JPH07335252A - 電気化学電池 - Google Patents
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- JPH07335252A JPH07335252A JP7142172A JP14217295A JPH07335252A JP H07335252 A JPH07335252 A JP H07335252A JP 7142172 A JP7142172 A JP 7142172A JP 14217295 A JP14217295 A JP 14217295A JP H07335252 A JPH07335252 A JP H07335252A
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/36—Accumulators not provided for in groups H01M10/05-H01M10/34
- H01M10/39—Accumulators not provided for in groups H01M10/05-H01M10/34 working at high temperature
-
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- H01M4/582—Halogenides
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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
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、電気化学電池（１０）、そのため
のカソードおよびそれらの製造法を提供する。 【構成】 電池は、高温アルカリ金属／遷移金属ハロゲ
ン化物型であり、溶融ナトリウムアノード（６８）、ニ
ッケル／塩化ニッケルカソード、本質的に塩化アルミニ
ウムナトリウム溶融塩である電解質およびナトリウムを
溶融塩電解質から分離する固体電解質ナトリウムイオン
伝導隔離板（１４）を有する。ニッケル／塩化ニッケル
は、溶融塩電解質が浸み込んだ、電解質を透過し得る電
子伝導多孔性マトリックス（６６）に固体状で分散さ
せ、微細に分かれた固体状のアンチモンは、マトリック
ス中のニッケル／塩化ニッケルと混合される。完全充電
状態にある電池のアンチモンと塩化ニッケル中のニッケ
ルの質量比は２：１００〜１３０：１００である。
のカソードおよびそれらの製造法を提供する。 【構成】 電池は、高温アルカリ金属／遷移金属ハロゲ
ン化物型であり、溶融ナトリウムアノード（６８）、ニ
ッケル／塩化ニッケルカソード、本質的に塩化アルミニ
ウムナトリウム溶融塩である電解質およびナトリウムを
溶融塩電解質から分離する固体電解質ナトリウムイオン
伝導隔離板（１４）を有する。ニッケル／塩化ニッケル
は、溶融塩電解質が浸み込んだ、電解質を透過し得る電
子伝導多孔性マトリックス（６６）に固体状で分散さ
せ、微細に分かれた固体状のアンチモンは、マトリック
ス中のニッケル／塩化ニッケルと混合される。完全充電
状態にある電池のアンチモンと塩化ニッケル中のニッケ
ルの質量比は２：１００〜１３０：１００である。
Description
【０００１】本発明は、電気化学電池およびその製造法
に関する。特に、本発明は、ナトリウム活性アノード物
質およびニッケル／塩化ニッケル活性カソード物質を有
する電気化学電池、該電池用カソード、ならびに該電池
およびカソードの製造法に関する。
に関する。特に、本発明は、ナトリウム活性アノード物
質およびニッケル／塩化ニッケル活性カソード物質を有
する電気化学電池、該電池用カソード、ならびに該電池
およびカソードの製造法に関する。
【０００２】本発明の一態様によれば、ナトリウムイオ
ンの固体電解質導体である隔離板によってアノード室と
カソード室とに分けられているハウジングを有する電気
化学的電池であって、アノード室は電池の活性アノード
物質を形成しているナトリウムを含み、電池の作用温度
はそのナトリウムが溶融している温度であり、カソード
室はナトリウム陽イオンおよび塩素陰イオンを含むアル
カリ金属塩のアルミニウムハロゲン化物の溶融塩電解質
を含み、Ａｌ：アルカリ金属の原子比は高々１：１であ
り、溶融塩電解質も電池の作動温度で溶融し、カソード
室はまた、溶融塩電解質が浸み込んだ、電解質を透過し
得る電子伝導多孔性マトリックスを含み、その多孔性の
内部には、ニッケル／塩化ニッケル（Ｎｉ／ＮｉＣ
ｌ2 ）活性カソード物質が微細に分かれた粒子および／
または薄層状で、溶融塩電解質およびマトリックスと接
触した状態で分散しており、Ｎｉ／ＮｉＣｌ2 がナトリ
ウムと電気化学的に結合するようにナトリウムおよび溶
融塩電解質は隔離板と接触し且つこの隔離板により隔て
られている電気化学電池において、カソードのマトリッ
クスの多孔性の内部がアンチモン（Ｓｂ）を、マトリッ
クスのＮｉ／ＮｉＣｌ2活性カソード物質と混合した状
態で、且つ該物質中に微細に分かれた固体状に分散した
状態で含み、電池が電池作動温度でＮａ／ＮｉＣｌ2 電
対に対応する開路電圧を有する完全充電状態になり、該
完全充電状態でのＳｂとＮｉＣｌ2 活性カソード物質に
おけるＮｉとの間のＳｂ：Ｎｉ質量比が２：１００〜１
３０：１００であることを特徴とする改良された電気化
学電池が提供される。
ンの固体電解質導体である隔離板によってアノード室と
カソード室とに分けられているハウジングを有する電気
化学的電池であって、アノード室は電池の活性アノード
物質を形成しているナトリウムを含み、電池の作用温度
はそのナトリウムが溶融している温度であり、カソード
室はナトリウム陽イオンおよび塩素陰イオンを含むアル
カリ金属塩のアルミニウムハロゲン化物の溶融塩電解質
を含み、Ａｌ：アルカリ金属の原子比は高々１：１であ
り、溶融塩電解質も電池の作動温度で溶融し、カソード
室はまた、溶融塩電解質が浸み込んだ、電解質を透過し
得る電子伝導多孔性マトリックスを含み、その多孔性の
内部には、ニッケル／塩化ニッケル（Ｎｉ／ＮｉＣ
ｌ2 ）活性カソード物質が微細に分かれた粒子および／
または薄層状で、溶融塩電解質およびマトリックスと接
触した状態で分散しており、Ｎｉ／ＮｉＣｌ2 がナトリ
ウムと電気化学的に結合するようにナトリウムおよび溶
