JPS61101962A - 熱電池用加熱剤 - Google Patents

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。

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。

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。

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＋　ＫＭ
ｎＯ４）　、　Ｆａ　−ＫＣｌＯ２などである。一般に
はこれらの物質をペ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−ＫＯ１ｌＯａ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
がよいとされていた。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−ＫＯ７！０４
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７Ｑ％に到達する時間）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−Ｂａ１
ｒｎ４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−ＢａｃｒｏＡ
系、　　Ｚｒ　−（ＰｂＣｒ０４　＋ＫＭｎＯａ）系、
Ｆθ−ＫＧＩＯ４糸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かあ・
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
（Ｆｅｄ（ＯＨ））を水素ガス雰囲気中で加熱還元して
調↓した還元鉄粉に、ＫＯＩＯ４粉末を加えた混合物を
加圧成型してＦｅ−ＫＧＩＯ４系加熱剤としたことを特
徴とする。

実施例の説明 以下、本発明の詳細な説明する。

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。

第１図によって工程を順に説明する。

まず原材料であるＦｅｄ（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、Ｆｅｄ（ＯＨ）を炉内に送りこむ。炉内温度を４４
０°Ｃ以上に保ち３０〜９０分間保持すると、Ｆｅｄ（
ＯＨ）はＨ２ガスと結合してＦｅとＨ２ｏニナッテ還元
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・たら取出す・　　　　　　　　　　　　　　）
次にムｒガスで不活性状態としだ室内に粉砕機を設置し
、前記の還元鉄を微粉砕して４００メツシユの篩をパス
させ、加熱剤用鉄粉とする。

一方、ＫＣ，ｌｏ　４は試薬−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。

このようにして得られた鉄粉８６部とＫＣ；ｌｏ　４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
型し、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ＫＧＩＯ４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
定の圧力センサ一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、人は本発明゛の場合、Ｂは従来例の場合である。

組成比Ｆｅ　：　ＫＣＪ０４を９０：１０から７６：２
６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、人はいずれも１秒以
内であるのに対し、ＢはＫＣｌ０．１５％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：ＫＯＩＯ４＝８６　：　１６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。一方本発明人の
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。

第１表は、Ｆｅｄ（ＯＨ）にかえて種々の原材料を用意
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。

第１表 巨 ［− ト ド 日 表中、見掛密度（ｇ／ｃｒＩＬ５）とは一定高さよリ一
定容器中に落下して一定量入れ、ｉ　ｍ３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犬きく表面積も太
きいと推定できる。本発明に用いたＦｅｄ（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、Ｆｅｄ（ＯＨ）を水素ガス雰囲気剤
を用い、熱電池に組込んで一６０’Ｃ〜＋７０°Ｃ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ＣＡＬ、正極にＣ
ａＣｒ０ａ　＋電解質にＬ工Ｇｌ　−ＫＣ１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。

以下余白 第２表 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。

【図面の簡単な説明】

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。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名　　
　　　　　　　ｊ第１図 第２図 艷ＱＯ８，！；　　　８０　　７．！；ＫＣｌＯ４１Ｏ
ｆ６　　　　　　２０　　　　　　　２６斤ｌ　ノへこ
比　（′１０）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
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、過塩素カリウム粉末を加えた混合物を加圧成型
   した熱電池用加熱剤。