JPH0766831B2 - Sodium-sulfur battery - Google Patents

Sodium-sulfur battery

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JPH0766831B2
JPH0766831B2 JP63209243A JP20924388A JPH0766831B2 JP H0766831 B2 JPH0766831 B2 JP H0766831B2 JP 63209243 A JP63209243 A JP 63209243A JP 20924388 A JP20924388 A JP 20924388A JP H0766831 B2 JPH0766831 B2 JP H0766831B2
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sodium
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battery
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和雄 高橋
尚志 相馬
元 和田
均 菅原
正昭 中村
正明 大島
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Hitachi Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はナトリウム−硫黄電池に係り、特にナトリウム
と硫黄の直接反応量を抑制した高安全性電池構造に関す
る。ナトリウム−硫黄電池は通常の電池として電源用に
用い得ることは勿論、夜間の余剰電力貯蔵用としても好
適である。
The present invention relates to a sodium-sulfur battery, and more particularly to a high safety battery structure in which the direct reaction amount of sodium and sulfur is suppressed. The sodium-sulfur battery can be used as a power source as a normal battery, and is also suitable for storing surplus power at night.

〔従来の技術〕 従来のナトリウム−硫黄電池は、袋管状の固体電解質の
内径側に陰極活物質であるナトリウムを配置し、外径側
に陽極活物質である硫黄または多硫化物質を配置して成
る。運転中に固体電解質が万一破損した場合、ナトリウ
ムと硫黄とが混合し直接反応する。その結果、急激な温
度上昇や圧力上昇をもたらし、電池容器を破損する可能
性も考えられる。そのため、固体電解質が破損してもナ
トリウムと硫黄との急激な反応を緩和するための工夫が
種々講じられている。
[Prior Art] In a conventional sodium-sulfur battery, sodium which is a cathode active material is arranged on the inner diameter side of a bag-shaped solid electrolyte, and sulfur or a polysulfide substance which is an anode active material is arranged on the outer diameter side. Become. Should the solid electrolyte be damaged during operation, sodium and sulfur mix and react directly. As a result, there is a possibility that the temperature and pressure rise suddenly and the battery container is damaged. Therefore, various measures have been taken to alleviate the rapid reaction between sodium and sulfur even if the solid electrolyte is damaged.

以下従来のナトリウム−硫黄電池の構造(例えば、特願
昭58−28540号)について第4図に基づき詳細に説明す
る。
The structure of a conventional sodium-sulfur battery (for example, Japanese Patent Application No. 58-28540) will be described in detail with reference to FIG.

第4図において、1は上部容器、2は下部容器である。
3は固体電解質で、通常はナトリウムイオンの電導性を
有するβアルミナ(Na2O・Al2O3)で構成されている。
固体電解質3は絶縁性を有するαアルミナ板4とガラス
半田等で接続され、αアルミナ板4は上部容器1及び下
部容器2と熱圧接等により接続されている。αアルミナ
4は上部容器1と下部容器2を絶縁する働きをする。ま
た、βアルミナは電子伝導性を持たないため、陽極5と
陰極6とを分離するセパレータとしての役目も合わせて
果している。
In FIG. 4, 1 is an upper container and 2 is a lower container.
3 is a solid electrolyte, which is usually composed of β-alumina (Na 2 O.Al 2 O 3 ) having conductivity of sodium ions.
The solid electrolyte 3 is connected to an α-alumina plate 4 having an insulating property by glass solder or the like, and the α-alumina plate 4 is connected to the upper container 1 and the lower container 2 by thermocompression bonding or the like. The α-alumina 4 functions to insulate the upper container 1 and the lower container 2 from each other. Further, since β-alumina does not have electronic conductivity, it also serves as a separator for separating the anode 5 and the cathode 6.

この電池には陰極活物質7として溶融ナトリウム、陽極
活物質8として溶融硫黄と多硫化ナトリウムを使用す
る。陽極活物質をなす多硫化ナトリウムはイオン電導性
はあるが電子伝導性がなく、また同じく陽極活物質をな
す硫黄も電子伝導性がないため電気化学反応に伴なう電
子の授受を助ける目的で、該陽極活物質8は伝導材(例
えば繊維状にしたグラフアイトなど)に含浸されてい
る。作動温度は陽極活物質の融点を考慮して、300℃以
上が有効とされている。
In this battery, molten sodium is used as the cathode active material 7, and molten sulfur and sodium polysulfide are used as the anode active material 8. Sodium polysulfide, which is the anode active material, has ionic conductivity but no electronic conductivity, and similarly, sulfur, which is the anode active material, also has no electronic conductivity, so that it aims to help transfer electrons accompanying the electrochemical reaction. The anode active material 8 is impregnated with a conductive material (for example, fibrous graphite). Considering the melting point of the anode active material, the operating temperature is considered to be 300 ° C or higher.

充放電反応は、 であり、従つて電池全体としては次の如くなる。The charge / discharge reaction is Therefore, the battery as a whole is as follows.

さて、9は陰極活物質の注入管、10は陽極活物質の注入
管で、それぞれ活物質注入後に盲栓11が施される。12は
陰極活物質の液位、13は陽極活物質の液位を示す。
A cathode active material injection pipe 9 and an anode active material injection pipe 10 are provided with blind plugs 11 after the active material injection. 12 indicates the liquid level of the cathode active material, and 13 indicates the liquid level of the anode active material.

さて、固体電解質3が寿命等何らかの影響で破損する
と、陰極活物質7をなすナトリウムと、陽極活物質8を
なす硫黄とが直接反応をして、電池内に急激な高温,高
圧をもたらす。その場合の反応式は次の通りである。
When the solid electrolyte 3 is damaged due to some influence such as life, sodium which constitutes the cathode active material 7 and sulfur which constitutes the anode active material 8 directly react with each other to cause a sudden high temperature and high pressure in the battery. The reaction formula in that case is as follows.

2Na+3S→Na2S3−107.3kcal/mol このような反応を緩和する手段として従来は、第4図に
示すように固体電解質3の内径側に小孔14をあけた安全
管15を設けたり、固体電解質3の安全管15の間に隙間に
充填物(通常は金属メツシユ等)16を充填している。す
なわち、固体電解質3が破損した場合に、充填物は硫黄
との反応にあずかるナトリウムの流動を抑制すること、
他方、安全管は、固体電解質内径側との隙間で作るナト
リウム保有体積を小さくするとともに、安全管内からの
ナトリウムの流動を小孔によつて絞るという効果を有す
る。しかしながら、このような手段では固体電解質内に
保有する全ナトリウム量、すなわち硫黄との反応にあず
かるナトリウム量の低減はできない。より安全性の高い
ナトリウム−硫黄電池とするためには、硫黄と直接反応
にあずかる固体電解質内のナトリウムの絶対量を少なく
することが望まれる。
2Na + 3S → Na 2 S 3 −107.3 kcal / mol As a means for relaxing such a reaction, conventionally, as shown in FIG. 4, a safety pipe 15 having a small hole 14 is provided on the inner diameter side of the solid electrolyte 3, A filler (usually a metal mesh or the like) 16 is filled in the gap between the safety tubes 15 of the solid electrolyte 3. That is, when the solid electrolyte 3 is damaged, the filler suppresses the flow of sodium that participates in the reaction with sulfur,
On the other hand, the safety pipe has an effect of reducing the volume of sodium retained in the gap with the inner diameter side of the solid electrolyte and restricting the flow of sodium from the inside of the safety pipe through the small holes. However, such means cannot reduce the total amount of sodium contained in the solid electrolyte, that is, the amount of sodium involved in the reaction with sulfur. In order to obtain a safer sodium-sulfur battery, it is desired to reduce the absolute amount of sodium in the solid electrolyte that directly participates in the reaction with sulfur.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be Solved by the Invention]

上記従来技術は、電池反応にあずかる全ナトリウム量を
固体電解質内に保有しており、固体電解質が破損する
と、その全ナトリウムと硫黄の直接反応が起こり、反応
が進展して拡大し、電池内部に急激な温度上昇及び圧力
上昇をもたらし、電池容器の破損を招く可能性があつ
た。
The above-mentioned conventional technology has a total amount of sodium involved in the battery reaction in the solid electrolyte, and when the solid electrolyte is damaged, a direct reaction between the total sodium and sulfur occurs, the reaction progresses and expands, and the inside of the battery This may cause a rapid temperature rise and pressure rise, which may cause damage to the battery container.

本発明は、上記問題点を解決するために、従来のナトリ
ウム−硫黄電池の欠点である固体電解質破損時のナトリ
ウムと硫黄との直接反応を抑制し、電池内部の急激な温
度上昇及び圧力上昇をもたらすことによる電池の破壊を
防止可能なナトリウム−硫黄電池を提供することを目的
とする。
In order to solve the above problems, the present invention suppresses a direct reaction between sodium and sulfur when the solid electrolyte is broken, which is a drawback of the conventional sodium-sulfur battery, and prevents a rapid temperature rise and pressure rise inside the battery. It is an object of the present invention to provide a sodium-sulfur battery capable of preventing the battery from being destroyed due to being brought.

〔課題を解決するための手段〕[Means for Solving the Problems]

上記目的を達成するために、本発明はナトリウムイオン
が通過可能な固体電解質と、固体電解質を境にしてナト
リウムから成る陰極活物質と硫黄または多硫化ナトリウ
ムから成る陽極活物質とにより構成される電池反応領域
と、電池反応領域上部に設けたナトリウムを貯蔵する貯
糟と、貯槽と電池反応領域部とを分離する隔壁と、固体
電解質と狭隙を介して固体電解質管の内径側に設けられ
た有底の管と、狭隙と貯槽とが連通するように隔壁に設
けられた孔とを有するナトリウム−硫黄電池において、
固体電解質管の内径側に設けられた管が400℃以上の温
度で軟化または溶解する材料からなり内部に不活性ガス
が減圧状態又は大気圧で充填されている吸収管であり、
孔に陽極活物質と陰極活物質が直接反応した際に生ずる
温度により閉塞する形状記憶合金片を嵌合したことを特
徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention is a battery composed of a solid electrolyte through which sodium ions can pass, and a cathode active material made of sodium and an anode active material made of sulfur or sodium polysulfide with the solid electrolyte as a boundary. A reaction area, a storage tank for storing sodium provided in the upper portion of the battery reaction area, a partition wall for separating the storage tank and the battery reaction area portion, and a solid electrolyte and a narrow space provided on the inner diameter side of the solid electrolyte tube. In a sodium-sulfur battery having a bottomed tube and a hole provided in a partition wall so that the narrow gap and the storage tank communicate with each other,
An absorption tube in which the tube provided on the inner diameter side of the solid electrolyte tube is made of a material that softens or dissolves at a temperature of 400 ° C. or higher, and an inert gas inside is filled with the gas under reduced pressure or atmospheric pressure,
A feature is that a shape memory alloy piece that is closed by the temperature generated when the positive electrode active material and the negative electrode active material are directly reacted is fitted in the hole.

〔作用〕[Action]

上記構成によれば、吸収管は材質及び構造がナトリウム
と硫黄が直接反応した際に生ずる温度により塑性変形し
やすくなっており、ナトリウムと硫黄が直接反応した際
に生ずる圧力を吸収管自身が破壊または変形して吸収
し、電池容器への影響を低減する。
According to the above configuration, the absorption pipe is easily plastically deformed due to the temperature generated when sodium and sulfur directly react, and the absorption pipe itself breaks the pressure generated when sodium and sulfur directly react. Alternatively, it is deformed and absorbed to reduce the influence on the battery container.

