JPS62226588A - ナトリウム−硫黄電池 - Google Patents
ナトリウム−硫黄電池Info
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- JPS62226588A JPS62226588A JP61068374A JP6837486A JPS62226588A JP S62226588 A JPS62226588 A JP S62226588A JP 61068374 A JP61068374 A JP 61068374A JP 6837486 A JP6837486 A JP 6837486A JP S62226588 A JPS62226588 A JP S62226588A
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Classifications
-
- 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
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- H01M10/3909—Sodium-sulfur cells
-
- 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
- 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
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
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- General Chemical & Material Sciences (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】
〔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ｋ、この種の
電池は通常用の電池として電源用に用い得るのは勿論、
電力不需要時に充電により電力を貯え需要時に放電させ
る電力貯蔵用としても好適に利用できるものである。
電池は通常用の電池として電源用に用い得るのは勿論、
電力不需要時に充電により電力を貯え需要時に放電させ
る電力貯蔵用としても好適に利用できるものである。
、従来のＮａ−８電池は、固体電解質が破損した場合Ｎ
ａとＳとが直接反応し、電池容器を破損する場合がある
。そこで電池の安全性を確保するため、電池内のＮａ側
に安全管を設けたり、金属繊維を充填してＮａの流出の
防止に努めている（特開昭６０−４４９７２号公報）。
ａとＳとが直接反応し、電池容器を破損する場合がある
。そこで電池の安全性を確保するため、電池内のＮａ側
に安全管を設けたり、金属繊維を充填してＮａの流出の
防止に努めている（特開昭６０−４４９７２号公報）。
さらに、安全性を高めた特開昭６０−９０６７号公報記
載の装置では第２図のＮａのリザーバ容器２と不活性ガ
スのガス溜めとなる気密容器３を設け、固体電解質１が
破損した場合にＮａと８とが直接反応し、その熱によっ
て気密容器が溶融し、不活性ガスの放出により。
載の装置では第２図のＮａのリザーバ容器２と不活性ガ
スのガス溜めとなる気密容器３を設け、固体電解質１が
破損した場合にＮａと８とが直接反応し、その熱によっ
て気密容器が溶融し、不活性ガスの放出により。
固体電解質へのＮａの流出を防止する方法が考案されて
いる（特開昭６０−９０６７号公報）。
いる（特開昭６０−９０６７号公報）。
４はナトリウム、５はＳ容器である。
特開昭６０−４４９７２号公報では固体電解質が大破し
た場合、Ｎａ−８直接反応による温度上昇に対応できず
、不完全である。さらに特開昭６０−９０６７号公報で
は不活性ガスの放出により一度はＮａがリザーバ容器へ
流出するが、リザーバ内のガス圧と固体電解質側の圧力
がバランスした時点で、今度はＮａがリザーバ容器から
固体電解質側に逆流する。その間に固体ｉ％質の内側に
流出していたＳと：逆流してきたＮａとの間で再び反応
が発生し、電池の大破損をもたらす。さらに、不活性ガ
スの気密容器を電池内に持ち込むことは装置を複雑にし
、電池組立て時に機械的な固体電解質の破損を招きかね
ない。
た場合、Ｎａ−８直接反応による温度上昇に対応できず
、不完全である。さらに特開昭６０−９０６７号公報で
は不活性ガスの放出により一度はＮａがリザーバ容器へ
流出するが、リザーバ内のガス圧と固体電解質側の圧力
がバランスした時点で、今度はＮａがリザーバ容器から
固体電解質側に逆流する。その間に固体ｉ％質の内側に
