(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に密閉された空間を形成し、フレキシブルパック形態である収容部と、
前記収容部内の一領域に位置し、収容部内に空気または酸素の注入が可能なガス貯蔵部と、
前記ガス貯蔵部から離れている前記収容部内の他領域に位置し、前記ガス貯蔵部を押圧して破裂させることによる空気または酸素の供給時に電気を発生させる空気−亜鉛電池セルを少なくとも一つ以上含む空気−亜鉛電池部と、を含む空気−亜鉛電池モジュール。
【請求項２】
前記ガス貯蔵部は、閉鎖された状態に維持しつつ、ユーザの開放信号または開放行為によって空気または酸素が排出されることを特徴とする請求項１に記載の空気−亜鉛電池モジュール。
【請求項３】
前記ガス貯蔵部は、閉鎖された状態に維持しつつ、外部から伝達される電気的信号または物理的圧力によって開放されて、空気または酸素が排出されることを特徴とする請求項１に記載の空気−亜鉛電池モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水中環境でも使用が可能であり、長期保管安定性に優れた空気−亜鉛電池モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電気機器に対する電力供給のための手段として電池（ｂａｔｔｅｒｙ）が広く使用された。従来には、電池として、マンガン乾電池、アルカリマンガン乾電池、空気−亜鉛（ｚｉｎｃ−ａｉｒ）電池などの１次電池と、ニッケルカドミウム（Ｎｉ−Ｃｄ）電池、ニッケル水素（Ｎｉ−Ｈ）電池、リチウムイオン電池などの２次電池が使用された。これらのうち、空気−亜鉛電池は、１．４Ｖの相対的に高い電圧を提供し、エネルギー密度が高くて、放電容量が大きいという長所を有する。また、電池の放電が完了するまでほぼ一定の放電特性を示して、重金属の含有で使用が抑制されている水銀電池を代替できる乾電池として考えられている。
【０００３】
前記のような利点により、空気−亜鉛電池は、特に軍用武器または装備に活発に適用されているが、水中環境で作動する軍用武器（例えば、魚雷など）や装備に適用するにあたっては、空気供給が遮断されるので、適用に無理があった。
【０００４】
一方、前記のような問題を克服するために、空気供給を必要としないリチウムイオン電池を適用することも考慮できるが、前記リチウムイオン電池は、平常時に持続的に放電が行われるので、実際に電気発生が必要な時点には、前記リチウムイオン電池の過多な放電に起因して武器または装備の作動不良を招くことができるという問題がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、前述したような問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、空気供給が遮断された水中環境でも使用が可能であり、長期保管安定性に優れた空気−亜鉛電池モジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的は、本発明により、内部に密閉された空間を形成する収容部と；前記収容部の内部または外部に位置し、収容部内に空気または酸素の注入が可能なガス貯蔵部と；前記収容部内の一領域に位置し、空気または酸素の供給時に電気を発生させる空気−亜鉛電池セルを少なくとも一つ以上含む空気−亜鉛電池部と；により達成される。
【０００７】
また、前記収容部は、ハードケース形態であってもよい。
【０００８】
また、前記収容部は、フレキシブルパック形態であってもよい。
【０００９】
また、前記ガス貯蔵部は、閉鎖された状態に維持しつつ、ユーザの開放信号または開放行為によって空気または酸素が排出され得る。
【００１０】
また、前記ガス貯蔵部は、閉鎖された状態に維持しつつ、外部から伝達される電気的信号または物理的圧力によって開放されて、空気または酸素が排出され得る。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の空気−亜鉛電池モジュールは、密閉された空間を形成する収容部により水中で使用しても水分の内部浸透を遮断することができ、収容部の内部に設けられたガス貯蔵部により必要時に空気または酸素の供給が可能なので、既存の空気−亜鉛電池とは異なって、水中のように空気の供給が不可能な環境でも使用できる長所がある。
【００１２】
また、本発明の空気−亜鉛電池モジュールは、平常時には外部空気の流入遮断で放電がほとんど起こらないので、長期保管性に非常に優れている。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本発明の一例による空気−亜鉛電池モジュールの構造を示す図である。
【図２】図２は、本発明の他の例による空気−亜鉛電池モジュールの構造を示す図である。
【図３】図３は、本発明のさらに他の例による空気−亜鉛電池モジュールを示す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明は、多様な変換を加えることができ、様々な実施例を有することができるところ、特定の実施例を図面に例示し、詳細な説明で詳細に説明しようとする。しかし、これは、本発明を特定の実施形態に対して限定しようとするものではなく、本発明の思想および技術範囲に含まれるすべての変換、均等物ないし代替物を含むものと理解されなければならない。本発明を説明するに際して、関連した公知の技術に対する具体的な説明が本発明の要旨を不明にすることができると判断される場合、その詳細な説明を省略する。
【００１５】
本出願で使用した用語は、単に特定の実施例を説明するために使用されたものであって、本発明を限定しようとする意図ではない。単数の表現は、文脈上明白に異なって意味しない限り、複数の表現を含む。本出願で、「含む」または「有する」等の用語は、明細書上に記載された特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものが存在することを指定しようとするものであって、一つまたはそれ以上の他の特徴や数字、段階、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものなどの存在または付加可能性をあらかじめ排除しないものと理解されなければならない。
【００１６】
第１、第２等の用語は、多様な構成要素を説明するに使用され得るが、前記構成要素は、前記用語によって限定されるものではない。前記用語は、一つの構成要素を他の構成要素から区別する目的にのみ使用される。
【００１７】
本発明は、空気−亜鉛電池モジュールに関し、より具体的に、内部に密閉された空間を形成する収容部と、前記収容部の内部または外部に位置し、収容部内に空気または酸素の注入が可能なガス貯蔵部と、前記収容部内の他の一領域に位置し、空気または酸素の供給時に電気を発生させる空気−亜鉛電池セルを少なくとも一つ以上含む空気−亜鉛電池部とを含む。
【００１８】
本発明で前記収容部は、内部に密閉された空間を形成するものであれば、いかなる形態でも構わなく、例えばハードケース形態、フレキシブルパック形態などであってもよい。前記収容部がハードケース形態である場合には、素材として金属、高分子樹脂など多様な素材からなり得、外部の衝撃から収容部の内部に位置するガス貯蔵部および空気−亜鉛電池部をある程度保護することができ、電池モジュールの保管安定性に優れているという長所がある。他方で、前記収容部がフレキシブルパック形態である場合には、素材としてゴムなど様々な柔軟な素材からなり得、電池モジュールの保管安定性は、前記ハードケース形態に比べて劣るが、外形の変形が柔軟なので、所望の位置に容易に装着することができ、空間活用性が高い利点がある。
【００１９】
本発明による空気−亜鉛電池モジュールは、前記収容部が内部に密閉された空間を形成することにより、水中に浸されても、電池モジュール内に水分が流入することを遮断することができる。
【００２０】
本発明で収容部の内部または外部に位置しつつ、収容部内に空気または酸素の注入が可能な前記ガス貯蔵部は、内部に一定量の空気または酸素を貯蔵しているものであって、前記ガス貯蔵部は、その形態が特に制限的なものではなく、例えばハードケース形態またはフレキシブルチューブ形態など多様な形態で内部に空気または酸素を貯蔵することができる。
【００２１】
前記ガス貯蔵部は、平常時には閉鎖された状態に維持しつつ、本発明の空気−亜鉛電池モジュールの発電が必要な状況が到来すると、ユーザの任意的な開放信号または開放行為によって空気または酸素が排出されたり、外部から伝達される電気的信号または物理的圧力によって開放されて、空気または酸素が排出される構造であることが好ましい。例えば、ユーザが電気が必要な緊急な状況に置かれたとき、本発明の空気−亜鉛電池モジュール内に設けられたチューブ形態のガス貯蔵部を一定の圧力で押圧すると、前記ガス貯蔵部の脆弱部分が破裂するようになって、ガス低帳簿内に存在する空気または酸素が収容部内の密閉された空間に排出され、このように排出された空気または酸素は、電池モジュール内の空気−亜鉛電池部に供給されて、電気を発生させることができる。
【００２２】
本発明で収容部内の一領域に位置する前記空気−亜鉛電池部は、平常時には密閉された収容部内で空気または酸素の供給が遮断されて放電が起こらないが、前記ガス貯蔵部から空気または酸素が流出すると、前記空気−亜鉛電池部に空気または酸素が供給されて、電気を発生させることができるようになる。
【００２３】
前記空気−亜鉛電池部は、基本電池単位である空気−亜鉛電池セルを少なくとも一つ以上含む。前記空気−亜鉛電池セルは、本発明の空気−亜鉛電池モジュールが適用される分野によって必要に応じて適切な数量を搭載することができ、場合によっては、複数の空気−亜鉛電池セルが積層されて一つの電池ユニットを構成し、このような電池ユニットを少なくとも一つ以上搭載することもできる。
【００２４】
前記空気−亜鉛電池セルは、空気拡散層、触媒活性層などが含まれた空気電極部、亜鉛（Ｚｎ）および電解質が混合された亜鉛ゲルなどが含まれた負極電極部および前記空気電極部および負極電極部間に短絡を防止するためにセパレーターが位置する構造からなっている。
【００２５】
本発明で前記空気−亜鉛電池セルの形態は、いかなる形態でも構わないか、空間効率を考慮して積層構造で電池ユニットを形成する場合には、板状の空気−亜鉛電池セルを使用することが構造的に好ましいが、この場合、前記空気−亜鉛電池セルの空気電極部側の面には、突起形態のスペーサーが形成されていて、前記空気−亜鉛電池セルが積層されて電池ユニットを形成する場合、積層されるそれぞれの空気−亜鉛電池セルの間に空気が円滑に通じることができる空間を形成するようになって、電池ユニットを構成するそれぞれの空気−亜鉛電池セルに空気の供給が円滑に行われ得るだけでなく、本発明の空気−亜鉛電池モジュールのケース内部の空気流動も円滑に行われ得る。
【００２６】
前記電池ユニットは、複数の空気−亜鉛電池セルが電気的に直列または並列に連結され、それぞれの空気−亜鉛電池セルが積層される形態の構造を有するものであって、本発明では、複数の空気−亜鉛電池セルが直列または並列に連結されて一つの電池ユニットを形成することにより、家庭用、産業用、軍用など多様な用途の電気製品に適用可能となるように電圧を高めるのに有利である。
【００２７】
本発明で単位電池ユニットを構成する空気−亜鉛電池セルの個数は、特に限定的なものではなく、本発明の電池モジュールが使用される用途によって単位電池ユニット当たり空気−亜鉛電池セルの個数を任意に定めることができる。
【００２８】
本発明の空気−亜鉛電池モジュールは、密閉された空間を形成する収容部により水中で使用しても、水分の内部浸透を遮断することができ、収容部内に空気または酸素の注入が可能なガス貯蔵部により必要時に空気または酸素の供給が可能なので、既存の空気−亜鉛電池とは異なって、水中のように空気供給が不可能な環境でも使用できる長所があり、魚雷のような軍用武器、水中装備などに適用することができる。
【００２９】
また、本発明の空気−亜鉛電池モジュールは、平常時には外部空気の流入の遮断で放電がほとんど起こらないため、長期保管性に非常に優れていて、電気エネルギーが必要な時点には、ガス貯蔵部の任意的開放により空気または酸素の供給が可能なので、電気を発生させることができるので、魚雷、ミサイルなど軍用武器のように平常時には必要ないが、戦時のような特殊状況に限定して不良なしに作動する必要がある分野に特に適合することができる。
【００３０】
以下では、本発明に対する理解を助けるために図面を参照して説明する。下記図面は、本発明の理解を助けるための一例に過ぎず、これによって本発明の範囲が制限されるものではない。
【００３１】
図１は、本発明の一例による空気−亜鉛電池モジュールの構造を示す図である。図１を参照すると、本発明の一例による空気−亜鉛電池モジュールは、外部と遮断されて密閉された内部空間を提供し、柔軟な素材からなるケース形態の収容部１００が存在し、前記ケース形態の収容部１００の内部の下端部に複数の空気孔が形成されている一つの空気−亜鉛電池セルからなる空気−亜鉛電池部３００が搭載されており、前記収容部１００の内部の一領域に空気または酸素の注入が可能なガス貯蔵部２００が設けられている。
【００３２】
平常時には前記ガス貯蔵部２００が閉鎖されていて、放電が起こらず、電気エネルギーが必要な時点にユーザが前記ガス貯蔵部２００を押圧して破裂させると、ガス貯蔵部２００から空気または酸素が流出し、流出した空気または酸素が空気−亜鉛電池部３００に供給されて、電気を発生させることができるようになる。
【００３３】
また、図２は、本発明の他の例による空気−亜鉛電池モジュールの構造を示す図であり、図２に示された本発明の他の例による空気−亜鉛電池モジュールは、外部と遮断されて密閉された内部空間を提供し、柔軟な素材からなるケース形態の収容部１００が存在し、前記ケース形態の収容部１００の内部の下端部に複数の空気孔が形成されている一つの空気−亜鉛電池セルからなる空気−亜鉛電池部３００が搭載されている。前記収容部１００の外部面には、空気または酸素の注入が可能なガス貯蔵部２００が結合されており、前記ガス貯蔵部２００と収容部１００は、空気または酸素が注入される通路であるガス注入管２１０にて連通している。
【００３４】
図３は、本発明のさらに他の例による空気−亜鉛電池モジュールを示す概念図であり、図３を参照すると、密閉された空間を提供する収容部１００の内部の一領域にガス貯蔵部２００が設けられており、前記収容部１００内部の他の領域には、４個の空気−亜鉛電池セル３１０、３２０、３３０、３４０からなる空気−亜鉛電池部３００が位置している。
【００３５】
以上説明したように、本発明の属する技術分野における当業者は、本発明がその技術的思想や必須特徴を変更することなく、他の具体的な形態で実施され得ることを理解することができる。本発明の範囲は、前記の詳細な説明よりは後述する特許請求範囲により示され、特許請求範囲の意味および範囲そしてその等価概念から導き出されるすべての変更または変形された形態が本発明の範囲に含まれると解釈されるべきものである。
【図１】
0006669863.tif 000002
【図２】
0006669863.tif 000003
【図３】
0006669863.tif 000004