また、隔壁自身または隔壁に設けた孔に形状記憶合金片
を用いることにより、ナトリウムと硫黄が直接反応した
際に生ずる温度により孔を閉塞し、貯糟からのナトリウ
ム流出を阻止し電池の破壊拡大を防止する。
In addition, by using shape memory alloy pieces in the partition walls or in the holes provided in the partition walls, the holes are blocked by the temperature generated when sodium and sulfur directly react, blocking sodium outflow from the storage tank and expanding the destruction of the battery. Prevent.

〔実施例〕〔Example〕

次に本発明の実施例について説明する。第1図にその実
施例を示す。第1図は一実施例の電池の縦断面構成図で
ある。
Next, examples of the present invention will be described. An example thereof is shown in FIG. FIG. 1 is a vertical cross-sectional configuration diagram of a battery of one embodiment.

第1図において、1は上部容器、2は下部容器、3は固
体電解質、4はαアルミナ板であり、ここまでの構成は
前記第4図に示した従来のナトリウム−硫黄電池と同じ
である。4のαアルミナと固体電解質3とは一般にガラ
ス半田等で接続され、αアルミナ板4は上部容器1と下
部容器2を電気的に絶縁する働きをし、上,下の容器と
は熱圧接等で接続されている。固体電解質3には一般に
βアルミナ(Na2O・Al2O3)が用いられる。上部容器1
と固体電解質3の上部、すなわちαアルミナ板4の上に
は、隔壁17が設けられ、1の上部容器とでナトリウム貯
槽21を形成する。
In FIG. 1, 1 is an upper container, 2 is a lower container, 3 is a solid electrolyte, 4 is an α-alumina plate, and the structure up to this point is the same as the conventional sodium-sulfur battery shown in FIG. . The α-alumina of 4 and the solid electrolyte 3 are generally connected by glass solder or the like, and the α-alumina plate 4 serves to electrically insulate the upper container 1 and the lower container 2 from each other, and the upper and lower containers are subjected to thermal pressure welding or the like. Connected by. Generally, β-alumina (Na 2 O.Al 2 O 3 ) is used for the solid electrolyte 3. Upper container 1
A partition 17 is provided on the upper part of the solid electrolyte 3, that is, on the α-alumina plate 4, and a sodium storage tank 21 is formed with the upper container of 1.

この隔壁17には固体電解質3の中に差し込まれ、下端が
盲の吸収管19の上端が取付けられている。この吸収管19
は、固体電解質3の破損によつてナトリウムと硫黄との
直接反応が生じた場合の圧力を緩衝するものである。す
なわち、電池内圧力を吸収し、電池容器の破裂を防止す
るものである。この吸収管19は、ある値の弾性変形上限
を越え、塑性変形するものである。
An upper end of an absorption tube 19 which is inserted into the solid electrolyte 3 and whose lower end is blind is attached to the partition wall 17. This absorption tube 19
Is for buffering the pressure when a direct reaction between sodium and sulfur occurs due to breakage of the solid electrolyte 3. That is, it absorbs the internal pressure of the battery and prevents the battery container from bursting. The absorption tube 19 is plastically deformed beyond a certain value of elastic deformation upper limit.

固体電解質3の内径面と、吸収管19の外径面とで狭い間
隙22が形成され、間隙22とナトリウム貯槽21とを結ぶ小
孔18が隔壁17に設けられている。吸収管19の中には通常
不活性ガス、例えばアルゴンガス等が減圧状態又は大気
圧程度に封じ込まれている。
A narrow gap 22 is formed between the inner diameter surface of the solid electrolyte 3 and the outer diameter surface of the absorption tube 19, and a small hole 18 connecting the gap 22 and the sodium storage tank 21 is provided in the partition wall 17. An inert gas, such as argon gas, is usually contained in the absorption tube 19 under reduced pressure or at atmospheric pressure.

吸収管19は、ナトリウムと硫黄との反応によって上昇す
る温度で軟化または溶解する材料、または圧力で破壊も
しくは変形(潰して見かけの体積が減少)しやすい材
料、構造とする。その材料は電池の運転温度が300〜350
℃なので、軟化または溶解する温度が500℃前後のもの
であればよい。吸収管19は、パイプ状になつており、材
料はSUS304などが用いられる。この吸収管19はナトリウ
ムに耐食性を持つものでなければならない。不活性ガス
を充填するとしたのは、空気が入るとナトリウムと硫黄
との反応を促進する恐れがあるからである。この他の吸
収管19としてはやわらかい材料で構成された内実のパイ
プ状のものであつてもよい。また、圧力で破壊する構造
として、第2図に示すように吸収管19の表面に応力集中
を起こさせ破壊を促す切欠溝30を設けることができる。
第2図において(1)は吸収管19の縦断面図を示し、
(2)は第2図(1)のI−I′断面図である。下部容
器2と固体電解質3の外径面とで形成する隙間23には、
陽極活物質である硫黄8が液位13を持つて封入されてい
る。硫黄8は注入管10により注入され、その後注入管は
盲栓11で密閉される。他方、陰極活物質7は注入管9よ
りナトリウム貯槽21と、隔壁17の小孔18を流れて固体電
解質3と吸収管19とで形成する隙間22に充填される。硫
黄8を充填する隙間23で形成する体積は、電池反応に必
要な硫黄全量を充填できるだけの大きさが必要である。
他方、ナトリウムを充填する固体電解質3と吸収管19の
間の隙間22は電池反応に必要なナトリウム全量を充填す
るのではなく、固体電解質3の内径面をぬらすだけのナ
トリウムを充填できる大きさであればよい。此の隙間の
大きさは、固体電解質3の内径及び吸収管19の外径によ
つて任意に決定できる。放電反応によつて隙間22のナト
リウムが消費されると、ナトリウム貯槽21より隔壁17の
小孔18を流してナトリウムが補給される。逆に、充電反
応でナトリウムが生成された場合には、隙間22より小孔
18を流してナトリウムをナトリウム貯槽に戻す。8時間
充放電サイクルの1Kwh級ナトリウム−硫黄電池を例にと
ると、電池反応に必要なナトリウム供給量は0.23g/sec
である。これだけのナトリウムを流すための小孔18は直
径0.5mm以下のものが1個あれば良い。しかしナトリウ
ムの詰りなどを考慮し一般には直径1〜2mm程度の孔を
1〜2個設けている。小孔は複数個でも良い。
The absorption tube 19 is made of a material that softens or dissolves at a temperature increased by the reaction of sodium and sulfur, or a material or structure that is easily broken or deformed (crushed to reduce the apparent volume) by pressure. The material has a battery operating temperature of 300-350
Since it is ℃, the temperature of softening or melting may be about 500 ℃. The absorption tube 19 has a pipe shape, and the material is SUS304 or the like. The absorption tube 19 must be resistant to sodium corrosion. The reason why the inert gas is filled is that air may accelerate the reaction between sodium and sulfur. The other absorption tube 19 may be a solid pipe-shaped one made of a soft material. In addition, as a structure that is destroyed by pressure, as shown in FIG. 2, a notch groove 30 that causes stress concentration on the surface of the absorption tube 19 and promotes destruction can be provided.
In FIG. 2, (1) shows a vertical sectional view of the absorption tube 19,
(2) is a sectional view taken along the line II 'of FIG. 2 (1). In the gap 23 formed by the lower container 2 and the outer diameter surface of the solid electrolyte 3,
Sulfur 8, which is the anode active material, has a liquid level 13 and is enclosed. Sulfur 8 is injected by means of an injection tube 10, after which the injection tube is sealed with a blind plug 11. On the other hand, the cathode active material 7 flows from the injection pipe 9 through the sodium storage tank 21 and the small holes 18 of the partition wall 17 and fills the gap 22 formed by the solid electrolyte 3 and the absorption pipe 19. The volume formed by the gap 23 filled with the sulfur 8 must be large enough to fill the total amount of sulfur required for the battery reaction.
On the other hand, the gap 22 between the solid electrolyte 3 filling the sodium and the absorption tube 19 does not fill the total amount of sodium necessary for the battery reaction, but has a size that can fill the inner surface of the solid electrolyte 3 with sodium. I wish I had it. The size of this gap can be arbitrarily determined by the inner diameter of the solid electrolyte 3 and the outer diameter of the absorption tube 19. When sodium in the gap 22 is consumed by the discharge reaction, sodium is supplied from the sodium storage tank 21 through the small holes 18 of the partition wall 17. On the contrary, when sodium is generated in the charging reaction, it is smaller than the gap 22.
Flush 18 to return sodium to the sodium reservoir. Taking a 1Kwh class sodium-sulfur battery with an 8-hour charge / discharge cycle as an example, the sodium supply required for the battery reaction is 0.23g / sec.
Is. As for the small hole 18 for flowing the sodium, only one having a diameter of 0.5 mm or less is required. However, considering the clogging of sodium, generally, one or two holes having a diameter of about 1 to 2 mm are provided. There may be a plurality of small holes.

