JP4287061B2

JP4287061B2 - 再密閉可能なセプタムを使用した空気電池のための空気管理システム

Info

Publication number: JP4287061B2
Application number: JP2000588853A
Authority: JP
Inventors: クリストファーエス．ペディチーニ、; ジョンディー．．ヴィットズィッヒロイター、
Original assignee: AER Energy Resources Inc
Current assignee: AER Energy Resources Inc
Priority date: 1998-12-18
Filing date: 1999-12-20
Publication date: 2009-07-01
Anticipated expiration: 2019-12-20
Also published as: CA2355907A1; CN1334975A; EP1145360A1; CN1208868C; WO2000036699A1; US6248464B1; JP2002532862A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
関連出願の相互参照
以下の特許出願は、引用によりその全ての記載が本願に組み込まれるものであり、関連する主題を含んでいるとともに、本願と同時に出願されたものである。「ＣＹＬＩＮＤＲＩＣＡＬＭＥＴＡＬ−ＡＩＲＢＡＴＴＥＲＹＷＩＴＨＡＣＹＬＩＮＤＲＩＣＡＬＰＥＲＩＰＨＥＲＡＬＡＩＲＣＡＴＨＯＤＥ（シリンダ状の周辺空気陰極を有するシリンダ状空気電池）」（代理人整理番号０１４４６−０８０５）、「ＡＩＲＭＡＮＡＧＥＲＳＹＳＴＥＭＦＯＲＭＥＴＡＬ−ＡＩＲＢＡＴＴＥＲＩＥＳＵＴＩＬＩＺＩＮＧＡＤＩＡＰＨＲＡＧＭＯＲＢＥＬＬＯＷＳ（ダイヤフラムまたはベローズを使用した空気電池のための空気管理システム）」（代理人整理番号０１４４６−０８９０）、「ＡＩＲＭＯＶＥＲＳＹＳＴＥＭＳＦＯＲＭＥＴＡＬ−ＡＩＲＢＡＴＴＥＲＹＵＴＩＬＩＺＩＮＧＡＶＡＲＩＡＢＬＥＶＯＬＵＭＥＥＮＣＬＯＳＵＲＥ（容量可変封入体を使用した空気電池のための空気移動デバイス）」（代理人整理番号０１４４６−１１１０）、「ＤＩＦＦＵＳＩＯＮＣＯＮＴＲＯＬＬＥＤＡＩＲＶＥＮＴＷＩＴＨＡＮＩＮＴＥＲＩＯＲＦＡＮ（内部ファンを有する拡散制御された通気孔）」（代理人整理番号０１４４６−０９４０）、「ＵＮＩＦＯＲＭＳＨＥＬＬＦＯＲＡＭＥＴＡＬ−ＡＩＲＢＡＴＴＥＲＹ（空気電池のための均一シェル）」（代理人整理番号０１４４６−１１００）、「ＬＯＡＤＲＥＳＰＯＮＳＩＶＥＡＩＲＤＯＯＲＦＯＲＡＭＥＴＡＬ−ＡＩＲＣＥＬＬ（空気セルのための負荷応答空気ドア）」（代理人整理番号０１４４６−１１３０）、「ＧＥＯＭＥＴＲＹＣＨＡＮＧＥＤＩＦＦＵＳＩＯＮＴＵＢＥＦＯＲＭＥＴＡＬ−ＡＩＲＢＡＴＴＥＲＩＥＳ（空気電池のための幾何学的構成変化拡散管）」（代理人整理番号０１４４６−１０００）、および「ＡＩＲＤＥＬＩＶＥＲＹＳＹＳＴＥＭＷＩＴＨＶＯＬＵＭＥ−ＣＨＡＮＧＥＡＢＬＥＰＬＥＮＵＭＯＦＭＥＴＡＬ−ＡＩＲＢＡＴＴＥＲＹ（空気電池の容量可変充填空間を有する空気給排システム）」（代理人整理番号０１４４６−０９１０）。
【０００２】
本発明は一般に、電池に関し、特に空気電池のための空気管理システムに関する。
【０００３】
【従来の技術】
空気電池セルは、電解水溶液によって分離される金属製の陽極と空気透過性の陰極とを含む。亜鉛空気セルのような空気セルの放電中、外気からの酸素が酸素電極で水酸化物に変換され、水酸化物により亜鉛が陽極で酸化され、水および電子が電離されて電気エネルギーが供給される。陰極は、金属や金属合成物等の重い材料とは異なり、電気化学反応における反応物質として外気からの酸素を利用するため、空気電池は比較的高いエネルギー密度を有している。十分な量の出力電力を供給するために、空気電池セルは、しばしば、共通のハウジンング内にある複数のセルパック内に配置されている。上述の特徴の結果、比較的軽量な電池となる。
【０００４】
空気電池を動作させるためには、セルの空気陰極に酸素を供給することが必要になる。一般に、空気管理システムは、反応空気を供給するとともに、セルが休止している時に空気陰極を隔離するために使用される。所望の出力電力を得ることができる十分な割合で酸素を供給するために、いくつかの従来のシステムは、空気陰極を外気に対して広く開放しており、あるいは、開口から新しい外気の流れを空気陰極にわたって押し出すファンを使用している。外気中の蒸気や酸素は、ある状況下で、セルのフラッディングや乾燥あるいは放電を引き起こして、セルの効率や寿命を低下させてしまうため、一般に、オープンエア陰極もしくは開口は、不使用中において、シールテープ、プラグ、機械的なドアなどによって密閉される。米国特許第５，６９１，０７４号に示されるように、拡散制御のための開口が空気管理装置に適用されてきた。しかしながら、長い有効期限を得るために、時として、さらに厳格な密閉が望まれる場合もある。シールテープ等の上述の密閉システムは、一般に使い捨てできるように形成されており、開口を再び密閉するためには、新しいテープ等の新たなシール手段を必要とする。通常、機械的なドアは耐久力があり、これにより開口を複数回開閉することができる。一般に、電池がその電力を消失した後であっても、使い捨て電池がドア機構を再利用できるよう、ドアは電池ハウジングケース上に位置決めされている。しかしながら、そのような機構は、高価な移動部品を必要とし、また、シール漏れが生じる傾向にある。
【０００５】
したがって、電池の不使用時に水蒸気の流通および漏れ電流を防止できる再利用可能で実用的な密閉システムが必要である。このようなシステムは、簡単で、かつ電池寿命中に繰り返し動作する必要があるとともに、コストを低減して環境を保護するために、使い捨て部品を最小にする必要がある。これらの目的に沿って、セルの使用寿命が尽きた時でさえも空気管理装置を処分しなくて済むことが有益である。電池が使い捨て可能部品と再利用可能部品とに分離できるものであれば、これら２つの部品を接続する簡単で信頼性のある係合手段が必要となる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、その初期の電力のほぼ全てを保管中に維持することができる有効期限が長い空気セル、もしくは電池のための改良された通気システムおよび改良された通気方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、上記目的は、自己密閉可能なセプタムによって分離される２つの空気通路セグメントと、セプタムに刺入される中空ニードルとを有する空気電源システムによって達成される。したがって、本発明は、少なくとも１つの空気セルと、少なくとも１つの自己密閉可能なセプタムと、１つまたはそれ以上の中空ニードルとを封入するハウジングすなわちケースを有する空気電池のための通気システムを提供する。ケースは、自己密閉可能なセプタムによってカバーされ、かつ反応ガス源すなわち外気から密閉される少なくとも１つの開口を有している。すなわち、セプタムは、空気通路を２つの空気通路セグメントに分割する。セルの空気陰極からの第１の空気通路セグメントは、ケース内に封入されてセプタムで終端している。外気に向かう第２の空気通路セグメントは、中空ニードルの管状通路を含んでいる。ニードルがセプタムに刺入されると、２つの空気通路セグメントが接続され、空気通路によって反応ガス、例えば酸素が外気から空気陰極へと流れる。
【０００８】
本発明は、外気に接続される１つまたはそれ以上の開口を第２の空気通路セグメントに有する空気電池のためのマルチモード通気システムを提供する。少なくとも１つの空気移動デバイスが第２の空気通路セグメントに配置され、これによって、空気移動デバイスは、十分な空気流量を供給して、必要な電力を得ることができる。開口が好ましいサイズである場合、空気移動デバイスが作動していない不使用状態の時に、セルの漏れ電流を低下させることができる。また、好ましいサイズの開口は、外気と水蒸気との置換によるセルのフラッディングもしくは乾燥を防止する。すなわち、ローモードは保管のためのものであり、ミドルモードは不使用のためのものであり、ハイモードは空気移動デバイスを作動させて電力を供給するためのものである。
【０００９】
本発明は、さらに、少なくとも自己密閉可能なセプタムを備えたセルパックと、１つまたはそれ以上の中空ニードルを備えた空気管理装置とを有する電源システムを提供する。セルパックは、初期の電力を維持するために単独で保管されても良い。電源が必要な場合、空気管理装置はセルパックと係合する。本発明は、さらに、空気管理装置を備えた電気デバイスと、自己密閉可能なセプタムを備えた使い捨て可能なセルパックとを提供する。消費者が使い捨て可能なセルパックのみを買えば足りるように、空気管理装置は電気デバイス内に組み合わせられている。
【００１０】
本発明は、さらに、再密閉可能なセプタムによって密閉される通気孔を有するハウジング内に１つまたはそれ以上の空気セルを含むセルパックを提供する。
【００１１】
本発明は、さらに、上述したセルパックと係合する再利用可能な通気システムを提供する。通気システムは、１つまたはそれ以上の中空ニードルと、少なくとも１つの空気移動デバイス、すなわちファンと、吸気口および排気口としての１つまたはそれ以上の開口とを有している。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の他の特徴および利点は、添付の特許請求および図面と併せて、本発明の以下の好ましい実施形態の説明を参照すれば、明らかとなろう。
【００１３】
図面をさらに詳細に参照すると、いくつかの図面にわたって同様の部材には同一の参照符号が付されているが、そのうち、図１、２および３は、本発明の一実施形態を示している。この実施形態は、ファンが無くても十分な酸素を供給して電力を発生できるセルの連続的な動作に適している。空気電池は、セルケース１２内に封入された複数のセル１０を含む。本発明は１次および２次空気電池に適用されているため、第１の実施形態およびそれ以降の実施形態のセルは、既に開示した既知のものに類似している。第１の空気セルに適した構成要素は、米国特許第５，７２１，０６５号に記載されている。また、第２のセルは、米国特許第５，５６９，５５１号に記載されているような本発明を具体化する空気移動デバイスとともに、あるいは空気移動デバイス無しで使用することができる。全てのタイプの空気セルは、本発明を使用することによって、有用性を増すことができる。図面は、説明のために強調されている。亜鉛空気電池に本発明を使用した例が開示されているが、本発明は、他のタイプの空気電池セルに適用可能であることは言うまでもない。本発明は、第１の電池または第２の電池とともに使用できる。
【００１４】
ケース１２は、複数のセル１０を外気から隔離するとともに、自己密閉可能なセプタム１６によってカバーされる開口１４を形成している。一般に、セル１０は、反応空気充填空間１８がセル１０の下側に配置されるように設けられる。一般に、空気充填空間１８は、セル１０の空気陰極に向かう空気通路を形成する。
セプタム１６は、ケース１２の下部に貼り付けられ、開口１４で空気通路を終端させる。セルパック２０は、セル１０と、充填空間１８と、ケース１２と、セプタム１６とを含む。セルパック２０は通気孔を全く有していない。中空のニードル２２は、セプタム１６に刺入されるように位置決めされる。ニードル２２は、長手方向に往復動できるように、ボードやケース等によって支持されていても良い。
【００１５】
ニードル２２は、ニードルチップ２４と、長手方向に延びる管状通路２６と、通路を形成する環状のシリンダ壁とを有している。ニードル２２は、セプタム１６に向かう長手方向動作によって、セプタム１６の部位２８およびニードル壁の外側を密閉状態でしっかりと取り囲むセプタム材料（図３）に、ニードルチップ２４が刺入できるように、セプタム１６に対して垂直に並べられていることが好ましい。ニードル２２の一部はセプタム１６を通じて挿入され、ニードルは、ニードル２２の周囲のセプタム材料によって保持される。すなわち、長手方向の管状通路２６は、外気に向かう空気通路を形成する。
【００１６】
挿入されたニードル２２（図３）を長手方向で逆方向に動作させると、ニードル２２が取り除かれて、セプタム１６の裂かれた部位２８が再び閉塞されて、セルパック２０が外気から密閉される。このような機構は、挿入される皮下注射針がワクチンボトルのセプタムから取り除かれる機構に類似している。ニードル２２は、セプタム１６を通じて繰り返し再挿入されるとともに、再びセプタム１６から取り除かれる。
【００１７】
セルパック２０は、使用に供する前、あるいはセル１０が不使用の時には、格納することができる。セル１０が外気に晒されないため、また、漏れ電流を最小にできるため、セル１０は、通気孔を有するハウジングによって封入される任意のセルよりも長い有効期限を有する傾向にある。セルパック２０の使用時、もしくはセル１０の活性時には、中空のニードル２２がセプタム１６に刺入され、上述したように、外気に向かう空気通路が長手方向の管状通路２６によって形成される。すなわち、セル１０は、負荷に電力を与えることができる十分な電流を供給する。したがって、本発明によれば、セルが長い有効期限を有し得るとともに、複雑な任意の機械的ドアや使い捨ての任意のテープを使用しなくても、いつでも十分な電力を供給することができる。
【００１８】
ニードル２２の長手方向の管状通路、すなわち中空部２６は、外気からの空気の流量を規制しつつ、負荷電力に必要な酸素量を満足し得るような寸法を有している。すなわち、管状通路の直径は、エアフローを許容するように設定されていても良い。ニードル２２が非常に細い場合、管状通路は、非常にわずかなエアフローを許容する。ニードル２２が非常に大きい場合には、セプタム１６による管状通路の再閉塞が容易でなくなる。ニードルの長さが１／８インチよりも短い場合には、ニードルによってセプタム１６を刺入することが困難になったり、管状通路によって空気の流量を所望の最大値に制限することができなくなる。ニードルの長さが１／２インチよりも長いと、ニードル２２を扱うことが難しくなるとともに、ニードルによってセプタム１６を刺入することが困難になる。
【００１９】
図１は単一のニードルを示しているが、必要な電力を満たすために、任意の数の長手管状通路２６すなわち任意の数のニードルを使用することができる。１つまたはそれ以上の吸気管状通路および排気管状通路が供給される場合もあるため、２つあるいはそれ以上のニードルが好ましい場合もある。一例として、２つのニードルを有するセルパック２０において、上述したのと同じ電力が必要とされる場合には、各ニードルは、断面積が０．０５〜０．２５平方インチでかつ長さが０．２〜０．５インチの管状通路を有していても良い。
【００２０】
ケースの材料は、機械的に自耐性のあるものであり、例えばプラスチック、金属、セラミックス、あるいは他の一般的にガスを透過しない材料であっても良い。プラスチックのハウジングを通じて透過する幾分かのガスは許容できる。大抵の電解液は酸もしくは塩基であるため、酸または塩基に不活性な材料であることが好ましい。一般に、セプタム１６は、ゴム、合成エラストマー、あるいは、セプタム１６に自己密閉特性を与える既知の化合物によって形成されている。適当なセプタム材料は、薬瓶内の薬剤を保護するために使用される材料、例えば、シリコン、ＰＴＦＥ／シリコン、天然ゴム、Ｖｉｔｏｎ（登録商標）等を含んでいる。これらの材料は、通常、ガスを透過せず、あるいは、水分をほとんど浸透させず、外気もしくは任意の他の反応ガス源からセルパックを良好に隔離して、セルパックの有効期限を長くする。また、低い透過性により、外気の水蒸気濃度の上昇あるいは降下によるセル１０のフラッディングや乾燥が防止される。
【００２１】
しかしながら、初期に高いオープンセル電圧を有することが好ましい場合であって、新しいセルパックが非常に低い電圧を示していることを消費者に分からせないようにすることが好ましい場合には、半透過材料を使用しても良い。半透過材料は、酸素すなわち反応ガスを透過させて、セル１０のオープンセル電圧を、即座に使用することができる十分高い値に維持することができる。この場合、セプタム材料は、一般に、シリコンゴム、樹脂、他の酸素半透過材料から選択される。
【００２２】
一例として、開口面積が６ｃｍ^２であるセルパック２０には、酸素透過係数が１９６８５（ｃｍ^３−ｍｍ／ｍ^２ｄａｙａｔｍ）である一般的なシリコンゴムが使用される。また、必要な漏れ電流が約１ｍＡである場合には、必要な酸素流量は、摂氏２５℃で５．４７ｃｍ３／日である。すなわち、セプタムの厚さｔは、以下の式によって与えられる。
【００２３】
【数１】
ｔ＝１９６８５×６×１０−４×０．２１／５．４７＝０．４５（ｍｍ）
【００２４】
管状通路、開口、セプタム、ケースのサイズの上述した限界が必要電力に依存しており、また、セルパック２０と係合する電気デバイスに応じて必要電力が変化することは言うまでもない。
【００２５】
本発明の別の実施形態が図４および図５に示されている。第１の実施形態と同様に、電池パック３０は、空気を通すニードルの係合時の連続使用に適している。空気電池は、セルケース３２内に封入された複数のセル１０を含む。図は説明のために強調されている。ケース３２は、セルパック３４を形成しており、自己密閉可能なセプタム３８によってカバーされる開口３６を除いて、複数のセル１０を外気から隔離している。セルパック３４の底面の開口３６は、ケース材料から成り、かつ各セル１０を分割する複数のグリッド４０によって定義されている。グリッド４０はセプタム３８を機械的に支持している。この実施形態においては、セルパック３４内に、小さな反応空気充填空間４２が存在する。セプタム３８は、セルパック３４の底面に貼付けられており、外気に向かう通路を開口３６で終端させている。したがって、セルパック３４は、空気陰極と電解液との間にあるセパレータの陰極側に、通気孔を全く有していない。
【００２６】
充填ケース４４は、空気充填ボックス４６を定義しており、複数の中空ニードル４８および開口５０を有している。空気充填ボックス４６は、空気収集充填空間として機能するように位置決めされる。尖ったニードルチップ５２と長手管状通路５４とを有する中空ニードル４８は、空気充填ボックス４６の上面に位置決めされている。必要な電力を満たすために、上面の任意の場所に任意の数のニードルを使用しても良い。各開口３６に１つまたはそれ以上のニードルを有することが好ましい。
【００２７】
