JPH06223872A - ナトリウム−硫黄電池の陰極室 - Google Patents
ナトリウム−硫黄電池の陰極室Info
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- JPH06223872A JPH06223872A JP5031285A JP3128593A JPH06223872A JP H06223872 A JPH06223872 A JP H06223872A JP 5031285 A JP5031285 A JP 5031285A JP 3128593 A JP3128593 A JP 3128593A JP H06223872 A JPH06223872 A JP H06223872A
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 固体電解質管の破損時の安全性が向上できる
ナトリウム−硫黄電池の陰極室を得る。 【構成】 ナトリウムイオン伝導性の固体電解質管１内
の陰極室を陰極蓋３と陰極端子５で密閉し、前記陰極端
子５の内面に棒状の集電端子６を溶接するとともに、こ
の集電端子６に金属板７を螺旋状に巻き付け、この金属
板７の外周面を固体電解質管１の内側面に接触させてな
る。 【効果】 金属板によって固体電解質管の内面に供給さ
れる溶融ナトリウムの量を制限することができるので、
固体電解質管の破損時の溶融ナトリウムと溶融硫黄との
直接反応を最小限にすることができ、安全性を向上させ
ることができる。
ナトリウム−硫黄電池の陰極室を得る。 【構成】 ナトリウムイオン伝導性の固体電解質管１内
の陰極室を陰極蓋３と陰極端子５で密閉し、前記陰極端
子５の内面に棒状の集電端子６を溶接するとともに、こ
の集電端子６に金属板７を螺旋状に巻き付け、この金属
板７の外周面を固体電解質管１の内側面に接触させてな
る。 【効果】 金属板によって固体電解質管の内面に供給さ
れる溶融ナトリウムの量を制限することができるので、
固体電解質管の破損時の溶融ナトリウムと溶融硫黄との
直接反応を最小限にすることができ、安全性を向上させ
ることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はナトリウム−硫黄電池の
陰極室に関するもので、さらに詳しく言えば、固体電解
質管の破損時の安全性が向上できる陰極室の構造に関す
るものである。
陰極室に関するもので、さらに詳しく言えば、固体電解
質管の破損時の安全性が向上できる陰極室の構造に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】ナトリウム−硫黄電池は、ナトリウムイ
オン伝導性の固体電解質管の外部を陽極室とし、内部を
陰極室としたもので、前記陽極室は電槽によって密閉さ
れるとともに、陰極室は陰極蓋と陰極端子で密閉されて
なる。
オン伝導性の固体電解質管の外部を陽極室とし、内部を
陰極室としたもので、前記陽極室は電槽によって密閉さ
れるとともに、陰極室は陰極蓋と陰極端子で密閉されて
なる。
【０００３】上記したナトリウム−硫黄電池の陰極室に
は金属繊維が充填され、陰極活物質としての溶融ナトリ
ウムを保持するとともにこの溶融ナトリウムと固体電解
質管の内面との溶融面積を一定にするようにしている。
は金属繊維が充填され、陰極活物質としての溶融ナトリ
ウムを保持するとともにこの溶融ナトリウムと固体電解
質管の内面との溶融面積を一定にするようにしている。
【０００４】また、前記陰極蓋に溶接された陰極端子の
内面には集電端子が溶接され、陰極端子を介して外部回
路に接続される。
内面には集電端子が溶接され、陰極端子を介して外部回
路に接続される。
【０００５】
【発明が解決しようする課題】上記した従来のナトリウ
ム−硫黄電池の陰極室では、固体電解質管の破損時に陰
極活物質としての溶融ナトリウムと陽極活物質としての
溶融硫黄とが直接反応し、その反応熱によって固体電解
質管の破損や直接反応の領域が拡大するという問題があ
った。
ム−硫黄電池の陰極室では、固体電解質管の破損時に陰
極活物質としての溶融ナトリウムと陽極活物質としての
溶融硫黄とが直接反応し、その反応熱によって固体電解
質管の破損や直接反応の領域が拡大するという問題があ
った。
【０００６】このような問題を解決するため、陰極室内
に陰極活物質容器を配し、固体電解質管の内面に供給さ
れる陰極活物質としての溶融ナトリウムを制限するよう
にしたものもあるが、このような陰極室は製造コストが
高くなるため、電池が高価になるという問題や重量効率
が低下するという問題があった。
に陰極活物質容器を配し、固体電解質管の内面に供給さ
れる陰極活物質としての溶融ナトリウムを制限するよう
にしたものもあるが、このような陰極室は製造コストが
高くなるため、電池が高価になるという問題や重量効率
が低下するという問題があった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、ナトリウムイオン伝導性の固体電解質管
