(57)【要約】【課題】空気中の水分による金属負極の劣化を有効に防止する非水系金属空気電池を提供する。【解決手段】リチウム空気電池１０では、リチウム負極１６と酸素正極１８とが非水電解液２２中に配置され、放電時にリチウム負極１６で金属リチウムがリチウムイオンに酸化されると共に酸素正極１８で空気中の酸素が酸素イオンに還元される。密閉空間である正極室２８を形成するカバー３０に酸素ポンプ３２が取り付けられている。この酸素ポンプ３２は、正極室２８の外側の空気中の酸素を正極室２８の内側へ電気化学的にポンピング可能なため、放電反応が進行して正極室２８内の酸素濃度が低下した場合には酸素ポンプ２８により空気中の酸素を補給することができる。ここで、正極室２８は水分不透過なカバー３０及び緻密な固体電解質３４に取り囲まれているため、空気中の水分が正極室２８に侵入することはない。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属負極と酸素正極とが非水電解液中に配置され、放電時に前記金属負極で金属が金属イオンに酸化されると共に前記酸素正極で空気中の酸素が酸素イオンに還元される非水系金属空気電池であって、
前記酸素正極を水分不透過なカバーで取り囲むことにより形成された密閉空間である正極室と、
前記カバーに設けられた通過口を塞ぐ酸素イオン伝導性の緻密な固体電解質を有し、前記正極室の外側の空気中の酸素を前記正極室の内側へ電気化学的にポンピング可能な酸素ポンプと、
を備えた非水系金属空気電池。
【請求項２】
前記酸素ポンプは、前記固体電解質を前記正極室の外側に位置する外側電極と前記正極室の内側に位置する内側電極とで挟み込んだ構造を持ち、前記外側電極と前記内側電極との間に印加される電圧を調整することにより前記正極室の外側の空気中の酸素を前記正極室の内側へポンピングする、
請求項１に記載の非水系金属空気電池。
【請求項３】
前記酸素ポンプは、前記固体電解質を前記正極室の外側に位置する外側電極と前記正極室の内側に位置する内側電極とで挟み込んだ構造を持ち、前記正極室の外側の酸素濃度が内側の酸素濃度を上回ったとき酸素濃淡電池として作用して前記正極室の外側の空気中の酸素を前記正極室の内側へポンピングするよう前記外側電極と前記内側電極とが短絡又は抵抗を介して接続されている、
請求項１に記載の非水系金属空気電池。
【請求項４】
前記固体電解質は、イットリア部分安定化ジルコニアである、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の非水系金属空気電池。
【請求項５】
前記非水系電解液は、前記金属イオンの塩をイオン液体に溶解したものである、
請求項１〜４のいずれか１項に記載の非水系金属空気電池。
【請求項６】
充放電を繰り返し実行可能な二次電池である、
請求項１〜５のいずれか１項に記載の非水系金属空気電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非水系金属空気電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、放電時に金属負極で金属が金属イオンに酸化されると共に酸素正極で空気中の酸素が酸素イオンに還元される非水系金属空気電池が知られている。こうした非水系金属空気電池では、空気中の酸素を正極活物質として用いるため、電池内に正極活物質を充填する必要がない。したがって、エネルギ密度を高くすることができるという利点がある。また、非水系金属空気電池の金属負極としてリチウム金属を用いた場合、他の金属を用いた場合に比べて高い理論電圧及び電気化学当量を有しているため、高容量化を図ることができるという利点もある。
【０００３】
一方、こうした非水系金属空気電池では、酸素正極を空気と接触させた状態で使用するため、空気中の水分が電池内に侵入して金属負極と反応することがある。このような反応が起きると金属負極が劣化して電池特性が低下するという問題が生じる。この問題を解決するため、特許文献１や非特許文献１には、リチウム塩を疎水性イオン液体に溶かした非水系電解液を用いるリチウム空気電池が提案されている。このリチウム空気電池によれば、非水系電解液に水分が溶解しにくいため、空気中の水分が電池内に侵入するのを防止することができる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１１６３１７
【非特許文献１】ジャーナル・オブ・パワー・ソーシズ(Journal of Power Sources)、１４６巻、７６６−７６９頁、２００５年
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、非特許文献１によると、疎水性イオン液体は９０％ＲＨで１００時間放置すると水分量が１ｗｔ％前後になると記載されている。このため、リチウム塩を疎水性イオン液体に溶かした非水系電解液を用いるだけでは、空気中の水分が電池内に侵入するのを十分防止できないことがある。特に、繰り返し充放電を行う二次電池として用いる場合には、この問題が顕著になりやすい。
【０００６】
本発明はこのような問題を解決するためになされたものであり、空気中の水分による金属負極の劣化を有効に防止する非水系金属空気電池を提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上述の目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００８】
すなわち、本発明の非水系金属空気電池は、
金属負極と酸素正極とが非水電解液中に配置され、放電時に前記金属負極で金属が金属イオンに酸化されると共に前記酸素正極で空気中の酸素が酸素イオンに還元される非水系金属空気電池であって、
前記酸素正極を水分不透過なカバーで取り囲むことにより形成された密閉空間である正極室と、
前記カバーに設けられた通過口を塞ぐ酸素イオン伝導性の緻密な固体電解質を有し、前記正極室の外側の空気中の酸素を前記正極室の内側へ電気化学的にポンピング可能な酸素ポンプと、
を備えたものである。
【０００９】
この非水系金属空気電池では、密閉空間である正極室を形成するカバーに酸素ポンプが取り付けられている。この酸素ポンプは、正極室の外側の空気中の酸素を正極室の内側へ電気化学的にポンピング可能なため、放電反応が進行して正極室内の酸素濃度が低下した場合には酸素ポンプにより空気中の酸素を補給することができる。ここで、酸素イオン伝導性の固体電解質は緻密化されているため、水分は透過しない。逆に言うと、本発明で用いられる固体電解質は水分が透過しない程度に緻密化されている。つまり、正極室は水分不透過なカバー及び緻密な固体電解質に取り囲まれているため、空気中の水分が正極室に侵入することはない。したがって、空気中の水分が金属負極と反応するのを阻止することができ、ひいては空気中の水分による金属負極の劣化を有効に防止することができる。
【００１０】
本発明の非水系金属空気電池において、前記酸素ポンプは、前記固体電解質を前記正極室の外側に位置する外側電極と前記正極室の内側に位置する内側電極とで挟み込んだ構造を持ち、前記外側電極と前記内側電極との間に印加される電圧を調整することにより前記正極室の外側の空気中の酸素を前記正極室の内側へポンピングするものとしてもよい。こうすれば、必要に応じて酸素のポンピングが可能となる。例えば、放電により正極室の酸素分圧が大きく低下した場合に、正極室の外側の空気中の酸素を正極室の内側へポンピングしてもよい。正極室の酸素分圧は、電流を積算して酸素量に換算しその酸素量に基づいて求めてもよいし、モニタリングした酸素濃度に基づいて求めてもよいし、直接モニタしてもよい。なお、充電により正極室の酸素分圧が高くなりすぎた場合には、正極室の内側の酸素を外側へポンピングしてもよい。
【００１１】
本発明の非水系金属空気電池において、前記酸素ポンプは、前記固体電解質を前記正極室の外側に位置する外側電極と前記正極室の内側に位置する内側電極とで挟み込んだ構造を持ち、前記正極室の外側の酸素濃度が内側の酸素濃度を上回ったとき酸素濃淡電池として作用して前記正極室の外側の空気中の酸素を前記正極室の内側へポンピングするよう前記外側電極と前記内側電極とが短絡又は抵抗を介して接続されているものとしてもよい。こうすれば、両電極に外部から電圧を印加することなく、酸素濃淡電池の原理を利用して酸素のポンピングが可能となる。
【００１２】
本発明の非水系金属空気電池において、固体電解質は、酸素イオン伝導性であれば特に限定されないが、例えばジルコニアやセリア、チタニアなどが挙げられる。これらは酸化イオンのみ伝導するため、他の分子やイオンの遮蔽効果が高い。これらのうち、ジルコニアが好ましく、特にイットリア安定化ジルコニア（ＹＳＺ）が好ましい。なお、固体電解質を挟み込む外側電極及び内側電極は、白金、銀、銅、アルミニウム、それらの合金などの各種金属やカーボンを用いることができるが、このうち白金又はその合金を用いることが好ましい。
【００１３】
本発明の非水系金属空気電池において、非水系電解液は、金属負極の金属の塩をイオン液体に溶解したものとしてもよい。イオン液体は、蒸気圧がほぼゼロのため、酸素ポンプを高温で駆動させる必要があったとしても駆動中に減量してしまうおそれがない。
【００１４】
本発明の非水系金属空気電池は、放電が１回のみ可能な一次電池としてもよいが、充放電を繰り返し実行可能な二次電池としてもよい。二次電池は、充放電を繰り返し実行可能なため、一次電池に比べて長期にわたって使用され、空気中の水分に晒される機会が多いことから、本発明を適用する意義が高い。
【００１５】
本発明の非水系金属空気電池において、金属負極は、放電時に金属負極で金属が金属イオンに酸化されるものであれば特に限定されないが、例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム、アルミニウム、亜鉛及びそれらの合金などが挙げられ、そのうちリチウムが他の金属を用いた場合に比べて高い理論電圧及び電気化学当量を有しているため好ましい。こうした金属負極は、このような金属をシート形状に加工したものを用いてもよいし、このような金属を負極集電体に担持したものを用いてもよい。負極集電体は、特に限定されるものではないが、例えばステンレス鋼や銅、ニッケルなどの金属板や金属メッシュを用いることができる。負極集電体としては、こうした金属のほか、カーボンペーパーや酸化物導電体などを用いることもできる。また、炭素材にリチウムをインターカレーションしたものも用いることができる。
【００１６】
酸素正極は、放電時に酸素正極で空気中の酸素が酸素イオンに還元されるものであれば特に限定されないが、例えば、触媒として、白金等の貴金属粉末のほか、マンガン、ニッケル、コバルトなどの各種金属酸化物（複合酸化物を含む）を用いてもよいし、金属ポルフィリン、金属フタロシアニンなどの有機金属錯体を用いてもよい。酸素正極は、導電材を含んでいてもよい。導電材としては、導電性を有する材料であれば特に限定されない。例えば、ケッチェンブラックやアセチレンブラック、チャンネルブラック、ファーネスブラック、ランプブラック、サーマルブラック等のカーボンブラック類でもよいし、鱗片状黒鉛のような天然黒鉛や人造黒鉛、膨張黒鉛などのグラファイト類でもよいし、炭素繊維や金属繊維などの導電性繊維類でもよいし、ポリフェニレン誘導体などの有機導電性材料でもよい。また、これらを単体で用いてもよいし、複数を混合して用いてもよい。また、正極は、バインダを含んでいてもよい。バインダとしては、特に限定されるものではないが、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、スチレンブタジエンゴム、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロエチレン共重合体、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、フッ化ビニリデン−クロロトリフルオロエチレン共重合体、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ樹脂）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、フッ化ビニリデン−ペンタフルオロプロピレン共重合体、プロピレン−テトラフルオロエチレン共重合体、エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体（ＥＣＴＦＥ）、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン−テトラフルオロエチレン共重合体、フッ化ビニリデン−パーフルオロメチルビニルエーテル−テトラフルオロエチレン共重合体、エチレン−アクリル酸共重合体などが挙げられる。これらの材料は単独で用いてもよいし、複数を混合して用いてもよい。
【００１７】
金属負極と酸素正極との間には、セパレータを配置してもよい。セパレータとしては、本発明の非水系金属空気電池の使用範囲に耐えうる組成であれば特に限定されるものではないが、例えば、ポリプロピレン製不織布やポリフェニレンスルフィド製不織布などの高分子不織布、ポリエチレンやポリプロピレンなどのオレフィン系樹脂の微多孔フィルムが挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、複合して用いてもよい。
【００１８】
非水系電解液は、本発明の非水軽金属空気電池の電池反応に関与するイオンを伝導可能であれば特に限定されないが、金属負極に用いる金属の塩（支持塩）を非水系溶媒に溶解したものが挙げられる。非水系溶媒としては、例えば炭酸エステル系溶媒やエーテル系溶媒、イオン液体などが挙げられる。炭酸エステル系溶媒としては、エチレンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）及びこれらの混合溶媒などが挙げられる。エーテル系溶媒としては、ジメトキシエタン、ジメチルトリグライム、ポリエチレングリコール及びこれらの混合溶媒などが挙げられる。イオン液体は、常温で溶融しているカチオンとアニオンとの塩であるが、カチオンとしては、イミダゾリウム、アンモニウム、ピリジニウム、ピペリジニウムなどが挙げられる。イミダゾリウムとしては、１−エチル−３−メチルイミダゾリウム（ＥＭＩ）、１−メチル−３−オクチルイミダゾリウム（ＭＯＩ）等が挙げられ、アンモニウムとしては、テトラブチルアンモニウム等が挙げられ、ピリジニウムとしては、１−ブチル−３−メチルピリジニウムや１−ブチルピリジニウム等が挙げられ、ピペリジニウムとしては、１−エチル−１−メチルピペリジニウム等が挙げられる。また、アニオンとしては、ビス（トリフルオロメチルスルフォニル）イミド（ＴＦＳＩ）やビス（ペンタフルオロエチルスルフォニル）イミド（ＢＥＴＩ）等のイミドアニオンのほか、テトラフルオロボレート、パークロレート、ハロゲンアニオン等の無機アニオンが挙げられる。これらの非水系溶媒のうち、イオン液体を用いることが不揮発性であるため好ましい。支持塩としては、金属負極に用いる金属がリチウムの場合には、ＬｉＰＦ6、ＬｉＣｌＯ4、ＬｉＴＦＳＩ、ＬｉＢＥＴＩ等が挙げられる。
【００１９】
酸素負極を取り囲むカバーは、水分不透過な材質であれば特に限定されないが、例えば緻密なアルミナセラミックや窒化アルミセラミック、炭化珪素セラミックなどが挙げられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
次に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施形態であるリチウム空気電池１０の断面図である。
【００２１】
本実施形態のリチウム空気電池１０は、ＳＵＳ製の容器本体１２とＳＵＳ製の容器上蓋１４とに囲まれた空間に、リチウム負極１６と酸素正極１８とが多孔質ポリエチレン製のセパレータ２０を介して配置され、両極１６，１８の間に非水系電解液２２が充填されたものである。このリチウム空気電池１０では、容器本体１２はリチウム負極１６と接触して電池負極を構成し、容器上蓋１４は酸素正極１８と接触して電池正極を構成しており、電池負極と電池正極との間には絶縁体２４が介在している。また、リチウム空気電池１０は、酸素正極１８の周囲を取り囲み密閉空間である正極室２８を形成するカバー３０を有し、このカバー３０の上面中央に設けられた通過口３０ａには酸素ポンプ３２が取り付けられている。なお、容器本体１２はリード線を介して負極端子に接続され、容器上蓋１４はリード線を介して正極端子に接続されている。
【００２２】
容器本体１２は、リチウム負極１６を収容すると共に、開口周縁に設けられた段差部分でセパレータ２０を支持している。容器上蓋１４は、上面中央に開口１４ａを有しており、酸素正極１８の上面は、この開口１４ａを介して正極室２８に露出している。本実施形態では、リチウム負極１６として、金属リチウム箔を用いている。また、酸素正極１８として、電解二酸化マンガン１５ｗｔ％とケッチェンブラック８３ｗｔ％とＰＴＦＥ２ｗｔ％とを混練し、直径１ｃｍで重さ１０ｍｇのシートに成形後、このシートをＳＵＳメッシュに押しつけたものを用いている。更に、非水系電解液２２として、０．５Ｍ  ＬｉＴＦＳＩのＥＭＩＴＦＳＩ溶液を用いている。
【００２３】
カバー３０は、緻密なアルミナセラミックスで形成され、水分も気体も不透過である。酸素ポンプ３２は、イットリア部分安定化ジルコニア（ＹＳＺ）からなる緻密な固体電解質３４を外側電極３６及び内側電極３８で挟み込んだ構造を有し、固体電解質３４がカバー３０の通過口３０ａを塞いでいる。固体電解質３４は、酸素イオン伝導性を有しているものの、水分や気体は不透過である。正極室２８は、このようなカバー３０及び固体電解質３４によって取り囲まれているため、水分も気体も不透過となっている。本実施形態では、この正極室２８の容積は約１ｍＬである。固体電解質３４のうち外側電極３６が設けられた面は、図２に示すように、空気が流通可能な多孔質基板３９で覆われている。この多孔質基板３９の外表面には、固体電解質３４を加熱して酸素イオン伝導性を発揮させるためのヒータ４０が形成されている。また、外側電極３６と内側電極３８とは電圧印加回路４２を介して電気的に接続されている。この電圧印加回路４２は、スイッチ４２ａを有しており、スイッチ４２ａをオンにすると両電極３６，３８に電圧が印加されて空気中の酸素が正極室２８へポンピングされる。本実施形態では、酸素ポンプ３２は、固体電解質３４の上下両面に外側電極３６及び内側電極３８となる白金ペーストを面積０．１ｃｍ2となるように印刷し、多孔質基板３９となるアルミナを積層し、その上にヒータ４０となる白金ペーストを印刷したものを１４００℃以上の高温で焼成したものを用いている。この酸素ポンプ３２は７００℃で０．５Ｖの電圧を印加して駆動させると、２０ｍＡの酸素イオン電流（純酸素換算４．２ｍＬ／時間）が流れる。
【００２４】
次に、こうして得られたリチウム空気電池１０の電池特性について説明する。リチウム空気電池１０を酸素ポンプ３２を駆動せずに０．１ｍＡの低電流で放電させると、平均２．６Ｖの出力が約１０時間維持されるが、その後電圧の低下が起きる。このときの電池容量は１００ｍＡｈ／ｇ（正極材料の重量あたり）である。このように１０時間で電圧低下が起きるのは、正極室２８内の酸素がすべて消費されるためと考えられる。これに対して、１０時間ごとに電圧印加回路４２のスイッチ４２ａを３分間オンして、酸素ポンプ３２を駆動させて外気（正極室２８の外側の空気）中の酸素を正極室２８の内側へポンピングすると、電池出力が回復し、６００時間まで電圧が維持される。このときの電池容量は６０００ｍＡｈ／ｇ（正極材料の重量あたり）である。一方、カバー３０及び酸素ポンプ３２を取り外して酸素正極１８を大気に露出して電池の放電を実施すると、２００時間で出力低下が見られる。これは、空気中の水分が酸素正極１８及び非水系電解液２２を経てリチウム負極１６に至りリチウム負極１６の劣化を引き起こすためと考えられる。
【００２５】
以上詳述した本実施形態のリチウム空気電池１０によれば、放電反応が進行して正極室２８の酸素濃度が低下した場合には酸素ポンプ３２により外気中の酸素を補給することができる。また、この正極室２８は水分不透過なカバー３０及び固体電解質３４に取り囲まれているため、空気中の水分が正極室２８に侵入することはない。したがって、空気中の水分がリチウム負極１６と反応するのを阻止することができ、ひいては空気中の水分によるリチウム負極１６の劣化を有効に防止することができる。
【００２６】
また、固体電解質３４として緻密なＹＳＺを用いているため、他の分子やイオンの遮蔽効果が高く、水分のみならず炭酸ガスなどによるリチウム負極１６の劣化を有効に防止することもできる。
【００２７】
更に、非水系電解液２２の溶媒として蒸気圧がほぼゼロのイオン液体（ＥＭＩＴＦＳＩ）を用いているため、酸素ポンプ３２をヒータ４０で高温化した状態で駆動させたとしても、その駆動中に非水系電解液２２が減量してしまうおそれがない。
【００２８】
なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。
【００２９】
例えば、上述した実施形態では、酸素ポンプ３２の外側電極３６と内側電極３８との間に電圧印加回路４２を設けたが、図３に示すように酸素ポンプ３２の外側電極３６と内側電極３８とを抵抗を介して電気的に接続してもよいし、短絡させてもよい。こうすれば、外気中の酸素濃度が正極室２８の酸素濃度を上回ったときには外気中の酸素が正極室２８の内側へポンピングされ、逆に、外気中の酸素濃度が正極室２８の酸素濃度を下回ったときには正極室２８の内側の酸素が外気中へポンピングされる。このため、両電極３６，３８に外部から電圧を印加することなく、酸素濃淡電池の原理を利用して酸素のポンピングが可能となる。この図３の構成を採用すると、６００時間の初期放電が可能で、その後も１０００ｍＡｈの容量での充放電が５０回可能となる。
【００３０】
上述した実施形態では、酸素ポンプ３２の上に多孔質基板３９を積層したが、多孔質基板３９の代わりに、図４に示す酸素ポンプ５２のように固体電解質３４の外表面を取り囲んで中空空間を形成するようなボックス５８を積層してもよい。このボックス５８には1つ又は多数のピンホールが形成され、このピンホールを介して外気がボックス５８の内外を流通可能である。また、ヒータ４０はボックス５８の上面に形成されている。この場合でも、電圧印加回路４２のスイッチ４２ａのオンオフにより、外気中の酸素を正極室２８へポンピングすることができる。なお、ピンホールの代わりに多孔質体を介して外気がボックス５８の内外を流通可能となるようにしてもよい。また、ボックス５８や前出の多孔質基板３９は酸素ポンプ３２の破損防止のために設けられたものであるが、電池設置場所が安全な場合にはこれらを省略してもよい。
【００３１】
上述した実施形態では、１つのリチウム空気電池１０に１つの酸素ポンプ３２を備えるようにしたが、図５に示すように、カバー３０と同様の材質で形成されたケース６０に１つの酸素ポンプ３２を取り付けると共に、そのケース６０内に多数のリチウム空気電池１１０を直列に繋いで収容してもよい。つまり、各リチウム空気電池１１０は、共通の酸素ポンプ３２を有していてもよい。こうすれば、リチウム電池１つあたりの酸素ポンプのコストを低減することができる。なお、リチウム空気電池１１０は、リチウム空気電池１０と同様、容器本体１２と容器上蓋１４とに囲まれた空間に、リチウム負極１６と酸素正極１８とが多孔質ポリエチレン製のセパレータ２０を介して配置され、両極１６，１８の間に非水系電解液２２が充填されたものである。
【００３２】
上述した実施形態では、電圧印加回路４２のスイッチ４２ａを１０時間ごとに３分間オンするようにしたが、電池電流を積算して酸素量に換算しその酸素量に基づいてスイッチ４２ａのオンオフを切り替えるようにしてもよい。あるいは、正極室２８の酸素濃度をモニタリングし、その酸素濃度に基づいてスイッチ４２ａのオンオフを切り替えるようにしてもよい。
【００３３】
上述した実施形態では、外気中の酸素を酸素ポンプ３２が正極室２８へポンピングするか否かを切り替えたが、必要に応じて電圧印加回路４２の電源のプラスとマイナスを逆に繋ぐことにより、正極室２８の酸素を正極室２８の外側へポンピングするようにしてもよい。例えば、充電により正極室２８の酸素分圧が高くなりすぎた場合などには、このようにポンピングしてもよい。
【００３４】
上述した実施形態では、酸素ポンプ３２にヒータ４０を取り付け、ヒータ４０で固体電解質３４を加熱することにより酸素イオン伝導性を発揮させるようにしたが、例えば、エンジン自動車に搭載する場合には、ヒータ４０の代わりにエンジンの排ガスの熱で固体電解質３４を加熱してもよい。また、常温で酸素イオン伝導性を有する固体電解質を使用する場合には、こうしたヒータ４０を省略することができる。
【００３５】
上述した実施形態では、酸素ポンプ３２を平板状としたが、チューブ状にしたりコップ状にしたりしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】リチウム空気電池１０の断面図である。
【図２】電圧印加回路４２を備えた酸素ポンプ３２の断面図である。
【図３】両電極３６，３８を短絡させたときの酸素ポンプ３２の説明図である。
【図４】酸素ポンプ５２の断面図である。
【図５】多数のリチウム空気電池１１０に共通の酸素ポンプ３２を備えたときの断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１０，１１０  リチウム空気電池、１２  容器本体、１４  容器上蓋、１４ａ  開口、１６  リチウム負極、１８  酸素正極、２０  セパレータ、２２  非水系電解液、２４  絶縁体、２８  正極室、３０  カバー、３０ａ  通過口、３２，５２  酸素ポンプ、３４  固体電解質、３６  外側電極、３８  内側電極、３９  多孔質基板、４０  ヒータ、４２  電圧印加回路、４２ａ  スイッチ、５８  ボックス、６０  ケース。
【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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