JPH10162870A - 電気化学的亜鉛−空気多重セル型電池 - Google Patents
電気化学的亜鉛−空気多重セル型電池Info
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- JPH10162870A JPH10162870A JP31395096A JP31395096A JPH10162870A JP H10162870 A JPH10162870 A JP H10162870A JP 31395096 A JP31395096 A JP 31395096A JP 31395096 A JP31395096 A JP 31395096A JP H10162870 A JPH10162870 A JP H10162870A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電気化学的亜鉛−空気多重セル型電池を提供
することを目的とする。 【解決手段】 電気化学的亜鉛−空気多重セル型電池
は、ベースと二つの主表面と二つの従表面とを有する亜
鉛電極を含むため内側間隙を限定するハウジング、少な
くとも一つの平坦で空気浸透性であるが液体不浸透性で
あって主表面の少なくとも一つに設けられた窓開口部に
備えつけられる少なくとも一つの空気電極、亜鉛電極と
空気電極とに接触する電解質、及び二つの隣合う界面を
作る空気電極の外側面を横断するようにガス洗浄器から
の反応空気の流れを方向づける手段を備える形式の各セ
ルである。さらに、電池が隣合うセル間に配置された対
の離間薄板を備える空気を冷却して流れを方向づける手
段を有し、各薄板が主表面と同様寸法を有する対の薄板
のあいだに強制冷却空気を与える手段となり、且つ薄板
の外側面が反応空気と接触して冷却するために配置され
る。
することを目的とする。 【解決手段】 電気化学的亜鉛−空気多重セル型電池
は、ベースと二つの主表面と二つの従表面とを有する亜
鉛電極を含むため内側間隙を限定するハウジング、少な
くとも一つの平坦で空気浸透性であるが液体不浸透性で
あって主表面の少なくとも一つに設けられた窓開口部に
備えつけられる少なくとも一つの空気電極、亜鉛電極と
空気電極とに接触する電解質、及び二つの隣合う界面を
作る空気電極の外側面を横断するようにガス洗浄器から
の反応空気の流れを方向づける手段を備える形式の各セ
ルである。さらに、電池が隣合うセル間に配置された対
の離間薄板を備える空気を冷却して流れを方向づける手
段を有し、各薄板が主表面と同様寸法を有する対の薄板
のあいだに強制冷却空気を与える手段となり、且つ薄板
の外側面が反応空気と接触して冷却するために配置され
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は冷却金属−空気電池
に関する。さらに具体的には本発明は、車両推進用に用
いられる機械的に再充電可能な亜鉛−空気電池から、大
量の熱の取り出しに適切で信頼できる空気冷却装置を提
供する。
に関する。さらに具体的には本発明は、車両推進用に用
いられる機械的に再充電可能な亜鉛−空気電池から、大
量の熱の取り出しに適切で信頼できる空気冷却装置を提
供する。
【０００２】
【従来の技術】作用中の電池発生熱の全ては、それらの
一つの発生源は電送内でおこる化学反応であり、且つ第
２の発生源は電池自体のオーム抵抗に抗する電流であ
る。ほとんどの電池において、このような熱は、主に対
流によって自然に消散される。しかしながら、電気自動
車を動かす電池はコンパクトな電池外囲器から高出力を
得るように設計されていて、冷却のための付加的な対策
がなければ、高温度上昇がもたらされる。さらに積極的
な問題が考慮され、発生した熱が電池損傷を起こすレベ
ルまで電池温度を上昇するそのような条件の下で、道路
用車両が４５〜５０℃と同じくらい高い大気温度条件で
作用可能に設計する必要がある。
一つの発生源は電送内でおこる化学反応であり、且つ第
２の発生源は電池自体のオーム抵抗に抗する電流であ
る。ほとんどの電池において、このような熱は、主に対
流によって自然に消散される。しかしながら、電気自動
車を動かす電池はコンパクトな電池外囲器から高出力を
得るように設計されていて、冷却のための付加的な対策
がなければ、高温度上昇がもたらされる。さらに積極的
な問題が考慮され、発生した熱が電池損傷を起こすレベ
ルまで電池温度を上昇するそのような条件の下で、道路
用車両が４５〜５０℃と同じくらい高い大気温度条件で
作用可能に設計する必要がある。
【０００３】より高い作用温度が電池性能に必ずしも有
害でないが、この主の電池に幾つかの冷却装置が正当化
される幾つかの理由がある。第一に、自然冷却電池にお
いては、内部セルが電池外囲の温度より相当高い温度で
作用し、セル間の作用差異をもたらす。第２に、車両の
乗員区画を温めるために電池から除去した熱を使用する
ことがしばしば利点となる。第三に、電池の固体および
液体物質の熱による早期劣化を防止する。
害でないが、この主の電池に幾つかの冷却装置が正当化
される幾つかの理由がある。第一に、自然冷却電池にお
いては、内部セルが電池外囲の温度より相当高い温度で
作用し、セル間の作用差異をもたらす。第２に、車両の
乗員区画を温めるために電池から除去した熱を使用する
