陽(yáng)極容器、鈉硫電池及模塊電池制造技術(shù)

本實(shí)用新型專(zhuān)利技術(shù)提供一種陽(yáng)極容器(2)，由金屬制成且用于鈉硫電池中，筒部(21)具有直筒部(41)和形成在直筒部(41)的中途位置的縮頸部(42)，縮頸部的凸部前端(42a)的壁厚t1相對(duì)于直筒部的壁厚t2的關(guān)系滿(mǎn)足1/2≤t1/t2≤1，在縮頸部的凸部前端(42a)處的內(nèi)徑為直筒部的內(nèi)徑的60％以上且90％以下，在筒部的長(zhǎng)度方向上的縮頸部(42)的寬度h1為筒部(21)的全長(zhǎng)h2的2％以上且10％以下。由此，能夠更加有效地緩和固體電解質(zhì)管(4)在電池升溫時(shí)或降溫時(shí)所受到的應(yīng)力，因此，即使在NaS電池的長(zhǎng)期的工作時(shí)間內(nèi)也能夠使固體電解質(zhì)管所受到的應(yīng)力變小，從而能夠更加可靠地防止固體電解質(zhì)管受到損傷。（*該技術(shù)在2021年保護(hù)過(guò)期，可自由使用*）

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本技術(shù)涉及用于鈉硫電池(下面，稱(chēng)之為“NaS電池”)中的陽(yáng)極容器、具有該陽(yáng)極容器的NaS電池及模塊電池。
技術(shù)介紹
就現(xiàn)有的NaS電池的陽(yáng)極容器而言，公知有如下的結(jié)構(gòu)在陽(yáng)極容器的直筒部的中途位置形成有縮頸部(例如，參照J(rèn)P特開(kāi)平9-82357)。通過(guò)在陽(yáng)極容器上形成這樣的縮頸部，來(lái)減弱固體電解質(zhì)管所受的應(yīng)力，從而防止固體電解質(zhì)管受到損傷，其中，上述應(yīng)カ是，因?yàn)橛山饘傩纬傻年?yáng)極容器和收容在陽(yáng)極容器的內(nèi)部的由￠-氧化鋁形成的固體電解質(zhì)管之間的熱膨脹率不同，以及當(dāng)電池冷卻時(shí)在陽(yáng)極容器的底部所固化的多硫化鈉頂起固體電解質(zhì)管而產(chǎn)生的。·然而，在現(xiàn)有的陽(yáng)極容器中，并不是在充分考慮到NaS電池的長(zhǎng)期的工作時(shí)間的·情況下設(shè)定了縮頸部的形狀等，所以希望提供ー種固體電解質(zhì)管所受到的應(yīng)カ更小從而能夠更加可靠地防止固體電解質(zhì)管受到損傷的陽(yáng)極容器及NaS電池。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本技術(shù)是鑒于這樣的問(wèn)題而提出的，其目的在于，提供一種陽(yáng)極容器、具有該陽(yáng)極容器的NaS電池及模塊電池，該陽(yáng)極容器即使在NaS電池的長(zhǎng)期的工作時(shí)間內(nèi)，也使固體電解質(zhì)管所受到的應(yīng)カ小，從而能夠更加可靠地防止固體電解質(zhì)管受到損傷。用于實(shí)現(xiàn)上述目的的本技術(shù)的陽(yáng)極容器，由金屬制成且用于鈉硫電池中，具有筒部、堵塞該筒部的下端部的底蓋，該陽(yáng)極容器用于收容筒狀有底的固體電解質(zhì)管、充填在該固體電解質(zhì)管的內(nèi)側(cè)的鈉、充填在該固體電解質(zhì)管的外側(cè)的硫磺，其特征在于，上述筒部具有直筒部和形成在該直筒部的中途位置的縮頸部，上述縮頸部的凸部前端的壁厚tl相對(duì)于上述直筒部的壁厚t2的關(guān)系滿(mǎn)足1/2 ^ tl/t2 ^ 1，在上述縮頸部的凸部前端處的內(nèi)徑為上述直筒部的內(nèi)徑的60%以上且90%以下，在上述筒部的長(zhǎng)度方向上的上述縮頸部的寬度為上述筒部的全長(zhǎng)的2%以上且10%以下。這里，優(yōu)選地，上述縮頸部配置于特定位置，該特定位置是指，在電池溫度360°C、電池的放電末期時(shí)位于陽(yáng)極活性物質(zhì)的液面的上方的位置。另外，本技術(shù)的鈉硫電池具有上述的陽(yáng)極容器。另外，本技術(shù)的模塊電池具有多個(gè)作為單電池的鈉硫電池。若采用本技術(shù)的陽(yáng)極容器、鈉硫電池及模塊電池，則通過(guò)將縮頸部的形狀、壁厚設(shè)定在上述范圍內(nèi)，能夠更加有效地緩和陽(yáng)極容器和固體電解質(zhì)管之間的熱膨脹率的不同、因電池冷卻時(shí)在陽(yáng)極容器的底部固化的多硫化鈉而固體電解質(zhì)管受到的應(yīng)力，因此，即使在NaS電池的長(zhǎng)期的工作時(shí)間內(nèi)也能夠使固體電解質(zhì)管所受到的應(yīng)カ變小，從而能夠更加可靠地防止固體電解質(zhì)管受到損傷。附圖說(shuō)明圖I是本技術(shù)的具有陽(yáng)極金屬件的NaS電池的剖視圖。圖2是上述陽(yáng)極金屬件的縮頸部附近的局部剖視圖。附圖標(biāo)記的說(shuō)明I NaS 電池2陽(yáng)極金屬件4固體電解質(zhì)管21 筒部22 底蓋41直筒部42縮頸部tl縮頸部的凸部前端的壁厚t2直筒部的壁厚rl縮頸部的凸部前端處的內(nèi)徑r2直筒部的內(nèi)徑hi縮頸部的寬度h2筒部的全長(zhǎng)具體實(shí)施方式下面，參照附圖，對(duì)本技術(shù)的用于NaS電池中的陽(yáng)極容器、具有該陽(yáng)極容器的NaS電池及模塊電池進(jìn)行說(shuō)明。如圖I所示，NaS電池I具有圓筒狀的陽(yáng)極容器2 ;熔融硫磺，其含浸在碳?xì)?carbon felt)等中；盒子3，其用于收容熔融金屬鈉；圓筒狀有底的固體電解質(zhì)管4，其在內(nèi)部收容有該盒子3，并具有選擇性地使鈉離子透過(guò)的功能；圓筒狀有底的隔壁管5，其位于盒子3和固體電解質(zhì)管4之間的空隙部，與該盒子3及固體電解質(zhì)管4分別具有規(guī)定的間隔。固體電解質(zhì)管4借助利用玻璃來(lái)接合其開(kāi)ロ端上的由a-氧化鋁制成的絕緣環(huán)6及陽(yáng)極金屬件7來(lái)與陽(yáng)極容器2相結(jié)合。由此，陽(yáng)極容器2和固體電解質(zhì)管4成為一體，所以因陽(yáng)極容器2和固體電解質(zhì)管4的熱膨脹率不同而在固體電解質(zhì)管4上電池升溫時(shí)或降溫時(shí)會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力，這在現(xiàn)有的NaS電池中成為固體電解質(zhì)管4受到損傷的原因之一。另外，在絕緣環(huán)6的上表面熱壓接合有陰極金屬件8，該陰極金屬件8通過(guò)焊接與陰極蓋9相固定。在盒子3的上部空間，以規(guī)定的壓力封入有氮?dú)狻鍤獾确腔钚詺怏w，該非活性氣體對(duì)盒子3內(nèi)的鈉Na施加朝向設(shè)置于盒子底部的小孔31流出的方向的壓力。在具有上述結(jié)構(gòu)的NaS電池I中，當(dāng)放電時(shí)，從盒子3的小孔31供給的鈉Na在隔壁管5和盒子3之間空隙內(nèi)向上方移動(dòng)，然后越過(guò)隔壁管5的上端，在隔壁管5和固體電解質(zhì)管4之間的空隙內(nèi)向下方移動(dòng)，進(jìn)而變?yōu)殁c離子透過(guò)固體電解質(zhì)管4，與陽(yáng)極容器2內(nèi)的硫磺S及通過(guò)外部電路到達(dá)的電子發(fā)生反應(yīng)，生成多硫化鈉。當(dāng)充電時(shí)，與放電時(shí)相反，發(fā)生用于生成鈉及硫磺的反應(yīng)。另外，NaS電池I還具有剛性容器10，該剛性容器10收容陽(yáng)極容器2，由于限制陽(yáng)極容器2因熱膨脹而在上下方向上伸長(zhǎng)。剛性容器10采用剛性比陽(yáng)極容器2的剛性高的金屬，例如采用不銹鋼等。剛性容器10具有有底筒部81，其以覆蓋陽(yáng)極容器2的底面及側(cè)面的狀態(tài)收容陽(yáng)極容器2 ;環(huán)狀突起部82，其從該有底筒部81的上端部向內(nèi)側(cè)方向伸出且伸出至陽(yáng)極容器2的筒部21的上端部的上方。當(dāng)陽(yáng)極容器2發(fā)生熱膨脹吋，剛性容器10的環(huán)狀突起部82與筒部21的 上端部相抵接，由此限制陽(yáng)極容器2在上下方向上伸長(zhǎng)。剛性容器10的內(nèi)徑比陽(yáng)極容器2的內(nèi)徑大，形成為能夠輕松插入陽(yáng)極容器2的程度。例如，在將陽(yáng)極容器2收容于有底筒部81中后，通過(guò)焊接等將環(huán)狀突起部82安裝在有底筒部81上。陽(yáng)極容器2由鋁或鋁合金等金屬形成，并具有筒部21和堵塞該筒部21的下端部的底蓋22。在陽(yáng)極容器2內(nèi)收容有固體電解質(zhì)管4、填充在固體電解質(zhì)管4的內(nèi)側(cè)的鈉、填充在固體電解質(zhì)管4的外側(cè)的硫磺。另外，筒部21具有直筒部41和形成在該直筒部41的中途位置的縮頸部42。在直筒部41的內(nèi)面形成有緩蝕層43。緩蝕層43是例如對(duì)粉末狀的鉻鐵類(lèi)合金等材料進(jìn)行等離子濺射來(lái)形成的。另外，在陽(yáng)極容器2中，縮頸部42的凸部前端42a的壁厚tl相對(duì)于直筒部41的壁厚t2的關(guān)系滿(mǎn)足1/2 ^ tl/t2 ^ 1，而且，在縮頸部42的凸部前端42a處的內(nèi)徑rl為直筒部41的內(nèi)徑r2的60%以上且90%以下，在筒部21的長(zhǎng)度方向上的縮頸部41的寬度hi為筒部21的全長(zhǎng)h2的2%以上且10%以下。這里，在tl/t2小于1/2的情況下，凸部前端42a的強(qiáng)度變得不夠高，所以在NaS電池長(zhǎng)期工作的情況下，有可能會(huì)使陽(yáng)極容器2破損。另外，在tl/t2大于I的情況下，凸部前端42a的剛性變得過(guò)高，所以無(wú)法減弱固體電解質(zhì)管4所受到的應(yīng)力。另外，在縮頸部42的凸部前端42a處的內(nèi)徑rl及縮頸部41的寬度hi小于上述下限值的情況下，能夠通過(guò)縮頸部41的變形來(lái)吸收的陽(yáng)極容器2的伸縮的幅度變小，所以無(wú)法充分地減弱固體電解質(zhì)管4所受到的應(yīng)力。另ー方面，在縮頸部42的凸部前端42a處的內(nèi)徑rl及縮頸部41的寬度hi大于上述上限值的情況下，陽(yáng)極容器2內(nèi)的空間變得過(guò)小，所以收容于陽(yáng)極容器2內(nèi)的陽(yáng)極活性物質(zhì)的量以及其他構(gòu)件的形狀會(huì)受到限制。另外，縮頸部42配置于特定位置，該特定位置是指，在電池溫度360°C、電池的放電末期時(shí)位于陽(yáng)極活性物質(zhì)的液面SI的上方的位置。此外，這里，之所以將電池溫度360°C作為基準(zhǔn)來(lái)設(shè)定縮頸部42的位置，是因?yàn)槿舫?60°C就難以長(zhǎng)期且安全地使用電池，所以通常優(yōu)選在360°C以下使用NaS電池。在陽(yáng)極活性物質(zhì)的液面變得最本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】

【技術(shù)特征摘要】
1.一種陽(yáng)極容器，由金屬制成且用于鈉硫電池中，具有筒部、堵塞該筒部的下端部的底蓋，該陽(yáng)極容器用于收容筒狀有底的固體電解質(zhì)管、充填在該固體電解質(zhì)管的內(nèi)側(cè)的鈉、充填在該固體電解質(zhì)管的外側(cè)的硫磺，其特征在于， 上述筒部具有直筒部和形成在該直筒部的中途位置的縮頸部， 上述縮頸部的凸部前端的壁厚tl相對(duì)于上述直筒部的壁厚t2的關(guān)系滿(mǎn)足1/2 ( tl/t2 ( 1， 在上述縮頸部的凸部前端處的內(nèi)徑為上述直筒部的內(nèi)...

【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：田原和幸，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：日本礙子株式會(huì)社，
類(lèi)型：實(shí)用新型
國(guó)別省市：