金屬電極盒和金屬空氣電池的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及用于金屬空氣電池的金屬電極盒和金屬空氣電池。
【背景技術】
[0002]金屬空氣電池由于具有高能量密度而作為下一代電池受到關注。金屬空氣電池通過以包含作為燃料的電極活性物質的燃料極作為陽極、以空氣極作為陰極來發電。
[0003]作為代表性的金屬空氣電池，可以列舉以金屬鋅作為電極活性物質的鋅空氣電池。在鋅空氣電池中，認為在陰極進行下述化學式I那樣的電極反應。
[0004](化學式l):02+2H20+4e——40H—
[0005]另外，認為在陽極進行下述化學式2、3那樣的電極反應。
[0006](化學式2):Zn+40H——Zn(0H)42—+2e—
[0007](化學式3):Zn(OH)42——Zn0+20H—+H20
[0008]進行這樣的電極反應時，燃料極的電極活性物質被消耗，因此，金屬空氣電池為了供給作為電極活性物質的金屬而具有能夠對燃料極進行更換的結構(例如參考專利文獻
Do
[0009]另外，在金屬空氣電池中，為了得到大的輸出功率，具備串聯連接或并聯連接的多個電化學單電池。
[0010]現有技術文獻
[0011]專利文獻
[0012]專利文獻1:日本特表2005-509262號公報
【發明內容】
[0013]發明所要解決的問題
[0014]但是，在現有的金屬空氣電池中，由于以能夠對燃料極進行更換的方式設置，因此用于串聯連接或并聯連接電化學單電池的配線變得復雜。因此，在配線部產生故障的情況下，修理需要時間，需要長時間停止金屬空氣電池的運轉。
[0015]本發明是鑒于上述情況而做出的，其提供能夠容易地對配線部的故障進行修理的金屬電極盒和金屬空氣電池。
[0016]用于解決問題的方法
[0017]本發明提供一種金屬電極盒，其特征在于，具有第一操作部、以及從第一操作部伸出的第一插入部，第一插入部具備包含金屬作為電極活性物質的第一燃料極，第一操作部具備與第一燃料極電連接的第一燃料極端子和第一空氣極連接部，第一空氣極連接部具備第一內部連接端子和第一外部連接端子。
[0018]另外，本發明提供一種金屬空氣電池，其特征在于，具備具有第一電解液槽、第一空氣極、以及與第一空氣極電連接的第一空氣極端子的金屬空氣電池主體，通過本發明的金屬電極盒的第一插入部插入到第一電解液槽中，第一內部連接端子與第一空氣極端子電連接。
[0019]發明效果
[0020]根據本發明，由于在能夠更換的金屬電極盒中設置有外部連接的端子，因此在外部連接的端子中產生故障(生銹、變形等)的情況下，通過將使用的金屬電極盒替換為新的金屬電極盒，能夠容易地將金屬空氣電池進行修理，能夠立即使金屬空氣電池再運轉。
【附圖說明】
[0021]圖1是本發明的一個實施方式的金屬空氣電池的示意俯視圖。
[0022]圖2是圖1的虛線A-A處的金屬空氣電池的示意截面圖。
[0023]圖3是圖1的虛線B-B處的金屬空氣電池的示意截面圖。
[0024]圖4是從金屬空氣電池主體上拆下各金屬電極盒時的圖1的虛線A-A處的金屬空氣電池的示意截面圖。
[0025]圖5(a)是本發明的一個實施方式的金屬空氣電池中包含的金屬電極盒的操作部的示意俯視圖，圖5(b)、圖5(c)分別是上述操作部的示意側面圖。
[0026]圖6是本發明的一個實施方式的金屬空氣電池中包含的金屬電極盒的示意俯視圖。
[0027]圖7是圖6的單點劃線H-H處的金屬電極盒的示意截面圖。
[0028]圖8是本發明的一個實施方式的金屬空氣電池中包含的金屬電極盒的示意俯視圖。
[0029]圖9(a)是圖2的點線所包圍的范圍C中的金屬空氣電池的示意截面圖，圖9(b)是圖9(a)的虛線D-D處的金屬空氣電池的示意截面圖。
[0030]圖10(a)是本發明的一個實施方式的金屬空氣電池的一部分的示意截面圖，圖10(b)是圖10(a)的虛線E-E處的金屬空氣電池的示意截面圖。
[0031]圖11(a)是本發明的一個實施方式的金屬空氣電池的一部分的示意截面圖，圖11(b)是圖11(a)的虛線F-F處的金屬空氣電池的示意截面圖。
[0032]圖12(a)是本發明的一個實施方式的金屬空氣電池中包含的金屬電極盒的操作部的示意俯視圖，圖12(b)、圖12(c)分別是上述操作部的示意側面圖。
[0033]圖13是本發明的一個實施方式的金屬空氣電池的示意俯視圖。
[0034]圖14(a)是本發明的一個實施方式的金屬空氣電池中包含的金屬電極盒的操作部的示意俯視圖，圖14(b)、圖14(c)分別是上述操作部的示意側面圖。
[0035]圖15是本發明的一個實施方式的金屬空氣電池的示意俯視圖。
[0036]圖16(a)是本發明的一個實施方式的金屬空氣電池中包含的金屬電極盒的操作部的示意俯視圖，圖16(b)、圖16(c)分別是上述操作部的示意側面圖。
[0037]圖17是本發明的一個實施方式的金屬空氣電池中包含的金屬電極盒的示意俯視圖。
[0038]圖18是圖17的虛線G-G處的金屬電極盒的示意截面圖。
[0039]圖19是本發明的一個實施方式的金屬空氣電池中包含的金屬電極盒的示意俯視圖。
[0040]圖20是本發明的一個實施方式的金屬空氣電池中包含的金屬電極盒的示意俯視圖。
[0041]圖21是本發明的一個實施方式的金屬空氣電池的示意俯視圖。
[0042]圖22是本發明的一個實施方式的金屬空氣電池的示意俯視圖。
【具體實施方式】
[0043]本發明的金屬電極盒的特征在于，具備第一操作部、以及從第一操作部伸出的第一插入部，上述第一插入部具備包含金屬作為電極活性物質的第一燃料極，第一操作部具備與第一燃料極電連接的第一燃料極端子和第一空氣極連接部，第一空氣極連接部具備第一內部連接端子和第一外部連接端子。
[0044]本發明的金屬空氣電池的特征在于，具備金屬空氣電池主體、以及以可在上述金屬空氣電池主體上裝拆的方式設置的第一金屬電極盒，上述金屬空氣電池主體具備第一電解液槽、第一空氣極、以及與第一空氣極電連接的第一空氣極端子，第一金屬電極盒具有第一操作部、以及從第一操作部伸出且以可插入到第一電解液槽中的方式設置的第一插入部，第一插入部具備包含金屬作為電極活性物質的第一燃料極，第一操作部具備與第一燃料極電連接的第一燃料極端子和第一空氣極連接部，第一空氣極連接部具有第一內部連接端子和第一外部連接端子，第一內部連接端子以通過將第一插入部插入到第一電解液槽中而與第一空氣極端子接觸的方式設置。
[0045]在本發明的金屬空氣電池中，優選的是，第一空氣極端子或第一內部連接端子以具有可動性且在將第一插入部插入到第一電解液槽中時進行位置調節的方式設置。
[0046]根據這樣的構成，即使在多個單電池中空氣極端子的位置產生偏移的情況下，也能夠順利地將金屬電極盒安裝到金屬空氣電池主體上。另外，能夠抑制對空氣極端子或內部連接端子施加多余的負荷，能夠延長金屬空氣電池主體或金屬電極盒的壽命。另外，即使在改變空氣極端子的間隔的情況下，也能夠直接使用金屬電極盒。
[0047]在本發明的金屬空氣電池中，優選的是，第一操作部進一步具備開關和可切換端子，上述可切換端子以能夠利用開關與第一燃料極端子或第一外部連接端子電連接的方式設置。
[0048]根據這樣的構成，能夠將可利用開關進行切換的端子作為燃料極側的端子。另外，能夠將可利用開關進行切換的端子作為空氣極側的端子。由此，能夠改變通過將金屬電極盒安裝到金屬空氣電池主體上而構成的單電池的輸出電動勢的端子的位置，能夠對金屬電極盒進行串聯連接用和并聯連接用的切換。另外，能夠在將金屬電極盒安裝到金屬空氣電池主體上的原樣狀態下利用開關來改變連接方法，能夠進行金屬空氣電池的輸出調節。另夕卜，能夠在利用鍍覆法在燃料極集電體上形成燃料極時使金屬電極盒用于并聯連接，在金屬空氣電池中發電時使金屬電極盒用于串聯連接。
[0049]在本發明的金屬空氣電池中，優選進一步具備以可在金屬空氣電池主體上裝拆的方式設置的第二金屬電極盒，上述金屬空氣電池主體進一步具備第二電解液槽、第二空氣極、以及與第二空氣極電連接的第二空氣極端子，第二金屬電極盒具有第二操作部、以及從第二操作部伸出且以可插入到第二電解液槽中的方式設置的第二插入部，第二插入部具備包含金屬作為電極活性物質的第二燃料極，第二操作部具備與第二燃料極電連接的第二燃料極端子和第二空氣極連接部，第二空氣極連接部具有第二內部連接端子和第二外部連接端子，第二內部連接端子以通過將第二插入部插入到第二電解液槽中而與第二空氣極端子接觸的方式設置，第一燃料極端子以通過將第一插入部插入到第一電解液槽中、將第二插入部插入到第二電解液槽中而與第二燃料極端子和第二外部連接端子中的一者接觸的方式設置。
[0050]根據這樣的構成，通過將第一金屬電極盒和第二金屬電極盒安裝到金屬空氣電池主體上，能夠將金屬空氣電池中包含的多個單電池進行串聯連接或并聯連接。
[0051]在本發明的金屬空氣電池中，優選的是，第一燃料極端子以通過將第一插入部插入到第一電解液槽中、將第二插入部插入到第二電解液槽中而與第二燃料極端子和第二外部連接端子中的一者咬合的方式設置。
[0052 ]根據這樣的構成，能夠使第一和第二金屬電極盒一體化，能夠抑制因金屬電極盒移動所引起的接觸電阻的增加、金屬空氣電池主體或金屬電極盒的損傷。
[0053]在本發明的金屬空氣電池中，優選的是，第一空氣極端子和第一內部連接端子中的一者具有插座形狀，另一者具有插頭形狀。
[0054]根據這樣的構成，通過將金屬電極盒安裝到金屬空氣電池主體上，能夠將插頭形狀的端子插入到插座形狀的端子中，能夠使內部連接端子與空氣極端子接觸。另外，能夠在安裝金屬電極盒的同時將空氣極端子與內部連接端子連接，能夠在拆下金屬電極盒的同時切斷空氣極端子與內部連接端子的連接，因此，使金屬電極盒向金屬空氣電池主體上的裝拆變得容易，并且使金屬電極盒的裝拆所伴隨的配線的連接變得容易。另外，在緊急時，通過將金屬電極盒從金屬空氣電池主體上拆下，能夠容易地阻斷電導路徑。
[0055]以下，使用附圖對本發明的一個實施方式進行說明。附圖、以下描述中所示的構成為例示，本發明的范圍并不限定于附圖、以下描述中所示的內容。
[0056]金屬空氣電池的構成
[0057]圖1是本實施方式的金屬空氣電池的示意俯視圖。圖2是圖1的虛線A-A處的金屬空氣電池的示意截面圖，圖3是圖1的虛線B-B處的金屬空氣電池的示意截面圖。圖4是在金屬空氣電池主體中插入各金屬電極盒的燃料極時的圖1的虛線A-A處的金屬空氣電池的示意截面圖。圖5(a)是本實施方式的金屬空氣電池中包含的金屬電極盒的操作部的示意俯視圖，圖5(b)、圖5(c)分別是上述操作部的示意側面圖。
[0058]本實施方式的金屬空氣電池35的特征在于，具備金屬空氣電池主體37、以及以可在金屬空氣電池主體37上裝拆的方式設置的金屬電極盒6，金屬空氣電池主體37具備電解液槽