JPS63310579A - 複極式金属/空気バッテリー - Google Patents

複極式金属/空気バッテリー

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JPS63310579A
JPS63310579A JP63134283A JP13428388A JPS63310579A JP S63310579 A JPS63310579 A JP S63310579A JP 63134283 A JP63134283 A JP 63134283A JP 13428388 A JP13428388 A JP 13428388A JP S63310579 A JPS63310579 A JP S63310579A
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anode
battery
cathode
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ホーマー・エル・ターリー
マリリン・ジェイ・ニクサ
ジェラルド・アール・ポート
アンドリュー・ジェイ・ニクサ
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、空気カソードと消耗性金属アノードを用いる
複極式バッテリーに関する。
(従来の技術) 空気カソード9と消耗性金属アノードを用いるバッテリ
ーでは、その中に電極を固定できる形態のものが提案さ
れている。米国特許第4,246,324号では、箱状
形態のものであって、その対向面上に電極を配置した形
態を使用している。電解質は相面する電極間に維持され
、消耗性アノードは板状のものであって、スプリングク
リップにより箱状形態内に固定される。
米国特許第4,091,174号には、棒状の消耗性電
極が記載されている。この棒状の消耗性電極は、類似し
た同心形状の孔内に固定され、この特定形状の消耗性電
極を空気電極の間近に隣接し【維持するにはスプリング
が有用である。英国特許第1.223,127号に記載
の空気電極は、板状の空気電極面を横切るストリップに
より消耗性電極から分離されている。更に詳しく述べる
と、このストリップは小こぶのような突起を有し、この
突起が消耗性電極(板状形態にすることができる)と空
気カソードとの間に空間を形成・維持する。これら一連
の部材を一緒にくくりつけ、その周りを外部スプリング
で包んで、内部のバッテリ一部材間の圧力を維持するこ
とができると教示している。
更に新しいところでは、米国特許出願第838.484
号に、空気カソード9をモジエールとして提供できる旨
が教示されている。このモジエールは、そのカソード面
上に網目の表面強化材を設けることが可能であり、この
要素をしっかりと把持して金属枠に封入したものがモジ
ュールである。
カソードは、アノード9保持具として機能するかごによ
り消耗性アノードから離して配置される。このかごはV
字形であり、そのためくさび形のアノードが有用である
最近の米国特許第4,551,399号には、カソード
9をアーム上に積載し、このアームを線で巻くことがで
きるとも記載されている。アームはセパレータ壁に侵入
して、壁の遠い側面上のアノード9と接触する。このア
ノードはくさび形であって、その裏面は真直なセパレー
タ壁に一致し、傾斜した側はカソード面に平行な平面内
にある。
米国特許第4.389,466号には、カソード面を横
切って走りアノード/カソードの分離を維持するリブも
有用であると記載されている。カソードの裏面上には、
多孔質の剛性支持体が使用される。
支持体が多孔質であるため、カソード接触したままで支
持体要素を通して空気の流通が可能である。
アノード9側の上部に拡張可能なブラダ(bxadde
r)を使用してアノード上の圧力を維持し、ブラダはア
ノード9をリブに押しつけて、リブとアノード間の電気
的接触を良好にする。別法として、更に新しい米国特許
第4,560,626号に記載されているように、ブラ
ダと同じバッテリ一部分に維持されたコイル巻きスプリ
ングと組合せてブラダを使用することができる。このブ
ラダは、内圧の維持にも有用である。しかしながら、こ
の内部スプリングは、アノードの取替時に、ブラダの圧
力に抗してカソードをアノードから引き離すのに有用で
あり、アノードの取替を容易にすることができる。
(発明が解決しようとする問題点) 消耗性電極を使用するバッテリーの寿命をより延長しよ
うとして、種々の研究が行なわれてきた。
しかしながら、諸特徴を効率的なパッケージとして組み
合せること、及び複極式バッテリーパッケージを包含し
た組合せにすること、従ってエネルギー効率を高めるた
めに軽量の組合せにすることは、現在でも強く望まれて
いる。エネルギー源の補給を容易にするこのような電槽
は、最も望まれるところであろう。加圧操作の維持並び
に電解質のこぼれ防止も有利なことであろう。
(問題点を解決するための手段) 本発明等は、効率の高い改良された金属/空気バッテリ
ーを製作した。このバッテリーは複極式構成のものであ
り、従ってエネルギー出力の向上の割に軽量化されてい
る。更に望ましいことには、エネルギー効率が高められ
ているにもかかわらずバッテリー容積は減少している。
この複極式バッテリーは、それでもエネルギー源の補給
が容易に可能なのである。個々のバッテリー電槽は加圧
下で操作できるので、電極配向の変化により生ずる恐れ
ある諸問題も除かれる。
本発明の広義の一特徴は、複極式バッテリーへの使用に
適した金属−空気バッテリー電槽である。
この電槽は消耗性の板状金属アノードを含有し、このア
ノードはその広い面に内実の伝導性アノード電流集電装
置を押し当てており、この集電装置は、アノードに押し
当てられた側と反対側の上部に伝導性で圧縮性の部材を
有し、この部材はアノード電流集電装置に固定されて、
それから伸長している。更に、この電槽は剛性の多孔質
金属部材を有し、圧縮性の部材が伸長して、この剛性の
多孔質部材の広い平面に押し当て接触しているか、ある
いはこの部材の電気伝導性の面要素(facingel
ement)と接触する。この多孔質金属部材は、圧縮
性部材とは反対の方向で、空気力フードと面対面の電気
伝導性かつ気孔質の接触をしている。多孔質金属部材と
は反対側の空気カソードの広い平面状表面は、空気カソ
ードと金属アノードの間に配置される室に露出される。
この室は、バッテリー電解質をアノードとカソードの間
に通すための室である。
本発明の更に別なる広義の特徴は、アノード9電流集電
装置から伸長する伝導性の圧縮性部材を含む金属−空気
バッテリー電池である。この圧縮性部材は、気孔質、電
気伝導性の平面をなす網状体部材まで伸長し、同時にこ
の網状体部材の広い面に押し当て接触している。この網
状体部材は、その押し当て接触とは反対側の面上に、金
属−空気バッテリー用のカソード接触を有する。
本発明の尚別なる特徴は、特殊組合せアノード支持体を
含む金属−空気バッテリー電槽である。
更なる特徴には、特殊なアノード電流集電組立装量及び
カソード組立装置がある。
第1図は、内部アノード枠組立装置とアノードシールブ
ロック組立装置を含む電槽枠の分解図である。
第2図は、各電槽ユニット毎にアノード組立装置とカソ
ード9組立装置を含む大電槽スタックの2個の電・漕ユ
ニット部を示す等角分解図である。
第3図は複極式バッテリー電槽スタックのアノード終端
部組立装置を示す分解図である。
第4図は、複極式バッテリーのカソード終端部組立装置
を示す等角分解図である。
第5図は、2個の横に並んだ複極式電槽ユニットを示す
電槽スタックの側立面図である。
第5A及び5B図は、第5図複極式電槽の入口部と出口
部の拡大図である。
第6図は、可とう性の周辺ダイアフラムを備えた板状の
集電装置の等角分解図である。
第7図は、複極式バッテリーのパンカソード実施態様の
等角分解図である。
第7a図は、第7図パンカソード実施態様の部分断面を
示す側立面図である。
金属−空気バッテリーでは、アノードでの金属の溶解と
カソードでの酸素の減少により電気エネルギーを放出す
る。有用なのは酸素の減少なので、本願は「空気」なる
語を便宜上酸素源の意味で使用する。従って、「空気」
なる語は、空気以外の例えば酸素や酸素含有混合ガスを
意味することがある。すなわち、「空気」なる語を使用
するときは、他の有用な酸素源も包含されると解されな
ければならない。アノードで溶解される金属としては、
アルミニウム、亜鉛、鉛、カルシウム、ベリリウム、リ
チウム及びマグネ7ウム並びにそれらの合金及び金属間
混合物が考えられるが、経済性と効率的な発電の点でア
ルミニウムが好適である。
電解質は、海水のような塩水を含む水溶液が好適である
が、はとんど常に例えば水酸化ナトリウム又は水酸化カ
リウムの苛性溶液であるか、あるいはそれらを含む苛性
混合物である。
図面では、各図の同一要素に対して一般に同一の番号を
用いる。第1図では、30で一般的に示したアノード電
槽枠組立装置には、上方に細長いアノード挿入(又は取
出し)孔4を有する電槽枠3がある。その孔4を通して
金属板アノード(図示していない)を電槽枠3に挿入す
ることができる。分解図的に示したように、電槽枠3は
、23で一般的に示したU字形のアノード枠組立装置を
有する。アノード枠組立装置23は、垂直枠レール5.
