JPS5933169Y2 - 熱電池 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、常温では電力金供給しえないが高温に加熱す
ると活性化して電力の供給金開始する熱電池に関するも
ので、素電池構成物質間の密着性金改良するものである
。

この種熱電池にむいて、従来のベレット形素電池は第５
図のように構成されていた。

図において、１はニッケルまたは鉄からなる負極集電板
、２はカルシウムからなる負極活物質、３は塩化リチウ
ム−塩化カリウム共融塩と無機吸着材からなる電解質層
３ａと、クロム酸カルシウム金主戊分とする減極合剤層
３ｂとの２層一体層、４はニッケルまたは鉄からなる正
極集電板、５はアスベスト紙の保護リングである。

この構成の素電池６と、素電池乞加熱発電させる発熱剤
Ｔと４交互に積層し、電圧音発生させる積層湿熱電池の
従来の欠点の１つは、潜在的に有する高率放電能力金充
分に引き出せないことであった。

その欠点の原因として次のことが考えられる。

（１） 発熱剤の発熱反応時に生じる高温ガスと高熱
による熱歪音生じて素電池が変形し、正極集電板−２層
一体層負極活物質問の密着性が悪化する。

（２）密着性全長くするため、発熱剤と素電池ｅ一定圧
力で締付けていた従来の積層体においては、発熱剤の反
応前後で起こる体積収縮で締付圧力の低下をきたして素
電池の密着性が不十分になる。

この原因は、いずれも素電池内部の正極集電板−２層一
体層間及び２層一体層負極活物質問の反変面の密着状態
にキーポイントがあり、従来の構造ではこの点の配慮に
欠けていた。

このため素電池のもつ作用面積に１００％有効に活用し
ていないため高率放電ができず、ペレット形熱電池とし
て所有している特性音十分に引き出せないでいた。

本考案は、前記の欠点を解消するもので、発電要素の密
着性金改良して高率放電音可能にし、しかも信頼性の高
い熱電波音提供すること金目的とする。

すなわち、従来例の正・負極集電板は、いずれも第５図
のようにフラットな形状であったが、本考案では、正・
負極集電板の少なくとも一方の端部における発電要素挾
持面金発電要素から離間する方向に屈曲させること金特
徴とする。

以下本考案金その実施例により説明する。

第２図に示す素電池は、正極集電板４の端部４ａ金発電
要素から離れる方向に、すなわち外方ヘテーハー状に屈
曲させたもので、素電池音締め付ける力が発熱剤１−介
して集電板４にかかった場合、正極集電板４とテーパー
状に屈曲させた端部４ａの屈曲点が支点となり、端部４
ａは減極合剤層３ｂの方へ曲がろうとして集電極４は減
極合剤層３ｂに押しつけられて密着性が良好となる。

従来形ではバネ特性は特に必要ないが、本考案の場合は
焼鈍された集電板は剛そず、バネ性のよい例えばＳＫ鋼
板（ＪＩＳ Ｇ３３１１）、ばね剛ステンレス鋼（Ｊ
ＩＳ Ｇ４３１３）等のその屈曲部分の弾性力により
バネ効果が働き、正、負極集電板と発電要素との密着性
が良好となる材料金選択する。

第３図の例は、正極集電板４の端部４ａｋ一度第２図の
ように屈曲させた後、最端部金再度屈曲させてフラット
に戻してバネ効果が屈曲させた２点で働くようにしたも
のである。

すなわち、集電板４は、その端部の拡大図金石す第６図
のように、４ａ−１と４ａ−２の２点金支点として互い
に反対方向へ屈曲しているので、紫電波音締付けたとき
、前記の屈曲部が延びようとして集電板４は減極合剤層
側に押しつけられるので、密着性がより向上する。

第４図は、集電板４の端部４ａと人道金形成する素電池
中心部の透孔の縁部に相当する部分４ｂ金ともに屈曲さ
せて、より強いバネ効果音発揮するようにした例である
。

第７図はこの集電板の一部金欠載した斜視図金石す。

この構成によると、紫電波音締付けた場合、内外の２箇
所の屈曲部４ａおよび４ｂが延びようとしてバネ効果を
生み、第３図よりも更に強い力で減極合剤層側押しつけ
ようとする。

従って素電池全面でより均一に密着するようになるので
ある。

なお発熱剤７は、適度な多孔性金有し、圧力下で集電板
の屈曲部にそって適当に変形し集電板に密着するもの金
選ぶものとする。

上側では正極集電板の端部に屈曲部を設けたが、同様に
して負極集電板にも実施することができ、正・負極集電
板ともに屈曲したものも使用できる。

この場合は、正極集電板側のバネ強度と負極集電板側の
バネ強度が加算されるので、より大きな力乞加えて素電
池が締付けられる。

従って素電池構成物質は強く密着するが相乗効果もない
のでここすでは不要と考えられろ。

これ昔で述べてきた締付は圧力は、第５図の従来形では
通常１００ｋｇ／ｃｎＭ程度金加えること金目処にして
いるが、本考案の第４図では３０ｋｇ／ｃｕｔの締付は
圧力で従来形よりも反応面の密着性が改良されているこ
とが判かった。

従って締付は機械の小型化ができる。

第１図は本考案の素電池６金用い、素電池の両側に発勲
済ＩＪ７”ｆｒ配装した積層形熱電池の縦断面概略図で
ある。

発熱剤Ｉはジルコニウムなどの金属粉末とクロム酸バリ
ウムなどの酸化剤とからなり、紫電波音加熱発電させる
ためにある。

これらの積層体は、各構成要素間の密着と、振動・衝撃
などの外力が加えられた時にも十分に耐える強度４得る
よう両端の締付板８，８４拘束具により適当な圧力で締
め付けた構造としている。

９は点火具で起動端子１０から信号電流が送られろと発
火し、その火炎が人道１１にひろがり発熱剤７乞燃焼さ
せて電池全体音活性化させ、出力端子１２金通じて電力
４取り出すようになっている。

１３は断熱材、１４は電槽である。

上記の積層形熱電池は、従来の熱電池に比べ集電板に特
徴がある。

すなわち、集電板の端部衛屈曲させてバネ効果金山させ
、発熱剤燃焼時の体積変化による密着性の悪化音減少さ
せる構成になっている。

本考案の実施により、以下の様な効果が得られる。

１つは、集電板のバネ効果により、作動時の２層一体層
が集電板にそって変形するようになることである。

これは、電池作動後の分解観察定行うと、従来、正極集
電板−２層一体層一負極間では有効反応面積の約６０〜
８０φ程度の利用率であったのに対し、本考案の集電板
金使用することにより有効反応面積の約９０〜１００％
と密着状態が向上した。

第２図、第３図の例では、天道透孔の縁部がやや密着性
が悪く、第４図の実施例が最もよかった。

他の効果としては、集電板端部紫屈曲でせているため、
従来のフラット形に比べると、天道透孔から着火した発
熱剤は外周部へ燃焼伝播していく過程において、熱膨張
による集電板への熱歪が、外周屈曲部４ａで吸収され、
実用集電面の熱歪が小さくなることであり、これも上記
の密着性改良につながっている。

曾た電池特性上の効果としては、まず内部抵抗の減少に
伴い、活性中の電圧が高くなり持続時間の延長ができる
。

従来品１２セル直列構戊で終止電圧２４■１での時間が
２０秒前後であったのが、本考案紫使弔することにより
約７〜８秒前後延長できた。

次に高率放電における信頼性については、４００ｍＡ／
ｃｎｆという高率放電では、集電板の有効表面積の利用
率が６０〜８０％と低く、シかも密着状態にもバラツキ
が大きく、これが即品質のバラツキとして表れ、したが
って内部抵抗差が持続時間音はじめ、−５０〜＋９０℃
の環境温度における電池特性などにも顕著にあられれて
いて信頼性に今−歩であったが、本考案では密着状態が
著しく良くなり、集電板の利用率が有効反応面積の９０
〜１００幅と向上すると共にバラツキが減少して４００
ｍＡ／ｃｎｌという高率放電にも余裕ができ、信頼性も
大幅に改善された。

オだ本考案は電池製造手順などは、全〈従来のものと変
わらないため、今昔での製造条件など変えることなく簡
単に電池特性の向上４図ることができる。

以上のように本考案によれば、簡単に高率放電及び持続
時間延長などの電池緒特性の改良が可能となり、かつ小
型軽量化に効果４有するもので、その実用的価値は犬で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例金石す積層湿熱電池の縦断面図
、第２〜４図はその素電池の構成例宛示す縦断面図、第
５図は従来の素電池の縦断面図、第６図は第３図の素電
池に用いた正極集電板の要部の拡大断面図、第７図は第
４図の素電池に用いた正極集電板の一部金欠截した斜視
図である。 １・・・・・・負極集電板、２・・・・・・負極活物質
、３ａ・・・・・・電解質層、３ｂ・・・・・・減極合
剤層、４・・・・・・正極集電板、４ａ・・・・・・屈
曲部、８・・・・・・締付板。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 発電要素金正・負極一対の集電板で挾持した素電池と発
   熱部とを交互に積層した積層体と、この積層体音締め付
   ける締付部材と金備え、前記集電板の少なくとも一方に
   おける発電要素挟持面の端部全発電要素から離れる方向
   に屈曲したこと金特徴とする熱電池。