(57)【要約】【課題】  負極材料を効率よく利用可能な長寿命の金属空気電池を提供することを目的とする。【解決手段】  イオン化して電解液２に溶出可能な金属を少なくとも含む負極１と、電解液２に接触するように配置された正極３と、電解液２と気相との界面から負極１が露出しない位置で負極１に接触して保持可能な導電部を含む保持部材とを備える金属空気電池の構成とする。【選択図】  図１
2016066582.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
イオン化して電解液に溶出可能な金属を少なくとも含む負極と、
前記電解液に接触するように配置された正極と、
前記電解液と気相との界面から前記負極が露出しない位置で前記負極に接触して保持可能な導電部を含む保持部材とを備える、金属空気電池。
【請求項２】
前記保持部材は、前記負極下方を保持する請求項１記載の金属空気電池。
【請求項３】
前記保持部材は、前記負極上方を保持する請求項１に記載の金属空気電池。
【請求項４】
前記保持部材は、前記負極の複数を保持する請求項１から３のいずれか１項に記載の金属空気電池。
【請求項５】
前記負極はマグネシウムおよびマグネシウムを５０原子％以上含む合金からなる請求項１から４のいずれか１項に記載の金属空気電池。
【請求項６】
前記負極の少なくとも一部を取り囲むように配置される反応生成物回収膜を更に備える請求項１から５のいずれか１項に記載の金属空気電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外部に電力供給可能な金属空気電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属空気電池として、特許文献１が知られている。
【０００３】
特許文献１には、負極を構成する金属を負極活物質とし、かつ、正極と接触する空気中の酸素を正極活物質として使用する金属空気電池であって、該負極が、電解液と気相との界面から遠ざかるに従って、その厚みまたは幅が小さくなる構成が記載されている。特許文献１で解決しようとする課題は下記のとおりである。すなわち、例えば特許文献１の図１に記載されるように、負極が電解液と気相との界面から露出していると、電解液と気相との界面近傍で負極が消耗・破損してしまい、その部分より下方の負極が電解液中に落下して、負極として機能しなくなることがある。このような問題は、特にマグネシウム等の反応性が高い負極材料ほど顕著に発生する。特許文献１では、電解液と気相との界面から露出する部分の負極の幅または厚みを大きくすることで、負極の電解液中への落下を防ぐ方法を提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２３８６４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１では、電解液と気相との界面から露出した部分の負極のエネルギーを取り出すことができず、負極材料を効率よく利用できないという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、負極の電解液と気相との界面付近における消耗・破損を抑え、負極材料を効率よく利用可能な長寿命の金属空気電池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】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明は、イオン化して電解液に溶出可能な金属を少なくとも含む負極と、前記電解液に接触するように配置された正極と、前記電解液と気相との界面から前記負極が露出しない位置で前記負極に接触して保持可能な導電部を含む保持部材とを備える、金属空気電池の構成としている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、負極材料を効率よく利用可能な長寿命の金属空気電池を実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態１の金属空気電池を側方から見たときの概略構成を模式的に示す要部断面図である。
【図２】図１に示した金属空気電池の負極１及び導電性保持部材４のみを示す要部斜視図であり、（ａ）は負極１の上方の中央部を単一の部材で部分的に狭持接合する構成を示す図であり、（ｂ）は負極１の上方を複数の部材で部分的に狭持接合する構成を示す図であり、（ｃ）は負極１の上方を全体的に単一の部材で狭持接合する構成を示す図である。
【図３】実施の形態２の金属空気電池を側方から見たときの概略構成を模式的に示す要部断面図である。
【図４】実施の形態３の金属空気電池を側方から見たときの概略構成を模式的に示す要部断面図である。
【図５】実施の形態４の金属空気電池を側方から見たときの概略構成を模式的に示す要部断面図である。
【図６】実施の形態５の金属空気電池を側方から見たときの概略構成を模式的に示す要部断面図である。
【図７】実施の形態６の金属空気電池を側方から見たときの概略構成を模式的に示す要部断面図である。
【図８】図７に示した金属空気電池の負極１及び導電性保持部材４のみを示す要部斜視図であり、（ａ）は導電性保持部材４の開口部４１に負極１を嵌め込んでいない状態を示す図であり、（ｂ）は導電性保持部材４の開口部４１に負極１を嵌め込んだ状態を示す図である。
【図９】実施の形態６の金属空気電池の負極１及び導電性保持部材４のみを示す要部斜視図あって、図８示す構成とは別の構成を示す図である。
【図１０】実施の形態７の金属空気電池を側方から見たときの概略構成を模式的に示す要部断面図である。
【図１１】実施の形態８の金属空気電池を側方から見たときの概略構成を模式的に示す要部断面図である。
【図１２】実施の形態８の金属空気電池における反応生成物回収膜７と反応生成物回収膜用フレーム８の一形態の概略構成を模式的に示す要部分解斜視図である。
【図１３】実施の形態８の金属空気電池における反応生成物回収膜７と反応生成物回収膜用フレーム８の一形態の概略構成を模式的に示す要部分解斜視図である。
【図１４】実施の形態９の金属空気電池を側方から見たときの概略構成を模式体に示す要部断面図である。
【図１５】実施の形態１０の金属空気電池を側方から見たときの概略構成を模式体に示す要部断面図である。
【図１６】実施の形態１１の金属空気電池を側方から見たときの概略構成を模式体に示す要部断面図である。
【図１７】実施の形態１２の金属空気電池を側方から見たときの概略構成を模式体に示す要部断面図である。
【図１８】実施の形態１３の金属空気電池を側方から見たときの概略構成を模式体に示す要部断面図である。
【図１９】実施の形態１４の金属空気電池を側方から見たときの概略構成を模式体に示す要部断面図である。
【図２０】実施の形態１４の金属空気電池を側方から見たときの概略構成を模式体に示す要部断面図である。
【図２１】実施の形態１５の金属空気電池における反応生成物回収膜７と反応生成物回収膜用フレーム８の一形態の概略構成を模式的に示す要部斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、これらの図面において、同一の参照符号は同一部分または相当部分を表すものとする。
