JP2979205B2 - 積層形熱電池とその製造方法 - Google Patents
積層形熱電池とその製造方法Info
- Publication number
- JP2979205B2 JP2979205B2 JP33744691A JP33744691A JP2979205B2 JP 2979205 B2 JP2979205 B2 JP 2979205B2 JP 33744691 A JP33744691 A JP 33744691A JP 33744691 A JP33744691 A JP 33744691A JP 2979205 B2 JP2979205 B2 JP 2979205B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- battery
- case
- stack
- closing plate
- opening
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M6/00—Primary cells; Manufacture thereof
- H01M6/30—Deferred-action cells
- H01M6/36—Deferred-action cells containing electrolyte and made operational by physical means, e.g. thermal cells
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Primary Cells (AREA)
Description
を出力する積層形熱電池とその製造方法に関する。
器においてもこれに用いられる電子機器は、小形、高出
力、メンテナンスフリー化が急速に進んでいる。とくに
駆動用電源として高電圧、大出力、高速起動性に優れて
いる熱電池への改良開発の要望が強い。そこで電気サー
ボモータを駆動する電源として、前記の諸特性を実現す
ることができる点でリチウム熱電池への開発期待が大き
い。そして高電圧形熱電池を開発する場合、公知の積層
形電池をベースとする従来技術によって素電池と発熱剤
の積層枚数を増加すれば一応の電池性能が得られるが、
多段に積層すればする程、素電池と発熱剤の枚数が増
え、積層間の接触抵抗が増加し、出力の低下が大きくな
る。また、発熱剤の燃焼熱も素電池に熱伝播し難くな
り、電池の起動時間(本明細書においては、起動時間を
熱電池が入力した後、熱電池のもつ最大電圧の70%の
電圧に到達する時間を以下起動時間と云う)が遅れる。
とを堆積して構成した積層体(以下この積層体をスタッ
クと云う)が長円筒形状となるので、素電池と発熱剤と
を積層してスタックを構成してゆく場合に各素電池と発
熱剤とが少しでも圧力バランスがくずれていて傾いてい
ると、長円筒全体としてはその傾きが大きくなってしま
うため製造は困難である。また、このスタックを電池ケ
ースに装填する場合に、スタックの上下の加圧力を緩め
ないために耐熱性テープでテーピングするとか、金属保
持治工具で固定した後その治工具から取り外して挿入す
る方法が用いられたため、耐熱性テープのような余分な
ものが電池内に残存するか、またはスタックより加圧治
工具を外すことによってスタック構成圧力がゆるんで電
池特性が低下するという問題があった。そして、従来の
熱電池スタックを挿入する電池ケースの例について図を
参照して説明する。
91は側部ならびに底部がほぼ同じ程度の肉厚になって
いる。この電池ケース91は絞り加工や切削加工で製作
した底部を有するので、安価にできる長所があるが、セ
ルスタックの装填時にスタック締付圧力のゆるみができ
るので、最終組み立て圧力が把握できないこととなり、
従って品質が安定しない欠点があった。また、電池内圧
が上昇した場合に、ケース底部が脹れるという問題があ
った。次に図8に示す従来例2の電池ケース101は側
壁102よりも肉厚のケース下板103があり、側壁1
02にケース下板103を嵌合した後、外溶接104し
たもので、この例においても、前記図7に示したものと
同様に構成するのでスタックに対する加圧力のゆるみが
生じる。従ってこれら図7、図8に示す従来構造の電池
ケースはいずれもスタックを組んだ後に、加圧締付治具
や工具から一度はずして電池蓋と組み合せ、電池ケース
内に挿入するという工程を経る必要があった。その結
果、スタック寸法が不安定となり出力特性、内部抵抗、
放電容量、起動特性、環境性能など多くの特性課題とし
て現れていた。
する従来の問題点は、前述のように多積層形スタックが
電池ケース挿入時に上下の加圧力がゆるんで内部抵抗が
大きくなり、電池諸性能が低下しているという点であっ
た。
を解決して、高出力の積層形熱電池でありながら、高速
起動性を実現し、電池内部抵抗が小さく出力特性、放電
容量などの電池性能が優れたものを提供することを第1
の目的とし、さらにこの上記した積層形熱電池を容易に
製造し得る製造方法を提供することを第2の目的とする
ものである。
を解決するために、素電池と発熱剤を主体とする多積層
形スタックを収容する電池ケースの底部を閉塞するケー
ス閉塞板と、上記ケース閉塞板に対向する電池ケースの
開口を封口する電池蓋とを備え、上記ケース閉塞板には
電池ケースの外部にある治工具による電池蓋側に対する
挾圧力が挿通される開口部を設け、その開口部にはこれ
を封口する封口板を有する積層形熱電池としたものであ
る。またスタックを電池蓋側との間でケース閉塞板の開
口部を通じて挾圧する治工具による挾圧工程と、上記挾
圧工程中に電池ケース内にスタックを挿入する工程と、
スタックを挾圧した状態のままで電池ケースに電池蓋と
ケース閉塞板の開口部を封口する封口板とのいずれか一
方または両方を溶着する工程と、治工具を取り外す工程
とを有する積層形熱電池の製造方法を提供したものであ
る。
の締め付け圧力は、スタックを電池ケースに挿入し、電
池蓋が溶着される電池完成まで変ることがないので、各
素電池と発熱剤及び各積層ブロックなどの接触状態の不
揃いは無い。そしてスタック寸法が不安定とならない
で、部分的な電極反応による出力特性の低下、内部抵抗
の増加による出力電圧の低下、熱伝導効率の悪化による
起動時間の遅延、構造強度の低下による振動・衝撃性へ
の影響は少ない。また製造工程においてケース閉塞板の
開口部を通じてスタックが治工具によって電池の完成工
程まで挾着されるもので、その製造は容易である利点が
ある。さらに、貫通火導孔を利用してスタックを構成す
る場合には、点火器を最終工程で取り付けることもでき
るので、不慮の発火による作業者の安全性も高めること
ができる。
る。
リチウムまたはリチウム合金からなる負極10とセラミ
ックに溶融塩を含浸させた電解質11と二硫化鉄を主成
分とする正極12で構成する。2は発熱剤で還元剤の鉄
粉と酸化剤の過塩素酸カリウム粉との混合成型体であ
る。3は着火板、4は素電池、発熱剤、着火板貫通の火
導孔、5は電気式の点火器、6は導火帯で2〜4本スタ
ック外周側面に設ける。7は着火パッドと呼ぶスタック
最両端から導火帯に点火する円板である。8,8aは内
部リード板で一対の出力端子9,9aと、13,13a
は一対の起動端子で一対の点火器リード線とそれぞれ電
気的接続を行う。14はスタック側面に配置した側部断
熱材、15は蓋断熱材、15aは蓋中央断熱材、16は
底断熱材、16aは底中央断熱材である。電池上蓋は一
対の出力端子を有する電池蓋17と一対の起動端子を有
する点火器蓋18からなり電池ケースに嵌合の後、蓋溶
接部19および19aにて密閉構造とする。21はスタ
ック下板、22はケース閉塞板、23はケース閉塞板2
2の透孔を封口する封口板、26は電池ケース、27は
内溶接、28は外溶接である。
ス閉塞板22に開口部があるため負極10、電解液1
1、正極12からなる素電池1と発熱剤2および着火板
3などを構成要素とするスタックを、電池蓋17とケー
ス閉塞板22の開口部とを利用して上下で治工具を使用
して締付加圧したまま、電池蓋17は電池ケース26の
開口部に蓋溶接部19によって溶接し、しかる後電池の
下部を受圧する治工具を外してケース閉塞板22の開口
部を封口板23で封口して内溶接27とするものであ
る。従ってスタックは上下から挾圧された儘で電池が完
成するため、内部の各層間の接触は良く、内部抵抗が低
いため電池容量が低下するとか、起動時間が遅延するな
どの欠点がないものである。
要部のみの断面を示したもので、スタック下板21の下
方にある肉厚のケース閉塞板22の中央透孔にはこれを
閉塞する封口板23がある。そして貫通孔24aを形成
するスタック下板21の中央筒状部はケース閉塞板22
の開口部25に嵌入している。封口板23は電池ケース
26に嵌合したケース閉塞板22の中央透孔周縁に内溶
接27され、ケース閉塞板22の外周縁部は電池ケース
に外溶接28されることにより電池ケース26の下端は
閉塞されている。そしてケース閉塞板22の中央には外
周にネジ29を刻設した突出部30がある。この突出部
30のネジ29は本実施例2における積層形熱電池を、
使用する機器のネジに螺合して取付けられるものであ