の内部に陰極室を、外部に陽極室を形成し、前記陰極室
を陰極蓋と陰極端子で密閉するとともに、前記陽極室を
電槽で密閉してなるナトリウム−硫黄電池の陰極室にお
いて、前記陰極端子の内面に棒状の集電端子を溶接する
とともに、この集電端子に金属板を螺旋状に巻き付け、
この金属板の外周面を前記固体電解質管の内側面に接触
させてなることを特徴とするものである。
め、本発明は、ナトリウムイオン伝導性の固体電解質管
の内部に陰極室を、外部に陽極室を形成し、前記陰極室
を陰極蓋と陰極端子で密閉するとともに、前記陽極室を
電槽で密閉してなるナトリウム−硫黄電池の陰極室にお
いて、前記陰極端子の内面に棒状の集電端子を溶接する
とともに、この集電端子に金属板を螺旋状に巻き付け、
この金属板の外周面を前記固体電解質管の内側面に接触
させてなることを特徴とするものである。
【０００８】
【作用】従って、本発明は、金属板を集電端子に螺旋状
に巻き付け、その外周面を固体電解質管の内側面に接触
させているので、固体電解質管の内側面に供給される陰
極活物質としての溶融ナトリウムを制限することができ
る。
に巻き付け、その外周面を固体電解質管の内側面に接触
させているので、固体電解質管の内側面に供給される陰
極活物質としての溶融ナトリウムを制限することができ
る。
【０００９】また、本発明は、陰極室内に陰極活物質容
器を挿入するより製造コストを低くすることができる。
器を挿入するより製造コストを低くすることができる。
【００１０】
【実施例】図１は、本発明の陰極室を備えたナトリウム
−硫黄電池の縦断面図である。
−硫黄電池の縦断面図である。
【００１１】図２は、図１のＡＡ′部の横断面図であ
る。
る。
【００１２】本発明の特徴は、ナトリウムイオン伝導性
の固体電解質管１の上端にα−アルミナリング２がガラ
ス半田接合され、このα−アルミナリング２の上面に陰
極蓋３が、下面に陽極蓋４がそれぞれ熱圧接合されると
ともに、前記陰極蓋３には内面に集電端子６が溶接され
た陰極端子５が、前記陽極蓋４には円筒形の硫黄成形体
９が内挿された電槽１０が溶接されてなり、前記固体電
解質管１内は陰極活物質としての溶融ナトリウム８を充
填して陰極室とし、前記固体電解質管１と電槽１０との
間隙を陽極室とし、前記陰極室内の集電端子６に金属板
７が螺旋状に巻き付けられてなるものである。
の固体電解質管１の上端にα−アルミナリング２がガラ
ス半田接合され、このα−アルミナリング２の上面に陰
極蓋３が、下面に陽極蓋４がそれぞれ熱圧接合されると
ともに、前記陰極蓋３には内面に集電端子６が溶接され
た陰極端子５が、前記陽極蓋４には円筒形の硫黄成形体
９が内挿された電槽１０が溶接されてなり、前記固体電
解質管１内は陰極活物質としての溶融ナトリウム８を充
填して陰極室とし、前記固体電解質管１と電槽１０との
間隙を陽極室とし、前記陰極室内の集電端子６に金属板
７が螺旋状に巻き付けられてなるものである。
【００１３】このような構成のナトリウム−硫黄電池で
は、金属板７の外周面が固体電解質管１の内側面に接触
しているものの、完全に密着することはないので、電池
の温度を作動温度の３５０℃程度まで上昇させると、陰
極活物質としての溶融ナトリウム８が金属板７の外周面
と固体電解質管１の内側面との間に浸透し、数回の充放
電を反復させることによって固体電解質管１の内面を溶
融ナトリウム８で濡らして溶融ナトリウム８が接触する
固体電解質管１の内面の面積を一定にすることができ
る。
は、金属板７の外周面が固体電解質管１の内側面に接触
しているものの、完全に密着することはないので、電池
の温度を作動温度の３５０℃程度まで上昇させると、陰
極活物質としての溶融ナトリウム８が金属板７の外周面
と固体電解質管１の内側面との間に浸透し、数回の充放
電を反復させることによって固体電解質管１の内面を溶
融ナトリウム８で濡らして溶融ナトリウム８が接触する
固体電解質管１の内面の面積を一定にすることができ
る。
【００１４】また、上記したナトリウム−硫黄電池で
は、固体電解質管１が破損して溶融ナトリウム８と溶融
硫黄とが直接反応しても、固体電解質管１の内側面に接
触している金属板７によって直接反応の領域が拡大する
のを防止することができる。
は、固体電解質管１が破損して溶融ナトリウム８と溶融
硫黄とが直接反応しても、固体電解質管１の内側面に接
触している金属板７によって直接反応の領域が拡大する
のを防止することができる。
【００１５】なお、上記金属板７としては、電気抵抗が
小さく、直接反応時の反応熱によって溶融せず、硫化物
を生成しないものがよく、鉄、ステンレス、ニッケル、
タングステン、モリブデンまたはこれらの金属から選択
された金属の合金であることが好ましい。
小さく、直接反応時の反応熱によって溶融せず、硫化物
を生成しないものがよく、鉄、ステンレス、ニッケル、
タングステン、モリブデンまたはこれらの金属から選択
された金属の合金であることが好ましい。
【００１６】次に、上記した本発明の陰極室を有する電
池Ａとして、金属板７に厚さが０．１mmの鉄板を、集電
