JPH0896845A - ナトリウム電池，ナトリウム電池を用いた電池モジュール，電池モジュールを用いた電力貯蔵システム及び電池モジュールを用いた電気自動車 - Google Patents
ナトリウム電池，ナトリウム電池を用いた電池モジュール，電池モジュールを用いた電力貯蔵システム及び電池モジュールを用いた電気自動車Info
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- JPH0896845A JPH0896845A JP6232957A JP23295794A JPH0896845A JP H0896845 A JPH0896845 A JP H0896845A JP 6232957 A JP6232957 A JP 6232957A JP 23295794 A JP23295794 A JP 23295794A JP H0896845 A JPH0896845 A JP H0896845A
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
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Abstract
(57)【要約】
【目的】ナトリウムの外部への漏洩や硫黄との直接反応
が起こりにくく、信頼性、かつ安全性の高いナトリウム
電池を提供する。 【構成】有底筒状で、かつ開口側端に鍔部を有するナト
リウムイオン導電性の固体電解質管１と、この固体電解
質管の開口側に配置され、固体電解質管との間に負極室
を形成している第一の金属容器２と、前記固体電解質管
の同部周囲を覆い、固体電解質管との間に正極室を形成
している第二の金属容器３と、この第二の金属容器およ
び前記第一の金属容器の間に配置され、両金属容器の間
を絶縁する絶縁部材４とを備えているナトリウム電池に
おいて、前記第一の金属容器２の固体電解質管側開口部
が、前記固体電解質管１の鍔部の両側面および外周面と
密着または近接するように形成した。
が起こりにくく、信頼性、かつ安全性の高いナトリウム
電池を提供する。 【構成】有底筒状で、かつ開口側端に鍔部を有するナト
リウムイオン導電性の固体電解質管１と、この固体電解
質管の開口側に配置され、固体電解質管との間に負極室
を形成している第一の金属容器２と、前記固体電解質管
の同部周囲を覆い、固体電解質管との間に正極室を形成
している第二の金属容器３と、この第二の金属容器およ
び前記第一の金属容器の間に配置され、両金属容器の間
を絶縁する絶縁部材４とを備えているナトリウム電池に
おいて、前記第一の金属容器２の固体電解質管側開口部
が、前記固体電解質管１の鍔部の両側面および外周面と
密着または近接するように形成した。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えばナトリウム・硫
黄電池等のナトリウム電池、またこのナトリウム電池を
用いた電池モジュール、この電池モジュールを用いた電
力貯蔵システム及びこの電池モジュールを用いた電気自
動車に関するものである。
黄電池等のナトリウム電池、またこのナトリウム電池を
用いた電池モジュール、この電池モジュールを用いた電
力貯蔵システム及びこの電池モジュールを用いた電気自
動車に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来一般に採用されているこの種ナトリ
ウム・硫黄電池は、ナトリウムを収納している負極容器
が固体電解質管に接続された絶縁部材に接合され、その
接合部で負極室内と外気とが分離されるように形成され
ているのが普通である。すなわち、図８は、例えば、特
開平５−１１４４１７号公報に記載されている電池構成
を示すもので、２はそのナトリウムを収納している負極
容器、１は固体電解質管、４はこの固体電解質管１に接
続された絶縁部材、３は正極容器である。
ウム・硫黄電池は、ナトリウムを収納している負極容器
が固体電解質管に接続された絶縁部材に接合され、その
接合部で負極室内と外気とが分離されるように形成され
ているのが普通である。すなわち、図８は、例えば、特
開平５−１１４４１７号公報に記載されている電池構成
を示すもので、２はそのナトリウムを収納している負極
容器、１は固体電解質管、４はこの固体電解質管１に接
続された絶縁部材、３は正極容器である。
【０００３】このように構成されたナトリウム電池にお
いては、負極容器２と絶縁部材４との接合部が高温ナト
リウムや接合部熱歪などの影響で剥離を生ずると、ナト
