特開 2024-12234 電池装置

(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】P2024012234

(43)【公開日】2024-01-30

(54)【発明の名称】電池装置

(51)【国際特許分類】

   H01M 12/06 20060101AFI20240123BHJP

【ＦＩ】

H01M12/06 A

H01M12/06 G

H01M12/06 F

H01M12/06 D

【審査請求】有

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022114425

(22)【出願日】2022-07-18

(11)【特許番号】

(45)【特許公報発行日】2022-12-01

(71)【出願人】

【識別番号】521173580

【氏名又は名称】東友株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100183575

【弁理士】

【氏名又は名称】老田 政憲

(72)【発明者】

【氏名】東 友也

【テーマコード（参考）】

5H032

【Ｆターム（参考）】

5H032AA02

5H032AS01

5H032AS02

5H032AS11

5H032CC01

5H032CC11

5H032CC16

5H032HH04

(57)【要約】

【課題】電解質層における電解液の減少を抑制しながらも電池装置全体の小型・軽量化が可能な電池装置を提供する。
【解決手段】電池装置は、第１電極１１と、第２電極１２と、第１電極１２及び第２電極１３の間に介在されて吸湿性を有する電解質層１３とを有する。電解質層１３は、吸湿性を有する吸湿材１４と、吸湿材１４に含まれた電解液１５とを有すると共に、第２電極１２の外周を覆うように設けられており、第１電極１１は、電解質層１３の外周に金属線１１ａが所定の間隔で巻き掛けられることによりコイル状に形成されている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１電極と、第２電極と、上記第１電極及び上記第２電極の間に介在されて吸湿性を有する電解質層とを有する電池装置であって、
上記電解質層は、吸湿性を有する吸湿材と、該吸湿材に含まれた電解液とを有すると共に、上記第２電極の外周を覆うように設けられており、
上記第１電極は、上記電解質層の外周に金属線が所定の間隔で巻き掛けられることによりコイル状に形成されている、電池装置。

【請求項2】

請求項１に記載の電池装置において、
水分を含むと共に該水分が蒸発して周囲へ放散させる水分供給源を備え、
上記水分供給源から蒸発した水分を含む湿り空気が上記電解質層へ供給される、電池装置。

【請求項3】

請求項１に記載の電池装置において、
上記第２電極は管状に形成されている、電池装置。

【請求項4】

請求項１に記載の電池装置において、
上記電解質層は、上記第２電極における一方の端部よりも延出した延出部を有している、電池装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電池装置に関する。

【背景技術】

【0002】

一般に、金属電池は、イオン化傾向が異なる二種類の金属電極と電解質水溶液（電解液）とを組み合わせて構成するが、電解質水溶液に金属電極を浸漬することにより、例えば電極に設けた集電体などに腐食が生じる問題がある。また、電極を平板金属によって形成すると、重量が嵩むとともにコストの上昇を招く問題もある。

【0003】

ここで、特許文献１には、正極である空気極と負極との間に電解液を介在させた空気電池を有する空気電池装置が開示されている。この空気電池装置は、空気極と負極とを有して電解液を保持する第１電解液槽と、空気電池の外部に設けられた第２電解液槽と、第１電解液槽及び第２電解液槽を繋ぐ循環路と、循環路に設けられたポンプとを備えている。

【0004】

そうして、この特許文献１の電池装置では、電解液を循環させることによって第１電解液槽に電解液を供給し続けるとともに、第２電解液槽において電解液から析出物を回収するようにしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１８－０７８０８２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ここで、特許文献１には、金属電極を金属板によって形成することも記載されているが、その場合、軽量化することが難しく、材料コストも高くならざるを得ない。
また、上記特許文献１の電池装置では、電解液を電解質層へ供給するために、循環路、ポンプ及び第２電解液槽などの設備が必要であるため、電池装置の全体を小型で軽量なものにすることが難しい。

【0007】

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その主たる目的とするところは、電解質層における電解液の減少を抑制しながらも電池装置全体の小型・軽量化が可能な電池装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明に係る電池装置は、第１電極と、第２電極と、上記第１電極及び上記第２電極の間に介在されて吸湿性を有する電解質層とを有する電池装置であって、上記電解質層は、吸湿性を有する吸湿材と、該吸湿材に含まれた電解液とを有すると共に、上記第２電極の外周を覆うように設けられており、上記第１電極は、上記電解質層の外周に金属線が所定の間隔で巻き掛けられることによりコイル状に形成されている。

【0009】

さらに、水分を含むと共に該水分が蒸発して周囲へ放散させる水分供給源を備え、上記水分供給源から蒸発した水分を含む湿り空気が上記電解質層へ供給される構成としてもよい。

【0010】

上記第２電極は管状に形成されていてもよい。上記電解質層は、上記第２電極における一方の端部よりも延出した延出部を有していてもよい。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、電解質層における電解液の減少を抑制しながらも電池装置全体の小型・軽量化が可能な電池装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】図１は、本実施形態１における電池本体の構成を示す説明図である。

【図2】図２は、本実施形態１における電池本体を拡大して模式的に示す説明図である。

【図3】図３は、本実施形態１における電池装置を模式的に示す斜視図である。

【図4】図４は、電池本体の単位セルを直列に接続した例を示す説明図である。

【図5】図５は、電池本体の単位セルを直列に接続した例を示す説明図である。

【図6】図６は、本実施形態２における電池本体を拡大して示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。
《実施形態１》

【0014】

図１は、本実施形態１における電池本体１０の構成を示しており、図２は、電池本体１０を拡大して模式的に示している。また、図３は、本実施形態１における電池装置１を模式的に示す斜視図である。

【0015】

電池装置１は、図３に示すように、電池本体１０と、水分供給源２０と、筐体３０とを備えている。本実施形態１では、電池本体１０が金属電池（正極及び負極が金属電極である金属電池）である例について説明する。

【0016】

図１及び図２に示すように、電池本体１０は、第１電極１１と、第２電極１２と、電解質層１３とを有する。電解質層１３は、第１電極１１及び第２電極１２の間に介在されている。

【0017】

本実施形態１では、第１電極１１を銅とし、第２電極１２をマグネシウムとする。第１電極１１は銅以外の金属材料でもよい。また、第２電極１２は、リチウム、チタン、マグネシウム、亜鉛、真鍮、又はアルミニウム等の他の金属材料（第１電極１１よりもイオン化傾向が大きい金属材料）を適用してもよい。

【0018】

第２電極１２は、例えば円管状に形成されている。尚、第２電極１２は、例えば矩形管などの円管以外の管状であってもよく、その他にも板状や中実の棒状であってもよい。第２電極１２が円管状である場合、その直径は例えば３ｍｍ以上且つ３０ｍｍ以下であることが好適である。第２電極１２の用途に応じて使い分けるが、その直径は例えば３ｍｍ以上且つ１５ｍｍ以下であり、厚みが０．２ｍｍ以上且つ１ｍｍ以下であることが最適である。

【0019】

尚、第２電極１２が板状である場合、その厚みは例えば０．２ｍｍ以上且つ１０ｍｍ以下であることが最適である。板状の第２電極１２は、正方形状でも長方形状でもよいが、長方形状である方が僅かに高出力を得ることができる。

【0020】

電解質層１３は、吸湿性を有する吸湿材１４と、吸湿材１４に含まれた電解液１５とを有している。この構成により、電解質層１３は吸湿性を有し、周囲の湿り空気から吸湿するようになっている。吸湿材１４は、例えば和紙などの紙や布などによって形成することが可能である。電解液１５には、例えば電解質としての塩化ナトリウムを含む水溶液を適用することができる。

【0021】

図１に示すように、電解質層１３は、第２電極１２の外周を覆うように設けられている。また、電解質層１３は、第２電極１２における一方の端部（図１で下側端部）よりも外側（図１で下側）へ延出した延出部１３ａを有している。第２電極１２の他方の端部（図１で上側端部）は、電解質層１３から露出した露出部１２ａとなっている。このように、電解質層１３が延出部１３ａを有することにより、電解質層１３の吸湿性を高めることができる。

【0022】

電解質層１３は、第２電極１２の外周面に複数回重ねて巻くようにしてもよい。そのことにより、重ねた電解質層１３の内部に電解液を閉じ込めて外部への流出を抑制することが可能である。

【0023】

第１電極１１は、電解質層１３の外周にコイル状に巻き掛けられた金属線１１ａによって構成されている。本実施形態１における第１電極１１は正極であり、例えば銅線によって形成されている。また、金属線１１ａは、これら以外にも第２電極１２の材料に応じて、他の金属線１１ａを用いることも可能である。

【0024】

金属線１１ａの外径は問わないが、０．１ｍｍ以上且つ２ｍｍ以下程度とすることが適している。また、金属線１１ａの外径は、例えば第２電極１２の厚みの半分くらいであることが好ましい。これは、第２電極１２よりも金属線１１ａの分解（溶解）速度が遅く、第２電極１２の劣化と同等にするためである。

【0025】

図１及び図２に示すように、第１電極１１は、電解質層１３の外周に金属線１１ａが所定の間隔で巻き掛けられることによりコイル状に形成されている。金属線１１ａは、図１に示すように、第２電極１２と電解質層１３とが重なる領域において、電解質層１３の外周面に巻き掛けられている。電解質層１３の延出部１３ａには金属線１１ａが巻き掛けられていない。

【0026】

電池本体１０を製作するときは、一例として、円管状のマグネシウムの外形を６ｍｍ、厚みを０．６ｍｍ、長さを３６ｍｍとする。電解質層１３の吸湿材１４となる紙の幅（第２電極１２の軸方向の幅）を３５ｍｍ程度とする。金属線１１ａである銅線は、第２電極１２であるマグネシウム管及び電解質層１３を３回～数百回程度巻くことができる長さとする。

【0027】

そして、吸湿材１４に濃いめの塩水（５～７％程度）をたっぷりと染みこませて、第２電極１２に巻き付ける。このとき、吸湿材１４を第２電極１２の一方の端から５ｍｍ程度外側に延出させることにより、吸湿材１４を第２電極１２の他方の端から６ｍｍ程度内側（中央側）に巻き掛ける。これにより、第２電極１２における一方の端部に電解質層１３の延出部１３ａを形成すると共に、第２電極１２における他方の端部に露出部１２ａを形成する。

【0028】

そして、電解質層１３に巻き掛けた金属線１１ａが所定間隔で配置されることにより、金属線１１ａ同士の間から電解質層１３が露出する。そのため、電解質層１３は周囲から吸湿しやすくなる。

【0029】

金属線１１ａを第２電極１２及び電解質層１３に巻き掛ける回数は、３回～数百回程度であることの好ましいが、１３回～５０回程度が最適である。また、金属線１１ａを巻き掛ける方向は、時計回りでもよいが、反時計回りの方がより高出力を得ることができるため好ましい。尚、第２電極１２が平板形状である場合も同様の仕様とすることが望ましい。

【0030】

尚、金属線１１ａを互いに隙間を空けずにぎっしりと詰めて巻き掛けてもよい。そのことにより、一枚の金属板電極と同じような効果を得ることができる。この場合、金属線１１ａは、二重、三重と重ねて巻き掛けてもよい。

【0031】

図１に示すように、第２電極１２には、集電体１７が設けられており、この集電体１７に配線１８が接続される。集電体１７は、例えば第２電極１２の露出部１２ａに設けることが可能である。また、第１電極１１の金属線１１ａには配線１８が接続される。こうして、上述した第１電極１１、第２電極１２及び電解質層１３の構成により電池本体１０の単位セル（ワンセル）５が構成される。

【0032】

そして、電池本体１０では、第２電極１２を構成している金属（マグネシウム）がイオン化し、電子を発生させる。第２電極１２で生じた電子は、図２に矢印Ｂで示すように、正極である第１電極１１へ向かって配線１８を流れる。そうして、電池本体１０による放電（電池反応）が起こる。

【0033】

電池本体１０は、複数の単位セル５を直列接続ないし並列接続して組み合わせることにより、所望の電池出力を得ることができる。図４は、単位セル５を直列に接続した例を示す。図５は、単位セルを並列に接続した例を示す。

【0034】

単位セル５を直列接続する場合、一方の単位セル５における第１電極１１（金属線１１ａ）を、他方の単位セル５における第２電極１２（例えば露出部１２ａの集電体１７）に配線１８等を介して接続する。

【0035】

単位セル５を並列接続する場合、単位セル５の第１電極１１（金属線１１ａ）同士を接続すると共に、単位セル５の第２電極１２同士を接続する。このとき、一方の単位セル５における第２電極１２の露出部１２ａを、他方の単位セル５における電解質層１３の延出部１３ａの内側に挿入し、第２電極１２同士を接続する。

【0036】

次に、図３を参照して、筐体３０及び水分供給源２０について説明する。筐体３０は、上述した電池本体１０と水分供給源２０とを収容する。
水分供給源２０は、水分を含むと共にその水分が蒸発して周囲へ放散させるものである。水分供給源２０は、例えば和紙などの紙やスポンジ等の水分を吸収しやすい材料からなる水分吸収体２１と、この水分吸収体２１に吸収保持された水分２２とを有している。

【0037】

筐体３０は、電池本体１０を収容する第１室３１と、水分供給源２０を収容する第２室３２とを区画する隔壁部３３を有している。例えば、隔壁部３３は、筐体３０の内部を上下に区画しており、第１室３１の下側に第２室３２が配置されている。

【0038】

隔壁部３３には、複数の貫通孔（図示省略）が形成されている。例えば網状の板部材によって隔壁部３３を形成してもよい。そうして、隔壁部３３は、水分供給源２０から蒸発した水分を含む湿り空気を、第２室３２から第１室３１へ通過させるように構成されている。

【0039】

第２室３２は、側壁部３２ａ及び底面部３２ｂによって側方及び底側が閉塞されており、隔壁部３３のみから湿り空気を当該第２室３２の外へ通過させる。一方、第１室３１は、比較的小さな通気口３１ａを有している。例えば、筐体３０は、側壁部３１ｂにより周囲側方が閉塞されると共に、上部に蓋体３４を有していて、その蓋体３４に複数の通気口３１ａが貫通形成されている構成としてもよい。

【0040】

通気口３１ａは、ガスを通過させる一方、湿気を通過させにくい構成となっている。例えば、通気口３１ａは、蓋体３４に形成された貫通孔が和紙などにより塞がれた構成とすることが可能である。このように、通気口３１ａを設けることにより、湿気の低下を抑制しつつ第１室３１において電池反応により生じたガスや水素などを筐体３０の外部へ排出することができる。尚、通気口３１ａは、蓋体３４に限らず、側壁部３１ｂに設けるようにしてもよい。

【0041】

このような構成により、筐体３０内部を比較的高い湿度に維持することができる。水分供給源２０の水分吸収体２１には、例えば５０ｃｃ程度の液体を含ませることにより、６ヶ月以上の間、筐体３０内部の湿度を７０％程度に維持することが可能である。水分吸収体２１に含ませる液体は特に問わないが、水道水等の水で十分である。

【0042】

以上説明したように、本実施形態１における電池装置１は、第１室３１と第２室３２とを区画する隔壁部３３を有する筐体３０を備えている。筐体３０の第１室３１には電池本体１０が収容され、第２室３２には水分供給源２０が収容される。そうして、隔壁部３３は、水分供給源２０から蒸発した水分を含む湿り空気を、第２室３２から第１室３１へ通過させる構成としている。

【0043】

このような構成により、筐体３０は、水分供給源２０の水分を湿り空気の状態で電池本体１０に供給することができる。すなわち、第２室３２から第１室３１へ移動した湿り空気の水分は、電池本体１０の電解質層１３により吸湿される。

【0044】

しかも、本実施形態１では、第１電極１１がコイル状の金属線１１ａによって形成されると共に、その金属線１１ａが所定の間隔で巻き掛けられている。そのことにより、電解質層１３が金属線１１ａ同士の隙間から露出するため、電解質層１３による周囲の湿り空気からの吸湿性を高めることができるのである。さらに、湿り空気が金属線１１ａに触れることにより金属線１１ａに生じた水滴も、金属線１１ａ同士の隙間から電解質層１３へ吸収させることもできる。

【0045】

さらにまた、電解質層１３に延出部１３ａを設けて大きく露出させるようにしたので、この延出部１３ａにおいて周囲の湿り空気から効率よく吸湿することができる。吸湿した水分は電解液として電解質層１３の中央側へ供給される。よって、電解質層１３における電解液を適切に維持することができる。
よって、本実施形態１によれば、電解質層１３における電解液の減少を抑制することができ、電池性能を適切に維持できるのである。

【0046】

ここで、本実施形態１における筐体３０では、水分供給源２０の水分を湿り空気の状態で電池本体１０へ供給することができる。したがって、電解液を電解質層１３に強制的に供給するための設備（例えば、電解液の循環路、ポンプ及び電解液槽など）が不要になるので、電池装置１全体を小型・軽量化することができる。

【0047】

その上、本実施形態１では、第１電極１１をコイル状の金属線１１ａによって構成したので、一般的な金属板によって電極を構成した電池装置に比べて軽量化し且つ材料コストも低減することができる。さらに、金属線１１ａを電解質層１３及び第２電極１２に巻き掛けるという方法により金属電極を製造できるので、その製造コストの低下を図ることもできる。
このように、本実施形態１によると、電解質層１３における電解液の減少を抑制しながらも電池装置１全体の小型・軽量化が可能になるのである。

【0048】

さらにまた、本実施形態１では第１電極１１及び第２電極１２が一側面側において電解質層１３に接触し、第１電極１１及び第２電極１２の全体が電解液に浸漬するような構成でないので、各電極１１，１２における集電体１７等の腐食を抑制し、金属電極の分解も抑制することができる。よって、電池装置１の寿命性能を高めることができる。
《実施形態２》

【0049】

上記実施形態１では、電池本体１０が金属電池である例について説明したが、これに限らず、電池本体１０は空気電池であってもよい。尚、以降では、上記実施形態１と同じ内容についてはその説明を省略する。

【0050】

図６は、本実施形態２における電池本体を拡大して模式的に示している。本実施形態２における電池装置１は、上記実施形態１と同様に、電池本体１０と、水分供給源２０と、筐体３０とを備えている。電池本体１０は、第１電極１１と、第２電極１２と、電解質層１３とを有する。電解質層１３は、第１電極１１及び第２電極１２の間に介在されている。
正極及び負極が上記実施形態１とは異なる。本実施形態２における第２電極１２は正極である一方、第１電極１１は負極になっている。

【0051】

第２電極１２は、酸素を正極活物質とする空気極である。第２電極１２は、例えば活性炭等の導電性粒子を含んだ固体状に形成されている。第２電極１２は、例えば円管状に形成されている。

【0052】

尚、導電性粒子には、他の炭素材料（例えばカーボンブラックやグラファイト等）を利用することも可能であるが、空気極である第２電極１２に空気を取り入れやすくするためには、多孔質である活性炭を利用することが望ましい。

【0053】

また、第２電極１２は、例えば矩形管などの円管以外の管状であってもよく、その他にも板状や中実の棒状であってもよい。ただし、第２電極１２に空気を導入しやすくするためには、管状であることが好ましい。

【0054】

第２電極１２が円管状である場合、その直径は例えば３ｍｍ以上且つ３０ｍｍ以下であることが好適である。用途に応じて使い分けるが、第２電極１２の直径は、例えば３ｍｍ以上且つ１５ｍｍ以下であり、厚みが０．２ｍｍ以上且つ１ｍｍ以下であることがより好ましい。

【0055】

尚、第２電極１２が板状である場合、その厚みは例えば０．２ｍｍ以上且つ１０ｍｍ以下であることが好ましい。板状の第２電極１２は、正方形状でも長方形状でもよいが、長方形状である方が僅かに高出力を得ることができる。

【0056】

電解質層１３は、上記実施形態１と同様であり、吸湿性を有する吸湿材１４と、吸湿材１４に含まれた電解液１５とを備え、吸湿性を有している。吸湿材１４は、例えば和紙などの紙や布などによって形成される。電解液１５は、例えば電解質としての塩化ナトリウムを含む。また、電解質層１３は延出部１３ａを有する。

【0057】

第１電極１１は、上記実施形態１と同様に、電解質層１３の外周にコイル状に巻き掛けられた金属線１１ａによって構成されている。本実施形態２における金属線１１ａは、例えばマグネシウムによって形成されている。尚、第１電極１１を構成する金属線１１ａは、正極である活性炭との組み合わせとしてマグネシウム及びアルミニウムが好適であることから、アルミニウムによって形成してもよい。金属線１１ａの外径は問わないが、０．１ｍｍ以上且つ２ｍｍ以下程度とすることが適している。

【0058】

上記実施形態１と同様に、金属線１１ａは、所定の間隔で巻き掛けられている。そのことにより、電解質層１３が周囲から吸湿しやすくなっている。電解質層１３の延出部１３ａには金属線１１ａが巻き掛けられていない。尚、金属線１１ａは、互いに隙間を空けずにぎっしりと詰めて巻き掛けてもよい。

【0059】

電池本体１０を作製するときは、上記実施形態１と同様に、吸湿材１４に濃いめの塩水（５～７％程度）をたっぷりと染みこませて、第２電極１２に巻き付ける。このとき、吸湿材１４を第２電極１２の一方の端から５ｍｍ程度外側に延出させると共に、第２電極１２の他方の端から６ｍｍ程度内側（中央側）に巻き掛ける。これにより、電解質層１３の延出部１３ａと、第２電極１２の露出部１２ａを形成する。

【0060】

第２電極１２の露出部１２ａには、上記実施形態１と同様に、集電体１７が設けられており、この集電体１７に配線１８が接続される（図１参照）。一方、第１電極１１の金属線１１ａには配線１８が接続される。

【0061】

そして、電池本体１０では、図６に矢印Ａで示すように、電解質層１３の電解液１５に含まれる電解質（塩化ナトリウム）が負極である第１電極１１側へ移動する。塩化ナトリウムは、第１電極１１を構成している金属（マグネシウム）をイオン化させると共に、電子を発生させる。

【0062】

第１電極１１で生じた電子は、図６に矢印Ｂで示すように、正極である第２電極１２へ向かって配線１８を流れる。一方、第１電極１１で生じた金属イオン（マグネシウムイオン）は、図６に矢印Ｃで示すように、電解質層１３を通って第２電極１２へ移動する。第２電極１２に到達したマグネシウムイオンは、第２電極１２の導電性粒子（活性炭）を伝って第２電極１２内を移動する。そして、第２電極１２周りにおける空気中の酸素が電子を受け取ってマグネシウムイオンと反応する。こうして、電池本体１０による放電（電池反応）が起こる。

【0063】

本実施形態２においても、上記実施形態１と同様にして、複数の単位セル５を直列接続ないし並列接続することによって、所望の電池出力を得ることができる（図４及び図５参照）。

【0064】

また、本実施形態２における筐体３０及び水分供給源２０は、上記実施形態１と同じ構成を有する。すなわち、筐体３０は、電池本体１０を収容する第１室３１と、水分供給源２０を収容する第２室３２とを区画する隔壁部３３を有している。隔壁部３３は、水分供給源２０から蒸発した水分を含む湿り空気を、第２室３２から第１室３１へ通過させる。
筐体３０は、複数の通気口３１ａが設けられた蓋体３４を有している。通気口３１ａは、ガスを通過させる一方、湿気を通過させにくい構成を有する。

【0065】

このような構成により、筐体３０内部を比較的高い湿度に維持することができる。水分供給源２０の水分吸収体２１には、例えば５０ｃｃ程度の液体を含ませることにより、６ヶ月以上の間、筐体３０内部の湿度を７０％程度に維持することが可能である。水分吸収体２１に含ませる液体は、例えば水道水等の水であってもよい。
したがって、本実施形態２によっても、上記実施形態１と同様に、筐体３０により水分供給源２０の水分を湿り空気の状態で電池本体１０に供給できるので、電解質層１３における電解液の減少を抑制することができ、電池性能を適切に維持することができる。

【0066】

さらに、第１電極１１をコイル状の金属線１１ａによって形成し、その金属線１１ａを所定の間隔で巻き掛けるようにしたので、電解質層１３による周囲の湿り空気からの吸湿性を高めることができる。また、湿り空気が金属線１１ａに触れることにより金属線１１ａに生じた水滴も、金属線１１ａ同士の隙間から電解質層１３へ吸収させることができる。

【0067】

加えて、電解質層１３に延出部１３ａを設けたので、周囲の湿り空気から効率よく吸湿することができる。よって、電解質層１３における電解液を好適に維持できる。

【0068】

さらに、上記筐体３０を備えることにより、電解液を電解質層１３に強制的に供給するための設備が不要になるので、電池装置１全体を小型・軽量化することができる。しかも、第１電極１１をコイル状の金属線１１ａによって構成したので、一般的な金属板によって電極を構成した電池装置に比べて軽量化し且つ材料コストも低減することができる。

【0069】

このように、本実施形態２によると、上記実施形態１と同様に、電解質層１３における電解液の減少を抑制しながらも電池装置１全体の小型・軽量化が可能になる。

【0070】

さらに、第１電極１１及び第２電極１２が一側面側において電解質層１３に接触し、第１電極１１及び第２電極１２の全体が電解液に浸漬するような構成でないので、各電極１１，１２における集電体１７等の腐食を抑制し、金属電極の分解も抑制できる。よって、電池装置１の寿命性能を高めることができる。

【0071】

尚、上記実施形態１及び２では、筐体３０を有する電池装置１について説明したが、これに限らず、電解質層１３が周囲の湿り空気から吸湿できる他の構成としてもよい。

【産業上の利用可能性】

【0072】

以上説明したように、本発明は、電池装置について有用である。

【符号の説明】

【0073】

１ 電池装置
１０ 電池本体
１１ 第１電極
１１ａ 金属線
１２ 第２電極
１３ 電解質層
２０ 水分供給源

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【手続補正書】

【提出日】2022-09-22

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１電極と、第２電極と、上記第１電極及び上記第２電極の間に介在されて吸湿性を有する電解質層とを有する電池装置であって、
上記電解質層は、吸湿性を有する吸湿材と、該吸湿材に含まれた電解液とを有すると共に、上記第２電極の外周を覆うように設けられており、
上記第１電極は、上記電解質層の外周に金属線が所定の間隔で巻き掛けられることによりコイル状に形成されており、
水分を含むと共に該水分が蒸発して周囲へ放散させる水分供給源を備え、
上記水分供給源から蒸発した水分を含む湿り空気が上記電解質層へ供給される、電池装置。

【請求項2】

請求項１に記載の電池装置において、
上記第２電極は管状に形成されている、電池装置。

【請求項3】

請求項１に記載の電池装置において、
上記電解質層は、上記第２電極における一方の端部よりも延出した延出部を有している、電池装置。

【手続補正2】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電池装置に関する。

【背景技術】

【0002】

一般に、金属電池は、イオン化傾向が異なる二種類の金属電極と電解質水溶液（電解液）とを組み合わせて構成するが、電解質水溶液に金属電極を浸漬することにより、例えば電極に設けた集電体などに腐食が生じる問題がある。また、電極を平板金属によって形成すると、重量が嵩むとともにコストの上昇を招く問題もある。

【0003】

ここで、特許文献１には、正極である空気極と負極との間に電解液を介在させた空気電池を有する空気電池装置が開示されている。この空気電池装置は、空気極と負極とを有して電解液を保持する第１電解液槽と、空気電池の外部に設けられた第２電解液槽と、第１電解液槽及び第２電解液槽を繋ぐ循環路と、循環路に設けられたポンプとを備えている。

【0004】

そうして、この特許文献１の電池装置では、電解液を循環させることによって第１電解液槽に電解液を供給し続けるとともに、第２電解液槽において電解液から析出物を回収するようにしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１８－０７８０８２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ここで、特許文献１には、金属電極を金属板によって形成することも記載されているが、その場合、軽量化することが難しく、材料コストも高くならざるを得ない。
また、上記特許文献１の電池装置では、電解液を電解質層へ供給するために、循環路、ポンプ及び第２電解液槽などの設備が必要であるため、電池装置の全体を小型で軽量なものにすることが難しい。

【0007】

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その主たる目的とするところは、電解質層における電解液の減少を抑制しながらも電池装置全体の小型・軽量化が可能な電池装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明に係る電池装置は、第１電極と、第２電極と、上記第１電極及び上記第２電極の間に介在されて吸湿性を有する電解質層とを有する電池装置であって、上記電解質層は、吸湿性を有する吸湿材と、該吸湿材に含まれた電解液とを有すると共に、上記第２電極の外周を覆うように設けられており、上記第１電極は、上記電解質層の外周に金属線が所定の間隔で巻き掛けられることによりコイル状に形成されており、水分を含むと共に該水分が蒸発して周囲へ放散させる水分供給源を備え、上記水分供給源から蒸発した水分を含む湿り空気が上記電解質層へ供給される。

【0009】

上記第２電極は管状に形成されていてもよい。上記電解質層は、上記第２電極における一方の端部よりも延出した延出部を有していてもよい。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、電解質層における電解液の減少を抑制しながらも電池装置全体の小型・軽量化が可能な電池装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】図１は、本実施形態１における電池本体の構成を示す説明図である。

【図2】図２は、本実施形態１における電池本体を拡大して模式的に示す説明図である。

【図3】図３は、本実施形態１における電池装置を模式的に示す斜視図である。

【図4】図４は、電池本体の単位セルを直列に接続した例を示す説明図である。

【図5】図５は、電池本体の単位セルを直列に接続した例を示す説明図である。

【図6】図６は、本実施形態２における電池本体を拡大して示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。
《実施形態１》

【0013】

図１は、本実施形態１における電池本体１０の構成を示しており、図２は、電池本体１０を拡大して模式的に示している。また、図３は、本実施形態１における電池装置１を模式的に示す斜視図である。

【0014】

電池装置１は、図３に示すように、電池本体１０と、水分供給源２０と、筐体３０とを備えている。本実施形態１では、電池本体１０が金属電池（正極及び負極が金属電極である金属電池）である例について説明する。

【0015】

図１及び図２に示すように、電池本体１０は、第１電極１１と、第２電極１２と、電解質層１３とを有する。電解質層１３は、第１電極１１及び第２電極１２の間に介在されている。

【0016】

本実施形態１では、第１電極１１を銅とし、第２電極１２をマグネシウムとする。第１電極１１は銅以外の金属材料でもよい。また、第２電極１２は、リチウム、チタン、マグネシウム、亜鉛、真鍮、又はアルミニウム等の他の金属材料（第１電極１１よりもイオン化傾向が大きい金属材料）を適用してもよい。

【0017】

第２電極１２は、例えば円管状に形成されている。尚、第２電極１２は、例えば矩形管などの円管以外の管状であってもよく、その他にも板状や中実の棒状であってもよい。第２電極１２が円管状である場合、その直径は例えば３ｍｍ以上且つ３０ｍｍ以下であることが好適である。第２電極１２の用途に応じて使い分けるが、その直径は例えば３ｍｍ以上且つ１５ｍｍ以下であり、厚みが０．２ｍｍ以上且つ１ｍｍ以下であることが最適である。

【0018】

尚、第２電極１２が板状である場合、その厚みは例えば０．２ｍｍ以上且つ１０ｍｍ以下であることが最適である。板状の第２電極１２は、正方形状でも長方形状でもよいが、長方形状である方が僅かに高出力を得ることができる。

【0019】

電解質層１３は、吸湿性を有する吸湿材１４と、吸湿材１４に含まれた電解液１５とを有している。この構成により、電解質層１３は吸湿性を有し、周囲の湿り空気から吸湿するようになっている。吸湿材１４は、例えば和紙などの紙や布などによって形成することが可能である。電解液１５には、例えば電解質としての塩化ナトリウムを含む水溶液を適用することができる。

【0020】

図１に示すように、電解質層１３は、第２電極１２の外周を覆うように設けられている。また、電解質層１３は、第２電極１２における一方の端部（図１で下側端部）よりも外側（図１で下側）へ延出した延出部１３ａを有している。第２電極１２の他方の端部（図１で上側端部）は、電解質層１３から露出した露出部１２ａとなっている。このように、電解質層１３が延出部１３ａを有することにより、電解質層１３の吸湿性を高めることができる。

【0021】

電解質層１３は、第２電極１２の外周面に複数回重ねて巻くようにしてもよい。そのことにより、重ねた電解質層１３の内部に電解液を閉じ込めて外部への流出を抑制することが可能である。

【0022】

第１電極１１は、電解質層１３の外周にコイル状に巻き掛けられた金属線１１ａによって構成されている。本実施形態１における第１電極１１は正極であり、例えば銅線によって形成されている。また、金属線１１ａは、これら以外にも第２電極１２の材料に応じて、他の金属線１１ａを用いることも可能である。

【0023】

金属線１１ａの外径は問わないが、０．１ｍｍ以上且つ２ｍｍ以下程度とすることが適している。また、金属線１１ａの外径は、例えば第２電極１２の厚みの半分くらいであることが好ましい。これは、第２電極１２よりも金属線１１ａの分解（溶解）速度が遅く、第２電極１２の劣化と同等にするためである。

【0024】

図１及び図２に示すように、第１電極１１は、電解質層１３の外周に金属線１１ａが所定の間隔で巻き掛けられることによりコイル状に形成されている。金属線１１ａは、図１に示すように、第２電極１２と電解質層１３とが重なる領域において、電解質層１３の外周面に巻き掛けられている。電解質層１３の延出部１３ａには金属線１１ａが巻き掛けられていない。

【0025】

電池本体１０を製作するときは、一例として、円管状のマグネシウムの外形を６ｍｍ、厚みを０．６ｍｍ、長さを３６ｍｍとする。電解質層１３の吸湿材１４となる紙の幅（第２電極１２の軸方向の幅）を３５ｍｍ程度とする。金属線１１ａである銅線は、第２電極１２であるマグネシウム管及び電解質層１３を３回～数百回程度巻くことができる長さとする。

【0026】

そして、吸湿材１４に濃いめの塩水（５～７％程度）をたっぷりと染みこませて、第２電極１２に巻き付ける。このとき、吸湿材１４を第２電極１２の一方の端から５ｍｍ程度外側に延出させることにより、吸湿材１４を第２電極１２の他方の端から６ｍｍ程度内側（中央側）に巻き掛ける。これにより、第２電極１２における一方の端部に電解質層１３の延出部１３ａを形成すると共に、第２電極１２における他方の端部に露出部１２ａを形成する。

【0027】

そして、電解質層１３に巻き掛けた金属線１１ａが所定間隔で配置されることにより、金属線１１ａ同士の間から電解質層１３が露出する。そのため、電解質層１３は周囲から吸湿しやすくなる。

【0028】

金属線１１ａを第２電極１２及び電解質層１３に巻き掛ける回数は、３回～数百回程度であることの好ましいが、１３回～５０回程度が最適である。また、金属線１１ａを巻き掛ける方向は、時計回りでもよいが、反時計回りの方がより高出力を得ることができるため好ましい。尚、第２電極１２が平板形状である場合も同様の仕様とすることが望ましい。

【0029】

尚、金属線１１ａを互いに隙間を空けずにぎっしりと詰めて巻き掛けてもよい。そのことにより、一枚の金属板電極と同じような効果を得ることができる。この場合、金属線１１ａは、二重、三重と重ねて巻き掛けてもよい。

【0030】

図１に示すように、第２電極１２には、集電体１７が設けられており、この集電体１７に配線１８が接続される。集電体１７は、例えば第２電極１２の露出部１２ａに設けることが可能である。また、第１電極１１の金属線１１ａには配線１８が接続される。こうして、上述した第１電極１１、第２電極１２及び電解質層１３の構成により電池本体１０の単位セル（ワンセル）５が構成される。

【0031】

そして、電池本体１０では、第２電極１２を構成している金属（マグネシウム）がイオン化し、電子を発生させる。第２電極１２で生じた電子は、図２に矢印Ｂで示すように、正極である第１電極１１へ向かって配線１８を流れる。そうして、電池本体１０による放電（電池反応）が起こる。

【0032】

電池本体１０は、複数の単位セル５を直列接続ないし並列接続して組み合わせることにより、所望の電池出力を得ることができる。図４は、単位セル５を直列に接続した例を示す。図５は、単位セルを並列に接続した例を示す。

【0033】

単位セル５を直列接続する場合、一方の単位セル５における第１電極１１（金属線１１ａ）を、他方の単位セル５における第２電極１２（例えば露出部１２ａの集電体１７）に配線１８等を介して接続する。

【0034】

単位セル５を並列接続する場合、単位セル５の第１電極１１（金属線１１ａ）同士を接続すると共に、単位セル５の第２電極１２同士を接続する。このとき、一方の単位セル５における第２電極１２の露出部１２ａを、他方の単位セル５における電解質層１３の延出部１３ａの内側に挿入し、第２電極１２同士を接続する。

【0035】

次に、図３を参照して、筐体３０及び水分供給源２０について説明する。筐体３０は、上述した電池本体１０と水分供給源２０とを収容する。
水分供給源２０は、水分を含むと共にその水分が蒸発して周囲へ放散させるものである。水分供給源２０は、例えば和紙などの紙やスポンジ等の水分を吸収しやすい材料からなる水分吸収体２１と、この水分吸収体２１に吸収保持された水分２２とを有している。

【0036】

筐体３０は、電池本体１０を収容する第１室３１と、水分供給源２０を収容する第２室３２とを区画する隔壁部３３を有している。例えば、隔壁部３３は、筐体３０の内部を上下に区画しており、第１室３１の下側に第２室３２が配置されている。

【0037】

隔壁部３３には、複数の貫通孔（図示省略）が形成されている。例えば網状の板部材によって隔壁部３３を形成してもよい。そうして、隔壁部３３は、水分供給源２０から蒸発した水分を含む湿り空気を、第２室３２から第１室３１へ通過させるように構成されている。

【0038】

第２室３２は、側壁部３２ａ及び底面部３２ｂによって側方及び底側が閉塞されており、隔壁部３３のみから湿り空気を当該第２室３２の外へ通過させる。一方、第１室３１は、比較的小さな通気口３１ａを有している。例えば、筐体３０は、側壁部３１ｂにより周囲側方が閉塞されると共に、上部に蓋体３４を有していて、その蓋体３４に複数の通気口３１ａが貫通形成されている構成としてもよい。

【0039】

通気口３１ａは、ガスを通過させる一方、湿気を通過させにくい構成となっている。例えば、通気口３１ａは、蓋体３４に形成された貫通孔が和紙などにより塞がれた構成とすることが可能である。このように、通気口３１ａを設けることにより、湿気の低下を抑制しつつ第１室３１において電池反応により生じたガスや水素などを筐体３０の外部へ排出することができる。尚、通気口３１ａは、蓋体３４に限らず、側壁部３１ｂに設けるようにしてもよい。

【0040】

このような構成により、筐体３０内部を比較的高い湿度に維持することができる。水分供給源２０の水分吸収体２１には、例えば５０ｃｃ程度の液体を含ませることにより、６ヶ月以上の間、筐体３０内部の湿度を７０％程度に維持することが可能である。水分吸収体２１に含ませる液体は特に問わないが、水道水等の水で十分である。

【0041】

以上説明したように、本実施形態１における電池装置１は、第１室３１と第２室３２とを区画する隔壁部３３を有する筐体３０を備えている。筐体３０の第１室３１には電池本体１０が収容され、第２室３２には水分供給源２０が収容される。そうして、隔壁部３３は、水分供給源２０から蒸発した水分を含む湿り空気を、第２室３２から第１室３１へ通過させる構成としている。

【0042】

このような構成により、筐体３０は、水分供給源２０の水分を湿り空気の状態で電池本体１０に供給することができる。すなわち、第２室３２から第１室３１へ移動した湿り空気の水分は、電池本体１０の電解質層１３により吸湿される。

【0043】

しかも、本実施形態１では、第１電極１１がコイル状の金属線１１ａによって形成されると共に、その金属線１１ａが所定の間隔で巻き掛けられている。そのことにより、電解質層１３が金属線１１ａ同士の隙間から露出するため、電解質層１３による周囲の湿り空気からの吸湿性を高めることができるのである。さらに、湿り空気が金属線１１ａに触れることにより金属線１１ａに生じた水滴も、金属線１１ａ同士の隙間から電解質層１３へ吸収させることもできる。

【0044】

さらにまた、電解質層１３に延出部１３ａを設けて大きく露出させるようにしたので、この延出部１３ａにおいて周囲の湿り空気から効率よく吸湿することができる。吸湿した水分は電解液として電解質層１３の中央側へ供給される。よって、電解質層１３における電解液を適切に維持することができる。
よって、本実施形態１によれば、電解質層１３における電解液の減少を抑制することができ、電池性能を適切に維持できるのである。

【0045】

ここで、本実施形態１における筐体３０では、水分供給源２０の水分を湿り空気の状態で電池本体１０へ供給することができる。したがって、電解液を電解質層１３に強制的に供給するための設備（例えば、電解液の循環路、ポンプ及び電解液槽など）が不要になるので、電池装置１全体を小型・軽量化することができる。

【0046】

その上、本実施形態１では、第１電極１１をコイル状の金属線１１ａによって構成したので、一般的な金属板によって電極を構成した電池装置に比べて軽量化し且つ材料コストも低減することができる。さらに、金属線１１ａを電解質層１３及び第２電極１２に巻き掛けるという方法により金属電極を製造できるので、その製造コストの低下を図ることもできる。
このように、本実施形態１によると、電解質層１３における電解液の減少を抑制しながらも電池装置１全体の小型・軽量化が可能になるのである。

【0047】

さらにまた、本実施形態１では第１電極１１及び第２電極１２が一側面側において電解質層１３に接触し、第１電極１１及び第２電極１２の全体が電解液に浸漬するような構成でないので、各電極１１，１２における集電体１７等の腐食を抑制し、金属電極の分解も抑制することができる。よって、電池装置１の寿命性能を高めることができる。
《実施形態２》

【0048】

上記実施形態１では、電池本体１０が金属電池である例について説明したが、これに限らず、電池本体１０は空気電池であってもよい。尚、以降では、上記実施形態１と同じ内容についてはその説明を省略する。

【0049】

図６は、本実施形態２における電池本体を拡大して模式的に示している。本実施形態２における電池装置１は、上記実施形態１と同様に、電池本体１０と、水分供給源２０と、筐体３０とを備えている。電池本体１０は、第１電極１１と、第２電極１２と、電解質層１３とを有する。電解質層１３は、第１電極１１及び第２電極１２の間に介在されている。
正極及び負極が上記実施形態１とは異なる。本実施形態２における第２電極１２は正極である一方、第１電極１１は負極になっている。

【0050】

第２電極１２は、酸素を正極活物質とする空気極である。第２電極１２は、例えば活性炭等の導電性粒子を含んだ固体状に形成されている。第２電極１２は、例えば円管状に形成されている。

【0051】

尚、導電性粒子には、他の炭素材料（例えばカーボンブラックやグラファイト等）を利用することも可能であるが、空気極である第２電極１２に空気を取り入れやすくするためには、多孔質である活性炭を利用することが望ましい。

【0052】

また、第２電極１２は、例えば矩形管などの円管以外の管状であってもよく、その他にも板状や中実の棒状であってもよい。ただし、第２電極１２に空気を導入しやすくするためには、管状であることが好ましい。

【0053】

第２電極１２が円管状である場合、その直径は例えば３ｍｍ以上且つ３０ｍｍ以下であることが好適である。用途に応じて使い分けるが、第２電極１２の直径は、例えば３ｍｍ以上且つ１５ｍｍ以下であり、厚みが０．２ｍｍ以上且つ１ｍｍ以下であることがより好ましい。

【0054】

尚、第２電極１２が板状である場合、その厚みは例えば０．２ｍｍ以上且つ１０ｍｍ以下であることが好ましい。板状の第２電極１２は、正方形状でも長方形状でもよいが、長方形状である方が僅かに高出力を得ることができる。

【0055】

電解質層１３は、上記実施形態１と同様であり、吸湿性を有する吸湿材１４と、吸湿材１４に含まれた電解液１５とを備え、吸湿性を有している。吸湿材１４は、例えば和紙などの紙や布などによって形成される。電解液１５は、例えば電解質としての塩化ナトリウムを含む。また、電解質層１３は延出部１３ａを有する。

【0056】

第１電極１１は、上記実施形態１と同様に、電解質層１３の外周にコイル状に巻き掛けられた金属線１１ａによって構成されている。本実施形態２における金属線１１ａは、例えばマグネシウムによって形成されている。尚、第１電極１１を構成する金属線１１ａは、正極である活性炭との組み合わせとしてマグネシウム及びアルミニウムが好適であることから、アルミニウムによって形成してもよい。金属線１１ａの外径は問わないが、０．１ｍｍ以上且つ２ｍｍ以下程度とすることが適している。

【0057】

上記実施形態１と同様に、金属線１１ａは、所定の間隔で巻き掛けられている。そのことにより、電解質層１３が周囲から吸湿しやすくなっている。電解質層１３の延出部１３ａには金属線１１ａが巻き掛けられていない。尚、金属線１１ａは、互いに隙間を空けずにぎっしりと詰めて巻き掛けてもよい。

【0058】

電池本体１０を作製するときは、上記実施形態１と同様に、吸湿材１４に濃いめの塩水（５～７％程度）をたっぷりと染みこませて、第２電極１２に巻き付ける。このとき、吸湿材１４を第２電極１２の一方の端から５ｍｍ程度外側に延出させると共に、第２電極１２の他方の端から６ｍｍ程度内側（中央側）に巻き掛ける。これにより、電解質層１３の延出部１３ａと、第２電極１２の露出部１２ａを形成する。

【0059】

第２電極１２の露出部１２ａには、上記実施形態１と同様に、集電体１７が設けられており、この集電体１７に配線１８が接続される（図１参照）。一方、第１電極１１の金属線１１ａには配線１８が接続される。

【0060】

そして、電池本体１０では、図６に矢印Ａで示すように、電解質層１３の電解液１５に含まれる電解質（塩化ナトリウム）が負極である第１電極１１側へ移動する。塩化ナトリウムは、第１電極１１を構成している金属（マグネシウム）をイオン化させると共に、電子を発生させる。

【0061】

第１電極１１で生じた電子は、図６に矢印Ｂで示すように、正極である第２電極１２へ向かって配線１８を流れる。一方、第１電極１１で生じた金属イオン（マグネシウムイオン）は、図６に矢印Ｃで示すように、電解質層１３を通って第２電極１２へ移動する。第２電極１２に到達したマグネシウムイオンは、第２電極１２の導電性粒子（活性炭）を伝って第２電極１２内を移動する。そして、第２電極１２周りにおける空気中の酸素が電子を受け取ってマグネシウムイオンと反応する。こうして、電池本体１０による放電（電池反応）が起こる。

【0062】

本実施形態２においても、上記実施形態１と同様にして、複数の単位セル５を直列接続ないし並列接続することによって、所望の電池出力を得ることができる（図４及び図５参照）。

【0063】

また、本実施形態２における筐体３０及び水分供給源２０は、上記実施形態１と同じ構成を有する。すなわち、筐体３０は、電池本体１０を収容する第１室３１と、水分供給源２０を収容する第２室３２とを区画する隔壁部３３を有している。隔壁部３３は、水分供給源２０から蒸発した水分を含む湿り空気を、第２室３２から第１室３１へ通過させる。
筐体３０は、複数の通気口３１ａが設けられた蓋体３４を有している。通気口３１ａは、ガスを通過させる一方、湿気を通過させにくい構成を有する。

【0064】

このような構成により、筐体３０内部を比較的高い湿度に維持することができる。水分供給源２０の水分吸収体２１には、例えば５０ｃｃ程度の液体を含ませることにより、６ヶ月以上の間、筐体３０内部の湿度を７０％程度に維持することが可能である。水分吸収体２１に含ませる液体は、例えば水道水等の水であってもよい。
したがって、本実施形態２によっても、上記実施形態１と同様に、筐体３０により水分供給源２０の水分を湿り空気の状態で電池本体１０に供給できるので、電解質層１３における電解液の減少を抑制することができ、電池性能を適切に維持することができる。

【0065】

さらに、第１電極１１をコイル状の金属線１１ａによって形成し、その金属線１１ａを所定の間隔で巻き掛けるようにしたので、電解質層１３による周囲の湿り空気からの吸湿性を高めることができる。また、湿り空気が金属線１１ａに触れることにより金属線１１ａに生じた水滴も、金属線１１ａ同士の隙間から電解質層１３へ吸収させることができる。

【0066】

加えて、電解質層１３に延出部１３ａを設けたので、周囲の湿り空気から効率よく吸湿することができる。よって、電解質層１３における電解液を好適に維持できる。

【0067】

さらに、上記筐体３０を備えることにより、電解液を電解質層１３に強制的に供給するための設備が不要になるので、電池装置１全体を小型・軽量化することができる。しかも、第１電極１１をコイル状の金属線１１ａによって構成したので、一般的な金属板によって電極を構成した電池装置に比べて軽量化し且つ材料コストも低減することができる。

【0068】

このように、本実施形態２によると、上記実施形態１と同様に、電解質層１３における電解液の減少を抑制しながらも電池装置１全体の小型・軽量化が可能になる。

【0069】

さらに、第１電極１１及び第２電極１２が一側面側において電解質層１３に接触し、第１電極１１及び第２電極１２の全体が電解液に浸漬するような構成でないので、各電極１１，１２における集電体１７等の腐食を抑制し、金属電極の分解も抑制できる。よって、電池装置１の寿命性能を高めることができる。

【0070】

尚、上記実施形態１及び２では、筐体３０を有する電池装置１について説明したが、これに限らず、電解質層１３が周囲の湿り空気から吸湿できる他の構成としてもよい。

【産業上の利用可能性】

【0071】

以上説明したように、本発明は、電池装置について有用である。

【符号の説明】

【0072】

１ 電池装置
１０ 電池本体
１１ 第１電極
１１ａ 金属線
１２ 第２電極
１３ 電解質層
２０ 水分供給源