JPS61101963A - 熱電池 - Google Patents
熱電池Info
- Publication number
- JPS61101963A JPS61101963A JP22340884A JP22340884A JPS61101963A JP S61101963 A JPS61101963 A JP S61101963A JP 22340884 A JP22340884 A JP 22340884A JP 22340884 A JP22340884 A JP 22340884A JP S61101963 A JPS61101963 A JP S61101963A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat generation
- layer
- generation layer
- latent heat
- iron
- 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.)
- Pending
Links
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
Landscapes
- 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)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、熱電池の素電池と加熱剤の積層体の上・下部
に設置された保温層の改良に関するものである。
に設置された保温層の改良に関するものである。
従来の技術
熱電池は溶融塩を電解質とし、高温に加熱して電解質を
溶かすと発電する電池であるため、溶融した電解質を長
時間溶融状態に保つことが電池の放電寿命を延ばすこと
になる。従って熱電池の保温層については非常に重要な
ものであることは、過去の事例からも明白である。
溶かすと発電する電池であるため、溶融した電解質を長
時間溶融状態に保つことが電池の放電寿命を延ばすこと
になる。従って熱電池の保温層については非常に重要な
ものであることは、過去の事例からも明白である。
例えば、特開昭５２−９８２９号、特開昭５２−７１６
３４号、特開昭５５−３９１３２号などがその代表例で
ある。近年では電池の作動下限温度近傍で保温層の溶融
塩が凝固潜熱を発生する方法が発表されている。これは
硫酸リチウム（Ｌｉ２Ｓｏ、 ）７３部と、塩化ナトリ
ウム（ＮａＣＱ）２７部と、酸化マグネシウム、酸化ア
ルミニウムなどの無機質吸着材２５〜１２部を用いるも
ので、４９８℃にて９ Ｑ ｃａｌ／ｐの凝固潜熱を発
生するものである。
３４号、特開昭５５−３９１３２号などがその代表例で
ある。近年では電池の作動下限温度近傍で保温層の溶融
塩が凝固潜熱を発生する方法が発表されている。これは
硫酸リチウム（Ｌｉ２Ｓｏ、 ）７３部と、塩化ナトリ
ウム（ＮａＣＱ）２７部と、酸化マグネシウム、酸化ア
ルミニウムなどの無機質吸着材２５〜１２部を用いるも
ので、４９８℃にて９ Ｑ ｃａｌ／ｐの凝固潜熱を発
生するものである。
轟然ながらこのものは電池に構成する場合には層
、状に加工して発熱層によって加熱するために
、潜熱発生層と発熱層とを交互に積み重ねている。
、状に加工して発熱層によって加熱するために
、潜熱発生層と発熱層とを交互に積み重ねている。
発明が解決しようとする問題点
しかし、潜熱発生層は２つの問題点を有していた。その
１つは加工性が悪いこと、他の１つは潜熱発生温度を可
変的に変えられないということである。
１つは加工性が悪いこと、他の１つは潜熱発生温度を可
変的に変えられないということである。
第１の問題点については次の検討を行った。
（１）粉末粒径の適正化、（２）加圧成型時の圧力値。
印加時間の検討、 （３） Ｌｉ２Ｓ Ｃ４＋ Ｎａ
Ｃ１＋吸着材の最適混合比、（４）混合時の処理温度、
処理時間の検討などである。しかしながら、ある程度の
成型強度を有する層を形成しうるが、熱電池に内蔵する
には強度不足であり、補強材なくしては困難であるとい
う結論となった。
Ｃ１＋吸着材の最適混合比、（４）混合時の処理温度、
処理時間の検討などである。しかしながら、ある程度の
成型強度を有する層を形成しうるが、熱電池に内蔵する
には強度不足であり、補強材なくしては困難であるとい
う結論となった。
第２の問題点は、Ｌｉ２５ｏ４−Ｎａｉｌの共晶点は４
９８℃で一定であるので、例えば、２ｏｏｍＡ／ａ［１
１以上の高率放電の場合には作動温度も５００℃位なの
で問題はないものの、１００ｍＡｚ−以下、特に５０
ｍＡ／／ｃ［ｏｉ以下の低率放電の場合には作動温度も
４５０℃近辺まで下ってくるので、４９８℃で潜熱を発
生させるよりも、４５０℃近辺のより低い温度で潜熱を
発生させ、保温層の有効化を図りたいという強い要請が
あった。
９８℃で一定であるので、例えば、２ｏｏｍＡ／ａ［１
１以上の高率放電の場合には作動温度も５００℃位なの
で問題はないものの、１００ｍＡｚ−以下、特に５０
ｍＡ／／ｃ［ｏｉ以下の低率放電の場合には作動温度も
４５０℃近辺まで下ってくるので、４９８℃で潜熱を発
生させるよりも、４５０℃近辺のより低い温度で潜熱を
発生させ、保温層の有効化を図りたいという強い要請が
あった。
問題点を解決するだめの手段
本発明は、前記の問題点を解決するために、鉄と過塩素
酸カリウムを、主材とする発熱層上に、前記のＬ工２Ｓ
ｏ４＋Ｎ１ＬＣβ十吸着剤を主材とする潜熱発生層を加
圧成型させ、２層一体に、あるいは発熱層−潜熱発生層
−発熱層という具合に多層一体化して保温層としたもの
である。
酸カリウムを、主材とする発熱層上に、前記のＬ工２Ｓ
ｏ４＋Ｎ１ＬＣβ十吸着剤を主材とする潜熱発生層を加
圧成型させ、２層一体に、あるいは発熱層−潜熱発生層
−発熱層という具合に多層一体化して保温層としたもの
である。
作用
このような構成とすれば、鉄と過塩素酸カリウムの発熱
層が成型強度が高いことに着目し、発熱層の片面に潜熱
発生層を形成してその強度の補強を行なうことができる
とともに、鉄と過塩素酸カリウムが発熱反応を起こした
時生成する塩化カリウム（ＫＣｌ）が潜熱発生層に拡散
していって、Ｌｉ□Ｓｏ、−ＮｈＣｌ−ＫＣｌ−吸着剤
の３元溶融塩に変質していき、低融点化することができ
るものである。
層が成型強度が高いことに着目し、発熱層の片面に潜熱
発生層を形成してその強度の補強を行なうことができる
とともに、鉄と過塩素酸カリウムが発熱反応を起こした
時生成する塩化カリウム（ＫＣｌ）が潜熱発生層に拡散
していって、Ｌｉ□Ｓｏ、−ＮｈＣｌ−ＫＣｌ−吸着剤
の３元溶融塩に変質していき、低融点化することができ
るものである。
実施例
本発明の代表的実施例について以下に示す。
■
第１図（ＩＬ）は、発熱層１上に潜熱発生層２を１層形
成した場合であり、同（１））は上記両物質を交互に６
層形成した場合である。
成した場合であり、同（１））は上記両物質を交互に６
層形成した場合である。
発熱層１は電解鉄粉の微粉末８５部と過塩素酸カリウム
の微粉末１６部を均一に乾式混合したものを単位面積当
り０．１〜０ 、２ ｔｏｎ／ａｍ’ で予備加圧成型
をし、そノ上にＬｉ□Ｓｏ４＋ＮａＣ１＋ＭｇＯからな
る潜熱発生層に用いる粉末をのせ、均一にひろげたのち
、全体を単位面積当り２ｔＯｎ／ａＩＩＩ で本加圧成
型して出られる。第１図（ｂ）の例ではこれをくり返す
のである。
の微粉末１６部を均一に乾式混合したものを単位面積当
り０．１〜０ 、２ ｔｏｎ／ａｍ’ で予備加圧成型
をし、そノ上にＬｉ□Ｓｏ４＋ＮａＣ１＋ＭｇＯからな
る潜熱発生層に用いる粉末をのせ、均一にひろげたのち
、全体を単位面積当り２ｔＯｎ／ａＩＩＩ で本加圧成
型して出られる。第１図（ｂ）の例ではこれをくり返す
のである。
このようにして得た一体層は形ぐずれしないで、強度も
十分に有する。
十分に有する。
保温層の強度の評価は、円板状（直径４０ｍｍ）に加圧
成型された供試体、すなわち発熱層のみ。
成型された供試体、すなわち発熱層のみ。
潜熱発生層のみ１発熱層＋潜熱発生層（第１図（２Ｌｌ
）。
）。
発熱層＋潜熱発生層の多層構成（第１図（ｂ））につい
て第３図による方法で行った。第３図は潜熱発生層２を
試験中の例で、台２１上の固定冶具２２で供試体の真中
の挟持点２ｏまでを固定し、加圧力計（例えばプッシュ
プルゲージ）２３にて力ヲ加えていくと、挟持点２０か
ら折れる。この時の力を屈折力として訓示した結果を第
１表にまとめだ。
て第３図による方法で行った。第３図は潜熱発生層２を
試験中の例で、台２１上の固定冶具２２で供試体の真中
の挟持点２ｏまでを固定し、加圧力計（例えばプッシュ
プルゲージ）２３にて力ヲ加えていくと、挟持点２０か
ら折れる。この時の力を屈折力として訓示した結果を第
１表にまとめだ。
第 １ 表
この結果から、発熱層は屈折力が高く、潜熱発生層は低
いことが判る。２層一体層にしても結局は発熱層の強度
のみで潜熱発生層は屈折力を高めるのに効果をあげてい
ない。しかし、多層一体層は多層にすることによって屈
折力は犬きく向上している。このように潜熱発生層のみ
で用いると強度不足となることが判る。
いことが判る。２層一体層にしても結局は発熱層の強度
のみで潜熱発生層は屈折力を高めるのに効果をあげてい
ない。しかし、多層一体層は多層にすることによって屈
折力は犬きく向上している。このように潜熱発生層のみ
で用いると強度不足となることが判る。
次に融点の低下についてのべる。本発明では鉄と過塩素
酸カリウムを反応させ、反応生成物として生じるＫＣｅ
を利用するものである（次式）。従って他のＺｒ −Ｂ
ａ Ｏｒ Ｏ４系発熱層を用いても効果を奏しない。
酸カリウムを反応させ、反応生成物として生じるＫＣｅ
を利用するものである（次式）。従って他のＺｒ −Ｂ
ａ Ｏｒ Ｏ４系発熱層を用いても効果を奏しない。
Ｆｅ−１−ＫＣｄＯ４→Ｆｅ２Ｏ３＋ＫＣＩ上記ＫＣＩ
はＬｉ２５ｏ、−ＨａＣ１１！に容易に溶解して３成分
系の溶融塩となる。すなわち、Ｌ１２５Ｏ４−Ｎ？ＬＣ
１は４９８℃以上では溶解して液体であり、反応直後の
高温ｘｃ７！を溶解していく。従って、時間経過と共に
ＫＣｌの比率は多くなり、融点は次第に下ってぐる。
はＬｉ２５ｏ、−ＨａＣ１１！に容易に溶解して３成分
系の溶融塩となる。すなわち、Ｌ１２５Ｏ４−Ｎ？ＬＣ
１は４９８℃以上では溶解して液体であり、反応直後の
高温ｘｃ７！を溶解していく。従って、時間経過と共に
ＫＣｌの比率は多くなり、融点は次第に下ってぐる。
つまり、Ｌｉ２５０４−Ｎｈｏｌ−ＫＣｌの３元組成の
凝固点は４６０℃であるので、４９８℃→４５０℃へと
変化してくる。このように２層を強固に一体成型してお
けば、低融化は進み、ましてや多層に構成した場合には
両面から進行するのでいっそう確実である。
凝固点は４６０℃であるので、４９８℃→４５０℃へと
変化してくる。このように２層を強固に一体成型してお
けば、低融化は進み、ましてや多層に構成した場合には
両面から進行するのでいっそう確実である。
第２図は本発明を用いた熱電池を示す断面図である。３
は素電池で本発明の場合１０セルをセル連結片４によっ
て直列に接続した場合で、素電池３間にはセル加熱剤５
が挿入されている。６および６′は上部および下部に設
けられた本発明の保温層で、発熱層と潜熱発生層を２層
一体化したものを２セツトそれぞれに用いた。７は点火
器で外部トリガーにより火炎を発し導火帯８が燃焼して
、それぞれのセル加熱剤５に着火させる。９は点火器の
外部端子で、微小電流を通電するトリカー人力に用いる
。１０および１０’は熱電池の正極端子と負極端子であ
り、電池外装蓋１１に・・−メチツクシールを取付けて
用いる。１２は外装ケース。
は素電池で本発明の場合１０セルをセル連結片４によっ
て直列に接続した場合で、素電池３間にはセル加熱剤５
が挿入されている。６および６′は上部および下部に設
けられた本発明の保温層で、発熱層と潜熱発生層を２層
一体化したものを２セツトそれぞれに用いた。７は点火
器で外部トリガーにより火炎を発し導火帯８が燃焼して
、それぞれのセル加熱剤５に着火させる。９は点火器の
外部端子で、微小電流を通電するトリカー人力に用いる
。１０および１０’は熱電池の正極端子と負極端子であ
り、電池外装蓋１１に・・−メチツクシールを取付けて
用いる。１２は外装ケース。
１３は外装ケースと内部積層体との間に設けた断熱材で
ある。
ある。
この本発明の電池は、点火器外部端子９に微小点火トリ
ガーを入れると、点火器γが火炎を発して上部保温層６
の発熱層と導火帯８が・燃焼し、各層のセル加熱剤５が
燃焼してその熱で素電池３の溶融塩電解質を溶して、電
池は活性化する。このとき保温層の潜熱発生層も溶融し
、Ｆｅ−ＫＣｌＯ４のＫＣＪと反応し低融点化して４９
８℃から潜熱を発熱し始め、４５０℃に温度が下がるま
で発熱を続ける。
ガーを入れると、点火器γが火炎を発して上部保温層６
の発熱層と導火帯８が・燃焼し、各層のセル加熱剤５が
燃焼してその熱で素電池３の溶融塩電解質を溶して、電
池は活性化する。このとき保温層の潜熱発生層も溶融し
、Ｆｅ−ＫＣｌＯ４のＫＣＪと反応し低融点化して４９
８℃から潜熱を発熱し始め、４５０℃に温度が下がるま
で発熱を続ける。
発明の効果
以上述べてきたように、本発明によれば、保温層の強度
を高めて加工性を改良し、潜熱発生温度が経時的に可変
していくようにでき、実用的にきわめて有用である。
を高めて加工性を改良し、潜熱発生温度が経時的に可変
していくようにでき、実用的にきわめて有用である。
第１図ａ、ｂは本発明の実施例における保温層を示す断
面図、第２図は本発明の保温層を用いた熱電池の断面図
、第３図は保温層の屈折力を調べる試験装置を示す図で
ある。 １・・・・・発熱層、２・・・・・・潜熱発生層、３・
・・・・・素電池、５・・・・・・セル加熱剤。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図
面図、第２図は本発明の保温層を用いた熱電池の断面図
、第３図は保温層の屈折力を調べる試験装置を示す図で
ある。 １・・・・・発熱層、２・・・・・・潜熱発生層、３・
・・・・・素電池、５・・・・・・セル加熱剤。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図
Claims (1)
- 素電池と加熱剤を交互に積み重ねてなる積層体の上・下
部に設置した保温層を有し、前記保温層は硫酸リチウム
と塩化ナトリウムと無機質吸着材を主材とする潜熱発生
層と、鉄と過塩素酸カリウムを主材とする発熱層とから
なり、かつこれらが一体に成型されたものであることを
特徴とする熱電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22340884A JPS61101963A (ja) | 1984-10-23 | 1984-10-23 | 熱電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22340884A JPS61101963A (ja) | 1984-10-23 | 1984-10-23 | 熱電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61101963A true JPS61101963A (ja) | 1986-05-20 |
Family
ID=16797671
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22340884A Pending JPS61101963A (ja) | 1984-10-23 | 1984-10-23 | 熱電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61101963A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102244206A (zh) * | 2011-06-09 | 2011-11-16 | 梅岭化工厂 | 热电池用加热粉配方 |
| CN110890565A (zh) * | 2019-11-26 | 2020-03-17 | 贵州梅岭电源有限公司 | 一种热电池用复合加热片的制备方法及应用 |
-
1984
- 1984-10-23 JP JP22340884A patent/JPS61101963A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102244206A (zh) * | 2011-06-09 | 2011-11-16 | 梅岭化工厂 | 热电池用加热粉配方 |
| CN110890565A (zh) * | 2019-11-26 | 2020-03-17 | 贵州梅岭电源有限公司 | 一种热电池用复合加热片的制备方法及应用 |
| CN110890565B (zh) * | 2019-11-26 | 2020-12-04 | 贵州梅岭电源有限公司 | 一种热电池用复合加热片的制备方法及应用 |
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