JP2001266961A

JP2001266961A - 空気電池

Info

Publication number: JP2001266961A
Application number: JP2000083474A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Nakayama; 靖士中山
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 2000-03-24
Filing date: 2000-03-24
Publication date: 2001-09-28

Abstract

(57)【要約】【課題】充電が容易に行え、充放電を繰返しても性能
が低下せず、２次電池として容易に使用できる空気電池
を提供する。【解決手段】空気中の酸素を正極活物質とし、金属を
負極活物質とする空気電池において、電解液含浸したイ
オン交換樹脂２３を、正極板１３と負極２０の間に挟み
込んで構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、空気電池に係り、
特に、充電可能な２次電池として使用することができる
空気亜鉛電池に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の空気亜鉛電池としては、
特開昭５７−６９６７９号公報に示される空気−亜鉛ボ
タン型電池がある。この空気−亜鉛ボタン型電池は、空
気中の酸素を正極活物質とし、汞化亜鉛を負極活物質と
して用いるボタン型電池において、正極合剤に塩化亜鉛
水溶液と活性炭粉末との混合物を用い、空気取入口を設
けた正極ケースの底部と正極合剤との間に撥水性多孔膜
を設置し、負極の汞化亜鉛板は封口板と圧接され、さら
にこの負極板は多層のセパレータ層で被覆されているこ
とを特徴とするものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記構造の
空気−亜鉛ボタン型電池は、充電を行うと、負極の表面
に針状結晶が成長し、それが正極と接触することにより
ショートを起こす虞があった。そのために、この種の空
気−亜鉛ボタン型電池は、２次電池として使用すること
ができず、１次電池として使用するのみであった。ま
た、これを改善する手段として、例えば、特開平７−４
５２７０号公報には、消耗した電池の溶液と亜鉛板とを
新しいものと交換し、回収した亜鉛板と溶液は別の場所
で電解再生するという、機械式の充電方法が提案されて
いる。しかし、この方法では、再生するための工場と回
収システムの整備が必要であり、例えば、住宅等で用い
るには、非常に煩わしいものである。本発明は、このよ
うな問題に鑑みてなされたものであって、その目的とす
るところは、容易に充電が行え、充放電を繰返しても性
能が低下せず、２次電池として容易に使用できる空気電
池を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成すべく、
本発明に係る空気電池は、空気中の酸素を正極活物質と
し、金属を負極活物質とする空気電池において、正極と
負極の間に、電解液を含浸したイオン交換樹脂を設ける
ことを特徴とする。

【０００５】また、本発明に係る空気電池は、空気中の
酸素を正極活物質とし、金属を負極活物質とする空気電
池において、正極と負極の間に、電解液を含浸したゲル
状混合物と電解液を含浸したイオン交換樹脂とを交互に
積層することを特徴とする。また、本発明に係る空気電
池は、空気中の酸素を正極活物質とし、金属を負極活物
質とする空気電池において、正極と負極の間に、電解液
を含浸した多孔体と電解液を含浸したイオン交換樹脂と
を交互に積層することを特徴とする。

【０００６】好ましい具体的な態様としては、前記イオ
ン交換樹脂は、陰イオン交換樹脂で構成することを特徴
とし、また、前記イオン交換樹脂は、陰イオン交換樹脂
と陽イオン交換樹脂とを混合して構成することを特徴と
する。このように構成された本発明の空気電池は、充放
電を繰返しても、充放電時に発生する２価亜鉛イオンの
拡散を阻止し、針状結晶による電極間のショートを防止
でき、２次電池としての使用が可能となる。

【０００７】

【発明の実施例】以下、本発明に係る空気電池の実施の
形態を、実施例に基づき詳細に説明する。図１は、本発
明に係る空気電池の一実施例の全体構成を示す断面図で
ある。（実施例１）図１において、空気亜鉛電池１０は、空気
中の酸素を正極活物質とし、亜鉛等の金属を負極活物質
とするものであり、その容器１１は上方及び側面の一面
が開口１１ａである矩形状をしており、側面の開口する
一面は、外側に位置する多孔膜１２と内側に位置する正
極板１３とにより閉塞され、液体が漏洩不能な容器とし
て構成されている。多孔膜１２としては、本例ではポリ
テトラフルオロエチレン（以下、ＰＴＦＥという）が用
いられ、正極板１３として６％炭素を含有し、３．５％
ＰＴＦＥを含有し、０．５％コバルトフタロシアニンを
含有するニッケルの多孔板が用いられ、リード線１４が
接続されている。容器１１の底面には溝部（図示略）が
形成され、多孔膜１２、正極板１３、負極２０、充電用
電極３０が所定の間隔を有して配置されている。多孔膜
１２及び正極板１３は、全体として空気極を構成する。

【０００８】正極板１３は前記の他に、ニッケル、銅等
の金網又は多孔質基盤に、炭素粉末等の酸素吸着物質、
ＰＴＦＥ、ＰＦＡなどの結合用物質、白金、パラジウ
ム、コバルトフタロシアニン、銅フタロシアニン等の酸
素還元用の触媒物質を混合して焼き付けるもの等を用い
てもよく、これらのものは、公知の方法によって製造す
ることができる。

【０００９】容器１１の中央部には負極２０が位置し、
負極２０は、中央にコレクター板２１が位置し、このコ
レクター板２１の外側には亜鉛粉末からなる負極活物質
２２と、負極活物質２２のさらに外側に電解液を含浸し
たイオン交換樹脂２３と、が充填されて構成される。す
なわち、本空気亜鉛電池１０は、電解液含浸したイオン
交換樹脂２３が、正極板１３と負極２０の間に挟み込ま
れた構成となっている。

【００１０】コレクター板２１は、亜鉛板から構成され
る。また、負極活物質２２は、本例では亜鉛粉末を用い
ているが、亜鉛、アルミニウム、鉄等標準平衡電位が水
素より低い物質で、形状が粉末、顆粒状プレート状であ
れば良い。負極２０は容器１１内の所定位置にスペーサ
により固定され、コレクター板２１から上部にリード線
２４が接続されている。

【００１１】イオン交換樹脂２３は、電解液を含浸した
ものであり、本実施例１では電解液の一例として８モル
濃度の水酸化カリウム溶液等の強アルカリ液が使用され
ている。なお、イオン交換樹脂２３に含浸する電解液
は、これに限らず、他の濃度の強アルカリ液を使用する
こともでき、また塩化アンモニウム水溶液、塩化亜鉛水
溶液等の中性液を使用することもできる。

【００１２】イオン交換樹脂２３の膜の厚みは、１ｍｍ
以上あることが好ましい。厚みが薄いと電解液を十分な
量を含むことができず、導電性が低下する。また、電解
液含浸したイオン交換樹脂２３は、単層で用いても良い
し、複数以上積層して用いても良い。

【００１３】イオン交換樹脂として、本実施例１では陰
イオン交換樹脂で構成している。この陰イオン交換樹脂
は、充放電時に発生する２価亜鉛イオンを吸着するもの
であり、吸着することにより２価亜鉛イオンの拡散を阻
止し、負極２０からの針状結晶の発生を抑制でき、正極
板１３と負極２０とのショートを防止できるものであ
る。

【００１４】イオン交換樹脂の主鎖部分としては、耐ア
ルカリ性に強いものが要求され、例えば、ポリエチレン
（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン（Ｐ
Ｓ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリメチルペンテン
（ＰＭＰ）、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリテ
トラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、４フッ化エチレン
・パーフルオロアルコキエチレン共重合体（ＰＦＡ）、
４フッ化エチレン・６フッ化プロピレン共重合体（ＦＥ
Ｐ）等が用いられる。

【００１５】また、イオン交換樹脂として、前記のよう
に陰イオン交換樹脂が用いられ、陰イオン交換樹脂の側
鎖としては、１級から４級のアミノ基（−ＮＨ３⁺、Ｎ
ＨＲＨ⁺、−ＮＲ１Ｒ２Ｈ⁺、−ＮＲ１Ｒ２Ｒ３Ｈ⁺）等
がある。なお、陽イオン交換樹脂の側鎖としては、例え
ばスルホン基（−ＳＯ₃Ｍ、−ＳＯ₃Ｈ）、カルボキシル
基（−ＣＯＯＭ、−ＣＯＯＨ）、リン酸基（−ＰＯ（Ｏ
Ｈ）₂）等を持つものがある。

【００１６】正極板１３は、電解液含浸したイオン交換
樹脂２３と空気層の境界部分に設置されるが、充電をス
ムーズに行うためにイオン交換樹脂２３側に、ヒドロキ
シ基酸化用として炭化タングステン（ＷＣ）、タングス
テン酸鉄（Ｆｅ₂ＷＯ₄）等の触媒層を設けてもよい。

【００１７】本実施例１では、正極板１３とは別の、ヒ
ドロキシ基酸化触媒を添加した充電用電極３０を設けて
いる。この充電用電極３０は、５％タングステン酸鉄、
５％炭化タングステンを含有するニッケル多孔板より構
成され、負極２０の正極板１３と反対側の容器１１内の
電解液含浸したイオン交換樹脂２３側に配設され、リー
ド線３１が接続されている。

【００１８】前記の如く構成された本実施例１の空気亜
鉛電池１０の作用について、以下に説明する。空気亜鉛
電池１０に負荷を接続して放電する場合は、正極板１３
のリード線１４と、負極２０のリード線２４との間に接
続する。また、充電を行う場合は、充電器（図示せず）
を負極２０のリード線２４と、充電用電極３０のリード
線３１との間に接続する。充放電時に発生する２価亜鉛
イオンは、電解液含浸したイオン交換樹脂２３により吸
着されて空気極側への拡散が防止され、負極２０からの
針状結晶の発生は抑制される。また、電解液含浸したイ
オン交換樹脂２３の内側にイオン交換樹脂を含まない層
である負極活物質２２を設けることにより、負極２０の
コレクター板２１と金属（亜鉛）の接触性の減少を生じ
させない。

【００１９】また、イオン交換樹脂２３に電解液を含浸
させて用いることにより、電解液の量を大幅に減らすこ
とができる。本実施例１においては、電解液含浸したイ
オン交換樹脂２３が正極と負極の間に挟み込まれ、イオ
ン交換樹脂２３には、８モル濃度の水酸化カリウム電解
液を含浸させている。このようにして、５時間で行う
０．２Ｃ充放電を６０回以上繰返したとき、電気容量、
放電出力密度ともに８０％以上であり、１．２Ｖ、１０
０ｍＡの出力が、１．１Ｖ、１００ｍＡの出力となり、
本実施例１の空気亜鉛電池１０は、２次電池として十分
の性能を有するものであった。

【００２０】（実施例２）図２は本発明に係る空気電池
の他の実施例の全体構成を示す断面図である。なお、こ
の実施例２は前記した実施例１に対し、電解液含浸した
イオン交換樹脂が複数積層された構成であり、他の構成
については、同じ参照符号を付して詳細な説明は省略す
る。

【００２１】実施例２の空気亜鉛電池４０は負極４１を
有し、負極４１を構成する負極活物質２２の外側に電解
液含浸した第１のイオン交換樹脂４２と、電解液含浸し
た第２のイオン交換樹脂４３とを充填している。第１の
イオン交換樹脂４２と第２のイオン交換樹脂４３とは、
互いに異なる陰イオン交換樹脂を用いている。あるい
は、一方のイオン交換樹脂には、適当な混合率の陽イオ
ン交換樹脂が混合されて構成される。他の構成は前記の
実施例１と同等である。この場合も、前記実施例１と同
様に、０．２Ｃ充放電を６０回以上繰返したとき、電気
容量、放電出力密度ともに８０％以上であり、１．２
Ｖ、１００ｍＡの出力が、１．１Ｖ、１００ｍＡの出力
となり、本実施例２の空気亜鉛電池４０は２次電池とし
て十分の性能を有するものであった。

【００２２】（比較例１）図３は比較例１の構成を示す
断面図である。なお、この比較例１は前記した実施例に
対し、負極の構成を変更したものであり、他の構成につ
いては、同じ参照符号を付して詳細な説明は省略する。

【００２３】比較例１の空気亜鉛電池５０の容器１１の
中央部には負極５１が位置し、負極５１は所定間隔離れ
て位置するセパレータ５２，５２により構成される負極
容器内の中央に、コレクター板２１が位置し、この負極
容器内には亜鉛粉末からなる負極活物質２２が充填さ
れ、セパレータ５２，５２の外側に電解液含浸したポリ
プロピレン多孔膜５３から構成されている。ポリプロピ
レン多孔膜５３には、８モル濃度の水酸化カリウム電解
液を含浸させている。この比較例１のものに、前記実施
例と同様に、０．２Ｃ充放電１０回を繰返すと、放電出
力が６０％以下に低下し、１．２Ｖ、１００ｍＡの出力
が、０．７０Ｖ、１００ｍＡの出力に低下した。

【００２４】このように、実施例１、２の場合は、充放
電を繰返しても電気容量、放電出力密度ともに大幅な低
下をせず良好な数値を示し、２次電池として十分使用に
耐えるものであることは明らかであり、比較例１の場合
は、充放電を繰返すと放電能力が低下してしまい、２次
電池として使用することはあまり好ましくないことは明
白である。

【００２５】（実施例３）図４は本発明に係る空気電池
の他の実施例の全体構成を示す断面図である。なお、こ
の実施例３は前記した実施例１に対し、電解液含浸した
ゲルと電解液含浸したイオン交換樹脂を交互に積層した
物を充填する構成であり、他の構成については、同じ参
照符号を付して詳細な説明は省略する。

【００２６】実施例３の空気亜鉛電池６０は負極６１を
有し、負極６１を構成する負極活物質２２の外側に電解
液含浸したゲル化層６２，６２（ゲル状混合物）と、電
解液含浸したイオン交換樹脂６３，６３とを交互に積層
した物が、正極板１３と負極６１の間に挟み込まれた構
成となっている。

【００２７】ゲル化層６２は、ポリアクリルアミド、ポ
リビニルアルコールなど親水性あり、中性又はアルカリ
性のゲルを形成するものが好ましい。本実施例３ではゲ
ル化層６２の一例として１５％ポリアクリルアミドゲル
が使用される。ゲル化層６２は、１％〜５０％重量部電
解液に混合して使用する。混合量が少ないとゲル化しな
い、多すぎると導電性が低下する。

【００２８】イオン交換樹脂６３は、電解液を含浸した
ものであり、本実施例３では電解液の一例として８モル
濃度の水酸化カリウム溶液等の強アルカリ液が使用され
ている。なお、イオン交換樹脂６３に含浸する電解液
は、これに限らず、他の濃度の強アルカリ液を使用する
こともでき、また塩化アンモニウム水溶液、塩化亜鉛水
溶液等の中性液を使用することもできる。イオン交換樹
脂６３の膜の厚みは、１ｍｍ以上あることが好ましい。
厚みが薄いと電解液を十分な量を含むことができず、導
電性が低下する。

【００２９】イオン交換樹脂６３として、本実施例３で
は陰イオン交換樹脂で構成している。この陰イオン交換
樹脂は、充放電時に発生する２価亜鉛イオンを吸着する
ものであり、吸着することにより２価亜鉛イオンの拡散
を阻止し、負極６１からの針状結晶の発生を抑制でき、
正極板１３と負極６１とのショートを防止できるもので
ある。

【００３０】イオン交換樹脂の主鎖部分としては、耐ア
ルカリ性に強いものが要求され、例えば、ポリエチレン
（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン（Ｐ
Ｓ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリメチルペンテン
（ＰＭＰ）、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリテ
トラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、４フッ化エチレン
・パーフルオロアルコキエチレン共重合体（ＰＦＡ）、
４フッ化エチレン・６フッ化プロピレン共重合体（ＦＥ
Ｐ）等が用いられる。

【００３１】また、イオン交換樹脂として、前記のよう
に陰イオン交換樹脂が用いられ、陰イオン交換樹脂の側
鎖としては、１級から４級のアミノ基（−ＮＨ３⁺、Ｎ
ＨＲＨ⁺、−ＮＲ１Ｒ２Ｈ⁺、−ＮＲ１Ｒ２Ｒ３Ｈ⁺）等
がある。なお、陽イオン交換樹脂の側鎖としては、例え
ばスルホン基（−ＳＯ₃Ｍ、−ＳＯ₃Ｈ）、カルボキシル
基（−ＣＯＯＭ、−ＣＯＯＨ）、リン酸基（−ＰＯ（Ｏ
Ｈ）₂）等を持つものがある。

【００３２】本実施例３においては、負極６１を構成す
る負極活物質２２の外側に電解液含浸したゲル化層６
２，６２と、電解液含浸したイオン交換樹脂６３，６３
とを交互に積層した物が、正極と負極の間に挟み込ま
れ、ゲル化層６２には１５％ポリアクリルアミドゲルを
使用し、イオン交換樹脂６３には、８モル濃度の水酸化
カリウム電解液を含浸させている。このようにして、５
時間で行う０．２Ｃ充放電を６０回以上繰返したとき、
電気容量、放電出力密度ともに８０％以上であり、１．
２Ｖ、１００ｍＡの出力が、１．１Ｖ、１００ｍＡの出
力となり、本実施例３の空気亜鉛電池６０は、２次電池
として十分の性能を有するものであった。また、電解液
をゲル化層６２に含浸させて用いるので、持ち運びの際
に電解液がこぼれる恐れが少なくなり、また電解液の量
を節約して軽重量化を図ることができる。

【００３３】（実施例４）実施例４は、実施例３に対し
て負極６１を構成するゲル化層６２，６２を変更してい
る。実施例４の負極６１を構成するゲル化層６２，６２
は、１５％ポリビニールアルコールドゲルが使用されて
いる。他の構成は前記の実施例３と同等である。この場
合も、前記実施例３と同様に、０．２Ｃ充放電を６０回
以上繰返したとき、電気容量、放電出力密度ともに８０
％以上であり、１．２Ｖ、１００ｍＡの出力が、１．１
Ｖ、１００ｍＡの出力となり、本実施例４の空気亜鉛電
池は２次電池として十分の性能を有するものであった。

【００３４】なお、前記した実施例３及び実施例４で
は、電解液含浸したゲル化層６２，６２と、電解液含浸
したイオン交換樹脂６３，６３とを交互に積層した２層
構造（全体では、４層構造）としているが、これには限
定されず、他の積層構造でも良い。

【００３５】（実施例５）図５は本発明に係る空気電池
の他の実施例の全体構成を示す断面図である。なお、こ
の実施例５は前記した実施例３に対し、電解液含浸した
多孔体と電解液含浸したイオン交換樹脂を交互に積層し
た物を充填する構成であり、他の構成については、同じ
参照符号を付して詳細な説明は省略する。

【００３６】実施例５の空気亜鉛電池７０は負極７１を
有し、負極７１を構成する負極活物質２２の外側に電解
液含浸した多孔膜７２，７２（多孔体）と、電解液含浸
したイオン交換樹脂７３，７３とを交互に積層した物
が、正極板１３と負極７１の間に挟み込まれた構成とな
っている。

【００３７】多孔膜７２は、グラスウール、ロックウー
ル、シリカなど無機セラミックスや、ポリプロピレンや
ＰＴＦＥ等の耐アルカリ性のある樹脂の非導電性の膜状
多孔体である。本実施例５では多孔膜７２の一例として
ポプロピレン多孔膜が使用される。多孔膜７２は、表面
積に占める開口率が１５％以上ないと導電性が低下す
る。多孔膜７２とイオン交換樹脂７３は、少なくとも２
層以上交互に積層する、また陰極に接する側には必ずイ
オン交換樹脂がくることが好ましい。

【００３８】イオン交換樹脂７３は、電解液を含浸した
ものであり、本実施例５では電解液の一例として８モル
濃度の水酸化カリウム溶液等の強アルカリ液が使用され
ている。なお、イオン交換樹脂７３に含浸する電解液
は、これに限らず、他の濃度の強アルカリ液を使用する
こともでき、また塩化アンモニウム水溶液、塩化亜鉛水
溶液等の中性液を使用することもできる。

【００３９】イオン交換樹脂７３の膜の厚みは、１ｍｍ
以上あることが好ましい。厚みが薄いと電解液を十分な
量を含むことができず、導電性が低下する。イオン交換
樹脂７３として、本実施例５では陰イオン交換樹脂で構
成している。この陰イオン交換樹脂は、充放電時に発生
する２価亜鉛イオンを吸着するものであり、吸着するこ
とにより２価亜鉛イオンの拡散を阻止し、負極７１から
の針状結晶の発生を抑制でき、正極板１３と負極７１と
のショートを防止できるものである。

【００４０】イオン交換樹脂の主鎖部分としては、耐ア
ルカリ性に強いものが要求され、例えば、ポリエチレン
（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン（Ｐ
Ｓ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリメチルペンテン
（ＰＭＰ）、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリテ
トラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、４フッ化エチレン
・パーフルオロアルコキエチレン共重合体（ＰＦＡ）、
４フッ化エチレン・６フッ化プロピレン共重合体（ＦＥ
Ｐ）等が用いられる。

【００４１】また、イオン交換樹脂として、前記のよう
に陰イオン交換樹脂が用いられ、陰イオン交換樹脂の側
鎖としては、１級から４級のアミノ基（−ＮＨ３⁺、Ｎ
ＨＲＨ⁺、−ＮＲ１Ｒ２Ｈ⁺、−ＮＲ１Ｒ２Ｒ３Ｈ⁺）等
がある。なお、陽イオン交換樹脂の側鎖としては、例え
ばスルホン基（−ＳＯ₃Ｍ、−ＳＯ₃Ｈ）、カルボキシル
基（−ＣＯＯＭ、−ＣＯＯＨ）、リン酸基（−ＰＯ（Ｏ
Ｈ）₂）等を持つものがある。

【００４２】本実施例５においては、負極７１を構成す
る負極活物質２２の外側に電解液含浸した多孔膜７２，
７２と、電解液含浸したイオン交換樹脂７３，７３とを
交互に積層した物が、正極と負極の間に挟み込まれ、多
孔膜７２にはポリプロピレン多孔膜を使用し、イオン交
換樹脂７３には、８モル濃度の水酸化カリウム電解液を
含浸させている。このようにして、５時間で行う０．２
Ｃ充放電を６０回以上繰返したとき、電気容量、放電出
力密度ともに８０％以上であり、１．２Ｖ、１００ｍＡ
の出力が、１．１Ｖ、１００ｍＡの出力となり、本実施
例３の空気亜鉛電池７０は、２次電池として十分の性能
を有するものであった。また、電解液を多孔膜７２に含
浸させて用いるので、持ち運びの際に電解液がこぼれる
恐れが少なくなり、また電解液の量を節約して軽重量化
を図ることができる。

【００４３】ところで、前記図３に示す比較例１では、
セパレータ５２，５２の外側に電解液含浸したポリプロ
ピレン多孔膜５３を備え、ポリプロピレン多孔膜５３に
は、８モル濃度の水酸化カリウム電解液を含浸させてい
る。しかし、この比較例１のように、単に、ポリプロピ
レン多孔膜に電解液を含浸させる構成では、０．２Ｃ充
放電１０回を繰返すと、放電出力が６０％以下に低下
し、１．２Ｖ、１００ｍＡの出力が、０．７０Ｖ、１０
０ｍＡの出力に低下してしまう。

【００４４】このように、実施例５の場合は、充放電を
繰返しても電気容量、放電出力密度ともに大幅な低下を
せず良好な数値を示し、２次電池として十分使用に耐え
るものであることは明らかであり、比較例１の場合は、
充放電を繰返すと放電能力が低下してしまい、２次電池
として使用することはあまり好ましくない。

【００４５】（実施例６）実施例６は、実施例５に対し
て負極７１を構成する多孔膜７２，７２を変更してい
る。実施例４の負極７１を構成する多孔膜７２，７２
は、ロックウールが使用されている。他の構成は前記の
実施例５と同等である。この場合も、前記実施例５と同
様に、０．２Ｃ充放電を６０回以上繰返したとき、電気
容量、放電出力密度ともに８０％以上であり、１．２
Ｖ、１００ｍＡの出力が、１．１Ｖ、１００ｍＡの出力
となり、本実施例６の空気亜鉛電池は２次電池として十
分の性能を有するものであった。

【００４６】なお、前記した実施例５及び実施例６で
は、電解液含浸した多孔膜７２，７２と、電解液含浸し
たイオン交換樹脂７３，７３とを交互に積層した２層構
造（全体では、４層構造）としているが、これには限定
されず、他の積層構造でも良い。

【００４７】なお、前記した各実施例では、負極のコレ
クター板２１は亜鉛の他、アルミニウム、マグネシウ
ム、鉄等の金属を用いてもよく、前記の素材をプレー
ト、顆粒、粉末、多孔板等に成形して用いてもよい。さ
らに、これらの金属は単独で用いてもよく、あるいは放
電出力密度を高めるために、添加剤を加えたりゲル化し
て構成してもよい。

【００４８】また、前記した各実施例では、充電をスム
ーズに行うために充電用電極３０を設ける構成とした
が、充電用電極を省略して正極板１３と負極により充電
するようにしてもよいのは勿論である。また、容器の上
方の開口を閉塞して、密閉型の空気亜鉛電池として構成
することができる。

【００４９】

【発明の効果】以上の説明から理解できるように、本発
明の空気電池は、充電を容易に行うことができ、充放電
を繰返しても電気容量、放電出力密度が大幅に低下する
ことがなく、２次電池として十分に使用することができ
る。また、イオン交換樹脂に電解液を含浸させて用いる
ことにより、電解液の量を大幅に減らすことができ、コ
スト低減、軽量化を図ることができ、保守も容易となる
効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る空気電池の一実施例の全体構成を
示す断面図。

【図２】本発明に係る空気電池の比較例の全体構成を示
す断面図。

【図３】本発明に係る空気電池の一実施例の全体構成を
示す断面図。

【図４】本発明に係る空気電池の一実施例の全体構成を
示す断面図。

【図５】本発明に係る空気電池の一実施例の全体構成を
示す断面図。

【符号の説明】

１０，４０，６０，７０空気亜鉛電池１２多孔膜１３正極板２０，４１，６１，７１負極２１コレクター板２２負極活物質２３，４２，４３，６３，７３イオン交換樹脂（電解
液を含浸したイオン交換樹脂）３０充電用電極６２ゲル化層（電解液を含浸したゲル状混合物）７２多孔膜（電解液を含浸した多孔体）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】空気中の酸素を正極活物質とし、金属を
負極活物質とする空気電池において、正極と負極の間
に、電解液を含浸したイオン交換樹脂を設けることを特
徴とする空気電池。
【請求項２】空気中の酸素を正極活物質とし、金属を
負極活物質とする空気電池において、正極と負極の間
に、電解液を含浸したゲル状混合物と電解液を含浸した
イオン交換樹脂とを交互に積層することを特徴とする空
気電池。
【請求項３】空気中の酸素を正極活物質とし、金属を
負極活物質とする空気電池において、正極と負極の間
に、電解液を含浸した多孔体と電解液を含浸したイオン
交換樹脂とを交互に積層することを特徴とする空気電
池。
【請求項４】前記イオン交換樹脂は、陰イオン交換樹
脂で構成することを特徴とする請求項１乃至３のいずれ
かに記載の空気電池。
【請求項５】前記イオン交換樹脂は、陰イオン交換樹
脂と陽イオン交換樹脂とを混合して構成することを特徴
とする請求項１乃至３のいずれかに記載の空気電池。