【００１１】
＜実施の形態１＞
図１は、実施の形態１の金属空気電池を側方から見たときの概略構成を示す要部断面図である。
【００１２】
本実施形態の金属空気電池は、負極１と電解液２と正極３と負極１を保持する導電性保持部材４とが、容器５内に収納されて構成されている。なお、図１において、負極１の下端は容器５に接触していても構わない。また、図１において、正極３は容器５内で気相と接するように図示しているが、正極３は全て電解液２内に漬かっていても構わない。また、容器５は内部を密閉している必要はなく、容器５内に１つまたは複数の開口部があってもよい。
【００１３】
ここで、負極１は、電解液２に対してイオン化して溶解可能な金属を含むものであれば良い。より具体的には、例えば、電解液２に水を含む場合は、負極１は、標準電極電位が水素より卑な金属単体又は標準電極電位が水素より卑な元素を含む合金からなる負極活物質を含む。また、負極１には、電池特性および所望の特性を得るために、金属または非金属元素が添加されてもよい。なお、添加される金属または非金属元素は合金化して負極活物質として機能していてもよく、合金化していなくてもよい。場合によっては、負極は多孔質の材料や粉状材料で形成されていてもよく、負極の形状や表面状態は限定されない。
【００１４】
標準電極電位が水素より卑な金属単体としては、例えばリチウム（Ｌｉ）、カルシウム（Ｃａ）、イットリウム（Ｙ）、セリウム（Ｃｅ）、ネオジウム（Ｎｄ）、ベリリウム（Ｂｅ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、インジウム（Ｉｎ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、スズ（Ｓｎ）、鉛（Ｐｂ）、亜鉛（Ｚｎ）、鉄（Ｆｅ）、アルミニウム（Ａｌ）、マグネシウム（Ｍｇ）、マンガン（Ｍｎ）、ケイ素（Ｓｉ）、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、バナジウム（Ｖ）などを挙げることができる。また、合金を適用することもできる。このような負極活物質は、一種のみを単独で用いてもよく、二種以上を併用してもよい。
【００１５】
なお、合金とは、一般に金属元素に一種以上の金属元素又は非金属元素を加えたものであって、金属的性質を持っているものの総称である。具体的には、上述の金属元素に一種以上の金属元素又は非金属元素を加えたものを挙げることができる。なお、合金の組織には、成分元素が共晶、共析、包晶、包析反応等を起こすことにより別個の結晶とのいわば混合状態にあるもの；成分元素が完全に溶け合い固溶体となっているもの；成分元素が金属間化合物又は金属と非金属との化合物を形成しているものなどがある。本実施形態ではいずれの合金組織であってもよい。しかしながら、これらに限定されるものではなく、金属空気電池に適用される従来公知の材料を用いることができる。
【００１６】
本発明は、標準電極電位が水素より卑な金属単体の中で、とくに、反応性の高い金属単体に用いることが有効であり、たとえば、マグネシウム単体またはマグネシウム合金に用いることができる。マグネシウム合金とは、マグネシウム（Ｍｇ）を主成分とする合金、例えば、マグネシウムを５０原子％以上含有する合金のことである。マグネシウム合金としては、例えば、Ｍｇ−Ａｌ系、Ｍｇ−Ｍｎ系、Ｍｇ−Ｚｎ系、Ｍｇ−Ａｌ−Ｍｎ系、Ｍｇ−Ａｌ−Ｍｎ−Ｃａ系、Ｍｇ−Ａｌ−Ｚｎ−Ｃａ系、Ｍｇ−Ａｌ−Ｚｎ系、Ｍｇ−Ｚｎ−Ｚｒ系などがある。さらに、マグネシウム合金には、Ａｌ、Ｃａ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｓｉ、Ｃｕ、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｃｅ、Ｇａ、Ｈｇなどの元素を添加しても良い。
【００１７】
また、本発明は、亜鉛単体または亜鉛合金にも用いることができる。亜鉛合金とは、亜鉛（Ｚｎ）を主成分とする合金、例えば、Ｚｎを５０原子％以上含有する合金のことである。亜鉛合金としては、Ｚｎ−Ａｌ系、Ｚｎ−Ｂｅ系、Ｚｎ−Ｃ系、Ｚｎ−Ｃａ系、Ｚｎ−Ｃｅ系、Ｚｎ−Ｃｒ系、Ｚｎ−Ｆｅ系、Ｚｎ−Ｇａ系、Ｚｎ−Ｇｅ系、Ｚｎ−Ｈ系、Ｚｎ−Ｉｎ系、Ｚｎ−Ｋ系、Ｚｎ−Ｌｉ系、Ｚｎ−Ｍｇ系、Ｚｎ−Ｍｎ系、Ｚｎ−Ｎ系、Ｚｎ−Ｎａ系、Ｚｎ−Ｎｉ系、Ｚｎ−Ｏ系、Ｚｎ−Ｓ系、Ｚｎ−Ｔｉ系、Ｚｎ−Ｚｒ系などがある。或いは、上述の２元系亜鉛合金を組み合わせた、３元系以上の亜鉛合金であっても良い。
【００１８】
電解液２は、例えば、塩化カリウム、塩化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸水素ナトリウム、過炭酸ナトリウムなどの水溶液や非水溶液を適用することができる。このような水溶液や非水溶液は、一種のみを単独で用いてもよく、二種以上を併用してもよい。またはｐＨ調整等の処理を行ってもよい。しかしながら、これらに限定されるものではなく、フッ化物の水溶液、ハロゲンを含む水溶液等や多価カルボン酸の水溶液等、金属空気電池に適用される従来公知の電解液を適用することができる。
【００１９】
正極３は、空気に接して空気中の酸素に電子を供給する役割を有しているものであって、導電性を有する材料であれば特に制限されるものではなく、活性炭、炭素繊維、カーボンフェルトなどの炭素質材料や、鉄、銅などの金属材料等を用いることができる。正極３の材料としては、空気中の酸素との接触面積が大きく集電効率に優れているという観点から、炭素粉末を用いることが特に好ましい。また、正極３の材料の上に、酸素の還元反応を促進する触媒作用のある物質が存在していてもよい。なお、正極３の構成はこれらに限定されるものではなく、空気電池や水素燃料電池に適用される従来公知の正極を用いてもよい。
【００２０】
導電性保持部材４は、電解液２の界面から負極１が露出しない位置で負極１に接触して保持可能な導電性材料からなる導電部を含むものである。導電性保持部材４が負極１に接触する導電部を含むので、負極１と導電性保持部材４とが電気的に接続されることになる。
【００２１】
したがって、例えば、正極３と導電性保持部材４とに配線を施して、外部回路に接続すれば、その外部回路に電力を供給することができる。
【００２２】
導電性保持部材４は、導電性材料から構成される導電部のみで構成されていてもよく、また、導電性材料から構成される導電部と絶縁材料から構成される絶縁部から構成されていてもよい。なお、導電性保持部材４が導電部と絶縁部から構成される場合は、導電部のみで負極１を保持可能である必要はなく、導電部と絶縁部を合わせた構造として負極１を保持可能であってもよい。
【００２３】
導電性保持部材４の導電部に適用適当可能な導電性材料としては、一般的な導電性材料を用いることができ、銅および銅合金、アルミニウムおよびアルミニウム合金、鉄および鉄合金、銀および銀合金、金および金合金、ニッケルおよびニッケル合金、チタニウムおよびチタニウム合金が特に好ましい。また、このような導電性材料は一種のみを単独で用いてもよく、二種以上を併用してもよい。
【００２４】
導電性保持部材４の絶縁部に適用可能な材料としては、一般的な絶縁材料を用いることができ、とくに、プラスチック材料、セラミックス材料、ガラス材料、合成樹脂材料、木材、ゴム材、高分子材料等を用いることができる。
【００２５】
本実施の形態においては、導電性保持部材４は負極１の上方を挟持、上方を接合、または上方を挟持かつ接合することにより保持する構成としている。より具体的には、導電性保持部材４としては、例えば、図１に示した金属空気電池の負極１及び導電性保持部材４のみを示す要部斜視図である図２に示すように、負極１の上方の中央部を単一の部材で部分的に狭持接合する構成（図２（ａ））、負極１の上方を複数の部材で部分的に狭持、接合または狭持接合する構成（図２（ｂ））、負極１の上方を全体的に単一の部材で狭持接合する構成（図２（ｃ））などを適用することができる。
【００２６】
なお、挟持する方法としては、クリップで留める、万力またはこれに類似する構造で留める、紐状のもので留める、ミゾや凹凸等の嵌め合わせで留める、磁力を用いて留める、弾性変形が元に戻ろうとする力を用いて留める、形状記憶合金の形状記憶効果を用いて留める、といった方法を例示することができる。
【００２７】
また、接合する方法としては、ガス溶接、アーク溶接、エレクトロスラグ溶接、電子ビーム溶接、レーザービーム溶接等の一般的な融接方法や、抵抗溶接、鍛接、摩擦圧接、爆発圧接等の一般的な圧接方法、ろう付け、はんだ付け、拡散接合、超音波接合、蒸着、アトミックボンディング、圧延接合といった方法を例示することができる。
【００２８】
本実施の形態においては、負極１に含まれイオン化して電解液２に溶出可能な金属が電子を放出する物質として機能し、空気中の酸素が正極から供給されて電子を受け取る物質とし機能して起電力が発生することになる。
【００２９】
負極１に含まれるその金属が例えばマグネシウムであった場合、負極１のマグネシウムは電子を放出してマグネシウムイオンとなって電解液２中に溶出し、正極３では酸素と水が電子を受け取って水酸化物イオンとなる。金属空気電池全体で見ると、マグネシウム、酸素、及び水から水酸化マグネシウム（Ｍｇ（ＯＨ）２）が生成することで両極間に起電力が発生する。正極３及び負極１でのそれぞれの反応式は、以下の通りとなる。
正極：Ｏ２＋２Ｈ２Ｏ＋４ｅ−  →  ４ＯＨ−
負極：２Ｍｇ  →  ２Ｍｇ２＋＋４ｅ−
全体：２Ｍｇ＋Ｏ２＋２Ｈ２Ｏ  →  ２Ｍｇ（ＯＨ）２↓
【００３０】
または、負極１に含まれる金属が例えば亜鉛であった場合、負極１の亜鉛は電子を放出して亜鉛イオンとなって電解液２中に溶出し、正極３では酸素と水が電子を受け取って水酸化物イオンとなる。金属空気全体で見ると、亜鉛、酸素、及び水から水酸化亜鉛または酸化亜鉛が生成されることで両極間に起電力が発生する。正極及び負極でのそれぞれの反応式は、以下の通りとなる。
正極：Ｏ２＋２Ｈ２Ｏ＋４ｅ−  →  ４ＯＨ−
負極：２Ｚｎ  →  ２Ｚｎ２＋＋４ｅ−
全体：２Ｚｎ＋Ｏ２＋２Ｈ２Ｏ  →  ２Ｚｎ（ＯＨ）２  →  ２ＺｎＯ↓＋２Ｈ２Ｏ
【００３１】
本実施の形態の金属空気電池によれば、導電性保持部材４を電解液２と気相との界面から負極１が露出しない位置で負極１に接触して保持可能な構成としているので、容易に外部への電力供給が可能で、負極材料を効率よく利用可能として、長寿命の金属空気電池を実現することが可能となるという効果を奏する。
【００３２】
なお、このような効果は反応性が高い負極材料ほど顕著に得られるので、特に少なくともマグネシウムを含む負極を用いる構成に適用されることが好ましい。
【００３３】
＜実施の形態２＞
実施の形態２として、上記実施の形態１では導電性保持部材４が負極１の上方を挟持、上方を接合、または上方を挟持かつ接合することにより保持する構成としたのに対して、導電性保持部材４が負極１の上面を接合または上面のみをはめ込みすることにより保持する構成について説明する。なお、ここで説明する導電性保持部材４による負極１の保持構成以外については、上記実施の形態１と同様であるので、説明を繰り返さない。
【００３４】
図３は、実施の形態２の金属空気電池を側方から見たときの概略構成を示す要部断面図である。
【００３５】
図３に示すように、本実施の形態２において、上記実施の形態１と異なる点は、導電性保持部材４が負極１の上面を接合または上面のみをはめ込みすることにより保持する構成として点だけであって、これ以外は上記実施の形態１と同様である。
【００３６】
本実施の形態２の金属空気電池によっても、導電性保持部材４を電解液２と気相との界面から負極１が露出しない位置で負極１に接触して保持可能な構成としているので、容易に外部への電力供給が可能で、負極材料を効率よく利用可能として、長寿命の金属空気電池を実現することが可能となるという効果を奏する。
【００３７】
＜実施の形態３＞
実施の形態３として、上記実施の形態１では導電性保持部材４が負極１の上方を挟持、上方を接合、または上方を挟持かつ接合することにより保持する構成としたのに対して、結合部材を用いて導電性保持部材４と負極１とを結合することにより保持する構成について説明する。なお、ここで説明する導電性保持部材４による負極１の保持構成以外については、上記実施の形態１と同様であるので、説明を繰り返さない。
【００３８】
図４は、実施の形態３の金属空気電池を側方から見たときの概略構成を示す要部断面図である。
【００３９】
本実施の形態３において、上記実施の形態１と異なる点は、導電性保持部材４が負極１の上方を挟持し、結合部材６を用いて導電性保持部材４と負極１とを結合することにより保持する構成として点だけであって、これ以外は上記実施の形態１と同様である。
【００４０】
図４に示すように、結合部材６としては、例えばピンを用いることができ、その際には導電性保持部材４に貫通部を設けると共に、負極１にその導電性保持部材４に貫通部に対応した位置に凹部を設け、これら貫通部及び凹部を共通のピンで貫くような配置とすることにより、電性保持部材４と負極１とを結合して保持することができる。
【００４１】
本実施の形態３の金属空気電池によっても、導電性保持部材４を電解液２と気相との界面から負極１が露出しない位置で負極１に接触して保持可能な構成としているので、容易に外部への電力供給が可能で、負極材料を効率よく利用可能として、長寿命の金属空気電池を実現することが可能となるという効果を奏する。
【００４２】
＜実施の形態４＞
実施の形態４として、上記実施の形態１では導電性保持部材４が負極１の上方を挟持、上方を接合、または上方を挟持かつ接合することにより保持する構成としたのに対して、導電性保持部材４が負極１の下面を受けるようにして保持する構成について説明する。なお、ここで説明する導電性保持部材４による負極１の保持構成以外については、上記実施の形態１と同様であるので、説明を繰り返さない。
【００４３】
図５は、実施の形態４の金属空気電池を側方から見たときの概略構成を示す要部断面図である。
【００４４】
図５に示すように、本実施の形態４において、上記実施の形態１と異なる点は、導電性保持部材４が負極１の下面を受けるようにして保持する構成として点だけであって、これ以外は上記実施の形態１と同様である。なお、本実施の形態４においては、導電性保持部材４が略Ｊ字型形状となり、負極１の下面を受けるので、少なくともその下面で接触し電気的に接続されることになる。また、上記実施の形態１〜３のように、負極１と導電性保持部材４とを接合又は結合させても良い。