リウムが外部へ漏洩したり、また外気が負極容器内に入
ってナトリウムと反応して発熱し、これによる体積膨張
などによってナトリウムが外部へ飛散したりする恐れが
ある。
いては、負極容器２と絶縁部材４との接合部が高温ナト
リウムや接合部熱歪などの影響で剥離を生ずると、ナト
リウムが外部へ漏洩したり、また外気が負極容器内に入
ってナトリウムと反応して発熱し、これによる体積膨張
などによってナトリウムが外部へ飛散したりする恐れが
ある。
【０００４】ナトリウムの電池外部への飛散は、特に複
数個の電池が隣接配置された電池モジュールにおいては
大きな問題である。すなわち、飛散したナトリウムによ
って隣接している電池が腐食したり、絶縁劣化したりし
て電池寿命が短くなることは勿論のこと、運転中におけ
る信頼性，安全性上のネックとなる。
数個の電池が隣接配置された電池モジュールにおいては
大きな問題である。すなわち、飛散したナトリウムによ
って隣接している電池が腐食したり、絶縁劣化したりし
て電池寿命が短くなることは勿論のこと、運転中におけ
る信頼性，安全性上のネックとなる。
【０００５】このようなことから、最近この構成に代る
ものとして、例えば特開平５−３４３０９９号にも記載
され、また図９にも示されているように、絶縁部材４の
下面に負極容器２の端部を接合し、絶縁部材の上面に正
極容器３の端部を接合するように形成したものがある。
ものとして、例えば特開平５−３４３０９９号にも記載
され、また図９にも示されているように、絶縁部材４の
下面に負極容器２の端部を接合し、絶縁部材の上面に正
極容器３の端部を接合するように形成したものがある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】このように形成された
ナトリウム電池においては、負極室と正極室が接合部を
障壁としてつながっているため、たとえ接合部に剥離が
生じてもナトリウムが外部へ漏洩する恐れはなく、この
点では非常に有効となる。
ナトリウム電池においては、負極室と正極室が接合部を
障壁としてつながっているため、たとえ接合部に剥離が
生じてもナトリウムが外部へ漏洩する恐れはなく、この
点では非常に有効となる。
【０００７】しかしながら、このものにおいては負極容
器と絶縁部材との接合部が負極容器内のナトリウムに比
較的近い位置に存在するため、接合部はナトリウムによ
る損傷を受けやすく、長期運転時には接合部が剥離しや
すい恐れがあり、特にこの構成の電池で接合部が剥離す
ると、正極室内へ漏洩した多量のナトリウムが硫黄と直
接反応して発熱し、電池破壊をおこす恐れがある。
器と絶縁部材との接合部が負極容器内のナトリウムに比
較的近い位置に存在するため、接合部はナトリウムによ
る損傷を受けやすく、長期運転時には接合部が剥離しや
すい恐れがあり、特にこの構成の電池で接合部が剥離す
ると、正極室内へ漏洩した多量のナトリウムが硫黄と直
接反応して発熱し、電池破壊をおこす恐れがある。
【０００８】本発明はこれに鑑みなされたもので、その
目的とするところは、ナトリウムの外部への漏洩や硫黄
との直接反応が起こりにくく、信頼性、かつ安全性の高
いこの種ナトリウム電池を提供するにある。また本発明
のもう一つの目的は、上記高温ナトリウム電池を用いた
信頼性、安全性の高い電池モジュールを提供するにあ
る。さらにもう一つの目的は、前記電池モジュールを用
いた高信頼性、高安全性の電力貯蔵システムや電気自動
車を提供するにある。
目的とするところは、ナトリウムの外部への漏洩や硫黄
との直接反応が起こりにくく、信頼性、かつ安全性の高
いこの種ナトリウム電池を提供するにある。また本発明
のもう一つの目的は、上記高温ナトリウム電池を用いた
信頼性、安全性の高い電池モジュールを提供するにあ
る。さらにもう一つの目的は、前記電池モジュールを用
いた高信頼性、高安全性の電力貯蔵システムや電気自動
車を提供するにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、有底
筒状で、かつ開口側端に鍔部を有するか、または開口部
側端に第一の支持部材を設けたナトリウムイオン導電性
の固体電解質管と、この固体電解質管の開口側に配置さ
れ、固体電解質管との間に負極室を形成している第一の
金属容器と、前記固体電解質管の胴部周囲を覆い、固体
電解質管との間に正極室を形成している第二の金属容器
と、この第二の金属容器および前記第一の金属容器の間
に配置され、両金属容器の間を絶縁する絶縁部材とを備
えているナトリウム電池において、前記第一の金属容器
の固体電解質管側開口部内面が、前記固体電解質管の鍔
部、または前記第一の支持部材の両側面および外周面と
密着または近接するように形成され、かつその外面に前
記第二の金属容器の端部が絶縁部材を介して密着固着さ
れるように形成し初期の目的を達成するようにしたもの
である。
筒状で、かつ開口側端に鍔部を有するか、または開口部
側端に第一の支持部材を設けたナトリウムイオン導電性
の固体電解質管と、この固体電解質管の開口側に配置さ
れ、固体電解質管との間に負極室を形成している第一の
金属容器と、前記固体電解質管の胴部周囲を覆い、固体
電解質管との間に正極室を形成している第二の金属容器
と、この第二の金属容器および前記第一の金属容器の間
に配置され、両金属容器の間を絶縁する絶縁部材とを備
えているナトリウム電池において、前記第一の金属容器
の固体電解質管側開口部内面が、前記固体電解質管の鍔
部、または前記第一の支持部材の両側面および外周面と
密着または近接するように形成され、かつその外面に前
記第二の金属容器の端部が絶縁部材を介して密着固着さ
れるように形成し初期の目的を達成するようにしたもの
である。
【００１０】
【作用】すなわちこのように形成された電池であると、
負極室と正極室とは第一の金属容器（負極容器）と絶縁
部材との接合部を障壁としてつながっており、万一その
接合部が剥離しても、負極室のナトリウムが外気へ漏れ
だす恐れはなく、またさらに、接合部と負極室との間
に、第一の金属容器が固体電解質管の開口部の外周囲、
または第一の支持部材の外周囲を包囲した領域があるこ
とから、接合部が負極室から遠ざけられており、ナトリ
ウムが接合部を損傷させる可能性は小さく、この結果、
長期に渡って接合部が剥離する可能性は極めて小さくな
るのである。
負極室と正極室とは第一の金属容器（負極容器）と絶縁
部材との接合部を障壁としてつながっており、万一その
接合部が剥離しても、負極室のナトリウムが外気へ漏れ
だす恐れはなく、またさらに、接合部と負極室との間
に、第一の金属容器が固体電解質管の開口部の外周囲、
または第一の支持部材の外周囲を包囲した領域があるこ
とから、接合部が負極室から遠ざけられており、ナトリ
ウムが接合部を損傷させる可能性は小さく、この結果、
長期に渡って接合部が剥離する可能性は極めて小さくな
るのである。
【００１１】さらに、万一接合部が剥離しても、上述の
第一の金属容器が固体電解質管の開口部の外周囲、また
は第一の支持部材の外周囲を包囲した領域があることか
ら、この包囲した領域によりナトリウムの通過量は制限
され、多量のナトリウムが正極室の硫黄と直接反応し
て、電池破壊を招く恐れはないのである。
第一の金属容器が固体電解質管の開口部の外周囲、また
は第一の支持部材の外周囲を包囲した領域があることか
ら、この包囲した領域によりナトリウムの通過量は制限
され、多量のナトリウムが正極室の硫黄と直接反応し
て、電池破壊を招く恐れはないのである。
【００１２】
【実施例】以下、図示した実施例に基づいて本発明を詳
細に説明する。図１にはそのナトリウム電池が断面で示
されている。図中１は有底円筒状で、開口部に鍔部が設
けられているナトリウムイオン導電性の固体電解質管で
あり、通常β”アルミナ焼結体が用いられている。２，
３は固体電解質管１とともにそれぞれ負極室９および正
極室１０を構成する第一の金属容器（負極容器）および
第二の金属容器（正極容器）である。
細に説明する。図１にはそのナトリウム電池が断面で示
されている。図中１は有底円筒状で、開口部に鍔部が設
けられているナトリウムイオン導電性の固体電解質管で
あり、通常β”アルミナ焼結体が用いられている。２，
３は固体電解質管１とともにそれぞれ負極室９および正
極室１０を構成する第一の金属容器（負極容器）および
第二の金属容器（正極容器）である。
【００１３】この第一，第二の金属容器には、一般にア
ルミニウムや鉄、ＳＵＳ、または、これらの表面にクロ
ムやモリブデン、チタンなどを主体とする耐食層が設け
られたものが普通に用いられている。
ルミニウムや鉄、ＳＵＳ、または、これらの表面にクロ
ムやモリブデン、チタンなどを主体とする耐食層が設け
られたものが普通に用いられている。
【００１４】４は絶縁部材で、前記第一の金属容器２と
第二の金属容器３とを絶縁し、かつ、これらと接合され
ている。この絶縁部材４には、αアルミナセラミックス
が用いられ、そして第一，第二の金属容器との接合に
は、通常アルミニウムまたはアルミニウム合金を用いた
熱圧接法が用いられている。
第二の金属容器３とを絶縁し、かつ、これらと接合され
ている。この絶縁部材４には、αアルミナセラミックス
が用いられ、そして第一，第二の金属容器との接合に
は、通常アルミニウムまたはアルミニウム合金を用いた
熱圧接法が用いられている。
【００１５】また、７は負極室９に収納されたナトリウ
ム、１１は安全管である。なお、この安全管１１は、固
体電解質管１の破損時に瞬時に反応するナトリウム量を
制限するためのもので、その底の部分に底孔１１ｈを有
する袋管状に形成されている。８は正極室１０に収納さ
れた正極活物質と導電部材からなるモールドである。
ム、１１は安全管である。なお、この安全管１１は、固
体電解質管１の破損時に瞬時に反応するナトリウム量を
制限するためのもので、その底の部分に底孔１１ｈを有
する袋管状に形成されている。８は正極室１０に収納さ
れた正極活物質と導電部材からなるモールドである。
【００１６】なお、この正極活物質としては、ナトリウ
ム・硫黄電池においては硫黄や多硫化ナトリウムが用い
られるが、その他の高温ナトリウム電池においてはセレ
ンや金属元素のハロゲン化物が用いられることもある。
さらに、正極モールドを構成する導電部材としてはカー
ボン繊維やカーボン粒子が一般に用いられている。
ム・硫黄電池においては硫黄や多硫化ナトリウムが用い
られるが、その他の高温ナトリウム電池においてはセレ
ンや金属元素のハロゲン化物が用いられることもある。
さらに、正極モールドを構成する導電部材としてはカー
ボン繊維やカーボン粒子が一般に用いられている。
【００１７】この実施例においては、第一の金属容器２
の一方の主面は固体電解質管１の開口部上面と接合さ
れ、開口部の外周囲を包囲して、開口部下面とも接合さ
れている。また、金属容器の他の一方の主面は固体電解
質管の下方に設置した絶縁部材４の上面に接合され、そ
の下面には第二の金属容器３が接合されている。
の一方の主面は固体電解質管１の開口部上面と接合さ
れ、開口部の外周囲を包囲して、開口部下面とも接合さ
れている。また、金属容器の他の一方の主面は固体電解
質管の下方に設置した絶縁部材４の上面に接合され、そ
の下面には第二の金属容器３が接合されている。
【００１８】なお、これらの接合は第一の金属容器２、
固体電解質管１、絶縁部材４、第二の金属容器３および
接合用の金属箔を積層して、同時に行うことができるた
め、少ない工数で、強度や気密性に優れた接合が歩留ま
り良く可能である。さらに、この構造においては、第一
の金属容器２と固体電解質管１の開口部の上下面との二
つの接合を障壁として、負極室９と正極室１０とがつな
がっているため、接合部の信頼性は極めて高く、飛躍的
に高信頼性、高安全性の電池を得ることができる。
固体電解質管１、絶縁部材４、第二の金属容器３および
接合用の金属箔を積層して、同時に行うことができるた
め、少ない工数で、強度や気密性に優れた接合が歩留ま
り良く可能である。さらに、この構造においては、第一
の金属容器２と固体電解質管１の開口部の上下面との二
つの接合を障壁として、負極室９と正極室１０とがつな
がっているため、接合部の信頼性は極めて高く、飛躍的
に高信頼性、高安全性の電池を得ることができる。
【００１９】さらに、第一の金属容器２は固体電解質管
１の開口部の外周囲を包囲して、万一二つの接合の一方
が剥離した場合のナトリウムの移動を制限し、信頼性ま
た安全性を一層高めている。また、第一の金属容器２と
固体電解質管１の開口部上面との接合面の形状変化を機
械的、電気的、磁気的、光学的に検出して、この部分の
剥離を検知し、電池破損を未然に防ぐことも可能であ
る。
１の開口部の外周囲を包囲して、万一二つの接合の一方
が剥離した場合のナトリウムの移動を制限し、信頼性ま
た安全性を一層高めている。また、第一の金属容器２と
固体電解質管１の開口部上面との接合面の形状変化を機
械的、電気的、磁気的、光学的に検出して、この部分の
剥離を検知し、電池破損を未然に防ぐことも可能であ
る。
【００２０】図２にはもう一つの実施例が示されてい
る。なお図１と同一部品には同一符号を付したのでその
説明は省略する。図中５は、固体電解質管１の開口部に
接続された支持部材であり、第一の金属容器２はこの支
持部材５の両面に接合されている。支持部材５として
は、αアルミナ、スピネルなど強度と絶縁性に優れたセ
ラミックスが用いられ、これによって第一の金属容器２
との接合部の強度、信頼性の一層の向上が可能となる。
る。なお図１と同一部品には同一符号を付したのでその
説明は省略する。図中５は、固体電解質管１の開口部に
接続された支持部材であり、第一の金属容器２はこの支
持部材５の両面に接合されている。支持部材５として
は、αアルミナ、スピネルなど強度と絶縁性に優れたセ
ラミックスが用いられ、これによって第一の金属容器２
との接合部の強度、信頼性の一層の向上が可能となる。
【００２１】なお、支持部材５と固体電解質管１との接
合には、耐食性に優れたガラス接合が考えられるが、ガ
ラス接合の代りに支持部材と固体電解質管との原料粉末
を一体成形、一体焼結して、両者を接合することも可能
である。
合には、耐食性に優れたガラス接合が考えられるが、ガ
ラス接合の代りに支持部材と固体電解質管との原料粉末
を一体成形、一体焼結して、両者を接合することも可能
である。
【００２２】このように形成しても、第一の金属容器２
の一方の面は固体電解質管１の開口部上面と接合され、
そして開口部の外周囲を包囲して開口部下面とも接合さ
れていること、また、第一の金属容器２の他の一方の面
は絶縁部材４の上面に接合されていることから、前述し
たものと同様な効果を秦する。
の一方の面は固体電解質管１の開口部上面と接合され、
そして開口部の外周囲を包囲して開口部下面とも接合さ
れていること、また、第一の金属容器２の他の一方の面
は絶縁部材４の上面に接合されていることから、前述し
たものと同様な効果を秦する。
【００２３】図３には、さらに同様な効果を秦するもう
一つの実施例が示されている。この場合には、固体電解
質管１の開口部の上方に絶縁部材４を設置し、開口部の
上面、下面、絶縁部材４の下面と第一の金属容器２、絶
縁部材４の上面と第二の金属容器３とを接合するように
したものでであり、この構造においても第一の金属容器
と固体電解質管の開口部との接合の信頼性は高い。
一つの実施例が示されている。この場合には、固体電解
質管１の開口部の上方に絶縁部材４を設置し、開口部の
上面、下面、絶縁部材４の下面と第一の金属容器２、絶
縁部材４の上面と第二の金属容器３とを接合するように
したものでであり、この構造においても第一の金属容器
と固体電解質管の開口部との接合の信頼性は高い。
【００２４】なお、このように第一の金属容器２の一部
が正極室１０内に露出する場合、その材料としてアルミ
ニウムを用いれば、正極室１０内に露出した部分の表面
が絶縁性の硫化アルミニウムとなって、正極／負極間の
絶縁性を保つ上で好都合である。
が正極室１０内に露出する場合、その材料としてアルミ
ニウムを用いれば、正極室１０内に露出した部分の表面
が絶縁性の硫化アルミニウムとなって、正極／負極間の
絶縁性を保つ上で好都合である。
【００２５】図４はもう一つの実施例で、６は第二の支
持部材であり、第一の金属容器２は、この第二の支持部
材６と第一の支持部材４に挟まれて、両者と接合してい
る。なお、第一の支持部材を設ける代りに、固体電解質
管１の開口部と第二の支持部材６とで第一の金属容器２
を挟むこともできる。
持部材であり、第一の金属容器２は、この第二の支持部
材６と第一の支持部材４に挟まれて、両者と接合してい
る。なお、第一の支持部材を設ける代りに、固体電解質
管１の開口部と第二の支持部材６とで第一の金属容器２
を挟むこともできる。
【００２６】このような構造において、第二の支持部材
６として、αアルミナ焼結体のように第一の支持部材や
固体電解質管と熱膨張率の類似した材料を選べば、第一
の金属容器との接合部の熱歪が小さくでき、接合の信頼
性を大幅に高めることができる。
６として、αアルミナ焼結体のように第一の支持部材や
固体電解質管と熱膨張率の類似した材料を選べば、第一
の金属容器との接合部の熱歪が小さくでき、接合の信頼
性を大幅に高めることができる。
【００２７】図５、図６および図７は本発明のさらに他
の実施例を示すものであり、前述した実施例と同符号の
部品は同じ内容を示している。
の実施例を示すものであり、前述した実施例と同符号の
部品は同じ内容を示している。
【００２８】図５において、第一の金属容器２は、固体
電解質管１の開口部の外周囲を包囲し、開口部の下面及
び絶縁部材４の上面に挟まれ、そして両者と接合してい
る。また、絶縁部材４の下面には第二の金属容器が接合
されている。
電解質管１の開口部の外周囲を包囲し、開口部の下面及
び絶縁部材４の上面に挟まれ、そして両者と接合してい
る。また、絶縁部材４の下面には第二の金属容器が接合
されている。
【００２９】このような構造の電池においては、負極室
９と正極室１０とが第一の金属容器２と固体電解質管１
の開口部との接合を障壁としてつながっているために、
ナトリウムが外気へ漏洩することはなく、また、第一の
金属容器２により固体電解質管１の開口部の外周囲が包
囲されて、この部分でナトリウムが接合部から遠ざけら
れ、かつ、ナトリウムの移動が制限されているため、第
一の金属容器と固体電解質管の開口部との接合の剥離が
起こりにくく、高信頼性、かつ高安全性の電池が実現さ
れる。なお、第一の金属容器２と固体電解質管１の開口
部とは、開口部の上面や外周面で接合することも可能で
ある。
９と正極室１０とが第一の金属容器２と固体電解質管１
の開口部との接合を障壁としてつながっているために、
ナトリウムが外気へ漏洩することはなく、また、第一の
金属容器２により固体電解質管１の開口部の外周囲が包
囲されて、この部分でナトリウムが接合部から遠ざけら
れ、かつ、ナトリウムの移動が制限されているため、第
一の金属容器と固体電解質管の開口部との接合の剥離が
起こりにくく、高信頼性、かつ高安全性の電池が実現さ
れる。なお、第一の金属容器２と固体電解質管１の開口
部とは、開口部の上面や外周面で接合することも可能で
ある。
【００３０】図６および図７の構造については、図５ま
たは図３の構造の効果の他に、それぞれ図２、図４で述
べたような同様の第一の支持部材５、第二の支持部材６
の効果が認められる。具体例として、図１に示すよう
に、固体電解質管としてリチュウムドープのβ”アルミ
ナ焼結体からなる袋管を用いた。また、第一の金属容器
と安全管の材料にはアルミニウムを用い、安全管の内部
にはナトリウムと約０．１気圧の窒素ガスを充填し、こ
のガス圧でナトリウムが安全管の底孔から外へ出て、固
体電解質管の内表面を覆うようにした。
たは図３の構造の効果の他に、それぞれ図２、図４で述
べたような同様の第一の支持部材５、第二の支持部材６
の効果が認められる。具体例として、図１に示すよう
に、固体電解質管としてリチュウムドープのβ”アルミ
ナ焼結体からなる袋管を用いた。また、第一の金属容器
と安全管の材料にはアルミニウムを用い、安全管の内部
にはナトリウムと約０．１気圧の窒素ガスを充填し、こ
のガス圧でナトリウムが安全管の底孔から外へ出て、固
体電解質管の内表面を覆うようにした。
【００３１】一方、第二の金属容器の材料には軟鋼の表
面をクロマイジング処理したものを用い、内部に硫黄と
カーボン繊維マットからなる正極モールド、及び約０．
２気圧の窒素ガスを充填した。さらに、絶縁部材として
αアルミナリングを用い、アルミニウムーマグネシウム
系の合金箔を挟んで、固体電解質管、絶縁部材と第一、
第二の金属容器とを熱圧接法によって接合し、第一の構
造のナトリウム・硫黄電池を得た。
面をクロマイジング処理したものを用い、内部に硫黄と
カーボン繊維マットからなる正極モールド、及び約０．
２気圧の窒素ガスを充填した。さらに、絶縁部材として
αアルミナリングを用い、アルミニウムーマグネシウム
系の合金箔を挟んで、固体電解質管、絶縁部材と第一、
第二の金属容器とを熱圧接法によって接合し、第一の構
造のナトリウム・硫黄電池を得た。
【００３２】さらに、同様の材料を用い、接合用合金箔
の数を一枚減らして、図５に示す構造のナトリウム・硫
黄電池を得た。なお、電池の容量は約３６０Ｗｈ、定格
出力は約４５Ｗである。
の数を一枚減らして、図５に示す構造のナトリウム・硫
黄電池を得た。なお、電池の容量は約３６０Ｗｈ、定格
出力は約４５Ｗである。
【００３３】これらの電池及び複数の電池を隣接して断
熱容器に入れたモジュールについて、寿命１０年相当の
充放電試験、昇降温試験および高温放置試験の結果、ナ
トリウムの外気への漏洩や電池破損などの問題はまった
くなく、電池およびモジュールの信頼性、安全性が高い
ことが判った。この電池モジュールを用いて、高信頼
性、高安全性の電力貯蔵システムや電気自動車が実現で
きる。
熱容器に入れたモジュールについて、寿命１０年相当の
充放電試験、昇降温試験および高温放置試験の結果、ナ
トリウムの外気への漏洩や電池破損などの問題はまった
くなく、電池およびモジュールの信頼性、安全性が高い
ことが判った。この電池モジュールを用いて、高信頼
性、高安全性の電力貯蔵システムや電気自動車が実現で
きる。
【００３４】
【発明の効果】以上説明してきたように本発明によれ
ば、ナトリウムが外部へ漏洩する恐れはなく、また、金
属容器と絶縁部材との接合部の剥離やそれによる電池破
損が起こりにくく、したがってナトリウムの外部への漏
洩や硫黄との直接反応が起こりにくい、信頼性、かつ安
全性の高いこの種ナトリウム電池を得ることができる。
ば、ナトリウムが外部へ漏洩する恐れはなく、また、金
属容器と絶縁部材との接合部の剥離やそれによる電池破
損が起こりにくく、したがってナトリウムの外部への漏
洩や硫黄との直接反応が起こりにくい、信頼性、かつ安
全性の高いこの種ナトリウム電池を得ることができる。
【図１】本発明のナトリウム電池の一実施例を示す縦断
側面図である。
側面図である。
【図２】本発明のナトリウム電池の他の実施例を示す縦
断側面図である。
断側面図である。
【図３】本発明のナトリウム電池の他の実施例を示す縦
断側面図である。
断側面図である。
【図４】本発明のナトリウム電池の他の実施例を示す縦
断側面図である。
断側面図である。
【図５】本発明のナトリウム電池の他の実施例を示す縦
断側面図である。
断側面図である。
【図６】本発明のナトリウム電池の他の実施例を示す縦
断側面図である。
断側面図である。
【図７】本発明のナトリウム電池の他の実施例を示す縦
断側面図である。
断側面図である。
【図８】従来のナトリウム電池を示す縦断側面図であ
る。
る。
【図９】従来のナトリウム電池の他の例を示す縦断側面
図である。
図である。
１…固体電解質管、２…第一の金属容器、３…第二の金
属容器、４…絶縁部材、５…第一の支持部材、６…第二
の支持部材、７…ナトリウム、８…正極モールド、９…
負極室、１０…正極室、１１…安全管。
属容器、４…絶縁部材、５…第一の支持部材、６…第二
の支持部材、７…ナトリウム、８…正極モールド、９…
負極室、１０…正極室、１１…安全管。
Claims (15)
- 【請求項１】 有底筒状で、かつ開口側端に鍔部を有す
るナトリウムイオン導電性の固体電解質管と、該固体電
解質管の開口側に配置され、固体電解質管との間に負極
室を形成している第一の金属容器と、前記固体電解質管
の胴部周囲を覆い、固体電解質管との間に正極室を形成
している第二の金属容器と、該第二の金属容器および前
記第一の金属容器の間に配置され、両金属容器の間を絶
縁する絶縁部材とを備えてなるナトリウム電池におい
て、 前記第一の金属容器の固体電解質管側開口部内面が、前
記固体電解質管の鍔部の両側面および外周面と密着また
は近接するように形成され、かつその先端部外面に前記
第二の金属容器の端部が絶縁部材を介して密着固着され
ていることを特徴とするナトリウム電池。 - 【請求項２】 有底筒状で、かつ開口側端に鍔部を有す
るナトリウムイオン導電性の固体電解質管と、該固体電
解質管の開口側に配置され、固体電解質管との間に負極
室を形成している第一の金属容器と、前記固体電解質管
の胴部周囲を覆い、固体電解質管との間に正極室を形成
している第二の金属容器と、該第二の金属容器および前
記第一の金属容器の間に配置され、両金属容器の間を絶
縁する絶縁部材とを備えてなるナトリウム電池におい
て、 前記固体電解質管の鍔部の外周囲が、前記第一の金属容
器で包囲されるとともに、該金属容器の内壁面が、前記
鍔部の両側壁面に密着接合され、かつこの金属容器の外
面に、絶縁部材を介して前記第二の金属容器の端部が密
着接合されていることを特徴とするナトリウム電池。 - 【請求項３】 ナトリウムイオン導電性の固体電解質管
と第一の金属容器とで構成され、内部にナトリウムを収
納した負極室、上記固体電解質管と第二の金属容器とで
構成され、内部に正極活物質と導電部材とから構成され
る正極モールドを収納した正極室、および前記第一，第
二の金属容器間を絶縁する絶縁部材を備えたナトリウム
電池において、 前記第一の金属容器の開口部の一方の主面が、前記固体
電解質管の開口部の少なくとも一方の主面、あるいは前
記固体電解質管の開口部に接続された第一の支持部材の
少なくとも一方の主面に接合され、前記絶縁部材は前記
固体電解質管の開口部の下方、あるいは前記第一の支持
部材の下方に設置され、前記第一の金属容器の開口部の
他の一方の主面が前記絶縁部材の上面と接合されるとと
もに、前記第二の金属容器の開口部が前記絶縁部材の下
面に接合され、前記固体電解質管の開口部の外周囲、あ
るいは前記第一の支持部材の外周囲が前記第一の金属容
器で包囲されていることを特徴とするナトリウム電池。 - 【請求項４】 前記第一の金属容器の開口部が、前記固
体電解質管の開口部と前記絶縁部材との間、または前記
第一の支持部材と前記絶縁部材との間に介在し、両者と
それぞれ接合されている請求項３記載のナトリウム電
池。 - 【請求項５】 前記固体電解質管または前記第一の支持
部材と熱膨張係数の類似した第二の支持部材を設け、前
記第一の金属容器の開口部が、前記固体電解質管の開口
部の一方の主面と前記第二の支持部材の一方の主面との
間、または前記第一の支持部材の一方の主面と前記第二
の支持部材の一方の主面との間に介在し、両者とそれぞ
れ接合されている請求項３若しくは４記載のナトリウム
電池。 - 【請求項６】 前記固体電解質管と前記第一の支持部材
とがガラスで接合されている請求項３，４若しくは５記
載のナトリウム電池。 - 【請求項７】 前記固体電解質管と前記第一の支持部材
とが一体焼結されている請求項３，４若しくは５記載の
ナトリウム電池。 - 【請求項８】 ナトリウムイオン導電性の固体電解質管
と、該固体電解質管と第一の金属容器とから構成され、
かつ内部にナトリウムを収納している負極室と、前記固
体電解質管と第二の金属容器とから構成され、内部に正
極活物質と導電部材とから構成される正極モールドを収
納した正極室と、前記第一，第二の金属容器を絶縁する
絶縁部材とを備えたナトリウム電池において、 前記第一の金属容器の開口部の一方の主面が、前記固体
電解質管の開口部の複数の主面、あるいは前記固体電解
質管の開口部に接続された第一の支持部材の複数の主面
に接合され、前記第一の金属容器の開口部の他の一方の
主面が前記絶縁部材を介して前記第二の金属容器の開口
部に接続されていることを特徴とするナトリウム電池。 - 【請求項９】 前記固体電解質管の開口部の複数の主
面、または前記第一の支持部材の複数の主面は対抗する
２つの主面であり、前記固体電解質管の開口部の外周
囲、あるいは前記第一の支持部材の外周囲が、前記第一
の金属容器で包囲されている請求項８記載のナトリウム
電池。 - 【請求項１０】 前記固体電解質管または前記第一の支
持部材と熱膨張率の類似した第二の支持部材を設け、前
記第一の金属容器の開口部が、前記固体電解質管の開口
部の一方の主面と前記第二の支持部材の一方の主面との
間、または前記第一の支持部材の一方の主面と前記第二
の支持部材の一方の主面との間に介在し、両者とそれぞ
れ接合されている請求項８若しくは９記載のナトリウム
電池。 - 【請求項１１】 前記固体電解質管と前記第一の支持部
材とがガラスで接合されてなる請求項８，９若しくは１
０記載のナトリウム電池。 - 【請求項１２】 前記固体電解質管と前記第一の支持部
材とが一体焼結されている請求項８，９若しくは１０記
載のナトリウム電池。 - 【請求項１３】 請求項１，２，３，４，５，６，７，
８，９，１０，１１若しくは１２に記載されたナトリウ
ム電池を複数個集合させ形成したことを特徴とする電池
モジュール。 - 【請求項１４】 請求項１３に記載された電池モジュー
ルを用いて電力を貯蔵するようにしたことを特徴とする
電力貯蔵システム。 - 【請求項１５】 請求項１３に記載された電池モジュー
ルを搭載し、該電池モジュールの電力により原動機を駆
動するようにしたことを特徴とする電気自動車。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6232957A JPH0896845A (ja) | 1994-09-28 | 1994-09-28 | ナトリウム電池，ナトリウム電池を用いた電池モジュール，電池モジュールを用いた電力貯蔵システム及び電池モジュールを用いた電気自動車 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6232957A JPH0896845A (ja) | 1994-09-28 | 1994-09-28 | ナトリウム電池，ナトリウム電池を用いた電池モジュール，電池モジュールを用いた電力貯蔵システム及び電池モジュールを用いた電気自動車 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0896845A true JPH0896845A (ja) | 1996-04-12 |
Family
ID=16947523
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6232957A Pending JPH0896845A (ja) | 1994-09-28 | 1994-09-28 | ナトリウム電池，ナトリウム電池を用いた電池モジュール，電池モジュールを用いた電力貯蔵システム及び電池モジュールを用いた電気自動車 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0896845A (ja) |
-
1994
- 1994-09-28 JP JP6232957A patent/JPH0896845A/ja active Pending
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