JPH06283202A - ナトリウム−硫黄電池及びそれに使用される圧力調整物 - Google Patents
ナトリウム−硫黄電池及びそれに使用される圧力調整物Info
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- JPH06283202A JPH06283202A JP5070506A JP7050693A JPH06283202A JP H06283202 A JPH06283202 A JP H06283202A JP 5070506 A JP5070506 A JP 5070506A JP 7050693 A JP7050693 A JP 7050693A JP H06283202 A JPH06283202 A JP H06283202A
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- 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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Abstract
極室の底部に移動するのをなくして、陽極室の底部での
窒素ガスの発生を防止して、電池の充電・放電特性を向
上する。 【構成】 陽極容器1と陰極蓋3を絶縁リング2により
接合するとともに、陽極容器1の内部に固体電解質管4
を収容する。陽極容器1と固体電解質管4との間に硫黄
Sを含浸したカーボンマット等よりなる陽極用導電材7
を収容し、前記固体電解質管4の内部に陰極活物質とし
ての金属ナトリウムNaを収容する。前記陽極用導電材
7の上部に形成した収容孔7bに対し、アジ化ナトリウ
ムNaN3よりなるガス発生素子9を硫黄Sよりなる外
被10で包蔵して形成した圧力調整物11を収容する。
Description
関し、さらに詳しくは陽極容器と固体電解質管との間に
形成された陽極室に収容されるアジ化ナトリウムよりな
るガス発生素子の収容構造に関するものである。
は、有底円筒状の陽極容器の内部に同じく有底円筒状を
なすセラミック製の固体電解質管が収容されている。
又、陽極容器及び固体電解質管の上端部間は絶縁リング
により気密的に接合固定され、該絶縁リングの上部開口
を陰極蓋により密閉している。さらに、陽極容器と固体
電解質管との間に形成される陽極室には陽極活物質とし
ての硫黄を含浸したカーボンマット等よりなる肉厚円筒
状の陽極用導電材が収容されるとともに、固体電解質管
内部の陰極室には陰極活物質としての金属ナトリウムが
収容されている。そして、300〜350℃に加熱され
た状態で、前記陰極室内の溶融ナトリウムと陽極室の溶
融硫黄とがイオン化され、固体電解質管をナトリウムイ
オンが透過して硫黄イオンと反応し、放電が行われるよ
うになっている。又、充電時にはその逆の反応が行われ
る。
極室内の圧力と陰極室内の圧力は不活性ガスによりそれ
ぞれ充電・放電に適した所定範囲に保持される。陽極室
の圧力調整のため常温では固体で電池の作動温度になる
と気化されて不活性の窒素ガスN2 を生成するアジ化ナ
トリウム(NaN3 )よりなるガス発生素子が使用され
る。そして、電池の組み立て工程で、陽極室の上部空
間、つまり陽極用導電材の上面にガス発生素子を載置
し、電池が高温で作動されると、アジ化ナトリウムが気
化されて不活性の窒素ガスN2 を発生し、陽極室内の圧
力を所定圧に上昇する。
た状態では、陽極用導電材はその厚さ方向の寸法が固体
電解質管の外周面と陽極容器の内周面との間の間隔より
も若干小さく設定され、陽極用導電材の復元膨張時に固
体電解質管の破壊が未然に防止されるようにしている。
一方、前記ガス発生素子は例えば固体で直径が4mm、
高さが3,6mm、重量が20mmgというように非常
に小さなものでよい。このため、電池の運搬時等に固体
電解質管の外周面と陽極用導電材の内周面との間に形成
される隙間からガス発生素子が陽極室の下部に落ち易
い。落ちた状態で電池が作動温度に加熱されると、陽極
用導電材に含浸硬化していた硫黄が溶融するので、ガス
発生素子が気化して窒素ガスを発生しても陽極室の底部
に窒素ガスが残留する。従って、溶融硫黄の上面よりも
上方の陽極室上部において、溶融硫黄に所定圧力を付与
することができず、電池の充電・放電特性が不安定化す
るという問題がある。
子は小さく、かつ人体に有害であるため、その取扱が面
倒であった。本発明の第1の目的は、上記のような従来
の問題点を解消して、ガス発生素子が陽極室の底部に移
動するのをなくして、陽極室の底部での窒素ガスの発生
を防止して、電池の充電・放電特性を安定化することが
できるナトリウム−硫黄電池を提供することにある。
えて、ガス発生素子の取扱を容易に行うことができるナ
トリウム−硫黄電池用の圧力調整物を提供することにあ
る。
上記第1の目的を達成するため、陽極容器と陰極金具を
絶縁リングにより接合するとともに、陽極容器の内部に
ナトリウムイオンを選択的に透過させる機能を有す有底
筒状の固体電解質管を収容し、陽極容器と固体電解質管
との間に陽極活物質としての硫黄を含浸した陽極用導電
材を収容し、前記固体電解質管の内部に陰極活物質とし
ての金属ナトリウムを収容してなるナトリウム−硫黄電
池において、前記陽極用導電材の上部にアジ化ナトリウ
ムよりなるガス発生素子の保持部を設けるという手段を
とっている。
いて、前記陽極用導電材にガス発生素子の保持部として
の収容孔を横向きに形成するという手段をとっている。
さらに、請求項3記載の発明は、上記第2の目的を達成
するため、ガス発生素子を硫黄よりなる外被に包蔵する
という手段をとっている。
ガス発生素子の保持部を設けたので、陽極用導電材と固
体電解質管又は陽極容器の間の隙間から陽極室底部に落
ちることはない。このため電池を高温に加熱して作動状
態にすると、陽極用導電材の上部に保持されていたガス
発生素子が気化して不活性の窒素ガスになり、陽極室の
上部に貯留され、陽極室の上部は所定圧力に上昇し、電
池の充電・放電反応が安定して行われる。
に横向きに形成した収容孔にガス発生素子が収容される
ので、該素子の脱落を確実に阻止することができる。さ
らに、請求項3記載の発明は、ガス発生素子を硫黄より
なる外被で包蔵したので、請求項1記載の発明の作用に
加えて、その取扱及び組付作業が安全に、かつ容易に行
える。
電池の一実施例を図1〜図5について詳細に説明する。
器1の上部内周に一体形成したフランジ部1aの上面に
は、αアルミナよりなる絶縁リング2の下面が熱圧接合
されている。この絶縁リング2の上面には陰極蓋3が同
じく熱圧接合されている。又、前記絶縁リング2の内周
面にはβアルミナよりなる有底円筒状をなす固体電解質
管4の上部外周面が気密的に接合固定されている。そし
て、固体電解質管4の外周面と陽極容器1の内周面との
間には陽極室5が形成され、固体電解質管4の内部には
陰極室6が形成されている。前記陽極室5の内部には硫
黄Sを含浸して硬化させたグラファイトマット等よりな
る陽極用導電材7が収容されている。この陽極用導電材
7は一例として図3に示すように三つの円弧状をなすピ
ース7aを組み合わせて全体として円筒状に形成されて
いる。前記陰極室6には陰極活物質としての金属ナトリ
ウムNaが充填されている。
と固体電解質管4との間隔よりも小さくなっていて、隙
間G1が形成されるとともに、各ピース7a相互間にも
隙間G2が形成されている。そして、電池の組付時に固
体電解質管4が破損されないようにしている。
ての横円筒状の収容孔7bが形成されている。この収容
孔7bにはアジ化ナトリウムNaN3 よりなるガス発生
素子9を硫黄Sよりなる外被10で包蔵した図4に示す
圧力調整物11が収容されている。
ッ素樹脂(テフロン)よりなる平板状の下型12と同じ
くフッ素樹脂よりなる上型13を使用して行われる。す
なわち、前記上型13には縦方向に形成した例えば直径
7mmのキャビティ13a内にほぼ下半分に溶融硫黄S
を注入する。次に、ガス発生素子9を硫黄Sの上面中央
部に載置し、さらに溶融硫黄Sをキャビティ13a内上
半分に注入する。溶融硫黄Sが硬化して外被10となり
圧力調整物11の製造が終了する。
と同様に素子9をナトリウムよりなる外被14で包蔵し
た圧力調整物15が皿16上に載置されている。この皿
16は図示しないが、金属繊維を収容した安全管の上面
に支持されている。
硫黄電池について、その作用を説明する。図1はナトリ
ウム−硫黄電池の不作動状態を示す。この電池を図示し
ない高温炉(図示略)内に収容して、作動温度300〜
350℃に加熱すると、陽極用導電材7に含浸硬化され
ていた硫黄S及び圧力調整物11の外被10が溶融され
る。そして、溶融硫黄Sの上面Hは図3において、鎖線
で示すレベルとなり、ガス発生素子9は高温により不活
性の窒素ガスN2 を生成する。このガスの発生により陽
極室5内の圧力P1が所定圧に上昇される。この窒素ガ
スは陽極室5の上部に保持され、溶融硫黄Sの上面Hに
適正圧力を作用させる。
14も高温により溶融されるとともに、ガス発生素子9
は高温により不活性の窒素ガスN2 を生成する。このガ
スの発生により陰極室6内の圧力P2が所定圧に上昇さ
れる。この窒素ガスは陰極室6の上部に保持され、溶融
金属ナトリウムNaの上面に適正圧力を作用させる。
極用導電材7が高温により復元膨張してその内周面が固
体電解質管4の外周面に接触される。ナトリウム−硫黄
電池が充電完了状態においては、図2に示すように大半
のナトリウム(Na)が陰極室6内に貯留されている。
この状態で放電を開始すると、陰極室6の上部に封入さ
れた不活性ガスN2 の圧力P2により、ナトリウム(N
a)が固体電解質管4をナトリウムイオン(Na+ )と
なって透過して、陽極室5側へ移動される。そして、こ
のナトリウム(Na)が陽極室5内の硫黄Sと反応し
て、多硫化ナトリウムが生成される。又、充電時にはそ
の逆の反応が行われる。
うにガス発生素子9を外被10で包蔵して圧力調整物1
1とし、これを陽極用導電材7の収容孔7bに収容し
た。このため、電池の不作動時にガス発生素子9が導電
材7と固体電解質管4との隙間G1、あるいはピース7
a相互の隙間G2から陽極室5の底部に移動することは
ない。このためガス発生素子9の気化が陽極室5の上部
で適正に行われ、前述した電池の充電・放電反応を安定
化することができる。
N3 よりなるガス発生素子9の運搬作業あるいは電池へ
の組付作業等を安全かつ容易に行うことができる。な
お、この発明は前記実施例に限定されるものではなく、
次のように具体化することもできる。
に収容孔7bを形成し、そこにアジ化ナトリウムNaN
3 よりなるガス発生素子9を圧力調整物11として、又
は単体(図示略)として収容すること。
又は内周面側に圧力調整物を嵌合する収容凹所を形成す
ること。
明は、ガス発生素子が陽極室の底部に移動するのをなく
して、陽極室の底部での窒素ガスの発生を防止して、電
池の充電・放電特性を安定化することができる効果があ
る。
の発明の効果に加えて、ガス発生素子の脱落をより確実
に阻止することができる効果がある。さらに、請求項3
記載の発明は、請求項1記載の発明の効果に加えて、ガ
ス発生素子の取扱及び組付作業を安全かつ容易に行うこ
とができる効果がある。
示す中央部縦断面図である。
縦断面図である。
である。
る。
電解質管、5…陽極室、6…陰極室、7…陽極用導電
材、7b…保持部としての収容孔、9…アジ化ナトリウ
ムNaN3 よりなるガス発生素子、10…硫黄Sよりな
る外被、11…圧力調整物、S…陽極活物質としての硫
黄、Na…陰極活物質としてのナトリウム。
Claims (3)
- 【請求項1】 陽極容器と陰極金具を絶縁リングにより
接合するとともに、陽極容器の内部にナトリウムイオン
を選択的に透過させる機能を有す有底筒状の固体電解質
管を収容し、陽極容器と固体電解質管との間に陽極活物
質としての硫黄を含浸した陽極用導電材を収容し、前記
固体電解質管の内部に陰極活物質としての金属ナトリウ
ムを収容してなるナトリウム−硫黄電池において、 前記陽極用導電材の上部にアジ化ナトリウムよりなるガ
ス発生素子の保持部を設けたことを特徴とするナトリウ
ム−硫黄電池。 - 【請求項2】 請求項1において、前記陽極用導電材に
はガス発生素子の保持部としての収容孔が横向きに形成
されているナトリウム−硫黄電池。 - 【請求項3】 ガス発生素子を硫黄よりなる外被に包蔵
したナトリウム−硫黄電池に使用される圧力調整物。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5070506A JP2667776B2 (ja) | 1993-03-29 | 1993-03-29 | ナトリウム−硫黄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5070506A JP2667776B2 (ja) | 1993-03-29 | 1993-03-29 | ナトリウム−硫黄電池 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06283202A true JPH06283202A (ja) | 1994-10-07 |
JP2667776B2 JP2667776B2 (ja) | 1997-10-27 |
Family
ID=13433490
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5070506A Expired - Lifetime JP2667776B2 (ja) | 1993-03-29 | 1993-03-29 | ナトリウム−硫黄電池 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2667776B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101353449B1 (ko) * | 2013-07-31 | 2014-01-21 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 나트륨 유황 전지 |
CN103779615A (zh) * | 2014-03-03 | 2014-05-07 | 上海电气钠硫储能技术有限公司 | 一种钠硫电池负极针刺注钠装置 |
KR101405474B1 (ko) * | 2013-07-31 | 2014-06-13 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 나트륨 유황 전지 |
KR101451408B1 (ko) * | 2012-12-24 | 2014-10-16 | 주식회사 포스코 | 나트륨 유황 전지 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5412417A (en) * | 1977-05-18 | 1979-01-30 | Chloride Silent Power Ltd | Method of manufacturing battery |
JPH03236172A (ja) * | 1990-02-13 | 1991-10-22 | Hughes Aircraft Co | 無重力空間用ナトリウム硫黄電池 |
-
1993
- 1993-03-29 JP JP5070506A patent/JP2667776B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5412417A (en) * | 1977-05-18 | 1979-01-30 | Chloride Silent Power Ltd | Method of manufacturing battery |
JPH03236172A (ja) * | 1990-02-13 | 1991-10-22 | Hughes Aircraft Co | 無重力空間用ナトリウム硫黄電池 |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101451408B1 (ko) * | 2012-12-24 | 2014-10-16 | 주식회사 포스코 | 나트륨 유황 전지 |
KR101353449B1 (ko) * | 2013-07-31 | 2014-01-21 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 나트륨 유황 전지 |
KR101405474B1 (ko) * | 2013-07-31 | 2014-06-13 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 나트륨 유황 전지 |
CN103779615A (zh) * | 2014-03-03 | 2014-05-07 | 上海电气钠硫储能技术有限公司 | 一种钠硫电池负极针刺注钠装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2667776B2 (ja) | 1997-10-27 |
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