▶ リサーチ インスティチュート オブ インダストリアル サイエンス アンド テクノロジーの特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-12-14
(45)【発行日】2022-12-22
(54)【発明の名称】ナトリウム二次電池モジュール
(51)【国際特許分類】
H01M 10/658 20140101AFI20221215BHJP
H01M 10/6571 20140101ALI20221215BHJP
H01M 10/6563 20140101ALI20221215BHJP
H01M 10/6557 20140101ALI20221215BHJP
H01M 10/613 20140101ALI20221215BHJP
H01M 10/615 20140101ALI20221215BHJP
H01M 10/647 20140101ALI20221215BHJP
H01M 50/253 20210101ALI20221215BHJP
H01M 50/204 20210101ALI20221215BHJP
H01M 50/289 20210101ALI20221215BHJP
H01M 50/262 20210101ALI20221215BHJP
H01M 10/39 20060101ALI20221215BHJP
【ＦＩ】
H01M10/658
H01M10/6571
H01M10/6563
H01M10/6557
H01M10/613
H01M10/615
H01M10/647
H01M50/253
H01M50/204 401H
H01M50/289
H01M50/262 E
H01M10/39 C
【請求項の数】
13
(21)【出願番号】P 2021515447
(86)(22)【出願日】2018-11-30
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2022-01-04
(86)【国際出願番号】 KR2018015106
(87)【国際公開番号】W WO2020067606
(87)【国際公開日】2020-04-02
【審査請求日】2021-03-19
(31)【優先権主張番号】10-2018-0114667
(32)【優先日】2018-09-27
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(73)【特許権者】
【識別番号】592000705
【氏名又は名称】リサーチ インスティチュート オブ インダストリアル サイエンス アンド テクノロジー
(74)【代理人】
【識別番号】100102532
【弁理士】
【氏名又は名称】好宮 幹夫
(74)【代理人】
【識別番号】100194881
【弁理士】
【氏名又は名称】小林 俊弘
(72)【発明者】
【氏名】チョン キーヤング
(72)【発明者】
【氏名】ヤン チョーン モー
(72)【発明者】
【氏名】キム ヘオン ウー
(72)【発明者】
【氏名】パーク ヨーン チェオル
(72)【発明者】
【氏名】ソン ソーリ
【審査官】早川 卓哉
(56)【参考文献】
【文献】特表２０１４－５１２６３８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００７－０１８７５２（ＪＰ，Ａ）
【文献】中国特許出願公開第１０３８４０２３２（ＣＮ，Ａ）
【文献】特開２００２－２６０７２４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００５－１４９７７５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００６－０４９０２４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１４－２１６２９９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００４－３６２８７９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００６－１９６２３０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００９－１６３９３２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１４－１９２０９４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１０－５２５５０７（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｍ１０／５２－１０／６６７
Ｈ０１Ｍ５０／２０－５０／２９８
Ｈ０１Ｍ１０／０５－１０／０５８７
Ｈ０１Ｍ１０／３６－１０／３９
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
平板状の固体電解質、及び前記固体電解質の両面にそれぞれ配置される平板状の正極部品と負極部品を上部キャップ及び下部キャップにより密封したユニットセルが複数個積層されてなるユニットスタックと、複数個の前記ユニットスタックが列と行に配列された状態で各ユニットスタックの間に介在し、前記ユニットスタックの間の空間を分離するセパレーターと、
複数個の前記ユニットスタックと前記セパレーターを収容するケースと、
を含み、
前記ケースは、内部空間を有し、複数個の前記ユニットスタックと前記セパレーターを内部に収容する下部ケースと、前記下部ケースを覆い、複数の前記ユニットスタックのそれぞれに面圧を加える上部ケースと、前記下部ケースと上部ケースを貫通する構造で締結され、前記ユニットスタックの面圧を維持及び調節する面圧調節部と、を含む、ナトリウム二次電池モジュール。
【請求項2】
前記セパレーターは、複数の通気孔と複数の通気スリットを備え、前記複数の通気孔と複数の通気スリットは、前記分離されたユニットスタックの間の空間を部分的に連結させることを特徴とする、請求項１に記載のナトリウム二次電池モジュール。
【請求項3】
前記セパレーターは、格子状の配置構造を有するように複数個が直交して配列され、各セパレーターが互いに直交する位置で、前記通気スリットが互いに交差して重なることを特徴とする、請求項２に記載のナトリウム二次電池モジュール。
【請求項4】
前記セパレーターは、断熱材からなることを特徴とする、請求項１に記載のナトリウム二次電池モジュール。
【請求項5】
前記セパレーターは、前記ユニットスタックと向かい合う表面にラインヒーター（ｌｉｎｅ ｈｅａｔｅｒ）を備えることを特徴とする、請求項１に記載のナトリウム二次電池モジュール。
【請求項6】
前記上部ケースは、複数の前記ユニットスタックのそれぞれに加えられる面圧の均一化のために、前記ユニットスタックと向かい合う面にバランシング板を備えることを特徴とする、請求項１に記載のナトリウム二次電池モジュール。
【請求項7】
前記ケースは、前記下部ケースの一面に形成された貫通孔に取り付けられ、前記下部ケースの内部に強制対流を起こす送風ファンをさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載のナトリウム二次電池モジュール。
【請求項8】
前記面圧調節部は、前記上部ケースの上部から、前記上部ケースに形成された締結孔及び前記下部ケースの突出部に形成された締結孔に挿入される締結ボルトと、前記下部ケースの下部から前記締結ボルトに螺合される締結ナットと、前記締結ボルトと前記上部ケースとの間に介在する弾性体と、を含むことを特徴とする、請求項１に記載のナトリウム二次電池モジュール。
【請求項9】
前記ケースと前記セパレーターに備えられ、複数の前記ユニットスタックを電気的に連結させる配線部をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載のナトリウム二次電池モジュール。
【請求項10】
前記配線部は、前記ケースと前記セパレーターに接合またはコーティングされて提供されることを特徴とする、請求項９に記載のナトリウム二次電池モジュール。
【請求項11】
平板状の固体電解質、及び前記固体電解質の両面にそれぞれ配置される平板状の正極部品と負極部品を上部キャップ及び下部キャップにより密封したユニットセルが複数個積層されてなるユニットスタックと、複数個の前記ユニットスタックが離隔して列と行に配列された状態で前記ユニットスタックの間の空間に介在し、前記ユニットスタックを支持するスタッキングガイドと、
前記ユニットスタックと前記スタッキングガイドを収容するケースと、
を含み、
前記ケースは、内部空間を有し、複数個の前記ユニットスタックと前記スタッキングガイドを内部に収容する下部ケースと、前記下部ケースを覆い、複数の前記ユニットスタックのそれぞれに面圧を加える上部ケースと、前記下部ケースと上部ケースを貫通する構造で締結され、前記ユニットスタックの面圧を維持及び調節する面圧調節部と、を含む、ナトリウム二次電池モジュール。
【請求項12】
前記スタッキングガイドは、前記ケースの下部から上部に向かって延びる柱状の構造を有し、前記ケースの内側壁に提供される複数の第１ガイドと、前記内側壁において前記ケースの奥側の内部に提供される複数の第２ガイドと、を含むことを特徴とする、請求項１１に記載のナトリウム二次電池モジュール。
【請求項13】
前記複数の第２ガイドは、内部に棒ヒーターを備えることを特徴とする、請求項１２に記載のナトリウム二次電池モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ナトリウム二次電池モジュールに関する。
【背景技術】
【0002】
ナトリウム－塩化ニッケル（Ｎａ－ＮｉＣｌ２）電池は、高安定性、長寿命、高エネルギー密度など、電力貯蔵用ＥＳＳ市場で求められる主要特性に係る優れた性能を有するため、ＥＳＳ用二次電池として注目されている。
【0003】
かかる二次電池をユニットセルというが、1個のユニットセルが生産する電気エネルギーは非常に制限的であるため、複数個のユニットセルを積層した形態であるスタック構造のモジュールの形成が不可避である。
【0004】
モジュールの設計のためには、ユニットセルを直列連結するために垂直方向に積層してユニットスタックを作製する必要があるが、ユニットセルの機械的な接合能力と、積層されたユニットセル同士の電気的接触維持を含め、構造的な安定性を確保するための適切な面圧構造を有する必要がある。また、製作されたユニットスタックを電気的に連結し、所望の電気的出力を確保するための配線連結技術が必要である。また、電池の作動温度を維持し、かつ誤作動時の温度を管理する技術などが必要である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明は、複数のユニットスタックに対する統合的な面圧構造を提供するとともに、配列されたユニットスタックの自動的な電気的連結を実現する配線構造と温度管理により、安定性を確保することができるナトリウム二次電池モジュールを提供することを目的とする。
【0006】
但し、本発明の目的はこれにのみ制限されず、明示的に言及していなくても、以下で説明する課題の解決手段や実施形態から把握される目的や効果も、これに含まれるといえる。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の例示的な実施形態によるナトリウム二次電池モジュールは、平板状の固体電解質、及び上記固体電解質の両面にそれぞれ配置される平板状の正極部品と負極部品を上部キャップ及び下部キャップにより密封したユニットセルが複数個積層されてなるユニットスタックと、複数個の上記ユニットスタックが列と行に配列された状態で各ユニットスタックの間に介在し、上記ユニットスタックの間の空間を分離するセパレーターと、複数個の上記ユニットスタックと上記セパレーターを収容するケースと、を含むことができる。
【0008】
上記セパレーターは、複数の通気孔と複数の通気スリットを備え、上記複数の通気孔と複数の通気スリットは、上記分離されたユニットスタックの間の空間を部分的に連結させることができる。
【0009】
上記セパレーターは、格子状の配置構造を有するように複数個が直交して配列され、各セパレーターが互いに直交する位置で、上記通気スリットが互いに交差して重なることができる。
【0010】
上記セパレーターは、断熱材からなることができる。
【0011】
上記セパレーターは、上記ユニットスタックと向かい合う表面にラインヒーター（ｌｉｎｅ ｈｅａｔｅｒ）を備えることができる。
【0012】
上記ケースは、内部空間を有し、複数個の上記ユニットスタックと上記セパレーターを内部に収容する下部ケースと、上記下部ケースを覆い、複数の上記ユニットスタックのそれぞれに面圧を加える上部ケースと、上記下部ケースと上部ケースを貫通する構造で締結され、上記ユニットスタックの面圧を維持及び調節する面圧調節部と、を含むことができる。
【0013】
上記上部ケースは、複数の上記ユニットスタックのそれぞれに加えられる面圧の均一化のために、上記ユニットスタックと向かい合う面にバランシング板を備えることができる。
【0014】
上記ケースは、上記下部ケースの一面に形成された貫通孔に取り付けられ、上記下部ケースの内部に強制対流を起こす送風ファンをさらに含むことができる。
【0015】
上記面圧調節部は、上記上部ケースの上部から、上記上部ケースに形成された締結孔及び上記下部ケースの突出部に形成された締結孔に挿入される締結ボルトと、上記下部ケースの下部から上記締結ボルトに螺合される締結ナットと、上記締結ボルトと上記上部ケースとの間に介在する弾性体と、を含むことができる。
【0016】
上記ケースと上記セパレーターに備えられ、複数の上記ユニットスタックを電気的に連結させる配線部をさらに含むことができる。
【0017】
上記配線部は、上記ケースと上記セパレーターに接合またはコーティングされて提供されることができる。
【0018】
本発明の例示的な実施形態によるナトリウム二次電池モジュールは、平板状の固体電解質、及び上記固体電解質の両面にそれぞれ配置される平板状の正極部品と負極部品を上部キャップ及び下部キャップにより密封したユニットセルが複数個積層されてなるユニットスタックと、複数個の上記ユニットスタックが離隔して列と行に配列された状態で上記ユニットスタックの間の空間に介在し、上記ユニットスタックを支持するスタッキングガイドと、上記ユニットスタックと上記スタッキングガイドを収容するケースと、を含むことができる。
【0019】
上記スタッキングガイドは、上記ケースの下部から上部に向かって延びる柱状の構造を有し、上記ケースの内側壁に提供される複数の第１ガイドと、上記内側壁において上記ケースの奥側の内部に提供される複数の第２ガイドと、を含むことができる。
【0020】
上記複数の第２ガイドは、内部に棒ヒーターを備えることができる。
【発明の効果】
【0021】
本発明の一実施形態によると、複数のユニットスタックに対する統合的な面圧構造を提供するとともに、配列されたユニットスタックの自動的な電気的連結を実現する配線構造と温度管理により、安定性を確保することができるナトリウム二次電池モジュールが提供されることができる。
【0022】
本発明の多様で且つ有益な利点と効果は上述の内容に限定されず、本発明の具体的な実施形態を説明する過程でより容易に理解されることができる。
【図面の簡単な説明】
【0023】
【図1】本発明の例示的な実施形態によるナトリウム二次電池モジュールを概略的に示す断面図である。
【図4a】セパレーターを概略的に示す側面図である。
【図4b】セパレーターを概略的に示す斜視図である。
【図5】セパレーターの変形例を概略的に示す側面図である。
【図6a】ユニットスタックが配線部により連結された状態を概略的に示す概念図である。
【図6b】ユニットスタックが配線部により連結された状態を概略的に示す概念図である。
【図7a】配線部の配線及びコネクターを概略的に示す斜視図である。
【図7b】配線部の配線及びコネクターを概略的に示す斜視図である。
【図8】本発明の例示的な実施形態によるナトリウム二次電池モジュールを概略的に示す平面図である。
【図9】本発明の例示的な実施形態によるナトリウム二次電池モジュールを概略的に示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【0024】
以下、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者が本発明を容易に実施できるように、添付の図面を参照して好ましい実施形態について詳細に説明する。しかし、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明するにあたり、関連した公知機能あるいは構成についての具体的な説明が本発明の要旨を不明瞭にする可能性があると判断される場合には、その詳細な説明を省略する。また、類似の機能及び作用をする部分に対しては、図面全体にわたって同一の符号を用いる。
【0025】
尚、明細書の全体において、ある部分が他の部分と「連結」されているとする場合、これは、「直接的に連結」されている場合だけでなく、その間に他の素子を介して「間接的に連結」されている場合も含むことを意味する。また、ある構成要素を「含む」というのは、特に反対される記載がない限り、他の構成要素を除外するのではなく、他の構成要素をさらに含むことができることを意味する。
【0026】
【0027】
図１は本発明の例示的な実施形態によるナトリウム二次電池モジュールを概略的に示す断面図であり、図２は図１のナトリウム二次電池モジュールを成すユニットスタックとユニットセルを概略的に示す拡大図であり、図３は図１のナトリウム二次電池モジュールを概略的に示す平面図である。図４ａ及び図４ｂはセパレーターを概略的に示す側面図及び斜視図であり、図５はセパレーターの変形例を概略的に示す側面図であり、図６ａ及び図６ｂはユニットスタックが配線部により連結された状態を概略的に示す概念図であり、図７ａ及び図７ｂは配線部の配線とコネクターを概略的に示す斜視図である。
【0028】
図面を参照すると、本発明の例示的な実施形態によるナトリウム二次電池モジュール１０はユニットスタック２０を含むことができる。ユニットスタック２０は複数個で提供されることができる。
【0029】
ユニットスタック２０は、複数のユニットセル１が高さ方向に垂直に積層されてなることができる。ユニットセル１は、平らな平板状ナトリウム二次電池であり、略丸い平板状の固体電解質２と、このような固体電解質２の両面にそれぞれ配置される平板状の正極部品３及び負極部品４を上部キャップ５及び下部キャップ６により密封した構造を有することができる。
【0030】
ユニットスタック２０は、複数個が列と行に配列されることができる。本実施形態では、９個のユニットスタック２０が３×３、すなわち、３個の列と３個の行に配列されたことを例示しているが、ユニットスタック２０の配列がこれに限定されるものではない。例えば、ユニットスタック２０の個数と配列は、ナトリウム二次電池モジュール１０の容量によって多様に変更可能である。
【0031】
ユニットスタック２０を成すユニットセル１の積層個数は、各ユニットスタック２０毎に互いに同一であることができる。
【0032】
図面を参照すると、本発明の例示的な実施形態によるナトリウム二次電池モジュール１０は、セパレーター３０を含むことができる。
【0033】
セパレーター３０は、複数個のユニットスタック２０が列と行に配列された状態で、各ユニットスタック２０の間に介在することができる。セパレーター３０は、それぞれのユニットスタック２０を隔離させる構造により、ユニットスタック２０の間の空間を分離することができる。
【0034】
一実施形態において、セパレーター３０は、略長方形状を有するプレート構造物で構成されることができる。セパレーター３０は、格子状の配置構造を有するように、複数個が直交して配列されることができる。
【0035】
本実施形態では、複数のユニットスタック２０が３×３に配列されているため、各ユニットスタック２０を分離できるように、セパレーター３０が略「＃」状に配列された様子を例示しているが、これに限定されるものではない。
【0036】
ユニットセル１の破損または誤動作により温度が急激に上昇した場合に、該当ユニットセル１を含むユニットスタック２０と隣接した他のユニットスタック２０を保護できるよう、セパレーター３０は断熱材からなることができる。すなわち、各ユニットスタック２０をセパレーター３０により分離して隔離させることで、熱衝撃、物理的衝撃などが、他の正常なユニットスタック２０に直接的に加えられることを遮断して保護することができる。
【0037】
したがって、非常時における局所的な温度上昇がナトリウム二次電池モジュール１０の全体に広がることを防止することで、ナトリウム二次電池モジュール１０を保護し、温度上昇による爆発や火災の発生による被害発生を防止することができる。
【0038】
一実施形態において、セパレーター３０は、複数の通気孔３１と複数の通気スリット３２を備えることができる。
【0039】
複数の通気孔３１と複数の通気スリット３２は、分離されたユニットスタック２０の間の空間を部分的に連結させることができる。
【0040】
複数の通気孔３１は、各ユニットスタック２０と向かい合う位置に配置されることができる。複数の通気スリット３２は、各セパレーター３０が互いに直交する位置に配置され、このようなセパレーター３０が直交する位置で、各セパレーター３０の通気スリット３２が互いに交差して重なることができる。
