(57)【要約】【課題】金属空気電池の顆粒状アノード構造の提供。【解決手段】亜鉛顆粒の被覆体を具え、該被覆体が円形構造或いは類似円形の構造とされ、その内部に電解液が収容された金属空気電池の顆粒状アノード構造において、該亜鉛顆粒の被覆体内に電解液のほか、亜鉛燃料の材料が収容され、且つ被覆体に貫通する小貫通孔が設けられ、該亜鉛顆粒未使用時に、この小貫通孔の孔径が非常に小さいことにより、電解液が染みださず、該亜鉛顆粒が該亜鉛空気電池のアノード溝に注入された後、亜鉛顆粒の表面が該アノード溝内の電解液と化学反応を発生し、且つ該亜鉛顆粒が該小貫通孔部分より反応開始する。該亜鉛燃料が複数の片状の円弧形状の亜鉛薄片、輻射状亜鉛片、ハニカム状亜鉛片の構造とされうる。亜鉛顆粒はまた、二片を突き合わせて結合させて形成しうる。【選択図】　　　　図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
亜鉛顆粒の被覆体を具え、該被覆体が円形構造とされ、その内部に電解液が収容された金属空気電池の顆粒状アノード構造において、該亜鉛顆粒の被覆体内に電解液のほか、亜鉛燃料の材料が収容され、且つ被覆体に少なくとも一つの貫通する小貫通孔が設けられ、該亜鉛顆粒が該亜鉛空気電池のアノード溝に注入された後、亜鉛顆粒の表面が該アノード溝内の電解液と化学反応を発生し、且つ該亜鉛顆粒が該小貫通孔部分より反応開始することを特徴とする、金属空気電池の顆粒状アノード構造。
【請求項２】
請求項１に記載の金属空気電池の顆粒状アノード構造において、亜鉛顆粒の被覆体に使用される材料が被覆体内に収容される亜鉛燃料の材料と同じとされたことを特徴とする、金属空気電池の顆粒状アノード構造。
【請求項３】
請求項１に記載の金属空気電池の顆粒状アノード構造において、亜鉛顆粒の被覆体内の亜鉛燃料が、複数の亜鉛薄片を具え、各亜鉛薄片が円弧状を呈し、各亜鉛薄片間に一つの空間が形成されたことを特徴とする、金属空気電池の顆粒状アノード構造。
【請求項４】
請求項１に記載の金属空気電池の顆粒状アノード構造において、亜鉛顆粒の被覆体内の亜鉛燃料が、複数の輻射状の亜鉛片を具えたことを特徴とする、金属空気電池の顆粒状アノード構造。
【請求項５】
請求項１に記載の金属空気電池の顆粒状アノード構造において、亜鉛顆粒の被覆体内の亜鉛燃料が、ハニカム状亜鉛片の構造とされたことを特徴とする、金属空気電池の顆粒状アノード構造。
【請求項６】
亜鉛顆粒の被覆体を具え、該被覆体が円形構造とされ、その内部に電解液が収容された金属空気電池の顆粒状アノード構造において、該被覆体に少なくとも一つの貫通する小貫通孔が設けられ、該亜鉛顆粒が該亜鉛空気電池のアノード溝に注入された後、亜鉛顆粒の表面が該アノード溝内の電解液と化学反応を発生し、且つ該亜鉛顆粒が該小貫通孔部分より反応開始することを特徴とする、金属空気電池の顆粒状アノード構造。
【請求項７】
請求項６に記載の金属空気電池の顆粒状アノード構造において、亜鉛顆粒の被覆体が二つの片状体を突き合わせて結合させてなり、二つの片状体の側縁の一部が重畳し並びに接合されて一つの顆粒状球体を形成し、並びに該顆粒状球体の上面と底面にそれぞれ貫通孔部が形成されたことを特徴とする、金属空気電池の顆粒状アノード構造。
【請求項８】
金属空気電池の顆粒状アノード構造において、亜鉛顆粒を具え、該亜鉛顆粒の内部が複数の小孔で充満され、各小孔が電解液を収容し、該亜鉛顆粒が亜鉛空気電池のアノード溝に充填された後、亜鉛顆粒の表面が該アノード溝内の電解液と化学反応を発生し、且つ亜鉛顆粒が該小孔部分より反応開始することを特徴とする、金属空気電池の顆粒状アノード構造。
【請求項９】
請求項８に記載の金属空気電池の顆粒状アノード構造において、亜鉛顆粒の小孔相互間が連通することを特徴とする、金属空気電池の顆粒状アノード構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は一種の金属空気電池のアノード構造に係り、特に金属空気電池の顆粒状アノード構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電池は自動車、携帯通信設備等に配備の必要なパーツである。応用領域が異なればその最も適用される電池タイプも異なる。各タイプの電池形態にあって、亜鉛空気電池は現在全ての電解液を基礎とする電池システム中でエネルギー密度が最高であり、そのカソード反応は、空気を反応物として使用する。亜鉛と空気中の酸素ガスの反応が酸化亜鉛を生成しエネルギーを放出し、化学エネルギーを電気エネルギーの形式で放出することができる。亜鉛空気電池をもし電動車両に応用できれば、電動車両に相当に大きな電力と耐久性を提供できる。
【０００３】
亜鉛空気電池の構造中、燃料の亜鉛金属を板状に形成したものがあり、このタイプの亜鉛空気電池の構造は、亜鉛燃料板、及びカソード板を具え、そのうち亜鉛燃料板はアノードとされ、並びに亜鉛空気電池の燃料とされる。該亜鉛空気電池は空気中の酸素を水素原子の脱極剤とし、空気をカソード板の側面より該亜鉛空気電池構造中に送り込む。該亜鉛燃料板は一般には電解液を充満させた電池容器中に収容される。このタイプの電池はカートリッジ式の亜鉛燃料板及び電解液を交換して再生させることができる。該アノード板及びカソード板は適当な位置よりそれぞれ連接凸片が延伸されてリード線との連接に供される。
【０００４】
もう一種の亜鉛空気電池単体形式は、充填した亜鉛顆粒をアノードとする形態であり、その立体構造は図１に示されるようであり、その亜鉛顆粒は亜鉛空気電池単体の燃料とされる。図１はこのようなタイプの典型的な亜鉛空気電池の構造立体図であり、それは、カソード板１、及び該電池単体の溝中に収容された複数の亜鉛顆粒２を具え、そのうち、亜鉛顆粒２はアノードとされ、ナビに亜鉛空気電池の燃料とされる。該亜鉛空気電池１０は空気中の酸素を水素原子の脱極剤とし、該空気はカソード板１の側面より該亜鉛空気電池構造中に送り込まれる。該電池単体の上面よりマイナス極連接凸片３１、及び、プラス極連接凸片３２が延伸されてリード線との連接に供される。このタイプの亜鉛空気電池の作業原理と前述の亜鉛燃料板の作業原理は類似である。該亜鉛顆粒２の反応完了の後、適当に充填すれば、電池単体が継続して必要な電力を供給できる。
【０００５】
図２は複数の、図１の電池単体で組成された空気電池セットであり、異なる応用領域（例えば電動車両）に必要な電力を供給する。この構造中、各電池単体は一つの電池セットフレーム４中に組み付けられ、且つ該電池セットフレーム４の底面がトレイ４１に結合されて、該トレイ４１が亜鉛空気電池が反応過程でえ発生する沈殿物或いは不純物を受ける。
【０００６】
この領域にあって、いかに該亜鉛顆粒の構造を設計し、且つ該亜鉛顆粒を迅速に電池単体の溝中に補充して化学反応を行わせるかが、最も重要な課題である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ゆえに、本発明の主要な目的は、一種の金属空気電池の顆粒状アノード構造を提供することにあり、すなわち、特殊な亜鉛顆粒構造設計により、電池の亜鉛顆粒補充簡単容易とし、且つ該亜鉛顆粒を電池単体内に補充した後に、亜鉛顆粒を電池単体の溝内で迅速に化学反応させて、最良の電池機能を達成させるようにすることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の考案は、亜鉛顆粒の被覆体を具え、該被覆体が円形構造とされ、その内部に電解液が収容された金属空気電池の顆粒状アノード構造において、該亜鉛顆粒の被覆体内に電解液のほか、亜鉛燃料の材料が収容され、且つ被覆体に少なくとも一つの貫通する小貫通孔が設けられ、該亜鉛顆粒が該亜鉛空気電池のアノード溝に注入された後、亜鉛顆粒の表面が該アノード溝内の電解液と化学反応を発生し、且つ該亜鉛顆粒が該小貫通孔部分より反応開始することを特徴とする、金属空気電池の顆粒状アノード構造としている。
請求項２の考案は、請求項１に記載の金属空気電池の顆粒状アノード構造において、亜鉛顆粒の被覆体に使用される材料が被覆体内に収容される亜鉛燃料の材料と同じとされたことを特徴とする、金属空気電池の顆粒状アノード構造としている。
請求項３の考案は、請求項１に記載の金属空気電池の顆粒状アノード構造において、亜鉛顆粒の被覆体内の亜鉛燃料が、複数の亜鉛薄片を具え、各亜鉛薄片が円弧状を呈し、各亜鉛薄片間に一つの空間が形成されたことを特徴とする、金属空気電池の顆粒状アノード構造としている。
請求項４の考案は、請求項１に記載の金属空気電池の顆粒状アノード構造において、亜鉛顆粒の被覆体内の亜鉛燃料が、複数の輻射状の亜鉛片を具えたことを特徴とする、金属空気電池の顆粒状アノード構造としている。
請求項５の考案は、請求項１に記載の金属空気電池の顆粒状アノード構造において、亜鉛顆粒の被覆体内の亜鉛燃料が、ハニカム状亜鉛片の構造とされたことを特徴とする、金属空気電池の顆粒状アノード構造としている。
請求項６の考案は、亜鉛顆粒の被覆体を具え、該被覆体が円形構造とされ、その内部に電解液が収容された金属空気電池の顆粒状アノード構造において、該被覆体に少なくとも一つの貫通する小貫通孔が設けられ、該亜鉛顆粒が該亜鉛空気電池のアノード溝に注入された後、亜鉛顆粒の表面が該アノード溝内の電解液と化学反応を発生し、且つ該亜鉛顆粒が該小貫通孔部分より反応開始することを特徴とする、金属空気電池の顆粒状アノード構造としている。
請求項７の考案は、請求項６に記載の金属空気電池の顆粒状アノード構造において、亜鉛顆粒の被覆体が二つの片状体を突き合わせて結合させてなり、二つの片状体の側縁の一部が重畳し並びに接合されて一つの顆粒状球体を形成し、並びに該顆粒状球体の上面と底面にそれぞれ貫通孔部が形成されたことを特徴とする、金属空気電池の顆粒状アノード構造としている。
請求項８の考案は、金属空気電池の顆粒状アノード構造において、亜鉛顆粒を具え、該亜鉛顆粒の内部が複数の小孔で充満され、各小孔が電解液を収容し、該亜鉛顆粒が亜鉛空気電池のアノード溝に充填された後、亜鉛顆粒の表面が該アノード溝内の電解液と化学反応を発生し、且つ亜鉛顆粒が該小孔部分より反応開始することを特徴とする、金属空気電池の顆粒状アノード構造としている。
請求項９の考案は、請求項８に記載の金属空気電池の顆粒状アノード構造において、亜鉛顆粒の小孔相互間が連通することを特徴とする、金属空気電池の顆粒状アノード構造としている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明は、亜鉛顆粒の被覆体を具え、それは、円形構造或いは類似円形の構造とされ、その内部に電解液が収容された金属空気電池の顆粒状アノード構造において、該亜鉛顆粒の被覆体内に電解液のほか、亜鉛燃料の材料が収容され、且つ被覆体に貫通する小貫通孔が設けられ、該亜鉛顆粒未使用時に、この小貫通孔の孔径が非常に小さいことにより、電解液が染みださず、該亜鉛顆粒が該亜鉛空気電池のアノード溝に注入された後、亜鉛顆粒の表面が該アノード溝内の電解液と化学反応を発生し、且つ該亜鉛顆粒が該小貫通孔部分より反応開始し、該亜鉛燃料が複数の片状の円弧形状の亜鉛薄片、輻射状亜鉛片、ハニカム状亜鉛片の構造とされうることを特徴とする。
【００１０】
【実施例】
図３は本発明の亜鉛顆粒構造の第１実施例の断面図である。該図に示されるように、該亜鉛顆粒２は、被覆体２０を具え、それは円形構造或いは類似円形の構造とされ、その内部に電解液２１が収容されている。亜鉛顆粒２には小貫通孔２２が開設されている。該亜鉛顆粒を未使用時に、該小貫通孔２２の孔径は非常に小さく、且つ内外の圧力差の関係から、電解液は染みださない。亜鉛顆粒が電池単体のアノード溝に充填された後、亜鉛顆粒の表面が該アノード溝内の電解液と化学反応を発生し、且つ該亜鉛顆粒が該小貫通孔２２部分より反応開始し、ある程度反応した後、該亜鉛顆粒内部の電解液がすべて放出され、快速に反応し、電力供給の機能を達成する。このような構造設計は、該亜鉛顆粒の該電池単体のアノード溝内での反応を快速とする。
【００１１】
