JPH05299125A - 金属−空気電池 - Google Patents

金属−空気電池

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JPH05299125A
JPH05299125A JP4103148A JP10314892A JPH05299125A JP H05299125 A JPH05299125 A JP H05299125A JP 4103148 A JP4103148 A JP 4103148A JP 10314892 A JP10314892 A JP 10314892A JP H05299125 A JPH05299125 A JP H05299125A
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JP
Japan
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air
cavity
battery
piezoelectric
voltage
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JP4103148A
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English (en)
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Kazuo Kobayashi
和夫 小林
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Brother Industries Ltd
Original Assignee
Brother Industries Ltd
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Publication date
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    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
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    • H01M6/50—Methods or arrangements for servicing or maintenance, e.g. for maintaining operating temperature
    • H—ELECTRICITY
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    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M12/00—Hybrid cells; Manufacture thereof
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    • H—ELECTRICITY
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    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04089—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 小型且つ簡易な構成にて、電極に対して供給
する空気の量を容易に調整することができ、それにより
亜鉛−空気電池の性能をフルに生かす。 【構成】 圧電ポンプ８は内部に空洞１４ａを有するゴ
ム等の弾性体１４に、その空洞１４ａ内へ空気を流入さ
せるための流入弁１６ａ及び空洞１４ａから空気を流出
させるための流出弁１６ｂを形成すると共に、弾性体１
４の一部として、電圧を印加することにより振動する圧
電セラミックス１５を用いて構成されている。この圧電
セラミックス１５に電圧を印加すると、その電圧の高さ
に応じて圧電セラミックス１５の振動量が変化して前記
空洞１４ａの容積が変化するため、空洞１４ａ内の空気
の圧力を容易に調整することができ、それにより、空気
拡散層へ供給する空気量を容易に調整することができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、金属−空気電池に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、小型電子機器用の電源用二次電池
としては、ニッケル−カドミウム電池、ニッケル−水素
電池、鉛蓄電池等が用いられてきた。しかしながら、小
型電子機器の普及と使用環境の変化に伴って、さらに高
エネルギー密度を持った電池が必要とされている。その
ような高エネルギー密度を持った電池としてリチウム二
次電池が着目されているが、安全性に問題があり、普及
するに至っていない。
【０００３】近年、リチウム二次電池と同等のエネルギ
ー密度を持つ金属−空気電池が、ニッケル−カドミウム
電池に代わる次世代の二次電池として注目されている。
この代表例として、例えば亜鉛−空気電池は、所定量の
空気を正極に供給することにより、正極としての空気極
では次式に示す充放電反応を起こす。
【０００４】
【化１】
【０００５】一方、負極としての亜鉛極では次式に示す
ような充放電反応が起こる。
【０００６】
【化２】
【０００７】したがって、亜鉛−空気電池としての全電
池反応は次式に示すようになる。
【０００８】
【化３】
【０００９】以上示したように、亜鉛−空気電池では、
正極に対して所定量の空気を供給する必要があるので、
一般には空気を供給するための電動ファンを内蔵した構
成となっている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、電動フ
ァンは小型化が困難なため、電動ファンを含んだ電池全
体の体積の増大が避けられず、見かけ上のエネルギー密
度も小さくなる。また、電動ファンは、図４に示すよう
に、圧力変化に対する空気流量の変化が大きいため、空
気流量のコントロールをきめ細かく行うことができなか
った。そのため、亜鉛−空気電池の正極に対して必要量
の空気を正確に供給することができず、亜鉛−空気電池
の持っている性能をフルに生かすことができなかった。
【００１１】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、小型且つ簡易な構成にて、電極
に対して供給する空気の量を容易に調整することがで
き、それにより性能をフルに生かすことのできる金属−
空気電池を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の金属−空気電池は、電極に対して空気を送り
込むための空気供給部として圧電素子の伸縮を利用した
圧電ポンプを備えている。
【００１３】
【作用】上記の構成を有する本発明の金属−空気電池で
は、空気供給部としての圧電ポンプが電極に対して空気
を供給する。
【００１４】
【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図面を
参照して説明する。
【００１５】図１は、本発明を具体化した亜鉛−空気電
池の構成を示す断面図である。電池セル１は、耐アルカ
リ性に優れたポリプロピレンを用いて形成されており、
その内部には空気拡散層２と、正極３と、セパレータ５
と、負極６とがその順に積層配置されている。本実施例
では、空気拡散層２としては、空気の流動抵抗を少なく
するために何も配置しない。正極３は、正極集電体４で
あるニッケルメッシュにカーボンを圧着して作製し、白
金により触媒活性をもたせている。セパレータ５として
は、レーヨンに５モル／リットルのＫＯＨ（水酸化カリ
ウム）を染み込ませたものを使用する。負極６は、負極
集電体７であるニッケル板上に粉末亜鉛を固めたものを
付着させることにより形成されている。前記正極集電体
４には正極端子９が接続され、負極集電体７には負極端
子１０が接続されており、正極端子９及び負極端子１０
は電池セル１の外部に突出している。
【００１６】電池セル１には、空気拡散層２へ空気を供
給するための空気導入孔１２が、電池セル１の表面に形
成された空気吸入孔１１と連通して設けられている。空
気導入孔１２の一部には、空気吸入孔１１から吸入され
た空気を空気拡散層２へ所定量流入させるための圧電ポ
ンプ８が設けられている。また、電池セル１には、空気
拡散層２からの排気用の空気排出孔１３が形成されてい
る。なお、この空気排出孔１３には、空気排出孔１３か
ら空気が流入しないように逆流防止用の弁１３ａが設け
られている。
【００１７】次に、図２を用いて、前記圧電ポンプ８の
構成について説明する。
【００１８】圧電ポンプ８は内部に空洞１４ａを有する
ゴム等の弾性体１４に、その空洞１４ａ内へ空気を流入
させるための流入弁１６ａ及び空洞１４ａから空気を流
出させるための流出弁１６ｂを形成すると共に、弾性体
１４の一部として、電圧を印加することにより振動する
圧電セラミックス１５を用いて構成されている。この圧
電セラミックス１５に電圧を印加すると、その電圧の高
さに応じて圧電セラミックス１５の振動量が変化して、
図２に破線で示すように前記空洞１４ａ内の容積が変化
するため、空洞１４ａ内の空気圧を容易に調整すること
ができ、それにより、空気拡散層２へ供給する空気量を
容易に調整することができる。また、前記圧電セラミッ
クス１５は、図３に示すように、電池セル１に設けられ
た圧電ポンプコントロール用端子１７に接続されてお
り、使用時には、圧電ポンプコントロール用端子１７に
空気流量コントロール装置（図示せず）を接続し、その
空気流量コントロール装置を使用して圧電セラミックス
１５に印加する電圧を調整することができる。
【００１９】上述したような構成を有する亜鉛−空気電
池では、圧電セラミックス１５に電圧を印加すると、圧
電セラミックス１５は振動し、前記空洞１４ａ内の容積
が増減する。すると、空洞１４ａ内の空気は前記流出弁
１６ｂがより空気拡散層２内へ流出すると共に流入弁１
６ａより空気が空洞１４ａ内へ流入する。そして、空気
拡散層２内へ流入した空気が前述した化１乃至化３の化
学式に示す化学反応を起こすことにより、電気エネルギ
ーを得る。この電気エネルギーは正極集電体４に接続さ
れた正極端子９及び負極集電体７に接続された負極端子
１０を用いて図示しない外部機器へ供給することが可能
である。
【００２０】また、図４に示すように、圧電ポンプ８に
よれば圧力変化に対する空気の流量変化は小さいため空
気の流量を容易に調整することができる。そして、この
ような動作を繰り返して、空気拡散層２に空気が必要量
だけ流入し、必要量の電気エネルギーを得ることができ
る。
【００２１】なお、上記構成の亜鉛−空気電池を作製し
たところ、その大きさは９０×５５×７ｍｍであった。
また、そのうち、圧電ポンプ８は１０×１０×３ｍｍの
大きさを占めており、電池全体の体積に占める圧電ポン
プ８の割合は１％未満となった。
【００２２】また、この亜鉛−空気電池の容量を測定す
るため、１Ａ（アンペア）で定電流放電を行った。１Ａ
放電に必要な空気量は、理論計算では１７ｍｌ／ｍｉｎ
（ミリリットル毎分）となるが、有効利用率を考慮にい
れて空気供給量を５０ｍｌ／ｍｉｎとした。この電池の
開回路状態での端子間電圧は１．２Ｖ（ボルト）であ
る。放電中の端子間電圧が０．９Ｖとなった時点での電
池容量は１０Ａｈ（アンペア・時間）であり、小型電子
機器の電源として十分実用的であることを確認した。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したことから明かなように、本
発明の金属−空気電池によれば、空気供給部として圧電
素子を用いた圧電ポンプを利用しているので、簡単な構
成で且つ小型化が可能となる。また、圧電ポンプは、圧
力変化に対する空気流量の変化が小さいため、電極へ供
給する空気量を容易にコントロールでき、その結果、金
属−空気電池の性能を十分に生かすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を具体化した亜鉛−空気電池の構成を示
す断面図である。
【図２】本実施例における圧電ポンプの構成を示す断面
図である。
【図３】本実施例の亜鉛−空気電池の外観を示す斜視図
である。
【図４】圧電ポンプ及び電動ファンの圧力−空気流量の
特性を示す説明図である。
【符号の説明】
３ 正極 ８ 圧電ポンプ １５ 圧電セラミックス

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 電極に対して空気を送り込むための空気
    供給部として圧電素子の伸縮を利用した圧電ポンプを備
    えたことを特徴とする金属−空気電池。
JP4103148A 1992-04-22 1992-04-22 金属−空気電池 Pending JPH05299125A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3735763A1 (de) * 1987-10-22 1989-05-11 Braun Ag Scherkopf fuer einen trockenrasierapparat mit einem austauschbaren scherblatt

Families Citing this family (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5449569A (en) * 1992-05-20 1995-09-12 Schumm, Jr.; Brooke Fluid depolarized battery with improved automatic valve
US5541016A (en) * 1992-05-20 1996-07-30 Schumm, Jr.; Brooke Electrical appliance with automatic valve especially for fluid depolarized electrochemical battery
US5919582A (en) * 1995-10-18 1999-07-06 Aer Energy Resources, Inc. Diffusion controlled air vent and recirculation air manager for a metal-air battery
US6049141A (en) * 1997-05-21 2000-04-11 Aer Energy Resources, Inc. Device and a method allowing multiple batteries to share a common load
US6106962A (en) 1997-09-24 2000-08-22 Aer Energy Resources Inc. Air manager control using cell voltage as auto-reference
CA2307138A1 (en) * 1997-10-24 1999-05-06 Aer Energy Resources, Inc. Primary metal-air power source and ventilation system for the same
US6087029A (en) * 1998-01-06 2000-07-11 Aer Energy Resources, Inc. Water recovery using a bi-directional air exchanger for a metal-air battery
US6163131A (en) * 1998-04-02 2000-12-19 The Procter & Gamble Company Battery having a built-in controller
US6074775A (en) * 1998-04-02 2000-06-13 The Procter & Gamble Company Battery having a built-in controller
US6835491B2 (en) 1998-04-02 2004-12-28 The Board Of Trustees Of The University Of Illinois Battery having a built-in controller
US6118248A (en) * 1998-04-02 2000-09-12 The Procter & Gamble Company Battery having a built-in controller to extend battery service run time
AR018815A1 (es) * 1998-04-02 2001-12-12 Procter & Gamble Bateria que tiene un controlador incorporado
US6198250B1 (en) 1998-04-02 2001-03-06 The Procter & Gamble Company Primary battery having a built-in controller to extend battery run time
US6660418B1 (en) 1998-06-15 2003-12-09 Aer Energy Resources, Inc. Electrical device with removable enclosure for electrochemical cell
US6436564B1 (en) * 1998-12-18 2002-08-20 Aer Energy Resources, Inc. Air mover for a battery utilizing a variable volume enclosure
US6346341B1 (en) 1998-12-18 2002-02-12 Aer Energy Resources, Inc. Air delivery system with volume-changeable plenum for metal-air battery
US6274261B1 (en) 1998-12-18 2001-08-14 Aer Energy Resources, Inc. Cylindrical metal-air battery with a cylindrical peripheral air cathode
US6475658B1 (en) 1998-12-18 2002-11-05 Aer Energy Resources, Inc. Air manager systems for batteries utilizing a diaphragm or bellows
