(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一部に開口を有する負極容器および正極容器が互いに隣接して配置されているとともに前記負極容器と前記正極容器との隔壁がナトリウム伝導性の固体電解質管で構成され、前記固体電解質管を間にして前記負極容器内に負極活物質のナトリウムが収納され前記正極容器内に正極物質の硫黄が収納され、前記固体電解質管の開口端側に絶縁リングが接合されてなるナトリウム−硫黄電池を製造するに際して、
前記負極容器の開口を閉塞する環状の負極容器フランジと前記正極容器の開口を閉塞する環状の正極容器フランジをそれぞれ前記絶縁リングの板厚よりも薄く形成し、前記負極容器フランジと前記正極容器フランジの一端側に他端側より板厚の薄い圧接部をそれぞれ形成し、前記各容器フランジと前記絶縁リングのうち一方を回転するとともに他方を静止し、この状態で前記各フランジの圧接部と前記絶縁リングを互いに接触させて一方を他方側に押圧することにより前記各フランジの圧接部と前記絶縁リングとの接触面を摩擦熱により溶融圧接することを特徴とするナトリウム−硫黄電池の製造方法。
【請求項２】
一部に開口を有する負極容器および正極容器が互いに隣接して配置されているとともに前記負極容器と前記正極容器との隔壁がナトリウム伝導性の固体電解質管で構成され、前記固体電解質管を間にして前記負極容器内に負極活物質のナトリウムが収納され前記正極容器内に正極物質の硫黄が収納され、前記固体電解質管の開口端側に絶縁リングが接合されてなるナトリウム−硫黄電池を製造するに際して、
前記負極容器の開口を閉塞する環状の負極容器フランジと前記正極容器の開口を閉塞する環状の正極容器フランジをそれぞれ前記絶縁リングの板厚よりも薄く形成し、前記負極容器フランジと前記正極容器フランジの一端側に他端側より板厚の薄い圧接部をそれぞれ形成し、前記絶縁リングの表面に環状の突起を複数個形成し、前記各容器フランジと前記絶縁リングのうち一方を回転するとともに他方を静止し、この状態で前記各フランジの圧接部と前記絶縁リングの各突起を互いに接触させて一方を他方側に押圧することにより前記各フランジの圧接部と前記絶縁リングの各突起との接触面を摩擦熱により溶融圧接することを特徴とするナトリウム−硫黄電池の製造方法。
【請求項３】
一部に開口を有する負極容器および正極容器が互いに隣接して配置されているとともに前記負極容器と前記正極容器との隔壁がナトリウム伝導性の固体電解質管で構成され、前記固体電解質管を間にして前記負極容器内に負極活物質のナトリウムが収納され前記正極容器内に正極物質の硫黄が収納され、前記固体電解質管の開口端側に絶縁リングが接合されてなるナトリウム−硫黄電池を製造するに際して、
前記負極容器の開口を閉塞する環状の負極容器フランジと前記正極容器の開口を閉塞する環状の正極容器フランジをそれぞれ前記絶縁リングの板厚よりも薄く形成し、前記負極容器フランジと前記正極容器フランジの一端側に他端側より漸次径が小さくなるテ−パ部をそれぞれ複数個形成し、前記各容器フランジと前記絶縁リングのうち一方を回転するとともに他方を静止し、この状態で前記各フランジの各テ−パ部と前記絶縁リングとを互いに接触させて一方を他方側に押圧することにより前記各フランジの各テ−パ部と前記絶縁リングとの接触面を摩擦熱により溶融圧接することを特徴とするナトリウム−硫黄電池の製造方法。
【請求項４】
一部に開口を有する負極容器および正極容器が互いに隣接して配置されているとともに前記負極容器と前記正極容器との隔壁がナトリウム伝導性の固体電解質管で構成され、前記固体電解質管を間にして前記負極容器内に負極活物質のナトリウムが収納され前記正極容器内に正極物質の硫黄が収納され、前記固体電解質管の開口端側に絶縁リングが接合されてなるナトリウム−硫黄電池を製造するに際して、
前記負極容器の開口を閉塞する環状の負極容器フランジと前記正極容器の開口を閉塞する環状の正極容器フランジをそれぞれ前記絶縁リングの板厚よりも薄く形成し、前記負極容器フランジと前記正極容器フランジの一端側に他端側より漸次径が小さくなるテ−パ部をそれぞれ複数個形成し、前記絶縁リングの表面に環状の突起を複数個形成し、前記各容器フランジと前記絶縁リングのうち一方を回転するとともに他方を静止し、この状態で前記各フランジの各テ−パ部と前記絶縁リングの各突起を互いに接触させて一方を他方側に押圧することにより前記各フランジの各テ−パ部と前記絶縁リングの各突起との接触面を摩擦熱により溶融圧接することを特徴とするナトリウム−硫黄電池の製造方法。
【請求項５】
前記負極容器と前記正極容器のうち少なくとも一方を相異なる複数の金属が接合されたクラッド材で構成するとともに、前記負極容器フランジと前記正極容器フランジのうち少なくとも一方を前記クラッド材で構成し、前記負極容器フランジと前記正極容器フランジに用いられるクラッド材のうち一方の部材の一端側を切削し、前記クラッド材のうち他方の部材の一端側に圧接部またはテ−パ部を形成することを特徴とする請求項１、２、３または４に記載のナトリウム−硫黄電池の製造方法。
【請求項６】
前記クラッド材は、アルミニウムとアルミニウム合金で構成されていることを特徴とする請求項５記載のナトリウム−硫黄電池の製造方法。
【請求項７】
管の開口端に絶縁リングを接合し、前記絶縁リングの表面に環状のフランジを圧接するに際して、前記フランジの一端側に他端側より板厚の薄い圧接部を形成し、前記絶縁リングの表面には環状の突起を形成し、前記フランジと前記絶縁リングのうち一方を回転するとともに他方を静止し、この状態で前記フランジの圧接部と前記絶縁リングの突起を互いに接触させて一方を他方側に押圧することにより前記フランジの圧接部と前記絶縁リングの突起との接触面を摩擦熱により溶融圧接する筒体の摩擦圧接方法。
【請求項８】
管の開口端に絶縁リングを接合し、前記絶縁リングの表面に環状のフランジを圧接するに際して、前記フランジの一端側に他端側より漸次径が小さくなるテ−パ部を複数個形成し、前記絶縁リングの表面には環状の突起を形成し、前記フランジと前記絶縁リングのうち一方を回転するとともに他方を静止し、この状態で前記フランジのテ−パ部と前記絶縁リングの突起を互いに接触させて一方を他方側に押圧することにより前記フランジのテ−パ部と前記絶縁リングの突起との接触面を摩擦熱により溶融圧接する筒体の摩擦圧接方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ナトリウム−硫黄電池の製造方法に係り、特に、電力貯蔵用の電池、あるいは電力変換器の直流電源として用いるに好適なナトリウム−硫黄電池の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
夜間の電力を利用して電力を貯蔵するに際してナトリウム−硫黄電池が採用されている。
【０００３】
従来、この種のナトリウム−硫黄電池としては、例えば、特開平１−２２１８６６号公報に記載されているように、Ｕ字管で構成された負極容器及び正極容器を互いに隣接して配置するとともに、負極容器と正極容器との隔壁を、ナトリウム伝導性の固体電解質管で構成し、固体電解質管を間にして、負極容器内に負極活物質のナトリウムを収納し、正極容器内に正極物質の硫黄を収納し、固体電解質管の開口端側に絶縁リングを接合し、絶縁リングの両側に負極容器フランジと正極容器フランジを圧接し、絶縁リングと負極容器フランジ及び正極容器フランジにより正極容器及び負極容器を密閉してなるものが知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術においては、絶縁リングに負極容器フランジと正極容器フランジを摩擦圧接するに際して、絶縁リングの上面に負極容器フランジを摩擦圧接し、絶縁リングの下面に正極容器フランジを摩擦圧接にしているため、絶縁リングに負極容器フランジと正極容器フランジを同時に摩擦圧接することが困難である。しかも、負極容器フランジと正極容器フランジの板厚はほぼ絶縁リングの板厚と等しく、負極容器フランジと正極容器フランジの端面が平板状に形成されているため、セラミックス製のα−アルミナで構成された絶縁リングに、金属で構成された負極容器フランジと正極容器フランジを摩擦圧接すると、熱伝導率の違いにより絶縁リングに大きな熱応力が発生する。
【０００５】
なお、絶縁リングに負極容器フランジと正極容器フランジを摩擦圧接するに際して、特開昭６３−９７３８１号公報に記載されているように、正極容器フランジと負極容器フランジの端部にテーパ部を形成することも考えられるが、正極容器フランジと負極容器フランジの端部に単にテーパ部を形成しても、絶縁リングに作用する熱応力を小さくするには十分ではない。
【０００６】
本発明の目的は、絶縁リングと容器フランジとの摩擦圧接時に絶縁リングに発生する温度勾配を滑らかにして熱応力を小さくすることができるナトリウム−硫黄電池の製造方法及び筒体の摩擦圧接方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明は、一部に開口を有する負極容器および正極容器が互いに隣接して配置されているとともに前記負極容器と前記正極容器との隔壁がナトリウム伝導性の固体電解質管で構成され、前記固体電解質管を間にして前記負極容器内に負極活物質のナトリウムが収納され前記正極容器内に正極物質の硫黄が収納され、前記固体電解質管の開口端側に絶縁リングが接合されてなるナトリウム−硫黄電池を製造するに際して、
前記負極容器の開口を閉塞する環状の負極容器フランジと前記正極容器の開口を閉塞する環状の正極容器フランジをそれぞれ前記絶縁リングの板厚よりも薄く形成し、前記負極容器フランジと前記正極容器フランジの一端側に他端側より板厚の薄い圧接部をそれぞれ形成し、前記各容器フランジと前記絶縁リングのうち一方を回転するとともに他方を静止し、この状態で前記各フランジの圧接部と前記絶縁リングを互いに接触させて一方を他方側に押圧することにより前記各フランジの圧接部と前記絶縁リングとの接触面を摩擦熱により溶融圧接することを特徴とするナトリウム−硫黄電池の製造方法を採用したものである。
【０００８】
前記ナトリウム−硫黄電池の製造方法を採用するに際しては、絶縁リングの表面に環状の突起を複数個形成し、各フランジの圧接部と絶縁リングの各突起とを互いに接触させて一方を他方側に押圧することにより各フランジの圧接部と絶縁リングの各突起との接触面を摩擦熱により溶融圧接することもできる。
【０００９】
また、本発明は、一部に開口を有する負極容器および正極容器が互いに隣接して配置されているとともに前記負極容器と前記正極容器との隔壁がナトリウム伝導性の固体電解質管で構成され、前記固体電解質管を間にして前記負極容器内に負極活物質のナトリウムが収納され前記正極容器内に正極物質の硫黄が収納され、前記固体電解質管の開口端側に絶縁リングが接合されてなるナトリウム−硫黄電池を製造するに際して、
前記負極容器の開口を閉塞する環状の負極容器フランジと前記正極容器の開口を閉塞する環状の正極容器フランジをそれぞれ前記絶縁リングの板厚よりも薄く形成し、前記負極容器フランジと前記正極容器フランジの一端側に他端側より漸次径が小さくなるテ−パ部をそれぞれ複数個形成し、前記各容器フランジと前記絶縁リングのうち一方を回転するとともに他方を静止し、この状態で前記各フランジの各テ−パ部と前記絶縁リングとを互いに接触させて一方を他方側に押圧することにより前記各フランジの各テ−パ部と前記絶縁リングとの接触面を摩擦熱により溶融圧接することを特徴とするナトリウム−硫黄電池の製造方法を採用したものである。
【００１０】
前記ナトリウム−硫黄電池の製造方法を採用するに際しては、絶縁リングの表面に環状の突起を複数個形成し、各フランジの各テーパ部と絶縁リングの各突起を互いに接触させて一方を他方側に押圧することにより各フランジの各テーパ部と絶縁リングの各突起との接触面を摩擦熱により溶融圧接することもできる。
【００１１】
前記各ナトリウム−硫黄電池の製造方法を作用するに際しては、以下の要素を付加することができる。
【００１２】
（１）前記負極容器と前記正極容器のうち少なくとも一方を相異なる複数の金属が接合されたクラッド材で構成するとともに、前記負極容器フランジと前記正極容器フランジのうち少なくとも一方を前記クラッド材で構成し、前記負極容器フランジと前記正極容器フランジに用いられるクラッド材のうち一方の部材の一端側を切削し、前記クラッド材のうち他方の部材の一端側に圧接部またはテ−パ部を形成する。
【００１３】
