JP6033057B2 - 空気二次電池 - Google Patents

Description

本発明は、充放電可能な空気二次電池に関する。

空気電池は、正極活物質として酸素（空気）、負極活物質として金属（例えば、亜鉛）を用いる電池である。空気電池は、正極活物質が酸素であることから、電池容器内に正極活物質を充填する必要が無く、放電容量を大きくできる利点がある。

このような空気電池を二次電池として用いる場合、電解液或いは負極活物質を含む電極を交換するメカニカル方式が提案されているが、充電のために電解液或いは電極を交換する場合、構造が複雑であり、また、多くの手間も必要となる。また、電解液或いは電極を交換する構成であるため、廃液或いは廃電極の処理が困難であるという課題もある。

そこで、前記負極活物質が配置された負電極と、放電用の正極側の電極と、放電用の正極側の電極とは別に設けられた充電用の正極側の電極とを備えた、三電極方式の空気電池が知られている（例えば、特表２００５−５０９２６２号公報参照）。特表２００５−５０９２６２号公報には、前記負電極と前記放電用の正極側の電極との間に、充電用の正極側の電極を配置した、金属空気型の電気化学セル（空気電池）が開示されている。

特表２００５−５０９２６２号公報に記載の電気化学セル（空気電池）では、充電と放電とで正極側の電極を分けていることから、電極の耐久性と充放電効率を向上させることが可能である。

特表２００５−５０９２６２号公報

上述のような、空気電池を利用して高電圧を得るためには、複数個のセルを直列接続（スタック）する必要がある。しかしながら、特表２００５−５０９２６２号公報の電気化学セルの場合、負極、放電用の正極側の電極及び充電用の正極側の電極の接続及びセルの構造が複雑になる。

また、特表２００５−５０９２６２号公報に記載の電気化学セルの場合、電極の接続及びセルの構造が複雑であるため、放電と充電との切替えの制御が複雑になる。

そこで本発明は、簡単な構成を有し、放電と充電との切り替えが容易であるとともに、充放電効率が高い空気二次電池を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため本発明は、内部に電解液が注入され、前記電解液に浸かるように配置された放電電極を有する放電部と、前記電解液が流通できるように前記放電部と連結し、前記電解液に浸かるように配置された充電電極を有する充電部と、前記電解液に浸かるように配置され、負極となる電極体とを備えた空気二次電池であって、前記電極体が、前記放電電極と対向する前記放電部内の放電位置と前記充電電極と対向する前記充電部内の充電位置との間を移動可能であることを特徴とする。

この構成によると、放電時と充電時で正極となる電極が異なるとともに、負極となる電極体を放電電極又は充電電極と対向する位置に移動させる構成であるので、構造が簡単になる。また、電解液及び（又は）電極体の入れ替えが不要であるため、放電／充電の切替えが容易である。

また、放電時と充電時で正極が異なるため、放電時及び充電時それぞれで正極と負極である電極体との距離を短くすることが可能である。これにより、充放電の効率を高めることが可能である。

電極体を、放電時には放電電極と対向させ、充電時には充電電極と対向させる構成であるため、出力用の回路と充電用の回路を分けることが可能であり、それだけ、配線回路が煩雑になったり、電力の出力／供給の切替え制御が煩雑になったりするのを抑制することが可能である。

上記構成において、複数個の前記電極体が平行に並んで配列されているとともに、前記充電部は、複数個の前記電極体が充電位置にあるとき、前記電極体のそれぞれと対向するように配列され、少なくとも一部が並列となるように接続された複数個の充電電極を備えており、前記放電部は、複数個の前記電極体が放電位置にあるとき、前記電極体のそれぞれと対向するように配置された複数個の放電電極と、各放電電極に酸素を供給する酸素供給部とを備えており、前記電極体が前記充電部にあるときは、前記電極体が並列に接続され、前記電極体が前記放電部にあるときは、前記複数個の電極体と、前記電極体と対向する前記放電電極とを含む複数個の電極対の少なくとも一部が直列となるように接続されていてもよい。

この構成によると、放電部は直列接続、充電部は並列接続が可能であるので、放電部からの出力電圧を上げることができるとともに、充電を効率よく行うことが可能である。

上記構成において、前記放電部が、前記複数個の電極体をそれぞれ挿入可能な複数個の放電セルを備えており、前記複数個の放電セルの前記電極体と対向する部分に前記放電電極が配置されているとともに、前記複数個の放電セルの間には、酸素供給部として隙間が形成されていてもよい。

上記構成において、前記放電部と前記充電部とが、水平方向に接続されていてもよい。

上記構成において、前記放電部と前記充電部とが、上下方向に接続されていてもよい。

上記構成において、前記電解液を流動させる流動部が備えられていてもよい。

上記構成において、前記放電部及び前記充電部の上部を覆う蓋部をさらに備え、前記蓋部の前記充電部を覆う部分には、前記電極体の一部が貫通するとともに、充電時に発生する酸素を外部に逃す開口が形成されていてもよい。

上記構成において、充電を行うとき前記電極体を前記充電位置に移動させ、放電を行うとき前記電極体を前記放電位置に移動させる駆動部を備えていてもよい。

上記構成において、前記駆動部の動作を制御する制御部が備えられていてもよい。

本発明によると、簡単な構成を有し、放電と充電との切り替えが容易であるとともに、充放電効率が高い空気二次電池を提供することができる。

本発明にかかる空気二次電池の一例の斜視図である。 図１に示す空気二次電池の平面図である。 図２に示す空気二次電池のＩＩＩ−ＩＩＩ線で切断した断面図である。 図２に示す空気二次電池のＩＶ−ＩＶ線で切断した断面図である。 本発明にかかる空気二次電池の他の例の断面図である。 本発明にかかる空気二次電池のさらに他の例の斜視図である。 図６に示す空気二次電池の放電状態における平面図である。 図７に示す空気二次電池をＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線で切断した断面図である。 図６に示す空気二次電池の充電状態における平面図である。 図９に示す空気二次電池をＸ−Ｘ線で切断した断面図である。 本発明にかかる空気二次電池のさらに他の例の斜視図である。 図１１に示す空気二次電池の平面図である。 本発明にかかる空気二次電池のさらに他の例の斜視図である。 本発明にかかる空気二次電池のさらに他の例の斜視図である。 図１４に示す空気二次電池の平面図である。

以下に本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

（第１実施形態）
図１は本発明にかかる空気二次電池の一例の斜視図であり、図２は図１に示す空気二次電池の平面図であり、図３は図２に示す空気二次電池のＩＩＩ−ＩＩＩ線で切断した断面図であり、図４は図２に示す空気二次電池のＩＶ−ＩＶ線で切断した断面図である。なお、説明の便宜上、図１の空気二次電池Ａにおいて、左右方向をｘ方向、奥行き方向をｙ方向、厚み方向（上下方向をｚ方向）としており、以下の説明でも、ｘ方向、ｙ方向及びｚ方向を用いて説明する場合がある。

空気二次電池Ａは、正極活物質として酸素を利用する電池である。図１に示すように、空気二次電池Ａは、電解液Ｉｓが注入された放電部２と、放電部２と電解液Ｉｓが流通できるように連結された充電部３とを有している。空気二次電池Ａでは、放電部２と充電部３とが一体的に連結されており、容器１が形成されている。すなわち、容器１は、平面視長方形状を有する箱体であり、長手方向（ｙ方向）の一方（図１、図２では、手前側）が放電部２に、他方（図１、図２では、奥側）が充電部３に形成されている。

空気二次電池Ａは、容器１の半分を放電部２に、残り半分を充電部３に形成しているともいえる。なお、空気二次電池Ａでは、放電部２と充電部３とが同じ大きさとなっているが、これに限定されるものではない。そして、容器１の内部には、放電部２と充電部３との間を移動可能に配置された電極体４を備えている。空気二次電池Ａでは、電極体４が放電部２にあるときは、電力の出力（放電）が行われ、電極体４が充電部３にあるときは、充電が行われる。

放電部２は、容器１の側壁１０の一部を側壁として用いている。そして、放電部２では、この側壁１０に放電時に正極（＋極）となる放電電極２１が設けられている。放電電極２１は空気二次電池Ａが放電を行うとき、正極活物質である（空気中の）酸素を供給する。すなわち、放電電極２１は酸素極（空気極）であり、空気中の酸素を放電部２に供給するため、一方の面が容器１の外面に、他方の面が容器１の内面にそれぞれ面している。

図１に示す空気二次電池Ａにおいて、放電電極２１は、一方の面が側壁１０の外面と同一面を形成し、他方の面が側壁１０の内面と同一面を形成している。そして、放電部２の内部には、電解液Ｉｓが注入されており、放電電極２１の内側は、電解液Ｉｓに浸かっている。図１、図３に示しているように、放電電極２１は、対向するようにｘ方向に並んで２個配置されている。各放電電極２１は、電極体４が放電部２にあるとき、電極体４の後述する電極層４２と電解液Ｉｓを挟んで対向する。

電解液Ｉｓとしては、電極活物質部４を構成する金属の種類によって異なるが、水溶媒を用いた電解液（電解質水溶液）であってもよく、有機溶媒を用いた電解液（有機電解液）であってもよい。従来よく知られた電解液Ｉｓを採用することができる。例えば、亜鉛空気電池、アルミニウム空気電池、鉄空気電池、マグネシウム空気電池の場合、電解液には、水酸化ナトリウム水溶液、水酸化カリウム水溶液などのアルカリ性水溶液、あるいは塩化ナトリウム水溶液等中性付近の電解液を用いることができる。また、リチウム金属電池、ナトリウム空気電池、カルシウム空気電池の場合、有機電解液を用いることができる。

放電電極２１としては、例えば、導電性の多孔性担体と多孔性担体に担持された空気極触媒とを含む。このことにより、空気極触媒上において、酸素ガスと水と電子を共存させることが可能になり、電極反応を進行させることが可能になる。電極反応に使われる水は、大気中から供給されてもよく、電解液から供給されてもよい。

多孔性担体として、例えば、アセチレンブラック、ファーネスブラック、チャンネルブラック、ケッチェンブラック等のカーボンブラック、黒鉛、活性炭等の導電性カーボン粒子が挙げられる。また、気相法炭素繊維（ＶＧＣＦ）、カーボンナノチューブ、カーボンナノワイヤー等の炭素繊維を用いることもできる。

空気極触媒として、例えば、白金、鉄、コバルト、ニッケル、パラジウム、銀、ルテニウム、イリジウム、モリブデン、マンガン、これらの金属化合物、およびこれらの金属の２種以上を含む合金からなる微粒子を挙げることができる。この合金は、白金、鉄、コバルト、ニッケルのうち少なくとも２種以上を含有する合金が好ましく、例えば、白金−鉄合金、白金−コバルト合金、鉄−コバルト合金、コバルト−ニッケル合金、鉄−ニッケル合金等、鉄−コバルト−ニッケル合金等を挙げることができる。

また、放電電極２１に含まれる多孔性担体は、その表面に陽イオン基が固定イオンとして存在するように表面処理がなされていてもよい。このことにより、多孔性担体の表面を水酸化物イオンが伝導できるため、空気極触媒上で生成した水酸化物イオンが移動しやすくなる。

さらに、放電電極２１は、多孔性担体に担持されたアニオン交換樹脂を有してもよい。このことにより、アニオン交換樹脂を水酸化物イオンが伝導できるため、空気極触媒上で生成した水酸化物イオンが移動しやすくなる。

充電部３は、放電部２と連続して形成されており、放電部２と同じく容器１の側壁１０を、側壁として用いている。そして、充電部３の内部にも、電解液Ｉｓが注入されており、充電時に正極（プラス極）として用いられる充電電極３１が電解液Ｉｓに浸かるように配置されている。充電電極３１は、対向するように２個配置されており、各充電電極３１は、電極体４が充電部３にあるとき、電極体４の支持基板４１と電解液Ｉｓと挟んで対向する。

充電電極３１では、後述するように、充電時において酸素が発生する。そのため、充電電極３１としては、酸素発生過電圧が小さく、耐薬品性（電解液Ｉｓ）、導電性が高い材料が用いられることが好ましい。そして、空気二次電池では、通常、電解液Ｉｓとしてアルカリ溶液を用いるので、充電電極３１として、ニッケル板、ステンレス板、鉛合金板などの金属板または炭素板を用いることができる。また、充電電極３１には、樹脂製の板部材にニッケル、ステンレス、鉛合金、金、白金、パラジウムなどをメッキした電極を用いることもできる。なお、樹脂製の板部材としては、ＰＶＣ，ＡＢＳ，ＰＥ，ＰＰ，ＰＡ，ＰＴＦＥ，ＥＰなどを挙げることができる。

そして、図１、図２、図４等に示す充電電極３１は、板状のものであるが、これに限定されるものではなく、メッシュ状、棒状等、効率よく充電（後述するが、金属の電析）を行うことができる形状を広く採用することができる。なお、充電電極３１の、電極体４の電極層４２が電析により形成される領域と対向していない部分（図４では、充電電極３１の上端部分）の表面には、絶縁処理が施されている。これにより、電極体４の放電電極２１と対向しない部分に電極層４２が形成されるのを抑制することができる。

電極体４は、空気二次電池Ａの負極であり、容器１の内部を、放電部２（放電位置）と充電部３（充電位置）との間を往復移動する。空気二次電池Ａでは、ｙ方向に直線的に往復移動する構成となっている。電極体４は、支持電極４１と、支持電極４１の表面に配置され、負極活物質を含む電極層４２とを備えている。空気二次電池Ａでは、負極活物質として、亜鉛（Ｚｎ）が採用されており、電極層４２は、負極活物質を含む粒子を層状に固めたものや、板状のもの等とすることができる。本実施形態の空気二次電池Ａでは、負極活物質を層状に固めたものを用いている。

図３、図４に示すように、容器１の底面には、電極体４の移動をガイドするためのガイド部材５が取り付けられている。ガイド部材５は、長尺状の部材が平行に並んで底面に固定されている。ガイド部材５は、電極体４の支持電極４１と対向しており、電極体４の電極層４２が放電電極２１又は充電電極３１と接触しないように電極体４の移動をガイドしている。なお、ガイド部材５は、電解液Ｉｓで腐食しないような材料で、導電性を有していない材料で形成されている。

次に、空気二次電池Ａの放電時又は充電時の各電極での反応について説明する。まず、放電時について説明する。空気二次電池Ａにおいて、放電を行う場合、すなわち、電力を出力する場合、電極体４が放電部２に移動する（図３等参照）。

つまり、空気二次電池Ａは、放電部２に電極体４があるとき、正極として正極活物質である酸素を供給する放電電極２１を備えており、負極として負極活物質である亜鉛を供給する電極層４２を備えている。そして、正極と負極との反応式は次のとおりである。

（正極）
Ｏ₂＋２Ｈ₂Ｏ＋４ｅ^-→４ＯＨ^-
（負極）
Ｚｎ＋４ＯＨ^-→Ｚｎ（ＯＨ）₄ ^2-＋２ｅ^-、 Ｚｎ（ＯＨ）₄ ^2-→ＺｎＯ＋２ＯＨ^-＋Ｈ₂Ｏ

正極である放電電極２１では、放電電極２１より正極活物質である酸素を供給し、電解液Ｉｓの内部に水酸化物イオンを生成する。そして、負極である電極層４２では、負極活物質である亜鉛と水酸化物イオンとが反応し、酸化亜鉛と電子とが発生する。このとき、発生した電子は支持電極４１に流入し、酸化亜鉛は電解液Ｉｓに溶存する。

空気二次電池Ａは、放電することで、外部の機器に対し、電力を出力する。そのため、一対の放電電極２１が外部に出力する出力回路Ｏｃ１の正極に配線され、電極体４（支持電極４１）が出力回路Ｏｃ１の負極に配線されており、発生した電子が出力回路Ｏｃ１に流入することで、出力回路Ｏｃ１に電力(電流)が流れる。

この放電部２での反応では、電極層４２の亜鉛が酸化し、酸化亜鉛に変化する。負極活物質の酸化が進むと、電極層４２が減少し、放電部２での反応が鈍くなる。その結果、出力される電力が弱くなる。そこで、空気二次電池Ａでは、外部電源より電力を供給し、充電を行う。

空気二次電池Ａにおいて充電を行う場合、充電電極３１と電極体４とが電解液Ｉｓを挟んで対向するように、電極体４を充電部３に移動させる（図４参照）。空気二次電池Ａの充電時において、電解液Ｉｓには放電によって発生した酸化亜鉛が多く含まれている。この酸化亜鉛を、電極体４に電析させ電極層４２を形成することで、電極体４を放電部２に移動させたとき、再度放電することが可能となる。そのため、充電部３では、充電電極３１が外部電源に接続された充電回路Ｃｃ１の正極（プラス極）に接続され、電極体４（支持電極４１）が充電回路Ｃｃ１の負極（マイナス極）に接続される。そして、外部電源より電極体４に電子が供給され、充電が行われる。なお、充電部３における反応式は以下のとおりである。

（負極）
ＺｎＯ＋２ＯＨ^-＋Ｈ₂Ｏ→Ｚｎ（ＯＨ）₄ ^2-、 Ｚｎ（ＯＨ）₄ ^2-＋２ｅ^-→Ｚｎ＋４ＯＨ^-
（正極）
４ＯＨ^-→Ｏ₂＋２Ｈ₂Ｏ＋４ｅ^-

充電部３において、電解液Ｉｓを挟んで対向した充電電極３１及び電極体４に電力を供給すると、負極である電極体４に電子が供給される。これにより、電解液Ｉｓに溶存している酸化亜鉛が還元され、支持電極４１の表面に亜鉛が電析する。この電析した亜鉛が電極層４２となる。一方、正極である充電電極３１では、水酸化物イオンから酸素と水が生成される。なお、充電電極３１では、生成された酸素が発生することから、充電電極３１は酸素発生極とも呼ばれる。また、外部電源からの電力の供給は、充電時のみ、行われる。

なお、電極層４２が支持電極４１の放電電極２１と対向する部分（電極層形成領域）に形成されるように、充電電極３１の表面の上端部分には絶縁処理が施されている。また、充電電極３１自体を放電電極２１と同じ又は略同じ大きさに形成しておき、電極層４２が支持電極４１の放電電極２１と対向する部分に形成されるように、放電部３に設けられていてもよい。

放電時において、電極体４に外部電源より電力が供給されると、確実な放電が行われにくくなる。そこで、空気二次電池Ａでは、放電時において、外部電源より電力が供給されないようにしている。図２に示すように、空気二次電池Ａでは、放電時に電極体４が放電部２に移動したとき、電極体４と充電回路Ｃｃ１とが離れることで、電極体４と外部電源とを接続する充電回路Ｃｃ１とが切断される構成となっている。これにより、電極体４を移動させることで、外部電源からの電力供給を停止することができるので、制御が容易である。

なお、空気二次電池Ａでは、外部電源からの電力供給を確実に停止させる構成として、例えば、充電回路Ｃｃ１にスイッチ（スイッチング素子）を取り付け、放電時に充電回路Ｃｃ１を開き、外部電源から電力が供給されないようにする構成であってもよい。この構成の場合、スイッチの切替えで外部電源からの電力の供給を抑制するため、切替えを確実且つ迅速に行うことが可能である。

充電時に出力回路Ｏｃ１が接続されていると、外部電源から供給された電力（電子）が配電回路側に流れる場合があり、充電の効率が低下する場合がある。そこで、空気二次電池Ａでは、充電時において、出力回路Ｏｃ１に電力が出力されないようにしている。図２に示すように、空気二次電池Ａでは、充電時に電極体４が充電部３に移動したとき、電極体４と出力回路Ｏｃ１とが離れることで、電極体４と出力回路Ｏｃ１とが切断される構成となっている。これにより、電極体４を移動させることで、出力回路Ｏｃ１への電力の出力を停止でき、制御が容易である。

なお、空気二次電池Ａでは、出力回路Ｏｃ１への電力の出力を確実に停止させる構成として、例えば、出力回路Ｏｃ１にスイッチ（スイッチング素子）を取り付け、充電時に出力回路Ｏｃ１を開く構成であってもよい。この構成の場合、スイッチの切替えで出力回路Ｏｃ１への電力の出力を停止でき、切り替えを確実且つ迅速行うことが可能である。

以上のように、空気二次電池Ａでは、放電部２と充電部３とを備え、電極体４が放電部２と充電部３との間を移動可能な構成となっている。そして、放電又は充電が放電部２又は充電部３で行われるため、放電部２及び充電部３自体の構造が簡単になる。また、放電と充電とを別の場所で行うため、出力回路及び充電回路を簡略化することができる。

また、空気二次電池Ａでは、放電部２と充電部３とで共通の電解液Ｉｓを利用し、電解液Ｉｓ及び電極体４（負極活物質）の入れ替えが不要であるとともに、負極活物質の追加投入が不要であるため、空気二次電池Ａの充放電の制御が容易である。

さらに、空気二次電池Ａでは、電極体４は放電時に放電電極２１と対向し、充電時に充電電極３１と対向する構成であるため、電極体４と放電電極２１との間の距離及び電極体４と充電電極３１との距離とは別々に設定することができる。これにより、電極体４と放電電極２１との距離を短くすることができるとともに、電極体４と充電電極３１との距離も短くすることができるため、充放電いずれの効率も高めることが可能である。

また、電極体４の移動については、手動によってもよいし、電動、空圧等の外部動力によって行うものであってもよい。

（第２実施形態）
本発明にかかる空気二次電池の他の例について図面を参照して説明する。図５は本発明にかかる空気二次電池の他の例の断面図である。図５に示す空気二次電池Ｂは、放電部２ｂの上部に充電部３ｂが配置されており、電極体４ｂが上下に移動する構成となっている。

図５に示すように、空気二次電池Ｂは、容器１ｂの上部が放電部２ｂ、下部が充電部３ｂとなっている。空気二次電池Ｂでは、放電部２ｂ及び充電部３ｂは、上下に並んで連結されているが実質的な構成は空気二次電池Ａと同じ構成を有している。すなわち、放電部２ｂの側壁には、放電電極２１が取り付けられている。また、充電部３ｂには、電極体４ｂと対向するように配置された充電電極３１が配置されている。そして、図示は省略しているが、放電部２ｂには出力回路が設けられており、充電部３ｂには充電回路が設けられている。

電極体４ｂは、上下に移動する構成となっており、図示は省略しているがガイド部材は、容器１ｂの側面に、電極体４ｂの移動をガイドするように配置されている。空気二次電池Ｂでは、電極体４ｂが上部に移動しているとき、放電部２ｂで放電が行われ外部に電力が出力される。また、電極体４ｂが下部に移動しているとき、充電部３ｂに外部電源より電力が供給され、充電が行われる。なお、放電及び充電の反応については、空気二次電池Ａと同じであるので、詳細な説明は省略する。

空気二次電池Ｂのように放電部２ｂと充電部３ｂとを上下に連結した構成にすることで、縦長の空間にも空気二次電池Ｂを設置することが可能である。また、放電部２ｂと充電部３ｂとを上下に連結している構成であるため、容器１ｂの上部の開口を小さくすることができる。これにより、電解液Ｉｓが上部の開口から漏れるのを抑制することができるとともに、異物の混入を減らす効果もある。

なお、空気二次電池Ｂでは、上下に放電部２ｂと充電部３ｂとが連結される構成となっており、長期間使用していないときなど、電解液Ｉｓの比重に偏りができやすくなる。そこで、図５に示すように、電解液Ｉｓを撹拌する又は循環させるための撹拌装置１３（流動部）を備えていてもよい。図５に示す空気二次電池Ｂにおいて、撹拌装置１３として、プロペラで電解液Ｉｓの流れを発生させるものとしているが、これに限定されるものではなく、例えば、磁界を利用するもの、容器１ｂの底部に空気を送り込み、電解液Ｉｓを撹拌又は循環させる構成のものであってもよい。電解液Ｉｓを撹拌又は循環させることで、均一な状態を維持することができ、充放電の効率を高めることが可能である。

また、放電部２ｂと充電部３ｂとを上下に連結した空気二次電池Ｂに撹拌装置１３が備えられているものとしているが、これに限定されるものではなく、放電部と充電部とが水平方向に連結されている構成の空気二次電池（空気二次電池Ａ）に設けるようにしてもよい。この場合でも、電解液Ｉｓを均一化することが可能であり、充放電の効率を高めることが可能である。そして、以下の実施形態でも同様に、撹拌装置を配置することで、充放電の効果を高めることができる。

また、その他の特徴及び効果は、第１実施形態と同じである。

（第３実施形態）
本発明にかかる空気二次電池のさらに他の例について図面を参照して説明する。図６は本発明にかかる空気二次電池のさらに他の例の斜視図であり、図７は図６に示す空気二次電池の放電状態における平面図であり、図８は図７に示す空気二次電池をＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線で切断した断面図であり、図９は図６に示す空気二次電池の充電状態における平面図であり、図１０は図９に示す空気二次電池をＸ−Ｘ線で切断した断面図である。

図６に示すように、空気二次電池Ｃは、電解液Ｉｓが注入された容器１ｃと、放電部２ｃと、充電部３ｃと、電極体４ｃとを備えている。容器１ｃは、ｙ方向の一方（手前側）に放電部２ｃが、他方（奥側）に充電部３ｃが形成されている。容器１ｃの内部には、電解液Ｉｓが注入されている。容器１ｃは、放電部２ｃと充電部３ｃとで電解液Ｉｓが共通となるような形状を有している。

図６及び図７に示すように、空気二次電池Ｃの放電部２ｃは、５個の放電セル２０ｃを備えている。放電セル２０ｃは、それぞれ、電解液Ｉｓが注入された容器であり、放電セル２０ｃの側壁部２００ｃには、放電電極２１が配置されている。なお、放電電極２１は、空気二次電池Ａの放電電極２１と同じ構成であるため詳細な説明は省略する。

５個の放電セル２０ｃは、ｘ方向に並んで配置されている。放電セル２０ｃは、容器１ｃの一部であり、隣合う放電セル２０ｃの側壁２００ｃの間の部分には、ｙ方向の端部より形成され、ｚ方向に伸びる凹溝形状の空気流入部１１が形成されている。そして、側壁２００ｃに放電電極２１が配置されていることから、放電電極２１は空気流入部１１によって外部の空気と接触する構成となり、外部の空気から放電セル２０ｃに酸素を供給することができる。すなわち、空気流入部は、酸素供給部としての役割を果たす。

図７、図９等に示すように、放電セル２０ｃは、ｙ方向の一方の端部（奥側）が開いた形状を有しており、隣合う放電セル２０ｃの側壁２００ｃの開いた側の端部がｘ方向に伸びる連結部分を介して連結されている。そして、充電部３ｃは、長方形状の底部と、底部の三方を囲む側壁とを備え、側部のうち残りの一方で、放電部２ｃと連結している。充電部３ｃのｘ方向端部の側壁と、ｘ方向両端部に配置された放電セル２０ｃの外側の側壁とが一体的に連結している。このような構成とすることで、容器１ｃでは、放電部２ｃの各放電セル２０ｃと充電部３ｃとは共通の電解液Ｉｓが注入されている。

充電部３ｃの内部には、電極体４ｃが充電部３ｃに移動したとき、隣合う充電電極３１の間に１個の電極体４ｃが配置されるように、６個の充電電極３１がｘ方向に平行に配列されている。なお、充電電極３１は、充電部３ｃの内部に配列される個数が異なる以外は、空気二次電池Ａの充電電極３１と同じ構成を有しており、実質上同じ部分には同じ符号が付してある。

容器１ｃの内部には、５個の電極体４ｃがｘ方向に平行に配列されている。なお、電極体４ｃは、支持電極４１の上端部に、移動時に保持される保持部４１１を備えている（図６参照）以外は、空気二次電池Ａの電極体４ｃと同じであり、詳細な説明は省略する。

電極体４ｃは、放電部２ｃと充電部３ｃとを往復移動可能なように配置されている。なお、５個の電極体４ｃは同時に移動するようになっており、全てが放電部２ｃ又は充電部３ｃに配置される構成となっている。そして、５個の電極体４ｃそれぞれは、５個の放電セル２０ｃそれぞれの放電電極２１の間に移動可能となっている。放電セル２０ｃに電極体４ｃが挿入され、放電電極２１と電極体４ｃとが電解液Ｉｓを挟んで対向することで、電気が発生する。

放電セル２０ｃは、空気二次電池Ａの放電部２と同じ構成を有している。また、空気二次電池Ｃに含まれる５個の放電セル２０ｃ及び電極体４ｃは、すべて同じ大きさ、形状を有しており、各放電セル２０ｃでは理論上、等しい電力が出力される。

図７に示すように、電極体４ｃが放電部２ｃにあるとき、放電セル２０ｃと電極体４ｃとが電池ユニット（電極対）を形成している。そして、出力回路Ｏｃ２が、電池ユニットを直列に接続するように設けられている。図７に示すように、空気二次電池Ｃにおいて出力回路Ｏｃ２は、右側が負極、左側が正極となっている。そして、出力回路Ｏｃ２は、放電セル２０ｃの放電電極２１を、左隣の電極体４ｃに接続している。放電部２ｃでは、放電電極２１が正極、電極体４ｃが負極となるので、放電電極２１を左隣の電極体４ｃと接続する出力回路Ｏｃ２を備えることで、５個の放電セル２０ｃが直列に接続（スタック）される。これにより、放電セル２０ｃで発生した電圧が高められ、出力回路Ｏｃ２より出力される。なお、放電部２ｃにおける反応は空気二次電池Ａと同じであるので、詳細な説明は省略する。

例えば、空気二次電池Ｃは、５個の放電セル２０ｃが直列に接続されているので、放電セル２０ｃと同じ構成の放電部２を１個備える空気二次電池Ａと比べた場合、理論上、５倍の電圧を出力回路Ｏｃ２に出力することが可能である。

空気二次電池Ｃは、電極体４ｃを充電部３ｃに移動させ、充電電極３１と電極体４ｃ（支持電極４１）に電力を供給することで充電を行う。空気二次電池Ｃの充電は、空気二次電池Ａの充電と同じ、すなわち、電極体４ｃの支持電極４１の表面に負極活物質である亜鉛を電析させることで、電極層４２を形成することで行われる。そして、５個の放電セル２０ｃのそれぞれで発生する電力を同じ（略同じ）にするため、５個の電極体４ｃの支持電極４１と隣り合う充電電極３１との間の電圧が等しくなるように電力を供給する。

図９に示すように、各電極体４ｃの支持電極４１と隣り合う充電電極３１との間の電圧を等しくするため、複数個（ここでは、６個）の充電電極３１が外部電源に対し並列に接続されるように、充電回路Ｃｃ２が形成されている。また、５個の電極体４ｃの支持電極４１も充電部３ｃに移動したとき、外部電源に並列に接続されるように充電回路Ｃｃ２が形成されている。なお、空気二次電池Ａと同様、充電電極３１は正極、支持電極４１は負極となるように、充電回路Ｃｃ２に接続される。また、支持電極４１に接続される充電回路Ｃｃ２は、外部電源の負極に接続されるものでもよいし、接地されるものであってもよい。

このように、充電部３ｃにおいて、並列に接続された充電電極３１と電極体４ｃとに、外部電源より電力を供給することで、電解液Ｉｓ内にイオンとして存在する負極活物質（ここでは、亜鉛）が各電極体４ｃの支持電極４１の表面に電析し、支持電極４１の表面に電極層４２を形成する。

また、図９に示しているように、充電回路Ｃｃ２の外部電源の正極と接続する配線部分には、スイッチが取り付けられており、空気二次電池Ｃの充電を行わないときは、外部電源との接続を切ることができる。また、充電回路Ｃｃ２の負極側の回路も同様にスイッチが取り付けられており、空気二次電池Ｃの充電を行わないときは、切断される。なお、このスイッチとしては、リレー等の機械式スイッチを用いてもよいし、スイッチング素子等の半導体スイッチを用いてもよい。また、これら以外で回路を開くことができる構成のスイッチを用いてもよい。また、充電回路Ｃｃ２の負極側にも同様のスイッチが取り付けられていてもよい。

このように、空気二次電池Ｃでは、電極体４ｃを放電時には、放電セル２０ｃが直列となるように配線しているので、各放電セル２０ｃで発生する電圧を積み上げる（スタックする）ことができるため、出力電圧を高めることが可能である。また、充電時には、電極体４ｃ及び充電電極３１をそれぞれ並列に接続するため、複数個の電極体４ｃの支持電極４１で、表面に電析により形成される電極層４２の量及び大きさを等しく（略等しく）することが可能である。

