JPH09102327A - Sodium-sulfur secondary battery - Google Patents
Sodium-sulfur secondary batteryInfo
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- JPH09102327A JPH09102327A JP7258488A JP25848895A JPH09102327A JP H09102327 A JPH09102327 A JP H09102327A JP 7258488 A JP7258488 A JP 7258488A JP 25848895 A JP25848895 A JP 25848895A JP H09102327 A JPH09102327 A JP H09102327A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はナトリウム−硫黄二
次電池に係り、耐久性に優れ、電池容量低下率の小さい
ナトリウム−硫黄二次電池に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sodium-sulfur secondary battery, and more particularly to a sodium-sulfur secondary battery having excellent durability and a small battery capacity reduction rate.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来のナトリウム−硫黄二次電池は、正
極活物質である溶融硫黄を含浸した炭素繊維マットの正
極用導電材を収容する円筒形状の正極容器と該正極容器
の上端部に対して、α−アルミナ製絶縁リングを介して
連結された負極容器と前記α−アルミナ製絶縁リングの
内周部に固着され、かつ、負極活物質である溶融金属ナ
トリウムを蓄え、ナトリウムイオン伝導性を有するベー
タアルミナ系固体電解質管とから構成されたものであ
る。放電時には、負極容器からナトリウムイオンが固体
電解質管を伝導して正極容器内の硫黄Sと反応して多硫
化ナトリウムを生成する。2. Description of the Related Art A conventional sodium-sulfur secondary battery has a cylindrical positive electrode container for accommodating a positive electrode conductive material of a carbon fiber mat impregnated with molten sulfur as a positive electrode active material and a top end portion of the positive electrode container. Thus, the negative electrode container connected via an α-alumina insulating ring is fixed to the inner peripheral portion of the α-alumina insulating ring, and stores molten metal sodium as a negative electrode active material to improve sodium ion conductivity. And a beta-alumina-based solid electrolyte tube. At the time of discharge, sodium ions are conducted from the negative electrode container through the solid electrolyte tube and react with sulfur S in the positive electrode container to generate sodium polysulfide.
【0003】2Na+xS=Na2Sx また、充電時には放電時と逆の反応が起こり、ナトリウ
ム及び硫黄が生成する。2Na + xS = Na2Sx Further, during charging, a reaction reverse to that during discharging occurs, and sodium and sulfur are produced.
【0004】ナトリウム−硫黄二次電池は、正極容器を
構成する金属容器の表面が溶融多硫化ナトリウムにより
腐食されると、正極活物質が腐食反応生成物の形成のた
めに消費され、電池反応に必要な正極活物質が減少して
電池容量が低下したり、正極表面の金属硫化物の電気抵
抗の上昇による影響で電池の内部抵抗が増加して充電効
率を低下しやすいという難点がある。従来、ナトリウム
−硫黄二次電池は、正極容器表面の多硫化ナトリウムに
よる腐食を防止するために、正極容器の表面に耐食性に
優れたコバルト基クロム合金層を形成させる方法が提案
されている。例えば、特開平2−142065 号公報には、ア
ルミニウム合金表面にプラズマ溶射法により、コバルト
−クロム基,タングステン,ニッケル,鉄,モリブデン
合金層を形成させることが提案されている。また、クロ
マイジング処理により鉄系容器の表面にCVD(化学蒸
着法)でクロム皮膜を形成させることが提案されてい
る。In a sodium-sulfur secondary battery, when the surface of a metal container constituting a positive electrode container is corroded by molten sodium polysulfide, a positive electrode active material is consumed for the formation of a corrosion reaction product, and the battery reacts. The required positive electrode active material is reduced and the battery capacity is reduced, and the internal resistance of the battery is increased due to an increase in the electrical resistance of the metal sulfide on the positive electrode surface, so that the charging efficiency is easily lowered. Conventionally, in a sodium-sulfur secondary battery, a method of forming a cobalt-based chromium alloy layer having excellent corrosion resistance on the surface of a positive electrode container has been proposed in order to prevent corrosion of the surface of the positive electrode container due to sodium polysulfide. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-142065 proposes to form a cobalt-chromium-based, tungsten, nickel, iron, molybdenum alloy layer on the surface of an aluminum alloy by plasma spraying. Further, it has been proposed to form a chromium film on the surface of an iron-based container by CVD (chemical vapor deposition) by a chromizing treatment.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】従来技術に開示されて
いるナトリウム−硫黄二次電池正極用の耐食材料は、溶
融多硫化ナトリウムにより腐食が進行するが、数年間の
寿命には耐える。しかし、多数本の組電池での電力貯蔵
システム、電気自動車用電源では電池運転温度は高くな
り、腐食速度は増大する。そのため、10年間の運転で
電池の容量低下率を10%以下、望ましくは5%以下に
抑えることは困難であった。The corrosion-resistant material for a positive electrode of a sodium-sulfur secondary battery disclosed in the prior art is corroded by molten sodium polysulfide, but withstands a life of several years. However, in a power storage system using a large number of assembled batteries and a power source for electric vehicles, the battery operating temperature becomes high and the corrosion rate increases. Therefore, it has been difficult to suppress the capacity reduction rate of the battery to 10% or less, preferably 5% or less, after operating for 10 years.
【0006】本発明が解決しようとする課題は、耐食性
に優れた合金組成を提案し、アルミニウム等の耐食性正
極容器の内表面にさらに耐食性に優れ、剥離等を抑制で
き、電気的接触がとれる層を有する電池を提供するもの
である。[0006] The problem to be solved by the present invention is to propose an alloy composition having excellent corrosion resistance, a layer having excellent corrosion resistance on the inner surface of a corrosion-resistant positive electrode container such as aluminum, capable of suppressing peeling and making electrical contact. A battery having the following is provided.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】上記題記を解決するため
の第1の手段は、ナトリウムと硫黄成分とが、固体電解
質を介して配置され、該ナトリウムは負極容器に収納さ
れ、該硫黄成分は正極容器に収納されてなるナトリウム
−硫黄二次電池において、前記正極容器の内側表面の少
なくとも1部がニオブを除く希土類元素を添加したコバ
ルト基合金で覆われていることを特徴とするナトリウム
−硫黄二次電池である。[Means for Solving the Problems] A first means for solving the above-mentioned problem is that sodium and a sulfur component are arranged via a solid electrolyte, the sodium is stored in a negative electrode container, and the sulfur component is A sodium-sulfur secondary battery housed in a positive electrode container, characterized in that at least a part of the inner surface of the positive electrode container is covered with a cobalt-based alloy containing a rare earth element other than niobium. It is a secondary battery.
【0008】前記希土類元素がイットリウムまたはラン
タンの中の少なくとも1種であることを特徴とする。The rare earth element is at least one of yttrium and lanthanum.
【0009】前記コバルト基合金の組成がクロム27〜
31%,アルミニウム4〜7%,イットリウム0.5〜
1.5%,残コバルトであることを特徴とする。The composition of the cobalt-based alloy is chromium 27-
31%, Aluminum 4-7%, Yttrium 0.5-
It is characterized by 1.5% residual cobalt.
【0010】第2の手段は、ナトリウムと硫黄成分と
が、固体電解質を介して配置され、該ナトリウムは負極
容器に収納され、該硫黄成分は正極容器に収納され、4
00℃以下の温度で運転されるナトリウム−硫黄二次電
池において、前記正極容器の内側の少なくとも1部が希
土類を添加したコバルト基合金あるいは鉄基合金で覆わ
れた電池であって該電池の電池容量低下率が5%/年以
下であることを特徴とするナトリウム−硫黄二次電池で
ある。In the second means, sodium and a sulfur component are arranged via a solid electrolyte, the sodium is stored in a negative electrode container, and the sulfur component is stored in a positive electrode container.
