JP2003151620A - ナトリウム−硫黄電池 - Google Patents
ナトリウム−硫黄電池Info
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- sodium
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- 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
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Secondary Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 断熱容器底面の粗悪な溶接作業によるビード
の盛り上がりや、断熱容器の取り扱い不良による容器の
変形等があっても、ヒーターの局部的な温度上昇と、そ
れに伴う電熱線の疲労劣化の促進を防ぐことが可能な断
熱容器を有するナトリウム−硫黄電池を提供する。 【解決手段】 複数のナトリウム−硫黄単電池４を立設
集合し、相互に接続してなる電池ブロック５を断熱容器
に収容したナトリウム−硫黄電池１である。薄肉の絶縁
性板材よりなる芯材の周面に電熱線を巻回するととも
に、その両面に絶縁性の薄板を配置して一体化したヒー
ター６を、２枚の金属板７ａ、７ｂの間に挟んだ状態
で、断熱容器の内底面に配設した。
の盛り上がりや、断熱容器の取り扱い不良による容器の
変形等があっても、ヒーターの局部的な温度上昇と、そ
れに伴う電熱線の疲労劣化の促進を防ぐことが可能な断
熱容器を有するナトリウム−硫黄電池を提供する。 【解決手段】 複数のナトリウム−硫黄単電池４を立設
集合し、相互に接続してなる電池ブロック５を断熱容器
に収容したナトリウム−硫黄電池１である。薄肉の絶縁
性板材よりなる芯材の周面に電熱線を巻回するととも
に、その両面に絶縁性の薄板を配置して一体化したヒー
ター６を、２枚の金属板７ａ、７ｂの間に挟んだ状態
で、断熱容器の内底面に配設した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】 本発明は、複数のナトリウ
ム−硫黄単電池を立設集合し、相互に接続してなる電池
ブロックを断熱容器に収容したナトリウム−硫黄電池に
関するものである。
ム−硫黄単電池を立設集合し、相互に接続してなる電池
ブロックを断熱容器に収容したナトリウム−硫黄電池に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】 一般に、高温二次電池としてのナトリ
ウム−硫黄電池の断熱容器は、図５に示すように、上方
が開口した容器本体２と、その開口部に嵌着される蓋体
３とから構成されている。この断熱容器内には、複数の
ナトリウム−硫黄単電池４を立設集合し、相互に接続し
てなる電池ブロック５が収容される。
ウム−硫黄電池の断熱容器は、図５に示すように、上方
が開口した容器本体２と、その開口部に嵌着される蓋体
３とから構成されている。この断熱容器内には、複数の
ナトリウム−硫黄単電池４を立設集合し、相互に接続し
てなる電池ブロック５が収容される。
【０００３】 ナトリウム−硫黄電池は、３００〜３５
０℃という高温度で動作するため、その温度まで昇温す
る必要があり、また、電池を充放電させるためにその動
作温度を維持しておく必要もある。このため、断熱容器
の内底面には電熱ヒーター６が配置され、当該ヒーター
６により断熱容器内の温度制御を行っている。
０℃という高温度で動作するため、その温度まで昇温す
る必要があり、また、電池を充放電させるためにその動
作温度を維持しておく必要もある。このため、断熱容器
の内底面には電熱ヒーター６が配置され、当該ヒーター
６により断熱容器内の温度制御を行っている。
【０００４】 ヒーター６には、大きな収容スペースと
高絶縁性を確保するという観点から、特許第２９６６２
９２号公報に開示されているような、薄肉の絶縁性板材
よりなる芯材の周面に電熱線を巻回するとともに、その
両面に絶縁性の薄板を配置して一体化した構造のものが
好適に使用されている。そして、従来においては、この
ヒーター６の熱を容器内の中央部と端部とに均等に電熱
するため、ヒーター６上面に熱伝導性の良い金属板７を
重ねた状態で、ヒーター６を容器の内底面に配設してい
た。
高絶縁性を確保するという観点から、特許第２９６６２
９２号公報に開示されているような、薄肉の絶縁性板材
よりなる芯材の周面に電熱線を巻回するとともに、その
両面に絶縁性の薄板を配置して一体化した構造のものが
好適に使用されている。そして、従来においては、この
ヒーター６の熱を容器内の中央部と端部とに均等に電熱
するため、ヒーター６上面に熱伝導性の良い金属板７を
重ねた状態で、ヒーター６を容器の内底面に配設してい
た。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】 前記のような構造の
ヒーターは、加熱の繰り返しにおいて、電熱線が芯材と
薄板との間を熱膨張及び収縮により滑りながら伸縮する
ため、過大な熱応力が付加されることはなく、また、加
熱温度も電熱線の耐熱温度（１１００〜１２５０℃）よ
り十分低いので、通常運転時においてはナトリウム−硫
黄単電池と同等の１５年程度の寿命を有する。
ヒーターは、加熱の繰り返しにおいて、電熱線が芯材と
薄板との間を熱膨張及び収縮により滑りながら伸縮する
ため、過大な熱応力が付加されることはなく、また、加
熱温度も電熱線の耐熱温度（１１００〜１２５０℃）よ
り十分低いので、通常運転時においてはナトリウム−硫
黄単電池と同等の１５年程度の寿命を有する。
【０００６】 しかしながら、電熱線に局部的な温度上
昇が発生した場合や、応力集中が生じた場合は、この限
りではない。近年の電池モジュールの大型化によって、
断熱容器の底面は、一枚板として作製するのが困難にな
ったため、板材の突き合わせ溶接等による組立が必要で
あり、溶接作業の仕上がりが粗悪であると、ビードの盛
り上がりが生じ、容器内底面とヒーター６下面との接触
面に部分的に空間が発生する。また、断熱容器の取り扱
い不良により容器にへこみや変形が生じた場合にも、同
様に空間が生じる。
昇が発生した場合や、応力集中が生じた場合は、この限
りではない。近年の電池モジュールの大型化によって、
断熱容器の底面は、一枚板として作製するのが困難にな
ったため、板材の突き合わせ溶接等による組立が必要で
あり、溶接作業の仕上がりが粗悪であると、ビードの盛
り上がりが生じ、容器内底面とヒーター６下面との接触
面に部分的に空間が発生する。また、断熱容器の取り扱
い不良により容器にへこみや変形が生じた場合にも、同
様に空間が生じる。
【０００７】 そして、このように断熱容器の内底面と
ヒーター６下面との接触面に空間が発生すると、その空
間が断熱空間となって、ヒーター６から断熱容器への熱
伝導を妨げ、電熱線の一部に局部的な温度上昇が生じ
る。更に、その局部的な温度上昇によって、その部分の
電熱線に過度の熱応力が付加されるため、ヒーター６の
芯材に巻き付けた電熱線表面の変色や、しわの発生を招
き、疲労劣化が促進される可能性があり、場合によって
は電熱線の断線に至るおそれもある。
ヒーター６下面との接触面に空間が発生すると、その空
間が断熱空間となって、ヒーター６から断熱容器への熱
伝導を妨げ、電熱線の一部に局部的な温度上昇が生じ
る。更に、その局部的な温度上昇によって、その部分の
電熱線に過度の熱応力が付加されるため、ヒーター６の
芯材に巻き付けた電熱線表面の変色や、しわの発生を招
き、疲労劣化が促進される可能性があり、場合によって
は電熱線の断線に至るおそれもある。
【０００８】 本発明は、このような従来の事情に鑑み
てなされたものであり、その目的とするところは、断熱
容器底面の粗悪な溶接作業によるビードの盛り上がり
や、断熱容器の取り扱い不良による容器の変形等があっ
ても、ヒーターの局部的な温度上昇と、それに伴う電熱
線の疲労劣化の促進を防ぐことが可能な断熱容器を有す
るナトリウム−硫黄電池を提供することにある。
てなされたものであり、その目的とするところは、断熱
容器底面の粗悪な溶接作業によるビードの盛り上がり
や、断熱容器の取り扱い不良による容器の変形等があっ
ても、ヒーターの局部的な温度上昇と、それに伴う電熱
線の疲労劣化の促進を防ぐことが可能な断熱容器を有す
るナトリウム−硫黄電池を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】 本発明によれば、複数
のナトリウム−硫黄単電池を立設集合し、相互に接続し
てなる電池ブロックを断熱容器に収容したナトリウム−
硫黄電池であって、薄肉の絶縁性板材よりなる芯材の周
面に電熱線を巻回するとともに、その両面に絶縁性の薄
板を配置して一体化したヒーターを、２枚の金属板の間
に挟んだ状態で、断熱容器の内底面に配設したことを特
徴とするナトリウム−硫黄電池、が提供される。
のナトリウム−硫黄単電池を立設集合し、相互に接続し
てなる電池ブロックを断熱容器に収容したナトリウム−
硫黄電池であって、薄肉の絶縁性板材よりなる芯材の周
面に電熱線を巻回するとともに、その両面に絶縁性の薄
板を配置して一体化したヒーターを、２枚の金属板の間
に挟んだ状態で、断熱容器の内底面に配設したことを特
徴とするナトリウム−硫黄電池、が提供される。
【００１０】
【発明の実施の形態】 図１は、本発明に係るナトリウ
ム−硫黄電池の構造の一例を示す断面概要図である。こ
のナトリウム−硫黄電池１の断熱容器は、従来同様、上
方が開口した断熱容器本体２と、その開口部に嵌着され
る断熱容器蓋体３とから構成され、その内部には、複数
のナトリウム−硫黄単電池４を立設集合し、相互に接続
してなる電池ブロック５が収容される。
ム−硫黄電池の構造の一例を示す断面概要図である。こ
のナトリウム−硫黄電池１の断熱容器は、従来同様、上
方が開口した断熱容器本体２と、その開口部に嵌着され
る断熱容器蓋体３とから構成され、その内部には、複数
のナトリウム−硫黄単電池４を立設集合し、相互に接続
してなる電池ブロック５が収容される。
【００１１】 そして、このナトリウム−硫黄電池１
は、その特徴的な構造として、断熱容器内部を加熱する
ヒーター６の上面側だけでなく、下面側にも金属板を設
け、それら２枚の金属板７ａ、７ｂの間に挟んだ状態
で、ヒーター６を断熱容器の内底面に配設している。本
発明に使用されるヒーター６は、特許第２９６６２９２
号公報に開示されているような、薄肉の絶縁性板材より
なる芯材の周面に電熱線を巻回するとともに、その両面
に絶縁性の薄板を配置して一体化した構造のものであ
る。
は、その特徴的な構造として、断熱容器内部を加熱する
ヒーター６の上面側だけでなく、下面側にも金属板を設
け、それら２枚の金属板７ａ、７ｂの間に挟んだ状態
で、ヒーター６を断熱容器の内底面に配設している。本
発明に使用されるヒーター６は、特許第２９６６２９２
号公報に開示されているような、薄肉の絶縁性板材より
なる芯材の周面に電熱線を巻回するとともに、その両面
に絶縁性の薄板を配置して一体化した構造のものであ
る。
【００１２】 このようなヒーターを、前記のように２
枚の金属板７ａ、７ｂの間に挟んだ状態で、断熱容器の
内底面に配設すると、断熱容器底面の溶接作業が粗悪で
ビードの盛り上がりが生じていたり、断熱容器の取り扱
い不良によって容器にへこみや変形が生じていたりする
ことによって、容器内底面と下側の金属板７ｂとの接触
面に空間が生じても、ヒーター６自体は金属板７ａ、７
ｂと密接しており、それら金属板にヒーター６の熱を均
等に伝導させることができるので、局部的な温度上昇が
生じることはない。
枚の金属板７ａ、７ｂの間に挟んだ状態で、断熱容器の
内底面に配設すると、断熱容器底面の溶接作業が粗悪で
ビードの盛り上がりが生じていたり、断熱容器の取り扱
い不良によって容器にへこみや変形が生じていたりする
ことによって、容器内底面と下側の金属板７ｂとの接触
面に空間が生じても、ヒーター６自体は金属板７ａ、７
ｂと密接しており、それら金属板にヒーター６の熱を均
等に伝導させることができるので、局部的な温度上昇が
生じることはない。
【００１３】 なお、ヒーターを構成する芯材及び薄板
は、低コストで、柔軟性に富み、絶縁性に優れたマイカ
により形成されていることが好ましい。また、ヒーター
を挟み込む金属板には、軽量で、熱伝導性の良いアルミ
ニウム板又はアルミニウム合金板を用いるのが好まし
い。
は、低コストで、柔軟性に富み、絶縁性に優れたマイカ
により形成されていることが好ましい。また、ヒーター
を挟み込む金属板には、軽量で、熱伝導性の良いアルミ
ニウム板又はアルミニウム合金板を用いるのが好まし
い。
【００１４】
【実施例】 以下、本発明を実施例に基づいて更に詳細
に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるも
のではない。
に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるも
のではない。
【００１５】（実施例及び比較例）本発明の実施例とし
て、図２に示すように、マイカによって形成された芯材
に電熱線を巻回し、その両面にマイカを配して一体化し
たヒーター６を、厚さ４ｍｍの２枚の金属板（アルミニ
ウム板）７ａ、７ｂの間に挟んで、断熱容器本体２の内
底面に配設し、その上に砂を充填したモジュール電池を
模擬した試験体を製作した。一方、比較例として、図３
に示すように、断熱容器本体２の内底面に厚さ１ｍｍの
スペーサー８を介してヒーター６を配し、さらにそのヒ
ーター６上に同様にスペーサー９を介して厚さ８ｍｍの
金属板（アルミニウム板）７を配し、さらにその上に砂
を充填した同様の試験体を作製した。なお、比較例のス
ペーサーは、断熱容器底面の粗悪な溶接作業によるビー
ドの盛り上がりや、断熱容器の取り扱い不良による容器
のへこみや変形により、空間が生じた状態を模擬するた
めに用いたものである。
て、図２に示すように、マイカによって形成された芯材
に電熱線を巻回し、その両面にマイカを配して一体化し
たヒーター６を、厚さ４ｍｍの２枚の金属板（アルミニ
ウム板）７ａ、７ｂの間に挟んで、断熱容器本体２の内
底面に配設し、その上に砂を充填したモジュール電池を
模擬した試験体を製作した。一方、比較例として、図３
に示すように、断熱容器本体２の内底面に厚さ１ｍｍの
スペーサー８を介してヒーター６を配し、さらにそのヒ
ーター６上に同様にスペーサー９を介して厚さ８ｍｍの
金属板（アルミニウム板）７を配し、さらにその上に砂
を充填した同様の試験体を作製した。なお、比較例のス
ペーサーは、断熱容器底面の粗悪な溶接作業によるビー
ドの盛り上がりや、断熱容器の取り扱い不良による容器
のへこみや変形により、空間が生じた状態を模擬するた
めに用いたものである。
【００１６】 これら２つの試験体について、ヒーター
入熱後の電熱線状態の評価を行った。測定評価箇所は図
４に示すような、ヒーターの芯材に巻かれた電熱線１０
において、巻回した表側電熱線と裏側電熱線が芯材を介
して交差する、最も温度条件の厳しいＰ点とした。ヒー
ター６の設定温度を、３０５℃、４００℃とし、それぞ
れの設定温度で２４時間保持時のＰ点の温度、及び降温
後のヒーター電熱線表面のしわの発生の有無を調べた。
それらの結果を表１及び表２に示す。
入熱後の電熱線状態の評価を行った。測定評価箇所は図
４に示すような、ヒーターの芯材に巻かれた電熱線１０
において、巻回した表側電熱線と裏側電熱線が芯材を介
して交差する、最も温度条件の厳しいＰ点とした。ヒー
ター６の設定温度を、３０５℃、４００℃とし、それぞ
れの設定温度で２４時間保持時のＰ点の温度、及び降温
後のヒーター電熱線表面のしわの発生の有無を調べた。
それらの結果を表１及び表２に示す。
【００１７】
【表１】
【００１８】
【表２】
【００１９】 表１及び表２に示す結果のとおり、本発
明に係る実施例は、比較例に比して、電熱線の局部的な
温度上昇が生じにくく、しわも発生しにくいことが確認
された。
明に係る実施例は、比較例に比して、電熱線の局部的な
温度上昇が生じにくく、しわも発生しにくいことが確認
された。
【００２０】
【発明の効果】 以上説明したように、本発明のナトリ
ウム−硫黄電池は、ヒーターを２枚の金属板の間に挟み
込んだ構造としたことにより、断熱容器底面の粗悪な溶
接作業によるビードの盛り上がりや、断熱容器の取り扱
い不良による容器の変形等があっても、ヒーターの局部
的な温度上昇と、それに伴う電熱線の疲労劣化の促進を
防ぐことができる。
ウム−硫黄電池は、ヒーターを２枚の金属板の間に挟み
込んだ構造としたことにより、断熱容器底面の粗悪な溶
接作業によるビードの盛り上がりや、断熱容器の取り扱
い不良による容器の変形等があっても、ヒーターの局部
的な温度上昇と、それに伴う電熱線の疲労劣化の促進を
防ぐことができる。
【図１】 本発明に係るナトリウム−硫黄電池の構造の
一例を示す断面概要図である。
一例を示す断面概要図である。
【図２】 実施例における断熱容器底部のヒーターの配
置を示す概要図である。
置を示す概要図である。
【図３】 比較例における断熱容器底部のヒーターの配
置を示す概要図である。
置を示す概要図である。
【図４】 実施例及び比較例におけるヒーター線温度の
測定位置を示す概要図である。
測定位置を示す概要図である。
【図５】 従来のナトリウム−硫黄電池の構造の一例を
示す断面概要図である。
示す断面概要図である。
１…ナトリウム−硫黄電池、２…断熱容器本体、３…断
熱容器蓋体、４…ナトリウム−硫黄単電池、５…電池ブ
ロック、６…ヒーター、７…金属板、７ａ…金属板、７
ｂ…金属板、８…スペーサー、９…スペーサー、１０…
電熱線、１１…ナトリウム−硫黄電池。
熱容器蓋体、４…ナトリウム−硫黄単電池、５…電池ブ
ロック、６…ヒーター、７…金属板、７ａ…金属板、７
ｂ…金属板、８…スペーサー、９…スペーサー、１０…
電熱線、１１…ナトリウム−硫黄電池。
Claims (3)
- 【請求項１】 複数のナトリウム−硫黄単電池を立設集
合し、相互に接続してなる電池ブロックを断熱容器に収
容したナトリウム−硫黄電池であって、 薄肉の絶縁性板材よりなる芯材の周面に電熱線を巻回す
るとともに、その両面に絶縁性の薄板を配置して一体化
したヒーターを、２枚の金属板の間に挟んだ状態で、断
熱容器の内底面に配設したことを特徴とするナトリウム
−硫黄電池。 - 【請求項２】 前記芯材及び薄板がマイカにより形成さ
れている請求項１記載のナトリウム−硫黄電池。 - 【請求項３】 前記金属板がアルミニウム板又はアルミ
ニウム合金板である請求項１又は２に記載のナトリウム
−硫黄電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001351143A JP2003151620A (ja) | 2001-11-16 | 2001-11-16 | ナトリウム−硫黄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001351143A JP2003151620A (ja) | 2001-11-16 | 2001-11-16 | ナトリウム−硫黄電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003151620A true JP2003151620A (ja) | 2003-05-23 |
Family
ID=19163495
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001351143A Pending JP2003151620A (ja) | 2001-11-16 | 2001-11-16 | ナトリウム−硫黄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003151620A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008192622A (ja) * | 2004-07-09 | 2008-08-21 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 断熱容器及びそれを備えた集合電池 |
| JP2010231907A (ja) * | 2009-03-26 | 2010-10-14 | Honda Motor Co Ltd | 組電池モジュール |
| WO2011092043A1 (de) * | 2010-02-01 | 2011-08-04 | Sb Limotive Company Ltd. | Batterie mit temperierungseinrichtung, batteriesystem und verfahren zur erwärmung einer batterie |
| JP2012174571A (ja) * | 2011-02-23 | 2012-09-10 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 組電池 |
| JP2012227148A (ja) * | 2011-04-14 | 2012-11-15 | Visteon Global Technologies Inc | 自動車のバッテリー冷却装置 |
| WO2013187096A1 (ja) * | 2012-06-15 | 2013-12-19 | 日本碍子株式会社 | 集合電池用断熱容器、集合電池用制御装置及び集合電池用故障検出方法 |
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| US10333184B2 (en) | 2015-09-09 | 2019-06-25 | General Electric Company | Heat flux assembly for an energy storage device |
| WO2021187125A1 (ja) | 2020-03-18 | 2021-09-23 | 日本碍子株式会社 | ナトリウム－硫黄電池の制御装置及びナトリウム－硫黄電池の制御方法 |
-
2001
- 2001-11-16 JP JP2001351143A patent/JP2003151620A/ja active Pending
Cited By (12)
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| JPWO2013187096A1 (ja) * | 2012-06-15 | 2016-02-04 | 日本碍子株式会社 | 集合電池用断熱容器、集合電池用制御装置及び集合電池用故障検出方法 |
| US10147976B2 (en) | 2012-06-15 | 2018-12-04 | Ngk Insulators, Ltd. | Insulating container for battery, battery control device, and battery-failure detection method |
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| WO2021187125A1 (ja) | 2020-03-18 | 2021-09-23 | 日本碍子株式会社 | ナトリウム－硫黄電池の制御装置及びナトリウム－硫黄電池の制御方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040706 |