融塩電解質は隔離板と接触し且つこの隔離板により隔て
られている電気化学電池において、カソードのマトリッ
クスの多孔性の内部がアンチモン（Ｓｂ）を、マトリッ
クスのＮｉ／ＮｉＣｌ2活性カソード物質と混合した状
態で、且つ該物質中に微細に分かれた固体状に分散した
状態で含み、電池が電池作動温度でＮａ／ＮｉＣｌ2 電
対に対応する開路電圧を有する完全充電状態になり、該
完全充電状態でのＳｂとＮｉＣｌ2 活性カソード物質に
おけるＮｉとの間のＳｂ：Ｎｉ質量比が２：１００〜１
３０：１００であることを特徴とする改良された電気化
学電池が提供される。
【０００３】例えば、電池作動温度（典型的には２５０
〜４５０℃）が３００℃である場合、Ｎａ／ＮｉＣｌ2
電対の開路電圧は２．５８Ｖである。
〜４５０℃）が３００℃である場合、Ｎａ／ＮｉＣｌ2
電対の開路電圧は２．５８Ｖである。
【０００４】Ｓｂ：Ｎｉ質量比は、７：１００〜１１
０：９０の広い範囲であってもよく、特に２０：１１０
〜９０：１１０の範囲であり、好ましくは２４：１００
〜１００：１００、例えば３０：９０である。
０：９０の広い範囲であってもよく、特に２０：１１０
〜９０：１１０の範囲であり、好ましくは２４：１００
〜１００：１００、例えば３０：９０である。
【０００５】便宜上、溶融塩電解質は、塩化アルミニウ
ムナトリウム（ＮａＡｌＣｌ4 ）溶融塩電解質であり、
所望により、米国特許第４５９２９６９号明細書に記載
されたようにフッ素イオンをドーピングし、あるいは米
国特許第５４０３６７６号明細書に記載されたように臭
素イオンをドーピングしてもよく、電解質およびカソー
ドは所望により米国特許第４６２６４８３号明細書に記
載されたようにイオウまたは適当な硫化物でドーピング
してもよい。電解質隔離板は、好ましくは、ナトリウム
β−アルミナセラミック電解質、さらに好ましくはナト
リウムβ”−アルミナセラミック電解質である。マトリ
ックスは好ましくはスポンジニッケルなどの多孔性金属
ニッケルである。特に好ましい態様では、溶融塩電解質
が塩化アルミニウムナトリウム溶融塩電解質であり、隔
離板が、ナトリウムβ”−アルミナセラミック固体電解
質であり、マトリックスが多孔性金属ニッケルである。
ムナトリウム（ＮａＡｌＣｌ4 ）溶融塩電解質であり、
所望により、米国特許第４５９２９６９号明細書に記載
されたようにフッ素イオンをドーピングし、あるいは米
国特許第５４０３６７６号明細書に記載されたように臭
素イオンをドーピングしてもよく、電解質およびカソー
ドは所望により米国特許第４６２６４８３号明細書に記
載されたようにイオウまたは適当な硫化物でドーピング
してもよい。電解質隔離板は、好ましくは、ナトリウム
β−アルミナセラミック電解質、さらに好ましくはナト
リウムβ”−アルミナセラミック電解質である。マトリ
ックスは好ましくはスポンジニッケルなどの多孔性金属
ニッケルである。特に好ましい態様では、溶融塩電解質
が塩化アルミニウムナトリウム溶融塩電解質であり、隔
離板が、ナトリウムβ”−アルミナセラミック固体電解
質であり、マトリックスが多孔性金属ニッケルである。
【０００６】本発明はまた、上述した電池のカソードも
含む。該カソードは、溶融状態にあるアルカリ金属のア
ルミニウムハロゲン化物溶融塩電解質を透過し得る多孔
性の電子伝導マトリックスを含み、該マトリックスは、
その内部に、微細に分かれた粒子および／または薄層状
で分散したＮｉ／ＮｉＣｌ2 活性カソード物質を含み、
Ｎｉ／ＮｉＣｌ2 活性カソード物質はその中に微細に分
かれた固体状で分散したＳｂを含み、Ｎｉ／ＮｉＣｌ2
およびＳｂはマトリックスの多孔性の内部の一部を占
め、カソードは、溶融ナトリウムアノードに電気化学的
に結合すると、電池作動温度でＮａ／ＮｉＣｌ2 電対に
対応する開路電圧を示す完全充電状態になり、該完全充
電状態にあるＮｉＣｌ2 活性カソード物質のＳｂとＮｉ
質量比が２：１００〜１３０：１００である。
含む。該カソードは、溶融状態にあるアルカリ金属のア
ルミニウムハロゲン化物溶融塩電解質を透過し得る多孔
性の電子伝導マトリックスを含み、該マトリックスは、
その内部に、微細に分かれた粒子および／または薄層状
で分散したＮｉ／ＮｉＣｌ2 活性カソード物質を含み、
Ｎｉ／ＮｉＣｌ2 活性カソード物質はその中に微細に分
かれた固体状で分散したＳｂを含み、Ｎｉ／ＮｉＣｌ2
およびＳｂはマトリックスの多孔性の内部の一部を占
め、カソードは、溶融ナトリウムアノードに電気化学的
に結合すると、電池作動温度でＮａ／ＮｉＣｌ2 電対に
対応する開路電圧を示す完全充電状態になり、該完全充
電状態にあるＮｉＣｌ2 活性カソード物質のＳｂとＮｉ
質量比が２：１００〜１３０：１００である。
【０００７】さらに詳細に述べると、カソードは、本発
明の電池に関して上述した通りであってもよく、特に、
その多孔性の内部は、ナトリウム陽イオンおよび塩素陰
イオンを含むアルカリ金属のアルミニウムハロゲン化物
溶融塩電解質を浸み込ませてもよく、また、上述したよ
うにフッ素陰イオンおよび／または臭素陰イオンならび
にイオウ／硫化物のドーピング物質を電解質および／ま
たは活性カソード物質に分散させた状態で含んでもよ
い。
明の電池に関して上述した通りであってもよく、特に、
その多孔性の内部は、ナトリウム陽イオンおよび塩素陰
イオンを含むアルカリ金属のアルミニウムハロゲン化物
溶融塩電解質を浸み込ませてもよく、また、上述したよ
うにフッ素陰イオンおよび／または臭素陰イオンならび
にイオウ／硫化物のドーピング物質を電解質および／ま
たは活性カソード物質に分散させた状態で含んでもよ
い。
【０００８】本発明の別の態様によれば、上記電池の製
造法が提供される。それは、電池またはその前の段階の
ものに放電または過放電の状態でその構成物質を充填
し、マトリックスの多孔性の内部にＮｉ／ＮｉＣｌ2 活
性カソード物質を分散させる前に金属粒子状のＳｂを活
性カソード物質に分散させ、充填後、電池を充電電位下
に置き完全充電状態になるまで充電サイクルに通すこと
によって電池の作動温度で電池を充電することにより電
池の活性化即ちコンディショニングを行うことからな
り、充電電圧即ち充電電位はＮｉを塩素化するがＳｂの
塩素化は避けることができるように十分低く保たれ、カ
ソードまたはカソード前駆体は、アルカリ金属のアルミ
ニウムハロゲン化物溶融塩電解質によって電池またはそ
の前の段階のもののナトリウムアノードと結合させる。
造法が提供される。それは、電池またはその前の段階の
ものに放電または過放電の状態でその構成物質を充填
し、マトリックスの多孔性の内部にＮｉ／ＮｉＣｌ2 活
性カソード物質を分散させる前に金属粒子状のＳｂを活
性カソード物質に分散させ、充填後、電池を充電電位下
に置き完全充電状態になるまで充電サイクルに通すこと
によって電池の作動温度で電池を充電することにより電
池の活性化即ちコンディショニングを行うことからな
り、充電電圧即ち充電電位はＮｉを塩素化するがＳｂの
塩素化は避けることができるように十分低く保たれ、カ
ソードまたはカソード前駆体は、アルカリ金属のアルミ
ニウムハロゲン化物溶融塩電解質によって電池またはそ
の前の段階のもののナトリウムアノードと結合させる。
【０００９】言い換えると、本発明のこの別の態様によ
れば、上記電池の製造法が提供され、その方法は、電池
またはその前の段階のものに放電または過放電の状態で
その構成物質を充填し、マトリックスの多孔性の内部に
Ｎｉ／ＮｉＣｌ2 活性カソード物質を充填、分散させる
前に金属粒子状のＳｂを活性カソード物質に分散させ、
充填した後、電池を充電電位下に置き完全充電状態にな
るまで充電サイクルに通すことによって電池の作動温度
で電池を充電することにより電池の活性化即ちコンディ
ショニングを行うことからなる。充電電圧即ち充電電位
は電池の作動温度におけるＳｂの塩素化電位以下で、か
つその温度におけるＮｉの塩素化電位以上であり、カソ
ードまたはカソード前駆体は、アルカリ金属のアルミニ
ウムハロゲン化物溶融塩電解質によって電池またはその
前の段階のもののナトリウムアノードと結合される。
れば、上記電池の製造法が提供され、その方法は、電池
またはその前の段階のものに放電または過放電の状態で
その構成物質を充填し、マトリックスの多孔性の内部に
Ｎｉ／ＮｉＣｌ2 活性カソード物質を充填、分散させる
前に金属粒子状のＳｂを活性カソード物質に分散させ、
充填した後、電池を充電電位下に置き完全充電状態にな
るまで充電サイクルに通すことによって電池の作動温度
で電池を充電することにより電池の活性化即ちコンディ
ショニングを行うことからなる。充電電圧即ち充電電位
は電池の作動温度におけるＳｂの塩素化電位以下で、か
つその温度におけるＮｉの塩素化電位以上であり、カソ
ードまたはカソード前駆体は、アルカリ金属のアルミニ
ウムハロゲン化物溶融塩電解質によって電池またはその
前の段階のもののナトリウムアノードと結合される。
【００１０】従って、充電電圧は、電池の作動温度での
Ｎａ／ＮｉＣｌ2 電対の開路電圧と電池の作動温度での
Ｎａ／ＳｂＣｌ2 電対の開路電圧との間でなければなら
ない。例えば、３００℃では、充電電圧を２．５８Ｖ
（３００℃でのＮａ／ＮｉＣｌ2 電対の開路電圧）〜
２．７８Ｖ（３００℃でのＮａ／ＳｂＣｌ2 電対の開路
電圧）の範囲で保持すべきである。すなわち、充電電圧
は、Ｎｉのみを塩素化するのに十分であり、Ｓｂの塩素
化に必要な電圧より低くあるべきである。言い換える
と、Ｎａ／ＮｉＣｌ2 の開路電圧＜充電電圧＜Ｎａ／Ｓ
ｂＣｌ2 の開路電圧である。電池の作動温度は通常２０
０〜４００℃、典型的には２５０〜３５０℃であり、ア
ノード物質および溶融塩電解質を溶融するのに十分でな
ければならない。
Ｎａ／ＮｉＣｌ2 電対の開路電圧と電池の作動温度での
Ｎａ／ＳｂＣｌ2 電対の開路電圧との間でなければなら
ない。例えば、３００℃では、充電電圧を２．５８Ｖ
（３００℃でのＮａ／ＮｉＣｌ2 電対の開路電圧）〜
２．７８Ｖ（３００℃でのＮａ／ＳｂＣｌ2 電対の開路
電圧）の範囲で保持すべきである。すなわち、充電電圧
は、Ｎｉのみを塩素化するのに十分であり、Ｓｂの塩素
化に必要な電圧より低くあるべきである。言い換える
と、Ｎａ／ＮｉＣｌ2 の開路電圧＜充電電圧＜Ｎａ／Ｓ
ｂＣｌ2 の開路電圧である。電池の作動温度は通常２０
０〜４００℃、典型的には２５０〜３５０℃であり、ア
ノード物質および溶融塩電解質を溶融するのに十分でな
ければならない。
【００１１】放電または過放電の状態での電池の充填法
は、米国特許第４５２９６７６号明細書、米国特許４７
２２８７５号明細書、米国特許第４７９７３３３号明細
書、米国特許第４７７２４４９号明細書および英国特許
第２７２６６９２号明細書に記載されており、電池には
通常、カソードの前駆体が充填されると考えられ、この
カソード前駆体はＳｂが分散した状態で含まれる粒子状
の混合物である。この前駆体は、コールドプレスして２
５０〜１０００μｍの大きさの顆粒状にすることができ
る。
は、米国特許第４５２９６７６号明細書、米国特許４７
２２８７５号明細書、米国特許第４７９７３３３号明細
書、米国特許第４７７２４４９号明細書および英国特許
第２７２６６９２号明細書に記載されており、電池には
通常、カソードの前駆体が充填されると考えられ、この
カソード前駆体はＳｂが分散した状態で含まれる粒子状
の混合物である。この前駆体は、コールドプレスして２
５０〜１０００μｍの大きさの顆粒状にすることができ
る。
【００１２】本発明は、上記電池で使用するためのカソ
ードの製造法にもおよび、この方法は電解質を透過し得
る電子伝導マトリックスを形成し、マトリックスの多孔
性の内部に放電状態でＮｉ／ＮｉＣｌ2 活性カソード物
質を分散させることからなり、該方法は、活性カソード
物質をマトリックスに分散させる前に、Ｓｂを微細に分
かれた金属粒子の状態で活性カソード物質に分散させる
こと、及びカソードがアルカリ金属のアルミニウムハロ
ゲン化物溶融塩電解質によってナトリウムアノードと結
合した電池内で、このカソードを、電池作動温度で充電
電位下に置き完全充電状態になるまで充電サイクルに通
すことによってカソードの活性化即ちコンディショニン
グを行うことを含み、充電電圧即ち充電電位はＳｂの塩
素化を避けるために十分低く保つ。
ードの製造法にもおよび、この方法は電解質を透過し得
る電子伝導マトリックスを形成し、マトリックスの多孔
性の内部に放電状態でＮｉ／ＮｉＣｌ2 活性カソード物
質を分散させることからなり、該方法は、活性カソード
物質をマトリックスに分散させる前に、Ｓｂを微細に分
かれた金属粒子の状態で活性カソード物質に分散させる
こと、及びカソードがアルカリ金属のアルミニウムハロ
ゲン化物溶融塩電解質によってナトリウムアノードと結
