JP2014165134A - 温度センサ付き溶融塩電池、温度センサ付き組電池及び移動体 - Google Patents
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Abstract
【課題】溶融塩電池における温度センサの損傷を抑制する。
【解決手段】本発明の温度センサ付き溶融塩電池は、正極、負極及び、電解質としての溶融塩を電池容器11に収容し、正極端子1t及び負極端子2tを電池容器11の外部へ露出させた溶融塩電池Bと、設置状態での電池容器11の上面11aに設けられた温度センサ14とを備えている。このような温度センサ付き溶融塩電池では、振動や衝撃によって電池容器11がその周囲にある物体に当たっても、温度センサ14は上面にあるので圧力を受けにくい。また、熱膨張による影響も上面11aには現れにくい。
【選択図】図6
【解決手段】本発明の温度センサ付き溶融塩電池は、正極、負極及び、電解質としての溶融塩を電池容器11に収容し、正極端子1t及び負極端子2tを電池容器11の外部へ露出させた溶融塩電池Bと、設置状態での電池容器11の上面11aに設けられた温度センサ14とを備えている。このような温度センサ付き溶融塩電池では、振動や衝撃によって電池容器11がその周囲にある物体に当たっても、温度センサ14は上面にあるので圧力を受けにくい。また、熱膨張による影響も上面11aには現れにくい。
【選択図】図6
Description
本発明は、溶融塩電池に関し、特に、その温度センサの設け方に関する。
溶融塩を電解質とする二次電池である溶融塩電池は、常温では固体の電解質を加熱により溶融させ、例えば80℃〜100℃の温度で電池として動作させることができる(例えば、特許文献1参照。)。
常温ではこのような温度は得られないため、加熱が必要である。また、適温に維持することも必要である。すなわち、溶融塩電池はその電解質の性質により、温度管理のための温度検知を行うことが必要であるという特有の事情がある。
常温ではこのような温度は得られないため、加熱が必要である。また、適温に維持することも必要である。すなわち、溶融塩電池はその電解質の性質により、温度管理のための温度検知を行うことが必要であるという特有の事情がある。
そこで、温度センサを、溶融塩電池の電池容器に取り付ける必要がある。電池容器は直方体であり、通常、面積の広い方の側面の中心部に温度センサを取り付ける。電池容器に収容した単電池を複数個並べて構成された組電池の場合には、隣り合う電池容器の間に温度センサを挟む形となる。
しかしながら、電池容器の側面の中心部に取り付けられている温度センサは、振動や衝撃を受けると、周囲の物体に当たる可能性が高い。特に、電気自動車(EV)やハイブリッド車(HV,PHV)の電源として組電池が搭載される場合は、振動や加速・減速の衝撃による圧力で、電池容器に比べて物理的に脆弱な温度センサが破損する恐れがある。
かかる課題に鑑み、本発明は、溶融塩電池における温度センサの損傷を抑制することを目的とする。
かかる課題に鑑み、本発明は、溶融塩電池における温度センサの損傷を抑制することを目的とする。
本発明の温度センサ付き溶融塩電池は、正極、負極及び、電解質としての溶融塩を電池容器に収容し、正極端子及び負極端子を前記電池容器の外部へ露出させた溶融塩電池と、設置状態での前記電池容器の上面側に設けられた温度センサとを備えている。
上記の温度センサ付き溶融塩電池では、振動や衝撃によって電池容器がその周囲にある物体に当たっても、温度センサは上面側にあるので圧力を受けにくい。また、熱膨張による影響も上面側には現れにくい。従って、温度センサの損傷を抑制することができる。
上記の温度センサ付き溶融塩電池では、振動や衝撃によって電池容器がその周囲にある物体に当たっても、温度センサは上面側にあるので圧力を受けにくい。また、熱膨張による影響も上面側には現れにくい。従って、温度センサの損傷を抑制することができる。
また、本発明の温度センサ付き組電池は、正極、負極及び、電解質としての溶融塩を電池容器に収容し、前記正極及び前記負極の各端子を前記電池容器の外部へ露出させた溶融塩電池を単位電池として、複数個の当該単位電池が互いに近接しつつ立ち並んで構成された組電池と、設置状態での前記組電池における少なくとも1つの前記電池容器の上面側に設けられた温度センサとを備えている。
上記の温度センサ付き組電池では、振動や衝撃によって、隣接する電池容器同士が押し合っても、また、電池容器がその周囲にある物体に当たっても、温度センサは上面側にあるので圧力を受けにくい。また、熱膨張による影響も上面側には現れにくい。従って、温度センサの損傷を抑制することができる。
