特許 7545233 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】

(24)【登録日】2024-08-27

(45)【発行日】2024-09-04

(54)【発明の名称】金属空気電池

(51)【国際特許分類】

   H01M 12/08 20060101AFI20240828BHJP

   H01M 4/74 20060101ALI20240828BHJP

【ＦＩ】

H01M12/08 K

H01M4/74 A

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2020093319

(22)【出願日】2020-05-28

(65)【公開番号】P2021190261

(43)【公開日】2021-12-13

【審査請求日】2023-03-22

(73)【特許権者】

【識別番号】000005049

【氏名又は名称】シャープ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000947

【氏名又は名称】弁理士法人あーく事務所

(72)【発明者】

【氏名】平川 弘幸

(72)【発明者】

【氏名】山地 博之

(72)【発明者】

【氏名】高崎 まい

(72)【発明者】

【氏名】杉野 文俊

(72)【発明者】

【氏名】水畑 宏隆

(72)【発明者】

【氏名】竹中 忍

【審査官】前田 寛之

(56)【参考文献】

【文献】特表２０１９－５３２４７７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｍ１２／００－１６／００

Ｈ０１Ｍ ４／６４－ ４／８４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

空気極と、負極とを有する金属空気電池であって、
前記負極は、活物質を担持した集電体を含み、
前記集電体は、貫通孔を有する平板を波状に折り曲げて形成され、
前記負極での厚み方向において、前記集電体の折り曲げの高さは、平板の厚みより高く、
前記負極は、前記厚み方向に並べて設けられた２つの前記集電体を含み、
一方の前記集電体から他方の前記集電体に向かって突出した凸部同士が面して接触するように、２つの前記集電体における波筋の方向を平行にして配置されていること
を特徴とする金属空気電池。

【請求項2】

請求項１に記載の金属空気電池であって、
前記集電体は、前記厚み方向で突出した凸部が曲面とされていること
を特徴とする金属空気電池。

【請求項3】

請求項１または請求項２に記載の金属空気電池であって、
充電極を有すること
を特徴とする金属空気電池。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、空気極と、負極とを有する金属空気電池に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、電極用金属の化学反応を用いた様々な電池が実用化されており、その１つとして金属空気電池が挙げられる。金属空気電池は、空気極（正極）および燃料極（負極）を備えており、電気化学的な反応により、亜鉛、鉄、マグネシウム、アルミニウム、ナトリウム、カルシウム、およびリチウム等の金属が金属酸化物に変化する過程で得られる電気エネルギーを取り出して利用する。金属空気電池では、金属からなる集電体に、活物質である酸化亜鉛を担持した負極を用いることがある。

【0003】

ところで、集電体を含む負極では、積載した際の負荷や、使用環境での温度変化などによって、内部に応力が生じて変形することがあった。このような変形によって、抵抗が増加し、電池性能が低下することがあった。そこで、集電体において、応力による変形を最小化する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１４－３８８２３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に記載された固形酸化物形燃料電池用の集電体は、一方向に延長された長さ部を有する多数の一方向支持体と、一方向支持体と異なる他方向に延長された長さ部を有する多数の他方向支持体と、互いに交差して配列された一方向支持体と他方向支持体とで囲まれた多数の気孔と、支持体に備えられた切断部とを含んでいる。上述した固形酸化物形燃料電池用の集電体では、支持体に切断部を設けて、応力による変形を最小化しているが、集電体自体の強度を高めることが考慮されておらず、応力が強くなると変形することは避けられない。

【0006】

二次電池とされた金属空気電池では、エッチング金属からなる集電体に酸化亜鉛を担持した負極から、亜鉛酸イオンが溶出する時、一部の不均一な溶解で生じた酸化亜鉛の孤立粒子が、集電体から脱離してしまう。このような酸化亜鉛粒子は、重力により電池の下方に沈み込み、その周辺の亜鉛酸イオン濃度を、局所的に増大させるため、電池反応の不均一性を生む。

【0007】

また、エッチング金属からなる集電体を有する負極では、亜鉛酸イオンを介して亜鉛が析出する時、負極表面全体に亜鉛の析出が進行する一方で、一部に亜鉛が突出して成長するデンドライトが形成される。デンドライトは機械的強度を有しないため、外部の振動、電解液の揺らぎ程度の外力でも、変形、折れに伴う脱離を生じる。この様な亜鉛粒子は、重力により電池の下方に沈み込む。集電体と電子のやり取りが不能となった亜鉛は、電池反応に介さない亜鉛となる。

【0008】

さらに、エッチング金属からなる集電体に酸化亜鉛を担持した板状の負極の場合、酸化亜鉛層の厚さは、０．５～数ミリメートル程度に作られる。亜鉛空気電池では、重量エネルギー密度の大きさを最大の特徴とする点から、酸化亜鉛の搭載量は大きくなる傾向にあり、必然的に酸化亜鉛層の厚さも厚くなる傾向にある。酸化亜鉛層の厚さが数ミリメートルになると、集電体からの距離も大きくなり電子のやり取りの均一性も損なわれる。このため、活物質中の電流分布は不均一になり、充電時の亜鉛の析出挙動に著しい偏りを生じ易くなり、活物質のシェイプチェンジを発生させる。

【0009】

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、負極自体の変形を抑えることができる金属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】

【0010】

本発明に係る金属空気電池は、空気極と、負極とを有する金属空気電池であって、前記負極は、活物質を担持した集電体を含み、前記集電体は、貫通孔を有する平板を波状に折り曲げて形成され、前記負極での厚み方向において、前記集電体の折り曲げの高さは、平板の厚みより高く、前記負極は、前記厚み方向に並べて設けられた２つの前記集電体を含み、一方の前記集電体から他方の前記集電体に向かって突出した凸部同士が面して接触するように、２つの前記集電体における波筋の方向を平行にして配置されていることを特徴とする。

【0011】

本発明に係る金属空気電池では、前記集電体は、前記厚み方向で突出した凸部が曲面とされている構成としてもよい。

【0017】

本発明に係る金属空気電池は、充電極を有する構成としてもよい。

【発明の効果】

【0018】

本発明によると、集電体が波打ち構造とされているので、電池反応中のたわみを抑制して負極自体の変形を抑え、安定した電池特性を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明の第１実施形態に係る金属空気電池を示す概略断面図である。

【図2】負極の集電体を示す拡大平面図である。

【図3】図２に示す集電体の模式斜視図である。

【図4】図２に示す集電体の模式断面図である。

【図5】本発明の第２実施形態に係る金属空気電池における負極の模式断面図である。

【図6】図５に示す負極の模式平面図である。

【図7】本発明の第３実施形態に係る金属空気電池における負極の模式断面図である。

【図8】図７に示す負極の模式平面図である。

【図9】作成時での負極の変形量を測定する方法を示す模式説明図である。

【図10】第１実施例と比較例との放電特性を示す特性図である。

【図11】第１実施例と第３実施例との放電特性を示す特性図である。

【図12】第２実施例と第３実施例との放電特性を示す特性図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態に係る金属空気電池について、図面を参照して説明する。

【0021】

図１は、本発明の第１実施形態に係る金属空気電池を示す概略断面図である。

【0022】

本発明の第１実施形態に係る金属空気電池１は、負極３０を充電極１１と空気極２１との間に挟んだ構造とされ、３極方式の金属空気二次電池である。金属空気電池１は、例えば、亜鉛空気電池、リチウム空気電池、ナトリウム空気電池、カルシウム空気電池、マグネシウム空気電池、アルミニウム空気電池、および鉄空気電池などである。充電極１１および空気極２１は、撥水膜（充電極側撥水膜１２および空気極側撥水膜２２）を介して、金属空気電池１の外装の内面に面しており、金属空気電池１の外装は、充電極１１および空気極２１に対応する箇所に開口を設けて、空気だけを通す構造とされている。

【0023】

空気極２１は、空気極触媒を有し、且つ、放電正極となる多孔性の電極とされている。空気極側撥水膜２２は、例えば、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）やＰＥ（ポリエチレン）等の撥水性の多孔質シートとされている。空気極２１では、電解液としてアルカリ性水溶液を使用する場合、空気極触媒上において電解液などから供給される水と、大気から供給される酸素ガスと、電子とが反応し水酸化物イオンを生成する放電反応が起こる。

【0024】

充電極１１は、電子伝導性を有する材料で形成された多孔性の電極とされている。充電極１１では、電解液としてアルカリ性水溶液を使用する場合、水酸化物イオンから酸素と水と電子とが生成される充電反応が起こる。

【0025】

負極３０は、活物質３１を担持した集電体４０を含む。なお、負極３０の詳細な構造と製造方法とについては、後述する図２ないし図４を参照して説明する。

【0026】

負極３０は、充電極１１側の面が充電極側セパレータ５１に覆われており、空気極２１側の面が空気極側セパレータ５２に覆われている。充電極側セパレータ５１および空気極側セパレータ５２は、電子的に絶縁性の材料で形成され、電極間で電子伝導経路が形成されて短絡することを防ぐものであって、例えば、充電時に集電体４０で還元析出した金属デンドライトが、充電極１１や空気極２１に到達し、短絡することを抑制する。充電極側セパレータ５１および空気極側セパレータ５２としては、多孔性樹脂シートやイオン交換膜などの固体電解質シートが利用される。

【0027】

金属空気電池１では、充電極側セパレータ５１が、アニオン膜を含む構成としてもよい。アニオン膜は、周期表の第１族～第１７族から選ばれる少なくとも１種の元素を含有し、酸化物、水酸化物、層状複水酸化物、硫酸化合物、およびリン酸化合物からなる群より選ばれる少なくとも１つの化合物とポリマーとで形成されている。アニオン膜は、水酸化物イオン等のアニオンを透過させる。

【0028】

図２は、負極の集電体を示す拡大平面図であって、図３は、図２に示す集電体の模式斜視図であって、図４は、図２に示す集電体の模式断面図である。なお、図面の見易さを考慮して、図３では、集電体４０に設けられた貫通孔４０ｂを省略して示し、図４では、ハッチングを省略している。

【0029】

本実施の形態において、集電体４０は、エキスパンドメタルとされ、網目状に延びる金属部４０ａに囲まれた複数の貫通孔４０ｂを有している。集電体４０では、開口率が約５０％とされ、１つの開口面積が約２ｍｍ^２とされている。なお、貫通孔４０ｂを設けた集電体４０については、これに限定されず、エッチング処理やワイヤーメッシュ処理などで形成してもよい。

【0030】

集電体４０では、平板に貫通孔４０ｂを形成する工程を経た後、波状に折り曲げる波打ち加工が施される。波打ち加工を施すことで、集電体４０は、平板での厚み方向Ｔに対し、一方の側と他方の側とに突出した凸部（頂点）が形成される。以下では説明のため、凸部が延びている方向（波筋の方向）を波筋方向Ｎと呼ぶことがある。また、厚み方向Ｔにおいて、一方の側（図４では、上方）に向かう方向を第１厚み方向Ｔ１と呼び、他方の側（図４では、下方）に向かう方向を第２厚み方向Ｔ２と呼ぶことがある。集電体４０の凸部について、区別するため、第１厚み方向Ｔ１に突出した凸部を上方凸部４０ｃと呼び、第２厚み方向Ｔ２に突出した凸部を下方凸部４０ｄと呼ぶ。

【0031】

集電体４０は、厚み方向Ｔで突出した頂点（上方凸部４０ｃおよび下方凸部４０ｄ）が曲面とされている。また、上方凸部４０ｃおよび下方凸部４０ｄ同士の間は、厚み方向Ｔに対して傾斜した斜面４０ｅとされている。このように、頂点を曲面とすることで、局所的な電界の集中を避け、活物質３１内での電流集中を抑制することができる。それによって、活物質３１のシェイプチェンジを抑制することができる。さらに、斜面４０ｅによって頂点同士が連続する構造とすることができ、局所的な電界の集中を避けることができる。

【0032】

集電体４０を構成する平板は、厚み（板厚ＴＷ）が０．１～０．２ｍｍとされていればよく、本実施の形態では、０．２ｍｍとされている。集電体４０全体での厚み（波打ち振幅）は、０．５～１．０ｍｍとされていればよく、 本実施の形態では、０．５ｍｍとされている。つまり、集電体４０の折り曲げの高さ（厚み方向Ｔでの中心から頂点までの高さ：波打ち高さＮＷ）は、０．２５～０．５ｍｍとされており、平板の厚み（板厚ＴＷ）より高くなっている。波打ち加工の周期（同じ方向に突出した頂点同士の間隔：周期長ＰＬ）は、１．５～３．０ｍｍとされていればよく、本実施の形態では、２．０ｍｍとされている。このように、集電体４０が波打ち構造とされているので、電池反応中のたわみを抑制して負極３０自体の変形を抑え、安定した電池特性を得ることができる。なお、金属空気電池１の電池特性については、後述する第２実施形態および第３実施形態と併せて、図１０ないし図１２を参照して説明する。

【0033】

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る金属空気電池について、図５および図６を参照して説明する。なお、第２実施形態に係る金属空気電池の構造については、第１実施形態と略同様であるので、説明および図面を省略する。

【0034】

図５は、本発明の第２実施形態に係る金属空気電池における負極の模式断面図であって、図６は、図５に示す負極の模式平面図である。

【0035】

第２実施形態では、第１実施形態に対し、負極３０の構造が異なっており、厚み方向Ｔに並べて設けられた２つの集電体４０を含む。２つの集電体４０を区別するため、厚み方向Ｔにおいて、上方側に設けられた集電体４０を第１集電体４１と呼び、下方側に設けられた集電体４０を第２集電体４２と呼ぶ。２つの集電体４０を設けることで、構造的な強度を増しつつ、電池性能を向上させることができる。

【0036】

第１集電体４１と第２集電体４２とは、接触している。具体的に、第１集電体４１の下方凸部４１ｄと、第２集電体４２の上方凸部４２ｃとが接している。集電体４０同士が接触しているので、互いを支持し、構造的な強度を増すことができる。

【0037】

第１集電体４１と第２集電体４２とは、それぞれの波筋方向Ｎが平行にされ、一方の集電体４０から他方の集電体４０に向かって突出した頂点同士が、重なるように配置されている。図６では、第１集電体４１の上方凸部４１ｃと第２集電体４２の下方凸部４２ｄとに対応する波筋を実線で示し、第１集電体４１の下方凸部４１ｄと第２集電体４２の上方凸部４２ｃとに対応する波筋を一点鎖線で示している。また、図６では、集電体４０の外縁に沿った方向を横方向Ｘと縦方向Ｙとで示しており、第１集電体４１と第２集電体４２との波筋方向Ｎは、縦方向Ｙに沿っている。このように、互いの波筋方向Ｎを平行にし、頂点同士が面するように配置することで、集電体４０同士の間隔を保ちつつ、構造的な強度をさらに増すことができる。

【0038】

本実施の形態では、第１集電体４１と第２集電体４２とが接触しているが、これに限らず、後述する第３実施形態のように、第１集電体４１と第２集電体４２とが離間していてもよい。

【0039】

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態に係る金属空気電池について、図７および図８を参照して説明する。なお、第３実施形態に係る金属空気電池の構造については、第１実施形態および第２実施形態と略同様であるので、説明および図面を省略する。

【0040】

図７は、本発明の第３実施形態に係る金属空気電池における負極の模式断面図であって、図８は、図７に示す負極の模式平面図である。

【0041】

第３実施形態では、第２実施形態に対し、負極３０の中での２つの集電体４０の配置が異なっている。２つの集電体４０については、第２実施形態と同様に、上方側に設けられた集電体４０を第１集電体４１と呼び、下方側に設けられた集電体４０を第２集電体４２と呼ぶ。

【0042】

第１集電体４１と第２集電体４２とは、離間している。具体的に、第１集電体４１の下方凸部４１ｄと、第２集電体４２の上方凸部４２ｃとの間には隙間が設けられている。集電体４０同士の間に隙間を設けることで、活物質３１の膨張による変形を緩和することができる。

【0043】

第１集電体４１と第２集電体４２とは、それぞれの波筋方向Ｎが交差している。図８では、第１集電体４１の上方凸部４１ｃに対応する波筋を実線で示し、第１集電体４１の下方凸部４１ｄに対応する波筋を一点鎖線で示している。また、第２集電体４２の上方凸部４２ｃに対応する波筋を破線で示し、第２集電体４２の下方凸部４２ｄに対応する波筋を二点鎖線で示している。第１集電体４１は、波筋方向Ｎが横方向Ｘに沿っており、第２集電体４２は、波筋方向Ｎが縦方向Ｙに沿っている。このように、波筋方向Ｎを交差させるように配置することで、一方の集電体４０の波筋が、他方の集電体４０に対し、複数の波筋に跨るので、構造的な強度をさらに増すことができる。

【0044】

本実施の形態では、第１集電体４１と第２集電体４２との波筋が直交するように配置したが、これに限定されず、第１集電体４１と第２集電体４２との波筋が交差する角度が、直角でなくてもよい。

