JP2015079583A - Battery and electrode member - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電解液を介して離隔配置された複数の電極を備える電池及びそのような電池の電極に用いられる電極用部材に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a battery including a plurality of electrodes spaced apart via an electrolytic solution and an electrode member used for an electrode of such a battery.
電極用金属の化学反応を用いた様々な電池が実用化されており、その一つとして金属空気電池を挙げることができる。金属空気電池は、電気化学的な反応により、亜鉛、鉄、マグネシウム、アルミニウム、ナトリウム、カルシウム、リチウム等の金属が金属酸化物に酸化する過程で得られる電気エネルギーを取り出して利用する。金属空気電池は、空気極、燃料極、電解液等の構成を備えている。 Various batteries using chemical reactions of metal for electrodes have been put into practical use, and one of them is a metal-air battery. Metal-air batteries take out and use electrical energy obtained in the process of oxidation of metals such as zinc, iron, magnesium, aluminum, sodium, calcium, and lithium into metal oxides by electrochemical reaction. The metal-air battery has a configuration such as an air electrode, a fuel electrode, and an electrolytic solution.
例えば、燃料極として亜鉛を用いた金属空気電池は、放電時において、燃料極では亜鉛と水酸化物イオンとが反応し、水酸化亜鉛が生成されると共に、電子が放出され空気極へ流れる。水酸化亜鉛は、更に酸化亜鉛と水とに分解され、水は電解液内に戻る。一方、空気極では、空気中に含まれた酸素と、燃料極より受け取った電子が、空気極触媒により水と反応し、水酸化物イオンに変化する。水酸化物イオンは、電解液中をイオン伝導し、燃料極へ到達する。このようなサイクルにより、金属空気電池は、空気極から取り込んだ酸素を利用し、燃料極の亜鉛を燃料とすることで酸化亜鉛を形成する中で連続的な電力の取り出しを実現する。 For example, in a metal-air battery using zinc as a fuel electrode, during discharge, zinc and hydroxide ions react at the fuel electrode to generate zinc hydroxide, and electrons are released and flow to the air electrode. Zinc hydroxide is further decomposed into zinc oxide and water, and the water returns to the electrolyte. On the other hand, in the air electrode, oxygen contained in the air and electrons received from the fuel electrode react with water by the air electrode catalyst and change into hydroxide ions. Hydroxide ions conduct ions in the electrolyte and reach the fuel electrode. With such a cycle, the metal-air battery realizes continuous electric power extraction while forming zinc oxide by using oxygen taken from the air electrode and using zinc in the fuel electrode as fuel.
この原理を利用することにより、金属空気電池は、一次電池としては補聴器用のボタン電池等の用途で既に実用化されている。一方、二次電池に関しては、様々な研究が取り組まれているが、例えば、２極方式の場合、充放電反応に適した安価な空気極の実現が困難である等の課題から、いまだ実用化されていない。また、充電の課題を解決するために燃料極を丸ごと交換するメカニカルチャージ（機械式充電）による電気自動車（大型バス等の車両）の実証実験も過去に行われている。 By utilizing this principle, metal-air batteries have already been put to practical use in applications such as button batteries for hearing aids as primary batteries. On the other hand, various researches have been made on secondary batteries, but for example, in the case of the two-pole system, it is still in practical use due to the difficulty of realizing an inexpensive air electrode suitable for charge / discharge reaction. It has not been. Further, in order to solve the charging problem, a demonstration experiment of an electric vehicle (vehicle such as a large bus) by mechanical charging (mechanical charging) in which the entire fuel electrode is replaced has been performed in the past.
さらに、２極方式における空気極劣化の問題を解決するために、充電時に空気極を使わず、第３の電極を用いる３極方式による金属空気電池が検討されている（例えば、特許文献１参照。）。 Further, in order to solve the problem of air electrode degradation in the two-pole system, a metal-air battery by a three-pole system using a third electrode without using the air electrode during charging has been studied (for example, see Patent Document 1). .)
しかしながら、例えば、メカニカルチャージによる電池は、充電についての検討がなされておらず、特許文献１にて検討されている金属空気電池では、電極の装填についての検討がなされていないという問題がある。
However, for example, a battery using mechanical charging has not been studied for charging, and the metal-air battery studied in
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、粒状の電極用金属を、電解液が透過可能な収容体に収容可能とすることにより、充電等の様々な用途に使用可能で、かつ電極用金属の装填が容易な電極を有する電池の提供を目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and can be used for various purposes such as charging by allowing a granular metal for an electrode to be accommodated in a container through which an electrolytic solution can pass. An object of the present invention is to provide a battery having an electrode that can be easily loaded with a metal for an electrode.
また、本発明は、本発明に係る電池に用いることが可能な電極用部材の提供を他の目的とする。 Another object of the present invention is to provide an electrode member that can be used in the battery according to the present invention.
上記課題を解決するために、本発明に係る電池は、電解液を介して離隔配置された複数の電極を備える電池であって、前記複数の電極のうちの少なくとも一の電極は、電極として用いられる粒状の電極用金属を収容可能な収容体を備え、前記収容体は、前記電解液が透過可能で、かつ収容した前記電極用金属の透過を防止する壁部を有することを特徴とする。 In order to solve the above-described problem, a battery according to the present invention is a battery including a plurality of electrodes spaced apart via an electrolytic solution, and at least one of the plurality of electrodes is used as an electrode. It is characterized by comprising a container capable of accommodating the granular electrode metal, and the container has a wall part through which the electrolytic solution can permeate and which prevents permeation of the accommodated electrode metal.
また、本発明に係る電池は、電解液を介して離隔配置された複数の電極を備える電池であって、前記複数の電極のうちの少なくとも一の電極は、電極として用いられる粒状の電極用金属と、前記電極用金属を収容した収容体とを備え、前記収容体は、前記電解液が透過可能で、かつ収容している前記電極用金属の透過を防止する壁部を有することを特徴とする。 Further, the battery according to the present invention is a battery including a plurality of electrodes spaced apart via an electrolytic solution, and at least one of the plurality of electrodes is a granular electrode metal used as an electrode. And a container containing the electrode metal, wherein the container has a wall portion through which the electrolytic solution is permeable and prevents the electrode metal contained therein from being transmitted. To do.
また、本発明に係る電池は、前記電極として、正極となる空気極、負極となる燃料極、及び補助極を有する燃料電池であり、少なくとも前記燃料極及び補助極のうちの一方が、前記収容体を備える電極であることを特徴とする。 The battery according to the present invention is a fuel cell having, as the electrode, an air electrode serving as a positive electrode, a fuel electrode serving as a negative electrode, and an auxiliary electrode, and at least one of the fuel electrode and the auxiliary electrode includes the housing. It is an electrode provided with a body.
また、本発明に係る電池は、前記収容体は、前記粒状の電極用金属を内部に投入可能な投入孔を有することを特徴とする。 Moreover, the battery according to the present invention is characterized in that the container has a charging hole into which the granular electrode metal can be charged.
本発明に係る電極用部材は、電解液が充填された筐体に浸漬可能な電極用部材であって、電極として用いられる粒状の電極用金属を収容可能な収容体を備え、前記収容体は、前記電解液が透過可能で、かつ収容している前記電極用金属の透過を防止する壁部を有することを特徴とする。 An electrode member according to the present invention is an electrode member that can be immersed in a casing filled with an electrolyte, and includes a container that can store a granular electrode metal used as an electrode. The electrode has a wall that is permeable to the electrolytic solution and prevents the electrode metal contained therein from being transmitted.
本発明に係る電池及び電極用部材は、電解液が透過可能な壁部を有する収容体に、電極用金属を収容可能とすることにより、充電用の電極として用いることが可能であり、また、電極用金属を容易に装填することが可能である等、優れた効果を奏する。 The battery and the electrode member according to the present invention can be used as an electrode for charging by allowing an electrode metal to be accommodated in a container having a wall portion through which an electrolyte can permeate. There are excellent effects such as easy loading of metal for electrodes.
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態は、本発明を具現化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
（第１の実施形態）
先ず、本発明に係る電池の概要について説明する。図１及び図２は、本発明の電池に係る電池セルの構成例を模式的に示す断面図である。本発明に係る電池１は、図１及び図２に示す電池セル１００を用いて構成される。電池セル１００は、直方体状に形成され、対向する一対の面にそれぞれ空気極１０１が配設されており、中央部には燃料極１０２が配置されている。また、燃料極１０２とそれぞれの空気極１０１との間には、それぞれ補助極１０３を配置することができる。さらに、電池セル１００内部は、電解液１０４が充填されており、電解液１０４に、空気極１０１、燃料極１０２及び補助極１０３が浸漬されている。即ち、電解液１０４を介して空気極１０１、燃料極１０２及び補助極１０３が離隔配置されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The following embodiment is an example embodying the present invention, and is not intended to limit the technical scope of the present invention.
(First embodiment)
First, the outline of the battery according to the present invention will be described. FIG.1 and FIG.2 is sectional drawing which shows typically the structural example of the battery cell which concerns on the battery of this invention. The
空気極１０１は、空気中に含まれる酸素を利用するための電極である。燃料極１０２は、亜鉛等の金属製材料を用いて構成されている。
The
補助極１０３は、電極用金属１１０（亜鉛燃料）を、収容体１０３ａ（図７参照）に収容することが可能な中空の板状に形成されており、収容体１０３ａの上部には、漏斗状の投入補助部１０３ｂ（図７参照）が受け口として形成されている。電極用金属１１０は、球状、円柱状（ペレット）等の粒状をなし、亜鉛等の金属を用いて構成されている。収容体１０３ａは、電解液１０４が透過可能で、かつ収容している電極用金属１１０の透過を防止する壁部を有している。壁部は、充電効率が高いニッケル、ニッケル合金等の金属製材料で形成され、イオン伝導に対する影響が小さいメッシュ状の形状に構成されている。
The
図１は、補助極１０３が収容体１０３ａに電極用金属１１０を収容していない状態を示している。収容体１０３ａの壁部は、電解液１０４が透過可能なメッシュ状に形成されているため、水酸化物イオンは収容体１０３ａを通り抜けて空気極１０１側から燃料極１０２側へ伝導する。したがって図１に示す状態において、空気極１０１及び燃料極１０２を外部負荷に接続することにより、電解液１０４を介して離隔配置された空気極１０１及び燃料極１０２が放電用の電極として機能し、外部負荷に対して電圧を印加することができる。
FIG. 1 shows a state where the
また、収容体１０３ａの壁部は、ニッケル、ニッケル合金等の金属製材料で形成されているため、充電用の電極として用いることができる。したがって図１に示す状態において、燃料極１０２及び補助極１０３を外部電源に接続することにより、電解液１０４を介して離隔配置された燃料極１０２及び補助極１０３が充電用の電極として機能し、外部電源からの電圧の印加を受けることができる。
Moreover, since the wall part of the
図２は、燃料極１０２として用いている亜鉛の酸化反応が進んで十分な放電が行われなくなった状態を示している。なお、表現上、図２では、酸化反応が進んだ燃料極１０２を燃料極１０２’として、図１に示す燃料極１０２と異なる表記としている。電池セル１００では、このような状態になっても、補助極１０３の収容体１０３ａに電極用金属１１０として亜鉛等の金属製材料を収容することにより、燃料極１０２に代替して補助極１０３を用いることができる。したがって図２に示す状態において、空気極１０１及び補助極１０３を外部負荷に接続することにより、電解液１０４を介して離隔配置された空気極１０１及び補助極１０３が放電用の電極として機能し、外部負荷に対して電圧を印加することができる。
FIG. 2 shows a state in which the zinc electrode used as the
以上のように、電池セル１００は、空気極１０１及び燃料極１０２に加えて補助極１０３を有する３極方式の金属空気電池であって、補助極１０３は、亜鉛等の電極用金属１１０を収容することが可能な収容体１０３ａを備えている。収容体１０３ａは、電解液１０４が透過可能で、かつ収容している電極用金属１１０の透過を防止する金属製材料にて形成されたメッシュ状の壁部を有している。したがって、充電用の電極、代替燃料極等の電極として用いることができる。
As described above, the
次に、補助極１０３の使用状態に応じた電極の切り替えについて説明する。図３は、本発明の電池１に係る切替装置３００の構成例を模式的に示すブロック図である。本発明の電池１に係る電池セル１００には、切替装置３００が接続されており、切替装置３００には、外部負荷及び外部電源が接続されている。切替装置３００は、電池セル１００の空気極１０１、燃料極１０２及び補助極１０３と接続しており、また、外部負荷の正極及び負極並びに外部電源の正極及び負極と接続している。
Next, electrode switching according to the usage state of the
切替装置３００は、電池セル１００並びに外部負荷及び外部電源のそれぞれの電極の接続状態を切り替える切替部３０１と、切替部３０１の切り替えによる接続状態を制御する電池制御部３０２とを備えている。電池制御部３０２は、人為的作業による手動切替操作及び自動判定による切替処理のいずれかの機能、或いは双方の機能を有する。そして、接続状態を切り替えることにより、二次電池の充電モード、二次電池の放電モード及び代替燃料極による放電モード（発電モード）の３種類のモードを実現することができる。
The
図４は、本発明の電池１に係る切替装置３００が備える切替部３０１の接続状態の一例を模式的に示すブロック図である。図４は、充電モードにより、電池セル１００に対する充電を行う場合の接続状態を示している。切替部３０１は、電池制御部３０２の制御により、充電モードとして、外部電源の正極と電池セル１００の補助極１０３とを接続し、外部電源の負極と電池セル１００の燃料極１０２とを接続する。そして、電池セル１００は、外部電源から電圧を印加される。電圧を印加されることにより、電池セル１００内で電気分解が発生し、燃料極１０２に亜鉛が析出する形で充電が行われる。なお、充電時においては、収容体１０３ａの壁部として用いられているニッケル等の金属製材料が電極として機能するため、必ずしも補助極１０３の収容体１０３ａに亜鉛等の電極用金属１１０を収容する必要は無い。例えば、電池制御部３０２が、安価である夜間電力の時間帯になった場合に、外部負荷の状態を確認した上で、切替部３０１を制御して自動的に充電モードに切り替えることにより、エネルギーコストを下げて電力を有効活用することができる。
FIG. 4 is a block diagram schematically illustrating an example of a connection state of the
図５は、本発明の電池１に係る切替装置３００が備える切替部３０１の接続状態の一例を模式的に示すブロック図である。図５は、二次電池の放電モードにより、電池セル１００から外部負荷に対して電力を供給する場合の接続状態を示している。切替部３０１は、電池制御部３０２の制御により、放電モードとして外部負荷の正極と電池セル１００の空気極１０１とを接続し、外部負荷の負極と電池セル１００の燃料極１０２とを接続する。このように接続された電池セル１００は、外部負荷に対して電力を供給する電池として機能する。
FIG. 5 is a block diagram schematically illustrating an example of a connection state of the
図６は、本発明の電池１に係る切替装置３００が備える切替部３０１の接続状態の一例を模式的に示すブロック図である。図６は、代替燃料極による放電モード（発電モード）により、電池セル１００から外部負荷に対して電力を供給する場合の接続状態を示している。切替部３０１は、電池制御部３０２の制御により、発電モードとして外部負荷の正極と電池セル１００の空気極１０１とを接続し、外部負荷の負極と電池セル１００の補助極１０３とを接続する。そして、補助極１０３の収容体１０３ａに亜鉛等の電極用金属１１０を収容することにより、電池セル１００は、外部負荷に対して電力を供給する電池として機能する。
＜電池セル１００の詳細な構成＞
次に、本発明に係る電池１の構成について詳述する。図７は、本発明の電池１に係る電池セル１００の構成例を示す断面図である。図７は、図１及び図２に示した本発明の電池セル１００の構成例を詳細に示した図である。
FIG. 6 is a block diagram schematically illustrating an example of a connection state of the
<Detailed Configuration of
Next, the configuration of the
電池セル１００は、略直方体状をなす本体フレーム（２００，２０１，２０２）を備え、本体フレームに各種電極等の部材が組み込まれる。本体フレームは、直方体状で上方が解放された中空の中央フレーム２００と、中央フレーム２００の対向する二面に外側から当接する左フレーム２０１及び右フレーム２０２とを備えている。左フレーム２０１及び中央フレーム２００の左フレーム２０１側の面には、複数のボルト穴ａが穿設されている。左フレーム２０１側のボルト穴ａは、左フレーム２０１を貫通し、中央フレーム２００の途中まで達している。右フレーム２０２及び中央フレーム２００の右フレーム２０２側の面には、複数のボルト穴ｂが穿設されている。右フレーム２０２側のボルト穴ｂは、右フレーム２０２を貫通し、中央フレーム２００の途中まで達している。ボルト穴ａ及びボルト穴ｂに図示しないボルトをそれぞれ通し、図示しないナットにてそれぞれ締結することにより、本体フレームが形成される。
The
中央フレーム２００の内部には、それぞれ板状をなす２つの空気極１０１、１つの燃料極１０２及び２つの補助極１０３が配置されている。空気極１０１の一方は、中央フレーム２００及び左フレーム２０１に挟持されており、他方は、中央フレーム２００及び右フレーム２０２に挟持されている。燃料極１０２は、中央フレーム２００内の下部に設けられた電極保持ホルダ２０３により、下部を固定された状態で立設されている。補助極１０３は、後述する一対の電極スリット板２０４（図１１〜図１３参照）により上部を挟持されている。
Inside the
補助極１０３は、上部に投入孔を有する中空の板状をなす収容体１０３ａを備え、投入孔には、収容体１０３ａの本体側から開口側にかけて漸次拡開している漏斗状の投入補助部１０３ｂが電極用金属１１０の受け口として形成されている。
The
図８は、本発明の電池１に係る電池セル１００が備える左フレーム２０１の構成例を示す外観図である。図８（ａ）は正面図であり、図８（ｂ）は右側面図であり、図８（ｃ）は背面図である。なお、ここでは、図７に示した左フレーム２０１を、図７に向かって左方向から見た状態を正面としている。
FIG. 8 is an external view showing a configuration example of the
左フレーム２０１は、アクリル、ＰＯＭ（ポリアセタール）等の樹脂を用いて形成されている。なお、左フレーム２０１の材質は、電解液１０４による浸食、溶解等の劣化を生じるものでなければ、特に限定されるものではない。
The
左フレーム２０１は、正面視正方形状をなし、前述のように、外周に沿って固定用の複数のボルト穴ａが穿設されている。また、中央部には、外形とそれぞれ対応する辺が平行になるように配置された正方形状の空気極１０１用の開口部ｃが開設されている。さらに、左フレーム２０１の背面側には、開口部ｃの周囲、及び開口部ｃの上側の一方の頂点近傍から左フレーム２０１の上端にかけて、空気極１０１を嵌着させるための嵌着溝ｄが刻設されている。
The
右フレーム２０２は、左フレーム２０１と対称形状をなすものであるため、左フレーム２０１の説明を参照するものとし、その説明を省略する。
Since the
図９は、本発明の電池１に係る電池セル１００が備える空気極１０１の構成例を示す正面図である。図９では、左フレーム２０１側に配置する空気極１０１を例示している。
FIG. 9 is a front view illustrating a configuration example of the
空気極１０１は、ＳＵＳ、ＳＰＣＣ等の板金を用いて形成される。空気極１０１は、高さ方向が長辺方向となる長方形状をなし、上側の一方の頂点には、長辺方向へ延びる端子片１０１ａが設けられている。端子片１０１ａの先端には、回路用端子取付穴ｆが設けられている。
The
空気極１０１の長方形状の部位には、正方形状の通気域１０１ｂが設けられており、通気域１０１ｂ内には複数個の空気穴ｅが設けられている。なお、空気穴ｅが設けられた通気域１０１ｂの背面には、図示しない触媒層が設けられている。
A square-shaped
空気極１０１の外形は、左フレーム２０１の嵌着溝ｄに嵌着可能な形状に形成されており、嵌着溝ｄに嵌着させた場合、回路用端子取付穴ｆが空気極１０１の上部から突出し、通気域１０１ｂが空気極１０１の開口部ｃに略合致する。
The outer shape of the
右フレーム２０２側の空気極１０１は、左フレーム２０１側の空気極１０１と対称形状をなすものであるため、左フレーム２０１側の空気極１０１の説明を参照するものとし、その説明を省略する。
Since the
図１０は、本発明の電池１に係る中央フレーム２００の構成例を示す平面図及び断面図である。図１０（ａ）は、平面図である。なお、ここでは、図に示した中央フレーム２００を、図７に向かって右方向から見た状態を正面としている。図１０（ｂ）は、図１０（ａ）に示したＡ−Ａ’方向の断面図であり、図１０（ｃ）は、図１０（ａ）に示したＢ−Ｂ’方向の断面図である。
FIG. 10 is a plan view and a cross-sectional view illustrating a configuration example of the
中央フレーム２００は、アクリル、ＰＯＭ等の樹脂を用いて形成されている。なお、中央フレーム２００の材質は、電解液１０４による浸食、溶解等の劣化を生じるものでなければ、特に限定されるものではない。
The
中央フレーム２００は、前述の様に、直方体状で上方が解放された中空の形状をなしている。また、図１０（ｂ）に示すように、正面視正方形状をなしており、前述のように、外周に沿って固定用の複数のボルト穴ａ，ｂが穿設されている。なお、図１０（ｂ）は、正面側から見た断面図であるため、左フレーム２０１側のボルト穴ａのみが示されているが、背面側には右フレーム２０２側のボルト穴ｂが設けられている。
As described above, the
また、中央部には、左フレーム２０１の開口部ｃ及び空気極１０１の通気域１０１ｂに対応する位置に、正方形状の開口部ｃが開設されている。なお、開口部ｃは、背面側にも開設されている。
In addition, a square-shaped opening c is opened at a position corresponding to the opening c of the
中央フレーム２００の両側面の下部には、ボルト代となる突起部２００ａが突設されており、突起部２００ａには上下方向に貫通するボルト穴ｇが穿設されている。また、中央フレーム２００の底面には、ネジ穴ｉが穿設されている。
両側面には、図１１〜１３にて示す電極スリット板２０４を固定するためのネジ穴ｈが穿設されており、ネジ穴ｈは、外側側面から中央フレーム２００の内部まで貫通している。電極スリット板２０４は、中央フレーム２００内側の両側面にそれぞれ固定される。
Screw holes h for fixing the
図１１は、本発明の電池１に係る電極スリット板２０４の構成例を示す外観図である。図１１（ａ）は、正面図であり、図１１（ｂ）は、左側面図であり、図１１（ｃ）は、背面図である。図１２は、本発明の電池１に係る電極スリット板２０４の構成例を示す断面図である。図１２は、一対の電極スリット板２０４を中央フレーム２００内部にビス固定した状態において、図１０（ａ）のＢ−Ｂ’方向の断面を示している。図１３は、本発明の電池１に係る電極スリット板２０４の構成例を示す平面図である。図１３は、一対の電極スリット板２０４を中央フレーム２００内部にビス固定した状態を示している。
FIG. 11 is an external view showing a configuration example of the
中央フレーム２００内側の両側面にそれぞれ固定された電極スリット板２０４は、燃料極１０２及び補助極１０３を中央フレーム２００内へ挿入する場合のガイドとなり、また燃料極１０２及び補助極１０３の移動を側面方向及び前後方向から規制する。
The electrode slit
電極スリット板２０４は、アクリル、ＰＯＭ等の樹脂を用いて形成されている。なお、電極スリット板２０４の材質は、電解液１０４による浸食、溶解等の劣化を生じるものでなければ、特に限定されるものではない。
The electrode slit
電極スリット板２０４は、中央フレーム２００内の底部に立設される直方体状の支柱２０４ａと、支柱２０４ａの上部に設けられ、燃料極１０２及び補助極１０３を挟持する保持部２０４ｂと備える構成となっている。支柱２０４ａ及び保持部２０４ｂには、それぞれ１カ所ずつ中央フレーム２００に固定するためのネジ穴ｈ’が穿設されており、電極スリット板２０４を中央フレーム２００内に挿入すると、ネジ穴ｈ’は、中央フレーム２００のネジ穴ｈに対応する位置に配置される。保持部２０４ｂの前後の長さは、中央フレーム２００の前後の内径より若干小さい程度であり、中央フレーム２００内に勘合するように形成されている。
The electrode slit
保持部２０４ｂには、燃料極１０２の挿入ガイドとなり、燃料極１０２の移動を規制するためのスリットｊと、補助極１０３の挿入ガイドとなり、補助極１０３の移動を規制するためのスリットｋとが刻設されている。
The holding
図１４は、本発明の電池１に係る電極保持ホルダ２０３の構成例を示す外観図である。図１４（ａ）は、正面図であり、図１４（ｂ）は、平面図であり、図１４（ｃ）は、左側面図である。電極保持ホルダ２０３は、中央フレーム２００内の下部に取り付けられ、燃料極１０２を下方から保持する部材である。
FIG. 14 is an external view showing a configuration example of the
電極保持ホルダ２０３は、アクリル、ＰＯＭ（ポリアセタール）等の樹脂を用いて形成されている。なお、電極保持ホルダ２０３の材質は、電解液１０４による浸食、溶解等の劣化を生じるものでなければ、特に限定されるものではない。
The
電極保持ホルダ２０３の底部には、燃料極１０２の下部を挟持することが可能な一対のリブ２０３ａが突設されている。リブ２０３ａ間に燃料極１０２を挿入することにより、燃料極１０２の立設位置の位置決めがなされる。
A pair of
電極保持ホルダ２０３の底部には、中央フレーム２００に固定するための一対のネジ穴ｉ’が穿設されており、電極保持ホルダ２０３を中央フレーム２００内に挿入すると、ネジ穴ｉ’は、中央フレーム２００のネジ穴ｉに対応する位置に配置される。
A pair of screw holes i ′ for fixing to the
図１５は、本発明の電池１に係る燃料極１０２の構成例を示す正面図である。燃料極１０２は、前述の様に亜鉛等の金属製材料を用いて、長方形の板状に形成されている。燃料極１０２は、長辺方向が上下方向となるように、電極保持ホルダ２０３のリブ２０３ａに下方の短辺１０２ａを挿入することで、短辺１０２ａがリブ２０３ａに挟持されて中央フレーム２００内に立設される。なお、燃料極１０２を立設した場合に、上部が、電極スリット板２０４のスリットｊに挿入されるように、上方の短辺の方が下方の短辺１０２ａより若干長くなっている。
FIG. 15 is a front view showing a configuration example of the
図１６は、本発明の電池１に係る補助極１０３が備える収容体１０３ａの構成例を示す外観図である。図１６（ａ）は、正面図であり、図１６（ｂ）は、右側面図であり、図１６（ｃ）は、背面図である。図１６は、図７に向かって左側に示した一方の補助極１０３を示しており、図１６（ａ）に示す正面図は、空気極１０１側の面であり、図１６（ｃ）に示す背面図は、燃料極１０２側の面である。なお、後述する図１７及び図１８も一方の補助極１０３を示している。
FIG. 16 is an external view showing a configuration example of a
収容体１０３ａの本体は、アクリル、ＰＯＭ（ポリアセタール）等の樹脂を用いて形成されている。なお、収容体１０３ａの材質は、電解液１０４による浸食、溶解等の劣化を生じるものでなければ、特に限定されるものではない。
The main body of the
収容体１０３ａは、大小２つの長方形を上下に組み合わせた正面視凸形状の開口部ｌが開設されており、開口部ｌは、収容体１０３ａの中央部から下部にかけて大きく長方形状に開口しており、上部にかけて小さく長方形状に開口している。
The
また、収容体１０３ａの正面側には、メッシュ状の一方の壁部となる壁部材１０３ｃ（図１７（ａ）参照）を嵌め込むための窪みとして嵌着溝ｍが凹設されている。嵌着溝ｍは、開口部ｌの周囲に凹設された部位と、該部位の上側の一方の頂部から収容体１０３ａの上端まで延びる部位とを備えている。
Further, on the front side of the
さらに、収容体１０３ａの背面側には、メッシュ状の他方の壁部となる壁部材１０３ｄ（図１７（ｂ）参照）を嵌め込むための窪みとして嵌着溝ｎが凹設されている。嵌着溝ｎは、開口部ｌの周囲に凹設されている。
Further, on the back side of the
また、収容体１０３ａの中央上方には、粒状をなす電極用金属１１０の受け口となる投入補助部１０３ｂを取り付けた場合に、粒状をなす電極用金属１１０の投入孔となる窪みとして投入溝ｐが凹設されており、投入溝ｐの両側には、投入補助部１０３ｂを取り付けるネジ穴ｑがそれぞれ穿設されている。
Further, in the center upper portion of the
図１７は、本発明の電池１に係る補助極１０３が備える収容体１０３ａの構成例を示す外観図である。図１７（ａ）は、正面図であり、図１７（ｂ）は、背面図である。図１７は、図１６に示した収容体１０３ａの正面に壁部材１０３ｃを嵌め込み、背面に壁部材１０３ｄを嵌め込んだ状態を示している。壁部材１０３ｃは、嵌着溝ｍと一致する形状をなしており、壁部材１０３ｄは、嵌着溝ｎと一致する形状をなしている。
FIG. 17 is an external view showing a configuration example of a
壁部材１０３ｃ及び壁部材１０３ｄは、充電効率が高いニッケル、ニッケル合金等の金属製材料で形成されたメッシュ状の形状をなしており、壁部材１０３ｃを嵌着溝ｍに嵌め込み、壁部材１０３ｄを嵌着溝ｎに嵌め込むことにより、収容体１０３ａの壁部が形成される。
The
図１８は、本発明の電池１に係る補助極１０３が備える収容体１０３ａの構成例を示す外観図である。図１８（ａ）は、左側面図であり、図１８（ｂ）は、背面図である。図１８は、図１６に示した収容体１０３ａに投入補助部１０３ｂを取り付けてネジ止めした状態を示している。投入補助部１０３ｂには、ネジ穴ｑ’が穿設されており、ネジ穴ｑ’は、投入補助部１０３ｂを取り付ける際に、収容体１０３ａのネジ穴ｑの位置に対応する。
FIG. 18 is an external view showing a configuration example of a
前述の様に、投入補助部１０３ｂは、収容体１０３ａの本体側から開口側にかけて漸次拡開しており、粒状をなす電極用金属１１０の受け口となる。
As described above, the
このように、補助極１０３は、収容体１０３ａに、壁部材１０３ｃ及び壁部材１０３ｄを嵌め込み、投入補助部１０３ｂを取り付けることにより、上部に投入孔を有し、中空の板状をなす形状に形成される。そして、投入補助部１０３ｂを介して投入孔から電極用金属１１０を投入することにより、電極用金属１１０は、投入溝ｐを通って壁部材１０３ｃ及び壁部材１０３ｄにより形成される収容部に充填される。なお、他方の補助極１０３は、一方の補助極１０３と対称形状をなすものであるため、一方の補助極１０３の説明を参照するものとし、その説明を省略する。
As described above, the
以上、詳述したように電池セル１００は、様々な部材を組み合わせて構成されている。
＜電極用金属１１０の充填＞
次に、本発明に係る電池１の補助極１０３において、収容体１０３ａと電極用金属１１０の充填とについて詳述する。図１９は、本発明の電池１に係る電池セル１００において、補助極１０３の収容体１０３ａに対する電極用金属１１０の充填の一例を模式的に示す断面図である。図１９に示すように収容体１０３ａに対し、上部の投入補助部１０３ｂから粒状をなす電極用金属１１０を投入することにより、電極用金属１１０が収容体１０３ａに充填される。電極用金属１１０の充填は、投入補助部１０３ｂがガイドとなり、補助極１０３を取り外すことなく、電極用金属１１０の投入のみにより実現することができる。したがって、収容体１０３ａに電極用金属１１０を供給する供給機構の設計自由度及び供給効率の向上等の効果を見込むことができる。電極用金属１１０が充填された補助極１０３ａは、燃料極１０２に代替する代替燃料極として用いることができる。
As described above, the
<Filling of
Next, in the
図２０は、本発明に係る電池１の収容体１０３ａに嵌め込まれる壁部材１０３ｃのメッシュ形状の一例を示す外観図である。図２０に例示する壁部材１０３ｃは、芯線としてニッケル線を平織りすることでメッシュ状に形成されている。また、芯線の間隙となる開き目は、一定の間隔δとなるように織られている。間隔δは、０．１６〜０．５０ｍｍに形成される。この場合、壁部材１０３ｄ側の芯線の間隔も壁部材１０３ｃ側と同じ間隔δとすることにより、部品の共通化が行えるので、製造コストを抑制するという効果を得ることができる。なお、メッシュの形成方法は特に限定するものではなく、他の織り方であっても良く、またニッケル板に多数のパンチングを施したパンチングメタル等の形状であっても良い。
FIG. 20 is an external view showing an example of the mesh shape of the
図２１は、本発明に係る電池１の補助極１０３に収容される電極用金属１１０の一例を示す模式図である。図２１は、球状に形成した亜鉛製の電極用金属１１０を示している。球状の電極用金属１１０の外形寸法である直径Ｄは、壁部材１０３ｃの芯線の間隔δより大きい１〜２ｍｍ程度に形成される。
FIG. 21 is a schematic diagram showing an example of the
図２２は、本発明に係る電池１の補助極１０３に収容される電極用金属１１０の一例を示す模式図である。図２２は、電極用金属１１０の他の形状の例として、円柱状のペレットとして形成した亜鉛製の電極用金属１１０を示している。円柱状の電極用金属１１０の外形寸法である底面の直径Ｄは、壁部材１０３ｃの芯線の間隔δより大きい１〜２ｍｍ程度に形成される。また、電極用金属１１０の高さＨは、底面の直径Ｄより大きくなるように形成される。
FIG. 22 is a schematic diagram showing an example of the
電極用金属１１０の外形寸法について更に詳述する。球状の電極用金属１１０の直径Ｄ、又は円柱状の電極用金属１１０の高さＨ及び直径Ｄが、芯線の間隔δ未満となる場合、電極用金属１１０が壁部材１０３ｃを通り抜けて外部へ流出することになるため、正常な電池動作が行われなくなる。従って、壁部材１０３ｃの芯線の間隔δは、球状の電極用金属１１０の外形寸法、具体的には球状の電極用金属１１０の直径Ｄ、又は円柱状の電極用金属１１０の直径Ｄ及び高さＨの小さい方未満となるように形成しなければならない。
The outer dimensions of the
さらに、壁部材１０３ｃ及び壁部材１０３ｄの間隔は、電極用金属１１０の外形の寸法、具体的には、球状の電極用金属１１０の直径Ｄ、又は円柱状の電極用金属１１０の高さＨ及び直径Ｄの大きい方と比べ少なくとも２倍以上とすべきである。壁部材１０３ｃ及び壁部材１０３ｄの間隔が電極用金属１１０の外形寸法に比べて小さい場合、電極用金属１１０を投入時に、収容体１０３ａ内に密に充填されずに途中で詰まる現象、所謂ブリッジが発生する場合がある。従って、壁部材１０３ｃ及び壁部材１０３ｄの間隔を、電極用金属１１０の外形寸法の２倍以上、好ましくは３倍以上とすることが求められる。
Furthermore, the distance between the
本願発明者の実験によれば、壁部材１０３ｃ及び壁部材１０３ｄの間隔が電極用金属１１０の最大外形寸法とほぼ同様の場合、大きなブリッジが発生し、投入することができないという結果が確認された。また、壁部材１０３ｃ及び壁部材１０３ｄの間隔が電極用金属１１０の最大外形寸法の１．５倍程度の場合、小さなブリッジが発生し、投入が困難であるという結果が確認された。また、壁部材１０３ｃ及び壁部材１０３ｄの間隔が電極用金属１１０の最大外形寸法の２倍程度の場合、ブリッジは発生せず投入が可能であるという結果が確認された。また、壁部材１０３ｃ及び壁部材１０３ｄの間隔が電極用金属１１０の最大外形寸法の３倍程度の場合、ブリッジは発生せず良好な投入状況であるという結果が確認された。
According to the experiment by the inventor of the present application, when the distance between the
なお、電極用金属１１０の最大寸法、平均寸法等の外形寸法を１ｍｍより小さくした場合、壁部材１０３ｃの芯線の間隔δを更に小さくする必要があるため、電解液１０４の移動性が悪化するという問題が生じる。また、このような場合、収容体１０３ａ内の電極用金属１１０の充填状況が外部から視認し難くなるという問題も生じ得る。一方、電極用金属１１０の外形寸法を２ｍｍより大きくした場合、収容体１０３ａ内に充填する電極用金属１１０同士の隙間が大きくなるため、充填効率が低下するという問題が生じる。充填効率の低下は、電池セル１００の小型化の障害となり、また、電極用金属１１０の貯蔵容器の大型にも繋がる。
When the outer dimensions such as the maximum dimension and the average dimension of the
これらの課題を考慮すると、電極用金属１１０の外形寸法は、１〜２ｍｍとし、補助極１０３の壁部材１０３ｃの芯線の間隔δは、０．１６〜０．５ｍｍとすることが好ましい。これにより、前述の課題を解決するだけで無く、更に、良好な放電特性、作業性等の効果を得ることができる。
Considering these problems, the outer dimensions of the
また、図２１及び図２２に例示するような粒状の電極用金属１１０を用いることにより、例えば、スクリュー状の搬送パイプ等の供給機構を用いて、電極用金属１１０の透過による供給が可能となる。したがって、収容体１０３ａに電極用金属１１０を供給する供給機構の設計自由度及び供給効率の向上等の効果を見込むことができる。
In addition, by using the
例えば、収容体１０３ａに収容する電極用金属１１０として板状の亜鉛板を用いる場合、亜鉛板を収容体１０３ａに挿入する際、電気反応を適正に行うためには、板表面と、メッシュ形状の壁部材１０３ｃ及び壁部材１０３ｄとを密着させる必要が生じる。しかしながら、壁部材１０３ｃ、１０３ｄとして用いられるニッケルは柔らかい金属であるため、亜鉛板の挿入がスムーズに行われないとき、亜鉛板の端部と接触してメッシュ形状が変形することになり、所望の性能が得られないという事態が生じる可能性がある。電極用金属１１０を粒状に形成した場合、このような事態が生じることは考え難い。本発明では、これらのことを加味して亜鉛板ではなく、粒状の電極用金属１１０を用いるものとした。
For example, when a plate-like zinc plate is used as the
また、電極用金属１１０として長方形の板状の亜鉛板を用いる場合、収容体１０３ａに亜鉛板の短辺１０２ａより大きい開口部が必要となる。このような場合、電解液１０４が漏れないように開口部を閉じる必要が生じるため、シール設計が必要となる。電極用金属１１０を粒状に形成した場合、開口部を小さくすることができるので、シール性の保持が容易であり、しかも開口部を小さくした場合でも、投入補助部１０３ｂを用いることで、供給機構の設計自由度及び供給効率を維持することができる。
（第２の実施形態）
第２の実施形態は、第１の実施形態にて説明した電池セルを複数連設する形態である。以降の説明において、第１の実施形態と同様の構成については、第１の実施形態と同様の符号を付し、第１の実施形態を参照するものとし、その詳細な説明を省略する。
Further, when a rectangular plate-like zinc plate is used as the
(Second Embodiment)
In the second embodiment, a plurality of battery cells described in the first embodiment are provided in series. In the following description, the same configurations as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those of the first embodiment, the first embodiment is referred to, and the detailed description thereof is omitted.
図２３は、本発明に係る電池セル１００を複数連設した状態の一例を示す模式図である。図２３は、複数の電池セル１００を各電極がそれぞれ並行に並ぶ方向で連設した実施形態を示している。各電池セル１００の間は、一方の電池セル１００のボルト穴ａと、隣り合う電池セル１００のボルト穴ｂとを両ボルトｒにて連結することにより固定される。なお、連設に際し、隣り合う電池セル１００同士の投入補助部１０３ｂが連結の邪魔にならないように、投入補助部１０３ｂの大きさ及び両ボルトｒによる連設間隔が制限される。具体的には、投入補助部１０３ｂの張り出し長さが両ボルトｒの中心線より大きくならないように設計される。ただし、対向する電池セル１００の投入補助部１０３ｂ同士がぶつからないように取付位置をずらした場合、張り出し長さをより長くすることができる。
FIG. 23 is a schematic diagram showing an example of a state in which a plurality of
このように、複数の電池セル１００を連設し、直列又は並列に配線をつなげることにより、最大電圧の向上、供給時間の向上等の効果が見込める。また、本発明の電池１の近傍に燃料貯蔵タンクを設け、第１の実施形態のように、スクリュー状の搬送パイプ等の供給機構を用いて電極用金属１１０を投入する場合、各電池セル１００の投入補助部１０３ｂ連続して開口しているように各電池セル１００を連設することで、電極用金属１１０の更なる搬送効率の向上が可能である。しかも、この場合、投入補助部１０３ｂと搬送パイプの先端を直結することにより、搬送パイプの先端のみをシールすれば良く、シール性を更に向上させることが可能である。
（第３の実施形態）
第３の実施形態は、第１の実施形態又は第２の実施形態において、芯線の間隔が異なる壁部材を電池セルの両面にそれぞれ取り付ける形態である。なお、以降の説明において、第１の実施形態又は第２の実施形態と同様の構成については、特に差別化する場合を除き第１の実施形態及び第２の実施形態と同様の符号を付し、第１の実施形態及び第２の実施形態を参照するものとし、その詳細な説明を省略する。
In this way, by connecting a plurality of
(Third embodiment)
3rd Embodiment is a form which attaches the wall member from which the space | interval of a core wire differs in the 1st Embodiment or 2nd Embodiment to the both surfaces of a battery cell, respectively. In the following description, the same reference numerals as those in the first embodiment and the second embodiment are assigned to the same configurations as those in the first embodiment or the second embodiment unless otherwise differentiated. The first embodiment and the second embodiment will be referred to, and detailed description thereof will be omitted.
電池セル１００内においては、電池セル１００自体の内部構造、各電極間の距離、周囲温度、電解液１０４の種類等の様々な要因により、電解液１０４の濃度分布特性に差が生じる場合がある。したがって、濃度分布特性に応じて、空気極１０１側の壁部材１０３ｃの芯線の間隔δｃと、燃料極１０２側の壁部材１０３ｄの芯線の間隔δｄとを適宜異なるものとすることにより、発電効率等の特性を向上させることが可能である。
Within the
例えば、第１の実施形態及び第２の実施形態にて示した電池セル１００の条件において、空気極１０１側の壁部材１０３ｃの芯線の間隔δｃを、燃料極１０２側の壁部材の１０３ｄの芯線の間隔δｄより大きくした場合、間隔δｃ及び間隔δｄを等しくした場合と比べて発電効率が向上した。また、間隔δｃを間隔δｄより小さくした場合、間隔δｃ及び間隔δｄを等しくした場合と比べて発電効率が低下した。
For example, in the condition of the
即ち、第３の実施形態として、芯線の間隔δｃを、芯線の間隔δｄより大きくした場合、電池セル１００内の電解液１０４の連絡性（移動性）をよりスムーズな状態とし、発電効率を向上させることができる。
That is, as the third embodiment, when the core wire interval δc is made larger than the core wire interval δd, the connectivity (mobility) of the
前記第１乃至第３の実施形態は、本発明の無数に存在する実施例の一部を開示したに過ぎず、目的、用途、仕様、設定等の様々な要因を加味して適宜設計することが可能である。 The first to third embodiments only disclose some of the myriad examples of the present invention, and should be appropriately designed in consideration of various factors such as purpose, application, specifications, and settings. Is possible.
例えば、前記実施形態では、電極用金属１１０として亜鉛を用いる形態を示したが、本発明はこれに限らず、鉄、マグネシウム、アルミニウム、ナトリウム、カルシウム、リチウム等の亜鉛以外の様々な金属を電極用金属１１０として用いることが可能である。
For example, in the said embodiment, although the form which uses zinc as the
また、前記実施形態では、３極式の金属空気電池の補助極１０３に、粒状の電極用金属１１０を収容可能な収容体１０３ａを用いる形態を示したが、本発明はこれに限るものでは無い。即ち、燃料極１０２にも、粒状の電極用金属１１０を収容した収容体１０３ａを用いるようにしても良く、更には、２極式の金属空気電池の燃料極に、粒状の電極用金属１１０を収容した収容体１０３ａを用いるようにしても良い。
Further, in the above-described embodiment, the case in which the
以上、詳述したように、本願に記載の電池１は、電解液１０４を介して離隔配置された複数の電極を備える電池１であって、前記複数の電極のうちの少なくとも一の電極は、電極として用いられる粒状の電極用金属１１０を収容可能な収容体１０３ａを備え、前記収容体１０３ａは、前記電解液１０４が透過可能で、かつ収容した前記電極用金属１１０の透過を防止する壁部を有することを特徴とする。
As described above in detail, the
したがって、充電用の電極として用いることが可能であり、また、燃料極として用いる場合に電極用金属１１０を容易に収容することが可能である。
Therefore, it can be used as an electrode for charging, and when used as a fuel electrode, the
また、本願に記載の電池１は、電解液１０４を介して離隔配置された複数の電極を備える電池１であって、前記複数の電極のうちの少なくとも一の電極は、電極として用いられる粒状の電極用金属１１０と、前記電極用金属１１０を収容した収容体１０３ａとを備え、前記収容体１０３ａは、前記電解液１０４が透過可能で、かつ収容している前記電極用金属１１０の透過を防止する壁部を有することを特徴とする。
Further, the
したがって、電池１の燃料として用いることが可能な電極用金属１１０を容易に装填することが可能である。
Therefore, the
また、本願に記載の電池１は、前記電極として、正極となる空気極１０１、負極となる燃料極１０２、及び補助極１０３を有する燃料電池であり、少なくとも前記燃料極１０２及び補助極１０３のうちの一方が、前記収容体１０３ａを備える電極であることを特徴とする。
The
したがって、収容体１０３ａは、燃料極として用いることが可能であり、また、補助極１０３として用いることも可能である。
Therefore, the
また、本願に記載の電池１は、前記壁部の一部又は全部は、メッシュ構造をなすことを特徴とする。
Moreover, the
したがって、壁部のメッシュ構造により電解液１０４が透過可能とすると共に、電極用金属１１０が流出することを防止することができる。
Therefore, the
また、本願に記載の電池１は、前記壁部の一部又は全部は、ニッケルを含有する金属製のメッシュ構造をなすことを特徴とする。
Moreover, the
したがって、収容体１０３ａを、充電効率の高いニッケル、ニッケル合金等の金属で壁部を形成することにより、二次電池の充電用電極として用いることができる。
Therefore, the
また、本願に記載の電池１は、前記メッシュ構造を形成する芯線の間隔は、前記粒状の電極用金属１１０の外径未満であることを特徴とする。
Further, the
したがって、収容体１０３ａに収容した電極用金属１１０の流出を防止することができる。
Therefore, it is possible to prevent the
また、本願に記載の電池１は、前記粒状の電極用金属１１０の外径寸法は、１〜２ｍｍであり、前記メッシュ構造を形成する芯線の間隔は、０．１６〜０．５０ｍｍであることを特徴とする。
Further, in the
したがって、収容体１０３ａに収容した電極用金属１１０の流出を防止することができる。また、電極用金属１１０の外形寸法が大き過ぎず充電効率を低下させることがないため、電極用金属１１０を収容した収容体１０３ａを電極として用いる場合に良好な放電特性を得ることができる。
Therefore, it is possible to prevent the
また、本願に記載の電池１は、前記収容体１０３ａは、一対の壁部が対向して配置されており、前記対向した配置された壁部の間隔は、前記粒状の電極用金属１１０の外径の２倍以上であることを特徴とする。
Further, in the
したがって、収容体１０３ａに密に充填されずに途中で詰まってしまう、所謂ブリッジの発生を抑制するため、充電効率の低下を抑制し、電極用金属１１０を収容した収容体１０３ａを電極として用いる場合に良好な放電特性を得ることができる。
Therefore, in order to suppress the occurrence of so-called bridges that are not packed in the
また、本願に記載の電池１は、前記空気極１０１及び燃料極１０２の間に、前記収容体１０３ａを備える前記補助極１０３が配置されており、前記補助極１０３は、メッシュ構造をなす壁部を前記空気極１０１側及び燃料極１０２側の双方に備え、前記空気極１０１側のメッシュ構造と、前記燃料極１０２側のメッシュ構造との芯線の間隔は同じ規格であることを特徴とする。
Further, in the
したがって、双方の芯線の間隔を同じ規格にすることにより、部品の共通化が行えるので、製造コストを抑制することができる。 Therefore, by using the same standard for the distance between the two core wires, the parts can be shared, and the manufacturing cost can be reduced.
また、本願に記載の電池１は、前記空気極１０１及び燃料極１０２の間に、前記収容体１０３ａを備える前記補助極１０３が配置されており、前記補助極１０３は、メッシュ構造をなす壁部を前記空気極１０１側及び燃料極１０２側の双方に備え、前記空気極１０１側のメッシュ構造と、前記燃料極１０２側のメッシュ構造との芯線の間隔は異なる規格であることを特徴とする。
Further, in the
したがって、濃度分布特性に応じて、空気極１０１側の壁部材１０３ｃの芯線の間隔δｃと、燃料極１０２側の壁部材１０３ｄの芯線の間隔δｄとを適宜異なるものとすることにより、発電効率等の特性を向上させることができる。
Therefore, according to the concentration distribution characteristic, the power generation efficiency and the like can be increased by appropriately changing the interval δc between the core wires of the
また、本願に記載の電池１は、前記空気極１０１側のメッシュ構造の芯線の間隔は、前記燃料極１０２側のメッシュ構造の芯線の間隔より大きいことを特徴とする。
Further, the
したがって、濃度分布特性に応じて、空気極１０１側の壁部材１０３ｃの芯線の間隔δｃと、燃料極１０２側の壁部材１０３ｄの芯線の間隔δｄとを適宜設計することにより、発電効率等の特性を向上させることができる。
Accordingly, by appropriately designing the interval δc of the core wire of the
また、本願に記載の電池１は、前記電極用金属１１０は、主成分に亜鉛を含むことを特徴とする。
The
したがって、電極用金属１１０を収容した収容体１０３ａを、燃料極として用いることが可能である。
Therefore, it is possible to use the
また、本願に記載の電池１は、前記収容体１０３ａは、前記粒状の電極用金属１１０を内部に投入可能な投入孔を有することを特徴とする。
Further, the
したがって、投入孔から電極用金属１１０を投入することにより、収容体１０３ａを燃料極等の電極として用いることができるため、燃料極の装填に相当する作業の利便性を向上させることができる。
Therefore, by inserting the
また、本願に記載の電池１は、前記投入孔には、前記収容体１０３ａの本体側から開口側にかけて漸次拡開している投入補助部１０３ｂが形成されていることを特徴とする。
In addition, the
したがって、投入補助部１０３ｂが電極用金属１１０のガイドとなるため、電極用金属１１０の投入時の作業性を向上させることができる。
Therefore, since the input
また、本願に記載の電池１は、前記投入補助部１０３ｂは、他の電池１と連設可能な大きさに形成されていることを特徴とする。
Further, the
したがって、セルとしての電池１を複数連設することが可能となるので、最大電圧の向上、供給時間の向上等の効果を見込むことができる。
Therefore, since a plurality of
また、本願に記載の電池１は、前記粒状の電極用金属１１０は、球状をなすことを特徴とする。
The
したがって、搬送供給構造にて電極用金属１１０を投入するように設計することができるので、投入孔を有しながらもシール構造を容易に設計することができる。
Therefore, since the
また、本願に記載の電池１は、前記粒状の電極用金属１１０は、円柱状をなすことを特徴とする。
Further, the
したがって、搬送供給構造にて電極用金属１１０を投入するように設計することができるので、投入孔を有しながらもシール構造を容易に設計することができる。
Therefore, since the
また、本願に記載の電極用部材は、電解液１０４が充填された筐体に浸漬可能な電極用部材であって、電極として用いられる粒状の電極用金属１１０を収容可能な収容体１０３ａを備え、前記収容体１０３ａは、前記電解液１０４が透過可能で、かつ収容している前記電極用金属１１０の透過を防止する壁部を有することを特徴とする。
The electrode member described in the present application is an electrode member that can be immersed in a casing filled with the
したがって、電解液１０４が充填された筐体に浸漬することにより、充電用の電極として用いることができ、また、電極用金属１１０を収容することにより、燃料極として用いることができる。
Therefore, it can be used as an electrode for charging by being immersed in a casing filled with the
１ 電池
１００ 電池セル
１０１ 空気極
１０１ａ 端子片
１０１ｂ 通気域
１０２ 燃料極
１０２ａ 短辺
１０３ 補助極
１０３ａ 収容体
１０３ｂ 投入補助部
１０３ｃ 壁部材
１０３ｄ 壁部材
１０４ 電解液
１１０ 電極用金属
２００ 中央フレーム
２００ａ 突起部
２０１ 左フレーム
２０２ 右フレーム
２０３ 電極保持ホルダ
２０３ａ リブ
２０４ 電極スリット板
２０４ａ 支柱
２０４ｂ 保持部
３００ 切替装置
３０１ 切替部
３０２ 電池制御部
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記複数の電極のうちの少なくとも一の電極は、
電極として用いられる粒状の電極用金属を収容可能な収容体を備え、
前記収容体は、
前記電解液が透過可能で、かつ収容した前記電極用金属の透過を防止する壁部を有する
ことを特徴とする電池。 A battery comprising a plurality of electrodes spaced apart via an electrolyte solution,
At least one of the plurality of electrodes is
A container that can accommodate a granular electrode metal used as an electrode,
The container is
A battery characterized by having a wall portion through which the electrolyte solution can permeate and prevent permeation of the accommodated electrode metal.
前記複数の電極のうちの少なくとも一の電極は、
電極として用いられる粒状の電極用金属と、
前記電極用金属を収容した収容体と
を備え、
前記収容体は、
前記電解液が透過可能で、かつ収容している前記電極用金属の透過を防止する壁部を有する
ことを特徴とする電池。 A battery comprising a plurality of electrodes spaced apart via an electrolyte solution,
At least one of the plurality of electrodes is
A granular electrode metal used as an electrode;
And a container containing the metal for electrodes,
The container is
A battery characterized by having a wall portion through which the electrolytic solution can permeate and which prevents permeation of the electrode metal contained therein.
前記電極として、正極となる空気極、負極となる燃料極、及び補助極を有する燃料電池であり、
少なくとも前記燃料極及び補助極のうちの一方が、前記収容体を備える電極である
ことを特徴とする電池。 The battery according to claim 1 or 2,
As the electrode, a fuel cell having an air electrode as a positive electrode, a fuel electrode as a negative electrode, and an auxiliary electrode,
A battery, wherein at least one of the fuel electrode and the auxiliary electrode is an electrode including the housing.
前記収容体は、
前記粒状の電極用金属を内部に投入可能な投入孔を有する
ことを特徴とする電池。 The battery according to any one of claims 1 to 3, wherein
The container is
A battery having a charging hole into which the granular electrode metal can be charged.
電極として用いられる粒状の電極用金属を収容可能な収容体を備え、
前記収容体は、
前記電解液が透過可能で、かつ収容している前記電極用金属の透過を防止する壁部を有する
ことを特徴とする電極用部材。 An electrode member that can be immersed in a casing filled with an electrolyte,
A container that can accommodate a granular electrode metal used as an electrode,
The container is
An electrode member characterized by having a wall portion through which the electrolyte solution can permeate and preventing the permeation of the electrode metal contained therein.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2013214677A JP2015079583A (en) | 2013-10-15 | 2013-10-15 | Battery and electrode member |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2013214677A JP2015079583A (en) | 2013-10-15 | 2013-10-15 | Battery and electrode member |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2015079583A true JP2015079583A (en) | 2015-04-23 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2013214677A Pending JP2015079583A (en) | 2013-10-15 | 2013-10-15 | Battery and electrode member |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2015079583A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017041307A (en) * | 2015-08-17 | 2017-02-23 | シャープ株式会社 | Metal-air battery, metal-air battery pack, and mobile body |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06223882A (en) * | 1993-01-25 | 1994-08-12 | Aisin Seiki Co Ltd | Metal-air battery |
| JP2005515606A (en) * | 2001-12-31 | 2005-05-26 | エビオニクス、インク． | Rechargeable metal-air electrochemical cell with foldable cathode assembly |
| KR20110124468A (en) * | 2010-05-11 | 2011-11-17 | 주식회사 레오모터스 | Zinc-ball supplying apparatus |
| KR20110124469A (en) * | 2010-05-11 | 2011-11-17 | 주식회사 레오모터스 | Zinc-ball supplying apparatus |
-
2013
- 2013-10-15 JP JP2013214677A patent/JP2015079583A/en active Pending
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