(57)【要約】　　　（修正有）【課題】高出力運転を可能とし、電池の安全性を高める。【解決手段】安全管１２がベータアルミナ管１に少なくとも１箇所に位置決めスペーサー１４を設置し、直接接触することを防止できるため、極端にギャップ幅１１が広くなる領域を少なくでき、瞬時の直接反応量が抑制され、安全管や容器内の圧力制御又は、ナトリウム供給孔径８の縮小等で直接反応領域への後続ナトリウム流量を低減でき、ナトリウム極６と硫黄極５の差圧を制御して直接反応が硫黄極、特にギャップ部に限定される等安全性が向上する。さらに、安全管とベータアルミナ管とが直接接触してナトリウムの流れを遮断することがないので大電流を流し、高出力運転が可能となる。【選択図】　図１
2004095244.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ナトリウム（Ｎａ）を必須成分とする負極活物質、硫黄（Ｓ）または多硫化ナトリウム等溶融塩を主成分とする正極活物質、前記負極活物質と正極活物質間に介在し、Ｎａイオンが通過可能な固体電解質を主たる構成要素とするナトリウム溶融塩電池において、前記固体電解質が破損した場合に瞬時に反応するナトリウムと硫黄の直接反応量を低減する手段と、直接反応領域へのナトリウムの後続供給流量を低減する手段と、直接反応領域を破損前のナトリウム存在領域に限定する手段を具備したことを特徴としたナトリウム溶融塩電池。
【請求項２】
請求項１記載のナトリウム溶融塩電池において、瞬時に反応するナトリウムと硫黄の直接反応量を低減する手段として負極内に設けた安全容器又は安全管と固体電解質とのギャップを縮小して低減すること、直接反応領域へのナトリウムの後続供給流量を低減する手段として安全容器又は安全管に設けたナトリウム流出孔を縮小するか、または、安全容器又は安全管内のカバーガス圧の抑制、又は、該ギャップ部の流動抵抗を増大すること、直接反応領域を破損前のナトリウム存在領域に限定する手段として硫黄極をナトリウム極より高圧にして反応領域を上記ギャップ部に限定したことを特徴としたナトリウム溶融塩電池。
【請求項３】
請求項１または２記載のナトリウム溶融塩電池において、負極内に設けた安全容器又は安全管と固体電解質とのギャップ部に少なくとも１箇所、ギャップ幅を調整する手段を設けたことを特徴としたナトリウム溶融塩電池。
【請求項４】
請求項１または２記載のナトリウム溶融塩電池において、該ギャップ幅調整手段が通常定格電流の５倍以内の電池反応に必要なナトリウムを該安全容器又は安全管から固体電解質表面へ供給するナトリウム流路を確保できることを特徴としたナトリウム溶融塩電池。
【請求項５】
請求項１または２記載のナトリウム溶融塩電池において、該ギャップ幅調整手段として負極内に設けた安全容器又は安全管が重力によって傾斜した方向の固体電解質と該安全容器又は安全管とのギャップ部に少なくとも１箇所、ギャップ幅を調整する手段を設けたことを特徴としたナトリウム溶融塩電池。
【請求項６】
請求項１または２記載のナトリウム溶融塩電池において、２箇所以上に該ギャップ幅を調整する手段を設けて固体電解質周囲のギャップ幅を限りなく一様化したことを特徴としたナトリウム溶融塩電池。
【請求項７】
請求項１または２記載のナトリウム溶融塩電池において、ギャップを調整する手段として金属並びにセラミックの多孔体やメッシュ，バルク材を用いることを特徴としたナトリウム溶融塩電池。
【請求項８】
請求項１または２記載のナトリウム溶融塩電池において、ギャップを調整する手段として固体電解質より強度の弱い材料を用いることを特徴としたナトリウム溶融塩電池。
【請求項９】
請求項１または２記載のナトリウム溶融塩電池において、ギャップを調整する手段としてギャップ領域に毛細管力によるＮａ供給体を装着することを特徴としたナトリウム溶融塩電池。
【請求項１０】
請求項１または２記載のナトリウム溶融塩電池において、ギャップを調整する手段として、該安全容器又は安全管の表面又は、固体電解質内面に毛細管力で固体電解質表面へナトリウムを供給できる溝を設けたことを特徴としたナトリウム溶融塩電池。
【請求項１１】
請求項１または２記載のナトリウム溶融塩電池において、電池反応に必要なナトリウムを該安全容器又は安全管から固体電解質表面へ供給する手段としてガス圧を用いることを特徴としたナトリウム溶融塩電池。
【請求項１２】
請求項１または２記載のナトリウム溶融塩電池において、電池反応に必要なナトリウムを該安全容器又は安全管から固体電解質表面へ供給する手段としてナトリウム極圧が常に硫黄極圧より低くなるガス圧を用いることを特徴としたナトリウム溶融塩電池。
【請求項１３】
請求項１または２記載のナトリウム溶融塩電池において、電池反応に必要なナトリウムを該安全容器又は安全管から固体電解質表面へ供給する手段としてナトリウム極圧が常に硫黄極の蒸気圧より低くなるガス圧を用いることを特徴としたナトリウム溶融塩電池。
【請求項１４】
請求項１または２記載のナトリウム溶融塩電池において、該ギャップ幅を０．３ｍｍ以下、好ましくは、０．１ｍｍ以下に調整する手段を有することを特徴としたナトリウム溶融塩電池。
【請求項１５】
ナトリウム（Ｎａ）を必須成分とする負極活物質、硫黄（Ｓ）または多硫化ナトリウム等溶融塩を主成分とする正極活物質、前記負極活物質と正極活物質間に介在し、Ｎａイオンが通過可能な固体電解質を主たる構成要素とするナトリウム溶融塩電池において、負極内に設けた安全容器又は安全管から流出して固体電解質表面へ供給するナトリウム流量を定格運転に必要な流量の５倍以内に抑制する手段を設けたことを特徴としたナトリウム溶融塩電池。
【請求項１６】
請求項１５記載のナトリウム溶融塩電池において、定格充放電に必要な流量の５倍以内に調整する手段として安全容器又は安全管のナトリウム流出孔径並びにギャップ部に設けたギャップ幅並びにギャップ調整手段によって達成することを特徴としたナトリウム溶融塩電池。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ナトリウム溶融塩電池の安全性と高出力化に関わり、従来のナトリウム溶融塩電池に比べ、出力を増大でき、かつ、電池の安全性が確保できるナトリウム溶融塩電池を提供することにある。
【０００２】
【従来の技術】
ナトリウム溶融塩電池としては、ナトリウム硫黄電池，ナトリウム塩化鉄電池，ナトリウムセレン電池等多数存在するが、本発明では負極にナトリウムを使用する電池に共通する問題点を解決しようとするもので、以下、ナトリウム硫黄電池を例に取り説明する。
【０００３】
ナトリウム硫黄電池は、負極活物質にナトリウム，正極活物質に硫黄、及び多硫化ナトリウムを、正極と負極の隔壁に、ナトリウムイオンに導電性がある固体電解質が用いられる高温型二次電池である。ナトリウムイオン導電性の固体電解質としては、ベータアルミナが用いられる。一般に、ナトリウムイオン導電性の固体電解質とナトリウムと硫黄を収納する１つの容器から１つの電池が構成される。
【０００４】
ナトリウム硫黄電池の放電反応は次式で示せる。
【０００５】
Ｎａ＋Ｓ　→　Ｎａ２Ｓｘ　　（ｘ＝３〜５）
充電反応は上式の逆反応である。
【０００６】
上記した電池反応は硫黄極で生じる。従来の電池は、図２に示したように硫黄極５には正極活物質である硫黄、及び多硫化ナトリウムが充填され充電や放電の電池反応を可能にするため、電子伝導性を持った補助導電材を装着する。一方、Ｎａ極６は、ベータアルミナ管１の内部に安全管７を設け、その中にＮａが貯蔵される。電池反応時にはＮａが安全管の底部に設けたＮａ供給孔８を経由してベータアルミナ管１と安全管７で形成されるギャップ部１１に流出してベータアルミナ管１の内表面へ供給される。
【０００７】
仮にベータアルミナ管１が破損した場合にはＮａとＳが直接反応し、最悪電池容器の破損に至る可能性がある。そこで、直接反応量を抑制するためにギャップ部１１の幅を極小化する手段が取られている。
【０００８】
また、安全管を二重構造にするなどの安全対策が採られている。
【０００９】
しかし、これら従来電池は縦置き型であるのに比べ、電池を水平に設置した電池では重力の影響を受けこれらの対策以外の対策が求められる。
【００１０】
さらに、電池容器以外に電池電流を集電する集電極を用いた電池（集電極方式電池）ではさらなる安全性向上策が必要となる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術、例えば、ギャップ部の幅を極小化する手段を従来型電池（図２）を水平にした電池（固体電解質を水平にしたもので、水平設置電池と呼ぶ）に適用した場合には、安全管の下端は重力でベータアルミナ管に接触してしまう。従って、ベータアルミナ管下部のギャップは狭くなるが上部のギャップは逆に広くなってしまう。当初予定したギャップ幅の２倍のギャップを形成せざるを得ず、直接反応するＮａ量が増大し、安全性が低下する。
【００１２】
さらに、安全性を高める手段としてギャップ幅を極端に狭くすると、特公平５−１１３８９号に示した通り温度が上がれば安全管は膨らみベータアルミナ管とのギャップ幅は極端に狭くなり終りには全面で接触してしまう。
【００１３】
また、一般的にナトリウム硫黄電池の定格運転条件は、固体電解質の単位表面当たりの電流密度にして、５０〜１００ｍＡ／ｃｍ２　程度の充放電となる。なお、定格運転の意味は、数時間から数十時間定常時に運転を続けられる条件を示し、数分または数十分の短時間運転を意味するものではない。これらの定格運転条件に比べ、仮に高出力（大電流）で電池を長時間運転すると定格運転時の電池温度に比べ、電池温度が上昇する。電池温度が上昇すると安全管は膨らみギャップ幅が狭くなり、電池反応に必要なナトリウムがギャップ部を流れられなくなり電池運転が困難になる。
【００１４】
さらに、集電極方式電池では硫黄極には補助導電材の存在しない正極活物質のみが存在するバルク領域が存在する。バルク領域で仮にナトリウムと硫黄との直接反応が発生すると、正極電池容器の破損に繋がる可能性が高くなる。そこで、バルク領域でナトリウムと硫黄との直接反応が発生しない手立てを講じることが望ましい。
【００１５】
従って、本発明の目的は、高出力運転が可能で、かつ、電池の安全性を高めることができるナトリウム硫黄電池を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明のナトリウム硫黄電池は、次の３項目の基本思想に基づき安全性を維持する。すなわち、（１）瞬時のナトリウムと硫黄の直接反応を抑制するため、安全管または、安全容器と固体電解質管との間のギャップ間隔を０．３ｍｍ　以下にし、（２）硫黄極とナトリウム極の差圧を極力小さくし、または、ナトリウム供給孔を極力小さくして直接反応領域への後続ナトリウム供給量を抑制し、（３）硫黄極圧をナトリウム極に比べ、常に幾分高く制御し、ナトリウムの硫黄極側への移動を防止し、常に硫黄がギャップ領域でナトリウムと反応して低硫化物を形成し、反応が終息する条件を成立させる。安全上は、これら（１）〜（３）を同時に成立させることが好ましい。
【００１７】
（１）の具体案は電池を水平設置しても安全管がベータアルミナ管に直接接触しないように、安全管とベータアルミナ管との間に位置決めのスペーサーを設置して安全管がベータアルミナ管に少なくとも１箇所は直接接触することを防止して広いギャップ幅の領域を低減して安全性を高める。（２）の具体案は、硫黄極とナトリウム極の差圧を初期から抑制すると共に流動抵抗となる安全管または、安全容器のナトリウム供給孔の流動抵抗並びに、ギャップ部とスペーサー部の流動抵抗を高めて安全性を高める。（３）の具体案は硫黄極圧をナトリウム極に比べ、常に幾分高く制御、例えば、硫黄極の硫黄蒸気圧に比べ、ナトリウム極の圧力を常に低く維持して、少量の硫黄がギャップ領域に入りナトリウムと直接反応して融点の高い低硫化物を形成し、固化して反応が終息する。
【００１８】
さらに、大電流を流して電池温度が上昇した場合も電池反応に必要なナトリウムを固体電解質表面へ供給可能とするため、ギャップ部のスペーサーの存在がナトリウム供給流路を確保して電池の高出力運転をも可能としたものである。
【００１９】
本発明によれば、安全に関する３つの基本思想に基づき、安全管がベータアルミナ管に少なくとも１箇所は直接接触することを防止できるため、極端にギャップ幅が広くなる領域を少なくでき、瞬時の直接反応量が抑制され、反応領域への後続のナトリウム流量が低減でき、直接反応が硫黄極、特に、ギャップ部に限定される等安全性が向上する。さらに、安全管とベータアルミナ管とが直接接触してナトリウムの流れを遮断することがないので大電流を流し、高出力運転が可能となる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照し、実施例について本発明を詳細に説明する。
【００２１】
図１は本発明の第１の実施例を示す図である。電池特性を改善するために円筒管型の固体電解質であるベータアルミナ管１を水平に設置し、かつ、集電極を設けた電池（集電極方式電池、水平に設置した場合は水平設置型集電極方式電池と呼ぶ）の横断面図（輪切りの図）である。以下水平設置型集電極方式電池で実施例を説明するが従来型電池、水平に設置しない集電極方式電池でも本発明の機能は損なうものでない。
【００２２】
硫黄極は正極活物質と補助導電材５とその外側にこれらに接して、集電極１９が設置される。集電極の外側には、正極活物質１５が存在するバルク領域がある。
【００２３】
一方、ナトリウム極については、袋管で片端が開放状態（試験管状）の安全管１２が設けられ、その中にナトリウムを貯蔵するナトリウム容器１３を設置した。ナトリウム容器１３の底部に近い下図（図１中右下）にナトリウム供給孔８を設けた。
【００２４】
放電時のナトリウムの流れは、ナトリウム容器１３内のカバーガス１７のガス圧によって、ナトリウム容器１３内のナトリウムがナトリウム供給孔８から流出してナトリウム容器１３と安全管１２の間隙を通り、安全管１２の開口部を経て安全管１２とベータアルミナ管１とのギャップ部１１を通り、ベータアルミナ管１の内表面へと供給される。なお、上記、ナトリウムの流路パスは安全上は長い方が有利である。従って、ナトリウム供給孔８はナトリウム容器１３の底部に近い下面に設けた。
【００２５】
課題を解決するための手段の項で安全確保の基本思想を記載したように電池の安全を確保するため、安全管１２とベータアルミナ管１とのギャップ部１１のギャップ幅は、０．１ｍｍ　とした。なお、ギャップ幅は０．３ｍｍ　以下であれば安全は確保できるが、狭い程ベータアルミナ管１が破損した場合の安全性は高くなり、好ましくは０．１ｍｍ　以下が良い。
【００２６】
また、ナトリウム供給孔８の大きさは、後続ナトリウム供給量を左右するため、電池反応必要量に制限することが好ましい。発明が解決しようとする課題の項で述べたように一般的なナトリウム硫黄電池の定格運転条件は、固体電解質の単位表面当たりの電流密度にして、５０〜１００ｍＡ／ｃｍ２　程度の充放電となる。従って、ベータアルミナ管１の大きさに依存して、ナトリウムの必要供給流量が決定する。実施例の電池では定格運転に必要なナトリウム流量は０．１　ｇ／ｓ弱に過ぎない。しかし、定格運転の５倍程度の高出力運転を実現するため、ナトリウム供給孔８の孔径を０．５ｍｍ　とした。この程度のナトリウム供給孔であれば安全は確保される。当然、高出力運転条件を５倍以下に緩和すれば、ナトリウム供給孔８の孔径は小さくすべきである。
【００２７】
ここで、安全管１２の下面はこのままだと重力によってベータアルミナ管に接触してしまうため、水平設置した安全管１２の開口部とベータアルミナ管との間に位置決めスペーサー１４を設置した。
【００２８】
位置決めスペーサー１４として実施例ではナトリウムに耐性のある金属のメッシュを用いたが、金属の多孔質体例えば、発泡金属やセラミックスの多孔質体あるいはこれらのバルク材でも可能である。
【００２９】
なお、本実施例の効果は必ずしも、電池を水平設置した場合だけでなく、垂直やある角度を持って設置した場合でも、ベータアルミナ管１中の安全管１２は重力で傾斜し、ベータアルミナ管１に接触するので、重力で傾斜した側の安全管
１２とベータアルミナ管１とのギャップ部にスペーサー１４が置かれれば同様の効果がある。
【００３０】
従って、安全管１２が傾斜した方向のベータアルミナ管１との間に１箇所以上の位置決めスペーサーが存在すれば良い。以下の実施例では水平設置を例に取り説明する。
【００３１】
図３は本発明の第２の実施例を示す図である。図１の位置決めスペーサー１４をさらに、安全管１２の底部にも設置した。本実施例の方が第１の実施例に比べ、ベータアルミナ管１の軸方向並びに全周のギャップを均一化することが可能である。
【００３２】
なお、この位置決めスペーサー１４は当然、二箇所になく、どちらか１箇所でも役割を果たすし、二箇所以上に存在しても一向にその効果を損なうものではない。
【００３３】
図４は本発明の第３の実施例を示す図である。図１の位置決めスペーサー１４の設置位置に、ベータアルミナ管の全周に施したものである。スペーサー１４は機能的には電池運転に必要なナトリウムの流通路となる。また、第１の実施例に比べ、スペーサー１４部分が大きな流動抵抗を形成するため、不必要な活物質の流動が妨げられる。すなわち、ベータアルミナ管１が破損した場合を考えると、ナトリウム極より圧力の高い硫黄がギャップ部１１に流入するが、その流量が抑制される。結果的にナトリウムと反応する硫黄量が少なくなり電池が安全に維持される。
【００３４】
位置決めスペーサー１４として実施例ではナトリウムに耐性のある金属のメッシュを用いたが、金属の多孔質体例えば、発泡金属やセラミックスの多孔質体でも可能である。実施例１，２とは違い実施例３ではナトリウムの流通路を確保しなければならないのでバルク材を使うことはできない。
【００３５】
図５と図６は本発明の第４の実施例を示す図である。図１の位置決めスペーサー１４をベータアルミナ管１の全表面に渡って施したものである。位置決めスペーサー兼ナトリウム供給体１６を多孔質体で形成し、毛細管力で電池反応に必要なナトリウムをベータアルミナ管１に供給することが可能となる。具体的には、有効直径５０〜１００μｍのメッシュを用いた。この方法ではナトリウム極のカバーガス１７の圧力を高く維持する必要はなく、低減できる。極端に言えば真空でよい。また、ナトリウム供給孔８の孔径を大きく取っても安全上の悪影響は小さい。さらに、ナトリウム供給孔８の位置をベータアルミナ管１外に位置する安全容器１３の頭部（図５中左下）に設けたが、ナトリウム供給孔８からベータアルミナ管１までのナトリウム流路パスは短くなるが位置決めスペーサー兼ナトリウム供給体１６が流動抵抗となり安全上は問題ない。
【００３６】
以上より、ナトリウム極と硫黄極の圧力差を小さくかつ、常に、硫黄極の圧力をナトリウム極の圧力より幾分高く維持することが容易である。
【００３７】
この方法だとナトリウム極に仮に、残存する不純物ガスなどが存在しても影響されずに安定にベータアルミナ管表面へナトリウムが供給できる。
【００３８】
図７は本発明の第５の実施例を示す図である。図１の安全管１２を削除し、安全容器１３のみとした構造である。ナトリウム容器１３の頭部に近い下面（図７中左下）にナトリウム供給孔８を設けた。
【００３９】
放電時のナトリウムの流れは、安全容器１３内のカバーガス１７のガス圧によって、安全容器１３内のナトリウムがナトリウム供給孔８から流出してナトリウム容器１３とベータアルミナ管１とのギャップ部１１を通り、ベータアルミナ管１の内表面へと供給される。なお、上記、ナトリウムの流路パスはベータアルミナ管１が破損した場合を想定すると、ベータアルミナ管１からなるべく遠い方が安全上有利である。従って、ナトリウム供給孔８は安全容器１３の頭部に近い下面に設けた。
【００４０】
課題を解決するための手段の項で安全確保の基本思想を記載したように電池の安全を確保するため、安全容器１３とベータアルミナ管１とのギャップ部１１のギャップ幅は、０．１ｍｍ　とした。なお、ギャップ幅は０．３ｍｍ　以下であれば安全は確保できるが、狭い程ベータアルミナ管１が破損した場合の安全性は高くなり、好ましくは０．１ｍｍ　以下が良い。
【００４１】
また、ナトリウム供給孔８の大きさは、後続ナトリウム供給量を左右するため、電池反応必要量に制限することが好ましい。発明が解決しようとする課題の項で述べたように一般的なナトリウム硫黄電池の定格運転条件は、固体電解質の単位表面当たりの電流密度にして、５０〜１００ｍＡ／ｃｍ２　程度の充放電となる。従って、ベータアルミナ管１の大きさに依存して、ナトリウムの必要供給流量が決定する。実施例の電池では定格運転に必要なナトリウム流量は０．１ｇ／ｓ　弱に過ぎない。しかし、定格運転の５倍程度の高出力運転を実現するため、ナトリウム供給孔８の孔径を０．５ｍｍ　とした。この程度のナトリウム供給孔であれば安全は確保される。当然、高出力運転条件を５倍以下に緩和すれば、ナトリウム供給孔８の孔径は小さくすべきである。
【００４２】
スペーサー１４は第１の実施例同様にギャップ部に１箇所装着した。安全容器１３の下面はこのままだと重力によってベータアルミナ管に接触してしまうため、水平設置した安全容器１３の開口部とベータアルミナ管との間に位置決めスペーサー１４を設置した。
【００４３】
位置決めスペーサー１４として実施例では金属のメッシュを用いたが、金属の多孔質体例えば、発泡金属やセラミックスの多孔質体あるいはこれらのバルク材でも可能である。
【００４４】
なお、本実施例の効果は必ずしも、電池を水平設置した場合だけでなく、垂直やある角度を持って設置した場合でも、ベータアルミナ管１中の安全容器１３は重力で傾斜し、ベータアルミナ管１に接触するので、重力で傾斜した側の安全容器１３とベータアルミナ管１とのギャップ部にスペーサー１４が置かれれば同様の効果がある。
【００４５】
従って、安全容器１３が傾斜した方向のベータアルミナ管１との間に１箇所以上の位置決めスペーサーが存在すれば良い。
【００４６】
図８は本発明の第６の実施例を示す図である。図７の位置決めスペーサー１４をさらに、安全容器１３の底部にも設置した。本実施例の方が第５の実施例に比べ、ベータアルミナ管１の軸方向並びに全周のギャップを均一化することが可能である。
【００４７】
なお、この位置決めスペーサー１４は当然、二箇所になく、どちらか一箇所でも役割を果たすし、また、二箇所以上に存在しても一向にその効果を損なうものではない。
【００４８】
図９は本発明の第７の実施例を示す図である。図７の位置決めスペーサー１４の設置位置に、ベータアルミナ管の全周に施したものである。第５の実施例に比べ、大きな流動抵抗を形成するため、不必要な活物質の流動を妨げられる。すなわち、ベータアルミナ管１が破損した場合を考えると、ナトリウム極より圧力の高い硫黄がギャップ部１１に流入するが、その流量が抑制される。結果的にナトリウムと反応する硫黄量が少なくなり電池が安全に維持される。
【００４９】
図１０は本発明の第８の実施例を示す図である。位置決めスペーサー兼ナトリウム供給体１６をベータアルミナ管１の全表面に渡って施したものである。位置決めスペーサー兼ナトリウム供給体１６を多孔質体で形成し、毛細管力で電池反応に必要なナトリウムをベータアルミナ管１に供給することが可能となる。具体的には、有効直径５０〜１００μｍのメッシュを用いた。この方法だとナトリウム極に残存するガスなどが存在しても影響されずに安定にベータアルミナ管表面へナトリウムが供給できる。さらに、ナトリウム極の圧力を低減できナトリウム極と硫黄極の圧力差を小さくかつ、常に、硫黄極の圧力をナトリウム極の圧力より幾分高く維持することが容易である。図５の説明で特徴を詳述したので省略する。
【００５０】
図１１は本発明の第９の実施例を示す図である。図１０では位置決めスペーサー兼ナトリウム供給体１６としてメッシュを用いたが、図１１では位置決めスペーサー兼ナトリウム供給体１６として安全容器１３の外表面に凹凸を付けてベータアルミナ管１とで形成される狭く細長い溝（グルーブ）を利用してナトリウムを毛細管力でベータアルミナ管１へ供給した。メッシュと同様に有効直径５０〜１００μｍの溝を形成した。溝の向きはベータアルミナ管１の軸方向に対して螺旋状または周方向に設けた。この際、安全容器１３の凸部はベータアルミナ管１と接触させて良い。図１０と同様の効果があるばかりでなく、直接反応領域を限定でき、かつ、製造上の簡便さもある。
【００５１】
なお、図１１では安全管のない安全容器の場合について述べたが、安全管の場合も安全管の外周部に設ければ同様の効果がある。また、安全容器や安全管ではなく、ベータアルミナ管の内周に同様な溝を設けても一向に本発明の効果は変わるものではない。
【００５２】
以上、電池容器の形状については円筒形で説明をしたが、円形に拘る必要はなく、四角型や楕円形等でも当然良く、本発明の機能を損ねるものではない。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、安全管とベータアルミナ管のギャップが極端に広がる箇所が少ないので安全性が向上すると共に、安全管とベータアルミナ管とが直接接触してナトリウムの流れを遮断することがないので高出力運転が可能となる。さらに、位置決めスペーサーにＮａ供給機能を持たせることによりＮａ供給能力の裕度が増し、信頼性が高まる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例を示す図。
【図２】従来例の構造を示す図。
【図３】本発明の第２の実施例を示す図。
【図４】本発明の第３の実施例を示す図。
【図５】本発明の第４の実施例を示す図。
【図６】本発明の第４実施例の横断面を示す図。
【図７】本発明の第５実施例の縦断面を示す図。
【図８】本発明の第６実施例の横断面を示す図。
【図９】本発明の第７実施例の縦断面を示す図。
【図１０】本発明の第８の実施例を示す図。
【図１１】本発明の第９の実施例を示す図。
【符号の説明】
１…固体電解質（ベータアルミナ）、２…電気絶縁材、３…正極容器、４…負極容器、５…正極活物質と補助導電材、６…負極（Ｎａ極）、７…安全容器（Ｎａ容器）、８…ナトリウム供給孔、９…正極端子、１０…負極端子、１１…ギャップ、１２…安全管、１３…安全容器（Ｎａ容器）、１４…位置決めスペーサー、１５…正極活物質、１６…位置決めスペーサー兼Ｎａ供給体。
【図１】
2004095244.tif 000003
【図２】
2004095244.tif 000004
【図３】
2004095244.tif 000005
【図４】
2004095244.tif 000006
【図５】
2004095244.tif 000007
【図６】
2004095244.tif 000008
【図７】
2004095244.tif 000009
【図８】
2004095244.tif 000010
【図９】
2004095244.tif 000011
【図１０】
2004095244.tif 000012
【図１１】
2004095244.tif 000013