JPH05307966A - 熱電池 - Google Patents
熱電池Info
- Publication number
- JPH05307966A JPH05307966A JP13613592A JP13613592A JPH05307966A JP H05307966 A JPH05307966 A JP H05307966A JP 13613592 A JP13613592 A JP 13613592A JP 13613592 A JP13613592 A JP 13613592A JP H05307966 A JPH05307966 A JP H05307966A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuse
- ignition
- thermal battery
- ball
- battery
- 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)
- Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】熱電池の点火玉が短絡しても点火用電源に悪影
響を及ぼさないようにし、点火用端子に外部電源を接続
したままで使用することを可能とする。また、使用済み
の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、点火玉に外部からの電流を通電して活性化す
る熱電池において、点火玉と直列に電流制限用のヒュー
ズを接続した。
響を及ぼさないようにし、点火用端子に外部電源を接続
したままで使用することを可能とする。また、使用済み
の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、点火玉に外部からの電流を通電して活性化す
る熱電池において、点火玉と直列に電流制限用のヒュー
ズを接続した。
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、窒化ホウ素、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、窒化ホウ素、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、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。熱電池を使用する場合、内蔵された点火玉に外部
電源を接続して通電することにより、点火玉が発火し、
そのエネルギーで発熱剤の発熱反応が開始する。
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。熱電池を使用する場合、内蔵された点火玉に外部
電源を接続して通電することにより、点火玉が発火し、
そのエネルギーで発熱剤の発熱反応が開始する。
【０００９】一般に、点火玉は、白金やタングステン等
で作られた電橋と呼ばれるフィラメントと、チオシアン
酸鉛と塩素酸カリウムの混合物やDDNP（ジアゾジニトロ
フェノール）等の点火薬から構成されている。通常、点
火玉の発火に必要な電流は1Aであり、通電時間は10ミリ
・秒以下である。点火玉が発火するとフィラメントは焼
損し、点火回路の通電電流は自動的に切断される。
で作られた電橋と呼ばれるフィラメントと、チオシアン
酸鉛と塩素酸カリウムの混合物やDDNP（ジアゾジニトロ
フェノール）等の点火薬から構成されている。通常、点
火玉の発火に必要な電流は1Aであり、通電時間は10ミリ
・秒以下である。点火玉が発火するとフィラメントは焼
損し、点火回路の通電電流は自動的に切断される。
【００１０】しかしながら、熱電池に使用した点火玉
は、発火後に短絡状態を示すことがあった。導火薬や発
熱剤の燃焼にともなう衝撃で、燃焼した点火玉の先端が
接触したためである。
は、発火後に短絡状態を示すことがあった。導火薬や発
熱剤の燃焼にともなう衝撃で、燃焼した点火玉の先端が
接触したためである。
【００１１】点火玉の電力は外部回路より供給されるた
め、点火回路が切断されないと、点火回路に電力を供給
するリード線に過剰な電流が流れて発熱したり、外部回
路に悪影響を及ぼしたりした。特に熱電池が主電源の補
助電源として用いられている場合に影響が大きかった。
すなわち、主電源と熱電池は並列に接続されており、主
電源からの電力で点火玉を点火する場合、点火回路が自
動的に切断されないと、熱電池からの発生電流も点火回
路に流れ込み、短絡状態となることがあった。
め、点火回路が切断されないと、点火回路に電力を供給
するリード線に過剰な電流が流れて発熱したり、外部回
路に悪影響を及ぼしたりした。特に熱電池が主電源の補
助電源として用いられている場合に影響が大きかった。
すなわち、主電源と熱電池は並列に接続されており、主
電源からの電力で点火玉を点火する場合、点火回路が自
動的に切断されないと、熱電池からの発生電流も点火回
路に流れ込み、短絡状態となることがあった。
【００１２】点火玉用の端子と熱電池の出力端子を兼ね
た端子構成の場合はさらに重大な結果を引き起こす。点
火用の電源の電圧と熱電池の電圧が同じ場合、点火用の
端子と出力端子を共通に使用することができる。熱電池
の活性化前は、発電部は絶縁状態であり、起電力はな
く、点火玉用の電流はすべて点火玉に供給される。ま
た、活性化後は、点火玉が発火して絶縁状態に変わるの
で、発生した電流はすべて端子から外部へ供給される。
しかしながら、活性化後に点火玉が短絡すると、端子部
での内部短絡であり、きわめて危険であった。
た端子構成の場合はさらに重大な結果を引き起こす。点
火用の電源の電圧と熱電池の電圧が同じ場合、点火用の
端子と出力端子を共通に使用することができる。熱電池
の活性化前は、発電部は絶縁状態であり、起電力はな
く、点火玉用の電流はすべて点火玉に供給される。ま
た、活性化後は、点火玉が発火して絶縁状態に変わるの
で、発生した電流はすべて端子から外部へ供給される。
しかしながら、活性化後に点火玉が短絡すると、端子部
での内部短絡であり、きわめて危険であった。
【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、点火玉に外
部からの電流を通電して活性化する熱電池において、点
火玉と直列に電流制限用のヒューズを接続したことを特
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、点火玉に外
部からの電流を通電して活性化する熱電池において、点
火玉と直列に電流制限用のヒューズを接続したことを特
徴とするものである。
【００１４】
【作用】一般に、通電された点火玉は10ミリ・秒以下で
発火する。一方、ヒューズは作動条件の設定により、10
ミリ・秒から数秒の範囲で、切断までの時間を変化させ
ることができる。また、熱電池の活性化による電圧の立
ち上がり時間は50ミリ・秒から数秒の間である。点火玉
と直列に電流制限用のヒューズを接続することにより、
点火玉が短絡した場合、直ちにヒューズが作動して、点
火回路を切断する。ヒューズの作動条件を選定すること
により、熱電池の起電力の立ち上がり前に、ヒューズを
作動させることが可能である。
発火する。一方、ヒューズは作動条件の設定により、10
ミリ・秒から数秒の範囲で、切断までの時間を変化させ
ることができる。また、熱電池の活性化による電圧の立
ち上がり時間は50ミリ・秒から数秒の間である。点火玉
と直列に電流制限用のヒューズを接続することにより、
点火玉が短絡した場合、直ちにヒューズが作動して、点
火回路を切断する。ヒューズの作動条件を選定すること
により、熱電池の起電力の立ち上がり前に、ヒューズを
作動させることが可能である。
【００１５】
【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は負極端子である。６は熱電池を活性化するための点
火玉で、７は点火玉と直列に接続されたヒューズ、８は
点火用端子である。点火用端子８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。９は断熱材、１０は容器であ
り、熱電池内部を保温している。
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は負極端子である。６は熱電池を活性化するための点
火玉で、７は点火玉と直列に接続されたヒューズ、８は
点火用端子である。点火用端子８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。９は断熱材、１０は容器であ
り、熱電池内部を保温している。
【００１６】点火玉６の抵抗は、約0.6 Ωであり、1Aの
電流を通電することにより発火するものである。ヒュー
ズ７は1Aの通電により、100 ミリ・秒で回路を切断する
ものを使用した。
電流を通電することにより発火するものである。ヒュー
ズ７は1Aの通電により、100 ミリ・秒で回路を切断する
ものを使用した。
【００１７】本発明電池20個について、活性化試験を行
った。点火用端子に、10V の外部電源を接続し、活性化
した。点火用端子に通電後、約0.3 秒で正極端子と負極
端子間の電圧は28V となり、熱電池が活性化された。活
性化後、点火用端子間はすべて開路状態となっており、
本発明が効果的に作動したことが示された。試験終了
後、熱電池を解体して点火玉とヒューズを調べたとこ
ろ、4 個の熱電池について、点火玉の先端が短絡してお
り、ヒューズが作動しているのが確認された。
った。点火用端子に、10V の外部電源を接続し、活性化
した。点火用端子に通電後、約0.3 秒で正極端子と負極
端子間の電圧は28V となり、熱電池が活性化された。活
性化後、点火用端子間はすべて開路状態となっており、
本発明が効果的に作動したことが示された。試験終了
後、熱電池を解体して点火玉とヒューズを調べたとこ
ろ、4 個の熱電池について、点火玉の先端が短絡してお
り、ヒューズが作動しているのが確認された。
【００１８】
【発明の効果】本発明によれば、点火玉が短絡しても、
ヒューズが作動して点火回路を確実に切断するために、
点火用電源に悪影響を及ぼすことはなくなった。このこ
とから、点火用端子に外部電源を接続したままで使用す
ることが可能であり、点火用端子と出力用の電極端子を
兼ねることも可能となった。また、従来、使用済みの熱
電池の確認は容易でなかったが、本発明熱電池は、活性
化後に確実に点火用の端子が非導通となるために、使用
の有無の判別が容易となる効果もある。
ヒューズが作動して点火回路を確実に切断するために、
点火用電源に悪影響を及ぼすことはなくなった。このこ
とから、点火用端子に外部電源を接続したままで使用す
ることが可能であり、点火用端子と出力用の電極端子を
兼ねることも可能となった。また、従来、使用済みの熱
電池の確認は容易でなかったが、本発明熱電池は、活性
化後に確実に点火用の端子が非導通となるために、使用
の有無の判別が容易となる効果もある。
【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 ヒューズ ８ 点火用端子 ９ 断熱材 １０ 容器
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、点火玉に外部からの電流を通電して活性
化する熱電池において、点火玉と直列に電流制限用のヒ
ューズを接続したことを特徴とする熱電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13613592A JP2848120B2 (ja) | 1992-04-28 | 1992-04-28 | 熱電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13613592A JP2848120B2 (ja) | 1992-04-28 | 1992-04-28 | 熱電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05307966A true JPH05307966A (ja) | 1993-11-19 |
| JP2848120B2 JP2848120B2 (ja) | 1999-01-20 |
Family
ID=15168129
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13613592A Expired - Fee Related JP2848120B2 (ja) | 1992-04-28 | 1992-04-28 | 熱電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2848120B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009158237A (ja) * | 2007-12-26 | 2009-07-16 | Panasonic Corp | 熱電池 |
| CN110993878A (zh) * | 2019-11-15 | 2020-04-10 | 上海空间电源研究所 | 一种具有力学缓冲功能的防漏电绝缘卡环 |
-
1992
- 1992-04-28 JP JP13613592A patent/JP2848120B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009158237A (ja) * | 2007-12-26 | 2009-07-16 | Panasonic Corp | 熱電池 |
| CN110993878A (zh) * | 2019-11-15 | 2020-04-10 | 上海空间电源研究所 | 一种具有力学缓冲功能的防漏电绝缘卡环 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2848120B2 (ja) | 1999-01-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 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 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |