特開 2022-15449 マグネシウム空気電池

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022015449

(43)【公開日】2022-01-21

(54)【発明の名称】マグネシウム空気電池

(51)【国際特許分類】

   H01M 12/06 20060101AFI20220114BHJP

   H01M 50/172 20210101ALI20220114BHJP

   H01M 50/543 20210101ALI20220114BHJP

【ＦＩ】

H01M12/06 D

H01M2/06 Z

H01M2/30 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020118294

(22)【出願日】2020-07-09

(71)【出願人】

【識別番号】515203860

【氏名又は名称】株式会社ドリームエンジン

(74)【代理人】

【識別番号】100177921

【弁理士】

【氏名又は名称】坂岡 範穗

(72)【発明者】

【氏名】田所 和弘

【テーマコード（参考）】

5H011

5H032

5H043

【Ｆターム（参考）】

5H011AA09

5H011BB03

5H011EE04

5H032AA01

5H032AS01

5H032CC01

5H032CC09

5H032HH05

5H043AA19

5H043BA23

5H043CA04

5H043CB02

5H043CB07

5H043DA02

5H043DA22

5H043GA26

5H043GA29

5H043JA01D

5H043JA03D

5H043JA06D

5H043LA21D

(57)【要約】

【課題】負極、正極ともにタブと端子を効率よく配置したマグネシウム空気電池を提供する。
【解決手段】マグネシウムを含むシート状の負極活物質５１と、セパレータ５２、正極５３、及び正極集電体５４が順に積層される活物質積層体５０と、負極タブ４２及び負極端子４０と、前記活物質積層体の面から見て前記負極タブ及び前記負極端子とは異なる位置に設けられる正極タブ４３ａ，４３ｂ及び正極端子４１ａ，４１ｂと、前記活物質積層体を収納するためのケース１０と、前記ケースのうち前記活物質積層体の側方に対応する面に設けられる端子取出口３０ａ，３０ｂ，３０ｃと、前記端子取出口にて前記負極タブ及び前記正極タブの位置に対応する貫通スリットｓ１，ｓ２，ｓ３を構成するとともに、前記貫通スリットに前記負極端子及び前記正極端子を貫通させ、その外面に前記負極端子及び前記正極端子を沿わせる端子支持部３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄとを備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

マグネシウムを含むシート状の負極活物質と、セパレータ、正極、及び正極集電体が順に積層される活物質積層体と、
前記負極活物質に接続される負極タブ及び負極端子と、
前記正極集電体に接続されるとともに、前記活物質積層体の面から見て前記負極タブ及び前記負極端子とは異なる位置に設けられる正極タブ及び正極端子と、
前記活物質積層体を収納するためのケースと、
前記ケースのうち前記活物質積層体の側方に対応する面に設けられる端子取出口と、
前記端子取出口にて前記負極タブ及び前記正極タブの位置に対応する貫通スリットを構成するとともに、前記貫通スリットに前記負極端子及び前記正極端子を貫通させ、その外面に前記負極端子及び前記正極端子を沿わせる端子支持部と、
を備えることを特徴とするマグネシウム空気電池。

【請求項2】

前記負極端子と前記正極端子の少なくとも一方が、前記貫通スリットから前記端子支持部の外面に沿って前記端子取出口の端まで折曲げられる第１折曲げ部、及び前記端子取出口の端から更に反転して反対側の端まで折曲げられられる第２折曲げ部を備えることを特徴とする請求項１に記載のマグネシウム空気電池。

【請求項3】

前記第１折曲げ部と前記第２折曲げ部との間に隙間を備えることを特徴とする請求項２に記載のマグネシウム空気電池。

【請求項4】

前記負極端子が、前記貫通スリットから前記端子支持部の外面に沿って前記端子取出口の端まで折曲げられる第１折曲げ部、及び前記端子取出口の端から更に反転して反対側の端まで折曲げられられる第２折曲げ部を備え、
前記正極端子が、前記貫通スリットから前記端子支持部の外面に沿って前記端子取出口の端まで折曲げられる第３折曲げ部を備えることを特徴とする請求項１に記載のマグネシウム空気電池。

【請求項5】

前記負極端子が、前記第１折曲げ部と前記第２折曲げ部との間に隙間を備え、
前記正極端子が、前記第３折曲げ部と前記端子支持部の外面との間に隙間を備えるとともに前記第３折曲げ部が断面弧状に構成されていることを特徴とする請求項４に記載のマグネシウム空気電池。

【請求項6】

前記端子取出口と同じ面に設けられ、前記端子取出口を負極端子用と正極端子用とに分割する分割壁と、
前記分割壁の裏面に該裏面に直交する方向に設けられ、前記負極タブと前記正極タブとを隔てる隔壁と、
を備えることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載のマグネシウム空気電池。

【請求項7】

前記端子支持部の外面が、前記ケースの外面に対して凹状となっていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載のマグネシウム空気電池。

【請求項8】

前記活物質積層体が、前記負極活物質の両面に前記セパレータ、前記正極、前記正極集電体が積層され、
前記正極タブ及び前記正極端子が２つ設けられ、それぞれの正極集電体に接続されていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載のマグネシウム空気電池。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、負極活物質にマグネシウムを用い、正極に活物質として酸素を用いるマグネシウム空気電池に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、特開２００９－１４６６０１号公報に、正極板および負極板をセパレータを介して積層してなる電極巻回素子が電解液と共に電池外装缶に収納され電池蓋により封止された角形密閉電池において、前記電極巻回素子と前記電池蓋の間に設けられた中間絶縁高分子板と、前記負極板より導出され、前記中間絶縁高分子板を貫通して、前記電池蓋側の主面に沿うように折り曲げられた端部を有する負極タブと、前記電池蓋に絶縁部を介して形成され、前記電池蓋の内外を導通するように設けられた外部負極端子と、を備える角形密閉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２００９－１４６６０１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、電池の種類によっては正極タブ及び正極端子の取り回しも必要になるところ、特許文献１に開示されている技術では、負極タブ及び負極端子の構成のみしか開示されていない。

【0005】

本発明は、上記の点に鑑みなされたもので、負極、正極ともにタブと端子を効率よく配置したマグネシウム空気電池を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明のマグネシウム空気電池は、
マグネシウムを含むシート状の負極活物質と、セパレータ、正極、及び正極集電体が順に積層される活物質積層体と、
前記負極活物質に接続される負極タブ及び負極端子と、
前記正極集電体に接続されるとともに、前記活物質積層体の面から見て前記負極タブ及び前記負極端子とは異なる位置に設けられる正極タブ及び正極端子と、
前記活物質積層体を収納するためのケースと、
前記ケースのうち前記活物質積層体の側方に対応する面に設けられる端子取出口と、
前記端子取出口にて前記負極タブ及び前記正極タブの位置に対応する貫通スリットを構成するとともに、前記貫通スリットに前記負極端子及び前記正極端子を貫通させ、その外面に前記負極端子及び前記正極端子を沿わせる端子支持部と、
を備えることを特徴とする。

【0007】

本発明のマグネシウム空気電池によれば、負極タブ及び負極端子と、正極タブ及び正極端子とが、活物質積層体の面方向から見て異なる位置に設けられている。また、端子取出口の貫通スリットが、負極タブ及び正極タブの位置にそれぞれ対応している。ここで、負極タブ及び正極タブの位置とは、積層される活物質積層体の厚さ方向において、負極タブが接続される負極活物質、及び正極タブが接続される正極集電体が設けられる位置を意図する。これらにより、負極タブと正極タブの位置が、ケースの広い面からみて異なる位置に配置されるとともに、ケースの厚さ方向からみても異なる位置に配置され、負極タブと正極タブとの物理的な距離を離しながらこれらをコンパクトに配置させることが可能となる。さらに、負極タブ及び正極タブを、活物質積層体から直線的に貫通スリットを貫通させることができる。

【0008】

本発明のマグネシウム空気電池の好ましい例は、
前記負極端子と前記正極端子の少なくとも一方が、前記貫通スリットから前記端子支持部の外面に沿って前記端子取出口の端まで折曲げられる第１折曲げ部、及び前記端子取出口の端から更に反転して反対側の端まで折曲げられられる第２折曲げ部を備えることを特徴とする。

【0009】

本発明のマグネシウム空気電池の好ましい例によれば、負極端子と正極端子の少なくとも一方が、第１折曲げ部と第２折曲げ部とを備えるため、貫通スリットがケースの厚さ方向において中央近傍にあっても、端子をケースの厚さ方向に渡って沿わせることができる。

【0010】

本発明のマグネシウム空気電池の好ましい例は、
前記第１折曲げ部と前記第２折曲げ部との間に隙間を備えることを特徴とする。

【0011】

本発明のマグネシウム空気電池の好ましい例によれば、第１折曲げ部と第２折曲げ部との間に隙間を備えるため、端子をバネのように撓ませることができ、弾力性に優れた端子とすることができ、外部機器との接続の安定性が高まる。

【0012】

本発明のマグネシウム空気電池の好ましい例は、
前記負極端子が、前記貫通スリットから前記端子支持部の外面に沿って前記端子取出口の端まで折曲げられる第１折曲げ部、及び前記端子取出口の端から更に反転して反対側の端まで折曲げられられる第２折曲げ部を備え、
前記正極端子が、前記貫通スリットから前記端子支持部の外面に沿って前記端子取出口の端まで折曲げられる第３折曲げ部を備えることを特徴とする。

【0013】

本発明のマグネシウム空気電池の好ましい例によれば、正極端子の構成をシンプルなものとすることができる。

【0014】

本発明のマグネシウム空気電池の好ましい例は、
前記負極端子が、前記第１折曲げ部と前記第２折曲げ部との間に隙間を備え、
前記正極端子が、前記第３折曲げ部と前記端子支持部の外面との間に隙間を備えるとともに前記第３折曲げ部が断面弧状に構成されていることを特徴とする。

【0015】

本発明のマグネシウム空気電池の好ましい例によれば、正極端子が断面弧状に構成され凸状となるため、正極端子と負極端子とを見分けることが容易である。

【0016】

本発明のマグネシウム空気電池の好ましい例は、
前記端子取出口と同じ面に設けられ、前記端子取出口を負極端子用と正極端子用とに分割する分割壁と、
前記分割壁の裏面に該裏面に直交する方向に設けられ、前記負極タブと前記正極タブとを隔てる隔壁と、
を備えることを特徴とする。

【0017】

本発明のマグネシウム空気電池の好ましい例によれば、分割壁と隔壁とで端子取出口近傍を補強することができる。これにより、ケースに何らかの外力が加わったときに、隣接する負極端子と正極端子、又は負極タブと正極タブが短絡することを防止できる。

【0018】

本発明のマグネシウム空気電池の好ましい例は
前記端子支持部の外面が、前記ケースの外面に対して凹状となっていることを特徴とする。

【0019】

本発明のマグネシウム空気電池の好ましい例によれば、端子支持部の外面が、前記ケースの外面に対して凹状となっているため、端子取出口が凹状となる。これにより、負極端子及び正極端子を端子取出口の中に配置して納めることができ、負極端子及び正極端子の安定性が増す。

【0020】

本発明のマグネシウム空気電池の好ましい例は
前記活物質積層体が、前記負極活物質の両面に前記セパレータ、前記正極、前記正極集電体が積層され、
前記正極タブ及び前記正極端子が２つ設けられ、それぞれの正極集電体に接続されていることを特徴とする。

【0021】

本発明のマグネシウム空気電池の好ましい例によれば、活物質積層体が負極活物質の両面を用いて発電され、正極端子が２つ設けられており、発電効率に優れたマグネシウム空気電池とすることができる。また、このような実施形態であっても、負極タブ及び正極タブを、活物質積層体から貫通スリットまで直線的に配置させることができる。

【発明の効果】

【0022】

上述したように、本発明のマグネシウム空気電池によれば、負極、正極ともにタブと端子を効率よく配置することができる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】本発明の一実施形態に係るマグネシウム空気電池の分解図である。

【図2】マグネシウム空気電池の正面図でありケースの第１面を表す図である。

【図3】マグネシウム空気電池の背面図でありケースの第１面を表す図である。

【図4】マグネシウム空気電池の側面図でありケースの第２面を表す図である。

【図5】マグネシウム空気電池の平面図及び底面図でありケースの第３面を表す図である。

【図6】ケース本体部の第１面の内面を表す図である。

【図7】ケース本体部の側面図である。

【図8】ケース本体部の平面図及び底面図である。

【図9】図６のＤ－Ｄ線断面図及びＥ－Ｅ線断面図である。

【図10】図６のＦ－Ｆ線断面図及びＧ－Ｇ線断面図である。

【図11】ケース蓋部の第１面の内面を表す図である。

【図12】ケース蓋部の側面図である。

【図13】ケース蓋部の平面図及び底面図である。

【図14】負極タブ及び負極端子を説明する拡大図である。

【図15】正極タブ及び正極端子を説明する拡大図である。

【図16】負極タブ、負極端子、正極タブ、及び正極端子の配置を説明する図である。

【図17】内部構造を省略した図２のＡ－Ａ線断面拡大図である。

【図18】内部構造を省略した図２のＢ－Ｂ線断面拡大図である。

【図19】内部構造を省略した図２のＣ－Ｃ線断面拡大図である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

以下、本発明のマグネシウム空気電池１の実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。図１～図５に示すように、本実施形態のマグネシウム空気電池１は、活物質積層体５０と、負極タブ４２と、負極端子４０と、正極タブ４３ａ，４３ｂと、正極端子４１ａ，４１ｂと、ケース１０と、水注入口２０と、吸排気口２１，２２，２３と、第１突起部２４と、第２突起部２５と、端子取出口３０ａ，３０ｂ，３０ｃと、端子支持部３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄと、を備える。なお、図５（Ａ）はケース１０の平面図、図５（Ｂ）はケース１０の底面図である。また、図２～図５においては、活物質積層体５０、負極タブ４２、負極端子４０、正極タブ４３ａ，４３ｂ、及び正極端子４１ａ，４１ｂの記載を省略している。

【0025】

活物質積層体５０は、マグネシウムを含むシート状の負極活物質５１、シート状のセパレータ５２、シート状の正極５３、及び正極集電体５４が順に積層されるものである。本実施形態では、負極活物質５１の両面にセパレータ５２、正極５３、及び正極集電体５４を順に配置しており、負極活物質５１の両面を用いて発電させる構成となっている。すなわち、負極活物質５１が１枚に対して、セパレータ５２、正極５３、及び正極集電体５４は各２枚設けられている。

【0026】

この活物質積層体５０の、負極活物質５１に負極タブ４２と負極端子４０が接続され、２つの正極集電体５４，５４に、それぞれ正極タブ４３ａ，４３ｂと正極端子４１ａ，４１ｂが接続される。これらの、負極タブ４２、負極端子４０、正極タブ４３ａ，４３ｂ、及び正極端子４１ａ，４１ｂの詳細は後述する。なお、セパレータ５２、正極５３、及び正極集電体５４は、それぞれの役目を果たすことができれば良く、図１に示すようなシート状でなくとも構わない。例えば、正極集電体５４には導電性の網等を用いることができる。

【0027】

ケース１０は、略直方体をなし、ケース本体部１４とケース蓋部１５とで構成される。そして、ケース１０の内面も略直方体をなし、ケース１０の内部に活物質積層体５０が収納される。また、ケース１０は、活物質積層体５０の面ｗｓに対応する一組の第１面１１ａ，１１ｂ、活物質積層体５０の一方の対向する側方に対応する一組の第２面１２ａ，１２ｂ、及び活物質積層体５０の他方の対向する側方に対応する一組の第３面１３ａ，１３ｂを備える。詳しくは、第１面１１ａ，１１ｂは、図２及び図３に示すようにケース１０の正面と背面を構成する。第２面１２ａ，１２ｂは、図４に示すように、ケース１０の右側面と左側面を構成する。なお、右側面と左側面とは同じ又は対称であるため、図４及び図７では一つに表している。第３面１３ａ，１３ｂは、図５（Ａ）（Ｂ）に示すように、ケース１０の上面と底面とを構成する。

【0028】

水注入口２０は、ケース１０の第２面１２ａ，１２ｂ又は第３面１３ａ，１３ｂに１以上設けられるものである。本実施形態では、水注入口２０を第３面１３ａ，１３ｂのうち底面（１３ｂ）に３つ設けている。また、水注入口２０は、少なくとも１以上の水注入口２０が第１面１１ａ，１１ｂをも切り欠く様にケース１０の厚さ方向に渡って設けられている。この水注入口２０が設けられている箇所は、ケース１０を正面視及び背面視で見たときに、第１面１１ａ，１１ｂが略コ字状に切欠きされている。この水注入口２０からスポイト等を用いて、水をケース１０内部の活物質積層体５０に注入させることができる。水が注入されることによって、活物質積層体５０でマグネシウムと酸素を用いた化学反応が起き、電力が発生する。なお、水注入口２０は、水を注入したあとは空気を吸排気するための吸排気口としての役割も果たすことができる。

【0029】

吸排気口２１，２２は、ケース１０の第２面１２ａ，１２ｂ又は第３面１３ａ，１３ｂに１以上設けられるものである。本実施形態では吸排気口２１，２２を第２面１２ａ，１２ｂの上部に１つずつと、第３面１３ａ，１３ｂのうち上面（１３ａ）に２つ設けている。吸排気口２１，２２は、少なくとも１以上の吸排気口２１が第１面１１ａ，１１ｂをも切り欠く様にケース１０の厚さ方向に渡って設けられている。本実施形態では、第２面１２ａ，１２ｂに設けられた吸排気口２１がケース１０の厚さ方向に渡って設けられている。この吸排気口２１が設けられている箇所は、ケース１０を正面視及び背面視で見たときに、第１面１１ａ，１１ｂが略コ字状に切欠きされている。

【0030】

また、本実施形態のマグネシウム空気電池１では、別の吸排気口２３が、第１面１１ａ，１１ｂ同士の対向する同じ場所にさらに設けられている。これにより、マグネシウム空気電池１を単体で使用したときは当該吸排気口２３からの吸排気が期待でき、マグネシウム空気電池１を複数積層させたときも、当該吸排気口２３によって隣接するマグネシウム空気電池１同士の間で空気を流通させることができる。なお、第２面１２ａ，１２ｂ又は第３面１３ａに設けられた吸排気口２１，２２からも水を注入させて、水注入口の代わりに用いることも可能である。

【0031】

第１突起部２４は、第１面１１ａ，１１ｂの内面に設けられ、活物質積層体５０と該内面との間に間隙を構成するための独立した複数の突起である。この第１突起部２４により、活物質積層体５０の両面とケース１０の内面との間の間隙が上下左右方向（図６において）の複数方向に連通されることになり、新鮮な空気をケース１０内に流通させることができる。また、本実施形態では、略円筒形状の突起を千鳥状に配置しており、上下左右方向への空気の流通がより滑らかになる。これにより、例えば、底面の水注入口２０から入った新鮮な空気を図６矢印の様にケース１０内を流通させ、上部の吸排気口２１，２２，２３から排出させることができる。

【0032】

第２突起部２５は、第２面１２ａ，１２ｂの内面に設けられ、活物質積層体５０と該内面との間に間隙を構成するための独立した複数の突起である。この第２突起部２５によって、活物質積層体５０の側方とケース１０内面との間に間隙が設けられ、新鮮な空気をケース１０内に流通させることができる。また、第２突起部２５は、断面が略円弧状の膨出部とされるとともに、活物質積層体５０の厚さ方向に渡って設けられている。これにより、活物質積層体５０の側面の厚さ方向を支えることができ、活物質積層体５０の構成要素が分離することなく、安定して支持することができる。なお、この第２突起部２５は、ケース１０の第３面１３ａ，１３ｂの内面にも設けることができる。

【0033】

端子取出口３０ａ，３０ｂ，３０ｃは、ケース１０のうち、活物質積層体５０の面ｗｓと直交する面、すなわち活物質積層体５０の側面に対応する面に設けられる。本実施形態では、第３面１３ａ，１３ｂのうち上面（１３ａ）に設けられ、この端子取出口３０ａ，３０ｂ，３０ｃから負極端子４０と正極端子４１ａ，４１ｂとを露出させるのである。本実施形態では端子取出口３０ａ，３０ｂ，３０ｃは２つの分割壁３１によって３つに分割され、中央の端子取出口３０ｂが負極端子４０用、両端の端子取出口３０ａ，３０ｃが正極端子４１ａ，４１ｂ用となっている。

【0034】

また、端子取出口３０ａ，３０ｂ，３０ｃよりケース１０の内側に入ったところに、端子支持部３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄが設けられ、この端子支持部３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄによって貫通スリットｓ１，ｓ２，ｓ３が構成される。この貫通スリットｓ１，ｓ２，ｓ３は、ケース１０と活物質積層体５０の厚さ方向において、負極活物質５０、及び２つの正極集電体５４，５４に対応した位置となっている。すなわち、端子取出口３０ａ，３０ｂ，３０ｃのうち中央の負極端子４０用の端子取出口３０ｂに設けられた貫通スリットは、ケース１０の厚さ方向の略中央に配置される。また、両端の正極端子４１ａ，４１ｂ用の端子取出口３０ａ，３０ｃは、ケース１０の厚さ方向の両端近傍に配置される。これらの端子取出口３０ａ，３０ｂ，３０ｃ及び端子支持部３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄの詳細な構成は後述する。

【0035】

次に、図６～図１３を参照して、ケース１０を構成するケース本体部１４とケース蓋部１５とを説明する。本実施形態のマグネシウム空気電池１は、ケース本体部１４の内部に活物質積層体５０が収納され、その上からケース蓋部１５が被せられる。このケース本体部１４とケース蓋部１５とは、接着、溶着等の公知の方法で接合される（図１参照）。なお、図８（Ａ）はケース本体部１４の平面図、図８（Ｂ）はケース本体部１４の底面図、図９（Ａ）は図６のＤ－Ｄ線断面図、図９（Ｂ）は図６のＥ－Ｅ線断面図、図１０（Ａ）は図６のＦ－Ｆ線断面図、図１０（Ｂ）は図６のＧ－Ｇ線断面図である。また、図１２（Ａ）はケース蓋部１５の左側面図、図１２（Ｂ）はケース蓋部１５の右側面図、図１３（Ａ）はケース蓋部１５の平面図、図１３（Ｂ）はケース蓋部１５の底面図である。

【0036】

ケース本体部１４は、図６～図１０に示すように、面の一つが開放された略直方体をなしている。そして、第１面１１ｂの内面に複数の独立した第１突起部２４が設けられている。第２面１２ａ，１２ｂの上部には、一対の吸排気口２１が設けられる。第３面１３ａ，１３ｂの上面（１３ａ）にも一対の吸排気口２２が設けられる。また、第３面１３ａ，１３ｂの底面（１３ｂ）には、３つの水注入口２０が設けられ、上面（１３ａ）には３つに分割された端子取出口３０ａ，３０ｂ，３０ｃが設けられる。これらの吸排気口２１，２２の一部及び水注入口２０は、第１面１１ａ，１１ｂを貫通するように、ケース本体部１４の厚さ方向に渡って設けられる。さらに、第１面１１ｂを貫通するように別の吸排気口２３が設けられる。

【0037】

また、端子取出口３０ａ，３０ｂ，３０ｃの近傍には、端子支持部３２ａ，３２ｂが設けられる。この端子支持部３２ａ，３２ｂは、ケース本体部１４の第１面１１ｂの内面から、第３面１３ａと平行に突出した板状部材である。図６において左側の端子取出口３０ａに対応する端子支持部３２ａが高く構成され、ケース１０の厚さ方向の内部の高さに近い高さとなっている。また、中央の端子取出口３０ｂに対応する端子支持部３２ｂは、その高さがケース１０の厚さ方向の内部の高さの約半分とされる。右側の端子取出口３０ｃに対応する端子支持部は、ケース本体部１４には設けられない。

【0038】

また、ケース本体部１４の第３面１３ａ，１３ｂの上面（１３ａ）の一部が、端子取出口３０ａ，３０ｂ，３０ｃを３つに分割するための分割壁３１となっている。この分割壁３１の内面から上記端子支持部３２ａ，３２ｂにかけて、隣接する負極端子４０と正極端子４１ａ，４１ｂとを隔てる隔壁３３が設けられる。この隔壁３３は、分割壁３１と同じ高さに構成され、ケース１０の厚さ方向の内部の高さと同じに構成される。また、隔壁３３は分割壁３１と直交する方向、すなわち第２面１２ａ，１２ｂに平行して設けられる。この隔壁３３によって、ケース１０に外部から強い力が加えられてケース１０が変形したとき、又は活物質積層体５０に過度の水が注入されたとき等の短絡を防止することができる。また、隔壁３３によって分割壁３１の強度向上も図ることができる。

【0039】

ケース蓋部１５は、図１１～図１３に示すように、略長方形の板状をなしている。そして、第１面１１ａの内面には第１突起部２４が設けられている。また、第１面１１ａを貫通するように、吸排気口２３が設けられる。この吸排気口２３の位置は、ケース本体部１４の第１面１１ｂに設けられる吸排気口２３に対応する位置となる。すなわち、ケース本体部１４とケース蓋部１５とを組み合わせた状態で、ケース１０の第１面１１ａ，１１ｂの両面に設けられた吸排気口２３は、正面視と背面視で同じ位置にある。

【0040】

また、ケース蓋部１５のうち、ケース本体部１４の端子取出口３０ａ，３０ｂ，３０ｃに対応する箇所近傍には、端子支持部３２ｃ，３２ｄが設けられる。この端子支持部３２ｃ，３２ｄは、ケース蓋部１５の第１面１１ａの内面から、ケース１０の第３面１３ａと平行に突出した板状部材である。図１１において、端子取出口３０ｃに対応する左側の端子支持部３２ｃが高く構成され、ケース１０の厚さ方向の内部の高さに近い高さとなっている。この端子支持部３２ｃとケース本体部１４の内面とで正極端子４２ｂ用の貫通スリットｓ３が構成される（図５（Ａ）参照）。

【0041】

また、中央の端子取出口３０ｂに対応する端子支持部３２ｄは、その高さがケース１０の厚さ方向の内部の高さの約半分とされる。この端子支持部３２ｄと、ケース本体部１４側の端子支持部３２ｂとで、負極端子４０用の貫通スリットｓ２が構成される。端子取出口３０ａに対応する端子支持部は、ケース蓋部１５には設けられないが、ケース本体部１４側の端子支持部３２ａとケース蓋部１５の内面とで、正極端子４２ａ用の貫通スリットｓ１が構成される。

【0042】

次に、図１４～図１９を参照して、負極タブ４２、負極端子４０、正極タブ４３ａ，４３ｂ、正極端子４１ａ，４１ｂ、及び端子取出口３０ａ，３０ｂ，３０ｃ周辺の詳細な構成を説明する。図１４（Ａ）は負極タブ４２と負極端子４０の斜視図、図１４（Ｂ）は負極タブ４２と負極端子４０の側面図、図１５（Ａ）は正極タブ４３ａ，４３ｂと正極端子４１ａ，４１ｂの斜視図、図１５（Ｂ）は正極タブ４３ａ，４３ｂと正極端子４１ａ，４１ｂの側面図である。図１６は活物質積層体５０をその広い面ｗｓから見たときの負極タブ４２、負極端子４０、正極タブ４３ａ，４３ｂ、及び正極端子４１ａ，４１ｂの配置を説明する図である。図１７～図１９は、それぞれ図２のＡ－Ａ線、Ｂ－Ｂ線、Ｃ－Ｃ線の内部構造を省略した断面拡大図である。

【0043】

なお、本実施形態のマグネシウム空気電池１には、正極タブ４３ａ，４３ｂと正極端子４１ａ，４１ｂが２つ設けられるが、図１に示すように、２つの正極タブ４３ａ，４３ｂ及び正極端子４１ａ，４１ｂは、その向きを上下反転させて向かい合うように取付けられる。また、これらの２つの正極タブ４３ａ，４３ｂ又は正極端子４１ａ，４１ｂを、ケース１０の内部で導通させることもできる。

【0044】

負極タブ４２及び負極端子４０は、図１４（Ａ）（Ｂ）に示すように、銅板等の導電板を折曲げて構成されるものである。本実施形態では、負極タブ４２と負極端子４０とが１枚の板で連続的に構成され、導電板の直線部分が主に負極タブ４２であり、先端の折曲げられた部分が負極端子４０である。これらのうち負極タブ４２が、負極活物質５１にカシメ、溶接、圧着、はんだ付け等の公知の方法で接続される。そして、負極タブ４２から続く負極端子４０が、活物質積層体５０の厚さ方向のうち、負極活物質５１の位置に対応した貫通スリットｓ２を貫通する。

【0045】

また、負極端子４０は、第１折曲げ部４４と第２折曲げ部４５とを備える。本実施形態では、負極端子４０が貫通スリットｓ２を貫通した後、第１折曲げ部４４が端子支持部３２ｂの外面に沿って端子取出口３０ｂの端まで折曲げられる。そして、第２折曲げ部４５が、端子取出口３０ｂの端から更に反転して、第１折曲げ部４４及び端子支持部３２ｄの外面に沿って端子取出口３０ｂの反対側の端まで折曲げられる。この第１折曲げ部４４と第２折曲げ部４５との間には隙間ｇ１が設けられ、その隙間ｇ１の分だけ、負極端子４０が撓むようになって弾力性を有している。本実施形態ではこの隙間ｇ１を０．２～０．４ｍｍとしている。

