JPH01253165A - リチウム系熱電池 - Google Patents
リチウム系熱電池Info
- Publication number
- JPH01253165A JPH01253165A JP63080931A JP8093188A JPH01253165A JP H01253165 A JPH01253165 A JP H01253165A JP 63080931 A JP63080931 A JP 63080931A JP 8093188 A JP8093188 A JP 8093188A JP H01253165 A JPH01253165 A JP H01253165A
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- JP
- Japan
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- lithium
- discharge
- active material
- electrode active
- thermal battery
- 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
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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
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
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- 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、リチウム系熱電池の性能改良に関するもので
ある。
ある。
従来の技術
リチウム系熱電池は、電解液に溶融塩を用いた晶温−次
電池である。この電池は、正極活物質に二硫化鉄（ｆｅ
ｓ＊ ）または硫化鉄（Ｆｅｄ）を用いており、負極活
物質に金属リチウムまたは各種のリチウム合金（リチウ
ムアルミニウム合金、リチウムシリコン合金またはリチ
ウムホウ素合金など）を用いている。また電解液は、塩
化リチウムと塩化カリウムの二元系共晶塩を用いている
。
電池である。この電池は、正極活物質に二硫化鉄（ｆｅ
ｓ＊ ）または硫化鉄（Ｆｅｄ）を用いており、負極活
物質に金属リチウムまたは各種のリチウム合金（リチウ
ムアルミニウム合金、リチウムシリコン合金またはリチ
ウムホウ素合金など）を用いている。また電解液は、塩
化リチウムと塩化カリウムの二元系共晶塩を用いている
。
リチウム系熱電池は、そのすぐれた高率放電性能を生か
し、短時間に極めて大電流の放電を行う用途、例えばミ
サイルなどの電源として用いられている。これらの用途
では放電電流密度は、おおむね０．１〜ＩＡ／ｃｍ２の
範囲であるが、近年さらに大ｔａ密度の放電が求められ
るようになってきた３しかし従来の熱電池は、５００℃
以下の低温でＩＡ／ＣＩ’以上の超高率放電を行うと、
正極の放電電圧が著しく低下するという問題があった。
し、短時間に極めて大電流の放電を行う用途、例えばミ
サイルなどの電源として用いられている。これらの用途
では放電電流密度は、おおむね０．１〜ＩＡ／ｃｍ２の
範囲であるが、近年さらに大ｔａ密度の放電が求められ
るようになってきた３しかし従来の熱電池は、５００℃
以下の低温でＩＡ／ＣＩ’以上の超高率放電を行うと、
正極の放電電圧が著しく低下するという問題があった。
この原因は、正極板内に放電生成物のＬｉｚ Ｓが面相
析出し、極板内部抵抗が増大するためである。
析出し、極板内部抵抗が増大するためである。
すなわちＬｉ２Ｓが正極活物質粒子上に固相析出すると
、 （ａ）活物質の濡れ面積が減少し、反応抵抗が増加する
。
、 （ａ）活物質の濡れ面積が減少し、反応抵抗が増加する
。
ｔｂ）活物質粒子どうしの接触が阻害され電子導電性が
低下する。
低下する。
ｉｃ）極板の孔が塞がれ電解液の拡散か阻害される。
等の現象が引き起こされ、その結果・極板の内部抵抗が
増加し電圧低下が起こる。
増加し電圧低下が起こる。
そこでこのような［１□Ｓの同相析出現象を起こりにく
くするため塩化リチウムとフッ化リチウムと臭化リチウ
ムの混合物による三元系の電解液が検討された。三元系
電解液は、［１２Ｓの溶解度が従来の二元系の電解液よ
り高い。このため、その析出を遅らすことができ、正極
電圧の低下を少なくできると考えられた。
くするため塩化リチウムとフッ化リチウムと臭化リチウ
ムの混合物による三元系の電解液が検討された。三元系
電解液は、［１２Ｓの溶解度が従来の二元系の電解液よ
り高い。このため、その析出を遅らすことができ、正極
電圧の低下を少なくできると考えられた。
発明が解決しようとする課題
しかし、この三元系電解液を用いた電池を放電すると放
を電圧は、向上するどころか従来の二元系電解液を用い
た電池よりも低くなってしまった。
を電圧は、向上するどころか従来の二元系電解液を用い
た電池よりも低くなってしまった。
このことは第１図からも明らかである。図中記号Ｂは二
元系電解液を用いた電池の特性を示し、記号Ｃは三元系
電解液を用いた電池の特性を示す。
元系電解液を用いた電池の特性を示し、記号Ｃは三元系
電解液を用いた電池の特性を示す。
このように従来のリチウム系熱電池は、三元系電解液を
用いたとしても ５００℃以下の低温で１＾／Ｃ１２以
上の超高率放電を行うと放電電圧が著しく低下するとい
う問題があった。
用いたとしても ５００℃以下の低温で１＾／Ｃ１２以
上の超高率放電を行うと放電電圧が著しく低下するとい
う問題があった。
課題を解決するための手段
本発明は、正極活物質に二硫化鉄または硫化鉄を用い、
負極活物質に金属リチウムまたはリチウム合金を用いた
リチウム系熱電池において、塩化リチウムとフッ化リチ
ウムと臭化リチウムとの混合物に塩化カリウム、臭化カ
リウム、フッ化カリウム又は硫化カリウムなどのカリウ
ム化合物をさらに混合した電解液を用いたことを特徴と
する９作用 このようなカリウム化合物を従来の三元系電解液にさら
に加えて用いるとリチウム系熱電池の低温、超高率放電
時の放電電圧は、後の実施例に詳しく示すように著しく
向上する。
負極活物質に金属リチウムまたはリチウム合金を用いた
リチウム系熱電池において、塩化リチウムとフッ化リチ
ウムと臭化リチウムとの混合物に塩化カリウム、臭化カ
リウム、フッ化カリウム又は硫化カリウムなどのカリウ
ム化合物をさらに混合した電解液を用いたことを特徴と
する９作用 このようなカリウム化合物を従来の三元系電解液にさら
に加えて用いるとリチウム系熱電池の低温、超高率放電
時の放電電圧は、後の実施例に詳しく示すように著しく
向上する。
実線例
［熱電池Ａ］ （本発明実施例）
正極活物質として二硫化鉄を用い、負極活物質としてリ
チウムアルミニウム合金を用いたリチウム系熱電池にお
いて、電解液として塩化リチウム１１８ｗ１０）とフッ
化リチウム（８ｗ１０）と臭化リチウム（５７ｗ１０）
と塩化カリウム１１７ｗ１０）とを混合したらのを用い
た熱電池を製作した。これを本発明による熱電池Ａとす
る。
チウムアルミニウム合金を用いたリチウム系熱電池にお
いて、電解液として塩化リチウム１１８ｗ１０）とフッ
化リチウム（８ｗ１０）と臭化リチウム（５７ｗ１０）
と塩化カリウム１１７ｗ１０）とを混合したらのを用い
た熱電池を製作した。これを本発明による熱電池Ａとす
る。
［熱電池Ｂ］ （従来例）
熱電池Ａと同様の正極および負極を有し、電解液に塩化
リチウム（４４ｗ１０）と塩化カリウム（５６ｗ／。
リチウム（４４ｗ１０）と塩化カリウム（５６ｗ／。
）の二元系電解液を用いた熱電池を製作した。これを従
来の熱電池Ｂとする。
来の熱電池Ｂとする。
［熱電池Ｃ］ （従来例）
電池Ａと同様の正極および負極を有し、電解液に塩化リ
チウムｉ２１ 、９６ｗ１０）とフッ化リチウム（９，
６１ｗ１０）と臭化カリウム（６８，４３ｗ１０）の三
元系電解液を用いた熱な池を製作した。これを従来の熱
電池Ｃとする。
チウムｉ２１ 、９６ｗ１０）とフッ化リチウム（９，
６１ｗ１０）と臭化カリウム（６８，４３ｗ１０）の三
元系電解液を用いた熱な池を製作した。これを従来の熱
電池Ｃとする。
これらの電池を４５０°Ｃ，１＾八■２で放電した時の
放電特性を第１図に示す。第１図より本発明による熱電
泡入が従来の熱電池Ｂ、Ｃに比較して放電電圧が高く、
放電容量も増加していることかわかる。
放電特性を第１図に示す。第１図より本発明による熱電
泡入が従来の熱電池Ｂ、Ｃに比較して放電電圧が高く、
放電容量も増加していることかわかる。
次に、熱電池への電解液に添加した塩化カリウムに代え
て、他のカリウム化合物を添加した場合の実線例を示す
。
て、他のカリウム化合物を添加した場合の実線例を示す
。
［熱電池り、Ｅ、Ｆ］ （本発明実施例）臭化カリウ
ムを添加した熱電池り、フッ化カリウムを添加した熱電
池Ｅおよび硫化カリウムを添加した熱電池Ｆを製作した
。なお、これらのカリウム化合物の添加量は熱電泡入と
同様にそれぞれ１７冑１０である。
ムを添加した熱電池り、フッ化カリウムを添加した熱電
池Ｅおよび硫化カリウムを添加した熱電池Ｆを製作した
。なお、これらのカリウム化合物の添加量は熱電泡入と
同様にそれぞれ１７冑１０である。
第２図に熱電池り、Ｂ、Ｆの放電特性を示す。
比較のために、従来の熱電池Ｂの特性も示す。同図より
本発明による熱電池り、Ｅ、Ｆは、従来の熱電池Ｂに比
較して放を電圧および容量ともに向上していることがわ
かる。
本発明による熱電池り、Ｅ、Ｆは、従来の熱電池Ｂに比
較して放を電圧および容量ともに向上していることがわ
かる。
発明の効果
本発明により、リチウム系熱電池は低温、超高率放電時
の放電電圧および放電容量が向上１−１電池のエネルギ
ー密度が著しく向上する。
の放電電圧および放電容量が向上１−１電池のエネルギ
ー密度が著しく向上する。
第１図および第２図は、本発明による熱電池と従来の熱
電池の放電特性を比較した図である。 図中、Ａ、Ｄ、Ｅ、Ｆは本発明による熱電池の特性、Ｂ
、Ｃは従来の熱電池の特性を示す。 ｔル量圧／Ｖ
電池の放電特性を比較した図である。 図中、Ａ、Ｄ、Ｅ、Ｆは本発明による熱電池の特性、Ｂ
、Ｃは従来の熱電池の特性を示す。 ｔル量圧／Ｖ
Claims (1)
- １、正極活物質に二硫化鉄または硫化鉄を用い、負極活
物質に金属リチウムまたはリチウム合金を用いたリチウ
ム系熱電池において、塩化リチウムとフッ化リチウムと
臭化リチウムとの混合物にカリウム化合物をさらに混合
した電解液を用いたことを特徴とするリチウム系熱電池
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63080931A JPH01253165A (ja) | 1988-03-31 | 1988-03-31 | リチウム系熱電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63080931A JPH01253165A (ja) | 1988-03-31 | 1988-03-31 | リチウム系熱電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01253165A true JPH01253165A (ja) | 1989-10-09 |
Family
ID=13732190
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63080931A Pending JPH01253165A (ja) | 1988-03-31 | 1988-03-31 | リチウム系熱電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01253165A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101826742A (zh) * | 2010-04-12 | 2010-09-08 | 天津大学 | 热电池电发火头点燃电路 |
-
1988
- 1988-03-31 JP JP63080931A patent/JPH01253165A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101826742A (zh) * | 2010-04-12 | 2010-09-08 | 天津大学 | 热电池电发火头点燃电路 |
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