(57)【要約】【課題】電極付近に電解液を供給することが可能なマグネシウム空気電池等を提供する。【解決手段】マグネシウム空気電池１００は、マグネシウム燃料体２００と、電池本体部３００と、電解液４００と、電解液漕４１０と、電解液供給管４２０と、供給リール５００と、巻き取りリール５１０と、を備える、空気中の酸素を正極活物質とし、マグネシウムを負極活物質とするマグネシウム空気電池である。巻き取りリール５１０がマグネシウム燃料体２００を巻き取ると、電解液漕４１０が押圧されて変形し、電解液４００が押し出されて酸化還元反応が起こる電池本体部３００に供給される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マグネシウムを含むマグネシウム燃料体と、
前記マグネシウム燃料体の一端が接続され、反応前の前記マグネシウム燃料体が巻き付けられる、回転可能な供給リールと、
前記マグネシウム燃料体の他端が接続され、反応後の前記マグネシウム燃料体を巻き取る、回転可能な巻き取りリールと、
導電性を有し、酸素に電子を供給する正極と、
前記正極と前記マグネシウム燃料体との間でイオンを交換する電解液と、
前記電解液を含浸させられて保持する電解液保持材と、
前記電解液が封入された電解液漕と、
前記電解液保持材と前記電解液漕とに連通する電解液供給管と、を備え、
前記マグネシウム燃料体は前記供給リールと前記巻き取りリールとの間に張られた部分を有し、
前記電解液保持材は前記正極と前記マグネシウム燃料体の張られた部分とに挟まれて配置され、
前記巻き取りリールが反応後の前記マグネシウム燃料体を巻き取ると、前記電解液供給管を通じて前記電解液漕から前記電解液保持材に前記電解液が供給される、
ことを特徴とするマグネシウム空気電池。
【請求項２】
前記電解液漕は巻き取られた反応後の前記マグネシウム燃料体に接し、
前記巻き取りリールが反応後の前記マグネシウム燃料体を巻き取ると、巻き取られた反応後の前記マグネシウム燃料体が前記電解液漕を押圧し、前記電解液漕が変形し、前記電解液が押し出されて前記電解液保持材に供給される、
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】
前記電解液漕から前記電解液を前記電解液保持材に供給する供給装置をさらに備え、
前記巻き取りリールが反応後の前記マグネシウム燃料体を巻き取ると、前記供給装置によって前記電解液漕から前記電解液が前記電解液保持材に供給される、
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４】
前記マグネシウム燃料体は、
導電性を有する導電性フィルムと、
前記導電性フィルムに付着するマグネシウム薄膜と、
前記マグネシウム薄膜を覆い、イオンを透過する透過フィルムと、から形成される、
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のマグネシウム空気電池。
【請求項５】
前記マグネシウム燃料体は薄いリボン状に形成される、
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のマグネシウム空気電池。
【請求項６】
前記マグネシウム燃料体はワイヤ状に形成される、
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のマグネシウム空気電池。
【請求項７】
前記正極は炭素、金属、マンガン酸化物のうち少なくとも一つから形成される、
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のマグネシウム空気電池。
【請求項８】
前記マグネシウム燃料体、前記正極、前記電解液保持材はそれぞれ第１のマグネシウム燃料体、第１の正極、第１の電解液保持材であり、
マグネシウムを含み、前記供給リールに一端が接続されて巻き付けられ、前記巻き取りリールに他端が接続されて巻き取られ、前記供給リールと前記巻き取りリールとの間に張られた部分を有する第２のマグネシウム燃料体と、前記第１のマグネシウム燃料体に電気的に接続され、導電性を有し、酸素に電子を供給する第２の正極と、前記電解液を含浸させられて保持する第２の電解液保持材と、をさらに備え、
前記電解液は前記第２の正極と前記第２のマグネシウム燃料体との間でイオンを交換し、
前記電解液供給管は前記第２の電解液保持材と前記電解液漕とに連通し、
前記第２の電解液保持材は前記第２の正極と前記第２のマグネシウム燃料体の張られた部分とに挟まれて配置され、
前記巻き取りリールが反応後の前記第２のマグネシウム燃料体を巻き取ると、前記電解液供給管を通じて前記電解液漕から前記電解液保持材に前記電解液が供給される、
ことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載のマグネシウム空気電池。
