JP6902837B2 - Metal-air battery - Google Patents

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Description

本発明は、金属極と充電極と空気極とを備えた金属空気電池に関する。 The present invention relates to a metal-air battery including a metal electrode, a charging electrode and an air electrode.

従来、金属極と充電極と空気極とを備えた金属空気電池が種々提案されている（例えば、特許文献１参照）。 Conventionally, various metal-air batteries having a metal electrode, a charging electrode, and an air electrode have been proposed (see, for example, Patent Document 1).

図２０は、従来の金属空気電池の基本的な構成を示す概略断面図である。 FIG. 20 is a schematic cross-sectional view showing the basic configuration of a conventional metal-air battery.

この金属空気電池１００は、電極活物質となる金属を含む金属極（負極）１０２と、充電正極である充電極１０３と、放電正極である空気極１０４と、金属極１０２と充電極１０３との間及び充電極１０３と空気極１０４との間に設けられたセパレータ（隔膜）１０５とで構成され、筐体１０１内の電解液１０６中に少なくとも一部が浸漬された状態で互いに平行に配置されている。 The metal-air battery 100 includes a metal electrode (negative electrode) 102 containing a metal serving as an electrode active material, a charging electrode 103 which is a charging positive electrode, an air electrode 104 which is a discharging positive electrode, and a metal electrode 102 and a charging electrode 103. It is composed of a separator (diaphragm) 105 provided between the charging electrode 103 and the air electrode 104, and is arranged in parallel with each other in a state where at least a part of the separator (diaphragm) is immersed in the electrolytic solution 106 in the housing 101. ing.

このような構成において、充電極１０３は、厚み方向にのみ連通する細孔を備えている。そのため、充電反応によって発生したガス（酸素）を抜くために、充電極１０３と金属極１０２との間、及び、充電極１０３と空気極１０４との間に、ガス（酸素）を面方向（図２０では上方向）に抜くための電解液１０６の層（液層）１０６ａを持つ必要があった。因みに、図中の１０２ａは金属極集電体、１０３ａは充電極集電体、１０４ａは空気極集電体である。 In such a configuration, the charging electrode 103 includes pores that communicate only in the thickness direction. Therefore, in order to remove the gas (oxygen) generated by the charging reaction, the gas (oxygen) is placed in the plane direction between the charging electrode 103 and the metal electrode 102 and between the charging electrode 103 and the air electrode 104 (FIG. In No. 20, it was necessary to have a layer (liquid layer) 106a of the electrolytic solution 106 for drawing upward). Incidentally, in the figure, 102a is a metal pole current collector, 103a is a charging pole current collector, and 104a is an air pole current collector.

特開２０１５−２０４０号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2015-2040

しかし、このような構成の金属空気電池１００では、充放電サイクルに伴い、負極である金属極（例えば、金属亜鉛負極）１０２が膨張して液層１０５ａ部分を押し潰し、液層１０５ａ部分が塞がってしまうといった問題があった。つまり、発生したガス（酸素）を面方向に抜くためのスペースが無くなってしまうといった問題があった。その結果、充電反応が妨げられて、電池寿命が短くなっていた。 However, in the metal-air battery 100 having such a configuration, the metal electrode (for example, metal zinc negative electrode) 102, which is the negative electrode, expands and crushes the liquid layer 105a portion with the charge / discharge cycle, and the liquid layer 105a portion is closed. There was a problem that it would end up. That is, there is a problem that there is no space for exhausting the generated gas (oxygen) in the plane direction. As a result, the charging reaction was hindered and the battery life was shortened.

本発明はかかる問題点を解決すべく創案されたもので、その目的は、発生したガス（酸素）を抜く領域を充電極に設けることで、液層が無くても（若しくは、金属極が膨張して液層が押し潰されても）、発生したガス（酸素）を抜くことができる金属空気電池を提供することにある。 The present invention was devised to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a region for removing the generated gas (oxygen) in the charging electrode, so that the metal electrode expands even if there is no liquid layer (or the metal electrode expands). The purpose of the present invention is to provide a metal-air battery capable of removing the generated gas (oxygen) even if the liquid layer is crushed.

上記課題を解決するため、本発明の金属空気電池は、金属極と充電極と空気極とを備えた金属空気電池であって、前記充電極は、充電反応を促進する充電領域と、前記充電反応によって発生したガスを排出する排出領域とを備え、前記充電領域は、多数の微細な孔を有する第１部材によって形成され、前記排出領域は、多数の微細な孔を有する第２部材によって形成されており、前記第２部材の前記孔の孔径は、前記第１部材の前記孔の孔径より大きいことを特徴としている。また、前記充電領域は、前記金属極と前記排出領域との間に位置していることが好ましい。 In order to solve the above problems, the metal-air battery of the present invention is a metal-air battery having a metal electrode, a charging electrode, and an air electrode, and the charging electrode has a charging region for promoting a charging reaction and the charging. The charging region includes a discharge region for discharging the gas generated by the reaction, the charging region is formed by a first member having a large number of fine holes, and the discharge region is formed by a second member having a large number of fine holes. The hole diameter of the hole of the second member is larger than the hole diameter of the hole of the first member . Further, the charging region is preferably located between the metal electrode and the discharging region.

また、前記第１部材の前記孔の孔径は、５０μｍ〜１ｍｍであり、前記第２部材の前記孔の孔径は、８００μｍ〜５ｍｍであることが好ましい。 Further, the hole diameter of the hole of the first member is preferably 50 μm to 1 mm, and the hole diameter of the hole of the second member is preferably 800 μm to 5 mm.

また、前記第１部材の前記孔に対する前記第２部材の前記孔の比率は、１．０より大きく１００以下、より好ましくは１．６〜１２．５であることが好ましい。 The ratio of the holes of the second member to the holes of the first member is more than 1.0 and 100 or less, more preferably 1.6 to 12.5.

また、前記第２部材の厚みは、前記第１部材の厚みより厚い構成としてもよい。 Further, the thickness of the second member may be thicker than the thickness of the first member.

また、前記第１部材の厚みは、０．０５ｍｍ〜１．０ｍｍであり、前記第２部材の厚みは、０．５ｍｍ〜５．０ｍｍであることが好ましい。 The thickness of the first member is preferably 0.05 mm to 1.0 mm, and the thickness of the second member is preferably 0.5 mm to 5.0 mm.

また、前記第１部材の厚みに対する前記第２部材の厚みの比率は、１．０より大きく１００以下、より好ましくは２〜２０であることが好ましい。 The ratio of the thickness of the second member to the thickness of the first member is more than 1.0 and 100 or less, more preferably 2 to 20.

また、前記第１部材の前記孔は、前記充電極が接触する前記金属極の接触表面に対して少なくとも直交する方向に開口し、前記第２部材の前記孔は、前記充電極が接触する前記金属極の接触表面に対して直交する方向及び平行な方向を含む方向（三次元方向）に開口している構成としてもよい。 Further, the hole of the first member is opened in a direction at least orthogonal to the contact surface of the metal electrode with which the charging electrode is in contact, and the hole of the second member is contacted with the charging electrode. It may be configured to open in a direction (three-dimensional direction) including a direction orthogonal to the contact surface of the metal electrode and a direction parallel to the contact surface.

また、前記第２部材は、前記充電反応によって発生した前記ガスを排出する少なくとも一方の端部が開放された１または複数本の溝部を有する構成としてもよい。 Further, the second member may have one or a plurality of grooves in which at least one end of discharging the gas generated by the charging reaction is open.

また、前記溝部には、対向する辺に、前記ガスの排出方向に向かって傾斜した複数の突起部が形成された構成としてもよい。 Further, the groove portion may have a configuration in which a plurality of protrusions inclined in the gas discharge direction are formed on opposite sides.

また、対向する前記複数の突起部は、前記排出方向に沿って互い違いに形成された構成としてもよい。 Further, the plurality of protruding portions facing each other may be formed alternately along the discharge direction.

また、前記溝部は、前記ガスの排出方向に対して斜めに傾斜して設けられた構成としてもよい。 Further, the groove portion may be provided so as to be inclined obliquely with respect to the gas discharge direction.

また、前記第２部材は、連続する凹凸形状に屈曲形成されることにより、前記充電反応によって発生した前記ガスを排出する方向に開放された１または複数の溝部を有する板状体からなり、前記板状体には、前記ガスを排出する方向に直交する面方向に多数の貫通孔が形成された構成としてもよい。 Further, the second member is made of a plate-like body having one or a plurality of grooves opened in a direction of discharging the gas generated by the charging reaction by being bent and formed into a continuous concave-convex shape. The plate-shaped body may have a configuration in which a large number of through holes are formed in a plane direction orthogonal to the gas discharge direction.

また、前記第２部材は、三次元格子構造の構造体としてもよい。 Further, the second member may be a structure having a cubic lattice structure.

また、前記三次元格子構造は、三角格子構造、四角格子構造、ハニカム格子構造、ダイヤモンド格子構造のいずれか一つの構造としてもよい。 Further, the three-dimensional lattice structure may be any one of a triangular lattice structure, a cubic lattice structure, a honeycomb lattice structure, and a diamond lattice structure.

また、前記第１部材は、電子伝導性の多孔質材料によって形成され、前記第２部材は、電子伝導性または絶縁性の多孔質材料によって形成された構成としてもよい。 Further, the first member may be formed of an electron-conducting porous material, and the second member may be formed of an electron-conducting or insulating porous material.

また、前記金属極と前記充電極との間、及び、前記充電極と前記空気極との間にそれぞれ隔膜が介装された構成としてもよい。 Further, a diaphragm may be interposed between the metal electrode and the charging electrode, and between the charging electrode and the air electrode, respectively.

本発明の金属空気電池は、充電極を、金属極との間で充電反応を促進する充電領域と、充電反応によって発生したガスを排出する排出領域とを備えた構成としたので、発生したガス（酸素）を排出領域において電池筐体外部に排出することが可能となる。これにより、従来の金属空気電池のような液層が無くても、若しくは金属極が膨張して液層が押し潰されても、充電極の排出領域からガス（酸素）を抜くことができるので、良好な充放電反応を維持することができる。また、金属空気電池の長寿命化を図ることができる。 Since the metal-air battery of the present invention has a charging electrode having a charging region for promoting a charging reaction with the metal electrode and an discharging region for discharging the gas generated by the charging reaction, the generated gas. (Oxygen) can be discharged to the outside of the battery housing in the discharge region. As a result, even if there is no liquid layer like a conventional metal-air battery, or even if the metal electrode expands and the liquid layer is crushed, gas (oxygen) can be discharged from the discharge region of the charging electrode. , A good charge / discharge reaction can be maintained. In addition, the life of the metal-air battery can be extended.

本発明の実施形態１に係る金属空気電池の構成を示す概略断面図である。It is a schematic cross-sectional view which shows the structure of the metal-air battery which concerns on Embodiment 1 of this invention. 実施形態１に係る金属空気電池の充電極の部分を拡大して示す概略断面図である。It is schematic cross-sectional view which shows the part of the charging electrode of the metal-air battery which concerns on Embodiment 1 enlarged. 図２のＡ−Ａ線断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 実施形態２に係る充電極の斜視図である。It is a perspective view of the charging electrode which concerns on Embodiment 2. FIG. 実施形態２に係る充電極を第２部材側から見た平面図である。FIG. 5 is a plan view of the charging electrode according to the second embodiment as viewed from the second member side. 実施形態３に係る充電極の斜視図である。It is a perspective view of the charging electrode which concerns on Embodiment 3. FIG. 実施形態３に係る充電極を第２部材側から見た平面図である。FIG. 5 is a plan view of the charging electrode according to the third embodiment as viewed from the second member side. 実施形態４に係る充電極の斜視図である。It is a perspective view of the charging electrode which concerns on Embodiment 4. FIG. 実施形態４に係る充電極を第２部材側から見た平面図である。FIG. 5 is a plan view of the charging electrode according to the fourth embodiment as viewed from the second member side. 実施形態５に係る充電極の斜視図である。It is a perspective view of the charging electrode which concerns on embodiment 5. 実施形態５に係る充電極を第２部材側から見た平面図である。FIG. 5 is a plan view of the charging electrode according to the fifth embodiment as viewed from the second member side. 実施形態６に係る充電極の斜視図である。It is a perspective view of the charging electrode which concerns on Embodiment 6. 実施形態６に係る充電極を第２部材側から見た平面図である。FIG. 5 is a plan view of the charging electrode according to the sixth embodiment as viewed from the second member side. 実施形態７に係る充電極の斜視図である。It is a perspective view of the charging electrode which concerns on Embodiment 7. 実施形態７に係る充電極を第２部材側から見た平面図である。FIG. 5 is a plan view of the charging electrode according to the seventh embodiment as viewed from the second member side. 実施形態８に係る充電極の斜視図である。It is a perspective view of the charging electrode which concerns on Embodiment 8. 実施形態８に係る充電極を第２部材側から見た平面図である。FIG. 5 is a plan view of the charging electrode according to the eighth embodiment as viewed from the second member side. 実施形態９に係る金属空気電池の構成を示す概略断面図である。It is a schematic cross-sectional view which shows the structure of the metal-air battery which concerns on Embodiment 9. 実施形態９に係る金属空気電池の充電極の部分を拡大して示す概略断面図である。It is the schematic sectional drawing which shows the part of the charging electrode of the metal-air battery which concerns on embodiment 9 in an enlarged manner. 従来の金属空気電池の構成を示す概略断面図である。It is a schematic cross-sectional view which shows the structure of the conventional metal-air battery.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

＜実施形態１＞
図１は、本発明の実施形態１に係る金属空気電池の構成を示す概略断面図である。 <Embodiment 1>
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the metal-air battery according to the first embodiment of the present invention.

