JP2016105356A - Metal-air battery - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a metal-air battery capable of preventing a state where a positive electrode is immersed in an electrolyte, and capable of continuously supplying oxygen in atmospheric air to the positive electrode.SOLUTION: A metal-air battery 1A is formed from a container 10, an electrolytic part 12A, a positive electrode 14 and a negative electrode 16, and the container 10 is made of plastic. A part of a side face of the container 10 is formed from sheet-like active carbon 17 and defined as the positive electrode 14, and a front side face 18 of the positive electrode 14 is defined as an exposure surface that is exposed in atmospheric air. Sheet-like magnesium inserted into the container 10 is defined as the negative electrode 16, and sodium polyacrylate which is brought into gel-state by absorbing moisture is accommodated in the container 10 and defined as the electrolytic part 12A. The quantity of moisture being absorbed by the sodium polyacrylate of the electrolytic part 12A is set to such a quantity that moisture is not leaked from the sodium polyacrylate to the outside without applying a pressure or the like from the outside to sodium polyacrylate.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は金属空気電池に関する。   The present invention relates to a metal-air battery.

近年、正極活物質として大気中の酸素を炭素からなる正極より取り込むとともに、負極活物質として金属を負極に用いる金属空気電池が提唱されている（例えば、特許文献１を参照）。
かかる金属空気電池が有する基本的構成を以下に示す。 In recent years, a metal-air battery has been proposed in which oxygen in the atmosphere is taken in from a positive electrode made of carbon as a positive electrode active material, and a metal is used in the negative electrode as a negative electrode active material (see, for example, Patent Document 1).
The basic configuration of such a metal-air battery is shown below.

金属空気電池は、負極と、正極と、負極と正極の間に位置する電解液と、を有し、これらが外装体に収容されている。負極は、多孔質の炭素によって形成されており、正極は、マグネシウムによって形成されている。そして、正極の一部分が大気と接触するとともに、正極の他の部分が電解液と接触している。
かかる金属空気電池にあっては、全体として（１）式に示す反応が生じる。 The metal-air battery has a negative electrode, a positive electrode, and an electrolytic solution positioned between the negative electrode and the positive electrode, and these are accommodated in an exterior body. The negative electrode is made of porous carbon, and the positive electrode is made of magnesium. A part of the positive electrode is in contact with the atmosphere, and the other part of the positive electrode is in contact with the electrolytic solution.
In such a metal-air battery, the reaction represented by the formula (1) occurs as a whole.

（化１）
２Ｍｇ＋Ｏ２＋２Ｈ２Ｏ→２Ｍｇ（ＯＨ）２↓ ・・・（１） (Chemical formula 1)
2Mg + O 2 + 2H 2 O → 2Mg (OH) 2 ↓ (1)

このとき、負極においては、（２）式に示す酸化反応が生じ、イオン化したマグネシウムが、負極から電解液中に溶出するとともに、マグネシウムがイオン化することによって放出された電子が、負極から負荷を通って正極へ流れる。   At this time, in the negative electrode, the oxidation reaction shown in the formula (2) occurs, and the ionized magnesium is eluted from the negative electrode into the electrolytic solution, and the electrons released by the ionization of magnesium pass through the load from the negative electrode. Flow to the positive electrode.

（化２）
Ｍｇ→Ｍｇ２＋＋２ｅ− ・・・（２） (Chemical formula 2)
Mg → Mg 2+ + 2e − (2)

また、正極においては、大気中の酸素が取り入れられて、（３）式に示す還元反応が生じる。   Further, in the positive electrode, oxygen in the atmosphere is taken in and a reduction reaction shown in the formula (3) occurs.

（化３）
Ｏ２＋２Ｈ２Ｏ＋４ｅ−→４ＯＨ− ・・・（３） (Chemical formula 3)
O 2 + 2H 2 O + 4e − → 4OH − (3)

特開２０１３−２４３１１８号公報JP 2013-243118 A

しかしながら、前述の金属空気電池にあっては、以下の問題が生じる。
正極の一部が、液体の電解液と接触している。このため、時間が経つと、多孔質の炭素における毛細管現象によって、正極が電解液に浸かった状態となってしまう。この結果、正極へ大気からの酸素の供給が妨げられてしまう。そして、正極に酸素が供給されないために、正極では、（３）式の還元反応が生じる替わりに、（４）式に示す還元反応が生じることになる。 However, the above-described metal-air battery has the following problems.
A part of the positive electrode is in contact with the liquid electrolyte. For this reason, with time, the cathode is immersed in the electrolyte due to the capillary phenomenon in porous carbon. As a result, the supply of oxygen from the atmosphere to the positive electrode is hindered. And since oxygen is not supplied to a positive electrode, in the positive electrode, instead of the reduction reaction of Formula (3), the reduction reaction shown in Formula (4) occurs.

（化４）
２Ｈ２Ｏ＋２ｅ−→Ｈ２＋２ＯＨ− ・・・（４） (Chemical formula 4)
2H 2 O + 2e − → H 2 + 2OH − (4)

正極で（４）式の還元反応が生じる場合には、金属空気電池全体として（５）式に示す反応が生じることとなる。   When the reduction reaction of the formula (4) occurs at the positive electrode, the reaction shown in the formula (5) occurs as a whole metal-air battery.

（化５）
Ｍｇ＋２Ｈ２Ｏ→Ｍｇ（ＯＨ）２↓＋Ｈ２ ・・・（５） (Chemical formula 5)
Mg + 2H 2 O → Mg (OH) 2 ↓ + H 2 (5)

金属空気電池において、（１）式の反応が生じている場合には、水素は発生しない。
しかし、金属空気電池において、（５）式の反応が生じる場合には、水素が正極で発生する。正極で発生する水素は、いわゆる分極の原因となる。正極で発生した水素は、気泡となって正極表面を覆い、正極における（３）式の還元反応を妨げ、正極で水酸イオンが生じることを妨げ、金属空気電池における放電を妨げてしまう。また、正極表面近傍において、（６）式に示す酸化反応を生じるため、水素が電子を放出して水素イオンに戻ってしまう。この酸化反応によっても、金属空気電池の放電が妨げられてしまう。 In the metal-air battery, when the reaction of the formula (1) occurs, hydrogen is not generated.
However, in the metal-air battery, when the reaction of formula (5) occurs, hydrogen is generated at the positive electrode. Hydrogen generated at the positive electrode causes so-called polarization. Hydrogen generated at the positive electrode becomes bubbles and covers the surface of the positive electrode, preventing the reduction reaction of the formula (3) at the positive electrode, preventing the generation of hydroxide ions at the positive electrode, and preventing discharge in the metal-air battery. Further, in the vicinity of the positive electrode surface, the oxidation reaction shown in the equation (6) occurs, so that hydrogen releases electrons and returns to hydrogen ions. This oxidation reaction also prevents the discharge of the metal-air battery.

（化６）
Ｈ２→２Ｈ＋＋２ｅ− ・・・（６） (Chemical formula 6)
H 2 → 2H + + 2e − (6)

本発明は、上記問題を解決するものであり、その目的とするところは、正極が電解液に浸った状態となることを防止可能であり、正極に大気中の酸素を供給可能であり、正極での水素発生を防止可能な金属空気電池を提供することである。   The present invention solves the above-described problems, and an object of the present invention is to prevent the positive electrode from being immersed in an electrolyte, and to supply atmospheric oxygen to the positive electrode. It is to provide a metal-air battery capable of preventing hydrogen generation in

本発明は、その課題を解決するために以下のような構成をとる。請求項１の発明に係る金属空気電池は、大気中に露出する露出面を有して当該露出面から大気中の酸素を取り込み可能に形成された炭素からなる正極と、当該負極と当該正極との間に存在し、水分を吸収してゲル状をなす電解部と、を備えることを特徴とする。   The present invention adopts the following configuration in order to solve the problem. The metal-air battery according to the invention of claim 1 includes a positive electrode made of carbon having an exposed surface exposed to the atmosphere and capable of taking in atmospheric oxygen from the exposed surface, the negative electrode, and the positive electrode. And an electrolysis part that absorbs moisture and forms a gel.

電解部が吸収した水分が、金属空気電池における電解液をなす。そして、本願発明者の知見と考察によれば、水分を吸収した電解部は、ゲル状をなしているため、電解液を、自分自身（すなわち、電解部）の中に保持し続けることが可能であり、正極が電解液に浸った状態になることを防止可能である。また、電解部と正極との接触部においては、電解部から正極へ水を供給し続けることが可能である。同時に、正極が、その露出面から大気中の酸素を取り入れることも可能である。   Moisture absorbed by the electrolysis unit forms an electrolyte in the metal-air battery. And according to the knowledge and consideration of the inventor of the present application, since the electrolysis part that absorbed moisture is in the form of a gel, it is possible to keep the electrolytic solution in itself (that is, the electrolysis part). Thus, it is possible to prevent the positive electrode from being immersed in the electrolytic solution. Moreover, it is possible to continue supplying water from the electrolysis part to the positive electrode at the contact part between the electrolysis part and the positive electrode. At the same time, the positive electrode can take in oxygen from the atmosphere from its exposed surface.

ゲル状をなす電解部が吸収している水分の量は、この電解部に外部から圧力等の力を加えなければ、電解部から外に水分が漏れ出ることがない量である。あるいは、電解部に吸収されている水分は、この電解部のみを、例えば、平坦なガラス板上に静置しておいても、電解部から外に水分が漏れ出ることがない量である。   The amount of moisture absorbed by the gelled electrolytic portion is such that moisture does not leak out from the electrolytic portion unless a force such as pressure is applied to the electrolytic portion from the outside. Or the water | moisture content absorbed by the electrolysis part is the quantity which a water | moisture content does not leak out from an electrolysis part, even if only this electrolysis part is left still on a flat glass plate, for example.

かかる金属空気電池であれば、（３）式の還元反応を正極で連続して生じさせることが可能であり、（４）式の還元反応が正極で生じることを防止可能であり、正極で水素が発生することを防止可能である。また、正極で（６）式の反応が生じることをも防止可能でもある。そして、負極においては、（２）式の酸化反応が生じる。したがって、全体として、（１）式の反応を連続して生じさせることが可能であり、（５）式の反応が生じることを防止可能である。   With such a metal-air battery, the reduction reaction of the formula (3) can be continuously generated at the positive electrode, and the reduction reaction of the formula (4) can be prevented from occurring at the positive electrode. Can be prevented from occurring. It is also possible to prevent the reaction of the formula (6) from occurring at the positive electrode. In the negative electrode, the oxidation reaction of the formula (2) occurs. Therefore, as a whole, the reaction of the formula (1) can be continuously generated, and the reaction of the formula (5) can be prevented from occurring.

本願発明者の知見と考察によれば、電解部が吸収した水分は、電解部を形成する物質に応じて、電解質を含んでいれば良い。例えば、電解部が、電解質を含まない水のみを吸収した場合に、その電解部が、電気伝導性を有しないか、あるいは、電気伝導性が低ければ、電解部が吸収する水分は、電解質を含んでいる必要がある。   According to the knowledge and consideration of the present inventor, the moisture absorbed by the electrolysis part only needs to contain an electrolyte according to the substance forming the electrolysis part. For example, when the electrolytic part absorbs only water that does not contain an electrolyte, if the electrolytic part has no electrical conductivity, or if the electrical conductivity is low, the moisture absorbed by the electrolytic part will not absorb the electrolyte. Need to contain.

また、電解部が、電解質を含まない水のみを吸収した場合に、その電解部が、電気伝導性を有していれば、電解部が吸収する水分は、電解質を含んでいても良いし、含んでいても良いなくても良い。
金属空気電池において放電が起こると、マグネシウムイオンが、電解部に吸収された水分中に負極から溶出する。マグネシウムイオンの溶出に伴って、負極は脆くなったり、負極の形状が崩れる等しやすくなる。例えば、負極が、外部の負荷等につながる導線から電解液中に吊り下がっている状態にあるならば、負極の脆さの増大に伴って、負極が導線から切り離されてしまうおそれが大きくなる。 In addition, when the electrolysis part absorbs only water not containing the electrolyte, if the electrolysis part has electrical conductivity, the water absorbed by the electrolysis part may contain the electrolyte, It does not need to be included.
When discharge occurs in the metal-air battery, magnesium ions are eluted from the negative electrode in the moisture absorbed by the electrolysis part. With elution of magnesium ions, the negative electrode becomes brittle and the shape of the negative electrode tends to collapse. For example, if the negative electrode is in a state where it is suspended in the electrolytic solution from a lead wire that leads to an external load or the like, the negative electrode is likely to be disconnected from the lead wire with increasing brittleness of the negative electrode.

ここで、負極が導線から切り離されると、負極が導線から切り離されて電解液中に落下してしまう。電解液中に落下した負極においては、（５）式の反応が生じる。そして、電解液中に落下した負極から、水酸化マグネシウムが電解液中に拡散し、電解液が汚染するとともに、水素が発生し、金属空気電池の放電が妨げられてしまう。   Here, when the negative electrode is disconnected from the conductive wire, the negative electrode is disconnected from the conductive wire and falls into the electrolytic solution. In the negative electrode dropped in the electrolytic solution, the reaction of the formula (5) occurs. And from the negative electrode which fell in electrolyte solution, magnesium hydroxide diffuses in electrolyte solution, while electrolyte solution is contaminated, hydrogen is generated, and discharge of a metal air battery will be prevented.

しかし、負極が、ゲル状の電解部によって周囲から支承されているので、負極の脆さが増大しても、負極が導線から切り離されてしまうことを防止可能である。
また、電解部は水分を吸収してゲル状をなしているので、ゲル状の電解部に含まれる電解質は、電解部中に保持された状態にあり、電解質が負極や正極に接続された導線近傍に析出することが防止されている。これにより、導線近傍に析出する電解質によって、導線が損傷することが防止されている。 However, since the negative electrode is supported from the periphery by the gelled electrolysis part, it is possible to prevent the negative electrode from being disconnected from the conductor even if the fragility of the negative electrode increases.
In addition, since the electrolysis part absorbs moisture and forms a gel, the electrolyte contained in the gel-like electrolysis part is held in the electrolysis part, and the lead is connected to the negative electrode or the positive electrode. Precipitation in the vicinity is prevented. Thereby, it is prevented that the conducting wire is damaged by the electrolyte deposited in the vicinity of the conducting wire.

電解部が水分を吸収しておらず、電解部が乾燥した状態であれば、負極では、（２）式の酸化反応が生じず、正極では、（３）式の還元反応が生じない。したがって、金属空気電池を使う必要がある場合にだけ、電解部に水分を吸収させれば、金属空気電池は放電開始可能な状態になる。   If the electrolysis part does not absorb moisture and the electrolysis part is in a dry state, the oxidation reaction of the formula (2) does not occur in the negative electrode, and the reduction reaction of the formula (3) does not occur in the positive electrode. Therefore, only when it is necessary to use a metal-air battery, the metal-air battery is ready to start discharging if the electrolysis unit absorbs moisture.

なお、Ｏ２の標準電極電位は０．４０１Ｖ、Ｈ２の標準電極電位は０Ｖ、Ｈ２Ｏの標準電極電位は−０．８２８Ｖ、Ｍｇの標準電極電位は−２．３６３Ｖである。これらの値に基づいて本願発明者が行った計算によれば、全体として（１）式に示す反応を生じる金属空気電池において、この金属空気電池の起電力は、１．９３６Ｖとなる。一方で、全体として（５）式に示す反応を生じる金属空気電池において、この金属空気電池の起電力は、１．５３５Ｖとなる。 The standard electrode potential of O 2 is 0.401V, the standard electrode potential of H 2 to 0V, the standard electrode potential of H 2 O is -0.828V, the standard electrode potential of Mg is -2.363V. According to calculations performed by the inventors of the present invention based on these values, the electromotive force of the metal-air battery is 1.936 V in the metal-air battery that generates the reaction represented by the formula (1) as a whole. On the other hand, in the metal-air battery that generates the reaction represented by the formula (5) as a whole, the electromotive force of the metal-air battery is 1.535V.

したがって、全体として（１）式に示す反応を生じる金属空気電池と、全体として（５）式に示す反応を生じる金属空気電池と、を比較すると、前者の金属空気電池の起電力は、後者の金属空気電池の起電力よりも大きい。
また、本願発明者が行った計算によれば、全体として（１）式に示す反応を生じる金属空気電池において、この金属空気電池の重量エネルギー密度は、４．２６Ｗｈ／ｇである。一方で、全体として（５）式に示す反応を生じる金属空気電池において、この金属空気電池の重量エネルギー密度は、３．３８Ｗｈ／ｇである。なお、重量エネルギー密度は、単位重量当たりの金属空気電池の容量を示す。 Therefore, when comparing the metal-air battery that generates the reaction shown by the formula (1) as a whole with the metal-air battery that generates the reaction shown by the formula (5) as a whole, the electromotive force of the former metal-air battery is the latter. It is larger than the electromotive force of the metal-air battery.
Moreover, according to the calculation performed by the inventor of the present application, the weight energy density of this metal-air battery is 4.26 Wh / g in the metal-air battery that generates the reaction represented by the formula (1) as a whole. On the other hand, in the metal-air battery that generates the reaction represented by the formula (5) as a whole, the weight energy density of the metal-air battery is 3.38 Wh / g. The weight energy density indicates the capacity of the metal-air battery per unit weight.

したがって、全体として（１）式に示す反応を生じる金属空気電池と、全体として（５）式に示す反応を生じる金属空気電池と、を比較すると、前者の金属空気電池の重量エネルギー密度は、後者の金属空気電池の重量エネルギー密度よりも大きい。
さらに、本願発明者が行った計算によれば、全体として（１）式に示す反応を生じる金属空気電池において、この金属空気電池の体積エネルギー密度は７．３６Ｗｈ／ｃｃである。一方で、全体として（５）式に示す反応を生じる金属空気電池において、この金属空気電池の体積エネルギー密度は５．８３Ｗｈ／ｃｃである。なお、体積エネルギー密度は、単位体積当たりの金属空気電池の容量を示す。 Therefore, when comparing the metal-air battery that generates the reaction represented by the formula (1) as a whole with the metal-air battery that generates the reaction represented by the formula (5) as a whole, the weight energy density of the former metal-air battery is Greater than the weight energy density of metal-air batteries.
Furthermore, according to the calculation performed by the present inventor, the volume energy density of the metal-air battery is 7.36 Wh / cc in the metal-air battery that generates the reaction represented by the formula (1) as a whole. On the other hand, in the metal-air battery that generates the reaction represented by the formula (5) as a whole, the volume energy density of this metal-air battery is 5.83 Wh / cc. The volume energy density indicates the capacity of the metal-air battery per unit volume.

したがって、全体として（１）式に示す反応を生じる金属空気電池と、全体として（５）式に示す反応を生じる金属空気電池と、を比較すると、前者の体積エネルギー密度は、後者の体積エネルギー密度よりも大きい。   Therefore, when comparing the metal-air battery that generates the reaction represented by the formula (1) as a whole and the metal-air battery that generates the reaction represented by the formula (5) as a whole, the former volume energy density is the latter volume energy density. Bigger than.

請求項２の発明に係る金属空気電池は、請求項１に記載の金属空気電池であって、請求項１に記載の金属空気電池であって、前記電解部は、ナトリウム又はカリウムが結合したカルボキシル基を有する弱酸性陽イオン交換樹脂によって形成されていることを特徴とする。   A metal-air battery according to a second aspect of the present invention is the metal-air battery according to the first aspect, wherein the electrolysis part is a carboxyl bonded with sodium or potassium. It is formed by the weakly acidic cation exchange resin which has a group.

ナトリウム又はカリウムが結合したカルボキシル基を有する弱酸性陽イオン交換樹脂は、水分を吸収してゲル状をなす。電解部がかかる弱酸性陽イオン交換樹脂を有している場合、電解部が吸収した水分中には、カルボキシル基から電離したナトリウムイオン又はカリウムイオンが存在する。   A weakly acidic cation exchange resin having a carboxyl group to which sodium or potassium is bonded absorbs moisture and forms a gel. When the electrolysis part has such a weakly acidic cation exchange resin, sodium ions or potassium ions ionized from the carboxyl group are present in the moisture absorbed by the electrolysis part.

本願発明者の知見と考察によれば、電解部が、電解質を含まない水分を吸収している場合であっても、電解部は電気伝導性を有することとなる。したがって、電解部が吸収する水分は、電解質を含んでいても良いし、電解質を含んでいなくても良い。
また、本願発明者の知見と考察によれば、電解部を、スルホン酸基を有する強酸性陽イオン交換樹脂によって形成することは好ましくない。 According to the knowledge and consideration of the inventor of the present application, even when the electrolysis part absorbs moisture that does not contain an electrolyte, the electrolysis part has electrical conductivity. Therefore, the moisture absorbed by the electrolytic unit may contain an electrolyte or may not contain an electrolyte.
Moreover, according to the knowledge and consideration of the present inventor, it is not preferable to form the electrolysis part with a strong acid cation exchange resin having a sulfonic acid group.

強酸性陽イオン交換樹脂のイオン選択性は、Ｈ＋＜Ｎａ＋＜ＮＨ４ ＋＜Ｋ＋＜Ｍｇ２＋＜Ｃａ２＋の順番で大きくなっている。このため、強酸性陽イオン交換樹脂から水素イオンが放出されることになり、負極や正極に水素が生じてしまうからである。この水素は、気泡となって正極や負極の表面を覆うこととなり、電流の流れを妨げる。また、正極表面近傍において、水素が電子を放出して水素イオンに戻る現象を引き起こし、電流の流れが妨げられてしまう。 The ion selectivity of the strongly acidic cation exchange resin increases in the order of H + <Na + <NH 4 + <K + <Mg 2+ <Ca 2+ . For this reason, hydrogen ions are released from the strongly acidic cation exchange resin, and hydrogen is generated in the negative electrode and the positive electrode. This hydrogen becomes bubbles and covers the surfaces of the positive electrode and the negative electrode, thereby hindering the flow of current. Further, in the vicinity of the positive electrode surface, a phenomenon in which hydrogen releases electrons and returns to hydrogen ions is caused, and current flow is hindered.

一方、電解部を、ナトリウム又はカリウムが結合したカルボキシル基を有する弱酸性陽イオン交換樹脂によって形成することは、負極や正極に水素が生じることを防止するうえで好ましい。弱酸性陽イオン交換樹脂のイオン選択性は、Ｎａ＋＜Ｋ＋＜Ｍｇ２＋＜Ｃａ２＋＜Ｈ＋の順番で大きくなっているので、水素イオンが弱酸性陽イオン交換樹脂に捕まり、負極や正極に水素が生じないからである。すなわち、弱酸性陽イオン交換樹脂は、減極剤として働いているのである。 On the other hand, it is preferable to form the electrolysis part with a weakly acidic cation exchange resin having a carboxyl group to which sodium or potassium is bonded, in order to prevent hydrogen from being generated in the negative electrode or the positive electrode. Since the ion selectivity of the weakly acidic cation exchange resin increases in the order of Na + <K + <Mg 2+ <Ca 2+ <H + , hydrogen ions are captured by the weakly acidic cation exchange resin, and the negative electrode and the positive electrode This is because no hydrogen is produced in the slag. That is, the weakly acidic cation exchange resin works as a depolarizer.

請求項３の発明に係る金属空気電池は、請求項１に記載の金属空気電池であって、請求項１に記載の金属空気電池であって、前記電解部は、強塩基性陰イオン交換樹脂と、寒天と、ゼラチンと、のうちのいずれかによって形成されており、前記電解部が吸収した水分は、電解質を含んでいることを特徴とする。   A metal-air battery according to a third aspect of the present invention is the metal-air battery according to the first aspect, wherein the electrolysis part is a strongly basic anion exchange resin. , Agar, and gelatin, and the water absorbed by the electrolysis unit contains an electrolyte.

強塩基性陰イオン交換樹脂、寒天、あるいは、ゼラチンは、水分を吸収してゲル状をなし、電解部を形成可能である。本願発明者の知見と考察によれば、強塩基性陰イオン交換樹脂、寒天、あるいは、ゼラチンが、水分を吸収してゲル状になって電解部をなす場合、この電解部が吸収する水分は、電解質を含んでいる必要がある。   A strongly basic anion exchange resin, agar, or gelatin absorbs moisture to form a gel and can form an electrolysis part. According to the inventor's knowledge and consideration, when a strongly basic anion exchange resin, agar, or gelatin absorbs moisture to form a gel and forms an electrolytic part, the water absorbed by the electrolytic part is Need to contain electrolyte.

なお、強塩基性陰イオン交換樹脂のイオン選択性は、ＯＨ−＜ＨＳｉＯ３ −＜ＨＣＯ３ −＜Ｃｌ−＜ＮＯ３ −＜ＳＯ４ ２−の順番で大きくなる。このため、強塩基性陰イオン交換樹脂は、容易に水酸イオンを離すことができる。
正極では、（３）式の還元反応により水酸イオンが生じている。本願発明者の知見と考察によれば、強塩基性陰イオン交換樹脂が電解部を形成している場合、正極で生じた水酸イオンは、強塩基性陰イオン交換樹脂を通って負極側へ移動する。そして、イオン選択性が最も小さな水酸イオンは、強塩基性陰イオン交換樹脂から離れ、電解部が吸収した水分の中のマグネシウムイオンと結合し、水酸化マグネシウムが負極に析出する。 The ion selectivity of the strongly basic anion exchange resin increases in the order of OH − <HSiO 3 − <HCO 3 − <Cl − <NO 3 − <SO 4 2− . For this reason, the strongly basic anion exchange resin can easily release hydroxide ions.
In the positive electrode, hydroxide ions are generated by the reduction reaction of the formula (3). According to the knowledge and consideration of the present inventor, when the strongly basic anion exchange resin forms an electrolytic part, the hydroxide ions generated at the positive electrode pass through the strong basic anion exchange resin to the negative electrode side. Moving. And the hydroxide ion with the smallest ion selectivity leaves | separates from a strongly basic anion exchange resin, couple | bonds with the magnesium ion in the water | moisture content which the electrolysis part absorbed, and magnesium hydroxide precipitates on a negative electrode.

電解部が吸収した水分の中のマグネシウムイオンは、水酸化マグネシウムとなってしまうので、電解部が吸収した水分の中のマグネシウムイオン濃度が飽和濃度に達することはなく、負極から、マグネシウムイオンが、電解部が吸収した水分の中に溶出し続けることになる。   Magnesium ions in the moisture absorbed by the electrolysis unit become magnesium hydroxide, so the magnesium ion concentration in the moisture absorbed by the electrolysis unit does not reach the saturation concentration, and magnesium ions from the negative electrode, It continues to elute in the moisture absorbed by the electrolysis unit.

なお、弱塩基性陰イオン交換樹脂のイオン選択性は、ＨＣＯ３ −＜Ｃｌ−＜ＳＯ４ ２−＜ＯＨ−の順番で大きくなる。本願発明者の知見と考察によれば、水分を吸収してゲル状をなす弱塩基性陰イオン交換樹脂によって電解部を形成するとすれば、正極で生じた水酸イオンは、弱塩基性陰イオン交換樹脂に捕まっており、負極から溶出したマグネシウムイオンと結合できない。 The ion selectivity of the weakly basic anion exchange resin increases in the order of HCO 3 − <Cl − <SO 4 2− <OH − . According to the inventor's knowledge and consideration, if the electrolytic part is formed by a weakly basic anion exchange resin that absorbs moisture and forms a gel, the hydroxide ions generated at the positive electrode are weakly basic anions. It is trapped in the exchange resin and cannot bind to magnesium ions eluted from the negative electrode.

この結果、水分を吸収してゲル状をなす弱塩基性陰イオン交換樹脂を電解部とした場合、電解部が吸収した水分の中のマグネシウムイオンは、すぐに飽和濃度に達し、負極からのマグネシウムイオンの溶出が止まってしまう。
したがって、水分を吸収してゲル状をなす弱塩基性陰イオン交換樹脂を電解部とすることは、金属空気電池の放電がすぐに停止することになってしまい、好ましくない。 As a result, when the weakly basic anion exchange resin that absorbs moisture and forms a gel is used as the electrolytic part, the magnesium ions in the water absorbed by the electrolytic part immediately reach the saturation concentration, and the magnesium from the negative electrode Elution of ions stops.
Accordingly, it is not preferable to use a weakly basic anion exchange resin that absorbs moisture and forms a gel as an electrolysis part, because the discharge of the metal-air battery immediately stops.

上記のような金属空気電池であるので、正極が電解液に浸った状態となることを防止可能であり、正極に大気中の酸素を供給可能であり、正極での水素発生を防止可能である。   Since it is a metal-air battery as described above, it is possible to prevent the positive electrode from being immersed in the electrolytic solution, to supply oxygen in the atmosphere to the positive electrode, and to prevent hydrogen generation at the positive electrode. .

第１の実施の形態に係る金属空気電池の内部において生じる反応の説明図である。It is explanatory drawing of the reaction which arises in the inside of the metal air battery which concerns on 1st Embodiment. 第２の実施の形態に係る金属空気電池の内部において生じる反応の説明図である。It is explanatory drawing of reaction which arises inside the metal air battery which concerns on 2nd Embodiment. 第３の実施の形態に係る金属空気電池の内部において生じる反応の説明図である。It is explanatory drawing of the reaction which arises inside the metal air battery which concerns on 3rd Embodiment.

本発明の第１の実施の形態に係る金属空気電池１Ａを、図１を参照しつつ以下に説明する。
金属空気電池１Ａは、容器１０と、電解部１２Ａと、正極１４と、負極１６と、を有している。 A metal-air battery 1A according to a first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.
The metal-air battery 1 </ b> A includes a container 10, an electrolysis unit 12 </ b> A, a positive electrode 14, and a negative electrode 16.

容器１０は、プラスチックにより形成されている。容器１０中に、水分を吸収してゲル状をなすポリアクリル酸ナトリウムが収められている。この水分を吸収してゲル状をなすポリアクリル酸ナトリウムが、電解部１２Ａを形成している。
なお、ポリアクリル酸ナトリウムは、弱酸性陽イオン交換樹脂であり、そのイオン選択性は、Ｎａ＋＜Ｋ＋＜Ｍｇ２＋＜Ｃａ２＋＜Ｈ＋である。 The container 10 is made of plastic. The container 10 contains sodium polyacrylate that absorbs moisture to form a gel. The sodium polyacrylate that absorbs the water and forms a gel forms the electrolysis part 12A.
Incidentally, sodium polyacrylate is a weakly acidic cation exchange resin, the ion selectivity is Na + <K + <Mg 2+ <Ca 2+ <H +.

電解部１２Ａのポリアクリル酸ナトリウムに吸収されている水分の量は、このポリアクリル酸ナトリウムに外部からの圧力等の力を加えなければ、ポリアクリル酸ナトリウムから外に水分が漏れ出ることがない量である。あるいは、電解部１２Ａのポリアクリル酸ナトリウムに吸収されている水分の量は、この水分を吸収したポリアクリル酸ナトリウムのみを、例えば、平坦なガラス板上に静置しておいても、ポリアクリル酸ナトリウムから外に水分が漏れ出ることがない量である。   The amount of moisture absorbed in the sodium polyacrylate in the electrolysis unit 12A is such that moisture does not leak out from the sodium polyacrylate unless a force such as external pressure is applied to the sodium polyacrylate. Amount. Alternatively, the amount of water absorbed by the sodium polyacrylate in the electrolysis unit 12A is such that, even if only the sodium polyacrylate that has absorbed the water is left on a flat glass plate, This is the amount that prevents moisture from leaking out of the sodium acid.

電解部１２Ａのポリアクリル酸ナトリウムが吸収する水分は、単なる水でありさえすれば良く、電解質を含んでいる必要はない。すなわち、ポリアクリル酸ナトリウムに、電解質を含まない水を吸収させることで、電解部１２Ａを形成することができる。
容器１０の側面の一部は、シート状の活性炭１７によって形成されており、この活性炭１７が正極１４をなしている。活性炭１７の表側面１８は容器１０の外側に露出して露出面をなし、活性炭１７の裏側面１９は容器１０の内側に面している。容器１０の内側において、活性炭１７の裏側面１９は、電解部１２Ａに接触している。 The water absorbed by the sodium polyacrylate in the electrolysis unit 12A need only be water, and need not contain an electrolyte. That is, the electrolytic section 12A can be formed by allowing sodium polyacrylate to absorb water that does not contain an electrolyte.
A part of the side surface of the container 10 is formed by a sheet-like activated carbon 17, and the activated carbon 17 forms a positive electrode 14. The front side surface 18 of the activated carbon 17 is exposed to the outside of the container 10 to form an exposed surface, and the back side surface 19 of the activated carbon 17 faces the inside of the container 10. Inside the container 10, the back side surface 19 of the activated carbon 17 is in contact with the electrolysis unit 12A.

容器１０の外から容器１０内に、板状のマグネシウムが挿入されており、このマグネシウムが負極１６をなしている。容器１０内において、負極１６の周囲は、電解部１２Ａに接触しており、負極１６の周囲を電解部１２Ａが支承している。また、負極１６は、正極１４の活性炭１７に直接接触してはいない。   Plate-shaped magnesium is inserted from the outside of the container 10 into the container 10, and this magnesium forms the negative electrode 16. In the container 10, the periphery of the negative electrode 16 is in contact with the electrolysis unit 12 </ b> A, and the electrolysis unit 12 </ b> A supports the periphery of the negative electrode 16. Further, the negative electrode 16 is not in direct contact with the activated carbon 17 of the positive electrode 14.

正極１４は、容器１０外へ伸びる導線２１Ａに接続されている。負極１６は、容器１０外へ伸びる別の導線２１Ｂに接続されている。そして、容器１０外において、導線２１Ａと導線２１Ｂとは、負荷２２を介して互いに接続されている。
以上が、金属空気電池１Ａの構成である。 The positive electrode 14 is connected to a conducting wire 21 </ b> A that extends outside the container 10. The negative electrode 16 is connected to another conducting wire 21 </ b> B that extends outside the container 10. Outside the container 10, the conducting wire 21 </ b> A and the conducting wire 21 </ b> B are connected to each other via a load 22.
The above is the configuration of the metal-air battery 1A.

次に、本願発明者が試行錯誤を経て得た知見と考察を交えて、金属空気電池１Ａが奏する作用効果について説明する。
電解部１２Ａのポリアクリル酸ナトリウムが水分を吸収しており、電解部１２Ａに吸収された水分はポリアクリル酸ナトリウムの構造中に捕捉されている。ポリアクリル酸ナトリウムの構造中に捕捉された水分は、水素イオンと水酸イオンとに分かれている。 Next, the effects obtained by the metal-air battery 1 </ b> A will be described with the knowledge and consideration obtained through trial and error by the inventor of the present application.
The sodium polyacrylate in the electrolysis unit 12A absorbs moisture, and the moisture absorbed in the electrolysis unit 12A is trapped in the structure of sodium polyacrylate. The water trapped in the structure of sodium polyacrylate is divided into hydrogen ions and hydroxide ions.

また、ポリアクリル酸ナトリウムにおいて、ナトリウムが結合していたカルボキシル基から、ナトリウムイオンが、ポリアクリル酸ナトリウムに吸収された水分の中に放出される。電解部１２Ａが吸収している水分が、金属空気電池１Ａにおける電解液の役割を果たしている。   Further, in sodium polyacrylate, sodium ions are released from the carboxyl group to which sodium is bonded into the water absorbed by the sodium polyacrylate. Moisture absorbed by the electrolyzing unit 12A plays a role of an electrolytic solution in the metal-air battery 1A.

電解部１２Ａにおいて、ナトリウムイオンを放出して負に帯電したカルボキシル基には、電解部１２Ａに吸収された水分が分解してできた水素イオンが結合し、ポリアクリル酸を生じる。これは、ポリアクリル酸ナトリウムのイオン選択性が、Ｎａ＋＜Ｋ＋＜Ｍｇ２＋＜Ｃａ２＋＜Ｈ＋の順番で大きくなっているので、水素イオンがただちに吸着され、ポリアクリル酸を生じると考えられる。 In the electrolysis unit 12A, hydrogen ions formed by decomposing water absorbed by the electrolysis unit 12A are bonded to the negatively charged carboxyl group by releasing sodium ions, thereby producing polyacrylic acid. This is because the ion selectivity of sodium polyacrylate increases in the order of Na + <K + <Mg 2+ <Ca 2+ <H + , so that hydrogen ions are immediately adsorbed to produce polyacrylic acid. It is done.

負極１６において、（２）式の酸化反応が生じ、マグネシウムイオンが、電解部１２Ａに吸収されている水分中へ溶出する。マグネシウムのイオン化に伴って、電子が、負極１６から導線２１Ａへ流れる。導線２１Ａへ流れた電子は、さらに負荷２２と導線２１Ｂを通って正極１４へ流れる。   In the negative electrode 16, an oxidation reaction of the formula (2) occurs, and magnesium ions are eluted into the moisture absorbed by the electrolysis unit 12 </ b> A. With the ionization of magnesium, electrons flow from the negative electrode 16 to the conductive wire 21A. The electrons that have flowed to the conducting wire 21A further flow to the positive electrode 14 through the load 22 and the conducting wire 21B.

まず、電解部１２Ａに吸収されている水分中において、負極１６から溶出したマグネシウムイオンは、電解部１２Ａに吸収されている水分が分解してできた水酸イオンと、結合し、水酸化マグネシウムが形成される。この水酸化マグネシウムが、負極１６上に析出する。なお、本願発明者は、負極１６上に析出した水酸化マグネシウムが、負極１６における（２）式の酸化反応の妨げにはならないことを、確認している。   First, in the moisture absorbed by the electrolysis unit 12A, the magnesium ions eluted from the negative electrode 16 are combined with the hydroxide ions formed by the decomposition of the water absorbed by the electrolysis unit 12A, so that magnesium hydroxide is formed. It is formed. This magnesium hydroxide is deposited on the negative electrode 16. In addition, this inventor has confirmed that the magnesium hydroxide deposited on the negative electrode 16 does not hinder the oxidation reaction of the formula (2) in the negative electrode 16.

また、負極１６から溶出したマグネシウムイオンは、弱酸性陽イオン交換樹脂であるポリアクリル酸ナトリウムを通って、正極１４側へ移動する。
正極１４では、活性炭１７の表側面１８から、大気中の酸素が取り入れられる。また、正極１４では、活性炭１７の裏側面１９に接触する電解部１２Ａから、電解部１２Ａに吸収されていた水分が取り入れられる。 Magnesium ions eluted from the negative electrode 16 move to the positive electrode 14 side through sodium polyacrylate, which is a weakly acidic cation exchange resin.
In the positive electrode 14, oxygen in the atmosphere is taken from the front side surface 18 of the activated carbon 17. In the positive electrode 14, moisture that has been absorbed in the electrolysis unit 12 </ b> A is taken in from the electrolysis unit 12 </ b> A that contacts the back side surface 19 of the activated carbon 17.

なお、電解部１２Ａに吸収されている水分の量は、外部から圧力等が働かなければ、電解部１２Ａから外に漏れ出ることがない量である。このため、正極１４が、電解部１２Ａに吸収されている水分に浸った状態となることは防止されており、正極１４に大気中の酸素が取り入れることが、妨げられることはない。   The amount of moisture absorbed in the electrolysis unit 12A is an amount that does not leak out from the electrolysis unit 12A unless pressure or the like is applied from the outside. For this reason, it is prevented that the positive electrode 14 will be in the state immersed in the water | moisture content absorbed by 12 A of electrolysis parts, and taking in oxygen in air | atmosphere to the positive electrode 14 is not prevented.

正極１４に取り入れられた酸素及び水分と、導線２１Ｂを通って正極１４へ流れる電子と、によって、（３）式の還元反応が生じ、水酸イオンが生じる。このとき、（４）式の還元反応は生じないので、正極１４において、水素が発生することは防止されており、正極１４での水素による放電の妨げも防止されている。   The oxygen and moisture taken into the positive electrode 14 and the electrons flowing to the positive electrode 14 through the conducting wire 21B cause a reduction reaction of the formula (3), and a hydroxide ion is generated. At this time, since the reduction reaction of the formula (4) does not occur, generation of hydrogen in the positive electrode 14 is prevented, and the hindrance to discharge by hydrogen in the positive electrode 14 is also prevented.

正極１４で生じた水酸イオンの一部は、電解部１２Ａのポリアクリル酸ナトリウムから放出されたナトリウムイオンと結合し、水酸化ナトリウム水溶液となる。この水酸化ナトリウム水溶液が、金属空気電池１Ａにおける電解液となる。
また、弱酸性陽イオン交換樹脂としてのポリアクリル酸ナトリウムを通って負極１６から正極１４へ移動してきたマグネシウムイオンは、（３）式の還元反応によって生じた水酸イオンと結合し、水酸化マグネシウムを形成する。この結果として、水酸化マグネシウムが、正極１４の活性炭１７の裏側面１９上に析出する。 A part of the hydroxide ions generated at the positive electrode 14 is combined with sodium ions released from the sodium polyacrylate of the electrolysis unit 12A to form an aqueous sodium hydroxide solution. This aqueous sodium hydroxide solution serves as an electrolyte in the metal-air battery 1A.
Further, magnesium ions that have moved from the negative electrode 16 to the positive electrode 14 through sodium polyacrylate as a weakly acidic cation exchange resin are combined with the hydroxide ions generated by the reduction reaction of the formula (3), and magnesium hydroxide Form. As a result, magnesium hydroxide is deposited on the back side surface 19 of the activated carbon 17 of the positive electrode 14.

本願発明者は、活性炭１７の裏側面１９上に析出する水酸化マグネシウムが、正極１４における（３）式の還元反応の妨げにはならないことを、確認している。
以上述べたことからわかるように、金属空気電池１Ａの負極１６においては、（２）式の酸化反応が生じる。また、正極１４においては、（３）式の還元反応が生じる。そして、全体として（１）式の反応が生じる。金属空気電池１Ａは、負極１６のマグネシウムが存在し、電解部１２Ａが水分を含んでいる限り、放電し続ける。 The inventor of the present application has confirmed that magnesium hydroxide deposited on the back side surface 19 of the activated carbon 17 does not interfere with the reduction reaction of the formula (3) in the positive electrode 14.
As can be seen from the above description, the oxidation reaction of the formula (2) occurs in the negative electrode 16 of the metal-air battery 1A. In the positive electrode 14, a reduction reaction of the formula (3) occurs. As a whole, the reaction of the formula (1) occurs. The metal-air battery 1A continues to discharge as long as magnesium of the negative electrode 16 is present and the electrolysis unit 12A contains moisture.

また、負極１６におけるマグネシウムの溶出が進行し、負極１６が脆く崩壊等しやすくなる。さらに、導線２１Ａや導線２１Ｂを流れる電流密度が大きくなると、導線２１Ａや導線２１Ｂに大きな負担がかかり、負極１６と導線２１Ｂの接続部分にも大きな負担がかかってしまう。   Further, elution of magnesium in the negative electrode 16 proceeds, and the negative electrode 16 becomes brittle and easily collapses. Furthermore, when the current density flowing through the conducting wire 21A and the conducting wire 21B increases, a large burden is imposed on the conducting wire 21A and the conducting wire 21B, and a large burden is also imposed on the connection portion between the negative electrode 16 and the conducting wire 21B.

しかし、金属空気電池１Ａにあっては、負極１６がゲル状の電解部１２Ａに支承されており、負極１６と導線２１Ｂとの接合部に、負極１６と導線２１Ｂとの接続を切り離すような力が働きにくい。したがって、負極１６におけるマグネシウムの溶出が進行し、負極１６が脆く崩壊等しやすくなっても、負極１６と導線２１Ｂとの接続が、負極１６に働く外力等によって切れてしまうことは防止される。あるいは、導線２１Ａや導線２１Ｂを流れる電流密度が大きくなっても、負極１６と導線２１Ｂとの接続が、負極１６に働く外力等によって切れてしまうことは防止される。   However, in the metal-air battery 1A, the negative electrode 16 is supported by the gel-like electrolytic portion 12A, and the force that disconnects the connection between the negative electrode 16 and the conductive wire 21B at the joint between the negative electrode 16 and the conductive wire 21B. Is hard to work. Therefore, even if elution of magnesium in the negative electrode 16 progresses and the negative electrode 16 becomes brittle and easily collapses, the connection between the negative electrode 16 and the conductive wire 21B is prevented from being disconnected by an external force or the like acting on the negative electrode 16. Or even if the current density which flows through conducting wire 21A or conducting wire 21B becomes large, the connection between negative electrode 16 and conducting wire 21B is prevented from being disconnected by an external force acting on negative electrode 16 or the like.

電解部１２Ａに吸収される水分は、電解質を含まない純粋な水であっても良い。したがって、電解質として塩化ナトリウムが、電解部１２Ａに吸収される水分に含まれていなくても良く、塩化ナトリウムが、正極１４と導線２１Ａとの接合部近傍や、負極１６と導線２１Ｂとの接合部近傍に析出することを防止できる。この結果、析出した塩化ナトリウムによって導線２１Ａや導線２１Ｂが腐食・損傷することを防止できる。   The water absorbed by the electrolysis unit 12A may be pure water containing no electrolyte. Therefore, sodium chloride may not be included in the water absorbed by the electrolytic section 12A as an electrolyte, and sodium chloride is in the vicinity of the joint between the positive electrode 14 and the conductive wire 21A or the joint between the negative electrode 16 and the conductive wire 21B. Precipitation in the vicinity can be prevented. As a result, the lead 21A and the lead 21B can be prevented from being corroded and damaged by the precipitated sodium chloride.

金属空気電池１Ａにおける放電が完了し、金属空気電池１Ａ内に存在していた水分が蒸発してしまうと、後には粉状物質が残る。この粉状物質は、酸化ナトリウム、酸化マグネシウム、ポリアクリル酸の混合物である。残った粉状物質を水酸化ナトリウム水溶液で洗浄すると、酸化ナトリウムは水酸化ナトリウムとなって洗い流される。そして、後に酸化マグネシウムとポリアクリル酸ナトリウムが残る。   When the discharge in the metal-air battery 1A is completed and the moisture present in the metal-air battery 1A evaporates, a powdery substance remains later. This powdery substance is a mixture of sodium oxide, magnesium oxide and polyacrylic acid. When the remaining powdery substance is washed with an aqueous sodium hydroxide solution, the sodium oxide is washed away as sodium hydroxide. Later, magnesium oxide and sodium polyacrylate remain.

酸化マグネシウムとポリアクリル酸ナトリウムを分離すれば、それぞれを有効利用することができ、資源の有効活用が図られる。例えば、分離した酸化マグネシウムを分解してマグネシウムを取り出し、負極１６を再び形成することが可能である。また、分離したポリアクリル酸ナトリウムを電解部１２Ａとして再び利用することも可能である。   If magnesium oxide and sodium polyacrylate are separated, each can be used effectively, and resources can be used effectively. For example, the separated magnesium oxide can be decomposed to remove the magnesium, and the negative electrode 16 can be formed again. In addition, the separated sodium polyacrylate can be used again as the electrolysis unit 12A.

なお、本願発明者が得た知見によれば、電解部１２Ａにおいて、ポリアクリル酸ナトリウムの替わりに、カリウムが結合したカルボキシル基を有する弱酸性陽イオン交換樹脂を用いることも可能である。この場合も、正極１４が、電解部１２Ａに吸収されている水分に浸った状態となることは防止され、正極１４に大気中の酸素を供給し続けることが可能であり、正極１４で（４）式の還元反応は生じず、正極１４において水素が発生することもない。   According to the knowledge obtained by the present inventor, it is also possible to use a weakly acidic cation exchange resin having a carboxyl group to which potassium is bonded in place of sodium polyacrylate in the electrolysis unit 12A. Also in this case, the positive electrode 14 is prevented from being immersed in moisture absorbed by the electrolysis unit 12A, and it is possible to continue supplying oxygen in the atmosphere to the positive electrode 14, and (4 ) Formula does not occur, and hydrogen is not generated at the positive electrode 14.

次に、本発明の第２の実施の形態に係る金属空気電池１Ｂを、図２を参照しつつ以下に説明する。
金属空気電池１Ｂは、容器１０と、電解部１２Ｂと、正極１４と、負極１６と、を有する。金属空気電池１Ｂが有する容器１０、正極１４、負極１６の構成は、金属空気電池１Ａと同じであり、重複する説明を省略する。 Next, a metal-air battery 1B according to a second embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.
The metal-air battery 1 </ b> B includes a container 10, an electrolysis unit 12 </ b> B, a positive electrode 14, and a negative electrode 16. The configurations of the container 10, the positive electrode 14, and the negative electrode 16 included in the metal-air battery 1 </ b> B are the same as those of the metal-air battery 1 </ b> A, and redundant description is omitted.

電解部１２Ｂは以下の構成を有する。
容器１０中には、電解部１２Ｂとして、水分を吸収してゲル状をなす強塩基性陰イオン交換樹脂が収められている。
強塩基性陰イオン交換樹脂は、第４級アンモニウム基を有し、そのイオン選択性の大きさは、ＯＨ−＜ＨＳｉＯ３ −＜ＨＣＯ３ −＜Ｃｌ−＜ＮＯ３ −＜ＳＯ４ ２−である。 The electrolysis unit 12B has the following configuration.
In the container 10, a strongly basic anion exchange resin that absorbs moisture to form a gel is housed as the electrolysis unit 12 </ b> B.
Strongly basic anion exchange resin has a quaternary ammonium group, the size of the ion selectivity, OH - <HSiO 3 - < HCO 3 - <Cl - <NO 3 - <SO 4 2- in is there.

電解部１２Ｂの強塩基性陰イオン交換樹脂に吸収されている水分の量は、この強塩基性陰イオン交換樹脂に外部からの圧力等を加えなければ、強塩基性陰イオン交換樹脂から外に水分が漏れ出ることがない量である。あるいは、電解部１２Ｂの強塩基性陰イオン交換樹脂に吸収されている水分は、この強塩基性陰イオン交換樹脂のみを、例えば、平坦なガラス板上に静置しておいても、強塩基性陰イオン交換樹脂から外に水分が漏れ出ることがない量である。   The amount of moisture absorbed in the strongly basic anion exchange resin of the electrolysis unit 12B is outside the strong basic anion exchange resin unless external pressure or the like is applied to the strong basic anion exchange resin. It is the amount that moisture does not leak out. Alternatively, the moisture absorbed in the strong base anion exchange resin of the electrolysis unit 12B is not limited to the strong base anion exchange resin, for example, even if the strong base anion exchange resin is left standing on a flat glass plate. This is an amount that prevents moisture from leaking out from the anionic ion exchange resin.

電解部１２Ｂが吸収している水分は、電解質（例えば、塩化ナトリウム）を含んでいる必要がある。強塩基性陰イオン交換樹脂に、例えば、塩化ナトリウム水溶液を吸収させることで、電解部１２Ｂが形成されている。電解部１２Ｂが吸収している電解質を含んだ水分が、金属空気電池１Ｂにおける電解液の役割を果たす。   The moisture absorbed by the electrolysis unit 12B needs to contain an electrolyte (for example, sodium chloride). The electrolysis part 12B is formed by making a strongly basic anion exchange resin absorb sodium chloride aqueous solution, for example. Moisture including the electrolyte absorbed by the electrolysis unit 12B plays a role of an electrolyte in the metal-air battery 1B.

容器１０内において、負極１６の周囲は、電解部１２Ｂに接触しており、負極１６の周囲を電解部１２Ｂが支承している。また、負極１６は、正極１４の活性炭１７に直接接触してはいない。
以上が、金属空気電池１Ｂの構成である。 In the container 10, the periphery of the negative electrode 16 is in contact with the electrolysis unit 12 </ b> B, and the electrolysis unit 12 </ b> B supports the periphery of the negative electrode 16. Further, the negative electrode 16 is not in direct contact with the activated carbon 17 of the positive electrode 14.
The above is the configuration of the metal-air battery 1B.

次に、本願発明者が試行錯誤を経て得た知見と考察を交えて、金属空気電池１Ｂが奏する作用効果について説明する。
電解部１２Ｂの強塩基性陰イオン交換樹脂が水分を吸収しており、強塩基性陰イオン交換樹脂に吸収された水分は、強塩基性陰イオン交換樹脂の構造中に捕捉されている。この構造中に捕捉された水分は、水素イオンと水酸イオンとに分かれている。 Next, the effects obtained by the metal-air battery 1 </ b> B will be described in conjunction with knowledge and consideration obtained through trial and error by the inventor of the present application.
The strongly basic anion exchange resin of the electrolysis unit 12B absorbs moisture, and the moisture absorbed by the strongly basic anion exchange resin is trapped in the structure of the strongly basic anion exchange resin. The water trapped in this structure is divided into hydrogen ions and hydroxide ions.

負極１６において、（２）式の酸化反応が生じ、マグネシウムイオンが、電解部１２Ｂに吸収された水分中へ溶出する。そして、マグネシウムがイオン化することによって、電子が負極１６から導線２１Ｂへ流れる。導線２１Ｂへ流れた電子は、負荷２２と導線２１Ａを通って正極１４へ流れる。   In the negative electrode 16, the oxidation reaction of the formula (2) occurs, and magnesium ions are eluted into the moisture absorbed by the electrolysis unit 12 </ b> B. Then, as magnesium is ionized, electrons flow from the negative electrode 16 to the conductive wire 21B. The electrons that have flowed to the conductive wire 21B flow to the positive electrode 14 through the load 22 and the conductive wire 21A.

正極１４では、大気中の酸素が、活性炭１７の表側面１８から取り入れられる。また、正極１４では、電解部１２Ｂに吸収されている水分が、活性炭１７の裏側面１９に接触する電解部１２Ｂから取り入れられる。
なお、電解部１２Ｂに吸収されている水分は、外部からの圧力等を加えなければ、電解部１２Ｂから外に漏れ出ることがない量であるので、正極１４が、電解部１２Ｂに吸収されている水分に浸った状態となることは防止されている。 In the positive electrode 14, oxygen in the atmosphere is taken from the front side surface 18 of the activated carbon 17. In the positive electrode 14, moisture absorbed in the electrolysis unit 12 </ b> B is taken from the electrolysis unit 12 </ b> B that contacts the back side surface 19 of the activated carbon 17.
Since the moisture absorbed in the electrolysis unit 12B is an amount that does not leak out from the electrolysis unit 12B unless external pressure or the like is applied, the positive electrode 14 is absorbed by the electrolysis unit 12B. It is prevented from being immersed in the moisture.

したがって、正極１４では、正極１４に取り入れられた酸素及び水分と、導線２１Ａを通って正極１４へ流れる電子と、によって、（３）式の還元反応が生じる。そして、水酸イオンが、電解部１２Ｂに吸収されている水分中に放出される。このとき、（４）式の還元反応は生じないので、正極１４近傍で水素が発生することはない。   Therefore, in the positive electrode 14, the reduction reaction of the formula (3) occurs due to oxygen and moisture taken into the positive electrode 14 and electrons flowing to the positive electrode 14 through the conducting wire 21 </ b> A. Then, hydroxide ions are released into the moisture absorbed by the electrolysis unit 12B. At this time, since the reduction reaction of the formula (4) does not occur, hydrogen is not generated in the vicinity of the positive electrode 14.

正極１４で生じた水酸イオンは、電解部１２Ｂの強塩基性陰イオン交換樹脂を通って負極１６近傍へ移動し、負極１６から溶出したマグネシウムイオンと結合し、水酸化マグネシウムを形成する。この結果、水酸化マグネシウムが、負極１６上に析出する。
負極１６から溶出するマグネシウムイオンは、正極１４で生じた水酸イオンと、結合し、水酸化マグネシウムを形成していく。このため、電解部１２Ｂに吸収されている水分中で、負極１６から溶出したマグネシウムイオンが飽和することはなく、負極１６からのマグネシウムイオンの溶出が止まることもない。なお、本願発明者は、負極１６上に析出する水酸化マグネシウムが、負極１６における（２）式の酸化反応の妨げにはならないことを、確認している。 Hydroxide ions generated at the positive electrode 14 move to the vicinity of the negative electrode 16 through the strongly basic anion exchange resin of the electrolysis unit 12B, and are combined with magnesium ions eluted from the negative electrode 16 to form magnesium hydroxide. As a result, magnesium hydroxide is deposited on the negative electrode 16.
Magnesium ions eluted from the negative electrode 16 are combined with hydroxide ions generated at the positive electrode 14 to form magnesium hydroxide. For this reason, the magnesium ion eluted from the negative electrode 16 does not saturate in the moisture absorbed by the electrolysis unit 12B, and the elution of the magnesium ion from the negative electrode 16 does not stop. In addition, this inventor has confirmed that the magnesium hydroxide deposited on the negative electrode 16 does not interfere with the oxidation reaction of the formula (2) in the negative electrode 16.

以上述べたことからわかるように、金属空気電池１Ｂの負極１６においては、（２）式の酸化反応が生じる。また、正極１４においては、（３）式の還元反応が生じる。そして、全体として（１）式の反応が生じる。金属空気電池１Ｂは、負極１６のマグネシウムが存在し、電解部１２Ｂが水分を含んでいる限り、放電し続ける。   As can be seen from the above description, the oxidation reaction of the formula (2) occurs in the negative electrode 16 of the metal-air battery 1B. In the positive electrode 14, a reduction reaction of the formula (3) occurs. As a whole, the reaction of the formula (1) occurs. The metal-air battery 1B continues to discharge as long as the magnesium of the negative electrode 16 is present and the electrolysis unit 12B contains moisture.

また、金属空気電池１Ｂにあっては、負極１６がゲル状の電解部１２Ｂに支承されており、負極１６と導線２１Ｂとの接合部に、負極１６と導線２１Ｂとの接続を切り離すような力が働きにくい。したがって、負極１６におけるマグネシウムの溶出が進行し、負極１６が脆く崩壊等しやすくなっても、負極１６と導線２１Ｂとの接続が、負極１６に働く外力等によって切れてしまうことは防止される。あるいは、導線２１Ａや導線２１Ｂを流れる電流密度が大きくなっても、負極１６と導線２１Ｂとの接続が、負極１６に働く外力等によって切れてしまうことは防止される。   Further, in the metal-air battery 1B, the negative electrode 16 is supported by the gel-like electrolysis portion 12B, and a force that disconnects the connection between the negative electrode 16 and the conductive wire 21B at the joint between the negative electrode 16 and the conductive wire 21B. Is hard to work. Therefore, even if elution of magnesium in the negative electrode 16 progresses and the negative electrode 16 becomes brittle and easily collapses, the connection between the negative electrode 16 and the conductive wire 21B is prevented from being disconnected by an external force or the like acting on the negative electrode 16. Or even if the current density which flows through conducting wire 21A or conducting wire 21B becomes large, the connection between negative electrode 16 and conducting wire 21B is prevented from being disconnected by an external force acting on negative electrode 16 or the like.

次に、本発明の第３の実施の形態に係る金属空気電池１Ｃを、図３を参照しつつ以下に説明する。
金属空気電池１Ｃは、容器１０と、電解部１２Ｂと、正極１４と、負極１６と、を有する。金属空気電池１Ｃが有する容器１０、正極１４、負極１６の構成は、金属空気電池１Ａと同じであり、重複する説明を省略する。 Next, a metal-air battery 1C according to a third embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.
The metal-air battery 1 </ b> C includes a container 10, an electrolysis unit 12 </ b> B, a positive electrode 14, and a negative electrode 16. The configurations of the container 10, the positive electrode 14, and the negative electrode 16 included in the metal-air battery 1C are the same as those of the metal-air battery 1A, and redundant description is omitted.

電解部１２Ｃは以下の構成を有する。
容器１０中には、電解部１２Ｃとして、水分を吸収してゲル状をなす寒天が収められている。
電解部１２Ｃのゲル状をなす寒天に吸収されている水分の量は、この寒天に外部からの圧力等を加えなければ、寒天から外に水分が漏れ出ることがない量である。あるいは、電解部１２Ｃのゲル状をなす寒天に吸収されている水分は、この寒天のみを、例えば、平坦なガラス板上に静置しておいても、寒天から外に水分が漏れ出ることがない量である。 The electrolysis unit 12C has the following configuration.
In the container 10, as the electrolysis unit 12C, agar that absorbs moisture and forms a gel is stored.
The amount of water absorbed in the gel-shaped agar of the electrolysis unit 12C is an amount that prevents moisture from leaking out of the agar unless external pressure or the like is applied to the agar. Alternatively, the moisture absorbed in the gel-shaped agar of the electrolysis unit 12C may leak out of the agar even if only this agar is left on a flat glass plate, for example. There is no amount.

電解部１２Ｃが吸収している水分は、電解質（例えば、塩化ナトリウム）を含んでいる必要がある。寒天に、例えば、塩化ナトリウム水溶液を吸収させることで、電解部１２Ｃが形成される。電解部１２Ｃが吸収している電解質を含んだ水分が、金属空気電池１Ｃにおける電解液の役割を果たす。   The moisture absorbed by the electrolysis unit 12C needs to contain an electrolyte (for example, sodium chloride). The electrolysis part 12C is formed by making agar absorb the sodium chloride aqueous solution, for example. Moisture containing the electrolyte absorbed by the electrolysis unit 12C plays the role of the electrolyte in the metal-air battery 1C.

容器１０内において、負極１６の周囲は、電解部１２Ｃに接触しており、負極１６の周囲を電解部１２Ｃが支承している。また、負極１６は、正極１４の活性炭１７に直接接触してはいない。
以上が、金属空気電池１Ｃの構成である。 In the container 10, the periphery of the negative electrode 16 is in contact with the electrolysis unit 12 </ b> C, and the electrolysis unit 12 </ b> C supports the periphery of the negative electrode 16. Further, the negative electrode 16 is not in direct contact with the activated carbon 17 of the positive electrode 14.
The above is the configuration of the metal-air battery 1C.

次に、本願発明者が試行錯誤を経て得た知見と考察を交えて、金属空気電池１Ｃが奏する作用効果について説明する。
負極１６において、（２）式の酸化反応が生じ、マグネシウムイオンが、電解部１２Ｃに吸収された水分中へ溶出する。同時に、マグネシウムがイオン化することによって、電子が負極１６から導線２１Ｂへ流れる。導線２１Ｂへ流れた電子は、さらに負荷２２と導線２１Ａを通って正極１４へ流れる。 Next, the effects obtained by the metal-air battery 1 </ b> C will be described with the knowledge and consideration obtained through trial and error by the inventor of the present application.
In the negative electrode 16, the oxidation reaction of the formula (2) occurs, and magnesium ions are eluted into the water absorbed by the electrolysis unit 12C. At the same time, magnesium ionizes, so that electrons flow from the negative electrode 16 to the conductive wire 21B. The electrons that have flowed to the conducting wire 21B further flow to the positive electrode 14 through the load 22 and the conducting wire 21A.

正極１４では、大気中の酸素が、活性炭１７の表側面１８から取り入れられる。また、正極１４では、電解部１２Ｂに吸収されている水分が、活性炭１７の裏側面１９に接触する電解部１２Ｂから取り入れられる。
なお、電解部１２Ｃのゲル状をなす寒天に吸収されている水分は、外部からの圧力等を加えなければ、電解部１２Ｃのゲル状をなす寒天から外に漏れ出ることがない量である。すなわち、正極１４が、電解部１２Ｃのゲル状をなす寒天に吸収されている水分に浸った状態となることは防止されている。 In the positive electrode 14, oxygen in the atmosphere is taken from the front side surface 18 of the activated carbon 17. In the positive electrode 14, moisture absorbed in the electrolysis unit 12 </ b> B is taken from the electrolysis unit 12 </ b> B that contacts the back side surface 19 of the activated carbon 17.
The moisture absorbed in the gel-like agar of the electrolysis unit 12C is an amount that does not leak out from the gel-like agar of the electrolysis unit 12C unless external pressure or the like is applied. That is, the positive electrode 14 is prevented from being immersed in moisture absorbed in the gel-like agar of the electrolysis unit 12C.

したがって、正極１４に取り入れられた酸素及び水分と、導線２１Ａを通って正極１４へ流れる電子と、によって、（３）式の還元反応が生じ、水酸イオンが生じる。このとき、（４）式の還元反応は生じないので、正極１４近傍で水素が発生することはない。
正極１４で生じた水酸イオンは、電解部１２Ｃが吸収した水分を通って負極１６近傍へ移動し、負極１６から溶出したマグネシウムイオンと結合し、水酸化マグネシウムを形成する。なお、本願発明者は、負極１６上に析出する水酸化マグネシウムが、負極１６における（２）式の酸化反応の妨げにはならないことを、確認している。 Therefore, the oxygen and moisture taken into the positive electrode 14 and the electrons flowing to the positive electrode 14 through the conducting wire 21A cause the reduction reaction of the formula (3) to generate hydroxide ions. At this time, since the reduction reaction of the formula (4) does not occur, hydrogen is not generated in the vicinity of the positive electrode 14.
Hydroxide ions generated at the positive electrode 14 move to the vicinity of the negative electrode 16 through the moisture absorbed by the electrolysis unit 12C, and combine with magnesium ions eluted from the negative electrode 16 to form magnesium hydroxide. In addition, this inventor has confirmed that the magnesium hydroxide deposited on the negative electrode 16 does not interfere with the oxidation reaction of the formula (2) in the negative electrode 16.

以上述べたことからわかるように、金属空気電池１Ｃの負極１６においては、（２）式の酸化反応が生じる。また、正極１４においては、（３）式の還元反応が生じる。そして、全体として（１）式の反応が生じる。金属空気電池１Ｃは、負極１６のマグネシウムが存在し、電解部１２Ｃが水分を含んでいる限り、放電し続ける。   As can be seen from the above description, the oxidation reaction of the formula (2) occurs in the negative electrode 16 of the metal-air battery 1C. In the positive electrode 14, a reduction reaction of the formula (3) occurs. As a whole, the reaction of the formula (1) occurs. The metal-air battery 1C continues to discharge as long as the magnesium of the negative electrode 16 is present and the electrolysis unit 12C contains moisture.

また、金属空気電池１Ｃにあっては、負極１６がゲル状の電解部１２Ｃに支承されており、負極１６と導線２１Ｂとの接合部に、負極１６と導線２１Ｂとの接続を切り離すような力が働きにくい。したがって、負極１６におけるマグネシウムの溶出が進行し、負極１６が脆く崩壊等しやすくなっても、負極１６と導線２１Ｂとの接続が、負極１６に働く外力等によって切れてしまうことは防止される。あるいは、導線２１Ａや導線２１Ｂを流れる電流密度が大きくなっても、負極１６と導線２１Ｂとの接続が、負極１６に働く外力等によって切れてしまうことは防止される。   Further, in the metal-air battery 1C, the negative electrode 16 is supported by the gel-like electrolysis portion 12C, and a force that disconnects the connection between the negative electrode 16 and the conductive wire 21B at the joint between the negative electrode 16 and the conductive wire 21B. Is hard to work. Therefore, even if elution of magnesium in the negative electrode 16 progresses and the negative electrode 16 becomes brittle and easily collapses, the connection between the negative electrode 16 and the conductive wire 21B is prevented from being disconnected by an external force or the like acting on the negative electrode 16. Or even if the current density which flows through conducting wire 21A or conducting wire 21B becomes large, the connection between negative electrode 16 and conducting wire 21B is prevented from being disconnected by an external force acting on negative electrode 16 or the like.

金属空気電池１Ｃにおいて、電解部１２Ｃが、電解質を含んだ水分を吸収した寒天によって形成されているとした。これに替えて、電解部１２Ｃが、電解質を含んだ水分を吸収したゼラチンによって形成されても良いことを、本願発明者は確認している。   In the metal-air battery 1 </ b> C, the electrolysis unit 12 </ b> C is formed of agar that has absorbed moisture including the electrolyte. Instead of this, the inventor of the present application has confirmed that the electrolysis part 12C may be formed of gelatin that has absorbed water containing an electrolyte.

１Ａ、１Ｂ、１Ｃ 金属空気電池
１０ 容器
１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ 電解部
１４ 正極
１６ 負極
１７ 活性炭
１８ 活性炭の表側面
１９ 活性炭の裏側面
２１Ａ、２１Ｂ 導線
２２ 負荷 1A, 1B, 1C Metal-air battery 10 Container 12A, 12B, 12C Electrolytic part 14 Positive electrode 16 Negative electrode 17 Activated carbon 18 Front side of activated carbon 19 Back side of activated carbon 21A, 21B Conductor 22 Load

Claims (3)

大気中に露出する露出面を有して当該露出面から大気中の酸素を取り込み可能に形成された炭素からなる正極と、
マグネシウムからなる負極と、
当該負極と当該正極との間に存在し、水分を吸収してゲル状をなす電解部と、を備えることを特徴とする金属空気電池。 A positive electrode made of carbon having an exposed surface exposed to the atmosphere and capable of taking in oxygen from the air from the exposed surface;
A negative electrode made of magnesium;
A metal-air battery comprising: an electrolysis part that exists between the negative electrode and the positive electrode and absorbs moisture to form a gel. 前記電解部は、ナトリウム又はカリウムが結合したカルボキシル基を有する弱酸性陽イオン交換樹脂によって形成されていることを特徴とする請求項１に記載の金属空気電池。   2. The metal-air battery according to claim 1, wherein the electrolysis part is formed of a weakly acidic cation exchange resin having a carboxyl group to which sodium or potassium is bound. 前記電解部は、強塩基性陰イオン交換樹脂と、寒天と、ゼラチンと、のうちのいずれかによって形成されており、
前記電解部が吸収した水分は、電解質を含んでいることを特徴とする請求項１に記載の金属空気電池。
The electrolysis part is formed of any one of strongly basic anion exchange resin, agar, and gelatin,
The metal-air battery according to claim 1, wherein the moisture absorbed by the electrolysis part includes an electrolyte.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020137557A1 (en) * 2018-12-25 2020-07-02 日本電信電話株式会社 Metal-air battery and production method for air electrode

Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001266961A (en) * 2000-03-24 2001-09-28 Sekisui Chem Co Ltd Air battery
JP2003521795A (en) * 1997-10-06 2003-07-15 レヴェオ・インコーポレーテッド Metal-air fuel cell system using metal-fuel tape
JP2005285745A (en) * 2004-03-04 2005-10-13 Matsushita Electric Ind Co Ltd Square shape air battery
JP2009093983A (en) * 2007-10-11 2009-04-30 Toyota Central R&D Labs Inc Secondary battery
JP2010062073A (en) * 2008-09-05 2010-03-18 Kankyo Kagaku Kenkyusho:Kk Battery using acid electrolyte
JP2011243364A (en) * 2010-05-17 2011-12-01 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Zinc air cell and manufacturing method of zinc air cell
JP2012129048A (en) * 2010-12-15 2012-07-05 Naoyoshi Kachi Air secondary battery
JP2012517075A (en) * 2009-02-06 2012-07-26 ザ ジレット カンパニー Thin metal-air battery
JP2012234799A (en) * 2011-04-18 2012-11-29 Tohoku Univ Magnesium fuel cell
JP2012248529A (en) * 2011-05-30 2012-12-13 Ifg Inc Hybrid hydrogen fuel cell
WO2013137026A1 (en) * 2012-03-16 2013-09-19 合同会社 矢部学術振興会 Fuel element for magnesium-air battery, magnesium-air battery, production method for fuel element for magnesium-air battery, magnesium-air battery system, and use method for magnesium-air battery system
JP2014029818A (en) * 2011-08-23 2014-02-13 Nippon Shokubai Co Ltd Gel electrolyte or negative electrode mixture, and battery using the gel electrolyte or the negative electrode mixture
JP2014035868A (en) * 2012-08-08 2014-02-24 Denso Corp Magnesium secondary battery
JP2014044908A (en) * 2012-08-28 2014-03-13 Sharp Corp Metal-air battery
JP5470666B1 (en) * 2013-09-10 2014-04-16 亮 山村 Air battery
US20140147757A1 (en) * 2012-11-28 2014-05-29 The Government of the United States of America, as represented by the Ssecretary of the Navy Zinc electrodes for batteries

Patent Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003521795A (en) * 1997-10-06 2003-07-15 レヴェオ・インコーポレーテッド Metal-air fuel cell system using metal-fuel tape
JP2001266961A (en) * 2000-03-24 2001-09-28 Sekisui Chem Co Ltd Air battery
JP2005285745A (en) * 2004-03-04 2005-10-13 Matsushita Electric Ind Co Ltd Square shape air battery
JP2009093983A (en) * 2007-10-11 2009-04-30 Toyota Central R&D Labs Inc Secondary battery
JP2010062073A (en) * 2008-09-05 2010-03-18 Kankyo Kagaku Kenkyusho:Kk Battery using acid electrolyte
JP2012517075A (en) * 2009-02-06 2012-07-26 ザ ジレット カンパニー Thin metal-air battery
JP2011243364A (en) * 2010-05-17 2011-12-01 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Zinc air cell and manufacturing method of zinc air cell
JP2012129048A (en) * 2010-12-15 2012-07-05 Naoyoshi Kachi Air secondary battery
JP2012234799A (en) * 2011-04-18 2012-11-29 Tohoku Univ Magnesium fuel cell
JP2012248529A (en) * 2011-05-30 2012-12-13 Ifg Inc Hybrid hydrogen fuel cell
JP2014029818A (en) * 2011-08-23 2014-02-13 Nippon Shokubai Co Ltd Gel electrolyte or negative electrode mixture, and battery using the gel electrolyte or the negative electrode mixture
WO2013137026A1 (en) * 2012-03-16 2013-09-19 合同会社 矢部学術振興会 Fuel element for magnesium-air battery, magnesium-air battery, production method for fuel element for magnesium-air battery, magnesium-air battery system, and use method for magnesium-air battery system
JP2014035868A (en) * 2012-08-08 2014-02-24 Denso Corp Magnesium secondary battery
JP2014044908A (en) * 2012-08-28 2014-03-13 Sharp Corp Metal-air battery
US20140147757A1 (en) * 2012-11-28 2014-05-29 The Government of the United States of America, as represented by the Ssecretary of the Navy Zinc electrodes for batteries
JP5470666B1 (en) * 2013-09-10 2014-04-16 亮 山村 Air battery

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020137557A1 (en) * 2018-12-25 2020-07-02 日本電信電話株式会社 Metal-air battery and production method for air electrode
JP2020102399A (en) * 2018-12-25 2020-07-02 日本電信電話株式会社 Metal-air battery and manufacturing method of air electrode
JP7071643B2 (en) 2018-12-25 2022-05-19 日本電信電話株式会社 Metal-air battery and air electrode manufacturing method

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