JP6559505B2 - 金属空気電池 - Google Patents
金属空気電池 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6559505B2 JP6559505B2 JP2015168255A JP2015168255A JP6559505B2 JP 6559505 B2 JP6559505 B2 JP 6559505B2 JP 2015168255 A JP2015168255 A JP 2015168255A JP 2015168255 A JP2015168255 A JP 2015168255A JP 6559505 B2 JP6559505 B2 JP 6559505B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- metal electrode
- electrode
- metal
- air
- support member
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Cell Separators (AREA)
- Hybrid Cells (AREA)
Description
この種の金属空気電池は、正極の活物質として空気中の酸素を利用するので、高いエネルギー密度を有し、次世代の電池として注目されている。金属空気電池の一例として,マグネシウム金属またはマグネシウム合金を負極活物質とするマグネシウム空気電池が挙げられる。マグネシウム空気電池では、放電の際に正極は(1)式の反応が進行し、負極は(2)式の反応が進行し、全体では(3)式となる。
(負極)Mg+2OH−→Mg(OH)2+2e− ・・・(2)
(全体)Mg+(1/2)O2+H2O→Mg(OH)2 ・・・(3)
また、金属極を電槽の底面に載置する構成の場合、放電に伴って生成される反応生成物が金属極と空気極との間の下方に堆積し、金属極と空気極との離間距離を変動させる恐れもある。離間距離のばらつきは、電池性能のばらつきに直結する。特に電解液に水溶液を使うマグネシウム空気電池の場合、電解液抵抗が高いため、離間距離のばらつきが放電特性に大きく影響する。
図1は本発明の実施形態に係る金属空気電池10の斜視図である。図2は金属空気電池10の内部構造を正面側(前側)から示した図であり、図3は図2のIII−III断面図である。なお、図2は、説明の便宜上、図1に示す空気極13を省略し、開口部22Kを二点鎖線で示している。
金属空気電池10は、紙を含有するシートで形成された電槽11を備え、この電槽11内に、一対の極板を構成する空気極13と金属極15とが対向配置されている。この金属空気電池10は、電槽11内に電解液が注液されることによって、空気極13と金属極15との間に電解液が満たされて発電を開始する一次電池である。この発電時には、空気極13が正極として機能し、金属極15が負極として機能する。なお、図2中、符号ULは、電槽に注入される電解液の上面位置を示している。
前壁部22及び後壁部23は、同一形状の面であって、互いに平行に配置され、電槽11の中で最も大きい面を形成している。前壁部22は、矩形の開口部22Kを有しており、この開口部22Kは矩形の空気極13によって覆われている。
なお、非透液性については、非透液性を有するシートを別途設けて確保しても良い。また、空気極13は上記構成に限らず、公知の構成を広く適用可能である。
図4は金属極15と左右一対の支持部材30とを分離した状態を示した図であり、図5は金属極15に左右一対の支持部材30を装着した状態を示した図である。
図4に示すように、金属極15は、正面視で矩形形状の金属板に対し、左右の側部15Aから上方に延びるタブ部15A1を一体に設けるとともに、左右の側部15Aの下部(左右下端部)が上方に切り欠かれた切り欠き部15A2に形成されている。この左右一対のタブ部15A1と切り欠き部15A2とは、上下方向に並ぶとともに同一の外形状に形成されている。
本構成では、支持部材30とともに金属極15を電槽11内に挿入した場合に、支持部材30によって金属極15が電槽11に位置決めされる。これにより、金属極15の中央部15Cが、開口部22K(図2)を介して内部に露出する空気極13の全面積に対向し、且つ、空気極13と金属極15との離間距離LD(図3)が一定に保たれるようになっている。なお、支持部材30を予め電槽11内に挿入しておき、その後、金属極15を挿入しても良い。
金属極15のタブ部15A1には、不図示の電気配線が接続され、この電気配線を介して発電電力が外部に出力される。これらタブ部15A1は、電解液の上面UL(図2)よりも上方に露出し、この露出部分に縁取り金具(鳩目、又は、ハトメとも称する金具)を用いたり、溶接(抵抗溶接、超音波溶接)などを介して電気配線が接続される。
この支持部材30は、樹脂材を一体成形することによって製作され、金属極15に着脱自在に装着される支持部材本体31と、支持部材本体31から張り出して電槽11の内面に当接する複数(4個)の当接部41とを備えている。なお、前記支持部材31として、紙(ラミネートされた紙や、射出成型に使える紙材)を使用することも可能である。
このようにして、金属極15に凹凸を設けるなどの加工を施すことなく、摩擦力などを利用して金属極15が支持部材30に固定される。
図2に示すように、左右の支持部材30は電槽11の底板部21の上に載置されるので、金属極15は、電槽11の底板部21から隙間Sだけ浮いた状態で支持される。このようにして金属極15が電槽11にフローティング支持される。
図7は支持部材30を各方向から示した図であり、図7(A)は正面から見た図、図7(B)は図7(A)の上方から見た図、図7(C)は図7(A)の下方から見た図である。また、図7(D)は図7(A)の右側面から見た図、図7(E)は図7(D)のE−E断面図である。
これら図に示すように、一対の板部32を連結する連結部34は、上下方向に間隔K(図7(D)及び図7(E)参照)を空けて一対の板部32を繋いでいる。これにより、連結部34を基準にして一対の板部32をより容易に拡げやすくなり、金属極15の着脱が容易になり、且つ、金属極15の装着時に、金属極15の表面に沿って板部32が柔軟に変形して金属極15を面で押さえ易くなる。なお、一対の板部32の上下中央部間には、架橋部35が架橋し、前記架橋部35は前記板部32より厚く形成されているので、架橋部35の部分の強度は相対的に高く、金属極15を載置するのに十分な強度を得ている。
これら一対の突出部32Tは、一対の板部32間に金属極15が挿入された際に金属極15を挟持し、金属極15の保持力を向上させる挟持部として機能する。
一対の突出部32Tは、連結部34の上記間隔Kに対応する箇所に設けられているので、相対的に変形し易く、金属極15との接触面積を効率良く確保して金属極15の保持力を向上させることができる。また、この突出部32Tの突出量の調整や形状の調整を行うことによって、金属極15の保持力の調整が容易であり、また、様々な厚さの金属極15に容易に対応させることができる。
また、金属極15の一部を切り欠いた分、切り欠かない場合と比べて金属極15の材料を減らすことができ、また、支持部材30の取り付け箇所が判りやすくなる。
図7(D)に示すように、前側張り出し部42の突出面と後側張り出し部43の突出面との間の距離LAは、電槽11内の奥行きL1(図3参照)と同じ距離に形成されている。これにより、支持部材30を電槽11内に挿入した際に、図3に示すように、支持部材30の前側張り出し部42の突出面が前壁部22に当接するとともに、後側張り出し部43の突出面が後壁部23に当接し、この支持部材30に支持された金属極15の前後位置を位置決めすることができる。従って、前壁部22に設けられた空気極13と金属極15の離間距離LD(図3)を固定でき、離間距離LDのばらつきを抑制できる。
また、支持部材30の高さHA(図7(D))は、この支持部材30に保持された金属極15を、電槽11の底板部21から所定の隙間(図2に示す隙間S)だけ浮かす条件、且つ、この支持部材30の上端を、電気配線が接続されるタブ部15A1から離間させる条件を満たす値に設定されている。
例えば、支持部材30の上端がタブ部15A1の位置まで延びていた場合には、支持部材30と金属極15との間の隙間を毛細管現象などで電解液が上方に移動する事態が発生したとすると、電気配線と電解液が接触するおそれが生じる。このような液接触を回避するように支持部材30の上端とタブ部15A1とを離間させれば良い。
このようにして、金属極15と空気極13との配置のばらつきを抑制するとともに、金属極15の電池反応に寄与しない領域を可及的に減らすことができる。金属極15の電池反応に寄与しない領域を減らすことによって、金属極15を小型化でき、材料コスト低減によるコストダウンを図り易くなる。
なお、本実施形態では、金属極15を左右方向に大きく形成する場合を説明したが、左右方向に限らない。例えば、金属極15を、空気極13の有効面積となる開口部22Kよりも上下方向に大きく形成し、この上下の領域に金属極15を支持する支持部材30を装着するようにしても良い。要は、金属極15における開口部22Kと対向する領域を外れた領域に、支持部材30を装着するようにすれば良い。
また、支持部材30は、金属極15と空気極13の離間距離LDを一定に規制するように電槽11の内面に当接する当接部41を有するので、空気極13が配置される電槽11の内面を基準にして金属極15を配置でき、金属極15と空気極13の離間距離LDを適正に揃えやすくなる。
例えば、金属極15の形状、支持部材30の形状を変更しても良い。図8は、変形例に係る金属空気電池10の斜視図であり、図9は、図8の金属空気電池10に使用される支持部材30の斜視図である。
図8に示す金属空気電池10は、金属極15と支持部材30が異なる点を除いて上記実施形態と同一の構成である。金属極15は、正面視で長方形の金属板で形成されている。支持部材30は、左右一対で設けられ、左側の支持部材30と右側の支持部材30とは同一部品ではなく、左右対称形状に形成されている。なお、図9は正面視で左側の支持部材30を示している。
支持部材本体31は、前後一対の板部32間を架橋する架橋部35が、支持部材本体31の下端から隙間S(図2)に相当する高さの位置に形成されている点が、上記実施形態と異なり、この架橋部35の上に、長方形の金属極15の左右下端部が載置されることによって、金属極15を、電槽11の底面から隙間Sだけ浮かして支持することができる。
前側張り出し部142は、板部32から前方だけに張り出す凸形状に形成され、後側張り出し部143は、板部32から後方に延在した後、先端が屈曲する屈曲板形状に形成されている。支持部材30を電槽11内に挿入した際に、前側張り出し部42が前壁部22に当接するとともに、後側張り出し部43が後壁部23に当接することで、支持部材30に支持された金属極15の前後位置を位置決めし、空気極13と金属極15の離間距離LDを固定することができる。
11 電槽
13 空気極
15 金属極
15A 側部
15A2 切り欠き部
15C 中央部
21 底板部(電槽の底面)
22K 開口部
30 支持部材
35 架橋部
41 当接部
42 前側張り出し部(第1当接部)
43 後側張り出し部(第2当接部)
301 金属極保持部
302 脚部
Claims (4)
- 空気極と金属極とが配置される電槽を備え、前記電槽が紙を含有するシート材で形成された金属空気電池において、
前記電槽は、前記空気極で覆われる開口部を有し、
前記金属極は、前記開口部よりも大きく形成され、
前記電槽に載置され、前記金属極を前記空気極と対向する位置に支持する支持部材を備え、
前記支持部材は、前記金属極と前記空気極の離間距離を一定にするとともに、前記金属極を前記電槽の底面から浮かして支持し、かつ、前記金属極における前記開口部と対向する領域を外れた領域に装着され、前記金属極における前記開口部と対向する領域の左右外側の領域を、上下方向に連続して覆うことを特徴とする金属空気電池。 - 前記支持部材は、前記金属極と前記空気極の離間距離を一定に規制するように前記電槽の内面に当接する当接部を有することを特徴とする請求項1に記載の金属空気電池。
- 前記当接部は、前記金属極と前記空気極との並び方向に対して直角方向のずれを規制するように前記電槽の前記内面と異なる内面に更に当接することを特徴とする請求項2に記載の金属空気電池。
- 前記支持部材は、左右一対で設けられるとともに、各支持部材の上下中央を横切る水平面に対して上下対称形状に形成され、
前記支持部材の上下中央に、前記金属極の左右下端部が載置される載置部が設けられ、前記載置部を基準に上方が前記金属極を保持する保持部に形成され、前記載置部を基準に下方が、前記金属極をフローティング支持する脚部に形成され、
前記金属極の左右下端部は、上方に切り欠かれた切り欠き部に形成されることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の金属空気電池。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015168255A JP6559505B2 (ja) | 2015-08-27 | 2015-08-27 | 金属空気電池 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015168255A JP6559505B2 (ja) | 2015-08-27 | 2015-08-27 | 金属空気電池 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017045654A JP2017045654A (ja) | 2017-03-02 |
JP6559505B2 true JP6559505B2 (ja) | 2019-08-14 |
Family
ID=58211607
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015168255A Active JP6559505B2 (ja) | 2015-08-27 | 2015-08-27 | 金属空気電池 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6559505B2 (ja) |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4828939A (en) * | 1987-06-01 | 1989-05-09 | Eltech Systems Corporation | Bipolar metal/air battery |
US4950561A (en) * | 1989-06-29 | 1990-08-21 | Eltech Systems Corporation | Metal-air battery with easily removable anodes |
US5145752A (en) * | 1990-12-31 | 1992-09-08 | Luz Electric Fuel Israel Limited | Electrodes for metal/air batteries and bipolar metal/air batteries incorporating the same |
JP2010159480A (ja) * | 2008-07-31 | 2010-07-22 | Blue Aqua Industry Kk | 空気電池式反応装置。 |
JP2013097980A (ja) * | 2011-10-31 | 2013-05-20 | Toyota Motor Corp | 非水電解液二次電池、及び、その製造方法 |
JP6039533B2 (ja) * | 2013-11-12 | 2016-12-07 | 古河電池株式会社 | 金属空気電池 |
WO2015076172A1 (ja) * | 2013-11-19 | 2015-05-28 | 古河電池株式会社 | 金属空気電池、および金属空気電池ユニット |
-
2015
- 2015-08-27 JP JP2015168255A patent/JP6559505B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2017045654A (ja) | 2017-03-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4131553B2 (ja) | 密閉型電池 | |
CN104641487A (zh) | 方形二次电池 | |
JP5397436B2 (ja) | 二次電池 | |
JP2009252371A (ja) | 電池パックおよび電池パックの外装ケース | |
US10319979B2 (en) | Battery and method of manufacturing battery | |
JP5742257B2 (ja) | 電池 | |
JP2022046714A (ja) | 金属空気電池 | |
JP2012243405A (ja) | 角形二次電池 | |
JP2008311193A (ja) | 電池およびその製造方法 | |
JP2017033662A (ja) | 鉛蓄電池 | |
JP6559505B2 (ja) | 金属空気電池 | |
JP6039533B2 (ja) | 金属空気電池 | |
JP2007123059A (ja) | 二次電池とその製造方法 | |
JP2015210922A (ja) | 蓄電装置 | |
JP2013020731A (ja) | 二次電池 | |
CN215989149U (zh) | 一种电池及电子产品 | |
JP6516688B2 (ja) | 金属空気電池、及び金属空気電池用のシート材 | |
JP2009070736A (ja) | 電池パック | |
EP3511994B1 (en) | Battery cap assembly, secondary battery and battery module | |
JP2012186058A (ja) | リード付基板及びパック電池 | |
JP2018018714A (ja) | 電池モジュール | |
JP2009110803A (ja) | パック電池 | |
JP2009187742A (ja) | 電池パック | |
JP5261991B2 (ja) | 電池 | |
JP5569200B2 (ja) | 溶融塩電池 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20180406 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20190123 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190205 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190228 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20190709 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20190717 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6559505 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |