JP2733404B2 - 化学電池と電力貯蔵システム - Google Patents
化学電池と電力貯蔵システムInfo
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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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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は夜間電力貯蔵用や電気自
動車用の大電力を貯蔵する化学電池に係り、特に、信頼
性や安全性の高いＮａ／溶融塩電池等の化学電池に関す
る。
動車用の大電力を貯蔵する化学電池に係り、特に、信頼
性や安全性の高いＮａ／溶融塩電池等の化学電池に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】Ｎａ／溶融塩電池には、Ｎａ／Ｓ電池，
Ｎａ／ＦｅＣｌ電池，Ｎａ／Ｓｅ電池等多数存在する。
これらの各電池に共通する問題なので、以下、Ｎａ／Ｓ
電池を例に説明する。Ｎａ／Ｓ電池は、大電力を貯蔵す
ることができるので、夜間に余った電力を貯蔵したり、
電気自動車用の電池として使用することが可能である。
しかし、これらを実用化する上で解決しなければならな
い問題がある。その１つは、Ｎａ／Ｓ電池のナトリウム
Ｎａ（負極活物質）と硫黄Ｓ（正極活物質）とを画成す
る固体電解質（通常、β−アルミナ管，β”−アルミナ
管を用いる。）が破損しやすいという問題である。この
固体電解質が破損すると、電池内部にて正極活物質と負
極活物質とが直接反応して電力を電池外部に取り出すこ
とができなくなるばかりでなく、最悪の場合には電池容
器まで破損してしまう。そこで、従来のＮａ／ｓ電池
は、特開平２−９８０６８号公報や特開平２−１０３８
６９号公報記載の様に、固体電解質の破損時にＮａとＳ
との直接反応熱にて当該電池内における電気回路系が溶
断するような金属筒等を設けておき、他の並列接続され
たＮａ／Ｓ電池への悪影響を防止するようにしている。
Ｎａ／ＦｅＣｌ電池，Ｎａ／Ｓｅ電池等多数存在する。
これらの各電池に共通する問題なので、以下、Ｎａ／Ｓ
電池を例に説明する。Ｎａ／Ｓ電池は、大電力を貯蔵す
ることができるので、夜間に余った電力を貯蔵したり、
電気自動車用の電池として使用することが可能である。
しかし、これらを実用化する上で解決しなければならな
い問題がある。その１つは、Ｎａ／Ｓ電池のナトリウム
Ｎａ（負極活物質）と硫黄Ｓ（正極活物質）とを画成す
る固体電解質（通常、β−アルミナ管，β”−アルミナ
管を用いる。）が破損しやすいという問題である。この
固体電解質が破損すると、電池内部にて正極活物質と負
極活物質とが直接反応して電力を電池外部に取り出すこ
とができなくなるばかりでなく、最悪の場合には電池容
器まで破損してしまう。そこで、従来のＮａ／ｓ電池
は、特開平２−９８０６８号公報や特開平２−１０３８
６９号公報記載の様に、固体電解質の破損時にＮａとＳ
との直接反応熱にて当該電池内における電気回路系が溶
断するような金属筒等を設けておき、他の並列接続され
たＮａ／Ｓ電池への悪影響を防止するようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記の従来技術は、多
数の並列接続された電池の１つで固体電解質が破損した
とき、他の電池への悪影響を防止するために、破損の起
きた電池内部における電気的短絡を回避するものであ
り、固体電解質の破損自体を防止する技術ではない。固
体電解質がどの様な原因にて破損するかの詳細について
はいまだ不明であるが、その概略について以下に説明す
る。
数の並列接続された電池の１つで固体電解質が破損した
とき、他の電池への悪影響を防止するために、破損の起
きた電池内部における電気的短絡を回避するものであ
り、固体電解質の破損自体を防止する技術ではない。固
体電解質がどの様な原因にて破損するかの詳細について
はいまだ不明であるが、その概略について以下に説明す
る。
【０００４】図２は、Ｎａ／Ｓ電池の一般的な構造を示
す図である。例えばβーアルミナ管やβ”ーアルミナ管
等でなる固体電解質管１を介して、負極活物質（Ｎａ）
７と正極活物質（Ｓ）５が対峙しており、電池反応で発
生する電力を取り出すために、負極活物質と負極容器４
との間に電気導体が接続されている。負極（Ｎａ極）で
はＮａ注入管兼集電管８が電気導体の役割を果たし、正
極（Ｓ極）では補助導電材（正極活物質と一緒に入れた
グラファイトフェルト）６が電気導体の役割を果たす。
す図である。例えばβーアルミナ管やβ”ーアルミナ管
等でなる固体電解質管１を介して、負極活物質（Ｎａ）
７と正極活物質（Ｓ）５が対峙しており、電池反応で発
生する電力を取り出すために、負極活物質と負極容器４
との間に電気導体が接続されている。負極（Ｎａ極）で
はＮａ注入管兼集電管８が電気導体の役割を果たし、正
極（Ｓ極）では補助導電材（正極活物質と一緒に入れた
グラファイトフェルト）６が電気導体の役割を果たす。
【０００５】従って、電池の作動温度以下でも、電池の
Ｓ極とＮａ極を短絡すると電池内の電気回路が導通し、
短絡電流が流れる。電池単体を製作する時や、電池組立
て時、または単体電池を集合した集合電池の組立て時
は、電池が短絡してしまう事態が生じる。更に、組立後
の電池を計測するために計測線を電池へ接続すると、必
然的に、電池が短絡してしまう。短絡時の様子をさらに
詳細に図７を使って説明する。Ｎａ７は固体電解質管壁
１中を陽イオン状態で負極側から正極側へと移動する。
Ｎａイオンは、固体電解質管１と正極との界面で電子を
もらい、中性化する（以下、これをＮａデンドライトと
呼ぶ）。負極でＮａが陽イオンとなり、補助導電材６か
ら正極容器３に通ることで、電子は、負極から外部回路
（外部負荷２８が短絡状態のとき）を経て正極容器３に
流れる。尚、正極活物質である硫黄（Ｓ）５は電子伝導
性を持たないため、固体電解質管壁１に補助導電材６が
接触している個所２９で電子の供給がなされる。
Ｓ極とＮａ極を短絡すると電池内の電気回路が導通し、
短絡電流が流れる。電池単体を製作する時や、電池組立
て時、または単体電池を集合した集合電池の組立て時
は、電池が短絡してしまう事態が生じる。更に、組立後
の電池を計測するために計測線を電池へ接続すると、必
然的に、電池が短絡してしまう。短絡時の様子をさらに
詳細に図７を使って説明する。Ｎａ７は固体電解質管壁
１中を陽イオン状態で負極側から正極側へと移動する。
Ｎａイオンは、固体電解質管１と正極との界面で電子を
もらい、中性化する（以下、これをＮａデンドライトと
呼ぶ）。負極でＮａが陽イオンとなり、補助導電材６か
ら正極容器３に通ることで、電子は、負極から外部回路
