JP2015138637A - 金属空気電池 - Google Patents

Abstract

【課題】紙を含有するシート材で外装体を形成した構成で、空気を取り込む開口部の端面からの電解液の浸透などの影響を抑えることが可能な金属空気電池を提供する。【解決手段】外装体１１は、紙を含有するシート材１０１で形成され、シート材１０１は、隙間を空けてマグネシウム極（金属極）を覆うとともに、少なくとも内面側が非透液性に形成され、外装体１１には、空気極１３が外面側から装着される開口部２２Ｋが設けられ、開口部２２Ｋの端面には、内部に注液した電解液の浸透を防止する端面処理が施される。【選択図】図６

Description

本発明は、空気極を有するとともに金属極を収容する外装体を備える金属空気電池に関する。

天災時や風水害時およびＡＣ電源の入手困難な環境で、食塩水などの電解液を注入すると発電可能な金属空気電池が知られている。金属空気電池の外装体には、一般的に金属缶や樹脂製容器が使用されている。しかし、この種の外装体は、電解液の漏れを防ぐためのパッキンやシール材が必要となるため、部材数が多くなり、組立工数やコストの増加が生じる。さらにパッキンやシール材の不良や劣化により電解液が漏れるおそれもある。また、金属缶や樹脂製容器の外装体は、重くなってしまう。
また、金属空気電池には、正極、セパレータおよびゲル状金属からなる負極材料を、熱融着性樹脂層を含むラミネートシートによって成形された外装体で包み、負極材料の電池内体積占有率を４０％以上９０％以下にした構成が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
また、金属空気電池以外の電池には、外装体を紙と複合した複合紙容器で構成したものが提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００４−２８８５７１号公報 特許第４２９６７７１号公報

ところで、特許文献１記載の構成は、空気拡散紙、空気極シート、セパレータ、ゲル状負極金属、負極集合体を積層して厚みのある発電要素を構成し、この発電要素を、負極側ラミネートシートと正極側ラミネートシートとの間に形成した凹部内に収納して保持する構成であるため、部品点数が多く、構造が複雑化してしまい、コスト低減に不利である。
一方、金属空気電池の外装体を、紙を含有するシート材で形成すれば、低コスト且つ軽量で、廃棄性にも有利になる。しかしながら、金属空気電池の外装体は、空気極を介して空気を取り込む開口部を有するため、紙製の外装体の場合、開口部の端部から電解液が浸透し、強度低下や外観の劣化を招いてしまうおそれが生じる。

本発明は、上述した事情を鑑みてなされたものであり、紙を含有するシート材で外装体を形成した構成で、空気を取り込む開口部の端面からの電解液の浸透などの影響を抑えることが可能な金属空気電池を提供することを目的としている。

上述した課題を解決するため、本発明は、空気極を有するとともに前記空気極と対向する金属極を収容する外装体を備える金属空気電池において、前記外装体は、紙を含有するシート材で形成され、前記シート材は、隙間を空けて前記金属極を覆うとともに、少なくとも内面側が非透液性に形成され、前記外装体には、前記空気極が外面側から装着される開口部が設けられ、前記開口部の端面には、内部に注液した電解液の浸透を防止する端面処理が施されていることを特徴とする。この構成によれば、紙を含有するシート材で外装体を形成した構成で、開口部の端面からの電解液の浸透を防止し、外装体の強度低下や外観の劣化を回避することができる。

前記開口部の端面は、前記端面処理として、前記シート材の縁部が外方に向かって折り返されるようにしても良い。この構成によれば、シート材を折り曲げる、といった簡易な方法で、開口部への電解液の影響を抑えることが可能になる。

また、前記開口部の端面は、前記端面処理として、シート状の非透液性材料により被覆されるようにしても良い。この構成によれば、フィルム性能に応じた被覆性能を得ることができる。例えば、広く流通するフィルムを用いることにより、コスト低減を図りやすくなり、且つ、フィルムの選定により所望の被覆性能を選択可能になる。

また、前記シート材の両面に前記非透液性材料を貼り付け、前記非透液性材料同士を接合して前記端面を被覆しても良い。この構成によれば、シート材の両面をラミネートする場合に、そのラミネートフィルムを利用して被覆することができる。

また、前記非透液性材料により前記端面を包み込んで前記端面を被覆しても良い。この構成によれば、開口部の端面を包み込んだ被覆形態を得ることができ、端面からの電解液の浸透を防止し易くなる。

また、前記開口部の端面は、前記端面処理として、疎水性の薬剤が含浸されるようにしても良い。この構成によれば、薬剤を用いる方法により開口部の端面からの電解液の浸透を防止できる。

また、前記端面処理として、前記シート材から前記空気極に渡ってホットメルトを塗布し、前記ホットメルトにより前記開口部の端面を覆うようにしても良い。この構成によれば、空気極の表面凹凸形状を利用して被覆として機能するホットメルトの接合強度を効率よく高めることができる。

また、前記端面処理として、前記シート材から前記空気極に渡ってシート状の非透液性材料を貼り付け、前記非透液性材料により前記開口部の端面を覆うようにしても良い。この構成によれば、空気極の表面凹凸形状を利用して被覆として機能するフィルムの接合強度を効率よく高めることができる。

また、前記非透液性材料は、前記開口部の縁部に渡って延出する一体型の枠状にしても良い。この構成によれば、開口部の縁部毎に非透液性材料を貼り付ける場合と比べて、部品点数を低減でき、且つ、貼り付け作業が一回で済む。

また、前記非透液性材料は、前記開口部の縁部に渡って延出する枠状となるように複数の短冊状の非透液材料を接続しても良い。この構成によれば、非透液性材料のフィルム素材から切り出す際に材料の余りを低減し易くなり、また、様々な形状に対応し易くなる。

本発明によれば、紙を含有するシート材で外装体を形成した構成で、空気を取り込む開口部の端面からの電解液の浸透などの影響を抑えることが可能な金属空気電池を提供することができる。

本発明の金属空気電池の実施形態に係るマグネシウム空気電池を示した図である。 図２（Ａ）はマグネシウム空気電池を後方から見た図、図２（Ｂ）は上方から見た図、図２（Ｃ）は右から見た図である。 打ち抜きシートを示した図である。 図１のＩＶ-ＩＶ断面図である。 図１のＶ-Ｖ断面図である。 第１実施例を模式的に示した断面図である。 図７（Ａ）は第２実施例を模式的に示した断面図であり、図７（Ｂ）は外装体の外面がラミネートされている場合を示した図である。 第３実施例を模式的に示した断面図である。 図９（Ａ）〜図９（Ｄ）は第４実施例を時系列順で模式的に示した断面図である。 第５実施例を模式的に示した断面図である。 第６実施例を模式的に示した断面図である。 第７実施例を模式的に示した断面図である。 第８実施例を模式的に示した断面図である。 図１４（Ａ）および図１４（Ｂ）はフィルムの一例を示した図である。

以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。
図１は、本発明の金属空気電池の実施形態に係るマグネシウム空気電池を示した図である。
マグネシウム空気電池１０は、折り曲げ自在なシート材で形成された中空箱形状の外装体（筐体とも言う）１１を備えている。外装体１１には、空気極１３が装着されるとともに、空気極１３と対向するようにマグネシウム極（金属極）１５が収容される。このマグネシウム空気電池１０は、空気極１３が正極として作用し、マグネシウム極１５が負極として作用する一次電池である。
図１および後述する各図に示す上下左右などの各方向は、マグネシウム空気電池１０を電池として使用するときの各方向に対応し、以下の説明で使用する各方向と同じである。