A sodium-sulfur secondary battery operated at a temperature of 00 ° C. or lower, wherein at least a part of the inside of the positive electrode container is covered with a cobalt-based alloy or an iron-based alloy to which a rare earth is added. The sodium-sulfur secondary battery is characterized in that the capacity decrease rate is 5% / year or less.
【0011】第3の手段は、ナトリウムと硫黄成分と
が、固体電解質を介して配置され、該ナトリウムは負極
容器に収納され、該硫黄成分は正極容器に収納され、4
00℃以下の温度で運転されるナトリウム−硫黄二次電
池において、前記正極容器の内側の少なくとも1部が希
土類を添加したコバルト基合金で覆われ、電池容量低下
率が3%/年以下であることを特徴とするナトリウム−
硫黄電池である。In a third means, sodium and a sulfur component are arranged via a solid electrolyte, the sodium is stored in a negative electrode container, and the sulfur component is stored in a positive electrode container.
In a sodium-sulfur secondary battery operated at a temperature of 00 ° C. or less, at least a part of the inside of the positive electrode container is covered with a cobalt-based alloy to which a rare earth is added, and the battery capacity reduction rate is 3% / year or less. Sodium characterized by
It is a sulfur battery.
【0012】第4の手段は、ナトリウムと硫黄成分と
が、固体電解質を介して配置され、該ナトリウムは負極
容器に収納され、該硫黄成分は正極容器に収納され、4
00℃以下の温度で運転されるナトリウム−硫黄二次電
池において、前記正極容器の内側表面の少なくとも1部
がコバルト基合金粒子又は鉄基合金粒子の少なくとも1
種を埋設して形成された層を有することを特徴とするナ
トリウム−硫黄二次電池である。In a fourth means, sodium and a sulfur component are arranged via a solid electrolyte, the sodium is stored in a negative electrode container, and the sulfur component is stored in a positive electrode container.
In a sodium-sulfur secondary battery operated at a temperature of 00 ° C. or lower, at least a part of the inner surface of the positive electrode container has at least one of cobalt-based alloy particles or iron-based alloy particles.
It is a sodium-sulfur secondary battery having a layer formed by burying seeds.
【0013】第5の手段は、ナトリウムと硫黄成分と
が、固体電解質を介して配置され、該ナトリウムは負極
容器に収納され、該硫黄成分は正極容器に収納され、4
00℃以下の温度で運転されるナトリウム−硫黄電池に
おいて、前記正極容器の内側表面の少なくとも一部が層
状のコバルト基合金粒子又は鉄基合金粒子で形成されて
いることを特徴とするナトリウム−硫黄二次電池であ
る。In a fifth means, sodium and a sulfur component are arranged via a solid electrolyte, the sodium is stored in a negative electrode container, and the sulfur component is stored in a positive electrode container.
In a sodium-sulfur battery operated at a temperature of 00 ° C. or lower, at least a part of the inner surface of the positive electrode container is formed of layered cobalt-based alloy particles or iron-based alloy particles, sodium-sulfur. It is a secondary battery.
【0014】第6の手段は、ナトリウムと硫黄成分と
が、固体電解質を介して配置され、該ナトリウムは負極
容器に収納され、該硫黄成分は正極容器に収納され、4
00℃以下の温度で運転されるナトリウム−硫黄二次電
池において、前記正極容器はアルミニウム又はアルミニ
ウム合金又は高耐食性合金薄板からなり、該正極容器の
内側の少なくとも1部が希土類を添加したコバルト基合
金で覆われ、電池容量低下率が5%/年以下であること
を特徴とするナトリウム−硫黄二次電池である。第7の
手段は、ナトリウムと硫黄成分とが、固体電解質を介し
て配置され、該ナトリウムは負極容器に収納され、該硫
黄成分は正極容器に収納され、400℃以下の温度で運
転されるナトリウム−硫黄二次電池において、前記正極
容器の内側表面の少なくとも1部が希土類を添加したコ
バルト基合金で覆われ、該正極容器と該希土類を添加し
たコバルト基合金との間に両者の反応からなる層が存在
することを特徴とするナトリウム−硫黄二次電池であ
る。In a sixth means, sodium and a sulfur component are arranged via a solid electrolyte, the sodium is stored in a negative electrode container, and the sulfur component is stored in a positive electrode container.
In a sodium-sulfur secondary battery operated at a temperature of 00 ° C. or lower, the positive electrode container is made of aluminum or an aluminum alloy or a highly corrosion-resistant alloy thin plate, and at least a part of the inside of the positive electrode container is a cobalt-based alloy to which a rare earth element is added. It is a sodium-sulfur secondary battery characterized by being covered with and having a battery capacity reduction rate of 5% / year or less. In a seventh means, sodium and a sulfur component are arranged via a solid electrolyte, the sodium is stored in a negative electrode container, the sulfur component is stored in a positive electrode container, and sodium is operated at a temperature of 400 ° C. or lower. -In a sulfur secondary battery, at least a part of the inner surface of the positive electrode container is covered with a cobalt-based alloy to which a rare earth is added, and the positive electrode container and the cobalt-based alloy to which the rare earth is added are reacted with each other. A sodium-sulfur secondary battery characterized by the presence of a layer.
【0015】ナトリウムと硫黄成分とが、固体電解質を
介して配置され、該ナトリウムは負極容器に収納され、
該硫黄成分は正極容器に収容されるナトリウム−硫黄二
次電池の製造方法において、前記正極容器の内側の少な
くとも1部がコバルト基合金が溶射処理されて覆うこと
を特徴とするナトリウム−硫黄二次電池の製造方法に関
する。Sodium and sulfur components are arranged via a solid electrolyte, and the sodium is stored in a negative electrode container,
In the method for manufacturing a sodium-sulfur secondary battery in which the sulfur component is housed in a positive electrode container, at least a part of the inside of the positive electrode container is coated with a cobalt-based alloy by thermal spraying treatment to cover the sodium-sulfur secondary battery. The present invention relates to a method for manufacturing a battery.
【0016】耐食性の導電合金材料はコバルト基で、2
7〜31%のクロム,5〜7%のアルミニウム、0.5
〜1.5%のイットリウムを含む。イットリウムの変わ
りにランタン等の希土類元素を添加してもよい。しか
し、合金組成は多少変化する。本前記の合金はクロムの
量が多く、希土類金属が添加されているために、引き抜
き,押出し加工は言うに及ばず、圧延加工も困難であ
る。正極容器材の内表面処理法の一つとして、溶射処理
が考えられる。薄い溶射膜の場合は問題もすくないが、
膜厚が厚くなるとクリープ変形量が小さいため、被膜剥
離が起きやすい。溶射による表面処理を行う時は、その
膜厚は最大20μm以下とすべきである。腐食速度が小
さければ、膜厚を薄くすることが可能となる。溶射によ
り皮膜を形成する場合には正極容器母材は表面処理膜と
の密着性、母材の耐食性からアルミニウムが望ましい
が、電池使用温度が低く、腐食速度が大きくないとき
は、他の薄板加工が可能な耐食性合金材料を母材とする
ことができる。Corrosion resistant conductive alloy material is cobalt based
7-31% chromium, 5-7% aluminum, 0.5
Contains ~ 1.5% yttrium. Rare earth elements such as lanthanum may be added instead of yttrium. However, the alloy composition changes somewhat. Since the alloy contains a large amount of chromium and a rare earth metal is added, it is difficult to perform not only drawing and extruding but also rolling. As one of the inner surface treatment methods for the positive electrode container material, thermal spraying treatment can be considered. In the case of a thin spray coating, there are few problems,
When the film thickness is large, the amount of creep deformation is small, and therefore film peeling easily occurs. When performing surface treatment by thermal spraying, the film thickness should be 20 μm or less at maximum. If the corrosion rate is low, the film thickness can be reduced. When forming a film by thermal spraying, aluminum is preferable for the positive electrode container base material because of its adhesion to the surface treatment film and the corrosion resistance of the base material, but when the battery operating temperature is low and the corrosion rate is not high, other thin plate processing is required. It is possible to use a corrosion-resistant alloy material that can be used as a base material.