（外部負荷２８が短絡状態のとき）を経て正極容器３に
流れる。尚、正極活物質である硫黄（Ｓ）５は電子伝導
性を持たないため、固体電解質管壁１に補助導電材６が
接触している個所２９で電子の供給がなされる。
【０００６】固体電解質１と補助導電材６の接触状況に
付いて説明する。補助導電材６が固体電解質１のほぼ全
面で接触すると、電池の充電時に充電反応で生成される
硫黄が固体電解質１の表面全面に析出してしまう。硫黄
は絶縁物であるため、充電過電圧が発生して充電不能と
なる。一方、補助導電材６が固体電解質１に接触しない
と、電池の放電ができない。従って、固体電解質１と補
助導電材６は、局部的に接触した状態を維持させる必要
がある。正極活物質である硫黄（Ｓ）は１１９℃以下で
は固体であり、固体電解質１表面に密着しているため、
中性化したＮａは固体電解質管１から外部へ自由に流出
できない。中性化したＮａの原子直径は、Ｎａ陽イオン
の直径に比べてほぼ２倍ある。このため、固体電解質１
内でＮａが中性化し、Ｎａデンドライトが生じると、そ
の膨張圧によって、固体電解質１が損傷を受けると考え
られる。一旦Ｎａデンドライトが形成されると、その部
分がＮａによって電気導電性が高くなり、ますます電流
が集中する。なお、短絡された電池の開路電圧は低下す
る。
付いて説明する。補助導電材６が固体電解質１のほぼ全
面で接触すると、電池の充電時に充電反応で生成される
硫黄が固体電解質１の表面全面に析出してしまう。硫黄
は絶縁物であるため、充電過電圧が発生して充電不能と
なる。一方、補助導電材６が固体電解質１に接触しない
と、電池の放電ができない。従って、固体電解質１と補
助導電材６は、局部的に接触した状態を維持させる必要
がある。正極活物質である硫黄（Ｓ）は１１９℃以下で
は固体であり、固体電解質１表面に密着しているため、
中性化したＮａは固体電解質管１から外部へ自由に流出
できない。中性化したＮａの原子直径は、Ｎａ陽イオン
の直径に比べてほぼ２倍ある。このため、固体電解質１
内でＮａが中性化し、Ｎａデンドライトが生じると、そ
の膨張圧によって、固体電解質１が損傷を受けると考え
られる。一旦Ｎａデンドライトが形成されると、その部
分がＮａによって電気導電性が高くなり、ますます電流
が集中する。なお、短絡された電池の開路電圧は低下す
る。
【０００７】さらに、外部負荷２８を接続して図７に示
す方向に電流を流すと、当然ながら固体電解質１の損傷
は拡大し、固体電解質１の破損へと発展する。斯かる加
速電流を発生させる具体例としては、電池単体や集合電
池を接続配線するときに電気絶縁や抵抗等のチェックの
ために電池に同方向の電圧を印加した場合、あるいは対
象電池に直並列された電池から電流が流れ込む場合等が
考えられる。
す方向に電流を流すと、当然ながら固体電解質１の損傷
は拡大し、固体電解質１の破損へと発展する。斯かる加
速電流を発生させる具体例としては、電池単体や集合電
池を接続配線するときに電気絶縁や抵抗等のチェックの
ために電池に同方向の電圧を印加した場合、あるいは対
象電池に直並列された電池から電流が流れ込む場合等が
考えられる。
【０００８】固体電解質１が一旦破損すると、高温状態
ではＮａとＳとの直接反応が発生し、その反応生成熱に
より電池容器が破損する可能性がある。電池の安全性を
確保する上で、固体電解質の破損を防止することが肝要
である。
ではＮａとＳとの直接反応が発生し、その反応生成熱に
より電池容器が破損する可能性がある。電池の安全性を
確保する上で、固体電解質の破損を防止することが肝要
である。
【０００９】従って、Ｎａ／Ｓ電池は、作動温度以下の
状態で電池単体を短絡したり、短絡して開路電圧の低下
した電池を直並列接続して集合電池を構成したり、ある
いは電池単体や集合電池の接続配線等の電気絶縁や抵抗
等のチェックのために電圧をかけたりすることは、固体
電解質の健全性維持の観点から望ましくない。Ｎａ／Ｓ
電池の作動温度以下（充放電可能温度以下、例えばＮａ
やＳの融点以下）でも、電池の正極と負極を短絡すると
電池内の電気回路が導通し、固体電解質を損傷し、開路
電圧も低下してしまう。このような電池を実際に使用す
るときは、直並列接続し集合電池として電力貯蔵プラン
ト等を構成するため、固体電解質の破損の問題は解決す
る必要があり、また、従来のＮａ／Ｓ電池は、集合電池
の接続配線時の電気絶縁等のチェックのために電圧をか
けることができないという問題もある。
状態で電池単体を短絡したり、短絡して開路電圧の低下
した電池を直並列接続して集合電池を構成したり、ある
いは電池単体や集合電池の接続配線等の電気絶縁や抵抗
等のチェックのために電圧をかけたりすることは、固体
電解質の健全性維持の観点から望ましくない。Ｎａ／Ｓ
電池の作動温度以下（充放電可能温度以下、例えばＮａ
やＳの融点以下）でも、電池の正極と負極を短絡すると
電池内の電気回路が導通し、固体電解質を損傷し、開路
電圧も低下してしまう。このような電池を実際に使用す
るときは、直並列接続し集合電池として電力貯蔵プラン
ト等を構成するため、固体電解質の破損の問題は解決す
る必要があり、また、従来のＮａ／Ｓ電池は、集合電池
の接続配線時の電気絶縁等のチェックのために電圧をか
けることができないという問題もある。
【００１０】本発明の目的は、電池作動温度以下でどの
ような電気的取扱をしても、安全でかつ信頼性の高いＮ
ａ／溶融塩電池等の化学電池と電力貯蔵システムを提供
することにある。
ような電気的取扱をしても、安全でかつ信頼性の高いＮ
ａ／溶融塩電池等の化学電池と電力貯蔵システムを提供
することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記目的は、容器と、容
器内の正極活物質を充填した正極領域と、容器内の負極
活物質を充填した負極領域と、前記正極領域及び前記負
極領域との間に配置された固体電解質と、前記各領域に
接続される正極端子及び負極端子とを備える化学電池に
おいて、前記負極端子と前記負極活物質とを電池内部で
接続／遮断するスイッチ機構であって可動接点部分が温
度変化を受けて自動的に変位し前記負極活物質の融点以
上の温度になったとき前記負極端子と該負極活物質とを
電気的に接続するスイッチ機構を備えることで、達成さ
れる。上記目的はまた、前記負極端子と前記負極活物質
とを電池内部で接続／遮断するスイッチ機構であって可
動接点部分が温度変化を受けて自動的に変位し前記負極
活物質が固体の状態となる温度のときは前記負極端子と
前記負極活物質とを電気的に遮断するスイッチ機構を備
えることで、達成それる。 上記目的はまた、容器内に充
填された物質の化学反応にて容器外に電気を取り出す化
学電池において、途中に空隙を有し使用時にこの空隙を
押し潰すことで電気的導通を図る電極を備えることで、
達成される。
器内の正極活物質を充填した正極領域と、容器内の負極
