JP2820366B2 - ナトリウム−硫黄電池の端子構造 - Google Patents

ナトリウム−硫黄電池の端子構造

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JP2820366B2
JP2820366B2 JP6035067A JP3506794A JP2820366B2 JP 2820366 B2 JP2820366 B2 JP 2820366B2 JP 6035067 A JP6035067 A JP 6035067A JP 3506794 A JP3506794 A JP 3506794A JP 2820366 B2 JP2820366 B2 JP 2820366B2
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豊 堀川
敏幸 川口
啓一 森
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  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】 この発明は、ナトリウム−硫黄
電池の端子構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】 一般に、ナトリウム−硫黄電池では単
電池を多数接続して集合電池とし、その端部に接続端子
が設けられている。そして、この接続端子を介して電力
を取り出すようにしている。このナトリウム−硫黄電池
は高温電池であり、接続端子からの放熱を低減させて熱
効率を向上させるため、接続端子としては熱伝導度の低
い鉄を使用している。
【0003】このような従来のナトリウム−硫黄電池に
おいては、断熱容器の内面にアルミニウムまたはアルミ
ニウム合金よりなる集電板が配置され、その集電板の一
部に接触部が設けられている。また、この接触部には集
電板よりも熱伝導率の低い材料の鉄等よりなる端子板が
接合固定され、その端子板上に突設された端子が断熱容
器を貫通して外方に延長されている。これにより、断熱
容器内の熱が集電板から端子板や端子を通して外部へ放
散されるのを防ぐようになっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】 ところが、この従来
の端子構造においては、端子部分の電気抵抗が大きくな
ったにもかかわらず、依然として断熱容器内の熱が端子
部分より外部へ放散されやすいという問題があった。
【0005】この発明は、このような従来の技術に存在
する問題に着目してなされたものである。その目的とす
るところは、端子部分の導電性と強度を保持しつつ、断
熱容器内の熱が端子部分より外部へ放散されるのを抑制
できるナトリウム−硫黄電池の端子構造を提供すること
にある。
【0006】
【課題を解決するための手段】 上記の目的を達成する
ために、請求項1に記載の発明のナトリウム−硫黄電池
の端子構造においては、断熱容器の内面に沿って配置さ
れ、アルミニウムまたはアルミニウム合金よりなる集電
板と、その集電板の一部に設けられた接触部と、その接
触部に接合固定される端子板と、その端子板上に突設さ
れ、断熱容器を貫通して外方に延びる端子とを備え、前
記端子をアルミニウムまたはアルミニウム合金により筒
状に形成したことを特徴とするものである。
【0007】また、請求項2に記載の発明では、請求項
1に記載の発明において、前記アルミニウムまたはアル
ミニウム合金により筒状に形成された端子が補強材で支
持されていることを特徴とするものである。さらに、請
求項3に記載の発明では、請求項1に記載の発明におい
て、前記アルミニウムまたはアルミニウム合金により筒
状に形成された端子内に断熱材が収容されていることを
特徴とするものである。
【0008】
【作用】 上記のように構成された請求項1に記載のナ
トリウム−硫黄電池の端子構造の発明によれば、端子が
アルミニウムまたはアルミニウム合金により筒状に形成
されている。このため、軸体に比べ通電方向の断面積を
変えずに機械的強度を増加でき、端子としての導電性が
維持されるとともに、断熱容器内の熱の伝導が抑えられ
る。また、端子板との接合面積を増加できるので、端子
との導電性を高く維持できる。
【0009】また、請求項2に記載の発明では、アルミ
ニウムまたはアルミニウム合金により筒状に形成された
端子が、断熱容器内の熱の伝導をさらに抑えるため薄肉
で脆弱になった場合でも補強材で支持されていることか
ら、端子の強度が確保される。
【0010】さらに、請求項3に記載の発明によれば、
端子内に断熱材が収容されていることから、この部分に
おける熱伝導が効果的に抑制される。
【0011】
【実施例】 (第1実施例) 以下、この発明を具体化したナトリウム−硫黄電池の端
子構造の一実施例を、図面に基づいて詳細に説明する。
【0012】図1〜図3に示すように、断熱容器1は四
角箱型に形成され、外壁2と内壁3との間に断熱材4を
介装して構成されている。蓋体5は断熱容器1の上面開
口部を閉鎖するように取り付けられ、断熱容器1と同様
に、内外二重の壁間に断熱材を介装して構成されてい
る。
【0013】電気ヒータ6は前記断熱容器1の内底部に
収容配置され、この電気ヒータ6により断熱容器1の内
部が所定温度に加熱される。複数の単電池7は断熱容器
1内に立設配置され、それらの上端には一対の電池端子
8が突設されている。そして、各単電池7はナトリウム
−硫黄電池から構成され、その内部には金属ナトリウム
と硫黄とが固体電解質管により区分して収容されてい
る。
【0014】側面ほぼ逆三角形状の集電板9は前記断熱
容器1の両側内面に沿って配設され、その内面全体およ
び外面周縁にはマイカ(雲母)等よりなる絶縁板10,
11が接合固定されている。そして、この集電板9には
ブスバー等を介して、各単電池7の電池端子8が電気接
続されている。
【0015】切欠部12は前記内側絶縁板10の下端に
設けられ、この切欠部12を通して集電板9の内面には
接触部としての接触板13が溶接固定されている。そし
て、前記集電板9および接触板13は、電気抵抗が小さ
くて大気および亜硫酸ガス(SO2 )等に対する耐食性
に優れたアルミニウムまたはアルミニウム合金より形成
されている。
【0016】端子板14は前記接触板13の内面に接合
され、複数のボルト15およびナット16により固定さ
れている。円筒状の端子17は端子板14の外面に突設
され、接触板13、集電板9および断熱容器1を貫通し
て外部に延長されている。この際、電気絶縁性を確保す
るため、マイカ製の内側絶縁筒31と外側絶縁筒32が
挿入される。この端子17の外端には蓋17aが接合さ
れ、端子17における断熱性を保持する。そして、前記
端子板14および端子17は、アルミニウムまたはアル
ミニウム合金により形成されている。
【0017】皮膜18はアルミニウムまたはアルミニウ
ム合金を溶射することにより、前記接触板13に対向す
る端子板14の接合面に形成されている。そして、この
皮膜18の表面が溶射時に粗面状となるように形成さ
れ、接触板13に端子板14を接合固定する際に、接触
板13の表面に形成されている酸化アルミニウム膜を、
この皮膜18の粗面により破るようになっている。
【0018】さて、この実施例においては、端子板14
および端子17が、導電性の良いアルミニウムまたはア
ルミニウム合金により円筒状に形成されている。このた
め、軸体に比べ通電方向の断面積を変えることなく機械
的強度を増加させ、これらの部分における良好な導電性
が確保される。しかも、端子17の外端は蓋17aで密
閉され、内部の空気により所定の断熱性が確保される。
また、端子板14と端子17の接合面の面積を大きくと
ることができ、良好な導電性を維持できる。
【0019】加えて、接触板13に対する端子板14の
接合面にアルミニウムまたはアルミニウム合金よりなる
皮膜18が設けられ、その皮膜18の表面が粗面状に形
成されている。このため、接触板13に端子板14を接
合固定する際に、接触板13の表面に酸化アルミニウム
膜が形成されていても、皮膜18の粗面が酸化アルミニ
ウム膜を破って接触板13に接合する。
【0020】そして、この状態で複数のボルト15およ
びナット16を締め付けて、端子板14を接触板13に
低温加圧すれば、アルミニウムまたはアルミニウム合金
よりなる皮膜18と接触板13とがその後の加熱により
互いに固溶して密着接合される。従って、酸化アルミニ
ウム膜の存在により、接触板13と端子板14との接合
部間において、接触電気抵抗が大きくなるのを確実に防
止することができ、電池効率を良好に維持できる。 (第2実施例)次に、この発明を具体化した第2実施例
について、図4〜6に従って説明する。
【0021】図5(a),(b)に示すように、アルミ
ニウムまたはアルミニウム合金製の端子20は薄肉の円
筒状をなし、その一端には端子板21がフランジ状に突
出形成され、他端には厚肉のコネクタ取付部22が形成
されている。補強用パイプ23はステンレス鋼より形成
され、この端子20の内周面に圧入または焼ばめにより
固着され、端子20を補強している。そして、図4に示
すように、この端子20が断熱容器1の挿通孔24に、
電気絶縁を行うマイカ製のつば付きの内側絶縁筒29と
外側絶縁筒30を介し挿通支持されている。断熱材25
は補強用パイプ23内に充填され、断熱容器1の断熱機
能を保持できるようにしている。
【0022】アルミニウムまたはアルミニウム合金製の
集電板9は断熱容器1の内壁3の内側に絶縁板11を介
して配置され、その下端内面が端子板21の内面に当接
している。そして、この集電板9と端子板21とが溶接
により接合固定され、両者間の導通が図られている。図
6に示すように、コネクタ26はアルミニウムや銅で形
成され、その基端部に丸孔27が透設されて前記端子2
0のコネクタ取付部22に嵌挿され、溶接接合される。
また、コネクタ26はその先端側に一対の接続孔28が
透設され、この接続孔28に図示しないボルトを挿通し
てナットで締付けることにより、リード線の端部が接続
される。
【0023】さて、この実施例においては、導電性はア
ルミニウム製の端子20で確保され、補強用パイプ23
はアルミニウムより熱伝導性の低いステンレス鋼製であ
るため熱が逃げにくい。しかも、端子20および補強用
パイプ23は薄肉筒状に形成されて、熱の伝導部分が減
少されるとともに、補強用パイプ23内には断熱材25
が充填されていることから、断熱容器1内からの熱の外
部への放散が抑制されて断熱効果が高められる。また、
集電板9と端子板21とがともにアルミニウムまたはア
ルミニウム合金により構成され、それらが溶接により接
続されている。しかも、コネクタ取付部22とコネクタ
26の丸孔27部分とが溶接によって接続されているこ
とから、これら接続部分に酸化皮膜などが生成するおそ
れはない。さらに、端子20は筒状であるため、集電板
9およびコネクタ26との溶接面積が大きくなり、接続
部分の導電性を高めることができる。
【0024】このため、集電板9から端子20を介して
コネクタ26に至る部分の電気抵抗を極めて小さく、か
つ一定に保持することができる。その結果、この電池の
電池効率を良好に保持することができる。しかも、各接
続面に対して溶射やメッキなどを施した後に接続操作を
行うという面倒な工程が不要で、製造コストの低減を図
ることができる。加えて、端子20内にはステンレス鋼
製の補強用パイプ23が圧入または焼ばめにより固着さ
れているため、端子20が薄肉円筒状であってもその強
度を高めることができる。
【0025】なお、この発明は前記実施例の構成に限定
されるものではなく、例えば次のように構成を変更して
具体化することも可能である。 (1)第1実施例において、接触部13を集電板9の一
部に一体に形成すること。この構成により、部品点数を
減らして構成を簡単にすることができる。 (2)端子17を端子板14上に一体に形成し、構成を
簡単にすること。 (3)皮膜18をアルミニウムまたはアルミニウム合金
のメッキにより端子板14の接合面に形成し、その皮膜
18の表面をワイヤブラシ等により粗面状にすること。 (4)第2実施例において、補強用パイプ23として、
ステンレス鋼以外の硬い金属やセラミックを用いるこ
と。また、補強用パイプ23を楕円筒状や角筒状に形成
すること。 (5)補強用パイプ23内の断熱材25を省略し、補強
用パイプ23の両端を塞ぐことにより、空気を密閉状に
して断熱効果を保持すること。また、この空気を脱気し
て真空状態とし、断熱効果を高めること。 (6)集電板9と端子板21とをボルトを用いて締付固
定すること。 (7)端子板21または集電板9の接続部分を予め粗面
化しておき、その部分の接触電気抵抗を低減させるこ
と。 (8)補強用パイプ23を省略し、端子20内に断熱材
25を充填して構成を簡易にすること。
【0026】
【発明の効果】 この発明は、以上説明したように構成
されているため、次のような優れた効果を奏する。すな
わち、請求項1に記載の発明によれば、端子部分の導電
性と強度を保持しつつ、断熱容器内の熱が端子部分より
外部へ放散されるのを効果的に抑制することができる。
【0027】また、請求項2に記載の発明によれば、ア
ルミニウムまたはアルミニウム合金により筒状に形成さ
れた端子が補強材で支持されているため、薄肉で脆弱に
なった場合でも端子の強度を確保することができる。
【0028】さらに、請求項3に記載の発明によれば、
端子内に断熱材が収容されていることから、この部分に
おける熱伝導を抑制して、断熱性を向上させることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明を具体化したナトリウム−硫黄電池
の端子構造の第1実施例を示す部分断面図である。
【図2】 ナトリウム−硫黄電池の全体構成を示す部分
破断正面図である。
【図3】 図1のA−A線における断面図である。
【図4】 この発明を具体化したナトリウム−硫黄電池
の端子構造の第2実施例を示す部分断面図である。
【図5】 (a)は端子を示す断面図、(b)はその右
側面図である。
【図6】 コネクタを示す正面図である。
【符号の説明】
1…断熱容器、9…集電板、13…接触部としての接触
板、14…端子板、17…端子、18…皮膜、20…端
子、21…端子板。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川口 敏幸 名古屋市瑞穂区須田町2番56号 日本碍 子 株式会社 内 (72)発明者 森 啓一 名古屋市瑞穂区須田町2番56号 日本碍 子 株式会社 内 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01M 10/39 H01M 2/30 H01M 10/38

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 断熱容器の内面に沿って配置され、アル
    ミニウムまたはアルミニウム合金よりなる集電板と、そ
    の集電板の一部に設けられた接触部と、その接触部に接
    合固定される端子板と、その端子板上に突設され、断熱
    容器を貫通して外方に延びる端子とを備え、 前記端子をアルミニウムまたはアルミニウム合金により
    筒状に形成したことを特徴とするナトリウム−硫黄電池
    の端子構造。
  2. 【請求項2】 前記アルミニウムまたはアルミニウム合
    金により筒状に形成された端子が補強材で支持されてい
    ることを特徴とする請求項1に記載のナトリウム−硫黄
    電池の端子構造。
  3. 【請求項3】 前記アルミニウムまたはアルミニウム合
    金により筒状に形成された端子内に断熱材が収容されて
    いることを特徴とする請求項1に記載のナトリウム−硫
    黄電池の端子構造。
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