溶融塩電池
【課題】高温の環境下におけるシール性の劣化の影響を受け難いシール構造の溶融塩電池を提供する。
【解決手段】容器本体６が、平板状の正極１及び負極２が対向する方向を軸方向とする有底の筒型状（四角柱状）をなしており、容器本体６の最も面積が小さい一側面に設けた開口が、シール部材（フッ素ゴム、ＳＢＲ、ＮＢＲ及びオレフィン系樹脂の少なくとも１つを含むＯリング、又は耐熱性の接着剤層２０１）を介して蓋体７で封止される。これにより、溶融塩に対するシール部材の接液面積を最小に抑えてシール性の劣化を最小限にする。
【解決手段】容器本体６が、平板状の正極１及び負極２が対向する方向を軸方向とする有底の筒型状（四角柱状）をなしており、容器本体６の最も面積が小さい一側面に設けた開口が、シール部材（フッ素ゴム、ＳＢＲ、ＮＢＲ及びオレフィン系樹脂の少なくとも１つを含むＯリング、又は耐熱性の接着剤層２０１）を介して蓋体７で封止される。これにより、溶融塩に対するシール部材の接液面積を最小に抑えてシール性の劣化を最小限にする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、正極、負極及び溶融塩を備える溶融塩電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
主に電力貯蔵を目的とする高エネルギー密度・高効率の畜電池として、ナトリウム硫黄電池が知られている。ナトリウム硫黄電池では、正極活物質の硫黄及び多硫化ナトリウムと負極活物質のナトリウムとの間にアルミナセラミックスからなる固体電解質を介在させ、両活物質を３００℃程度の高温で溶融させて反応を維持させる。一方、近年、１００℃以下の低融点の溶融塩を含む電解質をセパレータに含浸させて、正極及び負極で挟持するように構成した溶融塩電池が着目されている。
【０００３】
溶融塩電池に限らず、一般的に電池は、正極及び負極を含む発電要素を外装材に収容してあり、例えば、リチウムイオン電池では、基材層、水蒸気バリア層及びヒートシール層を互いに接着させた積層体によって集電用のタブを有する発電要素を封止する構成が多く見られる。このような構成では、タブ部のシール性（密封性）の低下、及びセパレータに含まれる電解液の浸出による層間の接着の剥離（デラミネーション）がしばしば問題となる。これに対し、特許文献１では、予めタブを接着性フィルムで挟持して高周波加熱することにより、タブ部におけるシール性を良好にする技術が開示されている。また、特許文献２では、特定の接着剤を用いることにより、外装材の電解液に対する耐薬品性を向上させる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−３０７７７７号公報
【特許文献２】特開２００１−２４３９２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１，２に開示された技術は、室温で用いられる電池に適用されることを前提としているため、溶融塩電池が置かれる高温の環境下では、十分なシール性を発揮できるものではなかった。
【０００６】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、高温の環境下におけるシール性の劣化の影響を受け難いシール構造の溶融塩電池を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る溶融塩電池は、溶融塩を含んでなるセパレータを正極及び負極間に介装させた発電要素と、該発電要素を収容する電池容器とを備える溶融塩電池において、前記電池容器は、前記正極及び負極が対向する方向を軸方向とする有底の筒体の周面の一部が開口する容器本体、及び該容器本体の開口を封口する蓋体を有し、該蓋体及び前記容器本体間をシールする耐熱性のシール部材を備えることを特徴とする。
【０００８】
本発明にあっては、容器本体が、正極及び負極が対向する方向を軸方向とする有底の筒形状をなしており、容器本体の周面の一部に設けた開口を、耐熱性のシール部材を介して蓋体で封口してある。
これにより、発電要素の形状を標準的なシート状にした場合は、電池容器の高さが低くなって全表面積に対する側面の面積の割合が小さく抑えられる。このため、開口の面積が相対的に小さくなって、電池容器内の溶融塩に対するシール部材の接液面積が減少する。また、シール部材が溶融塩に曝される場合であっても、シール部材が耐熱性を有するため、シール性の劣化が抑止される。
【０００９】
本発明に係る溶融塩電池は、前記容器本体の周面は、複数の面からなり、該複数の面のうち面積が最小となる面が開口するようにしてあることを特徴とする。
【００１０】
本発明にあっては、容器本体の側面を構成する複数の面のうち、面積が最小の面に開口を設けてあるため、溶融塩に対するシール部材の接液面積が最小に抑えられる。
【００１１】
本発明に係る溶融塩電池は、前記容器本体は、前記筒体の軸方向の断面が矩形状であることを特徴とする。
【００１２】
本発明にあっては、容器本体が四角柱状、即ち直方体状をなしているため、容器本体のどの側面に開口があるとしても、平面視が矩形でシート状の発電要素が電池容器内にスムーズに挿設される。
【００１３】
本発明に係る溶融塩電池は、前記蓋体の周縁部は、前記容器本体の開口の周縁部に衝合させてあり、前記シール部材は、前記蓋体及び容器本体の衝合面に挟装された弾性体又は接着剤層を含むことを特徴とする。
【００１４】
本発明にあっては、蓋体の周縁部と容器本体の周縁部とを突き合わせ、突き合わせ部にシール部材として弾性体又は接着剤層を挟み込む。
これにより、突き合わせ部を弾性体でシールした場合は、電池容器の容器本体及び蓋体が開閉自在に密閉され、保守点検が容易となる。また、突き合わせ部を接着剤でシールした場合は、容器本体及び蓋体間が強固に接合される。
【００１５】
本発明に係る溶融塩電池は、前記弾性体が、フッ素ゴム、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）及びオレフィン系樹脂の少なくとも１つを含むことを特徴とする。
【００１６】
本発明にあっては、バイトン（登録商標）に代表される耐熱性に優れたフッ素ゴム、代表的な合成ゴムであるＳＢＲ（Styrene-butadiene rubber ）、ニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、及びオレフィン系樹脂の少なくとも１つが、シール部材としての弾性体に含まれる。
これにより、溶融塩電池に要求される耐熱性が確保されると共に、溶融塩に対する耐薬品性が高まる。
【００１７】
本発明に係る溶融塩電池は、前記セパレータは、前記正極及び負極が対向する方向の断面積を前記正極及び負極より大きくしてあり、前記方向と直交する方向の端部を前記正極又は負極側に折り曲げてあることを特徴とする。
【００１８】
本発明にあっては、正極及び負極が対向する方向と直交する平面で切ったときのセパレータの断面積が、正極及び負極の断面積より大きくなるようにしてあり、正極及び負極間から突出するセパレータの端部を正極（又は負極）側に折り曲げる。
これにより、正極（又は負極）の端部が負極（又は正極）側に回り込んで短絡することが防止される。また、正極（又は負極）が電池容器の内側面と接触することが防止される。
【００１９】
本発明に係る溶融塩電池は、前記容器本体を前記正極又は負極の何れか一方と電気的に接続してあることを特徴とする。
【００２０】
本発明にあっては、容器本体を正極（又は負極）と電気的に接続してあるため、容器本体を溶融塩電池の正極端子（又は負極端子）とすることができる。
更に、セパレータの端部を負極（又は正極）側に折り曲げた場合は、容器本体に接続されていない負極（又は正極）と容器本体との短絡が効果的に防止される。
【００２１】
本発明に係る溶融塩電池は、前記容器本体の一の内底面に沿う平板部と、前記周面の前記開口を除く部分に沿って前記平板部に周設された側板部とを備え、前記平板部、側板部及び前記容器本体の他の内底面によって前記発電要素が囲繞されるようにしてあることを特徴とする。
【００２２】
本発明にあっては、容器本体の内底面に沿って配された平板部の周縁部において、容器本体の周面の開口を除く部分に沿うように側板部を設けてあり、容器本体の他の内底面と、前記平板部及び側板部とで、一面が開口する中空の直方体状の容器が形成されて、該容器内に発電要素が囲繞されることとなる。
これにより、前記平板部に発電要素を平置きして、前記開口から容器本体に発電要素を装入する場合は、溶融塩電池の組み立てが容易となる。
【００２３】
本発明に係る溶融塩電池は、前記電池容器内の前記正極及び／又は負極側に配されており、前記発電要素を押圧する押圧部材と、該押圧部材から与圧されて前記正極及び／又は負極に押圧力を分散伝達する伝達部材とを備えることを特徴とする。
【００２４】
本発明にあっては、電池容器内の正極及び／又は負極側に設けられた押圧部材が、同じ正極及び／又は負極側に設けられた伝達部材を与圧し、与圧された伝達部材が、押圧部材からの押圧力を分散させて発電要素に伝達させることにより、発電要素が正極及び負極側から略均等に押圧される。
これにより、正極及び負極が充放電によって厚み方向に伸縮した場合であっても、セパレータに対する正極及び負極からの押圧力が略一定に保持される。このため、正極及び負極に歪み（しわ）が生じ難く、充放電に伴う正極及び負極での反応が略均一に進行する。
更に、押圧部材を厚み方向に変形させて発電要素と共に容器本体の開口から電池容器に装入することができるため、溶融塩電池の組み立てが容易となる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、正極及び負極が対向する方向を軸方向とする筒形状の容器本体の側面の一部に設けた開口と、該開口を封口する蓋体との間に、耐熱性のシール部材を介在させる。
これにより、発電要素の形状を標準的なシート状にした場合は、電池容器の全表面積に対する側面の面積の割合が小さく抑えられる。このため、開口の面積が相対的に小さくなって、電池容器内の溶融塩に対するシール部材の接液面積が減少する。また、シール部材が溶融塩に曝される場合であっても、シール部材が耐熱性を有するため、シール性の劣化が抑止される。
従って、高温の環境下におけるシール性の劣化の影響を受け難いシール構造にすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施の形態１に係る溶融塩電池の略示縦断面図である。
【図２】本発明の実施の形態２に係る溶融塩電池の容器本体及び保持体を模式的に示す斜視図である。
【図３】電池容器の一部を模式的に示す横断面図である。
【図４】本発明の実施の形態３に係る発電要素を模式的に示す斜視図である。
【図５】本発明の実施の形態３に係る溶融塩電池の容器本体を模式的に示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。但し、以下に示す実施の形態は、本発明を具体化するための溶融塩電池を例示するものであって、本発明は、溶融塩電池を以下の電池には特定しない。更に、この明細書は、特許請求の範囲に示される部材を、実施の形態に記載される部材に特定するものではない。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る溶融塩電池の略示縦断面図である。図中２００は電池容器であり、電池容器２００は、アルミニウム（以下、単にアルミという）からなり、中空の略直方体（四角柱）の一側面が開放された容器本体６と、フェノール樹脂からなり、容器本体６の一側面を封止する蓋体７とを備える。容器本体６の開放された開口の周縁部は、耐熱性の接着剤からなる接着剤層２０１を介して蓋体７の周縁部と衝合されており、容器本体６及び蓋体７は、接着剤層２０１の接着剤によって接合されている。
【００２８】
電池容器２００内には、矩形平板状の正極１及び負極２間にガラスクロス又はフッ素樹脂からなるセパレータ３を介装させた発電要素１００が、正極１を下方に向けて収容されている。セパレータ３の端部は、正極１及び負極２と接する部分から水平方向に張り出しており、張り出した端部は、上方に向けて負極２側に折り曲げられている。負極２の蓋体７側の端部には、負極端子２１が、蓋体７を貫通して外側に一部が突出するように取着されている。
【００２９】
容器本体６の天壁６１と負極２との間には、波板状のステンレス鋼（例えばＳＵＳ３０４）からなるバネ（押圧部材）４が配されている。バネ４は、ゴム等の弾性体であってもよい。バネ４は、ステンレス鋼又はアルミ合金からなる平板状の押え板（伝達部材）５を下方に付勢しており、付勢された押え板５がマイカからなる絶縁シート５１を介して負極２を下方に略均等に押圧する。また、その反作用で、正極１が容器本体６の底壁６２の上面から上方に略均等に押圧されるようになっている。
【００３０】
正極１は、アルミからなる不織布に、バインダ（結着剤）と導電助剤と正極活物質であるNaCrO2とを含む合剤（スラリー）を充填して形成してある。正極活物質はNaCrO2に限定されない。負極２は、負極活物質である錫がメッキされたアルミ箔からなる。正極１及びセパレータ３には電解質を含浸させてあり、本実施の形態１では、電解質としてＦＳＩ（ビスフルオロスルフォニルイミド）又はＴＦＳＩ（ビストリフルオロメチルスルフォニルイミド）系アニオンと、ナトリウム及び／又はカリウムのカチオンとからなる溶融塩を用いる。
【００３１】
上述した構成において、図示しない外部の加熱手段により、電池容器２００全体が８５℃〜９５℃に加熱されることにより、溶融塩が融解して充電及び放電が可能となる。充放電に伴って発電要素１００が上下方向に伸縮した場合であっても、負極２から絶縁シート５１を介して押え板５に伝達される上下方向の変位が、バネ４の上下方向の伸縮によって吸収されるため、正極１及び負極２に対する押圧力が略一定に保持される。溶融塩電池を組み立てる場合にも、バネ４が上下方向に伸縮するため、電池容器２００内に挿設すべき部材が容器本体６の開口から容易に装入される。
【００３２】
負極２は、絶縁シート５１及びセパレータ３によって容器本体６から電気的に絶縁されているが、正極１は容器本体６の底壁６２と当接しており、正極１と容器本体６とは電気的に導通している。従って、容器本体６及び負極端子２１間で充電及び放電が行われる。尚、図１では、発電要素１００、バネ４、押え板５、及び絶縁シート５１が、互いに隙間を隔てて電池容器２００内に収容されているかの如く示されているが、実際には、これらが上下方向に隙間なく接するように収容されている。電池要素Ｘ内においても同様に、正極１、セパレータ３、及び負極２が隙間なく接している。
【００３３】
さて、発電要素１００を構成する正極１、負極２及びセパレータ３は、何れも平板状であるため、容器本体６の高さ方向のサイズが、縦横のサイズと比較して必然的に小さくなり、電池容器２００の全表面積に対して側面の面積が占める割合は小さい。接着剤層２０１の上下方向の端面のうち、電池容器２００の内側にある面は、正極１及びセパレータ３から滲出した溶融塩に曝される可能性があるが、容器本体６の一側面が開放されて形成された開口が比較的小さいため、実際に溶融塩に接する部分の面積は小さく抑えられる。
【００３４】
以上のように本実施の形態１によれば、容器本体が、平板状の正極及び負極が対向する方向を軸方向とする有底の筒型状（四角柱状）をなしており、容器本体の一側面、即ち周面の一部に設けた開口が、耐熱性の接着剤層を介して蓋体で封口される。
これにより、電池容器の高さが低くなって全表面積に対する側面の面積の割合が小さく抑えられるため、開口の面積が相対的に小さくなって、電池容器内の溶融塩に対する接着剤層の接液面積が減少する。また、接着剤層の接着剤が耐熱性を有するため、シール性の劣化が抑止される。
従って、高温の環境下におけるシール性の劣化の影響を受け難いシール構造にすることが可能となり、更に、容器本体及び蓋体間を強固に接合することが可能となる。
【００３５】
また、容器本体が四角柱状、即ち直方体状をなしているため、容器本体の側面に設けられた開口を用いて、平面視が矩形でシート状の発電要素を電池容器内にスムーズに挿設することが可能となる。
【００３６】
更にまた、セパレータの平面視の面積が、正極及び負極の面積より大きくなっており、正極及び負極間から突出するセパレータの端部が負極側に折り曲げられる。
従って、負極の端部が正極側に回り込んで短絡したり、電池容器の内側面と接触したりするのを防止することが可能となる。
【００３７】
更にまた、容器本体を正極と電気的に接続してあるため、容器本体を溶融塩電池の正極端子とすることが可能となる。この場合にもセパレータの折り曲げ効果により、負極と容器本体との短絡を防止することが可能となる。
【００３８】
更にまた、バネ及び押え板によって、発電要素が正極及び負極側から略均等に押圧され、押圧力が略一定に保持される。
従って、充放電に伴う正極及び負極での反応を略均一に進行させることが可能となる上に、バネを厚み方向に変形させて発電要素の挿設を容易にすることが可能となる。
【００３９】
尚、本実施の形態１にあっては、フェノール樹脂からなる蓋体７を耐熱性の接着剤で容器本体６に接合したが、これに限定されるものではなく、例えばアルミの蓋体と容器本体６とをアルミナペーストで接合するようにしてもよい。
【００４０】
（実施の形態２）
実施の形態１が、電池容器２００内に収容される部材をそのまま電池容器２００内に挿設する形態であるのに対し、実施の形態２は、電池容器内に収容される部材を保持体に載置して挿設する形態である。
図２は、本発明の実施の形態２に係る溶融塩電池の容器本体及び保持体を模式的に示す斜視図である。図２は、蓋体を外し、保持体８を引き出した例を示してある。図中２００ａは電池容器であり、電池容器２００ａは、アルミからなり、中空の略直方体（四角柱）の一側面が開放された容器本体６ａと、フェノール樹脂からなり、容器本体６ａの一側面を封止する蓋体７とを備える。
【００４１】
容器本体６ａの開放された開口６０の周縁部は、後述するＯリング２０２を介して蓋体７の周縁部と衝合されるようになっている。容器本体６ａ及び蓋体７夫々の衝合面には、Ｏリング２０２を挟装するためのリング溝６６及び７６が周設されている。蓋体７には、負極端子２１を挿通させるための挿通孔７１が形成されており、該挿通孔７１内には、図示しない耐熱性のシール部材が配されている。
尚、開口６０は、該開口６０をシールするＯリング２０２のサイズを最小化するために、容器本体６ａの４つの側面のうち面積が小さい２面のうちの１つを開放して設けてある。
【００４２】
保持体８は、図１に示す発電要素１００と、バネ４、押え板５及び絶縁シート５１とを保持して電池容器２００ａ内に挿設するためのものである。保持体８は、容器本体６ａの底壁６２の上面に沿う平板部８２と、容器本体６ａの開口６０を除く周面６３，６４，６５の内側に沿って平板部８２に周設された側板部８３，８４，８５とを備える。平板部８２には、開口６０の一部に沿って他の側板部を設けてもよい。保持体８には、正極１を下方に、負極端子２１を開口６０側に向けた発電要素１００と、負極２を下方に押圧するためのバネ４、押え板５及び絶縁シート５１（夫々図１参照）とが載置される。これにより、発電要素１００は、平板部８２、側板部８３，８４，８５、及び容器本体６ａの天壁６１によって囲繞される。
【００４３】
上述した構成において、溶融塩電池を組み立てる場合、発電要素１００と、バネ４、押え板５及び絶縁シート５１とを載置した保持体８を、側板部８４から先に開口６０に挿通させて、容器本体６ａに装入する。その後、Ｏリング２０２をリング溝６６に嵌装し、発電要素１００から突出した負極端子２１を蓋体７の挿通孔７１に挿通させつつ、蓋体７と容器本体６ａとを衝合させる。
【００４４】
次に、蓋体７を容器本体６ａに固定する方法について説明する。
図３は、電池容器２００ａの一部を模式的に示す横断面図である。蓋体７は、前側の端面に、水平面内で回動可能に軸支されたレバー７７を備える。また、容器本体６ａは、前側の周面６３に突設された係合部６７を備える。容器本体６ａ及び蓋体７のリング溝６６，７６にＯリング２０２を挟装し、レバー７７を反時計方向に回動させて係合部６７に係合させることにより、容器本体６ａに蓋体７が固定されるようになっている。
【００４５】
Ｏリング２０２は、耐熱性及び耐薬品性に優れたバイトン（フッ素ゴム）からなるが、これに限定されず、例えば、合成ゴムのＳＢＲ又はＮＢＲでもよく、ポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフィン系樹脂であってもよい。
その他、実施の形態１に対応する箇所には同様の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００４６】
以上のように本実施の形態２によれば、容器本体の一側面、即ち周面の一部に設けた開口が、耐熱性に優れたＯリングを介して蓋体で封口されるため、シール性の劣化が抑止される。
従って、高温の環境下におけるシール性の劣化の影響を受け難いシール構造にすることが可能となる。
【００４７】
また、容器本体の側面を構成する複数の面のうち、面積が最小の面に開口を設けてあるため、溶融塩に対するシール部材の接液面積を最小に抑えてシール性の劣化を最小限にすることが可能となる。
【００４８】
更にまた、蓋体の周縁部と容器本体の周縁部との突き合わせ部にシール部材としてＯリングを挟装し、蓋体が備えるレバーを容器本体の係合部に係合させて蓋体を容器本体に固定する。
従って、電池容器の容器本体及び蓋体が開閉自在に密閉されるため、保守点検を容易にすることが可能となる。
【００４９】
更にまた、Ｏリングの材料が、フッ素ゴム、ＳＢＲ、ＮＢＲ及びオレフィン系樹脂の少なくとも１つからなるため、シール部材について、溶融塩電池に要求される耐熱性が確保されると共に、溶融塩に対する耐薬品性を高めることが可能となる。
【００５０】
更にまた、容器本体の底壁に沿って配された平板部の周縁部において、容器本体の周面の開口を除く部位に沿うように側板部を周設して保持体としてあり、電池容器の天壁と保持体とで、発電要素が囲繞されている。
従って、保持体に発電要素を平置きして、開口から容器本体に発電要素を装入することにより、溶融塩電池の組み立てを容易にすることが可能となる。
【００５１】
尚、実施の形態１及び２にあっては、バネ４と押え板５とを負極２側に備えているが、これらを正極１側に備えてもよいし、両極側に備えるようにしてもよい。
【００５２】
（実施の形態３）
実施の形態１が、容器本体６を正極１と電気的に接続する形態であるのに対し、実施の形態３は、容器本体を正極及び負極と電気的に絶縁する形態である。
図４は、本発明の実施の形態３に係る発電要素を模式的に示す斜視図である。図中１００ａは発電要素であり、発電要素１００ａは、正極集電体１１及び正極材１２を有する正極１ａと、矩形平板状の負極２ａとの間に、ガラスクロス又はフッ素樹脂からなるセパレータ３ａを介装させてなる。負極２ａの上面には、波板状のステンレス鋼からなるバネ４ａが載置される。バネ４ａの波板の向きは、図４に示す向きから水平に９０度回転させた向きであってもよい。
【００５３】
正極１ａは、中空の略直方体の上面及び一側面が開放されており、アルミからなる正極集電体１１と、アルミからなる不織布にバインダと導電助剤と正極活物質であるNaCrO2とを含む合剤を充填して形成してあり、正極集電体１１に填装された正極材１２とを有する。正極集電体１１の開放された一側面側の端部には、正極端子１３が突設されている。負極２ａは、負極活物質である錫がメッキされたアルミ板からなる。負極２ａの前記一側面側の端部には、負極端子２１が突設されている。正極材１２及びセパレータ３ａには溶融塩を含浸させてある。
【００５４】
次に、上述した発電要素１００ａ及びバネ４ａが挿設される電池容器について説明する。
図５は、本発明の実施の形態３に係る溶融塩電池の容器本体を模式的に示す斜視図である。図５は、蓋体を外した例を示してある。図中２００ｂは電池容器であり、電池容器２００ｂは、アルミからなり、中空の略直方体（四角柱）の一側面が開放された容器本体６ｂと、フェノール樹脂からなり、容器本体６ｂの一側面を封止する蓋体７ａとを備える。
【００５５】
容器本体６ｂの開放された開口６０の周縁部は、耐熱性の接着剤からなる接着剤層２０１を介して蓋体７ａの周縁部と衝合され、容器本体６及び蓋体７が、接着剤層２０１の接着剤で接合されるようになっている。容器本体６ｂの内側は、フッ素コートによって絶縁処理が施されている。蓋体７ａには、負極端子２１及び正極端子１３の夫々を挿通させるための挿通孔７１，７２が形成されており、該挿通孔７１，７２内には、図示しない耐熱性のシール部材が配されている。
【００５６】
上述した構成において、溶融塩電池を組み立てる場合、発電要素１００ａにバネ４ａを載置して容器本体６ｂの開口６０から装入する。この場合、バネ４ａが上下方向に伸縮するため、発電要素１００ａ及びバネ４ａが容器本体６ｂの開口６０から容易に装入される。その後、負極端子２１及び正極端子１３の夫々を挿通孔７１，７２に挿通させつつ、蓋体７ａと容器本体６ｂとを接着剤層２０１を介して衝合させる。発電要素１００ａ及びバネ４ａが電池容器２００ｂ内に挿設された後は、バネ４ａが負極２ａを下方に押圧するが、負極２ａ自体が剛性を有しているため、負極２ａからセパレータ３ａ及び正極１ａに伝達される押圧力が略均等となる。
その他、実施の形態１に対応する箇所には同様の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００５７】
以上のように本実施の形態３によれば、正極及び負極を容器本体から電気的に絶縁し、正極端子及び負極端子をベークライトからなる蓋体の挿通孔に挿通させてある。また、容器本体の一側面、即ち周面の一部に設けた開口が、耐熱性の接着剤層を介して蓋体で封口される。
従って、容器本体と正極を電気的に導通させない形態においても、高温の環境下におけるシール性の劣化の影響を受け難いシール構造にすることが可能となる。
【００５８】
尚、本実施の形態３にあっては、蓋体７ａと容器本体６ｂとを接着剤層２０１の接着剤によって接合したが、これに限定されるものではなく、実施の形態２と同様に、蓋体７ａと容器本体６ｂとをＯリング２０２でシールするようにしてもよい。
【符号の説明】
【００５９】
１００、１００ａ 発電要素
２００、２００ａ、２００ｂ 電池容器
２０１ 接着剤層（シール部材）
２０２ Ｏリング（弾性体、シール部材）
１、１ａ 正極
２、２ａ 負極
３、３ａ セパレータ
４、４ａ バネ（押圧部材）
５ 押え板（伝達部材）
６、６ａ、６ｂ 容器本体
６０ 開口
６３、６４、６５ 周面
７、７ａ 蓋体
８ 保持体
８２ 平板部
８３、８４、８５ 側板部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、正極、負極及び溶融塩を備える溶融塩電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
主に電力貯蔵を目的とする高エネルギー密度・高効率の畜電池として、ナトリウム硫黄電池が知られている。ナトリウム硫黄電池では、正極活物質の硫黄及び多硫化ナトリウムと負極活物質のナトリウムとの間にアルミナセラミックスからなる固体電解質を介在させ、両活物質を３００℃程度の高温で溶融させて反応を維持させる。一方、近年、１００℃以下の低融点の溶融塩を含む電解質をセパレータに含浸させて、正極及び負極で挟持するように構成した溶融塩電池が着目されている。
【０００３】
溶融塩電池に限らず、一般的に電池は、正極及び負極を含む発電要素を外装材に収容してあり、例えば、リチウムイオン電池では、基材層、水蒸気バリア層及びヒートシール層を互いに接着させた積層体によって集電用のタブを有する発電要素を封止する構成が多く見られる。このような構成では、タブ部のシール性（密封性）の低下、及びセパレータに含まれる電解液の浸出による層間の接着の剥離（デラミネーション）がしばしば問題となる。これに対し、特許文献１では、予めタブを接着性フィルムで挟持して高周波加熱することにより、タブ部におけるシール性を良好にする技術が開示されている。また、特許文献２では、特定の接着剤を用いることにより、外装材の電解液に対する耐薬品性を向上させる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−３０７７７７号公報
【特許文献２】特開２００１−２４３９２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１，２に開示された技術は、室温で用いられる電池に適用されることを前提としているため、溶融塩電池が置かれる高温の環境下では、十分なシール性を発揮できるものではなかった。
【０００６】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、高温の環境下におけるシール性の劣化の影響を受け難いシール構造の溶融塩電池を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る溶融塩電池は、溶融塩を含んでなるセパレータを正極及び負極間に介装させた発電要素と、該発電要素を収容する電池容器とを備える溶融塩電池において、前記電池容器は、前記正極及び負極が対向する方向を軸方向とする有底の筒体の周面の一部が開口する容器本体、及び該容器本体の開口を封口する蓋体を有し、該蓋体及び前記容器本体間をシールする耐熱性のシール部材を備えることを特徴とする。
【０００８】
本発明にあっては、容器本体が、正極及び負極が対向する方向を軸方向とする有底の筒形状をなしており、容器本体の周面の一部に設けた開口を、耐熱性のシール部材を介して蓋体で封口してある。
これにより、発電要素の形状を標準的なシート状にした場合は、電池容器の高さが低くなって全表面積に対する側面の面積の割合が小さく抑えられる。このため、開口の面積が相対的に小さくなって、電池容器内の溶融塩に対するシール部材の接液面積が減少する。また、シール部材が溶融塩に曝される場合であっても、シール部材が耐熱性を有するため、シール性の劣化が抑止される。
【０００９】
本発明に係る溶融塩電池は、前記容器本体の周面は、複数の面からなり、該複数の面のうち面積が最小となる面が開口するようにしてあることを特徴とする。
【００１０】
本発明にあっては、容器本体の側面を構成する複数の面のうち、面積が最小の面に開口を設けてあるため、溶融塩に対するシール部材の接液面積が最小に抑えられる。
【００１１】
本発明に係る溶融塩電池は、前記容器本体は、前記筒体の軸方向の断面が矩形状であることを特徴とする。
【００１２】
本発明にあっては、容器本体が四角柱状、即ち直方体状をなしているため、容器本体のどの側面に開口があるとしても、平面視が矩形でシート状の発電要素が電池容器内にスムーズに挿設される。
【００１３】
本発明に係る溶融塩電池は、前記蓋体の周縁部は、前記容器本体の開口の周縁部に衝合させてあり、前記シール部材は、前記蓋体及び容器本体の衝合面に挟装された弾性体又は接着剤層を含むことを特徴とする。
【００１４】
本発明にあっては、蓋体の周縁部と容器本体の周縁部とを突き合わせ、突き合わせ部にシール部材として弾性体又は接着剤層を挟み込む。
これにより、突き合わせ部を弾性体でシールした場合は、電池容器の容器本体及び蓋体が開閉自在に密閉され、保守点検が容易となる。また、突き合わせ部を接着剤でシールした場合は、容器本体及び蓋体間が強固に接合される。
【００１５】
本発明に係る溶融塩電池は、前記弾性体が、フッ素ゴム、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）及びオレフィン系樹脂の少なくとも１つを含むことを特徴とする。
【００１６】
本発明にあっては、バイトン（登録商標）に代表される耐熱性に優れたフッ素ゴム、代表的な合成ゴムであるＳＢＲ（Styrene-butadiene rubber ）、ニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、及びオレフィン系樹脂の少なくとも１つが、シール部材としての弾性体に含まれる。
これにより、溶融塩電池に要求される耐熱性が確保されると共に、溶融塩に対する耐薬品性が高まる。
【００１７】
本発明に係る溶融塩電池は、前記セパレータは、前記正極及び負極が対向する方向の断面積を前記正極及び負極より大きくしてあり、前記方向と直交する方向の端部を前記正極又は負極側に折り曲げてあることを特徴とする。
【００１８】
本発明にあっては、正極及び負極が対向する方向と直交する平面で切ったときのセパレータの断面積が、正極及び負極の断面積より大きくなるようにしてあり、正極及び負極間から突出するセパレータの端部を正極（又は負極）側に折り曲げる。
これにより、正極（又は負極）の端部が負極（又は正極）側に回り込んで短絡することが防止される。また、正極（又は負極）が電池容器の内側面と接触することが防止される。
【００１９】
本発明に係る溶融塩電池は、前記容器本体を前記正極又は負極の何れか一方と電気的に接続してあることを特徴とする。
【００２０】
本発明にあっては、容器本体を正極（又は負極）と電気的に接続してあるため、容器本体を溶融塩電池の正極端子（又は負極端子）とすることができる。
更に、セパレータの端部を負極（又は正極）側に折り曲げた場合は、容器本体に接続されていない負極（又は正極）と容器本体との短絡が効果的に防止される。
【００２１】
本発明に係る溶融塩電池は、前記容器本体の一の内底面に沿う平板部と、前記周面の前記開口を除く部分に沿って前記平板部に周設された側板部とを備え、前記平板部、側板部及び前記容器本体の他の内底面によって前記発電要素が囲繞されるようにしてあることを特徴とする。
【００２２】
本発明にあっては、容器本体の内底面に沿って配された平板部の周縁部において、容器本体の周面の開口を除く部分に沿うように側板部を設けてあり、容器本体の他の内底面と、前記平板部及び側板部とで、一面が開口する中空の直方体状の容器が形成されて、該容器内に発電要素が囲繞されることとなる。
これにより、前記平板部に発電要素を平置きして、前記開口から容器本体に発電要素を装入する場合は、溶融塩電池の組み立てが容易となる。
【００２３】
本発明に係る溶融塩電池は、前記電池容器内の前記正極及び／又は負極側に配されており、前記発電要素を押圧する押圧部材と、該押圧部材から与圧されて前記正極及び／又は負極に押圧力を分散伝達する伝達部材とを備えることを特徴とする。
【００２４】
本発明にあっては、電池容器内の正極及び／又は負極側に設けられた押圧部材が、同じ正極及び／又は負極側に設けられた伝達部材を与圧し、与圧された伝達部材が、押圧部材からの押圧力を分散させて発電要素に伝達させることにより、発電要素が正極及び負極側から略均等に押圧される。
これにより、正極及び負極が充放電によって厚み方向に伸縮した場合であっても、セパレータに対する正極及び負極からの押圧力が略一定に保持される。このため、正極及び負極に歪み（しわ）が生じ難く、充放電に伴う正極及び負極での反応が略均一に進行する。
更に、押圧部材を厚み方向に変形させて発電要素と共に容器本体の開口から電池容器に装入することができるため、溶融塩電池の組み立てが容易となる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、正極及び負極が対向する方向を軸方向とする筒形状の容器本体の側面の一部に設けた開口と、該開口を封口する蓋体との間に、耐熱性のシール部材を介在させる。
これにより、発電要素の形状を標準的なシート状にした場合は、電池容器の全表面積に対する側面の面積の割合が小さく抑えられる。このため、開口の面積が相対的に小さくなって、電池容器内の溶融塩に対するシール部材の接液面積が減少する。また、シール部材が溶融塩に曝される場合であっても、シール部材が耐熱性を有するため、シール性の劣化が抑止される。
従って、高温の環境下におけるシール性の劣化の影響を受け難いシール構造にすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施の形態１に係る溶融塩電池の略示縦断面図である。
【図２】本発明の実施の形態２に係る溶融塩電池の容器本体及び保持体を模式的に示す斜視図である。
【図３】電池容器の一部を模式的に示す横断面図である。
【図４】本発明の実施の形態３に係る発電要素を模式的に示す斜視図である。
【図５】本発明の実施の形態３に係る溶融塩電池の容器本体を模式的に示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。但し、以下に示す実施の形態は、本発明を具体化するための溶融塩電池を例示するものであって、本発明は、溶融塩電池を以下の電池には特定しない。更に、この明細書は、特許請求の範囲に示される部材を、実施の形態に記載される部材に特定するものではない。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る溶融塩電池の略示縦断面図である。図中２００は電池容器であり、電池容器２００は、アルミニウム（以下、単にアルミという）からなり、中空の略直方体（四角柱）の一側面が開放された容器本体６と、フェノール樹脂からなり、容器本体６の一側面を封止する蓋体７とを備える。容器本体６の開放された開口の周縁部は、耐熱性の接着剤からなる接着剤層２０１を介して蓋体７の周縁部と衝合されており、容器本体６及び蓋体７は、接着剤層２０１の接着剤によって接合されている。
【００２８】
電池容器２００内には、矩形平板状の正極１及び負極２間にガラスクロス又はフッ素樹脂からなるセパレータ３を介装させた発電要素１００が、正極１を下方に向けて収容されている。セパレータ３の端部は、正極１及び負極２と接する部分から水平方向に張り出しており、張り出した端部は、上方に向けて負極２側に折り曲げられている。負極２の蓋体７側の端部には、負極端子２１が、蓋体７を貫通して外側に一部が突出するように取着されている。
【００２９】
容器本体６の天壁６１と負極２との間には、波板状のステンレス鋼（例えばＳＵＳ３０４）からなるバネ（押圧部材）４が配されている。バネ４は、ゴム等の弾性体であってもよい。バネ４は、ステンレス鋼又はアルミ合金からなる平板状の押え板（伝達部材）５を下方に付勢しており、付勢された押え板５がマイカからなる絶縁シート５１を介して負極２を下方に略均等に押圧する。また、その反作用で、正極１が容器本体６の底壁６２の上面から上方に略均等に押圧されるようになっている。
【００３０】
正極１は、アルミからなる不織布に、バインダ（結着剤）と導電助剤と正極活物質であるNaCrO2とを含む合剤（スラリー）を充填して形成してある。正極活物質はNaCrO2に限定されない。負極２は、負極活物質である錫がメッキされたアルミ箔からなる。正極１及びセパレータ３には電解質を含浸させてあり、本実施の形態１では、電解質としてＦＳＩ（ビスフルオロスルフォニルイミド）又はＴＦＳＩ（ビストリフルオロメチルスルフォニルイミド）系アニオンと、ナトリウム及び／又はカリウムのカチオンとからなる溶融塩を用いる。
【００３１】
上述した構成において、図示しない外部の加熱手段により、電池容器２００全体が８５℃〜９５℃に加熱されることにより、溶融塩が融解して充電及び放電が可能となる。充放電に伴って発電要素１００が上下方向に伸縮した場合であっても、負極２から絶縁シート５１を介して押え板５に伝達される上下方向の変位が、バネ４の上下方向の伸縮によって吸収されるため、正極１及び負極２に対する押圧力が略一定に保持される。溶融塩電池を組み立てる場合にも、バネ４が上下方向に伸縮するため、電池容器２００内に挿設すべき部材が容器本体６の開口から容易に装入される。
【００３２】
負極２は、絶縁シート５１及びセパレータ３によって容器本体６から電気的に絶縁されているが、正極１は容器本体６の底壁６２と当接しており、正極１と容器本体６とは電気的に導通している。従って、容器本体６及び負極端子２１間で充電及び放電が行われる。尚、図１では、発電要素１００、バネ４、押え板５、及び絶縁シート５１が、互いに隙間を隔てて電池容器２００内に収容されているかの如く示されているが、実際には、これらが上下方向に隙間なく接するように収容されている。電池要素Ｘ内においても同様に、正極１、セパレータ３、及び負極２が隙間なく接している。
【００３３】
さて、発電要素１００を構成する正極１、負極２及びセパレータ３は、何れも平板状であるため、容器本体６の高さ方向のサイズが、縦横のサイズと比較して必然的に小さくなり、電池容器２００の全表面積に対して側面の面積が占める割合は小さい。接着剤層２０１の上下方向の端面のうち、電池容器２００の内側にある面は、正極１及びセパレータ３から滲出した溶融塩に曝される可能性があるが、容器本体６の一側面が開放されて形成された開口が比較的小さいため、実際に溶融塩に接する部分の面積は小さく抑えられる。
【００３４】
以上のように本実施の形態１によれば、容器本体が、平板状の正極及び負極が対向する方向を軸方向とする有底の筒型状（四角柱状）をなしており、容器本体の一側面、即ち周面の一部に設けた開口が、耐熱性の接着剤層を介して蓋体で封口される。
これにより、電池容器の高さが低くなって全表面積に対する側面の面積の割合が小さく抑えられるため、開口の面積が相対的に小さくなって、電池容器内の溶融塩に対する接着剤層の接液面積が減少する。また、接着剤層の接着剤が耐熱性を有するため、シール性の劣化が抑止される。
従って、高温の環境下におけるシール性の劣化の影響を受け難いシール構造にすることが可能となり、更に、容器本体及び蓋体間を強固に接合することが可能となる。
【００３５】
また、容器本体が四角柱状、即ち直方体状をなしているため、容器本体の側面に設けられた開口を用いて、平面視が矩形でシート状の発電要素を電池容器内にスムーズに挿設することが可能となる。
【００３６】
更にまた、セパレータの平面視の面積が、正極及び負極の面積より大きくなっており、正極及び負極間から突出するセパレータの端部が負極側に折り曲げられる。
従って、負極の端部が正極側に回り込んで短絡したり、電池容器の内側面と接触したりするのを防止することが可能となる。
【００３７】
更にまた、容器本体を正極と電気的に接続してあるため、容器本体を溶融塩電池の正極端子とすることが可能となる。この場合にもセパレータの折り曲げ効果により、負極と容器本体との短絡を防止することが可能となる。
【００３８】
更にまた、バネ及び押え板によって、発電要素が正極及び負極側から略均等に押圧され、押圧力が略一定に保持される。
従って、充放電に伴う正極及び負極での反応を略均一に進行させることが可能となる上に、バネを厚み方向に変形させて発電要素の挿設を容易にすることが可能となる。
【００３９】
尚、本実施の形態１にあっては、フェノール樹脂からなる蓋体７を耐熱性の接着剤で容器本体６に接合したが、これに限定されるものではなく、例えばアルミの蓋体と容器本体６とをアルミナペーストで接合するようにしてもよい。
【００４０】
（実施の形態２）
実施の形態１が、電池容器２００内に収容される部材をそのまま電池容器２００内に挿設する形態であるのに対し、実施の形態２は、電池容器内に収容される部材を保持体に載置して挿設する形態である。
図２は、本発明の実施の形態２に係る溶融塩電池の容器本体及び保持体を模式的に示す斜視図である。図２は、蓋体を外し、保持体８を引き出した例を示してある。図中２００ａは電池容器であり、電池容器２００ａは、アルミからなり、中空の略直方体（四角柱）の一側面が開放された容器本体６ａと、フェノール樹脂からなり、容器本体６ａの一側面を封止する蓋体７とを備える。
【００４１】
容器本体６ａの開放された開口６０の周縁部は、後述するＯリング２０２を介して蓋体７の周縁部と衝合されるようになっている。容器本体６ａ及び蓋体７夫々の衝合面には、Ｏリング２０２を挟装するためのリング溝６６及び７６が周設されている。蓋体７には、負極端子２１を挿通させるための挿通孔７１が形成されており、該挿通孔７１内には、図示しない耐熱性のシール部材が配されている。
尚、開口６０は、該開口６０をシールするＯリング２０２のサイズを最小化するために、容器本体６ａの４つの側面のうち面積が小さい２面のうちの１つを開放して設けてある。
【００４２】
保持体８は、図１に示す発電要素１００と、バネ４、押え板５及び絶縁シート５１とを保持して電池容器２００ａ内に挿設するためのものである。保持体８は、容器本体６ａの底壁６２の上面に沿う平板部８２と、容器本体６ａの開口６０を除く周面６３，６４，６５の内側に沿って平板部８２に周設された側板部８３，８４，８５とを備える。平板部８２には、開口６０の一部に沿って他の側板部を設けてもよい。保持体８には、正極１を下方に、負極端子２１を開口６０側に向けた発電要素１００と、負極２を下方に押圧するためのバネ４、押え板５及び絶縁シート５１（夫々図１参照）とが載置される。これにより、発電要素１００は、平板部８２、側板部８３，８４，８５、及び容器本体６ａの天壁６１によって囲繞される。
【００４３】
上述した構成において、溶融塩電池を組み立てる場合、発電要素１００と、バネ４、押え板５及び絶縁シート５１とを載置した保持体８を、側板部８４から先に開口６０に挿通させて、容器本体６ａに装入する。その後、Ｏリング２０２をリング溝６６に嵌装し、発電要素１００から突出した負極端子２１を蓋体７の挿通孔７１に挿通させつつ、蓋体７と容器本体６ａとを衝合させる。
【００４４】
次に、蓋体７を容器本体６ａに固定する方法について説明する。
図３は、電池容器２００ａの一部を模式的に示す横断面図である。蓋体７は、前側の端面に、水平面内で回動可能に軸支されたレバー７７を備える。また、容器本体６ａは、前側の周面６３に突設された係合部６７を備える。容器本体６ａ及び蓋体７のリング溝６６，７６にＯリング２０２を挟装し、レバー７７を反時計方向に回動させて係合部６７に係合させることにより、容器本体６ａに蓋体７が固定されるようになっている。
【００４５】
Ｏリング２０２は、耐熱性及び耐薬品性に優れたバイトン（フッ素ゴム）からなるが、これに限定されず、例えば、合成ゴムのＳＢＲ又はＮＢＲでもよく、ポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフィン系樹脂であってもよい。
その他、実施の形態１に対応する箇所には同様の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００４６】
以上のように本実施の形態２によれば、容器本体の一側面、即ち周面の一部に設けた開口が、耐熱性に優れたＯリングを介して蓋体で封口されるため、シール性の劣化が抑止される。
従って、高温の環境下におけるシール性の劣化の影響を受け難いシール構造にすることが可能となる。
【００４７】
また、容器本体の側面を構成する複数の面のうち、面積が最小の面に開口を設けてあるため、溶融塩に対するシール部材の接液面積を最小に抑えてシール性の劣化を最小限にすることが可能となる。
【００４８】
更にまた、蓋体の周縁部と容器本体の周縁部との突き合わせ部にシール部材としてＯリングを挟装し、蓋体が備えるレバーを容器本体の係合部に係合させて蓋体を容器本体に固定する。
従って、電池容器の容器本体及び蓋体が開閉自在に密閉されるため、保守点検を容易にすることが可能となる。
【００４９】
更にまた、Ｏリングの材料が、フッ素ゴム、ＳＢＲ、ＮＢＲ及びオレフィン系樹脂の少なくとも１つからなるため、シール部材について、溶融塩電池に要求される耐熱性が確保されると共に、溶融塩に対する耐薬品性を高めることが可能となる。
【００５０】
更にまた、容器本体の底壁に沿って配された平板部の周縁部において、容器本体の周面の開口を除く部位に沿うように側板部を周設して保持体としてあり、電池容器の天壁と保持体とで、発電要素が囲繞されている。
従って、保持体に発電要素を平置きして、開口から容器本体に発電要素を装入することにより、溶融塩電池の組み立てを容易にすることが可能となる。
【００５１】
尚、実施の形態１及び２にあっては、バネ４と押え板５とを負極２側に備えているが、これらを正極１側に備えてもよいし、両極側に備えるようにしてもよい。
【００５２】
（実施の形態３）
実施の形態１が、容器本体６を正極１と電気的に接続する形態であるのに対し、実施の形態３は、容器本体を正極及び負極と電気的に絶縁する形態である。
図４は、本発明の実施の形態３に係る発電要素を模式的に示す斜視図である。図中１００ａは発電要素であり、発電要素１００ａは、正極集電体１１及び正極材１２を有する正極１ａと、矩形平板状の負極２ａとの間に、ガラスクロス又はフッ素樹脂からなるセパレータ３ａを介装させてなる。負極２ａの上面には、波板状のステンレス鋼からなるバネ４ａが載置される。バネ４ａの波板の向きは、図４に示す向きから水平に９０度回転させた向きであってもよい。
【００５３】
正極１ａは、中空の略直方体の上面及び一側面が開放されており、アルミからなる正極集電体１１と、アルミからなる不織布にバインダと導電助剤と正極活物質であるNaCrO2とを含む合剤を充填して形成してあり、正極集電体１１に填装された正極材１２とを有する。正極集電体１１の開放された一側面側の端部には、正極端子１３が突設されている。負極２ａは、負極活物質である錫がメッキされたアルミ板からなる。負極２ａの前記一側面側の端部には、負極端子２１が突設されている。正極材１２及びセパレータ３ａには溶融塩を含浸させてある。
【００５４】
次に、上述した発電要素１００ａ及びバネ４ａが挿設される電池容器について説明する。
図５は、本発明の実施の形態３に係る溶融塩電池の容器本体を模式的に示す斜視図である。図５は、蓋体を外した例を示してある。図中２００ｂは電池容器であり、電池容器２００ｂは、アルミからなり、中空の略直方体（四角柱）の一側面が開放された容器本体６ｂと、フェノール樹脂からなり、容器本体６ｂの一側面を封止する蓋体７ａとを備える。
【００５５】
容器本体６ｂの開放された開口６０の周縁部は、耐熱性の接着剤からなる接着剤層２０１を介して蓋体７ａの周縁部と衝合され、容器本体６及び蓋体７が、接着剤層２０１の接着剤で接合されるようになっている。容器本体６ｂの内側は、フッ素コートによって絶縁処理が施されている。蓋体７ａには、負極端子２１及び正極端子１３の夫々を挿通させるための挿通孔７１，７２が形成されており、該挿通孔７１，７２内には、図示しない耐熱性のシール部材が配されている。
【００５６】
上述した構成において、溶融塩電池を組み立てる場合、発電要素１００ａにバネ４ａを載置して容器本体６ｂの開口６０から装入する。この場合、バネ４ａが上下方向に伸縮するため、発電要素１００ａ及びバネ４ａが容器本体６ｂの開口６０から容易に装入される。その後、負極端子２１及び正極端子１３の夫々を挿通孔７１，７２に挿通させつつ、蓋体７ａと容器本体６ｂとを接着剤層２０１を介して衝合させる。発電要素１００ａ及びバネ４ａが電池容器２００ｂ内に挿設された後は、バネ４ａが負極２ａを下方に押圧するが、負極２ａ自体が剛性を有しているため、負極２ａからセパレータ３ａ及び正極１ａに伝達される押圧力が略均等となる。
その他、実施の形態１に対応する箇所には同様の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００５７】
以上のように本実施の形態３によれば、正極及び負極を容器本体から電気的に絶縁し、正極端子及び負極端子をベークライトからなる蓋体の挿通孔に挿通させてある。また、容器本体の一側面、即ち周面の一部に設けた開口が、耐熱性の接着剤層を介して蓋体で封口される。
従って、容器本体と正極を電気的に導通させない形態においても、高温の環境下におけるシール性の劣化の影響を受け難いシール構造にすることが可能となる。
【００５８】
尚、本実施の形態３にあっては、蓋体７ａと容器本体６ｂとを接着剤層２０１の接着剤によって接合したが、これに限定されるものではなく、実施の形態２と同様に、蓋体７ａと容器本体６ｂとをＯリング２０２でシールするようにしてもよい。
【符号の説明】
【００５９】
１００、１００ａ 発電要素
２００、２００ａ、２００ｂ 電池容器
２０１ 接着剤層（シール部材）
２０２ Ｏリング（弾性体、シール部材）
１、１ａ 正極
２、２ａ 負極
３、３ａ セパレータ
４、４ａ バネ（押圧部材）
５ 押え板（伝達部材）
６、６ａ、６ｂ 容器本体
６０ 開口
６３、６４、６５ 周面
７、７ａ 蓋体
８ 保持体
８２ 平板部
８３、８４、８５ 側板部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融塩を含んでなるセパレータを正極及び負極間に介装させた発電要素と、該発電要素を収容する電池容器とを備える溶融塩電池において、
前記電池容器は、前記正極及び負極が対向する方向を軸方向とする有底の筒体の周面の一部が開口する容器本体、及び該容器本体の開口を封口する蓋体を有し、
該蓋体及び前記容器本体間をシールする耐熱性のシール部材を備えること
を特徴とする溶融塩電池。
【請求項２】
前記容器本体の周面は、複数の面からなり、該複数の面のうち面積が最小となる面が開口するようにしてあることを特徴とする請求項１に記載の溶融塩電池。
【請求項３】
前記容器本体は、前記筒体の軸方向の断面が矩形状であることを特徴とする請求項１又は２に記載の溶融塩電池。
【請求項４】
前記蓋体の周縁部は、前記容器本体の開口の周縁部に衝合させてあり、
前記シール部材は、前記蓋体及び容器本体の衝合面に挟装された弾性体又は接着剤層を含むことを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の溶融塩電池。
【請求項５】
前記弾性体が、フッ素ゴム、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）及びオレフィン系樹脂の少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の溶融塩電池。
【請求項６】
前記セパレータは、前記正極及び負極が対向する方向の断面積を前記正極及び負極より大きくしてあり、前記方向と直交する方向の端部を前記正極又は負極側に折り曲げてあることを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の溶融塩電池。
【請求項７】
前記容器本体を前記正極又は負極の何れか一方と電気的に接続してあることを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載の溶融塩電池。
【請求項８】
前記容器本体の一の内底面に沿う平板部と、
前記周面の前記開口を除く部分に沿って前記平板部に周設された側板部とを備え、
前記平板部、側板部及び前記容器本体の他の内底面によって前記発電要素が囲繞されるようにしてあること
を特徴とする請求項１から７の何れか１項に記載の溶融塩電池。
【請求項９】
前記電池容器内の前記正極及び／又は負極側に配されており、前記発電要素を押圧する押圧部材と、
該押圧部材から与圧されて前記正極及び／又は負極に押圧力を分散伝達する伝達部材と
を備えることを特徴とする請求項１から８の何れか１項に記載の溶融塩電池。
【請求項１】
溶融塩を含んでなるセパレータを正極及び負極間に介装させた発電要素と、該発電要素を収容する電池容器とを備える溶融塩電池において、
前記電池容器は、前記正極及び負極が対向する方向を軸方向とする有底の筒体の周面の一部が開口する容器本体、及び該容器本体の開口を封口する蓋体を有し、
該蓋体及び前記容器本体間をシールする耐熱性のシール部材を備えること
を特徴とする溶融塩電池。
【請求項２】
前記容器本体の周面は、複数の面からなり、該複数の面のうち面積が最小となる面が開口するようにしてあることを特徴とする請求項１に記載の溶融塩電池。
【請求項３】
前記容器本体は、前記筒体の軸方向の断面が矩形状であることを特徴とする請求項１又は２に記載の溶融塩電池。
【請求項４】
前記蓋体の周縁部は、前記容器本体の開口の周縁部に衝合させてあり、
前記シール部材は、前記蓋体及び容器本体の衝合面に挟装された弾性体又は接着剤層を含むことを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の溶融塩電池。
【請求項５】
前記弾性体が、フッ素ゴム、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）及びオレフィン系樹脂の少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の溶融塩電池。
【請求項６】
前記セパレータは、前記正極及び負極が対向する方向の断面積を前記正極及び負極より大きくしてあり、前記方向と直交する方向の端部を前記正極又は負極側に折り曲げてあることを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の溶融塩電池。
【請求項７】
前記容器本体を前記正極又は負極の何れか一方と電気的に接続してあることを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載の溶融塩電池。
【請求項８】
前記容器本体の一の内底面に沿う平板部と、
前記周面の前記開口を除く部分に沿って前記平板部に周設された側板部とを備え、
前記平板部、側板部及び前記容器本体の他の内底面によって前記発電要素が囲繞されるようにしてあること
を特徴とする請求項１から７の何れか１項に記載の溶融塩電池。
【請求項９】
前記電池容器内の前記正極及び／又は負極側に配されており、前記発電要素を押圧する押圧部材と、
該押圧部材から与圧されて前記正極及び／又は負極に押圧力を分散伝達する伝達部材と
を備えることを特徴とする請求項１から８の何れか１項に記載の溶融塩電池。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−２２８１７６（Ｐ２０１１−２２８１７６Ａ）
【公開日】平成２３年１１月１０日（２０１１．１１．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−９８１２４（Ｐ２０１０−９８１２４）
【出願日】平成２２年４月２１日（２０１０．４．２１）
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月１０日（２０１１．１１．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月２１日（２０１０．４．２１）
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
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