JPH07302611A - 高温型二次電池 - Google Patents
高温型二次電池Info
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- JPH07302611A JPH07302611A JP6096113A JP9611394A JPH07302611A JP H07302611 A JPH07302611 A JP H07302611A JP 6096113 A JP6096113 A JP 6096113A JP 9611394 A JP9611394 A JP 9611394A JP H07302611 A JPH07302611 A JP H07302611A
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- Japan
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- positive electrode
- aluminum
- secondary battery
- container
- conductive material
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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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Abstract
(57)【要約】
【目的】本発明の目的は、正極容器あるいは正極集電材
の耐食性を向上させて、電池反応に使用できる活物質の
減少に伴う電池容量の減少が発生する問題点を防止する
ことにある。 【構成】β″−アルミナおよび／またはβ−アルミナか
らなるベータアルミナ系固体電解質管により正極室と負
極室を隔離し、前記正極室を形成する正極容器をアルミ
ニウムまたはアルミニウム合金により形成し、その正極
容器の内表面に正極室内の環境下で耐食性があり、絶縁
被膜を形成することのない導電性材料とアルミニウムと
の複合層を正極容器の製造時に一体で形成したことを特
徴とする高温型二次電池。 【効果】本発明の技術で正極容器の内表面あるいは正極
集電材表面に絶縁被膜を形成することのない導電性材料
とアルミニウムとの複合層を形成することにより、集電
効率の低下が回避できる。
の耐食性を向上させて、電池反応に使用できる活物質の
減少に伴う電池容量の減少が発生する問題点を防止する
ことにある。 【構成】β″−アルミナおよび／またはβ−アルミナか
らなるベータアルミナ系固体電解質管により正極室と負
極室を隔離し、前記正極室を形成する正極容器をアルミ
ニウムまたはアルミニウム合金により形成し、その正極
容器の内表面に正極室内の環境下で耐食性があり、絶縁
被膜を形成することのない導電性材料とアルミニウムと
の複合層を正極容器の製造時に一体で形成したことを特
徴とする高温型二次電池。 【効果】本発明の技術で正極容器の内表面あるいは正極
集電材表面に絶縁被膜を形成することのない導電性材料
とアルミニウムとの複合層を形成することにより、集電
効率の低下が回避できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電力貯蔵や電気自動車バ
ッテリ等に用いられる高温型二次電池の正極容器あるい
は正極集電材の耐久性向上に関する。
ッテリ等に用いられる高温型二次電池の正極容器あるい
は正極集電材の耐久性向上に関する。
【０００２】
【従来の技術】高温型二次電池の代表的なものであるナ
トリウム−硫黄二次電池は図１に示すように、正極活物
質である硫黄と集電材からなる正極３と、正極を収容す
る正極容器６と、金属ナトリウムからなる負極２と、負
極を収容する負極容器５と、正極容器６と負極容器５を
絶縁する絶縁材４と、電池内部で正極３と負極２を隔て
る固体電解質管１からなっている。本発明で言及する高
温型二次電池とは、このナトリウム−硫黄電池の他に、
正極活物質として遷移金属やアルミニウムのハロゲン化
物を用いた、いわゆるＮａ／Ｘと呼ばれる電池，硫黄に
アルミニウム塩，セレン塩，テルル塩を加えたもの、お
よびナトリウムの代わりに他のアルカリ金属，アルカリ
土類金属を用いたものを含む。また、正極活物質と負極
活物質の配置を図１と逆にした電池も本発明の範囲に含
む。
トリウム−硫黄二次電池は図１に示すように、正極活物
