JPH0763018B2 - 熱電池 - Google Patents
熱電池Info
- Publication number
- JPH0763018B2 JPH0763018B2 JP60278219A JP27821985A JPH0763018B2 JP H0763018 B2 JPH0763018 B2 JP H0763018B2 JP 60278219 A JP60278219 A JP 60278219A JP 27821985 A JP27821985 A JP 27821985A JP H0763018 B2 JPH0763018 B2 JP H0763018B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- heating agent
- agent layer
- negative electrode
- unit cell
- 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.)
- Expired - Lifetime
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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
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Primary Cells (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、熱電池に用いる加熱剤層の着火構造に関する
ものである。
ものである。
従来の技術 従来、熱電池はマグネシウムやカルシウムを負極材料と
して用いてきたが、近年リチウムおよびリチウム合金を
負極活物質とする新しいタイプのリチウム熱電池の研究
が盛んになってきている。この電池は高率放電特性に優
れ、かつ高エネルギー密度であるという点で、きわめて
優れた熱電地であるが、加熱剤層へ確実に着火させる点
で問題を有していた。
して用いてきたが、近年リチウムおよびリチウム合金を
負極活物質とする新しいタイプのリチウム熱電池の研究
が盛んになってきている。この電池は高率放電特性に優
れ、かつ高エネルギー密度であるという点で、きわめて
優れた熱電地であるが、加熱剤層へ確実に着火させる点
で問題を有していた。
従来の素電池構成を第３図により説明する。リチウムや
LiAl,LiSiなどのリチウム合金からなる負極活物質１を
負極カップ２内に配設した負極板３と、溶融塩を用いた
電解質層４と二硫化鉄を用いた正極合剤層５をそれぞれ
粉末成型して素電池とする。次に加熱剤層６は鉄粉と過
塩素酸カリウム粉末との混合粉体を加圧成型する。
LiAl,LiSiなどのリチウム合金からなる負極活物質１を
負極カップ２内に配設した負極板３と、溶融塩を用いた
電解質層４と二硫化鉄を用いた正極合剤層５をそれぞれ
粉末成型して素電池とする。次に加熱剤層６は鉄粉と過
塩素酸カリウム粉末との混合粉体を加圧成型する。
このようにして作られた素電池と加熱剤層は第３図のよ
うに交互に積層されたとき、負極板3,電解質層4,正極合
剤層5,加熱剤層６は同じ直径であるため、積層体外周部
は同一面となって、導火帯７と加熱剤層６との接触面
６′のみであって着火面が小さい構造となっている。
うに交互に積層されたとき、負極板3,電解質層4,正極合
剤層5,加熱剤層６は同じ直径であるため、積層体外周部
は同一面となって、導火帯７と加熱剤層６との接触面
６′のみであって着火面が小さい構造となっている。
発明が解決しようとする問題点 このような従来の構成によると、素電池と加熱剤層より
なる積層体と、その外周側面に配置された導火帯との関
係において、導火帯は加熱剤層の厚さ分しか接触してい
ないため、導火帯が燃焼したときもその熱は加熱剤層の
側壁の厚さ部分からしか与えられないことになり、着火
しにくく信頼性が悪いという問題点を有していた。
なる積層体と、その外周側面に配置された導火帯との関
係において、導火帯は加熱剤層の厚さ分しか接触してい
ないため、導火帯が燃焼したときもその熱は加熱剤層の
側壁の厚さ部分からしか与えられないことになり、着火
しにくく信頼性が悪いという問題点を有していた。
従って、従来は導火帯の使用量を増し、付与熱量を増加
して信頼性を確保していたため、導火帯と接触している
素電池の外周の１部分で異常過熱となり、着火の信頼性
はよくなるが、電池電圧の変動が生じるという現象があ
った。
して信頼性を確保していたため、導火帯と接触している
素電池の外周の１部分で異常過熱となり、着火の信頼性
はよくなるが、電池電圧の変動が生じるという現象があ
った。
本発明はこのような問題点を解決するため導火帯形成部
分の構造を改良することを目的とするものである。
分の構造を改良することを目的とするものである。
問題点を解決するための手段 この問題点を解決するために本発明は、負極板と加熱剤
層の直径を同径にし負極板および加熱剤層の直径に対し
て電解質層および正極合剤層の直径を小さくするととも
に、負極板と電解質層と正極合剤層とを同心円状に一体
層として素電池を構成しており、これによって素電池と
加熱剤層を交互に積層する際には素電池の負極板と加熱
剤層の外径の位置を合わせると左右対称形の凹部が形成
できるものである。そして、この凹部に導火帯が入り込
むよう配設することで、加熱剤層と導火帯の接触面積を
従来より広くするものである。
層の直径を同径にし負極板および加熱剤層の直径に対し
て電解質層および正極合剤層の直径を小さくするととも
に、負極板と電解質層と正極合剤層とを同心円状に一体
層として素電池を構成しており、これによって素電池と
加熱剤層を交互に積層する際には素電池の負極板と加熱
剤層の外径の位置を合わせると左右対称形の凹部が形成
できるものである。そして、この凹部に導火帯が入り込
むよう配設することで、加熱剤層と導火帯の接触面積を
従来より広くするものである。
作用 このような構造にすることにより、導火帯と加熱剤層と
の接触面は増加し、加熱剤層の厚み部分のほか、新たに
形成された凹部に面する加熱剤層部分が広くなる。この
ため導火帯の発生する燃焼熱が加熱剤層へ与える熱量は
導火帯と加熱剤層の接触面積が拡大したことから多くな
り、従って着火の信頼性は向上する。また、素電池は負
極板と電解質層と正極合剤層とを一体層として構成して
おり、素電池と加熱剤層を交互に積層する際には、素電
池の負極板の外径と加熱剤層の外径を合わせることによ
り素電池と加熱剤層の外周部分の位置を合わせることが
でき、加熱剤層の間で素電池が左右にずれることはな
い。
の接触面は増加し、加熱剤層の厚み部分のほか、新たに
形成された凹部に面する加熱剤層部分が広くなる。この
ため導火帯の発生する燃焼熱が加熱剤層へ与える熱量は
導火帯と加熱剤層の接触面積が拡大したことから多くな
り、従って着火の信頼性は向上する。また、素電池は負
極板と電解質層と正極合剤層とを一体層として構成して
おり、素電池と加熱剤層を交互に積層する際には、素電
池の負極板の外径と加熱剤層の外径を合わせることによ
り素電池と加熱剤層の外周部分の位置を合わせることが
でき、加熱剤層の間で素電池が左右にずれることはな
い。
そして、負極板と電解質層と正極合剤層を同心円状に一
体層とした素電池と加熱剤層によって左右対称形の凹部
を形成して加熱剤層の径方向の一部を露出させることが
でき、前記凹部内に導火帯を挿入することにより各加熱
剤層と導火帯との接触面積を左右で均一に拡大すること
ができる。したがって、各加熱剤層に導火帯から与える
熱量を左右で均一に拡大することができ、加熱剤層の燃
焼状態を良好にすることができる。一方、付随効果とし
て従来素電池は負極カップ側に凹状、正極合剤層に凸状
となるソリ返り現象がみられたが、本発明のような構成
にするとその現象が小さくなり、素電池を多層積層する
場合に作業性が非常に容易になる。
体層とした素電池と加熱剤層によって左右対称形の凹部
を形成して加熱剤層の径方向の一部を露出させることが
でき、前記凹部内に導火帯を挿入することにより各加熱
剤層と導火帯との接触面積を左右で均一に拡大すること
ができる。したがって、各加熱剤層に導火帯から与える
熱量を左右で均一に拡大することができ、加熱剤層の燃
焼状態を良好にすることができる。一方、付随効果とし
て従来素電池は負極カップ側に凹状、正極合剤層に凸状
となるソリ返り現象がみられたが、本発明のような構成
にするとその現象が小さくなり、素電池を多層積層する
場合に作業性が非常に容易になる。
実施例 以下、本発明の実施例について第１図，第２図を参照し
て説明する。
て説明する。
第１図は本発明における素電池と加熱剤層の部分拡大図
で、負極活物質１はリチウムシートと鉄粉又はLiAl,LiS
iなどのリチウム合金粉末からなり、ステンレス鋼，
鉄，ニッケル等からなる負極カップ２に秤取され、負極
カップの先端部分を内側にカシメた構造とし、加圧成型
にて強固な一体構造体に加工した負極板３である。
で、負極活物質１はリチウムシートと鉄粉又はLiAl,LiS
iなどのリチウム合金粉末からなり、ステンレス鋼，
鉄，ニッケル等からなる負極カップ２に秤取され、負極
カップの先端部分を内側にカシメた構造とし、加圧成型
にて強固な一体構造体に加工した負極板３である。
電解質層４は、代表的には塩化リチウムと塩化カリウム
との共融塩（43:57重量パーセント以下同じ）50％と酸
化マグネシウム50％を混合し、熱処理後造粒して負極板
３の負極活物質１側に粉体成型にて一体層とする。この
場合一例として直径30mmの負極板３を用いると、電解質
層成型時には直径29〜27mmの金型を用いて電解質層をつ
くり、負極板との間に0.5〜1.5mmの段差をつける。
との共融塩（43:57重量パーセント以下同じ）50％と酸
化マグネシウム50％を混合し、熱処理後造粒して負極板
３の負極活物質１側に粉体成型にて一体層とする。この
場合一例として直径30mmの負極板３を用いると、電解質
層成型時には直径29〜27mmの金型を用いて電解質層をつ
くり、負極板との間に0.5〜1.5mmの段差をつける。
正極合剤層５は、二硫化鉄を正極活物質とし前記溶融塩
と70:30％の割合で粉末混合して、更に電解質層４の上
から重ねて同径で粉体成型して一体層とする。
と70:30％の割合で粉末混合して、更に電解質層４の上
から重ねて同径で粉体成型して一体層とする。
加熱剤層６は、鉄粉88％と過塩素カリウム12％を粉末混
合し、約1ton/cm2で加圧成型し厚さ約0.5mm,直径30mmの
成型体をつくる。この加熱剤層の発熱量は220cal/gであ
り、正極合剤層と直接接触させ、加熱体でありかつ正極
の集電材としての機能を兼ねそなえている。
合し、約1ton/cm2で加圧成型し厚さ約0.5mm,直径30mmの
成型体をつくる。この加熱剤層の発熱量は220cal/gであ
り、正極合剤層と直接接触させ、加熱体でありかつ正極
の集電材としての機能を兼ねそなえている。
導火帯７は、ジルコニウム粉末とクロム酸バリウム粉末
とを無機繊維、たとえばアルミナ繊維と共にスラリー状
に混合し、シート状に塗着後乾燥して適切な幅に切断す
る。この導火帯は弾力性があり、素電池と加熱剤層とに
より形成した凹部すなわち、加熱剤層の厚み部分の接触
面６′と、電解質層４と正極合剤層５が小さくなること
によりできる接触面６″とまで入り込むことにより、導
火帯７と加熱剤層６との接触面積を拡大することができ
る。尚、導火帯７は各層の加熱剤層６へ着火させる役目
をするものである。
とを無機繊維、たとえばアルミナ繊維と共にスラリー状
に混合し、シート状に塗着後乾燥して適切な幅に切断す
る。この導火帯は弾力性があり、素電池と加熱剤層とに
より形成した凹部すなわち、加熱剤層の厚み部分の接触
面６′と、電解質層４と正極合剤層５が小さくなること
によりできる接触面６″とまで入り込むことにより、導
火帯７と加熱剤層６との接触面積を拡大することができ
る。尚、導火帯７は各層の加熱剤層６へ着火させる役目
をするものである。
第２図は本発明を用いた熱電池の全体構成図である。こ
の熱電池は負極板３と電解質層４と正極合剤層５を一体
層とした素電池と加熱剤層６とを交互に積層して構成し
ている。このとき、素電池と加熱剤層は、各加熱剤層の
外径部分の位置合わせを行う電池組立治具内に交互に挿
入されるが、本発明では、加熱剤層と素電池の負極板の
直径が同径であるとともに素電池において負極板と電解
質層と正極合剤層とが同心円状に一体層としているので
加熱剤層の間で素電池が左右にずれることはない。
の熱電池は負極板３と電解質層４と正極合剤層５を一体
層とした素電池と加熱剤層６とを交互に積層して構成し
ている。このとき、素電池と加熱剤層は、各加熱剤層の
外径部分の位置合わせを行う電池組立治具内に交互に挿
入されるが、本発明では、加熱剤層と素電池の負極板の
直径が同径であるとともに素電池において負極板と電解
質層と正極合剤層とが同心円状に一体層としているので
加熱剤層の間で素電池が左右にずれることはない。
したがって、素電池と加熱剤層によって左右対称の凹部
を形成することができ、導火帯を凹部内に入り込ませた
際には、導火帯と加熱剤層との接触面積を、加熱剤層の
厚み部分の接触面６′に加え電解質層と正極合剤層の径
が小さくなることによりできる加熱剤層の径方向の接触
面６″分だけ拡大することができる。８は点火器で外部
入力端子13からパルス電流を通じると火花を発し、導火
帯７に着火して各層の加熱剤層６を燃焼させる。この
時、電解質層は溶融して起電し、負極集電体９と正極集
電体11によって負，正極出力端子10,12から電力を取出
すことができる。14は外装ケース、15は外装蓋でそのは
め合い部を完全溶接し密閉構造とする。16は断熱材であ
る。
を形成することができ、導火帯を凹部内に入り込ませた
際には、導火帯と加熱剤層との接触面積を、加熱剤層の
厚み部分の接触面６′に加え電解質層と正極合剤層の径
が小さくなることによりできる加熱剤層の径方向の接触
面６″分だけ拡大することができる。８は点火器で外部
入力端子13からパルス電流を通じると火花を発し、導火
帯７に着火して各層の加熱剤層６を燃焼させる。この
時、電解質層は溶融して起電し、負極集電体９と正極集
電体11によって負，正極出力端子10,12から電力を取出
すことができる。14は外装ケース、15は外装蓋でそのは
め合い部を完全溶接し密閉構造とする。16は断熱材であ
る。
本発明の電池を用いて、導火帯の量と加熱剤層の着火の
信頼性を各々５個づつ調べた結果、下表に示すように優
れたものであった。
信頼性を各々５個づつ調べた結果、下表に示すように優
れたものであった。
上記の結果から、導火帯使用量1.0gでは本発明例および
従来例ともに全数着火するが、電圧変動が発生する。0.
8〜0.5gでも本発明例は全数着火するが、従来例ではそ
の信頼性が低下し、0.4gで全く着火しない。以上のよう
に、本発明の場合は電圧変動なくかつ確実に着火するこ
とが可能となった。
従来例ともに全数着火するが、電圧変動が発生する。0.
8〜0.5gでも本発明例は全数着火するが、従来例ではそ
の信頼性が低下し、0.4gで全く着火しない。以上のよう
に、本発明の場合は電圧変動なくかつ確実に着火するこ
とが可能となった。
発明の効果 以上のように負極板と加熱剤層の直径を同径にし負極板
および加熱剤層の直径に対して電解質層および正極合剤
層の直径を小さくするとともに負極板と電解質層と正極
合剤層とを同心円状に一体層として素電池を構成して素
電池と加熱剤層を交互に積層しているので素電池の負極
板と加熱剤層の外径の位置を合わせることによって左右
対称形に凹部を形成して加熱剤層の径方向の一部を露出
させるものである。
および加熱剤層の直径に対して電解質層および正極合剤
層の直径を小さくするとともに負極板と電解質層と正極
合剤層とを同心円状に一体層として素電池を構成して素
電池と加熱剤層を交互に積層しているので素電池の負極
板と加熱剤層の外径の位置を合わせることによって左右
対称形に凹部を形成して加熱剤層の径方向の一部を露出
させるものである。
そして、この凹部内に導火帯を入り込むように配するこ
とにより、各加熱剤層と導火帯との接触面積を左右対称
に均一に拡大することができる。
とにより、各加熱剤層と導火帯との接触面積を左右対称
に均一に拡大することができる。
したがって、各加熱剤層に導火帯から与える熱量を電池
の左右両側で均一に拡大することができ、加熱剤層の燃
焼状態を良好にして着火性に優れた熱電池を提供できる
ものである。
の左右両側で均一に拡大することができ、加熱剤層の燃
焼状態を良好にして着火性に優れた熱電池を提供できる
ものである。
第１図は本発明の素電池と加熱剤層の導火帯との関係を
示す部分拡大図、第２図は本発明の熱電池の全体構成
図、第３図は従来の素電池と加熱剤層と導火帯との関係
を示す部分拡大図である。 ３……負極板、４……電解質層、５……正極合剤層、６
……加熱剤層、７……導火帯。
示す部分拡大図、第２図は本発明の熱電池の全体構成
図、第３図は従来の素電池と加熱剤層と導火帯との関係
を示す部分拡大図である。 ３……負極板、４……電解質層、５……正極合剤層、６
……加熱剤層、７……導火帯。
Claims (1)
- 【請求項１】リチウムまたはその合金と負極カップから
なる負極板、溶融塩電解質と酸化マグネシウムからなる
電解質層および金属硫化物からなる正極合剤層で構成さ
れる素電池と、鉄粉および過塩素酸カリウムからなる加
熱剤層と、加熱剤層着火用の導火帯からなる熱電池であ
って、前記負極板と加熱剤層の直径を同径とし前記電解
質層および正極合剤層の直径を、前記負極板および加熱
剤層の直径より小さくするとともに負極板と電解質層と
正極合剤層とを同心円状に一体層としており、かつ素電
池と加熱剤層を交互に積層して素電池と加熱剤層によっ
て左右対称形の凹部を形成して、この凹部分で加熱剤層
の径方向の一部を露出させるとともに前記凹部内に入り
込むよう導火帯を配設したことを特徴とする熱電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60278219A JPH0763018B2 (ja) | 1985-12-11 | 1985-12-11 | 熱電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60278219A JPH0763018B2 (ja) | 1985-12-11 | 1985-12-11 | 熱電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62139269A JPS62139269A (ja) | 1987-06-22 |
| JPH0763018B2 true JPH0763018B2 (ja) | 1995-07-05 |
Family
ID=17594266
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60278219A Expired - Lifetime JPH0763018B2 (ja) | 1985-12-11 | 1985-12-11 | 熱電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0763018B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102263274A (zh) * | 2011-06-21 | 2011-11-30 | 中国电子科技集团公司第十八研究所 | 热电池分体式结构单体电池制备方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6142066U (ja) * | 1984-08-21 | 1986-03-18 | 日本電池株式会社 | 熱電池 |
-
1985
- 1985-12-11 JP JP60278219A patent/JPH0763018B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62139269A (ja) | 1987-06-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |