JPH0782858B2 - 熱電池 - Google Patents

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／二硫化鉄系熱電池に関し、詳しくは
内部並列結線時における内部リード部の改良に関するも
のである。

従来の技術 熱電池は常温で不活性であるが、高温に加熱すると活性
となり、外部へ電力を供給し得るようになる電池で貯蔵
形電池の一種である。従って、５〜10年あるいはそれ以
上の貯蔵後においても製造直後と何ら電池特性が変らな
いので緊急用電源に利用されている。また、高温で作動
させるために電極反応が進み易いため分極も少ないので
大電流放電性に優れ、さらに使用希望時には起動信号を
入れると瞬時に電力を取出せる等の特徴を有する。

しかし近年では、益々高出力化が望まれており、特に大
電流放電を必要とする場合が多い。この際電池内部リー
ド板の内部抵抗による出力電圧の低下、さらにリード板
の過剰発熱によるリード板の切断などの短所を従来形熱
電池は有している。

この課題を克服するために従来から進められて来た研究
は、幅の狭い電池内部リードを複数重ね、リード部の断
面積の増加をはかり、リード部抵抗を小さくする方法が
ある程度で、抜本的な改善が必要とされていた。

発明が解決しようとする課題 しかし前記の従来例は、リード板を複数重ねることによ
り、リード溶接部の厚みが増し、溶接工程の信頼性が容
易に確報出来ない。また、リード部の厚みが増すことに
より、電池の外径方向への寸法増加を引き起こし、電池
ケースと積層体の間に空隙ができて熱的なバランスが崩
れたり、電池が大型化するなどの問題点が生じていた。

本発明は、上記のような従来の課題を解消するため、複
数の積層ブロックからなる発電部積層体を並列結線し、
この並列結線を行うための中継リード板の形状に着目
し、各積層ブロックのリード部抵抗差が極力少なく、ま
た電池の外径方向への増加の低減、リード溶接の簡易性
を実現させることを目的とする。

課題を解決するための手段 この課題を解決するため本発明の中継リード板は、ブロ
ック用リードより十分広く、積層体の外径と同心円形の
リード板が積層体を囲む面積の広い形状とし、中継リー
ド板の単位面積当りの電流値を小さくする。またブロッ
クリードと同数の開孔部を中継リード板の対応する部位
に設け、この箇所で溶接を行う。この溶接は、中継リー
ド板の複数の位置で行われることより、リード板溶接部
が負担する電流が少なくなり、溶接部の発熱によるリー
ド板の切断の恐れがない。さらにこのような複数の溶接
部があることにより、リード板は積層素電池群と堅固に
密着し、このリード板の形状からリード板を付した積層
素電池群を、電池ケースに挿入する工程も容易となり、
工数も低減出来る。

作用 この中継リード板を用いて熱電池とすれば、大電流出力
時に従来のような電池内部リード部の長さの違いによる
出力電圧の低下、さらに過剰発熱によるリード溶接部の
切断等を回避できる。またこのリード板の形状が積層ブ
ロックの外径と同心円形であり、積層ブロックの側面部
に沿う形状をしており、電池の外径方向への増加は少な
く、電池が大型化しない。さらに積層ブロックがリード
板を介して並列結線しており、このリード板と複数の積
層ブロックからの端子リードの溶接によりリード板と積
層体は堅固に密着しており、積層体を電池に挿入するこ
とも容易となる。

以上のように、大電流出力の場合にこのリード板を用い
ることより、電池作製が容易で、電池電流出力が安定し
て取り出せる電池となる。

実施例 以下に、本発明の実施例を第１図，第２図を用いて説明
する。第１図は、本発明の中継リード板を示し、第２図
は、電池蓋及び蓋用リード板を示すものである。

第１図において１は本発明のリード板本体であり、良電
導体の金属を用いる。その形状は、積層ブロックの外形
と同心円形のものとし、本実施例では、積層体を円柱と
した。

リード板本体には開孔部３が設けられており、この開孔
部３から積層体の端子リード板を取り出す。そして、こ
の開孔部３の周辺部に設けられた溶接用リード（II）４
により積層体からの端子リード板との溶接を容易にする
と共にリード本体と積層体の堅固な密着度を強化させる
効果を持つ。

第２図は、構成された電池蓋を示すものである。この電
池蓋は複数のリード板を配しており正極蓋リード板７は
正極出力端子５と、負極蓋リード板８は負極出力端子６
と接続されており、第２図のリード本体の上端に設けら
れた溶接用リード（Ｉ）２と容易に接続が可能となるも
のである。

第４図に本発明のリード板を積層体と一体化させた図を
示す。また、第３図に積層体の並列結線を示す。積層体
は、二硫化鉄を活物質として、溶融塩電解質LiCl−KCl
との均質混合より得られる正極合剤層11と、LiCl−KCl
を含浸処理したMgOバインダーからなる電解質層12と、
純リチウムと鉄粉の一体混合層、もしくはリチウム・ア
ルミニウム合金層からなる負極13よりなる素電池14と、
過塩素酸カリウムと鉄粉との均一混合物からなる発熱剤
10とを交互に積層することより得られる積層ブロックを
a,b,cの３つの出力部をもつより並列に結線させたもの
である。前記は正極に関して説明をしたが、負極も正極
と同様の基本構成であり、２枚の中継リード板で積層体
を挾んだ形となっている。

次に本実施例の効果を調べた結果を述べる。素電池直径
φ60mmとし、発電部は素電池直列数５板を１ブロックと
して、４ブロックの並列結線を施し、１ブロック当り60
Aの放電電流とし、出力電流が240Aとなる放電試験を行
う。また平均作動電圧は1.8Vセルである。

第５図に放電特性を示し、図中Ａは、本発明の実施例の
放電カーブを示す。Ｂは従来例を示し、並列結線されて
いる各電池ブロックのリード板が幅10mm1枚からなるも
のである。

電池Ｂは並列結線されているリード板の長さ、つまり、
各ブロックから電池蓋までの距離が異なるために各リー
ド板の抵抗が異なる。このため、放電初期は10Vを示す
が、時間の経過と共に、各ブロックごとに負荷が異なっ
てしまい均一な放電密度とならず、放電電流に差があら
われ、電池寿命が短縮するという結果であった。

一方、本発明Ａでは、平均作動電圧1.84V/セルとなり、
従来例の同電圧よりも0.1V/セル高くなって放電電圧カ
ーブも平坦なものである。また本発明のリード板面積は
十分に広いため、各ブロックの放電電流値に差がなく電
池寿命も長くなる。

発明の効果 以上の説明から明らかなように、大電流出力の場合、単
に発電部を、複数の電池ブロックに分け並列結線するだ
けでなく、本発明の中継リード板を用いることより、積
層素電池群の外形と同心円形の形状を持つ正，負極各１
枚の中継リード板を積層ブロックの側面部にそわせて配
置し、その積層ブロックからの出力端子との溶接を、こ
のリード板に開孔部を設けることより容易に実現し、溶
接部の安全性と出力電流の安定な電池が得られる。更に
この中継リード板は、積層電池群に密着していることよ
り製作も容易となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の中継リード板の正面立体図、第２図は
本発明に用いる電池蓋の斜視図、第３図は積層発電部の
内部配線図、第４図は本発明の中継リード板と積層体を
一体化させた例を示す部分破断を含む斜視図、第５図は
本発明の実施例および従来例の放電カーブ図である。 １……中継リード板、２……溶接用リード（Ｉ）、３…
…開孔部、４……溶接用リード（II）、７……正極蓋リ
ード板、10……発熱剤、14……素電池、15……電池蓋。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 冨士本 真紀 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭58−150274（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも、発電素子である素電池14と、
   素電池の加熱体である発熱剤10と、電力を取り出すブロ
   ック用リード部a,b,cとから成る複数の積層ブロック
   を、上下方向に複数個積層し、中継リード板１により並
   列結線して発電部積層体を構成するとともに、前記中継
   リード板１を蓋リード板７を有する電池蓋15と電気的に
   接合し、電池ケース内に挿入密封した熱電池であって、
   前記中継リード板が前記発電部積層体の外形と同心円形
   状で、かつ前記ブロック用リード板に対応する部位に開
   孔部３と、その周囲に溶接用リード（II）４を有すると
   ともに、正極出力リード板に対応する部位に溶接用リー
   ド２を有することを特徴とする熱電池。