ部に陰極活物質としてのナトリウム８が充填された
陰極活物質容器１２を螺着させる。この陰極活物質容器
１２は底部に穴があけられており、電池作動温度におい
て陰極活物質としてのナトリウム８が溶融して流出する
ような構造になっている。
【００１３】そして、前記α−アルミナリング２の下面
にガラス半田粉末１３を介して固体電解質管１の開口部
を配置し、前記陰極活物質容器１２を固体電解質管１で
被包する如く超音波によって接合した後、前記陰極蓋３
の一端３１から陰極室としての固体電解質管１内を排気
して一端３１を封止する。
にガラス半田粉末１３を介して固体電解質管１の開口部
を配置し、前記陰極活物質容器１２を固体電解質管１で
被包する如く超音波によって接合した後、前記陰極蓋３
の一端３１から陰極室としての固体電解質管１内を排気
して一端３１を封止する。
【００１４】こうして得られた陰極室構成体は、円筒形
の硫黄成型体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。
の硫黄成型体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。
【００１５】前記傾斜部２１に陰極蓋３の一部を当接さ
せて超音波で接合する場合には、前記傾斜部２１に超音
波治具を配して上下方向の超音波振動（周波数：４０ｋ
Ｈｚ，振幅：約４０μｍ，圧力：約１．５Kg／cm2 ，時
間：５秒間）を与えることにより、また前記溝部２２に
陽極蓋４の一部を当接させて超音波で接合する場合に
は、前記溝部２２に超音波治具を配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：５秒間）を与えることに
より行う。
せて超音波で接合する場合には、前記傾斜部２１に超音
波治具を配して上下方向の超音波振動（周波数：４０ｋ
Ｈｚ，振幅：約４０μｍ，圧力：約１．５Kg／cm2 ，時
間：５秒間）を与えることにより、また前記溝部２２に
陽極蓋４の一部を当接させて超音波で接合する場合に
は、前記溝部２２に超音波治具を配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：５秒間）を与えることに
より行う。
【００１６】また、前記傾斜部２１に陰極蓋３の一部を
当接させ、前記溝部２２に陽極蓋４の一部を当接させて
金属ろう材で接合する場合には、金属ろう材としてＮｉ
−Ｍｎ−Ｍｏ−Ｔａ系、Ｎｉ−Ｔｉ−Ｚｒ−Ｍｏ−Ｍｎ
系を用いるのが好ましい。
当接させ、前記溝部２２に陽極蓋４の一部を当接させて
金属ろう材で接合する場合には、金属ろう材としてＮｉ
−Ｍｎ−Ｍｏ−Ｔａ系、Ｎｉ−Ｔｉ−Ｚｒ−Ｍｏ−Ｍｎ
系を用いるのが好ましい。
【００１７】こうして得られた本発明電池１００本と、
図２のような従来電池１００本とについて、室温から３
５０℃までのヒートサイクル試験を実施して固体電解質
管１の破損率を調査したところ、従来電池の破損率は５
％であったのに対し、本発明電池は０％であった。
図２のような従来電池１００本とについて、室温から３
５０℃までのヒートサイクル試験を実施して固体電解質
管１の破損率を調査したところ、従来電池の破損率は５
％であったのに対し、本発明電池は０％であった。
【００１８】また、本発明電池１０本と、図２のような
従来電池１０本とについて、気密性をヘリウムリーク量
によって調査したところ、表１のような結果が得られ
た。
従来電池１０本とについて、気密性をヘリウムリーク量
によって調査したところ、表１のような結果が得られ
た。
【００１９】
【表１】
【００２０】表１から、本発明電池は気密性の点でも従
来電池よりすぐれていることがわかる。
来電池よりすぐれていることがわかる。
【００２１】
【発明の効果】上記したとおりであるから、本発明の密
閉形二次電池は、α−アルミナリングと陰極蓋および陽
極蓋との接合時の応力が固体電解質管とα−アルミナリ
ングとのガラス半田接合部に加わらないので、このガラ
ス半田接合部に割れが生じて固体電解質管が破損すると
いう問題を解消することができ、電池の信頼性を向上さ
せることができる。
閉形二次電池は、α−アルミナリングと陰極蓋および陽
極蓋との接合時の応力が固体電解質管とα−アルミナリ
ングとのガラス半田接合部に加わらないので、このガラ
ス半田接合部に割れが生じて固体電解質管が破損すると
いう問題を解消することができ、電池の信頼性を向上さ
せることができる。
【００２２】また、α−アルミナリングと陰極蓋および
陽極蓋との接合面積が小さいので、気密性を高めること
ができ、電池の性能を向上させることができる。
陽極蓋との接合面積が小さいので、気密性を高めること
ができ、電池の性能を向上させることができる。
【図１】本発明の密閉形二次電池の要部断面図である。
【図２】従来の密閉形二次電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 ９ 電槽 １２ 陰極活物質容器 ２１ 傾斜部 ２２ 溝部
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−アルミナリングがガラス半田接合されてなり、前記
α−アルミナリングの下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
ングの上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α−アルミナリングの内壁の下部に傾斜部を形
成するとともに、この傾斜部に前記陰極蓋を当接させて
その一端をα−アルミナリングの上面に突出させる如く
配して超音波または金属ろう材で接合し、かつ前記α−
アルミナリングの上面に溝部を形成するとともに、この
溝部に前記陽極蓋を当接させて配して超音波または金属
ろう材で接合したことを特徴とする密閉形二次電池。 - 【請求項２】 陰極室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、イオン伝導性の固体電解質管がβ−アルミナまたは
β”−アルミナであ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 |
|---|---|---|---|
| JP32A JPH06243890A (ja) | 1991-09-04 | 1991-09-04 | 密閉形二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32A JPH06243890A (ja) | 1991-09-04 | 1991-09-04 | 密閉形二次電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06243890A true JPH06243890A (ja) | 1994-09-02 |
Family
ID=17270587
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32A Pending JPH06243890A (ja) | 1991-09-04 | 1991-09-04 | 密閉形二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06243890A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9028997B2 (en) | 2012-12-28 | 2015-05-12 | General Electric Company | Ceramic collars for active brazing in sodium-based thermal batteries |
| US9105896B2 (en) | 2012-12-28 | 2015-08-11 | General Electric Company | Metal rings for active brazing in sodium-based thermal batteries |
| US9806380B2 (en) | 2013-05-31 | 2017-10-31 | General Electric Company | High temperature electrochemical cell structures, and methods for making |
-
1991
- 1991-09-04 JP JP32A patent/JPH06243890A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9028997B2 (en) | 2012-12-28 | 2015-05-12 | General Electric Company | Ceramic collars for active brazing in sodium-based thermal batteries |
| US9105896B2 (en) | 2012-12-28 | 2015-08-11 | General Electric Company | Metal rings for active brazing in sodium-based thermal batteries |
| US9806380B2 (en) | 2013-05-31 | 2017-10-31 | General Electric Company | High temperature electrochemical cell structures, and methods for making |
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