る。本実施例2においては上記のように中央に貫通孔2
4aがあるために電池ケース26内に挿入されたスタッ
クを図示はしないが電池蓋と上記貫通孔24a内に挾圧
工具を挿通して上下より挾圧することができる。そして
電池ケースに挾圧した状態でスタックを挿入し電池蓋を
電池ケース上部に溶着した後、貫通孔24aより挾圧工
具の下方部を取り外して封口板23を内溶接27によっ
て貫通孔24aの閉塞ができるものである。従って電池
ケース内に装入されるスタックは挾圧工具により上下よ
り挾圧されていてスタックの層間の接触は良好であり、
内部抵抗も低く、起動時間は早く、電池容量も大きいも
のを提供するものである。
下端部の要部のみを示すが、本実施例3では電池下蓋2
0を構成するスタック下板21にスタック下板突起部2
1aが設けられている。そしてケース閉塞板22の外周
にはスタック下板21を収容する段差部22aがある。
ケース閉塞板22の中央の開口部25にはスタック下板
21の上記スタック下板突起部21aが嵌入し内溶接2
7されており、ケース閉塞板22の段差部22aが電池
ケース26の下端に外溶接28されているものである。
勿論本実施例3においてもスタック下板突起部21aが
あるため、このスタック下板突起部21aの下端を支持
する治工具をケース閉塞板22の開口部25を通して電
池ケース内に突出して図示はしていない上方の電池蓋と
の間でスタックを挾圧し、その挾圧状態のままスタック
を電池ケース26内に挿入し、治工具を下方に降下して
スタック下板突起部21aをケース閉塞板22の開口部
25に嵌入して内溶接27させることにより開口部25
は閉塞されるものである。従ってスタックの構成要素は
挾圧されたまま電池ケースで外装することができ、スタ
ックの各層間の接触は良好で内部抵抗の低いものであ
る。
下端部の要部のみを示すが、前記実施例3と異るのは、
ケース閉塞板の代りに電池ケース26と一体に絞り加工
で形成されたケース底部26aがあり、その中央の開口
部25は下方に突出していることである。従って電池下
蓋20はスタック下板突起部21aを有するスタック下
板21とケース底部26aによって構成されている。そ
して電池ケース26内のスタックは挾圧されたまま挿入
され、電池諸特性が優れた熱電池を提供できるものであ
ることは実施例3に示す場合と同様である。
ける製造過程の積層形熱電池の縦断面図で製造方法を示
すためのものである。図5において、40は治具でスタ
ック棒41、押板42、固定ネジ43からなり、スタッ
ク構成部品を積層してスタック下板21と電池蓋17で
挟み、所定圧力に締め付ける。この状態で予め電池ケー
ス26とケース下板22を外溶接28で一体としたケー
スに装填していき、スタック棒受け部41aを開口部2
5に通し、電池蓋17と電池ケース26を嵌合して蓋溶
接部19で溶接固定する。その後、治具40をはずし、
開口部25に図5の(B)に示す様に封口板23を嵌め
内溶接27を行う。なお本実施例5における熱電池の下
端部の要部のみを図5の(B)に断面図として示すが、
他は図1に示す実施例1と同様である。上述のように本
実施例5においてはスタック構成部品は上下で所定圧力
に締め付けた状態で電池ケース26に装填され、かつ電
池ケースには電池蓋17ならびに封口板23が夫々溶接
されるものである。従ってスタックを構成する層間の接
触を良好に保つことができる。
ける製造過程の積層形熱電池の断面図で製造方法を示す
ためのものである。そして図6の(A)の状態から熱電
池下端部は(B)の状態になるものである。
品をスタック下板21と電池蓋17とで挟み、油圧シリ
ンダなどを用いた工具44で上下から設定圧力に締め付
ける。電池ケース26をスタックに挿入し実施例5にお
けると同様に溶接固定し、その後工具44を外す。
工具44で締め付けたまま、電池ケースに装填されかつ
電池蓋17およびスタック下板突起部21aが溶接され
るので、スタック構成品はその層間の接触圧は強固な状
態を保持でき、従って電池の内部圧が高いなどの欠点は
ないものである。
て説明したが、実施例1についてその起動方法を説明す
る。
ス電流を通電すると、点火器5が火導孔4に向かって火
災を発して各層の着火板3に点火する。着火板は外周方
向に燃焼拡散し導火帯6を点火させ、順次発熱剤2を点
火していく。発熱剤2は燃焼し素電池1を約550℃に
加熱して発電させ、スタック全体が活性状態となる。出
力端子は例えば120枚の素電池スタックを直列に構成
した場合は最大電圧275Vを発電し、外部負荷たとえ
ば電気サーボモータを駆動し平均作動電圧220Vを出
力する。スタックは断熱材により保温され規定時間の電
力供給が可能である。なお、電池は完全密閉型であるの
で周辺の電子機器への影響は全くない。
ースを使用した高電圧形熱電池を試作したものと、本実
施例1〜6によるものをそれぞれの起動時間、内部抵
抗、放電容量を比較した結果を(表1)に示す。
較して起動時間、内部抵抗、放電容量の全てにわたって
優れているものであることがわかる。
クが一定に締付けられた状態で組込まれ、電池下蓋がス
タック下板と開口部を有するケース閉塞板もしくはケー
ス底部から構成した本発明の積層形熱電池は、起動時間
が速く、内部抵抗が小さく、放電容量が大きくかつ安定
した放電電圧を示すことができるという効果が得られ
る。
題点を容易に解決したものである。
面図
の要部断面図
の要部断面図
の要部断面図
層形熱電池の縦断面図 (B)同製造後の積層形熱電池の下方の要部断面図
層形熱電池の縦断面図 (B)同製造後の積層形熱電池の下方の要部断面図
図
図
Claims (9)
- 【請求項1】素電池と発熱剤を主体とする多積層形スタ
ックを収容する電池ケースの底部を閉塞するケース閉塞
板と、上記ケース閉塞板に対向する電池ケースの開口を
封口する電池蓋とを備え、上記ケース閉塞板には電池ケ
ースの外部にある治工具による電池蓋側に対する挾圧力
が挿通される開口部を設け、その開口部にはこれを封口
する封口板を有する積層形熱電池。 - 【請求項2】請求項1において、ケース閉塞板はその外
周縁を電池ケースの下端部に外溶接し、その開口部を封
口板に内溶接した積層形熱電池。 - 【請求項3】請求項1又は2において、ケース閉塞板は
電池を使用する機器に螺合するネジを設けた突出部を有
する積層形熱電池。 - 【請求項4】請求項1乃至3のいずれかにおいて、ケー
ス閉塞板はその上部にあるスタック下板のスタック下板
突起部が嵌合する開口部を有する積層形熱電池。 - 【請求項5】請求項4におけるケース閉塞板の外周縁に
はスタック下板を収容する段差部を設けた積層形熱電
池。 - 【請求項6】ケース閉塞板は電池ケースの側壁と一体に
形成されており、ケース閉塞板上のスタック下板のスタ
ック下板突起部を上記ケース閉塞板の開口部に嵌合して
内溶接された請求項1、3、4、5のいずれかに記載し
た積層形熱電池。 - 【請求項7】電池ケースの上部開口を溶接により密閉す
る電池上蓋は、電池蓋と点火器蓋とを有する請求項1乃
至6のいずれかに記載した積層形熱電池。 - 【請求項8】素電池と発熱剤を主体とする多積層形スタ
ックを電池蓋側との間でケース閉塞板の開口部を通じて
挾圧する治工具による挾圧工程と、上記挾圧工程中に電
池ケース内に上記多積層形スタックを挿入する工程と、
上記多積層形スタックを挾圧した状態のままで電池ケー
スに電池蓋とケース閉塞板の開口部を封口する封口板と
のいずれか一方または両方を溶着する工程と、治工具を
取り外す工程とを有する積層形熱電池の製造方法。 - 【請求項9】ケース閉塞板の外周縁を電池ケースの側壁
下端に外溶接する工程と、ケース閉塞板の上に重なり合
って多積層形スタックを支持するスタック下板のスタッ
ク下板突起部をケース閉塞板の開口部に嵌合して内溶接
する工程を有する請求項8記載の積層形熱電池の製造方
法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33744691A JP2979205B2 (ja) | 1991-12-20 | 1991-12-20 | 積層形熱電池とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33744691A JP2979205B2 (ja) | 1991-12-20 | 1991-12-20 | 積層形熱電池とその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05174843A JPH05174843A (ja) | 1993-07-13 |
JP2979205B2 true JP2979205B2 (ja) | 1999-11-15 |
Family
ID=18308713
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP33744691A Expired - Fee Related JP2979205B2 (ja) | 1991-12-20 | 1991-12-20 | 積層形熱電池とその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2979205B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115149196A (zh) * | 2022-07-11 | 2022-10-04 | 西安北方庆华机电有限公司 | 一种低表面温度的带法兰热电池壳体 |