質である硫黄と集電材からなる正極３と、正極を収容す
る正極容器６と、金属ナトリウムからなる負極２と、負
極を収容する負極容器５と、正極容器６と負極容器５を
絶縁する絶縁材４と、電池内部で正極３と負極２を隔て
る固体電解質管１からなっている。本発明で言及する高
温型二次電池とは、このナトリウム−硫黄電池の他に、
正極活物質として遷移金属やアルミニウムのハロゲン化
物を用いた、いわゆるＮａ／Ｘと呼ばれる電池，硫黄に
アルミニウム塩，セレン塩，テルル塩を加えたもの、お
よびナトリウムの代わりに他のアルカリ金属，アルカリ
土類金属を用いたものを含む。また、正極活物質と負極
活物質の配置を図１と逆にした電池も本発明の範囲に含
む。
【０００３】ナトリウム−硫黄電池の場合、正極および
負極活物質は共に電池作動温度において液体であり、以
下の可逆反応により充放電が行われる。
負極活物質は共に電池作動温度において液体であり、以
下の可逆反応により充放電が行われる。
【０００４】
【数１】
【０００５】
【数２】
【０００６】ここで３≦ｘ≦５の範囲の値である。
【０００７】このような高温型二次電池の正極室内に
は、腐食性の強い硫黄あるいは硫黄とナトリウム，遷移
金属やアルミニウムのハロゲン化物が収容されるため、
正極容器６の材料あるいは正極の集電材としてステンレ
ス鋼，軟鋼よりなる基材にＣｒを拡散処理したもの、ア
ルミニウムの基材にＭｏを溶射したもの、（例えばTheS
odium Sulfur Battery,J.L.Sudworth and A.R.Tilley,P
−199,Published in the U.S.A by Chapman and Hall i
n 1985)アルミニウム合金にクロムめっき層を形成した
もの（特開平2−142066 号）などが提案されている。
は、腐食性の強い硫黄あるいは硫黄とナトリウム，遷移
金属やアルミニウムのハロゲン化物が収容されるため、
正極容器６の材料あるいは正極の集電材としてステンレ
ス鋼，軟鋼よりなる基材にＣｒを拡散処理したもの、ア
ルミニウムの基材にＭｏを溶射したもの、（例えばTheS
odium Sulfur Battery,J.L.Sudworth and A.R.Tilley,P
−199,Published in the U.S.A by Chapman and Hall i
n 1985)アルミニウム合金にクロムめっき層を形成した
もの（特開平2−142066 号）などが提案されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ステンレス鋼を正極容
器材料あるいは集電材として使用するものは、ある期間
内の耐食性は示すものの、長期間の耐久性においては十
分ではなかった。そのため、運転を継続すると正極容器
あるいは正極集電材の構成成分と正極活物質との反応が
起こり、結果として電池反応に使用できる活物質の減少
から電池容量の減少が発生する問題点があった。軟鋼よ
りなる基材にＣｒを拡散処理したものは、Ｃｒを拡散さ
せた部分そのものの耐食性は高いが、Ｃｒ拡散層が硬く
もろいため、電池を構成するときや運転時に発生する応
力でクラックが生じる危険性があった。正極容器の場
合、もしクラックが生じると軟鋼は正極容器内の雰囲気
では、短期間に腐食が進行してしまい、電池破損につな
がる恐れがあった。アルミニウムの基材にＭｏを溶射し
たものあるいはアルミニウム合金にクロムめっき層を形
成したものは、正極容器の場合、容器内面への溶射ある
いはめっき被膜の形成が多くの工数を必要とすることに
加えて、めっき被膜の剥離とかクラックの発生等の問題
点が残されていた。また、アルミニウムの基材にＭｏを
溶射したものあるいはアルミニウム合金にクロムめっき
層を形成したものは、正極容器の強度が電池の作動温度
である３００℃付近になると大幅に低下するため、正極
容器の外部に容器の構造強度を確保する目的で、補強を
する必要があった。さらに、正極容器から電気を取り出
すために、容器を製作してから溶接等によって端子を設
置する必要があった。
器材料あるいは集電材として使用するものは、ある期間
内の耐食性は示すものの、長期間の耐久性においては十
分ではなかった。そのため、運転を継続すると正極容器
あるいは正極集電材の構成成分と正極活物質との反応が
起こり、結果として電池反応に使用できる活物質の減少
から電池容量の減少が発生する問題点があった。軟鋼よ
りなる基材にＣｒを拡散処理したものは、Ｃｒを拡散さ
