熔融钠电池以及熔融钠电池用隔壁制造技术

本发明专利技术目的在于提供在内部具有阴极室的板状隔壁和收纳它而形成气密的阳极室的金属制的阳极容器的密封较容易的熔融钠电池以及其隔壁。该隔壁(11)由板状且β氧化铝制的隔壁主体(111)和陶瓷制的接头状头部(117)构成，其中所述隔壁主体(111)在具有连通内外的筒状的管套(122)的金属制的阳极容器(12)内配置且在厚度方向的中央部具有阴极室(110)和贯通孔(1175)，所述接头状头部(117)一体地形成于该隔壁主体(11)并具有经由贯通孔而与该阴极室连通的通孔且气密地覆着于管套(122)。

Sodium fused sodium cell and sodium fused cell wall

The purpose of the present invention is to provide an easy sealed sodium molten battery and the wall of an anode container made of a plate shaped wall with a cathode chamber inside and a metal anode container that forms a gas tight anode chamber. The next wall (11) is composed of a plate - like and beta - aluminum partition body (111) and a ceramic joint like head (117), wherein the partition body (111) is arranged in a metal anode container (12) with a tube shaped tube (122) connected with the inside and outside (122) and has a cathode chamber (110) and a through hole (1175) in the central part of the thickness square, and the joint. The shape head (117) is integrally formed on the partition body (11) and has a through hole connected with the cathode chamber and is hermetically coated on the tube sleeve (122).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】熔融钠电池以及熔融钠电池用隔壁
本专利技术涉及作为阴极活性物质使用熔融钠、作为固体电解质使用β氧化铝的熔融钠电池以及熔融钠电池用隔壁。
技术介绍
作为熔融钠电池，在阳极活性物质使用熔融硫的钠硫电池以及在阳极活性物质使用氯化镍等的钠熔融盐电池这两种电池正被实用化。这些熔融钠电池均采用β氧化铝制的隔壁而作为固体电解质。另外，这些熔融钠电池均在250℃～350℃的高温下使用，在充放电时因内部电阻而使得电池本身被加热而温度上升，在电池未充放电时热向电池外泄漏而温度降低。这样，钠电池要求电池温度伴随着充放电而变动的且耐于遍及10年以上的长时间使用的耐久性。作为熔融钠电池的阴极活性物质的钠、放电时在阳极室生成的多硫化钠等化合物、以及构成隔壁的β氧化铝的耐水性弱。因此，需要不使大气中的水分侵入阴极室以及阳极室的高度的气密性。在正被实用化的钠硫电池以及钠熔融盐电池中，均使用试管形状的有底上端开口管来作为β氧化铝制的隔壁。在该有底上端开口管的上端部通过玻璃接合件而气密地接合有α氧化铝制的绝缘环。而且，在该绝缘环的内周面侧气密地接合金属制盖而形成隔壁的内周面侧的一方的极室，在该绝缘环的外周面侧气密地接合金属制壳体而形成隔壁的外周面侧的另一方的极室。