TW201401618A - 注液式空氣電池 - Google Patents

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Yoshiko Tsukada
Atsushi Miyazawa
Mori Nagayama
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Nissan Motor
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Abstract

本發明之注液式空氣電池，係具有：將具有正極層(51)和負極層(53)之發電部(B)容納於器體(11)內的空氣電池形成體(10)；以及貯留電解液(W)或是水的貯液容器(20)，且在該空氣電池形成體(10)與貯液容器(20)之間，形成有用以將該貯液容器(20)內之電解液(W)或是水注入於空氣電池形成體(10)的注液口(17)，前述注液式空氣電池係對該注液口(17)進行撥水加工，並且設置有：將貯液容器(20)內之電解液(W)或是水，通過注液口(17)而導入於空氣電池形成體(10)之發電部(B)的導液部(C1)。

Description

注液式空氣電池
本發明係關於一種在使用時注入液體(注液)並在活性狀態下使用的注液式空氣電池。
作為此種的先前技術，有專利文獻1所揭示之以空氣電池為名稱的構造。
專利文獻1所揭示的空氣電池，係具備：將複數個單電池捆成一包而成的集合電池；及收納有電解液的電解液收納容器；以及蓄積電解液且將集合電池浸漬於其中以進行發電的電池槽。
(專利文獻1)日本特開2002-151167號公報
然而，上述專利文獻1所記載的單電池，因正極與負極之間隙狹窄，故難以迅速地供應電解液。
因此本發明之目的係在於提供一種可謀求啟動時間之縮短並且減輕因放電不均所引起之放電損失，且 可提高電極之利用率的注液式空氣電池。
用以解決上述課題的本發明之注液式空氣電池，係具有：將具有正極層和負極層之發電部容納於器體內的空氣電池形成體；以及貯留電解液或是水的貯液容器，且在該空氣電池形成體與貯液容器之間，形成用以將該貯液容器內之電解液或是水注入於空氣電池形成體的注液口。
在本發明中，係對上述注液口之口緣進行撥水加工，並且從發電部朝向貯液容器側突出地形成有：導液部，其係用以將貯液容器內之電解液或是水，通過注液口而導入於空氣電池形成體之發電部。
在該構造中，由於貯液容器內之電解液或是水，係能透過從發電部朝向貯液容器側突出所形成的導液部而導入於空氣電池形成體之發電部，所以可以縮短啟動時間並且減輕因放電不均所引起之放電損失，且可提高電極層之利用率。
依據本發明，由於貯液容器內之電解液或是水，係透過從發電部朝向貯液容器側突出所形成的導液部而導入於空氣電池形成體之發電部，所以可以謀求啟動時間之縮短並且減輕因放電不均所引起之放電損失，且可以 提高電極之利用率。
10‧‧‧空氣電池形成體
11‧‧‧器體
12‧‧‧底壁
13至16‧‧‧側壁
17‧‧‧注液口
18、18A、18B‧‧‧導液片
19、19a、19b、19c‧‧‧開閉閥
20‧‧‧貯液容器
30‧‧‧導液槽
50‧‧‧撥水層
51‧‧‧正極層(正極)
51a、53a‧‧‧上緣部(上邊緣部)
52‧‧‧間隔件
52a‧‧‧對向面
52b‧‧‧上緣部
52c‧‧‧下邊緣
53‧‧‧負極層(負極)
54‧‧‧本體
54a、54b‧‧‧境界
54c‧‧‧垂下片
A1至A7‧‧‧注液式空氣電池
B‧‧‧發電部
C1至C5‧‧‧導液部(導液構件)
C3’‧‧‧下邊緣
W‧‧‧電解液
β‧‧‧餘裕空間
第1圖係顯示本發明第一實施形態之注液式空氣電池的概略構造，其中(A)係顯示開始注液之前的狀態之前剖視圖；(B)為其側剖視圖。
第2圖係顯示第1圖之注液式空氣電池的概略構造，其中(A)係顯示開始注液之後的狀態之前剖視圖；(B)為其側剖視圖。
第3圖(A)係顯示透視第一實施形態之注液式空氣電池之內部而顯示的立體圖；(B)係顯示導液部之安裝構造之一例的立體圖。
第4圖係顯示導液部之安裝構造之另一例的局部側視圖。
第5圖係顯示本發明第二實施形態之注液式空氣電池的概略構造，其中(A)係顯示開始注液之前的狀態之前視圖；(B)為其側視圖；(C)為導液構件之前視圖。
第6圖係顯示本發明第三實施形態之注液式空氣電池的概略構造，其中(A)係顯示開始注液之前的狀態之側剖視圖；(B)係顯示開始注液之後的狀態之側剖視圖。
第7圖(A)係顯示導液部安裝於上述第6圖所示之開閉閥的安裝構造之一例的貯液容器與間隔件之立體圖，第7圖(B)係顯示導液部安裝於與上壁並行開閉的開閉 閥之安裝構造之一例的立體圖。
第8圖係顯示本發明第四實施形態之注液式空氣電池的概略構造，其中(A)係顯示開始注液之前的狀態之前剖視圖；(B)為其側剖視圖；(C)係顯示開始注液之後的狀態之側剖視圖。
第9圖係顯示導液部安裝於朝向第8圖所示之貯液容器開啟的開閉閥之安裝構造之一例的立體圖。
第10圖係顯示本發明第五實施形態之注液式空氣電池的概略構造，其中(A)係顯示開始注液之後的狀態之前剖視圖；(B)為其各側剖視圖。
第11圖係透視本發明第五實施形態之注液式空氣電池之內部而顯示的立體圖。
第12圖係顯示本發明第六實施形態之注液式空氣電池的概略構造，其中(A)係顯示開始注液之後的狀態之前剖視圖；(B)係顯示開始注液之後的狀態之側剖視圖。
第13圖係顯示本發明第七實施形態之注液式空氣電池的概略構造，其中(A)係顯示開始注液之前的狀態之前剖視圖；(B)係顯示開始注液之後的狀態之側剖視圖；(C)係顯示間隔件之與負極層相對向的對向面之後視圖。
以下，就用以實施本發明之形態，參照圖式 加以說明。第1圖係顯示本發明第一實施形態之注液式空氣電池的概略構造，其中(A)係顯示開始注液之前的狀態之前剖視圖；(B)為其側剖視圖。又，第2圖係顯示上述注液式空氣電池的概略構造，其中(A)係顯示開始注液之後的狀態之前剖視圖；(B)為其側剖視圖。
本發明第一實施形態之注液式空氣電池A1，係具有空氣電池形成體10、注液容器20。
空氣電池形成體10，係藉由注入電解液W而發電者，且為將發電部B容納於器體11的構造。
器體11，係將俯視觀察呈方形的底壁12、側壁13至16及上壁19一體地形成的長方體形。
貯液容器20，係形成為所需容量的橫長之長方體形，且鄰接配置於上述上壁19。
在上述上壁19之中央部分，係開口形成有用以將貯留於貯液容器20之內部的電解液W注入於空氣電池形成體10的注液口17。上壁19，係兼作貯液容器20之底壁。
注液口17，係對注液口17之口緣施有利用四氟化乙烯樹脂塗佈之撥水加工。藉由該撥水加工來防止在注液時電解液W或是水因傳至上壁19等而流出，使得電解液W或是水傳至導液片18而容易導入於空氣電池形成體10之發電部B。
發電部B，係使撥水層50、正極層51、間隔件52及負極層53依序積層的構成物。
在發電部B與上壁19之間，係區劃形成有餘裕空間β，並且在該餘裕空間β設置有：用以將貯液容器20內之電解液W或是水，通過注液口17而導入於空氣電池形成體10之發電部B的導液部C1。
本實施形態中所示的導液部C1，係與上述間隔件52形成為一體，並將其上端部形成為正面觀察呈大致梯形，並且在其中央部分，突出形成有：成為與注液口17大致相同之寬度，且成為所需之高度的導液片18。
導液片18，係與上述之注液口17相對向，且比發電部B之負極層53及正極層51之上緣部53a、51a還更朝向注液容器20側突出所形成。
亦即，導液部C1，係從正極層51或負極層53之各上緣部51a、53a延伸形成至注液口17。在本實施形態中，係使導液片18接觸於注液口17。
又，在本實施形態中，係將間隔件52與負極層53相對向的對向面52a設為親水性。亦即，由於負極層53之表面亦為親水性，所以可以更加提高導水作用。
另外，間隔件52之對向面52a，係可為至少在其一部分包含親水性之表面。又，可配置使從注液口17朝向發電部B之方向的纖維具有親水性之物。
在上述之第1圖、第2圖所示的注液式空氣電池A1中，將導液部之安裝構造之例顯示於第3圖(A)、(B)及第4圖。第3圖(A)係顯示透視第一實施形態之注液式空氣電池之內部的立體圖；(B)係顯示 導液部之安裝構造之一例的立體圖。又，第4圖係顯示導液部之安裝構造之另一例的局部側視圖。另外，有關與在上述之實施形態中說明者同等之物，係附記與上述相同的符號並省略說明。
第3圖(A)、(B)所示的導液部C1，係使其導液片18接著於上壁19背面之注液口17的口緣近旁。藉此，可以將從貯留容器20注入於發電部B的電解液W良好地導引至發電部B。
第4圖所示的導液部C2，係與上述實施形態所示的導液部C1不同，其與間隔件52形成為個別的導液構件。以下，將導液構件顯示為「C2」。
導液構件C2，係分別在形成為正面觀察呈大致梯形的本體54之上側中央部分，突出形成有與注液口17成為大致相同寬度的導液片18，又在該本體54之下側突出形成有垂下片54c。
導液片18，係在與本體54之境界54a中，以面臨注液口17之方式折彎。
又，垂下片54c，係在與本體54之境界54b中，以可以插入於正極51與負極53之間的方式折彎所形成。
在採用如此之導液構件C2的情況，亦可不設置上述之間隔件52。又，亦可將如此的導液構件C2與間隔件形成一體。
其次，就使空氣電池形成體10進行發電時的動作加以說明。
如第1圖(A)所示，直到進行發電為止，注液口17係由開閉閥等所關閉，以免電解液W從貯液容器20注入於空氣電池形成體10。
在欲進行發電時，係將關閉注液口17的開閉閥開啟，以便電解液W可以從貯液容器20注入於空氣電池形成體10。
藉由將開閉閥開啟，貯液容器20內之電解液W，會由間隔件52之導液片18所吸收，並導引至正極層51與負極層53之上邊緣部51a、53a間。
藉此，電解液W，係迅速地浸透擴散至發電部B之全區，藉此，能開始進行空氣電池形成體10之發電。
依據由上述之構造所構成的注液式空氣電池A1，可以獲得以下的效果。
可以促進電解液W之擴散，且藉由電解液W之均一供應而改善放電不均，藉此，可以謀求啟動時間之縮短並且減輕因放電不均所引起的放電損失，且可提高正、負電極層之利用率。
又，藉由將導液部與間隔件形成一體，可以形成簡易的構造。
其次，就第二實施形態之注液式空氣電池，參照第5圖加以說明。第5圖係顯示本發明第二實施形態之注液式空氣電池的概略構造，其中(A)係顯示開始注液之前的狀態之前視圖；(B)為其側視圖；(C)為導液構件之前視圖。另外，有關與在上述實施形態中說明者 同等之物，係附記與此等相同的符號並省略說明。
第二實施形態之注液式空氣電池A2，係採用構造與上述之導液部C2不同的導液部C3。
本實施形態中所示的導液部C3，係與間隔件52形成為個別的導液構件。以下，將導液構件顯示為「C3」。
導液構件C3，係形成為正面觀察呈大致梯形，並且在其上側中央部分，突出形成與注液口17成為大致相同寬度的導液片18。
該導液構件C3，係以在使導液片18抵接於注液口17時，下邊緣C3’能插入於發電部B之正極層51與負極層53的上邊緣部51a、53a間之方式，來設定從導液片18之上端至下邊緣C3’的尺寸。
在採用如此之導液構件C3的情況時，亦可不配設上述間隔件。
其次，就第三實施形態之注液式空氣電池，參照第6圖加以說明。第6圖係顯示本發明第三實施形態之注液式空氣電池的概略構造，其中(A)係顯示開始注液之前的狀態之側剖視圖；(B)係顯示開始注液之後的狀態之側剖視圖。另外，有關與在上述實施形態中說明者同等之物，係附記與此等相同的符號並省略說明。
本發明的第三實施形態之注液式空氣電池A3，係在注液口17配設有開閉閥19a，並且將形成於間隔件52的導液部C1之導液片18的上端，連結固定於該開閉閥19a。
開閉閥19a，係朝向圖示下方開啟。
在本實施形態中，係就使空氣電池形成體10進行發電時的動作加以說明。
如第6圖(A)所示，直到進行發電為止，注液口17係由開閉閥19a所閉合，以免電解液W從貯液容器20注入於空氣電池形成體10。
如第6圖(B)所示，在欲進行發電時，係將開閉閥19a朝向圖示下側開啟，以便電解液W可以從貯液容器20注入於空氣電池形成體10。
藉由將開閉閥19a開啟，貯液容器20內之電解液W，會通過導液部C1及間隔件52，而導引至正極層51與負極層53之上緣部51a、53a間。
藉此，電解液W，係迅速地浸透擴散至發電部B之全區，藉此，能開始進行空氣電池形成體10之發電。
