專利名稱：鈉硫電池的陰極金屬件的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及鈉硫電池(下面，稱之為“NaS電池”)的陰極金屬件。
背景技術：
作為普通的NaS電池，例如具有如圖3所示結構的NaS電池為人們所知。NaS電池101具有圓筒狀的陽極容器102，用于容納含浸于石墨氈等中的熔融硫磺；有底的圓筒狀的固體電解質管103，位于陽極容器102內部，用于容納熔融金屬鈉，并具有選擇性透過鈉離子的功能。固體電解質管103借助α-氧化鋁制絕緣環104和陽極金屬件105與陽極容器102結合。陽極金屬件105具有圓筒部151和設置于圓筒部下端的凸緣部152。絕緣環104插入于該陽極金屬件105的圓筒部151內，且陽極金屬件105的凸緣部152上面熱壓接合在該絕緣環104的下面。另外，陰極金屬件106具有圓筒部161和設置于圓筒部下端的凸緣部162，陰極金屬件106的凸緣部162的下面熱壓接合在絕緣環104的上面。
實用新型內容實用新型要解決的問題但是，NaS電池101工作時和停止時的溫度差較大，且其構件與腐蝕性的活性物質接觸，因此，陰極金屬件106和絕緣環104的接合部因熱應カ和腐蝕而容易受到損壞，這成為縮短電池壽命的ー個原因。本實用新型是鑒于這樣的情況而做出的，其課題在于提供ー種NaS電池用陰極金屬件，其能夠提高陰極金屬件和環狀絕緣體的接合部的強度可靠性。解決問題的手段為達到上述目的而提供的本實用新型的陰極金屬件是ー種鈉硫電池用陰極金屬件，其具備圓筒部和從該圓筒部的外周向外部方向伸出的凸緣部，在所述凸緣部的下面形成有用干與環狀絕緣體進行接合的第一接合面，其特征在于，在所述陰極金屬件與所述環狀絕緣體接合的狀態下，所述圓筒部的壁厚tl和所述凸緣部的壁厚t2的關系滿足tl >t2。在此，優選為在位于所述凸緣部下方的所述圓筒部的外周形成有用干與所述環狀絕緣體進行接合的第二接合面。另外，優選所述第一接合面的表面粗糙度為O. 1-10，并優選所述第二接合面的表面粗糙度為0.1-10。另外，優選所述陰極金屬件的圓筒部的結晶粒徑在300μπι以下，更優選結晶粒徑在200 μ m以下，最優選在100 μ m以下。實用新型效果若采用本實用新型的陰極金屬件，通過使陰極金屬件的圓筒部的壁厚tl大于凸緣部的壁厚t2，從而能夠使熱壓接合時施加的壓カ集中于接合面，井能夠提高陰極金屬件和環狀絕緣體的接合部的強度可靠性。
圖I是用于說明本實用新型的陰極金屬件和其他構件的接合狀態的剖視圖。圖2是用于說明同一陰極金屬件與其他構件的接合方法的剖視圖。圖3是具備現有例的陰極金屬件的NaS電池的剖視圖。附圖標記說明4絕緣環(環狀絕緣體)5陽極金屬件6陰極金屬件61圓筒部61a第二接合面62凸緣部62a第一接合面
具體實施方式
以下參照附圖對本實用新型的NaS電池用陰極金屬件進行說明。此外，在下文中，對與現有例的NaS電池(參照圖3)相同的構成省略其說明。如圖I所示，陰極金屬件6具備圓筒部61、和從該圓筒部61的外周向外部方向伸出的凸緣部62。另外，在凸緣部62的下面形成有用干與絕緣環(相當于環狀絕緣體)4進行接合的第一接合面62a，在位于凸緣部62下方的圓筒部61外周形成有用干與絕緣環4接合的第二接合面61a。通過這樣不僅形成第一接合面62a還形成第二接合面61a,從而能夠增大陰極金屬件6和絕緣環4的接合距離，并能夠提高耐鈉腐蝕性。另外，以使陰極金屬件6和絕緣環4處于接合狀態時的圓筒部61的壁厚tl和凸緣部62的壁厚t2的關系滿足tl > t2的方式形成陰極金屬件6。通過這樣使陰極金屬件6的圓筒部61的壁厚tl大于凸緣部62的壁厚t2，從而能夠使熱壓接合時施加的壓カ集中于接合面，井能夠提高陰極金屬件6和絕緣環4的接合部的強度可靠性。由此，接合部不會容易被鈉侵蝕而長期維持良好的接合狀態。接著，對陰極金屬件6的制造方法進行說明。陰極金屬件6例如通過如下方式而得到首先通過對金屬材料進行冷鍛來成形金屬件的大致形狀，其后，將其加工成規定的金屬件的形狀。例如可使用鋁或鋁合金作為陰極金屬件6的金屬材料。通過最初的冷鍛，該金屬材料得到陰極金屬件6的大致形狀的同時材料受到強加工，并在其后與絕緣環4的熱壓接合時金屬組織被微細化，從而提高對鈉的耐腐蝕性和耐疲勞性。如上所述，本實用新型的陰極金屬件6是通過對將金屬材料進行冷鍛來成形大致形狀后，將其加工成如圖2所示的規定的金屬件形狀而得到的。但熱壓接合在絕緣環4上的第一接合面62a和第二接合面61a的加工例如是通過切削加工而進行。另外，這些接合面61a，62a的表面粗糙度Ra優選為O. 1_10。通過將接合面61a，62a的表面粗糙度控制在該范圍，由此面壓接合時接合面的表面壓カ變均勻化，且熱壓接合的強度得到提高。接著，對接合方法進行說明。陽極金屬件5和陰極金屬件6與絕緣環4的接合使用熱壓接合。即，如圖2所示，在設置于下側接合夾具91上的陽極金屬件5的圓筒部51插入由α -氧化鋁構成的絕緣環4并放置于凸緣部52上，進而在絕緣環4上面放置陰極金屬件6。此外，陽極金屬件5的凸緣部52的上面和絕緣環4的下面之間、陰極金屬件6的第一接合面62a與絕緣環4的上面之間、以及第ニ接合面61a與絕緣環4的內側面之間填充有金屬焊料。在這樣的狀態下，如果加熱至500_560°C左右并通過上側接合夾具92來施加壓力，則如圖2所示，陰極金屬件6的凸緣部62中，其厚度減小而向外部方向(圖2中右方向)延伸的同時其第一接合面62a和第二接合面61a接合于絕緣環4,另外，陽極金屬件5的凸緣部52中，其厚度減小而向內部方向(圖2中左方向)延伸的同時其上面接合于絕緣環4的下面。另外，本實用新型的陰極金屬件6，優選在與絕緣環4的熱壓接合之后，將圓筒部
61的金屬組織中的結晶粒的粒徑微細化至300 μ m以下，更優選將其微細化至200 μ m以下，更加優選將其微細化至100 μ m以下。通過這樣的微細化，將提高圓筒部61的耐腐蝕性和耐疲勞性。
權利要求1.一種陰極金屬件，是ー種鈉硫電池用陰極金屬件， 其具備圓筒部和從該圓筒部的外周向外部方向伸出的凸緣部，在所述凸緣部的下面形成有用干與環狀絕緣體進行接合的第一接合面， 其特征在于，在所述陰極金屬件與所述環狀絕緣體的接合的狀態下，所述圓筒部的壁厚tl和所述凸緣部的壁厚t2的關系滿足tl > t2。
2.根據權利要求I所述的陰極金屬件，其特征在于，在位于所述凸緣部下方的所述圓筒部的外周形成有用干與所述環狀絕緣體進行接合的第二接合面。
3.根據權利要求2所述的陰極金屬件，其特征在于，所述第一接合面的表面粗糙度為O.1-10。
4.根據權利要求3所述的陰極金屬件，其特征在于，所述第二接合面的表面粗糙度為O.1-10。
5.根據權利要求4所述的陰極金屬件，其特征在于，所述陰極金屬件的圓筒部的結晶粒徑在300 μ m以下。
6.根據權利要求5所述的陰極金屬件，其特征在于，所述陰極金屬件的圓筒部的結晶粒徑在200 μ m以下。
7.根據權利要求6所述的陰極金屬件，其特征在于，所述陰極金屬件的圓筒部的結晶粒徑在100 μ m以下。
專利摘要本實用新型的陰極金屬件(6)具備圓筒部(61)和從圓筒部(61)外周向外部方向伸出的凸緣部(62)，在凸緣部(62)的下面形成有用于與絕緣環(4)進行接合的第一接合面(62a)，并以陰極金屬件(6)和絕緣環(4)的接合狀態時的圓筒部(61)的壁厚t1和凸緣部(62)的壁厚t2的關系滿足t1＞t2的方式形成。若采用本實用新型的陰極金屬件(6)，通過使陰極金屬件(6)的圓筒部(61)的壁厚t1大于凸緣部(62)的壁厚t2，從而能夠使熱壓接合時施加的壓力集中于接合面，并能夠提高陰極金屬件(6)和絕緣環(4)的接合部的強度可靠性。
文檔編號H01M10/39GK202423499SQ20112052896
公開日2012年9月5日 申請日期2011年12月16日 優先權日2011年12月16日
發明者莊村光廣, 松永憲明, 辻雄希 申請人:日本礙子株式會社