一次电池和水分传感器制造技术

提供一种容易操作且能够自然发电的一次电池和使用其的水分传感器。具备配置于负极(3)和负极集电体(4)(负电极)以及正极(1)和正极集电体(2)(正电极)之间的隔膜(5)，所述隔膜(5)通过从电池壳体(7a、7b)露出的部分，利用毛细现象来吸取电解质溶液。

Primary Battery and Water Sensor

A primary battery which is easy to operate and can generate electricity naturally and a moisture sensor using it are provided. A diaphragm (5) disposed between a negative collector (3) and a negative collector (4) (negative electrode) and a positive collector (1) and a positive collector (2) (positive electrode) is provided. The diaphragm (5) absorbs electrolyte solutions by capillary phenomena through parts exposed from battery shells (7a, 7b).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】一次电池和水分传感器
本专利技术涉及一次电池和使用一次电池的水分传感器。
技术介绍
以往，作为一次性电池，广泛使用碱性电池、锰电池、空气电池。此外，近年来，由于IoT(InternetofThings，物联网)的发展，正在进行可设置于土壤、森林等自然界的任何地方而使用的散布型传感器的开发，针对这些传感器等各种用途的小型高性能锂离子电池也正在广泛普及。可是，这样的以往的一次电池中，电极处于一直浸渍于电解质溶液的状态，因此会引发自放电。此外，由于使用氢氧化钠水溶液等强碱性溶液、有机电解液作为电解液，因此被指出安全性、环境问题，不容易操作。因此，目前正在开发能够在使用时从外部注入电解液的电池。例如，根据非专利文献1，仅通过从注入口注入水就可以使用的小型水电池已被商品化。现有技术文献非专利文献非专利文献1：“带水电池的防灾商品系列(水電池付防災商品シリーズ)，NOPOPO，灾害时用水电池三件套(災害時用水電池3本セット)”，日本协能电子株式会社，[online]，[2016年10月31日检索]，＜URL:http://www.aps-j.jp/pdf/NWPx3.pdf＞
技术实现思路
专利技术所要解决的课题可是，对于上述小型水电池的情况下，必须使用滴管来注入水，因此难以不泄漏地进行注入。此外，还存在电解液从注入口泄漏的可能性。进一步，必须通过人工来注入水，无法期待利用周边环境的自然水进行自然发电。本专利技术是鉴于上述情况做出的，其目的在于提供一种容易操作且能够自然发电的一次电池和使用其的水分传感器。用于解决课题的方法为了解决以上课题，权利要求1涉及的一次电池的特征在于，具备正极和负极、以及配置于前述正极与前述负极之间的隔膜，所述隔膜通过从电池壳体露出的部分，利用毛细现象来吸取电解质溶液。根据本专利技术，由于具备通过从电池壳体露出的部分并利用毛细现象来吸取电解质溶液的隔膜，因而能够提供使用前不会自放电、使用时所需的电解质溶液量少且没有漏液的担忧、容易操作且能够自然发电的一次电池。权利要求2涉及的一次电池的特征在于，具备正极和负极、以及配置于前述正极与前述负极之间的含有电解质的隔膜，所述含有电解质的隔膜通过从电池壳体露出的部分，利用毛细现象来吸取水。根据本专利技术，由于具备通过从电池壳体露出的部分并利用毛细现象来吸取水的含有电解质的隔膜，因而能够提供使用前不会自放电、使用时所需的水量少且没有漏液的担忧、容易操作且能够自然发电的一次电池。权利要求3涉及的一次电池的特征在于，在权利要求1或2所述的一次电池中，前述隔膜为依次层叠不含电解质的隔膜、含有电解质的隔膜和不含电解质的隔膜而成的隔膜。权利要求4涉及的一次电池的特征在于，在权利要求1或2所述的一次电池中，前述负极为镁、锌、铝、铁中的任一金属、或以前述金属为主要成分的合金。权利要求5涉及的一次电池的特征在于，在权利要求1或2所述的一次电池中，构成前述正极的材料具备具有三维网络结构的伸缩性共连续体的结构。权利要求6涉及的一次电池的特征在于，在权利要求1或2所述的一次电池中，前述隔膜的露出部分从与前述正极的正极集电体和前述负极的负极集电体的各一部分一并从前述电池壳体露出一侧相反的一侧露出。权利要求7涉及的一次电池的特征在于，在权利要求1或2所述的一次电池中，进一步具备将前述正极、前述负极和前述隔膜配置于内部的电池壳体，在所述电池壳体设有向前述内部摄入空气的摄入口。