【請求項９】
前記第１の正極及び前記第１の電解液保持材と、前記第２の電気正極及び前記第２の前記電解液保持材とは、前記第１のマグネシウム燃料体が張られた方向においてずれて配置される、
ことを特徴とする請求項８に記載のマグネシウム空気電池。
【請求項１０】
全体を収めるケースをさらに備える、
ことを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載のマグネシウム空気電池。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれか１項に記載のマグネシウム空気電池を備える、
ことを特徴とする電子機器。
【請求項１２】
前記巻き取りリールを回転させる駆動装置と、
充電可能な二次電池と、をさらに備え、
前記二次電池の残存容量が閾値以下の場合に、前記巻き取りリールを回転させて前記マグネシウム空気電池から電力を取り出し、前記二次電池を充電する、
ことを特徴とする請求項１１に記載の電子機器。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マグネシウム空気電池及び電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
空気中の酸素を正極活物質とし、マグネシウムを負極活物質とするマグネシウム空気電池の一例として、特許文献１には、カートリッジタイプのマグネシウム電池が開示されている。具体的には、特許文献１に記載のマグネシウム電池では、マグネシウム薄膜の各端部が一対のリールと接続され、リールを回転させることによりマグネシウム薄膜が巻き取られるとともに、リール間のマグネシウム薄膜と、その近傍に位置する正極とが協働して発電する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１５０１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
マグネシウム空気電池において、起電力を生じるための酸化還元反応には水が必要であるから、電極付近に水が供給される必要がある。また、正極と負極との間のイオンの交換を効率よく行うためにも、十分な電解液が供給されることが不可欠である。しかし、引用文献１に記載のマグネシウム電池では、電極付近に電解液を供給することができない。このため、酸化還元反応の進行によって電解液が消耗していったとしても、電解液を追加することができないという問題がある。
【０００５】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、電極付近に電解液を供給することが可能なマグネシウム空気電池、及びそのマグネシウム空気電池を備える電子機器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】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係るマグネシウム空気電池は、
マグネシウムを含むマグネシウム燃料体と、
前記マグネシウム燃料体の一端が接続され、反応前の前記マグネシウム燃料体が巻き付けられる、回転可能な供給リールと、
前記マグネシウム燃料体の他端が接続され、反応後の前記マグネシウム燃料体を巻き取る、回転可能な巻き取りリールと、
導電性を有し、酸素に電子を供給する正極と、
前記正極と前記マグネシウム燃料体との間でイオンを交換する電解液と、
前記電解液を含浸させられて保持する電解液保持材と、
前記電解液が封入された電解液漕と、
前記電解液保持材と前記電解液漕とに連通する電解液供給管と、を備え、
前記マグネシウム燃料体は前記供給リールと前記巻き取りリールとの間に張られた部分を有し、
前記電解液保持材は前記正極と前記マグネシウム燃料体の張られた部分とに挟まれて配置され、
前記巻き取りリールが反応後の前記マグネシウム燃料体を巻き取ると、前記電解液供給管を通じて前記電解液漕から前記電解液保持材に前記電解液が供給される、
ことを特徴とする。
【０００７】
前記電解液漕は巻き取られた反応後の前記マグネシウム燃料体に接し、
前記巻き取りリールが反応後の前記マグネシウム燃料体を巻き取ると、巻き取られた反応後の前記マグネシウム燃料体が前記電解液漕を押圧し、前記電解液漕が変形し、前記電解液が押し出されて前記電解液保持材に供給されてもよい。
【０００８】
前記電解液漕から前記電解液を前記電解液保持材に供給する供給装置をさらに備え、
前記巻き取りリールが反応後の前記マグネシウム燃料体を巻き取ると、前記供給装置によって前記電解液漕から前記電解液が前記電解液保持材に供給されてもよい。
【０００９】
前記マグネシウム燃料体は、
導電性を有する導電性フィルムと、
前記導電性フィルムに付着するマグネシウム薄膜と、
前記マグネシウム薄膜を覆い、イオンを透過する透過フィルムと、から形成されてもよい。
【００１０】
前記マグネシウム燃料体は薄いリボン状に形成されてもよい。
【００１１】
前記マグネシウム燃料体はワイヤ状に形成されてもよい。
【００１２】
前記正極は炭素、金属、マンガン酸化物のうち少なくとも一つから形成されてもよい。
【００１３】
前記マグネシウム燃料体、前記正極、前記電解液保持材はそれぞれ第１のマグネシウム燃料体、第１の正極、第１の電解液保持材であり、
マグネシウムを含み、前記供給リールに一端が接続されて巻き付けられ、前記巻き取りリールに他端が接続されて巻き取られ、前記供給リールと前記巻き取りリールとの間に張られた部分を有する第２のマグネシウム燃料体と、前記第１のマグネシウム燃料体に電気的に接続され、導電性を有し、酸素に電子を供給する第２の正極と、前記電解液を含浸させられて保持する第２の電解液保持材と、をさらに備え、
前記電解液は前記第２の正極と前記第２のマグネシウム燃料体との間でイオンを交換し、
前記電解液供給管は前記第２の電解液保持材と前記電解液漕とに連通し、
前記第２の電解液保持材は前記第２の正極と前記第２のマグネシウム燃料体の張られた部分とに挟まれて配置され、
前記巻き取りリールが反応後の前記第２のマグネシウム燃料体を巻き取ると、前記電解液供給管を通じて前記電解液漕から前記電解液保持材に前記電解液が供給されてもよい。
【００１４】
前記第１の正極及び前記第１の電解液保持材と、前記第２の電気正極及び前記第２の前記電解液保持材とは、前記第１のマグネシウム燃料体が張られた方向においてずれて配置されてもよい。
【００１５】
全体を収めるケースをさらに備えてもよい。
【００１６】
本発明の第２の観点に係る電子機器は、
本発明の第１の観点に係るマグネシウム空気電池を備える、
ことを特徴とする。
【００１７】
前記巻き取りリールを回転させる駆動装置と、
充電可能な二次電池と、をさらに備え、
前記二次電池の残存容量が閾値以下の場合に、前記巻き取りリールを回転させて前記マグネシウム空気電池から電力を取り出し、前記二次電池を充電してもよい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、電極付近に電解液を供給することが可能なマグネシウム空気電池、及びそのマグネシウム空気電池を備える電子機器を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施形態１に係るマグネシウム空気電池の概略構成を示す平面図である。
【図２】実施形態１において、マグネシウム燃料体が電解液漕を押圧する様子を示す概略平面図である。
【図３】実施形態１に係るマグネシウム空気電池を電源とする電子機器の概略構成を示す斜視図である。
【図４】実施形態２における、マグネシウム燃料体の概略断面図である。
【図５】実施形態３に係るマグネシウム空気電池の概略構成を示す平面図である。
【図６】実施形態４に係るマグネシウム空気電池の概略構成を示す平面図である。
【図７】実施形態４における、リールとマグネシウム燃料体とを示す（ａ）概略平面図、及び（ｂ）概略側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００２１】
（実施形態１）
実施形態１に係るマグネシウム空気電池１００の構成について説明する。マグネシウム空気電池１００は、空気中の酸素を正極活物質とし、マグネシウムを負極活物質とするマグネシウム空気電池である。図１は本実施形態に係るマグネシウム空気電池１００の概略構成を示す平面図である。図１に示すように、マグネシウム空気電池１００は、マグネシウム燃料体２００と、電池本体部３００と、電解液４００と、電解液漕４１０と、電解液供給管４２０と、供給リール５００と、巻き取りリール５１０と、を備える。
【００２２】
マグネシウム燃料体２００は、薄いリボン状に形成された金属マグネシウムの薄膜である。マグネシウム燃料体２００は、一端を供給リール５００に、他端を巻き取りリール５１０に接続され、それぞれのリールに巻き付けられた部分と、二つのリールの間に張られた部分と、を含む。マグネシウム燃料体２００は、未使用の状態では大部分が供給リール５００に巻き付けられており、反応の進行に従って巻き取りリール５１０に巻き取られていく。マグネシウム燃料体２００は、マグネシウム空気電池１００の負極活物質として機能する。
【００２３】
電池本体部３００は、酸化還元反応を進行させ起電力を生じさせる。電池本体部３００は、正極３１０と、電解液保持材３２０と、を含み、マグネシウム燃料体２００の供給リール５００と巻き取りリール５１０との間に張られた部分に接するように配置される。電池本体部３００は、マグネシウム空気電池１００を使用する電子機器の大きさ等に応じて任意の大きさになりうる。マグネシウム空気電池１００から取り出す電流の大きさは、電池本体部３００のマグネシウム燃料体２００の長手方向の大きさによって定まるので、電流を大きくしたい場合はその大きさを大きくすればよい。
【００２４】
正極３１０は、導電性を有する素材で形成され、マグネシウム空気電池１００の正極活物質である空気中の酸素に電子を供給する。正極３１０は、酸素を還元する反応を促進するため、表面積が大きく酸素を吸着しやすいことが望ましい。正極３１０を形成する素材としては、例えば炭素、金属、マンガン化合物、及びこれらを組み合わせたもの等が挙げられるが、これに限られるものではない。このうち炭素に関しては、活性炭、炭素粉末、炭素繊維、カーボンナノチューブ、カーボンフェルト等の形態を取りうる。
【００２５】
電解液保持材３２０は、電解液４００を含浸させられて保持し、マグネシウム燃料体２００と正極３１０との短絡を防止する。電解液保持材３２０はマグネシウム燃料体２００と正極３１０とに挟まれて設置される。電解液保持材３２０を形成する素材としては、例えば濾紙、不織布、フェルト、ゲル等が挙げられるが、これに限られるものではない。
【００２６】
電解液４００は、マグネシウム燃料体２００と正極３１０との間のイオンの交換を可能にする電解液である。また、電解液４００に含まれる水は、正極３１０で酸素が還元される反応に使われる。電解液４００は、電解液漕４１０に封入されており、電解液供給管４２０を介して電解液保持材３２０に供給される。電解液４００は、例えば塩化ナトリウム水溶液であるが、これに限られるものではない。
【００２７】
電解液漕４１０は、電解液４００が封入される容器である。電解液漕４１０は、マグネシウム空気電池１００が組み込まれる例えば電子機器等に固定され、巻き取りリール５１０に巻き取られたマグネシウム燃料体２００に一部が接するように配置されている。電解液漕４１０は、可撓性を有し、巻き取られたマグネシウム燃料体２００に伴って変形する部分と、可撓性を有さない、又は図示しない覆い等によって覆われて変形しない部分と、を含む。この構成により、巻き取りリール５１０にマグネシウム燃料体２００が巻き取られると、巻き取られたマグネシウム燃料体２００に押しのけられて電解液漕４１０の容積が減少する。電解液漕４１０を形成する素材としては、例えば合成樹脂が挙げられるが、これに限られるものではない。
【００２８】
電解液供給管４２０は、電解液４００を輸送する管である。電解液供給管４２０は、電解液保持材３２０及び電解液漕４１０と連通している。電解液供給管４２０を形成する素材としては、例えば合成樹脂が挙げられるが、これに限られるものではない。
【００２９】
供給リール５００と、巻き取りリール５１０とは、一対のリールであり、回転可能に形成されている。供給リール５００と、巻き取りリール５１０とは、マグネシウム空気電池１００が組み込まれる例えば電子機器等に、回転可能に固定される。供給リール５００には反応前のマグネシウム燃料体２００が巻き付けられており、巻き取りリール５１０は反応後のマグネシウム燃料体２００を巻き取る。巻き取りリール５１０が反応後のマグネシウム燃料体２００を巻き取ると、供給リール５００から反応前のマグネシウム燃料体２００が電池本体部３００に供給される。
【００３０】
次に、マグネシウム空気電池１００が連続して起電力を生じる原理について説明する。
【００３１】
電池本体部３００において、酸化還元反応が起こって起電力が生じる。反応の進行に伴い、マグネシウム燃料体２００と電解液４００とが消耗していく。
【００３２】
巻き取りリール５１０を、マグネシウム燃料体２００を巻き取る方向に回転させると、消耗したマグネシウム燃料体２００が巻き取られ、供給リール５００からマグネシウム燃料体２００の未反応の部分が電池本体部３００に供給される。
【００３３】
巻き取りリール５１０にマグネシウム燃料体２００が巻き取られると、図２に示すように、巻き取られたマグネシウム燃料体２００が電解液漕４１０を矢印Ａの方向に押圧し、電解液漕４１０のマグネシウム燃料体２００と接する部分が変形する。それによって、電解液漕４１０の中の電解液４００が矢印Ｂの方向に押し出され、電解液供給管４２０を通って電池本体部３００に供給される。
【００３４】
即ち、巻き取りリール５１０を回転させることで、電池本体部３００に新しいマグネシウム燃料体２００と電解液４００とが供給される。その結果、電池本体部３００で連続的に酸化還元反応が起こり、起電力が生じ続ける。
【００３５】
このように、実施形態１に係るマグネシウム空気電池１００は、酸化還元反応が起こる部分に新しいマグネシウムと電解液とを供給することができ、効率よく反応を進め、連続して起電力を生じることが可能である。
【００３６】
電解液漕４１０の、マグネシウム燃料体２００と接する部分の面積、及びマグネシウム燃料体２００に押圧されて変形する部分の体積を増減することにより、供給される電解液４００の量を増減することができる。
【００３７】
巻き取りリール５１０は、マグネシウム燃料体２００が十分に反応する速さで回転する。マグネシウム燃料体２００が反応する速さは、例えばマグネシウム燃料体２００の厚さ等のマグネシウム燃料体２００の構成によって一意的に定まるので、巻き取りリール５１０の回転する速さを一定とすることもできる。
【００３８】
次に、電子機器の電源として、マグネシウム空気電池１００を使用する方法について説明する。
【００３９】
図３は、マグネシウム空気電池１００を電源とする電子機器７００の概略構成を示す斜視図である。図３に示すように、電子機器７００は、二次電池７１０を備えている。電子機器７００には駆動装置７２０が取り付けられ、駆動装置７２０にはマグネシウム空気電池１００が取り付けられている。
【００４０】
電子機器７００は、電池から供給される電力によって動作する電子機器であり、例えば携帯電話、スマートフォン、パーソナルコンピュータ等である。電子機器７００は、例えばケーブルや接続アダプタ等（図示しない）によってマグネシウム空気電池１００と駆動装置７２０とに電気的に接続されている。
【００４１】
二次電池７１０は、充電可能な二次電池であり、例えばリチウムイオン二次電池等である。二次電池７１０は、電子機器７００を動作させる直接の電源となる。
【００４２】
駆動装置７２０は、マグネシウム空気電池１００の巻き取りリール５１０を回転させる装置である。駆動装置７２０は、巻き取りリール５１０に接続された回転軸と、回転軸を回転させる動力源とを含む。動力源は、例えばバネ、モータ等である。
【００４３】
電子機器７００は、二次電池７１０から供給される電力によって動作する。電子機器７００は、二次電池７１０の残存容量を監視し、二次電池７１０の残存容量が閾値以下になると、駆動装置７２０を動作させる。これは、電子機器７００に導入されたアプリケーションによって実行されてもよい。このアプリケーションソフトウェアを導入することで、どのような電子機器であってもマグネシウム空気電池１００によって動作させることができるようになる。
【００４４】
駆動装置７２０は、マグネシウム空気電池１００の巻き取りリール５１０を回転させることにより、マグネシウム空気電池１００に起電力を生じさせる。起電力が生じたマグネシウム空気電池１００は、電子機器７００を介して二次電池７１０を充電する。
【００４５】
このようにマグネシウム空気電池１００を使用することにより、電子機器７００の電源としてマグネシウム空気電池１００を使用することができる。
【００４６】
マグネシウム空気電池１００を電子機器７００の外部に取り付ける構成により、二次電池７１０を電源として備えているものであっても、マグネシウム空気電池１００を電源として用いることができる。また、マグネシウム空気電池１００の外観は自由に構成できるので、電子機器７００を装飾するように構成することもできる。
【００４７】
使用後のマグネシウム空気電池１００は、例えばコンビニエンスストア等で回収し、マグネシウム燃料体２００や電解液４００を入れ替えることで再利用できる。このとき回収した反応後のマグネシウム燃料体２００や電解液４００は、新しいマグネシウム燃料体２００や電解液４００を作る際の原料として用いることができる。
【００４８】
マグネシウム空気電池の容量は、同程度の大きさのリチウムイオン二次電池に比べて大きくすることができるため、上記のようにマグネシウム空気電池を使用すれば、長時間に渡って交流電源からの充電をすることなく電子機器を利用することができる。
【００４９】
スマートフォンを例にとると、現状のスマートフォンに搭載されるリチウムイオン二次電池の容量は１０００−２０００ｍＡｈ程度が主流である。スマートフォンはほぼ毎日充電する必要があると言われ、１０００−２０００ｍＡｈを１日で消費していることになる。発明者は、厚さ４０μｍのマグネシウム薄膜を用いて実験を行い、マグネシウム１ｇあたりの容量が１３００ｍＡｈ／ｇのマグネシウム空気電池を実現している。即ち、１ｇのマグネシウムで、スマートフォン１日分の電力を供給するマグネシウム空気電池を実現することができる。３０ｇのマグネシウムを用いたマグネシウム空気電池を使用すれば、スマートフォンを１か月間充電することなく使用できることになる。３０ｇのマグネシウムを、幅１ｃｍのリボン状マグネシウム薄膜をリールに巻き取ったものに換算すると、リールの直径は４．６ｃｍとなる。これはスマートフォン等の電子機器に収容可能な大きさである。
【００５０】
（実施形態２）
実施形態２に係るマグネシウム空気電池１１０は、実施形態１に係るマグネシウム空気電池１００において、薄いリボン状に形成された金属マグネシウムの薄膜であるマグネシウム燃料体２００を、フィルムと金属マグネシウムとから形成されたマグネシウム燃料体２１０で置き換えたものである。共通する構成要素については、同一の番号で示し、説明は省略する。
【００５１】
図４は、マグネシウム燃料体２１０の概略断面図である。マグネシウム燃料体２１０は、導電性フィルム２２０と、導電性フィルム２２０上に付着したマグネシウム薄膜２３０と、マグネシウム薄膜２３０を覆う透過フィルム２４０と、を備える。導電性フィルム２２０は、導電性及び可撓性を有するフィルムであり、例えば導電性プラスチックから形成されている。マグネシウム薄膜２３０は、マグネシウム空気電池１１０の負極活物質として機能する、マグネシウムの薄膜である。透過フィルム２４０は、酸化還元反応に必要なイオンを透過するフィルムであり、例えば不織布、イオン交換樹脂等から形成されている。
【００５２】
マグネシウム燃料体２１０は、透過フィルム２４０が配置されている側が電解液保持材３２０に接するように配置され、酸化還元反応に必要なイオンを正極３１０と交換する。また、マグネシウム燃料体２１０の導電性フィルム２２０が配置されている側が、マグネシウム空気電池１１０の負極として機能する。
【００５３】
マグネシウム燃料体２１０を用いると、反応が進んで内部のマグネシウム薄膜２３０が全て溶解しきっても、フィルムが断裂することがない。また、反応の結果生成された水酸化マグネシウム、酸化マグネシウム等の生成物がフィルムの間に保持されるため、これらの生成物が電解液４００に混ざり込んで電解液４００を汚染することがなく、生成物の回収も容易になる。結果として、マグネシウムの利用効率を上げることができ、重量に対する電力を大きくすることができる。
【００５４】
（実施形態３）
実施形態３に係るマグネシウム空気電池１２０は、実施形態２に係るマグネシウム空気電池１１０をケースに収めたものである。共通する構成要素は同一の番号で示し、説明は省略する。
【００５５】
図５は本実施形態に係るマグネシウム空気電池１２０の概略構成を示す平面図である。マグネシウム空気電池１２０は、マグネシウム燃料体２１０と、電池本体部３００と、電解液４００と、電解液漕４１０と、電解液供給管４２０と、供給リール５００と、巻き取りリール５１０と、ケース６００と、ガイド６１０，６２０と、を備える。
【００５６】
ケース６００は、マグネシウム燃料体２１０と、電池本体部３００と、電解液４００と、電解液漕４１０と、電解液供給管４２０と、供給リール５００と、巻き取りリール５１０と、ガイド６１０，６２０と、を収容する。ケース６００は、例えば合成樹脂から形成されている。
【００５７】
ガイド６１０は供給リール５００と電池本体部３００との間に位置し、ガイド６２０は電池本体部３００と巻き取りリール５１０との間に位置する。ガイド６１０，６２０はマグネシウム燃料体２１０と接し、マグネシウム燃料体２１０の位置を規定する。ガイド６１０，６２０は摺動性を有し、例えば合成樹脂から形成されている。
【００５８】
（実施形態４）
実施形態４に係るマグネシウム空気電池１３０は、実施形態２に係るマグネシウム空気電池１１０を二つ備え、それらを直列に接続して一つのケースに収めたものである。共通する構成要素は同一の番号で示し、説明は省略する。
【００５９】
図６は本実施形態に係るマグネシウム空気電池１３０の概略構成を示す平面図である。マグネシウム空気電池１３０は、第１のマグネシウム燃料体２５０と、第２のマグネシウム燃料体２６０と、第１の電池本体部３３０と、第２の電池本体部３４０と、電解液４００と、電解液漕４１０と、電解液供給管４２０と、供給リール５２０と、巻き取りリール５３０と、ケース６００と、ガイド６３０，６４０，６５０，６６０と、導線６７０と、を備える。
【００６０】
第１のマグネシウム燃料体２５０と、第２のマグネシウム燃料体２６０とは、実施形態２のマグネシウム燃料体２１０と同様に形成されている。
【００６１】
第１の電池本体部３３０と、第２の電池本体部３４０とは、実施形態１の電池本体部３００と同様に形成されている。即ち、第１の電池本体部３３０は第１の正極と第１の電解液保持材を含み、第２の電池本体部３４０は第２の正極と第２の電解液保持材を含む。第１の電池本体部３３０と第２の電池本体部３４０とは、第１のマグネシウム燃料体２５０が供給リール５２０と巻き取りリール５３０との間に張られた方向においてずれて配置されている。
【００６２】
供給リール５２０と、巻き取りリール５３０とは、実施形態１の供給リール５００、巻き取りリール５１０とそれぞれ同様に形成されている。供給リール５２０には、第１のマグネシウム燃料体２５０と第２のマグネシウム燃料体２６０とが、それぞれ一端を接続されて巻き付けられている。同様に、巻き取りリール５３０には、第１のマグネシウム燃料体２５０と第２のマグネシウム燃料体２６０とが、それぞれ他端を接続されている。
【００６３】
図７（ａ）は、供給リール５２０に巻かれた第１のマグネシウム燃料体２５０と、第２のマグネシウム燃料体２６０との概略平面図であり、図７（ｂ）はその概略側面図である。図７（ａ）に示すように、供給リール５２０に、第１のマグネシウム燃料体２５０と第２のマグネシウム燃料体２６０とが巻き付けられている。図７（ｂ）に示すように、第１のマグネシウム燃料体２５０と第２のマグネシウム燃料体２６０とは、供給リール５２０の回転軸に垂直な方向に平行に巻き付けられている。
【００６４】
ガイド６３０，６４０，６５０，６６０は、実施形態３のガイド６１０，６２０と同様に形成されている。ガイド６３０は供給リール５２０と第１の電池本体部３３０との間に位置し、ガイド６４０は第１の電池本体部３３０と巻き取りリール５３０との間に位置する。ガイド６３０，６４０は第１のマグネシウム燃料体２５０と接し、第１のマグネシウム燃料体２５０の位置を規定する。ガイド６５０は供給リール５２０と第２の電池本体部３４０との間に位置し、ガイド６６０は第２の電池本体部３４０と巻き取りリール５３０との間に位置する。ガイド６５０，６６０は第２のマグネシウム燃料体２６０と接し、第２のマグネシウム燃料体２６０の位置を規定する。
【００６５】
第１のマグネシウム燃料体２５０と、第１の電池本体部３３０と、電解液４００と、電解液漕４１０と、電解液供給管４２０と、供給リール５２０と、巻き取りリール５３０とが、一つのマグネシウム空気電池を構成する。同様に、第２のマグネシウム燃料体２６０と、第２の電池本体部３４０と、電解液４００と、電解液漕４１０と、電解液供給管４２０と、供給リール５２０と、巻き取りリール５３０とが、もう一つのマグネシウム空気電池を構成する。電解液４００と、電解液漕４１０と、電解液供給管４２０と、供給リール５２０と、巻き取りリール５３０とは、二つのマグネシウム空気電池に共通して用いられている。
【００６６】
導線６７０は、二つのマグネシウム空気電池を直列に接続する導線である。導線６７０の一端は、第１のマグネシウム燃料体２５０の導電性フィルムに接し、他端は第２の電池本体部３４０の正極に電気的に接続されている。
【００６７】
以上のように構成することにより、マグネシウム空気電池１３０は、第１の電池本体部３３０の正極を正極端子とし、第２のマグネシウム燃料体２６０の導電性フィルムを負極端子とする、一つのマグネシウム空気電池として機能する。マグネシウム空気電池１３０の起電力は、実施形態３に係るマグネシウム空気電池１２０の起電力の約２倍となる。
【００６８】
第１の電池本体部３３０と第２の電池本体部３４０とがずれるように配置されていることにより、大きな電流を得るためにそれぞれの電池本体部を大きく形成しても、全体の体積の増加を抑えることができる。結果として、小さな体積で大電圧・大電流を得ることができるマグネシウム空気電池を実現することができる。
【００６９】
なお、マグネシウム空気電池の電子機器７００の電源としての使用に関しては実施形態１のみで説明したが、実施形態２−４に係るマグネシウム空気電池も、同様に電子機器７００の電源として使用することが可能である。
【００７０】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。
【００７１】
例えば、実施形態１において、電解液漕４１０のマグネシウム燃料体２００と接する部分は可撓性を有していているとしたが、これに限られるものではない。即ち、巻き取りリール５１０に巻き取られたマグネシウム燃料体２００に押圧されて変形するものであればよく、例えばシリンダ状に形成され、マグネシウム燃料体２００によってピストンが押し込まれるもの等であってもよい。実施形態２−４においても同様である。
【００７２】
また、実施形態１において、電解液漕４１０は巻き取りリール５１０に巻き取られたマグネシウム燃料体２００に一部が接するように配置され、巻き取られたマグネシウム燃料体２００に押しのけられるとしたが、これに限られるものではない。即ち、電解液漕４１０は、電解液４００を電解液漕４１０から押し出して又は吸い出して電池本体部３００に供給する供給装置、例えばポンプ等に接していてもよい。このとき、供給装置は巻き取りリール５１０の回転運動を、電解液を供給するための運動に直接変換するものであってもよいし、巻き取りリール５１０以外の動力源を有し、巻き取りリール５１０の回転に伴って動作するものであってもよい。供給装置が電解液４００を供給する方法としては、例えば電解液漕４１０を押圧する、又は電解液漕４１０と電解液供給管４２０との間に配置されて電解液を吸い出す、等の方法が挙げられるが、これに限られるものではない。電解液漕４１０が巻き取られたマグネシウム燃料体２００に押圧される構成では、供給される電解液４００の体積は巻き取られたマグネシウム燃料体２００の体積を超えることはないが、供給装置を介する構成では、巻き取られたマグネシウム燃料体２００の体積以上の電解液４００を供給することが可能となる。実施形態２−４においても同様である。
【００７３】
また、マグネシウム燃料体２００は薄いリボン状に形成されるとしたが、これに限られるものではない。即ち、マグネシウム燃料体２００はリールに巻き取り可能な形状であればよく、例えばワイヤ状に形成されてもよい。マグネシウム燃料体２１０中のマグネシウム薄膜２３０についても同様である。
【００７４】
また、マグネシウム燃料体２００は金属マグネシウムから形成されるとしたが、これに限られるものではない。即ち、マグネシウム燃料体２００はマグネシウムイオンを溶出するものであればよく、マグネシウムを含む合金や、マグネシウム化合物から形成されていてもよい。マグネシウム燃料体２１０中のマグネシウム薄膜２３０についても同様である。
【００７５】
また、第１のマグネシウム燃料体２５０と、第２のマグネシウム燃料体２６０とは同一のリールに接続され、回転軸に垂直な方向に平行に巻き付けられるとしたが、これに限られるものではない。即ち、第１のマグネシウム燃料体２５０と、第２のマグネシウム燃料体２６０とが、それぞれ別のリールに接続され、巻き付けられてもよい。若しくは、第１のマグネシウム燃料体２５０と、第２のマグネシウム燃料体２６０とが、同じリールに接続され、重ねて巻き付けられてもよい。
【００７６】
また、実施形態４に係るマグネシウム空気電池１３０は、マグネシウム空気電池を二つ備え、それらを直列に接続したものだとしたが、これに限られるものではない。即ち、３つ以上のマグネシウム空気電池を備え、それらを直列に接続したものであってもよい。
【００７７】
また、一つのマグネシウム燃料体２００につき一つの正極を備えるものとしたが、これに限られるものではない。即ち、一つのマグネシウム燃料体につき二つ以上の正極を備え、複数の正極がマグネシウム燃料体を挟んでいてもよい。このとき、マグネシウム燃料体２１０は導電性フィルム２２０の両面にマグネシウム薄膜２３０と透過フィルム２４０とを備えていてもよい。複数の正極同士を接続すれば、マグネシウム空気電池は並列に接続されていることになり、取り出す電流を増やすことができる。
【００７８】
また、実施形態３は実施形態２に係るマグネシウム空気電池１１０を備えるとしたが、これに限られるものではない。即ち、実施形態１に係るマグネシウム空気電池１００を備えるものであり、フィルムと金属マグネシウムから形成されたマグネシウム燃料体２１０ではなく、マグネシウムの薄膜であるマグネシウム燃料体２００を備えるものであってもよい。実施形態４についても同様である。
【００７９】
また、電子機器７００は、二次電池７１０の残存容量が閾値以下になると駆動装置７２０を動作させるとしたが、これに限られるものではない。即ち、電子機器７００の電力消費量、例えばアプリケーションの使用状態等に応じて、駆動装置７２０を動作させ、二次電池７１０を充電してもよい。
【００８０】
また、電子機器７００には駆動装置７２０が取り付けられ、駆動装置７２０にはマグネシウム空気電池１００が取り付けられているとしたが、これに限られるものではない。即ち、駆動装置７２０とマグネシウム空気電池１００の一方又は両方が、電子機器７００の内部に配置されていてもよい。
【００８１】
また、電子機器７００は二次電池７１０を備え、マグネシウム空気電池１００は二次電池７１０を充電するとしたが、これに限られるものではない。即ち、二次電池７１０を介することなく、マグネシウム空気電池１００が供給する電力で直接電子機器７００を動作させてもよい。
【００８２】
また、実施形態１で説明したマグネシウム空気電池を電子機器７００の電源としての使用する方法と、実施形態４で説明した二つのマグネシウム空気電池を直列に接続する方法に関しては、電解液を電池本体部に連続して供給する機構を備えないマグネシウム空気電池にも適用可能である。
【符号の説明】
【００８３】
１００，１１０，１２０，１３０  マグネシウム空気電池
２００，２１０  マグネシウム燃料体
２２０  導電性フィルム
２３０  マグネシウム薄膜
２４０  透過フィルム
２５０  第１のマグネシウム燃料体
２６０  第２のマグネシウム燃料体
３００  電池本体部
３１０  正極
３２０  電解液保持材
３３０  第１の電池本体部
３４０  第２の電池本体部
４００  電解液
４１０  電解液漕
４２０  電解液供給管
５００，５２０  供給リール
５１０，５３０  巻き取りリール
６００  ケース
６１０，６２０，６３０，６４０，６５０，６６０  ガイド
６７０  導線
７００  電子機器
７１０  二次電池
７２０  駆動装置 
【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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