上記の温度センサ付き組電池では、振動や衝撃によって、隣接する電池容器同士が押し合っても、また、電池容器がその周囲にある物体に当たっても、温度センサは上面側にあるので圧力を受けにくい。また、熱膨張による影響も上面側には現れにくい。従って、温度センサの損傷を抑制することができる。
また、上記のような温度センサ付き溶融塩電池又は温度センサ付き組電池は、移動体に搭載する電源とすることができる。
本発明の温度センサ付き溶融塩電池及び温度センサ付き組電池によれば、温度センサの損傷を抑制することができる。また、このような温度センサ付き溶融塩電池又は温度センサ付き組電池は、特に、移動体に搭載した場合にも、温度センサの損傷を抑制することができる。
[実施形態の要旨]
本発明の実施形態の要旨としては、少なくとも以下のものが含まれる。
(1)まず、温度センサ付き溶融塩電池は、正極、負極及び、電解質としての溶融塩を電池容器に収容し、正極端子及び負極端子を前記電池容器の外部へ露出させた溶融塩電池と、設置状態での前記電池容器の上面側に設けられた温度センサとを備えている。
上記の温度センサ付き溶融塩電池では、振動や衝撃によって電池容器がその周囲にある物体に当たっても、温度センサは上面側にあるので圧力を受けにくい。また、熱膨張による影響も上面側には現れにくい。従って、温度センサの損傷を抑制することができる。なお、電池容器の「上面側」とは、上面そのものの他、上面にあるもの(例えば正極端子、負極端子)を含む意である。
本発明の実施形態の要旨としては、少なくとも以下のものが含まれる。
(1)まず、温度センサ付き溶融塩電池は、正極、負極及び、電解質としての溶融塩を電池容器に収容し、正極端子及び負極端子を前記電池容器の外部へ露出させた溶融塩電池と、設置状態での前記電池容器の上面側に設けられた温度センサとを備えている。
上記の温度センサ付き溶融塩電池では、振動や衝撃によって電池容器がその周囲にある物体に当たっても、温度センサは上面側にあるので圧力を受けにくい。また、熱膨張による影響も上面側には現れにくい。従って、温度センサの損傷を抑制することができる。なお、電池容器の「上面側」とは、上面そのものの他、上面にあるもの(例えば正極端子、負極端子)を含む意である。
(2)また、前記(1)の温度センサ付き溶融塩電池において、前記正極端子及び前記負極端子は前記電池容器の上面から上方へ突出して設けられ、前記温度センサは前記正極端子及び前記負極端子の中間に位置し、かつ、前記正極端子及び前記負極端子の頂部は、前記温度センサより高い位置にあってもよい。
この場合、上下の振動や、上から物体が落下する等の事態が生じても、正極・負極の各端子によって温度センサが保護され、損傷を抑制することができる。
この場合、上下の振動や、上から物体が落下する等の事態が生じても、正極・負極の各端子によって温度センサが保護され、損傷を抑制することができる。
(3)また、前記(1)又は(2)の温度センサ付き溶融塩電池において、前記温度センサは、前記電池容器の上面に密着して取り付けられていてもよい。
この場合、温度センサの取り付けが簡単である。
この場合、温度センサの取り付けが簡単である。
(4)また、前記(1)又は(2)の温度センサ付き溶融塩電池において、前記温度センサは、前記電池容器の上面から前記電池容器に形成された凹部に嵌め込まれていてもよい。
この場合、温度センサの脱落が生じにくい。
この場合、温度センサの脱落が生じにくい。
(5)また、前記(1)の温度センサ付き溶融塩電池において、前記温度センサは、前記電池容器の上面から突出している前記正極端子及び前記負極端子のいずれか一方に被着されていてもよい。
この場合、温度変化が現れ易い各端子で敏感に温度を検知することができる。また、温度センサの取り付けが簡単である。
この場合、温度変化が現れ易い各端子で敏感に温度を検知することができる。また、温度センサの取り付けが簡単である。
(6)また、前記(1)の温度センサ付き溶融塩電池において、前記温度センサは、前記電池容器の上面から突出している前記正極端子及び前記負極端子のいずれか一方に嵌め込まれていてもよい。
この場合、温度変化が現れ易い各端子で敏感に温度を検知することができる。また、温度センサの脱落が生じにくい。
この場合、温度変化が現れ易い各端子で敏感に温度を検知することができる。また、温度センサの脱落が生じにくい。
(7)また、前記(1)の温度センサ付き溶融塩電池において、前記電池容器の上面自体が、前記温度センサを兼ねている構成であってもよい。
この場合、部材の兼用により構成が簡素化される。また、温度センサが脱落する恐れも無い。
この場合、部材の兼用により構成が簡素化される。また、温度センサが脱落する恐れも無い。
(8)また、温度センサ付き組電池は、正極、負極及び、電解質としての溶融塩を電池容器に収容し、正極端子及び負極端子を前記電池容器の外部へ露出させた溶融塩電池を単位電池として、複数個の当該単位電池が互いに近接しつつ立ち並んで構成された組電池と、設置状態での前記組電池における少なくとも1つの前記電池容器の上面側に設けられた温度センサとを備えている。
上記の温度センサ付き組電池では、振動や衝撃によって、隣接する電池容器同士が押し合っても、また、電池容器がその周囲にある物体に当たっても、温度センサは上面側にあるので圧力を受けにくい。また、熱膨張による影響も上面側には現れにくい。従って、温度センサの損傷を抑制することができる。
上記の温度センサ付き組電池では、振動や衝撃によって、隣接する電池容器同士が押し合っても、また、電池容器がその周囲にある物体に当たっても、温度センサは上面側にあるので圧力を受けにくい。また、熱膨張による影響も上面側には現れにくい。従って、温度センサの損傷を抑制することができる。
(9)また、上記(1)〜(7)のいずれかに記載の温度センサ付き溶融塩電池を電源として移動体に搭載することができる。
この場合、温度センサが損傷しにくいことで溶融塩電池の温度管理を安定的に行うことができ、振動や衝撃を伴う移動体における電源としての信頼性を確保することができる。
この場合、温度センサが損傷しにくいことで溶融塩電池の温度管理を安定的に行うことができ、振動や衝撃を伴う移動体における電源としての信頼性を確保することができる。
(10)また、上記(8)に記載の温度センサ付き組電池を電源として移動体に搭載することができる。
この場合、温度センサが損傷しにくいことで組電池(溶融塩電池)の温度管理を安定的に行うことができ、振動や衝撃を伴う移動体における電源としての信頼性を確保することができる。
この場合、温度センサが損傷しにくいことで組電池(溶融塩電池)の温度管理を安定的に行うことができ、振動や衝撃を伴う移動体における電源としての信頼性を確保することができる。
[実施形態の詳細]
《溶融塩電池の基本構造》
図1は、溶融塩電池における発電要素の基本構造を原理的に示す略図である。図において、発電要素は、正極1、負極2及びそれらの間に介在するセパレータ3を備えている。正極1は、正極集電体1aと、正極材1bとによって構成されている。負極2は、負極集電体2aと、負極材2bとによって構成されている。
《溶融塩電池の基本構造》
図1は、溶融塩電池における発電要素の基本構造を原理的に示す略図である。図において、発電要素は、正極1、負極2及びそれらの間に介在するセパレータ3を備えている。正極1は、正極集電体1aと、正極材1bとによって構成されている。負極2は、負極集電体2aと、負極材2bとによって構成されている。
正極集電体1aの素材は、例えば、アルミニウム不織布(線径100μm、気孔率80%)である。正極材1bは、正極活物質としての例えばNaCrO2と、アセチレンブラックと、PVDF(ポリフッ化ビニリデン)と、N−メチル−2−ピロリドンとを、質量比85:10:5:100の割合で混練したものである。そして、このように混練したものを、アルミニウム不織布の正極集電体1aに充填し、乾燥後に、100MPaにてプレスし、正極1の厚みが約1mmとなるように形成される。
一方、負極2においては、アルミニウム製の負極集電体2a上に、負極活物質としての例えば錫を含むSn−Na合金が、メッキにより形成される。
一方、負極2においては、アルミニウム製の負極集電体2a上に、負極活物質としての例えば錫を含むSn−Na合金が、メッキにより形成される。
正極1及び負極2の間に介在するセパレータ3は、ガラスの不織布(厚さ200μm)又はポリオレフィンシート(厚さ50μm)に電解質としての溶融塩を含浸させたものである。この溶融塩は、例えば、NaFSA(ナトリウム・ビスフルオロスルフォニルアミド)56mol%と、KFSA(カリウム・ビスフルオロスルフォニルアミド)44mol%との混合物であり、融点は57℃である。融点以上の温度では、溶融塩は溶融し、高濃度のイオンが溶解した電解液となって、正極1及び負極2に触れている。また、この溶融塩は不燃性である。この溶融塩電池の稼働温度領域は57℃〜190℃である。
なお、上述した各部の材質・成分や数値は好適な一例であるが、これらに限定されるものではない。
例えば、溶融塩としては、上記の他、NaFSAと、LiFSA、KFSA、RbFSA又はCsFSAとの混合物も好適である。また、有機カチオン等よりなる他の塩を混合する場合もあり、一般には、溶融塩は、(a)NaFSAを含む混合物、(b)NaTFSA(ナトリウム・ビストリフルオロメチルスルフォニルアミド)を含む混合物、(c)NaFTA(ナトリウム・フルオロスルフォニル−トリフルオロメチルスルフォニルアミド)を含む混合物、が適する。また、(a)〜(c)のうち2以上を混合することも可能である。これらの場合、各混合物の溶融塩は、比較的低融点となるので、少ない加熱で高濃度のイオンが溶解した状態を実現し、溶融塩電池を作動させることができる。
例えば、溶融塩としては、上記の他、NaFSAと、LiFSA、KFSA、RbFSA又はCsFSAとの混合物も好適である。また、有機カチオン等よりなる他の塩を混合する場合もあり、一般には、溶融塩は、(a)NaFSAを含む混合物、(b)NaTFSA(ナトリウム・ビストリフルオロメチルスルフォニルアミド)を含む混合物、(c)NaFTA(ナトリウム・フルオロスルフォニル−トリフルオロメチルスルフォニルアミド)を含む混合物、が適する。また、(a)〜(c)のうち2以上を混合することも可能である。これらの場合、各混合物の溶融塩は、比較的低融点となるので、少ない加熱で高濃度のイオンが溶解した状態を実現し、溶融塩電池を作動させることができる。
《溶融塩電池の具体的構造》
次に、より具体的な溶融塩電池の発電要素の構成について説明する。図2は、溶融塩電池本体(電池としての本体部分)10の積層構造を簡略に示す斜視図、図3は同様の構造についての横断面図である。
図2及び図3において、複数(図示しているのは6個)の矩形平板状の負極2と、袋状のセパレータ3に各々収容された複数(図示しているのは5個)の矩形平板状の正極1とが、互いに対向して図3における上下方向すなわち積層方向に重ね合わせられ、積層構造を成している。
次に、より具体的な溶融塩電池の発電要素の構成について説明する。図2は、溶融塩電池本体(電池としての本体部分)10の積層構造を簡略に示す斜視図、図3は同様の構造についての横断面図である。
図2及び図3において、複数(図示しているのは6個)の矩形平板状の負極2と、袋状のセパレータ3に各々収容された複数(図示しているのは5個)の矩形平板状の正極1とが、互いに対向して図3における上下方向すなわち積層方向に重ね合わせられ、積層構造を成している。
セパレータ3は、隣り合う正極1と負極2との間に介在しており、言い換えれば、セパレータ3を介して、正極1及び負極2が交互に積層されていることになる。実際に積層する数は、例えば、正極1が20個、負極2が21個、セパレータ3は「袋」としては20袋であるが、正極1・負極2間に介在する個数としては40個である。なお、セパレータ3は、袋状に限定されず、分離した40個であってもよい。
なお、図3では、セパレータ3と負極2とが互いに離れているように描いているが、溶融塩電池の完成時には互いに密着する。正極1も、当然に、セパレータ3に密着している。また、正極1の縦方向及び横方向それぞれの寸法は、デンドライトの発生を防止するために、負極2の縦方向及び横方向の寸法より小さくしてあり、正極1の外縁が、セパレータ3を介して負極2の周縁部に対向するようになっている。
《実用上の単電池・組電池としての一形態》
上記のように構成された溶融塩電池本体10は、例えばアルミニウム合金製で直方体状の電池容器に収容され、単電池(素電池)としての物理的な一個体を成す。
図4は、このような電池容器11に収容された状態の溶融塩電池Bを複数個(図示の便宜上、ここでは5個)、互いに近接しつつ立ち並べて、組電池100を構成した状態の一例を示す斜視図である。なお、必要に応じて、図のY方向にさらに多くの溶融塩電池Bを並べることができる。また、図示したような一群の溶融塩電池BをさらにX方向に複数群並べることもできる。さらには、Z方向へ段積み構造とすることもできる。
各溶融塩電池Bは、必要とする出力(電圧、電流)に応じて、互いに直列又は直並列に接続される。これにより、組電池100は、所望の電圧・電流の定格で使用することができる。
上記のように構成された溶融塩電池本体10は、例えばアルミニウム合金製で直方体状の電池容器に収容され、単電池(素電池)としての物理的な一個体を成す。
図4は、このような電池容器11に収容された状態の溶融塩電池Bを複数個(図示の便宜上、ここでは5個)、互いに近接しつつ立ち並べて、組電池100を構成した状態の一例を示す斜視図である。なお、必要に応じて、図のY方向にさらに多くの溶融塩電池Bを並べることができる。また、図示したような一群の溶融塩電池BをさらにX方向に複数群並べることもできる。さらには、Z方向へ段積み構造とすることもできる。
各溶融塩電池Bは、必要とする出力(電圧、電流)に応じて、互いに直列又は直並列に接続される。これにより、組電池100は、所望の電圧・電流の定格で使用することができる。
図4における正極端子1t及び負極端子2tはそれぞれ、図2又は図3における正極1及び負極2のそれぞれから、上部へ引き出され、電池容器11の外部へ露出している。各端子1t,2tは、電池容器11と絶縁されている。
なお、各端子1t,2tは、電池容器11の側面(Y−Z平面に平行な面)上方に引き出される場合もある。また、電池容器11の内部の気圧が万一過度に上昇したときに放圧するための放圧弁が上部に設けられる場合があるが、ここでは図示を省略している。また、電池容器11の内面には絶縁処理が施されている。
なお、各端子1t,2tは、電池容器11の側面(Y−Z平面に平行な面)上方に引き出される場合もある。また、電池容器11の内部の気圧が万一過度に上昇したときに放圧するための放圧弁が上部に設けられる場合があるが、ここでは図示を省略している。また、電池容器11の内面には絶縁処理が施されている。
電池容器11は、例えば薄いパネル状のヒータ12を挟んで並べられ、ヒータ12に通電することにより、電池容器11を加熱すると、常温では固体である溶融塩が溶融状態となり、充電及び放電が可能な状態となる。実際には、安定的な溶融状態とするため、電解液の温度が例えば90℃〜95℃になるように加熱する。
なお、このヒータ12の設け方は、一例に過ぎず、一定数(複数)の溶融塩電池Bごとに1枚のヒータ12を挟む構成や、底面又は側面(Y−Z平面に平行な面)にヒータを当てる構成等、種々変形が可能である。
なお、このヒータ12の設け方は、一例に過ぎず、一定数(複数)の溶融塩電池Bごとに1枚のヒータ12を挟む構成や、底面又は側面(Y−Z平面に平行な面)にヒータを当てる構成等、種々変形が可能である。
上記のように構成された組電池100は、その状態で、又は、外箱13に収容された状態で、所望の設置場所に設置される。
例えば図5は、組電池100が走行用電源として電気自動車200に搭載された状態を示す図である。図中の方向X−Y−Zが図4に対応するとすれば、走行中の振動や加速・減速による加速度のため、組電池100に対して、特に、前後方向(Y方向)への圧力がかかることが多い。そのため、図4における組電池100は、隣り合う溶融塩電池同士でY方向に押し合うことが多い。
例えば図5は、組電池100が走行用電源として電気自動車200に搭載された状態を示す図である。図中の方向X−Y−Zが図4に対応するとすれば、走行中の振動や加速・減速による加速度のため、組電池100に対して、特に、前後方向(Y方向)への圧力がかかることが多い。そのため、図4における組電池100は、隣り合う溶融塩電池同士でY方向に押し合うことが多い。
《温度センサの設け方》
上記のように、溶融塩電池Bは、電解液が安定的な溶融状態となる温度に維持管理する必要がある。そこで、以下、温度センサの設け方について、複数例示し、具体的に説明する。なお、図4では、温度センサの図示を省略している。また、温度センサは、組電池100を構成する全ての溶融塩電池Bに設けてもよいし、一部の溶融塩電池Bにのみ設けてもよい。
上記のように、溶融塩電池Bは、電解液が安定的な溶融状態となる温度に維持管理する必要がある。そこで、以下、温度センサの設け方について、複数例示し、具体的に説明する。なお、図4では、温度センサの図示を省略している。また、温度センサは、組電池100を構成する全ての溶融塩電池Bに設けてもよいし、一部の溶融塩電池Bにのみ設けてもよい。
《設け方1:上面への密着》
図6は、溶融塩電池Bの上面11aに密着して温度センサ14が取り付けられた状態を示す斜視図である。溶融塩電池Bは、設置すべき場所に、図示のように立設されている。温度センサ14の出力は、リード線14aにより導出される。密着させる方法としては、接着するか、又は、例えばサドル状の部材で上から押さえ、ねじ等で固定する。いずれにしてもこの場合、温度センサ14の取り付けが簡単である。
図6は、溶融塩電池Bの上面11aに密着して温度センサ14が取り付けられた状態を示す斜視図である。溶融塩電池Bは、設置すべき場所に、図示のように立設されている。温度センサ14の出力は、リード線14aにより導出される。密着させる方法としては、接着するか、又は、例えばサドル状の部材で上から押さえ、ねじ等で固定する。いずれにしてもこの場合、温度センサ14の取り付けが簡単である。
温度センサ14の位置は、X方向において、正極端子1t及び負極端子2tの中間に位置している。ここで、「中間」とは、中央(真ん中)のみならず、正極端子1t及び負極端子2tの途中をも含む。前述の放圧弁がある場合は、当然にそれを避けて設ける。電池容器11内の温度は必ずしも均一ではないが、上面11aの温度に基づいて電解液の温度を推定することができる。また、稼働中の溶融塩電池Bにおいて、電池容器11内での電流分布は、一般に、正極端子1tと負極端子2tとの間の距離が近いところに多く流れるので、上面11aには温度変化が現れ易い。すなわち、上面11aで温度を検知することは、温度変化を敏感に検知するには好適である。
図6の温度センサ14付き溶融塩電池Bでは、振動や衝撃によって電池容器11がその周囲にある物体に当たっても、温度センサ14は上面11aにあるので圧力を受けにくい。また、上面11aは、電池容器11の6面のうちでは面積が比較的小さく、内部の直下に少し空間があること等から、熱膨張による影響が上面11aには現れにくい。従って、温度センサ14の損傷を抑制することができる。
また、図6において、正極端子1t及び負極端子2tは上面11aから上方へ突出して設けられ、各端子1t,2tの頂部は、Z方向において、温度センサ14より高い位置にある。これにより、仮に、上下の振動や、上から物体が落下する等の事態が生じても、正極・負極の各端子1t,2tによって温度センサ14が保護され、損傷を抑制することができる。
《設け方2:上面への嵌め込み》
図7は、溶融塩電池Bの上面11aに形成された横長溝状の凹部11bに温度センサ14が取り付けられた状態を示す斜視図である。すなわち、図7の構成では、電池容器11の上面11aから凹部11bが形成され、この凹部11bに温度センサ14が嵌め込まれている。凹部11bは、正極端子1t及び負極端子2tの中間に位置している。図示した凹部11bの形状は一例に過ぎず、Y方向の一端又は両端を閉じることもできる。
図7は、溶融塩電池Bの上面11aに形成された横長溝状の凹部11bに温度センサ14が取り付けられた状態を示す斜視図である。すなわち、図7の構成では、電池容器11の上面11aから凹部11bが形成され、この凹部11bに温度センサ14が嵌め込まれている。凹部11bは、正極端子1t及び負極端子2tの中間に位置している。図示した凹部11bの形状は一例に過ぎず、Y方向の一端又は両端を閉じることもできる。
図8は、溶融塩電池Bの上面11aに形成された縦長穴状の凹部11cに温度センサ14が取り付けられた状態を示す斜視図である。すなわち、図8の構成では、電池容器11の上面11aから凹部11cが形成され、この凹部11cに温度センサ14が嵌め込まれている。凹部11cは、正極端子1t及び負極端子2tの中間に位置している。
図7,図8の温度センサ14付き溶融塩電池Bでは、振動や衝撃によって電池容器11がその周囲にある物体に当たっても、温度センサ14は上面11aにあるので圧力を受けにくい。また、熱膨張による影響も上面11aには現れにくい。従って、温度センサ14の損傷を抑制することができる。
また、嵌め込みであるため、温度センサ14の脱落が生じにくい。
また、嵌め込みであるため、温度センサ14の脱落が生じにくい。
《設け方3:端子への被着》
図9は、溶融塩電池Bの上面11aから上方へ露出した正極端子1tに温度センサ14が被着された状態を示す斜視図である。すなわち、図9の構成では、正極端子1tに巻き付けるように温度センサ14が取り付けられている。この温度センサ14としては、巻き付け可能な薄型のものが適する。巻き付け状態の保持は、接着又は、温度センサ14の上からバンド状の部材を用いて固定することにより、可能である。なお、正極端子1tに設けたのは一例であり、負極端子2tであってもよい。
図9は、溶融塩電池Bの上面11aから上方へ露出した正極端子1tに温度センサ14が被着された状態を示す斜視図である。すなわち、図9の構成では、正極端子1tに巻き付けるように温度センサ14が取り付けられている。この温度センサ14としては、巻き付け可能な薄型のものが適する。巻き付け状態の保持は、接着又は、温度センサ14の上からバンド状の部材を用いて固定することにより、可能である。なお、正極端子1tに設けたのは一例であり、負極端子2tであってもよい。
《設け方4:端子への嵌め込み》
図10は、溶融塩電池Bの上面11aから上方へ露出した正極端子1tに温度センサ14を嵌め込む状態を示す斜視図(一部のみ図示。他は図9と同じ。)である。すなわち、図10の構成では、正極端子1tに凹部1cが形成されている。そして、例えば、この凹部1cに合致するような形状の温度センサ14を嵌め込む。嵌め込み状態の保持は、接着又は、温度センサ14の上からバンド状の部材を用いて固定することにより、可能である。なお、正極端子1tに設けたのは一例であり、負極端子2tであってもよい。また、凹部1cの形状は一例に過ぎず、種々変形可能である。但し、凹部を設けても端子として必要な電流容量を満たす断面積が必要である。
図10は、溶融塩電池Bの上面11aから上方へ露出した正極端子1tに温度センサ14を嵌め込む状態を示す斜視図(一部のみ図示。他は図9と同じ。)である。すなわち、図10の構成では、正極端子1tに凹部1cが形成されている。そして、例えば、この凹部1cに合致するような形状の温度センサ14を嵌め込む。嵌め込み状態の保持は、接着又は、温度センサ14の上からバンド状の部材を用いて固定することにより、可能である。なお、正極端子1tに設けたのは一例であり、負極端子2tであってもよい。また、凹部1cの形状は一例に過ぎず、種々変形可能である。但し、凹部を設けても端子として必要な電流容量を満たす断面積が必要である。
図9,図10の温度センサ14付き溶融塩電池Bでは、振動や衝撃によって電池容器11がその周囲にある物体に当たっても、温度センサ14は上面11aにあるので圧力を受けにくい。また、熱膨張による影響も上面11aには現れにくい。従って、温度センサ14の損傷を抑制することができる。しかも、電流密度が高く熱伝導性も高いことにより温度変化が現れ易い端子(1t又は2t)で敏感に温度を検知することができる。
また、図9の被着方式は温度センサ14の取り付けが簡単である。図10の嵌め込み方式は、温度センサ14の脱落が生じにくい。
また、図9の被着方式は温度センサ14の取り付けが簡単である。図10の嵌め込み方式は、温度センサ14の脱落が生じにくい。
《設け方5:上面自体が温度センサ》
図11は、溶融塩電池Bの上面自体が温度センサ14を兼ねるようにした状態を示す斜視図である。すなわち、溶融塩電池Bの上面の蓋の部分に温度センサ14の機能を含ませたものである。
図11は、溶融塩電池Bの上面自体が温度センサ14を兼ねるようにした状態を示す斜視図である。すなわち、溶融塩電池Bの上面の蓋の部分に温度センサ14の機能を含ませたものである。
図11の温度センサ14付き溶融塩電池Bでは、振動や衝撃によって電池容器11がその周囲にある物体に当たっても、温度センサ14は上面にあるので圧力を受けにくい。また、熱膨張による影響も上面11aには現れにくい。従って、温度センサ14の損傷を抑制することができる。
また、図11において、正極端子1t及び負極端子2tは上面11aから上方へ突出して設けられ、各端子1t,2tの頂部は、Z方向において、温度センサ14より高い位置にある。これにより、仮に、上下の振動や、上から物体が落下する等の事態が生じても、正極・負極の各端子1t,2tによって温度センサ14が保護され、損傷を抑制することができる。
また、この場合、部材の兼用により構成が簡素化される。さらに、温度センサ14が脱落する恐れも無い。
また、図11において、正極端子1t及び負極端子2tは上面11aから上方へ突出して設けられ、各端子1t,2tの頂部は、Z方向において、温度センサ14より高い位置にある。これにより、仮に、上下の振動や、上から物体が落下する等の事態が生じても、正極・負極の各端子1t,2tによって温度センサ14が保護され、損傷を抑制することができる。
また、この場合、部材の兼用により構成が簡素化される。さらに、温度センサ14が脱落する恐れも無い。
《移動体への搭載》
上記のように温度センサ14を設けた溶融塩電池B又は、このような溶融塩電池Bを含む組電池100は、特に、電気自動車のような振動、衝撃を伴う移動体に搭載された場合でも確実に温度センサ14の損傷を抑制する。従って、温度管理が重要な溶融塩電池Bの信頼性を高める。その結果として、電気自動車200の信頼性をも高めることになる。
また、溶融塩電池B又は組電池100は、電気自動車以外にも、フォークリフト等の産業用車両も含めた電気推進車両全般に、走行・荷役等の主電動機駆動用の電源として好適である。さらに、船舶や航空機も含めた振動、衝撃等を伴う移動体に搭載される電源として好適である。
上記のように温度センサ14を設けた溶融塩電池B又は、このような溶融塩電池Bを含む組電池100は、特に、電気自動車のような振動、衝撃を伴う移動体に搭載された場合でも確実に温度センサ14の損傷を抑制する。従って、温度管理が重要な溶融塩電池Bの信頼性を高める。その結果として、電気自動車200の信頼性をも高めることになる。
また、溶融塩電池B又は組電池100は、電気自動車以外にも、フォークリフト等の産業用車両も含めた電気推進車両全般に、走行・荷役等の主電動機駆動用の電源として好適である。さらに、船舶や航空機も含めた振動、衝撃等を伴う移動体に搭載される電源として好適である。
また、溶融塩電池又はその組電池を、移動体ではなく定置用途に使用する場合には、基本的には大きな圧力を受けることはないが、例えば、過失により人為的に衝撃を与えた場合や、地震の揺れによる衝撃を受けた場合でも、温度センサが損傷を受けにくい、という利点がある。
なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
1 正極
1t 正極端子
2 負極
2t 負極端子
11 電池容器
11a 上面
11b,11c 凹部
14 温度センサ
100 組電池
200 電気自動車(移動体)
B 溶融塩電池
1t 正極端子
2 負極
2t 負極端子
11 電池容器
11a 上面
11b,11c 凹部
14 温度センサ
100 組電池
200 電気自動車(移動体)
B 溶融塩電池
Claims (10)
- 正極、負極及び、電解質としての溶融塩を電池容器に収容し、正極端子及び負極端子を前記電池容器の外部へ露出させた溶融塩電池と、
設置状態での前記電池容器の上面側に設けられた温度センサと
を備えている温度センサ付き溶融塩電池。 - 前記正極端子及び前記負極端子は前記電池容器の上面から上方へ突出して設けられ、前記温度センサは前記正極端子及び前記負極端子の中間に位置し、かつ、前記正極端子及び前記負極端子の頂部は、前記温度センサより高い位置にある請求項1に記載の温度センサ付き溶融塩電池。
- 前記温度センサは、前記電池容器の上面に密着して取り付けられている請求項1又は2に記載の温度センサ付き溶融塩電池。
- 前記温度センサは、前記電池容器の上面から前記電池容器に形成された凹部に嵌め込まれている請求項1又は2に記載の温度センサ付き溶融塩電池。
- 前記温度センサは、前記電池容器の上面から突出している前記正極端子及び前記負極端子のいずれか一方に被着されている請求項1に記載の温度センサ付き溶融塩電池。
- 前記温度センサは、前記電池容器の上面から突出している前記正極端子及び前記負極端子のいずれか一方に嵌め込まれている請求項1に記載の温度センサ付き溶融塩電池。
- 前記電池容器の上面自体が、前記温度センサを兼ねている請求項1に記載の温度センサ付き溶融塩電池。
- 正極、負極及び、電解質としての溶融塩を電池容器に収容し、正極端子及び負極端子を前記電池容器の外部へ露出させた溶融塩電池を単位電池として、複数個の当該単位電池が互いに近接しつつ立ち並んで構成された組電池と、
設置状態での前記組電池における少なくとも1つの前記電池容器の上面側に設けられた温度センサと
を備えている温度センサ付き組電池。 - 請求項1〜7のいずれか1項に記載の温度センサ付き溶融塩電池を電源として搭載する移動体。
- 請求項8に記載の温度センサ付き組電池を電源として搭載する移動体。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013037515A JP2014165134A (ja) | 2013-02-27 | 2013-02-27 | 温度センサ付き溶融塩電池、温度センサ付き組電池及び移動体 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013037515A JP2014165134A (ja) | 2013-02-27 | 2013-02-27 | 温度センサ付き溶融塩電池、温度センサ付き組電池及び移動体 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014165134A true JP2014165134A (ja) | 2014-09-08 |
Family
ID=51615542
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013037515A Pending JP2014165134A (ja) | 2013-02-27 | 2013-02-27 | 温度センサ付き溶融塩電池、温度センサ付き組電池及び移動体 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2014165134A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107946682A (zh) * | 2017-12-15 | 2018-04-20 | 浙江隆劲电池科技有限公司 | 一种可检测内部温度和压力的锂电池 |
WO2021176919A1 (ja) * | 2020-03-04 | 2021-09-10 | 株式会社Gsユアサ | 蓄電装置 |
-
2013
- 2013-02-27 JP JP2013037515A patent/JP2014165134A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN107946682A (zh) * | 2017-12-15 | 2018-04-20 | 浙江隆劲电池科技有限公司 | 一种可检测内部温度和压力的锂电池 |
WO2021176919A1 (ja) * | 2020-03-04 | 2021-09-10 | 株式会社Gsユアサ | 蓄電装置 |
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