【0041】
複数の通気孔３１と複数の通気スリット３２は、後述の強制対流による内部流動が遮られて温度管理機能が弱化することを防止することができる。すなわち、セパレーター３０は、急激な温度上昇からユニットスタック２０を保護し、かつ、強制対流による内部流動が円滑になされるようにし、温度管理のための通気性を確保できるようにする。
【0042】
図５を参照すると、セパレーターは、ユニットスタックと向かい合う表面にラインヒーター（ｌｉｎｅ ｈｅａｔｅｒ）を備えることができる。例えば、ラインヒーターは、電流が流れる電熱線により熱を発生させる電熱ヒーターを含むことができる。
【0043】
電池を冷却状態で駆動させるためには、電池の作動温度まで加熱することが必要であり、後述のケース４０の外郭にヒーター（不図示）を配置して作動させるが、ヒーターの影響が最も少ない奥側に配置されたユニットスタックをラインヒーターにより別途昇温させることで、ナトリウム二次電池モジュール１０を電池の作動温度まで迅速に昇温させることができる。
【0044】
このように、補助ヒーティング機能を果たすラインヒーターは、セパレーターの中央領域に配置されたユニットスタックと向かい合う表面に選択的に提供されることができる。
【0045】
図面を参照すると、本発明の例示的な実施形態によるナトリウム二次電池モジュール１０は、ケース４０を含むことができる。
【0046】
ケース４０は、複数個のユニットスタック２０とセパレーター３０を収容して支持及び固定させることができる。ケース４０は、下部ケース４１、上部ケース４２、面圧調節部４３を含むことができる。
【0047】
下部ケース４１は内部空間を有し、複数個のユニットスタック２０とセパレーター３０を内部に収容することができる。下部ケース４１は、上部が開放された略四角状の箱形構造を有することができる。
【0048】
下部ケース４１の内部の底面には、ユニットスタック２０が置かれる位置を案内するガイド板４１ａが提供されることができる。ガイド板４１ａは、複数のユニットスタック２０の配列位置に対応して配置されることができる。ガイド板４１ａは、非伝導性及び弾性を有する材質からなることができる。
【0049】
下部ケース４１の下部の外側面には、後述の面圧調節部４３が締結される突出部４１ｂが備えられることができる。
【0050】
上部ケース４２は、下部ケース４１の内部空間を覆う構造で下部ケース４１上に結合されることができる。上部ケース４２は、下部ケース４１上に置かれ、複数のユニットスタック２０のそれぞれに面圧を加えることができる。
【0051】
上部ケース４２は、複数のユニットスタック２０のそれぞれに加えられる面圧の均一化のために、ユニットスタック２０と向かい合う面にバランシング板（ｂａｌａｎｃｉｎｇ ｐｌａｔｅ）４２ａを備えることができる。バランシング板４２ａは上部ケース４２とユニットスタック２０との間に介在し、各ユニットスタック２０の間の高さ差によって上部ケース４２からの面圧がユニットスタック２０の全体に均一に加えられないという問題を解決することができる。バランシング板４２ａは、非伝導性及び弾性を有する材質からなることができる。
【0052】
下部ケース４１と上部ケース４２は同一の材質からなり、例えば、金属材質からなることができる。但し、下部ケース４１と上部ケース４２の材質はこれに限定されるものではなく、複数のユニットスタック２０に面圧を加えることができるように、金属以外の他の強固な材質からなってもよいことはいうまでもない。
【0053】
面圧調節部４３は、下部ケース４１と上部ケース４２を貫通する構造で締結され、ユニットスタック２０の面圧を維持及び調節することができる。
【0054】
面圧調節部４３は、上部ケース４２の上部から、上部ケース４２に形成された締結孔４２ｃ及び下部ケース４１の突出部４１ｂに形成された締結孔４１ｃに挿入される締結ボルト４３ａと、下部ケース４１の下部から締結ボルト４３ａに螺合される締結ナット４３ｂと、締結ボルト４３ａと上部ケース４２との間に介在する弾性体４３ｃと、を含むことができる。
【0055】
締結ボルト４３ａは、上部ケース４２の上部から上部ケース４２の締結孔４２ｃ及び下部ケース４１の締結孔４１ｃを一体に貫通して挿入されることができ、締結ナット４３ｂは、下部ケース４１の下部に突出した締結ボルト４３ａの端部に螺合され、上部ケース４２と下部ケース４１を締結させることができる。
【0056】
弾性体４３ｃは、締結ボルト４３ａの頭部と上部ケース４２との間に配置され、締結ボルト４３ａと締結ナット４３ｂが締められるにつれて弾性力を発生させ、上部ケース４２がユニットスタック２０を加圧するようにすることができる。弾性体４３ｃは、例えば、弾性バネであることができる。
【0057】
作業者は、締結ボルト４３ａと締結ナット４３ｂを締めたり緩めたりして弾性体４３ｃの弾性力を調節し、ユニットスタック２０の面圧を調節及び維持することができる。
【0058】
一実施形態において、ケース４０には内部の温度管理のための送風ファン４４が取り付けられることができる。送風ファン４４は、下部ケース４１の一面に形成された貫通孔４１ｄを覆う形態で該当一面の外側に取り付けられることができる。
【0059】
送風ファン４４は、下部ケース４１の内部に強制対流を起こすことができる。例えば、充放電動作によってケース４０の内部の温度が上昇するなどの温度変化が生じる場合、送風ファン４４は、強制対流を起こして内部流動による温度管理を行うことができる。例えば、送風ファン４４は、ケース４０の内部の加熱された空気を貫通孔４１ｄを介して外部に放出させたり、外部の空気が内部に流入されるようにすることで、ナトリウム二次電池モジュール１０に対する温度管理を行うことができる。
【0060】
特に、ケース４０の内部に複数のユニットスタック２０の間の空間を分離するように設けられたセパレーター３０により、内部流動が遮られたり、円滑ではなくなることがある。しかし、本発明では、セパレーター３０に形成された複数の通気孔３１と複数の通気スリット３２が、分離されたユニットスタック２０の間の空間を部分的に連結させる構造を有するため、通気性を確保することができ、強制対流能力が減少することなく円滑な内部流動を維持することができる。
【0061】
図面を参照すると、本発明の例示的な実施形態によるナトリウム二次電池モジュール１０は配線部５０を含むことができる。
【0062】
配線部５０は、ケース４０とセパレーター３０に備えられ、複数のユニットスタック２０を電気的に連結させることができる。配線部５０は、ケース４０とセパレーター３０の表面に接合またはコーティングされて提供されることができる。
【0063】
配線部５０は、下部ケース４１と上部ケース４２の内側表面に提供される配線５１と、上部ケース４２と下部ケース４１の接合時に、上部ケース４２に提供された配線５１と下部ケース４１に提供された配線５１とを接続させるコネクター５２と、を含むことができる。
【0064】
配線５１は、上部ケース４２の表面でバランシング板４２ａを貫通して露出し、上部ケース４２がユニットスタック２０を加圧する時に、ユニットスタック２０の最上部に配置されたユニットセル１と接続することができる。
【0065】
また、配線５１は、下部ケース４１の側壁に沿って底面まで延び、ガイド板４１ａを貫通して露出するか、一部が底からガイド板４１ａを貫通して露出することができ、ユニットスタック２０がガイド板４１ａに置かれることにより、ユニットスタック２０の最下部に配置されたユニットセル１と接続することができる。
【0066】
また、配線５１は、セパレーター３０の表面からセパレーター３０の高さ方向に沿って延びる構造で提供されることができる。
【0067】
コネクター５２は、上部ケース４２と下部ケース４１が互いに接合する位置、及びセパレーター３０の位置に対応してそれぞれ提供されることができる。例えば、下部ケース４１の上部の内側面と上部ケース４２の縁の内側面に提供され、上部ケース４２が下部ケース４１上に置かれた際に互いに結束される構造で提供されることができる。また、下部ケース４１の底面のうちセパレーター３０が置かれる位置と、上部ケース４２の表面のうちセパレーター３０と接する位置にそれぞれ提供され、セパレーター３０とそれぞれ結束される構造で提供されることができる。
【0068】
図面のように、配線部５０は、ユニットスタック２０の最上部に配置されたユニットセル１を、隣接した他のユニットスタック２０の最下部に配置されたユニットセル１と接続させる配線構造を有することができる。したがって、複数のユニットスタック２０は配線部５０により直列連結されることができる。
【0069】
このように、本実施形態では、配線部５０がケース４０とセパレーター３０の表面に接合またはコーティングにより予め設けられた状態で、複数のユニットスタック２０を配置させ、上部ケース４２を下部ケース４１上に接合させることにより、簡単に複数のユニットスタック２０が自動連結されるようにする配線構造を実現することができる。したがって、ワイヤを用いて半田付けにより連結させていた従来の方式で発生する短絡／ショートなどの問題を解決することができ、モジュール製造工程時間を短縮できるという効果がある。
【0070】
図８及び図９を参照して、本発明の例示的な実施形態による平板状ナトリウム二次電池モジュールについて説明する。図８及び図９はそれぞれ、本発明の例示的な実施形態によるナトリウム二次電池モジュールを概略的に示す平面図である。
【0071】
図８及び図９で開示する実施形態による平板状ナトリウム二次電池モジュール１０は、図１から図７で開示する実施形態によるナトリウム二次電池モジュール１０と構成及び構造が実質的に同一である。但し、セパレーター３０が省略され、その代わりにスタッキングガイド７０を備える点で異なるため、以下では、スタッキングガイド７０を中心に説明する。
【0072】
図面を参照すると、スタッキングガイド７０は、複数個のユニットスタック２０が互いに離隔して列と行に配列された状態で、ユニットスタック２０の間の空間に介在することができる。
【0073】
スタッキングガイド７０は、ケース４０内に置かれるユニットスタック２０を分離して支持することができる。すなわち、スタッキングガイド７０は、下部ケース４１内に複数のユニットスタック２０を配置してから上部ケース４２を覆うまで、複数のユニットスタック２０を支持する役割を果たすことができる。例えば、外部衝撃によってユニットスタック２０の位置がずれたり、隣接した他のユニットスタック２０と接触したり、倒れることを防止することができる。また、スタッキングガイド７０は、ユニットスタック２０が置かれる位置を案内する役割を果たすこともできる。
【0074】
一実施形態において、スタッキングガイド７０は、ユニットスタック２０と並んでケース４０の下部から上部に向かって延びる柱状の構造を有することができる。
【0075】
【0076】
【0077】
一実施形態において、スタッキングガイド７０は非伝導性材質からなることができる。
【0078】
スタッキングガイド７０は、ケース４０の内側壁に提供される複数の第１ガイド７１と、内側壁においてケース４０の奥側の内部に提供される複数の第２ガイド７２と、を含むことができる。
【0079】
複数のユニットスタック２０が離隔して列と行に配列されるため、複数の第１ガイド７１と第２ガイド７２も互いに離隔して列と行に配列されることができる。このように、複数のスタッキングガイド７０が離隔して配列されることにより、スタッキングガイド７０の間の空間で、強制対流による内部流動が円滑になされ、温度管理のための通気性を確保することができる。
【0080】
一方、複数の第２ガイド７２は内部に棒ヒーター６１を備えることができる。棒ヒーターは、電流が流れる電熱線により熱を発生させる電熱ヒーターを含むことができる。
【0081】
棒ヒーター６１は、セパレーター３０に提供されるラインヒーター６０と同様に、ケース４０の外郭に配置されるヒーター（不図示）の影響が最も少ない奥側に配置されたユニットスタック２０を昇温させるための補助ヒーティング機能を果たすことができる。したがって、ナトリウム二次電池モジュール１０を電池の作動温度まで迅速に昇温させることができる。
【0082】
以上、添付の図面を参照して本発明の実施形態について説明したが、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者であれば、本発明が、その技術的思想や必須な特徴を変更することなく他の具体的な形態で実施可能であることを理解することができる。よって、上述の実施形態は、全ての面で例示的なものであり、限定的なものではないことを理解すべきである。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4a】
【図4b】
【図5】
【図6a】
【図6b】
【図7a】
【図7b】
【図8】
【図9】