せた部分そのものの耐食性は高いが、Ｃｒ拡散層が硬く
もろいため、電池を構成するときや運転時に発生する応
力でクラックが生じる危険性があった。正極容器の場
合、もしクラックが生じると軟鋼は正極容器内の雰囲気
では、短期間に腐食が進行してしまい、電池破損につな
がる恐れがあった。アルミニウムの基材にＭｏを溶射し
たものあるいはアルミニウム合金にクロムめっき層を形
成したものは、正極容器の場合、容器内面への溶射ある
いはめっき被膜の形成が多くの工数を必要とすることに
加えて、めっき被膜の剥離とかクラックの発生等の問題
点が残されていた。また、アルミニウムの基材にＭｏを
溶射したものあるいはアルミニウム合金にクロムめっき
層を形成したものは、正極容器の強度が電池の作動温度
である３００℃付近になると大幅に低下するため、正極
容器の外部に容器の構造強度を確保する目的で、補強を
する必要があった。さらに、正極容器から電気を取り出
すために、容器を製作してから溶接等によって端子を設
置する必要があった。
【０００９】この発明の目的は、正極容器あるいは正極
集電材の耐食性を向上させて、電池反応に使用できる活
物質の減少に伴う電池容量の減少が発生する問題点を防
止することにある。また、正極容器が腐食して正極活物
質が漏れだす事故を未然に防止することにある。さら
に、長期間安定して運転ができる高温型二次電池を低コ
ストで製作する技術を提供することにある。また、正極
容器の補強あるいは端子の取付け等を簡略化して、製作
コストの低減を可能とする技術を提供することにある。
集電材の耐食性を向上させて、電池反応に使用できる活
物質の減少に伴う電池容量の減少が発生する問題点を防
止することにある。また、正極容器が腐食して正極活物
質が漏れだす事故を未然に防止することにある。さら
に、長期間安定して運転ができる高温型二次電池を低コ
ストで製作する技術を提供することにある。また、正極
容器の補強あるいは端子の取付け等を簡略化して、製作
コストの低減を可能とする技術を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、β″−アルミナおよび／またはβ−アルミナからな
るベータアルミナ系固体電解質管により正極室と負極室
を隔離し、正極室内には硫黄あるいは硫黄とナトリウム
の化合物あるいは遷移金属やアルミニウムのハロゲン化
物を収容し、負極室内にはナトリウムを収容したナトリ
ウム−硫黄二次電池において、前記正極室を形成する正
極容器をアルミニウムあるいはその合金により鋳造法等
の方法で形成し、その正極容器の内表面に正極室内の環
境下で耐食性があり、絶縁被膜を形成することのない導
電性材料とアルミニウムとの複合層を正極容器の製造時
に形成するものである。なお、このとき複合層を形成す
る複合材は、導電性材料が主体であるが、複合層の健全
性を向上させるために例えばアルミナの粉末，繊維ある
いはウイスカー，織布等の絶縁体を複合させることが出
来る。また、正極室内の環境下で耐食性があり、絶縁被
膜を形成することのない導電性材料として、炭素，Ｃｒ
およびその炭化物，Ｃｒ−Ｃｏ系合金，Ｍｏおよびそれ
を主成分とする合金，Ｗおよびそれを主成分とする合
金，導電性セラミックス等から選ばれた少なくとも１種
であり、その導電性材料とアルミニウムとの複合層を正
極容器の製造時に形成するものである。さらに、正極室
内の環境下で耐食性があり、絶縁被膜を形成することの
ない導電性材料のアルミニウムへの複合量を１０〜９０
容量％とするものである。正極室内の環境下で耐食性が
あり、絶縁被膜を形成することのない導電性材料とアル
ミニウムとの複合層の厚さを２０〜１０００μｍとする
ものである。固体電解質管内に正極活物質を配置した電
池において、正極室での集電作用をする集電材をアルミ
ニウム合金により形成し、その集電材の表面に正極室内
の環境下で耐食性があり、絶縁被膜を形成することのな
い導電性材料とアルミニウムとの複合層を集電材の製造
時に形成したものである。また、正極室を形成する正極
容器あるいは集電材をアルミニウムまたはその合金によ
り鋳造法で形成し、その正極容器の内表面あるいは集電
材の外表面を正極室内の環境下で耐食性があり、絶縁被
膜を形成することのない導電性材料とアルミニウムとの
複合層を正極容器あるいは集電材の鋳造時に形成したも
のである。正極室を形成する正極容器をアルミニウムま
たはアルミニウム合金により鋳造法で形成する本発明の
特徴を生かして、その正極容器の内表面に導電性材料と
アルミニウムとの複合層を、また正極容器の外面に集電
端子および／またはリブを、さらには正極容器を補強す
るための鞘を鋳造時一体で形成したことを特徴とするも
のである。
め、β″−アルミナおよび／またはβ−アルミナからな
るベータアルミナ系固体電解質管により正極室と負極室
を隔離し、正極室内には硫黄あるいは硫黄とナトリウム
の化合物あるいは遷移金属やアルミニウムのハロゲン化
物を収容し、負極室内にはナトリウムを収容したナトリ
ウム−硫黄二次電池において、前記正極室を形成する正
極容器をアルミニウムあるいはその合金により鋳造法等
の方法で形成し、その正極容器の内表面に正極室内の環
境下で耐食性があり、絶縁被膜を形成することのない導
電性材料とアルミニウムとの複合層を正極容器の製造時
に形成するものである。なお、このとき複合層を形成す
る複合材は、導電性材料が主体であるが、複合層の健全
性を向上させるために例えばアルミナの粉末，繊維ある
いはウイスカー，織布等の絶縁体を複合させることが出
来る。また、正極室内の環境下で耐食性があり、絶縁被
膜を形成することのない導電性材料として、炭素，Ｃｒ
およびその炭化物，Ｃｒ−Ｃｏ系合金，Ｍｏおよびそれ
を主成分とする合金，Ｗおよびそれを主成分とする合
金，導電性セラミックス等から選ばれた少なくとも１種
であり、その導電性材料とアルミニウムとの複合層を正
極容器の製造時に形成するものである。さらに、正極室
内の環境下で耐食性があり、絶縁被膜を形成することの
ない導電性材料のアルミニウムへの複合量を１０〜９０
容量％とするものである。正極室内の環境下で耐食性が
あり、絶縁被膜を形成することのない導電性材料とアル
ミニウムとの複合層の厚さを２０〜１０００μｍとする
ものである。固体電解質管内に正極活物質を配置した電
池において、正極室での集電作用をする集電材をアルミ
ニウム合金により形成し、その集電材の表面に正極室内
の環境下で耐食性があり、絶縁被膜を形成することのな
い導電性材料とアルミニウムとの複合層を集電材の製造
時に形成したものである。また、正極室を形成する正極
容器あるいは集電材をアルミニウムまたはその合金によ
り鋳造法で形成し、その正極容器の内表面あるいは集電
材の外表面を正極室内の環境下で耐食性があり、絶縁被
膜を形成することのない導電性材料とアルミニウムとの
複合層を正極容器あるいは集電材の鋳造時に形成したも
のである。正極室を形成する正極容器をアルミニウムま
たはアルミニウム合金により鋳造法で形成する本発明の
特徴を生かして、その正極容器の内表面に導電性材料と
アルミニウムとの複合層を、また正極容器の外面に集電
端子および／またはリブを、さらには正極容器を補強す
るための鞘を鋳造時一体で形成したことを特徴とするも
のである。
【００１１】なお、前記したように複合層を形成する複
合材は、正極室内の環境下で耐食性があり、絶縁皮膜を
形成することのない導電性材料が主体であるが、その材
料に加えて、例えばアルミナの粉末，繊維あるいはウイ
スカー，織布等の絶縁体を複合させることが出来る。
合材は、正極室内の環境下で耐食性があり、絶縁皮膜を
形成することのない導電性材料が主体であるが、その材
料に加えて、例えばアルミナの粉末，繊維あるいはウイ
スカー，織布等の絶縁体を複合させることが出来る。
【００１２】
【作用】この発明は、正極容器あるいは正極集電材をア
ルミニウムまたはその合金を基材とし、その容器内表面
あるいは集電材表面に厚さが２０〜１０００μｍで、正
極室内の環境下で耐食性があり、絶縁被膜を形成するこ
とのない導電性材料を１０〜９０容量％複合させたもの
を、正極基材と複合層とを例えば鋳造法によって製作す
るものである。複合層の厚さを２０〜１０００μｍとし
たのは、この厚さ範囲においてアルミニウムの基材層と
複合層との一体化が確実にでき、耐食性，集電特性が十
分となり、長期の使用に耐えることができるからであ
る。また、複合層において、アルミニウムまたはアルミ
ニウム合金の基材に複合させる材料量を１０〜９０容量
％としたのは、１０容量％以下では集電特性が十分でな
く、９０容量％以上では複合層の安定性の低下が起こる
ためである。アルミニウム合金そのものは、耐食性があ
るが正極活物質との接触により絶縁被膜を形成してしま
う。そのため、正極容器あるいは正極集電材からの集電
が効率よくできなくなる問題があった。これに対して、
本発明の技術で正極容器の内表面あるいは正極集電材表
面に絶縁被膜を形成することのない導電性材料とアルミ
