WO2013054717A1 - 注液式空気電池 - Google Patents

Abstract

　空気極１Ａと金属負極１Ｂとを備えた電極構造体１と、電極構造体１及び電解質用液体を液密的に収納する電極収納部２と、電極収納部２に供給する電解質用液体を貯留したタンク３とを含む発電ユニットを一つ以上備えており、タンク３が、その容積を減少させる状態に収縮変形可能であって、電解質用液体を貯留した状態で、電極構造体１の空気極１Ａ側に設けた空間部４とこの空間部４に連通する空気流路６との間を閉塞し、且つ収縮変形に伴って電解質用液体を電極収納部２に供給しながら前記空間部４と空気流路６との間を開放する注液式空気電池Ｃ１としたことで、小型化を実現した。また、複数の発電ユニットを備えた集合型の注液式空気電池を構成した場合でも、小型軽量化を実現する。

Description

注液式空気電池

　本発明は、酸素を正極活物質として利用する空気電池に関し、とくに、使用時に電解質用液体を注入するようにした注液式空気電池に関するものである。

　従来の注液式空気電池としては、例えば、特許文献１に記載されたものがあった。特許文献１に記載の注液式空気電池は、複数の単電池を結束した集合電池と、電解液を収納した電解液収納容器と、これらを収容する電池槽を備えている。電池槽は、電解液収納容器を収容する部分の底部に、穿孔用の突起を備えている。この注液式空気電池は、電池槽に集合電池を収容した状態において、同電池槽に電解液収納容器を押し込むことで、突起により電解液収納容器に孔を形成して電解液を流出させ、これにより集合電池を電解液に浸漬させて放電を開始するようになっている。

　また、注液式の電池としては特許文献２に記載されたものがある。特許文献２に記載の電池は、空気電池では無いが、セル領域を有するケーシングと、このケーシングに対して摺動自在に装着したカップと、非水電解質を貯留した状態でカップに収容したベローズを備えている。ケーシングとベローズとの間には、ダイヤフラムで一時的に閉塞したポートが設けてある。この電池は、カップを押圧してベローズを収縮させることにより、その内圧でダイヤフラムを押圧してポートを開放し、ベローズ内の非水電解質をケーシング内にセル領域に注入するようになっている。

特開２００２－１５１１６７号公報 特表２０１１－５１４６３８号公報

　しかしながら、上記したような従来の注液式空気電池において、特許文献１に記載の電池では、集合電池、電解液収納容器及び電池槽を備えると共に、電解液収納容器には、集合電池を構成する個々の単電池に充分に供給し得る量の電解液が収納してある。このため、上記の注液式空気電池では、電解液の流出後には電解液収納容器が不要になるにも関わらず、その電解液収納容器が大型であり、しかも、電池槽が大型の電解液収納容器を収容し得る容積を有しているので、小型化を図ることが難しいという問題点があり、このような問題点を解決することが課題であった。

　また、特許文献２に記載の電池では、非水電解質を貯留したベローズや、これを収容するカップを個別に備えているので、複数の発電ユニットを備えた集合型の電池を構成するには、特許文献１の電池と同様に小型化を図ることが難しいという問題点がある。

　本発明は、上記従来の状況に鑑みて成されたものであって、複数の発電ユニットを備えた集合型の注液式空気電池を構成した場合でも、小型化を実現することができる注液式空気電池を提供することを目的としている。

　本発明の注液式空気電池は、空気極と金属負極とを備えた電極構造体と、電極構造体及び電解質用液体を液密的に収納可能な電極収納部と、電極収納部に供給する電解質用液体を貯留したタンクとを含む発電ユニットを一つ以上備えている。そして、注液式空気電池は、タンクは、その容積を減少させる状態に収縮変形可能であって、電解質用液体を貯留した状態で、電極構造体の空気極側に設けた空間部とこの空間部に連通する空気流路との間を閉塞し、且つ収縮変形に伴って電解質用液体を電極収納部に供給しながら前記空間部と空気流路との間を開放する構成としており、上記構成をもって従来の課題を解決するための手段としている。

　上記の構成において、電極構造体は、空気極が、その表面に液密通気部材を備えたものであることが望ましい。液密通気部材は、電解質用液体に対して液密性（水密性）を有し、且つ酸素に対して通気性を有する部材である。また、電極収納部は、電極構造体の少なくとも外周部の液密性を維持し、電解質用液体の漏出を阻止するものであって、電極構造体とは別体のケースや、電極構造体の外周部を形成する外枠部材等を含むものである。さらに、電解質用液体は、電解液そのものや、電極構造体の内部に混入させた電解質を溶融するための液体（水）などを含むものである。

　本発明の注液式空気電池は、上記構成を採用したことから、使用前のタンクが占有していた空間の一部が、使用時には空気の流通空間になるので、小型化を実現することができ、複数の発電ユニットを備えた集合型の注液式空気電池を構成した場合でも、小型軽量化を図ることができる。

本発明の注液式空気電池の一実施形態において、電解質用液体の注入前の状態を示す断面図（Ａ）及び注入後の状態を示す断面図（Ｂ）である。 本発明の注液式空気電池の他の実施形態において、電解質用液体の注入前の状態を示す断面図（Ａ）及び注入後の状態を示す断面図（Ｂ）である。 本発明の注液式空気電池のさらに他の実施形態において、電解質用液体の注入前の状態を示す断面図（Ａ）及び注入後の状態を示す断面図（Ｂ）である。 本発明の注液式空気電池のさらに他の実施形態において、電解質用液体の注入前の状態を示す断面図（Ａ）及び平面図（Ｂ）である。 図４に示す注液式空気電池において、電解質用液体の注入後の状態を示す断面図（Ａ）及び平面図（Ｂ）である。 本発明の注液式空気電池のさらに他の実施形態を説明する断面図である。

　図１（Ａ）に示す注液式空気電池Ｃ１は、電極構造体１と、電極収納部２と、電解質用液体のタンク３とを含む発電ユニットを一つ以上備えており、図示例では、平板状を成す前記発電ユニットを上下方向に四枚積層した構造になっている。なお、当該注液式空気電池Ｃ１は、その向きを任意に設定することが可能であるが、以下の説明では、図示の姿勢を基準にして上下方向等を表している。

　電極構造体１は、空気極１Ａと金属負極１Ｂとを備え、図示例では両極間にセパレータ１Ｃを設けた構造を有しており、とくに空気極１Ａが、その最外層に、液密通気部材１Ｄを備えている。電極収納部２は、電極構造体１及び電解質用液体を液密的に収納するケースであって、電極構造体１の底面及び外周面を被覆し、電解質用液体の漏出を阻止する。タンク３は、電極収納部２に供給する電解質用液体を貯留したものであって、その容積を減少させる状態に収縮変形可能である。このタンク３は、電極収納部２の一端部に接続してあり、収縮変形に伴って電解質用液体を電極収納部２に加圧供給する。

　また、注液式空気電池Ｃ１は、各電極構造体１の空気極１Ａ側に空間部４を設けた状態にして各電極構造体１を被うカバー部材５と、夫々の空間部４に連通する空気流路６を有する空気ガイド部材７を備えている。

　カバー部材５は、図中点線で示すように、四組の電極構造体１及び電極収納部２を全体的に被うもので、この際、各電極構造体１の空気極１Ａに適数のスペーサ８を配置することにより、各空気極１Ａ側に空間部４を夫々形成している。空気ガイド部材７は、各電極構造体１側（図１中で右側）に開放された部材であって、その開放側に、各タンク３を収容するタンク保持部９を備えると共に、タンク保持部９の奥に竪の空気流路６を有している。この空気流路６は、下端側で開放されていて、その下端側には図示しない配管類やブロワ等の空気圧送手段を配置することができる。

　空気ガイド部材７において、タンク保持部９は、タンク３の下側を受ける固定板９Ａと、その一端部を回動中心とする可動板９Ｂを備え、固定板９Ａと可動板９Ｂとの間でタンク３を保持している。ここで、各タンク３は、図１（Ａ）に示すように、電解質用液体を貯留した状態において、夫々の空間部４と空気流路６との間を閉塞している。また、タンク３は、図１（Ｂ）に示すように、収縮変形に伴って前記空間部４と空気流路６との間を開放するように配置してある。なお、タンク３は、空間部４と空気流路６との間を全て閉じている必要はなく、空間部４と空気流路６との間を一部連通させる程度に閉塞しても良い。ただし、最も小型化が図れるのは全て閉じている場合である。

　また、空気ガイド部材７は、各タンク保持部９に収容したタンク３を収縮変形させるための押圧部材１０を備えている。この押圧部材１０は、空気ガイド部材７に対して、上下方向に摺動自在に装着してあると共に、各タンク保持部９の可動板９Ｂを押動する押圧部を備えており、押し下げることによって、各可動板９Ｂを一斉に回動させて各タンク３を押し潰すように収縮変形させる。

　さらに、注液式空気電池Ｃ１は、各電極収納部２とタンク３との間に、少なくともタンク３から電極収納部２に至る方向に流通可能な弁を備えており、この実施形態では逆止弁１１を採用している。逆止弁１１は、タンク３側の圧力が所定値以上になると開放され、タンク３から電極収納部２に至る方向の流通を許容する。なお、電極収納部２とタンク３との間には、逆止弁１１に代えて、タンク３の収縮変形に伴う電解質用液体の圧力により開放可能な開裂部を備えた構成にすることもできる。この開裂部には、例えば、樹脂製の薄膜や、開裂用のノッチを有する樹脂製の薄板などを採用することもでき、仕切り壁に一体的に設けることも可能である。

　ここで、注液式空気電池Ｃ１において、空気極１Ａは、正極部材と、最外層に配置した液密通気部材１Ｄで構成してある。正極部材は、例えば、触媒成分、及び触媒成分を担持する導電性の触媒担体を含むものである。

　触媒成分としては、具体的には、白金（Ｐｔ）、ルテニウム（Ｒｕ）、イリジウム（Ｉｒ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、オスミウム（Ｏｓ）、タングステン（Ｗ）、鉛（Ｐｂ）、鉄（Ｆｅ）、クロム（Ｃｒ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、マンガン（Ｍｎ）、バナジウム（Ｖ）、モリブデン（Ｍｏ）、ガリウム（Ｇａ）、アルミニウム（Ａｌ）等の金属及びこれらの合金などから選択することができる。触媒成分の形状や大きさは、特に限定されるものではなく、従来公知の触媒成分と同様の形状及び大きさを採用することができる。ただし、触媒成分の形状は、粒状であることが好ましい。触媒粒子の平均粒子径は、１～３０ｎｍであることが好ましい。触媒粒子の平均粒子径がこのような範囲内の値であると、電気化学反応が進行する有効電極面積に関連する触媒利用率と担持の簡便さとのバランスを適切に制御することができる。

　触媒担体は、上述した触媒成分を担持するための担体、及び触媒成分と他の部材との間での電子の授受に関与する電子伝導パスとして機能する。触媒担体としては、触媒成分を所望の分散状態で担持させるための比表面積を有し、充分な電子伝導性を有しているものであればよく、主成分がカーボンであることが好ましい。触媒担体としては、具体的には、カーボンブラック、活性炭、コークス、天然黒鉛、人造黒鉛などからなるカーボン粒子が挙げられる。触媒担体のサイズについても特に限定されないが、担持の簡便さ、触媒利用率、触媒層の厚みを適切な範囲で制御するなどの観点からは、平均粒子径を５～２００ｎｍ程度、好ましくは１０～１００ｎｍ程度とするとよい。

　正極部材において、触媒成分の担持量は、電極触媒の全量に対して、好ましくは１０～８０質量％、より好ましくは３０～７０質量％であるが、これらに限定されるものではなく、空気電池に適用される従来公知の材料を適用することができる。

　液密通気部材１Ｄは、電解質用液体に対して液密性（水密性）を有し、且つ酸素に対して通気性を有する部材である。この液密通気部材１Ｄは、電解質用液体が外部へ漏出するのを阻止し得るように、ポリオレフィンやフッ素樹脂などの撥水膜を用いており、一方、正極部材に酸素を供給し得るように多数の微細孔を有している。

　金属負極１Ｂは、標準電極電位が水素より卑な金属単体又は合金から成る負極活物質を含むものである。標準電極電位が水素より卑な金属単体としては、例えば亜鉛（Ｚｎ）、鉄（Ｆｅ）、アルミニウム（Ａｌ）、マグネシウム（Ｍｇ）、マンガン（Ｍｎ）、ケイ素（Ｓｉ）、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、バナジウム（Ｖ）などを挙げることができる。また、合金としては、これらの金属元素に１種以上の金属元素又は非金属元素を加えたものを挙げることができる。しかしながら、これらに限定されるものではなく、空気電池に適用される従来公知の材料を適用することができる。

　セパレータ１Ｃは、例えば撥水処理を行っていないグラスペーパー、ポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィンからなる多孔質膜を挙げることができる。しかしながら、これらに限定されるものではなく、空気電池に適用される従来公知の材料を適用することができる。

　電解質用液体は、電解液そのものや、電極構造体１の内部に混入させた固体の電解質を溶融するための液体（水）などを含むものである。電解液の場合には、例えば塩化カリウム、塩化ナトリウム、水酸化カリウムなどの水溶液を適用することができるが、これらに限定されるものではなく、空気電池に適用される従来公知の電解液を適用することができる。電解質用液体液の量は、当該注液式空気電池Ｃ１の放電時間、放電時に生じる金属塩の析出量、セパレータ１Ｃの空孔の総容積、及び一定の組成を維持し得る流通量などを考慮して決定される。

　タンク３は、例えば樹脂製の袋体である。この場合、使用する樹脂は、自在に変形可能なものであれば特に制限はないが、電解質用液体（電解液）がアルカリ水溶液である場合には、少なくとも電解質用液体と接触する部分に耐アルカリ性樹脂を用いる必要がある。具体例としては、ポリプロピレン、ポリエチレン、ナイロン、及びテフロン（登録商標）などが挙げられる。このタンク３は、変形した際に破けて液漏れが起きるような材質であってはならない。

　また、図示例では、電極収納部２とタンク３との間に逆止弁１１を設けた場合を示したが、樹脂製の開裂部を設けた場合、使用する樹脂は、圧力により破れる素材であれば特に制限はない。ただし、電解質用液体（電解液）がアルカリ水溶液である場合には、少なくとも電解質用液体と接触する部分に耐アルカリ性樹脂を用いる必要がある。具体例としては、ポリプロピレン、ポリエチレン、ナイロン、及びテフロン（登録商標）などが挙げられる。この開裂部は、破れた後に注液の邪魔にならないように、ポリエチレンなどの柔らかい素材を用いることが望ましい。

　上記構成を備えた注液式空気電池Ｃ１は、電極構造体１と、電極収納部２と、タンク３とを含む発電ユニットを一つ以上備えたものとしているので、タンク３には、一つの電極収納部２に充当し得る量の電解質用液体を貯留しておけば良い。したがって、注液式空気電池Ｃ１は、コンパクトに小型化されたものとなり、図示例の如く複数の発電ユニットを備えた集合型の注液式空気電池を構成した場合でも、小型軽量化を図ることができる。

　上記の注液式空気電池Ｃ１は、使用する際には、図１（Ａ）に示す状態において、空気ガイド部材７に対して押圧部材１０を押し下げるだけで良い。これにより、注液式空気電池Ｃ１は、図１（Ｂ）に示すように、押圧部材１０が各タンク保持部９の可動板９Ｂを一斉に回動させて、夫々のタンク３を押し潰すように収縮変形させる。また、注液式空気電池Ｃ１は、各タンク３の収縮変形に伴って電解質用液体を加圧し、その圧力により逆止弁１１を開放して、電解質用液体を電極収納部２に夫々加圧供給する。電解質用液体は、電極構造体１のセパレータ１Ｃなどに浸透する。このとき、各電極構造体１内に残留していた空気は、正極最外層の液密通気部材１Ｄを通して空間部４に排出される。

　このようにして、注液式空気電池Ｃ１は、電極収納部２に電解質用液体を充填することにより、放電を開始する。この際、注液式空気電池Ｃ１は、各タンク３の収縮変形に伴って、各空間部４と空気ガイド部材７の空気流路６との間が開放され、図外のブロワ等の空気圧送手段により、空気流路６を通して各空間部４に空気を供給する。

　すなわち、注液式空気電池Ｃ１は、使用前のタンク３が占有していた空間の一部が、使用時には空気の流路になるので、これにより余分な空間が無くなり、さらなる小型軽量化を図ることができる。そして、単位体積当りのエネルギ密度も向上するので、高効率の注液式空気電池システムを構築し得るものとなる。

　また、注液式空気電池Ｃ１は、空気ガイド部材７が、タンク３を収容するタンク保持部９と、タンク保持部９に収容したタンク３を収縮変形させる押圧部材１０を備えている。そのため、注液式空気電池Ｃ１は、押圧部材１０を移動させるだけの極めて簡単な作業でタンク３を収縮変形させることができ、図示例の如く複数のタンク３を備えた構成では、一つの動作で各タンク３を一斉に収縮変形させることができる。よって、注液式空気電池Ｃ１は、簡単な構成でありながら電解質用液体の注入を容易に且つ速やかに行うことができる。

　さらに、注液式空気電池Ｃ１は、電極収納部２とタンク３との間に、少なくともタンク３から電極収納部２に至る方向に流通可能な弁（逆止弁１１）、若しくはタンク３の収縮変形に伴う電解質用液体の圧力により開放可能な開裂部を備えている。これにより、注液式空気電池Ｃ１は、不使用時において電解質用液体の漏出を確実に阻止する機能と、使用時において電解質用液体を速やかに供給する機能とを簡単な構成で両立させることができ、さらなる小型軽量化に貢献することができる。

　さらに、注液式空気電池Ｃ１は、タンク３や開裂部を樹脂製としたことで、収縮変形や開裂が容易であるうえに、液漏れが生じ難い構造を得ることができ、さらなる軽量化や低コスト化を実現することができる。

　なお、上記実施形態では、空気ガイド部材７の空気流路６から各空間部４に空気を供給する構成、すなわち空気流路６を空気導入路とした構成を例示したが、空気流路６を空気排出路にすることも可能である。この場合には、例えばカバー部材５側に空気導入路を設けることになる。

　図２～図６は、本発明の注液式空気電池の他の実施形態を説明する図である。なお、以下の各実施形態において、図１に示す先の実施形態と同一の構成部位は、同一符号を付して詳細な説明を省略する。

　図２に示す注液式空気電池Ｃ２は、先の実施形態では樹脂製の袋体から成るタンク３を用いていたのに対して、上下方向に伸縮可能なベローズ状のタンク１３を採用している。この場合、空気ガイド部材７のタンク保持部１９は、タンク１３の下面を受ける固定板１９Ａと、タンク１３の上面に当接した可動板１９Ｂを備えている。そして、空気ガイド部材７は、各可動板１９Ｂを一斉に押し下げるための押圧部材１０を備えている。

　上記の注液式空気電池Ｃ２は、先の実施形態と同様に、図２（Ａ）に示す状態において押圧部材１０を押し下げることにより、図２（Ｂ）に示すように、各タンク１３を一斉に押し潰すように収縮変形させて、電解質用液体を電極収納部２に供給し、放電を開始する。また、各タンク１３の収縮変形に伴って空気流路６と各空間部４とが連通し、各空間部４に空気が導入される。この注液式空気電池Ｃ２にあっても、先の実施形態と同様の作用及び効果を得ることができる。

　図３に示す注液式空気電池Ｃ３は、電極構造体１と、電極収納部２と、タンク２３とを含む発電ユニットを一つ以上備えており、図示例では、平板状の発電ユニットを４枚積層した構造になっている。

　タンク２３は、その容積を減少させる状態に収縮変形可能であり且つ収縮変形に伴って電解質用液体を電極収納部２に供給するものである。とくに、この実施形態のタンク２３は、図３（Ａ）に示すように、電解質用液体を貯留した状態で電極構造体１の空気極１Ａ側を全面的に被覆している。そして、タンク２３は、図３（Ｂ）に示すように、収縮変形に伴って前記電極構造体１の空気極１Ａ側に空間部４を形成する。

　すなわち、上記タンク２３は、空気極１Ａの上面に重合する扁平な主体部２３Ａと、主体部２３Ａの一端部に連続した連結部２３Ｂを有し、主体部２３Ａが、面内方向（面に沿う方向・図中左方向）に収縮変形可能である。このタンク２３は、連結部２３Ｂを電極収納部２の一端部に連結し、この連結部分に逆止弁１１や開裂部を配置する。

　また、注液式空気電池Ｃ３は、前記空間部４に連通する空気流路６を有する空気ガイド部材２７を備え、空気ガイド部材２７が、タンク２３を収縮変形させるための押圧部材３０を備えている。そして、前記押圧部材３０が、電極構造体１をその空気極１Ａ側に空間部４を設けた状態にして被うカバー部材を兼用した構造になっている。　

　空気ガイド部材２７は、図１及び図２に示す実施形態のようにタンク保持部（９，１９）を備えたものではなく、各タンク２３に対して、その連結部２３Ｂの反対側に配置してある。押圧部材３０は、上述の如くカバー部材を兼用するべく、各発電ユニット及び空気ガイド部材２７をほぼ全体的に被う部材である。

　押圧部材３０は、空気ガイド部材２７に対して、発電ユニットの面内方向（図中左右方向）に摺動自在に組み合わされると共に、各タンク２３の主体部２３Ａの端面に夫々当接する押圧部３０Ａを有している。なお、押圧部材３０は、空気ガイド部材２７に対して着脱可能とし、使用する際に空気ガイド部材２７に装着するようにしても良い。

　上記構成を備えた注液式空気電池Ｃ３は、図３（Ａ）に示す状態において、押圧部材３０を発電ユニット側へ押し込むことにより、図３（Ｂ）に示すように、押圧部材３０の個々の押圧部３０Ａによって各タンク２３の主体部２３Ａを押し潰すようにして一斉に収縮変形させる。

　これにより、注液式空気電池Ｃ３は、各電極収納部２に電解質用液体を一斉に注入すると共に、各タンク２３の主体部２３Ａが占有していた空間が、空気ガイド部材２７の空気流路６に連通する夫々の空間部４となって、放電を開始する。この注液式空気電池Ｃ３にあっても、先の実施形態と同様の作用及び効果を得ることができる。

　図４及び図５に示す注液式空気電池Ｃ４は、電極構造体１及び電極収納部２が、中心部分に穴を有する円盤形状を成しており、電極構造体１と、電極収納部２と、タンク３３とを含む発電ユニットを４枚積層した構造になっている。

　タンク３３は、電極構造体１の空気極１Ａの上面に重合する扁平な主体部３３Ａと、主体部２３Ａの中心部分に連続した円形凸状の連結部３３Ｂを有しており、主体部３３Ａが、面内方向すなわち半径方向に収縮変形可能である。このタンク３３は、電極収納部２の中心部分の穴に連結部３３Ｂを嵌合連結し、この連結部分に逆止弁１１や開裂部を配置する。この際、逆止弁１１や開裂部は、円形凸状を成す連結部３３Ｂにおいて、その円周方向に所定間隔で配置することができる。

　また、注液式空気電池Ｃ４は、各タンク３３を収縮変形させるための押圧部材４０を夫々備えている。図示例の押圧部材４０は、紐状の部材であって、図４（Ｂ）に示すように、ループ状にして夫々のタンク３３の主体部３３Ａの外周に巻付けてある。

　上記構成を備えた注液式空気電池Ｃ４は、図４（Ａ）（Ｂ）に示す状態において、押圧部材４０の端部を引くと、同押圧部材４０の直径が減少し、図５（Ａ）（Ｂ）に示すように、タンク３３の主体部３３Ａを中心方向に締め付けて収縮変形させる。この際、押圧部材４０は、一本ずつ引いても良いし、全ての押圧部材４０の端部を結束しておいて、各押圧部材４０を一斉に引くようにしても良い。

　これにより、注液式空気電池Ｃ４は、各電極収納部２に電解質用液体を注入すると共に、各タンク３３の主体部３３Ａが占有していた空間が夫々の空間部４となって空気極１Ａに空気が供給され、放電を開始する。この注液式空気電池Ｃ４にあっても、先の実施形態と同様の作用及び効果を得ることができる。

　図６に示す注液式空気電池Ｃ５は、図１に示すものと同等の基本構成を備えたものであって、とくに、電極構造体１、電極収納部２及びカバー部材５でカートリッジＣｇを構成している。また、空気ガイド部材７は、空気流路６、タンク保持部９及び押圧部材１０を備えると共に、各タンク保持部９にタンク３が収容してある。そして、空気ガイド部材７の各タンク保持部９に収容したタンク３に対して、カートリッジＣｇ側の各電極収納部２が夫々着脱可能になっている。

　この注液式空気電池Ｃ５は、例えば、車両の電源又は補助電源として搭載され、当該注液式空気電池Ｃ５を電源とするモータや空気圧送手段などで構成されるシステム側に、上記空気ガイド部材７を配置する。また、上記のシステム側及びカートリッジＣｇ側には、各タンク３と電極収納部２との相対的な位置関係を維持するために、夫々の位置決め手段や、互いに係脱可能な案内手段などを設けることができる。これらの手段は、タンク３と電極構造体２との間に限らず、例えば、空気ガイド部材７及びカバー部材５に相対的に設けることもできる。

　上記の注液式空気電池Ｃ５は、カートリッジＣｇを別の場所に保管しておき、使用する際に、システム側にカートリッジＣｇを装着して、各タンク３と電極収納部２とを夫々接続し、その後は、先の実施形態と同様に、押圧部材１０を押し込むことで、図１（Ｂ）に示す如く各タンク３を収縮変形させ、電解質用液体を電極収納部２に注入して放電を開始する。

　上記の注液式空気電池Ｃ５は、先の実施形態と同様の作用及び効果を得ることができるうえに、電極構造体１、電極収納部２及びカバー部材５で構成されるカートリッジＣｇを採用したことから、取り扱い性や交換性により優れたものとなり、車載用の電源又は補助電源、若しくは非常電源としても非常に便利である。

　なお、上記実施形態のように、カートリッジＣｇを構成する場合には、例えば、カートリッジＣｇの装着動作に押圧部材１０が連動するように構成し、カートリッジＣｇを装着するだけで、各タンク３の収縮変形並びに電解質用液体の注入が行われるようにしても良い。また、上記実施形態では、タンク３と電極収納部２との間を着脱する構成としたが、カートリッジＣｇ側にタンク３も含むように構成し、カートリッジＣｇの装着とともに書くタンク３がタンク保持部９に入り込むようにすることも可能である。

　本発明の注液式空気電池は、その構成が上記の各実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各部位の形状、個数及び材料などの構成の細部を適宜変更することが可能である。

　Ｃ１～Ｃ５　注液式空気電池
　Ｃｇ　　　　カートリッジ
　１　　　　　電極構造体
　１Ａ　　　　空気極
　１Ｂ　　　　金属負極
　２　　　　　電極収納部
　３　１３　　タンク
　４　　　　　空間部
　５　　　　　カバー部材
　６　　　　　空気流路
　７　２７　　空気ガイド部材
　９　１９　　タンク保持部
　１０　３０　押圧部材
　１１　　　　逆止弁
　２３　３３　タンク
　４０　　　　押圧部材

Claims (12)

1. 　空気極と金属負極とを備えた電極構造体と、
   　電極構造体及び電解質用液体を液密的に収納可能な電極収納部と、
   　電極収納部に供給する電解質用液体を貯留したタンクとを含む発電ユニットを一つ以上備え、
   　タンクは、その容積を減少させる状態に収縮変形可能であって、電解質用液体を貯留した状態で、電極構造体の空気極側に設けた空間部とこの空間部に連通する空気流路との間を閉塞し、且つ収縮変形に伴って電解質用液体を電極収納部に供給しながら前記空間部と空気流路との間を開放することを特徴とする注液式空気電池。
2. 　電極構造体の空気極側に空間部を設けた状態にして同電極構造体を被うカバー部材と、
   　空間部に連通する空気流路を有する空気ガイド部材とを備えることを特徴とする請求項１に記載の注液式空気電池。
3. 　空気ガイド部材が、タンクを収容するタンク保持部と、タンク保持部に収容したタンクを収縮変形させるための押圧部材を備えていることを特徴とする請求項２に記載の注液式空気電池。
4. 　空気極と金属負極とを備えた電極構造体と、
   　電極構造体及び電解質用液体を液密的に収納可能な電極収納部と、
   　電極収納部に供給する電解質用液体を貯留したタンクとを含む発電ユニットを一つ以上備え、
   　タンクは、その容積を減少させる状態に収縮変形可能であって、電解質用液体を貯留した状態で電極構造体の空気極側を被覆し、且つ収縮変形に伴って電解質用液体を電極収納部に供給しながら前記電極構造体の空気極側に空間部を形成することを特徴とする注液式空気電池。
5. 　タンクを収縮変形させるための押圧部材を備えたことを特徴とする請求項４に記載の注液式空気電池。
6. 　前記空間部に連通する空気流路を有する空気ガイド部材を備え、
   　空気ガイド部材が、タンクを収縮変形させるための押圧部材を備えていることを特徴とする請求項５に記載の注液式空気電池。
7. 　前記押圧部材が、電極構造体をその空気極側に空間部を設けた状態にして被うカバー部材を兼用していることを特徴とする請求項６に記載の注液式空気電池。
8. 　電極収納部とタンクとの間に、少なくともタンクから電極収納部に至る方向に流通可能な弁を備えたことを特徴とする請求項１～７のいずれか１項に記載の注液式空気電池。
9. 　電極収納部とタンクとの間に、タンクの収縮変形に伴う電解質用液体の圧力により開放可能な開裂部を備えたことを特徴とする請求項１～７のいずれか１項に記載の注液式空気電池。
10. 　前記開裂部が、樹脂製であることを特徴とする請求項９に記載の注液式空気電池。
11. 　タンクが、樹脂製であることを特徴とする請求項１～１０のいずれか１項に記載の注液式空気電池。
12. 　電極構造体、電極収納部及びカバー部材でカートリッジを構成し、空気ガイド部材のタンク保持部に収容したタンクに対して、カートリッジ側の電極収納部が着脱可能であることを特徴とする請求項３に記載の注液式空気電池。

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