第7圖(A)係顯示導液部安裝於上述第6圖所示之開閉閥的安裝構造之一例的立體圖，第7圖(B)係顯示導液部安裝於與上壁並行開閉的開閉閥之安裝構造之一例的立體圖。
第7圖(A)所示的導液部C1，係藉由接著等將導液部C1之導液片18固定於開閉閥19a之背面。又，即便是在第7圖(B)中，亦是藉由接著等將導液片18固定於與上壁19並行開閉的開閉閥19b之背面。
就第四實施形態之注液式空氣電池，參照第8圖加以說明。第8圖係顯示本發明第四實施形態之注液式 空氣電池的概略構造，其中(A)係顯示開始注液之前的狀態之前剖視圖；(B)為其側剖視圖；(C)係顯示開始注液之後的狀態之側剖視圖。
另外，有關與在上述實施形態中說明者同等之物，係附記與此等相同的符號並省略說明。
第四實施形態之注液式空氣電池A4，係與上述之第三實施形態的注液式空氣電池A3相同，在注液口17配設有開閉閥19c，並且將形成於間隔件52的導液部C1之導液片18的上端連結固定於該開閉閥19c。
如第8圖(C)所示，本實施形態中所示的開閉閥19c，係朝向貯液容器20內開啟。換言之，在開閉閥19c朝向貯液容器20內開啟時，導液部C1之導液片18的上端，以突入於貯液容器20內之方式所構成。
藉此，電解液W係由導液部C1之導液片18的上端所吸收，且導引至正極層51與負極層53之上緣部51a、53a間。其次電解液W係迅速地浸透擴散至發電部B之全區，且開始空氣電池形成體10之發電。亦即，電解液W能更迅速地供應至正極層51和負極層53。
第9圖係顯示導液部安裝於朝向第8圖所示之貯液容器開啟的開閉閥之安裝構造之一例的立體圖。另外，有關與在上述實施形態中說明者同等之物，係附記與此等相同的符號並省略說明。
第9圖所示的導液部C1，係藉由接著等將導液片18固定於開閉閥19c之背面。藉此，即便是在將開 閉閥19c開啟時，亦能使導液片18確實地突入於貯液容器20內。
就第五實施形態之注液式空氣電池，參照第10圖加以說明。
第10圖係顯示本發明第五實施形態之注液式空氣電池的概略構造，其中(A)係顯示開始注液之後的狀態之前剖視圖；(B)為其各側剖視圖。又，第11圖係透視本發明第五實施形態之注液式空氣電池之內部而顯示的立體圖。
第五實施形態之注液式空氣電池A5的不同點係在於：一體地形成於間隔件52的導液部之構造。
如第10圖所示，本實施形態中所示的導液部C4，係與上述間隔件52成為一體，並將其上端部形成為正面觀察呈大致梯形，並且在其中央部分，形成有：與注液口17成為大致相同的寬度、且成為從該注液口17突入於貯液容器20內之高度的導液片18A。
導液片18A形成：在側面視角中，從正極層51或負極層53的上緣部51a、53a起，朝向該導液片18A的上端逐漸增加厚度。藉此，由於導液片18A之上端與電解液W相接的面積會提高所以可以提高導液效率。
另外，導液片18A之剖面形狀，並不限於如上述之長方形，亦可為圓形。
第11圖所示的導液片18A，係事先將成為間隔件52之導液片18A的部分形成作為寬幅的板，且將此 捲繞成筒形。藉此，可以容易地形成導液片18A。
第12圖係顯示本發明第六實施形態之注液式空氣電池的概略構造，其中(A)係顯示開始注液之後的狀態之前剖視圖；(B)係顯示開始注液之後的狀態之側剖視圖。又，第13圖係顯示本發明第七實施形態之注液式空氣電池的概略構造，其中(A)係顯示開始注液之前的狀態之前剖視圖；(B)係顯示開始注液之後的狀態之側剖視圖；(C)係顯示間隔件之與負極層相對向的對向面之後視圖。
另外，有關與在上述實施形態中說明者同等之物，係附記與此等相同的符號並省略說明。
第六實施形態之注液式空氣電池A6的不同點係在於：間隔件52以及與該間隔件52一體地形成的導液片18B之構造。
如第12圖所示，本實施形態中所示的導液部C5，雖然與上述之注液式空氣電池A5的導液部在正面觀察中成為同等的輪廓形狀，但是該導液部C5與間隔件52係一起從導液片18B之上端朝向下邊緣52c，以從較高之空孔率成為較低之空孔率的方式所形成。藉此由於導液片18B之上端與電解液W相接的面積就會更進一步提高所以可以提高導液效率。
其次，第七實施形態之注液式空氣電池A7的不同點係在於：間隔件52之構造。
如第13圖(C)所示，在間隔件52之對向面52a， 係從該間隔件52之上緣部52b朝向下邊緣52c以成為彼此所需之間隔與深度的方式形成有導液槽30。藉由如此的導液槽30，在導液片18A之上端導引電解液W之後，容易將電解液W導入至下邊緣52c而可以更進一步提高導液效率。
又，本實施形態中，雖然以僅將導液槽30形成於間隔件52之對向面52a為例，亦可形成於導液部C1。
另外，本發明並非被限定於上述之實施形態，而是能夠進行如下之變化實施。
在上述之各實施形態中，雖然已就將電解液貯留於貯液容器之例加以說明，但是當然亦可為水。
在上述之各實施形態中，雖然已就「在發電部B與側壁16之間，區劃形成有餘裕空間β」之例加以說明，但是並不一定需要設置。
可以藉由具有親水性之纖維來形成間隔件或導液部或是上述雙方。
亦可使間隔件或導液部或是上述雙方之厚度及寬度，按照注液口之數量及寬度而傾斜。
以上雖然已詳細說明，但是無論如何，在上述各實施形態中說明的各構造，並不限於僅應用於此等各實施形態，亦可以將一實施形態中說明的構造，準用或是應用於其他的實施形態，進而可以對之進行任意組合。
10‧‧‧空氣電池形成體
11‧‧‧器體
12‧‧‧底壁
13至16‧‧‧側壁
17‧‧‧注液口
18‧‧‧導液片
19‧‧‧開閉閥
20‧‧‧貯液容器
50‧‧‧撥水層
51‧‧‧正極層(正極)
51a、53a‧‧‧上緣部(上邊緣部)
52‧‧‧間隔件
52a‧‧‧對向面
53‧‧‧負極層(負極)
A1‧‧‧注液式空氣電池
W‧‧‧電解液
β‧‧‧餘裕空間
B‧‧‧發電部
C1‧‧‧導液部(導液構件)

Claims (12)

  1. 一種注液式空氣電池，係具有：將具有正極層和負極層之發電部容納於器體內的空氣電池形成體；以及貯留電解液或是水的貯液容器，且在該空氣電池形成體與貯液容器之間，形成有用以將該貯液容器內之電解液或是水注入於空氣電池形成體的注液口之注液式空氣電池，其特徵為：對上述注液口之口緣進行撥水加工，並且設置有：用以將貯液容器內之電解液或是水，通過注液口而導入於空氣電池形成體之發電部的導液部。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的注液式空氣電池，其中，在正極層與負極層之間配設有間隔件，將導液部，與上述間隔件一體地形成。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所述的注液式空氣電池，其中，導液部係從正極層或負極層之上緣部延伸形成至注液口。
  4. 如申請專利範圍第1、2或3項所述的注液式空氣電池，其中，使導液部之一部分接觸於注液口而配設。
  5. 如申請專利範圍第1、2或3項所述的注液式空氣電池，其中，在注液口配設有開閉閥，將導液部之一部分接觸或連結於開閉閥。
  6. 如申請專利範圍第1、2或3項所述的注液式空氣電池，其中，朝向貯液容器內開啟的開閉閥係配設於注液口， 在將該開閉閥開啟時，導液部之一部分係以突入於貯液容器內之方式連結。
  7. 如申請專利範圍第1至6項中任一項所述的注液式空氣電池，其中，間隔件或導液部或是上述雙方，係至少在其一部分包含親水性之表面。
  8. 如申請專利範圍第1至7項中任一項所述的注液式空氣電池，其中，間隔件或導液部或是上述雙方，係藉由具有親水性之纖維所形成。
  9. 如申請專利範圍第1至8項中任一項所述的注液式空氣電池，其中，間隔件或導液部或是上述雙方，其至少與負極層相對向的對向面為親水性。
  10. 如申請專利範圍第1至9項中任一項所述的注液式空氣電池，其中，間隔件或導液部或是上述雙方之厚度及寬度，係按照注液口之數量及寬度而傾斜。
  11. 如申請專利範圍第1至10項中任一項所述的注液式空氣電池，其中，間隔件或導液部或是上述雙方，係從注液口朝向發電部，逐漸地加大空孔率。
  12. 如申請專利範圍第1至11項中任一項所述的注液式空氣電池，其中，在間隔件或導液部或是上述雙方，係形成有用以擴散導引電解液或是水的導液槽。
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