JP2502741B2 - 熱電池 - Google Patents
熱電池Info
- Publication number
- JP2502741B2 JP2502741B2 JP1103895A JP10389589A JP2502741B2 JP 2502741 B2 JP2502741 B2 JP 2502741B2 JP 1103895 A JP1103895 A JP 1103895A JP 10389589 A JP10389589 A JP 10389589A JP 2502741 B2 JP2502741 B2 JP 2502741B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- battery
- igniter
- lid
- insulating material
- heat insulating
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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-
- Y02E60/12—
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は主に積層形リチウム／二硫化鉄系熱電池の電
池蓋への点火器取付け構造の改良に関するものである。
池蓋への点火器取付け構造の改良に関するものである。
従来の技術 熱電池は常温で不活性であるが、高温に加熱すると活
性となり、外部へ電力を供給し得るようになる電池で貯
蔵形電池の一種である。従って、５〜10年あるいはそれ
以上の貯蔵後においても製造直後と何ら電池特性が変ら
ないので緊急用電源に利用されている。また、高温で作
動させるために電極反応が進み易いため分極も少ないの
で大電流放電性に優れ、さらに使用希望時には起動信号
を入れると瞬時に電力を取出せる等の特徴を有する。
性となり、外部へ電力を供給し得るようになる電池で貯
蔵形電池の一種である。従って、５〜10年あるいはそれ
以上の貯蔵後においても製造直後と何ら電池特性が変ら
ないので緊急用電源に利用されている。また、高温で作
動させるために電極反応が進み易いため分極も少ないの
で大電流放電性に優れ、さらに使用希望時には起動信号
を入れると瞬時に電力を取出せる等の特徴を有する。
しかし、電気式点火器を用いる従来構造においては、
何らかの理由によって点火器が故障した場合に、電池ケ
ースを切断して回収修理するか、もしくは廃棄するかを
選択せねばならないという短所を有している。
何らかの理由によって点火器が故障した場合に、電池ケ
ースを切断して回収修理するか、もしくは廃棄するかを
選択せねばならないという短所を有している。
この課題を克服するために従来から進められて来た研
究は、特公昭52−7981号公報に示されているように点火
器を素電池および発熱剤から気密に隔離して配置する方
法や、特公昭47−31174号公報のごとき、気密に電槽が
形成され、その一部に点火と同時に排気装置が作動する
構造が提案されていた。しかし、銅箔などの金属薄板を
点火器からの発生火炎・ガスで破断する活性化方式のた
めに、吹き飛ばされた破片によってスタック部の一部が
短絡したり、全体構造が複雑となったりするために実用
的でなかった。
究は、特公昭52−7981号公報に示されているように点火
器を素電池および発熱剤から気密に隔離して配置する方
法や、特公昭47−31174号公報のごとき、気密に電槽が
形成され、その一部に点火と同時に排気装置が作動する
構造が提案されていた。しかし、銅箔などの金属薄板を
点火器からの発生火炎・ガスで破断する活性化方式のた
めに、吹き飛ばされた破片によってスタック部の一部が
短絡したり、全体構造が複雑となったりするために実用
的でなかった。
そこで故障点火器の交換を容易にし、作動の信頼性を
改善するために、上記の電池蓋の形状に工夫をこらし、
前記の欠点改善とともに蓋断熱材形状の簡素化、工
程の簡略化、点火器の信頼性の向上も合せ改良を図ろ
うとする試みがなされた。以下、その例を第３図により
説明する。
改善するために、上記の電池蓋の形状に工夫をこらし、
前記の欠点改善とともに蓋断熱材形状の簡素化、工
程の簡略化、点火器の信頼性の向上も合せ改良を図ろ
うとする試みがなされた。以下、その例を第３図により
説明する。
31はステンレス鋼からなる蓋本体、32,33はハーメチ
ックシールからなる一対の出力端子で、その内部側ピン
とスタックリード線34,35とスポット溶接により電気的
接合状態にある。点火器36を接合した同じく一対の点火
端子37,38と、出力端子32,33は蓋本体に密封ガラスによ
り固定されている。この様な従来構造は、電池ケース39
と溶接部40で一体に加工した場合、点火器が故障してし
