(57)【要約】【課題】電解液交換の際の沈殿物の取り出しが容易なマグネシウム電池を提供する。【解決手段】保液部１の底部に開閉自在な排出口３が形成されているため、電解液７を交換する際には、排出口３を開けることにより電解液７ごと沈殿物１６を容易に取り出すことができる。保液部１の断面が下部でテーパー状に収束していることから、沈殿物１６は排出口３付近に集約された状態で堆積しており、沈殿物１６をコンパクトに取り出すことができる。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
下端に開閉自在な排出口を有する有底筒形状で内部に電解液を保持する保液部と、
前記電解液中に浸漬させるマグネシウム合金製の負極と、
前記電解液に少なくとも接する正極とを備えることを特徴とするマグネシウム電池。
【請求項２】
保液部の断面が下部でテーパー状に収束してい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】
負極が上下方向に沿う板状の突起部を断面放射方向に複数形成した形状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。
【請求項４】
突起部の幅が突起方向先端に向けて減少していることを特徴とする請求項３記載のマグネシウム電池。
【請求項５】
保液部の負極を囲む側面部が空気正極で形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のマグネシウム電池。
【請求項６】
正極が電解液内で負極を囲む筒形状をしていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に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。内部に電解液が保持された容器状の保液部に、マグネシウム合金製の負極と、正極とを浸漬する。正極は板状で負極と同様に電解液中に浸漬される場合もあれば、保液部の側面の一部が空気正極として形成される場合もある。
【０００３】
負極のマグネシウムは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。電解液中に溶出したマグネシウムイオンは正極側で発生した水酸化イオンと結合して黒色の沈殿物（水酸化マグネシウム）となって保液部の底部に堆積する（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【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】
【０００５】
しかしながら、このような従来の技術にあっては、電解液中に溶出したマグネシウムイオンが黒色の沈殿物となって保液部の底部に堆積するため、マグネシウムイオンを更新すべく電解液を交換する際に、沈殿物の取り出し作業が面倒である。
【０００６】
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、電解液交換の際の沈殿物の取り出しが容易な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】
【０００７】
請求項１記載の発明は、下端に開閉自在な排出口を有する有底筒形状で内部に電解液を保持する保液部と、前記電解液中に浸漬させるマグネシウム合金製の負極と、前記電解液に少なくとも接する正極とから成ることを特徴とする。
【０００８】
請求項２記載の発明は、保液部の断面が下部でテーパー状に収束していることを特徴とする。
【０００９】
請求項３記載の発明は、負極が上下方向に沿う板状の突起部を断面放射方向に複数形成した形状であることを特徴とする。
【００１０】
請求項４記載の発明は、突起部の幅が突起方向先端に向けて減少していることを特徴とする。
【００１１】
請求項５記載の発明は、保液部の負極を囲む側面部が空気正極で形成されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項６記載の発明は、正極が電解液内で負極を囲む筒形状をしていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１記載の発明によれば、保液部の底部に開閉自在な排出口が形成されているため、電解液を交換する際には、排出口を開けることにより電解液ごと沈殿物を容易に取り出すことができる。
【００１４】
請求項２記載の発明によれば、保液部の断面が下部でテーパー状に収束していることから、沈殿物は排出口付近に集約された状態で堆積しており、沈殿物をコンパクトに取り出すことができる。
【００１５】
請求項３記載の発明によれば、突起部を断面放射方向に複数形成したため、負極の表面積が増して電池としての性能が向上する。
【００１６】
請求項４記載の発明によれば、突起部の幅が突起方向先端に向けて減少しているため、溶出による突起部の板厚減少が進行しても途中から切断することはなく、負極は最後まで起電力を生じ続ける。同じ厚さであると板厚の減少により途中部分から不規則に切断して、それより先端側が脱落してエネルギーロスとなるおそれがある。
【００１７】
請求項５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。
【００１８】
請求項６記載の発明によれば、正極が電解液内で負極を囲む筒形状をしているため、正極の表面積が増して電池としての性能が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１実施形態に係るマグネシウム電池を示す斜視図。
【図２】マグネシウム電池の縦断面図。
【図３】マグネシウム電池の横断面図。
【図４】第２実施形態に係るマグネシウム電池を示す横断面図。
【図５】マグネシウム電池の縦断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１〜図３は本発明の第１実施形態を示す図である。
【００２１】
保液部１は基本的に硬質樹脂で形成された有底円筒形状をしており、その底部分はテーパー状に収束したロート部２になっている。ロート部２には横向きの排出口３が形成されている。排出口３はバルブ４により開閉自在になっている。ロート部２の上部には複数の突片５が内向きで且つ円周方向に形成されている。
【００２２】
保液部１の側面部は空気正極（カソード）６により形成されている。空気正極６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。
【００２３】
保液部１内には電解液７が保持されている。空気正極６の内面はこの電解液７に接しているが外面は大気に接している。電解液７は塩化ナトリウム水溶液や水酸化ナトリウム水溶液等のナトリウム塩の水溶液が好適である。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８から水素が発生しづらく、１１以下であるため負極８の表面に被膜が発生しづらい。
【００２４】
保液部１の電解液７内には負極（アノード）８が浸漬されている。負極８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８からの水素発生等を抑制できることが知られている。
【００２５】
負極８は上下方向に沿う板状の突起部９を断面放射方向に８枚形成した形状で、上下方向では同一断面形状である。この負極８は押出成型により形成されている。各突起部９の幅は突起方向先端に向けて厚さが減少している。この負極８は保液部１内で前記突片５上に載った状態で設置される。
【００２６】
負極８の上面には中心軸１０が突起している。保液部１の上部には蓋１１が被せられている。蓋１１には中心軸１０を挿入する中心孔１２と、電解液７を注入するための注入口１３が形成されている。負極８の中心軸１０と空気正極６にはそれぞれリード線１４、１５が接続されている。
【００２７】
負極８を電解液７内に浸漬することにより、負極８の表面においてマグネシウムイオン（カチオン）が溶出して電子を負極８に放出する。空気正極６は電子を受け取って起電力が発生する。空気正極６のため放電時間を長くすることができる。
【００２８】
負極８では突起部９を断面放射方向に複数形成したため、負極８の表面積が増して電池としての性能が向上する。また突起部９の幅が突起方向先端に向けて減少しているため、溶出による突起部９の板厚減少が進行しても途中から切断することはなく、負極８は最後まで起電力を生じ続けることができる。仮に同じ厚さであると板厚の減少により途中部分から不規則に切断して、それより先端側が脱落してエネルギーロスとなるおそれがある。
【００２９】
そして電解液７中に溶出したマグネシウムイオンは黒色の沈殿物（水酸化マグネシウム）１６となって保液部１の底部に堆積する。沈殿物１６は断面積が小さく収束したロート部２に集約された状態で堆積している。
【００３０】
負極８の溶出が進み、マグネシウム電池を更新するために電解液７を交換する場合、バルブ４を開くだけで、沈殿物１６を電解液７ごと容易に取り出すことができる。しかも沈殿物１６がロート部２に集約された状態で堆積しているため、沈殿物１６を排出口３からコンパクトに取り出すことができる。
【００３１】
図４及び図５は本発明の第２実施形態を示す図である。本実施形態は、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。
【００３２】
本実施形態では、保液部１７全体を硬質樹脂で形成した。そして正極１８は塩化銀又は塩化鉛製の円筒形状として形成され負極８を囲んでいる。正極１８には電解液７を通過させるための複数の孔１９が形成されている。正極１８は電解液７は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。
【００３３】
負極８及び正極１８の両方を電解液７中に浸漬させることにより起電力が生じるが、正極１８が負極８を囲む筒形状をしているため、正極１８の表面積が増して電池としての性能が向上する。また正極１８として塩化銀又は塩化鉛を採用したため、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。
【００３４】
電解液７の交換の際にロート部２に堆積した沈殿物１６は排出口３を開けることにより容易に取り出して排出することができる。
【００３５】
尚、電解液７は保液部１７中に一定量保持するだけでなく連続的に供給・排出を行っても良い。すなわち排出口３を開けた状態として上部の注入口１３から電解液７を連続注入することにより、電解液７を保液部１７中に流すことができる。そうすることにより電解液７の交換と沈殿物１６の排出を連続して行うことができると共に常に溶存酸素の豊富な電解液７を保液部１７内に存在させることができる。
【符号の説明】
【００３６】
１、１７  保液部
３  排出口
６  空気正極
７  電解液
８  負極
１６  沈殿物
１８  正極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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