第１の実施形態で述べたように、セル１０は、漏れ電流が最小となるように、かつ有効期限が長くなるように、セルが不活性、不使用又は格納時には、外気から隔離されている。ニードルチップ５２がセプタム３８の部位５６に刺入されるとともに、ニードル４８がセプタム３８を貫通して、セルパック３４の使用時すなわちセル１０の活性時に、空気充填空間５８に向かう空気通路が形成されるように、充填ボックス４６はセルパックと係合する。管状通路５４を通じた全エアフローが開口５０を通じた全エアフローよりも大きくなるように、一般に、管状通路５４の全断面積は開口５０の全断面積よりも大きくなっている。したがって、係合の直後において、セル１０から利用可能な電流は、充填空間５８内の反応ガス、例えば酸素を急速に消費するように増大し、格納された酸素を使い果した時に緩やかに減少する。そして、最終的に、利用可能な電流は、一定となって、開口５０を通じた空気流量によって決定される。すなわち、接続される電気器具に必要な初期の高電力を満足する電流特性は、管状通路５４および開口５０の全断面積と充填空間５８の容積とによって制御することができる。
【００２８】
安定した電流を非常に低くする必要がある場合には、開口５０を通じた空気の拡散が実質的に制限されるように、開口５０は、その長さすなわちケース４４の厚さ方向の長さが、その開口幅すなわちケース４４の厚さに対して垂直な方向の長さよりも大きくなるように寸法付けられていることが好ましい。ここで、「実質的に制限される」とは、開口５０を通じた酸素や汚染物の拡散率が非常に遅いために、湿気の移動が非常にわずかであり、出力電流がほぼ一定になった後のセル１０の効率または寿命にほとんど影響を与えないことを意味する。
【００２９】
第１の実施形態で述べたように、ニードル４８をセプタム３８から取り除いてセプタム３８それ自身を再密閉することができるように、充填ボックス４６とセルパック３４との係合状態を解除することができる。すなわち、使用されたセルパックの残存電力をその保管中に維持することができる。さらに、セプタム３８を半透過材料によって形成して、上述したように長い保管後に初期のオープンセル電圧が十分高い状態のままであるようにしても良い。第１の実施形態において述べたように、ケース３２、開口３６、セプタム３８、充填ボックス４６、ニードル４８、ニードルの管状通路５４、開口５０のサイズ、数、材料は、変更することが望ましい場合もある。特に、ニードル４８は、その機能を損なわないように短くする方が、扱う際に好ましい場合もある。
【００３０】
最初の２つの実施形態において、負荷が電池に接続されていない間におけるセルのフラッディングもしくは乾燥を防止するためには、電池パックを取り外してセプタムを再密閉しなければならない。図１に示されるセルパックと同じセルパック２０を有する別の実施形態が図６に示されている。この実施形態は、フラッディングもしくは乾燥に晒されることなくセプタムを介したニードルとの係合を維持できる電池パックを提供する。セルパック２０の特徴は、第１の実施形態において述べた特徴と同じである。しかしながら、この実施形態には、空気管理ケース６２と、２つのニードル７０、７２と、空気移動デバイスとしてのファン８０と、ケース６２の壁部を通じて外気に接続された２つの拡散規制管すなわち拡散規制通路８２、８４とを備えた空気管理装置６０が示されている。
【００３１】
空気管理装置は、ニードル７０、７２がセプタム１６に刺入し得るように位置決めされている。ニードル７０、７２は中空であり、そのニードルチップ８６、８８は、第１の実施形態で述べたように、セプタム１６の部位９０、９２に刺入し得るように尖っている。セルパック２０の下側で空気管理装置をセプタム１６と係合させることができるように、ニードル７０、７２は空気管理装置ケース６２の上面に位置決めされている。空気管理装置ケース６２は実質的に不透過であり、２つのニードル７０、７２の管状通路９４、９６および開口８２、８４がケース６２の外側に向かう唯一の通路となっている。ファン８０は、ケース６２の内部空間を２つのチャンバ９８、１００に分割するように、ケース内に位置決めされ、この場合、ファン８０は、エアフローを形成、および／またはケース内に圧力差を形成し、これにより、管状通路９４を通じたセルからの排気エアフローと、管状通路９６を通じたセルに向かう吸気エアフローを生じさせることができる。チャンバ１００の加圧によって、空気は、管状通路９６を通じて流れるとともに、チャンバ１００から管８４を介して外気に流れる。同時に、チャンバ９８内に形成される低い圧力により、空気が管状通路９４を通じてセルから吸引されるとともに、補給空気が管８２を通じて外気からチャンバ９８内に吸引される。
その後、補給空気は、空気管理装置とセルとの間で再循環される。
【００３２】
管状通路９４、９６のサイズは、一般に、開口８２、８４のサイズよりも大きく、管状通路９４、９６のエアフロー抵抗は、開口８２、８４のエアフロー抵抗よりも小さくなっている。したがって、一般には、再循環プロセスにおいては、管状通路９４、９６を通じて、より多くの空気が移動する。
【００３３】
セルパック２０が空気管理装置と係合していない場合、ケース１２およびセプタム１６は、セル１０が長い有効期限を有するようにセル１０を隔離する。セル１０の使用時、すなわち活性時には、空気管理装置６０がセルパック２０と係合し、ニードル７０、７２は、その長さのほぼ中間までセプタム１６に刺入される。すなわち、管状通路９４、９６は、セル１０の空気陰極（図示せず）から空気管理装置６０のチャンバ９８、１００に向かう空気通路を形成する。チャンバ９８、１００が大きくかつ反応ガスで満たされている場合であって、管状通路９４、９６が広い場合には、初期に利用できる電流特性は、第２の実施形態で述べた電流特性と同様である。開口８２、８４は拡散規制通路であるため、ファン８０が作動していない時、ニードル７０、７２がセプタムに刺入されたままであっても、セル１０は、長い有効期限を有することができる。あるいは、管状通路９４、９６を拡散規制通路として形成してセル１０を隔離することもできる。
【００３４】
拡散規制通路は、その隔離能力に起因して、隔離通路あるいは拡散規制通路と称することができる。米国特許第５，６９１，０７４号の例によれば、拡散規制通路は、空気陰極に達し得る酸素の量を制限して、空気セルの自己放電および漏れ電流すなわちドレン電流を最小にする機能を有する。
【００３５】
また、ファン８０が拡散規制通路８２、８４（あるいは、９４、９６）を通じたエアフローを引き起こしていない場合には、拡散規制通路８２、８４（あるいは、９４、９６）は、空気セルに悪影響を及ぼす湿気を最小にする。湿度レベルの高い外気に晒された空気セルは、その空気電極を通じて多量の水分を吸収し、「フラッディング」と称される状態に陥り機能しなくなる。他方、湿度レベルの低い外気に晒された空気セルは、その電解液から空気電極を通じて多量の水蒸気を解放し、「乾燥」と称される状態に陥り機能しなくなる。
【００３６】
空気および水分を空気セルの内外にわたって流通させる隔離通路、すなわち拡散規制通路の流通効率は、「隔離率」という用語で説明することができる。「隔離率」は、１つまたはそれ以上の限られた開口、すなわち拡散規制通路を除いて、酸素電極が外気から隔離されている時のセルによる蒸発散の割合すなわち増幅率を、その酸素電極が完全に外気に晒された時のセルによる蒸発散の割合すなわち増幅率に対比した割合である。例えば、水に約３５パーセント（３５％）でＫＯＨを溶解した電解溶液を有する同一の空気セルが与えられた場合であって、内部の相対湿度が約５０パーセント（５０％）で、外気の相対湿度が約１０パーセント（１０％）であり、ファンの循環が無い場合、酸素電極が完全に外気に晒されたセルからの蒸発散は、１つまたはそれ以上の拡散規制通路を通じた場合を除いて酸素電極が外気から隔離されたセルからの蒸発散の１００倍以上である。この例では、１００：１よりも大きい隔離率が得られる。
【００３７】
さらに詳細には、各拡散規制通路８２、８４（あるいは、９４、９６）は、この通路を通じた流れ方向に対してほぼ垂直な幅と、この通路を通じた流れ方向とほぼ平行な長さとを有していることが好ましい。長さおよび幅は、空気移動デバイスが拡散規制通路８２、８４（あるいは、９４、９６）を通じてエアフローを引き起こしていない時に拡散規制通路８２、８４（あるいは、９４、９６）を通じたエアフローおよび拡散が実質的に生じないように選択される。長さは幅よりも大きく、長さが幅の約２倍よりも大きいことがさらに好ましい。長さと幅との間の比を大きく設定することが望ましい。空気セルの性質に応じて、この比を２００：１以上にすることができる。しかしながら、長さと幅との好ましい比は約１０：１である。
【００３８】
空気通路の一部を形成する隔離通路、すなわち拡散規制通路８２、８４（あるいは、９４、９６）は、外気と酸素電極との間に設けられなければならない。各拡散規制通路８２、８４（あるいは、９４、９６）は、ケース６２の厚さを貫いて形成されても良いが、上述したように管の形態を成していることが好ましい。
【００３９】
一般に、拡散規制通路はシリンダ状であり、いくつかの用途において、各拡散規制通路は、約０．３〜２．５インチもしくはそれ以上、好ましくは約０．８８〜１．０インチの長さを有することができ、また、約０．０３〜０．３インチ、好ましくは約０．０９〜０．１９インチの内径を有することができる。したがって、そのような用途において、通路を通じた流れ方向に対して垂直な方法で測定した各拡散規制通路の全開口面積は、約０．０００７〜０．５平方インチである。他の用途において、各拡散規制通路は、約０．１〜０．３インチもしくはそれ以上、好ましくは約０．１〜０．２インチの長さを有することができ、また、約０．０１〜０．０５インチ、好ましくは約０．１５インチの内径を有することができる。特定の用途における好ましい寸法は、通路、陰極充填空間、使用される特定の空気移動デバイスの幾何学的構成および所望のレベルでセルを動作するために必要な容積すなわち空気に関係している。
【００４０】
一例として、ポータブルコンピュータ（図示せず）に電力を供給するように構成されたセルパック２０の好ましい実施形態においては、６個のセル１０を有する６Ｖ電池が使用される。各セル１０は、約１〜４アンペアで、約１Ｖもしくはそれよりもわずかに高い出力を有する。各セル１０の露出した陰極（図示せず）の面積は約１８〜２２平方インチであり、したがって、露出した陰極の全面積は約１０８〜１３２平方インチである。したがって、電池は、陰極表面の１平方インチ当たり、約５０〜２００ｍＡの電流密度を有する。この電力要件を満たすために、３３〜２００立方インチ／分のエアフローが必要となる。
【００４１】
拡散規制通路は、所望の隔離状態を得るために任意の断面形状が適している場合には、必ずしもシリンダ状である必要はない。各拡散規制通路の少なくとも一部が所望の隔離状態を形成するように作用する限りにおいては、隔離通路はその長さ方向に沿って均一である必要はない。さらに、拡散規制通路はその長さ方向に沿って直線状、あるいは湾曲状を成していても良い。要するに、空気分子が十分に規制された通路を通じて外気から空気陰極へと流れる限りにおいては、拡散規制通路は、互いに離間する２次元面上に設けられたギャップによって形成されても良い。他の典型的な拡散規制通路およびシステムは、米国特許第５，６９１，０７４号および米国特許出願第０８／５５６，６１３号に開示されており、これら各文献の開示内容の全体は、参照してここに組み込まれる。
【００４２】
図６を参照すると、ファン８０が作動する際には、空気管理装置ケース６２の外側から開口８２を通じて比較的多量のエアフローが流れ込み、このエアフローは、管状通路９４を通じて流れ込んだエアフローと混合された後、管状通路９６を通じて充填空間１８内に流れるとともに、開口８４を通じてケース６２の外側に排気される。したがって、セルパックは、接続された電気デバイスに必要な電力を供給することができる。必要な電力を供給するために、ファンの回転速度を調整しても良い。ファンは、セル１０からの電力を用いて動作するとともに、図６に示されていないリードおよび端子によって接続されている。
【００４３】
開口８２、８４は拡散規制通路であるため、通路８２、８４を通じたエアフローを定量化できる。これによって、通路８２、８４は、空気移動デバイスすなわちファン８０の作動時にこれらの通路を通じて十分な量のエアフローが生じ、十分な出力電流、一般的には少なくとも５０ｍＡ、好ましくは少なくとも１３０ｍＡの出力電流が空気セル１０から得られるように、構成されて配置されていることが好ましい。さらに、拡散規制通路８２、８４は、これらの通路を通じたエアフローおよび拡散を制限して、ファン８０が通路８２、８４を通じたエアフローを生じさせていない時に空気セルが負荷に供給することができるドレン電流を、出力電流よりも約５０分の１だけ小さくするように構成されていることが好ましい。したがって、ファン８０が作動しておらず、かつセル内の湿度レベルが比較的一定している場合には、非常に限られた量の空気だけが通路を通じて拡散する。セル内の水蒸気は、空気陰極（図示せず）が酸素に晒されることを防止する。空気陰極は水蒸気によって外気から十分に隔離され、これにより、通路８２、８４を機械的なドア等によって密閉しなくても、セル１０の有効期限を長くすることができる。さらに、拡散規制通路８２、８４は、５０：１以上の隔離率を提供するように構成されていることが望ましい。
【００４４】
空気管理装置６０が空気パック２０から取り外されると、セル１０が外気から実質的に隔離され、ドレン電流を、セルパック２０を最初に使用する前の保管モードと同じ位に低くすることができる。半透過セプタム１６の作用によって、初期のオープンセル電圧を維持しても良い。空気管理装置６０がセルパック２０に係合すると、開口８２、８４が外気に向かう唯一の空気通路となり、ファンが作動していない状態でのドレン電流モードが上述したように低下する。ファンが作動される場合には、ファンの速度制御によって調整される複数のモード間で負荷への電流を変化させて、必要な電力を満たすことができる。
【００４５】
空気管理装置６０は、セルパック２０がそのエネルギーを放出してしまった後であっても、他のセルパックを用いて再利用することができるため、使い捨て部品を最小にすることができる。ケース１２、開口１４、セプタム１６、充填空間１８、空気管理装置ケース６２、ニードル７０、７２、ニードルの管状通路９４、９６、チャンバ９８、１００、ファン８０、および開口８２、８４のサイズ、数、材料は、先に示した実施形態で使用されたと同様の部品に関して述べたように、変更することが好ましい場合もある。
【００４６】
特に、ニードル７０、７２が大きく、ニードル７０、７２の管状通路９４、９６が拡散規制通路よりも大きい場合には、ファン８０は外気からより多くのエアフローを吸引することができる。したがって、空気陰極は、高い濃度の酸素を含む空気に晒され、電池は、ファン８０の作動時に、より多くのエネルギーを供給することができるようになる。一方、ファン８０が作動せず、かつ空気管理装置６０がセルパック２０と係合している時、すなわち、電池が一時的に不活性である場合には、低湿度レベルもしくは高湿度レベルの外気からセルがほとんど隔離されず、したがって、セル１０は、上述したように、「フラッディング」もしくは「乾燥」と称される状態に起因して機能しなくなる可能性がある。このような事態は、空気管理装置６０がセルパック２０から取り外されて空気通路がセルパック１６によって再閉されていれば、回避することができる。
【００４７】
本発明によるセルパック１１０の別の実施形態が図７に示されている。セルパックケース１１２内には、セル１０と、反応空気充填空間（図示せず）と、ファン１１８によって分離された２つのチャンバ１１４、１１６を有する空気管理装置部とが封入されている。開口１２０は、チャンバ１１４、１１６を充填空間に接続している。開口１２２は、両方のチャンバ１１４、１１６を横切って延びており、セプタム１２４によってカバーされて外気から密閉されている。空気管理装置は、チャンバ１１４、１１６間にエアフローや圧力差を形成するファン１１８を有する空気移動デバイスである。ニードルボード１３０に固定された２つのニードル１２６、１２８は、セプタム１２４の部位１３２、１３４に刺入されるように位置決めされる。他の実施形態で記載されたように、ニードル１２６、１２８は、尖ったニードルチップ１３６、１３８と、管状通路１４０、１４２とを有している。
【００４８】
セル１０の不使用時、すなわち不活性時においては、ニードル１２６、１２８がセプタム１２４から離間し、上述したように、セルの隔離状態が最大になる。セプタム１２４が半透過材料によって形成されている場合には、保管中に、十分な初期オープンセル電圧を維持できる。セル１０の使用時すなわち活性時においては、ニードル１２６、１２８がセプタム１２４の部位１３２、１３４に刺入され、これによって、セルの空気陰極（図示せず）から外気に向かう空気通路が形成される。ファンが作動されると、管状通路１４０、１４２を通じて補給された外気とともに空気が循環され、接続された電気デバイスに必要な高電力を満たすため、ファン速度を変化させることにより負荷電流が調整される。
【００４９】
ファンが作動していない時にセルパックを良好に隔離する必要がある場合には、上述したように、拡散規制通路となるように管状通路の寸法を決めても良い。ニードル１２６、１２８がセプタム１２４から離間されると、セル１０が外気から実質的に隔離され、ドレン電流を、セルパック１１０を最初に使用する前の保管モードと同じ位に低くすることができる。半透過セプタム１２４の作用によって、初期のオープンセル電圧を維持しても良い。ニードル１２６、１２８がセプタム１２４の部位１３２、１３４に刺入されると、管状通路１４０、１４２が外気に向かう唯一の空気通路となり、ファンが作動していない状態でのドレン電流モードが上述したように低下する。ファンが作動される場合には、ファンの速度制御によって調整される複数のモード間で負荷への電流を変化させて、必要な電力を満たすことができる。この実施形態においては、ニードルボード１３０等の小さな部品が、電気接点のないスイッチとして、セルパックを始動させることができ、予め電池が取り付けられた電気デバイスに電力を供給することができる。ケース１１２、開口１２０、１２２、セプタム１２４、充填空間（図示せず）、チャンバ１１４、１１６、ファン１１８、ニードル１２６、１２８、ニードルの管状通路１４０、１４２、ボード１３０のサイズ、数、材料は、上述した目的のために、変更することが好ましい場合もある。
【００５０】
セルパック１５０と、電気デバイス１５４に装着される空気管理ヘッド１５２とを含む他の実施形態が図８に示されている。セルパック１５０は、ケース１５６と、セル１０と、セルの下側に設けられた反応空気充填空間（図示せず）と、セプタム１６２によってカバーされた開口１６０に隣接する予備充填空間１５８とを含む。正および負のリード（図示せず）に接続された一対の端子１６４、１６６は、空気管理ヘッド１５２に面するケース１５６の外面に位置決めされている。他の実施形態で記載されたように、ケース１５６は、セプタム１６２と協働して外気からセルを隔離する。予備充填空間１５８は、ケース１５６内の新鮮な空気および残存空気を拡散して混合し、反応ガス、すなわち酸素を各空気陰極に対して均一に供給する。あるいは、予備充填空間を設けなくても良い。この場合は、ニードルが反応空気充填空間内へと方向付けられる。セプタム１６２が半透過材料によって形成されている場合には、保管中に、初期オープンセル電圧を維持することができる。
【００５１】
空気管理ヘッド１５２はケース１７０を含んでおり、このケース１７０は、セルパック１５０を受けるための外側に面する矩形の凹部１７２を定義している。ノブ１７６を備えた２つの係合アーム１７４は、セルパック１５０の一部を受けてこれと係合する凹部を形成している。セルパックケース１５６の両側の外壁に設けられた２つの凹部１７８は、ラチェット機構と同様な方法で、アーム１７４の弾性的な撓みによって生じる力によりノブ１７６を受ける。凹部１７２の背壁には、各端子１６４、１６６と係合する２つの端子１８０、１８２が位置決めされている。ヘッド１５２の他方側には、セルパック１５０からの電力を電気デバイス１５４に供給する２つの電気端子１８４、１８６すなわちハード配線が設けられている。
【００５２】
空気管理ヘッド１５２内には、ファン１９２等の空気移動デバイスによって分離された２つのチャンバ１８８、１９０が形成されている。チャンバ１８８からはニードル１９４が延出されており、チャンバ１９０からはニードル１９６が延出されている。チャンバ１８８、１９０はそれぞれ管１９８、２００を介して外気に接続されている。管１９８、２００（概略的に示されている）は、上述したタイプの拡散規制通路であることが好ましく、ニードル１９４、１９６は、隔離の目的ではなく自由なエアフローを許容する大きい開口２０２、２０４を有している。
【００５３】
したがって、セルパック１５０は空気管理ヘッド１５２によって取り外し可能に保持され、これと同時に、ニードル１９４、１９６がセプタム１６２に刺入される。ニードル１９４、１９６は、セプタム１６２の部位２１０、２１２に刺入される、尖ったニードルチップ２０６、２０８と、セル１０の空気陰極（図示せず）と２つのチャンバ１８８、１９０との間で空気通路を形成する管状通路２０２、２０４とを有している。
【００５４】
２つのチャンバ１８８、１９０間に配置されたファン１９２は、これらのチャンバ１８８、１９０間にエアフローや圧力差を形成する。開口１９８、２００は外気すなわち反応ガス源に連通しており、これにより、反応ガス、例えば酸素は、上述した方法で、開口１９８、２００の一方および管状通路すなわち開口２０２、２０４の一方を通じて、セル１０の空気陰極に達することができる。
【００５５】
この実施形態においては、消費者がセルパック１５０を買うだけで済むように、空気管理ヘッド１５２が電気デバイスに取り付けられている。不透過性のセプタム１６２を用いてセルパックを完全に密閉された状態で保管することができる。あるいは、不透過性のテープ（図示せず）を半透過性のセプタム１６２上に貼り付けることができる。後者の場合、セルパックが十分な初期オープンセル電圧を有するように、小売店がテープを除去した後にセルパック１５０を保管しても良く、あるいは、消費者が使用前にテープを除去しても良い。ケース１５６、開口１６０、セプタム１６２、充填空間（図示せず）、予備充填空間１５８、チャンバ１８８、１９０、ファン１９２、開口１９８、２００、ニードル１９４、１９６、ニードルの管状通路２０２、２０４、他の部品のサイズ、数、材料は、上述したように、変更することが好ましい場合もある。
【００５６】
別の実施形態が図９、１０、および１１に示されている。シリンダ状の空気電池すなわち電源は、図６に示された実施形態と同様、空気管理ヘッド２２０と、セルパック２２２とを有している。空気管理ヘッド２２０は、シリンダ状のカップリング２２４と、外側ケース２２６と、２つの開口２２８、２３０と、正端子２３２とを有している。セルパックは、負端子２３４と、外側ケース２３６と、カップリング部２３８とを有している。カップリング部２３８は、２つの正端子２４０と、２つの負端子２４２と、長尺な自己密閉セプタム２４４とを有している。
【００５７】
空気管理ヘッド２２０は、さらに、円形のシリンダ２２４内に互いに対向して配置された２つの正端子２４６と、円形のシリンダ２２４内に正端子２４６と直交する位置に配置された２つの負端子（図示せず）と、電池の軸方向に対して平行な２つの中空ニードル２４８、２５０と、ファン２５６によって分割された２つのチャンバ２５２、２５４と、ファンコントローラ２５８と含む。
【００５８】
２つのチャンバ２５２、２５４は、円形プレート２６０および他の壁部を用いて規定されており、空気管理ヘッド２２０内でファン２５６のような空気移動デバイスにより分割されて形成されている。チャンバ２５２からはニードル２４８が延出されており、チャンバ２５４からはニードル２５０が延出されている。チャンバ２５２、２５４はそれぞれ開口２２８、２３０を通じて外気に接続されている。開口２２８、２３０（概略的に示されている）は、上述したタイプの拡散規制通路であることが望ましく、ニードル２４８、２５０は、隔離の目的ではなく自由なエアフローを許容する大きい開口２６２、２６４を有している。
【００５９】
セルパック２２２は、さらに、陽極ゲル２６６と陰極コンテナ２６８と空気陰極２７０と絶縁端部プレート２７２、２７４、２７６と電流コレクタリード２７８、２８０と空気充填空間２８２とを有する２つのセルを備えている。端部プレート２７６は、長尺セプタム２４４によってカバーされるスリット開口を有している。２つの負端子２４２は、リード２８０を用いて、陽極コンテナ２６８に接続されている。２つの正端子２４０は、リード（図示せず）を用いて、空気陰極２７０の電流コレクタ（図示せず）に接続されている。これらの４つの端子は、空気管理ヘッド２２０のシリンダ状カップリング２２４内に設けられた対応する端子と接続して電力をファン２５６に供給できるように、カップリング部２３８の外周面に位置決めされている。また、電源の正端子２３２は、リード（図示せず）を用いて端子２４６に接続されている。また、ファンコントローラ２５８は、セルパック２２２からファン２５６への電流供給を制御するために接続されている。長尺セプタム２４４が半透過材料によって形成されている場合には、保管中に、十分な初期オープンセル電圧を維持することができる。
【００６０】