【0045】

本実施の形態では、第１集電体４１と第２集電体４２とが離間していたが、これに限らず、負極３０の厚さＡと、第１集電体４１の層厚（上述した波打ち高さＮＷを２倍した値に相当）と第２集電体４２の層厚（上述した波打ち高さＮＷを２倍した値に相当）との合計値である集電体の層厚Ｂとの関係に応じて、両者が接触した構成としてもよい。

【0046】

具体的に、Ａ＜Ｂの場合では、第１集電体４１と第２集電体４２とを接触させて負極３０が構成される。この構成では、第２実施形態と同様に、構造的な強度を増すことができる。

【0047】

亜鉛空気電池では、重量エネルギー密度の大きさを最大の特徴とする点から、酸化亜鉛の搭載量が大きくなる傾向にあり、必然的に酸化亜鉛層も厚くなる傾向にある。その結果、酸化亜鉛層の厚さが数ミリメートルになると、Ａ＞Ｂになりやすい。

【0048】

Ａ＞Ｂであり、第１集電体４１と第２集電体４２とが接触する場合、２つの集電体は、負極３０の厚み方向において、中心、空気極２１寄り、または充電極１１寄りのいずれかの位置に配置される。

【0049】

Ａ＞Ｂであり、第１集電体４１と第２集電体４２とが離間する場合、２つの集電体は、負極３０のそれぞれの表面端に配置されることが好ましい。この構成では、充放電サイクルを繰り返した際、負極活物質と集電体電極との導電性を維持しやすい。

【0050】

（負極の作成方法）
次に、負極３０の作成方法について説明する。負極３０を作成する際、活物質３１の基となる負極活物質分散溶液を準備する。負極活物質分散液は、酸化亜鉛粒子と、純水と、分散安定剤であるＣＭＣ（カルボキシメチルセルロース）と、結着剤であるＳＢＲ（スチレンブタジエンゴム）とを、所定の質量比で混合し、ビーズミルで撹拌して作成される。そして、集電体４０を固定したキャスティングカップに、負極活物質分散溶液を規定量流し込む。９０℃の電気炉で乾燥した後、キャスティングカップから取出し、プレスで圧縮成形することで、負極３０が作成される。本実施の形態では、亜鉛を活物質とした場合について説明したが、これに限らず、活物質に応じて適宜材料を変更してもよい。

【0051】

ところで、負極活物質分散溶液を電気炉で乾燥させる際、カップの上面で乾燥が先に進み、カップの底部分では遅れて乾燥する。この過程で、上面の体積は大きく収縮する一方、底面の体積は緩やかに収縮するため、負極３０には、上面に反り返る方向の応力が発生する。ここで、負極３０の支持体となる集電体４０において、曲がり易い方向がある場合、その方向への変形が生じる。

【0052】

図９は、作成時での負極の変形量を測定する方法を示す模式説明図である。なお、図９では、図面の見易さを考慮して、負極３０の変形量を強調して示しており、実際の変形量とは異なる。

【0053】

負極３０の変形量を測定する際、先ず、負極３０を平坦な水平面１０１に載置し、負極３０の一端の上に錘１０２を載せて、浮き上がりを抑える。そして、負極３０の他端が水平面１０１から浮き上がった高さ（浮上距離ＵＷ）を測定する。ここでの浮上距離ＵＷが負極３０の変形量に相当する。

【0054】

変形量の測定では、２種類のサンプルとして、第２実施形態で用いられる負極３０と、第３実施形態で用いられる負極３０とを用意した。このサンプルは、サイズが７×７ｃｍであって、厚さが１．９５ｍｍとされている。その結果、第２実施形態で用いられる負極３０では、変形量が１．０～１．２ｍｍであり、第３実施形態で用いられる負極３０では、変形量が０．２ｍｍ以下であった。

【0055】

酸化亜鉛粒子からなる負極３０では、電池内で電池反応を進めると、充電極１１に面する負極３０において、充電時の亜鉛化に伴う体積膨張（密度が小さい亜鉛結晶の析出）や、放電時の酸化亜鉛化に伴う体積膨張（酸化による体積増加）などが生じる。一方、空気極２１に面する酸化亜鉛は、充電に伴って、ジンケートイオンが充電極１１側に移動することで、その存在が疎になる。この結果、集電体４０は、空気極２１側へ突出するように応力を受け、自身が変形する。このような負極３０の変形は、集電体４０表面からの距離の増加や、密度低下による接触抵抗を増大させる要因となり、充電電圧の上昇や、放電電圧の低下といった電池性能の低下を招く。

