(57)【要約】【課題】  負極の電解液への浸漬状態と否浸漬状態とを容易に変更して、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３に溶出可能な金属を少なくとも含む負極１と、電解液３に接触可能なように配置された正極４と、少なくとも電解液４および負極１を収納し、負極１が電解液３に浸漬されない空間をその内部に形成可能なケース２とを備えた金属空気電池とする。【選択図】  図１
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【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、
前記電解液に接触可能なように配置された正極と、
少なくとも前記電解液および前記負極を収納し、前記負極が前記電解液に浸漬されない空間をその内部に形成可能なケースとを備えた、金属空気電池。
【請求項２】
前記ケース内での前記電解液の移動によって、前記負極が前記電解液に浸漬されない空間を前記ケース内に形成可能である、請求項１に記載の金属空気電池。
【請求項３】
前記ケース内での前記電解液の移動を制限する制限部が設けられている請求項２記載の金属空気電池。
【請求項４】
前記負極は、前記ケース内において、前記ケース部の中央よりも一端側又は他端側に固定されている請求項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、前記ケースから脱着可能である、請求項１から４のいずれか１項に記載の金属空気電池。
【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及び電源モジュールに関する。
【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、空気中の酸素が正極と接触し、当該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、正極と対向する位置に負極が、正極と対向しない面に導体層をめっきした状態で配置された構成が記載されている。この構成によれば、電流集中や望ましくない位置における負極反応の進行を抑え、負極活物質の脱落や欠損を防止できるというものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１９１４８１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、従来の金属空気電池においては、一旦負極が電解液に浸漬された状態とされると、途中で外部への電力供給が不要となっても、負極の電解液への浸漬状態が維持さるため、負極の消耗を止めることが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、負極の電解液への浸漬状態と否浸漬状態とを容易に変更して、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、前記電解液に接触可能なように配置された正極と、少なくとも前記電解液および前記負極を収納し、前記負極が前記電解液に浸漬されない空間をその内部に形成可能なケースとを備えた金属空気電池としている。
【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の金属空気電池の概略構成を示す斜視図であり、（ａ）は負極１が電解液３中に浸漬された状態を示す図であり、（ｂ）は（ａ）の状態を上下反転させた状態で負極１が電解液３中に浸漬されない状態を示す図である。
【図２】図１（ａ）において電解液３と正極４との図示を省略した斜視図である。
【図３】実施の形態２の金属空気電池の概略構成を示す斜視図であり、（ａ）は負極１が電解液３中に浸漬された状態を示す図であり、（ｂ）は（ａ）の状態を上下反転させた状態で負極１が電解液３中に浸漬されない状態を示す図である。
【図４】実施の形態３の金属空気電池の概略構成を示す斜視図であり、（ａ）は負極１が電解液３中に浸漬された状態を示す図であり、（ｂ）は（ａ）の状態を上下反転させた状態で負極１が電解液３中に浸漬されない状態を示す図である。
【図５】実施の形態４の金属空気電池の概略構成を示す図であり、（ａ）は負極１が電解液３中に浸漬された状態を示す斜視図であり、（ｂ）は（ａ）に示す切断面Ｘ−Ｘ’における断面図であり、（ｃ）は（ａ）に示す切断面Ｙ−Ｙ’における断面図である。
【図６】実施の形態４の金属空気電池の概略構成を示す図であり、（ａ）は負極１が電解液３中に浸漬されない状態を示す斜視図であり、（ｂ）は（ａ）に示す切断面Ｘ−Ｘ’における断面図であり、（ｃ）は（ａ）に示す切断面Ｙ−Ｙ’における断面図である。
【図７】実施の形態５の金属空気電池の概略構成を示す斜視図であり、（ａ）は負極１が電解液３中に浸漬された状態を示す図であり、（ｂ）は（ａ）の状態を上下反転させた状態で負極１が電解液３中に浸漬されない状態を示す図である。
【図８】実施の形態６の金属空気電池の概略構成を示す斜視図であり、（ａ）は負極１が電解液３中に浸漬された状態を示す図であり、（ｂ）は（ａ）の状態を上下反転させた状態で負極１が電解液３中に浸漬されない状態を示す図である。
【図９】実施の形態７の電源モジュールの等価回路を示すであり、（ａ）は複数の金属空気電池を直列接続した場合の等価回路を示す図であり、（ｂ）は複数の金属空気電池を並列接続した場合の等価回路を示す図であり、（ｃ）は複数の金属空気電池を並列接続して各々の金属空気電池にスイッチング機能を付与した場合の等価回路を示す図である。
【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及び図２は、実施の形態１の金属空気電池の概略構成を示す斜視図である。
【００１２】
本実施形態の金属空気電池は、負極１と電解液３と正極４とがケース２の内部に収納されて構成されている。そして、ケース２は、負極１が電解液３に浸漬されない空間をその内部に形成可能となっている。
【００１３】
図１（ａ）と図１（ｂ）とは互いに上下反転した位置関係を示しており、図１（ａ）の位置では負極１が電解液３に浸漬されない状態となっており、それを反転させた位置となる図１（ｂ）においては、負極１が電解液３に浸漬されない状態となり、負極１が電解液３に浸漬されない空間をケースの内部に形成していることになる。
【００１４】
また、図２は、図１（ａ）において電解液３と正極４との図示を省略した図であって、ケース２内での負極１の配置をわかり易いように示したものである。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
電解液３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。
【００２０】
正極４は、空気に接して接触して酸素を供給可能なものである。より具体的は、例えば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。また、正極４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４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。
【００２１】
ケース２は、少なくとも電解液３および負極１を収納し、負極１が電解液３に浸漬されない空間をその内部に形成可能なものであれば良い。また、適用可能なケース２の材料としては、負極１と正極４とを絶縁し、かつ電解液３に対する耐食性や耐浸透性を有しているものであって、例えば合成樹脂を用いることが出来る。また、負極１と正極４とを絶縁し、かつ電解液３に対する耐食性や耐浸透性を有する層をケース２の外表面及び内表面に設けてもよく、その場合ケース２の材料は上記合成樹脂に限定されない。なおケース２の材料はこれらに限定されるものではなく、空気電池に適用される従来公知の材料を用いてもよい。
【００２２】
本実施の形態においては、ケース２を内部が空洞で上面及び下面が塞がれたような円筒状とし、ケース２の上面又は下面に負極１を固定し、負極１が固定された側で負極１の周囲を負極１から離れて覆ってケース２内側の側面を形成するように正極４を配置し、ケース２内の空間の容積の半分以下の量の電解液３をケース２内に収納している。
【００２３】
なお、ケース２の形状に関しては、円筒状に限定されるものではなく、例えば内部が空洞で上面及び下面が塞がれたような角柱状のもの;内部が空洞で上面及び下面が塞がれたような円錐状のもの;内部が空洞で上面及び下面が塞がれたような角錐状のもの;内部が空洞で上面及び下面が塞がれており、かつ上面から下面にかけてテーパーが付いたような円筒状のもの; 内部が空洞で上面及び下面が塞がれており、かつ上面から下面にかけてテーパーが付いたような角柱状のもの、などであっても構わない。またケース２の上面及び下面の形状に関しては、真円や正多角形でなくても構わない。また、正極４は、ケース２外側の空気内の酸素を電解液３に供給可能なようになっている。
【００２４】
図１（ａ）の状態においては、負極１が電解液３に浸漬されて、負極１と正極４との間に電解液３が存在する状態となるので、起電力が生じ、外部に電力供給が可能となる。
【００２５】
そして、外部への電力供給が不要なときには、図１（ａ）に示す状態から、図１（ｂ）に示す状態のように上下反転する。この図１（ｂ）に示す状態では、負極１が電解液３に浸漬されず、負極１と正極４との間に電解液３が存在しない状態となるので、起電力が生じることはなく、負極１に含まれ電解液３に溶出可能な金属が、電解液３に溶出することはない。このように、外部への電力供給の要否に応じて、負極の電解液への浸漬状態と否浸漬状態とを容易に変更することができる。
【００２６】
本実施の形態の図１（ａ）に示す状態においては、負極１に含まれイオン化して電解液３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。
【００２７】
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３中に溶出し、正極４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４及び負極１でのそれぞれの反応式は、以下の通りとなる。
【００２８】
正極：Ｏ２＋２Ｈ２Ｏ＋４ｅ−  →  ４ＯＨ−
負極：２Ｍｇ  →  ２Ｍｇ２＋＋４ｅ−
全体：２Ｍｇ＋Ｏ２＋２Ｈ２Ｏ  →  ２Ｍｇ（ＯＨ）２↓
なお、例えば、負極１と正極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して駆動することができる。
【００２９】
本実施の形態の金属空気電池によれば、少なくとも電解液３及び負極１を収納するケース２を、負極１が電解液３に浸漬されない空間をその内部に形成可能としているので、外部への電力供給が不要なときには、負極１に含まれ電解液３に溶出可能な金属が電解液３に溶出することがなくなり、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。
【００３０】
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。
【００３１】
＜実施の形態２＞
実施の形態２として、上記実施の形態１のケース２の形状を変更した構成について説明する。なお、ここで説明するケース２の形状の変更以外については、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。
【００３２】
図３は、実施の形態２の金属空気電池の概略構成を示す斜視図であり、図３（ａ）は負極１が電解液３中に浸漬された状態を示す図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）の状態を上下反転させた状態で負極１が電解液３中に浸漬されない状態を示す図である。
【００３３】
図３に示すように、本実施の形態２においては、ケース２の上下方向の中央部に部分的に収納空間が狭くなった狭窄部２ａを設けた点が上記実施の形態１と異なり、これ以外は上記実施の形態１と同様である。
【００３４】
なお、図３に示ケース２においては、狭窄部２ａを円筒状とし、その図中上下に位置する部分を狭窄部２ａよりも径の大きな円筒状としたが、ケース２に部分的に収納空間が狭くなった狭窄部２ａを設ける構成はこれに限定されない。例えば、上下方向において上下から中央部にかけて、側面視で曲線を描くように径が小さくなった砂時計のような形状としても良い。また、例えば狭窄部２ａの上下に位置する部分は角柱状; 上面から下面にかけてテーパーが付いたような円筒状; 上面から下面にかけてテーパーが付いたような角柱状、等であっても良く、上面及び下面の形状に関しては、真円や正多角形でなくても構わない。また狭窄部２ａは角柱状; 上面から下面にかけてテーパーが付いたような円筒状; 上面から下面にかけてテーパーが付いたような角柱状、等であっても良く、上面及び下面の形状に関しては、真円や正多角形でなくても構わない。また、図３では、狭窄部２ａよりも上下に位置する部分の径を同じとしたが、これら上下の部分の径を異ならせても良く、また上下に位置する部分が互いに異なる形状及び長さであっても構わない。
【００３５】
本実施の形態２の金属空気電池によれば、上記実施の形態１による効果に加えて、負極の電解液への浸漬／否浸漬状態を問わず、電解液３の液面が狭窄部２ａの上端以下である場合には、金属空気電池が多少傾斜や揺動しても、負極が電解液中に浸漬された状態または負極が電解液中に浸漬されない状態を維持することができる。
【００３６】
＜実施の形態３＞
実施の形態３として、上記実施の形態２の負極１及び正極４を変更した構成について説明する。なお、ここで説明する負極１、電解液３及び正極４の変更以外については、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。
【００３７】
図４は、実施の形態３の金属空気電池の概略構成を示す斜視図であり、図４（ａ）は負極１が電解液３中に浸漬された状態を示す図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）の状態を上下反転させた状態で負極１が電解液３中に浸漬されない状態を示す図である。
【００３８】
図４に示すように、本実施の形態３においては、ケース２内側の上面又は下面に円盤状の負極１を付着させるように配置し、ケース２の上下方向で負極１が配置された側で狭窄部２ａとの境界を形成して負極１と対向するケース２の内側の面を形成するように正極４を配置している。なお、負極１の形状に関しては、円盤状に限定されるものではなく、ケース２の内側面形状に合わせた柱状であっても良く、また負極１の径はケース２の内側面の径より小さくても構わない。また、正極４は電解液３と接する必要があるため、電解液３の液面は、負極が電解液に浸漬している状態において、狭窄部２ａの下端以上としている。このように負極１を円盤状としてケース２内側の上面又は下面に配置し、これと対向するケース２内側の面に正極４を配置し、かつ負極が電解液に浸漬している状態において、電解液３の液面が狭窄部２ａの下端以上という制約を設けた点が上記実施の形態２と異なり、これ以外は上記実施の形態２と同様である。
【００３９】
本実施の形態３の金属空気電池によっても、上記実施の形態１と同様の効果を奏するほか、負極の電解液への浸漬／否浸漬状態を問わず、電解液３の液面が狭窄部２ａの上端以下である場合には、上記実施の形態２と同様の効果を奏する。
【００４０】
＜実施の形態４＞
実施の形態４として、上記実施の形態１の負極１、ケース２及び正極４を変更した構成について説明する。なお、ここで説明する負極１、ケース２及び正極４の変更以外については、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。
【００４１】
図５，６は、実施の形態４の金属空気電池の概略構成を示す図であり、図５は負極１が電解液３中に浸漬された状態を示す図であり、図６は図５の状態を上下反転させた状態で負極１が電解液３中に浸漬されない状態を示す図である。そして、図５（ａ）は負極１が電解液３中に浸漬された状態を示す斜視図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）に示す切断面Ｘ−Ｘ’における断面図であり、図５（ｃ）は図５（ａ）に示す切断面Ｙ−Ｙ’における断面図である。また、図６（ａ）は負極１が電解液３中に浸漬されない状態を示す斜視図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）に示す切断面Ｘ−Ｘ’における断面図であり、図６（ｃ）は図６（ａ）に示す切断面Ｙ−Ｙ’における断面図である。
【００４２】
図５，６に示すように、本実施の形態４においては、ケース２の上面及び下面における中央部で上下方向に貫通する内筒部２ｂを設けている。そして、ケース２内側の側面の上側又は下側の半分以下の領域に付着するように負極１を配置し、その負極１と対向する内筒部２ｂの面を形成するように正極４を配置している。ここで、内筒部２ｂの内側の空間は、外部空間と通じており、空気が流入可能となっている。このようにケース２に内筒部２ｂを設け、負極１をケース２内側の側面に配置し、その負極１と対向する内筒部２ｂの面に正極４を配置した点が上記実施の形態１異なり、これ以外は上記実施の形態１同様である。
【００４３】
本実施の形態４によっても、上記実施の形態１と同様の効果を奏する。
【００４４】
＜実施の形態５＞
実施の形態５として、上記実施の形態１の負極１、正極４及びケース２を変更した構成について説明する。なお、ここで説明する負極１、正極４及びケース２の変更以外については、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。
【００４５】
図７は、実施の形態５の金属空気電池の概略構成を示す斜視図であり、図５（ａ）は負極１が電解液３中に浸漬された状態を示す図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）の状態を上下反転させた状態で負極１が電解液３中に浸漬されない状態を示す図である。
【００４６】
図７に示すように、本実施の形態５においては、ケース２内側の上面又は下面に円盤状の負極１を付着させるように配置し、正極４が負極１に対向するように電解液３に浮かぶように配置した点と、ケース２内部に外部空間から空気を導入するための空気口２を設けた点とが上記実施の形態１と異なり、これ以外は上記実施の形態１と同様である。
【００４７】
本実施の形態５によっても、上記実施の形態１と同様の効果を奏する。
【００４８】
＜実施の形態６＞
実施の形態６として、上記実施の形態２にケース２内での電解液３の移動を制限する制限部を設けた変更した構成について説明する。なお、ここで説明する制限部の追加及びケース２の変更以外については、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。
【００４９】
図８は、実施の形態６の金属空気電池の概略構成を示す斜視図であり、図８（ａ）は負極１が電解液３中に浸漬された状態を示す図であり、図８（ｂ）は図８（ａ）の状態を上下反転させた状態で負極１が電解液３中に浸漬されない状態を示す図である。
【００５０】
図８に示すように、本実施の形態６においては、ケース２内での電解液３の移動を制限する制限部として、弁部５ａ及び弁部５ａを回転させるのに用いられる軸部５ｂを設けている。また、ケース２の狭搾部２ａの上下に位置する部分のうち、負極１と正極４が配置された側の端面に、負極を脱着するための脱着部２ｄを設けている。なお、脱着部２ｄについては、ケース２の端面の一部であっても良く、端面自体であっても構わない。また、脱着部２ｄとケース２との接続に関しては、電解液３がケース２の外部に漏れないような手段であれば特に制限は無く、例えば脱着部２ｄの外側部全周にタップ加工を施してのねじ込み方式;ケース２外側部にタップ加工を施し、かつ脱着部２ｄをナット方式とし内側部にタップ加工を施してのねじ込み方式;ケース２と脱着部２ｄ双方に複数のボルト穴を設け、ボルトとナットによる締結方式;またはクランプ方式、等であっても構わない。
【００５１】
このように、ケース２に負極１の脱着を可能にするための脱着部２ｄを設けた点、およびケース２内での電解液３の移動を制限する制限部（弁部５ａ及び弁部５ａ）を設けた点が上記実施の形態２と異なり、これ以外は上記実施の形態２と同様である。
【００５２】
本実施の形態６では、軸部５ｂにより弁部５ａ回転させることにより、狭窄部２ｂにおいて、ケース２内での電解液３が移動可能となる弁部５ａの開状態と、ケース２内での電解液３が移動できない弁部５ａの閉状態とを、切り替えることができる。したがって、電力供給開始時又は電力供給停止時に、ケース２の上限反転動作を行う際に弁部５ａを開状態とし、ケース２内での電解液３の移動が完了した後に弁部５ａを開状態としておけば、例えばケースが傾斜したり上限反転しても、負極１が電解液３中に浸漬された状態や負極１が電解液３中に浸漬されない状態を維持できる。よって、電力供給開始状態又は電力供給停止状態を安定して維持できることになる。
【００５３】
なお、図８においては、（ａ）及び（ｂ）のいずれも弁部５ａが閉状態の様子を示しているが、例えば図８（ａ）の矢印方向のような軸部５ｂの回転動作により、弁部５ａを開状態に切り替えることができる。
【００５４】
また、図８には、ケース２内での電解液３の移動を制限する制限部として、弁部５ａ及び弁部５ａから構成されるものを示したが、これに限定されるものではなく、ケース２内での電解液３の移動を制限できるものであれば良い。例えば狭窄部２ａの少なくとも一部を容易に変形するフレキシブルな材質として、その部分を外側からクランプして電解液３がそこを流れることができないようにしても良い。
【００５５】
本実施の形態６の金属空気電池によれば、上記実施の形態２による効果に加えて、電力供給開始状態又は電力供給停止状態を安定して維持できるほか、適宜負極を脱着させることにより、負極を除く電池構成部品を繰り返し使用することができる。
【００５６】
＜実施の形態７＞
実施の形態７として、上記実施の形態１〜６で説明した金属空気電池の複数を並列又は直列に接続して、外部に電力を出力する出力端子を設けた電源モジュールについて説明する。なお、ここで説明する金属空気電池は、上記実施の形態１〜６のうちの同じものを複数用いても良いし、異なる実施の形態のものを組合せても良い。
【００５７】
図９は本実施の形態７の電源モジュールの等価回路を示す図であり、図９（ａ）は複数の金属空気電池を直列接続した場合の等価回路を示し、図９（ｂ）は複数の金属空気電池を並列接続した場合の等価回路を示し、図９（ｃ）は複数の金属空気電池を並列接続してそれぞれの金属空気電池単独でオン−オフの切り替え可能なスイッチング機能を付与した等価回路を示す図である。なお、図９（ａ）〜（ｃ）のいずれも金属空気電池の数を４としているが、この数に限定されない。
【００５８】
図９（ａ）に示す電源モジュールでは、金属空気電池１０を複数直列接続して、外部に電力を出力する出力端子１１を設けているので、出力電圧を高くすることができる。
【００５９】
図９（ｂ）に示す電源モジュールでは、金属空気電池１０を複数並列接続して、外部に電力を出力する出力端子１１を設けているので、放電容量を大きくすることができる。
【００６０】
図９（ｃ）に示す電源モジュールでは、図９（ｂ）に示す電源モジュールにおいて、それぞれの金属空気電池１０単独でオン−オフの切り替え可能なスイッチング機能１２を付与した構成としているので、放電容量の制御を行うことができる。このような構成を実現するには、例えば上記実施の形態１〜６の金属空気電池を複数用いて、それぞれ単独で上限反転可能な機構を設けた電源モジュールの構成とすれば良い。これ以外に上記実施の形態６の金属空気電池を複数用いて、制限部による切り替え動作をスイッチング機能として作用させて、全体的に上限反転させる動作を行うことにより、金属空気電池毎に電力供給開始状態と電力供給停止状態との切り替え動作を容易に行うことができる。
【００６１】
本実施の形態７によれば、出力電圧を高くしたり、放電容量を大きくしたり、放電容量の制御を行うことができる。
【００６２】
以上のように各実施の形態について説明を行なったが、上述の各実施の形態の構成を適宜組み合わせることも当初から想定している。
【００６３】
例えば、実施の形態３の構成（図４参照）において、実施の形態６の制限部（弁部５ａ及び弁部５ａ）を追加しても良い。また、例えば、実施の形態５の構成（図７参照）において、実施の形態６の脱着部２ｄを追加しても良い。
【００６４】
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】
【００６５】
１  負極
２  ケース
３  電解液
４  正極
５ａ  弁部（制限部）
５ｂ  軸部（制限部）
１０  金属空気電池
１１  出力端子
【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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