【００４５】
本実施の形態４の金属空気電池によっても、導電性保持部材４を電解液２と気相との界面から負極１が露出しない位置で負極１に接触して保持可能な構成としているので、容易に外部への電力供給が可能で、負極材料を効率よく利用可能として、長寿命の金属空気電池を実現することが可能となるという効果を奏する。
【００４６】
＜実施の形態５＞
実施の形態５として、上記実施の形態１では導電性保持部材４が負極１の上方を挟持、上方を接合、または上方を挟持かつ接合することにより保持する構成としたのに対して、導電性保持部材４を網状部材として負極１を覆うようにして保持する構成について説明する。なお、ここで説明する導電性保持部材４による負極１の保持構成以外については、上記実施の形態１と同様であるので、説明を繰り返さない。
【００４７】
図６は、実施の形態５の金属空気電池を側方から見たときの概略構成を示す要部断面図である。
【００４８】
図６に示すように、本実施の形態５において、上記実施の形態１と異なる点は、導電性保持部材４を網状部材として、網状の導電性保持部材で負極１を覆うようにして保持する構成として点だけであって、これ以外は上記実施の形態１と同様である。なお、本実施の形態５においては、負極１の荷重が掛って、負極１の少なくとも下面が導電性保持部材４に接触し電気的に接続されることになる。また、上記実施の形態１〜３のように、負極１と導電性保持部材４とを接合又は結合させても良い。
【００４９】
本実施の形態５の金属空気電池によっても、導電性保持部材４を電解液２と気相との界面から負極１が露出しない位置で負極１に接触して保持可能な構成としているので、容易に外部への電力供給が可能で、負極材料を効率よく利用可能として、長寿命の金属空気電池を実現することが可能となるという効果を奏する。
【００５０】
＜実施の形態６＞
実施の形態６として、上記実施の形態１では導電性保持部材４が負極１の上方を挟持、上方を接合、または上方を挟持かつ接合することにより保持する構成としたのに対して、導電性保持部材４に開口部４１を設け、その開口部４１に負極１を嵌め込むようにして保持する構成について説明する。なお、ここで説明する導電性保持部材４による負極１の保持構成以外については、上記実施の形態１と同様であるので、説明を繰り返さない。
【００５１】
図７は、実施の形態６の金属空気電池を側方から見たときの概略構成を示す要部断面図である。図８は図７に示した金属空気電池の負極１及び導電性保持部材４のみを示す要部斜視図であり、図８（ａ）は導電性保持部材４の開口部４１に負極１を嵌め込んでいない状態を示し、図８（ｂ）は導電性保持部材４の開口部４１に負極１を嵌め込んだ状態を示す。
【００５２】
本実施の形態６において、上記実施の形態１と異なる点は、導電性保持部材４に開口部４１を設け、その開口部４１に負極１を嵌め込むようにして保持する構成として点だけであって、これ以外は上記実施の形態１と同様である。
【００５３】
より具体的には、図８（ａ）に示すように、導電性保持部材４に開口部４１が設けられており、例えば図８（ａ）の図中の矢印の示す方向から、その開口部４１に負極１を嵌め込む。これにより、図８（ｂ）に示すように導電性保持部材４に負極１を嵌め込むようにして保持する構成とでき、図７に示すような金属空気電池を構成できる。
【００５４】
なお、本実施の形態６においては、導電性保持部材４の開口部４１への負極１の嵌め込みにより、負極１と導電性保持部材４との接する部分が形成され、そこで電気的に接続されることになる。また、上記実施の形態１〜３のように、負極１と導電性保持部材４とを接合又は結合させても良い。
【００５５】
図８に示す構成においては、一つの負極１を一つの導電性保持部材４で保持する構成を示したが、例えば図９に示すように、一つの導電性保持部材４に対して、縦方向及び横方向のうちの少なくとも一方について負極１が複数保持された構成とすることもできる。
【００５６】
本実施の形態６の金属空気電池によっても、導電性保持部材４を用いて電解液２と気相との界面から負極１が露出しない位置で負極１に接触して保持可能な構成としているので、容易に外部への電力供給が可能で、負極材料を効率よく利用可能として、長寿命の金属空気電池を実現することが可能となるという効果を奏する。
【００５７】
＜実施の形態７＞
実施の形態７として、上記実施の形態１では導電性保持部材４が負極１の上方を挟持、上方を接合、または上方を挟持かつ接合することにより保持する構成としたのに対して、導電性保持部材４に負極１を付着させるようにして保持する構成について説明する。なお、ここで説明する導電性保持部材４による負極１の保持構成以外については、上記実施の形態１と同様であるので、説明を繰り返さない。
【００５８】
図１０に示すように、本実施の形態７において、上記実施の形態１と異なる点は、導電性保持部材４に負極１を付着させるようにして保持する構成として点だけであって、これ以外は上記実施の形態１と同様である。
【００５９】
導電性保持部材４に負極１を付着させるには、例えば、上記実施の形態１のように負極１と導電性保持部材４とを接合したり、導電性保持部材４に成膜技術を用いて蒸着法などにより負極１として負極材料からなる膜を導電性保持部材４に成膜するなど膜形成すれば良い。
【００６０】
本実施の形態７の金属空気電池によっても、導電性保持部材４を電解液２と気相との界面から負極１が露出しない位置で負極１に接触して保持可能な構成としているので、容易に外部への電力供給が可能で、負極材料を効率よく利用可能として、長寿命の金属空気電池を実現することが可能となるという効果を奏する。
【００６１】
＜実施の形態８＞
特開２００４−３６２８６９号公報には、負極を使い切って放電が終了した際に、金属空気電池における負極以外の構成要素はそのままで負極のみを交換して再び放電することが可能となる負極の供給方法（以下、「メカニカルチャージ」と記載する）が提案されている。
【００６２】
金属空気電池においては、電池反応等の反応による反応生成物が電解液内に堆積し、液抵抗の増加による出力の低下や、電池構成部材の汚染により電池反応の停止が起こり電池が短寿命化する、等の弊害が生じる可能性がある。さらに、メカニカルチャージを用いて金属空気電池を運用する場合、上述の反応生成物は累積して堆積していくため、メカニカルチャージの回数が嵩む程、上述の弊害の影響が大きくなる可能性がある。
【００６３】
以下に説明する実施の形態８〜１５は、このような問題点に鑑みてなされたものであって、電池反応等の反応による反応生成物を効率的に回収することで、反応生成物に起因する出力低下がなく、かつ反応生成物に起因する短寿命化がない金属空気電池を提供することも目的としている。なお、ここで言う電池反応等の反応とは、電池反応を始めとして、金属空気電池を構成する系にて起こり得るあらゆる反応のことを示している。
【００６４】
実施の形態８として、上記実施の形態１の構成に加えて、反応生成物回収膜用フレーム８に固定した反応生成物回収膜７を、反応生成物回収膜７が負極１の少なくとも一部を囲むように配置する構成について説明する。なお、ここで説明する反応生成物回収膜７と反応生成物回収膜用フレーム８以外については、上記実施の形態１と同様であるので、説明を繰り返さない。
【００６５】
図１１に示すように、本実施の形態８において、上記実施の形態１と異なる点は、上記実施の形態１の構成に加えて、負極１の少なくとも一部を囲むように配置される反応生成物回収膜７と、反応生成物回収膜７が固定されており、かつ、導電性保持部材４に対しての脱着が可能な構造を備えた反応生成物回収膜用フレーム８が追加されている点であって、これ以外は上記実施の形態１と同様である。
【００６６】
反応生成物回収膜用フレーム８は反応生成物回収膜用フレーム固定突起８１を有し、該反応生成物回収膜用フレーム固定突起８１が導電性保持部材４の反応生成物回収膜用フレーム固定孔４１に挿入されることにより、これら反応生成物回収膜用フレーム固定突起８１と反応生成物回収膜用フレーム固定孔４１とが嵌合して、反応生成物回収膜用フレーム８が導電性保持部材４に固定される。
【００６７】
反応生成物回収膜用フレーム固定突起８１の形状は特に制限されないが、例えば略直方体形状のものを選択することができる。反応生成物回収膜用フレーム固定突起８１の数は特に限定されず、図１１に示すように２つでもよいし、単数、或いは２つ以上の複数であっても良い。または、反応生成物回収膜用フレーム８が導電性保持部材４と接する全面に設けて有っても良い。
【００６８】
反応生成物回収膜用フレーム固定孔４１の形状と数量は、反応生成物回収膜用フレーム固定突起８１が入る形状と数量であれば特に制限されない。なお、反応生成物回収膜用フレーム固定孔４１は、図１１に示すように導電性保持部材４の下面に設けてあっても良いが、この位置に限定されることはなく、例えば導電性保持部材４の側面に設けてあっても良い。
【００６９】
図１２および図１３に、反応生成物回収膜用フレーム８の形状の例を示す。図１２では反応生成物回収膜用フレーム８として略環状の形状のものを用いており、図１３では反応生成物回収膜用フレーム８として反応生成物回収膜用フレーム（左）８２と反応生成物回収膜用フレーム（右）８３に分かれた形状のものを用いている。なお、反応生成物回収膜用フレーム８の形状は、ここに述べた形状例に限定されない。
【００７０】
反応生成物回収膜７の反応生成物回収膜用フレーム８への固定について、図１２を例に説明する。反応生成物回収膜７は反応生成物回収膜接合部７１を有しており、矢印方向に反応生成物回収膜７及び反応生成物回収膜用フレーム８を相対的に移動させて、反応生成物回収膜接合部７１を反応生成物回収膜用フレーム８に固定することで、反応生成物回収膜７を反応生成物回収膜用フレーム８に固定している。なお、図１３に示す例においても、同様にして、反応生成物回収膜接合部７１を反応生成物回収膜用フレーム８２，８３に固定することができる。
【００７１】
反応生成物回収膜接合部７１を反応生成物回収膜用フレーム８に固定する場所は、図１２，１３の様に反応生成物回収膜用フレーム８の下部でも良いが、それに制限されることはなく、例えば反応生成物回収膜用フレーム８の側面部でも良い。反応生成物回収膜７の反応生成物回収膜用フレーム８への固定方法は、従来公知の固定方法を用いることができるが、例えば、熱風融着や溶剤融着、加熱融着、通電融着等の一般的な融着方法や、接着剤で留める、のりで留める等の固定方法を挙げることができる。なお、反応生成物回収膜７は、反応生成物回収膜用フレーム８と共に導電性保持部材４から取り外した際に、反応生成物回収膜用フレーム８を軸に表裏をひっくり返す（反転する）ことのできる構造となっていることが望ましい。反応生成物回収膜７の形状は特に限定されず、また、反応生成物回収膜７は負極１に接していても接していなくても良い。
【００７２】
反応生成物回収膜７に用いることのできる材料は、空気電池や水素燃料電池に適用される従来公地のセパレータ材料または樹脂材料を用いればよいが、例えば、撥水処理を行っていないグラスペーパー、ポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィンからなる微多孔膜を好適に用いることができる。また、反応生成物回収膜用フレーム８に用いることのできる材料としては、金属空気電池に適用される従来公知の材料を適用することができ、例えば樹脂や金属、これらの複合材からなるものを適用することができる。
【００７３】
本実施の形態８の金属空気電池によっても、導電性保持部材４を電解液２と気相との界面から負極１が露出しない位置で負極１に接触して保持可能な構成としているので、容易に外部への電力供給が可能で、負極材料を効率よく利用可能として、長寿命の金属空気電池を実現することが可能となるという効果を奏する。
【００７４】
また、電池反応等の反応により生じる反応生成物に関しても、本実施の形態８では、反応生成物回収膜７が負極１の少なくとも一部を囲むように配置されているため、反応生成物は反応生成物回収膜７が負極１を囲んでいる部分に主に堆積し、該部分より外側には拡散／堆積し辛い。結果、液抵抗の増加による出力の低下や、電池構成部材の汚染による電池反応の停止等の弊害を抑制することができ、長寿命かつ高出力の金属空気電池を提供することができる。
【００７５】
また、反応生成物回収膜用フレーム８を導電性保持部材４から取り外すことにより反応生成物回収膜７も容易に導電性保持部材４から取り外すことができ、かつ、反応生成物回収膜７は反応生成物回収膜用フレーム８を軸に表裏にひっくり返す（反転する）ことのできる構造となっているため、反応生成物回収膜７を導電性保持部材４から取り外した状態で反応生成物が堆積している反応生成物回収膜７の内側が外側になるように表裏をひっくり返せば、反応生成物回収膜７の中に堆積した反応生成物を簡単に取り除くことができる。これは、メカニカルチャージにて金属空気電池を運用する際、反応生成物回収膜７および反応生成物回収膜用フレーム８が繰り返し使用可能であり、かつ、メカニカルチャージによる交換前の負極による反応生成物をメカニカルチャージの度に除去できることを意味している。故に、メカニカルチャージを用いて金属空気電池を運用する場合も、上述の様に、液抵抗の増加による出力の低下や、電池構成部材の汚染による電池反応の停止等の弊害を抑制することができ、長寿命かつ繰り返し使用可能で、高出力の金属空気電池を提供することができる。
【００７６】
＜実施の形態９＞
実施の形態９として、上記実施の形態８では反応生成物回収膜７が固定された反応生成物回収膜用フレーム８が導電性保持部材４に固定されている構成であったのに対し、反応生成物回収膜７が固定された反応生成物回収膜用フレーム８が容器５に固定されている構成について説明する。なお、ここで説明する筺体５による反応生成物回収膜用フレーム８の固定構成以外については、上記実施の形態８と同様であるので、説明を繰り返さない。
【００７７】
図１４に示すように、本実施の形態９において、上記実施の形態８と異なる点は、容器５に、反応生成物回収膜７が固定された反応生成物回収膜用フレーム８が固定されていることであって、これ以外は上記実施の形態８と同様である。
【００７８】
容器５は容器突起５１を有しており、該容器突起５１が反応生成物回収膜用フレーム８の反応生成物回収膜用フレーム固定孔（フレーム）８４に挿入されることにより、これら容器突起５１とフレーム側の反応生成物回収膜用フレーム固定孔８４とが嵌合して、反応生成物回収膜用フレーム８が容器５に固定される。容器突起５１の形状は特に制限されないが、例えば略直方体形状のものを選択することができる。容器突起５１の数は特に限定されず、図１４に示すように２つでもよいし、単数、或いは２つ以上の複数であっても良い。または、反応生成物回収膜用フレーム８が容器５と接する全面に設けて有っても良い。反応生成物回収膜用フレーム固定孔（フレーム）８４の形状と数量は、容器突起５１が入る形状と数量であれば特に制限されない。
【００７９】
本実施の形態９の金属空気電池によっても、導電性保持部材４を電解液２と気相との界面から負極１が露出しない位置で負極１に接触して保持可能な構成としているので、容易に外部への電力供給が可能で、負極材料を効率よく利用可能として、長寿命の金属空気電池を実現することが可能となるという効果を奏する。
【００８０】
また、電池反応等の反応により生じる反応生成物に関しても、本実施の形態９では、反応生成物回収膜７が負極１の少なくとも一部を囲むように配置されているため、反応生成物は反応生成物回収膜７が負極１を囲んでいる部分に主に堆積し、該部分より外側には拡散／堆積し辛い。結果、液抵抗の増加による出力の低下や、電池構成部材の汚染による電池反応の停止等の弊害を抑制することができ、長寿命かつ高出力の金属空気電池を提供することができる。
【００８１】
また、反応生成物回収膜用フレーム８を容器５から取り外すことにより反応生成物回収膜７も容易に容器５から取り外すことができ、かつ、反応生成物回収膜７は反応生成物回収膜用フレーム８を軸に表裏にひっくり返す（反転する）ことのできる構造となっているため、反応生成物回収膜７を容器５から取り外した状態で反応生成物が堆積している反応生成物回収膜７の内側が外側になるように表裏をひっくり返せば、反応生成物回収膜７の中に堆積した反応生成物を簡単に取り除くことができる。これは、メカニカルチャージにて金属空気電池を運用する際、反応生成物回収膜７および反応生成物回収膜用フレーム８が繰り返し使用可能であり、かつ、メカニカルチャージによる交換前の負極による反応生成物をメカニカルチャージの度に除去できることを意味している。故に、メカニカルチャージを用いて金属空気電池を運用する場合も、上述の様に、液抵抗の増加による出力の低下や、電池構成部材の汚染による電池反応の停止等の弊害を抑制することができ、長寿命かつ繰り返し使用可能で、高出力の金属空気電池を提供することができる。
【００８２】
＜実施の形態１０＞
実施の形態１０として、上記実施の形態３の構成に加えて、反応生成物回収膜用フレーム８に固定した反応生成物回収膜７を、反応生成物回収膜７が負極１の少なくとも一部を囲むように配置する構成について説明する。なお、ここで説明する反応生成物回収膜７と反応生成物回収膜用フレーム８以外については、上記実施の形態３と同様であるので、説明を繰り返さない。
【００８３】
図１５に示すように、本実施の形態１０において、上記実施の形態３と異なる点は、上記実施の形態３の構成に加えて、負極１の少なくとも一部を囲むように配置される反応生成物回収膜７と、反応生成物回収膜７が固定されており、かつ、導電性保持部材４に対しての脱着が可能な構造を備えた反応生成物回収膜用フレーム８が追加されている点であって、これ以外は上記実施の形態３と同様である。
【００８４】
反応生成物回収膜用フレーム８は、反応生成物回収膜用フレーム結合部材８５が貫通する孔を有し、反応生成物回収膜用フレーム結合部材８５によって導電性保持部材４に固定される。反応生成物回収膜用フレーム結合部材８５の形状は特に限定されず、例えばネジ山を有していても良い。また、反応生成物回収膜用フレーム結合部材８５の数量は特に制限されない。また、反応生成物回収膜用フレーム結合部材８５は、結合部材６と同一とし、上記実施の形態３の様に負極１を導電性保持部材４に固定することに加えて、反応生成物回収膜用フレーム結合部材８５を導電性保持部材４に固定する役割を併せ持っても良い。
【００８５】
反応生成物回収膜７の反応生成物回収膜用フレーム８への固定方法については、上記実施の形態８と同様なので省略する。
【００８６】
反応生成物回収膜７と反応生成物回収膜用フレーム８に用いることのできる材料については、上記実施の形態８と同様なので省略する。
【００８７】
本実施の形態１０の金属空気電池によっても、導電性保持部材４を電解液２と気相との界面から負極１が露出しない位置で負極１に接触して保持可能な構成としているので、容易に外部への電力供給が可能で、負極材料を効率よく利用可能として、長寿命の金属空気電池を実現することが可能となるという効果を奏する。
【００８８】
また、電池反応等の反応により生じる反応生成物に関しても、本実施の形態８では、反応生成物回収膜７が負極１の少なくとも一部を囲むように配置されているため、反応生成物は反応生成物回収膜７が負極１を囲んでいる部分に主に堆積し、該部分より外側には拡散／堆積し辛い。結果、液抵抗の増加による出力の低下や、電池構成部材の汚染による電池反応の停止等の弊害を抑制することができ、長寿命かつ高出力の金属空気電池を提供することができる。
【００８９】
また、反応生成物回収膜用フレーム８を導電性保持部材４から取り外すことにより反応生成物回収膜７も容易に導電性保持部材４から取り外すことができ、かつ、反応生成物回収膜７は反応生成物回収膜用フレーム８を軸に表裏にひっくり返す（反転する）ことのできる構造となっているため、反応生成物回収膜７を導電性保持部材４から取り外した状態で反応生成物が堆積している反応生成物回収膜７の内側が外側になるように表裏をひっくり返せば、反応生成物回収膜７の中に堆積した反応生成物を簡単に取り除くことができる。これは、メカニカルチャージにて金属空気電池を運用する際、反応生成物回収膜７および反応生成物回収膜用フレーム８が繰り返し使用可能であり、かつ、メカニカルチャージによる交換前の負極による反応生成物をメカニカルチャージの度に除去できることを意味している。故に、メカニカルチャージを用いて金属空気電池を運用する場合も、上述の様に、液抵抗の増加による出力の低下や、電池構成部材の汚染による電池反応の停止等の弊害を抑制することができ、長寿命かつ繰り返し使用可能で、高出力の金属空気電池を提供することができる。
【００９０】
＜実施の形態１１＞
実施の形態１１として、上記実施の形態７の構成に加えて、反応生成物回収膜用フレーム８に固定した反応生成物回収膜７を、反応生成物回収膜７が負極１の少なくとも一部を囲むように配置する構成について説明する。なお、ここで説明する反応生成物回収膜７と反応生成物回収膜用フレーム８以外については、上記実施の形態７と同様であるので、説明を繰り返さない。
【００９１】
図１６に示すように、本実施の形態１１において、上記実施の形態７と異なる点は、上記実施の形態７の構成に加えて、負極１の少なくとも一部を囲むように配置される反応生成物回収膜７と、反応生成物回収膜７が固定されており、かつ、導電性保持部材４に対しての脱着が可能な構造を備えた反応生成物回収膜用フレームが追加されている点であって、これ以外は上記実施の形態７と同様である。
【００９２】
