JPH09180755A - ナトリウム−硫黄電池の製造法 - Google Patents
ナトリウム−硫黄電池の製造法Info
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- JPH09180755A JPH09180755A JP7338468A JP33846895A JPH09180755A JP H09180755 A JPH09180755 A JP H09180755A JP 7338468 A JP7338468 A JP 7338468A JP 33846895 A JP33846895 A JP 33846895A JP H09180755 A JPH09180755 A JP H09180755A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 接合部の接合強度を高め、信頼性を向上させ
ることができるナトリウム−硫黄電池の製造法を得る。 【解決手段】 固体電解質管１の開口部にα−アルミナ
リング２をガラス半田接合し、このα−アルミナリング
２の一方の面に陰極蓋３を熱圧接合し、他方の面に陽極
蓋４を熱圧接合し、かつ前記α−アルミナリング２の、
陰極蓋３および陽極蓋４を熱圧接合する面にニッケル、
鉄、コバルト、チタン、マグネシウム、ジルコニウムの
酸化物の少なくとも１種からなる拡散層を形成した後、
アルミニウム層を介在させて熱圧接合を行う。
ることができるナトリウム−硫黄電池の製造法を得る。 【解決手段】 固体電解質管１の開口部にα−アルミナ
リング２をガラス半田接合し、このα−アルミナリング
２の一方の面に陰極蓋３を熱圧接合し、他方の面に陽極
蓋４を熱圧接合し、かつ前記α−アルミナリング２の、
陰極蓋３および陽極蓋４を熱圧接合する面にニッケル、
鉄、コバルト、チタン、マグネシウム、ジルコニウムの
酸化物の少なくとも１種からなる拡散層を形成した後、
アルミニウム層を介在させて熱圧接合を行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はナトリウム−硫黄電
池の製造法に関するもので、さらに詳しく言えば、ナト
リウムイオン伝導性の固体電解質管の開口部にα−アル
ミナリングを接合し、前記α−アルミナリングの一方の
面に熱圧接合した陰極蓋によって前記固体電解質管の内
部に陰極室を形成し、前記α−アルミナリングの他方の
面に熱圧接合した陽極蓋とこの陽極蓋に溶接された電槽
とによって前記固体電解質管の外部に陽極室を形成して
なるナトリウム−硫黄電池の製造法に関するものであ
る。
池の製造法に関するもので、さらに詳しく言えば、ナト
リウムイオン伝導性の固体電解質管の開口部にα−アル
ミナリングを接合し、前記α−アルミナリングの一方の
面に熱圧接合した陰極蓋によって前記固体電解質管の内
部に陰極室を形成し、前記α−アルミナリングの他方の
面に熱圧接合した陽極蓋とこの陽極蓋に溶接された電槽
とによって前記固体電解質管の外部に陽極室を形成して
なるナトリウム−硫黄電池の製造法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】ナトリウム−硫黄電池の構造は図２に示
したようなもので、その従来の製造法は、固体電解質管
１の上端にα−アルミナリング２をガラス半田接合し、
このα−アルミナリング２の上面に陰極蓋３を、下面に
陽極蓋４をそれぞれ熱圧接合し、前記陰極蓋３には陰極
端子５を溶接するとともに、その中央部を貫通して陰極
集電体としての陰極パイプ６を溶接し、その下方を内部
に金属繊維７が配された前記固体電解質管１内に挿入
し、約１５０℃の保温下において前記陰極パイプ６より
固体電解質管１内を排気した後、同温度で溶融させたナ
トリウム８を真空充填し、充填後陰極端子５の上端を封
止して陰極室構成体とし、この陰極室構成体を円筒形の
硫黄成形体１０が内挿され、陽極集電端子１１が溶接さ
れた陽極集電体を兼ねる電槽９内に挿入してその上端を
前記陽極蓋４と真空溶接してなるもので、α−アルミナ
リング２と陰極蓋３または陽極蓋４との熱圧接合を、α
−アルナリング２と陰極蓋３または陽極蓋４との間に高
純度のアルミニウム層１２を介在させて不活性ガス中、
真空中または大気中で約５００〜６５０℃の温度下で加
圧し、このアルミニウム層１２をα−アルミナリング２
と陰極蓋３および陽極蓋４とに相互拡散させることによ