まうと電池ケースを切断してしまわねばならなくなる為
に、再加工の工数が大きくかつ信頼性も低下する等の欠
点があった。
ックシールからなる一対の出力端子で、その内部側ピン
とスタックリード線34,35とスポット溶接により電気的
接合状態にある。点火器36を接合した同じく一対の点火
端子37,38と、出力端子32,33は蓋本体に密封ガラスによ
り固定されている。この様な従来構造は、電池ケース39
と溶接部40で一体に加工した場合、点火器が故障してし
まうと電池ケースを切断してしまわねばならなくなる為
に、再加工の工数が大きくかつ信頼性も低下する等の欠
点があった。
発明が解決しようとする課題 特公昭52−7981号公報に開示された構造においては、
点火器を電池完成後に取付けられ、故障時においても取
換えが容易であるが、閉塞状態の隔離板を点火器と火炎
発生剤の火炎とガス圧で破壊し易くして、発熱剤への着
火の信頼性を向上させているため、飛散した隔離板の破
片で部分的な短絡を起しやすくなる欠点がある。
点火器を電池完成後に取付けられ、故障時においても取
換えが容易であるが、閉塞状態の隔離板を点火器と火炎
発生剤の火炎とガス圧で破壊し易くして、発熱剤への着
火の信頼性を向上させているため、飛散した隔離板の破
片で部分的な短絡を起しやすくなる欠点がある。
又特公昭47−31174号公報は金属性薄膜が電池内圧に
より変形した場合に、釘，パンチャー等で破断してガス
を逃がす構造であるが、点火器は発熱体に接触させてお
り、点火器の故障時のメンテナンスという意味では従来
と同じように電池ケースを切断せねばならないので実用
的でなかった。
より変形した場合に、釘，パンチャー等で破断してガス
を逃がす構造であるが、点火器は発熱体に接触させてお
り、点火器の故障時のメンテナンスという意味では従来
と同じように電池ケースを切断せねばならないので実用
的でなかった。
本発明は、上記のような従来の課題を解消し、点火器
の信頼性を向上させることが出来、かつ更に万が一の不
良の場合においても交換が比較的容易であり、製造容易
で蓋部の断熱材の形状を簡素化した熱電池を提供するこ
とを目的とする。
の信頼性を向上させることが出来、かつ更に万が一の不
良の場合においても交換が比較的容易であり、製造容易
で蓋部の断熱材の形状を簡素化した熱電池を提供するこ
とを目的とする。
課題を解決するための手段 この課題を解決するため本発明は、素電池と発熱剤ペ
レットを積層したスタック部と蓋部断熱材を内蔵した電
池ケースに、出力端子を取付けた電池蓋を嵌合して溶接
し、前記出力端子取付け面より凸部に設けた点火器用開
口部に、一対の起動端子に電気式点火器を取付けた点火
器蓋を挿入し、電池蓋と点火器蓋とを一体に溶接密封し
た構造としたものである。
レットを積層したスタック部と蓋部断熱材を内蔵した電
池ケースに、出力端子を取付けた電池蓋を嵌合して溶接
し、前記出力端子取付け面より凸部に設けた点火器用開
口部に、一対の起動端子に電気式点火器を取付けた点火
器蓋を挿入し、電池蓋と点火器蓋とを一体に溶接密封し
た構造としたものである。
作用 この構成によれば、電池完成後に最終工程で点火器が
取付けられるため、信頼性試験合格品を用いられること
や隔離板等による内部短絡も防止出来るので、点火器の
信頼性の向上や万が一の故障の処理も簡単となる。ま
た、スタック部と電池蓋との間に設置した蓋断熱材の形
状が簡単になり、部品点数の削減や製造工数の低減が可
能となる等のように本構造を採用することは何ら技術的
困難をともなわない。従って、製造容易で、信頼性に優
れた熱電池が構成できることとなる。
取付けられるため、信頼性試験合格品を用いられること
や隔離板等による内部短絡も防止出来るので、点火器の
信頼性の向上や万が一の故障の処理も簡単となる。ま
た、スタック部と電池蓋との間に設置した蓋断熱材の形
状が簡単になり、部品点数の削減や製造工数の低減が可
能となる等のように本構造を採用することは何ら技術的
困難をともなわない。従って、製造容易で、信頼性に優
れた熱電池が構成できることとなる。
実施例 以下本発明の実施例を第１図，第２図を参照して説明
する。
する。
第１図は電池蓋と点火装置の分離構造を示す。図にお
いて１は電池蓋で、点火器取付け部が突出した構造をし
ており、ハーメチックシールからなる出力端子2,3を有
するとともにその電池内部の端子先端でスタックリード
線4,5と電気的接合状態にある。６は点火器用開口部
で、点火器７とハーメチックシール端子からなる一対の
点火端子8,9を固定した点火器蓋10からなる点火装置11
を配置する。12は電池蓋溶接部で電池ケースとの嵌合部
分となる。
いて１は電池蓋で、点火器取付け部が突出した構造をし
ており、ハーメチックシールからなる出力端子2,3を有
するとともにその電池内部の端子先端でスタックリード
線4,5と電気的接合状態にある。６は点火器用開口部
で、点火器７とハーメチックシール端子からなる一対の
点火端子8,9を固定した点火器蓋10からなる点火装置11
を配置する。12は電池蓋溶接部で電池ケースとの嵌合部
分となる。
第２図は本発明を用いた積層形熱電池の断面構造図
で、13はリチウムまたはリチウム合金（LiAl,LiSi等）
の負極層、14はLiCl−KCl（47:53重量％，融点352℃）
と酸化マグネシウム（MgO）の混合成型体の電界質層、1
5は二硫化鉄（FeS2）と前記電解質物質からなる正極層
で、この３層を１体とした直径75mmの素電池16である。
17は発熱剤ペレットで鉄粉と過塩素酸カリウム（88:12
重量％）の混合物を加圧成型にてペレット状としたもの
で、素電池16と交互に任意積層してスタック部18とす
る。19は蓄熱層で例えば硫酸リチウムと塩化ナトリウム
の溶融塩を金属容器中に溶融注入した後に密封した層で
ありスタックの上下に配置させる。20はヒートパッドで
点火器７の火炎で燃焼し、更に導火帯21に燃焼伝ぱさせ
る。2,3は一対の電力用出力端子でスック部18の上部と
下部から引出したリード線をそれぞれ接続する。22は底
部断熱材、23は円筒断熱材、24は蓋部断熱材でSiO2やTi
O2の無機断熱材であり、本発明では点火器が蓋部断熱材
24に設けられていないために、点火端子による複雑な形
とならず部品点数が低減した。
で、13はリチウムまたはリチウム合金（LiAl,LiSi等）
の負極層、14はLiCl−KCl（47:53重量％，融点352℃）
と酸化マグネシウム（MgO）の混合成型体の電界質層、1
5は二硫化鉄（FeS2）と前記電解質物質からなる正極層
で、この３層を１体とした直径75mmの素電池16である。
17は発熱剤ペレットで鉄粉と過塩素酸カリウム（88:12
重量％）の混合物を加圧成型にてペレット状としたもの
で、素電池16と交互に任意積層してスタック部18とす
る。19は蓄熱層で例えば硫酸リチウムと塩化ナトリウム
の溶融塩を金属容器中に溶融注入した後に密封した層で
ありスタックの上下に配置させる。20はヒートパッドで
点火器７の火炎で燃焼し、更に導火帯21に燃焼伝ぱさせ
る。2,3は一対の電力用出力端子でスック部18の上部と
下部から引出したリード線をそれぞれ接続する。22は底
部断熱材、23は円筒断熱材、24は蓋部断熱材でSiO2やTi
O2の無機断熱材であり、本発明では点火器が蓋部断熱材
24に設けられていないために、点火端子による複雑な形
とならず部品点数が低減した。
25は電池ケースで、電池蓋溶接部12との嵌合部をTIG
溶接にて完全気密とする。26は点火装置溶接部でTIG溶
接やYAG溶接で密閉する。
溶接にて完全気密とする。26は点火装置溶接部でTIG溶
接やYAG溶接で密閉する。
この電池の起動順序を述べると、まず点火端子8,9か
ら500mA,3msの電流を通電すると点火器７が火炎を発し
て、蓋部断熱材の貫通口を通ってヒートパッド20を着火
し、ヒートパッド20は燃焼しさらに導火帯21に燃え移り
燃焼伝ぱしながら各層の発熱剤ペレット17を次々に着火
せしめ、そして燃焼反応を起こして素電池16を発電さ
せ、蓄熱層19を加熱溶融させる。素電池は約2.1V/セル
を発電し全体として38Vが得られ出力端子2,3を介して電
力を供給する。
ら500mA,3msの電流を通電すると点火器７が火炎を発し
て、蓋部断熱材の貫通口を通ってヒートパッド20を着火
し、ヒートパッド20は燃焼しさらに導火帯21に燃え移り
燃焼伝ぱしながら各層の発熱剤ペレット17を次々に着火
せしめ、そして燃焼反応を起こして素電池16を発電さ
せ、蓄熱層19を加熱溶融させる。素電池は約2.1V/セル
を発電し全体として38Vが得られ出力端子2,3を介して電
力を供給する。
次に本実施例の効果を従来例と比較して述べる。下表
は、点火器の信頼性比較を示しており、従来例は電池に
組み込んだ後、振動および衝撃試験を印加した後の不作
動数、本発明例は予じめ振動，衝撃を印加して不良点火
器を取り除いて選択ずみの点火器を電池に組み込んだ
後、従来例と同様に振動，衝撃を加えたものであり、電
池1000個当りの不作動数を示した。また回収修理時間
は、不作動電池に新しい点火器を取付け直す時間の（電
池１個当り）比較である。
は、点火器の信頼性比較を示しており、従来例は電池に
組み込んだ後、振動および衝撃試験を印加した後の不作
動数、本発明例は予じめ振動，衝撃を印加して不良点火
器を取り除いて選択ずみの点火器を電池に組み込んだ
後、従来例と同様に振動，衝撃を加えたものであり、電
池1000個当りの不作動数を示した。また回収修理時間
は、不作動電池に新しい点火器を取付け直す時間の（電
池１個当り）比較である。
発明の効果 以上の説明から明らかなように、電池蓋に点火器用開
口部を設けて点火装置を配置し、電池蓋と一体に密閉溶
接した構造にすると、予じめ選別した点火器が使用で
き、かつ蓋部断熱材が簡素化でき更に、不作動電池の回
収修理がしやすくなり、高信頼性，製造工程の簡略化に
よる低コストの熱電池を提供することが出来るという効
果が得られる。
口部を設けて点火装置を配置し、電池蓋と一体に密閉溶
接した構造にすると、予じめ選別した点火器が使用で
き、かつ蓋部断熱材が簡素化でき更に、不作動電池の回
収修理がしやすくなり、高信頼性，製造工程の簡略化に
よる低コストの熱電池を提供することが出来るという効
果が得られる。
第１図は本発明の実施例における電池蓋と点火装置の分
離状態を示す断面図、第２図は本発明の積層形熱電池の
全体を示す縦断面図、第３図は従来例の電池蓋を示す断
面図である。 １……電池蓋、2,3……出力端子、６……点火器用開口
部、７……点火器、10……点火器蓋、11……点火装置、
16……素電池、17……発熱剤ペレット、18……スタック
部、24……蓋部断熱材、25……電池ケース。
離状態を示す断面図、第２図は本発明の積層形熱電池の
全体を示す縦断面図、第３図は従来例の電池蓋を示す断
面図である。 １……電池蓋、2,3……出力端子、６……点火器用開口
部、７……点火器、10……点火器蓋、11……点火装置、
16……素電池、17……発熱剤ペレット、18……スタック
部、24……蓋部断熱材、25……電池ケース。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 冨士本 真紀 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭64−45063（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】素電池と発熱剤ペレットを積層したスタッ
ク部と、電池蓋との間に蓋部断熱材を有する電池におい
て、前記スタック部と蓋部断熱材を内蔵した電池ケース
に出力端子を取付けた電池蓋を嵌合して溶接し、前記出
力端子取付け面より凸部に設けた点火器用開口部に、一
対の点火端子と電気式点火器と点火器蓋からなる点火装
置を挿入し、電池蓋と点火器蓋とを一体に溶接密封した
熱電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1103895A JP2502741B2 (ja) | 1989-04-24 | 1989-04-24 | 熱電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1103895A JP2502741B2 (ja) | 1989-04-24 | 1989-04-24 | 熱電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02281566A JPH02281566A (ja) | 1990-11-19 |
| JP2502741B2 true JP2502741B2 (ja) | 1996-05-29 |
Family
ID=14366160
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1103895A Expired - Lifetime JP2502741B2 (ja) | 1989-04-24 | 1989-04-24 | 熱電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2502741B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06223844A (ja) * | 1993-01-25 | 1994-08-12 | Japan Storage Battery Co Ltd | 熱電池 |
| CN114464826A (zh) * | 2021-12-30 | 2022-05-10 | 贵州梅岭电源有限公司 | 一种分体式激活热电池 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6445063A (en) * | 1987-08-12 | 1989-02-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Thermal battery equipped with piezoelectric starting equipment |
-
1989
- 1989-04-24 JP JP1103895A patent/JP2502741B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02281566A (ja) | 1990-11-19 |
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