JPWO2013084806A1 - 空気電池とこれを用いた組電池 - Google Patents
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Abstract
Description
特許文献1に開示されたアルミニウム−空気電池は、正極に空気極を、また、負極にアルミニウム又はアルミニウム合金を採用しているとともに、それら正極と負極との間に介在させる電解質としてアニオン交換膜又はアニオン交換樹脂を用いたものである。
この構成によれば、電解液貯留容器から送給した電解液は、負極又は正極若しくはそれら双方の対向面に形成されている電解液拡散用溝を介して、発電部の全域に速やかに拡散浸透する。
側壁12には、電解液貯留容器20から送給される電解液Wを筐体10内に導入するための3つの液導入孔12a〜12cが穿設されている。
なお、本実施形態においては、3つの液導入孔12a〜12cを配設した例について示しているが、2つ又は4つ以上の液導入孔を適宜配設してもよいことは勿論である。
なお、正極31の図示上面には、集電材40が積層されている。
なお、凹凸の間隔や高さ(深さ)については、使用する電解液等に従って、適宜設定すればよいものである。
機械加工の場合、既に知られているヘアライン加工は、素材の製造工程で仕上げることができるために容易である。
エッチングや表面処理については、凹凸形状に合わせたマスキングにより形成することができる。
なお、負極30の下面と底壁11との間には集電材41が配設されている。
液拡散部40は、液導入孔12d,12eから導入された電解液Wを、上記幅方向に拡散させるのに伴って、セパレータ32の電解液拡散用溝C1(C2)に向けて流下させるように凹凸40bが形成されている。
図8(A)に示すように、負極30の上面30aに電解液拡散用溝C1(C2)を形成する場合には、その電解液拡散用溝C1(C2)と同じ高さ位置に配設するとよい。
図8(B)に示すように、セパレータ32の上面32aに電解液拡散用溝C1(C2)を形成する場合には、その電解液拡散用溝C1(C2)と同じ高さ位置に配設するとよい。
図8(C)に示すように、正極31の下面31aに電解液拡散用溝C1(C2)を形成する場合には、セパレータ32と同じ高さ位置に配設してもよい。
これにより、電解液Wをより速やかに発電部Bの全域に拡散浸透させることができる。
また、その組電池を、複数の空気電池を一体化してなる二以上のモジュールから構成することにより、例えば組電池をなす一部の空気電池に故障等が生じたときにも、その空気電池のみを含むモジュールのみを交換することができるようになり、メンテナンスを容易に行なうことができる。
上記図1,7に示す構成の空気電池において、セパレータを設けない場合、電解液拡散用溝を、図9に示すように形成することができる。
なお、上述した実施形態において説明したものと同等のものについては、それらと同一の符号を付して説明を省略する。
これらの保持部材50…は、図9に示す正極31と負極30との間隔を保持し、かつ、電解液貯留容器20から送給された電解液Wを発電部Bの全域に拡散浸透させるための電解液拡散溝C1(C2)を形成したものである。
これにより、例えば上記した組電池としたときに、対向方向αに圧力が作用するときにも、その圧力によって正極31と負極30が変形して互いに接触することを防止できるようにしたものである。
このような形態の保持部材51においては、電解液拡散用溝C1´(C2´)を側面(側部)51a,51aにも形成することができる。
電解液拡散用溝C1´(C2´)は、上記した電解液拡散用溝C1(C2)とは異なり、保持部材51をなす繊維の凹凸が「溝」として機能する。
・上述した実施形態においては、セパレータの正極との対向面又は正極のセパレータとの対向面若しくはそれら双方の互いの対向面、セパレータの負極との対向面又は負極のセパレータとの対向面若しくはそれら双方の互いの対向面に電解液拡散用溝を形成した例について説明したが、負極及び正極に対向しないセパレータの側面に電解液拡散溝を形成してもよい。
20 電解液貯留容器
30 負極
31 正極
32 セパレータ
40 液拡散部
50,51 保持部材
A1,A2 空気電池
C1,C2 電解液拡散用溝
技術分野
[0001]
本発明は、負極と正極との間に電解質層を形成した空気電池とこれを用いた組電池に関する。
背景技術
[0002]
この種の空気電池として、「アルミニウム−空気電池」とした名称において特許文献1に開示されたものがある。
特許文献1に開示されたアルミニウム−空気電池は、正極に空気極を、また、負極にアルミニウム又はアルミニウム合金を採用しているとともに、それら正極と負極との間に介在させる電解質としてアニオン交換膜又はアニオン交換樹脂を用いたものである。
先行技術文献
特許文献
[0003]
特許文献1:特開2002‐184472号公報
発明の概要
発明が解決しようとする課題
[0004]
しかしながら、上記特許文献1に記載されたアルミニウム−空気電池では、正極、負極及び電解質に供給した電解液が、それら正極、負極及び電解質に拡散浸透して良好な発電状態になるまでに時間を要するという課題が未解決のままである。
[0005]
そこで本発明は、電解液貯留容器から発電部に送給された電解液を、発電部全域に速やかに行き渡らせて、迅速に発電させることができる空気電池とこれを用いた組電池の提供を目的としている。
課題を解決するための手段
[0006]
上記課題を解決するための本発明に係る空気電池は、互いに所定の間隔をおいて対向させた負極と正極とを有する発電部と、この発電部に送給するた
めの電解液を貯留する電解液貯留容器とを有し、その電解液貯留容器から送給された電解液を発電部の全域に拡散浸透させるための電解液拡散溝を、負極又は正極の互いの対向面若しくはそれら双方の互いの対向面に形成しているとともに、上記負極又は正極の互いの対向面若しくはそれら双方の互いの対向面に形成した電解液拡散溝に一致する高さ位置に、電解液貯留容器から送給される電解液を電解液拡散溝に導入するための液導入孔を配設している。
この構成によれば、電解液貯留容器から送給した電解液は液導入孔を通じて電解液拡散溝に導入される。電解液拡散溝に導入された電解液は、負極又は正極若しくはそれら双方の対向面に形成されている電解液拡散用溝を介して、発電部の全域に速やかに拡散浸透する。
[0007]
同上の課題を解決するための本発明に係る組電池は、上記した空気電池を直並列接続させたものである。これにより、任意の出力電圧,電流値を得るようにしている。
発明の効果
[0008]
本発明によれば、電解液貯留容器から発電部に送給された電解液を、発電部全域に速やかに拡散浸透させられ、迅速に発電させることができる。
負極又は正極の互いの対向面若しくはそれら双方の互いの対向面に形成した電解液拡散溝に一致する高さ位置に複数の液導入孔を設けることにより、電解液を発電部全域に容易に拡散させることができる。
図面の簡単な説明
[0009]
[図1]本発明の第一の実施形態に係る空気電池の平面図である。
[図2]図1に示すI‐I線に沿う断面図である。
[図3]図2に示すII‐II線に沿う断面図である。
[図4]セパレータの下面に形成した他例に係る電解液拡散用溝を示す下面図である。
[図5](A)は、上記した電解液拡散用溝を負極に形成した例を示す部分断面図、(B)は、上記した電解液拡散用溝をセパレータの上面に形成した例を示す部分断面図である。
[図6](A)は、上記した電解液拡散用溝をセパレータの上下両面に形成した例を示す部分断面図、(B)は、上記した電解液拡散用溝を正極の下面に形成した例を示す部分断面図である。
[図7]第二の実施形態に係る空気電池の概略平面図である。
[図8](A)は、電解液拡散用溝を負極に形成したときの液拡散部の構成を示す概略断面図、(B)は、電解液拡散用溝をセパレータに形成したときの液拡散部の構成を示す概略断面図、(C)は、電解液拡散用溝を正極に形成し
Claims (12)
- 互いに所定の間隔をおいて対向させた負極と正極とを有する発電部と、この発電部に送給するための電解液を貯留する電解液貯留容器とを有し、
その電解液貯留容器から送給された電解液を発電部の全域に拡散浸透させるための電解液拡散溝を、負極又は正極の互いの対向面若しくはそれら双方の互いの対向面に形成していることを特徴とする空気電池。 - 互いに所定の間隔をおいて対向させた負極と正極との間にセパレータを配設した発電部と、この発電部に送給するための電解液を貯留する電解液貯留容器とを有し、
その電解液貯留容器から送給された電解液を発電部の全域に拡散浸透させるための電解液拡散溝を、セパレータ、負極又は正極の少なくともいずれかの対向面に形成していることを特徴とする空気電池。 - 負極及び正極に対向しないセパレータの側面に電解液拡散溝を形成している請求項2に記載の空気電池。
- 電解液拡散用溝が、セパレータの正極との対向面又は正極のセパレータとの対向面若しくはそれら双方の互いの対向面に形成されている請求項2又は3に記載の空気電池。
- 電解液拡散用溝が、セパレータの負極との対向面又は負極のセパレータとの対向面若しくはそれら双方の互いの対向面に形成されている請求項2又は3に記載の空気電池。
- 電解液貯留容器から送給された電解液を、セパレータ,負極及び正極の対向方向と交差する方向に拡散させるための液拡散部が形成されている請求項2〜5のいずれか1項に記載の空気電池。
- 底壁の外縁に側壁を起立形成した筐体に発電部が収容されているとともに、電解液貯留容器から送給された電解液を、上記筐体内に導入するための複数の液導入孔が側壁に形成されている請求項1〜6のいずれか1項に記載の空気電池。
- 正極と負極との間隔を保持し、かつ、電解液貯留容器から送給された電解液を発電部の全域に拡散浸透させるための電解液拡散溝を形成した保持部材を介挿している請求項1に記載の空気電池。
- 電解液拡散用溝が、保持部材の正極との対向面又はその保持部材の負極との対向面若しくはそれら双方の対向面に形成されている請求項8に記載の空気電池。
- 負極及び正極に対向しない保持部材の側面に電解液拡散溝を形成している請求項8又は9に記載の空気電池。
- 請求項1〜10のいずれか1項に記載の空気電池を直並列接続させていることを特徴とする組電池。
- 請求項11に記載の組電池を、複数の空気電池を一体化してなる二以上のモジュールから構成している組電池。
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