実施形態１に係る金属空気電池１は、電極活物質となる金属を含む金属極（負極）１２と、充電正極である充電極１３と、放電正極である空気極１４とで構成され、筐体（電池筐体）１０内において、互いに密着して平行に配置された３極方式の金属空気二次電池である。図１に示すように、実施形態１に係る金属空気電池１では、電解液による液層は存在せず、その代わり、電解液は、金属極１２、充電極１３及び空気極１４に湿潤した状態で浸漬されている。因みに、図中の１２ａは金属極集電体、１４ａは空気極集電体である。 The metal-air battery 1 according to the first embodiment is composed of a metal electrode (negative electrode) 12 containing a metal serving as an electrode active material, a charging electrode 13 which is a charging positive electrode, and an air electrode 14 which is a discharging positive electrode. (Battery housing) A three-pole metal-air secondary battery arranged in close contact with each other and parallel to each other in 10. As shown in FIG. 1, in the metal-air battery 1 according to the first embodiment, the liquid layer due to the electrolytic solution does not exist, and instead, the electrolytic solution is wetted with the metal electrode 12, the charging electrode 13, and the air electrode 14. Soaked in. Incidentally, 12a in the figure is a metal pole current collector, and 14a is an air pole current collector.

すなわち、実施形態１に係る金属空気電池１は、金属極１２、充電極１３、空気極１４が筐体１０内で密着して配置されており、各極間に電解液による液層の無い構造となっている。これにより、充放電サイクルに伴う金属極１２の膨張を抑える（すなわち、体積変化しにくい）構造を実現している。 That is, the metal-air battery 1 according to the first embodiment has a structure in which the metal pole 12, the charging pole 13, and the air pole 14 are arranged in close contact with each other in the housing 10, and there is no liquid layer due to the electrolytic solution between the poles. It has become. As a result, a structure that suppresses the expansion of the metal electrode 12 due to the charge / discharge cycle (that is, the volume does not change easily) is realized.

この金属空気電池１は、例えば、亜鉛空気電池、リチウム空気電池、ナトリウム空気電池、カルシウム空気電池、マグネシウム空気電池、アルミニウム空気電池、鉄空気電池などである。 The metal-air battery 1 is, for example, a zinc-air battery, a lithium-air battery, a sodium-air battery, a calcium-air battery, a magnesium-air battery, an aluminum-air battery, an iron-air battery, or the like.

実施形態１に係る金属空気電池１では、図１に示すように、空気極１４と金属極１２との間に充電極１３が配置されている。そして、放電時には、空気極１４と金属極１２との間での放電を充電極１３が阻害することなく行い、充電時には、充電極１３と金属極１２との間で充電を行う構成となっている。 In the metal-air battery 1 according to the first embodiment, as shown in FIG. 1, a charging electrode 13 is arranged between the air electrode 14 and the metal electrode 12. Then, at the time of discharging, the charging electrode 13 discharges between the air electrode 14 and the metal electrode 12 without being hindered, and at the time of charging, charging is performed between the charging electrode 13 and the metal electrode 12. There is.

なお、図１では、金属極１２の両面側にそれぞれ充電極１３と空気極１４とを設けているが、金属極１２のいずれか片側の表面にのみ充電極１３と空気極１４とを設ける構成であってもよい。つまり、両面、片面を問わず、金属極１２、充電極１３、空気極１４の順に配置されていればよい。 In FIG. 1, the charging pole 13 and the air pole 14 are provided on both side surfaces of the metal pole 12, but the charging pole 13 and the air pole 14 are provided only on the surface of either one of the metal poles 12. May be. That is, regardless of whether it is on both sides or one side, the metal pole 12, the charging pole 13, and the air pole 14 may be arranged in this order.

次に、金属空気電池１を構成する各部材について具体的に説明する。 Next, each member constituting the metal-air battery 1 will be specifically described.

（筐体１０の説明）
筐体１０は、その内部に電解液を湿潤した金属極１２、充電極１３、空気極１４を収納する槽である。筐体１０を構成する材料は、電解液に対して耐腐食性を有する材料であれば特に限定されず、例えば、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリ酢酸ビニル、ＡＢＳ樹脂、塩化ビニリデン、ポリアセタール、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリイソブチレン、フッ素樹脂、エポキシ樹脂などである。 (Explanation of housing 10)
The housing 10 is a tank for accommodating a metal pole 12, a charging pole 13, and an air pole 14 in which an electrolytic solution is moistened. The material constituting the housing 10 is not particularly limited as long as it is a material having corrosion resistance to an electrolytic solution, and is, for example, polyvinyl chloride (PVC), polyvinyl acetate, ABS resin, vinylidene chloride, polyacetal, polyethylene. , Polypropylene, polyisobutylene, fluororesin, epoxy resin, etc.

筐体１０は、その側面に放電反応に必要な空気を取り込むための開口部１０ａを備えている。また、充電時に発生するガス（酸素）を排出するための開口部を備えていてもよい。開口部１０ａには、湿潤している電解液の漏液を抑制するため、撥水性の多孔質シートを配置してもよい。 The housing 10 is provided with an opening 10a on its side surface for taking in air required for a discharge reaction. Further, it may be provided with an opening for discharging the gas (oxygen) generated during charging. A water-repellent porous sheet may be arranged in the opening 10a in order to suppress leakage of the wet electrolytic solution.

（空気極１４の説明）
空気極１４は、空気極触媒を有しかつ放電正極となる多孔性の電極である。また、空気極１４は、多孔性のガス拡散層と、ガス拡散層上に設けられた多孔性の空気極触媒層とを有していてもよい。 (Explanation of air pole 14)
The air electrode 14 is a porous electrode having an air electrode catalyst and serving as a discharge positive electrode. Further, the air electrode 14 may have a porous gas diffusion layer and a porous air electrode catalyst layer provided on the gas diffusion layer.

空気極１４では、電解液としてアルカリ性水溶液を使用する場合、空気極触媒上において電解液などから供給される水と、大気から供給される酸素ガスと、電子とが反応し水酸化物イオン（ＯＨ−）を生成する放電反応が起こる。つまり、空気極１４において、酸素（気相）、水（液相）、電子伝導体（固相）が共存する三相界面において放電反応が進行する。 In the air electrode 14, when an alkaline aqueous solution is used as the electrolytic solution, water supplied from the electrolytic solution or the like, oxygen gas supplied from the atmosphere, and electrons react on the air electrode catalyst to react with hydroxide ions (OH). A discharge reaction occurs that produces −). That is, at the air electrode 14, the discharge reaction proceeds at the three-phase interface where oxygen (gas phase), water (liquid phase), and electron conductor (solid phase) coexist.

［化１］
Ｏ2 ＋ ２Ｈ2Ｏ ＋ ４ｅ- → ４ＯＨ- [Chemical 1]
O 2 + 2H 2 O + 4e - → 4OH -

また、空気極１４は、大気に含まれる酸素ガスが拡散できるように設けられる。例えば、空気極１４は、少なくとも空気極１４の表面の一部が大気に曝されるように設けることができる。図１に示した金属空気電池１では、筐体１０に開口部１０ａを設けており、開口部１０ａを介して大気に含まれる酸素ガスが空気極１４中に拡散できる。なお、この開口部１０ａを介して空気極１４に水を供給してもよい。 Further, the air electrode 14 is provided so that the oxygen gas contained in the atmosphere can be diffused. For example, the air electrode 14 can be provided so that at least a part of the surface of the air electrode 14 is exposed to the atmosphere. In the metal-air battery 1 shown in FIG. 1, an opening 10a is provided in the housing 10, and oxygen gas contained in the atmosphere can be diffused into the air electrode 14 through the opening 10a. Water may be supplied to the air electrode 14 through the opening 10a.

空気極触媒層は、例えば、導電性の多孔性担体と、多孔性担体に担持された空気極触媒とを含んでいてもよい。これにより、空気極触媒上において、酸素ガスと水と電子とが共存する三相界面を形成することが可能になり、放電反応を進行させることができる。また、空気極触媒層は、バインダーを含んでも良く、バインダーとして撥水樹脂を含有していてもよい。撥水樹脂をバインダーとして使用することで、空気極１４を介した電解液の漏洩を抑制することができる。撥水樹脂は、例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）である。 The air electrode catalyst layer may include, for example, a conductive porous carrier and an air electrode catalyst supported on the porous carrier. This makes it possible to form a three-phase interface in which oxygen gas, water, and electrons coexist on the air electrode catalyst, and the discharge reaction can proceed. Further, the air electrode catalyst layer may contain a binder, and may contain a water-repellent resin as the binder. By using the water-repellent resin as a binder, leakage of the electrolytic solution through the air electrode 14 can be suppressed. The water repellent resin is, for example, polytetrafluoroethylene (PTFE).

また、空気極触媒層とガス拡散層とから構成される空気極１４は、空気極触媒を担持した多孔性担体を撥水性の多孔性基材（ガス拡散層）に塗布、あるいは、積層することにより作製されていてもよい。また、ガス拡散層は、空気極集電体として機能してもよい。この場合、ガス拡散層は、例えば、撥水樹脂により表面処理されたカーボンペーパーやカーボンクロス、あるいは、カーボンブラックと撥水樹脂からなる多孔性シートである。撥水樹脂は、電解液の漏洩を防ぐために設けられ、気液分離機能を有する。すなわち、電解液が筐体１０から漏洩するのを防ぎ、かつ空気極触媒層への酸素ガスの供給を妨げない。 Further, in the air electrode 14 composed of an air electrode catalyst layer and a gas diffusion layer, a porous carrier carrying an air electrode catalyst is applied or laminated on a water-repellent porous base material (gas diffusion layer). It may be produced by. Further, the gas diffusion layer may function as an air electrode current collector. In this case, the gas diffusion layer is, for example, carbon paper or carbon cloth surface-treated with a water-repellent resin, or a porous sheet made of carbon black and a water-repellent resin. The water-repellent resin is provided to prevent leakage of the electrolytic solution and has a gas-liquid separation function. That is, it prevents the electrolytic solution from leaking from the housing 10 and does not interfere with the supply of oxygen gas to the air electrode catalyst layer.

一方、空気極１４は、空気極触媒層、ガス拡散層に加え、空気極集電体を更に備えていてもよい。この場合、ガス拡散層は、絶縁性の多孔性撥水樹脂シートを用いることができる。また、空気極集電体としては、多孔性でかつ電子伝導性を有する材料であることが望ましい。電解液としてアルカリ性水溶液を使用する場合、耐腐食性の観点から、ニッケル、あるいは、ステンレスなどの金属素材の表面に対してニッケルメッキを施した材料を使用することが望ましい。メッシュ、エキスパンドメタル、パンチングメタル、金属粒子や金属繊維の焼結体、発泡金属などを使用することで空気極集電体を多孔性とすることができる。
また、空気極１４は、図示しない空気極端子と電気的に接続することができる。これにより、空気極触媒層で生じた電荷を図示しない外部回路へと取り出すことができる。 On the other hand, the air electrode 14 may further include an air electrode current collector in addition to the air electrode catalyst layer and the gas diffusion layer. In this case, an insulating porous water-repellent resin sheet can be used as the gas diffusion layer. Further, as the air electrode current collector, it is desirable that the material is porous and has electron conductivity. When an alkaline aqueous solution is used as the electrolytic solution, it is desirable to use nickel or a material in which the surface of a metal material such as stainless steel is nickel-plated from the viewpoint of corrosion resistance. The air electrode current collector can be made porous by using a mesh, an expanded metal, a punching metal, a sintered body of metal particles or metal fibers, a foamed metal, or the like.
Further, the air electrode 14 can be electrically connected to an air electrode terminal (not shown). As a result, the electric charge generated in the air electrode catalyst layer can be taken out to an external circuit (not shown).

（充電極１３の説明）
充電極１３は、充電正極として働く多孔性の電極である。充電極１３では、電解液としてアルカリ性水溶液を使用する場合、水酸化物イオン（ＯＨ−）から酸素と水と電子とが生成される反応が起こる（充電反応）。つまり、充電極１３において、酸素（気相）、水（液相）、電子伝導体（固相）が共存する三相界面において充電反応が進行する。 (Explanation of charging pole 13)
The charging electrode 13 is a porous electrode that acts as a charging positive electrode. At the charging electrode 13, when an alkaline aqueous solution is used as the electrolytic solution, a reaction occurs in which oxygen, water, and electrons are generated from hydroxide ions (OH−) (charging reaction). That is, at the charging electrode 13, the charging reaction proceeds at the three-phase interface where oxygen (gas phase), water (liquid phase), and electron conductor (solid phase) coexist.

［化２］
４ＯＨ- → Ｏ2 ＋ ２Ｈ2Ｏ ＋ ４ｅ- [Chemical 2]
4OH - → O 2 + 2H 2 O + 4e -

また、充電極１３は、充電反応の進行により生成する酸素ガスが拡散できるように設けられる。例えば、充電極１３は、少なくとも充電極の一部が外気と連通するように設けることができる。図１に示した金属空気電池１では、筐体１０の上部が外気と連通しており、充電反応の進行により生成した酸素は、多孔性の充電極１３の細孔中を拡散し、筐体１０の上部より、外気に排出される。 Further, the charging electrode 13 is provided so that the oxygen gas generated by the progress of the charging reaction can be diffused. For example, the charging electrode 13 can be provided so that at least a part of the charging electrode communicates with the outside air. In the metal-air battery 1 shown in FIG. 1, the upper part of the housing 10 communicates with the outside air, and oxygen generated by the progress of the charging reaction diffuses in the pores of the porous charging pole 13 and the housing. It is discharged to the outside air from the upper part of 10.

充電極１３は、多孔性でかつ電子伝導性を有する材料であることが望ましい。電解液としてアルカリ性水溶液を使用する場合、耐腐食性、充電反応に対する触媒能の観点から、ニッケル、あるいは、ステンレスなどの金属素材の表面に対してニッケルメッキを施した材料を使用することが望ましい。充電極として、メッシュ、エキスパンドメタル、パンチングメタル、金属粒子や金属繊維の焼結体、発泡金属などを使用することで充電極１３を多孔性とすることができる。また、充電極１３は、表面に充電反応を促進する触媒粒子を更に備えていてもよい。 It is desirable that the charging electrode 13 is a material having porousness and electron conductivity. When an alkaline aqueous solution is used as the electrolytic solution, it is desirable to use a material in which the surface of a metal material such as nickel or stainless steel is nickel-plated from the viewpoint of corrosion resistance and catalytic ability for a charging reaction. The charging electrode 13 can be made porous by using a mesh, an expanded metal, a punching metal, a sintered body of metal particles or metal fibers, a foamed metal, or the like as the charging electrode. Further, the charging electrode 13 may be further provided with catalyst particles that promote the charging reaction on the surface.

一方、充電極１３は、充電極集電体を更に備えていてもよい。充電極集電体としては、多孔性でかつ電子伝導性を有する材料であることが望ましい。 On the other hand, the charging pole 13 may further include a charging pole current collector. As the charging electrode current collector, it is desirable that the material is porous and has electron conductivity.

また、充電極１３は、図示しない充電極端子と電気的に接続することができる。これにより、充電反応に必要となる電荷を図示しない外部回路から充電極１３へ供給することができる。 Further, the charging pole 13 can be electrically connected to a charging pole terminal (not shown). As a result, the electric charge required for the charging reaction can be supplied to the charging electrode 13 from an external circuit (not shown).

（金属極１２の説明）
金属極（以下、金属負極ともいう。）１２は、金属元素を含む活物質からなる電極であり、放電時には活物質の酸化反応が、充電時には還元反応が起こる。金属元素としては、亜鉛、リチウム、ナトリウム、カルシウム、マグネシウム、アルミニウム、鉄などが用いられる。金属元素が亜鉛である場合、放電時には、下記の金属亜鉛の還元反応が起こる。 (Explanation of metal pole 12)
The metal electrode (hereinafter, also referred to as a metal negative electrode) 12 is an electrode made of an active material containing a metal element, and an oxidation reaction of the active material occurs during discharge and a reduction reaction occurs during charging. As the metal element, zinc, lithium, sodium, calcium, magnesium, aluminum, iron and the like are used. When the metal element is zinc, the following reduction reaction of metallic zinc occurs at the time of discharge.

［化３］
Ｚｎ ＋ ４ＯＨ- → Ｚｎ（ＯＨ）４2- ＋ ２ｅ-
Ｚｎ ＋ ２ＯＨ- → ＺｎＯ ＋ Ｈ2Ｏ ＋ ２ｅ-
Ｚｎ ＋ ２ＯＨ- → Ｚｎ（ＯＨ）2 ＋ ２ｅ- [Chemical 3]
Zn + 4OH - → Zn (OH ) 4 2- + 2e -
Zn + 2OH - → ZnO + H 2 O + 2e -
Zn + 2OH - → Zn (OH ) 2 + 2e -

すなわち、亜鉛が酸化した結果、電解液中にジンケートイオンとして溶解する場合と、直接酸化亜鉛や水酸化亜鉛が生成する場合とがある。なお、ここで生成したジンケートイオンは下記の化学式により酸化亜鉛や水酸化亜鉛として電解液中で析出することがある。 That is, as a result of zinc oxidation, it may be dissolved as zincate ions in the electrolytic solution, or zinc oxide or zinc hydroxide may be directly produced. The zincate ions generated here may be precipitated in the electrolytic solution as zinc oxide or zinc hydroxide according to the following chemical formula.

［化４］
Ｚｎ（ＯＨ）4 2- → ＺｎＯ ＋ ２ＯＨ- ＋ Ｈ2Ｏ
Ｚｎ（ＯＨ）4 2- → Ｚｎ（ＯＨ）2 ＋ ２ＯＨ- [Chemical 4]
Zn (OH) 4 2- → ZnO + 2OH - + H 2 O
Zn (OH) 4 2- → Zn (OH) 2 + 2OH -

一方、充電時には、下記の金属亜鉛への還元反応が起こる。 On the other hand, during charging, the following reduction reaction to metallic zinc occurs.

［化５］
Ｚｎ（ＯＨ）4 2- ＋ ２ｅ- → Ｚｎ ＋ ４ＯＨ-
ＺｎＯ ＋ Ｈ2Ｏ ＋ ２ｅ- → Ｚｎ ＋ ２ＯＨ-
Ｚｎ（ＯＨ）2 ＋ ２ｅ- → Ｚｎ ＋ ２ＯＨ- [Chemical 5]
Zn (OH) 4 2- + 2e - → Zn + 4OH -
ZnO + H 2 O + 2e - → Zn + 2OH -
Zn (OH) 2 + 2e - → Zn + 2OH -

すなわち、電解液中に溶解しているジンケートイオンの還元により亜鉛が生成する場合と、酸化亜鉛や水酸化亜鉛が直接亜鉛へと還元する場合とがある。 That is, there are cases where zinc is produced by reduction of zincate ions dissolved in the electrolytic solution, and cases where zinc oxide and zinc hydroxide are directly reduced to zinc.

以上のように、放電反応、充電反応ともに活物質（亜鉛）に加え、水酸化物イオン（ＯＨ−）が関わる反応が起こるため、金属極１２は活物質と水酸化物イオン（ＯＨ−）の伝導パスとして働く電解液が効率的に接する構造でなければならない。例えば、金属極１２を活物質粒子からなる多孔性の電極とすることで、活物質粒子の粒子間の空隙に電解液が浸透するため、活物質粒子と電解液との接触界面を広げることができる。また、金属極１２は更にバインダーを含んでいてもよい。バインダーを含むことで、活物質同士を結着させることが可能となる。 As described above, in both the discharge reaction and the charge reaction, a reaction involving hydroxide ion (OH−) occurs in addition to the active material (zinc), so that the metal electrode 12 is composed of the active material and hydroxide ion (OH−). The structure must be such that the electrolyte that acts as a conduction path is in efficient contact. For example, by using the metal electrode 12 as a porous electrode made of active material particles, the electrolytic solution permeates into the voids between the active material particles, so that the contact interface between the active material particles and the electrolytic solution can be widened. it can. Further, the metal pole 12 may further contain a binder. By including the binder, it becomes possible to bind the active materials to each other.

また、活物質は、還元状態の金属であってもよいし、酸化状態の金属であってもよい。い金属元素が亜鉛である場合、還元状態では金属亜鉛、酸化状態では酸化亜鉛である。 Further, the active material may be a metal in a reduced state or a metal in an oxidized state. When the metal element is zinc, it is metallic zinc in the reduced state and zinc oxide in the oxidized state.

一方、金属極１２は、金属負極集電体を更に備えていてもよい。金属負極集電体としては、多孔性でかつ電子伝導性を有する材料であることが望ましい。自己腐食抑制の観点から水素過電圧の高い材料、もしくは、ステンレスなどの金属素材の表面に対して水素過電圧の高い材料によるメッキを施した材料を使用することが望ましい。メッシュ、エキスパンドメタル、パンチングメタル、金属粒子や金属繊維の焼結体、発泡金属などを使用することで、金属負極集電体を多孔性とすることができる。 On the other hand, the metal electrode 12 may further include a metal negative electrode current collector. The metal negative electrode current collector is preferably a material having porousness and electron conductivity. From the viewpoint of suppressing self-corrosion, it is desirable to use a material having a high hydrogen overvoltage or a material in which the surface of a metal material such as stainless steel is plated with a material having a high hydrogen overvoltage. By using a mesh, an expanded metal, a punching metal, a sintered body of metal particles or metal fibers, a foamed metal, or the like, the metal negative electrode current collector can be made porous.

また、金属極１２は、図示しない金属負極端子と電気的に接続することができる。これにより、金属極１２で消費／生成する電荷を図示しない外部回路へ授受できる。 Further, the metal electrode 12 can be electrically connected to a metal negative electrode terminal (not shown). As a result, the electric charge consumed / generated by the metal electrode 12 can be transferred to an external circuit (not shown).

（電解液の説明）
電解液は、溶媒に電解質が溶解しイオン導電性を有する液体である。電解液の種類は、金属電極に含まれる電極活物質の種類によって異なるが、水溶媒を用いた電解液（電解質水溶液）であってもよい。 (Explanation of electrolyte)
The electrolytic solution is a liquid in which the electrolyte is dissolved in a solvent and has ionic conductivity. The type of the electrolytic solution differs depending on the type of the electrode active material contained in the metal electrode, but may be an electrolytic solution (electrolyte aqueous solution) using an aqueous solvent.

例えば、亜鉛空気電池、アルミニウム空気電池、鉄空気電池の場合、電解液には、水酸化ナトリウム水溶液、水酸化カリウム水溶液などのアルカリ性水溶液を用いることができ、マグネシウム空気電池の場合、電解液には塩化ナトリウム水溶液を用いることができる。 For example, in the case of a zinc-air battery, an aluminum-air battery, or an iron-air battery, an alkaline aqueous solution such as a sodium hydroxide aqueous solution or a potassium hydroxide aqueous solution can be used as the electrolytic solution, and in the case of a magnesium-air battery, the electrolytic solution is An aqueous sodium chloride solution can be used.

電解液には、電解質以外の有機添加物や無機添加物が添加されても良く、高分子添加物によりゲル化されていてもよい。 An organic additive or an inorganic additive other than the electrolyte may be added to the electrolytic solution, or the electrolytic solution may be gelled by a polymer additive.

以上で、筐体１０、空気極１４、充電極１３、金属極１２、及び電解液の説明を終了する。 This completes the description of the housing 10, the air electrode 14, the charging electrode 13, the metal electrode 12, and the electrolytic solution.

上記したように、実施形態１に係る金属空気電池１は、金属極１２、充電極１３、空気極１４が筐体１０内で密着して配置されており、各極間に電解液による液層の無い構造となっている。そのため、このままでは充電反応によって発生した酸素ガスを抜く経路が確保されないことになる。そこで、実施形態１では、発生した酸素ガスを抜く経路を確保するように、充電極１３の構造を工夫している。 As described above, in the metal-air battery 1 according to the first embodiment, the metal pole 12, the charging pole 13, and the air pole 14 are arranged in close contact with each other in the housing 10, and a liquid layer of an electrolytic solution is provided between the poles. It has a structure without metal. Therefore, if nothing is done, the path for removing the oxygen gas generated by the charging reaction cannot be secured. Therefore, in the first embodiment, the structure of the charging electrode 13 is devised so as to secure a path for removing the generated oxygen gas.

（実施形態１に係る充電極１３の構造の説明）
図２は、実施形態１に係る充電極１３の部分（図１中符号Ｄで示す部分）を拡大して示す概略断面図、図３は、図２のＡ−Ａ線断面図である。ただし、図２及び図３では、特に、充電極１３の領域について、多孔質で形成される孔の断面を模式的に示している。 (Explanation of the structure of the charging electrode 13 according to the first embodiment)
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing an enlarged portion of the charging electrode 13 (the portion indicated by reference numeral D in FIG. 1) according to the first embodiment, and FIG. 3 is a sectional view taken along the line AA of FIG. However, FIGS. 2 and 3 schematically show a cross section of a hole formed of porous material, particularly in the region of the charging electrode 13.

実施形態１では、充電極１３は、金属極１２との間で充電反応を促進する充電領域１３ａと、充電反応によって発生したガス（酸素）を排出する排出領域１３ｂとを備えている。より具体的に説明すると、充電領域１３ａは、多数の微細な孔を有する第１部材によって形成され、排出領域１３ｂは、多数の微細な孔を有する第２部材によって形成されている。すなわち、実施形態１では、充電極１３は、充電領域（以下、第１部材という。）１３ａと排出領域（以下、第２部材という。）１３ｂの２層構造となっている。そして、第２部材１３ｂの孔の孔径（より詳細には孔の断面積）は、第１部材１３ａの孔の孔径（より詳細には孔の断面積）より大きくなるように構成している点が本発明のポイントである。 In the first embodiment, the charging pole 13 includes a charging region 13a that promotes a charging reaction with the metal pole 12, and a discharging region 13b that discharges gas (oxygen) generated by the charging reaction. More specifically, the charging region 13a is formed by the first member having a large number of fine holes, and the discharge region 13b is formed by the second member having a large number of fine holes. That is, in the first embodiment, the charging electrode 13 has a two-layer structure of a charging region (hereinafter, referred to as a first member) 13a and a discharge region (hereinafter, referred to as a second member) 13b. The hole diameter of the hole of the second member 13b (more specifically, the cross-sectional area of the hole) is configured to be larger than the hole diameter of the hole of the first member 13a (more specifically, the cross-sectional area of the hole). Is the point of the present invention.

すなわち、第１部材１３ａは、金属極１２との間で充電反応を促進する領域であるため、電極面に対して均一に充電反応が行えるように緻密な孔とする必要がある。一方、第２部材１３ｂは、充電反応によって発生した酸素ガスを排出する領域であるため、酸素ガスの気泡Ｂが孔内を通って上方に抜けて行くように、ある程度目の荒い孔とする必要がある。 That is, since the first member 13a is a region that promotes the charging reaction with the metal electrode 12, it is necessary to make the holes dense so that the charging reaction can be uniformly performed on the electrode surface. On the other hand, since the second member 13b is a region for discharging the oxygen gas generated by the charging reaction, it is necessary to make the holes to some extent rough so that the bubbles B of the oxygen gas pass through the holes and escape upward. There is.

また、第１部材１３ａの孔は、充電反応を促進する領域であるため、第１部材１３ａが接触する金属極１２の接触表面に対して少なくとも直交する方向（図２では横方向）に開口（連通）し、第２部材１３ｂの孔は、酸素ガスを搬出する領域であるため、金属極１２の接触表面に対して直交する方向（図２では横方向）及び平行な方向（図２では上下方向及び紙面に対して前後方向）を含む三次元方向に開口（連通）するように形成する。具体的には、第１部材１３ａ及び第２部材１３ｂは、上記したように、多孔性でかつ電子伝導性を有する材料（例えば、発泡金属（多孔質金属）等）で形成することができる。 Further, since the hole of the first member 13a is a region for promoting the charging reaction, the opening (horizontal direction in FIG. 2) is at least orthogonal to the contact surface of the metal pole 12 with which the first member 13a is in contact. Since the hole of the second member 13b is a region for carrying out oxygen gas, the direction orthogonal to the contact surface of the metal electrode 12 (horizontal direction in FIG. 2) and the parallel direction (upper and lower in FIG. 2). It is formed so as to open (communicate) in a three-dimensional direction including the direction and the front-back direction with respect to the paper surface. Specifically, the first member 13a and the second member 13b can be formed of a material having porousness and electron conductivity (for example, foamed metal (porous metal) or the like) as described above.

ただし、第２部材１３ｂについては、放電反応に寄与する必要はないので、金属材料でなくても、例えば絶縁体の多孔質の材料を使用することが可能である。 However, since it is not necessary for the second member 13b to contribute to the discharge reaction, it is possible to use, for example, a porous material of an insulator even if it is not a metal material.

また、第１部材１３ａについては、孔は横方向（一次元方向）に開口（連通）していればよいので、例えば、メッシュ、エキスパンドメタル、パンチングメタル、金属粒子や金属繊維の焼結体、発泡金属などを使用することが可能である。これらの材料によって、充電反応に適した均一で微細（緻密）な孔を形成することができる。 Further, with respect to the first member 13a, since the holes need only be opened (communicated) in the lateral direction (one-dimensional direction), for example, a mesh, an expanded metal, a punching metal, a sintered body of metal particles or metal fibers, etc. It is possible to use foamed metal or the like. With these materials, uniform and fine (dense) pores suitable for the charging reaction can be formed.

（孔の大きさについての検証）
ここで、本発明者らは、第１部材１３ａ及び第２部材１３ｂのそれぞれの孔の大きさについて検証を行った。ここで、孔の大きさとは、孔の断面の面積のことであるが、この検証では孔の断面形状を円形状に近似し、そのときの円の径（直径）についての検証を行った。 (Verification of hole size)
Here, the present inventors have verified the sizes of the holes of the first member 13a and the second member 13b, respectively. Here, the size of the hole is the area of the cross section of the hole. In this verification, the cross-sectional shape of the hole is approximated to a circular shape, and the diameter (diameter) of the circle at that time is verified.

その結果、第１部材１３ａの孔の孔径Ｄａは、５０μｍ〜１ｍｍ、より好ましくは８０μｍ〜５００μｍであることが好ましいことを確認した。同様に、第２部材１３ｂの孔の孔径Ｄｂは、８００μｍ〜５ｍｍ、より好ましくは１ｍｍ〜２ｍｍであることが好ましいことを確認した。その理由は以下の通りである。 As a result, it was confirmed that the hole diameter Da of the hole of the first member 13a is preferably 50 μm to 1 mm, more preferably 80 μm to 500 μm. Similarly, it was confirmed that the hole diameter Db of the hole of the second member 13b is preferably 800 μm to 5 mm, more preferably 1 mm to 2 mm. The reason is as follows.

すなわち、第１部材１３ａの孔の孔径Ｄａが１ｍｍより大きい場合、充電時に、孔以外の領域に充電電流が集中するため電極面内の反応が不均一となってサイクル寿命が低下するといった問題や、第１部材１３ａの比表面積が小さくなる結果、充電反応に必要な反応面積を十分に確保できないため、充電効率が低下するといった問題がある。一方、第１部材１３ａの孔の孔径Ｄａが５０μｍより小さい場合、充電反応で生成した酸素ガスの気泡Ｂが孔内にトラップされ、排出されず、充電／放電時のイオン伝導を阻害するといった問題がある。 That is, when the hole diameter Da of the hole of the first member 13a is larger than 1 mm, the charging current is concentrated in a region other than the hole during charging, so that the reaction in the electrode surface becomes non-uniform and the cycle life is shortened. As a result of the specific surface area of the first member 13a being reduced, there is a problem that the charging efficiency is lowered because the reaction area required for the charging reaction cannot be sufficiently secured. On the other hand, when the hole diameter Da of the hole of the first member 13a is smaller than 50 μm, the oxygen gas bubbles B generated in the charging reaction are trapped in the hole and are not discharged, which hinders ion conduction during charging / discharging. There is.

一方、第２部材１３ｂの孔の孔径Ｄｂが５ｍｍより大きい場合、第２部材１３ｂ自体の力学的強度が不足し、充放電サイクルに伴い負極である金属極１２が膨張することを抑制できず、サイクル寿命が低下するといった問題がある。一方、第２部材１３ｂの孔の孔径Ｄｂが８００μｍより小さい場合、充電反応で生成した酸素ガスの気泡Ｂが孔内でトラップされたまま、排出されず、ガス蓄積が生じ、充電効率が低下するといった問題がある。 On the other hand, when the hole diameter Db of the hole of the second member 13b is larger than 5 mm, the mechanical strength of the second member 13b itself is insufficient, and it is not possible to suppress the expansion of the metal electrode 12 which is the negative electrode with the charge / discharge cycle. There is a problem that the cycle life is shortened. On the other hand, when the hole diameter Db of the hole of the second member 13b is smaller than 800 μm, the oxygen gas bubbles B generated in the charging reaction are trapped in the hole and are not discharged, gas is accumulated, and the charging efficiency is lowered. There is a problem such as.

上記の結果より、第１部材１３ａの孔径Ｄａは、第２部材１３ｂの孔径Ｄｂよりも小さいことが望ましく、第１部材１３ａの孔径Ｄａに対する第２部材１３ｂの孔径Ｄｂの比率は、１より大きく１００以下、より好ましくは、１．６〜１２．５が望ましい。 From the above results, it is desirable that the hole diameter Da of the first member 13a is smaller than the hole diameter Db of the second member 13b, and the ratio of the hole diameter Db of the second member 13b to the hole diameter Da of the first member 13a is larger than 1. It is 100 or less, more preferably 1.6 to 12.5.

（第１部材１３ａと第２部材１３ｂの厚みについての検証）
次に、本発明者らは、第１部材１３ａと第２部材１３ｂの厚みについての検証を行った。 (Verification of the thickness of the first member 13a and the second member 13b)
Next, the present inventors verified the thicknesses of the first member 13a and the second member 13b.

その結果、第２部材１３ｂの厚みＴｂは、第１部材１３ａの厚みＴａより厚い構成とすることが好ましいことを確認した。具体的には、第１部材１３ａの厚みＴａは、０．０５ｍｍ〜１．０ｍｍ、より好ましくは０．１ｍｍ〜０．５ｍｍであり、これに対する第２部材１３ｂの厚みＴｂは、０．５ｍｍ〜５．０ｍｍ、より好ましくは１．０ｍｍ〜２．０ｍｍであることが好ましいことを確認した。その理由は以下の通りである。 As a result, it was confirmed that the thickness Tb of the second member 13b is preferably thicker than the thickness Ta of the first member 13a. Specifically, the thickness Ta of the first member 13a is 0.05 mm to 1.0 mm, more preferably 0.1 mm to 0.5 mm, whereas the thickness Tb of the second member 13b is 0.5 mm to 0.5 mm. It was confirmed that 5.0 mm, more preferably 1.0 mm to 2.0 mm is preferable. The reason is as follows.

すなわち、第１部材１３ａの領域では、充電反応により酸素が生成されるが、イオン伝導パスが相対的に短い充電極１３近傍で酸素発生が起こる。そのため、充電極１３の第１部材１３ａの領域の厚みＴａが１．０ｍｍより厚い場合、充電極近傍で発生した酸素が、第２部材１３ｂの領域に到達するまでの拡散距離が長くなって、酸素ガスの蓄積が生じ、充電効率が低下するといった問題がある。一方、充電極１３の第１部材１３ａの領域の厚みＴａが０．０５ｍｍより薄い場合、充電反応に必要な反応面積を十分に確保できないため、充電効率が低下するといった問題がある。 That is, in the region of the first member 13a, oxygen is generated by the charging reaction, but oxygen evolution occurs in the vicinity of the charging electrode 13 having a relatively short ion conduction path. Therefore, when the thickness Ta of the region of the first member 13a of the charging electrode 13 is thicker than 1.0 mm, the diffusion distance until the oxygen generated in the vicinity of the charging electrode reaches the region of the second member 13b becomes long. There is a problem that oxygen gas is accumulated and the charging efficiency is lowered. On the other hand, when the thickness Ta of the region of the first member 13a of the charging electrode 13 is thinner than 0.05 mm, there is a problem that the charging efficiency is lowered because the reaction area required for the charging reaction cannot be sufficiently secured.

一方、第２部材１３ｂの厚みＴｂが５．０ｍｍより厚い場合、空気極１４と金属極１２との間の電極間距離が長くなるため、放電時の放電効率が落ちるといった問題や、金属空気電池１自体の厚みが大きくなるため、金属空気電池１の体積エネルギー密度が小さくなるといった問題がある。一方、第２部材１３ｂの厚みＴｂが０．５ｍｍより薄い場合、酸素ガスの排出経路の断面積が小さくなるため、酸素ガスの排出が困難となり、ガス蓄積が生じ、充電効率が低下するといった問題がある。 On the other hand, when the thickness Tb of the second member 13b is thicker than 5.0 mm, the distance between the electrodes between the air electrode 14 and the metal electrode 12 becomes long, which causes a problem that the discharge efficiency at the time of discharge decreases and the metal-air battery. Since the thickness of 1 itself becomes large, there is a problem that the volumetric energy density of the metal-air battery 1 becomes small. On the other hand, when the thickness Tb of the second member 13b is thinner than 0.5 mm, the cross-sectional area of the oxygen gas discharge path becomes small, which makes it difficult to discharge oxygen gas, causes gas accumulation, and lowers the charging efficiency. There is.

上記の結果より、第１部材１３ａの厚みＴａは、第２部材１３ｂの厚みＴｂよりも小さいことが望ましく、第１部材１３ａの厚みＴａに対する第２部材１３ｂの厚みＴｂの比率は、１．０より大きく１００以下、より好ましくは、２〜２０が望ましい。 From the above results, it is desirable that the thickness Ta of the first member 13a is smaller than the thickness Tb of the second member 13b, and the ratio of the thickness Tb of the second member 13b to the thickness Ta of the first member 13a is 1.0. Greater than 100, more preferably 2-20.

＜実施形態２＞
実施形態１では、充電極１３の第１部材１３ａと第２部材１３ｂの孔径と厚みについては検証しているが、その他の構成要素については検討していない。すなわち、第１部材１３ａ及び第２部材１３ｂは、同じ矩形状の薄板体を２枚合せた構造として説明している。しかし、第２部材１３ｂについては、放電反応に寄与する必要がなく、金属極１２の膨張を抑制するのに十分な強度を有し、かつ、ガスの排出機能を有すればよい点に鑑みれば、孔径や厚みだけでなく、形状自体を工夫することで、ガス排出機能を高めることができる。 <Embodiment 2>
In the first embodiment, the hole diameters and thicknesses of the first member 13a and the second member 13b of the charging electrode 13 are verified, but other components are not examined. That is, the first member 13a and the second member 13b are described as a structure in which two thin plates having the same rectangular shape are combined. However, considering that the second member 13b does not have to contribute to the discharge reaction, has sufficient strength to suppress the expansion of the metal electrode 12, and has a gas discharge function. The gas discharge function can be enhanced by devising not only the hole diameter and thickness but also the shape itself.

そこで、実施形態２では、第２部材１３ｂの形状に着目している。 Therefore, in the second embodiment, attention is paid to the shape of the second member 13b.

図４は、実施形態２に係る充電極１３の斜視図、図５は、第２部材１３ｂ側から見た平面図である。なお、図５では、見易いように溝部に斜線を付している。 FIG. 4 is a perspective view of the charging electrode 13 according to the second embodiment, and FIG. 5 is a plan view seen from the second member 13b side. In FIG. 5, the grooves are shaded for easy viewing.

実施形態２に係る第２部材１３ｂは、充電反応によって発生した酸素ガスを排出する少なくとも上端部が開放された１または複数本の縦長の溝部２１を有する構成としている。すなわち、第２部材１３ｂを縦長の複数本の棒状部材１３ｂ１とし、これら棒状部材１３ｂ１を、第１部材１３ａの一方の面（空気極１４と対向する面）に、横方向に所定の間隔を存して平行に配置した構成としている。これにより、隣接する棒状部材１３ｂ１間に溝部２１を形成することで、第１部材１３ａを通過してきた酸素ガス及び第１部材１３ａから棒状の第２部材１３ｂを通過してきた酸素ガスが、溝部２１を通って上方に確実に排出される。 The second member 13b according to the second embodiment has one or a plurality of vertically elongated groove portions 21 in which at least the upper end portion for discharging oxygen gas generated by the charging reaction is open. That is, the second member 13b is a plurality of vertically long rod-shaped members 13b1, and these rod-shaped members 13b1 have a predetermined interval in the lateral direction on one surface of the first member 13a (the surface facing the air electrode 14). The structure is arranged in parallel. As a result, by forming the groove portion 21 between the adjacent rod-shaped members 13b1, the oxygen gas that has passed through the first member 13a and the oxygen gas that has passed through the rod-shaped second member 13b from the first member 13a are separated into the groove portion 21. It is surely discharged upward through.

ここで、棒状部材１３ｂ１の幅や溝部２１の幅については特に限定されるものではないが、棒状部材１３ｂ１は、第２部材１３ｂとして必要な強度を考慮してその本数と幅とを決定すればよい。また、溝部２１の幅については、酸素ガスが通過中に結合等して径が大きくなった場合でも、確実に上方に抜ける程度の幅に設定すればよい。また、棒状部材１３ｂ１の厚みについては、上記実施形態１と同様の厚みに設定すればよい。 Here, the width of the rod-shaped member 13b1 and the width of the groove portion 21 are not particularly limited, but if the number and width of the rod-shaped member 13b1 are determined in consideration of the strength required as the second member 13b. Good. Further, the width of the groove portion 21 may be set to a width that allows oxygen gas to surely escape upward even if the diameter becomes large due to coupling or the like during passage. Further, the thickness of the rod-shaped member 13b1 may be set to the same thickness as that of the first embodiment.

＜実施形態３＞
実施形態３は、第２部材１３ｂの他の実施形態である。 <Embodiment 3>
The third embodiment is another embodiment of the second member 13b.

図６は、実施形態３に係る充電極１３の斜視図、図７は、第２部材１３ｂ側から見た平面図である。 FIG. 6 is a perspective view of the charging electrode 13 according to the third embodiment, and FIG. 7 is a plan view seen from the second member 13b side.

実施形態３に係る第２部材１３ｂは、充電反応によって発生した酸素ガスを排出する少なくとも上端部が開放された１または複数本の縦長の溝部２２を有し、各溝部２２には、対向する辺に、酸素ガスＢの排出方向（上方向）に向かって傾斜した複数本の突起部２３，２３，・・・がそれぞれ形成された構成としている。 The second member 13b according to the third embodiment has one or a plurality of vertically elongated groove portions 22 in which at least the upper end portion for discharging oxygen gas generated by the charging reaction is open, and the respective groove portions 22 have opposite sides. In addition, a plurality of protrusions 23, 23, ... Inclined in the discharge direction (upward direction) of the oxygen gas B are formed.

より具体的に説明すると、第２部材１３ｂを縦長の複数本の棒状部材１３ｂ２とし、これら棒状部材１３ｂ２を、第１部材１３ａの一方の面（空気極１４と対向する面）に、横方向に所定の間隔を存して平行に配置した構成としている。これにより、隣接する棒状部材１３ｂ２間に溝部２２を形成することができる。この場合、この溝部２２の幅は、実施形態２の溝部２１の幅より幅広に形成されており、溝部２２の対向辺から突出され複数本の突起部２３，２３，・・・は、排出方向（上方）に沿って交互に、すなわち互い違いとなるように形成されている。 More specifically, the second member 13b is a plurality of vertically long rod-shaped members 13b2, and these rod-shaped members 13b2 are placed laterally on one surface of the first member 13a (the surface facing the air electrode 14). The configuration is such that they are arranged in parallel with a predetermined interval. As a result, the groove portion 22 can be formed between the adjacent rod-shaped members 13b2. In this case, the width of the groove portion 22 is formed to be wider than the width of the groove portion 21 of the second embodiment, and the plurality of protrusions 23, 23, ... Protruding from the opposite sides of the groove portion 22 are in the discharge direction. It is formed so as to be alternate, that is, staggered along (above).

この構成によれば、第１部材１３ａを通過してきた酸素ガス及び第１部材１３ａから棒状の第２部材１３ｂを通過してきた酸素ガスが、溝部２２を通って上方に排出される。このとき、酸素ガスは、上方に傾斜している突起部２３に案内されながら（すなわち、突起部２３の下辺に沿って上方に滑るように案内されながら）上昇し、金属空気電池１の上部から確実に排出される。 According to this configuration, the oxygen gas that has passed through the first member 13a and the oxygen gas that has passed through the rod-shaped second member 13b from the first member 13a are discharged upward through the groove portion 22. At this time, the oxygen gas rises while being guided by the protrusion 23 that is inclined upward (that is, is guided to slide upward along the lower side of the protrusion 23), and is guided from the upper part of the metal-air battery 1. It is surely discharged.

ここで、棒状部材１３ｂ２の幅や溝部２２の幅については特に限定されるものではないが、棒状部材１３ｂ２は、第２部材１３ｂとして必要な強度を考慮してその本数と幅とを決定すればよい。また、溝部２２の幅及び突起部２３の傾斜角度と先端部間の間隔については、酸素ガスが通過中に結合等して径が大きくなった場合でも、確実に上方に抜ける程度の幅及び間隔に設定すればよい。また、棒状部材１３ｂ２の厚みについては、上記実施形態１と同様の厚みに設定すればよい。 Here, the width of the rod-shaped member 13b2 and the width of the groove portion 22 are not particularly limited, but if the number and width of the rod-shaped member 13b2 are determined in consideration of the strength required as the second member 13b. Good. Further, regarding the width of the groove 22 and the inclination angle of the protrusion 23 and the distance between the tips, the width and the distance are such that even if oxygen gas is combined during passage and the diameter becomes large, the groove portion 22 can be surely pulled out upward. It should be set to. Further, the thickness of the rod-shaped member 13b2 may be set to the same thickness as that of the first embodiment.

なお、上記実施形態２，３の棒状部材１３ｂ１，１３ｂ２の形状、及びこの棒状部材１３ｂ１，１３ｂ２によって形成される溝部２１，２２の形状は、代表的なものを例示しただけであり、本発明はこれらの形状等に限定されるものではない。すなわち、溝部２１，２２の形状は、発生した酸素ガスを効果的に上方に排出できる形状、構造、寸法等であればどのような形状、構造、寸法等であってもよい。 The shapes of the rod-shaped members 13b1 and 13b2 of the above-described embodiments 2 and 3 and the shapes of the groove portions 21 and 22 formed by the rod-shaped members 13b1 and 13b2 merely exemplify typical ones, and the present invention describes the present invention. It is not limited to these shapes and the like. That is, the shape of the grooves 21 and 22 may be any shape, structure, size, etc. as long as the generated oxygen gas can be effectively discharged upward.

＜実施形態４＞
実施形態４は、第２部材１３ｂのさらに他の実施形態である。 <Embodiment 4>
The fourth embodiment is still another embodiment of the second member 13b.

図８は、実施形態４に係る充電極１３の斜視図、図９は、第２部材１３ｂ側から見た平面図である。なお、図９では、見易いように溝部に斜線を付している。 FIG. 8 is a perspective view of the charging electrode 13 according to the fourth embodiment, and FIG. 9 is a plan view seen from the second member 13b side. In FIG. 9, the groove is shaded for easy viewing.

実施形態４に係る第２部材１３ｂは、充電反応によって発生した酸素ガスを排出する排出方向に対して斜めに傾斜して設けられた複数本の溝部２３を有する構成としている。 The second member 13b according to the fourth embodiment has a configuration having a plurality of groove portions 23 provided so as to be inclined obliquely with respect to the discharge direction for discharging the oxygen gas generated by the charging reaction.

すなわち、第２部材１３ｂを斜め方向に長い複数本の棒状部材１３ｂ３とし、これら棒状部材１３ｂ３を、第１部材１３ａの一方の面（空気極１４と対向する面）に、横方向に所定の間隔を存して斜め方向に平行に配置した構成としている。これにより、隣接する棒状部材１３ｂ３間に溝部２３を形成することで、第１部材１３ａを通過してきた酸素ガス及び第１部材１３ａから棒状の第２部材１３ｂを通過してきた酸素ガスが、溝部２３を通って斜め上方に確実に排出される。 That is, the second member 13b is formed into a plurality of rod-shaped members 13b3 that are long in the diagonal direction, and these rod-shaped members 13b3 are placed at a predetermined interval in the lateral direction on one surface of the first member 13a (the surface facing the air electrode 14). It is configured to be arranged in parallel in the diagonal direction. As a result, by forming the groove portion 23 between the adjacent rod-shaped members 13b3, the oxygen gas that has passed through the first member 13a and the oxygen gas that has passed through the rod-shaped second member 13b from the first member 13a are separated from the groove portion 23. It is surely discharged diagonally upward through the passage.

ここで、棒状部材１３ｂ３の幅や溝部２３の幅については特に限定されるものではないが、棒状部材１３ｂ３は、第２部材１３ｂとして必要な強度を考慮してその本数と幅とを決定すればよい。また、溝部２３の幅については、酸素ガスが通過中に結合等して径が大きくなった場合でも、確実に上方に抜ける程度の幅に設定すればよい。また、棒状部材１３ｂ３の厚みについては、上記実施形態１と同様の厚みに設定すればよい。 Here, the width of the rod-shaped member 13b3 and the width of the groove portion 23 are not particularly limited, but if the number and width of the rod-shaped member 13b3 are determined in consideration of the strength required as the second member 13b. Good. Further, the width of the groove portion 23 may be set to a width that allows oxygen gas to surely escape upward even if the diameter becomes large due to coupling or the like during passage. Further, the thickness of the rod-shaped member 13b3 may be set to the same thickness as that of the first embodiment.

＜実施形態５＞
実施形態５は、第２部材１３ｂのさらに他の実施形態である。 <Embodiment 5>
The fifth embodiment is still another embodiment of the second member 13b.

図１０は、実施形態５に係る充電極１３の斜視図、図１１は、第２部材１３ｂ側から見た平面図である。 FIG. 10 is a perspective view of the charging electrode 13 according to the fifth embodiment, and FIG. 11 is a plan view seen from the second member 13b side.

実施形態５に係る第２部材１３ｂは、連続する凹凸形状（略三角形状）に屈曲形成された板状体１３ｂ４からなる。この板状体１３ｂ４は、充電反応によって発生したガスを排出する方向に開放された横断面が略三角形状の複数の溝部２４を有する構造とされている。また、この板状体１３ｂ４には、ガスを排出する方向に直交する面方向（すなわち、溝部２４に直交する面方向）に多数の貫通孔３１が形成された構成としている。 The second member 13b according to the fifth embodiment is made of a plate-shaped body 13b4 bent and formed into a continuous uneven shape (substantially triangular shape). The plate-shaped body 13b4 has a structure having a plurality of groove portions 24 having a substantially triangular cross section opened in the direction of discharging the gas generated by the charging reaction. Further, the plate-shaped body 13b4 has a configuration in which a large number of through holes 31 are formed in a plane direction orthogonal to the gas discharge direction (that is, a plane direction orthogonal to the groove portion 24).

この構成によれば、第１部材１３ａを通過してきた酸素ガスが、第２部材１３ｂの溝部２４を通って上方に案内されて上昇し、金属空気電池１の上部から確実に排出される。 According to this configuration, the oxygen gas that has passed through the first member 13a is guided upward through the groove 24 of the second member 13b and rises, and is reliably discharged from the upper part of the metal-air battery 1.

ここで、板状体１３ｂ４の厚みや溝部２４の幅及び高さについては特に限定されるものではないが、板状体１３ｂ４は、第２部材１３ｂとして必要な強度を考慮してその厚みを決定すればよい。また、溝部２４の幅や高さについては、酸素ガスが通過中に結合等して径が大きくなった場合でも、確実に上方に抜ける程度の幅や高さに設定すればよい。さらに、貫通孔３１についても、その形状は特に限定されるものではないが、例えば丸型が角型、三角型や楕円型等、種々の形状とすることができる。 Here, the thickness of the plate-shaped body 13b4 and the width and height of the groove 24 are not particularly limited, but the thickness of the plate-shaped body 13b4 is determined in consideration of the strength required as the second member 13b. do it. Further, the width and height of the groove 24 may be set to such a width and height that oxygen gas can be surely pulled out upward even if the diameter becomes large due to coupling or the like during passage. Further, the shape of the through hole 31 is not particularly limited, but may be various shapes such as a round shape, a triangular shape, and an elliptical shape.

＜実施形態６＞
実施形態６は、第２部材１３ｂのさらに他の実施形態である。 <Embodiment 6>
The sixth embodiment is still another embodiment of the second member 13b.

図１２は、実施形態６に係る充電極１３の斜視図、図１３は、第２部材１３ｂ側から見た平面図である。 FIG. 12 is a perspective view of the charging electrode 13 according to the sixth embodiment, and FIG. 13 is a plan view seen from the second member 13b side.

実施形態６に係る第２部材１３ｂは、連続する凹凸形状（略半円弧形状若しくは波型形状）に屈曲形成された板状体１３ｂ５からなる。この板状体１３ｂ５は、充電反応によって発生したガスを排出する方向に開放された横断面略半円弧形状若しくは波型形状の複数の溝部２５を有する構造とされている。また、この板状体１３ｂ５には、ガスを排出する方向に直交する面方向（すなわち、溝部２５に直交する面方向）に多数の貫通孔３１が形成された構成としている。 The second member 13b according to the sixth embodiment is made of a plate-shaped body 13b5 bent into a continuous uneven shape (substantially semi-circular shape or corrugated shape). The plate-shaped body 13b5 has a structure having a plurality of groove portions 25 having a substantially semicircular arc shape or a corrugated cross section open in the direction of discharging the gas generated by the charging reaction. Further, the plate-shaped body 13b5 is configured to have a large number of through holes 31 formed in a plane direction orthogonal to the gas discharge direction (that is, a plane direction orthogonal to the groove 25).

この構成によれば、第１部材１３ａを通過してきた酸素ガスが、第２部材１３ｂの溝部２５を通って上方に案内されて上昇し、金属空気電池１の上部から確実に排出される。 According to this configuration, the oxygen gas that has passed through the first member 13a is guided upward through the groove 25 of the second member 13b and rises, and is reliably discharged from the upper part of the metal-air battery 1.

ここで、板状体１３ｂ５の厚みや溝部２５の幅及び高さについては特に限定されるものではないが、板状体１３ｂ５は、第２部材１３ｂとして必要な強度を考慮してその厚みを決定すればよい。また、溝部２５の幅や高さについては、酸素ガスが通過中に結合等して径が大きくなった場合でも、確実に上方に抜ける程度の幅や高さに設定すればよい。さらに、貫通孔３１についても、その形状は特に限定されるものではないが、例えば丸型が角型、三角型や楕円型等、種々の形状とすることができる。 Here, the thickness of the plate-shaped body 13b5 and the width and height of the groove 25 are not particularly limited, but the thickness of the plate-shaped body 13b5 is determined in consideration of the strength required as the second member 13b. do it. Further, the width and height of the groove 25 may be set to such a width and height that oxygen gas can be surely pulled out upward even if the diameter becomes large due to coupling or the like during passage. Further, the shape of the through hole 31 is not particularly limited, but may be various shapes such as a round shape, a triangular shape, and an elliptical shape.

なお、第２部材１３ｂを上記実施形態５若しくは実施形態６に示す形状とすることで、単一部材で複数の溝部２５を構成することができるため、金属空気電池の組み立て作業が容易になる。 By forming the second member 13b into the shape shown in the fifth or sixth embodiment, it is possible to form a plurality of groove portions 25 with a single member, so that the metal-air battery assembly work becomes easy.

＜実施形態７＞
実施形態７は、第２部材１３ｂのさらに他の実施形態である。 <Embodiment 7>
The seventh embodiment is still another embodiment of the second member 13b.

図１４は、実施形態７に係る充電極１３の斜視図、図１５は、第２部材１３ｂ側から見た平面図である。 FIG. 14 is a perspective view of the charging electrode 13 according to the seventh embodiment, and FIG. 15 is a plan view seen from the second member 13b side.

実施形態７に係る第２部材１３ｂは、三次元格子構造の構造体に形成されたものであり、実施形態７では、この三次元格子構造は、四角格子形状を、厚み方向に２層に積層した形の多層三次元格子構造となっている。ただし、層構造は１層でもよく、また３層以上であってもよい。 The second member 13b according to the seventh embodiment is formed in a structure having a three-dimensional lattice structure, and in the seventh embodiment, the three-dimensional lattice structure has a cubic lattice shape laminated in two layers in the thickness direction. It has a multi-layered three-dimensional lattice structure. However, the layer structure may be one layer or three or more layers.

この構成によれば、第１部材１３ａを通過してきた酸素ガスが、第２部材１３ｂの三次元格子の間を通って上方に案内されて上昇し、金属空気電池１の上部から確実に排出される。 According to this configuration, the oxygen gas that has passed through the first member 13a is guided upward through the three-dimensional lattices of the second member 13b and rises, and is surely discharged from the upper part of the metal-air battery 1. To.

ここで、格子の直径や断面形状については特に限定されるものではないが、第２部材１３ｂとして必要な強度を考慮してその直径や断面形状等を決定すればよい。例えば、断面形状については、四角形状、円形状、楕円形状、多角形状等種々の形状とすることができる。また、四角の格子によって囲まれる面積の大きさについては、酸素ガスが通過中に結合等して径が大きくなった場合でも、確実に上方に抜ける程度の面積に設定すればよい。 Here, the diameter and the cross-sectional shape of the lattice are not particularly limited, but the diameter, the cross-sectional shape, and the like may be determined in consideration of the strength required for the second member 13b. For example, the cross-sectional shape can be various shapes such as a quadrangular shape, a circular shape, an elliptical shape, and a polygonal shape. Further, the size of the area surrounded by the square grid may be set to such an area that the oxygen gas can surely escape upward even if the oxygen gas is bonded during the passage and the diameter becomes large.

＜実施形態８＞
実施形態８は、第２部材１３ｂのさらに他の実施形態である。 <Embodiment 8>
The eighth embodiment is still another embodiment of the second member 13b.

図１６は、実施形態８に係る充電極１３の斜視図、図１７は、第２部材１３ｂ側から見た平面図である。 FIG. 16 is a perspective view of the charging electrode 13 according to the eighth embodiment, and FIG. 17 is a plan view seen from the second member 13b side.

実施形態８に係る第２部材１３ｂは、三次元格子構造の構造体に形成されたものであり、実施形態８では、この三次元格子構造は、従来周知のハニカム格子構造としたものである。この例では、ハニカム格子構造を厚み方向に１層のみ形成しているが、実施形態７と同様、２層構造としたり、３層以上の構造としてもよい。 The second member 13b according to the eighth embodiment is formed in a structure having a cubic lattice structure, and in the eighth embodiment, the three-dimensional lattice structure is a conventionally known honeycomb lattice structure. In this example, the honeycomb lattice structure is formed in only one layer in the thickness direction, but as in the seventh embodiment, it may be a two-layer structure or a structure having three or more layers.

この構成によれば、第１部材１３ａを通過してきた酸素ガスが、第２部材１３ｂのハニカム格子の間を通って上方に案内されて上昇し、金属空気電池１の上部から確実に排出される。 According to this configuration, the oxygen gas that has passed through the first member 13a is guided upward through the honeycomb lattices of the second member 13b and rises, and is reliably discharged from the upper part of the metal-air battery 1. ..

ここで、格子の直径や断面形状については特に限定されるものではないが、第２部材１３ｂとして必要な強度を考慮してその直径や断面形状等を決定すればよい。例えば、断面形状については、四角形状、円形状、楕円形状、多角形状等種々の形状とすることができる。また、ハニカム格子によって囲まれる各部の面積の大きさについては、酸素ガスが通過中に結合等して径が大きくなった場合でも、確実に上方に抜ける程度の面積に設定すればよい。 Here, the diameter and the cross-sectional shape of the lattice are not particularly limited, but the diameter, the cross-sectional shape, and the like may be determined in consideration of the strength required for the second member 13b. For example, the cross-sectional shape can be various shapes such as a quadrangular shape, a circular shape, an elliptical shape, and a polygonal shape. Further, the size of the area of each part surrounded by the honeycomb lattice may be set to an area that allows oxygen gas to surely escape upward even if the diameter becomes large due to coupling or the like during passage.

なお、三次元格子構造については、上記以外にも、図示は省略するが、三角格子構造やダイヤモンド格子構造等、従来周知の種々の格子構造とすることができる。第２部材１３ｂを三次元格子構造とすることで、第２部材１３ｂに占める格子の体積分率が低くても、高い強度を実現できるため、高い空孔率を有し酸素ガスの排出性に優れた第２部材１３ｂを実現することができる。また、格子の体積分率が小さい場合、第２部材１３ｂを軽くすることができるため、重量エネルギー密度の高い金属空気電池を実現することができる。 In addition to the above, the three-dimensional lattice structure may have various conventionally known lattice structures such as a triangular lattice structure and a diamond lattice structure, although not shown. By forming the second member 13b into a three-dimensional lattice structure, high strength can be realized even if the volume fraction of the lattice occupying the second member 13b is low, so that the second member 13b has a high porosity and oxygen gas discharge property. An excellent second member 13b can be realized. Further, when the volume fraction of the lattice is small, the second member 13b can be made lighter, so that a metal-air battery having a high weight energy density can be realized.

＜実施形態９＞
図１８は、本発明の実施形態９に係る金属空気電池１を示す概略断面図、図１９は、実施形態９に係る充電極１３の部分（図１８中符号Ｅで示す部分）を拡大して示す概略断面図である。 <Embodiment 9>
FIG. 18 is a schematic cross-sectional view showing the metal-air battery 1 according to the ninth embodiment of the present invention, and FIG. 19 is an enlarged portion of the charging electrode 13 (the portion indicated by reference numeral E in FIG. 18) according to the ninth embodiment. It is a schematic cross-sectional view which shows.

図１８及び図１９に示す金属空気電池１と、図１及び図２に示す実施形態１に係る金属空気電池１との違いは、実施形態１では、金属空気電池１が金属極１２と充電極１３と空気極１４の３層構造であるのに対し、実施形態４に係る金属空気電池１は、金属極１２と充電極１３との間、及び、充電極１３と空気極１４との間にそれぞれセパレータ（隔膜）１６を介装した５層構造としたものである。 The difference between the metal-air battery 1 shown in FIGS. 18 and 19 and the metal-air battery 1 according to the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2 is that in the first embodiment, the metal-air battery 1 has a metal pole 12 and a charging pole. The metal-air battery 1 according to the fourth embodiment has a three-layer structure of 13 and an air electrode 14, whereas the metal-air battery 1 according to the fourth embodiment has a structure between the metal electrode 12 and the charging electrode 13 and between the charging electrode 13 and the air electrode 14. Each has a five-layer structure with a separator (diaphragm) 16 interposed therebetween.

セパレータ１６以外の構成は、実施形態１の構成と同じである。 The configuration other than the separator 16 is the same as the configuration of the first embodiment.

セパレータ１６は、電極間で電子伝導経路が形成され短絡することを防ぐもので、電子的に絶縁性の材料で形成される。例えば、充電時に金属極１２で還元析出した金属デンドライトが、充電極１３や空気極１４に到達し、短絡することを抑制する。 The separator 16 prevents an electron conduction path from being formed between the electrodes to cause a short circuit, and is made of an electronically insulating material. For example, it is possible to prevent the metal dendrite that has been reduced and precipitated at the metal electrode 12 during charging and reaches the charging electrode 13 and the air electrode 14 to cause a short circuit.

セパレータ１６としては、多孔性樹脂シート、イオン交換膜などの固体電解質シートが利用される。各電極間にセパレータ１６を配置した場合、セパレータ１６によりイオン伝導が妨げられると電池の充電反応、および、放電反応を起こすことができないが、上記の材料を使用することで、各電極間に配置されたセパレータ１６を介してイオン伝導が起こる。 As the separator 16, a solid electrolyte sheet such as a porous resin sheet or an ion exchange membrane is used. When the separator 16 is arranged between the electrodes, the charging reaction and the discharging reaction of the battery cannot occur if the separator 16 interferes with the ion conduction. However, by using the above-mentioned material, the separator 16 is arranged between the electrodes. Ion conduction occurs through the separated separator 16.

なお、上記実施形態１〜９では、充電極１３を、金属極１２との間で充電反応を促進する充電領域である第１部材１３ａと、充電反応によって発生したガス（酸素）を排出する排出領域である第２部材１３ｂとの２層構造として説明しているが、境界線を介して明確に２層構造とする必要はない。例えば、充電領域を構成する第１の層と、充電及び排出の両方の領域（機能）を備えた第２の層と、排出領域を構成する第３の層との３層構造としてもよい。また、充電極１３を、充電領域から排出領域まで徐々に変化するように（すなわち、それぞれの孔が密から疎に徐々に変化するように）形成してもよい。 In the first to ninth embodiments, the charging electrode 13 is discharged from the first member 13a, which is a charging region for promoting the charging reaction with the metal electrode 12, and the gas (oxygen) generated by the charging reaction is discharged. Although it is described as a two-layer structure with the second member 13b, which is a region, it is not necessary to clearly form a two-layer structure via a boundary line. For example, it may have a three-layer structure consisting of a first layer constituting a charging region, a second layer having both charging and discharging regions (functions), and a third layer forming the discharging region. Further, the charging electrode 13 may be formed so as to gradually change from the charging region to the discharging region (that is, each hole gradually changes from dense to sparsely).

以上、実施形態１〜９について具体的に説明を行ったが、本発明はそれらに限定されるものではない。上述した４つの実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。 Although the first to ninth embodiments have been specifically described above, the present invention is not limited thereto. An embodiment obtained by appropriately combining the technical means disclosed in each of the above four embodiments is also included in the technical scope of the present invention.

ここで、本発明者らは、本発明の金属空気電池の効果を検証するための検証実験を行った。検証実験として、比較例１に係る金属空気電池、参考例１に係る金属空気電池、実施例１，２に係る金属空気電池を作製して充放電サイクル評価を行った。 Here, the present inventors conducted a verification experiment for verifying the effect of the metal-air battery of the present invention. As a verification experiment, a metal-air battery according to Comparative Example 1, a metal-air battery according to Reference Example 1, and a metal-air battery according to Examples 1 and 2 were prepared and a charge / discharge cycle evaluation was performed.

（比較例１）
比較例１では、キシダ化学株式会社製酸化亜鉛、シグマアルドリッチ製ＰＴＦＥ分散液、及び純水を二軸混練機で混合し、シート状に成型した後、乾燥して、厚み１．０ｍｍ、５ｃｍ角の亜鉛負極活物質シートを得た。そして、２枚の活物質シートの間に集電体であるニッケルメッシュを挟み込んで金属極を作製した。 (Comparative Example 1)
In Comparative Example 1, zinc oxide manufactured by Kishida Chemical Co., Ltd., PTFE dispersion liquid manufactured by Sigma-Aldrich, and pure water were mixed by a twin-screw kneader, molded into a sheet, dried, and dried to a thickness of 1.0 mm and 5 cm square. Zinc negative electrode active material sheet was obtained. Then, a nickel mesh, which is a current collector, was sandwiched between the two active material sheets to prepare a metal electrode.

また、デンカ株式会社製デンカブラック、東ソー株式会社製電解二酸化マンガン、シグマアルドリッチ製ＰＴＦＥ分散液、及び純水を二軸混練機で混合し、シート状に成型した後、乾燥して、５ｃｍ角の空気極触媒層を得た。そして、集電体であるニッケルメッシュの上に空気極触媒層、住友電気工業株式会社製のＰＴＦＥ多孔質フィルム（ポアフロン（登録商標）ＨＰ−０１０−３０）を順に積層することで、空気極を作製した。 In addition, Denka Black manufactured by Denka Co., Ltd., electrolytic manganese dioxide manufactured by Tosoh Co., Ltd., PTFE dispersion liquid manufactured by Sigma Aldrich, and pure water are mixed with a twin-screw kneader, molded into a sheet, dried, and 5 cm square. An air electrode catalyst layer was obtained. Then, the air electrode is formed by laminating the air electrode catalyst layer and the PTFE porous film (Poaflon (registered trademark) HP-010-30) manufactured by Sumitomo Electric Industries, Ltd. on the nickel mesh which is a current collector in this order. Made.

次に、アクリル樹脂製の筐体の中心に上記金属極を配置し、金属極の表裏の両表面に住友電気工業株式会社製のＰＴＦＥ多孔質フィルム（ポアフロン（登録商標）ＨＷＰ−０１０−３０）をセパレータとして積層した。一方、筐体の両側面内側には、それぞれ空気極を配置し、その表面に住友電気工業株式会社製のＰＴＦＥ多孔質フィルム（ポアフロン（登録商標）ＨＷＰ−０１０−３０）をセパレータとして積層した。 Next, the metal electrode is placed in the center of the acrylic resin housing, and a PTFE porous film manufactured by Sumitomo Electric Industries, Ltd. (Poaflon (registered trademark) HWP-010-30) is placed on both the front and back surfaces of the metal electrode. Was laminated as a separator. On the other hand, air electrodes were arranged on the insides of both side surfaces of the housing, and a PTFE porous film (Poaflon (registered trademark) HWP-010-30) manufactured by Sumitomo Electric Industries, Ltd. was laminated on the surface thereof as a separator.

そして、金属極上のセパレータと両空気極上のセパレータとの間に、５ｃｍ角のニッケルメッシュ（線径０，０５ｍｍ、２００メッシュ／インチ）からなる充電極を配置するとともに、筐体内を７Ｍ 水酸化カリウム水溶液で満たすことで、図２０に示す構造の金属空気電池を作製した。ただし、比較例１では、金属極上のセパレータとニッケルメッシュ（充電極）との間、及び、空気極上のセパレータとニッケルメッシュ（充電極）との間は接触しておらず、それぞれ１ｍｍ離れており、その間は電解液で満たされた構成となっている。 Then, a charging electrode made of a 5 cm square nickel mesh (wire diameter 0.05 mm, 200 mesh / inch) is arranged between the separator on the metal electrode and the separator on both air electrodes, and the inside of the housing is 7M potassium hydroxide. By filling with an aqueous solution, a metal-air battery having the structure shown in FIG. 20 was produced. However, in Comparative Example 1, the separator on the metal electrode and the nickel mesh (charging electrode) and the separator on the air electrode and the nickel mesh (charging electrode) are not in contact with each other and are separated by 1 mm. In the meantime, the structure is filled with an electrolytic solution.

（参考例１）
参考例１では、充電極として、住友電気化学工業株式会社製の発泡ニッケル（セルメット（登録商標）品番＃８、厚み１．４ｍｍ、５ｃｍ角）を使用し、金属極上のセパレータと発泡ニッケルとの間、及び、空気極上のセパレータと発泡ニッケルとの間は、密着する構成とする以外は、比較例１と同じ構成として、金属空気電池を作製した。なお、充電極として使用した発泡ニッケルの断面を光学顕微鏡により観察した結果、ニッケル骨格領域により囲まれる空隙の長径の最大サイズは約０．４５ｍｍであった。 (Reference example 1)
In Reference Example 1, nickel foam (Celmet (registered trademark) product number # 8, thickness 1.4 mm, 5 cm square) manufactured by Sumitomo Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd. is used as the charging electrode, and a separator on the finest metal and nickel foam are used. A metal-air battery was produced having the same configuration as that of Comparative Example 1 except that the space and the separator on the air electrode and the nickel foam were in close contact with each other. As a result of observing the cross section of the expanded nickel used as the charging electrode with an optical microscope, the maximum size of the major axis of the void surrounded by the nickel skeleton region was about 0.45 mm.

（実施例１）
実施例１では、充電極１３の充電領域を構成する第１部材１３ａとして、住友電気化学工業株式会社製の発泡ニッケル（セルメット（登録商標）品番＃８、厚み１．４ｍｍ、５ｃｍ角）を用い、充電極１３の排出領域を構成する第２部材１３ｂとして、住友電気化学工業株式会社製の発泡ニッケル（セルメット（登録商標）品番＃４、厚み２．０ｍｍ、５ｃｍ角）を用い、第１部材１３ａを金属極１２上のセパレータ１６に密着させて積層し、第２部材１３ｂを第１部材１３ａ上に積層するとともに空気極１４上のセパレータ１６と密着する図１８に示す構成とする以外は、比較例１と同じ構成の金属空気電池を作製した。なお、第１部材１３ａとして使用した発泡ニッケル、及び第２部材１３ｂとして使用した発泡ニッケルの断面を光学顕微鏡により観察し、ニッケル骨格領域により囲まれる空隙の長径の最大サイズを計測したところ、それぞれ、０．４５ｍｍ、０．９ｍｍであった。第１部材１３ａの厚みに対する第２部材１３ｂの厚みの比率は１．４３であり、第１部材１３ａの孔径に対する第２部材１３ｂの孔径の比率は２であった。 (Example 1)
In the first embodiment, nickel foam (Celmet (registered trademark) product number # 8, thickness 1.4 mm, 5 cm square) manufactured by Sumitomo Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd. is used as the first member 13a constituting the charging region of the charging electrode 13. As the second member 13b constituting the discharge region of the charging electrode 13, nickel foam (Celmet (registered trademark) product number # 4, thickness 2.0 mm, 5 cm square) manufactured by Sumitomo Electric Chemical Co., Ltd. is used, and the first member is used. Except for the configuration shown in FIG. 18, in which 13a is laminated on the separator 16 on the metal pole 12 and the second member 13b is laminated on the first member 13a and is in close contact with the separator 16 on the air electrode 14. A metal-air battery having the same configuration as that of Comparative Example 1 was produced. The cross sections of the nickel foam used as the first member 13a and the nickel foam used as the second member 13b were observed with an optical microscope, and the maximum size of the major axis of the void surrounded by the nickel skeleton region was measured. It was 0.45 mm and 0.9 mm. The ratio of the thickness of the second member 13b to the thickness of the first member 13a was 1.43, and the ratio of the hole diameter of the second member 13b to the hole diameter of the first member 13a was 2.

（実施例２）
実施例２では、充電極１３の排出領域を構成する第２部材１３ｂの棒状部材１３ｂ１として、１ｃｍ幅の短冊形状を有する住友電気工業株式会社製の発泡ニッケル（セルメット（登録商標）品番＃４、厚み２．０ｍｍ）を１ｃｍの間隔をあけて３本配置し、図４に示す構造（ただし、図４では、６本配置した構成を例示している。）の充電極１３とする以外は、実施例１と同じ構成の金属空気電池を作製した。なお、第１部材１３ａとして使用した発泡ニッケル、及び第２部材１３ｂとして使用した発泡ニッケルは、実施例１と同じ部材を使用した。 (Example 2)
In the second embodiment, as the rod-shaped member 13b1 of the second member 13b constituting the discharge region of the charging electrode 13, nickel foam manufactured by Sumitomo Electric Industries, Ltd. having a strip shape having a width of 1 cm (Celmet (registered trademark) product number # 4, Except for the charging poles 13 having the structure shown in FIG. 4 (however, FIG. 4 illustrates the configuration in which 6 are arranged) by arranging three of them (thickness 2.0 mm) at intervals of 1 cm. A metal-air battery having the same configuration as that of Example 1 was produced. As the nickel foam used as the first member 13a and the nickel foam used as the second member 13b, the same members as in Example 1 were used.

上記のように作製（比較例１、参考例１、実施例１、実施例２）した４種類の金属空気電池について、菊水電子工業株式会社製充放電評価装置（ＰＦＸ２０００シリーズ）を用いて、充放電サイクル評価を行った。充電条件は１０ｍＡ／ｃｍ2での定電流充電とし、金属極に含まれる酸化亜鉛が全て充電された場合の容量の３５％となる容量を上限容量とし、金属極と充電極との間の電圧が２．３Ｖを上回った段階で充電を停止した。放電条件は、１０ｍＡ／ｃｍ2での定電流放電とし、金属極に含まれる酸化亜鉛が全て充電された場合の容量の３５％となる容量を上限容量とし、金属極と空気極との間の電圧が０．６Ｖを下回った段階で、放電を停止した。 The four types of metal-air batteries manufactured as described above (Comparative Example 1, Reference Example 1, Example 1, Example 2) were charged using a charge / discharge evaluation device (PFX2000 series) manufactured by Kikusui Electronics Co., Ltd. The discharge cycle was evaluated. The charging condition is constant current charging at 10 mA / cm 2 , and the upper limit capacity is 35% of the capacity when all zinc oxide contained in the metal electrode is charged, and the voltage between the metal electrode and the charging electrode. Charging was stopped when the voltage exceeded 2.3V. The discharge condition is a constant current discharge at 10 mA / cm 2 , and the upper limit capacity is 35% of the capacity when all the zinc oxide contained in the metal electrode is charged, and the capacity between the metal electrode and the air electrode is set. The discharge was stopped when the voltage fell below 0.6 V.

サイクルを５０回繰り返した後の、充電容量に対する放電容量の比率である充放電効率は、表１の通りとなった。比較例１については、サイクル後の金属極が膨張している様子が確認された。 Table 1 shows the charge / discharge efficiency, which is the ratio of the discharge capacity to the charge capacity, after repeating the cycle 50 times. In Comparative Example 1, it was confirmed that the metal electrode after the cycle was expanded.

Figure 0006902837
Figure 0006902837

なお、今回開示した実施形態はすべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。従って、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれる。 It should be noted that the embodiments disclosed this time are examples in all respects and do not serve as a basis for limited interpretation. Therefore, the technical scope of the present invention is not construed solely by the above-described embodiments, but is defined based on the description of the claims. It also includes all changes within the meaning and scope of the claims.

本発明の金属空気電池は、電力供給装置として使用する用途全般に広く適用することができる。 The metal-air battery of the present invention can be widely applied to all uses as a power supply device.

１ 金属空気電池
１０ 筐体（電池筐体）
１０ａ 開口部
１２ 金属極
１３ 充電極
１３ａ 充電領域（第１部材）
１３ｂ 排出領域（第２部材）
１３ｂ１，１３ｂ２，１３ｂ３ 棒状部材
１３ｂ４，１３ｂ５ 板状体
１３ｂ５
１４ 空気極
１６ セパレータ（隔膜）
２１〜２５ 溝部
２３ 突起部
３１ 貫通孔 1 Metal-air battery 10 Housing (battery housing)
10a Opening 12 Metal pole 13 Charging pole 13a Charging area (first member)
13b Discharge area (second member)
13b1, 13b2, 13b3 Rod-shaped member 13b4, 13b5 Plate-shaped body 13b5
14 Air pole 16 Septum
21 to 25 Grooves 23 Protrusions 31 Through holes

Claims (17)

金属極と充電極と空気極とを備えた金属空気電池であって、
前記充電極は、充電反応を促進する充電領域と、前記充電反応によって発生したガスを排出する排出領域とを備え、
前記充電領域は、多数の微細な孔を有する第１部材によって形成され、前記排出領域は、多数の微細な孔を有する第２部材によって形成されており、前記第２部材の前記孔の孔径は、前記第１部材の前記孔の孔径より大きいことを特徴とする金属空気電池。 A metal-air battery equipped with a metal electrode, a charging electrode, and an air electrode.
The charging electrode includes a charging region for promoting the charging reaction and an discharging region for discharging the gas generated by the charging reaction .
The charging region is formed by a first member having a large number of fine holes, the discharge region is formed by a second member having a large number of fine holes, and the hole diameter of the holes of the second member is , A metal-air battery characterized in that it is larger than the hole diameter of the hole of the first member. 請求項１に記載の金属空気電池であって、
前記充電領域は、前記金属極と前記排出領域との間に位置していることを特徴とする金属空気電池。 The metal-air battery according to claim 1.
A metal-air battery characterized in that the charging region is located between the metal electrode and the discharging region. 請求項１または請求項２に記載の金属空気電池であって、
前記第１部材の前記孔の孔径は、５０μｍ〜１ｍｍであり、前記第２部材の前記孔の孔径は、８００μｍ〜５ｍｍであることを特徴とする金属空気電池。 The metal-air battery according to claim 1 or 2.
A metal-air battery characterized in that the hole diameter of the hole of the first member is 50 μm to 1 mm, and the hole diameter of the hole of the second member is 800 μm to 5 mm. 請求項１から請求項３までのいずれか一つに記載の金属空気電池であって、
前記第１部材の前記孔に対する前記第２部材の前記孔の比率は、１．０より大きく１００以下であることを特徴とする金属空気電池。 The metal-air battery according to any one of claims 1 to 3.
A metal-air battery characterized in that the ratio of the holes of the second member to the holes of the first member is greater than 1.0 and 100 or less. 請求項１から請求項４までのいずれか一つに記載の金属空気電池であって、
前記第２部材の厚みは、前記第１部材の厚みより厚いことを特徴とする金属空気電池。 A metal-air battery according to any one of claims 1 to 4,
A metal-air battery characterized in that the thickness of the second member is thicker than the thickness of the first member. 請求項５に記載の金属空気電池であって、
前記第１部材の厚みは、０．０５ｍｍ〜１．０ｍｍであり、前記第２部材の厚みは、０．５ｍｍ〜５．０ｍｍであることを特徴とする金属空気電池。 The metal-air battery according to claim 5.
A metal-air battery characterized in that the thickness of the first member is 0.05 mm to 1.0 mm, and the thickness of the second member is 0.5 mm to 5.0 mm. 請求項５または請求項６に記載の金属空気電池であって、
前記第１部材の厚みに対する前記第２部材の厚みの比率は、１．０より大きく１００以下であることを特徴とする金属空気電池。 The metal-air battery according to claim 5 or 6.
A metal-air battery characterized in that the ratio of the thickness of the second member to the thickness of the first member is greater than 1.0 and 100 or less. 請求項１から請求項７までのいずれか一つに記載の金属空気電池であって、
前記第１部材の前記孔は、前記充電極が接触する前記金属極の接触表面に対して少なくとも直交する方向に開口し、前記第２部材の前記孔は、前記充電極が接触する前記金属極の接触表面に対して直交する方向及び平行な方向を含む向に開口していることを特徴とする金属空気電池。 A metal-air battery according to any one of claims 1 to 7,
The hole of the first member opens in a direction at least orthogonal to the contact surface of the metal electrode with which the charging electrode contacts, and the hole of the second member is the metal electrode with which the charging electrode contacts. A metal-air battery characterized by opening in a direction including directions orthogonal to and parallel to the contact surface of the metal-air battery. 請求項１から請求項８までのいずれか一つに記載の金属空気電池であって、
前記第２部材は、前記充電反応によって発生した前記ガスを排出する少なくとも一方の端部が開放された１または複数本の溝部を有することを特徴とする金属空気電池。 A metal-air battery according to any one of claims 1 to 8,
The second member is a metal-air battery characterized by having one or a plurality of grooves in which at least one end of discharging the gas generated by the charging reaction is open. 請求項９に記載の金属空気電池であって、
前記溝部には、対向する辺に、前記ガスの排出方向に向かって傾斜した複数の突起部が形成されていることを特徴とする金属空気電池。 The metal-air battery according to claim 9.
A metal-air battery characterized in that, in the groove portion, a plurality of protrusions inclined in the gas discharge direction are formed on opposite sides. 請求項１０に記載の金属空気電池であって、
対向する前記複数の突起部は、前記排出方向に沿って互い違いに形成されていることを特徴とする金属空気電池。 A metal-air battery according to請Motomeko 10,
A metal-air battery characterized in that the plurality of protrusions facing each other are formed alternately along the discharge direction. 請求項１１に記載の金属空気電池であって、
前記溝部は、前記ガスの排出方向に対して斜めに傾斜して設けられていることを特徴と
する金属空気電池。 The metal-air battery according to claim 11.
A metal-air battery characterized in that the groove portion is provided so as to be inclined with respect to the discharge direction of the gas. 請求項１から請求項８までのいずれか一つに記載の金属空気電池であって、
前記第２部材は、連続する凹凸形状に屈曲形成されることにより、前記充電反応によって発生した前記ガスを排出する方向に開放された１または複数の溝部を有する板状体からなり、前記板状体には、前記ガスを排出する方向に直交する面方向に多数の貫通孔が形成されていることを特徴とする金属空気電池。 A metal-air battery according to any one of claims 1 to 8,
The second member is formed of a plate-like body having one or a plurality of grooves opened in a direction of discharging the gas generated by the charging reaction by being bent and formed into a continuous concave-convex shape. A metal-air battery characterized in that a large number of through holes are formed in the body in a plane direction orthogonal to the direction in which the gas is discharged. 請求項１から請求項８までのいずれか一つに記載の金属空気電池であって、
前記第２部材は、三次元格子構造の構造体であることを特徴とする金属空気電池。 A metal-air battery according to any one of claims 1 to 8,
The second member is a metal-air battery characterized by having a structure having a cubic lattice structure. 請求項１４に記載の金属空気電池であって、
前記三次元格子構造は、三角格子構造、四角格子構造、ハニカム格子構造、またはダイヤモンド格子構造のいずれか一つの構造であることを特徴とする金属空気電池。 The metal-air battery according to claim 14.
The three-dimensional lattice structure, triangular lattice structure, square lattice structure, honeycomb lattice or metal-air battery, which is a one of the structure of the diamond lattice structure. 請求項１から請求項１５までのいずれか一つに記載の金属空気電池であって、
前記第１部材は、電子伝導性の多孔質材料によって形成され、前記第２部材は、電子伝導性または絶縁性の多孔質材料によって形成されていることを特徴とする金属空気電池。 A metal-air battery according to any one of claims 1 to 15,
A metal-air battery characterized in that the first member is formed of an electron-conducting porous material, and the second member is formed of an electron-conducting or insulating porous material. 請求項１から請求項１６までのいずれか一つに記載の金属空気電池であって、
前記金属極と前記充電極との間、及び、前記充電極と前記空気極との間にそれぞれ隔膜が介装されていることを特徴とする金属空気電池。 The metal-air battery according to any one of claims 1 to 16.
A metal-air battery characterized in that a diaphragm is interposed between the metal electrode and the charging electrode and between the charging electrode and the air electrode, respectively.
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