図２（Ａ）、図２（Ｂ）および図２（Ｃ）は、マグネシウム空気電池１０を三方（後方、上方、右）から見た図である。外装体１１は、薄型の直方体形状に形成されており、外装体１１の底面を構成する底板部２１と、前面を構成する前壁部２２と、後面を構成する後壁部２３（図２）と、左右側面を構成する左右の側壁部（左壁部、右壁部）２４と、上面を構成する上板部２５とを一体に有している。
前壁部２２および後壁部２３は、同一形状の面であって、互いに平行に配置され、外装体１１の中で最も大きい面を形成する。前壁部２２には、空気極１３が装着（接着）される開口部２２Ｋ（後述する図３参照）が設けられている。

空気極１３は、矩形状（タブ部１３Ｔを除く）の銅メッシュ（銅製の金網）に、カーボンとテフロン（登録商標）を混合した素材を、ローラープレス機などを用い所定厚さのシート状とした後、所定時間、所定温度で乾燥、焼成させ、前記銅メッシュと略同等の大きさに裁断したシートを両面から圧迫（プレス）し狭持したものを、外装体１１の開口部２２Ｋに熱融着や接着剤などにより接着した構造であり、通気性と非透水性（非透液性に相当）とを有している。即ち、前記シート状とした素材は、外部の空気は外装体の内部に通気可能であり、外装体１１内部の電解液は外部に透過不能な非透水性を有するものである。なお、空気極１３には公知の構成を広く適用可能である。
マグネシウム極１５は、前壁部２２と後壁部２３との間であって、各壁部２２、２３から離間した位置にて空気極１３と平行に配置される。また、空気極１３およびマグネシウム極１５は、前壁部２２および後壁部２３に対しても平行である。図１に示す電池使用状態では、各極板１３、１５は鉛直方向に配置される。

空気極１３には、上方に突出するタブ部１３Ｔが設けられ、このタブ部１３Ｔに不図示の正極配線が接続される。タブ部１３Ｔとしては、Ｎｉ製や銅製の板部材が用いられ、空気極１３の銅メッシュに溶接などによって接合される。このタブ部１３Ｔは、外装体１１の上板部２５よりも上方に突出し、上方から正極配線を容易に接続可能である。
また、マグネシウム極１５にも、上方に突出するタブ部１５Ｔが設けられ、このタブ部１５Ｔに不図示の負極配線が接続される。

マグネシウム極１５のタブ部１５Ｔは、マグネシウム極１５に一体に設けられ、外装体１１よりも上方に突出する。すなわち、マグネシウム極１５は、矩形板状のマグネシウム極本体部（金属極本体部）１５Ａ（後述する図４参照）と、マグネシウム極本体部１５Ａから同じ厚さで上方に突出するタブ部１５Ｔとを一体に備えている。
なお、図１に示すように、マグネシウム極１５のタブ部１５Ｔは、マグネシウム極１５における幅方向一端側（左端側）にオフセットして設けられる。また、空気極１３のタブ部１３Ｔは、マグネシウム極１５のタブ部１５Ｔよりも幅方向他端側（図１中、右端側）にオフセットした位置に設けられる。これによって、正面視（図１）で各タブ部１５Ｔ、１３Ｔが重ならないように配置されている。

上板部２５は、前壁部２２と後壁部２３と左右の側壁部２４との間に形成された内部空間の上方を覆う覆い部材として機能する。この上板部２５は、マグネシウム極本体部１５Ａの上面を覆う一方で、タブ部１５Ｔは外部に露出させる。また、上板部２５には、電解液（本構成では食塩水）の注入口となる左右一対の孔部２５Ｈが設けられる。各孔部２５Ｈは、円弧に沿った切れ目の内周部分に相当し、電解液を注入する注入ボトルの先端が切れ目の内側に突き当てられることによって各孔部２５Ｈが開口し、電解液を内部に注入させることができる。このとき、電解液はいずれか一つの孔部から注入され、それ以外の孔部は空気孔となる。なお、前記電解液の注入口となる左右一対の孔部２５Ｈは２個を超える複数でも良く、また、孔部２５Ｈの形状は円弧のみならず、三角形状や四角形状など、特に限定されるものではない。なお、孔部２５Ｈを複数個設ける場合には、少なくとも一箇所を空気孔として構成していれば良く、例えば孔部２５Ｈを３個設ける場合には、２個を注液口、１個を空気孔とすることで、注液時間を短縮することが可能である。

本構成では、前記するように複数の孔部２５Ｈを設けているため、一方から電解液を注入する際に、他方を、外装体１１内の空気を外部に抜く空気孔として機能させることができる。また、単一の孔部２５Ｈを設けた場合に比して、電池反応時に内部に発生したガスを効率良く外に抜くこともできる。つまり、上記孔部２５Ｈは、一方は電解液注入口、他方は空気孔およびガス抜き孔として機能する。
このように、切れ目によって選択的に開口する孔部２５Ｈを設けたので、電池使用前は閉じた状態に保持でき、塵などの異物が入ることを防止することができる。

さらに、本構成の外装体１１は、簡易な構成でマグネシウム極１５を支持可能で、且つ、電解液の量の確保や軽量化に有利に構成されている。
まず、この外装体１１は、紙を含有したシート材（後段の図６等に符号１０１を付して示す）によって製作されている。より具体的には、このシート材には、熱融着性樹脂（例えば、ポリエチレン（ＰＥ））により少なくとも内面がラミネート加工された紙、つまり、ラミネート紙が用いられる。このため、内面側が非透液性に形成され、電解液が外部に染み出す（漏れる）ことがなく、また、金属缶や樹脂製容器を使用する場合に比して、軽量かつ安価である。なお、シート材の表裏両面をラミネート加工しても良い。

なお、本構成における紙を含有したシート材とは、紙と熱融着性樹脂とをラミネート加工などにより複合化したものである。シート材中の紙の比率としては、好ましくは５０％を超えるようにする。本構成の外装体１１は、紙の比率を５０％超過とすることで、例えば紙ゴミとして廃棄可能である。
後述するように、外装体１１は、シート材を所定形状に打ち抜いた打ち抜きシート１００で作成される。前記打ち抜きシート１００は、いわゆる紙のコシの強さ（紙の強度に相当）によって、組立後に外装体１１に必要とされる強度を満足する。言い換えれば、打ち抜きシート１００の厚さ、含有する紙繊維の長さ、および、紙繊維の材料などを調整することによって所望の強度を有するように製作される。また、紙のコシの強さの調整により、折り曲げた状態に保持させることができ、後述する前後一対の上板部構成片２５Ｆ、２５Ｒによるマグネシウム極１５の保持に必要な強度も得ている。

より具体的には、紙としては、コートボール、ノーコートボール、板紙、カード紙などの、比較的厚手の強度を有するものが好適に使用できる。
また、熱融着性樹脂としては、シート材を熱融着により接合して、液密な箱形状に形成可能とするものであり、熱融着が可能なものであれば任意の樹脂が使用可能であるが、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体などのポリオレフィン系樹脂を用いることが好ましい。熱接着性樹脂の厚さは、十分な熱融着状態を得るために、少なくとも１０μｍ、好ましくは２０μｍ以上とする。特に外装体の内面側となる面は、密封性をより確実なものとするために、４０μｍ以上の厚さとすることが、より好ましい。

また、シート材としては、さらに必要に応じて他のフィルムなどを積層することができる。例えばシート材に強度を付与する目的で、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリアミド（Ｎｙ）、延伸ポリプロピレン（ＯＰＰ）フィルムを積層することができる。ポリアミドフィルムは突き刺し耐性に優れるフィルムであり、好ましく使用される。またこれらのフィルムは、シート材の外面側に積層することにより、シート材に優れた印刷適性を付与することができる。すなわち、シート材に絵柄や文字などを印刷する場合は、紙に直接印刷を施してもよいが、ＰＥＴやＯＰＰにあらかじめ印刷を施し、これを紙に積層することで、シート材に美麗な絵柄や文字などを付与することができる。

熱融着性樹脂、他のフィルムはそれぞれ紙に貼り合わせるようにしてもよく、熱融着性樹脂と他のフィルムをあらかじめ積層した後に紙に積層してもよく、また、熱融着性樹脂と他の樹脂を共押し出しした共押し出しフィルムを貼り合わせて積層してもよい。

本発明の紙を含むシート材は、所定の強度を有する必要がある。具体的には、こわさ（テーバー）（ＪＩＳ−Ｐ ８１２５「紙及び板紙−こわさ試験方法−」準拠）」がＭＤ方向（抄紙機の進行方向に並行な紙の方向；ＭＤ＝ｍａｃｈｉｎｅ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）において５〜３０ｍＮ・ｍ、ＣＤ方向（抄紙機の進行方向に直角な紙の方向；ＣＤ＝ｃｒｏｓｓ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）において２〜１５ｍＮ・ｍのものを用いることが好ましい。こわさ（テーバー）は、紙の厚さや密度、積層する熱融着性樹脂や他のフィルムの種類、厚さを変更することにより調整が可能である。なお、こわさ（テーバー）が前記値よりも小さい場合、強度が不足して電池外装体としての形状維持が難しい。また、前記値よりも大きい場合、強度が強すぎて折り曲げ加工などの作業が困難となる。

前記する紙と熱融着性樹脂の積層は、熱融着性樹脂を紙に押し出しラミネートする方法が簡便であり好ましいが、ドライラミネート用接着剤を用いたドライラミネート法など、他の公知の積層方法も採用できる。ＰＥＴやＮｙ，ＯＰＰの積層も、公知の積層方法が採用可能であり、接着剤を用いたドライラミネート法や、熱融着性樹脂を介在させたサンドラミネーション法などが一般的に用いられる。
前記シート材の層構成の具体例は以下に示す。
（１）ＰＥ／紙／ＰＥ
（２）ＰＥ／紙／ＰＥ／（ＰＥ／Ｎｙ／ＰＥ） 注：（）内は共押し出しフィルム
（３）ＰＥＴ／ＰＥ／紙／ＰＥ

外装体１１を製作する場合には、上記シート材を所定形状に打ち抜いた打ち抜きシート１００を作成し、この打ち抜きシート１００を折り曲げることによって製作される。この際、切断した端面のうち、後述する電解液に触れる可能性のある箇所については、電解液のシート材への浸み込みを防止するための端面処理を施す。端面処理としては、端面にホットメルトや接着剤を塗布して端面を覆う方法や、別体のフィルムを貼り付ける方法などが採用可能である。

図３は、打ち抜きシート１００を示した図であり、外装体１１を展開した図に相当している。なお、図３には、説明を判りやすくするため、折り目を一点鎖線で示している。また、図４は、図１のＩＶ-ＩＶ断面図であり、図５は、図１のＶ-Ｖ断面図である。
図３に示すように、打ち抜きシート１００は、矩形の底板部２１と、底板部２１の前縁２１Ａ（折り目に相当）に連なる矩形の前壁部２２と、底板部２１の後縁２１Ｂ（折り目に相当）に連なる矩形の後壁部２３とを一体に有している。この底板部２１の前縁２１Ａと後縁２１Ｂとを基準にして、前壁部２２と後壁部２３とを折り曲げることによって、図４および図５に示すように、底板部２１から前壁部２２と後壁部２３とが立設する。図３に示すように、前壁部２２には、空気極１３が装着される開口部２２Ｋが形成されており、この開口部２２Ｋは、例えば、打ち抜いて打ち抜きシート１００を作成する際に同時に打ち抜かれる。

底板部２１は、底板部２１を前後に二分割（本構成は等分割）する折り目２１Ｃ（図３）を基準に折り曲げられ、図４および図５に示すように、側面視で下方凸のＶ字形状に形成される。この底板部２１の上にはマグネシウム極１５が載置される。これによって、マグネシウム極１５の下端が底板部２１の傾斜に案内されて下方凸の部分２１Ｔに嵌り、マグネシウム極１５の下端を容易に位置決めすることができる。また、下方凸の部分２１Ｔと後述する第１折り曲げ部２５Ｆ１、２５Ｒ１によってマグネシウム極１５と空気極１３との離間距離を適正に保つことが可能であり、前記離間距離は折り目２１Ｃ、２２Ｃ、２３Ｃの距離を変化させることで容易に調整可能である。

同図３に示すように、打ち抜きシート１００は、前壁部２２の左右の側縁２２Ｓ（折り目に相当）に連なる左右一対の側壁部構成片２４Ｆと、後壁部２３の左右の側縁２３Ｓ（折り目に相当）に連なる左右一対の側壁部構成片２４Ｒとを一体に有する。そして、これらの側壁部構成片２４Ｆ、２４Ｒによって、左右の側壁部２４が形成される。
詳述すると、各側壁部構成片２４Ｆ、２４Ｒは、前壁部２２および後壁部２３の上下に渡って各々延在する縦長の矩形形状に形成され、前壁部２２および後壁部２３の左右の側縁２２Ｓ、２３Ｓを基準にして内側（外装体１１の内側に相当）に折り曲げられる。また、各側壁部構成片２４Ｆ、２４Ｒは、各構成片２４Ｆ、２４Ｒを左右に二分割（本構成は等分割）する折り目２４Ｃ、２４Ｄを基準にして、外側（外装体１１の外側）に折り曲げられ、外側に折り曲げられた外側折り曲げ片２４ＦＳ、２４ＲＳ同士が熱融着により接合される。接合された後は、外側折り曲げ片２４ＦＳ、２４ＲＳは、内側に折り曲げられた内側折り曲げ片２４ＦＵ、２４ＲＵに密着するように折り曲げられ、これによって、側壁部２４が形成される。
この場合、熱融着により、外側折り曲げ片２４ＦＳ、２４ＲＳを内側折り曲げ片２４ＦＵ、２４ＲＵに接合しても良いし、テープなどの貼付材を用いて、外側折り曲げ片２４ＦＳ、２４ＲＳを内側折り曲げ片２４ＦＵ、２４ＲＵに密着させても良い。これによって、底板部２１と前壁部２２と後壁部２３と左右の側壁部２４とが組み立てられる。

また、打ち抜きシート１００は、同図３に示すように、前壁部２２の上縁２２Ａ（折り目に相当）に連なる上板部構成片２５Ｆと、後壁部２３の上縁２３Ａ（折り目に相当）に連なる上板部構成片２５Ｒとを一体に有する。そして、これら一対の上板部構成片２５Ｆ、２５Ｒによって、上板部２５が形成される。
詳述すると、各上板部構成片２５Ｆ、２５Ｒは、前壁部２２および後壁部２３の全幅に渡って各々延在する横長の矩形形状（幅方向に延びた板形状）に形成される。そして、各上板部構成片２５Ｆ、２５Ｒは、図４および図５に示すように、前壁部２２および後壁部２３の上縁２２Ａ、２３Ａを基準にして内側（外装体１１の内側に相当）に折り曲げられるとともに、各構成片２５Ｆ、２５Ｒを上下に二分割する折り目２２Ｃ、２３Ｃ（図３）を基準にして、さらに内側（外装体１１の内側）に折り曲げられ、側面視（図４、図５）で略Ｌ字状に屈曲する。

このとき、さらに内側に折り曲げられた部分（先端部分）２５Ｆ２、２５Ｒ２は、図４および図５に示すように、各上板部構成片２５Ｆ、２５Ｒは、前壁部２２および後壁部２３の双方からマグネシウム極１５に向かうように折り曲げられた第１折り曲げ部２５Ｆ１、２５Ｒ１と、第１折り曲げ部２５Ｆ１、２５Ｒ１の先端（折り目２２Ｃ、２３Ｃに相当）から折り曲げられてマグネシウム極１５に当接する第２折り曲げ部２５Ｆ２、２５Ｒ２とを有し、これらによってマグネシウム極１５の上部が支持される。

より具体的には、後壁部２３の上板部構成片２５Ｒは、マグネシウム極１５の幅方向において、マグネシウム極１５のタブ部１５Ｔの両側縁に対応する位置に切れ目Ｋ（図３参照）を有し、これによって、タブ部１５Ｔと、タブ部１５Ｔのない非タブ部の境を基準にして、タブ部側の分割部２５Ｘと、非タブ部側の分割部２５Ｙとに分割される。そして、タブ部側の分割部２５Ｘでは、図４に示すように、第１折り曲げ部２５Ｒ１が、後壁部２３からマグネシウム極１５の後面ＭＲまで延びる長さに形成され、第２折り曲げ部２５Ｒ２が下方に折り曲げられることによってマグネシウム極１５の後面ＭＲに当接する。これによって、マグネシウム極１５の後面ＭＲと後壁部２３との間を上板部構成片２５Ｒが架橋し、上板部構成片２５Ｒによりマグネシウム極１５の後壁部２３側への移動（空気極１３と反対側への移動）が規制される。

また、非タブ部側の分割部２５Ｙにおいては、図５に示すように、第１折り曲げ部２５Ｒ１がマグネシウム極本体部１５Ａを乗り越え、第２折り曲げ部２５Ｒ２がマグネシウム極１５の前面ＭＦに当接するように折り曲げられる。これによって、マグネシウム極１５の前面ＭＦと後壁部２３との間を上板部構成片２５Ｒが架橋し、上板部構成片２５Ｒによりマグネシウム極１５の前壁部２２側への移動（空気極１３側への移動）が規制される。このようにして、後壁部２３の上板部構成片２５Ｒは、マグネシウム極１５の前後両方への移動を規制する。

一方、前壁部２２の上板部構成片２５Ｆでは、図４および図５に示すように、第１折り曲げ部２５Ｆ１が、前壁部２２からマグネシウム極１５の前面ＭＦまで延びる長さに形成される。そして、第２折り曲げ部２５Ｆ２が下方に折り曲げられることによって、後壁部２３の上板部構成片２５Ｆの第２折り曲げ部２５Ｒ２を介してマグネシウム極１５の前面ＭＦに当接する。これによって、マグネシウム極１５の前面ＭＦと前壁部２２との間を架橋し、上板部構成片２５Ｆによりマグネシウム極１５の前壁部２２側への移動（空気極１３側への移動）が規制される。
このようにして、前壁部２２および後壁部２３の上板部構成片２５Ｆ、２５Ｒの双方は、シート材の一部を折り曲げることによってマグネシウム極１５を支える支持用折り曲げ部として機能する。

次に、マグネシウム空気電池１０の組み立て手順を説明する。
まず、紙を含有するシート材からなる打ち抜きシート１００を用意する。そして、この打ち抜きシート１００を、底板部２１の前縁２１Ａおよび後縁２１Ｂを基準に二つ折りして前壁部２２と後壁部２３を立設させるとともに、前壁部２２および後壁部２３の左右の側壁部構成片２４Ｆ、２４Ｒを折り曲げ、熱融着により接合して左右の側壁部２４を形成する（第１組立工程）。これによって、外装体１１が、内部空間を上方に開口させた状態に組み立てられる。なお、この第１組立工程において、底板部２１は、側面視で下方凸のＶ字形状に折り曲げられる（図４、図５参照）。
次いで、外装体１１内に、上方からマグネシウム極１５を挿入し、マグネシウム極１５の下端を底板部２１の下方凸の部分２１Ｔ（図４、図５）に突き当て、マグネシウム極１５の下端を位置決めさせる（第２組立工程）。

続いて、図４および図５に示すように、後壁部２３に連なる上板部構成片２５Ｒを、マグネシウム極１５に向けて折り曲げて第１折り曲げ部２５Ｒ１を形成するとともに、第１折り曲げ部２５Ｒ１の先端に相当する折り目２３Ｃ（図３）で下方に折り曲げ、マグネシウム極１５に当接する第２折り曲げ部２５Ｒ２を形成する（第３組立工程）。
このとき、後壁部２３の上板部構成片２５Ｒのうち、タブ部側の分割部２５Ｘは、図４に示すように、マグネシウム極１５の後面ＭＲ側で下方に折り曲げられて後面ＭＲに当接し、マグネシウム極１５の後壁部２３側への移動を規制する。また、非タブ部側の分割部２５Ｙは、図５に示すように、マグネシウム極本体部１５Ａを乗り越えてマグネシウム極１５の前面ＭＦ側で下方に折り曲げられて前面ＭＦに当接し、マグネシウム極１５の前壁部２２側への移動を規制する。

その後、図４および図５に示すように、前壁部２２に連なる上板部構成片２５Ｆを、マグネシウム極１５に向けて折り曲げて第１折り曲げ部２５Ｆ１を形成するとともに、第１折り曲げ部２５Ｆ１の先端に相当する折り目２２Ｃ（図３）で下方に折り曲げて、第２折り曲げ部２５Ｆ２を形成する（第４組立工程）。この第２折り曲げ部２５Ｆ２は、マグネシウム極１５の前面ＭＦと前壁部２２との間を架橋するので、マグネシウム極１５の前壁部２２側への移動（空気極１３側への移動）を規制する。
このようにして、前後一対の上板部構成片２５Ｆ、２５Ｒによって、マグネシウム極１５を前後から支えてマグネシウム極１５を位置決めすることができ、マグネシウム極１５ズレを防止することができる。

なお、外装体１１は熱融着により封口されるとともに、前後一対の上板部構成片２５Ｆ、２５Ｒ同士は、上方から上板部構成片２５Ｆ、２５Ｒ同士を接合する不図示の部材（蓋部材、或いは、テープなどの貼付材）を装着することによって互いに連結される。また、空気極１３については、第１組立工程の前に外装体１１に装着しても良いし、外装体１１の組立後（例えば、第４組立工程の後）に装着（接着）するようにしても良い。以上により、マグネシウム空気電池１０が組み立てられ、電池として使用する場合に外装体１１内に電解液が注入される。

続いて、組立後のマグネシウム空気電池１０について説明する。
図４および図５に示すように、マグネシウム空気電池１０は、紙を含有するシート材からなる外装体１１がマグネシウム極１５との間に前後に隙間ＳＦ、ＳＲを空けて覆うとともに、これら隙間ＳＦ、ＳＲを上方から覆って該隙間ＳＦ、ＳＲを横断するように前後一対の上板部構成片２５Ｆ、２５Ｒが折り曲げられた構成を具備する。
このため、外装体１１内の電解液の量を十分に確保できるとともに、簡易な構成でマグネシウム極１５を空気極１３から離間させた位置に保持できる。しかも、外装体１１が紙を含有するシート材から形成されるため、外装体１１の軽量化や加工コストの低減も可能である。
さらに、マグネシウム空気電池１０を構成する主要部品が、外装体１１、マグネシウム極１５、空気極１３（タブ部１３Ｔを含む）の３部品で済むので、部品点数が少なく、組立工数の低減およびマグネシウム空気電池１０全体の軽量化が可能になる。

また、マグネシウム極１５は、上部が前後一対の上板部構成片２５Ｆ、２５Ｒによって支持されるとともに、下端が底板部２１の下方凸の部分２１Ｔで位置決めされるので、マグネシウム極１５の支持力が向上し、位置ずれを効率良く抑えることができる。
また、マグネシウム極１５に対し、空気極１３と反対側にも電解液が入る隙間ＳＲが設けられるので、放電反応によりマグネシウム極１５と空気極１３の間に生成される生成物（本構成ではＭｇ（ＯＨ）₂：水酸化マグネシウム）は、次第に空気極１３とマグネシウム極１５との間の隙間ＳＦから空気極１３と反対側に押し出されて、空気極と反対側の電解液がマグネシウムと空気極の間に回り込むため、放電反応を継続し易くなる、というメリットも得られる。

図４および図５中、符号ＵＬは、電解液の液面を示している。
前後一対の上板部構成片２５Ｆ、２５Ｒは、電解液の液面ＵＬよりも上方に位置し、各上板部構成片２５Ｆ、２５Ｒの第１折り曲げ部２５Ｆ１、２５Ｒ１は、マグネシウム極１５に向かって斜め下方に傾斜している。このため、放電反応による水素の発生によって電解液が上方に飛散した際に、第１折り曲げ部２５Ｆ１、２５Ｒ１の下面に沿って電解液が流れ、下方に貯留される電解液内に迅速かつ円滑に戻すことができる。
また、各上板部構成片２５Ｆ、２５Ｒの第１折り曲げ部２５Ｆ１、２５Ｒ１同士は突き当てられている。このため、前壁部２２と後壁部２３との間で第１折り曲げ部２５Ｆ１、２５Ｒ１同士が突っ張り、前壁部２２と後壁部２３とを離間させるとともに互いに平行に保持し易くなる。また、第１折り曲げ部２５Ｆ１、２５Ｒ１の上面が連続するので、テープなどの貼付材によって第１折り曲げ部２５Ｆ１、２５Ｒ１同士を連結し易くなる。

このように、マグネシウム空気電池１０の外装体１１は、紙を含有するシート材で形成され、このシート材は、隙間ＳＦ、ＳＲを空けてマグネシウム極（金属極）１５を覆うとともに、シート材の一部を折り曲げて隙間ＳＦ、ＳＲを横断し、マグネシウム極１５を支える支持用折り曲げ部として機能する一対の上板部構成片２５Ｆ、２５Ｒを一体に備えるので、紙を含有するシート材で形成された外装体１１の一部を折り曲げる、といった簡易な構成でマグネシウム極１５を支持できるとともに、電解液の量の確保や軽量化に有利である。また、外装体１１の軽量化により高い重量エネルギー密度を得ることが可能になる。
さらに、マグネシウム極１５を支えるための専用部品が不要になるので、部品点数の削減が可能であり、また、マグネシウム極１５以外の発電要素の構成を追加することも容易な構成である。従って、コストを低減し易く、且つ、構成の変更自由度も高い。

（開口部２２Ｋの端面処理）
続いて、外装体１１の開口部２２Ｋについて説明する。本構成では、開口部２２Ｋの端面には、内部に注液した電解液の浸透を防止する端面処理が施され、これによって、端面から電解液が浸透し、外装体１１の強度低下や外観の劣化を招いてしまう事態を回避している。
この端面処理には、大別すると、シート材そのものの端面を被覆する構造（端面被覆構造）と、シート材と空気極１３とにまたがって被覆する構造（空気極利用型の被覆構造）とがあり、以下、端面処理の実施例について説明する。

（第１実施例；端面被覆構造・折り返し方式）
図６は、第１実施例を模式的に示した断面図である。
まず、外装体１１を構成するシート材１０１は、紙を含有する紙層１０２と、ラミネート層を構成する内層１０３とを備えた二層構造に形成されている。内層１０３は、外装体１１の内面側を非透液性にする層であり、本実施例では、防水性（電解液に対する耐液性に相当）と熱融着性を有する合成樹脂製のフィルムで形成されている。この内層１０３には、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂などが使用され、特にポリエチレン製のフィルムが好適である。

空気極１３は、外装体１１の開口部２２Ｋに外側から装着され、タブ部１３Ｔを外装体１１に加工せずに外に配置可能にしている。この空気極１３は、銅メッシュからなる基材層１１１と、基材層１１１の内面および外面に設けられる内層１１２および外層１１３とを備えた三層構造に形成されている。内層１１２および外層１１３は、通気性と非透水性（非透液性）を有する層であり、本実施例では、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）とカーボンブラックとを混在させ、微細な孔を多数備えた多孔構造に形成されている。

図６に示すように、シート材１０１の縁部１０１Ａ、より具体的には、開口部２２Ｋの周縁部分に位置する縁部１０１Ａは、外方に向かって折り返される。この折り返し角度は１８０度である。これによって、縁部１０１Ａが、縁部１０１Ａ以外の部分１０１Ｂの外方に重なり、縁部１０１Ａの内周層が外方に露出する。この外方に露出した内層１０３の領域に、空気極１３が内層１１２を接触させるように重ねられ、熱融着により接合される。これにより、空気極１３と縁部１０１Ａとの間の隙間が閉塞される。

この構成によれば、シート材１０１の縁部１０１Ａの端面を外方に露出させて内部の電解液に接触させないようにすることができるとともに、シート材１０１の内層１０３を利用して空気極１３を接合できる。従って、シート材１０１を折り曲げる、といった簡易な方法で、開口部２２Ｋの端面からの電解液の浸透を防止でき、外装体１１の強度低下や外観の劣化を回避することができる。また、この被覆処理は、外装体１１の外面（シート材１０１の外面）がラミネートされていない場合でも適用できる、というメリットもある。

（第２実施例；端面被覆構造・折り返し方式）
図７（Ａ）は、第２実施例を模式的に示した断面図である。
第２実施例でも、第１実施例と同様に、開口部２２Ｋの周縁部分に位置する縁部１０１Ａは、外方に向かって折り返される。但し、第２実施例では、シート材１０１の縁部１０１Ａおよび縁部１０１Ａと重なる部分１０１Ｂの紙層１０２を予め削ることによって、厚さを半分にしている（図７中、厚さｔ＝０．５×Ｔ）。
この構成により、図７（Ａ）に示すように、シート材１０１の縁部１０１Ａを折り返した際に、縁部１０１Ａと部分１０１Ｂとが重なった部分と、重ならない部分１０１Ｃとの厚さを揃えることができる。この場合、シート材１０１の外面が面一に連続する平面となる。これにより、空気極１３を熱融着により接合できるとともに、空気極１３のシート材１０１（外装体１１）からの出っ張り量を低減することができる。この第２実施例によれば、第１実施例と同様の効果に加え、第１実施例よりもマグネシウム空気電池１０の薄型化が可能になる。

また、この被覆処理は、外装体１１の外面（シート材１０１の外面）がラミネートされていない場合、および、ラミネートされている場合のいずれも適用可能である。
図７（Ｂ）は、外装体１１の外面がラミネートされている場合を示す。ここで、ラミネート層を構成する外層１０４は、内層１０３と同様に、熱融着性樹脂（例えば、ポリエチレン（ＰＥ））製のフィルムで形成されている。この構成によれば、図７（Ｂ）に示すように、空気極１３の内層１１２を、シート材１０１の外層１０４にも熱融着により接合することができる。このため、外装体１１の外面のラミネートを利用して、接合面積を広く確保することができる。従って、空気極１３の接合強度を高めたい場合に有利である。

（第３実施例；端面被覆構造・フィルム貼り方式）
図８は、第３実施例を模式的に示した断面図である。
第３実施例では、紙層１０２の表裏両面に、シート状の非透液性材料であるフィルム１２１、１２２を貼り付け、各フィルム１２１、１２２同士を熱融着などにより接合して開口部２２Ｋの端面を被覆させる。なお、内層側のフィルム１２１は、シート材１０１のラミネート層を構成する内層１０３（図８参照）を兼用し、外層側のフィルム１２２は、シート材１０１のラミネート層を構成する外層１０４（図８参照）を兼用する。

これらフィルム１２１、１２２については、単層フィルム、積層フィルムのいずれを適用しても良く、公知の端面保護部材などに使用される様々なフィルムを適用可能である。例えば、フィルム１２１、１２２（或いは各フィルム１２１、１２２の基材）には、耐熱性および機械的強度を有する素材を適用すれば良い。具体的には、延伸ポリエチレン、テレフタレート、延伸ナイロン、延伸ポリプロピレン、延伸ビニルアルコールなどの延伸フィルムを使用すれば良い。なお、後述する各フィルムについても、同様の素材を用いることが可能である。
この構成によれば、シート状の非透液性材料により簡易に開口部２２Ｋを被覆することができ、開口部２２Ｋの端面からの電解液の浸透を防止し、外装体１１の強度低下や外観の劣化を回避することができる。

また、これらフィルム１２１、１２２の具体例として、特開平８−３３７２３８号公報に記載される積層フィルムが好適である。
この特許公報には、表面または裏面層を、熱融着性樹脂からなる接着層とし、その接着層に隣接して、接着層よりも融点の高い中間層を備える積層フィルムが記載される。このフィルムを使用することにより、単層フィルムを使用した場合と比べて耐熱性を向上させ、熱融着によるピンホールなどの発生を回避し、接着安定性の向上を図ることが可能になる。

（第４実施例；端面被覆構造・窓貼り方式）
図９（Ａ）〜図９（Ｄ）は、第４実施例を模式的に示した断面図である。
第４実施例では、シート材１０１に開口部２２Ｋを設け（図９（Ａ））、開口部２２Ｋを覆う窓（最終積層構成）となるように、表裏両面に、シート状の非透液性材料であるフィルム（例えばポリエチレンフィルム）を貼り合わせるか、または、エキストルーダー加工により内層１０３と外層１０４を設け、開口部２２Ｋの部分で、内層１０３と外層１０４を貼り合わせて一体としている（図９（Ｂ））。

次いで、図９（Ｃ）に示すように、貼り合わせて一体とした部分を打ち抜く。これにより、開口部２２Ｋの周囲に、貼り合わせて一体とした部分の一部（図９中、符号ＦＸ）が残り、開口部２２Ｋの端面が被覆される。その後、空気極１３を熱融着により接合する（図９（Ｄ）参照）。
この構成によれば、貼り合わせ、打ち抜きといった比較的簡易な作業により開口部２２Ｋの端面を被覆することができ、また、フィルムにより開口部２２Ｋの端面を包み込んだ被覆形態を得ることができる。これにより、開口部２２Ｋの端面からの電解液の浸透を防止でき、外装体１１の強度低下や外観の劣化を回避することができる。

また、図９（Ｄ）に示すように、シート材１０１の外層１０４を利用して、空気極１３を熱融着により容易に接合することもできる。また、本実施例の被覆処理は、紙層１０２の両面をラミネートする場合に、ラミネートと同時に行うことも可能である。
なお、開口部２２Ｋを覆う窓を形成する工程（図９（Ｂ）、図９（Ｃ））は、上記の開口部２２Ｋの両面からフィルムを貼り合わせるものに限らず、開口部２２Ｋの片面にフィルム片を重ね、開口部２２Ｋ内に予め設けたフィルム（例えば、シート材１０１の内層）に接合し、接合したフィルム同士の一部を打ち抜くようにしても良い。この場合、例えば、特許第３０４７７５５号に記載の技術を適用すれば良い。

（第５実施例；端面被覆構造・フィルム貼り方式）
図１０は、第５実施例を模式的に示した断面図である。
第５実施例では、開口部２２Ｋの端面を覆うシート状の非透液性材料であるフィルム１２５が、延伸フィルムからなる支持層１２６の両面に接着層１２７、１２８を備えた三層構造に形成されている。そして、図１０に示すように、シート材の開口部２２Ｋの端面を上記フィルム１２５で包み込み、その状態で熱融着により接合している。
これにより、フィルム１２５により開口部２２Ｋの端面を包み込んで被覆することができ、開口部２２Ｋの端面からの電解液の浸透を防止できるなどの効果を得ることができる。また、フィルム１２５の接着層１２８を利用して、空気極１３を容易に接合することができる。
この場合も、上記第３実施例に記載したように、特開平８−３３７２３８号公報に記載される積層フィルムを適用することにより、耐熱性を向上させ、熱融着によるピンホールなどの発生を回避し、接着安定性の向上を図ることが可能になる。

（第６実施例；端面被覆構造・含浸方式）
図１１は、第６実施例を模式的に示した断面図である。
第６実施例では、図１１に示すように、開口部２２Ｋの端面に、疎水性の薬剤ＭＸを含浸させ、これによって、端面からの電解液の浸透を防止し、外装体１１の強度低下や外観の劣化を回避する。この疎水性の薬剤ＭＸには、ウレタン系の接着剤や流動パラフィンなどを適用すれば良い。この薬剤ＭＸには、有機溶剤を使い、且つ、低粘度のものが好ましい。この構成によれば、薬剤ＭＸがシート材１０１の端面から紙繊維の隙間に保持され易くなり、電解液の浸透などの防止効果を長期に渡って得ることができる。
また、この被覆処理は、図１１に示すように、外装体１１の内外両面がラミネートされていることが好ましい。この構成によれば、ラミネート層を構成する外層１０４と空気極１３とが接合されるので、シート材１０１（外装体１１）と空気極１３との間からの電解液の浸透を効果的に防止することができる。

（第７実施例；空気極利用型の被覆構造・ホットメルト）
図１２は、第７実施例を模式的に示した断面図である。
第７実施例では、シート材１０１から空気極１３に渡ってホットメルト（ホットメルト接着剤とも言う）を塗布し、ホットメルトＨＸにより開口部２２Ｋの端面を被覆する。このホットメルトＨＸには、エチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）などの熱可塑性プラスチックや、ウレタン系の反応硬化型のホットメルト樹脂などの公知の素材を適用可能である。
これにより、ホットメルトＨＸにより、開口部２２Ｋの端面からの電解液の浸透を防止できるなどの効果を得ることができる。また、ホットメルトＨＸは、空気極１３の内層１１２、つまり、多孔性の表面に食い込むので、ホットメルトＨＸと空気極１３との接合強度を高く維持することができる。従って、空気極１３の表面構造を利用してホットメルトＨＸの接合強度を効率よく高め、被覆の耐久性向上に有利となる。
また、ホットメルトＨＸに代えて、高粘度で加工後に硬化する被覆剤（例えばゼリー状の硬化型接着剤）を用いて端面を被覆することも可能である。

また、この被覆処理は、図１２に示すように、外装体１１の外面がラミネートされていない場合でも適用できる、というメリットもある。
なお、紙（紙層１０２）が剥き出しである外装体１１の外面に空気極１３を接着するには、ホットメルト、テープ貼り、接着剤貼りを使用すれば良い。

（第８実施例；空気極利用型の被覆構造・フィルム貼り方式）
図１３は、第８実施例を模式的に示した断面図である。
第７実施例では、シート材１０１の片面(内面)に、シート状の非透液性材料であるフィルム１３１を貼り付け、このフィルム１３１の端部１３１Ａを空気極１３に接合する。これによって、シート材１０１から空気極１３に渡ってフィルム１３１が貼り付けられ、フィルム１３１により開口部２２Ｋの端面が被覆される。このフィルム１３１には、熱融着性樹脂（例えば、ポリエチレン（ＰＥ））などの公知の素材を適用可能であり、熱融着などにより空気極１３に接合される。
この構成によれば、フィルム１３１により、開口部２２Ｋの端面からの電解液の浸透を防止できるなどの効果を得ることができる。また、フィルム１３１は、空気極１３の内層１１２、つまり、多孔性の表面に食い込んだ状態で接合され、フィルム１３１と空気極１３との接合強度を高く維持することができる。従って、空気極１３の表面構造を利用してフィルム１３１の接合強度を効率よく高め、被覆の耐久性向上に有利となる。
また、この被覆処理についても、第７実施例と同様に、外装体１１の外面がラミネートされていない場合でも適用できる、というメリットがある。

図１４（Ａ）および図１４（Ｂ）はフィルム１３１の一例を示している。
図１４（Ａ）は、フィルム１３１を一体型に形成した場合を示している。つまり、空気極１３の矩形の開口部２２Ｋの各辺を被覆する４つの矩形状の部分（上辺被覆部１３２、左右の側辺被覆部１３３、１３４、下辺被覆部１３５）を一体にした四方枠状のフィルムを製作している。
このように、開口部２２Ｋの縁部に渡って延出する一体型の枠状にすれば、部品点数を低減でき、被覆作業の簡易化を図りやすくなる。

また、図１４（Ｂ）は、４つの被覆部１３２〜１３５を別々に形成した場合を示している。つまり、４つの被覆部１３２〜１３５に相当する短冊部を別々に作製し、各短冊部を、熱融着などにより接合して開口部２２Ｋの縁部に渡って延出する枠状のフィルムを作製している。
この場合、図１４（Ａ）の場合と比べて、フィルム素材から切り出す際にフィルム素材の余りを低減することができる。また、様々な形状のフィルムを作製し易くなり、設計変更やサイズ変更に対応し易くなる。

以上説明したように、本実施の形態では、外装体１１は、紙を含有するシート材１０１で形成され、シート材１０１は、隙間ＳＦ、ＳＲを空けてマグネシウム極（金属極）１５を覆うとともに、少なくとも内面側が非透液性に形成され、外装体１１には、空気極１３が外面側から装着される開口部２２Ｋが設けられ、開口部２２Ｋの端面には、内部に注液した電解液の浸透を防止する端面処理が施されるので、紙を含有するシート材１０１で外装体１１を形成した構成で、空気を取り込む開口部２２Ｋの端面からの電解液の浸透などの影響を抑えることが可能になる。

また、開口部２２Ｋの端面は、上記端面処理として、シート材１０１の縁部が外方に向かって折り返されるようにすれば（第１、第２実施例、図６、図７）、シート材１０１を折り曲げる、といった簡易な方法で、開口部２２Ｋへの電解液の影響を抑えることが可能になる。この場合、シート材１０１以外の部材が不要であり、コスト低減に有利である。
また、開口部２２Ｋの端面は、上記端面処理として、シート状の非透液性材料であるフィルム１０３、１０４、１２１、１２２、１２５、１３１により被覆されるようにすれば（第３〜第８実施例、図８〜図１３）、フィルム性能に応じた被覆性能を得ることができる。この場合、広く流通するフィルムを用いることにより、コスト低減を図りやすくなり、且つ、フィルムの選定により所望の被覆性能を選択可能になる。

この場合、シート材１０１の両面に、シート状の非透液性材料であるフィルム１２１、１２２を貼り付け、フィルム１２１、１２２同士を接合して端面を被覆すれば（第３実施例、図８）、シート材１０１の両面をラミネートする場合に、そのラミネートフィルムを利用して被覆することができる。
また、シート材１０１の表面にフィルム（非透液性材料）１０３、１０４、１２５を貼り付け、このフィルム１０３、１０４、１２５により開口部２２Ｋの端面を包み込んで端面を被覆すれば（第４、第５実施例、図９、図１０）、図９および図１０に示すように、開口部２２Ｋの端面を包み込んだ被覆形態を得ることができ、端面からの電解液の浸透を防止し易くなる。

また、開口部２２Ｋの端面は、上記端面処理として、疎水性の薬剤ＭＸが含浸されるようにすれば（第６実施例、図１１）、この薬剤ＭＸを用いる方法により、開口部２２Ｋの端面からの電解液の浸透を防止できる。この場合、薬剤ＭＸに、開口部２２Ｋの端面の繊維の隙間に保持可能な低粘度の薬剤を用いることにより、被覆の耐久性向上に有利となる。
また、上記端面処理として、シート材１０１から空気極１３に渡ってホットメルトＨＸを塗布し、ホットメルトＨＸにより開口部２２Ｋの端面を覆うようにすれば（第７実施例、図１２）、空気極１３の表面凹凸形状を利用して被覆として機能するホットメルトＨＸの接合強度を効率よく高めることができる。

また、上記端面処理として、シート材１０１から空気極１３に渡ってフィルム（非透液性材料）１３１を貼り付け、このフィルム１３１により開口部２２Ｋの端面を覆うようにしても（第８実施例、図１３）、ホットメルトＨＸの場合と同様に、空気極１３の表面凹凸形状を利用して被覆として機能するフィルム１３１の接合強度を効率よく高めることができる。
このとき、フィルム１３１を、開口部２２Ｋの縁部に渡って延出する一体型の枠状にすることにより（図１４（Ａ））、開口部２２Ｋの縁部毎にフィルムを貼り付ける場合と比べて、部品点数を低減でき、且つ、貼り付け作業が一回で済む。一方、このフィルム１３１を、開口部２２Ｋの縁部に渡って延出する枠状となるように複数の短冊状のフィルムを接続した構成にすることにより（図１４（Ｂ））、非透液性材料のフィルム素材から切り出す際に材料の余りを低減し易くなり、また、様々な形状に対応し易くなる。

以上、本発明を実施するための形態について述べたが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術思想に基づいて各種の変形および変更が可能である。
例えば、上記の端面処理を二つ以上組み合わせても良い。例えば、第６実施例の含浸方式を除く実施例に対し、開口部２２Ｋの端面に含浸させる含浸方式を組み合わせても良い。また、第１および第２実施例に記載した折り返し方式と、他の実施例に記載したフィルム貼り方式とを組み合わせても良い。組み合わせることで、被覆性能（耐久性）などを高めやすくなる。
また、上述の実施形態では、熱融着により各部材を接合する場合を説明したが、それ以外の接合方法を適用しても良い。例えば、被覆用のフィルムに、インパルスシール、超音波シール、ホットエアーで加熱後の圧着、ホットメルト、テープ貼り、接着剤などを適用しても良い。

また、外装体１１の形状は適宜に変更しても良く、空気極１３やマグネシウム極１５の形状も適宜に変更しても良い。また、外装体１１に用いるシート材１０１は、外装体１１の内側となる面だけをラミネートした片面ラミネート紙を用いても良いし、ラミネート紙以外のシート材であって、紙を含有するシート材を用いても良い。

また、上述の実施形態では、後壁部２３に連なる上板部構成片２５Ｒを、タブ部１５Ｔを基準に分割し、この上板部構成片２５Ｒによって、マグネシウム極１５の空気極１３側への移動と反対側への移動の両方を規制する場合を説明したが、これに限らない。例えば、前壁部２２の上板部構成片２５Ｆを、タブ部１５Ｔを基準に分割し、この上板部構成片２５Ｆによって、マグネシウム極１５の空気極１３側への移動と反対側への移動の両方を規制するようにしても良い。

また、上述の実施形態では、一対の上板部構成片２５Ｆ、２５ＲをＬ字状に折り曲げてマグネシウム極１５の移動を規制する場合を説明したが、マグネシウム極１５の移動を規制可能な範囲で、一対の上板部構成片２５Ｆ、２５Ｒの折り曲げ方は変更しても良い。また、マグネシウム極１５の移動を適切に規制できる範囲で、上板部構成片２５Ｆ、２５Ｒによるマグネシウム極１５の支持のいずれか一方を省略しても良い。
また、上述の実施例では、外装体１１として、マグネシウム極１５の下端が嵌る下方凸形状に折り曲げられた底板部２１を有する例を説明したが、底板部２１を上方凸形状に折り曲げることによっても、マグネシウム極１５の下端を保持可能とすることができる。この場合には、マグネシウム極１５が空気極１３と平行にはならないものの、マグネシウム極１５の移動防止をより強いものとすることができる。

また、上述の実施形態では、単セルのマグネシウム空気電池１０について説明したが、使用用途に限定されること無く、使用する負荷の電圧、電流などに応じて、マグネシウム空気電池１０を複数個直列、並列に接続し使用することが可能である。また、使用時の形態に付いても特に限定されること無く、例えば、複数個のマグネシウム空気電池１０を結束バンド等で締結したり、樹脂製のプラスチックケース、鉄箱等に収納し使用したりすることも可能である。
さらに、上述の実施形態では、本発明をマグネシウム空気電池１０に適用する場合を説明したが、これに限らず、公知の金属空気電池に広く適用が可能である。例えば、金属極に亜鉛、鉄、アルミニウムなどの金属またはその合金を用いることが可能である。金属極に亜鉛を用いた場合は、電解液に水酸化カリウム水溶液を用いるようにすれば良く、金属極に鉄を用いた場合は、電解液にアルカリ系水溶液を用いるようにすれば良い。また、金属極にアルミニウムを用いた場合は、水酸化ナトリウム又は水酸化カリウムを含む電解液を用いるようにすれば良い。

１０ マグネシウム空気電池（金属空気電池）
１１ 外装体
１３ 空気極
１３Ｔ 空気極のタブ部
１５ マグネシウム極（金属極）
１５Ｔ 金属極のタブ部
２１ 底板部
２２Ｋ 開口部
１０１ シート材
１０３、１０４、１２１、１２２、１２５、１３１ フィルム（非透液性材料）
ＳＦ、ＳＲ 隙間
ＭＸ 疎水性の薬剤
ＨＸ ホットメルト

上述した課題を解決するため、本発明は、空気極を有するとともに前記空気極と対向する金属極を収容する外装体を備える金属空気電池において、前記外装体は、紙を含有するシート材で形成され、前記シート材は、少なくとも内面側が非透液性に形成され、前記外装体には、前記空気極が外面側から装着される開口部が設けられ、前記開口部は、内部に注液した電解液の浸透を防止する、前記シート材の縁部が外方に向かって折り返された折り返し構造、前記シート材の縁部がシート状の非透液性材料により被覆された被覆構造、前記シート材の縁部がホットメルトにより被覆された被覆構造、前記シート材の縁部に疎水性の薬剤が含浸された被覆構造のいずれかを備えていることを特徴とする。この構成によれば、紙を含有するシート材で外装体を形成した構成で、開口部の端面からの電解液の浸透を防止し、外装体の強度低下や外観の劣化を回避することができる。

前記シート材の縁部が外方に向かって折り返された折り返し構造によれば、シート材を折り曲げる、といった簡易な方法で、開口部への電解液の影響を抑えることが可能になる。

また、前記シート材の縁部がシート状の非透液性材料により被覆された被覆構造によれば、フィルム性能に応じた被覆性能を得ることができる。例えば、広く流通するフィルムを用いることにより、コスト低減を図りやすくなり、且つ、フィルムの選定により所望の被覆性能を選択可能になる。

また、前記シート状の非透液性材料により被覆された被覆構造は、前記シート材の両面に前記非透液性材料を貼り付け、前記非透液性材料同士を接合して前記開口部の端面を被覆しても良い。この構成によれば、シート材の両面をラミネートする場合に、そのラミネートフィルムを利用して被覆することができる。

また、前記シート状の非透液性材料により被覆された被覆構造は、前記非透液性材料により前記開口部の端面を包み込んで前記端面を被覆しても良い。この構成によれば、開口部の端面を包み込んだ被覆形態を得ることができ、端面からの電解液の浸透を防止し易くなる。

前記シート状の非透液性材料により被覆された被覆構造と、前記シート材の縁部に疎水性の薬剤が含浸された被覆構造の両方を組み合わせても良い。また、前記シート材の縁部に疎水性の薬剤が含浸された被覆構造によれば、薬剤を用いる方法により開口部の端面からの電解液の浸透を防止できる。

また、前記シート材の縁部がホットメルトにより被覆された被覆構造は、前記シート材から前記空気極に渡ってホットメルトを塗布し、前記ホットメルトにより前記開口部の端面を覆うようにしても良い。この構成によれば、空気極の表面凹凸形状を利用して被覆として機能するホットメルトの接合強度を効率よく高めることができる。

また、前記シート材の縁部がシート状の非透液性材料により被覆された被覆構造は、前記シート材から前記空気極に渡ってシート状の非透液性材料を貼り付け、前記非透液性材料により前記開口部の端面を覆うようにしても良い。この構成によれば、空気極の表面凹凸形状を利用して被覆として機能するフィルムの接合強度を効率よく高めることができる。

また、前記非透液性材料は、前記開口部の縁部に渡って延出する枠状となるように複数の短冊状の非透液性材料を接続しても良い。この構成によれば、非透液性材料のフィルム素材から切り出す際に材料の余りを低減し易くなり、また、様々な形状に対応し易くなる。

Claims (10)

1. 空気極を有するとともに前記空気極と対向する金属極を収容する外装体を備える金属空気電池において、
   前記外装体は、紙を含有するシート材で形成され、前記シート材は、隙間を空けて前記金属極を覆うとともに、少なくとも内面側が非透液性に形成され、
   前記外装体には、前記空気極が外面側から装着される開口部が設けられ、前記開口部の端面には、内部に注液した電解液の浸透を防止する端面処理が施されていることを特徴とする金属空気電池。
2. 前記開口部の端面は、前記端面処理として、前記シート材の縁部が外方に向かって折り返されることを特徴とする請求項１に記載の金属空気電池。
3. 前記開口部の端面は、前記端面処理として、シート状の非透液性材料により被覆されることを特徴とする請求項１又は２に記載の金属空気電池。
4. 前記シート材の両面に前記非透液性材料を貼り付け、前記非透液性材料同士を接合して前記端面を被覆したことを特徴とする請求項３に記載の金属空気電池。
5. 前記非透液性材料により前記端面を包み込んで前記端面を被覆したことを特徴とする請求項３に記載の金属空気電池。
6. 前記開口部の端面は、前記端面処理として、疎水性の薬剤が含浸されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の金属空気電池。
7. 前記端面処理として、前記シート材から前記空気極に渡ってホットメルトを塗布し、前記ホットメルトにより前記開口部の端面を覆ったことを特徴とする請求項１に記載の金属空気電池。
8. 前記端面処理として、前記シート材から前記空気極に渡ってシート状の非透液性材料を貼り付け、前記非透液性材料により前記開口部の端面を覆ったことを特徴とする請求項１に記載の金属空気電池。
9. 前記非透液性材料は、前記開口部の縁部に渡って延出する一体型の枠状であることを特徴とする請求項８に記載の金属空気電池。
10. 前記非透液性材料は、前記開口部の縁部に渡って延出する枠状となるように複数の短冊状の非透液材料を接続したことを特徴とする請求項８に記載の金属空気電池。

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