JPS59196578A - 熱電池 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は熱電池の改良に関するものである。

熱電池とは溶融塩を電解質とする電池で、貯蔵中型解質
が非電導性の固体塩であり、外部に電力を供給し得ない
が、電池に内蔵されている発熱体を燃焼さすることによ
って、電解質が然すらね、て電導性良好な溶融状態にな
り、外部に電力を供給し得るようになるものである。

このような熱電池は、以−トに示づ一特長を石しでいる
。

〈１）電解質が非電尋１１Ｉの固体であるため、貯蔵中
自己放電が皆無ひあるので、１０年以トの貯蔵後も製造
時と同様０月１能を保持している。

（２）電解質が溶融塩であるので、索電池当りの電圧は
高いが水と反応しやりい！こめ電解質に水溶液を用いる
場合使用できなかったカルシラｌい、マグネシウム等の
金属単体を使用でき、電池とし−（コンパクトで大出力
放電が可能である。

（３）電池内に電池作動用の発熱体を協えているため、
−５５〜→−１００℃という広範囲な環境温度手での使
用が可能であり、かつ作動信号印加後瞬時に電圧を取出
せる。

（４）振動・衝撃に強い。

上記の如く熱電池は多（の特長を備えており、ロケット
、ミ（ノイル等の飛翔体用電源あるいは各種緊急用電源
どして実用化されている。

一般に熱電池は負極としてカルシウム金属、電解質とし
てｌｎ化カリウムと塩化リチウムの共Ｍｌｌ　ＩＮ混合
物、減極剤ど１ノでりＩＩＩム酸カルシウムか用いられ
Ｃいる。しかし４．がら、このような熱電池に１）−７
−ヨの欠点かあり、中でも最も大きな問題は１極である
カルシウムと電解質中のリチウムイＡ−ンが陵応しτ負
極周辺にカルシウｌ＼−リｒウム含金を形成し、この合
金が低融点で液状−（゛あるＩこめ流出し、晴接し−（
いる素電池どり、λ１絹７ｈ橋を形成し、電池としく電
圧のフラツ４−を牛し、最悪の場合外部に電力を供給し
ＩＡ７へ−い状態にイする。前ｒ１ピク、０絡電橋（，
１、あらゆる条１’ｌ　１−　’（’発生するしのでは
なく、環境渇磨が畠い桿、まｌζ−は成型電流が低い（
す多く光／１−シ、１４１に振りｊを印＃ｌｌ　Ｌｋ時
頻繁に発生づる。

どの知ＶｒＩ？ｔｒ　ＩＡを防１１−１　？＞　ｆｉ法
、＝ｔ、テ、従ｘ、素電池の構成の改良ｉＪ’３　Ｊ、
ひ素電池の描込の改良の２方法につい（−ｆ４えられた
。ぞの中で代表的な例をＩ−Ｃ＋’るど、６（１名（」
特公１１ｉ１！ｉ　２５　！＋　６３号公報に記載のよ
−）１１−電解質の構成成分中のり−ｆウム濃を皇を少
イ１くＪることに」、すｊＪルシウムーリヂウム合金の
形成を防ぐもの（・、−１ｋ後省は特公昭５３−３２８
　！＋　、ｉシ（公報に記載のＪ、うにＱ極周辺に生成
しＩこ力ルシウｌい−リチウム合金の流出を防くＪ、う
に素電池の形状を変更覆るもので゛ある。

しかしながら、以−にのような知絡電橋防庄プノ法につ
いＣは次のような欠点がある。

例えは、前右のＪうに電解賀措成成分中のり了つムｉ１
ｉ！瓜を少イｒ・くＪると、第１図に示ずよう（、−電
解質ｌ−ある共融ｊ記混合物の共融点をｌ界ｌしめ、電
池のイ１動）晶痘幅をｔＬばめる欠点があった。まＩ、
二後者のように素電池形状をカルシウム−リチウム合金
の流出を防ぐようイく形状に覆ると、例えば第２図に承
ぬりように、カルシウムである負極４どタロム酸カルシ
ウｌ＼ど溶融塩混合物よりなる減極剤層２をン？γ融塩
混合物ど吸着剤Ｊ、りなる電解質層３より小さくし、負
極４と減極剤層２の周辺部にアスベス１〜％　、Ｊ：り
なる保護リング６を配ａｔ　ＦＪる（二とにより、カル
シウム−リチウム合金の流出を防ぐものであり、Ｉｆ４
’ｒ告が複雑と＜ｋす、部品点数の増加、製）青−ｒｐ
ＪＩの増加等にＪこる製造二ｌス１〜を）ｌツブすると
いう欠点があったｏ　ｈお、第２図中の１【３１陽極東
電板、５は負極集電板であり、鉄又はＥ−ツクルからイ
ｆる。

本弁明はｎｉ＋記しｌこＪ、うな電池の形状変史（−２
１、す７Ｊルシウム−リチウム合金の流出を防ぐｈ法の
６のにおい（、構造が複刹１に＜ｒるといった欠点を解
消し得るＪ、うにした熱電池を提供するｂのぐある。

即ら、熱電池の素電池と発熱体を交互に積層した起電部
積層体側部に配置されている断熱体どしてフレ４シＪル
て゛吸液竹良り’ｆ　’Ｊ　’ｊ’ラミックファイバー
等の断熱ペーパーを用い、かつ前記断熱ペーパーを耐熱
ｔ！ｌ　ｊ−プで・起電部積層体に締（＋１　＋」で前
記断熱ペーパーと起電部積層体とを密着状態に−づるこ
とにより、イ１成したカルシウムーリｆウム合金の隣接
した素電池ｌ＼の流出を防ぐようにしたしのである、。

以上、従来のカルシウム−リチウム合金流出隅１対策を
施しＣいイ１い熱電池ど本弁明による熱電池どを回向に
従−ノー（説明４る。

第３）図は従来のカルシウムーリｆウム合金流出防１１
一対策を施してい２にい熱電池の構成を水子１ものぐ、
７は起電部積層体で、素電池８ど発熱体９を＝５− 交Ｈに積層して構成され、全体としＣ所定の電Ｆ１−を
供給し得るように任意の数の索°継池を直列に接続して
構成している。１０は起電部ｖｉ層体７の発熱体９を発
火さけるための点火玉、１１は電池カバー、１２は電池
カバー１１に配置／された出力端子、１３（よ電池カバ
ー１１に配置された点火端子である。まＩ、：出力端子
１２ど点火端子１３は電池）Ｊバー１１と絶縁ノｊラス
１４により絶縁されている。また点火端子１３はリード
線１５を介して点火玉１０に接続されており、点火端子
１３に所定電流を印加すると、点火玉１０が点火りる。

また出力端子１２はリード線１６にＪ：り起電部積層体
７に接続されている。１１および１８はアスベスｉ〜、
マイ７Ｊよりなる断熱体で、起電部４ＩＩ＋１１体７の
上・下部および側部に配置されている。１９は起電部積
層体７．断熱体１７．１８等を収容づる金属ケースであ
る。前記断熱体１７．１８は起電部積層体７の保温、固
定および金属／７−ス１９どの絶縁の役目を果すもので
ある。

第４図は第３図におりる起電部＠図体７を構成している
素電池８の構成等を示づもので、１は明６一 ４４！東電板、２に１減極剤層、３は電解′ｌＵ層、４
は負極、５は負極板集電板である。また発熱体９はジル
１１ニウムとクロム酸バリウムの混合物Ｊ、リイする。

かかる従来の熱電池においＣは、断熱体１８は起電部積
層体７どの密＠１１１が良好て・なく、よりよく、’ｆ
ｌｊＮさく！た場合でｔ）カルシウｌ＼−リチウム合金
の流出にＪ、る短絡を完全に防くことは【゛きくｆい。

第５３図は本発明熱電池の　実施例の構成を示ＪＯの（
・、図中、第３３図ど回付８のものは同−作用部月Ｃあ
り、第３図とは１千同じ構成よりなるが、本実施例にお
い０１丁、起電部積層体７の側部に配置される断熱体１
８どじてフレキシブルで吸液性の良好’＜１　’＋Ｙラ
ミックフｉＪイバー等の断熱ペーパーを使用（〕、目つ
その断熱体１８を耐熱性テープ２０で起電部積層体７の
側部に締付（」で断熱体１８を起電部積層体７に完全に
密着ゼしめている。

かか？？本発明実ｂり！！例にａ３いては、断熱体１８
ど起電部積層体７どは完全に密着しているため、負極周
辺Ｃ／ｌ成しＩｃ力ルシウ１１−リチウム合金が流出４
するＪミう／、ｒことがイｆく、シＩ、：がっで短絡を
防止できる。また第３図の従来のものに比して耐熱性ラ
ーゾで締（４Ｃ′Ｊるといった簡単な構造、工程が増え
だだ（］であり、したがって従来のものどあまり構造が
変らなく、且つ製造］ストもあまり変らない。

次に第３図に小（Ｊ従来の熱電池と第５図に示す如き本
発明熱電池の特性を第１表に示す。

第１表 第１表より明らかなように、本発明においては従来のも
のに比してほとんど工数を増大させることなく、振動人
あるいは高温温度下・低電流密度放電下でのカルシｒ“
ツム−リチウム合金流出による短絡を皆無にリ−ること
ができる。

以］：述へたように本発明によれば、従来のカルシウム
−リチウム合金流出防止対策を施しＣい＜＞い熱電池ど
構造、製造工程等をほどんど変えり”にして、カルシウ
ム−リチウム合金流出による短絡を防止し得る熱電池を
提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は塩化カリウムと塩化リチウムの相平衡図、第２
図はノコルシウム−リチウム合金流出防止対策を施した
従来の熱電池の素電池を示′１１縦断面図、第３図（Ｊ
カルシウム−リチウム合金流出防止対策を施しくいない
従来の熱電池を示づ分解斜視図、第４図は第３図の熱電
池の素電池の構成を示づ縦断面図、第５図は本発明熱電
池の一実施例を示づ一分解斜視図である。 ７・・・起電部１１１１層体、１８・・・断熱体、２０
・・・耐熱性ｉ−プ ９− 常１目 窩λ区 “　％　’ｌ−７ １叶）ｊ８ ｖ３１！１ 媚！；凱

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. カルシウムを負極とし、電解質にリチウム化合物を含む
   熱電池において、起電部積層体側部に配置した断熱体と
   してフレキシブルで吸液性の良好なセラミックファイバ
   ー等の断熱ペーパーを用い、かつ前記断熱ペーパーを耐
   熱性テープで前記起電部積層体側部に締付けることによ
   り前記起電部積層体と前記断熱ペーパーとが完全な密着
   状態にあることを特徴とする熱電池。