流出していたＳと：逆流してきたＮａとの間で再び反応
が発生し、電池の大破損をもたらす。さらに、不活性ガ
スの気密容器を電池内に持ち込むことは装置を複雑にし
、電池組立て時に機械的な固体電解質の破損を招きかね
ない。
本発明の目的は、Ｎａ−８直接反応による電池破損を防
止するため、固体電解質破損時にＮａと８とを分離し、
かつその後もＮａとＳとが反応することのない簡便な電
池を提供することにある。
止するため、固体電解質破損時にＮａと８とを分離し、
かつその後もＮａとＳとが反応することのない簡便な電
池を提供することにある。
上記目的は、ＮａとＳとの直接反応実験から明らかとな
ったＮａ、！：Ｓとの反応時に発生する圧力上昇を利用
し、Ｎａを固体電解質外へ放出し、Ｎａ’に８から分離
すると共ＩＩＣ，Ｎａの逆流を防止し、ＮａとＳとの再
接触を防止することにより達成される。
ったＮａ、！：Ｓとの反応時に発生する圧力上昇を利用
し、Ｎａを固体電解質外へ放出し、Ｎａ’に８から分離
すると共ＩＩＣ，Ｎａの逆流を防止し、ＮａとＳとの再
接触を防止することにより達成される。
ＮａとＳとの直接反応によって１反応物質の近傍では、
第３図に示すように１反応から数秒間の間に温度は１０
００Ｃ以上、圧力も十数ｋ ｇ ／ｃｍ ”に達する。
第３図に示すように１反応から数秒間の間に温度は１０
００Ｃ以上、圧力も十数ｋ ｇ ／ｃｍ ”に達する。
従って１発生する圧力によ、！りＮａを連通管を通して
、固体電解質管外のＮａドレイン容器へ放出することが
できる。Ｎａドレイン容器から固体電解質側への逆流は
ない。なぜなら、Ｎａドレイン容器は緊急時のＮａ抜き
出し用容器であシ。
、固体電解質管外のＮａドレイン容器へ放出することが
できる。Ｎａドレイン容器から固体電解質側への逆流は
ない。なぜなら、Ｎａドレイン容器は緊急時のＮａ抜き
出し用容器であシ。
Ｎａドレイン容器から固体電解質のＮａ流動の必要はな
いからである。
いからである。
以下、本発明の一実施例を第４図により説明する。固体
電解質管１内にす） ＩＪウム放出管９を設け、放出管
出口はＮａドレイン容器１０内の上部へ開口している。
電解質管１内にす） ＩＪウム放出管９を設け、放出管
出口はＮａドレイン容器１０内の上部へ開口している。
また、Ｎａ放出管の上部にはＮａの逆流防止弁１１を設
けた。固体電解質管１の上方にクラック１２が発生する
とＳ側の圧力が高ければＳはクラックを通ってＮａ側へ
流出し。
けた。固体電解質管１の上方にクラック１２が発生する
とＳ側の圧力が高ければＳはクラックを通ってＮａ側へ
流出し。
ＮａとＳとの直接反応を生じる。Ｎａ−８直接反応時に
は第３図に示したような急激な温度と圧力上昇を生じた
。その結果、固体電解質管内にあったＮａ８００ｇは１
発生した圧力によって数秒内にＮａ放出管９を経由して
、Ｎａドレイン容器１０内へ流出した。流出したＮａは
、Ｎａドレイン容器の構造上、再び、固体電解質内に流
入することはない。また１発生圧力が低く放出しきれな
かった放出管内のＮａはＮａ逆流防止弁１１で逆流を防
止できた。しかし、クラック発生時にクラックより上部
の固体電解質管１とＮａ放出管９とのギャップ部にある
Ｎａ１６は放出できなかった。
は第３図に示したような急激な温度と圧力上昇を生じた
。その結果、固体電解質管内にあったＮａ８００ｇは１
発生した圧力によって数秒内にＮａ放出管９を経由して
、Ｎａドレイン容器１０内へ流出した。流出したＮａは
、Ｎａドレイン容器の構造上、再び、固体電解質内に流
入することはない。また１発生圧力が低く放出しきれな
かった放出管内のＮａはＮａ逆流防止弁１１で逆流を防
止できた。しかし、クラック発生時にクラックより上部
の固体電解質管１とＮａ放出管９とのギャップ部にある
Ｎａ１６は放出できなかった。
ギャップ部分に残されたＮａを残留Ｎａと呼ぶことにす
る。残留ナトリウムの量は、発生したクラツク位置と、
固体電解質とＮａ放出管とのギャップによって決まる。
る。残留ナトリウムの量は、発生したクラツク位置と、
固体電解質とＮａ放出管とのギャップによって決まる。
クラック位置は、個々の電池によりさまざまであり特定
できない。従って、最大の残留Ｎａｆｉ−となるのは、
クラックが固体電解質管の底部で発生した場合を考える
必要がある。
できない。従って、最大の残留Ｎａｆｉ−となるのは、
クラックが固体電解質管の底部で発生した場合を考える
必要がある。
また、ギャップ部の巾は、狭いほど好ましいが。
固体電解質の製作精度を考慮する必要があり極端に狭く
することは困難である。これらの点を考慮して残留Ｎａ
１ｉ：ｅ評価し、残留したＮａとＳとが全量反応した最
悪の場合を想定して電池の温度を評価した結果が第４図
である。本発明の方式によってＮａをドレインすること
によって、電池の平衡温度は５００Ｃ前後におさえられ
、Ｓ容器が溶融破損を起こすことはない。なお、第４図
の電池容量小とは１００Ｗｈ級のＮａ−８電池であシ、
電池容量大とはＩＫＷｈ級電池である。
することは困難である。これらの点を考慮して残留Ｎａ
１ｉ：ｅ評価し、残留したＮａとＳとが全量反応した最
悪の場合を想定して電池の温度を評価した結果が第４図
である。本発明の方式によってＮａをドレインすること
によって、電池の平衡温度は５００Ｃ前後におさえられ
、Ｓ容器が溶融破損を起こすことはない。なお、第４図
の電池容量小とは１００Ｗｈ級のＮａ−８電池であシ、
電池容量大とはＩＫＷｈ級電池である。
なお１本実施例の電池では、充放電期間を通じ。
Ｓ側の圧力が、常に、Ｎａｆ［Ｋ比べ高くなる条件とし
た。すなわち、クラック発生時にはＳがＮａ側に流出す
ることになる。
た。すなわち、クラック発生時にはＳがＮａ側に流出す
ることになる。
本実施例によれば、固体電解質の破損と共に固体電解質
・ｇ内のＮａがＮａドレイン容器に放出され、Ｓと反応
するＮａ量を極力少なくできるため電池容器を健全に保
てる。また、ドレインされたＮａは固体電解質管内に逆
流することはない。
・ｇ内のＮａがＮａドレイン容器に放出され、Ｓと反応
するＮａ量を極力少なくできるため電池容器を健全に保
てる。また、ドレインされたＮａは固体電解質管内に逆
流することはない。
第５図は本発明の他の実施例である。第１図と異なるの
は、Ｎａドレイン容器がないことで、その替シにＮａ放
出管９の先端部にラプチャディスク１３を設けた。ラプ
チャディスクには電池取扱論時の破砕を防止するため保
護管１４を設は念。
は、Ｎａドレイン容器がないことで、その替シにＮａ放
出管９の先端部にラプチャディスク１３を設けた。ラプ
チャディスクには電池取扱論時の破砕を防止するため保
護管１４を設は念。
固体電解質破損時のＮａドレイン方法は第１図の実施例
と同様である。ラプチャディスクはステンレス鋼製で、
破砕圧７ ｋｇ／ｃｒｒＩ”のものを用いた。
と同様である。ラプチャディスクはステンレス鋼製で、
破砕圧７ ｋｇ／ｃｒｒＩ”のものを用いた。
ラブチャ破砕時にＮａ放出管から放出されるＮａは電池
容器外て放出されるが、集合電池構成時には他の並列電
池と共に共通のドレイン容器に接続される。その様子を
示したのが第６図である。各電池は共通ドレイン容器１
５に接続する。従って、放出されたＮａによる二次災害
が発生する心配はない。
容器外て放出されるが、集合電池構成時には他の並列電
池と共に共通のドレイン容器に接続される。その様子を
示したのが第６図である。各電池は共通ドレイン容器１
５に接続する。従って、放出されたＮａによる二次災害
が発生する心配はない。
本変形例によれば、電池構造を簡単にできるばかシでな
く、電気自動車のようなかなシの撮動を伴う使用条件で
も利用可能となる。なお第１図の実施例でもＮａ放出管
部にラプチャディスクを用いることは可能である。また
、ＮａとＳとの直接反応時には局所的に高温となるので
Ｎａ放出管を金属でなくアルミナのような高融点・高強
度なセラミックスで製作することが好ましい。
く、電気自動車のようなかなシの撮動を伴う使用条件で
も利用可能となる。なお第１図の実施例でもＮａ放出管
部にラプチャディスクを用いることは可能である。また
、ＮａとＳとの直接反応時には局所的に高温となるので
Ｎａ放出管を金属でなくアルミナのような高融点・高強
度なセラミックスで製作することが好ましい。
本発明によれば、Ｎａ−８ｔ池の固体電解質破損に伴う
て発生する圧力によってＮａとＳとを分離でき、Ｎａ−
８直接反応が生じるＮａ量を初期充填Ｎａ１ｌの１／１
０以下にできるので、電池容器の破損を防止でき、Ｎａ
−８を池の安全性向上の効果がある。
て発生する圧力によってＮａとＳとを分離でき、Ｎａ−
８直接反応が生じるＮａ量を初期充填Ｎａ１ｌの１／１
０以下にできるので、電池容器の破損を防止でき、Ｎａ
−８を池の安全性向上の効果がある。
第１図は本発明の一実施例のＮａ−８電池の縦断面図、
第２図は従来のＮａ−８電池の縦断面図、第３図はＮａ
−８直接反応時の反応中心部の温度・圧力挙動図、第４
図は本発明によるＮａドレインをした時の電池の温度特
性図、第５図は本発明の変形例の電池縦断面図、第６図
は電池を集合化冶 １ 国 １−０巨ａイＡ（電γＩｆすｙ乍？ 屏２０ 第３０ ′ ２ ４ に ３碕ｎ（旬 Ａｈ−石反５定時の牙１度・圧力季申ヵ竪牛の ダ”ｊｖＮＬ量（？） 移りｍ １３・・・フプ′浄Ｔイス７ １斗 ・・・ イアＲ替 鰻らの Ｓ
第２図は従来のＮａ−８電池の縦断面図、第３図はＮａ
−８直接反応時の反応中心部の温度・圧力挙動図、第４
図は本発明によるＮａドレインをした時の電池の温度特
性図、第５図は本発明の変形例の電池縦断面図、第６図
は電池を集合化冶 １ 国 １−０巨ａイＡ（電γＩｆすｙ乍？ 屏２０ 第３０ ′ ２ ４ に ３碕ｎ（旬 Ａｈ−石反５定時の牙１度・圧力季申ヵ竪牛の ダ”ｊｖＮＬ量（？） 移りｍ １３・・・フプ′浄Ｔイス７ １斗 ・・・ イアＲ替 鰻らの Ｓ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、ナトリウムイオンが通過可能な固体電解質を境にし
て、ナトリウムを必須成分とする陰極活物質と、硫黄ま
たは多硫化ナトリウムを必須成分とする陽極活物質が接
するナトリウム−硫黄電池において、 前記陰極活物質と前記陽極活物質とを分離する手段を設
けたことを特徴とするナトリウム−硫黄電池。 ２、特許請求の範囲第１項記載のナトリウム−硫黄電池
において、 前記分離手段として前記陰極活物質内にナトリウム流出
管を挿入して前記ナトリウムと前記硫黄との直接反応に
よって発生する圧力を用いることを特徴とするナトリウ
ム−硫黄電池。 ３、特許請求の範囲第２項記載のナトリウム−硫黄電池
において、 前記ナトリウム流出管にラプチャディスクを設けること
を特徴とするナトリウム−硫黄電池。 ４、特許請求の範囲第２項記載のナトリウム−硫黄電池
において、 前記ナトリウム流出管に逆流防止手段を設けることを特
徴とするナトリウム−硫黄電池。 ５、特許請求の範囲第２項記載のナトリウム−硫黄電池
において、 前記ナトリウム流出管より放出された前記ナトリウムが
逆流を防止できる密封容器内に貯蔵されたことを特徴と
するナトリウム−硫黄電池。 ６、特許請求の範囲第２項記載のナトリウム−硫黄電池
において、 陽極側圧力を陰極側圧力より常に高く維持する手段を設
けたことを特徴とするナトリウム−硫黄電池。 ７、特許請求の範囲第２項記載のナトリウム−硫黄電池
において、 前記ナトリウム流出管をセラミックス製としたことを特
徴とするナトリウム−硫黄電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61068374A JPS62226588A (ja) | 1986-03-28 | 1986-03-28 | ナトリウム−硫黄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61068374A JPS62226588A (ja) | 1986-03-28 | 1986-03-28 | ナトリウム−硫黄電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62226588A true JPS62226588A (ja) | 1987-10-05 |
Family
ID=13371907
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61068374A Pending JPS62226588A (ja) | 1986-03-28 | 1986-03-28 | ナトリウム−硫黄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62226588A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02126571A (ja) * | 1988-11-04 | 1990-05-15 | Ngk Insulators Ltd | ナトリウム−硫黄電池 |
| EP0376059A2 (de) * | 1988-12-24 | 1990-07-04 | Asea Brown Boveri Aktiengesellschaft | Elektrochemische Speicherzelle |
-
1986
- 1986-03-28 JP JP61068374A patent/JPS62226588A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02126571A (ja) * | 1988-11-04 | 1990-05-15 | Ngk Insulators Ltd | ナトリウム−硫黄電池 |
| EP0376059A2 (de) * | 1988-12-24 | 1990-07-04 | Asea Brown Boveri Aktiengesellschaft | Elektrochemische Speicherzelle |
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