JP5598883B2 - マグネシウム空気電池用燃料体、マグネシウム空気電池、マグネシウム空気電池用燃料体の製造方法、マグネシウム空気電池システム、及びマグネシウム空気電池システムの使用方法 - Google Patents
マグネシウム空気電池用燃料体、マグネシウム空気電池、マグネシウム空気電池用燃料体の製造方法、マグネシウム空気電池システム、及びマグネシウム空気電池システムの使用方法 Download PDFInfo
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Description
空気を正極活物質とし、マグネシウムを負極活物質とするマグネシウム空気電池に負極として使用されるマグネシウム空気電池用燃料体であって、
フィルムと、該フィルム上に付着したマグネシウムフィルムと、からロール状に形成されている、
ことを特徴とする。
前記フィルムと、前記マグネシウムフィルムと、前記セパレータと、からロール状に形成されていてもよい。
前記フィルムと、前記マグネシウムフィルムと、前記マグネシウムフィルムを覆い、酸素または水酸基が透過可能な透過フィルムと、からロール状に形成されていてもよい。
本発明の第1の観点に係るマグネシウム空気電池用燃料体と、
空気を正極活物質とする正極と、
前記マグネシウム空気電池用燃料体と前記正極との間に介在する電解質と、
を備えることを特徴とする。
前記電解質が溶解された電解液が、前記炭素フェルトに含浸されていてもよい。
前記中空管は、前記中空管を流れる電解液が、前記中空管の外部に移動するための孔を有してもよい。
空気を正極活物質とし、マグネシウムを負極活物質とするマグネシウム空気電池に負極として使用されるマグネシウム空気電池用燃料体の製造方法であって、
フィルム上にマグネシウムフィルムを付着するステップと、
前記フィルムと、前記マグネシウムフィルムと、をロール状に形成するステップと、
を備えることを特徴とする。
空気を正極活物質とし、マグネシウムを負極活物質とし、マグネシウム空気電池用燃料体が負極として使用されるマグネシウム空気電池システムであって、
供給部と、電池本体部と、巻取部と、駆動部と、を備え、
前記マグネシウム空気電池用燃料体は、フィルムと、該フィルム上に付着したマグネシウムフィルムと、からロール状に形成され、
前記供給部は、前記マグネシウム空気電池用燃料体と連結し、連結した前記マグネシウム空気電池用燃料体のロール軸を中心として回転可能であり、前記マグネシウム空気電池用燃料体を前記電池本体部を介して前記巻取部へ送り出し、
前記電池本体部は、正極と、電解質と、を含み、前記供給部から送り出された前記マグネシウム空気電池用燃料体を負極として、前記正極と協働して発電し、
前記巻取部は、前記電池本体部における発電反応後の前記マグネシウム空気電池用燃料体を巻き取り、前記巻取部から取り外し可能なロール状の使用済燃料体を形成し、
前記駆動部は、前記供給部と、前記巻取部とを回転駆動する、
ことを特徴とする。
前記マグネシウム空気電池用燃料体は、前記電気機器に形成された挿入口に挿入されることにより、前記供給部と連結し、
前記使用済燃料体は、前記電気機器に形成された取出口から取り出すことにより、前記巻取部から取り外し可能であってもよい。
前記駆動部は、電動モータであって、ある電池ユニット群の前記供給部及び前記巻取部を回転駆動する際に、他の電池ユニット群により発電された電気エネルギーを用いてもよい。
空気を正極活物質とし、マグネシウムを負極活物質とし、マグネシウム空気電池用燃料体が負極として使用され、供給部と、電池本体部と、巻取部と、駆動部と、を備えるマグネシウム空気電池システムの使用方法であって、
フィルムと、該導電性フィルム上に付着したマグネシウムフィルムと、からロール状に形成された前記マグネシウム空気電池用燃料体を、前記供給部に連結するステップと、
前記供給部に連結された前記マグネシウム空気電池用燃料体を、前記駆動部によって前記供給部を回転駆動することにより、前記電池本体部を介して前記巻取部に送り出すステップと、
正極と電解質とを含む前記電池本体部において、前記巻取部から送り出された前記マグネシウム空気電池用燃料体を負極として、前記正極と協働して発電するステップと、
前記電池本体部における発電反応後の前記マグネシウム空気電池用燃料体を前記巻取部に巻き取り、ロール状の使用済燃料体を形成するステップと、
形成された前記使用済燃料体を前記巻取部から取り外すステップと、
を備えることを特徴とする。
図1は本実施形態1に係るマグネシウム空気電池用燃料体100を電気機器300が備えるマグネシウム空気電池システム200に使用する例を表す図である。
次に、実施形態2について説明する。上記の実施形態1では、マグネシウム空気電池用燃料体100が、導電性フィルム110と、導電性フィルム110上に付着したマグネシウムフィルム120と、マグネシウムフィルム120を覆う透過フィルム130と、からロール状に形成されている例について説明した。しかし、マグネシウム空気電池用燃料体100の構成はこれに限られない。マグネシウム空気電池用燃料体100の別の構成例として、以下の実施形態2においては、マグネシウムフィルムがセパレータに覆われて、ロール状に形成されている例について説明する。なお、以下の説明において、実施形態1と同様の構成には、同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
次に、実施形態3について説明する。本実施形態3では、実施形態1における電池本体部220の構成例について説明する。なお、以下の説明において、実施形態1と同様の構成には、同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
次に、実施形態4について説明する。本実施形態4では、実施形態3における正極260の変形例について説明する。なお、以下の説明において、実施形態3と同様の構成には、同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
次に、実施形態5について説明する。本実施形態5では、実施形態1に係るマグネシウム空気電池システム200の別の例について説明する。なお、以下の説明において、実施形態1と同様の構成には、同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
以下、本発明に実施例について説明する。本実施例において、マグネシウム空気電池として機能する上記の実施形態の電池本体部220の性能の検証実験を行った。
110 導電性フィルム
120 マグネシウムフィルム
120a マグネシウムフィルム体
130 透過フィルム
140 孔
150 マグネシウム箔
160 セパレータ
200,200a〜200e マグネシウム空気電池システム
210 供給部
220 電池本体部
221 紙フィルター
222 ビーカー
223 電解液
224 クリップ
225 活性炭
226 銅メッシュ
227 支持部
230 巻取部
240 駆動部
250 負極端子
260 正極
261 導電性部材
262 活性炭
263 中空管
264 微小孔
270 炭素フェルト
280 電池ユニット
290a,290b 電池ユニット群
300 電気機器
310 筐体
320 挿入口
330 取出口
410,420 リール
500 使用済燃料体
600 大型電気機器
610 筐体
620 挿入口
630 取出口
700 抵抗器
800 電圧測定器
Claims (16)
- 空気を正極活物質とし、マグネシウムを負極活物質とするマグネシウム空気電池に負極として使用されるマグネシウム空気電池用燃料体であって、
フィルムと、該フィルム上に付着したマグネシウムフィルムと、からロール状に形成されていて、
前記フィルム及び前記マグネシウムフィルムを覆うセパレータをさらに備え、
前記フィルムと、前記マグネシウムフィルムと、前記セパレータと、からロール状に形成されている、
