(57)【要約】【課題】負極表面に気泡が付着するのを抑制するマグネシウム電池を提供する。【解決手段】枠体１に負極４を加振する超音波振動子８を備えたため、負極４の表面と気泡が振動し、気泡が負極４の表面で破泡したり、気泡が負極４の表面から離れたりして、気泡の除去を行うことができる。そのため負極４と電解液３の接触面積が増しマグネシウム電池としての性能が向上する。【選択図】        図１
2014209421.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マグネシウム合金からなる負極と、正極とを、互いに絶縁した状態で枠体に固定し、負極と正極との間に電解液を存在させて起電力を得るマグネシウム電池において、
前記枠体に少なくとも負極を加振する超音波振動子を備えたことを特徴とするマグネシウム電池。
【請求項２】
超音波振動子が電解液中に位置し、電解液を介して負極を加振することを特徴とする請求項１記載のマグネシウム電池。
【請求項３】
正極側が空気極で、大気中の酸素又は電解液中の溶存酸素を還元して起電力を得ることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のマグネシウム電池。
【請求項４】
正極側が塩化銀であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のマグネシウム電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はマグネシウム電池に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来よりマグネシウム合金を負極とするマグネシウム電池が知られている。マグネシウム合金を塩化ナトリウム水溶液などの電解液中に浸漬することにより、マグネシウムは負極に電子を放出してマグネシウムイオンとなり電解液中に溶出する。正極は電子を受け取り起電力が発生する（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１３４１６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような従来の技術にあっては、負極としてのマグネシウム合金が電解液中でマグネシウムイオンを溶出させる際に負極の表面に大量の気泡が付着する。そのため負極と電解液との接触面積が減り、性能を低下させる課題があった。
【０００５】
本発明は、このような従来の技術に着目してなされたものであり、負極表面の気泡の付着を抑制するマグネシウム電池を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１記載の発明は、マグネシウム合金からなる負極と、正極とを、互いに絶縁した状態で枠体に固定し、負極と正極との間に電解液を存在させて起電力を得るマグネシウム電池において、前記枠体に少なくとも負極を加振する超音波振動子を備えたことを特徴とする。
【０００７】
請求項２記載の発明は、超音波振動子が電解液中に位置し、電解液を介して負極を加振することを特徴とする。
【０００８】
請求項３記載の発明は、正極側が空気極で、大気中の酸素又は電解液中の溶存酸素を還元して起電力を得ることを特徴とする。
【０００９】
請求項４記載の発明は、正極側が塩化銀であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１記載の発明によれば、枠体に負極を加振する超音波振動子を備えたため、負極の表面と気泡が振動し、気泡が負極の表面で破泡したり、気泡が負極の表面から離れたりして、気泡の除去を行うことができる。そのため負極と電解液の接触面積が増しマグネシウム電池としての性能が向上する。
【００１１】
請求項２記載の発明によれば、超音波振動子が電解液を介して加振するため、負極に限らず正極も含めて電解液に接している全ての表面の気泡を除去することができる。
【００１２】
請求項３記載の発明によれば、正極が空気極のため放電時間を長くすることができる。
【００１３】
請求項４記載の発明によれば、正極が塩化銀のため大電流密度での放電性能に優れている。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１実施形態に係るマグネシウム電池を示す断面図。
【図２】第２実施形態に係るマグネシウム電池を示す断面図。
【図３】第３実施形態に係るマグネシウム電池を示す断面図。
【図４】第４実施形態に係るマグネシウム電池を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１は本発明の第１実施形態を示す図である。
【００１６】
枠体１としてのケースの上部には開口２が形成されている。枠体１内には電解液３が保持されている。電解液３は塩化ナトリウム水溶液等が好適である。濃度は海水程度から飽和まで使用可能であるが５〜１５重量％が好適と思われる。電解液３のｐＨは７〜１１が好適である。すなわち、ｐＨ７以上のアルカリであるため後述する負極（アノード）４から水素が発生しづらく、１１以下であるため負極４の表面に被膜が発生しづらい。
【００１７】
開口２は蓋５で塞がれており、蓋５の裏側には支持部材６を介して厚板状の負極４が固定されている。負極４はマグネシウム合金で、マグネシウム金属にアルミニウムやカルシウム等の成分が合金化されている。合金化することにより負極４からの水素発生等を抑制できることが知られている。蓋５を負極４ごと開口２に取付けることにより、負極４を電解液３中に浸漬させることができる。
【００１８】
枠体１の一方の側面には空気正極（カソード）７が設けられている。空気正極７は負極４とほぼ同じ面積を有している。空気正極７には活性炭、炭素繊維、銅など導電性を有する材料が用いられる。空気正極７は大気中の酸素に電解液３中の電子を供給する役割をする。
【００１９】
そして枠体１の底面には超音波振動子８が設けられている。超音波振動子は負極４と空気正極７の間の底面に設けられている。超音波振動子８が発生する超音波の周波数は１５〜４００ｋＨｚ程度が好適である。この超音波振動子８の超音波により負極４の表面（特に空気正極７側の表面）を加振することができる。
【００２０】
負極４を電解液３内に浸漬することにより、負極４の表面（特に空気正極７側の表面）においてマグネシウムイオンが溶出して電子を電解液３中に放出する。この電子を空気正極７側で受け取って起電力が発生する。
【００２１】
負極４が溶出する際に表面に多数の気泡が生じるが、超音波振動子８からの超音波により負極４の表面を加振しているため、負極４の表面と気泡が振動し、気泡が負極４の表面で破泡したり、気泡が負極４の表面から離れたりして、負極４の表面に付着している気泡の除去を行うことができる。そのため負極４の表面での気泡の成長を抑制することができるので負極４と電解液３の接触面積が増してマグネシウム電池としての性能が向上する。
【００２２】
特に超音波振動子８が負極と空気正極７の間の底面に位置しているため、負極４においてマグネシウムイオンの溶出が比較的大きい空気正極７側の表面の気泡除去を効果的に行うことができる。超音波振動子８は連続作動が効果的であるが、気泡の大きさ、負極４の合金成分に応じて作動時間は任意に設定可能である。
【００２３】
電解液３は枠体１中に保持するだけでなく連続的に供給・排出を行っても良い。そうすることにより、電解液３中に堆積する不溶物（水酸化マグネシウム）を排出することができる。
【００２４】
図２は本発明の第２実施形態を示す図である。本実施形態以降は前記第１実施形態と同様の構成要素を備えている。よって、それらと同様の構成要素については共通の符号を付すとともに、重複する説明を省略する。
【００２５】
本実施形態では枠体９は上面部と下面部だけで、周囲は円筒状の空気正極１０で囲まれている。この空気正極１０は金属網（例えば銅製網）で形成されている。このマグネシウム電池は全体を電解液としての海水１１中に浸漬して使用される。なお海水に限らず塩分を含む原水を電解液として利用してもよい。空気正極１０は金属網製のため、空気正極１０の内部にも海水１１が存在し、負極４も海水１１中に浸漬される。空気正極１０は海水１１中に溶存している酸素を還元することにより起電力が得られる。そのため放電時間を長くすることができる。更に、空気正極１０が負極４の周囲に存在し、負極４に対する表面積が大きいため放電電流も大きくすることがてきる。
【００２６】
図３は本発明の第３実施形態を示す図である。この実施形態では、正極１２として塩化銀又は塩化鉛をしている。正極１２としては、イオン化傾向の比較的小さいニッケル、銅、銀等の金属またはこれらの金属を主体とする合金を使用することができるが、塩化銀又は塩化鉛は大電流密度での放電性能にすぐれ、放電持続時間も長くすることができる。
【００２７】
図４は本発明の第４実施形態を示す図である。この実施形態では、前記第２実施形態と同様に、負極４の周囲を正極１３としての塩化銀で囲んでいる。正極１３には海水１１等の原水を通過させるための複数の孔１４が形成されている。このマグネシウム電池を海水１１中に浸漬することにより起電力を得ることができる。
【００２８】
正極１３は、孔１４を有する壁状の構造に代えて、複数の短冊形状にして、隙間を介しながら、負極４の回りを取り囲むように上下の枠体９間に固定する構造にしても良い。
【符号の説明】
【００２９】
１、９  枠体
３  電解液
４  負極
７、１０  空気正極
８  超音波振動子
１１  海水（電解液）
１２、１３  正極（塩化銀）
【図１】
2014209421.tif 000003
【図２】
2014209421.tif 000004
【図３】
2014209421.tif 000005
【図４】
2014209421.tif 000006