二次电池制造技术

本发明专利技术提供一种二次电池，其无需根据负荷的高低来改变绝热容器的绝热结构，即可进行最佳运转。二次电池具有：绝热结构的箱体(14)，其上表面具有开口，内部收纳有组合电池(18)；绝热结构的盖体(20)，其封闭箱体(14)的开口；及风道(50)，其至少设置在箱体(14)与盖体(20)之间，流体在其内部流通。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种具备冷却装置的二次电池。
技术介绍
一般而言，由系统内的多个发电机、蓄电池等来实施电力系统的频率调整、电力系统的用电功率和供给功率的调整。另外，较多情况下，也由多个发电机或蓄电池等实施来自自然能源发电装置的发电功率与计划输出功率之差的调整、或来自自然能源发电装置的发电功率的变动缓和。蓄电池相比于一般的发电机能高速变更输出功率，这在电力系统的频率调整、来自自然能源发电装置的发电功率与计划输出功率之差的调整、电力系统的用电功率和供给功率的调整方面是有效的。并且，作为与电力系统连接的高温操作型蓄电池，例如能举出钠-硫电池(以下，记作NaS电池)。该NaS电池是由固体电解质管隔离收纳作为活性物质的金属钠以及硫的结构的高温二次电池。因此，NaS电池若被加热至约300℃，则通过熔融的两活性物质的电化学反应而产生规定的能源。并且，通常，NaS电池以将多个单电池立设集合并相互连接而成的模块电池的形式使用。即，模块电池具有如下结构，将串联连接多个单电池的电路(电路串)并联连接来构成组块，进而在将该组块至少串联连接两个以上的基础上容纳在绝热容器中。在NaS电池的使用中，将多个绝热容器在垂直方向上进行装载(层叠)，构成一个模块列，再将多个该模块列并列设置，构成一个箱体(package)。并且，设置控制箱体的各模块电池的控制装置(参照例如特开2004-55373号公报)。在特开2004-55373号公报中，作为箱体内的温度调节方法，在箱体下部或侧面还具备与外部相通的进气开口部，在箱体上部具有与外部相通的排气开口部，并使得可改变排气开口部的开口率。
技术实现思路
专利技术所要解决的课题然而，夏季或冬季等电力系统的负荷较高时，由于放电输出较高，或者时间较长，因此存在NaS电池的发热量超过真空绝热容器的热损失，产生向绝热容器内部蓄热的情况。若发热量与热损失之间的平衡被打破产生蓄热，则NaS电池的绝热容器的内部温度会过度上升。即使具有电池容量，若温度超过360℃，也会成为不良情况的原因，不优选。因此，可以考虑，例如将收纳有组合电池的箱体设置为真空绝热结构，将封闭箱体的开口的盖体设置为大气绝热结构，从而避免绝热容器内的蓄热。另一方面，春季或秋季等电力系统的负荷较低时，或例如风力发电等发电变动平均化时，由于放电时间较短，因此存在NaS电池的发热量低于绝热容器的热损失的情况。在此情况下，为了良好地保持NaS电池工作，存在用于电池模块温度维持的加热器的消耗功率变得过大的情况。如果加热器的消耗功率过大，则用来表示放电功率量相对于NaS电池的消耗功率量(充电功率量+加热器功率量)的比的充放电效率会降低，不优选。因此，可以考虑将绝热容器的箱体以及盖体一并设置为真空绝热结构，利用绝热容器内的蓄热，抑制充放电效率降低。这样地，为了二次电池的最佳运转，根据负荷的高低，可列举改变绝热容器的绝热结构，但是对全部绝热容器都实施这样的方法是困难的，也是不现实的。本专利技术是鉴于以上课题而提出的，其目的在于提供一种二次电池，其根据负荷的高低，无需改变绝热容器的物理绝热结构，即可进行最佳运转。用于解决课题的技术方案[1]本专利技术的二次电池，其特征在于，具有：绝热结构的箱体，其上表面具有开口，内部收纳有由多个单电池构成的组合电池；绝热结构的盖体，其封闭所述箱体的所述开口；及风道，其至少设置在所述箱体与所述盖体之间，流体在其内部流通。即，本专利技术的特征在于，具有从外部引入流体，所述流体在其内部流通，并向外部排出所述流体的风道。此处，外部表示二次电池的外部。首先，春季或秋季等电力系统的负荷较低时，或例如风力发电等发电变动平均化时，由于放电时间较短，因此在以往，存在NaS电池的发热量低于绝热容器的热损失的情况。在此情况下，存在充放电效率降低的可能。但是，在该二次电池中，由于将箱体以及盖体一并设置为绝热结构，因此能够利用箱体内的蓄热，即使使用了加热器功率，仅需较少功率即可，从而能够抑制充放电效率降低。另一方面，夏季或冬季等电力系统的负荷较高时，由于放电输出较高，或者时间较长，因此存在NaS电池的发热量超过二次电池的热损失的可能。特别是在二次电池中，由于将箱体以及盖体一并设置为绝热性较高的绝热结构，因此存在箱体内的蓄热导致箱体的内部温度过度上升的可能。但是，在该二次电池中，至少具有设置在箱体与盖体之间，且流体在其内部流通的风道。因此，从二次电池的外部，冷却的流体在二次电池内的风道流通，吸收热量，进而高温的流体向二次电池的外部排出，箱体内的热量被排出至箱体外。即，箱体内得到散热。由此，即使箱体以及盖体都是如真空绝热容器那样的具有较高绝热性的容器，箱体内也能被有效地冷却。其结果，即使放电输出较高，或者时间较长，也能够使箱体内的温度维持在规定的温度范围，可以使箱体内的组合电池在最佳工作环境下运转。[2]在本专利技术中，所述风道是金属制，所述二次电池可具有板构件，其设置在所述组合电池与所述风道之间，至少具有电绝缘性。在此情况下，即使风道是金属制，也能够防止风道与组合电池接触，从而能够避免单电池之间的短路。[3]在本专利技术中，所述风道设置在所述盖体的下面，在所述风道与所述组合电池之间也可以设置有砂。由于砂的导热系数较小，风道内的流体的温度由于高度方向的热传导，在到达组合电池前得到缓和，从而能够使组合电池内的单电池的高度方向的温度更加均匀。[4]在本专利技术中，在所述箱体与所述组合电池的间隙以及所述箱体与所述盖体之间填充有砂，所述风道可以至少具有朝向所述组合电池延伸的多个鳍片。此外，作为所述鳍片，可以列举平板形鳍片、波形鳍片、片状鳍片等。在此情况下，即使在箱体与盖体之间填充有砂，也能够提高从组合电池向风道的热传导，从而能够有效地使箱体内的温度降低。另外，通过安装鳍片，风道的结构刚性变高，能够防止高温的箱体与管路内的低温流体导致的热变形。由此，风道之中，至少能够使将箱体内产生的热量与流体一同输送的部分(热量输送部)的管路的整体维持在优选的高度范围。[5]在本专利技术中，所述风道可以具有：金属制的流体导入部，其被导入流体；金属制的热量输送部，其设置在所述流体导入部的下游侧，并且设置在所述盖体与所述箱体之间，至少将所述箱体内产生的热量与所述流体一同输送；及金属制的散热部，其设置在所述热量输送部的下游侧，将所述热量与所述流体一同向外侧排出。<本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种二次电池，其特征在于，具有：绝热结构的箱体(14)，其上表面具有开口，内部收纳有由多个单电池(16)构成的组合电池(18)；绝热结构的盖体(20)，其封闭所述箱体(14)的所述开口；及风道(50)，其至少设置在所述箱体(14)与所述盖体(20)之间，流体(48)在其内部流通。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.10.17 JP 2013-2161231.一种二次电池，其特征在于，具有：
绝热结构的箱体(14)，其上表面具有开口，内部收纳有由多个单电
池(16)构成的组合电池(18)；
绝热结构的盖体(20)，其封闭所述箱体(14)的所述开口；及
风道(50)，其至少设置在所述箱体(14)与所述盖体(20)之间，
流体(48)在其内部流通。
2.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，
所述风道(50)为金属制，
所述二次电池具有板构件(52)，其设置在所述组合电池(18)与所
述风道(50)之间，至少具有电绝缘性。
3.根据权利要求1或2所述的二次电池，其特征在于，
所述风道(50)设置在所述盖体(20)的下面，
所述风道(50)与所述组合电池(18)之间设置有砂(24)。
4.根据权利要求1或2所述的二次电池，其特征在于，
所述箱体(14)与所述组合电池(18)的间隙以及所述箱体(14)与
所述盖体(20)之间填充有砂(24)，
所述风道(50)至少具有朝向所述组合电池(18)延伸的多个鳍片(78)。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的二次电池，其特征在于，
所述风道(50)具有：
金属制的流体导入部(58)，其被导入所述流体(48)；及
金属制的热量输送部(60)，其设置在所述流体导入部(58)的下游
侧，并且设置在所述盖体(20)与所述箱体(14)之间，至少将所述箱体
(14)内产生的热量与所述流体(48)一同输送；及
金属制的散热部(62)，其设置在所述热量输送部(60)的下游侧，
将所述热量与所述流体(48)一同向外侧排出。
6.根据权利要求5所述的二次电池，其特征在于，
所述盖体(20)具备顶壁(30)以及檐(32)，以封闭所述箱体(14)
的上表面开口的方式设置，
所述流体导入部(58)沿着所述箱体(14)的第一侧壁(46a)，并且

\t朝向所述盖体(20)的所述檐(32)与所述箱体(14)的所述第一侧壁(46a)
之间设置，
所述热量输送部(60)设置在所述盖体(20)的所述顶壁(30)与所
述箱体(14)之间，
所述散热部(62)从所述箱体(14)的第二侧壁(46b)和所述盖体
(20)的所述檐(32)之间开始，沿着所述箱体(14)的所述第二侧壁(46b)
设置，其中所述第二侧壁(46b)与所述第一侧壁(46a)相对。
7.根据权利要求6所述的二次电池，其特征在于，
所述箱体(14)的至少所述第一侧壁(46a)以及所述第二侧壁(46b)
分别为金属制，
所述流体导入部(58)与所述箱体(14)的所述第一侧壁(46a)分
离设置，
所述散热部(62)与所述箱体(14)的所述第二侧壁(46b)接触设
置。
8.根据权利要求7所述的二次电池，其特征在于，
在所述流体导入部(58)与所述箱体(14)的所述第一侧壁(46a)
之间，夹置有缓冲材料(64)。
9.根据权利要求5-8中任一项所述的二次电池，其特征在于，
所述流体导入部(58)具有：
流体供给部(66)，其被供给来自于设置在外部的风扇(54)的流体
(48)；及
流体引导部(68)，其将供给至所述流体供给部(66)的所述流体(48)
引导至所述热量输送部(60)，
在所述流体引导部(68)的所述流体(48)的引导方向为：沿着以相
对于所述流体供给部(66)的所述流体(48)的供给方向为法线的面，并
且朝向所述盖体(20)的顶壁(30)的方向。
10.根据权利要求9所述的二次电池，其特征在于，
所述流体供给部(66)具有气室(70)，
所述气室(70)的出口的管路变狭窄。
11.根据权利要求5-10中任一项所述的二次电池，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：胁田惠一，斗野纲士，大坂伸一郎，
申请(专利权)人：日本碍子株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP