CN107615569B - 金属空气电池 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于提供一种金属空气电池，特别是能够进行生成气体向外部的适宜的排出、迅速的供液。本发明的金属空气电池的特征在于，具有：单元主体(2)，其具有多个金属空气电池单体；供液空间(16)，其设置于所述单元主体的顶面，与各金属空气电池单体共通；配线口(27a)，其与所述供液空间相通，引出与所述金属空气电池单体的电极连接的配线。具备配线口(27a)的筒状部(27)从所述单元主体的顶面突出。

Description

金属空气电池
技术领域
本发明涉及具备多个金属空气电池单体的金属空气电池。
背景技术
在金属空气电池中，在作为正极的空气极中，将大气中的氧作为正极活性物质利用，进行该氧的氧化还原反应。另一方面，在作为负极的金属极中，进行金属的氧化还原反应。金属空气电池的能量密度高，作为灾害时等的应急用电源等的作用而备受期待。作为该应急用电源等的作用而备受期待的金属空气电池通常根据所希望的电气输出，由多个金属空气电池单体构成，通过将电解液注入各金属空气电池单体，开始发电。
通过将多个金属空气电池单体连结并单元化，能够获得所希望的输出。下述举出的专利文献中记载有电池单元的构造。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2013－214472号公报
专利文献2：日本特开2013－214473号公报
专利文献3：日本特开昭62－177873号公报
发明内容
(发明要解决的技术问题)
但是，在电池反应时，有时产生氢气等生成气体，该生成气体滞留于单体内部阻碍电池反应而致使输出降低，或者在产生大量的生成气体时单体内部的压力上升，金属空气电池单体可能破损。因此，需要将生成气体适宜地排出到外部的结构。
另外，现有的具备多个金属空气电池单体的金属空气电池需要向各金属空气电池单体供液，需要能够迅速地进行对各金属空气电池单体的供液的结构。即，金属空气电池因为被预测是在灾害时等紧急的状况下的使用，所以寻求能够尽可能简单且迅速地向多个金属空气电池单体供给电解液的结构。
本发明是鉴于这一点而创立的，其目的在于提供一种金属空气电池，特别是能够进行生成气体向外部的适宜的排出、迅速的供液。
(解决技术问题的技术方案)
本发明的金属空气电池的特征在于，具有：单元主体，其具有多个金属空气电池单体；供液空间，其设置于所述单元主体的顶面，与各金属空气电池单体共通；配线口，其与所述供液空间相通，引出与所述金属空气电池单体的电极连接的配线。
本发明中，优选的是，具备所述配线口的筒状部从所述单元主体的顶面突出。
另外，本发明中，优选的是，所述配线口位于比向所述供液空间供给的满液时的电解液更高的位置。
另外，本发明中，优选的是，在所述单元主体的顶面设置有控制电池输出的电气系统空间，所述配线口位于比所述电气系统空间的底面高的位置。
另外，本发明中，优选的是，所述供液空间以及控制电池输出的电气系统空间设于一体的上壳体、或分体的上壳体。
另外，本发明中，优选的是，在配置有所述电气系统空间的所述上壳体的一面设置有外部连接用端子的配置区域。
另外，本发明中，优选的是，所述金属空气电池单体、以及所述上壳体被各别地设置，组装各金属空气电池单体而构成所述单元主体，且在所述单元主体的顶面安装所述上壳体。
另外，本发明中，优选的是，在所述上壳体的上面，以至少所述供液空间的一部分露出的方式设置有盖体。
(发明的效果)
根据本发明的金属空气电池，能够进行通过电池反应而产生的氢气等生成气体向外部的排出、迅速的供液。
附图说明
图1是本发明实施方式的金属空气电池的立体图。
图2是本发明实施方式的金属空气电池的分解立体图。
图3是本发明实施方式的金属空气电池的俯视图。
图4是拆下了图1所示的盖体的本发明实施方式的金属空气电池的立体图。
图5是将金属空气电池的剖面简化表示的示意图。
具体实施方式
以下，详细说明本发明的一实施方式(以下简单记载为“实施方式”。)。此外，本发明不限于以下的实施方式，在其宗旨的范围内可以进行各种变形而实施。
