JPH0666143B2 - 熱電池用加熱剤 - Google Patents
熱電池用加熱剤Info
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- JPH0666143B2 JPH0666143B2 JP59223407A JP22340784A JPH0666143B2 JP H0666143 B2 JPH0666143 B2 JP H0666143B2 JP 59223407 A JP59223407 A JP 59223407A JP 22340784 A JP22340784 A JP 22340784A JP H0666143 B2 JPH0666143 B2 JP H0666143B2
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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
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、電池内部で加熱剤を燃焼させて発電要素を活
性化させる熱電池に関するもので、さらに詳しくは、鉄
粉と過塩素酸カリウム粉を用いる加熱剤の特性向上を図
るものである。
性化させる熱電池に関するもので、さらに詳しくは、鉄
粉と過塩素酸カリウム粉を用いる加熱剤の特性向上を図
るものである。
従来例の構成とその問題点 熱電池は、常温では固体で不活性状態にあるが、高温に
加熱されると活性化して良好なイオン伝導体となる溶融
塩を電池の電解質として用いる一次電池で、通常、使用
の簡便化を図るために電池内部に加熱剤を内蔵させて、
使用時に加熱剤を燃焼させたときの高熱で溶融塩電解質
を溶かし、電池を活性化させる電池である。
加熱されると活性化して良好なイオン伝導体となる溶融
塩を電池の電解質として用いる一次電池で、通常、使用
の簡便化を図るために電池内部に加熱剤を内蔵させて、
使用時に加熱剤を燃焼させたときの高熱で溶融塩電解質
を溶かし、電池を活性化させる電池である。
従って、発電要素とともに発熱源としての加熱剤も電池
特性に与える影響にきわめて大きい。熱電池の加熱剤と
して用いるには、密閉容器中で燃焼すること、ガス発生
が小さいこと、成形強度が強いこと、燃焼速度が早いこ
と等々、多くの制限された条件を満たす必要がある。こ
れらの条件を満たして実用化されている加熱剤の種類は
多くない。例えば還元剤−酸化剤系の化学式で表わす
と、Zr−BaCrO4，Zr−（PbCrO4＋KMnO4），Fe−KClO4な
どである。一般にはこれらの物質をベースとして若干の
混ぜものを加えるので「系」という表現をした方がよい
と思われる。
特性に与える影響にきわめて大きい。熱電池の加熱剤と
して用いるには、密閉容器中で燃焼すること、ガス発生
が小さいこと、成形強度が強いこと、燃焼速度が早いこ
と等々、多くの制限された条件を満たす必要がある。こ
れらの条件を満たして実用化されている加熱剤の種類は
多くない。例えば還元剤−酸化剤系の化学式で表わす
と、Zr−BaCrO4，Zr−（PbCrO4＋KMnO4），Fe−KClO4な
どである。一般にはこれらの物質をベースとして若干の
混ぜものを加えるので「系」という表現をした方がよい
と思われる。
本発明は前記のFe−KClO4系加熱剤のFe粉末に関して改
良を行なおうとするものであるが、従来の熱電池用鉄粉
としては各種鉄粉の中で電解鉄の微粉砕品がよいとされ
ている。これは還元鉄粉，噴霧鉄粉，カーボニル鉄粉な
どと比べて純度が高く、平均粒径３０〜４０μ程度のも
のも市販されているので入手し易いこと、加熱剤として
の性質もこれらの中では良好であるなどの理由からであ
った。
良を行なおうとするものであるが、従来の熱電池用鉄粉
としては各種鉄粉の中で電解鉄の微粉砕品がよいとされ
ている。これは還元鉄粉，噴霧鉄粉，カーボニル鉄粉な
どと比べて純度が高く、平均粒径３０〜４０μ程度のも
のも市販されているので入手し易いこと、加熱剤として
の性質もこれらの中では良好であるなどの理由からであ
った。
しかしながら、従来の鉄粉を用いたFe−KClO4系加熱剤
を使用した場合、電池電圧の立上がり時間（最大電圧の
７０％に到達す時間）は１秒よりも早く立上がらせるこ
とは不可能であったので、１秒よりも早い立上がり時間
を要求される場合には、例えばZr−BaCrO4系加熱剤を用
いざるを得なかった。このために電池の品番や用途によ
っては加熱剤をZr−BaCrO4系，Zr−（PbCrO4＋KMnO4）
系，Fe−KClO4系と変えねばならないので必然的に煩雑
になること、性質的におとなしく、燃焼残査が良好な電
導性を有する性質が生されないことなどの欠点があっ
た。
を使用した場合、電池電圧の立上がり時間（最大電圧の
７０％に到達す時間）は１秒よりも早く立上がらせるこ
とは不可能であったので、１秒よりも早い立上がり時間
を要求される場合には、例えばZr−BaCrO4系加熱剤を用
いざるを得なかった。このために電池の品番や用途によ
っては加熱剤をZr−BaCrO4系，Zr−（PbCrO4＋KMnO4）
系，Fe−KClO4系と変えねばならないので必然的に煩雑
になること、性質的におとなしく、燃焼残査が良好な電
導性を有する性質が生されないことなどの欠点があっ
た。
発明の目的 本発明は、上記の欠点を除去するために鉄粉の性質を改
良し、かつ上記鉄粉と過塩素酸カリウム粉末との組成比
を限定した混合物を使用して、電池電圧の立上がり時間
の短縮を図ることを目的とする。
良し、かつ上記鉄粉と過塩素酸カリウム粉末との組成比
を限定した混合物を使用して、電池電圧の立上がり時間
の短縮を図ることを目的とする。
発明の構成 本発明は、上記の目的を達成するため、オキシ水酸化鉄
（FeO(OH)）を水素ガス雰囲気中で加熱還元して調製し
た還元鉄粉に、KClO4粉末を加え、その組成比を９０：
１０から７５：２５の範囲に規制した混合物を加圧成型
してFe−KClO4系加熱剤としたことを特徴とする。
（FeO(OH)）を水素ガス雰囲気中で加熱還元して調製し
た還元鉄粉に、KClO4粉末を加え、その組成比を９０：
１０から７５：２５の範囲に規制した混合物を加圧成型
してFe−KClO4系加熱剤としたことを特徴とする。
実施例の説明 以下、本発明の実施例を説明する。
第１図は、本発明の鉄粉を用いた加熱剤の製造フローチ
ャートである。
ャートである。
第１図によって工程を順に説明する。
まず原材料であるFeO(OH)を約１kg鉄製バットにとり、
Ｈ２ガスを一定量流しながら水素還元炉を昇温し、FeO
(OH)を炉内に送りこむ。炉内温度を４４０℃以上に保ち
３０〜９０分間保持すると、FeO(OH)はＨ２ガスと結合
してFeとH2Oになって還元される。引続きＨ２ガスを流
しながら冷却し、完全に常温となったら取出す。
Ｈ２ガスを一定量流しながら水素還元炉を昇温し、FeO
(OH)を炉内に送りこむ。炉内温度を４４０℃以上に保ち
３０〜９０分間保持すると、FeO(OH)はＨ２ガスと結合
してFeとH2Oになって還元される。引続きＨ２ガスを流
しながら冷却し、完全に常温となったら取出す。
次にArガスで不活性状態とした室内に粉砕機を設置し、
前記の還元鉄を微粉砕して４００メッシュの篩をパスさ
せ、加熱剤用鉄粉とする。
前記の還元鉄を微粉砕して４００メッシュの篩をパスさ
せ、加熱剤用鉄粉とする。
一方、KClO4は試薬一級グレードを用い、強い衝撃を加
えないように微粉砕し、篩分けを行って粒子をそろえ
る。
えないように微粉砕し、篩分けを行って粒子をそろえ
る。
このようにして得られた鉄粉８５部とKClO4粉末１５部
を調合し、ホモジナイザーで均一に混合する。次に所定
量の前記混合物を秤取し、金型に入れて加圧成形し、金
型より取出して所望形状とした熱電池用加熱剤を得る。
を調合し、ホモジナイザーで均一に混合する。次に所定
量の前記混合物を秤取し、金型に入れて加圧成形し、金
型より取出して所望形状とした熱電池用加熱剤を得る。
第２図は、本発明の還元鉄粉と従来の電解鉄粉を用いた
加熱剤における、FeとKClO4との混合組成比と、燃焼時
間との関係を示している。試験片２ｇを内容積一定の圧
力センサーつき密閉容器に入れ、容器内で燃焼させた時
の圧力上昇カーブから燃焼時間を計測する方法で求め
た。
加熱剤における、FeとKClO4との混合組成比と、燃焼時
間との関係を示している。試験片２ｇを内容積一定の圧
力センサーつき密閉容器に入れ、容器内で燃焼させた時
の圧力上昇カーブから燃焼時間を計測する方法で求め
た。
図中、Ａは本発明の還元鉄粉を用いた場合、Ｂは従来例
の電解鉄粉を用いた場合である。組成比Fe：KClO4を９
０：１０から７５：２５へと移行させていくと、Ａ，Ｂ
のいずれの場合も燃焼時間は早くなる傾向を示すが、Ａ
はいずれも１秒以内であるのに対し、ＢはKClO4１５％
以下では１秒以上となる。燃焼時のガス圧力，電気伝導
性から最適組成比はFe：KClO4＝８５：１５と考えられ
ること、電池の溶融塩電解質を溶融する時間に0.3秒は
かかることなどから、従来例Ｂでは電池電圧の立上がり
時間を１秒以内にすることができない。一方本発明Ａの
最も長い燃焼時間でも約0.8秒であり、立上がり目標の
１秒以内となる。ここでＦｅとＫＣｌＯ４の混合組成比
において還元鉄粉量を９０％よりさらに大にした場合、
燃焼時間が長くなり目標の１秒を越えてしまい、逆に７
５％より小さくした場合、ＫＣｌＯ４量が多くなり、混
合物の加圧成型時に爆発等の危険性が生じ易く工程上問
題であり、また導電性の点でも鉄粉量減少に伴い劣化す
る等の問題があり、好ましい組成比は９０％から７５％
の範囲であった。
の電解鉄粉を用いた場合である。組成比Fe：KClO4を９
０：１０から７５：２５へと移行させていくと、Ａ，Ｂ
のいずれの場合も燃焼時間は早くなる傾向を示すが、Ａ
はいずれも１秒以内であるのに対し、ＢはKClO4１５％
以下では１秒以上となる。燃焼時のガス圧力，電気伝導
性から最適組成比はFe：KClO4＝８５：１５と考えられ
ること、電池の溶融塩電解質を溶融する時間に0.3秒は
かかることなどから、従来例Ｂでは電池電圧の立上がり
時間を１秒以内にすることができない。一方本発明Ａの
最も長い燃焼時間でも約0.8秒であり、立上がり目標の
１秒以内となる。ここでＦｅとＫＣｌＯ４の混合組成比
において還元鉄粉量を９０％よりさらに大にした場合、
燃焼時間が長くなり目標の１秒を越えてしまい、逆に７
５％より小さくした場合、ＫＣｌＯ４量が多くなり、混
合物の加圧成型時に爆発等の危険性が生じ易く工程上問
題であり、また導電性の点でも鉄粉量減少に伴い劣化す
る等の問題があり、好ましい組成比は９０％から７５％
の範囲であった。
第１表は、FeO(OH)にかえて種々の原材料を同意し、第
１図と同じ工程によって鉄粉を得、それらを用いた加熱
剤の特性を調べたものである。
１図と同じ工程によって鉄粉を得、それらを用いた加熱
剤の特性を調べたものである。
表中、見掛密度（ｇ／cm3）とは一定高さより一定容器
中に落下して一定量入れ、１cm3当りの重量を求めたも
ので、数値の小さい程「粗」，大きい程「密」であり、
「粗」であれば粒子は凹凸が大きく表面積も大きいと推
定できる。本発明に用いたFeO(OH)を原材料としたもの
は、他に比べて非常に「粗」であって活性な鉄粉である
といえる。従って、燃焼時間は最も短かい。
中に落下して一定量入れ、１cm3当りの重量を求めたも
ので、数値の小さい程「粗」，大きい程「密」であり、
「粗」であれば粒子は凹凸が大きく表面積も大きいと推
定できる。本発明に用いたFeO(OH)を原材料としたもの
は、他に比べて非常に「粗」であって活性な鉄粉である
といえる。従って、燃焼時間は最も短かい。
前記の性質をもつ、FeO(OH)を水素ガス雰囲気中で加熱
還元して得た鉄粉と、過塩素酸カリウム粉末をその組成
比８５：１５で混合したものを成形して作った本発明の
加熱剤を用い、熱電池に組込んで−５０℃〜＋７０℃で
電池電圧の立上がり時間を求めたところ、第２表のよう
に全環境温度において、１秒以内で最大電圧の７０％以
上の電圧を発生した。なお電池は負極にCa，正極にCaCr
O4，電解質にLiCl−KCl共融塩を用いた電池系を、１０
セル直列構成したものである。
還元して得た鉄粉と、過塩素酸カリウム粉末をその組成
比８５：１５で混合したものを成形して作った本発明の
加熱剤を用い、熱電池に組込んで−５０℃〜＋７０℃で
電池電圧の立上がり時間を求めたところ、第２表のよう
に全環境温度において、１秒以内で最大電圧の７０％以
上の電圧を発生した。なお電池は負極にCa，正極にCaCr
O4，電解質にLiCl−KCl共融塩を用いた電池系を、１０
セル直列構成したものである。
発明の効果 以上のように、本発明によれば電池電圧の立上がり時間
を早めることができ、熱電池の特性を向上させることが
可能となった。
を早めることができ、熱電池の特性を向上させることが
可能となった。
第１図は本発明の鉄粉とそれを用いた加熱剤の製造工程
を示すフローチャート、第２図は本発明の加熱剤と従来
の加熱剤の組成比と燃焼時間との関係を示す図である。
を示すフローチャート、第２図は本発明の加熱剤と従来
の加熱剤の組成比と燃焼時間との関係を示す図である。
フロントページの続き (72)発明者 原口 和典 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭57−116713（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−61632（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−62675（ＪＰ，Ｕ)
Claims (1)
- 【請求項１】オキシ水酸化鉄を水素ガス雰囲気中で加熱
還元して得た鉄粉に、過塩素酸カリウム粉末を加え、そ
の組成比を９０：１０から７５：２５の範囲に規制した
混合物を加圧成型した熱電池用加熱剤。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59223407A JPH0666143B2 (ja) | 1984-10-23 | 1984-10-23 | 熱電池用加熱剤 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59223407A JPH0666143B2 (ja) | 1984-10-23 | 1984-10-23 | 熱電池用加熱剤 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61101962A JPS61101962A (ja) | 1986-05-20 |
| JPH0666143B2 true JPH0666143B2 (ja) | 1994-08-24 |
Family
ID=16797655
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59223407A Expired - Lifetime JPH0666143B2 (ja) | 1984-10-23 | 1984-10-23 | 熱電池用加熱剤 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0666143B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115458704B (zh) * | 2022-10-19 | 2025-08-26 | 贵州梅岭电源有限公司 | 一种单体电池及其使用的复合片、复合片的制备方法 |
| CN116162008B (zh) * | 2023-01-18 | 2024-04-09 | 贵州梅岭电源有限公司 | 一种小型化快速激活热电池用加热材料及其制备方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57116713A (en) * | 1981-01-10 | 1982-07-20 | Hitachi Maxell Ltd | Manufacture of metallic magnetic powder |
-
1984
- 1984-10-23 JP JP59223407A patent/JPH0666143B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61101962A (ja) | 1986-05-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |