(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解液を介して空気極に対向配置される金属極を備え、前記金属極は、略矩形状の金属板を備えてなる金属極本体と、この金属極本体の上縁部における幅方向の一端に設けられたタブ部とを備えてなる空気金属電池において、前記金属極は、前記空気極と対向する対向面の一部に絶縁素材によるマスキングが施され、前記マスキングは、前記金属極が空気極と対向する面の面積に対して１０％以上３３％以下とし、且つ、前記マスキングは、前記金属極本体の幅方向における両側縁部のうち、少なくとも前記タブ部側に位置する側縁部に沿って形成され、且つ、前記側縁部の長さの５０％以上の長さを備えて形成されていることを特徴とする空気金属電池。
【請求項２】
前記マスキングは、前記金属極本体の両側縁部に沿ってそれぞれ形成されていることを特徴とする請求項１に記載の空気金属電池。
【請求項３】
前記マスキングは、前記金属極本体の上縁部から下縁部に連続して形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の空気金属電池。
【請求項４】
式（１）に示す利用率が８０％以上であり、前記マスキングは、前記金属極本体の周縁に沿って形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の空気金属電池。
利用率（％）＝（１Ａ放電させたときに得られた容量／金属極の理論容量）×１００・・・式（１）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気金属電池に係り、特に、金属極の表面にマスキングを施した空気金属電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電解液を介して空気極に対向配置される金属極を備えた空気金属電池が知られている。この種の空気金属電池では、正極として採用される空気極が、カーボンや炭素繊維等の材質にて構成される一方、負極として採用される金属極は、Ｚｎ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｆｅやその合金（活物質）から構成される。空気金属電池は、使用時に空気（酸素）が供給されることにより、材質的に地殻存在度の高い原料を用いることができるため、安価な電池を実現することができるという特徴を有している。
【０００３】
空気金属電池について、本発明者等が鋭意検討した結果、空気金属電池における放電反応は、電子の移動により進むため、電子の存在確率が高い金属極の中央部より反応が始まることがわかった。これによれば、金属極では、反応の進行に伴って当該金属極に破断が生じ、反応の遅い部分が脱落する事態が生じる。このため、所望の電池性能を得ることが困難であった。
この問題を解消するために、従来、金属極の裏全面、及び、空気極との対向面の接続線取出部を含む対角線領域を電気絶縁性塗料でマスキングし、電池の放電末期に金属極の下部が脱落して、起電反応に寄与できなくなるのを防止した技術が提案されている（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】特開昭５６−１５５６６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、従来の構成では、空気極と対向する金属極の対向面の接続線取出部を含む対角線領域をマスキングしているため、このマスキングされた斜めの領域の両側で反応が進行する。このため、マスキングされた領域がほとんど消費されないまま、金属極（活物質）の一部が脱落してしまう恐れがある。また、上記した構成では、金属極の中央部がマスキングされることにより、このマスキングされた領域の反応が遅くなり、電圧降下を生じる恐れがある。
さらに、金属極の裏面（空気極と対向しない側の面）全面がマスキングされるため、反応面が片面のみとなることにより、電流を長期間に亘って安定して取り出すことが難しくなるととともに、マスキング材料が多く必要となる。
【０００６】
本発明は、かかる事情に鑑みなされたものであり、金属極の脱落を抑制すると共に、金属極の利用率を向上させた空気金属電池を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、電解液を介して空気極に対向配置される金属極を備え、前記金属極は、略矩形状の金属板を備えてなる金属極本体と、この金属極本体の上縁部における幅方向の一端に設けられたタブ部とを備えてなる空気金属電池において、前記金属極は、前記空気極と対向する対向面の一部に絶縁素材によるマスキングが施され、前記マスキングは、前記金属極が空気極と対向する面の面積に対して１０％以上３３％以下とし、且つ、前記マスキングは、前記金属極本体の幅方向における両側縁部のうち、少なくとも前記タブ部側に位置する側縁部に沿って形成され、且つ、前記側縁部の長さの５０％以上の長さを備えて形成されていることを特徴とする。
【０００８】
この構成によれば、前記マスキングは、前記金属極の空気極との対向面の面積に対して１０％以上４０％以下としているため、金属極の反応の遅い部分の脱落を抑制できるとともに、当該金属極の利用率の向上を図ることができる。
さらに、前記マスキングは、少なくとも前記タブ部側に位置する前記金属極本体の側縁部に沿って形成されているため、タブ部に電流が集中することによる当該タブ部付近で金属極本体の脱落や破断を防止できると共に、マスキングにより金属極本体を側縁部に沿って補強することができるため、このマスキングの境界部分で金属極の脱落や破断を抑制できる。
さらに、前記マスキングは、前記側縁部の長さの５０％以上の長さに施されることにより、金属極本体の補強を行うことが可能であり、金属極の脱落を抑制することが可能である。
【０００９】
本発明でいう金属極とは、マグネシウム板、亜鉛板、アルミニウム板、鉄板もしくはこれらの合金によって形成された金属板が挙げられる。
ここで、金属極と空気極とが対向する金属極の対向面の表面にマスキングを１０％以上４０％以下施すことで、反応の遅い部分の金属極の脱落を抑制することが可能である。
しかし、前記金属極と空気極とが対向する金属極の対向面の表面に施すマスキングを１０％未満とすると金属極の脱落を抑制することが困難であり、逆に、マスキングを４０％超過とすると金属極の利用率が低下し好ましくない。
なお、マスキングを金属極本体の一の縁部に沿った領域（例えば、一の縁部を上縁とした場合に、左縁部から右縁部にかけて延在する領域）にのみ形成した場合には、マスキングを施した金属極の上部と下部とで破断が生じやすく、マスキングを施したときの効果の一つである金属極の補強の役割が殆ど得られない。そのため、マスキングを左縁部から右縁部にかけてのみ形成した場合には、金属極の脱落が顕著に現れ好ましくない。
【００１０】
また、前記マスキングは、前記金属極本体の両側縁部に沿ってそれぞれ形成されていても良い。この構成によれば、金属極を両側縁部に沿って設けられたマスキングによって補強することができるため、反応の遅い部分の金属極の脱落を防止でき、当該金属極の利用率の向上を図ることができる。
【００１１】
また、前記マスキングは、前記金属極本体の上縁部から下縁部に連続して形成されていても良い。
また、式（１）に示す利用率が８０％以上であり、前記マスキングは、前記金属極本体の周縁に沿って形成されていても良い。利用率（％）＝（１Ａ放電させたときに得られた容量／金属極の理論容量）×１００・・・式（１）。この構成によれば、金属極を周縁部に設けられたマスキングによって補強することができるため、反応の遅い部分の金属極の脱落を防止でき、当該金属極の利用率の向上を図ることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、前記マスキングは、前記金属極の空気極との対向面の面積に対して１０％以上４０％以下とし、少なくとも前記タブ部側に位置する前記金属極本体の側縁部に沿って形成され、前記側縁部の長さの５０％以上の長さを備えて形成しているため、金属極の脱落を抑制できるとともに、当該金属極の利用率の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施形態に係る空気金属電池の斜視図である。
【図２】空気金属電池の部分側断面図である。
【図３】空気極の分解斜視図である。
【図４】空気金属電池における金属極の配置構成を示す図である。
【図５】金属極に施されたマスキング領域の位置を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。
図１は、本実施形態に係る空気金属電池１０の斜視図であり、図２は、空気金属電池１０の部分側断面図である。
空気金属電池１０は、図１に示すように、合成樹脂材料で形成された扁平な支持枠体１１を備え、この支持枠体１１の一方の面に開口を通じて露出する空気極１３と、当該支持枠体１１内に収容される金属極１５（図２）とを備える。本構成では、空気極１３は正極として作用し、金属極１５が負極として作用する。
この支持枠体１１は、上面部が開放され、空気極１３と対向する側面中央部（不図示）に空気極側パネル２３と略同等の大きさの開口部（不図示）を有し、空気極１３側に配置される空気極側パネル２３を支持枠体１１にシリコン接着剤を用いて隙間が完全に無くなる様に接着することにより形成されている。また、支持枠体１１と、空気極側パネル２３との上部には蓋体２７が配置され、この蓋体２７の略中央部には、支持枠体１１内に電解液を注入するための注液口（不図示）が設けられ、この注液口にガス抜き用の弁体２９が設けられている。また、蓋体２７の一端部（図１中右端部）には、金属極１５のタブ部１８（図５参照）に接続された負極端子１７が形成され、蓋体２７の他端部（図１中左端部）には、空気極１３のタブ部３１Ａ（図３参照）に接続されて当該蓋体２７と空気極側パネル２３との隙間から延びる正極端子１９が形成されている。
【００１５】
図３に示すように、空気極側パネル２３には、開口部２３Ａが形成され、この開口部２３Ａには金属極１５と対向する面に空気極１３が配置されている。前記空気極１３は、空気極本体３１と、絶縁性多孔質シート３３と、網状支持体３５とを積層して一体に形成されており、この空気極１３が空気極側パネル２３の開口部２３Ａの内側に空気極本体３１側が金属極１５と対向する様に結着材（不図示）により固定される。
【００１６】
空気極本体３１は、所定粘度に調整された導電材料スラリーを集電体に塗布した後に焼成して形成される。具体的には、導電材料としてケッチェンブラック粉末を用い、これに触媒として白金を担持させ、水と攪拌混合した後、これらをバインダーとして用いられるポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）の水性分散液に投入し、攪拌混合することにより所定の粘度の導電材料スラリーを調合する。そして、このスラリーを厚さ１．１ｍｍの発泡ニッケルからなる集電体に塗布した後、１００℃で乾燥し、２７０℃で焼成する。
集電体の周囲は予めコイニングされ、その一部に上方に延出して正極端子１９が接続されるタブ部３１Ａが形成されている。
【００１７】
導電材料としては、上記したケッチェンブラックの他に、活性炭やカーボンナノチューブなどの炭素材料、銅やアルミニウムなどの金属材料、ポリフェニレン誘導体などの有機導電性材料を使用することができる。
また、触媒としては、酸素の還元・酸化反応を効率よく行うための触媒が好ましく、上記した白金の他に、コバルトや二酸化マンガンなどの金属や酸化物などを使用することができる。
また、バインダーとしては、上記したＰＴＦＥの他に、ポリフッ化ビニリデンなどのフッ素樹脂や、スチレン−ブタジエンゴムなどのゴム類、カルボキシメチルセルロースなどのセルロース等を使用することができる。
更に、集電体としては、上記した発泡ニッケルなどの発泡金属の他に、メッシュ状金属などの金属多孔体や、カーボン繊維を用いたカーボンペーパーを使用することができる。
【００１８】
絶縁性多孔質シート３３は、酸素を透過させ、水分の透過を抑制する撥水性を備える孔径５〜４０μｍの多孔質膜である。本実施形態では、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）からなる多孔性のシートが用いられ、この絶縁性多孔質シートを２枚重ねて、焼成した空気極本体３１の一方の面に同時に圧着している。絶縁性多孔質シートは、集電体の周囲のコイニングした部分を除く充填塗布面と同じか、それより少し大きめに形成されており、本実施形態での空気極本体３１の大きさは、縦１００ｍｍ、横２００ｍｍ、厚さ０．５ｍｍに形成されている。
【００１９】
また、絶縁性多孔質シートは、上記したＰＴＦＥの他に、例えば、クロロプレン、シリコーン樹脂、ポリトリメチルシリルプロピン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、ポリイソプレン、ポリブタジエン、クロロプレン、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリカーボネート、シリコンポリカーボネート共重合体、ポリフェニレンサルファイド、ポリフェニレンオキサイド、ポリフェニレンサルファイド、ポリエステルなどを使用することができる。
【００２０】
網状支持体３５は、ステンレススチール製のエキスパンドメタルで形成されている。本実施形態では、網状支持体３５は、鉄を主原料としてクロムやニッケルを混ぜた合金であり、幅０．６ｍｍのストランドで、縦１．７ｍｍ、横２．２ｍｍの網目を持つ目の細かいものである。網状支持体３５は、圧着した絶縁性多孔質シート３３の外側の面に配置され、空気極本体３１の周囲と共にその周囲を結着材で結着される。これにより、空気極本体３１と、絶縁性多孔質シート３３と、網状支持体３５とは一体に積層されて空気極１３が形成される。
【００２１】
網状支持体３５としては、上記したステンレススチール製のエキスパンドメタルの他に、例えば、金属や合金から成る金網や、ポリテトラフルオロエチレンなどの比較的厚手の合成樹脂から成るパンチングシートなどを使用することができる。
また、本実施形態では、空気極側パネル２３の開口部２３Ａに、網状支持体３５を露出するように空気極１３を結着材で取り付けているが、この他にも、開口部を持つ２枚の合成樹脂性パネルで空気極１３を挟み込む様にして取り付けても良い。
このように、空気と接する面に絶縁性多孔質シート３３を介して網状支持体３５を配置したので、網状支持体３５の材質を腐食などの心配をすることなく選択することができ、設計の自由度を向上させることができると共に、性能向上を図るために空気極１３の厚さを薄くしても機械的強度を保持することができる。このため、電解液による加圧や水素ガスによる圧力にも耐えることができ、空気極１３の変形や、該変形により電解液の漏れなども無く、長時間使用することができる空気極１３を提供できる。
なお、本実施形態では、空気極１３は横長に形成されているが、これに限るものではなく、縦長で用いたり、広さを広くしてその面積を増やしたり自由に空気極の形状を設計できる。
【００２２】
一方、金属極１５は、図２に示すように、空気極１３と所定距離離間して対向配置され、支持枠体１１に密接して設けられている。前記空気極１３と金属極１５との間には、電解液３７として塩化ナトリウム水溶液が充填されている。この電解液３７は、アニオンとカチオンがイオン結合した塩を用いることが可能であり、特に、安全性の高い塩化ナトリウム水溶液（濃度１０％程度）を用いることが好ましい。その他の電解液としては、酢酸ナトリウム水溶液（濃度１％程度）等が挙げられる。
【００２３】
金属極１５は、例えば、マグネシウム合金の金属板により矩形状に形成された金属極本体１６と、この金属極本体１６の上縁部（一の縁部）１６Ａの一端（図４中右端）に設けられたタブ部１８とを備える。このタブ部１８は、上記した負極端子１７（図１）に接続されるための部位であり、金属極本体１６の上縁部１６Ａから上方に延出して当該金属極本体１６と一体に形成されている。このタブ部１８を金属極本体１６と別体で形成し、これらを溶接等の固定手段で固定する構成としても良い。
金属極１５は、図４に示すように、支持枠体１１内に保持されている。具体的には、支持枠体１１は、内側面に複数の支持部材２２を備え、この支持部材２２と支持枠体１１との間に金属極本体１６を狭持することにより、上記金属極１５を支持枠体１１内に保持している。
本実施形態では、金属極１５は、上記した空気極１３よりもわずかに大きく、金属極本体１６は、縦９０ｍｍ、横１９０ｍｍ、厚さ１．４ｍｍに形成されている。また、タブ部１８は、縦２０ｍｍ、横１０ｍｍ、厚さ１．４ｍｍに形成されている。
【００２４】
このように構成される空気金属電池１０は、空気極１３においては絶縁性多孔質シート３３を通して供給される酸素と電解液３７に空気極本体３１が接触することにより、正極反応（Ｏ2＋２Ｈ2Ｏ＋４ｅ-→４ＯＨ-）が進行し、金属極１５においては負極反応（Ｍｇ→Ｍｇ2+＋２ｅ-）が進行し、放電が行われる。空気金属電池１０における全反応は、Ｍｇ＋１／２Ｏ2＋Ｈ2Ｏ→Ｍｇ（ＯＨ）2となる。
【００２５】
ところで、この種の空気金属電池１０は、支持枠体１１内に電解液３７を介して空気極１３と金属極１５とが対向して配置されているため、この金属極１５の金属極本体１６における空気極１３との対向面１６Ｅ（図５）が主たる反応面となる。
空気金属電池１０における反応は、電子の移動により進むため、電子の存在確率が高い金属極本体１６の中央部より反応が始まることがわかった。この場合、金属極本体１６をタブ部１８が上部となるように立てて配置した場合には、反応の進行に伴って当該金属極本体１６の略中央部に幅方向（左右方向）に延びる破断が生じ、反応の遅い周縁部１６Ａ〜１６Ｄ側の部分が脱落する事態が生じる。
【００２６】
このため、本構成では、空気極１３と対向する金属極本体１６の対向面１６Ｅに、アクリル樹脂等の絶縁素材によるマスキングを所定範囲施すことで、金属極本体１６の部分的な脱落を抑制している。
上記した絶縁素材のマスキング材料としては、電解液３７に対して難溶性の材料であれば、特に限定されるものではなく、例えば、アクリル樹脂、ウレタン樹脂やエポキシ樹脂を主成分とした塗料、ポリイミド等からなるシール剤を用いることができる。また、マスキングの形成方法としては、上記した材料を金属極本体１６の対向面１６Ｅに塗装、または塗布等を施すことによって可能である。
マスキング材料としては、上記したものの他に、フェノール樹脂（ＰＦ）、エポキシ樹脂（ＥＰ）、メラミン樹脂（ＭＦ）、尿素樹脂（ユリア樹脂、ＵＦ）、不飽和ポリエステル樹脂（ＵＰ）、アルキド樹脂ポリウレタン（ＰＵＲ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリ酢酸ビニル（ＰＶＡｃ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ＡＢＳ樹脂（アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂）、ＡＳ樹脂、アクリル樹脂（ＰＭＭＡ）等を用いることができる。
【００２７】
金属極本体１６の対向面１６Ｅの一部に上記したマスキング材によるマスキングを施すことにより、金属極１５の反応が進行した場合であっても、該マスキングによって金属極１５（金属極本体１６）が補強されるため、反応の遅い部分の脱落が抑制され、ひいては、金属極１５の利用率の向上を図ることができる。
一方で、マスキング材は、上述したように、電解液に難溶性であるため、マスキングが施された領域は電解反応に寄与しないことにより、マスキングを施す領域の面積を大きくすると、空気金属電池１０として十分な電力を出力できない恐れがある。
このため、発明者は、電池としての機能を確保しつつ、金属極１５の脱落を抑制し、ひいては利用率の向上を実現できるマスキングパターンを考察した。
【００２８】
続いて、実施例について説明する。
（実施例１）
金属極は、図４に示すように、金属極本体１６とその上縁部１６Ａの一端（縁部一端）に、一体に設けられたタブ部１８とから成る。金属極本体１６は、タブ部１８と共に、マグネシウム合金の金属板で形成され、空気極１３と対向する金属極本体１６の対向面１６Ｅ（表面）にアクリル樹脂を主成分とする塗料を用いて厚さ０．０１ｍｍのマスキングを施した。
実施例１では、マスキングＭは、図５に示すように、金属極本体１６の対向面１６Ｅにおけるタブ部１８が設けられた側の側縁部１６Ｃに沿って延びる領域４０Ａに設けられている。具体的には、マスキングＭは、上記した側縁部１６Ｃから幅方向に３０ｍｍの幅Ｗを有し、金属極本体１６の上縁部（一の側縁部）１６Ａから下縁部（他の側縁部）１６Ｂに連続して形成されている。
本構成では、金属極本体１６の大きさは、縦９０ｍｍ、横１９０ｍｍであるため、マスキングＭを施した領域の面積は、金属極本体１６の対向面１６Ｅの面積（タブ部１８を除く）に対し１６％であった。
空気極１３をはじめ、空気金属電池１０のその他の構成については、上記したものと同一であるため、説明を省略する。
【００２９】
（実施例２）
実施例２では、マスキングＭは、金属極本体１６の対向面１６Ｅにおける両側縁部１６Ｃ，１６Ｄに沿って延びる領域４０Ａ，４０Ｂに設けられている。マスキングＭの幅Ｗは、金属極本体１６の両側縁部１６Ｃ，１６Ｄからそれぞれ幅方向に１０ｍｍずつ形成され、金属極本体１６の上縁部１６Ａから下縁部１６Ｂに連続して形成されている。
マスキングＭを施した領域の面積は、金属極本体１６の対向面１６Ｅの面積（タブ部１８を除く）に対し１１％であった。その他の構成については、実施例１と同様である。
【００３０】
（実施例３）
実施例３では、金属極本体１６をアルミニウム合金の金属板で形成している。
その他の構成については、実施例１と同様である。
【００３１】
（実施例４）
実施例４では、金属極本体１６を亜鉛合金の金属板で形成している。
その他の構成については、実施例２と同様である。
【００３２】
（実施例５）
実施例５では、金属極本体１６を鉄合金の金属板で形成している。
その他の構成については、実施例２と同様である。
【００３３】
（実施例６）
実施例６では、金属極本体１６は、マグネシウム合金の金属板で形成されている。
マスキングＭは、金属極本体１６の対向面１６Ｅにおける両側縁部１６Ｃ，１６Ｄに沿って延びる領域４０Ａ，４０Ｂに設けられている。マスキングＭの幅Ｗは、マスキングＭの幅Ｗを金属極本体１６の両側縁部１６Ｃ，１６Ｄからそれぞれ幅方向に２０ｍｍずつ形成され、金属極本体１６の上縁部１６Ａから下縁部１６Ｂに連続して形成されている。
マスキングＭを施した領域の面積は、金属極本体１６の対向面１６Ｅの面積（タブ部１８を除く）に対し２１％であった。その他の構成については、実施例１と同様である。
【００３４】
（実施例７）
実施例７では、金属極本体１６は、マグネシウム合金の金属板で形成されている。
マスキングＭは、金属極本体１６の対向面１６Ｅにおける両側縁部１６Ｃ，１６Ｄに沿って延びる領域４０Ａ，４０Ｂに設けられている。マスキングＭの幅Ｗは、マスキングＭの幅Ｗを金属極本体１６の両側縁部１６Ｃ，１６Ｄからそれぞれ幅方向に３０ｍｍずつ形成され、金属極本体１６の上縁部１６Ａから下縁部１６Ｂに連続して形成されている。
マスキングＭを施した領域の面積は、金属極本体１６の対向面１６Ｅの面積（タブ部１８を除く）に対し３２％であった。その他の構成については、実施例１と同様である。
【００３５】
（実施例８）
実施例８では、金属極本体１６は、マグネシウム合金の金属板で形成されている。
マスキングＭは、金属極本体１６の対向面１６Ｅにおける上縁部１６Ａ、下縁部１６Ｂ及び両側縁部１６Ｃ，１６Ｄからなる周縁部に沿って延びる領域４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ，４０Ｄに設けられ、マスキングＭの幅Ｗを金属極本体１６の各縁部１６Ａ〜１６Ｄからそれぞれ１０ｍｍずつ形成した。さらに、本実施例７では、金属極本体１６の周縁を囲むように、各マスキングＭは、上縁部１６Ａから下縁部１６Ｂに連続して形成されるとともに、一方の側縁部１６Ｃから他方の側縁部１６Ｄに連続して形成されている。
マスキングＭを施した領域の面積は、金属極本体１６の対向面１６Ｅの面積（タブ部１８を除く）に対し３３％であった。その他の構成については、実施例１と同様である。
【００３６】
（実施例９）
実施例９では、金属極本体１６をアルミニウム合金の金属板で形成している。
その他の構成については、実施例８と同様である。
【００３７】
（実施例１０）
実施例１０では、金属極本体１６を亜鉛合金の金属板で形成している。
その他の構成については、実施例８と同様である。
【００３８】
（実施例１１）
実施例１１では、金属極本体１６を鉄合金の金属板で形成している。
その他の構成については、実施例８と同様である。
【００３９】
（実施例１２）
実施例１２では、マスキング材料をエポキシ樹脂としている。
その他の構成については、実施例８と同様である。
【００４０】
（実施例１３）
実施例１３では、マスキング材料をウレタン樹脂としている。
その他の構成については、実施例８と同様である。
【００４１】
（実施例１４）
実施例１４では、マスキング材料をエポキシ樹脂としている。
その他の構成については、実施例９と同様である。
【００４２】
（実施例１５）
実施例１５では、マスキング材料をエポキシ樹脂としている。
その他の構成については、実施例１０と同様である。
【００４４】
（実施例１６）
実施例１６では、金属極本体１６は、マグネシウム合金の金属板で形成されている。
マスキングＭは、金属極本体１６の対向面１６Ｅにおける両側縁部１６Ｃ，１６Ｄに沿って延びる領域４０Ａ，４０Ｂに設けられ、マスキングＭの幅Ｗを金属極本体１６の両側縁部１６Ｃ，１６Ｄからそれぞれ幅方向に２０ｍｍずつ形成した。
また、本実施例１７では、上記した実施例６と異なり、マスキングＭを金属極本体１６の上縁部１６Ａから下縁部１６Ｂにかけて連続して形成するのではなく、マスキングＭの下端を金属極本体１６の下縁部１６Ｂから上方に１０ｍｍ移動した位置としている。すなわち、金属極本体１６の下縁部１６Ｂから上方に１０ｍｍの領域にはマスキングＭが施されていない。
マスキングＭを施した領域の面積は、金属極本体１６の対向面１６Ｅの面積（タブ部１８を除く）に対し１９％であり、このマスキングＭの長さは、金属極本体１６の側縁部１６Ｃの長さ（上縁部１６Ａから下縁部１６Ｂまでの長さ）の８９％となっている。その他の構成については、実施例６と同様である。
【００４５】
（実施例１７）
実施例１７は、実施例１６とほとんど同一の構成であるが、実施例１６と異なり、マスキングＭが施されていない領域が、金属極本体１６の下縁部１６Ｂから上方に１０ｍｍの領域ではなく、金属極本体１６の上縁部１６Ａから下方に１０ｍｍの領域となっている。
マスキングＭを施した領域の面積は、金属極本体１６の対向面１６Ｅの面積（タブ部１８を除く）に対し１９％であり、このマスキングＭの長さは、金属極本体１６の側縁部１６Ｃの長さ（上縁部１６Ａから下縁部１６Ｂまでの長さ）の８９％となっている。その他の構成については、実施例６と同様である。
【００４６】
（実施例１８）
実施例１８は、実施例１６とほとんど同一の構成であるが、金属極本体１６の下縁部１６Ｂから上方に１０ｍｍの領域に加えて、金属極本体１６の上縁部１６Ａから下方に１０ｍｍの領域にもマスキングＭが施されていない。
マスキングＭを施した領域の面積は、金属極本体１６の対向面１６Ｅの面積（タブ部１８を除く）に対し１６％であり、このマスキングＭの長さは、金属極本体１６の側縁部１６Ｃの長さ（上縁部１６Ａから下縁部１６Ｂまでの長さ）の７８％となっている。その他の構成については、実施例６と同様である。
【００４７】
（実施例１９）
実施例１９では、金属極本体１６は、マグネシウム合金の金属板で形成されている。
マスキングＭは、金属極本体１６の対向面１６Ｅにおける両側縁部１６Ｃ，１６Ｄに沿って延びる領域４０Ａ，４０Ｂに設けられ、マスキングＭの幅Ｗを金属極本体１６の両側縁部１６Ｃ，１６Ｄからそれぞれ幅方向に２０ｍｍずつ形成した。
また、本実施例１９では、上記した実施例５と異なり、マスキングＭを金属極本体１６の上縁部１６Ａから下縁部１６Ｂにかけて連続して形成するのではなく、マスキングＭの下端を金属極本体１６の下縁部１６Ｂから上方に３６ｍｍ移動した位置としている。すなわち、金属極本体１６の下縁部１６Ｂから上方に３６ｍｍの領域にはマスキングＭが施されていない。
マスキングＭを施した領域の面積は、金属極本体１６の対向面１６Ｅの面積（タブ部１８を除く）に対し１１％であり、このマスキングＭの長さは、金属極本体１６の側縁部１６Ｃの長さ（上縁部１６Ａから下縁部１６Ｂまでの長さ）の６０％となっている。その他の構成については、実施例６と同様である。
【００４８】
（実施例２０）
実施例２０では、金属極本体１６は、マグネシウム合金の金属板で形成されている。
マスキングＭは、金属極本体１６の対向面１６Ｅにおける両側縁部１６Ｃ，１６Ｄに沿って延びる領域４０Ａ，４０Ｂに設けられ、マスキングＭの幅Ｗを金属極本体１６の両側縁部１６Ｃ，１６Ｄからそれぞれ幅方向に２０ｍｍずつ形成した。
また、本実施例２０では、上記した実施例５と異なり、マスキングＭを金属極本体１６の上縁部１６Ａから下縁部１６Ｂにかけて連続して形成するのではなく、マスキングＭの下端を金属極本体１６の下縁部１６Ｂから上方に４５ｍｍ移動した位置としている。すなわち、金属極本体１６の下縁部１６Ｂから上方に４５ｍｍの領域にはマスキングＭが施されていない。
マスキングＭを施した領域の面積は、金属極本体１６の対向面１６Ｅの面積（タブ部１８を除く）に対し１１％であり、このマスキングＭの長さは、金属極本体１６の側縁部１６Ｃの長さ（上縁部１６Ａから下縁部１６Ｂまでの長さ）の５０％となっている。その他の構成については、実施例６と同様である。
【００４９】
（比較例１）
比較例１は、金属極本体１６の対向面１６Ｅの面積（タブ部１８を除く）に対するマスキングＭを施した領域の面積を小さくした場合を観察するものである。
比較例１では、マスキングＭは、実施例１と同様に、金属極本体１６の対向面１６Ｅにおける両側縁部１６Ｃに沿って延びる領域４０Ａに設けられている。マスキングＭの幅Ｗは、金属極本体１６の両側縁部１６Ｃから幅方向に１０ｍｍ形成され、金属極本体１６の上縁部１６Ａから下縁部１６Ｂに連続して形成されている。
マスキングＭを施した領域の面積は、金属極本体１６の対向面１６Ｅの面積（タブ部１８を除く）に対し５％であった。その他の構成については、実施例１と同様である。
【００５０】
（比較例２）
比較例２は、金属極本体１６の対向面１６Ｅの面積（タブ部１８を除く）に対するマスキングＭを施した領域の面積を大きくした場合を観察するものである。
比較例２では、マスキングＭは、実施例１と同様に、金属極本体１６の対向面１６Ｅにおける両側縁部１６Ｃに沿って延びる領域４０Ａに設けられている。マスキングＭの幅Ｗは、金属極本体１６の両側縁部１６Ｃから幅方向に８０ｍｍ形成され、金属極本体１６の上縁部１６Ａから下縁部１６Ｂに連続して形成されている。
マスキングＭを施した領域の面積は、金属極本体１６の対向面１６Ｅの面積（タブ部１８を除く）に対し４２％であった。その他の構成については、実施例１と同様である。
【００５１】
（比較例３）
比較例３は、金属極本体１６の対向面１６Ｅの面積（タブ部１８を除く）に対するマスキングＭを施した領域の面積を小さくした場合を観察するものである。
比較例３では、マスキングＭは、実施例２と同様に、金属極本体１６の対向面１６Ｅにおける両側縁部１６Ｃ，１６Ｄに沿って延びる領域４０Ａ，４０Ｂに設けられている。マスキングＭの幅Ｗは、金属極本体１６の両側縁部１６Ｃ，１６Ｄからそれぞれ幅方向に５ｍｍずつ形成され、金属極本体１６の上縁部１６Ａから下縁部１６Ｂに連続して形成されている。
マスキングＭを施した領域の面積は、金属極本体１６の対向面１６Ｅの面積（タブ部１８を除く）に対し５％であった。その他の構成については、実施例２と同様である。
【００５２】
（比較例４）
比較例４は、マスキングＭを施した領域の面積は、金属極本体１６の対向面１６Ｅの面積（タブ部１８を除く）に対し９％であった。その他の構成については、比較例３と同様である。
【００５３】
（比較例５）
比較例５は、金属極本体１６の対向面１６Ｅの面積（タブ部１８を除く）に対するマスキングＭを施した領域の面積を大きくした場合を観察するものである。
比較例５では、マスキングＭは、実施例２と同様に、金属極本体１６の対向面１６Ｅにおける両側縁部１６Ｃ，１６Ｄに沿って延びる領域４０Ａ，４０Ｂに設けられている。マスキングＭの幅Ｗは、金属極本体１６の両側縁部１６Ｃ，１６Ｄからそれぞれ幅方向に４０ｍｍずつ形成され、金属極本体１６の上縁部１６Ａから下縁部１６Ｂに連続して形成されている。
マスキングＭを施した領域の面積は、金属極本体１６の対向面１６Ｅの面積（タブ部１８を除く）に対し４２％であった。その他の構成については、実施例２と同様である。
【００５４】
（比較例６）
比較例６では、金属極本体１６は、マグネシウム合金の金属板で形成されている。
マスキングＭは、金属極本体１６の対向面１６Ｅにおける上縁部１６Ａに沿って延びる領域４０Ｃに設けられ、マスキングＭの幅Ｗを金属極本体１６の上縁部１６Ａから２０ｍｍ形成した。さらに、比較例６では、マスキングＭは、一方の側縁部１６Ｃから他方の側縁部１６Ｄに連続して形成されている。
マスキングＭを施した領域の面積は、金属極本体１６の対向面１６Ｅの面積（タブ部１８を除く）に対し２２％であった。その他の構成については、実施例１と同様である。
【００５５】
（比較例７）
比較例７では、金属極本体１６は、マグネシウム合金の金属板で形成されている。
マスキングＭは、金属極本体１６の対向面１６Ｅにおける下縁部１６Ｂに沿って延びる領域４０Ｄに設けられ、マスキングＭの幅Ｗを金属極本体１６の下縁部１６Ｂから１０ｍｍ形成した。さらに、比較例７では、マスキングＭは、一方の側縁部１６Ｃから他方の側縁部１６Ｄに連続して形成されている。
マスキングＭを施した領域の面積は、金属極本体１６の対向面１６Ｅの面積（タブ部１８を除く）に対し１１％であった。その他の構成については、実施例１と同様である。
【００５６】
（比較例８）
比較例８では、金属極本体１６は、マグネシウム合金の金属板で形成されている。
マスキングＭは、金属極本体１６の対向面１６Ｅにおける両側縁部１６Ｃ，１６Ｄに沿って延びる領域４０Ａ，４０Ｂに設けられ、マスキングＭの幅Ｗを金属極本体１６の両側縁部１６Ｃ，１６Ｄからそれぞれ幅方向に３０ｍｍずつ形成した。
また、比較例８では、上記した実施例５と異なり、マスキングＭを金属極本体１６の上縁部１６Ａから下縁部１６Ｂにかけて連続して形成するのではなく、マスキングＭの下端を金属極本体１６の下縁部１６Ｂから上方に５４ｍｍ移動した位置としている。すなわち、金属極本体１６の下縁部１６Ｂから上方に５４ｍｍの領域にはマスキングＭが施されていない。
マスキングＭを施した領域の面積は、金属極本体１６の対向面１６Ｅの面積（タブ部１８を除く）に対し１３％であり、このマスキングＭの長さは、金属極本体１６の側縁部１６Ｃの長さ（上縁部１６Ａから下縁部１６Ｂまでの長さ）の４０％となっている。その他の構成については、実施例５と同様である。
【００５７】
以上のように、作製した実施例１〜２０及び比較例１〜８にかかる空気金属電池１０の電池性能を確認するため、この空気金属電池１０を１Ａの電流値で、カットオフ（cutoff）電圧（０Ｖ）になるまで放電を行い、この放電動作における金属極１５の脱落の有無、及び、金属極１５の利用率を算出した。その結果を表１に示す。
【００５８】
表１には、空気極と対向する金属極本体の対向面積、マスキングＭ部分の面積、空気極と対向する金属極本体の対向面積に対するマスキングＭの割合、マスキングＭの位置及び幅、側縁部の長さの割合、マスキング材料、金属極本体の材料、金属極本体の脱落の有無、及び利用率をそれぞれ併記した。
【００５９】
マスキングＭの位置及び幅の表記については、金属極本体１６の各縁部に沿って延びる領域を左、右（タブが形成されている側）、上、下の順番で幅を記載している。例えば、実施例１では、金属極本体１６の右側の側縁部１６Ｃに沿って延びる領域４０Ａにのみ、３ｃｍのマスキングＭが形成されているため、［０、３、０、０］と表記した。
また、金属極本体１６の脱落の有無は、マスキングＭを施した部分を除き、金属極本体１６に残存する未反応部分の金属（マグネシウム）重量を、空気金属電池１０の使用前後でそれぞれ測定し、この使用前の重量に対する比率が５０％以上のものは、脱落が有ったものとして×と記載し、２０％以上５０％未満のものは△、２０％未満のものは、脱落が無かったものとして○と記載した。
また、利用率は、以下の計算式によって算出した。
利用率（％）＝（１Ａ放電させたときに得られた容量／マグネシウム極の理論容量（２２００ｍＡｈ／ｇ））×１００。
【００６０】
【表１】
0005841472.tif 000002
なお、表１において、実施例１６は、下部を１０ｍｍ空けたもの、実施例１７は上部を１０ｍｍ空けたもの、実施例１８は上部・下部をそれぞれ１０ｍｍ空けたもの、実施例１９は下部を３６ｍｍ空けたもの、実施例２０は下部を４５ｍｍ空けたもの、比較例７は下部を５４ｍｍ空けたものである。
【００６１】
表１に示すように、実施例１〜２０は、いずれも金属極本体１６の脱落も無く、金属極本体１６の利用率も８０％以上であった。また、実施例３〜５、実施例９〜１５においては、マスキング材料または金属負極を夫々変化させてものであるが、マスキング材料等を変化させても同様の結果が得られることが確認された。
また、実施例１６〜２０は、タブ部１８側に位置する金属極本体１６の側縁部に沿ってマスキングＭを施し、マスキングＭは側縁部の長さの５０％以上の長さを有するもの（金属極本体１６の上縁部（一の側縁部）１６Ａから下縁部（他の側縁部）１６Ｂに連続して形成していないもの）であるが、夫々長さを変化させても５０％以上の長さを有するものであれば同様の結果が得られることが確認された。
これに対して、比較例１、比較例３、４では、マスキングＭの割合が少なく、比較例６、７では、タブ部１８側に位置する金属極本体１６の側縁部１６Ｃに沿ってマスキングＭを施していないため、金属極１５の補強効果が見られず、それぞれ金属極本体１６の脱落が見られる結果となった。
また、比較例２、５では、マスキングＭの割合を大きくしたもので、金属極１５の補強効果は見られるものの、空気極１３と対向する金属極１５の反応面積が小さくなるため電流密度が大きくなり、空気極１３および金属極（マグネシウム極）１５の分極が大きくなるため、利用率が実施例１〜２０に比べ劣るものであった。
【００６２】
以上、説明したように、本実施形態によれば、電解液３７を介して空気極１３に対向配置される金属極１５を備え、金属極１５は、略矩形状の金属板を備えてなる金属極本体１６と、この金属極本体１６の上縁部１６Ａに設けられたタブ部１８とを備えてなる空気金属電池１０において、金属極１５は、空気極１３と対向する金属極本体１６の対向面１６Ｅの一部に絶縁素材によるマスキングＭが施され、マスキングＭは、金属極１５が空気極１３と対向する対向面１６Ｅの面積に対して１０％以上３３％以下としたため、金属極１５の反応の遅い部分の脱落を抑制できるとともに、当該金属極１５の利用率の向上を図ることができる。
また、本実施形態によれば、マスキングＭは、少なくともタブ部１８側に位置する金属極本体１６の側縁部１６Ｃに沿って形成されているため、タブ部１８に電流が集中することによる、当該タブ部１８付近で金属極１５の脱落や破断を防止できると共に、マスキングＭにより金属極本体１６を側縁部１６Ｃに沿って補強することができ、このマスキングＭの境界部分で金属極１５の脱落や破断を抑制できる。
さらに、本実施形態によれば、マスキングＭは、側縁部１６Ｃ，１６Ｄの長さの５０％以上の長さを備えているため、金属極本体１６の補強を行うことが可能であり、金属極１５の脱落を抑制することが可能である。
【００６３】
また、本実施形態によれば、マスキングＭは、金属極本体１６の両側縁部１６Ｃ，１６Ｄに沿ってそれぞれ形成されているため、金属極本体１６を両側縁部１６Ｃ，１６Ｄに沿って設けられたマスキングＭによって補強することができ、反応の遅い部分の金属極１５の脱落を防止でき、当該金属極１５の利用率の向上を図ることができる。
【００６４】
また、本実施形態によれば、マスキングＭは、金属極本体１６の周縁部に沿って形成されているため、金属極本体１６の周縁部をマスキングによって補強することができ、反応の遅い部分の金属極１５の脱落を防止でき、当該金属極１５の利用率の向上を図ることができる。
【００６５】
以上、本実施形態では、空気極１３と対向する金属極１５として主にマグネシウム合金を用いて、マスキング材料として主にアクリル樹脂を用いた例を示したが、これに限定されることなく、例えば、マスキング材料、金属負極を夫々変化させた場合にも同様の結果を得られる。
【００６６】
また、本実施形態によれば、マスキングＭは、金属極本体１６にのみ形成した例を示したが、タブ部１８に形成しても良い。マスキングＭを金属極本体１６及びタブ部１８に施すことにより、金属極１５の補強を行うことが可能である。
【符号の説明】
【００６７】
１０  空気金属電池
１１  支持枠体
１３  空気極
１５  金属極
１６  金属極本体
１６Ａ  上縁部（一の縁部）
１６Ｂ  下縁部
１６Ｃ  側縁部
１６Ｄ  側縁部
１６Ｅ  対向面
１７  負極端子
１８  タブ部
２３Ａ  開口部
３７  電解液
Ｍ  マスキング
Ｗ  幅
【図１】
0005841472.tif 000003
【図２】
0005841472.tif 000004
【図３】
0005841472.tif 000005
【図４】
0005841472.tif 000006
【図５】
0005841472.tif 000007