JPH05266902A - リチウム熱電池の製造法 - Google Patents
リチウム熱電池の製造法Info
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- JPH05266902A JPH05266902A JP6286292A JP6286292A JPH05266902A JP H05266902 A JPH05266902 A JP H05266902A JP 6286292 A JP6286292 A JP 6286292A JP 6286292 A JP6286292 A JP 6286292A JP H05266902 A JPH05266902 A JP H05266902A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 薄形素電池の製造を可能にするとともに、素
電池の歩留まりの向上を図るリチウム熱電池の製造法を
提供することを目的とする。 【構成】 負極，電解質層１４，正極活物質層１５の三
層一体で構成される素電池の製造法において、負極製作
時に生じた負極ケース１１の熱歪みによる変形を予め加
圧平面化したのち電解質層１４および正極合剤層１５を
形成した。これにより、負極上へ電解質の分散が均一か
つ容易となり、少量の電解質量で薄く均一な電解質層１
４を形成できるようになった。従って、薄い素電池の製
造が可能になるとともに、成形の失敗がなくなり、歩留
まりも向上する。
電池の歩留まりの向上を図るリチウム熱電池の製造法を
提供することを目的とする。 【構成】 負極，電解質層１４，正極活物質層１５の三
層一体で構成される素電池の製造法において、負極製作
時に生じた負極ケース１１の熱歪みによる変形を予め加
圧平面化したのち電解質層１４および正極合剤層１５を
形成した。これにより、負極上へ電解質の分散が均一か
つ容易となり、少量の電解質量で薄く均一な電解質層１
４を形成できるようになった。従って、薄い素電池の製
造が可能になるとともに、成形の失敗がなくなり、歩留
まりも向上する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、リチウム熱電池の製造
法に関する。
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】熱電池は、塩化カリウム−塩化リチウム
などの共融塩を電解質とする電池で、常温では電解質が
非電導性の固体であるため、電池としては不活性な状態
にあるが高温に加熱すると電解質が良好なイオン電導性
の溶融塩となり、電池として活性な状態となり、外部に
電力を供給し得るような性質の電池である。
などの共融塩を電解質とする電池で、常温では電解質が
非電導性の固体であるため、電池としては不活性な状態
にあるが高温に加熱すると電解質が良好なイオン電導性
の溶融塩となり、電池として活性な状態となり、外部に
電力を供給し得るような性質の電池である。
【０００３】この種の電池には貯蔵中の自己放電が実用
上皆無で、長期保存後においても製造直後と同様の放電
特性を発揮する。製造時に素電池加熱用の発熱剤を組み
込み、電池使用に際して発熱剤を作用させ、瞬時に電池
を活性化することができるので緊急の用途に便利であ
る。水溶液電解質では用いることのできないリチウムを
負極に用いているので素電池当たりの電圧を高め得る。
高温で作動させるため電極反応が進みやすく、高出力特
性を有するなどの特徴があることから、各種飛翔体，誘
導機器といった分野の電源として実用化されつつある。
上皆無で、長期保存後においても製造直後と同様の放電
特性を発揮する。製造時に素電池加熱用の発熱剤を組み
込み、電池使用に際して発熱剤を作用させ、瞬時に電池
を活性化することができるので緊急の用途に便利であ
る。水溶液電解質では用いることのできないリチウムを
負極に用いているので素電池当たりの電圧を高め得る。
高温で作動させるため電極反応が進みやすく、高出力特
性を有するなどの特徴があることから、各種飛翔体，誘
導機器といった分野の電源として実用化されつつある。
【０００４】以下に従来のリチウム熱電池の素電池製造
法を図３，図４および図５を用いて説明する。図３にお
いて、２１はニッケルメッキ鋼板からなる負極ケースで
ある。これに負極活物質であるリチウムフォイル２２を
張り付ける。これを成形型にセットして所定量の鉄粉２
３を加え約２ton／cm2の圧力で加圧し、成形型から取り
出す。次にアルゴンガス雰囲気中で約５００℃に加熱す
ることにより負極を形成する。その状態を図４に示す。
図４において２３ａは加熱により溶融したリチウムを含
浸した鉄粉層であり、２１は負極ケースである。
法を図３，図４および図５を用いて説明する。図３にお
いて、２１はニッケルメッキ鋼板からなる負極ケースで
ある。これに負極活物質であるリチウムフォイル２２を
張り付ける。これを成形型にセットして所定量の鉄粉２
３を加え約２ton／cm2の圧力で加圧し、成形型から取り
出す。次にアルゴンガス雰囲気中で約５００℃に加熱す
ることにより負極を形成する。その状態を図４に示す。
図４において２３ａは加熱により溶融したリチウムを含
浸した鉄粉層であり、２１は負極ケースである。
【０００５】これを再び成形型にセットし、図５に示す
ように塩化カリウム−塩化リチウムと酸化マグネシウム
からなる電解質材料を加え、約０．５ton／cm2で加圧し
電解質層４を形成する。さらにその上に二硫化鉄を主成
分とする正極活物質合剤を加え約２．５ton／cm2で加圧
成形して正極活物質層５を形成することにより、素電池
ができあがる。
ように塩化カリウム−塩化リチウムと酸化マグネシウム
からなる電解質材料を加え、約０．５ton／cm2で加圧し
電解質層４を形成する。さらにその上に二硫化鉄を主成
分とする正極活物質合剤を加え約２．５ton／cm2で加圧
成形して正極活物質層５を形成することにより、素電池
ができあがる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
素電池製造法では薄形の素電池を製作することが困難で
あり、仮に製作できたとしても著しく歩留まりが悪いと
いう問題があった。
素電池製造法では薄形の素電池を製作することが困難で
あり、仮に製作できたとしても著しく歩留まりが悪いと
いう問題があった。
【０００７】その原因は、負極ケース２１中にリチウム
フォイル２２を挿入し鉄粉２３を加えて加圧成形した
後、アルゴンガス雰囲気中で熱処理した際に、熱による
歪みで図４に示したように、負極ケース１が変形するこ
とにより、電解質層２４および正極活物質層２５を成形
するために成形型にセットした場合、平面の安定性が悪
くそのため電解質層２４の材料の均一分散が難しく、例
えば０．２mm以下の薄い層を形成することができない
か、できたとしても歩留まりが５０％以下と悪かった。
フォイル２２を挿入し鉄粉２３を加えて加圧成形した
後、アルゴンガス雰囲気中で熱処理した際に、熱による
歪みで図４に示したように、負極ケース１が変形するこ
とにより、電解質層２４および正極活物質層２５を成形
するために成形型にセットした場合、平面の安定性が悪
くそのため電解質層２４の材料の均一分散が難しく、例
えば０．２mm以下の薄い層を形成することができない
か、できたとしても歩留まりが５０％以下と悪かった。
【０００８】また電解質層２４の上面に形成する正極活
物質層２５においても電解質層２４の厚みむら，強度む
らの影響で薄い成形層を形成することが難しく従って、
電解質層２４の材料および正極活物質層２５の材料を多
く用いることによって、成形せざるを得なかった。その
ため、負極自体の厚みを加えると厚み、１．４〜１．５
mmの素電池しか得られなかった。
物質層２５においても電解質層２４の厚みむら，強度む
らの影響で薄い成形層を形成することが難しく従って、
電解質層２４の材料および正極活物質層２５の材料を多
く用いることによって、成形せざるを得なかった。その
ため、負極自体の厚みを加えると厚み、１．４〜１．５
mmの素電池しか得られなかった。
【０００９】本発明は、上記問題点を解決するためのも
のであり、熱処理による変形を除去することにより、薄
形素電池の製作と歩留まり向上を実現するリチウム熱電
池の製造法を提供することを目的とする。
のであり、熱処理による変形を除去することにより、薄
形素電池の製作と歩留まり向上を実現するリチウム熱電
池の製造法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
本発明のリチウム熱電池の製造法は、負極熱処理後の変
形した負極ケースの表面を平面化するために、電解質層
形成に先立って負極ケースを予圧するものである。
本発明のリチウム熱電池の製造法は、負極熱処理後の変
形した負極ケースの表面を平面化するために、電解質層
形成に先立って負極ケースを予圧するものである。
【００１１】
【作用】この製造法により負極ケースの変形を加圧によ
り修正し、表面を平面化した負極ケースを用いることに
より電解質層および正極活物質層の成形が容易になり、
それぞれの材料が少ない量で均一で薄い成形層が可能に
なり電池薄形化できることとなる。
り修正し、表面を平面化した負極ケースを用いることに
より電解質層および正極活物質層の成形が容易になり、
それぞれの材料が少ない量で均一で薄い成形層が可能に
なり電池薄形化できることとなる。
【００１２】
【実施例】以下本発明の一実施例の熱電池の製造法につ
いて図面を参照して詳細に説明する。
いて図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】図４において、１は素電池で、負極と電解
質層および正極活物質層の三層一体成形体であり、高温
に加熱されると発電する任意の数の素電池が直列に構成
されて全体として必要な電圧を発生する。
質層および正極活物質層の三層一体成形体であり、高温
に加熱されると発電する任意の数の素電池が直列に構成
されて全体として必要な電圧を発生する。
【００１４】２は発熱剤ペレットで、鉄粉末と過塩素酸
カリウムの混合物を成形したもので、発熱反応によって
素電池を加熱，発電させるために用いられる。
カリウムの混合物を成形したもので、発熱反応によって
素電池を加熱，発電させるために用いられる。
【００１５】３は点火具で、一対の起動端子４に瞬間、
約１Ａの電流を通じると火炎が発生し、導火帯５に着火
し、さらにこれを通じて発熱剤２に着火燃焼することに
よって素電池１を活性化するために備えられている。６
は出力端子で、素電池連結体の所定の位置に導出されて
いる。７は断熱層でマイカ，無機質ペーパなどの耐熱材
料で構成されており、素電池１の保温と素電池１の高温
が周囲物質に熱的損傷を与えることを防止するために備
えられている。８は外装で、金属ケースと蓋からなり、
その嵌め合い部で溶接された密閉構造をなしている。図
２において、１１は負極ケース、１３ａはリチウムを溶
融含浸した鉄粉成形層、１４は電解質層、１５は正極活
物質層である。次に従来の素電池との違いをさらに詳し
く説明する。
約１Ａの電流を通じると火炎が発生し、導火帯５に着火
し、さらにこれを通じて発熱剤２に着火燃焼することに
よって素電池１を活性化するために備えられている。６
は出力端子で、素電池連結体の所定の位置に導出されて
いる。７は断熱層でマイカ，無機質ペーパなどの耐熱材
料で構成されており、素電池１の保温と素電池１の高温
が周囲物質に熱的損傷を与えることを防止するために備
えられている。８は外装で、金属ケースと蓋からなり、
その嵌め合い部で溶接された密閉構造をなしている。図
２において、１１は負極ケース、１３ａはリチウムを溶
融含浸した鉄粉成形層、１４は電解質層、１５は正極活
物質層である。次に従来の素電池との違いをさらに詳し
く説明する。
【００１６】負極ケース２１に厚み０．１３mmのリチウ
ムフォイル２２を張り付ける。これを成形型にセット
し、１．６５ｇの鉄粉２３を加え治具を用いてほぼ平坦
にならし、上型を挿入して数回上型を回転した後、約２
ton／cm2で加圧成形する。これを成形型から取り出し、
アルゴンガス雰囲気中で５００℃に加熱する。これによ
り、リチウムが溶融して鉄粉成形層に含浸される。この
とき、負極ケース２１が変形する。ここまでの工程は、
従来例と同様であり、図３〜図４に示した通りである。
次にこれを負極予圧型にセットし、上型を挿入して０．
２〜１．０ton／mm2の圧力で加圧し負極ケース２１の変
形を取り除く。この工程を加えたことが本実施例の特徴
である。
ムフォイル２２を張り付ける。これを成形型にセット
し、１．６５ｇの鉄粉２３を加え治具を用いてほぼ平坦
にならし、上型を挿入して数回上型を回転した後、約２
ton／cm2で加圧成形する。これを成形型から取り出し、
アルゴンガス雰囲気中で５００℃に加熱する。これによ
り、リチウムが溶融して鉄粉成形層に含浸される。この
とき、負極ケース２１が変形する。ここまでの工程は、
従来例と同様であり、図３〜図４に示した通りである。
次にこれを負極予圧型にセットし、上型を挿入して０．
２〜１．０ton／mm2の圧力で加圧し負極ケース２１の変
形を取り除く。この工程を加えたことが本実施例の特徴
である。
【００１７】この負極ケース１１を成形型にセットし、
塩化カリウム−塩化リチウム共融塩を酸化マグネシウム
に溶融含浸した電解質層１４の材料を１．１５ｇ入れ、
治具を用いて予め平坦にならし、上型を挿入して数回、
型を回転した後、０．２〜１．０ton／cm2の圧力で予備
成形する。次に上型を取り除き、二硫化鉄を主成分とし
た正極活物質層１５の材料を１．４０ｇ入れ、治具を用
いて予め平坦にならし、上型を挿入して数回、型を回転
した後、２．０〜２．８ton／cm2の圧力で加圧成形す
る。これで素電池１が得られる。
塩化カリウム−塩化リチウム共融塩を酸化マグネシウム
に溶融含浸した電解質層１４の材料を１．１５ｇ入れ、
治具を用いて予め平坦にならし、上型を挿入して数回、
型を回転した後、０．２〜１．０ton／cm2の圧力で予備
成形する。次に上型を取り除き、二硫化鉄を主成分とし
た正極活物質層１５の材料を１．４０ｇ入れ、治具を用
いて予め平坦にならし、上型を挿入して数回、型を回転
した後、２．０〜２．８ton／cm2の圧力で加圧成形す
る。これで素電池１が得られる。
【００１８】この製造法により、負極の平面性が向上安
定したため、従来の約２分の１の量の電解質層１４の材
料で電解質層１４の均一分散および平坦化が可能とな
り、電解質層１４の厚みとして０．２mm以下とすること
ができるようになった。また電解質層１４が安定化した
ことにより、正極活物質層１５も従来の５０〜７５％の
量で成形が可能となり、素電池１枚当たり、０．４〜
０．５mm薄くなり、素電池１の厚みとして０．９〜１．
０mmとすることができた。また歩留まりも８５〜９５％
に向上した。
定したため、従来の約２分の１の量の電解質層１４の材
料で電解質層１４の均一分散および平坦化が可能とな
り、電解質層１４の厚みとして０．２mm以下とすること
ができるようになった。また電解質層１４が安定化した
ことにより、正極活物質層１５も従来の５０〜７５％の
量で成形が可能となり、素電池１枚当たり、０．４〜
０．５mm薄くなり、素電池１の厚みとして０．９〜１．
０mmとすることができた。また歩留まりも８５〜９５％
に向上した。
【００１９】
【発明の効果】以上の実施例の説明により明らかなよう
に本発明の熱電池の製造法によれば、素電池の薄形化に
よる、リチウム熱電池の薄形化と歩留まりの向上による
コストの低減に貢献できる。
に本発明の熱電池の製造法によれば、素電池の薄形化に
よる、リチウム熱電池の薄形化と歩留まりの向上による
コストの低減に貢献できる。
【図１】本発明の位置実施例のリチウム熱電池の全体構
成を示す縦断面図
成を示す縦断面図
【図２】同素電池の断面図
【図３】従来の負極のリチウム溶融含浸前の状態を示す
断面図
断面図
【図４】同リチウム溶融含浸後の状態を示す断面図
【図５】同素電池の断面図
１１ 負極ケース １３ａ リチウム含浸鉄粉層 １４ 電解質層 １５ 正極活物質層
Claims (2)
- 【請求項１】 リチウムを負極に用いるリチウム熱電池
の製造法であって、負極ケース中にリチウムシートを挿
入し、さらに鉄粉を加えて加圧成形した後、加熱溶融す
ることにより、リチウムを鉄粉の空隙に含浸後、加圧に
より変形した負極ケースの表面を平面化した後、その負
極ケース上に電解質層および正極活物質層を形成して素
電池を構成するリチウム熱電池の製造法。 - 【請求項２】 変形した負極ケースの表面を加圧平面化
する加圧力が０．２〜１．０ton／cm2である請求項１記
載のリチウム熱電池の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6286292A JPH05266902A (ja) | 1992-03-19 | 1992-03-19 | リチウム熱電池の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6286292A JPH05266902A (ja) | 1992-03-19 | 1992-03-19 | リチウム熱電池の製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05266902A true JPH05266902A (ja) | 1993-10-15 |
Family
ID=13212533
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6286292A Pending JPH05266902A (ja) | 1992-03-19 | 1992-03-19 | リチウム熱電池の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05266902A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104681776A (zh) * | 2015-02-03 | 2015-06-03 | 中国工程物理研究院电子工程研究所 | 一种基于浆料涂覆法制备薄型热电池加热粉片的方法 |
| JP2020524370A (ja) * | 2018-02-06 | 2020-08-13 | エルジー・ケム・リミテッド | バッテリーモジュール及びこれを含むバッテリーパック |
-
1992
- 1992-03-19 JP JP6286292A patent/JPH05266902A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104681776A (zh) * | 2015-02-03 | 2015-06-03 | 中国工程物理研究院电子工程研究所 | 一种基于浆料涂覆法制备薄型热电池加热粉片的方法 |
| JP2020524370A (ja) * | 2018-02-06 | 2020-08-13 | エルジー・ケム・リミテッド | バッテリーモジュール及びこれを含むバッテリーパック |
| US11777158B2 (en) | 2018-02-06 | 2023-10-03 | Lg Energy Solution, Ltd. | Battery module and battery pack including same |
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