JP2534108Y2 - 熱電池 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は電池内部に発熱剤を内蔵
し、電池使用時に発熱剤に点火することにより、電池内
部を高温に加熱して電池を活性化させる熱電池に関する
もので、使用済み熱電池の確認を確実にするものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】熱電池とは溶融塩を電解質とする電池で
あり、保存中は電解質が非電導性の固体塩であるため
に、不活性状態にあるが、内蔵されている発熱剤を燃焼
させて、電池内部を高温に加熱することにより、電解質
が溶融して電導性を示すようになり、活性化される。

【０００３】熱電池は保存中の自己放電がほとんどな
く、長期間の保存が可能であり、必要なときは瞬時に活
性化させることができる貯蔵型電池の一種である。ま
た、-55〜100 ℃というような広範囲な環境温度下でも
使用が可能な、高エネルギー密度の電池である。このよ
うな多くの特徴を備えているために、熱電池は、ミサイ
ル、ロケット等の飛しょう体用の電源や各種非常用電源
として欠かせないものとなっている。

【０００４】熱電池の活物質として、負極にカルシウム
を、正極にクロム酸カルシウムを用いた系がよく知られ
ているが、さらに高容量、高出力用として負極にリチウ
ムやリチウム合金を、正極に硫化物や酸化物を用いた熱
電池も開発されている。

【０００５】正極活物質の硫化物として、高温度で安定
な二硫化鉄や、ニッケル、クロム、コバルト、銅、タン
グステン、モリブデン等の硫化物や、これらの金属を含
むシュブレル相の硫化物も使用可能である。

【０００６】電解質としては LiCl- 59 モル％、KCl- 4
1 モル％の共晶塩が一般に用いられているが、リチウム
イオンの輸率が高いLiBr-KBr-LiF系、LiBr-KBr-LiCl
系、LiBr-LiCl-LiF 系等の3 元系の溶融塩電解質も使用
されている。電解質は負極のリチウムに耐食性のある酸
化マグネシウム、酸化ホウ素、酸化ジルコニウム等の絶
縁体粉末を混合して流動性をなくしたものが使用され
る。電解質層は、熱電池作動時のイオンの伝導体である
と同時に、正極と負極のセパレータとしても作用してい
る。

【０００７】発熱剤として、鉄粉と過塩素酸カリウムの
混合物を成形したものが素電池と交互に積層して用いら
れている。発熱剤は電池活性化時に点火されることによ
り、酸化還元反応により発熱し、電池内を作動温度まで
加熱する。この発熱剤は鉄が発熱反応に必要な量よりも
過剰に含まれており、発熱反応後も導電性が高く、隣接
する素電池間の接続体としても作用している。

【０００８】

【考案が解決しようとする課題】熱電池は、内蔵した発
熱剤に点火する活性化操作によって初めて起電力を発生
するために、他の一次電池のように端子電圧の測定によ
って使用品と未使用品を判別することは不可能である。

【０００９】従来、熱電池容器表面に温度によって不可
逆に変色する塗料を塗り、その色の変化によって活性化
済みを表示する提案が行われている（特公昭50-11056
号）。

【００１０】活性化された熱電池は、内蔵された発熱剤
により電池内部は作動温度にまで加熱され、徐々に容器
温度も上昇する。熱電池容器表面の温度がある一定値に
達すると、塗料は不可逆的に変色し、温度が下がっても
元の色には戻らず、熱電池が活性化済みであることを表
示する。

【００１１】しかしながら、熱電池の使用条件によって
は、容器表面の塗料の温度が充分上昇せず、活性化済み
であるにも関わらず変色しないという欠点があった。

【００１２】熱電池は、ブロックをくり抜いた穴に挿入
したり、固定バンドで締め付けて、機器に固定されたり
しているが、塗料表面がブロックの内壁や固定バンドに
接していると、塗料の温度が変色に必要な規定値まで上
昇しないことがあった。また屋外での使用において、塗
料の表面が水で濡れたり、強い風が当たったりして塗料
の温度が充分上昇しないことがあった。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本考案は従来の欠点を改
良するもので、熱電池容器の表面上に、温度上昇により
不可逆に変色する感温体を設け、その表面を保温効果の
ある透明樹脂で被覆したことを特徴とするものである。