活物質を充填した負極領域と、前記正極領域及び前記負
極領域との間に配置された固体電解質と、前記各領域に
接続される正極端子及び負極端子とを備える化学電池に
おいて、前記負極端子と前記負極活物質とを電池内部で
接続／遮断するスイッチ機構であって可動接点部分が温
度変化を受けて自動的に変位し前記負極活物質の融点以
上の温度になったとき前記負極端子と該負極活物質とを
電気的に接続するスイッチ機構を備えることで、達成さ
れる。上記目的はまた、前記負極端子と前記負極活物質
とを電池内部で接続／遮断するスイッチ機構であって可
動接点部分が温度変化を受けて自動的に変位し前記負極
活物質が固体の状態となる温度のときは前記負極端子と
前記負極活物質とを電気的に遮断するスイッチ機構を備
えることで、達成それる。 上記目的はまた、容器内に充
填された物質の化学反応にて容器外に電気を取り出す化
学電池において、途中に空隙を有し使用時にこの空隙を
押し潰すことで電気的導通を図る電極を備えることで、
達成される。
【００１２】また電力貯蔵システムは、上記の化学電池
を複数接続し構成することで、達成される。
を複数接続し構成することで、達成される。
【００１３】
【作用】電池作動温度以下でスイッチが開放するため、
あるいは空隙が保たれるため、電池内の回路が導通せ
ず、電池作動温度になって初めてスイッチが閉じるた
め、または空隙を押し潰して電池内回路を導通させるた
め、電池作動温度以下の状態のときＮａデンドライトの
生成が防止される。
あるいは空隙が保たれるため、電池内の回路が導通せ
ず、電池作動温度になって初めてスイッチが閉じるた
め、または空隙を押し潰して電池内回路を導通させるた
め、電池作動温度以下の状態のときＮａデンドライトの
生成が防止される。
【００１４】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して詳
細に説明する。図１は、本発明の一実施例に係るＮａ／
Ｓ電池の縦断面図である。Ｎａ／Ｓ電池は、正極容器３
と負極容器４との間に、固体電解質（β”−アルミナ）
管１及び電気絶縁材（α−アルミナ）２を設けてセパレ
ータ兼電解質としている。固体電解質管１内及びＮａ注
入管兼集電管８内には、負極活物質（Ｎａ）７を充填し
（固体電解質管１内には、Ｎａ注入管兼集電管８のＮａ
供給孔１１を介して供給される。）、これらにより負極
を構成する。一方、正極は、固体電解質管１と正極容器
３との間に、補助導電材（グラファイトフェルト）６と
正極活物質（Ｓ）５とを充填して構成する。
細に説明する。図１は、本発明の一実施例に係るＮａ／
Ｓ電池の縦断面図である。Ｎａ／Ｓ電池は、正極容器３
と負極容器４との間に、固体電解質（β”−アルミナ）
管１及び電気絶縁材（α−アルミナ）２を設けてセパレ
ータ兼電解質としている。固体電解質管１内及びＮａ注
入管兼集電管８内には、負極活物質（Ｎａ）７を充填し
（固体電解質管１内には、Ｎａ注入管兼集電管８のＮａ
供給孔１１を介して供給される。）、これらにより負極
を構成する。一方、正極は、固体電解質管１と正極容器
３との間に、補助導電材（グラファイトフェルト）６と
正極活物質（Ｓ）５とを充填して構成する。
【００１５】Ｎａ極（負極）へのＮａ充填は、Ｎａ極を
真空排気した後、負極容器４の最上部からＮａ注入管兼
集電管８の最上部を経て充填する。充填後、充填口を気
密封止する。充填後には、負極端子１０のＮａ側先端部
はＮａ注入管兼集電管８内に挿入された状態にある。こ
のとき、負極端子１０の先端が、電池作動温度以下の低
温時にはＮａ液面に達しない寸法とする。つまり、負極
容器４（負極端子１０）とＮａとは非接触状態になるよ
うに負極端子１０の長さ及びＮａの充填量を加減する。
すなわち、電池作動温度以下では、Ｎａ注入管兼集電管
８内のＮａ液位は符号１２に示す点線位置にあり、負極
端子１０と接触していない。電池運転のため温度を３０
０℃から３５０℃に昇温すると、Ｎａの融点（９８℃）
でＮａが溶融して２．７％の体積膨張をし、さらに３５
０℃までの昇温で約７％の体積膨張をするために、負極
のＮａ液位は符号１３で示す実線位置まで上昇し、負極
端子１０と接触する。その結果、Ｎａ極は導通状態（抵
抗値が１ｍΩ以下）となり、充放電が可能となる。この
時、Ｎａ注入管兼集電管８内のＮａは、電気良導体とし
て低抵抗で電池電流を流し得る状態になる。尚、本実施
例で使用したＮａ注入管兼集電管８は、その内径が１５
ｍｍである。電池温度を下げた場合には、上記のＮａ液
面は下がり、電池作動温度以下では、液面が符号１２で
示す位置となって電池内は絶縁状態に戻る。電池の昇降
温を繰返しても、このスイッチング機能は損なわれな
い。
真空排気した後、負極容器４の最上部からＮａ注入管兼
集電管８の最上部を経て充填する。充填後、充填口を気
密封止する。充填後には、負極端子１０のＮａ側先端部
はＮａ注入管兼集電管８内に挿入された状態にある。こ
のとき、負極端子１０の先端が、電池作動温度以下の低
温時にはＮａ液面に達しない寸法とする。つまり、負極
容器４（負極端子１０）とＮａとは非接触状態になるよ
うに負極端子１０の長さ及びＮａの充填量を加減する。
すなわち、電池作動温度以下では、Ｎａ注入管兼集電管
８内のＮａ液位は符号１２に示す点線位置にあり、負極
端子１０と接触していない。電池運転のため温度を３０
０℃から３５０℃に昇温すると、Ｎａの融点（９８℃）
でＮａが溶融して２．７％の体積膨張をし、さらに３５
０℃までの昇温で約７％の体積膨張をするために、負極
のＮａ液位は符号１３で示す実線位置まで上昇し、負極
端子１０と接触する。その結果、Ｎａ極は導通状態（抵
抗値が１ｍΩ以下）となり、充放電が可能となる。この
時、Ｎａ注入管兼集電管８内のＮａは、電気良導体とし
て低抵抗で電池電流を流し得る状態になる。尚、本実施
例で使用したＮａ注入管兼集電管８は、その内径が１５
ｍｍである。電池温度を下げた場合には、上記のＮａ液
面は下がり、電池作動温度以下では、液面が符号１２で
示す位置となって電池内は絶縁状態に戻る。電池の昇降
温を繰返しても、このスイッチング機能は損なわれな
い。
【００１６】次に、充放電反応に伴うＮａ極のＮａの挙
動を説明する。Ｎａ／Ｓ電池における充放電時の反応は
下式の通りである。 充電時 ２Ｎａ＋xＳ ← Ｎａ2Ｓx 放電時 ２Ｎａ＋xＳ → Ｎａ2Ｓx 放電反応と共にＮａは固体電解質管１を透過するため、
管内のＮａ液位は放電初期の液位１４から放電末期には
液位１５に低下する。一方、充電反応では、解離したＮ
ａが固体電解質管１を逆方向に透過するため、管内のＮ
ａ液位は充電初期の液位１５から充電末期には液位１４
に達する。しかし、この充放電の間、Ｎａ注入管兼集電
管８内のＮａ液位は液位１３で一定に維持される。
動を説明する。Ｎａ／Ｓ電池における充放電時の反応は
下式の通りである。 充電時 ２Ｎａ＋xＳ ← Ｎａ2Ｓx 放電時 ２Ｎａ＋xＳ → Ｎａ2Ｓx 放電反応と共にＮａは固体電解質管１を透過するため、
