JPS61171065A - 熱電池 - Google Patents
熱電池Info
- Publication number
- JPS61171065A JPS61171065A JP1202785A JP1202785A JPS61171065A JP S61171065 A JPS61171065 A JP S61171065A JP 1202785 A JP1202785 A JP 1202785A JP 1202785 A JP1202785 A JP 1202785A JP S61171065 A JPS61171065 A JP S61171065A
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- Japan
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- calcium
- cell
- electromotive
- electromotive part
- battery
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-
- 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
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- 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１
本発明は熱電池の改良に関するものである。
［従来の技術１
熱電池とは溶融塩を電解質とする電池で、貯蔵中種解質
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せることによ
って、電解質が熱せられ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。
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せることによ
って、電解質が熱せられ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、以下に示す特長を有している。
（１）電解質が非電導性の固体であるため、貯蔵中自己
放電が皆無であるので、１０年以上の貯蔵後にも製造時
と同様の性能を保持している。
放電が皆無であるので、１０年以上の貯蔵後にも製造時
と同様の性能を保持している。
（２）電解質が溶融塩であるので、素電池当りの電圧は
高いが水と反応し易いた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ウム、マグネシウム等の金属単
体を使用でき、電池としてコンパクトで大出力放電が可
能である。
高いが水と反応し易いた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ウム、マグネシウム等の金属単
体を使用でき、電池として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儀えているため、
−５５℃〜＋１００℃という広範囲な環境温度下での使
用が可能であり、かつ作動信号印加後瞬時に電圧を取り
出せる。
−５５℃〜＋１００℃という広範囲な環境温度下での使
用が可能であり、かつ作動信号印加後瞬時に電圧を取り
出せる。
（４）振動、衝撃に強い。
上記の如（熱電池は多くの特長を備えており、ロケット
、ミサイル等の飛翔体用１Ｓｉあるいは各種緊急用電源
として実用化されている。
、ミサイル等の飛翔体用１Ｓｉあるいは各種緊急用電源
として実用化されている。
ところで、従来のこの種熱電池は第２図に示すような構
造になっている。第２図において、１は起電部積層体で
、素電池２と発熱体３を交互に積層して構成され、全体
として所定の電圧を供給し得るように任意の数の素電池
を直列に接続して構成している。４は起電部積層体１の
発熱体３を発火させるための点火玉、５は電池カバー、
６は電池カバー５に配置された出力端子、７は電池カバ
ー５に配置された点火端子である。また出力端子６と点
火端子７は電池カバー５と絶縁ガラス８により絶縁され
ている。また点火端子７はリード線９を介して点火玉４
に接続されており、点火端子７に所定電流を印加すると
、点火玉４が点火する。
造になっている。第２図において、１は起電部積層体で
、素電池２と発熱体３を交互に積層して構成され、全体
として所定の電圧を供給し得るように任意の数の素電池
を直列に接続して構成している。４は起電部積層体１の
発熱体３を発火させるための点火玉、５は電池カバー、
６は電池カバー５に配置された出力端子、７は電池カバ
ー５に配置された点火端子である。また出力端子６と点
火端子７は電池カバー５と絶縁ガラス８により絶縁され
ている。また点火端子７はリード線９を介して点火玉４
に接続されており、点火端子７に所定電流を印加すると
、点火玉４が点火する。
また出力端子６はリード線１０により起電部積層体１に
接続されている。１１および１２はアスベスト。
接続されている。１１および１２はアスベスト。
マイカよりなる断熱体で、起電部積層体１の上・下部お
よび側部に配置されている。１３は起電部積層体１．断
熱体１１．１２等を収容する金属ケースである。前記断
熱体Ｉｔ、 １２は起電部積層体１の保温。
よび側部に配置されている。１３は起電部積層体１．断
熱体１１．１２等を収容する金属ケースである。前記断
熱体Ｉｔ、 １２は起電部積層体１の保温。
固定および金属ケース１３との絶縁の役目を果すもので
ある。
ある。
また上記起電部積層体１を構成している素電池２は第３
図に示すような構造になっている。第３図において、１
４は陽極集電板、１５は減極剤層、１６は電解質層、１
７は負極、１８は負極集電板である。
図に示すような構造になっている。第３図において、１
４は陽極集電板、１５は減極剤層、１６は電解質層、１
７は負極、１８は負極集電板である。
さらに上記のような構造の熱電池においては、一般に負
極としてｈルシウム金属、電解質として塩化カリウムと
塩化リチウムの共晶混合物、減極剤としてクロム酸カル
シウム、発熱体としてジルコニウムとクロム酸バリウム
の混合物が用いられている。
極としてｈルシウム金属、電解質として塩化カリウムと
塩化リチウムの共晶混合物、減極剤としてクロム酸カル
シウム、発熱体としてジルコニウムとクロム酸バリウム
の混合物が用いられている。
しかしながら、上記したような構造の熱電池には二、三
の欠点があり、中でも最も大きな問題は負極であるカル
シウムと電解質中のリチウムイオンが反応して負極周辺
にカルシウム−リチウム合金を形成し、この合金が低融
点で液状であるため流出し、隣接している素電池と短ｔ
１８電橋を形成し、電池として電圧のフラツキを生じ、
最悪の場合には外部に電力を供給し得ない状態になる。
の欠点があり、中でも最も大きな問題は負極であるカル
シウムと電解質中のリチウムイオンが反応して負極周辺
にカルシウム−リチウム合金を形成し、この合金が低融
点で液状であるため流出し、隣接している素電池と短ｔ
１８電橋を形成し、電池として電圧のフラツキを生じ、
最悪の場合には外部に電力を供給し得ない状態になる。
前記短絡電橋は、あらゆる条件下で発生するものではな
′く、環境温度が高い程、または放電電流が低
い程多く発生し、特に振動を印加した時頻繁に発生する
。
′く、環境温度が高い程、または放電電流が低
い程多く発生し、特に振動を印加した時頻繁に発生する
。
なお、第２図に示した従来の熱電池においては、起電部
積層体１の側部に断熱体１２を密着させているが、断熱
体１２としてはマイカ板もしくは石綿板が用いられてい
るために起電部積層体１との密着性が良好でなく、より
よく密着させた場合でも吸液性に乏しいためカルシウム
−リチウム合金の流出による短絡を完全に防ぐことはで
きなかった。
積層体１の側部に断熱体１２を密着させているが、断熱
体１２としてはマイカ板もしくは石綿板が用いられてい
るために起電部積層体１との密着性が良好でなく、より
よく密着させた場合でも吸液性に乏しいためカルシウム
−リチウム合金の流出による短絡を完全に防ぐことはで
きなかった。
また従来、上記した短絡電橋を防止する方法として、素
電池の構成の改良および素電池の構造の改良の２方法に
ついて考えられている。その中で代表的な例を上げると
、前者は特公昭５２−５９６３号公報に記載のように電
解質の構成成分中のリチウム濃度を少なくすることによ
りカルシウム−リチウム合金の形成を防ぐもので、また
後者は特公昭５３−３２８５３号公報に記載のように負
極周辺に生成したカルシウム−リチウム合金の流出を防
ぐように素電池の形状を変更するものである。
電池の構成の改良および素電池の構造の改良の２方法に
ついて考えられている。その中で代表的な例を上げると
、前者は特公昭５２−５９６３号公報に記載のように電
解質の構成成分中のリチウム濃度を少なくすることによ
りカルシウム−リチウム合金の形成を防ぐもので、また
後者は特公昭５３−３２８５３号公報に記載のように負
極周辺に生成したカルシウム−リチウム合金の流出を防
ぐように素電池の形状を変更するものである。
［発明が解決しようとする問題点］
しかし、上記したような短絡電橋防止方法については次
のような欠点がある。
のような欠点がある。
例えば、前者のように電解質構成成分中のリチウム濃度
を少なくすると、第４図に示すように電解質である共晶
混合物の共融点を上昇せしめ、電池の作動温度幅をせば
める欠点があった。また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な形状にすると
、例えば第５図に示すように、カルシウムである負極２
４とクロム酸カルシウムと共晶混合物よりなる減極剤層
２２を共晶混合物と吸着剤よりなる電解質層２３より小
さくし、負極２４と減極剤Ｉ！２２の周辺部にアスベス
ト等よりなる保護リング２６を配置するごとにより、カ
ルシウム−リチウム合金の流出を防ぐものであり、構造
が複雑となり、部品点数の増加、製造工数の増加等によ
る製造コストをアップするという欠点があった。なお、
第５図中の２１は陽極集電板、２５は負極集電板であり
、鉄またはニッケルよりなる。
を少なくすると、第４図に示すように電解質である共晶
混合物の共融点を上昇せしめ、電池の作動温度幅をせば
める欠点があった。また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な形状にすると
、例えば第５図に示すように、カルシウムである負極２
４とクロム酸カルシウムと共晶混合物よりなる減極剤層
２２を共晶混合物と吸着剤よりなる電解質層２３より小
さくし、負極２４と減極剤Ｉ！２２の周辺部にアスベス
ト等よりなる保護リング２６を配置するごとにより、カ
ルシウム−リチウム合金の流出を防ぐものであり、構造
が複雑となり、部品点数の増加、製造工数の増加等によ
る製造コストをアップするという欠点があった。なお、
第５図中の２１は陽極集電板、２５は負極集電板であり
、鉄またはニッケルよりなる。
本発明は上記したような電池の形状変更によりカルシウ
ム−リチウム合金の流出を防ぐ方法のものにおいて、構
造が複雑になるといった欠点を解消し得るようにした熱
電池を提供するものである。
ム−リチウム合金の流出を防ぐ方法のものにおいて、構
造が複雑になるといった欠点を解消し得るようにした熱
電池を提供するものである。
［問題点を解決するための手段］
そのために本発明は、熱電池の素電池と発熱体とを交互
にｗ４層した起電部積層体の周囲に配置される断熱体と
して吸液性の良好なセラミックファイバー等のバルク状
の絶縁物質を用い、かつ該断熱体を加圧充填することに
より前記起電部積層体と断熱体とを完全に密着状態にし
て、カルシウム−リチウム合金の流出を防ぐようにした
ものである。
にｗ４層した起電部積層体の周囲に配置される断熱体と
して吸液性の良好なセラミックファイバー等のバルク状
の絶縁物質を用い、かつ該断熱体を加圧充填することに
より前記起電部積層体と断熱体とを完全に密着状態にし
て、カルシウム−リチウム合金の流出を防ぐようにした
ものである。
［実施例］
以下、本発明による熱電池をその一実施例を示す第１図
を用いて説明する。
を用いて説明する。
第１図おいて、図中、先に説明した第２図と同符号のも
のは同一作用部材であるので、その説明は省略する。か
かる本発明実施例は第２図とは゛ぼ同じ構成よりなるが
、本実施例においては起電部積層体１の側部に配置され
る断熱体１２として吸液性の良好なセラミックファイバ
ー等のバルク状のガラス繊維を用い、かつ加圧充填によ
って起電部積層体１に完全に密着させている。即ち、起
電部積層体１を金属ケース１３内に挿入した状態で、起
電部積層体１の周囲に断熱体１２を加圧充填して完全に
密着させている。
のは同一作用部材であるので、その説明は省略する。か
かる本発明実施例は第２図とは゛ぼ同じ構成よりなるが
、本実施例においては起電部積層体１の側部に配置され
る断熱体１２として吸液性の良好なセラミックファイバ
ー等のバルク状のガラス繊維を用い、かつ加圧充填によ
って起電部積層体１に完全に密着させている。即ち、起
電部積層体１を金属ケース１３内に挿入した状態で、起
電部積層体１の周囲に断熱体１２を加圧充填して完全に
密着させている。
このような本発明実施例においては、断熱体１２と起電
部積層体１とは完全に密着しているため、負極周辺で生
成したカルシウム−リチウム合金が流出するようなこと
がなく、仮にカルシウム−リチウム合金が流出したとし
ても断熱体１２に吸収されてしまい、カルシウム−リチ
ウム合金による短絡を防止できる。なお、断熱体１２の
充填圧力は５０Ｋｔ ／ ｃｏ１〜３００Ｋｔ／ｃｎｉ
で良好な結果を得た。
部積層体１とは完全に密着しているため、負極周辺で生
成したカルシウム−リチウム合金が流出するようなこと
がなく、仮にカルシウム−リチウム合金が流出したとし
ても断熱体１２に吸収されてしまい、カルシウム−リチ
ウム合金による短絡を防止できる。なお、断熱体１２の
充填圧力は５０Ｋｔ ／ ｃｏ１〜３００Ｋｔ／ｃｎｉ
で良好な結果を得た。
次に第１図に示す本発明熱電池と第２図に示した従来の
熱電池の特性を次表に示す。なお、表中の短絡率とは放
電電圧のフラツキを示した電池数の割合を示すものであ
る。 Ｊ上表より明らか
なように、撮動無印加時においては、従来品では温度が
高くなるほど放電電圧のフラツキを示す電池数、例えば
＋７５℃では１００（［１のうち３５個までが放電電圧
のフラツキを示したが、本発明品では＋７５℃において
も１００個のうちの１個も放電電圧のフラツキを示さな
かった。また振動印加時においては、従来品では５０個
のうちの１９個までが放電電圧のフラツキを示したが、
本発明品では５０個のうちの１個も放電電圧のフラツキ
を示さなかった。このことより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
大あるいは高温温度下・低電流密度放電下でのカルシウ
ム−リチウム合金流出による短絡を皆無にできることが
判る。
熱電池の特性を次表に示す。なお、表中の短絡率とは放
電電圧のフラツキを示した電池数の割合を示すものであ
る。 Ｊ上表より明らか
なように、撮動無印加時においては、従来品では温度が
高くなるほど放電電圧のフラツキを示す電池数、例えば
＋７５℃では１００（［１のうち３５個までが放電電圧
のフラツキを示したが、本発明品では＋７５℃において
も１００個のうちの１個も放電電圧のフラツキを示さな
かった。また振動印加時においては、従来品では５０個
のうちの１９個までが放電電圧のフラツキを示したが、
本発明品では５０個のうちの１個も放電電圧のフラツキ
を示さなかった。このことより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
大あるいは高温温度下・低電流密度放電下でのカルシウ
ム−リチウム合金流出による短絡を皆無にできることが
判る。
また第２図の従来のものは、起電部積層体１を組み立て
た後、断熱体１２を周囲に巻いて金属ケース１３に挿入
していたが、本発明によると起電部積層体１を金属ケー
ス１３に挿入した後断熱体１２を加圧充填するため、工
程が増えることなく、より製造が容易となった。また起
電部積層体１は断熱体１２により確実に固定されるため
、耐振動性能をも向上することが確認された。
た後、断熱体１２を周囲に巻いて金属ケース１３に挿入
していたが、本発明によると起電部積層体１を金属ケー
ス１３に挿入した後断熱体１２を加圧充填するため、工
程が増えることなく、より製造が容易となった。また起
電部積層体１は断熱体１２により確実に固定されるため
、耐振動性能をも向上することが確認された。
［発明の効果１
以上述べ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ていない熱電池と構造
、ｔＪ造工程等をほとんど変えずにして、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。
リチウム合金流出防止対策を施していない熱電池と構造
、ｔＪ造工程等をほとんど変えずにして、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。
第１図は本発明熱電池の一実施例を示す分解斜視図、第
２図はカルシウム−リチウム合金流出防止対策を施して
りない従来の熱電池の一例を示１分解斜視図、第３図は
第１図および第２図の熱電池の素電池の構成を示す縦断
面図、第４図は塩化カリウムと塩化リチウムの相平衡図
、第５図はカルシウム−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す縦断面図である。
２図はカルシウム−リチウム合金流出防止対策を施して
りない従来の熱電池の一例を示１分解斜視図、第３図は
第１図および第２図の熱電池の素電池の構成を示す縦断
面図、第４図は塩化カリウムと塩化リチウムの相平衡図
、第５図はカルシウム−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す縦断面図である。
Claims (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
として吸液性の良好なセラミックファイバー等のバルク
状の絶縁物質を加圧充填することにより起電部積層体と
断熱体とを完全な密着状態にしたことを特徴とする熱電
池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1202785A JPS61171065A (ja) | 1985-01-24 | 1985-01-24 | 熱電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1202785A JPS61171065A (ja) | 1985-01-24 | 1985-01-24 | 熱電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61171065A true JPS61171065A (ja) | 1986-08-01 |
| JPH0326911B2 JPH0326911B2 (ja) | 1991-04-12 |
Family
ID=11794119
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1202785A Granted JPS61171065A (ja) | 1985-01-24 | 1985-01-24 | 熱電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61171065A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7794875B2 (en) * | 2006-02-09 | 2010-09-14 | Lg Chem, Ltd. | Battery module |
| TWI416791B (zh) * | 2007-07-04 | 2013-11-21 | Wistron Corp | 燃料電池之連接結構 |
| JP5483779B1 (ja) * | 2013-02-15 | 2014-05-07 | 防衛省技術研究本部長 | 熱電池を備えた飛翔体 |
| US9269934B2 (en) | 2006-03-06 | 2016-02-23 | Lg Chem, Ltd. | Battery module |
| US9337455B2 (en) | 2006-03-06 | 2016-05-10 | Lg Chem, Ltd. | Middle or large-sized battery module |
| US9484591B2 (en) | 2006-03-06 | 2016-11-01 | Lg Chem, Ltd. | Voltage sensing member and battery module employed with the same |
| US9620826B2 (en) | 2006-03-06 | 2017-04-11 | Lg Chem, Ltd. | Middle or large-sized battery module |
-
1985
- 1985-01-24 JP JP1202785A patent/JPS61171065A/ja active Granted
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7794875B2 (en) * | 2006-02-09 | 2010-09-14 | Lg Chem, Ltd. | Battery module |
| US9269934B2 (en) | 2006-03-06 | 2016-02-23 | Lg Chem, Ltd. | Battery module |
| US9337455B2 (en) | 2006-03-06 | 2016-05-10 | Lg Chem, Ltd. | Middle or large-sized battery module |
| US9484591B2 (en) | 2006-03-06 | 2016-11-01 | Lg Chem, Ltd. | Voltage sensing member and battery module employed with the same |
| US9620826B2 (en) | 2006-03-06 | 2017-04-11 | Lg Chem, Ltd. | Middle or large-sized battery module |
| TWI416791B (zh) * | 2007-07-04 | 2013-11-21 | Wistron Corp | 燃料電池之連接結構 |
| JP5483779B1 (ja) * | 2013-02-15 | 2014-05-07 | 防衛省技術研究本部長 | 熱電池を備えた飛翔体 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0326911B2 (ja) | 1991-04-12 |
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