US6342314B1 (en) 1998-12-18 2002-01-29 Aer Energy Resources, Inc. Geometry change diffusion tube for metal-air batteries
US6350537B1 (en) 1998-12-18 2002-02-26 Aer Energy Resources, Inc. Load responsive air door for an electrochemical cell
TW434927B (en) * 1999-11-03 2001-05-16 Ind Tech Res Inst Method for fabricating metal-air battery and its structure
US6824915B1 (en) 2000-06-12 2004-11-30 The Gillette Company Air managing systems and methods for gas depolarized power supplies utilizing a diaphragm
US6759159B1 (en) 2000-06-14 2004-07-06 The Gillette Company Synthetic jet for admitting and expelling reactant air
AU2001267073A1 (en) * 2000-06-14 2001-12-24 Aer Energy Resources, Inc. Electrically activated sheet air mover
JP4822198B2 (ja) * 2001-02-21 2011-11-24 並木精密宝石株式会社 空気強制供給用アクチュエータ装置並びに空気強制供給型空気電池
WO2003090306A1 (en) * 2002-04-16 2003-10-30 Philadelphia Scientific Improved electrolyte mixing in wet cell batteries
US7332238B2 (en) * 2002-09-06 2008-02-19 The Gillette Company Electrochemical cells and systems
US7159841B2 (en) * 2002-11-07 2007-01-09 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Piezoelectric axial flow microvalve
JP4661023B2 (ja) * 2003-01-08 2011-03-30 ソニー株式会社 燃料電池用セパレータ、燃料電池装置及び電子応用装置
US7265983B2 (en) * 2003-10-13 2007-09-04 Tyco Electronics Raychem Gmbh Power unit comprising a heat sink, and assembly method
US8088506B2 (en) * 2003-11-26 2012-01-03 Eveready Battery Company, Inc. Fluid consuming battery with fluid regulating system
US20050136321A1 (en) * 2003-11-26 2005-06-23 Bailey John C. Fluid consuming battery with fluid regulating system
DE602005021323D1 (de) * 2004-10-29 2010-07-01 Eveready Battery Inc Fluid-regelende mikroventilvorrichtung für fluid-verbrandende zellen
DE602005023786D1 (de) * 2005-03-21 2010-11-04 Eveready Battery Inc Fluidaufbrauchende batterie mit fluidregelungssystem
CN102292908A (zh) * 2008-12-17 2011-12-21 发现技术国际股份有限公司 有高力矩的压电电机
JP2012513188A (ja) * 2008-12-19 2012-06-07 ディスカバリー テクノロジー インターナショナル，インク． 圧電モータ
US8183742B2 (en) * 2009-09-01 2012-05-22 Discovery Technology International, Inc. Piezoelectric rotary motor with high rotation speed and bi-directional operation
CN104518261A (zh) * 2013-09-30 2015-04-15 上海力富新能源科技有限公司 一种带单向阀的吸风式锌空气燃料电池

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4913983A (en) * 1988-09-13 1990-04-03 Dreisbach Electromotive, Inc. Metal-air battery power supply
JPH0386566U (ja) * 1989-12-21 1991-09-02
US5208526A (en) * 1990-07-19 1993-05-04 Luz Electric Fuel Israel Ltd. Electrical power storage apparatus

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3735763A1 (de) * 1987-10-22 1989-05-11 Braun Ag Scherkopf fuer einen trockenrasierapparat mit einem austauschbaren scherblatt

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Publication number Publication date
US5258239A (en) 1993-11-02

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