【００１４】感温体とは、ある規定温度以上に加熱され
ると、化学変化や物理変化によってその色や外観形状が
不可逆に変化するもので、塗料やシート状に加工したも
のが使用可能である。熱電池容器表面に塗布したり、張
り付けて使用し、色や表面形状の変化を観察して規定温
度以上に加熱されたことを検出する。

【００１５】

【作用】本考案熱電池の感温体は、その表面が保温効果
のある透明樹脂で保護されているために、熱電池固定用
のブロックやバンド等、温度の低いものや熱容量の大き
なものと接していても正常に変色する。また、屋外での
使用においても、感温体表面が保護されているために水
濡れや風に対して安定であり、透明であるために感温体
の観察を妨げない。

【００１６】

【実施例】図１は本考案の一実施例として製作したリチ
ウム／二硫化鉄熱電池の測面図である。１は熱電池容器
であり、上部に電流を取り出すための負極端子４、正極
端子５、および活性化のための点火用端子６を備えてい
る。点火用端子６に点火電流を通電することにより、熱
電池が活性化し、負極端子４と正極端子５間に起電力が
発生する。実施例熱電池は、外径51mm、高さ65mmの円筒
形である。２は熱電池容器の側面の中央部に設けた感温
体であり、３はその表面を保護する保温効果のある透明
樹脂である。

【００１７】実施例の感温体２として、サーモペイント
No.10 （テイカ産業（株））を使用した。サーモペイン
トNo.10 は不可逆性温度指示塗料で、130 ℃以上に加熱
されることにより、うす赤紫色から青紫色に変色し、温
度が下がってもその色を保持している。

【００１８】透明樹脂３として、厚さ0.8mm のＦＥＰ熱
収縮チューブを容器側面の全面に使用した。透明樹脂３
は少なくとも感温体の表面を被覆する必要があり、感温
体表面にシート状の樹脂を張り付けたり、熱硬化性の樹
脂をポッティングしてもよい。

【００１９】本考案の効果を調べるために、熱電池をア
ルミニウム製のブロック台に固定して活性化した。

【００２０】図２は試験状態の熱電池を示す斜視図であ
る。７は中央部を熱電池の半径にあわせてくり抜いたア
ルミニウム製のブロック台であり、熱電池８は感温体部
分がブロックに接するように、下向きに固定バンド９で
ブロック台７に固定されている。

【００２１】本考案熱電池を-45 ℃の低温で活性化し、
冷却後にブロック台より取り外し、感温体を観察したと
ころ青紫色に変色していた。透明樹脂で感温体部分を被
覆しない従来熱電池についても同様の試験を行ったが、
感温体の変色は認められなかった。従来熱電池の感温体
は、ブロック台に直接接触しており、表面からの熱の逃
げによって、変色に必要な規定の温度まで上昇しなかっ
たものと思われる。

【００２２】本考案に使用する透明樹脂３は、感温体の
色が観察できる程度に透光性であればよい。また、必要
とされる保温効果は、熱電池の種類や試験条件によって
異なるが、一般の樹脂であれば厚さ0.3mm 以上あれば充
分である。なお、当然のことであるが、使用する樹脂
は、活性化後の電池容器の表面温度以上の耐熱性が必要
である。

【００２３】

【考案の効果】以上のように、本考案は未使用熱電池と
使用済み熱電池の判別を確実にするものであり、取り付
け方法や取り付け位置の制限がなく、感温体の表面が保
護されているために傷が付きにくく、過酷な条件での使
用が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例を示す熱電池の側面図。

【図２】本考案熱電池の試験状態を示す斜視図。

【符号の説明】

１ 熱電池容器 ２ 感温体 ３ 透明樹脂 ４ 負極端子 ５ 正極端子 ６ 点火用端子 ７ ブロック台 ８ 熱電池 ９ 固定バンド

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】熱電池容器（１）の表面上に、温度上昇に
   より不可逆に変色する感温体（２）を設け、その表面を
   保温効果のある透明樹脂（３）で被覆したことを特徴と
   する熱電池。