【0017】さらに、本発明合金の性能をより発揮させ
るためには、溶融多硫化ナトリウムと接する正極容器内
面に合金粒子を含む層を形成するのが良い。めっきや皮
膜,薄片とは異なり、不連続な粒子が多数集合している
層であるので、めっき等とくらべて、表面皮膜の歪量が
少なくてすむので、剥離や脱落を抑制できる。Further, in order to further exert the performance of the alloy of the present invention, it is preferable to form a layer containing alloy particles on the inner surface of the positive electrode container in contact with molten sodium polysulfide. Unlike plating, coatings, and flakes, this is a layer in which a large number of discontinuous particles are aggregated, so that the amount of distortion of the surface coating is smaller than that of plating or the like, so that peeling and falling off can be suppressed.
【0018】前記埋没して形成された層は前記粒子が機
械的に押し込んで作成されたものであることができる。
本構造をとることによって、正極容器に応力が加わった
際に、正極容器内の表面処理層(耐食層)が欠落剥離す
ることを防止できる。The buried layer may be formed by mechanically pressing the particles.
With this structure, it is possible to prevent the surface treatment layer (corrosion-resistant layer) in the positive electrode container from being separated and peeled off when stress is applied to the positive electrode container.
【0019】前記層は大径および小径の耐食性導電粒子
からなり、該大径の耐食性導電粒子の間隙に小径の耐食
性導電粒子が配置されてなることを特徴とする。前記粒
径は大径粒子と小径粒子との大きさの比が、6/4より
大きいことが好ましい。これにより前記層の表面のうち
前記耐食性導電粒子の面積率を向上させることができ
る。The layer is composed of large-diameter and small-diameter corrosion-resistant conductive particles, and small-diameter corrosion-resistant conductive particles are arranged in the gaps between the large-diameter corrosion-resistant conductive particles. The particle size is preferably such that the ratio of the size of the large particles and the size of the small particles is larger than 6/4. This can improve the area ratio of the corrosion-resistant conductive particles on the surface of the layer.
【0020】前記層を構成する前記耐食性導電粒子の表
面に占める面積率は25〜100%であることを特徴と
する。面積率は前記層の所定の面積と前記面積内に存在
する前記粒子の投影面積の比で求められる。集電部とし
ての効果を得るためには20%以上の面積率が必要であ
り、前記層の安定性から上限は80%程度にすることも
できる。The area ratio of the surface of the corrosion-resistant conductive particles forming the layer is 25 to 100%. The area ratio is determined by a ratio between a predetermined area of the layer and a projected area of the particles existing in the area. An area ratio of 20% or more is required to obtain the effect as the current collector, and the upper limit can be set to about 80% in view of the stability of the layer.
【0021】前記層は10〜500μmの厚さを有する
ことを特徴とする。この範囲においては塑性加工が可能
であり、アルミニウム基材への含有層の形成がより確実
にでき、耐食性,集電特性が充分となり、長期の使用に
耐えることができる。内表面には10μm程度の腐食層
ができる恐れがあるので、これ以上の厚みとすることが
望ましい。また、500μm以上の厚さとした場合、容
器材料の変形が大きいので、残留応力が大きくなり過ぎ
る傾向にある。また、材料としてもむだが大きくなるの
で、望ましくは、20〜200μmであることが好まし
い。The layer is characterized in that it has a thickness of 10 to 500 μm. In this range, plastic working is possible, the formation of the containing layer on the aluminum base material can be performed more reliably, the corrosion resistance and current collecting properties become sufficient, and the product can withstand long-term use. Since there is a possibility that a corrosion layer of about 10 μm may be formed on the inner surface, it is desirable that the thickness be more than this. When the thickness is 500 μm or more, the deformation of the container material is large, and the residual stress tends to be too large. Further, since it is a waste material and becomes large, it is preferably 20 to 200 μm.
【0022】前記正極容器はアルミニウムまたはアルミ
ニウム合金からなることを特徴とする。溶射法にて皮膜
を形成する場合には、前述した如く、正極容器として耐
食性の高い合金製の管を使用することもできる。The positive electrode container is made of aluminum or an aluminum alloy. When the coating is formed by the thermal spraying method, as described above, a tube made of an alloy having high corrosion resistance can be used as the positive electrode container.
【0023】前記耐食性導電粒子と正極容器界面に正極
容器成分との反応物を有することを特徴とする。前記反
応物は埋没した粒子層を形成後、加熱されて形成された
ことを特徴とする。前記埋没層を形成する温度は反応物
層が形成しない程度の低温であることが望ましい。例え
ば、200℃程度である。これは、合金の組成によって
変化する。その後、450〜600℃で加熱処理して前
記反応物を形成することにより、前記粒子の脱落を防止
することができる。これにより、溶射による皮膜形成の
ように、加熱成膜したものより、好ましい反応物を形成
でき、剥離を効果的に防止できる。It is characterized in that a reaction product of the positive electrode container component is present at the interface between the corrosion resistant conductive particles and the positive electrode container. The reactant is formed by heating after forming a buried particle layer. The temperature at which the buried layer is formed is preferably low enough not to form a reactant layer. For example, it is about 200 ° C. This depends on the composition of the alloy. Then, the particles can be prevented from falling off by heating at 450 to 600 ° C. to form the reaction product. As a result, it is possible to form a preferable reaction product as compared with a film formed by heating, such as a film formation by thermal spraying, and effectively prevent peeling.
【0024】前記粒子の径は5〜50μm程度が好まし
い。前記層の状況にあわせて適宜調整する。粒径を小さ
くすれば正極容器内表面をより平滑にでき、集電の均一
化にのぞましい。粒子の腐食,充放電及び昇降温による
温度変化での熱歪による粒子欠落にたいしては粒子径が
10μm程度以上が好ましい。The diameter of the particles is preferably about 5 to 50 μm. It is adjusted appropriately according to the situation of the layer. If the particle size is reduced, the inner surface of the positive electrode container can be made smoother, which is desirable for uniform current collection. It is preferable that the particle size is about 10 μm or more for particle loss due to thermal strain due to temperature change due to particle corrosion, charge / discharge, and temperature rise / fall.
【0025】本発明の電池では、正極容器の外周に薄肉
のステンレス等の層をさらに有することが好ましい。こ
れにより、容器強度を向上できる。The battery of the present invention preferably further has a thin layer of stainless steel or the like on the outer periphery of the positive electrode container. Thereby, container strength can be improved.
【0026】本発明のナトリウム−硫黄二次電池は図1
に示すように、ナトリウムイオン伝導性を有する固体電
解質1により正極容器2と負極容器3とをα−アルミナ
製の絶縁リング4を介して隔離成形し、正極容器には溶
融多硫化ナトリウム5を収容し、負極容器内には溶融ナ
トリウム6を収容してなる。The sodium-sulfur secondary battery of the present invention is shown in FIG.
As shown in FIG. 3, the positive electrode container 2 and the negative electrode container 3 are separately formed by the solid electrolyte 1 having sodium ion conductivity via the insulating ring 4 made of α-alumina, and the molten sodium polysulfide 5 is housed in the positive electrode container. The molten sodium 6 is contained in the negative electrode container.
【0027】図2に示すように、正極容器を形成するア
ルミニウム又はアルミニウム合金製容器7の内表面の前
記粒子の少なくとも一部が埋没して形成された層は、前
記粒子の溶射または前記粒子を機械的に押し込むこと
(機械的方法)によって耐食性伝導材料の層8を形成す
ることができる。As shown in FIG. 2, the layer formed by burying at least a part of the particles on the inner surface of the aluminum or aluminum alloy container 7 forming the positive electrode container is formed by thermal spraying of the particles or the particles. The layer 8 of corrosion-resistant conductive material can be formed by mechanical pressing (mechanical method).
【0028】その際、機械的押し込み方法では、アルミ
ニウムおよびアルミニウム合金板又はパイプ又は容器が
真空あるいは不活性ガス雰囲気下であらかじめ焼き鈍し
され、その後、コバルト合金を機械的に押し込み、熱処
理して前記正極容器を製造することが好ましい。In this case, in the mechanical pushing method, the aluminum and aluminum alloy plates or pipes or vessels are annealed in advance in a vacuum or in an inert gas atmosphere, and then a cobalt alloy is mechanically pushed in and heat treated to carry out the above-mentioned positive electrode vessel. Is preferably produced.
【0029】熱処理を真空又は不活性ガス雰囲気下、4
50〜600℃で行うことが好ましい。500〜550
℃で行うと更に望ましい。処理時間は20分以上行うこ
とが好ましい。The heat treatment is performed in a vacuum or an inert gas atmosphere for 4 hours.
It is preferable to carry out at 50 to 600 ° C. 500-550
It is more desirable to carry out at a temperature of ° C. The processing time is preferably 20 minutes or more.
【0030】前記の機械的に埋め込む操作を、真空又は
不活性ガス雰囲気下で容器の温度250℃以上350℃
以下で行うほうが好ましい。The above-mentioned mechanical embedding operation is carried out in a vacuum or an inert gas atmosphere at a container temperature of 250 ° C. to 350 ° C.
It is preferable to perform the following.
【0031】前記粒子を粘着ロールに転写後、アルミニ
ウム又はアルミニウム合金容器内側に機械的に押し込
み、熱処理して製造することが好ましい。It is preferable that the particles are transferred to an adhesive roll, mechanically pushed into the inside of an aluminum or aluminum alloy container, and heat-treated for production.
【0032】アルミニウム又はアルミニウム合金容器の
内部に芯金を挿入し、その隙間に前記粒子を充填後、し
ぼり加工を行い、アルミニウム又はアルミニウム合金容
器内側に耐食粒子層を形成し、熱処理して製造すること
も好ましい。Manufactured by inserting a core metal into an aluminum or aluminum alloy container, filling the gaps with the particles, and then squeezing to form a corrosion-resistant particle layer inside the aluminum or aluminum alloy container and heat-treating. Is also preferable.
【0033】本発明者らが種々検討した結果、希土類元
素を添加した適正組成のコバルト基合金は多硫化ナトリ
ウムに対する耐食性が格段に向上した。添加した希土類
元素は表面に安定な酸化物不働態皮膜を形成する。従っ
て、溶融多硫化ナトリウムに対して腐食速度が低減す
る。不働態皮膜の膜厚は極めて薄いために、電池の集電
の阻害とはならない。コバルトに対するクロム,アルミ
ニウム,希土類元素の組成はそれぞれ、27〜31%,
5〜7%、0.05〜1.5%である。希土類元素として
はイットリウム,ランタンが好ましい。As a result of various studies conducted by the present inventors, the cobalt-based alloy having a proper composition to which a rare earth element is added has remarkably improved corrosion resistance to sodium polysulfide. The added rare earth element forms a stable oxide passivation film on the surface. Therefore, the corrosion rate is reduced with respect to molten sodium polysulfide. Since the film thickness of the passive film is extremely thin, it does not hinder the current collection of the battery. The composition of chromium, aluminum and rare earth elements relative to cobalt is 27-31%,
It is 5 to 7% and 0.05 to 1.5%. Yttrium and lanthanum are preferable as the rare earth element.
【0034】従って、本発明による合金により、正極容
器内表面を多硫化ナトリウムに対して耐食処理ができ
る。Therefore, with the alloy according to the present invention, the inner surface of the positive electrode container can be subjected to corrosion resistance treatment against sodium polysulfide.
【0035】[0035]
【発明の実施の形態】以下、実施例によって本発明を説
明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described below with reference to Examples.
【0036】(実施例1)クロム29重量パーセント,
アルミニウム6重量パーセント,イットリウム1重量パ
ーセント,残コバルトの合金を溶解し、固化後、厚さ5
mm,幅10mm,長さ20mmの試料を切り出し、400℃
の四硫化ナトリウム(Na2S4)中に1000時間浸漬し
た。腐食減量は0.07mg/cm2であった。従来の材料で
あるクロマイジング皮膜及びステライト#6の同一条件
での腐食量の1/20から1/10であった。Example 1 Chromium 29 weight percent,
Aluminum alloy 6 weight percent, yttrium 1 weight percent, residual cobalt alloy is melted and solidified to a thickness of 5
mm, width 10 mm, length 20 mm sample is cut out and 400 ℃
It was immersed in sodium tetrasulfide (Na 2 S 4 ) for 1000 hours. The corrosion weight loss was 0.07 mg / cm 2 . It was 1/20 to 1/10 of the corrosion amount of the chromizing film and Stellite # 6, which are conventional materials, under the same conditions.
【0037】(実施例2)クロム29重量パーセント,
アルミニウム4重量パーセント,イットリウム1重量パ
ーセント,残コバルトの合金を溶解し、固化後、厚さ5
mm,幅10mm,長さ20mmの試料を切り出し、400℃
の四硫化ナトリウム(Na2S4)中に1000時間浸漬し
た。腐食減量は0.07mg/cm2であった。従来の材料で
あるクロマイジング皮膜及びステライト#6の同一条件
での腐食量の1/10であった。(Example 2) 29% by weight of chromium,
Aluminum 4% by weight, yttrium 1% by weight, residual cobalt alloy is melted and solidified to a thickness of 5
mm, width 10 mm, length 20 mm sample is cut out and 400 ℃
It was immersed in sodium tetrasulfide (Na 2 S 4 ) for 1000 hours. The corrosion weight loss was 0.07 mg / cm 2 . It was 1/10 of the corrosion amount of the chromizing film and Stellite # 6 which are conventional materials under the same conditions.
【0038】(実施例3)クロム22重量パーセント,
ニッケル22重量パーセント,ランタン0.08重量パ
ーセント,残コバルトの合金を溶解し、固化後、厚さ5
mm,幅10mm,長さ20mmの試料を切り出し、400℃
の四硫化ナトリウム(Na2S4)中に1000時間浸漬し
た。腐食減量は0.09mg/cm2であった。(Example 3) 22% by weight of chromium,
Nickel 22 weight percent, lanthanum 0.08 weight percent, residual cobalt alloy is melted and solidified to a thickness of 5
mm, width 10 mm, length 20 mm sample is cut out and 400 ℃
It was immersed in sodium tetrasulfide (Na 2 S 4 ) for 1000 hours. The corrosion weight loss was 0.09 mg / cm 2 .
