JP3355377B2

JP3355377B2 - ナトリウム／溶融塩電池

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Publication number: JP3355377B2
Application number: JP31988695A
Authority: JP
Inventors: 博見床井; 平沼　　健; 清光根本; 直久綿引
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1995-12-08
Filing date: 1995-12-08
Publication date: 2002-12-09
Anticipated expiration: 2015-12-08
Also published as: JPH09161843A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ナトリウム／溶融
塩電池に係り、特に、夜間電力貯蔵用や電気自動車用な
どの大電力貯蔵用電池の安全性と信頼性の向上に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】ナトリウム／溶融塩電池としては、Ｎａ
／Ｓ電池，Ｎａ／ＦｅＣｌ電池，Ｎａ／Ｓｅ電池等多数
存在するが、本発明は、負極にＮａを使う電池に共通す
る問題点を解決しょうとするもので、以下Ｎａ／Ｓ電池
を例に取り上げて説明する。従来のＮａ／Ｓ電池は、図
２に示すように、固体電解質容器１、例えばβーアルミ
ナ、β”ーアルミナ等を介して負極活物質(Ｎａ)６と正
極活物質(Ｓ)５が対峙している。正極(Ｓ極)は、Ｓと電
子伝導体の役割を果たす補助導電材(グラファイトフェ
ルト)で構成される。負極(Ｎａ極)では、負極容器４に
溶接され宙吊りされた安全容器８内にＮａが貯蔵され、
電池反応に必要なＮａは安全容器８の底部に設けられた
Ｎａ供給孔７から流出させ、固体電解質容器１に供給す
る。

【０００３】従って、安全容器の役割は、電池反応に不
要な大半のＮａを貯蔵し、仮に固体電解質容器が破損し
てもＮａとＳの直接反応に寄与するＮａ量を抑制して、
電池の安全性を確保することである。上記目的から、安
全容器と固体電解質容器とのギャップは狭いほどＮａと
Ｓの直接反応に寄与するＮａ量が少なくなり安全であ
る。さらに、図２の構造では、安全容器は電池で発生す
る電力を取り出す電極の機能も果たしている。尚、安全
容器が固体電解質容器内に収納されているのは、電池の
体積エネルギー密度をできるだけ大きく維持するためで
ある。

【０００４】しかしながら、安全性確保のために設けた
安全容器が、図２のように負極容器と溶接で剛接合(金
属材料の持つ剛性を保持して接合と定義)されている
と、溶接時の熱変形によって、安全容器と固体電解質容
器間のギャップ２２は一様にはならず、したがって、安
全容器が固体電解質容器に接触しないギャップ寸法とし
て１．６ｍｍ前後が必要であり、ギャップ寸法を１ｍｍ
以下に縮小することは困難である。

【０００５】このような状態で電池運転のために電池温
度を300〜350℃に昇温したり、降温すると安全容器及び
負極容器が熱応力によって変形し、安全容器に接触した
固体電解質容器には不適切な応力が印加される場合があ
る。この傾向は、真直度や真円度の悪い固体電解質容器
において顕著である。固体電解質容器は、焼結体であり
金属加工のようには製作精度が上がらず、真直度や真円
度の向上が、困難である。固体電解質容器に印加される
応力が許容応力を越えれば、固体電解質容器は破損する
ことになる。

【０００６】更に、安全容器にからむ固体電解質容器の
破損原因として、負極端子１６の変形による応力が考え
られる。これは、ナトリウム／溶融塩電池を電力貯蔵用
に使用する場合には、多数本の電池を直・並列に接続す
る必要があり、かつ、大電力となるため、低抵抗のブス
バーが必要となり、勢い太く剛性の強い材料となる。以
上のように、従来のように剛接合した安全容器では固体
電解質破損後のＮａとＳの直接反応を抑制するには効果
があるが、固体電解質の破損確率を高めてしまう虞れが
あった。

【０００７】一方、安全性を向上させるため特開昭60-1
2681号公報に開示された技術では、固体電解質内にＮａ
の入った安全容器を置かずに、Ｎａの入ったナトリウム
リザーバーを固体電解質外部に設置し、固体電解質内に
はガスを充填した金属容器を設置している。これは、固
体電解質が破損しても金属容器内のガスがナトリウムリ
ザーバーからのＮａ供給を抑え、ＮａとＳの直接反応量
を抑制して安全を確保するためである。そして、電池容
量に応じて必要となるＮａを固体電解質外部のナトリウ
ムリザーバー内に貯蔵しているため、電池の発電の重要
な要素項目である体積エネルギー密度は、図２に示すよ
うな従来電池に比べ４０％程度である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記したように従来技
術では、安全性と高い体積エネルギー密度とを両立させ
ることができなかった。すなわち、Ｎａ／Ｓ電池のＮａ
の貯蔵された安全容器が負極容器と剛接合されている場
合には、電池の温度上昇時あるいは下降時に安全容器の
熱変形によって、固体電解質を破損させる問題点があっ
た。また、安全を向上するために、Ｎａの貯蔵されたナ
トリウムリザーバーを固体電解質容器外に設置すれば、
電池の寸法が大きくなり、体積エネルギー密度が低下す
るという問題点があった。

【０００９】さらに、Ｎａ／Ｓ電力貯蔵装置では、数多
くの電池を直並列に接続して使用することになるが、１
本の電池の固体電解質が破損して、電池内部が短絡する
と、これらの電池に接続された他の集合電池から大きな
短絡電流が流れ、他の健全な電池の破損にも繋がる心配
があった。さらにまた、正極と負極の電気絶縁をする電
気絶縁材と負極容器及び正極容器とのあいだの電池シー
ル部、即ち熱圧接部が安全容器の熱変形で破損した場
合、シール部からは電池活物質が漏出し、電池内部で短
絡する。その結果、電池内部に短絡電流が流れ、電池内
は大きなジュール発熱により高温となり、電池容器の破
損に繋がる虞れがあった。

【００１０】したがって本発明の目的は、固体電解質の
破損と体積エネルギー密度の低下がなく、安全性と信頼
性の高いナトリウム／溶融塩電池を提供することにあ
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の特徴は、固体電解質容器と負極容器とで負極活物質
を収納するために形成された負極側空間の固体電解質容
器内に配設された安全容器が、固体電解質容器に対面
し、対面している該安全容器の外面形状が、固体電解質
容器の内面形状に相対し両面間に一様なる狭い間隙を形
成し、該間隙に充填され形成された負極活物質の薄膜
が、当該安全容器を浮遊支持していることにある。

【００１２】また本発明の別の特徴は、正極容器と負極
容器とで形成される空間内に固体電解質容器を配設し、
前記正極容器と前記固体電解質容器とで囲まれた正極側
空間内に正極活物質を収納し、前記負極容器と前記固体
電解質容器とで囲まれた負極側空間内に負極活物質を収
納し、前記固体電解質容器が固体電解質として機能する
ように電気絶縁材を介し前記３つの容器を絶縁接合して
成る電池容器を有し、該電池容器は、前記負極側空間の
前記固体電解質容器内に安全容器を有し、該安全容器
は、前記固体電解質容器と対面している当該安全容器の
下部周囲において前記固体電解質容器と前記安全容器間
に介在している前記負極活物質の薄膜によって浮遊支持
され、かつ、当該安全容器の上部に導電性を有する軟金
属を溜める軟金属溜めを有し、前記負極容器と対面して
いる該軟金属溜めにおいて前記負極容器と前記軟金属溜
め間に介在している前記軟金属によって浮遊支持されて
いることにある。本発明によれば、固体電解質の破損と
体積エネルギー密度の低下が回避され、安全性と信頼性
の高いナトリウム／溶融塩電池が提供される。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照し説明する。図１は、本発明による一実
施例のナトリウム／溶融塩電池を示す縦断面図である。
本実施例のナトリウム／溶融塩電池としてのＮａ／Ｓ電
池は、「金属材料」等から成る正極容器３と「金属材料」等
から成る負極容器４の内部に、「β"−アルミナ」等から
成る固体電解質容器１を配設し、正極容器３と固体電解
質容器１とで囲まれた正極側空間に、「Ｓ＋Ｎａ₂Ｓｘ」
等からなる正極活物質５を収納し、負極容器４と固体電
解質容器１とで囲まれた負極側空間に、「Ｎａ」等からな
る負極活物質６を収納し、該固体電解質容器１がセパレ
ータとしての固体電解質を形成するように、「α−アル
ミナ」等から成る電気絶縁材２を介し、前述の３つの容
器を熱圧接部１２などの部位にて絶縁接合してなる電池
容器である。

