金屬電極盒和金屬空氣電池的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)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(shù)】
[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(guān)注。金屬空氣電池通過(guò)以包含作為燃料的電極活性物質(zhì)的燃料極作為陽(yáng)極、以空氣極作為陰極來(lái)發(fā)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(zhì)的鋅空氣電池。在鋅空氣電池中，認(rèn)為在陰極進(jìn)行下述化學(xué)式I那樣的電極反應(yīng)。
[0004](化學(xué)式l):02+2H20+4e——40H—
[0005]另外，認(rèn)為在陽(yáng)極進(jìn)行下述化學(xué)式2、3那樣的電極反應(yīng)。
[0006](化學(xué)式2):Zn+40H——Zn(0H)42—+2e—
[0007](化學(xué)式3):Zn(OH)42——Zn0+20H—+H20
[0008]進(jìn)行這樣的電極反應(yīng)時(shí)，燃料極的電極活性物質(zhì)被消耗，因此，金屬空氣電池為了供給作為電極活性物質(zhì)的金屬而具有能夠?qū)θ剂蠘O進(jìn)行更換的結(jié)構(gòu)(例如參考專利文獻(xiàn)
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(lián)連接或并聯(lián)連接的多個(gè)電化學(xué)單電池。
[0010]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0011]專利文獻(xiàn)
[0012]專利文獻(xiàn)1:日本特表2005-509262號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]發(fā)明所要解決的問(wèn)題
[0014]但是，在現(xiàn)有的金屬空氣電池中，由于以能夠?qū)θ剂蠘O進(jìn)行更換的方式設(shè)置，因此用于串聯(lián)連接或并聯(lián)連接電化學(xué)單電池的配線變得復(fù)雜。因此，在配線部產(chǎn)生故障的情況下，修理需要時(shí)間，需要長(zhǎng)時(shí)間停止金屬空氣電池的運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0015]本發(fā)明是鑒于上述情況而做出的，其提供能夠容易地對(duì)配線部的故障進(jìn)行修理的金屬電極盒和金屬空氣電池。
[0016]用于解決問(wèn)題的方法
[0017]本發(fā)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(zhì)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(nèi)部連接端子和第一外部連接端子。
[0018]另外，本發(fā)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(guò)本發(fā)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(nèi)部連接端子與第一空氣極端子電連接。
[0019]發(fā)明效果
[0020]根據(jù)本發(fā)明，由于在能夠更換的金屬電極盒中設(shè)置有外部連接的端子，因此在外部連接的端子中產(chǎn)生故障(生銹、變形等)的情況下，通過(guò)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(jìn)行修理，能夠立即使金屬空氣電池再運(yùn)轉(zhuǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)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(shí)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(fā)明的一個(gè)實(shí)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(cè)面圖。
[0026]圖6是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)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(diǎn)劃線H-H處的金屬電極盒的示意截面圖。
[0028]圖8是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)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(diǎn)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(fā)明的一個(gè)實(shí)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(fā)明的一個(gè)實(shí)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(fā)明的一個(gè)實(shí)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(cè)面圖。
[0033]圖13是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的金屬空氣電池的示意俯視圖。
[0034]圖14(a)是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)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(cè)面圖。
[0035]圖15是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的金屬空氣電池的示意俯視圖。
[0036]圖16(a)是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)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(cè)面圖。
[0037]圖17是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)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(fā)明的一個(gè)實(shí)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(fā)明的一個(gè)實(shí)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(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的金屬空氣電池的示意俯視圖。
[0042]圖22是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的金屬空氣電池的示意俯視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0043]本發(fā)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(zhì)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(nèi)部連接端子和第一外部連接端子。
[0044]本發(fā)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(shè)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(shè)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(zhì)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(nèi)部連接端子和第一外部連接端子，第一內(nèi)部連接端子以通過(guò)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(shè)置。
[0045]在本發(fā)明的金屬空氣電池中，優(yōu)選的是，第一空氣極端子或第一內(nèi)部連接端子以具有可動(dòng)性且在將第一插入部插入到第一電解液槽中時(shí)進(jìn)行位置調(diào)節(jié)的方式設(shè)置。
[0046]根據(jù)這樣的構(gòu)成，即使在多個(gè)單電池中空氣極端子的位置產(chǎn)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(duì)空氣極端子或內(nèi)部連接端子施加多余的負(fù)荷，能夠延長(zhǎng)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(fā)明的金屬空氣電池中，優(yōu)選的是，第一操作部進(jìn)一步具備開(kāi)關(guān)和可切換端子，上述可切換端子以能夠利用開(kāi)關(guān)與第一燃料極端子或第一外部連接端子電連接的方式設(shè)置。
[0048]根據(jù)這樣的構(gòu)成，能夠?qū)⒖衫瞄_(kāi)關(guān)進(jìn)行切換的端子作為燃料極側(cè)的端子。另外，能夠?qū)⒖衫瞄_(kāi)關(guān)進(jìn)行切換的端子作為空氣極側(cè)的端子。由此，能夠改變通過(guò)將金屬電極盒安裝到金屬空氣電池主體上而構(gòu)成的單電池的輸出電動(dòng)勢(shì)的端子的位置，能夠?qū)饘匐姌O盒進(jìn)行串聯(lián)連接用和并聯(lián)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(tài)下利用開(kāi)關(guān)來(lái)改變連接方法，能夠進(jìn)行金屬空氣電池的輸出調(diào)節(jié)。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(shí)使金屬電極盒用于并聯(lián)連接，在金屬空氣電池中發(fā)電時(shí)使金屬電極盒用于串聯(lián)連接。
[0049]在本發(fā)明的金屬空氣電池中，優(yōu)選進(jìn)一步具備以可在金屬空氣電池主體上裝拆的方式設(shè)置的第二金屬電極盒，上述金屬空氣電池主體進(jìn)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(shè)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(zhì)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(nèi)部連接端子和第二外部連接端子，第二內(nèi)部連接端子以通過(guò)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(shè)置，第一燃料極端子以通過(guò)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(shè)置。
[0050]根據(jù)這樣的構(gòu)成，通過(guò)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?qū)⒔饘倏諝怆姵刂邪亩鄠€(gè)單電池進(jìn)行串聯(lián)連接或并聯(lián)連接。
[0051]在本發(fā)明的金屬空氣電池中，優(yōu)選的是，第一燃料極端子以通過(guò)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(shè)置。
[0052 ]根據(jù)這樣的構(gòu)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(dòng)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(fā)明的金屬空氣電池中，優(yōu)選的是，第一空氣極端子和第一內(nèi)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(jù)這樣的構(gòu)成，通過(guò)將金屬電極盒安裝到金屬空氣電池主體上，能夠?qū)⒉孱^形狀的端子插入到插座形狀的端子中，能夠使內(nèi)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(shí)將空氣極端子與內(nèi)部連接端子連接，能夠在拆下金屬電極盒的同時(shí)切斷空氣極端子與內(nèi)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(shí)，通過(guò)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(dǎo)路徑。
[0055]以下，使用附圖對(duì)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。附圖、以下描述中所示的構(gòu)成為例示，本發(fā)明的范圍并不限定于附圖、以下描述中所示的內(nèi)容。
[0056]金屬空氣電池的構(gòu)成
[0057]圖1是本實(shí)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(shí)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(shí)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(cè)面圖。
[0058]本實(shí)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(shè)置的金屬電極盒6，金屬空氣電池主體37具備電解液槽