KR102242906B1 - 열전지, 열전지 모듈 및 열전지 시스템 - Google Patents

열전지, 열전지 모듈 및 열전지 시스템 Download PDF

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KR102242906B1
KR102242906B1 KR1020200120003A KR20200120003A KR102242906B1 KR 102242906 B1 KR102242906 B1 KR 102242906B1 KR 1020200120003 A KR1020200120003 A KR 1020200120003A KR 20200120003 A KR20200120003 A KR 20200120003A KR 102242906 B1 KR102242906 B1 KR 102242906B1
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KR1020200120003A
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임채남
최은영
윤현기
조장현
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국방과학연구소
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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

Abstract

본 발명은 열전지, 열전지 모듈 및 열전지 시스템에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예는 케이스, 상기 케이스 내에 수용되고, 양극, 전해질, 음극, 열원, 제1 극성을 갖는 전하를 집전하는 제1 집전체 및 제2 극성을 갖는 전하를 집전하는 제2 집전체가 적층되어 형성되는 적층 조립체, 상기 열원을 점화하는 착화기, 상기 착화기에 전기적으로 접속하는 착화기 단자 및 제1 단자리드를 통해 상기 제1 집전체와 전기적으로 접속하는 제1 단자를 구비하는 제1 헤드 및 제2 단자리드를 통해 상기 제2 집전체와 전기적으로 접속하는 제2 단자를 구비하는 제2 헤드를 포함하고, 상기 제1 헤드 및 상기 제2 헤드는 상기 케이스의 양 단부에 마주하여 배치되는 열전지를 제공한다.

Description

열전지, 열전지 모듈 및 열전지 시스템{Thermal battery, thermal battery module and thermal battery system}
본 발명은 열전지, 열전지 모듈 및 열전지 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 열전지 시스템의 배선을 최적화 할 수 있는 열전지, 열전지 모듈 및 열전지 시스템에 관한 것이다.
어뢰 및 기만기 등의 수중무기체계는 전지를 통해 수중에서 수 분 또는 수십 분 동안 주행하기 위한 추진 장치의 추진력을 공급 받는다. 수중무기체계에 활용되는 전지는 일반적으로 납축전지, 리튬1차 전지, 리튬 2차 전지 및 아연-산화은 전지이다. 출력 및 비에너지가 우수한 리튬 2차 전지는 현재 가장 많이 사용되고 있으나, 액체전해질을 사용하고 있어 전지 내부가 늘 활성화 되어 있다는 문제점이 있다. 즉, 전지 내부의 활성화에 의하여 자가 방전이 일어나 시간이 경과함에 따라 전지 용량이 감소할 뿐 아니라, 간헐적으로 전지가 파열되어 폭발하기도 한다.
따라서, 비활성 상태로 보관되어 유지보수가 필요 없으며, 활성 시 출력 특성이 우수한 열전지를 수중무기체계의 추진 전원으로 사용하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그러나, 이러한 열전지는 리튬 2차전지와 비교하여 중량이 무겁고 부피가 큰 문제점이 있다.
한국 등록특허공보 제10-2097683호(2020.04,06. 공고)는 열전지 및 열전지를 탑재한 비행체에 관한 것으로, 케이스, 케이스에 수용되고, 음극, 전해질, 양극, 열원, 집전체 및 점화 장치를 포함하는 적어도 하나의 열전지 셀, 열전지 셀을 둘러싸는 단열재 층, 케이스 내벽에 코팅된 산화물 층, 열전지 셀로부터 비행체에 전력을 전달하는 전원 커넥터 및 비행체로부터 수신한 점화 신호를 점화 장치에 전달하는 스퀴브 커넥터(squib connector)를 포함하고, 비행체에 탑재되어 전력을 공급하는 열전지를 제공한다.
그러나, 일반적으로 사용되는 열전지의 출력보다 월등하게 높은 수중무기체계의 추진 전원의 요구 출력을 만족하기 위하여, 수 개 또는 수십 개의 열전지들을 직·병렬로 연결하여 시스템을 구성할 필요가 있다. 종래의 열전지는 음극 단자와 양극 단자가 동일한 면에 위치하여, 열전지 시스템을 구성할 때 매우 복잡한 배선을 요구한다. 따라서, 종래의 열전지를 사용한 열전지 시스템은 열전지가 활성화 되었을 때, 배선 케이블과 같이 온도에 취약한 부품들이 열에 의한 손상을 받아 시스템의 성능 저하가 발생할 가능성이 높다, 뿐만 아니라, 배선들에 의하여 열전지 시스템의 전체적인 중량이 증가하는 문제점도 존재한다.
1. 한국 등록특허공보 제10-2097683(2020.04,06.)호
본 발명이 해결하고자 하는 제1 기술적 과제는 열전지 시스템의 배선을 최적화 하는 열전지를 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 제2 기술적 과제는 상기 열전지를 포함하는 열전지 모듈을 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 제3 기술적 과제는 상기 열전지 모듈을 포함하는 열전지 시스템을 제공하는데 있다.
상술한 제1 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 케이스, 상기 케이스 내에 수용되고, 양극, 전해질, 음극, 열원, 제1 극성을 갖는 전하를 집전하는 제1 집전체 및 제2 극성을 갖는 전하를 집전하는 제2 집전체가 적층되어 형성되는 적층 조립체, 상기 열원을 점화하는 착화기, 상기 착화기에 전기적으로 접속하는 착화기 단자 및 제1 단자리드를 통해 상기 제1 집전체와 전기적으로 접속하는 제1 단자를 구비하는 제1 헤드 및 제2 단자리드를 통해 상기 제2 집전체와 전기적으로 접속하는 제2 단자를 구비하는 제2 헤드; 를 포함하고, 상기 제1 헤드 및 상기 제2 헤드는 상기 케이스의 양 단부에 마주하여 배치되는 열전지를 제공한다.
이 때, 열전지는 상기 제2 헤드와 상기 케이스를 연결할 때 생기는 유격으로 인하여 상기 적층 조립체가 손상되는 것을 방지하기 위하여 상기 케이스 내에서 상기 적층 조립체와 상기 제2 헤드 사이에 개재되고, 상기 제2 헤드와 마주하는 표면이 상기 케이스와 동일한 높이(level)를 가지는 간격 유지기를 더 포함할 수 있다. 상기 간격 유지기는 운모(mica)를 포함할 수 있다.
상기 간격 유지기는 관통구멍을 포함하고, 상기 제2 단자리드는 절연 처리되어 상기 관통구멍에 수용되어, 추가적인 단락을 방지할 수 있다.
상기 양극은 황화철(FeS2), 황화코발트(CoS2) 및 황화니켈(NiS2) 중 어느 하나 이상을 포함하고, 상기 음극은 리튬-실리콘(Li-Si), 리튬-알루미늄(Li-Al), 리튬-철(Li-Fe) 및 리튬-붕소(Li-B) 합금 중 어느 하나 이상을 포함하고, 상기 전해질은 LiCl-KCl, LiCl-LiF, LiF-LiCl-L:iBr, LiF-CaF2, LiF-KF 및 LiF-NaF 공융염들 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
열전지는 상기 적층 조립체와 상기 제1 헤드 사이에 개재되는 단열층을 더 포함할 수 있다.
상술한 제2 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 상술한 복수의 열전지를 병렬로 연결하는 열전지 모듈을 제공한다.
열전지 모듈은 상기 제1 단자들을 전기적으로 접속하는 제1 부스-바 및 상기 제1 부스-바를 외부 회로와 전기적으로 연결하는 제1 커넥터를 포함하고, 상기 제1 헤드들을 고정하는 제1 고정부 및 상기 제2 단자들을 전기적으로 접속하는 제2 부스-바 및 상기 제2 부스-바를 외부 회로와 전기적으로 연결하는 제2 커넥터를 포함하고, 상기 제2 헤드들을 고정하는 제2 고정부를 포함할 수 있으며, 상기 제1 고정부와 상기 제2 고정부는 병렬로 연결된 복수의 상기 열전지의 양 단부에 마주하여 배치될 수 있다.
이 때, 상기 제1 고정부 및 상기 제2 고정부는 중심에 하나의 상기 열전지가 배치되고, 상기 중심을 원의 중심으로 하는 원주를 따라 일정한 간격으로 복수의 상기 열전지들이 배치되도록 고정할 수 있다.
상술한 제3 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 상술한 열전지 모듈을 직렬로 연결하는 열전지 시스템을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 열전지는 제1 집전체와 전기적으로 연결되는 제1 단자와 제2 집전체와 전기적으로 연결되는 제2 단자가 케이스의 양 단부에 각각 위치하여 열전지 모듈 또는 열전지 시스템을 구성할 때 배선을 최적화 할 수 있다. 따라서, 열전지 모듈 또는 시스템이 작동할 때 발생하는 열로 인하여 배선이 손상되어, 모듈 또는 시스템의 성능이 저하되는 것을 방지한다. 또한 열전지 모듈 또는 시스템의 배선으로 인한 중량을 최소화 할 수 있다.
본 발명의 기술적 효과들은 이상에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 열전지를 도시하는 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 적층 조립체를 설명하기 위한 분해도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 열전지 모듈을 도시하는 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시된 열전지 모듈의 제1 부스-바 연결을 도시하는 평면도이다.
도 5는 도 3에 도시된 열전지 모듈의 제2 부스-바 연결을 도시하는 평면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 열전지 시스템을 도시하는 사시도이다.
도 7은 도 6에 도시된 열전지 시스템의 배선 연결을 도시하는 개념도이다.
본 발명이 여러 가지 수정 및 변형을 허용하면서도, 그 특정 실시예들이 도면들로 예시되어 나타내어지며, 이하에서 상세히 설명될 것이다. 그러나 본 발명을 개시된 특별한 형태로 한정하려는 의도는 아니며, 오히려 본 발명은 청구항들에 의해 정의된 본 발명의 사상과 합치되는 모든 수정, 균등 및 대용을 포함한다.
층, 영역 또는 기판과 같은 요소가 다른 구성요소 "상(on)"에 존재하는 것으로 언급될 때, 이것은 직접적으로 다른 요소 상에 존재하거나 또는 그 사이에 중간 요소가 존재할 수도 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
비록 제1, 제2 등의 용어가 여러 가지 요소들, 성분들, 영역들, 층들 및/또는 지역들을 설명하기 위해 사용될 수 있지만, 이러한 요소들, 성분들, 영역들, 층들 및/또는 지역들은 이러한 용어에 의해 한정되어서는 안 된다는 것을 이해할 것이다.
이하 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 이하 도면상의 동일한 구성 요소에 대하여는 동일한 참조 부호를 사용하고, 동일한 구성 요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 열전지를 도시하는 단면도이다.
도 1을 참조하면, 열전지(100)는 케이스(101), 상기 케이스(101) 내에 수용되는 적층 조립체(110), 착화기(120), 상기 케이스(101)의 일 단부에 배치되는 제1 헤드(130) 및 상기 제1 헤드(130)에 마주하여 상기 케이스(101)의 다른 일 단부에 배치되는 제2 헤드(140)를 포함한다.
상기 케이스(101)는 적층 조립체(110) 및 착화기(120)를 수용하며, 습기, 열과 같은 외부 환경 변화 및 충격으로 인한 열전지(100)의 성능 저하를 방지한다. 상기 케이스(101)는 스테인리스 스틸(STS), 알루미늄, 티타늄 또는 탄소섬유강화플라스틱을 포함할 수 있다.
적층 조립체(110)는 케이스(101) 내에 수용되며, 음극, 전해질, 양극, 열원, 제1 집전체(111) 및 제2 집전체(113)를 포함한다. 제1 집전체(111) 및 제2 집전체(113)는 각각 제1 단자(131) 또는 제2 단자(141)와 전기적으로 접속하기 위한 제1 단자리드(112) 또는 제2 단자리드(114)를 포함할 수 있다. 적층 조립체(110)의 구성에 관한 자세한 설명은 이하 도 2의 설명에 기재한다.
상기 적층 조립체(110)는 외벽에 측면 단열재(미도시)를 더 포함할 수 있다. 측면 단열재는 외부 열로부터 적층 조립체(110)를 보호하고, 열전지(100)가 활성화 되었을 때 내부의 열로 인하여 외부 배선 등의 구조물이 손상되는 것을 방지한다. 측면 단열재는 단열 성능이 우수한 운모 또는 산화물을 포함할 수 있다. 상기 산화물은 산화지르코늄(ZrO2), 산화알루미늄(Al2O3), 산화마그네슘(MgO), 이트리아(Y2O3) 및 이들의 조합에서 선택될 수 있다.
상기 적층 조립체(110)의 열원에 점화하기 위한 착화기(120)가 케이스(101) 내부에 구비된다. 착화기(120)는 외부의 전기적 신호에 의하여 연소되고, 적층 조립체(110)의 열원에 점화한다.
제 1헤드(130)는 제1 단자(131), 착화기 양극 단자(133) 및 착화기 음극 단자(135)를 구비한다. 상기 제1 단자(131)는 제1 단자리드(112)를 통하여 제1 집전체(111)와 전기적으로 접속할 수 있으며, 착화기 양극 단자(133) 및 착화기 음극 단자(135)는 외부 전기 신호를 착화기(120)에 전달한다.
제1 헤드(130)는 케이스(101)의 일측 단부에 배치된다. 제1 헤드(130)는 케이스(101)에 용접되어 외부 공기 및 습기가 케이스(101) 내에 유입되는 것을 방지할 수 있다.
제2 헤드(140)는 제2 단자(141)를 구비한다. 상기 제2 단자(141)는 제2 단자 리드(114)를 통하여 제2 집전체(113)와 전기적으로 접속할 수 있다.
제2 헤드(140)는 제1 헤드(130)와 마주하여 케이스(101)의 다른 일측 단부에 배치될 수 있다. 제2 헤드(140)는 케이스(101)에 용접되어 외부 공기 및 습기가 케이스(101) 내에 유입되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 열전지(100)는 케이스(101) 내에 적층 조립체(110)와 제2 헤드(140) 사이에 개재되는 간격 유지기(150)를 더 포함할 수 있다. 간격 유지기(150)는 제2 헤드(140)와 마주하는 표면이 케이스(101)의 높이(level)와 동일하도록 압축될 수 있다. 따라서 간격 유지기(150)는 제2 헤드(140)가 케이스(101)에 부착되었을 때 유격이 발생하여 적층 조립체(110)가 움직여 내부 단락이 발생하는 것을 방지한다. 간격 유지기(150)는 일 측에 관통홀을 포함하고, 제2 단자리드(114)와 제2 단자(141)를 전기적으로 연결하는 연장 단자리드(115)를 상기 관통홀에 수납할 수 있다. 연장 단자리드(115)는 절연 처리 되어 관통홀에 수납되기 때문에 추가적으로 발생할 수 있는 단락을 방지할 수 있다. 또한 간격 유지기(150)는 운모(Mica)를 포함할 수 있다. 이러한 경우 간격 유지기(150)는 제2 헤드(140) 측으로 열전지(100) 내부의 열이 방출되어 열전지(100)의 활성 유지 시간이 감소되는 것을 방지할 수 있다.
제1 헤드(130) 및 제2 헤드(140)는 케이스(101)의 양 단부에 마주하여 배치되어, 제1 단자(131) 및 제2 단자(141)가 케이스(101)의 양 단부에 각각 노출되게 된다. 따라서, 열전지(100)의 병렬 또는 직렬 연결 시 배선을 최적화 할 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 적층 조립체를 설명하기 위한 분해도이다.
도 2를 참조하면, 적층 조립체(200)는 단위셀(210), 열원(220), 제1 집전체(230) 및 제2 집전체(240)를 포함한다. 각각의 구성 요소는 적층이 용이한 펠릿 또는 디스크 형태를 가질 수 있다.
단위셀(210)은 양극(211), 전해질(213) 및 음극(215)을 포함한다. 양극(211)은 황화철(FeS2), 황화코발트(CoS2) 및 황화니켈(NiS2) 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. 전해질(213)은 고온에서 용융되는 공융염으로, LiCl-KCl, LiCl-LiF, LiF-LiCl-L:iBr, LiF-CaF2, LiF-KF 및 LiF-NaF 공융염들 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. 음극(215)은 리튬-실리콘(Li-Si), 리튬-알루미늄(Li-Al), 리튬-철(Li-Fe) 및 리튬-붕소(Li-B) 합금 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
제1 집전체(230) 및 제2 집전체(240)는 단위셀(210)의 양 단부에 마주하여 배치된다. 제1 집전체(230) 및 제2 집전체(240)는 스테인리스강(SUS) 또는 니켈(Ni)을 포함할 수 있다.
열원(220)은 제1 집전체(230) 측에 배치되고, 착화기(120)에 의하여 발화하여, 단위셀(210)에 열을 공급한다. 열원(220)은 Fe 분말 및 KClO4 분말을 포함할 수 있다.
케이스(101)는 하나 이상의 적층 조립체(200)를 수용할 수 있다. 즉, 케이스(101)의 크기 및 열전지(100)가 필요로 하는 용량에 따라, 복수의 적층 조립체(200)를 직렬 또는 병렬로 수용할 수 있다.
열전지(100)는 외부 신호가 인가되면 착화기(120)를 점화한다. 착화기(120)가 열원(220)을 연소시키면, 열원(220)의 발화열에 의하여 전해질(213)이 용융된다. 용융된 전해질(213)은 전도성을 가지게 되고, 열전지(100)는 활성화되어 외부 회로에 전력을 공급한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 열전지 모듈을 도시하는 사시도이고, 도 4는 열전지 모듈의 제1 부스-바 연결을 도시하는 평면도이며, 도 5는 열전지 모듈의 제2 부스-바 연결을 도시하는 평면도이다.
도 3, 도 4 및 도 5를 참조하면, 열전지 모듈(300)은 병렬로 연결되는 복수의 열전지(310)와, 열전지(310)들을 고정하는 제1 고정부(320) 및 제2 고정부(330)를 포함한다.
복수의 열전지(310)들은 제1 헤드가 동일한 방향을 향하도록 배치된다. 일 실시예에서, 하나의 열전지(310a)가 중심에 배치되고, 상기 중심을 원의 중심으로 하는 원주를 따라 복수의 열전지(310b)들이 배치될 수 있다. 이 때, 중심 열전지(310a)와 원주를 따라 배치되는 복수의 열전지(310b)들은 서로 인접하여 배치될 수 있다.
제1 고정부(320)는 제1 부스-바(321) 및 제1 커넥터(323)를 포함한다. 제1 부스-바(321)는 각 열전지(310)들의 제1 단자(311)들과 제1 커넥터(323)를 전기적으로 연결하고, 제1 커넥터(323)는 외부 회로와 전기적으로 연결된다.
제2 고정부(330)는 제2 부스-바(331) 및 제2 커넥터(333)를 포함한다. 마찬가지로, 제2 부스-바(331)는 각 열전지(310)들의 제2 단자들(313)과 제2 커넥터(333)를 전기적으로 연결하고, 제2 커넥터(333)는 외부 회로와 전기적으로 연결된다.
제1 부스-바(321) 및 제2 부스-바(331)는 고전도성과 내열성을 갖춘 소재일 수 있다. 일 예로, 제1 부스-바(321) 및 제2 부스-바(331)는 스테인레스 스틸(STS) 표면에 은(Ag)을 도금 처리한 것일 수 있다.
제1 고정부(320)와 제2 고정부(330)는 병렬로 연결된 복수의 열전지(310)들의 양 단부에 마주하여 배치되고, 따라서 외부 회로와 열전지(310)들을 전기적으로 연결하는 제1 커넥터(323)와 제2 커넥터(333)는 복수의 열전지(310)들의 양 단부로 노출된다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 열전지 시스템을 도시하는 사시도이고, 도 7은 열전지 시스템의 배선 연결을 도시하는 개념도이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 열전지 시스템(400)은 직렬로 연결된 복수의 열전지 모듈(410a??410n)을 포함한다. 각각의 열전지 모듈(410)은 복수의 열전지(411), 제1 고정부(413) 및 제2 고정부(415)를 포함한다. 제1 열전지 모듈(410a)의 제2 고정부(415a)는 제2 열전지 모듈(410b)의 제1 고정부(413a)와 결합하여 고정되고, 제1 열전지 모듈(410a)의 제2 커넥터(419a)는 제2 열전지 모듈(410b)의 제1 커넥터(417b)와 전기적으로 접속한다. 따라서, 제1 열전지 모듈(410a)와 제2 열전지 모듈(410b)는 직렬로 연결될 수 있다. 마찬가지로, 수중무기체계가 요구하는 출력에 따라, 복수의 열전지 모듈(410)들이 직렬로 연결될 수 있다.
n개의 열전지 모듈(410)들이 직렬로 연결될 경우, 제1 열전지 모듈의 제1 커넥터(417a)는 외부 회로의 제1 단자(421)와 전기적으로 연결되고, 제n 열전지 모듈의 제2 커넥터(419n)는 외부 회로의 제2 단자(423)와 전기적으로 연결된다. 이 때, 제n 열전지 모듈(410n)의 제2 커넥터(419n)는 연장 배선(430)을 통하여 외부 회로의 제2 단자(423)와 전기적으로 연결될 수 있다.
종래의 열전지들이 동일한 면에 제1 단자와 제2 단자가 배치되어, 모듈 및 시스템의 구성에 매우 복잡한 배선을 요구하였던 것과 달리, 본 발명에 따른 열전지들은 제1 단자와 제2 단자가 각각 케이스의 양 단부에 위치하여, 모듈 및 시스템의 구성이 용이하고 배선을 최적화 하여, 중량을 감소시키고 열 손상 위험을 최소화한다.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
100 : 열전지
101 : 열전지 케이스 110 : 적층 조립체
111 : 제1 집전체 112 : 제1 단자리드
113 : 제2 집전체 114 : 제2 단자리드
115 : 연장 리드 120 : 착화기
130 : 제1 헤드 131 : 제1 단자
133, 135 : 착화기 단자 140 : 제2 헤드
141 : 제2 단자
200 : 적층 조립체
210 : 단위 셀 211 : 양극
213 : 전해질 215 : 음극
220 : 열원 230 : 제1 집전체
240 : 제2 집전체
300 : 열전지 모듈
310 : 열전지 320 : 제1 고정부
321: 제1 부스-바 323 : 제1 커넥터
330 : 제2 고정부 331 :제2 부스-바
333 : 제2 커넥터
400 : 열전지 시스템
410 : 열전지 모듈 411 : 열전지
413 : 제1 고정부 415 : 제2 고정부
417 : 제1 커넥터 419 : 제2 커넥터
430 : 연장 배선

Claims (10)

  1. 복수의 열전지 모듈들을 포함하는 열전지 시스템에 있어서,
    상기 열전지는,
    케이스;
    상기 케이스 내에 수용되고, 양극, 전해질, 음극, 열원, 제1 극성을 갖는 전하를 집전하는 제1 집전체 및 제2 극성을 갖는 전하를 집전하는 제2 집전체가 적층되어 형성되는 적층 조립체;
    상기 열원을 점화하는 착화기;
    상기 착화기에 전기적으로 접속하는 착화기 단자 및 제1 단자리드를 통해 상기 제1 집전체와 전기적으로 접속하는 제1 단자를 구비하는 제1 헤드; 및
    제2 단자리드를 통해 상기 제2 집전체와 전기적으로 접속하는 제2 단자를 구비하는 제2 헤드; 및
    상기 케이스 내에서 상기 적층 조립체와 상기 제2 헤드 사이에 개재되고, 상기 제2 헤드와 마주하는 표면이 상기 케이스와 동일한 높이(level)를 가지는 간격 유지기를 포함하고,
    상기 제1 헤드 및 상기 제2 헤드는 상기 케이스의 양 단부에 마주하여 배치되고,
    상기 제1 집전체는 상기 제1 헤드 측에 위치하고, 상기 제2 집전체는 상기 제2 헤드 측에 위치하고,
    상기 열전지 모듈은,
    상기 복수의 열전지들의 상기 제1 단자들을 전기적으로 접속하는 제1 부스-바 및 상기 제1 부스-바를 외부 회로와 전기적으로 연결하는 제1 커넥터를 포함하고, 상기 복수의 열전지들의 상기 제1 헤드들을 고정하는 제1 고정부; 및
    상기 복수의 열전지들의 상기 제2 단자들을 전기적으로 접속하는 제2 부스-바 및 상기 제2 부스-바를 외부 회로와 전기적으로 연결하는 제2 커넥터를 포함하고, 상기 복수의 열전지들의 상기 제2 헤드들을 고정하는 제2 고정부를 포함하고,
    상기 제1 고정부와 상기 제2 고정부는 상기 복수의 열전지의 양 단부에 마주하여 배치되어, 상기 복수의 열전지들을 병렬로 연결하고,
    상기 복수의 열전지 모듈들 중 어느 하나의 제1 고정부는 다른 어느 하나의 제2 고정부와 결합하여 상기 열전지들의 길이 방향을 따라 상기 열전지 모듈들을 직렬 연결하는, 열전지 시스템.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 간격 유지기는 운모(mica)를 포함하는 열전지 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 간격 유지기는 관통구멍을 포함하고,
    상기 제2 단자리드는 절연 처리되어 상기 관통구멍에 수용되는 열전지 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 양극은 황화철(FeS2), 황화코발트(CoS2) 및 황화니켈(NiS2) 중 어느 하나 이상을 포함하고,
    상기 음극은 리튬-실리콘(Li-Si), 리튬-알루미늄(Li-Al), 리튬-철(Li-Fe) 및 리튬-붕소(Li-B) 합금 중 어느 하나 이상을 포함하고,
    상기 전해질은 LiCl-KCl, LiCl-LiF, LiF-LiCl-L:iBr, LiF-CaF2, LiF-KF 및 LiF-NaF 공융염들 중 어느 하나 이상을 포함하는 열전지 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 적층 조립체와 상기 제1 헤드 사이에 개재되는 단열층을 더 포함하는 열전지 시스템.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 고정부 및 상기 제2 고정부는 중심에 하나의 상기 열전지가 배치되고, 상기 중심을 원의 중심으로 하는 원주를 따라 일정한 간격으로 복수의 상기 열전지들이 배치되도록 고정하는 열전지 시스템.
  10. 삭제
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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RU215570U1 (ru) * 2022-05-04 2022-12-19 Акционерное общество "Энергия" (АО "Энергия") Тепловой химический источник тока

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05325991A (ja) * 1992-05-14 1993-12-10 Japan Storage Battery Co Ltd 熱電池
KR20190078094A (ko) * 2017-12-26 2019-07-04 주식회사 엘지화학 공간 활용성과 안전성이 향상된 원통형 전지셀 조립체 및 이를 포함하는 배터리 모듈
KR102097683B1 (ko) 2019-04-23 2020-04-06 국방과학연구소 열전지 및 열전지를 탑재한 비행체

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05325991A (ja) * 1992-05-14 1993-12-10 Japan Storage Battery Co Ltd 熱電池
KR20190078094A (ko) * 2017-12-26 2019-07-04 주식회사 엘지화학 공간 활용성과 안전성이 향상된 원통형 전지셀 조립체 및 이를 포함하는 배터리 모듈
KR102097683B1 (ko) 2019-04-23 2020-04-06 국방과학연구소 열전지 및 열전지를 탑재한 비행체

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU215570U1 (ru) * 2022-05-04 2022-12-19 Акционерное общество "Энергия" (АО "Энергия") Тепловой химический источник тока

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