JPS6237883A - ナトリウム−硫黄電池 - Google Patents
ナトリウム−硫黄電池Info
- Publication number
- JPS6237883A JPS6237883A JP60176236A JP17623685A JPS6237883A JP S6237883 A JPS6237883 A JP S6237883A JP 60176236 A JP60176236 A JP 60176236A JP 17623685 A JP17623685 A JP 17623685A JP S6237883 A JPS6237883 A JP S6237883A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sodium
- sulfur
- anode
- cathode
- battery
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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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
- H01M10/39—Accumulators not provided for in groups H01M10/05-H01M10/34 working at high temperature
- 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
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- Electrochemistry (AREA)
- 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】
産業上の利用分針
本発明はナトリウム−硫黄電池に関す゛るもので、さら
に詳しく言えばその陽極電導材の構造に関するものであ
る。
に詳しく言えばその陽極電導材の構造に関するものであ
る。
従来技術とその問題点
ナトリウム−硫黄電池は＃１２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
ミナの如き固体電解質管１の上端にガラス半田接合され
たａ−アル叱ナリング２の上面に陰極補助Ｉｆ ５’が
１下面に陽極蓋４がそれぞれ熱圧接合されている。固体
電解質管１内の陰極室にはステンレス、鉄、ニク四ム、
ア、／Ｉ／ｌニウム等の金属繊維５が充填され、中心に
陰極蓋６が溶接されたステンレス被覆銅からなる陰極集
電端子１０が挿入され、さらに陰極集電端子１０の上端
より陰極活物質６としてのナトリウムが真空含浸にて充
填され、該陰極集電端子１０の先端部が真空溶接されて
真空密閉されている。また陽極室は、陽極蓋４に溶接さ
れた耐溶融硫黄１多硫化ナトリウム製金属からなる陽ｔ
１１１ｉ集電体を兼ねる電ＮＩ７と固体電解質管１との
間の領域で、陽極活物質８としての硫黄を含浸させたグ
ラファイトフェルトからなる陽極電導材９が配設され、
底蓋１１が電槽７に溶接されて真空密閉されている。
、ナトリウムイオン伝導性のβ−アルミナ、β′−アル
ミナの如き固体電解質管１の上端にガラス半田接合され
たａ−アル叱ナリング２の上面に陰極補助Ｉｆ ５’が
１下面に陽極蓋４がそれぞれ熱圧接合されている。固体
電解質管１内の陰極室にはステンレス、鉄、ニク四ム、
ア、／Ｉ／ｌニウム等の金属繊維５が充填され、中心に
陰極蓋６が溶接されたステンレス被覆銅からなる陰極集
電端子１０が挿入され、さらに陰極集電端子１０の上端
より陰極活物質６としてのナトリウムが真空含浸にて充
填され、該陰極集電端子１０の先端部が真空溶接されて
真空密閉されている。また陽極室は、陽極蓋４に溶接さ
れた耐溶融硫黄１多硫化ナトリウム製金属からなる陽ｔ
１１１ｉ集電体を兼ねる電ＮＩ７と固体電解質管１との
間の領域で、陽極活物質８としての硫黄を含浸させたグ
ラファイトフェルトからなる陽極電導材９が配設され、
底蓋１１が電槽７に溶接されて真空密閉されている。
以上の如き構成でなるナトリウム−硫黄電池を電池作動
温度約５５０℃において放電させると、固体電解質管１
内の陽極活物質６としてのナトリウムがイオン化し、固
体電解質管１を通って陽極電導材９の方へ移動し、陽極
電導材９中の陽極活物質８としての硫黄と反応して放電
生成物Ｎａ２８Ｘを生成し、Ｘ−２，７〜３．０になっ
た時点で放電は終了する。
温度約５５０℃において放電させると、固体電解質管１