-
1991
- 1991-12-20 JP JP33744691A patent/JP2979205B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH05174843A (ja) | 1993-07-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100944987B1 (ko) | 신규한 실링부 구조를 포함하는 이차전지 | |
JP2970340B2 (ja) | 密閉型電池用防爆封口板 | |
JP4263989B2 (ja) | 二次電池 | |
EA017498B1 (ru) | Конструкция электрохимического аккумуляторного элемента | |
KR20080005623A (ko) | 이차전지용 안전부재 | |
JP2004063133A (ja) | 薄型二次電池 | |
JP2003019569A (ja) | 抵抗溶接方法、それを用いて製造された電池パック | |
JP2005071995A (ja) | 二次電池 | |
JP2004247244A (ja) | ラミネート型電池、接合端子、組電池、および組電池の製造方法 | |
JP2979205B2 (ja) | 積層形熱電池とその製造方法 | |
JP2000036299A (ja) | 電池用の端子接続板 | |
US3669748A (en) | Thermal battery | |
JP3290604B2 (ja) | 熱電池 | |
JP3054965B2 (ja) | 積層形熱電池 | |
JP2001325939A (ja) | 扁平電池と保護回路基板の接続構造 | |
KR102258276B1 (ko) | 배터리셀, 및 이를 포함하는 배터리 모듈 | |
JP3378147B2 (ja) | 密閉型電池用防爆封口板の製造方法 | |
JPH06132035A (ja) | 熱電池 | |
JPH08153523A (ja) | 熱電池 | |
JP2002042770A (ja) | 非水電解液二次電池 | |
JP2004281236A (ja) | 平板状単電池の組電池 | |
KR100502325B1 (ko) | 리튬 이온 폴리머 전지의 제조 방법 | |
JP4315757B2 (ja) | パック電池とその製造方法 | |
JP3289551B2 (ja) | 熱電池の製造法 | |
JP2003051315A (ja) | 熱電池 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 9 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080917 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 9 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080917 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 10 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090917 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 10 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090917 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 11 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100917 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 12 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110917 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |