(57)【要約】【課題】容易に高出力化を実現できる空気電池を提供する。【解決手段】正極を、側面が少なくとも１面以上くり抜かれた容器状の箱及び袋である正極取り付け容器のくり抜き部に取り付け、少なくとも１以上の前記正極取り付け容器を電池セル容器中に設けるように構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
負極と正極と電解質とセル容器を備える空気電池において、側面が少なくとも１面以上くり抜かれた袋状の正極取り付け容器のくり抜き部に正極が取り付けられ、少なくとも１以上の前記正極取り付け容器がセル容器内に設けられた空気電池。
【請求項２】
前記正極が前記負極に対して対称に設置された請求項１の空気電池において、該負極に対して対称な少なくとも１以上の前記正極ペアを電気的に接続し、該接続箇所と前記負極の間でそれぞれ電流を取り出す空気電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、空気電池に関する。
【背景技術】
【０００２】  燃料電池は、化学反応から直接電気エネルギーを得ることができる電池であって、該電池の負極活物質には補充可能な物質を、正極活物質には空気中の酸素を一般的に用いる。
燃料電池は発電に熱機関を経由しないため、他の発電方法と比較して発電効率が高いことが特徴である。燃料電池の負極活物質には水素を用いるのが主流だが、金属、炭化水素、アルコール等を用いることもある。【０００３】  燃料電池の負極活物質に用いられる金属としてリチウム等のアルカリ金属、マグネシウム等のアルカリ土類金属、鉄等の遷移金属、亜鉛等の１２属元素、アルミニウム等の１３属元素、等が用いられる。これらを負極活物質に、酸素を正極活物質に用いた燃料電池は空気電池と呼ばれる。空気電池は正極活物質に空気中の酸素を用いるため、他のアルカリ金属イオン電池などと比べて放電容量やエネルギー密度を大きくすることができる。
空気電池の正極には比表面積が大きい材料が用いられる。また空気電池の電解質には塩化ナトリウム水溶液等の電気伝導率の高い電解液が用いられる。【０００４】  空気電池の反応速度は正極の酸素還元反応が律速になりやすいため、空気電池において高電流を取り出すためには正極の面積を大きくする、比表面積が大きい材料を正極に使用する、高活性の触媒を正極に使用する等の対策が必要である。【０００５】  正極の面積を大きくする対策を実行する場合、必然的にセル容器が大きくなってしまい、電流密度は改善されない。セル容器が大きくなる理由は、正極をセル容器の側面に設けるためである。また正極の大面積化に伴い割れが発生しやすくなり、この場合も電流密度の低下につながる。【０００６】  比表面積が高い材料を使用する対策は既に周知の対策方法であり、実際に市場の空気電池及び水素燃料電池の正極には高比表面積を有するカーボンブラック、活性炭等が用いられている。【０００７】  高活性の触媒を使用する対策は研究に要する時間コスト、材料コスト、加工コストがかかってしまうことが多い。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】  そこで本発明は、上記従来技術の課題を解決しながら、高出力な空気電池を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】  上記課題を解決するために、本発明では負極と正極と電解質とセル容器を備える空気電池において、側面が少なくとも１面以上くり抜かれた袋状の正極取り付け容器のくり抜き部に正極が取り付けられ、少なくとも１以上の前記正極取り付け容器がセル容器内に設けられた空気電池を提供する。本発明によれば、空気電池の容積内において正極の面積を制限なく増やすことができ、高出力化が可能である。【００１０】  上記正極が上記負極に対して対称に設置された空気電池において、該負極に対して対称な少なくとも１以上の上記正極ペアを電気的に接続し、該接続箇所と上記負極の間でそれぞれ電気を取り出しても良い。本構成によれば、負極―正極間距離に依存する出力を、上記負極―正極間距離ごとに分けて取り出すことで、効率的に出力を得ることができる。
【発明の効果】
【００１１】  本発明によれば、容易に空気電池の正極の反応面積を増やすことができ、高出力化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施形態における空気電池の構成図。
【図２】第１実施形態における空気電池の立体図。
【図３】第１実施形態における空気電池の電気接続図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】  以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。
【００１４】  図１は本発明の第１実施形態に係る空気電池１の構成図である。空気電池１は負極２、正極３、電解質４、正極取り付け容器５、セル容器６を備える。正極取り付け容器５は上部が大気解放された袋状の形状でかつ側面がくり抜かれており、該くり抜き部を覆うように正極が貼られる。
【００１５】  本実施形態によれば、空気電池１は正極３の数が４枚であり、結果的に正極反応面積を増加させることができ、より多くの電流を得ることができる。
【００１６】  負極２は例えばリチウム等のアルカリ金属、マグネシウム等のアルカリ土類金属、鉄等の遷移金属、亜鉛等の１２属元素、アルミニウム等の１３属元素等が用いられる。
【００１７】  正極３は例えば炭素をシート状に成形したものが用いられ、該炭素シートが通気性のある金属集電体に圧着されていても良い。
【００１８】  電解質４は例えば塩化ナトリウム水溶液等が用いられる。該電解質４は液体に限らずゲル状、固体でも良い。液体電解質を布等に染み込ませて用いても良い。
【００１９】  正極取り付け容器５は例えばビニール袋及びナイロン袋などの柔軟な素材や、撥水処理を施した厚紙で組み立てられた箱、樹脂成型による容器などを選択することができる。ビニール袋や厚紙などの柔軟な素材を採用する場合は、正極３は上記正極取り付け容器５に対してのりしろを設けて適切な接着剤で固定するのが好ましい。樹脂成型品等の固い素材を採用する場合は接着剤に限らず、ネジ等で固定しても良い。上記正極３と上記正極取り付け容器５の隙間から電解質が漏れ出ると上記正極３に酸素が供給されないため、該正極３と上記正極取り付け容器５の固定は強固に行うことが好ましい。
【００２０】  セル容器６は上記正極取り付け容器５と同様の素材を用いることができる。また、該セル容器６の側面をくり抜いて該くり抜き部へさらに正極３を貼り付けても良い。
【００２１】  図２は図１を立体的に表した図である。ただしセル容器６の手前側の側面は視覚性のために省略している。
【００２２】  図３は本発明の第１実施形態に係る空気電池１の電気接続図である。正極３が負極２に対して対称に設置されており、負極２に対して対称な少なくとも１以上の正極３ペアを電気的に接続し、該接続箇所と負極２の間に負荷７をそれぞれ設けて電気を取り出す。
【００２３】  本実施形態によれば、負極２と正極３の間の距離で異なる出力をそれぞれ独立に取得することができ、より効率的に電流を取り出すことができ、結果として本発明の効果を高めることができる。
【符号の説明】
【００２４】    １          ：空気電池
２          ：負極
３          ：正極
４          ：電解液
５          ：正極取り付け容器
６          ：セル容器
７          ：負荷
【図１】
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【図２】
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【図３】
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