电池用电极体、阳极以及金属空气电池的制作方法_5

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。此外,图17(a)所示的电池用电极体5具备的第一结构部件2a是板状。图17(b)所示的电池用电极体5具备的第一结构部件2a是在上部以及下部分别具有突出部的H字状,金属部I的上表面以及下表面都通过第一结构部件2a而被覆盖。图17 (c)所示的电池用电极体5具备的第一结构部件2a是在下部具有突出部的T字状,金属部I的下表面也通过第一结构部件2a而被覆盖。另外,图17(b)、图17(c)所示的第一结构部件2a的突出部也可以由绝缘性材料构成。此外,与图17的剖视图垂直的方向的金属部I的表面既可以是通过罩部件21而被覆盖,也可以是第一结构部件2a具有突出部且通过该突出部而被覆盖。
[0202]这样,通过由第一罩部件21a覆盖第一金属部Ia的表面,由第二罩部件21b覆盖第二金属部Ib的表面,即使在罩部件21由刚性材料构成的情况下,也能够容易地使罩部件
21从金属部I脱离。
[0203]图18(a)是电池用电极体5的概略剖视图,图18(b)是由图18(a)的电池用电极体5制作的阳极8的概略剖视图。该电池用电极体5由箱状且在侧面的一部分具有开口的第一结构部件2a、收纳在第一结构部件2a的内部的第一金属部Ia及以与第一结构部件2a的开口嵌合的方式堵住开口的罩部件21构成。
[0204]根据这样的结构,能够抑制在阳极8中进行了电极反应时电极活性物质的大块剥落。
[0205]图19(a)是电池用电极体5的概略剖视图,图19(b)是由图19(a)的电池用电极体5制作的阳极8的概略剖视图。该电池用电极体5由箱状且在侧面的一部分具有开口的第一结构部件2a、收纳在第一结构部件2a的内部的第一金属部Ia及以覆盖第一结构部件2a的开口的方式堵住开口的罩部件21构成。
[0206]根据这样的结构,能够抑制在阳极8中进行了电极反应时电极活性物质的大块剥落。
[0207]图20(a)是电池用电极体5的概略剖视图,图20 (b)是由图20(a)的电池用电极体5制作的阳极8a、8b的概略剖视图。该电池用电极体5包括箱状的第一结构部件2a、箱状的第二结构部件2b、收纳在箱状的第一结构部件2a的内部的第一金属部la、收纳在箱状的第二结构部件2b的内部的第二金属部lb、堵住第一结构部件2a的开口且与第一金属部Ia接触的罩部件21。此外,第二结构部件2b的开口由与第二金属部Ib接触的第一结构部件2a堵住。
[0208]根据这样的结构,能够由I个电池用电极体5制作2个阳极8,能够高效地储藏/输送电极活性物质。此外,由于能够由第一结构部件2a堵住第二结构部件2b的开口,因此能够减少零件数。
[0209]这里,表示了具有2个金属部I的电池用电极体5,但构成本实施方式的电池用电极体5的金属部I也可以是3个、4个、5个、6个、7个、8个、10。在该情况下,金属部I也分别收纳在对应的结构部件内,连成一串地接合。
[0210]图21(a)是电池用电极体5的概略剖视图,图21(b)是由图21(a)的电池用电极体5制作的阳极8a、8b的概略剖视图。该电池用电极体5包括箱状的第一结构部件2a、箱状的第二结构部件2b、收纳在箱状的第一结构部件2a的内部的第一金属部la、收纳在箱状的第二结构部件2b的内部的第二金属部lb、用一个主要面堵住第一结构部件2a的开口且用另一个主要面堵住第二结构部件2b的开口的罩部件21。
[0211]根据这样的结构,能够由I个电池用电极体5制作2个阳极8,能够高效地储藏/输送电极活性物质。此外,由于能够由I个罩部件21堵住第一结构部件2a的开口以及第二结构部件2b的开口的双方,因此能够减少零件数。
[0212]图22 (a)、图22 (b)分别是电池用电极体5的概略剖视图。图22 (a)所示的电池用电极体5构成为能够制作2个阳极8。该电池用电极体5包括H字状的第一结构部件2a、H字状的第二结构部件2b、设置成被第一结构部件2a的突出部夹住的第一金属部Ia和第二金属部lb、设置成被第二结构部件2b的突出部夹住的第三金属部Ic和第四金属部ld、设置成被第二金属部Ib和第三金属部Ic夹住的第一罩部件21a、覆盖第一金属部Ia的侧面的第二罩部件21b、覆盖第四金属部Id的侧面的第三罩部件21c。
[0213]根据这样的结构,能够由I个电池用电极体5制作2个阳极8,能够高效地储藏/输送电极活性物质。
[0214]图22(b)所示的电池用电极体5构成为能够制作3个阳极8。该电池用电极体5包括箱状的第一结构部件2a、箱状的第二结构部件2b、H字状的第三结构部件21、收纳在箱状的第一结构部件2a的内部的第一金属部la、收纳在箱状的第二结构部件2b的内部的第二金属部lb、设置成被第三结构部件2i的突出部夹住的第三金属部Ic和第四金属部ld、设置成被第一金属部Ia和第三金属部Ic夹住的第一罩部件21a、设置成被第二金属部Ib和第四金属部Id夹住的第二罩部件21b。
[0215]根据这样的结构,能够由I个电池用电极体5制作3个阳极8,能够高效地储藏/输送电极活性物质。
[0216]图23(a)是电池用电极体5的概略剖视图,图23 (b)是由图23(a)的电池用电极体5制作的阳极8a、8b的概略剖视图。该电池用电极体5包括箱状的第一结构部件2a、箱状的第二结构部件2b、收纳在箱状的第一结构部件2a的内部的第一金属部la、收纳在箱状的第二结构部件2b的内部的第二金属部lb、用一个主要面堵住第一结构部件2a的开口以及第二结构部件2b的开口的双方的罩部件21。
[0217]根据这样的结构,能够由I个电池用电极体5制作2个阳极8,能够高效地储藏/输送电极活性物质。此外,由于能够由I个罩部件21堵住第一结构部件2a的开口以及第二结构部件2b的开口的双方,因此能够减少零件数。
[0218]金属苧气电池
[0219]图9以及图25是本实施方式的金属空气电池45的概略剖视图。另外,图9所示的金属空气电池45是组装了第一实施方式的阳极8的金属空气电池45,图25所示的金属空气电池45是组装了第二实施方式的阳极8的金属空气电池45。
[0220]本实施方式的金属空气电池45包括第一实施方式或者第二实施方式的阳极8、蓄积电解液13的电解液槽11、成为阴极的空气电极10,阳极8被设置成能够插入到电解液槽11内并且能够从电解液槽11内拔出。
[0221]此外,本实施方式的金属空气电池45也可以还包括在阳极8和空气电极10之间设置的离子交换膜9,离子交换膜9也可以被设置成第一主要面与在电解液槽11中蓄积的电解液接触,第二主要面与空气电极10接触。
[0222]1.金属空气电池
[0223]本实施方式的金属空气电池45是例如锌空气电池、锂空气电池、钠空气电池、钙空气电池、镁空气电池、铝空气电池、铁空气电池等。此外,本实施方式的金属空气电池45既可以是一次电池,也可以是二次电池,但进一步优选是一次电池。在本实施方式的金属空气电池45是一次电池的情况下,通过将本实施方式的阳极8组装到金属空气电池主体中,能够将电极活性物质供给到金属空气电池45。
[0224]2.电解液槽、电解液
[0225]电解液槽11是蓄积电解液13的电解槽,由对电解液具有耐蚀性的材料构成。此夕卜,电解液槽11具有能够在其中设置阳极8的结构。此外,电解液槽11具有在蓄积的电解液13中包含的离子能够向空气电极10移动的结构。由此,离子能够经由在电解液槽11中蓄积的电解液13而在阳极8和空气电极10之间传导。
[0226]电解液13是在溶剂中电解质溶解且具有离子导电性的液体。电解液13的种类根据构成电极活性物质部3或者金属部I的金属的种类而不同,但既可以是使用了水溶剂的电解液(电解质水溶液),也可以是使用了有机溶剂的电解液(有机电解液)。
[0227]例如,在为锌空气电池、铝空气电池、铁空气电池的情况下,在电解液中,能够使用氢氧化钠水溶液、氢氧化钾水溶液等碱性水溶液,在为镁空气电池的情况下,在电解液中,能够使用盐化钠水溶液。此外,在为锂空气电池、钠空气电池、钙空气电池的情况下,能够使用有机电解液。
[0228]此外,电解液槽11也可以具有由固体电解质构成的隔壁,在通过隔壁分隔而成的一侧蓄积电解质水溶液,在另一侧蓄积有机电解液。
[0229]3.阳极
[0230]如上所述,阳极8能够通过由第一实施方式或者第二实施方式的电池用电极体5制作而获得,且具有电极活性物质部3或者金属部I和结构部件2。电极活性物质部3或者金属部I包含作为电极活性物质的金属来作为主成分,结构部件2的至少一部分作为集电体发挥作用。
[0231]另外,在图25中,表示了将图11(b)、图20(b)、图21(b)、图23(b)所示的阳极8组装到金属空气电池主体而成的金属空气电池45,但在金属空气电池主体中组装的阳极8也可以是图12(b)、图13(b)、图14(b)、图15(b)、图16(b)、图18(b)、图19(b)所示的阳极8。
[0232]电极活性物质部3或者金属部I例如在锌空气电池的情况下,由金属锌构成,在铝空气电池的情况下,由金属铝构成,在铁空气电池的情况下,由金属铁构成,在镁空气电池的情况下,由金属镁构成。
[0233]此外,在锂空气电池、钠空气电池、钙空气电池的情况下,电极活性物质部3或者金属部I分别成为金属锂、金属钠、金属钙。
[0234]此外,电极活性物质部3或者金属部I虽然在上述例中举出了由一种金属元素构成的金属,但电极活性物质部3或者金属部I既可以由合金构成,也可以包括无机物或有机物。
[0235]阳极8被设置成能够插入到电解液槽11内且能够从电解液槽11内拔出。例如,若由图9或者图25所示的金属空气电池45进行发电,则通过电池反应,构成电极活性物质部3或者金属部I的金属被消耗。将该金属被消耗了的阳极8与盖部件17、支撑体16 —起从电解液槽11内拔出。之后,在由电池用电极体5形成的新的阳极8的连接端子14连接与盖部件17连接的支撑体16,将新的阳极8插入到电解液槽11内。
[0236]这样,通过将电极活性物质被消耗了的阳极8从电解液槽11内拔出,并将新的阳极8插入到电解液槽11内,能够对金属空气电池45供给电极活性物质。
[0237]在插入到电解液槽11中的新的阳极8中,由于在分割面12或者金属露出面15未形成氧化覆膜,因此能够使得插入阳极8而立即在分割面12或者金属露出面15中进行电极反应。由此,能够提高金属空气电池45的初始特性。此外,在将新的阳极8插入到电解液槽11时,能够以使分割面12或者金属露出面15成为空气电极10侧的方式插入。由此,能够缩短进行阳极的电极反应的分割面12或者金属露出面15与进行阴极的电极反应的空气电极10的距尚,能够提尚发电效率。
[0238]阳极8具备的结构部件2作为集电体发挥作用。在结构部件2由金属板等导电性材料构成的情况下,电极活性物质部3或者金属部I能够经由结构部件2以及支撑部件16与外部电路电连接。由此,金属空气电池45能够输出电力。
[0239]在阳极8由如图3 (a)所示的电池用电极体5形成的情况下或者使用了如图13(b)所示的阳极8的情况下,阳极8的侧部以及上部的集电部6作为集电体发挥作用。此外,阳极8的下部的绝缘部7将电解液槽11的底和阳极8绝缘,抑制短路电流流过。
[0240]在阳极8由如图3(b)所示的电池用电极体5形成的情况下或者使用了如图14(b)所示的阳极8的情况下,阳极8的侧部的集电部6作为集电体发挥作用。此外,阳极8的下部以及上部的绝缘部7将电解液槽11的底以及上部和阳极8绝缘,抑制短路电流流过。
[0241]在阳极8由如图3 (C)所示的电池用电极体5形成的情况下或者使用了如图15(b)所示的阳极8的情况下,被设置成与电极活性物质部3或者金属部I的侧部表面接触的集电部6作为集电体发挥作用,设置在阳极8的下部、上部的绝缘部7以及设置在集电部6的外侧的绝缘部7将电解液槽11和阳极8绝缘,抑制短路电流流过。
[0242]此外,通过将结构部件2设置在阳极8的下部,能够抑制构成电极活性物质部3或者金属部I的金属随着电极反应的进行而被消耗而作为大块从阳极8剥落。
[0243]另外,这里,使用组装了如图5的右侧所示的阳极8、如图11 (b)所示的阳极8等的金属空气电池45来进行了说明,但组装到金属空气电池45中的阳极8既可以将如图6的右侧或图7的右侧所示的将进行了分割的2个电池用电极体贴合而成的阳极8组装到金属空气电池45中,也可以将如
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