JPH06500197A - 蓄電池端子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 蓄電池端子 本発明は蓄電池端子、特にケースから取り出される蓄電池セルと蓄電池ケースの 外側に取り付けられた熱放散手段との間の剛性接続に関するものである。

必要なエネルギー貯蔵容量を与えるために単一のセルから複数の連結されたセル に至る多くの形態の蓄電池が知られている。

また、蓄電池は主として２種類に分割することができる。第１の蓄電池は比較的 短い寿命で、消費されると破棄されるもので、多くの場合単一セルで、トーチ、 ラジオ、オモチャに使用される。第２の蓄電池は消費されると再充電されるもの で、比較的長い寿命を有し、自動車、パワーフォークリフトトラック、電気自動 車の始動に使用され、ビルディングおよび電話交換装置の予備電源として使用さ れている。

ドライアルカリタイプの第１および第２蓄電池は鉛酸タイプの２次蓄電池として 知られている。

近年、ナトリウムイオウ形式の２次蓄電池が知られるようになり、二〇槓蓄電池 は軽量で、高貯蔵容量を有するとともに比較的迅速な充電時間であるという利点 を備えている。さらに、この種蓄電池は安価で豊富な材料のナトリウムおよびイ オウを使用する。

異なった従来の鉛酸蓄電池は電解液である希硫酸が２つの固体電極を分離し、ナ トリウムイオウ蓄電池では固体電解質であるベータアルミナが２つの液電極、す なわち液体イオウとナトリウム電極を分離する。

このようなナトリウムイオウセルは一部破断した斜視図である第１図に示されて いる。

図示されるように、このセルは円筒形にプレス成形された鋼ケース１を備え、ベ ータアルミナの固体電解質カップ２を含み、該カップ２はナトリウム電極３を含 む一方、ケースｌとカップ２のスペースにはイオウ電極４を含む。使用にあたっ ては、このセルを約３５０’Ｃに保持してナトリウムおよびイオウ電極３および ４を波形態にする。

カップ２の開放端はアルファアルミナの絶縁性ディスク５によって閉じられる一 方、ケース１は環状の鋼製ディスク６によって閉じられている。このケース１は イオウ電極４の端子として機能する一方、ナトリウム電極３は細長い金属製の電 流コレクタ８を含み、該コレクタはケース１の軸方向に延び、上記ディスク５を 通って該ディスク５に装着された中央端子ディスク７に接続している。この必要 な接続は溶接によって行なわれる。

ベータアルミナの原子構造は選択的イオンフィルタとして機能するようになって いる。上記セルが放電しているときは、ナトリウム電極３からのナトリウムイオ ンは電解質２を通ってイオウ電極４と反応して硫化ナトリウムを形成する。この 反応の化学エネルギーは直接電気エネルギーに変換される。

セルが充電されるときは上記硫化ナトリウムからナトリウムおよびイオウが再生 し、入力電気エネルギーが化学エネルギーに変換される。

自動車を駆動することができる蓄電池を提供するためには、上述した約３０００ のセルは直列接続の配列で組み立てられることを必要とし、各配列の構成は並列 に接続され、その構成を有する配列は直列に接続される。

蓄電池を形成するセルは熱絶縁ボックス内に収納され、パワーを取り出さないと きにはそのセルを加熱状態に置くようになっている。蓄電池の端子と接続させる ための手段を提供するパワーリード部材に問題が生じている。

考慮中の蓄電池は高いパワー出力を与えることができるので、それに接続される リード部材はかなりの直径、いわば６龍が必要である。このようなリード部材の 必要なサイズ、即ちそれらを電気的に作動させる断面によって、それらは蓄電池 から伝達される熱の良好な通路を提供する。このような外部ケーブルに沿った熱 伝達はケーブルカラーの電気絶縁に対しかなりのダメージを与えると共に危険が 伴う。

本発明の観点によれば、一端が電気ケーブルに接続し、他端が蓄電池のセルに接 続する手段を有する伝熱性及び導電性バ一部材から成る蓄電池端子を提供するも ので、該バ一部材は蓄電池ケース及び該蓄電池ケースに対ｊ、て良好な熱接触状 態にあり、しかも上記バ一部材とは電気的に絶縁された熱放散手段を通して導出 される。

本発明の他の観点て゛は、上記熱放散手段は蓄１４池端子か・）成り、そ−では 熱放散手段は上記バ一部材」−に良好な熱的接触を持ノて位置している第１、カ ラ一部材から成る。

本発明の更に他の観点では、−９１−記事１カラ一部材はスクリコーねじを備え 、そ５二では第１カラ一部材（幻二記バ一部材の外面に設けら〆またスクリ、− ねじと協働する内面に設けられたスクリーーねじを有している。

更に本発明の他の観点では、」―１熱放散手段は蓄電池端子から成り、そこでは 熱放散手段が更に上記第ｊカラ一部材と喪好な端子接触状態にある第２カラ一部 材とそわらの間に位置する電気絶縁材着層を備えている。

本発明の別の観点では、複数の第２カラー・部材を備冨、ギ、”、では第２カラ 一部材はその４面に複数の熱放散フィンを備えでいる。。

更に他の観点では、上記熱放散手段はｖ１０―記バ・一部材の端部を越えて位置 するギャップを備えτ′いる。

又、上記キャップは」−１第２カラ・一部材に固定されている。

更１：本発明の観点では、上記バ一部材はステンｌ／ス鋼であって、上記第１カ ラ一部材は銅製であると共に、上記第２プ７ラ一部１ｆｊＪ及び」上記キャップ はアルミ製であるのがよい。特に、絶縁層はマイカ製であってもよい。

以下本発明を添Ｎ図面を参照し５て本発明の一興体例に基づいて説明する。

第１図は典型的なナトリウムイオウセルの一部破断斜視図である。

第２図は一対のバスブレート間に配列された複数の直列構成のセルから成る蓄電 池を示す。

第３図は第４図のｍ−４１線断面側面図で、複数のセルを内蔵する蓄電池ボック スを示す。

第４図は第３図の蓄電池ボックスのＩＶ−ｒＶＸｌ断面平面図である３３第５図 は第４図のＶ−ｙ線断面拡大図で、第２図の蓄電池ボックスから導出された陰極 部を示す。

第６図は第３図の蓄電池ボックスの右側端を示す端面図である。

第２図に示す蓄電池は端部と端部が接続さズまた構成の３個のセル１１の各々を 複数直列接続したものである。各セル１１は１つの端子を構成する円筒ケース５ ０と他の端子を構成するケース５０の一端に位置する中央端子ディスク５１とを 有する。二のセル１コは上方のセルの底面５２に対し下方のセルの中央端子ディ スク５３［が隣接するように端部対端部配列が行なわれ、それらの間には磁器材 料の絶縁セラミックから成るスペース部材５３が介在している。このスペース部 材５３は隣接するセル１］のケース５０間が接触しないように機能している。上 方のセル１１の底面５２を横切っ−Ｃ導電性金属のスト・リップ５４が延び、そ の自由端がそこに溶接されている。その中央において、該ストリップは上記スペ ース部材５３の開口５５を通って下方に延び、スペース部材の下方のセル１１の 電流コレクタ５６の上方に至り、セル１１の中央端子ディスク５１に溶接されて いる。

釘−っで、二のストリップ５４は下方のセル１１の中央端子ディスク５１と上方 のセル１１のケース５０との間の必要な接続を行う。上記環状のスペース部材５ ３は隣接する２つのセル１１のケース５０間が直接接触するのを防止する。

各直列構成の端部端子は端子５１に溶接された導電性金属のストリップ１９によ −、て隣接するバスプレー１１７と接続している。このストリップは上記バスブ ｌノート１７の開口１８を通る自由端を有し、上記端子から離れたバスブレ・− ト１７の側部に溶接されている。

ここで第３図及び第４図を参照すると、そこには蓄電池ボックス１０が詳細に示 され、Ｃおり、該蓄電池ボックスは複数のす（・リウムイオウセル１］を含んで いる。該ボックス】０は４つの側壁１２と上部壁】３と下部！１４とから成る。

この壁１．２．ｉ３゜１４は間隔を置いたステンレス製の２枚のプレー・トから 構成され、３層の熱絶縁材料１５を内蔵している。該ボックス１０内には電気絶 縁材料の層】６によって分離された８列のセル１１が存在する。

各セル列はケース１２からバンクプＩ／−１・２６を汗して陰極導出部２５ｉこ 至る電気リード部材２０を有している。ステンレス製のリード導出バ一部材２７ の一端は上記バンクプレート２６に接続し、該バ一部材はその反対側端部２８に ねじ溝を有する。この導出バ一部材２７は側壁１５及びその全゛〔の層を貫通ニ ア、蓄電池ケースから導出されるようになっている。該側壁１５を越えて突出す るバ一部材のねじ溝を有する端部２８には鋼製ボビン２９が配置されており、該 ボビンはフランジと階段状部分３０を有している。内面にフランジ３１を有する アルミ製カラ一部材３２は上記階段状部分３０に嵌合され、ケース側壁１２の外 部スチールブレートに固定され、上記フランジ３１がその位置にカラ一部材３２ を保持するようＩこなっている。この固定はナツト３３及びボルト構成によって 行なわれてもよく、他の適当な手段であってもよい。

カラ一部材３２の外表面は複数のフィン３４を有し２、熱損失を助けている。こ のカラーフランジ３１とボビンの階段状部分３０との間には伝熱性及び導電性材 料、例えばＦＩＬＡＭＩＣ（商標）のような層３６が設けである。このＦＩＬＡ ＭＩＣは連続的に巻回された１００％の天然マイカのペーパー状材料であ杭この ペーパーは天然マイカの無数の小さな板粒子から形成される。この板粒子は熱及 び化学反応を使用しない特別な方法によって白雲母（クリアー）及び金雲母（ア ンバー）形態の注意深く清掃された天然ブロックマイカから形成される。これに よってマイカは天然の物理形態を保持することができる。この小さな粒子はそれ を純水中に置くことによって重力沈澱させ、均一性の高いかつ満足できる密度と 電気的及び物理的物性を有するペーパーを形成することができる。ＦＩＬＡＭＩ Ｃの箔は種々の樹脂に含浸させ、加熱及び加圧下にラミネート化して剛性のある シート又は他の形態を構成する。この製品は優れたかつ安定な電気的及び機械的 特性を選択された樹脂のタイプに依存して有することになる。本発明に使用する に適するシートの１つはシリコーン接着の厚み０．１〜２５龍でかつ６００〜８ ００℃の作動温度を有するものである。

銅製ナツト３７は上記バ一部材２７に対してナツトのフランジ３９とアルミカラ 一部材３２の内部フランジ部分４０との間に圧力ワソンヤー３８を挾むように螺 合される。上記電気絶縁性であって導電性の１１３６も又圧力ワッソヤー３８に 隣接するカラーフランジ３１の表面を覆う。

上記主たる導出ケーブル４６は上記導出バ一部材２７にコネクタ４５により接続 される。このコネクタ４５は開口を有する偏平部分４７を有し、該開口が上記バ 一部材２７に嵌合し、ナツト４８によって上記銅製ナツト３７の外表面に対して 保持され、セル】１とケーブル４６間の電気的接続を完了させる。このリードケ ーブル、４６はアルミキャップ６１の開口６０を通る。このアルミキャップは上 記アルミカラ一部材３２に対しスタッド又は他の適当な手段によって固定されて いる。このキャップ６１は中空部分６２を有し、上記リードバ一部材２７の端部 の銅製ナツト３７及びナツト４８を包む。このアルミキャップ６１の外表面は熱 損失を助ける上記アルミカラ一部材３２と同様の複数のフィン６３を有している 。

使用にあたっては蓄電池からの熱はリードスタッド２７に沿って銅製ボビン２９ 、アルミカラ一部材３２及びアルミキャップ６１に至り、そこでフィン３４及び ６３が周囲空気への放散を助ける。これによって周囲絶縁への障害となるところ のリードケーブル４６に熱が到達するのを妨げる。この電気絶縁３６によって電 流は蓄電池の出力を最大にするように分散される。

Ｉダ／ ／２りび 国際調査報告 ＋１１−一−＾伸−ｗ−−ｍ、ＰＣＴ／ＧＢ　９１１０１３４６国際調査報告 ＰＣＴ／ＧＢ　９１１０１３４６ ５＾　５０２３９

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. １．一端を電気ケーブルに、他端を蓄電池のセルに接続する手段を有する伝熱性 及び導電性バー部材からなり、該パー部材が蓄電池ケースおよび該蓄電池ケース に固定され、パー部材とは良好な熱接触でかつ電気的には絶縁されている熱放散 手段を通して導出している蓄電池端子。
2. ２．上記熱放散手段が上記導出されたバー部材上にそれと良好な熱接触状態で記 置されている第１カラー手段からなる請求項１記載の蓄電池端子。
3. ３．上記第１カラー手段が上記導出されたパー部材の外表面のスクリューねじと 協同ずるスクリューねじを内面に備える請求項２記載の蓄電池。
4. ４．上記熱放散手段が更に上記第１カラー手段と良好な端子接触状態にある第２ カラー手段とその間に位置する電気絶縁材料層を備える請求項２または３に記載 の蓄電池端子。
5. ５．第１カラー手段が上記導出されるバー部材上に保持されるように上記蓄電池 ケースに固定される請求項４記載の蓄電池。
6. ６．上記第２カラー端子がその外表面に複数の熱放散フィンを有する請求項４ま たは５記載の蓄電池端子。
7. ７．上記熱放散手段が更に上記導出されるバー部材の端部を覆つて位置するキャ ップを備える請求項１〜６のいずれかに記載の蓄電池端子。
8. ８．上記キャップが上記第２カラー部材に固定されている請求項５記載の蓄電池 端子。
9. ９．上記導出されるバー部材がステンレス鋼である請求項１〜８のいずれかに記 載の蓄電池端子。
10. １０．第１カラー部材が銅製である請求項２〜９のいずれかに記載の蓄電池。
11. １１．上記第２カラー部材がアルミニウムである請求項４〜１０のいずれかに記 載の蓄電池。
12. １２．上記電気絶縁層がマイカである請求項４〜１１のいずれかに記載の蓄電池 。
13. １３．上記キャップがアルミニウムである請求項７〜１２のいずれかに記載の蓄 電池。
14. １４．添付図面に示され、それに基づき実質的に記載にされた蓄電池端子。