JPH0777135B2 - Air battery - Google Patents
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Classifications
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Landscapes
- Hybrid Cells (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、空気電池に関し、特に軽量でかつ電力特性に
すぐれたほぼ全面開放型の空気電池に関する。Description: TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to an air battery, and more particularly, to an almost full open air battery that is lightweight and has excellent power characteristics.
従来の空気電池は、基本的に負極と正極と電解液とで構
成され、電解液が空気電池の外部に流出しないように、
電池の容器を密封している。A conventional air battery is basically composed of a negative electrode, a positive electrode, and an electrolytic solution, so that the electrolytic solution does not flow out of the air battery.
The battery container is sealed.
このような従来の空気電池は、強固な密封容器を使用し
ているので、その容器の重量がかなりのパーセンテージ
を占め、空気電池全体の重量が増大するという問題があ
る。また、従来の空気電池は、電解液が下方に向くよう
に設置して使用することを前提にしているので、空気電
池が転倒したり、空気電池を傾けて使用する場合には、
電解液が適切に負極、正極に供給されなくなり、したが
って、電力が発生されなくなる場合があるという問題が
ある。Since such a conventional air battery uses a strong sealed container, the weight of the container occupies a considerable percentage, and there is a problem that the weight of the entire air battery increases. In addition, since the conventional air battery is premised on being installed and used so that the electrolytic solution faces downward, when the air battery falls or is tilted and used,
There is a problem that the electrolytic solution may not be properly supplied to the negative electrode and the positive electrode, and accordingly, power may not be generated.
本発明は、いかなる使用態様においても電池内に充填さ
れている電解液が外部に流出することがなく、しかも軽
量で電力特性にすぐれた開放型の空気電池を提供するこ
とを目的とするものである。It is an object of the present invention to provide an open type air battery in which the electrolyte solution filled in the battery does not flow out to the outside in any usage mode, and is lightweight and has excellent power characteristics. is there.
本発明による空気電池は、ほぼ全面開放型の空気電池で
あって、電解液を吸収しかつ保持し得る吸水性材料を具
備してなることを基本的特徴とするものである。The air battery according to the present invention is an air battery that is almost completely open, and is basically characterized by comprising a water-absorbing material capable of absorbing and retaining an electrolytic solution.
より詳しくは、本発明による空気電池は、複数の通気窓
が設けられたケースと、該ケース内に収納された複数の
単電池と、該ケース底部に設けられ、電解液を吸収しか
つ保持し得る吸水性材料が充填された電解液槽とを具備
してなることを特徴とするものである。More specifically, the air battery according to the present invention is provided with a case provided with a plurality of ventilation windows, a plurality of single cells housed in the case, and a bottom portion of the case to absorb and retain an electrolytic solution. It is characterized by comprising an electrolytic solution tank filled with the obtained water absorbing material.
さらに本発明の好ましい態様においては、前記単電池
は、一対の負極と正極とをセパレータを介して組み合わ
せた構造を有し、このセパレータが、電解液を吸収しか
つ保持し得る吸水性材料によって形成されており、前記
電解液槽の吸水性材料と上記セパレータとが少なくとも
部分的に接触するように構成されている。このような構
成にすることによって、電解液槽内の電解液は毛細管現
象を利用して適切にセパレータに供給される。さらに両
者（すなわち電解液槽とセパレータ）が吸水性材料から
なるので、充填された電解液は吸水性材料内に保持され
て電池外に流出するのを防止することができる。Further, in a preferred aspect of the present invention, the unit cell has a structure in which a pair of a negative electrode and a positive electrode are combined via a separator, and the separator is formed of a water-absorbing material capable of absorbing and retaining an electrolytic solution. It is configured such that the water absorbing material of the electrolytic solution tank and the separator are at least partially in contact with each other. With such a configuration, the electrolytic solution in the electrolytic solution tank is appropriately supplied to the separator by utilizing the capillary phenomenon. Furthermore, since both of them (that is, the electrolytic solution tank and the separator) are made of the water absorbing material, the filled electrolytic solution can be held in the water absorbing material and prevented from flowing out of the battery.
本発明においては、空気電池の電解液を吸収しかつ保持
する吸水性材料を充填した電解液槽を電池内に設けたの
で、電解液を空気電池の外部に流出させるおそれはな
く、電池を密閉状態にする必要はない。したがって通気
性にすぐれた開放型の電池とすることができ、空気電池
全体の重量を軽量化することができる。したがって、い
かなる使用態様においても電池内に充填されている電解
液が外部に流出することがなく、しかも軽量で電力特性
にすぐれた開放型の空気電池を提供することができる。In the present invention, since the electrolytic solution tank filled with the water absorbing material that absorbs and retains the electrolytic solution of the air battery is provided inside the battery, there is no risk of causing the electrolytic solution to flow out of the air battery, and the battery is sealed. It doesn't need to be in a state. Therefore, an open battery having excellent air permeability can be obtained, and the weight of the entire air battery can be reduced. Therefore, it is possible to provide an open-type air battery in which the electrolyte solution filled in the battery does not flow out to the outside in any usage mode, and is lightweight and has excellent power characteristics.
第１図は、本発明の一実施例を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of the present invention.
この実施例においては、空気電池のケース10の内部に、
単電池30、30a、30b、30cと、スペーサ40、40a、40b
と、吸水性材料50が設けられ、この吸水性材料50中には
電解液60が吸収保持されている。In this embodiment, inside the case 10 of the air battery,
Single cells 30, 30a, 30b, 30c and spacers 40, 40a, 40b
The water absorbent material 50 is provided, and the electrolytic solution 60 is absorbed and held in the water absorbent material 50.
第２図は、上記実施例におけるケース10を示す斜視図で
ある。ケース10の正面、上面、右側面には通気用の窓1
3、14、15が設けられ、これらの窓から空気が内部に導
入され、単電池30、30a、30b、30cに供給される。ケー
ス10の背面、左側面にも、上記と同様に窓が設けられて
いる。ケース10の右側面には、＋端子11と−端子12とが
設けられている。このように、本発明の空気電池におい
ては、電池ケースがほぼ全面において開放型である。FIG. 2 is a perspective view showing the case 10 in the above embodiment. Ventilation windows 1 on the front, top and right sides of the case 10
3, 14, 15 are provided, and air is introduced into the interior through these windows and supplied to the unit cells 30, 30a, 30b, 30c. Windows are provided on the back surface and the left side surface of the case 10 in the same manner as described above. A positive terminal 11 and a negative terminal 12 are provided on the right side surface of the case 10. As described above, in the air battery of the present invention, the battery case is open type on almost the entire surface.
また第１図に示す本発明の好ましい態様においては、ケ
ース10の下部に、仕切23と、この仕切23によって仕切ら
れた槽21、22と、槽21、22内に設置された吸水性材料50
と、吸水性材料50に吸収された電解液60とが設けられて
いる。この場合の吸水性材料としては、電解液を吸収し
かつ保持し得る材料が使用され得る。具体的には、パル
プ材、化学繊維、天然繊維などを用いることができる。In the preferred embodiment of the present invention shown in FIG. 1, a partition 23 is provided at the bottom of the case 10, tanks 21 and 22 partitioned by the partition 23, and a water-absorbent material 50 installed in the tanks 21 and 22.
And the electrolytic solution 60 absorbed by the water absorbent material 50. In this case, as the water absorbent material, a material that can absorb and retain the electrolytic solution can be used. Specifically, pulp materials, chemical fibers, natural fibers and the like can be used.
第３図は、上記実施例における単電池30の構造を示す説
明図である。この場合、単電池30は、負極31と、セパレ
ータ32と、集電体33と、正極34とで構成されている。FIG. 3 is an explanatory view showing the structure of the unit cell 30 in the above embodiment. In this case, the unit cell 30 includes a negative electrode 31, a separator 32, a current collector 33, and a positive electrode 34.
ここで負極31は、マグネシウム合金、または亜鉛合金、
またはアルミニュウム合金等で構成することができる。
負極31は、これらの合金のうちの１つによって構成して
もよく、あるいは複数種類の合金によって構成するよう
にしてもよい。また負極31の端部にはリード線が半田等
で接続され、このリード線が−（マイナス）端子12に接
続されている。Here, the negative electrode 31 is a magnesium alloy, or a zinc alloy,
Alternatively, it can be made of an aluminum alloy or the like.
The negative electrode 31 may be made of one of these alloys, or may be made of a plurality of types of alloys. A lead wire is connected to the end of the negative electrode 31 with solder or the like, and this lead wire is connected to the- (minus) terminal 12.
セパレータ32は、撥水処理を行なっていないグラスペー
パー等の吸水性材料で構成され、集電体33と負極31とを
電気的に絶縁するとともに、KCl液やNaCl液からなる電
解液60を電解液槽から毛細管現象によって吸上げ、負極
31と正極34とを湿らせるものである。なお、セパレータ
32の材料としては、グラスペーパーの他にグラス繊維、
紙ペーパーなどの吸水性材料を使用してもよい。The separator 32 is made of a water-absorbing material such as glass paper that is not subjected to water repellent treatment, electrically insulates the current collector 33 and the negative electrode 31 from each other, and electrolyzes an electrolytic solution 60 composed of a KCl solution or a NaCl solution. Negative electrode that sucks up from the liquid tank by capillary action
This is to moisten the 31 and the positive electrode 34. Note that the separator
32 materials include glass fiber, glass fiber,
A water absorbent material such as paper may be used.
本発明においては、このセパレータ32と第１図に示した
電解液槽21内の吸水性材料50とが、少なくとも部分的に
接触するようにし、電解液の保持および流出防止と、セ
パレータへの適切な供給とを効果的に行うようにした点
に特徴を有している。In the present invention, the separator 32 and the water absorbent material 50 in the electrolytic solution tank 21 shown in FIG. 1 are at least partially in contact with each other to retain and prevent the outflow of the electrolytic solution and to be suitable for the separator. It is characterized by effective supply of electricity.
また集電体33は、ニッケル、銅等の金属で構成された34
0〜330メッシュの金網（空気が素通りできるように網に
してある）であり、正極34と負極31との間にあって、正
極34に密着している。集電体33の端部にはリード線が半
田等によって接続され、このリード線が＋（プラス）端
子11に接続されている。The current collector 33 is made of a metal such as nickel or copper 34
It is a wire mesh of 0 to 330 mesh (mesh is formed so that air can pass through it), and it is between the positive electrode 34 and the negative electrode 31 and is in close contact with the positive electrode 34. A lead wire is connected to the end of the current collector 33 by soldering or the like, and the lead wire is connected to the + (plus) terminal 11.
正極34は、石油系黒鉛粉末を主成分とする膜によって構
成することができ、多孔性を有し、集電体33に密着して
いる。この正極34は、石油系黒鉛粉末に活性炭を加え、
これにポリテトラフルオルエチレン分散液を加えて混合
し、この混合物を集電体33に薄く塗り、これを加熱する
ことによって製造することができる。また、正極34を集
電体33に膜状に密着させる場合には、静電塗装等の他の
方法によって密着するようにしてもよい。The positive electrode 34 can be formed of a film containing petroleum-based graphite powder as a main component, has porosity, and is in close contact with the current collector 33. This positive electrode 34 is obtained by adding activated carbon to petroleum-based graphite powder,
It can be manufactured by adding a polytetrafluoroethylene dispersion liquid to this and mixing them, thinly coating this mixture on the current collector 33, and heating this. Further, when the positive electrode 34 is brought into close contact with the current collector 33 in a film shape, it may be brought into close contact with another method such as electrostatic coating.
単電池30を製造する場合、板状の負極31の一端にリード
線を半田付けし、集電体33の一端にもリード線を接続
し、板状のセパレータ32を２つ折りにし、この２つ折り
の間に負極31を挾み込み、集電体33が密着している正極
（石油系黒鉛粉末を主成分とする膜）34を２つ折りに
し、この中に、負極31を挾み込んだセパレータ32を挿入
する。When manufacturing the unit cell 30, the lead wire is soldered to one end of the plate-shaped negative electrode 31, the lead wire is also connected to one end of the current collector 33, and the plate-shaped separator 32 is folded in two. The negative electrode 31 is sandwiched between the two, and the positive electrode (a film containing petroleum-based graphite powder as a main component) 34 in which the current collector 33 is in close contact is folded in two, and the negative electrode 31 is sandwiched in the separator. Insert 32.
符号33h、34hは、ガス発散用の透孔を示すものである。Reference numerals 33h and 34h indicate through holes for gas diffusion.
なお、単電池30a、30b、30cの構造、製造法は、単電池3
0の場合と同様である。The structure and manufacturing method of the cells 30a, 30b, 30c are the same as those of the cells 3
It is similar to the case of 0.
次に、第４図ないし第６図を参照しながら、本発明で用
いるスペーサについて説明する。Next, the spacer used in the present invention will be described with reference to FIGS. 4 to 6.
第４図は、上記実施例（第１図）において、単電池間に
配置されるスペーサ40を示す斜視図である。FIG. 4 is a perspective view showing the spacer 40 arranged between the unit cells in the above embodiment (FIG. 1).
第5A図は、第４図のＶ−Ｖ線から見た縦断面図であり、
第5B図は、第４図の平面図である。FIG. 5A is a vertical sectional view taken along the line VV of FIG.
FIG. 5B is a plan view of FIG.
第6A図は、第４図のVI-VI線から見た横断面図であり、
第6B図は、第４図の右側面図である。FIG. 6A is a cross-sectional view taken along the line VI-VI of FIG.
FIG. 6B is a right side view of FIG.
通常、複数の単電池を組み合わせて空気電池を構成する
場合においては、個々の単電池に充分な空気を供給する
必要があることから、１つの単電池とこれに隣接する単
電池との間に、所定の間隔を維持する必要がある。スペ
ーサは、この間隔を維持するために設けられる。このよ
うに所定の間隔を設ける理由は、空気の流通を良好にし
て、これによって単位時間当たりの電池の出力電力を大
きくするためである。したがって、スペーサは、適当な
通気性を確保できるものでなければならない。また、実
際に空気電池を使用している期間中、上記所定間隔を維
持させておくためには、スペーサが所定の強度を有して
いる必要がある。さらに、空気電池は軽量であることが
有利である。発泡材は軽量であるという利点があるが、
電解液に弱いので実用的ではない。そこで発泡材よりも
耐薬品性が高い材料を所定の厚さにし、それに透孔（ス
リット等）を多数設けてスペーサとすることが考えられ
る。しかしながら、充分な強度を維持しつつ通気性をあ
る程度確保するためには、重量は増大し、コスト的にも
高いものとなる。Usually, when a plurality of unit cells are combined to form an air battery, it is necessary to supply sufficient air to each unit cell, and therefore it is necessary to provide a space between one unit cell and an adjacent unit cell. , It is necessary to maintain a predetermined interval. Spacers are provided to maintain this spacing. The reason for providing the predetermined interval in this way is to improve the circulation of air and thereby increase the output power of the battery per unit time. Therefore, the spacer must be capable of ensuring proper air permeability. Further, in order to maintain the above-mentioned predetermined interval during the period of actually using the air battery, the spacer needs to have a predetermined strength. Furthermore, it is advantageous that the air cell is lightweight. Foams have the advantage of being lightweight,
It is not practical because it is weak to the electrolyte. Therefore, it is conceivable that a material having a higher chemical resistance than the foam material is made to have a predetermined thickness, and a large number of through holes (slits or the like) are provided in the material to form a spacer. However, in order to secure a certain degree of breathability while maintaining sufficient strength, the weight increases and the cost becomes high.
本発明においては、上記の事情に鑑みて、一枚の板状体
の表裏に凹凸を設けてなるスペーサを用いる。以下この
スペーサについて具体的に説明する。In the present invention, in view of the above circumstances, a spacer is used in which unevenness is provided on the front and back surfaces of a single plate-shaped body. The spacer will be specifically described below.
スペーサ40は、ポリプロピレン等のプラスチックを材料
とし、一枚の板状部45の表裏に凹凸を有し、絶縁性を有
するものであり、表面41側に、凹部42と凸部43と空気の
通路44、441とを有し、その裏面46側に、凹部47と凸部4
8と空気の通路49、491とを有する。そして、スペーサ40
は真空成型され、上記板状部45の平板部以外は、上記凹
凸部によってやや波形を形成し、表面41側の凹部42の裏
側に凸部48が位置し、表面41側の凸部43の裏側に凹部47
が位置している。The spacer 40 is made of a plastic such as polypropylene, has an unevenness on the front and back of one plate-like portion 45, and has an insulating property, and has a concave portion 42, a convex portion 43, and an air passage on the surface 41 side. 44 and 441, and the concave portion 47 and the convex portion 4 on the back surface 46 side thereof.
8 and air passages 49, 491. And the spacer 40
Is vacuum-molded, except for the flat plate portion of the plate-like portion 45, a slight corrugation is formed by the concave-convex portion, the convex portion 48 is located on the back side of the concave portion 42 on the surface 41 side, and the convex portion 43 on the surface 41 side. Recessed on the back 47
Is located.
第４図にはスペーサ40の凹凸部が円弧で示してあるが、
これに対応する第５図、第６図の波形は説明の都合上、
台形で示してある。このように、凹部42、47、凸部43、
48は、円弧でも、台形でも、三角形等の他の形状でもよ
い。ただし、スペーサ40が単電池30、30aの間に設けら
れ、単電池30、30a同志の間隔を同じに維持するため
に、両単電池30、30aを常に圧迫することを考えると、
上記凹凸部は点、線でなく面であることが望ましい。In FIG. 4, the uneven portion of the spacer 40 is shown by an arc,
The waveforms in FIGS. 5 and 6 corresponding to this are for convenience of explanation,
It is shown as a trapezoid. Thus, the concave portions 42, 47, the convex portion 43,
48 may be arcuate, trapezoidal, or any other shape such as a triangle. However, considering that the spacer 40 is provided between the unit cells 30 and 30a, and the unit cells 30 and 30a are constantly pressed to maintain the same distance between the unit cells 30 and 30a,
The uneven portion is preferably a surface rather than a point or a line.
なお、真空成型以外の方法で製造したスペーサ40を使用
してもよい。また、互いに並列接続する２つの単電池の
間にスペーサ40を設置する場合、そのスペーサ40は絶縁
性を有する必要はない。さらに、スペーサ40a、40bの構
造、製造法は、スペーサ40の場合と同様である。The spacer 40 manufactured by a method other than vacuum molding may be used. Further, when the spacer 40 is installed between two unit cells connected in parallel with each other, the spacer 40 does not need to have an insulating property. Further, the structure and manufacturing method of the spacers 40a and 40b are the same as those of the spacer 40.
上記のように本発明におけるスペーサは、板状体の表裏
に凹凸を設けたものからなるので、空気電池用のスペー
サとして、充分な通気性を有し、実用上充分な強度を確
実に保持でき、製造コストにおいても有利である。As described above, the spacer according to the present invention comprises a plate-shaped body having irregularities provided on the front and back thereof, so that it has sufficient air permeability as a spacer for an air battery and can reliably retain practically sufficient strength. Also, it is advantageous in manufacturing cost.
次に、上記実施例を参照して、本発明の空気電池の動作
について説明する。Next, the operation of the air battery of the present invention will be described with reference to the above embodiment.
通常は、使用時以外においては、正極34ならびに負極31
等にはKCl等からなる電解液60を接触させず（吸水性材
料50に電解液60を供給せず）、使用開始時に適宜供給す
る。このようにすれば、電池使用前に自然放電等による
電力低下が生じないので、保存性が非常に良好になり、
非常用の電源としても有用なものとなる。Normally, except when in use, the positive electrode 34 and the negative electrode 31
The electrolytic solution 60 made of KCl or the like is not brought into contact with the above (the electrolytic solution 60 is not supplied to the water absorbing material 50), and is appropriately supplied at the start of use. By doing this, since the power does not decrease due to spontaneous discharge before using the battery, the storage stability becomes very good,
It is also useful as an emergency power supply.
そして、起電力を必要とする場合には、ケース10の窓1
3、14、15から、電解液60を所定量、供給する。これに
よって、正極34では次の反応が起こる。And if you need an electromotive force, the window 1 of case 10
A predetermined amount of electrolytic solution 60 is supplied from 3, 14, and 15. As a result, the following reaction occurs at the positive electrode 34.
1/202＋H2O＋2e-→20H- または、 O2＋H2O＋2e-→O2H-＋OH- O2H-→OH-＋1/202 一方、負極31側においてはMg合金を使用した場合、次の
反応が起こる。 1/20 2 + H 2 O + 2e - → 20H - or, O 2 + H 2 O + 2e - → O 2 H - + OH - O 2 H - → OH - +1/20 2 On the other hand, when using the Mg alloy in the negative electrode 31 side , The following reaction occurs.
Mg＋20H-→MgO＋H2O＋2e- Mg＋2H2O→Mg(OH)2＋H2↑ （副反応） 上記の反応は、一般の電池と同様であり、空気電池に負
荷を接続すると、負極31に発生した電子e-が負荷を経由
して正極34に到達し、その正極34において上記のように
電子e-が消滅する。このようにして、負荷を経由して、
電流が正極から負極31に流れる。 Mg + 20H - → MgO + H 2 O + 2e - Mg + 2H 2 O → Mg (OH) 2 + H 2 ↑ ( side reaction) The above reaction is similar to that of an ordinary battery, connecting a load to the air cells, occurred in the negative electrode 31 electronic The e − reaches the positive electrode 34 via the load, and the electron e − disappears at the positive electrode 34 as described above. In this way, via the load,
Current flows from the positive electrode to the negative electrode 31.
上記実施例において、スペーサ40に着目すると、スペー
サ40が単電池30、30aの間に挿入され、単電池30と30aと
の間隔を所定の距離に維持し、スペーサ40に設けられた
通路44、441、49、491を経由して、ケース10の外からの
空気が正極34に充分に供給され、正極34における上記反
応が充分に行なわれる。In the above embodiment, focusing on the spacer 40, the spacer 40 is inserted between the unit cells 30 and 30a, maintains the distance between the unit cells 30 and 30a at a predetermined distance, and the passage 44 provided in the spacer 40, Air from the outside of the case 10 is sufficiently supplied to the positive electrode 34 via 441, 49, and 491, and the above reaction in the positive electrode 34 is sufficiently performed.
スペーサ40における空気の通路は、第４図において、横
方向と縦方向とに設けられている。表面41側における横
方向の空気通路44は第４図から容易に認識できるが、縦
方向の空気通路441は、表面41側の平面部分と凹部42と
を結ぶ部分に形成されている。裏面46側における横方向
の空気通路49は空気通路44と同様であり、縦方向の空気
通路491は、裏面46側の平面部分と凹部47とを結ぶ部分
に形成されている。The air passages in the spacer 40 are provided in the horizontal direction and the vertical direction in FIG. Although the horizontal air passage 44 on the front surface 41 side can be easily recognized from FIG. 4, the vertical air passage 441 is formed in a portion connecting the flat portion on the front surface 41 side and the recess 42. The horizontal air passage 49 on the back surface 46 side is similar to the air passage 44, and the vertical air passage 491 is formed in a portion connecting the flat surface portion on the back surface 46 side and the recess 47.
また、スペーサ40は、プラスチック等で構成されている
ので軽量、安価であり、しかも凹凸部42、43、47、48に
よって充分な強度を得ることができる。Further, since the spacer 40 is made of plastic or the like, it is lightweight and inexpensive, and the uneven portions 42, 43, 47, and 48 can provide sufficient strength.
第７図は、本発明の他の実施例の説明図であり、第１図
に示す実施例の各単電池を直並列に接続し、電解液を収
容する槽を２つ設けた例を示す図である。FIG. 7 is an explanatory view of another embodiment of the present invention, showing an example in which the unit cells of the embodiment shown in FIG. 1 are connected in series and parallel, and two tanks for containing an electrolytic solution are provided. It is a figure.
なお、第７図においては、説明を簡略にするために、ス
ペーサ40、40a、40bを省略して示してある。第８図は、
第１図、第７図に示す実施例におけるケース10の下部の
みを示す斜視図である。In FIG. 7, the spacers 40, 40a and 40b are omitted for the sake of simplicity. Figure 8 shows
FIG. 8 is a perspective view showing only a lower portion of the case 10 in the embodiment shown in FIGS. 1 and 7.
第７図に示す実施例においては、槽21に吸水性材料50が
収容され、この吸水性材料50に電解液60が吸収保持され
ている。そして、単電池30、30aが吸水性材料50に載置
され、単電池30、30aが互いに並列に接続されている。
また、槽22に吸水性材料50が収容され、この吸水性材料
50に電解液60が吸収されている。そして、単電池30b、3
0cが吸水性材料50上に載置され、単電池30b、30cが互い
に並列に接続されている。また、上記両並列接続された
単電池同志を直列接続している。In the embodiment shown in FIG. 7, the water absorbent material 50 is contained in the tank 21, and the electrolyte solution 60 is absorbed and held in the water absorbent material 50. The unit cells 30 and 30a are placed on the water absorbent material 50, and the unit cells 30 and 30a are connected in parallel with each other.
Further, the water absorbent material 50 is stored in the tank 22, and the water absorbent material is
Electrolyte solution 60 is absorbed in 50. And the cells 30b, 3
0c is placed on the water absorbent material 50, and the unit cells 30b and 30c are connected in parallel with each other. In addition, the above-mentioned single cells connected in parallel are connected in series.
なお、槽21、22内にそれぞれ電解液60が収容されている
が、槽21内の電解液と槽22内の電解液とは、仕切23を越
えて継ながってはいないものとする。つまり、仕切23か
ら溢れる程の電解液60を供給していないものとする。Although the electrolytic solution 60 is contained in each of the tanks 21 and 22, it is assumed that the electrolytic solution in the tank 21 and the electrolytic solution in the tank 22 are not connected beyond the partition 23. . That is, it is assumed that the electrolytic solution 60 is not supplied to the extent that the partition 23 overflows.
このようにすれば、ケース10内の単電池同志で電解液60
を介して電流が流れ、つまりケース10内で電流がリーク
する（電流が漏れる）ことを防止することができる。す
なわち、第10図に示すように、１つの槽28の中に供給さ
れている電解液60を複数の単電池が共用し、これら単電
池同志が互いに直列に接続されていると、第10図に点線
で示すようなリーク電流が流れる。これに対して、第７
図の場合、互いに直列接続される単電池にそれぞれ供給
する電解液を、異なる槽に収容していているので、電解
液を経由して電流が流れることがなく、上記リーク電流
は発生しない。By doing this, the electrolyte solution 60
It is possible to prevent a current from flowing through, that is, a current to leak in the case 10 (a current leaks). That is, as shown in FIG. 10, when a plurality of unit cells share the electrolyte solution 60 supplied into one tank 28, and these unit cells are connected in series with each other, FIG. A leak current as indicated by the dotted line flows in the. On the other hand, the seventh
In the case of the figure, since the electrolytic solutions supplied to the cells connected in series with each other are housed in different tanks, no current flows through the electrolytic solutions, and the above leak current does not occur.
第９図は、本発明の他の実施例の説明図であり、第１図
に示す実施例の各単電池を全て直列に接続し、電解液を
収容する槽としてそれぞれ独立して４つ設けた例を示す
図である。FIG. 9 is an explanatory view of another embodiment of the present invention, in which all the unit cells of the embodiment shown in FIG. 1 are connected in series, and four independent cells are provided as tanks for containing the electrolytic solution. It is a figure which shows the example.
なお、第９図においては、説明を簡略化するために、ス
ペーサ40、40a、40bを省略して示してある。この実施例
では、槽21a、22a、23a、24aが設けられ、これらの槽を
仕切る仕切25a、26a、27aが設けられている。そして、
槽21a、22a、23a、24aのそれぞれの上に、単電池30、30
a、30b、30cが載置されている。In FIG. 9, the spacers 40, 40a, 40b are omitted for the sake of simplicity. In this embodiment, tanks 21a, 22a, 23a, 24a are provided, and partitions 25a, 26a, 27a for partitioning these tanks are provided. And
The cells 30 and 30 are placed on the tanks 21a, 22a, 23a, and 24a, respectively.
a, 30b, 30c are placed.
このように直列接続する単電池の数（または直列接続す
る単電池の組数）だけ独立した槽が形成されるようにす
ることによって、上記リーク電流は発生しない。もちろ
ん、槽の数は、２、４以外の数であってもよい。The leak current does not occur by forming independent tanks by the number of unit cells connected in series (or the number of sets of unit cells connected in series). Of course, the number of tanks may be other than two or four.
なお、第９図の実施例において、仕切25a、26a、27aを
越える程の電解液60を供給しなければ、吸水性材料50を
省略しても、上記リーク電流が発生せず、効率的に電力
を取り出すことができる。In the embodiment of FIG. 9, unless the electrolyte solution 60 is supplied to the extent that it exceeds the partitions 25a, 26a, 27a, even if the water absorbing material 50 is omitted, the above leak current does not occur and the efficiency is improved. Power can be taken out.
一方、第１図、第７図、第９図には、各槽の中に吸収性
材料50が収容され、この吸水性材料50に電解液60が吸収
され保持されている。このようにすることによって、吸
水性材料50中の電解液60が、単電池30のセパレータ32に
吸収され、電解液60が毛細管現象によって、セパレータ
32の上方に吸い上げられ、負極31の全面に供給され、さ
らに正極34の全面にも供給される。On the other hand, in FIGS. 1, 7, and 9, the absorbent material 50 is contained in each tank, and the electrolytic solution 60 is absorbed and held in the water absorbent material 50. By doing so, the electrolytic solution 60 in the water-absorbing material 50 is absorbed by the separator 32 of the single cell 30, and the electrolytic solution 60 is separated by the capillary phenomenon.
It is sucked up above 32, supplied to the entire surface of the negative electrode 31, and further supplied to the entire surface of the positive electrode 34.
また、もし、ケース10を倒した場合でも、吸水性材料50
の保水力によって、電解液60が他の部分に飛散したり流
出することはない。したがって、ケース10を転倒させた
り、傾けて使用する場合にも問題は生じない。さらに、
本発明においては、ケース10が転倒したとしても、吸水
性材料50が電解液60を保持しているので、セパレータ32
を介して、負極31、正極34に電解液60を供給し続けるこ
とができる。したがって、空気電池が転倒しても、電力
発生が停止することが無い。単電池30,30a,30b,30cの場
合も上記と同様である。In addition, even if the case 10 is laid down, the water absorbent material 50
Due to the water retention capacity of the electrolyte solution 60, the electrolyte solution 60 does not scatter or flow out to other parts. Therefore, there is no problem even when the case 10 is turned over or tilted. further,
In the present invention, since the water-absorbent material 50 holds the electrolytic solution 60 even if the case 10 falls down, the separator 32
The electrolytic solution 60 can be continuously supplied to the negative electrode 31 and the positive electrode 34 via the. Therefore, even if the air battery falls, the power generation does not stop. The same applies to the case of the unit cells 30, 30a, 30b, 30c.
このように、本発明においては、ケース10を密封構造に
する必要がなく、密封構造による空気電池全体が重くな
るという問題も解消される。換言すれば、本発明の空気
電池はほぼ全面開放型であるので、通気性にもすぐれ空
気電池の機能を向上させることができる点においても有
利である。As described above, in the present invention, it is not necessary to form the case 10 in a sealed structure, and the problem that the entire air battery is heavy due to the sealed structure is solved. In other words, since the air battery of the present invention is an almost fully open type, it is also advantageous in that it has excellent air permeability and the function of the air battery can be improved.
第11図は、上記実施例において、負荷電流を1Aに維持し
た場合の出力電圧の変化を示す特性図である。FIG. 11 is a characteristic diagram showing changes in the output voltage when the load current is maintained at 1 A in the above embodiment.
この場合、負極31としてマグネシウム合金を使用してお
り、この図から分かる通り、電解液60中のKClを15重量
％〜25重量％にした場合に出力電圧が高い。In this case, a magnesium alloy is used as the negative electrode 31, and as can be seen from this figure, the output voltage is high when KCl in the electrolytic solution 60 is set to 15% by weight to 25% by weight.
上記実施例において、電解液60としてKCl液を使用した
が、海水や他の食塩水等の電解液を使用するようにして
もよい。Although the KCl solution is used as the electrolytic solution 60 in the above embodiment, an electrolytic solution such as seawater or another saline solution may be used.
なお、上記実施例において石油系黒鉛粉末を正極として
使用した場合について説明してあるが、石油系黒鉛粉末
以外の原料黒鉛を正極として使用してもよい。It should be noted that, although the case where petroleum-based graphite powder is used as the positive electrode has been described in the above-mentioned examples, raw material graphite other than the petroleum-based graphite powder may be used as the positive electrode.
本発明の空気電池は、ほぼ全面開放型であって、かつ電
解液が空気電池の外部に飛び出ることがなく、空気電池
全体の重量を軽くすることができ、しかも空気電池全体
を転倒しても電力を発生させることができるという効果
を奏する。The air battery of the present invention is an almost fully open type, the electrolyte does not splash outside the air battery, the weight of the entire air battery can be reduced, and even if the entire air battery is tumbled. An effect that power can be generated is achieved.
したがって、本発明の空気電池は、小型、軽量、高出力
の電池であり、自動車用バッテリーの性能が低下したと
きの非常用電源、模型飛行機などの動力源、キャンプ、
釣り等のレジャー用の電源など種々の用途に広く利用す
ることができる。Therefore, the air battery of the present invention is a small-sized, lightweight, high-power battery, an emergency power source when the performance of the automobile battery is reduced, a power source such as a model airplane, camping,
It can be widely used for various purposes such as a power source for leisure such as fishing.
【図面の簡単な説明】 第１図は、本発明の一実施例を示す斜視図である。 第２図は、上記実施例におけるケース10を示す斜視図で
ある。 第３図は、上記実施例における単電池30の構造を示す説
明図である。 第４図は、上記実施例におけるスペーサ40を示す斜視図
である。 第5A図は、第４図のＶ−Ｖ線から見た縦断面図であり、
第5B図は、第４図の平面図である。 第6A図は、第４図のVI-VI線から見た横断面図であり、
第6B図は、第４図の右側面図である。 第７図は、本発明の他の実施例の説明図であり、第１図
に示す実施例の各単電池を直並列に接続し、電解液を収
容する槽を２つ設けた例を示す図である。 第８図は、第１図、第７図に示す実施例におけるケース
10の下部のみを示す斜視図である。 第９図は、本発明の他の実施例の説明図であり、第１図
に示す実施例の各単電池を互いに直列に接続し、電解液
を収容する槽としてそれぞれ独立して４つ設けた例を示
す図である。 第10図は、１つの槽の中に供給されている電解液を、直
列接続した複数の電池が共用している状態の説明図であ
る。 第11図は、上記実施例において、負荷電流を1Aに維持し
た場合の出力電圧の変化を示す特性図である。 10……ケース、21、22……電解液槽、23……仕切、30…
…単電池、32……セパレータ、33……集電体、40……ス
ペーサ、42、47……凹部、43、48……凸部、50……吸収
材、60……電解液。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a perspective view showing the case 10 in the above embodiment. FIG. 3 is an explanatory view showing the structure of the unit cell 30 in the above embodiment. FIG. 4 is a perspective view showing the spacer 40 in the above embodiment. FIG. 5A is a vertical sectional view taken along the line VV of FIG.
FIG. 5B is a plan view of FIG. FIG. 6A is a cross-sectional view taken along the line VI-VI of FIG.
FIG. 6B is a right side view of FIG. FIG. 7 is an explanatory view of another embodiment of the present invention, showing an example in which the unit cells of the embodiment shown in FIG. 1 are connected in series and parallel, and two tanks for containing an electrolytic solution are provided. It is a figure. FIG. 8 shows a case in the embodiment shown in FIGS. 1 and 7.
FIG. 11 is a perspective view showing only a lower part of 10. FIG. 9 is an explanatory view of another embodiment of the present invention, in which the unit cells of the embodiment shown in FIG. 1 are connected in series with each other, and four independent cells are provided as tanks for containing an electrolytic solution. It is a figure which shows the example. FIG. 10 is an explanatory diagram showing a state in which the electrolytic solution supplied to one tank is shared by a plurality of batteries connected in series. FIG. 11 is a characteristic diagram showing changes in the output voltage when the load current is maintained at 1 A in the above embodiment. 10 …… Case, 21, 22 …… Electrolyte tank, 23 …… Partition, 30…
… Single battery, 32 …… Separator, 33 …… Current collector, 40 …… Spacer, 42, 47 …… Recess, 43, 48 …… Convex part, 50 …… Absorbent, 60 …… Electrolyte.
フロントページの続き (56)参考文献 実開 昭54−147636（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭55−105263（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭47−18017（ＪＰ，Ｕ)Continuation of the front page (56) Bibliography Sho 54-147636 (JP, U) Rib 55-105263 (JP, U) Ri 47-4 18017 (JP, U)
Claims (3)
る吸水性材料からなるセパレータを介して一対の負極と
正極とを組み合わせた構造を有する複数の単電池と、 前記ケース底部に設けられ、電解液を吸収しかつ保持し
得る吸水性材料が充填された電解液槽とを有し、 前記セパレータと前記電解液槽内に充填された吸水性材
料とが接触するとともに、この電解液槽内に充填された
吸水性材料ならびに前記複数の単電池の各々は間隙を置
いて配置され、吸水性材料と接触する下面部以外は前記
ケースに設けられた通気窓を介して外気と連通してなる
ことにより、前記吸水性材料への電解液の供給ないし補
充を容易かつ迅速に行えるようにしたことを特徴とす
る、全面開放型の空気電池。1. A pair of a negative electrode and a positive electrode are combined with a case provided with a plurality of ventilation windows and a separator made of a water-absorbing material housed in the case and capable of absorbing and retaining an electrolytic solution. A plurality of unit cells having a structure, and an electrolytic solution tank provided at the bottom of the case and filled with a water-absorbing material capable of absorbing and holding an electrolytic solution, and filling the separator and the electrolytic solution tank The water absorbent material filled in the electrolytic solution tank and each of the plurality of single cells are arranged with a gap while the water absorbent material is in contact with the water absorbent material. By communicating with the outside air through a ventilation window provided in the case, it is possible to easily and quickly supply or replenish the electrolyte solution to the water-absorbing material, a full-open type Air battery.
けられている、請求項１に記載の空気電池。2. The air battery according to claim 1, wherein a current collector is provided between the positive electrode and the separator.
が、パイプ材、化学繊維、天然繊維、石綿およびグラス
ペーパーからなる群から選ばれた１種または２種以上の
混合物からなる、請求項１に記載の空気電池。3. The water absorbent material and / or the separator is composed of one kind or a mixture of two or more kinds selected from the group consisting of pipe materials, chemical fibers, natural fibers, asbestos and glass paper. Air battery as described.
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