ニウムとの複合層を形成することにより、集電効率の低
下が回避できる。また本発明では、正極基材と複合層と
を例えば鋳造法によって製作するものであるため、形成
した複合層はめっき法あるいは溶射法で形成した被膜に
比べて安定性が高く、しかも低コストで製作することが
できる。また、正極室を形成する正極容器をアルミニウ
ムまたはアルミニウム合金により鋳造法で形成する本発
明の特徴を生かして、その正極容器の内表面に導電性材
料とアルミニウムとの複合層を、また正極容器の外面に
集電端子および／またはリブ、さらには鞘を鋳造時一体
で形成することができる。これによって、正極容器の補
強あるいは端子の取付け等を簡略化して、製作コストの
低減を可能とすることができる。
ルミニウムまたはその合金を基材とし、その容器内表面
あるいは集電材表面に厚さが２０〜１０００μｍで、正
極室内の環境下で耐食性があり、絶縁被膜を形成するこ
とのない導電性材料を１０〜９０容量％複合させたもの
を、正極基材と複合層とを例えば鋳造法によって製作す
るものである。複合層の厚さを２０〜１０００μｍとし
たのは、この厚さ範囲においてアルミニウムの基材層と
複合層との一体化が確実にでき、耐食性，集電特性が十
分となり、長期の使用に耐えることができるからであ
る。また、複合層において、アルミニウムまたはアルミ
ニウム合金の基材に複合させる材料量を１０〜９０容量
％としたのは、１０容量％以下では集電特性が十分でな
く、９０容量％以上では複合層の安定性の低下が起こる
ためである。アルミニウム合金そのものは、耐食性があ
るが正極活物質との接触により絶縁被膜を形成してしま
う。そのため、正極容器あるいは正極集電材からの集電
が効率よくできなくなる問題があった。これに対して、
本発明の技術で正極容器の内表面あるいは正極集電材表
面に絶縁被膜を形成することのない導電性材料とアルミ
ニウムとの複合層を形成することにより、集電効率の低
下が回避できる。また本発明では、正極基材と複合層と
を例えば鋳造法によって製作するものであるため、形成
した複合層はめっき法あるいは溶射法で形成した被膜に
比べて安定性が高く、しかも低コストで製作することが
できる。また、正極室を形成する正極容器をアルミニウ
ムまたはアルミニウム合金により鋳造法で形成する本発
明の特徴を生かして、その正極容器の内表面に導電性材
料とアルミニウムとの複合層を、また正極容器の外面に
集電端子および／またはリブ、さらには鞘を鋳造時一体
で形成することができる。これによって、正極容器の補
強あるいは端子の取付け等を簡略化して、製作コストの
低減を可能とすることができる。
【００１３】以下、実施例によって本発明を説明する。
【００１４】
（実施例１）繊維長分布のメデイアン値が約１２０μｍ
のパン系の炭素繊維をカルボキシメチルセルロース溶液
中に分散させ、吸引法およびプレス法で成形後不活性雰
囲気中で焼成して気孔率が約５〜９５％の円筒状のプリ
フォームを作製した。このプリフォームを３５０℃に加
熱した金属製芯金に装着して金型にセットした。金型の
温度は約２５０℃とした。これに不活性雰囲気下で加圧
圧力２５ＭＰａでJIS規格ＡＤＣ１２合金を鋳造し、図
２に示すように内表面に炭素繊維を複合した肉厚３mmの
アルミニウム製パイプを製作した。このパイプを組成が
Ｎａ2Ｓ4である溶融多硫化ナトリウム中に浸漬（３５０
℃，１０００時間）した後、複合層を持つパイプの内周
面とアルミニウム合金の基材である外周面間の導電性を
調べた。得られた結果を表１に示した。
のパン系の炭素繊維をカルボキシメチルセルロース溶液
中に分散させ、吸引法およびプレス法で成形後不活性雰
囲気中で焼成して気孔率が約５〜９５％の円筒状のプリ
フォームを作製した。このプリフォームを３５０℃に加
熱した金属製芯金に装着して金型にセットした。金型の
温度は約２５０℃とした。これに不活性雰囲気下で加圧
圧力２５ＭＰａでJIS規格ＡＤＣ１２合金を鋳造し、図
２に示すように内表面に炭素繊維を複合した肉厚３mmの
アルミニウム製パイプを製作した。このパイプを組成が
Ｎａ2Ｓ4である溶融多硫化ナトリウム中に浸漬（３５０
℃，１０００時間）した後、複合層を持つパイプの内周
面とアルミニウム合金の基材である外周面間の導電性を
調べた。得られた結果を表１に示した。
【００１５】
【表１】
【００１６】表１の結果から明らかなように本発明の正
極容器は、アルミニウム合金の基材だけのものより、多
硫化ナトリウム中に浸漬しても導電性の低下が小さく、
正極容器として優れていることがわかる。
極容器は、アルミニウム合金の基材だけのものより、多
硫化ナトリウム中に浸漬しても導電性の低下が小さく、
正極容器として優れていることがわかる。
【００１７】（実施例２）繊維長分布のメデイアン値が
約１２０μｍのパン系の炭素繊維をカルボキシメチルセ
ルロース溶液中に分散させ、吸引法およびプレス法で成
形後不活性雰囲気中で焼成して気孔率が約８０％の円筒
状のプリフォームを作製した。このプリフォームの厚さ
を１５〜２０００μｍの間で変化させた。このプリフォ
ームを使用して、実施例１と同様に内周面に炭素繊維を
複合した肉厚３mmのアルミニウム製パイプを製作した。
プリフォームの厚さが１５μｍのものは、鋳造時にプリ
フォームの一部が破損してしまい、正常なパイプができ
なかった。またプリフォームの厚さが２０００μｍのも
のは、鋳造時にアルミニウム合金の溶湯の流れが不安定
なために、基材部分にしわ状の欠陥が発生した。
約１２０μｍのパン系の炭素繊維をカルボキシメチルセ
ルロース溶液中に分散させ、吸引法およびプレス法で成
形後不活性雰囲気中で焼成して気孔率が約８０％の円筒
状のプリフォームを作製した。このプリフォームの厚さ
を１５〜２０００μｍの間で変化させた。このプリフォ
ームを使用して、実施例１と同様に内周面に炭素繊維を
複合した肉厚３mmのアルミニウム製パイプを製作した。
プリフォームの厚さが１５μｍのものは、鋳造時にプリ
フォームの一部が破損してしまい、正常なパイプができ
なかった。またプリフォームの厚さが２０００μｍのも
のは、鋳造時にアルミニウム合金の溶湯の流れが不安定
なために、基材部分にしわ状の欠陥が発生した。
【００１８】（実施例３）炭素，Ｃｒおよびその炭化
物，Ｃｒ−Ｃｏ系合金，Ｍｏおよびそれを主成分とする
合金，Ｗおよびそれを主成分とする合金，導電性セラミ
ックスから選ばれた表２に示す材料の粉末を、金属製芯
金に塗布し、実施例１と同様の条件で肉厚３mmのアルミ
ニウム製パイプを製作した。塗布した材料は、パイプの
内面に転写していた。製作したパイプを実施例１と同様
の方法で評価した結果、表２に示したように本発明の技
術の有効性が認められた。
物，Ｃｒ−Ｃｏ系合金，Ｍｏおよびそれを主成分とする
合金，Ｗおよびそれを主成分とする合金，導電性セラミ
ックスから選ばれた表２に示す材料の粉末を、金属製芯
金に塗布し、実施例１と同様の条件で肉厚３mmのアルミ
ニウム製パイプを製作した。塗布した材料は、パイプの
内面に転写していた。製作したパイプを実施例１と同様
の方法で評価した結果、表２に示したように本発明の技
術の有効性が認められた。
【００１９】
【表２】
【００２０】（実施例４）繊維長分布のメデイアン値が
約１２０μｍのパン系の炭素繊維あるいは炭化珪素の繊
維を３０容量％複合した厚さ１mmのアルミニウム製板を
それぞれ製作した。この板をパイプ状に加工し、３５０
℃に加熱した金属製芯金に装着して金型にセットした。
金型の温度は約２５０℃とした。これに不活性雰囲気下
で加圧圧力２５ＭＰａでＪＩＳ規格ＡＤＣ１２合金をパ
イプの外周に鋳造し、図３に示す形状の内周面に炭素繊
維あるいは炭化珪素繊維を複合した層を有する肉厚３mm
のアルミニウム製パイプを製作した。このパイプを実施
例１と同様の方法で評価した結果、導電性の低下が小さ
く、正極容器として優れていることがわかった。
約１２０μｍのパン系の炭素繊維あるいは炭化珪素の繊
維を３０容量％複合した厚さ１mmのアルミニウム製板を
それぞれ製作した。この板をパイプ状に加工し、３５０
℃に加熱した金属製芯金に装着して金型にセットした。
金型の温度は約２５０℃とした。これに不活性雰囲気下
で加圧圧力２５ＭＰａでＪＩＳ規格ＡＤＣ１２合金をパ
イプの外周に鋳造し、図３に示す形状の内周面に炭素繊
維あるいは炭化珪素繊維を複合した層を有する肉厚３mm
のアルミニウム製パイプを製作した。このパイプを実施
例１と同様の方法で評価した結果、導電性の低下が小さ
く、正極容器として優れていることがわかった。
【００２１】（実施例５）２８ｗｔ％Ｃｒ−６０ｗｔ％
Ｃｏ系合金の粉末（平均粒径２５μｍ）を、金属製芯金
に塗布し、実施例１と同様の条件で肉厚３mmのアルミニ
ウム製パイプを製作した。塗布した材料は、パイプの内
面に転写していた。なお、アルミニウム製パイプの外部
には図４あるいは図５に示したようにリブあるいは集電
端子およびリブを正極容器の鋳造時に一体で形成した。
製作したパイプは正極容器の構造強度の向上，端子取付
け工数の削除が可能となり、電池の製作コストの低減が
可能と成った。
Ｃｏ系合金の粉末（平均粒径２５μｍ）を、金属製芯金
に塗布し、実施例１と同様の条件で肉厚３mmのアルミニ
ウム製パイプを製作した。塗布した材料は、パイプの内
面に転写していた。なお、アルミニウム製パイプの外部
には図４あるいは図５に示したようにリブあるいは集電
端子およびリブを正極容器の鋳造時に一体で形成した。
製作したパイプは正極容器の構造強度の向上，端子取付
け工数の削除が可能となり、電池の製作コストの低減が
可能と成った。
【００２２】（実施例６）２８ｗｔ％Ｃｒ−６０ｗｔ％
Ｃｏ系合金の粉末（平均粒径２５μｍ）を、金属製芯金
に塗布し、３５０℃に加熱して金型にセットした。金型
の温度は約２５０℃とした。なお、この時金型と芯金と
の空間の外周側に材質がSUS304で肉厚0.5mmのパイプを
アルミニウム製パイプの鞘となるように配置した。これ
に不活性雰囲気下で加圧圧力２５ＭＰａでＪＩＳ規格Ａ
ＤＣ１２合金を鋳造した。アルミニウム製パイプとSUS3
04で肉厚０.５mm のパイプ一体で形成されており、正極
容器の構造強度の向上と電池の製作コストの低減が可能
と成った。
Ｃｏ系合金の粉末（平均粒径２５μｍ）を、金属製芯金
に塗布し、３５０℃に加熱して金型にセットした。金型
の温度は約２５０℃とした。なお、この時金型と芯金と
の空間の外周側に材質がSUS304で肉厚0.5mmのパイプを
アルミニウム製パイプの鞘となるように配置した。これ
に不活性雰囲気下で加圧圧力２５ＭＰａでＪＩＳ規格Ａ
ＤＣ１２合金を鋳造した。アルミニウム製パイプとSUS3
04で肉厚０.５mm のパイプ一体で形成されており、正極
容器の構造強度の向上と電池の製作コストの低減が可能
と成った。
【００２３】
【発明の効果】本発明の技術で正極容器の内表面あるい
は正極集電材表面に絶縁被膜を形成することのない導電
性材料とアルミニウムとの複合層を形成することによ
り、集電効率の低下が回避できる。また本発明では、正
極基材と複合層とを例えば鋳造法によって製作するもの
であるため、形成した複合層はめっき法あるいは溶射法
で形成した被膜に比べて安定性が高く、しかも低コスト
で製作することができる。
は正極集電材表面に絶縁被膜を形成することのない導電
性材料とアルミニウムとの複合層を形成することによ
り、集電効率の低下が回避できる。また本発明では、正
極基材と複合層とを例えば鋳造法によって製作するもの
であるため、形成した複合層はめっき法あるいは溶射法
で形成した被膜に比べて安定性が高く、しかも低コスト
で製作することができる。
【図１】本発明の対象とするナトリウム−硫黄電池の全
体構造の断面図である。
体構造の断面図である。
【図２】本発明の対象とする正極管の断面図である。
【図３】本発明の対象とする正極管の断面図である。
【図４】本発明の対象とする正極管の外観図である。
【図５】本発明の対象とする正極管の外観図である。
１…固体電解質管、２…金属ナトリウムを主体とする負
極、３…硫黄と集電材からなる正極、４…絶縁材、５…
負極容器、６…正極容器、７…炭素繊維複合層、８…ア
ルミニウム合金層、９…炭素繊維あるいは炭化珪素繊維
複合層、１０…リブ、１１…集電端子。
極、３…硫黄と集電材からなる正極、４…絶縁材、５…
負極容器、６…正極容器、７…炭素繊維複合層、８…ア
ルミニウム合金層、９…炭素繊維あるいは炭化珪素繊維
複合層、１０…リブ、１１…集電端子。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小室 勝博 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 小山 哲雄 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内 (72)発明者 三▲吉▼ 忠彦 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内
Claims (8)
- 【請求項１】β″−アルミナおよび／またはβ−アルミ
ナからなるベータアルミナ系固体電解質管により正極室
と負極室を隔離し、正極室内には硫黄あるいは硫黄とナ
トリウムの化合物あるいは遷移金属やアルミニウムのハ
ロゲン化物等を収容し、負極室内にはナトリウムを収容
した高温型二次電池において、前記正極室を形成する正
極容器をアルミニウムあるいはアルミニウム合金により
形成し、その正極容器の内表面部に導電性材料とアルミ
