JPS6326947A - ナトリウム−硫黄電池とその製造法 - Google Patents
ナトリウム−硫黄電池とその製造法Info
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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
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-
- 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
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分舒
本発明はナトリウム−硫黄電池とその製造法に関するも
ので、さらに詳しく言えば電気絶縁材としてのα−アル
ミナリングに接合される陽極蓋、陰極蓋などの金属材の
接合強度を高めることができるナトリウム−硫黄電池と
その製造法に関するものである。
ので、さらに詳しく言えば電気絶縁材としてのα−アル
ミナリングに接合される陽極蓋、陰極蓋などの金属材の
接合強度を高めることができるナトリウム−硫黄電池と
その製造法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、陰極活物質としてのナシリウ
ムと、陽極活物質としての硫黄とがβ−アル電す、β′
−アルミナの如きナトリウムイオン伝導性の固体電解質
管により分離され、３００℃〜３５０℃の温度下で動作
させる完全密閉形の二次電池である。このナトリウム−
硫黄電池の従来構造を第５図、第４図により説明する。
ムと、陽極活物質としての硫黄とがβ−アル電す、β′
−アルミナの如きナトリウムイオン伝導性の固体電解質
管により分離され、３００℃〜３５０℃の温度下で動作
させる完全密閉形の二次電池である。このナトリウム−
硫黄電池の従来構造を第５図、第４図により説明する。
第５図、第４図において、１は固体電解質管で、上端に
α−アルミナリング２がガラス早出１１で接合されてい
る。３は陰極蓋、４は陽極蓋で、それぞれα−アルミナ
リング２の上面、下面にアルミニウムＮｓ５を介して６
００〜６２０℃の温度の空気中で熱圧接合されている。
α−アルミナリング２がガラス早出１１で接合されてい
る。３は陰極蓋、４は陽極蓋で、それぞれα−アルミナ
リング２の上面、下面にアルミニウムＮｓ５を介して６
００〜６２０℃の温度の空気中で熱圧接合されている。
固体電解質管１の外側と陽極蓋４に溶接された１１ｍ６
の内側との間隙の１ｓｌＩｉｌ極室には、グラ７アイト
フエルトなどの陽極電場材に含浸された陽極活物質７と
しての硫黄が充填され、固体電解質管１内の陰極室には
、金属繊維に含浸された陰極活物質８としてのナトリウ
ムが充填されている。この陰極室は陰極Ｍ３の上面１０
には陰極端子管９を貫通させて密閉されている。
の内側との間隙の１ｓｌＩｉｌ極室には、グラ７アイト
フエルトなどの陽極電場材に含浸された陽極活物質７と
しての硫黄が充填され、固体電解質管１内の陰極室には
、金属繊維に含浸された陰極活物質８としてのナトリウ
ムが充填されている。この陰極室は陰極Ｍ３の上面１０
には陰極端子管９を貫通させて密閉されている。
上記の如き従来構造のす）ＩＪウムー硫黄述池は、熱圧
接合する工程が量産性の妨げとなるうえに固体電解質管
１とα−アルミナリング２とをガラス半田接合する際に
気泡を生じたり、ガラス早出が均一に流入しにくいため
に４Ａ密不良を生じることがあった。またガラス半田接
合し°た後、約６ｓＯ℃に加熱してα−アルミナリング
２の上、下面にアルｌニウム層５を介して陰極蓋５、陰
極蓋４を熱圧接合しているので、電池の耐熱温度は６５
０℃程度で、長期間連続使用すると接合強度が低下した
り、接合部が剥離することがあった。また上記熱圧接合
後、陽極蓋４とＩＩ！槽６とを溶接するので、この時の
溶接熱に上り熱圧接合部の接合強度が低下することがあ
った。さらに電池作動時に陰極活物質８が陰極室の上部
空間まで上昇してくると、陰極活物質８により熱圧接合
部が腐食されて気密不良を発生させるという欠点があっ
た。
接合する工程が量産性の妨げとなるうえに固体電解質管
１とα−アルミナリング２とをガラス半田接合する際に
気泡を生じたり、ガラス早出が均一に流入しにくいため
に４Ａ密不良を生じることがあった。またガラス半田接
合し°た後、約６ｓＯ℃に加熱してα−アルミナリング
２の上、下面にアルｌニウム層５を介して陰極蓋５、陰
極蓋４を熱圧接合しているので、電池の耐熱温度は６５
０℃程度で、長期間連続使用すると接合強度が低下した
り、接合部が剥離することがあった。また上記熱圧接合
後、陽極蓋４とＩＩ！槽６とを溶接するので、この時の
溶接熱に上り熱圧接合部の接合強度が低下することがあ
った。さらに電池作動時に陰極活物質８が陰極室の上部
空間まで上昇してくると、陰極活物質８により熱圧接合
部が腐食されて気密不良を発生させ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、固体電解質管とα
−アルミナリングとのガラス半田接合部の気密性を向上
させ、かつこのα−アルミナリングと陰極蓋、陽極蓋と
の接合強度を高めることにより、耐用年数の長い、量産
性のすぐれたナトリウム−硫黄電池とその製造法を提供
することを目的とする。
−アルミナリングとのガラス半田接合部の気密性を向上
させ、かつこのα−アルミナリングと陰極蓋、陽極蓋と
の接合強度を高めることにより、耐用年数の長い、量産
性のすぐれたナトリウム−硫黄電池とその製造法を提供
することを目的とする。
発明の構成
本発明のナトリウム−硫黄電池は、１個のα−アルミナ
リングの上面に無酸素銅層を介在させて陰極蓋を熱溶着
接合し、このα−アルミナリングの上面または他のα−
アルミナリングの下面に無酸素ｆＲ層を介在させて陽極
蓋を熱溶着接合するとともに熱溶着接合した端面をニッ
ケルろう被覆し、前記１個または２個のα−アルミナリ
ングを固体電解質管の上部開口端の外側面にガラス半田
接合したものである。またその製造法は、１個のα−ア
ルミナリングの上面またはこの１個のａ−アルミナリン
グの上面と池のα−アルミナリングの下面とに無酸素銅
を配し、温度約１０８５℃〜１１３０℃の真空下で熱処
理して無酸素銅層を形成した後、１個のα−アル犬ナナ
リング上面に陰極蓋と陽極蓋とを、または１個のα−ア
ルミナリングの上面に陰極蓋と他のα−アルミナリング
の下面にＩｔ！！ ｈ ’Ｊとを熱溶着接合するととも
に熱溶着接合した端面をニッケルろう被覆し、前記１個
または２個のα−アルミナリングを固体電解質管の上部
開口端の外側面にガラス半田接合するものである。
リングの上面に無酸素銅層を介在させて陰極蓋を熱溶着
接合し、このα−アルミナリングの上面または他のα−
アルミナリングの下面に無酸素ｆＲ層を介在させて陽極
蓋を熱溶着接合するとともに熱溶着接合した端面をニッ
ケルろう被覆し、前記１個または２個のα−アルミナリ
ングを固体電解質管の上部開口端の外側面にガラス半田
接合したものである。またその製造法は、１個のα−ア
ルミナリングの上面またはこの１個のａ−アルミナリン
グの上面と池のα−アルミナリングの下面とに無酸素銅
を配し、温度約１０８５℃〜１１３０℃の真空下で熱処
理して無酸素銅層を形成した後、１個のα−アル犬ナナ
リング上面に陰極蓋と陽極蓋とを、または１個のα−ア
ルミナリングの上面に陰極蓋と他のα−アルミナリング
の下面にＩｔ！！ ｈ ’Ｊとを熱溶着接合するととも
に熱溶着接合した端面をニッケルろう被覆し、前記１個
または２個のα−アルミナリングを固体電解質管の上部
開口端の外側面にガラス半田接合するものである。
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−硫黄電池の要部断面図で、第５図、第４図と共通す
る部分には同じ符号を付している。第１図において、１
＠のα−アルミナリング２の上面に厚さ約１鴎の無酸素
銅を配し、圧力１０−” ｔｏｒｒ 、 温度約１１２
０℃の真空下で約３０分間熱処理して無酸素１ｍ １２
を形成し、研削して厚さ約Ｑ、５ｍｍの平滑面とすると
ともに＝ｙケルろう１３を塗布し、陰極蓋３、陽極蓋４
をステンレス製の加圧治具で加圧しながら温度約１０６
５℃の真空下で約４５分間熱処理して陰極蓋３と陽極′
ｔ１４とをα−ア／Ｉ／ｌナリング２の上面に熱溶着接
合するとともにａ−アルミナリング２を固体ｌｉｔ解質
管１にガラス半田１１により接合する。こうして得られ
た熱溶着接合体は、熱溶着接合された端面がすべてニッ
ケルろう１５で被覆されていた。このような本発明の熱
溶着接合体と従来のアルミニウム層を介した熱圧接合体
とを１０個ずつ製作し、３５０℃の溶融ナトリウム浸漬
時における接合部の剥Ｉ１１発生状況１ナトリウムによ
る腐食の有無、最高耐熱温度を調査し、結果を表−１に
示す。
ム−硫黄電池の要部断面図で、第５図、第４図と共通す
る部分には同じ符号を付している。第１図において、１
＠のα−アルミナリング２の上面に厚さ約１鴎の無酸素
銅を配し、圧力１０−” ｔｏｒｒ 、 温度約１１２
０℃の真空下で約３０分間熱処理して無酸素１ｍ １２
を形成し、研削して厚さ約Ｑ、５ｍｍの平滑面とすると
ともに＝ｙケルろう１３を塗布し、陰極蓋３、陽極蓋４
をステンレス製の加圧治具で加圧しながら温度約１０６
５℃の真空下で約４５分間熱処理して陰極蓋３と陽極′
ｔ１４とをα−ア／Ｉ／ｌナリング２の上面に熱溶着接
合するとともにａ−アルミナリング２を固体ｌｉｔ解質
管１にガラス半田１１により接合する。こうして得られ
た熱溶着接合体は、熱溶着接合された端面がすべてニッ
ケルろう１５で被覆されていた。このような本発明の熱
溶着接合体と従来のアルミニウム層を介した熱圧接合体
とを１０個ずつ製作し、３５０℃の溶融ナトリウム浸漬
時における接合部の剥Ｉ１１発生状況１ナトリウムによ
る腐食の有無、最高耐熱温度を調査し、結果を表−１に
示す。
表 −１
表−１から従来品では１年以内で接合部がすべて剥離し
ていたのに対し、本発明品では１年以内に接合部が剥離
したものは皆無であった。
ていたのに対し、本発明品では１年以内に接合部が剥離
したものは皆無であった。
また腐食の発生もなく、最高耐熱濃度も高くなったので
、この接合体を用いてナトリウム−硫、黄電池を製作す
れば耐用年数の長い電池が得られることがわかる。
、この接合体を用いてナトリウム−硫、黄電池を製作す
れば耐用年数の長い電池が得られることがわかる。
第２図は本発明の他の実施例の要部断面図で、第１図と
共通する部分には同じ符号を付している。この実施例は
２−１ ｔ ２−２のようにα−アルミナリングを２個
用い、１個のα−アルミナリング２−１の上面に陽極蓋
３を、他のａ −アル煮ナリンダ２−２の下面に陽極蓋
４を無酸素鋼層１２を介在させて熱溶着接合したもので
ある。この熱溶着接合は、１個のα−アルセナリング２
−１の上面と他のα−ア／Ｉ／ｌナリング２−２の下面
とに外径が５６１１内径が４８闘、厚さがＱ、５ｍｍの
無酸素銅リング１５を配し、陽極蓋３の下面と陽極蓋４
の上面とに設けた厚さ約２０μｍの銅被覆層１４ととも
に加圧しながら温度約１１１０℃の真空下で約３０分間
熱処理して熱溶着接合するとともに各α−アルミナリン
グ２−１．２−２を固体電解質管１にガラス半田１１に
より接合したものである。こうして得られた熱溶着接合
体を耐食性向上のために熱溶着接合された端面にアル之
す系、シリカ系塗料を塗布し、第１図の接合体と同じ試
験を行ったところ、剥離の発生状況、最高耐熱温度は同
じであったが、ナトリウムによる腐食が僅かに詔められ
た。一方、上記塗料に代えて熱溶着接合された端面にニ
ッケルろう１３を塗布し、温度約１０６５℃の真空下で
約３１分間熱処理したものであればナトリウムによる腐
食は認められなかった。
共通する部分には同じ符号を付している。この実施例は
２−１ ｔ ２−２のようにα−アルミナリングを２個
用い、１個のα−アルミナリング２−１の上面に陽極蓋
３を、他のａ −アル煮ナリンダ２−２の下面に陽極蓋
４を無酸素鋼層１２を介在させて熱溶着接合したもので
ある。この熱溶着接合は、１個のα−アルセナリング２
−１の上面と他のα−ア／Ｉ／ｌナリング２−２の下面
とに外径が５６１１内径が４８闘、厚さがＱ、５ｍｍの
無酸素銅リング１５を配し、陽極蓋３の下面と陽極蓋４
の上面とに設けた厚さ約２０μｍの銅被覆層１４ととも
に加圧しながら温度約１１１０℃の真空下で約３０分間
熱処理して熱溶着接合するとともに各α−アルミナリン
グ２−１．２−２を固体電解質管１にガラス半田１１に
より接合したものである。こうして得られた熱溶着接合
体を耐食性向上のために熱溶着接合された端面にアル之
す系、シリカ系塗料を塗布し、第１図の接合体と同じ試
験を行ったところ、剥離の発生状況、最高耐熱温度は同
じであったが、ナトリウムによる腐食が僅かに詔められ
た。一方、上記塗料に代えて熱溶着接合された端面にニ
ッケルろう１３を塗布し、温度約１０６５℃の真空下で
約３１分間熱処理したものであればナトリウムによる腐
食は認められなかった。
なお上記実施例でα−アルミナリングと固体電解質管と
のガラス半田接合は、固体電解質管の外側面にガラス半
田を溶着させた後、ａ−、アルミナリングを固体電解質
管の上端および、または下端より挿入して熱処理し、固
体電解質管を自然に降下させたもので、気密性のすぐれ
たガラス半田接合を得ることができる。
のガラス半田接合は、固体電解質管の外側面にガラス半
田を溶着させた後、ａ−、アルミナリングを固体電解質
管の上端および、または下端より挿入して熱処理し、固
体電解質管を自然に降下させたもので、気密性のすぐれ
たガラス半田接合を得ることができる。
発明の効果
実施例において詳述した如く、本発明のナトリウム−硫
黄電池は、最高耐熱温度を高くでき、しかも熱溶９＆接
合部の耐食性、ガラス半田接合部の気密性を向上させる
ことができるので、電池の耐用年数を数年以上にするこ
とができる。
黄電池は、最高耐熱温度を高くでき、しかも熱溶９＆接
合部の耐食性、ガラス半田接合部の気密性を向上させる
ことができるので、電池の耐用年数を数年以上にするこ
とができる。
またその製造法は熱溶着接合などをｖ１気炉内で多量に
行うことができるので、量産性という点においてすぐれ
ている。
行うことができるので、量産性という点においてすぐれ
ている。
第１図、第２図は本発明のナトリウム−硫黄電池の要部
断面図、第５図は第４図のＡ部拡大図、第４図は従来の
ナトリウム−硫黄電池の断面図である。 １・・・固体電解質管
断面図、第５図は第４図のＡ部拡大図、第４図は従来の
ナトリウム−硫黄電池の断面図である。 １・・・固体電解質管
Claims (4)
- （１）１個のα−アルミナリングの上面に無酸素銅層を
介在させて陰極蓋を熱溶着接合し、このα−アルミナリ
ングの上面または他のα−アルミナリングの下面に無酸
素銅層を介在させて陽極蓋を熱溶着接合し、前記１個ま
たは２個のα−アルミナリングをナトリウムイオン伝導
性の固体電解質管の上部開口端の外側面にガラス半田接
合し、この固体電解質管により陽極と陰極とが分離され
てなるナトリウム−硫黄電池。 - （２）α−アルミナリングと陰極蓋、陽極蓋とが熱溶着
接合された端面をニッケルろう被覆したことを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載のナトリウム−硫黄電池。 - （３）陰極蓋、陽極蓋の少なくともα−アルミナリング
に熱溶着接合される面に銅被覆層またはニッケル被覆層
が設けら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）１個のα−アルミナリングの上面またはこの１個
のα−アルミナリングの上面と他のα−アルミナリング
の下面とに無酸素銅を配し、温度約１０８５℃〜１１３
０℃の真空下で熱処理して無酸素銅層を形成した後、前
記１個のα−アルミナリングの上面に陰極蓋と陽極蓋と
を、または前記１個のα−アルミナリングの上面に陰極
蓋と前記他のα−アルミナリングの下面に陽極蓋とを熱
溶着接合するとともに熱溶着接合した端面を温度約９６
５℃〜１０７５℃の真空下で熱処理してニッケルろう被
覆し、前記１個または２個のα−アルミナリングを固体
電解質管の上部開口端の外側面にガラス半田接合した後
、この固体電解質管を陽極活物質が充填された電槽内に
挿入し、陰極蓋と電槽とを溶接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 |
|---|---|---|---|
| JP61170706A JPS6326947A (ja) | 1986-07-18 | 1986-07-18 | ナトリウム−硫黄電池とその製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61170706A JPS6326947A (ja) | 1986-07-18 | 1986-07-18 | ナトリウム−硫黄電池とその製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6326947A true JPS6326947A (ja) | 1988-02-04 |
Family
ID=15909884
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61170706A Pending JPS6326947A (ja) | 1986-07-18 | 1986-07-18 | ナトリウム−硫黄電池とその製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6326947A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02112147A (ja) * | 1988-10-19 | 1990-04-24 | Ngk Insulators Ltd | ナトリウム−硫黄電池における絶縁リングと陽極容器及び陰極容器との熱圧接合方法 |
-
1986
- 1986-07-18 JP JP61170706A patent/JPS6326947A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02112147A (ja) * | 1988-10-19 | 1990-04-24 | Ngk Insulators Ltd | ナトリウム−硫黄電池における絶縁リングと陽極容器及び陰極容器との熱圧接合方法 |
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