JPH0763019B2 - 熱電池 - Google Patents
熱電池Info
- Publication number
- JPH0763019B2 JPH0763019B2 JP62212090A JP21209087A JPH0763019B2 JP H0763019 B2 JPH0763019 B2 JP H0763019B2 JP 62212090 A JP62212090 A JP 62212090A JP 21209087 A JP21209087 A JP 21209087A JP H0763019 B2 JPH0763019 B2 JP H0763019B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- negative electrode
- agent
- thermal battery
- ignition
- 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
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/06—Electrodes for primary cells
-
- 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
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はリチウムおよびリチウム合金を負極とした熱電
池に関するものである。
池に関するものである。
従来の技術 熱電池は常温では不活性であるが、高温に加熱する事に
よって活性となり、外部へ電力を供給しうるようになる
電池で貯蔵型電池の一種である。従って貯蔵寿命は極め
て良好であり、５〜10年間の貯蔵後も製造直後と何ら特
性上変ることなく使用できる。また、高温で作動させる
ために電極反応が進み易く分極も少ないので大出力の放
電にもよく耐えること、使用時には起動信号を入れると
瞬時に電圧発生する等の特長を有しているので緊急用電
源として用いられている。
よって活性となり、外部へ電力を供給しうるようになる
電池で貯蔵型電池の一種である。従って貯蔵寿命は極め
て良好であり、５〜10年間の貯蔵後も製造直後と何ら特
性上変ることなく使用できる。また、高温で作動させる
ために電極反応が進み易く分極も少ないので大出力の放
電にもよく耐えること、使用時には起動信号を入れると
瞬時に電圧発生する等の特長を有しているので緊急用電
源として用いられている。
熱電池の起動方式には大別して導火帯方式（フューズス
トリップ方式）と、火導孔方式（センターホール方式）
の２種類の方式がある。前者の導火帯方式は複数の素電
池と発熱剤を交互に積み重ねて構成した積層体の外周側
面に導火帯を密着して配設し、積層体外周から着火して
中心部へ燃焼伝播させていく方式であり、後者の火導孔
方式とは中心に開孔を有する素電池と発熱剤を積層して
形成された積層体中心部の火導孔から着火して中心部か
ら外周部へと燃焼伝播させていく方式である。
トリップ方式）と、火導孔方式（センターホール方式）
の２種類の方式がある。前者の導火帯方式は複数の素電
池と発熱剤を交互に積み重ねて構成した積層体の外周側
面に導火帯を密着して配設し、積層体外周から着火して
中心部へ燃焼伝播させていく方式であり、後者の火導孔
方式とは中心に開孔を有する素電池と発熱剤を積層して
形成された積層体中心部の火導孔から着火して中心部か
ら外周部へと燃焼伝播させていく方式である。
火導孔方式には更に２種類があり、１つは火導孔に露出
する発熱剤の一部分に点火器の火炎で直接的に着火させ
る方式であり、他の１つは火導孔内に前述の導火帯に相
当する着火剤を充填して、点火器の火炎で着火剤を燃焼
させ更に発熱剤に着火燃焼させる方式である。
する発熱剤の一部分に点火器の火炎で直接的に着火させ
る方式であり、他の１つは火導孔内に前述の導火帯に相
当する着火剤を充填して、点火器の火炎で着火剤を燃焼
させ更に発熱剤に着火燃焼させる方式である。
本発明は起動信号を入れてから規定電圧に到達するまで
の時間（電圧立ち上がり時間）を早める効果がある火導
孔方式の火導孔内に着火剤を充填する熱電池に関するも
のであり、特に負極にリチウムおよびリチウム合金を負
極活物質として使用する熱電池の改良を目的としたもの
である。
の時間（電圧立ち上がり時間）を早める効果がある火導
孔方式の火導孔内に着火剤を充填する熱電池に関するも
のであり、特に負極にリチウムおよびリチウム合金を負
極活物質として使用する熱電池の改良を目的としたもの
である。
従来、前述方式の負極は第４図のような構成であった。
第４図ａはLi合金を用いた負極の構成例であり、１はLi
とAlの合金（Li含有率24％）粉末（Li−Alと以下表示す
る）を加圧成型したLi合金負極層、２は開孔部、３は負