【0046】

正極タブ４３ａ，４３ｂ及び正極端子４１ａ，４１ｂは、図１５（Ａ）（Ｂ）に示すように、銅板等の導電板を折曲げて構成されるものである。本実施形態では、正極タブ４３ａ，４３ｂと正極端子４１ａ，４１ｂとが１枚の板で連続的に構成され、導電板の直線部分が主に正極タブ４３ａ，４３ｂであり、先端の折曲げられた部分が正極端子４１ａ，４１ｂである。これらのうち正極タブ４３ａ，４３ｂが、正極集電体５４，５４にカシメ、溶接、圧着、はんだ付け等の公知の方法で接続される。そして、正極タブ４３ａ，４３ｂから続く正極端子４１ａ，４１ｂが、活物質積層体５０の厚さ方向のうち、正極集電体５４，５４の位置に対応した貫通スリットｓ１，ｓ３を貫通する。なお、正極タブ４３ａ，４３ｂは、正極集電体５４と正極５３との間に挟むこともできる。

【0047】

また、正極端子４１ａ，４１ｂは、第３折曲げ部４６ａ，４６ｂを備える。本実施形態では、正極端子４１ａ，４１ｂが貫通スリットｓ１，ｓ３を貫通した後、第３折曲げ部４６ａ，４６ｂが端子支持部３２ａ，３２ｃの外面に沿って端子取出口３０ａ，３０ｃの端から反対側の端まで折曲げられる。この第３折曲げ部４６ａ，４６ｂは、断面弧状に曲げられ、外側に凸状となるように構成されることで端子支持部３２ａ，３２ｃとの間に隙間ｇ２を備える。この隙間ｇ２によって、正極端子４１ａ，４１ｂが撓むようになり弾力性を有する。本実施形態では、この隙間ｇ２を０．６～１．２ｍｍとしている。

【0048】

また、図１６に示すように、負極タブ４２、負極端子４０、正極タブ４３ａ，４３ｂ、正極端子４１ａ，４１ｂは、活物質積層体５０の広い面ｗｓから見て、活物質積層体５０の一辺に並列させながらも異なる位置に配置されている。また、負極タブ４２と正極タブ４３ａ，４３ｂの活物質積層体５０の厚さ方向における位置は、図１にも示すように、また図５（Ａ）に示す貫通スリットｓ１，ｓ２，ｓ３の位置からも、負極活物質５１及び正極集電体５４の位置に対応した位置となることは明らかである。これらにより、第３面１３ａの同じ面に負極端子４０と正極端子４１ａ，４１ｂを集中させながら、負極タブ４２と正極タブ４３ａ，４３ｂとは、ケース１０の第３面１３ａの方向から見て、ケース１０の厚さ方向と左右方向の双方が離れた位置にある。

【0049】

次に、貫通スリットｓ１，ｓ２，ｓ３と負極タブ４２、負極端子４０、正極タブ４３ａ，４３ｂ、正極端子４１ａ，４１ｂの配置の詳細を説明する。図１７では、活物質積層体５０（図示せず）の両面に設けられる２枚の正極集電体５４のうち、ケース蓋部１５側の正極集電体５４に設けられた正極タブ４３ａ及び正極端子４１ａの配置を説明している。図１７の位置では、端子支持部３２ａはケース１０本体側のみに設けられ、正極タブ４３ａから続く正極端子４１ａは、この端子支持部３２ａとケース蓋部１５の内面との間にある貫通スリットｓ１を通されて配置される。そして、正極端子４１ａの先端側の第３折曲げ部４６ａが、端子支持部３２ａの外に露出される。

【0050】

図１８では、負極タブ４２及び負極端子４０の配置を説明している。負極タブ４２及び負極端子４０は、１枚の負極活物質５１、その両面に配置されるセパレータ５２、正極５３、正極集電体５４の７枚で構成される活物質積層体５０（図示せず）の中央に挟まれる負極活物質５１に接続される。図１８の位置では、端子支持部３２ｂ，３２ｄがケース１０本体側とケース蓋部１５との両方に設けられ、双方の端子支持部３２ｂ，３２ｄ同士の間にある貫通スリットｓ２は、ケース１０の内部の厚さ方向の高さの中程に設けられる。負極タブ４２から続く負極端子４０は、この貫通スリットｓ２を通されて配置される。そして、負極端子４０の第１折曲げ部４４と第２折曲げ部４５とが、端子支持部３２ｂ，３２ｄの外に露出される。

【0051】

図１９では、活物質積層体５０（図示せず）の両面に設けられる２枚の正極集電体５４のうち、ケース本体部１４側の正極集電体５４に設けられた正極タブ４３ｂ及び正極端子４１ｂの配置を説明している。図１９の位置では、端子支持部３２ｃはケース蓋部１５のみに設けられ、正極タブ４３ｂから続く正極端子４１ｂは、この端子支持部３２ｃとケース本体部１４の内面との間にある貫通スリットｓ３を通されて配置される。そして、正極端子４１ｂの第３折曲げ部４６ｂが、端子支持部３２ｃの外に露出される。

【0052】

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によれば、端子取出口がケースの同じ面に並列して複数あるとともに、ケースの厚さ方向における貫通スリットの位置がそれぞれに変えてある。このため、活物質積層体のうちタブが接続された負極活物質及び両面の正極集電体に応じた位置に、貫通スリットを配置することができる。これらにより、負極端子と正極端子とをケースの同じ面に並列して効率よく配置させることができる。また、負極タブと正極タブもあわせて並列されるが、ケースの厚さ方向における貫通スリットの高さが異なるため、負極タブと正極タブとの距離を離すことができ、内部での短絡を防止することができる。

