JPH0554224B2 - - Google Patents
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- JPH0554224B2 JPH0554224B2 JP59086971A JP8697184A JPH0554224B2 JP H0554224 B2 JPH0554224 B2 JP H0554224B2 JP 59086971 A JP59086971 A JP 59086971A JP 8697184 A JP8697184 A JP 8697184A JP H0554224 B2 JPH0554224 B2 JP H0554224B2
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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)
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- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Primary Cells (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はリチウム合金を負極に用いるリチウム
系熱電池に関するもので、電池作動時の自己放電
がなく、高温作動の可能な熱電池を提供するもの
である。
系熱電池に関するもので、電池作動時の自己放電
がなく、高温作動の可能な熱電池を提供するもの
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。
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。
熱電池は発熱剤を内部に保持しており、その発
熱剤に点火することにより、電池内部を作動温度
まで瞬時に加熱して活性化させる。電池の発電部
は断熱材により断熱保温されており、電池作動温
度に長時間保たれている。
熱剤に点火することにより、電池内部を作動温度
まで瞬時に加熱して活性化させる。電池の発電部
は断熱材により断熱保温されており、電池作動温
度に長時間保たれている。
従来、電池内部を保温するための断熱材として
アスベストやガラス繊維およびセラミツク繊維等
が用いられている。このような断熱材は軽量で安
価な保温材料であるが、リチウム合金を負極に用
いるリチウム系熱電池には好ましくないことが判
明した。すなわち、従来の断熱材はシリカ
（SiO2）やアルミナ（Al2O3）等を主成分とする
ものであるが、このような成分は高温度において
リチウム合金中のリチウムと容易に反応し、還元
されることが明らかとなつた。還元されたこれら
の断熱材は、一般に黒く変色し、導電性を示すよ
うになつた。断熱材が導電性を帯びると、電池が
自己放電して放電容量が減少したり、電圧変動の
原因や、甚だしい場合は、内部短絡の原因となつ
たりした。このような現象は、従来のカルシウム
やマグネシウムを負極に用いた熱電池では認めら
れなかつたものであり、リチウムの高活性に起因
するものと思われる。
アスベストやガラス繊維およびセラミツク繊維等
が用いられている。このような断熱材は軽量で安
価な保温材料であるが、リチウム合金を負極に用
いるリチウム系熱電池には好ましくないことが判
明した。すなわち、従来の断熱材はシリカ
（SiO2）やアルミナ（Al2O3）等を主成分とする
ものであるが、このような成分は高温度において
リチウム合金中のリチウムと容易に反応し、還元
されることが明らかとなつた。還元されたこれら
の断熱材は、一般に黒く変色し、導電性を示すよ
うになつた。断熱材が導電性を帯びると、電池が
自己放電して放電容量が減少したり、電圧変動の
原因や、甚だしい場合は、内部短絡の原因となつ
たりした。このような現象は、従来のカルシウム
やマグネシウムを負極に用いた熱電池では認めら
れなかつたものであり、リチウムの高活性に起因
するものと思われる。
本発明はこのような欠点を改良するものであ
り、リチウム合金を負極に用いるリチウム系熱電
池において、断熱材としてジルコニア（ZrO2）
繊維を用いることを特徴とするものである。ジル
コニアはリチウム−アルミニウム合金、リチウム
−ケイ素合金、リチウム−ホウ素合金等のリチウ
ム合金に対して安定であり、織布あるいはフエル
ト状とすることにより、保温性も向上し、熱電池
の断熱材として最適なものとなつた。なお、ここ
で述べるジルコニア繊維は、10パーセント前後の
イツトリア（Y2O3）やカルシア（CaO）を添加
して安定化したものも含むものである。
り、リチウム合金を負極に用いるリチウム系熱電
池において、断熱材としてジルコニア（ZrO2）
繊維を用いることを特徴とするものである。ジル
コニアはリチウム−アルミニウム合金、リチウム
−ケイ素合金、リチウム−ホウ素合金等のリチウ
ム合金に対して安定であり、織布あるいはフエル
ト状とすることにより、保温性も向上し、熱電池
の断熱材として最適なものとなつた。なお、ここ
で述べるジルコニア繊維は、10パーセント前後の
イツトリア（Y2O3）やカルシア（CaO）を添加
して安定化したものも含むものである。
以下、その実施例について説明する。
第１図は本発明熱電池の断面図である。図にお
いて、１は積層電池を構成する素電池である。素
電池１は負極層と電解質層と正極層との三層より
なるペレツトであり、発熱剤２と交互に積層され
ている。３は負極端子、４は正極端子である。５
は点火具であり、点火用端子６に瞬間電流を流す
と点火具５が発火し、発熱剤２に着火して電池が
活性化される。７は電池を断熱保温するための断
熱材であり、ジルコニア繊維を使用した。８は電
池容器であり、電池内を気密に保つている。
いて、１は積層電池を構成する素電池である。素
電池１は負極層と電解質層と正極層との三層より
なるペレツトであり、発熱剤２と交互に積層され
ている。３は負極端子、４は正極端子である。５
は点火具であり、点火用端子６に瞬間電流を流す
と点火具５が発火し、発熱剤２に着火して電池が
活性化される。７は電池を断熱保温するための断
熱材であり、ジルコニア繊維を使用した。８は電
池容器であり、電池内を気密に保つている。
直径54mm、厚さ1.05mmの三層ペレツトよりなる
素電池16枚を、FeとKClO4との混合物よりなる
発熱剤と交互に積層して積層電池を構成した。素
電池の負極層はリチウム−アルミニウム合金0.75
ｇ、電解質層はLiCl−KCl共晶塩と酸化マグネシ
ウム粉末の混合物２ｇ、正極層は二硫化鉄を主成
分とする混合物1.5ｇから構成されている。
素電池16枚を、FeとKClO4との混合物よりなる
発熱剤と交互に積層して積層電池を構成した。素
電池の負極層はリチウム−アルミニウム合金0.75
ｇ、電解質層はLiCl−KCl共晶塩と酸化マグネシ
ウム粉末の混合物２ｇ、正極層は二硫化鉄を主成
分とする混合物1.5ｇから構成されている。
第２図は本発明実施電池Ａと、従来電池Ｂとを
環境温度80℃のもとで活性化させ、10Aの電流で
放電した時の端子電圧の変化を示したものであ
る。熱電池は、一般に−55℃〜80℃と広い温度範
囲で使用可能であるが、本発明の効果をより明ら
かにするために高温度で比較した。高温度ほど負
極のリチウム合金の活性が増し、反応しやすくな
つた。
環境温度80℃のもとで活性化させ、10Aの電流で
放電した時の端子電圧の変化を示したものであ
る。熱電池は、一般に−55℃〜80℃と広い温度範
囲で使用可能であるが、本発明の効果をより明ら
かにするために高温度で比較した。高温度ほど負
極のリチウム合金の活性が増し、反応しやすくな
つた。
本発明実施電池Ａは、断熱材として繊維径約３
ミクロンのジルコニアフエルト（米国、
ZIRCAR PRODUCTS社製）を使用した。従来
電池Ｂは断熱材として、セラミツク繊維であるフ
アイバーフラツクス（東芝モノフラツクス(株)製）
を使用したものである。フアイバーフラツクスは
アルミナとシリカを主成分とするセラミツクス繊
維で、断熱材として開発されたものである。従来
電池Ｂは内部短絡現象が認められ、放電電圧、放
電容量ともに低下した。放電試験後、電池を解体
したところ、従来電池Ｂの断熱材は、素電池との
接触部分が黒く変色し、一部溶融しているのが観
察された。また変色した断熱材は導電性を示すこ
とが認められた。これはセラミツクス繊維が高温
度で負極のリチウム合金により還元されたことに
よるものであり、内部短絡の原因となつている。
本発明実施電池Ａには自己放電や内部短絡現象は
なく、また断熱材として使用したジルコニア繊維
の変化も認められなかつた。
ミクロンのジルコニアフエルト（米国、
ZIRCAR PRODUCTS社製）を使用した。従来
電池Ｂは断熱材として、セラミツク繊維であるフ
アイバーフラツクス（東芝モノフラツクス(株)製）
を使用したものである。フアイバーフラツクスは
アルミナとシリカを主成分とするセラミツクス繊
維で、断熱材として開発されたものである。従来
電池Ｂは内部短絡現象が認められ、放電電圧、放
電容量ともに低下した。放電試験後、電池を解体
したところ、従来電池Ｂの断熱材は、素電池との
接触部分が黒く変色し、一部溶融しているのが観
察された。また変色した断熱材は導電性を示すこ
とが認められた。これはセラミツクス繊維が高温
度で負極のリチウム合金により還元されたことに
よるものであり、内部短絡の原因となつている。
本発明実施電池Ａには自己放電や内部短絡現象は
なく、また断熱材として使用したジルコニア繊維
の変化も認められなかつた。
以上のように断熱材としてジルコニア繊維を用
いることにより、高温においても安定な熱電池を
得ることが可能となつた。なお、断熱材として全
てジルコニア繊維を用いる必要はなく、少なくと
も素電池と接する部分にのみ用いれば、その効果
が期待できる。
いることにより、高温においても安定な熱電池を
得ることが可能となつた。なお、断熱材として全
てジルコニア繊維を用いる必要はなく、少なくと
も素電池と接する部分にのみ用いれば、その効果
が期待できる。
第１図は本発明実施電池の断面図、第２図は本
発明実施電池と従来電池の比較を示す放電特性図
である。 １……素電池、２……発熱剤、７……断熱材、
８……電池容器、Ａ……本発明電池、Ｂ……従来
電池。
発明実施電池と従来電池の比較を示す放電特性図
である。 １……素電池、２……発熱剤、７……断熱材、
８……電池容器、Ａ……本発明電池、Ｂ……従来
電池。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ リチウム合金を負極に用いるリチウム系熱電
池において、 少なくともリチウム合金と接する部分の断熱材
として、ジルコニア繊維を用いることを特徴とす
る熱電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8697184A JPS60230363A (ja) | 1984-04-27 | 1984-04-27 | 熱電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8697184A JPS60230363A (ja) | 1984-04-27 | 1984-04-27 | 熱電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60230363A JPS60230363A (ja) | 1985-11-15 |
| JPH0554224B2 true JPH0554224B2 (ja) | 1993-08-12 |
Family
ID=13901756
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8697184A Granted JPS60230363A (ja) | 1984-04-27 | 1984-04-27 | 熱電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60230363A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100601554B1 (ko) * | 2004-09-22 | 2006-07-19 | 삼성에스디아이 주식회사 | 리튬 이차전지 |
| US20170179445A1 (en) * | 2015-12-22 | 2017-06-22 | Raytheon Company | Thermal and electrical insulation coating for use in thermal battery casings |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5756521A (en) * | 1980-09-16 | 1982-04-05 | Onoda Cement Co Ltd | Preparation of heat-resistant k2-tio-zro crystalline fiber |
-
1984
- 1984-04-27 JP JP8697184A patent/JPS60230363A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5756521A (en) * | 1980-09-16 | 1982-04-05 | Onoda Cement Co Ltd | Preparation of heat-resistant k2-tio-zro crystalline fiber |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60230363A (ja) | 1985-11-15 |
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