KR100187843B1

KR100187843B1 - 고온반응형전지의 가열방법 및 그 장치

Info

Publication number: KR100187843B1
Application number: KR1019930003469A
Authority: KR
Inventors: 이용성; 남궁억; 길영배
Original assignee: 류정열; 기아자동차주식회사
Priority date: 1993-03-09
Filing date: 1993-03-09
Publication date: 1999-06-01
Also published as: KR940022941A

Abstract

본 발명은 나트륨 유황전지의 가열방법 및 그 장치에 관한 것으로, 외부용기(1)에 구비된 양극단자(2)와, 음극단자(3)에 용융유황과 용융나트륨단자가 각각 직렬로 연결됨과 동시에 단위전자(4)는 상부면으로 상부절연체(5)에 결합되면서, 측면과 밑면에는 유리섬유등의 부도성 재료로 유지되는 한편, 상기 외부용기(1)내의 단위전자(4)로부터 접속됨과 도이에 외부용기(1)에 구비된 양극단자(2)와 음극단자(3) 및 보조전원(6)의 단자가 구리 또는 알루미늄등의 전도성이 있는 금속으로 된 외판(7)과 내판(8)에 접속되고, 이 외판(7)과 내판(8) 사이에 피티씨세라믹을 상변태점이 300 내지 350℃로 제조시킨 발열체(9)가 유리질 유나 절연성물질을 매개로 지지됨과 더불어, 이 외판(7)과 외부용기(1)의 사이에는 단열제(10)가 채워진 구조로 되어, 발열체의 수명이 반영구적이면서, 발열면적의 증가로 효과적인 가열이 이루어질 뿐만 아니라 온도조절을 위한 콘트롤러가 불필요한 동시에 발열체의 배선에 따르는 번거로움이 없도록 된 것이다.

Description

고온반응형전지의 가열방법 및 그 장치

제1도 (a), (b)는 본 발명에 따른 고온반응형전지의 가열장치를 나타낸 평단면도와 정단면도이고,

제2도 (a), (b)는 종래기술에 따른 고온반응형전지의 가열장치를 나타낸 평단면도와 정단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 외부용기 2 : 양극단자

3 : 음극단자 4 : 단위전지

5 : 상부절연체 6 : 보조전원

7 : 외판 8 : 내판

9 : 발열체 10 : 단열체

본 발명은 고온반응형전지의 가열방법에 관한 것으로, 특히 발열체의 수명이 반영구적이면서 발열체에 전류를 공급하게 되면 효과적인 가열이 이루어지는 동시에 발열체의 배선에 따르는 번거로움이 없을 뿐만 아니라, 온도조절을 위한 콘트롤러가 불필요하도록 된 고온반응형전지의 가열방법 및 그 장치에 관한 것이다.

일반적으로 고온반응형전지는 전도성을 갖는 고체전해질을 사용하는 전지로 작동온도로 가열 및 유지시켜 주는 장치가 필요하게 된다.

종래 기술에 따른 고온반응전지(나트륨 유황전지)의 가열장치는 제2도(a), (b)에 도시된 것과 같이, 직육면체형상의 단열된 외부용기(21)내측에 열선으로 된 발열체가 부착되며, 그 내부에 단위전지(22)가 소정의 집적체로 배열되고, 이 각각의 단위전지(22)는 양극과 음극을 각기 직렬로 연결시켜서, 외부용기(21)에 구비된 음극단자(23)와 양극단자(24)로 연결됨과 동시에 온도제어콘트롤러(25)을 사용하여 가열장치인 열선발열체(26)의 두단자에 이 출력단자를 각각 직렬연결하여 보조전원과 함께 단위전지(22)의 온도를 반응온도로 유지하도록 되어 있다.

따라서 상기 온도제어콘트롤러(25)의 조작으로 열선발열체(26)에서 열이 발생하여 외부용기(21)내의 온도가 충분히 상승되면 각각의 단위전지(22)에 구비된 한쪽 반응물질의 이온이 고체전해질을 통과하여 다른쪽의 반응물질과 반응함으로써 발생된 전류를 이용 용기내의 온도를 유지하는데 사용된다.

그러나 상기 열선발열체(26)는 수명에 한계가 있고, 가격이 비싼 온도제어콘트롤러(25)가 꼭 필요한 동시에 열선발열체(26)의 배선에 따르는 번거로움이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 결점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 단위전지의 상부는 α-알루미나의 재질로 된 상부절연체로 완전밀봉하고, 하부는 하부절연체로 막으며, 측면은 유리나 에나멜 등의 부도성 재료로 된 측면덮개로 덮어서 주위와 완전기밀을 유지시킴과 동시에, 크고 작은 용기형상의 외부가열판과 내부가열판의 사이에 피티씨세라믹으로 지지 및 연계되도록 하여 상기 하부절연체와 측면덮게를 감싸도록 되어, 발열체의 수명이 반영구적이면서, 발열면적이 증가로 효과적인 가열이 이루어질 뿐만 아니라 온도조절을 위한 콘트롤러가 불필요한 동시에 발열체의 배선에 따르는 번거로움이 없도록 한 고온반응형전지의 가열방법 및 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 최초 냉각시에는 단위전지에서 저류를 발생시키기 위해 피티씨세라믹으로 된 발열체에 연결된 보조전원에서 가열장치에 전류를 공급해 주게 되면, 피티씨세라믹의 특성상 처음에는 저항이 감소하면서 열이 발생되고, 온도가 반응온도까지 상승하면 반응물질이 반응하여 생성된 전류가 온도를 유지시켜주는 전원이 된는 한편, 피티씨세라믹의 특성상 상기 단위전지의 온도가 임계온도에 이르면, 피티씨세라믹 발열체의 저항이 급속히 상승하여 더이상 전류를 하르지 못하게 함으로써 과열방지가 자동적으로 이루어지며, 발열체의 수명이 반영구적이면서, 기존의 가느다란 열선에 비해 발열면적이 증가되므로 효과적인 가열이 이루어질 뿐만 아니라 온도조절을 위한 콘트롤러가 불필요한 동시에 발열체의 배선에 따르는 번거로움이 없도록 된 것이다.