端子６に銅棒を用い、互いにねじ止めして集電端子６に
金属板７を螺旋状に巻き付け、金属板７の外周面を固体
電解質管１の内側面に接触させるように配したものを製
作するとともに、電池Ｂとして陰極室に金属繊維を配し
たものを、電池Ｃとして陰極室に陰極活物質容器を配し
たものを製作し、３５０℃でそれぞれの放電特性を調査
したところ、表１のような結果が得られた。
池Ａとして、金属板７に厚さが０．１mmの鉄板を、集電
端子６に銅棒を用い、互いにねじ止めして集電端子６に
金属板７を螺旋状に巻き付け、金属板７の外周面を固体
電解質管１の内側面に接触させるように配したものを製
作するとともに、電池Ｂとして陰極室に金属繊維を配し
たものを、電池Ｃとして陰極室に陰極活物質容器を配し
たものを製作し、３５０℃でそれぞれの放電特性を調査
したところ、表１のような結果が得られた。
【００１７】
【表１】
【００１8 】表１から、電流Ａ、電流Ｂはどのような放
電率においても４０Ａｈ以上の容量が得られることがわ
かる。
電率においても４０Ａｈ以上の容量が得られることがわ
かる。
【００１９】次に、上記した各電池に対して固体電解質
管１が破損するまで充電電流を流し、破損時の各電池の
温度と温度上昇を調査したところ、表２のような結果が
得られた。
管１が破損するまで充電電流を流し、破損時の各電池の
温度と温度上昇を調査したところ、表２のような結果が
得られた。
【００２０】
【表２】
【００２１】表２から、電池Ａは温度上昇が最も小さい
ことがわかる。また、電池Ｂは温度上昇によって内圧が
上昇し、破裂に至ってしまった。
ことがわかる。また、電池Ｂは温度上昇によって内圧が
上昇し、破裂に至ってしまった。
【００２２】次に、本発明の陰極室を有する電池Ａとし
て、金属板７に厚さが０．１mmの鉄、ステンレス、ニッ
ケル、銅、アルミニウム、タングステン、モリブデン
を、集電端子６に銅棒を用い、互いにねじ止めして集電
端子６に金属板７を螺旋状に巻き付け、金属板７の外周
面を固体電解質管１の内側面に接触させるように配した
ものを製作し、各電池Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５，
Ａ６，Ａ７に対して固体電解質管１が破損するまで充電
電流を流し、破損時の各電池の温度と温度上昇を調査し
たところ、表３のような結果が得られた。
て、金属板７に厚さが０．１mmの鉄、ステンレス、ニッ
ケル、銅、アルミニウム、タングステン、モリブデン
を、集電端子６に銅棒を用い、互いにねじ止めして集電
端子６に金属板７を螺旋状に巻き付け、金属板７の外周
面を固体電解質管１の内側面に接触させるように配した
ものを製作し、各電池Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５，
Ａ６，Ａ７に対して固体電解質管１が破損するまで充電
電流を流し、破損時の各電池の温度と温度上昇を調査し
たところ、表３のような結果が得られた。
【００２３】
【表３】
【００２４】表３から、電池Ａ３，Ａ６，Ａ７は温度上
昇がなく、電池Ａ１，Ａ２も温度上昇がきわめて小さい
ことがわかる。これに対し、電池Ａ４は温度上昇が１５
０℃であり、解体したところ、銅が硫化銅になり、金属
板７の一部に穴があいていることがわかった。また、電
池Ａ５は温度上昇が４５０℃であり、それによる内圧上
昇によって電池が破裂したことがわかった。
昇がなく、電池Ａ１，Ａ２も温度上昇がきわめて小さい
ことがわかる。これに対し、電池Ａ４は温度上昇が１５
０℃であり、解体したところ、銅が硫化銅になり、金属
板７の一部に穴があいていることがわかった。また、電
池Ａ５は温度上昇が４５０℃であり、それによる内圧上
昇によって電池が破裂したことがわかった。
【００２５】このことから、金属板７の材質としては、
鉄、ステンレス、ニッケル、タングステン、モリブデン
がよく、これらの金属から選択された金属の合金も用い
ることができる。
鉄、ステンレス、ニッケル、タングステン、モリブデン
がよく、これらの金属から選択された金属の合金も用い
ることができる。
【００２６】
【発明の効果】上記したとおりであるから、本発明のナ
トリウム−硫黄電池の陰極室は、固体電解質管の破損時
の安全性を向上させることができる。
トリウム−硫黄電池の陰極室は、固体電解質管の破損時
の安全性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の陰極室を備えたナトリウム−硫黄電池
の縦断面図である。
の縦断面図である。
【図２】図１のＡＡ′部の横断面図である。
１ 固体電解質管 ２ α─アルミナリング ３ 陰極蓋 ４ 陽極蓋 ５ 陰極端子 ６ 集電端子 ７ 金属板 ８ 溶融ナトリウム
Claims (2)
- 【請求項１】 ナトリウムイオン伝導性の固体電解質管
の内部に陰極室を、外部に陽極室を形成し、前記陰極室
を陰極蓋と陰極端子で密閉するとともに、前記陽極室を
電槽で密閉してなるナトリウム−硫黄電池の陰極室にお
いて、前記陰極端子の内面に棒状の集電端子を溶接する
とともに、この集電端子に金属板を螺旋状に巻き付け、
この金属板の外周面を前記固体電解質管の内側面に接触
させてなることを特徴とするナトリウム−硫黄電池の陰
極室。 - 【請求項２】 金属板が鉄、ステンレス、ニッケル、タ
ングステン、モリブデンまたは前記金属から選択された
金属の合金であることを特徴とする請求項第１項記載の
ナトリウム−硫黄電池陰極室。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5031285A JPH06223872A (ja) | 1993-01-26 | 1993-01-26 | ナトリウム−硫黄電池の陰極室 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5031285A JPH06223872A (ja) | 1993-01-26 | 1993-01-26 | ナトリウム−硫黄電池の陰極室 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06223872A true JPH06223872A (ja) | 1994-08-12 |
Family
ID=12327045
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5031285A Pending JPH06223872A (ja) | 1993-01-26 | 1993-01-26 | ナトリウム−硫黄電池の陰極室 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06223872A (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015536533A (ja) * | 2012-10-16 | 2015-12-21 | アンブリ・インコーポレイテッド | 電気化学エネルギー蓄積デバイスおよびハウジング |
| US10181800B1 (en) | 2015-03-02 | 2019-01-15 | Ambri Inc. | Power conversion systems for energy storage devices |
| US10270139B1 (en) | 2013-03-14 | 2019-04-23 | Ambri Inc. | Systems and methods for recycling electrochemical energy storage devices |
| US10297870B2 (en) | 2013-05-23 | 2019-05-21 | Ambri Inc. | Voltage-enhanced energy storage devices |
| US10541451B2 (en) | 2012-10-18 | 2020-01-21 | Ambri Inc. | Electrochemical energy storage devices |
| US10637015B2 (en) | 2015-03-05 | 2020-04-28 | Ambri Inc. | Ceramic materials and seals for high temperature reactive material devices |
| US11211641B2 (en) | 2012-10-18 | 2021-12-28 | Ambri Inc. | Electrochemical energy storage devices |
| US11387497B2 (en) | 2012-10-18 | 2022-07-12 | Ambri Inc. | Electrochemical energy storage devices |
| US11411254B2 (en) | 2017-04-07 | 2022-08-09 | Ambri Inc. | Molten salt battery with solid metal cathode |
| US11721841B2 (en) | 2012-10-18 | 2023-08-08 | Ambri Inc. | Electrochemical energy storage devices |
| US11909004B2 (en) | 2013-10-16 | 2024-02-20 | Ambri Inc. | Electrochemical energy storage devices |
| US11929466B2 (en) | 2016-09-07 | 2024-03-12 | Ambri Inc. | Electrochemical energy storage devices |
-
1993
- 1993-01-26 JP JP5031285A patent/JPH06223872A/ja active Pending