セルパック２２２は空気管理ヘッド２２０によって取り外し可能に保持され、これと同時に、ニードル２４８、２５０が長尺セプタム２４４に刺入される。セルパック２２２をヘッド２２０に対して選択的にロックするために、先の実施形態のノブおよび凹部のようなコネクタ（図示せず）を設けても良い。ニードル２４８、２５０は、セプタム２４４の部位２８８、２９０に刺入される、尖ったニードルチップ２８４、２８６と、セルの空気陰極２７０から２つのチャンバ２５２、２５４に向かう空気通路を形成する管状通路２６２、２６４とを有している。
【００６１】
ファン２５６は、２つのチャンバ２５２、２５４間にエアフローや圧力差を形成する。開口２２８、２３０は外気に連通しており、これにより、酸素は、上述した方法で、開口２２８、２３０の一方および管状通路２６２、２６４の一方を通じて、セルの空気陰極２７０に達することができる。
【００６２】
この実施形態において、空気管理ヘッド２２０は、消費者がセルパック２２２を買うだけで済むように、分離して再利用することができる。不透過性のセプタム２４４を用いてセルパックを完全に密閉された状態で保管することができる。あるいは、不透過性のテープ（図示せず）を半透過性のセプタム２４４上に貼り付けることができる。後者の場合、セルパックが十分な初期オープンセル電圧を有するように、小売店がテープを除去した後にセルパック２２２を保管しても良く、あるいは、消費者が使用前にテープを除去しても良い。ケース２３６、セプタム２４４、充填空間２８２、チャンバ２５２、２５４、ファン２５６、開口２２８、２３０、ニードル２４８、２５０、ニードルの管状通路２６２、２６４、他の部品のサイズ、数、材料は、上述したように、変更することが望ましい場合もある。特に、電池全体が「単三電池（ＡＡ）」等の標準的な電池サイズに形成されるように、シリンダ状カップリング２２４を外側ケース２２６と同じサイズに形成しても良い。
【００６３】
上述の説明は、本発明の好ましい実施形態に関するものである。添付の特許請求に記載されたような本発明の技術的思想および広い形態から逸脱しない範囲で、様々に変形したり変更したりすることができる。クレームは、均等論を含む特許法の原則にしたがって解釈される。
【図面の簡単な説明】
【図１】セル、開口、セプタム、中空ニードルの位置を示すとともに、ケースと係合するためのニードルの移動方向を示す、本発明を具体化したセルパックケースおよびニードルの平面線図である。
【図２】ケースのセプタムに刺入され得る状態にあるニードルを示す、図１の２−２線に沿う垂直横断面図である。
【図３】中空ニードルと係合したセルパックケースの垂直横断面図である。
【図４】中空ニードルを備えた空気管理装置に隣接して位置されたセプタムを含むセルパックを示す、本発明の第２の実施形態の斜視図である。
【図５】図４の５−５線に沿う垂直横断面図である。
【図６】本発明の第３の実施形態の空気管理装置に隣接するセルパックの平面線図である。
【図７】本発明の第４の実施形態の刺入デバイスに隣接して空気移動デバイスを組み込
んだセルパックの平面線図である。
【図８】本発明の第５の実施形態の電気デバイスに収容されたセルパックおよび空気移動デバイスの平面線図である。
【図９】本発明の第６の実施形態による空気電池、すなわち電源の斜視図である。
【図１０】図９の１０−１０線に沿う垂直横断面図である。
【図１１】図９の１１−１１線に沿う水平横断面図である。

Claims

各セルが空気電極を含む１つまたはそれ以上の空気セルを取り囲む封入体と、前記空気電極から、前記セルを取り囲む封入体の少なくとも一部を構成するとともに、刺入可能で、かつ再密閉可能なセプタムへと向かう第１の空気通路セグメントを封入体内に形成する構造体、および反応ガス源に接続される第２の空気通路セグメントの一部を形成するとともに、セプタムに刺入され得るように位置決めされた中空ニードルとを備える空気電池のための空気管理システム。
さらに、前記第２の空気通路セグメント内に、少なくとも１つの拡散規制通路を備えていることを特徴とする請求項１に記載の空気管理システム。
前記拡散規制通路は、前記ニードルによって形成されていることを特徴とする請求項２に記載の空気管理システム。
さらに、前記第2の空気通路セグメント内に少なくとも１つの空気移動デバイスを備えていることを特徴とする請求項２に記載の空気管理システム。
前記空気移動デバイスは、前記ニードルと前記拡散規制通路との間に配置されていることを特徴とする請求項４に記載の空気管理システム。
さらに、前記第２の空気通路セグメント内に設けられた、少なくとも１つの吸気拡散規制通路、および少なくとも１つの排気拡散規制通路と、前記第2の空気通路セグメント内に設けられた少なくとも１つの空気移動デバイスとを備える請求項１に記載の空気管理システム。
前記空気移動デバイスは、前記ニードルと前記吸気拡散規制通路及び/又は排気拡散規制通路との間に配置されていることを特徴とする請求項６に記載の空気管理システム。
さらに、前記第２の空気通路セグメント内に設けられ、前記中空ニードルと反応ガス源とに連通する少なくとも１つの拡散規制通路と、前記空気電極と前記セプタムとの間で、前記第１の空気通路セグメント内に設けられた少なくとも１つの空気移動デバイスとを備える請求項１に記載の空気管理システム。
前記セプタムは、前記反応ガスを透過する半透膜を備えていることを特徴とする請求項８に記載の空気管理システム。
前記セプタムは、前記反応ガスを透過する半透膜を備えていることを特徴とする請求項１に記載の空気管理システム。
さらに、前記空気電極と前記セプタムとの間に少なくとも１つの空気移動デバイスを備えていることを特徴とする請求項１に記載の空気管理システム。
１つまたはそれ以上の空気セルを含み、前記セルの空気電極に向けられた反応空気充填空間を定義するハウジングと、前記ハウジングの外壁の一部を形成し、空気通路によって前記充填空間に接続される刺入可能かつ再密閉可能なセプタムとを備える空気セルパック。
封入体内に設けられた空気移動デバイスと、前記封入体に設けられ、外気の侵入を許容する１つまたはそれ以上の通気口、および刺入可能かつ再密閉可能なセプタムに連結するための、前記封入体から外側へ延びる１つまたはそれ以上の中空ニードルとを備える通気システムが、前記ハウジングと組み合わされる請求項１２に記載の空気セルパックのための空気管理システム。
空気電池用の空気管理装置であって、封入体内に設けられた空気移動デバイスと、前記封入体に設けられ、外気の侵入を許容する１つまたはそれ以上の通気口、および前記封入体から外側へ延び、空気電池に差し入れ可能な１つまたはそれ以上の中空ニードルとを備える空気管理装置。