TWI500205B - Metal air batteries and metal air battery units - Google Patents
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- H01M12/00—Hybrid cells; Manufacture thereof
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Description
本發明,係有關於具備有空氣極並且具有收容金屬極的外裝體之金屬空氣電池,以及金屬空氣電池單元。
在天災或者是風災水災時之難以獲取AC電源的環境中,只要注入食鹽水等之電解液便可進行發電的金屬空氣電池係為周知。於金屬空氣電池之外裝體處,一般而言係使用有金屬罐或樹脂製容器。但是,此種外裝體,由於係成為需要具有用以防止電解液之漏洩的墊圈或密封材,因此零件數量係變多,並導致組裝工程數和成本之增加。進而,亦會有起因於墊圈或密封材之不良或劣化而導致電解液漏洩之虞。又,金屬罐或樹脂製容器之外裝體,其重量係為重。
又,在金屬空氣電池以外之電池中,係提案有將使樹脂和鋁箔作了層積的層積薄膜作為包裝體(鋰電池用包材)來使用(例如,參考專利文獻1)。
[專利文獻1]日本專利第4296771號公報
本發明,係為有鑑於上述事態而進行者,其目的,係在於提供一種:低成本且為輕量,並且在廢棄的觀點上亦為有利之金屬空氣電池、以及將複數之金屬空氣電池作收容之金屬空氣電池單元。
在本說明書中,係包含有日本專利申請之特願2013-238628、特願2014-009265、特願2014-017122、特願2014-017606、特願2014-185154之所有的內容。
為了解決上述課題,本發明,係為一種金屬空氣電池,其係為具備有空氣極並且具有收容與前述空氣極相對向之金屬極的外裝體之金屬空氣電池,其特徵為:前述外裝體,係藉由含有紙之薄片材而形成。若依據此構成,則係成為能夠提供一種低成本且為輕量,並且在廢棄的觀點上亦為有利之金屬空氣電池。
較理想,前述薄片材,係為以熱熔著性樹脂而作了層壓加工之紙。若依據此構成,則就算是當使電池於放電後而休止並且進行再放電等之長時間使用時,也能
夠防止電解液滲出至外部的情形。又,藉由使紙的比例超過50%,係成為易於作為依據各地方政府所規定之紙類垃圾等而進行分類、廢棄,並且也能夠容易地獲取。
較理想,前述薄片材,係空出有空隙地而覆蓋前述金屬極,並且,係將前述薄片材之一部分作彎折並橫切過前述空隙,而一體性地具備有支持前述金屬極之支持用彎折部。若依據此構成,則係能夠以將藉由含有紙之薄片材所形成的外裝體之一部分作彎折之簡易的構成,來支持金屬極,並且在電解液之量的確保以及輕量化的觀點上亦為有利。
較理想,前述支持用彎折部,係將前述金屬極保持在從前述空氣極而分離了的位置處。若依據此構成,則由於係能夠使金屬極和空氣極確實地分離,因此係能夠於極與極之間保持充分的電解液。
又,係亦可構成為:前述支持用彎折部,係具備有:第1彎折部,係從前述薄片材中之相對於前述金屬極之前述空氣極側的壁部以及與前述空氣極相反側之壁部起而被朝向前述金屬極作了彎折;和第2彎折部,係從前述第1彎折部之前端而被作彎折並與前述金屬極相抵接。若依據此構成,則係能夠以簡易的彎折構造來支持金屬極。
又,係亦可構成為:其中,前述第1彎折部,係被設置在較前述外裝體內之電解液的液面而更上方處,並且朝向前述金屬極而朝斜下方傾斜。若依據此構成,則藉由第1彎折部,電解液係成為難以漏出至外部,
並且,係能夠使附著於第1彎折部之下面的電解液有效率地回到原本的位置。
又,係亦可構成為:前述金屬極係具備有朝向上方突出之舌片部(tab),並且前述支持用彎折部係涵蓋前述金屬極之寬幅地而存在,前述支持用彎折部,係在前述金屬極之寬幅方向上,以前述舌片部和並非為前述舌片部之非舌片部間的邊界作為基準而被分割,前述舌片部側之分割部和前述非舌片部側之分割部的其中一方,係對於前述金屬極之朝向空氣極側的移動作限制,另外一方係對於前述金屬極之朝向空氣極之相反側的移動作限制。若依據此構成,則係能夠在避開舌片部的同時,亦藉由支持用彎折部之各分割部來對於金屬極之朝向空氣極側的移動以及相反側的移動之雙方作限制。
又,係亦可構成為:前述外裝體,係具備有使前述金屬極之下端作嵌合的被彎折為下方凸形狀之底板部。若依據此構成,則係能夠以簡易的彎折構造來將金屬極之下端作定位,而能夠防止偏移。
又,係亦可構成為:前述支持用彎折部,係具備有:反折部,係從前述空氣極側之壁部以及前述空氣極之相反側之壁部起沿著前述金屬極而被朝向外裝體內側彎折,並且被朝向其之相反側反折而較前記金屬極更朝向外裝體外側膨出,藉由各反折部之一部分來將前述金屬極作挾持,並且將剩餘之突出至外裝體外側處的部份相互作接合,而將反折部間作密封。若依據此構成,則係能夠在對於電解
液之蒸發和漏出作抑制的同時,亦防止外裝體之變形,並且係能夠對於金屬極之位置偏移作抑制。
又,係亦可構成為:前述外裝體,係具備有與將前述金屬極之上方作覆蓋的蓋體相連續並與將前述金屬極之側方作覆蓋的側壁部相接合之薄片片體。若依據此構成,則係能夠藉由簡易的構成來對於電解液之蒸發和漏出作抑制,並且亦能夠更進一步防止外裝體之變形。
又,係亦可構成為:係具備有:底板薄片部,係為含有紙之薄片材,並且被彎折成使前述金屬極之下端作嵌合的下方凸形狀,前述底板薄片部,係使前後一對之端部的至少其中一方被接合於形成前述外裝體之薄片材處。若依據此構成,則係成為能夠在對於金屬極之位置偏移作抑制的同時,亦防止起因於金屬極所導致的外裝體之損傷。
又,係亦可構成為:係將形成前述外裝體之薄片材彎折成朝向上方而開口之凹狀以形成前述外裝體之底板部,前述底板薄片部,係具備有:一對之立起部,係在將形成前述外裝體之薄片材展開為平面狀的狀態下,以橫跨前述底板部的方式而使前後一對之端部的至少其中一方被接合於該薄片材處,並當將該薄片材彎折為朝向上方而開口之前述凹狀時,係以從前述底板部分離的方式而於外裝體內側而立起,前述金屬極之下端,係嵌合於前述一對之立起部之間。若依據此構成,則係能夠容易地組裝底部薄片部。
又,係亦可構成為:在前述金屬極處之與前
述空氣極相反側之面上,係設置有電解質收容體,該電解質收容體,係收容用以藉由將水注入至前述外裝體內而使其作為電池來動作之電解質。若依據此構成,則係能夠作成僅需裝入電解液之溶媒便可作為電池來利用的構成,並且係能夠對起因於電解質之影響所導致的金屬極之腐蝕作抑制。
又,係亦可構成為:前述電解質收容體,係具備有:極板裝著薄片,係為含有紙之薄片材,並且被裝著於前述金屬極處之與前述空氣極相反側之面上;和袋體,係被接合於前述極板裝著薄片處,並且收容前述電解質。若依據此構成,則係能夠藉由薄片材來對起因於電解質之影響所導致的金屬極之腐蝕作抑制,並且,係並不需要將收容電解質之袋體安裝在外裝體上,而易於使外裝體之構成簡易化,又,袋體之安裝作業亦為容易。
又,係亦可構成為:前述極板裝著薄片係被壓著固定在前述金屬極上,前述袋體係被熔著於前述極板裝著薄片處。若依據此構成,則極板安裝薄片以及袋體之安裝係為容易。
又,係亦可構成為:前述極板裝著薄片,係具備有將該薄片之一部分作彎折並且對相對於該薄片之前述金屬極之移動作限制的限制部,藉由將前述極板裝著薄片保持於前述外裝體處,而將前述金屬極保持於前述外裝體處。若依據此構成,則係成為不需要設置將金屬極直接保持於外裝體側處之構造,而成為易於將外裝體設為簡易的構造。
又,係具備有下述特徵,亦即是,前述薄片材,係空出有空隙地而覆蓋前述金屬極,並且,至少內面側為被形成為非透液性,在前述外裝體處,係被設置有將前述空氣極從外面側來作裝著之開口部,於前述開口部之端面處,係被施加有防止注液至內部之電解液的浸透之端面處理。若依據此構成,則係能夠藉由以含有紙之薄片材來形成外裝體之構成,而防止從開口部之端面而來的電解液之浸透,並且能夠避免外裝體之強度降低和外觀的劣化。
係亦可構成為:前述開口部之端面,係作為前述端面處理,而將前述薄片材之緣部朝向外方來作了反折。若依據此構成,則係能夠藉由像是將薄片材作彎折一般之簡易的方法,來抑制電解液之對於開口部所造成的影響。
又,係亦可構成為:前述開口部之端面,係作為前述端面處理,而藉由薄片狀之非透液性材料來作了被覆。若依據此構成,則係能夠得到與薄膜性能相對應之被覆性能。例如,藉由使用已廣泛流通之薄膜,係成為易於謀求成本之降低,並且,係成為能夠藉由薄膜之選擇來選擇所期望之被覆性能。
又,係亦可構成為:係在前述薄片材之兩面貼附前述非透液性材料,並將前述非透液性材料彼此作接合而將前述端面作了被覆。若依據此構成,則在對於薄片材之兩面進行層壓的情況時,係能夠利用該層壓薄膜來進
行被覆。
又,係亦可構成為:係藉由前述非透液性材料來將前述端面包入而將前述端面作了被覆。若依據此構成,則係能夠得到將開口部之端面作了包入的被覆形態,而成為容易防止從開口部之端面而來的電解液之浸透。
又,係亦可構成為:前述開口部之端面,係作為前述端面處理,而含浸有疏水性之藥劑。若依據此構成,則係能夠藉由使用有藥劑之方法來防止從開口部之端面而來的電解液之浸透。
又,係亦可構成為:作為前述端面處理,係從前述薄片材起而涵蓋至前述空氣極地塗布熱熔膠,並藉由前述熱熔膠來將前述開口部之端面作了覆蓋。若依據此構成,則係能夠利用空氣極之表面凹凸形狀來將作為被覆而起作用的熱熔膠之接合強度有效率地提昇。
又,係亦可構成為:作為前述端面處理,係從前述薄片材起而涵蓋至前述空氣極地貼附薄片狀之非透液性材料,並藉由前述非透液性材料來將前述開口部之端面作了覆蓋。若依據此構成,則係能夠利用空氣極之表面凹凸形狀來將作為被覆而起作用的薄膜之接合強度有效率地提昇。
又,係亦可構成為:前述非透液性材料,係身為遍布前述開口部之緣部地而延伸出去之一體型之框狀。若依據此構成,則相較於在開口部之緣部的每一者處貼附非透液性材料的情況,係能夠減少零件數量,並且係
僅需要進行1次的貼附作業即可。
又,係亦可構成為:前述非透液性材料,係以成為遍布前述開口部之緣部地而延伸出去之框狀的方式,而將複數之短籤狀之非透液材料作了連接。若依據此構成,則係成為容易減少當從非透液性材料之薄膜素材而進行切出時所產生的多餘之材料,並且係成為易於與各種之形狀相對應。
又,係具備有下述特徵:亦即是,前述金屬極,係為在電解液之注入前並未於表面形成有鈍態被膜,並在電解液之注入後藉由起因於電池反應所產生之氧化物而在表面上形成有鈍態被膜之金屬極,具備有前述金屬極和前述空氣極之前述金屬空氣電池,係具備有為了將前述鈍態被膜除去而在並不連接負載的狀態下選擇性地形成包含前述金屬極和前述空氣極之閉電路的電路。若依據此構成,則係能夠形成包含有負極和正極之閉電路而將被形成於金屬空氣電池之負極(金屬極)表面上的鈍態被膜除去,以使負極(金屬極)表面活化,而成為容易使電池反應再度開始。
又,係亦可構成為:前述電路,係為被設置在前述負極和前述正極之間之開閉式的短路電路。若依據此構成,則係能夠以簡單的構成來容易地使電池反應再度開始。
又,係亦可構成為:前述電路,係為被設置在前述負極和前述正極之間之開閉式的電阻放電電路。若
依據此構成,則係能夠以簡單的構成來容易地使電池反應再度開始。
於此情況,係亦可構成為:前述電阻放電電路,係為若是在該電路中所流動之電流值超過特定值則會成為開關開之電路保護開關。若依據此構成,則係成為易於謀求電路之保護等,並且亦能夠成為不需要進行設為開關開之操作。又,係亦能夠降低放電電力之損失。
又,係亦可構成為:具備有前述負極和前述正極之複數之單位電池係被作串聯連接,在由前述複數之單位電池所成的組電池之兩端之前述負極和前述正極之間,係設置有前述電路。若依據此構成,則相較於在各單位電池之每一者處而設置開閉式之短路電路的情況,係成為容易流動大電流,並且係能夠減少零件數量。
又,係亦可構成為:係設置有將在前述閉電路中流動的電流值檢測出來之電流檢測部。若依據此構成,則係能夠得到可針對是否已成功將被形成於金屬空氣電池之負極(金屬極)表面上的鈍態被膜除去而使負極(金屬極)表面作了活化一事進行判斷之資訊。
於此情況,係亦可構成為:前述電流檢測部,係因應於所檢測出的電流值而將電路設為開電路。若依據此構成,則係能夠成為不需要進行用以切換為開電路之使用者操作,並且係能夠降低放電電力之損失。
又,係亦可構成為:係設置有將在前述閉電路中流動的積算電流值檢測出來之積算電流檢測部。若依
據此構成,則係能夠得到可針對是否已成功將被形成於金屬空氣電池之負極(金屬極)表面上的鈍態被膜除去而使負極(金屬極)表面作了活化一事進行判斷之資訊。
於此情況,係亦可構成為:前述積算電流檢測部,係因應於所檢測出的積算電流值而將電路設為開電路。若依據此構成,則係能夠成為不需要進行用以切換為開電路之使用者操作,並且係能夠降低放電電力之損失。
又,係亦可構成為:係設置有將從設為前述閉電路起所經過的時間檢測出來之時間檢測部。若依據此構成,則係能夠得到可針對是否已成功將被形成於金屬空氣電池之負極(金屬極)表面上的鈍態被膜除去而使負極(金屬極)表面作了活化一事進行判斷之資訊。
於此情況,係亦可構成為:前述時間檢測部,係因應於所檢測出的經過時間而將電路設為開電路。若依據此構成,則係能夠成為不需要進行用以切換為開電路之使用者操作,並且係能夠降低放電電力之損失。
又,係亦可構成為:前述負極,係藉由至少包含有鋅之鎂合金所形成。若依據此構成,則當起因於鋅之影響而在使電池休止後成為難以再度開始電池反應的情況時,係成為易於使電池反應再度開始。
又,本發明之金屬空氣電池單元,其特徵為:係將複數之前述金屬空氣電池,空出有使空氣滯留之間隙地來收容於外箱內,並在前述外箱之側面部,具備有突出於前述間隙內並支撐前述外裝體之突片。若依據此構
成,則設置在外箱之側面部的突片,由於係突出於前述間隙內並支撐前述外裝體,因此係能夠抑制金屬空氣電池之外裝體的膨脹並防止電池之輸出降低。
又,係亦可構成為:前述突片,係於前述外箱之側面部,於上下方向空出有間隔地而被設置有複數。
又,係亦可構成為:係在前述金屬空氣電池間配置有間隔物,前述突片係被卡止於前述間隔物處。
又,係亦可構成為:前述間隔物係為立體性之間隔物,並於中央部處具備有使空氣滯留之滯留部,於此滯留部之兩側部處,係具備有使空氣極相互對向地而配置有前述金屬空氣電池之口袋。
又,係亦可構成為:前述間隔物,係將一枚之薄片狀的瓦楞紙作彎折而立體性地形成之。
又,係亦可構成為:於前述外裝體之側面,係被配置有框構件,於此框構件之開口部處,係被配置有前述空氣極,前述突片係支撐前述框構件。此外箱,係亦可為紙製,或者是亦可為樹脂製。
又,係亦可構成為:前述突片,係經介於一部分之切離預定部而被連結於前述外箱之側面部,並使前述切離預定部被作切離而突出於前述間隙內以支撐前述空氣極。
在本發明中,係具備有下述特徵:亦即是,具備有空氣極並且具有收容與前述空氣極相對向之金屬極
的外裝體,係藉由含有紙之薄片材而形成。若依據此構成,則係為低成本且為輕量,並且在廢棄的觀點上亦為有利。
又,藉由設置有被設置在金屬極與空氣極之間之開閉式之短路電路,係能夠將被形成於金屬極表面上之鈍態被膜(在後述之說明中,係亦有稱作「保護被膜」的情況)容易地除去,而能夠回復至可容易地再度開始電池反應之狀態。
1‧‧‧金屬空氣電池單元
10‧‧‧鎂空氣電池(金屬空氣電池)
10A‧‧‧組電池
10S‧‧‧金屬空氣電池系統
11‧‧‧外裝體
13‧‧‧空氣極
13T‧‧‧空氣極之舌片部
15‧‧‧鎂極(金屬極)
15T‧‧‧金屬極之舌片部
21‧‧‧底板部
22‧‧‧前壁部
22K‧‧‧開口部
23‧‧‧後壁部
24F、24R‧‧‧側壁部構成片(側壁部)
25F、25R‧‧‧上板部構成片(支持用彎折部、蓋部)
25F1、25R1‧‧‧第1彎折部
25F2、25R2‧‧‧第2彎折部(反折部)
25F3、25R3‧‧‧第3彎折部(反折部)
25X‧‧‧舌片部側之分割部
25Y‧‧‧非舌片部側之分割部
26F、26R‧‧‧薄片片體
35‧‧‧底板薄片部
41‧‧‧電解質收容體
42‧‧‧極板裝著薄片
42B‧‧‧嵌合部(限制部)
42C‧‧‧上側嵌合部(限制部)
43‧‧‧袋體
81(81A、81B)突片
100‧‧‧沖裁薄片
101‧‧‧薄片材
121、122、125、131‧‧‧薄膜(非透液性材料)
210‧‧‧外箱
220、270‧‧‧瓦楞紙
230‧‧‧間隔物
232K‧‧‧空氣極開口部
244‧‧‧框構件
250‧‧‧口袋(電池收容部)
251‧‧‧浮起支持部
260‧‧‧滯留部(空氣所滯留之空隙)
300‧‧‧DC-DC轉換裝置(電力轉換裝置)
331‧‧‧短路電路
333‧‧‧電阻放電電路
333S‧‧‧電路保護開關
335‧‧‧積算電流檢測部
337‧‧‧時間檢測部
SF、SR‧‧‧空隙
MX‧‧‧疏水性之藥劑
HX‧‧‧熱熔膠
UL‧‧‧電解液之液面
[圖1]圖1係為對於金屬空氣電池之第1實施形態的鎂空氣電池作展示之圖。
[圖2]圖2係為鎂空氣電池之圖,圖2(A)係為從後方所觀察之圖,圖2(B)係為從上方所觀察之圖,圖2(C)係為從右方所觀察之圖。
[圖3]圖3係為將第1實施形態之外裝體作了展開之圖。
[圖4]圖4係為圖1之IV-IV剖面圖。
[圖5]圖5係為圖1之V-V剖面圖。
[圖6]圖6係為對於開口部之端面處理的第1實施例作模式性展示之剖面圖。
[圖7]圖7係為對於開口部之端面處理的第2實施例作展示之圖,圖7(A)係為對於第2實施例作了模式性
展示之剖面圖,圖7(B)係為對於對外裝體之外面進行有層壓的情況作展示之圖。
[圖8]圖8係為對於開口部之端面處理的第3實施例作模式性展示之剖面圖。
[圖9]圖9(A)~圖9(D)係為對於開口部之端面處理的第4實施例以時間序列來作了模式性展示之剖面圖。
[圖10]圖10係為對於開口部之端面處理的第5實施例作模式性展示之剖面圖。
[圖11]圖11係為對於開口部之端面處理的第6實施例作模式性展示之剖面圖。
[圖12]圖12係為對於開口部之端面處理的第7實施例作模式性展示之剖面圖。
[圖13]圖13係為對於開口部之端面處理的第8實施例作模式性展示之剖面圖。
[圖14]圖14係為對於在第8實施例中所使用之薄膜作說明之圖,圖14(A)係為對於一體型之薄膜作展示之圖,圖14(B)係為對於分離型之薄膜作展示之圖。
[圖15]圖15係為第2實施形態之外裝體的立體圖。
[圖16]圖16係為將第2實施形態之外裝體作了展開之圖。
[圖17]圖17係為第2實施形態之圖,圖17(A)係為從正面來對於外裝體作了觀察之圖,圖17(B)係為圖17(A)之A-A剖面圖。
[圖18]圖18係為第2實施形態之變形例的部份展開圖,圖18(A)係為將上板部形成為較長並設置有1個的把手之圖,圖18(B)係為將上板部形成為較長並設置有2個的把手之圖。
[圖19]圖19係為第3實施形態之外裝體之圖,圖19(A)係為從正面來對於外裝體作了觀察之圖,圖19(B)係為圖19(A)之B-B剖面圖。
[圖20]圖20係為第3實施形態之底板薄片部的立體圖。
[圖21]圖21係為第4實施形態之鎂空氣電池之立體圖。
[圖22]圖22係為第4實施形態之鎂空氣電池之側剖面圖。
[圖23]圖23係為第4實施形態之圖,圖23(A)係為對於電解質收容體而與鎂極一同地來從空氣極側作了觀察之圖,圖23(B)係為從與空氣極相反側來作了觀察之圖。
[圖24]圖24係為第4實施形態之變形例之鎂空氣電池之側剖面圖。
[圖25]圖25係為第4實施形態之變形例之圖,圖25(A)係為對於電解質收容體而與鎂極一同地來從空氣極側作了觀察之圖,圖25(B)係為從與空氣極相反側來作了觀察之圖。
[圖26]圖26係為第5實施形態之鎂空氣電池之側剖
面圖。
[圖27]圖27係為第5實施形態之外裝體的立體圖。
[圖28]圖28係為第5實施形態之圖,圖28(A)係為將外裝體作了展開之圖,圖28(B)係為相當於圖27之X區域之圖,圖28(C)係為相當於圖27之Y區域之圖,圖28(D)係為相當於圖27之Z區域之圖。
[圖29]圖29係為對於金屬空氣電池單元之實施形態作展示之立體圖。
[圖30]圖30係為對於金屬空氣電池單元之實施形態作展示之立體圖。
[圖31]圖31係為將金屬空氣電池單元之間隔物與周邊構成一同作展示之立體圖。
[圖32]圖32係為間隔物單體之立體圖。
[圖33]圖33係為間隔物單體之上面圖。
[圖34]圖34係為間隔物單體之側面圖。
[圖35]圖35係為鎂空氣電池之相當於圖36中所示之I-I線的剖面圖。
[圖36]圖36係為鎂空氣電池之外裝體上部之彎折前的上部部分立體圖。
[圖37]圖37係為間隔物之展開圖。
[圖38]圖38係為外箱之展開圖。
[圖39]圖39係為對於金屬空氣電池單元之其他實施例作展示之立體圖。
[圖40]圖40係為對於金屬空氣電池單元之其他實施
例作展示之立體圖。
[圖41]圖41係為對於金屬空氣電池系統之第1實施形態的構成作展示之圖。
[圖42]圖42係為對於第1實施形態之金屬空氣電池系統之變形例作展示之圖。
[圖43]圖43係為金屬空氣電池系統之圖,圖43(A)係為對於金屬空氣電池系統之第2實施形態之構成作展示之圖,圖43(B)係為對於第2實施形態的變形例作展示之圖。
[圖44]圖44係為對於第2實施形態之金屬空氣電池系統之其他變形例作展示之圖。
[圖45]圖45係為金屬空氣電池系統之圖,圖45(A)係為對於金屬空氣電池系統之第3實施形態之構成作展示之圖,圖45(B)係為對於金屬空氣電池系統之第4實施形態之構成作展示之圖。
[圖46]圖46係為對於金屬空氣電池系統之第5實施形態的構成作展示之圖。
[圖47]圖47係為對於金屬空氣電池系統之第6實施形態的構成作展示之圖。
以下,針對本發明之其中一種實施形態,參考圖面而作說明。
圖1係為對於本發明之金屬空氣電池之第1實施形態的鎂空氣電池作展示之圖。
鎂空氣電池10,係具備有藉由可自由彎折之薄片材(在後段之圖6等中係附加元件符號101來作展示)所形成的中空箱形狀之外裝體(亦稱作框體)11。在外裝體11處,係被裝著有空氣極13,並且係以與空氣極13相對向的方式而收容有鎂極(金屬極)15。此鎂空氣電池10,係為使空氣極13作為正極而起作用並且使鎂極15作為負極而起作用之一次電池。
於圖1以及後述之各圖中所展示的上下左右等之各方向,係與當將鎂空氣電池10作為電池來使用時的各方向相對應,並與在以下之說明中所使用的各方向相同。
圖2係為對於鎂空氣電池10作展示之圖,圖2(A)係為從後方所觀察之圖,圖2(B)係為從上方所觀察之圖,圖2(C)係為從右方所觀察之圖。外裝體11,係被形成為薄型之直方體形狀,並一體性地具備有:構成外裝體11之底面的底板部21、和構成前面的前壁部22、和構成後面的後壁部23(圖2)、和構成左右側面的左右之側壁部(左壁部、右壁部)24、以及構成上面的上板部25。
前壁部22以及後壁部23,係身為相同形狀之面,並且被相互平行地作配置,而形成外裝體11中之最大的面。在前壁部22處,係設置有開口部22K(參考後述之
圖3),該開口部22K,係被裝著(接著)有空氣極13。
空氣極13,其構造係成為將使碳和TEFLON(註冊商標)作了混合的素材,使用輥衝壓機等來作成特定厚度之薄片狀,之後,以特定時間、特定溫度來使其乾燥並進行燒成,之後,使用矩形狀(除了舌片部13T以外)之銅網格(銅製之金網),而將被裁斷成與前述銅網格略同等的大小之薄片,從兩面來進行壓迫(衝壓)並進行挾持,將此作了挾持所構成之物,藉由熱熔著或接著劑等來接著於外裝體11之開口部22K處,該空氣極13,係具備有通氣性和非透水性(相當於非透液性)。亦即是,前述作成為薄片狀之素材,係為能夠使外部之空氣通氣至外裝體之內部,並且具備有使外裝體11內部之電解液無法透過至外部之非透水性者。另外,在空氣極13處,係可廣泛適用周知之構成。
鎂極15,係在前壁部22和後壁部23之間的從各壁部22、23而分離了的位置處,與空氣極13相互平行地而被作配置。又,空氣極13以及鎂極15,係相對於前壁部22和後壁部23而亦成為平行。在圖1所示之電池使用狀態下,各空氣極13、鎂極15係被配置於鉛直方向上。
於空氣極13處,係設置有朝向上方突出之舌片部13T,在此舌片部13T處,係連接有未圖示之正極配線。作為舌片部13T,係使用有鎳製或銅製之板構件,並藉由熔接等而接合於空氣極13之銅網格處。此舌片部13T,係較外裝體11之上板部25而更朝向上方突出,並
能夠容易地從上方來連接正極配線。
又,於鎂極15處,亦係設置有朝向上方突出之舌片部15T,在此舌片部15T處,係連接有未圖示之負極配線。
鎂極15之舌片部15T,係被一體性地設置於鎂極15處,並較外裝體11而更朝向上方突出。亦即是,鎂極15,係一體性地具備有矩形板狀之鎂極本體部(金屬極本體部)15A(參考後述之圖4)和從鎂極本體部15A起而以相同之厚度來朝向上方突出之舌片部15T。
另外,如同圖1中所示一般,鎂極15之舌片部15T,係朝向鎂極15之寬幅方向其中一端側(左端側)有所偏位地而作設置。又,空氣極13之舌片部13T,係被設置在相較於鎂極15之舌片部15T而更朝向寬幅方向另外一端側(圖1中,右端側)有所偏位的位置處。藉由此,而以在正面觀察時(圖1)各舌片部15T、13T不會相互重疊的方式來作配置。
上板部25,係作為將在前壁部22和後壁部23以及左右之側壁部24之間所形成的內部空間之上方作覆蓋的覆蓋構件而起作用。此上板部25,係將鎂極本體部15A之上面作覆蓋,另一方面,係使舌片部15T露出於外部。又,在上板部25處,係設置有成為電解液(在本構成中,係為食鹽水)之注入口的左右一對之孔部25H。各孔部25H,係相當於沿著圓弧之切線的內周部分,藉由使注入電解液之注入瓶的前端戳入切線的內側,
各孔部25H係開口,而能夠將電解液注入至內部。此時,電解液係從其中一個的孔部而注入,其他的孔部係成為空氣孔。另外,前述成為電解液之注入口的左右一對之孔部25H,係亦可為超過2個之複數個,又,孔部25H之形狀,係並不被限定於圓弧,而亦可為三角形狀或四角形狀等,形狀並未被特別作限定。另外,當設置複數個的孔部25H的情況時,只要至少將1個場所作為空氣孔來構成即可,例如,當設置3個的孔部25H的情況時,藉由將2個設為注液口並將1個設為空氣孔,係能夠縮短注液時間。
在本構成中,由於係如同前述一般而設置有複數之孔部25H,因此,當從其中一方而注入電解液時,係能夠使另外一方作為讓外裝體11內之空氣脫出至外部的空氣孔來起作用。又,相較於設置單一之孔部25H的情況,係亦能夠將當電池反應時於內部所產生的氣體有效率地排出至外部。亦即是,上述孔部25H,其中一方係作為電解液注入口而起作用,另外一方係作為空氣孔以及氣體排出孔而起作用。
如此這般,由於係設置藉由切線來選擇性地開口之孔部25H,因此在電池使用前係能夠保持關閉的狀態,而能夠防止灰塵等之異物進入。
進而,本構成之外裝體11,係能夠藉由簡易之構成來支持鎂極15,並且係成為對於電解液之量的確保和輕量化而言為有利的構成。
首先,此外裝體11,係藉由含有紙之薄片材(在後
段之圖6等中係附加元件符號101來作展示)所製作者。更具體而言,於此薄片材處,係使用藉由以熱熔著性樹脂(例如,聚乙烯(PE))來至少對於內面進行了層壓加工之紙,亦即是,係使用層壓紙。因此,內面側係被形成為非透液性,而不會有電解液滲出(漏洩)至外部的情況,又,相較於使用金屬罐或樹脂製容器的情況,係為輕量且為低價。另外,亦可使用對於薄片材之表背兩面進行了層壓加工之雙面層壓紙。
另外,在本構成中之所謂含有紙之薄片材,係為將紙和熱熔著性樹脂藉由層壓加工等而作了複合化者。作為薄片材中之紙的比例,較理想係設為超過50%。本構成之外裝體11,係藉由將紙的比例設為超過50%,而例如能夠作為紙類垃圾來廢棄。
如同後述一般,外裝體11,係藉由將薄片材沖裁為特定形狀之沖裁薄片100來作成。前述沖裁薄片100,係藉由所謂的紙之韌度(相當於紙的強度)而在組裝後能夠滿足外裝體11所需要的強度。換言之,係藉由對於沖裁薄片100之厚度、所含有之紙纖維之長度以及紙纖維之材料等作調整,來製作為具備有所期望的強度。又,藉由對於紙之韌度作調整,係能夠使其保持為作了彎折的狀態,並且亦能夠得到在由後述之前後一對之上板部構成片25F、25R所致的鎂極15之保持中所需要的強度。
更具體而言,作為紙,係可適當使用塗布白紙板、無塗布紙板、紙板、卡片紙等之較厚且具有強度
者。又,亦可適當使用將紙和熱熔著性樹脂預先作了複合化的紙杯原紙或紙箱原紙等。
又,作為熱熔著性樹脂,係為能夠將薄片材藉由熱熔著來作接合而形成液密性之箱形狀者,只要是能夠進行熱熔著者,則係可使用任意之樹脂,但是,係以使用聚乙烯、聚丙烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物等之聚烯烴系樹脂為理想。熱熔著性樹脂之厚度,為了能夠得到充分之熱熔著狀態,係設為至少10μm,較理想為設為20μm以上。特別是成為外裝體11的內面側之面,為了使密封性成為更加確實,係以設為40μm以上之厚度為更理想。
又,作為薄片材,係亦可更進而因應於需要而層積其他之薄膜等。例如,在對於薄片材賦予強度的目的上,係可層積聚對苯二甲酸乙二酯(PET)或聚醯胺(Ny)、延伸聚丙烯(OPP)薄膜。聚醯胺薄膜係為具有優良之防突刺耐性的薄膜,而可理想作使用。又,此些之薄膜,係可藉由層積於薄片材之外面側,而對於薄片材賦予優良之印刷適性。亦即是,當在薄片材上印刷花樣或文字等的情況時,雖然亦可直接印刷在紙上,但是,藉由預先對於PET或OPP施加印刷,並將此層積在紙上,係能夠對於薄片材賦予美麗的花樣或文字等。
熱熔著性樹脂、其他之薄膜,係可構成為分別貼合於紙上,亦可構成為預先將熱熔著性樹脂與其他薄膜作層積,之後再層積於紙上,又,亦可將使熱熔著性樹脂和其他之樹脂一同作了壓出的共壓出薄膜作貼合而層積
之。
本發明之包含紙之薄片材,係有必要具備特定之強度。具體而言,係以使用剛性(Taber)(準據於JIS-P 8125「紙以及板紙-剛性試驗方法」)在MD方向(與抄紙機之前進方向平行之紙的方向,MD=machine direction)上為5~30mN.m、在CD方向(與抄紙機之前進方向成直角之紙的方向,CD=cross direction)上為2~15mN.m者為理想。剛性(Taber),係可藉由對於紙之厚度或密度、所層積之熱熔著性樹脂或其他之薄膜的種類、厚度作變更,而進行調整。
另外,當剛性(Taber)為較前述值更小的情況時,強度會有所不足,而難以維持於作為電池外裝體之形狀。又,當較前述值更大的情況時,強度係過強,彎折加工等之作業係變得困難。
前述之紙和熱熔著性樹脂之層積,係以將熱熔著性樹脂壓出至紙上而進行層壓的方法為簡便而為理想,但是,係亦可採用像是使用有乾層壓用接著劑的乾層壓法等之其他周知之層積方法。PET或Ny、OPP之層積,係亦可採用周知之層積方法,一般而言,係採用使用有接著劑的乾層壓法或者是中介存在有熱熔著性樹脂之3層層壓法等。
於以下對於前述薄片材之層構成的具體例作展示。
(1)PE/紙/PE
(2)PE/紙/PE/(PE/Ny/PE)注:( )內為
共壓出薄膜
(3)PET/PE/紙/PE
在製作外裝體11的情況時,係作成將上述薄片材沖裁為特定形狀之沖裁薄片100,並將此沖裁薄片100彎折,藉由此來製作之。此時,針對作了切斷的端面中之有可能與後述之電解液相接觸的場所,係以施加用以防止電解液之對於薄片材的浸透之端面處理為理想。作為端面處理,係可採用在端面上塗布熱熔膠或接著劑並將端面作覆蓋的方法、或者是另外貼附薄膜之方法等。
圖3係為對於沖裁薄片100作展示之圖,並相當於將外裝體11作了展開之圖。另外,在圖3中,係為了使說明成為容易理解,而將折痕以一點練線來作展示。又,圖4係為圖1之IV-IV剖面圖,圖5係為圖1之V-V剖面圖。
如圖3中所示一般,沖裁薄片100,係一體性地具備有矩形之底板部21、和與底板部21之前緣21A(相當於折痕)相連續之矩形之前壁部22、和與底板部21之後緣21B(相當於折痕)相連續之矩形之後壁部23。藉由以此底板部21之前緣21A和後緣21B作為基準而將前壁部22和後壁部23彎折,如同圖4以及圖5中所示一般,係從底板部21起而立起設置有前壁部22和後壁部23。如圖3中所示一般,於前壁部22處,係被形成有裝著空氣極13之開口部22K,此開口部22K,例如,係在藉由沖裁而作成沖裁薄片100時同時被作沖裁。
底板部21,係以將底板部21作前後之二分割(在本構成中,係為等份分割)的折痕21C(圖3)作為基準而被作彎折,並如同圖4及圖5中所示一般,被形成為當從側面觀察時呈下方凸之V字形狀。在此底板部21之上,係載置有鎂極15。藉由此,鎂極15之下端係被底板部21之傾斜所導引並嵌入至下方凸之部分21T中,而能夠容易地將鎂極15之下端作定位。又,係能夠藉由下方凸之部分21T和後述之第1彎折部25F1、25R1來將鎂極15和空氣極13之間的分離距離保持為適當之距離,前述分離距離,係可藉由使折痕21C、22C、23C之距離作改變,而容易地進行調整。
如該圖3中所示一般,沖裁薄片100,係一體性地具備有與前壁部22之左右之側緣22S(相當於折痕)相連續之左右一對之側壁部構成片24F、和與後壁部23之左右之側緣23S(相當於折痕)相連續之左右一對之側壁部構成片24R。而,係藉由此些之側壁部構成片24F、24R,而形成左右之側壁部24。
若是詳細作敘述,則各側壁部構成片24F、24R,係被形成為涵蓋前壁部22以及後壁部23之上下地而各別延伸存在之縱長之矩形形狀,並以前壁部22以及後壁部23之左右之側緣22S、23S作為基準地來朝向內側(相當於外裝體11之內側)作彎折。又,各側壁部構成片24F、24R,係以將各構成片24F、24R作左右二分割(在本構成中,係為等份分割)之折痕24C、24D作為基準,而被
朝向外側(外裝體11之外側)作彎折,被彎折至外側之外側彎折片24FS、24RS彼此,係藉由熱熔著而被作接合。在被作了接合之後,外側彎折片24FS、24RS,係以與被朝向內側作了彎折的內側彎折片24FU、24RU相密著的方式而被作彎折,藉由此,而形成側壁部24。
於此情況,係可藉由熱熔著來將外側彎折片24FS、24RS接合於內側彎折片24FU、24RU處,亦可使用膠帶等之貼複材來使外側彎折片24FS、24RS密著於內側彎折片24FU、24RU處。藉由此,底板部21和前壁部22和後壁部23以及左右之側壁部24係被作組裝。另外,在圖4中,元件符號24L,係為被形成於外裝體11之底板部21的兩端處之下方突出部,此下方突出部24L,係相當於側壁部構成片24F之內側彎折片24FU的下部。
又,如該圖3中所示一般,沖裁薄片100,係一體性地具備有與前壁部22之上緣22A(相當於折痕)相連續之上板部構成片25F、和與後壁部23之上緣23A(相當於折痕)相連續之上板部構成片25R。而,係藉由此些之一對之上板部構成片25F、25R,而形成上板部25。
若是詳細作敘述,則各上板部構成片25F、25R,係被形成為涵蓋前壁部22以及後壁部23之全寬幅地而各別延伸存在之橫長之矩形形狀(於寬幅方向上作了延伸的板形狀)。又,各上板部構成片25F、25R,係如圖4以及圖5中所示一般,以前壁部22以及後壁部23之上緣
22A、23A作為基準而被朝向內側(相當於外裝體11之內側)彎折,並且以將各構成片25F、25R在上下作二分割之折痕22C、23C(圖3)作為基準來更進而朝向內側(外裝體11之內側)作彎折,而彎折為當側面觀察時(圖4、圖5)呈略L字狀。
如圖4以及圖5中所示一般,各上板部構成片25F、25R,係具備有從前壁部22以及後壁部23之雙方起來以朝向鎂極15的方式而被作了彎折之第1彎折部25F1、25R1,和從第1彎折部25F1、25R1之前端(相當於折痕22C、23C)而被作彎折並抵接於鎂極15之第2彎折部25F2、25R2,藉由此些,鎂極15之上部係被作支持。
更具體而言,後壁部23之上板部構成片25R,係在鎂極15之寬幅方向上,於與鎂極15之舌片部15T的兩側緣相對應之位置處具有切痕K(參考圖3),藉由此,來以舌片部15T和並不存在有舌片部15T之非舌片部間之邊界作為基準,而分割成舌片部側之分割部25X和非舌片部側之分割部25Y。又,在舌片部側之分割部25X處,如圖4中所示一般,第1彎折部25R1,係被形成為從後壁部23起而一直延伸至鎂極15之後面MR處之長度,第2彎折部25R2係藉由被朝向下方作彎折而與鎂極15之後面MR相抵接。藉由此,上板部構成片25R係架橋於鎂極15之後面MR與後壁部23之間,藉由上板部構成片25R,鎂極15之朝向後壁部23側的移動(朝向與
空氣極13相反側之移動)係被作限制。
又,在非舌片部側之分割部25Y處,如圖5中所示一般,第1彎折部25R1係越過鎂極本體部15A,第2彎折部25R2係以與鎂極15之前面MF相抵接的方式而被作彎折。藉由此,上板部構成片25R係架橋於鎂極15之前面MF與後壁部23之間,藉由上板部構成片25R,鎂極15之朝向前壁部22側的移動(朝向空氣極13側之移動)係被作限制。如此這般,後壁部23之上板部構成片25R,係對於鎂極15之朝向前後雙方的移動作限制。
另一方面,在前壁部22之上板部構成片25F處,如圖4以及圖5中所示一般,第1彎折部25F1,係被形成為從前壁部22起而一直延伸至鎂極15之前面MF處之長度。又,第2彎折部25F2,係藉由被朝向下方彎折,而隔著後壁部23之上板部構成片25F之第2彎折部25R2來與鎂極15之前面MF相抵接。藉由此,係架橋於鎂極15之前面MF與前壁部22之間,藉由上板部構成片25F,鎂極15之朝向前壁部22側的移動(朝向空氣極13側之移動)係被作限制。
如此這般,前壁部22以及後壁部23之上板部構成片25F、25R之雙方,係藉由將薄片材之一部分作彎折而作為支撐鎂極15之支持用彎折部來起作用。
接著,針對鎂空氣電池10之組裝程序作說明。
首先,準備由含有紙之薄片材所成的沖裁薄片100。之後,將此沖裁薄片100,以底板部21之前緣21A以及後緣21B作為基準而進行對折並將前壁部22和後壁部23作立起設置,並且,將前壁部22以及後壁部23之左右的側壁部構成片24F、24R彎折,再藉由熱熔著來作接合,而形成左右之側壁部24(第1組裝工程)。藉由此,外裝體11係被組裝為使內部空間朝向上方作了開口的狀態。另外,在第1組裝工程中,底板部21,係被彎折成當從側面觀察時呈下方凸之V字形狀(參考圖4、圖5)。
接著,在外裝體11內,從上方來***鎂極15,並使鎂極15之下端頂住底板部21之下方凸之部分21T(圖4、圖5),而將鎂極15之下端作定位(第2組裝工程)。
接著,如圖4以及圖5中所示一般,將連續於後壁部23之上板部構成片25R,朝向鎂極15來作彎折而形成第1彎折部25R1,並且在相當於第1彎折部25R1之前端的折痕23C(圖3)處而朝向下方彎折,以形成與鎂極15相抵接之第2彎折部25R2(第3組裝工程)。
此時,後壁部23之上板部構成片25R中之舌片部側之分割部25X,係如圖4中所示一般,在鎂極15之後面MR側處被朝向下方作彎折並與後面MR相抵接,而對於鎂極15之朝向後壁部23側的移動作限制。又,非舌片部側之分割部25Y,係如圖5中所示一般,越過鎂極本體部
15A並在鎂極15之前面MF側處被朝向下方作彎折而與前面MF相抵接,而對於鎂極15之朝向前壁部22側的移動作限制。
之後,如圖4以及圖5中所示一般,將連續於前壁部22之上板部構成片25F,朝向鎂極15來作彎折而形成第1彎折部25F1,並且在相當於第1彎折部25F1之前端的折痕22C(圖3)處而朝向下方彎折,以形成第2彎折部25F2(第4組裝工程)。此第2彎折部25F2,由於係架橋於鎂極15之前面MF與前壁部22之間,因此係對於鎂極15之朝向前壁部22側的移動(朝向空氣極13側之移動)作限制。
如此這般,藉由前後一對之上板部構成片25F、25R,係能夠從前後來支撐鎂極15並將鎂極15作定位,而能夠防止鎂極15之偏移。
另外,外裝體11係藉由熱熔著而被作密封,並且,前後一對之上板部構成片25F、25R彼此,係藉由裝著從上方來將上板部構成片25F、25R彼此作接合之未圖示之構件(蓋構件或者是膠帶等之貼附材)而被相互作連結。又,針對空氣極13,係可在第1組裝工程之前便裝著於外裝體11處,亦可在外裝體11之組裝後(例如,第4組裝工程之後)再進行裝著(接著)。藉由以上步驟,而組裝鎂空氣電池10,當作為電池而使用的情況時,係將電解液注入至外裝體11內。
接著,針對組裝後之鎂空氣電池10作說明。
如同圖4以及圖5中所示一般,鎂空氣電池10,係具備有使由含有紙之薄片材所成之外裝體11對於鎂極15而以在彼此之間於前後空出有空隙SF、SR的方式來作覆蓋,並且以將此些之空隙SF、SR從上方來作覆蓋並且橫斷該空隙SF、SR的方式,來將前後一對之上板部構成片25F、25R作了彎折之構成。
因此,係能夠充分地確保外裝體11內的電解液之量,並且係能夠藉由簡單的構成來將鎂極15保持於從空氣極13而作了分離的位置處。並且,由於外裝體11係由含有紙之薄片材所形成,因此係亦能夠達成外裝體11之輕量化和加工成本之降低。
進而,構成鎂空氣電池10之主要零件,由於係僅需要外裝體11、鎂極15和空氣極13(亦包含舌片部13T)之3個零件即可,因此零件數量係為少,而成為能夠達成組裝工程數之降低以及鎂空氣電池10全體之輕量化。
又,鎂極15,由於係藉由前後一對之上板部構成片25F、25R而使上部被作支持,並且使下端被定位在底板部21之下方凸之部分21T處,因此係能夠盡可能地提昇鎂極15之支持力,並對於位置偏移有效率地作抑制。
又,對於鎂極15,由於係在與空氣極13相反側處亦設置有使電解液進入之空隙SR,因此,藉由放電反應而在鎂極15和空氣極13之間所產生的生成物(在本構成中,係為Mg(OH)2
:氫氧化鎂),係逐漸從空氣極13
和鎂極15之間之空隙SF而被推出至與空氣極13相反側處,與空氣極相反側處之電解液係繞入至鎂與空氣極之間,因此係亦能夠得到成為易於持續進行放電反應之益處。
在圖4以及圖5中,元件符號UL,係代表電解液之液面。
前後一對之上板部構成片25F、25R,係位置在較電解液之液面UL而更上方,各上板部構成片25F、25R之第1彎折部25F1、25R1,係朝向鎂極15而朝斜下方作傾斜。因此,當起因於由放電反應所導致之氫的發生而造成電解液朝向上方飛散時,電解液係沿著第1彎折部25F1、25R1之下面流動,而能夠迅速且順暢地回到被儲存於下方之電解液內。
又,各上板部構成片25F、25R之第1彎折部25F1、25R1彼此係相互頂住。因此,在前壁部22和後壁部23之間,第1彎折部25F1、25R1彼此係相互抵觸,而使前壁部22和後壁部23相互分離,並且成為易於將該些相互保持為平行。又,由於第1彎折部25F1、25R1之上面係相互連續,因此,係成為易於藉由膠帶等之貼附材來將第1彎折部25F1、25R1彼此作連結。
如同上述一般,本實施形態之鎂空氣電池10之外裝體11,由於係藉由含有紙之薄片材來形成,因此係能夠
成為低成本且為輕量。並且,由於此薄片材係為藉由以熱熔著性樹脂來進行層壓加工等而作了複合化之紙,因此,就算是當使電池於放電後而休止並且進行再放電等之長時間使用時,也能夠防止電解液滲出(漏出)至外部的情形。進而,藉由使紙的比例超過50%,係亦能夠得到下述之優點:亦即是,係成為易於作為依據各地方政府所規定之紙類垃圾等而進行分類、廢棄,並且也能夠容易地獲取。根據此些事項,係成為能夠提供一種低成本且為輕量,並且在廢棄性的觀點上亦為有利之鎂空氣電池10。
另外,在先前技術之金屬空氣電池中,係提案有下述一般之構成:亦即是,將正極、間隔物以及由凝膠狀金屬所成之負極材料,以藉由包含有熱熔著性樹脂層之層壓薄片來作了成形的外裝體而作包覆,並將負極材料之電池內體積佔有率設為40%以上90%以下(例如,日本特開2004-288571號公報)。
然而,上述專利文獻中所記載之構成,由於係成為將空氣擴散紙、空氣極薄片、間隔物、凝膠狀負極金屬、負極集合體作層積,而構成具有某種程度之厚度的發電要素,並將此發電要素收容於被形成在負極側層壓薄片和正極側層壓薄片之間之凹部內而作保持之構成,因此,零件數量係為多,電解液之量係會減少。
若是電解液之量為少,則於會起因於放電反應而消耗
電解液的電池中,係會成為無法得到充分的容量。又,若是為了減少零件數量而將數個的發電要素零件(例如,間隔物)作省略,則係無法將金屬極(負極)作支持,零件數量之降低一事係為困難。又,若是零件數量為多,則會導致組裝工程數之增加和重量之增加,在降低成本一事上係為不利。
若是考慮上述事態,則係希望能夠提供一種在可藉由簡單之構成來支持金屬極的同時亦在電解液之量的確保以及輕量化的觀點上為有利之金屬空氣電池。
如同上述一般,本實施形態之鎂空氣電池10之外裝體11,係藉由含有紙之薄片材所形成,此薄片材,係空出有空隙SF、SR地而將鎂極(金屬極)15作覆蓋,並且一體性地具備有將薄片材之一部分作彎折並橫斷空隙SF、SR而作為支持鎂極15之支持用彎折部來起作用的一對之上板部構成片25F、25R,因此,係能夠藉由將以含有紙之薄片材所形成的外裝體11之一部分作彎折之簡易的構成,來支持鎂極15,並且在電解液之量的確保以及輕量化的觀點上亦為有利。又,藉由外裝體11之輕量化,係成為能夠得到更高的重量能量密度。
進而,由於係成為不需要用以支持鎂極15之專用零件,因此,係能夠達成零件數量之削減,又,亦係身為能夠容易地追加鎂極15以外的發電要素之構成部件的構成。故而,係容易降低成本,並且構成之變更自由度亦為高。
又,一對之上板部構成片25F、25R,由於係將鎂極15保持在從空氣極13而分離了的位置處,因此,係能夠將鎂極15和空氣極13確實地分離。故而,係能夠在極間而保持充分之量的電解液。又,係成為易於將鎂極15和空氣極13之間的距離(分離距離)保持為適當之距離。
又,各上板部構成片25F、25R,由於係具備有在薄片材(沖裁薄片100)處之相對於鎂極15之空氣極13側的壁部(前壁部22),以及從與空氣極13相反側之壁部(後壁部23)起來朝向鎂極15而被作了彎折之第1彎折部25F1、25R1,和從第1彎折部25F1、25R1之前端而被作彎折並抵接於鎂極15之第2彎折部25F2、25R2,因此,係能夠藉由簡單之彎折構造,而將鎂極15作支持。
進而,第1彎折部25F1、25R1,由於係被設置在較外裝體11內之電解液的液面UL更上方處,並且係朝向鎂極15而朝斜下方傾斜,因此,藉由第1彎折部25F1、25R1,電解液係成為難以漏出至外部,並且,係能夠使附著於第1彎折部25F1、25R1之下面的電解液有效率地回到原本的位置。
又,連續於後壁部23處之上板部構成片25R,由於係在鎂極15之寬幅方向上,以舌片部15T和並非為舌片部15T之非舌片部之間的邊界為基準而被作分割,並使舌片部側之分割部25X(圖3)和非舌片部側之分割部25Y(圖3)的其中一方對於鎂極15之朝向空氣極13側的移
動作限制,且使另外一方對於鎂極15之朝向空氣極13之相反側處的移動作限制,因此,係能夠一面避開舌片部15T,一面藉由連續於後壁部23之上板部構成片25R的各分割部25X、25Y來對於鎂極15之朝向空氣極13側的移動以及朝向相反側的移動之雙方作限制。
又,外裝體11,由於係具備有被彎折成使鎂極15之下端作嵌入的下方凸形狀之底板部21,因此,係以簡易的彎折構造來將鎂極15之下端作定位,而能夠防止偏移。
一般而言,於先前技術之金屬空氣電池之外裝體處,係使用有金屬罐或樹脂製容器。此種外裝體,由於係成為需要具有用以防止電解液之漏洩的墊圈或密封材,因此零件數量係變多,並導致組裝工程數和成本之增加,進而,也會有起因於墊圈或密封材之不良或劣化所導致的電解液的漏洩之虞,且外裝體本身也會變重。
在先前技術之金屬空氣電池中,係提案有下述一般之構成:亦即是,將正極、間隔物以及由凝膠狀金屬所成之負極材料,以藉由包含有熱熔著性樹脂層之層壓薄片來作了成形的外裝體而作包覆(例如,日本特開2004-288571號公報),又,對於金屬空氣電池以外之電池,係提案有將外裝體藉由與紙作了複合之複合紙容器來構成者(例如,日本專利第4296771號公報)。
然而,在日本特開2004-288571號公報中所記載之金屬空氣電池,由於係成為將空氣擴散紙、空氣極薄片、間隔物、凝膠狀負極金屬、負極集合體作層積,而構成具有某種程度之厚度的發電要素,並將此發電要素收容於被形成在負極側層壓薄片和正極側層壓薄片之間之凹部內而作保持之構成,因此,零件數量係為多,構造係會變得複雜化,對於成本的降低而言係為不利。
另一方面,若是將金屬空氣電池之外裝體藉由含有紙之薄片材來形成,則係成為低成本且為輕量,並且在廢棄的觀點上亦為有利。然而,金屬空氣電池之外裝體,由於係具備有經由空氣極而將空氣導入之開口部,因此,當紙製之外裝體的情況時,電解液會從開口部之端部而浸透,並會產生導致強度降低或外觀的劣化之虞。
因此,在本構成中,其中一個目的,係在於藉由以含有紙之薄片材(沖裁薄片100)來形成外裝體11之構成,而對於從將空氣作導入之開口部22K之端面而來的電解液之浸透作抑制。
以下,針對開口部22K之端面處理作說明。
在本構成中,於開口部22K之端面處,係被施加有防止注液至內部之電解液的浸透之端面處理,藉由此,來避免電解液從端面而浸透並導致外裝體11之強度降低和外觀的劣化之事態。
在此端面處理中,若是作大略之區分,則係存在有將薄片材(以下,標記為薄片材101)本身之端面作被覆的
構造(端面被覆構造)、和橫跨薄片材101和空氣極13地而作被覆之構造(空氣極利用型之被覆構造),以下,針對端面處理之實施例作說明。
圖6係為對於第1實施例作模式性展示之剖面圖。
首先,構成外裝體11之薄片材101,係被形成有具備含有紙之紙層102和構成層壓層之內層103的二層構造。內層103,係為將外裝體11之內面側設為非透液性之層,在本實施例中,係藉由具備有防水性(相當於相對於電解液之耐液性)和熱熔著性的合成樹脂製之薄膜來形成。在此內層103中,係使用有聚烯烴系樹脂、聚酯系樹脂等,特別是以聚乙烯製之薄膜為理想。
空氣極13,係從外側而被裝著於外裝體11之開口部22K處,而構成為能夠並不對於外裝體11進行加工地來將舌片部13T配置在外面。此空氣極13,係被形成為具備有由銅網格所成之基材層111和被設置在基材層111之內面以及外面的內層112以及外層113之3層構造。內層112以及外層113,係為具備有通氣性和非透水性(非透液性)之層,在本實施例中,係使聚四氟乙烯(PTFE)和碳黑混合存在,而形成具備有多數之細微之孔的多孔構造。
如圖6中所示一般,薄片材101之緣部101A、更具體而言,位置於開口部22K之周緣部分處之
緣部101A,係被朝向外方向而反折。此反折角度,係為180度。藉由此,緣部101A,係重疊於緣部101A以外之部分101B的外方向處,緣部101A之內周層係露出於外方向。在此於外方向上而露出之內層103的區域處,空氣極13係以與內層112相接觸的方式而被作重疊,並藉由熱熔著而被作接合。藉由此,空氣極13和緣部101A之間的空隙係被作閉塞。
若依據此構成,則係使薄片材101之緣部101A的端面於外方向露出,而成為能夠不與內部之電解液相接觸,並且,係能夠利用薄片材101之內層103而將空氣極13接合。故而,係能夠藉由將薄片材101作彎折之簡易的方法,來防止從開口部22K之端面而來之電解液之浸透,而能夠避免外裝體11之強度降低或者是外觀的劣化。又,係亦有著下述之優點:亦即是,此被覆處理,係亦能夠適用於當外裝體11之外面(薄片材101之外面)並未被進行層壓的情況中。
圖7(A)係為對於第2實施例作模式性展示之剖面圖。
在第2實施例中,亦與第1實施例相同的,位置於開口部22K之周緣部分處之緣部101A,係被朝向外方向而反折。但是,在第2實施例中,係藉由預先將薄片材101之緣部101A以及與緣部101A相重疊之部分101B的紙層
102削去,來將厚度設為一半(圖7中,厚度t=0.5×T)。
藉由此構成,如同圖7(A)中所示一般,在將薄片材101之緣部101A反折時,係能夠使緣部101A與部分101B相互作了重疊的部份、和並未重疊之部分101C,此兩者間的厚度成為相互一致。於此情況,薄片材101之外面,係成為以同一平面高度而連續之平面。藉由此,係能夠將空氣極13藉由熱熔著來作接合,並且係能夠降低空氣極13之從薄片材101(外裝體11)所膨出的量。若依據此第2實施例,則除了與第1實施例相同的效果之外,係成為能夠相較於第1實施例而更進一步使鎂空氣電池10薄型化。
又,此被覆處理,不論是當外裝體11之外面(薄片材101之外面)並未被進行層壓的情況或者是被進行有層壓的情況中,均能夠作適用。
圖7(B),係為對於外裝體11之外面被進行有層壓的情況作展示。於此,構成層壓層之外層104,係與內層103相同的,為藉由熱熔著性樹脂(例如,聚乙烯(PE))製之薄膜所形成。若依據此構成,則如同圖7(B)中所示一般,係可將空氣極13之內層112藉由熱熔著而亦接合於薄片材101之外層104處。因此,係能夠利用外裝體11之外面的層壓,而確保有廣大的接合面積。故而,在想要將空氣極13之接合強度提高的情況時,係為有利。
圖8係為對於第3實施例作模式性展示之剖面圖。
在第3實施例中,係於紙層102之表背兩面上,貼附薄片狀之身為非透液性材料的薄膜121、122,並將各薄膜121、122彼此藉由熱熔著等來作接合,而將開口部22K之端面作被覆。另外,內層側之薄膜121,係兼用構成薄片材101之層壓層的內層103(參考圖8),外層側之薄膜122,係兼用構成薄片材101之層壓層的外層104(參考圖8)。
針對此些之薄膜121、122,係可適用單層薄膜、層積薄膜之任一者,而能夠適用周知之在端面保護構件等中所使用之各種的薄膜。例如,在薄膜121、122(或者是各薄膜121、122之基材)中,係只要適用具備有耐熱性以及機械性強度之素材即可。具體而言,係只要使用延伸聚對苯二甲酸乙二酯、延伸尼龍、延伸聚丙烯、延伸乙烯醇等之延伸薄膜即可。另外,針對後述之各薄膜,係亦可使用相同的素材。
若依據此構成,則係能夠藉由薄片狀之非透液性材料來簡易地將開口部22K作被覆,而防止從開口部22K之端面而來的電解液之浸透,並且能夠避免外裝體11之強度降低和外觀的劣化。
又,作為此些之薄膜121、122之具體例,係以在日本特開平8-337238號公報中所記載之層積薄膜為
合適。
在此專利公報中,係記載有一種層積薄膜,其係將表面或背面層設為由熱熔著性樹脂所成之接著層,並鄰接於此接著層而具備有熔點為較接著層更高之中間層。藉由使用此薄膜,相較於使用單層薄膜的情況,係能夠使耐熱性提昇,而避免起因於熱熔著所導致的針孔等之發生,並成為能夠謀求接著安定性之提昇。
圖9(A)~圖9(D)係為對於第4實施例以時間序列來作了模式性展示之剖面圖。
在第4實施例中,係於薄片材101處設置開口部22K(圖9(A)),並以會成為將開口部22K作覆蓋之窗(最終層積構成)的方式,來在表背兩面上,貼合薄片狀之身為非透液性材料之薄膜(例如聚乙烯薄膜),或者是,藉由擠壓機加工來設置內層103和外層104,並於開口部22K之部分處,貼合內層103和外層104而作一體化(圖9(B))。
接著,如同圖9(C)中所示一般,將作了貼合並一體化的部份作沖裁。藉由此,於開口部22K之周圍,作了貼合並一體化的部份之一部分(圖9中之元件符號FX)係殘留,開口部22K之端面係被作被覆。之後,將空氣極13藉由熱熔著來作接合(參考圖9(D))。
若依據此構成,則係能夠藉由貼合、沖裁之較為簡易
的作業來將開口部22K之端面作被覆,又,係能夠得到藉由薄膜來將開口部22K之端面作了包入的被覆形態。藉由此,係能夠防止從開口部22K之端面而來之電解液之浸透,而能夠避免外裝體11之強度降低或者是外觀的劣化。
又,如同圖9(D)中所示一般,係可利用薄片材101之外層104,來將空氣極13藉由熱熔著而容易地作接合。又,本實施例之被覆處理,當將紙層102之兩面作層壓的情況時,係亦能夠與層壓同時地來進行。
另外,形成將開口部22K作覆蓋之窗的工程(圖9(B)、圖9(C)),係並不被限定於上述之從開口部22K之兩面來貼合薄膜者,亦可構成為:在開口部22K之單面上重疊薄膜片,並與在開口部22K內所預先設置了的薄膜(例如,薄片材101之內層)作接合,再將接合後的薄膜彼此之一部分沖裁。於此情況,例如,係只要適用可在使用貼窗薄膜的同時亦使飲口部之構造成為簡單之構造,並且成為將基材透孔之內周端面適當地作覆蓋,而使內容物不會滲入至基材透孔之內周端面處的如同在日本專利第3047755號中所記載一般之技術即可。
圖10係為對於第5實施例作模式性展示之剖面圖。
在第5實施例中,覆蓋開口部22K之端面的薄片狀之身為非透液性材料的薄膜125,係被形成為在由延伸薄膜
所成之支持層126之兩面上具備有接著層127、128之三層構造。之後,如圖10中所示一般,將薄片材之開口部22K的端面藉由上述薄膜125來作包入,並在此狀態下藉由熱熔著而作接合。
藉由此,係能夠藉由薄膜125而將開口部22K之端面作包入而進行被覆,而能夠得到可防止從開口部22K之端面而來之電解液之浸透等的效果。又,係可利用薄膜125之接著層128,來將空氣極13容易地作接合。
於此情況,亦係如同上述第3實施例中所記載一般,藉由適用在日本特開平8-337238號公報中所記載之層積薄膜,係能夠使耐熱性提昇,而避免起因於熱熔著所導致的針孔等之發生,並成為能夠謀求接著安定性之提昇。
圖11係為對於第6實施例作模式性展示之剖面圖。
在第6實施例中,如圖11中所示一般,係於開口部22K之端面含浸有疏水性之藥劑MX,藉由此,來防止從端面而來之電解液之浸透,而能夠避免外裝體11之強度降低或者是外觀的劣化。於此疏水性之藥劑MX中,係只要適用胺甲酸乙酯系之接著劑或流動石蠟等即可。在此藥劑MX中,係使用有機溶劑,並且係以低黏度者為理想。若依據此構成,則係成為易於將藥劑MX從薄片材101之端面來保持於紙纖維之空隙間,而能夠涵蓋長期間地來得到電解液之浸透等的防止效果。
又,此被覆處理,係如圖11中所示一般,以外裝體11之內外兩面均被進行有層壓為理想。若依據此構成,則由於構成層壓層之外層104和空氣極13係被作接合,因此係能夠有效地防止從薄片材101(外裝體11)和空氣極13之間而來的電解液之浸透。
圖12係為對於第7實施例作模式性展示之剖面圖。
在第7實施例中,係從薄片材101起而涵蓋至空氣極13地來塗布熱熔膠(亦稱作熱熔接著劑),並藉由熱熔膠HX來將開口部22K之端面作了被覆。在此熱熔膠HX中,係可使用像是乙烯乙酸乙烯酯(EVA)等之熱可塑性塑膠或者是胺甲酸乙酯系之反應硬化型之熱熔膠樹脂等的周知之素材。
藉由此,係可藉由熱熔膠HX來得到防止從開口部22K之端面而來之電解液之浸透等的效果。又,熱熔膠HX,由於係侵入至空氣極13之內層112、亦即是侵入至多孔性之表面中,因此,係能夠將熱熔膠HX和空氣極13間之接合強度維持為高。故而,係能夠利用空氣極13之表面構造來將熱熔膠HX之接合強度有效率地提昇,對於被覆之耐久性的提升而言係為有利。
又,代替熱熔膠HX,係亦可使用高黏度且在加工後會硬化之被覆劑(例如果凍狀之硬化型接著劑)來將端面作被覆。
又,此被覆處理,係亦有著下述之優點:亦即是,如同圖12中所示一般,係亦能夠適用於當外裝體11之外面並未被進行層壓的情況中。
另外,為了在紙(紙層102)有所剝露出來的外裝體11之外面處接著空氣極13,係只要使用熱熔膠、膠帶貼合、接著劑貼合即可。
圖13係為對於第8實施例作模式性展示之剖面圖。
在第8實施例中,係於薄片材101之單面(內面)上,貼附薄片狀之身為非透液性材料的薄膜131,並將此薄膜131之端部131A接合於空氣極13處。藉由此,薄膜131係從薄片材101起涵蓋空氣極13地而被作貼附,藉由薄膜131,開口部22K之端面係被作被覆。在此薄膜131中,係可使用熱熔著性樹脂(例如,聚乙烯(PE))等之周知之素材,並藉由熱熔著等而被接合於空氣極13處。
若依據此構成,則藉由薄膜131,係可得到防止從開口部22K之端面而來之電解液之浸透等的效果。又,薄膜131,由於係以侵入至空氣極13之內層112、亦即是以侵入至多孔性之表面中的狀態而被作接合,因此,係能夠將薄膜131和空氣極13間之接合強度維持為高。故而,係能夠利用空氣極13之表面構造來將薄膜131之接合強度
有效率地提昇,對於被覆之耐久性的提升而言係為有利。
又,關於此被覆處理,係亦與第7實施例相同的,有著下述之優點:亦即是,係亦能夠適用於當外裝體11之外面並未被進行層壓的情況中。
圖14(A)以及圖14(B),係對於薄膜131之其中一例作展示。
圖14(A),係對於將薄膜131以一體型來作了形成的情況作展示。亦即是,係製作出將被覆空氣極13之矩形的開口部22K的各邊之4個的矩形狀之部分(上邊被覆部132、左右之側邊被覆部133、134、下邊被覆部135)作了一體化的四方框狀之薄膜。
如此這般,只要構成為遍佈開口部22K之緣部地而延伸出去之一體型的框狀,則係能夠減少零件數量,並成為易於謀求被覆作業之簡易化。
又,圖14(B),係對於將4個的被覆部132~135個別地作了形成的情況作展示。亦即是,係個別製作出相當於4個的被覆部132~135的各者之短籤部,並將各短籤部藉由熱熔著等來作接合,以製作出遍佈開口部22K之緣部而延伸出去的框狀之薄膜。
於此情況,相較於圖14(A)的情況,係能夠減少當從薄膜素材而進行切出時之薄膜素材的剩餘部分。又,則係成為容易製作出各種形狀之薄膜,而成為易於與設計之變更或尺寸之變更相對應。
如同上述一般,本構成之外裝體11,係具備
有下述構成,亦即是,係藉由含有紙之薄片材101所構成,薄片材101,係空出有空隙SF、SR地而覆蓋鎂極(金屬極)15,並且,至少內面側為被形成為非透液性,在外裝體11處,係被設置有將空氣極13從外面側來作裝著之開口部22K,於開口部22K之端面處,係被施加有防止注液至內部之電解液的浸透之端面處理,因此,藉由以含有紙之薄片材101來形成外裝體11之構成,係成為能夠對於從將空氣作導入之開口部22K的端面而來之電解液的浸透等之影響作抑制。
又,開口部22K之端面,作為上述端面處理,係只要構成為將薄片材101之緣部朝向外方向作反折(第1、第2實施例,圖6、圖7),便能夠藉由像是將薄片材101作彎折一般之簡易的方法,來抑制電解液之對於開口部22K所造成的影響。於此情況,係成為不需要薄片材101以外之構件,在成本之降低上係為有利。
又,若是構成為:開口部22K之端面,係作為前述端面處理,而藉由薄片狀之身為非透液性材料之薄膜121、122、125、131來作被覆(第3~第8實施例、圖8~圖13),則係能夠得到與薄膜性能相對應之被覆性能。於此情況,藉由使用已廣泛流通之薄膜,係成為易於謀求成本之降低,並且,係成為能夠藉由薄膜之選擇來選擇所期望之被覆性能。
於此情況,只要在薄片材101之兩面上貼附薄片狀之身為非透液性材料之薄膜121、122,並將薄膜
121、122彼此作接合而將端面作被覆(第3實施例、圖8),則在對於薄片材101之兩面進行層壓的情況時,係能夠利用該層壓薄膜來進行被覆。
又,只要在薄片材101之表面上貼附構成內層103、外層104之薄膜(非透液性材料)和薄膜(非透液性材料)125,並藉由此些之薄膜而將開口部22K之端面作包入而將端面作被覆(第4、第5實施例,圖9、圖10),則係如同圖9以及圖10中所示一般,能夠得到將開口部22K之端面作了包入的被覆形態,而成為易於防止從端面而來之電解液之浸透。
又,開口部22K之端面,作為上述端面處理,若是構成為含浸有疏水性之藥劑MX(第6實施例,圖11),則係能夠藉由此使用有藥劑MX之方法,來防止從開口部22K之端面而來的電解液之浸透。於此情況,藉由在藥劑MX中,使用能夠保持於開口部22K之端面的纖維之空隙間的低黏度之藥劑,在被覆之耐久性的提升上係成為有利。
又,作為上述端面處理,若是構成為從薄片材101起而涵蓋至空氣極13地來塗布熱熔膠HX,並藉由熱熔膠HX來將開口部22K之端面作被覆(第7實施例,圖12),則係能夠利用空氣極13之表面凹凸形狀,來將作為被覆而起作用之熱熔膠HX的接合強度有效率地提高。
又,作為上述端面處理,就算是構成為從薄片材101起而涵蓋至空氣極13地來貼附薄膜(非透液性
材料)131,並藉由此薄膜131來將開口部22K之端面作被覆(第8實施例,圖13),亦係與熱熔膠HX的情況相同地,能夠利用空氣極13之表面凹凸形狀,來將作為被覆而起作用之薄膜131的接合強度有效率地提高。
此時,藉由將薄膜131構成為涵蓋開口部22K之緣部而延伸出去之一體型的框狀(圖14(A)),相較於在開口部22K之緣部的每一者處貼附薄膜的情況,係能夠減少零件數量,並且係僅需要進行1次的貼附作業即可。另一方面,藉由將薄膜131構成為以會成為涵蓋開口部22K之緣部而延伸出去之框狀的方式來將複數之短籤狀之薄膜作了連接的構成(圖14(B)),則係成為容易減少當從非透液性材料之薄膜素材而進行切出時所產生的多餘之材料,並且係成為易於與各種之形狀相對應。
另外,本發明係並不限定於上述之構成,而能作各種之變形以及變更。
例如,係亦可將上述之端面處理作2個以上的組合。例如,係亦可對於除了第6實施例之含浸方式以外的實施例,而組合使開口部22K之端面作含浸之含浸方式。又,亦可將在第1以及第2實施例中所記載之反折方式與在其他實施例中所記載的薄膜貼附方式作組合。藉由進行組合,係成為易於將被覆性能(耐久性)等提高。
又,在上述之實施形態中,雖係針對藉由熱熔著來將各構件作接合的情況來作了說明,但是係亦可使用其以外之接合方法。例如,係亦可對於被覆用之薄膜,而適用脈
衝密封、超音波密封、以熱風進行了加熱後之壓著、熱熔膠、膠帶貼附、接著劑等。
圖15係為第2實施形態之外裝體11之立體圖,圖16係為將第2實施形態之外裝體11作了展開之圖(=相當於沖裁薄片100之圖)。另外,在以下之說明中,對於與前述之構成相同的構成,係附加相同之元件符號,並省略重複之說明,而針對相異之部分作詳細敘述。
此外裝體11,係將連續於前壁部22之上緣22A(圖16)的上板部構成片25F,形成為在上下方向為較第1實施形態之上板部構成片25F(圖3)而更長。又,此上板部構成片25F,係以將上下作三分割之折痕22C、22D(圖16)作為基準,而從前壁部22側起,依序被設置有第1彎折部25F1、第2彎折部25F2,以及第3彎折部25F3。
又,針對連續於後壁部23之上緣23A(圖16)之上板部構成片25R,亦同樣的,係被形成為較第1實施形態之上板部構成片25R(圖3)而更長,並且係以將上下作三分割之折痕23C、23D(圖16)作為基準,而從後壁部23側起,依序被設置有第1彎折部25R1、第2彎折部25R2,以及第3彎折部25R3。
圖17係為對於第2實施形態之外裝體11作展示之圖,圖17(A)係為從正面來作了觀察之圖,圖17
(B)係為對於圖17(A)之A-A剖面作展示之圖。
如同圖17(A)以及圖17(B)中所示一般,第2彎折部25F2、25R2,係分別被朝向外裝體11內側作彎折,第3彎折部25F3、25R3,係分別被朝向外裝體11外側作彎折。
於此情況,第3彎折部25F3、25R3,由於係於上下方向而被形成為較第2彎折部25F2、25R2更長,因此,第3彎折部25F3、25R3之前端,係較第2彎折部25F2、25R2而更朝向上方突出,第3彎折部25F3、25R3係成為相互抵接。
亦即是,上板部構成片25F、25R,係沿著鎂極15而被朝向外裝體11內側作彎折,並且,係被朝向其之相反側作反折以形成相較於鎂極15而更朝向外裝體11外側膨出之反折部(由第2彎折部25F2、25R2,以及第3彎折部25F3、25R3所成)。
又,如圖17(B)中所示一般,鎂極15之上部,係被夾入至此前後一對之反折部的下部間(第3彎折部25F3、25R3之下部間),並以保持此狀態的方式,來將突出於外裝體11外側之反折部相互藉由熱熔著來作接合。
藉由此,係能夠以反折部之下部來挾持鎂極15,並且能夠將上板部構成片25F、25R間,亦即是將外裝體11之上部作密封。故而,上板部構成片25F、25R之雙方,係作為支撐鎂極15之支持用彎折部來起作用,並且係作
為將外裝體11之上部作密封的密封部來起作用。
若依據此構成,則相較於在第1實施形態之圖4等中所示之折入型,係能夠確實地進行上部之密封,並且係能夠對於電解液之蒸發和漏出作抑制。
又,由於係並不如圖5中所示一般而將上板部構成片25F、25R於左右作分割,因此在進行折入時係難以產生皺折。又,由於係在朝向內側折疊後再朝向外側作反折,因此,上板部構成片25F、25R自身之剛性係提昇,而能夠防止皺紋和變形,並且能夠達成外裝體11之剛性的提升以及鎂極15之支持力的提升。
另外,在本實施形態中,係並不形成於鎂極15處而朝向上方突出之舌片部15T(參考圖1),代替此,係成為於鎂極15上部而連接配線15H(後述之圖21)之構成。
又,如圖16中所示一般,於在前壁部22之上緣22A處被作彎折並成為將鎂極15之上方作覆蓋的蓋部之第1彎折部25F1的左右,係被一體性地設置有薄片片體26F。此些之薄片片體26F,係如同圖15中所示一般,以第1彎折部25F1之左右側緣作為基準而被朝向下方(沿著內側彎折片24FU)作彎折,接著,沿著側壁部構成片24F之外側彎折片24FS而被垂直地作彎折,之後,將被垂直地作了彎折之薄片片體26F藉由熱熔著機來作夾入,並藉由熱熔著來進行接合。
藉由如此這般地將外裝體11之上部兩端以薄片片體
26F來作固定,係能夠對於各彎折片24FU、24FS之上部作補強。
若依據此構成,則係能夠藉由薄片片體26F來將成為蓋部之第1彎折部25F1和成為側壁部之側壁部構成片24F之間的空隙作密封,而能夠對於電解液之蒸發和漏出作抑制。又,第1彎折部25F1和側壁部構成片24F之間的連結強度係提昇,而能夠對於第1彎折部25F1之朝向上方的擴廣和側壁部構成片24F之朝向左右方向的擴廣作抑制。
又,在本實施形態中,與前壁部22相同的,於在後壁部23之上緣23A處被作彎折並成為將鎂極15之上方作覆蓋的蓋部之第1彎折部25R1的左右,亦係被一體性地設置有與上述薄片片體26F相同之薄片片體26R(參考圖16)。此些之薄片片體26R,係如同圖15中所示一般,以第1彎折部25R1之左右側緣作為基準而被朝向下方(沿著內側彎折片24RU)作彎折,接著,沿著側壁部構成片24R之外側彎折片24RS而被垂直地作彎折,之後,將被垂直地作了彎折之薄片片體26R藉由熱熔著機來作夾入,並藉由熱熔著來進行接合。
藉由如此這般地將外裝體11之上部兩端以薄片片體26R來作固定,係能夠對於各彎折片24RU、24RS之上部作補強。
藉由此,來將成為蓋部之第1彎折部25R1和成為側壁部之側壁部構成片24R之間作密封,而能夠對於電解液
之蒸發和漏出作抑制,並且,第1彎折部25R1和側壁部構成片24R之間的連結強度係提昇,而能夠對於第1彎折部25R1之朝向上方的擴廣和側壁部構成片24R之朝向左右方向的擴廣作抑制。
另外,被垂直地作了彎折的薄片片體26F和薄片片體26R之間的熱熔著,在能夠均一地施加熱的觀點以及僅需進行1次之熱熔著的觀點而言,係以對於兩者同時進行熱熔著為理想。
根據此些構成,藉由上述薄片片體26F、26R,係能夠對於電解液之蒸發和漏出作抑制,並且亦能夠更進一步防止外裝體11之變形。
另外,在本構成中,係於左右之薄片片體26F、26R和上板部構成片25F、25R之間,預先設置切缺部28(參考圖16),在組裝外裝體11時,如圖15中所示一般,在薄片片體26F、26R和上板部構成片25F、25R之間,係確保有能夠使從鎂極15而來之配線15H(後述之圖21)通過的空間28K。
如同以上所說明一般,在本實施形態之金屬極(鎂極15)的支持構造中,如同圖17(B)中所示一般,上板部構成片25F、25R(支持用彎折部),係具備有從前壁部22以及後壁部23沿著鎂極15而被朝向外裝體11內側作彎折並且被朝向其之相反側而反折而較鎂極15更朝向外裝體11外側膨出之反折部,藉由各反折部之下部來將鎂極15作挾持,並且將剩餘之突出至外裝體
11外側處的部份相互作接合,而將上板部構成片25F、25R之間作密封,因此,係能夠防止電解液之蒸發和漏出,並防止外裝體11之變形,並且,係成為能夠對於鎂極15之位置偏移作抑制,而能夠將鎂極15和空氣極13之間之分離距離保持為適當之距離。
並且,由於上板部構成片25F、25R之一部分係朝向上方突出,因此係能夠作為在搬運外裝體11時之把持部來使用。又,上板部構成片25F、25R之各部的接合,由於係藉由熔著來進行,因此係能夠對於以熱熔著性樹脂來進行了層壓加工等之薄片材的熱熔著性作活用,而容易地進行接合。
又,由於係具備有被和連續於構成蓋部之上板部構成片25F、25R而構成側壁部的側壁部構成片24F、24R相接合之薄片片體26F、26R(圖15),因此,係能夠藉由簡單的構成,來將上板部構成片25F、25R和側壁部構成片24F、24R之間作密封,而能夠對於電解液之蒸發和漏出作抑制。並且,上板部構成片25F、25R和側壁部構成片24F、24R之間的連結強度係提昇,而能夠更進一步防止外裝體11之變形。
另外,上板部構成片25F、25R,係並不被限定於上述形狀。例如,如同圖18(A)以及圖18(B)中所示一般,係亦可將上板部25增長並將第3彎折部25F3、25R3變更為把手的形狀,來構成能夠更容易地作把持。
在圖18(A)中,係對於將第3彎折部25F3、25R3於上下方向而作了大型化,並且設置於左右方向上延伸之長孔29,來形成藉由讓使用者等之手指通過各長孔29而能夠更容易地把持外裝體11之1個的把手之態樣作展示。又,在其中一方之第3彎折部25R3之各長孔29處,係設置有被朝向另外一方之第3彎折部25F3之各長孔29而被作了彎折的彎折部29A,藉由此,係亦能夠使通過了長孔29之手指的觸感成為較舒適。
又,在圖18(B)中,係展示有:進而設置將第3彎折部25F3、25R3之各者於左右作分割之切缺部30,而形成了2個的把手之態樣。藉由設置此切缺部30,係能夠避免與內部之構件間的干涉。
圖19(A)係為從正面來對於第3實施形態之外裝體11作了觀察之圖。又,圖19(B)係為對於圖19(A)之B-B剖面作展示之圖。
在此外裝體11處,係被設置有使鎂極15之下端作嵌合的左右一對之底板薄片部35。此些之底板薄片部35,係將與構成外裝體11之薄片材相同的薄片材、亦即是將藉由層壓加工等而使紙和熱熔著性樹脂作了複合化的薄片材,彎折成使鎂極15之下端作嵌合的下方凸形狀,而形成之。
圖20係為第3實施形態之底板薄片部35的
立體圖。
底板薄片部35,係一體性地具備有:分別被接合於前壁部22以及後壁部23之兩端的下部處之前後一對之端部35AF、35AR,和從各端部35AF、35AR之下端起朝向內側而略水平地被作彎折的前後一對之第1彎折部35B(35BF、35BR),和從各第1彎折部35B之其中一端起而被朝向下方作彎折的前後一對之第2彎折部35C、和將各第2彎折部35C(35CF、35CR)的下端間相連結之架橋部35D。
第2彎折部35C之間的間隔,係被形成為與鎂極15之板厚略相同的長度。藉由此,如同圖19(B)中所示一般,藉由將鎂極15配置在第2彎折部35C之間,鎂極15之下端係被作保持。
此底板薄片部35,係在將形成外裝體11之薄片材展開為平面狀的狀態下,以橫跨外裝體11之底板部21的方式,來將各端部35AF、35AR藉由熱熔著而接合於該薄片材處。之後,在將該薄片材彎折成朝向上方開口之凹狀而形成外裝體11時,第1彎折部35A以及第2彎折部35B係以從底板部21分離的方式於外裝體11內側而立起,並成為形成有上述之底板薄片部35。
換言之,在此底板薄片部35處之端部35AF、35AR間的薄片長度(由一對之第1彎折部35B、一對之第2彎折部35C以及架橋部35D所成的薄片長度),係被形成為和與在外裝體11處之底板薄片部35之間的接合部間之
距離(圖19(B)中以元件符號LX所代表之距離)相等,並且係預先設置有能夠將各部35B~35D彎折成圖示之形狀的峰部折疊或者是谷部折疊之折痕。
藉由此,在將外裝體11之薄片材作了展開的狀態下,係能夠容易地將展開為平面狀之底板薄片部35作接合,之後,若是將外裝體11之薄片材以形成底板部21的方式來彎折成凹狀,則由底板薄片部35之第1彎折部35B以及第2彎折部35C所成的立起部,係以從底板部21分離的方式而立起,而能夠容易地組裝底板薄片部35。
藉由設置此底板薄片部35,係能夠對於鎂極15之前後的位置偏移作抑制,並且成為易於將鎂極15和空氣極13間之距離(分離距離)保持為適當之距離。又,係亦可得到下述之效果:亦即是,係成為能夠對起因於鎂極15所導致的外裝體11之刮傷作抑制。
又,底板薄片部35之架橋部35D,係藉由嵌入至底板部21之下方凸之部分21T中而被定位於底板部21處,藉由此,亦成為能夠容易地對於鎂極15之位置偏移作抑制。
另外,在本實施形態中,雖係將底板薄片部35之架橋部35D以會位置在外裝體11之前後方向之中央處的方式來作了設置,但是,藉由對於底板薄片部35之第1彎折部35B(35BF和35BR)之前後方向的長度之比例作調整,並以與此相對應的方式來對於各上板部構成片
25F、25R之第1彎折部25F1和25R1之前後方向的長度之比例作調整,係能夠對於鎂極15之前後方向的位置(電極間距離)適宜作調整。
又,在本實施形態中,雖係針對將前述底板薄片部35之各端部35AF、35AR藉由熱熔著來接合於該薄片材處的例子作了展示,但是,係只要將前後一對之端部35AF、35AR之至少一者作熱熔著即可。
圖21係為第4實施形態之鎂空氣電池10之立體圖,圖22係為第4實施形態之鎂空氣電池10之側剖面圖。
此鎂空氣電池10,係具備有收容在電解液中所包含之電解質的電解質收容體41,並構成為藉由當作為電池來使用時將水作注入,而使電解質溶出並成為電解液。一般而言,由於相較於電解液(例如食鹽水),水係為更容易獲取,因此,係能夠得到下述之優點:亦即是,只要能夠準備水,便能夠使用電池,而能夠不受到場所之限制地來使用。
電解質收容體41,係具備有:極板裝著薄片42,係被裝著於鎂極15處之與空氣極13相反側之面上;和袋體43,係被設置於極板裝著薄片42處。
如圖22中所示一般,極板裝著薄片42,係被包夾於外裝體11之前後一對之上板部構成片25F、25R之間而被作保持。更具體而言,如圖22中所示一般,上板部構成
片25F、25R之第2彎折部25F2、25R2,係被彎折至外裝體11之外側(相當於上側)處,於此些之第2彎折部25F2、25R2之間,係夾入有極板裝著薄片42之上部,於此狀態下,第2彎折部25F2、25R2以及極板裝著薄片42係相互藉由熱熔著而被作接合。藉由此,極板裝著薄片42之上部係被懸吊保持於外裝體11處。
圖23(A)係為對於電解質收容體41而與鎂極15一同地來從空氣極13側作了觀察之立體圖,圖23(B)係為從與空氣極13相反側來作了觀察之立體圖。
極板裝著薄片42,係藉由與構成外裝體11之薄片材相同的薄片材、亦即是藉由以層壓加工等而使紙和熱熔著性樹脂作了複合化的薄片材,來形成之。此極板裝著薄片42,係一體性地具備有:將鎂極15之背面作覆蓋的薄片本體42A、和從薄片本體42A之下部而被作彎折並使鎂極15之下部作嵌入之左右一對之下部嵌合部42B、以及將薄片本體42A之上部中央的一部分作切缺立起並嵌入至被設置在鎂極15之上部處的凹部15D中之上側嵌合部42C。藉由此些之3個的嵌合部42B、42C,相對於極板裝著薄片42之鎂極15的朝向上下方向與前後方向之移動係被作限制。
此極板裝著薄片42和鎂極15,係藉由左右一對之壓著金具45而被相互作壓著固定。更具體而言,作為壓著金具45,係使用對於圓孔作邊緣加工之邊緣加工金具(被稱作眼圈或者是護孔環之金具),藉由將此壓著
金具45安裝於貫通極板裝著薄片42和鎂極15之左右一對的圓孔中,極板裝著薄片42和鎂極15係被作固定。
此時,於其中一方之壓著金具45處,係固定有被設置在配線15H之前端處的金具。藉由此,係能夠容易地將鎂極15和配線15H作連接。此配線15H,係通過被設置在外裝體11處之空間28K(圖21)而被拉出至外裝體11之外,並代替圖1中所示之舌片部15T或者是作為負極配線之一部分而被使用。另外,在此配線15H之另外一端處,係被安裝有用以進行配線連接之連接端子(在本構成中,係為子彈型端子)15J,而構成為易於進行與其他配線間之連接。
另外,在圖21之例中,係對於在空氣極13之上部使用與上述壓著金具45相同之壓著金具46來連接配線13H,並且在此配線13H之另外一端處安裝有相同之連接端子13J的情況作展示。
將極板裝著薄片42之下部作彎折所形成的下部嵌合部42B,係如圖22中所示一般,以與鎂極15和前壁部22間之分離距離(相當於空隙SF)相同之長度來突出於前壁部22側並與前壁部22之裏面相抵接。藉由此,下部嵌合部42B,係亦作為將鎂極15和空氣極13之間的分離距離限制為一定距離之限制構件而起作用。
又,如圖23(B)中所示一般,於極板裝著薄片42處,係被設置有將其之下部朝向與空氣極13之相反側作彎折所形成的左右一對之下部彎折部42D。此些之下部彎
折部42D,係如圖22中所示一般,以與鎂極15和後壁部23間之分離距離(相當於空隙SR)相同之長度來突出於後壁部23側並與後壁部23之裏面相抵接,而作為將鎂極15和後壁部23之間的分離距離限制為一定距離之限制構件而起作用。
如此這般,係能夠有效地抑制鎂極15之下部的前後方向之位置偏移,而能夠將鎂極15和空氣極13間之分離距離保持為適當之距離。
袋體43,係藉由紙、不織布、織布一般之透水性材料,糯米紙一般之澱粉系之薄膜或者是聚乙烯醇系薄膜等一般之水溶性材料來形成。於前述袋體43之內部,例如係裝入有身為電解質之氯化鈉,之後,將袋體43之上部藉由熱熔著來接合於極板裝著薄片42處。藉由將袋體43之上部作熱熔著,係成為就算是變成上下顛倒等之各種的姿勢電解質也不會露出於外部或者是漏洩的構造。另外,前述極板裝著薄片42和袋體43間之接合,係並不被限定於熱熔著,亦可使用訂書針或膠帶等。
此袋體43之安裝位置,係被設定在極板裝著薄片42之背面(與鎂極15相反側之面)的身為水之注水口的孔部25H(參考圖16)之下方處。因此,藉由所注入之水,電解質係迅速地溶解,而能夠迅速地產生適當之電解液。
在本構成中,由於係將包入電解質之袋體43安裝於極板裝著薄片42處,因此,係能夠避免電解質附著於鎂極15上並造成腐蝕的情形。另外,當作為電解質而使用
氯化鈉的情況時,前述袋體43,係具有較氯化鈉之粒徑而更小的空隙,固體之氯化鈉係並不會通過,另一方面,係具備有讓水通過之透水性。具體而言,由於氯化鈉之粒徑係以0.4mm為最普遍,因此,袋體43之平均孔徑,係以較前述氯化鈉之粒徑而更小之0.05mm~0.3mm為理想。
另外,當作為電解質而使用氯化鈉的情況時,其質量係以相對於所注入之水的質量而為4%~18%之範圍內為理想。在發明者們進行了檢討之後,係確認到,若是未滿4%,則電解液之阻抗會變大,電壓之下降係會增大,因此電壓係為低,能夠取出的電力會變少。另一方面,係確認到,若是較18%而更多,則於放電之末期,氯化鈉會成為飽和狀態並析出,且累積在胞內部之電極間等處而對於放電反應造成阻礙,並成為無法放電。
又,當作為上述之電解質而使用氯化鈉的情況時,係亦可包含有氯化鈉以外之物質。也就是說,於此情況,只要電解質之主成分乃身為氯化鈉即可,而亦可包含有其他之成分。
如圖23(B)中所示一般,於極板裝著薄片42處,係將該薄片42之一部分作切缺立起而設置有位置在袋體43之上方的切缺立起部51。此切缺立起部51,係被形成為一體性地具備有水平板部51A和後壁抵接部51B之L字剖面,該水平板部51A,係從極板裝著薄片42之薄片本體42A而被彎折並水平延伸,該後壁抵接部51B,
係從水平板部51A之前端而被朝向下方彎折並與後壁部23相抵接。
水平板部51A,係被配置在成為水之注水口的孔部25H之下方且位於袋體43之上方,並作為使被注水之水碰撞到該水平板部51A而擴散至周圍之擴散構件而起作用。更具體而言,於水平板部51A處,係空出有間隔地而被形成有複數之小孔,並使水之一部分經由小孔來落下至下方,且使剩餘之水擴散至周圍。藉由此,係能夠使被注水之水擴散並供給至袋體43處,而以良好效率來使袋體43內之電解質溶解,並成為易於使放電開始之時間提前而將電取出。又,係能夠降低注水開始時之濃度梯度,而成為易於避免部分性之腐蝕的發生。
又,水平板部51A,係亦可作為當使用注水治具等來進行注水時之注水治具的***深度之刻度來起作用。藉由此,係能夠防止起因於注水治具等所導致的袋體43之損傷。
另外,在放電開始之後,由於會起因於鎂之自身放電反應而產生氫,因此,藉由此氫之產生,電解液會被作攪拌,而能夠更進一步地降低濃度梯度。
又,在本實施形態中,如圖23中所示一般,係設置有左右一對之切缺立起部51,並構成為能夠因應於袋體43之大小,來將其中一方或者是雙方之切缺立起部作彎折。例如,在圖23(B)之例中,由於袋體43係僅被配置在其中一方之切缺立起部51之下方,因此係僅需要將
其中一方之切缺立起部51作彎折即可。相對於此,當袋體43為較廣之寬幅而涵蓋雙方之切缺立起部51之下方地被作配置的情況時,藉由將雙方之切缺立起部51彎折並從雙方之孔部25H來注入水,係能夠以良好效率來使電解質溶解。
如同以上所作了說明一般,在本實施形態中,由於係於鎂極15處之與空氣極13相反側之面上,設置有電解質收容體41,該電解質收容體41,係收容用以藉由將水注入至外裝體11內而使其作為電池來動作之電解質,因此,係成為僅需要裝入電解液之溶媒便可作為電池來利用之構成,並且係能夠對起因於電解質之影響所導致的鎂極15之腐蝕作抑制。
並且,電解質收容體41,由於係具備有:極板裝著薄片42,係身為含有紙之薄片材,並且被裝著於鎂極15處之與空氣極13相反側之面上;和袋體43,係被接合於極板裝著薄片42處,並收容電解質,因此,於鎂極15和電解質之間係中介存在有薄片材,而能夠對起因於電解質之影響所導致的鎂極15之腐蝕作抑制。又,由於係並不需要將收容電解質之袋體43安裝在外裝體11上,因此係易於使外裝體11之構成簡易化,又,袋體43之安裝作業亦為容易。
又,由於極板裝著薄片42係被壓著固定於鎂極15處,袋體43係被熔著於極板裝著薄片42處,因此極板裝著薄片42以及袋體43之安裝係為容易。
又,由於極板裝著薄片42,係具備有將該薄片42之一部分作彎折並且對相對於該薄片之鎂極15之移動作限制的嵌合部42B以及上側嵌合部42C(限制部),並將極板裝著薄片42保持於外裝體11處而將鎂極15保持於外裝體11處,因此係成為不需要在外裝體11側設置直接將鎂極15作保持之構造,而成為易於使外裝體11成為簡單的構造。
又,由於係將極板裝著薄片42藉由懸吊而固定於較外裝體11之底板部21更上方處,因此,係並不需要將被此極板裝著薄片42所支持之鎂極15載置在外裝體11之底板部21處。故而,鎂極15之下端位置的自由度係提昇,如圖22中所示一般,係能夠使鎂極15之下端對齊於與空氣極13之下端略相同的高度處。藉由此,係能夠對於鎂極15之幾乎不會對電池反應有所助益的部份作削減,而成為能夠達成鎂極15之小型化。
另外,在第4實施形態中,雖係針對將極板裝著薄片42藉由懸吊而固定於較外裝體11之底板部21更上方處的情況而作了說明,但是,亦可如同圖24中所示一般,使極板裝著薄片42朝向下方延伸直到到達外裝體11之底板部21處為止,而將極板裝著薄片42之下部載置於底板部21處。於此情況,係可將相對而言為具有較大重量的鎂極15利用外裝體11之底板部21來作支撐。
於圖25(A)以及圖25(B)中,針對此情況
時之電解質收容體41的其中一例作展示。如圖25(A)以及圖25(B)中所示一般,極板裝著薄片42之下部,係以形成與外裝體11內之開口形狀相互一致之平板狀之平板部42G的方式而被作彎折。藉由此,係能夠將極板裝著薄片42之下部(平板部42G)和外裝體11之底板部21之間的抵接面積確保有更廣的面積,而能夠確保極板裝著薄片42之支持力,並且成為易於抑制底板部21之變形。
並且,由於極板裝著薄片42之下部(平板部42G)係嵌入至外裝體11內並使朝向前後左右之移動被作限制,因此係能夠有效地限制極板裝著薄片42之位置偏移。
另外,在圖25(A)以及圖25(B)中,係相對於極板裝著薄片42,而設置在較上述平板部42G更上方之位置處朝向左右外側膨出之膨出部42H,並將各膨出部42H朝向左右中央側彎折,且使其之一部分***至平板部42G中,藉由此,來形成使鎂極15之下部作嵌入的左右之下部嵌合部42B。但是,下部嵌合部42B和平板部42G等之各部的形狀,係並不被限定於上述形狀,而可作適宜之變更。
又,在圖25(A)以及圖25(B)中,於極板裝著薄片42處,係並未形成切缺立起部51(參考圖23(B))。亦即是,關於切缺立起部51之有無,係亦可適宜作變更。如此這般,極板裝著薄片42之各部的形狀,係亦可在能夠實現上述之各功能的範圍內而適宜作變更。
圖26係為第5實施形態之鎂空氣電池10之側剖面圖。此鎂空氣電池10,在具備有極板裝著薄片42以及由袋體43所成之電解質收容體41之點上,係與上述第4實施形態相同,但是,在上述之極板裝著薄片42為被一體性地設置在形成外裝體11之薄片材處之點上,則係與第4實施形態相異。
圖27係為外裝體11之立體圖,圖28(A)係為將外裝體11作了展開之圖(=相當於沖裁薄片100之圖)。又,圖28(B)係為相當於圖27之X區域之圖,圖28(C)係為相當於圖27之Y區域之圖,圖28(D)係為相當於圖27之Z區域之圖。
如圖27以及圖28(A)中所示一般,此外裝體11,於在後壁部23之上緣23A處被作彎折並成為將鎂極15之上方作覆蓋的蓋部(上板部25)之第1彎折部25R1處,係經由折痕23C而連接極板裝著薄片42。極板裝著薄片42,係具備有經由折痕23C而被彎折至外裝體11內的矩形狀之薄片本體42A,鎂極15係藉由左右一對之壓著金具45(圖17)而被壓著固定於此薄片本體42A。
又,於在前壁部22之上緣23A(相當於折痕)處被作彎折並成為將鎂極15之上方作覆蓋的蓋部之第1彎折部25F1處,係被一體性地設置有***部62和左右一對之舌片部63,該***部62,係被***至設置在第
1彎折部25R1和極板裝著薄片42間之邊界部分處的開口部61(圖28(A))中,該左右一對之舌片部63,係位置在***部62之左右。
在組裝外裝體11時,如圖28(B)中所示一般,藉由將***部62***至開口部61中,第1彎折部25F1、25R1彼此係被作連結。又,如圖27中所示一般,左右一對之舌片部63係被彎折至外裝體11之內側。
如圖28(A)中所示一般,極板裝著薄片42,係一體性地具備有左右一對之側片42J、和下片42K,左右一對之側片42J,係連續於薄片本體42A之左右的側緣,下片42K,係連續於薄片本體42A之下緣。
左右一對之側片42J,係分別被分割為上下,並構成上側之側片42JA和下側之側片42JB。上側之側片42JA,係如圖28(C)中所示一般,於相對於蓋部(第1彎折部25R1)而將薄片本體42A作了90度彎折的狀態下,以進入至蓋部(第1彎折部25R1)之下的方式而被作略直角彎折。
於此情況,藉由使上側之側片42JA抵接於蓋部(第1彎折部25R1)之下面,係能夠對於薄片本體42A之朝向蓋部(第1彎折部25R1)側的移動作限制。藉由此,係成為易於將薄片本體42A和蓋部(第1彎折部25R1)保持為直角之位置關係。
下側之側片42JB,係一體性地具備有內側彎折部42JU和外側彎折部42JS,該內側彎折部42JU,係將
薄片本體42A之左右的側緣42M作為折痕而被朝向外裝體11之後壁部23側作彎折,該外側彎折部42JS,係將內側彎折部42JU之外緣42N作為折痕而被朝向左右外側作彎折。
如圖28(C)以及圖28(D)中所示一般,外側彎折部42JS,係藉由熱熔著而被接合於外裝體11之後壁部23處。藉由此,薄片本體42A係被連結於後壁部23。於此情況,如圖27中所示一般,由於內側彎折部42JU係架橋於薄片本體42A和後壁部23之間,因此係能夠將薄片本體42A和後壁部23之間的分離距離保持為一定。藉由此,係能夠進行薄片本體42A之定位以及保持,而能夠充分地確保對於相對而言具有較大之重量的鎂極15之支持強度,並且能夠將鎂極15和空氣極13間之分離距離維持於一定。
連續於薄片本體42A之下緣的下片42K,係如同圖27中所示一般,以薄片本體42A之下緣作為基準而被朝向上方彎折並藉由熱熔著而被接合於薄片本體42A處。藉由此,相較於並未具備上述下片42K之構成,係能夠抑制對於薄片端面之水份(電解液)的浸入,而能夠對於薄片之強度降低作抑制。另外,代替設置下片42K並進行彎折,係亦可構成為將薄片本體42A之下緣藉由膠帶狀之塑膠薄膜來作被覆並防止對於薄片端面之水份的浸入。
在本構成中,如圖26中所示一般,極板裝著薄片42之下端,係位置在較外裝體11之底板部21而更上方處。
亦即是,極板裝著薄片42,係被懸吊支持於外裝體11之蓋部(第1彎折部25R1)處。藉由此,係並不需要將被極板裝著薄片42所支持之鎂極15載置在外裝體11之底板部21上,鎂極15之下端位置的自由度係提昇。
如此這般,藉由使鎂極15之下端位置在較空氣極13之下端而更高的位置處,係能夠確保有更廣之鎂極15和外裝體11之底板部21之間的空間。藉由此,係能夠對於鎂極15之幾乎不會對電池反應有所助益的部份作削減,而成為能夠達成鎂極15之小型化。另外,係亦能夠使鎂極15之下端對齊於與空氣極13之下端略相同的高度處。
如圖28(A)中所示一般,在連續於後壁部23之左右的左右一對之側壁部構成片24R(更具體而言,內側彎折片24RU)的上緣處,係被一體性地設置有薄片片體71R。此些之薄片片體71R,係如同圖28(C)中所示一般,藉由熱熔著而被接合於成為外裝體11之蓋部的第1彎折部25R1之下面。藉由此,側壁部構成片24R和第1彎折部25R1之間的接合強度係提昇,而能夠將後壁部23、側壁部(側壁部構成片24R)以及蓋部(第1彎折部25R1)之彎折形狀充分地作保持。
同樣的,在連續於前壁部22之左右的左右一對之側壁部構成片24F(更具體而言,內側彎折片24FU)的上緣處,係被一體性地設置有薄片片體71F(圖28(A))。此些之薄片片體71F,係如同圖28(C)中所
示一般,藉由熱熔著而被接合於成為外裝體11之蓋部的第1彎折部25F1之下面。藉由此,側壁部構成片24F和第1彎折部25F1之間的接合強度係提昇,而能夠將前壁部22、側壁部(側壁部構成片24F)以及蓋部(第1彎折部25F1)之彎折形狀充分地作保持。
如同以上所說明一般,在本實施形態中,由於係將被裝著於鎂極15(金屬極)處之與空氣極13相反側之面上的極板裝著薄片42,一體性地設置於形成外裝體11之薄片材處,因此,除了上述之第4實施形態的各種效果以外,係更進一步能夠降低零件數量。
並且,由於係將極板裝著薄片42設置於蓋部(第1彎折部25R1)處,因此,如同圖26中所示一般,係能夠將極板裝著薄片42藉由懸吊來固定在較外裝體11之底板部21而更上方處。因此,係並不需要將被極板裝著薄片42所支持之鎂極15載置在外裝體11之底板部21上,鎂極15之下端位置的自由度係提昇。故而,係能夠確保有更廣之將水注入並與電解質相互混合的空間,並且由於係確保有更廣之空間,因此就算是起因於放電反應所產生的生成物(在本構成中,係為氫氧化鎂)有所累積,也不會對於電池反應造成影響。
又,由於係將極板裝著薄片42之左右作彎折並接合於外裝體11之後壁部23處,因此,係能夠進行極板裝著薄片42之定位以及保持,而成為易於確保鎂極15(金屬極)之支持強度,並且能夠將鎂極15和空氣極13
間之分離距離維持於一定。
本發明之金屬空氣電池,係並不限定於上述實施形態,而能夠基於本發明之技術思想來作各種之變形以及變更。
例如,係亦可適宜變更外裝體11之形狀,亦可適宜變更空氣極13或鎂極15之形狀。又,在外裝體11處所使用之薄片材,係亦可使用層壓紙以外之含有紙的薄片材。
在上述第1實施形態中,雖係針對將連續於後壁部23之上板部構成片25R以舌片部15T作為基準來進行分割,並藉由此上板部構成片25R來對於鎂極15之朝向空氣極13側的移動以及朝向相反側的移動之雙方作限制的情況來作了說明,但是,係並不被限定於此。例如,係亦可構成為:將前壁部22之上板部構成片25F以舌片部15T作為基準來進行分割,並藉由此上板部構成片25F來對於鎂極15之朝向空氣極13側的移動以及朝向相反側的移動之雙方作限制。
又,在第1實施形態中,雖係針對將一對之上板部構成片25F、25R彎折成L字狀並對鎂極15之移動作限制的情況來作了說明,但是,在能夠對於鎂極15之動作作限制的範圍內,係亦可對於一對之上板部構成片25F、25R之彎折方式作變更。又,在能夠適當地限制鎂極15之移動的範圍內,係亦可將由上板部構成片25F、25R所致的鎂極15之支持之其中一方作省略。
又,在上述之實施例中,作為外裝體11,雖係針對具備有被彎折成使鎂極15之下端作嵌入的下方凸形狀之底板部21的例子來作了說明,但是,亦可藉由將底板部21彎折成上方凸形狀,來成為能夠將鎂極15之下端作保持。於此情況,雖然鎂極15係並不會成為與空氣極13相平行,但是,係能夠更強力地對於鎂極15之移動作防止。
又,在本實施形態中,雖係針對藉由熱熔著來進行各反折部或薄片片體26F、26R、71F、71R之接合的情況作了展示,但是,接合係並不被限定於此,亦可採用例如超音波密封等之其他的接合方法。
又,在上述之各實施形態中,雖係針對單胞之鎂空氣電池10來作了說明,但是,係並不對於使用用途作限定,而可因應於所使用之負載的電壓、電流等,而將鎂空氣電池10作複數個的串聯、並聯連接來使用。又,針對使用時之型態,亦並未特別作限定,例如,係可將複數個的鎂空氣電池10以綁束帶等來作綑綁,或者是收容在樹脂製之塑膠箱、鐵箱等之中來使用。
進而,在上述之各實施形態中,雖係針對將本發明適用在鎂空氣電池10中的情況來作了說明,但是,係並不被限定於此,而可廣泛地適用在周知之金屬空氣電池中。例如,係可在金屬極處使用鋅、鐵、鋁等之金屬或其合金。當在金屬極處使用鋅的情況時,係只要在電解液中使用氫氧化鉀水溶液即可,當在金屬極處使用鐵的情況時,
係只要在電解液中使用鹼性水溶液即可。又,當在金屬極處使用鋁的情況時,係只要使用包含有氫氧化鈉或者是氫氧化鉀之電解液即可。
接著,針對金屬空氣電池單元作說明。
在先前技術之金屬空氣電池中,係有作層積來使用者(例如,參考日本實公昭58-46535號公報)。在此種將金屬空氣電池作層積來使用的情況時,一般而言,在金屬空氣電池之空氣極的前方係設置有大的空隙。
但是,此種金屬空氣電池,係有著下述之問題:亦即是,起因於電極間之電池反應所產生的生成物,係會在兩極間浮游並使外裝體膨脹。若是外裝體有所膨脹,則係會有使空氣極之前方的空隙變窄或者是使空隙消失之虞,而有著導致電池輸出降低的問題。
又,若是外裝體有所膨脹,則空氣極和金屬極之間的距離會變大,此也會有導致電池輸出降低的問題。
進而,當構成收容複數個的金屬空氣電池之金屬空氣電池單元,並將所收容了的金屬空氣電池作複數個連接來使用的情況時,係對於金屬空氣電池單元之輕量化有所期望。因此,以下,係針對對於金屬空氣電池之外裝體的膨脹作抑制並且能夠謀求輕量化之金屬空氣電池單元的實施形態作說明。
圖29以及圖30,係為本發明之實施形態之金
屬空氣電池單元1的立體圖。金屬空氣電池單元1,係具備有收容複數之鎂空氣電池10的外箱210,在此外箱210內,係以不會使所收容之鎂空氣電池10發生非預期之移動的方式,來橫方向並排有2個的間隔物230。此些之外箱210以及間隔物230,係藉由含有紙之薄片材、更具體而言,係藉由將紙板設為多層構造而將強度作了提高的瓦楞紙來製作。
圖31以及圖32,係為間隔物230之立體圖,圖33係為間隔物230之上面圖,圖34係為間隔物230之側面圖。此間隔物230,係將1枚的瓦楞紙作彎折所構成,於兩側處係在2個場所設置有口袋(電池收容部)250。於口袋250中,係分別收容有鎂空氣電池10。
鎂空氣電池單元1,係具備有合計4個的鎂空氣電池10,4個的鎂空氣電池10,係如同圖29中所示一般,藉由配線90而被作串聯連接,並被與DC-DC轉換裝置300作連接。另外,在即將與DC-DC轉換裝置300作連接之處,2根的配線90係相互被作絕緣並纏繞成1根。另外,針對鎂空氣電池10,係針對與前述之箇所相對應的箇所,而附加相同的元件符號來作標示。
鎂空氣電池10,係如圖35中所示一般,具備有將可自由彎折之1枚的薄片材作對折並重疊再將其之兩側緣接合而進行彎折加工所形成的中空箱形狀之外裝體11。在外裝體11處,係被裝著有空氣極13,並以與空氣極13相對向的方式而收容有鎂極(金屬極)15,並且係
直到液面UL之高度地而裝入有食鹽水等之電解液。鎂空氣電池10係為一次電池,空氣極13係作為正極而起作用,鎂極15係作為負極而起作用。
外裝體11,係一體性地具備有矩形之底板部21、和矩形之前壁部22、和矩形之後壁部23、以及左右之側壁部24。在前壁部22處,係設置有矩形之開口部22K,於開口部22K處,係配置有空氣極13。
底板部21,係被形成為當從側面觀察時呈下方凸之V字形狀。鎂極15之下端,係被底板部21之傾斜所導引並嵌入至下方凸之部分21T中,而能夠容易地將鎂極15之下端作定位。
前壁部22以及後壁部23之上端係被作彎折。第1彎折部25F1、25R1,係將鎂極15和空氣極13間之分離距離保持為適當之距離,第2彎折部25F2、25R2,係將鎂極15之上部作支持。於鎂極15之兩側處,係被設置有相同寬幅之空隙SF、SR。
圖36係為鎂空氣電池10之外裝體11上部之彎折前的上部部分立體圖。如同圖35以及圖36中所示一般,鎂極15(亦包含未圖示之舌片部15T),係被完全地收容在外裝體11內,第2彎折部25F2、25R2,係藉由2個的切缺部25C而分別被作3分割。
第2彎折部25F2之兩端部分25F2-1,係如圖36中所示一般,被***至收容於外裝體11內之鎂極15的上部前方,中央部分25F2-2,係超越鎂極15之上端而被***
至深處。
另一方面,後壁部23之第2彎折部25R2,其之兩端部分25R2-1,係超越鎂極15之上端而被***至深處,並與前壁部22之第2彎折部25F2之兩端部分25F2-1相接。中央部分25R2-2,係被***至鎂極15的上部前方,並與前壁部22之第2彎折部25F2之中央部分25F2-2相接。藉由設為此種構成,鎂極15之上部係以被夾入的方式而被作支持,其之固定係成為更加堅固。
側壁部24上端之彎折部24U,係被彎折成L字狀。彎折部24U之前端,於外裝體11之組裝時,係被***至設置在第1彎折部25F1、25R1處之細縫25S中。藉由此,被作了彎折加工之第1彎折部25F1、25R1等的復原係被防止,外裝體11之上面係被作封口。另外,圖36中,以一點鍊線所示之部分係為峰部折疊之箇所,又,被與鎂極15作了連接之配線,係通過在外裝體11之彎折箇所處所空出的空隙而被導引至外裝體11之外。
圖37,係為間隔物230之展開圖。
間隔物230,係將一枚之薄片狀的瓦楞紙270作彎折而形成之。瓦楞紙270,係藉由沖壓而以模具來作裁斷。
間隔物230,係並不被限定於瓦楞紙300,例如亦可藉由厚紙來形成,或者是亦可藉由樹脂製之薄片來形成。
在瓦楞紙270之中央部處,係被配置有上面連接部234。於上面連接部234之兩端處,係中介於折線271、271,而分別被配置有內側側面部232、232,折線271、
271係成為峰部折疊。於內側側面部232、232處,係中介於折線273、273,而被連接有底面部233、233,於底面部233、233處,係中介於折線275、275,而被連接有外側側面部231、231。折線273、273以及折線275、275,係成為谷部折疊。
於內側側面部232、232之兩邊處,係中介於折線237a、237a,而具備有爪保持部237、237。於爪保持部237、237處,係中介於折線236a、236a,而具備有上部爪236、236。
又,於內側側面部232、232之兩邊處,係中介於折線235a、235a,而具備有下部爪235、235。於外側側面部231、231之兩邊處,係中介於折線238a、238a,而具備有爪孔保持部238。於爪孔保持部238處,係切出有爪孔239、239。
於上面連接部234處,係被形成有一對之圓形的空氣口部246、246,在此些之空氣口部246、246之中間部處,係被形成有長方形之溝部245。
於內側側面部232、232處,係殘留有框構件244地而被形成有空氣極開口部232K,於空氣極開口部232K處,係被形成有矩形之溝部232M。
於底面部233、233處,係橫跨內側側面部232、232地,而被配置有一對之浮起支持部251、251。浮起支持部251、251,係分別於兩側處具備有切入部251a、251a。於各個切入部251a、251a之間,係被配置有3個
的折線251b、251c、251d。
針對此間隔物230之折疊程序作說明。
首先,將上面連接部234之兩端的折線271、271作峰部折疊,並將其兩側之折線273、273以及折線275、275作谷部折疊。如此一來,如圖32中所示一般,於側面部觀察時,係被彎折成略W字形態。
接著,下部爪235、235係被作彎折,下部爪彼此係被作嵌合。藉由此,如同圖34中所示一般,一對之內側側面部232、232係被保持為平行。又,被內側側面部232、232所包圍之部分,係構成作為使空氣滯留之空隙的滯留部260。
如圖32中所示一般,爪保持部237、237和爪孔保持部238係被作彎折,爪保持部237、237之上部爪236、236係嵌合於爪孔保持部238之爪孔239、239中。藉由此,如同圖34中所示一般,外側側面部231、231和內側側面部232、232係被保持為平行。被外側側面部231、231和內側側面部232、232所包圍之部分,係構成口袋250。於口袋250中,係如同圖31中所示一般,分別收容有鎂空氣電池10。鎂空氣電池10,係將空氣極13朝向內側側面部232、232之空氣極開口部232K地而被收容。
又,參考圖37,於底面部233、233處,係如同上述一般,被配置有一對之浮起支持部251、251。此浮起支持部251、251,係具備有切入部251a、251a,於各切入部251a、251a之間,係具備有3個的折線251b、
251c、251d。因此,若是將浮起支持部251壓入至口袋250、250之內部,則折線251b係被作谷部折疊,折線251c係被作峰部折疊,折線251d係被作谷部折疊,如圖34中所示一般,浮起支持部251係被彎折成L字之形狀。此浮起支持部251,係將鎂空氣電池10之外裝體11的底板部21(圖35)以浮起狀態來作支持。故而,係對於藉由薄片材之折入加工所形成於外裝體11之底板部21之兩端處的下方突出部24L(圖35)作保護,並且就算是於外箱210之底部作用有衝擊力,也能夠防止鎂空氣電池10之破損。
另外,作為間隔物230來使用之瓦楞紙,係亦可對於其之表面而藉由PE等來對單面或雙面進行層壓加工。於此情況,係能夠對於空氣中之濕氣的吸收作抑制,而能夠防止當作了長期保存的情況時所產生之劣化。
圖38係為外箱210之展開圖。
外箱210,係將一枚之薄片狀的瓦楞紙220作彎折而形成之。瓦楞紙220,係藉由沖壓而以模具來作裁斷。
外箱210,係並不被限定於瓦楞紙220,例如亦可藉由厚紙來形成,或者是亦可藉由樹脂製之薄片來形成。
瓦楞紙220,係於中央部處,以橫方向並排地來中介於折線311、313、315而交互地具備有附突片側面部211(211A、211B)和無突片側面部212(212A、212B)。於側面部211A之上邊處,係中介於折線321,而被配置有短蓋221,於側面部211B之上邊處,係中介於折線
323,而被配置有嵌入蓋222,於側面部212B之上邊處,係中介於折線327,而被配置有上蓋223。於嵌入蓋222處,係中介於折線325而被配置有片224,於片224處係被配置有爪構件225。於上蓋223處,係中介於折線328而被配置有片226。於此,短蓋221、嵌入蓋222、上蓋223,係構成蓋構件。
在附突片側面部211(211A、211B)之下邊處,係中介於折線319而被配置有底面部215、215,在無突片側面部212(212A、212B)之下邊處,係中介於折線320而被配置有附嵌入部底面部216、216。底面部215、215以及附嵌入部底面部216、216,係構成底構件。
1枚的瓦楞紙220,係於折線311、313、315處而被作彎折,與無突片側面部212B相連之片213係被以漿糊而接著於附突片側面部211A處,而形成外箱210之側面部。接著,底面部215、215以及附嵌入部底面部216、216係相互嵌合,並形成底構件。進而,如圖30中所示一般,藉由短蓋221、嵌入蓋222、上蓋223而形成蓋構件。
在本實施形態中,如圖38中所示一般,在附突片側面部211(211A、211B)處,係被設置有各4個的突片(空隙限制構件)81。突片81,係具備有一對之上突片81A、81A和一對之下突片81B、81B。各突片81,係成為相同之形態,並經由切離預定部82(例如縫線或切缺等)而被連接於側面部211處。各突片81,係於前
端處被形成有爪部81C。各突片81,當藉由切離預定部82而被從側面部211切離時,係藉由連結部83而被連結於側面部211處。各突片81(81A、81B)之寬幅W,係被形成為與間隔物230之內側側面部232、232的內側尺寸W2(圖32)相等。各突片81之長度L3(圖38),係被形成為與從圖31中所示之間隔物230之爪保持部237、237起直到溝部232M為止的長度L4相等。
於此外箱210處,係如同圖29中所示一般,將間隔物230作2個的橫方向並排收容,該間隔物230,係將鎂空氣電池10以使空氣極13相互隔著滯留部260來相對向的方式而作2個的收容。在收容了間隔物230(圖31)之後,上突片81A、81A和下突片81B、81B係被推入至外箱210之內側。如此一來,各突片81,係從外箱210之兩側而突出於外箱210內。
各突片81,係使爪部81C(圖38)嵌合於溝部232M(圖31)中,並被朝向內側作推入,直到勾掛於溝部232M之上邊或下邊為止。
在本實施形態中,設置於外箱210處之各突片81之寬幅W,由於係被形成為與間隔物230之內側側面部232、232的內側尺寸W2(圖32)相等,因此,各突片81若是被推入至外箱210之內側,則藉由各突片81之剛性,內側側面部32、32間之尺寸W2係被作限制。鎂空氣電池10,係會起因於空氣極13和鎂極15間之電池反應而產生生成物,此生成物會在空氣極13和鎂極15
之間所空出的空間中浮游,並使前壁部22膨脹,其結果,一般而言,會使空氣極13膨脹。
在本實施形態中,係藉由各突片81之剛性,來抑制外裝體11之膨脹,而能夠將空氣極13之前方的滯留部260之寬幅W2確保為所規定之值。故而,係能夠防止電池輸出之降低。更進而,由於外裝體11之膨脹係被抑制,因此,空氣極13和鎂極(金屬極)15之間的距離係被維持為規定之距離,藉由此,係能夠防止電池輸出之降低。
各突片81之長度L3(圖38),由於係被形成為與從圖31中所示之間隔物230之爪保持部237、237起直到溝部232M為止的長度L4相等,因此,各突片81係成為對於空氣極開口部232K之外側的框構件244作壓抑。故而,藉由各突片81,空氣極開口部232K係不會有被閉塞的情況。
又,如圖31中所示一般,亦可在爪孔保持部238之內面和鎂空氣電池10之間,配置對於兩者間之空隙作限制之限制構件85。藉由上述之各突片81,係能夠維持鎂空氣電池10之寬幅方向的空隙,藉由此限制構件85,係能夠維持鎂空氣電池10之長度方向的空隙。
另外,作為外箱210來使用之瓦楞紙220,係亦可對於其之表面而藉由PE等來對單面或雙面進行層壓加工。於此情況,係能夠對於空氣中之濕氣的吸收作抑制,而能夠防止當作了長期保存的情況時所產生之劣化。
在本實施形態中,於間隔物230之中央部處,係被形成有藉由內側側面部232、232所包圍之滯留部260,此滯留部260,係經由使各突片81被作了推入後的外箱210之開口(空氣流通孔),而與外箱210之外側相通連。故而,係能夠經由滯留部260以及間隔物230之空氣極開口部232K,來恆常將外箱210之外的空氣導入至鎂空氣電池10之空氣極72中。
於間隔物230之上面連接部234處,由於係被形成有空氣口部246、246,因此,進入至滯留部260中之空氣,係經過空氣口部246、246而回流至外箱210內。故而,就算是當起因於鎂空氣電池10之反應而導致外箱210之內部被加熱的情況時,也會被空氣所冷卻,而能夠保持於適當之溫度。
此空氣口部246、246,係能夠作為當與鎂空氣電池10一同地來將間隔物230收容於外箱210中時的手指勾掛部來作利用。
在本實施中,間隔物30以及外箱210,係均為將1枚的瓦楞紙270、220作組裝而製作出來。因此,相較於藉由金屬來製作間隔物230或外箱210的情況,係能夠謀求輕量化。
在本實施形態中,如圖29中所示一般,蓋構件,係藉由短蓋221、嵌入蓋222、上蓋223而構成。若是將上蓋223開啟,則如圖30中所示一般,短蓋221和嵌入蓋222係露出。
此嵌入蓋222,係於圖38中所示之折線325處而使片224被作彎折,如圖30中所示一般,設置在片224處之爪構件225,係被嵌合於間隔物230之上面連接部234的溝部245中。此嵌入蓋222,係將配線90作隱藏,而對於像是在將上蓋223作了開啟的狀態下而物品勾到該配線90之類的事故等作防止。另外,DC-DC轉換裝置300,係被收容在短蓋221之下,於單元之使用時,係將上蓋223和嵌入蓋222開啟並取出,且將電解液注入至鎂空氣電池10中,之後,使用於行動電話等之充電中。
另外,本發明,係並不被限定於此。例如,對於被形成在間隔物230處之滯留部260,雖係設置有2箇所之突片81,但是,係亦可為1箇所,亦可為3箇所以上。
進而,突片81,係亦可緊接於單元1之使用前再作推入,於此情況,在直到作使用之前的保管期間中,由於藉由將突片81作推入一事所形成的外箱210之開口係維持為閉塞,因此係能夠保護空氣極13,而為理想。
進而,框構件244係亦可與間隔物230相互獨立地來形成,藉由存在有此框構件244,由突片81所致之膨脹抑制效果係能夠遍及外裝體11之壁部的全周,而為理想。
進而,亦可將間隔物230形成為倒U字狀,並使此間隔物230中介存在於鎂空氣電池10之間,亦可將板狀之物作多數枚之重疊使用。進而,與空氣極13相對向地而
形成之使空氣滯留的空隙,係並不被限定於利用間隔物230所形成者,亦可在外箱210內,於上下配置形成有使鎂空氣電池10作貫通之孔的板,並構成為將鎂空氣電池10***至該孔內而形成空隙,亦可構成為僅將突片81推入至鎂空氣電池10之間來形成之,但是,係以採用實施形態中所示之構成為理想。
進而,係亦可將突片81省略。圖39以及圖40,係對於並未具備突片81之金屬空氣電池單元1的實施例作展示。在圖39所示之實施例中,係為使用有在與鎂空氣電池10垂直相交之側面部211A、211B之略全體處設置有空氣流通孔92之外箱210的金屬空氣單元1,更具體而言,係於各側面部211A、211B處縱橫地以等間隔來設置有各7個的空氣流通孔92。
藉由在側面部211A、211B之略全體處設置空氣流通孔92,係能夠經由空氣流通孔92來使外箱210內之空的空間(間隔物230內之滯留部260和間隔物230上方之空間等)與外部相通連。
因此,係能夠將起因於鎂空氣電池10之反應而導致溫度作了上升的內部空氣經由空氣流通孔92來排出至外部,並且係可藉由外部空氣來將鎂空氣電池10冷卻。故而,係能夠將外箱210內之各鎂空氣電池10保持為適當溫度,並且係成為易於使溫度均等化。
圖40中所示之實施例,關於在一對之側面部211A、211B處設置有空氣流通孔92之點,係與圖39的
情況相同,但是,關於將空氣流通孔92限定性地僅設置於與外箱210內之空的空間(間隔物230內之滯留部260和間隔物230上方之空間等)作通連的區域處之點,則係與圖39的情況相異。
依據此構成,亦同樣的,係能夠將起因於鎂空氣電池10之反應而導致溫度作了上升的內部空氣經由空氣流通孔92來排出至外部,並且係可藉由外部空氣來將鎂空氣電池10冷卻。亦即是,係限定於會對於鎂空氣電池10之冷卻有所助益的區域地來設置空氣流通孔92,而構成在不會對於冷卻有所助益之區域處並不設置空氣流通孔92。
因此,係能夠減少空氣流通孔92之數量以及空氣流通孔92之總面積,相應於此,係成為易於謀求外箱210之強度的提升。另外,在圖39以及圖40中,係在被朝向外箱210之蓋構件(嵌入蓋222)之下方作反折的片224處,設置有使配線90通過之孔90H。
另外,在先前技術之金屬空氣電池中,係存在有於金屬極處使用了除了身為主反應物質之金屬元素以外而更進而調合有其他元素之合金者(例如,參考日本特開2012-234799號公報)。在此專利文獻中,係記載有:為了對起因於金屬極之自我放電所導致的氫氣之產生作抑制,係使用於金屬極中添加有鋁(Al)或鋅(Zn)等之鎂合金。
上述之添加元素,係對於在合金之表面上形成能夠對於自我反應造成阻礙並抑制氫之發生的保護被膜一事有相當大的關聯,此事係為周知。在發明者們進行了檢討之後,係發現到:保護被膜係會有對於電池反應造成阻礙的情況,當停止電池之使用並使其休止之後,於想要再度使用電池時,會有成為難以使電池反應再度開始之虞。
因此,以下,係針對電池反應成為易於再度開始之鎂空氣電池10的系統構成(以下,稱作金屬空氣電池系統10S)的實施形態作說明。另外,金屬空氣電池系統10S,係為適用在上述之金屬空氣電池單元1中者。又,針對與前述之部分相對應的箇所,係附加相同的元件符號來作標示。
圖41係為對於本發明之第1實施形態之金屬空氣電池系統10S的構成作展示之圖。
此金屬空氣電池系統10S,係具備有構成單位電池(單胞電池)之複數(在本構成中,係為4個)的鎂空氣電池10。各鎂空氣電池10,係具備有一對之鎂極(金屬極)15和空氣極13,並身為將空氣中之氧利用電化學反應來進行發電之一次電池。於進行此電化學反應(電池反應)時,鎂極15係作為負極而起作用,空氣極13係作為正極而起作用。
複數之鎂空氣電池10,係被作串聯連接,兩
端之鎂極15和空氣極13係被與DC-DC轉換裝置(電力轉換裝置)300作連接。當並不需要對於此些之複數之鎂空氣電池10特別有所區分地作說明的情況時,係標記為組電池10A。
DC-DC轉換裝置300,係具備有將直流電力轉換為相異之直流電力的轉換電路301。藉由此,從組電池10A所輸出之直流電力,係被轉換為適於進行行動電話之充電等的直流電力而從金屬空氣電池系統10S輸出。
亦即是,DC-DC轉換裝置300,係作為將電力轉換為與利用側之機器相配合的電力之電力轉換裝置而起作用。故而,例如,當利用側之機器為要求有較行動電話而更高之電流值或電壓值之機器的情況時,係可藉由對於DC-DC轉換裝置300作變更,而容易地有所對應。又,此DC-DC轉換裝置300,係亦可構成為具備有將輸出電力切換為各種之電力的切換功能者。又,係亦可構成為具備有轉換成交流電力之DC-AC轉換裝置者。
當使用此金屬空氣電池系統10S的情況時,於鎂極15和空氣極13之間,係填充有能夠從鎂極15而使鎂離子溶出之電解液。
具體而言,電解液,係使用作為陰離子而包含有氯化物離子並作為陽離子而包含有鹼金屬離子(Li、Na、K、Rb、Cs、Fr)、鹼土類金屬離子(Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Ra)之至少1個的水溶液。在本實施形態中,作為電解液,基於提高安全性以及導電性的觀點,係使用含有鈉
之氯化鈉水溶液。
鎂極15,係使用鎂為96%、鋁為3%、鋅為1%之ASTM規格的AZ31、或者是AZ61、AZ91等。另外,係並不被限定於由ASTM規格所致者,亦可使用周知之Mg-Al-Zn系合金。又,亦可添加鋁以及鋅以外之元素,例如,係亦可添加Si、Cu、Li、Na、K、Fe、Ni、Ti、Zr等之其他的元素。
在本構成之鎂空氣電池10中,空氣極13以及鎂極15之各別的反應,係如同下述一般。
(空氣極)O2
+2H2
O+4e-
→ 4OH-
(鎂極)
鎂之發電反應:Mg+2OH-
→ Mg(OH)2
+2e-
鎂之自我放電:Mg+2H2
O → Mg(OH)2
+H2
鋅之發電反應:Zn+4OH-
→ Zn(OH)4 2-
+2e-
電解液中:Zn(OH)4 2-
→ ZnO+H2
O+2OH-
鋁之發電反應:Al+3OH-
→ Al(OH)3
+3e-
一般而言,由於鋁係身為反應性為高之材質,因此係如同上述一般而容易產生自我放電。
在本構成中,藉由使用上述之鎂合金,起因於藉由電池反應所產生的氧化物(例如,鋅氧化物),在鎂極15之表面上係形成對於自我放電作阻礙並抑制氫的產生之保護被膜,而能夠抑制自我放電反應。
另外,若依據發明者們所進行之檢討,則係
得知了:保護被膜係會有對於電池反應(發電反應)造成阻礙的情況,當停止電池之使用並使其休止之後,於想要再度使用電池時,會無法使電池反應充分地再度開始,而無法取出所需要之電流。特別是,當添加有鋅時,係容易發生無法取出電流的事態。
因此,在本實施形態中,係在鎂空氣電池10之鎂極15和空氣極13之間,設置有開閉式之短路電路331。此開閉式之短路電路331,係被連接於被作了串聯連接之鎂空氣電池10的兩端之鎂極15和空氣極13之間,並構成為能夠讓使用者以手動來進行開閉之手動式的開關(所謂之手動開關)。
而,藉由將此開閉式之短路電路331從開而切換為關,係形成包含全部的鎂空氣電池10之空氣極13、鎂極15之閉電路,亦即是形成使全部的鎂空氣電池10短路之閉電路。藉由此,來在各鎂空氣電池10中暫時性地強制流動較大之電流,而使被形成在鎂極15之表面上的保護被膜(亦稱作鈍態被膜、鈍態膜層)溶解於電解液中,而能夠使新鮮的金屬表面露出。
故而,在使電池作了休止之後,藉由將開閉式之短路電路331從開而暫時性地切換為閉,係能夠簡單地使鎂空氣電池10活化,並回復至易於使電池反應再度開始之狀態。
因此,藉由在活化之後將短路電路331從閉而回復至開,係能夠使電池反應再度開始,並成為能夠立即輸出充
分的電流。藉由此,若是將金屬空氣電池系統10S之輸出側連接於利用側機器,則係成為能夠立即供給適於該利用側機器之驅動或充電的電力。
另外,由於係在將全部的鎂空氣電池10作了串聯連接的狀態下來使其短路,因此,相較於在各個的鎂空氣電池10之每一者處而設置開閉式之短路電路331的情況,係成為容易流動大電流,並且係能夠減少零件數量。
進而,開閉式之短路電路331,係如圖41中所示一般,被設置在DC-DC轉換裝置300內。因此,係能夠利用DC-DC轉換裝置300之外裝體等來收容短路電路331,而能夠成為不需要設置短路電路331專用之外裝體等。又,短路電路331,由於係身為被中介***至組電池10A之鎂極15和空氣極13之間的構成,因此,係能夠容易地在並未具備短路電路331之先前技術的金屬空氣電池系統中追加短路電路331。
並且,如同該圖41中所示一般,由於係將短路電路331設置在轉換電路301之輸入側(鎂空氣電池10側),因此在當將短路電路331切換為閉時所產生的閉電路上,係並未存在有轉換電路,相應於此,係能夠將閉電路中之電阻縮小。故而,係能夠以良好效率來流動大電流(短路電流),而成為易於將鎂空氣電池10活化。
又,由於係在DC-DC轉換裝置300內具備有短路電路331,因此,只要將DC-DC轉換裝置300卸下,便能夠亦將短路電路331卸下,短路電路331之裝卸
係為容易。故而,亦成為能夠容易地進行短路電路331之交換、檢查等之維修作業。
如同以上所說明一般,本實施形態之金屬空氣電池系統10S,由於係具備有身為選擇性地形成包含構成負極之鎂極15和構成正極之空氣極13的閉電路之電路的開閉式之短路電路331,因此,就算是當起因於鎂極15之保護被膜(鈍態被膜)的影響而在使電池休止後成為難以再度開始電池反應的情況時,亦成為能夠容易地使電池反應再度開始。
並且,此短路電路331,係只要設置在組電池10A之鎂極15和空氣極13之間即可,而能夠簡單地設置。故而,係能夠抑制零件數量之增大和裝置之大型化,而成為容易對於成本之增加作抑制。
又,此開閉式之短路電路331,由於係藉由手動式之開關所構成,因此,基於此點,亦能夠簡單地來構成,並且使用者係容易進行操作。
另外,在本實施形態中,雖係針對將短路電路331設置在DC-DC轉換裝置300之組電池10A側的情況來作了說明,但是,亦可如圖42中所示一般,構成為將短路電路331設置在DC-DC轉換裝置300之輸出側,亦可構成為設置在DC-DC轉換裝置300之外。亦即是,係亦可對於短路電路331之位置適宜作變更。
圖43(A)係為對於第2實施形態之金屬空氣電池系統10S的構成作展示之圖。另外,在以下之說明中,對於與第1實施形態相同的構成,係附加相同之元件符號來作標示,並省略重複之說明。
在第2實施形態中,係在組電池10A之鎂極15和空氣極13之間,設置有開閉式之電阻放電電路333。此電阻放電電路333,係藉由電阻和開關所構成。就算是藉由此電阻放電電路333,亦能夠藉由將開關從開而暫時性地切換為閉,來形成包含有組電池10A之閉電路。故而,與第1實施形態之金屬空氣電池系統10S同樣的,能夠藉由簡單的構成,來在使電池休止後暫時性地強制流動大電流,並使電池活化。藉由此,係能夠以簡單的構成來得到像是成為易於使電池反應再度開始等之與第1實施形態相同的各種效果。
圖43(B)係對於在電阻放電電路333中適用了電路保護開關333S之具體例作展示。電路保護開關333S,係為若是當在將開關333S從開而切換為閉的情況時所產生的閉電路中所流動之電流值超過預先所制定之臨限值則會成為開關開之開關,而亦被稱作電路保護器。
藉由使用電路保護開關333S,係能夠在電流值超過了被設定於容許電流以下之特定值之前便自動地設為開關開,而成為易於謀求電路之保護等。又,係能夠不需要進行使開關開之操作,而不會發生無預期之放電,因此係亦能夠降低放電電力之損失。又,由於電路保護開關333S
係為廣泛流通的零件,因此在成本之降低上亦為有利。
另外,在圖43(A)以及圖43(B)中,雖係針對將電阻放電電路333(亦包含電路保護開關333S)設置在DC-DC轉換裝置300之組電池10A側的情況來作了說明,但是,亦可如圖44中所示一般,構成為將電阻放電電路333設置在DC-DC轉換裝置300之輸出側,亦可構成為設置在DC-DC轉換裝置300之外。亦即是,係亦可對於電阻放電電路333之位置適宜作變更。
圖45(A)係為對於第3實施形態之金屬空氣電池系統10S的構成作展示之圖。第3實施形態,係對於並未具備有DC-DC轉換裝置300之金屬空氣電池系統10S作展示。在此金屬空氣電池系統10S中,亦同樣的,藉由在組電池10A之鎂極15和空氣極13之間設置開閉式之短路電路331,係能夠得到像是成為易於使電池反應再度開始等之與第1實施形態相同的各種效果。
圖45(B)係為對於第4實施形態之金屬空氣電池系統10S的構成作展示之圖。第4實施形態,係為代替圖45(A)之短路電路331而設置有電阻放電電路333之構成。藉由此構成,係能夠得到與第2實施形態之金屬空氣電池系統10S相同的各種效果。又,係亦可在電阻放電電
路333中適用電路保護開關333S。
圖46係為對於第5實施形態之金屬空氣電池系統10S的構成作展示之圖。
第5實施形態,係設置有積算電流檢測部335。此積算電流檢測部335,係具備有將在包含鎂空氣電池10之閉電路中所流動的電流值作積算並檢測出積算電流值之功能、和因應於積算電流值而將短路電路331切換為開關開之自動開關功能。
藉由檢測出積算電流值,係能夠得到可對於是否成功將鎂空氣電池10作了活化一事作判斷的資訊。在自動開關功能中,例如,係以若是到達了對於為了使鎂空氣電池10活化而言為充分的積算電流值則將短路電路331切換為開關開的方式,來預先設定有臨限值。藉由此,若是積算電流值到達了臨限值,則係自動性地切換為開電路,而能夠使活化動作結束。故而,係能夠成為不需要進行用以切換為開電路之使用者操作,並且係能夠降低放電電力之損失。
關於積算電流檢測部335,係可廣泛適用周知之構成。
又,作為變形例,係亦可將自動開關功能省略。於此情況,較理想,積算電流檢測部335,若是所檢測出的積算電流值到達特定值,則將此事對使用者作報告。藉由
此,係能夠對於使用者而通知開關操作之時機。故而,使用者係能夠以適當的時機來進行開關操作。另外,作為對於使用者進行報告之裝置,係可廣泛適用藉由點燈或顯示來傳遞資訊之顯示裝置、藉由聲音來傳遞資訊之聲音輸出裝置等之周知的報告裝置。又,代替短路電路331,係亦可構成為設置有電阻放電電路333。
另外,在本實施形態中,雖係檢測出積算電流值,並因應於該值來進行了短路電路331之開關的切換動作,但是,係亦可代替積算電流值而檢測出電流值,並因應於該值來進行短路電路331之開關的切換動作。
圖47係為對於第6實施形態之金屬空氣電池系統10S的構成作展示之圖。
第6實施形態,係設置有時間檢測部337。此時間檢測部337,係具備有將從設為閉電路起所經過的時間檢測(測定)出來之功能、和因應於所檢測出的經過時間來將短路電路331切換為開關開之自動開關功能。
藉由檢測出經過時間,係能夠得到可對於是否成功將鎂空氣電池10作了活化一事作判斷的資訊。在自動開關功能中,例如,係以若是到達了對於為了使鎂空氣電池10活化而言為充分的經過時間則將短路電路331切換為開關開的方式,來預先設定有臨限值。藉由此,若是經過時間到達了臨限值,則係自動性地切換為開電路,
而能夠在適當的時機處使活化動作結束。故而,係能夠成為不需要進行用以切換為開電路之使用者操作,並且係能夠降低放電電力之損失。
關於時間檢測部337,係可廣泛適用周知之構成。
又,作為變形例,係亦可將自動開關功能省略。於此情況,較理想,時間檢測部337,若是所檢測出的經過時間到達特定值,則將此事對使用者作報告。藉由此,係能夠對於使用者而通知開關操作之時機,使用者係能夠在適當的時機處而進行開關操作。另外,代替短路電路331,係亦可構成為設置有電阻放電電路333。
另外,金屬空氣電池系統10S,係並不限定於上述實施形態,而能夠基於本發明之技術思想來作各種之變形以及變更。例如,在上述之實施形態中,雖係針對將本發明適用在具備添加有鋁和鋅之鎂極15的鎂空氣電池10中的情況來作了說明,但是,係並不被限定於此,亦可將本發明適用在至少添加有鋅之Mg-Zn系合金之金屬空氣電池中。
進而,就算是對於具備並未包含有鋅之鎂極的金屬空氣電池或者是具備有鎂以外之金屬極的金屬空氣電池,亦能夠適用本發明。也就是說,本發明,係能夠對於起因於金屬極之素材等的因素而在休止後會有難以再度開始電池反應之虞之金屬空氣電池而廣泛作適用。
以上,雖係針對用以實施本發明之形態作了
敘述,但是本發明係並不限定於上述實施形態,而能夠基於本發明之技術思想來作各種之變形以及變更。
10‧‧‧鎂空氣電池(金屬空氣電池)
11‧‧‧外裝體
13‧‧‧空氣極
13T‧‧‧空氣極之舌片部
15‧‧‧鎂極(金屬極)
15T‧‧‧金屬極之舌片部
21‧‧‧底板部
22‧‧‧前壁部
24‧‧‧側壁部
25‧‧‧上板部
Claims (43)
- 一種金屬空氣電池,係為具備有空氣極並且具有收容與前述空氣極相對向之金屬極的外裝體之金屬空氣電池,其特徵為:前述外裝體,係藉由含有紙之薄片材而形成,前述薄片材,係空出有空隙地而覆蓋前述金屬極,並且,係將前述薄片材之一部分作彎折並橫切過前述空隙,而一體性地具備有支持前述金屬極之支持用彎折部。
- 如申請專利範圍第1項所記載之金屬空氣電池,其中,前述支持用彎折部,係將前述金屬極保持在從前述空氣極而分離了的位置處。
- 如申請專利範圍第2項所記載之金屬空氣電池,其中,前述支持用彎折部,係具備有:第1彎折部,係從前述薄片材中之相對於前述金屬極之前述空氣極側的壁部以及與前述空氣極相反側之壁部的至少其中一方起而被朝向前述金屬極作了彎折;和第2彎折部,係從前述第1彎折部之前端而被作彎折並與前述金屬極相抵接。
- 如申請專利範圍第3項所記載之金屬空氣電池,其中,前述第1彎折部,係被設置在較前述外裝體內之電解液的液面而更上方處,並且朝向前述金屬極而朝斜下方傾斜。
- 如申請專利範圍第1~4項中之任一項所記載之金屬空氣電池,其中, 前述金屬極係具備有朝向上方突出之舌片部(tab),並且前述支持用彎折部係涵蓋前述金屬極之寬幅地而存在,前述支持用彎折部,係在前述金屬極之寬幅方向上,以前述舌片部和並非為前述舌片部之非舌片部間的邊界作為基準而被分割,前述舌片部側之分割部和前述非舌片部側之分割部的其中一方,係對於前述金屬極之朝向空氣極側的移動作限制,另外一方係對於前述金屬極之朝向空氣極之相反側的移動作限制。
- 如申請專利範圍第1~4項中之任一項所記載之金屬空氣電池,其中,前述外裝體,係具備有使前述金屬極之下端作嵌合的被彎折為下方凸形狀之底板部。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所記載之金屬空氣電池,其中,前述支持用彎折部,係具備有:反折部,係從前述空氣極側之壁部以及前述空氣極之相反側之壁部起沿著前述金屬極而被朝向外裝體內側彎折,並且被朝向其之相反側而反折而較前記金屬極更朝向外裝體外側膨出,藉由各反折部之一部分來將前述金屬極作挾持,並且將剩餘之突出至外裝體外側處的部份相互作接合,而將反折部間作密封。
- 如申請專利範圍第1~4項中之任一項所記載之金屬空氣電池,其中,前述外裝體,係具備有與將前述金屬極之上方作覆蓋的蓋部相連續並與將前述金屬極之側方作 覆蓋的側壁部相接合之薄片片體。
- 如申請專利範圍第1~4項中之任一項所記載之金屬空氣電池,其中,係具備有:底板薄片部,係為含有紙之薄片材,並且被彎折成使前述金屬極之下端作嵌合的下方凸形狀,前述底板薄片部,係使前後一對之端部的至少其中一方被接合於形成前述外裝體之薄片材處。
- 如申請專利範圍第9項所記載之金屬空氣電池,其中,係將形成前述外裝體之薄片材彎折成朝向上方而開口之凹狀以形成前述外裝體之底板部,前述底板薄片部,係具備有:一對之立起部,係在將形成前述外裝體之薄片材展開為平面狀的狀態下,以橫跨前述底板部的方式而使前後一對之端部的至少其中一方被接合於該薄片材處,並當將該薄片材彎折為朝向上方而開口之前述凹狀時,係以從前述底板部分離的方式而於外裝體內側而立起,前述金屬極之下端,係嵌合於前述一對之立起部之間。
- 如申請專利範圍第1~4項中之任一項所記載之金屬空氣電池,其中,在前述金屬極處之與前述空氣極相反側之面上,係設置有電解質收容體,該電解質收容體,係收容用以藉由將水注入至前述外裝體內而使其作為電池來動作之電解質。
- 如申請專利範圍第11項所記載之金屬空氣電池,其中,前述電解質收容體,係具備有:極板裝著薄片,係為含有紙之薄片材,並且被裝著於前述金屬極處之與前述空氣極相反側之面上;和袋體,係被接合於前述極板裝著薄片處,並且收容前述電解質。
- 如申請專利範圍第12項所記載之金屬空氣電池,其中,前述極板裝著薄片係被壓著固定在前述金屬極上,前述袋體係被熔著於前述極板裝著薄片處。
- 如申請專利範圍第12項或第13項所記載之金屬空氣電池,其中,前述極板裝著薄片,係具備有將該薄片之一部分作彎折並且對相對於該薄片之前述金屬極之移動作限制的限制部。
- 如申請專利範圍第1項所記載之金屬空氣電池,其中,前述薄片材,係至少內面側為被形成為非透液性,在前述外裝體處,係被設置有將前述空氣極從外面側來作裝著之開口部,前述開口部,係具備有防止注液至內部之電解液的浸透之下述任一者的構造:使前述薄片材之緣部朝向外側而被作了反折的反折構造;將前述薄片材之緣部藉由薄片狀之非透液性材料來作 了被覆的被覆構造;將前述薄片材之緣部藉由熱熔膠來作了被覆的被覆構造;於前述薄片材之緣部含浸有疏水性之藥劑的被覆構造。
- 如申請專利範圍第15項所記載之金屬空氣電池,其中,前述藉由薄片狀之非透液性材料來作了被覆的被覆構造,係在前述薄片材之兩面貼附前述非透液性材料,並將前述非透液性材料彼此作接合而將前述開口部之端面作了被覆。
- 如申請專利範圍第15項所記載之金屬空氣電池,其中,前述藉由薄片狀之非透液性材料來作了被覆的被覆構造,係藉由前述非透液性材料來將前述開口部之端面包入而將前述端面作了被覆。
- 如申請專利範圍第15~17項中之任一項所記載之金屬空氣電池,其中,係將前述藉由薄片狀之非透液性材料來作了被覆的被覆構造、以及前述於薄片材之緣部含浸有疏水性之藥劑的被覆構造,此兩者作了組合。
- 如申請專利範圍第15項所記載之金屬空氣電池,其中,前述將薄片材之緣部藉由熱熔膠來作了被覆的被覆構造,係從前述薄片材起而涵蓋至前述空氣極地來塗布熱熔膠,並藉由前述熱熔膠來將前述開口部之端面作了覆蓋。
- 如申請專利範圍第15項所記載之金屬空氣電 池,其中,前述將前述薄片材之緣部藉由薄片狀之非透液性材料來作了被覆的被覆構造,係從前述薄片材起而涵蓋至前述空氣極地來貼附薄片狀之非透液性材料,並藉由前述非透液性材料來將前述開口部之端面作了覆蓋。
- 如申請專利範圍第20項所記載之金屬空氣電池,其中,前述非透液性材料,係身為遍布前述開口部之緣部地而延伸出去之一體型之框狀。
- 如申請專利範圍第21項所記載之金屬空氣電池,其中,前述非透液性材料,係以成為遍布前述開口部之緣部地而延伸出去之框狀的方式,而將複數之短籤狀之非透液材料作了連接。
- 如申請專利範圍第1項所記載之金屬空氣電池,其中,前述金屬空氣電池,係具備有由前述金屬極所成之負極和由前述空氣極所成之正極,並被注入電解液而作使用,由前述金屬極所成之負極,係為在電解液之注入前並未於表面形成有鈍態被膜,並在電解液之注入後藉由起因於電池反應所產生之氧化物而在表面上形成有鈍態被膜之金屬極,該金屬空氣電池,係具備有為了將前述鈍態被膜除去而在並不連接負載的狀態下選擇性地形成包含前述負極和前述正極之閉電路的電路。
- 如申請專利範圍第23項所記載之金屬空氣電 池,其中,前述電路,係為被設置在前述負極和前述正極之間之開閉式的短路電路。
- 如申請專利範圍第23項所記載之金屬空氣電池,其中,前述電路,係為被設置在前述負極和前述正極之間之開閉式的電阻放電電路。
- 如申請專利範圍第25項所記載之金屬空氣電池,其中,前述電阻放電電路,係為若是在該電路中所流動之電流值超過特定值則會成為開關開之電路保護開關。
- 如申請專利範圍第23~26項中之任一項所記載之金屬空氣電池,其中,具備有前述負極和前述正極之複數之單位電池係被作串聯連接,在由前述複數之單位電池所成的組電池之兩端之前述負極和前述正極之間,係設置有前述電路。
- 如申請專利範圍第23項~26項中之任一項所記載之金屬空氣電池,其中,係設置有將在前述閉電路中流動的電流值檢測出來之電流檢測部。
- 如申請專利範圍第28項所記載之金屬空氣電池,其中,前述電流檢測部,係因應於所檢測出的電流值而將電路設為開電路。
- 如申請專利範圍第23項~26項中之任一項所記載之金屬空氣電池,其中,係設置有將在前述閉電路中流動的積算電流值檢測出來之積算電流檢測部。
- 如申請專利範圍第30項所記載之金屬空氣電 池,其中,前述積算電流檢測部,係因應於所檢測出的積算電流值而將電路設為開電路。
- 如申請專利範圍第23項~26項中之任一項所記載之金屬空氣電池,其中,係設置有將從設為前述閉電路起所經過的時間檢測出來之時間檢測部。
- 如申請專利範圍第32項所記載之金屬空氣電池,其中,前述時間檢測部,係因應於所檢測出的經過時間而將電路設為開電路。
- 如申請專利範圍第23項~26項中之任一項所記載之金屬空氣電池,其中,前述負極,係藉由至少包含有鋅之鎂合金所形成。
- 一種金屬空氣電池,係為具備有空氣極並且具有收容與前述空氣極相對向之金屬極的外裝體之金屬空氣電池,其特徵為:在前述金屬極處之與前述空氣極相反側的面上,設置有電解質收容體,該電解質收容體,係收容用以藉由將水注入至前述外裝體內而使其作為電池來動作之電解質,前述電解質收容體,係具備有:極板裝著薄片,係被裝著於前述金屬極處之與前述空氣極相反側之面上;和袋體,係被接合於前述極板裝著薄片處,並且收容前述電解質,前述外裝體,係藉由含有紙之薄片材而形成,前述薄片材,係空出有空隙地而覆蓋前述金屬極,並 且,係將前述薄片材之一部分作彎折並橫切過前述空隙,而一體性地具備有支持前述極板裝著薄片之支持用彎折部。
- 如申請專利範圍第1~4項、第35項中之任一項所記載之金屬空氣電池,其中,前述薄片材,係身為以熱熔著性樹脂來作了層壓加工的紙。
- 一種金屬空氣電池單元,其特徵為:係在如申請專利範圍第1項所記載之金屬空氣電池的前述外裝體中收容有電解液,前述金屬空氣電池,係空出有使空氣滯留之間隙地來在紙製之外箱內作複數之收容,並在前述外箱之側面部,具備有突出於前述間隙內並支撐前述外裝體之突片,在前述金屬空氣電池間係配置有間隔物,前述突片係被卡止於前述間隔物處。
- 如申請專利範圍第37項所記載之金屬空氣電池單元,其中,前述突片,係經介於一部分之切離預定部而被連結於前述外箱之側面部,並使前述切離預定部被作切離而突出於前述間隙內以支撐前述外裝體。
- 如申請專利範圍第37項或第38項所記載之金屬空氣電池單元,其中,前述間隔物係為立體性之間隔物,並於中央部處具備有使空氣滯留之滯留部,於此滯留部之兩側部處,係具備有使前述金屬空氣電池之空氣極相互對向地而配置有前述金屬空氣電池之口袋。
- 如申請專利範圍第39項所記載之金屬空氣電池單元,其中,前述間隔物,係將一枚之薄片狀的瓦楞紙作 彎折而立體性地形成之。
- 一種金屬空氣電池單元,係將如申請專利範圍第1項所記載之金屬空氣電池,空出有使空氣滯留之間隙地來在紙製之外箱內作複數之收容,並在前述外箱之側面部具備有突片,該突片,係經介於一部分之切離預定部而被連結於前述外箱之側面部,並使前述切離預定部被作切離而突出於前述間隙內以支撐前述外裝體。
- 如申請專利範圍第37項、第38項、第41項中之任一項所記載之金屬空氣電池單元,其中,於前述外裝體之側面,係被配置有框構件,於此框構件之開口部處,係被配置有前述空氣極,前述突片係支撐前述框構件。
- 如申請專利範圍第37項、第38項、第41項中之任一項所記載之金屬空氣電池單元,其中,前述突片,係於前述外箱之側面部,於上下方向空出有間隔地而被設置有複數。
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