空气电池以及具备它的建筑物制造技术

本发明专利技术的空气电池包括以氧作为正极活性物质的正极、含有作为负极活性物质的金属的负极和设置于正极与负极之间的片层，正极形成为固体状，含有使负极的金属离子化的电解质和导电性颗粒。片层不含电解液且由具有吸湿性的材料构成，使正极含有的电解质向负极透过，并且使在负极产生的金属离子向正极透过。

Air batteries and buildings with it

The air battery of the present invention comprises using oxygen as anode and cathode active material containing layer as a cathode active material of metal and is arranged between the anode and cathode, anode form a solid electrolyte, containing the metal cathode ionization and conductive particles. The lamellae contain no electrolyte and are made up of hygroscopic materials, which make the electrolyte contained in the cathode go through the negative electrode and make the metal ions produced by the negative pole pass through the cathode.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】空气电池以及具备它的建筑物
本专利技术涉及空气电池以及具备它的建筑物。
技术介绍
历来，已知有将空气中含有的氧用作正极活性物质的空气电池。一般而言，空气电池包括负极、正极和设置在负极与正极之间的电解液层。例如，正极具有含有碳的结构，而负极由金属锂等金属材料形成。而且，在正极进行使用氧的还原反应，而在负极进行金属的离子化反应来释放电子。这样，空气电池作为其整体进行发电。在专利文献1和2中记载有电解液层的一个例子。即，在专利文献1中公开有保存氯化钾、氯化钠、氢氧化钾等的水溶液作为电解液的电解液保持层。此外，在专利文献2中记载有填充有碳酸丙烯酯等的有机电解液的液槽。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2015-41499号公报专利文献2：日本特开2015-56243号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的问题但是，在上述现有的具有电解液层的空气电池中，存在如果电解液蒸发或挥发则电池性能显著降低的问题和设置于电极的端子发生腐蚀的问题。因此，必须采取防止电解液的蒸发或挥发、或者适当地补充电解液这样的防止电解液减少的措施。此外，近年来，在住宅等建筑物中，将太阳能电池(太阳能光伏板)用作辅助电源的技术正在推进。但是，在太阳能电池中，存在设置场所仅限于日照优良的屋顶等、或只能在天气好的日间进行发电的问题。本专利技术是鉴于该问题而完成的专利技术，其主要目的在于，关于空气电池，不需要采取用于使电解液不减少的措施并且获得稳定的电池性能。用于解决问题的方式本专利技术的空气电池包括：含有作为负极活性物质的金属的负极；形成为固体状的、以氧作为正极活性物质的正极，所述正极中含有使所述负极的金属离子化的电解质和导电性颗粒；和设置于所述正极与所述负极之间的片层，所述片层使所述正极中含有的电解质向所述负极透过并且使在所述负极产生的金属离子向所述正极透过，所述片层不含电解液并且由具有吸湿性的材料构成，所述正极中含有的电解质浸透到吸收了空气中的水分的所述片层中能够向所述负极移动，并且在所述负极产生的金属离子浸透到吸收了空气中的水分的所述片层中能够向所述正极移动。优选所述正极包括承载所述电解质和所述导电性颗粒并且具有大量孔的基材。上述基材优选通过大量纤维材料集合而形成为一体，通过在该纤维材料彼此之间设置间隙来形成所述大量孔。进一步，优选上述纤维材料为构成和纸的纤维材料。优选含有所述电解质的电解质层设置在所述正极的表面部分。。进一步，优选上述电解质层通过印刷形成。上述正极由分散着所述电解质和所述导电性颗粒的固体状的树脂构成。优选在所述电解质中含有氯化钠，所述导电性颗粒由碳材料构成。此外，优选在上述电解质中含有碳酸氢钠。此外，本专利技术的建筑物在墙壁的内部、地板下方和天花板背面(天花板背后)的至少1处收容有空气电池。而且，上述空气电池包括：含有作为负极活性物质的金属的负极；形成为固体状的、以氧作为正极活性物质的正极，所述正极中含有使所述负极的金属离子化的电解质和导电性颗粒；和设置于所述正极与所述负极之间的片层，所述片层使所述正极中含有的电解质向所述负极透过并且使在所述负极产生的金属离子向所述正极透过，所述片层不含电解液并且由具有吸湿性的材料构成，所述正极中含有的电解质浸透到吸收了空气中的水分的所述片层中能够向所述负极移动，并且在所述负极产生的金属离子浸透到吸收了空气中的水分的所述片层中能够向所述正极移动。优选上述正极包括承载上述电解质和上述导电性颗粒并且具有大量孔的基材。专利技术的效果本专利技术的空气电池的片层不含电解液且具有吸湿性。而且，正极的电解质浸透到吸收了空气中的水分的片层向负极移动，使负极的金属离子化，产生电子。另一方面，在负极产生的金属离子浸透到吸收了空气中的水分的片层中向正极移动。此外，金属离子在正极内沿导电性颗粒移动。在正极，氧接受电子与金属离子发生反应。这样利用空气电池进行发电。这样，在本专利技术的空气电池中包括：含有电解质的固体状的正极、片层和负极，因为采用不具有电解液的结构，所以即使不需要用于使电解液不减少的措施也能够获得稳定的电池性能。进一步，因为不使用电解液，所以还能够获得空气电池的处理变得容易的效果。而且，因为采用在正极与负极之间设置有片层的结构，所以能够大幅地使空气电池的厚度变薄。其结果是，能够提高设置空气电池的场所的自由度。进一步，采用正极包括具有大量孔的基材，该基材承载电解质和导电性颗粒的结构，如此，则能够从孔将周围的空气取入至基材的内部，因此正极与空气的接触面积增大，能够大幅提高发电的效率。此外，进一步利用大量纤维材料的集合体形成基材，如此，则能够通过调整纤维材料的密度而在纤维材料彼此之间容易地形成间隙。由此，能够恰当地形成具有大量由该间隙构成的孔的基材。特别是使用构成和纸的纤维材料，能够得到耐久性高且轻的基材，因此更优选。此处，优选为了在正极连接配线等而在正极设置金属板等端子。但是，当正极的电解质与端子接触时，存在端子发生腐蚀的问题。因此，如果将含有电解质的电解质层设置在正极的特定的表面部分，则能够将电解质层与端子相互隔开间隔地配置，抑制电解质向端子侧浸透。由此抑制电解质引起的端子的腐蚀。此外，电解质层能够通过印刷恰当地形成。此外，由分散着电解质和导电性颗粒的固体状的树脂构成正极，如此，则能够以稳定的形状实现含有电解质和导电性颗粒的正极。此外，进一步作为电解质含有氯化钠，使用碳作为导电性颗粒，由此能够获得良好的电池性能。特别是如果作为电解质含有碳酸氢钠，则能够更加提高发电效率。此外，根据本专利技术的建筑物，通过具备空气电池，不需要如太阳能电池那样考虑日照，因此在建筑物中能够设置电池的范围变大，无论白天晚上均能够发电，因此能够大幅增加每日的发电量。而且，能够有效地利用墙壁的内部、地板下方和天花板背面这样的空间收容空气电池，因此能够良好地确保建筑物的美观和居住空间并获得充分的电力。特别是对空气电池采用使片层设置于正极与负极之间的结构，因此能够使空气电池的厚度薄而大幅地小型化。因此，能够将空气电池恰当地设置在墙壁的内部、地板下方或天花板背面。而且，因为不使用电解液，所以空气电池的维护管理变得极为容易。附图说明图1是表示本实施方式1的空气电池的结构的侧面图。图2是示意地表示具备本实施方式1的空气电池的建筑物的截面图。图3是用于说明建筑物的电力的控制的框图。图4是表示本实施方式2的空气电池的正面图。图5是图4的V-V线截面图。图6是将本实施方式2的空气电池的负极附近放大表示的截面图。图7是将本实施方式2的正极的结构放大表示的示意图。图8是表示其它实施方式的空气电池的结构的截面图。图9是表示并联连接有本实施方式2的多个空气电池的结构的正面图。图10是表示串联连接有本实施方式2的多个空气电池的结构的侧面图。具体实施方式以下，根据附图对本专利技术的实施方式进行详细说明。另外，本专利技术并不限定于以下的实施方式。《实施方式1》图1示意地表示本实施方式1的空气电池1的原理。如图1所示，空气电池1包括以氧作为正极活性物质的正极11、含有作为负极活性物质的金属的负极12和设置于正极11与负极12之间的片层13。片层13与正极11和负极12分别接触。负极12含有的作为负极活性物质的金属例如为铝。在本实施方式中，由矩形的铝板构成负极12。负极12随着空气电池1的发电(放本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种空气电池，其特征在于，包括：含有作为负极活性物质的金属的负极；形成为固体状的、以氧作为正极活性物质的正极，所述正极中含有使所述负极的金属离子化的电解质和导电性颗粒；和设置于所述正极与所述负极之间的片层，所述片层使所述正极中含有的电解质向所述负极透过并且使在所述负极产生的金属离子向所述正极透过，所述片层不含电解液并且由具有吸湿性的材料构成，所述正极中含有的电解质浸透到吸收了空气中的水分的所述片层中能够向所述负极移动，并且在所述负极产生的金属离子浸透到吸收了空气中的水分的所述片层中能够向所述正极移动。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.06.11 JP 2015-1180991.一种空气电池，其特征在于，包括：含有作为负极活性物质的金属的负极；形成为固体状的、以氧作为正极活性物质的正极，所述正极中含有使所述负极的金属离子化的电解质和导电性颗粒；和设置于所述正极与所述负极之间的片层，所述片层使所述正极中含有的电解质向所述负极透过并且使在所述负极产生的金属离子向所述正极透过，所述片层不含电解液并且由具有吸湿性的材料构成，所述正极中含有的电解质浸透到吸收了空气中的水分的所述片层中能够向所述负极移动，并且在所述负极产生的金属离子浸透到吸收了空气中的水分的所述片层中能够向所述正极移动。2.如权利要求1所述的空气电池，其特征在于：所述正极包括承载所述电解质和所述导电性颗粒并且具有大量孔的基材。3.如权利要求2所述的空气电池，其特征在于：所述基材通过大量纤维材料集合而形成为一体，通过在该纤维材料彼此之间设置间隙来形成所述大量孔。4.如权利要求3所述的空气电池，其特征在于：所述纤维材料为构成和纸的纤维材料。5.如权利要求1～4中的任一项所述的空气电池，其特征在于：含有所述电解质的电解质层设置在所述正极的表面部分。6.如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：津田真理，
申请(专利权)人：津田真理，
类型：发明
国别省市：日本,JP