電極構(gòu)造體、空氣電池及空氣電池組的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種電極構(gòu)造體，其具備第一電極單元、第二電極單元及第一絕緣性框體，各電極單元具有相鄰的構(gòu)造。第一電極單元在內(nèi)部具有通氣空間且具有通氣面的導(dǎo)電性基體的通氣面的外表面具備空氣電池用正極。第二電極單元在導(dǎo)電性基體的外表面具備空氣電池用負(fù)極。第一絕緣性框體以相鄰的電極單元的空氣電池用正極和空氣電池用負(fù)極相對(duì)的方式將相鄰的電極單元隔開(kāi)而接合，且與相鄰的電極單元一同形成電解液收納部。
【專利說(shuō)明】
電極構(gòu)造體、空氣電池及空氣電池組
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及電極構(gòu)造體、空氣電池及空氣電池組。更詳細(xì)而言，本發(fā)明涉及可降低集電電阻而提高輸出的空氣電池用電極構(gòu)造體、具備該電極構(gòu)造體的空氣電池及空氣電池組。
【背景技術(shù)】
[0002]空氣電池是使用空氣中的氧作為正極活性物質(zhì)，且使用鋁(Al)或鐵(Fe)、鋅(Zn)等金屬作為負(fù)極活性物質(zhì)的電池。而且，因?yàn)榭諝怆姵夭恍枰陔姵厝萜鲀?nèi)具備正極活性物質(zhì)，所以能量密度高，還能夠?qū)崿F(xiàn)小型化或輕量化。因此，空氣電池期待用作便攜設(shè)備用電源，進(jìn)而用作電動(dòng)車輛等的驅(qū)動(dòng)用電源。另外，由于通過(guò)將電解液與電池主體分開(kāi)保管，在空氣電池的保管中不會(huì)發(fā)生電池反應(yīng)，故而幾乎沒(méi)有活性物質(zhì)或電解液的消耗或變質(zhì)，能夠?qū)崿F(xiàn)空氣電池的半永久性的保存。因此，特別是利用空氣電池作為非常用、緊急用的備用電源而備受注目。
[0003]作為這種空氣電池的構(gòu)造，提案有如下的電池(預(yù)備電池)，即，在大致框狀部件的一方設(shè)置正極，并且以與該正極相對(duì)的方式在另一方設(shè)置負(fù)極，向由這些正極、負(fù)極及框狀部件形成的空間注入電解液而發(fā)電(參照專利文獻(xiàn)I)。
[0004]專利文獻(xiàn)I:日本特表2005 — 527069號(hào)公報(bào)
[0005]在實(shí)際使用這種空氣電池時(shí)，需要將多個(gè)單電池串聯(lián)層疊而堆棧化，得到與使用目的相應(yīng)的輸出電壓。但是，在專利文獻(xiàn)I記載的空氣電池中，為了單電池間的導(dǎo)通而按壓電極端子使其接觸，故而接觸電阻變大，并且發(fā)電電流流向電阻小的電極端子，存在歐姆損耗增大之類的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明是鑒于這種現(xiàn)有技術(shù)存在的課題而完成的。本發(fā)明的目的在于提供一種可降低集電電阻而提高輸出的電極構(gòu)造體、具備該電極構(gòu)造體的空氣電池及空氣電池組。
[0007]本發(fā)明人員為了實(shí)現(xiàn)上述目的而進(jìn)行了銳意研究。其結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過(guò)形成為下述
(I)?(4)中任一項(xiàng)所述的構(gòu)成，能夠?qū)崿F(xiàn)上述目的，直至完成本發(fā)明。
[0008](I)電極構(gòu)造體具備規(guī)定的第一電極單元、規(guī)定的第二電極單元、第一絕緣性框體，各電極單元具有相鄰的構(gòu)造，第一絕緣性框體以相鄰的電極單元的空氣電池用正極和空氣電池用負(fù)極相對(duì)的方式將相鄰的電極單元隔開(kāi)而接合，且與相鄰的電極單元一同形成電解液收納部。
[0009 ] (2)電極構(gòu)造體具備規(guī)定的第一電極單元、規(guī)定的第二電極單元、規(guī)定的第三電極單元、第一絕緣性框體，各電極單元具有相鄰的構(gòu)造，第一絕緣性框體以相鄰的電極單元的空氣電池用正極和空氣電池用負(fù)極相對(duì)的方式將相鄰的電極單元隔開(kāi)而接合，且與相鄰的電極單元一同形成電解液收納部。
[0010](3)電極構(gòu)造體具備:兩個(gè)規(guī)定的第一電極單元、具備空氣電池用負(fù)極的第二絕緣性框體，空氣電池用負(fù)極具有配設(shè)在兩個(gè)第一電極單元之間的構(gòu)造，第二絕緣性框體在其框內(nèi)具備空氣電池用負(fù)極，以相鄰的兩個(gè)第一電極單元的空氣電池用正極和空氣電池用負(fù)極相對(duì)的方式將相鄰的兩個(gè)第一電極單元的空氣電池用正極及空氣電池用負(fù)極隔開(kāi)而接合，且與相鄰的兩個(gè)第一電極單元一同形成電解液收納部。
[0011](4)電極構(gòu)造體具備兩個(gè)規(guī)定的第一電極單元、規(guī)定的第四電極單元、具備空氣電池用負(fù)極的第二絕緣性框體，空氣電池用負(fù)極具有配設(shè)于各電極單元之間的構(gòu)造，第二絕緣性框體在其框內(nèi)具備空氣電池用負(fù)極，以相鄰的各電極單元的空氣電池用正極和空氣電池用負(fù)極相對(duì)的方式將相鄰的各電極單元的空氣電池用正極及空氣電池用負(fù)極隔開(kāi)而接合，且與相鄰的各電極單元一同形成電解液收納部。
[0012]即，本發(fā)明第一方面的電極構(gòu)造體具備第一電極單元、第二電極單元、第一絕緣性框體，各電極單元具有相鄰的構(gòu)造。而且，第一電極單元在內(nèi)部具有通氣空間且具有通氣面的導(dǎo)電性基體的通氣面的外表面具備空氣電池用正極。另外，第二電極單元在導(dǎo)電性基體的外表面具備空氣電池用負(fù)極。進(jìn)而，第一絕緣性框體以相鄰的電極單元的空氣電池用正極和空氣電池用負(fù)極相對(duì)的方式將相鄰的電極單元隔開(kāi)而接合，且與相鄰的電極單元一同形成電解液收納部。
[0013]另外，本發(fā)明第二方面的電極構(gòu)造體具備第一電極單元、第二電極單元、配設(shè)在第一電極單元與第二電極單元之間的至少一個(gè)第三電極單元、個(gè)數(shù)比第三電極單元的個(gè)數(shù)多一個(gè)的第一絕緣性框體，各電極單元具有相鄰的構(gòu)造。而且，第一電極單元在內(nèi)部具有通氣空間且具有通氣面的導(dǎo)電性基體的通氣面的外表面具備空氣電池用正極。另外，第二電極單元在導(dǎo)電性基體的外表面具備空氣電池用負(fù)極。進(jìn)而，第三電極單元在內(nèi)部具有通氣空間且具有通氣面的導(dǎo)電性基體的通氣面的外表面具備空氣電池用正極，并且在與通氣面相反側(cè)的面的外表面具備空氣電池用負(fù)極。另外，第一絕緣性框體以相鄰的電極單元的空氣電池用正極和空氣電池用負(fù)極相對(duì)的方式將相鄰的電極單元隔開(kāi)而接合，且與相鄰的電極單元一同形成電解液收納部。
[0014]進(jìn)而，本發(fā)明第三方面的電極構(gòu)造體具備兩個(gè)第一電極單元、具備空氣電池用負(fù)極的第二絕緣性框體，空氣電池用負(fù)極具有配設(shè)在兩個(gè)第一電極單元之間的構(gòu)造。而且，第一電極單元在內(nèi)部具有通氣空間且具有通氣面的導(dǎo)電性基體的通氣面的外表面具備空氣電池用正極。另外，第二絕緣性框體在其框內(nèi)具備空氣電池用負(fù)極，且以相鄰的兩個(gè)第一電極單元的空氣電池用正極和空氣電池用負(fù)極相對(duì)的方式將相鄰的兩個(gè)第一電極單元的空氣電池用正極及空氣電池用負(fù)極隔開(kāi)而接合，且與相鄰的兩個(gè)第一電極單元一同形成電解液收納部。
[0015]另外，本發(fā)明第四方面的電極構(gòu)造體具備兩個(gè)第一電極單元、配設(shè)在兩個(gè)第一電極單元之間的至少一個(gè)第四電極單元、具備空氣電池用負(fù)極且個(gè)數(shù)比第四電極單元的個(gè)數(shù)多一個(gè)的第二絕緣性框體，空氣電池用負(fù)極具有配設(shè)于各電極單元之間的構(gòu)造。而且，第一電極單元在內(nèi)部具有通氣空間且具有通氣面的導(dǎo)電性基體的通氣面的外表面具備空氣電池用正極。另外，第四電極單元在內(nèi)部具有通氣空間且在相對(duì)的位置具有通氣面的基體的各通氣面的外表面具備空氣電池用正極，配設(shè)于各通氣面的外表面的空氣電池用正極彼此電絕緣。進(jìn)而，第二絕緣性框體在其框內(nèi)具備空氣電池用負(fù)極，且以相鄰的各電極單元的空氣電池用正極和空氣電池用負(fù)極相對(duì)的方式將相鄰的各電極單元的空氣電池用正極及空氣電池用負(fù)極隔開(kāi)而接合，且與相鄰的各電極單元一同形成電解液收納部。
[0016]進(jìn)而，本發(fā)明的空氣電池組具備上述本發(fā)明第一?第四方面中任一方面所述的電極構(gòu)造體。
[0017]另外，本發(fā)明的空氣電池具備上述本發(fā)明第一或第三方面的電極構(gòu)造體。
[0018]根據(jù)本發(fā)明，由于構(gòu)成為下述(I)?(4)中任一項(xiàng)所述的構(gòu)成，故而能夠提供可降低集電電阻而提高輸出的電極構(gòu)造體、具備該電極構(gòu)造體的空氣電池及空氣電池組。
[0019](I)具備規(guī)定的第一電極單元、規(guī)定的第二電極單元、第一絕緣性框體，各電極單元具有相鄰的構(gòu)造，第一絕緣性框體以相鄰的電極單元的空氣電池用正極和空氣電池用負(fù)極相對(duì)的方式將相鄰的電極單元隔開(kāi)而接合，且與相鄰的電極單元一同形成電解液收納部。
[0020](2)具備規(guī)定的第一電極單元、規(guī)定的第二電極單元、規(guī)定的第三電極單元、第一絕緣性框體，各電極單元具有相鄰的構(gòu)造，第一絕緣性框體以相鄰的電極單元的空氣電池用正極和空氣電池用負(fù)極相對(duì)的方式將相鄰的電極單元隔開(kāi)而接合，且與相鄰的電極單元一同形成電解液收納部。
[0021](3)具備兩個(gè)規(guī)定的第一電極單元、具備空氣電池用負(fù)極的第二絕緣性框體，空氣電池用負(fù)極具有配設(shè)在兩個(gè)第一電極單元之間的構(gòu)造，第二絕緣性框體在其框內(nèi)具備空氣電池用負(fù)極，以相鄰的兩個(gè)第一電極單元的空氣電池用正極和空氣電池用負(fù)極相對(duì)的方式將相鄰的兩個(gè)第一電極單元的空氣電池用正極及空氣電池用負(fù)極隔開(kāi)而接合，且與相鄰的兩個(gè)第一電極單元一同形成電解液收納部。
[0022](4)具備兩個(gè)規(guī)定的第一電極單元、規(guī)定的第四電極單元、具備空氣電池用負(fù)極的第二絕緣性框體，空氣電池用負(fù)極具有配設(shè)在各電極單元之間的構(gòu)造，第二絕緣性框體在其框內(nèi)具備空氣電池用負(fù)極，以相鄰的各電極單元的空氣電池用正極和空氣電池用負(fù)極相對(duì)的方式將相鄰的各電極單元的空氣電池用正極及空氣電池用負(fù)極隔開(kāi)而接合，且與相鄰的各電極單元一同形成電解液收納部。
【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1(A)是表示第一實(shí)施方式的電極構(gòu)造體之一例的立體圖，圖1 (B)是圖1 (A)所示的電極構(gòu)造體的分解立體圖，圖1(C)是圖1(A)所示的電極構(gòu)造體的沿著C一C線的示意剖面圖；
[0024]圖2(A)是表示第一實(shí)施方式的電極構(gòu)造體的另一例的立體圖，圖2(B)是圖2(A)所示的電極構(gòu)造體的分解立體圖，圖2(C)是圖2(A)所示的電極構(gòu)造體的沿著C一C線的示意剖面圖；
[0025]圖3(A)是表示第一實(shí)施方式的電極構(gòu)造體的再一例的立體圖，圖3(B)是圖3(A)所示的電極構(gòu)造體的分解立體圖，圖3(C)是圖3(A)所示的電極構(gòu)造體的沿著C一C線的示意剖面圖；
[0026]圖4是表示第二實(shí)施方式的電極構(gòu)造體之一例的立體圖；
[0027]圖5是圖4所示的電極構(gòu)造體的分解立體圖；
[0028]圖6是圖4所示的電極構(gòu)造體的沿著VI— VI線的示意剖面圖；
[0029]圖7是表示第二實(shí)施方式的電極構(gòu)造體的另一例的立體圖；
[0030]圖8是圖7所示的電極構(gòu)造體的分解立體圖；
[0031]圖9是圖7所示的電極構(gòu)造體的沿著IX— IX線的示意剖面圖；
[0032]圖10(A)是表示第三實(shí)施方式的電極構(gòu)造體之一例的立體圖，圖10(B)是圖10(A)所示的電極構(gòu)造體的分解立體圖，圖10(c)是圖10(A)所示的電極構(gòu)造體的沿著C一C線的示意剖面圖；
[0033]圖11(A)是表示第三實(shí)施方式的電極構(gòu)造體的另一例的立體圖，圖1l(B)是圖11(A)所示的電極構(gòu)造體的分解立體圖，圖1l(C)是圖1l(A)所示的電極構(gòu)造體的沿著C一C線的示意剖面圖；
[0034]圖12是表示第四實(shí)施方式的電極構(gòu)造體之一例的立體圖；
[0035]圖13是圖12所示的電極構(gòu)造體的分解立體圖；
[0036]圖14是圖12所示的電極構(gòu)造體的沿著XIV—XIV線的示意剖面圖；
[0037]圖15是表示第四實(shí)施方式的電極構(gòu)造體的另一例的立體圖；
[0038]圖16是圖15所示的電極構(gòu)造體的分解立體圖；
[0039]圖17是圖15所示的沿著電極構(gòu)造體的XVII— XVII線的示意剖面圖；
[0040]圖18是表示實(shí)施例1及比較例I的空氣電池組的發(fā)電性能的曲線圖；
[0041 ]圖19是表示比較例I的空氣電池組的局部的示意剖面圖；
[0042]圖20是表示實(shí)施例2— I及實(shí)施例2 — 2的空氣電池的放電時(shí)間的延長(zhǎng)效果的曲線圖。
[0043]標(biāo)記說(shuō)明
[0044]1、2、3、4、5:電極構(gòu)造體(空氣電池)
[0045]10:第一電極單元
[0046]1A:第一 A電極單元
[0047]1B:第一 B電極單元
[0048]12、22、23、32:導(dǎo)電性基體
[0049]12a、22a、32a、52a:通氣空間
[0050]12b、32b、52b:通氣面
[0051]32c:面
[0052]14、34、54:空氣電池用正極層
[0053]26、36、46:空氣電池用負(fù)極層
[0054]20:第二電極單元
[0055]20A:第二 A電極單元
[0056]20B:第二 B電極單元
[0057]20C:第二 C電極單元
[0058]30:第三電極單元
[0059]30A:第三A電極單元
[0060]30B:第三B電極單元[0061 ]40:第一絕緣性框體
[0062]40a、42a:臺(tái)階部
[0063]40b、42b:供給口
[0064]40c、42c:排出口
[0065]42:第二絕緣性框體
[0066]50:第四電極單元
[0067]50A:第四A電極單元
[0068]50B:第四B電極單元
[0069]52:基體
[0070]60:集電體
[0071]100、101、102、103:電極構(gòu)造體(空氣電池組)
[0072]121、221、321:非通氣性板材
[0073]122、222、322、522:通氣性板材
[0074]123、223、323、523:肋
[0075]E、E’:電解液收納部
【具體實(shí)施方式】
[0076]以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明一實(shí)施方式的電極構(gòu)造體、空氣電池及空氣電池組進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。此外，以下的實(shí)施方式中引用的附圖的尺寸比率為了便于說(shuō)明而進(jìn)行了夸大，有時(shí)與實(shí)際的比率不同。另外，在本發(fā)明中，如“導(dǎo)電性基體的外表面”、“導(dǎo)電性基體的一外表面”及“導(dǎo)電性基體的另一外表面”那樣記載時(shí)的外表面的意思不是與單元層疊方向平行的導(dǎo)電性基體的外表面，而是與單元層疊方向正交的導(dǎo)電性基體的外表面。此外，與單元層疊方向正交的導(dǎo)電性基體的外表面的意思是不限于與單元層疊方向正交的導(dǎo)電性基體的外表面，也包含與單元層疊方向大致正交的導(dǎo)電性基體的外表面。
[0077](第一實(shí)施方式)
[0078]首先，參照附圖對(duì)第一實(shí)施方式的電極構(gòu)造體及空氣電池的若干例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0079]圖1(A)是表示第一實(shí)施方式的電極構(gòu)造體之一例的立體圖。另外，圖1 (B)是圖1
(A)所示的電極構(gòu)造體的分解立體圖。進(jìn)而，圖1(C)是圖1(A)所示的電極構(gòu)造體的沿著C一C線的示意剖面圖。
[0080]如圖1所示，本例的電極構(gòu)造體I具備:第一電極單元10、第二電極單元20、第一絕緣性框體40，各電極單元(10、20)具有相鄰的構(gòu)造。而且，第一電極單元10在內(nèi)部具有通氣空間12a且在一方具有包含通氣部的通氣面12b的箱形導(dǎo)電性基體12的通氣面12b的外表面的局部具備空氣電池用正極層14(以下，記述為“第一A電極單元10A”)。另外，第二電極單元20在內(nèi)部具有通氣空間22a的箱形導(dǎo)電性基體22的外表面的局部具備空氣電池用負(fù)極層26(以下，記述為“第二A電極單元20A”)。進(jìn)而，第一絕緣性框體40按照相鄰的電極單元(10、20)的空氣電池用正極層14和空氣電池用負(fù)極層26以電解液收納部E側(cè)的整個(gè)面相對(duì)的方式將相鄰的電極單元(10、20)隔開(kāi)而接合，且與相鄰的電極單元(10、20)—同形成電解液收納部E。此外，在本例中，第一絕緣性框體40具有第一A電極單元1A及第二A電極單元20A嵌合的臺(tái)階部(40a、40a)。在本例中，還具有用于將電解液(未圖示)供給到電解液收納部E的供給口 40b、和用于在電解液(未圖示)的供給時(shí)將電解液收納部E內(nèi)的空氣等氣體排出的排出口 40c。而且，本例的電極構(gòu)造體I通過(guò)向電解液收納部E填充未圖示的電解液，成為可發(fā)電的空氣電池。
[0081]通過(guò)形成為這樣的構(gòu)成，可降低集電電阻而提高輸出。另外，在具備該電極構(gòu)造體的空氣電池中，能夠降低集電電阻而提高輸出。
[0082]另外，通過(guò)向空氣電池用負(fù)極側(cè)的通氣空間供給空氣，能夠抑制電解液溫度隨著放電而上升。換句話說(shuō)，能夠提高空氣電池的散熱性。由此，能夠抑制來(lái)自電解液的水分的蒸發(fā)，故而能夠抑制空氣電池用負(fù)極金屬隨著放電而溶出在電解液中所產(chǎn)生的大量腐蝕生成物堵塞在空氣電池用正負(fù)極間。
[0083]而且，由于能夠抑制電解液中的腐蝕生成物的濃度上升，故而能夠延長(zhǎng)空氣電池的放電時(shí)間。
[0084]在此，對(duì)各構(gòu)成進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0085]作為上述導(dǎo)電性基體12，只要具有空氣電池用正極層支承功能、和通過(guò)可向空氣電池用正極層14供給空氣等含氧氣體的通氣空間12a及通氣面12b而發(fā)揮的空氣流道功能，就沒(méi)有特別限定。例如，導(dǎo)電性基體12的外形形狀不限于矩形板狀，也可以為圓形板狀，還可以為板狀以外的形狀。另外，通氣空間12a可通過(guò)例如經(jīng)由相同的金屬制肋123將金屬制的非通氣性板材121和通氣性板材122接合，且形成箱形導(dǎo)電性基體而設(shè)置。進(jìn)而，通氣面12b優(yōu)選例如使用具有成為通氣部的多個(gè)微細(xì)孔的發(fā)泡金屬板或蝕刻金屬板、沖孔金屬板等作為金屬制通氣性板材122而設(shè)置。
[0086]另外，作為上述空氣電池用正極層14，可使用以氧為正極活性物質(zhì)的層，例如可使用含有導(dǎo)電性載體的層，該導(dǎo)電性載體承載含有氧的氧化還原催化劑且根據(jù)需要添加的催化劑。此外，雖未作圖示，但空氣電池用正極層在通氣空間側(cè)具有抑制或防止填充于電解液收納部的電解液漏液的液密通氣層。在本例中，在通氣面的外表面經(jīng)由導(dǎo)電性防水層等液密通氣層(未圖示)而配設(shè)有空氣電池用正極層。導(dǎo)電性防水層具備對(duì)電解液的液密性(例如，水密性)和對(duì)氧的通氣性，且具有抑制或防止電解液向外部漏出，另一方面能夠向空氣電池用正極層供給氧的功能。例如可優(yōu)選使用由聚丙烯或聚乙烯等聚烯烴樹(shù)脂或聚四氟乙烯等氟樹(shù)脂等防水性多孔質(zhì)樹(shù)脂和石墨等導(dǎo)電性材料構(gòu)成的層。
[0087]作為催化劑，例如可從二氧化錳或四氧化三鈷等金屬氧化物、或鉑(Pt)、釕(Ru)、銥(Ir)、銠(Rh)、鈀(Pd)、鋨(Os)、鎢(W)、鉛(Pb)、鐵(Fe)、鉻(Cr)、鈷(Co)、鎳(Ni)、錳(Mn)、釩(V)、鉬(Mo)、鎵(Ga)、招(Al)等金屬及它們的合金或氧化物等中選擇。
[0088]催化劑的形狀及大小沒(méi)有特別限制，可采用與目前公知的催化劑同樣的形狀及大小。其中，催化劑的形狀優(yōu)選為粒狀，催化劑粒子的平均粒徑優(yōu)選為I?30nm。當(dāng)催化劑粒子的平均粒徑為這種范圍內(nèi)的值時(shí)，能夠適當(dāng)控制與進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)的有效電極面積相關(guān)的催化劑利用率和承載的便捷度之間的平衡。
[0089]載體作為用于承載上述催化劑的載體發(fā)揮作用，另外，作為與催化劑和其他部件之間的電子交換相關(guān)的電子傳導(dǎo)路徑發(fā)揮作用。作為載體，只要具有用于以所期望的分散狀態(tài)承載催化劑成分的比表面積，且具有充分的電子傳導(dǎo)性即可，優(yōu)選主要成分為碳。作為載體，具體地可舉出由炭黑、活性炭、焦炭、天然石墨、人造石墨等構(gòu)成的碳粒子。
[0090]關(guān)于載體的尺寸，也沒(méi)有特別限定，從在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)控制承載的便捷度、催化劑利用率、催化劑層的厚度等觀點(diǎn)出發(fā)，將平均粒徑設(shè)為5?200nm程度即可，優(yōu)選設(shè)為10?I OOnm程度。
[0091]關(guān)于催化劑相對(duì)于載體的承載量，相對(duì)于催化劑和承載該催化劑的載體的總量，優(yōu)選為10?80質(zhì)量％，更優(yōu)選為30?70質(zhì)量％。當(dāng)催化劑的擔(dān)載量為這種范圍內(nèi)的值時(shí)，載體上的催化劑的分散度和催化劑性能之間的平衡變得適當(dāng)。
[0092]此外，關(guān)于上述的催化劑及承載該催化劑的載體的種類，不限于上述的種類，顯然可適當(dāng)使用應(yīng)用于空氣電池的現(xiàn)有公知的材料。
[0093]另一方面，作為上述導(dǎo)電性基體22，只要具有空氣電池用負(fù)極支承功能，就沒(méi)有特別限定。例如，導(dǎo)電性基體12的外形形狀不限于矩形板狀，也可以為圓形板狀，還可以為板狀以外的形狀。另外，通氣空間22a例如可通過(guò)經(jīng)由相同的金屬制的肋223將金屬制的非通氣性板材221和非通氣性板材221接合，且形成箱形導(dǎo)電性基體而設(shè)置。
[0094]另外，作為上述空氣電池用負(fù)極層26，例如可適當(dāng)使用標(biāo)準(zhǔn)電極電位比氫低的金屬單體、或含有這些金屬的合金。作為這種金屬單體，例如可舉出:鋅(Zn)、鐵(Fe)、鋁(Al)、鎂(Mg)等。另外，作為合金，例如可舉出在這些金屬元素中添加有一種以上的金屬元素或非金屬元素的合金。但是，不限于此，可使用應(yīng)用于空氣電池的現(xiàn)有公知的材料。
[0095]另外，上述第一絕緣性框體40是由例如樹(shù)脂那樣的電絕緣性材料構(gòu)成的框體，且是以第一 A電極單元1A的空氣電池用正極層14和第二 A電極單元20A的空氣電池用負(fù)極層26相對(duì)的方式將第一 A電極單元1A和第二 A電極單元20A隔開(kāi)而接合，在空氣電池用正極層14與空氣電池用負(fù)極層26之間形成電解液收納部E的框體。而且，第一絕緣性框體40在其外側(cè)面具有用于將電解液(未圖示)供給到電解液收納部E的供給口 40b、和用于在電解液(未圖示)的供給時(shí)將電解液收納部E內(nèi)空氣等氣體排出的排出口40c。另外，第一絕緣性框體40在其內(nèi)側(cè)面具有第一 A電極單元1A嵌合的臺(tái)階部40a和第二 A電極單元20A嵌合的臺(tái)階部40a。這些臺(tái)階部(40a、40a)可通過(guò)在第一絕緣性框體的內(nèi)側(cè)面形成凸部而設(shè)置。另外，通過(guò)第一 A電極單元1A及第二 A電極單元20A與這些臺(tái)階部(40a、40a)嵌合，能夠比未設(shè)置臺(tái)階部時(shí)更牢固地接合。
[0096]另外，作為上述電解液，例如可使用氯化鉀(KCl)、氯化鈉(NaCl)、氫氧化鉀(KOH)、氫氧化鈉(NaOH)等水溶液，但不限于這些，能夠使用應(yīng)用于空氣電池的現(xiàn)有公知的電解液。
[0097]而且，本例的電極構(gòu)造體I通過(guò)向電解液收納部E填充電解液，而成為可發(fā)電的空氣電池。
[0098]另外，圖2(A)是表示第一實(shí)施方式的電極構(gòu)造體的另一例的立體圖。另外，圖2(B)是圖2(A)所示的電極構(gòu)造體的分解立體圖。進(jìn)而，圖2(C)是圖2(A)所示的電極構(gòu)造體的沿著C一C線的示意剖面圖。此外，關(guān)于與在上述的例子中已說(shuō)明的元件同等的元件，標(biāo)注相同的標(biāo)記并省略說(shuō)明。
[0099]如圖2所示，本例的電極構(gòu)造體2具備:第一電極單元10、第二電極單元20、第一絕緣性框體40，各電極單元(10、20)具有相鄰的構(gòu)造。而且，第一電極單元10在內(nèi)部具有通氣空間12a且在一方具有包含通氣部的通氣面12b的箱形導(dǎo)電性基體12的通氣面12b的外表面的局部具備空氣電池用正極層14(以下，記為“第一 B電極單元10B”)。另外，第二電極單元20在內(nèi)部具有通氣空間22a的箱形導(dǎo)電性基體22的外表面的局部具備空氣電池用負(fù)極層26(以下，記為“第二B電極單元20B”)。進(jìn)而，第一絕緣性框體40按照相鄰的電極單元(1、20)的空氣電池用正極層14和空氣電池用負(fù)極層26以電解液收納部E側(cè)的局部相對(duì)的方式將相鄰的電極單元(10、20)隔開(kāi)而接合，且與相鄰的電極單元(10、20) —同形成電解液收納部E。此外，圖中，用E’表不電解液收納部E中的未由空氣電池用正極層14和空氣電池用負(fù)極層26夾著的部位。另外，在本例中，第一絕緣性框體40也具有第一B電極單元1B及第二B電極單元20B嵌合的臺(tái)階部(40a、40a)。進(jìn)而，在本例中，也具有用于將未圖示的電解液供給到電解液收納部E的供給口 40b和用于在電解液的供給時(shí)將電解液收納部E內(nèi)的空氣等氣體排出的排出口 40c。而且，本例的電極構(gòu)造體2通過(guò)向電解液收納部E填充未圖示的電解液，而成為可發(fā)電的空氣電池。
[0100]通過(guò)形成為這樣的構(gòu)成，可降低集電電阻而提高輸出。另外，在具備該電極構(gòu)造體的空氣電池中，能夠降低集電電阻而提高輸出。
[0101]另外，通過(guò)空氣電池用正極層和空氣電池用負(fù)極層局部相對(duì)，且在電解液收納部設(shè)置未由空氣電池用正極層和空氣電池用負(fù)極層夾著的部位，能夠抑制空氣電池用負(fù)極金屬隨著放電而溶出于電解液中所產(chǎn)生的大量腐蝕生成物堵塞在空氣電池用正負(fù)極間。
[0102]進(jìn)而，通過(guò)空氣電池用正極層和空氣電池用負(fù)極層局部相對(duì)，且在電解液收納部設(shè)置未由空氣電池用正極層和空氣電池用負(fù)極層夾著的部位，能夠在這樣的部位通過(guò)向空氣電池用正極側(cè)的通氣空間供給空氣來(lái)冷卻電解液，故而能夠抑制隨著放電導(dǎo)致的電解液溫度的上升。顯然，通過(guò)向空氣電池用負(fù)極側(cè)的通氣空間供給空氣，也能夠抑制電解液溫度隨著放電而上升。換句話說(shuō)，能夠提高空氣電池的散熱性。由此，能夠抑制來(lái)自電解液的水分的蒸發(fā)，故而能夠抑制空氣電池用負(fù)極金屬隨著放電而溶出于電解液中所產(chǎn)生的大量腐蝕生成物堵塞在空氣電池用正負(fù)極間。
[0103]而且，由于能夠抑制電解液中的腐蝕生成物的濃度上升，故而能夠延長(zhǎng)空氣電池的放電時(shí)間。
[0104]進(jìn)而，圖3(A)是表示第一實(shí)施方式的電極構(gòu)造體的再一例的立體圖。另外，圖3(B)是圖3(A)所示的電極構(gòu)造體的分解立體圖。進(jìn)而，圖3(C)是圖3(A)所示的電極構(gòu)造體的沿著C一C線的示意剖面圖。此外，關(guān)于與在上述的例子中已說(shuō)明的元件同等的元件，標(biāo)注相同的標(biāo)記并省略說(shuō)明。
[0105]如圖3所示，本例的電極構(gòu)造體3具備:第一電極單元10、第二電極單元20、第一絕緣性框體40，各電極單元(10、20)具有相鄰的構(gòu)造。而且，第一電極單元10由第一 A電極單元1A構(gòu)成。另外，第二電極單元20在內(nèi)部沒(méi)有通氣空間的導(dǎo)電性基體23的外表面的局部具備空氣電池用負(fù)極層26(以下，記為“第二 C電極單元20C")。進(jìn)而，第一絕緣性框體40按照相鄰的電極單元(10、20)的空氣電池用正極層14和空氣電池用負(fù)極層26以電解液收納部E側(cè)的整個(gè)面相對(duì)的方式將相鄰的電極單元(10、20)隔開(kāi)而接合，且與相鄰的電極單元(10、20) —同形成電解液收納部E。此外，在本例中，第一絕緣性框體40也具有第一A電極單元1A及第二 C電極單元20C嵌合的臺(tái)階部(40a、40a)。進(jìn)而，具有用于將未圖示的電解液供給到電解液收納部E的供給口 40b和用于在電解液的供給時(shí)將電解液收納部E內(nèi)的空氣等氣體排出的排出口 40c。而且，本例的電極構(gòu)造體3通過(guò)向電解液收納部E填充未圖示的電解液而成為可發(fā)電的空氣電池。
[0106]通過(guò)形成為這樣的構(gòu)成，也可降低集電電阻而提高輸出。另外，在具備該電極構(gòu)造體的空氣電池中，能夠降低集電電阻而提高輸出。
[0107]在此，對(duì)各構(gòu)成進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0108]作為上述導(dǎo)電性基體23，只要具有空氣電池用負(fù)極支承功能，就沒(méi)有特別限定。例如，導(dǎo)電性基體23的外形形狀不限于矩形板狀，也可以為圓形板狀，還可以為板狀以外的形狀。此外，作為導(dǎo)電性基體23，例如只要使用上述的金屬制非通氣性板材221自身即可。
[0109]此外，雖未作圖示，但在上述的第一實(shí)施方式中，也可以在第一電極單元的導(dǎo)電性基體的通氣面的外表面的整個(gè)面上具備空氣電池用正極層，另外，也可以在第二電極單元的導(dǎo)電性基體的外表面的整個(gè)面上具備空氣電池用負(fù)極層。但是，在使這些電極單元與第一絕緣性框體嵌合的情況下，嵌合部位難以有助于電池反應(yīng)，另外，在使嵌合部位有助于電池反應(yīng)的情況下，接合強(qiáng)度往往會(huì)降低。因此，優(yōu)選在第一電極單元的導(dǎo)電性基體的通氣面的外表面的局部具備空氣電池用正極層，另外，優(yōu)選在第二電極單元的導(dǎo)電性基體的外表面的局部具備空氣電池用負(fù)極層。
[0110]另外，雖未作圖示，但在上述的第一實(shí)施方式中，第一絕緣性框體不必具有第一電極單元嵌合的臺(tái)階部和第二電極單元嵌合的臺(tái)階部。但是，通過(guò)將兩者嵌合，能夠牢固地接合，故而優(yōu)選具有第一電極單元嵌合的臺(tái)階部和第二電極單元嵌合的臺(tái)階部。另外，雖未作圖示，但也可以為僅具有第一電極單元嵌合的臺(tái)階部或第二電極單元嵌合的臺(tái)階部中的任一個(gè)的結(jié)構(gòu)。
[0111]進(jìn)而，雖未作圖示，但在上述的第一實(shí)施方式中，也可以在第一電極單元的導(dǎo)電性基體的與通氣面相反側(cè)的面的外表面的整個(gè)面或局部具備空氣電池用負(fù)極層。另外，雖未作圖示，但在上述的第一實(shí)施方式中，第二電極單元的導(dǎo)電性基體的具備空氣電池用負(fù)極層的面相反側(cè)的面是含有通氣部的通氣面，也可以在其通氣面的外表面的整個(gè)面或局部具備空氣電池用正極層。
[0112]另外，關(guān)于上述的第一實(shí)施方式的電解液的供給時(shí)期，優(yōu)選設(shè)為如下的注液式:直到需要使該空氣電池動(dòng)作為止，都將電解液收納部以空的狀態(tài)進(jìn)行保管，在使用空氣電池時(shí)再注入電解液。通過(guò)形成為這樣的注液式空氣電池，能夠避免保管中的電解液及活性物質(zhì)的消耗或變質(zhì)、劣化，能夠?qū)崿F(xiàn)半永久性的保管，故而可有效用作緊急用的備用電源。另外，此時(shí)，也能夠?qū)㈦娊庖阂苑殖扇軇┖碗娊赓|(zhì)的狀態(tài)進(jìn)行保管，由此，能夠緩和電解液罐的材質(zhì)性的制約。
[0113]進(jìn)而，在上述第一實(shí)施方式中，第一電極單元不必在導(dǎo)電性基體的通氣面的外表面的局部具備空氣電池用正極，第二電極單元不必在導(dǎo)電性基體的外表面的局部具備空氣電池用負(fù)極，第一絕緣性框體不必具有比空氣電池用正極及空氣電池用負(fù)極中的電極面積大的一方的電極面積還大的面積的開(kāi)口部。但是，在用第一絕緣性框體將上述規(guī)定的第一電極單元及第二電極單元接合的情況下，第一絕緣性框體優(yōu)選具有比空氣電池用正極及空氣電池用負(fù)極中的電極面積大的一方的電極面積還大的面積的開(kāi)口部。由此，能夠?qū)⒏麟姌O單元牢固地接合。
[0114]另外，在上述第一實(shí)施方式中，空氣電池用正極的電極面積優(yōu)選比其空氣電池用正極相對(duì)的空氣電池用負(fù)極的電極面積大。這是因?yàn)?，空氣電池用正極的反應(yīng)活性具有比空氣電池用負(fù)極的反應(yīng)低的傾向。而且，通過(guò)設(shè)為這種結(jié)構(gòu)，各電極反應(yīng)的活性之差不易成為電池性能的限制。
[0115]此外，在本發(fā)明中，各電極的電極面積是指各電極層的厚度方向上的投影面積，且是在電解液收納部露出的部分的面積。另外，雖然后面進(jìn)行詳述，但相對(duì)于各電極單元等形成的電解液收納部和電極單元的界面的面積而言，將形成于該電極單元的電極層所占的面積的比例定義為Q值。例如，意思是Q值越高，相對(duì)于電極的電解液量越少。另外，例如在電解液收納部和電極單元的界面，以其一半的面積形成電極層的情況下，Q值成為0.5。
[0116](第二實(shí)施方式)
[0117]接著，參照附圖對(duì)第二實(shí)施方式的電極構(gòu)造體及空氣電池組的若干例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0118]圖4是表示第二實(shí)施方式的電極構(gòu)造體之一例的立體圖。另外，圖5是圖4所示的電極構(gòu)造體的分解立體圖。進(jìn)而，圖6是圖4所示的電極構(gòu)造體的沿著VI — VI線的示意剖面圖。此外，關(guān)于與在上述的方式中已說(shuō)明的元件同等的元件標(biāo)注同一標(biāo)記并省略說(shuō)明。
[0119]如圖4?圖6所示，本例的電極構(gòu)造體100具備:第一電極單元10、第二電極單元20、配設(shè)在第一電極單元10和第二電極單元20之間的兩個(gè)第三電極單元30和三個(gè)第一絕緣性框體40，各電極單元(10、20、30)具有相鄰的構(gòu)造。而且，第一電極單元10由第一 A電極單元1A構(gòu)成。另外，第二電極單元20由第二 A電極單元20A構(gòu)成。進(jìn)而，第三電極單元30在內(nèi)部具有通氣空間32a且在一方具有包含通氣部的通氣面32b的箱形導(dǎo)電性基體32的通氣面32b的外表面的局部具備空氣電池用正極層34，并且在與通氣面32b相反側(cè)的面32c的外表面的局部具備空氣電池用負(fù)極層36(以下，記為“第三A電極單元30A”)。另外，第一絕緣性框體40按照相鄰的電極單元(I O、20、30)的空氣電池用正極層14和空氣電池用負(fù)極層36、空氣電池用正極層34和空氣電池用負(fù)極層36、以及空氣電池用正極層34和空氣電池用負(fù)極層26以電解液收納部E側(cè)的整個(gè)面相對(duì)的方式將相鄰的電極單元(10、20、30)隔開(kāi)而接合，且與相鄰的電極單元(10、20、30) —同形成電解液收納部E。此外，在本例中，第一絕緣性框體40也具有第一A電極單元10A、第二A電極單元20A及第三A電極單元30A嵌合的臺(tái)階部(40a、40a、40a)。進(jìn)而，在本例中，也具有用于將未圖示的電解液供給到電解液收納部E的供給口 40b和用于在電解液的供給時(shí)將電解液收納部E內(nèi)的空氣等氣體排出的排出口 40c。而且，本例的電極構(gòu)造體100通過(guò)向電解液收納部E填充未圖示的電解液而成為可發(fā)電的空氣電池組。
[0120]通過(guò)形成為這樣的構(gòu)成，可降低集電電阻而提高輸出。另外，在具備該電極構(gòu)造體的空氣電池組中，能夠降低集電電阻而提高輸出。
[0121]另外，在圖4?圖6中，表示的是使用四個(gè)電極單元，且由三個(gè)單電池構(gòu)成的堆棧，但顯然通過(guò)在上述電極單元間配設(shè)第三電極單元和第一絕緣性框體，能夠構(gòu)成由更多的單電池構(gòu)成的堆棧。通過(guò)這樣地追加插入第三電極單元和第一絕緣性框體，能夠調(diào)節(jié)到與使用目的相應(yīng)的輸出性能。另外，通過(guò)使用第三電極單元，能夠大幅度地降低集電損耗。
[0122]進(jìn)而，通過(guò)向通氣空間供給空氣，不僅向空氣電池用正極側(cè)各個(gè)空氣，也向空氣電池用負(fù)極側(cè)供給空氣，故而能夠抑制隨著電解液溫度放電而上升。換句話說(shuō)，能夠提高空氣電池組的散熱性。由此，能夠抑制來(lái)自電解液的水分的蒸發(fā)，故而能夠抑制空氣電池用負(fù)極金屬隨著放電而溶出于電解液中所產(chǎn)生的大量腐蝕生成物堵塞在空氣電池用正負(fù)極間。
[0123]而且，由于能夠抑制電解液中的腐蝕生成物的濃度上升，故而能夠延長(zhǎng)空氣電池的放電時(shí)間。
[0124]在此，對(duì)各構(gòu)成進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0125]作為上述導(dǎo)電性基體32，只要具有空氣電池用正極及空氣電池用負(fù)極支承功能、和通過(guò)可向空氣電池用正極層34供給空氣等含氧氣體的通氣空間32a和通氣面32b而發(fā)揮的空氣流道功能，就沒(méi)有特別限定。例如，導(dǎo)電性基體32的外形形狀不限于矩形板狀，也可以為圓形板狀，還可以為板狀以外的形狀。另外，通氣空間32a可通過(guò)例如經(jīng)由相同的金屬制的肋323將金屬制非通氣性板材321和通氣性板材322接合，且形成箱形導(dǎo)電性基體而設(shè)置。進(jìn)而，通氣面32b優(yōu)選例如使用具有成為通氣部的多個(gè)微細(xì)孔的發(fā)泡金屬板或蝕刻金屬板、沖孔金屬板等作為金屬制通氣性板材322而設(shè)置。
[0126]另外，作為上述空氣電池用正極層34及空氣電池用負(fù)極層36，例如只要形成為與上述空氣電池用層14及空氣電池用負(fù)極層26同樣的構(gòu)成即可。
[0127]另外，圖7是表示第二實(shí)施方式的電極構(gòu)造體的另一例的立體圖。另外，圖8是圖7所示的電極構(gòu)造體的分解立體圖。進(jìn)而，圖9是圖7所示的電極構(gòu)造體的沿著IX — IX線的示意剖面圖。此外，關(guān)于與在上述的方式中已說(shuō)明的元件同等的元件標(biāo)注同一標(biāo)記并省略說(shuō)明。
[0128]如圖7?圖9所示，本例的電極構(gòu)造體101具備:第一電極單元10、第二電極單元20、配設(shè)在第一電極單元10與第二電極單元20之間的兩個(gè)第三電極單元30、三個(gè)第一絕緣性框體40，各電極單元(10、20、30)具有相鄰的構(gòu)造。而且，第一電極單元10由第一 B電極單元1B構(gòu)成。另外，第二電極單元20由第二B電極單元20B構(gòu)成。進(jìn)而，第三電極單元30在內(nèi)部具有通氣空間32a且在一方具有包含通氣部的通氣面32b的箱形導(dǎo)電性基體32的通氣面32b的外表面的局部具備空氣電池用正極層34，并且在與通氣面32b相反側(cè)的面32c的外表面的局部具備空氣電池用負(fù)極層36(以下，記為“第三B電極單元30B”)。另外，第一絕緣性框體40按照相鄰的電極單元(10、20、30)的空氣電池用正極層14和空氣電池用負(fù)極層36、空氣電池用正極層34和空氣電池用負(fù)極層36、及空氣電池用正極層34和空氣電池用負(fù)極層26以電解液收納部E側(cè)的局部相對(duì)的方式將相鄰的電極單元(10、20、30)隔開(kāi)而接合，且與相鄰的電極單元(10、20、30) —同形成電解液收納部Eο此外，圖中，用E’表示電解液收納部E中的未由空氣電池用正極層(14、34)和空氣電池用負(fù)極層(26、36)夾著的部位。另外，在本例中，第一絕緣性框體40也具有第一 B電極單元10B、第二 B電極單元20B及第三B電極單元30B嵌合的臺(tái)階部(40a、40a、40a)。進(jìn)而，在本例中，也具有用于將未圖示的電解液供給到電解液收納部E的供給口 40b和用于在電解液的供給時(shí)將電解液收納部E內(nèi)的空氣等氣體排出的排出口 40c。而且，本例的電極構(gòu)造體1I通過(guò)向電解液收納部E填充未圖示的電解液而成為可發(fā)電的空氣電池組。
[0129]通過(guò)形成為這樣的構(gòu)成，可降低集電電阻而提高輸出。另外，在具備該電極構(gòu)造體的空氣電池組中，能夠降低集電電阻而提高輸出。
[0130]另外，在圖7?圖9中也表示了使用四個(gè)電極單元且由三個(gè)單電池構(gòu)成的堆棧，但是，顯然，通過(guò)在上述電極單元間配設(shè)第三電極單元和第一絕緣性框體，能夠構(gòu)成由更多的單電池構(gòu)成的堆棧。通過(guò)這樣地追加夾入第三電極單元和第一絕緣性框體，能夠調(diào)節(jié)到與使用目的相應(yīng)的輸出性能。另外，通過(guò)使用第三電極單元，能夠大幅度降低集電損耗。
[0131]進(jìn)而，通過(guò)向通氣空間供給空氣，不僅向空氣電池用正極側(cè)，而且也向空氣電池用負(fù)極側(cè)供給空氣，故而能夠抑制電解液溫度伴隨放電而上升。換句話說(shuō)，能夠提高空氣電池組的散熱性。由此，能夠抑制來(lái)自電解液的水分的蒸發(fā)，故而能夠抑制空氣電池用負(fù)極金屬隨著放電而溶出于電解液中所產(chǎn)生的大量腐蝕生成物堵塞在空氣電池用正負(fù)極間。
[0132]另外，空氣電池用正極層和空氣電池用負(fù)極層以局部相對(duì)，且在電解液收納部設(shè)置未被空氣電池用正極層和空氣電池用負(fù)極層夾著的部位，從而能夠抑制空氣電池用負(fù)極金屬隨著放電而溶出于電解液中所產(chǎn)生的大量腐蝕生成物堵塞在空氣電池用正負(fù)極間。
[0133]進(jìn)而，空氣電池用正極層和空氣電池用負(fù)極層以局部相對(duì)，且在電解液收納部設(shè)置未被空氣電池用正極層和空氣電池用負(fù)極層夾著的部位，從而能夠在這樣的部位通過(guò)向通氣空間供給空氣來(lái)冷卻電解液，故而能夠抑制電解液溫度隨著放電而上升。換句話說(shuō)，能夠提高空氣電池組的散熱性。由此，能夠抑制來(lái)自電解液的水分的蒸發(fā)，故而能夠抑制空氣電池用負(fù)極金屬隨著放電而溶出于電解液中所產(chǎn)生的大量腐蝕生成物堵塞在空氣電池用正負(fù)極間。