图1是本发明实施方式的金属空气电池的立体图。图2是本发明实施方式的金属空气电池的分解立体图。图3是本发明实施方式的金属空气电池的俯视图。图4是拆下了图1所示的盖体的本发明的实施方式的金属空气电池的立体图。此外，图4的立体图是从图1拆下盖体并从向水平方向旋转了180度的方向观察的图。
如图1所示，金属空气电池1具备在单体台座8上配置有多个金属空气电池单体4的单元主体2。在图1所示的结构中，金属空气电池单体4的数量为三个，但不限定数量。能够根据所希望的电气输出来规定所连结的金属空气电池单体4的数量。如图1所示，各金属空气电池单体4经由空间4a并设。
在图1所示的实施方式中，在位于两侧的金属空气电池单体4的外面配置有护罩15。而且，在金属空气电池单体4和护罩15之间设置有空间4a。
使用图5说明金属空气电池单体4的内部构造。此外，图5是将图1所示的金属空气电池单体4简化表示的图，关于形状和尺寸等，在图1和图5中不一致。
如图5所示，各金属空气电池单体4具有正极(空气极)31和负极(金属极)32而构成。在正极31和负极32之间设置规定的间隔(间隙)。如图5所示，负极32配置于正极31的内侧。而且，正极31露出到各金属空气电池单体4的外面。此外，图5中，在各金属空气电池单体4上配置有两片正极31和1片负极32，但这是一例，不限定各电极的片数。
如图5所示，正极31和负极32经由电解液33对置。正极31和负极32相互与电解液33接触。
通过设置图1所示的空间4a，可以使配置于各金属空气电池单体4的两侧的正极31与空气接触。此外，也可以为在单元主体2的两侧不设置护罩15的结构。但是，通过设置护罩15，可以由护罩15保护位于配置在两侧的各金属空气电池单体4的外面的正极31。
此外，本实施方式的金属空气电池单体4的结构没有特别限定，能够应用具备正极以及负极的公知的方式。
如图1所示，在单元主体2的顶面2a安装有上壳体5。如图2、图3、以及图4所示，上壳体5具有底面5a、和从底面5a的各边立设的侧面5b而构成。上壳体5的上面开口。
在上壳体5上设置向各金属空气电池单体4供给电解液的供液空间16、和与各金属空气电池单体4的正极31以及负极32电连接且控制电池输出的电气系统空间22。
如图2、图3、图4所示，在供液空间16和电气系统空间22之间，从底面5a立设有壁25。壁25的高度例如与侧面5b的高度为同等程度。通过设置壁25，能够防止向供液空间16供给的电解液流到电气系统空间22侧。
＜供液空间＞
如图3、以及图4所示，在供液空间16的底面形成有多个供液孔30。如图5所示，这些供液孔30与形成于各金属空气电池单体4的上面4b的供液口34(也参照图2)连接。
这样，供液空间16是包含相对于各金属空气电池单体4的多个供液孔30的共通的供液空间。因此，可以向各金属空气电池单体4进行电解液的一并供液。这样，在本实施方式中，因为可以向各金属空气电池单体4一并供液，所以能够向各金属空气电池单体4同时注入大致同量的电解液33。因此，能够稳定且持续地获得所希望的电气输出。另外，与现有的向金属空气电池单体分别供液的方法相比较，通过一并供液，即使在灾害时等紧急的状况下，也能够简单且快速地进行供液。
＜配线口＞
如图2所示，在各金属空气电池单体4的上面4b突出有与配置正极31以及负极32的单体内部贯通的筒状部27。而且，筒状部27的上面是配线口27a。从各配线口27a向外部引出与正极31以及负极32连接的配线。
配线口27a与供液空间16相通。即，从设置于供液空间16的供液孔30相连至供液口34、具备正极31以及负极32的单体内部(参照图5)、以及具备配线口27a的筒状部27。因此，当向供液空间16供给电解液时，配线口27a成为通气口，能够从配线口27a释放单体内部的空气，由此，可以向各金属空气电池单体4内进行迅速的供液。
此外，在本实施方式中，配线口27a的数量等于正极31的数量，但不限定配线口27a的数量。例如，也可以在各金属空气电池单体4集中配线，相对于各金属空气电池单体4从一个配线口27a向外部引出配线。
如图2所示，在上壳体5的底面5a，在与具备配线口27a的筒状部27对置的位置形成有多个孔5c。而且，在将上壳体5安装于单元主体2的顶面2a时，各筒状部27贯通各孔5c，如图3、图4所示出现在上壳体5内。如图4所示，上壳体5内的筒状部27的高度比上壳体5的侧面5b稍低。
