JP5757341B2 - Injection air battery and injection air battery module - Google Patents
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Description
本発明は、空気電池発電部と該空気電池発電部に送給される電解液を貯留するための貯留タンクとを有する注液式空気電池及び注液式空気電池モジュールに関する。 The present invention relates to a liquid injection type air cell and pouring type air cell module and a storage tank for storing the electrolytic solution that will be supplied to the air cell power generation unit and the air-cell power generation part.
この種の注液式空気電池に関連する空気電池として特許文献1に、また、技術分野が相違するものの、注液式電池とした名称において特許文献2にそれぞれ開示されたものがある。
特許文献1に開示された空気電池は、複数の単電池を結束した集合電池と、電解液を収納した電解液収納容器と、電解液を溜めその中に集合電池を浸漬して発電を行う電池槽とを備えたものであり、その電池槽は、集合電池を保持する蓋部材と共に用いられて集合電池を収納するケースを兼ねる共に、電解液を注水する際に、前記電解液収納容器を受け入れる受容部が設けられたものである。As an air battery related to this type of liquid injection type air battery, there are those disclosed in Patent Document 1 and, although technical fields are different, Patent Document 2 discloses the name of the liquid injection type battery.
The air battery disclosed in Patent Document 1 is a battery that collects a plurality of single cells, an electrolytic solution storage container that stores an electrolytic solution, and a battery that generates electricity by storing the electrolytic solution and immersing the assembled battery in the electrolytic solution. The battery tank is used together with a lid member for holding the assembled battery and serves as a case for housing the assembled battery, and receives the electrolytic solution storage container when water is poured into the electrolytic solution. A receiving part is provided.
また、特許文献2に開示された注液式電池は、有底円筒形の外装ケース内に、電解液を含む柱状のアンプル(貯留タンクに相当)と、このアンプルを囲む、発電部を含む一対の積層体および一対のスペーサとを具備し、前記アンプルが、当該アンプルの側面が前記外装ケースの内底部に対向するように配置したものである。 Moreover, the liquid injection type battery disclosed in Patent Document 2 includes a pair of columnar ampules (corresponding to a storage tank) containing an electrolyte and a power generation unit surrounding the ampules in a bottomed cylindrical outer case. The ampoule is arranged such that the side surface of the ampoule faces the inner bottom of the outer case.
しかしながら、上記した特許文献1に開示された空気電池のような大型のものは、電解液収納容器を単電池の端部に配置しているために、集電距離や電解液の流路長が長くなることで集電ロスやガスの圧損による放電効率低下が発生する。
また、注液の際、単電池の遠端部等に電解液を浸透させるために時間を要するとともに、浸透ムラで放電が不均一になるなどの未解決の課題がある。However, a large battery such as the air battery disclosed in Patent Document 1 described above has an electrolytic solution storage container disposed at the end of the unit cell, and therefore has a current collection distance and a flow path length of the electrolytic solution. Longer discharge currents are reduced due to current collection loss and gas pressure loss.
In addition, when injecting the liquid, there are unsolved problems such that it takes time to infiltrate the electrolyte into the far end portion of the unit cell, and discharge is uneven due to uneven permeation.
そこで本発明は、電解液の流路長や集電距離を短くし、注液時の電解液の拡散・浸透を容易に短時間で行なうことができる注液式空気電池と注液式空気電池モジュールの提供を目的としている。 Accordingly, the present invention provides a liquid-injected air battery and a liquid-injected air battery that can shorten the flow path length and current collection distance of the electrolytic solution, and can easily perform diffusion and permeation of the electrolytic solution during injection in a short time. The purpose is to provide modules.
上記課題を解決するための本発明に係る注液式空気電池は、電解液が注入されることにより形成される空気電池発電部と、該空気電池発電部に送給される電解液を貯留するための貯留タンクと、を有する注液式空気電池において、上記貯留タンクが、上記空気電池発電部の内方に配設されており、該空気電池発電部の外縁部に電解液を給送するための複数の送液孔を有することを特徴としている。 Pouring type air cell according to the present invention for solving the above problems, the reservoir and the air-cell power generation part, which is formed by the electrolytic solution is injected, the electrolyte solution that will be fed to the air-cell power generation part Oite the pouring type air batteries having a storage tank, a to said storage tank being disposed inwardly of the air-cell power generation part, the electrolyte solution on the outer edge of the air-cell power generation part It is characterized by having a plurality of liquid feeding holes for feeding the liquid .
この構成においては、空気電池発電部の内方に、該空気電池発電部の外縁部に電解液を給送するための複数の送液孔を有する貯留タンクを配設しているので、電解液の流路長や集電距離を短くし、注液時の電解液の拡散・浸透を容易に短時間で行なえる。
上記課題を解決するための本発明に係る注液式空気電池モジュールは、上記の空気電池発電部毎に貯留タンクを配設したものである。
In this configuration, a storage tank having a plurality of liquid feeding holes for feeding the electrolyte solution to the outer edge portion of the air cell power generation unit is disposed inside the air cell power generation unit. The flow path length and the current collection distance are reduced, and the electrolyte can be easily diffused and permeated during injection in a short time.
The liquid injection type air battery module according to the present invention for solving the above-mentioned problems is one in which a storage tank is provided for each air battery power generation unit .
本発明によれば、電解液の流路長や集電距離を短くし、注液時の電解液の拡散・浸透を容易に短時間で行なうことができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the flow path length and current collection distance of electrolyte solution can be shortened, and the spreading | diffusion and osmosis | permeation of electrolyte solution at the time of liquid injection can be performed easily in a short time.
以下に、本発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。図1(A)は、本発明の第一の実施形態に係る注液式空気電池の概略構成を示す断面図、(B)は、その下面図である。 EMBODIMENT OF THE INVENTION Below, the form for implementing this invention is demonstrated with reference to drawings. FIG. 1 (A) is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the injection type air battery according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 1 (B) is a bottom view thereof.
本発明の第一の実施形態に係る注液式空気電池A1の主たる構成は、複数の空気電池発電部10と、これらの空気電池発電部10の内方に単一の貯留タンク30を配置した点にある。換言すると、後記する電解液Wの平均流路長が短くなる位置に貯留タンク30を配設している。
The main configuration of the injection type air battery A1 according to the first embodiment of the present invention is that a plurality of air battery
本実施形態においては、それぞれ互いに同形同大の平面視円形に形成した四つの空気電池発電部10を、互いに所要の間隙Sを保持し、かつ、軸心Oを中心とした同軸にして積層させているとともに、その軸心Oに一致して上記貯留タンク30を配設している。
In the present embodiment, four air battery
上記した各空気電池発電部10は、貯留タンク30内の電解液Wが注入されることにより発電する機能を有するものであり、これの中心にはタンク嵌合孔11が形成されている。
この空気電池発電部10は、セパレータ12の両面(図示上下面)に正極13と負極14を配設するとともに、その正極13の外面に液密通気膜(以下、「撥水膜」という。)15を積層し、かつ、下記の構成からなるケース16に収容されている。
Each air battery
In the air battery
ケース16は、空気電池発電部10とほぼ同じ外径にした平面視円形の底壁17の周囲に空気電池発電部10とほぼ同じ高さ寸法にした周壁18を囲繞形成したものであり、これの中心にはタンク嵌合孔19が形成されている。
このケース16の底壁17の下面17aには、そのケース16の外径寸法よりもやや小さいスペーサ20が配設されている。
A
貯留タンク30は、各空気電池発電部10に送給する電解液Wを貯留するためのものであり、上記四つの空気電池発電部10の積層高さ寸法よりもやや高い高さ寸法H1にした円柱形の中空体である。
The
すなわち、本実施形態においては、四つの空気電池発電部10に単一の貯留タンク30を配設している。
この貯留タンク30は、各空気電池発電部10の負極14の内端面に対向する位置に、電解液Wを送給するための送液孔(図示しない)が所定の角度間隔で形成されている。
That is, in this embodiment, the
In the
上記の構成からなる注液式空気電池A1では、貯留タンク30の送液孔(図示しない)から空気電池発電部10に電解液Wが送給されることにより、空気電池として機能を発揮して発電を開始する。
In the liquid injection type air battery A1 configured as described above, the electrolyte solution W is supplied from the liquid supply hole (not shown) of the
また、上記空気電池発電部10の内方に貯留タンク30を配置しているので、換言すると、電解液Wの平均流路長が短くなる位置に貯留タンク30を配設することにより、空気電池発電部10の外縁部10aまでの距離を小さくすることができ、電解液Wをより早く外縁部10aまで浸透させられ、放電までの時間を短縮することができる。
In addition, since the
特に空気電池発電部10を平面視円形にしているので、上記図示しない送液孔から空気電池発電部10の外縁部10aまでの距離が一定になる。換言すると、軸心Oから空気電池発電部10の外縁部10aまでの電解液の流路長L1を一定にしている。
In particular, since the air battery
従って、方形にした場合等に比較して電解液の浸透ムラを小さくできるとともに、発電性能の均一化を図ることができる。これにより、放電ムラや放電ムラによる劣化を抑止することができる。
なお、本実施形態においては、空気の送給を空気電池発電部10の外縁部から行なっているが、これに限るものではない。
Therefore, the penetration unevenness of the electrolytic solution can be reduced as compared with the case of using a square shape and the power generation performance can be made uniform. Thereby, deterioration due to discharge unevenness and discharge unevenness can be suppressed.
In the present embodiment, air is supplied from the outer edge of the air battery
図2は、本発明の第二の実施形態に係る注液式空気電池の概略構成を示す断面図、(B)は、その下面図、図3は、貯留タンクの概略構造を示す斜視図である。なお、上述した実施形態において説明したものと同等のものについては、それらと同一の符号を付して説明を省略する。 FIG. 2 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of an injection type air battery according to a second embodiment of the present invention, (B) is a bottom view thereof, and FIG. 3 is a perspective view showing a schematic structure of a storage tank. is there. In addition, about the thing equivalent to what was demonstrated in embodiment mentioned above, the code | symbol same as them is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.
本発明の第二の実施形態に係る注液式空気電池A2は、空気電池発電部10と、この空気電池発電部10の内方に貯留タンク40を配置した点においては上記した構成と同等のものであり、四つの空気電池発電部10を互いに所要の間隔を保持し、かつ、互いに同軸にして積層させているとともに、軸心Oに一致して貯留タンク40を配設している。
Pouring type air battery A2 according to a second embodiment of the present invention includes an air-cell
貯留タンク40は、四つの空気電池発電部10の積層高さ寸法よりもやや高い高さ寸法H1にした円筒形のものであり、これの内部に電解液Wを貯留するとともに、中心に空気を流通させるための空気流路41を形成している。
The
すなわち、各空気電池発電部10の負極14の内端面に対向する位置に、電解液Wを送給するための送液孔(図示しない)が所定の角度間隔で形成されているとともに、上下隣り合う二つの空気電池発電部10,10の間隙Sに対向する位置に、複数の送気孔42が互いに所要の角度間隔にして形成されている。
That is, liquid feed holes (not shown) for feeding the electrolytic solution W are formed at predetermined angular intervals at positions facing the inner end face of the
ケース16の底壁17の下面17aには、タンク嵌合孔19、従ってまた、軸心Oを中心とした放射状に複数の誘導部材21が配設されている。当該誘導部材21により、空気流路41を通じて送給された空気を空気電池発電部10の外縁部10aまで誘導している。
A plurality of
貯留タンク10の外周壁面、換言すると、ケース16と空気電池発電部10の各タンク嵌合孔19には、上下隣り合う二つの空気電池発電部10,10の負極14と正極13とを導通接続するための集電材22が配設されており、これにより、上下隣り合う二つの空気電池発電部10,10どうしを直列接続している。
このように、貯留タンク10に送気孔、送液孔及び集電材22を集中させて配設することにより、注液式空気電池をコンパクトな構成とすることができ、且つ、低コストに製造することができる。
The
In this way, by arranging the air supply holes, the liquid supply holes, and the
図4は、第三の実施形態に係る注液式空気電池を示すものであり、(A)はその部分断面図、(B)は、貯留タンクの構造を示す斜視図である。なお、図4〜6においては、二つの空気電池発電部のみを示している。 FIGS. 4A and 4B show a liquid injection type air battery according to the third embodiment, in which FIG. 4A is a partial sectional view and FIG. 4B is a perspective view showing a structure of a storage tank. 4 to 6 show only two air battery power generation units .
第三の実施形態に係る注液式空気電池A3は、貯留タンク50の構成が相違している。
貯留タンク50は、空気電池発電部10に送給する電解液Wを貯留するための円柱形にした中空体であり、複数の空気電池発電部10,10の積層高さ寸法よりもやや高い高さ寸法H2に形成されている。
図4においては、二つの空気電池発電部10,10を例示している。
The liquid injection type air battery A3 according to the third embodiment is different in the configuration of the
In FIG. 4, two air battery
この貯留タンク50の周壁51には、各空気電池発電部10,10の陰極14の内端面に対向する高さ位置毎に、電解液Wを送給するための複数の送液孔52が所定の角度間隔で突設されている。
また、各空気電池発電部10,10の間隙Sに臨む高さ位置毎に、空気を送給するための複数の送気孔57が所定の角度間隔で形成されている。
In the
A plurality of air supply holes 57 for supplying air are formed at predetermined angular intervals for each height position facing the gap S between the air battery
上記の周壁51には、軸心Oと平行にして「+」と「−」の導電膜(導電パターン)53,54、各高さ位置にある複数の送液孔52を共通に導通する導電膜55、及び各高さ位置にある複数の送気孔57を共通に導通する導電膜56が印刷形成され、これにより、各空気電池発電部10を並列接続している。
In the
図5は、第四の実施形態に係る注液式空気電池を示すものであり、(A)はその部分断面図、(B)は、貯留タンクの構造を示す斜視図である。なお、上記図4において説明したものと同等のものについては、それらと同一の符号を付して説明を省略する。 FIGS. 5A and 5B show a liquid injection type air battery according to the fourth embodiment, in which FIG. 5A is a partial sectional view and FIG. 5B is a perspective view showing a structure of a storage tank. In addition, about the thing equivalent to what was demonstrated in the said FIG. 4, the code | symbol same as them is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.
第四の実施形態に係る注液式空気電池A4は、貯留タンク60の構成が相違している。
図5(A),(B)に示す貯留タンク60は、空気電池発電部10に送給する電解液Wを貯留するための円筒形のものであり、これの中心に空気を流通させるための空気流路61が形成されており、複数の空気電池発電部10,10の積層高さ寸法よりもやや高い高さ寸法H2に形成されている。
図5においては、二つの空気電池発電部10,10を例示している。
The liquid injection type air battery A4 according to the fourth embodiment is different in the configuration of the
The
FIG. 5 illustrates two air battery
この貯留タンク60の周壁61には、各空気電池発電部10,10の陰極14の内端面に対向する高さ位置毎に、電解液Wを送給するための複数の送液孔62が所定の角度間隔で突設されている。
また、各空気電池発電部10,10の間隙Sに臨む高さ位置毎に、空気を送給するための複数の送気孔63が所定の角度間隔で形成されている。
The
A plurality of air supply holes 63 for supplying air are formed at predetermined angular intervals for each height position facing the gap S between the air battery
上記の周壁61には、軸心Oと平行にして「+」と「−」の導電膜(導電パターン)64,65、各高さ位置にある複数の送液孔62を共通に導通する導電膜66、及び各高さ位置にある複数の送気孔63を共通に導通する導電膜67が印刷形成され、これにより、各空気電池発電部10を並列接続している。
In the above-mentioned
図6は、第五の実施形態に係る注液式空気電池を示すものであり、(A)はその部分断面図、(B)は、貯留タンクの構造を示す斜視図である。なお、上述した実施形態において説明したものと同等のものについては、それらと同一の符号を付して説明を省略する。 6A and 6B show a liquid injection type air battery according to the fifth embodiment. FIG. 6A is a partial sectional view thereof, and FIG. 6B is a perspective view showing a structure of a storage tank. In addition, about the thing equivalent to what was demonstrated in embodiment mentioned above, the code | symbol same as them is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.
第五の実施形態に係る注液式空気電池A5は、貯留タンク70A,70Bを空気電池発電部10,10毎に設けた空気電池モジュール80,80を積層したものである。なお、貯留タンク70A,70Bは、互いに同等の構成になっているので、以下には、貯留タンク70Aについて説明し、貯留タンク70Bについての説明を省略する。
A liquid injection type air battery A5 according to the fifth embodiment is obtained by stacking
貯留タンク70Aは、空気電池発電部10の高さ寸法よりもやや高い高さ寸法にした円筒形のものであり、これの内部に電解液Wを貯留するとともに、中心に空気を流通させるための空気流路71を形成したものである。
The storage tank 70 </ b> A has a cylindrical shape with a height slightly higher than the height of the air battery
また、上壁72には、空気を送給するための複数の送気溝73が所定の角度間隔で放射状に凹設されている。
この送気溝73は、貯留タンク70A,70Bどうしを連結したときに、貯留タンク70Aの上側に隣接する貯留タンク70Bの下壁によって区画されて送気孔73となる。
なお、上壁72、従ってまた、送気孔73は、貯留タンク70Aと貯留タンク70Bとを連結したときに、空気電池発電部10,10の間隙Sに臨むようになっている。
In addition, a plurality of
When the
Note that the
貯留タンク70Aの周壁71には、空気電池発電部10の陰極14の内端面に対向する高さ位置に、電解液Wを送給するための複数の送液孔75が所定の角度間隔で突設されている。
On the
また、複数の送気孔73と同じ高さ位置には、他の空気電池発電部10の正極14と、自らの負極13と導通させる幅にしたリング形の導電膜74が形成されているとともに、複数の送液孔75と同じ高さ位置には、他の空気電池発電部10の負極14と、自らの正極13と導通させる幅にしたリング形の導電膜76が形成されている。
In addition, a ring-shaped
そして、注液式空気電池モジュール80,80どうしを各貯留タンク70A,70Bを連結することにより、導電膜74,76どうしが接続されて、注液式空気電池モジュール80,80どうしが直列接続される。
なお、注液式空気電池モジュール80,80どうしの位置決めは、互いの当接壁面に位置決め用ピンや凹部等の位置決め部を形成しておき、これらを嵌合させることにより行なう。
The liquid injection type air
The positioning of and what pouring type air
図7は、スペーサの変形例を示すものであり、(A)は空気電池発電部の部分断面図、(B)は、その下面図である。なお、上述した実施形態において説明したものと同等のものについては、それらと同一の符号を付して説明を省略する。 FIG. 7 shows a modified example of the spacer, (A) is a partial cross-sectional view of the air battery power generation unit , and (B) is a bottom view thereof. In addition, about the thing equivalent to what was demonstrated in embodiment mentioned above, the code | symbol same as them is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.
同図に示すスペーサ90は、ケース16の底壁17の下面17aに一体にし、かつ、互いに所要の間隔をおいて突設した複数のリブであり、空気を各リブ90間に流通させられるようにしている。
図8(A)〜(C)は、空気電池発電部の輪郭形状の他例を示す平面図である。
同図(A)に示す空気電池発電部10Aは平面視八角形、同図(B)に示す空気電池発電部10Bは平面視六角形、同図(C)に示す空気電池発電部10Cは、平面視四角形にしたものである。
すなわち、上記した平面視円形のものに限るものではなく、公知の多角形にすることができる他、楕円形等にすることができる。
The
8A to 8C are plan views illustrating other examples of the contour shape of the air battery power generation unit .
The air battery
That is, the shape is not limited to the circular shape in plan view, and can be a known polygonal shape, an elliptical shape, or the like.
なお、本発明は上述した実施形態に限るものではなく、次のような変形実施が可能である。
・上述した実施形態においては、四つの空気電池発電部を互いに積層した構成のものを例示するが、その枚数に限るものではなく、適宜増減できることは勿論である。
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and the following modifications can be made.
-In embodiment mentioned above, although the thing of the structure which laminated | stacked four air battery power generation parts was illustrated, it is not restricted to the number of sheets, Of course, it can increase / decrease suitably.
・以上詳細に説明したが、いずれにしても、上記各実施形態において説明した各構成は、それら各実施形態にのみ適用することに限らず、一の実施形態において説明した構成を、他の実施形態に準用若しくは適用し、さらには、それを任意に組み合わせることができるものである。 Although described in detail above, in any case, each configuration described in each of the above embodiments is not limited to being applied only to each of the above embodiments, and the configuration described in one embodiment is not limited to other embodiments. It can be applied mutatis mutandis or applied to the form, and can be arbitrarily combined.
10,10A〜10C 空気電池発電部
30 貯留タンク
41 空気流路
57 送気孔
80 注液式空気電池モジュール
W 電解液
10, 10A-10C Air battery
Claims (7)
上記貯留タンクが、上記空気電池発電部の内方に配設されており、
上記貯留タンクが、上記空気電池発電部の外縁部に電解液を給送するための複数の送液孔を有する
ことを特徴とする注液式空気電池。 And air cell power generation part, which is formed by the electrolytic solution is injected, the reservoir tank for storing the electrolytic solution that will be fed to the air-cell power generation part, the liquid injection type air battery having,
The storage tank is disposed inside the air battery power generation unit ;
The liquid injection type air battery , wherein the storage tank has a plurality of liquid feeding holes for feeding an electrolytic solution to an outer edge part of the air battery power generation part .
上記空気電池発電部が、互いに同軸的に積層されている
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1つの項に記載の注液式空気電池。 Has a plurality of said air-cell power generation part,
The air-cell power generation part, liquid injection type air cell according to any one of claims 1 to 4, characterized in that are coaxially stacked on one another.
上記空気電池発電部毎に配設され、該空気電池発電部に送給される電解液を貯留するための貯留タンクと、を有し、
上記貯留タンクが、上記空気電池発電部の内方に配設されており、
上記貯留タンクが、上記空気電池発電部の外縁部に電解液を給送するための複数の送液孔を有する
ことを特徴とする注液式空気電池モジュール。 An air-cell power generation part according to any one of claims 1 to 6,
A storage tank for storing the electrolytic solution disposed for each of the air battery power generation units and supplied to the air battery power generation unit;
The storage tank is disposed inside the air battery power generation unit;
The storage tank has a plurality of liquid feeding holes for feeding electrolyte to the outer edge of the air battery power generation unit.
A liquid injection type air battery module.
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