反応生成物回収膜用フレーム８の導電性保持部材４への固定方法は特に制限されないが、例えば、上記実施の形態８、９、１０で例示した固定方法を用いることができる。
【００９３】
反応生成物回収膜７の反応生成物回収膜用フレーム８への固定方法については、上記実施の形態８と同様なので省略する。
【００９４】
反応生成物回収膜７と反応生成物回収膜用フレーム８に用いることのできる材料については、上記実施の形態８と同様なので省略する。
【００９５】
本実施の形態１１の金属空気電池によっても、導電性保持部材４を電解液２と気相との界面から負極１が露出しない位置で負極１に接触して保持可能な構成としているので、容易に外部への電力供給が可能で、負極材料を効率よく利用可能として、長寿命の金属空気電池を実現することが可能となるという効果を奏する。
【００９６】
また、電池反応等の反応により生じる反応生成物に関しても、本実施の形態８では、反応生成物回収膜７が負極１の少なくとも一部を囲むように配置されているため、反応生成物は反応生成物回収膜７が負極１を囲んでいる部分に主に堆積し、該部分より外側には拡散／堆積し辛い。結果、液抵抗の増加による出力の低下や、電池構成部材の汚染による電池反応の停止等の弊害を抑制することができ、長寿命かつ高出力の金属空気電池を提供することができる。
【００９７】
また、反応生成物回収膜用フレーム８を導電性保持部材４から取り外すことにより反応生成物回収膜７も容易に導電性保持部材４から取り外すことができ、かつ、反応生成物回収膜７は反応生成物回収膜用フレーム８を軸に表裏にひっくり返す（反転する）ことのできる構造となっているため、反応生成物回収膜７を導電性保持部材４から取り外した状態で反応生成物が堆積している反応生成物回収膜７の内側が外側になるように表裏をひっくり返せば、反応生成物回収膜７の中に堆積した反応生成物を簡単に取り除くことができる。これは、メカニカルチャージにて金属空気電池を運用する際、反応生成物回収膜７および反応生成物回収膜用フレーム８が繰り返し使用可能であり、かつ、メカニカルチャージによる交換前の負極による反応生成物をメカニカルチャージの度に除去できることを意味している。故に、メカニカルチャージを用いて金属空気電池を運用する場合も、上述の様に、液抵抗の増加による出力の低下や、電池構成部材の汚染による電池反応の停止等の弊害を抑制することができ、長寿命かつ繰り返し使用可能で、高出力の金属空気電池を提供することができる。
【００９８】
＜実施の形態１２＞
実施の形態１２として、上記実施の形態４の構成に加えて、反応生成物回収膜用フレーム８に固定した反応生成物回収膜７を、反応生成物回収膜７が負極１の少なくとも一部を囲むように配置する構成について説明する。なお、ここで説明する反応生成物回収膜７と反応生成物回収膜用フレーム８以外については、上記実施の形態４と同様であるので、説明を繰り返さない。
【００９９】
図１７に示すように、本実施の形態１２において、上記実施の形態４と異なる点は、上記実施の形態４の構成に加えて、負極１の少なくとも一部を囲むように配置される反応生成物回収膜７と、反応生成物回収膜７が固定されており、かつ、導電性保持部材４に対しての脱着が可能な構造を備えた反応生成物回収膜用フレーム８が追加されている点であって、これ以外は上記実施の形態４と同様である。
【０１００】
反応生成物回収膜用フレーム８の導電性保持部材４への固定方法は特に制限されないが、例えば、上記実施の形態８、９、１０で例示した固定方法を用いることができる。
【０１０１】
反応生成物回収膜７の反応生成物回収膜用フレーム８への固定方法については、上記実施の形態８と同様なので省略する。
【０１０２】
反応生成物回収膜７と反応生成物回収膜用フレーム８に用いることのできる材料については、上記実施の形態８と同様なので省略する。
【０１０３】
本実施の形態１２の金属空気電池によっても、導電性保持部材４を電解液２と気相との界面から負極１が露出しない位置で負極１に接触して保持可能な構成としているので、容易に外部への電力供給が可能で、負極材料を効率よく利用可能として、長寿命の金属空気電池を実現することが可能となるという効果を奏する。
【０１０４】
また、電池反応等の反応により生じる反応生成物に関しても、本実施の形態８では、反応生成物回収膜７が負極１の少なくとも一部を囲むように配置されているため、反応生成物は反応生成物回収膜７が負極１を囲んでいる部分に主に堆積し、該部分より外側には拡散／堆積し辛い。結果、液抵抗の増加による出力の低下や、電池構成部材の汚染による電池反応の停止等の弊害を抑制することができ、長寿命かつ高出力の金属空気電池を提供することができる。
【０１０５】
また、反応生成物回収膜用フレーム８を導電性保持部材４から取り外すことにより反応生成物回収膜７も容易に導電性保持部材４から取り外すことができ、かつ、反応生成物回収膜７は反応生成物回収膜用フレーム８を軸に表裏にひっくり返す（反転する）ことのできる構造となっているため、反応生成物回収膜７を導電性保持部材４から取り外した状態で反応生成物が堆積している反応生成物回収膜７の内側が外側になるように表裏をひっくり返せば、反応生成物回収膜７の中に堆積した反応生成物を簡単に取り除くことができる。これは、メカニカルチャージにて金属空気電池を運用する際、反応生成物回収膜７および反応生成物回収膜用フレーム８が繰り返し使用可能であり、かつ、メカニカルチャージによる交換前の負極による反応生成物をメカニカルチャージの度に除去できることを意味している。故に、メカニカルチャージを用いて金属空気電池を運用する場合も、上述の様に、液抵抗の増加による出力の低下や、電池構成部材の汚染による電池反応の停止等の弊害を抑制することができ、長寿命かつ繰り返し使用可能で、高出力の金属空気電池を提供することができる。
【０１０６】
＜実施の形態１３＞
実施の形態１３として、上記実施の形態２の構成に加えて、反応生成物回収膜用フレーム８に固定した反応生成物回収膜７を、反応生成物回収膜７が負極１の少なくとも一部を囲むように配置する構成について説明する。なお、ここで説明する反応生成物回収膜７と反応生成物回収膜用フレーム８以外については、上記実施の形態２と同様であるので、説明を繰り返さない。
【０１０７】
図１８に示すように、本実施の形態１３において、上記実施の形態２と異なる点は、上記実施の形態２の構成に加えて、負極１の少なくとも一部を囲むように配置される反応生成物回収膜７と、反応生成物回収膜７が固定されており、かつ、導電性保持部材４に対しての脱着が可能な構造を備えた反応生成物回収膜用フレーム８が追加されている点であって、これ以外は上記実施の形態２と同様である。
【０１０８】
反応生成物回収膜用フレーム８の導電性保持部材４への固定方法は特に制限されないが、例えば、上記実施の形態８、９、１０で例示した固定方法を用いることができる。
【０１０９】
反応生成物回収膜７の反応生成物回収膜用フレーム８への固定方法については、上記実施の形態８と同様なので省略する。
【０１１０】
反応生成物回収膜７と反応生成物回収膜用フレーム８に用いることのできる材料については、上記実施の形態８と同様なので省略する。
【０１１１】