ことを特徴とするマグネシウム空気電池用燃料体。 - 空気を正極活物質とし、マグネシウムを負極活物質とするマグネシウム空気電池に負極として使用されるマグネシウム空気電池用燃料体であって、
フィルムと、該フィルム上に付着したマグネシウムフィルムと、からロール状に形成されていて、
前記フィルムは、導電性であって、
前記フィルムと、前記マグネシウムフィルムと、前記マグネシウムフィルムを覆い、酸素または水酸基が透過可能な透過フィルムと、からロール状に形成されている、
ことを特徴とするマグネシウム空気電池用燃料体。 - 前記マグネシウムフィルムは、前記フィルム上に蒸着により形成されている、
ことを特徴とする請求項1または2に記載のマグネシウム空気電池用燃料体。 - 空気を正極活物質とし、マグネシウムを負極活物質とするマグネシウム空気電池に負極として使用されるマグネシウム空気電池用燃料体であって、
フィルムと、該フィルム上に付着したマグネシウムフィルムと、からロール状に形成されている、
ことを特徴とするマグネシウム空気電池用燃料体と、
空気を正極活物質とする正極と、
前記マグネシウム空気電池用燃料体と前記正極との間に介在する電解質と、
を備え、
前記マグネシウム空気電池用燃料体と前記正極との間に介在する炭素フェルトをさらに備え、
前記電解質が溶解された電解液が、前記炭素フェルトに含浸されている、
ことを特徴とするマグネシウム空気電池。 - 請求項1乃至3のいずれか1項に記載のマグネシウム空気電池用燃料体と、
空気を正極活物質とする正極と、
前記マグネシウム空気電池用燃料体と前記正極との間に介在する電解質と、
を備え、
前記マグネシウム空気電池用燃料体と前記正極との間に介在する炭素フェルトをさらに備え、
前記電解質が溶解された電解液が、前記炭素フェルトに含浸されている、
ことを特徴とするマグネシウム空気電池。 - 前記正極と前記炭素フェルトとの接触面積は、前記マグネシウム空気電池用燃料体と前記炭素フェルトとの接触面積よりも大きい、
ことを特徴とする請求項4または5に記載のマグネシウム空気電池。 - 前記炭素フェルトは、前記マグネシウム空気電池用燃料体の上に配置されている、
ことを特徴とする請求項4乃至6のいずれか1項に記載のマグネシウム空気電池。 - 前記正極は、箱形の導電性部材と、前記導電性部材に収容された活性炭と、を備える、
ことを特徴とする請求項4乃至7のいずれか1項に記載のマグネシウム空気電池。 - 前記マグネシウム空気電池用燃料体の下に、他の前記炭素フェルトを介して他の前記正極が配置されている、
ことを特徴とする請求項8に記載のマグネシウム空気電池。 - 前記正極は、前記電解液が流れる中空管を内部に備え、
前記中空管は、前記中空管を流れる電解液が、前記中空管の外部に移動するための孔を有する、
ことを特徴とする請求項4乃至9のいずれか1項に記載のマグネシウム空気電池。 - 空気を正極活物質とし、マグネシウムを負極活物質とするマグネシウム空気電池に負極として使用されるマグネシウム空気電池用燃料体の製造方法であって、
フィルム上にマグネシウムフィルムを付着するステップと、
前記フィルム及び前記マグネシウムフィルムを覆うセパレータを設けるステップと、
前記フィルムと、前記マグネシウムフィルムと、前記セパレータと、をロール状に形成するステップと、
を備えることを特徴とするマグネシウム空気電池用燃料体の製造方法。 - 空気を正極活物質とし、マグネシウムを負極活物質とするマグネシウム空気電池に負極として使用されるマグネシウム空気電池用燃料体の製造方法であって、
導電性フィルム上にマグネシウムフィルムを付着するステップと、
前記導電性フィルムと、前記マグネシウムフィルムと、前記マグネシウムフィルムを覆い、酸素または水酸基が透過可能な透過フィルムと、をロール状に形成するステップと、
を備えることを特徴とするマグネシウム空気電池用燃料体の製造方法。 - 空気を正極活物質とし、マグネシウムを負極活物質とし、マグネシウム空気電池用燃料体が負極として使用されるマグネシウム空気電池システムであって、
供給部と、電池本体部と、巻取部と、駆動部と、を備え、
前記マグネシウム空気電池用燃料体は、フィルムと、該フィルム上に付着したマグネシウムフィルムと、からロール状に形成され、
前記供給部は、前記マグネシウム空気電池用燃料体と連結し、連結した前記マグネシウム空気電池用燃料体のロール軸を中心として回転可能であり、前記マグネシウム空気電池用燃料体を前記電池本体部を介して前記巻取部へ送り出し、
前記電池本体部は、正極と、電解質と、を含み、前記供給部から送り出された前記マグネシウム空気電池用燃料体を負極として、前記正極と協働して発電し、
前記巻取部は、前記電池本体部における発電反応後の前記マグネシウム空気電池用燃料体を巻き取り、前記巻取部から取り外し可能なロール状の使用済燃料体を形成し、
前記駆動部は、前記供給部と、前記巻取部とを回転駆動し、
前記供給部と、前記電池本体部と、前記巻取部とを含む、複数の電池ユニットから構成される電池ユニット群を複数備え、
前記駆動部は、電動モータであって、ある電池ユニット群の前記供給部及び前記巻取部を回転駆動する際に、他の電池ユニット群により発電された電気エネルギーを用いる、
ことを特徴とするマグネシウム空気電池システム。 - 前記マグネシウム空気電池システムは、電力供給対象である電気機器内部に収容され、
前記マグネシウム空気電池用燃料体は、前記電気機器に形成された挿入口に挿入されることにより、前記供給部と連結し、
前記使用済燃料体は、前記電気機器に形成された取出口から取り出すことにより、前記巻取部から取り外し可能である、
ことを特徴とする請求項13に記載のマグネシウム空気電池システム。 - 空気を正極活物質とし、マグネシウムを負極活物質とし、マグネシウム空気電池用燃料体が負極として使用され、供給部と、電池本体部と、巻取部と、駆動部と、を備えるマグネシウム空気電池システムの使用方法であって、
フィルムと、該フィルム上に付着したマグネシウムフィルムと、前記フィルム及び前記マグネシウムフィルムを覆うセパレータと、からロール状に形成された前記マグネシウム空気電池用燃料体を、前記供給部に連結するステップと、
前記供給部に連結された前記マグネシウム空気電池用燃料体を、前記駆動部によって前記供給部を回転駆動することにより、前記電池本体部を介して前記巻取部に送り出すステップと、
正極と電解質とを含む前記電池本体部において、前記巻取部から送り出された前記マグネシウム空気電池用燃料体を負極として、前記正極と協働して発電するステップと、
前記電池本体部における発電反応後の前記マグネシウム空気電池用燃料体を前記巻取部に巻き取り、ロール状の使用済燃料体を形成するステップと、
形成された前記使用済燃料体を前記巻取部から取り外すステップと、
を備えることを特徴とするマグネシウム空気電池システムの使用方法。 - 空気を正極活物質とし、マグネシウムを負極活物質とし、マグネシウム空気電池用燃料体が負極として使用され、供給部と、電池本体部と、巻取部と、駆動部と、を備えるマグネシウム空気電池システムの使用方法であって、
導電性フィルムと、該導電性フィルム上に付着したマグネシウムフィルムと、前記マグネシウムフィルムを覆い、酸素または水酸基が透過可能な透過フィルムと、からロール状に形成された前記マグネシウム空気電池用燃料体を、前記供給部に連結するステップと、
前記供給部に連結された前記マグネシウム空気電池用燃料体を、前記駆動部によって前記供給部を回転駆動することにより、前記電池本体部を介して前記巻取部に送り出すステップと、
正極と電解質とを含む前記電池本体部において、前記巻取部から送り出された前記マグネシウム空気電池用燃料体を負極として、前記正極と協働して発電するステップと、
前記電池本体部における発電反応後の前記マグネシウム空気電池用燃料体を前記巻取部に巻き取り、ロール状の使用済燃料体を形成するステップと、
形成された前記使用済燃料体を前記巻取部から取り外すステップと、
を備えることを特徴とするマグネシウム空気電池システムの使用方法。
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