（２）前記クラッド材は、アルミニウムとアルミニウム合金で構成されている。
【００１４】
また、本発明は、管の開口端に絶縁リングを接合し、前記絶縁リングの表面に環状のフランジを圧接するに際して、前記フランジの一端側に他端側より板厚の薄い圧接部を形成し、前記絶縁リングの表面には環状の突起を形成し、前記フランジと前記絶縁リングのうち一方を回転するとともに他方を静止し、この状態で前記フランジの圧接部と前記絶縁リングの突起を互いに接触させて一方を他方側に押圧することにより前記フランジの圧接部と前記絶縁リングの突起との接触面を摩擦熱により溶融圧接する筒体の摩擦圧接方法を採用したものである。
【００１５】
前記筒体の摩擦圧接方法を採用するに際しては、圧接部の代わりに、フランジの一端側に他端側より電磁径が小さくなるテーパ部を複数個形成し、フランジのテーパ部と絶縁リングの突起を互いに接触させて一方を他方側に押圧することによりフランジのテーパ部と絶縁リングの突起との接触面を摩擦熱による溶融圧接することもできる。
【００１６】
前記した手段によれば、負極容器フランジと正極容器フランジをそれぞれ絶縁リングの板厚よりも薄く形成するとともに、各容器フランジの一端側に他端側より板厚の薄い圧接部またはテーパ部を形成し、圧接部またはテーパ部を絶縁リングに接触させて両者の接触面を摩擦熱により溶融圧接するようにしたため、各フランジの圧接部またはテーパ部と絶縁リングとの間に生じる摩擦熱が徐々に高くなって絶縁リングに発生する温度勾配を滑らかにし、絶縁リングに作用する熱応力を小さくすることができるとともに、摩擦圧接時に絶縁リングが割れるのを防止することができる。
【００１７】
また、絶縁リングに環状の突起を形成し、各容器フランジのテーパ部または圧接部と各突起とを接触させたときには、摩擦圧接時に絶縁リングに発生する周方向の温度勾配を小さくすることができ、絶縁リングに発生する熱応力を小さくし、絶縁リングが割れるのを防止することができる。
【００１８】
さらに、各容器と各容器フランジを相異なる複数の金属材が接合されたクラッド材、例えばアルミニウムとアルミニウム合金（ステンレス鋼）を使用することで、摩擦圧接時クランプによる変形及びアプセット圧力負荷時の変形を防止することができる。特に、容器フランジのテーパ部または圧接部を構成する部材としてアルミニウムを用い、他方の部材をアルミニウム合金、例えばステンレス鋼を用いると、ステンレス鋼はアルミニウムよりも熱伝導率が小さく剛性が高いため、容器フランジをクランプ部材でクランプしたときに、容器フランジのクランプ部分の温度を低温に保つことができ、クランプ操作を容易に行なうことができる。さらに摩擦圧接時のクランプによる変形及びアプセット圧力負荷時の変形を防止することができる。
【００１９】
また容器としてクラッド材を使用した場合、ナトリウムまたは硫黄と接触する面をアルミニウム合金、例えば、ステンレス鋼を使用することで、正極及び負極活物質による耐食性の向上を図ることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明が適用されたナトリウム−硫黄電池の全体構成を示す縦断面図である。図１において、正極容器１０は、一部に開口を有するＵ字型の筒体（Ｕ字管）として、アルミニウムまたはアルミニウム合金を用いて構成されている。この正極容器１０は上部側が開口し、中ほどより上部側には軸方向の変形を吸収する正極べロー１２が形成されている。この正極容器１０の内側には固体電解質管１４、安全管１６、負極容器１８が配置されている。固体電解質管１４はナトリウム伝導性のＵ字管として、例えばβ−アルミナを用いて構成されているとともに、正極容器１０と負極容器１８との隔壁を構成するようになっている。この固体電解質管１４はその上端が開口し、正極容器１０のほぼ中心部に配置されている。そして固体電解質管１４の内側には、安全管１６が配置されている。この安全管１６は、アルミニウムまたはアルミニウム合金を用いてほぼＵ字状の管として構成されており、上端側が負極容器１８と接合されている。すなわち安全管１６は負極容器１８の一要素として負極容器１８に接合されている。また、安全管１６の底部側には負極活物質流入出孔２０が形成されており、負極容器１８の上部には負極端子２２が固定されている。そして安全管１６と固体電解質管１４内にはそれぞれ負極活物質としてナトリウム２４が収納されている。安全管１６内のナトリウム２４と固体電解質管１４内のナトリウム２４は負極活物質流入出孔２０を介して移動できるようになっている。一方、正極容器１０と固体電解質管１４との間の空間部には正極活物質として、硫黄２６が収納されている。
【００２１】
固体電解質管１４の開口端側には絶縁リング２８がガラス半田により接合されている。この絶縁リング２８はセラミクス製の筒体として、例えばα−アルミナを用いて構成されている。絶縁リング２８の上面には負極容器フランジ３０と正極容器フランジ３２が摩擦圧接されている。負極容器フランジ３０、正極容器フランジ３２はアルミニウムまたはアルミニウム合金（ステンレス鋼）を用いて円環状の筒体として構成されており、負極容器フランジ３０の上端側は負極容器１８の開口端に接合され、正極容器フランジ３２の上部側側面は正極容器１０の開口端に接合されている。すなわち、負極容器１８の開口は絶縁リング２８と負極容器フランジ３０によって閉塞されて負極容器１８内が密閉され、正極容器１０の開口は絶縁リング２８と正極容器フランジ３２によって閉塞されて正極容器１０内が密閉されている。なお正極容器１０の上部端面には正極端子（図示省略）が接合されるようになっている。
【００２２】
上記構成によるナトリウム−硫黄電池は、高さがほぼ３０〜６０ｃｍの電池として構成されており、充電時には、硫黄２６に含まれる加硫化ナトリウムがナトリウムイオンとして固体電解質管１４を介して固体電解質管１４内でナトリウムとなり、放電時には、固体電解質管１４内のナトリウムがナトリウムイオンとして固体電解質管１４から硫黄２６内に導入され、このナトリウムイオンが加硫化ナトリウムとなる。そして充電によって蓄えられたエネルギーが放電時に直流電力として出力される。この場合、例えば、直流電圧として２Ｖの電圧を発生し、電力として７０〜２００Ｗの直流電力を発生することができる。
【００２３】
次に、上記構成によるナトリウム−硫黄電池を製造するに際して、絶縁リング２８に負極容器フランジ３０と正極容器フランジ３２を摩擦圧接するときの実施形態について説明する。
【００２４】
まず、図２に示すように、負極容器フランジ３０と正極容器フランジ３２を絶縁リング２８の板厚よりも薄く形成し、負極容器フランジ３０と正極容器フランジ３２の一端側に他端側より板厚の薄い圧接部として段差３０ａ、３２ａを形成する。そして各フランジ３０、３２と絶縁リング２８のうち一方を回転するとともに他方を静止し、この状態で各フランジの段差３０ａ、３２ａと絶縁リング２８との接触面を摩擦熱により溶融圧接するに際して、本実施形態では、絶縁リング２８を固体電解質管１４とともに静止（固定）し、負極容器フランジ３０、正極容器フランジ３２の上端側をクランプ部材（図示省略）によりクランプし、各フランジ３０、３２を絶縁リング２８と同心円状に配置した状態で回転し、この回転に伴って、段差３０ａ、３２ａの先端側を絶縁リング２８の表面に接触させ、その後各フランジ３０、３２を絶縁リング２８側に押圧することにより、段差３０ａ、３２ａと絶縁リング２８との接触面を摩擦熱により溶融圧接する。
【００２５】
すなわち、各フランジ３０、３２の回転に伴って段差３０ａ、３２ａが摩擦熱によって溶融していく過程で、各フランジ３０、３２の回転を止め、各フランジ３０、３２を絶縁リング２８側に押圧して各フランジ３０、３２を絶縁リング２８に摩擦圧接する。この場合、各フランジ３０、３２のうち段差３０ａ、３２ａがそれぞれ溶融され、板厚の厚い部分が絶縁リング２８に圧接されることになる。
【００２６】
本実施形態においては、絶縁リング２８よりも板厚の薄いフランジ３０、３２をそれぞれ絶縁リング２８の上面に配置し、段差３０ａ、３２ａをそれぞれ絶縁リング２８の同一の面に接触させて両者の摩擦熱により溶融させ、その後各フランジ３０、３２を絶縁リング２８側に押圧して圧接するようにしたため、各フランジ３０、３２を同時に絶縁リング２８に摩擦圧接することができ、摩擦圧接作業を容易に行なうことができるとともに、摩擦に伴う熱が絶縁リング２８で分散され、絶縁リング２８に発生する温度勾配を滑らかにして絶縁リング２８に発生する熱応力を小さくすることができ、摩擦圧接に伴って絶縁リング２８が劣化したり、割れたりするのを防止することができる。
【００２７】
次に、本発明の第２実施形態を図３にしたがって説明する。
【００２８】
本実施形態は、各フランジ３０、３２の段差３０ａ、３２ａの先端側に順次径が小さくなるテーパ部３０ｂ、３２ｂを形成したものであり、他の構成は図２のものと同様である。
【００２９】
本実施形態においては、段差３０ａ、３２ａの先端側にテーパ部３０ｂ、３２ｂが形成されているため、フランジ３０、３２を絶縁リング２８に接触させて摩擦圧接するに際して、テーパ部３０ｂ、３２ｂが絶縁リング２８と接触しながら順次溶融していくため、前記実施形態よりも、絶縁リング２８に発生する温度勾配をより小さくすることができるとともに、摩擦圧接時に絶縁リング２８が劣化したり、割れたりするのを防止することができる。
【００３０】
次に、本発明の第３実施形態を図４にしたがって説明する。
【００３１】
本実施形態は各フランジ３０、３２の一端側（先端側）に他端側（基端側）よりも漸次径が小さくなるテーパ部３０ｃ、３２ｃを形成したものである。すなわち、図２に示す段差３０ａ、３２ａの代わりにテーパ部３０ｃ、３２ｃを形成したものである。
【００３２】
本実施形態においては、各フランジ３０、３２を絶縁リング２８の上面に接触させて摩擦圧接するに際して、摩擦熱が高まるにしたがって、板厚が漸次厚くなるテーパ部３０ｃ、３２ｃが順次溶融していくため、図２に示す実施形態のものよりも、摩擦圧接時における絶縁リング２８の温度勾配をより小さくすることができるとともに、絶縁リング２８が摩擦圧接時に劣化したり、割れたりするのを防止することができる。
【００３３】
次に、本発明の第４実施形態を図５にしたがって説明する。
【００３４】
本実施形態は、各フランジ３０、３２の一端側（先端側）に他端側（基端側）よりも漸次径が小さくなるテーパ部３０ｄ、３０ｅ、３２ｄ、３２ｅを各フランジ３０、３２の軸心を間にして両側に形成したものである。
【００３５】
本実施形態においては、各フランジ３０、３２を絶縁リング２８に接触させて摩擦圧接する際、摩擦熱が高くなるにしたがって、漸次径が大きくなるテーパ部３０ｄ、３０ｅ、３２ｄ、３２ｅが順次溶融されていくため、図２に示す実施形態のものよりも、絶縁リング２８に発生する温度勾配をより小さくすることができるとともに、摩擦圧接時に絶縁リング２８が劣化したり、割れたりするのを防止することができる。
【００３６】
また、本実施形態においては、図６に示すように、摩擦圧接終了時に、各フランジ３０、３２の先端側に形成される金属はみ出し部３０ｆ、３２ｆを少なくすることができ、摩擦圧接時に負極容器フランジ３０と正極容器フランジ３２とが短絡するのを防止することができる。
【００３７】
次に、本発明の第５実施形態を図７にしたがって説明する。
【００３８】
本実施形態は、フランジ３０、３２にそれぞれ段差３０ａ、３２ａを形成するとともに、絶縁リング２８の上面に環状の突起２８ａ、２８ｂを形成したものであり、各環状の突起２８ａ、２８ｂの幅は段差３０ａ、３２ａの板厚よりも僅かに広く設定されている。
【００３９】
本実施形態において、各フランジ３０、３２と絶縁リング２８とを接触させて摩擦圧接するに際して、段差３０ａ、３２ａで発生する摩擦熱が各突起２８ａ、２８ｂを介して分散していくため、摩擦圧接時に、絶縁リング２８の周方向に発生する温度勾配を小さくすることができるとともに、絶縁リング２８に発生する熱応力を小さくすることができ、摩擦圧接時に、絶縁リング２８が劣化したり、割れたりするのを防止することができる。
【００４０】
なお、本実施形態においては、各フランジ３０、３２に段差３０ａ、３２ａを形成したものについて述べたが、各フランジ３０、３２としては、図３、図４、図５に示すものを用いることもできる。この場合、突起２８ａ、２８ｂの幅をテーパ部の形状に合わせて狭くすることもできる。
【００４１】
次に、本発明の第６実施形態を図８にしたがって説明する。本実施形態は、正極容器フランジ３２として、クラッド材を用いたものであり、クラッド材のうち一方のフランジ部材３２Ａはアルミニウムを用いて構成され、他方のフランジ部材３２Ｂはアルミニウム合金（ステンレス鋼）を用いて構成されている。そして一方のフランジ部材３２Ａの先端側にテーパ部３０ｃが形成され、他方のフランジ部材３２Ｂの先端側は一方のフランジ部材３２Ａとの接合面が露出されるように切削されている。この場合、外側に配置されたフランジ部材３２Ｂはアルミニウムよりも剛性の大きいステンレス鋼を用いて構成されているため、フランジ３２をクランプ部材でクランプするときに、アルミニウムよりも熱伝導率が低いので、フランジ部材３２Ｂの温度を低くすることができ、クランプを容易に行なうことができるとともに、クランプ時にフランジ３２が変形するのを防止することができる。また、フランジ３２を絶縁リング２８側に押圧するときの圧接時、すなわちアプセット圧力負荷時にフランジ３２が変形するのを防止することができる。
【００４２】
さらに、正極容器１０を正極容器フランジ３２と同じクラッド材を用いて構成し、ステンレス鋼で構成された部材を内側とし、アルミニウムで構成された部材を外側に配置することで、正極容器１０の正極活物質に対する耐食性を向上させることができる。
【００４３】
また、負極容器１８や負極容器フランジ３０に正極容器フランジ３２と同じクラッド材を用いることもできる。
【００４４】
また、本実施形態においては、内側に配置されたフランジ部材３２Ａとして、前記各実施形態に用いられた正極容器フランジ３２と同じ形状ものを用いることができる。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、負極容器フランジと正極容器フランジをそれぞれ絶縁リングの板厚よりも薄く形成するとともに、各容器フランジの一端側に他端側より板厚の薄い圧接部またはテーパ部を形成し、圧接部またはテーパ部を絶縁リングに接触させて両者の接触面を摩擦熱により溶融圧接するようにしたため、各フランジの圧接部またはテーパ部と絶縁リングとの間に生じる摩擦熱が徐々に高くなって絶縁リングに発生する温度勾配を滑らかにし、絶縁リングに作用する熱応力を小さくすることができるとともに、摩擦圧接時に絶縁リングが割れるのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用されたナトリウム−硫黄電池の全体構成を示す縦断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態を示す摩擦圧接時の作用を説明するための図である。
【図３】本発明の第２実施形態を示す摩擦圧接時の作用を説明するための図である。
【図４】本発明の第３実施形態を示す摩擦圧接時の作用を説明するための図である。
【図５】本発明の第４実施形態を示す摩擦圧接時の作用を説明するための図である。
【図６】摩擦圧接後の状態を説明するための図である。
【図７】本発明の第５実施形態を示す摩擦圧接時の作用を説明するための図である。
【図８】本発明の第６実施形態を示す摩擦圧接時の作用を説明するための図である。
【符号の説明】
１０  正極容器
１２  正極ベロー
１４  固体電解質管
１６  安全管
１８  負極容器
２０  負極活物質流入出質孔
２２  負極端子
２４  ナトリウム
２６  硫黄
２８  絶縁リング
３０  負極容器フランジ
３２  正極容器フランジ
３０ａ、３２ａ  段差
３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ、３０ｅ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３２ｅ  テーパ部
２８ａ、２８ｂ  突起
【図１】
0003595902.tif 000002
【図２】
0003595902.tif 000003
【図３】
0003595902.tif 000004
【図４】
0003595902.tif 000005
【図５】
0003595902.tif 000006
【図６】
0003595902.tif 000007
【図７】
0003595902.tif 000008
【図８】
0003595902.tif 000009