【００１４】かつ、固体電解質容器１内には、負極活物
質６の大部分の量を収納する安全容器８が固体電解質容
器１に対面して配設される。このとき、安全容器８の外
面形状８ａが固体電解質容器１の内面形状１ａに相対し
両面間にほぼ一様なる狭い間隙を形成するように対面し
ている。そして、該安全容器８の底部には、安全容器８
から固体電解質容器１の表面へ負極活物質６としてのＮ
ａを適宜供給するための、Ｎａ供給孔７が設けられてい
る。このＮａ供給孔７から供給された負極活物質６が前
述の狭い間隙であるギャップ２２に充填され、負極活物
質６の薄膜が形成されている。従って、負極活物質６側
から見れば、負極活物質６の薄膜が安全容器８を支持し
ている。

【００１５】一方、正極側空間内は、正極活物質５と正
極カバーガス空間１４とで占められる。また負極側空間
内は、負極活物質６と安全容器８と負極カバーガス空間
１３とで占められる。そして、充填されている負極活物
質６のイオンが固体電解質容器１を通過移動することに
より発生した電気が、正極容器３に接続されている正極
端子１７及び負極容器４に接続されている負極端子１６
から取り出される。なお、正極端子を正極電極、負極端
子を負極電極と呼称する場合があるが同じものを指して
いる。

【００１６】ところで、本実施例のナトリウム／溶融塩
電池においては、負極容器４の略中央であって安全容器
８の上部に対応する部位に、負極容器４の一部が突出し
た凸部４ａが設けられている。また、安全容器８の上部
であって負極容器４の該凸部４ａに対応する部位に、軟
金属溜め１０が設けられている。そして、凸部４ａの寸
法より軟金属溜め１０の寸法が大きく、凸部４ａが軟金
属溜め１０に収められる構造となっている。さらに、軟
金属溜め１０には、導電性を有する軟金属２４が溜めら
れている。そして、軟金属溜め１０に溜められた軟金属
２４の上に負極容器４の凸部４ａが載っている状態とな
っている。換言すれば、負極容器４の凸部４ａと安全容
器８の軟金属溜め１０、即ち、負極容器４と安全容器８
とが、軟金属２４を介し対面している状態となってい
る。換言して軟金属２４側からみれば、軟金属２４が安
全容器８を支持している。また、安全容器８側からみれ
ば、安全容器８は、前述のギャップ２２に充填されてい
る負極活物質６と、軟金属溜め１０に溜められている軟
金属２４とによって、浮遊支持されていると言える。こ
の浮遊支持された状態においては、負極端子１６，負極
容器４の凸部４ａ，軟金属２４，軟金属溜め１０，安全
容器８が電気的に接続されている。従って、この場合の
負極の電流は、固体電解質容器１からギャップ２２に存
在する負極活物質６の薄膜を経て、安全容器８，軟金属
２４を介し凸部４ａ，負極端子１６へと流れ、電池の充
放電に必要な電流パスが形成されている。

【００１７】本発明によれば、上記構造のように安全容
器８が負極容器４に剛接合されずに電気的に接続されつ
つ浮遊支持されているので、熱変形によって固体電解質
容器の許容応力を越えるような安全容器と固体電解質容
器との接触は回避される。この結果、安全容器８と固体
電解質容器１とのギャップ２２のギャップ寸法を、例え
ば、0.1mm以下までにも狭くすることが可能となった。
前述のように従来技術では１ｍｍ以下に狭くすることは
困難であった。

【００１８】したがって、ギャップ２２に保有させる電
池反応に必要なＮａ量を、非常に少ない最低量とするこ
とができ、固体電解質容器１が破損した場合のＮａとＳ
の直接反応が抑制されるので、電池の安全性を十分に確
保することができる。また、ギャップ２２に保有させる
Ｎａ量が必要最低量になることは、電池の小型化に繋が
るものである。

【００１９】以上を纏めれば、本発明の特徴は、固体電
解質容器と負極容器とで負極活物質を収納するために形
成された負極側空間の固体電解質容器内に配設された安
全容器は、負極活物質としてのＮａの薄膜を介して固体
電解質容器と接触対面し、かつ、軟金属を介して負極容
器と接触対面することによって、安全容器が負極容器に
剛接合されることなく浮遊支持されている点にある。こ
のとき、負極は固体電解質からＮａの薄膜を経て安全容
器へ、さらに軟金属を介して負極容器へと電流パスが形
成され電池反応が円滑に進行する。また、軟金属として
代用され得る負極活物質が存在するので該負極活物質を
軟金属として兼用することも可であり、換言すれば、負
極活物質としてのＮａを保有する安全容器を、該負極活
物質の薄膜を介して宙吊りにして負極容器とは剛接合し
ないで浮遊支持する点にあるとも言える。

【００２０】具体的には、安全容器を負極活物質と軟金
属(または軟金属として代用され得る負極活物質)を使っ
て浮遊支持するものである。ここで、軟金属とは、常温
において、剛性が低く、電池運転温度では更に剛性が低
下しあるいは液化する、導電性を有する金属であると定
義する。また、浮遊支持とは、流体中に浮遊し、かつ、
空間的位置が決定される支持法と定義する。上記に基づ
いて安全容器の上端部に安全容器と負極容器間を電気的
に接続するための軟金属溜めを設けている。

【００２１】本発明によって、安全容器の熱変形による
固体電解質や熱圧接の破損が防止され、かつ、万一固体
電解質や熱圧接が破損し電池の短絡や異常温度上昇が発
生した場合でも、破損電池を他の健全な直並列電池から
電気的に切り離し、安全でかつ体積エネルギー密度の低
下がなく安全性と信頼性が向上するナトリウム／溶融塩
電池が提供される。

【００２２】なお、本実施例では、軟金属２４としてナ
トリウム元素を用いたが、リチウム元素、またはカリウ
ム元素、または鉛元素などの金属、あるいはこれらの元
素を主成分とする複合金属など、前述の定義に合う材料
であれば適用可能である。一方、例えばナトリウムのよ
うに、軟金属の定義に合う負極活物質６であれば軟金属
２４を当該負極活物質６と同材料とすることが、製作上
から有利であると言える。

【００２３】ところで、本実施例では、固体電解質容器
１の上部である負極側空間に負極カバーガス空間１３を
設け、該負極カバーガス空間１３に不活性ガスを封入し
ている。このような構造の電池容器とし、電気絶縁材２
と負極容器４との接合部である熱圧接部１２が、Ｎａと
接触しＮａによって腐食を受けないようにする、また
は、固体電解質容器１などが、電池運転の昇降温時に発
生する熱変形によって破損しないようにするものであ
る。

【００２４】すなわち、不活性ガスを保有する負極カバ
ーガス空間１３がないと、電池運転の昇温時に膨張した
Ｎａが熱圧接部１２まで容易に到達し、Ｎａが熱圧接部
１２に接触し、熱圧接部１２を腐食する。また、負極カ
バーガス空間１３がなくＮａで充満された状態になって
いると、昇温時にＮａが固体から液体に相変化すること
によって、Ｎａの体積が膨脹し、熱圧接部１２や負極容
器４に異常な応力が発生し、熱圧接部１２や負極容器４
が破損する可能性がある。これに対し、負極カバー
ガス空間１３があると、不活性ガスのガス圧によってＮ
ａの膨張が阻止され、あるいは負極カバーガス空間１３
が緩衝体となり、接触や破損が回避されるものである。

【００２５】すなわち、本実施例は、安全容器８を内包
する負極容器４と固体電解質容器１とで形成される負極
側空間に、負極カバーガス空間１３を設けることによっ
て、負極側空間に充填した負極活物質６あるいは本発明
による軟金属２４が昇温時に膨脹した場合の、負極容器
４や固体電解質容器１への悪影響(例えば破損)を防止す
るものである。

【００２６】図３は、本発明によるナトリウム／溶融塩
電池の第２の実施例を示す縦断面図である。第２の実施
例は、該安全容器８と負極容器４とを電気的に接続する
軟金属２４を溜める軟金属溜め１０の形状と、安全容器
８の浮遊支持とを改善したものである。ナトリウム／溶
融塩電池を自動車のような可搬用途に用いた場合の振動
に耐えるように、軟金属溜め１０の上端部を絞り、該上
端部に蓋の機能を持たせ、軟金属２４の振動による液漏
れを防止し、電気伝導性を確実なものとすると共に、蓋
が一体で加工されコストの低減に繋がるものである。

【００２７】例えば、安全容器８の上端部と負極容器４
との間を、0.2mm以下の狭い寸法とする。これによっ
て、振動によって上端部と負極容器４の両者が接触して
も点接触となり、本発明における固体電解質容器１に掛
かる応力は、従来の安全容器８が剛接合されていた場合
に発生する応力と比べれば遥かに小さい。即ち、固体電
解質容器１の固体電解質の許容応力200MPaと比べれば、
無視できる20〜30MPa程度の応力である。従って、液漏
れの防止と浮遊支持との両機能が確保される。即ち、本
実施例は、走行振動や地震に耐えられる構造とするもの
であり、負極容器４と安全容器８との電気的接続を維持
しつつ、安全容器８の上端部に設けた軟金属溜め１０内
の軟金属２４が流出しないように安全容器の上端部を絞
り加工し、蓋の機能を持たせたものである。

【００２８】図４は、本発明によるナトリウム／溶融塩
電池の第３の実施例を示す縦断面図である。第３の実施
例は、負極容器４と軟金属２４との電気的接触を良くす
るもので、軟金属と接する負極容器の軟金属に対する濡
れ性を改善したものである。

【００２９】負極容器４(即ち、凸部４ａ)の軟金属２４
と接触する表面に、Ｎａに濡れ易い材料をコーティング
したコーティング層１８を設けたものである。コーティ
ング材としては、例えば、軟金属としてＮａを使用すれ
ば、金，白金，鉛等のようなＮａと金属間化合物を形成
するものが有効である。具体的に説明すれば、負極容器
が軟金属に濡れる前の接触抵抗は数Ωであるが、本発明
により濡れると1mΩ以下に低下する。本実施例は、負極
容器の軟金属に接触する表面部位が当該軟金属に対し濡
れ易い材質で被覆されているものである。これによっ
て、内部抵抗を低減し、電池効率を向上することができ
る。

【００３０】図５は、本発明によるナトリウム／溶融塩
電池の第４の実施例を示す縦断面図である。第４の実施
例は、安全容器や負極電極の変形による固体電解質の破
損、あるいは電池容器のシール部の破損等によって電池
が故障した際に、他の集合電池から流れる短絡電流また
は電池単体内に発生する短絡電流を遮断する手段を、負
極容器の内または外または内と外に設けたものである。

【００３１】図５の実施例では、負極容器４の凸部４ａ
の先端部に負極内ヒューズ２１を設け、また、外部ブス
バーとしての負極端子１６に負極外ヒューズ２０を設け
た例が示されている。負極内ヒューズ２１は、負極容器
４と軟金属２４との間に流れるシール部の短絡や電池内
部の短絡による内部循環電流に対して、温度または／お
よび電流を感知し遮断するヒューズ機能を持ったものと
して設けられている。負極外ヒューズ２０は、外部の他
の集合電池からの異常電流を遮断するものとして設けら
れている。すなわち、負極外ヒューズ２０と負極内ヒュ
ーズ２１とは分業している。なお、ヒューズ材として
は、Ｎａとの共存性から、Ａｌ基合金が好ましい。ま
た、負極内ヒューズ２１にコーティング層１８を設けて
も良い。

【００３２】即ち、本実施例は、電池が故障した場合の
短絡電流を遮断するために、当該負極容器の軟金属と接
触する軟金属側部位に負極内ヒューズ２１を、または、
該軟金属側部位に負極内ヒューズ２１及び当該負極容器
の負極端子部位に負極外ヒューズ２０を、電流遮断手段
として設けるものである。これによって、一段と安全性
が向上する。なお、負極容器の負極端子が外部ブスバー
であっても可である。

【００３３】図６は、本発明によるナトリウム／溶融塩
電池の第５の実施例を示す縦断面図である。第５の実施
例は、負極容器４に、Ｎａ注入機能とヒューズ機能と負
極機能を具備した注入管２５を設けたものである。図に
おいて、Ｎａは、電池容器内の負極側空間を真空または
不活性状態にして、注入管２５と軟金属溜め１０を経
て、安全容器８と固体電解質容器１のギャップ２２を通
り、Ｎａ供給孔７から安全容器８内へと、液体状態で外
から注入される。Ｎａ注入後に、注入管２５は栓２５ａ
で密封される。あるいは、栓２５ａの代わりに負極外ヒ
ューズ２０を用いて密封される。あるいは、注入管２５
を溶かし溶封されても可である。

【００３４】また、軟金属２４の注入は、Ｎａ注入後、
同様な方法で注入可能である。さらに、注入管２５にコ
ーティング層１８を設けても良い。本実施例によれば、
安全容器８と軟金属溜め１０にＮａや軟金属を、酸化さ
せずにかつ簡便に充填することが可能である。すなわ
ち、本実施例は、軟金属溜めへの軟金属注入の効率化で
あり、軟金属溜めを経由してＮａや軟金属を注入する注
入孔の機能を負極端子に持たせたものである。換言すれ
ば、負極容器は、軟金属溜めに軟金属を注入するため
の、または軟金属溜めを経由して負極活物質を注入する
ための注入管を有すると言える。

【００３５】図７は、本発明によるナトリウム／溶融塩
電池の第６の実施例を示す縦断面図である。第６の実施
例は、安全容器８と固体電解質容器１とのギャップ２２
に多孔質体からなるスペーサ２３を設けたものである。
スペーサ２３を設けることによって、ギャップ２２のギ
ャップ寸法を均一に製作すること、ならびに均一に維持
することが可能となる。またスペーサ２３が、安全容器
８と固体電解質容器１との直接接触を防止し、接触によ
る破損というような弊害を無くす働きもする。

【００３６】スペーサ２３としては、発泡金属やガラス
繊維などのように、負極活物質６が流動するための孔を
有する多孔質体が採用される。そして、電池運転の高出
力時や固体電解質破損による異常高温時の熱変形、ある
いは、外部からの力による変形を吸収するために、多孔
質体としての発泡金属には「つぶれ代」がある方が好まし
い。従って、スペーサ２３としては、ＡｌやＮｉ材から
なる発泡金属が最適である。また、スペーサ２３は必ず
しも導電体でなくガラス繊維またはアルミナ繊維などで
も良い。

【００３７】本実施例は、電池容器において、安全容器
が固体電解質容器と対面している当該安全容器の下部周
囲に多孔質体を有し、安全容器が該多孔質体で支持され
ているものであり、安全容器と固体電解質容器の間のギ
ャップ寸法が均一になり、さらに安全性と信頼性が向上
するものである。

【００３８】

【発明の効果】本発明によれば、固体電解質に不必要な
荷重が加わることなく固体電解質を健全に維持でき安全
であるばかりでなく、常に低抵抗で電流を取り出し可能
であり体積エネルギー密度の低下がなく、安全性と信頼
性の高いナトリウム／溶融塩電池が得られる効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による一実施例のナトリウム／溶融塩電
池を示す縦断面図である。

