JPH0766793B2 - 高温電池における断熱ケースへの導電体貫通支持構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明はナトリウム−硫黄電池などの高温電池におけ
る断熱ケースへの導電体貫通支持構造に関するものであ
る。

［従来の技術］ ナトリウム−硫黄電池は、通常断熱ケースの内部に単電
池を多数収容し、この断熱ケースの内部温度を350℃程
度に保持して電気自動車の電源あるいは夜間電力貯蔵用
の高温電池として使用される。又、前記高温電池への充
電あるいは放電は、断熱ケースを貫通する銅あるいはア
ルミニウム等の単一の素材よりなる導電体を通して行わ
れる。

［発明が解決しようとする課題］ 前記電気抵抗の小さい（電導率の大きい）銅あるいはア
ルミニウム等の金属製の導電体は、同時に高い熱伝導体
でもあり、一般に使用される導電体の電導率と熱伝導率
は第４図に示すように、ほぼ比例の関係にある。従っ
て、ニッケルや鉄のように熱伝導率の小さい素材を使用
すると、電導率が低下して電池効率が低下するという問
題がある。

前記導電体は電力を外部に取り出すため、電気特性の面
からは電導率の大きい素材が望ましい。このため、従来
の導電体は前述したように銅やアルミニウム等の電導率
の大きい素材を使用していたので、導電体を通して断熱
ケース内部から外部へ熱が移動し熱損失が大きくなると
いう問題があった。この場合、導電体の横断面積を小さ
くして電気抵抗の増加を許容しても熱損失を軽減するこ
とは可能であるが、機械的強度が低下する上に、大電流
通電時の温度上昇が高くなり、許容連続電流が低下する
という欠点がある。

この発明の目的は導電体の許容連続電流を低下させるこ
となく熱伝導による熱損失を減少させることができる高
温電池における断熱ケースへの導電体貫通支持構造を提
供することにある。

［課題を解決するための手段］ この発明は上記目的を達成するため、高温電池を収容す
る断熱ケースを貫通した導電体の該断熱ケースと対応す
る中間導電部を、鉄あるいはニッケル等の第１素材素材
により形成し、前記導電体の内側導電部及び外側導電部
を、銅あるいはアルミニウム等の第２素材素材により形
成し、前記第１素材の熱伝導率よりも第２素材の熱伝導
率を高く設定するという手段を採っている。

［作用］ この発明は断熱ケースと対応する中間電導部の熱伝導率
を内側導電部及び外側導電部の熱伝導率よりも低い素材
により形成したので、断熱ケース内部の熱が電導体を伝
わり難く、このため熱損失が軽減される。又、電導率は
単一の素材を使用した場合よりも低下するが、許容連続
電流が低下することはない。

［実施例］ 以下、この発明を具体化した一実施例を第１図〜第３図
に基づいて説明する。

第２図に示すように、四角箱状をなす断熱ケース１の内
部には、電池支持台２が収容され、その上面には多数の
ナトリウム−硫黄電池３が支持され、各電池３の陽極端
子と陰極端子はそれぞれ共通の陽極電極板４及び陰極電
極板５に電気的に接続されている。この陽極電極板４と
陰極電極板５は、第１図に示すように前記断熱ケース１
を貫通する陽極導電体６と、陰極導電体７とにより外部
へ導出されている。

前記陽極及び陰極の導電体6,7の貫通支持構造は同一構
造であるため、第１図に基いて断熱ケース１への陽極導
電体６の貫通支持構造を説明する。

前記断熱ケース１はステンレス製のケース８の内部にガ
ラスウールあるいはケイ酸カルシウム等の断熱材９を充
填して形成され、その側面には前記陽極及び陰極の導電
体6,7を貫通する取付孔1aが設けられている。

前記取付孔1aには外周にフランジ部10a,11aを有する磁
器製の外側絶縁取付筒10及び内側絶縁取付筒11が嵌合固
定されている。前記両取付筒10,11には前記陽極導電体
６が貫通支持されている。この陽極導電体６は第２素材
としての銅製の内側導電部12と、第１素材としての鉄製
の中間導電部13と、端子部14aを一体形成した同じく第
２素材としての銅製の外側導電部14とにより形成されて
いる。前記第１素材の電導率及び熱伝導率よりも第２素
材の電導率及び熱伝導率を高く設定している。前記中間
導電部13にはネジ孔13a,13bが形成され、このネジ孔13
a,13bには前記内側導電部12及び外側導電部14に形成し
たネジ部12a,14bが螺合されている。前記陽極電極板４
は前記内側導電部12に対しボルト15により締め付け固定
されている。

前記外側取付筒10及び内側取付筒11の間には、ガラスフ
ァイバ等の断熱材16が介在されている。

ところで、前記内側導電部12及び外側導電部14の素材と
しては、銅以外に例えばアルミニウムや銀があり、中間
導電部13の素材としては鉄以外に例えばニッケルがあ
る。

前記のように構成した高温電池における断熱ケース１へ
の導電体6,7の貫通支持構造について、その作用を説明
する。

前記高温電池の使用状態においては、断熱ケースの内部
は350℃程度に加熱されるが、この熱は前記陽極電極板
４、内側取付筒11あるいはケース内の空気から内側導電
部12へ伝達される。そして、この熱は熱伝導率が該内側
導電部12の熱伝導率よりも低い中間導電部13により外側
への伝導を抑制され、断熱ケース１の内部から外部への
熱損失が抑制される。

第３図は銅よりなる単一素材の10mm径の従来の導電体21
（従来例１）と、同じく銅よりなる単一素材の10mm径の
断熱ケースと対応する部分を細径（3.4mm径）にした導
電体22（従来例２）と、この発明に係わる前記導電体６
とを300℃に加熱した状態で、熱損失、電気抵抗及び許
容連続電流（Ａ）を測定したところ、表２のようになっ
た。この表２から明らかなように本発明の導電体６は従
来例１と比較して、電気抵抗は400μΩと大きくなった
が、この電気抵抗は従来例２とほぼ同じであるにも係わ
らず、熱損失が従来例１と比較して、約85％減少し、１
秒間許容電流（温度上限400℃とした場合）は300A程度
と本発明の実施例と熱損失のほぼ同等である従来例２の
倍以上であった。

なお、この発明は次のように具体化することも可能であ
る。

前記実施例では前記中間導電部13に対し内側導電部12及
び外側導電部14を螺合したが、これを圧接したり、溶接
したりして接合してもよい。

［発明の効果］ 以上詳述したように、この発明は導電体の電導率をそれ
程低下させることなく、熱伝導による熱損失を減少させ
ることができ、このため電池効率を向上することができ
る効果がある。

【図面の簡単な説明】 第１図はこの発明を具体化した高温電池における断熱ケ
ースへの導電体貫通支持構造の断面図、第２図はナトリ
ウム−硫黄電池を収納した高温電池全体を示す部分破断
斜視図、第３図は従来例1,2と本発明の導電体を示す正
面図、第４図は導電体の電導率と熱伝導率との関係を示
すグラフである。 １……断熱ケース、1a……取付孔、３……ナトリウム−
硫黄電池、６（７）……陽極（陰極）導電体、８……ケ
ース、９……断熱材、12……内側導電部、13……中間導
電部、14……外側導電部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】高温電池（３）を収容する断熱ケース
   （１）を貫通した導電体（6,7）の該断熱ケース（１）
   と対応する中間導電部（13）を、鉄あるいはニッケル等
   の第１素材により形成し、前記導電体（6,7）の内側導
   電部（12）及び外側導電部（14）を、銅あるいはアルミ
   ニウム等の第２素材により形成し、前記第１素材の熱伝
   導率よりも第２素材の熱伝導率を高く設定したことを特
   徴とする高温電池における断熱ケースへの導電体貫通支
   持構造。