合した電池内で、このカソードを、電池作動温度で充電
電位下に置き完全充電状態になるまで充電サイクルに通
すことによってカソードの活性化即ちコンディショニン
グを行うことを含み、充電電圧即ち充電電位はＳｂの塩
素化を避けるために十分低く保つ。
【００１３】本発明による電池またはカソードの製造法
において、溶融塩電解質は、本発明の電池またはカソー
ドで使用するものについて上述した通りであり、もう一
度述べると、本発明に従って製造される電池またはカソ
ードは、さらに詳細には、本発明の電池またはカソード
について上述した通りであり、カソードの製造法は、電
池の製造法について上述した通りである。
において、溶融塩電解質は、本発明の電池またはカソー
ドで使用するものについて上述した通りであり、もう一
度述べると、本発明に従って製造される電池またはカソ
ードは、さらに詳細には、本発明の電池またはカソード
について上述した通りであり、カソードの製造法は、電
池の製造法について上述した通りである。
【００１４】電池またはカソードの完全充電状態とは、
マトリックスの多孔性の内部において利用できるＮｉの
全部が充電電位によってＮｉＣｌ2 に変換されている状
態を意味する。本発明のカソードは、そのカソードの生
成および／または活性化が行われた電池において使用す
ることができ、あるいは、活性化即ちコンディショニン
グを行った電池で活性化した後に取り出して、別の電池
に充填し、使用することができる。
マトリックスの多孔性の内部において利用できるＮｉの
全部が充電電位によってＮｉＣｌ2 に変換されている状
態を意味する。本発明のカソードは、そのカソードの生
成および／または活性化が行われた電池において使用す
ることができ、あるいは、活性化即ちコンディショニン
グを行った電池で活性化した後に取り出して、別の電池
に充填し、使用することができる。
【００１５】本発明はまた、上記方法に従って製造され
るものである限り、電気化学電池およびそのカソードに
も及ぶ。
るものである限り、電気化学電池およびそのカソードに
も及ぶ。
【００１６】次に、本発明を、下記実施例および添付の
図面を参照して説明するが、本発明は下記実施例および
図面に限定されるものではない。
図面を参照して説明するが、本発明は下記実施例および
図面に限定されるものではない。
【００１７】図１は、本発明に係る電池の横断面図を示
す。
す。
【００１８】図２は、本発明方法に従って作った本発明
に係る電池、およびカソードにドーピング物質の金属が
含まれない以外は本発明の電池と同じであり、同様にし
て作った対照電池の両方について、１０回目の放電サイ
クルの電池の電圧（Ｖ）を電池の放電状態（Ａｈ）に対
してプロットしたグラフを示す。
に係る電池、およびカソードにドーピング物質の金属が
含まれない以外は本発明の電池と同じであり、同様にし
て作った対照電池の両方について、１０回目の放電サイ
クルの電池の電圧（Ｖ）を電池の放電状態（Ａｈ）に対
してプロットしたグラフを示す。
【００１９】図３は、電圧対容量のプロットを図２に示
した電池について、１０回目の放電サイクルの電池内部
抵抗（ｍΩ）をアンペア時で表わした電池の放電状態
（Ａｈ）に対してプロットしたグラフを示す。
した電池について、１０回目の放電サイクルの電池内部
抵抗（ｍΩ）をアンペア時で表わした電池の放電状態
（Ａｈ）に対してプロットしたグラフを示す。
【００２０】図４は、電圧対容量のプロットを図２に示
した本発明に係る電池の図３と同様のプロットを、５回
目および５０回目の各々の放電サイクルに対して示すグ
ラフである。
した本発明に係る電池の図３と同様のプロットを、５回
目および５０回目の各々の放電サイクルに対して示すグ
ラフである。
【００２１】図１において、本発明に係るテスト電池は
一般に、１０で示す。電池１０は、軟鋼から成る断面が
四角形のケーシング１２の形態のハウジングを有し、そ
の中央にはナトリウムβ”−アルミナ隔離管１４が吊り
下げされている。管１４は、１６でα−アルミナ絶縁カ
ラー１８にガラス溶接されている。ケーシング１２用の
プレス加工したニッケルの蓋２０は、密封するように、
カラー１８の上部表面に２２で熱圧縮結合しており、蓋
２０は、ケーシング１２の開放端に溶接された直立した
縁２４を有する。
一般に、１０で示す。電池１０は、軟鋼から成る断面が
四角形のケーシング１２の形態のハウジングを有し、そ
の中央にはナトリウムβ”−アルミナ隔離管１４が吊り
下げされている。管１４は、１６でα−アルミナ絶縁カ
ラー１８にガラス溶接されている。ケーシング１２用の
プレス加工したニッケルの蓋２０は、密封するように、
カラー１８の上部表面に２２で熱圧縮結合しており、蓋
２０は、ケーシング１２の開放端に溶接された直立した
縁２４を有する。
【００２２】ニッケル管２６は、放射状に突き出た、円
周状に伸びたフランジ２８を有し、半径方向には３０で
カラー１８に熱圧縮結合し、カラー１８の下部表面には
フランジ２８で３２で熱圧縮結合して密封している。管
２６の上端はカラー１８の上部表面よりも上方に出てお
り、蓋２０の内部端とは絶縁空間によって３４で隔離さ
れている。カップ型のニッケルプレス品３６は、管２６
の上端に密封するように溶接されている。プレス品３６
の中央には直立した導管３８があり、その上端４０（図
では刃状になっている）は鑿の形になるように縁曲げを
して密閉し、この上端４０は直立した縁４４を有する四
角形（平面図）の軟鋼製カソード端子プレート４２のス
ロットにその端を入れて溶接してある。
周状に伸びたフランジ２８を有し、半径方向には３０で
カラー１８に熱圧縮結合し、カラー１８の下部表面には
フランジ２８で３２で熱圧縮結合して密封している。管
２６の上端はカラー１８の上部表面よりも上方に出てお
り、蓋２０の内部端とは絶縁空間によって３４で隔離さ
れている。カップ型のニッケルプレス品３６は、管２６
の上端に密封するように溶接されている。プレス品３６
の中央には直立した導管３８があり、その上端４０（図
では刃状になっている）は鑿の形になるように縁曲げを
して密閉し、この上端４０は直立した縁４４を有する四
角形（平面図）の軟鋼製カソード端子プレート４２のス
ロットにその端を入れて溶接してある。
【００２３】ニッケル製のカソードコレクター４６はプ
レス品３６の底部５０に溶接された２つの脚４８を有
し、従って、コレクター４６は下方に吊り下げられてお