って行っている。
したようなもので、その従来の製造法は、固体電解質管
１の上端にα−アルミナリング２をガラス半田接合し、
このα−アルミナリング２の上面に陰極蓋３を、下面に
陽極蓋４をそれぞれ熱圧接合し、前記陰極蓋３には陰極
端子５を溶接するとともに、その中央部を貫通して陰極
集電体としての陰極パイプ６を溶接し、その下方を内部
に金属繊維７が配された前記固体電解質管１内に挿入
し、約１５０℃の保温下において前記陰極パイプ６より
固体電解質管１内を排気した後、同温度で溶融させたナ
トリウム８を真空充填し、充填後陰極端子５の上端を封
止して陰極室構成体とし、この陰極室構成体を円筒形の
硫黄成形体１０が内挿され、陽極集電端子１１が溶接さ
れた陽極集電体を兼ねる電槽９内に挿入してその上端を
前記陽極蓋４と真空溶接してなるもので、α−アルミナ
リング２と陰極蓋３または陽極蓋４との熱圧接合を、α
−アルナリング２と陰極蓋３または陽極蓋４との間に高
純度のアルミニウム層１２を介在させて不活性ガス中、
真空中または大気中で約５００〜６５０℃の温度下で加
圧し、このアルミニウム層１２をα−アルミナリング２
と陰極蓋３および陽極蓋４とに相互拡散させることによ
って行っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来のナトリ
ウム−硫黄電池の製造法では、陰極活物質としてのナト
リウムや反応生成物としての多硫化ナトリウムとα−ア
ルミナリング中のシリコンとによって熱圧接合部にアル
ミニウム、ナトリウム、シリコンからなる腐食相が生成
することがあり、この腐食相が長期間使用するうちに気
密不良の発生原因になるという問題があった。
ウム−硫黄電池の製造法では、陰極活物質としてのナト
リウムや反応生成物としての多硫化ナトリウムとα−ア
ルミナリング中のシリコンとによって熱圧接合部にアル
ミニウム、ナトリウム、シリコンからなる腐食相が生成
することがあり、この腐食相が長期間使用するうちに気
密不良の発生原因になるという問題があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、ナトリウムイオン伝導性の固体電解質管
の開口部にα−アルミナリングを接合し、前記α−アル
ミナリングの一方の面に陰極蓋を熱圧接合し、この陰極
蓋によって密閉される陰極室と、前記α−アルミナリン
グの他方の面に陽極蓋を熱圧接合し、この陽極蓋によっ
て密閉される陽極室とを形成するナトリウム−硫黄電池
の製造法において、前記α−アルミナリングの、陰極蓋
および陽極蓋を熱圧接合する面にニッケル、鉄、コバル
ト、チタン、マグネシウム、ジルコニウムの酸化物の少
なくとも１種からなる拡散層を形成した後、陰極蓋およ
び陽極蓋とα−アルミナリングとの間にアルミニウム層
を介在させて熱圧接合することを特徴とするものであ
る。
め、本発明は、ナトリウムイオン伝導性の固体電解質管
の開口部にα−アルミナリングを接合し、前記α−アル
ミナリングの一方の面に陰極蓋を熱圧接合し、この陰極
蓋によって密閉される陰極室と、前記α−アルミナリン
グの他方の面に陽極蓋を熱圧接合し、この陽極蓋によっ
て密閉される陽極室とを形成するナトリウム−硫黄電池
の製造法において、前記α−アルミナリングの、陰極蓋
および陽極蓋を熱圧接合する面にニッケル、鉄、コバル
ト、チタン、マグネシウム、ジルコニウムの酸化物の少
なくとも１種からなる拡散層を形成した後、陰極蓋およ
び陽極蓋とα−アルミナリングとの間にアルミニウム層
を介在させて熱圧接合することを特徴とするものであ
る。
【０００５】また、本発明は、前記したナトリウム−硫
黄電池の製造法において、α−アルミナリングの、陰極
蓋および陽極蓋を熱圧接合する面に拡散層を形成した
後、前記拡散層の表面を研磨することを特徴とするもの
である。
黄電池の製造法において、α−アルミナリングの、陰極
蓋および陽極蓋を熱圧接合する面に拡散層を形成した
後、前記拡散層の表面を研磨することを特徴とするもの
である。
【０００６】さらに、本発明は、前記したナトリウム−
硫黄電池の製造法において、α−アルミナリングの、陰
極蓋および陽極蓋を熱圧接合する面に拡散層を形成し、
前記拡散層の表面を研磨した後、前記拡散層の表面を還
元することを特徴とするものである。
硫黄電池の製造法において、α−アルミナリングの、陰
極蓋および陽極蓋を熱圧接合する面に拡散層を形成し、
前記拡散層の表面を研磨した後、前記拡散層の表面を還
元することを特徴とするものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明をその実施の形態に
基づいて説明する。
基づいて説明する。
【０００８】図１は本発明のナトリウム−硫黄電池の製
造法によって製造されたナトリウム−硫黄電池の要部断
面図で、図２と同一部分には同じ符号を付して以下の説
明を省略する。
造法によって製造されたナトリウム−硫黄電池の要部断
面図で、図２と同一部分には同じ符号を付して以下の説
明を省略する。
【０００９】本発明の特徴は、図１に示した如く、α−
アルミナリング２の、陰極蓋３および陽極蓋４を熱圧接
合する面にニッケル、コバルト、鉄、チタン、マグネシ
ウム、ジルコニウムの酸化物の少なくとも１種からなる
拡散層１３を形成した後、前記陰極蓋３および陽極蓋４
とα−アルミナリング２とをアルミニウム層１２を介在
させて熱圧接合したことである。
アルミナリング２の、陰極蓋３および陽極蓋４を熱圧接
合する面にニッケル、コバルト、鉄、チタン、マグネシ
ウム、ジルコニウムの酸化物の少なくとも１種からなる
拡散層１３を形成した後、前記陰極蓋３および陽極蓋４
とα−アルミナリング２とをアルミニウム層１２を介在
させて熱圧接合したことである。
【００１０】
【実施例１】α−アルミナリング２の、陰極蓋３および
陽極蓋４を熱圧接合する面にニッケル、コバルト、鉄、
チタン、マグネシウム、ジルコニウムの酸化物の少なく
とも１種からなる拡散層１３を、ニッケル、コバルト、
鉄、チタン、マグネシウム、ジルコニウムの２０％硝酸
塩水溶液を前記熱圧接合面に塗布し、空気中、１２０℃
の温度下で２時間放置することによって形成し、その後
ステンレス製の陰極蓋３および陽極蓋４を前記熱圧接合
面との間にアルミニウム層１２を介在させて真空中、６
００℃の温度下で３０分間加圧して得た熱圧接合体と、
前記拡散層１３を形成していない熱圧接合体とについ
て、室温で引っ張り試験を行い、結果を表１に示す。
陽極蓋４を熱圧接合する面にニッケル、コバルト、鉄、
チタン、マグネシウム、ジルコニウムの酸化物の少なく
とも１種からなる拡散層１３を、ニッケル、コバルト、
鉄、チタン、マグネシウム、ジルコニウムの２０％硝酸
塩水溶液を前記熱圧接合面に塗布し、空気中、１２０℃
の温度下で２時間放置することによって形成し、その後
ステンレス製の陰極蓋３および陽極蓋４を前記熱圧接合
面との間にアルミニウム層１２を介在させて真空中、６
００℃の温度下で３０分間加圧して得た熱圧接合体と、
前記拡散層１３を形成していない熱圧接合体とについ
て、室温で引っ張り試験を行い、結果を表１に示す。
【００１１】
【表１】
【００１２】表１から、ニッケル、コバルト、鉄、チタ
ン、マグネシウム、ジルコニウムの酸化物からなる拡散
層１３を形成した熱圧接合体は、拡散層１３を形成して
いない熱圧接合体と比較して引っ張り強度が大きく、特
にチタンの酸化物からなる拡散層１３を形成した熱圧接
合体は最も引っ張り強度が大きいことがわかる。
ン、マグネシウム、ジルコニウムの酸化物からなる拡散
層１３を形成した熱圧接合体は、拡散層１３を形成して
いない熱圧接合体と比較して引っ張り強度が大きく、特
にチタンの酸化物からなる拡散層１３を形成した熱圧接
合体は最も引っ張り強度が大きいことがわかる。
【００１３】
【実施例２】実施例１で最も引っ張り強度が大きかった
チタンの酸化物からなる拡散層１３を形成した熱圧接合
体について、拡散層１３を形成した後、この拡散層１３
の表面を２μｍのダイヤモンドペーストで研磨したもの
と、研磨後約１０００℃の水素気流中に３０分間放置し
て還元したものとについて同様の引っ張り試験を行い、
結果を表２に示す。
チタンの酸化物からなる拡散層１３を形成した熱圧接合
体について、拡散層１３を形成した後、この拡散層１３
の表面を２μｍのダイヤモンドペーストで研磨したもの
と、研磨後約１０００℃の水素気流中に３０分間放置し
て還元したものとについて同様の引っ張り試験を行い、
結果を表２に示す。
【００１４】
【表２】
【００１５】表２から、拡散層１３の表面を研磨したも
のは拡散層１３の研磨していないものよりその引っ張り
強度が向上できることがわかり、拡散層１３の表面を研
磨後還元したものは拡散層１３の表面を研磨しただけの
ものよりさらにその引っ張り強度が向上できることがわ
かる。
のは拡散層１３の研磨していないものよりその引っ張り
強度が向上できることがわかり、拡散層１３の表面を研
磨後還元したものは拡散層１３の表面を研磨しただけの
ものよりさらにその引っ張り強度が向上できることがわ
かる。
【００１６】実施例１および実施例２の結果によれば、
α−アルミナリング２の、陰極蓋３および陽極蓋４を熱
圧接合する面にニッケル、コバルト、鉄、チタン、マグ
ネシウム、ジルコニウムの酸化物からなる拡散層１３を
形成することによって熱圧接合体の引っ張り強度を向上
させることができたが、このことは、拡散層１３を形成
したことによってその面にスピネルなどの反応層を生成
させることができ、この反応層がアルミニウム層１２と
の接合力を高める作用をして引っ張り強度の向上に寄与
したものと考えられる。
α−アルミナリング２の、陰極蓋３および陽極蓋４を熱
圧接合する面にニッケル、コバルト、鉄、チタン、マグ
ネシウム、ジルコニウムの酸化物からなる拡散層１３を
形成することによって熱圧接合体の引っ張り強度を向上
させることができたが、このことは、拡散層１３を形成
したことによってその面にスピネルなどの反応層を生成
させることができ、この反応層がアルミニウム層１２と
の接合力を高める作用をして引っ張り強度の向上に寄与
したものと考えられる。
【００１７】また、実施例２の結果によれば、拡散層１
３の表面を研磨したや拡散層１３の表面を研磨後還元し
たものは拡散層１３の表面を研磨しただけのものよりそ
の引っ張り強度を向上させることができたが、このこと
は、研磨または還元することにより、熱圧接合面を緻密
にし、アルミニウム層１２との有効接合面積を大きくで
きたことによるものと考えられる。
３の表面を研磨したや拡散層１３の表面を研磨後還元し
たものは拡散層１３の表面を研磨しただけのものよりそ
の引っ張り強度を向上させることができたが、このこと
は、研磨または還元することにより、熱圧接合面を緻密
にし、アルミニウム層１２との有効接合面積を大きくで
きたことによるものと考えられる。
【００１８】
【実施例３】実施例１で最も引っ張り強度が大きかった
チタンの酸化物からなる拡散層１３を形成した熱圧接合
体３０個と、拡散層１３を形成していない熱圧接合体３
０個とについて、同様の引っ張り試験を行い、バラツキ
σを調査し、結果を表３に示す。
チタンの酸化物からなる拡散層１３を形成した熱圧接合
体３０個と、拡散層１３を形成していない熱圧接合体３
０個とについて、同様の引っ張り試験を行い、バラツキ
σを調査し、結果を表３に示す。
【００１９】
【表３】
【００２０】表３から、チタンの酸化物からなる拡散層
１３を形成した熱圧接合体は拡散層１３を形成していな
い熱圧接合体と比較して引っ張り強度のバラツキσが小
さいことがわかる。
１３を形成した熱圧接合体は拡散層１３を形成していな
い熱圧接合体と比較して引っ張り強度のバラツキσが小
さいことがわかる。
【００２１】このことは、拡散層１３を形成しただけで
もアルミニウム層１２との有効接合面積を大きくするこ
とができるものと考えられる。
もアルミニウム層１２との有効接合面積を大きくするこ
とができるものと考えられる。
【００２２】実施例２および実施例３では、チタンの酸
化物からなる拡散層１３を形成したものについて調査し
たが、チタン以外にニッケル、コバルト、鉄、マグネシ
ウム、ジルコニウムの酸化物からなる拡散層１３を形成
して同様の調査を行ってもほぼ同じ結果が得られること
がわかった。
化物からなる拡散層１３を形成したものについて調査し
たが、チタン以外にニッケル、コバルト、鉄、マグネシ
ウム、ジルコニウムの酸化物からなる拡散層１３を形成
して同様の調査を行ってもほぼ同じ結果が得られること
がわかった。
【００２３】
【発明の効果】上記した如く、本発明は、α−アルミナ
リングと陰極蓋３および陽極蓋４とを熱圧接合する際、
その接合強度を大きくすることができるとともに、その
バラツキを小さくすることができるので、ナトリウム−
硫黄電池の量産時の信頼性を向上させることができ、長
期間の使用に耐えるナトリウム−硫黄電池を得ることが
できる。
リングと陰極蓋３および陽極蓋４とを熱圧接合する際、
その接合強度を大きくすることができるとともに、その
バラツキを小さくすることができるので、ナトリウム−
硫黄電池の量産時の信頼性を向上させることができ、長
期間の使用に耐えるナトリウム−硫黄電池を得ることが
できる。
【図１】本発明のナトリウム−硫黄電池の要部断面図で
ある。
ある。
【図２】従来のナトリウム−硫黄電池の要部断面図であ
る。
る。
１ 固体電解質管 ２ α−アルミナリング ３ 陰極蓋 ４ 陽極蓋 １２ アルミニウム層 １３ 拡散層
Claims (3)
- 【請求項１】 ナトリウムイオン伝導性の固体電解質管
の開口部にα−アルミナリングを接合し、前記α−アル
ミナリングの一方の面に陰極蓋を熱圧接合し、この陰極
蓋によって密閉される陰極室と、前記α−アルミナリン
グの他方の面に陽極蓋を熱圧接合し、この陽極蓋によっ
て密閉される陽極室とを形成するナトリウム−硫黄電池
の製造法において、前記α−アルミナリングの、陰極蓋
および陽極蓋を熱圧接合する面にニッケル、鉄、コバル
ト、チタン、マグネシウム、ジルコニウムの酸化物の少
なくとも１種からなる拡散層を形成した後、陰極蓋およ
び陽極蓋とα−アルミナリングとの間にアルミニウム層
を介在させて熱圧接合することを特徴とするナトリウム
−硫黄電池の製造法 - 【請求項２】 請求項１記載のナトリウム−硫黄電池の
製造法において、α−アルミナリングの、陰極蓋および
陽極蓋を熱圧接合する面に拡散層を形成した後、前記拡
散層の表面を研磨することを特徴とするナトリウム−硫
黄電池の製造法 - 【請求項３】 請求項２記載のナトリウム−硫黄電池の
製造法において、α−アルミナリングの、陰極蓋および
陽極蓋を熱圧接合する面に拡散層を形成し、前記拡散層
の表面を研磨した後、前記拡散層の表面を還元すること
を特徴とするナトリウム−硫黄電池の製造法
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7338468A JPH09180755A (ja) | 1995-12-26 | 1995-12-26 | ナトリウム−硫黄電池の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7338468A JPH09180755A (ja) | 1995-12-26 | 1995-12-26 | ナトリウム−硫黄電池の製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09180755A true JPH09180755A (ja) | 1997-07-11 |
Family
ID=18318452
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7338468A Pending JPH09180755A (ja) | 1995-12-26 | 1995-12-26 | ナトリウム−硫黄電池の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09180755A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005267867A (ja) * | 2004-03-16 | 2005-09-29 | Ngk Insulators Ltd | ナトリウム−硫黄電池における絶縁リングと陽極筒状金具との接合構造 |
| KR101353600B1 (ko) * | 2011-12-27 | 2014-01-27 | 주식회사 포스코 | 나트륨 유황 전지 및 그 제조 방법 |
-
1995
- 1995-12-26 JP JP7338468A patent/JPH09180755A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005267867A (ja) * | 2004-03-16 | 2005-09-29 | Ngk Insulators Ltd | ナトリウム−硫黄電池における絶縁リングと陽極筒状金具との接合構造 |
| JP4574196B2 (ja) * | 2004-03-16 | 2010-11-04 | 日本碍子株式会社 | ナトリウム−硫黄電池における絶縁リングと陽極筒状金具との接合構造 |
| KR101353600B1 (ko) * | 2011-12-27 | 2014-01-27 | 주식회사 포스코 | 나트륨 유황 전지 및 그 제조 방법 |
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