JPS62290067A - 電池の製造法 - Google Patents
電池の製造法Info
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Classifications
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
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- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
５、発明の詳細な説明
産業上の利用分野
本発明は陰極にアルカリ金属を、陽極に硫黄もしくはア
ルカリ多硫化物を用いた電池の製造法に関するもので、
さらに詳しく言えば＠極集電体もしくは陽極集電体を兼
ねる電槽の耐食性を向上させたこの種の電池、たとえば
ナトリウム−硫黄電池の製造法に関するものである。
ルカリ多硫化物を用いた電池の製造法に関するもので、
さらに詳しく言えば＠極集電体もしくは陽極集電体を兼
ねる電槽の耐食性を向上させたこの種の電池、たとえば
ナトリウム−硫黄電池の製造法に関するものである。
従来技術とその問題点
陰極にアルカリ金属を、５１Ｊ極に硫黄もしくはアルカ
リ多硫化物を用いた電池の代褒的なものとしてナトリウ
ム−硫黄電池があり、陰極活物質としての金属ナトリウ
ムと、陽極活物質としての硫黄もしくは多硫化ナトリウ
ムとがナトリウムイオン伝導性を有するβ′−アルミナ
のようなセラミックで分離されてなる高温型二次電池で
ある。
リ多硫化物を用いた電池の代褒的なものとしてナトリウ
ム−硫黄電池があり、陰極活物質としての金属ナトリウ
ムと、陽極活物質としての硫黄もしくは多硫化ナトリウ
ムとがナトリウムイオン伝導性を有するβ′−アルミナ
のようなセラミックで分離されてなる高温型二次電池で
ある。
このようなナトリウム−硫黄電池の構造を第６図に示す
。第６図において、１はｒ−アルミナなどからなるナト
リウムイオン伝導性の固体電解質管で、この中に耐溶融
ナトリウム性金属ｍ１ａ２が充填されるとともに陰極活
物質３としての溶融す） ＩＪウムが含浸されて保持さ
れている。この金属繊維２中には陰極端子管４が挿入さ
れ、陰極集電端子として作用する。一方、固体電解質管
１の上端にはａ−アル主ナリング６カカラス半田接合さ
れ、このα−アル曳ナリング６の上面には陰極蓋５が、
下面には陽極蓋１０がそれぞれアルミニウム層を介して
熱圧接合されている。陰極！Ｗ５は陰極端子ｗ４と溶接
され、陽極魚１０は陽極集電体を兼ねる電槽９の上端と
溶接されている。この電槽９内には陽極活物質８として
の溶融硫黄または溶融多硫化ナトリウムが含浸されたグ
ラファイトフェルト７が円筒状に収納されるとともに中
央の空間に前記固体電解質ｗｉが収納され、電ｔ＃Ｉ９
の下端には底蓋１１が溶接されて電槽９を密閉している
。
。第６図において、１はｒ−アルミナなどからなるナト
リウムイオン伝導性の固体電解質管で、この中に耐溶融
ナトリウム性金属ｍ１ａ２が充填されるとともに陰極活
物質３としての溶融す） ＩＪウムが含浸されて保持さ
れている。この金属繊維２中には陰極端子管４が挿入さ
れ、陰極集電端子として作用する。一方、固体電解質管
１の上端にはａ−アル主ナリング６カカラス半田接合さ
れ、このα−アル曳ナリング６の上面には陰極蓋５が、
下面には陽極蓋１０がそれぞれアルミニウム層を介して
熱圧接合されている。陰極！Ｗ５は陰極端子ｗ４と溶接
され、陽極魚１０は陽極集電体を兼ねる電槽９の上端と
溶接されている。この電槽９内には陽極活物質８として
の溶融硫黄または溶融多硫化ナトリウムが含浸されたグ
ラファイトフェルト７が円筒状に収納されるとともに中
央の空間に前記固体電解質ｗｉが収納され、電ｔ＃Ｉ９
の下端には底蓋１１が溶接されて電槽９を密閉している
。
上記したナトリウム−硫黄電池の電槽９および底引１１
の内面は、腐食性の高い溶融硫黄または溶融多硫化ナト
リウムと接触しているため、１１楡９および底蓋１１の
内面が腐食されると金属硫化物層が生成し、電池反応に
必要な有効硫黄魚が減少して電池容量が低下したり、こ
の金属硫化物層が陽極活物質中に溶出して電池の内部抵
