JP6197456B2 - Injection battery system - Google Patents

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Description

本発明は、注液型電池システムに関する。   The present invention relates to an injection type battery system.

従来、電解液の枯渇が防止され、電池寿命の低下を抑えることができる空気電池が提案されている(特許文献1参照。)。   Conventionally, there has been proposed an air battery that can prevent depletion of an electrolytic solution and suppress a decrease in battery life (see Patent Document 1).

この空気電池は、筐体と、該筐体内に備えられる発電部及び電解液と、該電解液の消費量を算出する、電解液消費量算出手段と、該電解液消費量算出手段により算出された電解液消費量に基づき、前記筐体内の電解液量を調整する、電解液量調整手段と、を備えるものである。   The air battery is calculated by a casing, a power generation unit and an electrolyte provided in the casing, an electrolyte consumption calculation means for calculating consumption of the electrolyte, and the electrolyte consumption calculation means. And an electrolytic solution amount adjusting means for adjusting the electrolytic solution amount in the casing based on the electrolytic solution consumption amount.

特開2010−244731号公報JP 2010-244731 A

しかしながら、特許文献1においては、充放電を繰り返した際の電解液の枯渇を防止するための構成が記載されているのみであり、空気電池を起動させる際の最初の注液に関しては何ら記載されておらず、空気電池を起動させる際の最初の注液に要する時間が長くなるおそれがあるという問題点があった。   However, Patent Document 1 only describes a configuration for preventing depletion of the electrolytic solution when charging and discharging are repeated, and does not describe anything about the initial injection when starting the air battery. However, there is a problem that the time required for the first liquid injection when starting the air battery may be increased.

本発明は、このような従来技術の有する課題に鑑みてなされたものである。そして、本発明は、注液型空気電池を起動させる際の最初の注液に要する時間を短縮することができる注液型電池システムを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such problems of the prior art. And this invention aims at providing the injection type battery system which can shorten the time which the first injection requires at the time of starting an injection type air battery.

本発明者らは、上記目的を達成するため鋭意検討を重ねた。そして、その結果、所定の注液型空気電池と、注液型空気電池を起動させる際の最初の注液の際に、注液型空気電池の空気流通部内の圧力を調整する所定の圧力調整手段とを備えた構成とすることにより、上記目的が達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。 The inventors of the present invention have made extensive studies in order to achieve the above object. As a result, a predetermined pressure adjustment that adjusts the pressure in the air circulation portion of the liquid injection type air battery at the time of the initial liquid injection when starting the liquid injection type air battery and the liquid injection type air battery The present invention has been completed by finding that the above object can be achieved by a configuration comprising means.

すなわち、本発明の注液型電池システムは、注液型空気電池と、圧力調整手段とを備えたものである。そして、注液型空気電池は、負極と、正極と、負極と正極との間に位置し、かつ、電解液を保持する電解液保持部と、正極の電解液保持部側と反対側に位置し、かつ、酸化剤として利用される空気を流通させる空気流通部とを有するものである。また、圧力調整手段は、注液型空気電池を起動させるために電解液、若しくは電解液保持部内で電解液を調製するための液体、を供給するときに、空気流通部内の圧力を調整するものである。さらに、圧力調整手段は、空気流通部の空気流入側及び空気流出側のいずれか一方の開口部又は外部流路に設けられる開閉可能な弁と、他方の開口部又は外部流路に設けられる送風機とを有する。さらにまた、圧力調整手段は、注液型空気電池を起動させるために電解液、若しくは電解液保持部内で電解液を調製するための液体、を供給するときの1つである、液体の供給開始時から液体の供給終了時までの間、弁を閉塞状態とすると共に、空気流通部内の圧力を負圧とするため空気を引き出す方向で送風機を作動させる。
また、本発明の他の注液型電池システムは、注液型空気電池と、圧力調整手段とを備えたものである。そして、注液型空気電池は、負極と、正極と、負極と正極との間に位置し、かつ、電解液を保持する電解液保持部と、正極の電解液保持部側と反対側に位置し、かつ、酸化剤として利用される空気を流通させる空気流通部とを有するものである。また、圧力調整手段は、注液型空気電池を起動させるために電解液、若しくは電解液保持部内で電解液を調製するための液体、を供給するときに、空気流通部内の圧力を調整するものである。さらに、圧力調整手段は、空気流通部の空気流入側及び空気流出側のいずれか一方の開口部又は外部流路に設けられる開閉可能な弁と、他方の開口部又は外部流路に設けられる送風機とを有する。さらにまた、圧力調整手段は、注液型空気電池を起動させるために電解液、若しくは電解液保持部内で電解液を調製するための液体、を供給するときの1つである、液体の供給開始直前から液体の供給開始時までの間、弁を閉塞状態とすると共に、空気流通部内の圧力を正圧とするため空気を押し入れる方向で送風機を作動させる。
That is, the injection type battery system of the present invention includes an injection type air battery and pressure adjusting means. The injection-type air battery is located between the negative electrode, the positive electrode, the negative electrode and the positive electrode, and is located on the opposite side of the positive electrode from the electrolytic solution holding unit. And an air circulation part that circulates air used as an oxidant. The pressure adjusting means adjusts the pressure in the air circulation part when supplying the electrolyte or the liquid for preparing the electrolyte in the electrolyte holding part to start the injection type air battery. It is. Further, the pressure adjusting means includes an openable / closable valve provided in one of the air inflow side and air outflow side of the air circulation part or an external flow path, and a blower provided in the other opening or external flow path. And have. Furthermore, the pressure adjusting means is one of supplying an electrolyte for starting an injection-type air battery or a liquid for preparing an electrolyte in an electrolyte holding unit. From the time until the end of the liquid supply, the valve is closed, and the blower is operated in a direction to draw out air in order to make the pressure in the air circulation part negative.
Another injection type battery system of the present invention includes an injection type air battery and pressure adjusting means. The injection-type air battery is located between the negative electrode, the positive electrode, the negative electrode and the positive electrode, and is located on the opposite side of the positive electrode from the electrolytic solution holding unit. And an air circulation part that circulates air used as an oxidant. The pressure adjusting means adjusts the pressure in the air circulation part when supplying the electrolyte or the liquid for preparing the electrolyte in the electrolyte holding part to start the injection type air battery. It is. Further, the pressure adjusting means includes an openable / closable valve provided in one of the air inflow side and air outflow side of the air circulation part or an external flow path, and a blower provided in the other opening or external flow path. And have. Furthermore, the pressure adjusting means is one of supplying an electrolyte for starting an injection-type air battery or a liquid for preparing an electrolyte in an electrolyte holding unit. The valve is closed from immediately before the start of liquid supply, and the blower is operated in a direction to push in air in order to make the pressure in the air circulation part positive.

