JP2011141962A

JP2011141962A - 電池のセパレータ交換方法、及び電池のセパレータ交換に用いられる補助具。

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Publication number: JP2011141962A
Application number: JP2010000584A
Authority: JP
Inventors: Jun Okada; 純岡田; Kazuhiro Hiramitsu; 一博平光
Original assignee: HABIKKUSU KK
Current assignee: HABIKKUSU KK
Priority date: 2010-01-05
Filing date: 2010-01-05
Publication date: 2011-07-21
Anticipated expiration: 2030-01-05
Also published as: JP5508029B2

Abstract

【課題】セパレータ以外の構成を分解、破棄することなく、電池として再使用できるようにすることのできる電池のセパレータ交換方法、及び電池のセパレータ交換に使用される補助具を提供する。
【解決手段】蓋部２０の開閉部２１を槽本体１２から取り外し、二つの補助具４０を、それぞれ槽本体１２（電解液槽１１）の負極側空間Ｓ１及び正極側空間Ｓ２に配置する。そして、補助具４０を取り付けた状態で、セパレータ３０を槽本体１２の上方に引き抜くようにして取り外す。次いで、新たなセパレータ３０を、槽本体１２のセパレータ用溝部１７に取り付け、二つの補助具４０を取り外す。
【選択図】図５

Description

本発明は、電池のセパレータ交換方法、及び電池のセパレータ交換に用いられる補助具に関するものである。

電池に使用されるセパレータとして、いわゆるサーマルシャットダウン機能を有するものが知られている。この種のセパレータは、ポリプロピレン等のオレフィン系ポリマーを材料とする微多孔体として形成されており、この微多孔によってイオン透過性が確保されている。そして、過放電や過充電など、何らかの原因により電池が高温（たとえば、百数十度以上）になると、セパレータが溶融して微多孔が塞がれる。微多孔が塞がれることにより、セパレータはイオンを透過させる能力（イオン透過性）を失うため、放電、充電が停止されて電池がそれ以上高温となることを抑制できる。また、セパレータが溶融した電池は、そのままでは電池としてそれ以上使用することができないため、通常は、廃棄される。また、サーマルシャットダウン機能を有していないセパレータであっても、セパレータに割れ等が発生して破損した場合には、その電池は廃棄せざるを得ない。

廃棄された電池のリサイクル方法として、特許文献１に記載のものが知られている。特許文献１の電池のリサイクル方法では、負極、正極及びセパレータで構成された捲回体を有機溶剤により洗浄する。そして、捲回体を負極、正極及びセパレータにそれぞれ分離させ、次いで、負極を塩酸処理する。負極を塩酸処理することにより、負極中の活物質及びバインダ成分が溶解する。これにより、溶融しなかった負極基材成分（銅）を回収することができる。

特開２００６−３３１７０７号公報。

ところで、上述したサーマルシャットダウン機能を有するセパレータを使用した場合、仮に電池が高温となってサーマルシャットダウン機能が発揮されれば、それ以上電池が高温となることが抑制される。したがって、セパレータがサーマルシャットダウン機能を発揮してそのイオン透過性を失ったとしても、電解液槽や電極、電極に取り付けられたリードなど、セパレータ以外の部材については、何ら異常がなく、そのまま正常に使用できる場合が多い。また、サーマルシャットダウン機能を有していないセパレータを使用した場合であっても、セパレータが破損したからといってその他の部材に異常が生じるとは限らない。

ところが、特許文献１に記載の電池のリサイクル方法は、負極中の基材成分を資源として回収する点に着目したものである。そのため、負極中の基材成分を回収することができても、電池そのものは分解され、たとえば、電解液槽や電極に取り付けられたリード等は廃棄せざるを得ない。したがって、仮にセパレータ以外の構成が正常であったとしても、結局のところ、それら正常な構成については分解、破棄されてしまうことになり、省資源化という観点からは好ましくない。

本発明は、前記従来技術の事情を鑑みてなされたものであり、セパレータ以外の構成を分解、破棄することなく、電池として再使用できるようにすることのできる電池のセパレータ交換方法、及び電池のセパレータ交換に使用される補助具を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、電解液が収容される電解液槽と、電解液槽の内部に配置される負極及び正極と、該負極及び該正極の間に配置されて前記電解液槽の内部を負極側空間及び正極側空間に区画するセパレータとを備えた電池のセパレータ交換方法であって、イオン透過性を有さない非導電材料で形成された補助具を前記電解液槽に取り付けることにより、前記負極と前記正極との間を電気的に絶縁し、その状態で前記セパレータを前記電解液槽から取り外すとともに新たなセパレータを前記電解液槽に取り付け、その後、前記電解液槽に取り付けた前記補助具を取り外すことを特徴とする。

この発明によれば、補助具を取り付けた状態では、負極と正極との間の絶縁性が確保され、セパレータを取り外しても、負極と正極との間で短絡（ショート）することが抑制される。したがって、電解液槽や電極を分解、破棄する必要がなく、セパレータのみを交換して電池として再使用することができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電池のセパレータ交換方法であって、前記補助具を、前記電解液槽において前記負極側空間及び前記正極側空間に取り付けることを特徴とする。この発明によれば、補助具が負極側空間及び正極側空間に取り付けられることから、より確実に負極と正極との間の絶縁性を確保することができる。

請求項３に記載の発明は、電解液が収容される電解液槽と、電解液槽の内部に配置される負極及び正極と、該負極及び該正極の間に配置されて前記電解液槽の内部を区画するセパレータとを備えた電池のセパレータ交換に使用される補助具であって、前記セパレータと同じ材質でイオン透過性を有さないように本体部が形成され、該本体部の側縁及び底縁には、前記電解液槽の内面に対して密着するシール部材が設けられていることを特徴とする。

この発明によれば、本体部がイオン透過性を有さないように形成され、本体部の側縁及び底縁にシール部材が設けられていることから、補助具を電解液槽内に配置した場合には、補助具のシール部材と電解液槽内面とが密着し、より確実な絶縁性の確保が可能となる。したがって、この発明の補助具を電解液槽に配置することにより、負極と正極との間で短絡（ショート）することが抑制され、セパレータのみを交換することが可能となる。また、本体部がセパレータと同じ材質で形成されていることから、本体部の成分が電解液中に溶け込んで、電池に悪影響を及ぼすことが抑制される。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の電池のセパレータ交換方法に使用される補助具であって、前記本体部の上縁には、取手部材が設けられていることを特徴とする。本発明によれば、取手部材により補助具の取り付け、取り外しが容易になる。また、補助具の取り付け、取り外しの際に、手指や器具が電解液に触れることを抑制する。

本発明によれば、セパレータ以外の構成を分解、破棄することなくセパレータを交換して、電池を再使用できるようになる。

実施形態における電池の斜視図。図１におけるＡ−Ａ線断面図。実施形態におけるセパレータの斜視図。実施形態における補助具の斜視図。（ａ）〜（ｃ）は、実施形態における電池のセパレータ交換方法の手順を示す説明図。

以下、本発明に関する一実施形態を、リチウム空気電池（以下、単に空気電池という。）に適用した実施形態を図１〜図５にしたがって説明する。
先ず、空気電池１０について説明する。図１及び図２に示すように、空気電池１０の電解液槽１１は、槽本体１２、負極集電板１３及び正極集電板１４を備え、全体として、略有底四角箱状に形成されている。

図１及び図２に示すように、非導電性の熱硬化性樹脂により形成された槽本体１２は、矩形状の底壁及び該底壁の周縁から立設された矩形状の一対の側壁を備え、断面コ字状に形成されている。槽本体１２の一方側の端面（図２において右側の端面）には、導電性の金属により四角板状に形成された負極集電板１３が取り付けられており、該負極集電板１３が電解液槽１１の一側壁を構成している。また、槽本体１２の他方側の端面（図２において左側）には、導電性の金属により四角板状に形成された正極集電板１４が取り付けられており、該正極集電板１４が電解液槽１１の一側壁（負極集電板１３に対向する側壁）を構成している。また、正極集電板１４には、その厚み方向（図２における左右方向）に貫通する複数の空気穴１４ａが形成されている。なお、負極集電板１３及び正極集電板１４には、それぞれ図示しないリード端子が取り付けられており、空気電池１０の放電及び充電時には、負極集電板１３及び正極集電板１４が各リード端子を介して通電される。

電解液槽１１の内部には電解液が収容されており、該電解液として、リチウム塩を溶解させた非プロトン性の有機溶媒が使用されている。リチウム塩としては、たとえば、ＬｉＰＦ_６、ＬｉＣｌＯ_４、ＬｉＡｓＦ_６、ＬｉＢＦ_４、Ｌｉ（ＣＦ_３ＳＯ_２）_２Ｎ、Ｌｉ（ＣＦ_３ＳＯ_３）、ＬｉＮ（Ｃ_２Ｆ_５ＳＯ_２）のうちのいずれか、又は複数が使用される。なお、図２及び図５においては、他の構成の図示を明確化するために、電解液の図示を省略している。

図２に示すように、電解液槽１１の内部には、負極としてのリチウム極１５が配置されている。膜状（シート状）の金属リチウム（単体リチウム）により形成されたリチウム極１５は、負極集電板１３の内側面に貼り付けられている。また、電解液槽１１の内部には、正極集電板１４の空気穴１４ａを塞ぐように正極としての空気極１６が貼り付けられている。これにより、電解液槽１１に収容された電解液が空気穴１４ａを介して漏れ出すことが防止される。また、空気極１６は、正極集電板１４の空気穴１４ａを介して空気（酸素）と接触することが可能となる。空気極１６は、導電性を付与するためのカーボンブラック及び触媒としての金粒子を分散充填したフッ素樹脂により、膜状（シート状）に形成されている。なお、図２及び図３においては、膜状（シート状）のリチウム極１５及び空気極１６の厚みを実際の寸法関係よりも厚く図示している。

図１及び図２に示すように電解液槽１１の上端には、非導電性の熱硬化性樹脂により略矩形板状に形成された蓋部２０が取り付けられており、該蓋部２０により電解液槽１１が密閉されている。そして、蓋部２０のうち、長手方向（図２において左右方向）中央部分には、電解液槽１１（槽本体１２）に対して着脱可能な開閉部２１が形成されている。なお、本実施形態では、蓋部２０全体の大きさに対しておよそ１／３が開閉部２１とされている。

図２に図示するように、槽本体１２において底壁内面及び一対の側壁内面には、後述するセパレータ３０を取り付けるためのセパレータ用溝部１７が形成されている。セパレータ用溝部１７は、槽本体１２の底壁の中央でその底壁の短手方向に延びる底壁溝部１７ａと、一対の側壁の中央でその一対の側壁の上下方向に延びる側壁溝部１７ｂとからなり、底壁溝部１７ａと側壁溝部１７ｂとは連続形成されている。また、蓋部２０の開閉部２１の内面には、後述するセパレータ３０を取り付けるための蓋溝部２２が形成されている。蓋溝部２２は、開閉部２１の中央で両側壁溝部１７ｂとそれぞれと連続するように延設されている。これら一連の底壁溝部１７ａ、側壁溝部１７ｂ及び蓋溝部２２により、電解液槽１１の内面を一周するように溝部が形成されている。なお、図２においては、セパレータ用溝部１７及び蓋溝部２２の図示を明確にするために、セパレータ３０の図示を省略している。

図３に示すように、セパレータ３０の本体部３１は、ポリオレフィン系の樹脂により矩形板状に形成されるとともに、微多孔性を有するように形成されている。また、本体部３１の底縁、両側縁及び上縁には、本体部３１の周縁全体を一周するように、シリコンゴム製のシール部材３２が取り付けられている。