【0056】

負極３０については、作成時か電池反応時かに拘わらず、自身に応力が掛かった際、その応力に打ち勝つ構造を自身が有することで、負極３０の変形を抑制することができ、電池性能の劣化を避けることができる。

【0057】

（電池特性）
次に、金属空気電池１の電池特性を評価した結果について、図１０ないし図１２を参照して説明する。以下では説明のため、第１実施形態に係る金属空気電池１を第１実施例と略し、第２実施形態に係る金属空気電池１を第２実施例と略し、第３実施形態に係る金属空気電池１を第３実施例と略す。なお、第１実施例ないし第３実施例については、比較する対象に応じて、集電体の配置が同じであっても、負極３０自体の厚みなどを変えて、容量が異なるサンプルを適宜用意している。

【0058】

図１０は、第１実施例と比較例との放電特性を示す特性図である。

【0059】

図１０において、横軸は、放電時間を示し、縦軸は、放電電流を示している。なお、後述する図１１および図１２においても、横軸と縦軸との関係については、図１０と同様であるので、説明を省略する。比較例については、第１実施例に対し、集電体４０の構造が異なっている。具体的に、比較例での集電体は、板厚が０．２ｍｍの平板のエッチングメタルとされ、開口形は、１．０×１．０ｍｍの正方形であって、開口間の梁の幅は、０．５ｍｍである。図１０での第１実施例は、厚みが０．６９ｍｍとされた低容量（２．５Ａｈ）負極である。なお、第１実施例と比較例とについては、予め初期状態での電流－電圧特性を測定しており、両者に差がないことを確認している。

【0060】

図１０では、第１実施例の放電特性を実線で示し、比較例の放電特性を一点鎖線で示している。図１０に示すように、第１実施例と比較例とについて、３０ｍＡ／ｃｍ^２でＣＣ放電を行った結果、第１実施例では、放電時間が２時間を少し超えてから放電電流が低下しているのに対し、比較例では、放電時間が１時間を超えてから放電電流が低下している。従って、第１実施例の方が、比較例よりも放電特性が優れていることが分かる。

【0061】

図１１は、第１実施例と第３実施例との放電特性を示す特性図である。

【0062】

第１実施例と第３実施例とについては、予め初期状態での電流－電圧特性を測定しており、両者に差がないことを確認している。図１１では、図１０と同様の第１実施例を用いている。また、図１１での第３実施例は、厚みが０．８ｍｍとされた低容量負極であって、２つの集電体が接触している。

【0063】

図１１では、第３実施例の放電特性を実線で示し、第１実施例の放電特性を一点鎖線で示している。図１１に示すように、第１実施例と第３実施例とについて、６０ｍＡ／ｃｍ^２でＣＣ放電を行った結果、第１実施例では、放電時間が１時間に到達する前に放電電流が低下しているのに対し、第３実施例では、放電時間が１時間程度から放電電流が低下している。従って、第３実施例の方が、第１実施例よりも放電特性が優れていることが分かる。

【0064】

図１２は、第２実施例と第３実施例との放電特性を示す特性図である。

【0065】

第２実施例と第３実施例とについては、予め初期状態での電流－電圧特性を測定しており、両者に差がないことを確認している。図１２での第２実施例は、厚みが１．９５ｍｍとされた高容量（１５Ａｈ）負極であって、２つの集電体が離間している。また、図１２での第３実施例は、厚みが１．９５ｍｍとされた高容量負極であって、２つの集電体が離間している。

【0066】

図１２では、第３実施例の放電特性を実線で示し、第２実施例の放電特性を一点鎖線で示している。図１２に示すように、第２実施例と第３実施例とについて、６０ｍＡ／ｃｍ^２でＣＣ放電を行った結果、第２実施例では、放電時間が１時間に到達する前に放電電流が低下しているのに対し、第３実施例では、放電時間が１時間を超えてから放電電流が低下している。従って、第３実施例の方が、第２実施例よりも放電特性が優れていることが分かる。

【0067】

なお、今回開示した実施の形態は全ての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。従って、本発明の技術的範囲は、上記した実施の形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれる。

【符号の説明】

【0068】

１ 金属空気電池
１１ 充電極
２１ 空気極
３０ 負極
３１ 活物質
４０ 集電体
４０ａ 金属部
４０ｂ 貫通孔
４０ｃ 上方凸部
４０ｄ 下方凸部
４０ｅ 斜面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】