JP2019121584A - 金属空気燃料電池及びそのシステム - Google Patents
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Abstract
【課題】金属燃料を簡単に交換でき、簡単に使用・メンテナンス可能で、使用寿命とユーザーエクスペリエンスを高めることができる金属空気燃料電池の開示。【解決手段】金属空気燃料電池であって、若干のユニットを備え、ユニット毎にケース、フロントカバー、合金板、シールリング、電池蓋、上部銅電極、空気極及びリアカバーを具備し、フロント部がフロントカバーと空気極との接着によって封止され、シールリングはノッチ内に放置され、上部銅電極は電池蓋のサイドギャップによってノッチ内に放置され、上部銅電極、電池蓋、合金板がボルトによって互いに接続されることにより１つの金属燃料モノマーが組み立てられ、金属燃料モノマーはケース内に放置され、シールリングを押し付けることでケースの入口部が封止され、ケース下部には円形のスルーホールが形成され、全てのユニットが装着された後に、ボルトが位置決め孔を貫通してシールリングを圧縮する。【選択図】図１
Description
本発明は新エネルギー電池の技術分野に関し、特に、金属空気燃料電池及び該電池を備えるシステムに関する。
金属空気燃料電池（即ち、金属空気電池）は空気中の酸素を正極活物質とし、金属を負極活物質とし、導電性溶液を電解質として、触媒の触媒作用によって化学反応を発生して電気エネルギーを生成する化学電源である。
金属空気燃料電池は複数の特別な利点を具備し、その燃料としては金属材であって、例えば、アルミニウム、マグネシウム、亜鉛、及びリチウム、ナトリウムなどの金属が用いられる。燃料のアルミニウム、マグネシウム、亜鉛はエネルギーの貯蓄が豊かで、金属空気電池リソースを充分供給できる。正極活物質は空気中の酸素で、電池それ自体に携帯する必要がなく、電池が携帯するエネルギーの多少は負極金属の量によって決定され、該電池の実際のエネルギーが３５０Ｗｈ／ｋｇ以上（目下、リチウムイオン電池は１００Ｗｈ／ｋｇである）に達成できて、大きな性能上の利点がある。反応した後の産物は、風力エネルギー、太陽エネルギー、水エネルギーなどの清潔エネルギー又は電気エネルギーが豊かな領域の電気エネルギーを利用して新たに酸化アルミニウム（又は水酸化マグネシウム）を電気分解して金属に変化された後、再度金属空気電池に取付けられて放電し、電気自動車を駆動する。これによると、集中的な大規模の生産が可能であり、汚染及び排出量を減少し、且つ集中的な給電を実現して、分散して使用でき、コストの低い電気エネルギーを電気エネルギーのコストの高い地方へ転送して使用し、エネルギーを取得し易い地方からエネルギーを取得し難い地方へ電気エネルギーを転送して使用できる。これにより、実質的に無公害且つゼロエミッションの新しい自動車生活を実現できる。この過程で無公害、ゼロエミッションのグリーンエネルギーの循環利用を実現し、金属空気電池が世界の範囲内でますます注目されている。
金属空気電池の上記利点に鑑み、多くの国と個人はもっと実用的な同種類の製品を研究しており、現在の製品には、金属燃料の交換と添加が不便な問題点が存在する。金属燃料電池は単方向に金属燃料が反応して電流を生成し、もし連続的に使用する場合、電池システムは必ず燃料を簡単に更新すべきである。
本発明は従来技術の問題点を克服するためになされたものであって、単体の金属燃料を簡単に交換でき、製品全体が使用過程でもっと簡単に使用及びメンテナンス可能で、製品の使用寿命と製品のユーザーエクスペリエンスを高めることができる金属空気燃料電池を提供することを解決しようとする技術課題とする。
上記課題を解決するために、本発明によれば、金属空気燃料電池であって、若干のユニットを備えてなり、ユニット毎にケース、フロントカバー、合金板、シールリング、電池蓋、上部銅電極、空気極及びリアカバーを具備し、ケースのフロント部がフロントカバーと空気極との接着によって封止されて、ケースと接着のフロントカバーと空気極との間にキャビティが形成される一方、ケースのリア部がリアカバーと空気極との接着によって封止されて、ケースと接着のリアカバーと空気極の間にキャビティが形成されており、シールリングは電池蓋におけるノッチ内に放置され、且つ上部銅電極は電池蓋のサイドギャップによって電池蓋におけるノッチ内に放置され、上部銅電極、電池蓋、合金板がボルトによって互いに接続されることにより１つの金属燃料モノマーが組み立てられ、金属燃料モノマーはケース内に放置され、ケースの入口部上のボスと電池蓋におけるノッチとが互いにマッチングされ、更にシールリングを押し付けることでケースの入口部が封止され、ケースの下部には円形のスルーホールが形成され、スルーホールの回りに三つの位置決め孔が均一に分布され、且つスルーホールの両側にはノッチと凸溝がそれぞれ配置されており、シールリングはノッチの内部に取付けられ、全てのユニットが装着された後に、ボルトが位置決め孔を貫通してシールリングを圧縮することによりモノマー間が封止されることを特徴とする金属空気燃料電池を提供する。
ある金属燃料を交換しようとする際に、電池蓋を除去してボルトを解体すると該金属燃料所在の金属燃料モノマーを取り出すことができ、その後更に合金板を取り出して新しい合金板を装着すればよいので、単体の金属燃料を簡単に交換できて、製品全体の使用過程がもっと簡単であると共に、メンテナンスが容易になるため、製品の使用寿命を増加し、製品のユーザーエクスペリエンスを高めることができる。
また、本発明によれば、金属空気燃料電池のシステムにおいて、筐体Ａ１、若干の電池、水タンクＡ２、換気チューブＡ５、水道管Ａ６、排水プラグＡ７を備え、各電池モノマーは筐体内に固定され、水タンクは筐体の上部に設けられ、水タンクには水タンクカバーＡ３が設けられ、排水プラグはスルーホールに固定されており、排水プラグから引き出したインターフェースが水道管の一端に連結され、水道管の他端は水タンクのベース部に位置する排水インターフェースに連結されて、水タンク、筐体、各電池モノマーがパスウェイを形成し、筐体の上部側縁には換気孔が開設され、換気孔は換気チューブの一端に接続され、換気チューブの他端は水タンクカバーの上部に接続されることを特徴とする金属空気燃料電池のシステムを提供する。
本発明の水タンクは筐体の上部に設けられ、水タンク上には水タンクカバーが設けられ、且つ各電池モノマーのベース部にスルーホールが設けられており、排水プラグはスルーホールに固定され、排水プラグから引き出したインターフェースが水道管の一端に連結され、水道管の他端は水タンクのベース部に位置する排水インターフェースに連結されて、水タンク、筐体、各電池モノマーがパスウェイを形成することになり、電解質の注入過程において、電解質が絶えずに筐体の内部空間を充填することにより、ガスが押出されて、筐体上部の排气口から排出され、ガスは換気チューブによってガイドされて水タンクの内部へ進入されるから、該金属空気電池システムは電池システムを使用する過程で絶えずに電解質を補充し、電池モノマー内で反応の進行に従って電解質が足りないことで電池システムの使用を影響することがなく、電解質を補充する際にモノマー各々を単独に添加する必要がなく、液体を加える初期に一回的に加えればよいので、便利で効率的である。
図１−４に示すように、金属空気燃料電池であって、若干のユニットを備えてなり、ユニット毎にケース１、フロントカバー２、合金板３、シールリング４、電池蓋５、上部銅電極６、空気極７及びリアカバー８を具備し、ケースのフロント部がフロントカバーと空気極との接着によって封止されて、ケースと接着のフロントカバーと空気極との間にキャビティが形成される一方、ケースのリア部がリアカバーと空気極との接着によって封止されて、ケースと接着のリアカバーと空気極の間にキャビティが形成されており、シールリングは電池蓋におけるノッチｉ内に放置され、且つ上部銅電極は電池蓋のサイドギャップによって電池蓋におけるノッチ内に放置され、上部銅電極、電池蓋、合金板がボルトによって互いに接続されることにより１つの金属燃料モノマーが組み立てられ、金属燃料モノマーはケース内に放置され、ケースの入口部上のボスと電池蓋におけるノッチとが互いにマッチングされ、更にシールリングを押し付けることでケースの入口部が封止され、ケースの下部には円形のスルーホールが形成され、スルーホールの回りに三つの位置決め孔が均一に分布され、且つスルーホールの両側にはノッチと凸溝がそれぞれ配置されており、シールリングはノッチの内部に取付けられ、全てのユニットが装着された後に、ボルトが位置決め孔を貫通してシールリングを圧縮することによりモノマー間が封止される。
ある金属燃料を交換しようとする際に、電池蓋を除去してボルトを解体すると該金属燃料所在の金属燃料モノマーを取り出すことができ、その後更に合金板を取り出して新しい合金板を装着すればよいか、或いは、電池蓋、合金板、ボルトなどを１つの部材として全体的に交換すればよい。従って、単体の金属燃料を簡単に交換できて、製品全体の使用過程がもっと簡単であると共に、メンテナンスが容易になるため、製品の使用寿命を増加し、製品のユーザーエクスペリエンスを高めることができる。
図２に示すように、前記ケースの両側にボルト孔ｃが設置され、金属燃料モノマーをグループ化した時に締結且つ位置決め可能であることが望ましい。
図２に示すように、前記三つの位置決め孔はそれぞれ前記スルーホールの上方の上側位置決め孔、前記スルーホールの左側の左側位置決め孔、前記スルーホールの右側の右側位置決め孔であり、上側位置決め孔はケースの内部で支持体ｂを有し、支持体はケースの両側を支持し、位置決め孔は支持体の内部を貫通することが望ましい。これにより、ボルトのプレコンパック過程でハウジングが変形しなく、下部のスルーホール中のシールリングが充分に圧縮されて封止を実現できる。同時に、位置決め孔が支持体の内部を貫通することで、組立てた後の液体の漏れを防止できる。
図２に示すように、ケース１の入口部の両側に補強リブｆを設けることが望ましい。これにより、全体的な重量を減少しつつ湾曲強度を高めることができ、スリップノットボルトの圧縮とプレコンパックの過程で電池蓋５が大きく変形しないことから、封止効果が保証される。
図２に示すように、ケース１のベース部には傾斜度が２°〜６０°の傾斜面ｈが設けられることが望ましい。該傾斜面によって電池内の反応物の残渣がもっとスムーズに排出される。
図２に示すように、ケース１の上部にノッチｄが設けられ、且つノッチｄ内に位置決め孔が形成されており、金属燃料モノマーをグループ化した時に、スリップノットボルトがノッチｄ内に放置され、位置決め孔を貫通するボルトによって固定化を実現し、且つスリップノットボルトと上部圧板のプレコンパックによって電池蓋がケースに固定されており、電池の上部が封止され、ケースの上部にはリング状の突起ｅが設けられ、電池蓋間のシールリングによって封止されており、ノッチｄのサイドには貫通孔ｇが開設され、貫通孔ｇはケースの内部のキャビティを貫通しており、ケースの両側の出口にはそれぞれノッチと突起が設けられ、その間にシールリングが放置されており、ノッチｄ内の位置決め孔を貫通するボルトによってグループ化後のケースの金属燃料モノマー間が封止されることが望ましい。
図３に示すように、電池蓋が下方へ延びて合金板を固定するための柱状の支持体ｊを設けており、支持体ｊの先端にはノッチが設けられ、ノッチ内にはシールリングが放置され、且つ電池蓋の両端の側面にはノッチｋが設けられ、スリップノットボルトはノッチｋを貫通し、且つスリップノットボルトを固定して倒れないようにし、取り付け易くし、電池蓋の一端には細長いスルーホールＬが開設され、上部銅電極が細長いスルーホールＬをスムーズに貫通し、電池蓋のベース部には傾斜面ｍが設けられ、傾斜面の一端の高さはケース上の貫通孔ｇの上方にあり、且つ他端は下方へ傾斜しており、傾斜角度は１°−４５°で、電池パックが傾斜の場合にも電池内のガスがスムーズに排出可能にし、電池蓋上のボスｎとケースの入口部が互いにマッチングされ、電池パックが振動する場合に効率的に支持することが望ましい。
図５−６に示すように、該金属空気燃料電池は、水栓９、スラグオフ用棒１０、ネジ継ぎ手１１をさらに備え、スラグオフ用棒は水栓の内部に固定され、水栓の内部にはネジ継ぎ手と互いに接続する雌ネジｏが設けられており、水栓の内部には水栓とネジ継ぎ手を締め付けることで封止されるＯリングワッシャーが設けられ、且つネジ継ぎ手は接着によって電池ケース１２に固定されることが望ましい。
図５−６に示すように、スラグオフ用棒にはグリルｐが等間隔に設けられ、各グリルの間隔は金属燃料モノマーの間隔と同じであり、グリルは金属燃料モノマーのキャビティ間の封止の区間に放置され、グリル毎にギャップ又はスルーホールが設けられることが望ましい。
図６に示すように、スラグオフ用棒の先端にバッフルｑが設けられ、バッフルのベース部にスルーホールｒが設けられ、 各キャビティは半閉状態を形成することが望ましい。
ケース１２の外部から液体が注入される際にスルーホールｒを経て電池キャビティの内部に流入され、スラグオフ用棒２間のグリルｐにギャップ又はスルーホールを具備して、電池キャビティ内は連通状態になるため、各モノマー間の注水操作を影響しない。モノマー電池を連通可能と共に、モノマー電極間の接続面積を減少できることにより、電池内部の短絡による損害を減少できる。
電池が低負荷で短時間作業の際に、水栓９を緩めてスラグオフ用棒１０と一緒に取り出すことができ、この時電池ケース内の反応物の粘度が低く、直接にネジ継ぎ手からダンプできる。
電池内部の反応物の粘度が高い時に、水栓９を緩めて取り出して、内部の粘度の薄い液体を綺麗にダンプした後、水栓９を改めて挿入して、水栓９の位置を回転することでスラグオフ用棒１０上の開口位置と電池ケース１２のキャビティの開放位置とを対応させ、電池内の反応物をスラグオフ用棒１０のグリル間の空間へスムーズに流入させ、一定の時間を経過した後に水栓９を取り出すと、反応物がスラグオフ用棒１０の間隙に付着されて併せて取り出される。取り出した後にスラグオフ用棒１０上の反応物を綺麗に清潔する。該操作を再度繰り返す。
数回に亘って清潔した後に、スラグオフ用棒によって吸着及び掻き出せる反応物が少ない時にタンク内へ注水して反応物を希薄化し、完全に清潔が行われる。
金属空気電池の上記利点に鑑み、多くの国と個人はもっと実用な同種類の製品を研究しており、現在の製品には、金属空気電池の使用過程で大量の電解質（例えば、水）を消費する一方、金属空気電池システムは通常封止されているため、一旦金属空気電池システムの電解質が多量に消費された後に、廃棄するしかなく、或いは開けることで電池内部の電解質を補充しなければならないが、直接に廃棄する場合は、大量の浪費が発生するとともに、製品の使用率と操作便利性を影響することになり、且つ開けることで電池内部の電解質を補充する場合は、ユーザーエクスペリエンスを大きく影響するとの問題点が存在している。
図７に示すように、金属空気燃料電池のシステムにおいて、筐体１、若干の電池（即ち、上記金属空気燃料電池）、水タンクＡ２、換気チューブＡ５、水道管Ａ６、排水プラグＡ７を備え、各電池モノマーは筐体内に固定され、水タンクは筐体の上部に設けられ、水タンクには水タンクカバーＡ３が設けられ、排水プラグはスルーホールに固定されており、排水プラグから引き出したインターフェースが水道管の一端に連結され、水道管の他端は水タンクのベース部に位置する排水インターフェースに連結されて、水タンク、筐体、各電池モノマーがパスウェイを形成し、筐体の上部側縁には換気孔が開設され、換気孔は換気チューブの一端に接続され、換気チューブの他端は水タンクカバーの上部に接続される。
本発明の水タンクは筐体の上部に設けられ、水タンク上には水タンクカバーが設けられ、且つ各電池モノマーのベース部にスルーホールが設けられており、排水プラグはスルーホールに固定され、排水プラグから引き出したインターフェースが水道管の一端に連結され、水道管の他端は水タンクのベース部に位置する排水インターフェースに連結されて、水タンク、筐体、各電池モノマーがパスウェイを形成することになり、電解質の注入過程において、電解質が絶えずに筐体の内部空間を充填することにより、ガスが押出されて、筐体上部の排气口から排出され、ガスは換気チューブによってガイドされて水タンクの内部へ進入されるから、該金属空気電池システムは電池システムを使用する過程で絶えずに電解質を補充し、電池モノマー内で反応の進行に従って電解質が足りないことで電池システムの使用を影響することがなく、電解質を補充する際にモノマー各々を単独に添加する必要がなく、液体を加える初期に一回的に加えればよいので、便利で効率的である。
使用過程において、水タンクカバーを開けてタンク内に水を加えることができると共に、タンク内の液体及び液体のレベルを観察することができる。
前記スルーホールは円形であり、且つ断面面積は排水プラグの断面面積と同じであることが望ましい。これにより、電解質がもっとスムーズに流れることになる。
水タンクカバーには防水通気バルブＡ４が取付けられ、防水通気バルブと水タンクカバーは同時に着脱可能な部材を構成するのが望ましい。ガスが水タンクの内部へ流れた後、水タンクの内部のガスが更に圧縮されて、防止通気バルブの所定圧に達した後に、ガスが防水通気バルブを経て排出される。これにより、水タンク内部の圧力を大きく減少でき、水素がタンク内で堆積されるのを防止すると共に液体の流出が免れる。或いは、防水通気バルブは水タンクの頂部に取付けられてもよく、これにより同様に目的を達成することができる。
以上、本発明の最良の実施形態について説明したが、これらは何れも例示に過ぎず、本発明はこれに限られるものではない。本発明の技術思想に基づく上記実施形態に対する如何なる簡単な補正、同等な変更及び修飾は何れも本発明の請求範囲内に属すると解釈されるべきである。
Claims (14)
- 金属空気燃料電池であって、若干のユニットを備えてなり、ユニット毎にケース（１）、フロントカバー（２）、合金板（３）、シールリング（４）、電池蓋（５）、上部銅電極（６）、空気極（７）及びリアカバー（８）を具備し、ケースのフロント部がフロントカバーと空気極との接着によって封止されて、ケースと接着のフロントカバーと空気極との間にキャビティが形成される一方、ケースのリア部がリアカバーと空気極との接着によって封止されて、ケースと接着のリアカバーと空気極の間にキャビティが形成されており、シールリングは電池蓋におけるノッチ（ｉ）内に放置され、且つ上部銅電極は電池蓋のサイドギャップによって電池蓋におけるノッチ内に放置され、上部銅電極、電池蓋、合金板がボルトによって互いに接続されることにより１つの金属燃料モノマーが組み立てられ、金属燃料モノマーはケース内に放置され、ケースの入口部上のボスと電池蓋におけるノッチとが互いにマッチングされ、更にシールリングを押し付けることでケースの入口部が封止され、ケースの下部には円形のスルーホールが形成され、スルーホールの回りに三つの位置決め孔（ａ）が均一に分布され、且つスルーホールの両側にはノッチと凸溝がそれぞれ配置されており、シールリングはノッチの内部に取付けられ、全てのユニットが装着された後に、ボルトが位置決め孔を貫通してシールリングを圧縮することによりモノマー間が封止されることを特徴とする金属空気燃料電池。
- 請求項１に記載の金属空気燃料電池において、前記ケースの両側にボルト孔（ｃ）が設置され、金属燃料モノマーをグループ化した時に締結且つ位置決め可能であることを特徴とする金属空気燃料電池。
- 請求項１に記載の金属空気燃料電池において、前記三つの位置決め孔はそれぞれ前記スルーホールの上方の上側位置決め孔、前記スルーホールの左側の左側位置決め孔、前記スルーホールの右側の右側位置決め孔であり、上側位置決め孔はケースの内部で支持体（ｂ）を有し、支持体はケースの両側を支持し、位置決め孔は支持体の内部を貫通することを特徴とする金属空気燃料電池。
- 請求項１に記載の金属空気燃料電池において、ケース（１）の入口部の両側に補強リブ（ｆ）が設けられることを特徴とする金属空気燃料電池。
- 請求項１から４の何れか１項に記載の金属空気燃料電池において、ケース（１）のベース部には傾斜度が２°〜６０°の傾斜面（ｈ）が設けられることを特徴とする金属空気燃料電池。
- 請求項５に記載の金属空気燃料電池において、ケース（１）の上部にノッチ（ｄ）が設けられ、且つノッチ（ｄ）内に位置決め孔が形成されており、金属燃料モノマーをグループ化した時に、スリップノットボルトがノッチ（ｄ）内に放置され、位置決め孔を貫通するボルトによって固定化を実現し、且つスリップノットボルトと上部圧板のプレコンパックによって電池蓋がケースに固定されており、ケースの上部にはリング状の突起（ｅ）が設けられ、電池蓋間のシールリングによって封止されており、ノッチｄのサイドには貫通孔（ｇ）が開設され、貫通孔（ｇ）はケースの内部のキャビティを貫通しており、ケースの両側の出口にはそれぞれノッチと突起が設けられ、その間にシールリングが放置されており、ノッチ（ｄ）内の位置決め孔を貫通するボルトによってグループ化後のケースの金属燃料モノマー間が封止されることを特徴とする金属空気燃料電池。
- 請求項６に記載の金属空気燃料電池において、電池蓋が下方へ延びて合金板を固定するための柱状の支持体（ｊ）を設けており、支持体（ｊ）の先端にはノッチが設けられ、ノッチ内にはシールリングが放置され、且つ電池蓋の両端の側面にはノッチ（ｋ）が設けられ、スリップノットボルトがノッチを貫通し、電池蓋の一端には細長いスルーホール（Ｌ）が開設され、上部銅電極が細長いスルーホール（Ｌ）をスムーズに貫通し、電池蓋のベース部には傾斜面（ｍ）が設けられ、傾斜面の一端の高さはケース上の貫通孔（ｇ）の上方にあり、且つ他端は下方へ傾斜しており、傾斜角度は１°−４５°であり、電池蓋上のボス（ｎ）とケースの入口部が互いにマッチングされることを特徴とする金属空気燃料電池。
- 請求項１に記載の金属空気燃料電池において、該金属空気燃料電池は、水栓（９）、スラグオフ用棒（１０）、ネジ継ぎ手（１１）をさらに備え、スラグオフ用棒は水栓の内部に固定され、水栓の内部にはネジ継ぎ手と互いに接続する雌ネジ（ｏ）が設けられており、水栓の内部には水栓とネジ継ぎ手を締め付けることで封止されるＯリングワッシャーが設けられ、且つネジ継ぎ手は接着によって電池ケース（１２）に固定されることを特徴とする金属空気燃料電池。
- 請求項８に記載の金属空気燃料電池において、スラグオフ用棒にはグリル（ｐ）が等間隔に設けられ、各グリルの間隔は金属燃料モノマーの間隔と同じであり、グリルは金属燃料モノマーのキャビティ間の封止の区間に放置され、グリル毎にギャップ又はスルーホールが設けられることを特徴とする金属空気燃料電池。
- 請求項９に記載の金属空気燃料電池において、スラグオフ用棒の先端にバッフル（ｑ）が設けられ、バッフルのベース部にスルーホール（ｒ）が設けられていることを特徴とする金属空気燃料電池。
- 金属空気燃料電池のシステムにおいて、筐体（Ａ１）、若干の電池、水タンク（Ａ２）、換気チューブ（Ａ５）、水道管（Ａ６）、排水プラグ（Ａ７）を備え、各電池モノマーは筐体内に固定され、水タンクは筐体の上部に設けられ、水タンクには水タンクカバー（Ａ３）が設けられ、排水プラグはスルーホールに固定されており、排水プラグから引き出したインターフェースが水道管の一端に連結され、水道管の他端は水タンクのベース部に位置する排水インターフェースに連結されて、水タンク、筐体、各電池モノマーがパスウェイを形成し、筐体の上部側縁には換気孔が開設され、換気孔は換気チューブの一端に接続され、換気チューブの他端は水タンクカバーの上部に接続されることを特徴とする金属空気燃料電池のシステム。
- 請求項１１に記載の金属空気燃料電池のシステムにおいて、前記スルーホールは円形であり、且つ断面面積は排水プラグの断面面積と同じであることを特徴とする金属空気燃料電池のシステム。
- 請求項１２に記載の金属空気燃料電池のシステムにおいて、水タンクカバーには防水通気バルブ（Ａ４）が取付けられ、防水通気バルブと水タンクカバーは同時に着脱可能な部材を構成することを特徴とする金属空気燃料電池のシステム。
- 請求項１２に記載の金属空気燃料電池のシステムにおいて、前記スルーホールの回りに三つの位置決め孔（ａ）が均一に分布され、且つスルーホールの両側にはノッチと凸溝がそれぞれ配置されており、シールリングはノッチの内部に取付けられ、全てのユニットが装着された後に、ボルトが位置決め孔を貫通してシールリングを圧縮することによりモノマー間が封止されることを特徴とする金属空気燃料電池のシステム。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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Families Citing this family (2)
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|---|---|---|---|---|
| KR20210037669A (ko) * | 2018-08-06 | 2021-04-06 | 후지쿠라 컴퍼지트 가부시키가이샤 | 금속 공기 전지 및 그 사용 방법 |
| CN112382775B (zh) * | 2020-11-11 | 2022-06-07 | 唐山海港经济开发区北京理工大学机械与车辆学院转化研究中心 | 一种自密封阴极易固定的金属空气燃料电池 |
Citations (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52103330U (ja) * | 1976-02-02 | 1977-08-05 | ||
| JPS5515783U (ja) * | 1978-07-18 | 1980-01-31 | ||
| JPS57168180U (ja) * | 1981-04-20 | 1982-10-22 | ||
| EP0952622A1 (en) * | 1998-03-24 | 1999-10-27 | Electric Fuel (E.F.L.) Limited | Cell for a metal-air battery |
| CN104577262A (zh) * | 2014-12-31 | 2015-04-29 | 中国人民解放军第二炮兵工程大学 | 一种液路内置型铝空气燃料电池单体及电池堆 |
| JP2015103430A (ja) * | 2013-11-26 | 2015-06-04 | シャープ株式会社 | 金属空気電池 |
| JP2015125830A (ja) * | 2013-12-25 | 2015-07-06 | 日本協能電子株式会社 | 空気マグネシウム電池 |
| WO2015145693A1 (ja) * | 2014-03-27 | 2015-10-01 | 日産自動車株式会社 | 空気電池再生装置、空気電池システム、及び空気電池の再生方法 |
| CN105280989A (zh) * | 2015-09-14 | 2016-01-27 | 哈尔滨工业大学 | 铝空气电池电堆 |
| JP2016081643A (ja) * | 2014-10-14 | 2016-05-16 | 古河電池株式会社 | カートリッジ式空気電池、及びカートリッジ式空気電池システム |
| JP2016170965A (ja) * | 2015-03-12 | 2016-09-23 | 古河電池株式会社 | 空気電池システム |
| CN106025448A (zh) * | 2016-07-15 | 2016-10-12 | 郑州佛光发电设备有限公司 | 一种液路内置紧凑型铝空燃料电池单体 |
| JP2017216152A (ja) * | 2016-05-31 | 2017-12-07 | 古河電池株式会社 | 注液型電池システム |
-
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Patent Citations (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52103330U (ja) * | 1976-02-02 | 1977-08-05 | ||
| JPS5515783U (ja) * | 1978-07-18 | 1980-01-31 | ||
| JPS57168180U (ja) * | 1981-04-20 | 1982-10-22 | ||
| EP0952622A1 (en) * | 1998-03-24 | 1999-10-27 | Electric Fuel (E.F.L.) Limited | Cell for a metal-air battery |
| JP2015103430A (ja) * | 2013-11-26 | 2015-06-04 | シャープ株式会社 | 金属空気電池 |
| JP2015125830A (ja) * | 2013-12-25 | 2015-07-06 | 日本協能電子株式会社 | 空気マグネシウム電池 |
| WO2015145693A1 (ja) * | 2014-03-27 | 2015-10-01 | 日産自動車株式会社 | 空気電池再生装置、空気電池システム、及び空気電池の再生方法 |
| JP2016081643A (ja) * | 2014-10-14 | 2016-05-16 | 古河電池株式会社 | カートリッジ式空気電池、及びカートリッジ式空気電池システム |
| CN104577262A (zh) * | 2014-12-31 | 2015-04-29 | 中国人民解放军第二炮兵工程大学 | 一种液路内置型铝空气燃料电池单体及电池堆 |
| JP2016170965A (ja) * | 2015-03-12 | 2016-09-23 | 古河電池株式会社 | 空気電池システム |
| CN105280989A (zh) * | 2015-09-14 | 2016-01-27 | 哈尔滨工业大学 | 铝空气电池电堆 |
| JP2017216152A (ja) * | 2016-05-31 | 2017-12-07 | 古河電池株式会社 | 注液型電池システム |
| CN106025448A (zh) * | 2016-07-15 | 2016-10-12 | 郑州佛光发电设备有限公司 | 一种液路内置紧凑型铝空燃料电池单体 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023068317A1 (ja) * | 2021-10-22 | 2023-04-27 | 日本協能電子株式会社 | 金属空気発電機及びそのユニット |
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