JP6199028B2 - 空気マグネシウム電池 - Google Patents
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Description
撥水性、通気性及び耐漏液性に優れるとともに、すぐに放電反応のピークに到達して比較的長時間一定の大きさの電流を放電することのできる空気マグネシウム電池の提供に関する。
図1及び2を参照すると、本実施形態に係る空気マグネシウム電池10は、縦断方向Y及び横断方向X、それらに直交する厚さ方向Zとを有し、縦断方向Yにおいて互いに対向する第1及び第2面11,12と、厚さ方向Zにおいて互いに対向する第3及び第4面13,14と、横断方向Xにおいて互いに対向する第5面15及び第6面16とを有する角状の外枠体17を含む。空気マグネシウム電池10は、縦断方向Yの寸法L1が約50〜100mm、厚さ方向Zの寸法W1が約20〜70mm、横断方向Xの寸法W2が約20〜70mmであって、約1.0〜2.0Vの起電力を発生させることができる。空気マグネシウム電池10は、船舶等の大型タンカーに備え付けられた電気機械装置の動力源や災害等の緊急時における電力源としても使用可能であって、かかる場合には、各寸法L1,W1,W2は、数メートル以上の大きさを有し、それらを複合的に組み合わせることによってより大きな電力を発生させることもできる。
実施例1には、77重量%のカーボン材と23重量%のフッ素樹脂との混合から形成された第1層と、95重量%の活性炭と5重量%のフッ素樹脂との混合から形成された第2層との2層構造から構成されたカソード体を使用した。
実施例2には、77重量%のカーボン材と23重量%のフッ素樹脂との混合から形成された第1層と、79重量%の活性炭と6重量%のカーボン材と、15重量%のフッ素樹脂との混合から形成された第2層との2層構造から構成されたカソード体を使用した。
比較例1には、カソード体が95重量%のカーボン材と、5重量%のフッ素樹脂とを混合して形成された第1層のみからなるカソード体を使用した。
比較例2は、カソード体が77重量%のカーボン材と、23重量%のフッ素樹脂とを混合して形成された第1層のみからなる。
比較例3は、カソード体が50重量%のカーボン材と、50重量%のフッ素樹脂とを混合して形成された第1層のみからなる。
比較例4は、カソード体が79重量%の活性炭と、6重量%のカーボン材と、15重量%のフッ素樹脂とを混合して形成された第2層のみからなる。
比較例5には、77重量%のカーボン材と23重量%のフッ素樹脂との混合から形成された第1層と、40重量%の活性炭と60重量%のフッ素樹脂との混合から形成された第2層との2層構造から構成されたカソード体を使用した。
比較的に長時間その状態を維持することができる。50時間経過後には、電流値が徐々に下がり始めるが、アノード体と反応液(水)とを交換することによって、再びピーク時の電流値を得ることができる。
図6,7を参照すると、本実施形態において、空気マグネシウム電池10は、外枠体17の第3面13と第4面14とにそれぞれ位置する一対のカソード体20A,20Bと、外枠体17内に挿入されたアノード体21と、外枠体17内の発生ガスを排出するための通気システムとを有する。一対のカソード体20A,20Bがアノード体21を挟み込むように配置させることによって、1つのカソード体20Aのみを用いる場合に比して、より大きな電流を発生させることができる。
図9,10を参照すると、本実施形態に係る空気マグネウム電池10は、断面凸状の外枠体17と、その第3面13に位置するカソード体20と、外枠体17内に挿入されたアノード体21と、通気システムとを有する。外枠体17は、アノード体21が挿通された幅狭部60と、幅狭部60の下方に位置する幅広部61とから構成される。幅狭部60と幅広部61との内部は連通されており、外枠体17内には反応液24が注入され、その液面24a上にはフロート54が浮いている。
したがって、離間寸法Rが一定の範囲内である必要から、カソード体20及びアノード体21を幅狭部60に配置し、幅広部61をより大きな収容スペースを有するものにしてもよい。
17 外枠体
20 カソード体
21 アノード体
24 反応液
24a 液面
25 注液域
31 第1層(電極層)
31a 第1層の一方面
32b 第1層の他方面
32 第2層(活性層)
33 第3層(集電層)
42 通気管
54 フロート
55 ジョイント
55a 開口端
60 幅狭部
61 幅広部
68a,68b 内壁
S スペース
Claims (7)
- 縦断方向と横断方向とを有し、外枠体と、前記外枠体に固定されて前記縦断方向へ延びるカソード体と、前記外枠体の内部に位置して前記縦断方向へ延び、前記外枠体から前記縦断方向の外側へ延出する端部を有するアノード体とを含む空気マグネシウム電池において、
前記外枠体は、前記カソード体と前記アノード体との間にイオン化反応を生じさせるための反応液が注液されて注液域が形成される内部空間を有し、
前記カソード体は、導電性のカーボン材とフッ素樹脂とを混合して形成された多孔質体からなる第1層と、前記外枠体内の前記反応液と接するように前記第1層の一方面に接合された、活性炭とフッ素樹脂とを混合して形成された多孔質体からなる第2層とから構成されており、
前記外枠体は、前記横断方向において断面凸状であって、前記内部空間において互いに連通する幅狭部と幅広部とを有し、前記アノード体と前記カソード体とは、前記幅狭部及び前記幅広部のうちのいずれか一方において互いに対向して位置することを特徴とする空気マグネシウム電池。 - 前記第1層の前記一方面の反対側に位置する他方面に、導電性の金属材料から形成された第3層が接合される請求項1に記載の空気マグネシウム電池。
- 前記第1層に混合されるフッ素樹脂の混合率は、10〜50重量%であって、前記第2層に混合されるフッ素樹脂の混合率は3〜30重量%である請求項1又は2に記載の空気マグネシウム電池。
- 前記第2層は前記第1層よりもその外形寸法が小さく、かつ、前記第3層は前記第2層よりも幅狭である請求項2に記載の空気マグネシウム電池。
- 前記第3層は、多孔質体である請求項2に記載の空気マグネシウム電池。
- 前記外枠体は、前記注液域の上方に位置するスペースと、前記注液域の液面に浮かぶフロートと前記内部の発生ガスを排気するための通気管とを備える通気システムとを有し、前記通気管の一方端は前記外枠体の外面に形成された開口に連結され、前記通気管の他方端は前記フロートを貫通するジョイントに連結されており、前記ジョイントの開口端が前記スペースに位置する請求項1〜5のいずれかに記載の空気マグネシウム電池。
- 前記外枠体の内部において、前記幅狭部と前記幅広部との間に互いに離間対向する一対の内壁が設けられる請求項1〜6のいずれかに記載の空気マグネシウム電池。
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