【図２】従来のナトリウム／溶融塩電池を示す縦断面図
である。

【図３】本発明によるナトリウム／溶融塩電池の第２の
実施例を示す縦断面図である。

【図４】本発明によるナトリウム／溶融塩電池の第３の
実施例を示す縦断面図である。

【図５】本発明によるナトリウム／溶融塩電池の第４の
実施例を示す縦断面図である。

【図６】本発明によるナトリウム／溶融塩電池の第５の
実施例を示す縦断面図である。

【図７】本発明によるナトリウム／溶融塩電池の第６の
実施例を示す縦断面図である。

【符号の説明】

１…固体電解質容器、１ａ…内面形状、２…電気絶縁
材、３…正極容器、４…負極容器、４ａ…凸部、５…正
極活物質、６…負極活物質、７…Ｎａ供給孔８…安全容
器、８ａ…外面形状、１０…軟金属溜め、１１…充電末
期Ｎａ液面、１２…熱圧接部、１３…負極カバーガス空
間、１４…正極カバーガス空間、１５…安全容器内カバ
ーガス空間、１６…負極端子、１７…正極端子、１８…
コーティング層、２０…負極外ヒューズ、２１…負極内
ヒューズ、２２…ギャップ２３…スペーサ、２４…軟金
属、２５…注入管、２５ａ…栓。

フロントページの続き (72)発明者根本清光茨城県日立市大みか町七丁目２番１号株式会社日立製作所電力・電機開発本部内 (72)発明者綿引直久茨城県日立市大みか町七丁目２番１号株式会社日立製作所電力・電機開発本部内 (56)参考文献特開平６−342672（ＪＰ，Ａ) 特開平２−201874（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01M 10/39

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】負極容器と、正極容器と固体電解質容器と
で構成される正極側空間に正極活物質を収納して成るナ
トリウム／溶融塩電池において、固体電解質容器と負極
活物質を収納するために形成された前記固体電解質容器
内に配設され、前記固体電解質容器の内面に対面する外
面とでほぼ一様な狭い空間を形成する安全容器であっ
て、下部周囲において前記負極活物質による薄膜により
浮遊支持され、上部は負極容器の凸部に対応する部位に
設けられ導電性を有する軟金属溜めとの間に介在する軟
金属によって浮遊支持される安全容器を有し，前記安全
容器の上部が前記負極容器の凸部と前記軟金属を介して
対面配置されていることを特徴とするナトトリウム／溶
融塩電池。
【請求項２】前記請求項１において、前記軟金属はナト
リウム元素またはリチウム元素またはカリウム元素また
は鉛元素であることを特徴とするナトリウム／溶融塩電
池。
【請求項３】前記請求項１において、前記軟金属は前記
負極活物質と同材料であることを特徴とするナトリウム
／溶融塩電池。
【請求項４】前記請求項１において、前記安全容器の上
端部に絞り部を有し前記軟金属の流失を防ぐ蓋部を構成
した安全容器であることを特徴とするナトリウム／溶融
塩電池。
【請求項５】前記請求項１において、前記負極容器は前
記軟金属に接触する表面部位は前記軟金属に対し濡れ易
い材料で被覆されていることを特徴とするナトリウム／
溶融塩電池。
【請求項６】前記請求項１において、前記負極容器は軟
金属と接触する凸部位端部または負極端子に異常電流遮
断手段を設けて成る負極容器であることを特徴とするナ
トリウム／溶融塩電池。
【請求項７】前記請求項１において、前記負極容器は前
記軟金属溜めに前記軟金属を注入するため、または前記
軟金属溜めを経由して前記負極空間に負極活物質を注入
する注入管を設けて成る負極容器であることを特徴とす
るナトリウム／溶融塩電池。
【請求項８】前記請求項１において、前記電池容器の負
極側空間に負極カバーガス空間を有することを特徴とす
るナトリウム／溶融塩電池。
【請求項９】正極容器と負極容器とで形成される空間内
に固体電解質容器を配設し、前記正極容器と前記固体電
解質容器とで囲まれた正極側空間内に正極活物質を収納
し、前記負極容器と前記固体電解質容器とで囲まれた負
極側空間内に負極活物質を収納し、前記固体電解質容器
が固体電解質として機能するように電気絶縁材を介して
前記３つの容器を絶縁接合して成る電池容器と、前記電
池容器は前記負極側空間の前記固体電解質容器内に設け
た安全容器と、前記安全容器は前記固体電解質と対面し
ている下部および上部周囲に設けられた多孔質体スペー
サと、上部は前記負極容器の凸部に対応する部位に設け
られた導電性を有する軟金属の溜め部とを有し、前記負
極容器と前記軟金属を介して対面するとともに前記軟金
属によって浮遊支持される安全容器であることを特徴と
するナトリウム／溶融塩電池。