JPH05182674A - 熱電池 - Google Patents
熱電池Info
- Publication number
- JPH05182674A JPH05182674A JP35996191A JP35996191A JPH05182674A JP H05182674 A JPH05182674 A JP H05182674A JP 35996191 A JP35996191 A JP 35996191A JP 35996191 A JP35996191 A JP 35996191A JP H05182674 A JPH05182674 A JP H05182674A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- thermal
- battery
- fuse
- condition
- 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.)
- Granted
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-
- Y02E60/12—
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- Primary Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】容器全体の温度が上昇しないような構造の熱電
池や、低温等の使用条件でも使用済み熱電池の確認を容
易にする。 【構成】素電池および発熱剤を断熱材で包んで密閉容器
に収納した熱電池において、活性化された熱電池の内部
温度で作動する温度ヒューズを内蔵し、その温度ヒュー
ズの作動状態を検出するための端子を備える。
池や、低温等の使用条件でも使用済み熱電池の確認を容
易にする。 【構成】素電池および発熱剤を断熱材で包んで密閉容器
に収納した熱電池において、活性化された熱電池の内部
温度で作動する温度ヒューズを内蔵し、その温度ヒュー
ズの作動状態を検出するための端子を備える。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明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容易にするものである。
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容易にするものである。
【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。
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
使用が可能であり、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。
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
使用が可能であり、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。
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】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酸化物は高い起
電力とエネルギー密度を有しいる。これらの金属を複合
化合物としたり、一部リチウムイオンをドープして、熱
安定性や放電特性を改善したものが正極に使用されてい
る。
タングステン、モリブデン等の硫化物や酸化物は高い起
電力とエネルギー密度を有しいる。これらの金属を複合
化合物としたり、一部リチウムイオンをドープして、熱
安定性や放電特性を改善したものが正極に使用されてい
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、KBr-LiBr
-LiCl 系、LiBr-KBr-LiF系、LiBr-LiCl-LiF 系等の、イ
オン電導度の高いその他の溶融塩も使用可能であり、カ
オリンや酸化マグネシウム、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状態で
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。
1 モル％の共晶塩が一般に用いられているが、KBr-LiBr
-LiCl 系、LiBr-KBr-LiF系、LiBr-LiCl-LiF 系等の、イ
オン電導度の高いその他の溶融塩も使用可能であり、カ
オリンや酸化マグネシウム、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状態で
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】発熱剤は、燃焼にともなうガス発生の少な
い酸化剤と還元剤の混合物が用いられている。一般に、
鉄粉と過塩素酸カリウムの混合物が使用されており、平
板状に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、酸化還元反応を起こして発熱し、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あり、
隣接する素電池間の接続体としても作用している。
い酸化剤と還元剤の混合物が用いられている。一般に、
鉄粉と過塩素酸カリウムの混合物が使用されており、平
板状に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、酸化還元反応を起こして発熱し、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あり、
隣接する素電池間の接続体としても作用している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】熱電池は、一回のみ使
用が可能であり、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。このため、未活性状
態では、他の一次電池のように端子電圧の測定によっ
て、未使用品を判別することは不可能である。
用が可能であり、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。このため、未活性状
態では、他の一次電池のように端子電圧の測定によっ
て、未使用品を判別することは不可能である。
【０００９】従来、熱電池容器表面の一部に温度によっ
て不可逆に変色する感熱塗料を塗り、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）すなわち、未使用品であれば感熱塗料の
変色はなく、変色していれば使用済み品であると判断す
るものである。
て不可逆に変色する感熱塗料を塗り、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）すなわち、未使用品であれば感熱塗料の
変色はなく、変色していれば使用済み品であると判断す
るものである。
【００１０】この方法は、活性化した熱電池の容器表面
の温度上昇を検出して活性化済みの有無を判定するもの
であるために、容器表面の温度が上昇しないと使用でき
ないという欠点があった。熱電池を低温度で使用した
り、感熱塗料表面を金属ブロックや、金属バンドに接し
て固定すると、表面からの熱の逃げによって、容器表面
の温度が充分上昇しなくなった。また、長時間放電用の
熱電池は、厚い断熱層を使用するために、容器の温度上
昇はわずかである。近年の断熱法の改良により、容器の
温度上昇は更に抑えられる傾向にあり、感熱塗料の変色
に必要な温度上昇を示さない場合があった。
の温度上昇を検出して活性化済みの有無を判定するもの
であるために、容器表面の温度が上昇しないと使用でき
ないという欠点があった。熱電池を低温度で使用した
り、感熱塗料表面を金属ブロックや、金属バンドに接し
て固定すると、表面からの熱の逃げによって、容器表面
の温度が充分上昇しなくなった。また、長時間放電用の
熱電池は、厚い断熱層を使用するために、容器の温度上
昇はわずかである。近年の断熱法の改良により、容器の
温度上昇は更に抑えられる傾向にあり、感熱塗料の変色
に必要な温度上昇を示さない場合があった。
【００１１】更に、感熱塗料が変色したとしても、熱電
池が使用済みかどうかは、熱電池の表面を観察する必要
があり、熱電池が機器に取り付けられていて感熱塗料の
部分が観察できないと、判断できないという欠点があっ
た。
池が使用済みかどうかは、熱電池の表面を観察する必要
があり、熱電池が機器に取り付けられていて感熱塗料の
部分が観察できないと、判断できないという欠点があっ
た。
【００１２】熱電池の活性化済みの有無を検出する手段
として、点火玉の抵抗を測定することが検討されたこと
があった。しかしながら、燃焼した点火玉の抵抗値は燃
焼条件によって変化して、一定値を示さず、抵抗値の測
定では熱電池の活性化の有無は判断できなかった。
として、点火玉の抵抗を測定することが検討されたこと
があった。しかしながら、燃焼した点火玉の抵抗値は燃
焼条件によって変化して、一定値を示さず、抵抗値の測
定では熱電池の活性化の有無は判断できなかった。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明は、素電池および
発熱剤を断熱材で包んで密閉容器に収納した熱電池にお
いて、活性化された熱電池の内部温度で作動する温度ヒ
ューズを内蔵し、その温度ヒューズの作動状態を検出す
るための端子を備えたことを特徴とするものである。
発熱剤を断熱材で包んで密閉容器に収納した熱電池にお
いて、活性化された熱電池の内部温度で作動する温度ヒ
ューズを内蔵し、その温度ヒューズの作動状態を検出す
るための端子を備えたことを特徴とするものである。
【００１４】
【作用】本発明熱電池を活性化すると、内蔵された発熱
剤の燃焼により、熱電池内部は瞬時に作動温度まで上昇
し、起電力を発生する。熱電池内が温度ヒューズの作動
温度以上になると、温度ヒューズの開路が切断され導通
しなくなる。温度ヒューズの作動は非可逆であり、一旦
熱電池が活性化すれば、熱電池内の温度に関わりなく、
非導通となる。温度ヒューズの作動状態、すなわち導通
の有無は検出用の端子を介して外部から検察することが
できる。温度ヒューズは熱電池内に内蔵されているため
に、容器表面温度が上昇しないような低温環境において
も確実に作動する。
剤の燃焼により、熱電池内部は瞬時に作動温度まで上昇
し、起電力を発生する。熱電池内が温度ヒューズの作動
温度以上になると、温度ヒューズの開路が切断され導通
しなくなる。温度ヒューズの作動は非可逆であり、一旦
熱電池が活性化すれば、熱電池内の温度に関わりなく、
非導通となる。温度ヒューズの作動状態、すなわち導通
の有無は検出用の端子を介して外部から検察することが
できる。温度ヒューズは熱電池内に内蔵されているため
に、容器表面温度が上昇しないような低温環境において
も確実に作動する。
【００１５】温度ヒューズは、ある定められた一定温度
で作動して電流の導通状態を遮断するもので、低融点金
属や樹脂と電気接点とを組み合わせたもの等が使用され
ている。
で作動して電流の導通状態を遮断するもので、低融点金
属や樹脂と電気接点とを組み合わせたもの等が使用され
ている。
【００１６】
【実施例】図１は本発明の一実施例として製作した熱電
池の断面図である。１は素電池、２は発熱剤であり、交
互に積層して発電部３を構成している。４は正極端子、
５は負極端子であり、６は熱電池を活性化するための点
火玉で、７は点火用端子である。点火用端子７に点火電
流を通電することにより、熱電池が活性化し、正極端子
４と負極端子５間に起電力が発生する。８は断熱材、９
は容器であり、熱電池内部を保温している。１０は容器
内部に内蔵した温度ヒューズであり、１１はその作動状
態を検出するための端子である。
池の断面図である。１は素電池、２は発熱剤であり、交
互に積層して発電部３を構成している。４は正極端子、
５は負極端子であり、６は熱電池を活性化するための点
火玉で、７は点火用端子である。点火用端子７に点火電
流を通電することにより、熱電池が活性化し、正極端子
４と負極端子５間に起電力が発生する。８は断熱材、９
は容器であり、熱電池内部を保温している。１０は容器
内部に内蔵した温度ヒューズであり、１１はその作動状
態を検出するための端子である。
【００１７】作動温度が130 ℃の温度ヒューズを使用し
て本発明電池を構成し、-55 ℃の低温度で活性化した。
検出端子の導通状態を観察したところ、熱電池を活性化
後、12秒目に検出端子間は非導通となり、温度ヒューズ
の作動が検出された。検出端子間の非導通状態は、熱電
池の内部温度が低下後も保たれており、熱電池がすでに
活性化済みであることを示している。
て本発明電池を構成し、-55 ℃の低温度で活性化した。
検出端子の導通状態を観察したところ、熱電池を活性化
後、12秒目に検出端子間は非導通となり、温度ヒューズ
の作動が検出された。検出端子間の非導通状態は、熱電
池の内部温度が低下後も保たれており、熱電池がすでに
活性化済みであることを示している。
【００１８】なお、試験電池には従来の感熱塗料による
活性化の有無の表示も行った。容器表面に、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
する非可逆の感熱塗料を塗布した。しかしながら、-55
℃の低温環境では、容器表面温度は120 ℃までしか上昇
せず、感熱塗料の変色は認められなかった。
活性化の有無の表示も行った。容器表面に、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
する非可逆の感熱塗料を塗布した。しかしながら、-55
℃の低温環境では、容器表面温度は120 ℃までしか上昇
せず、感熱塗料の変色は認められなかった。
【００１９】
【発明の効果】本発明は、熱電池内部の温度履歴により
活性化の有無を検出するものであり、容器全体の温度が
上昇しないような構造の熱電池や、低温等の使用条件で
も判別が可能である。また、熱電池の活性化の有無を電
気的に検出するために、熱電池から離れた場所での動作
チェックや、複数の熱電池の一括管理が可能となった。
活性化の有無を検出するものであり、容器全体の温度が
上昇しないような構造の熱電池や、低温等の使用条件で
も判別が可能である。また、熱電池の活性化の有無を電
気的に検出するために、熱電池から離れた場所での動作
チェックや、複数の熱電池の一括管理が可能となった。
【図１】本発明の一実施例を示す熱電池の断面図。
１ 素電池 ２ 発熱剤 ３ 発電部 ４ 正極端子 ５ 負極端子 ６ 点火玉 ７ 点火用端子 ８ 断熱材 ９ 容器 １０ 温度ヒューズ １１ 温度ヒューズ用端子
Claims (1)
- 【請求項１】素電池および発熱剤を断熱材で包んで密閉
容器に収納した熱電池において、活性化された熱電池の
内部温度で作動する温度ヒューズを内蔵し、その温度ヒ
ューズの作動状態を検出するための端子を備えたことを
特徴とする熱電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35996191A JP2765325B2 (ja) | 1991-12-27 | 1991-12-27 | 熱電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35996191A JP2765325B2 (ja) | 1991-12-27 | 1991-12-27 | 熱電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05182674A true JPH05182674A (ja) | 1993-07-23 |
| JP2765325B2 JP2765325B2 (ja) | 1998-06-11 |
Family
ID=18467185
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35996191A Expired - Fee Related JP2765325B2 (ja) | 1991-12-27 | 1991-12-27 | 熱電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2765325B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004012964A1 (ja) | 2002-08-01 | 2004-02-12 | Japan Storage Battery Co., Ltd. | 乗物用電源装置およびこの電源装置を備えた乗物 |
-
1991
- 1991-12-27 JP JP35996191A patent/JP2765325B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004012964A1 (ja) | 2002-08-01 | 2004-02-12 | Japan Storage Battery Co., Ltd. | 乗物用電源装置およびこの電源装置を備えた乗物 |
| JPWO2004012964A1 (ja) * | 2002-08-01 | 2006-09-21 | 株式会社ジーエス・ユアサコーポレーション | 乗物用電源装置およびこの電源装置を備えた乗物 |
| US7420295B2 (en) | 2002-08-01 | 2008-09-02 | Gs Yuasa Corporation | Power unit for conveyance and conveyance provided with the power unit |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2765325B2 (ja) | 1998-06-11 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
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| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
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