이하 본 발명을 첨부된 예시도면에 의해 상세히 설명한다.

제1도(a),(b)는 본 발명 고온반응형전지의 가열장치를 나타낸 평단면도와 정단면도이고, 종래기술을 설명한 제2도와 같은 부위에는 동일한 참조부호를 붙이면서 그 설명은 생략한다.

본 발명 고온반응형전지의 가열장치는, 외부용기(1)에 구비된 양극단자(2)와 음극단자(3)에 반응물질단자가 각각 직렬로 연결됨과 동시에 단위전자(4)의 상부면으로는 상부절연체(5)에 결합되면서, 측면과 밑면에는 유리섬유등의 부도성재료로 유지되는 한편, 상기 단위전자(4)로부터 접속됨과 동시에 외부용기(1)에 구비된 양극단자(2)와 음극단자(3) 및 보조전원(6)의 단자가 구리 또는 알루미늄등의 전도성이 있는 금속으로 된 외판(7)과 내판(8)이 접속되고, 이 외판(7)과 내판(8)사이에 피티씨세라믹으로 된 발열체(9)가 유리섬유나 절연성물질을 매개로 지지됨과 더불어, 이 외판(7)과 외부용기(1)의 사이에는 단열제(10)가 채워져 있는 구조로 되어 있다.

여기서 상기 피티씨세라믹(Positive TEmperature Coefficient Ceramic;10)은 온도에 따라 저항이 일정하게 감소하며, 어느 임계온도(Curie Point, 상변태점)에 도달하면 저항이 급격히 증가하여 전류가 더 이상 흐르지 못하게 하는 특성을 가진 발열체재료로, 납(Pb)과 주석(Sn)을 이용하여 상변태점의 온도를 전지의 반응온도가 되게 제조한 것이다.

다음에 본 발명의 작용에 대해 설명한다.

상기 단위전자(4)를 작동시키기 위해 최초 냉각시에는 보조전원(6)이 전류가 공급되어 발열체(9)가 가열되며, 온도가 반응온도로 되면 반응물질이 반응하여 얻어지는 단위전자(4)자체의 전류로 일정온도를 유지하게 된다.

여기서 상기 발열체(9)를 감싸고 있는 외판(7)과 내판(8)으로부터 짧은시간에 많은 열이 발생하므로 우수한 가열효과가 얻어지게 된다.

한편, 피티씨세라믹으로 된 발열체(9)의 특성상 상기 단위전자(4)의 온도가 임계온도가 되면, 저항이 급속히 상승하여 더 이상 전류를 흐르지 못하게 함으로써 과열방지가 자동적으로 되게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 발열체의 수명이 반영구적이면서, 발열면적의 증가로 효과적인 가열이 이루어질 뿐만 아니라 온도조절을 이한 콘트롤러가 불필요한 동시에 발열체의 배선에 따르는 번거로움이 없도록 한 것이다.

Claims

단위전자(4)를 반응시키기 위해 최초 냉각시에 외판(7)과 내판(8)에 연결된 보조전원(6)으로부터 전류를 공급해 주면, 이 외판(7)과 내판(8)사이에 장착시킨 피티씨세라믹으로 된 발열체(9)가 처음에는 저항이 감소하면서 열이 발생되고, 이 단위전자(4)의 온도가 반응온도로 되면, 반응물질이 반응하여 얻어지는 전지자체의 전류가 온도가 일정하게 유지되는 한편, 피티씨세라믹으로 된 발열체(9)의 특성상 상기 단위전자(4)의 온도가 임계온도가 되면, 저항이 급속히 상승하여 더 이상 전류를 흐르지 못하게 함으로써 자동적으로 과열방지가 되는 고온반응형전지의 가열방법.
외부용기(1)에 구비된 양극단자(2)와 음극단자(3)에 반응물질단자가 각각 직렬로 연결됨과 동시에 단위전자(4)는 상부면으로 상부절연체(5)에 결합되면서, 측면과 밑면에는 유리섬유등의 부도성 재료로 유지되는 한편, 상기 외부용기(1)내의 단위전자(4)로부터 접속됨과 동시에 외부용기(1)에 구비된 양극단자(2)와 음극단자(3) 및 보조전원(6)이 단자가 구리 또는 알루미륨등의 전도성이 있는 금속으로 된 외판(7)과 내판(8)에 접속되고, 이 외판(7)과 내판(8)사이에 피티씨세라믹을 상변태점이 전지의 반응온도로 제조시킨 발열체(9)가 유리섬유나 절연성물질을 매개로 지지됨과 더불어, 이 외판(7)과 외부용기(1)의 사이에는 단열제(10)가 채워진 고온반응형전지의 가열장치.