り、その下端５２は隔離管１４の下部閉端の上に空間を
おいて接近している。コレクター４６は、隔離管１４の
内部に沿って垂直に伸びた炭素フェルトの溶融塩電解質
用の芯５４を包含する形であり、芯５４は管１４の内部
に向ってその長さ方向に露出している。
レス品３６の底部５０に溶接された２つの脚４８を有
し、従って、コレクター４６は下方に吊り下げられてお
り、その下端５２は隔離管１４の下部閉端の上に空間を
おいて接近している。コレクター４６は、隔離管１４の
内部に沿って垂直に伸びた炭素フェルトの溶融塩電解質
用の芯５４を包含する形であり、芯５４は管１４の内部
に向ってその長さ方向に露出している。
【００２４】ケーシング１２と隔離管１４の間の空間の
下端には、４個の軟鋼製の灯芯状のはさみ金５６がつい
ている。それらは互いに空間をおいて円周状に置かれ、
ケーシングとは５８で、管とは６０で接触している。ケ
ーシング１２には軟鋼製のアノード端子６２がついてお
り、それは蓋２０に溶接され、電池１０と同様の隣接す
る電池のカソード端子プレート４２の縁４４を受け止め
るためのスロット６４を有する。
下端には、４個の軟鋼製の灯芯状のはさみ金５６がつい
ている。それらは互いに空間をおいて円周状に置かれ、
ケーシングとは５８で、管とは６０で接触している。ケ
ーシング１２には軟鋼製のアノード端子６２がついてお
り、それは蓋２０に溶接され、電池１０と同様の隣接す
る電池のカソード端子プレート４２の縁４４を受け止め
るためのスロット６４を有する。
【００２５】カソード（図示していないが、下記で述べ
る）は管１４をレベル６６まで満たし、溶融ナトリウム
アノード物質（図示せず）は管１４とケーシング１２の
間の空間をレベル６８まで満たす。
る）は管１４をレベル６６まで満たし、溶融ナトリウム
アノード物質（図示せず）は管１４とケーシング１２の
間の空間をレベル６８まで満たす。
【００２６】電池の前の段階の物に充填するために、ア
ンチモン金属粉末（粒度５〜５３μｍ、例えば４４μ
ｍ）、ニッケル粉末（粒度２〜１０μｍ、例えば２〜５
μｍ）、ＮａＣｌ粉末（粒度５３〜２５０μｍ、例えば
５３μｍ）、ＦｅＳ粉末（粒度５３〜１５０μｍ、例え
ば１２５μｍ）およびアルミニウム粉末（粒度５３〜１
５０μｍ、例えば１２５μｍ）から均一な粉末混合物を
形成する。粉末混合物は次いで顆粒化して、２５０μｍ
＜顆粒の大きさ＜１０００μｍとなる自立型の顆粒を形
成する。その顆粒は導管３８を通して管１４に充填する
が、それらが密に詰まり、管１４をレベル６６まで満た
すまで詰める。次いで、電池を２９０℃に加熱し、管１
４に導管３８を通して１２５〜１３０ｇの溶融ＮａＡｌ
Ｃｌ4 を充填した後、管３８の先端を４０で縁曲げして
閉じ、プレート４２のところで溶接する。電池の組立は
典型的には、カラー１８を管１４、蓋２０、端子６２、
管２６、プレス品３６およびカソードコレクター４６と
組合せた後、上述したように充填して管の末端４０を縁
曲げし、管３８の末端４０にプレート４２を取り付け
る。最後に、はさみ金５６をケーシング１２に挿入した
後、蓋２０をケーシング１２に２４で溶接することがで
きる。溶融ＮａＡｌＣｌ4 電解質は粉末混合物を浸して
おり、フェルト５４によって上方に吸い上げられる。は
さみ金５６は最初はアノードコレクターとして作用する
が、管１４とケーシング１２との間を電気的に接触さ
せ、下記で述べるように充電する時ケーシング１２と管
１４との間で上方に溶融ナトリウムを吸い上げるように
作用する。４０での縁曲げおよび２４での溶接は真空下
で行う。
ンチモン金属粉末（粒度５〜５３μｍ、例えば４４μ
ｍ）、ニッケル粉末（粒度２〜１０μｍ、例えば２〜５
μｍ）、ＮａＣｌ粉末（粒度５３〜２５０μｍ、例えば
５３μｍ）、ＦｅＳ粉末（粒度５３〜１５０μｍ、例え
ば１２５μｍ）およびアルミニウム粉末（粒度５３〜１
５０μｍ、例えば１２５μｍ）から均一な粉末混合物を
形成する。粉末混合物は次いで顆粒化して、２５０μｍ
＜顆粒の大きさ＜１０００μｍとなる自立型の顆粒を形
成する。その顆粒は導管３８を通して管１４に充填する
が、それらが密に詰まり、管１４をレベル６６まで満た
すまで詰める。次いで、電池を２９０℃に加熱し、管１
４に導管３８を通して１２５〜１３０ｇの溶融ＮａＡｌ
Ｃｌ4 を充填した後、管３８の先端を４０で縁曲げして
閉じ、プレート４２のところで溶接する。電池の組立は
典型的には、カラー１８を管１４、蓋２０、端子６２、
管２６、プレス品３６およびカソードコレクター４６と
組合せた後、上述したように充填して管の末端４０を縁
曲げし、管３８の末端４０にプレート４２を取り付け
る。最後に、はさみ金５６をケーシング１２に挿入した
後、蓋２０をケーシング１２に２４で溶接することがで
きる。溶融ＮａＡｌＣｌ4 電解質は粉末混合物を浸して
おり、フェルト５４によって上方に吸い上げられる。は
さみ金５６は最初はアノードコレクターとして作用する
が、管１４とケーシング１２との間を電気的に接触さ
せ、下記で述べるように充電する時ケーシング１２と管
１４との間で上方に溶融ナトリウムを吸い上げるように
作用する。４０での縁曲げおよび２４での溶接は真空下
で行う。
【００２７】実施例１（本発明） 電池の前の状態のものを上述したように充填したが、カ
ソード室にはカソード／溶融塩電解質前駆体混合物を充
填し、アノード室にはナトリウムを入れなかった。前駆
体混合物は下記組成を有する。
ソード室にはカソード／溶融塩電解質前駆体混合物を充
填し、アノード室にはナトリウムを入れなかった。前駆
体混合物は下記組成を有する。
【００２８】
【表１】
【００２９】電池の前の状態のものを３００℃の電池作
動温度に加熱し、２．５Ａの一定充電電流で、２．５８
〜２．７８Ｖの充電電位下において、化学および／また
は電気化学反応を起こさせた。
動温度に加熱し、２．５Ａの一定充電電流で、２．５８
〜２．７８Ｖの充電電位下において、化学および／また
は電気化学反応を起こさせた。
【００３０】４ＮａＣｌ ＋ Ａｌ → ＮａＡｌＣｌ
4 ＋ ３Ｎａ：反応（１）、及び２ＮａＣｌ ＋ Ｎ
ｉ → ＮｉＣｌ2 ＋ ２Ｎａ ：反応（２） ＮｉＣｌ2 は充電活性カソード物質を形成し、ＮａＡｌ
Ｃｌ4 は溶融塩電解質を形成し、Ｎａは、イオンの形で
隔離板を通ってアノード室へ移動して活性アノード物質
を形成した。充電電位下に置くことは、利用できるＮｉ
全部が消費されると中断した。その段階では、カソード
