KR102213068B1 - 금속 공기 전지 및 산화 피막 제거 방법 - Google Patents

금속 공기 전지 및 산화 피막 제거 방법 Download PDF

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Abstract

산화 피막 제거에 소요되는 전력의 낭비를 감소시키는 동시에, 산화 피막을 적절하게 제거하는 것이 가능한 금속 공기 전지 및 산화 피막 제거 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명의 금속 공기 전지(1)는, 금속극과 공기극이 전해액을 매개로 하여 대향 배치되는 전지 본체부(2)와, 외부 부하가 접속되는 USB 단자(8)와, 전지 본체부와 USB 단자의 사이를 전기적으로 접속하는 제어부(9)를 가지며, 제어부는 USB 단자에 대한 외부 부하의 접속 유무를 판별하는 마이크로 컴퓨터(14)와, 산화 피막 제거용 저항(15)을 가지고, 마이크로 컴퓨터에서 외부 부하의 접속이 확인되었을 때에, 금속극, 공기극 및 산화 피막 제거용 저항을 포함하는 회로에 산화 피막 제거를 위한 전류가 흐르는 것을 특징으로 한다.

Description

금속 공기 전지 및 산화 피막 제거 방법
본 발명은 금속 공기 전지 및 산화 피막 제거 방법에 관한 것이다.
금속 공기 전지란, 양극인 공기극에 있어서 대기 중의 산소를 양극 활물질로서 이용하며, 당해 산소의 산화 환원 반응이 행해진다. 한편, 음극인 금속극에 있어서 금속의 산화 환원 반응이 행해진다. 금속 공기 전지의 에너지 밀도는 높아, 재해 시 등에 있어서 비상용 전원 등의 역할로서 기대되고 있다. 전해액을 금속 공기 전지에 급수하는 것으로 발전이 개시된다.
예를 들면, 특허문헌 1의 금속 공기 전지에서는, 금속막에 산화 반응으로 형성되는 부동태막(산화 피막)을 제거 가능한 방법이 제안되어 있다.
일본 등록특허 제5961315호 공보
그렇지만, 특허문헌 1에 기재된 발명에서는, 금속 공기 전지에 외부 부하를 접속하지 않은 상태에서 부동태막 제거용의 전류를 강제적으로 흘려보내고 있다.
이와 같이, 특허문헌 1에는 금속 공기 전지에 외부 부하를 접속하지 않은 미사용 상태에 있어서도, 부동태막 제거용의 전류를 흘려보낼 필요가 있어, 전력을 헛되이 소비한다.
또한, 특허문헌 1에서는 부동태막이 제거되지 않았더라도, 외부 부하를 접속하면 부동태막 제거용의 전류 공급이 정지되기 때문에, 부동태막의 제거를 적절하게 행하는 것이 가능하지 않은 경우가 있다.
본 발명은 이러한 점에 감안하여 이루어진 것으로, 산화 피막 제거에 소요되는 전력의 낭비를 저감시키는 동시에, 산화 피막을 적절하게 제거하는 것이 가능한 금속 공기 전지 및 산화 피막 제거 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 금속 공기 전지는, 금속극과 공기극이 전해액을 매개로 하여 대향 배치되는 전지 본체부와, 외부 부하가 접속되는 외부 접속용 단자와, 상기 전지 본체부와 상기 외부 접속용 단자 사이를 전기적으로 접속하는 제어부를 가지며, 상기 제어부는 상기 외부 접속 단자에 대한 외부 부하의 접속 유무를 판별하는 감시부와, 산화 피막 제거용 저항을 가지고, 상기 감시부에서 상기 외부 부하의 접속이 확인되었을 때에, 상기 금속극, 상기 공기극 및 상기 산화 피막 제거용 저항을 포함하는 회로에 산화 피막 제거를 위한 전류가 흐르는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서는, 상기 제어부에는 상기 금속극과 상기 공기극의 단자 사이의 전력을 변환하여 상기 외부 접속용 단자로 출력하는 전력 변환 장치가 마련되어 있으며, 상기 감시부는 상기 단자 사이의 전지 전압과 상기 전력 변환 장치의 동작 가동 전압을 비교하고, 상기 전지 전압이 상기 동작 가동 전압을 하회하고 있을 때, 상기 회로에 산화 피막 제거를 위한 전류 공급을 지시하는 것이 바람직하다.