【0039】(実施例4)実施例1の合金をアトマイズ
にて粉末化した。平均粒径は20μmであった。本発明
合金粒子をプラズマ溶射装置にて、ナトリウム−硫黄二
次電池の正極容器材として用いる円筒形状(外形64m
m,内径61mm,肉厚1.6mm )のアルミニウム基板の
内側に溶射し、約20μmの合金皮膜層を形成した。(Example 4) The alloy of Example 1 was atomized into powder. The average particle size was 20 μm. The alloy particles of the present invention are used in a plasma spraying apparatus as a positive electrode container material of a sodium-sulfur secondary battery in a cylindrical shape (outer diameter 64 m).
Thermal spraying was performed on the inside of an aluminum substrate of m, inner diameter 61 mm, wall thickness 1.6 mm) to form an alloy coating layer of about 20 μm.
【0040】(実施例5)実施例1の合金をアトマイズ
にて粉末化した。平均粒径は20μmであった。本発明
合金粒子を減圧プラズマ溶射装置にて、ナトリウム−硫
黄二次電池の正極容器材として用いる円筒形状(外形6
4mm,内径61mm,肉厚1.6mm )の耐食性コバルト基
合金性容器の内側に溶射し、約20μmの合金皮膜層を
形成した。 (実施例6)実施例1の合金をアトマイズにて粉末化し
た。平均粒径は20μmであった。ナトリウム−硫黄二
次電池の正極容器材として用いる円筒形状(外形64m
m,内径61mm,肉厚1.6mm )のアルミニウム基板の
内側に機械的方法により合金含有層を形成した。芯金の
表面にポリビニルアルコール水溶液を加えたクロム29
重量パーセント,アルミニウム6重量パーセント,イッ
トリウム1重量パーセント,残コバルトの合金粉末を吹
き付け塗布した。ついで、脱湿,脱結合剤加熱処理後、
円筒形状アルミニウム基板の内表面が合金粉末と接する
ように配置し、200℃の温度で型鍛造して円筒形状ア
ルミニウム基板の内表面に前記合金含有層を形成した。
合金含有層の厚みは15μmである。また、比較のため
に、円筒形状アルミニウム基板も、作成した。(Example 5) The alloy of Example 1 was atomized into powder. The average particle size was 20 μm. The alloy particles of the present invention are used as a positive electrode container material of a sodium-sulfur secondary battery in a low pressure plasma spraying device (cylindrical shape 6).
4 mm, inner diameter 61 mm, wall thickness 1.6 mm) was sprayed on the inside of a corrosion resistant cobalt-based alloy container to form an alloy coating layer of about 20 μm. (Example 6) The alloy of Example 1 was atomized into powder. The average particle size was 20 μm. Cylindrical shape used as positive electrode container material of sodium-sulfur secondary battery (outer shape 64 m
An alloy-containing layer was formed by a mechanical method on the inside of an aluminum substrate having an m, an inner diameter of 61 mm, and a wall thickness of 1.6 mm. Chromium 29 with a polyvinyl alcohol solution added to the surface of the cored bar
Alloy powders of weight percent, aluminum 6 weight percent, yttrium 1 weight percent and residual cobalt were spray applied. Then, after dehumidification and heat treatment for debinding agent,
The inner surface of the cylindrical aluminum substrate was placed in contact with the alloy powder, and die forging was performed at a temperature of 200 ° C. to form the alloy-containing layer on the inner surface of the cylindrical aluminum substrate.
The alloy-containing layer has a thickness of 15 μm. For comparison, a cylindrical aluminum substrate was also prepared.
【0041】(実施例7)実施例4,5,6の試料につ
いて溶融多硫化ナトリウム(Na2S4)を容器内に入
れ、耐食性および導電性を調査した。試験条件は350
℃の温度で2000時間浸漬した。その結果を表1に示
す。Example 7 With respect to the samples of Examples 4, 5 and 6, molten sodium polysulfide (Na 2 S 4 ) was put in a container and the corrosion resistance and the conductivity were investigated. The test condition is 350
It was immersed for 2000 hours at a temperature of ° C. Table 1 shows the results.
【0042】[0042]
【表1】 [Table 1]
【0043】表1から、本発明の正極容器は、アルミニ
ウム基材だけのものより、多硫化ナトリウム中に浸漬し
ても導電性の低下が小さい。また、実施例1〜3で示し
たごとく合金材料の浸漬試験後の腐食は小さくナトリウ
ム−硫黄二次電池用正極容器として優れている。It can be seen from Table 1 that the positive electrode container of the present invention has a smaller decrease in conductivity when immersed in sodium polysulfide than an aluminum substrate alone. Further, as shown in Examples 1 to 3, the corrosion of the alloy material after the immersion test is small and it is excellent as a positive electrode container for a sodium-sulfur secondary battery.
【0044】(実施例8)アルミニウム基材の片側表面
に実施例4と同様に合金含有層を形成した。まず、結合
剤としてポリビニルアルコール水溶液を加えたクロム2
9重量パーセント,アルミニウム6重量パーセント,イ
ットリウム1重量パーセント,残コバルトの合金粉末を
均一に塗布した。ついで、脱湿,脱結合剤加熱処理およ
び焼き付け後、油圧ハンマー押し込み、温間ロール圧延
でアルミニウム基材の表面に前記合金含有層を形成し
た。合金含有層の厚さは、10μm,20μm,100
μm,300μm,500μmとした。Example 8 An alloy-containing layer was formed on one surface of an aluminum base material in the same manner as in Example 4. First, chromium 2 with an aqueous polyvinyl alcohol solution added as a binder
Alloy powders of 9 weight percent, 6 weight percent aluminum, 1 weight percent yttrium, and residual cobalt were uniformly applied. Then, after the dehumidification, the heat treatment of the debinding agent and the baking, the alloy containing layer was formed on the surface of the aluminum base material by pressing with a hydraulic hammer and warm rolling. The thickness of the alloy-containing layer is 10 μm, 20 μm, 100
μm, 300 μm, and 500 μm.
【0045】(実施例9)実施例8において、アルミニ
ウム基板表面の合金粉末含有層の圧着状況を観察した。
合金粉末含有層が300μm以下では、アルミニウム基
板への圧着性が良好で、粒子と基板材との密着不良はな
く、健全なものであった。これに対して、合金粉末含有
層が500μm以上では局所に密着不良が起きるように
なる。Example 9 In Example 8, the pressure bonding state of the alloy powder containing layer on the surface of the aluminum substrate was observed.
When the alloy powder containing layer was 300 μm or less, the pressure-bonding property to the aluminum substrate was good, and there was no poor adhesion between the particles and the substrate material, which was sound. On the other hand, when the alloy powder containing layer is 500 μm or more, poor adhesion locally occurs.
【0046】(実施例10)実施例8において、アルミ
ニウム基板表面の合金粉末含有層の剥離試験を行った。
剥離試験はアルミニウム基板と合金粉末層との界面に引
っ張り応力を付与して行った。(Example 10) In Example 8, a peeling test was performed on the alloy powder-containing layer on the surface of the aluminum substrate.
The peeling test was performed by applying tensile stress to the interface between the aluminum substrate and the alloy powder layer.
【0047】合金粉末層が300μm以下では、アルミ
ニウム基板への圧着性が良好で、アルミニウム基板から
破断した。これにたいして合金粉末層が500μm以上
では形成層が一部剥離,破断した。When the alloy powder layer was 300 μm or less, the adhesiveness to the aluminum substrate was good and the alloy powder was fractured. On the other hand, when the alloy powder layer was 500 μm or more, the forming layer was partly peeled and broken.
【0048】(実施例11)本発明のナトリウム−硫黄
二次電池の実施例の一つを図3に示す。正極容器を形成
するアルミニウム合金製パイプ7の内表面に機械的方法
で耐食性導電性材料である希土類元素添加コバルト基合
金粒子含有層8を形成した。炭素は添加元素としては混
入していない。前記合金粒子含有層8の具体的形成方法
は、機械的力(ハンマー叩き込み,プレス,ロール圧延
等)を用いて、粒子の少なくとも一部がアルミニウム合
金中に埋没している。さらに、前記合金粒子とアルミニ
ウム合金基板との接合界面における接合力を強化するた
め、真空中または還元雰囲気中で昇温し、一定時間保持
する。温度は500〜550℃で、保持時間は20分程
度とする。温度が低く、保持時間が短いと、前記合金粒
子とアルミニウム合金基板との接合界面の加工歪が開放
されず、界面に化合物相が形成されず、接合強度が弱す
ぎる。電池運転中、電池反応で生成する多硫化ナトリウ
ムは腐食性が強く、アルミニウムとは絶縁性の硫化アル
ミニウムを生成する。前記合金粒子とアルミニウム合金
基板との接合界面の強度,接着が不十分であると、その
界面に絶縁性の硫化アルミニウムが生成し、集電抵抗が
増大する。熱処理温度が高く、保持時間が長いときは、
化合物相(Al−Co,Al−Cr)が厚く形成され、
強度は低下してくる。(Embodiment 11) One of the embodiments of the sodium-sulfur secondary battery of the present invention is shown in FIG. A rare earth element-added cobalt-based alloy particle-containing layer 8 which is a corrosion-resistant conductive material was formed on the inner surface of the aluminum alloy pipe 7 forming the positive electrode container by a mechanical method. Carbon is not mixed as an additional element. As a specific method for forming the alloy particle-containing layer 8, at least a part of the particles is embedded in the aluminum alloy by using mechanical force (hammer hammering, pressing, rolling, etc.). Further, in order to strengthen the bonding force at the bonding interface between the alloy particles and the aluminum alloy substrate, the temperature is raised in a vacuum or a reducing atmosphere and kept for a certain period of time. The temperature is 500 to 550 ° C., and the holding time is about 20 minutes. When the temperature is low and the holding time is short, the processing strain at the joint interface between the alloy particles and the aluminum alloy substrate is not released, the compound phase is not formed at the interface, and the joint strength is too weak. During battery operation, sodium polysulfide generated by the battery reaction is highly corrosive, and forms aluminum sulfide which is insulative with aluminum. If the strength and adhesion of the joint interface between the alloy particles and the aluminum alloy substrate are insufficient, insulative aluminum sulfide is generated at the interface and the current collecting resistance increases. When the heat treatment temperature is high and the holding time is long,
The compound phase (Al-Co, Al-Cr) is formed thick,
The strength decreases.
【0049】(実施例12)図4を用いて、具体的製造
方法の一部を説明する。アルミニウム合金板11を冷間
圧延ロールにて厚さ2mmに圧延する。20μmにピーク
を持つ正規分布粒径の実施例3に記載された合金粒子を
粘着剤を塗布したロール9上に均一に付着させ、それを
圧延されたアルミニウム合金板上に転写し、ロール加圧
で1.6mm まで圧延すると同時に前記合金粒子をアルミ
ニウム合金板中に埋め込んだ。このときのアルミニウム
合金板の温度は200℃である。このときの前記粒子層
厚みは15μmであった。この板を真空熱処理炉にて、
105torr 以下の真空中、500〜550℃で20分間熱
処理した。合金粒子の表面上部からの投影による被覆率
は71%であった。この板を合金粒子層を内側にして溶
接し、円筒形状とした。さらに底を溶接し、電池とし
た。充放電を繰り返しても電池の内部抵抗に変化はな
く、安定な性能を示した。(Embodiment 12) Part of a specific manufacturing method will be described with reference to FIG. The aluminum alloy plate 11 is rolled with a cold rolling roll to a thickness of 2 mm. The alloy particles described in Example 3 having a normal distribution particle size having a peak at 20 μm are uniformly adhered to a roll 9 coated with an adhesive, which is transferred onto a rolled aluminum alloy plate, and pressed by a roll. At the same time, the alloy particles were embedded in an aluminum alloy plate while being rolled to 1.6 mm. The temperature of the aluminum alloy plate at this time is 200 ° C. At this time, the thickness of the particle layer was 15 μm. This plate in a vacuum heat treatment furnace,
Heat treatment was performed at 500 to 550 ° C. for 20 minutes in a vacuum of 10 5 torr or less. The coverage by projection of the alloy particles from the upper surface was 71%. This plate was welded with the alloy particle layer inside to form a cylindrical shape. Further, the bottom was welded to obtain a battery. Even when charge and discharge were repeated, the internal resistance of the battery did not change and stable performance was exhibited.
【0050】(実施例13)アルミニウムまたはアルミ
ニウム合金基材板に間隙を設け、この間隙内に実施例3
に示す合金粒子を振動充填した。次にハンマー式プレス
により、250℃の温度で加熱しながら0.5t/cm2の
圧力で耐食合金粒子層を形成した。なお、アルミニウム
またはアルミニウム合金基材板は、厚さ;2mm,幅;2
50mm,長さ;450mm。アルミニウムまたはアルミニ
ウム合金基材板同志の間隙は1.0mmである。前記合金
粒子のピーク粒径は30μmで、粒径分布はほぼ正規分
布である。(Embodiment 13) A space is provided in an aluminum or aluminum alloy base plate, and the embodiment 3 is placed in this space.
The alloy particles shown in 1 were vibration-filled. Next, a corrosion-resistant alloy particle layer was formed by a hammer press at a pressure of 0.5 t / cm 2 while heating at a temperature of 250 ° C. The aluminum or aluminum alloy base plate has a thickness of 2 mm and a width of 2
50mm, length; 450mm. The gap between the aluminum or aluminum alloy base plates is 1.0 mm. The peak particle size of the alloy particles is 30 μm, and the particle size distribution is almost normal distribution.
【0051】(実施例14)実施例13で得られた耐食
合金粒子層の表面に存在する粒子の基材面積に対する被
覆率を特性X線の走査型電子顕微鏡写真の画像解析によ
り測定した。被覆率は75%であった。また、前記合金
含有層の厚さを断面組織の観察によって調査した。厚み
は200μmであった。アルミニウムまたはアルミニウ
ム合金基材中に粒子が多段に埋め込まれた層を形成して
いた。Example 14 The coverage of the particles existing on the surface of the corrosion-resistant alloy particle layer obtained in Example 13 with respect to the substrate area was measured by image analysis of a scanning electron micrograph of characteristic X-rays. The coverage was 75%. Further, the thickness of the alloy-containing layer was investigated by observing the cross-sectional structure. The thickness was 200 μm. A layer was formed in which the particles were embedded in the aluminum or aluminum alloy substrate in multiple stages.
【0052】(実施例15)実施例13によって得られ
た合金粒子複合材について、合金粒子層の剥離試験を行
った。剥離試験は、アルミニウム基板と合金粒子含有層
との界面に引っ張り応力を付与して行った。アルミニウ
ム基板への結合力が良好で、アルミニウム基板から破断
した。(Example 15) The alloy particle composite material obtained in Example 13 was subjected to a peeling test of the alloy particle layer. The peeling test was performed by applying tensile stress to the interface between the aluminum substrate and the alloy particle-containing layer. The bond strength to the aluminum substrate was good, and the aluminum substrate was broken.
