JPH01200571A - ナトリウム−硫黄電池集合体 - Google Patents
ナトリウム−硫黄電池集合体Info
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- JPH01200571A JPH01200571A JP63023685A JP2368588A JPH01200571A JP H01200571 A JPH01200571 A JP H01200571A JP 63023685 A JP63023685 A JP 63023685A JP 2368588 A JP2368588 A JP 2368588A JP H01200571 A JPH01200571 A JP H01200571A
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- Japan
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- sodium
- cell
- thermal stress
- cells
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/36—Accumulators not provided for in groups H01M10/05-H01M10/34
- H01M10/39—Accumulators not provided for in groups H01M10/05-H01M10/34 working at high temperature
- H01M10/3909—Sodium-sulfur cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
- H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
- H01M50/505—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing comprising a single busbar
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
- H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
- H01M50/514—Methods for interconnecting adjacent batteries or cells
- H01M50/517—Methods for interconnecting adjacent batteries or cells by fixing means, e.g. screws, rivets or bolts
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- General Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Manufacturing & Machinery (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、ナトリウム−硫黄電池集合体に係り。
特に、各種原因で発生する熱応力を軽減するに好適な集
合構造に関する。
合構造に関する。
ナトリウム−硫黄電池は、３ｏＯ〜３５０℃程度の温度
にて充放電を行う高温作動型の二次電池である。従って
、集合体を構成する単電池と、集合枠、及び、直並列接
続ブスバは、熱膨張率の違いにより相互に熱応力を及ぼ
しあう。また、単電池破損時は、ナトリウムと硫黄の直
接反応により、破損電池は、急激な発熱反応を起こし、
その発熱により伸び、他電池に熱応力を発生させる、集
合体を構成するには、前述のような要因で発生する熱応
力を隣接する単電池に及ぼさない構造としなければなら
ない。
にて充放電を行う高温作動型の二次電池である。従って
、集合体を構成する単電池と、集合枠、及び、直並列接
続ブスバは、熱膨張率の違いにより相互に熱応力を及ぼ
しあう。また、単電池破損時は、ナトリウムと硫黄の直
接反応により、破損電池は、急激な発熱反応を起こし、
その発熱により伸び、他電池に熱応力を発生させる、集
合体を構成するには、前述のような要因で発生する熱応
力を隣接する単電池に及ぼさない構造としなければなら
ない。
なお、集合体に関しては、特開昭６１−１１０９７２号
等があるが、いずれも前記課題については触れられてい
ない。
等があるが、いずれも前記課題については触れられてい
ない。
上記従来技術は、各種原因で発生する熱応力対策の点に
ついては触れられておらず、集合体の信頼性、安全性を
高めるには、別の方策が必要と考えられる。
ついては触れられておらず、集合体の信頼性、安全性を
高めるには、別の方策が必要と考えられる。
本発明の目的は、単電池の軸方向の伸びを拘束せず、ま
た、直列接続ブスバに、伸縮性を持たせることにより熱
応力による悪影響を排除することにある。
た、直列接続ブスバに、伸縮性を持たせることにより熱
応力による悪影響を排除することにある。
上記目的は、単電池を複数個電気的に接続してなるナト
リウム−硫黄電池集合体において、前記各単電池を上部
又は下部のうちいずれか一点で支持するように構成した
こと。
リウム−硫黄電池集合体において、前記各単電池を上部
又は下部のうちいずれか一点で支持するように構成した
こと。
ナトリウム−硫黄電池は、３００〜３５０℃で作動する
高温作動型二次電池である。このため、起動時には、昇
温過程が、停止時には、降温過程が必要である。この昇
降温過程において、電池及び集合枠は伸縮する。電池及
び集合枠が同材質で構成されるならば、軸方向の伸び率
は同じとなり、電池の両端を固定していようとも熱応力
は発生しない。しかし、電池の外筒は、ナトリウム、硫
黄。
高温作動型二次電池である。このため、起動時には、昇
温過程が、停止時には、降温過程が必要である。この昇
降温過程において、電池及び集合枠は伸縮する。電池及
び集合枠が同材質で構成されるならば、軸方向の伸び率
は同じとなり、電池の両端を固定していようとも熱応力
は発生しない。しかし、電池の外筒は、ナトリウム、硫
黄。
電池反応生成物：多硫化ナトリウムに対する耐食性の観
点から、軟鉄に特殊な表面処理を施したものも用いるの
が一般的である。また、集合枠は。
点から、軟鉄に特殊な表面処理を施したものも用いるの
が一般的である。また、集合枠は。
ステンレス等の高温酸素雰囲気中で酸化劣化しないもの
を用いるのが一般的である。電池容器を軟鉄で、集合枠
をステンレスで、かつ電池を集合枠に両端固定する場合
においてその伸びの差ΔＱは軟鉄の熱膨張率；α軟とス
テンレスの熱膨張率：αステの差：αに、温度差：Δｔ
、電池と集合枠の固定端のスパン＝Ｑの積で表わせる。
を用いるのが一般的である。電池容器を軟鉄で、集合枠
をステンレスで、かつ電池を集合枠に両端固定する場合
においてその伸びの差ΔＱは軟鉄の熱膨張率；α軟とス
テンレスの熱膨張率：αステの差：αに、温度差：Δｔ
、電池と集合枠の固定端のスパン＝Ｑの積で表わせる。
すなわち、ΔΩ＝αＸΔｔＸρとなる。この時、電池は
、伸びの差による熱応力を受けることになる。また、電
池破損時には、ナトリウムと硫黄の直接反応により、破
損電池は、急激な発熱反応を起こし、その発熱により集
合枠の伸びを誘発し、低電池に熱応力を発生させる。こ
の時電池は、前記の熱膨張率の違いにより発生する熱応
力と破損した電池より間接的に受ける熱応力を受ける形
となる。この様な過程で生じる熱応力を吸収するために
は、電池が軸方向に伸縮可能な構造であればよい。本発
明の吊り下げ支持構造においては、電池と集合枠との固
定点を起点とし、電池は軸方向に伸縮する。
、伸びの差による熱応力を受けることになる。また、電
池破損時には、ナトリウムと硫黄の直接反応により、破
損電池は、急激な発熱反応を起こし、その発熱により集
合枠の伸びを誘発し、低電池に熱応力を発生させる。こ
の時電池は、前記の熱膨張率の違いにより発生する熱応
力と破損した電池より間接的に受ける熱応力を受ける形
となる。この様な過程で生じる熱応力を吸収するために
は、電池が軸方向に伸縮可能な構造であればよい。本発
明の吊り下げ支持構造においては、電池と集合枠との固
定点を起点とし、電池は軸方向に伸縮する。
これによって、電池は、熱膨張率の違いによって生ずる
熱応力と、電池破損時に発生する熱応力を受けずにすむ
。但し、この吊り下げ支持構造においても、電池間を連
結する直列接続ブスバが剛構造である場合においては、
その効果はないため。
熱応力と、電池破損時に発生する熱応力を受けずにすむ
。但し、この吊り下げ支持構造においても、電池間を連
結する直列接続ブスバが剛構造である場合においては、
その効果はないため。
電池間を連結する直列接続ブスバは電池の伸縮に追従出
来るように伸縮性を持たせることが必要である。
来るように伸縮性を持たせることが必要である。
以下、本発明の一実施例を第１図、２図、３図。
４図により説明する。ナトリウム−硫黄電池集合体の最
小単位であるナトリウム−硫黄単電池１は、電池固定端
子２．負極端子３．正極端子４．単電池支持棒５を取り
付けて構成される。この様に構成された単電池は、第１
図の様な構成で集合される。単電池の集合構成は、その
使途により雑多であるが基本的構成は、複数個の単電池
を直列接続し、その直列接続列を複数列並列接続して構
成される。第１図では、説明の都合上、５直列×４並列
構成の電池群を例として記述する。
小単位であるナトリウム−硫黄単電池１は、電池固定端
子２．負極端子３．正極端子４．単電池支持棒５を取り
付けて構成される。この様に構成された単電池は、第１
図の様な構成で集合される。単電池の集合構成は、その
使途により雑多であるが基本的構成は、複数個の単電池
を直列接続し、その直列接続列を複数列並列接続して構
成される。第１図では、説明の都合上、５直列×４並列
構成の電池群を例として記述する。
単電池は、電池固定端子を用いて、電池固定板６に固定
される。この固定は、単電池の負極同志の短絡防止上、
絶縁固定となる。固定方法は、第２図に示す。単電池固
定端子と、電池固定板は電池固定板に設けられた、印ろ
う部に電気絶縁性を有する絶縁リング１３をはめこみ、
単電池固定端子と電池固定板が非接触となる様に配置し
た後、ボルト１３．ナツト１４．座金１５を用いて固定
される。ここで絶縁リングは、電池の作動温度〜３５０
℃以上の温度で電気絶縁劣化しないＭｕ物、例えば、セ
ラミックス等の材料で構成する必要がある。また固定に
用いるボルト、ナラ１へ、ワッシャは３５０℃以上の大
気雰囲気中で酸化劣化しないステンレス系のものが好ま
しい。本方法により電池固定板に固定された単電池は、
直列接続ブスバ９を取り付けられる。固定方法は、第３
図に示す。軸方向に伸縮性を持たせたループ構造の直列
接続ブスバは、単電池の正極端子と隣接する単電池の負
極端子間を連結する。端子、ブスバ間は。
される。この固定は、単電池の負極同志の短絡防止上、
絶縁固定となる。固定方法は、第２図に示す。単電池固
定端子と、電池固定板は電池固定板に設けられた、印ろ
う部に電気絶縁性を有する絶縁リング１３をはめこみ、
単電池固定端子と電池固定板が非接触となる様に配置し
た後、ボルト１３．ナツト１４．座金１５を用いて固定
される。ここで絶縁リングは、電池の作動温度〜３５０
℃以上の温度で電気絶縁劣化しないＭｕ物、例えば、セ
ラミックス等の材料で構成する必要がある。また固定に
用いるボルト、ナラ１へ、ワッシャは３５０℃以上の大
気雰囲気中で酸化劣化しないステンレス系のものが好ま
しい。本方法により電池固定板に固定された単電池は、
直列接続ブスバ９を取り付けられる。固定方法は、第３
図に示す。軸方向に伸縮性を持たせたループ構造の直列
接続ブスバは、単電池の正極端子と隣接する単電池の負
極端子間を連結する。端子、ブスバ間は。
ステンレス系のボルト、ナツト、座金を用いて固定され
る。この様に、順次、隣接する単電池同志は正極端子、
負極端子間を連結される。ここで直列接続ブスパは、３
５０℃以上の温度で酸化劣化せず電気抵抗が小さく、か
つ、単電池より軟らかい金属で構成される必要がある。
る。この様に、順次、隣接する単電池同志は正極端子、
負極端子間を連結される。ここで直列接続ブスパは、３
５０℃以上の温度で酸化劣化せず電気抵抗が小さく、か
つ、単電池より軟らかい金属で構成される必要がある。
この様な条件を満たす金属としては、アルミニウム、銅
にニッケルメッキ等の酸化防止処理を施したもの等が考
えられる。また、直列接続ブスパに伸縮性をもたせるル
ープ構造は、単電池の長さ、構成材料等により伸縮量が
異なるため、ブスバの板厚、ループの曲げ半径等考慮し
て決定する必要がある。基本的には、単電池の伸縮量を
吸収しうる形状２寸法であればよい。
にニッケルメッキ等の酸化防止処理を施したもの等が考
えられる。また、直列接続ブスパに伸縮性をもたせるル
ープ構造は、単電池の長さ、構成材料等により伸縮量が
異なるため、ブスバの板厚、ループの曲げ半径等考慮し
て決定する必要がある。基本的には、単電池の伸縮量を
吸収しうる形状２寸法であればよい。
前記手順により直列接続された直列接続列は、電池集合
枠７と単電池支持棒固定板８に固定される。電池固定板
と電池集合枠は、単電池と電池固定板とが絶縁固定され
ているため絶縁固定の必要はなく、ステンレス系のボル
ト、ナツトを用いて固定すれば良い。単電池と、単電池
支持棒固定板の固定方法は、第４図に示す。ここで、電
池集合枠と、単電池支持棒固定板は、同一構造物であり
、単電池と、単電池支持棒固定板に設けられた、単電池
支持棒ガイドパイプ１７は、絶縁固定が必要である。ま
た、この部分の固定は、単電池の伸縮を拘束せぬ様にガ
イド支持構造とすることが必要である。単電池支持棒ガ
イドパイプの中には、あらかじめ電気絶縁性の絶縁パイ
プ１６を挿入しておき、その絶縁パイプの中に、単電池
支持棒を挿入する。この絶縁パイプは、３５０℃以上の
温度で、電気絶縁劣化しない絶縁物、例えば、セラミッ
クスまたは、ガラス繊維を円筒状に成形したガラススリ
ーブ等で構成する。このガイド部分は、単電池の伸縮を
拘束しないことが必要であり、単電池支持棒、絶縁リン
グ、単電池支持棒ガイドパイプ間に適度な空間を設ける
ことが必要である。
枠７と単電池支持棒固定板８に固定される。電池固定板
と電池集合枠は、単電池と電池固定板とが絶縁固定され
ているため絶縁固定の必要はなく、ステンレス系のボル
ト、ナツトを用いて固定すれば良い。単電池と、単電池
支持棒固定板の固定方法は、第４図に示す。ここで、電
池集合枠と、単電池支持棒固定板は、同一構造物であり
、単電池と、単電池支持棒固定板に設けられた、単電池
支持棒ガイドパイプ１７は、絶縁固定が必要である。ま
た、この部分の固定は、単電池の伸縮を拘束せぬ様にガ
イド支持構造とすることが必要である。単電池支持棒ガ
イドパイプの中には、あらかじめ電気絶縁性の絶縁パイ
プ１６を挿入しておき、その絶縁パイプの中に、単電池
支持棒を挿入する。この絶縁パイプは、３５０℃以上の
温度で、電気絶縁劣化しない絶縁物、例えば、セラミッ
クスまたは、ガラス繊維を円筒状に成形したガラススリ
ーブ等で構成する。このガイド部分は、単電池の伸縮を
拘束しないことが必要であり、単電池支持棒、絶縁リン
グ、単電池支持棒ガイドパイプ間に適度な空間を設ける
ことが必要である。
又、単電池支持棒と、単電池支持棒固定板とは、電池集
合枠と、電池の伸縮の差分以上のすきまを与えてやるこ
とが必要である。以上の手順と同様の手順により、順次
、直列接続列を、電池集合枠に固定する。その後、直列
接続列の負極同志、正極同志を連絡する負極並列接続ブ
スバ１０と、正極並列接続ブスバ１１を連結する。ここ
で、負極。
合枠と、電池の伸縮の差分以上のすきまを与えてやるこ
とが必要である。以上の手順と同様の手順により、順次
、直列接続列を、電池集合枠に固定する。その後、直列
接続列の負極同志、正極同志を連絡する負極並列接続ブ
スバ１０と、正極並列接続ブスバ１１を連結する。ここ
で、負極。
正極並列接続ブスバは、直列接続ブスバと同理由により
、アルミニウム、銅にニッケルメッキ等の酸化劣化防止
処理を施した金属を用いる。負極。
、アルミニウム、銅にニッケルメッキ等の酸化劣化防止
処理を施した金属を用いる。負極。
正極並列接続ブスバは、直列接続列の両端の単電池の負
極端子間、正極端子間を連結し、ステンレス系のボルト
、ナツトにより固定される。以上の手順により構成され
たナトリウム−硫黄電池集合体は、集合体の昇降温、及
び単電池破損時に発生する熱応力を、吊り下げ支持方式
と、ループ構造のブスバの効果により吸収し、高性頼性
、高安全性の集合体となる。
極端子間、正極端子間を連結し、ステンレス系のボルト
、ナツトにより固定される。以上の手順により構成され
たナトリウム−硫黄電池集合体は、集合体の昇降温、及
び単電池破損時に発生する熱応力を、吊り下げ支持方式
と、ループ構造のブスバの効果により吸収し、高性頼性
、高安全性の集合体となる。
本発明によれば、ナトリウム−硫黄電池集合体の昇降温
時、及び単電池破損時に発生する熱応力を、電池に外力
として与えない構造であるので。
時、及び単電池破損時に発生する熱応力を、電池に外力
として与えない構造であるので。
装置の信頼性、安全性を向上させる効果がある。
第１図は、本発明の一実施例になるナトリウム−硫黄電
池集合体の構造図、第２図は、第１図のＡ−Ａ線断面図
、第３図は、第１図のＢ−Ｂ線断面図、第４図は、第１
図のｃ−ｃ４＠断面図である。 １・・・単電池、２・・・単電池固定端子、３・・・負
極端子、４・・・正極端子、５・・・単電池支持棒、６
・・・電池固定板、７・・・電池集合枠、８・・・単電
池支持棒固定板。 ９・・・直列接続ブスバ、１０・・・負極並列接続ブス
バ、１１・・・正極並列接続ブスバ、１７・・・単電池
支持棒代理人 弁理士 小川勝男／・） １〜＋／
池集合体の構造図、第２図は、第１図のＡ−Ａ線断面図
、第３図は、第１図のＢ−Ｂ線断面図、第４図は、第１
図のｃ−ｃ４＠断面図である。 １・・・単電池、２・・・単電池固定端子、３・・・負
極端子、４・・・正極端子、５・・・単電池支持棒、６
・・・電池固定板、７・・・電池集合枠、８・・・単電
池支持棒固定板。 ９・・・直列接続ブスバ、１０・・・負極並列接続ブス
バ、１１・・・正極並列接続ブスバ、１７・・・単電池
支持棒代理人 弁理士 小川勝男／・） １〜＋／
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、単電池を複数個電気的に接続してなるナトリウム−
硫黄電池集合体において、前記各単電池を上部又は下部
のうちいずれか一点で支持するように構成したことを特
徴とするナトリウム−硫黄電池集合体。 ２、単電池の支持は上部支持構造とし、かつ実質的に非
伸縮性の支持部材で吊り下げる構造としたことを特許請
求の範囲第１項記載の特徴とするナトリウム−硫黄電池
集合体。 ３、単電池相互の電気的接続に使用されるブスバをルー
プ構造としたことを特徴とする特許請求の範囲第１項又
は第２項記載のナトリウム−硫黄電池集合体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63023685A JPH01200571A (ja) | 1988-02-05 | 1988-02-05 | ナトリウム−硫黄電池集合体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63023685A JPH01200571A (ja) | 1988-02-05 | 1988-02-05 | ナトリウム−硫黄電池集合体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01200571A true JPH01200571A (ja) | 1989-08-11 |
Family
ID=12117302
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63023685A Pending JPH01200571A (ja) | 1988-02-05 | 1988-02-05 | ナトリウム−硫黄電池集合体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01200571A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20210005130A (ko) * | 2018-04-27 | 2021-01-13 | 바스프 에스이 | 전기화학 에너지 저장소 |
| WO2022043232A1 (en) * | 2020-08-27 | 2022-03-03 | Jaguar Land Rover Limited | Battery interconnector |
| WO2022043261A1 (en) * | 2020-08-27 | 2022-03-03 | Jaguar Land Rover Limited | Battery interconnector |
-
1988
- 1988-02-05 JP JP63023685A patent/JPH01200571A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20210005130A (ko) * | 2018-04-27 | 2021-01-13 | 바스프 에스이 | 전기화학 에너지 저장소 |
| JP2021522658A (ja) * | 2018-04-27 | 2021-08-30 | ビーエイエスエフ・ソシエタス・エウロパエアＢａｓｆ Ｓｅ | 電気化学エネルギー貯蔵器 |
| US12095065B2 (en) | 2018-04-27 | 2024-09-17 | Basf Se | Electrochemical energy store |
| WO2022043232A1 (en) * | 2020-08-27 | 2022-03-03 | Jaguar Land Rover Limited | Battery interconnector |
| WO2022043261A1 (en) * | 2020-08-27 | 2022-03-03 | Jaguar Land Rover Limited | Battery interconnector |
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