[0134]而且，由于能夠抑制電解液中的腐蝕生成物的濃度上升，故而能夠延長(zhǎng)空氣電池的放電時(shí)間。
[0135]此外，雖未作圖示，但在上述的第二實(shí)施方式中，也可以在第一電極單元的導(dǎo)電性基體的通氣面的外表面的整個(gè)面上具備空氣電池用正極層，另外，也可以在第三電極單元的導(dǎo)電性基體的一個(gè)外表面的整個(gè)面上具備空氣電池用正極層，且在另一個(gè)外表面的整個(gè)面上具備空氣電池用負(fù)極層，還可以在第二電極單元的導(dǎo)電性基體的外表面的整個(gè)面上具備空氣電池用負(fù)極層。但是，在使這些電極單元與第一絕緣性框體嵌合的情況下，嵌合部位難以有助于電池反應(yīng)，另外，在使嵌合部位有助于電池反應(yīng)的情況下，往往接合強(qiáng)度會(huì)下降。因此，優(yōu)選在第一電極單元的導(dǎo)電性基體的通氣面的外表面的局部具備空氣電池用正極層，另外，優(yōu)選在第三電極單元的導(dǎo)電性基體的一個(gè)外表面的局部具備空氣電池用正極層，且在另一個(gè)外表面的局部具備空氣電池用負(fù)極層，進(jìn)一步優(yōu)選在第二電極單元的導(dǎo)電性基體的外表面的局部具備空氣電池用負(fù)極層。
[0136]另外，雖未作圖示，但在上述的第二實(shí)施方式中，第一絕緣性框體不必具有第一電極單元或第二電極單元、第三電極單元嵌合的臺(tái)階部。但是，通過(guò)將它們嵌合而能夠牢固地接合，故而優(yōu)選具有第一電極單元嵌合的臺(tái)階部、第二電極單元嵌合的臺(tái)階部、第三電極單元嵌合的臺(tái)階部。另外，雖未作圖示，但也可以為僅具有第一電極單元嵌合的臺(tái)階部、第二電極單元嵌合的臺(tái)階部或第三電極單元嵌合的臺(tái)階部中的任一個(gè)的構(gòu)成。
[0137]進(jìn)而，關(guān)于上述的第二實(shí)施方式的電解液的供給時(shí)期，優(yōu)選設(shè)為下述的注液式，即，直到需要使該該空氣電池組動(dòng)作為止，都將電解液收納部E以空的狀態(tài)進(jìn)行保管，然后在使用空氣電池組時(shí)，再注入電解液。通過(guò)形成為這樣的注液式空氣電池組，能夠避免保管中的電解液或活性物質(zhì)的消耗或變質(zhì)、劣化，能夠?qū)崿F(xiàn)半永久性的保管，故而能夠有效活用作緊急用的備用電源。另外，此時(shí)，也能夠?qū)㈦娊庖阂苑殖扇軇┖碗娊赓|(zhì)的狀態(tài)進(jìn)行保管，由此，能夠緩和電解液罐的材質(zhì)性的制約。
[0138]另外，在上述的第二實(shí)施方式中，第一電極單元不必在導(dǎo)電性基體的通氣面的外表面的局部具備空氣電池用正極，第二電極單元不必在導(dǎo)電性基體的外表面的局部具備空氣電池用負(fù)極，第一絕緣性框體不必具有比空氣電池用正極及空氣電池用負(fù)極中的電極面積大的一方的電極面積還大的面積的開(kāi)口部。但是，在用第一絕緣性框體將上述規(guī)定的第一電極單元及第二電極單元接合的情況下，優(yōu)選第一絕緣性框體具有比空氣電池用正極及空氣電池用負(fù)極中的電極面積大的一方的電極面積還大的面積的開(kāi)口部。由此，能夠?qū)⒏麟姌O單元牢固地接合。
[0139]進(jìn)而，在上述的第二本實(shí)施方式中，從電極構(gòu)造體的對(duì)稱性或部件通用化的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選第一電極單元僅配設(shè)在上述空氣電池用正極層和空氣電池用負(fù)極層相對(duì)的方向、換句話說(shuō)層厚方向(或單元層疊方向)上的一端部，且第二電極單元僅配設(shè)在上述空氣電池用正極層和空氣電池用負(fù)極層相對(duì)的方向上的另一端部。
[0140]另外，在上述的第二實(shí)施方式中，也優(yōu)選空氣電池用正極的電極面積比其空氣電池用正極相對(duì)的空氣電池用負(fù)極的電極面積大。這是因?yàn)?，空氣電池用正極的反應(yīng)活性具有比空氣電池用負(fù)極的反應(yīng)低的傾向。而且，通過(guò)形成為這樣的構(gòu)成，不易使各電極反應(yīng)的活性之差成為電池性能的限制。
[0141](第三實(shí)施方式)
[0142]接著，參照附圖對(duì)第三實(shí)施方式的電極構(gòu)造體及空氣電池的若干例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0143]圖10(A)是表示第三實(shí)施方式的電極構(gòu)造體之一例的立體圖。另外，圖10(B)是圖10(A)所示的電極構(gòu)造體的分解立體圖。進(jìn)而，圖10(C)是圖10(A)所示的電極構(gòu)造體的沿著C一C線的示意剖面圖。此外，關(guān)于與在上述方式中已說(shuō)明的元件同等的元件，標(biāo)注同一標(biāo)記并省略說(shuō)明。
[0144]如圖10所示，本例的電極構(gòu)造體4具備:兩個(gè)第一電極單元10、具備空氣電池用負(fù)極層46的第二絕緣性框體42，且空氣電池用負(fù)極層46具有配設(shè)于兩個(gè)第一電極單元10之間的構(gòu)造。而且，第一電極單元10由第一 A電極單元1A構(gòu)成。另外，第二絕緣性框體42在其框內(nèi)具備空氣電池用負(fù)極層46，且按照相鄰的兩個(gè)第一電極單元10的空氣電池用正極層14和空氣電池用負(fù)極層46以電解液收納部E側(cè)的整個(gè)面相對(duì)的方式將相鄰的兩個(gè)第一電極單元10的空氣電池用正極層14和空氣電池用負(fù)極層46隔開(kāi)而接合，且與相鄰的兩個(gè)第一 A電極單元1A —同形成電解液收納部E。此外，在本例中，第二絕緣性框體42具有第一A電極單元1A嵌合的臺(tái)階部(42a、42a)。進(jìn)而，在本例中，具有用于將電解液(未圖示)供給到電解液收納部E的供給口 42b和用于在電解液(未圖示)的供給時(shí)將電解液收納部E內(nèi)的空氣等氣體排出的排出口 42 c。而且，本例的電極構(gòu)造體4通過(guò)向電解液收納部E填充未圖示的電解液，成為可發(fā)電的空氣電池。
[0145]通過(guò)形成為這樣的構(gòu)成，成為可利用空氣電池用負(fù)極層的兩面作為反應(yīng)面的雙電池構(gòu)造，可降低集電電阻而提高輸出。另外，在具備該電極構(gòu)造體的空氣電池中，能夠降低集電電阻而提高輸出。此外，在具有雙電池構(gòu)造的情況下，例如只要將未圖示的端子引到外部進(jìn)行連接即可。
[0146]在此，對(duì)各構(gòu)成進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0147]上述第二絕緣性框體42是例如由如樹(shù)脂那樣的電絕緣性材料構(gòu)成的框體，以第一A電極單元1A的空氣電池用正極層14和裝設(shè)于其框內(nèi)的空氣電池用負(fù)極層46相對(duì)的方式將第一 A電極單元1A和空氣電池用正極層14和空氣電池用負(fù)極層46隔開(kāi)而接合，且在空氣電池用正極層14和空氣電池用負(fù)極層46之間形成電解液收納部E。而且，第一絕緣性框體42在其外側(cè)面具有用于將電解液(未圖示)供給到電解液收納部E的供給口 42b、和用于在電解液(未圖示)的供給時(shí)將電解液收納部E內(nèi)的空氣等氣體排出的排出口42c。另外，第二絕緣性框體42在其內(nèi)側(cè)面具有第一 A電極單元1A嵌合的臺(tái)階部42a。這些臺(tái)階部(42a、42a)可通過(guò)在第一絕緣性框體的內(nèi)側(cè)面形成凸部而設(shè)置。另外，通過(guò)將第一A電極單元1A與這些臺(tái)階部(42a、42a)嵌合，能夠比未設(shè)置臺(tái)階部時(shí)更牢固地接合。
[0148]另外，作為上述空氣電池用負(fù)極層46，例如只要采用與上述空氣電池用負(fù)極層26同樣的構(gòu)成即可。
[0149]另外，圖1l(A)是表示第三實(shí)施方式的電極構(gòu)造體的另一例的立體圖。另外，圖11
(B)是圖1l(A)所示的電極構(gòu)造體的分解立體圖。進(jìn)而，圖1l(C)是圖1l(A)所示的電極構(gòu)造體的沿著C一C線的示意剖面圖。此外，關(guān)于與在上述的方式中已說(shuō)明的元件同等的元件，標(biāo)注同一標(biāo)記并省略說(shuō)明。
[0150]如圖11所示，本例的電極構(gòu)造體5具備:兩個(gè)第一電極單元10、具備空氣電池用負(fù)極層46的第二絕緣性框體42，空氣電池用負(fù)極層46具有配設(shè)于兩個(gè)第一電極單元10之間的構(gòu)造。而且，第一電極單元10由第一 B電極單元1B構(gòu)成。另外，第二絕緣性框體42在其框內(nèi)的局部具備空氣電池用負(fù)極層46，且按照相鄰的兩個(gè)第一電極單元10的空氣電池用正極層14和空氣電池用負(fù)極層46以電解液收納部E側(cè)的局部相對(duì)的方式將相鄰的兩個(gè)第一電極單元10的空氣電池用正極層14和空氣電池用負(fù)極層46隔開(kāi)而接合，且與相鄰的兩個(gè)第一 B電極單元1B —同形成電解液收納部E。此外，圖中，用E’表示電解液收納部E中的未被空氣電池用正極層14和空氣電池用負(fù)極層46夾著的部位。另外，在本例中，第二絕緣性框體42也具有第一 B電極單元1B嵌合的臺(tái)階部(42a、42a)。進(jìn)而，在本例中，也具有用于將電解液(未圖示)供給到電解液收納部E的供給口 42b和用于在電解液(未圖示)的供給時(shí)將電解液收納部E內(nèi)的空氣等氣體排出的排出口 42c。而且，本例的電極構(gòu)造體5通過(guò)向電解液收納部E填充未圖不的電解液而成為可發(fā)電的空氣電池。
[0151]通過(guò)形成為這樣的構(gòu)成，成為可利用空氣電池用負(fù)極層的兩面作為反應(yīng)面的雙電池構(gòu)造，可降低集電電阻而提高輸出。另外，在具備該電極構(gòu)造體的空氣電池中，能夠降低集電電阻而提高輸出。此外，在具有雙電池構(gòu)造的情況下，例如只要將未圖示的端子引到外部進(jìn)行連接即可。
[0152]另外，空氣電池用正極層和空氣電池用負(fù)極層以局部相對(duì)，且在電解液收納部設(shè)置未被空氣電池用正極層和空氣電池用負(fù)極層夾著的部位，從而能夠抑制空氣電池用負(fù)極金屬隨著放電而溶出于電解液中所產(chǎn)生的大量腐蝕生成物堵塞在空氣電池用正負(fù)極間。
[0153]進(jìn)而，由于空氣電池用正極層和空氣電池用負(fù)極層以局部相對(duì)，且在電解液收納部設(shè)置未被空氣電池用正極層和空氣電池用負(fù)極層夾著的部位，從而能夠在這樣的部位利用向通氣空間供給的空氣來(lái)冷卻電解液，故而能夠抑制電解液溫度隨著放電而上升。換句話說(shuō)，能夠提高空氣電池的散熱性。由此，能夠抑制來(lái)自電解液的水分的蒸發(fā)，故而能夠抑制空氣電池用負(fù)極金屬隨著放電而溶出于電解液中所產(chǎn)生的大量腐蝕生成物堵塞在空氣電池用正負(fù)極間。
[0154]而且，因?yàn)槟軌蛞种齐娊庖褐械母g生成物的濃度上升，故而能夠延長(zhǎng)空氣電池的放電時(shí)間。
[0155]此外，雖未作圖示，但在上述的第三實(shí)施方式中，也可以在第一電極單元的導(dǎo)電性基體的通氣面的外表面的整個(gè)面上具備空氣電池用正極層。但是，在使這些電極單元與第二絕緣性框體嵌合的情況下，嵌合部位難以有助于電池反應(yīng)，另外，在使嵌合部位有助于電池反應(yīng)的情況下，往往接合強(qiáng)度會(huì)下降。因此，優(yōu)選在第一電極單元的導(dǎo)電性基體的通氣面的外表面的局部具備空氣電池用正極層。
[0156]另外，雖未作圖示，但在上述的第三實(shí)施方式中，第二絕緣性框體不必具有第一電極單元嵌合的臺(tái)階部。但是，因?yàn)橥ㄟ^(guò)將它們嵌合，能夠牢固地接合，故而優(yōu)選具有第一電極單元嵌合的臺(tái)階部。
[0157]進(jìn)而，雖未作圖示，但在上述的第三實(shí)施方式中，第一電極單元的導(dǎo)電性基體的通氣面的相反側(cè)的面是包含通氣部的通氣面，也可以在其通氣面的外表面的整個(gè)面或局部具備空氣電池用正極層。
[0158]另外，關(guān)于上述的第三實(shí)施方式的電解液的供給時(shí)期，優(yōu)選設(shè)為下述的注液式，即，直到需要使該空氣電池動(dòng)作為止，都將電解液收納部以空的狀態(tài)進(jìn)行保管，然后在使用空氣電池時(shí)，再注入電解液。通過(guò)形成為這樣的注液式空氣電池，能夠避免保管中的電解液及活性物質(zhì)的消耗或變質(zhì)、劣化，能夠?qū)崿F(xiàn)半永久性的保管，故而可有效活用作緊急用的備用電源。另外，此時(shí)，也能夠?qū)㈦娊庖阂苑殖扇軇┖碗娊赓|(zhì)的狀態(tài)進(jìn)行保管，由此，能夠緩和電解液罐的材質(zhì)性的制約。
[0159]進(jìn)而，在上述的第三實(shí)施方式中，第一電極單元不必在導(dǎo)電性基體的通氣面的外表面的局部具備空氣電池用正極，第二絕緣性框體不必在其框內(nèi)的局部具備空氣電池用負(fù)極，不必具有比空氣電池用正極及空氣電池用負(fù)極中的電極面積大的一方的電極面積還大的面積的開(kāi)口部。但是，在用第二絕緣性框體將上述規(guī)定的第一電極單元接合的情況下，優(yōu)選第二絕緣性框體具有比空氣電池用正極及空氣電池用負(fù)極中的電極面積大的一方的電極面積還大的面積的開(kāi)口部。由此，能夠?qū)⒏麟姌O單元牢固地接合。
[0160]另外，在上述的第三實(shí)施方式中，優(yōu)選空氣電池用正極的電極面積比其空氣電池用正極相對(duì)的空氣電池用負(fù)極的電極面積大。這是因?yàn)?，空氣電池用正極的反應(yīng)活性具有比空氣電池用負(fù)極的反應(yīng)低的傾向，通過(guò)形成為這種構(gòu)成，不易使各電極反應(yīng)的活性之差成為電池性能的限制。
[0161](第四實(shí)施方式)
[0162]接著，參照附圖對(duì)第四實(shí)施方式的電極構(gòu)造體及空氣電池組的若干例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0163]圖12是表示第四實(shí)施方式的電極構(gòu)造體之一例的立體圖。另外，圖13是圖12所示的電極構(gòu)造體的分解立體圖。進(jìn)而，圖14是圖12所示的電極構(gòu)造體的沿著XIV—XIV線的示意剖面圖。此外，關(guān)于與在上述方式中已說(shuō)明的元件同等的元件，標(biāo)注同一標(biāo)記并省略說(shuō)明。
[0164]如圖12?圖14所示，本例的電極構(gòu)造體102具備:兩個(gè)第一電極單元10、配設(shè)在兩個(gè)第一電極單元10之間的兩個(gè)第四電極單元50、具備空氣電池用負(fù)極層46的三個(gè)第二絕緣性框體42，空氣電池用負(fù)極層46具有配設(shè)在各電極單元(10、50)之間的構(gòu)造。而且，第一電極單元10由第一 A電極單元1A構(gòu)成。另外，第四電極單元50在內(nèi)部具有通氣空間52a且在相對(duì)的位置具有通氣面52b的基體52的各通氣面52b的外表面上具備空氣電池用正極層54(以下，記為“第四A電極單元50A”)。進(jìn)而，第二絕緣性框體42在其框內(nèi)具備空氣電池用負(fù)極層46，且按照相鄰的電極單元(10、50)的空氣電池用正極層(14、54)和空氣電池用負(fù)極層46以電解液收納部E側(cè)的整個(gè)面相對(duì)的方式將相鄰的電極單元(10、50)的空氣電池用正極層(14、54)及空氣電池用負(fù)極層46隔開(kāi)而接合，且與相鄰的電極單元(10、50) —同形成電解液收納部E。此外，在本例中，第二絕緣性框體42也具有第一A電極單元1A及第四A電極單元50A嵌合的臺(tái)階部(42a、42a)。進(jìn)而，在本例中，也具有用于將未圖示的電解液供給到電解液收納部E的供給口 42b和用于在電解液的供給時(shí)將電解液收納部E內(nèi)的空氣等氣體排出的排出口 42c。而且，本例的電極構(gòu)造體102通過(guò)向電解液收納部E填充未圖示的電解液而成為可發(fā)電的空氣電池組。
[0165]通過(guò)形成為這樣的構(gòu)成，成為可利用空氣電池用負(fù)極層的兩面作為反應(yīng)面的雙電池構(gòu)造，可降低集電電阻而提高輸出。另外，在具備該電極構(gòu)造體的空氣電池組中，能夠降低集電電阻而提高輸出。此外，在具有雙電池構(gòu)造的情況下，例如只要將未圖示的端子引到外部進(jìn)行連接即可。
[0166]另外，在圖12?圖14中，表示的是使用四個(gè)電極單元且由六個(gè)單電池構(gòu)成的堆棧，但顯然，通過(guò)在上述電極單元間配設(shè)第四電極單元和具備空氣電池用負(fù)極層的第二絕緣性框體，能夠構(gòu)成由更多的單電池構(gòu)成的堆棧。通過(guò)這樣追加夾入第四電極單元和具備空氣電池用負(fù)極的第二絕緣性框體，能夠調(diào)節(jié)到與使用目的相應(yīng)的輸出性能。
[0167]在此，對(duì)各構(gòu)成進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0168]作為上述基體52，只要具有將配設(shè)于各通氣面的外表面的空氣電池用正極彼此電絕緣，并且支承空氣電池用正極的功能、和通過(guò)可向空氣電池用正極層54供給空氣等含氧氣體的通氣空間52a和通氣面52b而發(fā)揮的空氣流道功能，就沒(méi)有特別限定。例如，基體52的外形形狀不限于矩形板狀，也可以為圓形板狀，還可以為板狀以外的形狀。另外，通氣空間52a例如可通過(guò)經(jīng)由例如與絕緣性框體相同的樹(shù)脂制的肋523而將金屬制的通氣性板材522接合，且形成箱形基體而設(shè)置。進(jìn)而，通氣面52b優(yōu)選例如使用具有成為通氣部的多個(gè)微細(xì)孔的發(fā)泡金屬板或蝕刻金屬板、沖孔金屬板等作為金屬制的通氣性板材522而設(shè)置。
[0169]另外，作為上述空氣電池用正極層54，例如只要形成為與上述空氣電池用正極層14同樣的構(gòu)成即可。
[0170]另外，圖15是表示第四實(shí)施方式的電極構(gòu)造體的另一例的立體圖。另外，圖16是圖15所示的電極構(gòu)造體的分解立體圖。進(jìn)而，圖17是圖15所示的電極構(gòu)造體的沿著XVII —XVII線的示意剖面圖。此外，關(guān)于與在上述方式中已說(shuō)明的元件同等的元件，標(biāo)注同一標(biāo)記并省略說(shuō)明。
[0171]如圖15?圖17所示，本例的電極構(gòu)造體103具備:兩個(gè)第一電極單元10、配設(shè)于兩個(gè)第一電極單元10之間的兩個(gè)第四電極單元50、具備空氣電池用負(fù)極層46的三個(gè)第二絕緣性框體42，空氣電池用負(fù)極層46具有配設(shè)于各電極單元(10、50)之間的構(gòu)造。而且，第一電極單元10由第一 B電極單元1B構(gòu)成。另外，第四電極單元50在內(nèi)部具有通氣空間52a且在相對(duì)的位置具有通氣面52b的非導(dǎo)電性基體52的各通氣面52b的外表面的局部具備空氣電池用正極層54(以下，記為“第四B電極單元50B”)。進(jìn)而，第二絕緣性框體42在其框內(nèi)的局部具有空氣電池用負(fù)極層46，且按照相鄰的電極單元(10、50)的空氣電池用正極層(14、54)和空氣電池用負(fù)極層46以電解液收納部E側(cè)的局部相對(duì)的方式將相鄰的電極單元(I O、50)的空氣電池用正極層(14、54)及空氣電池用負(fù)極層46隔開(kāi)而接合，且與相鄰的電極單元(10、50)一同形成電解液收納部E。此外，圖中，用E ’表不電解液收納部E中的未被空氣電池用正極層14和空氣電池用負(fù)極層46夾著的部位。另外，在本例中，第二絕緣性框體42也具有第一B電極單元1B及第四B電極單元50B嵌合的臺(tái)階部(42a、42a)。進(jìn)而，在本例中，也具有用于將未圖示的電解液供給到電解液收納部E的供給口 42b和用于在電解液的供給時(shí)將電解液收納部E內(nèi)的空氣等氣體排出的排出口 42c。而且，本例的電極構(gòu)造體103通過(guò)向電解液收納部E填充未圖示的電解液而成為可發(fā)電的空氣電池組。
[0172]通過(guò)形成為這樣的構(gòu)成，成為可利用空氣電池用負(fù)極層的兩面作為反應(yīng)面的雙電池構(gòu)造，可降低集電電阻而提高輸出。另外，在具備該電極構(gòu)造體的空氣電池組中，能夠降低集電電阻而提高輸出。此外，在具有雙電池構(gòu)造的情況下，例如只要將未圖示的端子引到外部進(jìn)行連接即可。
[0173]另外，在圖15?圖17中，表示的是使用四個(gè)電極單元且由六個(gè)單電池構(gòu)成的堆棧，但是，顯然，通過(guò)在上述電極單元間配設(shè)第四電極單元和具備空氣電池用負(fù)極層的第二絕緣性框體，能夠構(gòu)成由更多的單電池構(gòu)成的堆棧。通過(guò)這樣追加夾入第四電極單元和具備空氣電池用負(fù)極的第二絕緣性框體，能夠調(diào)節(jié)到與使用目的相應(yīng)的輸出性能。
[0174]另外，空氣電池用正極層和空氣電池用負(fù)極層以局部相對(duì)，且在電解液收納部設(shè)置未被空氣電池用正極層和空氣電池用負(fù)極層夾著的部位，從而能夠抑制空氣電池用負(fù)極金屬隨著放電而溶出于電解液中所產(chǎn)生的大量腐蝕生成物堵塞在空氣電池用正負(fù)極間。
[0175]進(jìn)而，因?yàn)榭諝怆姵赜谜龢O層和空氣電池用負(fù)極層以局部相對(duì)，且在電解液收納部設(shè)置未被空氣電池用正極層和空氣電池用負(fù)極層夾著的部位，從而能夠在這樣的部位利用向通氣空間供給的空氣來(lái)冷卻電解液，故而能夠抑制電解液溫度隨著放電而上升。換句話說(shuō)，能夠提高空氣電池組的散熱性。由此，能夠抑制來(lái)自電解液的水分的蒸發(fā)，故而能夠抑制空氣電池用負(fù)極金屬隨著放電而溶出于電解液中所產(chǎn)生的大量腐蝕生成物堵塞在空氣電池用正負(fù)極間。
[0176]而且，由于能夠抑制電解液中的腐蝕生成物的濃度上升，故而能夠延長(zhǎng)空氣電池的放電時(shí)間。
[0177]此外，雖未作圖示，但在上述的第四實(shí)施方式中，也可以在第一電極單元的導(dǎo)電性基體的通氣面的外表面的整個(gè)面上具備空氣電池用正極層，另外，也可以在第四電極單元的基體的通氣面的外表面的整個(gè)面上具備空氣電池用負(fù)極層。但是，在使這些電極單元與第二絕緣性框體嵌合的情況下，嵌合部位難以有助于電池反應(yīng)，另外，在使嵌合部位有助于電池反應(yīng)的情況下，往往接合強(qiáng)度會(huì)下降。因此，優(yōu)選在第一電極單元的導(dǎo)電性基體的通氣面的外表面的局部具備空氣電池用正極層，另外，優(yōu)選在第四電極單元的基體的通氣面的外表面的局部具備空氣電池用正極層。
[0178]另外，雖未作圖示，但在上述的第四實(shí)施方式中，第二絕緣性框體也不必具有第一電極單元及第四電極單元嵌合的臺(tái)階部。但是，通過(guò)將它們嵌合而能夠牢固地接合，故而優(yōu)選具有第一電極單元嵌合的臺(tái)階部和第四電極單元嵌合的臺(tái)階部。另外，雖未作圖示，但也可以為僅具有第一電極單元嵌合的臺(tái)階部或第四電極單元嵌合的臺(tái)階部中的任一個(gè)的構(gòu)成。
[0179]進(jìn)而，關(guān)于上述的第四實(shí)施方式的電解液的供給時(shí)期，優(yōu)選設(shè)為下述的注液式，即，直到需要使該該空氣電池組動(dòng)作為止，都將電解液收納部E以空的狀態(tài)進(jìn)行保管，在使用空氣電池組時(shí)再注入電解液。通過(guò)形成為這樣的注液式空氣電池組，能夠避免保管中的電解液或活性物質(zhì)的消耗或變質(zhì)、劣化，能夠?qū)崿F(xiàn)半永久性的保管，故而能夠有效活用作緊急用的備用電源。另外，此時(shí)，也能夠?qū)㈦娊庖阂苑殖扇軇┖碗娊赓|(zhì)的狀態(tài)進(jìn)行保管，由此能夠緩和電解液罐的材質(zhì)性的制約。
[0180]另外，在上述的第四實(shí)施方式中，第一電極單元不必在導(dǎo)電性基體的通氣面的外表面的局部具備空氣電池用正極，第四電極單元不必在上述規(guī)定的基體的各通氣面的外表面的局部具備空氣電池用負(fù)極，第二絕緣性框體不必在其框內(nèi)的局部具備空氣電池用負(fù)極，不必具有比空氣電池用正極及空氣電池用負(fù)極中的電極面積大的一方的電極面積還大的面積的開(kāi)口部。但是，在用第二絕緣性框體將上述規(guī)定的第一電極單元或第四電極單元接合的情況下，優(yōu)選第二絕緣性框體具有比空氣電池用正極及空氣電池用負(fù)極中的電極面積大的一方的電極面積還大的面積的開(kāi)口部。由此，能夠?qū)⒏麟姌O單元牢固地接合。
[0181]進(jìn)而，在上述的第四實(shí)施方式中，優(yōu)選空氣電池用正極的電極面積比其空氣電池用正極相對(duì)的空氣電池用負(fù)極的電極面積大。這是因?yàn)榭諝怆姵赜谜龢O的反應(yīng)活性具有比空氣電池用負(fù)極的反應(yīng)低的傾向，通過(guò)形成為這樣的構(gòu)成，不易使各電極反應(yīng)的活性之差成為電池性能的限制。
[0182]實(shí)施例
[0183]以下，利用實(shí)施例及比較例進(jìn)一步對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)地說(shuō)明。
[0184](實(shí)施例1)
[0185]<1>電極單元的制作
[0186]為了制作導(dǎo)電性基體32(12、22)，準(zhǔn)備厚度0.1mmX長(zhǎng)10mmX寬10mm的鎳制板材(相當(dāng)于非通氣性板材321 (121、221))、和具有同樣尺寸且在其中央部的長(zhǎng)90mmX寬90mm的范圍內(nèi)通過(guò)化學(xué)蝕刻而鋸齒形圖案地形成有0.2mm直徑的微細(xì)孔的鎳制板材(相當(dāng)于通氣性板材322(122、222))，然后將這兩板材通過(guò)高度1.2mm的肋(相當(dāng)于肋323(223、123))而接合，制成導(dǎo)電性基體32(12、22)。
[0187]在通過(guò)上述而得到的導(dǎo)電性基體32、22的鎳制非通氣性板材側(cè)(圖6的下面?zhèn)?的表面，利用導(dǎo)電性粘接劑粘貼厚度0.1mm X長(zhǎng)94mm X寬94mm的尺寸的鋅板作為空氣電池用負(fù)極層36、26。此時(shí)，使用在最下段的電極單元12上未設(shè)置空氣電池用負(fù)極層的構(gòu)造體(參照?qǐng)D6)。
[0188]另一方面，在導(dǎo)電性基體32、12的鎳制通氣性板材側(cè)(圖6的上面?zhèn)?的表面且在蝕刻實(shí)現(xiàn)的微細(xì)孔形成區(qū)域上燒結(jié)有導(dǎo)電性防水層和設(shè)于其上的空氣電池用正極層34、14。此外，上述導(dǎo)電性防水層由乙炔黑(電化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社制造，HS100H.5重量份、石墨(日本石墨工業(yè)株式會(huì)社制造，SP20) 3.5重量份、PTFE (聚四氟乙烯)5重量份構(gòu)成。另外，空氣電池用正極層34、14由乙炔黑(電化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社制造，HS100)2.5重量份、石墨(日本石墨工業(yè)株式會(huì)社制造，SP20)2.5重量份、科琴黑1.0重量份、Μη02(二氧化錳:日本重化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社制造)2重量份、膠體二氧化硅I重量份、PTFEl重量份構(gòu)成。此時(shí)，使用在最上段的電極單元22未設(shè)置空氣電池用正極層的構(gòu)造體(參照?qǐng)D6)。
[0189]<2>絕緣性框體的制作
[0190]以聚丙烯為材料，制作上述尺寸的電極單元進(jìn)行嵌合的絕緣性框體40，如圖5及圖6所示，該絕緣性框體40由具備凸?fàn)罱孛娴目蝮w構(gòu)成，在外側(cè)面具備電解液的供給口 40b和排出口40c，在上下兩面具備臺(tái)階部40a。
[0191]<3>空氣電池組的組裝
[0192]準(zhǔn)備11個(gè)具備上述構(gòu)造的電極單元，具體而言，I個(gè)第一B電極單元10B，9個(gè)第三A電極單元30A，I個(gè)第二B電極單元20B，10個(gè)絕緣性框體40，將它們交替地層疊，形成各電極單元的空氣電池用正極層和空氣電池用負(fù)極層相對(duì)的狀態(tài)，由此得到由10個(gè)單電池構(gòu)成的本例的空氣電池組。此外，在層疊時(shí)，通過(guò)在絕緣性框體40的臺(tái)階部40a涂敷底漆，然后利用分配器涂敷改性丙烯酸硅類粘接劑(七> 夕''O株式會(huì)社制造，只一/、°一X)，分別將各電極單元(1B、20B、30A)和絕緣性框體40接合。
[0193](比較例I)
[0194]將10個(gè)具備由上述同樣的材料構(gòu)成且同一尺寸的空氣電池用負(fù)極層36、由上述同樣的材料構(gòu)成且同一尺寸的空氣電池用正極層34的單電池層疊在一起，如圖19(為了簡(jiǎn)化，表示的是由兩個(gè)單電池構(gòu)成的層疊構(gòu)造)所示，通過(guò)由波紋形的金屬薄板構(gòu)成的集電體60將各單電池間連接，得到本例的空氣電池組。
[0195]〔性能評(píng)價(jià)〕
[0196](I)單電池間的集電電阻
[0197]如箭頭A所示，在對(duì)由10個(gè)單電池構(gòu)成且具有圖19所示那樣的層疊構(gòu)造的本發(fā)明外的比較例I的空氣電池組施加有0.5MPa的聯(lián)接壓力的情況下，測(cè)定單電池間的集電電阻，測(cè)定結(jié)果為500πιΩ.cm2。與此相對(duì)，在屬于本發(fā)明范圍的實(shí)施例1的空氣電池組中，確認(rèn)單電池間的集電電阻低于150πιΩ.cm2(聯(lián)接壓力:0)。
[0198](2)發(fā)電性能
[0199]比較調(diào)查實(shí)施例1的空氣電池組和比較例I的空氣電池組的發(fā)電性能。此時(shí)，使用KOH的8M水溶液作為電解液，將溫度設(shè)為室溫，將空氣的供給量設(shè)為每分鐘60L ο將所得到的結(jié)果表示在圖18中。如圖18所示，在實(shí)線所示的屬于本發(fā)明范圍的實(shí)施例1的空氣電池組中，例如，在100mA/cm2的電流密度時(shí)，電壓約為8V，與此相對(duì)，在虛線所示的本發(fā)明外的比較例I的空氣電池組中，在上述電流密度中，只能到3V的電壓。
[0200](實(shí)施例2— I)
[0201]<1>電極單元的制作
[0202]為了制作導(dǎo)電性基體12，準(zhǔn)備在厚度0.1mmX長(zhǎng)10mmX寬10mm的鎳制板材的局部通過(guò)化學(xué)蝕刻而鋸齒形圖案地形成有用于向空氣電池用正極層供給空氣的0.2mm直徑的微細(xì)孔的板材(相當(dāng)于通氣性板材122)、厚度ImmX長(zhǎng)10mmX寬10mm的招制板材(相當(dāng)于非通氣性板材121)、1.2_的高度的鋁制的肋(相當(dāng)于肋123)。通過(guò)高度1.2_的肋將鎳制板材和鋁制板材這兩個(gè)板材接合，制成導(dǎo)電性基體12。
[0203]在通過(guò)上述而得到的導(dǎo)電性基體12的鎳制通氣性板材側(cè)(圖2的上面?zhèn)?的表面且在蝕刻實(shí)現(xiàn)的微細(xì)孔形成區(qū)域上燒結(jié)導(dǎo)電性防水層和設(shè)于其上的空氣電池用正極層14，得到本例要使用的第一B電極單元1B(但是，電極面積不同)。此外，上述導(dǎo)電性防水層由乙炔黑(電化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社制造，HS100H.5重量份、石墨(日本石墨工業(yè)株式會(huì)社制造，SP20)3.5重量份、PTFE(聚四氟乙烯)5重量份構(gòu)成。另外，空氣電池用正極層14由乙炔黑(電化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社制造，HS100)2.5重量份、石墨(日本石墨工業(yè)株式會(huì)社制造，SP20)2.5重量份、科琴黑1.0重量份、Μη02(二氧化錳:日本重化學(xué)工業(yè)制造)2重量份、膠體二氧化硅I重量份、PTFEl重量份構(gòu)成。
[0204]為了制作導(dǎo)電性基體22，準(zhǔn)備厚度0.1mmX長(zhǎng)10mmX寬10mm的鎳制板材(相當(dāng)于非通氣性板材221)、厚度ImmX長(zhǎng)10mmX寬10mm的招制板材(相當(dāng)于非通氣性板材221)、
