JP2003229103A - ナトリウム硫黄電池モジュール - Google Patents
ナトリウム硫黄電池モジュールInfo
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Classifications
-
- 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
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Mounting, Suspending (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ナトリウム硫黄電池モジュールの単電池の一
部に万一破損が生じても、モジュール外部への硫黄蒸気
の漏洩を防ぐことを目的とする。 【解決手段】 電池モジュールを覆う断熱性容器に空隙
部を設け、金属材料等からなる冷却部剤を前記空隙部近
傍に配置することで、上記課題を解決できる。冷却部材
は外気と接触するように、且つ、断熱性容器との間に間
隙を設けて配置することが好ましい。さらに、冷却部材
は、断熱性容器の底部に沿って配置してもよい。
部に万一破損が生じても、モジュール外部への硫黄蒸気
の漏洩を防ぐことを目的とする。 【解決手段】 電池モジュールを覆う断熱性容器に空隙
部を設け、金属材料等からなる冷却部剤を前記空隙部近
傍に配置することで、上記課題を解決できる。冷却部材
は外気と接触するように、且つ、断熱性容器との間に間
隙を設けて配置することが好ましい。さらに、冷却部材
は、断熱性容器の底部に沿って配置してもよい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電力貯蔵用途等に
用いられるナトリウム硫黄電池モジュールの構造に関す
る。
用いられるナトリウム硫黄電池モジュールの構造に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】ナトリウム硫黄電池は、そのエネルギー
密度の高さから、ロードレベリング等の大容量電力貯蔵
用の電池として期待されている。
密度の高さから、ロードレベリング等の大容量電力貯蔵
用の電池として期待されている。
【０００３】ナトリウム硫黄電池は、電解質としてβ−
アルミナセラミックスを、正極活物質として硫黄を、負
極活物質としてナトリウムを使用する電池で、これらの
活物質が溶融した状態で作動するため、電池温度を３０
０℃〜３５０℃に維持する必要がある。このため、ナト
リウム硫黄電池モジュールは、複数のナトリウム硫黄単
電池を収納して直列及び／又は並列に接続した単電池収
納ケースと、ヒータ等の加熱装置を内蔵するとともに、
真空断熱層を用いた断熱性容器で覆った構造を採用して
いる。
アルミナセラミックスを、正極活物質として硫黄を、負
極活物質としてナトリウムを使用する電池で、これらの
活物質が溶融した状態で作動するため、電池温度を３０
０℃〜３５０℃に維持する必要がある。このため、ナト
リウム硫黄電池モジュールは、複数のナトリウム硫黄単
電池を収納して直列及び／又は並列に接続した単電池収
納ケースと、ヒータ等の加熱装置を内蔵するとともに、
真空断熱層を用いた断熱性容器で覆った構造を採用して
いる。
【０００４】図８及び図９は、従来のナトリウム硫黄電
池モジュールの外観図（一部断面図）及び断面図であ
る。複数のナトリウム硫黄単電池が直立して収納されて
いる単電池収納ケースは、該ケースの側面及び上面を取
り囲むように配置された上部と、該ケースの底面に配置
された底部とからなる断熱性容器によって覆われてい
る。前記上部や底部を構成する断熱性容器は、熱伝導率
の低い材料や真空断熱材を用いた断熱材が用いられてい
る。
池モジュールの外観図（一部断面図）及び断面図であ
る。複数のナトリウム硫黄単電池が直立して収納されて
いる単電池収納ケースは、該ケースの側面及び上面を取
り囲むように配置された上部と、該ケースの底面に配置
された底部とからなる断熱性容器によって覆われてい
る。前記上部や底部を構成する断熱性容器は、熱伝導率
の低い材料や真空断熱材を用いた断熱材が用いられてい
る。
【０００５】断熱性容器の構造は上記の他、単電池収納
ケースの側面及び底面を覆い上面が開口した箱形の底部
に、該底部よりも一回り大きい釣鐘型の上部をかぶせた
構造等が提案されている。
ケースの側面及び底面を覆い上面が開口した箱形の底部
に、該底部よりも一回り大きい釣鐘型の上部をかぶせた
構造等が提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
のモジュール構造はナトリウム硫黄電池の保温という観
点からは優れた構造であるが、万一、一部の単電池に破
損が生じた場合には、モジュール外部に硫黄蒸気が漏洩
しやすいという問題があった。すなわち、モジュール内
部全体が高温に保たれているために、電池破損によって
生じた高温の硫黄蒸気がモジュール内部で凝固すること
なく、断熱性容器と単電池収納ケースの隙間や、モジュ
ール底面に設けられた、計測線の外部への取り出し口等
の隙間を通じてモジュール内部から外部環境へ漏洩する
虞があった。
のモジュール構造はナトリウム硫黄電池の保温という観
点からは優れた構造であるが、万一、一部の単電池に破
損が生じた場合には、モジュール外部に硫黄蒸気が漏洩
しやすいという問題があった。すなわち、モジュール内
部全体が高温に保たれているために、電池破損によって
生じた高温の硫黄蒸気がモジュール内部で凝固すること
なく、断熱性容器と単電池収納ケースの隙間や、モジュ
ール底面に設けられた、計測線の外部への取り出し口等
の隙間を通じてモジュール内部から外部環境へ漏洩する
虞があった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の課題を達成するた
めに、本発明は、請求項１に記載したように、複数のナ
トリウム硫黄単電池を収納する単電池収納ケースが、空
気の出入りを許容する空隙部を有する断熱性容器により
覆われてなるナトリウム硫黄電池モジュールにおいて、
外気と接触する冷却部材を前記空隙部近傍に配置したこ
とを特徴とするナトリウム硫黄電池モジュールである。
めに、本発明は、請求項１に記載したように、複数のナ
トリウム硫黄単電池を収納する単電池収納ケースが、空
気の出入りを許容する空隙部を有する断熱性容器により
覆われてなるナトリウム硫黄電池モジュールにおいて、
外気と接触する冷却部材を前記空隙部近傍に配置したこ
とを特徴とするナトリウム硫黄電池モジュールである。
【０００８】このような構成によれば、一部の単電池に
破損が生じた場合、硫黄蒸気が前記空隙部を通じてモジ
ュール外部へ漏洩しようとするが、前記空隙部近傍に冷
却部材が配置されているので、硫黄蒸気は冷却部材によ
って凝固し、外部に硫黄蒸気が漏洩することがない。ま
た、前記冷却部材は外気に接触しているので、外気によ
って常に冷却されるため、電池温度に対して常に低温に
保たれる。冷却部材の温度は、硫黄蒸気が凝固するに必
要な温度であればよく、硫黄の凝固点１１０℃よりも低
い温度に保たれていることが好ましい。
破損が生じた場合、硫黄蒸気が前記空隙部を通じてモジ
ュール外部へ漏洩しようとするが、前記空隙部近傍に冷
却部材が配置されているので、硫黄蒸気は冷却部材によ
って凝固し、外部に硫黄蒸気が漏洩することがない。ま
た、前記冷却部材は外気に接触しているので、外気によ
って常に冷却されるため、電池温度に対して常に低温に
保たれる。冷却部材の温度は、硫黄蒸気が凝固するに必
要な温度であればよく、硫黄の凝固点１１０℃よりも低
い温度に保たれていることが好ましい。
【０００９】ここで、空隙部の大きさは、硫黄蒸気が通
過することができる大きさであればよく、任意に設定で
きる。電池制御ケーブル等の引き込み穴等と兼用させて
もよい。
過することができる大きさであればよく、任意に設定で
きる。電池制御ケーブル等の引き込み穴等と兼用させて
もよい。
【００１０】また、外気に接触している前記冷却部材
は、外気による冷却効果を充分なものとするため、電池
モジュールの外壁面の一部を構成するように配置される
ことが好ましい。
は、外気による冷却効果を充分なものとするため、電池
モジュールの外壁面の一部を構成するように配置される
ことが好ましい。
【００１１】また、本発明は、請求項２に記載したよう
に、前記冷却部材は、前記断熱性容器との間に空気の出
入りを許容する間隙部を有するように配置されているこ
とを特徴としている。
に、前記冷却部材は、前記断熱性容器との間に空気の出
入りを許容する間隙部を有するように配置されているこ
とを特徴としている。
【００１２】上記したように、単電池収納ケースと断熱
性容器との間には空隙部が設けられているので、このよ
うな構成によれば、前記冷却部材と前記断熱性容器との
間に間隙部を設けることによって、前記空隙部に沿って
導出される硫黄蒸気を前記冷却部材に容易に導くことが
でき、且つ、前記冷却部材への硫黄蒸気の接触を充分な
ものとすることができる。さらに、前記間隙部は外気と
接続しているので、電池モジュール内の内圧を開放する
ことができる。
性容器との間には空隙部が設けられているので、このよ
うな構成によれば、前記冷却部材と前記断熱性容器との
間に間隙部を設けることによって、前記空隙部に沿って
導出される硫黄蒸気を前記冷却部材に容易に導くことが
でき、且つ、前記冷却部材への硫黄蒸気の接触を充分な
ものとすることができる。さらに、前記間隙部は外気と
接続しているので、電池モジュール内の内圧を開放する
ことができる。
【００１３】ここで、間隙部の大きさは、硫黄蒸気が通
過することができる大きさであればよく、任意に設定で
きる。電池制御ケーブル等の引き込み穴等と兼用させて
もよい。
過することができる大きさであればよく、任意に設定で
きる。電池制御ケーブル等の引き込み穴等と兼用させて
もよい。
【００１４】また、本発明は、請求項３に記載したよう
に、前記空隙部と前記間隙部とから構成される空間が連
続し、屈曲していることを特徴としている。
に、前記空隙部と前記間隙部とから構成される空間が連
続し、屈曲していることを特徴としている。
【００１５】このような構成によれば、前記空隙部と前
記間隙部とから構成される空間が連続し、屈曲している
ので、前記空間が屈曲していない場合に比べ、硫黄蒸気
をさらに効率的に凝固させることができるので、硫黄蒸
気が外部へ漏洩する虞をさらに効果的に防止できる。
記間隙部とから構成される空間が連続し、屈曲している
ので、前記空間が屈曲していない場合に比べ、硫黄蒸気
をさらに効率的に凝固させることができるので、硫黄蒸
気が外部へ漏洩する虞をさらに効果的に防止できる。
【００１６】また、本発明は、請求項４に記載したよう
に、前記冷却部材は、金属材料からなることを特徴とし
ている。
に、前記冷却部材は、金属材料からなることを特徴とし
ている。
【００１７】このような構成によれば、金属材料は熱伝
導率が高く、且つ特別な加工を施すことなく用いること
ができるので、上記効果を効果的に有するナトリウム硫
黄電池モジュールを簡便かつ安価に提供できる。
導率が高く、且つ特別な加工を施すことなく用いること
ができるので、上記効果を効果的に有するナトリウム硫
黄電池モジュールを簡便かつ安価に提供できる。
【００１８】また、本発明は、前記冷却部材は、請求項
５に記載したように、前記底部に沿って配置されている
ことを特徴としている。
５に記載したように、前記底部に沿って配置されている
ことを特徴としている。
【００１９】このような構成によれば、前記底部を強度
的に補強する補強剤として兼用することができるので、
前記底部の構成材料を低減させることができる。
的に補強する補強剤として兼用することができるので、
前記底部の構成材料を低減させることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】断熱性容器に設けられる空隙部の
場所、個数、大きさについては何ら限定されるものでは
ない。
場所、個数、大きさについては何ら限定されるものでは
ない。
【００２１】冷却部材の態様は、中空状、格子状、多孔
質状、線形らせん状等任意に選択できる。冷却部材の表
面積を高くすることは好ましく、外気との接触面積が増
大し冷却効果が増し、硫黄蒸気の接触面積が増大し、凝
固が促進される。
質状、線形らせん状等任意に選択できる。冷却部材の表
面積を高くすることは好ましく、外気との接触面積が増
大し冷却効果が増し、硫黄蒸気の接触面積が増大し、凝
固が促進される。
【００２２】図１は本発明の第一実施例を示した図であ
る。なお、以下の図において、説明のため、空隙部や間
隙部等を誇張して描いてある。単電池収納ケースは簡単
のため図示していない。断熱性容器３は、上面に略円形
穴状の空隙部２を有し、鉄を主成分とする金属材料から
なるリング状の冷却部材４が外気と接触するように前記
空隙部２を構成する穴のエッジ部分に配置されている。
前記空隙部２は、電池制御用ケーブルを導入するための
穴として兼用することができる。
る。なお、以下の図において、説明のため、空隙部や間
隙部等を誇張して描いてある。単電池収納ケースは簡単
のため図示していない。断熱性容器３は、上面に略円形
穴状の空隙部２を有し、鉄を主成分とする金属材料から
なるリング状の冷却部材４が外気と接触するように前記
空隙部２を構成する穴のエッジ部分に配置されている。
前記空隙部２は、電池制御用ケーブルを導入するための
穴として兼用することができる。
【００２３】図２は、本発明の第二実施形態を示した図
である。（ａ）は概念を示す外観図、（ｂ）は断面図、
（ｃ）は同実施形態の変形例を示す断面図である。断熱
性容器３は上部３１と底部３２とから構成され、前記上
部３１と底部３２との間に空隙部２が形成されている。
ベルト状の冷却部材４が前記空隙部２を取り囲むように
配置されている。断熱性容器３と冷却部材４とは、例え
ばビス−ナット等を用いて固定してもよい。図３は、第
二実施形態における要部拡大図である。ここで、冷却部
材４は断熱性容器３との間に間隙部５を形成するように
配置され、さらに該間隙部５と前記空隙部２とから構成
される空間形状はＴ字型に屈曲した形状となっている。
図４に示すように冷却部材４の少なくとも一部を空隙２
内に入り込んだ形状としてもよい。
である。（ａ）は概念を示す外観図、（ｂ）は断面図、
（ｃ）は同実施形態の変形例を示す断面図である。断熱
性容器３は上部３１と底部３２とから構成され、前記上
部３１と底部３２との間に空隙部２が形成されている。
ベルト状の冷却部材４が前記空隙部２を取り囲むように
配置されている。断熱性容器３と冷却部材４とは、例え
ばビス−ナット等を用いて固定してもよい。図３は、第
二実施形態における要部拡大図である。ここで、冷却部
材４は断熱性容器３との間に間隙部５を形成するように
配置され、さらに該間隙部５と前記空隙部２とから構成
される空間形状はＴ字型に屈曲した形状となっている。
図４に示すように冷却部材４の少なくとも一部を空隙２
内に入り込んだ形状としてもよい。
【００２４】このように、間隙部５と空隙部２とから構
成される空間形状を屈曲した形状とすることにより、万
一単電池の一部が破損した場合においても、硫黄蒸気は
空隙部２を通じて外部へ直進することがなく、冷却部材
４によって確実に凝固させることができる。
成される空間形状を屈曲した形状とすることにより、万
一単電池の一部が破損した場合においても、硫黄蒸気は
空隙部２を通じて外部へ直進することがなく、冷却部材
４によって確実に凝固させることができる。
【００２５】図５は、本発明の第三実施形態を示した図
である。空隙２は断熱性容器３を構成する底部３２に設
けられ、冷却部材４が空隙部２を閉鎖しないように前記
底部３２に沿って配置され、電池モジュールの脚部を兼
ね備えている。
である。空隙２は断熱性容器３を構成する底部３２に設
けられ、冷却部材４が空隙部２を閉鎖しないように前記
底部３２に沿って配置され、電池モジュールの脚部を兼
ね備えている。
【００２６】このように、冷却部材４が断熱性容器の底
部に沿って配置されることにより、強度面で電池モジュ
ールの底部を補強する作用があるので、断熱性容器３の
特に底部を肉薄とすることができる。
部に沿って配置されることにより、強度面で電池モジュ
ールの底部を補強する作用があるので、断熱性容器３の
特に底部を肉薄とすることができる。
【００２７】図６は、本発明の第四実施形態を示した図
であり、冷却部材４が断熱性容器の底部に沿って配置さ
れている構成の変形例を示した図である。
であり、冷却部材４が断熱性容器の底部に沿って配置さ
れている構成の変形例を示した図である。
【００２８】図７は、冷却部材４が断熱性容器の底部に
沿って配置されている構成に用いることができる冷却部
材の種々の変形例を示した図である。
沿って配置されている構成に用いることができる冷却部
材の種々の変形例を示した図である。
【００２９】
【発明の効果】本発明によれば、請求項１に記載したよ
うに、複数のナトリウム硫黄単電池を収納する単電池収
納ケースが、空気の出入りを許容する空隙部を有する断
熱性容器により覆われてなるナトリウム硫黄電池モジュ
ールにおいて、外気と接触する冷却部材を前記空隙部近
傍に配置されているので、一部の単電池に破損が生じた
場合においても、前記空隙部近傍に冷却部材が配置され
ているので、硫黄蒸気は冷却部材によって凝固し、外部
に硫黄蒸気が漏洩することがない。
うに、複数のナトリウム硫黄単電池を収納する単電池収
納ケースが、空気の出入りを許容する空隙部を有する断
熱性容器により覆われてなるナトリウム硫黄電池モジュ
ールにおいて、外気と接触する冷却部材を前記空隙部近
傍に配置されているので、一部の単電池に破損が生じた
場合においても、前記空隙部近傍に冷却部材が配置され
ているので、硫黄蒸気は冷却部材によって凝固し、外部
に硫黄蒸気が漏洩することがない。
【００３０】また、請求項２に記載したように、前記冷
却部材は、前記断熱性容器との間に空気の出入りを許容
する間隙部を有するように配置されていることを特徴と
しているので、前記冷却部材への硫黄蒸気の接触を充分
なものとすることができ、さらに、前記間隙部は外気と
接続しているので、電池モジュール内の内圧を開放する
ことができる。
却部材は、前記断熱性容器との間に空気の出入りを許容
する間隙部を有するように配置されていることを特徴と
しているので、前記冷却部材への硫黄蒸気の接触を充分
なものとすることができ、さらに、前記間隙部は外気と
接続しているので、電池モジュール内の内圧を開放する
ことができる。
【００３１】また、請求項３に記載したように、前記空
隙部と前記間隙部とから構成される空間が屈曲している
ことを特徴としているので、硫黄蒸気をさらに効率的に
凝固させることができ、硫黄蒸気が外部へ漏洩する虞を
さらに効果的に防止できる。
隙部と前記間隙部とから構成される空間が屈曲している
ことを特徴としているので、硫黄蒸気をさらに効率的に
凝固させることができ、硫黄蒸気が外部へ漏洩する虞を
さらに効果的に防止できる。
【００３２】また、請求項４に記載したように、前記冷
却部材は、金属材料からなることを特徴としているの
で、上記効果がさらに効果的に得られる。
却部材は、金属材料からなることを特徴としているの
で、上記効果がさらに効果的に得られる。
【００３３】また、請求項５に記載したように、前記冷
却部材は、前記底部に沿って配置されていることを特徴
としているので、モジュールの底部を強度的に補強する
ことができ、前記底部の構成材料を低減させることがで
きる。
却部材は、前記底部に沿って配置されていることを特徴
としているので、モジュールの底部を強度的に補強する
ことができ、前記底部の構成材料を低減させることがで
きる。
【図１】 本発明電池モジュールの外観図及び断面図で
ある。
ある。
【図２】 本発明電池モジュールの外観図及び断面図で
ある。
ある。
【図３】 本発明電池モジュールの要部断面図である。
【図４】 本発明電池モジュールの要部断面図である。
【図５】 本発明電池モジュールの断面図である。
【図６】 本発明電池モジュールの断面図である。
【図７】 本発明の冷却部材の外観図である。
【図８】 従来の電池モジュールの外観図（一部断面
図）である。
図）である。
【図９】 従来の電池モジュールの断面図である。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 5H029 AJ15 AK05 AL13 BJ02 BJ06
CJ02
5H031 AA05 AA09 CC01 EE01 KK01
KK08
5H040 AA28 AA34 AS01 AT01 AT09
AY01 LL01
Claims (5)
- 【請求項１】 複数のナトリウム硫黄単電池を収納する
単電池収納ケースが、空気の出入りを許容する空隙部を
有する断熱性容器により覆われてなるナトリウム硫黄電
池モジュールにおいて、外気と接触する冷却部材を前記
空隙部近傍に配置したことを特徴とするナトリウム硫黄
電池モジュール。 - 【請求項２】 前記冷却部材は、前記断熱性容器との間
に空気の出入りを許容する間隙部を有するように配置さ
れていることを特徴とする請求項１記載のナトリウム硫
黄電池モジュール。 - 【請求項３】 前記空隙部と前記間隙部とから構成され
る空間が屈曲していることを特徴とする請求項１又は２
記載のナトリウム硫黄電池モジュール。 - 【請求項４】 前記冷却部材は、金属材料からなること
を特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のナトリウ
ム硫黄電池モジュール。 - 【請求項５】 前記冷却部材は、前記断熱性容器の底部
に沿って配置されていることを特徴とする請求項２〜４
のいずれかに記載のナトリウム硫黄電池モジュール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002029038A JP2003229103A (ja) | 2002-02-06 | 2002-02-06 | ナトリウム硫黄電池モジュール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002029038A JP2003229103A (ja) | 2002-02-06 | 2002-02-06 | ナトリウム硫黄電池モジュール |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003229103A true JP2003229103A (ja) | 2003-08-15 |
Family
ID=27749995
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002029038A Pending JP2003229103A (ja) | 2002-02-06 | 2002-02-06 | ナトリウム硫黄電池モジュール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003229103A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103117422A (zh) * | 2013-03-07 | 2013-05-22 | 上海电气钠硫储能技术有限公司 | 一种钠硫电池模块保温箱 |
| WO2014050678A1 (ja) * | 2012-09-26 | 2014-04-03 | 日本碍子株式会社 | 電力貯蔵装置 |
| EP2752910A1 (de) * | 2013-01-08 | 2014-07-09 | Siemens Aktiengesellschaft | Wärmeableitvorrichtung für eine elektrochemische Speichereinrichtung |
-
2002
- 2002-02-06 JP JP2002029038A patent/JP2003229103A/ja active Pending
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