CN101971411B

CN101971411B - 空气电池

Info

Publication number: CN101971411B
Application number: CN200980100365.9A
Authority: CN
Inventors: 中西真二; 今井博俊
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2009-05-19
Filing date: 2009-05-19
Publication date: 2013-03-13
Anticipated expiration: 2029-05-19
Also published as: CN101971411A; US8802302B2; US20120058402A1; WO2010134161A1; JPWO2010134161A1; JP5212384B2

Abstract

本发明提供空气电池，其能在保持电池性能的同时抑制水分混入壳体内。所述空气电池具有：发电部，具有空气极、含有碱金属的负极以及在空气极和负极之间担负离子传导的电解质层；氧溶剂，具有疏水性和氧溶解性；壳体，收容发电部和氧溶剂；以及氧供给部，用于向氧溶剂供给氧气，其中，在氧供给部和电解质层之间配置氧溶剂。

Description

空气电池

技术领域

本发明涉及空气电池。

背景技术

空气电池是将氧作为正极活性物质的电池，在放电时从外部取入空气使用。因此，与电池内具有正极和负极的活性物质的其它电池相比，能使负极活性物质在电池容器内所占的比例变大。因此，具有在理论上可放电的电容量大且容易实现小型化、轻量化的特征。另外，用作正极活性物质的氧的氧化能力强，因此电池电动势较高。而且，还具有氧是不受资源制约且清洁的材料的特征，因此空气电池对环境的负荷小。由此，空气电池具有多种优点，被期望应用于便携式仪器用电池、电动汽车用电池、混合动力汽车用电池、燃料电池汽车用电池等。

在将金属用作负极的空气电池中，如果水分浸入电池内，则存在水分与负极反应的危险。认为如果水分与负极反应，空气电池就发生劣化。因此，为了抑制空气电池的劣化，认为重要的是避免负极与水接触。

作为涉及这样的空气电池的技术，例如在专利文献1中公开的技术为：作为空气电池的非水电解质，使用室温熔融盐，例如三甲基丙基铵·双(三氟甲基磺酰)亚胺盐，使非水电解质具有疏水性，以抑制负极与水分的接触。

专利文献1：日本特开2005-116317号公报

发明内容

如上述专利文献1所公开的技术，如果使非水电解质具有疏水性，则非水电解质当然必须具有离子导电性，因此必须使非水电解质具有离子导电性和疏水性。但是，使非水电解质同时具有离子导电性和疏水性是困难的。

因此，本发明的课题在于，提供能在保持电池性能的同时抑制水分混入壳体内的空气电池。

为了解决上述课题，本发明采取以下方法，即：

本发明涉及空气电池，其具有：发电部，具有空气极、含有碱金属的负极以及在空气极和负极之间担负离子传导的电解质层；氧溶剂，具有疏水性和氧溶解性；壳体，收容发电部和氧溶剂；以及氧供给部，用于向氧溶剂供给氧气，其中，在氧供给部和电解质层之间配置氧溶剂。

本发明中的“氧供给部”是指，能够将空气等含氧气体取入壳体的开口部。氧供给部与电解质层相分离地设置即可，不特别地限定设置场所和设置数量。氧供给部与电解质层相分离，且在氧供给部和电解质层之间配置具有疏水性的氧溶剂，因此能够抑制水分从氧供给部进入电解质层。

在本发明的空气电池中，优选氧供给部设置有通过鼓泡法供给氧气的氧供给装置。通过这种方案，即使在伴随放电反应而氧溶剂中的溶解氧减少的情况下，也能够迅速地向氧溶剂中供给氧。

本发明的空气电池，可以是以下方案：壳体具有氧溶剂的流入口和排出口，并且在壳体外部设置使氧溶剂由排出口向流入口循环的循环通路，氧溶剂在壳体内和循环通路中循环。通过这种方案，能够高效率地利用氧溶剂中溶解的氧。