そして、放電部２ｃでは放電セル２０ｃと電極体４ｃとを含む電池ユニットを直列に接続し、充電部３ｃでは充電電極３１及び電極体４ｃを並列に接続することが可能であるので、長期間にわたり、安定して充放電可能である。

空気二次電池Ｃの放電、充電についてさらに詳しく説明する。空気二次電池Ｃは放電を行うとき、放電セル２０ｃの放電電極２１と電極体４ｃとは、出力回路Ｏｃ２に接続される。出力回路Ｏｃ２は、隣合う放電電極２１と電極体４ｃとを接続することで、放電部２ｃの放電セル２０ｃが直列に接続（スタック）している。放電時において、電極体４ｃを並列に接続する充電回路Ｃｃ２が電極体４ｃに接続されていると、放電セル２０ｃと電極体４ｃとを含む電池ユニットが短絡（ショート）してしまう。

そこで、空気二次電池Ｃでは、電極体４ｃが放電部２ｃに移動しているとき、電極体４ｃが充電回路Ｃｃ２から離れるようになっている。このように構成することで、放電セル２０ｃと電極体４ｃとを含む電池ユニットの短絡を抑制し、出力回路Ｏｃ２に各電池ユニットを直列に接続した電圧を出力することができる。

また、空気二次電池Ｃで充電を行うとき、電極体４ｃに出力回路Ｏｃ２が接続されていると、外部電源から供給された電力（電子）が配電回路側に流れる場合があり、充電の効率が低下する場合がある。そこで、空気二次電池Ｃでは、充電時において、出力回路Ｏｃ２に電力が出力されないようにしている。図１０に示すように、空気二次電池Ｃでは、充電時に電極体４ｃが充電部３ｃに移動したとき、電極体４ｃと出力回路Ｏｃ２とが離れることで、電極体４ｃと出力回路Ｏｃ２とが切断される構成となっている。

また、図８、図１０に示すように、空気二次電池Ｃでは、電極体４ｃと出力回路Ｏｃ２との接続／切断又は電極体４ｃと充電回路Ｃｃ２との接続／切断が物理的に行われるものとしているが、これに限定されるものではない。例えば、出力回路Ｏｃ２の電極体４ｃと接続する配線部分にスイッチを取り付けておき、放電時にスイッチを閉じ、充電時にスイッチを開くように制御してもよい。また、同様に、充電回路Ｃｃ２の電極体４ｃと接続する配線部分にスイッチを取り付けておき、充電時にスイッチを閉じ、放電時にスイッチを開くように制御してもよい。

出力回路Ｏｃ２及び充電回路Ｃｃ２の各電極体４ｃと接続する配線部分にスイッチを取り付けることで、スイッチの数が多くなるが、電極体４ｃと出力回路Ｏｃ２又は充電回路Ｃｃ２との接触離脱時に火花が発生しにくい。これにより、安全性を高めることが可能である。

また、図８、図１０等に示す空気二次電池Ｃは、容器１ｃの外側に、出力回路Ｏｃ２及び充電回路Ｃｃ２を設けている構成を有しているが、これに限定されるものではない。例えば、容器１ｃの側壁に出力回路Ｏｃ２及び（又は）充電回路Ｃｃ２を形成しているものであってもよい。これにより、空気二次電池Ｃの配線が煩雑になるのを抑制することができる。

本実施形態において、放電部２ｃは５個の放電セル２０ｃ及び５個の電極体４ｃを備えた構成を備えているが、５個に限定されるものではない。また、電極体４ｃは、水平方向（ｙ方向）に移動する構成のものとしているが、これに限定されるものではない。例えば、放電部２ｃと充電部３ｃとを上下に配置し、電極体４ｃを上下方向に移動させる構成としてもよい。また、空気二次電池Ｃは、放電セル２０ｃと電極体４ｃとで形成される電池ユニットの全てを直列に接続するような出力回路Ｏｃ２を備えているが、これに限定されるものではなく、複数個の電池ユニットを直列及び並列が含まれるように接続するような出力回路をそなえていてもよい。これにより、空気二次電池Ｃの出力電圧を所望の電圧に調整することも可能となる。

さらに、空気二次電池Ｃを複数個接続し、空気二次電池装置を構成するようにしてもよい。その他の特徴及び効果は、第１実施形態と同様である。

（第４実施形態）
本発明にかかる空気二次電池のさらに他の例について図面を参照して説明する。図１１は本発明にかかる空気二次電池のさらに他の例の斜視図であり、図１２は図１１に示す空気二次電池の平面図である。図１１、図１２に示す空気二次電池Ｄは、放電部２ｄが異なる以外は、図６に示す空気二次電池Ｃと同じ構成を有している。そのため、空気二次電池Ｄにおいて、空気二次電池Ｃと実質上同じ部分には同じ符号を付すとともに、同じ部分の詳細な説明は省略する。

図１１、図１２に示すように、空気二次電池Ｄの放電部２ｄは、充電部３ｃと同じ形状を有している。空気二次電池Ｄの放電部２ｄは、空気二次電池Ｃとはことなり、単一の容器上に形成された放電部２ｄを備えている。そして、放電部２ｄのｘ方向端部側の側壁には、放電電極２１が配置されている。

そして、放電部２ｄは、電極体４ｃが放電部２ｄに移動したとき、隣合う電極体４ｃの間に各電極体４ｃと対向するように、仕切部２２が配置されている。仕切り部２２は、２個の放電電極２２１が配置される。そして、２個の放電電極２２１は、上部が開口するように、３方が絶縁性及び耐薬品性（電解液Ｉｓ）を有するスペーサ２２２が密着している。そして、仕切部２２の上部の開口部分は電解液Ｉｓの外側に露出している。これにより、この放電電極２２１とスペーサ２２２とで囲まれた部分が空気流入部１１ｄ（酸素供給部）となり、放電電極２２１から放電部２ｄに空気中の酸素を供給することができる。

このように、仕切部２２を備えることで、容器１ｄを特殊な形状のものを用いなくてもよく、空気二次電池Ｄの製造にかかる手間と時間を減らすことができる。

その他の特徴及び効果は、第３実施形態と同じである。

（第５実施形態）
本発明にかかる空気二次電池のさらに他の例について図面を参照して説明する。図１３は本発明にかかる空気二次電池のさらに他の例の斜視図である。空気二次電池は、放電部及び充電部の内部に電解液Ｉｓを注入した構成を有している。例えば、空気二次電池Ｃ等では、上部が開口した構成であるため、開口から電解液Ｉｓがこぼれる場合がある。そこで、空気二次電池Ｅでは、容器１ｅの上部の開口を塞ぐように形成された蓋部１２を備えている。そのため、図１３に示す空気二次電池Ｅでは、容器１ｅの上部に蓋部１２を備えている、すなわち、蓋部を備えた放電部２ｅと充電部３ｅを備えている以外は、空気二次電池Ｃと同じ構造を有しており、実質上同じ部分には、同じ符号を付すとともに、同じ部分の詳細な説明は省略する。

蓋部１２は、放電部２ｅの上部をカバーする放電カバー部１２１と、充電部３ｅの上部をカバーする充電カバー部１２２とを備えている。放電部２ｅは、５個の放電セル２０ｃを備えた構成となっており、放電カバー部１２１は各放電セル２０ｃの上部を、それぞれ個別に覆う構成となっている。そして、放電カバー部１２１が設けられることで、放電部２ｅは、充電部３ｅとの連結部分以外の部分は密閉される。

そして、充電カバー部１２２には、電極体４ｅの保持部４１１が外部に突出するための開口１２３を備えている。開口１２３は、ｙ方向に伸びる貫通孔であり、電極体４ｅが放電部２ｅと充電部３ｅとの間で移動するとき、保持部４１１が内部を移動するように形成されている。

これにより、空気二次電池Ｅでは、外部より電極体４ｅを保持することが可能であり、蓋部１２が閉じた状態でも、電極体４ｅを移動させることが可能となっている。また、空気二次電池Ｅは、充電部３ｅで充電を行うとき、充電電極より酸素が発生する。空気二次電池Ｅは蓋部１２に形成された開口１２３より、酸素を外部に放出することが可能な構成となっている。これにより、電解液Ｉｓがこぼれるのを抑制するとともに、充電時に発生した酸素が内部に溜まるのを抑制し、内圧が上がりすぎて容器が破損するのを抑制することができる。なお、蓋部１２は、容器１ｅと一体に形成される部材であってもよいし、容器１ｅに対して着脱可能であってもよい。

その他の特徴及び効果は、第３実施形態と同じである。

（第６実施形態）
本発明にかかる空気二次電池では、電極体を放電部と充電部との間で移動させ、放電（電力の出力）又は充電を行う構成となっている。この電極体の移動は、使用者が手動で行う構成であってもよいが、動力を利用して、自動的に行う構成であってもよい。以下に、電極体の移動を自動的に行う構成の空気二次電池について図面を参照して説明する。図１４は本発明にかかる空気二次電池のさらに他の例の斜視図であり、図１５は図１４に示す空気二次電池の平面図である。図１４に示すように、空気二次電池Ｆは、電極体４ｃを駆動する駆動部６と、駆動部６を制御する制御部７を備えている以外は、空気二次電池Ｃと同じ構成を有している。空気二次電池Ｆでは、空気二次電池Ｃと同じ部分には同じ符号を付すとともに、同じ部分の詳細な説明を省略する。

図１４、図１５に示すように、空気二次電池Ｆは５個の電極体４ｃの保持部４１１が板状の連結部６０で連結されている。空気二次電池Ｆでは、連結部６０を保持し、ｙ方向に移動させることで、５個の電極体４ｃを一体的に移動させることが可能となっている。

駆動部６は、連結部６０と接続し連結部６０をｙ方向に移動させる駆動機構６１と、駆動機構６１に動力を供給するモータ６２（動力源）とを備えている。なお、駆動機構６１としては、例えば、ラックアンドピニオンを用いたもの、ウォームギアを用いたもの等を挙げることができるが、これに限定されるものではない。

そして、駆動部６は制御部７に接続されており、接続部７から制御されている。制御部７は、充電回路Ｃｃ２のスイッチ及び出力回路Ｏｃ２のスイッチも制御できるようになっている。すなわち、制御部７は駆動部６を制御し、電極体４ｃを移動させるとともに、放電時には、出力回路Ｏｃ２のスイッチを閉じ、充電回路Ｃｃ２のスイッチを開くように制御する。また逆に、充電時には、出力回路Ｏｃ２のスイッチを開き、充電回路Ｃｃ２のスイッチを閉じるように制御する。

これにより、制御部７が、電極体４ｃの移動と、出力回路Ｏｃ２及び充電回路Ｃｃ２とを統合制御するので、空気二次電池Ｆの充放電を効率よく行うことが可能である。また、制御部７が、出力回路Ｏｃ２から出力される電圧及び（又は）電流と、充電回路Ｃｃ２の電圧及び（又は）電流とを検出し、その結果より、充電が必要であるか、充電が十分で放電が可能であるかを判断するようにしてもよい。

また、空気二次電池Ｆでは、５個の電極体４ｃすべてを同時に移動させる構成としているが、これに限定されるものではない。１個ずつ駆動するようにしてもよい。また、直列に接続されている電池ユニットに含まれる電極体４ｃをそれぞれ組み合せ、組み合わせ毎に移動させるようにしてもよい。

その他の特徴及び効果は、第３実施形態と同じである。

上記各実施形態において、放電部が、放電電極を２個備えており、電極対の表裏のそれぞれの面と対向するようになっているが、これに限定されるものではなく、一方の面と対向するように、電極体に対して１個備えている構成であってもよい。このとき、充電部の充電電極も電極体の放電電極と対向する面と対向するように配置されていればよい。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこの内容に限定されるものではない。また本発明の実施形態は、発明の趣旨を逸脱しない限り、種々の改変を加えることが可能である。

本発明の空気二次電池は、内部に電解液Ｉｓが注入され、電解液Ｉｓに浸かるように配置された放電電極２１を有する放電部２と、電解液Ｉｓが流通できるように放電部２と連結し、電解液Ｉｓに浸かるように配置された充電電極３１を有する充電部３と、電解液Ｉｓに浸かるように配置され、負極となる電極体４とを備えた空気二次電池Ａであって、電極体４が、放電電極２１と対向する放電部２内の放電位置と充電電極３１と対向する充電部３内の充電位置との間を移動可能であることを特徴とする。

このような特徴を有することで、放電時と充電時で正極となる電極が異なるとともに、負極となる電極体を放電電極又は充電電極と対向する位置に移動させる構成であるので、構造が簡単になる。また、電解液及び（又は）電極体の入れ替えが不要であるため、放電／充電の切替えが容易である。

また、放電時と充電時で正極が異なるため、放電時及び充電時それぞれで正極と負極である電極体との距離を短くすることが可能である。これにより、充放電の効率を高めることが可能である。

電極体を、放電時には放電電極と対向させ、充電時には充電電極と対向させる構成であるため、出力用の回路と充電用の回路を分けることが可能であり、それだけ、配線回路が煩雑になったり、電力の出力／供給の切替え制御が煩雑になったりするのを抑制することが可能である。

本発明の空気二次電池は、複数個の電極体４ｃが平行に並んで配列されているとともに、充電部３ｃは、複数個の前記電極体４ｃが充電位置にあるとき、電極体４のそれぞれと対向するように配列され、少なくとも一部が並列となるように接続された複数個の充電電極３１を備えており、放電部２ｃは、複数個の電極体４ｃが放電位置にあるとき、電極体４ｃのそれぞれと対向するように配置された複数個の放電電極２１と、各放電電極２１に酸素を供給する酸素供給部１１とを備えており、電極体４ｃが充電部３ｃにあるときは、電極体４ｃが並列に接続され、電極体４ｃが放電部２ｃにあるときは、複数個の電極体４ｃと、電極体４ｃと対向する放電電極１２とを含む複数個の電極対の少なくとも一部が直列となるように接続されていることも特徴とする。

このような特徴を有することで、放電部は直列接続、充電部は並列接続が可能であるので、放電部からの出力電圧を上げることができるとともに、充電を効率よく行うことが可能である。

本発明の空気二次電池は、前記放電部は、前記複数個の電極体をそれぞれ挿入可能な複数個の放電セルを備えており、前記複数個の放電セルの前記電極体と対向する部分に前記放電電極が配置されているとともに、前記複数個の放電セルの間には、酸素供給部として凹溝が形成されていることも特徴としている。

このような特徴を有することで、隙間が形成されていることで、酸素を確実に供給することができ、放電効率を高めることが可能である。

本発明の空気二次電池は、前記放電部と前記充電部とが水平方向に接続されていることも特徴としている。

このような特徴を有することで、電極体の移動方向が水平方向となるため、移動した後、電極体が落下しないように保持する必要がなく、それだけ、構造を簡略化することが可能である。

本発明の空気二次電池は、前記放電部と前記充電部とが上下方向に接続されていることも特徴としている。

このような特徴を有することで、縦長の領域に設置することができるため、設置場所の制限を受けにくくなる。

本発明の空気二次電池は、前記電解液Ｉｓを流動させる流動部を備えていることも特徴としている。

このような特徴を有することで、電解液の内部のイオンが偏ると放電又は充電の効率が下がるが、流動部を設けていることで、電解液の内部のイオンの偏りを抑制することができ、充放電の効率を高めることが可能である。

本発明の空気二次電池は、前記放電部及び前記充電部の上部を覆う蓋部をさらに備え、前記蓋部の前記充電部を覆う部分には、前記電極体の一部が貫通するとともに、充電時に発生する酸素を外部に逃す開口が形成されていることも特徴としている。

このような特徴を有することで、前記開口が形成されていることで、外部から電極体を保持することができるとともに、前記電極体を移動させることができる。また、充電電極で発生する酸素が開口から外部に逃げるため、酸素が内部に溜まり、内圧が高くなるのを抑制することができる。

本発明の空気二次電池は、充電を行うとき前記電極体を前記充電位置に移動させ、放電を行うとき前記電極体を前記放電位置に移動させる駆動部を備えていることも特徴としている。

このような特徴を有することで、電極体を駆動部で駆動させるので、電極体を移動させるときに使用者に電解液が付着したり、電極体が加熱していて使用者の電極体と触れた部分が負傷（やけど）したり等の不具合が発生しにくくなる。

本発明の空気二次電池は、前記駆動部の動作を制御する制御部を備えていることも特徴としている。

このような特徴を有することで、駆動部の動作を制御部で行うことで、適切なタイミングで電極体を移動させることができるので、充放電の効率を高めることができる。

本発明は、家庭用の補助電力供給装置、電気自動車の電池等として好適である。

Ａ〜Ｆ 空気二次電池
Ｉｓ 電解液
Ｏｃ１、Ｏｃ２ 出力回路
Ｃｃ１、Ｃｃ２ 充電回路
１、１ｂ、１ｃ、１ｄ 容器
１０ 側壁
１１、１１ｄ 空気流入部（酸素供給部）
１２ 蓋部
１２１ 放電カバー部
１２２ 充電カバー部
１２３ 開口
１３ 撹拌装置（流動部）
２、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅ 放電部
２１ 放電電極
２２ 仕切部
２２１ 放電電極
２２２ スペーサ
３、３ｂ、３ｃ、３ｅ 充電部
３１ 充電電極
４、４ｂ、４ｃ 電極体
４１ 支持電極
４１１ 保持部
４２ 電極層（負極活物質）
５ ガイド部材
６ 駆動部
６０ 連結部
６１ 駆動機構
６２ モータ（動力源）
７ 制御部

Claims (4)

1. 内部に電解液が注入され、前記電解液に浸かるように配置された放電電極を有する放電部と、
   前記電解液が流通できるように前記放電部と連結し、前記電解液に浸かるように配置された充電電極を有する充電部と、
   前記電解液に浸かるように配置され、負極となる電極体とを備えた空気二次電池であって、
   前記電極体が、前記放電電極と対向する前記放電部内の放電位置と前記充電電極と対向する前記充電部内の充電位置との間を移動可能であり、
   複数個の前記電極体が平行に並んで配列されているとともに、
   前記充電部は、複数個の前記電極体が充電位置にあるとき、前記電極体のそれぞれと対向するように配列され、少なくとも一部が並列となるように接続された複数個の充電電極を備えており、
   前記放電部は、複数個の前記電極体が放電位置にあるとき、前記電極体のそれぞれと対向するように配置された複数個の放電電極と、各放電電極に酸素を供給する酸素供給部とを備えており、
   前記放電部は、前記複数個の電極体をそれぞれ挿入可能な複数個の放電セルを備えており、
   前記複数個の放電セルの前記電極体と対向する部分に前記放電電極が配置されているとともに、前記複数個の放電セルの間には、酸素供給部として凹溝が形成されていることを特徴とする空気二次電池。
2. 前記電極体が前記充電部にあるときは、前記電極体が並列に接続され、
   前記電極体が前記放電部にあるときは、各電極体と、当該電極体と対向する前記放電電極とを含む複数個の電極対の少なくとも一部が直列となるように接続されている請求項１に記載の空気二次電池。
3. 前記放電部及び前記充電部の上部を覆う蓋部をさらに備え、
   前記蓋部の前記充電部を覆う部分には、前記電極体の一部が貫通するとともに、充電時に発生する酸素を外部に逃す開口が形成されている請求項１または請求項２に記載の空気二次電池。
4. 充電を行うとき前記電極体を前記充電位置に移動させ、放電を行うとき前記電極体を前記放電位置に移動させる駆動部を備えている請求項１から請求項３のいずれかに記載の空気二次電池。

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