【0053】

また、タブ及び端子が、貫通スリットによって保持されるとともに、端子支持部の外面に端子が折曲げられて配置される。また、負極端子では、第１折曲げ部と第２折曲げ部を備え、これらの間に隙間を備えることで弾力性を有し、外部機器との接続の安定性を増すことができる。さらに、第１折曲げ部と第２折曲げ部を備えることで、ケースの厚さ方向の略中央に貫通スリットｓ２を設けながら、ケースの厚さ方向の両方向に端子を配置させることができる。また、正極端子においても、第３折曲げ部によって弾力性を有することができる。さらに、この第３折曲げ部によって、ケースの厚さ方向において端子取出口の端にある貫通スリットｓ１，ｓ３から反対側の端まで端子を配置させることができる。また、負極端子と正極端子の裏側に端子支持部があり、この端子支持部が端子取出口より凹状となっている。これにより、端子取出口の端で負極端子と正極端子の横方向の動きを支えることができるとともに、端子支持部で負極端子と正極端子が負荷側の端子から押される力を支えることができる。

【0054】

また、隣接するタブ及び端子の間に分割壁と直交する方向に隔壁が設けられており、この隔壁で分割壁の補強がなされるとともに、ケースの変形や注入水の過多等の事態においてのの短絡を防止することができる。

【0055】

また、ケースの第１面の内面に、独立した複数の第１突起部を備えるため、活物質積層体とケースの内面との間に間隙が構成され、当該間隙で空気を流通させることができる。また、マグネシウム空気電池の発電時には多少なりとも熱が発生するが、第１突起部が千鳥状に配置されていること、ケースの第３面のうち底面に設けられた水注入口が吸排気口としても利用可能であること、吸排気口がケースの上部に設けられていることにより、底面の水注入口から導入された新鮮な空気がケース内面と活物質積層体との間隙を効率よく流れ、上部の吸排気口から排気される。これらにより、安定した電力を得ることができる。なお、この新鮮な空気がケース内部に導入し、排気させるという作用は、ケースの第１面、第２面、第３面の全てに水注入口又は吸排気口を設けているため、マグネシウム空気電池をどの様な向きに載置させても発揮することができる。

【0056】

また、第１面に設けられた吸排気口が、複数のマグネシウム空気電池を隣接させたときに互いに連通し、例えば中央にあるマグネシウム空気電池にも新鮮な空気を供給させることができる。また、ケースの第２面の内面にも第２突起部を備えるため、ここでもケースの内面と活物質積層体との間に間隙を設けることができ、空気の流通を助けることができる。また、水注入口及び吸排気口の少なくとも一部が、ケースの第１面を切り欠く様に、ケースの厚さ方向に渡って設けられているため、第２面又は底面を塞がれても空気をケース内に流通させることができる。

【0057】

なお、上述したマグネシウム空気電池の実施形態は、本発明の例示であり、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、その構成を適宜変更することができる。例えば、貫通スリットの幅の大きさであるが、本実施形態では負極端子と正極端子の厚さより大きく構成して、負極端子と正極端子が貫通スリットに遊嵌されている。これを、負極端子と正極端子の厚さと略同じにして、端子支持部で負極端子と正極端子を押圧しながら挟み込んでもよい。係る場合、正極端子を両面から挟み込む端子支持部とすることもできる。

【0058】

また、活物質積層体が、負極活物質の片面のみにセパレータ、正極、及び正極集電体が積層されている場合、負極端子と正極端子ともに第３折曲げ部のみを備える構成としても良い。さらに、活物質積層体が複数組積層されている場合、負極タブと正極タブの位置によっては、負極端子と正極端子ともに第１折曲げ部と第２折曲げ部を備える構成としても良いし、負極端子が第３折曲げ部を備え正極端子が第１折曲げ部と第２折曲げ部を備える構成としても良い。

【符号の説明】

【0059】

１・・マグネシウム空気電池、
１０・・ケース、１１ａ，１１ｂ・・第１面、１２ａ，１２ｂ・・第２面、１３ａ，１３ｂ・・第３面、１４・・ケース本体部、１５・・ケース蓋部、
２０・・水注入口、２１，２２，２３・・吸排気口、２４・・第１突起部、２５・・第２突起部、
３０ａ，３０ｂ，３０ｃ・・端子取出口、３１・・分割壁、３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ・・端子支持部、３３・・隔壁、ｓ１，ｓ２，ｓ３・・貫通スリット、
４０・・負極端子、４１ａ，４１ｂ・・正極端子、４２・・負極タブ、４３ａ，４３ｂ・・正極タブ、４４・・第１折曲げ部、４５・・第２折曲げ部、４６ａ，４６ｂ・・第３折曲げ部、ｇ１，ｇ２・・隙間
５０・・活物質積層体、５１・・負極活物質、５２・・セパレータ、５３・・正極、５４・・正極集電体、ｗｓ・・面、

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】