JP6588228B2 - Battery system and charging tank - Google Patents

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Description

本発明は、電池システム、電極カートリッジ、放電槽、電池及び充電槽に関する。より詳しくは、メカニカル充電方式の電池システム、並びに、当該電池システムを構成する電極カートリッジ、放電槽、電池及び充電槽に関するものである。 The present invention relates to a battery system, an electrode cartridge, a discharge tank, a battery, and a charging tank. More specifically, the present invention relates to a mechanical charging system battery system, and an electrode cartridge, a discharge tank, a battery, and a charging tank constituting the battery system.

電解液中に正極と負極が設けられる電池の一例として金属空気電池が挙げられる。金属空気電池は、金属電極により負極(アノード)が構成され、空気極により正極(カソード)が構成される電池であり、高いエネルギー密度を有することから、実用化に向けた開発・研究が進められている。 A metal-air battery is an example of a battery in which a positive electrode and a negative electrode are provided in the electrolytic solution. A metal-air battery is a battery in which a negative electrode (anode) is composed of a metal electrode, and a positive electrode (cathode) is composed of an air electrode. Since it has a high energy density, development and research for practical use are being promoted. ing.

金属空気電池の一例として亜鉛空気電池が挙げられる。図18は、従来の亜鉛空気電池の構造の一例を示した模式断面図であり、図19は、亜鉛空気電池における電池反応を説明するための模式的な断面図である。亜鉛空気電池121は、アルカリ性の電解液115中に亜鉛電極(負極)111が設けられ、空気流路113と電解液115との間に空気極(正極)112が設けられた構造を有し、電池反応(放電反応)が進行することにより亜鉛電極111と空気極112とから電力を出力する。 An example of the metal-air battery is a zinc-air battery. FIG. 18 is a schematic cross-sectional view showing an example of the structure of a conventional zinc-air battery, and FIG. 19 is a schematic cross-sectional view for explaining a battery reaction in the zinc-air battery. The zinc-air battery 121 has a structure in which a zinc electrode (negative electrode) 111 is provided in an alkaline electrolyte 115 and an air electrode (positive electrode) 112 is provided between the air flow path 113 and the electrolyte 115, Electric power is output from the zinc electrode 111 and the air electrode 112 as the battery reaction (discharge reaction) proceeds.

亜鉛空気電池121の電池反応において、亜鉛電極111を構成する金属亜鉛が電解液115中の水酸化物イオンと反応し、テトラヒドロキソ亜鉛酸イオンとなり、亜鉛電極111中に電子を放出する。また、このテトラヒドロキソ亜鉛酸イオンは分解して酸化亜鉛又は水酸化亜鉛が電解液115中に析出する。また、空気極112において、電子と水と酸素が反応することにより水酸化物イオンが生成され、この水酸化物イオンは、電解液115に移動する。このような電池反応が進行すると、亜鉛電極111の金属亜鉛が消費され、電解液115中に酸化亜鉛及び水酸化亜鉛が溜まっていくこととなる。したがって、亜鉛空気電池121による電力の出力を維持するためには、亜鉛電極111に金属亜鉛を供給する必要がある。 In the battery reaction of the zinc-air battery 121, metallic zinc constituting the zinc electrode 111 reacts with hydroxide ions in the electrolytic solution 115 to form tetrahydroxozinate ions, and electrons are released into the zinc electrode 111. In addition, the tetrahydroxozincate ion is decomposed and zinc oxide or zinc hydroxide is precipitated in the electrolytic solution 115. Further, hydroxide ions are generated by the reaction of electrons, water, and oxygen in the air electrode 112, and these hydroxide ions move to the electrolytic solution 115. When such a battery reaction proceeds, the zinc metal of the zinc electrode 111 is consumed, and zinc oxide and zinc hydroxide accumulate in the electrolytic solution 115. Therefore, in order to maintain the power output from the zinc-air battery 121, it is necessary to supply metallic zinc to the zinc electrode 111.

亜鉛空気電池を例示したように、金属空気電池においては、放電とともに負極の電極活物質が消費される。これに対して、機械式に再充電可能な亜鉛−空気電池セルが提案されている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1の亜鉛−空気電池セルでは、電解液を入れたハウジング内に亜鉛アノード(負極)を入れて電池が形成される。活性亜鉛が消費されるとハウジングからアノードを取り出し、新しいアノードと交換される。 As exemplified by the zinc-air battery, in the metal-air battery, the negative electrode active material is consumed together with the discharge. On the other hand, the zinc-air battery cell which can be recharged mechanically is proposed (for example, refer patent document 1). In the zinc-air battery cell of Patent Document 1, a battery is formed by putting a zinc anode (negative electrode) in a housing containing an electrolytic solution. When the active zinc is consumed, the anode is removed from the housing and replaced with a new anode.

特開平7−45270号公報JP 7-45270 A

上述したように、金属空気電池では、放電済みの負極を新しい負極に交換するメカニカル充電方式が採用され得る。ここで、放電済みの負極は、放電槽から取り出された後、放電槽とは異なる充電槽において、放電反応により酸化された電極活物質を還元することで充電され、放電槽において放電することが可能な負極に再生される。金属亜鉛電池の場合、放電済みの負極は、放電反応により電極活物質である亜鉛が酸化された亜鉛電極であり、充電槽において酸化亜鉛を亜鉛に還元する。 As described above, in the metal-air battery, a mechanical charging method in which the discharged negative electrode is replaced with a new negative electrode can be adopted. Here, after the discharged negative electrode is taken out from the discharge tank, it is charged by reducing the electrode active material oxidized by the discharge reaction in a charging tank different from the discharge tank, and discharged in the discharge tank. Regenerated to a possible negative electrode. In the case of a metal zinc battery, the discharged negative electrode is a zinc electrode in which zinc as an electrode active material is oxidized by a discharge reaction, and the zinc oxide is reduced to zinc in a charging tank.

なお、本明細書において、放電槽とは、正極を備え、電解液を収容した放電に利用される電解槽を意味し、充電槽とは、正極を備え、電解液を収容した充電に利用される電解槽を意味する。正極は、放電槽又は充電槽の壁部の一部として形成することができる。 In this specification, the discharge tank means an electrolytic cell that is provided with a positive electrode and is used for discharge containing an electrolytic solution, and the charging tank is used for charging that is provided with a positive electrode and contains an electrolytic solution. This means an electrolytic cell. The positive electrode can be formed as part of the wall of the discharge tank or the charging tank.

メカニカル充電方式を採用する金属空気電池では、負極のみが交換可能であればよい。負極としては、一般的に電極活物質と集電体を備えていれば使用でき、簡易な構造でよいことから、第三者による模造が容易であった。例えば、亜鉛空気電池の負極を構成する亜鉛電極の場合、亜鉛の電析等により比較的容易に製造することができる。また、電極活物質になり得る金属を含んでいれば、不純物を含んだ金属棒であっても、電解液に浸漬させれば放電させることができる。 In a metal-air battery that employs a mechanical charging method, only the negative electrode needs to be replaceable. As the negative electrode, generally, an electrode active material and a current collector can be used as long as they have an electrode active material and a current collector. For example, in the case of a zinc electrode constituting the negative electrode of a zinc-air battery, it can be manufactured relatively easily by electrodeposition of zinc or the like. Moreover, if the metal which can become an electrode active material is contained, even if it is a metal rod containing an impurity, it can be discharged if immersed in electrolyte solution.

しかしながら、適切な条件で充電された負極を用いない場合、金属空気電池の放電容量が低下してしまったり、金属空気電池の機器寿命を短くするおそれがあった。これは、Feイオン等の不純物が負極に含まれていると、不純物に起因して負極の自己腐食が生じたり、空気極の反応が阻害されることがあるためである。 However, if the negative electrode charged under appropriate conditions is not used, the discharge capacity of the metal-air battery may be reduced, or the device life of the metal-air battery may be shortened. This is because if the negative electrode contains impurities such as Fe ions, the negative electrode may be subject to self-corrosion due to the impurities, or the reaction of the air electrode may be hindered.

以上のことから、メカニカル充電方式の電池システムで用いられるカートリッジ式の負極(電極カートリッジ)として、電極活物質以外の不純物を含む粗悪品・模造品が、市場に流通することや、ユーザーによって不正使用又は誤使用されることを防止することが求められていた。 Based on the above, as cartridge-type negative electrodes (electrode cartridges) used in mechanical charging battery systems, inferior or counterfeit products containing impurities other than electrode active materials are distributed on the market or illegally used by users. Or it was required to prevent misuse.

本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、純正品ではない電極カートリッジの使用を防止することができるメカニカル充電方式の電池システム、並びに、当該電池システムを構成する電極カートリッジ、放電槽、電池及び充電槽を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of the above situation, and a mechanical charging system battery system capable of preventing the use of a non-genuine electrode cartridge, as well as an electrode cartridge, a discharge tank, and the like constituting the battery system, The object is to provide a battery and a charging tank.

本発明者らは、純正品ではない電極カートリッジの使用を防止することができるメカニカル充電方式の電池システムについて検討した結果、電極カートリッジが適合品か非適合品かを判定する認証機構を設けることを見出した。そして、電極カートリッジには、認証情報を格納する記憶部を設け、放電槽には、認証情報を読み取り、この認証情報が放電許可状態である場合に放電を許可し、放電不許可状態である場合に放電を阻止する処理を実行する認証部を設けることによって、上記課題をみごとに解決することができることに想到し、本発明に到達したものである。 As a result of examining a mechanical charging system battery system that can prevent the use of non-genuine electrode cartridges, the present inventors have provided an authentication mechanism for determining whether an electrode cartridge is a conforming product or a non-conforming product. I found it. When the electrode cartridge is provided with a storage unit for storing authentication information, the discharge tank reads the authentication information, and discharge is permitted when the authentication information is in a discharge-permitted state, and discharge is not permitted. The present inventors have arrived at the present invention by conceiving that the above-mentioned problem can be solved by providing an authentication unit for executing a process for preventing discharge.

すなわち、本発明の一態様は、充電によって再使用可能な電極カートリッジと、上記電極カートリッジを取り付けた状態で放電をおこなう放電槽と、放電後の上記電極カートリッジを取り付けた状態で充電をおこなう充電槽とを有し、上記電極カートリッジは、放電許可状態又は放電不許可状態を表す認証情報を格納する記憶部を有し、上記放電槽は、上記記憶部に格納された上記認証情報を読み取り、上記放電許可状態である場合に放電を許可し、上記放電不許可状態である場合に放電を阻止する処理を実行する第一の認証部を有する電池システムであってもよい。 That is, one aspect of the present invention is an electrode cartridge that can be reused by charging, a discharge tank that discharges with the electrode cartridge attached, and a charging tank that charges with the electrode cartridge after discharge attached The electrode cartridge has a storage unit that stores authentication information indicating a discharge permission state or a discharge non-permission state, and the discharge tank reads the authentication information stored in the storage unit, The battery system may include a first authentication unit that performs a process of permitting discharge when the discharge is permitted and preventing discharge when the discharge is not permitted.

また、上記電池システムを構成する電極カートリッジ、放電槽、電池及び充電槽もまた本発明の一態様である。すなわち、本発明の一態様は、充電によって再使用可能な電極カートリッジであって、金属電極と、放電許可状態又は放電不許可状態を表す認証情報を格納する記憶部とを有する電極カートリッジであってもよい。本発明の一態様は、電極カートリッジを取り付けた状態で放電をおこなう放電槽であって、上記放電槽は、上記電極カートリッジに格納された認証情報を読み取り、上記認証情報が放電許可状態である場合に放電を許可し、放電不許可状態である場合に放電を阻止する処理を実行する認証部を有する放電槽であってもよい。本発明の一態様は、上記電極カートリッジを上記放電槽に取り付けたものである電池であってもよい。本発明の一態様は、放電後の電極カートリッジを取り付けた状態で充電をおこなう充電槽であって、上記充電槽は、上記電極カートリッジに格納された認証情報を読み取り、上記認証情報が放電不許可状態である場合に充電を許可し、放電許可状態である場合に充電を阻止する処理を実行する認証部を有する充電槽であってもよい。 Moreover, the electrode cartridge, the discharge tank, the battery, and the charging tank that constitute the battery system are also one embodiment of the present invention. That is, one embodiment of the present invention is an electrode cartridge that can be reused by charging, and includes an electrode cartridge that includes a metal electrode and a storage unit that stores authentication information indicating a discharge permission state or a discharge permission state. Also good. One aspect of the present invention is a discharge tank that discharges with an electrode cartridge attached thereto, wherein the discharge tank reads authentication information stored in the electrode cartridge, and the authentication information is in a discharge-permitted state. It may be a discharge tank having an authentication unit that performs a process of permitting discharge and preventing discharge when the discharge is not permitted. One embodiment of the present invention may be a battery in which the electrode cartridge is attached to the discharge tank. One aspect of the present invention is a charging tank that performs charging with a discharged electrode cartridge attached, wherein the charging tank reads authentication information stored in the electrode cartridge, and the authentication information does not permit discharge. It may be a charging tank having an authentication unit that executes processing for permitting charging when in a state and blocking charging when in a discharging permitted state.

本発明の電池システム、電極カートリッジ、放電槽、電池及び充電槽は、上述した構成を有するので、純正品ではない電極カートリッジの使用を防止することができる。 Since the battery system, electrode cartridge, discharge tank, battery, and charging tank of the present invention have the above-described configuration, it is possible to prevent the use of electrode cartridges that are not genuine products.

実施形態1の電池システムの全体構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the whole structure of the battery system of Embodiment 1. 実施形態1における、充電済みの電極カートリッジを放電槽に取り付けたときの認証フロー(放電槽処理フロー)を示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the authentication flow (discharge tank processing flow) when the charged electrode cartridge in Embodiment 1 is attached to the discharge tank. 実施形態1における、放電済みの電極カートリッジを充電槽に取り付けたときの認証フロー(充電槽処理フロー)を示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the authentication flow (charge tank processing flow) when the electrode cartridge which has been discharged in Embodiment 1 is attached to the charge tank. 電極カートリッジが取り付けられた放電槽(金属空気電池の放電時)の構成の一例を示した断面模式図である。It is the cross-sectional schematic diagram which showed an example of the structure of the discharge tank (at the time of discharge of a metal air battery) to which the electrode cartridge was attached. 電極カートリッジが取り付けられた充電槽(充電時)の構成の一例を示した断面模式図である。It is the cross-sectional schematic diagram which showed an example of the structure of the charging tank (at the time of charge) to which the electrode cartridge was attached. 実施形態2の電池システムの全体構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the whole structure of the battery system of Embodiment 2. 実施形態2における充電槽処理フローを示したフローチャートである。6 is a flowchart illustrating a charging tank processing flow in the second embodiment. 実施形態3における放電槽処理フローを示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the discharge tank process flow in Embodiment 3. 実施形態3における充電槽処理フローを示したフローチャートである。10 is a flowchart illustrating a charging tank processing flow according to Embodiment 3. 実施形態4の電池システムの全体構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the whole structure of the battery system of Embodiment 4. 実施形態4における放電槽処理フローを示したフローチャートである。6 is a flowchart showing a discharge tank processing flow in Embodiment 4. 実施形態4における充電槽処理フローを示したフローチャートである。6 is a flowchart showing a charging tank processing flow in Embodiment 4. 実施形態5における放電槽処理フローを示したフローチャートである。10 is a flowchart showing a discharge tank processing flow in Embodiment 5. 実施形態5における充電槽処理フローを示したフローチャートである。10 is a flowchart showing a charging tank processing flow in Embodiment 5. 負極−正極間の電位差を計測する方法を説明した模式図である。It is the schematic diagram explaining the method of measuring the electric potential difference between a negative electrode and a positive electrode. 電解液の水面レベルを計測する方法を説明した模式図であり、検出器を電極カートリッジに実装した場合を示す(左図が実装前、右図が実装後の状態を示す)。It is the model explaining the method of measuring the water surface level of electrolyte solution, and shows the case where a detector is mounted in the electrode cartridge (the left figure shows the state after mounting, and the right figure shows the state after mounting). 電解液の水面レベルを計測する方法を説明した模式図であり、検出器を放電槽に実装した場合を示す(左図が実装前、右図が実装後の状態を示す)。It is the model explaining the method of measuring the water surface level of electrolyte solution, and shows the case where a detector is mounted in the discharge tank (the left figure shows the state before mounting, and the right figure shows the state after mounting). 従来の亜鉛空気電池の構造の一例を示した模式断面図である。It is the schematic cross section which showed an example of the structure of the conventional zinc air battery. 亜鉛空気電池における電池反応を説明するための模式的な断面図である。It is typical sectional drawing for demonstrating the battery reaction in a zinc air battery.

