空气电池制造技术

一种空气电池，隔着电解质层(3)具备正极层(1)及负极层(2)，并且，正极层(1)及负极层(2)的至少一方具备在层叠多个空气电池(A1)时介于与邻接的空气电池(A1)之间并形成相对于正极层(1)的空气流路(F)的流路形成部件(5)。流路形成部件(5)具有导电性，且具有与电解质层(3)的膨胀相对应的弹性变形功能。利用该构造，可通过降低接触电阻而抵消伴随电解液的膨胀导致内部电阻的增加，并且，能够维持空气流路的规定的截面积，防止输出降低。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】空气电池
本专利技术涉及利用氧作为正极活性物质的空气电池，特别是涉及适于连接多个而构成电池组的空气电池。
技术介绍
作为现有的空气电池，例如有如专利文献1所记载的空气电池。专利文献1中记载的空气电池为由正极及负极夹持非水电解质层而构成电极组，并将该电池组与正极及负极的各端子一起收纳于收纳壳的构造。两端子彼此从收纳壳朝相反方向突出。另外，空气电池在收纳壳的正极侧壁部具有多个空气孔，并且由密封胶带将这些空气孔堵塞，在使用时通过将密封胶带剥除而使空气孔开放，以将空气(氧)供给至正极。但是，近年来，作为汽车等车辆的电源或辅助电源使用的空气电池的研究开发正在进行。车载用的空气电池在考虑车辆所要求的输出及容量、及在狭窄空间的搭载性等，必须将构造做成简单且薄型，且可串联连接多个而构成电池组。但是，如上述那样现有的空气电池为不能彼此直接连接的构造，因此实质上不能适用于在车载用电源。另外，在这种空气电池中，由薄的透气性材料形成正极层，因此，相较于金属制的负极层，正极层的机械性强度较低，而且，在开始使用后，随着发热或氧化物的生成，电解液会膨胀，正极层可能向外侧挠曲。因此，特别是在实现薄型化的空气电池中，会有内部电阻增加、或空气流路的截面积减少，导致容易发生输出降低的问题点，解决这类问题点成为课题。专利文献1：(日本)特许第3735518号公报
技术实现思路
本专利技术着眼于上述现有课题而创立，其目的在于，提供一种适于作为车载用的薄型的空气电池，其能够通过降低接触电阻来抵消伴随电解液的膨胀而导致内部电阻的增加，并且，能够将空气流路维持在规定的截面积。本专利技术的空气电池隔着电解质层具备正极层及负极层。电解质层中可以含有电解液。而且，空气电池构成为，正极层及负极层的至少一方具备在层叠多个空气电池时介于该空气电池与邻接的空气电池之间并形成相对于正极层的空气流路的流路形成部件，该流路形成部件具有导电性且具有与电解质层的膨胀相对应的弹性变形功能。根据这样的空气电池，能能够通过降低接触电阻来抵消伴随电解液膨胀而导致内部电阻的增加，并且能将空气流路维持在规定的截面积。由此，能够防止输出降低，并且，有助于作为车载用的适当的薄型化。另外，本专利技术的空气电池隔着电解质层具备正极层及负极层。而且，空气电池构成为，在正极层侧及负极层侧的至少一方侧具备在层叠多个空气电池时在该空气电池与邻接的空气电池之间形成空气流路的凸部。在上述构成的情况下，若考虑确保空气流路及层叠时的稳定性，则相对于空气电池彼此之间，优选凸部至少设置在两处以上，另外，若考虑发电效率等，则优选避开正极层的表面而配置。根据这样的空气电池，特别是在层叠时，能够充分确保空气流路相对于正极层的截面积。由此，能够防止因截面积减少而导致的输出降低，并且有助于作为车载用的适当的薄型化。附图说明图1是说明本专利技术空气电池一实施方式的图，(A)为剖面图、(B)为表示电解液呈膨胀状态的剖面图；图2(A)是图1所示的空气电池的平面图、(B)是沿图A中的B－B线的剖面图；图3是在将图1所示的空气电池分解后的状态下进行说明的剖面图；图4是说明将图1所示的空气电池层叠而成的电池组的剖面图；图5(A)是表示流路形成部件的其它例的侧面图，(B)是表示同图(A)的流路形成部件呈压缩变形状态的侧面图；图6(A)是表示流路形成部件的再其它例的侧面图，(B)是表示同图(A)的流路形成部件呈压缩变形的状态的侧面图；图7(A)～(F)均是表示流路形成部件的再其它例的侧面图；图8是说明本专利技术空气电池再其它例的实施方式的剖面图；图9是说明本专利技术空气电池再其它例的实施方式的剖面图；图10是说明本专利技术空气电池再其它例的实施方式的剖面图，(A)是平面图，(B)是同图(A)的全剖面图；图11是说明本专利技术空气电池的一实施方式的图，(A)是平面图，(B)是侧面图；图12是图11所示的空气电池的剖面图；图13是在将图11所示的空气电池分解后的状态下进行说明的剖面图；图14是说明将图11所示空气电池层叠而成的电池组的剖面图；图15是说明本专利技术空气电池另一实施方式的图，(A)是平面图，(B)是侧面图；图16是说明本专利技术空气电池再其它的实施方式的侧面图；图17是说明将图16所示空气电池层叠而成的电池组的侧面图；图18(A)～(E)均是表示流路形成部件的再其它例的侧面图；图19是说明本专利技术空气电池再其它实施方式的图，(A)是平面图，(B)是侧面图；图20是说明本专利技术空气电池再其它实施方式的图，(A)是平面图，(B)是侧面图。具体实施方式下面，基于附图说明本专利技术空气电池的实施方式。图1(A)及图2所示的空气电池A1形成矩形板状，隔着电解质层3具备正极层1及负极层2，且具备外框部件4，外框部件4具有电绝缘性且至少包围电解质层3及正极层1的外周。此外，图1为基于图2(A)中的A－A线的剖面图，图2(B)为基于图2(A)中的B－B线的剖面图。正极层1具备：包含气体扩散层的催化剂层11、配置于正极表面(图中为电池上面)的防水层12、由金属网等构成的正极集电层13。催化剂层11由导电性多孔质材料形成，例如在由碳材料和粘合剂树脂形成的导电性多孔体内部担持二氧化锰等催化剂。防水层12为对电解液具有液密性，且对氧气具有透气性的部件。该防水层12使用氟树脂等防水膜，以阻止电解液泄露到外部，另一方面，具有多个微细孔，以可以将氧气供给至催化剂层11。另外，防水层12可使用导电性材料，由此，在电池组C中，可以不使用配线类而直接电连接。负极层2具备：负极金属层21和配置于负极表面(图中为电池下面)的负极集电层22。负极金属层21由锂(Li)、铝(A1)、铁(Fe)、锌(Zn)、及镁(Mg)等纯金属、或合金等材料构成。负极集电层22为由可阻止电解液向外部泄露的材质构成的导电部件，例如为不锈钢、及铜(合金)、或在金属材料表面电镀具有耐蚀性的金属的材质等。该负极集电层22更优选为由耐电解液性比负极金属层21高的材料构成。电解质层3使以氢氧化钾(KOH)或氯化物为主要成分的水溶液(电解液)或非水溶液浸渍于隔板内的结构，为了贮留该水溶液或非水溶液，在隔板上以规定比例形成有微细孔。此外，电解质层3本身也可以为固体或凝胶状的电解质。外框部件4形成为矩形框状，优选为以聚丙烯(PP)或工程塑料等具有耐电解液性的树脂制，由此也可以实现轻量化。另外，为使外框部件4具有机械性强度，也可以使用将树脂由碳纤维或玻璃纤维等强化纤维进行复合化而成的纤维强化塑料(FRP)。另外，外框部件4的短边部分相对于长边部分向上方突出，并且，在框内侧具有用于接受正极层1的防水层12的外周部的台阶部4A。通过如上述那样使短边部分突出，在如图4所示那样层叠多个空气电池A1构成电池组C时，在正极层1表面侧形成间隙，使空气在图2中箭头所示面内方向(沿着面的方向)流通。此外，在外框部件4上，也可以相对于电解质层3设置具备阀类的电解液的注入部。由此，空气电池A1成为注液式电池。而且，空气电池A1中，正极层1及负极层2的至少一方具备在层叠多个空气电池A1时介于邻接的空气电池A1之间并形成相对于正极层1的空气流路F的流路形成部件5。本实施方式中，在正极层1设置流路形成部件5。流路形成部件5具有导电性且具有与电解质层3的膨胀相对应的弹性变形功能本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种空气电池，隔着电解质层具备正极层及负极层，并且，正极层及负极层的至少一方具备在层叠多个空气电池时介于该空气电池与邻接的空气电池之间并形成相对于正极层的空气流路的流路形成部件，流路形成部件具有导电性且具有与电解质层的膨胀相对应的弹性变形功能。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.03.09 JP 2012-052771;2012.03.09 JP 2012-052761.一种空气电池，隔着电解质层具备正极层及负极层，并且，具备外框部件，该外框部件具有电绝缘性且至少包围电解质层及正极层的外周，外框部件具有用于保持正极的外周部的台阶部，正极层具备在层叠多个空气电池时介于该空气电池与邻接的空气电池之间并形成相对于正极层的空气流路的流路形成部件，流路形成部件与外框部件接合，并具有导电性且具有与电解质层的膨胀相对应的弹性变形功能。2.如权利要求1所述的空气电池，其中，所述流路形成部件为相对于正极层及负极层的接触面积随着厚度方向的压缩变形而增大的形状。3.如权利要求1所述的空气电池，其中，所述流路形成部件由导电性金属、表面覆盖有导电性金属的树脂、或使金属材料分散的树脂、或使碳材料分散的树脂的任一方构成。4.如权利要求2所述的空气电池，其中，所述流路形成部件由导电性金属、表面覆盖有导电性金属的树脂、或使金属材料分散的树脂、或使碳材料分散的树脂的任一方构成。5.如权利要求1～4中任一项...

【专利技术属性】
技术研发人员：塚田佳子，宫泽笃史，长山森，
申请(专利权)人：日产自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP