JPH05266921A - 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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- JPH05266921A JPH05266921A JP4065333A JP6533392A JPH05266921A JP H05266921 A JPH05266921 A JP H05266921A JP 4065333 A JP4065333 A JP 4065333A JP 6533392 A JP6533392 A JP 6533392A JP H05266921 A JPH05266921 A JP H05266921A
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- JP
- Japan
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- sodium
- positive electrode
- chamber
- anode
- electrode chamber
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- 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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- Secondary Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 陽極室内でナトリウムイオンを良好に拡散さ
せることができて、充電時に多硫化ナトリウムが陽極容
器の周辺に残ることにより、ナトリウムの利用率が悪く
なるのを防ぐことができるナトリウム−硫黄電池を提供
する。 【構成】 円筒状の陽極容器１内に円筒状の固体電解質
管３を配設し、その固体電解質管３の内側と外側に陰極
室Ｒ１及び陽極室Ｒ２を形成する。陰極室Ｒ１内には陰
極活物質としてのナトリウムＮａを収容する。陽極室Ｒ
２内には陽極活物質としての硫黄Ｓを収容する。陽極室
Ｒ２の径方向の厚みＷを下部ほど狭くなるように形成
し、多硫化ナトリウムが陽極室Ｒ２内の下部側へ移動集
中するのを防ぐ。そして、充電時におけるナトリウムイ
オンの移動が効率良く行われるようにする。
せることができて、充電時に多硫化ナトリウムが陽極容
器の周辺に残ることにより、ナトリウムの利用率が悪く
なるのを防ぐことができるナトリウム−硫黄電池を提供
する。 【構成】 円筒状の陽極容器１内に円筒状の固体電解質
管３を配設し、その固体電解質管３の内側と外側に陰極
室Ｒ１及び陽極室Ｒ２を形成する。陰極室Ｒ１内には陰
極活物質としてのナトリウムＮａを収容する。陽極室Ｒ
２内には陽極活物質としての硫黄Ｓを収容する。陽極室
Ｒ２の径方向の厚みＷを下部ほど狭くなるように形成
し、多硫化ナトリウムが陽極室Ｒ２内の下部側へ移動集
中するのを防ぐ。そして、充電時におけるナトリウムイ
オンの移動が効率良く行われるようにする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、電力貯蔵用等として
利用されるナトリウム−硫黄電池に関するものである。
利用されるナトリウム−硫黄電池に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のナトリウム−硫黄電池としては、
例えば図２に示すような構成のものが知られている。
例えば図２に示すような構成のものが知られている。
【０００３】この従来構成においては、有底円筒状の陽
極容器１１内に絶縁リング１２を介して有底円筒状の固
体電解質管１３が配設され、その固体電解質管１３の内
側と外側には陰極室Ｒ１及び陽極室Ｒ２が区画形成され
ている。陰極室Ｒ１内にはカートリッジ１４が配設さ
れ、このカートリッジ１４内に収容された陰極活物質と
してのナトリウムＮａが底部の小孔１５を介して、カー
トリッジ１４と固体電解質管１３との間の間隙部に供給
される。また、陽極室Ｒ２内には陽極活物質としての硫
黄Ｓが収容されている。
極容器１１内に絶縁リング１２を介して有底円筒状の固
体電解質管１３が配設され、その固体電解質管１３の内
側と外側には陰極室Ｒ１及び陽極室Ｒ２が区画形成され
ている。陰極室Ｒ１内にはカートリッジ１４が配設さ
れ、このカートリッジ１４内に収容された陰極活物質と
してのナトリウムＮａが底部の小孔１５を介して、カー
トリッジ１４と固体電解質管１３との間の間隙部に供給
される。また、陽極室Ｒ２内には陽極活物質としての硫
黄Ｓが収容されている。
【０００４】絶縁リング１２上には陰極蓋１６が接合固
定され、この陰極蓋１６により陰極室Ｒ１の上面開口部
が閉塞されている。陰極蓋１６の下面には円筒部１７が
突設され、この円筒部１７の下端がカートリッジ１４と
固体電解質管１３との間の間隙部に供給されるナトリウ
ムＮａに接触して、陰極側の集電が確保される。
定され、この陰極蓋１６により陰極室Ｒ１の上面開口部
が閉塞されている。陰極蓋１６の下面には円筒部１７が
突設され、この円筒部１７の下端がカートリッジ１４と
固体電解質管１３との間の間隙部に供給されるナトリウ
ムＮａに接触して、陰極側の集電が確保される。
【０００５】そして、電池の放電時には、カートリッジ
１４の小孔１５からカートリッジ１４と固体電解質管１
３との間の間隙部に供給されるナトリウムＮａが、固体
電解質管１３をナトリウムイオンＮａ+ となって透過し
て、陽極室Ｒ２内の硫黄Ｓと反応し、多硫化ナトリウム
Ｎａ2 Ｓｘが生成される。また、電池の充電時には、放
電時と逆の反応が起こって、多硫化ナトリウムＮａ2 Ｓ
ｘが分解され、ナトリウムＮａ及び硫黄Ｓが生成され
る。
１４の小孔１５からカートリッジ１４と固体電解質管１
３との間の間隙部に供給されるナトリウムＮａが、固体
電解質管１３をナトリウムイオンＮａ+ となって透過し
て、陽極室Ｒ２内の硫黄Ｓと反応し、多硫化ナトリウム
Ｎａ2 Ｓｘが生成される。また、電池の充電時には、放
電時と逆の反応が起こって、多硫化ナトリウムＮａ2 Ｓ
ｘが分解され、ナトリウムＮａ及び硫黄Ｓが生成され
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、この種の従
来のナトリウム−硫黄電池においては、大容量化を図る
ために、陽極容器１１を大径にして陽極室Ｒ２の径方向
の厚みＷを広くとり、陽極活物質を大量に収容できるよ
うに構成する傾向にある。
来のナトリウム−硫黄電池においては、大容量化を図る
ために、陽極容器１１を大径にして陽極室Ｒ２の径方向
の厚みＷを広くとり、陽極活物質を大量に収容できるよ
うに構成する傾向にある。
【０００７】しかしながら、このように陽極室Ｒ２の径
方向の厚みＷを広くとった場合には、陽極室Ｒ２内にお
けるナトリウムイオンの拡散が悪くなり、充電時に多硫
化ナトリウムが陽極容器１１の周辺に残って、ナトリウ
ムの利用率が悪くなるという問題があった。
方向の厚みＷを広くとった場合には、陽極室Ｒ２内にお
けるナトリウムイオンの拡散が悪くなり、充電時に多硫
化ナトリウムが陽極容器１１の周辺に残って、ナトリウ
ムの利用率が悪くなるという問題があった。
【０００８】また、この現象は、多硫化ナトリウムが自
重により下降して、陽極室Ｒ２内の下部に集中する傾向
にあるため、陽極室Ｒ２の下部側ほど顕著に現れた。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、陽極室の径方向の厚みを広くとって、陽極活物質を
大量に収容できるように構成しても、陽極室内でナトリ
ウムイオンを良好に拡散させることができ、充電時に多
硫化ナトリウムが陽極容器の周辺に残って、ナトリウム
の利用率が悪くなるおそれを確実に防止することができ
るナトリウム−硫黄電池を提供することにある。
重により下降して、陽極室Ｒ２内の下部に集中する傾向
にあるため、陽極室Ｒ２の下部側ほど顕著に現れた。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、陽極室の径方向の厚みを広くとって、陽極活物質を
大量に収容できるように構成しても、陽極室内でナトリ
ウムイオンを良好に拡散させることができ、充電時に多
硫化ナトリウムが陽極容器の周辺に残って、ナトリウム
の利用率が悪くなるおそれを確実に防止することができ
るナトリウム−硫黄電池を提供することにある。
【０００９】
【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、この発明では、円筒状の陽極容器内に円筒状の固
体電解質管を配設して、その固体電解質管の内側と外側
に陰極室及び陽極室を形成し、陰極室内には陰極活物質
としてのナトリウムを収容するとともに、陽極室内には
陽極活物質としての硫黄を収容してなるナトリウム−硫
黄電池において、前記陽極室の径方向の厚みを下部ほど
狭くなるように形成したものである。
めに、この発明では、円筒状の陽極容器内に円筒状の固
体電解質管を配設して、その固体電解質管の内側と外側
に陰極室及び陽極室を形成し、陰極室内には陰極活物質
としてのナトリウムを収容するとともに、陽極室内には
陽極活物質としての硫黄を収容してなるナトリウム−硫
黄電池において、前記陽極室の径方向の厚みを下部ほど
狭くなるように形成したものである。
【００１０】
【作用】上記のように構成されたナトリウム−硫黄電池
においては、陽極室の径方向の厚みが下部ほど狭くなる
ように形成されているため、放電時に生成される多硫化
ナトリウムが自重により陽極室内の下部側に移動して
も、その陽極室内の下部に集中することはない。このた
め、陽極室内における多硫化ナトリウムの濃度が陽極室
の上下全長に亘ってほぼ均一となり、陽極室の径方向の
厚みを広くとって、陽極活物質を大量に収容できるよう
に構成しても、陽極室内でナトリウムイオンを良好に拡
散させることができる。従って、充電時に多硫化ナトリ
ウムが陽極容器の周辺に残って、ナトリウムの利用率が
悪くなるおそれを確実に防止することができる。
においては、陽極室の径方向の厚みが下部ほど狭くなる
ように形成されているため、放電時に生成される多硫化
ナトリウムが自重により陽極室内の下部側に移動して
も、その陽極室内の下部に集中することはない。このた
め、陽極室内における多硫化ナトリウムの濃度が陽極室
の上下全長に亘ってほぼ均一となり、陽極室の径方向の
厚みを広くとって、陽極活物質を大量に収容できるよう
に構成しても、陽極室内でナトリウムイオンを良好に拡
散させることができる。従って、充電時に多硫化ナトリ
ウムが陽極容器の周辺に残って、ナトリウムの利用率が
悪くなるおそれを確実に防止することができる。
【００１１】
【実施例】以下、この発明を具体化したナトリウム−硫
黄電池の一実施例を、図１に基づいて詳細に説明する。
黄電池の一実施例を、図１に基づいて詳細に説明する。
【００１２】図１に示すように、陽極容器１は有底円筒
状に形成され、その上端開口部にはα−アルミナ等より
なる絶縁リング２が接合固定されている。β−アルミナ
等よりなる有底円筒状の固体電解質管３は絶縁リング２
の内周面に接合固定され、この固体電解質管３の内側に
は陰極室Ｒ１が区画形成されるとともに、外側には陽極
室Ｒ２が区画形成されている。
状に形成され、その上端開口部にはα−アルミナ等より
なる絶縁リング２が接合固定されている。β−アルミナ
等よりなる有底円筒状の固体電解質管３は絶縁リング２
の内周面に接合固定され、この固体電解質管３の内側に
は陰極室Ｒ１が区画形成されるとともに、外側には陽極
室Ｒ２が区画形成されている。
【００１３】カートリッジ４は前記陰極室Ｒ１内に配設
され、このカートリッジ４内には陰極活物質としてのナ
トリウムＮａが収容されている。小孔５はカートリッジ
４の底部に設けられ、この小孔５を通してカートリッジ
４内のナトリウムＮａが、カートリッジ４と固体電解質
管３との間の間隙部に供給される。
され、このカートリッジ４内には陰極活物質としてのナ
トリウムＮａが収容されている。小孔５はカートリッジ
４の底部に設けられ、この小孔５を通してカートリッジ
４内のナトリウムＮａが、カートリッジ４と固体電解質
管３との間の間隙部に供給される。
【００１４】また、前記カートリッジ４内の上部空間に
は、窒素ガスやアルゴンガス等の所定圧力の不活性ガス
Ｇが充填され、この不活性ガスＧによってカートリッジ
４内のナトリウムＮａが小孔５から流出する方向へ加圧
されている。さらに、陽極室Ｒ２内には陽極活物質とし
ての硫黄Ｓが、グラファイトマット等よりなる陽極用導
電材に含浸させた状態で収容されている。
は、窒素ガスやアルゴンガス等の所定圧力の不活性ガス
Ｇが充填され、この不活性ガスＧによってカートリッジ
４内のナトリウムＮａが小孔５から流出する方向へ加圧
されている。さらに、陽極室Ｒ２内には陽極活物質とし
ての硫黄Ｓが、グラファイトマット等よりなる陽極用導
電材に含浸させた状態で収容されている。
【００１５】陰極蓋６は前記絶縁リング２の上面に接合
固定され、この陰極蓋６により陰極室Ｒ１の上面開口部
が閉塞されている。円筒部７は陰極蓋６の下面に突設さ
れ、この円筒部７の下端がカートリッジ４と固体電解質
管３との間の間隙部に供給されるナトリウムＮａに接触
して、陰極側の集電が行われる。
固定され、この陰極蓋６により陰極室Ｒ１の上面開口部
が閉塞されている。円筒部７は陰極蓋６の下面に突設さ
れ、この円筒部７の下端がカートリッジ４と固体電解質
管３との間の間隙部に供給されるナトリウムＮａに接触
して、陰極側の集電が行われる。
【００１６】そして、この実施例においては、前記陽極
容器１の周壁の板厚ｔを下端部ほど徐々に大きくなるよ
うに形成し、その陽極容器１の周壁と固体電解質管３の
周壁との間に区画される陽極室Ｒ２の径方向の厚みＷ
が、下部ほど次第に狭くなるように形成されている。
容器１の周壁の板厚ｔを下端部ほど徐々に大きくなるよ
うに形成し、その陽極容器１の周壁と固体電解質管３の
周壁との間に区画される陽極室Ｒ２の径方向の厚みＷ
が、下部ほど次第に狭くなるように形成されている。
【００１７】次に、前記のように構成されたナトリウム
−硫黄電池について作用を説明する。さて、このナトリ
ウム−硫黄電池の完全充電完了状態においては、大半の
ナトリウムＮａがカートリッジ４内に貯留されている。
この状態で放電を開始すると、カートリッジ４の上部空
間に封入された不活性ガスＧの圧力により、カートリッ
ジ４内のナトリウムＮａが小孔５を通って、カートリッ
ジ４と固体電解質管３との間の間隙部に流出される。そ
して、このナトリウムＮａが固体電解質管３をナトリウ
ムイオンＮａ+ となって透過して陽極室Ｒ２側へ移動さ
れ、陽極室Ｒ２内の硫黄Ｓと反応して、多硫化ナトリウ
ムＮａ2 Ｓｘが生成される。また、電池の充電時には、
放電時と逆の反応が起こって、多硫化ナトリウムＮａ2
Ｓｘが分解され、ナトリウムＮａ及び硫黄Ｓが生成され
る。
−硫黄電池について作用を説明する。さて、このナトリ
ウム−硫黄電池の完全充電完了状態においては、大半の
ナトリウムＮａがカートリッジ４内に貯留されている。
この状態で放電を開始すると、カートリッジ４の上部空
間に封入された不活性ガスＧの圧力により、カートリッ
ジ４内のナトリウムＮａが小孔５を通って、カートリッ
ジ４と固体電解質管３との間の間隙部に流出される。そ
して、このナトリウムＮａが固体電解質管３をナトリウ
ムイオンＮａ+ となって透過して陽極室Ｒ２側へ移動さ
れ、陽極室Ｒ２内の硫黄Ｓと反応して、多硫化ナトリウ
ムＮａ2 Ｓｘが生成される。また、電池の充電時には、
放電時と逆の反応が起こって、多硫化ナトリウムＮａ2
Ｓｘが分解され、ナトリウムＮａ及び硫黄Ｓが生成され
る。
【００１８】また、この実施例のナトリウム−硫黄電池
においては、陽極室Ｒ２の径方向の厚みＷが下部ほど狭
くなるように形成されているため、放電時に生成される
多硫化ナトリウムが自重により陽極室Ｒ２内の下部側に
移動しても、その陽極室Ｒ２内の下部に集中することは
ない。このため、陽極室Ｒ２内における多硫化ナトリウ
ムの濃度が陽極室Ｒ２の上下全長に亘ってほぼ均一とな
り、陽極室Ｒ２の径方向の厚みＷを広くとって、陽極活
物質としての硫黄Ｓを大量に収容できるように構成して
も、陽極室Ｒ２内でナトリウムイオンを良好に拡散させ
ることができる。従って、従来構成のように充電時に多
硫化ナトリウムが陽極容器１の周辺に残って、ナトリウ
ムの利用率が悪くなるおそれを確実に防止することがで
きる。
においては、陽極室Ｒ２の径方向の厚みＷが下部ほど狭
くなるように形成されているため、放電時に生成される
多硫化ナトリウムが自重により陽極室Ｒ２内の下部側に
移動しても、その陽極室Ｒ２内の下部に集中することは
ない。このため、陽極室Ｒ２内における多硫化ナトリウ
ムの濃度が陽極室Ｒ２の上下全長に亘ってほぼ均一とな
り、陽極室Ｒ２の径方向の厚みＷを広くとって、陽極活
物質としての硫黄Ｓを大量に収容できるように構成して
も、陽極室Ｒ２内でナトリウムイオンを良好に拡散させ
ることができる。従って、従来構成のように充電時に多
硫化ナトリウムが陽極容器１の周辺に残って、ナトリウ
ムの利用率が悪くなるおそれを確実に防止することがで
きる。
【００１９】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、この発明の趣旨から逸脱しない
範囲で、例えば以下のように各部の構成を変更して具体
化してもよい。 （１）陽極容器１の内面の傾斜角度を変えたり、その内
面を段差状に形成したり、またそれらを組合せること。 （２）陽極容器１の厚みを変化させず、その下方ほど収
束するように構成すること。 （３）固体電解質管３の外径を下端部ほど大きくなるよ
うに構成して、陽極室Ｒ２の径方向の厚みＷを下部ほど
狭くなるように形成すること。
定されるものではなく、この発明の趣旨から逸脱しない
範囲で、例えば以下のように各部の構成を変更して具体
化してもよい。 （１）陽極容器１の内面の傾斜角度を変えたり、その内
面を段差状に形成したり、またそれらを組合せること。 （２）陽極容器１の厚みを変化させず、その下方ほど収
束するように構成すること。 （３）固体電解質管３の外径を下端部ほど大きくなるよ
うに構成して、陽極室Ｒ２の径方向の厚みＷを下部ほど
狭くなるように形成すること。
【００２０】
【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、陽極室の径方向の厚みを広くとって、陽
極活物質を大量に収容できるように構成しても、陽極室
内でナトリウムイオンを良好に拡散させることができ、
充電時に多硫化ナトリウムが陽極容器の周辺に残って、
ナトリウムの利用率が悪くなるおそれを確実に防止する
ことができるという優れた効果を奏する。
れているため、陽極室の径方向の厚みを広くとって、陽
極活物質を大量に収容できるように構成しても、陽極室
内でナトリウムイオンを良好に拡散させることができ、
充電時に多硫化ナトリウムが陽極容器の周辺に残って、
ナトリウムの利用率が悪くなるおそれを確実に防止する
ことができるという優れた効果を奏する。
【図１】この発明を具体化したナトリウム−硫黄電池の
一実施例を示す縦断面図である。
一実施例を示す縦断面図である。
【図２】従来のナトリウム−硫黄電池を示す縦断面図で
ある。
ある。
１…陽極容器、３…固体電解質管、Ｒ１…陰極室、Ｒ２
…陽極室、Ｎａ…陰極活物質としてのナトリウム、Ｓ…
陽極活物質としての硫黄、Ｗ…陽極室の径方向の厚み。
…陽極室、Ｎａ…陰極活物質としてのナトリウム、Ｓ…
陽極活物質としての硫黄、Ｗ…陽極室の径方向の厚み。
Claims (1)
- 【請求項１】 円筒状の陽極容器内に円筒状の固体電解
質管を配設して、その固体電解質管の内側と外側に陰極
室及び陽極室を形成し、陰極室内には陰極活物質として
のナトリウムを収容するとともに、陽極室内には陽極活
物質としての硫黄を収容してなるナトリウム−硫黄電池
において、 前記陽極室の径方向の厚みを下部ほど狭くなるように形
成し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 |
|---|---|---|---|
| JP4065333A JPH05266921A (ja) | 1992-03-23 | 1992-03-23 | ナトリウム−硫黄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4065333A JPH05266921A (ja) | 1992-03-23 | 1992-03-23 | ナトリウム−硫黄電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05266921A true JPH05266921A (ja) | 1993-10-15 |
Family
ID=13283894
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4065333A Pending JPH05266921A (ja) | 1992-03-23 | 1992-03-23 | ナトリウム−硫黄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05266921A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011152028A1 (ja) | 2010-05-31 | 2011-12-08 | Ohkawa Hiroshi | 固体電解質二次電池 |
| KR20150104106A (ko) * | 2013-01-08 | 2015-09-14 | 지멘스 악티엔게젤샤프트 | 균일한 온도 분포를 위한 형상 적응형 전기화학 저장 장치 |
-
1992
- 1992-03-23 JP JP4065333A patent/JPH05266921A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011152028A1 (ja) | 2010-05-31 | 2011-12-08 | Ohkawa Hiroshi | 固体電解質二次電池 |
| US9300012B2 (en) | 2010-05-31 | 2016-03-29 | Hiroshi Ohkawa | Solid electrolyte secondary battery |
| KR20150104106A (ko) * | 2013-01-08 | 2015-09-14 | 지멘스 악티엔게젤샤프트 | 균일한 온도 분포를 위한 형상 적응형 전기화학 저장 장치 |
| CN105027317A (zh) * | 2013-01-08 | 2015-11-04 | 西门子公司 | 用于均匀的温度分布的形状配合的电化学存储器装置 |
| JP2016506609A (ja) * | 2013-01-08 | 2016-03-03 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフトＳｉｅｍｅｎｓ Ａｋｔｉｅｎｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ | 一様温度分布のための形状適合電気化学的記憶デバイス |
| US10084160B2 (en) | 2013-01-08 | 2018-09-25 | Siemens Aktiengesellschaft | Shape-adapted electrochemical storage device for uniform temperature distribution |
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