以下に実施形態を掲げ、本発明について図面を参照して更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施形態のみに限定されるものではない。なお、以下の説明において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略する。
また、各実施形態の構成は、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜組み合わされてもよいし、変更されてもよい。
Embodiments will be described below, and the present invention will be described in more detail with reference to the drawings. However, the present invention is not limited only to these embodiments. Note that in the following description, the same portions or portions having similar functions are denoted by the same reference numerals in different drawings, and description thereof is not repeated.
In addition, the configurations of the respective embodiments may be appropriately combined or changed within a range not departing from the gist of the present invention.

[実施形態1]
実施形態1に係る電池システムは、充電によって再使用可能な電極カートリッジと、上記電極カートリッジを取り付けた状態で放電をおこなう放電槽と、放電後の上記電極カートリッジを取り付けた状態で充電をおこなう充電槽とを有し、上記電極カートリッジは、放電許可状態又は放電不許可状態を表す認証情報を格納する記憶部を有し、上記放電槽は、上記記憶部に格納された上記認証情報を読み取り、上記放電許可状態である場合に放電を許可し、上記放電不許可状態である場合に放電を阻止する処理を実行する第一の認証部を有することを特徴とする。
[Embodiment 1]
The battery system according to the first embodiment includes an electrode cartridge that can be reused by charging, a discharge tank that discharges with the electrode cartridge attached, and a charging tank that charges with the electrode cartridge after discharge attached The electrode cartridge has a storage unit that stores authentication information indicating a discharge permission state or a discharge non-permission state, and the discharge tank reads the authentication information stored in the storage unit, It has the 1st certification | authentication part which performs the process which permits discharge when it is a discharge permission state, and blocks | disconnects discharge when it is the said discharge disapproval state, It is characterized by the above-mentioned.

以下、実施形態1に係る電池システムについて、図面を参照して説明する。最初に、電池システムの概要について説明し、続いて、電池システムの一例として、メカニカル充電方式の金属空気電池に適用した場合の構成について詳細に説明する。なお、本発明の電池システムは、再生可能・交換可能な消耗品を利用する電池に好適に適用され、金属空気電池の他、燃料電池等に適用することができる。 Hereinafter, the battery system according to Embodiment 1 will be described with reference to the drawings. First, an outline of the battery system will be described, and then, a configuration when applied to a mechanically charged metal-air battery as an example of the battery system will be described in detail. Note that the battery system of the present invention is preferably applied to a battery that uses a recyclable / replaceable consumable, and can be applied to a fuel cell or the like in addition to a metal-air battery.

<電池システムの概要>
図1は、実施形態1の電池システムの全体構成を示すブロック図である。本実施形態の電池システムは、電極カートリッジと、電極カートリッジを取り付けて放電をおこなう放電槽と、放電後の電極カートリッジを取り付けて充電をおこなう充電槽とを有する。
<Outline of battery system>
FIG. 1 is a block diagram illustrating the overall configuration of the battery system according to the first embodiment. The battery system of this embodiment includes an electrode cartridge, a discharge tank that attaches the electrode cartridge to perform discharge, and a charge tank that attaches and discharges the electrode cartridge after discharge.

上記電極カートリッジは、電池の負極として機能する電極活物質を少なくとも含む交換式の部材であり、放電槽及び充電槽にそれぞれ取り付け可能である。電解液が入れられた放電槽に電極カートリッジを取り付けると、電池が構成され、放電可能な状態となる。放電によって負極の電極活物質は酸化される。放電後の電極カートリッジを放電槽から取り外し、充電槽に取り付けると、酸化された電極活物質の還元、すなわち充電がおこなわれる。充電後の電極カートリッジは、再び放電槽に取り付けて放電させることができる。電極カートリッジは、集電体を含んでいてもよい。電極活物質及び集電体は、一般的な電池に利用されるものを用いることができる。 The electrode cartridge is a replaceable member including at least an electrode active material that functions as a negative electrode of a battery, and can be attached to a discharge tank and a charging tank, respectively. When the electrode cartridge is attached to the discharge tank in which the electrolytic solution is placed, the battery is configured and can be discharged. The negative electrode active material is oxidized by the discharge. When the discharged electrode cartridge is removed from the discharge tank and attached to the charge tank, the oxidized electrode active material is reduced, that is, charged. The charged electrode cartridge can be attached to the discharge tank again and discharged. The electrode cartridge may include a current collector. As the electrode active material and the current collector, those used for general batteries can be used.

上記電極カートリッジは、更に、放電許可状態(OK)又は放電不許可状態(NG)を表す認証情報を保存する記憶部を備える。認証情報は、放電許可状態又は放電不許可状態を識別させるものであり、コンピュータによる処理が可能な電子的情報である。記憶部は、電子的情報を保存可能なハードウエア資源により構成される。実施形態1の電池システムでは、認証情報が放電許可状態であれば、放電槽での放電が許可され、放電不許可状態であれば、放電槽での放電が阻止される。また、放電許可状態又は放電不許可状態を識別させることにより、放電槽での放電の制御をおこなうだけでなく、充電槽での充電の制御をおこなうことも可能であり、放電許可状態であれば、充電槽での充電を阻止し、放電不許可状態であれば、充電槽での充電を許可することとしてもよい。すなわち、記憶部に格納した認証情報を放電許可状態と放電不許可状態との間で遷移させることによって、電極カートリッジの利用を管理することができる。 The electrode cartridge further includes a storage unit that stores authentication information indicating a discharge permission state (OK) or a discharge non-permission state (NG). The authentication information is electronic information that identifies a discharge permission state or a discharge disapproval state and can be processed by a computer. The storage unit is configured by hardware resources capable of storing electronic information. In the battery system of the first embodiment, if the authentication information is in the discharge permitted state, discharge in the discharge tank is permitted, and if the authentication information is in the discharge not permitted state, discharge in the discharge tank is blocked. Also, by identifying the discharge permission state or the discharge non-permission state, it is possible not only to control the discharge in the discharge tank, but also to control the charge in the charge tank. If charging in the charging tank is prevented and discharging is not permitted, charging in the charging tank may be permitted. That is, the use of the electrode cartridge can be managed by transitioning the authentication information stored in the storage unit between the discharge permission state and the discharge non-permission state.

上記認証情報は、放電許可状態又は放電不許可状態を識別させることができれば、情報の形式は特に限定されず、例えば、「OK」と「NG」のような2値の情報であってもよいし、電極カートリッジの履歴を記録したログファイルであってもよい。ログファイルを用いる方式としては、放電(使用)又は充電が終わった段階で、ログファイルの末端にその状態情報(「放電(使用)済み」又は「充電済み」)を記録し、認証時にはログファイルの末端情報を検出する方式が挙げられる。ログファイルを用いる利点としては、ある一定回数の充電−放電サイクルを繰り返し、これ以上再生できない回数に到達した際に、負極を廃棄するタイミングを知ることが可能となる。 The authentication information is not particularly limited as long as the discharge permission state or the discharge non-permission state can be identified. For example, the authentication information may be binary information such as “OK” and “NG”. Alternatively, it may be a log file that records the history of the electrode cartridge. As a method using a log file, when discharge (use) or charge is completed, the status information (“discharge (use)” or “charged”) is recorded at the end of the log file. A method for detecting the end information of the. As an advantage of using the log file, it is possible to know the timing of discarding the negative electrode when a certain number of charge-discharge cycles are repeated and the number of times that the reproduction cannot be performed is reached.

上記放電槽は、正極を備え、槽内に電解液が保持される。電解液を入れた放電槽に、未使用又は充電後の電極カートリッジを取り付けることによって、電池として機能する(放電可能な状態となる)。 The discharge tank includes a positive electrode, and an electrolytic solution is held in the tank. By attaching an unused or charged electrode cartridge to the discharge tank containing the electrolytic solution, it functions as a battery (becomes a dischargeable state).

上記放電槽は、更に、電極カートリッジの記憶部に記憶された認証情報を認証する第一の認証部を有する。第一の認証部は、認証情報が放電許可状態である場合に放電を許可し、放電不許可状態である場合に放電を阻止する処理を実行するものである。第一の認証部は、電子的情報を処理可能なハードウエア資源により構成される。これによって、放電槽に挿入された電極カートリッジが純正品等の使用可能なものであることを確認した場合のみに、放電を開始させることができる。 The discharge tank further includes a first authentication unit that authenticates authentication information stored in the storage unit of the electrode cartridge. The first authenticating unit executes a process of permitting discharge when the authentication information is in a discharge permitted state and blocking discharge when the authentication information is in a discharge not permitted state. The first authentication unit is configured by hardware resources that can process electronic information. As a result, the discharge can be started only when it is confirmed that the electrode cartridge inserted into the discharge tank is usable, such as a genuine product.

また、上記放電槽は、電極カートリッジが放電槽に挿入されたこと、放電が完了したこと等の情報を検出する第一の検出部と、第一の検出部が検出した情報を基に、記憶部の認証情報を書き替える指令を送る第一の入力部とを備える。なお、第一の検出部の構成については、後で詳しく説明する。第一の入力部は、電子的情報を処理可能なハードウエア資源により構成される。第一の検出部及び/又は第一の入力部は、電極カートリッジに設けられてもよい。更に、放電槽は、第一の認証部が放電不可と判断した場合に機能する、絶縁機構、ブザーや音声出力装置等のエラー通知音発生機構、液晶ディスプレイやLEDランプ等のエラー表示部を備えてもよい。 In addition, the discharge tank stores a first detection unit that detects information such as the electrode cartridge being inserted into the discharge tank and the completion of the discharge, and the information detected by the first detection unit. A first input unit that sends a command to rewrite the authentication information of the unit. The configuration of the first detection unit will be described in detail later. The first input unit is configured by hardware resources capable of processing electronic information. The first detection unit and / or the first input unit may be provided in the electrode cartridge. Furthermore, the discharge tank includes an insulating mechanism, an error notification sound generating mechanism such as a buzzer or a sound output device, and an error display unit such as a liquid crystal display or an LED lamp, which function when the first authentication unit determines that discharging is impossible. May be.

上記充電槽は、正極(充電極)を備え、槽内に電解液が保持される。電解液を入れた充電槽に、放電後の電極カートリッジを取り付けることによって充電(負極の還元)がおこなわれる。充電後の電極カートリッジは、電池の負極として再使用可能な状態になる。 The charging tank includes a positive electrode (charging electrode), and an electrolytic solution is held in the tank. Charging (reduction of the negative electrode) is performed by attaching the discharged electrode cartridge to the charging tank containing the electrolytic solution. The charged electrode cartridge becomes reusable as the negative electrode of the battery.

また、上記充電槽は、電極カートリッジが充電槽に挿入されたこと、充電が完了したこと等の情報を検出する第二の検出部と、第二の検出部が検出した情報を基に、記憶部の認証情報を書き替える指令を送る第二の入力部とを備える。なお、第二の検出部の構成については、後で詳しく説明する。第二の入力部は、電子的情報を処理可能なハードウエア資源により構成される。第二の検出部及び/又は第二の入力部は、電極カートリッジに設けられてもよい。更に、充電槽は、電極カートリッジの記憶部に記憶された認証情報を認証する第二の認証部(図1中に図示せず)を有していてもよい。第二の認証部は、電子的情報を処理可能なハードウエア資源により構成される。また、充電槽は、第二の認証部が充電不可と判断した場合に機能する、絶縁機構、ブザーや音声出力装置等のエラー通知音発生機構、液晶ディスプレイやLEDランプ等のエラー表示部を備えてもよい。 The charging tank stores a second detection unit that detects information such as that the electrode cartridge has been inserted into the charging tank and that charging has been completed, and information detected by the second detection unit. A second input unit for sending a command to rewrite the authentication information of the unit. The configuration of the second detection unit will be described in detail later. The second input unit is configured by hardware resources capable of processing electronic information. The second detection unit and / or the second input unit may be provided in the electrode cartridge. Furthermore, the charging tank may have a second authentication unit (not shown in FIG. 1) for authenticating authentication information stored in the storage unit of the electrode cartridge. The second authentication unit is composed of hardware resources that can process electronic information. In addition, the charging tank includes an insulating mechanism, an error notification sound generating mechanism such as a buzzer or a sound output device, an error display unit such as a liquid crystal display or an LED lamp, which functions when the second authentication unit determines that charging is not possible. May be.

なお、電極カートリッジ、放電槽及び充電槽は、無線通信手段を備えることが好ましい。無線通信手段によって、電極カートリッジ、放電槽、充電槽の間で相互に電子的情報の参照、書き換え等をおこなうことができる。 In addition, it is preferable that an electrode cartridge, a discharge tank, and a charging tank are provided with a wireless communication means. By wireless communication means, electronic information can be referred to, rewritten, etc. between the electrode cartridge, the discharge tank, and the charging tank.

<電池システムの動作フロー>
次に、実施形態1の電池システムの動作フローを図2及び図3のフローチャートを参照して説明する。
<Battery system operation flow>
Next, the operation flow of the battery system of Embodiment 1 will be described with reference to the flowcharts of FIGS.

図2は、実施形態1における、充電済みの電極カートリッジを放電槽に取り付けたときの認証フロー(放電槽処理フロー)を示したフローチャートである。放電槽処理フローは、電極カートリッジが放電槽に挿入されたことを第一の検出部が検出することで開始する。なお、第一の検出部による検出方法については、後で詳しく説明する。電極カートリッジが放電槽に挿入されると、電極カートリッジの負極は、放電槽が収容する電解液と接触する。また、放電槽の第一の認証部と、電極カートリッジの記憶部を通信接続させる(ステップS11)。放電槽は第一の認証部により、電極カートリッジの記憶部に保存された認証情報を参照し、認証情報を確認する(ステップS12)。第一の認証部が確認した認証情報が放電許可状態(OK)であれば、電極カートリッジを適合品と判断し、放電を開始する(ステップS13)。通常では、電極カートリッジが正規の製品であり、かつ、充電済み又は未使用の使用可能な状態にある場合に、認証情報は放電許可状態とされている。一方、認証情報が放電不許可状態(NG)である、又は、認証情報が確認できない場合には、不適合品と判定し、電極カートリッジが利用できないように、放電槽を放電できない状態にする(ステップS14)。放電できない状態にする方法としては特に限定されず、例えば、放電槽の空気極を電極カートリッジの負極と絶縁させる、放電槽から電解液を廃液する等の方法が挙げられる。また、放電槽は、不適合品と判定した場合に、放電槽が備えた警報機でブザー音を出す、放電不可である旨を画面に表示する等の通知をおこなうことが好ましい。 FIG. 2 is a flowchart showing an authentication flow (discharge tank treatment flow) when the charged electrode cartridge is attached to the discharge tank in the first embodiment. The discharge tank processing flow starts when the first detection unit detects that the electrode cartridge has been inserted into the discharge tank. The detection method by the first detection unit will be described in detail later. When the electrode cartridge is inserted into the discharge tank, the negative electrode of the electrode cartridge comes into contact with the electrolyte contained in the discharge tank. Further, the first authentication unit of the discharge tank and the storage unit of the electrode cartridge are connected for communication (step S11). The discharge tank refers to the authentication information stored in the storage unit of the electrode cartridge by the first authentication unit and confirms the authentication information (step S12). If the authentication information confirmed by the first authentication unit is in the discharge permission state (OK), the electrode cartridge is determined to be a compatible product, and discharge is started (step S13). Normally, the authentication information is in a discharge permission state when the electrode cartridge is a legitimate product and is in a charged or unused usable state. On the other hand, if the authentication information is in a discharge disapproval state (NG) or the authentication information cannot be confirmed, it is determined as a non-conforming product, and the discharge tank cannot be discharged so that the electrode cartridge cannot be used (step) S14). There are no particular limitations on the method for making the discharge impossible, and examples thereof include a method in which the air electrode of the discharge tank is insulated from the negative electrode of the electrode cartridge, and the electrolytic solution is discharged from the discharge tank. In addition, when it is determined that the discharge tank is a non-conforming product, it is preferable to make a notification such as making a buzzer sound with an alarm provided in the discharge tank or displaying on the screen that discharge is impossible.

放電開始後に、第一の検出部では負極が電解液に接触したか否かを検出する(ステップS15)。検出が成功しなかったときには、上記ステップS12の認証情報の確認に戻る。一方、検出が成功したときには、第一の入力部が認証情報を放電許可状態から放電不許可状態に書き替える(ステップS16)。なお、上記ステップS16の実施タイミングは特に限定されず、例えば、放電開始と同時であってもよいし、電解液から電極カートリッジを抜き出すタイミングであってもよい。放電が完了すると、電極カートリッジを放電槽から取り出し、充電槽へ運ぶ(ステップS17)。 After the start of discharge, the first detection unit detects whether or not the negative electrode has come into contact with the electrolytic solution (step S15). If the detection is not successful, the process returns to the confirmation of the authentication information in step S12. On the other hand, when the detection is successful, the first input unit rewrites the authentication information from the discharge permission state to the discharge non-permission state (step S16). In addition, the implementation timing of said step S16 is not specifically limited, For example, it may be simultaneous with the start of discharge, and may be the timing which extracts an electrode cartridge from electrolyte solution. When the discharge is completed, the electrode cartridge is taken out from the discharge tank and carried to the charge tank (step S17).

図3は、実施形態1における、放電済みの電極カートリッジを充電槽に取り付けたときの認証フロー(充電槽処理フロー)を示したフローチャートである。充電槽処理フローは、放電槽処理フロー終了後、放電槽から回収した放電済みの電極カートリッジが充電槽に挿入されたことを第二の検出部が検出することで開始する。このとき、電極カートリッジの負極は、充電槽が収容する電解液と接触する。また、充電槽の第二の入力部と、電極カートリッジの記憶部を通信接続させる(ステップS21)。続いて、放電済みの電極カートリッジの充電を開始する(ステップS22)。第二の検出部が負極の充電を検出すると、第二の入力部が電極カートリッジの記憶部に記憶されている認証情報を放電不許可状態から放電許可状態に書き替える(ステップS23)。これにより、次回の放電槽処理フローにおいて放電することが可能になる。なお、上記ステップS23の実施タイミングは特に限定されず、例えば、充電開始と同時であってもよいし、電解液から電極カートリッジを抜き出すタイミングであってもよい。そして、充電が完了すると、電極カートリッジを充電槽から取り出し、放電槽へ運ぶ(ステップS24)。なお、第二の検出部及び第二の入力部は、充電槽に設けてもよいが、電極カートリッジに設けることも可能である。 FIG. 3 is a flowchart showing an authentication flow (charging tank processing flow) when the discharged electrode cartridge is attached to the charging tank in the first embodiment. The charging tank processing flow starts when the second detection unit detects that the discharged electrode cartridge recovered from the discharging tank is inserted into the charging tank after the discharge tank processing flow is completed. At this time, the negative electrode of the electrode cartridge is in contact with the electrolytic solution accommodated in the charging tank. In addition, the second input unit of the charging tank and the storage unit of the electrode cartridge are connected for communication (step S21). Subsequently, charging of the discharged electrode cartridge is started (step S22). When the second detection unit detects charging of the negative electrode, the second input unit rewrites the authentication information stored in the storage unit of the electrode cartridge from the discharge non-permitted state to the discharge permitted state (step S23). Thereby, it becomes possible to discharge in the next discharge tank processing flow. The execution timing of step S23 is not particularly limited. For example, it may be simultaneous with the start of charging, or may be a timing for extracting the electrode cartridge from the electrolytic solution. When the charging is completed, the electrode cartridge is taken out from the charging tank and carried to the discharging tank (step S24). In addition, although a 2nd detection part and a 2nd input part may be provided in a charging tank, it is also possible to provide in an electrode cartridge.

以上の本実施形態の電池システムによれば、海賊版作製業者(不正業者)が製造又は再生した電極カートリッジ(海賊版製品)の排除が可能となる。不適合品を使用できないようにすることで、電池の寿命を延ばすことができる。また、設計通りの放電容量を得ることができる。 According to the battery system of the present embodiment described above, it is possible to exclude electrode cartridges (pirated products) manufactured or regenerated by a pirated manufacturer (unauthorized company). By preventing the use of nonconforming products, the battery life can be extended. Moreover, the discharge capacity as designed can be obtained.

<金属空気電池>
本実施形態の電池システムは、電極カートリッジ、放電槽及び充電槽の組合せを備えることから、例えば、メカニカル充電方式の金属空気電池に好適である。金属空気電池は、電解液と、電池の正極としての空気極と、電池の負極としての金属電極(電極活物質)とを有する電池である。メカニカル充電方式では、電池の負極がカートリッジ化されており、放電後の金属空気電池において、放電槽から電極カートリッジを取り外し、取り外した電極カートリッジを充電槽で再生(還元処理)する。図4は、電極カートリッジが取り付けられた放電槽(金属空気電池の放電時)の構成の一例を示した断面模式図であり、図5は、電極カートリッジが取り付けられた充電槽(充電時)の構成の一例を示した断面模式図である。以下、図4及び図5に基づき、メカニカル充電方式の金属空気電池について説明する。
<Metal-air battery>
Since the battery system of this embodiment includes a combination of an electrode cartridge, a discharge tank, and a charging tank, it is suitable for, for example, a mechanically charged metal-air battery. A metal-air battery is a battery having an electrolytic solution, an air electrode as a positive electrode of the battery, and a metal electrode (electrode active material) as a negative electrode of the battery. In the mechanical charging method, the negative electrode of the battery is formed into a cartridge. In the metal-air battery after discharge, the electrode cartridge is removed from the discharge tank, and the removed electrode cartridge is regenerated (reduced) in the charge tank. FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing an example of the configuration of the discharge tank (when discharging the metal-air battery) to which the electrode cartridge is attached, and FIG. 5 is a diagram of the charging tank (when charging) to which the electrode cartridge is attached. It is the cross-sectional schematic diagram which showed an example of the structure. Hereinafter, the metal-air battery of the mechanical charging method will be described with reference to FIGS. 4 and 5.

(電極カートリッジ)
電極カートリッジは、金属電極11aを備えた交換式の部材である。金属空気電池21の使用時には、放電槽(電池筐体)に取り付けられる。
(Electrode cartridge)
The electrode cartridge is a replaceable member provided with a metal electrode 11a. When the metal-air battery 21 is used, it is attached to a discharge tank (battery casing).

金属電極11aは、金属空気電池21の負極として機能する電極活物質を少なくとも含有し、集電体(集電構造)を含有してもよい。電極活物質としては、例えば、亜鉛、リチウム、ナトリウム、カルシウム、マグネシウム、アルミニウム、鉄、コバルト、カドミウム、パラジウム等の金属、それら金属の合金、又は、それら金属や合金を含む混合物が挙げられる。なかでも、亜鉛が電極活物質として好適に用いられる。また、金属電極11aは、電極活物質の酸化物を含むものであってもよい。ただし、電極活物質の酸化物は、放電に寄与しない。 The metal electrode 11a contains at least an electrode active material that functions as the negative electrode of the metal-air battery 21, and may contain a current collector (current collection structure). Examples of the electrode active material include metals such as zinc, lithium, sodium, calcium, magnesium, aluminum, iron, cobalt, cadmium, and palladium, alloys of these metals, or mixtures containing these metals and alloys. Among these, zinc is preferably used as the electrode active material. The metal electrode 11a may include an oxide of an electrode active material. However, the oxide of the electrode active material does not contribute to the discharge.

金属電極11aは、必要に応じて、添加剤が添加されてもよい。例えば、亜鉛を主成分とする金属電極11aを用いる場合には、インジウム、ビスマス、アルミニウム、カルシウム等の添加剤を加えることにより、金属電極11aが自己腐食することを抑制することができる。 An additive may be added to the metal electrode 11a as necessary. For example, when the metal electrode 11a mainly composed of zinc is used, it is possible to prevent the metal electrode 11a from self-corrosion by adding an additive such as indium, bismuth, aluminum, or calcium.

金属電極11aは、放電槽内の電解液15と直接接触してもよいが、金属電極11aと電解液15の間に、イオン伝導可能なセパレータが設けられていてもよい。すなわち、電極カートリッジは、金属電極11aを覆うセパレータを有していてもよい。セパレータは、耐電解液性とイオン伝導性を有すればよく、固体電解質、多孔性樹脂の膜や不織布を用いることができる。固体電解質としては、例えば、イオン伝導性セラミック、イオン伝導性ガラスが挙げられる。多孔性樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロン6、ナイロン66、ポリオレフィン、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール系材料、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)が挙げられる。電解液15の流通が良くなるようにセパレータは親水化処理されていることが好ましい。多孔性樹脂には、亜鉛塩やリチウム塩等の電解質塩を分散させることでイオン伝導性を向上させてもよい。 The metal electrode 11a may be in direct contact with the electrolytic solution 15 in the discharge tank, but an ion conductive separator may be provided between the metal electrode 11a and the electrolytic solution 15. That is, the electrode cartridge may have a separator that covers the metal electrode 11a. The separator only needs to have resistance to electrolytic solution and ion conductivity, and a solid electrolyte, a porous resin film, or a nonwoven fabric can be used. Examples of the solid electrolyte include an ion conductive ceramic and an ion conductive glass. Examples of the porous resin include polyethylene, polypropylene, nylon 6, nylon 66, polyolefin, polyvinyl acetate, polyvinyl alcohol-based material, and polytetrafluoroethylene (PTFE). The separator is preferably hydrophilized so that the flow of the electrolytic solution 15 is improved. Ion conductivity may be improved by dispersing an electrolyte salt such as a zinc salt or a lithium salt in the porous resin.

電極活物質は、金属空気電池21の放電反応により電子を放出し、電解液15中に溶解した後、金属酸化物、金属水酸化物等の金属化合物になって析出する。例えば、電極活物質が亜鉛である場合には、電池反応の進行とともに亜鉛が酸化され、放電に寄与しない酸化亜鉛が生成する。したがって、使用期限を超えた電極カートリッジは、新たな電極カートリッジに交換する。これにより、金属空気電池21を連続的に稼働させることができる。 The electrode active material emits electrons by the discharge reaction of the metal-air battery 21 and dissolves in the electrolytic solution 15, and then deposits as a metal compound such as a metal oxide or metal hydroxide. For example, when the electrode active material is zinc, zinc is oxidized as the battery reaction proceeds, and zinc oxide that does not contribute to discharge is generated. Therefore, the electrode cartridge that has passed the expiration date is replaced with a new electrode cartridge. Thereby, the metal air battery 21 can be operated continuously.

放電後の電極カートリッジは、充電槽31において再利用のための充電処理が行われる。すなわち、電極カートリッジは、放電槽(電池筐体)及び充電槽31の両方に適合するものである。充電処理は、電極カートリッジの酸化された電極活物質を還元し、放電槽での放電が可能な状態に戻す処理である。具体的には、充電槽31中に電解液17を入れ、電極活物質の還元に適した金属で形成された充電極(正極)16と、放電後の電極カートリッジ(充電時の負極11b)とを電解液17に漬けることにより、還元反応を生じさせる。充電処理によって再生された電極カートリッジは、放電槽で再使用される。 The electrode cartridge after discharge is charged in the charging tank 31 for reuse. That is, the electrode cartridge is suitable for both the discharge tank (battery casing) and the charging tank 31. The charging process is a process for reducing the oxidized electrode active material of the electrode cartridge and returning it to a state in which discharge in the discharge tank is possible. Specifically, the electrolytic solution 17 is put in the charging tank 31, and the charging electrode (positive electrode) 16 formed of a metal suitable for reduction of the electrode active material, and the electrode cartridge after discharging (the negative electrode 11b during charging) Is immersed in the electrolytic solution 17 to cause a reduction reaction. The electrode cartridge regenerated by the charging process is reused in the discharge tank.

(放電槽)
金属空気電池21は、放電槽(電池筐体)に充電後の電極カートリッジを取り付けた状態で放電可能な状態になる。金属空気電池21の負極(アノード)は、電極カートリッジに設けられた金属電極(電極活物質)11aである。金属空気電池21の正極(カソード)は、放電槽に設けられた空気極12である。
(Discharge tank)
The metal-air battery 21 is in a dischargeable state with the charged electrode cartridge attached to the discharge tank (battery casing). The negative electrode (anode) of the metal-air battery 21 is a metal electrode (electrode active material) 11a provided in the electrode cartridge. The positive electrode (cathode) of the metal-air battery 21 is the air electrode 12 provided in the discharge tank.

放電槽は、電解液15を保持する容器であり、空気極12を備える。放電槽は、電解液15に対する耐食性を有する材料で形成されたものであることが好ましい。電解液15は、溶媒に電解質が溶解しイオン導電性を有する液体である。電解液15の種類は、金属電極11aを構成する電極活物質の種類によって選択すればよく、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。 The discharge tank is a container that holds the electrolytic solution 15 and includes the air electrode 12. The discharge tank is preferably made of a material having corrosion resistance to the electrolyte solution 15. The electrolytic solution 15 is a liquid having an ionic conductivity in which an electrolyte is dissolved in a solvent. The type of the electrolytic solution 15 may be selected according to the type of the electrode active material constituting the metal electrode 11a, and may be an electrolytic solution (aqueous electrolyte solution) using an aqueous solvent, or an electrolytic solution (organic) using an organic solvent. Electrolyte solution).

例えば、亜鉛空気電池、アルミニウム空気電池、鉄空気電池の場合、電解液15には、水酸化ナトリウム水溶液、水酸化カリウム水溶液等のアルカリ性水溶液を用いることができる。マグネシウム空気電池の場合、電解液15には塩化ナトリウム水溶液等の中性水溶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。 For example, in the case of a zinc-air battery, an aluminum-air battery, or an iron-air battery, an alkaline aqueous solution such as an aqueous sodium hydroxide solution or an aqueous potassium hydroxide solution can be used as the electrolyte solution 15. In the case of a magnesium air battery, the electrolyte solution 15 can be a neutral aqueous solution such as a sodium chloride aqueous solution. In the case of a lithium metal battery, a sodium air battery, or a calcium air battery, an organic electrolyte can be used.

また、放電槽は、弁(バルブ)等の電解液15を排出させる機構が設けられていてもよい。例えば、放電槽中の電解液15は、バルブが閉じられた状態では放電槽に保持され、バルブが開かれた状態では放電槽から排出される。 Moreover, the discharge tank may be provided with a mechanism for discharging the electrolyte solution 15 such as a valve. For example, the electrolytic solution 15 in the discharge tank is held in the discharge tank when the bulb is closed, and is discharged from the discharge tank when the bulb is opened.

放電槽内には、隔壁が設けられてもよい。隔壁により、放電槽内には、金属電極11aと空気極12が対向する反応領域と、隔壁によって反応領域から隔てられた溝領域が設けられる。隔壁は、放電槽内の上端には達しておらず、反応領域と溝領域とは、放電槽内の上方で連通している。また、溝領域には、電解液15を排出させる機構が設けられる。このような構成とすることで、反応領域において電解液15の液面が隔壁の上端を超えたときには、電解液15が排出されるので、放電槽への電解液15の流入量と流出量を一致させなくても、電解液15が放電槽の上部から溢れ出すことを防止できる。 A partition wall may be provided in the discharge tank. Due to the partition walls, a reaction region where the metal electrode 11a and the air electrode 12 face each other and a groove region separated from the reaction region by the partition walls are provided in the discharge tank. The partition wall does not reach the upper end in the discharge vessel, and the reaction region and the groove region communicate with each other above the discharge vessel. Further, a mechanism for discharging the electrolytic solution 15 is provided in the groove region. With such a configuration, when the liquid level of the electrolytic solution 15 exceeds the upper end of the partition wall in the reaction region, the electrolytic solution 15 is discharged, so that the inflow amount and the outflow amount of the electrolytic solution 15 into the discharge tank are reduced. Even if it does not make it correspond, it can prevent that the electrolyte solution 15 overflows from the upper part of a discharge tank.

また、放電槽から排出された電解液15が貯められる回収槽や、放電槽へ投入される電解液15が貯められる供給槽が放電槽に接続されてもよい。 In addition, a recovery tank in which the electrolytic solution 15 discharged from the discharge tank is stored, and a supply tank in which the electrolytic solution 15 put into the discharge tank is stored may be connected to the discharge tank.

空気極12は、大気中の酸素ガスと水と電子から水酸化物イオン(OH)を生成する電極である。金属電極11aと同様に、放電槽中に、電極面が重力方向に対して平行となるように設けられていることが好ましい。また、金属電極11aの電極面と空気極12の電極面とは、互いに対向していることが好ましい。 The air electrode 12 is an electrode that generates hydroxide ions (OH ) from oxygen gas, water, and electrons in the atmosphere. As with the metal electrode 11a, it is preferable that the electrode surface be provided in the discharge tank so as to be parallel to the direction of gravity. The electrode surface of the metal electrode 11a and the electrode surface of the air electrode 12 are preferably opposed to each other.

空気極12は、例えば、導電性の多孔性担体と該多孔性担体に担持された空気極触媒とを含む構成からなる。このような構成によれば、空気極触媒上に、酸素ガスと水と電子を共存させることができ、電極反応を効率よく進行させることができる。空気極触媒は、微粒子状にして多孔性担体に担持させることが好ましい。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15から供給されてもよい。 The air electrode 12 includes, for example, a configuration including a conductive porous carrier and an air electrode catalyst supported on the porous carrier. According to such a configuration, oxygen gas, water, and electrons can coexist on the air electrode catalyst, and the electrode reaction can proceed efficiently. The air electrode catalyst is preferably supported in the form of fine particles and supported on a porous carrier. The water used for the electrode reaction may be supplied from the atmosphere or may be supplied from the electrolytic solution 15.

多孔性担体としては、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;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ができる。アセチレンブラックとしては、例えば、電気化学工業社製のデンカブラック(登録商標)を用いることができる。
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。
また、空気極12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。
Examples of porous carriers include carbon black such as acetylene black, furnace black, channel black, and ketjen black; conductive carbon particles such as graphite and activated carbon; vapor grown carbon fiber (VGCF), carbon nanotube, and carbon nanowire. Carbon fibers such as can be used. For example, Denka Black (registered trademark) manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd. can be used as acetylene black.
The porous carrier may be surface-treated so that a cationic group exists as a fixed ion on the surface thereof. As a result, hydroxide ions can be conducted on the surface of the porous carrier, so that the hydroxide ions generated on the air electrode catalyst can easily move.
The air electrode 12 may have an anion exchange resin supported on a porous carrier. Thereby, since hydroxide ions can be conducted through the anion exchange resin, the hydroxide ions generated on the air electrode catalyst are easily moved.

空気極触媒としては、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、マンガン等の金属;これらの金属原子を含む金属化合物;これらの金属の2種以上を含む合金を用いることができる。上記金属化合物としては、マンガン酸化物を好適に用いることができる。上記合金としては、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、鉄−コバルト−ニッケル合金を好適に用いることができる。 Examples of the air electrode catalyst include metals such as platinum, iron, cobalt, nickel, palladium, silver, ruthenium, iridium, molybdenum and manganese; metal compounds containing these metal atoms; alloys containing two or more of these metals Can be used. As the metal compound, a manganese oxide can be preferably used. The alloy is preferably an alloy containing at least two of platinum, iron, cobalt, and nickel. For example, platinum-iron alloy, platinum-cobalt alloy, iron-cobalt alloy, cobalt-nickel alloy, iron-nickel An alloy and an iron-cobalt-nickel alloy can be preferably used.

空気極12は、大気に直に接して設けられてもよいし、空気流路13に接して設けてもよい。空気流路13が設けられる場合、空気流路13に加湿された空気を流すことにより、空気極12に酸素ガスだけでなく水を供給できる。空気流路13の設置方法は特に限定されず、例えば、空気極12の電解液15と接する側とは反対側に集電部材(図示せず)を配置し、この集電部材に形成してもよい。集電部材を介して空気極12と外部負荷とを電気的に接続すれば、金属空気電池21の電力を外部負荷に効率よく出力することができる。 The air electrode 12 may be provided in direct contact with the atmosphere or may be provided in contact with the air flow path 13. When the air flow path 13 is provided, not only oxygen gas but also water can be supplied to the air electrode 12 by flowing humidified air through the air flow path 13. The installation method of the air flow path 13 is not particularly limited. For example, a current collecting member (not shown) is disposed on the opposite side of the air electrode 12 from the side in contact with the electrolyte solution 15 and formed on the current collecting member. Also good. If the air electrode 12 and the external load are electrically connected via the current collecting member, the power of the metal-air battery 21 can be efficiently output to the external load.

空気極12は、電解液15とイオン伝導が可能であればよく、放電槽内の電解液15に接触するように空気極12が設けてられてもよいし、空気極12と電解液15との間にセパレータが設けられてもよい。空気極12と電解液15が直に接する場合には、空気極12で生成した水酸化物イオンが容易に電解液15へ移動することができる。また、空気極12における電極反応に必要な水が電解液15から空気極12に供給されやすくなる。一方、セパレータを設けることにより、空気極12と電解液15との間を移動するイオン種を限定することができる。セパレータは、アニオン交換膜であってもよい。このことにより、空気極12で発生した水酸化物イオンがアニオン交換膜を伝導し、電解液15へ移動することができ、かつ電解液15中の陽イオンが空気極12に移動するのを防止することができる。 The air electrode 12 only needs to be able to conduct ions with the electrolytic solution 15, and the air electrode 12 may be provided so as to be in contact with the electrolytic solution 15 in the discharge tank, or the air electrode 12, the electrolytic solution 15, A separator may be provided between the two. When the air electrode 12 and the electrolytic solution 15 are in direct contact with each other, hydroxide ions generated at the air electrode 12 can easily move to the electrolytic solution 15. Further, water necessary for the electrode reaction in the air electrode 12 is easily supplied from the electrolytic solution 15 to the air electrode 12. On the other hand, by providing the separator, the ion species moving between the air electrode 12 and the electrolyte solution 15 can be limited. The separator may be an anion exchange membrane. As a result, hydroxide ions generated in the air electrode 12 can be transferred to the electrolyte solution 15 through the anion exchange membrane, and the cations in the electrolyte solution 15 can be prevented from moving to the air electrode 12. can do.

放電槽には、金属空気電池21の電池残量をモニターするための電池残量検出部が設けられることが好ましい。電池残量検出部は、金属空気電池21と一体となっていてもよく、金属空気電池21の外部に、例えばHEMS(Home Energy Management System)として、別途設けられていてもよい。また、電池残量検出部は、金属空気電池21が発電することで生み出される電力によって動作してもよいし、金属空気電池21の発電による電力ではなく、別の電源から供給される電力によって動作してもよい。金属空気電池21の発電が停止した場合でも、動作できることから、別の電源から供給される電力によって動作することが好ましい。別の電源は、外部商用電源であってもよいし、蓄電池であってもよい。停電時等でも動作できることから、蓄電池が別の電源として好適に用いられる。蓄電池は外部商用電源の電力で充電されてもよいし、金属空気電池21の発電による電力で充電されてもよい。 The discharge tank is preferably provided with a battery remaining amount detection unit for monitoring the remaining amount of the metal-air battery 21. The battery remaining amount detection unit may be integrated with the metal-air battery 21, and may be separately provided outside the metal-air battery 21, for example, as HEMS (Home Energy Management System). Further, the battery remaining amount detection unit may be operated by electric power generated by the power generation by the metal-air battery 21, or operated by electric power supplied from another power source instead of electric power generated by the electric power generation by the metal-air battery 21. May be. Even when the power generation of the metal-air battery 21 is stopped, the metal-air battery 21 can operate, and therefore, it is preferable to operate with power supplied from another power source. Another power source may be an external commercial power source or a storage battery. A storage battery is preferably used as another power source because it can operate even during a power failure. The storage battery may be charged with electric power from an external commercial power source, or may be charged with electric power generated by the metal-air battery 21.

(充電槽)
充電槽31は、放電後の電極カートリッジを取り付けた状態で充電可能な状態になる。充電槽31は、電解液17を保持する容器であり、充電極(正極)16を備える。充電槽31に投入される電解液17は、放電槽に投入される電解液15と同種のものであってもよいし、異なる種類のものであってもよい。充電極16としては、充電時の負極11bとして機能する電極活物質の還元反応と対になる酸化反応が生じる材料であれば特に限定されず、例えば、ニッケル、ステンレス等を用いることができる。放電後の電極カートリッジにおいては、放電時の電極活物質が酸化されて生成した物質が、充電時の負極11bの電極活物質(充電時の電極活物質)となる。充電時の電極活物質としては、酸化亜鉛が好適に用いられる。充電時の負極11bは、酸化されていない電極活物質を含むものであってもよい。
(Charging tank)
The charging tank 31 is in a chargeable state with the discharged electrode cartridge attached. The charging tank 31 is a container that holds the electrolytic solution 17, and includes a charging electrode (positive electrode) 16. The electrolytic solution 17 put into the charging tank 31 may be the same type as the electrolytic solution 15 put into the discharge tank, or may be of a different type. The charging electrode 16 is not particularly limited as long as it is a material that causes an oxidation reaction paired with the reduction reaction of the electrode active material that functions as the negative electrode 11b during charging. For example, nickel, stainless steel, or the like can be used. In the electrode cartridge after discharge, the material generated by oxidizing the electrode active material during discharge becomes the electrode active material of the negative electrode 11b during charging (electrode active material during charging). As the electrode active material during charging, zinc oxide is preferably used. The negative electrode 11b during charging may include an electrode active material that is not oxidized.

[実施形態2]
実施形態2の電池システムは、放電不許可状態を解除するための解除信号を用いて充電槽において認証をおこなう点に特徴がある。以下、実施形態2の電池システムについて、その特徴事項の説明をおこない、実施形態1の電池システムと共通する事項の説明は省略する。
[Embodiment 2]
The battery system according to the second embodiment is characterized in that authentication is performed in the charging tank using a release signal for releasing the discharge disapproval state. Hereinafter, features of the battery system of the second embodiment will be described, and descriptions of matters common to the battery system of the first embodiment will be omitted.

図6は、実施形態2の電池システムの全体構成を示すブロック図である。図6に示したように、実施形態2では、解除信号(鍵情報)を認証するための第三の認証部が充電槽に設けられる。第三の認証部は、電子的情報を処理可能なハードウエア資源により構成され、上記第二の認証部を構成するハードウエア資源と一体的に構成されることが好ましい。図6中では、第二の認証部が第三の認証部を兼ねている。解除信号(鍵情報)は、コンピュータによる処理が可能な電子的情報であり、例えば、以下のものが挙げられる。
(1)各電極カートリッジに記憶されている識別情報。
(2)充電槽を正規に購入したユーザーが、販売者より付与されるライセンス・キー(充電をおこなうユーザーが有するパスワード、物理的な鍵を用いて読み出し可能な鍵情報、メモリ内に格納された鍵情報等)。
FIG. 6 is a block diagram illustrating an overall configuration of the battery system according to the second embodiment. As shown in FIG. 6, in the second embodiment, a third authentication unit for authenticating the release signal (key information) is provided in the charging tank. The third authentication unit is preferably configured by hardware resources capable of processing electronic information, and is configured integrally with the hardware resources configuring the second authentication unit. In FIG. 6, the second authentication unit also serves as the third authentication unit. The release signal (key information) is electronic information that can be processed by a computer, and examples thereof include the following.
(1) Identification information stored in each electrode cartridge.
(2) A user who has purchased a charging tank properly has a license key given by the seller (password stored by the user performing charging, key information that can be read using a physical key, and stored in memory. Key information).

上記(2)のライセンス・キーを用いる場合には、ライセンス・キーの接続スロット、メモリ内の鍵情報の読み出し装置が設けられてもよい。また、パスワードを用いる場合には、ユーザーがパスワードを入力するための入力装置等が充電槽に設けられていてもよいし、外部装置からパスワードを入力してもよい。 When the license key (2) is used, a license key connection slot and a key information reading device in the memory may be provided. Moreover, when using a password, the input device for a user to input a password may be provided in the charging tank, and a password may be input from an external device.

実施形態2における放電槽処理フローは、実施形態1のものと同じであるが、実施形態2における充電槽処理フローは、実施形態1のものと異なる。図7は、実施形態2における充電槽処理フローを示したフローチャートである。図7に示したように、実施形態2の充電槽処理フローは、実施形態1の充電槽処理フローに対して、解除信号(鍵情報)の有無を判定するステップが追加されている。 The discharge tank processing flow in the second embodiment is the same as that in the first embodiment, but the charging tank processing flow in the second embodiment is different from that in the first embodiment. FIG. 7 is a flowchart showing a charging tank processing flow in the second embodiment. As shown in FIG. 7, the charging tank processing flow of the second embodiment is added to the charging tank processing flow of the first embodiment in which a step of determining the presence / absence of a release signal (key information) is added.

実施形態2の充電槽処理フローは、放電槽から回収した放電済みの電極カートリッジ(負極)が充電槽に挿入されたことを第二の検出部が検出することで開始する。また、電極カートリッジの記憶部と、充電槽の第三の認証部を通信接続させる(ステップS31)。 The charging tank processing flow of Embodiment 2 starts when the second detection unit detects that the discharged electrode cartridge (negative electrode) collected from the discharging tank is inserted into the charging tank. In addition, the storage unit of the electrode cartridge and the third authentication unit of the charging tank are connected for communication (step S31).

続いて、第三の認証部において鍵情報の有無を判定する(ステップS32)。鍵情報が無い、又は、鍵情報が不適合と判断した場合、記憶部の認証情報を放電不許可状態(NG)のまま維持し、充電できない状態にする(ステップS33)。充電できない状態にする方法としては特に限定されず、例えば、充電槽の充電極と電極カートリッジの負極を絶縁させる、充電槽から電解液を廃液する等の方法が挙げられる。一方、鍵情報が適合すると判断した場合、上記実施形態1の充電槽処理フローと同様に、充電開始(ステップS34)、第二の入力部による認証情報の書き換え(ステップS35)、及び、充電完了(ステップS36)のフローがおこなわれる。 Subsequently, the third authentication unit determines whether or not there is key information (step S32). When it is determined that there is no key information or the key information is incompatible, the authentication information in the storage unit is maintained in the discharge non-permitted state (NG), and cannot be charged (step S33). There are no particular limitations on the method of making the battery unchargeable, and examples include a method of insulating the charging electrode of the charging tank and the negative electrode of the electrode cartridge, and draining the electrolyte from the charging tank. On the other hand, when it is determined that the key information is suitable, the charging start (step S34), the rewriting of the authentication information by the second input unit (step S35), and the charging completion, as in the charging tank processing flow of the first embodiment. The flow of (Step S36) is performed.

なお、図7に示したフローでは、上記ステップS33の後には充電はおこなわれないが、上記ステップS33の後に、記憶部の認証情報を放電不許可状態(NG)のまま維持したうえで、充電開始(ステップS34)に進み、認証情報の書き換え(ステップS35)を経由せずに、充電完了(ステップ36)までのフローがおこなわれてもよい。この場合、負極が充電されていても、記憶部の認証情報が放電不許可状態(NG)のまま維持されるので、充電後の電極カートリッジを放電槽に取り付けても、放電槽処理フローで不適合品と判断されるため、使用できない。したがって、解除信号(鍵情報)を有さない海賊版作製業者による再生品(海賊版製品)を排除することは可能である。 In the flow shown in FIG. 7, charging is not performed after step S33. However, after step S33, the authentication information in the storage unit is maintained in a discharge non-permitted state (NG), and charging is performed. The process may proceed to the start (step S34), and the flow up to the completion of charging (step 36) may be performed without going through the rewriting of the authentication information (step S35). In this case, even if the negative electrode is charged, the authentication information in the storage unit is maintained in the discharge non-permitted state (NG), so even if the charged electrode cartridge is attached to the discharge tank, it is incompatible with the discharge tank processing flow. Since it is judged as a product, it cannot be used. Therefore, it is possible to exclude a remanufactured product (pirated product) by a pirated manufacturer who does not have a release signal (key information).

以上の実施形態2の電池システムによれば、例えば、海賊版作製業者が、放電済みの負極を充電済みの状態に再生したとしても、充電槽に適合する解除信号(鍵情報)を有さなければ、認証情報を放電不許可状態(NG)から放電許可状態(OK)に更新することができない。したがって、放電槽処理フローで海賊版作製業者により再生された負極を不適合品と認識することができ、海賊版製品を排除することが可能となる。 According to the battery system of the second embodiment described above, for example, even if the pirated manufacturer regenerates the discharged negative electrode to a charged state, the pirated copy manufacturer has no release signal (key information) suitable for the charging tank. The authentication information cannot be updated from the discharge disapproval state (NG) to the discharge permission state (OK). Therefore, the negative electrode regenerated by the pirated copy manufacturer in the discharge tank processing flow can be recognized as a non-conforming product, and the pirated product can be eliminated.

[実施形態3]
実施形態3の電池システムは、電極カートリッジと放電槽の間の通信接続状態を監視すること、充電槽において認証情報の書き換えをおこなう前に充電完了を検出すること、及び、充電槽において第二の認証部による認証情報の確認をおこなうこと以外は、実施形態1の電池システムと同様である。
[Embodiment 3]
The battery system of Embodiment 3 monitors the communication connection state between the electrode cartridge and the discharge tank, detects the completion of charging before rewriting authentication information in the charge tank, and the second in the charge tank. The battery system is the same as that of the first embodiment except that authentication information is checked by an authentication unit.

図8は、実施形態3における放電槽処理フローを示したフローチャートである。実施形態3における放電槽処理フローは、電極カートリッジが放電槽に挿入されたことを第一の検出部が検出することで開始する(ステップS41)。続いて、記憶部と第一の認証部との間、記憶部と第一の入力部との間、及び、第一の入力部と第一の検出部との間で通信接続がおこなわれる(ステップS42)。上記ステップS42でおこなわれた各通信接続の可否を判定する(ステップS43)。いずれかの通信接続が確立されなければ、放電槽に取り付けられた電極カートリッジが不適合品である旨のエラー表示がおこなわれ、放電不可になる(ステップS44)。一方、すべての通信接続が確立されると、認証情報の確認がおこなわれる(ステップS45)。認証情報が放電不許可状態(NG)、又は、認証情報が確認できない場合には、放電槽に取り付けられた電極カートリッジが不適合品である旨のエラー表示がおこなわれ、放電不可になる(ステップS46)。一方、第一の認証部が確認した認証情報が放電許可状態(OK)であれば、電極カートリッジを適合品と判断し、放電を開始する(ステップS47)。 FIG. 8 is a flowchart showing a discharge tank treatment flow in the third embodiment. The discharge tank processing flow in the third embodiment starts when the first detection unit detects that the electrode cartridge has been inserted into the discharge tank (step S41). Subsequently, communication connection is performed between the storage unit and the first authentication unit, between the storage unit and the first input unit, and between the first input unit and the first detection unit ( Step S42). It is determined whether or not each communication connection performed in step S42 is possible (step S43). If any communication connection is not established, an error message indicating that the electrode cartridge attached to the discharge tank is a nonconforming product is displayed, and discharge is disabled (step S44). On the other hand, when all communication connections are established, authentication information is confirmed (step S45). If the authentication information is in a discharge disapproval state (NG) or if the authentication information cannot be confirmed, an error message indicating that the electrode cartridge attached to the discharge tank is a nonconforming product is displayed, and discharge is disabled (step S46). ). On the other hand, if the authentication information confirmed by the first authentication unit is in the discharge permission state (OK), the electrode cartridge is determined to be a compatible product, and discharge is started (step S47).

放電開始後に、再び、記憶部と第一の認証部との間、記憶部と第一の入力部との間、及び、第一の入力部と第一の検出部との間の各通信接続の可否を判定する(ステップS48)。いずれかの通信接続が確立されていなければ、放電槽に取り付けられた電極カートリッジが不適合品である旨のエラー表示がおこなわれ、放電不可になる(ステップS49)。一方、すべての通信接続が確立されていると、第一の検出部で負極が電解液に接触したか否かを検出する(ステップS50)。検出が成功しなかったときには、上記ステップS43の通信接続の可否判定に戻る。一方、検出が成功したときには、第一の入力部が認証情報を放電許可状態から放電不許可状態に書き替える(ステップS51)。なお、上記ステップS51の実施タイミングは特に限定されず、例えば、放電開始と同時であってもよいし、電解液から電極カートリッジを抜き出すタイミングであってもよい。放電が完了すると、電極カートリッジを放電槽から取り出し、充電槽へ運ぶ(ステップS52)。なお、上記ステップS48の通信接続の可否判定は、放電開始後に複数回又は継続して実施されてもよい。 Each communication connection between the storage unit and the first authentication unit, between the storage unit and the first input unit, and between the first input unit and the first detection unit again after the start of discharge. Is determined (step S48). If any communication connection is not established, an error message indicating that the electrode cartridge attached to the discharge tank is incompatible is displayed, and discharge is disabled (step S49). On the other hand, when all the communication connections are established, the first detection unit detects whether or not the negative electrode is in contact with the electrolytic solution (step S50). If the detection is not successful, the process returns to step S43 for determining whether or not the communication connection is possible. On the other hand, when the detection is successful, the first input unit rewrites the authentication information from the discharge permission state to the discharge non-permission state (step S51). In addition, the implementation timing of said step S51 is not specifically limited, For example, it may be simultaneous with the start of discharge, and may be the timing which extracts an electrode cartridge from electrolyte solution. When the discharge is completed, the electrode cartridge is taken out from the discharge tank and carried to the charge tank (step S52). Note that the determination of whether or not communication connection is possible in step S48 may be performed a plurality of times or continuously after the start of discharge.

図9は、実施形態3における充電槽処理フローを示したフローチャートである。実施形態3の充電槽処理フローは、放電槽から回収した放電済みの電極カートリッジが充電槽に挿入されたことを第二の検出部が検出することで開始する(ステップS61)。まず、電極カートリッジの記憶部と、充電槽の第二の入力部を通信接続させる(ステップS62)。続いて、充電槽は第二の認証部により、電極カートリッジの記憶部に保存された認証情報を参照し、認証情報を確認する(ステップS63)。第二の認証部が確認した認証情報が放電許可状態(OK)である、又は、認証情報が確認できない場合には、不適合品と判定し、充電できない状態にする(ステップS64)。一方、認証情報が放電不許可状態(NG)である場合には、放電済みの電極カートリッジの充電を開始する(ステップS65)。続いて、第二の検出部が負極の充電を検出する(ステップS66)。充電が検出されると、第二の入力部が電極カートリッジの記憶部に記憶されている認証情報を放電不許可状態から放電許可状態に書き替える(ステップS67)。なお、上記ステップS67の実施タイミングは特に限定されず、例えば、充電開始と同時であってもよいし、電解液から電極カートリッジを抜き出すタイミングであってもよい。そして、充電が完了すると、電極カートリッジを充電槽から取り出し、放電槽へ運ぶ(ステップS68)。 FIG. 9 is a flowchart showing a charging tank processing flow in the third embodiment. The charging tank processing flow of the third embodiment starts when the second detection unit detects that the discharged electrode cartridge recovered from the discharging tank is inserted into the charging tank (step S61). First, the storage unit of the electrode cartridge and the second input unit of the charging tank are connected for communication (step S62). Subsequently, the charging tank refers to the authentication information stored in the storage unit of the electrode cartridge by the second authentication unit, and confirms the authentication information (step S63). If the authentication information confirmed by the second authentication unit is in the discharge permission state (OK), or if the authentication information cannot be confirmed, it is determined as a non-conforming product and cannot be charged (step S64). On the other hand, when the authentication information is in the discharge non-permitted state (NG), charging of the discharged electrode cartridge is started (step S65). Subsequently, the second detection unit detects charging of the negative electrode (step S66). When charging is detected, the second input unit rewrites the authentication information stored in the storage unit of the electrode cartridge from the discharge non-permitted state to the discharge permitted state (step S67). In addition, the implementation timing of said step S67 is not specifically limited, For example, it may be simultaneous with the start of charge, and may be the timing which extracts an electrode cartridge from electrolyte solution. When the charging is completed, the electrode cartridge is taken out from the charging tank and carried to the discharging tank (step S68).

なお、実施形態3の電池システムでは、放電槽処理フローにおいて通信接続状態の監視がおこなわれているが、本発明においては、放電槽処理フロー及び充電槽処理フローの両方で通信接続状態の監視がおこなわれてもよく、充電槽処理フローのみで通信接続状態の監視がおこなわれてもよい。また、実施形態3の電池システムでは、放電槽処理フローにおける通信接続状態の監視は、記憶部と第一の認証部との間、記憶部と第一の入力部との間、及び、第一の入力部と第一の検出部との間のすべてでおこなっているが、本発明においては、いずれか1つのみでおこなってもよいし、いずれか2つの組合せでおこなってもよい。 In the battery system of the third embodiment, the communication connection state is monitored in the discharge tank processing flow. However, in the present invention, the communication connection state is monitored in both the discharge tank processing flow and the charging tank processing flow. The communication connection state may be monitored only by the charging tank processing flow. In the battery system according to the third embodiment, the communication connection state in the discharge tank processing flow is monitored between the storage unit and the first authentication unit, between the storage unit and the first input unit, and first. However, in the present invention, only one of them may be used, or any two of them may be used in combination.

以上の実施形態3の電池システムでは、認証情報を放電許可状態(OK)から放電不許可状態(NG)へ更新するためには、通信接続が確立・維持されている必要がある。したがって、海賊版作製業者が意図的に通信接続を切断する場合には、認証情報が更新されず、放電済みであっても放電許可状態(OK)に維持される。このような使用済みの電極カートリッジを海賊版作製業者が入手して充電すれば、認証情報が放電許可状態(OK)となった充電済みの電極カートリッジが製造される。しかしながら、充電槽に第二の認証部を設けることによって、充電槽処理フローにおいて、放電許可状態(OK)に維持された使用済みの電極カートリッジの充電は阻止される。よって、認証情報が放電許可状態(OK)に維持された充電済みの電極カートリッジを、海賊版作製業者が製造することはできなくなる。 In the battery system of the third embodiment described above, in order to update the authentication information from the discharge permission state (OK) to the discharge non-permission state (NG), a communication connection needs to be established and maintained. Therefore, when the pirated manufacturer intentionally disconnects the communication connection, the authentication information is not updated, and the discharge permission state (OK) is maintained even after the discharge. If such a used electrode cartridge is obtained and charged by a pirated manufacturer, a charged electrode cartridge whose authentication information is in a discharge permission state (OK) is manufactured. However, by providing the second authentication unit in the charging tank, charging of the used electrode cartridge maintained in the discharge permission state (OK) is prevented in the charging tank processing flow. Therefore, the pirated manufacturer cannot manufacture a charged electrode cartridge whose authentication information is maintained in the discharge permission state (OK).

[実施形態4]
実施形態4の電池システムは、認証情報に加えて、電極カートリッジのバージョン番号(識別情報の一種)を用いて電極カートリッジの認証をおこなう点に特徴がある。以下、実施形態4の電池システムについて、その特徴事項の説明をおこない、実施形態1の電池システムと共通する事項の説明は省略する。
[Embodiment 4]
The battery system of the fourth embodiment is characterized in that the electrode cartridge is authenticated using the version number (a kind of identification information) of the electrode cartridge in addition to the authentication information. Hereinafter, the features of the battery system of the fourth embodiment will be described, and descriptions of matters common to the battery system of the first embodiment will be omitted.

図10は、実施形態4の電池システムの全体構成を示すブロック図である。図10に示したように、実施形態4では、電極カートリッジの記憶部に、放電許可状態(OK)又は放電不許可状態(NG)のいずれかを規定した認証情報に加えて、各電極カートリッジに固有のバージョン番号が保存されており、放電槽処理フローでは、放電槽の第一の認証部が認識情報及びバージョン番号の両方を用いて電極カートリッジの認証をおこなう。バージョン番号を記録した識別情報の一例として、下記表1の情報テーブルが挙げられる。識別情報は、コンピュータによる処理が可能な電子的情報であり、下記表1に示した情報以外に、例えば、放電時間、充電時間、放電槽又は充電槽に挿入された回数等を利用してもよい。 FIG. 10 is a block diagram illustrating an overall configuration of the battery system according to the fourth embodiment. As shown in FIG. 10, in the fourth embodiment, in addition to the authentication information defining either the discharge permission state (OK) or the discharge non-permission state (NG) in the storage unit of the electrode cartridge, A unique version number is stored, and in the discharge tank processing flow, the first authentication unit of the discharge tank authenticates the electrode cartridge using both the recognition information and the version number. An example of the identification information in which the version number is recorded is the information table shown in Table 1 below. The identification information is electronic information that can be processed by a computer. In addition to the information shown in Table 1 below, for example, the discharge time, the charge time, the number of insertions in the discharge tank, or the charge tank may be used. Good.

Figure 0006588228
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バージョン番号に関し、認証部は、最新の情報と一致するか否かを判別し、放電の可否を判断する。この場合、放電槽は、最新のバージョン番号へ更新するための入力装置や、バージョン番号を保存するための記憶装置を備えてもよい。 Regarding the version number, the authentication unit determines whether or not it matches the latest information, and determines whether or not discharge is possible. In this case, the discharge tank may include an input device for updating to the latest version number and a storage device for storing the version number.

放電回数及び充電回数のカウント方法は特に限定されないが、例えば、放電開始の時点及び充電開始の時点で+1回の加算をする方法、電極カートリッジが電解液に浸漬された状態から外に出された時点で+1回の加算をする方法が挙げられる。また、一定の放電回数又は充電回数を超えたときに、バージョン番号を更新してもよい。例えば、バージョン番号の更新によって、以後の充放電ができないようにし、負極に寿命が来たこと(再使用不能となったこと)を通知する手段としてもよい。 The method for counting the number of times of discharging and the number of times of charging is not particularly limited. For example, the method of adding +1 times at the time of starting discharge and the time of starting charging, the electrode cartridge was taken out of the state immersed in the electrolyte There is a method of adding +1 time at the time. Further, the version number may be updated when a certain number of discharges or charge is exceeded. For example, the version number may be updated to prevent subsequent charging / discharging, and a means for notifying that the negative electrode has reached the end of its life (cannot be reused) may be used.

図11は、実施形態4における放電槽処理フローを示したフローチャートである。実施形態4における放電槽処理フローは、電極カートリッジが放電槽に挿入されたことを第一の検出部が検出することで開始する。そして、記憶部と第一の認証部との間、記憶部と第一の入力部との間、及び、第一の入力部と第一の検出部との間で通信接続がおこなわれる(ステップS71)。放電槽は第一の認証部により、電極カートリッジの記憶部に保存された認証情報を参照し、認証情報を確認する(ステップS72)。認証情報が放電不許可状態(NG)である、又は、認証情報が確認できない場合には、放電槽に取り付けられた電極カートリッジが不適合品である旨のエラー表示がおこなわれ、放電不可になる(ステップS73)。一方、認証情報が放電許可状態(OK)であれば、続いて、放電槽は第一の認証部により、電極カートリッジの記憶部に保存された識別情報を参照し、バージョン番号が記憶部と第一の認証部とで一致するか否かを判定する(ステップS74)。 FIG. 11 is a flowchart showing a discharge tank processing flow in the fourth embodiment. The discharge tank process flow in the fourth embodiment starts when the first detection unit detects that the electrode cartridge is inserted into the discharge tank. Then, communication connection is performed between the storage unit and the first authentication unit, between the storage unit and the first input unit, and between the first input unit and the first detection unit (step). S71). The discharge tank refers to the authentication information stored in the storage unit of the electrode cartridge by the first authentication unit and confirms the authentication information (step S72). If the authentication information is in a discharge disapproval state (NG) or the authentication information cannot be confirmed, an error message indicating that the electrode cartridge attached to the discharge tank is a non-conforming product is displayed, and discharge is not possible ( Step S73). On the other hand, if the authentication information is in a discharge permission state (OK), the discharge tank refers to the identification information stored in the storage unit of the electrode cartridge by the first authentication unit, and the version number is the same as that of the storage unit. It is determined whether or not it matches with one authentication unit (step S74).

バージョン番号が一致しない、又は、バージョン番号が確認できない場合には、放電槽に取り付けられた電極カートリッジが不適合品である旨のエラー表示がおこなわれ、放電不可になる(ステップS75)。一方、バージョン番号が一致すれば、電極カートリッジを適合品と判断し、放電を開始する(ステップS76)。 If the version numbers do not match or the version number cannot be confirmed, an error message indicating that the electrode cartridge attached to the discharge tank is a nonconforming product is displayed, and discharge is disabled (step S75). On the other hand, if the version numbers match, it is determined that the electrode cartridge is a compatible product, and discharge is started (step S76).

放電開始後に、第一の検出部では負極が電解液に接触したか否かを検出する(ステップS77)。検出が成功しなかったときには、上記ステップS72の認証情報の確認に戻る。一方、検出が成功したときには、第一の入力部が認証情報を放電許可状態から放電不許可状態に書き替えるとともに、電極カートリッジの記憶部に保存された識別情報の放電回数等の更新をおこなう(ステップS78)。この際、一定の放電回数を超えたときに、電極カートリッジの記憶部に保存されたバージョン番号を同時に更新してもよい。なお、電極カートリッジの記憶部に保存されたバージョン番号の更新は、図11のフローで必ずしも実施されなくてもよく、電極カートリッジの輸送中におこなわれてもよく、どのタイミングで行われてもよい。放電槽の記憶装置に保存されたバージョン番号の更新方法としては、通信回線を介して、バージョン番号の更新タイミングと、更新後のバージョン番号が通知され、通知された更新タイミングで、入力装置により、記憶装置に保存されているバージョン番号を更新する等の方法が挙げられる。また、上記ステップS78の実施タイミングは特に限定されず、例えば、放電開始と同時であってもよいし、電解液から電極カートリッジを抜き出すタイミングであってもよい。放電が完了すると、電極カートリッジを放電槽から取り出し、充電槽へ運ぶ(ステップS79)。 After the start of discharge, the first detection unit detects whether or not the negative electrode has come into contact with the electrolytic solution (step S77). If the detection is not successful, the process returns to the confirmation of the authentication information in step S72. On the other hand, when the detection is successful, the first input unit rewrites the authentication information from the discharge permission state to the discharge non-permission state, and updates the number of discharges of the identification information stored in the storage unit of the electrode cartridge ( Step S78). At this time, the version number stored in the storage unit of the electrode cartridge may be updated simultaneously when a certain number of discharges is exceeded. The update of the version number stored in the storage unit of the electrode cartridge does not necessarily have to be performed in the flow of FIG. 11, may be performed during transportation of the electrode cartridge, and may be performed at any timing. . As an update method of the version number stored in the storage device of the discharge tank, the update number of the version number and the updated version number are notified through the communication line, and the input device at the notified update timing, For example, the version number stored in the storage device may be updated. Further, the execution timing of step S78 is not particularly limited. For example, it may be simultaneous with the start of discharge or may be the timing of extracting the electrode cartridge from the electrolyte. When the discharge is completed, the electrode cartridge is taken out of the discharge tank and carried to the charge tank (step S79).

図12は、実施形態4における充電槽処理フローを示したフローチャートである。実施形態4の充電槽処理フローは、放電槽から回収した放電済みの電極カートリッジが充電槽に挿入されたことを第二の検出部が検出することで開始する。また、電極カートリッジの記憶部と、充電槽の第二の入力部を通信接続させる(ステップS81)。続いて、放電済みの電極カートリッジの充電を開始する(ステップS82)。なお、上記ステップS82の前に、放電槽処理フローと同様に、第二の認証部によって認証情報及び/又は識別情報の認証をおこない、充電開始するか否かを判定してもよい。次に、第二の検出部が負極の充電を検出すると、第二の入力部が電極カートリッジの記憶部に記憶されている認証情報を放電不許可状態から放電許可状態に書き替える(ステップS83)。また、電極カートリッジの記憶部に保存された識別情報の充電回数を1回加算する(ステップS84)。この際、一定の充電回数を超えたときに、電極カートリッジの記憶部に保存されたバージョン番号を同時に更新してもよい。なお、上記ステップS83及びステップS84の実施タイミングは特に限定されず、例えば、充電開始と同時であってもよいし、電解液から電極カートリッジを抜き出すタイミングであってもよい。そして、充電が完了すると、電極カートリッジを充電槽から取り出し、放電槽へ運ぶ(ステップS85)。 FIG. 12 is a flowchart showing a charging tank processing flow in the fourth embodiment. The charging tank processing flow of Embodiment 4 starts when the second detection unit detects that the discharged electrode cartridge recovered from the discharging tank is inserted into the charging tank. Further, the storage unit of the electrode cartridge and the second input unit of the charging tank are connected for communication (step S81). Subsequently, charging of the discharged electrode cartridge is started (step S82). Prior to step S82, authentication information and / or identification information may be authenticated by the second authentication unit in the same manner as in the discharge tank processing flow, and it may be determined whether or not to start charging. Next, when the second detection unit detects charging of the negative electrode, the second input unit rewrites the authentication information stored in the storage unit of the electrode cartridge from the discharge non-permitted state to the discharge permitted state (step S83). . Further, the number of charging times of the identification information stored in the storage unit of the electrode cartridge is added once (step S84). At this time, the version number stored in the storage unit of the electrode cartridge may be updated at the same time when a certain number of times of charging is exceeded. In addition, the execution timing of said step S83 and step S84 is not specifically limited, For example, it may be simultaneous with the start of charge, and may be the timing which extracts an electrode cartridge from electrolyte solution. When the charging is completed, the electrode cartridge is taken out from the charging tank and carried to the discharging tank (step S85).

実施形態1〜3の電池システムによれば、放電済みの電極カートリッジを回収して充電をおこなう海賊版作製業者への対策が可能であるものの、海賊版作製業者が、電極カートリッジの認証情報を、放電不許可状態から放電許可状態へ書き換えることができた場合には、海賊版製品の排除ができなくなるおそれがある。これに対して、実施形態4の電池システムでは、認証情報に加えて、電極カートリッジのバージョン番号を用いており、電極カートリッジの認証情報を更新するだけでなく、バージョン番号も更新できなければ、放電時に電極カートリッジを認証させることができない。したがって、実施形態4の電池システムによれば、海賊版作製業者によって再生された電極カートリッジが放電槽で使用されることをより確実に防止することができる。 According to the battery systems of the first to third embodiments, it is possible to take measures against a pirated manufacturer who collects and charges a discharged electrode cartridge, but the pirated manufacturer provides the authentication information of the electrode cartridge without discharging. If the permitted state can be rewritten to the discharge permitted state, the pirated product may not be eliminated. On the other hand, in the battery system of the fourth embodiment, the version number of the electrode cartridge is used in addition to the authentication information. If the version information cannot be updated as well as the electrode cartridge authentication information, the discharge is performed. Sometimes electrode cartridges cannot be authenticated. Therefore, according to the battery system of Embodiment 4, it can prevent more reliably that the electrode cartridge reproduced | regenerated by the pirated manufacturer is used in a discharge tank.

[実施形態5]
実施形態5の電池システムは、放電槽に保存された電極カートリッジに固有の履歴に関する履歴情報(識別情報の一種)と、電極カートリッジに保存された当該電極カートリッジに固有の履歴に関する履歴情報(識別情報の一種)とを照合して電極カートリッジの認証をおこなう点に特徴がある。以下、実施形態5の電池システムについて、その特徴事項の説明をおこない、実施形態1の電池システムと共通する事項の説明は省略する。
[Embodiment 5]
The battery system of Embodiment 5 includes history information (a type of identification information) relating to a history unique to the electrode cartridge stored in the discharge tank, and history information (identification information) relating to a history unique to the electrode cartridge stored in the electrode cartridge. It is characterized in that the electrode cartridge is authenticated by comparing with the above. Hereinafter, features of the battery system of the fifth embodiment will be described, and description of matters common to the battery system of the first embodiment will be omitted.

実施形態5の電池システムの全体構成を示すブロック図は、実施形態4に係る図10と同じである。実施形態5では、電極カートリッジの記憶部は、放電許可状態(OK)又は放電不許可状態(NG)のいずれかを規定した認証情報に加えて、識別情報として、電極カートリッジのバージョン番号及びID番号と、放電回数、充電回数等の履歴情報とを記憶している。一方、放電槽の記憶装置は、各電極カートリッジに対応づけられたバージョン番号及びID番号と、各電極カートリッジの放電回数及び/又は充電回数を記憶している。放電槽処理フローでは、放電槽の認証部が認証情報及び識別情報の両方を用いて電極カートリッジの認証をおこなう。識別情報の一例として、下記表2の情報テーブルが挙げられる。 The block diagram showing the overall configuration of the battery system of the fifth embodiment is the same as FIG. 10 according to the fourth embodiment. In Embodiment 5, the storage unit of the electrode cartridge includes the version number and ID number of the electrode cartridge as identification information in addition to the authentication information that defines either the discharge permission state (OK) or the discharge non-permission state (NG). And history information such as the number of discharges and the number of charges. On the other hand, the storage device of the discharge tank stores a version number and an ID number associated with each electrode cartridge, and the number of discharges and / or the number of charges of each electrode cartridge. In the discharge tank processing flow, the authentication unit of the discharge tank authenticates the electrode cartridge using both authentication information and identification information. An example of the identification information is the information table shown in Table 2 below.

Figure 0006588228
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バージョン番号に関し、第一の認証部は、最新の情報と一致するか否かを判別し、放電の可否を判断する。放電槽は、最新のバージョン番号へ更新するための入力装置を備えていてもよい。 With regard to the version number, the first authentication unit determines whether or not it matches the latest information, and determines whether or not discharge is possible. The discharge tank may include an input device for updating to the latest version number.

放電回数及び充電回数のカウント方法は特に限定されないが、例えば、放電開始の時点及び充電開始の時点で+1回の加算をする方法、電極カートリッジが電解液に浸漬された状態から外に出された時点で+1回の加算をする方法が挙げられる。また、一定の放電回数又は充電回数を超えたときに、バージョン番号を更新してもよい。例えば、バージョン番号の更新によって、以後の充放電ができないようにし、負極に寿命が来たこと(再使用不能となったこと)を通知する手段としてもよい。 The method for counting the number of times of discharging and the number of times of charging is not particularly limited. For example, the method of adding +1 times at the time of starting discharge and the time of starting charging, the electrode cartridge was taken out of the state immersed in the electrolyte There is a method of adding +1 time at the time. Further, the version number may be updated when a certain number of discharges or charge is exceeded. For example, the version number may be updated to prevent subsequent charging / discharging, and a means for notifying that the negative electrode has reached the end of its life (cannot be reused) may be used.

図13は、実施形態5における放電槽処理フローを示したフローチャートである。実施形態5における放電槽処理フローは、電極カートリッジが放電槽に挿入されたことを第一の検出部が検出することで開始する。そして、記憶部と第一の認証部との間、記憶部と第一の入力部との間、及び、第一の入力部と第一の検出部との間で通信接続がおこなわれる(ステップS91)。放電槽は第一の認証部により、電極カートリッジの記憶部に保存された認証情報を参照し、認証情報を確認する(ステップS92)。認証情報が放電不許可状態(NG)である、又は、認証情報が確認できない場合には、放電槽に取り付けられた電極カートリッジが不適合品である旨のエラー表示がおこなわれ、放電不可になる(ステップS93)。一方、認証情報が放電許可状態(OK)であれば、続いて、放電槽は第一の認証部により、電極カートリッジの記憶部及び放電槽の記憶装置に保存された識別情報をそれぞれ参照し、識別情報が対応するか否かを判定する(ステップS94)。識別情報の判定は、電極カートリッジのID番号に紐づけられたバージョン番号、充電回数及び放電回数の少なくとも一つについておこなわれる。識別情報の対応は、確認対象が、バージョン番号、あるいは、放電回数である場合、電極カートリッジの記憶部及び放電槽の記憶装置に保存された値が一致するか否かで判定される。確認対象が充電回数である場合、(電極カートリッジの記憶部に記憶された充電回数)−1が、放電槽の記憶装置に保存された充電回数と一致するか否かで判定される。 FIG. 13 is a flowchart showing a discharge tank processing flow in the fifth embodiment. The discharge tank processing flow in the fifth embodiment starts when the first detection unit detects that the electrode cartridge has been inserted into the discharge tank. Then, communication connection is performed between the storage unit and the first authentication unit, between the storage unit and the first input unit, and between the first input unit and the first detection unit (step). S91). The discharge tank refers to the authentication information stored in the storage unit of the electrode cartridge by the first authentication unit and confirms the authentication information (step S92). If the authentication information is in a discharge disapproval state (NG) or the authentication information cannot be confirmed, an error message indicating that the electrode cartridge attached to the discharge tank is a non-conforming product is displayed, and discharge is not possible ( Step S93). On the other hand, if the authentication information is in a discharge permission state (OK), then the discharge tank refers to the identification information stored in the storage unit of the electrode cartridge and the storage device of the discharge tank by the first authentication unit, respectively. It is determined whether or not the identification information corresponds (step S94). The identification information is determined for at least one of the version number, the number of times of charging, and the number of times of discharging associated with the ID number of the electrode cartridge. The correspondence of the identification information is determined by whether or not the values stored in the storage unit of the electrode cartridge and the storage device of the discharge tank match when the confirmation target is a version number or the number of discharges. When the confirmation target is the number of times of charging, it is determined whether or not (number of times of charging stored in the storage unit of the electrode cartridge) −1 matches the number of times of charging stored in the storage device of the discharge tank.

識別情報の少なくとも一つが対応しない、又は、識別情報が確認できない場合には、放電不可になる(ステップS95)。このとき、放電槽に取り付けられた電極カートリッジが不適合品である旨のエラー表示がおこなわれてもよい。この場合、認証情報の放電許可状態から放電不許可状態への書き換えはおこなわれないことになる。一方、識別情報がすべて一致すれば、電極カートリッジを適合品と判断し、放電を開始する(ステップS96)。 If at least one of the identification information does not correspond or the identification information cannot be confirmed, discharging is disabled (step S95). At this time, an error display may be made to the effect that the electrode cartridge attached to the discharge tank is incompatible. In this case, the authentication information is not rewritten from the discharge permission state to the discharge non-permission state. On the other hand, if all the identification information matches, it is determined that the electrode cartridge is a compatible product, and discharge is started (step S96).

放電開始後に、第一の検出部では負極が電解液に接触したか否かを検出する(ステップS97)。検出が成功しなかったときには、上記ステップS92の認証情報の確認に戻る。一方、検出が成功したときには、第一の入力部が認証情報を放電許可状態から放電不許可状態に書き替えるとともに、電極カートリッジの記憶部に保存された識別情報(放電回数、バージョン番号等)の更新、及び、放電槽の記憶装置に保存された識別情報(放電回数、充電回数、バージョン番号等)の更新をおこなう(ステップS98)。なお、バージョン番号の更新は、図13のフローで必ずしも実施されなくてもよく、電極カートリッジの輸送中におこなわれてもよく、上記記憶装置のバージョン番号の更新も、どのタイミングで行われてもよい。記憶装置に保存されているバージョン番号の更新方法としては、通信回線を介して、バージョン番号の更新タイミングと、更新後のバージョン番号が通知され、通知された更新タイミングで、入力装置により、記憶装置に保存されているバージョン番号を更新する等の方法が挙げられる。また、上記ステップS98の実施タイミングは特に限定されず、例えば、放電開始と同時であってもよいし、電解液から電極カートリッジを抜き出すタイミングであってもよい。放電が完了すると、電極カートリッジを放電槽から取り出し、充電槽へ運ぶ(ステップS99)。 After the start of discharge, the first detection unit detects whether or not the negative electrode is in contact with the electrolytic solution (step S97). If the detection is not successful, the process returns to the confirmation of the authentication information in step S92. On the other hand, when the detection is successful, the first input unit rewrites the authentication information from the discharge permission state to the discharge non-permission state, and the identification information (the number of discharges, the version number, etc.) stored in the storage unit of the electrode cartridge Update and update the identification information (discharge count, charge count, version number, etc.) stored in the storage device of the discharge tank (step S98). The version number may not necessarily be updated in the flow of FIG. 13, may be performed during the transportation of the electrode cartridge, and the version number of the storage device may be updated at any timing. Good. As a method for updating the version number stored in the storage device, the update timing of the version number and the version number after the update are notified via the communication line, and the storage device is notified by the input device at the notified update timing. A method such as updating the version number stored in the. In addition, the execution timing of step S98 is not particularly limited, and may be, for example, simultaneous with the start of discharge or may be the timing of extracting the electrode cartridge from the electrolytic solution. When the discharge is completed, the electrode cartridge is taken out of the discharge tank and carried to the charge tank (step S99).

図14は、実施形態5における充電槽処理フローを示したフローチャートである。実施形態5の充電槽処理フローは、放電槽から回収した放電済みの電極カートリッジが充電槽に挿入されたことを第二の検出部が検出することで開始する。また、電極カートリッジの記憶部と、充電槽の第二の入力部を通信接続させる(ステップS101)。続いて、放電済みの電極カートリッジの充電を開始する(ステップS102)。なお、上記ステップS102の前に、放電槽処理フローと同様に、第二の認証部によって認証情報及び/又は識別情報の認証をおこない、充電開始するか否かを判定してもよい。次に、第二の検出部が負極の充電を検出すると、第二の入力部が電極カートリッジの記憶部に記憶されている認証情報を放電不許可状態から放電許可状態に書き替える(ステップS103)。また、電極カートリッジの記憶部の充電回数を1回加算する(ステップS104)。なお、上記ステップS103及びステップS104の実施タイミングは特に限定されず、例えば、充電開始と同時であってもよいし、電解液から電極カートリッジを抜き出すタイミングであってもよい。そして、充電が完了すると、電極カートリッジを充電槽から取り出し、放電槽へ運ぶ(ステップS105)。 FIG. 14 is a flowchart illustrating a charging tank processing flow according to the fifth embodiment. The charging tank processing flow of the fifth embodiment starts when the second detection unit detects that the discharged electrode cartridge recovered from the discharging tank is inserted into the charging tank. Further, the storage unit of the electrode cartridge and the second input unit of the charging tank are connected for communication (step S101). Subsequently, charging of the discharged electrode cartridge is started (step S102). Prior to step S102, similarly to the discharge tank processing flow, authentication information and / or identification information may be authenticated by the second authentication unit to determine whether to start charging. Next, when the second detection unit detects charging of the negative electrode, the second input unit rewrites the authentication information stored in the storage unit of the electrode cartridge from the discharge non-permitted state to the discharge permitted state (step S103). . Further, the number of times of charging the storage unit of the electrode cartridge is added once (step S104). In addition, the implementation timing of said step S103 and step S104 is not specifically limited, For example, it may be simultaneous with the start of charge, and may be the timing which extracts an electrode cartridge from electrolyte solution. When the charging is completed, the electrode cartridge is taken out from the charging tank and carried to the discharging tank (step S105).

実施形態1〜3の電池システムによれば、放電済みの電極カートリッジを回収して充電をおこなう海賊版作製業者への対策が可能であるものの、海賊版作製業者が、電極カートリッジの認証情報を、放電不許可状態から放電許可状態へ書き換えることができた場合には、海賊版製品の排除ができなくなるおそれがある。これに対して、実施形態5の電池システムでは、認証情報に加えて履歴情報(識別情報)を用いており、電極カートリッジ側の識別情報を更新するだけでなく、放電槽(及び充電槽)において、充電回数(及び放電回数)を記憶装置で保存し、放電許可の認証に用いる。これにより、放電槽(及び充電槽)側の識別情報も更新できなければ、電極カートリッジを認証させることができず、海賊版製品の使用を効果的に防止することができる。また、電極カートリッジが輸送されている間に、非正規の充電・放電が行われたか否かを判断することもできる。したがって、実施形態5の電池システムによれば、海賊版作製業者によって再生された電極カートリッジ(再生品)を特定することができ、再生品の使用、流通をより確実に防止することができる。 According to the battery systems of the first to third embodiments, it is possible to take measures against a pirated manufacturer who collects and charges a discharged electrode cartridge, but the pirated manufacturer provides the authentication information of the electrode cartridge without discharging. If the permitted state can be rewritten to the discharge permitted state, the pirated product may not be eliminated. On the other hand, in the battery system of the fifth embodiment, history information (identification information) is used in addition to the authentication information, and not only the identification information on the electrode cartridge side is updated, but also in the discharge tank (and the charging tank). The number of times of charging (and the number of times of discharging) is stored in a storage device and used for authentication of discharge permission. Accordingly, if the identification information on the discharge tank (and charge tank) side cannot be updated, the electrode cartridge cannot be authenticated, and the use of a pirated product can be effectively prevented. It is also possible to determine whether or not unauthorized charging / discharging has been performed while the electrode cartridge is being transported. Therefore, according to the battery system of the fifth embodiment, the electrode cartridge (recycled product) regenerated by the pirated manufacturer can be specified, and the use and distribution of the regenerated product can be more reliably prevented.

[電極カートリッジの検出方法]
上記実施形態1〜5では、放電槽の第一の検出部によって、電極カートリッジの負極が電解液に接触したか否かを検出している(ステップS15、S50、S77及びS97参照)。その具体的な方法について、以下に説明する。
[Electrode cartridge detection method]
In the said Embodiments 1-5, it is detected by the 1st detection part of the discharge tank whether the negative electrode of the electrode cartridge contacted electrolyte solution (refer step S15, S50, S77, and S97). The specific method will be described below.

(1)負極−正極間の電位差を計測する方法
図15は、負極−正極間の電位差を計測する方法を説明した模式図である。電極カートリッジの負極(金属電極11a)が放電槽に挿入され、電解液15と接触すると正極(空気極12)と負極の間に起電力が生じる。起電力を計測することで、負極が電解液15と接触しているか否かを検出できる。検出器は、正極と負極の間の電位差を検出する電圧計を用いることができ、電極カートリッジに実装されてもよいし、放電槽に実装されてもよい。接触があったか否かの判断基準としては、例えば、正極−負極間の電位差が、金属空気電池の理論電圧−0.5V以上の所望の設定電圧範囲に到達したときに接触があったと判断する基準が挙げられる。所望の設定電圧範囲は、好ましくは、金属空気電池の理論電圧を基準にした電圧から−0.5〜0Vの範囲、より好ましくは、−0.4〜0Vの範囲、更に好ましくは−0.3V〜0Vの範囲である。設定電圧範囲を狭くすれば、電極カートリッジの負極が電解液に接触したか否かを誤検出する確率が低下する。但し、負極が電解液15に接触しない場合であっても、電圧がふらつき、まれに上記設定電圧範囲に到達する可能性があるため、より望ましい判断基準としては、設定電圧範囲に到達し、安定する(例えば、±5%以内に1分間以上維持される)等の基準が挙げられる。
(1) Method for Measuring Potential Difference between Negative Electrode and Positive Electrode FIG. 15 is a schematic diagram illustrating a method for measuring a potential difference between negative electrode and positive electrode. When the negative electrode (metal electrode 11a) of the electrode cartridge is inserted into the discharge tank and comes into contact with the electrolytic solution 15, an electromotive force is generated between the positive electrode (air electrode 12) and the negative electrode. By measuring the electromotive force, it can be detected whether or not the negative electrode is in contact with the electrolytic solution 15. The detector can use a voltmeter that detects a potential difference between the positive electrode and the negative electrode, and may be mounted on an electrode cartridge or a discharge tank. As a criterion for determining whether or not there is a contact, for example, a criterion for determining that there is a contact when the potential difference between the positive electrode and the negative electrode reaches a desired set voltage range of the theoretical voltage of metal-air battery −0.5 V or more. Is mentioned. The desired set voltage range is preferably in the range of −0.5 to 0 V, more preferably in the range of −0.4 to 0 V, and still more preferably in the range of −0.5 to 0 V based on the theoretical voltage of the metal-air battery. It is in the range of 3V to 0V. If the set voltage range is narrowed, the probability of erroneous detection of whether or not the negative electrode of the electrode cartridge has come into contact with the electrolytic solution decreases. However, even when the negative electrode is not in contact with the electrolyte solution 15, the voltage may fluctuate and rarely reach the set voltage range. Therefore, a more preferable determination criterion is that the set voltage range is reached and stable. (For example, maintained within ± 5% for 1 minute or more).

(2)電解液の水面レベルを計測する方法
図16及び図17は、電解液15の液面レベルを計測する方法を説明した模式図である。図16は、検出器を電極カートリッジに実装した場合を示し、図17は、検出器を放電槽に実装した場合を示す(いずれも左図が実装前、右図が実装後の状態を示す)。電極カートリッジの負極(金属電極11a)が放電槽に挿入される際に、負極に対して、電解液15の液面レベルが相対的にどの位置にあるかを計測する。検出器41は、2枚の電極が対向しその間の抵抗を計測するものを用いることができ、電極カートリッジに実装されてもよいし、放電槽に実装されてもよい。接触があったか否かの判断基準としては、計測により得られた抵抗値が、所望の設定抵抗値範囲に到達したときに接触があったとする基準が挙げられる。所望の設定抵抗値範囲としては、(電解液の比抵抗)×(電極間距離)÷(電極面積)で得られる理論値に対して、好ましくは±10%以内の範囲、より好ましくは±5%以内の範囲である。設定電圧範囲を狭くすれば、電極カートリッジの負極が電解液に接触したか否かを誤検出する確率が低下する。但し、負極が電解液15に接触しない場合であっても、電圧がふらつき、まれに上記設定抵抗値範囲に到達する可能性があるため、より望ましい判断基準としては、設定抵抗値範囲に到達し、安定する(例えば±5%以内に1分間以上維持される)等の基準が挙げられる。
(2) Method for Measuring Water Surface Level of Electrolyte Solution FIGS. 16 and 17 are schematic diagrams illustrating a method for measuring the liquid surface level of the electrolyte solution 15. FIG. 16 shows the case where the detector is mounted on the electrode cartridge, and FIG. 17 shows the case where the detector is mounted on the discharge tank (both the left figure shows the state before mounting, and the right figure shows the state after mounting). . When the negative electrode (metal electrode 11a) of the electrode cartridge is inserted into the discharge tank, it is measured at which position the liquid level of the electrolytic solution 15 is relative to the negative electrode. The detector 41 may be one in which two electrodes face each other and measure the resistance therebetween, and may be mounted on an electrode cartridge or a discharge tank. As a criterion for determining whether or not there is a contact, there is a criterion that a contact is made when a resistance value obtained by measurement reaches a desired set resistance value range. The desired set resistance value range is preferably within a range of ± 10%, more preferably ± 5 with respect to a theoretical value obtained by (specific resistance of electrolyte) × (distance between electrodes) ÷ (electrode area). % Is in the range. If the set voltage range is narrowed, the probability of erroneous detection of whether or not the negative electrode of the electrode cartridge has come into contact with the electrolytic solution decreases. However, even when the negative electrode is not in contact with the electrolyte solution 15, the voltage may fluctuate and rarely reach the set resistance value range. Therefore, as a more preferable determination criterion, the set resistance value range is reached. Criteria such as being stable (for example, maintained within ± 5% for 1 minute or more).

(3)その他の方法
電極カートリッジの負極と放電槽の相対位置を検出する方法がある。例えば、電極カートリッジが放電槽に挿入される動作によってボタンが押され、それによって相対位置を検出できるようにしてもよい。
(3) Other methods There is a method for detecting the relative position between the negative electrode of the electrode cartridge and the discharge tank. For example, the button may be pushed by the operation of inserting the electrode cartridge into the discharge tank, and thereby the relative position may be detected.

上記(1)〜(3)の各検出方法によれば、電極カートリッジの負極が電解液に接触しているか否かを判定することができるが、負極が電解液に接触していない状態から接触した状態への遷移(負極の挿入完了)や、接触状態から非接触状態への遷移(負極の脱離)を検出することも可能である。例えば、負極の挿入完了については、上記(1)の検出方法の場合、正極−負極間の電位差が、設定範囲外から設定範囲内で安定するように変化することによって、上記(2)の検出方法の場合、抵抗値が設定範囲外から設定範囲内で安定するように変化することによって、上記(3)の検出方法の場合、ボタンが押されていない状態から押された状態に変化することによって、確認できる。なお、接触状態から非接触状態への遷移の検出態様では、電解液から負極を取り出した後、検出可能な状態に安定するまでに時間を要するおそれがあるため、利便性の点では、非接触状態から接触状態への遷移の検出態様が好適である。 According to each of the detection methods (1) to (3), it can be determined whether or not the negative electrode of the electrode cartridge is in contact with the electrolytic solution, but contact is made from a state in which the negative electrode is not in contact with the electrolytic solution. It is also possible to detect a transition to a completed state (complete insertion of the negative electrode) and a transition from a contact state to a non-contact state (desorption of the negative electrode). For example, regarding the completion of insertion of the negative electrode, in the case of the detection method of (1) above, the potential difference between the positive electrode and the negative electrode changes so as to be stable from outside the setting range to within the setting range. In the case of the method, the resistance value changes so as to be stable from outside the setting range to within the setting range, and in the case of the detection method of (3) above, the state where the button is not pressed is changed to the pressed state. Can be confirmed. In the detection mode of the transition from the contact state to the non-contact state, it may take time until the negative electrode is taken out of the electrolytic solution and then stabilized in a detectable state. The detection mode of the transition from the state to the contact state is suitable.

また、単に電解液に接触している状態のみを検出するのではなく、非接触状態と接触状態の間の遷移を検出することが好ましい。例えば、検出器が電極カートリッジに設けられている場合、海賊版作製業者が検出器を破壊すれば、放電済みであっても認証情報が放電許可状態のままの電極カートリッジが作製されることとなる。これを再生(充電)することで、不適合品であるにも関わらず認証情報が放電許可状態とされた電極カートリッジが流通することになり、設計通りの放電容量を実現できなかったり、機器寿命が短くなるという問題が生じる。 In addition, it is preferable to detect a transition between a non-contact state and a contact state rather than merely detecting a state in contact with the electrolytic solution. For example, when the detector is provided in the electrode cartridge, if the pirated manufacturer destroys the detector, an electrode cartridge in which the authentication information remains in the discharge-permitted state even if the detector has been discharged is manufactured. By regenerating (charging), electrode cartridges whose authentication information is in a discharge-permitted state in spite of non-conforming products will circulate. The problem of shortening arises.

[付記]
本発明の一態様は、充電によって再使用可能な電極カートリッジと、上記電極カートリッジを取り付けた状態で放電をおこなう放電槽と、放電後の上記電極カートリッジを取り付けた状態で充電をおこなう充電槽とを有し、上記電極カートリッジは、放電許可状態又は放電不許可状態を表す認証情報を格納する記憶部を有し、上記放電槽は、上記記憶部に格納された上記認証情報を読み取り、上記放電許可状態である場合に放電を許可し、上記放電不許可状態である場合に放電を阻止する処理を実行する第一の認証部を有する電池システムであってもよい。上記態様の電池システムによれば、純正品ではない電極カートリッジ(海賊版製品)の使用を防止することができる。
[Appendix]
One embodiment of the present invention includes an electrode cartridge that can be reused by charging, a discharge tank that discharges with the electrode cartridge attached, and a charge tank that charges with the electrode cartridge after discharge attached. The electrode cartridge has a storage unit that stores authentication information indicating a discharge permission state or a discharge non-permission state, and the discharge tank reads the authentication information stored in the storage unit and discharges the discharge The battery system may include a first authentication unit that performs a process of permitting discharge when the battery is in a state and blocking discharge when the battery is in the discharge non-permitted state. According to the battery system of the above aspect, use of a non-genuine electrode cartridge (pirated product) can be prevented.

上記電極カートリッジ又は上記放電槽は、放電開始後に、上記記憶部に格納された認証情報を放電許可状態から放電不許可状態へ遷移させる処理を実行する第一の入力部を有するものであってもよい。このような構成とすれば、海賊版作製業者によって再生された電極カートリッジの使用をより効果的に防止することができる。 Even if the said electrode cartridge or the said discharge tank has a 1st input part which performs the process which changes the authentication information stored in the said memory | storage part from a discharge permission state to a discharge non-permission state after a discharge start Good. With such a configuration, it is possible to more effectively prevent the use of the electrode cartridge regenerated by the pirated manufacturer.

上記電極カートリッジ又は上記充電槽は、充電開始後に、上記記憶部に格納された認証情報を放電不許可状態から放電許可状態へ遷移させる処理を実行する第二の入力部を有するものであってもよい。このような構成とすれば、海賊版作製業者によって再生された電極カートリッジの使用をより効果的に防止することができる。 Even if the said electrode cartridge or the said charging tank has a 2nd input part which performs the process which changes the authentication information stored in the said memory | storage part from a discharge non-permission state to a discharge permission state after a charge start Good. With such a configuration, it is possible to more effectively prevent the use of the electrode cartridge regenerated by the pirated manufacturer.

上記充電槽は、上記記憶部に格納された上記認証情報を読み取り、上記認証情報が放電不許可状態である場合に充電を許可し、放電許可状態である場合に充電を阻止する処理を実行する第二の認証部を有するものであってもよい。このような構成とすれば、海賊版作製業者によって製造又は回収された電極カートリッジが充電槽で充電されることを防止できる。 The charging tank reads the authentication information stored in the storage unit, and executes a process of permitting charging when the authentication information is in a discharge not-permitted state and blocking charging when the authentication information is in a discharge-permitted state. You may have a 2nd authentication part. With this configuration, it is possible to prevent the electrode cartridge manufactured or collected by the pirated manufacturer from being charged in the charging tank.

上記充電槽は、放電不許可状態を解除するために用いられる解除信号を認証する第三の認証部を有し、上記解除信号が適合した場合に充電を許可し、適合しなかった場合に充電を阻止する処理を実行するものであってもよい。このような構成とすれば、海賊版作製業者によって製造又は回収された電極カートリッジが充電槽で充電されることを防止できる。 The charging tank has a third authentication unit that authenticates a release signal used to release a discharge non-permitted state, and permits charging when the release signal matches, and charges when it does not match. It is also possible to execute a process for preventing the above. With this configuration, it is possible to prevent the electrode cartridge manufactured or collected by the pirated manufacturer from being charged in the charging tank.

上記放電槽は、放電開始後に上記電極カートリッジとの通信接続をおこない、上記通信接続状態が確立された後に、上記記憶部に格納された認証情報を放電許可状態から放電不許可状態へ遷移させるものであってもよい。このような構成とすれば、海賊版作製業者が意図的に通信接続を切断する場合には、認証情報が更新されず、海賊版作製業者によって製造又は再生された電極カートリッジが不正使用されることをより効果的に防止できる。 The discharge tank performs communication connection with the electrode cartridge after the start of discharge, and transitions authentication information stored in the storage unit from a discharge permission state to a discharge non-permission state after the communication connection state is established. It may be. With such a configuration, when the pirated manufacturer intentionally disconnects the communication connection, the authentication information is not updated, and the electrode cartridge manufactured or reproduced by the pirated manufacturer is illegally used. It can be effectively prevented.

上記電池システムは、更に、上記電極カートリッジが備える電極部と上記放電槽内に入れられた電解液との接触を検出する検出器を有し、上記検出器によって上記接触が検出された後に、上記記憶部に格納された認証情報を放電許可状態から放電不許可状態へ遷移させるものであってもよい。このような構成とすれば、電極カートリッジの記憶部に格納された認証情報の更新を適切におこなうことができる。上記検出器は、上記金属電極と、上記放電槽に備えられた正極との間の電位差を計測する電圧計であってもよい。 The battery system further includes a detector that detects contact between the electrode unit included in the electrode cartridge and the electrolytic solution placed in the discharge tank, and the contact is detected after the contact is detected by the detector. The authentication information stored in the storage unit may be changed from the discharge permission state to the discharge non-permission state. With such a configuration, the authentication information stored in the storage unit of the electrode cartridge can be appropriately updated. The detector may be a voltmeter that measures a potential difference between the metal electrode and a positive electrode provided in the discharge vessel.

上記記憶部は、更に、上記電極カートリッジに固有の識別情報を格納し、上記放電槽及び/又は上記充電槽は、上記識別情報が適合した場合に、放電及び/又は充電を許可するものであってもよい。識別情報を用いて追加の認証をおこなうことにより、上記認証情報を書き換えるだけでは海賊版製品を使用することができないので、不正使用をより効果的に防止することができる。 The storage unit further stores identification information unique to the electrode cartridge, and the discharge tank and / or the charging tank permit discharge and / or charging when the identification information is matched. May be. By performing additional authentication using the identification information, the pirated product cannot be used simply by rewriting the authentication information, so that unauthorized use can be prevented more effectively.

上記放電槽は、放電開始後に上記識別情報を更新する処理を実行するものであってもよく、上記充電槽は、充電開始後に上記識別情報を更新する処理を実行するものであってもよい。これらの構成によれば、電極カートリッジ側の識別情報を書き換えるだけでは海賊版製品を使用することができないので、不正使用をより効果的に防止することができる。 The discharge tank may execute a process of updating the identification information after the start of discharge, and the charge tank may execute a process of updating the identification information after the start of charging. According to these configurations, since the pirated product cannot be used only by rewriting the identification information on the electrode cartridge side, unauthorized use can be more effectively prevented.

また、上記態様の電池システムを構成する電極カートリッジ、放電槽、電池及び充電槽もまた本発明の一態様である。すなわち、本発明の一態様は、充電によって再使用可能な電極カートリッジであって、金属電極と、放電許可状態又は放電不許可状態を表す認証情報を格納する記憶部とを有する電極カートリッジであってもよい。本発明の一態様は、上記電極カートリッジを取り付けた状態で放電をおこなう放電槽であって、上記放電槽は、上記電極カートリッジに格納された認証情報を読み取り、上記認証情報が放電許可状態である場合に放電を許可し、放電不許可状態である場合に放電を阻止する処理を実行する認証部を有する放電槽であってもよい。本発明の一態様は、上記電極カートリッジを上記放電槽に取り付けたものである電池であってもよく、例えば、金属空気電池であってもよい。本発明の一態様は、放電後の電極カートリッジを取り付けた状態で充電をおこなう充電槽であって、上記充電槽は、上記電極カートリッジに格納された認証情報を読み取り、上記認証情報が放電不許可状態である場合に充電を許可し、放電許可状態である場合に充電を阻止する処理を実行する認証部を有する充電槽であってもよい。これらの態様の電極カートリッジ、放電槽、電池及び充電槽もまた、純正品ではない電極カートリッジ(海賊版製品)の使用を防止するうえで有用である。 In addition, the electrode cartridge, the discharge tank, the battery, and the charging tank constituting the battery system of the above aspect are also one aspect of the present invention. That is, one embodiment of the present invention is an electrode cartridge that can be reused by charging, and includes an electrode cartridge that includes a metal electrode and a storage unit that stores authentication information indicating a discharge permission state or a discharge permission state. Also good. One aspect of the present invention is a discharge tank that discharges with the electrode cartridge attached, wherein the discharge tank reads authentication information stored in the electrode cartridge, and the authentication information is in a discharge-permitted state. In some cases, the discharge tank may include an authentication unit that performs a process of permitting discharge and preventing discharge when the discharge is not permitted. One embodiment of the present invention may be a battery in which the electrode cartridge is attached to the discharge tank, for example, a metal-air battery. One aspect of the present invention is a charging tank that performs charging with a discharged electrode cartridge attached, wherein the charging tank reads authentication information stored in the electrode cartridge, and the authentication information does not permit discharge. It may be a charging tank having an authentication unit that executes processing for permitting charging when in a state and blocking charging when in a discharging permitted state. The electrode cartridges, discharge tanks, batteries and charging tanks of these aspects are also useful in preventing the use of non-genuine electrode cartridges (pirated products).

11a:金属電極
11b:充電時の負極
12、112:空気極
13、113:空気流路
15、17、115:電解液
16:充電極
21:金属空気電池
31:充電槽
41:検出器
111:亜鉛電極
121:亜鉛空気電池
11a: Metal electrode 11b: Negative electrode 12 during charging, 112: Air electrode 13, 113: Air flow path 15, 17, 115: Electrolytic solution 16: Charging electrode 21: Metal-air battery 31: Charging tank 41: Detector 111: Zinc electrode 121: Zinc-air battery

Claims (13)

電極活物質を含む金属電極を備え、充電によって再使用可能な電極カートリッジと、
空気極を備え、前記電極カートリッジを取り付けた状態で放電をおこなう放電槽と、
正極を備え、放電後に前記放電槽から取り出された前記電極カートリッジを取り付けた状態で充電をおこなう充電槽とを有し、
前記電極カートリッジは、放電許可状態又は放電不許可状態を表す認証情報を格納する記憶部を有し、
前記放電槽は、前記記憶部に格納された前記認証情報を読み取り、前記放電許可状態である場合に放電を許可し、前記放電不許可状態である場合に放電を阻止する処理を実行する第一の認証部を有し、
前記電極カートリッジ又は前記放電槽は、放電開始後に、前記記憶部に格納された認証情報を放電許可状態から放電不許可状態へ遷移させる処理を実行する第一の入力部を有し、
前記充電槽は、充電開始後に、前記記憶部に格納された認証情報を放電不許可状態から放電許可状態へ遷移させる処理を実行する第二の入力部を有することを特徴とする電池システム。
An electrode cartridge comprising a metal electrode containing an electrode active material and reusable by charging;
A discharge tank that includes an air electrode and discharges with the electrode cartridge attached;
A charging tank that includes a positive electrode and performs charging in a state in which the electrode cartridge taken out from the discharge tank after discharge is attached;
The electrode cartridge has a storage unit for storing authentication information indicating a discharge permission state or a discharge non-permission state,
The discharge tank reads the authentication information stored in the storage unit, and executes a process of permitting discharge when the discharge is permitted and preventing discharge when the discharge is not permitted. With an authentication part of
The electrode cartridge or the discharge tank has a first input unit that executes a process of transitioning authentication information stored in the storage unit from a discharge permission state to a discharge non-permission state after the start of discharge,
The said charging tank has a 2nd input part which performs the process which changes the authentication information stored in the said memory | storage part from a discharge non-permission state to a discharge permission state after a charge start.
電極活物質を含む金属電極を備え、充電によって再使用可能な電極カートリッジと、
空気極を備え、前記電極カートリッジを取り付けた状態で放電をおこなう放電槽と、
正極を備え、放電後に前記放電槽から取り出された前記電極カートリッジを取り付けた状態で充電をおこなう充電槽とを有し、
前記電極カートリッジは、放電許可状態又は放電不許可状態を表す認証情報を格納する記憶部を有し、
前記放電槽は、前記記憶部に格納された前記認証情報を読み取り、前記放電許可状態である場合に放電を許可し、前記放電不許可状態である場合に放電を阻止する処理を実行する第一の認証部を有し、
前記電極カートリッジ又は前記放電槽は、放電開始後に、前記記憶部に格納された認証情報を放電許可状態から放電不許可状態へ遷移させる処理を実行する第一の入力部を有し、
前記充電槽は、前記記憶部に格納された前記認証情報を読み取り、前記認証情報が放電不許可状態である場合に充電を許可し、放電許可状態である場合に充電を阻止する処理を実行する第二の認証部を有することを特徴とする電池システム。
An electrode cartridge comprising a metal electrode containing an electrode active material and reusable by charging;
A discharge tank that includes an air electrode and discharges with the electrode cartridge attached;
A charging tank that includes a positive electrode and performs charging in a state in which the electrode cartridge taken out from the discharge tank after discharge is attached;
The electrode cartridge has a storage unit for storing authentication information indicating a discharge permission state or a discharge non-permission state,
The discharge tank reads the authentication information stored in the storage unit, and executes a process of permitting discharge when the discharge is permitted and preventing discharge when the discharge is not permitted. With an authentication part of
The electrode cartridge or the discharge tank has a first input unit that executes a process of transitioning authentication information stored in the storage unit from a discharge permission state to a discharge non-permission state after the start of discharge,
The charging tank reads the authentication information stored in the storage unit, and executes a process of permitting charging when the authentication information is in a discharge not-permitted state and blocking charging when the authentication information is in a discharge-permitted state. A battery system comprising a second authentication unit.
電極活物質を含む金属電極を備え、充電によって再使用可能な電極カートリッジと、
空気極を備え、前記電極カートリッジを取り付けた状態で放電をおこなう放電槽と、
正極を備え、放電後に前記放電槽から取り出された前記電極カートリッジを取り付けた状態で充電をおこなう充電槽とを有し、
前記電極カートリッジは、放電許可状態又は放電不許可状態を表す認証情報を格納する記憶部を有し、
前記放電槽は、前記記憶部に格納された前記認証情報を読み取り、前記放電許可状態である場合に放電を許可し、前記放電不許可状態である場合に放電を阻止する処理を実行する第一の認証部を有し、
前記電極カートリッジ又は前記放電槽は、放電開始後に、前記記憶部に格納された認証情報を放電許可状態から放電不許可状態へ遷移させる処理を実行する第一の入力部を有し、
前記充電槽は、放電不許可状態を解除するために用いられる解除信号を認証する第三の認証部を有し、前記解除信号が適合した場合に充電を許可し、適合しなかった場合に充電を阻止する処理を実行することを特徴とする電池システム。
An electrode cartridge comprising a metal electrode containing an electrode active material and reusable by charging;
A discharge tank that includes an air electrode and discharges with the electrode cartridge attached;
A charging tank that includes a positive electrode and performs charging in a state in which the electrode cartridge taken out from the discharge tank after discharge is attached;
The electrode cartridge has a storage unit for storing authentication information indicating a discharge permission state or a discharge non-permission state,
The discharge tank reads the authentication information stored in the storage unit, and executes a process of permitting discharge when the discharge is permitted and preventing discharge when the discharge is not permitted. With an authentication part of
The electrode cartridge or the discharge tank has a first input unit that executes a process of transitioning authentication information stored in the storage unit from a discharge permission state to a discharge non-permission state after the start of discharge,
The charging tank has a third authentication unit that authenticates a release signal used to release a discharge non-permitted state, and permits charging when the release signal conforms, and charges when it does not conform. The battery system characterized by performing the process which blocks | prevents.
前記放電槽は、放電開始後に前記電極カートリッジとの通信接続をおこない、
前記第一の入力部は、前記通信接続状態が確立された後に、前記記憶部に格納された認証情報を放電許可状態から放電不許可状態へ遷移させることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の電池システム。
The discharge tank performs communication connection with the electrode cartridge after the start of discharge,
The said 1st input part changes the authentication information stored in the said memory | storage part from a discharge permission state to a discharge non-permission state, after the said communication connection state is established. The battery system according to any one of the above.
前記電池システムは、更に、前記電極カートリッジが備える金属電極と前記放電槽内に入れられた電解液との接触を検出する検出器を有し、
前記第一の入力部は、前記検出器によって前記接触が検出された後に、前記記憶部に格納された認証情報を放電許可状態から放電不許可状態へ遷移させることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の電池システム。
The battery system further includes a detector that detects contact between a metal electrode included in the electrode cartridge and an electrolytic solution placed in the discharge tank,
The first input unit transitions authentication information stored in the storage unit from a discharge permission state to a discharge non-permission state after the contact is detected by the detector. 5. The battery system according to any one of 4.
前記検出器は、前記金属電極と、前記放電槽に備えられた正極との間の電位差を計測する電圧計であることを特徴とする請求項5に記載の電池システム。 The battery system according to claim 5, wherein the detector is a voltmeter that measures a potential difference between the metal electrode and a positive electrode provided in the discharge tank. 前記記憶部は、更に、前記電極カートリッジに固有の識別情報を格納し、
前記放電槽及び/又は前記充電槽は、前記識別情報が適合した場合に、放電及び/又は充電を許可することを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の電池システム。
The storage unit further stores identification information unique to the electrode cartridge,
The battery system according to claim 1, wherein the discharge tank and / or the charging tank permits discharge and / or charging when the identification information is matched.
前記放電槽は、放電開始後に前記識別情報を更新する処理を実行することを特徴とする請求項7に記載の電池システム。 The battery system according to claim 7, wherein the discharge tank executes a process of updating the identification information after the start of discharge. 前記充電槽は、充電開始後に前記識別情報を更新する処理を実行することを特徴とする請求項7又は8に記載の電池システム。 The battery system according to claim 7 or 8, wherein the charging tank performs a process of updating the identification information after starting charging. 前記記憶部は、前記電極カートリッジが充電された回数を記憶し、
前記第一の認証部は、前記電極カートリッジが充電された回数に基づいて、前記放電許可状態又は前記放電不可状態である、ことを判定する、請求項1〜9のいずれかに記載の電池システム。
The storage unit stores the number of times the electrode cartridge is charged,
Wherein the first authentication unit, based on the number of times the electrode cartridge is charged, the a discharge enable state or the discharge not permitted state, it is determined, according to any one of claims 1 to 9 Battery system.
正極を備え、放電後の電極活物質を含む金属電極を備えた電極カートリッジを取り付けた状態で充電をおこなう充電槽であって、
前記充電槽は、
前記電極カートリッジが有する記憶部に格納された認証情報を読み取り、前記認証情報が放電不許可状態である場合に充電を許可し、放電許可状態である場合に充電を阻止する処理を実行する認証部を有することを特徴とする充電槽。
A charging tank equipped with a positive electrode and charged in a state where an electrode cartridge including a metal electrode containing an electrode active material after discharge is attached,
The charging tank is
An authentication unit that reads authentication information stored in a storage unit included in the electrode cartridge, and performs a process of permitting charging when the authentication information is in a discharge-not-permitted state and blocking charging when the authentication information is in a discharge-permitted state. The charging tank characterized by having.
前記充電槽は、
更に、充電開始後に、前記記憶部に格納された認証情報を放電不許可状態から放電許可状態へ遷移させる処理を実行する入力部を有することを特徴とする請求項11に記載の充電槽。
The charging tank is
The charging tank according to claim 11, further comprising an input unit that executes a process of transitioning the authentication information stored in the storage unit from a discharge non-permitted state to a discharge permitted state after the start of charging.
前記充電槽は、
更に、放電不許可状態を解除するために用いられる解除信号を認証する第三の認証部を有し、前記解除信号が適合した場合に充電を許可し、適合しなかった場合に充電を阻止する処理を実行することを特徴とする請求項11又は12に記載の充電槽。
The charging tank is
Furthermore, it has the 3rd certification | authentication part which authenticates the cancellation | release signal used in order to cancel | release a discharge non-permission state, charge is permitted when the said cancellation | release signal suits, and charge is blocked | prevented when it does not fit. The charging tank according to claim 11 or 12, wherein processing is executed.
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