室は残留Ｎｉ金属によって形成されるマトリックスを含
み、残存量のＮａＣｌはそのマトリックスに固体の形で
分散し、カソード中のＡｌ：Ｎａ原子比が１：１を超え
ないことを確実にした。次いで、Ｓｂは、ＦｅＳ（硫化
物ドーピング物質）とともにＮｉＣｌ2 活性カソード物
質に分散し、フッ素陰イオン（フッ化物ドーピング物
質）は溶融塩電解質に分散（溶解）した。ＮｉＣｌ
2 は、ＮａＡｌＣｌ4 で飽和したマトリックスに分散し
た。ＮｉＣｌ2 活性カソード物質におけるＳｂとＮｉと
の質量比は、１０６：９４であった。
4 ＋ ３Ｎａ：反応（１）、及び２ＮａＣｌ ＋ Ｎ
ｉ → ＮｉＣｌ2 ＋ ２Ｎａ ：反応（２） ＮｉＣｌ2 は充電活性カソード物質を形成し、ＮａＡｌ
Ｃｌ4 は溶融塩電解質を形成し、Ｎａは、イオンの形で
隔離板を通ってアノード室へ移動して活性アノード物質
を形成した。充電電位下に置くことは、利用できるＮｉ
全部が消費されると中断した。その段階では、カソード
室は残留Ｎｉ金属によって形成されるマトリックスを含
み、残存量のＮａＣｌはそのマトリックスに固体の形で
分散し、カソード中のＡｌ：Ｎａ原子比が１：１を超え
ないことを確実にした。次いで、Ｓｂは、ＦｅＳ（硫化
物ドーピング物質）とともにＮｉＣｌ2 活性カソード物
質に分散し、フッ素陰イオン（フッ化物ドーピング物
質）は溶融塩電解質に分散（溶解）した。ＮｉＣｌ
2 は、ＮａＡｌＣｌ4 で飽和したマトリックスに分散し
た。ＮｉＣｌ2 活性カソード物質におけるＳｂとＮｉと
の質量比は、１０６：９４であった。
【００３１】実施例２（本発明） カソード室に下記のカソード／溶融塩電解質前駆体混合
物を充填して実施例１を繰り返した。
物を充填して実施例１を繰り返した。
【００３２】
【表２】
【００３３】この場合、充電後のＮｉＣｌ2 活性カソー
ド物質におけるＳｂ対ＮｉのＳｂ：Ｎｉ質量比は５０：
１５０であった。
ド物質におけるＳｂ対ＮｉのＳｂ：Ｎｉ質量比は５０：
１５０であった。
【００３４】この電池に対して行ったテストにより、実
施例４の対照と比較して、実施例１の電池に対する有益
な結果（後述）が確認された。
施例４の対照と比較して、実施例１の電池に対する有益
な結果（後述）が確認された。
【００３５】実施例３（本発明） カソード室に下記のカソード／溶融塩電解質前駆体混合
物を充填して実施例１および２を繰り返した。
物を充填して実施例１および２を繰り返した。
【００３６】
【表３】
【００３７】この場合、充電後のＮｉＣｌ2 活性カソー
ド物質におけるＳｂ対ＮｉのＳｂ：Ｎｉ質量比は２５．
９：１００であった。
ド物質におけるＳｂ対ＮｉのＳｂ：Ｎｉ質量比は２５．
９：１００であった。
【００３８】実施例４（対照−Ｓｂを含まない） カソード室に下記のカソード／溶融塩電解質前駆体混合
物を充填して実施例１、２および３を繰り返した。
物を充填して実施例１、２および３を繰り返した。
【００３９】
【表４】
【００４０】結果 実施例１、２および３の電池は、反応（１）および
（２）によってコンディショニングした後は、いかなる
Ｎａ／ＳｂＣｌ3 電対のいかなる妨害もなしに、大容量
の充電電流が許容できることが分かった。
（２）によってコンディショニングした後は、いかなる
Ｎａ／ＳｂＣｌ3 電対のいかなる妨害もなしに、大容量
の充電電流が許容できることが分かった。
【００４１】図２は、本発明に係る実施例１の電池（実
線−理論容量は３７Ａｈ）および実施例４の対照の電池
（点線−理論容量は４０Ａｈ）に対して、１０回目の放
電サイクルの最初の部分を示し、３００℃で作動させた
とき、１２Ａの放電電流で３時間放電すると、カットオ
フ電圧は１．６５Ｖに下がった。図２は、実施例１（本
発明）および実施例４（対照）の電池の放電特性が大体
類似していることを示すが、本発明に係る実施例１の電
池は、約１５Ａｈの容量が放電された後の分極（主に濃
淡分極と考えられる。）が対照と比較して減少している
ことから有益であるように見える。２０Ａｈの容量が放
電された後の本発明電池における分極は対照と比較して
明らかに少なく、放電サイクルの残りの部分においても
分極は少なくなっており、その結果、放電サイクルの残
り半分のパワー特性はかなり高められ、対照と比較して
放電曲線は、電圧に関してより平らである。このこと
は、実施例１および４の電池に関する図３でさらに説明
される。その図から明らかなように、本発明に係る電池
の内部抵抗（実線）は最初は対照の内部抵抗（点線）よ
りも若干高いが、約１７Ａｈの放電の後は対照より下に
下がり、放電サイクルが終わるまで対照より下のままで
ある。
線−理論容量は３７Ａｈ）および実施例４の対照の電池
（点線−理論容量は４０Ａｈ）に対して、１０回目の放
電サイクルの最初の部分を示し、３００℃で作動させた
とき、１２Ａの放電電流で３時間放電すると、カットオ
フ電圧は１．６５Ｖに下がった。図２は、実施例１（本
発明）および実施例４（対照）の電池の放電特性が大体
類似していることを示すが、本発明に係る実施例１の電
池は、約１５Ａｈの容量が放電された後の分極（主に濃
淡分極と考えられる。）が対照と比較して減少している
ことから有益であるように見える。２０Ａｈの容量が放
電された後の本発明電池における分極は対照と比較して
明らかに少なく、放電サイクルの残りの部分においても
分極は少なくなっており、その結果、放電サイクルの残
り半分のパワー特性はかなり高められ、対照と比較して
放電曲線は、電圧に関してより平らである。このこと
は、実施例１および４の電池に関する図３でさらに説明
される。その図から明らかなように、本発明に係る電池
の内部抵抗（実線）は最初は対照の内部抵抗（点線）よ
りも若干高いが、約１７Ａｈの放電の後は対照より下に
下がり、放電サイクルが終わるまで対照より下のままで
ある。
【００４２】本発明に係る電池を３００℃で、次のよう
な充電／放電サイクル、即ち２．５Ａの一定充電電流で
２．５８Ｖより高く、上限カットオフ電圧２．７８Ｖよ
り低い充電電圧で１４時間充電し、１２Ａの一定放電電
流で１．６５Ｖのカットオフ電圧に下るまで３時間放電
する充電／放電サイクル下に置いたところ、大きな容量
低下即ち内部抵抗の上昇は、５回目（実線）および５０
回目（点線）のサイクルの間では生じないことが分かっ
た。（実施例１の電池についての図４参照）実施例１の
電池（本発明）はまた、ピークパワーの利用可能性に関
して、実施例４の電池（対照）よりも改善が見られる。
このことは下記表で説明される。下記表は、各々１．７
Ｖおよび１７Ａの放電速度で、各々０、５、１０、２０
および３０秒間、一定の間隔をおいて行った（各々、
５、１５、２５、３０および３５Ａｈの放電が起きた
後）パワーパルス測定を示す。ピークパワーパルスの低
下（対照と比較して）が３０秒のパルスまでずっと続け
て認められる５Ａｈの放電後の測定を除いて、本発明に
係る実施例１の電池の３０秒のパルスまでのピークパワ
ーパルスは、対照の電池よりも全てかなり良好であり、
（３０秒のパルスについて）パワーの改善は１５Ａｈの
放電後の２１．６％から３０Ａｈの放電後の５４．４％
の範囲にわたっていた。
な充電／放電サイクル、即ち２．５Ａの一定充電電流で
２．５８Ｖより高く、上限カットオフ電圧２．７８Ｖよ
り低い充電電圧で１４時間充電し、１２Ａの一定放電電
流で１．６５Ｖのカットオフ電圧に下るまで３時間放電
する充電／放電サイクル下に置いたところ、大きな容量
低下即ち内部抵抗の上昇は、５回目（実線）および５０
回目（点線）のサイクルの間では生じないことが分かっ
た。（実施例１の電池についての図４参照）実施例１の
電池（本発明）はまた、ピークパワーの利用可能性に関
して、実施例４の電池（対照）よりも改善が見られる。
このことは下記表で説明される。下記表は、各々１．７
Ｖおよび１７Ａの放電速度で、各々０、５、１０、２０
および３０秒間、一定の間隔をおいて行った（各々、
５、１５、２５、３０および３５Ａｈの放電が起きた
後）パワーパルス測定を示す。ピークパワーパルスの低
下（対照と比較して）が３０秒のパルスまでずっと続け
て認められる５Ａｈの放電後の測定を除いて、本発明に
係る実施例１の電池の３０秒のパルスまでのピークパワ
ーパルスは、対照の電池よりも全てかなり良好であり、
（３０秒のパルスについて）パワーの改善は１５Ａｈの
放電後の２１．６％から３０Ａｈの放電後の５４．４％
の範囲にわたっていた。
【００４３】
【表５】
【００４４】分極の減少におけるＳｂの役割は明らかで
はないが、本出願人は、理論に縛られることなく、微細
に分かれたＳｂがカソードマトリックスのニッケルと合
金を形成するか、それ以外の方法で結合して、マトリッ
クスの伝導性バックボーンを安定化させるように機能
し、それにより、多孔性の高められた開放マトリックス
構造の保持を助け、分極を減少させると信じている。ま
た、Ｓｂがこの形態で存在すると、実施例４（対照）の
電池において容量の低下および／または内部抵抗の増加
の原因と考えられるＮｉのカソードでの結晶成長を遅ら
せることができると考えられる。しかし、電池反応にお
けるＳｂの実際の関与を除外すべきではなく、Ｓｂを使
用すると、Ｓｂは最初にＮｉとともに塩素化されてＳｂ
Ｃｌ3 になるが、ＮａＡｌＣｌ4 溶融物に溶解してＮａ
Ｃｌ・ＡｌＣｌ3 ・ＳｂＣｌ3 などの化学種を形成する
可能性がある。これらの化学種は３００℃でのＮａＣｌ
の溶融塩電解質における溶解性をさらに高めて、放電し
たＮａＣｌをカソードマトリックスから濾し取ることが
でき、その結果、開放マトリックス構造の保持を助け、
分極特性を減少させることができる。
はないが、本出願人は、理論に縛られることなく、微細
に分かれたＳｂがカソードマトリックスのニッケルと合
金を形成するか、それ以外の方法で結合して、マトリッ
クスの伝導性バックボーンを安定化させるように機能
し、それにより、多孔性の高められた開放マトリックス
構造の保持を助け、分極を減少させると信じている。ま
た、Ｓｂがこの形態で存在すると、実施例４（対照）の
電池において容量の低下および／または内部抵抗の増加
の原因と考えられるＮｉのカソードでの結晶成長を遅ら
せることができると考えられる。しかし、電池反応にお
けるＳｂの実際の関与を除外すべきではなく、Ｓｂを使
用すると、Ｓｂは最初にＮｉとともに塩素化されてＳｂ
Ｃｌ3 になるが、ＮａＡｌＣｌ4 溶融物に溶解してＮａ
Ｃｌ・ＡｌＣｌ3 ・ＳｂＣｌ3 などの化学種を形成する
可能性がある。これらの化学種は３００℃でのＮａＣｌ
の溶融塩電解質における溶解性をさらに高めて、放電し
たＮａＣｌをカソードマトリックスから濾し取ることが
でき、その結果、開放マトリックス構造の保持を助け、
分極特性を減少させることができる。
【図１】本発明に係る電池の横断面図を示す図である。
【図２】本発明方法に従って作った本発明に係る電池お
よびカソードにドーピング物質の金属が含まれない以外
は本発明の電池と同じであり、同様にして作った、対照
電池の両方について、１０回目の放電サイクルの電池の
電圧（Ｖ）を電池の放電状態（Ａｈ）に対してプロット
したグラフを示す図である。
よびカソードにドーピング物質の金属が含まれない以外
は本発明の電池と同じであり、同様にして作った、対照
電池の両方について、１０回目の放電サイクルの電池の
電圧（Ｖ）を電池の放電状態（Ａｈ）に対してプロット
したグラフを示す図である。
【図３】電圧対容量プロットを図２に示した電池につい
て、１０回目の放電サイクルの電池内部抵抗（ｍΩ）を
アンペア時で表わした電池の放電状態（Ａｈ）に対して
プロットしたグラフを示す図である。
て、１０回目の放電サイクルの電池内部抵抗（ｍΩ）を
アンペア時で表わした電池の放電状態（Ａｈ）に対して
プロットしたグラフを示す図である。
【図４】電圧対容量プロットを図２に示した本発明に係
る電池の図３と同様のプロットを、５回目および５０回
目の各々の放電サイクルに対して示すグラフである。
る電池の図３と同様のプロットを、５回目および５０回
目の各々の放電サイクルに対して示すグラフである。
１０ 電気化学電池 １２ ケーシング １４ 隔離管 ３８ 導管 ４２ カソード端子プレート ４６ ニッケルカソードコレクター ６２ アノード端子 ６６ カソードレベル ６８ アノードレベル
Claims (7)
- 【請求項１】 ナトリウムイオンの固体電解質導体であ
る隔離板によってアノード室とカソード室とに分けられ
ているハウジングを有し、アノード室は電池の活性アノ
ード物質を形成しているナトリウムを含み、電池の作動
温度はそのナトリウムが溶融する温度であり、カソード
室はナトリウム陽イオンおよび塩素陰イオンを含むアル
カリ金属のアルミニウムハロゲン化物の溶融塩電解質を
含み、Ａｌ：アルカリ金属の原子比は高々１：１であ
り、溶融塩電解質も電池の作動温度で溶融し、カソード
室はまた、溶融塩電解質が浸み込んだ、電解質を透過し
得る電子伝導多孔性マトリックスを含み、その多孔性の
内部には、ニッケル／塩化ニッケル（Ｎｉ／ＮｉＣ
ｌ2 ）活性カソード物質が微細に分かれた粒子および／
または薄層状で、溶融塩電解質およびマトリックスと接
触した状態で分散しており、Ｎｉ／ＮｉＣｌ2 がナトリ
ウムと電気化学的に結合するようにナトリウムおよび溶
融塩電解質は隔離板と接触し且つこの隔離板により隔て
られている電気化学電池において、カソードのマトリッ
クスの多孔性の内部がアンチモン（Ｓｂ）を、マトリッ
クスのＮｉ／ＮｉＣｌ2 活性カソード物質と混合した状
態で、且つ該物質中に微細に分かれた固体状に分散した
状態で含み、電池が電池作動温度でＮａ／ＮｉＣｌ2 電
対に対応する開路電圧を有する完全充電状態を有し、該
完全充電状態でのＳｂとＮｉＣｌ2 活性カソード物質に
おけるＮｉとの間のＳｂ：Ｎｉ質量比が２：１００〜１
３０：１００であることを特徴とする電気化学電池。 - 【請求項２】 Ｓｂ：Ｎｉ質量比が７：１００〜１１
０：９０であることを特徴とする請求項１に記載の電
池。 - 【請求項３】 Ｓｂ：Ｎｉ質量比が２４：１００〜１０
０：１００であることを特徴とする請求項２に記載の電
池。 - 【請求項４】 溶融塩電解質が塩化アルミニウムナトリ
ウム溶融塩電解質であり、隔離板がナトリウムβ”−ア
ルミナセラミック固体電解質であり、マトリックスが多
孔性金属ニッケルであることを特徴とする請求項１〜３
のいずれか一項に記載の電池。 - 【請求項５】 カソードが溶融状態にあるアルカリ金属
のアルミニウムハロゲン化物溶融塩電解質に対して透過
可能である多孔性の電子伝導マトリックスを含み、該マ
トリックスは、その内部に、微細に分かれた粒子および
／または薄層状で分散したＮｉ／ＮｉＣｌ2 活性カソー
ド物質を含み、Ｎｉ／ＮｉＣｌ2 活性カソード物質はそ
の中に微細に分かれた固体状で分散したＳｂを含み、Ｎ
ｉ／ＮｉＣｌ2 およびＳｂはマトリックスの多孔性の内
部の一部を占め、カソードは、溶融ナトリウムアノード
に電気化学的に結合したときに、電池作動温度でＮａ／
ＮｉＣｌ2 電対に対応する開路電圧を示す完全充電状態
を有し、該完全充電状態にあるＮｉＣｌ2 活性カソード
物質のＳｂ：Ｎｉ質量比が２：１００〜１３０：１００
であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に
記載の電池のカソード。 - 【請求項６】 電池またはその前の段階のものに放電ま
たは過放電の状態でその構成成分を充填し、マトリック
スの多孔性の内部にＮｉ／ＮｉＣｌ2 活性カソード物質
を分散させる前に金属粒子状のＳｂを活性カソード物質
に分散させ、充填後、電池を充電電位下に置いて完全充
電状態になるまで充電サイクルに通すことによって電池
の作動温度で電池を充電することにより電池の活性化即
ちコンディショニングを行うことからなり、充電電圧即
ち充電電位はＮｉを塩素化するが当該Ｓｂの塩素化は避
けるために十分低く保ち、カソードまたはカソード前駆
体は、アルカリ金属のアルミニウムハロゲン化物溶融塩
電解質によって電池またはその前の段階のもののナトリ
ウムアノードと結合させることを特徴とする請求項１〜
４のいずれか一項に記載の電池の製造法。 - 【請求項７】 電解質を透過できる電子伝導マトリック
スを形成し、マトリックスの多孔性の内部に放電状態で
活性Ｎｉ／ＮｉＣｌ2 カソード物質を分散させることか
らなる請求項１〜４のいずれか一項に記載の電池に使用
するためのカソードの製造法であって、該方法が、活性
カソード物質をマトリックスに分散させる前にＳｂを細
かく分かれた金属粒子の状態で活性カソード物質に分散
させること、及びカソードがアルカリ金属のアルミニウ
ムハロゲン化物溶融塩電解質によってナトリウムアノー
ドと結合した電池内で、このカソードを、電池作動温度
で充電電位下に置き完全充電状態になるまで充電サイク
ルに通すことによってカソードの活性化即ちコンディシ
ョニングを行うことを含み、充電電圧即ち充電電位はＳ
ｂの塩素化を避けるために十分低く保つことを特徴とす
る製造法。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ZA94/4028 | 1994-06-08 | ||
| ZA944028 | 1994-06-08 | ||
| ZA94/8384 | 1994-10-25 | ||
| ZA948384 | 1994-10-25 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07335252A true JPH07335252A (ja) | 1995-12-22 |
Family
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7142172A Pending JPH07335252A (ja) | 1994-06-08 | 1995-06-08 | 電気化学電池 |
Country Status (9)
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|---|---|
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| JP (1) | JPH07335252A (ja) |
| AU (1) | AU686091B2 (ja) |
| CA (1) | CA2150040A1 (ja) |
| DE (1) | DE19520633A1 (ja) |
| FR (1) | FR2721140B1 (ja) |
| GB (1) | GB2290163B (ja) |
| IT (1) | IT1275423B (ja) |
| SE (1) | SE9501959L (ja) |
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| JP2020517050A (ja) * | 2017-04-07 | 2020-06-11 | アンブリ・インコーポレイテッド | 固体金属カソードを備える溶融塩電池 |
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