特許 6263080 金属空気電池

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6263080

(24)【登録日】2017年12月22日

(45)【発行日】2018年1月17日

(54)【発明の名称】金属空気電池

(51)【国際特許分類】

   H01M 12/06 20060101AFI20180104BHJP

【ＦＩ】

   H01M12/06 A

   H01M12/06 G

   H01M12/06 B

   H01M12/06 D

【請求項の数】9

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2014-91023(P2014-91023)

(22)【出願日】2014年4月25日

(65)【公開番号】特開2015-210910(P2015-210910A)

(43)【公開日】2015年11月24日

【審査請求日】2016年12月14日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005382

【氏名又は名称】古河電池株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001081

【氏名又は名称】特許業務法人クシブチ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 彩乃

(72)【発明者】

【氏名】小出 和也

【審査官】 近藤 政克

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１３／１５０５２０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１０−０７３３３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−０２２３４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５１−１２１７２２（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｍ １２／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

筐体内に電解液を介して対向する空気極と金属極とを備える金属空気電池において、
前記筐体内に、前記電解液が移動して電池反応を中断可能な待避部を設け、前記筐体の上下を反転した場合に、重力の作用により前記電解液が前記空気極と前記金属極との間から流出して前記待避部に流入することを特徴とする金属空気電池。

【請求項2】

筐体内に電解液を介して対向する空気極と金属極とを備える金属空気電池において、
前記筐体内に、前記金属極が移動して電池反応を中断可能な待避部を設け、前記金属極を前記待避部に向けてスライド自在に支持するスライド支持部を設けたことを特徴とする金属空気電池。

【請求項3】

前記空気極と前記金属極とを含む閉回路を選択的に形成する回路を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の金属空気電池。

【請求項4】

前記閉回路を流れる積算電流値を検出する積算電流検出部を設けたことを特徴とする請求項３に記載の金属空気電池。

【請求項5】

前記電解液は水系であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の金属空気電池。

【請求項6】

前記電解液の容積は、前記筐体の容積の３０％以上、７０％以下であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の金属空気電池。

【請求項7】

前記筐体内で発生したガスを排出するガス排出口が前記筐体の上部又は下部の少なくともいずれかに設置されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の金属空気電池。

【請求項8】

前記筐体内に、前記筐体の上下の反転により生じる電解液の流れの流速を下げる流速低減部材を設けたことを特徴とする請求項１に記載の金属空気電池。

【請求項9】

前記金属極はマグネシウム極であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の金属空気電池。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、空気極と金属極とを備える金属空気電池に関する。

【背景技術】

【0002】

天災時や風水害時及びＡＣ電源の入手困難な環境で、食塩水や水等を注入すると発電可能な金属空気電池が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１には、陽極を構成するＭｎＯ₂空気電極と、その電極に対向され金属ＭｇあるいはＭｇ合金の陰極と、その陽極と陰極との間に介装されるセパレータと、空気導入多孔質シートと、水溶性紙に内蔵された電解質を有する電解質袋と、から構成される携帯用マグネシウム・空気電池が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１２−２５６５４７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、従来の金属空気電池は、電解液を注入して反応が始まると反応を止めることができない。このため、電池容量全ては必要ないが、少しの電力が必要となった場合でも、電解液を注入して反応が始まると、反応を止めることができず、必要過多の電力が無駄になってしまう。
再び電力を取り出そうとしても、電力を使い切った後で取り出せないという事態が生じ、再び使いたいときは、新しい電池を用意しなければならなかった。

【0005】

本発明は、上述した事情を鑑みてなされたものであり、電池反応を中断させることができる金属空気電池を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上述した課題を解決するため、本発明は、筐体内に電解液を介して対向する空気極と金属極とを備える金属空気電池において、前記筐体内に、前記電解液が移動して電池反応を中断可能な待避部を設け、前記筐体の上下を反転した場合に、重力の作用により前記電解液が前記空気極と前記金属極との間から流出して前記待避部に流入することを特徴とする。
この構成によれば、筐体を上下に反転させる、という容易な作業で電池反応を中断させることができる。

【0007】

また、本発明は、筐体内に電解液を介して対向する空気極と金属極とを備える金属空気電池において、前記筐体内に、前記金属極が移動して電池反応を中断可能な待避部を設け、前記金属極を前記待避部に向けてスライド自在に支持するスライド支持部を設けたことを特徴とする。
この構成によれば、金属極を容易に待避部に移動させて電池反応を容易に中断させることができる。

【0008】

前記空気極と前記金属極とを含む閉回路を選択的に形成する回路を備えるようにしても良い。この構成によれば、空気極と金属極とを含む閉回路を形成して金属空気電池の負極（金属極）表面に形成された不動態皮膜を除去し、負極（金属極）表面をリフレッシュさせることができ、電池反応を再開させ易くなる。

【0009】

前記閉回路を流れる積算電流値を検出する積算電流検出部を設けるようにしても良い。この構成によれば、金属空気電池の負極（金属極）表面に形成された不導体皮膜を除去し、負極（金属極）表面をリフレッシュできたか否かを判断可能な情報を得ることができる。この場合、前記積算電流検出部は、検出した積算電流値に応じて回路を開回路にするようにしても良い。この構成によれば、開回路に切り替えるためのユーザー操作を不要にすることができ、且つ、放電電力のロスを低減することができる。

【0010】

また、前記電解液は水系が好ましい。この構成によれば、重力を利用して容易かつ迅速に電解液を移動させることができる。
また、前記電解液の容積は、前記筐体の容積の３０％以上、７０％以下が好ましい。３０％未満であると、マグネシウム極と反応する面積が少なくなって、取り出せる電池容量が少なくなる。また、７０％より多いと、電解液が注入されない退避部の空間が少なくなって、電解液又はマグネシウム極を移動させたとしても、電池反応を中断させることができなくなる。この構成によれば、電解液を待避部に待避可能にしつつ電池の体積エネルギー密度を確保することができる。

【0011】

また、前記筐体内で発生したガスを排出するガス排出口が前記筐体の上部又は下部の少なくともいずれかに設置されるようにしても良い。この構成によれば、電池反応中や電池反応中断中にガスを排出させることができる。
また、前記筐体内に、前記筐体の上下の反転により生じる電解液の流れの流速を下げる流速低減部材を設けるようにしても良い。この構成によれば、電解液が勢い良く移動することによる金属極等の悪影響を抑えることができる。

【0012】

また、前記金属極はマグネシウム極であっても良い。この構成によれば、マグネシウム空気電池において、電池反応を中断させることが可能になる。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、電池反応を中断させることができる金属空気電池を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】第１実施形態に係るマグネシウム空気電池を示す斜視図である。

【図2】上下に反転させたときのマグネシウム空気電池を示す斜視図である。

【図3】マグネシウム空気電池を周辺回路と共に示した図である。

【図4】マグネシウム空気電池の変形例の説明に供する図である。

【図5】第２実施形態に係るマグネシウム空気電池を示す斜視図である。

【図6】上下に反転させたときのマグネシウム空気電池を示す斜視図である。

【図7】（Ａ）は第３実施形態に係るマグネシウム空気電池を模式的に示した図であり、（Ｂ）はマグネシウム極を移動した状態を模式的に示した図である。

【図8】（Ａ）は抵抗放電回路を用いた変形例を示した図であり、（Ｂ）は抵抗放電回路の具体例を示した図である。

【図9】変形例の説明に供する図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の金属空気電池の第１実施形態に係るマグネシウム空気電池１０の斜視図である。
マグネシウム空気電池１０は、図１に示すように、合成樹脂等の剛性材料で形成された縦長中空構造の筐体（外装体）１１を備え、筐体１１外に露出する空気極１３と、空気極１３と対向するように筐体１１内に収容されるマグネシウム極（金属極）１５とを備えている。本構成のマグネシウム空気電池１０は、空気極１３が正極として作用し、マグネシウム極１５が負極として作用する一次電池である。

【0016】

図１に示す前後左右、及び、上下の各方向は、マグネシウム空気電池１０を電池として使用するときの各方向に対応し、以下の説明に使用する各方向と同じである。
筐体１１は、上下（鉛直方向）に延びる直方体形状であり、上下長の次に前後長が長く、左右長が最も短い箱型に形成されている。詳述すると、この筐体１１は、左右一対の側板１１Ｌ、１１Ｒと、各側板１１Ｌ、１１Ｒの前縁間を塞ぐ前板１１Ａと、各側板１１Ｌ、１１Ｒの後縁間を塞ぐ後板１１Ｂ、各側板１１Ｌ、１１Ｒの上縁間を塞ぐ上板１１Ｃと、各側板１１Ｌ、１１Ｒの下縁間を塞ぐ底板１１Ｄとを一体的に備える。なお、ここでは前後左右の水平方向については、後述する空気極１３に連結される正極端子１８と、マグネシウム極１５に連結される負極端子１９とが前方向に設けられている。

【0017】

側板１１Ｌ、１１Ｒは、この筐体１１の中で最も大きい面を構成している。一方の側板（本構成では左側板）１１Ｌの下側には開口部が形成されると共に、その内側にこの開口部に対応する位置に開口部１６Ａを有する板部材（空気極側パネル）１６を介して空気極１３が取り付けられ、他方の側板（本構成では右側板）１１Ｒには、支持部材１７を介してマグネシウム極１５が取り付けられる。

【0018】

空気極１３は、板部材１６の開口部１６Ａからマグネシウム極１５側に露出し、露出部分がマグネシウム極１５と対向する。空気極１３とマグネシウム極１５とは、各側板１１Ｌ、１１Ｒに平行に取り付けられてその離間距離は一定に保たれている。図１に示す電池使用状態では各正・負極板１３、１５は垂直方向に配置されている。

【0019】

マグネシウム極１５を支持する支持部材１７には、右側板１１Ｒから左側板１１Ｌに向けて突出する一対の支持板１７Ａが用いられる。一対の支持板１７Ａは、図１に示す状態で、前後に間隔を空けて配置されるとともに上下に延びる板部材であり、マグネシウム極１５の両端部を、空気極１３と平行に支持する。
この一対の支持板１７Ａは、マグネシウム極１５を、右側板１１Ｒから離れた位置にフローティング支持することにより、マグネシウム極１５を右側板１１Ｒに接着等で直接取り付ける場合よりも空気極１３に近づけて支持する。
これによって、マグネシウム極１５と空気極１３との離間距離が小さくなり、後述する放電反応の際に比較的高い電圧を確保し易くなる。

【0020】

また、一対の支持板１７Ａ間には上下に連続する隙間が形成されるので、筐体１１内に電解液３０を注入した状態で筐体１１を上下に反転させた場合に、支持板１７Ａが電解液３０の上下方向の流れを妨げない。
なお、正・負極板１３、１５間の離間距離が適正範囲内であれば、上記支持板１７Ａを用いずに、マグネシウム極１５を右側板１１Ｒに接着等で直接取り付ける構成にしても良い。

【0021】

前板１１Ａには、空気極１３に連結される正極端子１８と、マグネシウム極１５に連結される負極端子１９とが図示しないガスケット等を介して液密に貫通するように設けられ、これら正・負極端子１８、１９を介して電力が外部に出力される。
上板１１Ｃには、上下に貫通する貫通孔部２１が設けられるとともに、この筐体１１を図１に示す電池使用状態から上下に反転させた姿勢（後述する図２）で立設させるための複数（本構成では４本）の足部２２が設けられる。
この貫通孔部２１は、筐体１１内に電解液３０を注入したり、後述する放電反応によって筐体１１内に生じたガス（本構成では水素ガス）を排出したりするためのガス排出口等に使用され、この貫通孔部２１を塞ぐ蓋体（例えば、シリコンキャップ）２３が着脱自在に設けられる。

【0022】

底板１１Ｄには、上下に貫通する貫通孔部３１が設けられるとともに、筐体１１を図１に示す使用状態で立設させるための複数（本構成では４本）の足部３２が設けられる。
この貫通孔部３１は、筐体１１を図１に示す使用状態から上下に反転させた姿勢（後述する図２）のときに筐体１１内に生じたガスを排出するためのガス排出口等に使用され、貫通孔部３１を塞ぐ蓋体（例えば、シリコンキャップ）３３が着脱自在に設けられる。
また、この貫通孔部３１を、電解液３０を注入するときの電解液注入口としても使用することが可能である。なお、図１に示す例では、筐体１１を左右半割構造で形成し、内部に空気極１３やマグネシウム極１５を組み込んだ後に互いを溶着等で接合する組立構造にした場合を示している。

【0023】

空気極１３は、空気極本体（不図示）と、絶縁性多孔質シート（不図示）と、網状支持体（不図示）とを積層して一体に形成され、左側板１１Ｌに設けられた開口部１６Ａを有する板部材１６を介して外に露出するとともに、マグネシウム極１５側にも露出する。
空気極本体は、所定粘度に調整された導電材料スラリーを集電体に塗布した後に焼成して形成される。具体的には、導電材料としてケッチェンブラック粉末を用い、これに触媒として白金を担持させ、水と攪拌混合する。その後、これらをバインダーとして用いられるポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）の水性分散液に投入し、攪拌混合することにより所定の粘度の導電材料スラリーを調合する。そして、このスラリーを厚さ１．１ｍｍの発泡ニッケルからなる集電体に塗布した後、１００℃で乾燥し、２７０℃で焼成して、空気極本体となる。前記空気極本体の周囲は予めコイニングされ、その一部に前方向に延出する正極端子１８が接続されている。

【0024】

絶縁性多孔質シートは、酸素を透過させ、水分の透過を抑制する撥水性を備える孔径５〜４０μｍの多孔質膜である。例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）からなる多孔性のシートが用いられ、この絶縁性多孔質シートを２枚重ねて、焼成した空気極本体の外へ露出する一方の面に同時に圧着している。
網状支持体は、ステンレススチール製のエキスパンドメタルで形成された幅０．６ｍｍのストランドで、縦１．７ｍｍ、横２．２ｍｍの網目を持つ目の細かいものである。網状支持体は、圧着した絶縁性多孔質シートの外側の面に配置され、空気極本体の周囲と共にその周囲を結着材で結着される。なお、この構成に限らず、開口部を持つ２枚の合成樹脂性パネルで空気極１３を挟み込む様にして取り付けても良い。これによって、空気極１３は、外部の空気をマグネシウム空気電池１０の内部に通気可能とし、内部の電解液３０は外部に透過不能な非透水性を有する。

【0025】

マグネシウム極１５は、所定の組成のマグネシウム合金、又は、マグネシウムを板状にして形成される。マグネシウム空気電池１０を使用する場合には、空気極１３とマグネシウム極１５との間に、マグネシウム極１５からマグネシウムイオンが溶出可能な水系の電解液３０が充填される。
電解液３０は、アニオンとして塩化物イオンを含み、カチオンとしてアルカリ金属イオン（Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ，Ｒｂ，Ｃｓ，Ｆｒ）、アルカリ土類金属イオン（Ｂｅ，Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ，Ｒａ）の少なくとも１つを含む水溶液が用いられる。本実施形態では、電解液３０として、安全性及び導電性の高い点からナトリウムイオンを含む塩化ナトリウム水溶液（濃度１０％程度）が用いられるが、特にこれに限定されない。

【0026】

マグネシウム極１５は、マグネシウムが９６％、アルミニウムが３％、亜鉛が１％のＡＳＴＭ規格のＡＺ３１、又は、ＡＺ６１、ＡＺ９１等が用いられる。なお、ＡＳＴＭ規格によるものに限らず、公知のＭｇ−Ａｌ−Ｚｎ系合金を用いても良い。また、アルミニウム及び亜鉛以外の元素を添加しても良く、例えば、Ｓｉ，Ｃｕ，Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ，Ｆｅ，Ｎｉ，Ｔｉ，Ｚｒ等の他の元素を添加しても良い。

【0027】

このように構成されるマグネシウム空気電池１０は、空気極１３では絶縁性多孔質シートを通して供給される酸素と電解液３０に空気極本体が接触することにより、正極反応が進行し、マグネシウム極１５では負極反応が進行し、放電が行われる。この場合の反応は以下の通りである。

【0028】

（空気極）Ｏ₂＋２Ｈ₂Ｏ＋４ｅ−→４ＯＨ−
（マグネシウム極）
マグネシウムの発電反応：Ｍｇ＋２ＯＨ−→Ｍｇ（ＯＨ）₂＋２ｅ−
マグネシウムの自己放電：Ｍｇ＋２Ｈ₂Ｏ→Ｍｇ（ＯＨ）₂＋Ｈ₂

【0029】

ところで、このマグネシウム空気電池１０は、図１に示すように、筐体１１を上下に２分割したときの一方の空間（図１中、境界Ｋを境にした下方空間）ＳＡ内に、空気極１３及びマグネシウム極１５を対向配置し、他方の空間（退避部）ＳＢには正・負極板１３、１５等を配置していない。
そして、電池として使用する場合には、筐体１１の容積の３０％以上、７０％以下に相当する量の電解液３０が筐体１１内に注入される。ここで、図１では、筐体１１の容積の５０％に相当する量の電解液３０が注入された場合を示している。
このため、図１に示すように、筐体１１の底板１１Ｄに設けられた足部３２を使用して筐体１１を立設させた状態、つまり、空気極１３及びマグネシウム極１５を有する一方の空間ＳＡが他方の空間ＳＢより下方に位置した状態では、空気極１３とマグネシウム極１５とが電解液３０に浸かる。これによって、上記の放電反応（電池反応）を行うことができる。

【0030】

ここで、図２は、筐体１１を上下に反転させたときのマグネシウム空気電池１０を示している。
上下に反転させた場合、筐体１１の上板１１Ｃに設けられた足部２２を使用することによって、上下に反転した姿勢で筐体１１を立設させることができる。
この場合、空気極１３とマグネシウム極１５が収容される一方の空間ＳＡが、他方の空間ＳＢよりも上方に位置するため、重力の作用により電解液３０が空間ＳＡから流出して他方の空間ＳＢ内に流入し、電解液３０を空気極１３とマグネシウム極１５との間から待避させることができる。このため、上記の放電反応（電池反応）を行うことができなくなり、放電反応を中断させることができる。
すなわち、ユーザーがマグネシウム空気電池１０を把持し、上下に反転させることによって、電解液３０を、電池反応を中断可能な待避部として機能する空間ＳＢに容易に移動させることができ、容易に電池反応を中断させることができる。

【0031】

以上の構成により、本構成のマグネシウム空気電池１０は、まず、内部に電解液３０が存在しない状態で保管することによって長期に渡って保管することができる。そして、ユーザーが電池として使用したいときに、電解液３０を筐体１１に注入することによって上記放電反応を開始させ、電力を取り出すことができる（図１の状態）。
この図１の状態では、上板１１Ｃ及び底板１１Ｄに設けられた蓋体２３、３３のうち、上側に位置する蓋体２３を外すことによって、放電反応によって筐体１１内に発生するガス（本構成では水素ガス）を上方に排出することができる。これによって、内部ガスによる正・負極板１３、１５や筐体１１等への悪影響を回避することができる。

【0032】

ユーザーが電池容量全てを取り出す前に反応を止めたい場合には、マグネシウム空気電池１０を上下に反転させることによって、図２に示すように、電解液３０を空間ＳＢに待避させ、放電反応を容易に中断させることができる。この図２の状態（電池不使用状態）では、正・負極板１３、１５と電解液３０とが接触しないので、マグネシウム極１５の自己放電や空気極１３の劣化を抑えることが可能である。
なお、この図２に示す状態の場合、上下一対の蓋体２３、３３のうち、上側に設けられた蓋体（底板１１Ｄに設けられた蓋体）３３を外すことによって、上下反転後であっても、内部に残留するガス（水素ガス）や、正・負極板１３、１５間に残留する電解液３０の影響で発生するガス（水素ガス）を上方に排出することができる。これによって、放電反応を中断した状態が継続しても、内部ガスによる正・負極板１３、１５や筐体１１等への悪影響を回避することができる。

【0033】

その後、ユーザーが電池を使用したときに、マグネシウム空気電池１０を上下に反転させることにより、重力の作用により電解液３０が空間ＳＢから流出して空間ＳＡ内に流入するので（図１の状態）、放電反応を容易に再開させることができる。

【0034】

このようにして、このマグネシウム空気電池１０は、昼間は携帯電話等の充電に使用し、夜間は上下反転させて保管し、翌日の昼間、再び上下反転させて携帯電話等の充電に使用する、といった使い方が可能となる。
また、本構成では、図１に示すように、一対の支持板１７Ａ間に上下に連続する隙間が形成されているので、マグネシウム空気電池１０を上下にひっくり返す場合に、支持板１７Ａが電解液３０の流れを妨げない。また、マグネシウム極１５及び空気極１３側が垂直に配置されているので、マグネシウム空気電池１０を上下にひっくり返す場合に、これら正・負極板１５、１３についても電解液３０の流れを妨げない。従って、本構成では、空間ＳＡ、ＳＢ間の電解液３０の流れを円滑化することが可能であり、空間ＳＡに残留する電解液３０を低減し、電池反応を迅速に中断させることが可能である。

【0035】

また、本構成では、図１に示すように、電池使用状態において、マグネシウム極１５と底板１１Ｄとの間に隙間ができるようにマグネシウム極１５を配置したので、放電反応により生成される生成物（本構成ではＭｇ（ＯＨ）₂：水酸化マグネシウム）が底板１１Ｄに堆積した場合でも、その影響を避けて放電反応を継続することができる。

【0036】

続いて、マグネシウム空気電池１０の周辺回路を説明する。
図３は、マグネシウム空気電池１０を周辺回路と共に示した図である。
図３では、複数のマグネシウム空気電池１０を直列に接続し、両端のマグネシウム極１５と空気極１３とにＤＣ−ＤＣ変換装置（電力変換装置）１２５が接続される。ＤＣ−ＤＣ変換装置１２５は、直流電力を異なる直流電力に変換する変換回路１２６を備える。これによって、電池反応により出力された直流電力は、携帯電話の充電等に適した直流電力に変換されて出力される。

【0037】

すなわち、ＤＣ−ＤＣ変換装置１２５は、利用側の機器に合わせた電力に変換する電力変換装置として機能する。従って、例えば、利用側の機器が、携帯電話よりも高い電流値又は電圧値を要求する機器の場合には、ＤＣ−ＤＣ変換装置１２５を変更することによって容易に対応可能である。また、このＤＣ−ＤＣ変換装置１２５が、出力電力を様々な電力に切り替える切替機能を具備するように構成しても良い。また、電池反応により得られる電力が大きい場合には、交流電力に変換するＤＣ−ＡＣ変換装置を具備するように構成しても良い。なお、複数のマグネシウム空気電池１０を特に区別して説明する必要がない場合、組電池１０Ａと表記する。

【0038】

一般に、マグネシウムは反応性が高い材質であるため、自己放電が生じやすい。
本構成では、マグネシウム合金を用いることにより、電池反応で発生する酸化物（例えば、亜鉛酸化物）によって、マグネシウム極１５の表面に自己放電を阻害し水素の発生を抑制する不動態皮膜（保護被膜とも言う）を形成し、自己放電反応を抑制することができる。

【0039】

しかしながら、発明者等の検討によると、不動態皮膜が電池反応（発電反応）も阻害することがあり、電池反応を中断させた後、電池反応を再開させようとしたときに、微弱な電流を取り出すことができるが、これより大きい電流を取り出すことが難しい場合があった。また、放電の際に下限電圧の設定がある場合には、対応できないおそれがある。特に、亜鉛が添加されているときに、電流を取り出せない事態が生じ易かった。
そこで、本構成では、マグネシウム極１５と空気極１３との間に、開閉式の短絡回路１３１を設けている。この開閉式の短絡回路１３１は、直列接続されたマグネシウム空気電池１０の両端のマグネシウム極１５と空気極１３との間に接続され、ユーザーが手動で開閉可能な手動式のスイッチ（いわゆる手動スイッチ）に構成されている。

【0040】

この開閉式の短絡回路１３１を開から閉へと切り替えることにより、全てのマグネシウム空気電池１０の極板１５、１３を含む閉回路、つまり、全てのマグネシウム空気電池１０を短絡させる閉回路が形成される。これによって、各マグネシウム空気電池１０に一時的に比較的大きな電流を強制的に流し、マグネシウム極１５の表面に形成された不動態皮膜を電解液中に溶解させ、フレッシュな金属表面を露出させることができる。

【0041】

従って、電池反応を中断させた後に、マグネシウム空気電池１０を上下にひっくり返し、開閉式の短絡回路１３１を開から閉へと一時的に切り替えることにより、マグネシウム空気電池１０を簡単にリフレッシュさせることができ、電池反応を再開させ易い状態に戻すことができる。
このため、リフレッシュ後に短絡回路１３１を閉から開へと戻すことにより、電池反応を再開させることができ、十分な電流を直ぐに出力可能となる。これによって、マグネシウム空気電池１０の出力側に利用側機器を接続すれば、その利用側機器の駆動や充電に適した電力を直ぐに供給することが可能になる。
なお、全てのマグネシウム空気電池１０を直列接続させた状態で短絡させるため、個々のマグネシウム空気電池１０毎に開閉式の短絡回路１３１を設ける場合に比して、大電流を流し易くなるとともに、部品点数を削減可能である。

【0042】

また、開閉式の短絡回路１３１は、図３に示すように、ＤＣ−ＤＣ変換装置１２５内に設けられている。このため、ＤＣ−ＤＣ変換装置１２５の外装体等を利用して短絡回路１３１を収容可能であり、短絡回路１３１専用の外装体等を不要にすることができる。また、短絡回路１３１は、組電池１０Ａのマグネシウム極１５と空気極１３との間に介挿される構成であるため、短絡回路１３１を備えない従来のマグネシウム空気電池に、短絡回路１３１を容易に追加可能である。
しかも、同図３に示すように、短絡回路１３１を、変換回路１２６の入力側（マグネシウム空気電池１０側）に設けているので、短絡回路１３１を閉に切り替えた場合にできる閉回路上に変換回路が存在せず、その分、閉回路中の抵抗を小さくすることができる。従って、効率良く大電流（短絡電流）を流すことができ、マグネシウム空気電池１０を効率良くリフレッシュさせることができる。

【0043】

また、ＤＣ−ＤＣ変換装置１２５内に短絡回路１３１を備えるので、ＤＣ−ＤＣ変換装置１２５を取り外せば、短絡回路１３１も取り外すことができ、短絡回路１３１の着脱が容易である。従って、短絡回路１３１の交換・点検等のメンテナンス作業も容易に行い易くなる。

【0044】

以上説明したように、このマグネシウム空気電池１０では、筐体１１内に、電解液３０が移動して電池反応を中断可能な待避部となる空間ＳＢを設けたので、電池反応を容易に中断させることができる。
しかも、筐体１１の上下を反転した場合に、重力の作用により電解液３０が空気極１３とマグネシウム極１５との間から流出して空間ＳＢに流入するので、筐体１１を上下に反転させる、という容易な作業で電池反応を中断させることができる。また、再び上下を反転することによって、電解液３０を空間ＳＢから空気極１３とマグネシウム極１５との間に容易に移動させることもでき、容易な作業で電池反応を再開させることができる。

【0045】

また、本実施形態は、通気性を有する空気極１３を備えるため、電池反応を中断させた場合に、図２に示すように、空気極１３が電解液３０に触れないようにすることができ、電池反応により生じたガス（本構成では水素ガス）を空気極１３を通して外部に排出することができる。このため、貫通孔部３１の蓋体３３を外さない場合でも、電池反応中断時の内圧を大気圧程度に抑えることができ、内圧上昇を原因とする保管時の不具合を抑えることができる。
また、電解液３０は、水系であるため、重力を利用して容易かつ迅速に電解液３０を移動させることができる。

【0046】

電解液３０の容積は、図１の状態で空気極１３とマグネシウム極１５との間に電解液３０が存在し、上下に反転した場合（図２）に、空気極１３とマグネシウム極１５との間に待避する条件を満たすようにすれば、電池反応の開始／停止を切り替え可能である。一方、外装体である筐体１１の容積に対して電解液３０が少ないと、電池の体積エネルギー密度が小さくなってしまい、好ましくない。
本構成では、上記条件を満たす範囲で、電解液３０の容積を筐体１１の容積の３０％以上、７０％以下に規定することにより、電池の体積エネルギー密度を確保することができる。

【0047】

さらに、本構成では、筐体１１内で発生したガスを排出するガス排出口となる貫通孔部２１、３１が、筐体１１の上部と下部とに設置されるので、電池反応中、及び、電池反応中断中のいずれの状態でも、ガスを排出させることができる。
また、本構成は、マグネシウム極１５を支持する支持部材１７（一対の支持板１７Ａ）に上下に連続する隙間を有し、且つ、マグネシウム極１５及び空気極１３が垂直方向に沿って配置されるため、支持部材１７、マグネシウム極１５及び空気極１３が電解液３０の流れを妨げない。従って、マグネシウム極１５と空気極１３との間に残留する電解液３０を低減し、電池反応を迅速に中断させることが可能である。

【0048】

また、本構成では、負極を構成するマグネシウム極１５と正極を構成する空気極１３とを含む閉回路を選択的に形成する回路である開閉式の短絡回路１３１を備えるので、マグネシウム極１５の不動態皮膜の影響等により電池を休止後に電池反応を再開し難くなる場合でも、電池反応を再開させ易くなるとともに、比較的大きい電流を取り出し易くなる。
しかも、この短絡回路１３１は、組電池１０Ａのマグネシウム極１５と空気極１３との間に設ければ良く、簡易に設けることができる。従って、部品点数の増大や装置の大型化を抑えることができ、コストアップを抑え易くなる。
また、この開閉式の短絡回路１３１は、手動式のスイッチで構成されるため、これによっても、簡易に構成でき、且つ、ユーザーが操作し易い。

【0049】

また、図４に示すように、このマグネシウム空気電池１０の筐体１１内の電解液界面付近に、孔が開いた仕切り板（流速低減部材）３５を設けるようにしても良い。この仕切り板３５を設けることにより、筐体１１を上下に反転させた際に電解液３０の流速を下げることができ、電解液３０が勢い良く移動することによるマグネシウム極１５の損傷等の悪影響を抑えることができる。
より具体的には、図４の例では、筐体１１を上下に２分割する位置（空間ＳＡ、ＳＢの境界位置）に、複数の孔を有する仕切り板３５を延在させて配置している。これにより、筐体１１を上下に反転させたときに電解液３０の流れを仕切り板３５で抑えながら仕切り板３５の孔を通過させて他方の空間ＳＢ（退避部）に流入させ、電解液３０の流速が抑えられる。

【0050】

上記構成では、電解液界面付近に、流速を下げる仕切り板３５を設けているため、上下に反転した際に電解液３０の全てが仕切り板３５を通過し、仕切り板３５により電解液３０の流速を効率良く抑えることができる。また、仕切り板３５に設ける孔径の調整により、電解液３０の流速の調整も容易である。
なお、マグネシウム極１５等への悪影響を十分に抑えることが可能な範囲で、仕切り板３５を小型にしたり、仕切り板３５の位置を変更したりしても良い。また、孔が開いた仕切り板３５を用いる方法に限らず、電解液３０の流速を下げることが可能な他の流速低減部材を広く適用可能である。

【0051】

＜第２実施形態＞
図５及び図６は、第２実施形態に係るマグネシウム空気電池１０を示しており、図５は電池使用状態を示し、図６は上下に反転して電池反応を中断させた状態（電池不使用状態）を示している。また、第２実施形態に係るマグネシウム空気電池１０も、第１実施形態と同様のＤＣ−ＤＣ変換装置（電力変換装置）１２５を備えている。なお、第１実施形態と同様の構成は、同一の符号を付して重複する説明は省略する。
第２実施形態のマグネシウム空気電池１０は、合成樹脂等の剛性材料で形成された横長中空構造の筐体（外装体）１１を備え、筐体１１外に露出する空気極１３と、空気極１３と対向するように筐体１１内に収容されるマグネシウム極（金属極）１５とが底板１１Ｄと平行（水平）に配置されている。また、筐体１１の前板１１Ａに、空気極１３に連結される正極端子１８と、マグネシウム極１５に連結される負極端子１９が設けられている。

【0052】

なお、空気極１３は、第１実施形態と同様に、空気極本体（不図示）と、絶縁性多孔質シート（不図示）と、網状支持体（不図示）とを積層して一体に形成され、底板１１Ｄに設けられた開口部（不図示）を有する板部材１６を介して外に露出するとともに、マグネシウム極１５側にも露出する。また、この空気極本体の外へ露出する一方の面に、酸素を透過させ、水分の透過を抑制する撥水性を備える絶縁性多項シートを２枚重ねて圧着して、底板１１Ｄから漏水することがないように構成されている。

【0053】

図５及び図６に示すように、筐体１１は、前後（水平方向）に延びる直方体形状であり、前後長の次に左右長が長く、上下長（鉛直方向）が最も短い箱型に形成されている。詳述すると、この筐体１１は、上下一対の側板１１Ｌ、１１Ｒと、各側板１１Ｌ、１１Ｒの前縁間を塞ぐ前板１１Ａと、各側板１１Ｌ、１１Ｒの後縁間を塞ぐ後板１１Ｂ、各側板１１Ｌ、１１Ｒの上縁間を塞ぐ上板１１Ｃと、各側板１１Ｌ、１１Ｒの下縁間を塞ぐ底板１１Ｄとを一体的に備える。上板１１Ｃと底板１１Ｄが最も大きい面を構成しており、底板１１Ｄには、空気極１３が筐体１１の内外に露出するように取り付けられるとともに、支持部材１７を介してマグネシウム極１５が取り付けられる。

【0054】

支持部材１７は、上下に延びる複数（本構成では４個）の円柱部材１７Ｂを有し、底板１１Ｄとマグネシウム極１５の角部との間に各々介挿され、ネジ等の締結部材によって底板１１Ｄとマグネシウム極１５とに連結される。この円柱部材１７Ｂによって底板１１Ｄとマグネシウム極１５との離間距離が決定されるので、空気極１３とマグネシウム極１５との離間距離を一定の設定値に容易に設定可能である。

【0055】

このマグネシウム極１５の支持構造によれば、マグネシウム極１５を上板１７Ｃに接着等で直接取り付ける場合よりも空気極１３に近づけて配置することができ、放電反応の際に比較的高い電圧を確保し易くなる。
また、これら円柱部材１７Ｂは、前後左右に間隔を空けて配置されるので、水平方向（前後方向及び左右方向）に連続する隙間が形成され、電解液３０の前後左右の流れを妨げない。
なお、正・負極板１３、１５間の離間距離が適正範囲内であれば、上記支持部材１７（円柱部材１７Ｂ）を用いずに、マグネシウム極１５を底板１７Ｄに接着等で直接取り付ける構成にしても良い。

【0056】

上板１１Ｃには、上下に貫通する貫通孔部２１が設けられるとともに、この筐体１１を図４に示す電池使用状態から上下に反転させた姿勢（図５）で立設させるための複数（本構成では４本）の足部２２が設けられる。
また、図６に示すように、底板１１Ｄには、空気極１３を避けた領域に上下に貫通する貫通孔部３１が設けられるとともに、筐体１１を図５に示す使用状態で立設させるための複数（本構成では４本）の足部３２が設けられる。
また、貫通孔部２１、３１には、蓋体（例えば、シリコンキャップ）２３、３３が着脱自在に設けられている。

【0057】

図５に示すように、このマグネシウム空気電池１０は、筐体１１を上下に２分割したときの一方の空間（図５中、境界Ｋを境にした下方空間）ＳＡ内に、空気極１３及びマグネシウム極１５を対向配置し、他方の空間（退避部）ＳＢには正・負極板１３、１５等を配置していない。
そして、電池として使用する場合には、筐体１１の容積の３０％以上、７０％以下に相当する量の電解液３０が筐体１１内に注入される。ここで、図５では、筐体１１の容積の４０％に相当する量の電解液３０が注入された場合を示している。

【0058】

図５に示す状態では、空気極１３とマグネシウム極１５とを有する空間ＳＡ内に電解液３０が溜まるので、放電反応（電池反応）を行うことができる。
図５に示す状態では空気極１３が下側に配置されており、空気極１３が床や地面に密着すると空気の取り込みが阻害されるおそれが考えられるが、本構成では、足部３２によって、空気極１３が床等から離間して配置し、空気を十分に取り込めるようにしている。このため、適切に放電反応を行うことができる。
一方、図５に示す状態から上下に反転することにより、重力により電解液３０が空気極１３とマグネシウム極１５との間から流出して空間ＳＢ（退避部）に流入する。このため、図６に示すように、電解液３０が空気極１３とマグネシウム極１５との間（空間ＳＡ）に電解液３０が存在せず、放電反応を行うことができない。
従って、図５に示す状態から上下に反転して図６に示す状態にすることにより、放電反応を中断させることができる。

【0059】

以上説明したように、第２実施形態のマグネシウム空気電池１０においても、筐体１１内に、上下の反転により電解液３０が移動して電池反応を中断可能な待避部となる空間ＳＢを設けたので、第１実施形態と同様に、電池反応を中断させることが可能である、といった各種の効果を得ることができる。また、このマグネシウム空気電池１０も、短絡回路１３１を有するＤＣ−ＤＣ変換装置１２５を備えるため、マグネシウム極１５の不動態皮膜の影響等により電池を休止後に電池反応を再開し難くなる場合でも、電池反応を再開させ易くなる。
また、本構成では、マグネシウム極１５を支持する支持部材１７（円柱部材１７Ｂ）に水平方向（前後方向及び左右方向）に連続する隙間を空けている。このため、筐体１１が水平方向に延びる中空構造であるために支持部材１７間に上下に連続する隙間を形成困難な構成であっても、上下に反転したときに支持部材１７が電解液３０の流れを妨げない。従って、マグネシウム極１５と空気極１３との間に残留する電解液３０を低減し、電池反応を迅速に中断させることが可能である。

【0060】

また、第２実施形態においても、第１実施形態と同様に、マグネシウム空気電池１０の筐体１１内の電解液界面付近に、孔が開いた仕切り板（流速低減部材）３５（図３参照）を設け、この仕切り板３５によって、筐体１１を上下に反転させた際の電解液３０の流速を下げるようにしても良い。また、仕切り板３５以外の他の流速低減部材を用いても良いことは勿論である。

【0061】

＜第３実施形態＞
図７（Ａ）及び図７（Ｂ）は、第３実施形態に係るマグネシウム空気電池１０を模式的に示した図である。また、第３実施形態に係るマグネシウム空気電池１０も、上記実施形態と同様のＤＣ−ＤＣ変換装置（電力変換装置）１２５を備えている。なお、上記実施形態と同様の構成は同一の符号を付して示し、重複する説明は省略する。また、図７（Ａ）及び図７（Ｂ）に示す各方向は、図１に示す前後左右、及び、上下の各方向と同じである。
このマグネシウム空気電池１０は、マグネシウム極１５を下方の空間ＳＡと上方の空間ＳＢ（退避部）との間に移動自在に支持するスライド支持部４７を有している。
より具体的には、このスライド支持部４７は、筐体１１と同様合成樹脂等の合成樹脂で形成されており、右側板１１Ｒ及び左側板１１Ｌから筐体１１内部に向けて突出する一対の支持板４７Ａを有し、これら支持板４７Ａに上下の空間ＳＡ、ＳＢに渡って連続し、マグネシウム極１５を上下にスライド自在にするスライド溝４７Ｂが形成されている。

【0062】

このスライド構造により、図７（Ａ）に示すように、マグネシウム極１５を電解液３０が貯留される下方の空間ＳＡに移動したり、図７（Ｂ）に示すように、マグネシウム極１５を電解液３０が存在しない上方の空間ＳＢ（退避部）に移動したりすることができる。
なお、本実施形態では、スライド溝４７Ｂが上方に開放する溝に形成され、マグネシウム極１５がスライド溝４７Ｂの下端に当接することにより、下方の空間ＳＡ内にマグネシウム極１５を位置決めすることができる。
また、一対のスライド溝４７Ｂには、マグネシウム極１５を上方の空間ＳＢ内に仮支持するための突起状の仮支持部材４９が設けられる。本実施形態では、仮支持部材４９は、スライド支持部４７に一体に設けられ、スライド溝４７Ｂの幅を狭めるように突出する形状に形成されている。

【0063】

この仮支持部材４９は、ネオプレン、ポリウレタン等の比較的柔らかいスポンジ状の弾性部材で形成されており、下方の空間ＳＡ内に位置するマグネシウム極１５よりも上方に設けられ、マグネシウム極１５を上方に移動させる場合に、弾性変形によりマグネシウム極１５から待避してマグネシウム極１５の空間ＳＢへの移動を妨げない。一方、仮支持部材４９は、マグネシウム極１５が通過した後に弾性変形により元の形状に復元し、その上にマグネシウム極１５が載置されることにより、マグネシウム極１５を上方の空間ＳＢ内に保持する。

【0064】

これによって、ユーザーは、マグネシウム極１５を上方に移動させるだけでマグネシウム極１５を上方の空間ＳＢ内に保持させ、放電反応を中断させることができる。
なお、放電反応を再開したい場合には、ユーザーは、マグネシウム極１５を下方に向けて若干強く移動させることにより、仮支持部材４９が弾性変形によりマグネシウム極１５から待避し、マグネシウム極１５を下方の空間ＳＡに容易に移動させることができる。これにより、放電反応を容易に再開することもできる。

【0065】

なお、本実施形態では、マグネシウム極１５のタブ部１５Ａを上方に延ばすとともに、タブ部１５Ａの上方に接続され、筐体１１の上板１１Ｃに液密に貫通する負極端子１９を設け、負極端子１９と一体にマグネシウム極１５を上下に移動させるように構成している。この負極端子１９は、図示しないガスケット等を介して筐体１１の上板１１Ｃに固定されている。

【0066】

具体的には、電池反応を中断させるために、マグネシウム極１５を電解液３０が存在しない上方の空間ＳＢ（退避部）に移動する場合には、負極端子１９をつまんで上方へ持ち上げることで、マグネシウム極１５を上方に移動させることができる。
また、電池反応を再開させるために、マグネシウム極１５を電解液３０が貯留される下方の空間ＳＡに移動する場合には、上方へ引き出した負極端子１９の先端を下方に押し下げることで、マグネシウム極１５を下方に移動させることができる。
電池反応を中断させるためにマグネシウム極１５を上下に移動させる場合にユーザーが操作する操作部は、本実施形態では負極端子１５を兼用しているが、これとは別に独立した専用の操作部を別途設けることが好ましい。専用の操作部として、材料を絶縁性を有する部材で形成したり、位置を操作しやすい場所に形成したりすることで、マグネシウム極１５の上下動の操作性等に優れた操作部とすることが可能である。

【0067】

以上説明したように、本実施形態のマグネシウム空気電池１０では、筐体１１内に、マグネシウム極（金属極）１５が移動して電池反応を中断可能な待避部となる空間ＳＢを設けたので、マグネシウム極１５を移動させることによって電池反応を容易に中断させることが可能である。
しかも、マグネシウム極１５を空間ＳＢに向けてスライド自在に支持するスライド支持部４７を設けるようにしたので、マグネシウム極１５の空間ＳＢへの移動を容易に行うことができる。また、第１及び第２実施形態の上下に反転する構成と比べて、上板１１Ｃに足部２２（図１、図２、図４〜図６）を設ける必要がなく、底板１１Ｄに貫通孔部３１及び蓋体３３（図１、図２、図４〜図６）を設ける必要がない、というメリットが得られる。
また、このマグネシウム空気電池１０においても、電解液３０の容積を筐体１１の容積の３０％以上、７０％以下に規定することにより、電池の体積エネルギー密度を確保することができる。

【0068】

以上、本発明を実施するための形態について述べたが、本発明は既述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術思想に基づいて各種の変形及び変更が可能である。
例えば、上記各実施形態において、筐体１１を直方体形状に形成する場合を説明したが、筐体１１の形状は適宜に変更しても良く、空気極１３やマグネシウム極１５の形状も適宜に変更しても良い。また、第３実施形態のスライド支持部４７についても、公知のスライド機構を広く適用することができ、また、スライド機構以外の移動機構を用いて、マグネシウム極１５を移動自在に設けるようにしても良い。

【0069】

また、上記第１及び第２実施形態では、ガス排出口となる貫通孔部２１、３１を上板１１Ｃ、底板１１Ｄに設ける場合を説明したが、ガスを排出可能な範囲で筐体１１の上部、下部に設けるようにすれば良く、位置変更しても良い。また、ガス排出口を３個以上設けるようにしても良い。

【0070】

また、上記第１及び第２実施形態では、筐体１１の上下を完全に反転させることによって電池反応を中断させているが、上下を完全に反転させなくても、つまり、回転角度が１８０度以外であっても、電池反応を中断させることができる。
例えば、１５０度回転させた場合も、空気極１３とマグネシウム極１５を有する空間ＳＡが、他方の空間ＳＢよりも上方になるので、電解液３０を空間ＳＢに流入させて電池反応を中断させることができる。厳密には、９０度を超えて回転させれば、空間ＳＡが空間ＳＢよりも上方になるので、電解液３０を空間ＳＢに流入させて電池反応を中断させることができる。従って、電池反応を中断させるための筐体１１の上下の反転は１８０度以外を含んでも良い。

【0071】

また、第１及び第２実施形態では、上下の反転により電解液３０が移動して電池反応を中断させる構成を説明し、第３実施形態では、マグネシウム極１５を移動させて電池反応を中断させる構成を説明したが、両構成を具備するようにしても良い。この場合、上下の反転により電池反応を中断させたり、上下を反転させずに電池反応を中断させたりすることができる。つまり、本発明は、電解液３０又はマグネシウム極１５の少なくともいずれかを移動して電池反応を中断可能にすれば良い。

【0072】

また、上記の各実施形態では、本発明をマグネシウム空気電池１０に適用する場合を説明したが、これに限らず、筐体１１内に電解液３０を介して対向する空気極１３と金属極とを備える公知の金属空気電池に広く適用が可能である。
例えば、金属極に亜鉛、鉄、アルミニウム等の金属又はその合金を用いることが可能である。金属極に亜鉛を用いた場合は、電解液３０に水酸化カリウム水溶液を用いるようにすれば良く、金属極に鉄を用いた場合は、電解液３０にアルカリ系水溶液を用いるようにすれば良い。また、金属極にアルミニウムを用いた場合は、水酸化ナトリウム又は水酸化カリウムを含む電解液３０を用いるようにすれば良い。

【0073】

また、上記の各実施形態では、筐体１１内に電解液３０を注入する場合を説明したが、これに限らず、マグネシウム極１５から金属イオン（マグネシウムイオン）が溶出可能な電解液３０に含まれる電解質を、不織布又は織布からなる非水溶性の袋体に包んで筐体１１内（好ましくは、電解液注入口の真下）に予め入れてあり、前記筐体１１内に水を注ぎ入れることによって電池として作動するようにすることもできる。例えば、マグネシウム空気電池の場合は、好ましくは電解質に塩化ナトリウムが用いられる。

【0074】

また、上記の各実施形態では、短絡回路１３１をＤＣ−ＤＣ変換装置１２５の組電池１０Ａ側に設ける場合を説明したが、短絡回路１３１をＤＣ−ＤＣ変換装置１２５の出力側に設けるようにしても良いし、ＤＣ−ＤＣ変換装置１２５外に設けるようにしても良い。つまり、短絡回路１３１の位置は適宜に変更しても良い。
また、上記の各実施形態の短絡回路１３１については公知の構成を広く適用することができる。例えば、図８（Ａ）に示すように、抵抗とスイッチとで構成される開閉式の抵抗放電回路１３３を適用し、この抵抗放電回路１３３のスイッチを開から閉へと一時的に切り替えることによって、組電池１０Ａを含む閉回路を形成するようにしても良い。

【0075】

図８（Ｂ）は、この抵抗放電回路１３３にサーキットプロテクタスイッチ１３３Ｓを適用した具体例を示している。サーキットプロテクタスイッチ１３３Ｓは、スイッチ１３３Ｓを開から閉と切り替えた場合にできる閉回路を流れる電流値が予め定めた閾値を超えると、スイッチ開となるスイッチであり、サーキットプロテクタとも称する。
サーキットプロテクタスイッチ１３３Ｓを使用することにより、電流値が許容電流以下に設定された所定値を超える前に自動的にスイッチ開にすることができ、回路の保護等を図り易くなる。また、スイッチ開にする操作を不要にすることができるとともに、無断に放電しなくて良いので、放電電力のロスも低減することもできる。また、サーキットプロテクタスイッチ３３Ｓは広く流通する部品であるため、コストアップ低減にも有利である。

【0076】

なお、図８（Ａ）及び図８（Ｂ）では、抵抗放電回路１３３（サーキットプロテクタスイッチ１３３Ｓを含む）を、ＤＣ−ＤＣ変換装置１２５の組電池１０Ａ側に設ける場合を説明したが、抵抗放電回路１３３をＤＣ−ＤＣ変換装置１２５の出力側に設けるようにしても良いし、ＤＣ−ＤＣ変換装置１２５外に設けるようにしても良い。つまり、抵抗放電回路１３３の位置は適宜に変更しても良い。
また、上記の各実施形態において、ＤＣ−ＤＣ変換装置１２５を備えないようにしても良い。この場合でも、組電池１０Ａのマグネシウム極１５と空気極１３の間に、開閉式の短絡回路１３１（抵抗放電回路１３３を含む）を設けることにより、電池反応を再開させ易くなる、等の上記実施形態と同様の各種効果を得ることができる。

【0077】

また、図９に示すように、組電池１０Ａのマグネシウム極１５と空気極１３の間に、積算電流検出部１３５を設けるようにしても良い。積算電流検出部１３５は、マグネシウム空気電池１０を含む閉回路を流れる電流値を積算して積算電流値を検出する機能と、積算電流値に応じて短絡回路１３１をスイッチ開に切り替える自動スイッチ機能とを備えている。
積算電流値を検出することにより、マグネシウム空気電池１０をリフレッシュできたか否かを判断可能な情報を得ることができる。自動スイッチ機能においては、例えば、マグネシウム空気電池１０をリフレッシュさせるのに十分な積算電流値に至ると、短絡回路１３１をスイッチ開に切り替えるように予め閾値が設定される。これによって、積算電流値が閾値に至ると自動的に開回路に切り替わり、リフレッシュ動作を終了させることができる。従って、開回路に切り替えるためのユーザー操作を不要にすることができ、且つ、放電電力のロスを低減することができる。積算電流検出部１３５についても公知の構成を広く適用可能である。

【0078】

また、組電池１０Ａのマグネシウム極１５と空気極１３の間に、時間検出部を設けるようにしても良い。時間検出部は、閉回路にしてからの経過時間を検出（測定）する機能と、検出した経過時間に応じて短絡回路１３１をスイッチ開に切り替える自動スイッチ機能とを備えている。
経過時間を検出することにより、マグネシウム空気電池１０をリフレッシュできたか否かを判断可能な情報を得ることができる。自動スイッチ機能においては、例えば、マグネシウム空気電池１０をリフレッシュさせるのに十分な経過時間に至ると、短絡回路１３１をスイッチ開に切り替えるように予め閾値が設定される。これによって、経過時間が閾値に至ると自動的に開回路に切り替わり、適切なタイミングでリフレッシュ動作を終了させることができる。従って、開回路に切り替えるためのユーザー操作を不要にすることができ、且つ、放電電力のロスを低減することができる。時間検出部についても公知の構成を広く適用可能である。

【0079】

また、上記の各実施形態では、複数のマグネシウム空気電池１０を直列接続する場合を説明したが、これに限らず、並列接続しても良いし、一個のマグネシウム空気電池１０に、ＤＣ−ＤＣ変換装置１２５、短絡回路１３１を適宜に設けた構成にしても良い。
また、上記の実施形態では、アルミニウムと亜鉛を添加したマグネシウム極１５を備えるマグネシウム空気電池１０に本発明を適用する場合を説明したが、これに限らず、少なくとも亜鉛を添加したＭｇ−Ｚｎ系合金のマグネシウム空気電池に本発明を適用しても良い。
さらに、亜鉛を含まないマグネシウム極を備える金属空気電池や、マグネシウム以外の金属極を備える金属空気電池であっても、本発明を適用しても良い。要は、金属極の素材等により休止後に電池反応の再開が困難になるおそれのある金属空気電池に、本発明を広く適用可能である。

【符号の説明】

【0080】

１０ マグネシウム空気電池（金属空気電池）
１１ 筐体（外装体）
１３ 空気極（正極）
１５ マグネシウム極（金属極、負極）
２１、３１ 貫通孔部（ガス排出口、電解液注入口）
３０ 電解液
３５ 仕切り板（流速低減部材）
４７ スライド支持部（スライド機構）
１２５ ＤＣ−ＤＣ変換装置（電力変換装置）
１３１ 短絡回路
１３３ 抵抗放電回路
１３５ 積算電流検出部
ＳＡ 空間
ＳＢ 空間（待避部）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】