KR102350810B1 - 금속 공기 전지 및 그 사용 방법 - Google Patents

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유카 아마모리
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후지쿠라 컴퍼지트 가부시키가이샤
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Abstract

복수의 금속 공기 전지 셀을 나란하게 마련한 금속 공기 전지 유닛을, 부품 수가 적고 간단한 구조로 형성 가능하고, 또한 각 셀에 대한 전해액의 주입을 단순화 가능한 금속 공기 전지 및 그 사용 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명의 금속 공기 전지(1)는, 공기극(6)과, 공기극과 대향하여 배치되는 금속극(7)과, 공기극 및 상기 금속극을 지지하는 하우징(8)을 가지고 구성된 금속 공기 전지 셀(22)이 복수 개 나란하게 마련된 금속 공기 전지 유닛(2)을 구비하고, 각 하우징 내에는 각각 공기실(10) 및 액실(11)을 포함하고, 공기실은 상부가 외부로 개방되어 있으며, 하우징에는 액실과 연통하는 급수구(13)가 마련되어 있는 것을 특징으로 한다.

Description

금속 공기 전지 및 그 사용 방법
본 발명은 복수의 금속 공기 전지 셀을 구비한 금속 공기 전지 및 그 사용 방법에 관한 것이다.
금속 공기 전지에서는 양극인 공기극에서 대기 중의 산소를 양극 활성 물질로서 이용하고, 해당 산소의 산화 환원 반응이 행해진다. 한편, 음극인 금속극에서 금속의 산화 환원 반응이 행해진다. 금속 공기 전지의 에너지 밀도는 높고, 재해 시 등에 있어서 비상용 전원 등의 역할로서 기대되고 있다. 전해액을 금속 공기 전지에 급수하는 것으로 발전이 시작된다.
종래에 있어서는, 다양한 금속 공기 전지의 구조가 제안되어 있다(예를 들면, 특허문헌 1 내지 특허문헌 5).
특허문헌 1에 따르면, 금속극과 공기극을 하우징 내에 조립한 셀에 전해액을 주입하여 발전시키고 있다.
특허문헌 2에 따르면, 금속극과 공기극을 하우징 내에 조립한 셀과는 별도로 전해액을 담은 용기를 준비하고, 셀을 용기 내에 넣는 것으로 전해액을 셀 내에 유입시켜 발전시키고 있다.
특허문헌 3에 따르면, 금속극과 공기극을 구비한 셀을 전해액이 주입된 탱크 내에 넣어, 금속극 및 공기극을 전해액에 접촉시키는 구성이 개시되어 있다.
특허문헌 4에 따르면, 세로로 긴 하우징 내를 양분한 한 쪽의 영역에 금속극과 공기극을 배치하고, 한 쪽의 영역에만 전해액을 주입한다. 그리고, 하우징을 상하 반전시키는 것으로, 전해액을 다른 쪽의 영역으로 이동시켜 전지 반응을 중단시키는 것이 가능하다.
특허문헌 5에 따르면, 복수 개의 금속 공기 전지 셀을 연결한 금속 공기 전지가 개시되어 있다. 각 금속 공기 전지 셀에는 개별적으로 전해액을 주입한다.
일본 공개특허 제2016-131063호 공보 일본 공개특허 제2016-71986호 공보 일본 공개특허 소62-177873호 공보 일본 공개특허 제2015-210910호 공보 일본 공개특허 제2016-152133호 공보
그렇지만, 종래에 있어서는 복수의 금속 공기 전지 셀을 나란하게 마련한 금속 공기 전지 유닛을, 부품 수가 적고 간단한 구조로 형성 가능한 한편, 각 셀에 대한 전해액의 주입을 단순화 한 금속 공기 전지 구조에 대해서는 개시되어 있지 않다.
특허문헌 1 내지 특허문헌 4에 있어서는, 복수의 셀을 나란하게 마련하여 소망하는 전기 출력을 얻고자 하는 것은 아니다.
즉, 단일 셀 구조를 기본으로 하고, 동일한 모양의 셀을 조합시킨 구조로는 되어 있지 않다. 예를 들면, 특허문헌 2에는 금속극과 공기극이 횡방향을 향하고, 상하 방향에 대향하는 셀 구조이다. 이와 같은 셀 구조에 있어서는 복수의 셀을 직렬로 연결하는 구조가 곤란하게 된다. 또한, 예를 들면, 특허문헌 3에 있어서는, 내측에 2개의 공기극이, 외측에 2개의 금속극이 마련된 셀 구조를 구비하고 있다. 그렇지만, 특허문헌 3에 도시한 셀을 복수 나란하게 마련하기에는 셀 사이의 구조에 연구가 필요하게 되는 등 구조의 복잡화가 예측된다.
어느 것으로 하여도 특허문헌 1 내지 특허문헌 4에서는, 복수의 금속 공기 전지 셀을 나란하게 마련한 금속 공기 전지 유닛을, 부품 수가 적고 간단한 구조로 형성할 수는 없었다.
또한, 특허문헌 1 내지 특허문헌 4의 구조에서는, 복수의 셀을 나란하게 마련할 때에, 셀 사이의 구조를 연구해야만 하는 등 대형화하기 쉬워진다. 게다가, 예를 들면, 특허문헌 3에는 하우징 내에 전해액을 이동시키는 공간을 필요로 하며, 하우징을 금속극과 공기극을 배치한 공간의 두 배 이상의 크기로 제작해야만 한다. 이상에 의해, 각 특허문헌에서는 금속 공기 전지의 소형화를 적절하게 촉진시킬 수 없었다.
또한, 전해액의 주입에 관련하여, 특허문헌 1이나 특허문헌 4에 대해서는, 사용자가 셀 내에 직접 전해액을 주입하는 구성이기 때문에, 주입에 시간이 소요된다. 또한, 주입 시에 전해액이 셀로부터 흘러나오는 것을 방지하기 위하여, 금속 공기 전지 셀의 기밀성을 높이는 복잡한 구조로 할 필요가 있다.
또한, 특허문헌 2 및 특허문헌 3에서는, 복수의 셀을 나란하게 마련한 구조에 대하여, 각 셀 내에 적절하게 전해액을 주입 가능한 구성을 확립할 수 없다. 이 때문에, 각 셀의 전해액에 대한 주입 구조가 복잡하거나, 혹은 각 셀에 대해 전해액의 주입을 적절하게 행할 수 없었다.
특허문헌 5에 대해서는, 복수의 금속 공기 전지 셀을 연결시킨 구조로 되어 있다. 그렇지만, 특허문헌 5에서는, 각 금속 공기 전지 셀에 급수 포트가 마련되어 있어, 전해액을 복수의 금속 공기 전지 셀 각각에 급수해야만 하고, 전해액의 주입에 시간이 소요된다. 또한, 특허문헌 5에서는, 복수의 금속 공기 전지 셀 이외에 하우징이나 덮개 등이 필요하다는 것에 더하여, 각 금속 공기 전지 셀마다 전해액을 적절하게 주입 가능 하도록 금속 공기 전지는 비교적으로 대형화 된다.
본 발명은 이러한 점을 감안하여 이루어진 것으로, 복수의 금속 공기 전지 셀을 나란하게 마련한 금속 공기 전지 유닛을, 부품 수가 적고 간단한 구조로 형성 가능하고, 또한 각 셀에 대한 전해액의 주입을 단순화 가능한 금속 공기 전지 및 그 사용 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 금속 공기 전지는, 공기극과, 상기 공기극과 대향하여 배치되는 금속극과, 상기 공기극 및 상기 금속극을 지지하는 하우징을 가지고 구성된 금속 공기 전지 셀이 복수 개 나란하게 마련된 금속 공기 전지 유닛을 구비하고, 상기 공기극은, 상기 하우징의 외면에 노출되어 있으며, 각 금속 공기 전지 셀에는, 각각, 액실이 형성되어 있는 동시에, 공기실이, 상부 및 상기 액실로부터 떨어져 있는 측의 측부를 개방한 형상으로 되어 있고, 복수 개의 상기 금속 공기 전지 셀을 조합시킨 상기 금속 공기 전지 유닛에는, 각 금속 공기 전지 셀의 사이에서, 인접하는 금속 공기 전지 셀의 하우징에서 상기 측부를 보충하여 상방이 개방된 상기 공기실이 형성되며, 각 금속 건식 전지 셀에는, 상기 액실과 연통해서 전해액을 상기 액실에 공급하면서, 상기 금속극과 상기 공기극과의 반응에 의해 발생한 생성물을 상기 금속 건식 전지 유닛의 외부로 방출 가능한 급수구가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서는, 상기 급수구는 상기 하우징의 바닥부 및 측부의 적어도 어느 하나에 마련되는 것이 바람직하다.
본 발명에서는, 상기 금속극의 적어도 일부는 상기 급수구와 대향하여 배치되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명에서는, 상기 금속극은 하부가 자유단으로서 상기 하우징에 지지되어있는 것이 바람직하다.
본 발명에서는, 상기 금속 공기 전지 유닛은 상기 금속 공기 전지 셀을 구성하는 복합 부품과, 측벽부의 2종류의 부품을 조합시켜서 구성되는 것이 바람직하다.
본 발명에서는, 상기에 기재된 금속 공기 전지 유닛과, 전해액을 수용 가능한 케이스를 가지며, 상기 금속 공기 전지 유닛이 상기 공기실의 개방된 상부가 위를 향하도록 한 상태에서, 상기 전해액을 수용한 상기 케이스 내에 넣어져, 상기 전해액이 상기 급수구를 통해 상기 액실 내로 주입되는 것이 바람직하다.
본 발명의 금속 공기 전지의 사용 방법은, 상기에 기재된 금속 공기 전지 유닛을, 전해액을 수용한 용기 내에 상기 공기실의 개방된 상부가 위를 향하도록 한 상태로 넣어, 발전을 시작시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서는, 상기 용기 내에 상기 금속 공기 전지 유닛을 넣은 상태로부터 꺼내어 발전을 정지시키는 것이 가능하다.
본 발명의 금속 공기 전지에 따르면, 복수의 금속 공기 전지 셀을 나란하게 마련한 금속 공기 전지 유닛을, 부품 수가 적고 간단한 구조로 형성 가능하고, 또한 각 금속 공기 전지 셀에 대한 전해액의 주입을 단순화 가능하다.
도 1은 본 실시 형태에 있어서 금속 공기 전지의 사시도이다.
도 2는 본 실시 형태에 있어서 금속 공기 전지의 단면도이다.
도 3은 본 실시 형태에 있어서 금속 공기 전지 유닛의 저면도이다.
이하, 본 발명의 일 실시 형태(이하, "실시 형태"라 간략하게 기재한다)에 대하여 상세하게 설명한다. 또한, 본 발명은 이하의 실시 형태로 한정되는 것은 아니며, 그 요지의 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시하는 것이 가능하다.
도 1에 도시한 바와 같이, 금속 공기 전지(1)는, 금속 공기 전지 유닛(2)과 케이스(3)를 가지고 구성된다.
도 1에 도시한 바와 같이, 금속 공기 전지 유닛(2)은 예를 들면, 3개의 금속 공기 전지 셀(22)을 나란하게 마련하여 구성된다. 금속 공기 전지 셀(22)의 수를 한정하는 것은 아니며, 2개 이어도 좋고, 4개 이상 이어도 좋다.
금속 공기 전지 유닛(2)은 동일한 구조의 금속 공기 전지 셀(22)을 복수 조합시킨 것이다. 금속 공기 전지 셀(22)의 구조에 대해서는 이후에 상세히 설명한다.
도 1에 도시한 바와 같이, 3개의 금속 공기 전지 셀(22)의 상면에는 천장부(23)가 취부되어 있다. 천정부(23)에는, 예를 들면, 상면(23a)에 제1 개구부(24)가 마련되어 있다. 또한, 도 1에 도시한 바와 같이, 천장부(23)의 측면(도 1에 도시한 좌측면)에는 제2 개구부(25)가 형성되어 있다. 또한, 도시하지 않았지만, 천정부(23)의 뒷면이나 우측면에도 개구부가 마련되어 있어도 좋다.
다만, 도 1에 도시한 제1 개구부(24) 및 제2 개구부(25)의 수나 형성 위치는 어디까지나 일례이다. 즉, 각 개구부는 1개 이어도 좋고, 복수이어도 좋다. 또한, 제1 개구부(24) 및 제2 개구부(25)의 적어도 하나가 형성되어 있지 않은 구성으로 하는 것도 가능하다. 또한, 천정부(23)가 마련되어 있지 않아도 좋고, 혹은, 천장부(23) 대신에 다른 구성 부재가 마련되어 있어도 좋다.
도 1에 도시한 각 개구부(24, 25)는 공기 구멍이지만, 예를 들면, 제2 개구부(25)의 위치에 전지 출력을 외부로 공급하는 외부 접속용 단자(미도시)가 설치되어 있어도 좋다. 외부 접속용 단자는 커넥터이거나 USB 단자 등이며, 특별히 한정하는 것은 아니다. 외부 접속용 단자는 복수 개 마련되는 것이 가능하다. 예를 들면, 휴대 기기를 직접 금속 공기 전지 유닛(2)에 마련된 외부 접속용 단자에 연결하여 전력 공급하는 것이 가능하다. 혹은, 예를 들면, USB 허브 등의 접속 기판을 금속 공기 전지 유닛(2)의 외부 접속용 단자에 연결하고, 접속 기판을 매개로 하여 복수의 휴대 기기에 전력 공급하는 구성으로 하는 것도 가능하다.
도 1에 도시한 케이스(3)는 후술하는 바와 같이, 전해액을 수용 가능한 용기로서 기능시키는 것이 가능하지만, 금속 공기 전지(1)를 사용하지 않고 보관하는 경우에는, 예를 들면, 도 1에 도시한 케이스(3)를 금속 공기 전지 유닛(2)의 위에 씌워 둔다. 이에 따라, 먼지 등이 개구부(24, 25)를 통해 들어가지 않도록 금속 공기 전지 유닛(2)을 보호하는 것이 가능하다.
또한, 케이스(3)를 금속 공기 전지 유닛(2)의 위에 씌웠을 때, 케이스(3)와 금속 공기 전지 유닛(2) 사이가 유지되어 일체화 되는 구조일 수 있다. 이때, 케이스(3)의 외측면에 손잡이를 달아두면 금속 공기 전지(1)의 운반에 편리하다.
케이스(3)의 형상을 한정하는 것은 아니지만, 케이스(3)의 외형은 금속 공기 전지 유닛(2) 보다도 한층 큰 금속 공기 전지 유닛(2)의 상사 형상인 것이 바람직하다.
도 2는 케이스(3)를 도 1의 상태로부터 상하 역상시켜, 전해액(5)을 수용한 케이스(3) 내에 금속 공기 전지 유닛(2)을 넣은 상태의 금속 공기 전지(1)의 단면도이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 각 금속 공기 전지 셀(22)은, 공기극(6)과, 금속극(7)과, 하우징(8)을 가지고 구성된다. 도 2에 도시한 바와 같이, 공기극(6) 및 금속극(7)은 각각 하우징(8)에 지지되어 있다. 공기극(6)과 금속극(7)은 횡방향(지면 좌우 방향)으로 소정의 간격을 두고 대향 배치되어 있다.
도 2에 도시한 바와 같이, 각 금속 공기 전지 셀(22)의 하우징(8)에는 공기실(10)과 액실(11)이 마련된다. 도 2에 도시한 바와 같이, 공기실(10)의 상부는 외부로 개방된 개구부(10a)를 구성하고 있다. 또한, 도 2에는 도 1에 도시한 천정부(23)를 도시하고 있지 않다. 공기는 도 1에 도시한 천장부(23)의 각 개구부(24, 25)로부터 도 2에 도시한 공기실(10)로 안내된다.
또한, 도 2에 도시한 실시 형태에서는, 도시한 좌측의 금속 공기 전지 셀(22)과, 도시한 중앙의 금속 공기 전지 셀(22)의 각 공기실(10)의 우측면은 각각 서로 이웃한 우측의 금속 공기 전지 셀(22)의 하우징(8)의 측면으로 구성된다. 이와 같이, 공기실(10)의 측면의 일부를 인접한 금속 공기 전지 셀(22)의 하우징(8)으로 보충하는 것으로, 각 금속 공기 전지 셀(22)을 박형화 가능하고, 금속 공기 전지 유닛(2)의 소형화, 나아가서는 금속 공기 전지(1)의 소형화를 실현 가능하다. 다만, 도 2에 나타낸 도시 우측에 위치하는 금속 공기 전지 셀(22)의 공기실(10)의 우측면은 새로운 측벽부(12)를 배치하여 형성한다.
도 2에 도시한 바와 같이, 공기극(6)은, 공기실(10)과 액실(11) 사이에 배치되어 있다. 이때, 공기극(6)은 그 상부와 하부 및 측부의 각 모서리가 하우징(8)에 고정 지지되어 있는 것이 바람직하다. 도 2에 도시한 바와 같이, 공기극(6)은 공기실(10) 및 액실(11)의 양쪽으로 노출된 상태로 배치되어 있다.
도 2에 도시한 바와 같이, 금속극(7)은 공기극(6)으로부터 액실(11) 내로 소정 거리만큼 떨어진 위치에 배치되어 있다. 도 2에 도시한 바와 같이, 금속극(7)은 그 상부가 하우징(8)에 고정되어 있지만, 하부는 자유단(비고정)으로 되어 있다.
도 2에 도시한 바와 같이, 하우징(8)의 바닥부(8a)에는 액실(11)까지 통하는 급수구(13)가 마련되어 있다. 따라서, 도 2에 도시한 바와 같이, 금속 공기 전지 유닛(2)을, 전해액(5)을 담은 케이스(3) 내에 담그면, 전해액(5)은 급수구(13)를 통해 각 액실(11) 내로 동시에 주입된다. 이때, 도 2에 도시한 바와 같이, 전해액(5)의 수위는 공기실(10)의 개구부(10a) 보다도 하측에 있고, 전해액(5)이 공기실(10) 내로 유입되는 것은 아니다.
도 2에 도시한 바와 같이, 전해액(5)이 액실(11)을 채우면, 예를 들면, 금속극(7)이 마그네슘인 경우, 금속극(7)의 근방에서는 아래 기재한 (1)로 나타낸 산화 반응이 발생한다. 또한, 공기극(6)에서는 아래 기재한 (2)에 나타낸 환원 반응이 발생한다. 마그네슘 공기 전지 전체로서는 아래 기재한 (3)에 나타낸 반응이 일어나 방전이 행해진다.
(1) 2Mg → 2Mg2+ + 4e-
(2) O2 + 2H2O + 4e- → 4OH-
(3) 2Mg + O2 + 2H2O → 2Mg(OH)2
또한, 도 2에 도시한 실시 형태에서는, 급수구(13)를 하우징(8)의 바닥부(8a)에 마련하였지만, 예를 들면, 하우징(8)의 측부(8b)에 마련하여도 좋고, 혹은, 바닥부(8a) 및 측부(8b)의 양쪽에 마련하여도 좋다. 또한, 급수구(13)를 하우징(8)의 상부에 마련하는 것도 가능하지만, 이 경우는, 급수구(13)를 공기실(10)의 개구부(10a) 보다도 하측에 위치시킬 필요가 있다.
또한, 도시하지 않지만, 금속극(7)의 주변에는 전지 반응으로 발생한 수소 등의 생성 가스를 액실(11)로부터 외부로 배출하는 구멍이 마련되어 있다.
다만, 신속하게 각 금속 공기 전지 셀(22)의 액실(11)에 전해액(5)을 급수하기에는 급수구(13)를 하우징(8)의 바닥부(8a)에 마련하는 것이 바람직하다. 또한, 도 3에 도시한 바와 같이, 급수구(13)를 각 금속 공기 전지 셀(22)의 바닥부(8a)에 대하여 복수 개 마련하는 것이 가능하다. 또한, 급수구(13)의 개수를 한정하는 것은 아니다. 또한, 급수구(13)의 형상을 한정하는 것은 아니며, 예를 들면, 도 3에 도시한 바와 같이 다수의 작은 구멍을 마련한 구조이어도, 긴 구멍의 급수구(13)를 각 금속 공기 전지 셀(22)에 적어도 1개 마련한 구성이어도 좋다.
또한, 도 2에 도시한 바와 같이, 금속극(7)은 하우징(8)의 바닥부(8a)에 마련된 급수구(13)와 대향하여 배치되는 것이 바람직하다. 금속극(7)과 공기극(6)의 산화 환원 반응 시에 발생한 생성물을 급수구(13)를 통해 케이스(3) 측으로 방출하기 쉽다. 이에 따라, 생성물이 각 금속 공기 전지 셀(22) 내에 남겨지는 것에 의한 전극의 손상이나 전기 특성의 열화를 억제하는 것이 가능하다.
또한, 하우징(8)의 바닥부(8a) 이외에도, 예를 들면, 급수구(13)를 하우징(8)의 측부(8b)의 하측에 배치하고, 금속극(7)을 급수구(13)와 대향 배치시켜도 좋다. "측부(8b)의 하측"이란 측부(8b)의 높이 치수의 하반부, 바람직하게는 높이 치수의 1/2 이하의 하측 부분, 보다 바람직하게는, 높이 치수의 1/3 이하의 하측 부분이다. 이에 따라서도, 생성물의 방출 효과를 얻는 것이 가능하다. 또한, 금속 공기 전지 유닛(2)을 케이스(3) 내에 넣었을 때에, 케이스(3) 내의 전해액(5)이 금속 공기 전지 유닛(2) 상부에 도달하지 않고, 전해액(5)을 액실(11)에 넣는 것이 가능하다면, 급수구(13)의 위치를 가리는 것은 아니다.
또한, 도 2에 도시한 바와 같이, 금속극(7)의 하부를 자유단으로 하고 있다. 이에 따라, 금속극(7)을 적절하게 급수구(13)에 대향하게 배치하는 것이 가능하다. 또한, 금속극(7)의 하부를 자유단으로 하는 것으로, 금속극(7)의 하부를 요동시키는 것이 가능하다. 이 때문에, 공기극(6)과 금속극(7) 사이에 생성물이 퇴적하였을 때에, 금속극(7)을 휘어지게 하는 것이 가능하고, 생성물에 의한 가압력을 완화할 수 있으며, 금속극(7) 및 공기극(6)의 손상을 억제하는 것이 가능하다.
본 실시 형태에 있어서 금속 공기 전지(1)에 따르면, 도 1에 도시한 바와 같이, 공기극(6)과 금속극(7)과, 하우징(8)을 가진 동일 구조의 금속 공기 전지 셀(22)을 복수 나란하게 마련한 것이다. 또한, 도 2에 도시한 바와 같이, 각 금속 공기 전지 셀(22)의 공기실(10)은 상부 뿐만 아니라, 액실(11)로부터 떨어져 있는 측의 측부(도시한 우측의 측부)를 개방한 형상으로 한다. 그리고, 복수의 금속 공기 전지 셀(22)을 나란하게 마련하는 동시에, 가장 끝의 금속 공기 전지 셀(22)에 대하여 측벽부(12)를 배치한다. 이와 같이, 본 실시 형태에서는, 금속 공기 전지 유닛(2)은 금속 공기 전지 셀(22)을 구성하는 복합 부품과, 측벽부(12)의 2종류의 부품을 조합시켜서 구성된다. 또한, "복합 부품"이란 금속 공기 전지 셀(22)을 구성하는 전극 및 하우징을 포함하는 복수의 부재로 이루어지는 것을 의미한다. 이에 따라, 본 실시 형태에서는, 부품 수가 적고 간단한 구조로 금속 공기 전지 유닛(2)을 형성 가능하다. 또한, 박형의 각 금속 공기 전지 셀(22)에 상부 만이 개방된 공기실(10)을 적절하게 형성 가능하고, 복수의 금속 공기 전지 셀(22)을 구비한 금속 공기 전지 유닛(2)의 소형화를 실현 가능하다.
본 실시 형태에서는, 도 2에 도시한 바와 같이, 케이스(3)에 전해액(5)을 주입하고, 그리고, 케이스(3) 내에 금속 공기 전지 유닛(2)을 담근다. 이때, 전해액(5)은 스스로 급수구(13)를 통해 각 금속 공기 전지 셀(22)의 액실(11) 내로 들어가 액실(11)을 채운다. 이와 같이, 사용자는 각 금속 공기 전지 셀(22)에 직접 전해액(5)을 주입하지 않아도 좋고, 금속 공기 전지 유닛(2)을 전해액(5)을 수용한 케이스(3) 내에 넣는 것만으로 좋기 때문에, 각 금속 공기 전지 셀(22)에 대한 전해액(5)의 주입을 단순화 가능하다. 또한, 본 실시 형태에 따르면, 복수의 금속 공기 전지 셀(22)에 대하여 각 액실(11)로 통하는 급수구(13)를 간단한 구조로 형성 가능하다.
이상에 따라, 본 실시 형태의 금속 공기 전지(1)에 따르면, 복수의 금속 공기 전지 셀(22)을 나란하게 마련한 금속 공기 전지 유닛(2)을 부품 수가 적고 간단한 구조로 형성 가능하고, 또한, 각 금속 공기 전지 셀(22)에 대한 전해액(5)의 주입을 단순화 가능하다.
또한, 본 실시 형태에서는, 도 2의 상태로부터 금속 공기 전지 유닛(2)을 꺼내어, 각 금속 공기 전지 셀(22)의 액실(11)로부터 전해액(5)을 급수구(13)를 통해 빼내는 것으로 발전을 간단하게 멈추는 것이 가능하다.
본 실시 형태에서는, 도 1에 도시한 케이스(3)는 전해액(5)을 수용 가능한 용기이다. 따라서, 사용자는 도 1에 도시한 케이스(3)를 뒤집어 케이스(3) 내에 전해액(5)을 넣고, 금속 공기 전지 유닛(2)을 케이스(3) 내의 전해액(5)에 담그면 발전하기 때문에, 재해 시 등의 비상 시에 신속하게 금속 공기 전지(1)의 사용이 가능하다. 또한, 케이스(3)에 넣은 전해액(5)의 수위의 기준이 되는 표시를 마련해 놓으면 좋다. 이에 따라, 사용자는 케이스(3) 내에 적량의 전해액(5)을 넣는 것이 가능하다.
또한, 전해액(5)을 수용하는 용기로서는 케이스(3) 이외 이어도 좋다.
또한, 각 금속 공기 전지 셀(22)의 각 전극을 직렬 연결하여도 병렬 연결하여도 좋고, 배선 방법을 특별히 한정하는 것은 아니다.
또한, 본 실시 형태에 있어서 금속 공기 전지(1)는 마그네슘 공기 전지에 있어서도 다른 금속 공기 전지에 있어서도 적용 가능하다.
[산업상 이용 가능성]
본 발명의 금속 공기 전지에 따르면, 복수의 금속 공기 전지 셀을 연결하여도 컴팩트한 구성이 가능한 동시에, 전해액의 주입을 단순화 가능하다. 그러므로, 본 발명의 금속 공기 전지 유닛을 재해 시 등에 있어서 비상용 전원 등으로 유효하게 적용하는 것이 가능하다.
본 출원은 2017년 2월 3일 출원된 일본 특허출원 제2017-018427호에 기초한다. 이 내용은 모두 여기에 포함되어 있다.
1 : 금속 공기 전지
2 : 금속 공기 전지 유닛
3 : 케이스
5 : 전해액
6 : 공기극
7 : 금속극
8 : 하우징
8a : 바닥부
8b : 측부
10 : 공기실
10a : 개구부
11 : 액실
12 : 측벽부
13 : 급수구
22 : 금속 공기 전지 셀
23 : 천장부
23a : 상면
24 : 제1 개구부
25 : 제2 개구부

Claims (8)

  1. 공기극과,
    상기 공기극과 대향하여 배치되는 금속극과,
    상기 공기극 및 상기 금속극을 지지하는 하우징을 가지고 구성된 금속 공기 전지 셀이 복수 개 나란하게 마련된 금속 공기 전지 유닛을 구비하고,
    상기 공기극은, 상기 하우징의 외면에 노출되어 있으며,
    각 금속 공기 전지 셀에는, 각각, 액실이 형성되어 있는 동시에, 공기실이, 상부 및 상기 액실로부터 떨어져 있는 측의 측부를 개방한 형상으로 되어 있고,
    복수 개의 상기 금속 공기 전지 셀을 조합시킨 상기 금속 공기 전지 유닛에는, 각 금속 공기 전지 셀의 사이에서, 인접하는 금속 공기 전지 셀의 하우징에서 상기 측부를 보충하여 상방이 개방된 상기 공기실이 형성되며,
    각 금속 건식 전지 셀에는, 상기 액실과 연통해서 전해액을 상기 액실에 공급하면서, 상기 금속극과 상기 공기극과의 반응에 의해 발생한 생성물을 상기 금속 건식 전지 유닛의 외부로 방출 가능한 급수구가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 금속 공기 전지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 급수구는 상기 하우징의 바닥부 및 측부의 적어도 어느 하나에 마련되는 것을 특징으로 하는 금속 공기 전지.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 금속극의 적어도 일부는 상기 급수구와 대향하여 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 금속 공기 전지.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 금속극은 하부가 자유단으로서 상기 하우징에 지지되어 있는 것을 특징으로 하는 금속 공기 전지.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 금속 공기 전지 유닛은 상기 금속 공기 전지 셀을 구성하는 복합 부품과, 측벽부의 2종류의 부품을 조합시켜서 구성되는 것을 특징으로 하는 금속 공기 전지.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 금속 공기 전지 유닛과, 전해액을 수용 가능한 케이스를 가지며,
    상기 금속 공기 전지 유닛이 상기 공기실의 개방된 상부가 위를 향하도록 한 상태에서 상기 전해액을 수용한 상기 케이스 내에 넣어, 상기 전해액이 상기 급수구를 통해 상기 액실 내로 주입되는 것을 특징으로 하는 금속 공기 전지.
  7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 금속 공기 전지 유닛을, 전해액을 수용한 용기 내에 상기 공기실의 개방된 상부가 위를 향하도록 한 상태로 넣어, 발전을 시작시키는 것을 특징으로 하는 금속 공기 전지의 사용 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 용기 내에 상기 금속 공기 전지 유닛을 넣은 상태로부터 꺼내어 발전을 정지시키는 것을 특징으로 하는 금속 공기 전지의 사용 방법.
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