JPH02281565A - 熱電池 - Google Patents
熱電池Info
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- JPH02281565A JPH02281565A JP1103824A JP10382489A JPH02281565A JP H02281565 A JPH02281565 A JP H02281565A JP 1103824 A JP1103824 A JP 1103824A JP 10382489 A JP10382489 A JP 10382489A JP H02281565 A JPH02281565 A JP H02281565A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heating agent
- pad
- ignition
- ignition pad
- battery
- Prior art date
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- Granted
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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
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- 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／二硫化鉄系熱電池における内部リー
ド板間の絶縁性の向上に関するものである。
ド板間の絶縁性の向上に関するものである。
従来の技術
熱電池は常温で不活性であるが、高温に加熱すると活性
となり、外部へ電力を供給し得るようになる電池で貯蔵
形電池の一種である。従って、６〜１０年あるいはそれ
以上の貯蔵後においても製造直後と何ら電池特性が変ら
ないので緊急用電源に利用されている。また、高温で作
動させるために電極反応が進み易いため分極も少ないの
で大電流放電性に優れ、さらに使用希望時には起動信号
を入れると瞬時に電力を取出せる等の特徴を有する。
となり、外部へ電力を供給し得るようになる電池で貯蔵
形電池の一種である。従って、６〜１０年あるいはそれ
以上の貯蔵後においても製造直後と何ら電池特性が変ら
ないので緊急用電源に利用されている。また、高温で作
動させるために電極反応が進み易いため分極も少ないの
で大電流放電性に優れ、さらに使用希望時には起動信号
を入れると瞬時に電力を取出せる等の特徴を有する。
この種の電池は内部に発熱剤を内蔵するものが多く１発
熱剤により発生する熱により常温では固体でイオン伝導
性のない溶融塩を溶融し電池として活性化されるもので
ある。
熱剤により発生する熱により常温では固体でイオン伝導
性のない溶融塩を溶融し電池として活性化されるもので
ある。
第３図を用いて、従来形熱電池の構造を説明する。図中
１は素電池、２は加熱剤であり、これらを交互に積層し
た発電部分の上下両端部には放熱を緩和させ、長時間に
わたって作動温度を保持する蓄熱層３が配されている。
１は素電池、２は加熱剤であり、これらを交互に積層し
た発電部分の上下両端部には放熱を緩和させ、長時間に
わたって作動温度を保持する蓄熱層３が配されている。
この積層体の上端部に素電池、加熱剤と同径の着火パフ
ドロと、点火器４が構成されている。積層体の側部に導
火帯５があり、この導火帯と重ならない位置に正極り一
ド板８′、負極リード板９′が積層体最上部および最下
部から引出され、正極端子８．負極端子９に溶接されて
いる。その他の構成部品として、一対の点火器外部端子
７．断熱材１２を有し、外装蓋１゜と外装ケー７１１の
嵌合部を溶接して積層体を一定圧力で保持する。
ドロと、点火器４が構成されている。積層体の側部に導
火帯５があり、この導火帯と重ならない位置に正極り一
ド板８′、負極リード板９′が積層体最上部および最下
部から引出され、正極端子８．負極端子９に溶接されて
いる。その他の構成部品として、一対の点火器外部端子
７．断熱材１２を有し、外装蓋１゜と外装ケー７１１の
嵌合部を溶接して積層体を一定圧力で保持する。
以上の様に構成された従来の熱電池について。
以下その動作を説明する。まず、点火器外部端子７から
微小電流が通電されると点火器４から小さな火炎が発生
する。この小さな火炎は着火バフドロを燃焼して大きな
火種となって導火帯６を燃焼させ、素電池間の加熱剤２
に着火、燃焼伝ばし。
微小電流が通電されると点火器４から小さな火炎が発生
する。この小さな火炎は着火バフドロを燃焼して大きな
火種となって導火帯６を燃焼させ、素電池間の加熱剤２
に着火、燃焼伝ばし。
高速にかつ大量に発熱反応を起こして素電池１を加熱す
る。素電池は４００〜７００℃に昇温されて電解質が溶
融し、放電開始状態となシ正、負極端子８．９から電圧
、電流を出力する。着火パッドはジルコニウム（Ｚｒ）
とクロム酸バリウム（ＢａＣｒＯ４）の混合物から成り
、燃焼直後の赤熱状態では電気伝導性を有するが、１１
１以下で冷却し絶縁状態となる。また、両極のリード板
は積層体側部に密着するので、素電池と直接接触しない
よう絶縁部材や耐熱断熱材で覆っている。
る。素電池は４００〜７００℃に昇温されて電解質が溶
融し、放電開始状態となシ正、負極端子８．９から電圧
、電流を出力する。着火パッドはジルコニウム（Ｚｒ）
とクロム酸バリウム（ＢａＣｒＯ４）の混合物から成り
、燃焼直後の赤熱状態では電気伝導性を有するが、１１
１以下で冷却し絶縁状態となる。また、両極のリード板
は積層体側部に密着するので、素電池と直接接触しない
よう絶縁部材や耐熱断熱材で覆っている。
発明が解決しようとする課題
しかしながら上記の構成では、リード板に絶縁部材で保
護していても、起動時に着火パッドが燃焼してその反応
生成物が外周方向に変形して拡がり、その燃焼熱（約２
０００°Ｃ）にて絶縁部材及び断熱材を破壊してしまっ
て、数十〜数百オームの導電性を有するようになる。そ
の反応残査は直接リード板と接触して、正極と負極間で
着火パッド反応残査を介して内部放電回路を形成すると
いう問題点を有していた。そこでこの問題点を解決する
ため、従来は第４図に示す点火器の真下にある着火パッ
ドを取シ除き、燃焼による変形のほとんどない加熱剤を
直接配するという構成を行っていた。しかしながらこの
場合内部放電回路の形成はないが１点火トリガーを入れ
てから規定電圧に到達する立ち上がシ時間が１７０６！
ｉから３２０ｍ５へと２倍近く遅くなってしまうという
問題が起こった。
護していても、起動時に着火パッドが燃焼してその反応
生成物が外周方向に変形して拡がり、その燃焼熱（約２
０００°Ｃ）にて絶縁部材及び断熱材を破壊してしまっ
て、数十〜数百オームの導電性を有するようになる。そ
の反応残査は直接リード板と接触して、正極と負極間で
着火パッド反応残査を介して内部放電回路を形成すると
いう問題点を有していた。そこでこの問題点を解決する
ため、従来は第４図に示す点火器の真下にある着火パッ
ドを取シ除き、燃焼による変形のほとんどない加熱剤を
直接配するという構成を行っていた。しかしながらこの
場合内部放電回路の形成はないが１点火トリガーを入れ
てから規定電圧に到達する立ち上がシ時間が１７０６！
ｉから３２０ｍ５へと２倍近く遅くなってしまうという
問題が起こった。
本発明は上記従来の問題点を解決するもので。
立ち上がり時間を損なわず、電池起動時に内部放電回路
を形成しない高召頼性の熱電池を提供することを目的と
する。
を形成しない高召頼性の熱電池を提供することを目的と
する。
課題を解決するための手段
この目的を達成するために本発明は１点火器と、鉄と過
塩素酸カリウムの混合物からなる加熱剤と。
塩素酸カリウムの混合物からなる加熱剤と。
ジルコニウムとクロム酸バリウムの混合物からなる従来
と同材料の着火パッドを用い、前記着火パッドの外径を
素電池および加熱剤径よシも７０％から９０％の範囲で
小径とし、かつ両者の寸法差が１０Ｈ以内に小さくシ、
更に１着火パッドと加熱剤とが接するようにしたもので
ある。
と同材料の着火パッドを用い、前記着火パッドの外径を
素電池および加熱剤径よシも７０％から９０％の範囲で
小径とし、かつ両者の寸法差が１０Ｈ以内に小さくシ、
更に１着火パッドと加熱剤とが接するようにしたもので
ある。
作用
この構成によれば、燃焼後の着火パッド反応残査が、加
熱剤の反応物と一体となって拡がり難くなシ、従って、
正・負極リードの絶縁部材の損傷が少なく、かつこの間
に隙間ができて接触し難く出来る。これらの理由で高熱
の燃焼熱が発生しても絶縁部材の破壊によって着火パッ
ドの反応残査に導電性を与えることがなく、内部放電回
路を形成する現象は防止できる。また１本発明は従来構
造をベースとして採用できるので、何ら技術的な困難を
伴なわない。従って、製造容易で、立上り時間への遅延
もなく、信頼性に優れた熱電池が構成できることとなる
。
熱剤の反応物と一体となって拡がり難くなシ、従って、
正・負極リードの絶縁部材の損傷が少なく、かつこの間
に隙間ができて接触し難く出来る。これらの理由で高熱
の燃焼熱が発生しても絶縁部材の破壊によって着火パッ
ドの反応残査に導電性を与えることがなく、内部放電回
路を形成する現象は防止できる。また１本発明は従来構
造をベースとして採用できるので、何ら技術的な困難を
伴なわない。従って、製造容易で、立上り時間への遅延
もなく、信頼性に優れた熱電池が構成できることとなる
。
実施例
以下本発明の実施例について１図面を参照しながら説明
する。
する。
（実施例１）
第１図は、従来の着火パッドを小径とした改良着火パク
ド１３を用い、その下側に設けた加熱剤２と接触させた
構造の熱電池で、その他の構成部品は第３図の従来例と
同一構成である。本構成の特徴は、直径４５ｍの改良着
火パッド１３から直接に導火帯６に燃焼伝ばさせるので
はなく、直径ｅｓｏｗの加熱剤２へ伝ばし、加熱剤２を
介して行なわせる様にしたところにある。こうすること
により、改良着火パッドの反応残査が加熱剤の反応残査
と一体となって、固定され拡がり難くなり絶縁部材を破
壊しにくくなる。
ド１３を用い、その下側に設けた加熱剤２と接触させた
構造の熱電池で、その他の構成部品は第３図の従来例と
同一構成である。本構成の特徴は、直径４５ｍの改良着
火パッド１３から直接に導火帯６に燃焼伝ばさせるので
はなく、直径ｅｓｏｗの加熱剤２へ伝ばし、加熱剤２を
介して行なわせる様にしたところにある。こうすること
により、改良着火パッドの反応残査が加熱剤の反応残査
と一体となって、固定され拡がり難くなり絶縁部材を破
壊しにくくなる。
（実施例２）
第２図は１本発明の他の実施例における熱電池の断面図
で、基本構成は前記第１図とほぼ同じである。本例の特
徴は、直径４０ｆｆの改良着火パッド１３が外径５Ｑｊ
ｌ１ｇ、内径４ｏＨのドーナツ状加熱剤１４の内側に配
置され、厚み部分で接触し。
で、基本構成は前記第１図とほぼ同じである。本例の特
徴は、直径４０ｆｆの改良着火パッド１３が外径５Ｑｊ
ｌ１ｇ、内径４ｏＨのドーナツ状加熱剤１４の内側に配
置され、厚み部分で接触し。
燃焼法ばさせていく方式で、さらに改良着火パッドから
発せられる高熱の燃焼熱の影響を抑制したところにある
。従って、よシ確実に絶縁部材や断熱材への影響を小さ
くできる。
発せられる高熱の燃焼熱の影響を抑制したところにある
。従って、よシ確実に絶縁部材や断熱材への影響を小さ
くできる。
上記実施例１．２の立上り時間は、０．４６８ｆｌ／ｍ
ｓの高速燃焼スピードを有する着火パッドの外径が小さ
くなシ、その分を０．１１７ｆｆ／！Ｉｌｓの加熱剤が
おぎなうので１点火器が火炎を放ってから。
ｓの高速燃焼スピードを有する着火パッドの外径が小さ
くなシ、その分を０．１１７ｆｆ／！Ｉｌｓの加熱剤が
おぎなうので１点火器が火炎を放ってから。
最下端の加熱剤が燃焼し終るまでの時間は、実施例１で
１ｅｍｓ、実施例２で３２１ｎ８遅くなる。しかし、こ
の程度の遅延は実用的に問題とならず、発電開始までの
時間は、それぞれの燃焼スピードと燃焼長さの積を積算
した値と、素電池中の電解質溶融時間と、積層体層間の
伝熱スピードによるので、さらに緩和される。これによ
シ、素電池直径５０１ｆｆ、積層体高さ８０１０１の電
池２０個ずつの平均立上り時間と放電持続時間は下記の
結果となった。
１ｅｍｓ、実施例２で３２１ｎ８遅くなる。しかし、こ
の程度の遅延は実用的に問題とならず、発電開始までの
時間は、それぞれの燃焼スピードと燃焼長さの積を積算
した値と、素電池中の電解質溶融時間と、積層体層間の
伝熱スピードによるので、さらに緩和される。これによ
シ、素電池直径５０１ｆｆ、積層体高さ８０１０１の電
池２０個ずつの平均立上り時間と放電持続時間は下記の
結果となった。
放電持続時間は１本実施例の場合いずれも大幅に改善さ
れておシ、従来例１との比較において約１．６倍となっ
ていることから、正極リード板と負極リード板の絶縁が
保持され、内部放電回路の形成が防止できたと推定でき
る。
れておシ、従来例１との比較において約１．６倍となっ
ていることから、正極リード板と負極リード板の絶縁が
保持され、内部放電回路の形成が防止できたと推定でき
る。
改良着火パッドの寸法は１種々実験条件を変化させて確
認したところ、実施例１において、加熱剤外径寸法に対
し１片側５Ｈ以上すなわち直径で１０Ｍ以上にする必要
はなく、最小３ｍｍ以上あれば信頼性を保てる。また、
加熱剤寸法と改良着火パッドの寸法比率では、上記条件
を満たし、改良着火パッドが７０％以上小さくすると、
立上り時間や着火性に不利となり、９０％以上大きくす
ると、絶縁部材への影響によりバラツキが多く発生した
。
認したところ、実施例１において、加熱剤外径寸法に対
し１片側５Ｈ以上すなわち直径で１０Ｍ以上にする必要
はなく、最小３ｍｍ以上あれば信頼性を保てる。また、
加熱剤寸法と改良着火パッドの寸法比率では、上記条件
を満たし、改良着火パッドが７０％以上小さくすると、
立上り時間や着火性に不利となり、９０％以上大きくす
ると、絶縁部材への影響によりバラツキが多く発生した
。
発明の効果
本発明は以上の説明からも明らかなように、加熱剤の外
径と改良着火パッドの外径比率が７０％〜９０％の範囲
内であり１両者の寸法差が最大値１０ｆｆ以内、最小値
３１１１以上の関係で構成した熱電池は、着火パッドの
変形と、高熱の燃焼熱による絶縁部材や断熱材の損傷が
軽減されるようになるので、正極リード板と負極リード
板の内部放電回路の形成がなくなり、その効果として持
続時間が延長できる。更に、立上り時間への影響も若干
で済むため、実用的な問題とならない。
径と改良着火パッドの外径比率が７０％〜９０％の範囲
内であり１両者の寸法差が最大値１０ｆｆ以内、最小値
３１１１以上の関係で構成した熱電池は、着火パッドの
変形と、高熱の燃焼熱による絶縁部材や断熱材の損傷が
軽減されるようになるので、正極リード板と負極リード
板の内部放電回路の形成がなくなり、その効果として持
続時間が延長できる。更に、立上り時間への影響も若干
で済むため、実用的な問題とならない。
従って、信頼性が高く、若干の手直し程度で立上り時間
も早く。かつ持続時間の改善された熱電池を提供するこ
とが出来るという効果が得られる。
も早く。かつ持続時間の改善された熱電池を提供するこ
とが出来るという効果が得られる。
第１図、第２図は本発明の実施例における熱電池の縦断
面図、第３図、第４図は従来の熱電池の縦断面図である
。 ２・・・・・・加熱剤、４・・・・・・点火器、５・・
・・・・導火帯。 ８′・・・・・・正極リード板、９′・・・・・・負極
リード板、１３・・・・・・改良着火パッド、１４・・
・・・・ドーナツ状加熱剤。 代理人の氏名 弁理士 粟 野 重 孝 ほか１名ｆ・
−・４む之 トー正希を畠） ＋−［１可 ト・−７＋］％剤 ３−１外層 ８′−−一正１にり°Ｙ本配 ９−貧罹綿１ １−−一累電硬 ２−即井豹 ｓ−１＠４ トー正騒を眉李 Ｉｌ−・−外第ピ１ス ｆ・−１電だ １−７１０弗劉 ｑ−・ｋで錦壬 ｔｏ−−−９ＬＸ菖 ｎ −一タＬ装γ−ス
面図、第３図、第４図は従来の熱電池の縦断面図である
。 ２・・・・・・加熱剤、４・・・・・・点火器、５・・
・・・・導火帯。 ８′・・・・・・正極リード板、９′・・・・・・負極
リード板、１３・・・・・・改良着火パッド、１４・・
・・・・ドーナツ状加熱剤。 代理人の氏名 弁理士 粟 野 重 孝 ほか１名ｆ・
−・４む之 トー正希を畠） ＋−［１可 ト・−７＋］％剤 ３−１外層 ８′−−一正１にり°Ｙ本配 ９−貧罹綿１ １−−一累電硬 ２−即井豹 ｓ−１＠４ トー正騒を眉李 Ｉｌ−・−外第ピ１ス ｆ・−１電だ １−７１０弗劉 ｑ−・ｋで錦壬 ｔｏ−−−９ＬＸ菖 ｎ −一タＬ装γ−ス
Claims (1)
- 点火器と、鉄と過塩素酸カリウムの混合物からなる加熱
剤と、ジルコニウムとクロム酸バリウムの混合物からな
る着火パッドとを有する熱電池において、前記着火パッ
ドの外径が加熱剤外径よりも寸法で最小３ｍｍ以上、最
大１０ｍｍ以内の範囲で小さく、かつ、その比率で７０
％〜９０％の範囲内であり、かつ両者が接触しているこ
とを特徴とする熱電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1103824A JP2808652B2 (ja) | 1989-04-24 | 1989-04-24 | 熱電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1103824A JP2808652B2 (ja) | 1989-04-24 | 1989-04-24 | 熱電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02281565A true JPH02281565A (ja) | 1990-11-19 |
| JP2808652B2 JP2808652B2 (ja) | 1998-10-08 |
Family
ID=14364163
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1103824A Expired - Lifetime JP2808652B2 (ja) | 1989-04-24 | 1989-04-24 | 熱電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2808652B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2475898C1 (ru) * | 2011-11-10 | 2013-02-20 | Открытое акционерное общество "Энергия" | Тепловой литиевый источник тока |
| RU2543069C2 (ru) * | 2013-03-14 | 2015-02-27 | Открытое акционерное общество "Энергия" | Миниатюрный тепловой литиевый источник тока |
| RU193576U1 (ru) * | 2019-07-09 | 2019-11-06 | Акционерное общество "Энергия" (АО "Энергия") | Тепловой химический источник тока |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2448393C1 (ru) * | 2011-02-01 | 2012-04-20 | Открытое акционерное общество "Энергия" | Тепловой химический источник тока |
-
1989
- 1989-04-24 JP JP1103824A patent/JP2808652B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2475898C1 (ru) * | 2011-11-10 | 2013-02-20 | Открытое акционерное общество "Энергия" | Тепловой литиевый источник тока |
| RU2543069C2 (ru) * | 2013-03-14 | 2015-02-27 | Открытое акционерное общество "Энергия" | Миниатюрный тепловой литиевый источник тока |
| RU193576U1 (ru) * | 2019-07-09 | 2019-11-06 | Акционерное общество "Энергия" (АО "Энергия") | Тепловой химический источник тока |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2808652B2 (ja) | 1998-10-08 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070731 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080731 Year of fee payment: 10 |
|
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|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
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