본 발명에서는, 상기 감시부는 상정(想定) 시간을 초과하여도, 상기 전지 전압이 상기 동작 가동 전압을 하회할 때, 전지의 수명으로 판단하는 것이 바람직하다.
본 발명에서는, 상기 제어부는 추가로 산화 피막 억제용 저항을 가지며, 상기 전해액이 공급된 후, 상기 금속극, 상기 공기극 및 상기 산화 피막 억제용 저항을 포함하는 회로에 산화 피막 억제를 위한 전류가 흐르는 것이 바람직하다.
본 발명에서는, 상기 제어부에는 제어 상황을 인지시키는 알림부가 마련되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명은, 금속극과 공기극이 전해액을 매개로 하여 대향 배치되는 전지 본체부의 상기 금속극에 생성되는 산화 피막을 제거하기 위한 방법에 있어서, 상기 전지 본체부와 전기적으로 접속되는 외부 접속용 단자에 외부 부하가 접속된 여부를 판단하는 단계와, 외부 부하가 접속되었다고 판단되었을 때에, 상기 금속극 및 상기 공기극의 단자 사이에 산화 피막 제거용 저항을 도통 상태로 하여 회로를 구성하고, 상기 회로에 산화 피막 제거를 위한 전류를 흘려보내는 단계를 가지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 금속 공기 전지에 따르면, 외부 부하의 접속을 확인한 후에, 산화 피막 제거의 전류를 흘려보내기 때문에, 산화 피막 제거에 소요되는 전력의 낭비를 저감시키는 동시에 적절하게 산화 피막을 제거하는 것이 가능하다.
도 1은 본 실시 형태의 금속 공기 전지를 구성하는 전지 본체부의 단면도이다.
도 2는 본 실시 형태의 금속 공기 전지의 회로도(블록도)이다.
도 3은 본 실시 형태의 금속 공기 전지를 구성하는 제어부에서의 동작을 나타내는 플로우 차트도이다.
도 4는 본 실시 형태의 금속 공기 전지를 구성하는 제어부에서의 타이밍 차트도이다.
이하, 본 발명의 일 실시 형태(이하 "실시 형태"라 약기한다)에 대하여 상세하게 설명한다. 또한, 본 발명은 이하의 실시 형태로 한정되는 것은 아니며, 그 요지의 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시하는 것이 가능하다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 금속 공기 전지(1)를 구성하는 전지 본체부(2)는, 예를 들면, 복수의 금속 공기 전지 셀(22)을 구비한다. 도 1에는 금속 공기 전지 셀(22)의 수가 3개이지만, 금속 공기 전지 셀(22)의 수를 한정하는 것은 아니며, 1개이어도, 2개이어도 좋고, 4개 이상이어도 좋다.
각 금속 공기 전지 셀(22)에는, 공기실(10)과 액실(11)이 마련된다. 공기실(10)은 예를 들면, 상부(10a)를 제외하고 주위가 둘러싸여 있다. 한편, 액실(11)은 급수구(13)를 제외하고 주위가 둘러싸여 있다. 도 1에는 급수구(13)는 액실(11)의 하부에 마련되어져 있다. 공기실(10)과 액실(11)은 격리되어 있어, 액실(11)에 주입된 전해액이 공기실(10)로 누출되지는 않는다. 또한, 도 1에 나타낸 공기실(10) 및 액실(11)의 구조는 일례이다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 각 금속 공기 전지 셀(22)은 전극으로서 공기극(6)과 금속극(7)을 가지고 구성된다. 공기극(6) 및 금속극(7)은 각각 금속 공기 전지 셀(22)을 구성하는 하우징에 지지되어 있다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 공기극(6)과 금속극(7)은 액실(11)에서 대향 배치되어 있다. 공기극(6)의 한 쪽 면은 액실(11)에 노출되고, 공기극(6)의 다른 쪽 면은 공기실(10)에 노출되어 있다. 공기극(6)과 금속극(7)의 수를 제한하는 것은 아니지만, 예를 들면, 1개의 공기극(6)에 대하여 1개의 금속극(7)을 마련하거나, 공기극(6)과 금속극(7)을 2개 이상 마련하는 것이 가능하다.
도 1에 나타낸 케이스(3)는, 전해액 및 전지 본체부(2)를 수용 가능한 크기의 용기이다. 금속 공기 전지(1)의 미사용 시에는 예를 들면, 도 1에 나타낸 케이스(3)를 전지 본체부(2)의 위에 덮어두는 것이 가능하다.
예를 들면, 도 1에 나타낸 케이스(3) 내에 전해액(5)을 주입하고, 전해액(5) 내에 전지 본체부(2)를 침지시킨다. 이 때, 전해액(5)은 각 금속 공기 전지 셀(22)의 급수구(13)로부터 각 액실(11) 내로 안내된다. 전해액(5)은 급수구(13)를 통하여 각 액실(11) 내에 동시에 주입된다. 이 때, 도 1에 나타낸 바와 같이, 전해액(5)은 공기실(10)로 유입되지는 않는다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 전해액(5)이 각 액실(11)에 공급되면, 예를 들면, 금속극(7)이 마그네슘일 때, 금속극(7)의 근방에 있어서는 아래 (1)로 나타낸 산화 반응이 발생한다. 또한, 공기극(6)에 있어서는 아래 (2)에 나타낸 환원 반응이 발생한다. 마그네슘 공기 전지 전체로서는 아래 (3)에 나타낸 반응이 일어나 방전이 행해진다.
(1) 2Mg → 2Mg2+ + 4e-
(2) O2 + 2H2O + 4e- → 4OH-
(3) 2Mg + O2 + 2H2O → 2Mg(OH)2
도 1에는 도시하지 않았지만, 예를 들면, 금속 공기 전지 셀(22)의 윗면에는 전지 출력을 외부로 공급하는 외부 접속용 단자와, 전지 본체부(2)와 외부 접속용 단자 사이를 전기적으로 접속하는 제어부(전기 계통)를 가진다. 외부 접속용 단자는, 커넥터나 USB 단자 등이 있으며, 특별히 한정하는 것은 아니다. 또한, 외부 접속용 단자의 설치 위치는 천정부에 한정되는 것은 아니며, 설치 위치를 금속 공기 전지(1)에 대하여 임의로 설정하는 것이 가능하다.
다만, 도 1에 나타낸 금속 공기 전지(1)의 구조는 일 예에 지나지 않으며, 금속 공기 전지 셀(22)의 윗면 측에 급수구가 있어, 그 급수구로부터 각 금속 공기 전지 셀(22) 내에 전해액(5)을 공급하는 구조로 하는 것이 가능하다.
도 2는 본 실시 형태의 금속 공기 전지의 회로도(블록도)이다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 금속 공기 전지(1)는, 전지 본체부(2)와 외부 접속용 단자로서의 USB 단자(8)와, 제어부(9)를 가지고 구성된다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 제어부(9)는 마이크로 컴퓨터(14)와, 산화 피막 제거용 저항(15)과, 산화 피막 억제용 저항(16)과, 전력 변환 장치로서의 컨버터(17)와, 알림부로서의 LED(18)를 가지고 구성된다.
산화 피막 제거용 저항(15)은 제어부(9)의 회로 내에서, 전지 본체부(2)의 금속극(7) 및 공기극(6)과 도통 접속 가능하게 마련되어져 있다. 산화 피막 제거용 저항(15)의 도통 경로에는 스위칭 소자(도시하지 않음)가 마련되어 있다. 마이크로 컴퓨터(14)에서 스위칭 소자의 개폐 제어가 가능하며, 스위칭 소자를 닫으면 산화 피막 제거용 저항(15)과 전지 본체부(2)의 금속극(7)과 공기극(6)이 전기적으로 접속된 제1폐회로(방전 회로)가 형성된다. 제1폐회로는 산화 피막 제거 회로이며, 일시적으로 큰 전류가 흐른다. 제1폐회로에 산화 피막 제거 전류가 흐르는 것으로, 금속극(7)의 표면에 형성된 산화 피막을 전해액(5)에서 용해 가능하고, 산화 피막을 적절하게 제거하는 것이 가능하다.
산화 피막 억제용 저항(16)은, 전지 본체부(2)의 금속극(7) 및 공기극(6)과 상시 전기적으로 접속되어 있다. 따라서, 산화 피막 억제용 저항(16)과 전지 본체부(2)의 금속극(7)과 공기극(6)이 전기적으로 접속된 제2폐회로(방전 회로)가 상시 형성되어 있다. 제2폐회로는 산화 피막 억제 회로이며, 제2폐회로에는 미약 전류가 흐른다. 이에 따라, 금속막 표면에서 산화 피막의 생성을 적절하게 억제하는 것이 가능하다.
컨버터(17)는 DC-DC 컨버터로서, 컨버터(17)에서는 전지 본체부(2)로부터 공급된 전력을 직류 전압의 변환에 의해 USB 단자(8)로 출력한다. 컨버터(17)는 소정 이상의 전압에 의해 구동된다.
또한, 산화 피막 제거용 저항(15) 및 산화 피막 억제용 저항(16)은, 저항 소자이어도 좋고, 저항 성분을 포함한 다이오드 등 이어도 좋다. 저항 값의 제어에 따라 전류 값을 조정하는 것이 가능하다. 혹은, 전류 값을 마이크로 컴퓨터(14)에서 제어하는 것이 가능하다.
도 3은 본 실시 형태의 금속 공기 전지를 구성하는 제어부에서의 동작을 나타내는 플로우 차트도이다. 도 4는 본 실시 형태의 금속 공기 전지를 구성하는 제어부에서의 타이밍 차트도이다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 전해액(5)이 전지 본체부(2)에 급수된다(ST1 단계). 또한, 휴대 기기 등의 외부 부하의 USB 단자(8)에의 접속은, 전해액(5)의 급수 후 이어도, 전해액(5)의 급수 전 이어도 상관없다.
전해액(5)의 급수에 따라 마이크로 컴퓨터(14)가 기동한다. 마이크로 컴퓨터(14)의 기동에 따라, 금속극(7)과 공기극(6)의 단자 사이의 전압(전지 전압)이 측정된다. 게다가, 마이크로 컴퓨터(14)는 USB 단자(8)에 휴대 기기 등의 외부 부하가 접속되었는지 여부를 감시한다. 이들은 도 3의 ST2 단계에서 행해진다.
여기에서, 도 2에 나타낸 산화 피막 억제용 저항(16)을 포함하는 제2폐회로에는, 도 4의 "산화 피막 억제 전류"로 나타낸 바와 같이, 전해액의 급수 후, 미약 전류(예를 들면, 0.1A)가 항상 흐른다(도 4의 (1)을 참조). 폐회로의 방전에 의해 금속극(7)의 표면에 산화 피막이 생성되는 것을 억제하는 것이 가능하다.
도 3의 ST3 단계에 나타낸 바와 같이, 전해액의 급수 후, 도 2에 나타낸 알림부로서의 LED(18)가, 예를 들면, 적색으로 점등한다(도 4의 (2)를 참조). 도 2에 나타낸 바와 같이, LED(18)는 마이크로 컴퓨터(14)와 전기적으로 접속되어 있어, 마이크로 컴퓨터(14)로부터의 지령에 기초하여 LED(18)가, 예를 들면, 적색으로 점등한다. 적색의 점등은 예를 들면, 스탠바이 상태를 표시하고 있다. 스탠바이 상태란 전해액이 급수되며, USB 단자(8)에 휴대 기기 등의 외부 부하의 접속이 가능한 상태를 나타낸다. 또한, 점등 색상은 이 단계에 있어서도, 후의 단계에 있어서도 임의로 결정하는 것이 가능하고, 점등 색상을 한정하는 것은 아니다.
도 3의 ST4 단계에서는, 마이크로 컴퓨터(14)에서, USB 단자(8)에 휴대 기기 등의 외부 부하가 접속되었는지 여부를 판단한다.
도 3의 ST4 단계에서, 외부 부하가 접속되어 있지 않다고 판단된 경우는, ST3 단계로 되돌아가고, LED(18)가 적색으로 계속 점등한다.
ST4 단계에서 외부 부하가 접속되어 있다고 판단된 경우, ST5 단계로 이행한다. 도 4의 (3)은 외부 부하가 접속된 상태를 나타낸다.
도 3의 ST5 단계에서는, 도 2에 나타낸 산화 피막 제거용 저항(15)과, 전지 본체부(2)의 금속극 및 공기극을 도통 접속하여 제1폐회로를 구성하고, 제1폐회로에 산화 피막 제거용 전류가 흐른다. 이미 기재한 바와 같이, 산화 피막 제거용 저항(15)의 도통 경로에는 스위칭 소자가 마련되어 있어, 마이크로 컴퓨터(14)가 외부 부하의 접속이라고 판단하면, 스위칭 소자를 ON으로 하고, 제1폐회로를 구성한다. 제1폐회로에 흐르는 산화 피막 제거용 전류는 산화 피막 억제 전류 보다 크다.
도 4의 타이밍 차트에 나타낸 바와 같이, 산화 피막 제거 전류는 소정 시간 흐른다(도 4의 (4)를 참조). 산화 피막 제거 전류를 흘려보내고 있는 동안 내내 LED(18)를 예를 들면, 녹색으로 점멸시키는 것이 가능하다(도 4의 (5)를 참조). 산화 피막 제거 전류를 흘려보내 방전시키는 것으로, 금속극(7)의 표면에 생성된 산화 피막을 제거하는 것이 가능하다.
다음으로, 도 3의 ST6 단계에서는, 마이크로 컴퓨터(14)에서 전지 본체부의 단자 간 전압(전지 전압)과, 컨버터(17)의 동작 가능 전압을 비교한다. 전지 전압이 컨버터(17)의 동작 가능 전압 이상으로 판단된 경우(도 4의 (6)을 참조)는 ST7 단계로 이행한다.
도 3의 ST7 단계에서는, 컨버터(17)를 동작시키고, USB 단자(8)로의 출력을 행한다(도 4의 (7)을 참조). 이 때, USB 단자(8)로의 출력 내내 LED(18)를 예를 들면, 녹색으로 점등시키는 것이 가능하다(도 4 (8)을 참조).
도 3의 ST8 단계에 나타낸 바와 같이, USB 단자(8)로의 외부 부하의 접속이 계속되고 있는 동안은 전지 전압이 컨버터(17)의 동작 가능 전압 보다도 큰지 여부를 판단한다(ST6 단계). 한편, ST8 단계에서 외부 부하가 USB 단자(8)에 미접속으로 판단된 경우(다시 말해, 외부 부하를 USB 단자(8)로부터 분리시키면) 컨버터(17)의 동작을 정지시키고(ST9 단계), LED(18)를 적색으로 점등시킨다(ST3 단계로 되돌아간다).
다음으로, 도 3의 ST6 단계에서 전지 전압이 컨버터(17)의 동작 가능 전압 보다도 작다고 판단된 경우, 산화 피막 제거 전류의 시간(토탈 시간)을 계측한다(ST10 단계). 이 때의 시간 계측이 상정 시간에 도달하지 않은 경우(ST11 단계), ST5 단계로 되돌아가고, 다시 산화 피막 제거 전류를 흘려보낸다.
ST6 단계에서 전지 전압이 컨버터(17)의 동작 가능 전압 보다도 크다고 판단되지 않는 한, ST11 단계의 상정 시간에 도달하기까지 산화 피막 제거 전류가 흐른다.
ST11 단계에서 상정 시간에 도달한 경우에 대하여 설명한다. 도 4의 (9)에 나타낸 산화 피막 제거 전류의 시간(도 4의 (10)에 나타낸 계측 시간)이 상정 시간에 도달하여 있을 때(다시 말해, 계측 시간 > 상정 시간(도 4의 (11)을 참조)), 산화 피막 제거 전류를 흘려보내는 것을 정지하고, 마이크로 컴퓨터(14)는 전지 수명이라고 판단한다. 또한, 전지의 수명으로 판단되면 도 3의 ST12 단계에 나타낸 바와 같이, LED(18)는 예를 들면, 적색으로 점멸한다(도 4의 (12)를 참조). 이에 따라, 이용자는 전지의 수명인 것을 인지하는 것이 가능하다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에서는, USB 단자(8)에 외부 부하의 접속 유무를 감시하고(도 3의 ST4 단계), 외부 부하가 접속되어 있다고 판단되면, 도 3의 ST5 단계에서, 산화 피막 제거 전류를 흘려보내도록 제어되고 있다. 바꾸어 말하면, 외부 부하가 USB 단자(8)에 미접속 한다면, 산화 피막 제거 전류는 흐르지 않는다. 이와 같이 외부 부하의 접속을 확인하여 처음으로 산화 피막 제거를 위한 전류를 흘려보내고, 미접속 한다면 전류는 흐르지 않기 때문에, 산화 피막 제거에 소요되는 전력의 낭비를 감소시키는 것이 가능하다. 게다가, 외부 부하를 접속한 사용 시에는 적절하게 산화 피막을 제거하는 것이 가능하고, 사용 시에 전지 출력의 저하를 억제하는 것이 가능하다.
또한, 본 실시 형태에서는 마이크로 컴퓨터(14)는 전지 전압과 컨버터(17)의 동작 가능 전압을 비교하고(도 3의 ST6 단계), 전지 전압이 컨버터(17)의 동작 가능 전압을 하회하고 있다고 판단된 경우는, 다시 산화 피막 제거 전류를 흘려보내도록 제어되고 있다(도 3의 ST5 단계). 이에 따라, 전지 전압이 컨버터(17)의 동작 가능 전압을 초과하기까지 확실하게 산화 피막 제거 전류를 흘려보내 산화 피막을 제거 가능하고, 컨버터(17)를 적절하게 동작시키는 것이 가능하다.
또한, 마이크로 컴퓨터(14)는 상정 시간에 도달하여도 전지 전압이 컨버터의 동작 가능 전압을 하회하고 있는 경우, 전지의 수명으로 판단하는 것이 가능하다(도 3의 ST12 단계). 이 때문에, 헛되이 전력을 소비하지 않고 전지의 수명을 적절하게 판단하는 것이 가능하다.
또한, 본 실시 형태에서는 전해액(5)의 급수 후, 산화 피막 억제 전류(미약 전류)를 상시 흘려보내는 것이 가능하다. 이에 따라, 산화 피막의 생성 억제 효과를 높이는 것이 가능하다.
또한, 본 실시 형태에서는 알림부로서의 LED(18)를 장착하고 있어, LED(18)의 색상이나 발광 방법에 따라 이용자에게 전지에 대한 제어 상황을 인지시키는 것이 가능하다. "제어 상황"에는 스탠바이 중, 산화 피막 제거 중, USB 단자(8)에의 급전 중, 전지 수명에 도달한 것 등이 포함된다. 알림부로서는 LED(18)가 아니어도 좋으며, 예를 들면, 소리나 화상 등으로 상황을 인지시키는 것도 가능하다.
도 2에 나타낸 금속 공기 전지(1)에서는 USB 단자(8)가 1개이지만, USB 단자(8)는 복수이어도 좋다. 그 경우는 USB 단자(8)의 수에 대응하여 컨버터(17)를 마련한다. 그리고, 마이크로 컴퓨터(14)는 각 USB 단자(8)에 외부 부하의 접속 유무를 감시하고, 또한 전지 전압과 각 컨버터(17)의 동작 가능 전압을 비교한다.
또한, 본 실시 형태에 있어서 금속 공기 전지(1)는 마그네슘 공기 전지이어도 다른 금속 공기 전지이어도 적용 가능하다.
[산업상의 이용 가능성]
본 발명의 금속 공기 전지에 따르면, 금속극 표면에서의 산화 피막을 적절하게 제거하는 것이 가능하고, 전지 출력의 저하를 방지하는 것이 가능하다. 본 발명의 금속 공기 전지는 외부 부하를 접속하는 USB 등의 외부 접속 단자를 구비하고 있어, 금속극에 산화 피막이 생성되기 쉬운 상태라면 어떠한 구조나 재질의 금속 공기 전지에도 효과적으로 적용하는 것이 가능하다.
1 : 금속 공기 전지
2 : 전지 본체부
3 : 케이스
5 : 전해액
6 : 공기극
7 : 금속극
8 : USB 단자
9 : 제어부
10 : 공기실
10a : 상부
11 : 액실
13 : 급수구
14 : 마이크로 컴퓨터
15 : 산화 피막 제거용 저항
16 : 산화 피막 억제용 저항
17 : 컨버터
18 : LED
22 : 금속 공기 전지 셀

Claims (6)

  1. 금속극과 공기극이 전해액을 매개로 하여 대향 배치되는 전지 본체부와, 외부 부하가 접속되는 외부 접속용 단자와, 상기 전지 본체부와 상기 외부 접속용 단자의 사이를 전기적으로 접속하는 제어부를 가지며,
    상기 제어부는 상기 외부 접속 단자에 대한 외부 부하의 접속 유무를 판별하는 감시부와, 산화 피막 제거용 저항을 가지고,
    상기 감시부에서 상기 외부 부하의 접속이 확인되었을 때에, 상기 금속극, 상기 공기극 및 상기 산화 피막 제거용 저항을 포함하는 회로에 산화 피막 제거를 위한 전류가 흐르는 것을 특징으로 하는 금속 공기 전지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부에는 상기 금속극과 상기 공기극의 단자 사이의 전력을 변환하여 상기 외부 접속용 단자로 출력하는 전력 변환 장치가 마련되어 있으며,
    상기 감시부는 상기 단자 사이의 전지 전압과 상기 전력 변환 장치의 동작 가동 전압을 비교하고, 상기 전지 전압이 상기 동작 가동 전압을 하회하고 있을 때, 상기 회로에 산화 피막 제거를 위한 전류 공급을 지시하는 것을 특징으로 하는 금속 공기 전지.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 감시부는 상정 시간을 초과하여도, 상기 전지 전압이 상기 동작 가동 전압을 하회할 때, 전지의 수명으로 판단하는 것을 특징으로 하는 금속 공기 전지.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어부는 추가로 산화 피막 억제용 저항을 가지며, 상기 전해액이 공급된 후, 상기 금속극, 상기 공기극 및 상기 산화 피막 억제용 저항을 포함하는 회로에 산화 피막 억제를 위한 전류가 흐르는 것을 특징으로 하는 금속 공기 전지.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어부에는 제어 상황을 인지시키는 알림부가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 금속 공기 전지.
  6. 금속극과 공기극이 전해액을 매개로 하여 대향 배치되는 전지 본체부의 상기 금속극에 생성되는 산화 피막을 제거하기 위한 방법에 있어서,
    상기 전지 본체부와 전기적으로 접속되는 외부 접속용 단자에 외부 부하가 접속된 여부를 판단하는 단계와,
    외부 부하가 접속되었다고 판단되었을 때에, 상기 금속극 및 상기 공기극의 단자 사이에 산화 피막 제거용 저항을 도통 상태로 하여 회로를 구성하고, 상기 회로에 산화 피막 제거를 위한 전류를 흘려보내는 단계를 가지는 것을 특징으로 하는 금속 공기 전지의 산화 피막 제거 방법.
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