JPH0310607Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、円盤状の素電池と発熱剤とを交互に
積層した熱電池に関するものである。

従来例の構成とその問題点 熱電池は一般に内部に発熱剤を有したものが多
く、その発熱剤より発生する熱で常温においては
固体の溶融塩電解質を溶解し、電池として活性化
するものであり、大電流を取り出せるという利点
を有している。しかし、従来の熱電池において
は、内部シヨートの発生率が非常に高く、電圧変
動のない安定した放電電圧を得ることが困難であ
つた。

この内部シヨートの原因を解析してみると、負
極集電体火導孔部から負極の溶融金属もしくは反
応生成合金が流出し、素電池の正極集電体と負極
集電体間を短絡させるということであつた。

すなわち、内部シヨートは火導孔部に正，負極
集電体断面が露出しているために生じやすことが
判明した。

一方実開昭54−84038号公報では正，負極の集
電体を素電池外周部および火導孔内周部におい
て、電解質と減極剤とバインダーとの混合物から
なる成型体（以後ＤＥＢペレツトと呼ぶ）よりも
露出させないという手法を用いている。しかし、
この手法では正，負極集電体より露出する大形の
ＤＥＢペレツトを必要とするため、素電池の小型
化が困難である。また電池組立てが複雑である等
の欠点を有していた。

考案の目的 本考案は上記の欠点を解消し、素電池の内部シ
ヨートによる電圧変動がなく、品質の安定した熱
電池を提供するものである。

考案の構成 本考案は、前記の目的を達成するため、素電池
の外周と同じ径の正極集電体および負極集電体に
おいて、正極集電体もしくは負極集電体のどちら
か一方の火導孔径を他方の火導孔径よりも大きく
し、この一方の集電体の火導孔端面が前記素電池
と発熱剤との積層体で形成される火導孔内壁に面
一に露出しないようにし、かつこの部分を内部保
護リングで覆つて構成したものである。

以下、その詳細は実施例で説明する。

実施例の説明 第１図は本考案による積層形熱電池集電体の一
実施例における平面図である。図中１は集電体で
鉄，ニツケル等の材質で作られている。１−ａは
正極集電体で、１−ｂは１−ａの正極集電体が用
いられている素電池と直列接続される隣の素電池
の負極集電体である。３は集電体１−ａ，１−ｂ
の両者を電気的に導通させる接続部である。２は
集電体間に挟持された発熱剤に点火させる為の火
導孔で、２−ａが正極側火導孔内周、２−ｂが負
極側火導孔の内周である。第１図に示すように本
実施例では、負極側火導孔内周部２−ｂの径を正
極側火導孔内周部２−ａの径よりも大きくした。
第２図の電池積層体断面図に示すように、負極集
電体１−ｂにはバーリング加工を行つて、負極側
火導孔内周２−ｂと同径の火導孔を有するＣa，
Ｍg，Ｌi等の負極金属５を片面に圧着した。この
集電体１を第１図中の接続部３でその対称線４に
そつて折りまげ、第２図のように発熱剤６を間に
挟持し、電解質と減極剤とバインダーとの混合成
型体（ＤＥＢペレツト）７と交互に積層すること
によつて、直列構成の積層形熱電池を構成した。
８は外部保護リングで、９は内部保護リングであ
る。これらの保護リング８，９は溶融した負極金
属５や、反応生成する低融点合金の素電池外部へ
の流出を防止するものであり、アスベスト等の無
機耐熱性材料で作られていて、負極５と負極集電
体１−ｂの火導孔内周部２−ｂを完全に被うもの
である。

なお本実施例では負極５にＣa金属を、電解質
にＫＣl−ＬiＣl共融塩を、そして減極剤にはクロム
酸カルシウムを用いた。また発熱剤６にはジルコ
ニウム粉末とクロム酸バリウムとの混合物を使用
した。このＣa／ＫＣl−ＬiＣl／ＣaＣrＯ₄系の熱電池
では作動によりＣa−Ｌi低融点合金（融点約２３０
℃）が生成し、この合金が火導孔２の内壁に流れ
出して露出する正，負極集電体間を短絡させる内
部シヨートの発生率はこれまで約40％という実に
高いものであつた。しかし、本考案による集電体
１を用いると、負極集電体１−ｂの火導孔内周２
−ｂと負極金属５の火導孔内周５−ｂとは内部保
護リング９によつて完全に被われ、火導孔２内壁
に露出することはないため、低融点合金や溶融負
極金属によつて短絡させられることはない。

第３図は本考案の集電体を用いて構成した積層
形熱電池の縦断面図で、図中１０は素電池、１１
は断熱材、１２は外装ケース、１３は外装蓋であ
る。１４と１５は出力端子であり、１６は発熱剤
６に着火するための点火器１７に電気信号を送る
端子の片方である。

考案の効果 前述の本考案による積層形熱電池を10個試作
し、従来電圧変動の発生率が非常に高くでる条件
である環境温度＋50℃での放電を行つた結果は、
10個とも微少な電圧変動すら発生しない安定した
放電電圧を示した。各電池を分解したところ、従
来起つていた正，負極集電体の火導孔部分での短
絡による変形も見あたらず、合金等の流出も皆無
であつた。

また、従来例による同容量の積層形電池に比べ
て外径で約１〜２割小さく構成することができ、
さらに実開昭54−84038号公報に示される本考案
の２個の内部保護リングが本考案では１つで良い
こと、そして外部保護リングはより簡易な形状と
なるため電池の組み立てが格段に容易となつた。

【実用新案登録請求の範囲】 集電体１と、負極金属５と、電解質と減極剤と
バインダーの混合成型体７とからなり、中央部を
貫通するよう火導孔２を設けた素電池と、 隣接する素電池の集電体１間に位置し、中央に
前記素電池の火導孔と対応する火導孔を有した円
盤状発熱剤６と、 前記各素電池の負極側集電体１−ｂおよび負極
金属５の火導孔内周２−ｂ，５−ｂの径を正極側
火導孔内周部２−ａの径よりも大きく設け、 負極側集電体１−ｂと負極金属５の火導孔内周
部２−ｂには内部保護リング９を、外周部には外
部保護リング８をそれぞれ配し、 前記火導孔２の一端に点火器１７を設け、この
点火器１７から発する火災を火導孔に導いて前記
素電池間に配した円盤状発熱剤６の内周部分に着
火することを特徴とする熱電池。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例における積層形熱電池
用集電体の平面図、第２図は積層体の部分断面
図、第３図は本考案の実施例における積層形熱電
池の縦断面図である。 １…集電体、１−ａ…正極集電体、１−ｂ…負
極集電体、２…火導孔、２−ａ…正極火導孔、２
−ｂ…負極火導孔、６…発熱剤、１０…素電池。