管内のＮａ液位は放電初期の液位１４から放電末期には
液位１５に低下する。一方、充電反応では、解離したＮ
ａが固体電解質管１を逆方向に透過するため、管内のＮ
ａ液位は充電初期の液位１５から充電末期には液位１４
に達する。しかし、この充放電の間、Ｎａ注入管兼集電
管８内のＮａ液位は液位１３で一定に維持される。
【００１７】本実施例の構造に係る電池では、その内部
抵抗を低減できることを図８に示す。図２に示す形式の
電池では、放電の進行と共に固体電解質管１内のＮａ液
位が低下し、それと共にＮａ注入管兼集電管８内のＮａ
液位も低下する（管８の底部が開口しているため）。従
って、内部抵抗はＮａ液位の低下に反比例して増大す
る。一方、図１に示す形式の電池では、Ｎａ注入管兼集
電管８内に充填されているＮａの液位は一定となるた
め、Ｎａ極の抵抗は小さく安定に維持される。尚、本実
施例では、注入管兼集電管８の材料としてはＮａ中での
耐食性を考慮してステンレス鋼を用いている。本実施例
の電池構造によれば、電池作動温度以下では電池内が導
通することがないので、Ｎａデンドライトが形成され
ず、また、スイッチ手段としてＮａを利用するため電池
内に装着する装置類が少なくて済み、更に、電池内部抵
抗が低いので充放電時のエネルギー損失を少なくするこ
とができ、高効率の電池が実現できる。
抵抗を低減できることを図８に示す。図２に示す形式の
電池では、放電の進行と共に固体電解質管１内のＮａ液
位が低下し、それと共にＮａ注入管兼集電管８内のＮａ
液位も低下する（管８の底部が開口しているため）。従
って、内部抵抗はＮａ液位の低下に反比例して増大す
る。一方、図１に示す形式の電池では、Ｎａ注入管兼集
電管８内に充填されているＮａの液位は一定となるた
め、Ｎａ極の抵抗は小さく安定に維持される。尚、本実
施例では、注入管兼集電管８の材料としてはＮａ中での
耐食性を考慮してステンレス鋼を用いている。本実施例
の電池構造によれば、電池作動温度以下では電池内が導
通することがないので、Ｎａデンドライトが形成され
ず、また、スイッチ手段としてＮａを利用するため電池
内に装着する装置類が少なくて済み、更に、電池内部抵
抗が低いので充放電時のエネルギー損失を少なくするこ
とができ、高効率の電池が実現できる。
【００１８】図３は、本発明の第２実施例に係るＮａ／
Ｓ電池の構成図である。本実施例では、ガスの熱膨張を
利用し、温度検知機能とスイッチ機能を実現したもので
ある。負極端子１０は、ベロー付き膨張容器２７を介し
て、可動接点２６と電気的に接合されている。尚、ベロ
ー付き膨張容器２７内には不活性ガスを充填してある。
電池作動温度以下の低温では、不活性ガスは収縮してお
り、この結果、可動接点は点線で示す位置２６’に吊り
下げられた状態となる。つまり、Ｎａ極は絶縁状態にあ
る。温度が上昇し電池が作動温度になると、膨張容器２
７外の雰囲気は真空なので、膨張容器２７内の不活性ガ
スが膨張してベローズ部が伸び、可動接点２６は集電管
８に固設された固定接点２１に接触する。その結果とし
て、Ｎａ極が導通状態となり、電池の充放電が可能とな
る。尚、ベロー付き膨張容器２７は、ベロー構造でなく
ても熱膨張率の大きな物質を使用することによって代用
できる。また、固定接点２１は、図１に示すように、Ｎ
ａを接点の導体として活用しても良い。本実施例によれ
ば、ガスの膨張または接点材の熱膨張を温度検知手段及
びスイッチ手段に利用するため信頼性が高い。
Ｓ電池の構成図である。本実施例では、ガスの熱膨張を
利用し、温度検知機能とスイッチ機能を実現したもので
ある。負極端子１０は、ベロー付き膨張容器２７を介し
て、可動接点２６と電気的に接合されている。尚、ベロ
ー付き膨張容器２７内には不活性ガスを充填してある。
電池作動温度以下の低温では、不活性ガスは収縮してお
り、この結果、可動接点は点線で示す位置２６’に吊り
下げられた状態となる。つまり、Ｎａ極は絶縁状態にあ
る。温度が上昇し電池が作動温度になると、膨張容器２
７外の雰囲気は真空なので、膨張容器２７内の不活性ガ
スが膨張してベローズ部が伸び、可動接点２６は集電管
８に固設された固定接点２１に接触する。その結果とし
て、Ｎａ極が導通状態となり、電池の充放電が可能とな
る。尚、ベロー付き膨張容器２７は、ベロー構造でなく
ても熱膨張率の大きな物質を使用することによって代用
できる。また、固定接点２１は、図１に示すように、Ｎ
ａを接点の導体として活用しても良い。本実施例によれ
ば、ガスの膨張または接点材の熱膨張を温度検知手段及
びスイッチ手段に利用するため信頼性が高い。
【００１９】図４は、本発明の第３実施例に係るＮａ／
Ｓ電池の構成図である。図１に示した実施例におけるＮ
ａの熱膨張を利用した温度検知機能とスイッチ機能に替
わり、バイメタルの温度検知機能とスイッチ機能を活用
するものである。負極端子１０に電気的に接続されたバ
イメタル１６を設け、その先端に接点１８を設ける。電
池作動温度以下の低温では、接点１８はＮａ注入管兼集
電管８の内面と接触しておらず、バイメタル１６は位置
１７にある。温度が上昇し電池が作動温度に達すると、
バイメタル１６は位置１８に移動し、接点１８が集電管
８に接触する。これにより、負極端子１０とＮａ注入管
兼集電管８とが導通する。その結果としてＮａ極が導通
状態となり、電池の充放電が可能となる。本実施例によ
れば、バイメタルを温度検知手段及びスイッチ手段に利
用するため信頼性が高い。
Ｓ電池の構成図である。図１に示した実施例におけるＮ
ａの熱膨張を利用した温度検知機能とスイッチ機能に替
わり、バイメタルの温度検知機能とスイッチ機能を活用
するものである。負極端子１０に電気的に接続されたバ
イメタル１６を設け、その先端に接点１８を設ける。電
池作動温度以下の低温では、接点１８はＮａ注入管兼集
電管８の内面と接触しておらず、バイメタル１６は位置
１７にある。温度が上昇し電池が作動温度に達すると、
バイメタル１６は位置１８に移動し、接点１８が集電管
８に接触する。これにより、負極端子１０とＮａ注入管
兼集電管８とが導通する。その結果としてＮａ極が導通
状態となり、電池の充放電が可能となる。本実施例によ
れば、バイメタルを温度検知手段及びスイッチ手段に利
用するため信頼性が高い。
【００２０】図５は本発明の第４実施例に係るＮａ／Ｓ
電池の構成図である。図４に示したバイメタルの温度検
知機能とスイッチ機能に替わり、形状記憶合金の変態温
度における変形を利用した温度検知機能とスイッチ機能
を活用するものである。負極端子１０に電気的に接続さ
れた形状記憶合金１９を設け、その先端に接点１８を設
ける。電池作動温度以下の低温では、接点１８はＮａ注
入管兼集電管８の内面と接触しておらず、形状記憶合金
１９は位置２０にある。温度が上昇し電池が作動温度に
達すると、形状記憶合金１９は変形して接点１８がＮａ
注入管兼集電管８に接触する。その結果として、Ｎａ極
が導通状態となり、電池の充放電が可能となる。本実施
例によれば、形状記憶合金を温度検知手段及びスイッチ
手段に利用するため構造が簡便で信頼性が高い。
電池の構成図である。図４に示したバイメタルの温度検
知機能とスイッチ機能に替わり、形状記憶合金の変態温
度における変形を利用した温度検知機能とスイッチ機能
を活用するものである。負極端子１０に電気的に接続さ
れた形状記憶合金１９を設け、その先端に接点１８を設
ける。電池作動温度以下の低温では、接点１８はＮａ注
入管兼集電管８の内面と接触しておらず、形状記憶合金
１９は位置２０にある。温度が上昇し電池が作動温度に
達すると、形状記憶合金１９は変形して接点１８がＮａ
注入管兼集電管８に接触する。その結果として、Ｎａ極
が導通状態となり、電池の充放電が可能となる。本実施
例によれば、形状記憶合金を温度検知手段及びスイッチ
手段に利用するため構造が簡便で信頼性が高い。
【００２１】図６は本発明の第５実施例に係るＮａ／Ｓ
電池の構成図である。本実施例は、永久磁石のキュリー
点を利用して温度検知機能とスイッチ機能を実現するも
のである。負極端子１０の集電管８内側に固定接点部１
０ａを設け、可動接点２２を永久磁石で製作する。この
可動接点２２はスプリング２４の一端に接続され、スプ
リングの他端は集電管８に固設された磁性体でなる部材
２５に接続されている。可動接点２２と部材２５とは永
久磁石の吸引力により引き合っている。電池作動温度以
下の低温では、スプリング２４の弾発力に打ち勝つ永久
磁石の吸引力によって、可動接点２２は固定接点部１０
ａを離れ、位置２３に吊り下げられた状態となる。この
ため、Ｎａ極は絶縁状態にある。温度が上昇し電池が作
動温度になると、可動接点２２の永久磁石の温度がキュ
リー点をこえるため、可動接点２２は、自重とスプリン
グ２４の固定接点部１０ａ側への弾発力により、固定接
点部１０ａに接触する。その結果として、Ｎａ極が導通
状態となり、電池の充放電が可能となる。尚、本実施例
では、永久磁石として鉄・ニッケル合金を用いている。
キュリー点は、ニッケル含有量によって自由にコントロ
ールできる。本実施例によれば、磁石のキュリー点を温
度検知手段とし利用するため、正確で信頼性が高い。
電池の構成図である。本実施例は、永久磁石のキュリー
点を利用して温度検知機能とスイッチ機能を実現するも
のである。負極端子１０の集電管８内側に固定接点部１
０ａを設け、可動接点２２を永久磁石で製作する。この
可動接点２２はスプリング２４の一端に接続され、スプ
リングの他端は集電管８に固設された磁性体でなる部材
２５に接続されている。可動接点２２と部材２５とは永
久磁石の吸引力により引き合っている。電池作動温度以
下の低温では、スプリング２４の弾発力に打ち勝つ永久
磁石の吸引力によって、可動接点２２は固定接点部１０
ａを離れ、位置２３に吊り下げられた状態となる。この
ため、Ｎａ極は絶縁状態にある。温度が上昇し電池が作
動温度になると、可動接点２２の永久磁石の温度がキュ
リー点をこえるため、可動接点２２は、自重とスプリン
グ２４の固定接点部１０ａ側への弾発力により、固定接
点部１０ａに接触する。その結果として、Ｎａ極が導通
状態となり、電池の充放電が可能となる。尚、本実施例
では、永久磁石として鉄・ニッケル合金を用いている。
キュリー点は、ニッケル含有量によって自由にコントロ
ールできる。本実施例によれば、磁石のキュリー点を温
度検知手段とし利用するため、正確で信頼性が高い。
【００２２】図９は、本発明の第６実施例に係るＮａ／
Ｓ電池の構成図である。本実施例の電池は、温度検知と
スイッチ機能を自己作動型としない例である。集電極４
０としてはＮａは使わずに、表面に銅をコーティングし
た導体を用いている。負極端子１０の内部側には負極接
点４１が設けられ、集電極４０の上端部には負極接点４
１端部と嵌合する部材４１ａが設けられ、電池製作時に
はこの両者は離間しており、負極容器４を上から下に押
圧したとき、ベロー４２が収縮し、前記の両者が嵌合し
て電気的に接触するようになっている。これにより、Ｎ
ａ極が導通状態となり、電池の充放電が可能となる。導
通の時期は、マニュアル操作によっても、また、タイマ
ー等による自動操作でもよい。
Ｓ電池の構成図である。本実施例の電池は、温度検知と
スイッチ機能を自己作動型としない例である。集電極４
０としてはＮａは使わずに、表面に銅をコーティングし
た導体を用いている。負極端子１０の内部側には負極接
点４１が設けられ、集電極４０の上端部には負極接点４
１端部と嵌合する部材４１ａが設けられ、電池製作時に
はこの両者は離間しており、負極容器４を上から下に押
圧したとき、ベロー４２が収縮し、前記の両者が嵌合し
て電気的に接触するようになっている。これにより、Ｎ
ａ極が導通状態となり、電池の充放電が可能となる。導
通の時期は、マニュアル操作によっても、また、タイマ
ー等による自動操作でもよい。
【００２３】図１０は、本発明の第７実施例に係るＮａ
／Ｓ電池の構成図である。本実施例も第６実施例（図
９）と同様に自己作動型でない温度検知機能及びスイッ
チ機能を備える。集電極４０は、Ｎａを使わずに、銅を
表面にコーティングした導体を用いている。集電極４０
の上端部には負極端子１０の接続された負極容器４にま
で延在する負極接点４４が設けられている。電池製作時
には、負極容器４と負極接点４４とは離間しており、電
磁石４５の吸引力にて負極接点４４を負極容器４に接触
（符号４３で示す位置）させたとき、Ｎａ極が導通状態
となる。この導通は、電磁石をマニュアルにて操作した
とき或いはタイマー等の自動操作で行う。図１１は、本
発明の第８実施例に係るＮａ／Ｓ電池の構成図である。
本実施例では、固体電解質管１の内側に電池の正極活物
質５及び補助導電材を入れ、その外側且つ負極容器４内
に負極活物質７を充填している。そして、正極活物質５
内に挿入されている集電極４０の上端部と正極容器３と
を接続するバイメタルを設け、電池作動温度以下のとき
はバイメタル先端の接点１８は集電極４０から離間して
点線１７の位置にあり、温度が上昇して作動温度に達す
ると実線１６で示す位置に移動して正極端子９と集電極
４０とが電気的に接続されるようになっている。
／Ｓ電池の構成図である。本実施例も第６実施例（図
９）と同様に自己作動型でない温度検知機能及びスイッ
チ機能を備える。集電極４０は、Ｎａを使わずに、銅を
表面にコーティングした導体を用いている。集電極４０
の上端部には負極端子１０の接続された負極容器４にま
で延在する負極接点４４が設けられている。電池製作時
には、負極容器４と負極接点４４とは離間しており、電
磁石４５の吸引力にて負極接点４４を負極容器４に接触
（符号４３で示す位置）させたとき、Ｎａ極が導通状態
となる。この導通は、電磁石をマニュアルにて操作した
とき或いはタイマー等の自動操作で行う。図１１は、本
発明の第８実施例に係るＮａ／Ｓ電池の構成図である。
本実施例では、固体電解質管１の内側に電池の正極活物
質５及び補助導電材を入れ、その外側且つ負極容器４内
に負極活物質７を充填している。そして、正極活物質５
内に挿入されている集電極４０の上端部と正極容器３と
を接続するバイメタルを設け、電池作動温度以下のとき
はバイメタル先端の接点１８は集電極４０から離間して
点線１７の位置にあり、温度が上昇して作動温度に達す
ると実線１６で示す位置に移動して正極端子９と集電極
４０とが電気的に接続されるようになっている。
【００２４】図１２は、図１に示したＮａ／Ｓ電池３０
を複数個直列及び並列に接続して、電力貯蔵システム
（第１実施例）を形成した例である。電池群は恒温槽３
３内に配列され、外部の負荷２８と電気的に接続され
る。電池温度は、加熱用ヒータ３５で加熱された加熱ガ
ス３４で昇温される。恒温槽３３内は、撹拌扇３２にて
撹拌され、槽内の温度は恒に一様に維持される。温度
は、熱電対式温度計３１にて計測する。本実施例のシス
テムに於いて、仮に、電池接続のための母線３６が他の
電池と接触したり、温度計測線が複数の電池と接触して
も、電池作動温度以下であれば、電池内に短絡電流が流
れることはない。従って、固体電解質が損傷を受けるこ
とはなく、電池群を安全に維持できる。本実施例によれ
ば、電池作動温度以下でどのような電気的取扱をして
も、電池内が絶縁されているので安全で、多数本の電池
集合体の製作、組立て、分解等の取扱や電気配線の電気
絶縁チェックも飛躍的に容易になり、信頼性が高まるば
かりでなく、作業性が向上しコスト低減につながる電力
貯蔵システムが得られる。図１３は、本発明の第２実施
例に係る電力貯蔵システムの構成図である。本実施例で
は、図２に示した電池３７を複数個直列及び並列に接続
してある。電池群は恒温槽３３内に配列され、各直列電
池群の両端には温度検出とスイッチ機能を持つたスイッ
チ素子３８が２個ずつ設けられ、外部の負荷２８と電気
的に接続される。スイッチ素子３８の構成を図１４に示
す。このスイッチ素子３８は、図１に示すＮａ／Ｓ電池
のＮａの熱膨張による負極端子１０との接続部分を取り
出した構造である。勿論、図３から図６に示すスイッチ
部分を利用することも可能である。電池温度は加熱用ヒ
ータ３５で加熱された加熱ガス３４で昇温される。恒温
槽３３内は撹拌扇３２にて、撹拌され槽内の温度は恒に
一様に維持される。温度は熱電対式温度計３１にて計測
する。本実施例のシステムに於いて、仮に、電池接続の
ための母線３６が他の電池や筐体と接触しても、電池作
動温度以下であれば、２個のスイッチ素子が電池の短絡
を防止し、短絡電流が電池内を流れることはない。従っ
て、固体電解質が損傷を受けることはなく、電池群を安
全に維持できる。本実施例によれば、電池作動温度以下
で電池群が短絡しても、電池回路が一部絶縁されている
ので安全で、多数本の電池集合体の製作、組立て、分解
等の取扱や電気配線の電気絶縁チェックも飛躍的に容易
な電力貯蔵システムが得られる。図１３の電力貯蔵シス
テムは、直列接続された電池群を２つのスイッチ素子３
８で挟み、他の直列接続された電池群への悪影響を阻止
するものである。図１５の電力貯蔵システム（第３実施
例）では、直並列された個々の電池対応にスイッチ素子
３８を設けている。この実施例では、スイッチ素子３８
の数が多くなるが、個々の電池での短絡が他の電池に悪
影響を及ぼさないという利点がある。
を複数個直列及び並列に接続して、電力貯蔵システム
（第１実施例）を形成した例である。電池群は恒温槽３
３内に配列され、外部の負荷２８と電気的に接続され
る。電池温度は、加熱用ヒータ３５で加熱された加熱ガ
ス３４で昇温される。恒温槽３３内は、撹拌扇３２にて
撹拌され、槽内の温度は恒に一様に維持される。温度
は、熱電対式温度計３１にて計測する。本実施例のシス
テムに於いて、仮に、電池接続のための母線３６が他の
電池と接触したり、温度計測線が複数の電池と接触して
も、電池作動温度以下であれば、電池内に短絡電流が流
れることはない。従って、固体電解質が損傷を受けるこ
とはなく、電池群を安全に維持できる。本実施例によれ
ば、電池作動温度以下でどのような電気的取扱をして
も、電池内が絶縁されているので安全で、多数本の電池
集合体の製作、組立て、分解等の取扱や電気配線の電気
絶縁チェックも飛躍的に容易になり、信頼性が高まるば
かりでなく、作業性が向上しコスト低減につながる電力
貯蔵システムが得られる。図１３は、本発明の第２実施
例に係る電力貯蔵システムの構成図である。本実施例で
は、図２に示した電池３７を複数個直列及び並列に接続
してある。電池群は恒温槽３３内に配列され、各直列電
池群の両端には温度検出とスイッチ機能を持つたスイッ
チ素子３８が２個ずつ設けられ、外部の負荷２８と電気
的に接続される。スイッチ素子３８の構成を図１４に示
す。このスイッチ素子３８は、図１に示すＮａ／Ｓ電池
のＮａの熱膨張による負極端子１０との接続部分を取り
出した構造である。勿論、図３から図６に示すスイッチ
部分を利用することも可能である。電池温度は加熱用ヒ
ータ３５で加熱された加熱ガス３４で昇温される。恒温
槽３３内は撹拌扇３２にて、撹拌され槽内の温度は恒に
一様に維持される。温度は熱電対式温度計３１にて計測
する。本実施例のシステムに於いて、仮に、電池接続の
ための母線３６が他の電池や筐体と接触しても、電池作
動温度以下であれば、２個のスイッチ素子が電池の短絡
を防止し、短絡電流が電池内を流れることはない。従っ
て、固体電解質が損傷を受けることはなく、電池群を安
全に維持できる。本実施例によれば、電池作動温度以下
で電池群が短絡しても、電池回路が一部絶縁されている
ので安全で、多数本の電池集合体の製作、組立て、分解
等の取扱や電気配線の電気絶縁チェックも飛躍的に容易
な電力貯蔵システムが得られる。図１３の電力貯蔵シス
テムは、直列接続された電池群を２つのスイッチ素子３
８で挟み、他の直列接続された電池群への悪影響を阻止
するものである。図１５の電力貯蔵システム（第３実施
例）では、直並列された個々の電池対応にスイッチ素子
３８を設けている。この実施例では、スイッチ素子３８
の数が多くなるが、個々の電池での短絡が他の電池に悪
影響を及ぼさないという利点がある。
【００２５】図１６は、電力貯蔵システムの第４実施例
に係る構成図である。本実施例は図１０に示す自己作動
型でない電池を多数直並列に接続することで構成されて
いる。本実施例では、充放電回路に開閉器４６を設け、
充電あるいは放電する場合に開閉器４６を閉状態にした
ときのみ、電磁石４５が作動して各電池が導通状態とな
る。尚、タイマーを設け、加熱用ヒータに電力を供給し
てから一定時間後に電磁石４５が作動して各電池を導通
状態にする構成でもよい。
に係る構成図である。本実施例は図１０に示す自己作動
型でない電池を多数直並列に接続することで構成されて
いる。本実施例では、充放電回路に開閉器４６を設け、
充電あるいは放電する場合に開閉器４６を閉状態にした
ときのみ、電磁石４５が作動して各電池が導通状態とな
る。尚、タイマーを設け、加熱用ヒータに電力を供給し
てから一定時間後に電磁石４５が作動して各電池を導通
状態にする構成でもよい。
【００２６】図１７は、電力貯蔵システムの第５実施例
に係る構成図である。電池を加熱するために加熱した不
活性ガス３４を恒温槽３３内に導入したとき、ガス検知
器４７がガス導入を検知して、自己作動型でない各電池
例えば図１０の電池３０を導通状態にする。不活性ガス
として窒素やアルゴンガスを使用した場合、ガス検知器
４７としては恒温槽３３内の酸素濃度の低下を検出する
ことで相対的にこれらの不活性ガスの濃度増加を検知で
きる。従って、酸素検出器を使用可能である。図１８
は、化学電池の他の実施例に係る構成図である。本実施
例の化学電池はマンガン乾電池である。乾電池の中心軸
上に配された正極電極５７は２分割（図示の例では外部
に突出した正極部分で２分割してあり、分割正極間に空
間６０が形成されている。）されている。そして、正極
５７の外部突出部分を覆う正極端子４８の空間６０回り
にはベロー部５８が形成されている。このため、この乾
電池は、正極回路が断線状態となっている。この乾電池
を使用する場合には、正極端子４８を矢印５９方向に圧
迫してベロー部５８を押し潰して前記空間６０を無く
し、上下の正極を短絡する。これにより、正極回路が接
続状態となる。この正極の圧迫動作は、乾電池を作動さ
せるための回路にて自動的（使用者がスイッチを投入す
ることで）に行われるようにすることも可能である。
に係る構成図である。電池を加熱するために加熱した不
活性ガス３４を恒温槽３３内に導入したとき、ガス検知
器４７がガス導入を検知して、自己作動型でない各電池
例えば図１０の電池３０を導通状態にする。不活性ガス
として窒素やアルゴンガスを使用した場合、ガス検知器
４７としては恒温槽３３内の酸素濃度の低下を検出する
ことで相対的にこれらの不活性ガスの濃度増加を検知で
きる。従って、酸素検出器を使用可能である。図１８
は、化学電池の他の実施例に係る構成図である。本実施
例の化学電池はマンガン乾電池である。乾電池の中心軸
上に配された正極電極５７は２分割（図示の例では外部
に突出した正極部分で２分割してあり、分割正極間に空
間６０が形成されている。）されている。そして、正極
５７の外部突出部分を覆う正極端子４８の空間６０回り
にはベロー部５８が形成されている。このため、この乾
電池は、正極回路が断線状態となっている。この乾電池
を使用する場合には、正極端子４８を矢印５９方向に圧
迫してベロー部５８を押し潰して前記空間６０を無く
し、上下の正極を短絡する。これにより、正極回路が接
続状態となる。この正極の圧迫動作は、乾電池を作動さ
せるための回路にて自動的（使用者がスイッチを投入す
ることで）に行われるようにすることも可能である。
【００２７】
【発明の効果】本発明によれば、電池作動温度以下でど
のような電気的取扱をしても、電池内が絶縁されている
ので、安全である。また、モジュール電池のような多数
本の電池集合体の製作，組立て，分解等の取り扱いや電
気配線の電気絶縁チェックも飛躍的に容易になり、信頼
性が高まるばかりでなく、作業性が向上しコスト低減に
つながる。
のような電気的取扱をしても、電池内が絶縁されている
ので、安全である。また、モジュール電池のような多数
本の電池集合体の製作，組立て，分解等の取り扱いや電
気配線の電気絶縁チェックも飛躍的に容易になり、信頼
性が高まるばかりでなく、作業性が向上しコスト低減に
つながる。
【図１】本発明の第１実施例に係るＮａ／Ｓ電池の構成
図である。
図である。
【図２】一般的なＮａ／Ｓ電池の構成図である。
【図３】本発明の第２実施例に係るＮａ／Ｓ電池の構成
図である。
図である。
【図４】本発明の第３実施例に係るＮａ／Ｓ電池の構成
図である。
図である。
【図５】本発明の第４実施例に係るＮａ／Ｓ電池の構成
図である。
図である。
【図６】本発明の第５実施例に係るＮａ／Ｓ電池の構成
図である。
図である。
【図７】Ｎａデンドライト生成説明図である。
【図８】本発明と従来のＮａ／Ｓ電池の内部抵抗を示す
グラフである。
グラフである。
【図９】本発明の第６実施例に係るＮａ／Ｓ電池の構成
図である。
図である。
【図１０】本発明の第７実施例に係るＮａ／Ｓ電池の構
成図である。
成図である。
【図１１】本発明の第８実施例に係るＮａ／Ｓ電池の構
成図である。
成図である。
【図１２】本発明の電池を用いた電力貯蔵システムの第
１実施例の構成図である。
１実施例の構成図である。
【図１３】本発明の電池を用いた電力貯蔵システムの第
２実施例の構成図である。
２実施例の構成図である。
【図１４】スイッチ素子の構成図である。
【図１５】本発明の電池を用いた電力貯蔵システムの第
３実施例の構成図である。
３実施例の構成図である。
【図１６】本発明の電池を用いた電力貯蔵システムの第
４実施例の構成図である。
４実施例の構成図である。
【図１７】本発明の電池を用いた電力貯蔵システムの第
５実施例の構成図である。
５実施例の構成図である。
【図１８】本発明の別の実施例に係る乾電池の構成図で
ある。
ある。
１…固体電解質管（β"−アルミナ等）、２…電気絶縁
材（α−アルミナ等）、３…正極容器、４…負極容器、
５…正極活物質（Ｓ＋Ｎａ2Ｓｘ）、６…補助導電材
（グラファイトフェルト）、７…負極活物質（Ｎａ）、
８…Ｎａ注入管兼集電管、９…正極端子、１０…負極端
子、１１…Ｎａ供給孔、１２…電池運転温度以下でのＮ
ａ液位、１３…電池運転温度以上でのＮａ液位、１４…
放電初期のＮａ液位、１５…放電末期のＮａ液位、１６
…バイメタル（電池作動時）、１７…バイメタル（電池
作動温度以下時）、１８…接点、１９…形状記憶合金
（電池作動時）、２０…形状記憶合金（電池作動温度以
下時）、２１…固定接点、２２…可動接点（電池作動
時）、２３，２６…可動接点（電池作動温度以下時）、
２４…スプリング、２５…部材、２７…ベロー付き膨張
容器、２８…負荷、２９…Ｎａデンドライト、３０，３
７…Ｎａ／Ｓ電池、３１…温度計、３２…撹拌扇、３３
…恒温槽、３４…加熱ガス、３５…加熱用ヒータ、３６
…母線、３８…スイッチ素子、３９…電極。
材（α−アルミナ等）、３…正極容器、４…負極容器、
５…正極活物質（Ｓ＋Ｎａ2Ｓｘ）、６…補助導電材
（グラファイトフェルト）、７…負極活物質（Ｎａ）、
８…Ｎａ注入管兼集電管、９…正極端子、１０…負極端
子、１１…Ｎａ供給孔、１２…電池運転温度以下でのＮ
ａ液位、１３…電池運転温度以上でのＮａ液位、１４…
放電初期のＮａ液位、１５…放電末期のＮａ液位、１６
…バイメタル（電池作動時）、１７…バイメタル（電池
作動温度以下時）、１８…接点、１９…形状記憶合金
（電池作動時）、２０…形状記憶合金（電池作動温度以
下時）、２１…固定接点、２２…可動接点（電池作動
時）、２３，２６…可動接点（電池作動温度以下時）、
２４…スプリング、２５…部材、２７…ベロー付き膨張
容器、２８…負荷、２９…Ｎａデンドライト、３０，３
７…Ｎａ／Ｓ電池、３１…温度計、３２…撹拌扇、３３
…恒温槽、３４…加熱ガス、３５…加熱用ヒータ、３６
…母線、３８…スイッチ素子、３９…電極。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 綿引 直久 茨城県日立市森山町1168番地 株式会社 日立製作所 エネルギー研究所内 (72)発明者 下屋敷 重広 茨城県日立市森山町1168番地 株式会社 日立製作所 エネルギー研究所内 (56)参考文献 特開 昭62−254337（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−37166（ＪＰ，Ｕ)
Claims (9)
- 【請求項１】 容器と、容器内の正極活物質を充填した
正極領域と、容器内の負極活物質を充填した負極領域
と、前記正極領域及び前記負極領域との間に配置された
固体電解質と、前記各領域に接続される正極端子及び負
極端子とを備える化学電池において、前記負極端子と前
記負極活物質とを電池内部で接続／遮断するスイッチ機
構であって可動接点部分が温度変化を受けて自動的に変
位し前記負極活物質の融点以上の温度になったとき前記
負極端子と該負極活物質とを電気的に接続するスイッチ
機構を備えることを特徴とする化学電池。 - 【請求項２】 容器と、容器内の正極活物質を充填した
正極領域と、容器内の負極活物質を充填した負極領域
と、前記正極領域及び前記負極領域との間に配置された
固体電解質と、前記各領域に接続される正極端子及び負
極端子とを備える化学電池において、前記負極端子と前
記負極活物質とを電池内部で接続／遮断するスイッチ機
構であって可動接点部分が温度変化を受けて自動的に変
位し前記負極活物質が固体の状態となる温度のときは前
記負極端子と前記負極活物質とを電気的に遮断するスイ
ッチ機構を備えることを特徴とする化学電池。 - 【請求項３】 請求項１または請求項２において、熱膨
張して上昇する負極活物質の液面を利用して前記スイッ
チ機構の可動接点部分を構成したことを特徴とする化学
電池。 - 【請求項４】 請求項１または請求項２において、熱膨
張するガス圧を利用して前記可動接点部分を変位させる
構成にしたことを特徴とする化学電池。 - 【請求項５】 請求項１または請求項２において、前記
スイッチ機構をバイメタルで構成したことを特徴とする
化学電池。 - 【請求項６】 請求項１または請求項２において、前記
スイッチ機構を形状記憶合金で構成したことを特徴とす
る化学電池。 - 【請求項７】 請求項１または請求項２において、前記
スイッチ機構の可動接点部分を永久磁石のキュリー点を
利用して変位させる構成にしたことを特徴とする化学電
池。 - 【請求項８】 容器内に充填された物質の化学反応にて
容器外に電気を取り出す化学電池において、途中に空隙
を有し使用時にこの空隙を押し潰すことで電 気的導通を
図る電極を備えることを特徴とする化学電池。 - 【請求項９】 請求項１乃至請求項８のいずれかに記載
の化学電池を複数接続して構成したことを特徴とする電
力貯蔵システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4013961A JP2733404B2 (ja) | 1992-01-29 | 1992-01-29 | 化学電池と電力貯蔵システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4013961A JP2733404B2 (ja) | 1992-01-29 | 1992-01-29 | 化学電池と電力貯蔵システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05205776A JPH05205776A (ja) | 1993-08-13 |
| JP2733404B2 true JP2733404B2 (ja) | 1998-03-30 |
Family
ID=11847812
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4013961A Expired - Lifetime JP2733404B2 (ja) | 1992-01-29 | 1992-01-29 | 化学電池と電力貯蔵システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2733404B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101499770B1 (ko) * | 2013-12-27 | 2015-03-06 | 포스코에너지 주식회사 | 나트륨 2차 전지의 출력전압 제어장치 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011142016A (ja) * | 2010-01-07 | 2011-07-21 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 電池システム、電池の使用方法及び電池の再生方法 |
| WO2015136683A1 (ja) * | 2014-03-14 | 2015-09-17 | 株式会社日立製作所 | リチウムイオン二次電池 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6237166U (ja) * | 1985-08-22 | 1987-03-05 | ||
| GB2186420B (en) * | 1986-02-10 | 1989-11-01 | Chloride Silent Power Ltd | Alkali metal switch device |
-
1992
- 1992-01-29 JP JP4013961A patent/JP2733404B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101499770B1 (ko) * | 2013-12-27 | 2015-03-06 | 포스코에너지 주식회사 | 나트륨 2차 전지의 출력전압 제어장치 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05205776A (ja) | 1993-08-13 |
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