前記隔壁17に設けられた小孔18の大きさを小さくすれ
ば、ナトリウムと硫黄との直接反応によつて隙間22に生
じた反応物により、小孔18が閉塞される。したがつてナ
トリウム貯槽21からのナトリウム流出を防止し、電池の
破壊拡大を防止することができる。この小孔18には、運
転時にナトリウムが流れやすいように金属メツシユなど
のウイツクを設けることもできる。このウイツクがある
と、ナトリウム−硫黄直接反応時の反応物による閉塞は
より容易となる。
If the size of the small holes 18 provided in the partition wall 17 is reduced, the small holes 18 are closed by the reaction product generated in the gap 22 by the direct reaction between sodium and sulfur. Therefore, it is possible to prevent sodium from flowing out from the sodium storage tank 21 and prevent the battery from expanding and breaking. The small hole 18 may be provided with a wick such as a metal mesh so that sodium easily flows during operation. The presence of this wick makes it easier to plug the reaction product during the sodium-sulfur direct reaction.

以上、本実施例によれば固体電解質3が劣化等により万
一破損しても硫黄8と直接反応にあずかるナトリウムの
量を最小限にでき、ナトリウムと硫黄の直接反応を抑制
でき、温度上昇,圧力上昇を最小限に抑えることができ
る。さらに万一電池内の温度及び圧力が上昇したとして
も、吸収管19が溶解または破壊されて圧力を吸収する結
果、最外側の電池容器を破損することはない。
As described above, according to the present embodiment, even if the solid electrolyte 3 is damaged due to deterioration or the like, the amount of sodium that directly participates in the sulfur 8 can be minimized, the direct reaction between sodium and sulfur can be suppressed, and the temperature rise, The pressure rise can be minimized. Further, even if the temperature and pressure inside the battery rise, the absorption tube 19 is melted or broken and absorbs the pressure, so that the outermost battery container is not damaged.

なお、第4図で説明した充填物16を第1図の電池の隙間
22に配置することができる。また硫黄側には、従来例で
説明した導電補助材が使用されている。
In addition, the filling 16 described in FIG.
Can be placed in 22. On the sulfur side, the conductive auxiliary material described in the conventional example is used.

次に、本発明に係るナトリウム−硫黄電池の他の実施例
について説明する。
Next, another embodiment of the sodium-sulfur battery according to the present invention will be described.

隔壁17に設ける孔18を小さくすることにより、ナトリウ
ムとの硫黄の直接反応生成物によつて閉塞し、ナトリウ
ム貯槽からのナトリウムの流出を防止するが、さらに閉
塞を確実にするためには、温度上昇またはナトリウム,
硫黄及びその化合物との反応によつて形状または性状を
変化させることにより小孔18を塞ぐ手段が存在する。小
孔18の周囲に第3図に示すように、上記機能を有する材
料をはめ込んでおけば良い。第3図は孔18付近の断面図
である。温度によつて変形する材料としては具体的には
形状記憶合金が考えられる。温度上昇によつて孔が塞が
る形状記憶合金で隔壁17そのものを作るか、隔壁17に形
状記憶合金で作つた小孔付き片31をはめ込む構造とす
る。
By making the holes 18 provided in the partition wall 17 smaller, the direct reaction product of sulfur with sodium clogs and prevents the outflow of sodium from the sodium storage tank. Rise or sodium,
Means exist to plug the pores 18 by changing their shape or properties by reaction with sulfur and its compounds. As shown in FIG. 3, a material having the above function may be fitted around the small holes 18. FIG. 3 is a sectional view near the hole 18. A shape memory alloy is specifically considered as a material that deforms depending on temperature. The partition wall 17 itself is made of a shape memory alloy whose pores are closed due to a temperature rise, or a small holed piece 31 made of a shape memory alloy is fitted into the partition wall 17.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明によれば、吸収管は材質及び構造がナトリウムと
硫黄が直接反応した際に生ずる温度により塑性変形しや
すく、圧力を塑性変形により吸収し電池容器への影響を
低減する効果がある。
According to the present invention, the absorption tube has a material and a structure which are likely to be plastically deformed by a temperature generated when sodium and sulfur directly react with each other, and have an effect of absorbing the pressure by the plastic deformation to reduce the influence on the battery container.

また、隔壁自身または隔壁に設けた孔に形状記憶合金片
を用いることにより、ナトリウムと硫黄が直接反応した
際に貯糟からのナトリウム流出を阻止し電池の破壊拡大
を防止する効果がある。
Further, by using the shape memory alloy pieces in the partition walls or in the holes provided in the partition walls, there is an effect of preventing sodium from flowing out from the storage tank when sodium and sulfur directly react with each other, and preventing the destruction and expansion of the battery.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明のナトリウム−硫黄電池の一実施例を示
す縦断面構成図、第2図は本発明の吸収管の構造の一実
施例断面構造図、第3図は本発明の隔壁の孔周囲構造を
示す断面図、第4図は従来のナトリウム−硫黄電池の構
造を示す縦断面構成図である。 17…隔壁、18…小孔、19…吸収管、21…ナトリウム貯
槽、22…隙間。
FIG. 1 is a vertical cross-sectional structural view showing an embodiment of the sodium-sulfur battery of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional structural view of one embodiment of the structure of the absorption tube of the present invention, and FIG. 3 is a partition wall of the present invention. FIG. 4 is a cross-sectional view showing the structure around a hole, and FIG. 4 is a vertical cross-sectional configuration diagram showing the structure of a conventional sodium-sulfur battery. 17 ... Partition wall, 18 ... Small hole, 19 ... Absorption tube, 21 ... Sodium storage tank, 22 ... Gap.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 元 茨城県日立市森山町1168番地 株式会社日 立製作所エネルギー研究所内 (72)発明者 高橋 和雄 茨城県日立市森山町1168番地 株式会社日 立製作所エネルギー研究所内 (72)発明者 相馬 尚志 茨城県日立市森山町1168番地 株式会社日 立製作所エネルギー研究所内 (72)発明者 和田 元 茨城県日立市幸町3丁目1番1号 株式会 社日立製作所日立工場内 (72)発明者 菅原 均 茨城県日立市幸町3丁目1番1号 株式会 社日立製作所日立工場内 (72)発明者 中村 正昭 東京都千代田区内幸町1丁目1番3号 東 京電力株式会社内 (72)発明者 大島 正明 東京都千代田区内幸町1丁目1番3号 東 京電力株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−170868(JP,A) 特開 昭50−41025(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Gen Yamamoto, 1168 Moriyama-cho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture, Hiritsu Manufacturing Co., Ltd. Energy Research Institute (72) Kazuo Takahashi 1168, Moriyama-cho, Hitachi City, Ibaraki Hitachi, Ltd. Energy Research Laboratory (72) Inventor Naoshi Soma 1168 Moriyama-cho, Hitachi City, Ibaraki Hitachi, Ltd. Energy Research Laboratory (72) Inventor Gen Wada 3-1-1 Sachimachi, Hitachi City, Ibaraki Hitachi Ltd. Hitachi factory (72) Inventor Hitoshi Sugawara 3-1-1 Hitachi-machi, Hitachi City, Ibaraki Hitachi Ltd. Hitachi factory (72) Inventor Masaaki Nakamura 1-3-1 Uchisai-cho, Chiyoda-ku, Tokyo Tokyo Within the Electric Power Company (72) Inventor Masaaki Oshima 1-3-1 Uchisaiwaicho, Chiyoda-ku, Tokyo Tokyo Electric Power Company (56) References Patent Sho 63-170868 (JP, A) JP Akira 50-41025 (JP, A)

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ナトリウムイオンが通過可能な固体電解質
と、該固体電解質を境にしてナトリウムから成る陰極活
物質と硫黄または多硫化ナトリウムから成る陽極活物質
とにより構成される電池反応領域と、該電池反応領域上
部に設けた前記ナトリウムを貯蔵する貯糟と、該貯槽と
前記電池反応領域部とを分離する隔壁と、前記固体電解
質と狭隙を介して前記固体電解質管の内径側に設けられ
た有底の管と、前記狭隙と前記貯槽とが連通するように
前記隔壁に設けられた孔とを有するナトリウム−硫黄電
池において、 前記固体電解質管の内径側に設けられた管が400℃以上
の温度で軟化または溶解する材料からなり内部に不活性
ガスが減圧状態又は大気圧で充填されている吸収管であ
り、 前記孔に前記陽極活物質と前記陰極活物質が直接反応し
た際に生ずる温度により閉塞する形状記憶合金片を嵌合
したことを特徴とするナトリウム−硫黄電池。
1. A battery reaction region composed of a solid electrolyte through which sodium ions can pass, and a cathode active material made of sodium and an anode active material made of sulfur or sodium polysulfide with the solid electrolyte as a boundary, A storage tank for storing the sodium, which is provided in an upper portion of the battery reaction region, a partition wall for separating the storage tank and the battery reaction region portion, and an inner diameter side of the solid electrolyte tube with a narrow gap between the solid electrolyte and the solid electrolyte. In a sodium-sulfur battery having a bottomed tube and a hole provided in the partition wall so that the narrow gap and the storage tank communicate with each other, the tube provided on the inner diameter side of the solid electrolyte tube is 400 ° C. An absorption tube made of a material that softens or dissolves at the above temperature and is filled with an inert gas at a reduced pressure or at atmospheric pressure, wherein the positive electrode active material and the negative electrode active material directly react in the holes. Sodium and wherein the fitted shape memory alloy piece that closes the temperature generated when - sulfur battery.
【請求項2】前記吸収管の表面に切欠溝を設けたことを
特徴とする請求項1に記載のナトリウム−硫黄電池。
2. The sodium-sulfur battery according to claim 1, wherein a cutout groove is provided on the surface of the absorption tube.
【請求項3】前記隔壁に形状記憶合金を用いたことを特
徴とする請求項1に記載のナトリウム−硫黄電池。
3. The sodium-sulfur battery according to claim 1, wherein a shape memory alloy is used for the partition wall.
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