図５（ａ）及び図２に示すように、セパレータ３０は、槽本体１２の内部においてリチウム極１５と空気極１６との間に取り付けられているとともに、セパレータ用溝部１７及び蓋溝部２２によって位置決めされている。セパレータ３０の本体部３１の底縁及び両側縁に設けられたシール部材３２は、セパレータ用溝部１７の中に入り込みつつ密着し、セパレータ３０と槽本体１２の内面との間に隙間が形成されないようになっている。また、蓋部２０の開閉部２１を電解液槽１１に取り付けた状態では、本体部３１の上縁に設けられたシール部材３２は、開閉部２１の蓋溝部２２に入り込みつつ密着し、セパレータ３０と開閉部２１の内面との間に隙間が形成されないようになっている。そして、セパレータ３０が取り付けられることにより、電解液槽１１の内部空間が負極側空間Ｓ１と正極側空間Ｓ２とに区画されている。

図２に示すように、電解液槽１１の槽本体１２において底壁内面及び一対の側壁内面には、後述する補助具４０を取り付けるための補助具用溝部１８が形成されている。補助具用溝部１８は、槽本体１２の底壁の短手方向に延びる底壁溝部１８ａと、一対の側壁の上下方向に延びる側壁溝部１８ｂとからなり、底壁溝部１８ａと側壁溝部１８ｂとは連続形成されている。なお、補助具用溝部１８は、セパレータ３０よりも負極側及び正極側にそれぞれ形成されており、いずれの補助具用溝部１８も蓋部２０の開閉部２１の下方に位置するように配置されている。

次に、補助具４０について説明する。
図４に示すように、補助具４０の本体部４１は、セパレータ３０と同じポリオレフィン系の樹脂により矩形板状に形成されるとともに、微孔が形成されておらずイオン透過性を有さないように形成されている。そして、本体部４１の高さは、補助具４０を槽本体１２に取り付けた状態で、本体部４１の上端が蓋部２０の内面の高さ位置よりも上方になるように設定されている。

図４に示すように、補助具４０の本体部４１の底縁及び両側縁には、シリコンゴム製のシール部材４２が取り付けられている。また、補助具４０の本体部４１の上端には、非導電性の熱硬化性樹脂により形成された取手部材４３が設けられている。取手部材４３は、コ字状に形成されているとともに、補助具４０の本体部４１の上端から上方に突出するように形成されている。

次に、補助具４０を用いて、空気電池１０のセパレータ３０を交換する方法について説明する。
図５（ａ）に示すように、空気電池１０は、放電及び充電が行われる状態においては、槽本体１２にセパレータ３０が取り付けられており、蓋部２０の開閉部２１が槽本体１２に取り付けられて電解液槽１１が密封されている。この状態から、セパレータ３０を交換するためには、先ず、蓋部２０の開閉部２１を槽本体１２から取り外す。開閉部２１を取り外すことにより、該開閉部２１の下方に配置されている補助具用溝部１８が空気電池１０の上方から見て露出する。

そして、図５（ｂ）に示すように、セパレータ３０よりもリチウム極１５側の補助具用溝部１８及び空気極１６側の補助具用溝部１８に、それぞれ補助具４０を取り付けることにより、二つの補助具４０を、それぞれ槽本体１２（電解液槽１１）の負極側空間Ｓ１及び正極側空間Ｓ２に配置する。補助具４０を取り付けるにあたっては、補助具４０の取手部材４３を手指又は器具等で把持しつつ、補助具用溝部１８に沿って電解液槽１１内に差し込むようにして取り付ける。

補助具４０を槽本体１２（電解液槽１１）に取り付けた状態では、補助具４０は、補助具用溝部１８によって位置決めされている。そして、補助具４０のシール部材４２が補助具用溝部１８に入り込みつつ密着し、補助具４０と槽本体１２の内面との間に隙間が生じないようになっている。したがって、補助具４０よりもリチウム極１５側及び空気極１６側間で電解液が行き来することが防止される。また、補助具４０には、微孔が形成されていないため、補助具４０の本体部４１を介して電解液中のイオン（リチウムイオン）が行き来することもできない。これらにより、リチウム極１５及び空気極１６間の電気的な絶縁性が補助具４０によって確保される。また、補助具４０の本体部４１の上端は、蓋部２０の内面よりも上方に位置していることから、本体部４１の上端及び補助具４０の取手部材４３は、電解液槽１１に収容された電解液の液面よりも上方に位置することになる。

次に、図５（ｃ）に示すように、補助具４０を取り付けた状態で、セパレータ３０を槽本体１２の上方に引き抜くようにして取り外す。そして、図５（ｂ）に示すように、新たなセパレータ３０を、槽本体１２のセパレータ用溝部１７に取り付ける。新たなセパレータ３０を取り付けるにあたっては、上述した補助具４０の取り付け時と同様に、セパレータ用溝部１７に沿って電解液槽１１内に差し込むようにして取り付ける。なお、補助具４０を取り付けた状態では、リチウム極１５と空気極１６との間は電気的に絶縁されているので、セパレータ３０の取り外し及び取り付けに伴って、リチウム極１５と空気極１６とが短絡（ショート）することはない。

そして、図５（ａ）に示すように、二つの補助具４０を取り外し、開閉部２１を槽本体１２に取り付けて密閉することで、再び空気電池１０を放電及び充電することが可能な状態にすることができる。

上記実施形態の電池のセパレータ交換方法及び補助具によれば、以下のような作用効果を得ることができる。
（１）補助具４０を電解液槽１１に取り付けることにより、リチウム極１５と空気極１６との間の絶縁性が確保される。そのため、セパレータ３０の取り付け、取り外しに伴って、リチウム極１５と空気極１６との間で短絡（ショート）することが抑制され、空気電池１０からセパレータ３０のみを交換することができ、電解液槽１１やリチウム極１５、空気極１６を分解、破棄することなく空気電池１０を再使用できるようにすることができる。

（２）特許文献１の電池のリサイクル方法のように、塩酸等の劇物を使用する必要がない。また、空気電池１０を分解、洗浄等する為の設備も必要としない。したがって、簡便に、しかも低コストで空気電池１０を再使用することができる。

（３）補助具４０をセパレータ３０よりもリチウム極１５側及び空気極１６側の両方に取り付けるようにした。そのため、万が一、一方の補助具４０が適切に取り付けられていなかったとしても、他方の補助具４０によりリチウム極１５と空気極１６との間の絶縁性が確保され、より確実な絶縁性の確保が可能である。

（４）セパレータ３０を取り付けるためのセパレータ用溝部１７、及び補助具４０を取り付けるための補助具用溝部１８を、電解液槽１１（槽本体１２）に形成した。そのため、セパレータ３０及び補助具４０を取り付けるにあたっては、これらセパレータ用溝部１７及び補助具用溝部１８によって案内されつつ、取り付けることができ、セパレータ３０及び補助具４０を確実に位置決めすることができる。また、空気電池１０の使用時にセパレータ３０の位置がずれたり、セパレータ３０の交換時に補助具４０の位置がずれたりすることが抑制できる。

（５）セパレータ３０の周縁全体に、シール部材３２を取り付けたため、セパレータ３０の本体部３１や電解液槽１１が多少変形したり歪んだりしても、その変形や歪みにシール部材３２が追従し、セパレータ３０と電解液槽１１との密着性を確保することができる。同様に、補助具４０の底縁及び側縁にシール部材４２を取り付けたため、補助具４０と電解液槽１１との密着性を確保することができる。

（６）補助具４０の本体部４１をセパレータ３０の本体部３１と同じ材質で形成したことから、補助具４０の本体部４１の成分が電解液中に溶け込んで、空気電池１０の充電、放電反応に悪影響を及ぼすことが抑制される。

（７）補助具４０を槽本体１２に取り付けた状態で、本体部４１の上端が蓋部２０の内面の高さ位置よりも上方になるように、本体部４１の高さを設定している。そのため、補助具４０の本体部４１の上端が電解液の界面よりも上方に突出することになって、セパレータ３０の交換時に、電解液が補助具４０を乗り越えて行き来することが防止される。

また、補助具４０を取り付けた状態では、補助具４０の上端や取手部材４３が邪魔して蓋部２０の開閉部２１を適切に取り付けることができない。したがって、補助具４０を槽本体１２に取り付けたままの状態で、開閉部２１を槽本体１２に取り付けてしまうといった事態が発生することを抑制することができる。

（８）補助具４０の取手部材４３を設けたため、この取手部材４３を把持することにより補助具４０の取り付け、取り外し作業が容易になる。また、補助具４０の取り付け、取り外しの際に、手指や器具が電解液に接触してしまうことが抑制できる。

（９）蓋部２０全体のおよそ１／３を電解液槽１１に対して着脱可能な開閉部２１として形成したため、セパレータ３０の交換に伴って露出する部分が小さくなっている。そのため、たとえば、セパレータ３０の交換時に電解液槽１１内にごみや埃等が入ることが抑制される。

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよく、また、以下の変更例を組み合わせて適用してもよい。
・補助具４０の材質は、セパレータ３０と同じ材質でなくともよい。補助具４０が電解液槽に接触した際に、補助具４０の成分が電解液に溶け込んで悪影響を与えたり、電解液中のイオンと反応したりしない材質で、また、非導電性の材質であれば、補助具４０の材質として採用することが可能である。

・上記実施形態では、槽本体１２のコ字状の断面形状に合わせて補助具４０を矩形板状に形成した。補助具４０の形状は槽本体１２の断面形状に応じて変更できる。たとえば、槽本体１２の側壁が段状に形成されていれば、補助具４０の側縁を段状に形成すればよく、槽本体１２の断面形状が半円状であれば、補助具４０を半円板状に形成すればよい。

また、補助具４０の形状は板状に限らない。たとえば、補助具４０の本体部を、その幅方向（短手方向）において蛇腹状に形成し、その蛇腹部分が伸び縮みすることで幅方向寸法が変更できるようにしてもよい。このように構成した場合、短手方向の寸法が異なる複数の電解液槽１１（槽本体１２）であっても、その短手方向の寸法に合わせて複数の補助具４０を用意する必要がなく、同一の補助具４０で対応することができる。

・上記実施形態では補助具４０の本体部４１にシール部材４２を設けたが、このシール部材４２に代えて、槽本体１２の補助具用溝部１８にシール部材を設けてもよい。また、補助具４０のシール部材４２と補助具用溝部１８のシール部材とを併用してもよい。さらに、補助具４０と槽本体１２の内面との間に隙間が生じず、リチウム極１５と空気極１６との間の絶縁性が確保できるのであれば、本体部４１とは別構成のシール部材を設けなくともよい。この場合、たとえば、本体部４１の底縁及び側縁を先端ほど細くなるように形成し、この先細り部分をシール部材とすることで上記実施形態と同様の作用効果を得るようにしてもよい。なお、本体部４１と別構成のシール部材を構成する材料としては、シリコンゴムに限らないことは言うまでもない。

・補助具用溝部１８の底壁溝部１８ａ及び側壁溝部１８ｂのうちの一方を省略してもよいし、補助具用溝部１８の全て（底壁溝部１８ａ及び側壁溝部１８ｂの両方）を省略してもよい。なお、補助具用溝部１８の全てを省略した場合には、補助具４０の取り付け位置が限定されないため、取り付け位置に自由度を持たせることも可能である。

・上記実施形態では、補助具４０を電解液槽１１内部の負極側空間Ｓ１及び正極側空間Ｓ２の両方に取り付けるようにしたが、負極側空間Ｓ１及び正極側空間Ｓ２のいずれか一方のみに取り付けるようにしてもよい。また、負極側空間Ｓ１及び正極側空間Ｓ２それぞれにおいて、複数の補助具４０を取り付けるようにしてもよい。

さらに、上記実施形態では、電解液槽１１内部の負極側空間Ｓ１側と、正極側空間Ｓ２とのそれぞれに別の補助具４０を取り付けるように構成していたが、これら補助具４０を一体的に構成することも可能である。この場合、たとえば、負極側空間Ｓ１側に取り付けられる補助具４０の側縁と正極側空間Ｓ２側に取り付けられる補助具４０の側縁とを電解液槽１１の上方において連結するという構成が考えられる。

・補助具４０の上端が電解液の液面よりも上方に位置するのであれば、補助具４０の高さ寸法は変更できる。すなわち、電解液槽１１に収容された電解液の量等を勘案して、補助具４０の高さ寸法を設定すればよい。

・上記実施形態では、補助具４０を補助具用溝部１８に沿って差し込むようにして取り付けたが、補助具４０の取り付け態様はこれに限らない。たとえば、補助具４０を、その幅方向が電解液槽１１の短手方向に対して傾斜した状態で電解液槽１１の内部に配置し、次いで、補助具４０の幅方向と電解液槽１１の短手方向とが一致するように補助具４０を回転させて、補助具４０のシール部材４２が電解液槽１１の側壁内面に密着させるようにしてもよい。この場合、補助具用溝部１８の溝幅を、補助具４０の厚みより大きくすると補助具４０を回転させやすくなるし、また、補助具用溝部１８が形成されてなければ、補助具４０の回転が円滑であることはもちろんである。

・また、たとえば、電解液槽１１（槽本体１２）の短手方向の幅を、リチウム極１５側及び空気極１６側に向うほど小さくしてもよい。この場合、たとえば、電解液槽１１の短手方向の幅が比較的に広くなっている中央部分に補助具４０を挿入し、補助具４０をリチウム極１５側（又は空気極１６側）に移動させることにより、補助具４０のシール部材４２を電解液槽１１（槽本体１２）の側壁に密着させることができる。

以上のように、補助具４０を電解液槽１１に取り付けることにより、リチウム極１５と空気極１６との絶縁性が確保できるならば、補助具４０の本体部４１及びシール部材４２の構成や、補助具４０の電解液槽１１（槽本体１２）への取り付け態様は、適宜変更することができる。

・蓋部２０全体の略１／３を開閉部２１としたが、開閉部２１の蓋部２０に対する割合はこれに限らず、変更することができる。ただし、セパレータ３０及び補助具４０の取り付け位置（セパレータ用溝部１７及び補助具用溝部１８の形成位置）は、開閉部２１の下方に設定することが好ましい。また、蓋部２０全体を開閉部２１として構成し、蓋部２０全体を電解液槽１１に対して着脱可能としてもよい。

・補助具４０の取手部材４３は実施形態のものに限らない。たとえば、補助具４０の取手部材４３の形状を半円周状に形成してもよいし、補助具４０の本体部４１の上端に紐体を取り付け、この紐体を取手部材としてもよい。さらに、取手部材４３を省略してもよい。

・上述した補助具４０の変更例と同様に、セパレータ用溝部１７の底壁溝部１７ａ及び側壁溝部１７ｂのうちの一方を省略してもよいし、セパレータ用溝部１７の全て（底壁溝部１７ａ及び側壁溝部１７ｂの両方）を省略してもよい。また、開閉部２１の蓋溝部２２を省略してもよい。

・上述した補助具４０の変更例と同様に、セパレータ３０のシール部材３２に代えて槽本体１２のセパレータ用溝部１７及び蓋溝部２２にシール部材を設けてもよい。また、セパレータ３０のシール部材３２、セパレータ用溝部１７及び蓋溝部２２のシール部材を併用してもよい。さらに、シール部材を設けなくともセパレータ３０と槽本体１２の内面との間に隙間が生じないのであれば、シール部材を設けなくともよい。

・セパレータ３０の構成は上記実施形態のものに限らない。たとえば、セパレータ３０の本体部３１を、四角枠状に形成された枠体と該枠体に貼り付けられる微多孔性シートにより構成してもよい。微多孔性シートとしては、ポリオレフィン性のシート、不織布、及びこれらの積層体が挙げられる。このように構成すれば、セパレータ３０がサーマルシャットダウン機能を発揮して使用不能になったとしても、微多孔性シートを貼り換えるのみで、セパレータ３０と再使用できる。

・上実施形態では、本発明を空気電池１０（リチウム空気電池）に適用したが、電解液が収容される電解液槽１１、負極、正極、及びセパレータ３０を備えた電池であれば本発明を適用することができる。このよう電池の例としては、たとえば、液式の鉛蓄電池が挙げられる。

次に、上記実施形態及び変更例から把握できる技術的思想について、以下に追記する。
（イ）電解液が収容される電解液槽と、電解液槽の内部に配置される正極及び負極と、正極及び負極の間に配置されて前記電解液槽の内部を正極側空間及び負極側空間に区画するセパレータとを備えた電池であって、前記電解液槽は、前記正極と前記負極との間を電気的に絶縁する補助具が着脱可能に構成され、前記電解液槽には、前記補助具を取り付けるための溝部が形成されており、前記補助具が取り付けられた状態において前記補助具の本体部と前記溝部との間には、該補助具の本体部と溝部とを密着させるためのシール部材が介在されていることを特徴とする電池。

（ロ）前記セパレータは、前記電解液槽に対して着脱可能に構成されており、前記電解液槽には前記セパレータが取り付けられる溝部が形成されており、前記セパレータと前記溝部との間には、該セパレータと前記溝部とを密着させるためのシール部材が介在されていることを特徴とする電池。

（ハ）補助具を電解液槽に挿入し、該補助具を回転又は移動させることにより、補助具を電解液槽の内面に密着させて取り付けることを特徴とする電池のセパレータ交換方法。

１０…空気電池、１１…電解液槽、１２…槽本体、１３…負極集電板、１４…正極集電板、１５…リチウム極、１６…空気極、１７…セパレータ用溝部、１８…補助具用溝部、２０…蓋部、２１…開閉部、２２…蓋溝部、３０…セパレータ、３１…セパレータの本体部、３２…セパレータのシール部材、４０…補助具、４１…補助具の本体部、４２…補助具のシール部材、４３…取手部材、Ｓ１…負極側空間、Ｓ２…正極側空間。

Claims

電解液が収容される電解液槽と、電解液槽の内部に配置される負極及び正極と、該負極及び該正極の間に配置されて前記電解液槽の内部を負極側空間及び正極側空間に区画するセパレータとを備えた電池のセパレータ交換方法であって、
イオン透過性を有さない非導電材料で形成された補助具を前記電解液槽に取り付けることにより、前記負極と前記正極との間を電気的に絶縁し、その状態で前記セパレータを前記電解液槽から取り外すとともに新たなセパレータを前記電解液槽に取り付け、その後、前記電解液槽に取り付けた前記補助具を取り外すことを特徴とする電池のセパレータ交換方法。
前記補助具を、前記電解液槽において前記負極側空間及び前記正極側空間に取り付けることを特徴とする請求項１に記載の電池のセパレータ交換方法。
電解液が収容される電解液槽と、電解液槽の内部に配置される負極及び正極と、該負極及び該正極の間に配置されて前記電解液槽の内部を区画するセパレータとを備えた電池のセパレータ交換に使用される補助具であって、
前記セパレータと同じ材質でイオン透過性を有さないように本体部が形成され、該本体部の側縁及び底縁には、前記電解液槽の内面に対して密着するシール部材が設けられていることを特徴とする補助具。
前記本体部の上縁には、取手部材が設けられていることを特徴とする請求項３に記載の補助具。