金属电极盒和金属空气电池的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于金属空气电池的金属电极盒和金属空气电池。
【背景技术】
[0002]金属空气电池由于具有高能量密度而作为下一代电池受到关注。金属空气电池通过以包含作为燃料的电极活性物质的燃料极作为阳极、以空气极作为阴极来发电。
[0003]作为代表性的金属空气电池，可以列举以金属锌作为电极活性物质的锌空气电池。在锌空气电池中，认为在阴极进行下述化学式I那样的电极反应。
[0004](化学式l):02+2H20+4e——40H—
[0005]另外，认为在阳极进行下述化学式2、3那样的电极反应。
[0006](化学式2):Zn+40H——Zn(0H)42—+2e—
[0007](化学式3):Zn(OH)42——Zn0+20H—+H20
[0008]进行这样的电极反应时，燃料极的电极活性物质被消耗，因此，金属空气电池为了供给作为电极活性物质的金属而具有能够对燃料极进行更换的结构(例如参考专利文献
Do
[0009]另外，在金属空气电池中，为了得到大的输出功率，具备串联连接或并联连接的多个电化学单电池。
[0010]现有技术文献
[0011]专利文献
[0012]专利文献1:日本特表2005-509262号公报
【发明内容】
[0013]发明所要解决的问题
[0014]但是，在现有的金属空气电池中，由于以能够对燃料极进行更换的方式设置，因此用于串联连接或并联连接电化学单电池的配线变得复杂。因此，在配线部产生故障的情况下，修理需要时间，需要长时间停止金属空气电池的运转。
[0015]本发明是鉴于上述情况而做出的，其提供能够容易地对配线部的故障进行修理的金属电极盒和金属空气电池。
[0016]用于解决问题的方法
[0017]本发明提供一种金属电极盒，其特征在于，具有第一操作部、以及从第一操作部伸出的第一插入部，第一插入部具备包含金属作为电极活性物质的第一燃料极，第一操作部具备与第一燃料极电连接的第一燃料极端子和第一空气极连接部，第一空气极连接部具备第一内部连接端子和第一外部连接端子。
[0018]另外，本发明提供一种金属空气电池，其特征在于，具备具有第一电解液槽、第一空气极、以及与第一空气极电连接的第一空气极端子的金属空气电池主体，通过本发明的金属电极盒的第一插入部插入到第一电解液槽中，第一内部连接端子与第一空气极端子电连接。
[0019]发明效果
[0020]根据本发明，由于在能够更换的金属电极盒中设置有外部连接的端子，因此在外部连接的端子中产生故障(生锈、变形等)的情况下，通过将使用的金属电极盒替换为新的金属电极盒，能够容易地将金属空气电池进行修理，能够立即使金属空气电池再运转。
【附图说明】
[0021]图1是本发明的一个实施方式的金属空气电池的示意俯视图。
[0022]图2是图1的虚线A-A处的金属空气电池的示意截面图。
[0023]图3是图1的虚线B-B处的金属空气电池的示意截面图。
[0024]图4是从金属空气电池主体上拆下各金属电极盒时的图1的虚线A-A处的金属空气电池的示意截面图。
[0025]图5(a)是本发明的一个实施方式的金属空气电池中包含的金属电极盒的操作部的示意俯视图，图5(b)、图5(c)分别是上述操作部的示意侧面图。
[0026]图6是本发明的一个实施方式的金属空气电池中包含的金属电极盒的示意俯视图。
[0027]图7是图6的单点划线H-H处的金属电极盒的示意截面图。
[0028]图8是本发明的一个实施方式的金属空气电池中包含的金属电极盒的示意俯视图。
[0029]图9(a)是图2的点线所包围的范围C中的金属空气电池的示意截面图，图9(b)是图9(a)的虚线D-D处的金属空气电池的示意截面图。
[0030]图10(a)是本发明的一个实施方式的金属空气电池的一部分的示意截面图，图10(b)是图10(a)的虚线E-E处的金属空气电池的示意截面图。
[0031]图11(a)是本发明的一个实施方式的金属空气电池的一部分的示意截面图，图11(b)是图11(a)的虚线F-F处的金属空气电池的示意截面图。
[0032]图12(a)是本发明的一个实施方式的金属空气电池中包含的金属电极盒的操作部的示意俯视图，图12(b)、图12(c)分别是上述操作部的示意侧面图。
[0033]图13是本发明的一个实施方式的金属空气电池的示意俯视图。
[0034]图14(a)是本发明的一个实施方式的金属空气电池中包含的金属电极盒的操作部的示意俯视图，图14(b)、图14(c)分别是上述操作部的示意侧面图。
[0035]图15是本发明的一个实施方式的金属空气电池的示意俯视图。
[0036]图16(a)是本发明的一个实施方式的金属空气电池中包含的金属电极盒的操作部的示意俯视图，图16(b)、图16(c)分别是上述操作部的示意侧面图。
[0037]图17是本发明的一个实施方式的金属空气电池中包含的金属电极盒的示意俯视图。
[0038]图18是图17的虚线G-G处的金属电极盒的示意截面图。
[0039]图19是本发明的一个实施方式的金属空气电池中包含的金属电极盒的示意俯视图。
[0040]图20是本发明的一个实施方式的金属空气电池中包含的金属电极盒的示意俯视图。
[0041]图21是本发明的一个实施方式的金属空气电池的示意俯视图。
[0042]图22是本发明的一个实施方式的金属空气电池的示意俯视图。
【具体实施方式】
[0043]本发明的金属电极盒的特征在于，具备第一操作部、以及从第一操作部伸出的第一插入部，上述第一插入部具备包含金属作为电极活性物质的第一燃料极，第一操作部具备与第一燃料极电连接的第一燃料极端子和第一空气极连接部，第一空气极连接部具备第一内部连接端子和第一外部连接端子。
[0044]本发明的金属空气电池的特征在于，具备金属空气电池主体、以及以可在上述金属空气电池主体上装拆的方式设置的第一金属电极盒，上述金属空气电池主体具备第一电解液槽、第一空气极、以及与第一空气极电连接的第一空气极端子，第一金属电极盒具有第一操作部、以及从第一操作部伸出且以可插入到第一电解液槽中的方式设置的第一插入部，第一插入部具备包含金属作为电极活性物质的第一燃料极，第一操作部具备与第一燃料极电连接的第一燃料极端子和第一空气极连接部，第一空气极连接部具有第一内部连接端子和第一外部连接端子，第一内部连接端子以通过将第一插入部插入到第一电解液槽中而与第一空气极端子接触的方式设置。
[0045]在本发明的金属空气电池中，优选的是，第一空气极端子或第一内部连接端子以具有可动性且在将第一插入部插入到第一电解液槽中时进行位置调节的方式设置。
[0046]根据这样的构成，即使在多个单电池中空气极端子的位置产生偏移的情况下，也能够顺利地将金属电极盒安装到金属空气电池主体上。另外，能够抑制对空气极端子或内部连接端子施加多余的负荷，能够延长金属空气电池主体或金属电极盒的寿命。另外，即使在改变空气极端子的间隔的情况下，也能够直接使用金属电极盒。
[0047]在本发明的金属空气电池中，优选的是，第一操作部进一步具备开关和可切换端子，上述可切换端子以能够利用开关与第一燃料极端子或第一外部连接端子电连接的方式设置。
[0048]根据这样的构成，能够将可利用开关进行切换的端子作为燃料极侧的端子。另外，能够将可利用开关进行切换的端子作为空气极侧的端子。由此，能够改变通过将金属电极盒安装到金属空气电池主体上而构成的单电池的输出电动势的端子的位置，能够对金属电极盒进行串联连接用和并联连接用的切换。另外，能够在将金属电极盒安装到金属空气电池主体上的原样状态下利用开关来改变连接方法，能够进行金属空气电池的输出调节。另夕卜，能够在利用镀覆法在燃料极集电体上形成燃料极时使金属电极盒用于并联连接，在金属空气电池中发电时使金属电极盒用于串联连接。
[0049]在本发明的金属空气电池中，优选进一步具备以可在金属空气电池主体上装拆的方式设置的第二金属电极盒，上述金属空气电池主体进一步具备第二电解液槽、第二空气极、以及与第二空气极电连接的第二空气极端子，第二金属电极盒具有第二操作部、以及从第二操作部伸出且以可插入到第二电解液槽中的方式设置的第二插入部，第二插入部具备包含金属作为电极活性物质的第二燃料极，第二操作部具备与第二燃料极电连接的第二燃料极端子和第二空气极连接部，第二空气极连接部具有第二内部连接端子和第二外部连接端子，第二内部连接端子以通过将第二插入部插入到第二电解液槽中而与第二空气极端子接触的方式设置，第一燃料极端子以通过将第一插入部插入到第一电解液槽中、将第二插入部插入到第二电解液槽中而与第二燃料极端子和第二外部连接端子中的一者接触的方式设置。
[0050]根据这样的构成，通过将第一金属电极盒和第二金属电极盒安装到金属空气电池主体上，能够将金属空气电池中包含的多个单电池进行串联连接或并联连接。
[0051]在本发明的金属空气电池中，优选的是，第一燃料极端子以通过将第一插入部插入到第一电解液槽中、将第二插入部插入到第二电解液槽中而与第二燃料极端子和第二外部连接端子中的一者咬合的方式设置。
[0052 ]根据这样的构成，能够使第一和第二金属电极盒一体化，能够抑制因金属电极盒移动所引起的接触电阻的增加、金属空气电池主体或金属电极盒的损伤。
[0053]在本发明的金属空气电池中，优选的是，第一空气极端子和第一内部连接端子中的一者具有插座形状，另一者具有插头形状。
[0054]根据这样的构成，通过将金属电极盒安装到金属空气电池主体上，能够将插头形状的端子插入到插座形状的端子中，能够使内部连接端子与空气极端子接触。另外，能够在安装金属电极盒的同时将空气极端子与内部连接端子连接，能够在拆下金属电极盒的同时切断空气极端子与内部连接端子的连接，因此，使金属电极盒向金属空气电池主体上的装拆变得容易，并且使金属电极盒的装拆所伴随的配线的连接变得容易。另外，在紧急时，通过将金属电极盒从金属空气电池主体上拆下，能够容易地阻断电导路径。
[0055]以下，使用附图对本发明的一个实施方式进行说明。附图、以下描述中所示的构成为例示，本发明的范围并不限定于附图、以下描述中所示的内容。
[0056]金属空气电池的构成
[0057]图1是本实施方式的金属空气电池的示意俯视图。图2是图1的虚线A-A处的金属空气电池的示意截面图，图3是图1的虚线B-B处的金属空气电池的示意截面图。图4是在金属空气电池主体中插入各金属电极盒的燃料极时的图1的虚线A-A处的金属空气电池的示意截面图。图5(a)是本实施方式的金属空气电池中包含的金属电极盒的操作部的示意俯视图，图5(b)、图5(c)分别是上述操作部的示意侧面图。
[0058]本实施方式的金属空气电池35的特征在于，具备金属空气电池主体37、以及以可在金属空气电池主体37上装拆的方式设置的金属电极盒6，金属空气电池主体37具备电解液槽