权利要求8涉及的水分传感器的特征在于，具备：正极和负极；配置于前述正极与前述负极之间的含有电解质的隔膜，所述含有电解质的隔膜通过从电池壳体露出的部分，利用毛细现象来吸取水；以及传感器，其依据水的存在来检测因前述隔膜吸取水而产生的前述正极与前述负极之间的导通。专利技术的效果根据本专利技术，能够提供一种容易操作且能够自然发电的一次电池和使用其的水分传感器。附图说明图1为显示一次电池的构成例的图。图2为显示一次电池的构成例的图。图3为显示一次电池的构成例的图。图4为显示水分传感器的构成例的图。图5为显示碳纳米纤维的SEM图像的图。图6为显示放电电压的测定结果的图。图7为显示放电电压和放电容量的测定结果的图。图8为显示平均放电电压和放电容量的测定结果的图。具体实施方式使用附图对实施本专利技术的一个实施方式进行说明。图1为显示本实施方式涉及的一次电池100的构成例的图。将其构成要素示于(a)，将其使用状态示于(b)。一次电池100具备下述要素而构成：正极1和正极集电体2、与正极1和正极集电体2相对地配置的负极3和负极集电体4、配置于正极1与负极3之间的隔膜5、以及被覆这些全部构成要素(1～5)的相对地配置的正极侧壳体7a和负极侧壳体7b。该全部构成要素(1～5、7a、7b)为平板状的形状，各构成要素的相对或绝对大小例如如图1所示。其中，将构成要素(1～5)统称为电池单元6。此外，正极或负极是正或负的电极，电极是指导体或元件，因而正极或负极的词汇本身包括作为物体的要素(例如电极板等电极体)。隔膜5使正极1与负极3分开，由利用毛细现象来吸取电解质溶液或水的吸水性且绝缘性的材料形成，除了被覆壳体7a、7b的面以外的一部分暴露于大气中。具体地，除了与正极1和正极集电体2接触的上表面以及与负极3和负极集电体4接触的下表面以外的一部分暴露于大气中。图1中，隔膜5中向左侧方向伸出的带状部分表示露出部分。图1中，使隔膜5的一部分从与后述正极集电体2和负极集电体4的各露出部分相反的一侧露出。即，将隔膜5的露出部分设于与正极1和负极2各自的端子相反的一侧。正极1和正极集电体2为一次电池100的正电极。正极集电体2也具备暴露于大气的部分。具体地，除了与正极1接触的下表面以及与正极侧壳体7a接触的上表面以外的一部分暴露于大气中。图1中，正极集电体2中向右侧方向伸出的带状部分表示露出部分(正电极的端子)。负极3和负极集电体4为一次电池100的负电极。负极集电体4也具备暴露于大气的部分。具体地，除了与负极3接触的上表面以及与负极侧壳体7b接触的下表面以外的一部分暴露于大气中。图1中，负极集电体4中向右侧方向伸出的带状部分表示露出部分(负电极的端子)。具备上述构成的一次电池100通过一部分露在电池壳体7a、7b外的隔膜5的露出部分，利用毛细现象来吸取电解质溶液，从而将该电解质溶液摄取至壳体7a、7b内部，通过使摄入的电解质溶液与正极1和负极3接触来开始发电。即，根据图1所示一次电池100，由于具备通过从壳体7a、7b露出的部分并利用毛细现象来吸取电解质溶液的隔膜5，因而能够提供容易操作且能够自然发电的一次电池。图2为显示一次电池100的另一构成例的图。该一次电池100中，正极1为气体扩散型的正极，负极3为含有镁而构成的负极，隔膜5为含有电解质8而构成的隔膜。除了这些以外的构成与图1所示一次电池100是同样的。图3为显示一次电池100的另一构成例的图。该一次电池100中，隔膜5为依次层叠不含电解质的隔膜、含有电解质8的隔膜和不含电解质的隔膜而成的层状隔膜。除了这些以外的构成与图1或图2所示一次电池100是同样的。图2和图3所示一次电池100中，由于隔膜5中预先含有电解质8，因而无需通过隔膜5的露出部分来吸取电解质溶液，仅靠吸取水(包括自然水)就能够开始发电。即，根据图2和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种一次电池，其特征在于，具备：正极和负极；以及配置于所述正极与所述负极之间的隔膜，所述隔膜通过从电池壳体露出的部分，利用毛细现象来吸取电解质溶液。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.11.16 JP 2016-2229061.一种一次电池，其特征在于，具备：正极和负极；以及配置于所述正极与所述负极之间的隔膜，所述隔膜通过从电池壳体露出的部分，利用毛细现象来吸取电解质溶液。2.一种一次电池，其特征在于，具备：正极和负极；以及配置于所述正极与所述负极之间的含有电解质的隔膜，所述含有电解质的隔膜通过从电池壳体露出的部分，利用毛细现象来吸取水。3.根据权利要求1或2所述的一次电池，其特征在于，所述隔膜为依次层叠不含电解质的隔膜、含有电解质的隔膜和不含电解质的隔膜而成的隔膜。4.根据权利要求1或2所述的一次电池，其特征在于，所述负极为镁、锌、铝、铁中的任一金属、或者以所述金属为主要成分的合金。5.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：小野阳子，野原正也，岩田三佳誉，林政彦，小松武志，
申请(专利权)人：日本电信电话株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP