JP2852674B2 - 金属―空気電池 - Google Patents
金属―空気電池Info
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- JP2852674B2 JP2852674B2 JP1324599A JP32459989A JP2852674B2 JP 2852674 B2 JP2852674 B2 JP 2852674B2 JP 1324599 A JP1324599 A JP 1324599A JP 32459989 A JP32459989 A JP 32459989A JP 2852674 B2 JP2852674 B2 JP 2852674B2
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M12/00—Hybrid cells; Manufacture thereof
- H01M12/04—Hybrid cells; Manufacture thereof composed of a half-cell of the fuel-cell type and of a half-cell of the primary-cell type
- H01M12/06—Hybrid cells; Manufacture thereof composed of a half-cell of the fuel-cell type and of a half-cell of the primary-cell type with one metallic and one gaseous electrode
- H01M12/065—Hybrid cells; Manufacture thereof composed of a half-cell of the fuel-cell type and of a half-cell of the primary-cell type with one metallic and one gaseous electrode with plate-like electrodes or stacks of plate-like electrodes
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、金属−空気電池に関する。
従来、空気中の酸素の還元と金属の溶解とを組み合わ
せて発電を行う金属−空気電池は、アルミ−空気電池、
マグネ−空気電池、亜鉛−空気電池などとして公知であ
り、電気自動車や携帯用電源などの用途に向け開発が進
められている。この種電池は、電解液がセル容器内に保
持されている液静止型と、セル容器に電解液タンクに循
環用ダクトで接続し、循環用ポンプで電解液をセル容器
内に循環供給する液循環型とがある。
せて発電を行う金属−空気電池は、アルミ−空気電池、
マグネ−空気電池、亜鉛−空気電池などとして公知であ
り、電気自動車や携帯用電源などの用途に向け開発が進
められている。この種電池は、電解液がセル容器内に保
持されている液静止型と、セル容器に電解液タンクに循
環用ダクトで接続し、循環用ポンプで電解液をセル容器
内に循環供給する液循環型とがある。
上記従来の金属−空気電池は、前記の両型のいずれの
型であっても、その金属極は板体のものを用いているた
め、表面積が小さく、放電特性が低い欠点を有し、又、
これに局部的な腐触による金属片の脱落が発生し、金属
極の寿命が短縮するなどを欠点があった。
型であっても、その金属極は板体のものを用いているた
め、表面積が小さく、放電特性が低い欠点を有し、又、
これに局部的な腐触による金属片の脱落が発生し、金属
極の寿命が短縮するなどを欠点があった。
本発明は、上記従来の課題を解消した金属−空気電池
を提供するもので、金属極と空気極とを電解液用空間を
存して、対設して有するセル容器から成る金属−空気電
池において、該金属極を電解液流通用の微細な間隙を無
数に有する金属粒子集団で構成し且つこれを導電性多孔
容器に収容して成る。
を提供するもので、金属極と空気極とを電解液用空間を
存して、対設して有するセル容器から成る金属−空気電
池において、該金属極を電解液流通用の微細な間隙を無
数に有する金属粒子集団で構成し且つこれを導電性多孔
容器に収容して成る。
このように本発明の金属−空気電池の金属極は、電解
液流通用の微細な間隙を無数の金属粒子集団で構成した
ので、その電解液と接触する表面積は、従来の板体から
成る金属極に比し著しく増大でき、それだけ放電特性が
増大する。又、該金属粒子集団は、多孔容器内に収容さ
れているので、粒子に腐触が生じても、該多孔容器内に
保持されてとどまり、最後まで反応に役立ち、長寿命の
電池をもたらす。
液流通用の微細な間隙を無数の金属粒子集団で構成した
ので、その電解液と接触する表面積は、従来の板体から
成る金属極に比し著しく増大でき、それだけ放電特性が
増大する。又、該金属粒子集団は、多孔容器内に収容さ
れているので、粒子に腐触が生じても、該多孔容器内に
保持されてとどまり、最後まで反応に役立ち、長寿命の
電池をもたらす。
上記の本発明の金属−空気電池において、その金属粒
子の粒径は、0.1〜15mm程度とすることが好ましく、こ
れにより、表面積の増大と、粒子間の電解液の流通が良
好に維持される。又、該多孔容器は、電解液の流通を許
容し、導電性材料で作ることにより、集電体として作用
し、これから端子を導出できる。又、該セル容器の電槽
蓋の外部に、その貫通孔を介し該多孔容器の上面に連通
して金属粒子補給用容器を設けるので、多孔容器内の金
属粒子集団が電池反応で減少すれば、これに応じて自動
的に補給でき、使用寿命の増大をもたらす。又、その容
器の上面は蓋で閉塞するので、内部の金属粒子を良好に
保たれる。
子の粒径は、0.1〜15mm程度とすることが好ましく、こ
れにより、表面積の増大と、粒子間の電解液の流通が良
好に維持される。又、該多孔容器は、電解液の流通を許
容し、導電性材料で作ることにより、集電体として作用
し、これから端子を導出できる。又、該セル容器の電槽
蓋の外部に、その貫通孔を介し該多孔容器の上面に連通
して金属粒子補給用容器を設けるので、多孔容器内の金
属粒子集団が電池反応で減少すれば、これに応じて自動
的に補給でき、使用寿命の増大をもたらす。又、その容
器の上面は蓋で閉塞するので、内部の金属粒子を良好に
保たれる。
更に、本発明の金属−空気電池は、セル容器は、筐形
又は筒形であり、その容器壁の少なくとも一部は、板状
空気極で構成され、そのセル容器内に板状又は柱状の多
孔容器内に収容された金属粒子集団から成る金属極を設
け、電解液を電解液用空気内に充填して構成するとき
は、電解液は該空気極と該金属極とに接触するばかりで
なく、該金属極の表面は勿論これを構成する金属粒子集
団の無数の微細な間隙を通り、その金属極全体に亘りそ
の内部に均一に流通するので、従来の金属板の表面に接
触し、反応する場合に比し、その接触面積が著しく増大
し、放電特性の著しい増大をもたらす。
又は筒形であり、その容器壁の少なくとも一部は、板状
空気極で構成され、そのセル容器内に板状又は柱状の多
孔容器内に収容された金属粒子集団から成る金属極を設
け、電解液を電解液用空気内に充填して構成するとき
は、電解液は該空気極と該金属極とに接触するばかりで
なく、該金属極の表面は勿論これを構成する金属粒子集
団の無数の微細な間隙を通り、その金属極全体に亘りそ
の内部に均一に流通するので、従来の金属板の表面に接
触し、反応する場合に比し、その接触面積が著しく増大
し、放電特性の著しい増大をもたらす。
更に、上記の金属−空気電池は、更にそのセル容器壁
に、そのセル容器壁に電解液入口と電解液出口とを設
け、該電解液入口より電解液を電解液用空気内に流入さ
せ、且つ該金属極の金属粒子集団の微細な無数の間隙を
均一に通り、金属粒子集団全体と良接触した後、電解液
出口より流出せしめるようにし、更に、該電解液入口と
該電解液出口を電解液タンクの１側と他側に循環用ダク
トで接続すると共に、該循環路内に循環用ポンプを介入
するようにすれば、本発明の金属−空気電池を液循環型
に構成できる。
に、そのセル容器壁に電解液入口と電解液出口とを設
け、該電解液入口より電解液を電解液用空気内に流入さ
せ、且つ該金属極の金属粒子集団の微細な無数の間隙を
均一に通り、金属粒子集団全体と良接触した後、電解液
出口より流出せしめるようにし、更に、該電解液入口と
該電解液出口を電解液タンクの１側と他側に循環用ダク
トで接続すると共に、該循環路内に循環用ポンプを介入
するようにすれば、本発明の金属−空気電池を液循環型
に構成できる。
この液循環型の金属−空気電池の放電性能を高めるに
は、該多孔容器に収容した金属粒子集団から成る金属極
は、セル容器内の電解液用空間を２分する壁状とし、該
セル容器壁に、その壁状金属極の１側の空間に連通し
て、電解液入口を設け、その他側空間に連通して電解液
出口を設けるように構成すれば、該セル容器内にその電
解液入口より流出した電解液は、電気極側から金属極へ
と電解液の流れを形成できるので、放電生成物が空気極
へ拡散することを防止でき、空気極の性能低下を防止で
きる。
は、該多孔容器に収容した金属粒子集団から成る金属極
は、セル容器内の電解液用空間を２分する壁状とし、該
セル容器壁に、その壁状金属極の１側の空間に連通し
て、電解液入口を設け、その他側空間に連通して電解液
出口を設けるように構成すれば、該セル容器内にその電
解液入口より流出した電解液は、電気極側から金属極へ
と電解液の流れを形成できるので、放電生成物が空気極
へ拡散することを防止でき、空気極の性能低下を防止で
きる。
更に、次のように構成しても、同様に空気極の性能低
下を防止することができる。即ち、該多孔容器に収容し
た金属粒子集団から成る金属極は、壁状又は筒状とし、
該セル容器壁に、その金属極の一端側に対向して電解液
入口を設け、該金属極の他端と整合し且つ開口する電解
液出口を設けることにより、上記の電解液を空気極側か
ら金属極側への流れを確保でき、電池作動を良好に維持
できる。
下を防止することができる。即ち、該多孔容器に収容し
た金属粒子集団から成る金属極は、壁状又は筒状とし、
該セル容器壁に、その金属極の一端側に対向して電解液
入口を設け、該金属極の他端と整合し且つ開口する電解
液出口を設けることにより、上記の電解液を空気極側か
ら金属極側への流れを確保でき、電池作動を良好に維持
できる。
次に、本発明の実施例を添付図面に基づき説明する。
第１図及び第２図は、本発明実施の１例の液静止型の
金属−空気電池の１例を示し、図面で１は、合成樹脂製
の筐状のセル容器を示し、該セル容器１は、電槽1aと電
槽蓋1bから成る。該電槽1aの対向壁には夫々大面積のカ
ーボンなどから成る板状空気極２を常法により、その対
向壁に設けた透窓に液密に嵌合結着して設けた。３は本
発明の金属極を示し、該金属極３は、無数の液流通用の
微細な間隙3bを存して、無数の金属粒子3aの集団から成
る。該金属極３は、前記の板状空気極２と全面で対向す
る広幅の直方形の多孔容器４内に収容され、該セル容器
１内に対向する空気極2,2間の中心に位置して肉厚壁状
に設置される。該多孔容器４は、導電性で且つ電解液に
対し耐腐触性の金属、例えば、ニッケル、ニッケルメッ
キした鉄、ステンレス、メッキ金属粉などにより導電性
を施した合成樹脂などを材料として作製され、代表的な
ものとしては、金網、打抜き多孔金属板、電鋳による多
孔板、粗目の表面を金属メッキにした織布、不織布など
で任意の形状に作製され、而も、その多孔度は電解液の
浸透を阻害せず、而も内部の金属粒子の脱落を防止する
ことができるもので、その形状は、筒状、筐状など任意
である。該多孔容器４は、第１図の例では、その上端部
4aを電槽蓋1bの中心に設けた長矩形の貫通口５を挿通し
て外部に突出させ、その外周に設けた係止縁６で該電槽
蓋1bの貫通口５の外周縁に係止させて、該セル容器１の
中央部に懸吊状態に設置した。
金属−空気電池の１例を示し、図面で１は、合成樹脂製
の筐状のセル容器を示し、該セル容器１は、電槽1aと電
槽蓋1bから成る。該電槽1aの対向壁には夫々大面積のカ
ーボンなどから成る板状空気極２を常法により、その対
向壁に設けた透窓に液密に嵌合結着して設けた。３は本
発明の金属極を示し、該金属極３は、無数の液流通用の
微細な間隙3bを存して、無数の金属粒子3aの集団から成
る。該金属極３は、前記の板状空気極２と全面で対向す
る広幅の直方形の多孔容器４内に収容され、該セル容器
１内に対向する空気極2,2間の中心に位置して肉厚壁状
に設置される。該多孔容器４は、導電性で且つ電解液に
対し耐腐触性の金属、例えば、ニッケル、ニッケルメッ
キした鉄、ステンレス、メッキ金属粉などにより導電性
を施した合成樹脂などを材料として作製され、代表的な
ものとしては、金網、打抜き多孔金属板、電鋳による多
孔板、粗目の表面を金属メッキにした織布、不織布など
で任意の形状に作製され、而も、その多孔度は電解液の
浸透を阻害せず、而も内部の金属粒子の脱落を防止する
ことができるもので、その形状は、筒状、筐状など任意
である。該多孔容器４は、第１図の例では、その上端部
4aを電槽蓋1bの中心に設けた長矩形の貫通口５を挿通し
て外部に突出させ、その外周に設けた係止縁６で該電槽
蓋1bの貫通口５の外周縁に係止させて、該セル容器１の
中央部に懸吊状態に設置した。
該多孔容器４の上端部4aは、電槽蓋1b上面より大きく
突出させ且つ無孔壁から成る金属粒子補給用容器4aとし
て作用させ、この中に、補給用の金属粒子3aを充填さ
せ、その上面開口部に気密に蓋７を施す。金属粒子3a
は、粒径0.1〜15mm程度の範囲が一般に好ましい。その
種類は、アルミニウム、マグネシウム、亜鉛、その他の
所望の金属、又はこれらの合金などであり、金属−空気
電池に種類に対応して選択使用される。
突出させ且つ無孔壁から成る金属粒子補給用容器4aとし
て作用させ、この中に、補給用の金属粒子3aを充填さ
せ、その上面開口部に気密に蓋７を施す。金属粒子3a
は、粒径0.1〜15mm程度の範囲が一般に好ましい。その
種類は、アルミニウム、マグネシウム、亜鉛、その他の
所望の金属、又はこれらの合金などであり、金属−空気
電池に種類に対応して選択使用される。
多孔容器４内に充填された無数の金属粒子3a全体の体
積やその粒子3a間の空隙率は、金属粒子3aの寸法形状な
どを色々に変えて調節するが、粒子全体の体積は、容器
４の容積に対し約30〜80％程度を占め、残りは電解液流
通用の間隙空間を占めるように充填することが好まし
く、一般的である。図面で８は、該多孔容器４に連設す
る該金属粒子補強用容器4aに接続した負極用リード片、
９は、前記の空気極２に接続した陽極用リード片を示
す。かくして、該セル容器４内の空気10に電解液ａを充
填することにより、本発明の静止型金属−空気電池が構
成される。セル容器１内の空間10内には、通常のアルカ
リ電解液ａが充填される。
積やその粒子3a間の空隙率は、金属粒子3aの寸法形状な
どを色々に変えて調節するが、粒子全体の体積は、容器
４の容積に対し約30〜80％程度を占め、残りは電解液流
通用の間隙空間を占めるように充填することが好まし
く、一般的である。図面で８は、該多孔容器４に連設す
る該金属粒子補強用容器4aに接続した負極用リード片、
９は、前記の空気極２に接続した陽極用リード片を示
す。かくして、該セル容器４内の空気10に電解液ａを充
填することにより、本発明の静止型金属−空気電池が構
成される。セル容器１内の空間10内には、通常のアルカ
リ電解液ａが充填される。
このように構成された本発明の金属−空気電池は、次
のように作動する。即ち、該金属極３は、無数の金属粒
子3aの集団から成り、且つその粒子3a間は微細な無数の
間隙3bを有するので、電解液ａは、その多孔容器４の無
数の小孔4aを通り、その金属粒子集団の全体に亘り外面
接触後、その内部に均一に侵入拡散するので、その金属
極の電解液との接触面積は、従来の板体から成る金属極
に比し、著しく増大するので、その放電性能の著しく大
きい金属−空気電池をもたらす。更には、その金属極３
は、金属粒子集団で構成されているので、金属粒子3aに
腐触が生じたとしても、多孔容器４内に保持されるの
で、従来の１枚の金属板から成る板体金属極で生じてい
たその腐触による金属片の剥離、脱落がなく電池寿命が
著しく延長される。
のように作動する。即ち、該金属極３は、無数の金属粒
子3aの集団から成り、且つその粒子3a間は微細な無数の
間隙3bを有するので、電解液ａは、その多孔容器４の無
数の小孔4aを通り、その金属粒子集団の全体に亘り外面
接触後、その内部に均一に侵入拡散するので、その金属
極の電解液との接触面積は、従来の板体から成る金属極
に比し、著しく増大するので、その放電性能の著しく大
きい金属−空気電池をもたらす。更には、その金属極３
は、金属粒子集団で構成されているので、金属粒子3aに
腐触が生じたとしても、多孔容器４内に保持されるの
で、従来の１枚の金属板から成る板体金属極で生じてい
たその腐触による金属片の剥離、脱落がなく電池寿命が
著しく延長される。
本発明の上記電池の作動に伴い、該金属極３を構成す
る金属粒子3aの集団は、電解液に溶解し電池反応に消費
されるが、該金属粒子補給容器4a内に予め充填されてい
る金属粒子3a集団は、多孔容器４内の金属粒子が消費さ
れ、その量が減少するに伴い、自動的に下降し多孔容器
４内に補給されるので、常に金属極３の全体量は変わら
ず、長期に亘り作動し、電池寿命が延長される。
る金属粒子3aの集団は、電解液に溶解し電池反応に消費
されるが、該金属粒子補給容器4a内に予め充填されてい
る金属粒子3a集団は、多孔容器４内の金属粒子が消費さ
れ、その量が減少するに伴い、自動的に下降し多孔容器
４内に補給されるので、常に金属極３の全体量は変わら
ず、長期に亘り作動し、電池寿命が延長される。
第３図乃至第５図は、本発明の他の実施例の液循環型
金属−空気電池を示す。
金属−空気電池を示す。
この実施例においては、筐型のセル容器１の１側壁に
のみ空気極２を設け、これと全面的に対面する金属極３
を、該セル容器１の中央部に設け、これにより電極液用
空間10を該空気極２のある側の空気10aと該空気極２の
ない側の空間10bに仕切るようにし、且つその１側の空
間10a側に電槽1aの底壁に電解液入口11と、その他側の
空間10bの側壁の上部に電解液12とを設け、更に、その
電解液入口11と電解液出口12には、外部の電解液タンク
13に接続する循環用ダクト14,15を夫々接続し、その循
環用ダクト14,15から成る循環路を形成し、その循環路
内に、液循環用ポンプ16を介入して液循環型金属−空気
電池を構成した。更に、詳細に述べれば、セル容器１の
電槽1aの底壁の中央部にその幅全長に延びる長矩形の基
枠17を突設し、該基枠17内に長立方形の金網などから成
る集電性多孔容器４の底部を嵌着し、その上部を電槽蓋
1bに設けた貫通孔６を囲繞する下向きの長方形の囲枠6a
の周面に嵌合して設置し、かかる多孔容器４内に、その
上端開口部より金属粒子3aを充填収容して、本発明の全
体に微細な無数の液流通用間隙3bを有する金属粒子3a集
団から成る肉厚区劃壁様の金属極３を構成した。該金属
粒子3a集団の上端開放面は、その上面のセル容器１の電
槽蓋1bの貫通孔５に施された長矩形状の長手の栓体状蓋
７で密栓した。
のみ空気極２を設け、これと全面的に対面する金属極３
を、該セル容器１の中央部に設け、これにより電極液用
空間10を該空気極２のある側の空気10aと該空気極２の
ない側の空間10bに仕切るようにし、且つその１側の空
間10a側に電槽1aの底壁に電解液入口11と、その他側の
空間10bの側壁の上部に電解液12とを設け、更に、その
電解液入口11と電解液出口12には、外部の電解液タンク
13に接続する循環用ダクト14,15を夫々接続し、その循
環用ダクト14,15から成る循環路を形成し、その循環路
内に、液循環用ポンプ16を介入して液循環型金属−空気
電池を構成した。更に、詳細に述べれば、セル容器１の
電槽1aの底壁の中央部にその幅全長に延びる長矩形の基
枠17を突設し、該基枠17内に長立方形の金網などから成
る集電性多孔容器４の底部を嵌着し、その上部を電槽蓋
1bに設けた貫通孔６を囲繞する下向きの長方形の囲枠6a
の周面に嵌合して設置し、かかる多孔容器４内に、その
上端開口部より金属粒子3aを充填収容して、本発明の全
体に微細な無数の液流通用間隙3bを有する金属粒子3a集
団から成る肉厚区劃壁様の金属極３を構成した。該金属
粒子3a集団の上端開放面は、その上面のセル容器１の電
槽蓋1bの貫通孔５に施された長矩形状の長手の栓体状蓋
７で密栓した。
上記のように構成した本発明の液循環型金属−空気電
池は、次のように作動する。該ポンプ16を駆動するとき
は、該電解液タンク13の電解液は、供給側の循環ダクト
14より、セル容器１の空気極３側の空間10a内に流入
し、空間10a内に充満した電解液は次で、多孔容器４の
多孔を介してその１側より内部に侵入し、肉厚壁状の金
属極３を構成する金属粒子3a集団の無数の微細な間隙3b
を全体に亘り均一に拡散し乍ら横断して通り抜けた後、
その反対側の空間10b内に流入しこれを満たし、次で、
その側壁の上部の電解液出口12より流出し、これに接続
する循環路ダクト15を介し、電解液タンク13内に戻り、
再び供給側へタンク13より流出する電解液循環型の電池
作動が行われる。この間に、両電極2,3間で生成した電
池反応生成物は、該電解液の流れが常に空気極３側より
金属極２へ向けて流れるので、空気極３への拡散、滞溜
が防止され、且つ反対側の空間10b側へ運び去られるの
で、常に良好な両極間の電池作動が確保され、従来のよ
うな電池作動の劣化は防止される。一方、金属極３で
は、電解液との接触が内部全体に亘り均一に微細に分散
して、而も表面積の大きい金属粒子3a集団との接触が成
されるので、大きい放電特性をもたらす。この場合、該
多孔容器４は、集電体として作用し、これを介しリード
片８に大きい放電電流を取り出すことができる。
池は、次のように作動する。該ポンプ16を駆動するとき
は、該電解液タンク13の電解液は、供給側の循環ダクト
14より、セル容器１の空気極３側の空間10a内に流入
し、空間10a内に充満した電解液は次で、多孔容器４の
多孔を介してその１側より内部に侵入し、肉厚壁状の金
属極３を構成する金属粒子3a集団の無数の微細な間隙3b
を全体に亘り均一に拡散し乍ら横断して通り抜けた後、
その反対側の空間10b内に流入しこれを満たし、次で、
その側壁の上部の電解液出口12より流出し、これに接続
する循環路ダクト15を介し、電解液タンク13内に戻り、
再び供給側へタンク13より流出する電解液循環型の電池
作動が行われる。この間に、両電極2,3間で生成した電
池反応生成物は、該電解液の流れが常に空気極３側より
金属極２へ向けて流れるので、空気極３への拡散、滞溜
が防止され、且つ反対側の空間10b側へ運び去られるの
で、常に良好な両極間の電池作動が確保され、従来のよ
うな電池作動の劣化は防止される。一方、金属極３で
は、電解液との接触が内部全体に亘り均一に微細に分散
して、而も表面積の大きい金属粒子3a集団との接触が成
されるので、大きい放電特性をもたらす。この場合、該
多孔容器４は、集電体として作用し、これを介しリード
片８に大きい放電電流を取り出すことができる。
尚、第５図において、18は、反応生成物の分離器を示
し、これにより、セル容器１の循環用ダクト15から流出
した汚れた電解液中の反応生成物を分離するようにし
て、これが除去された浄化電解液がタンク13に戻るよう
にした。
し、これにより、セル容器１の循環用ダクト15から流出
した汚れた電解液中の反応生成物を分離するようにし
て、これが除去された浄化電解液がタンク13に戻るよう
にした。
尚、図示しないが、この実施例において、その栓体状
蓋７をはずし、先の実施例と同様に、蓋７を施された金
属粒子補給用容器4aを該多孔容器４の上端に連設するよ
うにしてもよいことは言うまでもない。
蓋７をはずし、先の実施例と同様に、蓋７を施された金
属粒子補給用容器4aを該多孔容器４の上端に連設するよ
うにしてもよいことは言うまでもない。
第６図は、本発明の更に他の実施例を示し、この実施
例では、該セル容器１の中心に円筒状などの筒状の導電
性多孔容器４を設置すると共に、電解液出口12を、セル
容器１の電槽1aの底壁中心に該筒状多孔容器４の多孔底
壁を嵌合整合する位置に設け、そのセル容器１の電槽1a
の上端部にて電解液入口11を形成して成る液循環型金属
−空気電池に構成した。セル容器１の電槽1aの貫通孔５
の上面には、合成樹脂製の金属粒子補給用容器4aを設
け、その中に補給用金属粒子3aを充填し、その下方に連
通する多孔容器４内の金属粒子3a集団上に堆積するよう
に収容し、その上面を蓋７で気密に閉塞した。
例では、該セル容器１の中心に円筒状などの筒状の導電
性多孔容器４を設置すると共に、電解液出口12を、セル
容器１の電槽1aの底壁中心に該筒状多孔容器４の多孔底
壁を嵌合整合する位置に設け、そのセル容器１の電槽1a
の上端部にて電解液入口11を形成して成る液循環型金属
−空気電池に構成した。セル容器１の電槽1aの貫通孔５
の上面には、合成樹脂製の金属粒子補給用容器4aを設
け、その中に補給用金属粒子3aを充填し、その下方に連
通する多孔容器４内の金属粒子3a集団上に堆積するよう
に収容し、その上面を蓋７で気密に閉塞した。
かくして、この実施例では、電解液は循環用ダクト14
より、セル容器１の電解液入口11を介して流入し、セル
容器１の中心にあるその筒状多孔容器４の外周に形成さ
れた筒状空間10を満たし、その外周より該筒状多孔容器
４内に流入し、該柱状の金属粒子3a集団の内部を拡散し
且つ流下し、その下端の多孔底壁より電解液出口12を介
して循環用ダクト15へ流出するように電解液は流れるの
で、この場合も、その最外周に位置するセル容器１の一
部を構成する左右の電気極2,2に、反応生成物の拡散、
滞溜なしに円滑良好な電池作動が行われる。
より、セル容器１の電解液入口11を介して流入し、セル
容器１の中心にあるその筒状多孔容器４の外周に形成さ
れた筒状空間10を満たし、その外周より該筒状多孔容器
４内に流入し、該柱状の金属粒子3a集団の内部を拡散し
且つ流下し、その下端の多孔底壁より電解液出口12を介
して循環用ダクト15へ流出するように電解液は流れるの
で、この場合も、その最外周に位置するセル容器１の一
部を構成する左右の電気極2,2に、反応生成物の拡散、
滞溜なしに円滑良好な電池作動が行われる。
又、上記の構成では、多孔容器４を電解液出口12と整
合する位置に設けたので、比較的小型の電池に構成でき
る利点をもたらす。
合する位置に設けたので、比較的小型の電池に構成でき
る利点をもたらす。
液循環型金属−空気電池では、例えば、その循環電解
液の流速は毎分１〜100cm3/cm2程度が一般であり、該金
属粒子3a集団から成る本発明の金属極３内を流通する速
度は、例えば、粒径3mm程度とし、その体積占有率約65
％とした場合、流速は毎分10cm3/cm2で実施する。
液の流速は毎分１〜100cm3/cm2程度が一般であり、該金
属粒子3a集団から成る本発明の金属極３内を流通する速
度は、例えば、粒径3mm程度とし、その体積占有率約65
％とした場合、流速は毎分10cm3/cm2で実施する。
このように本発明の金属−空気電池は、液静止型及び
液循環型のいずれにおいても、その金属極を微細な無数
の液流通用間隙を全体的に有する金属粒子集団で構成
し、且つこれを導電性の多孔容器内に収容した構成とし
たので、金属極の電解液との接触面積を、従来の板体金
属極に比し著しく増大でき、従って、著しく放電性能を
向上し得られると共に、金属粒子は多孔容器内に保持さ
れるので、従来のように、放電途中で金属板の局部的腐
蝕に伴い有効金属が金属片として脱落し、放電反応に利
用されなくなる無駄をなくし、完全に放電反応に利用で
き電池寿命を増大する等の効果を有する。又、液循環型
金属−空気電池において、特に、電解液が空気極側から
金属極側に流れるように構成することにより、放電生成
物が空気極表面近傍に生成しても、該電解液により流し
去ることができ、従来見られたような該反応生成物が空
気極と金属極の間の電解液中の放電生成物濃度を低く抑
えることができ、該生成物が空気極の細孔を詰まらせ、
放電特性を低下させ、或いは寿命を低下させることが防
止でき、放電性能を向上する効果をもたらす。
液循環型のいずれにおいても、その金属極を微細な無数
の液流通用間隙を全体的に有する金属粒子集団で構成
し、且つこれを導電性の多孔容器内に収容した構成とし
たので、金属極の電解液との接触面積を、従来の板体金
属極に比し著しく増大でき、従って、著しく放電性能を
向上し得られると共に、金属粒子は多孔容器内に保持さ
れるので、従来のように、放電途中で金属板の局部的腐
蝕に伴い有効金属が金属片として脱落し、放電反応に利
用されなくなる無駄をなくし、完全に放電反応に利用で
き電池寿命を増大する等の効果を有する。又、液循環型
金属−空気電池において、特に、電解液が空気極側から
金属極側に流れるように構成することにより、放電生成
物が空気極表面近傍に生成しても、該電解液により流し
去ることができ、従来見られたような該反応生成物が空
気極と金属極の間の電解液中の放電生成物濃度を低く抑
えることができ、該生成物が空気極の細孔を詰まらせ、
放電特性を低下させ、或いは寿命を低下させることが防
止でき、放電性能を向上する効果をもたらす。
更に、本発明によれば、金属粒子補給用容器を該多孔
容器の上面に連通して設け、放電反応で消費された金属
粒子の減少を常に補給し得るようにしたので、電池作動
の延長をもたらす効果を有する。又、その容器の開口上
面に蓋を施することにより、該容器内部の金属粒子を良
好に保存することができる。
容器の上面に連通して設け、放電反応で消費された金属
粒子の減少を常に補給し得るようにしたので、電池作動
の延長をもたらす効果を有する。又、その容器の開口上
面に蓋を施することにより、該容器内部の金属粒子を良
好に保存することができる。
更に、該多孔容器は、導電性とするので、集電体とし
て作用し、これにリード片を接続することにより、電気
の取出しを行うことができる等の効果を有する。
て作用し、これにリード片を接続することにより、電気
の取出しを行うことができる等の効果を有する。
第１図は、本発明実施の１例の液静止型電池の縦断面
図、第２図は、その上面図、第３図は、他の実施例の液
循環型電池の要部の断面図、第４図は、その上面図、第
５図は、その電池全体の線図、第６図は、液循環型電池
の要部の他の実施例の縦断面図を示す。 １……セル容器、1a……電槽 1b……電槽蓋、２……空気極 ３……微細な液流通間隙を有する金属粒子集団の金属極 3a……金属粒子、3b……微細な液流通間隙 ４……導電性多孔容器、4a……金属端子補給用容器 ５……電槽蓋に設けた貫通孔、７……蓋、栓体 10……空間、10a……１側の空間 10b……他側の空間、11……電解液入口 12……電解液出口、13……電解液タンク 14,15……液循環用ダクト、16……液循環用ポンプ
図、第２図は、その上面図、第３図は、他の実施例の液
循環型電池の要部の断面図、第４図は、その上面図、第
５図は、その電池全体の線図、第６図は、液循環型電池
の要部の他の実施例の縦断面図を示す。 １……セル容器、1a……電槽 1b……電槽蓋、２……空気極 ３……微細な液流通間隙を有する金属粒子集団の金属極 3a……金属粒子、3b……微細な液流通間隙 ４……導電性多孔容器、4a……金属端子補給用容器 ５……電槽蓋に設けた貫通孔、７……蓋、栓体 10……空間、10a……１側の空間 10b……他側の空間、11……電解液入口 12……電解液出口、13……電解液タンク 14,15……液循環用ダクト、16……液循環用ポンプ
Claims (7)
- 【請求項１】金属極と空気極とを電解液用空間を存し
て、対設して有するセル容器から成る金属−空気電池に
おいて、該金属極を電解液流通用の微細な間隙を無数に
有する金属粒子集団で構成し且つこれを導電性多孔容器
に収容して成る金属−空気電池。 - 【請求項２】該金属粒子の粒径は、0.1〜15mm程度であ
る請求項１記載の金属−空気電池。 - 【請求項３】該セル容器の電槽蓋の外部に、その貫通孔
を介し該多孔容器に連通して金属粒子補給用容器を設
け、その上面を蓋で閉塞して成る請求項１記載の金属−
空気電池。 - 【請求項４】セル容器は、その容器壁の一部を少なくと
も一枚の板状空気極で構成し、そのセル容器内に設けた
筐形又は筒形の多孔容器内に該金属粒子集団から成る金
属極を収容し、電解液を電解液用空間内に充填して成る
金属−空気電池。 - 【請求項５】該請求項４記載の金属−空気電池におい
て、そのセル容器壁に電解液入口と電解液流出口とを設
け、該電解液入口より電解液を電解液用空間内に流入さ
せ、且つ該金属極の金属粒子集団の微細な無数の間隙を
通り電解液出口より流出せしめるようにし、更に、該電
解液入口と該電解液出口の電解液タンクの１側と他側に
循環用ダクトで接続すると共に、該循環路内に循環用ポ
ンプを介入して成る金属−空気電池。 - 【請求項６】該多孔容器に収容した金属粒子集団から成
る金属極は、セル容器内の電解液用空間を２分する壁状
とし、該セル容器壁に、その壁状金属極の１側の空間に
連通して、電解液入口を設け、その他側の空間に連通し
て電解液出口を設けて成る請求項４又は５記載の金属−
空気電池。 - 【請求項７】該多孔容器に収容した金属粒子集団から成
る金属極は、壁状又は筒状とし、該セル容器壁に、その
金属極の一端側に対向して電解液入口を設け、該金属極
の他端と整合し且つ開口する電解液出口を設けて成る請
求項４又は５記載の金属−空気電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1324599A JP2852674B2 (ja) | 1989-12-14 | 1989-12-14 | 金属―空気電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1324599A JP2852674B2 (ja) | 1989-12-14 | 1989-12-14 | 金属―空気電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03184277A JPH03184277A (ja) | 1991-08-12 |
| JP2852674B2 true JP2852674B2 (ja) | 1999-02-03 |
Family
ID=18167619
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1324599A Expired - Lifetime JP2852674B2 (ja) | 1989-12-14 | 1989-12-14 | 金属―空気電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2852674B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5360680A (en) * | 1990-07-19 | 1994-11-01 | Electric Fuel Limited | Mechanically rechargeable electric batteries and anodes for use therein |
| JP5692866B2 (ja) * | 2011-04-14 | 2015-04-01 | 住友化学株式会社 | 空気電池 |
| JP6134105B2 (ja) * | 2012-08-16 | 2017-05-24 | シャープ株式会社 | 電池用アノード、金属空気電池および電池用アノードの製造方法 |
| JP6353243B2 (ja) * | 2014-03-05 | 2018-07-04 | シャープ株式会社 | 金属空気電池 |
| CN113611817A (zh) * | 2021-08-02 | 2021-11-05 | 北京理工大学 | 一种带有负极回收装置的浸没式铝-空气电池的制备方法 |
-
1989
- 1989-12-14 JP JP1324599A patent/JP2852674B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03184277A (ja) | 1991-08-12 |
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