極層１の開孔部２に露出した負極露出部である。第４図
ｂは純Liを用いた負極の構成例であり、４は純Liを鉄粉
などの保持機で流動性を抑制した（Li含有率15％）シー
トを打抜加工した純Li負極層、５は純Li負極層４を収納
する負極カップであり、前述の場合と同様に開孔部２、
負極露出部３を有している。
とAlの合金（Li含有率24％）粉末（Li−Alと以下表示す
る）を加圧成型したLi合金負極層、２は開孔部、３は負
極層１の開孔部２に露出した負極露出部である。第４図
ｂは純Liを用いた負極の構成例であり、４は純Liを鉄粉
などの保持機で流動性を抑制した（Li含有率15％）シー
トを打抜加工した純Li負極層、５は純Li負極層４を収納
する負極カップであり、前述の場合と同様に開孔部２、
負極露出部３を有している。
発明が解決しようとする問題点 上記第４図の素電池を用い火導孔に着火剤を充填した火
導孔方式の熱電池では、着火剤の燃焼炎および反応残渣
が負極露出部３を直接的に攻撃するために過度の高温に
なったり、副反応を起こしたりする。このため第４図ａ
の例ではLi合金負極の融点以上（約690℃）となって開
孔部２で溶融短絡を発生しやすくなり、第４図ｂの例で
は電解質層の分離機能が劣化して自己放電を助長させ放
電寿命低下の原因となっていた。
導孔方式の熱電池では、着火剤の燃焼炎および反応残渣
が負極露出部３を直接的に攻撃するために過度の高温に
なったり、副反応を起こしたりする。このため第４図ａ
の例ではLi合金負極の融点以上（約690℃）となって開
孔部２で溶融短絡を発生しやすくなり、第４図ｂの例で
は電解質層の分離機能が劣化して自己放電を助長させ放
電寿命低下の原因となっていた。
本発明は、上記のような従来の問題点を解消し、火導孔
内に着火剤を充填した構造の熱電池においても、着火剤
の燃焼熱の影響を受けることなく、高速の電位立上がり
時間が得られ、かつ放電性能にも全く悪影響を及ぼさな
いリチウムおよびリチウム合金負極を有する熱電池を提
供することを目的とする。
内に着火剤を充填した構造の熱電池においても、着火剤
の燃焼熱の影響を受けることなく、高速の電位立上がり
時間が得られ、かつ放電性能にも全く悪影響を及ぼさな
いリチウムおよびリチウム合金負極を有する熱電池を提
供することを目的とする。
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本発明は、リチウムおよびリ
チウム合金負極層の開孔部に金属製ハトメリングを挿入
し、伸びフランジ部が生じる様に押広ろげて一体化構造
としたものである。
チウム合金負極層の開孔部に金属製ハトメリングを挿入
し、伸びフランジ部が生じる様に押広ろげて一体化構造
としたものである。
作用 この構成によれば、負極開孔部に生じる負極露出部が断
面形状をフランジ状に形成したハトメリングにより目隠
しされた構造となって、火導孔内に充填した着火剤の燃
焼の悪影響を受けることなく、高速に電圧を立ち上げる
ことが出来る。従って、電圧立上がり中に不安定な電圧
挙動を示すこと無く、スムーズな電圧上昇カーブを得る
ことができ、前述のようにLi合金負極に生じた溶融短絡
の危険や、純Li負極に生じた放電寿命の低下をきたすと
いうこともなくなる。
面形状をフランジ状に形成したハトメリングにより目隠
しされた構造となって、火導孔内に充填した着火剤の燃
焼の悪影響を受けることなく、高速に電圧を立ち上げる
ことが出来る。従って、電圧立上がり中に不安定な電圧
挙動を示すこと無く、スムーズな電圧上昇カーブを得る
ことができ、前述のようにLi合金負極に生じた溶融短絡
の危険や、純Li負極に生じた放電寿命の低下をきたすと
いうこともなくなる。
実施例 以下本発明の実施例を第１図から第３図までを参照して
説明する。
説明する。
第１図は負極構造図を示す。図において、ａはLi−Al合
金やLi−Si合金等の粉末リチウム合金からなる厚さ0.5m
mの加圧成型Li合金負極層１に鉄，ニッケル，ステンレ
ス鋼等からなるハトメリング６を取付け、その断面形状
をフランジ状に形成して負極露出部３を覆い、開孔部２
への露出を防止した構造である。ｂは純Liを溶融しその
中に比表面積の大きな鉄粉を混合撹拌しながら均一混合
物とした後、冷却してインゴットとしその後シート化し
た純Li、負極層４、負極４の入れ物の負極カップおよび
断面形状をフランジ状に形成したハトメリング６により
構成された露出部３を防止した純Li負極である。ｃはｂ
の類似構造図である。
金やLi−Si合金等の粉末リチウム合金からなる厚さ0.5m
mの加圧成型Li合金負極層１に鉄，ニッケル，ステンレ
ス鋼等からなるハトメリング６を取付け、その断面形状
をフランジ状に形成して負極露出部３を覆い、開孔部２
への露出を防止した構造である。ｂは純Liを溶融しその
中に比表面積の大きな鉄粉を混合撹拌しながら均一混合
