JPH0817466A - ナトリウム−硫黄電池 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 接続導体と単電池の電極端子とを接合する溶
接装置のためのスペースを確保できて、効率的な冷却を
行いながら溶接を行うことができるようにする。また、
電極端子に対する並列接続ブスとヒューズとの組付け作
業を容易に行うことができるようにする。 【構成】 複数の単電池２を直列に接続してストリング
３を形成する。そのストリング３を並列接続ブス６によ
り複数並列に接続して電池ブロック５を形成する。その
電池ブロック５を断熱容器１内に一側部から他側部に向
かい複数一線上に配列収容して直列に接続する。並列接
続ブス６をコ字形状を連ねた形状にし、冷却部を備えた
溶接装置を配置するスペースを確保する。また、並列接
続ブスを水平面内に位置するように板状に形成し、溶接
作業を効率良く行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】 この発明は、多数の単電池が接
続されて電力貯蔵などに利用されるナトリウム−硫黄電
池に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】 従来、この種のナトリウム−硫黄電池
おいては、四角箱状の断熱容器内に多数の単電池が接続
されて収容されている。すなわち、断熱容器の長手方向
に隣接する複数の単電池が接続端子により直列に接続さ
れ、ストリングが形成されている。また、断熱容器の幅
方向に隣接する複数のストリングが接続導体としての並
列接続ブスにより並列に接続されて、電池ブロックが形
成されている。

【０００３】この並列接続ブスは、単電池の端子に溶接
接続される接続端子と、これら接続端子を並列結合する
連結バーとから構成されている。さらに、断熱容器の長
手方向に隣接する電池ブロック間が並列接続ブスにより
直列に接続されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】 ところが、この従来
のナトリウム−硫黄電池の並列接続ブスは、連結バーと
接続端子の２部品により構成されているため、それらの
接合が面倒であり、連結部の電気抵抗も増大する。この
ため、本願出願人は先に、並列接続ブスを平面台形状を
なす形状の組合わせにより形成し、それを単電池の電極
端子に接続する構成を提案した。そして、構成を簡単に
して電池の量産性を向上させるとともに、電気抵抗も低
減させるようにした。

【０００５】しかしながら、この構成においては、並列
接続ブスを電極端子に接合するための溶接装置を移動さ
せる際、溶接に必要な冷却装置が並列接続ブスを挟むよ
うにして配置される。このため、この並列接続ブスが平
面台形状の組合わせにより形成されていると、冷却装置
がその台形の上辺部分を挟むように配置される。従っ
て、冷却装置の大きさは並列接続ブスの形状により制約
され、冷却機能を充分に果たすためのスペースが小さく
なる。

【０００６】その結果、そのスペースに収容される冷却
装置が小さいものとなる。そして、溶接時には溶接部分
の周囲における冷却効果が低下し、熱伝導性の良いアル
ミニウム製の並列接続ブスを介して熱が逃げ、効率の良
い溶接を行うことができないという問題があった。

【０００７】また、電極端子に対する並列接続ブスとヒ
ューズとの溶接接合は、それぞれ別個に行われることか
ら、電極端子に対する並列接続ブスとヒューズとの組付
け作業が面倒であるという問題があった。

【０００８】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、接続導体と単電池の電極端子とを接合する
溶接装置の冷却装置のためのスペースを確保できて、効
率的な冷却を行いながら溶接を行うことができる接続導
体の構造を備えたナトリウム−硫黄電池を提供すること
にある。

【０００９】また、他の目的とするところは、電極端子
に対する並列接続ブスとヒューズとの組付け作業を容易
に行うことができる構造を備えたナトリウム−硫黄電池
を提供することにある。

【００１０】加えて、その他の目的とするところは、溶
接作業を減らして、電池の組立て工数を削減し、製造コ
ストの低減を図ることのできるナトリウム−硫黄電池を
提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】 上記の目的を達成する
ために、請求項１の発明のナトリウム−硫黄電池におい
ては、複数の単電池を直列に接続してストリングを形成
し、そのストリングを接続導体により複数並列に接続し
て電池ブロックを形成し、その電池ブロックを箱状の断
熱容器内に一側部から他側部に向かい配列収容して直列
に接続したナトリウム−硫黄電池において、接続導体を
平面ほぼコ字形状を連ねた形状となるように構成したも
のである。

【００１２】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、接続導体にはヒューズを一体形成し
たものである。請求項３に記載の発明においては、請求
項２に記載の発明において、ヒューズを平面ほぼＣ字状
に形成し、その内側に単電池の電極端子を嵌入して接続
可能にしたものである。

【００１３】請求項４に記載の発明では、請求項１に記
載の発明において、接続導体を水平面内に位置するよう
に板状に形成したものである。請求項５に記載の発明に
おいては、請求項４に記載の発明で、接続導体には、単
電池の電極端子を嵌入接続する接続部を折曲形成可能に
一体形成したものである。

【００１４】

【作用】 上記のように構成された請求項１のナトリウ
ム−硫黄電池においては、各ストリングを接続する接続
導体が平面コ字形状を連ねた形状に構成されている。こ
のため、この接続導体を挟んで配置される溶接装置の冷
却部が収容されるスペースは最も広く確保される。従っ
て、冷却部を備えた溶接装置により、各ストリングと接
続導体とを、効率良く冷却して溶接に必要な部分を局部
加熱することにより溶接接合することができる。

【００１５】また、請求項２に記載の発明においては、
接続導体にヒューズが一体形成されている。このため、
この接続導体を各ストリングに接続する際に、ヒューズ
も同時に接合される。

【００１６】さらに、請求項３に記載の発明では、ヒュ
ーズが平面ほぼＣ字状に形成され、その内側に単電池の
電極端子が嵌入可能に形成されている。このため、電極
端子、接続導体及びヒューズが一体化された状態で、こ
れらが溶接により同時に接合される。

【００１７】加えて、請求項４の発明においては、接続
導体が水平面内に位置するように板状に形成されてい
る。このため、接続導体近傍における上下方向のスペー
スをより広く確保することができる。従って、より大き
な冷却装置を配置することができて、溶接を効率良く行
うことができる。

【００１８】また、請求項５に記載の発明では、接続導
体には、単電池の電極端子を嵌入接続する接続部が折曲
形成可能に一体形成されている。このため、接続導体に
対する接続部の溶接接合を省略でき、電池の組立て工数
を削減することができる。

【００１９】

【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−硫黄電池の一実施例を、図１〜９に基づ
いて詳細に説明する。

【００２０】図１に示すように、断熱容器１は上面を開
口した有底箱型に形成され、その上面には図示しない蓋
体が嵌着される。密集配置された多数の単電池２は、断
熱容器１内にその長手方向へ一線上に並ぶように収容さ
れ、断熱容器１の幅方向に隣接する単電池２は半ピッチ
分ずらせて配列されている。

【００２１】図１及び図２に示すように、ストリング３
は前記断熱容器１内で長手方向に隣接した複数の単電池
２を接続端子４により接続して形成されている。電池ブ
ロック５は断熱容器１の幅方向に隣接する複数のストリ
ング３を接続導体としての並列接続ブス６により並列に
接続して形成されている。

【００２２】図３に示すように、この並列接続ブス６は
導電性の良いアルミニウム合金により形成されている。
この並列接続ブス６には各単電池２の電極端子８と対応
する部分において電極端子８及びヒューズ９が接続され
ている。

【００２３】図４，５に示すように、ヒューズ９はその
本体の両端が折曲形成され、両折曲部１０の両側が外側
に屈曲され反転されている。両屈曲部１１の内側には端
子収容空間１２が形成されている。この屈曲部１１の対
向端部には半円状の切欠き１３が設けられて、その部分
でヒューズ９を並列接続ブス６にスポット溶接するよう
になっている。そして、このヒューズ９の折曲部１０内
側面を並列接続ブス６の外側面に、その上端が並列接続
ブス６の上端と面一になるようにあてがってスポット溶
接が行われる。これにより、ヒューズ９が並列接続ブス
６に接合される。

【００２４】図８，９に示すように、並列接続ブス６に
接合されたヒューズ９の端子収容空間１２には、単電池
２の電極端子８が嵌挿され、電極端子８、並列接続ブス
６及びヒューズ９の屈曲部１１の各上端が面一に形成さ
れる。その状態で、溶接装置１４により三者が溶接接合
される。

【００２５】図６，７に示すように、溶接装置１４の冷
却部１５は並列接続ブス６を挟んだ位置に配置され、溶
接装置１４により溶接操作が行われるとき、溶接による
熱を溶接部に局所的に集中させ、溶込みの範囲を限定す
る。つまり、この冷却部１５は溶接部の周囲を冷却し、
特に並列接続ブス６や電極端子８を介して熱が逃げるの
を防止する。そして、溶接装置１４にて溶接部の溶接が
行われる。このとき、並列接続ブス６がコ字形状に形成
されているため、冷却部１５のためのスペースが確保さ
れる。

【００２６】図１に示すように、断熱容器１内には上記
のような電池ブロック５が、一側部から他側部に向かっ
て配列され、隣接する各電池ブロック５間が並列接続ブ
ス６により直列に接続されている。

【００２７】正側の電極１６は前記断熱容器１の長手方
向の一側壁に貫設され、断熱容器１内の一端側に位置す
る電池ブロック５の並列接続ブス６に対し正極ブス１７
を介して接続されている。負側の電極１８は断熱容器１
の長手方向の他側壁に貫設され、断熱容器１内の他端側
に位置する電池ブロック５の並列接続ブス６に対し負極
ブス１９を介して接続されている。

【００２８】図２，３に示すように、各電池ブロック５
の並列接続ブス６に各々接続された複数の計測線２０
は、断熱容器１の長手方向の一側において、断熱容器１
の側壁を貫通して外部に取り出されている。計測線２０
のうち１本は、断熱容器１の一側端に位置する並列接続
ブス６に形成された取付孔２１にボルト２２及びナット
２３にて締付固定されている。そして、この計測線２０
を介して、電池ブロック５毎、この実施例では４ブロッ
ク毎の電圧が測定され、各電池ブロック５の異常を監視
できる。

【００２９】なお、図示しないが、前記断熱容器１内に
は消火砂が充填されている。これにより、各単電池２が
妄動しないように固定されるとともに、集合電池全体の
安全性が高められている。

【００３０】さて、この実施例のナトリウム−硫黄電池
においては、並列接続ブス６が平面ほぼコ字形状を連ね
た形状により形成されている。そして、各ストリング３
の端部に位置する単電池２の電極端子８と並列接続ブス
６とを、溶接装置１４により溶接接合する際、冷却部１
５を並列接続ブス６を挟んでその両側に配置する。この
とき、並列接続ブス６を平面台形状に形成するよりも、
コ字形状に形成することにより、冷却部１５のためのス
ペースが最も広く確保される。従って、溶接部周囲の冷
却を確実に行い、溶接溶け込み箇所を局部的に限定する
ことにより、溶接を効率良く行うことができる。

【００３１】また、並列接続ブス６にはヒューズ９が一
体形成されているため、並列接続ブス６を各ストリング
３に接続する際に、ヒューズ９も同時に接合される。従
って、ヒューズ９の組付けが効率良く行われる。

【００３２】加えて、ヒューズ９の端部が平面ほぼＣ字
状に形成され、その内側に単電池２の電極端子８を嵌入
可能である。このため、並列接続ブス６にヒューズ９と
電極端子８が一体化された状態で、溶接装置１４を上方
位置に配置して溶接操作を行うことにより、１回の溶接
操作で三者を同時に接合することができる。従って、溶
接を迅速に行うことができる。 （第２実施例）次に、この発明を具体化した第２実施例
について説明する。

【００３３】図１０に示すように、並列接続ブス６ａは
水平面内に位置するように板状をなし、ほぼコ字状（台
形状）を連ねた形状を有し、頂辺部２４と斜辺部２５と
が交互に連なっている。単電池２の電極端子８が嵌入接
続される接続片２６は、並列接続ブス６ａの頂辺部２４
の中間から側方へ延びる連結部２７を介して平面Ｃ字状
に立設されている。

【００３４】図１１に示すように、電池ブロック５は断
熱容器１内の前面側において並列接続ブス６ａを介し長
手方向に接続されるとともに、他の電池ブロック５は後
面側において並列接続ブス６ａを介し長手方向に接続さ
れる。連結接続ブス２８は断熱容器１内の一側壁におい
て両電池ブロック５を接続する。正極ブス１７は、断熱
容器１内の前面側の電池ブロック５に接続され、正側の
電極１６がこの正極ブス１７に接続される。負極ブス１
９は、断熱容器１内の後面側の電池ブロック５に接続さ
れ、負側の電極１８がこの負極ブス１９に接続される。
従って、正負両電極１６，１８が断熱容器１の一方の側
に集められ、ナトリウム−硫黄電池の接続操作が一方向
から可能となり、取扱いが容易となる。

【００３５】図１２に示すように、並列接続ブス６ａを
形成するためのアルミニウム合金製の板状素材２９は、
接続片２６が展開された状態に形成されている。この板
状素材２９はプレス成形により、所要形状に成形され
る。そして、図１３（ａ）〜（ｃ）に示すように、接続
片２６をＣ字状に曲げるとともに、連結部２７との境界
を折曲げて立設する。このようにして、簡単に電極端子
８を嵌入接続する接続片２６を成形することができる。

【００３６】このように、この実施例では、並列接続ブ
ス６ａが水平面内に位置するように板状に形成されてい
るため、並列接続ブス６ａの上方に充分なスペースを確
保することができる。従って、このスペースにより大き
な冷却装置を配置することができて、電極端子８と並列
接続ブス６ａの接続片２６との溶接を効果的な冷却の下
に効率良く行うことができる。加えて、冷却装置の形状
を溶接箇所以外の部分をできるだけ覆うように自由に設
計できることから、溶接作業の確実性と信頼性が向上す
る。

【００３７】しかも、前述のように、並列接続ブス６ａ
には、単電池２の電極端子８を嵌入接続する接続片２６
が折曲形成可能に一体形成されている。このため、並列
接続ブス６ａに対する接続片２６の溶接接合を省略で
き、電池の組立て工数を削減することができる。従っ
て、電池の製造コストの低減を図ることができる。

【００３８】なお、この発明は例えば次のように構成を
変更して具体化してもよい。 （ａ）１つのストリング３における単電池２の個数を変
更したり、１つの電池ブロック５におけるストリング３
の個数を変更したりすること。これにより、出力電圧や
出力電流を所定値に調整することができる。 （ｂ）平面コ字形状をなす並列接続ブス６の電極端子８
に対応する部分の長さを実施例より長く形成して、溶接
装置１４のスペースを拡大すること。 （ｃ）並列接続ブス６を、連続するコ字形状に折曲形成
された複数の導電板７を接合して構成すること。そし
て、並列接続ブス６の製造を容易にすることができる。 （ｄ）図１４（ａ），（ｂ）に示すように、並列接続ブ
ス６ａの頂辺部２４に一対の波状の伸縮部３０を設ける
こと。また、図１５（ａ），（ｂ）や図１６（ａ），
（ｂ）に示すように、斜辺部２５に波状の伸縮部３０を
設けること。さらに、図１７（ａ）に示すように、伸縮
部３０を複数連続して設けたり、図１７（ｂ）に示すよ
うに、伸縮部３０を山形に形成したりすること。このよ
うにすれば、並列接続ブス６ａ全体に伸縮性が生じ、並
列接続ブス６ａの接続片２６への電極端子８の嵌め込み
作業を容易に行うことができる。

【００３９】前記各実施例より把握される技術的思想に
ついて、以下に記載する。 （１）接続導体を一本の導体により、平面ほぼコ字形状
を連ねた形状となるように構成した請求項１のナトリウ
ム−硫黄電池。この構成により、接続導体の導通性を高
めて電池の効率を向上させることができる。 （２）接続導体を複数の導体の接続により、平面ほぼコ
字形状を連ねた形状となるように構成した請求項１のナ
トリウム−硫黄電池。この構成により、接続導体の製造
が容易になる。 （３）単電池の電極端子にはヒューズを一体形成した請
求項１のナトリウム−硫黄電池。このように構成するこ
とにより、ヒューズの組付けを容易に行うことができ
る。 （４）接続導体の一部を折曲げて伸縮部を形成した請求
項４に記載のナトリウム−硫黄電池。このように構成す
れば、接続導体の接続部への電極端子の嵌め込み作業を
容易に行うことができる。

【００４０】

【発明の効果】 以上詳述したように、請求項１のナト
リウム−硫黄電池の発明によれば、接続導体と単電池の
端子との溶接装置による接合のためのスペースを確保で
きて、効率的な冷却を行いながら溶接を行うことができ
る。

【００４１】また、請求項２に記載の発明によれば、接
続導体に接続されるヒューズの組付けを容易に行うこと
ができる。さらに、請求項３に記載の発明によれば、単
電池の電極端子に接続導体とヒューズを同時に接合でき
て、組付けを容易にすることができる。

【００４２】加えて、請求項４の発明によれば、接続導
体近傍における上下のスペースをより広く確保すること
ができ、より大きな冷却装置を配置することができて、
溶接を効率良く行うことができる。

【００４３】また、請求項５に記載の発明によれば、接
続導体に対する接続部の溶接接合を省略でき、電池の組
立て工数を削減することができて、製造コストの低減を
図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１実施例のナトリウム−硫黄電池を示す一
部破断平面図。

【図２】 そのナトリウム−硫黄電池の部分拡大平面
図。

【図３】 （ａ）は並列接続ブスを示す平面図、（ｂ）
はその並列接続ブスの左側面図。

【図４】 並列接続ブスとヒューズを示す分解斜視図。

【図５】 並列接続ブスとヒューズを電極端子に接合し
た状態の斜視図。

【図６】 電極端子、並列接続ブス、ヒューズを溶接す
る状態の断面図。

【図７】 溶接装置を並列接続ブスの上方に配置した状
態を示す平面図。

【図８】 並列接続ブスとヒューズを電極端子に接合す
る分解斜視図。

【図９】 並列接続ブスとヒューズを電極端子に接合し
た部分断面図。

【図１０】 第２実施例の並列接続ブスを電極端子に接
合した平面図。

【図１１】 第２実施例のナトリウム−硫黄電池を示す
平面図。

【図１２】 並列接続ブスの板状素材を示す部分平面
図。

【図１３】 （ａ）は板状素材の接続部を折曲げた状態
の側面図、（ｂ）はその平面図、（ｃ）はその正面図。

【図１４】 （ａ）は別例としての並列接続ブスを示す
部分平面図、（ｂ）はその正面図。

【図１５】 （ａ）はさらに別例としての並列接続ブス
を示す部分平面図、（ｂ）はその正面図。

【図１６】 （ａ）は別例としての並列接続ブスを示す
部分平面図、（ｂ）は（ａ）の 矢視図。

【図１７】 （ａ）は別例としての並列接続ブスを示す
部分正面図、（ｂ）はさらに別例としての並列接続ブス
を示す部分正面図。

【符号の説明】

１…断熱容器、２…単電池、３…ストリング、５…電池
ブロック、６，６ａ…接続導体としての並列接続ブス、
８…電極端子、９…ヒューズ、１２…端子収容空間、１
４…溶接装置、１５…冷却部、２６…接続片。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の単電池を直列に接続してストリン
   グを形成し、そのストリングを接続導体により複数並列
   に接続して電池ブロックを形成し、その電池ブロックを
   箱状の断熱容器内に一側部から他側部に向かい配列収容
   して直列に接続したナトリウム−硫黄電池において、 接続導体を平面ほぼコ字形状を連ねた形状となるように
   構成したナトリウム−硫黄電池。
2. 【請求項２】 接続導体にはヒューズを一体形成した請
   求項１に記載のナトリウム−硫黄電池。
3. 【請求項３】 ヒューズを平面ほぼＣ字状に形成し、そ
   の内側に単電池の電極端子を嵌入して接続可能にした請
   求項２に記載のナトリウム−硫黄電池。
4. 【請求項４】 接続導体を水平面内に位置するように板
   状に形成した請求項１に記載のナトリウム−硫黄電池。
5. 【請求項５】 接続導体には、単電池の電極端子を嵌入
   接続する接続部を折曲形成可能に一体形成した請求項４
   に記載のナトリウム−硫黄電池。