JPH08106912A - 熱電池 - Google Patents
熱電池Info
- Publication number
- JPH08106912A JPH08106912A JP24123094A JP24123094A JPH08106912A JP H08106912 A JPH08106912 A JP H08106912A JP 24123094 A JP24123094 A JP 24123094A JP 24123094 A JP24123094 A JP 24123094A JP H08106912 A JPH08106912 A JP H08106912A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrolyte
- heat
- battery
- unit cell
- thermal battery
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- Pending
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- Y02E60/12—
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 熱電池に旋回による遠心力が印加された場合
でも、電解質の遠心方向への移動を抑制し、放電性能の
劣化を防止することを目的とする。 【構成】 熱電地の素電池を構成している電解質層を、
電気伝導性のない耐熱性無機質材料からなる多数の小室
を有する電解質保持体の小室に充填・保持して構成され
た熱電池。
でも、電解質の遠心方向への移動を抑制し、放電性能の
劣化を防止することを目的とする。 【構成】 熱電地の素電池を構成している電解質層を、
電気伝導性のない耐熱性無機質材料からなる多数の小室
を有する電解質保持体の小室に充填・保持して構成され
た熱電池。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は熱電池の改良に関するも
のである。
のである。
【０００２】
【従来の技術】熱電池は、正極活物質にクロム酸カルシ
ウム、二硫化鉄などを、負極活物質にカルシウム、リチ
ウムなどを、また電解質には塩化カリウムー塩化リチウ
ムなどの共融塩を用いる電池である。かかる電解質は常
温では非電導性の固体であるため、電池としては不活性
な状態にあるが、高温に加熱すると電解質が良好なイオ
ン伝導性の溶融塩となり、電池は活性化して外部に電力
を供始し得るようになる。このような性質の電池を熱電
池という。
ウム、二硫化鉄などを、負極活物質にカルシウム、リチ
ウムなどを、また電解質には塩化カリウムー塩化リチウ
ムなどの共融塩を用いる電池である。かかる電解質は常
温では非電導性の固体であるため、電池としては不活性
な状態にあるが、高温に加熱すると電解質が良好なイオ
ン伝導性の溶融塩となり、電池は活性化して外部に電力
を供始し得るようになる。このような性質の電池を熱電
池という。
【０００３】この種の電池は、貯蔵中の自己放電が実用
上皆無であり、長期間の保存後でも製造直後と同様の放
電特性を発揮する。製造時に素電池加熱用の発熱剤を組
み込み、電池使用に際し、発熱剤を作用させ瞬時に電池
を活性化することができるので、緊急の用途に便利であ
る。水溶液電解液では用いることができないカルシウム
やリチウムを負極に用いることができるので、素電池当
たりの電圧をたかめ得る。高温で作動させるため、電極
反応が進み易く、高出力放電が可能であるなどの特徴が
あることから、各種飛翔体、誘導機器といった分野の電
源として実用化されている。
上皆無であり、長期間の保存後でも製造直後と同様の放
電特性を発揮する。製造時に素電池加熱用の発熱剤を組
み込み、電池使用に際し、発熱剤を作用させ瞬時に電池
を活性化することができるので、緊急の用途に便利であ
る。水溶液電解液では用いることができないカルシウム
やリチウムを負極に用いることができるので、素電池当
たりの電圧をたかめ得る。高温で作動させるため、電極
反応が進み易く、高出力放電が可能であるなどの特徴が
あることから、各種飛翔体、誘導機器といった分野の電
源として実用化されている。
【０００４】熱電池は、素電地と発熱剤を交互に積層し
た発電部と、起動のための点火具と、保温のための断熱
材等とを金属容器に密閉封入した構造となっている。
た発電部と、起動のための点火具と、保温のための断熱
材等とを金属容器に密閉封入した構造となっている。
【０００５】前記素電池を構成している電解質層は、例
えば、電解質である塩化カリウムー塩化リチウムの共融
塩粉末を吸着剤である無機質粉末、例えば、酸化マグネ
シウムと混合し、共融塩の融点以上で熱処理することよ
り電解質を吸着剤に吸着させ、次いで、これを粉砕した
後、成形して作製される。
えば、電解質である塩化カリウムー塩化リチウムの共融
塩粉末を吸着剤である無機質粉末、例えば、酸化マグネ
シウムと混合し、共融塩の融点以上で熱処理することよ
り電解質を吸着剤に吸着させ、次いで、これを粉砕した
後、成形して作製される。
【０００６】使用に際しては、起動用外部端子より瞬間
的に点火電流を印加することによって点火具を発火せし
め、その火炎で発熱剤の着火燃焼を行う。その燃焼熱で
素電池が加熱され、素電池中の電解質が溶融し、瞬時に
発電して外部に電力を供給しうる。
的に点火電流を印加することによって点火具を発火せし
め、その火炎で発熱剤の着火燃焼を行う。その燃焼熱で
素電池が加熱され、素電池中の電解質が溶融し、瞬時に
発電して外部に電力を供給しうる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに多くの特徴を持つ熱電池にも、いくつかの短所が存
在しており、そのうちの一つが電池に旋回が加わった場
合の放電性能の低下である。この原因は、電解質層の構
造にある。即ち、旋回によって生ずる遠心力により、素
電池を構成している電解質層中の電解質の一部または相
当部分が施回軸の外側方向に移動し、夫々の素電池にお
いて、反応面積の縮小や電解質の不足による内部抵抗の
増大などが生じるためである。
うに多くの特徴を持つ熱電池にも、いくつかの短所が存
在しており、そのうちの一つが電池に旋回が加わった場
合の放電性能の低下である。この原因は、電解質層の構
造にある。即ち、旋回によって生ずる遠心力により、素
電池を構成している電解質層中の電解質の一部または相
当部分が施回軸の外側方向に移動し、夫々の素電池にお
いて、反応面積の縮小や電解質の不足による内部抵抗の
増大などが生じるためである。
【０００８】本発明はこのような欠点を解決し、熱電池
に旋回による遠心力が印加された場合でも、電解質の遠
心方向への移動を抑制することにより、放電性能の劣化
が防止される熱電池を提供することを目的とする。
に旋回による遠心力が印加された場合でも、電解質の遠
心方向への移動を抑制することにより、放電性能の劣化
が防止される熱電池を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の熱電池は、前記
目的を達成すべく、素電池と発熱剤を交互に積層した発
電部と、該発電部を保温するための断熱層と、該発熱剤
に着火するための点火具とを金属容器内に密閉して有す
る熱電池であって、該素電地を構成する電解質が、耐熱
性無機質材料からなる多数の小室を有する電解質保持体
の小室に充填・保持されていることを特徴とする。
目的を達成すべく、素電池と発熱剤を交互に積層した発
電部と、該発電部を保温するための断熱層と、該発熱剤
に着火するための点火具とを金属容器内に密閉して有す
る熱電池であって、該素電地を構成する電解質が、耐熱
性無機質材料からなる多数の小室を有する電解質保持体
の小室に充填・保持されていることを特徴とする。
【００１０】前記電解質保持体の小室の形状は、電解質
と吸着剤からなる電解質層材料を充填・保持しうる空隙
部であり、電池の旋回による溶融電解質の移動が防止さ
れうるものであれば特に制限されないが、例えば、ハニ
カム状、リング状または格子状であることが好ましい。
と吸着剤からなる電解質層材料を充填・保持しうる空隙
部であり、電池の旋回による溶融電解質の移動が防止さ
れうるものであれば特に制限されないが、例えば、ハニ
カム状、リング状または格子状であることが好ましい。
【００１１】前記耐熱性無機質材料は、電気伝導性のな
いものであれば良く、例えば、アルミナ、アルミナーシ
リカの混合物又はアルミナーガラス系の材料からなる、
例えば焼結体であることが好ましい。
いものであれば良く、例えば、アルミナ、アルミナーシ
リカの混合物又はアルミナーガラス系の材料からなる、
例えば焼結体であることが好ましい。
【００１２】
【作用】本発明によれば、電解質を耐熱性無機質材料か
らなる電解質保持体の小室（空隙部）に充填することに
より、電池の施回の遠心力による溶融電解質の移動を防
止し、内部抵抗の増大などによる放電特性の低下を防止
することができる。
らなる電解質保持体の小室（空隙部）に充填することに
より、電池の施回の遠心力による溶融電解質の移動を防
止し、内部抵抗の増大などによる放電特性の低下を防止
することができる。
【００１３】
【実施例】以下、実施例によって本発明を詳細に説明す
る。
る。
【００１４】図１は、本発明の熱電池の全体構成を示す
断面図である。図中、１は、リチウムを鉄粉成形体で固
定化した負極層と、塩化カリウムー塩化リチウム共融塩
を吸着剤である酸化マグネシウムに溶融吸着させた電解
質材料を、アルミナなどからなる耐熱性電解質保持体の
格子状空隙部（図３（ａ））に充填した電解質層と、二
硫化鉄を主体とした正極層とから構成された素電池であ
る。電解質保持体についての詳細は後述する。２は、素
電池１を加熱、発電させる発熱剤であり、金属粉末と酸
化剤例えば、鉄粉と過塩素酸カリウムとを混合、成形し
たものである。これら素電池１と発熱剤２とを複数枚交
互に積層して発電部積層体を構成する。３は、点火具で
あり、起動用端子４を通じて瞬間的に通電、点火される
と、その火炎が着火パッド５および着火シート６を通じ
て伝播し、発熱剤２が燃焼し、それにより電池が活性化
して、出力端子７を通じて外部に出力を供給する。８
は、無機質燒結体、無機質ペーパーなどからなる断熱層
で、発電部の保温と熱電池周辺器材の熱的損傷を防ぐた
めに設けられている。９は、ケースと蓋からなる金属製
の外装容器で、嵌め合い部で溶接密閉されている。本発
明のポイントは素電池１を構成している電解質層にあ
る。
断面図である。図中、１は、リチウムを鉄粉成形体で固
定化した負極層と、塩化カリウムー塩化リチウム共融塩
を吸着剤である酸化マグネシウムに溶融吸着させた電解
質材料を、アルミナなどからなる耐熱性電解質保持体の
格子状空隙部（図３（ａ））に充填した電解質層と、二
硫化鉄を主体とした正極層とから構成された素電池であ
る。電解質保持体についての詳細は後述する。２は、素
電池１を加熱、発電させる発熱剤であり、金属粉末と酸
化剤例えば、鉄粉と過塩素酸カリウムとを混合、成形し
たものである。これら素電池１と発熱剤２とを複数枚交
互に積層して発電部積層体を構成する。３は、点火具で
あり、起動用端子４を通じて瞬間的に通電、点火される
と、その火炎が着火パッド５および着火シート６を通じ
て伝播し、発熱剤２が燃焼し、それにより電池が活性化
して、出力端子７を通じて外部に出力を供給する。８
は、無機質燒結体、無機質ペーパーなどからなる断熱層
で、発電部の保温と熱電池周辺器材の熱的損傷を防ぐた
めに設けられている。９は、ケースと蓋からなる金属製
の外装容器で、嵌め合い部で溶接密閉されている。本発
明のポイントは素電池１を構成している電解質層にあ
る。
【００１５】図２は素電池の構成を示す。図２で、１０
は二硫化鉄を主体とした正極層、１１は塩化カリウムー
塩化リチウム共融塩を酸化マグネシウムに溶融含浸・吸
着させた電解質材料をアルミナ燒結体からなる保持体の
格子状空隙部に充填してなる電解質層、１２はリチウム
を鉄粉成形体で固定化した負極層である。従来の電解質
層としては、先に逆べた通り、単に電解質材料（電解質
を吸着剤に溶融含浸させたもの）を成形したものを用い
ていた。本発明の特徴とするところは、上記のように電
解質材料を電解質保持体の空隙部に充填して電解質層を
構成するところにある。
は二硫化鉄を主体とした正極層、１１は塩化カリウムー
塩化リチウム共融塩を酸化マグネシウムに溶融含浸・吸
着させた電解質材料をアルミナ燒結体からなる保持体の
格子状空隙部に充填してなる電解質層、１２はリチウム
を鉄粉成形体で固定化した負極層である。従来の電解質
層としては、先に逆べた通り、単に電解質材料（電解質
を吸着剤に溶融含浸させたもの）を成形したものを用い
ていた。本発明の特徴とするところは、上記のように電
解質材料を電解質保持体の空隙部に充填して電解質層を
構成するところにある。
【００１６】図３（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）に本発明の
電解質保持体１３の例を示す。図中、１４、１５及び１
６は、電解質保持体中の小室である空隙部を示す。これ
らの空隙部の形状は、電解質材料が充填・保持されうる
ものであれば特に制限されない。また、電解質保持体の
材質は、上記したようにアルミナ、アルミナーシリカの
混合物、アルミナーガラス系などの電気伝導性のない耐
熱性無機質燒結体が適切である。
電解質保持体１３の例を示す。図中、１４、１５及び１
６は、電解質保持体中の小室である空隙部を示す。これ
らの空隙部の形状は、電解質材料が充填・保持されうる
ものであれば特に制限されない。また、電解質保持体の
材質は、上記したようにアルミナ、アルミナーシリカの
混合物、アルミナーガラス系などの電気伝導性のない耐
熱性無機質燒結体が適切である。
【００１７】本発明の電解質層を備えた熱電池と従来例
の熱電池との放電持続性能を比較した結果を図４に示
す。この比較試験においては、熱電池のサイズは夫々φ
３５×８０ｍｍ、放電電流６００ｍＡ、終止電圧２０Ｖ
で、常温放電にて評価した。従来例の熱電池は、施回数
１００００ｒ．ｐ．ｍ．で無施回時の約８５％まで、２
００００ｒ．ｐ．ｍ．で約５５％まで放電持続時間が低
下したのに対して、本発明の実施例の場合は、施回数１
００００ｒ．ｐ．ｍ．で無施回時の約９５％、２０００
０ｒ．ｐ．ｍ．で約８０％の放電持続時開を維持してお
り、性能の低下が著しく小さい。その理由は、旋回によ
る達心力で外周部に移動しようとする溶融電解質が、電
解質保持体の例えば格子状の空隙部の隔壁によって抑制
されるためである。
の熱電池との放電持続性能を比較した結果を図４に示
す。この比較試験においては、熱電池のサイズは夫々φ
３５×８０ｍｍ、放電電流６００ｍＡ、終止電圧２０Ｖ
で、常温放電にて評価した。従来例の熱電池は、施回数
１００００ｒ．ｐ．ｍ．で無施回時の約８５％まで、２
００００ｒ．ｐ．ｍ．で約５５％まで放電持続時間が低
下したのに対して、本発明の実施例の場合は、施回数１
００００ｒ．ｐ．ｍ．で無施回時の約９５％、２０００
０ｒ．ｐ．ｍ．で約８０％の放電持続時開を維持してお
り、性能の低下が著しく小さい。その理由は、旋回によ
る達心力で外周部に移動しようとする溶融電解質が、電
解質保持体の例えば格子状の空隙部の隔壁によって抑制
されるためである。
【００１８】
【発明の効果】以上のように、本発明の熱電池は、従来
の熱電池の耐旋回性に乏しい欠点が大幅に改善された。
の熱電池の耐旋回性に乏しい欠点が大幅に改善された。
【図１】本発明の熱電池の模式的断面図。
【図２】本発明の熱電池を構成している素電池の構成
図。
図。
【図３】本発明の熱電池を構成している素電池の電解質
層の電解質保持体の構成図。
層の電解質保持体の構成図。
【図４】従来例の熱電池と本発明の熱電池との放電持続
性能比較図。
性能比較図。
１ 素電池 ２ 発熱剤 ３ 点火具 ４ 起動用端子 ５ 着火パッド ６ 着火シート ７ 出力端子 ８ 断熱層 ９ 外装容器 １０ 正極層 １１ 電解質層 １２ 負極層 １３ 電解質保持体 １４、１５、１６ 小室（空隙部）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大道 和也 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】 素電池と発熱剤を交互に積層した発電部
と、該発電部を保温するための断熱層と、該発熱剤に着
火するための点火具とを金属容器内に密閉して有する熱
電池であって、該素電地を構成する電解質が、耐熱性無
機質材料からなる多数の小室を有する電解質保持体の小
室に充填・保持されていることを特徴とする熱電池。 - 【請求項２】 前記電解質保持体の小室が、ハニカム
状、リング状または格子状であることを特徴とする請求
項１記載の熱電池。 - 【請求項３】 前記耐熱性無機質材料が、アルミナ、ア
ルミナーシリカの混合物又はアルミナーガラス系から選
ばれることを特徴とする請求項１記載の熱電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24123094A JPH08106912A (ja) | 1994-10-05 | 1994-10-05 | 熱電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24123094A JPH08106912A (ja) | 1994-10-05 | 1994-10-05 | 熱電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08106912A true JPH08106912A (ja) | 1996-04-23 |
Family
ID=17071144
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24123094A Pending JPH08106912A (ja) | 1994-10-05 | 1994-10-05 | 熱電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08106912A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8088508B2 (en) * | 2005-01-31 | 2012-01-03 | Panasonic Corporation | Thermal battery |
| US8221912B2 (en) | 2007-05-25 | 2012-07-17 | Panasonic Corporation | Molten salt and thermal battery |
| CN108808031A (zh) * | 2018-05-28 | 2018-11-13 | 贵州梅岭电源有限公司 | 一种新型热电池内部温度控制结构 |
| CN109698389A (zh) * | 2017-10-23 | 2019-04-30 | 张建城 | 钠氯化物单体电池 |
-
1994
- 1994-10-05 JP JP24123094A patent/JPH08106912A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8088508B2 (en) * | 2005-01-31 | 2012-01-03 | Panasonic Corporation | Thermal battery |
| US8221912B2 (en) | 2007-05-25 | 2012-07-17 | Panasonic Corporation | Molten salt and thermal battery |
| US8450005B2 (en) | 2007-05-25 | 2013-05-28 | Panasonic Corporation | Molten salt and thermal battery |
| US8697271B2 (en) | 2007-05-25 | 2014-04-15 | Panasonic Corporation | Molten salt and thermal battery |
| CN109698389A (zh) * | 2017-10-23 | 2019-04-30 | 张建城 | 钠氯化物单体电池 |
| CN108808031A (zh) * | 2018-05-28 | 2018-11-13 | 贵州梅岭电源有限公司 | 一种新型热电池内部温度控制结构 |
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