1.2mm的高度的鋁制肋(相當(dāng)于肋223)。通過(guò)高度1.2mm的肋將鎳制板材和鋁制板材這兩個(gè)板材接合而制成導(dǎo)電性基體22。
[0205]在通過(guò)上述而得到的導(dǎo)電性基體22的鎳制非通氣性板材側(cè)(圖2的下面?zhèn)?的表面，用導(dǎo)電性粘接劑粘貼厚度Imm的鎂合金板作為空氣電池用負(fù)極層26，得到本例要使用的第二B電極單元20B(但是，電極面積不同)。此外，相對(duì)于第二B電極單元20B形成的電解液收納部E和第二B電極單元20B的界面的面積而言，形成于第二B電極單元20B的電極層26所占的面積的比例即Q值設(shè)為0.8。
[0206]<2>絕緣性框體的制作
[0207]以聚丙烯為材料，制作上述尺寸的電極單元進(jìn)行嵌合的絕緣性框體40，如圖2所示，該絕緣性框體40由具備凸?fàn)罱孛娴目蝮w構(gòu)成，在外側(cè)面具備電解液的供給口 40b和排出口 40c，在上下兩面具備臺(tái)階部40a。
[0208]<3>空氣電池的組裝
[0209]準(zhǔn)備I個(gè)第一A電極單元10A、I個(gè)第二A電極單元20A、I個(gè)絕緣性框體40，將它們層疊在一起，且設(shè)為各電極單元的空氣電池用正極層和空氣電池用負(fù)極層相對(duì)的狀態(tài)，由此可得到本例的空氣電池。此外，在層疊時(shí)，通過(guò)在絕緣性框體40的臺(tái)階部40a涂敷底漆后，利用分配器涂敷改性丙烯酸硅類粘接劑(七 > 夕''Y V株式會(huì)社制，只一一X)，分別將各電極單元(10A、20A)和絕緣性框體40接合。
[0210](實(shí)施例2— 2)
[0211]在制作實(shí)施例2— I的電極單元時(shí)，除了相對(duì)于第二 B電極單元20B形成的電解液收納部E和第二 B電極單元20B的界面的面積而將形成于第二 B電極單元20B的電極層26所占的面積的比例即Q值設(shè)為0.6以外，重復(fù)進(jìn)行與實(shí)施例2 — I同樣的操作，得到本例的空氣電池。
[0212]〔性能評(píng)價(jià)〕
[0213](I)放電性能
[0214]比較調(diào)查實(shí)施例2— I及實(shí)施例2 — 2的空氣電池的放電時(shí)間的延長(zhǎng)效果。此時(shí)，使用NaCl的4M水溶液作為電解液，將溫度設(shè)為室溫，將空氣的供給量設(shè)為每分鐘60L。將所得到的結(jié)果表不在圖20中。
[0215]如圖20所示，當(dāng)將實(shí)線所示的各例的空氣電池的單電池電壓成為0.4V為止的放電時(shí)間進(jìn)行比較時(shí)，可知Q值相對(duì)低至0.6的實(shí)施例2 — 2的放電時(shí)間比Q值相對(duì)高達(dá)0.8的實(shí)施例2 — I長(zhǎng)。
[0216]以上，通過(guò)若干實(shí)施方式及例子對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說(shuō)明，但本發(fā)明不限于這些，在本發(fā)明宗旨的范圍內(nèi)可進(jìn)行各種變形。
[0217]例如，雖未作圖示，但也可適當(dāng)組合第一實(shí)施方式的電極構(gòu)造體而制成具有多個(gè)電解液收納部的電極構(gòu)造體(空氣電池組)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種電極構(gòu)造體，其特征在于，具備: 第一電極單元，其在內(nèi)部具有通氣空間且具有通氣面的導(dǎo)電性基體的該通氣面的外表面具備空氣電池用正極； 第二電極單元，其在導(dǎo)電性基體的外表面具備空氣電池用負(fù)極； 第一絕緣性框體， 上述各電極單元具有相鄰的構(gòu)造， 上述第一絕緣性框體以相鄰的電極單元的空氣電池用正極和空氣電池用負(fù)極相對(duì)的方式將該相鄰的電極單元隔開(kāi)而接合，且與該相鄰的電極單元一同形成電解液收納部。2.如權(quán)利要求1所述的電極構(gòu)造體，其特征在于， 上述第一電極單元在內(nèi)部具有通氣空間且具有通氣面的導(dǎo)電性基體的該通氣面的外表面的局部具備空氣電池用正極， 上述第二電極單元在導(dǎo)電性基體的外表面的局部具備空氣電池用負(fù)極，上述第一絕緣性框體具有面積比上述空氣電池用正極及上述空氣電池用負(fù)極中的電極面積大的一方的電極面積還大的開(kāi)口部。3.一種電極構(gòu)造體，其特征在于，具備: 第一電極單元，其在內(nèi)部具有通氣空間且具有通氣面的導(dǎo)電性基體的該通氣面的外表面具備空氣電池用正極； 第二電極單元，其在導(dǎo)電性基體的外表面具備空氣電池用負(fù)極； 至少一個(gè)第三電極單元，其配設(shè)在上述第一電極單元與上述第二電極單元之間，在內(nèi)部具有通氣空間且具有通氣面的導(dǎo)電性基體的該通氣面的外表面具備空氣電池用正極，并且在與該通氣面相反側(cè)的面的外表面具備空氣電池用負(fù)極； 第一絕緣性框體，其個(gè)數(shù)比上述第三電極單元的個(gè)數(shù)多一個(gè)， 上述各電極單元具有相鄰的構(gòu)造， 上述第一絕緣性框體以相鄰的電極單元的空氣電池用正極和空氣電池用負(fù)極相對(duì)的方式將該相鄰的電極單元隔開(kāi)而接合，且與該相鄰的電極單元一同形成電解液收納部。4.如權(quán)利要求3所述的電極構(gòu)造體，其特征在于， 上述第一電極單元在內(nèi)部具有通氣空間且具有通氣面的導(dǎo)電性基體的該通氣面的外表面的局部具備空氣電池用正極， 上述第二電極單元在導(dǎo)電性基體的外表面的局部具備空氣電池用負(fù)極， 上述第三電極單元在內(nèi)部具有通氣空間且具有通氣面的導(dǎo)電性基體的該通氣面的外表面的局部具備空氣電池用正極，并且在與該通氣面相反側(cè)的面的外表面的局部具備空氣電池用負(fù)極， 上述第一絕緣性框體具有面積比上述空氣電池用正極及上述空氣電池用負(fù)極中的電極面積大的一方的電極面積還大的開(kāi)口部。5.如權(quán)利要求3或4所述的電極構(gòu)造體，其特征在于， 上述第一電極單元僅配設(shè)在上述空氣電池用正極和上述空氣電池用負(fù)極相對(duì)的方向上的一端部， 上述第二電極單元僅配設(shè)在上述空氣電池用正極和上述空氣電池用負(fù)極相對(duì)的方向上的另一端部。6.一種電極構(gòu)造體，其特征在于，具備: 兩個(gè)第一電極單元，其在內(nèi)部具有通氣空間且具有通氣面的導(dǎo)電性基體的該通氣面的外表面具備空氣電池用正極； 第二絕緣性框體，其具備空氣電池用負(fù)極， 上述空氣電池用負(fù)極具有配設(shè)在上述兩個(gè)第一電極單元之間的構(gòu)造， 上述第二絕緣性框體在其框內(nèi)具備上述空氣電池用負(fù)極，且以相鄰的上述兩個(gè)第一電極單元的上述空氣電池用正極和該空氣電池用負(fù)極相對(duì)的方式將相鄰的該兩個(gè)第一電極單元的該空氣電池用正極及該空氣電池用負(fù)極隔開(kāi)而接合，且與相鄰的該兩個(gè)第一電極單元一同形成電解液收納部。7.如權(quán)利要求6所述的電極構(gòu)造體，其特征在于， 上述第一電極單元在內(nèi)部具有通氣空間且具有通氣面的導(dǎo)電性基體的該通氣面的外表面的局部具備空氣電池用正極， 上述第二絕緣性框體在其框內(nèi)的局部具備上述空氣電池用負(fù)極，且具有面積比上述空氣電池用正極及上述空氣電池用負(fù)極中的電極面積大的一方的電極面積還大的開(kāi)口部。8.一種電極構(gòu)造體，其特征在于，具備: 兩個(gè)第一電極單元，其在內(nèi)部具有通氣空間且具有通氣面的導(dǎo)電性基體的該通氣面的外表面具備空氣電池用正極； 至少一個(gè)第四電極單元，其配設(shè)在上述兩個(gè)第一電極單元之間，在內(nèi)部具有通氣空間且在相對(duì)的位置具有通氣面的基體的該各通氣面的外表面具備空氣電池用正極，配設(shè)于該各通氣面的外表面的該空氣電池用正極彼此電絕緣； 第二絕緣性框體，其具備空氣電池用負(fù)極，個(gè)數(shù)比上述第四電極單元的個(gè)數(shù)多一個(gè)， 上述空氣電池用負(fù)極具有配設(shè)在上述各電極單元之間的構(gòu)造， 上述第二絕緣性框體在其框內(nèi)具備上述空氣電池用負(fù)極，且以相鄰的上述各電極單元的上述空氣電池用正極和該空氣電池用負(fù)極相對(duì)的方式將相鄰的該各電極單元的該空氣電池用正極及該空氣電池用負(fù)極隔開(kāi)而接合，且與相鄰的該各電極單元一同形成電解液收納部。9.如權(quán)利要求8所述的電極構(gòu)造體，其特征在于， 上述第一電極單元在內(nèi)部具有通氣空間且具有通氣面的導(dǎo)電性基體的該通氣面的外表面的局部具備空氣電池用正極， 上述第四電極單元在內(nèi)部具有通氣空間且在相對(duì)的位置具有通氣面的基體的該各通氣面的外表面的局部具備空氣電池用正極，配設(shè)于該各通氣面的外表面的該空氣電池用正極彼此電絕緣， 上述第二絕緣性框體在其框內(nèi)的局部具備上述空氣電池用負(fù)極，且具有面積比上述空氣電池用正極及上述空氣電池用負(fù)極中的電極面積大的一方的電極面積還大的開(kāi)口部。10.如權(quán)利要求1?9中任一項(xiàng)所述的電極構(gòu)造體，其特征在于， 上述空氣電池用正極的電極面積比該空氣電池用正極相對(duì)的上述空氣電池用負(fù)極的電極面積大。11.如權(quán)利要求3?5中任一項(xiàng)所述的電極構(gòu)造體，其特征在于， 上述第一絕緣性框體具有上述第一電極單元、上述第二電極單元或上述第三電極單元嵌合的臺(tái)階部。12.如權(quán)利要求8或9所述的電極構(gòu)造體，其特征在于， 上述第二絕緣性框體具有上述第一電極單元或上述第四電極單元嵌合的臺(tái)階部。13.如權(quán)利要求1或2所述的電極構(gòu)造體，其特征在于， 上述第一絕緣性框體具有上述第一電極單元或上述第二電極單元嵌合的臺(tái)階部。14.如權(quán)利要求6或7所述的電極構(gòu)造體，其特征在于， 上述第二絕緣性框體具有上述第一電極單元嵌合的臺(tái)階部。15.一種空氣電池組，其特征在于， 具備權(quán)利要求1?9中任一項(xiàng)所述的電極構(gòu)造體。16.如權(quán)利要求15所述的空氣電池組，其特征在于， 為通過(guò)向上述電解液收納部注入電解液而開(kāi)始發(fā)電的注液式。17.一種空氣電池，其特征在于， 具備權(quán)利要求1、2、6及7中任一項(xiàng)所述的電極構(gòu)造體。18.如權(quán)利要求17所述的空氣電池，其特征在于， 為通過(guò)向上述電解液收納部注入電解液而開(kāi)始發(fā)電的注液式。
【文檔編號(hào)】H01M12/06GK105830276SQ201480069146
【公開(kāi)日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2014年12月10日
【發(fā)明人】柴田格, 內(nèi)山典子, 小松寬和, 塚田佳子
【申請(qǐng)人】日產(chǎn)自動(dòng)車株式會(huì)社