[发明专利]带状电极、使用该电极的金属空气电池以及使用完毕的带状电极的还原装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种带状电极、使用该电极的金属空气电池以及使用完毕的带状电极的还原装置。

背景技术

将负极设为金属电极、将正极设为空气电极的金属空气电池由于具有高的能量密度，所以作为下一代的电池而被关注。

作为代表性的金属空气电池可以列举锌空气电池。图20是用于说明锌空气电池的放电反应的示意性截面图。锌空气电池具有的结构如图20所示，在碱性电解液103中设置锌电极101，在与电解液103接触的阴离子交换膜106上设置空气电极105；通过放电反应的进行，从锌电极101和空气电极105输出电力。另外，空气电极105通常使用在碳载体上负载空气电极催化剂而得到的电极。

在锌空气电池的放电反应中，锌电极101的金属锌与碱性电解液103中的氢氧化物离子反应生成氢氧化锌，并在锌电极101中放出电子。另外，该氢氧化锌分解从而在电解液中析出氧化锌。另外，在空气电极105中，通过电子、水和氧气反应，生成氢氧化物离子，该氢氧化物离子将阴离子交换膜106导电、并向碱性电解液103移动。当这样的放电反应进行时，则锌电极101的金属锌被消耗，碱性电解液103中氧化锌蓄积。因此，为了维持基于锌空气电池的电力输出，需要向锌电极101供给金属锌、并除去碱性电解液103中析出的氧化锌。

因此，提出了向金属空气电池供给金属的方法(例如参见专利文献1和2)。

专利文献1的金属空气电池中，具有锌电极的负极结构形成为能够替换的卡片形。

另外，专利文献2的金属-空气燃料电池系统，具备负极侧的金属燃料带、以及金属燃料带被送入的正极侧的放电头。金属燃料带是在绝缘性的基础层上层叠金属锌而形成。放电头具有：与金属燃料带的金属接触的凝胶状电解质、与凝胶状电解质接触的正极板、以及在正极板侧上设置的空气导入部。

在专利文献2的金属-空气燃料电池系统中，在金属燃料带具有多个燃料环带(トラック)的情况下，放电头以多重环带放电头的形式构成。根据该空气燃料电池系统的构成形式为，当因放电而消耗金属燃料带的金属(Zn)时，金属燃料带移动，未使用的金属被送入放电头内。另外，根据该金属燃料电池系统，也可以使用在放电中使用过的金属燃料带进行再充电。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平7-45270号公报

专利文献2：日本特表2003-521795号公报

发明内容

发明所要解决的课题

在专利文献1的金属空气电池中，因为是将因放电而消耗的锌电极替换为新的锌电极的方式(卡片替换式)，所以在将金属空气电池大型化的情况下，锌电极的块数会增加，因此在人工进行的替换操作的情况下人工费高，在自动化的替换操作的情况下设备费高，无论哪种情况都会导致成本的升高。

另外，在专利文献2的空气燃料电池系统中，因为放电时在金属燃料带上施加有电压，不仅在与放电头接触的部分、而且在金属燃料带全体上都施加有电压，所以被认为放电效率低。在再充电的情况中也是同样。另外，在将该空气燃料电池系统大型化的情况下，在放电头内设置的凝胶状电解质中产生浓度的不均匀，可以预想的是，均匀的放电和再充电是困难的。

本发明正是鉴于上述事实而作出的，本发明的主要目的在于提供一种即使大型化仍能够高效地进行放电和再充电的带状电极。

技术课题的手段

因此，根据本发明提供一种带状电极，其具备多块导电板、以及以绝缘状态将在一个方向上排列的多块导电板连接的绝缘连接构件。

发明的效果

在将本发明的带状电极用作金属空气电池的负极的情况下，以一块导电板作为一个区间，每一个区间均能够放电，因此能够高效均匀地进行放电，并且电极状态的管理也变得容易，可以适用于大型的金属空气电池。在再充电的情况下也一样。

另外，本发明的带状电极可以以卷对卷(roll to roll)式进行放电和再充电，因此可以不替换导电板而持续高效地进行放电和再充电，同时不会导致伴随导电板的替换而带来的人工成本或者机械成本的上升。

另外，本发明的带状电极，如果从绝缘连接构件取下导电板，也可以以卡片替换式将导电板用于放电，因此也可以适用于小型的金属空气电池。

进一步地，该带状电极能够压缩成卷状态或者蜿蜒状态，因此可以通过将体积缩小而进行高效的保管和搬运。

附图说明

图1是示出具备本发明带状电极的金属空气电池(实施方式1-1)的构成说明图。