TW201340442A - 空氣電池 - Google Patents

Abstract

隔著電解質層(3)具備正極層(1)及負極層(2)，且正極層(1)及負極層(2)的至少一方具備通路形成構件(5)，當層積複數個空氣電池(A1)時會介於相鄰的空氣電池(A1)之間，對於正極層(1)形成空氣通路(F)。通路形成構件(5)具有導電性，且具有彈性變形功能以因應電解質層(3)的膨脹。藉由此構造，能藉由減低接觸電阻來抵消因電解液膨脹而伴隨之內部電阻增加，且維持空氣通路(F)規定之截面積，防止輸出降低。

Description

空氣電池

本發明係有關利用氧氣作為正極活性物質之空氣電池，特別是有關適於連接複數個以構成電池組之空氣電池。

習知之空氣電池，例如有如專利文獻1所記載者。專利文獻1記載之空氣電池，係以正極及負極包夾非水(nonaqueous)電解質層來構成電極群，且將該電池群與正極及負極的各端子一起收容於收容殼之構造。兩端子彼此係從收容殼朝相反方向突出。此外，空氣電池在收容殼的正極側壁部具有複數個空氣孔，且以密封膠帶將這些空氣孔閉塞，而在使用時將密封膠帶剝除使空氣孔開放，以便將空氣(氧氣)供給至正極。

一方面，近年來空氣電池的研究開發正在進行，以用來作為汽車等車輛的電源或輔助電源。車載用之空氣電池，在考量車輛所需的輸出及容量、及狹窄空間的裝載性等條件下，必須將構造做成簡單而薄型，且可串聯連接複數個以構成電池組。不過，如上述習知之空氣電池，其構造無法彼此直接連接，故實質上不可能運用在車 載用電源。

此外，此種空氣電池中，係以薄的透氣性材料來形成正極層，故相較於金屬製的負極層，正極層的機械性強度較低，且在開始使用後，隨著發熱或氧化物生成，電解液會膨脹，正極層可能向外側撓曲。因此，特別是在謀求薄型化的空氣電池中，會有內部電阻增加、或空氣通路的截面積減少，導致容易發生輸出降低的問題點，而如何解決這類問題點便是課題。

[先前技術文獻] [專利文獻]

專利文獻1：日本專利第3735518號公報

本發明係著眼於上述習知課題而完成者，目的在於提供一種適於作為車載用的薄型空氣電池，其能藉由減低接觸電阻來抵消因電解液膨脹而伴隨之內部電阻增加，且能將空氣通路維持在規定的截面積。

本發明之空氣電池，係隔著電解質層具備正極層及負極層。電解質層中可含有電解液。又，空氣電池係構成為，正極層及負極層的至少一方具備通路形成構件，當層積複數個空氣電池時會介於相鄰的空氣電池之 間，對於正極層形成空氣通路；該通路形成構件具有導電性，且具有彈性變形功能以因應電解質層的膨脹。

按照這樣的空氣電池，能藉由減低接觸電阻來抵消因電解液膨脹而伴隨之內部電阻增加，且能將空氣通路維持在規定的截面積。如此一來，能夠防止輸出降低，且有助於薄型化，以適於車載用。

此外，本發明之空氣電池，係隔著電解質層具備正極層及負極層。又，空氣電池係構成為，在正極層側及負極層側的至少一方側具備凸部，當層積複數個空氣電池時，其會與相鄰的空氣電池之間形成空氣通路。在上述構成的情況下，若考量空氣通路之確保或層積時之穩定性，那麼凸部對於空氣電池彼此之間，至少設置二處以上較理想，此外，若考量發電效率等，那麼避開正極層表面來配置較理想。