【0053】(実施例16)実施例13によって得られ
た合金粒子複合材について、合金粒子層の剥離試験を行
った。剥離試験は、試料を合金粒子層の表面に最大引っ
張り応力が付与されるように合金粒子層を外側にして9
0°に折り曲げた。粒子の飛び出しは無く、合金粒子層
が健全に形成されていることが確認された。(Example 16) The alloy particle composite material obtained in Example 13 was subjected to a peeling test of the alloy particle layer. The peeling test was carried out by using the sample with the alloy particle layer on the outside so that maximum tensile stress was applied to the surface of the alloy particle layer.
Bent to 0 °. It was confirmed that there was no protrusion of particles and that the alloy particle layer was formed soundly.
【0054】(実施例17)図5は本発明の実施による
正極容器の断面図である。芯金13とアルミニウムまた
はアルミニウム合金製パイプ7とのギャップを調節し、
その隙間に合金粒子を振動充填する。200℃まで加熱
後、スエージング処理を行い、前記合金粒子をアルミニ
ウムまたはアルミニウム合金製パイプに押し込む。芯金
をパイプより引き抜いた後、所定の内径に矯正した。底
部溶接で袋管構造とした後、500〜550℃で30分
間真空熱処理した。合金粒子の埋め込まれた層の厚みは
40μmであった。この袋管を用いて、ナトリウム−硫
黄二次電池を作成した。電池正極側の集電抵抗は十分小
さく、電池性能低下に至らない。充放電を数百回繰り返
しても電池の内部抵抗の上昇,電池容量の低下は確認さ
れなかった。(Embodiment 17) FIG. 5 is a sectional view of a positive electrode container according to an embodiment of the present invention. Adjust the gap between the core metal 13 and the aluminum or aluminum alloy pipe 7,
The gap is filled with alloy particles by vibration. After heating to 200 ° C., a swaging treatment is performed to push the alloy particles into an aluminum or aluminum alloy pipe. After the core was pulled out from the pipe, it was corrected to a predetermined inner diameter. After forming a tubular structure by bottom welding, vacuum heat treatment was performed at 500 to 550 ° C. for 30 minutes. The thickness of the layer in which the alloy particles were embedded was 40 μm. Using this bag tube, a sodium-sulfur secondary battery was prepared. The current collection resistance on the positive electrode side of the battery is sufficiently small, and does not lead to a decrease in battery performance. No increase in internal resistance of the battery or decrease in battery capacity was confirmed even after repeated charging and discharging several hundred times.
【0055】(実施例18)実施例1,2における腐食
量を基準に、従来より用いてきた正極容器材料による1
年当たりの電池容量低下率を図6に示す。温度は30
0,350,400℃である。電池の正極容器内表面積
は600cm2 、腐食は時間の1/2乗または時間に比例
するものとして幅で示してある。従来材料が、高温(4
00℃)では電池容量低下率1%を越え、本発明の目的
に記載した如く、本ナトリウム−硫黄二次電池を高負荷
での用途に使用出来ない。しかし、本発明の材料では、
運転温度400℃でも1年当たりの電池容量低下率は
0.1% 以下と見込める。(Embodiment 18) Based on the amount of corrosion in Embodiments 1 and 2, the positive electrode container material which has been conventionally used is used.
Figure 6 shows the rate of decrease in battery capacity per year. Temperature is 30
It is 0,350,400 degreeC. The surface area inside the positive electrode container of the battery is 600 cm 2 , and the corrosion is shown as a width to the power of 1/2 or in proportion to time. Conventional materials have high temperatures (4
At 00 ° C), the battery capacity reduction rate exceeds 1%, and as described for the purpose of the present invention, the present sodium-sulfur secondary battery cannot be used for high load applications. However, with the material of the present invention,
Even at an operating temperature of 400 ° C, the rate of decrease in battery capacity per year is expected to be 0.1% or less.
【0056】[0056]
【発明の効果】耐食性に優れたナトリウム−硫黄二次電
池ができる。According to the present invention, a sodium-sulfur secondary battery having excellent corrosion resistance can be obtained.
【図1】本発明の一実施例であるナトリウム−硫黄二次
電池の全体構造を示す断面図。FIG. 1 is a sectional view showing the overall structure of a sodium-sulfur secondary battery according to one embodiment of the present invention.
【図2】本発明の一実施例である正極容器の断面図。FIG. 2 is a sectional view of a positive electrode container according to one embodiment of the present invention.
【図3】本発明の一実施例である正極容器の断面図。FIG. 3 is a sectional view of a positive electrode container that is an embodiment of the present invention.
【図4】本発明の一実施例である耐食性材料の製造プロ
セス。FIG. 4 is a manufacturing process of a corrosion resistant material according to an embodiment of the present invention.
【図5】本発明の一実施例である耐食性容器の製造プロ
セス。FIG. 5 is a manufacturing process of a corrosion resistant container which is an embodiment of the present invention.
【図6】本発明材料を用いた電池の容量低下率推定。FIG. 6 is an estimation of capacity reduction rate of a battery using the material of the present invention.
1…固体電解質、2…正極容器、3…負極容器、4…絶
縁リング、5…溶融多硫化ナトリウム、6…溶融金属ナ
トリウム、7…アルミニウム合金製パイプ、8…希土類
元素添加コバルト基合金、9…ロール、10…耐腐食合
金粒子、11…アルミニウムまたはアルミニウム合金
板、12…真空熱処理炉、13…芯金。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Solid electrolyte, 2 ... Positive electrode container, 3 ... Negative electrode container, 4 ... Insulating ring, 5 ... Molten sodium polysulfide, 6 ... Molten sodium metal, 7 ... Aluminum alloy pipe, 8 ... Rare earth element added cobalt-based alloy, 9 ... Roll, 10 ... Corrosion resistant alloy particles, 11 ... Aluminum or aluminum alloy plate, 12 ... Vacuum heat treatment furnace, 13 ... Core metal.
Claims (14)
介して配置され、該ナトリウムは負極容器に収納され、
該硫黄成分は正極容器に収納されてなるナトリウム−硫
黄二次電池において、前記正極容器の内側表面の少なく
とも1部がニオブを除く希土類元素を添加したコバルト
基合金で覆われていることを特徴とするナトリウム−硫
黄二次電池。1. A sodium and a sulfur component are arranged via a solid electrolyte, and the sodium is stored in a negative electrode container,
The sulfur component is a sodium-sulfur secondary battery housed in a positive electrode container, characterized in that at least a part of an inner surface of the positive electrode container is covered with a cobalt-based alloy to which a rare earth element other than niobium is added. A sodium-sulfur secondary battery.
の中の少なくとも1種であることを特徴とする請求項1
に記載のナトリウム−硫黄二次電池。2. The rare earth element is at least one of yttrium and lanthanum.
The sodium-sulfur secondary battery described in 1.
%,アルミニウム4〜7%,イットリウム0.5〜1.5
%,残コバルトであることを特徴とする請求項1に記載
のナトリウム−硫黄二次電池。3. The composition of the cobalt-based alloy is chromium 27-31.
%, Aluminum 4-7%, yttrium 0.5-1.5
%, Residual cobalt, sodium-sulfur secondary battery according to claim 1, characterized in that.
介して配置され、該ナトリウムは負極容器に収納され、
該硫黄成分は正極容器に収納され、400℃以下の温度
で運転されるナトリウム−硫黄二次電池において、前記
正極容器の内側の少なくとも1部が希土類を添加したコ
バルト基合金あるいは鉄基合金で覆われた電池であって
該電池の電池容量低下率が5%/年以下であることを特
徴とするナトリウム−硫黄二次電池。4. A sodium and a sulfur component are arranged via a solid electrolyte, and the sodium is stored in a negative electrode container,
In the sodium-sulfur secondary battery in which the sulfur component is housed in a positive electrode container and operated at a temperature of 400 ° C. or lower, at least a part of the inside of the positive electrode container is covered with a cobalt-based alloy or an iron-based alloy to which a rare earth is added. A sodium-sulfur secondary battery, characterized in that the battery capacity reduction rate of the battery is 5% / year or less.
介して配置され、該ナトリウムは負極容器に収納され、
該硫黄成分は正極容器に収納され、400℃以下の温度
で運転されるナトリウム−硫黄二次電池において、前記
正極容器の内側の少なくとも1部が希土類を添加したコ
バルト基合金で覆われ、電池容量低下率が3%/年以下
であることを特徴とするナトリウム−硫黄電池。5. A sodium and a sulfur component are arranged via a solid electrolyte, and the sodium is stored in a negative electrode container,
In the sodium-sulfur secondary battery in which the sulfur component is housed in a positive electrode container and operated at a temperature of 400 ° C. or lower, at least a part of the inside of the positive electrode container is covered with a cobalt-based alloy to which a rare earth is added, A sodium-sulfur battery characterized by a reduction rate of 3% / year or less.
がイットリウムまたはランタンであることを特徴とする
ナトリウム−硫黄二次電池。6. The sodium-sulfur secondary battery according to claim 5, wherein the added rare earth element is yttrium or lanthanum.
くとも1部を覆う合金組成がクロム27〜31%,アル
ミニウム4〜7%,イットリウム0.5〜1.5%、残コ
バルトであることを特徴とするナトリウム−硫黄二次電
池。7. The alloy composition according to claim 5, wherein the alloy composition covering at least a part of the inside of the positive electrode container is chromium 27 to 31%, aluminum 4 to 7%, yttrium 0.5 to 1.5%, and residual cobalt. A sodium-sulfur secondary battery characterized by:
成がクロム20〜25%,ニッケル18〜23%,ラン
タン0.05〜0.15%,残コバルトであることを特徴
とするナトリウム−硫黄二次電池。8. The sodium composition according to claim 5, wherein the alloy composition inside the positive electrode container is chromium 20 to 25%, nickel 18 to 23%, lanthanum 0.05 to 0.15%, and residual cobalt. Sulfur secondary battery.
介して配置され、該ナトリウムは負極容器に収納され、
該硫黄成分は正極容器に収納され、400℃以下の温度
で運転されるナトリウム−硫黄二次電池において、前記
正極容器の内側表面の少なくとも1部がコバルト基合金
粒子又は鉄基合金粒子の少なくとも1種を埋設して形成
された層を有することを特徴とするナトリウム−硫黄二
次電池。9. A sodium and a sulfur component are arranged via a solid electrolyte, and the sodium is stored in a negative electrode container,
In the sodium-sulfur secondary battery in which the sulfur component is housed in a positive electrode container and operated at a temperature of 400 ° C. or lower, at least a part of the inner surface of the positive electrode container has at least one of cobalt-based alloy particles or iron-based alloy particles. A sodium-sulfur secondary battery having a layer formed by burying seeds.
を介して配置され、該ナトリウムは負極容器に収納さ
れ、該硫黄成分は正極容器に収納され、400℃以下の
温度で運転されるナトリウム−硫黄電池において、前記
正極容器の内側表面の少なくとも一部が層状のコバルト
基合金粒子又は鉄基合金粒子で形成されていることを特
徴とするナトリウム−硫黄二次電池。10. A sodium-sulfur component is disposed via a solid electrolyte, the sodium is stored in a negative electrode container, the sulfur component is stored in a positive electrode container, and the sodium is operated at a temperature of 400 ° C. or lower. In the sulfur battery, at least a part of the inner surface of the positive electrode container is formed of layered cobalt-based alloy particles or iron-based alloy particles, a sodium-sulfur secondary battery.
粒子は30〜1500μmの厚さであることを特徴とす
る請求項7に記載のナトリウム−硫黄電池。11. The sodium-sulfur battery according to claim 7, wherein the layered cobalt-based alloy particles or iron-based alloy particles have a thickness of 30 to 1500 μm.
を介して配置され、該ナトリウムは負極容器に収納さ
れ、該硫黄成分は正極容器に収納され、400℃以下の
温度で運転されるナトリウム−硫黄二次電池において、
前記正極容器はアルミニウム又はアルミニウム合金又は
高耐食性合金薄板からなり、該正極容器の内側の少なく
とも1部が希土類を添加したコバルト基合金で覆われ、
電池容量低下率が5%/年以下であることを特徴とする
ナトリウム−硫黄二次電池。12. A sodium-sulfur component is disposed via a solid electrolyte, the sodium is stored in a negative electrode container, the sulfur component is stored in a positive electrode container, and the sodium component is operated at a temperature of 400 ° C. or lower. In the sulfur secondary battery,
The positive electrode container is made of aluminum or an aluminum alloy or a highly corrosion-resistant alloy thin plate, and at least a part of the inside of the positive electrode container is covered with a cobalt-based alloy to which a rare earth is added,
A sodium-sulfur secondary battery having a battery capacity reduction rate of 5% / year or less.
を介して配置され、該ナトリウムは負極容器に収納さ
れ、該硫黄成分は正極容器に収納され、400℃以下の
温度で運転されるナトリウム−硫黄二次電池において、
前記正極容器の内側表面の少なくとも1部が希土類を添
加したコバルト基合金で覆われ、該正極容器と該希土類
を添加したコバルト基合金との間に両者の反応からなる
層が存在することを特徴とするナトリウム−硫黄二次電
池。13. A sodium-sulfur component is disposed via a solid electrolyte, the sodium is stored in a negative electrode container, the sulfur component is stored in a positive electrode container, and the sodium is operated at a temperature of 400 ° C. or lower. In the sulfur secondary battery,
At least a part of an inner surface of the positive electrode container is covered with a cobalt-based alloy to which a rare earth is added, and a layer formed by a reaction between the positive electrode container and the cobalt-based alloy to which the rare earth is added is present. And a sodium-sulfur secondary battery.
を介して配置され、該ナトリウムは負極容器に収納さ
れ、該硫黄成分は正極容器に収容されるナトリウム−硫
黄二次電池の製造方法において、前記正極容器の内側の
少なくとも1部がコバルト基合金が溶射処理されて覆う
ことを特徴とするナトリウム−硫黄二次電池の製造方
法。14. A method for producing a sodium-sulfur secondary battery in which sodium and a sulfur component are arranged via a solid electrolyte, the sodium is contained in a negative electrode container, and the sulfur component is contained in a positive electrode container. A method for manufacturing a sodium-sulfur secondary battery, characterized in that at least a part of the inside of the positive electrode container is spray-coated with a cobalt-based alloy to cover it.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7258488A JPH09102327A (en) | 1995-10-05 | 1995-10-05 | Sodium-sulfur secondary battery |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7258488A JPH09102327A (en) | 1995-10-05 | 1995-10-05 | Sodium-sulfur secondary battery |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09102327A true JPH09102327A (en) | 1997-04-15 |
Family
ID=17320911
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7258488A Pending JPH09102327A (en) | 1995-10-05 | 1995-10-05 | Sodium-sulfur secondary battery |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH09102327A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2021260962A1 (en) * | 2020-06-22 | 2021-12-30 | 有限会社 中勢技研 | Sodium sulfur battery |
-
1995
- 1995-10-05 JP JP7258488A patent/JPH09102327A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2021260962A1 (en) * | 2020-06-22 | 2021-12-30 | 有限会社 中勢技研 | Sodium sulfur battery |
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