JPS6129104B2 - - Google Patents
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- JPS6129104B2 JPS6129104B2 JP19920681A JP19920681A JPS6129104B2 JP S6129104 B2 JPS6129104 B2 JP S6129104B2 JP 19920681 A JP19920681 A JP 19920681A JP 19920681 A JP19920681 A JP 19920681A JP S6129104 B2 JPS6129104 B2 JP S6129104B2
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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】
本発明は正極活物質、バインダー、電解質から
なる粉末を加成形成したペレツト（以下DEBペ
レツトと呼ぶ）を内蔵する熱電池に関するもの
で、その目的とするところは複雑な形状を有する
素電池を製作する場合に容易にDEBペレツトを
得ることのできる方法を提案するものである。
なる粉末を加成形成したペレツト（以下DEBペ
レツトと呼ぶ）を内蔵する熱電池に関するもの
で、その目的とするところは複雑な形状を有する
素電池を製作する場合に容易にDEBペレツトを
得ることのできる方法を提案するものである。
熱電池は常温では固体で不活性であるが、高温
に加熱すると溶融して活性化する溶融塩電解質を
用い、この電解質を加熱溶融するための加熱剤を
内蔵した電池で、一般的には負極活物質にMg，
Ca，Liなどを、電解質としてLiC−KC（融
点352℃）、LiBr−KBr（融点340℃）などを、バ
インダーとしてカオリン、SiO2，Ａ2O3など
を、正極活物質としてCaCrO4，FeS2などを、さ
らにまた正，負極集電板として鉄，ステンレス
鋼，ニツケル等をそれぞれ用いて素電池を構成す
る。一方加熱剤は還元剤と酸化剤を主成分とす
る、例えばZr−BaCrO4，Fe−KCO4などの組
合せからなる成形層である。これは混合比率，組
合せ等によつて著しく性質や発生熱量が異なるの
で、設計する電池に適合する加熱剤を用いる必要
がある。
に加熱すると溶融して活性化する溶融塩電解質を
用い、この電解質を加熱溶融するための加熱剤を
内蔵した電池で、一般的には負極活物質にMg，
Ca，Liなどを、電解質としてLiC−KC（融
点352℃）、LiBr−KBr（融点340℃）などを、バ
インダーとしてカオリン、SiO2，Ａ2O3など
を、正極活物質としてCaCrO4，FeS2などを、さ
らにまた正，負極集電板として鉄，ステンレス
鋼，ニツケル等をそれぞれ用いて素電池を構成す
る。一方加熱剤は還元剤と酸化剤を主成分とす
る、例えばZr−BaCrO4，Fe−KCO4などの組
合せからなる成形層である。これは混合比率，組
合せ等によつて著しく性質や発生熱量が異なるの
で、設計する電池に適合する加熱剤を用いる必要
がある。
DEBペレツトは多くの文献等にも記述されて
いる様に大別して２種類のペレツトがある。その
一つは電解質とバインダーを主成分とする電解質
層（EB層と呼ぶ）と正極活物質と電解質を主成
分とする正極活物質層（DE層と呼ぶ）とを２層
一体に成形したペレツトであり、他の一つは電解
質と無機質バインダーと正極活物質とを混合した
一層形ペレツトである。一層形ペレツトは電解質
が加熱されて溶融する発電初期に一時的に正極活
物質とCaなどの負極活物質が短絡して反応生成
物を生じるが、この反応生成物層に溶融した電解
質が入り込んで薄いセパレータ層として機能する
ため、以後の放電は支障なく行なわれる。又一般
に前述したEB層をもつ内部短絡のおそれがない
２層一体形ペレツトは高率放電用に、明確に電解
質層が形成されない一層形ペレツトは低率放電用
に使用される。
いる様に大別して２種類のペレツトがある。その
一つは電解質とバインダーを主成分とする電解質
層（EB層と呼ぶ）と正極活物質と電解質を主成
分とする正極活物質層（DE層と呼ぶ）とを２層
一体に成形したペレツトであり、他の一つは電解
質と無機質バインダーと正極活物質とを混合した
一層形ペレツトである。一層形ペレツトは電解質
が加熱されて溶融する発電初期に一時的に正極活
物質とCaなどの負極活物質が短絡して反応生成
物を生じるが、この反応生成物層に溶融した電解
質が入り込んで薄いセパレータ層として機能する
ため、以後の放電は支障なく行なわれる。又一般
に前述したEB層をもつ内部短絡のおそれがない
２層一体形ペレツトは高率放電用に、明確に電解
質層が形成されない一層形ペレツトは低率放電用
に使用される。
これらのDEBペレツトを得るには金型に材料
粉末を所定量送り込んで、加圧成形してペレツト
を作る。加圧力は0.5〜５トン／cm2の任意の点で
設定されるが、通常１〜３トン／cm2である。この
様にして得られたDEBペレツトは通常円形で場
合によつては角形の形状をしている。このDEB
ペレツトは無機質バインダーを用い加圧成形後は
セラミツク状を呈して極めて脆いため、パンチに
よる打抜きやカツターによる機械的な切断は、ペ
レツト自体の破損を招いて採用することができな
い。従つて例えば半月状，1/3円状，３角形等の
複雑な形状をした場合や、同一平面上に２つ以上
の素電池を有効に構成する場合には従来の様に金
型に材料粉末を送り込んで加圧成形するだけで
は、金型の製作費，製作台数，歩留りなどに多く
の問題点をかかえていた。
粉末を所定量送り込んで、加圧成形してペレツト
を作る。加圧力は0.5〜５トン／cm2の任意の点で
設定されるが、通常１〜３トン／cm2である。この
様にして得られたDEBペレツトは通常円形で場
合によつては角形の形状をしている。このDEB
ペレツトは無機質バインダーを用い加圧成形後は
セラミツク状を呈して極めて脆いため、パンチに
よる打抜きやカツターによる機械的な切断は、ペ
レツト自体の破損を招いて採用することができな
い。従つて例えば半月状，1/3円状，３角形等の
複雑な形状をした場合や、同一平面上に２つ以上
の素電池を有効に構成する場合には従来の様に金
型に材料粉末を送り込んで加圧成形するだけで
は、金型の製作費，製作台数，歩留りなどに多く
の問題点をかかえていた。
本発明は上記の問題点を解決する方法として、
従来の様に円形や角形に加圧成形した後、電解質
の融点より高い熱体で溶融切断して複雑な形状の
DEBペレツトに加工するので、製作容易とな
り、低コスト化へ貢献するものである。
従来の様に円形や角形に加圧成形した後、電解質
の融点より高い熱体で溶融切断して複雑な形状の
DEBペレツトに加工するので、製作容易とな
り、低コスト化へ貢献するものである。
第１図は本発明の方法により製作したDEBペ
レツトで構成した素電池を用いた一実施例であ
る。図は第３図のX′−Y′に沿つた切断図を示
し、図中Ａ，Ｂ，C3つの電池群を同一平面上に
構成した場合について示している。電池群Ａ，
Ｂ，Ｃの大きさは放電電流の大きさに比例する様
配分し、本実施例の場合はＡ：Ｂ：Ｃ＝３：２：
１の大きさになつている。従つてＡ，Ｂ，Ｃの電
池群は同一放電密度となり、放電維持時間もほゞ
同じとなる様に設計した。１は火道孔であり、
Ａ，Ｂ，Ｃ電池群を用いている加熱剤に同時に着
火する様共通の孔が開孔しており、点火玉などか
らなる起動具の火炎を導びく役目をする。２は電
池群Ａ，Ｂ，Ｃを絶縁し、保温する絶縁層でロツ
クウールや耐熱ボードでできている。
レツトで構成した素電池を用いた一実施例であ
る。図は第３図のX′−Y′に沿つた切断図を示
し、図中Ａ，Ｂ，C3つの電池群を同一平面上に
構成した場合について示している。電池群Ａ，
Ｂ，Ｃの大きさは放電電流の大きさに比例する様
配分し、本実施例の場合はＡ：Ｂ：Ｃ＝３：２：
１の大きさになつている。従つてＡ，Ｂ，Ｃの電
池群は同一放電密度となり、放電維持時間もほゞ
同じとなる様に設計した。１は火道孔であり、
Ａ，Ｂ，Ｃ電池群を用いている加熱剤に同時に着
火する様共通の孔が開孔しており、点火玉などか
らなる起動具の火炎を導びく役目をする。２は電
池群Ａ，Ｂ，Ｃを絶縁し、保温する絶縁層でロツ
クウールや耐熱ボードでできている。
第２図は第１図X.Y断面図で、左側は電池群
Ａ、右側は電池群Ｂの断面を示す。３，３′は負
極でCa板、４，４′は本発明によつて製作した
DEBペレツトである。まず火道孔１を開孔した
デイスク状DEBペレツトを従来の方法と同様、
所定量のEB，DE粉末を用いて加圧成形にて製作
し、こののち、絶縁層２と同一スリツト幅に例え
ば第４図の如き熱カツターで切断する。熱カツタ
ーは高モリブデン鋼，ステンレス鋼，耐熱ガラス
等を加工した切断刃２１にヒータ（面ヒータ）２
２を埋設し、熱伝対２３をセンサーとして温度コ
ントロールする。２４はヒータ２２用の電源線、
５は熱カツターの握り部である。この熱カツター
の場合、切断刃２１は中央部が幅広く、両端に行
くほど幅狭いテーパを有しており、垂直に押し当
てていくと、DEBペレツトをその中央部から順
次切断するよう配慮をしている。
Ａ、右側は電池群Ｂの断面を示す。３，３′は負
極でCa板、４，４′は本発明によつて製作した
DEBペレツトである。まず火道孔１を開孔した
デイスク状DEBペレツトを従来の方法と同様、
所定量のEB，DE粉末を用いて加圧成形にて製作
し、こののち、絶縁層２と同一スリツト幅に例え
ば第４図の如き熱カツターで切断する。熱カツタ
ーは高モリブデン鋼，ステンレス鋼，耐熱ガラス
等を加工した切断刃２１にヒータ（面ヒータ）２
２を埋設し、熱伝対２３をセンサーとして温度コ
ントロールする。２４はヒータ２２用の電源線、
５は熱カツターの握り部である。この熱カツター
の場合、切断刃２１は中央部が幅広く、両端に行
くほど幅狭いテーパを有しており、垂直に押し当
てていくと、DEBペレツトをその中央部から順
次切断するよう配慮をしている。
被切断のDEBペレツトは電解質の融点付近ま
で加熱すると加工性が良好となり、例えばLiC
−KCを電解質とする場合は352゜より10℃〜
150℃低い温度、すなわち約342〜202℃に加熱保
温するとよい。融点以上に保温するとペレツトの
変形が生じ、また202℃以下では可成り作業性が
低下する。一方熱カツターの温度は電解質の融点
よりも50℃〜400℃高く温度設定する（約402〜
752℃）と、作業性が良好である。約402℃以下に
設定した場合切断時間が３秒／個かかるが、約
400℃では２秒／個，752℃では0.3秒／個のスピ
ードで切断できる。尚752℃以上では切断時の電
解質蒸気の臭気がきつくなること、加熱のための
電力が浪費されるなどで好ましくない。本実施例
ではまずDEBペレツトからＡを切断、次にＢ，
Ｃを切断した。尚DEBペレツトの混合比は電解
質（LiC−KC）50重量％、バインダー
（SiO2）15重量％、正極活物質（CaCrO4）35重
量％とした。５，５′はステンレス鋼からなる
正，負極集電板でその間に加熱剤６，６′を挾
み、丁度素電池と素電池との間に加熱剤が順次挿
入された構造となつている。この様にして必要素
電池数を直列に接続して所望とする電圧を得るこ
とが出来る。以上の様にＡ，Ｂ，C3つの電池群
を同一平面上に構成して全体電池を組立て、負極
側を共通端子とした構造を第３図に示す。
で加熱すると加工性が良好となり、例えばLiC
−KCを電解質とする場合は352゜より10℃〜
150℃低い温度、すなわち約342〜202℃に加熱保
温するとよい。融点以上に保温するとペレツトの
変形が生じ、また202℃以下では可成り作業性が
低下する。一方熱カツターの温度は電解質の融点
よりも50℃〜400℃高く温度設定する（約402〜
752℃）と、作業性が良好である。約402℃以下に
設定した場合切断時間が３秒／個かかるが、約
400℃では２秒／個，752℃では0.3秒／個のスピ
ードで切断できる。尚752℃以上では切断時の電
解質蒸気の臭気がきつくなること、加熱のための
電力が浪費されるなどで好ましくない。本実施例
ではまずDEBペレツトからＡを切断、次にＢ，
Ｃを切断した。尚DEBペレツトの混合比は電解
質（LiC−KC）50重量％、バインダー
（SiO2）15重量％、正極活物質（CaCrO4）35重
量％とした。５，５′はステンレス鋼からなる
正，負極集電板でその間に加熱剤６，６′を挾
み、丁度素電池と素電池との間に加熱剤が順次挿
入された構造となつている。この様にして必要素
電池数を直列に接続して所望とする電圧を得るこ
とが出来る。以上の様にＡ，Ｂ，C3つの電池群
を同一平面上に構成して全体電池を組立て、負極
側を共通端子とした構造を第３図に示す。
第３図は全体構成図であり、Ａ，Ｂ，C3つの
電池群の負極端子は共通化されて外部端子７に共
通している。外部端子８，９，１０は電池群Ａ，
Ｂ，Ｃのそれぞれ独立した正極端子である。１
１，１２は一対の起動用端子で、点火器と接続さ
れ、起動用端子に瞬間的な電流パルスを通電する
と、点火器は火炎を発し、各層の加熱剤６，６′
に着火伝播して全体が活性となる。
電池群の負極端子は共通化されて外部端子７に共
通している。外部端子８，９，１０は電池群Ａ，
Ｂ，Ｃのそれぞれ独立した正極端子である。１
１，１２は一対の起動用端子で、点火器と接続さ
れ、起動用端子に瞬間的な電流パルスを通電する
と、点火器は火炎を発し、各層の加熱剤６，６′
に着火伝播して全体が活性となる。
従つて外部端子７−８，７−９，７−１０を通
じて出力が取出せる。１３は電槽で電解質の吸湿
を防止し、長期保存を維持するため完全密閉構造
としている。
じて出力が取出せる。１３は電槽で電解質の吸湿
を防止し、長期保存を維持するため完全密閉構造
としている。
以上述べた如く、本発明の特徴はDEBペレツ
トを従来と同様の円形，角形などに成形した後、
熱カツターで切断し、複数個のDEBペレツトに
分割する方法を用いたところにある。
トを従来と同様の円形，角形などに成形した後、
熱カツターで切断し、複数個のDEBペレツトに
分割する方法を用いたところにある。
前述の方法は熱カツターで切断する方法のみに
ついて述べたが、近年の技術ではレーザービー
ム，電子ビームによる切断，酸素・水素ガス切断
等も使用できる。微細なスリツト幅でDEBペレ
ツトを切断加工する場合には熱カツターよりもビ
ーム等を利用した方法がよい。
ついて述べたが、近年の技術ではレーザービー
ム，電子ビームによる切断，酸素・水素ガス切断
等も使用できる。微細なスリツト幅でDEBペレ
ツトを切断加工する場合には熱カツターよりもビ
ーム等を利用した方法がよい。
以上の構成において、本発明はDEBペレツト
を通常通り成形後、任意な形状に切断，開孔して
複雑な素電池が容易に得ることが出来るようにな
つたので下記の如き大きな効果が期待できる。
を通常通り成形後、任意な形状に切断，開孔して
複雑な素電池が容易に得ることが出来るようにな
つたので下記の如き大きな効果が期待できる。
(1) 製作する金型は従来通り、円形，角形でよく
複雑な金型を必要としないので、金型の製作
費，製作日数を短縮して開発を早ることができ
る。
複雑な金型を必要としないので、金型の製作
費，製作日数を短縮して開発を早ることができ
る。
(2) 加工方法がきわめて簡単であるとともに、任
意な形状に変形させることが出来る。
意な形状に変形させることが出来る。
(3) 少量生産する場合のコストパーフオーマンス
が有利となる。
が有利となる。
(4) 同一平面上に複数個の素電池を構成する場合
に有効な手段である。
に有効な手段である。
第１〜３図は本発明に用いた電池の部分ならび
に全体図であり、第１図は第３図のX′−Y′に沿
つて同一平面上に構成された電池群の上面図、第
２図は第１図のＸ−Ｙに沿つた縦断面図、第３図
は全体図で、第４図は熱カツターの一実施例を示
す構造図である。 Ａ，Ｂ，Ｃ……電池群、２……絶縁層、３，
３′……負極活物質、４，４′……DEBペレツ
ト、５，５′……正負極集電板、６，６′……加熱
剤。
に全体図であり、第１図は第３図のX′−Y′に沿
つて同一平面上に構成された電池群の上面図、第
２図は第１図のＸ−Ｙに沿つた縦断面図、第３図
は全体図で、第４図は熱カツターの一実施例を示
す構造図である。 Ａ，Ｂ，Ｃ……電池群、２……絶縁層、３，
３′……負極活物質、４，４′……DEBペレツ
ト、５，５′……正負極集電板、６，６′……加熱
剤。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 溶融塩電解質、無機質バインダー、正極活物
質を主成分とする粉末を加圧成形してペレツトを
製造する工程と、前記ペレツトの一部を電解質の
融点以上の温度で加熱切断する工程と、その後、
負極、切断ペレツト、正極および加熱剤等で積層
体をつくる工程とを有することを特徴とする熱電
池の製造方法。 ２ 前記被切断ペレツトを電解質の融点より10〜
150℃低い温度に保温し、熱切断具の温度を電解
質の融点より50〜400℃高く設定して加熱切断す
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
熱電池の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56199206A JPS58100367A (ja) | 1981-12-10 | 1981-12-10 | 熱電池の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56199206A JPS58100367A (ja) | 1981-12-10 | 1981-12-10 | 熱電池の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58100367A JPS58100367A (ja) | 1983-06-15 |
| JPS6129104B2 true JPS6129104B2 (ja) | 1986-07-04 |
Family
ID=16403897
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56199206A Granted JPS58100367A (ja) | 1981-12-10 | 1981-12-10 | 熱電池の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58100367A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6142066U (ja) * | 1984-08-21 | 1986-03-18 | 日本電池株式会社 | 熱電池 |
-
1981
- 1981-12-10 JP JP56199206A patent/JPS58100367A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58100367A (ja) | 1983-06-15 |
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