[发明专利]金属空气电池

说明书

技术领域

本发明涉及金属空气电池。

背景技术

以具有包含金属的电极活性物质的金属电极作为阳极、以空气极作为阴极的金属空气电池具有高的能量密度，因此，作为下一代电池受到关注。

使用金属空气电池作为二次电池时，在充电时在电池内部从金属电极向空气极生成树枝状的枝晶，有时会导致短路。因此，提出了如下的系统：使用金属空气电池作为一次电池，对作为副产物的金属氧化物等进行还原处理，由此，制造包含金属的电极活性物质，并供给至金属空气电池中(例如，参考专利文献1)。

作为用作一次电池的金属空气电池，可以列举锌空气电池。图7是用于说明锌空气电池的放电反应的示意性截面图。如图7所示，锌空气电池具有在碱性电解液103中设置含有作为电极活性物质的金属锌的锌电极101、在与电解液103接触的阴离子交换膜106上设置空气极105的结构，通过进行放电反应，由锌电极101和空气极105输出电力。另外，空气极105通常使用在碳载体上负载空气极催化剂而得到的空气极。

锌空气电池的放电反应中，锌电极101的金属锌与碱性电解液103中的氢氧根离子反应，形成四羟基合锌(II)酸根离子，向锌电极101中释放电子。然后，该四羟基合锌(II)酸根离子脱水，以氢氧化锌或氧化锌的形式析出到电解液中。另外，空气极105中，通过电子、水与氧反应而生成氢氧根离子，该氢氧根离子使阴离子交换膜106导电，并迁移到碱性电解液103中。这样的放电反应进行时，锌电极101的金属锌被消耗，因此，向锌空气电池供给作为电极活性物质的金属锌。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平7-45270号公报

发明内容

发明所要解决的问题

以往的金属空气电池中，放电反应进行时，作为电极活性物质的金属的小片有时会从金属电极上剥落。电荷无法从该剥落的小片迁移至金属电极，因此，小片无法参与放电反应，金属空气电池的发电效率降低。

本发明鉴于这样的情况而完成，提供能够使剥落的电极活性物质的小片参与放电反应从而具有高发电效率的金属空气电池。

用于解决问题的方法

本发明提供一种金属空气电池，其特征在于，

具备储存电解液的电解液槽、设置在上述电解液槽中且作为阳极的金属电极和作为阴极的空气极，

上述金属电极具有集流体和设置在上述集流体上且由电极活性物质构成的电极活性物质部，

上述集流体具有支撑上述电极活性物质部的支撑部和配置在上述电解液槽的底与上述电极活性物质部之间的卡止部，

上述卡止部具有从上述电极活性物质部的侧面突出到上述电解液槽的侧壁侧的电解液槽中的突出部。

发明效果

根据本发明，具有储存电解液的电解液槽、设置在上述电解液槽中且作为阳极的金属电极和作为阴极的空气极，因此，能够由金属电极和空气极输出电力。

根据本发明，金属电极具有集流体和设置在上述集流体上且由电极活性物质构成的电极活性物质部，因此，能够利用集流体将通过电极反应产生的电荷集流。

根据本发明，集流体具有支撑电极活性物质部的支撑部，因此，能够抑制在由于电极反应的进行而使电极活性物质被消耗时电极活性物质部发生崩溃的情况。

根据本发明，上述集流体具有配置在上述电解液槽的底与上述电极活性物质部之间的卡止部，上述卡止部具有从上述电极活性物质部的侧面突出到上述电解液槽的侧壁侧的电解液槽中的突出部，因此，在由于电极反应的进行而使电极活性物质被消耗从而使电极活性物质的小片从电极活性物质部剥落时，电极活性物质的小片落到卡止部的突出部上，能够将电极活性物质的小片与卡止部电连接。因此，能够在剥落的电极活性物质的小片中进行电极反应，能够将该电极反应中产生的电荷利用卡止部进行集流。因此，剥落的电极活性物质的小片也能够用于放电反应，能够提高金属空气电池的发电效率。

附图说明

图1是表示本发明的一个实施方式的金属空气电池的构成的概略截面图。

图2是图1的由虚线包围的范围A中的金属空气电池的概略截面图。

图3的(a)～(c)分别是本发明的一个实施方式的金属空气电池中包含的金属电极的概略截面图。

图4的(a)和(b)分别是本发明的一个实施方式的金属空气电池中包含的金属电极的概略截面图。

图5的(a)～(d)分别是本发明的一个实施方式的金属空气电池中包含的金属电极的概略截面图。