Abstract:
본 발명은, 용융염 전지의 제조 방법을 제공하는 것이다. 본 발명의 용융염 전지의 제조 방법은, 전지 용기 내에 양극, 음극 및 세퍼레이터를 수용하는 수용 공정(S100); 전지 용기를 가열하면서 전지 용기 내에 용융염을 주입하는 주입 공정(S110); 폐색 리드에 의해 전지 용기를 폐색하는 폐색 공정(S120); 체크 밸브를 개방하여 진공 상태에서 전지 용기를 가열하는 가열 건조 공정(S130); 및 체크 밸브를 폐쇄하는 밀봉 공정(S150)을 포함한다. 즉, 양극, 음극, 세퍼레이터 및 용융염을 진공 상태에서 가열 및 건조한다.
Abstract:
본 발명은, 용융염 전지가 이상으로 발열된 경우에, 신속하게 전지의 온도를 저하시킬 수 있는 안전한 용융염 전지 장치를 제공하는 것을 해결해야 할 과제로 한다. 본 발명은, 용융염을 전해질로서 이용한 용융염 전지를 구비하는 용융염 전지 장치로서, 상기 용융염 전지의 온도를 검출하는 온도 검출 수단과, 상기 용융염 전지를 냉매로 냉각시키는 냉각 수단과, 상기 온도 검출 수단으로부터의 신호가 입력되고, 상기 냉각 수단에 동작 지령을 출력하는 제어 수단을 구비한다. 이 용융염 전지 장치를 이용하면, 용융염 전지가 이상으로 발열된 경우에, 냉매에 의해 용융염 전지를 냉각시키기 때문에, 전지를 안전한 온도까지 신속하게 냉각시킬 수 있다.
Abstract:
용융염 전지의 온도를 균일하게 제어하는 것이 가능하여, 용이하게 냉각할 수도 있는 용융염 전지 장치, 및 용융염 전지의 온도 제어 방법을 제공한다. 용융염 전지 장치는, 용융염 전지(1) 주위에 공간이 존재하도록 복수의 용융염 전지(1)를 용기(2) 안에 배치하고, 용융염 전지(1) 주위의 공간을 열매체(3)로 충전해 두며, 전열 히터(51)를 이용하여 열매체(3)의 온도를 온도 제어부(52)로 제어하면서, 열매체(3)를 유동시킨다. 유동하는 열매체(3)와 용융염 전지(1) 사이에서 열교환이 행해지는 것에 의해, 용융염 전지 장치는, 용융염 전지(1)의 온도를 제어한다. 용융염 전지(1)는, 주위를 둘러싼 열매체(3)와의 사이에서 열교환을 행하기 때문에, 내부의 온도는 균일하게 제어된다. 또한 용융염 전지 장치는, 열매체(3)의 온도를 내리는 것에 의해, 용융염 전지(1)를 용이하게 냉각할 수 있다.
Abstract:
본 발명의 용융염 전지(1)는, Al제의 집전체(21)에 활성 물질막(22)을 형성하여 되는 양극(2)과, 전해질로서의 용융염을 함침시킨 유리 크로스로 이루어지는 세퍼레이터(3)와, Al제의 집전체(41)에 Zn 피막(42) 및 활성 물질막(43)을 형성하여 이루어지는 음극(4)을, 대략 직방체형을 이루는 Al제의 케이스(5)에 수용하고, 활성 물질막(43)은 Sn-Na 합금을 포함하는 활성 물질을 포함하고, 활성 물질막(22) 및 활성 물질막(43)은 용융염의 Na 이온을 흡장 및 방출함으로써, 전지의 동작시에 표면측(활성 물질측)의 경도가 Na 음극의 경도보다 높고, Na의 덴드라이트의 발생이 억제되어 있고, 고용량화할 수 있는 전지용 음극 재료, 전지용 음극 전구체 재료 및 상기 전지용 음극 재료를 포함하는 음극을 구비하는 전지를 제공하는 것을 목적으로 한다.
Abstract:
전해질로서 용융염을 포함하는 용융염 전지가 복수개 모여 구성되고, 충전 후, 전해질이 고화된 상태로 보존되는 비상용 용융염 조전지로서, 복수의 본 가동용 용융염 전지와, 본 가동용 용융염 전지를 가열하는 가열 장치(제1 가열 장치)와, 가열 장치를 동작시키는 것이 가능한 적어도 하나의 시동용 용융염 전지와, 시동용 가열 장치(제2 가열 장치)를 구비하고 있다. 시동용 가열 장치는, 시동용 용융염 전지의 전지 용기에 부수적으로 설치되어, 비동작시는 이 시동용 용융염 전지의 전해질을 융점 미만의 온도로 유지하는 상온체이지만, 동작시는 전지 용기의 가열체가 되는 것이다.
Abstract:
용융염 전지의 전해질로서 사용되는 용융염은, 음이온이 FSA 이온과 같은 [R1-SO 2 -N-SO 2 -R 2 ]-로 표시되는 이온이고 양이온이 Na 이온인 염과, 양이온이 Na 이온 이외의 알칼리 금속 이온 또는 알칼리 토류 금속 이온인 염 간의 혼합염이다. 정극(1)의 활물질은 Na x M1 y M2 1 -y O 2 (여기서 M1은 Fe 또는 Ni이고, M2는 Mn 또는 Ti이며, 0 2 /3 Fe 1 /3 Mn 2 /3 O 2 이다. 용융염 전지는 저온에서 작동하므로, 작동 온도까지 전지의 온도를 상승시키는데 필요한 시간이 단축된다. 전해질이 비휘발성이고 불연성이기 때문에, 용융염 전지는 안정성도 향상된다.
Abstract:
용융염 전지에 사용하는 세퍼레이터는, 용융염 전지 특유의 사용 방법에 의해, 기계적, 열적이나 화학적인 스트레스를 받아, 균열이나 파단이 발생하며, 내부 쇼트 등의 전지 성능의 저하를 초래하기 쉽다고 하는 문제가 있었다. 그래서, 본 발명의 용융염 전지는, 금속 산화물, 특히 산화알루미늄 및/또는 산화지르코늄을 75% 이상 함유하는 세퍼레이터를 구비한다. 세퍼레이터는 기계적, 열적, 화학적으로 내성이 향상되어, 세퍼레이터에 기인하는 내부 쇼트가 발생하기 어렵고, 장기간에 걸쳐 안정적으로 용융염 전지를 운전할 수 있다. 또한, 세퍼레이터는 열안정성이 높아, 용융염 전지의 안전성을 향상시킬 수 있다.
Abstract:
용융염 전지의 세퍼레이터(3)에는 전해질로서 작용하는 용융염이 함침되어 있다. 용융염은 양이온으로서 나트륨 이온에 더하여 4급 암모늄 이온, 이미다졸륨 이온, 이미다졸리늄 이온, 피리디늄 이온, 피롤리디늄 이온, 피페리디늄 이온, 모르폴리늄 이온, 포스포늄 이온, 피페라지늄 이온 및 설포늄 이온에서 선택되는 적어도 1종의 이온을 포함한다. 이들 양이온은 양극(1)에 악영향을 미치지 않는다. 또한, 나트륨 이온 및 상기 언급한 양이온을 포함하는 용융염의 융점은 나트륨-황 전지의 동작 온도인 280~360℃보다 상당히 낮아진다. 결과적으로, 용융염 전지는 나트륨-황 전지보다 저온에서 동작 가능하다.