JPS60117546A - 電池接続部 - Google Patents

電池接続部

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JPS60117546A
JPS60117546A JP59230444A JP23044484A JPS60117546A JP S60117546 A JPS60117546 A JP S60117546A JP 59230444 A JP59230444 A JP 59230444A JP 23044484 A JP23044484 A JP 23044484A JP S60117546 A JPS60117546 A JP S60117546A
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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】 本発明は、アルカリイオン伝導性固定電解質によって互
いに隔離され、少くとも区域的に金属ケースによって画
定され、電池毎に少くとも１個の第１及び第２接続部材
を具備する、各々少くとも１個の陽極室及び陰極室を有
する、アルカリ金属及びカルコゲン・ペースの、少くト
も２個の１￥１池のための電池接続部に関する。
固体１１１゛解質を備えた、再充電可能な電気化学電池
は、高いエネルギと出力密度を有する蓄電池を構成する
のに極めて好適である。ナ）　ＩＪウム硫黄電池に使用
されるβ酸化アルミニウム固体電解質は、ナトリウムイ
オンだけを通す。つまり鉛蓄電池と違って自己放電が事
実上起こらず、充電の時に例えば鉛・酸化鉛系の場合の
水分解のような副次反応が進行しない訳である。
このようなす）　ＩＪウム硫黄電池の回流効率、すなわ
ちファラデー効率はおよそ１００％である。
蓄電池又は高温電池列の製造のために、多数の上記電気
化学電池が互いに接続される。例えば電気自動車用高温
電池列は４０　ｋＷｈのエネルギ含有量を備えていなけ
ればならない。このような電池列で合計２００Ｖを発生
しようとする場合は、各”電池が約２Ｖの定圧を供給す
ると仮定して、電池列の構成のためして約５００個の電
池を互いに接続しなければならない。
このような電池列のための電池の接続、特に電気的結合
には、アイ／シュタイニウムと銅で作製したパス又は電
池接続子が使用される。このパス又は電池接続子はフ０
ラズマ熔射アルミニウム又は酸化アルミニウム層によっ
て防食処理されている。箱、池とパス又は電池接続子と
の結合及びパス及び電池接続子相互の結合はねじによっ
て行われる。銅の耐熱性が不充分であるため、ねじ継手
のゆるみが生じ、皿ばねを用いてもこれを防止できない
ことが判す」シた。またアルミニウム神器上の酸化物の
発生によって高い接触抵抗が生じる。
電池の接続のためにアルミニウムメッキした鋼又は特殊
鋼継手から成る電池接続子又にパスを使用する電池列が
、***公開特許公報第３０３３１１７号により公知であ
る。この場合も酸化物の発生が起こり、これが接触抵抗
の著しい増加をもたらす。
アルミニウム合金、例、えはアルミニウム鋼マグネシウ
ム合金又はアルミニウムマグネシウム合金から成るパス
及び電池接続子の使用は、この合金の耐熱性が乏しいた
めやはり不適当であるＣ そこで本発明の目的とするところは、□使用される接続
部材が極めて小さなオーム抵抗を有し、所定の使用条件
に恒久的に耐えることができる、取外し可能な電池接続
部を提供することである。
本発明に基づきケースの表面に少くとも１個の同定部材
が設けてあり、該固定部材を介して第１の電池の第１接
続部材を第２の電池の第２接続部材と共にケースの表面
に固着することができ、かつ第１の電池の第２接続部材
も第３の電池の固定部材と取外し可能に結合するように
構成されることによって、上記の目的が達成される。
本発明の本質をなす、その他の特徴は従属フレイムの特
徴として示す通りである・ 次に図面に基づいて本発明を詳述する。
第１図に示すπヤ、気化学電池１は金属ケース２と固体
雪解ａ３から成る。ここに図示する実施態様では、金属
ケース２けカップ状に形成されている。ケース２けアル
ミニウム製であることズ１ｚ好捷しい。固体電解質３け
カップ状金属ケース２の内部に配設され、やはシカツブ
状に形成されている。ケース２の内１０１１境界面と固
体電解質３のｆｉｆＩｌｌ　ｌｔ９界面の間に円周状に
間」霞４が残るように、固体電解質３の寸法を選定した
。この間隙は陰極室４として利用される。固体電解質３
の内部は陽横室５として使用される。陰極室４け硫黄を
含浸した黒鉛繊維層で充填されている（ここに図示せず
）。ｊ匂極室５の中にはアルカリ金属、特にナトリウム
が収容されている。
陽極室５の上にはナトリウム予備容器６が設けてあり、
単数例又は複数個の開口（ここに図示せず）を介して陽
極室５と連通する。予備容器６が陽極基５の開口を完全
に閉じるように、予備容器６０寸法を選定する。陰極室
４の中に、棒状に形成した集電体８が突出する。集気体
は電池のキヤツジ７の中まで導かれ、そこで外向きの接
続部材８Ａと電導結合される。陽極室５の中にも集電体
９が突出する。この集電体もまた棒状に形成され、外向
きの接続部材９Ａと電導結合される。２個の接続部材は
電池１１の上側端面に沿って外側へ導き出される。これ
らの接続部材はケース２の縁端区域に位置決めされるよ
うに、す々わち端面の中心を通る直線上にあるように、
配列される。ここに図示する実施例では、２個の接続部
材は高耐熱性銅ジルコニウム又は銅クロム又は錦りロム
ジルコニウム合金で作製されている。陽極及び陰極接続
部材８Ａ及び９Ａを分散硬化鋼又は分散硬化アルミニウ
ムで作製しても、この電池１と別の隣接電池（ここに図
示せず）の間に、同様に良好な電気的結合が得られる。
銅合金又は分散硬化銅製陽極及び陰極接続部材８Ａ及び
９Ａは、金、銀、ロジウム、クロム又はニッケルから成
る耐食被膜を有する。２個の接続部材８Ａ及び９Ａが分
散硬化アルミニウム製の場合は、電流の通過にとって不
都合な酸化物層を除去し、接続部材８Ａ及び９Ａの表面
に更に、例えば金、銀、ロジウム、ニッケル又はクロム
から成る良電導被膜を設ける。本発明によれば、接続部
材８Ａ及び９Ａ上に配設される被膜は全面又は一部だけ
に覆設することができる。耐食被膜を部分的に覆設する
場合は、特に接続部材８Ａ及び９Ａと別の接続部材とが
接触させられる場所にこれを配設する。これらの接続部
材８Ａ、９Ａの特に自由端の区域がそれである。ここに
各々１個の透孔１０が設けられ、止ねじを使用して、そ
れぞれの接続部材、！ＩＡ　、！９Ａがこの透孔１０に
より別の接続部材（ここに図示せず）と結合される。こ
こに図示する実施例では接続部材８Ａ及び９Ａが継目板
状に形成され、それによってこれらの接続部材と別の接
続部材８Ａ　、！９Ａとを結合する際の面接触が改善さ
れる。電池Ｉの端面上に外向きの固定部材１１が恒久的
に取付けられている。この固定部材１１は金属、特にア
ルミニウムで作製し、棒状に形成し、同じく金属製のケ
ース２に固着することが好捷しい。固定部材１ノの横断
面は、それぞれ接続部材８ｋ。
９Ａの自由端に設けた透孔１０の横断面に整合する。こ
こに図示する実施例では、固定部材１１に２個の接続部
材８Ａ及び９Ａを結ぶ垂直の直線上に位置決めされるよ
うに、配設されている。この固定部材１１は２個の電池
の電導結合のために設けたものである。第１図で判るよ
うに、固定部材１１は陰極接続部材８Ａから僅かな間隔
を置いて位置決めされている。
第２図には２個の電池１の間の、本発明に基づく電導結
合が示されている。２個の電池１及び１００Ｉ′ｉ、第
１図に示した電池１と同様に構成される。その電導結合
のために、陽極接続部材９Ａが電池１の固定部材１１に
対して最小間隔を有するように、２個の電池１及び１０
０を逐次配列する。
既に前に述べたように、陽極及び陰極接続部材８Ａ及び
９Ａは継目板状に形成され、自由端に透孔１０を具備す
る。電気的接続のために陰極接続部材８Ａは電池の端面
と平行し、これと密接に接触するように、当該の電池１
　、７００の上で折曲げられている。陰極接続部材８Ａ
の透孔１０は、固定部材１１がこの透孔１ｏに貫挿され
、陰極接続部材８Ａによって取囲まれるように、位置決
めされる。陽極接続部材９Ａは同じく電池１，１００の
端面に平行するように、外側へ折曲げられる。電池１の
固定部材１１が第２の笥１池１００の陽極接続部材９Ａ
の透孔１０に貫挿され、電池１００の陽極接続部材９Ａ
が電池１の陰極接続部材８Ａの上に載坐するように、２
個の互いに連結される電池１及び１００を位置決めする
。雄ねじを具備する固定部材１１の上に止ナツト１２を
ねじ込むことによって、固定部材１１の上に嵌着された
２個の接続部材８１．９Ａが電導結合される。極めて良
好な電気的接触を得るために、止ナツト１２をできるだ
け電池１，１００の端面に向かってねじ込む。
第３図では電気化学電池１及び１００が一列を成して順
次配列され、前述のように互いに電導結合されている。
第３図が平面図で示すように、陽極接続部材９Ａの長さ
を適当に選定することによって、直列接続された電池Ｉ
及び１００の間隔を希望に応じて確定することができる
。
電池列の寸法をなるべく小さくし、しかも電池列の内部
空間に最適数の電池を配列するために、特に電池列を構
成する時に必要な事であるが、電池に最小間隔を持たせ
ようとする場合は、電池を第４図に示すような密接な配
列で位置決めすることが好捷しい。第４図は配列された
６個の電池１及び１００の平面図を示す。この場合は３
個の電池１が順次−列を成して配列される。別の３個の
電池１００も同様に配列される。
電池１００は更に、それが構成する列が電池１の列に間
隙を置いて平行し、各電池１００が少くとも区域的に、
２個の電池１の間に形成された間隙に配列されるように
、位置決めされている。第４図によシ明らかなように、
電池１及び１００け端面に取付けた固定部材１１がそれ
ぞれ端面の中心に位置決めされるように構成きれている
。各電池１．１００の２個の接続部材８Ａ及び９人けこ
の場合も、端面の中心を通る共通の直線上にあるように
配列される。すべての陰極接続部材８Ａはやはシミ池１
，１００の端面と平行に折曲げられ、その透孔１ｏを当
該の電池の固定部材１１が貫通する。一方、陽極接続部
材９Ａは外側へ折曲げられて、これに直列に接続される
電池１，１００の陰極接続部材８Ａと結合される。第４
図で明らかなように、ここに配列された電池１は、逐次
配列された３個の電池１の第１の電池１が、逐次配列さ
れた３個の電池１００の第１の電池１００と電導結合さ
れるように接続されている。第２列のこの第１の電池１
００け第１列の第２の電池１に電気的に接続され、一方
、この第２の電池１は第２列の第２の電池１θθに、ま
た第２の電池１０θけ第１列の第３の電池に接続される
。第３の電池１もまた第３の電池１００に電気的に接続
される。電池列を構成するために、電池を上記の配列で
位置決めしたが、このようなやり方で相互に接続しない
でもよい。この場合、すべての電池１を直列に接続し、
電池１００で別の直列接続を構成することも可能である
。
第５図に本発明に基づく電池の変型を示す。
この電池はおおむね第１図に示し、当咳の明細書で説明
した電池１のように構成されている。
相違はもっばら陰椿及び陽極接続部材８Ａ及び９Ａの構
造にある。ここに示す実施例でも２個の接続部材８Ａ及
び９Ａはやけりキャップ７の上部側部区域に、すなわち
キャップ７の頂面の中心を通る直線上にあるようにして
、固定される。陰極接続部材８人け、ここに示す実施例
でに二ツ割に形成されている。特に一端が電池１に固着
はれた第１の部分片８０人け、純アルミニウムから成る
が、これに接続し、端部区域に透孔１０を具備する第２
の部分片８０　Ｂ）よ、分散硬化アルミニウム製である
。陰極接続部材８Ａはこの実施例でも継目板状に形成さ
れ、別の電池（ここに図示せず）との電気的結合のため
に内側へ折曲げられ、電１池の固定部材１ノが透孔１０
を貫通する。
陽極接続部材９Ａも継目板状に形成され、２個の部分片
９０ｋ及び９０Ｂを有する。電池１と結合でれる部分片
９０Ａは、この場合も純アルミニウム卿であシ、一方、
透孔１ｏを有する第２の部分片９０ｆ３１−Ｊ分散硬化
アルミニウムで作られている。第２の部分片９０Ｔ３は
第１の部分片９（７Ａに溶接される。２個の接続部材８
Ａ及び９Ａの２個の分散硬化アルオニウム製部分片８０
Ｂ、９０Ｂけ少くとも区域的１で金、銀、ロジウム、ニ
ッケル又ｌ′：Ｆクロムの＆Ｊで被覆され、こうしてア
ルミニウムの、腐食が防止される。被膜は例えば電気メ
ツキ法によって覆設される。
電池の固定部材１１ば２１固の接続部材８Ａ及び９Ａを
結ぶ直線上ＩＣあるようにして、キャップ下の表面上に
配設される。すなわち陰極接続部材８Ａと電池の縦軸の
間に位置決めされる。
第２図、第３図及び第４図に図示した実施例は、もっば
ら電池の直列回路を示す。この接続のためには、第２図
、第３図、第４図で説明した接続部材の配列が適当であ
る。ところが電池列を構成するには、成る数の電池を並
列にも接続しなければ々ら々い。このためにパスを使用
することが好ましい。第６図にこのようなバスの詳細図
を示す。バス２０は実質的にアルミニウムであって、継
目板状に形成されている。電池の接続部材８Ａ、９Ａを
接続することができる区域２１だけは分散硬化アルミニ
ウム製である。電池１）の接続部材８Ａ又は９Ａとの結
合のために設けられた区域２ノは、やはシ継目板状の部
分片妙・ら成る。この部分片は分散硬化アルミニウム又
は鋼であシ、バス２０のアルミニウム製部材と恒久的に
結合される。パス２００部分片２１は、雌ねじを有する
少くとも１個の穴を具備する（ここに図示せず）。パス
と結合される接続片８に、９にの透孔１０（ここに図示
せず）は部分片２１の穴の開口の上に配設される。止ナ
ツト２２を穴（ここに図示せず）にねじ込むことによっ
て、接続部材１？Ａ、！９Ａとパス２０を結合すること
ができる。
電気化学電池を並列接続するには、互いに並列に接続さ
れる電池のすべての接続部材８Ａを第１のパス２０、特
にその部分片２１ＫＩＩ８！ｇ着する。第２の接続部材
９Ａの電気的結合のために、同様の構造の別のバス（こ
こに図示せず）が使用される。第２の陽極接続部材９Ａ
を第２のバスと適描に結合することによって、電池の並
列接続が得られる。
継目板状に形成され、実質的にアルミニウム又は＠製の
別のバス２０を第７図に示す。電池の接続部材８１．９
１と結合される区域だけは、分散硬化アルミニウム製の
部分片２１から成る。
部分片２１は透孔２５又は穴を具備し、ここに止ナンド
をねじ込むことができ、電池の接続部材はこの止ナツト
によってパス２０に固定される。ここに示すパスの部分
片２１は摩擦溶接によって、パス２０のアルミニウム又
は鋼製区域と結合される。部分片２１をパス２０の残余
の区域と結合する時に、部分片２１をパス２０のアルミ
ニウム又は鋼製部分の上側又は下側に固定することが好
ましい。
第８図は、電池列の電池を横置きに配列するために設け
られた電池１を示す。電池１は、カップ状に形成きれた
金属ケース２によって画定される。やはりカップ状の固
体電解質３が電池１の内部に配設される。固体電解質３
の内部にアルカリ金属が配設される。固体電解質３の寸
法は、この場合もその外面とケース２の内面の間に連続
する間隙が形成されるように選定され、この間隙に硫黄
含浸黒鉛繊維層（ここに図示せず）が充填される。電池
１は第１の端部に、電池１に固着した棒状固定部材１ノ
を有する。電池の第２の端部に別の棒状固定部材１ノが
配設されている。電池の第１の固定部材１１け陰極集電
体（ここに図示せず）と結合される。第２の固定部材１
１は陰極集電体（ここに図示せず）と電導結合される。
２個の固定部材１１は、第６図と第７図で説明したパス
２ｏを介して、別の電池（ここに図示せず）に直列又は
並列に接続することができる。陰極集電体と結合された
固定部材１１は、ここに示す実施例では、第６図に図示
し、当該の明細書で説明したパスと止ナツト１２によっ
て電導結合される。電池の陽極集電体と電導結合された
第２の固定部材１１は、第７図に図示し、当該の明細書
で詳述したノＺス２０に固定され、その際、パス２ｏと
第２の固定部材１１の間の電導結合も止ナツト１２によ
って行われる。止ナツト１２は固定部材１１の上に螺合
され、電池１の横境界面に向がってねじ込まれる。
第９図は固定部材１１の実施態様に関する変型を示す。
第９図では２個の電池１が並設されている。２個の電池
はおおむね第１図及び第２図に示す電池のように構成さ
れる。相違はもっばら固定部材１ノの構造にある。第９
図で明らかなように、これらの２個の電池の固定部材は
ねじ１１から成り、該ねじを電池１の端面の穴１１２に
ねじ込むことができる◎両方の電池１の穴１１２は、電
池１の縦軸を通るように配設される。各電池は陰極接続
部材８Ａと陽極接続部材９Ａを具備する。陰極接続部材
８Ａは継目板状に形成され、外側へ折曲げて隣接の電池
と結合できるように、端面の縁端区域に配設される。特
に陰極接続部材８Ａは自由端の区域に透孔１０を有し、
その直径は電池１の端面の穴１１２の直径に整合する。
透孔１ｏが隣接の電池の穴１１２の開口１１４の上に配
設されるように、陰極接続部材８Ａを外側へ折曲げる。
各穴１１２の開口１１４の周囲に、陽極接続部材９Ａの
役割をする円環が配設され、電池の端面の上に載坐し、
これに固着される。電導体１１３が穴１１２の隔壁に固
着され、固体電解質３の内部に配設された陽極室５の電
導閉鎖板と連絡し、陽極接続部材９Ａの下面に同じく電
導結合される。この電池に直列に接続される電池の陰極
接続部材は、透孔１０が穴１１２の開口１１４の上に配
列されるばかシでなく、この継目板状接続部材８Ａの端
部も陽極接続部材９Ａの上に載坐し固定されるように配
設される。穴１１２にねじ込まれるねじ１ノによって、
陰極接続部材８Ａが陽極接続部材９Ａにできるだけ強固
に押付けられる。
【図面の簡単な説明】
第１図は陽極及び陰極接続部材を有し、取外し可能に結
合するように構成された電池の縦断面図、第２図は相互
に電気的に接続された２個の電池の部分図、耀３図は第
２図に示す２個の電池の平面図、第４図は互いに電気的
に結合された鞄数個の電池の平面図、第５図は第１図に
示す電気化学電池の変型の部分図、第６図はパスと電池
接続部材の組合せの斜視図、第７図は第６図に示すノ々
スの変型の断面図、第８図は本発明電池の別の変型の図
、第９図は２個の電池の、第２図に示す接続部の変型の
図を示す。 ｌ・・・電池、２・・・ケース、３・・・固定電解質、
４・・・陰極室、５・・・陽極室、８Ａ・・・接続部材
、９Ａ・・・接続部材、１ノ・・・固定部材、１００・
・・第２の電池。 出願人代理人　弁理士　鈴　江　武　彦Ｆｉｇ、１

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １）アルカリイオン伝導性固体電解質（３）によって互
    いに隔離され、少くとも区域的に金属ケース（２）によ
    って画定され、電池（１，１００＞毎に少くとも１個の
    第１及び第２接続部材（８Ａ、９Ａ）を具備する、各々
    少くとも１個の陽極室（５）及び陰極室（４）を有する
    、アルカリ金属及びカルコゲン・ペースの、少くとも２
    個の電池（１，１００）のための電池接続部において、
    ケース（２）の表面に少くとも１個の固定部材（１１）
    が設けてあり、該固定部材を介して第１の電池（１）の
    第１接続部材（８Ａ）を第２の電池（１００）の第２接
    続部材（９Ａ）と共にケース（２）の表面に固着するこ
    とができ・かつ第１の電池（１）の第２接続部材（９Ａ
    ）も第３の電池（１００）の固定部材（１１）と取外し
    可能に一結合するように構成されていることを特徴とす
    る電池接続部。 ２）各電池（１，１００）の接続部材（８Ａ。 ９Ａ）が特殊処理したアルミニウム又は銅若しくはアル
    ミニウム合金又は銅合金で作製され、少くとも区域的に
    耐食層を具備することを特徴とする特許請求の範囲第１
    項に記載の電池接続部。 ３）各電池（１，１００）の固定部材（１１）と２個の
    接続部材（８Ａ、９Ａ）が電池の端面に配設されている
    ことを特徴とする特許請求の範囲第１項又Ｉ′ｉ第２項
    に記載の電池接続部。 ４）固定部材（１１）が円柱形の棒として構成され、こ
    の円柱形の棒が電池（１，１００）の端面の上に数ミリ
    メートル突出し、雄ねじを具備し、その上に止ナッ）（
    １２）がねじ込まれていることを特徴とする特許請求の
    範囲第１項ないし第３項のいずれか７に記載の電池接続
    部。 ５）固定部材（１１）が電池（１、Ｊ　００　）の端面
    の穴＜１１２）にねじ込まれたねじから成り、穴（１１
    ２＞の開口（１１４）が端面に載設した円環によって画
    定され、該円環が陽極接続部材（９Ａ）を成し、陽極接
    続部材（９Ａ）が金属導体（１１３）を介して陽極室（
    １０５）及び穴Ｃ１１２）の隔壁と電導結合されること
    を特徴とする特許請求の範囲第１須ないし第３項のいず
    れか１に記載の電池接続部。 ６）２個の接続端子（８Ａ、！９Ａ）が棒状又は継目板
    状に形成され、その自由端に固定部材（ＩＩ）の貫挿の
    ために設けた透孔（１０）を具備し、かつ透孔（１０）
    の横断面が固定部材（１１）の横断面に整合することを
    特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれ
    か１に記載の電池接続部。 ７）接続部材（８Ａ、９Ａ）が銅ジルコニウム又は銅ク
    ロム又は銅クロムジルコニウム合金若しくは分散硬化鋼
    で作製され、少くとも部分的に金、銀、ロジウム、クロ
    ム又はニッケルの被膜で被層式れていることを特徴とす
    る特許請求の範囲第１項ないし第６項のいずれか１に記
    載の電池接続部。 ８）接続部材（８Ａ、！９Ａ）がアルミニウム銅マンガ
    ン又はアルミニウムマンガ゛ン合金若しくけ分散硬化ア
    ルミニウムで作製され、少くとも区域的に金、ロジウム
    、銀、ニッケル又はクロムの被膜で被覆されていること
    を特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第６項のいず
    れか１に記載の電池°接続部。 ９）接続部材（８に、９Ａ）が端面の中心を通る直線上
    にあるように、％池ＣＩ、１００）の端面−ヒに配設さ
    れていることを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし
    第８項のいずれか１に記載の電池接続部。 １０）固定部材（１１）が電池（１，１００＞の縦軸に
    、又は電池（１，１００＞の縦軸と陰ｖｉ１．接続部材
    （８Ａ）の固定点との間に配列されるように、電池（１
    ，１００）の端面上に配設されていることを特徴とする
    特許請求の範囲第１項ないし第９項のいずれが１に記載
    の電池接続部。
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