JP2003229108A - 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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- JP2003229108A JP2003229108A JP2002026411A JP2002026411A JP2003229108A JP 2003229108 A JP2003229108 A JP 2003229108A JP 2002026411 A JP2002026411 A JP 2002026411A JP 2002026411 A JP2002026411 A JP 2002026411A JP 2003229108 A JP2003229108 A JP 2003229108A
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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)
- Battery Mounting, Suspending (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 複数の単電池を集合してなるナトリウム−硫
黄電池であって、前記単電池から腐食性物質が漏出して
も、該物質が単電池収納容器の外へ漏出するのを防ぎ、
腐食の被害が外部に及ぶのを防止する。 【解決手段】 ナトリウム−硫黄電池の単電池収納用の
容器に、前記腐食性物質に対して耐食性に優れた、クロ
ム含有率が１６重量％以上のフェライト系ステンレス鋼
製の容器を用いる。また、前記容器の上部開口に蓋を配
置して、該蓋によって容器の開口を閉塞する。
黄電池であって、前記単電池から腐食性物質が漏出して
も、該物質が単電池収納容器の外へ漏出するのを防ぎ、
腐食の被害が外部に及ぶのを防止する。 【解決手段】 ナトリウム−硫黄電池の単電池収納用の
容器に、前記腐食性物質に対して耐食性に優れた、クロ
ム含有率が１６重量％以上のフェライト系ステンレス鋼
製の容器を用いる。また、前記容器の上部開口に蓋を配
置して、該蓋によって容器の開口を閉塞する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、複数のナトリウム−硫
黄電池の単電池で構成した集合電池に関するものであ
る。
黄電池の単電池で構成した集合電池に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】ナトリウム−硫黄電池は、主として電力
貯蔵用など高電圧、大容量を必要とする用途に適する高
性能電池としての開発が進んでいる。このため、ナトリ
ウム−硫黄電池は、複数の単電池を組み合わせた集合電
池の形態を採る場合が多い。
貯蔵用など高電圧、大容量を必要とする用途に適する高
性能電池としての開発が進んでいる。このため、ナトリ
ウム−硫黄電池は、複数の単電池を組み合わせた集合電
池の形態を採る場合が多い。
【０００３】図２は、従来のナトリウム−硫黄集合電池
の構造を示す一部切欠図である。通常のナトリウム−硫
黄集合電池は、複数の単電池３を固定するため、および
３００℃以上の高温で運転するに際して収納容器１の外
側面に配置した発熱体７から単電池に熱を伝えるための
媒体を収容するために、複数の単電池と媒体を金属製の
容器１内に収納する。
の構造を示す一部切欠図である。通常のナトリウム−硫
黄集合電池は、複数の単電池３を固定するため、および
３００℃以上の高温で運転するに際して収納容器１の外
側面に配置した発熱体７から単電池に熱を伝えるための
媒体を収容するために、複数の単電池と媒体を金属製の
容器１内に収納する。
【０００４】各単電池３を接続端子４と並列線５で接続
し集合電池を構成する。該集合電池を断熱性容器６で囲
って保温を図っている。
し集合電池を構成する。該集合電池を断熱性容器６で囲
って保温を図っている。
【０００５】前記のように、ナトリウム−硫黄電池は、
３００℃以上の高温で運転するため、前記収納容器には
このような高温で外気に触れても腐食せず、且つ、収納
容器１が大形であるところから安価な材料が望まれ、従
来、例えばＳＵＳ３０４のようなオーステナイト系ステ
ンレス鋼を選択して用いている。
３００℃以上の高温で運転するため、前記収納容器には
このような高温で外気に触れても腐食せず、且つ、収納
容器１が大形であるところから安価な材料が望まれ、従
来、例えばＳＵＳ３０４のようなオーステナイト系ステ
ンレス鋼を選択して用いている。
【０００６】しかし、ナトリウム−硫黄電池の内容物で
ある多硫化ナトリウムは、高温において極めて高い腐食
性を持つ。ＳＵＳ３０４のような耐食性に優れた材料を
もってしても、高温での多硫化ナトリウムが持つ腐食作
用に耐えることができない。
ある多硫化ナトリウムは、高温において極めて高い腐食
性を持つ。ＳＵＳ３０４のような耐食性に優れた材料を
もってしても、高温での多硫化ナトリウムが持つ腐食作
用に耐えることができない。
【０００７】従って、単電池から前記腐食性物質が漏出
して容器が長時間腐食性雰囲気にさらされた場合、従来
電池においては、単電池収納容器が腐食されて機械的強
度が低下する。容器の機械的強度が大きく低下して破損
が生じると、腐食性物質が容器の外部に漏出して腐食の
被害が容器の外部に及ぶ虞があった。
して容器が長時間腐食性雰囲気にさらされた場合、従来
電池においては、単電池収納容器が腐食されて機械的強
度が低下する。容器の機械的強度が大きく低下して破損
が生じると、腐食性物質が容器の外部に漏出して腐食の
被害が容器の外部に及ぶ虞があった。
【０００８】また、図２に示したように、従来の電池に
おいては容器１の上部開口が閉塞されていない。そのた
め、該開口から腐食性物質が容器の外へ漏出する虞があ
った。
おいては容器１の上部開口が閉塞されていない。そのた
め、該開口から腐食性物質が容器の外へ漏出する虞があ
った。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明は前記従来電池
の欠点に鑑みてなされたものであって、たとえ単電池か
ら腐食性物質が漏出しても該物質が単電池収納容器の外
へ漏出するのを防ぎ、腐食の被害が外部に及ぶのを防止
せんとするものである。
の欠点に鑑みてなされたものであって、たとえ単電池か
ら腐食性物質が漏出しても該物質が単電池収納容器の外
へ漏出するのを防ぎ、腐食の被害が外部に及ぶのを防止
せんとするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するために、単電池収納用の容器に、クロム含有率が
１６重量％以上のフェライト系ステンレス鋼製の容器を
用いる。
決するために、単電池収納用の容器に、クロム含有率が
１６重量％以上のフェライト系ステンレス鋼製の容器を
用いる。
【００１１】本発明はまた、前記課題を解決するため
に、単電池収納用の容器の上部開口を蓋で閉塞した構造
とする。
に、単電池収納用の容器の上部開口を蓋で閉塞した構造
とする。
【００１２】鋭意検討の結果、前記クロム含有率が１６
重量％以上のフェライト系ステンレス鋼が、前記ナトリ
ウム−硫黄電池の内容物である腐食性物質に対して優れ
た耐食性を有することを見いだした。また、単電池の外
へ漏出した多硫化ナトリウムが外気に触れると、腐食性
の高い気体である亜硫酸ガスが発生するが、前記容器の
開口を蓋で塞ぐことによって、多硫化ナトリウムが直接
漏出するのを防ぐ他に、多硫化ナトリウムと外気との接
触を避け、亜硫酸ガスの発生を防止するのに有効である
ことを見いだした。本発明は、これら新規な知見に基づ
いてなされたものである。
重量％以上のフェライト系ステンレス鋼が、前記ナトリ
ウム−硫黄電池の内容物である腐食性物質に対して優れ
た耐食性を有することを見いだした。また、単電池の外
へ漏出した多硫化ナトリウムが外気に触れると、腐食性
の高い気体である亜硫酸ガスが発生するが、前記容器の
開口を蓋で塞ぐことによって、多硫化ナトリウムが直接
漏出するのを防ぐ他に、多硫化ナトリウムと外気との接
触を避け、亜硫酸ガスの発生を防止するのに有効である
ことを見いだした。本発明は、これら新規な知見に基づ
いてなされたものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、図面によって、本発明実施
の形態を説明する。図１は、本発明に係るナトリウム−
硫黄電池の集合電池の構造を示す一部切欠図である。図
１に示すように、クロム含有率が１６重量％以上のフェ
ライト系ステンレス鋼製電池収納容器１は直方体をな
し、上面を開口した有底箱型である。該容器１の肉厚は
とくに限定されるものではない。軽量化、材料コスト低
減のためには肉厚を薄くしたほうがよいが、内容物を収
容するに足る十分な機械的強度が必要であり、通常肉厚
を１〜２ｍｍとする。
の形態を説明する。図１は、本発明に係るナトリウム−
硫黄電池の集合電池の構造を示す一部切欠図である。図
１に示すように、クロム含有率が１６重量％以上のフェ
ライト系ステンレス鋼製電池収納容器１は直方体をな
し、上面を開口した有底箱型である。該容器１の肉厚は
とくに限定されるものではない。軽量化、材料コスト低
減のためには肉厚を薄くしたほうがよいが、内容物を収
容するに足る十分な機械的強度が必要であり、通常肉厚
を１〜２ｍｍとする。
【００１４】前記容器１に上に蓋２を配置し容器１の上
部開口を閉塞する。該蓋２には容器１と同じクロム含有
率が１６重量％以上のフェライト系ステンレス鋼を用い
ることが望ましい。
部開口を閉塞する。該蓋２には容器１と同じクロム含有
率が１６重量％以上のフェライト系ステンレス鋼を用い
ることが望ましい。
【００１５】蓋２は、位置ずれせずに絶えず容器１の開
口を閉塞するよう、容器１に固定する必要がある。固定
する方法は特に限定されない。ビスやボルト締めによっ
て固定してもよいし、弁当型の蓋のように蓋が容器に被
さる構造としてもよい。
口を閉塞するよう、容器１に固定する必要がある。固定
する方法は特に限定されない。ビスやボルト締めによっ
て固定してもよいし、弁当型の蓋のように蓋が容器に被
さる構造としてもよい。
【００１６】ただ、単電池から漏出した腐食性物質が容
器の外へ漏れ出ることがないよう、また、容器の内部空
間が直接外気に接触し難いよう、容器１と蓋２の間にで
きるだけ隙間を無くすことが望ましい。
器の外へ漏れ出ることがないよう、また、容器の内部空
間が直接外気に接触し難いよう、容器１と蓋２の間にで
きるだけ隙間を無くすことが望ましい。
【００１７】電池収納ケース１の外側面には、集合電池
全体を昇温させ、運転温度に維持するための発熱体であ
る電気ヒータ７を取り付ける。容器１内に複数の単電池
３を収容し、各単電池を接続端子４および並列線５によ
り接続して集合電池を構成する。
全体を昇温させ、運転温度に維持するための発熱体であ
る電気ヒータ７を取り付ける。容器１内に複数の単電池
３を収容し、各単電池を接続端子４および並列線５によ
り接続して集合電池を構成する。
【００１８】また、電池収納容器１内の各単電池３同士
の隙間に充填した絶縁性の砂は、各単電池３が動揺しな
いように固定すると同時に電気ヒータ７で発生させた熱
を単電池３に伝える媒体としての機能を担っている。
の隙間に充填した絶縁性の砂は、各単電池３が動揺しな
いように固定すると同時に電気ヒータ７で発生させた熱
を単電池３に伝える媒体としての機能を担っている。
【００１９】前記蓋２で開口を閉塞した収納容器１の外
側を、断熱容器６で囲って集合電池全体の保温を図って
いる。該断熱容器の構造は特に限定されないが、断熱機
能を高めるために、金属板２枚の間に断熱材を挟んだ２
重板構造としている。
側を、断熱容器６で囲って集合電池全体の保温を図って
いる。該断熱容器の構造は特に限定されないが、断熱機
能を高めるために、金属板２枚の間に断熱材を挟んだ２
重板構造としている。
【００２０】（単電池収納容器用材料の耐食性の比較）
フェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０、クロム含有
率１８．２％）とオーステナイト系フェライト鋼（ＳＵ
Ｓ３０４、クロム含有率１７．６％、ニッケル含有率
８．１％）の試験片を用意し、ナトリウム−硫黄電池の
内容物のうち最も腐食性の高い三硫化二ナトリウム（Na
2S3）に所定日数浸漬試験に供した。
フェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０、クロム含有
率１８．２％）とオーステナイト系フェライト鋼（ＳＵ
Ｓ３０４、クロム含有率１７．６％、ニッケル含有率
８．１％）の試験片を用意し、ナトリウム−硫黄電池の
内容物のうち最も腐食性の高い三硫化二ナトリウム（Na
2S3）に所定日数浸漬試験に供した。
【００２１】引っ張り部の断面積が２ｍｍ2の試験片を
それぞれの材料につき１０本作製した。このサンプル
を、ナトリウム−硫黄電池の運転温度である３５０℃で
三硫化二ナトリウム中に１０日間浸漬した。別途用意し
た未浸漬の試験片および前記浸漬後の試験片を引っ張り
試験に供し、破断強度を測定した。その結果を表１に示
す。
それぞれの材料につき１０本作製した。このサンプル
を、ナトリウム−硫黄電池の運転温度である３５０℃で
三硫化二ナトリウム中に１０日間浸漬した。別途用意し
た未浸漬の試験片および前記浸漬後の試験片を引っ張り
試験に供し、破断強度を測定した。その結果を表１に示
す。
【００２２】
【表１】
【００２３】未浸漬の試験片の破断強度を比較すると、
表１に示したように、従来電池に適用しているオーステ
ナイト系ステンレス鋼の破断強度がフェライト系ステン
レス鋼のそれを上回っている。しかし、浸漬後の試験片
の破断強度を比較すると、フェライト系ステンレス鋼の
方が高い値を示している。オーステナイト系ステンレス
鋼の場合、試験片の破断強度は浸漬によって未浸漬品の
１／４〜１／２に低下している。他方、フェライト系ス
テンレス鋼の試験片の破断強度は、１０日間浸漬した後
でも大きな低下が認められない。このことは、従来重用
されていたオーステナイト系ステンレス鋼に比べ、前記
フェライト系ステンレス鋼の方が、ナトリウム−硫黄電
池に内臓される腐食性物質に対する耐食性に優れ、同物
質中に１０日間しても機械的強度の低下が小さく、十分
使用に耐えることを示している。
表１に示したように、従来電池に適用しているオーステ
ナイト系ステンレス鋼の破断強度がフェライト系ステン
レス鋼のそれを上回っている。しかし、浸漬後の試験片
の破断強度を比較すると、フェライト系ステンレス鋼の
方が高い値を示している。オーステナイト系ステンレス
鋼の場合、試験片の破断強度は浸漬によって未浸漬品の
１／４〜１／２に低下している。他方、フェライト系ス
テンレス鋼の試験片の破断強度は、１０日間浸漬した後
でも大きな低下が認められない。このことは、従来重用
されていたオーステナイト系ステンレス鋼に比べ、前記
フェライト系ステンレス鋼の方が、ナトリウム−硫黄電
池に内臓される腐食性物質に対する耐食性に優れ、同物
質中に１０日間しても機械的強度の低下が小さく、十分
使用に耐えることを示している。
【００２４】万一、単電池が破損した場合、集合電池に
は何らかの異常が発生する。異常の発生を認めた時点か
ら電池を降温する。降温には数日を要するが、この間腐
食性物質が容器の外に漏出するのを防ぎ、腐食の被害が
外部に及ぶのを極力避ける必要がある。前記の試験結果
は、本発明に係る前記フェライト系ステンレス鋼製容器
が、この要求を満たすことを示すものである。
は何らかの異常が発生する。異常の発生を認めた時点か
ら電池を降温する。降温には数日を要するが、この間腐
食性物質が容器の外に漏出するのを防ぎ、腐食の被害が
外部に及ぶのを極力避ける必要がある。前記の試験結果
は、本発明に係る前記フェライト系ステンレス鋼製容器
が、この要求を満たすことを示すものである。
【００２５】なお、フェライト系のステンレス鋼には、
ＳＵＳ４０５、ＳＵＳ４１０、ＳＵＳ４２９等Ｃｒ含有
率が１６重量％未満のものもある。しかし、これらのス
テンレス鋼の耐食性は、前記オーステナイト系ステンレ
ス鋼と同等かそれ以下であり、ナトリウム−硫黄電池容
器用材料としては不適である。
ＳＵＳ４０５、ＳＵＳ４１０、ＳＵＳ４２９等Ｃｒ含有
率が１６重量％未満のものもある。しかし、これらのス
テンレス鋼の耐食性は、前記オーステナイト系ステンレ
ス鋼と同等かそれ以下であり、ナトリウム−硫黄電池容
器用材料としては不適である。
【００２６】Ｃｒ含有率が１６重量％以上のステンレス
鋼には、ＳＵＳ４３０以外にＳＵＳ４３６、ＳＵＳ４４
４、ＳＵＳ４４７等があり、これらはいずれもＳＵＳ４
３０と同等かそれ以上の耐食性を有しており本発明に適
合する材料である。
鋼には、ＳＵＳ４３０以外にＳＵＳ４３６、ＳＵＳ４４
４、ＳＵＳ４４７等があり、これらはいずれもＳＵＳ４
３０と同等かそれ以上の耐食性を有しており本発明に適
合する材料である。
【００２７】また、本発明においては、前記のように容
器の上部の開口に蓋を配置して、開口を閉塞している。
該蓋の配置と、収納容器および蓋の材料としてクロム含
有率１６％以上のフェライト系ステンレス鋼を用いるこ
とによって、電池収納容器内に収容されている単電池が
破損しても、集合電池の外部に腐食性物質が漏出する虞
は極めて小さい。
器の上部の開口に蓋を配置して、開口を閉塞している。
該蓋の配置と、収納容器および蓋の材料としてクロム含
有率１６％以上のフェライト系ステンレス鋼を用いるこ
とによって、電池収納容器内に収容されている単電池が
破損しても、集合電池の外部に腐食性物質が漏出する虞
は極めて小さい。
【００２８】万一、単電池の熱圧接合部が破損し、腐食
性物質が噴出するような厳しい状況でも、前記蓋により
噴出物が容器外へ漏出するのを食い止めることができる
ため、発熱体や断熱容器等の外部にまで被害が及ぶのを
防ぐことができる。
性物質が噴出するような厳しい状況でも、前記蓋により
噴出物が容器外へ漏出するのを食い止めることができる
ため、発熱体や断熱容器等の外部にまで被害が及ぶのを
防ぐことができる。
【００２９】また、前記蓋によって容器の開校を閉塞し
ているので、単電池からの漏出物が直に外気に触れるの
阻害し、亜硫酸ガス等の腐食性ガスが発生するのを防止
する効果がある。
ているので、単電池からの漏出物が直に外気に触れるの
阻害し、亜硫酸ガス等の腐食性ガスが発生するのを防止
する効果がある。
【００３０】本発明の請求項１によれば、ナトリウム−
硫黄電池を収容する容器の耐食性を高めることができ、
たとえ単電池から腐食性物質が漏出しても、同物質が容
器外へ漏出し、外部に腐食の被害が及ぶのを防ぐことが
できる。
硫黄電池を収容する容器の耐食性を高めることができ、
たとえ単電池から腐食性物質が漏出しても、同物質が容
器外へ漏出し、外部に腐食の被害が及ぶのを防ぐことが
できる。
【００３１】本発明の請求項２によれば、前記容器の開
口を閉塞することによって、たとえ単電池から腐食性物
質が噴出しても、同物質が容器外へ漏出するのを防ぐこ
とができる。
口を閉塞することによって、たとえ単電池から腐食性物
質が噴出しても、同物質が容器外へ漏出するのを防ぐこ
とができる。
【００３２】本発明は容器、蓋を共に耐食性の高い材料
とすることによって、請求項１および請求項２に係る発
明の効果を高めることができる。
とすることによって、請求項１および請求項２に係る発
明の効果を高めることができる。
【図１】本発明の実施の形態に係るナトリウム−硫黄電
池の集合電池の構造を示す一部切欠図である。
池の集合電池の構造を示す一部切欠図である。
【図２】従来のナトリウム−硫黄電池の集合電池の構造
を示す一部切欠図である。
を示す一部切欠図である。
１：電池収納容器
２：蓋
３：単電池
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 野村 栄一
大阪府高槻市古曽部町二丁目３番21号 株
式会社ユアサコーポレーション内
Ｆターム(参考） 5H029 AJ13 AK05 AL13 BJ02 BJ06
DJ02 EJ01 HJ01
5H040 AA31 AA36 AT01 AT09 AY05
CC01 LL01
Claims (3)
- 【請求項１】 単電池収納用の容器に、クロム含有率が
１６重量％以上のフェライト系ステンレス鋼製の容器を
用いたことを特徴とするナトリウム−硫黄電池。 - 【請求項２】 単電池収納用の容器の上部開口を蓋で閉
塞したことを特徴とするナトリウム−硫黄電池。 - 【請求項３】 前記容器および蓋に、クロム含有率が１
６重量％以上のフェライト系ステンレス鋼製の蓋を用い
たことを特徴とする請求項２記載のナトリウム−硫黄電
池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002026411A JP2003229108A (ja) | 2002-02-04 | 2002-02-04 | ナトリウム−硫黄電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002026411A JP2003229108A (ja) | 2002-02-04 | 2002-02-04 | ナトリウム−硫黄電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003229108A true JP2003229108A (ja) | 2003-08-15 |
Family
ID=27748255
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002026411A Pending JP2003229108A (ja) | 2002-02-04 | 2002-02-04 | ナトリウム−硫黄電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003229108A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5536638B2 (ja) * | 2008-09-05 | 2014-07-02 | パナソニック株式会社 | 電池パック |
| KR20140087283A (ko) * | 2012-12-28 | 2014-07-09 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 나트륨 유황 전지 모듈 |
-
2002
- 2002-02-04 JP JP2002026411A patent/JP2003229108A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5536638B2 (ja) * | 2008-09-05 | 2014-07-02 | パナソニック株式会社 | 電池パック |
| KR20140087283A (ko) * | 2012-12-28 | 2014-07-09 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 나트륨 유황 전지 모듈 |
| KR101919969B1 (ko) | 2012-12-28 | 2018-11-19 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 나트륨 유황 전지 모듈 |
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