(57)【要約】【課題】発電時にマグネシウムを主成分とする負極板を均一に消耗させることができ、発電時間を可及的に延ばすことができるマグネシウム空気電池を提供する。【解決手段】マグネシウムを主成分とする負極板２と、カーボンを主成分とする正極板３と、負極板２と正極板３との間に配置され、少なくとも塩分が含浸された後に乾燥されて成り、水分が供給されると塩分が浸出する塩分乾燥シート４と、少なくとも負極板２と塩分乾燥シート４と正極板３とを囲繞する熱収縮チューブ５とを備え、熱収縮チューブ５の一端の開口が、熱収縮チューブ５の内部に水分を導いて塩分乾燥シート４に水分を供給するための水分導入口５ａであり、熱収縮チューブ５に熱が付与されて熱収縮チューブ５が熱収縮されることにより、負極板２と正極板３との間に少なくとも塩分乾燥シート４が挟持された状態となっている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マグネシウムを主成分とする負極板と、
カーボンを主成分とする正極板と、
前記負極板と前記正極板との間に配置され、少なくとも塩分が含浸された後に乾燥されて成り、水分が供給されると塩分が浸出する塩分乾燥シートと、
少なくとも前記負極板と前記塩分乾燥シートと前記正極板とを囲繞する熱収縮チューブとを備え、
前記熱収縮チューブの一端の開口が、前記熱収縮チューブの内部に水分を導いて前記塩分乾燥シートに水分を供給するための水分導入口であり、
前記熱収縮チューブに熱が付与されて前記熱収縮チューブが熱収縮されることにより、前記負極板と前記正極板との間に少なくとも前記塩分乾燥シートが挟持された状態となっている、ことを特徴とするマグネシウム空気電池。
【請求項２】
前記負極板がマグネシウムを主成分とするマグネシウム板であり、
前記正極板がカーボンを主成分とする前記マグネシウム板よりも軟らかいカーボンシートであり、
前記カーボンシートの前記塩分乾燥シートとは反対側の面に、前記カーボンシートを覆うように前記カーボンシートよりも硬い導電性の金属板が配置され、
前記熱収縮チューブが、少なくとも前記マグネシウム板と前記塩分乾燥シートと前記カーボンシートと前記金属板とを囲繞し、
前記熱収縮チューブに熱が付与されて前記熱収縮チューブが熱収縮されることにより、前記金属板と前記マグネシウム板との間に、少なくとも前記塩分乾燥シートおよび前記カーボンシートが挟持された状態となっている、ことを特徴とする請求項１に記載のマグネシウム空気電池。
【請求項３】
前記熱収縮チューブの内面と前記マグネシウム板との間に配置され、端部が前記熱収縮チューブの外部に突出された負極リード線と、
前記熱収縮チューブの内面と前記金属板との間に配置され、端部が前記熱収縮チューブの外部に突出された正極リード線とを備え、
前記熱収縮チューブに熱が付与されて前記熱収縮チューブが熱収縮されることにより、前記熱収縮チューブの内面と前記マグネシウム板との間に前記負極リード線が挟持され、前記熱収縮チューブの内面と前記金属板との間に前記正極リード線が挟持された状態となっている、ことを特徴とする請求項２に記載のマグネシウム空気電池。
【請求項４】
前記マグネシウムを主成分とする負極板と前記塩分乾燥シートとの間に、何も含浸されていないスペーサー乾燥シートが介在されている、ことを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載のマグネシウム空気電池。
【請求項５】
前記塩分乾燥シートおよび前記スペーサー乾燥シートの少なくとも一方に、皺が形成されている、ことを特徴とする請求項４に記載のマグネシウム空気電池。
【請求項６】
前記マグネシウムを主成分とする負極板の前記塩分乾燥シート側の面に、複数の凹凸部が形成されている、ことを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載のマグネシウム空気電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マグネシウムと酸素を用いて発電するマグネシウム空気電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
マグネシウム空気電池として、マグネシウムからなる負極板と、ステンレスや銅等からなる正極板と、正極板の負極板側の面に積層された活性炭からなる正極活性体と、正極活性体と負極板との間に介設された電解質層とを備えたものが知られている（特許文献１参照）。電解質層は、塩化ナトリウムを含有する電解液が浸透された後に乾燥されたパルプと不織布の混合素材からなり、発電前には乾燥状態となっている。
【０００３】
このマグネシウム空気電池を使用するときには、正極板に繋げた正極リート線と負極板に繋げた負極リード線との間に負荷（発光ダイオード、モーター等）を接続し、乾燥状態のパルプと不織布の混合素材に水分を供給する。すると、混合素材から電解液の成分が滲出し、電解液が負極板と正極活性体との間に介在した状態となる。よって、反応が開始され、発電が生じ、負荷に電流が流れる。
【０００４】
かかるマグネシウム空気電池においては、使用前（発電開始前）には電解質層を構成するパルプと不織布の混合素材が乾燥状態となっており、液体を含んでいないため、保存する際に液漏れが生じる心配がない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１６−４６９３号公報
【特許文献２】特開２００１−３１３４２８号公報
【特許文献３】特開２００４−８７８０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、この種のマグネシウム空気電池においては、マグネシウムからなる負極板とステンレス等からなる正極板との間に、活性炭からなる正極活性体、パルプと不織布の混合素材からなる電解質層が挟まれた状態となっているが、これらを積層した状態で固定する構造ついては、従来、別段工夫されておらず、例えば、積層体の長手方向に間隔を隔ててテープを複数巻き付ける等して、積層状態を保持していた。
【０００７】
しかし、この構造では、積層体のテープが巻き付けられた部分には押圧力（テープ巻付力）が加わるが、積層体のテープが巻き付けられていない部分には押圧力が加わらない。このため、発電時に、テープが巻き付けられた部分の負極板（マグネシウム板）の腐食（消耗）は進行するものの、テープが巻き付けられていない部分の負極板（マグネシウム板）は消耗しきれていない状態で発電が終了してしまう。また、積層体の全面を覆うようにテープを隙間無く巻き付けたとしても、均一の力で巻き付けることは困難である。従って、負極板（マグネシウム板）を均一に消耗させることができず、消耗されない部分が残ってしまうため、発電時間が短くなってしまい、改善の余地が残されていた。
【０００８】
なお、熱収縮チューブの熱収縮による締付力を利用して部品を保持するようにした発明として、積層型圧電アクチュエータに熱収縮チューブを用いたもの（特許文献２参照）、半導体パッケージに熱収縮チューブを利用したもの（特許文献３参照）が知られている。しかし、これらは、熱収縮チューブの収縮力によって部品を保持固定するものに過ぎず、本発明のようにマグネシウム空気電池の電極板等の積層体を熱収縮チューブで均一に締め付けることで、反応（腐食）の均一化を図ったものとは技術思想が相違する。
【０００９】
以上の事情考慮して創案された本発明の目的は、発電時にマグネシウムを主成分とする負極板を均一に消耗させることができ、発電時間を可及的に延ばすことができるマグネシウム空気電池を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成すべく創案された本発明によれば、マグネシウムを主成分とする負極板と、カーボンを主成分とする正極板と、負極板と正極板との間に配置され、少なくとも塩分が含浸された後に乾燥されて成り、水分が供給されると塩分が浸出する塩分乾燥シートと、少なくとも負極板と塩分乾燥シートと正極板とを囲繞する熱収縮チューブとを備え、熱収縮チューブの一端の開口が、熱収縮チューブの内部に水分を導いて塩分乾燥シートに水分を供給するための水分導入口であり、熱収縮チューブに熱が付与されて熱収縮チューブが熱収縮されることにより、負極板と正極板との間に少なくとも塩分乾燥シートが挟持された状態となっている、ことを特徴とするマグネシウム空気電池が提供される。
【００１１】
本発明に係るマグネシウム空気電池においては、負極板がマグネシウムを主成分とするマグネシウム板であり、正極板がカーボンを主成分とするマグネシウム板よりも軟らかいカーボンシートであり、カーボンシートの塩分乾燥シートとは反対側の面に、カーボンシートを覆うようにカーボンシートよりも硬い導電性の金属板が配置され、熱収縮チューブが、少なくともマグネシウム板と塩分乾燥シートとカーボンシートと金属板とを囲繞し、熱収縮チューブに熱が付与されて熱収縮チューブが熱収縮されることにより、金属板とマグネシウム板との間に、少なくとも塩分乾燥シートおよびカーボンシートが挟持された状態となっていてもよい。
【００１２】
本発明に係るマグネシウム空気電池においては、熱収縮チューブの内面とマグネシウム板との間に配置され、端部が熱収縮チューブの外部に突出された負極リード線と、熱収縮チューブの内面と金属板との間に配置され、端部が熱収縮チューブの外部に突出された正極リード線とを備え、熱収縮チューブに熱が付与されて熱収縮チューブが熱収縮されることにより、熱収縮チューブの内面とマグネシウム板との間に負極リード線が挟持され、熱収縮チューブの内面と金属板との間に正極リード線が挟持された状態となっていてもよい。
【００１３】
本発明に係るマグネシウム空気電池においては、マグネシウムを主成分とする負極板と塩分乾燥シートとの間に、何も含浸されていないスペーサー乾燥シートが介在されていてもよい。
【００１４】
本発明に係るマグネシウム空気電池においては、塩分乾燥シートおよびスペーサー乾燥シートの少なくとも一方に、皺が形成されていてもよい。
【００１５】
本発明に係るマグネシウム空気電池においては、マグネシウムを主成分とする負極板の塩分乾燥シート側の面に、複数の凹凸部が形成されていてもよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係るマグネシウム空気電池によれば、次のような作用・効果を発揮できる。
（１）熱収縮チューブの一端の開口である水分導入口から熱収縮チューブの内部に水分を供給すると、塩分乾燥シートが水分に濡らされて塩分乾燥シートから塩分が浸出し、マグネシウムを主成分とする負極板とカーボンを主成分とする正極板との間に塩水がサンドイッチされたように介在する状態となる。よって、効率よく発電できる。
（２）水分を供給する前、塩分乾燥シートの塩分が乾燥状態となっているので、塩分によってマグネシウムを主成分とする負極板が腐食される事態を抑制できる。よって、発電しない状態での保存耐久性を高められる。
（３）熱収縮チューブの熱収縮によって、積層された負極板と塩分乾燥シートと正極板とが場所に因らず略均一に互いに押し付けられるため、発電時に負極板が場所に因らず略均一に消耗（腐食）する。よって、発電時間を可及的に延ばすことができる。
（４）熱収縮チューブが、正極板と負極板との間に塩分乾燥シートを押圧して保持する押圧力付与部材として機能するのみならず、保水ケースおよび絶縁カバーとしても機能するので、保水ケースおよび絶縁カバーを別途設ける必要がなく、低コスト化を推進できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態に係るマグネシウム空気電池の外観図であり、（ａ）は正面からの斜視図、（ｂ）は背面からの斜視図である。
【図２】第１実施形態に係るマグネシウム空気電池の構造図であり、（ａ）は側断面図、（ｂ）は分解図である。
【図３】第１実施形態に係るマグネシウム空気電池の部品図であり、（ａ）は塩分乾燥シートの斜視図、（ｂ）はスペーサー乾燥シートの斜視図、（ｃ）はマグネシウム板の変形例を示す斜視図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係るマグネシウム空気電池の外観図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は側断面図である。
【図５】本発明の第３実施形態に係るマグネシウム空気電池（ＬＥＤ一体タイプ）の外観図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は側断面図である。
【図６】本発明の第４実施形態に係るマグネシウム空気電池（ＬＥＤ別体タイプ）の外観図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は側断面図、（ｃ）はＬＥＤが無いコネクタの変形例を示す側断面図である。
【図７】本発明の第５実施形態に係るマグネシウム空気電池の外観図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は側断面図である。
【図８】本発明の第６実施形態に係るマグネシウム空気電池の外観図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易にするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
【００１９】
（マグネシウム空気電池１の概要）
図１に本発明の第１実施形態に係るマグネシウム空気電池１の外観を示し、図２にそのマグネシウム空気電池１の内部構造を示す。本実施形態に係るマグネシウム空気電池１は、マグネシウムを主成分とする負極板２と、カーボンを主成分とする正極板３と、負極板２と正極板３との間に配置された塩分乾燥シート４と、少なくとも負極板２と塩分乾燥シート４と正極板３とを囲繞する熱収縮チューブ５とを備えている。
【００２０】
塩分乾燥シート４は、少なくとも塩分が含浸された後に乾燥されて成り、水分が供給されると塩分が浸出するシートである。熱収縮チューブ５の一端の開口は、熱収縮チューブ５の内部に水分を導いて塩分乾燥シート４に水分を供給するための水分導入口５ａとなっている。熱収縮チューブ５には熱が付与されており、熱収縮チューブ５が熱収縮され、負極板２と正極板３との間に少なくとも塩分乾燥シート４が挟持されて押圧された状態となっている。
【００２１】
図２に示すように、このマグネシウム空気電池１においては、熱収縮チューブ５の内部に、上述した構成要素（負極板２、正極板３、塩分乾燥シート４）の他に、スペーサー乾燥シート６および導電性の金属板７が積層されて配設されている。熱収縮チューブ５内にて積層された、負極板２、スペーサー乾燥シート６、塩分乾燥シート４、正極板３、金属板７が１つの発電ユニット８を構成する。
【００２２】
本実施形態では、熱収縮チューブ５内において、発電ユニット８が２つ重ねられているが、３つ以上重ねてもよく、１つでも構わない。重ねる発電ユニット８の数を増すことで発電時の電圧値が増大する。また、各発電ユニット８を構成する板体の面積を増すことで発電時の電流値が増大する。以下、本実施形態に係るマグネシウム空気電池１の各構成要素について説明する。
【００２３】
（負極板２）
図１、図２に示す負極板２は、マグネシウムを主成分とするマグネシウム板２からなっている。マグネシウムを主成分とするとは、マグネシウムの成分割合が最も高い意味であり、例えば、Ａｌが３％、Ｚｎが１％、Ｍｇが残部％のマグネシウム合金（ＡＺ３１）等が用いられる。但し、この成分割合に限定されない。
【００２４】
マグネシウム板２は、長方形の板体（長さ５０ｍｍ、幅１０ｍｍ、厚さ０．５ｍｍ）からなる。但し、この寸法に限定されない。図２（ｂ）において、上側の発電ユニット８の負極板２、すなわち熱収縮チューブ５の内面に接する負極板２の端部には、熱収縮チューブ５の水分導入口５ａとは反対側の開口から突出する負極舌部２ａが、開口の幅方向に偏らされて形成されている。負極舌部２ａは、電力取出用のマイナス端子となる。
【００２５】
（正極板３）
図１、図２に示す正極板３は、カーボンを主成分とするマグネシウム板２よりも軟らかいカーボンシート３からなっている。カーボンを主成分とするとは、カーボンの成分割合が最も高い意味であり、活性炭などのカーボンが殆どの割合を占め、残部不可避物質からなるカーボン紙（炭素紙）等が用いられる。
【００２６】
カーボンシート（炭素紙）３は、長方形状のシート体（長さ５０ｍｍ、幅１０ｍｍ、厚さ０．１ｍｍ）からなる。但し、この寸法に限定されない。カーボンシート３は、図２（ｂ）に示すように、本実施例では一つの発電ユニット８について２枚積層されているが、１枚でも３枚以上でもよい。カーボンシート３には、炭素紙の他、炭素繊維シート、活性炭シート、活性炭繊維シート、黒鉛シート等を用いてもよい。
【００２７】
（塩分乾燥シート４）
図１、図２に示す塩分乾燥シート４は、塩水が含浸された後に乾燥された紙（あずみ紙）からなっている。但し、紙（あずみ紙）に限定されず、不織布等でもよい。塩水には、例えば、２００ｃｃの水に、４０ｃｃの塩を溶解したものが用いられる。但し、この塩分濃度に限定されない。塩水には、電解液としての機能を妨げなければ、塩以外のものが混ざっていてもよく、海水等を用いてもよい。
【００２８】
塩分乾燥シート４は、長方形状のシート体（長さ５０ｍｍ、幅１０ｍｍ、厚さ０．１ｍｍ）からなる。但し、この寸法に限定されない。塩分乾燥シート４は、図２（ｂ）に示すように、本実施例では一つの発電ユニット８について２枚積層されているが、１枚でも３枚以上でもよい。塩分乾燥シート４には、図３（ａ）に示すように、皺９がシート４の長手方向に沿って形成されている。
【００２９】
（熱収縮チューブ）
図１、図２に示す熱収縮チューブ５は、少なくとも負極板２と塩分乾燥シート４と正極板３とを囲繞するものであり、熱が付与されて熱収縮され、負極板２と正極板３との間に少なくとも塩分乾燥シート４を挟持して押圧状態とする機能を有する。熱収縮チューブ５の材質には、ポリオレフィン、ＰＶＣ、ＰＥＴ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ、ＰＶＤＦ等の不導体が用いられる。
【００３０】
熱収縮チューブ５の一端の開口は、熱収縮チューブ５の内部に水分を導いて塩分乾燥シート４に水分を供給するための水分導入口５ａとなっている。また、熱収縮チューブ５は、水分導入口５ａから内部に供給された水の保水ケースとしても機能し、且つ、負極板２および正極板３を覆う絶縁カバーとしても機能する。
【００３１】
（金属板７）
図１、図２に示すように、本実施形態に係るマグネシウム空気電池１においては、正極板（カーボンシート）３の塩分乾燥シート４とは反対側の面に、カーボンシート３を覆うように成形された金属板７が配置されている。金属板７の材質には、カーボンシート３よりも硬い銅やステンレス等の導電性の材料が用いられる。
【００３２】
金属板７は、長方形の板体（長さ５０ｍｍ、幅１０ｍｍ、厚さ０．１ｍｍ）からなっている。但し、この寸法に限定されない。図２（ｂ）において、下側の発電ユニット８の金属板７、すなわち熱収縮チューブ５の内面に接する金属板７の端部には、熱収縮チューブ５の水分導入口５ａとは反対側の開口から突出する正極舌部７ａが、開口の幅方向に負極舌部２ａとは反対側に偏らされて形成されている。正極舌部７ａは、電力取出用のプラス端子となる。また、図１（ａ）に示すように、熱収縮チューブ５には、正極舌部７ａの近傍に（＋）マーク１０が、負極舌部２ａの近傍に（−）マーク１１が表記されている。
【００３３】
熱収縮チューブ５は、少なくともマグネシウム板２と塩分乾燥シート４とカーボンシート３と金属板７とを囲繞する。そして、熱収縮チューブ５に熱が付与されて熱収縮チューブ５が熱収縮されることにより、比較的硬い金属板７とマグネシウム板２との間に、比較的軟らかい塩分乾燥シート４およびカーボンシート３が挟持されて押圧された状態となっている。
【００３４】
（スペーサー乾燥シート６）
図１、図２に示すように、本実施形態に係るマグネシウム空気電池１においては、マグネシウム板２と塩分乾燥シート４との間に、何も含浸されていないスペーサー乾燥シート６が介在されている。スペーサー乾燥シート６は、乾燥された紙（あずみ紙）からなっている。但し、紙（あずみ紙）に限定されず、不織布等でもよい。
【００３５】
スペーサー乾燥シート６は、長方形状のシート体（長さ５０ｍｍ、幅１０ｍｍ、厚さ０．１ｍｍ）からなる。但し、この寸法に限定されない。スペーサー乾燥シート６は、図２（ｂ）に示すように、本実施例では一つの発電ユニット８について２枚積層されているが、１枚でも３枚以上でもよい。スペーサー乾燥シート６には、図３（ｂ）に示すように、皺９がシートの長手方向に沿って形成されている。
【００３６】
（発電）
図１に示す本実施形態に係るマグネシウム空気電池１を使用（発電）するときには、負極舌部２ａに繋げた負極リード線と正極舌部７ａに繋げた正極リード線との間に負荷（発光ダイオード１２、モーター等）を接続し、水分導入口５ａから熱収縮チューブ５の内部に水分を供給する。具体的には、熱中縮チューブ５の側部を摘んで立てた姿勢とし、チューブ下端の水分導入口５ａを水たまり（真水でなくてもよい）に浸ける。
【００３７】
すると、スペーサー乾燥シート６および塩分乾燥シート４の端部が水に浸漬された状態となり、毛細管現象によって水が吸い上げられ、スペーサー乾燥シート６が水で濡らされると共に、塩分乾燥シート４が水分に濡らされて塩分乾燥シート４から塩分が浸出し、マグネシウムを主成分とする負極板２とカーボンを主成分とする正極板３との間に塩水がサンドイッチされたように介在する状態となる。この結果、効率よく発電できる。
【００３８】
（作用・効果）
図１、図２に示すように、本実施形態に係るマグネシウム空気電池１においては、熱収縮チューブ５に熱が付与されて熱収縮チューブ５が熱収縮されることにより、負極板２と正極板３との間にスペーサー乾燥シート６および塩分乾燥シート４が挟持された状態となっている。熱収縮チューブ５の熱収縮によって、積層された負極板２とスペーサー乾燥シート６と塩分乾燥シート４と正極板３とが場所に因らず略均一に互いに押し付けられるため、発電時に負極板２が場所に因らず略均一に消耗（腐食）する。よって、負極板２が適切に消耗（腐食）し切ってから発電が終了することになり、発電時間を可及的に延ばすことができる。
【００３９】
一方、従来のように積層体（負極板２、塩分乾燥シート４、正極板３等）に長手方向に間隔を隔ててテープを巻き付けた構造であると、積層体のテープが巻き付けられた部分には押圧力（テープ巻付力）が加わるが、積層体のテープが巻き付けられていない部分には押圧力が加わらない。このため、発電時に、テープが巻き付けられた部分の負極板（マグネシウム板）２の腐食（消耗）は進行するものの、テープが巻き付けられていない部分の負極板（マグネシウム板）２は消耗（腐食）しきれていない状態で発電が終了してしまう。また、積層体の全面を覆うようにテープを隙間無く巻き付けたとしても、全面を均一の力で巻き付けることは困難である。従って、負極（マグネシウム板）２を均一に消耗（腐食）させることができず、消耗されない部分が残ってしまうため、発電時間が短くなってしまっていたが、本実施形態によればこれを改善できる。なお、発電時の反応によって電池内部に熱が生じるので、その熱によって収縮（僅かに収縮）する収縮温度の熱収縮チューブ５を用いれば、発電時に熱収縮チューブ５が収縮して締め付け力を適切に確保できる。
【００４０】
また、本実施形態に係るマグネシウム空気電池１においては、製造する際に、熱収縮チューブ５への熱供給量を管理することで、熱収縮チューブ５の熱収縮量を管理できるため、熱収縮による押付力を適切に管理できる。熱収縮チューブ５への熱供給量の管理は、例えば、熱収縮チューブ５を収容する加熱庫の温度および収容時間の管理することで達成できる。よって、電池１を量産する際、個々の電池１の発電性能を均一にできる。
【００４１】
一方、従来のように積層体（負極板２、塩分乾燥シート４、正極板３等）をテープで巻いて保持する構造であると、テープによる締め付け力を一定に管理することは、実際には困難である。従って、量産された個々の電池の発電性能にバラツキが生じる可能性があるが、本実施形態によればこれを改善できる。
【００４２】
本実施形態に係るマグネシウム空気電池１においては、熱収縮チューブ５が、正極板３と負極板２との間に塩分乾燥シート４を押圧して保持する押圧力付与部材として機能するのみならず、水分導入口５ａから内部に供給された水の保水ケースとしても機能し、且つ、負極板２、正極板３および金属板７等を覆う絶縁カバーとしても機能する。従って、保水ケースおよび絶縁カバーを別途設ける必要がなく、低コスト化を推進できる。
【００４３】
本実施形態に係るマグネシウム空気電池１においては、水分導入口５ａから熱収縮チューブ５の内部に水分を供給する前、塩分乾燥シート４の塩分が乾燥状態となっているので、塩分によってマグネシウムを主成分とする負極板２が腐食される事態を抑制できる。よって、発電しない状態での保存耐久性を高められる。
【００４４】
（スペーサー乾燥シート６の作用・効果）
本実施形態においては、マグネシウムを主成分とする負極板２と塩分乾燥シート４との間に、何も含浸されていないスペーサー乾燥シート６が介在されている。スペーサー乾燥シート６は、塩分乾燥シート４に水分が供給される前に、塩分乾燥シート４の塩分がマグネシウムを主成分とする負極板２に腐食作用することを抑えるインシュレーターとして機能する。よって、本電池１を乾燥状態で保存するときの保存期間を可及的に延ばすことができる。
【００４５】
（金属板７の作用・効果）
図１、図２に示すように、本実施形態においては、負極板２がマグネシウムを主成分とするマグネシウム板２であり、正極板３がカーボンを主成分とするマグネシウム板２よりも軟らかいカーボンシート（炭素紙）３であり、カーボンシート３の塩分乾燥シート４とは反対側の面に、カーボンシート３を覆うようにカーボンシート３よりも硬い導電性の金属板７が配置されている。そして、熱収縮チューブ５が熱収縮されることにより、金属板７とマグネシウム板２との間に、スペーサー乾燥シート６、塩分乾燥シート４およびカーボンシート３が挟持されて押圧された状態となっている。
【００４６】
このように、比較的軟らかいスペーサー乾燥シート６、塩分乾燥シート４およびカーボンシート３が、比較的硬いマグネシウム板２と金属板７との間に挟まれているため、これらが安定して場所に因らず略一定の圧力で挟持される。よって、反応が場所によって偏ることを抑制でき、電力を効率よく発生させることができる。
【００４７】
（皺９の作用・効果）
図３（ａ）、図３（ｂ）に示すように、本実施形態においては、塩分乾燥シート４およびスペーサー乾燥シート６に、皺９が形成されている。この構成によれば、水分導入口５ａから熱収縮チューブ５内の水分が供給されて、負極板２と正極板３との間に塩水が介在した状態となったとき、各シート４、６に形成された皺９の凹部に空気室が形成されることになるため、発電効率が向上する。
【００４８】
また、皺９が各シート４、６の長手方向に沿って形成されているので、熱収縮チューブ５の下端の水分導入口５ａを水たまり（真水でなくてもよい）に浸けたとき、毛細管現象によって吸い上げられる水分を皺９に沿って各シート４、６の長手方向に導き易く、各シート４、６の各所に適切に水分を供給できる。なお、皺９は、何れか一方のシート（４又は６）に形成されていてもよい。
【００４９】
（負極板２の変形例）
図３（ｃ）に示すように、マグネシウムを主成分とする負極板２の塩分乾燥シート４側の面に、複数の凹凸部１３が形成されていてもよい。負極板（マグネシウム板）２の塩分含浸乾燥シート４側の面に形成された複数の凹凸部１３によって、水分導入口５ａから水分を供給して塩分乾燥シート４から塩分が浸出して生成された塩水とマグネシウム板２とが反応する反応面積が凹凸部１３が無い場合よりも拡大するので、発電時の電流値が増大する。なお、凹凸部１３は省略できる。
【００５０】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態に係るマグネシウム空気電池１ａを図４（ａ）、図４（ｂ）に示す。第２実施形態に係るマグネシウム空気電池１ａは、負極舌部２ａの代わりに負極リード線１４を有し、正極舌部７ａの代わりに正極リード線１５を有する点が、第１実施形態に係るマグネシウム空気電池１とは相違し、その他は同様の構成である。よって、第１実施形態と同様の構成要素については同一の符号を付して説明を省略し、相違点のみを説明する。
【００５１】
図４（ａ）、図４（ｂ）に示すように、第２実施形態に係るマグネシウム空気電池１ａにおいては、熱収縮チューブ５の内面とマグネシウム板２との間に配置され、端部が熱収縮チューブ５の外部に突出された負極リード線１４と、熱収縮チューブ５の内面と金属板７との間に配置され、端部が熱収縮チューブ５の外部に突出された正極リード線１５とを備えている。そして、熱収縮チューブ５に熱が付与されて熱収縮チューブ５が熱収縮されることにより、熱収縮チューブ５の内面とマグネシウム板２との間に負極リード線１４が挟持され、熱収縮チューブ５の内面と金属板７との間に正極リード線１５が挟持された状態となっている。
【００５２】
熱収縮チューブ５には、負極リード線１４が突出された側の側面に（−）マーク１１が表示され、正極リード線１５が突出された側の側面に（＋）マーク（図示せず）が表記されている。なお、本実施形態では、熱収縮チューブ５に対する正極リード線１５の差し込み長さを負極リード線１４の差し込み長さより長くして正極と負極の区別を更に明確にしているが、（−）マーク１１および（＋）マークが表記されていれば、負極リード線１４および正極リード線１５の差し込み長さを等しくしてもよい。
【００５３】
第２実施形態に係るマグネシウム空気電池１ａによれば、熱収縮チューブ５の熱収縮による締付力を、マグネシウム板２と金属板７との間にスペーサー乾燥シート６、塩分乾燥シート４およびカーボンシート３を挟み込んで相互に押し付ける挟持力として利用するのみならず、負極リード線１４をマグネシウム板２に押し付けて保持し、正極リード線１５を金属板７に押し付けて保持する保持力としても利用している。すなわち、負極リード線１４を半田付け等を用いることなくマグネシウム板２に保持固定でき、正極リード線１５を半田付け等を用いることなく金属板７に保持固定できるので、製造コストが安くなる。第２実施形態においても、第１実施形態と同様の作用効果を奏することは勿論である。
【００５４】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態に係るマグネシウム空気電池１ｂを図５（ａ）、図５（ｂ）に示す。第３実施形態に係るマグネシウム空気電池１ｂは、発光ダイオード（ＬＥＤ）１２が付設されているＬＥＤ付設型マグネシウム空気電池である。ＬＥＤ１２の負極リード線（カソード）１６がマグネシウム板２に接続され、ＬＥＤ１２の正極リード線（アノード）１７が金属板７に接続されている。各リード線１６、１７の接続には、第２実施形態と同様に、熱収縮チューブ５の熱収縮を利用している。すなわち、熱収縮チューブ５の熱収縮によって、ＬＥＤ１２の負極リード線１６を熱収縮チューブ５の内面とマグネシウム板２との間に挟持し、ＬＥＤ１２の正極リード線１７を熱収縮チューブ５の内面と金属板７との間に挟持している。
【００５５】
第３実施形態に係るマグネシウム空気電池１ｂによれば、第２実施形態と同様に、熱収縮チューブ５の熱収縮による締付力を、マグネシウム板２と金属板７との間にスペーサー乾燥シート６、塩分乾燥シート４およびカーボンシート３を挟み込んで相互に押し付ける挟持力として利用するのみならず、ＬＥＤ１２の負極リード線１６をマグネシウム板２に押し付けて保持し、ＬＥＤ１２の正極リード線１７を金属板７に押し付けて保持する保持力としても利用している。すなわち、半田付け等を用いることなくＬＥＤ１２を装着でき、製造コストが安くなる。
【００５６】
また、このマグネシウム空気電池１ｂによれば、正極板２と負極板３との間に介在されたスペーサー乾燥シート６、塩分乾燥シート４、これらシート４、６の皺９（図３（ａ）、図３（ｂ）参照）の凹部に形成された空気室によって所定の内部抵抗が生じるため、ＬＥＤ１２の負極リード線１６または正極リード線１７に別途抵抗を設けることなく、ＬＥＤ１２を点灯させることができる。なお、第３実施形態においても、第１実施形態と同様の作用効果を奏することは勿論である。
【００５７】
（第４実施形態）
本発明の第４実施形態に係るマグネシウム空気電池１ｃを図６（ａ）、図６（ｂ）、図６（ｃ）に示す。第４実施形態に係るマグネシウム空気電池１ｃは、熱収縮チューブ５の対向する側面に孔１８、１９を形成し、一方の孔１８から負極板２の一部を露出させ、他方の孔１９から金属板７の一部を露出させ、これらを電力取出部としたものである。熱収縮チューブ５には、負極板２の一部が露出された側の側面に（−）マーク１１が表記され、金属板７の一部が露出された側の側面に（＋）マーク（図示せず）が表記されている。このマグネシウム空気電池１ｃには、電力取出用コネクタ２０が着脱される。
【００５８】
電力取出用コネクタ２０は、樹脂等の絶縁体からなるベース板２１と、ベース板２１に貫通して装着された負極端子板２２および正極端子板２３を有する。負極端子板２２と正極端子板２３とは平行であり、それらの間隔はマグネシウム空気電池１ｃの厚さに合わせられている。電力取出用コネクタ２０は、負極端子板２２と正極端子板２３との間にマグネシウム空気電池１ｃを弾性的に挟み込み、ベース板２１にマグネシウム空気電池１ｃの端部が当接されることで、電池１ｃに対する装着位置が定められる。負極端子板２２には孔１８の位置に合わせて球面状の凸部２４が形成され、正極端子板２３には孔１９の位置に合わせて球面状の凸部２５が形成されている。これにより、電気的接触が確実になると共に、装着時にクリック感が生じ、装着後に外れ難くなる。
【００５９】
電力取出用コネクタ２０は、図６（ａ）、図６（ｂ）に示すように、ＬＥＤ１２が装着されたＬＥＤコネクタでもよいし、図６（ｃ）に示すように何も装着されていない汎用コネクタでもよい。図６（ａ）に示すように、ＬＥＤコネクタ２０の場合、ＬＥＤ１２の負極リード線１６が接続された負極端子板２２に（−）マーク１１が表記され、ＬＥＤ１２の正極リード線１７が接続された正極端子板２３に（＋）マーク１０が表記されており、マグネシウム空気電池１ｃに対するＬＥＤ１２の逆接続を防止している。また、図６（ｃ）に示すように、熱収縮チューブ５に形成される孔１８、１９の位置をずらし、それに合わせて電力取出用コネクタ２０の凸部２４、２５の位置もずらすことで、逆接続を防止するようにしてもよい。ＬＥＤ１２が装着されたコネクタ２０の場合、マグネシウム空気電池１ｃが消耗しきった後、電池１ｃから取り外すことで、ＬＥＤ１２を再使用できる。第４実施形態においても、第１実施形態と同様の作用効果を奏することは勿論である。
【００６０】
（第５実施形態）
本発明の第５実施形態に係るマグネシウム空気電池１ｄを図７（ａ）、図７（ｂ）に示す。第５実施形態に係るマグネシウム空気電池１ｄは、熱収縮チューブ５の内面とマグネシウム板２との間に配置された負極リード線１４と、熱収縮チューブ５の内面と金属板７との間に配置された正極リード線１５とを備えており、負極リード線１４の端部が熱収縮チューブ５の側面に形成された小孔２６から熱収縮チューブ５の外部に突出され、正極リード線１５の端部が熱収縮チューブ５の側面に形成された小孔２７から熱収縮チューブ５の外部に突出されている。
【００６１】
そして、熱収縮チューブ５に熱が付与されて熱収縮チューブ５が熱収縮されることにより、熱収縮チューブ５の内面とマグネシウム板２との間に負極リード線１４が挟持され、熱収縮チューブ５の内面と金属板７との間に正極リード線１５が挟持された状態となっている。第５実施形態においても、図４に示す第２実施形態と同様の作用効果を奏する。
【００６２】
（第６実施形態）
本発明の第６実施形態に係るマグネシウム空気電池１ｅを図８（ａ）、図８（ｂ）に示す。第６実施形態に係るマグネシウム空気電池１ｄは、図８（ｂ）において、上側の発電ユニット８の負極板（マグネシウム板）２、すなわち熱収縮チューブ５の内面に接する負極板２の端部が、熱収縮チューブ５の一方の開口から突出されて屈曲され、負極端子２ａとなっている。また、図８（ｂ）において、下側の発電ユニット８の金属板７、すなわち熱収縮チューブ５の内面に接する金属板７の端部が、熱収縮チューブ５の他方の開口から突出されて屈曲され、正極端子７ａとなっている。図８（ａ）に示すように、熱収縮チューブ５には、負極端子２ａが突出された側の側面に（−）マーク１１が、正極端子７ａが突出された側の側面に（＋）マーク１０が表記されている。負極端子２ａから正極端子７ａまでの長さは、市販の乾電池２８の長さに合わせられている。
【００６３】
かかるマグネシウム空気電池１ｅによれば、図８（ａ）に示すように、市販の乾電池２８を用いる家電製品などに、乾電池２８の代わりに装着できる。また、この第６実施形態においても、第１実施形態と同様の作用効果を奏することは勿論である。
【００６４】
以上、添付図面を参照しつつ本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上述した各実施形態に限定されないことは勿論であり、特許請求の範囲に記載された範疇における各種の変更例又は修正例についても、本発明の技術的範囲に属することは言うまでもない。例えば、スペーサー乾燥シート６および金属板７の少なくとも一方を省略してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明は、例えば、非常用バッテリー、ＬＥＤライト、ローソク（慶事・弔事用等）の代替、携帯電話やスマートホンの充電電源、テレビやラジオの電源などに用いられるマグネシウム空気電池に利用できる。
【符号の説明】
【００６６】
１  マグネシウム空気電池
２  負極板（マグネシウム板）
３  正極板（カーボンシート）
４  塩分乾燥シート
５  熱収縮チューブ
５ａ  水分導入口
６  スペーサー乾燥シート
７  金属板
９  皺
１３  凹凸部
１４  負極リード線
１５  正極リード線
１６  負極リード線
１７  正極リード線
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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