(57)【要約】【課題】本発明の目的は、低コストと安全性確保を両立させることができる高温ナトリウム二次電池装置を提供することにある。【解決手段】高温ナトリウム二次電池４が収納されている上面付近開口の内容器２に下面付近開口の外容器１を嵌帽するように配設して、内容器２と外容器１の間に形成される空間に内容器２を覆うように吸水機能を有する保温材３を設けると共に、内容器２の上面開口部に高温ナトリウム二次電池４の破損時に発生する気体を捕獲する吸収材を混在させた充填材１１を設ける。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高温ナトリウム二次電池が収納されている上面付近又は下面付近開口の内容器及び下面付近又は上面付近開口の外容器と、該内容器と外容器の間に形成される空間に設けられている保温材と、前記二次電池の破損時に発生する気体を捕獲する吸収材とを備えていることを特徴とする高温ナトリウム二次電池装置。
【請求項２】
前記外容器は前記内容器との間に空間を形成して嵌帽するように配設されていて、その空間は大気開放であることを特徴とする請求項１記載の高温ナトリウム二次電池装置。
【請求項３】
前記保温材が前記吸収材を兼ねることを特徴とする請求項１又は２記載の高温ナトリウム二次電池装置。
【請求項４】
前記高温ナトリウム二次電池は支柱によって支持される前記内容器に収納されることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の高温ナトリウム二次電池装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は高温ナトリウム二次電池装置に係り、特に、電力貯蔵装置や電気自動車などに用いるのに好適な高温ナトリウム二次電池装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ナトリウム硫黄電池に代表される高温ナトリウム二次電池は、負極室内に液体ナトリウム、正極室内に硫黄，多硫化ナトリウム，金属塩化物などの正極活物質を充填し、負極室と正極室間をβ型やβ″型のベータアルミナセラミックス製の固体電解質袋管で分離した構造をしている。
【０００３】
このような高温ナトリウム二次電池は、長寿命でエネルギー密度が大きいことから注目され、夜間電力を貯えて昼間利用する負荷平準化に適した電力貯蔵装置への利用が期待されている。
【０００４】
ところで、近年、高温ナトリウム二次電池を利用した小容量の電力貯蔵装置を、工場や商店などの小口電力消費者に広く採用することが検討されている。これら消費者に供する電力貯蔵装置の容量は１００ｋＷｈ程度である。
【０００５】
このように、高温ナトリウム二次電池を汎用化して電力貯蔵装置の適用促進を図るには、昼夜の電気料金差額によって電池設備費を賄うことが重要になる。したがって、高温ナトリウム二次電池モジュール（高温ナトリウム二次電池装置）のコストダウンと安全性確保が不可欠となる。
【０００６】
従来、高温ナトリウム二次電池を利用した電力貯蔵装置は、大容量のものを開発するために検討されてきている。また、高温ナトリウム二次電池は、運転温度がナトリウムの融点を超えた１００℃以上と高いため、通常、電池を真空断熱容器などの保温容器内に収納する方法が用いられている。このことは、例えば、特開平１０−２９４１２８号公報に記載されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来の技術は、電池を真空断熱容器に収納して保温しているのが一般的である。しかし、電池の経年変化（電池内部抵抗の時間的増加）によって容器内部の発熱は使用中に増加するので、真空領域の真空度を低下させて真空断熱容器からも放熱させる必要がある。真空断熱容器から放熱させるには、真空領域に空気を注入して所定の放熱量になるように真空度を調整している。このため、付帯設備が必要になると共に保守に多くの時間を要し、高コストになるのを免れないという問題点を有する。
【０００８】
また、小口電力消費者などに利用されて、人が生活している場所へ設置するためには、高温ナトリウム二次電池が万一破損しても、破損で発生する有害な気体を高温ナトリウム二次電池装置の外へ放出させないことが必要不可欠である。
【０００９】
本発明は上述の点に対処して為されたもので、その目的とするところは、低コストと安全性確保を両立させることができる高温ナトリウム二次電池装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明では、上記目的を達成するために、高温ナトリウム二次電池が収納されている上面付近又は下面付近開口の内容器と下面付近又は上面付近開口の外容器との間に形成される空間、または、この空間と内容器の底面下側や上面上側または内容器内部に内容器を覆うように保温材を設けると共に、二次電池の破損時に発生する気体を捕獲する吸収材を設けたことを特徴とする。
【００１１】
ここで、外容器は内容器との間に空間を形成して嵌帽するように配設されていて、前記空間は大気開放であることが望ましい。
【００１２】
本発明による保温材としては、好ましくは吸水機能を有する多孔性保温材が用いられる。
【００１３】
また、気体を捕獲する吸収材は、内容器の開口部あるいは前述の保温材に配置されることが望ましい。さらに、前述の保温材が吸収材を兼ねることも可能である。
【００１４】
本発明は、上面付近又は下面付近開口の内容器と下面付近又は上面付近開口の外容器との空間、または、この空間と内容器の底面下側や上面上側または内容器内部に内容器を覆うように保温材を設けて二次電池を保温すると共に、二次電池の破損時に発生する気体を捕獲する吸収材を設けている。このため、高温ナトリウム二次電池の保温を低コストで行えるようになり、また、上面付近開口の内容器と下面付近開口の外容器によって、浸水時に高温の電池と低温の水が直接接触することを防止できること、または／及び、電池破損時に発生する液体状の硫黄や気体状の硫黄および硫黄化合物が周囲に拡散することを抑止することができる。したがって、高温ナトリウム二次電池装置の低コスト化と安全性確保を両立させることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の高温ナトリウム二次電池装置を実施例に基づいて具体的に説明する。
【００１６】
図１に本発明の第１の実施例を示す。図１は高温ナトリウム二次電池モジュールの断面を示している。
【００１７】
図１において、直方体の内容器（箱体）２の上面は空気移動のために開口され、複数段の棚を有する棚部材５が収納されている。なお、場合によっては内容器２の上面に蓋を設け、内容器２の横方向上部に隙間を設けることで、空気が移動できるようにすることも可能である。複数個の高温ナトリウム二次電池４（円筒形を横配置した形態であることから断面の円形で図示している）は、各々１基ずつ箱状のブロック下容器７に収納されている。ブロック下容器７には、高温ナトリウム二次電池４の姿勢保持や漏洩活物質吸収の機能を有する粒子８（乾燥砂等）が充填され、ブロック下容器７の上面をブロック上容器６で蓋して電池ブロックを構成している。
【００１８】
複数の電池ブロックは、モジュール内の位置決めと電池ブロックに作用する重力を支える機能を有する棚部材５の棚に載置して収納されている。棚部材５の外周、つまり内容器２の内面には電池加熱用のヒータ２０が設置されている。
【００１９】
内容器２は、高温ナトリウム二次電池装置を設置すべき平面上に固定されたベース１０の上部に固定されている。高温ナトリウム二次電池４を組み込んだ棚部材５は、内容器２の内部底面に固定された２本の支柱９によって支持されている。支柱９は棚部材５の下部両端位置を支持するように配置されている。
【００２０】
下面開口の直方体の外容器（箱体）１は、所定の空間を形成して内容器２に嵌帽するように配設されている。外容器１の下面開口端とベース１０の対向面との間に間隙１２が形成され、外容器１と内容器２の間に形成される空間は大気開放状態にある。この目的のためには、図示されていないが、下面付近開口の内容器及び上面付近開口の外容器を用い、内容器２と外容器１との間の空間に保温材３を設けることも可能である。この構造においては、外容器の上面に蓋を設けて、耐水性を向上することが望ましい。
【００２１】
なお、場合によっては、外容器１の横方向下部に隙間を設けることで、空気が移動できるようにすることも可能である。また、このようにして昇降温時にモジュール内外で空気が移動できるようにすることにより、モジュールを構成する外容器１や内容器２へ加わる外力に伴う応力を低減できるという利点が得られる。
【００２２】
外容器１と内容器２およびベース１０の間に形成される空間には多孔性の保温材３が設けられており、吸水機能を有する多孔性保温材であることが望ましい。また、棚部材５の底面と内容器２の底部内側に囲まれた空間にも多孔性の保温材１３が設けられている。すなわち、保温材３と１３は内容器２の外面全体（上下面と前後左右面の６面全て）を覆うように配置される。保温材３には、好ましくは硫黄及び硫黄化合物の捕獲機能を有する充填材を混在させても良い。さらに、棚部材５の直上、すなわち内容器２の上面開口部に、硫黄及び硫黄化合物の吸収剤が配置されている充填材１１を配置している。
【００２３】
電力線２１は、外容器１と内容器２の間に形成される空間を大気開放状態にする間隙１２から空間内に導入され、一端をヒータ２０に接続される。電力線２１の他端は外容器１の外側でヒータ制御器２２に接続されている。ヒータ制御器
２２は、図示しない温度検出器からの温度検出信号を入力して、ヒータに給電する直流電流をオンオフ制御して、高温ナトリウム二次電池４を一定温度に加熱する。
【００２４】
万一の浸水時対策として、浸水を検知する浸水検知センサー２５が設けられており、浸水検知センサー２５の浸水検知信号は浸水検出器２７に入力される。浸水検出器２７は、浸水検知信号を入力するとヒータ制御器２２の給電を停止させる。
【００２５】
この構成において、運転開始前には、内容器２の内部は収納されている高温ナトリウム二次電池４の運転に適さない低温になっている。ヒータ制御器２２からヒータ２０に電力線２１を介して給電し、高温ナトリウム二次電池４を所定の高温度まで加熱する。その後、ヒータ制御器２２は、図示しない温度検出器からの温度検出信号を入力して、ヒータ２０に給電する直流電流をオンオフ制御して、高温ナトリウム二次電池４を一定温度に維持する。内容器２の内部温度、つまり高温ナトリウム二次電池４の温度は、保温材３および１３で保温されながら一定に維持される。
【００２６】
浸水検知センサー２５は、通常運用時に雨水等の浸入で誤動作しない高さの位置に固定されている。図１の実施例では、外箱１の間隙（開口部）１２よりも高い位置の内容器２表面に固定されている。万一、浸水検知センサー２５の位置まで浸水すると浸水検出器２７に浸水が検出される。
【００２７】
浸水検出器２７は、浸水検知センサー２５から浸水検知信号を入力するとヒータ制御器２２の給電を停止させると共に、高温ナトリウム二次電池４の出力を制御する図示しない電池出力制御器の運転を停止させる。
【００２８】
モジュールを構成する外容器１，内容器２，棚部材５，電池ブロックの上下容器６，７，支柱９、およびベース１０の構造材には鋼等が用いられ、また、保温材３および１３には、一般工業品として入手が容易で安価な高温耐性のある多孔性保温材、例えばロックウール保温材（当該規格：ＪＩＳ　Ａ　９５０４等）やセラミックファイバー保温材（当該規格：ＪＩＳ　Ｒ　３３１１等）等が用いられる。このような多孔性保温材は外容器１近くでは比較的低温になるため、沸点の比較的高い硫黄ガスの吸収材を兼ねる効果を持っている。
【００２９】
本発明の保温材３および１３は、従来技術において電池保温容器として用いられる真空断熱容器と比較してコストが安く、保温性能は安定していることから保守コストも低く抑えることが可能である。
【００３０】
次に、安全性確保の一つである浸水対策について説明する。ビルなどに設置された高温ナトリウム二次電池モジュール全体が、洪水によって冠水し、水中に沈む場合について説明する。
【００３１】
図２は浸水時における電池温度や浸水温度の時間変化と、モジュール内部の浸水高さ（浸水水位）の時間変化を示す。
【００３２】
時刻ｔ０に外容器１とベース１０との間隙１２よりモジュール内に浸水したとすると、浸水水位（内容器２の周囲水位）Ｈｏは外容器１と内容器２の間にある保温材３中を浸透しながら徐々に上昇する。
【００３３】
浸水面（浸水水位）Ｈｏが上昇し、センサー設置位置（高さ）ｈ１に到達して浸水検知センサー２５で浸水が検知されると、ヒータ２０と高温ナトリウム二次電池４の運転は停止される。ヒータ２０と高温ナトリウム二次電池４の運転停止によりモジュール内部からの熱の発生は止まる（モジュール内部の熱の発生は、ヒータ２０の発熱や高温ナトリウム二次電池４の内部抵抗に由来するジュール発熱に起因する）。その後は、外容器１，内容器２，保温材３のそれら自体が持つ熱（熱容量）と熱の伝えやすさ（熱伝導）によって浸水と熱交換する。電池運転温度をＴｒとすると、モジュール内部の電池温度（平均温度）Ｔｏは時間とともにＴｒより低下する。また、浸水の温度（平均温度）Ｔｗは、初期温度Ｔ１から時間とともにその液面（水位）Ｈｏを上昇させながら上昇する。なお、温度Ｔ２は浸水の沸点温度である。
【００３４】
本発明の外容器１，内容器２，保温材３は、保温機能とともに放熱機能も備えていることからその熱伝導性は比較的高く、内容器２の内側すなわち高温ナトリウム二次電池４の周囲まで浸水してくる時間（時刻ｔ１）までに電池温度Ｔｏは大きく低下する。特に保温材３は、熱容量や熱伝導性の大きい基材と空気が混在することから、真空断熱容器と比較して浸水との熱交換性は著しく良好になる。
【００３５】
したがって、浸水は、沸点以上の温度Ｔ２に達している保温材３の位置に達すれば蒸発して、体積が大きい水蒸気に変わって保温材３内部の圧力が増すために浸水高さＨｏは一時的に下がるが、その直後に温度の低い浸水と水蒸気が接触して凝縮し、体積が低下して圧力が減るために浸水高さＨｏは再び上がり、これを繰り返しながら浸水面高さＨｏは徐々に上昇する。
【００３６】
時刻ｔ１において浸水高さＨｏが内容器２の上端位置（高さ）ｈ２以上になり、内容器２の内部にまで浸水した後も、内容器２の内部に設置される保温材１３や高温ナトリウム二次電池４と直接接触することで、浸水の蒸発と凝縮に伴う内容器２の内側における浸水高さＨｉと外側における浸水高さＨｏの周期的変化が発生する。そして、時刻ｔ２で内容器２の内側全体に浸水が満たされた後、浸水はもともとモジュール内部に存在している空気中の窒素や酸素等の非水溶性で非凝縮性のガス体積に相当する分の高さｈ３まで上昇する。なお、ｈ４は外容器１の上端位置である。
【００３７】
ここで、浸水が高温ナトリウム二次電池４に直接接触するまでに電池温度Ｔｏを出来るだけ低くすることで、浸水と接触した電池を構成する部材（図示せず）内部に急激な温度変化によって生じ得る熱応力も低減できる。よって、電池破損を防止する観点で、浸水がｈ１に達する時間ｔ１における温度Ｔｏを低下させることが必要である。
【００３８】
外容器１において下面付近に開口を設けると共に、内容器２において上面付近に開口を設けることは、内容器２の上面付近以外に開口を設ける場合と比較して、モジュール内に浸水してから内容器２の開口部までの高さｈ２をより大きく取れるので、モジュール内に浸水してから内容器２の内部へ浸水するまでに要する時間ｔ１−ｔ０をより大きく取れ、浸水がｈ１に達する時間ｔ１における電池温度Ｔｏを低下できるとともに、電池材特に固体電解質袋管の温度変化を緩和して、電池の信頼性を向上させる観点で電池温度Ｔｏの変化速度を低減できる効果をもたらす。
【００３９】
外容器１と内容器２との間の空間に設置される保温材３が多孔性で吸水機能を有することは、多孔性で吸水機能を有しない保温材を設ける場合と比較して、浸水した際の保温材内部の空間（空隙）をより大きくでき、モジュール内に浸水してから内容器２内部へ浸水するまでに要する時間ｔ１−ｔ０をより大きく取れる効果をもたらす。
【００４０】
また、外容器１と内容器２との間の空間に設置される保温材３が多孔性で吸水機能を有することは、多孔性で吸水機能を有しない保温材を設ける場合と比較して保温材と浸水との接触面積をより大きくできる。この結果、保温材３自体が持つ熱を浸水へ伝え易くして浸水からの水蒸気の発生を促進できるので、モジュール内に浸水してから内容器２内部へ浸水するまでに要する時間ｔ１−ｔ０をより大きく取れて、浸水がｈ１に達する時間ｔ１における電池温度Ｔｏを低下できるとともに、電池温度Ｔｏの変化速度を低減できる効果をもたらす。さらに、保温材３を介してモジュール内部を構成する内容器２，棚部材５および高温ナトリウム二次電池４などから浸水への熱交換をより促進することで、ｔ１における電池温度Ｔｏを低下できる効果をもたらす。
【００４１】
以上の過程において、浸水が内容器２の内側へ入り込むまでに保温材３と浸水との熱交換によって電池温度Ｔｏは大きく低下されており、浸水が内容器２の内側に入っても高温ナトリウム二次電池４へ作用する熱的負荷を比較的小さく抑えることができる。
【００４２】
つまり、本発明における高温ナトリウム二次電池４と浸水が直接接触してからの温度差ΔＴは従来技術における温度差と比較して、浸水中に保温材３の放熱機能が有効に作用するので低く抑えられ、浸水時における電池の健全性を維持することができる。
【００４３】
また、本発明における高温ナトリウム二次電池４と浸水との直接接触までの時間差ｔ１−ｔ０は、従来技術に比較して、保温材３への浸透中にも浸水の蒸発と凝縮を繰り返すことによって浸水面高さの上昇速度が抑えられることから長くなるので、浸水時における浸水と電池との直接接触までの事象対策に要する時間的余裕を取れることになる。
【００４４】
次に、安全性確保の一つである電池破損時の対策について説明する。
【００４５】
万一、高温ナトリウム二次電池４が破損した場合、電池内部の活物質（ナトリウムまたは硫黄または多硫化ナトリウム）は電池外部の空気と反応すると、次のような挙動を示す。
【００４６】
ナトリウムは、空気中の酸素や水分と反応し易く、その反応物質は不揮発性物質（温度が高いと液体，低いと固体）になって電池周囲に留まる。
【００４７】
多硫化ナトリウムは、空気中の酸素や水分と反応した後に不揮発性物質（ナトリウム化合物）と揮発性物質（気体の硫黄化合物）に変化する。
【００４８】
硫黄は、それ自体に揮発性がある上、空気中の酸素や水分と反応して生じる酸化物（例えば二酸化硫黄）や水素化物（例えば硫化水素）も気体状である。
【００４９】
このように、電池破損時において気体状に変化した硫黄や硫黄化合物は、電池周囲の空間から内容器２の上面開口部を通じて出て、外容器１の内面に沿って保温材３の内部を通過する。しかし、高温ナトリウム二次電池４の周囲に比べて保温材３の温度は低いので、保温材３まで達した硫黄はここで冷えて凝縮（気体から液体への相変化）および凝固（液体から固体への相変化）し、モジュール外部へ漏れることを防止できる。すなわち、保温材３は硫黄の吸収材を兼ねることが可能である。
【００５０】
ここで、外容器の開口と内容器の開口との距離や空間体積をより大きく取ることは、万一の電池破損時において気体状に変化した硫黄や硫黄化合物を前述した吸収剤に捕獲させる上で、前記距離や前記空間体積の拡散に要する時間を長く取ることができて、この時間をより長くとることは吸収剤が硫黄や硫黄化合物を捕獲する効率を向上させることができる。
【００５１】
内容器２において上面付近又は下面付近に開口を設け、外容器１において下面付近又は上面付近に開口部を設けることは、内容器２において上面付近以外又は下面付近以外に開口を設けるか、または、外容器１において下面付近以外又は上面付近以外に開口部を設ける場合と比較して、内容器２の開口から外容器１の開口部までの距離や空間体積をより大きく取れるので、吸収剤が万一発生した硫黄や硫黄化合物を捕獲する効率を向上できる効果をもたらす。
【００５２】
一方、気体状の硫黄化合物は、温度が低下しても凝縮や凝固しないので、本発明では次のようにして捕獲するようにしている。
【００５３】
保温材３は多孔性であり、気体状の硫黄や硫黄と空気の反応によって発生する気体状の硫黄化合物を捕獲する機能を有する吸収剤を保温材３に混ぜて配置している。
【００５４】
なお、上述した種類の保温材自体にも硫黄及び硫黄化合物を吸着させる効果があるが、保温材３の多孔性を活用して吸収剤を配置することで、気体状の硫黄や二酸化硫黄等の気体状の硫黄化合物をモジュール外部へ漏洩することを特に有効に防止できる。
【００５５】
保温材３に配置する吸収剤は、硫黄及び硫黄化合物（より具体的には、硫黄ガス，二酸化硫黄ガスまたは硫化水素ガス）と反応して吸収しやすい材料であるとともに、モジュールの通常運転中に周囲に存在する空気や湿分との反応性が低い材料であることが望ましい。
【００５６】
この吸収剤としては、好ましくは生石灰（酸化カルシウム）または消石灰（水酸化カルシウム）が用いられる。上述した２つの種類の吸収剤において、温度が高いほど二酸化硫黄の吸収性能は高いことを実験的に確認しているので、充填材１１と保温材３の２つの部材に対して２つの吸収剤のいずれか１つのみを選択した場合や、２つの吸収剤を混在させた場合であっても、気体状の硫黄や気体状の硫黄化合物を吸収する機能を得ることは可能である。
【００５７】
ただし、水酸化カルシウムは硫黄酸化物と反応すると水を発生して、この水が電池破損時に漏洩するナトリウムと反応する可能性があることから、充填材１１の位置よりも保温材３に混ぜるのがより好ましい。一方、酸化カルシウムは硫黄酸化物と反応して水を発生する性質を持たないことから、充填材１１と保温材３のいずれに混ぜても同等の効果を奏し得る。
【００５８】
前述した硫黄ガス，二酸化硫黄ガス又は硫化水素ガスを吸着する機能を有する吸収剤としては、ゼオライト，シリカゲルまたは活性炭を用いることもできる。一方、前述した二酸化硫黄ガスまたは硫化水素ガスを吸収する機能を有する吸収剤としては、アルカリ金属の酸化物又は水酸化物、またはアルカリ土類金属の酸化物か水酸化物、あるいはアルカリ金属の酸化物や水酸化物とケイ素の酸化物か水酸化物やジルコニウムの酸化物か水酸化物との化合物、または好ましくはカルシウムかマグネシウムの水酸化物、またはカルシウムかマグネシウムの酸化物を用いることができる。
【００５９】
また、前記充填材としては、無機物の多孔質材あるいは有機物の多孔質材を用いることができる。
【００６０】
なお、既述した種類の保温材として硫黄及び硫黄化合物を吸収させる効果を有する材料を配置することでも、気体状の硫黄や二酸化硫黄等の気体状の硫黄化合物をモジュール外部へ漏洩を防止でき、こうすることによって、高温ナトリウム二次電池装置の低コスト化が容易になるという利点がある。
【００６１】
吸収剤を配置させる部位としては、気体状の硫黄や気体状の硫黄化合物の捕獲効率を向上させるためにより多くの吸収剤を配置させる必要があることから、保温材３の全体が適切であるが、特に気体が通り抜け易い異材境界の近傍に吸収剤を配置すれば、気体状の硫黄や気体状の硫黄化合物の捕獲を確実にできるという観点で、内容器２の上面開口部に配置された充填材１１にも吸収剤を配置している。さらに、前記観点で、ヒータ２０の電力線２１や浸水検知センサー２５の信号線や高温ナトリウム二次電池４に接続される電力線（図示せず）が保温材３を貫通して、モジュール外部へ取り出される開口部近傍に吸収剤を重点的に配置することが望ましい。
【００６２】
以上のように、本発明の高温ナトリウム二次電池装置は、上面付近又は下面付近開口の内容器２に空間を形成して下面付近又は上面付近開口の外容器１を嵌帽するように配設し、空間を大気開放にして、この空間に内容器２を覆うように吸水機能を有する保温材３を設けると共に、高温ナトリウム二次電池４の破損時に発生する気体を捕獲する吸収材を設けている。このため、高温ナトリウム二次電池４の保温を低コストで行えるようになり、また、浸水時に高温の高温ナトリウム二次電池４と低温の水が接触することや、電池破損時に発生する液体状の硫黄や気体状の硫黄と硫黄化合物が周囲に拡散することを抑止することができる。したがって、高温ナトリウム二次電池装置の低コスト化と安全性確保を両立させることができる。
【００６３】
また、前記目的の吸収剤を混ぜた保温材３を構成することによって、モジュール組立て時における工数低減すなわちコスト低減を図ることができる。
【００６４】
本実施例では、棚部材５を支柱９で支持するようにしているが、機械的強度の問題がなければ保温材１３のみで支持するようにしてもよいことは勿論のことである。この場合にもモジュール組立てコスト低減を図ることができる。
【００６５】
また、内容器２と外容器１とベース１０との間に形成される空間を大気開放にするには、内容器外側にある外容器の下面開口端とベースの対向面に間隙を設けるだけでなく、他の位置、例えば外容器１の横方向下部付近でも良いことは明らかなことである。
【００６６】
図３に本発明の第２の実施例を示す。
【００６７】
図３に示す第２実施例が図１の第１実施例と異なるところは、高温ナトリウム二次電池４が上・下容器６，７に収められることなく棚部材５の内部に収納されて各高温ナトリウム二次電池４と棚部材５との間に充填材１１ｂが満たされ、外容器１と内容器２との間にある保温材３ａだけでなく、充填材１１ｂにも硫黄及び硫黄化合物の吸収剤を配置している点である。また、図１に示した内容器２の上部開口部に配置している充填材１１は、本実施例では配置していない。本実施例の内容器２は、ベース１０上部に直接固定されているのでなく、ベース１０上部に固定された支柱９ｂによって支持されている。支柱９ｂは内容器２の下部両端位置を支持するように配置されている。
【００６８】
図１に示した棚部材５の底部下方に配置している保温材１３は、本実施例では配置していない。本実施例では、内容器２の底面下側とベース１０との間の空間に保温材３ｂが設けられている。内容器２は支柱９ｂによってベース１０より離れた位置に配置されたことから、浸水検知センサー２５は内容器２の外側でなく支柱９ｂの内側に配置されている。
【００６９】
このように、高温ナトリウム二次電池４の周囲にも吸収剤を配置することで、万一の硫黄及び硫黄化合物発生時における気体状の硫黄や気体状の硫黄化合物の吸収をより確実に達成できる。
【００７０】
また、高温ナトリウム二次電池４や棚部材５の近傍は保温材３ａおよび３ｂよりも温度が高いので、先に説明した気体状の硫黄や気体状の硫黄化合物の吸収性能における温度依存性や化学的特性が異なる２つの吸収剤を、充填材１１ｂと保温材３ａおよび３ｂに適切に配置することも可能である。
【００７１】
なお、本実施例では、内容器２を支柱９ｂで支持するようにしているが、機械的強度の問題がなければ保温材３ａおよび３ｂで支持するようにしてもよいことは勿論のことである。この場合にはモジュール組立てコスト低減を図ることができる。
【００７２】
また、内容器と外容器とベースとの間に形成される空間を大気開放にするには、外容器の下面開口端とベースの対向面に間隙を設けるだけでなく、他の位置、例えば外容器１の横方向下部付近でも良いことは明らかなことである。
【００７３】
図４に本発明の第３の実施例を示す。
【００７４】
図４に示す第３の実施例が図１の第１実施例と異なるところは、高温ナトリウム二次電池１４を縦配置にすると共に、内容器２ｂは真空断熱容器であって、高温ナトリウム二次電池１４の側部から加熱するヒータ２０ａと高温ナトリウム二次電池１４の底部から加熱するヒータ２０ｂを具備し、ヒータ電力線２１はヒータ２０ａと２０ｂに給電している点である。なお、図示されていないが、内容器の底部のみに真空断熱容器を設ける（内容器の底部以外を真空断熱容器にしない）ことも可能である。
【００７５】
この構成により、図１で配置されるモジュール下部の保温材１３は本実施例に無く、本実施例では内容器２ｂの側部および上部のみを保温材３ａで覆う。さらに、浸水検知センサー２５は、内容器２ｂの側部で、外容器１の下面開口位置よりも高い位置に固定される。
【００７６】
本実施例は、縦置式の高温ナトリウム二次電池１４を組み込んだモジュールにおいて、浸水時や硫黄及び硫黄化合物発生時における対策機能を備えており、本発明の適用範囲を拡大することができる。また、内容器の底部のみに真空断熱容器を設ける場合、内容器全体を真空断熱容器とする場合と比較して製作や保守におけるコストを低減させる効果がある。
【００７７】
【発明の効果】
以上説明した本発明によれば、高温ナトリウム二次電池の保温を低コストで行えるようになり、また、浸水時に高温の電池と低温の水が直接接触することや電池破損時に発生する液体状の硫黄や気体状の硫黄と硫黄化合物が周囲に拡散することを抑止することができる。したがって、高温ナトリウム二次電池装置の低コスト化と安全性確保を両立させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の高温ナトリウム二次電池装置の第１の実施例を示す二次電池モジュールの断面図である。
【図２】図１に示す第１の実施例における電池温度や浸水温度の時間変化及びモジュール内部の浸水高さと時間変化を示す特性図である。
【図３】本発明の高温ナトリウム二次電池装置の第２の実施例を示す二次電池モジュールの断面図である。
【図４】本発明の高温ナトリウム二次電池装置の第３の実施例を示す二次電池モジュールの断面図である。
【符号の説明】
１…外容器、２，２ｂ…内容器、３，３ａ，３ｂ…保温材、４，１４…高温ナトリウム二次電池、５…棚部材、６…電池ブロック上容器、７…電池ブロック下容器、８…粒子、９，９ｂ…支柱、１０…ベース、１１，１１ｂ…充填材、１２…大気開放間隙、１３…内容器内部に配置される保温材、２０，２０ａ，２０ｂ…ヒータ、２１…電力線、２２…ヒータ制御器、２５…浸水検知センサー、２７…浸水検出器。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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