按照這樣的空氣電池，特別是在層積時，能夠充分確保空氣通路對於正極層的截面積。如此一來，能夠防止因截面積減少所致之輸出降低，且有助於薄型化，以適於車載用。

A1、A2、A11、A12‧‧‧空氣電池

1、201‧‧‧正極層

2、202‧‧‧負極層

3、203‧‧‧電極質層

4、204‧‧‧外框構件

4A‧‧‧高低差部

5、15、22A、25、35、45、55、65、75、85、95、105、206、216、226、236、246‧‧‧通路形成構件

6‧‧‧流通孔

11、211‧‧‧觸媒層

12、212‧‧‧撥水層

13、213‧‧‧正極集電層

21、221‧‧‧負極金屬層

22、222‧‧‧負極集電層

45A、55A、226A、236A‧‧‧薄片

45B、95B、226B‧‧‧彈性鉤

55B、236B‧‧‧彈性突起

95A‧‧‧網目

204A‧‧‧中央棧部

205‧‧‧凸部

C‧‧‧電池組

F‧‧‧空氣通路

[圖1]本發明空氣電池一實施形態說明圖，(A)為截面圖、(B)為電解液呈膨脹狀態示意截面圖。

[圖2](A)為圖1所示空氣電池之俯視圖、(B)為 沿圖A中B-B線之截面圖。

[圖3]將圖1所示空氣電池分解後之狀態之說明截面圖。

[圖4]將圖1所示空氣電池層積成電池組之說明截面圖。

[圖5](A)為通路形成構件之另一例示意側面圖、(B)為同圖(A)的通路形成構件呈壓縮變形狀態之示意側面圖。

[圖6](A)為通路形成構件之又另一例示意側面圖、(B)為同圖(A)的通路形成構件呈壓縮變形狀態之示意側面圖。

[圖7](A)~(F)均為通路形成構件的又另一例示意側面圖。

[圖8]本發明空氣電池又另一實施形態說明截面圖。

[圖9]本發明空氣電池又另一實施形態說明截面圖。

[圖10]本發明空氣電池又另一實施形態說明截面圖，(A)為俯視圖、(B)為同圖(A)之全截面圖。

[圖11]本發明空氣電池一實施形態說明圖，(A)為俯視圖、(B)為側面圖。

[圖12]圖11所示空氣電池之截面圖。

[圖13]將圖11所示空氣電池分解後之狀態之說明截面圖。

[圖14]將圖11所示空氣電池層積成電池組之說明截面圖。

[圖15]本發明空氣電池另一實施形態說明圖，(A)為俯視圖、(B)為側面圖。

[圖16]本發明空氣電池又另一實施形態說明側面圖。

[圖17]將圖16所示空氣電池層積成電池組之說明側面圖。

[圖18](A)~(E)均為通路形成構件的又另一例示意側面圖。

[圖19]本發明空氣電池又另一實施形態說明圖，(A)為俯視圖、(B)為側面圖。

[圖20]本發明空氣電池又另一實施形態說明圖，(A)為俯視圖、(B)為側面圖。

以下依據圖面，說明本發明空氣電池之實施形態。

圖1(A)及圖2所示之空氣電池A1係形成矩形板狀，隔著電解質層3具備正極層1及負極層2，且具備外框構件4，其具有電性絕緣性且至少包圍電解質層3及正極層1的外周。另，圖1為沿圖2(A)中A-A線之截面圖，圖2(B)為沿圖2(A)中B-B線之截面圖。

正極層1具備：觸媒層11，包含氣體擴散層；及撥水層12，配置於正極表面(圖中為電池上面)；及正極集電層13，由金屬網目(Mesh)等所構 成。觸媒層11是以導電性多孔質材料形成，例如在由碳材料與黏合劑樹脂形成之導電性多孔體內部，使其擔持二氧化錳等觸媒。

撥水層12為對電解液具有液密性，且對氧氣具有透氣性之構件。該撥水層12為了阻止電解液漏出至外部，係使用氟樹脂等撥水膜；另一方面，為了將氧氣供給至觸媒層11，係具有多數的微細孔。此外，撥水層12中可使用導電性材料，如此一來，在電池組C中，可不使用配線類而直接地電性連接。

負極層2具備：負極金屬層21；及負極集電層22，配置於負極表面(圖中為電池下面)。負極金屬層21係由鋰(Li)、鋁(Al)、鐵(Fe)、鋅(Zn)、及鎂(Mg)等純金屬，或合金等材料所構成。

負極集電層22為導電構件，係由可阻止電解液漏出至外部的材質所構成，例如不鏽鋼、及銅(合金)、或在金屬材料表面電鍍具有耐蝕性之金屬者。該負極集電層22，較佳是由耐電解液性比負極金屬層21還高之材料來構成。

電解質層3係使以氫氧化鉀(KOH)或氯化物為主成分之水溶液(電解液)或非水溶液浸含於隔板內，為了貯留該水溶液或非水溶液，隔板上以規定比例形成有微細孔。另，電解質層3本身亦可為固體或凝膠狀之電解質。

外框構件4形成為矩形框狀，以聚丙烯 (PP)或工程塑膠等具有耐電解液性之樹脂製為佳，如此一來亦能謀求輕量化。此外，為使外框構件4具有機械性強度，亦可使用將樹脂以碳纖維或玻璃纖維等強化纖維予以複合化而成之纖維強化塑膠(FRP)。

又，外框構件4中，相對於長邊部分，短邊部分係朝上方突出，且在框內側具有高低差部4A，用來支承正極層1的撥水層12的外周部。如上述般使短邊部分突出，藉此，當如圖4所示層積複數個空氣電池A1以構成電池組C時，會在正極層1表面側形成間隙，使空氣循著圖2中箭頭所示面內方向(沿著面的方向)流通。

另，在外框構件4，亦可對電解質層3設置具備閥件類之電解液注入部。如此一來，空氣電池A1會成為液體注入式(liquid-injection-type)電池。

又，空氣電池A1中，正極層1及負極層2的至少一方係具備通路形成構件5，當層積複數個空氣電池A1時會介於相鄰的空氣電池A1之間，對於正極層1形成空氣通路F。本實施形態中，是在正極層1設置通路形成構件5。

通路形成構件5具有導電性，且具有彈性變形功能以因應電解質層3之膨脹；在自然狀態下，其具有之厚度尺寸(高度尺寸)，係相當於前述外框構件4的短邊部分的突出量(與長邊部分之高低差)。

本實施形態之通路形成構件5係形成為截面波形狀，可於厚度方向彈性變形。空氣通路F係為波形狀 的正極層1側(下面側)之谷部。該通路形成構件5係由導電性金屬、或表面被覆有導電性金屬之樹脂所形成。

此外，通路形成構件5，在較佳的實施形態中，係與正極層1、負極層2及外框構件4的其中一者接合，一體化作為空氣電池A1的構成零件。圖示例的通路形成構件5，係設置在正極層1側，故與正極層1及外框構件4的至少一者接合。此時，通路形成構件5只要至少與外周部的一部分等接合即可，若考量材料的接合性等，則與外框構件4接合更加理想。

具備上述構成之空氣電池A1，如圖4所示，層積複數個以構成電池組C。此時，通路形成構件5係被挾持在彼此相鄰的空氣電池A1之間，以形成空氣通路F，且發揮連接器的功能，將彼此相鄰之空氣電池A1電性連接。

在此，空氣電池A1在開始使用後，隨著發熱或氧化物生成，電解質層3的電解液會膨脹，可能如圖1(B)所示般，正極層1向外側撓曲。此時，空氣電池A1中，隨著氧化物生成，內部電阻會增加，在沒有通路形成構件5的情形下，伴隨正極層1的撓曲，空氣通路的截面積會減少，如此一來會發生輸出降低。

相對於此，上述空氣電池A1中，即使電解質層3的電解液膨脹，通路形成構件5也會將正極層1平坦地壓住，使電解質層3的變位量均衡化，提高零件之間的面壓。也就是說，巧妙地利用電解液3的膨脹，提高零件 之間的接觸力。如此一來，空氣電池A1，能藉由減低接觸電阻來抵消內部電阻增加，同時能將空氣通路F維持在規定的截面積。藉此，空氣電池A1能防止輸出降低，進行穩定的發電(放電)。

此外，上述空氣電池A1的構造極為簡單，藉此實現薄型化，且能完全不使用配線類而直接地串聯連接。是故，非常適於車載用。

又，上述空氣電池A1中，通路形成構件5是由導電性金屬、或表面被覆有導電性金屬之樹脂所形成，故接觸電阻非常小，有助於高輸出化。此外，若做成金屬被覆之樹脂製，能進一步實現輕量化。

又，上述空氣電池A1係具備至少包圍電解質層3及正極層1外周之外框構件4，且將前述通路構件5與正極層1、負極層2及外框構件4的其中一者接合，故能實現減低接觸電阻或提升處理性等。

又，空氣電池A1當如圖4所示般構成電池組C時，亦可如圖中假想線所示，省略最上段的通路形成構件5。另，當在電池組C的層積方向兩端設置端板(End Plate)時，亦可在兩端與端板之間裝入通路形成構件5。

圖5及圖6為本發明之空氣電池所使用之通路形成構件另一實施形態說明圖。圖示之通路形成構件15、25，其形狀會隨著厚度方向的壓縮變形，而對正極層1及負極層2增加接觸面積。

圖5所示之通路形成構件15係形成截面波形 狀，如圖5(A)所示，在一般時候，上下峰部的頂點與正極層1或負極層2接觸。此時，因通路形成構件15為截面波形狀，故峰部為線接觸。而當通路形成構件15於厚度方向壓縮變形，則如圖5(B)所示，峰部被壓扁，而對正極層1或負極層2增加接觸面積。圖5(A)中的圓、及圖5(B)中的橢圓，表示接觸面積增大。

圖6所示之通路形成構件25係形成截面波形狀，但是由較大波形與較小波形組合而成。該通路形成構件25係如圖6(A)所示，在一般時候，較大波形的峰部的頂點與正極層1或負極層2接觸。而當通路形成構件25於厚度方向壓縮變形，則如圖6(B)所示，較大波形被壓扁，較小波形的峰部與正極層1或負極層2接觸。也就是說，如圖6中的圓所示，在壓縮變形時接觸處會增加，對正極層1或負極層2增加接觸面積。

具備上述通路形成構件15、25之空氣電池A1，除了能和先前實施形態得到同樣效果外，當隨著電解質層3的電解液膨脹而通路形成構件15、25於厚度方向壓縮變形時，其會對正極層1或負極層2增加接觸面積。如此一來，空氣電池A1中，通路形成構件15、25與正極層1及負極層2之間的接觸電阻會減少，能防止輸出降低，且進行穩定的發電(放電)。

圖7為本發明之空氣電池所使用之通路形成構件又另一實施形態說明圖。

圖7(A)所示之通路形成構件35，係將線狀 素材形成為不織布狀，具有厚度方向的彈性變形功能。圖7(B)所示之通路形成構件45，係相當於魔鬼氈的鉤側構件，於薄片45A具備多數的彈性鉤45B，具有厚度方向的彈性變形功能。該通路形成構件45，係使彈性鉤45B與正極層1接觸。另，亦可做成對應於魔鬼氈的環側構件之構造。

圖7(C)所示之通路形成構件55，是在薄片55A上具備懸臂形之彈性突起55B，具有厚度方向的彈性變形功能。該通路形成構件55，係使彈性突起55B與正極層1接觸。此外，彈性突起55B可做成舌片狀而縱橫配置，或是可做成圖示截面呈連續性的長型片狀而並列配置。

圖7(D)所示之通路形成構件65，係將複數個線圈並列配置，具有厚度方向的彈性變形功能。圖7(E)所示之通路形成構件75，係形成為截面波形狀而具有厚度方向的彈性變形功能，且形成有多數的孔。圖7(F)所示之通路形成構件85，係將網目素材成形為截面波形狀，具有厚度方向的彈性變形功能。

上述通路形成構件35、45、55、65、75、85均由導電性金屬、或表面被覆有導電性金屬之樹脂所形成。通路形成構件凡是具有厚度方向的彈性變形功能，則除圖示例以外還能做成各種形狀。而在空氣電池A1以及電池組C中，係藉由減低接觸電阻來抵消因電解液膨脹而伴隨之內部電阻增加，維持空氣通路F規定之截面積，防 止輸出降低。

此外，圖7中(A)、(D)、(E)及(F)所示之通路形成構件35、65、75及85係具有透氣性，如此一來，可得到更大的空氣通路F截面積，有助於高輸出化，且亦進一步實現輕量化。另，圖7中(B)及(C)所示之通路形成構件45及55，亦是在薄片45A，55A形成多數的孔，藉此可具有透氣性。

圖8及圖9所示之空氣電池A1及電池組C中，通路形成構件係與正極層1及負極層2的其中一者一體化。

圖8所示之空氣電池A1，係使通路形成構件95與正極層1一體化。圖示之通路形成構件95，係於網目95A設置有多數的彈性鉤95B，具有厚度方向的彈性變形功能以及導電性，在電池組C中與上段的空氣電池A1的負極層2抵接，形成空氣通路F。

圖9所示之空氣電池A1，係使通路形成構件22A與負極層2一體化。圖示之通路形成構件22A，係與圖7(C)所示之通路形成構件55為同樣之懸臂形彈性突起，與構成負極層2之負極集電層22一體化。該通路形成構件22A，係具有厚度方向的彈性變形功能以及導電性，在電池組C中與下段的空氣電池A1的正極層1抵接，形成空氣通路F。

上述空氣電池A1中，除能得到與先前實施形態同樣效果外，由於通路形成構件95，22A係與正極層1 及負極層2的其中一者一體化，故能實現零件數的減少或進一步減低接觸電阻。如此一來，亦能有助於空氣電池A1以及電池組C的低成本化或性能提升。

圖10所示之空氣電池A2係形成為圓板形狀。該空氣電池A具有與先前實施形態同樣的基本構成，隔著電解質層3具備正極層1及負極層2，且具備至少包圍正極層1及電解質層3外周部之外框構件4。此外，空氣電池A2在其中心具有空氣的流通孔6，且在外框構件4的上面，於圓周方向以規定間隔設置有用來使空氣流通的溝4A。

又，空氣電池A2中，正極層1係具備通路形成構件105，當層積複數個空氣電池A2時會介於相鄰的空氣電池A2之間，對於正極層1形成空氣通路。圖示例之通路形成構件105是由金屬網目所構成，其具有導電性，且具有彈性變形功能以因應電解質層3的膨脹。該空氣電池A1，同樣能得到與先前實施形態同樣的作用及效果。

圖11及圖12為本發明空氣電池之又另一實施形態說明圖。

圖11及圖12所示之空氣電池A11係形成矩形板狀，隔著電解質層203具備正極層201及負極層202。又，空氣電池A11中，作為基本構成，係在正極層201側及負極層202側的至少一方側具備凸部205，當層積複數個空氣電池A11時，其會與相鄰的空氣電池A11 之間形成空氣通路F。

圖示例之空氣電池A11，是在正極層201側具備凸部205。此外，空氣電池A11係具備外框構件204，其具有電性絕緣性且包圍正極層201及負極層202外周，在該外框構件204設置前述凸部205。

正極層201如圖13所示，具備：觸媒層211，包含氣體擴散層；及撥水層212，配置於正極表面(圖中為電池上面)；及正極集電層213，由金屬網目等所構成。觸媒層211是以導電性多孔質材料形成，例如在由碳材料與黏合劑樹脂形成之導電性多孔體內部，使其擔持二氧化錳等觸媒。

撥水層212為對電解液具有液密性，且對氧氣具有透氣性之構件。該撥水層212為了阻止電解液漏出至外部，係使用氟樹脂等撥水膜；另一方面，為了將氧氣供給至觸媒層211，係具有多數的微細孔。此外，撥水層212中可使用導電性材料，如此一來，在電池組C中，可不使用配線類而直接地電性連接。

負極層202同樣地如圖13所示，具備：負極金屬層221；及負極集電層222，配置於負極表面(圖中為電池下面)。負極金屬層221係由鋰(Li)、鋁(Al)、鐵(Fe)、鋅(Zn)、及鎂(Mg)等純金屬，或合金等材料所構成。

負極集電層222為導電構件，係由可阻止電解液漏出至外部的材質所構成，例如不鏽鋼、及銅(合 金)、或在金屬材料表面電鍍具有耐蝕性之金屬者。該負極集電層222，較佳是由耐電解液性比負極金屬層221還高之材料來構成。

電解質層203係使以氫氧化鉀(KOH)或氯化物為主成分之水溶液(電解液)或非水溶液浸含於隔板內，為了貯留該水溶液或非水溶液，隔板上以規定比例形成有微細孔。另，電解質層203本身亦可為固體或凝膠狀之電解質。

外框構件204形成為矩形框狀，以聚丙烯(PP)或工程塑膠等具有耐電解液性之樹脂製為佳，如此一來亦能謀求輕量化。此外，為使外框構件204具有機械性強度，亦可使用將樹脂以碳纖維或玻璃纖維等強化纖維予以複合化而成之纖維強化塑膠(FRP)。

又，若外框構件204如上述般為樹脂製時，例如可藉由射出成形來將凸部205一體成形。又，若外框構件204如上述般為矩形框狀時，至少在相向的二邊具備凸部205，本實施形態中是在相向的二個短邊，具備橫跨整個長度方向的凸部205、205。藉此，當如圖14所示層積複數個空氣電池A11以構成電池組C時，會在正極層201表面側形成間隙，以其作為空氣通路F，使空氣循著圖11中箭頭所示面內方向(沿著面的方向)流通。是故，上述凸部205係沿著空氣對於正極層之流通方向而設置。

另，在外框構件204，亦可對電解質層203設 置具備閥件類之電解液注入部。如此一來，空氣電池A11會成為液體注入式電池。

具備上述構成之空氣電池A11，如圖14所示，層積複數個以構成電池組C。此時，空氣電池A11係藉由凸部205，與上段相鄰之空氣電池A11之間，對正極層201形成空氣通路F。

上述空氣電池A11以及電池組C在開始使用後，隨著發熱或氧化物生成，電解質層203的電解液會膨脹，而正極層201可能向外側撓曲，但藉由凸部205，能充分確保空氣通路F的截面積。如此一來，空氣電池A11能夠防止因截面積減少所致之輸出降低，且有助於薄型化，以適於車載用。此外，上述空氣電池A11的構造極為簡單，藉此亦可實現薄型化，且能完全不使用配線類而直接地串聯連接。是故，非常適於車載用。

又，上述空氣電池A11具備外框構件204，且在該外框構件204設置凸部205，故不會使正極層201或負極層202所構成之反應區域面積減少，而能確保空氣通路F。

又，上述空氣電池A11是將凸部205與外框構件204一體成形，故實現了零件數的減少，且能夠消除導致密封性降低的接縫，在生產性上亦優秀。

又，上述空氣電池A11是沿著空氣對於正極層201的流通方向來設置凸部205，故不必擔心會使空氣流通的壓損增加，藉由維持低壓損，能將空氣通路F的高 度控制在較小程度，能夠進一步謀求薄型化。

又，上述空氣電池A11，是在矩形框狀的外框構件4中，至少於相向的二邊設置凸部205、205，故能形成具有方向性的空氣通路F，且能確保在層積時的穩定性。

另，上述實施形態中，雖舉例在外框構件204的正極層201側設置凸部205，但亦可在除此以外之處設置凸部，亦可在負極層202側或正極兩側設置。在此情況下，若考量發電效率等，那麼避開正極層201表面來配置較理想，若考量空氣通路F之確保或層積時之穩定性，那麼對於空氣電池A11彼此之間，至少設置二處以上較理想。

圖15所示之空氣電池A11，係在正極層201側沿著外框構件204的二個短邊設置凸部205、205，且在二個長邊的中間部亦設置凸部205。該空氣電池A11中，除了能與先前實施形態得到同樣效果外，特別是在謀求大面積化的情況下，能防止撓曲並提升層積時的穩定性，充分確保空氣通路F的截面積。

圖16所示之空氣電池A11中，正極層201及負極層202的至少一方係具備通路形成構件206，當層積複數個空氣電池A11時會介於相鄰的空氣電池A11之間，且具有厚度方向的彈性變形功能。本實施形態之空氣電池A11中，是在正極層201設置通路形成構件206。通路形成構件206為金屬製或樹脂製，且形成為截面波形 狀，具有厚度方向的彈性變形功能以因應電解質層203的膨脹。

此外，空氣電池A11中，凸部205所具有之突出高度係比通路形成構件206的厚度還小，在自然狀態下，如圖16中所示般，通路形成構件206係比凸部205還高了差S。在本實施形態的情形下，空氣通路F係為形成波形狀之通路形成構件206的下側谷部。

上述空氣電池A11，如圖17所示層積複數個以構成電池組C，如同先前實施形態般，藉由凸部205能充分確保空氣通路F的截面積。此外，上述空氣電池A11在層積時，通路形成構件206會呈厚度方向壓縮變形之狀態，即使隨著發熱或氧化物生成，而電解質層203的電解液膨脹，通路形成構件206也會將正極層201平坦地壓住，使電解質層203的變位量均衡化，維持空氣通路F。

圖18為本發明之空氣電池可使用之通路形成構件又另一實施形態說明圖。

圖18(A)所示之通路形成構件216，係將線狀素材形成為不織布狀，具有厚度方向的彈性變形功能。圖18(B)所示之通路形成構件226，係相當於魔鬼氈的鉤側構件，於薄片226A具備多數的彈性鉤226B，具有厚度方向的彈性變形功能。該通路形成構件226，係使彈性鉤226B與正極層201接觸。另，亦可做成對應於魔鬼氈的環側構件之構造。

圖18(C)所示之通路形成構件236，是在薄 片236A上具備懸臂形之彈性突起236B，具有厚度方向的彈性變形功能。該通路形成構件236，係使彈性突起236B與正極層201接觸。此外，彈性突起236B可做成舌片狀而縱橫配置，或是可做成圖示截面呈連續性的長型片狀而並列配置。

圖18(D)所示之通路形成構件246，係形成為截面波形狀而具有厚度方向的彈性變形功能，且形成有多數的孔。圖18(E)所示之通路形成構件256，係將網目素材成形為截面波形狀，具有厚度方向的彈性變形功能。

通路形成構件可如圖18(A)~(E)所示般做作各種形狀，無論在哪種情形下，均會確保空氣通路F規定之截面積，防止空氣電池A11輸出降低。此外，通路形成構件可由導電性金屬、被覆有導電性金屬之樹脂、散佈有金屬材料之樹脂、或散佈有碳材料之樹脂的任一者來形成。在此情況下，通路形成構件會發揮連接器的功能，將空氣電池A11彼此電性連接，隨著電解質層203膨脹，會將正極層201平坦地壓住，使電解質層203的變位量均衡化，維持空氣通路F，同時提高零件之間的面壓。如此一來，通路形成構件能藉由減低接觸電阻來抵消氧化物生成所致之內部電阻增加，有助於空氣電池A11的穩定發電(放電)。

此外，圖17中(A)及(D)所示之通路形成構件216、246係具有透氣性，故可得到更大的空氣通路 F截面積，有助於高輸出化，且亦進一步實現輕量化。另，圖17中(B)及(C)所示之通路形成構件226及236，亦是在薄片226A、236A形成多數的孔，藉此可具有透氣性。

圖19所示之空氣電池A11，是將由正極層201或負極層202構成之二個反應區域並列配置。在此情形下，外框構件204具有將兩反應區域區隔之中央棧部204A，其與短邊平行。又，外框構件204係在兩側的短邊及中央棧部204A具備凸部205，當層積複數個空氣電池A11時，其會與相鄰的空氣電池A11之間形成空氣通路F。

圖20所示之空氣電池A12係形成為圓板形狀。在此情形下，外框構件214同樣為環狀，圖示例子中，於正極層201側每隔90度共具備四個凸部215。

圖19及圖20所示之空氣電池A11、A12，層積複數個以構成電池組C，如同先前實施形態般其構造簡單，且藉由凸部205、215能充分確保空氣通路F的截面積。如此一來，空氣電池A11、A12能夠防止因截面積減少所致之輸出降低，且有助於薄型化，以適於車載用。

本發明之空氣電池及電池組，其構成並不限定於上述各實施形態，在不脫離本發明要旨之範圍內，可適當變更構成之細節。

A1‧‧‧空氣電池

1‧‧‧正極層

2‧‧‧負極層

3‧‧‧電解質層

4‧‧‧外框構件

4A‧‧‧高低差部

5‧‧‧通路形成構件

11‧‧‧觸媒層

12‧‧‧撥水層

13‧‧‧正極集電層

21‧‧‧負極金屬層

22‧‧‧負極集電層

F‧‧‧空氣通路

Claims (13)

1. 一種空氣電池，其特徵為：隔著電解質層具備正極層及負極層，且正極層及負極層的至少一方具備通路形成構件，當層積複數個空氣電池時會介於相鄰的空氣電池之間，對於正極層形成空氣通路，通路形成構件具有導電性，且具有彈性變形功能以因應電解質層的膨脹。
2. 如申請專利範圍第1項之空氣電池，其中，前述通路形成構件，其形狀係會隨著厚度方向的壓縮變形，而對正極層及負極層增加接觸面積。
3. 如申請專利範圍第1或2項之空氣電池，其中，前述通路形成構件係由導電性金屬、或表面被覆有導電性金屬之樹脂、或散佈有金屬材料之樹脂、或散佈有碳材料之樹脂的任一者所形成。
4. 如申請專利範圍第1至3項任一項之空氣電池，其中，前述通路形成構件係具有透氣性。
5. 如申請專利範圍第1至4項任一項之空氣電池，其中，具備外框構件，其具有電性絕緣性，且至少包圍電解質層及正極層的外周，且前述通路形成構件，係與正極層、負極層及外框構件的其中一者接合。
6. 如申請專利範圍第1至4項任一項之空氣電池，其 中，前述通路形成構件，係與正極層及負極層的其中一者一體化。
7. 一種空氣電池，其特徵為：隔著電解質層具備正極層及負極層，且在正極層側及負極層側的至少一方側具備凸部，當層積複數個空氣電池時，其會與相鄰的空氣電池之間形成空氣通路。
8. 如申請專利範圍第7項之空氣電池，其中，具備外框構件，其具有電性絕緣性，且包圍正極層及負極層的外周，在外框構件設置前述凸部。
9. 如申請專利範圍第8項之空氣電池，其中，前述凸部係一體成形於外框構件。
10. 如申請專利範圍第7至9項任一項之空氣電池，其中，前述凸部係沿著空氣對於正極層之流通方向而設置。
11. 如申請專利範圍第10項之空氣電池，其中，前述外框構件為矩形框狀，前述凸部係設置於外框構件的至少相向的二邊。
12. 如申請專利範圍第7至11項任一項之空氣電池，其中，正極層及負極層的至少一方具備通路形成構件，當層積複數個空氣電池時會介於相鄰的空氣電池之間，且具有厚度方向的彈性變形功能， 前述凸部，其突出高度係比通路形成構件的厚度還小。
13. 一種電池組，其特徵為：將申請專利範圍第1至12項任一項之空氣電池層積複數個而成。