JPS63261681A - 高温電池 - 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】 産業上の利用分野 本発明は高温電池に関するものである。

従来の技術 ａ！！温電池は、常温では導電性を有しない固体電解質
を使用時に発熱剤にて加熱し溶融させることにより高い
Ｔ１尋性を得、＾率故電を可能とするものである。従っ
て電池放電中の電池温度の維持、管理の適否が電池性能
に大きな彩管を与える。

このため、前記発熱剤の発する熱エネルギーの発生ｍ、
移動速度、保持能力等について精密な熱設計を行うこと
が重要である。

従来、高１電池においては、素電池と発熱剤を交互に積
層するとともに発熱剤の発する高熱が直接素電池に熱ｍ
ｗ的に伝ばしないように、素電池と発熱剤との間に板状
蓄熱体を挿入する方法が用いられてきた。

このように素電池のｖ４層方向については発熱剤、蓄熱
体、更にはこれらを包む断熱材の適当な配置により精密
な８ｉｉＱ計が行われてきたのである・が電池の半径方
向についてはもっばら断熱材のみにたより十分な熱設計
は行われていなかった。これは従来高Ｓ電池の素電池極
板は一般に薄板状（多くは円板状）Ｃあったため側面積
が底面積に比しはるかに小さく、前記のような側面から
の熱の散逸をｍ？！しない熱設計を行っても実際上不都
合が生じることが少なかったからである。しかし近年、
電池容量の増大に伴う素電池極板の、浮型化、大径化に
よって側面からの熱の散逸が電池性能に大きなｍＷを与
えるようになってきた。そこで電池内に円筒状の発熱剤
と円筒状の蓄熱体とを設は電池の半径方向についても発
熱剤、蓄熱体、断熱材の組み合せにより積層方向同様の
超重な熱設計を行う方法が提案され一部で実用化されて
きた。いわゆる半径方向加熱方式である。

発明が解決しようとする問題点 しかしこの半径方向加熱方式は従来法に比し電池構成が
複雑になりコストの上昇をまねくという欠点があった。

実際、円筒状蓄熱体はまだしも円筒状発熱剤を所定寸法
に正確に製作し電池内に適正に配にすることは発熱剤の
多くが軟弱な材質であるため作業が非常に困難であり、
いちじるしい工数の増加をまねく。また高揚電池はロケ
ット、ミサイル、砲弾等の制御用電源として多く用いら
れているが実用時の激しい加″ａ度、振動、！ｉ撃、ス
ピン等に耐えろる高い信頼性を確保する上で構成が複雑
な上記半径方向加熱方式は不適であった。

更に、半径方向加熱方式は、電池外形が大きくなりコン
パクト化の面でも問題があった。

問題点を解決するための手段 本発明は従来法のかかる欠点を全て除去するものである
。即ち本発明においては、従来より素電池と発熱剤の間
に１申入されていた蓄熱体の形状をカップ状とし、この
カップ状蓄熱体の中に素電池を個々に格納するものとし
た。そしてこのカップ状蓄熱体の熱容量と熱伝導度を適
切に設翳１することによりｌ？Ｉｍ方向に配されている
発熱剤の熱エネルギーを電池側面にも有効に誘導し側面
からの熱の散逸を低減するものとした。

本発明によれば電池側面に関しても′ｖｇ密な熱設計が
可能となり、しかも構成は単純に保たれたままであるか
らコスト、信頼性の点及びコンパクト化の点でも有利で
ある。

このときカップ状Ｍ熱体は素電池１個に対して１つのカ
ップ状蓄熱体を用いる方法や板状蓄熱体とカップ状蓄熱
体を併用する方法、更に２つのカップ状蓄熱体を用いる
方法がある。またカップ状蓄熱体の成型を容易にするた
めカップ側面にスリット等を設ける方法もある。

なお、本発明に用いるカップ状蓄熱体の材質としては鉄
やステンレス等の金属及び石綿、ガラス等の無機材、更
にこれらを複合したものが考えられる。

作用 カップ状蓄熱体を用いるならば側面に専用の円筒状発熱
剤や円筒状蓄熱体を設けた半径方向加熱方式と同等の効
果がｆＦＪられる。すなわち電池側面からの熱の散逸が
低減され極板の温度分布がより均一となりＴｉ流密度の
集中、活物質利用率の低下等が起こりにくくなる。

このため電池性能の大幅な向上がはかれる。その効果は
特に大径・原型極板を用いるようなり容ｆｆｉ電池にお
いて顕著である。また特に熱的なアンバランスの生じや
すい放電末期の特性を著しく改善できるものである。

実施例 第１〜５図に本発明実施例１〜５を示す。なお第２〜５
図においては素電池（１）、発熱剤（３）、及び蓄熱体
（２）、（８）のみを示している。

第１図に実施例１として板状蓄熱体（２）とカップ状蓄
熱体を併用した本発明１ｓ温雷池（Ａ）を示す。本実施
例では素電池（１）はカップ状蓄熱体（６）内に格納さ
れ、発熱剤（３）は板状蓄熱体（２）及びカップ状蓄熱
体（６）を介して素電池（１）に積層されている。第２
図は、素電池（１）１個に対してカップ状蓄熱体（６）
を１個用いる方法を示す。第３図は板状蓄熱体（２）と
カップ状蓄熱体（６）を併用する方法においてカップ状
蓄熱体（６）の側面にスリン１−を設置プて成型性を改
良した方法を示す。第４図は２つのカップ状蓄熱体（６
）を用いる方法を示す。第５図は、素電池に中心穴導孔
を（１０）を設けた場合を示す。

このとき発熱剤、蓄熱体にも同様に中心孔を設けるもの
とする。

次に比較のための従来のｔＳ瀉電池を第６図、第７図に
示す。第６図は素電池（１）と板状蓄熱体（２）及び発
熱７’１（３）を交互にｖＡ層してなる従来法の一般的
な高温電池（Ｂ）を示す。第７図は素電池（１）と板状
蓄熱体（２）及び発熱剤（３）を交互に積層し更に側面
に円筒状蓄熱体（７）、円筒状発熱剤（８）を配した従
来法の半径方向加熱方式による高温電池（Ｃ）を示す。

次に第１図、第６図、第７図に示した内部構造を右しｆ
Ａ？１にリチウムアルミ合金、正極に二硫化鉄、固体電
解質として塩化リチウムと塩化アルミニウムの共晶塩、
発熱剤としてクロム酸カリウムと鉄粉の混合物を用いた
極板容量の等しい高温電池（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）を製
作し、それぞれを常温、１００　ｍＡ／ａｄにおいて放
電したときの特性を第８図に示す。

同図中記号はそれぞれａ・・・本発明高温電池（Δ）、
ｂ・・・高温電池（Ｂ）、Ｃ・・・高温電池（Ｃ）を示
す。

発明の効果 第８図より従来法の一般的な電池（Ｂ）が、放電途中よ
り電圧が急激に低下する対し本発明の高温電池（Ａ）及
び従来法の半径方向加熱方式による高温電池（Ｃ）は放
電終期まで安定した高い電圧を維持しており優れた放電
特性を有しているとわかる。また第１図と第６．７図の
比較より従来法の半径方向加熱方式による高温電池（Ｃ
）は他の２者に比し構成が複雑であり電池外形も大きく
なってしまうという欠点を有しているとわかる。

以上のように本発明高温電池は構成を単純に保ちつつ複
雑な構成の電池と同等の放電特性を得ることができコス
ト、信頼性の点で大きな効果がある。また族Ｔｉ終期ま
で安定した電圧特性が１７られることは実負荷状態の多
くが放電終期に大電流放電を伴うためきわめて重要な性
能の向上をちたらず。

また、電池の外形をほとんど変化させずに上記の改良効
果が冑られることも侵れた特徴である。

更にカップ状蓄熱体に素電池を格納している本発明高温
電池は実使用における激しい加速度、衝撃、撮動、スピ
ン等によっても素電池から溶融した電解質が飛散しにく
く電池の信頼性が向上するという効果も有する。

以上のごとく本発明は高温電池の放電性能及び信頼性を
向上する上で、また電池の低コスト化及び小形化を実現
する上できわめて効果的で、その工業的価値はきわめて
大である。

【図面の簡単な説明】

第１〜５図は本発明ｍｍｒｔ池の内部構造を示す図、第
６図、第７図は従来の高温電池の内部構造を示す図であ
る。第８図は本発明高温電池と従来のｉ！！ｉ温電池の
放電特性を示す図である。 １・・・素電池 ２・・・板状金酋蓄熱体 ３・・・発熱剤 ４．４′・・・断熱材 ５・・・電池ケース ６・・・カップ状蓄熱体 ７・・・円筒状蓄熱体 ８・・・円筒状発熱剤 ９・・・スリット　、１０・・・中心火導孔ａ・・・本
発明高温電池（Δ）の放電特性ｂ・・・電池（Ｂ）の放
電特性 Ｃ・・・電池（Ｃ）のｔｌｌｆｆｉ特性を　１　凹 奔　ｚ　ＷＪ　　　　　　　　奔３Ｉ！Ｔを４ｔ！Ｉ　
　　　　　　　　奔５　図斉　Ｉ＝　凹 鼻　７　凹 年　８　図 容　量／Ｚ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 素電池と、この素電池を加熱するための発熱剤を交互に
   積層してなる高温電池において前記素電池を個々にカッ
   プ状の蓄熱体に格納したことを特徴とする高温電池