JPH02199777A - 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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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
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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】
［産業上の利用分野］
この発明は、ナトリウム−硫黄電池に関するものであり
、特に、陰極活物質としてのナトリウムを収容するため
のナトリウム容器の改良に関するものである。
、特に、陰極活物質としてのナトリウムを収容するため
のナトリウム容器の改良に関するものである。
［従来の技術］
従来、ナトリウム−硫黄電池としては、例えば第５図に
示すような構成のものが知られている。
示すような構成のものが知られている。
すなわち、陽極容器１は有底円筒状に形成され、その上
端面にはα−アルミナ製の絶縁リング２が熱圧接合され
ている。絶縁リング２の上面には陰極金具３が熱圧接合
されると共に、絶縁リング２の内周面にはβ１−アルミ
ナ製の固体電解質管４が接合固定されている。
端面にはα−アルミナ製の絶縁リング２が熱圧接合され
ている。絶縁リング２の上面には陰極金具３が熱圧接合
されると共に、絶縁リング２の内周面にはβ１−アルミ
ナ製の固体電解質管４が接合固定されている。
前記陽極容器１と固体電解質管４との間に形成された陽
極室Ｒ１内には、陽極活物質としての溶融硫黄Ｓを含浸
させたカーボンマ・ット等の陽極用導電材Ｍが収納され
ている。また、固体電解質管４の内側に形成された陰極
室Ｒ２内には、陰極活性物質としての金属ナトリウムＮ
ａの貯蔵用の有蓋有底円筒状をなすナトリウム容器５が
収納されている。
極室Ｒ１内には、陽極活物質としての溶融硫黄Ｓを含浸
させたカーボンマ・ット等の陽極用導電材Ｍが収納され
ている。また、固体電解質管４の内側に形成された陰極
室Ｒ２内には、陰極活性物質としての金属ナトリウムＮ
ａの貯蔵用の有蓋有底円筒状をなすナトリウム容器５が
収納されている。
前記ナトリウム容器５の底面５ａにはナトリウムＮａが
流出する小孔５ｂが透設されている。また、前記ナトリ
ウム容器５の上部閉空間の圧力室Ｒ３には、例えば窒素
ガス、アルゴンガス等のナトリウムに対して不活性なガ
スＧが所定の圧力で封入され、このガス圧によりナトリ
ウムＮａが常時小孔５ｂから外部へ流出する方向に加圧
されている。
流出する小孔５ｂが透設されている。また、前記ナトリ
ウム容器５の上部閉空間の圧力室Ｒ３には、例えば窒素
ガス、アルゴンガス等のナトリウムに対して不活性なガ
スＧが所定の圧力で封入され、このガス圧によりナトリ
ウムＮａが常時小孔５ｂから外部へ流出する方向に加圧
されている。
そして、放電時には一前記ナトリウム容器５の小孔５ｂ
から流出されるナトリウムＮａが、ナトリウムイオンと
なって固体電解質管４を透過し、陽極用導電材Ｍ内の硫
黄Ｓと次のように反応して多硫化ナトリウムを生成する
。
から流出されるナトリウムＮａが、ナトリウムイオンと
なって固体電解質管４を透過し、陽極用導電材Ｍ内の硫
黄Ｓと次のように反応して多硫化ナトリウムを生成する
。
２Ｎａ＋ＸＳ−＋Ｎａ２Ｓｘ
また、充電時には、前記放電時と逆の反応が生じて、ナ
トリウムＮａ及び硫黄Ｓがそれぞれ生成される。
トリウムＮａ及び硫黄Ｓがそれぞれ生成される。
ところで、前記のような従来構成のナトリウム−硫黄電
池の製造に際しては、第６図に示すように、ナトリウム
容器５内に、ナトリウムＮａを充填した後に窒化ナトリ
ウムＮａＮ５（例えば特公昭５４−１２４１７号公報参
照）を充填し、この状態で容器５の端縁部を真空溶接等
により密封していた。その後、第７図に示すように、こ
のナトリウム容器５を固体電解質管４内に管状隔壁６を
介して収納すると共に、固定電解質管４の上端に絶縁リ
ング２および陰極金具３を接合固定して陰極構成体を組
み立てていた。
池の製造に際しては、第６図に示すように、ナトリウム
容器５内に、ナトリウムＮａを充填した後に窒化ナトリ
ウムＮａＮ５（例えば特公昭５４−１２４１７号公報参
照）を充填し、この状態で容器５の端縁部を真空溶接等
により密封していた。その後、第７図に示すように、こ
のナトリウム容器５を固体電解質管４内に管状隔壁６を
介して収納すると共に、固定電解質管４の上端に絶縁リ
ング２および陰極金具３を接合固定して陰極構成体を組
み立てていた。
［発明が解決しようとする課ｆｆ］
ところが、この従来構成では、ナトリウム容器５の製作
時において、数ｍｇの窒化ナトリウムＮ ａ Ｎ ｓを
定量するのに時間がかかる上、水分をきらうため取扱い
は極力低水分雰囲気で行なう必要があり作業性、効率が
悪かった。また、窒化ナトリウムは危険性が極めて高く
取扱いにも十分注意する必要がある。
時において、数ｍｇの窒化ナトリウムＮ ａ Ｎ ｓを
定量するのに時間がかかる上、水分をきらうため取扱い
は極力低水分雰囲気で行なう必要があり作業性、効率が
悪かった。また、窒化ナトリウムは危険性が極めて高く
取扱いにも十分注意する必要がある。
この発明は、このような従来の技術に存在する問題点に
着目してなされたものであって、その目的とするところ
は、電池の組立て工程の簡素化を図ることができるナト
リウム−硫黄電池を提供することにある。
着目してなされたものであって、その目的とするところ
は、電池の組立て工程の簡素化を図ることができるナト
リウム−硫黄電池を提供することにある。
［課題を解決するための手段］
上記の目的を達成するために、この発明のナトリウム−
硫黄電池においては、電池組立時に陰極活物質としての
ナトリウムを収容するためのナトリウム容器内に、ナト
リウムの収容室と不活性ガスの収容室とを区画形成し、
その区画壁の一部には加熱時に画室を連通させるための
連通孔を設けたものである。
硫黄電池においては、電池組立時に陰極活物質としての
ナトリウムを収容するためのナトリウム容器内に、ナト
リウムの収容室と不活性ガスの収容室とを区画形成し、
その区画壁の一部には加熱時に画室を連通させるための
連通孔を設けたものである。
［作 用］
上記のように構成されたナトリウム−硫黄電池によれば
、窒化ナトリウムを使用しないため、安全性が増すとと
もに、水分等の混入が少ないため電池特性の安定化を図
ることができる。！ｔな、窒化ナトリウムの定量充填が
ないため電池の組立てを容易かつ短時間に行うことがで
きる。
、窒化ナトリウムを使用しないため、安全性が増すとと
もに、水分等の混入が少ないため電池特性の安定化を図
ることができる。！ｔな、窒化ナトリウムの定量充填が
ないため電池の組立てを容易かつ短時間に行うことがで
きる。
［実施例］
以下、この発明を具体化したナトリウム−硫黄電池の第
１実施例を、第１図および第２図に基づいて詳細に説明
する。
１実施例を、第１図および第２図に基づいて詳細に説明
する。
第１図に示すように、ナトリウム容器５の内部には不活
性ガス容器１１が組付は収容され、この不活性ガス容器
１１によりナトリウム容器５内が、ナトリウムＮａの収
容室１２と、不活性ガスＧの収容室１３とに区画されて
いる。そして、不活性ガス容器１１内の収容室１３には
、ナトリウム容器５内への不活性ガス容器１１の組付け
に先立って、窒素やアルゴン等の不活性ガスＧが予め封
入され、ナトリウムＮａとともにナトリウムＮａの酸化
を防止するためにナトリウム容器５のｒ！ＩＡ縁部が真
空溶接等により密封されている。
性ガス容器１１が組付は収容され、この不活性ガス容器
１１によりナトリウム容器５内が、ナトリウムＮａの収
容室１２と、不活性ガスＧの収容室１３とに区画されて
いる。そして、不活性ガス容器１１内の収容室１３には
、ナトリウム容器５内への不活性ガス容器１１の組付け
に先立って、窒素やアルゴン等の不活性ガスＧが予め封
入され、ナトリウムＮａとともにナトリウムＮａの酸化
を防止するためにナトリウム容器５のｒ！ＩＡ縁部が真
空溶接等により密封されている。
第２図に示すように、前記不活性ガス容器１１はナトリ
ウム容器５内で真空状態にさらされるため、電池に組込
まれるまでは内部ガスは密封されている。その内部には
、形状記憶合金よりなる変形部材１４が配設され、その
先端には不活性ガス容器１１の区画壁１１ａに対向する
穿孔用針１５が設けられている。そして、このナトリウ
ム容器５を電池の陰衡部に組付けた後、その電池を運転
温度まで昇温する際、不活性ガス容器１１内の温度が１
００℃以上になったとき、変形部材１４の変形により穿
孔用針１５が区画壁１１ａに刺さって、区画壁１１ａに
連通孔１６が形成され、この連通孔１６を介して不活性
ガスＧの収容室１３がナトリウムＮａの収容室１２に連
通される。
ウム容器５内で真空状態にさらされるため、電池に組込
まれるまでは内部ガスは密封されている。その内部には
、形状記憶合金よりなる変形部材１４が配設され、その
先端には不活性ガス容器１１の区画壁１１ａに対向する
穿孔用針１５が設けられている。そして、このナトリウ
ム容器５を電池の陰衡部に組付けた後、その電池を運転
温度まで昇温する際、不活性ガス容器１１内の温度が１
００℃以上になったとき、変形部材１４の変形により穿
孔用針１５が区画壁１１ａに刺さって、区画壁１１ａに
連通孔１６が形成され、この連通孔１６を介して不活性
ガスＧの収容室１３がナトリウムＮａの収容室１２に連
通される。
さて、この実施例によれば、第６図および第７図に示す
従来構成とは異なり、不活性ガスＧを発生させるための
窒化ナトリウムＮ ａ Ｎ ｓを使用していないので、
窒化ナトリウムＮ ａ Ｎ ｓの定量を行なう必要がな
く作業性、効率も良い、また、取扱い上の危険もなく、
湿気に対する問題点もない。
従来構成とは異なり、不活性ガスＧを発生させるための
窒化ナトリウムＮ ａ Ｎ ｓを使用していないので、
窒化ナトリウムＮ ａ Ｎ ｓの定量を行なう必要がな
く作業性、効率も良い、また、取扱い上の危険もなく、
湿気に対する問題点もない。
このように電池の組立てを容易かつ短時間に行うことが
できて、組立て工程の簡素化を図るとともに電池製造コ
ストを下げることができる。
できて、組立て工程の簡素化を図るとともに電池製造コ
ストを下げることができる。
［別の実施例］
次に、この発明の別の実施例を第３図および第４図に基
づいて説明する。
づいて説明する。
まず、第３図の第２実施例においては、不活性ガス容器
１１の区画壁１１ａに連通孔１６が予め形成され、この
連通孔１６が半田等の低融点金属よりなる密閉材１７に
より密閉されている。そして、電池が組付は状態で運転
温度まで昇温される際、不活性ガス容器１１内の温度が
１００℃以上になったとき、密閉材１７が溶融して連通
孔１６が開放され、この連通孔１６を介して不活性ガス
Ｇの収容室１３がナトリウムＮａの収容室１２に連通さ
れる。
１１の区画壁１１ａに連通孔１６が予め形成され、この
連通孔１６が半田等の低融点金属よりなる密閉材１７に
より密閉されている。そして、電池が組付は状態で運転
温度まで昇温される際、不活性ガス容器１１内の温度が
１００℃以上になったとき、密閉材１７が溶融して連通
孔１６が開放され、この連通孔１６を介して不活性ガス
Ｇの収容室１３がナトリウムＮａの収容室１２に連通さ
れる。
また、第４図の第３実施例においては、ナトリウム容器
５内に金属板または金網よりなる区画体１８を嵌着する
ことにより、ナトリウム容器５内がナトリウムＮａの収
容室１２と不活性ガスＧの収容室１３とに区画されてい
る。また、金属板よりなる区画体１８とナトリウム容器
５の内周面との隙間、あるいは金網よりなる区画体１８
の網目が、両駅容室１２．１３を連通させるための連通
孔となっている。なお、一般にナトリウムを充填する温
度１２０〜１５０℃程度では収容室１２に充填されたナ
トリウムは温性が悪いため連通孔が塞がれた状態すなわ
ち、金属板とナトリウム容器の内周面のすき間や金網等
の連通孔からナトリウムが不活性ガスの収容室１３へ流
出することはなく不活性ガス収容室内には所定量のガス
が収納確保される。そして電池が運転温度に昇温されな
場合には、ナトリウムＮａが溶解し、連通孔が開放され
不活性ガスがナトリウムの収容室１２へ流入する。
５内に金属板または金網よりなる区画体１８を嵌着する
ことにより、ナトリウム容器５内がナトリウムＮａの収
容室１２と不活性ガスＧの収容室１３とに区画されてい
る。また、金属板よりなる区画体１８とナトリウム容器
５の内周面との隙間、あるいは金網よりなる区画体１８
の網目が、両駅容室１２．１３を連通させるための連通
孔となっている。なお、一般にナトリウムを充填する温
度１２０〜１５０℃程度では収容室１２に充填されたナ
トリウムは温性が悪いため連通孔が塞がれた状態すなわ
ち、金属板とナトリウム容器の内周面のすき間や金網等
の連通孔からナトリウムが不活性ガスの収容室１３へ流
出することはなく不活性ガス収容室内には所定量のガス
が収納確保される。そして電池が運転温度に昇温されな
場合には、ナトリウムＮａが溶解し、連通孔が開放され
不活性ガスがナトリウムの収容室１２へ流入する。
従って、この第２および第３実施例においても。
前述した第１実施例の場合と同様に、電池の組立て工程
の簡素化を図ることができる。
の簡素化を図ることができる。
なお、この発明は前記各実施例の構成に限定されるもの
ではなく、例えば、前記第１実施例において、変形部材
１４をバイメタルにより形成しなり、第２実施例におい
ては低融点金属の密閉材１７に陰極活物質の金属ナトリ
ウムＮａを用いる等、この発明の趣旨から逸脱しない範
囲で、各部の構成を任意に変更して具体化することも可
能である。
ではなく、例えば、前記第１実施例において、変形部材
１４をバイメタルにより形成しなり、第２実施例におい
ては低融点金属の密閉材１７に陰極活物質の金属ナトリ
ウムＮａを用いる等、この発明の趣旨から逸脱しない範
囲で、各部の構成を任意に変更して具体化することも可
能である。
［発明の効果］
この発明は、以上説明したように構成されているため、
窒化ナトリウムを定量充填する必要がなく、作業性、効
率も良い、また、取扱い上の危険もなく湿気に対する問
題もない、このように組立てを容易かつ短時間に行うこ
とができて、組立て工程の簡素化を図ることができ電池
製造コストを低下できるという優れた効果を奏する。
窒化ナトリウムを定量充填する必要がなく、作業性、効
率も良い、また、取扱い上の危険もなく湿気に対する問
題もない、このように組立てを容易かつ短時間に行うこ
とができて、組立て工程の簡素化を図ることができ電池
製造コストを低下できるという優れた効果を奏する。
第１図はこの発明を具体化したナトリウム−硫黄電池に
おけるナトリウム容器の第１実施例を示す断面図、第２
図はその不活性ガス容器の内部構成を拡大して示す断面
図、第３図はこの発明の第２実施例を示す不活性ガス容
器の断面図、第４図・はこの発明の第３実施例を示すナ
トリウム容器の断面図、第５図は従来のナトリウム−硫
黄電池の構成を示す断面図、第６図は従来構成のナトリ
ウム容器を示す断面図、第７図はこの従来構成のナトリ
ウム容器にて陰極構成体を組立てた状態を示す断面図で
ある。 ５・・・ナトリウム容器、１１・・・不活性ガス容器、
１１ａ・・・区画壁、１２・・・ナトリウムの収容室、
１３・・・不活性ガスの収容室、１６・・・連通孔、１
８・・・区画体、Ｎａ・・・ナトリウム、Ｇ・・・不活
性ガス。 特許出願人 日本碍子 株式会社代理人
弁理士 恩１）博宜）ａ ｂじ 第７図 第５図
おけるナトリウム容器の第１実施例を示す断面図、第２
図はその不活性ガス容器の内部構成を拡大して示す断面
図、第３図はこの発明の第２実施例を示す不活性ガス容
器の断面図、第４図・はこの発明の第３実施例を示すナ
トリウム容器の断面図、第５図は従来のナトリウム−硫
黄電池の構成を示す断面図、第６図は従来構成のナトリ
ウム容器を示す断面図、第７図はこの従来構成のナトリ
ウム容器にて陰極構成体を組立てた状態を示す断面図で
ある。 ５・・・ナトリウム容器、１１・・・不活性ガス容器、
１１ａ・・・区画壁、１２・・・ナトリウムの収容室、
１３・・・不活性ガスの収容室、１６・・・連通孔、１
８・・・区画体、Ｎａ・・・ナトリウム、Ｇ・・・不活
性ガス。 特許出願人 日本碍子 株式会社代理人
弁理士 恩１）博宜）ａ ｂじ 第７図 第５図
Claims (1)
- １、陰極活物質としてのナトリウム（Ｎａ）を収容する
ためのナトリウム容器（５）内に、ナトリウム（Ｎａ）
の収容室（１２）と不活性ガス（Ｇ）の収容室（１３）
とを区画形成し、その区画壁（１１ａ）の一部には加熱
時に両室を連通させるための連通孔（１６）を設けたこ
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 |
|---|---|---|---|
| JP1020388A JPH0760700B2 (ja) | 1989-01-30 | 1989-01-30 | ナトリウム―硫黄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1020388A JPH0760700B2 (ja) | 1989-01-30 | 1989-01-30 | ナトリウム―硫黄電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02199777A true JPH02199777A (ja) | 1990-08-08 |
| JPH0760700B2 JPH0760700B2 (ja) | 1995-06-28 |
Family
ID=12025640
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1020388A Expired - Lifetime JPH0760700B2 (ja) | 1989-01-30 | 1989-01-30 | ナトリウム―硫黄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0760700B2 (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5412417A (en) * | 1977-05-18 | 1979-01-30 | Chloride Silent Power Ltd | Method of manufacturing battery |
-
1989
- 1989-01-30 JP JP1020388A patent/JPH0760700B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5412417A (en) * | 1977-05-18 | 1979-01-30 | Chloride Silent Power Ltd | Method of manufacturing battery |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0760700B2 (ja) | 1995-06-28 |
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