6を有する。この枠サイト9レール5.6には切込みが
施されていて、使用済アノード板(図示していない)の
取出しを容易にする。このアノード板(図示していない
)は、レール5.6の前方の最内縁部の間に配置され、
切込み内には配置されない。従って、組立装置23は、
アノードの前進運動をぴったり止めるものではない。こ
の垂直レール5.6は底部で中空の下方枠部材7により
接続される。この枠部材7は懸垂した枠脚24.25を
有し、その間に下方枠部材孔26が形成される。電槽枠
3は、電解質供給用の電解質入口8から下方枠部材孔2
6に伸びた通路を有する。電槽枠3は、その最下部に空
気人口充気室9と空気排出売気室11を有する。アノー
ド枠組立装置23を電槽枠3に挿入した際、アノード枠
23は、懸垂した枠脚25が枠3内にあるライザー(r
iser)10に合体するまで前方に移動することがで
きる。
前記分解図に示したように、電槽枠3はアノードシール
ブロック組立装置27を有する。この組立装置27は、
アノード挿入孔4にぴったり合う寸法の懸垂したほぞ(
tenon) 28を含む。アノードシールブロック組
立装置27は、はぞ28の上部に、外側枠ブロツク31
内に組み込まれた中間挿入部29を有する。この枠ブロ
ック31は、電槽枠3の上表面への取付けに適した寸法
を有する。
枠ブロック31と挿入部29を取り除く際、はぞ28も
取り除かれる。中間挿入部29の頂部には、電解質出口
33を含むライザー32がある。
第2図を更に詳しく参照する。1で一般的に示す電槽ス
タックの一部は、最前面に鎖線で示したアノード92を
有する。この金属板アノード2は、電槽枠3内あるいは
第1図で更に詳しく示したように、U字形アノード枠組
立装置23内にあって電槽スタック1に含まれる。アノ
ード2は、挿入孔4を経てアノード枠組立装置23に挿
入することができる。このアノード枠組立装置はノツチ
付の枠サイドレール5と下方枠部材7とを有しており、
板状アノード2はその枠部材7上に積載される。電槽枠
3は、電解質入口8、空気入口充気室9及び空気排出充
気室11を有する。
電槽枠3の金属板アノード20反対側には、12で一般
に示したカソード9組立装置があり、図ではその部分切
開図も示している。カソード組立装置12の部分は、分
解図に示すように、空気カソード16の前方にセパレー
タ組立装置13を有する。
このセパレータ組立装置は13は、実質的に開口してお
り、例えば好ましくは90%以上開口しているが、セパ
レータ枠15内にセパレータストリップ14を有し、こ
のストリップがアノード板2と接触している。セパレー
タ組立装置13の背後のカソード組立装置12には、カ
ソードスクリーン81を備えた空気カソード16がある
。このカソードスクリーン81は、有孔金属導体81と
も称される。また、この空気カソード16は、多孔質金
属部材17上に張られた面の形態をなす。空気カソード
16とその多孔質金属支持部材17は、共にカソード枠
工8内に組み込まれている。代表的には、セパレータ組
立装置13、空気カソード16、カソード9枠18及び
支持部材17は、一体ユニットとしてカソード9組立装
置12を構成する。
カソード組立装置12の背後には、19で一般的に示し
たアノード電流集電組立装置があり、これは集電板21
と圧縮可能な部材22とからなる。
便宜上、このような部材22を以下では一役にスプリン
グ22と称する。スプリング22は、集電板21から有
孔金属支持部材17へ向って伸長している。従って、ス
プリング22は、板21と支持部材17との間に間隙を
形成すると共に、板21とこの支持部材17との間に電
流を通す。
集電板21の裏面は、電槽スタック1内の次の同じ電槽
の板状アノード2の広い面と面対面接触する。前記の第
一電槽と同様に、この次の電槽も、アノード挿入孔4並
びにU字形枠を含む電槽枠3を有する。更にこの第二電
槽は、電解質入口8と空気の入口及び排出充気室(9,
11)を有する。
第二電槽のこの電槽枠3の背後に、カソード組立装置1
2が、再度セパレータ組立装置13と共に続き、カソー
ド枠18内部の最前面には空気カソードtsがある。第
二電槽のカソード組立装置12の背後には、19で一般
的に示したアノード電流集電装置があり、このアノード
9電流集電装置はスプリング22を備えた集電板21を
有する。便宜的な目的で、第2図ではガスタクト類を省
略したが、これについては後はど更に詳しく説明する。
支持部材17は、十分に多孔質の電気伝導性部材17で
あって、例えばスプリング22からの圧力下でほとんど
若しくは全く変形しない剛性の部材17である。十分に
多孔質であるとは、部材17が適当な孔度を有すること
例えば相互連結された孔を有すること、あるいは空気カ
ッ−116の活性表面に空気が容易に接近できるよう十
分に相互連結された開口部が部材17内に存在すること
を意味する。95パ一セント以上の多孔度ならば望まし
い空気の接近に十分であるが、支持体部材17は97乃
至98パ一セント程度あるいはそれ以上の多孔度を有す
ることが好ましい。変形がほとんど若しくは全(な(て
剛性であるとは、支持体部材17が電槽内圧に十分耐え
て、空気カソード16に穴をあけたり破裂させないこと
、あるいは空気カソード916をアノード2から屈曲分
離させないことを意味する。すなわち、支持部材17の
面はスプリング圧により若干変形するかもしれないが、
空気カソード16に有害な効果を及ぼさぬ限り許容され
る。更には、支持部材17は2以上の要素、たとえば開
口した面要素から構成され、この開口した面要素は高い
剛性を有するものであって、より変形性又は可とう性に
富む気孔質の層、たとえば金属メツシュ又は金属「ウー
ル」などの金属線又は網状化金属のような気孔質層で裏
打ちされている。好適な気孔質、電気伝導性かつ剛性の
部材17は、金属グリッドゝなどの金属部材である。こ
れらの金属部材は、穴あげされた有孔金属シート並びに
ハニカム、メツシュ又は類似の構造物を包含する。
孔度及び剛性の高い気孔質、電気伝導性金属部材17と
しては、米国特許第4.515,672号に記載された
ような多孔質、板状の網状化剛性金属要素が好適である
第3図を参照する。バッテリーの正の端子部分を一般的
に40で示す。最前面から述べると、この端子部40は
アノード9隔壁41で始まる。このアノード隔壁41に
、空気入口及び出口(図示していない)を含む空気室枠
42が気密に合体されている。空気室枠42の隔壁41
の反対側に1正の端子板43が隣接している。この端子
板43はフランジ44を有し、このフランジ44は隔壁
溝20を貫いて伸長し、バッテリー外への電気接続に供
される。端子板43は、導体板45と広い面で面対面接
触している。導体板45は、その反対側の面で、アノー
ド電流集電板21から伸長するスプリング22と接触し
ている。スプリング22は、導体板45とアノード電流
集電板21の間の間隙又は室を横切って伸長し、電槽組
立時には一部が空気室枠42内に収納される。スプリン
グ22を含む面とは反対側のアノード電流集電板21の
広い面上には、金属アノード9板2が存在する。
第4図は、50で一般的に示したバッテリーの負の端子
部分を示す。第4回置曲面の平面状カソード電流集電板
51は、その前面から伸長するスプリング22を有する
。このスプリング22は、カソード9電流コレクタ板5
1から、カソード組立装置用の網状又は有孔の支持部材
(図示していない)に向って伸長する。スプリング22
の背後では、カノービ電流集電装置51が、負の端子板
53の広い面と平面的に接触する。場合によっては、中
間導体板52を使用してもよい。負の端子板53はフラ
ンジ54を有し、このフランジ54はカソード隔壁55
内の隔壁溝20を貫いて、バッテリー外への電気接続に
供される。導体板52を越えたところに空気室枠56が
ある。この枠56は、カソード隔壁55に気密に合体さ
れている。
第5図は、2個のユニット電槽からなる電槽スタック(
60で一般的に示す)の側車面図を示す。
図の左側で、アノービ端子用の導体板45がスプリング
22と接触している。この導体板45は、剛性によりそ
の周辺部で前方に伸長する。スプリング22とは反対側
で、導体板45は正の端子板43と面対面接触しており
、この端子板43は隔壁41を貫いて伸長するフランジ
44を有する。
ガスケット71が正の端子板43の周囲に配置されてい
る。導体板45、正の端子板43及びガスケット71の
周囲の枠として、空気室枠42がある。この枠42は、
隔壁41とダイアフラム61の間に挿入される。導体板
45、正の端子板43及びガスケット71は、組立ボル
ト69で隔壁41に固定される。分り易くする目的で、
第5図ではガスケット71以外のガスケットを省略して
いるが、これについては後はど説明する。スプリング2
2はアノード電流集電装置21に取り付けられており、
空気室67を横切って導体板45に伸長している。この
アノード電流集電板21は、その周辺部で軸方向に可と
う性のダイアフラム61の周囲に縁曲げ加工される。こ
のダイアフラム61は、アノード電流集電板21の全周
囲で伸長している。ダイアフラム61は、板21から離
れた端部のところが、電槽枠3の外側部分と空気室枠4
2の間でピン留めされている。軸方向に可とう性である
とは、ダイアフラム61が、電槽スタック60内で電槽
を経由してアノード920面に向う横断的方向の運動を
許容するという意味である。
アノード電流集電板21のスプリング22と反対の側に
アノード2がある。アノード2の上部にはアノード9シ
ールブロツク組立装置27のほぞ28がある。はぞ28
は、シールブロック組立装置270枠ブロツク31から
懸垂している。はぞ28は、アノードシールブロック組
立装置27内に含まれる電解質コンパートメント(co
mpantment) 72 K電解質を排出するため
の電解質排出導管62の下方の電解質コネクタ63を含
む。電解質は、ライザー32内に含まれる電解質出口(
図示していない)を経てコンノξ−トメント72かも流
出する。
はぞ28と枠ブロック31は、0−リングシール64に
より電槽枠3に対して密封されている。
アノード92の底部は、下方枠部材7上に積載されてい
る。下方枠部材7には、それから懸垂した枠脚24.2
5があり、電槽枠3の下方部分と共に下方枠部材孔26
を形成する。この孔26は、下方枠部材出口65(第5
a図に示す)を経由して電解質チェンバー(chamb
er) 66に通じている。
電解質チェンバー66は、セパレータ14(図にその一
部を示す)を含む。電解質チェンバー66は、アノード
92と空気カッ−)”16との間に電解質を供給する。
空気カソード16の電解質66と反対の側には、多孔質
金属の支持部材17がある。
この支持部材17は、次の電槽ユニットの一組のスプリ
ングと圧縮的接触をしている。このスプリング22と多
孔質金属の支持部材17は空気室67を形成し、この空
気室67は、一方の側の空気カッ−)*16と他方の側
のアノーr電流集電板21との間に効果的に配置される
電槽枠3の下方部分には、空気人口充気室9がある。各
電槽スタックの充気室9の上面には、空気人口充気室9
と空気室670間の空気入口導管68ならびに充気室9
がら空気室枠42に至る空気室枠空気入口導管70が設
けられている。図の右手部分には、例えば第三電槽ユニ
ット(図示していない)又は第4図に示したようなカソ
ービ端部組立装置を配置することができる。
第5a図は、個々の複極式電槽への空気及び電解質の供
給を更に詳細に示すものである。図を参照すると、下方
枠部材孔26の一部が、下方枠部材出口65により電解
質チェンバー66に接続されている。この電解質チェン
バー66は、アノード2と空気カソード16との間で隔
てられている。
電解質チェンバー66内では、セパレータ14がアノー
ド2に押し付けられている。電解質チェンバー66の底
部には、アノード下方枠部材の懸垂脚25とカソード9
枠18プラス空気カソード916の間にセパレータ枠1
5が配置されている。空気カソード916の隣には多孔
質金属の支持部材17があり、その周辺部はカソード枠
18内に収納されている。空の空気入口導管68が、空
気人口充気室(図示していない)からカンート9枠18
を経由して空気室67に貫通している。
第5b図を参照する。空気室67は、その上方部分でカ
ソード枠18の上方部分にて終了する。
このカソード枠18は多孔質金属の支持部材17を保持
し、かつまた、その内部に空気カソード16が挿入され
ている。空気カソード916に隣接して、電解質チェン
バー66がある。この電解質チェンバー66は、アノー
ド92と空気カソード16との間にあって、セパレータ
14を包含する。セパレータ14は、電解質が電解質チ
ェンバー66内を自由に流動するよう、7ノード2と空
気カソード16との間に間隙を維持する。アノード2の
電解質チェンバー66の反対側を、アノード電流集電装
置の頂部が圧迫しているのが図かられかる。この頂部は
、軸方向に可とう性のダイアフラム61の周囲に縁曲げ
されている。その上部で、電解質チェンバー66が、下
方電解質コネクタ63を経由して、電解質出口導管62
に接続している。このコネクタ63と導管62との組合
せは、はぞ28の内部に含まれている。はぞ28に隣接
して、電解質チェンバー66の頂部にセパレータ枠15
がある。セパレータ枠15の上、はぞ28とカソード枠
18の間に電槽枠3の一部がある。
第6図は、61で一般的に示した軸方向に可とうなダイ
アフラムと、関連するアノード電流集電組立装置19を
示す。ダイアフラム61は、電流板210寸法に少くと
も実質的に合せた寸法の枠部74を与えるような枠73
を有する。傾斜した縁部セグメント75すなわち「第一
セグメント」75が枠73からある角度で前方に伸長し
、連続した垂直前縁部76すなわち「第二セグメント」
76で終る。つまり、この傾斜した第一セグメント75
と垂直な前方第二セグメント76は組になって、枠部材
73の前方に立ち上がりかつセグメント化された縁部要
素を与える。この垂直前方縁部76は、前方縁部76か
ら懸垂し、かつ、空気人口9と空気出口11のチャンネ
ルを有する下方有孔部77を包含する。枠73の後方に
は、突き出した後方縁部78すなわち第一立上り縁部7
8があり、枠73から垂直に伸長している。ダイアフラ
ム61に関連したアノード9集電組立装置19は、集電
板21から伸長する板縁突起を有し、この突起はダイア
フラム61の突き出た後方縁部78の周囲を把持するこ
とができる。第一立上り縁部78の面は、把持された位
置で集電板21と同一平面をなし、集電板21上のスプ
リング22は、枠73の孔74を経て伸長する。
第7図は、別の空気カソード9構造物のケース収納形態
を示すものである。更に詳しく述べると、空気カソード
16は、その広い面上に有孔金属導体81を有する。有
孔金属導体81に合体するための七ノξレータ14が準
備されている。七ノξレータ140反対側で、空気カソ
ード″16は多孔質金属支持部材17と合体する。この
支持部材17、空気カソード16及び任意選択要素のセ
パレータ14は、カッーr電流集電パン82内に収納す
ることができる。更に詳しく述べると、このパン82は
、有孔金属支持部材17を含むための有孔ハウジング8
3を有する。ハウジング83の面内にある孔84は、多
孔質金属支持部材17への空気の流通を可能にする。こ
の空気カソード16は支持部材17に合体され、パン8
2のどξン縁部85を折曲げ把持することによりその場
にしっかりと保持される。選択により、セパレータ14
をこれらのパン縁部85の下に把持してもよい。第7a
図には、セパレータ14、有孔金属導体81を有する空
気カソード16、及び有孔金属支持部材17からなる把
持されたカソード組立装置を示す。この組立装置12で
は、パン82のパン縁部85は、セパレータ14とカソ
ード916の周囲で折り曲げ把持している。この構成で
は、アノード電流集電組立装置19のスプリング22(
図示していない)は、集電板(これも図示していない)
から伸長して、ハウジング83又はハウジング83の孔
を経由して有孔金属支持部材17と、あるいは両者と合
体することができる。しかしながら、このハウジング8
3と支持部材17は、ぴったりした電気伝導性の合体状
態にある。
諸図面を参照することにより、スプリング22が主な圧
縮力を付与すること、ただし空気室67内の正の空気圧
でこの力を補助できることが理解されよう。この圧縮力
は、アノ−、ト9とカッーr間の間隙を一定に維持する
アノード“2とアノード電流集電組立装置19の運動を
自由にすることにより、スプリング22はアノード2を
セパレータ14に押し付け、それによってセパレータ1
4はアノード″′2が空気カッ−1−!l 6に向かう
運動をぴったりと止める。七ノξレータ14は、同様に
してアノード−カソード 空気圧で補助されたスプリングによる圧縮力は、複極式
電槽の内部電気接続を維持する。この複極接合は、電槽
スタック組立装置内で電槽から隣の電槽へと維持される
。この内部複極接合は大表面積の接合であり、冶金学的
接合たとえば溶接や半田付けを伴なわず、かつまた、ね
じ固定具を使用した機械的内部接続を伴なわない単なる
圧力接続による接合である。
電槽スタックの組立ては、向きあった一対の隔壁41,
55から始めることができる。隔壁41、45は、ボル
ト留め金属タイロッr接続が使用できるよう、内実の材
料で製造することができ、誘電材料であることが有利で
ある。経済性の点で、この隔壁41.55は苛性物質に
耐える機械加工若しくは成形が可能なプラスチック、例
えばアクリロニトリル−ブタジェン−スチレン( AB
S 肩脂や塩素化ポリ塩化ビニル(cpvc)樹脂やポ
リプロピレンを含むプラスチックで製作することが好ま
しいが、他の材料を使用することも勿論考えられる。電
槽スタックの正の端部に関しては、正の端板43は銅で
あることが好ましく、銅は銅自身とその合金たとえばベ
リリウム−鋼や真ちゅうを包含する。
この銅板43は、バッテリーが発生した電流を効率的に
取り出すのに有用である。シールが存在するので、端板
43は苛性物質に対して安定である必要はな(、電解質
を冷却する必要もない。銅鋼   −板43に対して、
ニッケルのアノード9導体板45を配置することができ
る。この導体板45は、二ッケル又はその合金たとえば
モネルにより供給することができる。この導体45用と
して考えられるその他の金属には、ステンレス鋼やメッ
キされた金属たとえばニッケルメッキ炭素鋼がある。銅
板43を空気室67かも分離するのにガスケット71を
使用することができる。銅板43、ニッケル板45及び
ガスケット71の周囲にある空気室枠42には、隔壁と
同じ構成材料が使用可能である。次にこの空気室枠を接
着又は熱風溶接や溶剤溶接で隔壁に固定するか、あるい
は単に隔壁に押し付けて保持する。
ニッケル板45の背後には、スプリングで荷重をかけた
アノード電流集電組立装置19を配置することができる
。組立装置19のアノービ電流集電板21は、隔壁41
.550間に挿入する前に、その縁部な軸方向に可とう
なダイアフラム61の縁部の周囲に縁曲げすることがで
きる。縁曲げされた端部から伸長するダイアフラム61
の部分は、この部分の外側端部が電槽の外側枠部材30
間にしっかりと把持されるよう電槽周辺部の外側まで伸
長することができる。ダイアフラム61の縁曲げされた
部分は、集電板21の機械的に縁曲げされた縁部により
単に保持されるか、あるいは接着、ヒートシール又はそ
れらの組合せにより固定される。この軸方向に可とうな
ダイアフラム61は、空気室67を密封して電解質の侵
入を防ぐことが了解できる。このようなダイアフラム6
1は、エチレン−プロピレン−ジエンモノマー(EPD
M)、ネオプレン、ビニルその他電解質に安定な類似材
料から製造されたエラストマーから製作することができ
る。次に電槽枠を隔壁41.450間に挿入し、適当な
空気及び電解質の接続部を設ける。電槽枠3の好適な構
成材料は、−隔壁41.55に使用される材料である。
同様に、アノードシールブロック組立装置27は、電槽
枠3と同様な材料で構成することができる。組立装置2
7の中間挿入部29は、例えば挿入部29をブロック3
1に接着又は溶剤溶接することにより、枠ブロツク31
内にしっかりと配されることが好ましい。同様に、ライ
ザー32も挿入部29に固定されるか、あるいは挿入部
と一体に機械加工される。同様にほぞ28及び枠ブロッ
ク31を単一ユニットとして機械加工又は成形してもよ
い。次にこのシールブロック組立装置27を、ねじ固定
具、把持具又は類似物などにより電槽枠3に固定するこ
とができる。
多孔質金属支持部材17及び空気カッ−)”16、好ま
しくは二重格子のものをカソード枠18に組込むことが
できる。セパレータ組立装置13は、例えばセパレータ
枠」5をカソード枠18に接着して、カソード組立装置
12に付けることができる。七ノξレータ14とセパレ
ータ枠15は、例えばポリプロピレンなどプラスチック
成形物の単一ユニットであっても、あるいは分離したセ
パレータ14を枠15に付けたものでもよい。セパレー
タ14は、アノード92と空気カソードゝ16の間で大
きな開口面積、たとえば90パ一セント以上、代表的に
は約95パーセントの開口面積を与える必要がある。す
なはち、セパレータ14は、そのような適当な大きさの
開口構造を与えるストリップ、メツシュ、その他の形態
にすることができ、空気カッ−116とアノ−120間
でしっかりと止まるために十分な厚みを有する。セパレ
ータ組立装置14に適当なその他の材料には、隔壁41
.55の材料のような非電気伝導性の材料がある。
空気カソード16は、二重格子であること、すなはちカ
ソードのガス供給側と液体側すなはち活性側との双方に
有孔金属導体81を有することが好ましい。「有孔金属
導体」81なる用語は、空気カソード916のカソード
表面の広い面内に押し当てるのに使用可能な金属スクリ
ーン及び金属メツシュ、例えば金属線を織ったメツシュ
や普通は細い線のスクリーンを包含する。この導体81
すなはち「カソード9スクリーン」81は、空気カッ−
)’16のアノード2とは反対側の広い平面状表面の上
にあって、カソード電流集電装置の一部として機能する
。これは、多孔質金属支持部材17と共同して機能する
。すなはち、支持部材17は、導体81と多数の接触点
を持つことによってカソード電流集電装置の一部を形成
する。このようなカッ−ビスクリーン81に適当な材料
の代表的なものは、銀メッキされた銅線であるが、ニッ
ケルメッキされたもの、好ましくはニッケルメッキされ
ているが銀メッキ項層を有するものであってもよい。
剛性かつ伝導性たるべき多孔質金属支持部材17は金属
性のものであるが、経済性の点でニッケルの支持部材1
7が好適である。更に柔軟な支持部材として使用するに
は、ニッケル線「ウール」が有用である。この網状支持
部材17は、空気をカッ−)”16の広い平面状の面を
横切って均一に分配するよう機能しなければならないの
で、有孔度95パ一セント以上、代表的には95−98
パーセントあるいはそれ以上の多孔質金属支持部材17
が好適である。
多電槽ユニットでは、最初に設置した電槽に隣接する次
の電槽を、前述のように組み立てることができる。すな
わち、スプリングで加重を加えたアノード9電流集電板
21を、スプリングが空気室67を横切って伸長して最
初に設置した電槽の多孔質金属支持部材17と接触する
ような位置に配置することができる。単一電槽ユニット
のみが必要の場合、あるいは全電槽を設置したあとでは
、カノード枠18プラス組込み要素たとえば空気カソー
ド916の挿入に続き、第4図に示したように電槽を仕
上げることができる。すなはち、通常は全ニッケル構成
のスプリングで加重をかけられたカソード9電流集電板
51を挿入することができ、これがニッケル導体板52
を支える。次にこの導体板を負の銅製端子板53に対し
て配置する。この端子板53はカソード端部で負極を形
成する。
カソード電流集電板51、導体板52及び負の端子板5
3は、空気室枠56内に収納することができ、空気室枠
56はカソード隔壁55に接着されるか、あるいは枠5
6プラス隔室55の単一ユニットとして機械加工される
前述したように、隔壁41.450間にはガスケット類
たとえばガスケット71を使用するのが代表的であろう
。更には、各電槽枠3とカソード9組立装置12の間に
ガスケットを使用することもできる。普通、各ガスケッ
トの形状は枠の形状と同じで、例えばセパレータ枠15
に類似した形状を有する。ガスケットを使用する場合、
ガスケットはtoxerance reliefを付与
する。ガスケットは一般にEPDM又は類似の材料たと
えばネオプレンから製作される。アノードシールブロッ
ク組立装置におけるように0−リングを使用する場合、
Q + IJングは代表的にはEPDM又はその他の適
当なプラスチック材料やゴム材料若しくはそのプレ 。
ンドから製作される。通常、機械加工された形態にある
ABS、 CPVC又は類似物から製作された前述の枠
部材に加えて、アノード9枠組立装置23も同様な構成
にすることができる。圧縮性部材22に関しては、伝導
性及び経済性を最良にするため、この部材22はニッケ
ル又は硬化ニッケルのスプリングであることが好ましい
が、ニッケルメッキされた(リリウムー鋼のようなメッ
キされた銅などその他の有用材料も考えられる。この圧
縮性部材22は、コイルスプリング、馬蹄形スプリング
帯状スプリング又は皿ばねワッシャーなどである。
組立後に操作のためシールブロック組立装置27を取り
外して、アノード挿入孔4にアノード92を挿入するこ
とができる。アノード2が存在して、その平面状の一面
上でセパレータ14を、反対面上でアノーP電流集電板
21を圧迫すると、スプリング22が圧縮される。スプ
リング22のこの圧縮は、スプリング22による圧縮力
を維持し、かつまた、電気接続及びアノード2と空気カ
ッ−)−+16の間の伝導性通路を良好にする。アノー
ドゝ2の挿入後、アノード挿入孔4にほぞ28を挿入す
ることにより、シールブロック組立装置27を再び配置
することができる。シールブロック組立装置27を再配
置すると、電解質出口導管62及び下方電解質接続部6
3が電解質チェンバーに接続される。アノード9シール
ブロツク組立装置27の外部で、電解質出口33に電解
質抜取り接続を設けることができる。電解質供給導管が
電解質入口8に接続されて、電解質が流れ始めたあと、
電解質は入口8を経由して下方枠部材孔26に流入する
。電解質流は、この孔26かも下方枠部材出口65を経
由して電解質チェンバー66内に進行する。電解質チェ
ンバー66内で、アノード2の広い平面状の面ならびに
空気カソード16の広い平面状の面を通過して電解質が
流れる。次に使用済の電解質が、先ずは下方電解質接続
部63を経由して電解質チェンバーを出て電解質出口導
管62に入り、電解質出口33を経由して電槽から排出
される。
同時に、空気供給手段及び空気排出手段を、空気人口充
気室9及び空気排出充気室11に接続する。空気人口充
気室9に流入した空気は、カソード9枠18の空気入口
導管68を経由して空気室67に供給される。空気室6
7に挿入した空気は多孔質金属支持部材17内に供給さ
れ、空気カソード16と接触する。空気室67を通過す
る空気は空気出口導管から排出される。この出口導管(
図示していない)は、カソービ枠18内に空気入口導管
68と同様に存在するが、空気入口導管68と離れた位
置にある。出口導管を出た空気は、空気排出充気室11
に連続的に流入する。
シートカンート916は、多孔質シート型構成のもので
ある。有用なカソード9には、炭素/親油性(疎水性)
ポリマーのポリマー結合剤マトリックスとして調製され
たものがある。一般にこの構造物は、ハロゲン化炭化水
素ポリマー結合剤の粒子をマトリックスとした触媒付加
炭素である。この疎水性ポリマーは、一般にマトリック
スの約10乃至約50重量ノーセントを占める。この炭
素は代表的には極めて細かく分割されており、例えば粒
子は約0.01乃至約0.1 ミクロンの範囲内にある
このハロゲン化炭化水素ポリマー結合剤たとえばフッ素
化炭化水素ポリマーは、これまた細分割された他のポリ
マー材料と組み合せてもよい。マトリックス材料内の炭
素は、白金触媒などにより活性化される。このようなカ
ソードは、例えば米国特許第4,354,958号に開
示されており、この開示を引用する。空気カソード16
のガス供給側は、多孔質金属部材17又は有孔金属導体
部材81プラス多孔質金属部材17に対する防湿層とな
る。
すなわち、空気カソードの活性材料側は、電解質チェン
バー66に面しているのである。
電槽を組み立て終ってアノードシールブロック組立装置
を挿入する前に、電槽枠の頂部の孔にト9クターナイフ
又は類似物を挿入して、スプリングの荷重を受けている
アノード電流集電板を横に動かすことができる。この移
動のあと、アノード板を電槽に挿入することができる。
先ずアノードをその正しい位置に滑り込ませ、靴べらの
ように用いたト9クターブレードを取り除き、アノード
をその正しい位置に押し下げるのである。新アノードの
挿入前に使用済アノードを取り除かねばならぬ場合には
、ベンチがこの操作に適切である。
前述のように、組立の際には電槽本体セグメントをタイ
ボルトなど通常の外部の機械的手段で合体することがで
きる。従って、電槽枠3を溶接や半田付けするなど個々
の要素を別に内部で固定する必要はない。0−リング、
ガスケット及びダイアフラム61は液密のシールを可能
にするが、シリコーンコーキングなど現場成形ガスケッ
トを含むその他の密封手段を使用することもできる。タ
イボルトなどの手段を使用することにより、相互連結さ
れた電槽要素は、全ての必要な電解質シール及び空気シ
ールの付与に十分な圧力下に維持される。隔壁から隔壁
への圧縮性圧力は、電槽枠を通して容易に伝達される。
隔壁の代りにケースを使用できるのは勿論である。更に
は、実質的に正方形の電槽断面を図に示しているけれど
も、他の断面形状たとえば円形なども有用である。更に
は、垂直位置にある電槽を図に示しているが、他の配向
たとえばその側面上で操作できることは勿論である。
以下の実施例は、本発明の実施方法を示すものであって
、本発明を限定すると解されてはならない。実施例中、
特記無い限り部数は全て重量部である。実施例では、電
槽操作に空気を使用したが、更に酸素が濃厚なものなど
他にも有用な物質が存在し、本発明に有用なることは勿
論である。
実施例 1 塩素化ポリ塩化ビニル([CPVCJ )製の隔壁を有
する試験電槽ユニットを組み立てた。第3図に示したよ
うなアノード端子部には、銅のアノード端子板43を使
用した。この銅の端子板43をニッケルの導体板45に
押し当てた。第4図に示したようなカソード端子部では
、銅製のカソード9端子板53をニッケルの導体板52
に押し当てた。各端子部の端子板の周囲に、独立気泡の
DDMゴムを用いた。集電板では、諸図面に示したよう
な帯状形態をしたスプリングニッケル製のスプリングを
板面に溶接した。帯状の金属スプリングを、諸図面に示
すように4板1組で交互に上向き及び下向きにして使用
した。
カソード組立装置は、係属中の本出願人による米国特許
出願第838,484号に記載の方法で製作した空気カ
ソード9を有した。カソード9の広い面の各々に、穴の
あいた細いメツシュのスクリーン集電装置を設置した。
この二重格子カソードも、前記q特許出願に記載されて
いる。カソード9の空気側の面上では、ニッケルの網状
体が細メツシュスクリーン集電装置と機械的に接触して
いる。使用したこの網状体は約95−98パーセントの
有孔度を有するものであって、米国特許第4,515,
672号に更に詳細に説明されている。空気カン−トス
クリーン集電装置への網状体の機械的接触は、スプリン
グにより維持されている。
網状体とは反対の面上で、空気カソードはセパレータに
面している。このCPVC製セパレータの開口構造は、
諸図面に示した通りである。この空気カソードとニッケ
ル網状体をCPV Cから機械加工されたカソービ枠の
内部に配置し、セパレータ枠な空気カソード枠に接着し
た。この空気カソードは、 CPVC枠内にあるその周
辺部が、単一成分の空気乾燥されたゴムの非伝導性シー
ラントでシールされている。
アノード電槽枠組立装置及び内部のU字形充気室はcp
vc製であった。シールブロック組立装置も同様に全て
cpvc材料製であった。
スプリングを有する各集電板の全周辺部で、金属板縁部
はEPDM製ダイアダイアフラムに把持された。把持に
加え、この接続部を前記のイムシーラントで更にシール
した。
ダイアフラムは外側に伸長し、諸図面に示すように外側
CPVC枠内で圧力により圧縮されている。
電槽パーツの組立に用いたガスケットは、全てEPDM
製であった。ガスケットを、各電極端子板の周囲に配し
た。更に、各電槽枠組立装置とセパレータ組立装置の間
にもガスケットを用いた。また、各カソード9組立装置
と電槽枠の間にもガスケットを配した。
隔壁を接続するタイボルトを締めてシールを竪固にした
際、内部のスプリングは内部パーツを緊密に圧縮し始め
る。バッテリー作動の間、この初期のスプリング圧縮圧
力は正空気圧で補助される。
タイボルトで接続し終ったならば、あとは空気流や電解
質流の接続ならびにバッテリーを出入する外部電流の接
続を行なえば準備完了である。
実施例 2 約0.95 X 16.5 X 16.5センチメート
ル(cIIL)の寸法の長方形アルミニウムアノードを
実施例1の電槽内のアノービ挿入孔に挿入した。このア
ルミニウムアノードは、集電部表面上にニッケルメッキ
を施したものであった。このアノード1は、アノード9
電流集電装置のニッケル板としっかりとスプリング圧縮
で接触していた。アノードと空気力ノート9との間隔は
約2ミリメートルでありだ。
空気の接続、電解質の接続及び電槽を出入りする電気接
続を、実施例1及び諸図面に関連して前に説明したよう
な接続部で行なった。使用した電解質は温度60℃の5
モル濃度水酸化カリウムであり、それを約1.117分
(0,3ガロン/分)の流速で導入した。ソーダ灰で洗
浄して炭酸ガスを2ppm未満にした室温の空気を、化
学量論的要求量の15倍以上の流速で電槽に導入した。
この操作条件下での電槽性能は以下の通りであった。
電流密度:300ミリアンペア/平方センチメートル、 電槽電圧:1.37ボルト、 バッテリーの全電カニ112.1ワット。
【図面の簡単な説明】
第1図は、内部アノード枠組立装置とアノードシールブ
ロック組立装置を含む電解枠の分解図である。 第2図は、各電槽ユニット毎にアノード組立装置とカソ
ード組立装置を含む大電槽スタックの2個の電槽ユニッ
ト部を示す等角分解図である。 第3図は、複極式バッテリー電槽スタックのアノード終
端部組立装置を示す分解図である。 第4図は、複極式バッテリーのカソード終端部組立装置
を示す等角分解図である。 第5図は、2個の横に並んだ複極式電槽ユニットを示す
電槽スタックの側立面図である。 第5&及び5ト図は、第5図複極式電槽の入口部と出口
部の拡大図である。 第6図は可とう性の周辺ダイアフラムを備えた板状の集
電装置の等角分解図である。 第7図は、複極式バッテリーのバンカソーr実施態様の
等角分解図である。 第7a図は、第7図パンカソード実施態様の部分断面を
示す側立面図である。 Fig、1 J駄 J匝 −〇σ5 −57.6 一1々し−

Claims (57)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)消耗性の板状金属アノード、 前記アノードの広い面に押し当てられた内 実の伝導性アノード電流集電装置、 前記アノード電流集電装置のアノードに押 し当てられた側とは反対の側に固定され、かつ、そこか
    ら伸長する伝導性で圧縮性の部材、電気伝導性の多孔質
    金属部材、ただし前記 の圧縮性部材は伸長して前記の多孔質金属部材の広い平
    面状の面に押し当て接触しているか、あるいは前記の多
    孔質金属部材用の電気伝導性の面要素と接触し、前記の
    多孔質金属部材は、圧縮性部材とは反対の方向に伸長し
    て空気カソードと面対面の電気伝導接触をする、 多孔質金属部材とは反対側の広い平面状表 面上にあって、空気カソードと前記の金属アノードの間
    に配置される室に露出される空気カソード、ただし前記
    の室はバッテリー電解質をアノードとカソードの間で通
    過させる機能を有する、 からなる複極式バッテリー用に適した金属−空気バッテ
    リー電槽。
  2. (2)前記の消耗性金属アノードが、アルミニウム、亜
    鉛、銅、カルシウム、ベリリウム、リチウム、マグネシ
    ウム又はその合金若しくはその金属間混合物を含有する
    請求項1記載のバッテリー電槽。
  3. (3)前記のアノード電流集電装置が板状の集電装置で
    あり、かつ、前記の集電装置の広い一面が前記アノード
    と面対面接触している請求項1記載のバッテリー電槽。
  4. (4)前記のアノード電流集電装置がニッケル板である
    請求項1記載のバッテリー電槽。
  5. (5)前記のアノード電流集電装置が、周辺部を可とう
    性のダイアフラムで取り囲まれた金属板である請求項1
    記載のバッテリー電槽。
  6. (6)前記の伝導性、圧縮性の部材が、金属スプリング
    部材である請求項1記載のバッテリー電槽。
  7. (7)前記の伝導性、圧縮性の部材が、前記の集電装置
    から空気室を横切って前記の多孔質金属部材に伸長する
    請求項1記載のバッテリー電槽。
  8. (8)空気を前記の空気室に供給する空気供給手段を含
    有することを更なる特徴とする請求項7記載のバッテリ
    ー電槽。
  9. (9)前記の多孔質金属部材が、相互連結した孔又は開
    口部を有する剛性の多孔質金属網状体である請求項1記
    載のバッテリー電槽。
  10. (10)前記の伝導性、圧縮性の部材が前記の集電装置
    から空気室を横切って有孔面要素に伸長し、前記の有孔
    面要素が剛性又は可とう性の多孔質金属部材にぴったり
    と電気伝導接触している請求項1記載のバッテリー電槽
  11. (11)前記の空気カソードは、シート形態であって、
    かつ、前記シートカソードの平面状の面に押し当てられ
    て電気伝導接触した平面形状の有孔金属導体部材を含有
    する請求項1記載のバッテリー電槽。
  12. (12)前記の多孔質金属部材を前記の有孔金属導体部
    材に押し当て、その間に多数の接触点を設け、それによ
    り前記の多孔質金属部材と有孔金属導体部材を組み合せ
    てカソード電流集電装置を形成する請求項11記載のバ
    ッテリー電槽。
  13. (13)アノードとカソードの間に配置された前記の孔
    に電解質を供給する電解質供給手段を含有することを更
    なる特徴とする、請求項1記載のバッテリー電槽。
  14. (14)アノードとカソードの間の前記の室が、セパレ
    ータを含有する請求項1記載のバッテリー電槽。
  15. (15)前記のセパレータが、アノードとカソードの間
    に約90パーセント以上の開口面積を与える請求項14
    記載のバッテリー電槽。
  16. (16)終端板に接触している集電板まで伸長する少く
    とも若干数の圧縮性部材を有し、前記の終端板が電槽か
    ら電流を取り出すのに供されることを更なる特徴とする
    請求項1記載のバッテリー電槽。
  17. (17)類似した電槽からなる電槽スタック内にあるこ
    とを特徴とする、請求項1記載のバッテリー電槽。
  18. (18)アノード電流集電装置に固定され、それから伸
    長する電気伝導性かつ圧縮性の部材、 前記の圧縮性部材が伸長して接触する電気 伝導性の多孔質金属部材、若しくは前記の圧縮性部材は
    前記多孔質金属部材用の電気伝導性面要素と接触する、 前記の多孔質金属部材が、前記の押し当て 接触面とは反対の面上でしっかりと電気伝導接触する前
    記の金属−空気バッテリー用空気カソード、 からなる改善を特徴とする金属−空気複極式バッテリー
    用電槽。
  19. (19)前記の集電装置が板状の内実な集電装置であり
    、かつ、前記集電装置の広い一面がアノードと面対面接
    触している請求項18記載のバッテリー電槽。
  20. (20)前記のアノード電流集電装置が、周辺部を可と
    う性のダイアフラムで取り囲まれた金属板である請求項
    18記載のバッテリー電槽。
  21. (21)前記の伝導性かつ圧縮性の部材が金属スプリン
    グ部材である請求項18記載のバッテリー電槽。
  22. (22)前記の伝導性、圧縮性の部材が、前記集電装置
    から空気室を横切って前記の多孔質金属部材に伸長する
    請求項18記載のバッテリー電槽。
  23. (23)前記の空気室に空気を供給する空気供給手段を
    含有することを更なる特徴とする請求項22記載のバッ
    テリー電槽。
  24. (24)前記の導電性、圧縮性の部材が前記集電装置か
    ら空気室を横切って有孔面要素まで伸長し、前記の有孔
    面要素が剛性又は可とう性の多孔質金属部材にぴったり
    と電気伝導接触している請求項18記載のバッテリー電
    槽。
  25. (25)前記の多孔質金属部材が、相互連結した孔又は
    開口部を有する剛性の多孔質金属網状体である請求項1
    8記載のバッテリー電槽。
  26. (26)前記の空気カソードは、シート形態であって、
    かつ、前記シートカソードの平面状の面に押し当てられ
    て電気伝導接触している平面形状の有孔金属導体部材を
    含有する請求項18記載のバッテリー電槽。
  27. (27)前記の多孔質金属部材を前記の有孔金属導体部
    材に押し当て、その間に多数の接触点を設け、それによ
    り前記の多孔質金属部材と有孔金属導体部材を組み合せ
    てカソード電流集電装置を形成する請求項26記載のバ
    ッテリー電槽。
  28. (28)前記の空気カソードシートが、前記シートの広
    い面の各々に押し当てられた有孔金属導体部材を有する
    請求項26記載のバッテリー電槽。
  29. (29)アノードを挿入した際にアノードがその上に積
    載される、一般にU字形の伸長した下方枠部材、ただし
    前記の下方枠部材は、前記の一般的U字形で定められる
    室から、前記の枠部材に沿い前記アノードに向って上方
    に伸長する孔部を有する、及び 互いに間隔をおいて配され、それにより各 々が前記の下方枠部材の端部から伸長する一対の垂直な
    伸長したサイドレール、ただし各サイドレールはアノー
    ドの横方向支持体である、 からなるアノード支持体を有する金属−空気バッテリー
    電槽。
  30. (30)アノード支持体がバッテリー電槽枠内にぴった
    りと収納され、かつ、前記の室が電解質供給手段に接続
    されることを更なる特徴とする請求項29記載のアノー
    ド支持体。
  31. (31)前記の各サイドレールが、前記レール長にわた
    って伸長し、かつ、前記の下方枠部材にて支持されたア
    ノードへの接近を容易にする垂直な切込みを含有する請
    求項29記載のアノード支持体。
  32. (32)板状アノードと平面的な面対面接触するための
    内実な集電板部材、 前記の板部材に固定され、それから前記ア ノードとは離れる方向に伸長した伝導性かつ圧縮性の部
    材、及び 前記の集電板部材の周囲でしっかりと合体 し、かつ、伸長して前記バッテリーの容器と密封合体す
    る可とう性の周辺ダイアフラム部材、 を包含するアノード電流集電装置からなる改善を特徴と
    する、複極式バッテリー用の金属−空気バッテリー電槽
  33. (33)前記の圧縮性部材が金属スプリング部材であり
    、かつ、前記のスプリング部材がバッテリーカソード部
    材まで伸長する請求項32記載のバッテリー電槽。
  34. (34)前記の圧縮性部材が空気室を横切って、バッテ
    リー終端板の電極端子接触板まで伸長する請求項32記
    載のバッテリー電槽。
  35. (35)前記の圧縮性部材が、空気室を横切って板形状
    の空気多孔質金属部材まで伸長する請求項32記載のバ
    ッテリー電槽。
  36. (36)前記の板部材の周辺縁部を、前記の可とう性ダ
    イアフラム部材の隣接立ち上り縁部の周囲で折り曲げる
    請求項32記載のバッテリー電槽。
  37. (37)少くとも実質的に平面形状をなす多孔質の空気
    カソードシート部材、 前記空気カソードシート部材の平面状の面 に押し当てられて電気伝導接触する少くとも実質的に平
    面形状をなす有孔金属導体部材、及び 前記の平面形状の有孔金属導体部材に押し 当てられて電気伝導接触する電気伝導性、多孔質の金属
    部材、ただし前記の多孔質金属部材は、前記の有孔金属
    導体部材との電気接触点を多数有し、 それによって前記の多孔質金属部材と前記 の有孔部材とが前記バッテリー用のカード電流集電装置
    を形成する、 からなる改善を特徴とする複極式バッテリー用金属−空
    気バッテリー電槽のカソード組立装置。
  38. (38)前記の空気カソードシート部材、有孔金属導体
    部材及び多孔質金属部材を、穴をあけて前記の多孔質金
    属部材に侵入できるようにしたカソード電流集電パン内
    に収納する請求項37記載のカソード組立装置。
  39. (39)前記の空気カソードシート部材がセパレータと
    面対面接触しており、一方では前記の集電パン縁部が前
    記セパレータの周辺で折り曲げられている請求項38記
    載のカソード組立装置。
  40. (40)少くとも実質的に平面形状の正又は負の伝導性
    金属端子板、 ただし前記の端子板は前記バッテリー内に あって、前記バッテリー用の非伝導性ケースに隣接して
    いる、及び 少くとも実質的に平面形状をなし、かつ、 前記の端子板の平面状の面に押し当てられて、それと面
    対面の電気伝導接触をする導電性金属集電板、 ただし前記端子板の金属性構成物は、前記 の電流導体板の金属性構成物と少くとも実質的に異なる
    、 からなる前記バッテリー用端子の構成改善を特徴とする
    複極式金属−空気バッテリー。
  41. (41)前記の終端板が、前記バッテリー内で空気又は
    電解質と接触しないようにした請求項40記載のバッテ
    リー。
  42. (42)前記の集電板が、前記バッテリー内に含まれる
    空気又は電解質と接触する請求項40記載のバッテリー
  43. (43)前記の端子板が銅からなり、かつ、前記の集電
    板がニッケルからなる請求項40記載のバッテリー。
  44. (44)電気の流れがガス拡散電極から、電流を前記の
    電極からアノード電流集電装置へ供給する接続部材を経
    由して進行するような複極式バッテリーであって、前記
    バッテリーが、前記ガス拡散電極のガス供給側に、前記
    電極に押し当てられた有孔金属からなるカソード電流集
    電装置を含み、かつ、また、前記の有孔金属に圧力接触
    する多孔質金属部材を含む改善を特徴とする複極式電極
  45. (45)前記の多孔質金属部材が、それにぴったりと電
    気伝導接触する穴のあいた面要素を有する請求項44記
    載のバッテリー。
  46. (46)隔壁、 前記の隔壁から突き出て隔壁と気密に合体 した開口枠部材、ただし前記の枠部材はその内部に隔壁
    で終わる室を形成する、 前記の開口枠部材を経由して前記の室に通 じる空気入口及び空気出口、及び 前記バッテリー内の他の空気室と同じ一定 圧力に維持するため前記の室に空気を供給する手段、 からなる構成の改善を特徴とする複極式金属−空気バッ
    テリーの終端部。
  47. (47)前記の開放枠部材が、電気伝導性のバッテリー
    金属端子板ならびに、前記の端子板に面対面接触する電
    気伝導性の金属導体板を収納する請求項46記載のバッ
    テリー終端部。
  48. (48)前記の開口枠部材が、前記の室を経由して伸長
    し前記バッテリー導体板と接触する電気伝導性かつ圧縮
    性の部材を少くとも部分的に収納する請求項47記載の
    バッテリー終端部。
  49. (49)ダイアフラムで取り囲まれた集電装置を有する
    電槽において、 前記の集電装置の周辺部と少くとも実質的 に同じ大きさの寸法を有する枠部材、 前記枠部材の後方にあって前記の枠から垂 直に伸長する第一立ち上り縁部要素、 集電装置の少くとも一部分と面対面合体す るための、前記の第一立ち上り縁部要素上にある少くと
    も本質的に平らな前面、及び 前記の枠部材の前方にあって、前記の枠部 材からある角度で上方に突き出した第一セグメントを有
    し、かつ、次に前記の第一セグメントの周囲に配された
    垂直な前縁部第二セグメントまで伸長する第二のセグメ
    ント化された立ち上り縁部要素、 からなる軸方向に可とうなダイアフラム。
  50. (50)前記の前縁部第二セグメントが、それから懸垂
    する穴のあいたチャンネル要素を有する請求項49記載
    の軸方向に可とうなダイアフラム。
  51. (51)前記の第一立ち上り縁部要素が、集電装置の金
    属枠縁部突起の下で把持される請求項49記載の軸方向
    に可とうなダイアフラム。
  52. (52)前記電槽の底部に位置する電気供給充気室に空
    気を供給すること、 アノード電流集電板と、空気カソードの面 に位置する多孔質金属部材との間に配置される空気室に
    、前記の空気供給充気室から空気を通すこと、 前記の空気室から前記の多孔質金属部材の 開口部を経由して空気を循環し、前記の空気カソードの
    ガス供給側に接触させること、 前記の多孔質金属部材と空気室から、前記 電槽の底部に位置する空気抜取り充気室に廃空気を抜き
    取ること、及び 前記電槽からの廃空気を前記の空気抜き取 り充気室から抜き取ること、 からなる金属−空気バッテリー電槽内の空気カソードに
    空気を供給する方法。
  53. (53)前記の空気供給充気室に供給する空気を、酸素
    、空気及びその他の酸素含有混合ガスからなる群から選
    択する請求項52記載の方法。
  54. (54)化学量論的要求量を越える量の空気を前記の空
    気供給充気室に供給する請求項52記載の方法。
  55. (55)前記バッテリー用電槽ハウジング、底部の側面
    に該底部に隣接して配置された電槽電解質入口を経由し
    て、消耗性金属アノードの下に位置する電解質保持用の
    孔に新電解質を供給すること、 前記の電解質孔から、前記アノードと空気 カソードの防水側との間に配置される電解質チェンバー
    に新電解質を通すこと、 前記チェンバーを経由し、前記アノードの 面と前記カソードの面を横切って電解質を流すこと、 前記チェンバーから廃電解質を抜き取り、 それを前記電槽の頂部に位置する廃電解質コンパートメ
    ントに供給すること、及び 前記電槽からの廃電解質を、前記の廃電解 質コンパートメントから抜き取ること、 からなる金属−空気バッテリーの消耗性金属アノードに
    電解質を供給する方法。
  56. (56)前記電槽に導入される前記の新電解質が、水酸
    化ナトリウム、水酸化カリウム又はそれらを含む苛性混
    合物を含有する苛性の電解質である請求項55記載の方
    法。
  57. (57)前記電槽に導入される新電解質が高温度下にあ
    る請求項55記載の方法。
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