根据本实施方式，配线口27a不仅引出正极31以及负极32的配线，而且还作为用于将通过电池反应生成的氢气等生成气体排出到外部的排出口起作用。即，通过电池反应，氢气等生成气体不会留在单体内部，能够从单体内部穿过通向配线口27a的空间将生成气体排出到外部。
如上，在本实施方式中，配线口27a不仅作为用于引出构成各金属空气电池单体4的正极31以及负极32的配线的开口起作用，而且还承担促进从供液空间16向各金属空气电池单体4的迅速的供液，并且将通过电池反应生成的生成气体排出到外部的作用。
因此，根据本实施方式，能够简单且迅速地向多个金属空气电池单体4一并供液电解液，并且，在出现了生成气体所致的电池反应的阻碍所引起的输出的降低或大量的生成气体时，能够抑制单体内部的压力上升所致的金属空气电池单体4的破损，能够将本实施方式的金属空气电池1作为灾害时等的应急用电源等有效应用。
在本实施方式中，优选的是，配线口27a位于比向供液空间16供给的满液时的电解液33的液位更高的位置。此外，“满液”是指在向供液空间16供给电解液33时液位最高的状态(参照图5)。这样，通过将配线口27a设定为比向供液空间16供给的电解液33的液位高，能够不使电解液33从配线口27a进入。另外，即使在将电解液33错误地加入供液空间16的情况下，只要配线口27a的位置比电解液33的液位高，就能够适宜防止电解液33从配线口27a溢出，对配置于电气系统空间22的基板等电气系统带来坏影响的情况。
另外，优选的是，配线口27a配置在比电气系统空间22的底面更高的位置。如图4所示，筒状部27在上壳体5内突出，位于比电气系统空间22的底面更高的位置。由此，能够抑制在通过电池反应而生成的氢气等生成气体从配线口27a向外部排出时，生成气体留在电气系统空间22内的情况，能够降低对电气系统的影响。
＜电气系统空间＞
如图2、图3以及图4所示，在上壳体5上设置有电气系统空间22。此外，在本实施方式中，电气系统空间22被一体地设置于与供液空间16相同的上壳体5，但也可以将电气系统空间22和供液空间16设置于分体的上壳体。
电气系统空间22例如能够成为具有收纳从各金属空气电池单体4引出的配线的配线空间21、和设置有控制电池输出的基板的基板空间20的结构。收纳于配线空间21的配线与设置于基板空间20的基板电连接。
如图3、图4所示，在配线空间21和基板空间20之间设置有从底面立设的壁28。例如，如图4所示，在该壁28上设置有多个插通孔28a，能够将从各配线口27a引出的配线从插通孔28a通向基板空间20，并与设置于基板空间20的基板连接。此外，配线从配线空间21向基板空间20的引出方法不限于上述，除设置插通孔28a以外，可以在配线空间21和基板空间20之间间歇地设置壁，从壁之间穿过配线，或者在壁上设置凹部，在凹部穿过配线，或者降低壁的高度，从该壁之上穿过配线。
在本实施方式中，将配线空间21和基板空间20设置于一体的上壳体5，但也可以将配线空间21和基板空间20分别设置于不同的上壳体。
＜外部连接孔＞
如图1、图4所示，在上壳体5的侧面5b设置有外部连接孔26。穿过该外部连接孔26，设置向外部供给电池输出的外部连接用端子(未图示)。而且，通过将便携设备等外部设备与外部连接用端子连接，能够简单地进行外部设备的充电等。外部连接孔26在上壳体5中电气系统空间22的侧面被作为外部连接用端子的配置区域设置。外部连接用端子的配置区域也可以不是孔，只要是能够适宜支承外部连接用端子，适于与外部设备的连接的结构即可。但是，如果设为孔，则通过将外部连接用端子嵌入孔内，能够适宜地将外部连接用端子支承于上壳体5，同时能够使外部连接用端子从上壳体5的侧面露出到外部，能够成为适于与外部设备的连接的结构。
图4中，外部连接孔26设置有五个，但不限定数量。外部连接孔26可以是多个，也可以是一个。如果将外部连接孔26设置多个，则能够设置多个外部连接用端子，能够对多个外部设备同时进行充电等。外部连接孔26的数量能够根据外部连接用端子所要求的电气输出而适宜设定。
＜盖体＞
如图1所示，盖体7盖在上壳体5上。如图1所示，上壳体5未被盖体7完全覆盖，而空出供液空间16的一部分。因此，能够从该空出的供液空间16进行供液。另外，能够在供液空间16和电气系统空间22之间设置壁25(参照图3、图4)，并且，通过盖上盖体7，能够阻止电解液流向电气系统空间22侧。
另外，盖体7覆盖在电气系统空间22上，能够适宜地从外部保护电气系统。
如图1、图2所示，在盖体7上形成有多个通气孔36。另外，如图4所示，具备配线口27a的筒状部27的高度比上壳体5的侧面5b稍低。因此，从配线口27a排出的氢气等生成气体不会留在电气系统空间22、或者不会返回到单体内部，而通过盖体7的通气孔36适宜放出到金属空气电池1的外部。
＜组装＞
在本实施方式中，如图2所示，个别地形成多个金属空气电池单体4。在各金属空气电池单体4上，在其上面4b设置有供液口34和具有配线口27a的筒状部27。另外，在各金属空气电池单体4间的对置周部设置有凹凸嵌合部等连接部，能够将这些金属空气电池单体4以及护罩15经由连接部组装并设置在单体台座8上。由此，能够简单地构成单元主体2。
另外，通过在单元主体2的顶面2a上安装相对于各金属空气电池单体4共通的上壳体5，并进一步将盖体7安装在上壳体5上，能够完成图1所示的金属空气电池1。这样，个别地形成金属空气电池单体4，进而在各金属空气电池单体4上形成共通的上壳体5以及盖体7。由此，金属空气电池单体4的连接个数的自由度提高，另外，能够将与各金属空气电池单体4共通的供液空间16以及电气系统空间22简单地配置在单元主体2的顶面2a。
此外，在上述中，将具备配线口27a的筒状部27设置于各金属空气电池单体4的上面4b，但例如也可以设置于各金属空气电池单体4的侧面等。该情况下，优选以配线口27a朝向上方的方式将筒状部27以朝向斜上方、或者在中途朝向上方的方式折弯形成，同时，将配线口27a形成在比向供液空间供给的满液时的电解液高的位置。但是，将具备配线口27a的筒状部27设置于各金属空气电池单体4的上面4b时，可以通过简单的结构适宜地促进生成气体的排出、一并供液。
(产业上的可利用性)
根据本发明的金属空气电池，能够将通过电池反应生成的氢气等生成气体适宜排出到外部，并且，能够相对于多个金属空气电池单体迅速地进行电解液的一并供液。因此，能够将本发明的金属空气电池作为灾害时等的应急用电源等有效地应用。
本申请基于2016年3月1日申请的特愿2016－039125。其内容全部包含于此。

Claims (7)

1.一种金属空气电池，其特征在于，具有：
单元主体，其具有多个金属空气电池单体；
上壳体，所述上壳体设置在所述单元主体的顶面，包括通过壁隔开的供液空间和配线空间；
其中，
所述金属空气电池单体具有在其顶面突出形成的与单体内部贯通的筒状部，所述筒状部的上面是配线口；
所述供液空间与各金属空气电池单体共通，所述配线空间中设置有孔，各筒状部贯通各孔，引出与所述金属空气电池单体的电极连接的配线，
所述供液空间与所述配线口经由所述金属空气电池单体的单体内部相通。
2.根据权利要求1所述的金属空气电池，其特征在于，
所述配线口位于比向所述供液空间供给的满液时的电解液更高的位置。
3.根据权利要求1所述的金属空气电池，其特征在于，
在所述单元主体的顶面设置有控制电池输出的电气系统空间，所述配线口位于比所述电气系统空间的底面高的位置。
4.根据权利要求1所述的金属空气电池，其特征在于，
所述供液空间以及控制电池输出的电气系统空间设于一体的上壳体、或分体的上壳体。
5.根据权利要求4所述的金属空气电池，其特征在于，
在配置有所述电气系统空间的所述上壳体的一面设置有外部连接用端子的配置区域。
6.根据权利要求4所述的金属空气电池，其特征在于，
所述金属空气电池单体、以及所述上壳体被各别地设置，组装各金属空气电池单体而构成所述单元主体，且在所述单元主体的顶面安装所述上壳体。
7.根据权利要求4～6中任一项所述的金属空气电池，其特征在于，
在所述上壳体的上面，以至少所述供液空间的一部分露出的方式设置有盖体。
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