抗を増加させたり、電槽９側の抵抗を増加させて充電効
率を低下させることがあった。このため電槽９および底
！に１１に耐食性のすぐれた各種のステンレスを使用し
たり、＠極活物質と接触する内面にアル曙ニウム拡散メ
ッキ、りｐム拡散メッキ、ニッケルークロムメッキなど
の表面処理を行なって耐食性の向上を図っていたが、第
５図に示すように４２０℃の多硫化ナトリウムに５０日
浸漬すると、ステンレスやアルミニウム拡散メッキ処理
したものは金属硫化物層の厚みが２００−以上になり、
ニッケルーフ田ムメッキ処理、りｐム拡散メッキ処理し
たものでも２０〜！１０７１１１１ に達し、電池容量
低下の一因となっていた。なおここで金属硫化物層の厚
みは多硫化ナトリウム中に溶出した金属硫化物量から換
算したものである。
の内面は、腐食性の高い溶融硫黄または溶融多硫化ナト
リウムと接触しているため、１１楡９および底蓋１１の
内面が腐食されると金属硫化物層が生成し、電池反応に
必要な有効硫黄魚が減少して電池容量が低下したり、こ
の金属硫化物層が陽極活物質中に溶出して電池の内部抵
抗を増加させたり、電槽９側の抵抗を増加させて充電効
率を低下させることがあった。このため電槽９および底
！に１１に耐食性のすぐれた各種のステンレスを使用し
たり、＠極活物質と接触する内面にアル曙ニウム拡散メ
ッキ、りｐム拡散メッキ、ニッケルークロムメッキなど
の表面処理を行なって耐食性の向上を図っていたが、第
５図に示すように４２０℃の多硫化ナトリウムに５０日
浸漬すると、ステンレスやアルミニウム拡散メッキ処理
したものは金属硫化物層の厚みが２００−以上になり、
ニッケルーフ田ムメッキ処理、りｐム拡散メッキ処理し
たものでも２０〜！１０７１１１１ に達し、電池容量
低下の一因となっていた。なおここで金属硫化物層の厚
みは多硫化ナトリウム中に溶出した金属硫化物量から換
算したものである。
発明の目的
本発明は上記欠点を解消するもので、腐食性の高い硫黄
もしくはアルカリ多硫化物と接触する陽極集電体を兼ね
る電槽および底蓋の耐食忰を向上させることにより、硫
黄もしくはアルカリ多硫化物を陽極とする電池の高牲能
化、長寿命化を図ることができる製造法を提供すること
を目的とする。
もしくはアルカリ多硫化物と接触する陽極集電体を兼ね
る電槽および底蓋の耐食忰を向上させることにより、硫
黄もしくはアルカリ多硫化物を陽極とする電池の高牲能
化、長寿命化を図ることができる製造法を提供すること
を目的とする。
発明の構成
本発明の陰極にアルカリ金属を、Ｖａ８ｉｉに硫黄もし
くはアルカリ多硫化物を用いた電池の製造法は、下端に
底敷を溶接した電槽の陽極と接触する内面を炭素系気体
もしくは金素系気体中で加熱処理した後、チタンまたは
チタン化合物粉末に増量剤としてのアルミナ粉＊または
マグネシア粉末またはシリカ粉末と触媒としてのアンモ
ニアハ讐ゲン化物粉末とが混合された粉末とともに水素
または不活性気体中もしくは真空中で加熱し、電槽の内
面に炭化チタン（Ｔｉｅ）または窒化チタン（ＴｉＮ）
または炭化チタンと電化チタンの固溶体（〒１ＯＮ ）
からなる皮膜を形成したものである。
くはアルカリ多硫化物を用いた電池の製造法は、下端に
底敷を溶接した電槽の陽極と接触する内面を炭素系気体
もしくは金素系気体中で加熱処理した後、チタンまたは
チタン化合物粉末に増量剤としてのアルミナ粉＊または
マグネシア粉末またはシリカ粉末と触媒としてのアンモ
ニアハ讐ゲン化物粉末とが混合された粉末とともに水素
または不活性気体中もしくは真空中で加熱し、電槽の内
面に炭化チタン（Ｔｉｅ）または窒化チタン（ＴｉＮ）
または炭化チタンと電化チタンの固溶体（〒１ＯＮ ）
からなる皮膜を形成したものである。
実施例
以下実施例により説明する。陰極にアルカリ金属を、陽
極に硫黄もしくはアルカリ多硫化物を用いる電池用の鉄
製電槽９の下端に鉄製底蓋１１を溶接して電池容器とし
、この電池容器１２を第１図のような反応容器１５内に
配し、炭素系気体としてのメタンを通じながら９２０℃
の温度で４時間加熱処理を行ない、Ｉ１１槽および底蓋
の陽極と接触する内面に厚みが約６００μｍ１表面付近
の炭素濃度が約１％の浸炭層を形成した後、冷却し、再
び反応容器１３中で第２図のようにチタン粉末に増量剤
としてのアルミナ粉末と触媒としての塩化アンモニウム
粉末とが混合された粉末１４とともに水素を通じながら
１０００℃の温度で８時間加熱すると、電池容器１２の
内面に厚みが３〜１０声ｍの炭化チタン（Ｔｉｅ）の皮
膜を形成することができる。このようにして炭化チタン
（Ｔｉｅ）の皮膜が形成された電池容器１２を４２０℃
の多硫化ナトリウム中に浸漬すると、第５図に示すよう
に５０日浸漬しても金属硫化物層の厚みは１０ ｐｍ以
下であり、ニッケルーフ１２＾メツキ処理、クロム拡散
メッキ処理したものより形成される金属硫化物層の厚み
は薄く、耐食性が向上できることがわかる。
極に硫黄もしくはアルカリ多硫化物を用いる電池用の鉄
製電槽９の下端に鉄製底蓋１１を溶接して電池容器とし
、この電池容器１２を第１図のような反応容器１５内に
配し、炭素系気体としてのメタンを通じながら９２０℃
の温度で４時間加熱処理を行ない、Ｉ１１槽および底蓋
の陽極と接触する内面に厚みが約６００μｍ１表面付近
の炭素濃度が約１％の浸炭層を形成した後、冷却し、再
び反応容器１３中で第２図のようにチタン粉末に増量剤
としてのアルミナ粉末と触媒としての塩化アンモニウム
粉末とが混合された粉末１４とともに水素を通じながら
１０００℃の温度で８時間加熱すると、電池容器１２の
内面に厚みが３〜１０声ｍの炭化チタン（Ｔｉｅ）の皮
膜を形成することができる。このようにして炭化チタン
（Ｔｉｅ）の皮膜が形成された電池容器１２を４２０℃
の多硫化ナトリウム中に浸漬すると、第５図に示すよう
に５０日浸漬しても金属硫化物層の厚みは１０ ｐｍ以
下であり、ニッケルーフ１２＾メツキ処理、クロム拡散
メッキ処理したものより形成される金属硫化物層の厚み
は薄く、耐食性が向上できることがわかる。
次にこの電池容器１２を用いて第６図のようなナトリウ
ム−硫黄電池を製作し、充放電サイクル試験を行なった
ところ、３００サイクルを経過しても電池容量の低下、
内部抵抗の増加は発生しなかった。
ム−硫黄電池を製作し、充放電サイクル試験を行なった
ところ、３００サイクルを経過しても電池容量の低下、
内部抵抗の増加は発生しなかった。
さらに炭化チタン（Ｔｉｅ）の皮膜に代えて窒化チタン
（ＴｉＮ）の皮膜を形成させるために前記電池容器１２
を第１図のような反応容器１３内に配し、窒素系気体と
しての窒素を通じなから５５０℃の温度で５０時間加熱
処理を行ない、電池容器１２の内面に厚みが約６００μ
ｍの窒化層を形成した後、冷却し、再び反応容器１３中
された粉末１４とともに水素を通じながら１０００℃の
温度で８時間加熱すると、電池容器１２の内面に厚みが
３〜１０μｍの窒化チタン（Ｔｉｅ）および炭化チタン
と窒化チタンの固溶体（ＴｉＯＮ）の混合皮膜を形成す
ることができる。このようにして窒化チタン（Ｔｉｅ）
および炭化チタンと窒化チタンの固溶体（Ｔｉ（ＩＮ）
の混合皮膜が形成された電池容器１２を４２０℃の多硫
化ナトリウム中に浸漬すると、第４図に示すように５０
日浸漬しても金属硫化物層の厚みは１０μｍ以下であり
、ニツケルークロムメッキ処理、り田ム拡散メッキ処理
したものより形成される金属硫化物層の厚みは薄く、耐
食性が向上できることがわかる。
（ＴｉＮ）の皮膜を形成させるために前記電池容器１２
を第１図のような反応容器１３内に配し、窒素系気体と
しての窒素を通じなから５５０℃の温度で５０時間加熱
処理を行ない、電池容器１２の内面に厚みが約６００μ
ｍの窒化層を形成した後、冷却し、再び反応容器１３中
された粉末１４とともに水素を通じながら１０００℃の
温度で８時間加熱すると、電池容器１２の内面に厚みが
３〜１０μｍの窒化チタン（Ｔｉｅ）および炭化チタン
と窒化チタンの固溶体（ＴｉＯＮ）の混合皮膜を形成す
ることができる。このようにして窒化チタン（Ｔｉｅ）
および炭化チタンと窒化チタンの固溶体（Ｔｉ（ＩＮ）
の混合皮膜が形成された電池容器１２を４２０℃の多硫
化ナトリウム中に浸漬すると、第４図に示すように５０
日浸漬しても金属硫化物層の厚みは１０μｍ以下であり
、ニツケルークロムメッキ処理、り田ム拡散メッキ処理
したものより形成される金属硫化物層の厚みは薄く、耐
食性が向上できることがわかる。
次にこの電池容器１２を用いて第６図のようなナトリウ
ム−硫黄電池を製作し、充放電サイクル試験を行なった
ところ、５００サイクルを経過しても電池容量の低下、
内部抵抗の増加は発生しなかっ′た。
ム−硫黄電池を製作し、充放電サイクル試験を行なった
ところ、５００サイクルを経過しても電池容量の低下、
内部抵抗の増加は発生しなかっ′た。
なお上記各実施例では、鉄製１４Ｌ檜および底魚を電池
容器１２に使用したが、ステンレスのような耐滴融硫黄
、多硫化ナトリウム性の細材であれば、本発明の製造法
により一層耐食性のすぐれた電池容器を得ることができ
る。また増量剤は形成される皮膜を緻密にさせるための
もので、アルミナ粉末以外にマグネシア粉末またはシリ
カ粉末が使用でき、触媒は塩化アンモニウム以外に臭化
アンモニウム、曹つ化アンモニウム、７ツ化アンモニウ
ムが使用しうろことは言うまでもない。さらに加熱温度
は電槽および底蓋の材質、通じる気体の種類、増量剤お
よび触媒の種類により２００℃〜１５００℃の間で適宜
定めうるちのである。
容器１２に使用したが、ステンレスのような耐滴融硫黄
、多硫化ナトリウム性の細材であれば、本発明の製造法
により一層耐食性のすぐれた電池容器を得ることができ
る。また増量剤は形成される皮膜を緻密にさせるための
もので、アルミナ粉末以外にマグネシア粉末またはシリ
カ粉末が使用でき、触媒は塩化アンモニウム以外に臭化
アンモニウム、曹つ化アンモニウム、７ツ化アンモニウ
ムが使用しうろことは言うまでもない。さらに加熱温度
は電槽および底蓋の材質、通じる気体の種類、増量剤お
よび触媒の種類により２００℃〜１５００℃の間で適宜
定めうるちのである。
発明の効果
実施例において詳述した如く、本発明の電池の製造法は
ナシリウムー硫黄電池のような硫黄もしくはアルカリ多
硫化物を陽極とする電池の高性能化１長寿命化を図るこ
とができる。
ナシリウムー硫黄電池のような硫黄もしくはアルカリ多
硫化物を陽極とする電池の高性能化１長寿命化を図るこ
とができる。
第１図、第２図は本発明の電池の製造法に使用される反
応容器の断面図、第３図、第４図は本発明の電池の製造
法により電池容器の内面に形成した各種の皮膜に対して
生成される金属硫化物層の厚みの変化を示す図、頗５図
は従来の電池容器に対して生成される金属硫化物層の厚
みの変化を示す図、第６図はナトリウム−硫黄電池の断
面図である。
応容器の断面図、第３図、第４図は本発明の電池の製造
法により電池容器の内面に形成した各種の皮膜に対して
生成される金属硫化物層の厚みの変化を示す図、頗５図
は従来の電池容器に対して生成される金属硫化物層の厚
みの変化を示す図、第６図はナトリウム−硫黄電池の断
面図である。
Claims (4)
- （１）陰極活物質にアルカリ金属を、陽極活物質に硫黄
もしくはアルカリ多硫化物を用いた電池の製造法におい
て、電槽の下端に底蓋を溶接した電池容器を炭素系気体
もしくは窒素系気体中で２００℃〜１５００℃で加熱処
理した後、チタンまたはチタン化合物粉末に添加剤が混
合された粉末とともに水素または不活性気体中もしくは
真空中で再び３００℃〜１２００℃に加熱し、電池容器
の内面に炭化チタン（ＴｉＣ）または窒化チタン（Ｔｉ
Ｎ）または炭化チタンと窒化チタンの固溶体（ＴｉＣＮ
）もしくはこれらの混合物からなる皮膜を形成し、この
電池容器内に陽極活物質を充填して電池とすることを特
徴とする電池の製造法。 - （２）炭素系気体は炭化水素、二酸化炭素等、窒素系気
体は窒素、アンモニア等である特許請求の範囲第１項記
載の電池の製造法。 - （３）添加剤は増量剤としてのアルミナ粉末またはマグ
ネシア粉末またはシリカ粉末と触媒としてのアンモニア
ハロゲン化物との混合物である特許請求の範囲第１項記
載の電池の製造法。 - （４）電槽および底蓋は鉄またはステンレスである特許
請求の範囲第１項記載の電池の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61132399A JPS62290067A (ja) | 1986-06-06 | 1986-06-06 | 電池の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61132399A JPS62290067A (ja) | 1986-06-06 | 1986-06-06 | 電池の製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62290067A true JPS62290067A (ja) | 1987-12-16 |
Family
ID=15080482
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61132399A Pending JPS62290067A (ja) | 1986-06-06 | 1986-06-06 | 電池の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62290067A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005114767A1 (en) * | 2004-04-23 | 2005-12-01 | Lg Chem, Ltd. | Anode active material with improved electrochemical properties and electrochemical device comprising the same |
| WO2008053210A1 (en) * | 2006-10-31 | 2008-05-08 | Nanotecture Ltd | Electrochemical cell for use in smart cards |
| CN103746098A (zh) * | 2013-12-25 | 2014-04-23 | 中南大学 | 一种富氮多模蜂窝碳-硫复合正极材料的制备方法 |
| CN109883143A (zh) * | 2018-12-26 | 2019-06-14 | 深圳市卓能新能源股份有限公司 | 锂电池烘干工艺 |
-
1986
- 1986-06-06 JP JP61132399A patent/JPS62290067A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005114767A1 (en) * | 2004-04-23 | 2005-12-01 | Lg Chem, Ltd. | Anode active material with improved electrochemical properties and electrochemical device comprising the same |
| US7629082B2 (en) | 2004-04-23 | 2009-12-08 | Lg Chem, Ltd. | Anode active material with improved electrochemical properties and electrochemical device comprising the same |
| US7754385B2 (en) | 2004-04-23 | 2010-07-13 | Lg Chem, Ltd. | Anode active material with improved electrochemical properties and electrochemical device comprising the same |
| WO2008053210A1 (en) * | 2006-10-31 | 2008-05-08 | Nanotecture Ltd | Electrochemical cell for use in smart cards |
| CN103746098A (zh) * | 2013-12-25 | 2014-04-23 | 中南大学 | 一种富氮多模蜂窝碳-硫复合正极材料的制备方法 |
| CN109883143A (zh) * | 2018-12-26 | 2019-06-14 | 深圳市卓能新能源股份有限公司 | 锂电池烘干工艺 |
| CN109883143B (zh) * | 2018-12-26 | 2021-11-05 | 深圳市卓能新能源股份有限公司 | 锂电池烘干工艺 |
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