内の陽極活物質６としてのナトリウムがイオン化し、固
体電解質管１を通って陽極電導材９の方へ移動し、陽極
電導材９中の陽極活物質８としての硫黄と反応して放電
生成物Ｎａ２８Ｘを生成し、Ｘ−２，７〜３．０になっ
た時点で放電は終了する。
続いて充電すると陽極電導材９中の放電生成物Ｎ＆２８
ＸはＮａ２８５を経て硫黄に戻され、ナトリウムイオン
は固体電解質管１を通って陰極室内に戻される。ところ
が放電後の充電時においては陽極電場材９中で硫黄の析
出が一様に進行するが、この析出した硫黄の拡散が十分
なされずに固体電解質管１の外側表面に付着して電気抵
抗層として働くため、ナトリウムイオンの陰極室内への
移動が妨げられ、充電が十分になされないままに充電末
電圧の約３．Ｏｖに達し、これが充放電サイクルを経る
に従って規定通りの電池容量が得られなくなるという問
題を発生させていた。
ＸはＮａ２８５を経て硫黄に戻され、ナトリウムイオン
は固体電解質管１を通って陰極室内に戻される。ところ
が放電後の充電時においては陽極電場材９中で硫黄の析
出が一様に進行するが、この析出した硫黄の拡散が十分
なされずに固体電解質管１の外側表面に付着して電気抵
抗層として働くため、ナトリウムイオンの陰極室内への
移動が妨げられ、充電が十分になされないままに充電末
電圧の約３．Ｏｖに達し、これが充放電サイクルを経る
に従って規定通りの電池容量が得られなくなるという問
題を発生させていた。
、上記の如き問題を解消する陽極電場材として特開昭５
６−３５３７４号公報には、繊維の配向に対して横断方
向にニードルパンチングを施し、導電度を改良させるこ
とが記載されている。しかしながらこのような陽極電場
材を用いて電池を量産した場合、特性のバラツキが大き
くなり、また製造コストが高くなるという欠点を有し、
陽極電導材に対して空間が大きくなるため、電気抵抗が
高くなって充放電サイクルを経るに従って電池容量、放
電平均電圧が低下するという欠点があった。
６−３５３７４号公報には、繊維の配向に対して横断方
向にニードルパンチングを施し、導電度を改良させるこ
とが記載されている。しかしながらこのような陽極電場
材を用いて電池を量産した場合、特性のバラツキが大き
くなり、また製造コストが高くなるという欠点を有し、
陽極電導材に対して空間が大きくなるため、電気抵抗が
高くなって充放電サイクルを経るに従って電池容量、放
電平均電圧が低下するという欠点があった。
発明の目的
本発明は上記欠点を解消するもので、量産性のすぐれた
陽極電導材を用いることにより、製造ブス）を低減せし
めた、特性のバラツキの少ないすＦリウムー硫黄篇池を
提供することを目的とする。
陽極電導材を用いることにより、製造ブス）を低減せし
めた、特性のバラツキの少ないすＦリウムー硫黄篇池を
提供することを目的とする。
発明の構成
本発明のナトリウム−硫黄電池は、陽極活物質を含浸さ
せる陽極電導材が少な（とも縦方向および横方向に２分
割されるとともに、各々の内側面に設けられた縦方向の
溝により陽極電導材を構成する単繊維が分断されてなる
ものである。
せる陽極電導材が少な（とも縦方向および横方向に２分
割されるとともに、各々の内側面に設けられた縦方向の
溝により陽極電導材を構成する単繊維が分断されてなる
ものである。
実施例
以下実施例により説明する。第１図は本発明のナトリウ
ム−硫黄電池に使用する陽極電導材の斜視図で、縦方向
および横方向に２分割された構成を有し、内側面に溝ム
を設けている。この溝ムは陽極電導材９を構成する単一
に− ｍ維を分断して電気抵抗を高めるためのもので、充電初
期には析出する硫黄を外側面に多く分布させるようにす
るとともに充電が進行した時にはこの溝ムに最初に析出
させて固体電解質管１の表面が硫黄で覆われにくいよう
にしている。本発明の実施例では、外側に厚さ１０１１
１１．幅１１０ｍ、長さ１９０ｓ＠のグラファイトフェ
ルトを、内側に厚さ５ｍｓ １１１００ｍ、長さ１９０
酩のダラファイトフエルトを積層させ、陽極活物質８と
しての硫黄を１８５ｇ含浸させて圧縮成製し、外径３２
．５闘、内径２３．５鴎、長さ１９０關の陽極電導材９
の４分割体とし、さらに第１図の如き幅２．５鴎、深さ
３鴎の溝ムを７箇所設けて陽極室内に配している。
ム−硫黄電池に使用する陽極電導材の斜視図で、縦方向
および横方向に２分割された構成を有し、内側面に溝ム
を設けている。この溝ムは陽極電導材９を構成する単一
に− ｍ維を分断して電気抵抗を高めるためのもので、充電初
期には析出する硫黄を外側面に多く分布させるようにす
るとともに充電が進行した時にはこの溝ムに最初に析出
させて固体電解質管１の表面が硫黄で覆われにくいよう
にしている。本発明の実施例では、外側に厚さ１０１１
１１．幅１１０ｍ、長さ１９０ｓ＠のグラファイトフェ
ルトを、内側に厚さ５ｍｓ １１１００ｍ、長さ１９０
酩のダラファイトフエルトを積層させ、陽極活物質８と
しての硫黄を１８５ｇ含浸させて圧縮成製し、外径３２
．５闘、内径２３．５鴎、長さ１９０關の陽極電導材９
の４分割体とし、さらに第１図の如き幅２．５鴎、深さ
３鴎の溝ムを７箇所設けて陽極室内に配している。
上記の如き構成を有する本発明のナトリウム−硫黄電池
と、溝ムを設けずにニードルパンチングを施した従来の
ナトリウム−硫黄電池とについて、充放電サイクルと電
池容量および放電平均電圧との関係を調査し、表−１に
その結果を示す。
と、溝ムを設けずにニードルパンチングを施した従来の
ナトリウム−硫黄電池とについて、充放電サイクルと電
池容量および放電平均電圧との関係を調査し、表−１に
その結果を示す。
表 −１
表−１から本発明電池と従来電池とで：ま、充放電サイ
クルの初期において電池容量、放電平均電圧はほとんど
同じであるが、充放電サイクルを経るに従って従来電池
では電池容量、放電平均電圧がともに低下してきている
のに対し、本発明電池ではほとんど変化していないこと
がわかる。これは充電時に固体電解質管の表面に硫黄が
析出しに＜＜、電池容量に対する充電容量が充放電サイ
クルを経てもほとんど変化していないことによるもので
ある。
クルの初期において電池容量、放電平均電圧はほとんど
同じであるが、充放電サイクルを経るに従って従来電池
では電池容量、放電平均電圧がともに低下してきている
のに対し、本発明電池ではほとんど変化していないこと
がわかる。これは充電時に固体電解質管の表面に硫黄が
析出しに＜＜、電池容量に対する充電容量が充放電サイ
クルを経てもほとんど変化していないことによるもので
ある。
一方、第３図は本発明の他の実施例のナトリウム−硫黄
電池の横断面図で、溝ムに電気絶縁性物質Ｂとしてのａ
−アルミナ粉末、β−アルミナ粉末、ガラス粉末または
これらの繊維状物質を充填したもので、溝ムの電気抵抗
を高めて充電時の硫黄の析出を陽極電導材９の外側面か
ら促進させるようにしたものである。
電池の横断面図で、溝ムに電気絶縁性物質Ｂとしてのａ
−アルミナ粉末、β−アルミナ粉末、ガラス粉末または
これらの繊維状物質を充填したもので、溝ムの電気抵抗
を高めて充電時の硫黄の析出を陽極電導材９の外側面か
ら促進させるようにしたものである。
さらに第４図は溝Ａの各相の断面形状を示すもので、半
円形、四角形、三角形、台形が表−１と同皓の効果を示
すことが確認されたが、作業性の点から考慮すれば四角
形であるのが良好である。
円形、四角形、三角形、台形が表−１と同皓の効果を示
すことが確認されたが、作業性の点から考慮すれば四角
形であるのが良好である。
なお以上の実施例において、陽極電導材および溝の深さ
、幅については、陽極室の大きさ、形状および電池容量
により任意に定めるべきもので、特に限定するものでは
ない。
、幅については、陽極室の大きさ、形状および電池容量
により任意に定めるべきもので、特に限定するものでは
ない。
発明の効果
実施例において詳述した如く、本発明電池溝
は陽極電導材の内側面に件舎寺を設けたことにより、充
放電サイクルを経ても電池容量に対する充電容量が減少
せず、特性のすぐれたナトリウム−硫黄電池を得ること
ができる。
放電サイクルを経ても電池容量に対する充電容量が減少
せず、特性のすぐれたナトリウム−硫黄電池を得ること
ができる。
第１図は本発明のナトリウム−硫黄電池に使用する陽極
電導材の斜視図、第２図はナトリウム−硫黄電池の断面
図、ｔｓ３図は本発明の他の実施例のナトリウム−硫黄
電池の横断面図、第４図は溝の断面形状を示す図である
。 １・・・固体電解質管 ２・・・ａ−アルミナリング
７・・・電槽 ８・・・陽極活物質９・・・
陽極電導材
電導材の斜視図、第２図はナトリウム−硫黄電池の断面
図、ｔｓ３図は本発明の他の実施例のナトリウム−硫黄
電池の横断面図、第４図は溝の断面形状を示す図である
。 １・・・固体電解質管 ２・・・ａ−アルミナリング
７・・・電槽 ８・・・陽極活物質９・・・
陽極電導材
Claims (4)
- （１）ナトリウムイオン伝導性固体電解質管が内挿され
た陽極集電体を兼ねる電槽と前記固体電解質管との間の
陽極室に、陽極活物質を含浸するとともに内側面の単繊
維を分断させる複数本の縦方向の溝を設けた陽極電導材
