JP2016012468A - Press type battery case - Google Patents

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和之 豊郷
Kazuyuki Hogo
和之 豊郷
一男 福井
Kazuo Fukui
一男 福井
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a metal air battery that can suppress distension of a laminate of a polar plate group serving as a core of a battery cell under power generation and generate power continually and stably in a battery such as a magnesium battery or the like.SOLUTION: In a magnesium battery, magnesium, a separator, active carbon and metal are successively laminated in this order to form a laminate, one or more laminates are densely arranged in a lamination direction, the laminates are mounted in an inner housing of a dual cylindrical housing, a reinforcing plate is disposed in the lamination direction at the outside of the inner housing and inside an outer housing, electrolyte is injected to the laminates to generate power, and the laminates are suppressed from distending in the progress of a power generating chemical reaction.

Description

本発明は、電池の筐体によって電極積層構造が膨満するのを抑制する構造であることに関する。
The present invention relates to a structure that suppresses expansion of an electrode laminated structure by a battery casing.

マグネシウム電池は、エネルギー密度が高く、安全性も高く、また軽量である。材料のマグネシウムは資源的に極めて豊富で安価である。 Magnesium batteries have high energy density, high safety, and light weight. The material magnesium is extremely abundant and inexpensive.

マグネシウム電池では、発電することで水酸化マグネシウムを生成するが、これは電解液から分離後に高温にすることで再びマグネシウムに転換することが可能であり、循環型の電池材料として期待されている。 Magnesium batteries generate magnesium hydroxide by generating electricity, which can be converted to magnesium again by raising the temperature after separation from the electrolyte and is expected as a circulating battery material.

マグネシウム電池は、陰極活物質となるマグネシウムまたはマグネシウム合金と、セパレータ、活性炭素、空気極となる銅などの金属の4つの層を記載の順に重ねて電池セルを構成している。これを積層体と呼ぶ。通常の電池は、この積層体と同様の構造を持っている。 A magnesium battery constitutes a battery cell by stacking four layers of magnesium or a magnesium alloy serving as a cathode active material and a metal such as a separator, activated carbon, and copper serving as an air electrode in the order described. This is called a laminate. A normal battery has the same structure as this laminate.

セパレータは、非導電性材料の不織布などで電解液を保持できるものである。また、セパレータおよび活性炭素は空気中から酸素を取り込む作用を行っている。セパレータに電解液を注入すると電池としての化学反応が起き、発電する。 The separator can hold the electrolytic solution with a non-conductive material nonwoven fabric or the like. In addition, the separator and activated carbon perform an action of taking in oxygen from the air. When an electrolyte is injected into the separator, a chemical reaction as a battery occurs and power is generated.

マグネシウム電池の反応は下記の化学式によって表せる。 The reaction of the magnesium battery can be expressed by the following chemical formula.

2Mg+O2+2H2O → 2Mg(OH)2↓・・・・・化学反応式1
または、電極の周囲に酸素が無い場合の反応は下記の化学式によって表せる。
2Mg + O2 + 2H2O → 2Mg (OH) 2 ↓ ... Chemical reaction formula 1
Alternatively, the reaction in the absence of oxygen around the electrode can be expressed by the following chemical formula.

Mg+2H2O → Mg(OH)2↓+H2 ・・・・・化学反応式2
実際には、両方の反応が混合して発電がおこなわれる。
Mg + 2H2O → Mg (OH) 2 ↓ + H2 Chemical reaction formula 2
In practice, both reactions mix to generate electricity.

マグネシウム電池は発電によって生成される水酸化マグネシウムなどによってマグネシウム電極の表面が膨満し、陽極との接触が不安定になり、内部抵抗が上昇するなど、発電性能が低下する。膨満はマグネシウム極板の全面に均一に発生するとは限らず、マグネシウム極板の表面は不整となることが有る。 The magnesium battery has a reduced power generation performance, such as magnesium hydroxide generated by power generation, and the surface of the magnesium electrode swells, the contact with the anode becomes unstable, and the internal resistance increases. Swelling does not necessarily occur uniformly on the entire surface of the magnesium electrode plate, and the surface of the magnesium electrode plate may become irregular.

このような状況を抑制するために、積層体の表面を強く押圧して、発電性能が低下するのを避ける必要がある。そのために電池セルを収納するケースの対向する1組の側壁を内側に向けて湾曲したものとしておき、積層体が膨満してケースを変形させると、反力により電池セルを押圧する構造が提案されている。(特許文献1) In order to suppress such a situation, it is necessary to avoid the power generation performance from being lowered by strongly pressing the surface of the laminate. For this purpose, a structure has been proposed in which a pair of opposing side walls of a case for storing battery cells is curved inward, and when the laminate is expanded and the case is deformed, the battery cell is pressed by reaction force. ing. (Patent Document 1)

このような構造であると、ケースの中央部から押圧力が働き、中央部から離れた部分には押圧力が働かないという問題が有る。 With such a structure, there is a problem that a pressing force works from the central portion of the case, and a pressing force does not work in a portion away from the central portion.

また、扁平な直方体形状に構成された複数の角型電池を1組の押圧プレートの間に厚さ方向に積層して配置し、押圧プレートを相互に接近する方向に圧縮バネにより付勢する構造が提案されている。(特許文献2) Also, a structure in which a plurality of prismatic batteries configured in a flat rectangular parallelepiped shape are stacked in the thickness direction between a pair of pressing plates, and the pressing plates are biased by a compression spring in a direction approaching each other. Has been proposed. (Patent Document 2)

この構造であると、電池セルの全面に均等に押圧力が働くが、構造が大きく複雑になるという問題がある。
With this structure, a pressing force acts evenly on the entire surface of the battery cell, but there is a problem that the structure becomes large and complicated.

実用新案登録第3183369号Utility Model Registration No. 3183369 特開2003−36830号JP 2003-36830 A

本発明が解決しようとする課題は、マグネシウム電池をはじめとする電池において、発電中に電池セルのコアとなる極板類の積層体が膨満することを抑制し、継続して安定に発電することが可能な金属空気電池を提供することである。
The problem to be solved by the present invention is to suppress the expansion of a laminate of electrode plates that become the core of a battery cell during power generation in a battery such as a magnesium battery and continuously generate power stably. It is to provide a metal-air battery capable of performing the above.

本発明は、
マグネシウム、セパレータ、活性炭素、金属をこの順に積層して積層体となし、
1つ以上の該積層体を積層方向に密に配列し、
該積層体を筒形で2重の筐体の内筐体の中に収め、
該内筐体の外側に積層方向に補強板を配置して、外筐体の中に収め、
該積層体に電解液を注入して発電を行い、
発電化学反応の進行とともに積層体が膨満するのを抑制することを特徴とするマグネシウム電池である。
The present invention
Magnesium, separator, activated carbon, metal are laminated in this order to form a laminate,
One or more of the laminates are arranged densely in the stacking direction;
The laminated body is accommodated in the inner casing of a double casing with a cylindrical shape,
Place the reinforcing plate in the stacking direction on the outside of the inner housing, and place it in the outer housing,
Electric power is generated by injecting an electrolyte into the laminate,
It is a magnesium battery characterized by suppressing that a laminated body swells with progress of a power generation chemical reaction.

また、本発明は、
マグネシウム、セパレータ、活性炭素、金属をこの順に積層して積層体となし、
1つ以上の該積層体を、絶縁板を該積層体の間に挟んで、積層方向に密に配列し、
押圧板と板バネを、該積層体の配列の少なくとも片側に、積層方向に重ねて配置し、
複数の該積層体、該押圧板、該板バネを、長方形断面の筒状の筐体の中に収めて、
該積層体に電解液を注入して発電を行い、
該積層体が該押圧板によって常に押圧されており、発電化学反応の進行とともに積層体が膨満するのを抑制することを特徴とするマグネシウム電池である。
The present invention also provides:
Magnesium, separator, activated carbon, metal are laminated in this order to form a laminate,
One or more of the laminates are closely arranged in the stacking direction with an insulating plate sandwiched between the laminates,
A pressing plate and a leaf spring are arranged on at least one side of the laminated body so as to overlap in the laminating direction,
A plurality of the laminated body, the pressing plate, and the leaf spring are housed in a cylindrical casing having a rectangular cross section,
Electric power is generated by injecting an electrolyte into the laminate,
The laminate is always pressed by the pressing plate, and suppresses the swelling of the laminate as the power generation chemical reaction proceeds.

本発明により、マグネシウム電池の発電効率の改善を図ることが出来る。   According to the present invention, the power generation efficiency of the magnesium battery can be improved.

第1のマグネシウム電池の全体構成図Overall configuration diagram of the first magnesium battery 第2のマグネシウム電池の全体構成図Overall configuration diagram of the second magnesium battery 第1の筐体の見取図First housing sketch 第2の筐体の見取図Second housing sketch 積層体の見取図Layout drawing of laminate 積層体の配列図Laminate array 折り曲げた積層体の見取図A sketch of the folded laminate 板バネの見取図Plan view of leaf spring 筐体の長辺の壁の凹凸構造の図Figure of uneven structure on the long wall of the housing 筐体の短辺の壁の凹凸構造の図Figure of uneven structure of the short side wall of the housing テーパーのある壁の断面図Sectional view of tapered wall 積層体を組み込んだ状態を示す図The figure which shows the state which incorporated the laminated body 積層体が膨満した状態を示す図The figure which shows the state where the layered product is full

図1は第1のマグネシウム電池1の全体構成図である。マグネシウム電池1は1つ以上の積層体2を配列したもの、内筐体11a、補強板16、外筐体11b、底板5から構成される。まず、積層体2を配列したものを内筐体11aに収めて、その外側に積層体2の積層の方向に重ねて補強板16を密着して配置し、その全体を外筐体11bに挿入することを示している。図3(c)の側面断面図に示すように、内筐体11aの外側寸法と外筐体11bの内側寸法は、補強板16の2枚分の厚さだけ差が有る。補強板16は内筐体11aと外筐体11bの間の隙間に挿入されている。 FIG. 1 is an overall configuration diagram of the first magnesium battery 1. The magnesium battery 1 includes an array of one or more laminates 2, an inner casing 11 a, a reinforcing plate 16, an outer casing 11 b, and a bottom plate 5. First, the laminated body 2 is arranged in the inner casing 11a, and the reinforcing plate 16 is disposed in close contact with the outer side of the laminated body 2 in the stacking direction, and the whole is inserted into the outer casing 11b. It shows that As shown in the side cross-sectional view of FIG. 3C, the outer dimension of the inner casing 11a and the inner dimension of the outer casing 11b differ by the thickness of the two reinforcing plates 16. The reinforcing plate 16 is inserted into the gap between the inner casing 11a and the outer casing 11b.

図5に示すように、積層体2は、マグネシウム板21、セパレータ22、活性炭素23、銅板24を、記載の順に積層したものである。マグネシウム板21には、負極端子14bが、また銅板24には正極端子14aが取り付けられている。 As shown in FIG. 5, the laminate 2 is obtained by laminating a magnesium plate 21, a separator 22, activated carbon 23, and a copper plate 24 in the order described. A negative electrode terminal 14 b is attached to the magnesium plate 21, and a positive electrode terminal 14 a is attached to the copper plate 24.

この実施例では、図6に示すように、積層体2を4つ重ねて配列したものを1つの電池としている。積層体2の間には絶縁物からなる絶縁板25を配置してあり、積層体2の間で接触して漏電することが無いようにしてある。 In this embodiment, as shown in FIG. 6, one battery is formed by stacking four stacked bodies 2. An insulating plate 25 made of an insulating material is disposed between the stacked bodies 2 so as not to contact between the stacked bodies 2 and cause electric leakage.

それぞれの積層体2の負極端子14bと正極端子14aを適宜に直列または並列に接続して、1つの積層体2の発生する電圧の4倍まで、もしくは1つの積層体2の発生する電流の4倍までを得ることができる。また、絶縁板25を使わず、積層体2を直接に接触させ、全ての積層体2を直列に接続することもできる。 The negative electrode terminal 14b and the positive electrode terminal 14a of each laminate 2 are appropriately connected in series or in parallel, up to four times the voltage generated by one laminate 2, or 4 of the current generated by one laminate 2. You can get up to twice. Moreover, the laminated body 2 can also be directly contacted without using the insulating plate 25, and all the laminated bodies 2 can also be connected in series.

図3に、筐体11の構造を示す。筐体11は基本的に断面が長方形の筒であり、底や天井が無い。筐体11は、2重になっており、内筐体11aと外筐体11bからなる。外筐体11bの下側には底板5が固定してある。底板5は、図3(b)の平面図から見てとれるようにスノコ状になっており、空気が通過できるようになっている。内筐体11aの内側に積層体2を複数配列したものを収める。図6に積層体2を4つ重ねた様子を示す。内筐体11a、外筐体11bは絶縁性の材料、または少なくとも表面が絶縁性である材料で製作されている。 FIG. 3 shows the structure of the housing 11. The casing 11 is basically a cylinder having a rectangular cross section and has no bottom or ceiling. The casing 11 is doubled and includes an inner casing 11a and an outer casing 11b. A bottom plate 5 is fixed to the lower side of the outer casing 11b. The bottom plate 5 has a scallop shape so that it can be seen from the plan view of FIG. 3B, so that air can pass therethrough. A plurality of stacked bodies 2 are arranged inside the inner casing 11a. FIG. 6 shows a state where four stacked bodies 2 are stacked. The inner casing 11a and the outer casing 11b are made of an insulating material, or a material having at least an insulating surface.

内筐体11aの外側には、積層方向の両側に補強板16を配置して、その全体を外筐体11aの内側に収める。外筐体11bの底部には底板5が固定してあり、内筐体11aと板バネ12が下方に落ちてしまわないように、保持する。また、底板5の開口部を通じて空気が流入できる。補強板16は、厚さが薄くても曲げ応力が大きい金属板、とくに塑性変形しにくいバネ鋼板などが好適である。 On the outer side of the inner casing 11a, reinforcing plates 16 are arranged on both sides in the stacking direction, and the whole is housed inside the outer casing 11a. A bottom plate 5 is fixed to the bottom of the outer casing 11b and is held so that the inner casing 11a and the leaf spring 12 do not fall downward. Further, air can flow through the opening of the bottom plate 5. The reinforcing plate 16 is preferably a metal plate having a large bending stress even if it is thin, particularly a spring steel plate that is difficult to be plastically deformed.

このように構成されたマグネシウム電池1は、積層体2のセパレータ22および活性炭素23に電解液を注入すると発電する。 The magnesium battery 1 configured in this manner generates power when an electrolyte is injected into the separator 22 and the activated carbon 23 of the laminate 2.

発電の化学反応が進行するとマグネシウム板21の表面に水酸化マグネシウムが蓄積して全体が膨満してきて、積層体2の層間に隙間が発生し、内部抵抗が増大して電池の性能が落ちる。 As the chemical reaction of power generation proceeds, magnesium hydroxide accumulates on the surface of the magnesium plate 21 and the whole expands, creating gaps between the layers of the laminate 2, increasing the internal resistance and degrading the battery performance.

図13に、積層体が膨満した状態を上から見た状態を示す。図13(a)は、マグネシウム電池を組み立てて発電する前(使用前)の状態を示す。積層体が膨満していないので、筐体11の上から見た断面形状は直方体である。 In FIG. 13, the state which looked at the state which the laminated body swelled from the top is shown. FIG. 13 (a) shows a state before the magnesium battery is assembled to generate power (before use). Since the laminate is not full, the cross-sectional shape viewed from above the housing 11 is a rectangular parallelepiped.

図13(a)から補強板16ならびに外筐体11bを除くと拘束の無い構造(図示されていない)とすることが出来る。図12(b)は、そのような補強板16と外筐体11bが無く(拘束無し)、内筐体11aだけの構造の場合であって、発電を開始した(使用中)の状態を示し、積層体2が大きく膨満している状態を示している。筐体11は絶縁性を求められるのでプラスチック材料で製作され、そのため筐体の壁は大きな力には耐えられない。積層体2は積層してある方向に膨満し、内筐体11aの短辺の壁にはあまり力がかからないので変形は小さく、長辺の壁には力がかかり、長辺の壁の端(短辺の壁と近い方)は短辺の壁に支えられているので変形せず、結局長辺の壁の中央部が大きく膨らむ。 If the reinforcing plate 16 and the outer casing 11b are removed from FIG. 13A, a structure without restriction (not shown) can be obtained. FIG. 12B shows a state in which power generation is started (in use) in the case where there is no such reinforcing plate 16 and outer casing 11b (no constraint) and only the inner casing 11a is structured. FIG. 2 shows a state where the laminate 2 is greatly expanded. Since the casing 11 is required to have insulating properties, the casing 11 is made of a plastic material. Therefore, the wall of the casing cannot withstand a large force. The laminated body 2 swells in the direction in which it is laminated, and since the force is not applied to the short side wall of the inner casing 11a, the deformation is small, the force is applied to the long side wall, and the end of the long side wall ( The side closer to the short side wall) is supported by the short side wall, so it does not deform and eventually the center of the long side wall expands greatly.

図13(c)は、補強板16と外筐体11bが有る場合(拘束有り)を示す。内筐体11aの変形を、補強板16と外筐体11bが拘束しているので、長辺の壁の中央部が膨らむことを抑制している。また積層体2の端部は短辺の壁に支えられているので変形が少ない。このとき、積層体2の全面には積層の方向に押圧力がかかり、電池としての性能の低下を抑制する。 FIG. 13C shows a case where the reinforcing plate 16 and the outer casing 11b are present (with constraints). Since the reinforcing plate 16 and the outer casing 11b restrain the deformation of the inner casing 11a, the central portion of the long side wall is prevented from expanding. Moreover, since the edge part of the laminated body 2 is supported by the wall of a short side, there is little deformation | transformation. At this time, a pressing force is applied to the entire surface of the laminated body 2 in the direction of the lamination, and a decrease in performance as a battery is suppressed.

本実施例では、補強板16と外筐体11bの存在によって内筐体11aひいては積層体の全面に力がかかり膨満が抑制されるので電池の性能が低下せず、長時間安定に発電することが実現できた。
In the present embodiment, the presence of the reinforcing plate 16 and the outer casing 11b applies a force to the entire inner casing 11a and thus the entire surface of the laminated body to suppress bloating. Was realized.

第2の実施例を図によって説明する。図2は第2のマグネシウム電池1の全体構成図である。マグネシウム電池1は、積層体2を配列したもの、押圧板13、板バネ12を重ねて、筐体11に挿入した構造であることを示している。 A second embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 2 is an overall configuration diagram of the second magnesium battery 1. The magnesium battery 1 has a structure in which the laminated body 2 is arranged, the pressing plate 13 and the leaf spring 12 are stacked and inserted into the housing 11.

図5に示すように、積層体2は、マグネシウム板21、セパレータ22、活性炭素23、銅板24を、記載の順に積層したものである。マグネシウム板21には、負極端子14bが、また銅板24には正極端子14aが取り付けられている。 As shown in FIG. 5, the laminate 2 is obtained by laminating a magnesium plate 21, a separator 22, activated carbon 23, and a copper plate 24 in the order described. A negative electrode terminal 14 b is attached to the magnesium plate 21, and a positive electrode terminal 14 a is attached to the copper plate 24.

ここでは、図6に示すように、積層体2を4つ重ねて配列したものを1つの電池としている。積層体2の間には絶縁物からなる絶縁板25を配置してあり、積層体2の間で接触して漏電することが無いようにしてある。 Here, as shown in FIG. 6, a battery in which four stacked bodies 2 are stacked is used as one battery. An insulating plate 25 made of an insulating material is disposed between the stacked bodies 2 so as not to contact between the stacked bodies 2 and cause electric leakage.

それぞれの積層体2の負極端子14bと正極端子14aを適宜に直列または並列に接続して、1つの積層体2の発生する電圧の4倍まで、もしくは1つの積層体2の発生する電流の4倍までを得ることができる。また、絶縁板25を使わず、積層体2を直接に接触させ、全ての積層体2を直列に接続しても良い。 The negative electrode terminal 14b and the positive electrode terminal 14a of each laminate 2 are appropriately connected in series or in parallel, up to four times the voltage generated by one laminate 2, or 4 of the current generated by one laminate 2. You can get up to twice. Moreover, the laminated body 2 may be directly contacted without using the insulating plate 25, and all the laminated bodies 2 may be connected in series.

図4に、筐体11の構造を示す。筐体11は基本的に断面が長方形の筒形であり、底や天井が無い。長方形の長辺をなす壁の片側には、図4(c)の側面断面図で示すように支持用突起15がある。支持用突起15は、のちに説明するように板バネ12を、下方に落ち込まないように、筐体11の中央に保持するためのものである。 FIG. 4 shows the structure of the housing 11. The casing 11 is basically a cylinder with a rectangular cross section, and has no bottom or ceiling. On one side of the rectangular wall, there is a support projection 15 as shown in the side cross-sectional view of FIG. The support protrusion 15 is for holding the leaf spring 12 at the center of the housing 11 so as not to drop downward, as will be described later.

図4(c)に示す筐体11の短辺の内のりLは、積層体2と押圧板13のそれぞれの厚みを加えた値よりわずかに大きく、その隙間には板バネ12を設置できる。 The inner length L of the short side of the casing 11 shown in FIG. 4C is slightly larger than the sum of the thicknesses of the laminate 2 and the pressing plate 13, and the leaf spring 12 can be installed in the gap.

筐体11の下側には底板5を固定してある。本発明のマグネシウム電池1は、図2に示した姿勢で使用することを前提にしている。そのとき、筒状の筐体11から積層体2などが、底板5に遮られて下方に抜け落ちない。 A bottom plate 5 is fixed to the lower side of the housing 11. The magnesium battery 1 of the present invention is assumed to be used in the posture shown in FIG. At that time, the laminate 2 or the like is blocked by the bottom plate 5 from the cylindrical casing 11 and does not fall down.

筐体11は絶縁性の材料、または少なくとも表面が絶縁性である材料で製作されている。 The casing 11 is made of an insulating material, or a material having at least a surface insulating property.

押圧板13は、積層体2の積層面(図5で紙面に平行な面)とほぼ同じ大きさで、積層体2を押圧する力でも撓みが少ない金属あるいはプラスチックなどの材質、厚み、構造を選択してある。 The pressing plate 13 has substantially the same size as the laminated surface of the laminated body 2 (a surface parallel to the paper surface in FIG. 5), and has a material, thickness, and structure such as metal or plastic that is less bent by the force of pressing the laminated body 2. Selected.

板バネ12は、図2に示したように、幅の狭い金属あるいはプラスチックなどを「くの字」状に曲げたものである。図8は、板バネ12の曲り具合が見やすいように、上から見たものである。図8(a)は、板バネ12に力がかかっていない状態を示している。図8(b)は、筐体11の内側に、板バネ12を押圧板13、積層体2と共に、図2で上側から挿入した状態を示している。 As shown in FIG. 2, the leaf spring 12 is formed by bending a narrow metal, plastic, or the like into a "<" shape. FIG. 8 is viewed from above so that the bending state of the leaf spring 12 is easy to see. FIG. 8A shows a state in which no force is applied to the leaf spring 12. FIG. 8B shows a state in which the leaf spring 12 is inserted into the housing 11 from the upper side in FIG. 2 together with the pressing plate 13 and the laminated body 2.

このとき、図12(a)に示すように、板バネ12は支持用突起15に突き当たって、その位置より下に落ちて行かないように保持される。 At this time, as shown in FIG. 12A, the leaf spring 12 is held against the support protrusion 15 so as not to fall below that position.

1図8(b)を図8(a)と比較すると判るように、板バネ12は変形して、「くの字」がやや平らになっており、もとの図8(a)の形状に戻ろうとする応力を発生しており、すなわち押圧板13を図で右方向に常に押し付けている。 1 As can be seen by comparing FIG. 8 (b) with FIG. 8 (a), the leaf spring 12 is deformed, and the “shape” is slightly flattened, and the original shape of FIG. 8 (a) is obtained. In other words, a stress is generated to return to the position, that is, the pressing plate 13 is always pressed rightward in the drawing.

したがって、押圧板13は、中央部分のほぼ1点で押圧されており、不均一に膨満した積層体2であっても、自由に傾くことが可能であるので、全面にわたってほぼ均等な力で積層体2を押圧することができる。 Accordingly, the pressing plate 13 is pressed at almost one point in the central portion, and even the laminated body 2 that is unevenly expanded can be tilted freely, so that it is laminated with almost uniform force over the entire surface. The body 2 can be pressed.

この状態で、セパレータ22および活性炭素23に電解液を注入すると、発電の化学反応が起こり、正極端子14aと負極端子14bの間に接続された負荷に電流が流れる。 In this state, when an electrolytic solution is injected into the separator 22 and the activated carbon 23, a chemical reaction of power generation occurs, and a current flows through a load connected between the positive electrode terminal 14a and the negative electrode terminal 14b.

積層体2の中で、マグネシウム板21が発電するための化学反応によって膨満した場合は、図8(c)に示したように、板バネ12はさらに変形して、「くの字」がやや平らになって、より強い力で押圧板13を押すことになる。したがって、積層体2は始めより強く押圧され、発電性能の低下が抑制される。 When the magnesium plate 21 swells in the laminated body 2 due to a chemical reaction for generating electricity, the leaf spring 12 is further deformed as shown in FIG. It becomes flat and pushes the pressing plate 13 with a stronger force. Therefore, the laminate 2 is pressed more strongly than the beginning, and the decrease in power generation performance is suppressed.

実施例1では、積層体2が有る程度膨満してきてから押圧力が強くなるのに比べて、実施例2では、最初から積層体2を押圧できるので、化学反応の初期から発電性能の低下の抑制が期待できる。また、積層体2の膨満が不均一であっても、全面をほぼ同じ強さの力で押圧できる。
In Example 1, since the laminate 2 can be pressed from the beginning in comparison with the fact that the pressing force becomes stronger after the laminate 2 has expanded to some extent, the power generation performance is reduced from the beginning of the chemical reaction. Suppression can be expected. Moreover, even if the layered body 2 is uneven, the entire surface can be pressed with substantially the same strength.

実施例3は、実施例1または実施例2において、4つの積層体2を重ねて配列していたのに対して、図7に示すように、1つの積層体2を3回折り曲げて4つの積層体を重ねたのと同等としたものである。
この構造では、折り曲げた個々の積層体に電極を設ける必要が無く、構造に簡素化が図れる。ただし、発電する電気の電流を大きくすることには有効であるが、電圧を重畳することは出来ない。
また、図7は3回折り曲げて4つの積層体と同等なものとした例であるが、1回以上折り曲げるのであれば、その折り曲げ回数には、特別の制限はない。
In Example 3, the four laminated bodies 2 were arranged in an overlapping manner in Example 1 or Example 2, whereas, as shown in FIG. 7, one laminated body 2 was bent three times to obtain four pieces. This is equivalent to stacking the laminated bodies.
In this structure, it is not necessary to provide an electrode in each folded laminated body, and the structure can be simplified. However, it is effective to increase the electric current to be generated, but the voltage cannot be superimposed.
Further, FIG. 7 shows an example in which bending is performed three times to make it equivalent to four laminated bodies. However, as long as it is bent one or more times, the number of bending is not particularly limited.

その他の点は、実施例1または実施例2と同じである。
Other points are the same as those in the first or second embodiment.

実施例4は、実施例1において内筐体11aの内側を凹凸構造としたものである。図8は、筐体11の長辺側の壁に、図9(c)で上下方向に伸びる複数の突起が形成されていて、凹部を壁面の厚さの基準とする凹凸構造となっているものを示している。図10は、短辺側の壁に、図10(c)で上下方向に伸びる複数の突起が形成されていて、凹凸構造となっているものを示している。 In the fourth embodiment, the inner casing 11a has an uneven structure in the first embodiment. FIG. 8 shows a concavo-convex structure in which a plurality of protrusions extending in the vertical direction in FIG. 9C are formed on the long side wall of the housing 11 and the concave portion is used as a reference for the wall thickness. Shows things. FIG. 10 shows a concavo-convex structure in which a plurality of protrusions extending in the vertical direction in FIG. 10C are formed on the short side wall.

この凹凸構造の凹部は、積層体2が筐体11に挿入されたときも積層体2に対して接触せず、隙間を保つ。そのため、空気が自由に流通し、セパレータ22や活性炭素23の内部に空気中の酸素が浸透しやすくなり、発電のための化学反応がスムーズに進む効果が有る。 The concave portion of the concavo-convex structure does not come into contact with the laminated body 2 even when the laminated body 2 is inserted into the housing 11 and maintains a gap. Therefore, air flows freely, oxygen in the air easily penetrates into the separator 22 and the activated carbon 23, and there is an effect that a chemical reaction for power generation proceeds smoothly.

また、積層体2を筐体11に収めるとき、積層体2を挟む、またはガイドするツールの通路ともなる。
Further, when the laminated body 2 is housed in the housing 11, it also serves as a passage for a tool for sandwiching or guiding the laminated body 2.

実施例5は、実施例4において内筐体11aの長辺側の壁を、図11に示すように、筐体の積層体と接する面が上端から下端に向けてテーパーになっているテーパー付きの構造としたものである。 In Example 5, the wall on the long side of the inner casing 11a in Example 4 is tapered such that the surface in contact with the stacked body of the casing is tapered from the upper end to the lower end as shown in FIG. This is the structure.

このように、上から下に向かって拡がるテーパーを付けることにより、積層体2を筐体11に収めるとき、入りやすいという効果が有り、また、筐体11の内側に収めた積層体2が、上に抜けにくくなる効果が有る。
Thus, by attaching a taper that expands from top to bottom, there is an effect that it is easy to enter when the laminated body 2 is housed in the housing 11, and the laminated body 2 housed inside the housing 11 is There is an effect that makes it difficult to pull out.

1 マグネシウム電池
11 筐体
11a 内筐体
11b 外筐体
12 板バネ
13 押圧板
14 正又は負極端子
14a 正極端子
14b 負極端子
15 支持用突起
16 補強板
2 積層体
21 マグネシウム板
22 セパレータ
23 活性炭素
24 銅板
25 絶縁板
4 凹凸構造
5 底板
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Magnesium battery 11 Case 11a Inner case 11b Outer case 12 Leaf spring 13 Press plate 14 Positive or negative electrode terminal 14a Positive electrode terminal 14b Negative electrode terminal 15 Support protrusion 16 Reinforcement plate 2 Laminate 21 Magnesium plate 22 Separator 23 Activated carbon 24 Copper plate 25 Insulating plate 4 Uneven structure 5 Bottom plate

Claims (5)

マグネシウム、セパレータ、活性炭素、金属をこの順に積層して積層体となし、
1つ以上の該積層体を積層方向に密に配列し、
該積層体を断面が長方形の筒形で2重の筐体の内筐体の中に収め、
該内筐体の外側に積層方向に、曲げ応力の大きい補強板を配置して、外筐体の中に収め、
該積層体に電解液を注入して発電を行い、
発電の化学反応の進行とともに積層体が膨満するのを抑制することを特徴とするマグネシウム電池。
Magnesium, separator, activated carbon, metal are laminated in this order to form a laminate,
One or more of the laminates are arranged densely in the stacking direction;
The laminated body is accommodated in an inner casing of a double casing having a rectangular cross section,
Place a reinforcing plate with a large bending stress on the outside of the inner casing in the stacking direction, and store it in the outer casing.
Electric power is generated by injecting an electrolyte into the laminate,
A magnesium battery characterized by suppressing the expansion of a laminate with the progress of a chemical reaction for power generation.
マグネシウム、セパレータ、活性炭素、金属をこの順に積層して積層体となし、
1つ以上の該積層体を、絶縁板を該積層体の間に挟んで、積層方向に密に配列し、
押圧板と板バネを、該積層体の配列の少なくとも片側に、積層方向に重ねて配置し、
複数の該積層体、該押圧板、該板バネを、断面が長方形の筒状の筐体の中に収めて、
該積層体に電解液を注入して発電を行い、
該積層体が該押圧板によって常に押圧されており、発電の化学反応の進行とともに積層体が膨満するのを抑制することを特徴とするマグネシウム電池。
Magnesium, separator, activated carbon, metal are laminated in this order to form a laminate,
One or more of the laminates are closely arranged in the stacking direction with an insulating plate sandwiched between the laminates,
A pressing plate and a leaf spring are arranged on at least one side of the laminated body so as to overlap in the laminating direction,
A plurality of the laminated body, the pressing plate, and the leaf spring are housed in a cylindrical casing having a rectangular cross section,
Electric power is generated by injecting an electrolyte into the laminate,
A magnesium battery characterized in that the laminate is always pressed by the pressing plate, and suppresses expansion of the laminate as the chemical reaction of power generation proceeds.
請求項1、2において、積層体を積層の方向に重なるように、1回以上折り重ねたことを特徴とするマグネシウム電池。 3. The magnesium battery according to claim 1, wherein the laminate is folded one or more times so as to overlap in the direction of lamination. 請求項1において、筐体の積層体と接する面を凹凸構造としたことを特徴とするマグネシウム電池。 The magnesium battery according to claim 1, wherein a surface of the housing that contacts the laminated body has an uneven structure. 請求項1において、筐体の積層体と接する面が上端から下端に向けてテーパーになっていることを特徴とするマグネシウム電池。
2. The magnesium battery according to claim 1, wherein a surface of the housing that contacts the laminated body is tapered from the upper end toward the lower end.
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