JPS60235368A - ナトリウム−硫黄電池 - Google Patents
ナトリウム−硫黄電池Info
- Publication number
- JPS60235368A JPS60235368A JP59092503A JP9250384A JPS60235368A JP S60235368 A JPS60235368 A JP S60235368A JP 59092503 A JP59092503 A JP 59092503A JP 9250384 A JP9250384 A JP 9250384A JP S60235368 A JPS60235368 A JP S60235368A
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- Japan
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- anode
- conductive material
- sodium
- solid electrolyte
- metal sulfide
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- Pending
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/64—Carriers or collectors
- H01M4/66—Selection of materials
- H01M4/663—Selection of materials containing carbon or carbonaceous materials as conductive part, e.g. graphite, carbon fibres
-
- H—ELECTRICITY
- 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
- H01M10/3909—Sodium-sulfur cells
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- H—ELECTRICITY
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- H01M4/64—Carriers or collectors
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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
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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はナトリウム−硫黄電池の陽極に関するもので、
陽極電導材と固体電解質管との間tこ金属硫化物層を配
することにより、陽極活物質の利用率を高めるものであ
る。
陽極電導材と固体電解質管との間tこ金属硫化物層を配
することにより、陽極活物質の利用率を高めるものであ
る。
ナトリウム−硫黄電池の陽極室は第1図の縦断面図に示
す如く、ナトリウムイオン伝導性のβ′−アルミナ、β
−アルミナなどからなる固体電解質管1の外側を陽極室
とし、上端にガラス接合されたα−アルミナリング2の
下面1こは陽極蓋3が熱圧接合されている。陽極蓋3に
溶接された電槽4と固体電解質管1との間tこ陽極活物
質5の硫黄又は多硫化ナトリウムを含浸した陽極電導材
6が配設され、底やこグラファイトフェルト円板7を配
し、底蓋8を電槽4に溶接して構成されている。電池作
動温度300℃〜670℃tこおいて、放電時は陰極活
物質のナトリウムはイオン化して固体電解質管1を通り
陽極室で陽極活物質5と反応して放電生成物Na*SX
となり、陽極電導材6中の陽極活物質5の組成がNax
S2.7〜60 になった時点で放電停止する。充電時
は、放電生成物中のナトリウムが陰極室内にもどされる
が、第2図に示される如く即放電においでは全ての硫黄
が放電末組成となり理論容量値が認められたが、1サイ
クル充電では約70%しか充電できなかった。さらに以
後の充放電サイクルでも同様の傾向を示し、150サイ
クル時の充電量は理論容量値の約54%で陽極活物質の
利用率は約54%となり、以後のサイクルでもさらに減
少することが他の電池試験結果からも確認された。
す如く、ナトリウムイオン伝導性のβ′−アルミナ、β
−アルミナなどからなる固体電解質管1の外側を陽極室
とし、上端にガラス接合されたα−アルミナリング2の
下面1こは陽極蓋3が熱圧接合されている。陽極蓋3に
溶接された電槽4と固体電解質管1との間tこ陽極活物
質5の硫黄又は多硫化ナトリウムを含浸した陽極電導材
6が配設され、底やこグラファイトフェルト円板7を配
し、底蓋8を電槽4に溶接して構成されている。電池作
動温度300℃〜670℃tこおいて、放電時は陰極活
物質のナトリウムはイオン化して固体電解質管1を通り
陽極室で陽極活物質5と反応して放電生成物Na*SX
となり、陽極電導材6中の陽極活物質5の組成がNax
S2.7〜60 になった時点で放電停止する。充電時
は、放電生成物中のナトリウムが陰極室内にもどされる
が、第2図に示される如く即放電においでは全ての硫黄
が放電末組成となり理論容量値が認められたが、1サイ
クル充電では約70%しか充電できなかった。さらに以
後の充放電サイクルでも同様の傾向を示し、150サイ
クル時の充電量は理論容量値の約54%で陽極活物質の
利用率は約54%となり、以後のサイクルでもさらに減
少することが他の電池試験結果からも確認された。
本発明は上記した陽極活物質利用率低下を改善するもの
で、第6図の要部拡大図及び第4図の要部拡大斜視図e
こ示す如く、固体電解質管1と陽極電導材6との間に金
属硫化物層9を設けたものである。金属硫化物層は容品
に硫化される金属すなわちアルミニウム、銅、ニッケル
、鉄、亜鉛、鉛、錫、クロム、マグネシウム等の金属で
あることが望ましい。また、金属硫化物層9の厚みは2
1以下が望ましい。2u以上あれは固体電解質管1を介
するナトリウムイオンの移動が妨げられ、電池の内部抵
抗を高める等電池性能を悪化せしめる原因となるためで
ある。
で、第6図の要部拡大図及び第4図の要部拡大斜視図e
こ示す如く、固体電解質管1と陽極電導材6との間に金
属硫化物層9を設けたものである。金属硫化物層は容品
に硫化される金属すなわちアルミニウム、銅、ニッケル
、鉄、亜鉛、鉛、錫、クロム、マグネシウム等の金属で
あることが望ましい。また、金属硫化物層9の厚みは2
1以下が望ましい。2u以上あれは固体電解質管1を介
するナトリウムイオンの移動が妨げられ、電池の内部抵
抗を高める等電池性能を悪化せしめる原因となるためで
ある。
以下実施例により説明する。
金属硫化物層9として泥状の硫化鉄を厚さ約1nになる
ように陽極電導材6の内面に塗布するとともに硫黄を含
浸せしめて加圧成型した縦2分割の陽極成型体を2個電
池に用いて充放電試験をしたところ第2図の破線に示す
如(,150サイクルを経ても電池容量の減少はほとん
ど認められず、陽極活物質の利用率は約96%であった
。さらtこ本発明の他の特徴は金属硫化物層9を電池内
tこ収納しやすくするため、縦方向又は横方向又は斜め
方向1こ少なくとも2分割された陽極電導材6を使用し
ていることである。これは金属硫化物層9を陽極電導材
6の表面上で陽極活物質5で固定させることにより取扱
いを容易ンこする一方、金属硫化物層9を電池に収納す
ることにより電池を電池作動温度に昇温させると、陽極
活物質5が溶融し、陽極電導材6を固体電解質管1の表
面に抑圧、接触させるように働かせることにある。この
ような構成の本発明が陽極活物質の利用率を向上させる
主因は、金属硫化物層9が陽極電導材6と固体電解質管
1との間で電気抵抗層として作用すると 1共に、陽a
ivt導材6内tこ一部侵入し、電気抵抗勾配を形成す
ることで、充電中の硫黄の偏析を防止し、陽極電導材6
中の陽極活物質5のN a 、 Sy→2Na+XSと
なる反応をより一層促進したものである。
ように陽極電導材6の内面に塗布するとともに硫黄を含
浸せしめて加圧成型した縦2分割の陽極成型体を2個電
池に用いて充放電試験をしたところ第2図の破線に示す
如(,150サイクルを経ても電池容量の減少はほとん
ど認められず、陽極活物質の利用率は約96%であった
。さらtこ本発明の他の特徴は金属硫化物層9を電池内
tこ収納しやすくするため、縦方向又は横方向又は斜め
方向1こ少なくとも2分割された陽極電導材6を使用し
ていることである。これは金属硫化物層9を陽極電導材
6の表面上で陽極活物質5で固定させることにより取扱
いを容易ンこする一方、金属硫化物層9を電池に収納す
ることにより電池を電池作動温度に昇温させると、陽極
活物質5が溶融し、陽極電導材6を固体電解質管1の表
面に抑圧、接触させるように働かせることにある。この
ような構成の本発明が陽極活物質の利用率を向上させる
主因は、金属硫化物層9が陽極電導材6と固体電解質管
1との間で電気抵抗層として作用すると 1共に、陽a
ivt導材6内tこ一部侵入し、電気抵抗勾配を形成す
ることで、充電中の硫黄の偏析を防止し、陽極電導材6
中の陽極活物質5のN a 、 Sy→2Na+XSと
なる反応をより一層促進したものである。
以下さらに他の実施例をもって説明する。
実施例1 硫黄を含浸させた陽極電導材6の内面に硫化
銅を厚さ0.8Hになるように塗布した場合、即放電容
量156大Htこ対し、150サイクル時は約146A
Hであった。
銅を厚さ0.8Hになるように塗布した場合、即放電容
量156大Htこ対し、150サイクル時は約146A
Hであった。
実施例2.硫化ニッケル層を厚さ1.4mとした場合、
陽極活物質の利用率は150サイクル時で約77%であ
った。
陽極活物質の利用率は150サイクル時で約77%であ
った。
なお、″醒池形駄により本発明の金属硫化物層9の大き
さは異なるため、長さ、巾等々については特1こ限定す
るものではない。
さは異なるため、長さ、巾等々については特1こ限定す
るものではない。
以上説明した如く本発明はナトリウム−硫黄電池の陽極
活物質の利用率を高めるのtこ効果があり、その工業的
価値は大なるものである。
活物質の利用率を高めるのtこ効果があり、その工業的
価値は大なるものである。
第1図・・・ナトリウム−硫黄電池の縦断面図第2図・
・・充放電電圧特性図 第3図・・・本発明電池の要部拡大図 第4図・・・本発明電池の要部拡大斜視図1・・・固体
電解質管 6・・陽極電導材5・陽極活物質 9・・・
金属硫化物層出願人 湯浅電池株式会社 第1図 第3図 第4図 第2図 通電時間(山)
・・充放電電圧特性図 第3図・・・本発明電池の要部拡大図 第4図・・・本発明電池の要部拡大斜視図1・・・固体
電解質管 6・・陽極電導材5・陽極活物質 9・・・
金属硫化物層出願人 湯浅電池株式会社 第1図 第3図 第4図 第2図 通電時間(山)
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 (1) ナトリウムイオン伝導性固体電解質管とグラフ
ァイトフェルト又はカーボンフェルトからなる陽極電導
材との間に金属硫化物層を設けたことを特徴とするナト
リウム−硫黄電池。 (2)金属硫化物層の厚みが2M以下であることを特徴
とする特許請求の範囲第1項記載のナトリウム−硫黄電
池。 (6)金属硫化物層は陽極電導材表面上に陽極活物質に
よって成型固定され、電池作動温度tこおいて固体電解
質管表面に圧接されることを特徴とする特許請求2範囲
第1項〜第2項記載のナトリウム−硫黄電池。 (4)金属硫化物層がアルミニウム、ニッケル、銅、鉄
、錫、亜鉛、鉛、マグネシウム、クロムなどの金属硫化
物であることを特徴とする特許請求の範囲第1項〜第6
項記載のナトリウム−硫黄電池。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59092503A JPS60235368A (ja) | 1984-05-08 | 1984-05-08 | ナトリウム−硫黄電池 |
DE8585302545T DE3577252D1 (de) | 1984-04-19 | 1985-04-11 | Natrium-schwefel-speicherbatterien. |
EP85302545A EP0161079B1 (en) | 1984-04-19 | 1985-04-11 | Sodium-sulfur storage batteries |
US06/724,989 US4615957A (en) | 1984-04-19 | 1985-04-19 | Sodium-sulfur storage battery |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59092503A JPS60235368A (ja) | 1984-05-08 | 1984-05-08 | ナトリウム−硫黄電池 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60235368A true JPS60235368A (ja) | 1985-11-22 |
Family
ID=14056109
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59092503A Pending JPS60235368A (ja) | 1984-04-19 | 1984-05-08 | ナトリウム−硫黄電池 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60235368A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60194785A (ja) * | 1984-03-14 | 1985-10-03 | Mitsubishi Electric Corp | 電動機駆動回路 |
JPS6489160A (en) * | 1987-09-30 | 1989-04-03 | Hitachi Ltd | Sodium-sulfur battery |
JP2017505980A (ja) * | 2014-02-07 | 2017-02-23 | ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピアBasf Se | 電気化学装置用の電極ユニット |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5733836A (en) * | 1980-08-07 | 1982-02-24 | Oki Electric Ind Co Ltd | Automatic noise reducing circuit |
-
1984
- 1984-05-08 JP JP59092503A patent/JPS60235368A/ja active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5733836A (en) * | 1980-08-07 | 1982-02-24 | Oki Electric Ind Co Ltd | Automatic noise reducing circuit |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60194785A (ja) * | 1984-03-14 | 1985-10-03 | Mitsubishi Electric Corp | 電動機駆動回路 |
JPS6489160A (en) * | 1987-09-30 | 1989-04-03 | Hitachi Ltd | Sodium-sulfur battery |
JP2017505980A (ja) * | 2014-02-07 | 2017-02-23 | ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピアBasf Se | 電気化学装置用の電極ユニット |
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