对于钠硫电池而言，在内周面侧的一方的极室收纳熔融钠而成为阴极室，在外周面侧的另一方的极室收纳熔融硫而成为阳极室。另外，对于钠熔融盐电池而言，在内周面侧的一方的极室收纳熔融金属盐化物而成为阳极室，在外周面侧的另一方的极室收纳熔融钠而成为阴极室。隔开阴极室与阳极室的隔壁受到两侧的阳极室内的压力以及阴极室内的压力，受到由相当于两压力之差的压力引起的变形。对于构成隔壁的β氧化铝而言，作为与陶瓷共通的性质而具有抗按压性强但抗拉伸性弱的性质。因此，隔壁被要求尽可能未作用拉伸应力的使用以及形状。对于上述的试管形状的有底上端开口管而言，通过使内周面侧的压力低于外周面侧的压力，从而能够在隔壁的所有的部分成为按压力产生作用而拉伸力不产生作用的状态。作为隔壁的其他的形状，可举出：日本特开昭50-38030号公报所记载的外形为板状，且在内部具有并行的细孔状的阴极室的板状隔壁。该板状隔壁被保持于阳极室内，在使隔壁的内部的阴极室相对于外部的阳极室而减压的状态下使用，由此在该隔壁的除去盖的板状的部分成为按压力产生作用而拉伸力不产生作用的状态。在专利文献等示出作为β氧化铝制的隔壁而具备在一侧具有阴极室、在另一侧具有阳极室的板状的隔壁的钠硫电池。但是，在这些钠硫电池中，由于弯曲应力作用于隔壁，而拉伸应力作用于板状隔壁的一侧的表面，所以也设想隔壁破裂的情况，不实用。专利文献1:日本特开平6-196204号公报专利文献2:日本特开昭50-38030号公报在隔壁为试管状的有底上端开口管的情况下，在β氧化铝管的上端部通过玻璃接合剂接合α氧化铝环，在该α氧化铝环的内周面侧与外周面侧分别接合金属部件。在该情况下，β氧化铝管的上端部的开口较广，因此接合面积广并且必须将两个位置接合。因此需要高度的接合技术。对于在内部具有阴极室的板状隔壁而言，由β氧化铝制的板状的隔壁主体和与其上端接合的长方形板状的α氧化铝制的盖构成。在该盖的中央部形成有贯通孔，在该贯通孔插入金属制的细管，在该细管的外周面与盖的贯通孔的内周面的间隙放入接合剂而接合。另一方面，金属制的阳极室容器是上端开口的立方体形状的箱状，且在该容器插入β氧化铝制的板状的隔壁，在隔壁的长方形的盖的外周面与覆盖它的金属制的容器的上方的内周面的间隙放入接合剂而接合。对于该板状隔壁而言，接合面为长方形且与其边抵接的部分为直线状而较长。因此，如作为双金属件而公知的那样，也认为被接合的金属与陶瓷之间作用较大的剥离应力而使得密封受到损伤。因此该密封方式缺乏实用性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供在内部具有阴极室的板状隔壁、与在内部收纳该板状隔壁而形成气密的阳极室的金属制的阳极容器的密封较容易的熔融钠电池用隔壁以及具备该隔壁的熔融钠电池。本专利技术的熔融钠电池用隔壁的特征在于，由板状且β氧化铝制的隔壁主体和陶瓷制的头部构成，上述隔壁主体配置在具备设置有连通内外的贯通孔的接合部的金属制的阳极容器内，且在厚度方向的中央部具有阴极室和将该阴极室与外侧连结的贯通孔，上述头部一体地形成于该隔壁主体并具有经由贯通孔而与阴极室连通的通孔且气密地覆着于上述接合部。另外，本专利技术的熔融钠电池具有：成为阴极活性物质的熔融钠、阳极活性物质、收纳熔融钠的钠容器、在内部具有阴极室的隔壁、以及气密地收纳阳极活性物质以及上述隔壁的阳极容器，上述熔融钠电池的特征在于，上述阳极容器是具备设置有连通内外的贯通孔的接合部的金属制，上述隔壁由板状且β氧化铝制的隔壁主体和陶瓷制的头部构成，上述隔壁主体配置于上述阳极容器内并在厚度方向的中央部具有上述阴极室和将该阴极室与外侧连结的贯通孔，上述头部一体地形成于该隔壁主体并具有经由贯通孔而与阴极室连通的通孔且气密地覆着于上述接合部。该熔融钠电池具有：成为阴极活性物质的熔融钠、阳极活性物质、以及收纳熔融钠的钠容器。另外，作为阳极活性物质，能够形成为熔融硫或金属卤化物。在本专利技术的熔融钠电池以及熔融钠电池用隔壁中，该隔壁由板状且β氧化铝制的隔壁主体、和一体地形成于该隔壁主体并气密地覆着于阳极容器的接合部的陶瓷制的头部构成。即，将隔壁和阳极容器的密封构造形成为隔壁的头部和阳极容器的连接部的密封构造。因此，密封面为筒状或环状而且能够使密封面的直径较小，能够更容易地形成具有较高气密性的密封。另外，在本专利技术的熔融钠电池用隔壁中，如后面进行说明的那样，其隔壁主体的厚度厚至供作为固体电解质发挥功能的钠离子通过的隔壁功能厚度的两倍以上。因此，隔壁主体的耐弯曲应力具有相对于使隔壁功能厚度保持原样作为板厚的情况，与厚度的平方成比例的即四倍以上较高的弯曲强度。本专利技术的熔融钠电池用隔壁由隔壁主体和头部构成。该隔壁主体为在厚度方向的中央部具有阴极室的板状且为β氧化铝制。此处，β氧化铝制包括：所有的部分由β氧化铝形成的情况和大部分由β氧化铝构成且其他一部分由α氧化铝等陶瓷形成的情况。在隔壁主体的厚度方向的中央部具有阴极室的板状是指在板形状的厚度方向的表侧由板状表侧部构成，在背侧由板状背侧部构成，在中央由在构成周缘的框内具有较薄地扩张的阴极室的中央部构成。阴极室通常在减压下使用，大气压等压力作用于板状表侧部以及板状背侧部的外表面侧以使这些板状表侧部以及板状背侧部向阴极室侧伸出的方式即压溃阴极室的方式变形。为了耐受该压力，可使阴极室成为彼此隔开间隔而并行的多个隧道状空间，或在板状表侧部与板状背侧部之间以规定间隔设置支柱。该隔壁主体的板状表侧部以及板状背侧部发挥使钠离子通过的隔壁功能。因此，该隔壁主体的板状表侧部的表面以及板状背侧部的背面的两面作为隔壁面发挥功能。因此，相对于在内部不具有阴极室的板状隔壁，本专利技术的隔壁主体具有两倍大的隔壁功能面。另外，供该隔壁主体的钠离子透过的壁的厚度是板状表侧部或者板状背侧部的厚度。另一方面，隔壁主体的厚度成为将板状表侧部的厚度、板状背侧部的厚度以及阴极室的中央部的厚度合计起来的厚度，成为供钠离子透过的壁的厚度的两倍以上。若使供钠离子透过的壁的厚度为通常的隔壁的厚度，则该隔壁主体的厚度为通常本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种熔融钠电池用隔壁，其特征在于，由板状且β氧化铝制的隔壁主体和陶瓷制的头部构成，所述隔壁主体配置在具备设置有连通内外的贯通孔的接合部的金属制的阳极容器内，且在厚度方向的中央部具有阴极室和将该阴极室与外侧连结的贯通孔，所述头部一体地形成于该隔壁主体并具有经由所述贯通孔而与所述阴极室连通的通孔且气密地覆着于所述接合部。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.11.24 JP 2015-228547;2016.02.29 JP 2016-037171.一种熔融钠电池用隔壁，其特征在于，由板状且β氧化铝制的隔壁主体和陶瓷制的头部构成，所述隔壁主体配置在具备设置有连通内外的贯通孔的接合部的金属制的阳极容器内，且在厚度方向的中央部具有阴极室和将该阴极室与外侧连结的贯通孔，所述头部一体地形成于该隔壁主体并具有经由所述贯通孔而与所述阴极室连通的通孔且气密地覆着于所述接合部。2.根据权利要求1所述的熔融钠电池用隔壁，其特征在于，所述接合部为筒状，所述头部为覆着于筒状的所述接合部的内周面的接头状。3.根据权利要求1所述的熔融钠电池用隔壁，其特征在于，所述接合部由所述贯通孔和具有划分出该贯通孔的环状的覆着面的部分构成，所述头部由具有所述通孔的中心部分和处于该中心部分的周围并具有与所述接合部的覆着面接合的环状的覆着面的部分构成。4.根据权利要求3所述的熔融钠电池用隔壁，其特征在于，所述接合部是通过由具有所述环状的覆着面的部分构成的顶面部、和从该顶面部的该周缘向下方延伸的筒壁部而构成的帽状，所述头部由具有所述通孔的上方阶部、和处于该上方阶部的周围并具有与所述接合部的所述覆着面接...

【专利技术属性】
技术研发人员：大川宏，
申请(专利权)人：有限会社中势技研，
类型：发明
国别省市：日本,JP