を配設したことを特徴とするナトリウム−硫黄電油。 - （２）陽極電導材は少なくとも縦方向および横方向に２
分割されてい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。 - （３）陽極電導材に設けた溝に電気絶縁性物質が充填さ
れていることを特徴とする特許請求の範囲第１、２項記
載のナトリウム−硫黄電池。 - （４）電気絶縁性物質はα−アルミナ粉末、β−アルミ
ナ粉末、ガラス粉末またはこれらの繊維状物質であるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第３項記載のナトリウム
−硫黄電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60176236A JPS6237883A (ja) | 1985-08-09 | 1985-08-09 | ナトリウム−硫黄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60176236A JPS6237883A (ja) | 1985-08-09 | 1985-08-09 | ナトリウム−硫黄電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6237883A true JPS6237883A (ja) | 1987-02-18 |
Family
ID=16010016
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60176236A Pending JPS6237883A (ja) | 1985-08-09 | 1985-08-09 | ナトリウム−硫黄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6237883A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0291875A2 (de) * | 1987-05-19 | 1988-11-23 | Asea Brown Boveri Aktiengesellschaft | Elektrochemische Speicherzelle |
| JPH01177868U (ja) * | 1988-06-06 | 1989-12-19 | ||
| JPH0582160A (ja) * | 1991-09-24 | 1993-04-02 | Ngk Insulators Ltd | ナトリウム−硫黄電池 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5478435A (en) * | 1977-12-05 | 1979-06-22 | Yuasa Battery Co Ltd | Sodiummsulfer cell |
| JPS6226768A (ja) * | 1985-07-29 | 1987-02-04 | Tokyo Electric Power Co Inc:The | ナトリウム−硫黄電池 |
-
1985
- 1985-08-09 JP JP60176236A patent/JPS6237883A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5478435A (en) * | 1977-12-05 | 1979-06-22 | Yuasa Battery Co Ltd | Sodiummsulfer cell |
| JPS6226768A (ja) * | 1985-07-29 | 1987-02-04 | Tokyo Electric Power Co Inc:The | ナトリウム−硫黄電池 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0291875A2 (de) * | 1987-05-19 | 1988-11-23 | Asea Brown Boveri Aktiengesellschaft | Elektrochemische Speicherzelle |
| JPH01177868U (ja) * | 1988-06-06 | 1989-12-19 | ||
| JPH0582160A (ja) * | 1991-09-24 | 1993-04-02 | Ngk Insulators Ltd | ナトリウム−硫黄電池 |
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