[发明专利]空气电池模块

说明书

技术领域

本发明涉及空气电池模块。

背景技术

空气电池是以氧作为正极活性物质的电池，放电时从外部取入空气使用。因此，与在电池内具有正极和负极的活性物质的其他电池相比，能够使负极活性物质在电池容器内占有的比例变大。因此，具有在理论上可放电的电容量大且容易实现小型化、轻量化的特征。此外，由于作为正极活性物质使用的氧的氧化能力强，因此电池电动势较高。而且，还具有氧是不受资源制约且清洁的材料的特征，因此空气电池对环境的负荷小。这样，空气电池具有较多优点，被期望应用于便携式仪器用电池、电动汽车用电池、混合动力汽车用电池、燃料电池汽车用电池等。

空气电池中，有将例如依次具有正极、包含电解液的电解质层及负极的发电部收容于壳体内的情况。该情况下，经由发电部的电解质层(电解液)，在正极和负极之间进行离子传导，由此能够向外部输出电能。

在将电解液用于电解质层的上述方案中，由于电解液的挥发、伴随放电的电极材料和电解液的分解等引起的电解液的枯竭、电池内气体的滞留均成为问题。对于该问题，提出了例如专利文献1中记载的下述空气电池：通过将发电部整体浸入电解液中，使空气极和负极始终由电解液充满。

专利文献1：日本特开2008-181853号公报

发明内容

可以认为，专利文献1所记载的空气电池，即使在伴随电池的充放电而产生电极的体积变化的情况下，空气极和负极也始终由电解液充满，由此能够防止电解液的枯竭，抑制电池的内部电阻的增加，从而能够维持电池性能。但是，在用作车载用等高输出功率电源的情况下，需要连接多个空气电池，存在空气电池模块会大型化的问题。这样，关于空气电池模块的高输出功率化和小型化之间的兼顾，现有的空气电池模块中还存在改善的余地。

本发明鉴于上述问题而提出，其课题在于，提供能够小型化且可得到高输出功率的空气电池模块。

为了解决上述课题，本发明如下构成。即，

本发明的空气电池模块，具有收容于壳体内的多个发电部和以浸渍该多个发电部的方式被收容于壳体内并且溶解有氧的电解液，

一个发电部和其他的发电部共用电解液。

本发明中，优选多个发电部分别具有负极、设于该负极的外侧且面向电解液的正极以及设于负极和正极之间的电解质层的方案。通过在发电部的外侧设置正极，能够由一个发电部和其他发电部适当地共用电解液，从而能够高效地从电解液取入溶解氧。因此，能够构成更加小型化且具有高输出功率的空气电池模块。

在发电部的外侧设置正极的上述本发明中，优选多个发电部分别形成为柱状。此处所谓的“柱状”，只要是负极、电解质层及正极具有预定的截面而向长度方向延伸并且在内侧设置负极、在外侧面设置正极、在该负极和正极之间设置电解质层的方案即可，没有特别的限定。例如可形成为棱柱状、圆柱状、椭圆形的圆柱状、圆筒状等。

特别是，在本发明中，优选多个发电部分别形成为圆柱状。本发明中，“圆柱状”是包括线状、纤维状等的概念。在空气电池整体的电池反应中，认为正极的电池反应(向正极取入氧而发生的电池反应)是决定反应速率的反应。因此，通过使发电部为圆柱状并在该圆柱的外侧(侧面)设置正极，能够使正极与电解液接触的接触面积比负极与固体电解质接触的接触面积大。由此，能够高效地进行决定反应速率的正极电池反应，从而能够形成具有更高输出功率的空气电池模块。

此外，在发电部形成为圆柱状的上述本发明中，优选一个发电部的圆柱侧面与其他发电部的圆柱侧面相互接触。在圆柱侧面形成正极，这些正极即使彼此接触电池反应也不会产生问题，而且能够高效地进行正极的集电。此外，构成使发电部彼此接触的方案时，能够使空气电池模块更加小型化。

特别是，在发电部形成为圆柱状的上述本发明中，优选多个圆柱状的发电部以最密地配置的方式收容于壳体内的方案。根据该方案，能够形成下述空气电池模块：在各圆柱的间隙中配置电解液而能够适当地共用电解液，并且能够使发电部占用的体积为最小，从而能够更加小型化且具有更高输出功率。

而且，在发电部的外侧(侧面)设置正极的上述本发明中，优选正极的电解液侧一面的面积A与负极的电解质层侧一面的面积B的面积比A/B为1.2以上、2.2以下。这样，通过抑制正极的电流密度，能够抑制过电压，即使在高输出功率下也能够高效地进行正极电池反应，因此能够构成具有更高输出功率且高效率的空气电池模块。