JPH053111B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH053111B2 JPH053111B2 JP58214372A JP21437283A JPH053111B2 JP H053111 B2 JPH053111 B2 JP H053111B2 JP 58214372 A JP58214372 A JP 58214372A JP 21437283 A JP21437283 A JP 21437283A JP H053111 B2 JPH053111 B2 JP H053111B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- agent
- exothermic
- exothermic agent
- main
- heat generating
- 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.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- 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)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Primary Cells (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
産業の利用分野
本発明は、熱電池内部で発熱し、熱電池を活性
化させる発熱剤の着火性の改良に関するものであ
る。
化させる発熱剤の着火性の改良に関するものであ
る。
従来例の構成とその問題点
熱電池は通常350℃以上の融点をもつ溶融塩を
電解質に用いるため、常温では不活性で実用的に
全く電力を供給しないので、長期貯蔵後も新品同
様の電池と変りない特性を示すという長所を活か
して非常用・緊急用電源として主に用いられてい
る電池である。従つてその用途上、使用時には確
実に作動して電力を供給すること、使用が簡便で
あることという要求は満足せねばならない。
電解質に用いるため、常温では不活性で実用的に
全く電力を供給しないので、長期貯蔵後も新品同
様の電池と変りない特性を示すという長所を活か
して非常用・緊急用電源として主に用いられてい
る電池である。従つてその用途上、使用時には確
実に作動して電力を供給すること、使用が簡便で
あることという要求は満足せねばならない。
そのため、一般形の熱電池には発電部のほかに
溶融塩電解質を加熱溶融させる加熱剤を内蔵さ
せ、その加熱剤に着火させる点火器を組込んでい
る構造としたものが多い。具体的には発電部とし
て、負極にカルシウム、電解質に塩化カリウムと
塩化リチウムとの共融塩（融点352℃）、正極活物
質にクロム酸カルシウム、集電板にニツケルを用
いている。
溶融塩電解質を加熱溶融させる加熱剤を内蔵さ
せ、その加熱剤に着火させる点火器を組込んでい
る構造としたものが多い。具体的には発電部とし
て、負極にカルシウム、電解質に塩化カリウムと
塩化リチウムとの共融塩（融点352℃）、正極活物
質にクロム酸カルシウム、集電板にニツケルを用
いている。
一方、加熱剤は金属粉末と酸化剤との混合物を
用いるテルミツト反応を利用したもので、その組
合せは用途と要求性能によつて種々のものが考え
られているが、近年自ら集電体として働く鉄−過
塩素酸カリウム系の発熱剤がよく用いられてきて
いる。しかし、この系の発熱剤は着火性が悪いた
め、従来の点火方式では着火しない場合があり、
特殊で複雑な方法を用いなければならなかつた。
例えば27回パワーソースシンポジユームでアーレ
ン・バルドウインが報告しているように電池の外
周に着火性の良い発熱剤（例えばZr−BaCrO4混
合物）の細長い着火片を設ける方法がとられてい
る。しかし、このような細長い着火片に強度を持
たせることは難しいために、振動や衝撃によつて
着火片が切断され、発熱剤の一部にしか着火しな
いことがあり、電池の活性化の信頼性を著しく低
下させていた。
用いるテルミツト反応を利用したもので、その組
合せは用途と要求性能によつて種々のものが考え
られているが、近年自ら集電体として働く鉄−過
塩素酸カリウム系の発熱剤がよく用いられてきて
いる。しかし、この系の発熱剤は着火性が悪いた
め、従来の点火方式では着火しない場合があり、
特殊で複雑な方法を用いなければならなかつた。
例えば27回パワーソースシンポジユームでアーレ
ン・バルドウインが報告しているように電池の外
周に着火性の良い発熱剤（例えばZr−BaCrO4混
合物）の細長い着火片を設ける方法がとられてい
る。しかし、このような細長い着火片に強度を持
たせることは難しいために、振動や衝撃によつて
着火片が切断され、発熱剤の一部にしか着火しな
いことがあり、電池の活性化の信頼性を著しく低
下させていた。
発明の目的
本発明は、発電部をとり囲む断熱材に火導孔を
有する熱電池において、着火性の悪い鉄−過塩素
酸カリウム系発熱剤に確実に着火して、熱電池の
活性化の信頼性を向上することを目的とする。
有する熱電池において、着火性の悪い鉄−過塩素
酸カリウム系発熱剤に確実に着火して、熱電池の
活性化の信頼性を向上することを目的とする。
発明の構成
本発明は素電池と発熱剤とを交互に積み重ねた
積層体の周囲は断熱材で被われ、断熱材の積層体
と接する一部に火導孔が設けられた熱電池におい
て、鉄−過塩素酸カリウム系発熱剤を主発熱剤と
し、その外周部の火導孔に面する付近にのみ主発
熱剤より着火性の秀れた発熱剤を配したことを特
徴としたものである。
積層体の周囲は断熱材で被われ、断熱材の積層体
と接する一部に火導孔が設けられた熱電池におい
て、鉄−過塩素酸カリウム系発熱剤を主発熱剤と
し、その外周部の火導孔に面する付近にのみ主発
熱剤より着火性の秀れた発熱剤を配したことを特
徴としたものである。
実施例の説明
以下、本発明による発熱剤の実施例を第１図と
第２図に示す。第１図ａは平面図を、ｂはａの平
面図におけるＡ−Ｂ間の断面図を表わしている。
鉄−過塩素酸カリウム系の発熱剤１−１（以後主
発熱剤と呼ぶ）の外周部の一部に凹部を設け、そ
こに主発熱剤より着火性の秀れた発熱剤１−２を
配したものである。この主発熱剤より着火性の秀
れた発熱剤１−２は、主発熱剤１−１の外周部に
露出するように位置し、その露出部分が火導孔の
一部もしくは全部に面するように組み立てられ
る。第２図は別の例であり、第１図と同様にａは
平面図を、ｂはａの平面図におけるＡ−Ｂ間の断
面図を示した。第２図の例は発熱剤１−１の外周
部の一部に蟻溝状の欠損部が設けられ、そこに主
発熱剤より着火性の秀れた発熱剤１−２が配置さ
れたもので、この場合も第１図の場合と同様に露
出部分が火導孔の一部もしくは全部に面するよう
に組み立てられる。
第２図に示す。第１図ａは平面図を、ｂはａの平
面図におけるＡ−Ｂ間の断面図を表わしている。
鉄−過塩素酸カリウム系の発熱剤１−１（以後主
発熱剤と呼ぶ）の外周部の一部に凹部を設け、そ
こに主発熱剤より着火性の秀れた発熱剤１−２を
配したものである。この主発熱剤より着火性の秀
れた発熱剤１−２は、主発熱剤１−１の外周部に
露出するように位置し、その露出部分が火導孔の
一部もしくは全部に面するように組み立てられ
る。第２図は別の例であり、第１図と同様にａは
平面図を、ｂはａの平面図におけるＡ−Ｂ間の断
面図を示した。第２図の例は発熱剤１−１の外周
部の一部に蟻溝状の欠損部が設けられ、そこに主
発熱剤より着火性の秀れた発熱剤１−２が配置さ
れたもので、この場合も第１図の場合と同様に露
出部分が火導孔の一部もしくは全部に面するよう
に組み立てられる。
次に第１図に示した発熱剤を用いて構成した積
層形熱電池について説明する。第３図がその縦断
面図で、１−１と１−２はそれぞれ前述の鉄−過
塩素酸カリウム系の主発熱剤と主発熱剤より着火
性の秀れた発熱剤である。ここで主発熱剤より着
火性の秀れた発熱剤１−２には、例えばジルコニ
ウム−クロム酸バリウム系発熱剤、またはジルコ
ニウム−クロム酸鉛−過マンガン酸カリウム系発
熱剤が使用できる。本実施例ではジルコニウム−
クロム酸バリウム系発熱剤を用いて構成した。２
は素電池であり、負極活物質には金属カルシウ
ム、正極活物質にはクロム酸カルシウム、そして
電解質にKCl−LiCl溶融塩を用いた。この素電池
２と発熱剤１−１，１−２とを交互に積層して積
層形熱電池を構成した。積層体の周囲は無機材料
により作られた断熱材９で被われており、この断
熱材９の積層体と接する一部に火導孔４が設けら
れている。この火導孔４は、点火器用入力端子６
から電気信号を送ると火炎を発する点火器３の火
炎を通し、発熱剤１−１，１−２に着火させるた
めに設けられた透孔である。先に述べた主発熱剤
より着火性の秀れた発熱剤１−２は積層体がこの
火導孔４に露出する面の一部もしくは全部に露出
するように配置されている。電池の出力は出力端
子５より取り出される。以上の様な積層形熱電池
は外装ケース８の中に挿入され外装蓋７と外装ケ
ース８とをアルゴン溶接して完成される。
層形熱電池について説明する。第３図がその縦断
面図で、１−１と１−２はそれぞれ前述の鉄−過
塩素酸カリウム系の主発熱剤と主発熱剤より着火
性の秀れた発熱剤である。ここで主発熱剤より着
火性の秀れた発熱剤１−２には、例えばジルコニ
ウム−クロム酸バリウム系発熱剤、またはジルコ
ニウム−クロム酸鉛−過マンガン酸カリウム系発
熱剤が使用できる。本実施例ではジルコニウム−
クロム酸バリウム系発熱剤を用いて構成した。２
は素電池であり、負極活物質には金属カルシウ
ム、正極活物質にはクロム酸カルシウム、そして
電解質にKCl−LiCl溶融塩を用いた。この素電池
２と発熱剤１−１，１−２とを交互に積層して積
層形熱電池を構成した。積層体の周囲は無機材料
により作られた断熱材９で被われており、この断
熱材９の積層体と接する一部に火導孔４が設けら
れている。この火導孔４は、点火器用入力端子６
から電気信号を送ると火炎を発する点火器３の火
炎を通し、発熱剤１−１，１−２に着火させるた
めに設けられた透孔である。先に述べた主発熱剤
より着火性の秀れた発熱剤１−２は積層体がこの
火導孔４に露出する面の一部もしくは全部に露出
するように配置されている。電池の出力は出力端
子５より取り出される。以上の様な積層形熱電池
は外装ケース８の中に挿入され外装蓋７と外装ケ
ース８とをアルゴン溶接して完成される。
本発明の効果を見るために、先述した積層形熱
電池と先に述べたアーレン・バルドウインの着火
方法による積層形熱電池とを５個づつ試作し、加
速度250G、印加時間11msの衝撃を加えたのち、
最小合成加速度12Grms、加速度パワースペクト
ラム密度0.10G2／Hzのランダム振動を印加しなが
ら放電を行なつた。その結果、従来法では衝撃や
振動によつて細長い着火片が切断されて未着火の
主発熱剤が発生したり、着火が瞬時に行なわれず
電池が活性化しなかつたり、立ち上りの時間が非
常に長くなつたりした。このような現象の発生率
は従来法においては５個中２個で40％という高い
率であつた。一方、本発明による熱電池では、衝
撃や振動によつても発熱剤の切断や破損が発生す
ることがなく、着火も主発熱剤より着火性の秀れ
た発熱剤がまず点火器の火炎により瞬時に着火
し、その熱によつてほとんど同時に主発熱剤を燃
焼させるので、未着火等による電池の不活性化や
立ち上りの遅れ等の問題は全く発生しなかつた。
電池と先に述べたアーレン・バルドウインの着火
方法による積層形熱電池とを５個づつ試作し、加
速度250G、印加時間11msの衝撃を加えたのち、
最小合成加速度12Grms、加速度パワースペクト
ラム密度0.10G2／Hzのランダム振動を印加しなが
ら放電を行なつた。その結果、従来法では衝撃や
振動によつて細長い着火片が切断されて未着火の
主発熱剤が発生したり、着火が瞬時に行なわれず
電池が活性化しなかつたり、立ち上りの時間が非
常に長くなつたりした。このような現象の発生率
は従来法においては５個中２個で40％という高い
率であつた。一方、本発明による熱電池では、衝
撃や振動によつても発熱剤の切断や破損が発生す
ることがなく、着火も主発熱剤より着火性の秀れ
た発熱剤がまず点火器の火炎により瞬時に着火
し、その熱によつてほとんど同時に主発熱剤を燃
焼させるので、未着火等による電池の不活性化や
立ち上りの遅れ等の問題は全く発生しなかつた。
発明の効果
以上の様に本発明を用いることによつて、鉄−
過塩素酸カリウム系主発熱剤を主熱源とする熱電
池の電池活性化の信頼性を、衝撃や振動印加時で
も格段に向上することができる。
過塩素酸カリウム系主発熱剤を主熱源とする熱電
池の電池活性化の信頼性を、衝撃や振動印加時で
も格段に向上することができる。
第１図と第２図は本発明の実施例による発熱剤
を示し、ａは平面図、ｂはａの平面図のＡ−Ｂ部
分の断面図であり、第３図は本発明の発熱剤を用
いた積層形熱電池の一実施例における縦断面図で
ある。 １−１……鉄−過塩素酸カリウム系の発熱剤、
１−２……主発熱剤より着火性の秀れた発熱剤、
２……素電池、３……点火器、４……火導孔、９
……断熱材。
を示し、ａは平面図、ｂはａの平面図のＡ−Ｂ部
分の断面図であり、第３図は本発明の発熱剤を用
いた積層形熱電池の一実施例における縦断面図で
ある。 １−１……鉄−過塩素酸カリウム系の発熱剤、
１−２……主発熱剤より着火性の秀れた発熱剤、
２……素電池、３……点火器、４……火導孔、９
……断熱材。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 素電池と発熱剤とを交互に積み重ねた積層体
の周囲は断熱材で被われ、断熱材の積層体と接す
る一部に火導孔が設けられた積層形熱電池であつ
て、発熱剤が２種類より構成され、鉄−過塩素酸
カリウム系発熱剤を主発熱剤とし、発熱剤の火導
孔に面する付近にのみ主発熱剤より着火性の秀れ
た発熱剤を配し、火導孔に接する発熱剤における
露出部の一部又は全部を主発熱剤より着火性の秀
れた発熱剤で構成したことを特徴とする熱電池。 ２ 主発熱剤より着火性の秀れた発熱剤として、
ジルコニウム−クロム酸バリウム系発熱剤または
ジルコニウム−クロム酸鉛−過マンガン酸カリウ
ム系発熱剤を用いた特許請求の範囲第１項記載の
熱電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58214372A JPS60107266A (ja) | 1983-11-14 | 1983-11-14 | 熱電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58214372A JPS60107266A (ja) | 1983-11-14 | 1983-11-14 | 熱電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60107266A JPS60107266A (ja) | 1985-06-12 |
| JPH053111B2 true JPH053111B2 (ja) | 1993-01-14 |
Family
ID=16654694
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58214372A Granted JPS60107266A (ja) | 1983-11-14 | 1983-11-14 | 熱電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60107266A (ja) |
-
1983
- 1983-11-14 JP JP58214372A patent/JPS60107266A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60107266A (ja) | 1985-06-12 |
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