ニウムとの複合層を正極容器の製造時に形成したことを
特徴とする高温型二次電池。 - 【請求項２】請求項１に記載の前記導電性材料が、炭
素，Ｃｒおよびその炭化物，Ｃｒ−Ｃｏ系合金，Ｍｏお
よびそれを主成分とする合金，Ｗおよびそれを主成分と
する合金，導電性セラミックスから選ばれた少なくとも
１種であり、その材料とアルミニウムとの複合層を正極
容器の製造時に形成したことを特徴とする高温型二次電
池。 - 【請求項３】請求項１あるいは２に記載の前記導電性材
料のアルミニウムあるいはアルミニウム合金への複合量
が１０〜９０容量％であることを特徴とする高温型二次
電池。 - 【請求項４】請求項１ないし３のいずれかに記載の前記
導電性材料とアルミニウムとの複合層の厚さが２０〜１
０００μｍであることを特徴とする高温型二次電池。 - 【請求項５】β″−アルミナおよび／またはβ−アルミ
ナからなるベータアルミナ系固体電解質管により正極室
と負極室を隔離し、正極室内には硫黄あるいは硫黄とナ
トリウムの化合物あるいは遷移金属やアルミニウムのハ
ロゲン化物等を収容し、負極室内にはナトリウムを収容
した高温型二次電池において、前記正極室での集電作用
をする集電材をアルミニウムまたはアルミニウム合金に
より形成し、その集電材の表面に導電性材料とアルミニ
ウムとの複合層を集電材の製造時に形成したことを特徴
とする高温型二次電池。 - 【請求項６】請求項１ないし５のいずれかに記載の前記
正極室を形成する正極容器あるいは集電材をアルミニウ
ムまたはアルミニウム合金により鋳造法で形成し、その
正極容器の内表面あるいは集電材の外表面に導電性材料
とアルミニウムとの複合層を正極容器あるいは集電材の
鋳造時に形成したことを特徴とする高温型二次電池。 - 【請求項７】請求項１ないし６のいずれかに記載の前記
正極室を形成する正極容器をアルミニウムまたはアルミ
ニウム合金により鋳造法で形成し、その正極容器の内表
面に導電性材料とアルミニウムとの複合層を、また正極
容器の外面に集電端子および／またはリブを鋳造時に形
成したことを特徴とする高温型二次電池。 - 【請求項８】請求項１ないし７のいずれかに記載の前記
正極室を形成する正極容器をアルミニウムまたはアルミ
ニウム合金により鋳造法で形成し、その正極容器の内表
面に導電性材料とアルミニウムとの複合層を形成し、ま
た正極容器の外面に正極容器を補強するための鞘を配置
して鋳造時に一体化したことを特徴とする高温型二次電
池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6096113A JPH07302611A (ja) | 1994-05-10 | 1994-05-10 | 高温型二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6096113A JPH07302611A (ja) | 1994-05-10 | 1994-05-10 | 高温型二次電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07302611A true JPH07302611A (ja) | 1995-11-14 |
Family
ID=14156338
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6096113A Pending JPH07302611A (ja) | 1994-05-10 | 1994-05-10 | 高温型二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07302611A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103746147A (zh) * | 2013-12-11 | 2014-04-23 | 中国东方电气集团有限公司 | 一种钠硫电池的正极容器 |
-
1994
- 1994-05-10 JP JP6096113A patent/JPH07302611A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103746147A (zh) * | 2013-12-11 | 2014-04-23 | 中国东方电气集团有限公司 | 一种钠硫电池的正极容器 |
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