專利名稱：鈉硫電池用絕緣環(huán)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及鈉硫電池(以下稱為NaS電池)用絕緣環(huán)。
背景技術(shù)：
作為普通的NaS電池，例如具有如圖3所示結(jié)構(gòu)的NaS電池為人們所知。NaS電池101具有圓筒狀的陽(yáng)極容器102，用于容納含浸于石墨氈等中的熔融硫磺；用于容納熔融金屬鈉的盒子(鈉保護(hù)管)103 ;有底的圓筒狀的固體電解質(zhì)管104，將該盒子103容納于 內(nèi)部，并具有選擇性透過(guò)鈉離子的功能；有底的圓筒狀的隔壁管105，其在盒子103和固體電解質(zhì)管104之間的間隙部，與該盒子103和固體電解質(zhì)管104隔開(kāi)規(guī)定間隔而設(shè)置。固體電解質(zhì)管104通過(guò)在開(kāi)口端采用玻璃接合的α -氧化鋁制絕緣環(huán)106和陽(yáng)極金屬件107與陽(yáng)極容器102結(jié)合。陽(yáng)極金屬件107具備圓筒部171和從圓筒部171的下端向圓筒部171的內(nèi)部方向伸出的凸緣部172。另外，絕緣環(huán)106的上端面熱壓接合有陰極金屬件108，該陰極金屬件108上熔接固定有陰極蓋109。利用該絕緣環(huán)106確保陽(yáng)極-陰極間的絕緣性的同時(shí)將NaS電池101的陽(yáng)極室Rl和陰極室R2密封。另外，在陽(yáng)極容器102的外周上部和陰極蓋109的上面分別設(shè)置有陽(yáng)極側(cè)端子110和陰極側(cè)端子111。在盒子103的上部空間以規(guī)定的壓力封入有氮?dú)饣驓鍤獾榷栊詺怏w，通過(guò)該惰性氣體向盒子103內(nèi)的鈉從設(shè)置于盒子底部的小孔131流出的方向施壓。在具有該構(gòu)造的NaS電池101中，放電時(shí)從盒子103的小孔131供給來(lái)的鈉在隔壁管105和盒子103的間隙內(nèi)向上方移動(dòng)后，越過(guò)隔壁管105的上端而在隔壁管105和固體電解質(zhì)管104的間隙內(nèi)向下方移動(dòng)，進(jìn)而，變成鈉離子并透過(guò)固體電解質(zhì)管104，與陽(yáng)極容器102內(nèi)的硫磺S和通過(guò)外部電路來(lái)的電子反應(yīng)生成多硫化鈉。充電時(shí)與放電相反，發(fā)生鈉和硫磺的生成反應(yīng)。但是，在這樣的NaS電池101中，陽(yáng)極金屬件107和陰極金屬件108對(duì)絕緣環(huán)106的接合使用的是熱壓接合。將絕緣環(huán)106插入陽(yáng)極金屬件107的圓筒部171內(nèi)，在其下面配置陽(yáng)極金屬件107的凸緣部172，并在其上面配置陰極金屬件108，從上方向下方施壓，由此使絕緣環(huán)106接合于陽(yáng)極金屬件107和陰極金屬件108。

實(shí)用新型內(nèi)容實(shí)用新型要解決的問(wèn)題但是，在這樣的絕緣環(huán)106中，在熱壓接合時(shí)作用于絕緣環(huán)106的彎曲力矩變大，從而存在使固體電解質(zhì)管104與絕緣環(huán)106的接合強(qiáng)度降低的可能。本實(shí)用新型是鑒于這樣的實(shí)際情況而做出的，其目的在于提供一種能提高固體電解質(zhì)管與絕緣環(huán)的接合強(qiáng)度的可靠性的絕緣環(huán)。解決問(wèn)題的手段為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的絕緣環(huán)是陶瓷制的絕緣環(huán)，其在確保陽(yáng)極-陰極間的絕緣性的同時(shí)，與陽(yáng)極金屬件、陰極金屬件和β_氧化鋁制的固體電解質(zhì)管相接合從而密封鈉硫電池的陽(yáng)極室和陰極室，其特征在于，在絕緣環(huán)的下面外周側(cè)與陽(yáng)極金屬件相接合，在絕緣環(huán)的上面內(nèi)周側(cè)與陰極金屬件相接合，將與施加壓力的方向平行的方向設(shè)為縱向，將與該縱向垂直的方向設(shè)為橫向時(shí)，縱向剖面的縱向尺寸/橫向尺寸為1.0以上且3. 5以下，其中，所述壓力是在將所述陽(yáng)極金屬件和所述陰極金屬件接合于絕緣環(huán)時(shí)施加的。
此處，優(yōu)選所述剖面的縱向尺寸/橫向尺寸為1.5以上且3.0以下。另外，優(yōu)選絕緣環(huán)的縱向剖面為矩形實(shí)用新型效果若采用本實(shí)用新型的絕緣環(huán)，能緩和對(duì)固體電解質(zhì)管和絕緣環(huán)的接合部的應(yīng)力，并能提高該接合部的接合強(qiáng)度的可靠性。

圖I是用于說(shuō)明本實(shí)用新型的絕緣環(huán)與其他構(gòu)件的接合狀態(tài)的剖面圖。圖2是用于說(shuō)明同一絕緣環(huán)與其他構(gòu)件的接合方法的剖面圖。圖3是具備現(xiàn)有例的絕緣環(huán)的NaS電池的剖視圖。附圖標(biāo)記說(shuō)明6絕緣環(huán)7陽(yáng)極金屬件8陰極金屬件71圓筒部72凸緣部a絕緣環(huán)剖面的縱向尺寸b絕緣環(huán)剖面的橫向尺寸
具體實(shí)施方式
以下參照附圖對(duì)本實(shí)用新型的NaS電池用絕緣環(huán)進(jìn)行說(shuō)明。此外，在下文中，對(duì)與現(xiàn)有例的NaS電池(參照?qǐng)D3)相同的結(jié)構(gòu)，省略其說(shuō)明。如圖I所示，絕緣環(huán)6用于在確保陽(yáng)極-陰極間的絕緣性的同時(shí)，與陽(yáng)極金屬件7、陰極金屬件8和P -氧化鋁制的固體電解質(zhì)管相接合從而將NaS電池的陽(yáng)極室和陰極室密封，該絕緣環(huán)6由a-氧化鋁等陶瓷形成。在本實(shí)用新型中，將與施加壓力的方向平行的方向設(shè)為縱向，將與該縱向垂直的方向設(shè)為橫向時(shí)，縱向剖面的縱向尺寸a/橫向尺寸b為1.0以上且3. 5以下，其中，所述壓力是在將陽(yáng)極金屬件7和陰極金屬件8接合于絕緣環(huán)6時(shí)施加的。因?yàn)槿绻v向尺寸a/橫向尺寸b小于1.0，則熱壓接合時(shí)的彎曲力矩變大,對(duì)接合部的負(fù)擔(dān)變大,如果縱向尺寸a/橫向尺寸b大于3. 5，則熱壓接合時(shí)的彎曲力矩變小，面壓變得不均勻，另外，如果需要的熱壓接合距離恒定，則需要的材料多而損耗變大。此外，更優(yōu)選剖面的縱向尺寸a/橫向尺寸b在I. 5以上且3.0以下。通過(guò)將剖面的縱向尺寸a/橫向尺寸b控制在該范圍，能使熱壓接合時(shí)的面壓均勻性和彎曲力矩的平衡最佳，因此能有效提高接合質(zhì)量和生產(chǎn)效率。另外，由于能將用于絕緣環(huán)6的陶瓷降到最小限度，將降低絕緣環(huán)6的成本。此外，如圖I所示，在本實(shí)施方案中顯示了絕緣環(huán)6的縱向剖面為矩形的例子，但絕緣環(huán)6的縱向剖面不限于矩形，例如，也可以是將矩形的一部分切掉的形狀。接著，對(duì)陽(yáng)極金屬件7和陰極金屬件8與絕緣環(huán)6的接合方法進(jìn)行說(shuō)明。如圖2所示，將絕緣環(huán)6插入設(shè)置于下側(cè)接合夾具91上的陽(yáng)極金屬件7的圓筒部71并將其置于凸緣部72上，進(jìn)而在絕緣環(huán)6上面放置陰極金屬件8。此外，陽(yáng)極金屬件7的凸緣部72的上面和絕緣環(huán)6的下面之間、以及陰極金屬件8的凸緣部81的下面與絕緣環(huán)6的上面之間填充有金屬焊料。在這樣的狀態(tài)下，如果加熱至500-560°C左右并在上側(cè)接合夾具92上施加壓力，則就陽(yáng)極金屬件7的凸緣部72而言，其厚度減小而向內(nèi)部方向(圖2中左方向)延伸，其上面72a接合于絕緣環(huán)6的下面外周側(cè)；另外，就陰極金屬件8而言，其凸緣部81的厚度減小而向外部方向(圖2中右方向)延伸，其下面接合于絕緣環(huán)6的上面內(nèi)周側(cè)。若采用本實(shí)用新型的絕緣環(huán)6，通過(guò)使絕緣環(huán)6剖面的縱向尺寸a/橫向尺寸b在上述范圍，就能緩和對(duì)固體電解質(zhì)管和絕緣環(huán)6的接合部的應(yīng)力，并能提高該接合部的接合強(qiáng)度的可靠性。權(quán)利要求1.ー種絕緣環(huán)，是陶瓷制的絕緣環(huán)，其在確保陽(yáng)扱-陰極間的絕緣性的同時(shí)，與陽(yáng)極金屬件、陰極金屬件和β-氧化鋁制的固體電解質(zhì)管相接合從而密封鈉硫電池的陽(yáng)極室和陰極室，其特征在于， 在絕緣環(huán)的下面外周側(cè)與陽(yáng)極金屬件接合，在絕緣環(huán)的上面內(nèi)周側(cè)與陰極金屬件接ムI=I， 將與施加壓カ的方向平行的方向設(shè)為縱向，將與該縱向垂直的方向設(shè)為橫向時(shí)，縱向剖面的縱向尺寸/橫向尺寸為1.0以上且3. 5以下，其中，所述壓カ是在將所述陽(yáng)極金屬件和所述陰極金屬件接合于絕緣環(huán)時(shí)施加的。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的絕緣環(huán)，其特征在于，所述剖面的縱向尺寸/橫向尺寸為1.5以上且3.0以下。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的絕緣環(huán)，其特征在于，絕緣環(huán)的縱向剖面為矩形。
專利摘要本實(shí)用新型的絕緣環(huán)(6)由陶瓷制成，其在確保陽(yáng)極-陰極間的絕緣性的同時(shí)，與陽(yáng)極金屬件(7)、陰極金屬件(8)和β-氧化鋁制的固體電解質(zhì)管相接合從而將鈉硫電池的陽(yáng)極室和陰極室密封，其特征在于，將與施加壓力的方向平行的方向設(shè)為縱向，將與該縱向垂直的方向設(shè)為橫向時(shí)，縱向剖面的縱向尺寸a/橫向尺寸b為1.5以上且3.5以下，其中，所述壓力是在將陽(yáng)極金屬件(7)和陰極金屬件(8)接合于絕緣環(huán)(6)時(shí)施加的。若采用本實(shí)用新型的絕緣環(huán)(6)，能緩和對(duì)固體電解質(zhì)管和絕緣環(huán)(6)的接合部的應(yīng)力，并能提高該接合部的接合強(qiáng)度的可靠性。
文檔編號(hào)H01M2/08GK202423414SQ201120530688
公開(kāi)日2012年9月5日 申請(qǐng)日期2011年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月16日
發(fā)明者莊村光廣, 松永憲明, 辻雄希 申請(qǐng)人:日本礙子株式會(huì)社