JPH0320028B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明はリチウム合金からなる負極原料粉末
と、電解質原料粉末と、硫化物からなる正極原料
粉末とを三層一体に加圧成形する熱電池用素電池
の製造法に関するもので、絶縁不良のない、薄形
の熱電池用素電池の製造を可能とするものであ
る。 熱電池は溶融塩を電解質に用いており、常温で
は電流を流すことはできないが、使用時に高温に
加熱すると、電解質が溶融して極めて高い導電性
を示すようになり、大電流での放電が可能とな
る。このため、熱電池は未使用状態では自己放電
がなく、長期間の保存が可能であり、信頼性の高
い緊急用高出力電源として優れた電池である。 一般に、熱電池は高電圧を得るために複数枚の
素電池を積層して使用している。素電池は負極層
と電解質層と正極層との三層より構成され、それ
ぞれ粉末状の三層一体に加圧成形して製造されて
いる。 より高電圧の熱電池を得るためには、より薄い
素電池が必要となるが、素電池の厚さを薄くして
いくと、素電池の絶縁抵抗が急激に低下し、製造
時の不良率が増加した。 この原因の一つは素電池内部での短絡によるも
のである。素電池の厚みが薄くなると、電解質層
を中心とした三層間のわずかな乱れでも正極層と
負極層の混合が起りやすく、内部短絡の原因にな
るものと思われる。 しかしながら、素電池の絶縁抵抗低下の主な原
因は、成形された素電池の周縁部にあることが判
明した。すなわち、素電池は負極原料粉末と電解
質原料粉末と正極原料粉末とを、順次プレス型内
に充填し、加圧により三層を一体に成形して円板
状成形体としているが、成形体の周縁部では加圧
時におけるプレス型のシリンダ壁との摩擦により
層の流れを生じ、正負極間の短縮あるいは接触に
より絶縁抵抗の低下を招いているのが認められ
た。このような成形体周縁部での層の乱れは素電
池の厚さが２mm以上の場合はほとんど問題になら
なかつたが、厚さが１mm前後の薄形の素電池の場
合、絶縁抵抗の低下に大きく影響するようになつ
た。特に負極にリチウム−アルミニウム合金や、
リチウム−シリコン合金のようなリチウム合金を
用い、正極に硫化鉄や二硫化鉄等の硫化物を用い
た熱電池は、正極と負極のいずれもが電気の良導
体のために三層間のわずかな乱れでも絶縁抵抗低
下の原因となつた。絶縁抵抗の低い素電池は自己
放電が大きく、内部短絡の原因となるために電池
として使用できない。 本発明はこのような欠点を改良するものであ
り、熱電池用素電池の製造法において、負極もし
くは正極の電極原料粉末と、電解質原料粉末と、
対極の電極原料粉末とを、順次成形金型に層状に
充填し、次いで、三層一体に加圧成形して素電池
成形体を得た後、該素電池成形素体の周縁部を研
削して熱電池用素電池を得ることを特徴とする熱
電池用素電池の製造法に関するものである。本発
明によれば、絶縁不良のない、薄形の熱電池用素
電池の製造が可能である。 以下その実施例について説明する。 第１図は本発明を実施した素電池の断面図であ
る。図において１は負極層、２は電解質層、３は
正極層であり、これら三層は一体に加圧成形され
ており、その周縁部４は、断面形状が台形状にな
るように研削されて、素電池６を構成している。
第２図は周縁部研削前の素電池成形素体の断面図
である。素電池成形素体６′は負極層１，電解質
層２，正極層３から構成され、その周縁部５では
図からわかるように、成形時における原料粉末と
プレス型のシリンダ壁との摩擦により層の流れを
生じており、これが絶縁抵抗低下の原因となつて
いた。 第３図は素電池を積層した熱電池の断面図であ
る。図において、６は積層された各素電池であ
り、７は素電池６との交互に積層された発熱剤で
ある。８は負極端子、９は正極端子である。１０
は点火具であり、点火用端子１１に瞬間電流を流
すと点火具１０が発火し、発熱剤７に着火し電池
が活性化される。１２は電池を保温するための断
熱体であり、１３は電池容器である。 負極原料粉末として0.75gのリチウム−アルミ
ニウム合金を、電解質原料粉末としてLlCl−KCl
の共晶塩と酸化マグネシウムの混合物2gを、正
極原料粉末として二硫化鉄を主成分とする混合粉
末1.5gとを順次プレス型内に充填し、1.5t／cm²の
プレス圧で厚さ1.05mm，直径54mmの素電池成形体
を得た。 従来、この素電池成形体はそのまま積層電池の
素電池として用いられていたが、第２図に示した
ように周縁部において三層間に乱れを生じてお
り、大部分の素電池の絶縁抵抗は、1MΩ以下で
あり、不良率が極めて高かつた。 本実施例においては、該素電池成形素体の周縁
部を、その断面形状が台形状となるように研削し
たのち、素電池として使用した。台形状に研削す
ることにより、最も少量の研削で絶縁不良改善の
効果をあげることができた。円板状成形体の周縁
部は、プレス型のシリンダ壁との摩擦により、第
一層すなわち実施例においては負極層が上方に引
き上げられ、正極層と接触もしくは層間の距離が
短縮されることにより絶縁抵抗が低下している。
このため、円板状成形体の周縁部において、下部
は全く研削の必要がなく、上部にいくにしたがつ
て研削量を増やす必要がある。台形状の研削によ
り、最小の研削量で、素電池の絶縁不良を改善す
ることが可能となつた。 表１は200個の素電池について、成形体の周縁
部を研削しない従来法と、周縁部を台形状に研削
した本発明実施例について、絶縁抵抗の測定結果
を比較したものである。

【表】 円板状成形体の周縁部を台形状に研削すること
により、絶縁抵抗はほとんど全て1MΩ以上とな
り、不良率は激減した。なお、本発明法における
２個の素電池については、素電池の内部で短絡し
ており、周縁部での短絡ではなかつた。なお、実
施例においては、負極原料を先に成形金型に充填
したが、正極原料，電界質原料，負極原料の順に
充填しても良い。この場合、素電池は上層部の負
極を下層部の正極より多く研削することになる。
いずれにせよ、断面形状が台形状となるように研
削した場合は全側面を同じ幅で研削する場合の約
半分の研削量で絶縁不良を改善することができ
た。 熱電池は素電池が単独で使われることなく、複
数個の素電池を積層して使用する。本発明によれ
ば、絶縁不良のない薄形の素電池が容易に製造可
能であり、工業的価値が大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明により製造した素電池の断面
図、第２図は素電池成形素体の断面図、第３図は
積層電池の断面図である。 １……負極層、２……電解質層、３……正極
層、４……素電池の周縁研削部、５……素電池の
周縁部、６……素電池、６′……素電池成形素体、
７……発熱剤、８……負極端子、９……正極端
子、１０……点火具、１１……点火用端子、１２
……断熱体、１３……電池容器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ リチウム合金からなる負極原料粉末１と、電
   解質原料粉末２と、硫化物からなる正極原料粉末
   ３とを三層一体に加圧成形する熱電池用素電池の
   製造法において、 負極もしくは正極の電極原料粉末と、電解質原
   料粉末２と、対極の電極原料粉末とを順次成形金
   型に充填し、 次いで、三層一体に加圧成形して素電池成形素
   体６′を得て、 次いで、素電池成形素体６′の周縁部５を研削
   ４して、素電池６を得ることを特徴とする熱電池
   用素電池の製造法。