図４は本発明の亜鉛顆粒２ａ構造の第２実施例の断面図である。この図に示されるように、その構造設計は先の実施例とほぼ同じであるが、その違いは該亜鉛顆粒２ａの被覆体２０内に電解液のほかに、複数の亜鉛薄片２３が収容され、各亜鉛薄片２３が円弧形状を呈し、その間に空間が形成され得て、その空間が電解液を収容することにある。このタイプの亜鉛顆粒が電池単体のアノード溝に入れられた後、その被覆体２０と内部の亜鉛薄片２３がいずれも電池の反応燃料とされうる。
【００１２】
図５は本発明の亜鉛顆粒２ｂ構造の第３実施例の断面図である。この図に示されるように、その構造設計は図４のものと類似であるが、ただし、亜鉛顆粒２ｂの被覆体２０内に収容される亜鉛燃料材料が、輻射状亜鉛片２４の構造とされ、その作用は先の実施例の亜鉛薄片２３と同じである。この輻射状亜鉛片２４の間に形成される空間が電解液を収容する。
【００１３】
図６は本発明の亜鉛顆粒２ｃ構造の第４実施例の断面図である。この図に示されるように、その構造設計は図４のものと類似であるが、ただし、亜鉛顆粒２ｃの被覆体２０内に収容される亜鉛燃料材料が、ハニカム状亜鉛片２５の構造とされ、その作用は先の実施例の亜鉛薄片２３と同じである。このハニカム状亜鉛片２５の間に形成される空間が電解液を収容する。
【００１４】
図７は本発明の亜鉛顆粒２ｄ構造の第５実施例の断面図である。この図に示されるように、その構造設計は図６のものと類似であるが、ただし、亜鉛顆粒２ｄが内部全体に小孔２６が配設された実体で組成され、各小孔２６間が相互に不連通とされるか、或いは連通するものとされうる。各小孔２６内に電解液が収容される。
【００１５】
図８は本発明の亜鉛顆粒２ｅ構造の第６実施例の斜視図、図９は本発明の第６実施例の２つの片状体分離時の分解斜視図、図１０は図８中のＡ−Ａ断面図である。この実施例中、亜鉛顆粒２ｅは２つの片状体２７ａ、２７ｂを突き合わせて結合させてなり、二つの片状体２７ａ、２７ｂの側縁の一部分が重畳し並びに接合されて一つの顆粒状球体が形成され、並びに該顆粒状球体の上面及び底面に貫通孔部２８ａ、２８ｂが形成されている。
【００１６】
以上は本発明の実施例の説明であるが、本発明の実施範囲を限定するものではなく、本発明の精神に基づきなしうる細部の修飾或いは改変は、いずれも本発明の請求範囲に属するものとする。
【００１７】
【発明の効果】
ゆえに、本発明は、一種の金属空気電池の顆粒状アノード構造を提供し、それは、特殊な亜鉛顆粒構造設計により、電池の亜鉛顆粒補充簡単容易とし、且つ該亜鉛顆粒を電池単体内に補充した後に、亜鉛顆粒を電池単体の溝内で迅速に化学反応させて、最良の電池機能を達成させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】典型的な従来の亜鉛顆粒を使用した亜鉛空気電池の構造立体図である。
【図２】複数の図１の電池単体で組成された亜鉛空気電池セット表示図である。
【図３】本発明の亜鉛顆粒構造の第１実施例断面図である。
【図４】本発明の亜鉛顆粒構造の第２実施例断面図である。
【図５】本発明の亜鉛顆粒構造の第３実施例断面図である。
【図６】本発明の亜鉛顆粒構造の第４実施例断面図である。
【図７】本発明の亜鉛顆粒構造の第５実施例断面図である。
【図８】本発明の亜鉛顆粒構造の第６実施例の斜視図である。
【図９】本発明の亜鉛顆粒構造の第６実施例の分解斜視図である。
【図１０】図８のＡ−Ａ断面図である。
【符号の説明】
１　カソード板
２　亜鉛顆粒
２ａ〜２ｅ　亜鉛顆粒
１０　亜鉛空気電池
２０　被覆体
２１　電解液
２２　小貫通孔
２３　亜鉛薄片
２４　輻射状亜鉛片
２５　ハニカム状亜鉛片
２６　小孔
２７ａ、２７ｂ　片状体
２８ａ、２８ｂ　貫通孔部
３１　マイナス極連接凸片
３２　プラス極連接凸片
４　電池セットフレーム
４１　トレイ
【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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【図９】
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【図１０】
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