ことがしばしば利点となる。第三に、電池の固体および
液体物質の熱による早期劣化を防止する。
【０００４】電池の冷却装置は、米国特許第７５４，９
６９号、第３，７６７，４６８号、第３，００７，３１
５号、第４，４６３，０６４号、第４，５７８，３２４
号及び第５，２１２，０２４号に開示されている。これ
らの明細書は、電池から熱を除去するために電池を貫通
して、空気のような冷却ガスまたは水のような液体を循
環する種々の装置を開示する。
６９号、第３，７６７，４６８号、第３，００７，３１
５号、第４，４６３，０６４号、第４，５７８，３２４
号及び第５，２１２，０２４号に開示されている。これ
らの明細書は、電池から熱を除去するために電池を貫通
して、空気のような冷却ガスまたは水のような液体を循
環する種々の装置を開示する。
【０００５】電解質を冷却する装置が米国特許第３，２
９０，１７６号及び第５，０９３，２１３号に開示され
る。この装置は利点があり、具体的には濃度差を均一に
する電解質の混合が達成されるが、これらの装置は汲み
上げ手段を必要とし、且つ直接空気冷却を行う装置より
重くて複雑である。驚くべきことは、例えば、道路用車
両推進用の電池に使用される適切なものである約２４ｃ
ｍ×２４ｃｍの大きさの各電池セルから、この電解質冷
却方法は約４０ワットの熱を取り出す。
９０，１７６号及び第５，０９３，２１３号に開示され
る。この装置は利点があり、具体的には濃度差を均一に
する電解質の混合が達成されるが、これらの装置は汲み
上げ手段を必要とし、且つ直接空気冷却を行う装置より
重くて複雑である。驚くべきことは、例えば、道路用車
両推進用の電池に使用される適切なものである約２４ｃ
ｍ×２４ｃｍの大きさの各電池セルから、この電解質冷
却方法は約４０ワットの熱を取り出す。
【０００６】金属の集電装置枠の頂部に向かう冷却空気
の流れを有するようにした方法は、上記電池セルサイズ
に対して約２０ワットの除去容量を維持するだけであ
り、それは実際の道路用車両推進用電池に必要とする容
量の約２５％にすぎない。大きな送風機を使用すること
により過剰熱を取り除くため、空気電極と充分に接触す
る反応空気流量を増加することが可能である。この設備
は、短期使用、例えば、わずか数分の作用寿命である魚
雷推進用の電池には良く適している。しかしながら、空
気電極を横切る空気流量が、反応酸素を供給するために
必要であるそれより超過する場合、結局は空気電極から
電解質の乾燥をもたらし、納得できない出力が劣化した
セルを生じる。
の流れを有するようにした方法は、上記電池セルサイズ
に対して約２０ワットの除去容量を維持するだけであ
り、それは実際の道路用車両推進用電池に必要とする容
量の約２５％にすぎない。大きな送風機を使用すること
により過剰熱を取り除くため、空気電極と充分に接触す
る反応空気流量を増加することが可能である。この設備
は、短期使用、例えば、わずか数分の作用寿命である魚
雷推進用の電池には良く適している。しかしながら、空
気電極を横切る空気流量が、反応酸素を供給するために
必要であるそれより超過する場合、結局は空気電極から
電解質の乾燥をもたらし、納得できない出力が劣化した
セルを生じる。
【０００７】空気は体積で約０．０３１４％の二酸化炭
素を含み、このガスが金属−空気セルの高効率作用に有
害になることが既知であるので、冷却剤ような使用に関
し反応空気量を充分に増加するのが障害物となる。した
がって、本発明は、米国出願第０８／２１０，３３３号
に記載される電池と協動して使用する適切なガス洗浄器
装置を作ることを目的とする。ＣＯ2 を除去するための
洗浄装置は、ＣＯ2 吸着物質、例えば、多孔質担体に吸
着した顆粒アルカリ金属水酸化物または水性アルカリ金
属水酸化物の使用を含む。どちらの吸着剤物質を使用し
ても、長期間使用後吸着物は化学的に排気され、且つ再
配置または化学的再充填が必要である。早期吸着剤の排
気は、ガス洗浄器を使用することにより避けることがで
き、ガス洗浄器は電池反応に充分な酸素を含んだ空気量
のみを処理する。しかしながら、電池作用に必要な空気
量が、高速冷却を達成するためには不十分であることが
明らかとなった。
素を含み、このガスが金属−空気セルの高効率作用に有
害になることが既知であるので、冷却剤ような使用に関
し反応空気量を充分に増加するのが障害物となる。した
がって、本発明は、米国出願第０８／２１０，３３３号
に記載される電池と協動して使用する適切なガス洗浄器
装置を作ることを目的とする。ＣＯ2 を除去するための
洗浄装置は、ＣＯ2 吸着物質、例えば、多孔質担体に吸
着した顆粒アルカリ金属水酸化物または水性アルカリ金
属水酸化物の使用を含む。どちらの吸着剤物質を使用し
ても、長期間使用後吸着物は化学的に排気され、且つ再
配置または化学的再充填が必要である。早期吸着剤の排
気は、ガス洗浄器を使用することにより避けることがで
き、ガス洗浄器は電池反応に充分な酸素を含んだ空気量
のみを処理する。しかしながら、電池作用に必要な空気
量が、高速冷却を達成するためには不十分であることが
明らかとなった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的はさら
に、亜鉛−空気電池を提供することであり、この電池
は、道路用車両推進用電池に使用される電池サイズの各
電送から最低５０ワットの熱を取り除くのに充分な高熱
抽出容量装置を有する。さらに、強制空冷装置の使用に
よって電池セルの主表面に隣接する空気から熱を除去す
ることを本発明の目的とする。
に、亜鉛−空気電池を提供することであり、この電池
は、道路用車両推進用電池に使用される電池サイズの各
電送から最低５０ワットの熱を取り除くのに充分な高熱
抽出容量装置を有する。さらに、強制空冷装置の使用に
よって電池セルの主表面に隣接する空気から熱を除去す
ることを本発明の目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、電気化学的亜
鉛−空気多重セル型電池であって、ベースと、二つの主
表面と、二つの従表面とを有し、亜鉛電極を含むため内
側間隙を限定するハウジング、少なくとも一つの平坦で
空気浸透性であるが液体不浸透性であり、いずれも主表
面の少なくとも一つに設けられた窓開口部に備えつけら
れる少なくとも一つの空気電極、亜鉛電極と空気電極と
に接触する電解質、及びガス洗浄器からの反応空気の流
れを二つの隣合い向かい合う空気電極の外側面を横切っ
て方向づける手段、を備える形式の各セルであって、さ
らに、電池が隣合うセル間に対の離隔薄板を備えた冷却
用空気の流れを方向づける手段を有し、各離隔薄板が主
表面と同様の寸法を有し、手段は対の薄板のあいだに冷
却空気を流すように設けられ、且つ薄板の外側面が反応
空気と接触してかつそれらを冷却するように配置される
電気化学的亜鉛−空気多重セル型電池を提供することに
より上記目的を達成する。
鉛−空気多重セル型電池であって、ベースと、二つの主
表面と、二つの従表面とを有し、亜鉛電極を含むため内
側間隙を限定するハウジング、少なくとも一つの平坦で
空気浸透性であるが液体不浸透性であり、いずれも主表
面の少なくとも一つに設けられた窓開口部に備えつけら
れる少なくとも一つの空気電極、亜鉛電極と空気電極と
に接触する電解質、及びガス洗浄器からの反応空気の流
れを二つの隣合い向かい合う空気電極の外側面を横切っ
て方向づける手段、を備える形式の各セルであって、さ
らに、電池が隣合うセル間に対の離隔薄板を備えた冷却
用空気の流れを方向づける手段を有し、各離隔薄板が主
表面と同様の寸法を有し、手段は対の薄板のあいだに冷
却空気を流すように設けられ、且つ薄板の外側面が反応
空気と接触してかつそれらを冷却するように配置される
電気化学的亜鉛−空気多重セル型電池を提供することに
より上記目的を達成する。
【００１０】本発明の好ましい実施態様において、上記
対の薄板がプラスチックで作られた上記亜鉛−空気電池
を提供する。本発明のさらに好ましい実施態様におい
て、上記冷却空気の流量が上記反応空気の流量の少なく
とも２倍超過する上記亜鉛−空気電池を提供する。本発
明の特に好ましい実施態様において、上記亜鉛電極は、
活性金属構成材料によって取り囲まれた平坦な電気電導
性の骨格部材を形成し、電解質を含浸させたスラリーの
静止ベッドとなる多孔質亜鉛粒子を含み、且つ上記ハウ
ジングの上記内側間隙がベースと反対側開口部と連絡
し、開口部を通って上記亜鉛電解質が除去可能となり、
それらと新しく充電された金属電極とを機械的な置換を
可能とする請求項１記載の亜鉛−空気電池を提供する。
対の薄板がプラスチックで作られた上記亜鉛−空気電池
を提供する。本発明のさらに好ましい実施態様におい
て、上記冷却空気の流量が上記反応空気の流量の少なく
とも２倍超過する上記亜鉛−空気電池を提供する。本発
明の特に好ましい実施態様において、上記亜鉛電極は、
活性金属構成材料によって取り囲まれた平坦な電気電導
性の骨格部材を形成し、電解質を含浸させたスラリーの
静止ベッドとなる多孔質亜鉛粒子を含み、且つ上記ハウ
ジングの上記内側間隙がベースと反対側開口部と連絡
し、開口部を通って上記亜鉛電解質が除去可能となり、
それらと新しく充電された金属電極とを機械的な置換を
可能とする請求項１記載の亜鉛−空気電池を提供する。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明の電池が、二つに分離する
空気流のための設備と、反応空気から冷却空気に伝達さ
れる熱のための設備とを有することを此処で認識する。
しかしながら、この二つの空気流は単一の送風機から発
生する。反応空気は電池を作用させるために充分な量が
供給され、比較的多くの量の冷却空気が反応空気からも
望ましくない熱を取り出すために用いられる。
空気流のための設備と、反応空気から冷却空気に伝達さ
れる熱のための設備とを有することを此処で認識する。
しかしながら、この二つの空気流は単一の送風機から発
生する。反応空気は電池を作用させるために充分な量が
供給され、比較的多くの量の冷却空気が反応空気からも
望ましくない熱を取り出すために用いられる。
【００１２】試験は、２４ｃｍ×２４ｃｍの大きさのセ
ル有する電池で行われ、８０ワットの熱が各セルから取
り出されることが判明した。この結果は、道路車両推進
用の経済的運転に必要なコンパクトで高出力電池の満足
な作用に対して充分である。金属は典型的な固形プラス
チックより大きな約千倍の熱伝導率を有するので、プラ
スチックが適切な推奨物として一般に考慮されていない
ことが注目される。しかしながら、この考察は、壁を通
して伝導によって熱が伝達されるときに、実際に伝達さ
れることを簡略化しすぎた見地に基づく。より熱い壁表
面とより冷たい壁表面の両方が、このような壁と接触す
る個々の媒体の薄膜、本適用における空気によって覆わ
れる。境膜係数の値は、それらの熱伝導率、粘度、密度
及び比熱の中の多くの因子に依存する。正確な計算は複
雑であるが、概して、流れが乱流で且つ熱変換壁が厚い
場合を除き、各単一膜の熱流れに関する抵抗は、壁を構
成する固体物質の抵抗より一般的に数倍大きく、もちろ
んこのような空気膜は二つ有り、且つ非常に壁に密接し
た静止空気の薄膜は相当劣った熱伝導体である。
ル有する電池で行われ、８０ワットの熱が各セルから取
り出されることが判明した。この結果は、道路車両推進
用の経済的運転に必要なコンパクトで高出力電池の満足
な作用に対して充分である。金属は典型的な固形プラス
チックより大きな約千倍の熱伝導率を有するので、プラ
スチックが適切な推奨物として一般に考慮されていない
ことが注目される。しかしながら、この考察は、壁を通
して伝導によって熱が伝達されるときに、実際に伝達さ
れることを簡略化しすぎた見地に基づく。より熱い壁表
面とより冷たい壁表面の両方が、このような壁と接触す
る個々の媒体の薄膜、本適用における空気によって覆わ
れる。境膜係数の値は、それらの熱伝導率、粘度、密度
及び比熱の中の多くの因子に依存する。正確な計算は複
雑であるが、概して、流れが乱流で且つ熱変換壁が厚い
場合を除き、各単一膜の熱流れに関する抵抗は、壁を構
成する固体物質の抵抗より一般的に数倍大きく、もちろ
んこのような空気膜は二つ有り、且つ非常に壁に密接し
た静止空気の薄膜は相当劣った熱伝導体である。
【００１３】この考察は本発明の具体的な効果であり、
用いられる壁熱さが非常に薄く約１ミリメーターである
とき、送風機出力制限により、空気流れは層状となるこ
とが予想される。結局は、合計熱抵抗を考慮した場合、
壁材料の単なる熱伝導率でなく、すなわち、固体プラス
チックで作られた薄壁は、この適用において金属に対し
てほんのわずか劣るに過ぎない。
用いられる壁熱さが非常に薄く約１ミリメーターである
とき、送風機出力制限により、空気流れは層状となるこ
とが予想される。結局は、合計熱抵抗を考慮した場合、
壁材料の単なる熱伝導率でなく、すなわち、固体プラス
チックで作られた薄壁は、この適用において金属に対し
てほんのわずか劣るに過ぎない。
【００１４】プラスチックは、本発明の冷却空気流れ制
御手段として使用するために、軽量、低組立価格、記載
した形式の電池において普及しているアルカリ媒質によ
る化学浸食に関する優れた耐食性ような、幾つかの埋め
合わせできる優位な特性を有する。例えば、銅とポリプ
ロピレンの等しい厚さを比較した場合、プラスチックは
９．９倍の重量優位性が示される。この優位性は、道路
車両推進用に用いられる電池においては相当重要であ
り、軽量は満足できる車両性能を得るために決定的な必
要条件である。
御手段として使用するために、軽量、低組立価格、記載
した形式の電池において普及しているアルカリ媒質によ
る化学浸食に関する優れた耐食性ような、幾つかの埋め
合わせできる優位な特性を有する。例えば、銅とポリプ
ロピレンの等しい厚さを比較した場合、プラスチックは
９．９倍の重量優位性が示される。この優位性は、道路
車両推進用に用いられる電池においては相当重要であ
り、軽量は満足できる車両性能を得るために決定的な必
要条件である。
【００１５】本発明は、次の説明図を参照し特定の実施
態様に関して記載するので、さらに良く理解できる。此
処において詳細な図の具体的な参照に関し、示した事項
は実施例のつもりであり、本発明の好ましい実施態様の
説明検討の目的のためであり、最も有益であることを理
解させ、主体の記載及び本発明の概念態様を容易に理解
することを与える場合を示すことを強調する。これに関
しては、本発明の基本的理解のために必要であり、さら
に詳細に本発明の構造的詳細を示すことは意図していな
く、図を利用した記載は当業者が本発明の幾つかの形を
実際に実施できることが明らかである。
態様に関して記載するので、さらに良く理解できる。此
処において詳細な図の具体的な参照に関し、示した事項
は実施例のつもりであり、本発明の好ましい実施態様の
説明検討の目的のためであり、最も有益であることを理
解させ、主体の記載及び本発明の概念態様を容易に理解
することを与える場合を示すことを強調する。これに関
しては、本発明の基本的理解のために必要であり、さら
に詳細に本発明の構造的詳細を示すことは意図していな
く、図を利用した記載は当業者が本発明の幾つかの形を
実際に実施できることが明らかである。
【００１６】
【実施例および発明の効果】図１に複数の放電充電周期
用の形式の電気化学的亜鉛−空気多重セル型電池１０を
示す。図３にさらに詳細に図示される冷却空気流れ方向
づけ手段１２は、電池１０の長さに沿って配置されるマ
ニホールドダクト１４からの空気を受け入れ、マニホー
ルド流出口１６は空気入口ポート１８に接続される。
用の形式の電気化学的亜鉛−空気多重セル型電池１０を
示す。図３にさらに詳細に図示される冷却空気流れ方向
づけ手段１２は、電池１０の長さに沿って配置されるマ
ニホールドダクト１４からの空気を受け入れ、マニホー
ルド流出口１６は空気入口ポート１８に接続される。
【００１７】冷却空気２０は流出口ポート２４を通って
電池ケース２２を離れる。本実施態様において、マニホ
ールドダクト１４は、電池セル２６の上側縁部に沿って
都合良く配置される。間隙を考慮することと供給のため
のアクセスとに基づき、冷却空気２０をセル２６の配列
の側部から導入するために、マニホールドダクト１４を
配置することができる。
電池ケース２２を離れる。本実施態様において、マニホ
ールドダクト１４は、電池セル２６の上側縁部に沿って
都合良く配置される。間隙を考慮することと供給のため
のアクセスとに基づき、冷却空気２０をセル２６の配列
の側部から導入するために、マニホールドダクト１４を
配置することができる。
【００１８】ここで図２を参照すると、セルベース３０
を有するセルハウジング２８を備えた電池セル２６の一
つが詳細に示され、二つの主表面３２と二つの従表面３
４が内側間隙３６を規定する。その中に取替可能な多孔
質粒子亜鉛電極が収容され、正極として振るまい、電解
質４０を含浸する。内側間隙３６はベース３０の反対側
の開口部４２と連絡する。
を有するセルハウジング２８を備えた電池セル２６の一
つが詳細に示され、二つの主表面３２と二つの従表面３
４が内側間隙３６を規定する。その中に取替可能な多孔
質粒子亜鉛電極が収容され、正極として振るまい、電解
質４０を含浸する。内側間隙３６はベース３０の反対側
の開口部４２と連絡する。
【００１９】セル２６は、すなわち電池１０の一部分で
あり、機械的に取替可能である。開口部４２は、取替可
能亜鉛電極３８の選択的除去と、新しく充電した金属電
極との再交換が可能である。示された実施態様には、負
極として働く各セル内に二つの通常平らな空気浸透性で
あるが液体不浸透性である空気電極４４がある。各空気
電極４４は、主表面３２を設けた格子窓開口部４６に備
えられる。内部間隙に保持された電解質４０は、亜鉛電
極３８と双方の空気電極４４と接触する。セル出力は対
の端子止金４５を通って取り出される。
あり、機械的に取替可能である。開口部４２は、取替可
能亜鉛電極３８の選択的除去と、新しく充電した金属電
極との再交換が可能である。示された実施態様には、負
極として働く各セル内に二つの通常平らな空気浸透性で
あるが液体不浸透性である空気電極４４がある。各空気
電極４４は、主表面３２を設けた格子窓開口部４６に備
えられる。内部間隙に保持された電解質４０は、亜鉛電
極３８と双方の空気電極４４と接触する。セル出力は対
の端子止金４５を通って取り出される。
【００２０】図３に、二つの隣合い向かい合う空気電極
４４の外側面を横断してガス洗浄器５０からの反応空気
の流れ４８を方向づけるために備えられるマニホールド
手段４６が示される。冷却空気流方向づけ手段１２が、
隣接するセル２６のあいだに配置された対の離間薄板５
２を実質的に備える。各薄板５２はセル主表面３２と同
様寸法である。好ましくは、図示するように、対の離間
薄板５２が、複数の空気通路５６を有する中空板のよう
な形をした一体ユニット５４を形成する。
４４の外側面を横断してガス洗浄器５０からの反応空気
の流れ４８を方向づけるために備えられるマニホールド
手段４６が示される。冷却空気流方向づけ手段１２が、
隣接するセル２６のあいだに配置された対の離間薄板５
２を実質的に備える。各薄板５２はセル主表面３２と同
様寸法である。好ましくは、図示するように、対の離間
薄板５２が、複数の空気通路５６を有する中空板のよう
な形をした一体ユニット５４を形成する。
【００２１】薄板５２は銅から適切に作られ、腐食保護
はニッケル、銀またはイリジウムで鍍金することにより
与えられる。より軽い重量で且つ安い製造価格はポリプ
ロピレンのようなプラスチックの使用により達成され
る。１ミリメートルまたはそれ以下の薄い壁厚さによっ
て、プラスチックで作られた一体化流れ方向づけ手段ユ
ニット５４は、上記に説明されたように適切な性能水準
を与えることができる。
はニッケル、銀またはイリジウムで鍍金することにより
与えられる。より軽い重量で且つ安い製造価格はポリプ
ロピレンのようなプラスチックの使用により達成され
る。１ミリメートルまたはそれ以下の薄い壁厚さによっ
て、プラスチックで作られた一体化流れ方向づけ手段ユ
ニット５４は、上記に説明されたように適切な性能水準
を与えることができる。
【００２２】空気送風機５８のような手段が、対の薄板
５２のあいだに強制冷却空気２０を流すために設けられ
る。薄板５２の外側面は反応空気４８と接触して冷却す
るために配置される。示された実施態様において、空気
送風機５８は電気的に駆動される。しかしながら、道路
用車両では回転軸（図示せず）が通常使用され、このよ
うな軸は車両付属品の一種である一本のベルトまたは複
数のベルトによって駆動される。実際にこのような軸ま
たはベルトが利用可能である場合、空気送風機５８はそ
れらによって駆動される。
５２のあいだに強制冷却空気２０を流すために設けられ
る。薄板５２の外側面は反応空気４８と接触して冷却す
るために配置される。示された実施態様において、空気
送風機５８は電気的に駆動される。しかしながら、道路
用車両では回転軸（図示せず）が通常使用され、このよ
うな軸は車両付属品の一種である一本のベルトまたは複
