JPH0419671B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、アルカリ金属およびカルコゲンに
基く少なくとも１つの電気化学的蓄電池、並びに
該蓄電池を囲包し、かつ導電体用の通過孔を有す
る断熱部材を備えた高温バツテリーに関する。

電気化学的蓄電池から構成される上記タイプの
高温バツテリーは、将来、動力推進運搬体の電力
用として増々利用されるようになる。

一例として、高温バツテリーは所定の方法で相
互に接続された多数の電気的蓄電池から構成され
る。この高温バツテリーは350℃ないし500℃の温
度で動作する。熱損失を低く抑えるために、高温
バツテリーの蓄電池は断熱部材によつて囲包され
ている。高温バツテリーを何時間あるいは何日も
停止させた後に再び動作させるようにするために
はその期間高温バツテリーを300℃に保持しなけ
ればならない。これは、従来の高温バツテリーに
おいては非常に困難であつた。停止期間中に電気
的接続を介して非常に多量の熱が外部に流出して
しまうからである。この電気的接続は高温バツテ
リーの断熱部材を通過している。この接続は蓄電
池とエネルギーが付与されるべき集成装置との間
の結合を形成する。

この発明は、特に停止期間中に熱損失を最小限
に抑制できる高温バツテリーを提供することを目
的とする。

上記目的は、この発明によれば、上記したタイ
プの高温バツテリーであつて、該高温バツテリー
内に貫通する導電体が少なくとも２つの導電体部
分からなり、これら導電体部分は接触部材上で導
電的にかつ着脱自在に相互に結合され、接触状態
を形成する接触部材は該高温バツテリーの内部に
配置されていることを特徴とするものによつて達
成される。

好ましくは、導電体部分は２つとも、高温にお
いて高い電気コンダクタンスを示す銅合金で形成
される。２つの導電体部分は棒状に形成される。
第１の導電体部分はもつぱらバツテリーの内部に
配置され、蓄電池と導電的に接続される。第１の
導電体部分はその接触場において、その長手軸と
同軸の穿孔を備えている。この第１の導電体部分
の穿孔内に接触部材が挿着されている。

高温バツテリーの操作中は、第２の導電体部分
はチヤンネルを通つて断熱部材内を貫通し、第１
の導電体部分の穿孔内に設置された接触部材と係
合する。第２の導電体部分の直径は該穿孔の直径
特に接触部材の直径に合致する。好ましくは、第
２の導電体部分は該接触部材から脱着可能であ
り、断熱部材の外面まで高温バツテリーから取り
出すことができる。

高温バツテリーの操作中に熱損失をできるだけ
小さく抑えるために、上記チヤンネルの直径は第
２の導電体部分が直接摺動するような大きさに選
ばれる。

既述のように、第２の導電体部分は必要に応じ
て高温バツテリーから取り出せる。両導電体部分
の切り離しは好ましくは高温バツテリーの停止中
におこなわれる。これによつて、第２の導電体部
分の貫通のために形成された、断熱部材のチヤン
ネルは停止期間中空気が充満する。その結果、第
２の導電体部分の良熱伝導性銅材料は高温バツテ
リーの熱い内部空間と連結しないこととなる。断
熱部材のチヤンネル内に存在する空気は良好な熱
絶縁として作用する。空気の熱伝導率は
0.026W／（mk）である。この値は第２の導電体
部分の熱伝導率よりもはるかに小さい。この第２
の導電体部分は既述のように銅合金から形成さ
れ、これはλ＝384W／（mk）の熱伝導率を示
す。

以下、この発明を図面に沿つて説明する。

第１図に示す高温バツテリー１は２つの電気化
学的蓄電池、導電体３および断熱部材４からな
る。

蓄電池の数は任意に選定でき、好ましくは高温
バツテリーの所望の大きさに合致する。ここに概
略的に示した蓄電池２は陽極室および陰極室を備
え、これらは図示しないアルカリイオン伝導性固
体電解質によつて分離されている。蓄電池２の陽
極室は好ましくは液体ナトリウムで満たされ、一
方その陰極室は硫黄で満たされている。各蓄電池
は好ましくは集電素子として作用する金属ハウジ
ングによつて区画されている。もう一方の集電素
子は固体電解質内に突入し、2.3mmだけ蓄電池２
上に突出している。蓄電池２は閉じた二重壁ハウ
ジングの形に形成された断熱部材４の内部空間４
Ｆ内に配置されている。

断熱は好ましくは真空断熱によつておこなう。
断熱部材は排気された中空空間を有し、その内部
には断熱材が配置されている。上記中空空間は所
定の間隔をもつて配置された断熱部材の両壁間に
位置する。

断熱部材４の内部に配置された蓄電池は電気エ
ネルギーの供給されるべき１つまたはそれ以上の
集成装置（図示せず）と導電的に結合される。こ
の集成装置は高温バツテリーの外部に配置されて
いる。この導電結合は２つの導電体部分３Ａおよ
び３Ｂからなる導電体３上でおこなわれる。両方
の導電体３Ａおよび３Ｂは棒状に形成され、好ま
しくは銅合金で形成される。銅合金は384W／
（mk）の熱伝導率λを有する。高温バツテリー１
の内部に存在する接点５の処で２つの導電体部分
３Ａおよび３Ｂは導電的にかつ着脱可能に相互に
結合する。第１の導電体部分３Ａは高温バツテリ
ーの内部に配置され、蓄電池２と導電的結合状態
にある。好ましくは断熱部材４の内表面のすぐう
しろに位置する、接点５の領域内において、第１
の導電体部分３Ａはシリンダー状の穿孔３Ｄを備
えている。この穿孔は第１の導電体部分３Ａの長
手軸と同軸的に配置されている。穿孔３Ｄ内には
接触部材３Ｋが挿入されている。この接触部材は
好ましくは多重接触部材として構成されている。

第２の導電体部分３Ｂは高温バツテリー１の外
部領域と内部領域との間の接続を形成する。断熱
部材４はチヤンネル６を備え、そこの処で内部空
間４Ｆは高温バツテリー１の外部と連通する。チ
ヤンネル６を通して導電体部分３Ｂは内部空間４
Ｆ内に入り込む。大きな熱損失を抑えるために、
チヤンネル６の直径は好ましくは導電体部分３Ｂ
の直径よりも極くわずかに大きく選ばれる。高温
バツテリー１の内部に位置する、チヤンネル６の
開孔前方に第１の導電体部分３Ａはその穿孔３Ｄ
を備えている。第２の導電体部分３Ｂの直径はそ
れが穿孔３Ｄ内、または穿孔３Ｄ内に挿着された
接触部材３Ｋ内に挿入され得るような大きさに選
ばれる。接触部材３Ｋ上で第１および第２の導電
体部分３Ａ，３Ｂ間の導電接続が形成される。

蓄電池２の内部における化学反応をおこなわせ
るためには約350℃の温度が必要である。この温
度を常に維持するために、蓄電池２は断熱部材４
の中に配置される。この手段によつて、導電体３
上を流れる熱がたとえ外部に流出してもバツテリ
ーを連続的に操作するために必要な条件が満たさ
れる。

高温バツテリー１が何時間あるいは何日間も操
作されない場合であつても蓄電池２はその期間冷
却されることはなく、300℃に維持され、これに
よつて高温バツテリーはその停止期間後に再び動
作可能となる。既述のように、導電体３上で高温
バツテリーの内部から外部へ非常に大きな熱輸送
がおこなわれる。バツテリーの停止期間中にこの
熱輸送を停止するために、バツテリーの停止前に
２つの導電体部分３Ａと３Ｂとを分離する。この
ためには、第２の導電体部分３Ｂを接触部材３Ｋ
から外し断面部材４の外面まで高温バツテリー１
から引き出す。このことは簡単におこなえる。２
つの導電体部分３Ａおよび３Ｂは相互に着脱自在
に結合されているからである。第２図にはこの状
態が示されている。第２図は停止状態にある、第
１図に示した高温バツテリーを示している。この
図からわかるように、チヤンネル６は空気で満た
されている。空気は、周知のように、非常に小さ
な熱伝導率（λ＝0.026W／（mk））を持つてい
る。第２の導電体部分３Ｂをチヤンネル６の外側
開口部の前に配置することによつて、チヤンネル
６を通つて空気が循環することがなくなる。これ
によつて、高温バツテリーの内部特に断熱部材４
の内部空間４Ｆ内に存在する熱は極くゆつくりと
逃げるのみである。この高温バツテリーの構造に
よつて、必要な静止温度300℃が何日間にもわた
つて維持される。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の高温バツテリーの一部破断
図、第２図は第１図に示した高温バツテリーの停
止状態を示す一部破断図。 ２……電気化学的蓄電池、３……導電体、３
Ａ，３Ｂ……導電体部分、４……断熱部材、３Ｄ
……穿孔、３Ｋ……接触部材、５……接点、６…
…チヤンネル、４Ｆ……（断熱部材の）内部空
間。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ アルカリ金属およびカルコゲン化物を活物質
   とする少なくとも１つの電気化学的蓄電池と、前
   記電気化学的蓄電池を囲包し、導電体部分用のチ
   ヤンネルを有する断熱部材とを備えた高温バツテ
   リー装置であつて、 前記導電体部分は、前記電気化学的蓄電池と導
   電的に結合された第１の導電体部分および前記第
   １の導電体部分と結合された第２の導電体部分か
   らなり、 前記第１の導電体部分が装置内部にのみ配置さ
   れており、 前記第２の導電体部分の一端が前記チヤンネル
   を通り少なくとも１つの接触部材上で導電的かつ
   着脱自在に前記第１の導電体部分と結合され、 前記第２の導電体部分の他端が装置外部に延出
   しており、 前記第１の導電体部分と前記第２の導電体部分
   との導電的接点を形成するために前記接触部材が
   前記断熱部材の内部空間に配置されていることを
   特徴とする高温バツテリー装置。 ２ 第１の導電体部分が銅合金よりなる特許請求
   の範囲第１項記載の高温バツテリー装置。 ３ 第２の導電体部分が銅合金よりなる特許請求
   の範囲第１項または第２項記載の高温バツテリー
   装置。 ４ 両方の導電体部分が棒状に形成されている特
   許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれか１項
   記載の高温バツテリー装置。 ５ 接触部材が多重接触部材として構成されてい
   る特許請求の範囲第１項ないし第４項のいずれか
   １項記載の高温バツテリー装置。 ６ 第１の導電体部分が、接点の処に、その長手
   軸と同軸的なシリンダー状穿孔を有し、該穿孔内
   に接触部材が挿着されている特許請求の範囲第１
   項ないし第５項のいずれか１項記載の高温バツテ
   リー装置。 ７ 第２の導電体部分がチヤンネルを通つて断熱
   部材内を貫通し、穿孔内に挿着された接触部材と
   係合している特許請求の範囲第１項ないし第６項
   のいずれか１項記載の高温バツテリー装置。 ８ 第２の導電体部分が断熱部材の外面まで引き
   出されている特許請求の範囲第１項ないし第７項
   のいずれか１項記載の高温バツテリー装置。 ９ 第２の導電体部分が貫通するチヤンネルの直
   径が第２の導電体部分の直径よりもわずかに大き
   い特許請求の範囲第７項または第８項記載の高温
   バツテリー装置。 １０ 高温バツテリーの停止中に断熱部材のチヤ
   ンネルが空気で満たされている特許請求の範囲第
   ７項ないし第９項のいずれか１項記載の高温バツ
   テリー装置。 １１ 第２の導電体部分が高温バツテリーの停止
   中にチヤンネルの外側開口部の前に配置されてい
   る特許請求の範囲第７項ないし第１０項のいずれ
   か１項記載の高温バツテリー装置。