本発明によれば、負極、正極、負極と正極との間に位置し、かつ、電解液を保持する電解液保持部、及び正極の電解液保持部側と反対側に位置し、かつ、酸化剤として利用される空気を流通させる空気流通部を有する注液型空気電池と、注液型空気電池を起動させるために電解液、若しくは電解液保持部内で電解液を調製するための液体、を供給するときに、空気流通部内の圧力を調整する圧力調整手段と、を備え、圧力調整手段が、空気流通部の空気流入側及び空気流出側のいずれか一方の開口部又は外部流路に設けられる開閉可能な弁と、他方の開口部又は外部流路に設けられる送風機とを有し、注液型空気電池を起動させるために電解液、若しくは電解液保持部内で電解液を調製するための液体、を供給するときの1つである、液体の供給開始時から液体の供給終了時までの間、弁を閉塞状態とすると共に、空気流通部内の圧力を負圧とするため空気を引き出す方向で送風機を作動させるか、又は空気流通部の空気流入側及び空気流出側のいずれか一方の開口部又は外部流路に設けられる開閉可能な弁と、他方の開口部又は外部流路に設けられる送風機とを有し、注液型空気電池を起動させるために電解液、若しくは電解液保持部内で電解液を調製するための液体、を供給するときの1つである、液体の供給開始直前から液体の供給開始時までの間、弁を閉塞状態とすると共に、空気流通部内の圧力を正圧とするため空気を押し入れる方向で送風機を作動させる構成とした。そのため、注液型空気電池を起動させる際の最初の注液に要する時間を短縮することができる注液型電池システムを提供することができる。 According to the present invention, the negative electrode, the positive electrode, the negative electrode and the positive electrode are positioned between the negative electrode and the positive electrode, the electrolytic solution holding unit that holds the electrolytic solution, the negative electrode is positioned on the side opposite to the electrolytic solution holding unit, and the oxidation An injection type air battery having an air circulation part for circulating air used as an agent, and an electrolyte for starting the injection type air battery, or a liquid for preparing an electrolyte in the electrolyte holding part Pressure adjusting means for adjusting the pressure in the air circulation part when supplying, and the pressure adjustment means is provided in one of the air inflow side and the air outflow side of the air circulation part or in the external flow path An openable / closable valve and a blower provided in the other opening or external flow path, for preparing an electrolyte solution or an electrolyte solution in an electrolyte solution holding unit for starting an injection type air battery One of the liquid supply, the liquid During the period from the start of supply until the end of liquid supply, the valve is closed, and the blower is operated in a direction to draw out air in order to make the pressure in the air circulation part negative, or air flows into the air circulation part And an openable / closable valve provided in one of the opening and the external flow path on the side and the air outflow side, and a blower provided in the other opening or the external flow path, and start the liquid injection type air battery Therefore, the valve is in a closed state between immediately before the liquid supply is started and when the liquid supply is started, which is one of supplying the electrolytic solution or the liquid for preparing the electrolytic solution in the electrolytic solution holding unit. In addition, in order to make the pressure in the air circulation part positive, the blower is operated in the direction in which the air is pushed in. Therefore, it is possible to provide a liquid injection type battery system that can shorten the time required for the first liquid injection when starting the liquid injection type air battery.

図1は、第1の形態に係る注液型電池システムの概略を示す説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram showing an outline of a liquid injection battery system according to a first embodiment. 図2は、第2の形態に係る注液型電池システムの概略を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing an outline of the injection type battery system according to the second embodiment. 図3は、第3の形態に係る注液型電池システムの概略を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing an outline of the injection type battery system according to the third embodiment. 図4は、第4の形態に係る注液型電池システムの概略を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing an outline of the injection type battery system according to the fourth embodiment. 図5は、第4の形態に係る注液型電池システムにおける処理フローの一例を説明するフロー図である。FIG. 5 is a flowchart for explaining an example of a processing flow in the injection type battery system according to the fourth embodiment.

以下、本発明の一形態に係る注液型電池システムについて図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の形態で引用する図面の寸法比率は、説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。なお、図1中において、太線の矢印は流路において液体や空気の流れを示し、細線の線分は流路において液体や空気が流れていないことを示す。   Hereinafter, an injection type battery system according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, the dimension ratio of drawing quoted with the following forms is exaggerated on account of description, and may differ from an actual ratio. In FIG. 1, thick arrows indicate the flow of liquid or air in the flow path, and thin line segments indicate that no liquid or air flows in the flow path.

<第1の形態>
まず、第1の形態に係る注液型電池システムについて図面を参照しながら詳細に説明する。図1は、第1の形態に係る注液型電池システムの概略を示す説明図である。図1に示すように、注液型電池システム1は、注液型空気電池10と、圧力調整手段20とを備える。そして、注液型空気電池10は、負極11と、正極12と、負極11と正極12との間に位置し、かつ、電解液L2を保持する電解液保持部13と、正極12の電解液保持部13側と反対側に位置し、かつ、酸化剤として利用される空気を流通させる空気流通部14とを有する。また、本形態において、注液型空気電池10は、電解液L2を調製するための液体L1を貯留する貯留容器30と、弁31が配設された液体供給流路32により接続されている。なお、図中の15は空気流通部を形成する構造部材を示す(注液型空気電池の筐体であってもよい。)。そして、注液型電池システム1においては、注液型空気電池10を起動させるために電解液L2を調製するための液体L1を供給するときに、圧力調整手段20が、空気流通部14内の圧力を加圧や減圧して調整する。
<First form>
First, the injection type battery system according to the first embodiment will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is an explanatory diagram showing an outline of a liquid injection battery system according to a first embodiment. As shown in FIG. 1, the injection type battery system 1 includes an injection type air battery 10 and a pressure adjusting means 20. The injection type air battery 10 includes a negative electrode 11, a positive electrode 12, an electrolyte solution holding unit 13 that is positioned between the negative electrode 11 and the positive electrode 12, and holds the electrolytic solution L 2. It has an air circulation part 14 which is located on the opposite side to the holding part 13 side and circulates air used as an oxidant. Moreover, in this embodiment, the injection type air battery 10 is connected to the storage container 30 that stores the liquid L1 for preparing the electrolytic solution L2 and the liquid supply channel 32 in which the valve 31 is disposed. In addition, 15 in a figure shows the structural member which forms an air circulation part (The housing | casing of a liquid injection type air battery may be sufficient). And in the injection type battery system 1, when supplying the liquid L1 for preparing the electrolyte solution L2 in order to start the injection type air battery 10, the pressure adjustment means 20 is in the air circulation part 14. Adjust the pressure by increasing or decreasing pressure.

これにより、注液型電池システムにおいて、注液型空気電池を起動させる際の最初の注液に要する時間を短縮することができる。   Thereby, in the injection type battery system, the time required for the initial injection when starting the injection type air battery can be shortened.

本発明においては、「注液型空気電池を起動させるために電解液を調製するための液体を供給するとき」の一例として「液体の供給開始時から液体の供給終了時までの間」を挙げることができる。これは、例えば、液体の供給を開始するために液体供給流路に配設された弁を開放状態とする時から液体の供給を終了するために液体供給流路に配設された弁を閉塞状態とする時までの間とすればよい。なお、「液体の供給開始時から液体の供給終了時までの間」には、「液体の供給開始時」や「液体の供給終了時」を含めてもよく、含めなくてもよい。また、本発明においては、これに限定されるものではない。すなわち、注液型空気電池への液体供給が実際に開始された時から注液型空気電池への液体供給が実際に終了した時までの間としてもよい。   In the present invention, as an example of “when supplying a liquid for preparing an electrolyte for starting an injection-type air battery”, “from the start of supplying liquid to the end of supplying liquid” is given. be able to. This is because, for example, the valve disposed in the liquid supply flow path is closed from the time when the valve disposed in the liquid supply flow path is opened to start the liquid supply. What is necessary is just to make it into the state. Note that “between the start of liquid supply and the end of liquid supply” may or may not include “at the start of liquid supply” and “at the end of liquid supply”. Moreover, in this invention, it is not limited to this. That is, it may be from the time when the liquid supply to the liquid injection type air battery is actually started to the time when the liquid supply to the liquid injection type air battery is actually ended.

また、本発明においては、「注液型空気電池を起動させるために電解液を調製するための液体を供給するとき」の他の一例として、「液体の供給開始直前から液体の供給開始時までの間」を挙げることができる。これは、例えば、空気流通部の圧力を正圧や負圧に調整したときに、正極に代表される電池の内部構成部材へ損傷を及ばさない程度の時点から上述した液体の供給開始時までの間とすればよい。なお、「液体の供給開始直前から液体の供給開始時までの間」には、「液体の供給開始直前」や「液体の供給開始時」を含めてもよく、含めなくてもよい。なお、「空気流通部の圧力を正圧や負圧に調整したときに、正極に代表される電池の内部構成部材へ損傷を及ばさない程度の時点」は、調整する圧力の差圧や正極に代表される内部構造部材の仕様などによっても異なり、予備試験などによって測定して決定しておくことができる。   Further, in the present invention, as another example of “when supplying a liquid for preparing an electrolytic solution for starting an injection-type air battery”, “from immediately before the start of liquid supply until the start of liquid supply” Can be mentioned. For example, when the pressure of the air circulation part is adjusted to a positive pressure or a negative pressure, from the time when the internal components of the battery represented by the positive electrode are not damaged to the above-described liquid supply start time. Between. Note that “between just before the start of liquid supply until the start of liquid supply” may or may not include “just before the start of liquid supply” and “at the start of liquid supply”. “When the pressure of the air circulation part is adjusted to a positive pressure or a negative pressure, the time point at which the internal components of the battery typified by the positive electrode are not damaged” refers to the differential pressure of the pressure to be adjusted or the positive electrode It differs depending on the specifications of the internal structural member typified by, and can be determined by measurement through a preliminary test or the like.

更に、本発明においては、「注液型空気電池を起動させるために電解液を調製するための液体を供給するとき」の更に他の一例として、詳しくは後述するが、「空気を押し入れる(加圧)方向で送風機を作動開始させる直前から液体の供給開始時までの間」を挙げることができる。これは、例えば、空気流通部の圧力を正圧に調整したときに、正極に代表される電池の内部構成部材へ損傷を及ばさない程度の時点から上述した液体の供給開始時までの間とすればよい。但し、詳しくは後述するが、空気逃がし弁を有さない場合や空気逃がし弁を開放状態としない場合は、空気逃がし弁を開放状態とする場合と比較して、空気流通部の圧力を正圧に調整できる時間が短い。   Furthermore, in the present invention, as still another example of “when supplying a liquid for preparing an electrolyte for starting an injection-type air battery”, as described in detail later, “push in air ( For example, from the time immediately before starting the operation of the blower in the direction of pressurization) to the start of liquid supply. For example, when the pressure of the air circulation part is adjusted to a positive pressure, from the time when the internal components of the battery represented by the positive electrode are not damaged to the time when the liquid supply starts as described above. do it. However, as will be described in detail later, when there is no air relief valve or when the air relief valve is not opened, the pressure of the air circulation part is positive compared to when the air relief valve is opened. The time that can be adjusted is short.

ここで、各構成について詳細に説明する。   Here, each configuration will be described in detail.

負極11は、負極活物質を含む。負極活物質としては、空気電池に適用される従来公知の材料を適用することができる。水系電解液を用いる空気電池に好適な負極活物質としては、例えば亜鉛(Zn)、鉄(Fe)、アルミニウム(Al)、マグネシウム(Mg)、マンガン(Mn)、ケイ素(Si)、チタン(Ti)、クロム(Cr)、バナジウム(V)などを含む金属単体又は合金を挙げることができる。しかしながら、これらに限定されるものではなく、非水系電解液を用いる空気電池に好適なリチウムなどの負極活物質を適用してもよい。   The negative electrode 11 includes a negative electrode active material. As a negative electrode active material, the conventionally well-known material applied to an air battery can be applied. As a negative electrode active material suitable for an air battery using an aqueous electrolyte, for example, zinc (Zn), iron (Fe), aluminum (Al), magnesium (Mg), manganese (Mn), silicon (Si), titanium (Ti ), Chromium (Cr), vanadium (V), etc. However, the present invention is not limited to these, and a negative electrode active material such as lithium suitable for an air battery using a non-aqueous electrolyte may be applied.

また、正極12は、例えば、触媒成分、及び触媒成分を担持する導電性の触媒担体を含む。以下、触媒担体に触媒成分が担持されてなる複合体を「電極触媒」とも称する。触媒成分としては、具体的には、白金(Pt)、ルテニウム(Ru)、イリジウム(Ir)、ロジウム(Rh)、パラジウム(Pd)、オスミウム(Os)、タングステン(W)、鉛(Pb)、鉄(Fe)、クロム(Cr)、コバルト(Co)、ニッケル(Ni)、マンガン(Mn)、バナジウム(V)、モリブデン(Mo)、ガリウム(Ga)、アルミニウム(Al)などを含む金属単体又は合金を挙げることができる。触媒担体としては、触媒成分を所望の分散状態で担持させるための比表面積を有し、充分な電子伝導性を有しているものであればよく、主成分がカーボンであることが好ましい。触媒担体としては、具体的には、カーボンブラック、活性炭、コークス、天然黒鉛、人造黒鉛などからなるカーボン粒子が挙げられる。なお、「主成分がカーボンである」とは、主成分として炭素原子を含むことをいい、炭素原子のみからなる、実質的に炭素原子からなる、の双方を含む概念である。なお、「実質的に炭素原子からなる」とは、2〜3質量%程度以下の不純物の混入が許容され得ることを意味する。しかしながら、これらに限定されるものではなく、空気電池に適用される従来公知の材料を適用することができる。更に、図示しないが、正極は、電解液保持部側と反対側の空気流通部側の面に液密通気部材を有していてもよい。液密通気部材は、例えば、撥水性多孔質樹脂から構成されている。撥水多孔質樹脂としては、ポリオレフィンやフッ素樹脂、これらの少なくとも1種を含む樹脂などを好適例として挙げることができる。   The positive electrode 12 includes, for example, a catalyst component and a conductive catalyst carrier that supports the catalyst component. Hereinafter, a composite in which a catalyst component is supported on a catalyst carrier is also referred to as an “electrode catalyst”. Specific examples of the catalyst component include platinum (Pt), ruthenium (Ru), iridium (Ir), rhodium (Rh), palladium (Pd), osmium (Os), tungsten (W), lead (Pb), Metal simple substance including iron (Fe), chromium (Cr), cobalt (Co), nickel (Ni), manganese (Mn), vanadium (V), molybdenum (Mo), gallium (Ga), aluminum (Al) or the like Mention may be made of alloys. Any catalyst carrier may be used as long as it has a specific surface area for supporting the catalyst component in a desired dispersion state and sufficient electron conductivity, and the main component is preferably carbon. Specific examples of the catalyst carrier include carbon particles made of carbon black, activated carbon, coke, natural graphite, artificial graphite, and the like. “The main component is carbon” means that the main component contains carbon atoms, and is a concept that includes both carbon atoms and substantially carbon atoms. Note that “substantially consisting of carbon atoms” means that contamination of about 2 to 3% by mass or less of impurities can be allowed. However, the material is not limited to these, and a conventionally known material applied to the air battery can be applied. Further, although not shown, the positive electrode may have a liquid-tight ventilation member on the surface on the air circulation part side opposite to the electrolyte solution holding part side. The liquid-tight ventilation member is made of, for example, a water-repellent porous resin. Preferred examples of the water-repellent porous resin include polyolefins, fluororesins, and resins containing at least one of these.

更に、電解液保持部13は、負極と正極との間に電解液を保持して介在させることができれば、特に限定されるものではないが、例えば、電解液を含むことができるセパレータを有していてもよい。このようなセパレータとしては、例えば撥水処理を行っていないグラスペーパー、ポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィンからなる微多孔膜を挙げることができる。しかしながら、これらに限定されるものではなく、空気電池に適用される従来公知の材料を適用することができる。   Furthermore, the electrolyte solution holding unit 13 is not particularly limited as long as the electrolyte solution can be held and interposed between the negative electrode and the positive electrode. For example, the electrolyte solution holding unit 13 includes a separator that can contain the electrolyte solution. It may be. Examples of such a separator include glass paper that has not been subjected to water repellent treatment, and a microporous membrane made of polyolefin such as polyethylene or polypropylene. However, the material is not limited to these, and a conventionally known material applied to the air battery can be applied.

また、空気流通部14は、酸化剤として利用される空気を流通させることができれば、特に限定されるものではなく、従来公知の空気電池に適用される構成を適宜採用することができる。   Moreover, the air circulation part 14 will not be specifically limited if the air utilized as an oxidizing agent can be circulated, The structure applied to a conventionally well-known air battery can be employ | adopted suitably.

なお、液体L1としては、支持塩を溶解する溶媒を適用しても、電解液自体を適用してもよい。また、図示しないが、支持塩を予め電解液保持部に配設してもよく、支持塩を貯蔵容器に別途貯蔵して、適宜供給するようにしてもよい。更に、図示しないが、圧力調整手段や液体供給流路に設けられた弁は図示しない制御装置により制御されていてもよい。   As the liquid L1, a solvent that dissolves the supporting salt may be applied, or the electrolytic solution itself may be applied. Although not shown, the supporting salt may be disposed in advance in the electrolyte solution holding unit, or the supporting salt may be separately stored in a storage container and supplied as appropriate. Further, although not shown, the pressure adjusting means and the valves provided in the liquid supply channel may be controlled by a control device (not shown).

<第2の形態>
次に、第2の形態に係る注液型電池システムについて図面を参照しながら詳細に説明する。なお、上記の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。図2は、第2の形態に係る注液型電池システムの概略を示す説明図である。図2に示すように、注液型電池システム1Aは、注液型空気電池10と、圧力調整手段20とを備える。そして、注液型空気電池10は、負極11と、正極12と、負極11と正極12との間に位置し、かつ、電解液を保持する電解液保持部13と、正極12の電解液保持部13側と反対側に位置し、かつ、酸化剤として利用される空気を流通させる空気流通部14とを有する。また、本形態において、注液型空気電池10は、電解液L2を調製するための液体L1を貯留する貯留容器30と、弁31が配設された液体供給流路32により接続されている。更に、本形態において、圧力調整手段20は、空気流通部14の空気流入側の外部流路21に設けられる開閉可能な弁22と、空気流通部14の空気流出側の外部流路23に設けられる送風機24とを有する。なお、図中の15は空気流通部を形成する構造部材を示す(注液型空気電池の筐体であってもよい。)。そして、注液型電池システム1においては、注液型空気電池10を起動させるために電解液L2を調製するための液体L1を供給するとき、具体的には液体の供給開始時から液体の供給終了時までの間、圧力調整手段20が、弁22を閉塞状態とすると共に、空気流通部14内の圧力を負圧とするため空気を引き出す(減圧)方向で送風機24を作動させる。
<Second form>
Next, the injection type battery system according to the second embodiment will be described in detail with reference to the drawings. In addition, about the thing equivalent to what was demonstrated in said form, the code | symbol same as them is attached | subjected and description is abbreviate | omitted. FIG. 2 is an explanatory diagram showing an outline of the injection type battery system according to the second embodiment. As shown in FIG. 2, the injection type battery system 1 </ b> A includes an injection type air battery 10 and a pressure adjusting means 20. The liquid injection type air battery 10 is located between the negative electrode 11, the positive electrode 12, the negative electrode 11 and the positive electrode 12, and holds an electrolytic solution, and holds the electrolytic solution of the positive electrode 12. It has an air circulation part 14 which is located on the opposite side to the part 13 side and circulates air used as an oxidant. Moreover, in this embodiment, the injection type air battery 10 is connected to the storage container 30 that stores the liquid L1 for preparing the electrolytic solution L2 and the liquid supply channel 32 in which the valve 31 is disposed. Furthermore, in this embodiment, the pressure adjusting means 20 is provided in the openable / closable valve 22 provided in the external flow path 21 on the air inflow side of the air circulation part 14 and in the external flow path 23 on the air outflow side of the air circulation part 14. And a blower 24. In addition, 15 in a figure shows the structural member which forms an air circulation part (The housing | casing of a liquid injection type air battery may be sufficient). And in the injection type battery system 1, when supplying the liquid L1 for preparing the electrolyte L2 in order to start the injection type air battery 10, specifically, the supply of the liquid from the start of the supply of the liquid. Until the end, the pressure adjusting means 20 closes the valve 22 and operates the blower 24 in the direction of drawing out (depressurizing) air so as to make the pressure in the air circulation portion 14 negative.

これにより、注液型電池システムにおいて、電解液保持部における空気を空気流通部側から排出することができるため、注液型空気電池を起動させる際の最初の注液に要する時間を短縮することができる。また、圧力調整手段を単純な構成で構築することができるという利点もある。更に、性能低下の原因となる気泡の混入を抑制できるという副次的な効果を得ることもできる。   As a result, in the liquid injection type battery system, the air in the electrolyte solution holding part can be discharged from the air circulation part side, so the time required for the initial liquid injection when starting the liquid injection type air battery is shortened. Can do. There is also an advantage that the pressure adjusting means can be constructed with a simple configuration. Further, it is possible to obtain a secondary effect that it is possible to suppress the mixing of bubbles that cause performance degradation.

なお、図示しないが、圧力調整手段を構成する弁及び送風機や、液体供給流路に設けられた弁は図示しない制御装置により制御されていてもよい。   Although not shown, the valve and the blower constituting the pressure adjusting means and the valve provided in the liquid supply channel may be controlled by a control device (not shown).

<第3の形態>
次に、第3の形態に係る注液型電池システムについて図面を参照しながら詳細に説明する。なお、上記の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。図3は、第3の形態に係る注液型電池システムの概略を示す説明図である。図3に示すように、注液型電池システム1Bは、注液型空気電池10と、圧力調整手段20とを備える。そして、注液型空気電池10は、負極11と、正極12と、負極11と正極12との間に位置し、かつ、電解液を保持する電解液保持部13と、正極12の電解液保持部13側と反対側に位置し、かつ、酸化剤として利用される空気を流通させる空気流通部14とを有する。また、本形態において、注液型空気電池10は、電解液L2を調製するための液体L1を貯留する貯留容器30と、弁31が配設された液体供給流路32により接続されている。更に、本形態において、圧力調整手段20は、空気流通部14の空気流入側の外部流路21に設けられる開閉可能な弁22と、空気流通部14の空気流出側の外部流路23に設けられる送風機24とを有する。なお、図中の15は空気流通部を形成する構造部材を示す(注液型空気電池の筐体であってもよい。)。そして、注液型電池システム1においては、注液型空気電池10を起動させるために電解液L2を調製するための液体L1を供給するとき、具体的には液体の供給開始直前から液体の供給開始時までの間、圧力調整手段20が、弁22を閉塞状態とすると共に、空気流通部14内の圧力を正圧とするため空気を押し入れる(加圧)方向で送風機24を作動させる。
<Third embodiment>
Next, the injection type battery system according to the third embodiment will be described in detail with reference to the drawings. In addition, about the thing equivalent to what was demonstrated in said form, the code | symbol same as them is attached | subjected and description is abbreviate | omitted. FIG. 3 is an explanatory diagram showing an outline of the injection type battery system according to the third embodiment. As shown in FIG. 3, the injection type battery system 1 </ b> B includes an injection type air battery 10 and a pressure adjusting means 20. The liquid injection type air battery 10 is located between the negative electrode 11, the positive electrode 12, the negative electrode 11 and the positive electrode 12, and holds an electrolytic solution, and holds the electrolytic solution of the positive electrode 12. It has an air circulation part 14 which is located on the opposite side to the part 13 side and circulates air used as an oxidant. Moreover, in this embodiment, the injection type air battery 10 is connected to the storage container 30 that stores the liquid L1 for preparing the electrolytic solution L2 and the liquid supply channel 32 in which the valve 31 is disposed. Furthermore, in this embodiment, the pressure adjusting means 20 is provided in the openable / closable valve 22 provided in the external flow path 21 on the air inflow side of the air circulation part 14 and in the external flow path 23 on the air outflow side of the air circulation part 14. And a blower 24. In addition, 15 in a figure shows the structural member which forms an air circulation part (The housing | casing of a liquid injection type air battery may be sufficient). And in the injection type battery system 1, when supplying the liquid L1 for preparing the electrolyte L2 in order to start the injection type air battery 10, specifically, the supply of the liquid from immediately before the start of supply of the liquid. Until the start, the pressure adjusting means 20 closes the valve 22 and operates the blower 24 in the direction in which air is pushed in (pressurization) in order to make the pressure in the air circulation portion 14 positive.

これにより、注液型電池システムにおいて、空気流通部側から電解液保持部側に正極を押して撓ませる(図3参照。)ことができ、電解液保持部の体積を減らして余分な空気を排出することができるため、注液型空気電池を起動させる際の最初の注液に要する時間を短縮することができる。また、圧力調整手段を単純な構成で構築することができるという利点もある。更に、液体の供給開始時から液体の供給終了時までの間、圧力調整手段が、弁を閉塞状態とすると共に、空気流通部内の圧力を負圧とするため空気を引き出す(減圧)方向で送風機を作動させてもよい。これにより、注液型電池システムにおいて、電解液保持部における空気を空気流通部側から排出することができるため、注液型空気電池を起動させる際の最初の注液に要する時間を短縮することができる。更に、性能低下の原因となる気泡の混入を抑制できるという副次的な効果を得ることもできる。   Thereby, in the injection type battery system, the positive electrode can be pushed and bent from the air circulation part side to the electrolyte solution holding part side (see FIG. 3), and the volume of the electrolyte solution holding part is reduced to discharge excess air. Therefore, the time required for the first liquid injection when starting the liquid injection type air battery can be shortened. There is also an advantage that the pressure adjusting means can be constructed with a simple configuration. Further, from the start of the liquid supply to the end of the liquid supply, the pressure adjusting means closes the valve and blows out air in order to draw out the air in order to make the pressure in the air circulation part negative (pressure reduction). May be activated. As a result, in the liquid injection type battery system, the air in the electrolyte solution holding part can be discharged from the air circulation part side, so the time required for the initial liquid injection when starting the liquid injection type air battery is shortened. Can do. Further, it is possible to obtain a secondary effect that it is possible to suppress the mixing of bubbles that cause performance degradation.

なお、図示しないが、圧力調整手段を構成する弁及び送風機や、液体供給流路に設けられた弁は図示しない制御装置により制御されていてもよい。   Although not shown, the valve and the blower constituting the pressure adjusting means and the valve provided in the liquid supply channel may be controlled by a control device (not shown).

<第4の形態>
次に、第4の形態に係る注液型電池システムについて図面を参照しながら詳細に説明する。なお、上記の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。図4は、第4の形態に係る注液型電池システムの概略を示す説明図である。図4に示すように、注液型電池システム1Cは、注液型空気電池10と、圧力調整手段20とを備える。そして、注液型空気電池10は、負極11と、正極12と、負極11と正極12との間に位置し、かつ、電解液を保持する電解液保持部13と、正極12の電解液保持部13側と反対側に位置し、かつ、酸化剤として利用される空気を流通させる空気流通部14とを有する。また、本形態において、注液型空気電池10は、電解液L2を調製するための液体L1を貯留する貯留容器30と、弁31が配設された液体供給流路32により接続されている。更に、本形態において、圧力調整手段20は、空気流通部14の空気流入側の外部流路21に設けられる開閉可能な弁22と、空気流通部14の空気流出側の外部流路23に設けられる送風機24と、電解液保持部13が有する外部流路25に設けられた空気逃がし弁26とを有する。なお、図中の15は空気流通部を形成する構造部材を示す(注液型空気電池の筐体であってもよい。)。そして、注液型電池システム1においては、注液型空気電池10を起動させるために電解液L2を調製するための液体L1を供給するとき、具体的には空気を押し入れる(加圧)方向で送風機24を作動開始させる直前から液体の供給開始時までの間、圧力調整手段20が、空気逃がし弁26を開放状態とする。
<4th form>
Next, the injection type battery system according to the fourth embodiment will be described in detail with reference to the drawings. In addition, about the thing equivalent to what was demonstrated in said form, the code | symbol same as them is attached | subjected and description is abbreviate | omitted. FIG. 4 is an explanatory diagram showing an outline of the injection type battery system according to the fourth embodiment. As shown in FIG. 4, the injected battery system 1 </ b> C includes an injected air battery 10 and a pressure adjusting means 20. The liquid injection type air battery 10 is located between the negative electrode 11, the positive electrode 12, the negative electrode 11 and the positive electrode 12, and holds an electrolytic solution, and holds the electrolytic solution of the positive electrode 12. It has an air circulation part 14 which is located on the opposite side to the part 13 side and circulates air used as an oxidant. Moreover, in this embodiment, the injection type air battery 10 is connected to the storage container 30 that stores the liquid L1 for preparing the electrolytic solution L2 and the liquid supply channel 32 in which the valve 31 is disposed. Furthermore, in this embodiment, the pressure adjusting means 20 is provided in the openable / closable valve 22 provided in the external flow path 21 on the air inflow side of the air circulation part 14 and in the external flow path 23 on the air outflow side of the air circulation part 14. And an air relief valve 26 provided in the external flow path 25 of the electrolyte solution holding unit 13. In addition, 15 in a figure shows the structural member which forms an air circulation part (The housing | casing of a liquid injection type air battery may be sufficient). And in the injection type battery system 1, when supplying the liquid L1 for preparing the electrolyte L2 in order to start the injection type air battery 10, specifically, the direction in which air is pushed in (pressurization) Then, the pressure adjusting means 20 opens the air relief valve 26 immediately before starting the operation of the blower 24 until the start of liquid supply.

これにより、空気流通部側から電解液保持部側に正極を押してより撓ませる(図4参照。)ことができ、電解液保持部の体積を減らして余分な空気を排出することができるため、注液型空気電池を起動させる際の最初の注液に要する時間を短縮することができる。また、圧力調整手段を単純な構成で構築することができるという利点もある。更に、液体の供給開始時から液体の供給終了時までの間、圧力調整手段が、弁を閉塞状態とすると共に、空気流通部内の圧力を負圧とするため空気を引き出す(減圧)方向で送風機を作動させてもよい。これにより、注液型電池システムにおいて、電解液保持部における空気を空気流通部側から排出することができるため、注液型空気電池を起動させる際の最初の注液に要する時間を短縮することができる。更に、性能低下の原因となる気泡の混入を抑制できるという副次的な効果を得ることもできる。   Thereby, the positive electrode can be pushed from the air circulation part side to the electrolyte solution holding part side to bend more (see FIG. 4), and the volume of the electrolyte solution holding part can be reduced and excess air can be discharged. The time required for the first liquid injection when starting the liquid injection type air battery can be shortened. There is also an advantage that the pressure adjusting means can be constructed with a simple configuration. Further, from the start of the liquid supply to the end of the liquid supply, the pressure adjusting means closes the valve and blows out air in order to draw out the air in order to make the pressure in the air circulation part negative (pressure reduction). May be activated. As a result, in the liquid injection type battery system, the air in the electrolyte solution holding part can be discharged from the air circulation part side, so the time required for the initial liquid injection when starting the liquid injection type air battery is shortened. Can do. Further, it is possible to obtain a secondary effect that it is possible to suppress the mixing of bubbles that cause performance degradation.

なお、図示しないが、圧力調整手段を構成する弁、空気逃がし弁及び送風機や、液体供給流路に設けられた弁は図示しない制御装置により制御されていてもよい。   Although not shown, the valves constituting the pressure adjusting means, the air relief valve and the blower, and the valves provided in the liquid supply flow path may be controlled by a control device (not shown).

ここで、注液型電池システムにおける処理フローについて図面を用いて説明する。図5は、第4の形態に係る注液型電池システム(図4参照。)における処理フローの一例を説明するフロー図である。   Here, a processing flow in the injection type battery system will be described with reference to the drawings. FIG. 5 is a flowchart for explaining an example of a processing flow in the injection type battery system (see FIG. 4) according to the fourth embodiment.

図5に示すように、操作者(車両の場合は運転手である。)から注液型空気電池の起動の指示が出た場合、処理フローを開始する。   As shown in FIG. 5, when the operator (in the case of a vehicle, a driver) gives an instruction to start the injection type air battery, the process flow is started.

ステップ1(図中では「S1」と記載する。以下同様。)においては、注液型空気電池10を起動するか否かを判断する。S1において起動すると判断した場合には、S2に進む。一方、S1において起動しないと判断した場合には、S12に進む。なお、S12においては、待機して、S1に戻る。   In step 1 (denoted as “S1” in the figure, the same applies hereinafter), it is determined whether or not to start the liquid injection type air battery 10. If it is determined in S1 that it is activated, the process proceeds to S2. On the other hand, if it is determined in S1 that it does not start, the process proceeds to S12. In S12, the process waits and returns to S1.

S2においては、弁22を閉塞状態として、S3に進む。   In S2, the valve 22 is closed and the process proceeds to S3.

S3においては、空気逃がし弁26を開放状態として、S4に進む。   In S3, the air relief valve 26 is opened, and the process proceeds to S4.

S4においては、送風機24を空気を押し入れる(加圧)方向に作動させて、S5に進む。   In S4, the blower 24 is actuated in the direction of pushing in air (pressurization), and the process proceeds to S5.

S5においては、空気逃がし弁26を閉塞状態として、S6に進む。   In S5, the air relief valve 26 is closed, and the process proceeds to S6.

S6においては、弁31を開放状態として注液型電池への液体の供給を開始して、S7に進む。   In S6, the valve 31 is opened and the supply of liquid to the injection type battery is started, and the process proceeds to S7.

S7においては、送風機24を空気を引き出す(減圧)方向に作動させて、S8に進む。   In S7, the blower 24 is operated in the direction of drawing out (decompressing) air, and the process proceeds to S8.

S8においては、弁31の開閉状態や電解液保持部13の図示しない液面センサから検知結果などによって液体の供給が終了か否かを判断する。S8において終了したと判断した場合には、S9に進む。一方、S8において終了していないと判断した場合には、S7に戻る。   In S <b> 8, it is determined whether or not the supply of the liquid is completed based on a detection result from an open / closed state of the valve 31 or a liquid level sensor (not shown) of the electrolytic solution holding unit 13. If it is determined in S8 that the process has ended, the process proceeds to S9. On the other hand, if it is determined in S8 that the process has not ended, the process returns to S7.

S9においては、弁22を開放状態として、S10に進む。   In S9, the valve 22 is opened, and the process proceeds to S10.

S10においては、送風機24を送風可能なように作動させて、S11に進む。   In S10, the blower 24 is operated so as to be able to blow air, and the process proceeds to S11.

S11においては、注液型空気電池10を起動させて、処理フローを終了する。   In S11, the injection type air battery 10 is started and the processing flow is ended.

以上、本発明を若干の形態によって説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形が可能である。   As mentioned above, although this invention was demonstrated with some forms, this invention is not limited to these, A various deformation | transformation is possible within the range of the summary of this invention.

すなわち、上述した各形態の注液型電池システムに記載した構成は、各形態毎に限定されるものではなく、例えば、各形態の構成を上述した各形態以外の組み合わせにしたり、構成の細部を変更したりすることができる。   That is, the configuration described in the injection type battery system of each form described above is not limited to each form. For example, the configuration of each form may be a combination other than each of the above forms, or the configuration details may be changed. Can be changed.

1,1A,1B,1C 注液型電池システム
10 注液型空気電池
11 負極
12 正極
13 電解液保持部
14 空気流通部
15 構造部材
20 圧力調整手段
21,23,25 外部流路
22,31 弁
24 送風機
26 空気逃がし弁
30 貯留容器
32 液体供給流路
L1 液体
L2 電解液
1, 1A, 1B, 1C Injection type battery system 10 Injection type air battery 11 Negative electrode 12 Positive electrode 13 Electrolyte holding part 14 Air circulation part 15 Structural member 20 Pressure adjusting means 21, 23, 25 External flow path 22, 31 Valve 24 Blower 26 Air Relief Valve 30 Storage Container 32 Liquid Supply Flow Channel L1 Liquid L2 Electrolyte

Claims (4)

負極と、正極と、該負極と該正極との間に位置し、かつ、電解液を保持する電解液保持部と、該正極の該電解液保持部側と反対側に位置し、かつ、酸化剤として利用される空気を流通させる空気流通部とを有する注液型空気電池と、
上記注液型空気電池を起動させるために上記電解液、若しくは上記電解液保持部内で上記電解液を調製するための液体、を供給するときに、上記空気流通部内の圧力を調整する圧力調整手段と、を備え
上記圧力調整手段が、上記空気流通部の空気流入側及び空気流出側のいずれか一方の開口部又は外部流路に設けられる開閉可能な弁と、他方の開口部又は外部流路に設けられる送風機とを有し、
上記注液型空気電池を起動させるために上記電解液、若しくは上記電解液保持部内で上記電解液を調製するための液体、を供給するときの1つである、該液体の供給開始時から該液体の供給終了時までの間、上記圧力調整手段が、上記弁を閉塞状態とすると共に、上記空気流通部内の圧力を負圧とするため空気を引き出す方向で上記送風機を作動させる
ことを特徴とする注液型電池システム。
A negative electrode, a positive electrode, an electrolyte solution holding unit that is located between the negative electrode and the positive electrode, and that holds an electrolytic solution; a positive electrode that is positioned on the side opposite to the electrolyte solution holding unit side; A liquid-injection-type air battery having an air circulation part that circulates air used as an agent;
Pressure adjusting means for adjusting the pressure in the air circulation portion when supplying the electrolyte solution or the liquid for preparing the electrolyte solution in the electrolyte solution holding portion in order to start the liquid injection type air battery and, with a,
The pressure adjusting means includes an openable / closable valve provided in one of the air inflow side and the air outflow side of the air circulation part or an external flow path, and a blower provided in the other opening or external flow path. And
In order to start up the liquid injection type air battery, the electrolyte or the liquid for preparing the electrolyte in the electrolyte holder is supplied. Until the end of the liquid supply, the pressure adjusting means closes the valve and operates the blower in a direction to draw out air in order to make the pressure in the air circulation part negative. An injection type battery system characterized by the above.
負極と、正極と、該負極と該正極との間に位置し、かつ、電解液を保持する電解液保持部と、該正極の該電解液保持部側と反対側に位置し、かつ、酸化剤として利用される空気を流通させる空気流通部とを有する注液型空気電池と、
上記注液型空気電池を起動させるために上記電解液、若しくは上記電解液保持部内で上記電解液を調製するための液体、を供給するときに、上記空気流通部内の圧力を調整する圧力調整手段と、を備え、
上記圧力調整手段が、上記空気流通部の空気流入側及び空気流出側のいずれか一方の開口部又は外部流路に設けられる開閉可能な弁と、他方の開口部又は外部流路に設けられる送風機とを有し、
上記注液型空気電池を起動させるために上記電解液、若しくは上記電解液保持部内で上記電解液を調製するための液体、を供給するときの1つである、該液体の供給開始直前から該液体の供給開始時までの間、上記圧力調整手段が、上記弁を閉塞状態とすると共に、上記空気流通部内の圧力を正圧とするため空気を押し入れる方向で上記送風機を作動させる
ことを特徴とする注液型電池システム。
A negative electrode, a positive electrode, an electrolyte solution holding unit that is located between the negative electrode and the positive electrode, and that holds an electrolytic solution; a positive electrode that is positioned on the side opposite to the electrolyte solution holding unit side; A liquid-injection-type air battery having an air circulation part that circulates air used as an agent;
Pressure adjusting means for adjusting the pressure in the air circulation portion when supplying the electrolyte solution or the liquid for preparing the electrolyte solution in the electrolyte solution holding portion in order to start the liquid injection type air battery And comprising
The pressure adjusting means includes an openable / closable valve provided in one of the air inflow side and the air outflow side of the air circulation part or an external flow path, and a blower provided in the other opening or external flow path. And
In order to start the liquid injection type air battery, the electrolyte or the liquid for preparing the electrolyte in the electrolyte holding part is supplied. Until the start of liquid supply, the pressure adjusting means closes the valve and operates the blower in a direction to push in air in order to make the pressure in the air circulation part positive. <Br / > Liquid injection type battery system characterized by that.
上記注液型空気電池を起動させるために上記電解液、若しくは上記電解液保持部内で上記電解液を調製するための液体、を供給するときの1つである、該液体の供給開始直前から該液体の供給開始時までの間、上記圧力調整手段が、上記弁を閉塞状態とすると共に、上記空気流通部内の圧力を正圧とするため空気を押し入れる方向で上記送風機を作動させる、ことを特徴とする請求項1に記載の注液型電池システム。 The electrolytic solution in order to start the pouring air battery, or is one of when supplying liquid, for preparing the electrolyte solution in the electrolyte solution holding portion, said starting supply shortly before the liquid Until the start of liquid supply, the pressure adjusting means closes the valve and operates the blower in a direction to push in air in order to make the pressure in the air circulation part positive. The injection type battery system according to claim 1 , wherein 上記圧力調整手段が、上記電解液保持部に設けられた開口部又は外部流路に空気逃がし弁を有し、
上記注液型空気電池を起動させるために上記電解液、若しくは上記電解液保持部内で上記電解液を調製するための液体、を供給するときの1つである、上記空気を押し入れる方向で上記送風機を作動開始させる直前から上記液体の供給開始時までの間、上記圧力調整手段が、上記空気逃がし弁を開放状態とする
ことを特徴とする請求項2又は3に記載の注液型電池システム。
The pressure adjusting means has an air relief valve in an opening provided in the electrolyte holding unit or an external flow path;
The electrolytic solution in order to start the pouring air battery, or is one when supplying liquid, for preparing the electrolyte solution in the electrolyte solution holding portion, the in the direction pushing the air 4. The injection type battery system according to claim 2 or 3 , wherein the pressure adjusting means opens the air relief valve immediately before starting the operation of the blower and before starting the supply of the liquid. .
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