Cited By (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015536533A (ja) * | 2012-10-16 | 2015-12-21 | アンブリ・インコーポレイテッド | 電気化学エネルギー蓄積デバイスおよびハウジング |
| EP2909875B1 (en) * | 2012-10-16 | 2020-06-17 | Ambri Inc. | Electrochemical energy storage devices and housings |
| US10608212B2 (en) | 2012-10-16 | 2020-03-31 | Ambri Inc. | Electrochemical energy storage devices and housings |
| US10541451B2 (en) | 2012-10-18 | 2020-01-21 | Ambri Inc. | Electrochemical energy storage devices |
| US11611112B2 (en) | 2012-10-18 | 2023-03-21 | Ambri Inc. | Electrochemical energy storage devices |
| US11196091B2 (en) | 2012-10-18 | 2021-12-07 | Ambri Inc. | Electrochemical energy storage devices |
| US11211641B2 (en) | 2012-10-18 | 2021-12-28 | Ambri Inc. | Electrochemical energy storage devices |
| US11387497B2 (en) | 2012-10-18 | 2022-07-12 | Ambri Inc. | Electrochemical energy storage devices |
| US11721841B2 (en) | 2012-10-18 | 2023-08-08 | Ambri Inc. | Electrochemical energy storage devices |
| US10270139B1 (en) | 2013-03-14 | 2019-04-23 | Ambri Inc. | Systems and methods for recycling electrochemical energy storage devices |
| US10297870B2 (en) | 2013-05-23 | 2019-05-21 | Ambri Inc. | Voltage-enhanced energy storage devices |
| US11909004B2 (en) | 2013-10-16 | 2024-02-20 | Ambri Inc. | Electrochemical energy storage devices |
| US10566662B1 (en) | 2015-03-02 | 2020-02-18 | Ambri Inc. | Power conversion systems for energy storage devices |
| US10181800B1 (en) | 2015-03-02 | 2019-01-15 | Ambri Inc. | Power conversion systems for energy storage devices |
| US10637015B2 (en) | 2015-03-05 | 2020-04-28 | Ambri Inc. | Ceramic materials and seals for high temperature reactive material devices |
| US11840487B2 (en) | 2015-03-05 | 2023-12-12 | Ambri, Inc. | Ceramic materials and seals for high temperature reactive material devices |
| US11289759B2 (en) | 2015-03-05 | 2022-03-29 | Ambri, Inc. | Ceramic materials and seals for high temperature reactive material devices |
| US11929466B2 (en) | 2016-09-07 | 2024-03-12 | Ambri Inc. | Electrochemical energy storage devices |
| US11411254B2 (en) | 2017-04-07 | 2022-08-09 | Ambri Inc. | Molten salt battery with solid metal cathode |
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