数のベルトによって駆動される。実際にこのような軸ま
たはベルトが利用可能である場合、空気送風機５８はそ
れらによって駆動される。
【００２３】冷却空気２０の流量は、好ましくは反応空
気４８の流量の少なくとも２倍を超過する。空気送風機
５８は二つの異なる大きさの羽根車ユニット６０と６２
とを有し、双方は同一のモーター６４で駆動され且つこ
のような空気の流れを都合良く供給する。冷却空気の供
給を図６を参照してさらに説明する。
気４８の流量の少なくとも２倍を超過する。空気送風機
５８は二つの異なる大きさの羽根車ユニット６０と６２
とを有し、双方は同一のモーター６４で駆動され且つこ
のような空気の流れを都合良く供給する。冷却空気の供
給を図６を参照してさらに説明する。
【００２４】冷却空気を方向づける手段５４の詳細が図
４に示され、延長型の蛇のような流れチャネルが対の薄
板６８のあいだに冷却空気２０を導入するために備えら
れる。冷却空気注入口ポート７０がチャネル６６の一つ
の端部７２に設けられ、且つ流出口ポート７４がそれら
の反対側端部７６に設けられる。延長型の流れチャネル
６６は、長時間に渡って熱交換が可能であり、したがっ
て図３に示されるより熱い反応空気４８と冷却空気２０
とのあいだの全体に渡る温度差を低下させる。
４に示され、延長型の蛇のような流れチャネルが対の薄
板６８のあいだに冷却空気２０を導入するために備えら
れる。冷却空気注入口ポート７０がチャネル６６の一つ
の端部７２に設けられ、且つ流出口ポート７４がそれら
の反対側端部７６に設けられる。延長型の流れチャネル
６６は、長時間に渡って熱交換が可能であり、したがっ
て図３に示されるより熱い反応空気４８と冷却空気２０
とのあいだの全体に渡る温度差を低下させる。
【００２５】図５は次の実施態様の薄い冷却板７８を示
す。複数の平行流れチャネル８０は、対の薄い冷却板７
８の間に設けられる。冷却空気入口ポート（図示せず）
が板７８の一方の縁部８２に沿って備えられ、且つ空気
放出ポート（図示せず）が板７８の反対側縁部８４に沿
って備えらる。この実施態様は、図４を参照して記載さ
れた装置より早い空気流れと低い圧力低下のために備え
られる。
す。複数の平行流れチャネル８０は、対の薄い冷却板７
８の間に設けられる。冷却空気入口ポート（図示せず）
が板７８の一方の縁部８２に沿って備えられ、且つ空気
放出ポート（図示せず）が板７８の反対側縁部８４に沿
って備えらる。この実施態様は、図４を参照して記載さ
れた装置より早い空気流れと低い圧力低下のために備え
られる。
【００２６】空気流れ分割器８６をさらに備えた亜鉛−
空気電池１０のための空気流れ設備が図６に示される。
分割器８６は、ただ単一の羽根車を備えた空気送風機９
０から空気の流れ８８を受け入れる。分割器８６はこの
流れの一部分、典型的には少ないほうの部分をＣＯ2 ガ
ス洗浄器５０に分け、その後反応空気４８として使用す
るため空気電極に送られる。分割器８６は、残りの空気
流２０を冷却空気流れ方向づけ手段１２に送る空気送風
機９０によって電池ケース２２に供給される全ての空気
は、流出口ポート２４を通ってそこから排気される。こ
のポート２４から、必要ならば車両乗員区画ヒーター９
２に向けられ、或いは必要でないならば９４で大気に放
出される。
空気電池１０のための空気流れ設備が図６に示される。
分割器８６は、ただ単一の羽根車を備えた空気送風機９
０から空気の流れ８８を受け入れる。分割器８６はこの
流れの一部分、典型的には少ないほうの部分をＣＯ2 ガ
ス洗浄器５０に分け、その後反応空気４８として使用す
るため空気電極に送られる。分割器８６は、残りの空気
流２０を冷却空気流れ方向づけ手段１２に送る空気送風
機９０によって電池ケース２２に供給される全ての空気
は、流出口ポート２４を通ってそこから排気される。こ
のポート２４から、必要ならば車両乗員区画ヒーター９
２に向けられ、或いは必要でないならば９４で大気に放
出される。
【００２７】空気送風機９０は、必要であるならばさら
に乗員区画９８の送風に使用する出口分岐９６を有す
る。本発明は上記に示した実施態様の記載に限定され
ず、本発明はこれらの本質的な特性から離れることなく
他の特別な形を実施できことは 当業者には明白であ
り、この場合本実施態様においては、上記記載よりも添
付された請求の範囲を参照は説明として考慮するもので
あり限定するものでなく、すべての変形は請求の範囲を
意味し等価な範囲がその中に包含されるものである。
に乗員区画９８の送風に使用する出口分岐９６を有す
る。本発明は上記に示した実施態様の記載に限定され
ず、本発明はこれらの本質的な特性から離れることなく
他の特別な形を実施できことは 当業者には明白であ
り、この場合本実施態様においては、上記記載よりも添
付された請求の範囲を参照は説明として考慮するもので
あり限定するものでなく、すべての変形は請求の範囲を
意味し等価な範囲がその中に包含されるものである。
【図１】図１は本発明にしたがう冷却電池の好ましい実
施態様の切断面斜視図である。
施態様の切断面斜視図である。
【図２】図２は電池のセルの一つの破断面斜視図であ
る。
る。
【図３】図３は空気冷却ユニットにより分離された対の
電池セルの模式図である。
電池セルの模式図である。
【図４】図４は、延長型の流れチャネルが対の薄板の間
に設けられた実施態様の正面破断面図である
に設けられた実施態様の正面破断面図である
【図５】図５は、複数の平行流れチャネルが対の薄板の
間に設けられた実施態様の破断面斜視図である。
間に設けられた実施態様の破断面斜視図である。
【図６】図６は、空気送風機からの空気流を受け入れる
空気流れ分割器を有する電池の空気流れの模式図であ
る。
空気流れ分割器を有する電池の空気流れの模式図であ
る。
１０…亜鉛−空気多重セル型電池 １２…冷却空気流れ方向づけ手段 １４…マニホールドダクト １６…マニホールド流出口 １８…空気注入口ポート ２０…冷却空気 ２２…電池ケース ２４…流出口ポート ２６…電池セル ２８…セルハウジング ３０…セルベース ３２…二つの主表面 ３４…二つの従表面 ３６…内側間隔 ３８…取替可能な多孔質粒子亜鉛電極 ４０…電解質 ４２…開口部 ４４…空気電極 ４５…端子止金 ４６…マニホールド手段 ４８…反応空気流れ ５０…ガス洗浄器 ５２…離間薄板 ５４…一体ユニット ５６…空気通路 ５８…空気送風機 ６０…羽根車ユニット ６２…羽根車ユニット ６４…モーター ６６…チャネル ６８…薄板 ７０…注入口ポート ７２…チャネルの端部 ７４…流出口ポート ７６…チャネルの端部 ７８…薄い冷却板 ８０…複数の平行流れチャネル ８２…冷却板の縁部 ８４…冷却板の縁部 ８６…空気流れ装置 ８８…空気の流れ ９０…空気送風機 ９２…車両乗員区画ヒーター ９６…出口分岐 ９８…乗員区画
Claims (11)
- 【請求項１】 電気化学的亜鉛−空気多重セル型電池で
あって、 ベースと、二つの主表面と、二つの従表面とを有し、亜
鉛電極を含むため内側間隙を限定するハウジング、 少なくとも一つの平坦で空気浸透性であるが液体不浸透
性であり、いずれも前記主表面の少なくとも一つに設け
られた窓開口部に備えつけられる少なくとも一つの空気
電極、 前記亜鉛電極と前記空気電極とに接触する電解質、及び
ガス洗浄器からの反応空気の流れを二つの隣合い向かい
合う空気電極の外側面を横切って方向づける手段、を備
える形式の各セルであって、 さらに、前記電池が隣合うセル間に対の離隔薄板を備え
た冷却用空気の流れを方向づける手段を有し、各離隔薄
板が前記主表面と同様の寸法を有し、前記手段は前記対
の薄板のあいだに冷却空気を流すように設けられ、且つ
前記薄板の外側面が前記反応空気と接触してかつそれら
を冷却するように配置される電気化学的亜鉛−空気多重
セル型電池。 - 【請求項２】 前記対の離間薄板が中空板として形成さ
れた一体ユニットである請求項１記載の亜鉛−空気電
池。 - 【請求項３】 前記対の薄板がプラスチックで作られた
請求項１記載の亜鉛−空気電池。 - 【請求項４】 前記対の薄板が銅で作られた請求項１記
載の亜鉛−空気電池。 - 【請求項５】 前記対の銅板が、ニッケル、銀及びイリ
ジウム含んでなる群から選択された金属で鍍金される請
求項４記載の亜鉛−空気電池。 - 【請求項６】 延長型流れチャネルが前記対の薄板の間
に設けられ、冷却空気注入口ポートが前記チャネルの一
つの端部に設けられ且つ流出口ポートがそれらの反対側
端部に設けられる請求項１記載の亜鉛−空気電池。 - 【請求項７】 複数平行流れチャネルが前記対の薄板の
間に設けられ、冷却空気入口ポートが前記薄板の一つの
端部に沿って備えられ且つ放出ポートが前記薄板の反対
側端部に備えられる請求項１記載の亜鉛−空気電池。 - 【請求項８】 前記冷却空気流れ方向づけ装置が前記電
池の長さに沿って配置されたマニホールドダクトを備
え、マニホールド流出口が前記空気入口ポートに接続さ
れる請求項１記載の亜鉛−空気電池。 - 【請求項９】 前記冷却空気の流量が前記反応空気の流
量の少なくとも２倍超過する請求項１記載の亜鉛−空気
電池。 - 【請求項１０】 空気送風機から空気の流れを受け入れ
る空気の流れ分割機をさらに備え、前記流れの一部を反
応空気と使用するために前記正極板に向け方向づけし、
且つ残る空気の流れを前記冷却空気の流れを方向づける
手段に向かわせる請求項１記載の亜鉛−空気電池。 - 【請求項１１】 前記亜鉛電極は、活性金属構成材料に
よって取り囲まれた平坦な電気電導性の骨格部材を形成
し、電解質を含浸させたスラリーの静止ベッドとなる多
孔質亜鉛粒子を含み、且つ前記ハウジングの前記内側間
隙が前記ベースと反対側開口部と連絡し、前記開口部を
通って前記亜鉛電解質が除去可能となり、それらと新し
く充電された金属電極とを機械的な置換を可能とする請
求項１記載の亜鉛−空気電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31395096A JPH10162870A (ja) | 1995-05-25 | 1996-11-25 | 電気化学的亜鉛−空気多重セル型電池 |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/451,012 US5753384A (en) | 1995-05-25 | 1995-05-25 | Air-cooled metal-air battery |
| JP31395096A JPH10162870A (ja) | 1995-05-25 | 1996-11-25 | 電気化学的亜鉛−空気多重セル型電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10162870A true JPH10162870A (ja) | 1998-06-19 |
Family
ID=18047454
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31395096A Pending JPH10162870A (ja) | 1995-05-25 | 1996-11-25 | 電気化学的亜鉛−空気多重セル型電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10162870A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002101853A2 (en) * | 2001-02-09 | 2002-12-19 | Evionyx, Inc. | Metal air cell system |
| US6869710B2 (en) | 2001-02-09 | 2005-03-22 | Evionyx, Inc. | Metal air cell system |
| KR101163537B1 (ko) * | 2010-03-19 | 2012-07-06 | 이정용 | 전기자동차의 연료전지 이원화 시스템 |
| KR101189127B1 (ko) * | 2010-12-07 | 2012-10-10 | 현대로템 주식회사 | 아연-공기 연료전지용 가변식 공기공급장치 |
| JP2013503432A (ja) * | 2009-08-28 | 2013-01-31 | エルジー・ケム・リミテッド | バッテリーモジュール及びバッテリーモジュールの冷却方法 |
| JP2013045684A (ja) * | 2011-08-25 | 2013-03-04 | Toyota Motor Corp | 金属空気電池 |
| JP2014216081A (ja) * | 2013-04-23 | 2014-11-17 | 日産自動車株式会社 | 注液システム |
| JP2015069742A (ja) * | 2013-09-27 | 2015-04-13 | 日産自動車株式会社 | 空気電池システム |
| JPWO2013171885A1 (ja) * | 2012-05-17 | 2016-01-07 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 電池モジュール |
| JP2016009631A (ja) * | 2014-06-25 | 2016-01-18 | 日産自動車株式会社 | 空気電池ユニット |
-
1996
- 1996-11-25 JP JP31395096A patent/JPH10162870A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002101853A2 (en) * | 2001-02-09 | 2002-12-19 | Evionyx, Inc. | Metal air cell system |
| WO2002101853A3 (en) * | 2001-02-09 | 2003-11-27 | Evionyx Inc | Metal air cell system |
| US6869710B2 (en) | 2001-02-09 | 2005-03-22 | Evionyx, Inc. | Metal air cell system |
| JP2013503432A (ja) * | 2009-08-28 | 2013-01-31 | エルジー・ケム・リミテッド | バッテリーモジュール及びバッテリーモジュールの冷却方法 |
| KR101163537B1 (ko) * | 2010-03-19 | 2012-07-06 | 이정용 | 전기자동차의 연료전지 이원화 시스템 |
| KR101189127B1 (ko) * | 2010-12-07 | 2012-10-10 | 현대로템 주식회사 | 아연-공기 연료전지용 가변식 공기공급장치 |
| JP2013045684A (ja) * | 2011-08-25 | 2013-03-04 | Toyota Motor Corp | 金属空気電池 |
| JPWO2013171885A1 (ja) * | 2012-05-17 | 2016-01-07 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 電池モジュール |
| JP2014216081A (ja) * | 2013-04-23 | 2014-11-17 | 日産自動車株式会社 | 注液システム |
| JP2015069742A (ja) * | 2013-09-27 | 2015-04-13 | 日産自動車株式会社 | 空気電池システム |
| JP2016009631A (ja) * | 2014-06-25 | 2016-01-18 | 日産自動車株式会社 | 空気電池ユニット |
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