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JP6938403B2 - Metal-air battery and how to use it - Google Patents
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Description

本発明は、金属空気電池、及びその使用方法に関する。 The present invention relates to a metal-air battery and how to use it.

金属空気電池では、正極である空気極において、大気中の酸素を正極活物質として利用し、当該酸素の酸化還元反応が行われる。一方、負極である金属極において、金属の酸化還元反応が行われる。金属空気電池のエネルギー密度は高く、災害時等における非常用電源等の役割として期待されている。電解液を金属空気電池に給水する事で発電が開始される。 In a metal-air battery, oxygen in the atmosphere is used as a positive electrode active material at the air electrode, which is the positive electrode, and the redox reaction of the oxygen is performed. On the other hand, a metal redox reaction is carried out at the metal electrode which is the negative electrode. The energy density of metal-air batteries is high, and it is expected to play a role as an emergency power source in the event of a disaster. Power generation is started by supplying the electrolytic solution to the metal-air battery.

従来においては、様々な金属空気電池の構造が提案されている(例えば、特許文献1及び特許文献2)。 Conventionally, various metal-air battery structures have been proposed (for example, Patent Document 1 and Patent Document 2).

特許文献1によれば、金属極と空気極とを筐体内に組み込んだセルに電解液を注入し、発電させている。 According to Patent Document 1, an electrolytic solution is injected into a cell in which a metal electrode and an air electrode are incorporated in a housing to generate electricity.

特許文献2によれば、金属極と空気極とを筐体内に組み込んだセルとは別に、電解液を入れた容器を用意し、セルを容器内に入れることで、電解液をセル内に流入させ発電させている。 According to Patent Document 2, a container containing an electrolytic solution is prepared separately from the cell in which the metal electrode and the air electrode are incorporated in the housing, and the electrolytic solution flows into the cell by putting the cell in the container. It is made to generate electricity.

特開2016−131063号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-131063 特開2016−71986号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-71986

ところで、従来においては、販売時に、金属空気電池を梱包する等していたが、梱包材を用いると、使用時の開梱に手間が生じる問題があった。また、酸化等による劣化を抑制すべく優れた長期保管性を有することが必要とされる。 By the way, in the past, a metal-air battery was packed at the time of sale, but when a packing material was used, there was a problem that unpacking at the time of use was troublesome. Further, it is required to have excellent long-term storage property in order to suppress deterioration due to oxidation and the like.

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、簡単な構造で、長期保管性に優れる金属空気電池、及びその使用方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a metal-air battery having a simple structure and excellent long-term storage property, and a method of using the metal-air battery.

本発明の金属空気電池は、金属空気電池本体と、前記金属空気電池本体を収納する収納体と、を有して構成され、前記収納体は、前記金属空気電池本体を収納可能なケースと、前記ケースの開口を塞ぐ前記ケースとは別体の蓋体と、を有して構成され、前記ケース及び前記蓋体は、バリア性素材を有して構成されることを特徴とする。
また、本発明の金属空気電池は、金属空気電池本体と、前記金属空気電池本体を収納する収納体と、を有して構成され、前記収納体は、前記金属空気電池本体を収納する袋体であり、前記袋体は、バリア性素材を有して構成されており、前記袋体に収納された前記金属空気電池本体は、ケースに収納されており、前記金属空気電池本体を取り除いた前記ケース内に電解液が収容可能とされており、前記金属空気電池本体が前記電解液を収容した前記ケース内に挿入されて、発電が開始されることを特徴とする。
The metal-air battery of the present invention includes a metal-air battery main body and a storage body for accommodating the metal-air battery main body, and the storage body includes a case capable of storing the metal-air battery main body and a case capable of accommodating the metal-air battery main body. It is configured to have a lid body that is separate from the case that closes the opening of the case, and the case and the lid body are configured to have a barrier material .
Further, the metal-air battery of the present invention is configured to include a metal-air battery main body and a storage body for storing the metal-air battery main body, and the storage body is a bag body for storing the metal-air battery main body. The bag body is configured to have a barrier material, and the metal-air battery body housed in the bag body is housed in a case, and the metal-air battery body is removed. The electrolytic solution can be stored in the case, and the metal-air battery main body is inserted into the case containing the electrolytic solution to start power generation.

本発明では、前記収納体は、全体、外面、或いは内面の少なくともいずれか一つが、前記バリア性素材で形成されることが好ましい。 In the present invention, it is preferable that at least one of the whole, the outer surface, or the inner surface of the storage body is formed of the barrier material.

本発明では、前記金属空気電池本体の上面には、前記ケースへの着脱用の掴み部が設けられていることが好ましい。 In the present invention, it is preferable that the upper surface of the metal-air battery body is provided with a grip portion for attaching / detaching to / from the case.

本発明では、前記ケースと、前記ケースの開口を塞ぐ蓋体とが、接着、融着又は圧着されていることが好ましい。 In the present invention, it is preferable that the case and the lid closing the opening of the case are adhered, fused or crimped.

本発明は、上記に記載の金属空気電池の使用方法であって、前記金属空気電池本体を前記ケースから引き出す工程、前記ケース内に、電解液を供給する工程、前記ケース内に、前記金属空気電池本体を挿入する工程、を有することを特徴とする。 The present invention is the method of using the metal-air battery described above, wherein the metal-air battery main body is pulled out from the case, an electrolytic solution is supplied into the case, and the metal air in the case. It is characterized by having a step of inserting a battery body.

本発明の金属空気電池によれば、簡単な構造で、長期保管性に優れる。したがって、使用時には、金属空気電池を簡単に取り出すことができ、また、保管時には、酸化等による劣化を長期間防止することができる。また、金属空気電池本体を収納する収納体にバリア性を持たせたことで、金属空気電池を新たに外層フィルムで包む等の必要性が無くなる。このため、金属空気電池を構成するケース等の設計の自由度が増し、意匠性を向上させることができる。 According to the metal-air battery of the present invention, it has a simple structure and is excellent in long-term storage. Therefore, the metal-air battery can be easily taken out at the time of use, and deterioration due to oxidation or the like can be prevented for a long period of time at the time of storage. Further, since the storage body for storing the metal-air battery body has a barrier property, it is not necessary to newly wrap the metal-air battery with an outer layer film. Therefore, the degree of freedom in designing the case and the like constituting the metal-air battery is increased, and the designability can be improved.

また、本発明の金属空気電池の使用方法によれば、金属空気電池本体を取り外したケース内に電解液を供給し、そのケース内に金属空気電池本体を挿入することで、簡単に且つ素早く発電させることができる。したがって、非常用電池としての利便性を従来よりも向上させることができる。 Further, according to the method of using the metal-air battery of the present invention, the electrolytic solution is supplied into the case from which the metal-air battery body is removed, and the metal-air battery body is inserted into the case to easily and quickly generate electricity. Can be made to. Therefore, the convenience as an emergency battery can be improved as compared with the conventional case.

第1実施形態の金属空気電池の斜視図である。It is a perspective view of the metal-air battery of 1st Embodiment. ケース内に収納された金属空気電池本体の一部が見えるように、図1に示すケース及び蓋体を一部切り取った金属空気電池の斜視図である。It is a perspective view of the metal-air battery in which the case and the lid shown in FIG. 1 are partially cut off so that a part of the metal-air battery main body housed in the case can be seen. 本実施形態の金属空気電池本体の斜視図である。It is a perspective view of the metal-air battery main body of this embodiment. 第1実施形態の金属空気電池の断面図である。It is sectional drawing of the metal-air battery of 1st Embodiment. 第1実施形態の金属空気電池本体をケースから取り出し、ケース内に電解液を供給した状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state which took out the metal-air battery main body of 1st Embodiment from a case, and supplied the electrolytic solution into a case. 本実施形態の金属空気電池本体を、電解液を有するケース内に挿入した状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state which inserted the metal-air battery main body of this embodiment into the case which has an electrolytic solution. 第2実施形態の金属空気電池の断面図である。It is sectional drawing of the metal-air battery of 2nd Embodiment.

以下、本発明の一実施の形態(以下、「実施の形態」と略記する。)について、詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。 Hereinafter, one embodiment of the present invention (hereinafter, abbreviated as “embodiment”) will be described in detail. The present invention is not limited to the following embodiments, and can be variously modified and implemented within the scope of the gist thereof.

<金属空気電池>
図1及び図2に示すように、金属空気電池1は、金属空気電池本体2と、ケース3と、蓋体4と、を有して構成される。
<Metal-air battery>
As shown in FIGS. 1 and 2, the metal-air battery 1 includes a metal-air battery main body 2, a case 3, and a lid 4.

図2、図3に示すように、金属空気電池本体2は、例えば、複数の金属空気電池セル22を備えて構成される。金属空気電池セル22の内部構造は後述する。図3では、金属空気電池セル22の数は、3つであるが、金属空気電池セル22の数を限定するものでなく、1つであっても、2つであってもよいし、4つ以上であってもよい。 As shown in FIGS. 2 and 3, the metal-air battery main body 2 includes, for example, a plurality of metal-air battery cells 22. The internal structure of the metal-air battery cell 22 will be described later. In FIG. 3, the number of the metal-air battery cells 22 is three, but the number of the metal-air battery cells 22 is not limited, and may be one, two, or four. It may be one or more.

図2、図3に示すように、各金属空気電池セル22の上面には、天井部8が取り付けられている。図2、図3に示すように、天井部8には、多数の空気穴8aが設けられており、各金属空気電池セル22の空気室に空気を供給できるようにされている。 As shown in FIGS. 2 and 3, a ceiling portion 8 is attached to the upper surface of each metal-air battery cell 22. As shown in FIGS. 2 and 3, a large number of air holes 8a are provided in the ceiling portion 8 so that air can be supplied to the air chamber of each metal-air battery cell 22.

また、天井部8に、電池出力を外部へ供給する外部接続用端子を設置することもできる。外部接続用端子は、コネクタや、USB端子等であり、特に限定するものではない。外部接続端子は、天井部8の上面に設けられることが好ましい。図2に示す実施形態では、金属空気電池本体2の全体が、ケース3内に収納されるため、天井部8の上面に外部接続端子を設けることで、簡単に携帯機器等を外部接続端子の接続することが可能になる。 Further, an external connection terminal for supplying the battery output to the outside can be installed on the ceiling portion 8. The external connection terminal is a connector, a USB terminal, or the like, and is not particularly limited. The external connection terminal is preferably provided on the upper surface of the ceiling portion 8. In the embodiment shown in FIG. 2, since the entire metal-air battery body 2 is housed in the case 3, by providing an external connection terminal on the upper surface of the ceiling portion 8, a mobile device or the like can be easily connected to the external connection terminal. It becomes possible to connect.

図3に示すように、天井部8の上面には、掴み部9が設けられている。この掴み部9に指を入れて、金属空気電池本体2をケース3から取り外したり、或いは、金属空気電池本体2をケース3内に挿入することが簡単に行える。掴み部9は、図3に示すような天井部8に指穴が設けられた形態のみならず、例えば、取っ手を天井部8の上面に設けた構成としてもよい。また、掴み部9を、天井部8の中央付近に設けることが好ましい。 As shown in FIG. 3, a grip portion 9 is provided on the upper surface of the ceiling portion 8. The metal-air battery body 2 can be easily removed from the case 3 or the metal-air battery body 2 can be easily inserted into the case 3 by inserting a finger into the grip portion 9. The grip portion 9 may be configured not only in a form in which a finger hole is provided in the ceiling portion 8 as shown in FIG. 3, but also in a configuration in which a handle is provided on the upper surface of the ceiling portion 8, for example. Further, it is preferable that the grip portion 9 is provided near the center of the ceiling portion 8.

図4に示すように、各金属空気電池セル22には、空気室10と液室11とが設けられる。空気室10は、例えば、上部を除いて周囲が囲まれている。空気室10の上面側には、図3に図示した天井部8が配置されており、天井部8の空気穴8aから空気室10に空気が入るようになっている。なお、図4には、天井部8の図示を省略した。一方、液室11は、給水口13を除いて周囲が囲まれている。給水口13は、図4に示すように、液室11の下部に設けられている。図4に示すように、空気室10と液室11とは隔離されており、液室11に注入された電解液が、空気室10に漏れ出ることがない。 As shown in FIG. 4, each metal-air battery cell 22 is provided with an air chamber 10 and a liquid chamber 11. The air chamber 10 is surrounded by, for example, except for the upper part. The ceiling portion 8 shown in FIG. 3 is arranged on the upper surface side of the air chamber 10, so that air can enter the air chamber 10 through the air hole 8a of the ceiling portion 8. In FIG. 4, the ceiling portion 8 is not shown. On the other hand, the liquid chamber 11 is surrounded by the periphery except for the water supply port 13. As shown in FIG. 4, the water supply port 13 is provided in the lower part of the liquid chamber 11. As shown in FIG. 4, the air chamber 10 and the liquid chamber 11 are separated from each other, and the electrolytic solution injected into the liquid chamber 11 does not leak into the air chamber 10.

図4に示すように、各金属空気電池セル22は、電極として、空気極6と、金属極7とを、有して構成される。空気極6及び金属極7は、夫々、金属空気電池セル22を構成する筐体に支持されている。図4に示すように、空気極6と金属極7とは、液室11にて対向配置されている。空気極6の一方の面は、液室11に露出し、空気極6の他方の面は、空気室10に露出している。 As shown in FIG. 4, each metal-air battery cell 22 includes an air electrode 6 and a metal electrode 7 as electrodes. The air pole 6 and the metal pole 7 are each supported by a housing constituting the metal-air battery cell 22. As shown in FIG. 4, the air pole 6 and the metal pole 7 are arranged to face each other in the liquid chamber 11. One surface of the air electrode 6 is exposed to the liquid chamber 11, and the other surface of the air electrode 6 is exposed to the air chamber 10.

図4に示すように、金属極7は、空気極6から液室11内に所定距離だけ離れた位置に配置されている。金属極7は、その上部が固定されるが、下部は、自由端(非固定)とされている。 As shown in FIG. 4, the metal pole 7 is arranged at a position separated from the air pole 6 in the liquid chamber 11 by a predetermined distance. The upper part of the metal pole 7 is fixed, but the lower part is a free end (non-fixed).

図1、図2、図4に示すケース3は、金属空気電池本体2を収容可能な大きさの上面が開口した容器である。ケース3は、金属空気電池本体2の縦幅及び横幅よりもやや大きい。すなわち、ケース3と、金属空気電池本体2との間には、多少の隙間が空いている。また、図2に示すように、ケース3内に収納された金属空気電池本体2の上面と蓋体4との間には空間15が設けられている。図2に示すように、この空間15に、金属空気電池1の付属品16を置くことができる。例えば、付属品16は、袋に入った食塩や説明書等であり、付属品16を、図2に示す小型ケース内に収納することができる。使用者は、食塩を水に溶かすことで、電解液を作ることができる。 The case 3 shown in FIGS. 1, 2 and 4 is a container having an open upper surface having a size capable of accommodating the metal-air battery main body 2. The case 3 is slightly larger than the vertical width and the horizontal width of the metal-air battery main body 2. That is, there is a slight gap between the case 3 and the metal-air battery main body 2. Further, as shown in FIG. 2, a space 15 is provided between the upper surface of the metal-air battery main body 2 housed in the case 3 and the lid body 4. As shown in FIG. 2, the accessory 16 of the metal-air battery 1 can be placed in this space 15. For example, the accessory 16 is salt, an instruction manual, or the like in a bag, and the accessory 16 can be stored in the small case shown in FIG. The user can make an electrolytic solution by dissolving salt in water.

図4に示すように、ケース3は、ケース本体3aと、ケース本体3aの内面に設けられたバリア層3bとを有して構成される。ケース本体3aの材質を問うものではないが、例えば、樹脂材や紙材で形成されることがコスト面で好ましい。また、バリア層3bは、ガスバリア性に優れることが好ましい。ガスバリア性は、例えば、酸素透過度で評価される。酸素透過度は、70cc・20μm/m・day・atm以下であることが好ましい。なお、酸素透過度の測定は、JIS K 7126−1、又は、JIS K 7126−2による。バリア層3bの材質を限定するものではないが、例えば、バリア層3bは、Alの蒸着層や、EVOH等のバリア性樹脂である。このように、ケース本体3aにバリア性素材のバリア層3bを形成することで、高バリア性のケース3を形成することができる。EVOH等のバリア性樹脂は、透明性を付与させる場合に使用することができる。 As shown in FIG. 4, the case 3 includes a case main body 3a and a barrier layer 3b provided on the inner surface of the case main body 3a. The material of the case body 3a does not matter, but for example, it is preferable that the case body 3a is made of a resin material or a paper material in terms of cost. Further, the barrier layer 3b preferably has excellent gas barrier properties. Gas barrier properties are evaluated, for example, by oxygen permeability. The oxygen permeability is preferably 70 cc · 20 μm / m 2 · day · atm or less. The oxygen permeability is measured according to JIS K 7126-1 or JIS K 7126-2. The material of the barrier layer 3b is not limited, but for example, the barrier layer 3b is a vapor-deposited layer of Al or a barrier resin such as EVOH. By forming the barrier layer 3b of the barrier material on the case body 3a in this way, the case 3 having a high barrier property can be formed. A barrier resin such as EVOH can be used to impart transparency.

図4では、ケース本体3aの内面にバリア層3bを形成したが、ケース本体3a全体、ケース本体3bの外面、或いは内面の少なくともいずれか1つが、バリア性素材で形成されていればよい。また、バリア性素材を、ケース本体3aの外面及び内面の双方に設けることもできる。 In FIG. 4, the barrier layer 3b is formed on the inner surface of the case body 3a, but at least one of the entire case body 3a, the outer surface of the case body 3b, or the inner surface may be formed of a barrier material. Further, the barrier material can be provided on both the outer surface and the inner surface of the case body 3a.

ケース3の内壁面には、目印17が設けられている。目印17は、ケース3内に電解液を供給したときの給水量の目安を示す表示体(例えば、水位線)である。すなわち、電解液をあまり入れすぎると、天井部8を通して電解液が空気室10内に入ってしまう可能性があるため、給水量の目安としての目印17を付けておくことが好ましい。 A mark 17 is provided on the inner wall surface of the case 3. The mark 17 is a display body (for example, a water level line) indicating a guideline for the amount of water supplied when the electrolytic solution is supplied into the case 3. That is, if too much electrolytic solution is added, the electrolytic solution may enter the air chamber 10 through the ceiling portion 8, so it is preferable to add a mark 17 as a guideline for the amount of water supplied.

金属空気電池本体2をケース3内から取り出し、ケース3内に電解液を入れ、該ケース3内に、金属空気電池本体2を挿入することで、発電を開始することができる。 Power generation can be started by taking out the metal-air battery main body 2 from the case 3, putting an electrolytic solution in the case 3, and inserting the metal-air battery main body 2 into the case 3.

また、蓋体4は、シート材4aであり、シート材4aの内面にバリア層4bを有することが好ましい。蓋体4もケース3と同様に、ガスバリア性及び水蒸気バリア性に優れ、70cc・20μm/m・day・atm以下の酸素透過度を有することが好ましい。バリア層4bは、ケース3のバリア層3bと同様に、Alの蒸着層や、EVOH等のバリア性樹脂であることが好ましい。蓋体4を構成するシート材4a自体、シート材4aの外面、或いは内面の少なくともいずれか1つが、バリア性素材で形成されていればよい。また、バリア性素材を、シート材4aの外面及び内面の双方に設けることもできる。 Further, the lid body 4 is a sheet material 4a, and it is preferable that the cover body 4 has a barrier layer 4b on the inner surface of the sheet material 4a. Like the case 3, the lid 4 is also excellent in gas barrier property and water vapor barrier property, and preferably has an oxygen permeability of 70 cc, 20 μm / m 2 , day, atm or less. Like the barrier layer 3b of the case 3, the barrier layer 4b is preferably a vapor-deposited layer of Al or a barrier resin such as EVOH. It suffices that at least one of the sheet material 4a itself constituting the lid 4 and the outer surface or the inner surface of the sheet material 4a is formed of a barrier material. Further, the barrier material can be provided on both the outer surface and the inner surface of the sheet material 4a.

蓋体4は、ケース3の鍔部3cにシールされている。ケース3と蓋体4とは、接着、融着又は圧着されていることが好ましい。使用者の力で、蓋体4をケース3から剥離することができる。図1、図2に示すように、ケース3と蓋体4に囲まれた内部空間は密閉空間とされる。その密閉空間内に、金属空気電池本体2が収納されている。例えば、金属空気電池本体2をケース3内に収納し、付属品16を金属空気電池本体2の上面に載置し、真空引きしながら蓋体4をシールする。これにより、金属空気電池本体2の全面が、バリア層3b、4bで囲まれた状態になり、金属空気電池本体2を、酸化や水蒸気等から適切に保護することができる。以上により、簡単な構造で、長期保管が可能である。また、樹脂材や紙材にAlを蒸着したり、EVOH等のバリア性樹脂を備えたケース3や蓋体4を用いることで素材単価を低減できコスト面でも優れる。また、樹脂ケースや樹脂フィルム自体、或いは、樹脂ケースや樹脂フィルムにバリア層として、EVOH等のバリア性樹脂を用いることで、高バリア性の透明樹脂とすることができる。また、使用する際には、蓋体4を剥がし、金属空気電池本体2をケース3から取り出せばよいので、従来のように、開梱に手間がかかる等の不具合は生じない。 The lid 4 is sealed on the collar 3c of the case 3. The case 3 and the lid 4 are preferably bonded, fused or crimped. The lid 4 can be peeled off from the case 3 by the force of the user. As shown in FIGS. 1 and 2, the internal space surrounded by the case 3 and the lid 4 is a closed space. The metal-air battery body 2 is housed in the enclosed space. For example, the metal-air battery body 2 is housed in the case 3, the accessory 16 is placed on the upper surface of the metal-air battery body 2, and the lid 4 is sealed while evacuating. As a result, the entire surface of the metal-air battery body 2 is surrounded by the barrier layers 3b and 4b, and the metal-air battery body 2 can be appropriately protected from oxidation, water vapor, and the like. As described above, it has a simple structure and can be stored for a long period of time. Further, by depositing Al on a resin material or a paper material, or by using a case 3 or a lid 4 provided with a barrier resin such as EVOH, the unit price of the material can be reduced and the cost is excellent. Further, by using a barrier resin such as EVOH as a barrier layer in the resin case or the resin film itself, or in the resin case or the resin film, a highly barrier transparent resin can be obtained. Further, when using the battery, the lid 4 may be peeled off and the metal-air battery body 2 may be taken out from the case 3, so that there is no problem such as time and effort for unpacking as in the conventional case.

また、本実施形態では、ケース3及び蓋体4をバリア性素材としたことで、例えば、金属空気電池1を外層フィルムで包む等の制限を受けず、金属空気電池1を構成するケース3及び蓋体4の設計の自由度を向上させることができる。このため、例えばケース3の意匠性を高めることができる。 Further, in the present embodiment, since the case 3 and the lid 4 are used as barrier materials, the case 3 and the case 3 constituting the metal-air battery 1 are not restricted, for example, by wrapping the metal-air battery 1 with an outer layer film. The degree of freedom in designing the lid 4 can be improved. Therefore, for example, the design of the case 3 can be enhanced.

<金属空気電池の使用方法>
次に、本実施形態の金属空気電気電池の使用方法について説明する。
<How to use the metal-air battery>
Next, a method of using the metal-air electric battery of the present embodiment will be described.

本実施形態では、蓋体4をケース3から剥がし、金属空気電池本体2をケース3から取り出す。蓋体4とケース3は、接着、融着又は圧着されているので、使用者の力で簡単に、蓋体4をケース3から剥離することができ、ケース3からスムースに金属空気本体2を取り出すことができる。このとき、図3に示す摘み部9に指を入れて、金属空気電池本体2をケース3内から上方に持ち上げることができる。金属空気電池本体2をケース3から取り出した後、図5に示すように、ケース3内に電解液5を供給する。電解液5は、付属品16としての食塩をケース3内に入れ、水に溶かして電解液としての食塩水を生成する。このとき、水の供給量がわかるように、ケース3の内壁面には目印17としての水位線が設けられていることが好ましい。これにより、使用者は、水位線まで水を入れることができる。そして、食塩を水に混ぜることで、食塩水を生成することができる。 In the present embodiment, the lid 4 is peeled off from the case 3, and the metal-air battery body 2 is taken out from the case 3. Since the lid 4 and the case 3 are adhered, fused or crimped, the lid 4 can be easily peeled off from the case 3 by the force of the user, and the metal-air body 2 can be smoothly removed from the case 3. Can be taken out. At this time, the metal-air battery main body 2 can be lifted upward from the inside of the case 3 by inserting a finger into the knob portion 9 shown in FIG. After the metal-air battery main body 2 is taken out from the case 3, the electrolytic solution 5 is supplied into the case 3 as shown in FIG. In the electrolytic solution 5, the salt solution as the accessory 16 is put in the case 3 and dissolved in water to generate a salt solution as the electrolytic solution. At this time, it is preferable that the inner wall surface of the case 3 is provided with a water level line as a mark 17 so that the amount of water supplied can be known. This allows the user to fill the water level line. Then, a salt solution can be produced by mixing the salt with water.

次に、ケース3の開口した上部3cから、一度取り出した金属空気電池本体2を、再び、ケース3内に挿入する。 Next, the metal-air battery body 2 once taken out from the open upper portion 3c of the case 3 is inserted into the case 3 again.

図6に示すように、電解液5は、各金属空気電池セル22の給水口13から各液室11内に導かれる。電解液5は、給水口13を介して各液室11内に同時に注入される。このとき、図6に示すように、電解液5は、空気室10に流れ込むことがない。また、電解液5は、図5に示すように、一定の水位まで給水されているため、各液室11内の電解液5も一定の水位まで満たされる。 As shown in FIG. 6, the electrolytic solution 5 is guided into each liquid chamber 11 from the water supply port 13 of each metal-air battery cell 22. The electrolytic solution 5 is simultaneously injected into each liquid chamber 11 via the water supply port 13. At this time, as shown in FIG. 6, the electrolytic solution 5 does not flow into the air chamber 10. Further, as shown in FIG. 5, since the electrolytic solution 5 is supplied to a constant water level, the electrolytic solution 5 in each liquid chamber 11 is also filled to a constant water level.

図6に示すように、電解液5が液室11に供給されると、例えば、金属極7がマグネシウムであるとき、金属極7の近傍においては、下記(1)で示す酸化反応が生じる。また、空気極6においては、下記(2)で示す還元反応が生じる。マグネシウム空気電池全体としては、下記(3)に示す反応が起こり、発電が開始される。
(1)2Mg →2Mg2++4e
(2)O+2HO+4e →4OH
(3)2Mg+O+2HO →2Mg(OH)
As shown in FIG. 6, when the electrolytic solution 5 is supplied to the liquid chamber 11, for example, when the metal pole 7 is magnesium, the oxidation reaction shown in (1) below occurs in the vicinity of the metal pole 7. Further, at the air electrode 6, the reduction reaction shown in (2) below occurs. As a whole magnesium-air battery, the reaction shown in (3) below occurs and power generation is started.
(1) 2Mg → 2Mg 2+ + 4e
(2) O 2 + 2H 2 O + 4e - → 4OH -
(3) 2Mg + O 2 + 2H 2 O → 2Mg (OH) 2

また、図示しないが、金属極7の周辺には、電池反応にて発生した水素等の生成ガスを液室11から外部へ排出する穴が、設けられていることが好ましい。 Further, although not shown, it is preferable that a hole for discharging the generated gas such as hydrogen generated by the battery reaction from the liquid chamber 11 to the outside is provided around the metal electrode 7.

また、図6に示すように、金属極7は、各金属空気電池セル22の底部に設けられた給水口13と対向して配置されることが好ましい。金属極7と空気極6の酸化還元反応の際に生じる生成物を、給水口13を介してケース3側に放出しやすい。これにより、生成物が、各金属空気電池セル22内に溜まることによる電極の破損や電気特性の劣化を抑制することが可能である。 Further, as shown in FIG. 6, the metal pole 7 is preferably arranged so as to face the water supply port 13 provided at the bottom of each metal-air battery cell 22. The product generated during the redox reaction between the metal pole 7 and the air pole 6 is easily released to the case 3 side through the water supply port 13. As a result, it is possible to suppress damage to the electrodes and deterioration of electrical characteristics due to the accumulation of the product in each metal-air battery cell 22.

また、各金属空気電池セル22の底部以外に給水口13を設ける場合でも、例えば、給水口13を、金属空気電池セル22の側部の下側に配置し、金属極7を、給水口13と対向配置させてもよい。「側部の下側」とは、側部の高さ寸法の下半分、好ましくは、高さ寸法の1/2以下の下側部分、より好ましくは、高さ寸法の1/3以下の下側部分である。これによっても、生成物の放出効果を得ることができる。 Further, even when the water supply port 13 is provided other than the bottom of each metal-air battery cell 22, for example, the water supply port 13 is arranged below the side portion of the metal-air battery cell 22, and the metal pole 7 is provided on the water supply port 13. May be arranged to face each other. The "lower side of the side portion" is the lower half of the height dimension of the side portion, preferably the lower portion of 1/2 or less of the height dimension, and more preferably the lower portion of 1/3 or less of the height dimension. It is a side part. This also allows the release effect of the product to be obtained.

また、本実施形態では、金属極7の下部を自由端としている。これにより、金属極7を適切に給水口13に対向して配置することができる。また、金属極7の下部を自由端とすることで、金属極7の下部を揺動させることができる。このため、空気極6と金属極7との間に生成物が堆積したときに、金属極7を撓らせることができ、生成物による押圧力を緩和でき、金属極7及び空気極6の破損を抑制することが出来る。 Further, in the present embodiment, the lower portion of the metal pole 7 is a free end. As a result, the metal pole 7 can be appropriately arranged so as to face the water supply port 13. Further, by setting the lower part of the metal pole 7 as a free end, the lower part of the metal pole 7 can be swung. Therefore, when a product is deposited between the air pole 6 and the metal pole 7, the metal pole 7 can be flexed, the pressing force due to the product can be relaxed, and the metal pole 7 and the metal pole 6 can be bent. Damage can be suppressed.

図6に示すように、電解液5が入ったケース3内に金属空気電池本体2を挿入することで、例えば上記した反応が起こり、発電が開始される。発電を停止したい場合は、金属空気電池本体2をケース3から取り出せばよい。 As shown in FIG. 6, by inserting the metal-air battery main body 2 into the case 3 containing the electrolytic solution 5, for example, the above reaction occurs and power generation is started. If you want to stop the power generation, you can take out the metal-air battery body 2 from the case 3.

このように、本実施形態の金属空気電池1の使用方法によれば、金属空気電池本体2を取り外したケース3内に電解液5を供給し、そのケース3内に金属空気電池本体2を挿入することで、簡単に且つ素早く発電させることができる。したがって、非常用電池としての利便性を従来よりも向上させることができる。 As described above, according to the method of using the metal-air battery 1 of the present embodiment, the electrolytic solution 5 is supplied into the case 3 from which the metal-air battery body 2 is removed, and the metal-air battery body 2 is inserted into the case 3. By doing so, it is possible to generate electricity easily and quickly. Therefore, the convenience as an emergency battery can be improved as compared with the conventional case.

また、廃棄する際には、図6の状態から、ケース3から金属空気電池本体2を取り出すと共に、ケース3内の電解液5を除去したうえで、金属空気電池本体2をケース3に入れて処分する。或いは、ケース3と金属空気電池本体2とを分別して処分する。上記のようにケース3内の電解液5を除去しているから、そのケース3内に、金属空気電池本体2を入れても発電せず、水素発生や電解液の漏れ出し等なく廃棄処分が可能である。 When disposing of the metal-air battery body 2, the metal-air battery body 2 is taken out from the case 3 and the electrolytic solution 5 in the case 3 is removed, and then the metal-air battery body 2 is put in the case 3. dispose. Alternatively, the case 3 and the metal-air battery body 2 are separated and disposed of. Since the electrolytic solution 5 in the case 3 is removed as described above, even if the metal-air battery main body 2 is put in the case 3, no power is generated, and it can be disposed of without hydrogen generation or leakage of the electrolytic solution. It is possible.

金属空気電池の別の実施形態について、図7を用いて説明する。図7では、金属空気電池本体2が、袋体31に収納されている。袋体31は、全体がバリア性素材で形成され、或いは、袋体31の外面、袋体31の内面、又は、外面及び内面の双方にバリア層が形成された形態である。袋体31の開口は、接着、融着又は圧着されて閉じられている。使用者が、容易に袋体31の閉じた箇所を容易に剥がして、袋体31から金属空気電池本体2を取り出すことができる。 Another embodiment of the metal-air battery will be described with reference to FIG. In FIG. 7, the metal-air battery main body 2 is housed in the bag body 31. The bag body 31 is formed entirely of a barrier material, or has a barrier layer formed on the outer surface of the bag body 31, the inner surface of the bag body 31, or both the outer surface and the inner surface. The opening of the bag 31 is closed by gluing, fusing or crimping. The user can easily peel off the closed portion of the bag body 31 and take out the metal-air battery body 2 from the bag body 31.

本実施形態では、袋体31に収納された金属空気電池本体2をケース30に収め、ケース30の鍔部30aに、蓋体32をシールしている。ケース30と蓋体32は、接着、融着又は圧着されており、使用者が簡単に、蓋体32をケース30から剥がすことができる。 In the present embodiment, the metal-air battery main body 2 housed in the bag body 31 is housed in the case 30, and the lid body 32 is sealed to the collar portion 30a of the case 30. The case 30 and the lid 32 are adhered, fused or crimped so that the user can easily remove the lid 32 from the case 30.

この実施形態では、ケース30及び蓋体32は、バリア性素材で形成されていなくてもよい。ただし、ケース30及び蓋体32もバリア性素材で形成されていれば、より効果的に、バリア性を高めることができ、長期保管性に優れる。 In this embodiment, the case 30 and the lid 32 do not have to be made of a barrier material. However, if the case 30 and the lid 32 are also made of a barrier material, the barrier property can be enhanced more effectively, and the long-term storage property is excellent.

また、図7に示す実施形態では、袋体31と、ケース30の底面との間、或いは、袋体31と蓋体32との間に、空間を設けて、食塩やUSBインターフェイス基板等を収容することも可能である。 Further, in the embodiment shown in FIG. 7, a space is provided between the bag body 31 and the bottom surface of the case 30 or between the bag body 31 and the lid body 32 to accommodate salt, a USB interface board, and the like. It is also possible to do.

使用方法は、上記に記載した使用方法に準ずる。まず、蓋体32をケース30から剥がし、袋体31に入った金属空気電池本体2を取り出す。次に、金属空気電池本体2を、袋体31から取り出す。ケース30には食塩を入れて水に溶かし、食塩水を生成する。そして、金属空気電池本体2を、食塩水の入ったケース30内に挿入する。これにより、発電が開始される。 The usage method conforms to the usage method described above. First, the lid 32 is peeled off from the case 30, and the metal-air battery body 2 contained in the bag 31 is taken out. Next, the metal-air battery main body 2 is taken out from the bag body 31. Salt is added to the case 30 and dissolved in water to produce a saline solution. Then, the metal-air battery body 2 is inserted into the case 30 containing the saline solution. As a result, power generation is started.

上記では、金属空気電池本体2を収納する収納体として、ケースや袋体を例示したが、収納体の形態は、これらに限定されるものではない。ただし、金属空気電池本体2を収納可能で且つ食塩水を生成可能なケースを備えることが好ましい。 In the above, the case and the bag body are exemplified as the storage body for storing the metal-air battery main body 2, but the form of the storage body is not limited to these. However, it is preferable to provide a case capable of accommodating the metal-air battery main body 2 and generating a saline solution.

本実施の形態における金属空気電池1は、マグネシウム空気電池であっても他の金属空気電池であっても適用可能である。 The metal-air battery 1 in the present embodiment can be applied to either a magnesium-air battery or another metal-air battery.

また、各金属空気電池セル22の各電極を直列接続しても並列接続してもよく、配線方法を特に限定するものではない。 Further, the electrodes of the metal-air battery cells 22 may be connected in series or in parallel, and the wiring method is not particularly limited.

また、金属空気電池本体2及びケース3は、直方体や立方体等の多面体であってもよいし、円柱状等であってもよい。 Further, the metal-air battery main body 2 and the case 3 may be a polyhedron such as a rectangular parallelepiped or a cube, or may be a columnar shape or the like.

本発明の金属空気電池によれば、ケースから金属空気電池本体を簡単に取り出すことができ、誰でも簡単に且つ素早く発電させることができる。したがって、本発明の金属空気電池を、災害時等における非常用電源等として有効に適用することが出来る。 According to the metal-air battery of the present invention, the metal-air battery main body can be easily taken out from the case, and anyone can easily and quickly generate electricity. Therefore, the metal-air battery of the present invention can be effectively applied as an emergency power source or the like in the event of a disaster or the like.

1 :金属空気電池
2 :金属空気電池本体
3、30 :ケース
3a :ケース本体
3b :バリア層
4、32 :蓋体
4a :シート材
4b :バリア層
5 :電解液
6 :空気極
7 :金属極
8 :天井部
8a :空気穴
9 :摘み部
10 :空気室
11 :液室
13 :給水口
15 :空間
16 :付属品
17 :目印
22 :金属空気電池セル
31 :袋体
1: Metal-air battery 2: Metal-air battery body 3, 30: Case 3a: Case body 3b: Barrier layer 4, 32: Lid body 4a: Sheet material 4b: Barrier layer 5: Electrolyte solution 6: Air electrode 7: Metal electrode 8: Ceiling part 8a: Air hole 9: Picking part 10: Air chamber 11: Liquid chamber 13: Water supply port 15: Space 16: Accessories 17: Mark 22: Metal-air battery cell 31: Bag body

Claims (6)

金属空気電池本体と、前記金属空気電池本体を収納する収納体と、を有して構成され、
前記収納体は、前記金属空気電池本体を収納可能なケースと、前記ケースの開口を塞ぐ前記ケースとは別体の蓋体と、を有して構成され、前記ケース及び前記蓋体は、バリア性素材を有して構成されることを特徴とする金属空気電池。
It is configured to have a metal-air battery main body and a storage body for accommodating the metal-air battery main body.
The storage body includes a case capable of storing the metal-air battery main body and a lid body separate from the case that closes the opening of the case, and the case and the lid body are barriers. A metal-air battery characterized by having a sex material.
金属空気電池本体と、前記金属空気電池本体を収納する収納体と、を有して構成され、
前記収納体は、前記金属空気電池本体を収納する袋体であり、前記袋体は、バリア性素材を有して構成されており、前記袋体に収納された前記金属空気電池本体は、ケースに収納されており、
前記金属空気電池本体を取り除いた前記ケース内に電解液が収容可能とされており、前記金属空気電池本体が前記電解液を収容した前記ケース内に挿入されて、発電が開始されることを特徴とする金属空気電池。
It is configured to have a metal-air battery main body and a storage body for accommodating the metal-air battery main body.
The storage body is a bag body for storing the metal-air battery body, the bag body is configured to have a barrier material, and the metal-air battery body housed in the bag body is a case. It is stored in
The electrolytic solution can be housed in the case from which the metal-air battery body has been removed, and the metal-air battery body is inserted into the case containing the electrolytic solution to start power generation. Metal-air battery.
前記収納体は、全体、外面、或いは内面の少なくともいずれか一つが、前記バリア性素材で形成されることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の金属空気電池。 The metal-air battery according to claim 1 or 2 , wherein at least one of the whole, the outer surface, and the inner surface of the housing is formed of the barrier material. 前記金属空気電池本体の上面には、前記ケースへの着脱用の掴み部が設けられていることを特徴とする請求項からのいずれかに記載の金属空気電池。 The metal-air battery according to any one of claims 1 to 3 , wherein a grip portion for attaching / detaching to / from the case is provided on the upper surface of the metal-air battery main body. 前記ケースと、前記ケースの開口を塞ぐ蓋体とが、接着、融着又は圧着されていることを特徴とする請求項からのいずれかに記載の金属空気電池。 The metal-air battery according to any one of claims 1 to 4 , wherein the case and a lid closing the opening of the case are bonded, fused or crimped. 請求項からのいずれかに記載の金属空気電池の使用方法であって、
前記金属空気電池本体を前記ケースから引き出す工程、
前記ケース内に、電解液を供給する工程、
前記ケース内に、前記金属空気電池本体を挿入する工程、
を有することを特徴とする金属空気電池の使用方法。
The method of using the metal-air battery according to any one of claims 1 to 5.
The process of pulling out the metal-air battery body from the case,
The step of supplying the electrolytic solution into the case,
The step of inserting the metal-air battery body into the case,
A method of using a metal-air battery, which comprises having a metal-air battery.
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