本実施の形態１３の金属空気電池によっても、導電性保持部材４を電解液２と気相との界面から負極１が露出しない位置で負極１に接触して保持可能な構成としているので、容易に外部への電力供給が可能で、負極材料を効率よく利用可能として、長寿命の金属空気電池を実現することが可能となるという効果を奏する。
【０１１２】
また、電池反応等の反応により生じる反応生成物に関しても、本実施の形態８では、反応生成物回収膜７が負極１の少なくとも一部を囲むように配置されているため、反応生成物は反応生成物回収膜７が負極１を囲んでいる部分に主に堆積し、該部分より外側には拡散／堆積し辛い。結果、液抵抗の増加による出力の低下や、電池構成部材の汚染による電池反応の停止等の弊害を抑制することができ、長寿命かつ高出力の金属空気電池を提供することができる。
【０１１３】
また、反応生成物回収膜用フレーム８を導電性保持部材４から取り外すことにより反応生成物回収膜７も容易に導電性保持部材４から取り外すことができ、かつ、反応生成物回収膜７は反応生成物回収膜用フレーム８を軸に表裏にひっくり返す（反転する）ことのできる構造となっているため、反応生成物回収膜７を導電性保持部材４から取り外した状態で反応生成物が堆積している反応生成物回収膜７の内側が外側になるように表裏をひっくり返せば、反応生成物回収膜７の中に堆積した反応生成物を簡単に取り除くことができる。これは、メカニカルチャージにて金属空気電池を運用する際、反応生成物回収膜７および反応生成物回収膜用フレーム８が繰り返し使用可能であり、かつ、メカニカルチャージによる交換前の負極による反応生成物をメカニカルチャージの度に除去できることを意味している。故に、メカニカルチャージを用いて金属空気電池を運用する場合も、上述の様に、液抵抗の増加による出力の低下や、電池構成部材の汚染による電池反応の停止等の弊害を抑制することができ、長寿命かつ繰り返し使用可能で、高出力の金属空気電池を提供することができる。
【０１１４】
＜実施の形態１４＞
実施の形態１４として、上記実施の形態６の構成に加えて、反応生成物回収膜用フレーム８に固定した反応生成物回収膜７を、反応生成物回収膜７が負極１の少なくとも一部を囲むように配置する構成について説明する。なお、ここで説明する反応生成物回収膜７と反応生成物回収膜用フレーム８以外については、上記実施の形態６と同様であるので、説明を繰り返さない。
【０１１５】
図１９に示すように、本実施の形態１４において、上記実施の形態６と異なる点は、上記実施の形態６の構成に加えて、負極１の少なくとも一部を囲むように配置される反応生成物回収膜７と、反応生成物回収膜７が固定されており、かつ、導電性保持部材４に対しての脱着が可能な構造を備えた反応生成物回収膜用フレーム８が追加されている点であって、これ以外は上記実施の形態６と同様である。
【０１１６】
反応生成物回収膜用フレーム８の導電性保持部材４への固定方法は特に制限されないが、例えば、上記実施の形態８、９、１０で例示した固定方法を用いることができる。
【０１１７】
反応生成物回収膜７の反応生成物回収膜用フレーム８への固定方法については、上記実施の形態８と同様なので省略する。
【０１１８】
反応生成物回収膜７は、図１９に示すように、導電性保持部材４の下部まで覆っていても良いが、その形状には制限されず、例えば図２０に示すように、負極１を複数個所で覆う形状としても良い。
【０１１９】
反応生成物回収膜７と反応生成物回収膜用フレーム８に用いることのできる材料については、上記実施の形態８と同様なので省略する。
【０１２０】
本実施の形態１４の金属空気電池によっても、導電性保持部材４を電解液２と気相との界面から負極１が露出しない位置で負極１に接触して保持可能な構成としているので、容易に外部への電力供給が可能で、負極材料を効率よく利用可能として、長寿命の金属空気電池を実現することが可能となるという効果を奏する。
【０１２１】
また、電池反応等の反応により生じる反応生成物に関しても、本実施の形態８では、反応生成物回収膜７が負極１の少なくとも一部を囲むように配置されているため、反応生成物は反応生成物回収膜７が負極１を囲んでいる部分に主に堆積し、該部分より外側には拡散／堆積し辛い。結果、液抵抗の増加による出力の低下や、電池構成部材の汚染による電池反応の停止等の弊害を抑制することができ、長寿命かつ高出力の金属空気電池を提供することができる。
【０１２２】
また、反応生成物回収膜用フレーム８を導電性保持部材４から取り外すことにより反応生成物回収膜７も容易に導電性保持部材４から取り外すことができ、かつ、反応生成物回収膜７は反応生成物回収膜用フレーム８を軸に表裏にひっくり返す（反転する）ことのできる構造となっているため、反応生成物回収膜７を導電性保持部材４から取り外した状態で反応生成物が堆積している反応生成物回収膜７の内側が外側になるように表裏をひっくり返せば、反応生成物回収膜７の中に堆積した反応生成物を簡単に取り除くことができる。これは、メカニカルチャージにて金属空気電池を運用する際、反応生成物回収膜７および反応生成物回収膜用フレーム８が繰り返し使用可能であり、かつ、メカニカルチャージによる交換前の負極による反応生成物をメカニカルチャージの度に除去できることを意味している。故に、メカニカルチャージを用いて金属空気電池を運用する場合も、上述の様に、液抵抗の増加による出力の低下や、電池構成部材の汚染による電池反応の停止等の弊害を抑制することができ、長寿命かつ繰り返し使用可能で、高出力の金属空気電池を提供することができる。
【０１２３】
＜実施の形態１５＞
実施の形態１５として、反応生成物回収膜７の一形態について説明する。上記実施の形態８で説明した図１２、図１３で説明した反応生成物回収膜７の形状例では、反応生成物回収膜７は負極１の側面の一部と下部を覆う形状として図示したが、反応生成物回収膜７の形状はこれに限定されず、例えば、図２１に示すように、負極１の側面全てと下部を覆う形状としても良い。本実施の形態１５の反応生成物回収膜７では、負極１が電解液２に接する全ての面を覆うことになるため、反応生成物回収膜７の内部に反応生成物を効率よく堆積させることができる。なお、ここで説明する反応生成物回収膜７以外については、上記実施の形態８と同様であるので、説明を繰り返さない。
【０１２４】
本実施の形態１５の金属空気電池においても、上記実施の形態８、９、１０、１１、１２、１３、１４で説明してきた効果と同様の効果を得ることができる。
【０１２５】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１２６】
１    負極
２    電解液
３    正極
４    導電性保持部材（保持部材）
４１  反応生成物回収膜用フレーム固定孔
５    容器
５１  容器突起
６    結合部材
７    反応生成物回収膜
７１  反応生成物回収膜接合部
８    反応生成物回収膜用フレーム
８１  反応生成物回収膜用フレーム固定突起
８２  反応生成物回収膜用フレーム（左）
８３  反応生成物回収膜用フレーム（右）
８４  反応生成物回収膜用フレーム固定孔（フレーム）
８５  反応生成物回収膜用フレーム結合部材
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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