物とした後、冷却してインゴットとしその後シート化し
た純Li、負極層４、負極４の入れ物の負極カップおよび
断面形状をフランジ状に形成したハトメリング６により
構成された露出部３を防止した純Li負極である。ｃはｂ
の類似構造図である。
第２図は上記第１図ｂの純Li負極を用いた素電池の構造
図である。７は塩化リチウム−塩化カリウム共融塩（融
点352℃）50部を酸化マグネシウム50部に吸着固定化処
理した厚さ0.35mmの加圧成型された電解質層、８は二硫
化鉄と前述の共融塩と二酸化硅素の混合物を0.45mmに同
じく加圧成型して得た正極層である。このように構成さ
れた素電池は中心部に共通の開孔部２を有した負極層，
電解質層，正極層三層一体の厚さ1.3mmの素電池とな
る。
図である。７は塩化リチウム−塩化カリウム共融塩（融
点352℃）50部を酸化マグネシウム50部に吸着固定化処
理した厚さ0.35mmの加圧成型された電解質層、８は二硫
化鉄と前述の共融塩と二酸化硅素の混合物を0.45mmに同
じく加圧成型して得た正極層である。このように構成さ
れた素電池は中心部に共通の開孔部２を有した負極層，
電解質層，正極層三層一体の厚さ1.3mmの素電池とな
る。
第３図は火導孔に着火剤を充填した積層型熱電池の断面
構造図である。図中９は第２図に示した開孔部２を有す
る素電池、10は過塩素酸カリウムを主剤とする開孔部を
有する粉末成型で得られた発熱剤、11は素電池および発
熱剤を交互に積層して形成された火導孔であり、12は火
導孔内に充填されたジルコニウム−クロム酸バリウム−
無機質繊維からなる着火剤である。13は電気式点火器で
そのリード線は一対の起動端子14,15に接続されてい
る。16,17は積層電池の一対の電力用出力端子、18は積
層体の周囲に配置された断熱材、19はハーメチックシー
ルガラス端子からなる起動端子14,15及び出力端子16,17
を取付けた電池蓋、20は電池ケースでその嵌合部で溶接
し密封構造とする。
構造図である。図中９は第２図に示した開孔部２を有す
る素電池、10は過塩素酸カリウムを主剤とする開孔部を
有する粉末成型で得られた発熱剤、11は素電池および発
熱剤を交互に積層して形成された火導孔であり、12は火
導孔内に充填されたジルコニウム−クロム酸バリウム−
無機質繊維からなる着火剤である。13は電気式点火器で
そのリード線は一対の起動端子14,15に接続されてい
る。16,17は積層電池の一対の電力用出力端子、18は積
層体の周囲に配置された断熱材、19はハーメチックシー
ルガラス端子からなる起動端子14,15及び出力端子16,17
を取付けた電池蓋、20は電池ケースでその嵌合部で溶接
し密封構造とする。
本発明の熱電池の起動順序は、まず起動端子14,15より5
00mA,3ms程度の電流を通電すると、点火器13のフィラメ
ントを赤熱して発火薬が火炎を発し、着火剤12が燃焼伝
播していく途中で火導孔11に面する各層の発熱剤10を着
火せしめ、発熱剤10が一斉に燃焼反応を呈して素電池９
を電解質の融点以上に加熱し発電状態となる。
00mA,3ms程度の電流を通電すると、点火器13のフィラメ
ントを赤熱して発火薬が火炎を発し、着火剤12が燃焼伝
播していく途中で火導孔11に面する各層の発熱剤10を着
火せしめ、発熱剤10が一斉に燃焼反応を呈して素電池９
を電解質の融点以上に加熱し発電状態となる。
次に本実施例の効果を調べるため本実施例および従来例
の積層型熱電池を各々10個づつ製作して、電圧立上がり
時間，電圧変動の有無，放電寿命について求めたところ
次表のとうりであった。
の積層型熱電池を各々10個づつ製作して、電圧立上がり
時間，電圧変動の有無，放電寿命について求めたところ
次表のとうりであった。
また、これらの試験後の電池を分解観察したところ、電
圧変動の発生した従来電池は負極露出部で着火剤の直接
加熱によるいたみや燃焼残渣の付着により、負極がくず
れたり、反応したりした痕跡が観られた。一方、本実施
例では前記の観察はされなかった。
圧変動の発生した従来電池は負極露出部で着火剤の直接
加熱によるいたみや燃焼残渣の付着により、負極がくず
れたり、反応したりした痕跡が観られた。一方、本実施
例では前記の観察はされなかった。
発明の効果 以上から明らかなように、負極の開孔部に断面形状をフ
ランジ状に形成したハトメリングを用いて負極露出部を
防止した本発明の熱電池は、従来例と電圧立上がり時間
が変らず、電圧変動を抑制しかつ放電寿命の延長を図っ
た高性能の熱電池を提供することが可能になると云う効
果が得られる。
ランジ状に形成したハトメリングを用いて負極露出部を
防止した本発明の熱電池は、従来例と電圧立上がり時間
が変らず、電圧変動を抑制しかつ放電寿命の延長を図っ
た高性能の熱電池を提供することが可能になると云う効
果が得られる。
第１図は本発明の実施例における負極の縦断面図、第２
図は同素電池の縦断面図、第３図は同積層型熱電池の縦
断面図、第４図は従来例の負極縦断面図である。 １……Li合金負極層、２……開孔部、３……負極露出
部、４……純Li負極層、５……負極ケース、６……ハト
メリング、９……素電池、10……発熱剤、11……火導
孔、12……着火剤。
図は同素電池の縦断面図、第３図は同積層型熱電池の縦
断面図、第４図は従来例の負極縦断面図である。 １……Li合金負極層、２……開孔部、３……負極露出
部、４……純Li負極層、５……負極ケース、６……ハト
メリング、９……素電池、10……発熱剤、11……火導
孔、12……着火剤。
Claims (1)
- 【請求項１】負極がリチウムおよびリチウム合金からな
り中央部に開孔部を有する素電池および発熱剤からなる
熱電池において、負極開孔部に断面フランジ状の金属製
ハトメリングを固定した構造を有し、素電池と発熱剤と
を交互に積層して形成される火導孔内に着火剤を充填し
た熱電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62212090A JPH0763019B2 (ja) | 1987-08-26 | 1987-08-26 | 熱電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62212090A JPH0763019B2 (ja) | 1987-08-26 | 1987-08-26 | 熱電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6457566A JPS6457566A (en) | 1989-03-03 |
| JPH0763019B2 true JPH0763019B2 (ja) | 1995-07-05 |
Family
ID=16616708
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62212090A Expired - Lifetime JPH0763019B2 (ja) | 1987-08-26 | 1987-08-26 | 熱電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0763019B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114464828B (zh) * | 2022-01-18 | 2024-04-09 | 贵州梅岭电源有限公司 | 一种热电池大直径电极片及其制备方法 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5314563A (en) * | 1976-07-26 | 1978-02-09 | Hitachi Ltd | Fixing method of semiconductor pellet to lead frame |
| JPS5722616Y2 (ja) * | 1977-12-20 | 1982-05-17 | ||
| JPS5766655A (en) * | 1980-10-09 | 1982-04-22 | Mitsubishi Electric Corp | Lead frame for semiconductor device |
| JPS5797659A (en) * | 1980-12-10 | 1982-06-17 | Matsushita Electronics Corp | Lead frame |
| JPS57151864U (ja) * | 1981-03-18 | 1982-09-24 | ||
| JPS5827934U (ja) * | 1981-08-13 | 1983-02-23 | 日本電気株式会社 | 半導体装置 |
| JPS60171733A (ja) * | 1984-02-17 | 1985-09-05 | Hitachi Micro Comput Eng Ltd | 半導体装置 |
-
1987
- 1987-08-26 JP JP62212090A patent/JPH0763019B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6457566A (en) | 1989-03-03 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070705 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
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|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080705 Year of fee payment: 13 |