本发明的空气电池，可以是以下方案：电解质层与氧溶剂不相溶，且比氧溶剂的比重小，在氧溶剂的垂直方向的上方设置发电部，使负极配置在垂直方向的上方。在这种方案中，优选电解质与氧溶剂的界面在空气极内。另外，优选氧供给部设置在一端连接于壳体下部的氧供给管的另一端，在该氧供给管内形成氧溶剂与含氧气体的界面，氧供给部设置在比该界面高的位置。通过这种方案，能抑制氧溶剂从氧供给部泄漏。另外，优选在壳体的上部设置排气口，更优选在该排气口上设置在预定压力下打开的调压阀，进一步优选设置能够将壳体内的气体引导向排气口的引导装置。

本发明的空气电池，优选在壳体内收容多个发电部。

发明效果

根据本发明，可以提供能在保持电池性能的同时抑制水分混入壳体内的空气电池。

附图说明

图1是表示空气电池10的方案实例的截面图。

图2是表示空气电池20的方案实例的截面图。

图3是表示空气电池30的方案实例的截面图。

图4是表示空气电池40的方案实例的截面图。

图5是表示引导装置的方案实例的截面图。

标记说明

1……空气极

2……负极

3……电解质层

4……发电部

5……氧溶剂

6……壳体

6a……流入口

6b……排出口

7……隔离壁

8……循环通路

9……氧供给部

11……氧供给装置

10……空气电池

20……空气电池

30……空气电池

31……空气极

32……负极

33……电解质层

34……发电部

35……氧溶剂

36……壳体

37……氧供给管

39……氧供给部

40……空气电池

42……负极(引导装置)

43……电解质层

44……发电部

46……壳体

具体实施方式

如果水分浸入空气电池的发电部而使负极与水分接触，则空气电池劣化。但是，迄今为止所提出的空气电池难以在保持空气电池的性能的同时抑制负极与水分接触。本发明人经过深入研究，结果发现通过在氧供给部和电解质层之间配置具有疏水性和氧溶解性的氧溶剂，能在保持电池性能的同时抑制水分向壳体内混入。认为通过抑制水分向壳体内的混入，可以抑制空气电池的劣化。

本发明是基于上述观点而作出的发明。本发明的主要主旨在于，提供能抑制水分混入壳体内的空气电池。

以下，在参考附图的同时，对本发明进行说明。此外，以下所示的方案是本发明的示例，本发明不限定于下述的方案。

1、第一实施方式

图1是概要地表示本发明空气电池10的方案实例的截面图。如图1所示，空气电池10具有：发电部4，具有空气极1、负极2以及在空气极1和负极2之间配置的电解质层3；氧溶剂5；和壳体6，收容多个发电部4、4…以及氧溶剂5。在空气电池10中，由于壳体6内充满具有疏水性的氧溶剂5，因此能够抑制水分混入壳体6内。另外，氧溶剂5配置在氧供给部9和电解质层3之间，氧溶剂5除疏水性外还具有氧溶解性，因此能够向空气极1供给在氧溶剂5中溶解的氧，并且能够抑制水分浸入到负极2。因此，根据空气电池10，能够在保持电池性能的同时，抑制由负极2与水分反应导致的电池的劣化。此外，在图1中所示出的方案是以空气极1与氧溶剂5相接触的方式进行配置的，而本发明的空气电池，只要是能够将氧溶剂中溶解的氧取入电解质层的方案即可，氧溶剂与空气极也可以不接触。由于空气极与电解质层相接触，因此能够利用从氧溶剂向电解质层移动的氧在正极进行电池反应。以下，对空气电池10的各个结构进行说明。

<发电部4>

发电部4具有在与氧溶剂5相接侧配置的空气极1、在中间配置的负极2以及在空气极1和负极2之间配置的电解质层3，空气极1及负极2与电解质层3相接触。另外，在图1中概要地示出发电部4的截面，发电部4可以为以下方案：用电解质层3、3夹持负极2，进一步将它们用正极层1、1夹持而得到的层叠体，也可以为以下方案：在负极2的周围卷绕电解质层3，进一步在其外周面侧卷绕正极层1而得到的柱状体。通过这种方案，使发电部4的每单位体积的输出功率(输出功率密度)提高变得容易。在空气电池10中，空气极1、1…和负极2、2…可以串联进行电连接，也可以并联进行电连接。

对于发电部4，由于壳体6内浸于氧溶剂5中，因而能够防止电解质层3中所具有的电解质挥发。而且，发电部4以空气极1与氧溶剂5相接触的方式收容于壳体6内，负极2及电解质层3通过隔离壁7与氧溶剂5相隔离。因此，能防止电解质层3中所具有的电解质泄漏到氧溶剂5中。隔离壁7能够将负极2及电解质层3与氧溶剂5隔离，只要不是阻碍电池反应的物质即可，没有特别的限定。作为构成隔离壁7的材料的具体例子，可以使用聚碳酸酯等工程塑料。

(空气极1)

空气极1含有导电性材料、催化剂以及使它们粘结的粘结材料。另外，关于空气极1，在空气极1的内部或与外表面抵接地设置有进行空气极1的集电的空气极集电体。

空气极1中含有的导电性材料只要是能够耐受使用空气电池10时的环境且具有导电性的材料即可，没有特别的限定。作为空气极1中含有的导电性材料，可以例示炭黑或介孔碳等碳材料等。另外，从抑制反应位点减少及电池容量降低等观点考虑，优选空气极1中导电性材料的含量为10质量％以上。另外，从构成可充分发挥催化剂功能的方案等观点考虑，优选空气极1中导电性材料的含量为99质量％以下。

作为空气极1中含有的催化剂，可以例示酞菁钴和二氧化锰等。从构成可充分发挥催化剂功能的方案等观点考虑，优选空气极1中催化剂的含量为1质量％以上。另外，从抑制反应位点减少及电池容量降低等观点考虑，优选空气极1中催化剂的含量为90质量％以下。

作为空气极1中含有的粘结材料，可以例示聚偏氟乙烯(PVDF)和聚四氟乙烯(PTFE)等。空气极1中粘结材料的含量没有特别的限定，例如优选为10质量％以下，更优选为1质量％以上、5质量％以下。

空气极1例如可以通过利用刮涂法将包含炭黑、催化剂和粘结材料的涂料涂布在后述的空气集电体表面等方法制作。此外，还可以通过将含有炭黑和催化剂的混合粉末热压接等方法制作。

在空气电池10中，空气极集电体担负进行空气极1的集电的功能。在空气电池10中，空气极集电体的材料只要是具有导电性的材料即可，没有特别的限定。作为空气极集电体的材料，可以例示不锈钢、镍、铝、铁、钛和碳等。作为这样的空气极集电体的形状，例如可以例示网(栅)状等。

(负极2)

负极2含有作为负极活性物质而发挥功能的碱金属。另外，关于负极2，在负极2的内部或与外表面抵接地设置有进行负极2的集电的负极集电体(未图示)。

作为负极2中可含有的碱金属的单体，可以例示Li、Na、K等。另外，作为负极2中可含有的碱金属的化合物，可以例示Li合金等。当空气电池10为锂空气二次电池时，从提供容易实现高容量化的空气电池10等观点考虑，优选含有Li。

负极2至少含有负极活性物质即可，也可以进一步含有使导电性提高的导电性材料、使碱金属等固定的粘结材料。从抑制反应位点减少及电池容量降低等观点考虑，优选负极2中导电性材料的含量为10质量％以下。另外，负极2中粘结材料的含量没有特别的限定，但例如优选为10质量％以下，更优选为1质量％以上、5质量％以下。负极2中可含有的导电性材料和粘结材料的种类、使用量等，可以与空气极1 的情况相同。

在空气电池10中，在负极2的内部或与外表面抵接地设置负极集电体。负极集电体担负进行负极2的集电的功能。对于空气电池10而言，负极集电体的材料只要是具有导电性的材料即可，没有特别的限定。作为负极集电体的材料，可以例示铜、不锈钢和镍等。另外，作为负极集电体的形状，可以例示箔状、板状和网(栅)状等。空气电池10的负极2例如可以通过与空气极1相同的方法制作。

(电解质层3)

在电解质层3中，收容有在空气极1和负极2之间担负离子(碱金属的离子)传导的电解质(液体或固体)。

将液体电解质(电解液)用于电解质层3时，电解液的形态只要是具有金属离子传导性且与疏水性的氧溶剂5不相溶的物质即可，没有特别的限定。作为可用于电解质层3的电解液，例如可以例示以下的非水电解液。用于电解质层3的电解液的种类，优选根据传导的金属离子的种类而适当选择，例如，在锂空气电池的情况下，可以使用含有锂盐和有机溶剂的非水电解液。作为锂盐，除LiPF₆、LiBF₄、LiClO₄、LiBOB和LiAsF₆等无机锂盐之外，还可以例示LiCF₃SO₃、LiN(CF₃SO₂)₂、LiN(C₂F₅SO₂)₂、LiC(CF₃SO₂)₃等有机锂盐等。另外，作为有机溶剂，可以例示碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸丁烯酯、γ-丁内酯(GBL)、环丁砜、乙腈、1，2-二甲氧基甲烷、1，3-二甲氧基丙烷、***、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃以及它们的混合物等。另外，从构成溶解氧可高效地用于反应的方案等观点考虑，优选有机溶剂为氧溶解性高的溶剂。非水电解液中锂盐的浓度例如为0.2mol/L以上、3mol/L以下。此外，在本发明的空气电池中，作为非水电解液，例如可以使用离子性液体等低挥发性液体。

另外，将电解液用于电解质层3时，优选电解质层3在隔膜或凝胶聚合物中保持上述电解液的方案。作为隔膜，除聚乙烯、聚丙烯等的多孔膜之外，还可以例示树脂无纺布、玻璃纤维无纺布等无纺布等。另外，作为凝胶聚合物，可以使用丙烯酸酯类高分子化合物，聚环氧乙烷等醚类高分子化合物及含有它们的交联体，聚甲基丙烯酸酯等甲基丙烯酸酯高分子化合物，或者聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯与六氟丙烯的共聚物等含氟高分子化合物等。凝胶聚合物的形态是粒状等，只要是能保持电解液的方案即可，没有特别的限定。关于电解质层3的制作，没有特别的限定，但使适当成形的隔膜或凝胶聚合物填充层含有上述电解液，在隔膜或凝胶聚合物中保持上述电解液，由此制作预定形状的电解质层3。

<壳体6>

壳体6中至少收容有发电部4，并用氧溶剂5充满。另外，壳体6上设置有氧溶剂5的流入口6a和排出口6b，在壳体6外流入口6a和排出口6b通过循环通路8连接。壳体6的构成材料可适当使用可用于空气电池的壳体的材料。

<氧溶剂5>

氧溶剂5是具有疏水性和氧溶解性的液体。另外，氧溶剂5使用与电解质层3中所具有的电解液不相溶的物质。作为可用于本发明的氧溶剂5的具体例子，可以列举含氟溶剂。更具体而言，可以列举C₆F₁₄、C₇F₁₆、C₈F₁₈和C₉F₂₀等链状的氟化烃，HFB(六氟苯)，以及C₄F₉OCH₃(3M公司制，商品名“7100”)、C₄F₉OC₂H₅(3M公司制，商品名“7200”)、C₆F₁₃OCH₃(3M公司制，商品名“7300”)和C₃HF₆-CH(CH₃)O-C₃HF₆(3M公司制，商品名“7600”)等HFE(氢氟醚)。

在空气电池10中，氧溶剂5向着图1所示的箭头的方向流动。即，氧溶剂5从流入口6a流入壳体6内、从排出口6b排出而在循环通路8中流动，再次从流入口6a流入壳体6内。另外，在循环中由氧供给部 9所具有的氧供给装置11向氧溶剂5供给氧气。这样，通过向氧溶剂5供给氧气并使其循环，能高效地利用氧溶剂5中所溶解的氧。

<氧供给部9>

在空气电池10中设置有向氧溶剂5供给氧气的氧供给部9。氧供给部9只要为可向氧溶剂供给氧的方案即可，没有特别的限定。图1中示出了在氧供给部9中设置通过鼓泡法供给氧气的氧供给装置11的方案，但本发明不限定于该方案，也可以是具有以仅使氧溶剂5与空气(含氧气体)接触的方式设置的开口部的方案。

(氧供给装置11)

在氧供给装置11中设置有泵和使氧气流通的流通管。另外，在该流通管的被氧溶剂5浸渍侧的端部的侧面上，设置有多个孔。因此，利用上述泵使氧气在上述流通管中流动，并使氧气由上述孔向氧溶剂5内鼓泡，从而能够使氧气溶解于氧溶剂5。通过使氧气向氧溶剂5鼓泡而使其溶解，即使在伴随发电部4的放电反应而氧溶剂5中的溶解氧减少的情况下，也能够迅速向氧溶剂5中供给氧。

作为由氧供给装置11向氧溶剂5供给的氧气，可以使用压力为1.01×10⁵Pa、氧浓度为99.99％的氧气等。另外，在氧供给装置11中设置过滤器(未图示)，由此还能使水分、无用的气体不会被取入到氧溶剂5内。氧供给装置11的形状没有特别的限定。另外，对于氧供给装置11的材质而言，也可以适当使用对氧溶剂5稳定的等、可用于空气电池的材料。

2、第二实施方式

图2是概要地表示本发明空气电池20的方案实例的截面图。在图2中，对于采用了与空气电池10相同结构的结构，标注与图1使用的标记相同的标记，适当地省略其说明。

如图2所示，空气电池20具有：发电部4、4…，具有空气极1、负极2以及在空气极1和负极2之间配置的电解质层3；氧溶剂5；和壳体26，收容多个发电部4以及氧溶剂5。在空气电池20中，由于壳体26内充满具有疏水性的氧溶剂5，因此能抑制水分混入壳体26内。另外，发电部4以空气极1与氧溶剂5接触的方式收容于壳体26内，氧溶剂5除疏水性外还具有氧溶解性，因此能够向空气极1供给在氧溶剂5中溶解的氧，并且防止水分浸入到负极2。因此，根据空气电池20，能够在保持电池性能的同时，抑制由负极2与水分反应导致的电池的劣化。以下，对空气电池20的各个结构进行说明。

<壳体26>

壳体26中至少收容有发电部4，并用氧溶剂5充满。另外，壳体26上设置有氧溶剂5的流入口26a和排出口26b。壳体26的构成材料可使用与壳体6相同的材料。

<氧溶剂5>

空气电池20中的氧溶剂5可以使用与空气电池10相同的氧溶剂。在空气电池20中，氧溶剂5向着图2所示的箭头的方向流动。即，氧溶剂5从流入口26流入壳体26内，通过流路26x、26x…，由排出口26b排出到壳体26外。根据这种方案，与空气电池10相比氧溶剂5可以一次与多个空气极1接触，因此能减少氧溶剂5内氧浓度的不均匀。

<其它结构>

虽在图2中未示出，但与空气电池10同样，空气电池20也优选设置有氧供给部、循环通路。

3、第三实施方式

图3是概要地表示本发明空气电池30的方案实例的截面图。在图3中，对于采用了与空气电池10相同结构的结构，标注与图1使用的标记相同的标记，适当地省略其说明。

如图3所示，空气电池30具有：发电部34，具有空气极31、负极32以及在空气极31和负极32之间配置的电解质层33；氧溶剂5；和壳体36，收容发电部34以及氧溶剂5。另外，电解质层33中所具有的电解液的比重比氧溶剂5的比重小，在氧溶剂5的垂直方向的上方，以使负极32配置在垂直方向的上方的方式设置发电部34。而且，在空气电池30中设置向氧溶剂5供给氧气的氧供给部39。

在空气电池30中，由于壳体36内充满具有疏水性的氧溶剂5，因此能抑制水分混入壳体36内。另外，发电部34以空气极31与氧溶剂5接触的方式收容于壳体36内，氧溶剂5除疏水性外还具有氧溶解性，因此能够向空气极31供给在氧溶剂5中溶解的氧，并且防止水分浸入到负极32。因此，根据空气电池30，能够在保持电池性能的同时，抑制由负极32与水分反应导致的电池的劣化。以下，对空气电池30的各个结构进行说明。

<发电部34>

发电部34具有在与氧溶剂5相接侧配置的空气极31、在空气极31的上表面侧设置的电解质层33、以及在电解质层33的上表面侧设置的负极32，空气极31及负极32与电解质层33相接触。图3中概要地示出了发电部34的截面，发电部34是用空气极31和负极32夹持电解质层33而得到的层叠体。

作为构成正极31的材料，可以列举与正极1相同的材料，正极31的功能与正极1相同。作为构成负极32的材料，可以列举与负极2相同的材料，负极32的功能与负极2相同。作为构成电解质层33的材料，可以列举与电解质层3相同的材料，电解质层33的功能与电解质层3相同。其中，如上所述，电解质层33中所具有的电解质的比重比氧溶剂5的比重小，且该电解液与氧溶剂5不相溶。

在发电部34中，由于电解质层33中所具有的电解液的比重比氧溶剂5的比重小，且该电解液与氧溶剂5不相溶，因此电解液的下面由氧溶剂5支持。另外，电解质层33的其它面由负极32或壳体36覆盖。由此，能够防止电解质层33中所具有的电解液的挥发。另外，由于电解质层33中所具有的电解液与氧溶剂5不相溶，因此即使空气电池30摇晃等而使电解液与氧溶剂5暂时地混合，也能自然分离。此外，优选电解液与氧溶剂5的界面位于空气极31内。电解液与氧溶剂5的界面的位置，可以通过调节收容于壳体36的电解液和氧溶剂5的量、由后述的界面5a向氧溶剂5施加的压力来进行调节。

<壳体36>

壳体36中至少收容有发电部34和氧溶剂5，在壳体36的下部连接有与氧供给部39连通的连接管37。壳体36的构成材料可适当使用可用于空气电池的壳体的材料。

<氧供给部39>

在空气电池30中设置有向氧溶剂5供给氧气的氧供给部39。氧供给部39在一端连接于壳体36的下部的氧供给管37的另一端形成。在氧供给管37与壳体36之间，氧溶剂5可以流通，在氧供给管37内形成氧溶剂5与含氧气体的界面5a。由界面5a通过氧溶剂5可向壳体36内取入氧。使界面5a为氧溶剂5与含氧气体的界面时，例如，可以是打开氧供给部39的情况下大气与氧溶剂5的界面，也可以是将氧泵等与氧供给部39连接的情况下氧气与氧溶剂5的界面。另外，氧供给部39设置在比界面5a高的位置，能防止氧溶剂5由氧供给部39泄漏出来。此外，界面5a的位置根据在壳体36内的电解液与氧溶剂5的界面处施加在氧溶剂5上的压力(作用于电解液的重力等引起的压力)、氧供给管37的内径的大小等而改变。

4、第四实施方式

图4是概要地表示本发明空气电池40的方案实例的截面图。在图4中，对于采用了与空气电池30相同结构的结构，标注与图1和图3使用的标记相同的标记，适当地省略其说明。

如图4所示，空气电池40具有：发电部44，具有空气极31、负极42以及在空气极31和负极42之间配置的电解质层43；氧溶剂5；和壳体46，收容发电部44以及氧溶剂5。另外，电解质层43中所具有的电解液的比重比氧溶剂5的比重小，在氧溶剂5的垂直方向的上方，以使负极42配置在垂直方向的上方的方式设置发电部44。而且，在空气电池40中设置向氧溶剂5供给氧气的氧供给部39。而且，在空气电池40中，如后所述，设置具有在预定压力下打开的调压阀61的排气口60和可将气体引导向排气口60的引导装置。

在空气电池40中，由于壳体46内充满具有疏水性的氧溶剂5，因此能抑制水分混入壳体46内。另外，发电部44以空气极31与氧溶剂5接触的方式收容于壳体46内，氧溶剂5除疏水性外还具有氧溶解性，因此能够向空气极31供给在氧溶剂5中溶解的氧，并且防止水分进入到负极42。因此，根据空气电池40，能够在保持电池性能的同时，抑制由负极42与水分反应导致的电池的劣化。以下，对空气电池40的各个结构进行说明。

<发电部44>

发电部44具有在与氧溶剂5相接侧配置的空气极31、在空气极31的上表面侧设置的电解质层43、以及在电解质层43的上表面侧设置的负极42，空气极31及负极42与电解质层43相接触。图4中概要地示出了发电部44的截面，发电部44是用空气极31和负极42夹持电解质层43而得到的层叠体。

作为构成负极42的材料，可以列举与负极2相同的材料，负极42的功能与负极2相同。作为构成电解质层43的材料，可以列举与电解质层3相同的材料，电解质层43的功能与电解质层3相同。其中，如上所述，电解质层43中所具有的电解液的比重比氧溶剂5的比重小，且该电解液与氧溶剂5不相溶。

<壳体46>

壳体46中至少收容有发电部44和氧溶剂5。另外，在壳体46的上部设置有排气口60，排气口60上设置有在预定压力下打开的调压阀61。通过设置排气口60，能够排出充电时由空气极31产生的气体。其中，如果排气口60经常处于打开状态，则存在含有水分等无用物质的外界气体被取入到壳体46内的危险，因此设置调压阀61。通过形成当由壳体46的内侧向调压阀61施加的压力达到预定压力时调压阀61打开的结构，能够排出充电时由空气极31产生的气体，并且能够防止外界气体被取入到壳体46中。此外，壳体46的构成材料可适当使用可用于空气电池的壳体的材料。

<引导装置>

在空气电池40中设置有可将气体引导向排气口60的引导装置。在图4所示的方案中，负极46构成引导装置。即，如图4所示，通过使负极46向排气口60倾斜，由空气极31产生的气体沿着负极46的下表面被引导向排气口60。这样，通过将排出的气体集中到预定的部位，能够高效地排气。

此外，引导装置不限定于上述方案，只要是能将由空气极31产生的气体集中到预定的部位(排气口附近)的装置即可，没有特别的限定。作为引导装置的其它例子，可以考虑图5所示的方案。图5是概要地表示引导装置(负极)的方案实例的截面图。如图5(a)所示，通过将负极63制成切削为在设置电解质层侧具有底面的截顶锥体的形状，能将气体引导向排气口62。另外，如图5(b)所示，通过将负极65设成格子状，也能将气体引导向排气口64、64…。

以上，涉及认为现在最具实践性且优选的实施方式，对本发明进行了说明，但本发明不限定于本申请说明书中所公开的实施方式，在不违反可由权利要求的范围和说明书整体得知的发明的主旨或思想的范围内可适当地变更，随着该变更的空气电池也必须作为包含在本发明的技术范围内来理解。

产业上的利用可能性

本发明的空气电池可以用作电动汽车或便携式信息机器等的动力源。

Claims

1.一种空气电池，其具有：

发电部，具有空气极、含有碱金属的负极以及在所述空气极和所述负极之间担负离子传导的电解质层；

氧溶剂，是具有疏水性和氧溶解性的液体；

壳体，***述发电部和所述氧溶剂；以及

氧供给部，用于向所述氧溶剂供给氧气，

其中，在所述氧供给部和所述电解质层之间配置所述氧溶剂。

2.如权利要求1所述的空气电池，其中，所述氧供给部设置有通过鼓泡法供给所述氧气的氧供给装置。

3.如权利要求1所述的空气电池，其中，所述壳体具有所述氧溶剂的流入口和排出口，并且在所述壳体外部设置有使所述氧溶剂由所述排出口向所述流入口循环的循环通路，

所述氧溶剂在所述壳体内和所述循环通路中循环。

4.如权利要求1所述的空气电池，其中，所述电解质层与所述氧溶剂不相溶，且比所述氧溶剂的比重小，

在所述氧溶剂的垂直方向的上方，以使所述负极配置在垂直方向的上方的方式配置所述发电部。

5.如权利要求4所述的空气电池，其中，所述电解质与所述氧溶剂的界面在所述空气极内。

6.如权利要求4所述的空气电池，其中，在一端连接于所述壳体下部的氧供给管的另一端设置所述氧供给部，

在所述氧供给管内形成所述氧溶剂与含氧气体的界面，所述氧供给部设置在比该界面高的位置。

7.如权利要求4所述的空气电池，其中，在所述壳体的上部设置有排气口。

8.如权利要求7所述的空气电池，其中，在所述排气口上设置有在预定压力下打开的调压阀。

9.如权利要求7所述的空气电池，其设置有能够将所述壳体内的气体引导向所述排气口的引导装置。

10.如权利要求1～9中任一项所述的空气电池，其中，在所述壳体内收容多个所述发电部。