薄型リチウム空気電池用格納容器
【課題】本発明は、リチウム金属やリチウムイオンを含む電解液の爆発的な反応（発火）を抑制し、安全性を高めた薄型リチウム空気電池用格納容器を提供することを課題とする。
【解決手段】薄型リチウム空気電池１０１を格納する格納室２０１を備えた薄型リチウム空気電池用格納容器であって、格納室２０１内に連通する第１のガス管２０２Ｂ及び第２のガス管２０２Ｄと、格納室２０１内に格納する薄型リチウム空気電池１０１内に連通する第３のガス管２０２Ａ及び第４のガス管２０２Ｃと、第３の配管２０２Ａに格納室２０１内との連通を開閉制御するバルブ２０４Ｃとを有し、第１のガス管２０２Ｂに不活性ガス供給源が取り付けられており、第３のガス管２０２Ａに空気又は酸素ガス供給源が取り付けられている薄型リチウム空気電池用格納容器１００１を用いることによって前記課題を解決できる。
【解決手段】薄型リチウム空気電池１０１を格納する格納室２０１を備えた薄型リチウム空気電池用格納容器であって、格納室２０１内に連通する第１のガス管２０２Ｂ及び第２のガス管２０２Ｄと、格納室２０１内に格納する薄型リチウム空気電池１０１内に連通する第３のガス管２０２Ａ及び第４のガス管２０２Ｃと、第３の配管２０２Ａに格納室２０１内との連通を開閉制御するバルブ２０４Ｃとを有し、第１のガス管２０２Ｂに不活性ガス供給源が取り付けられており、第３のガス管２０２Ａに空気又は酸素ガス供給源が取り付けられている薄型リチウム空気電池用格納容器１００１を用いることによって前記課題を解決できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄型リチウム空気電池用格納容器に関する。
【背景技術】
【０００２】
空気電池は、固体正極材（空気極）と、金属箔又は金属微粒子からなる負極材と、液体又は固体の電解質とを有し、前記空気電池内に設けられたガス流路を流れる空気又は酸素ガスを正極活物質として用い、前記金属箔又は金属微粒子を負極活物質として用いる電池である。
【０００３】
空気電池技術は複数提案されているが、近年特にリチウム空気電池の研究開発が活発となっている（特許文献１〜６）。充電して繰り返し使える２次電池化ができる上、既に実用化されているリチウムイオン電池に比べ、単位重量あたりのエネルギー密度を大幅に向上させることができるからである。
【０００４】
空気電池技術のうち、亜鉛空気電池が実用化されている（特許文献７）。しかし、亜鉛空気電池は充電ができない１次電池で、軽量ながら小容量であるため主として補聴器用に用いられており、大容量化は必要なく、そのため小型な金属製の筐体に格納することで性能を実現している。
【０００５】
空気電池の一種として、燃料電池を挙げることができる。燃料電池においては、バイポーラプレートと呼ばれるセパレータを介して、複数のセルが積層される。バイポーラプレートには、負極用の燃料流と正極用の空気流の２つの流路を仕切る機能と、積層されたセルを電気的に直列接続する機能がある（非特許文献１）。
積層した電池セルを大容量にするためには並列接続する必要があるが、バイポーラプレートはその用途には向かない上、非常に厚く、積層した際の体積が大きくなってしまう問題があった。
【０００６】
本発明者は、薄型セパレータ及び薄型負極構造体と積層しても、正極構造体内に正極活物質となる空気又は酸素ガスを効率よく取り込むことができる薄型正極構造体を開発した。前記薄型正極構造体を薄型負極構造体及び薄型セパレータとともに用いることにより、大容量で薄型リチウム空気電池を製造できることを見出した。
【０００７】
図１は、前記薄型リチウム空気電池の従来の使用方法の一例を示す説明図である。図１に示すように、薄型リチウム電池１０１は、格納容器２２０１内に格納されて使用される。格納容器２２０１はガス排気管２２０２Ｂ及びガス供給管２２０２Ａが取り付けられており、ガス排気管２２０２Ｂおよびガス供給管２２０２Ａ以外の部分は密閉されている。ガス排気管２２０２Ｂに接続したポンプ２２０３により、格納容器２２０１内を減圧可能とされている。格納容器２２０１内を減圧後、ガス排気管２２０２Ｂのバルブ２２０４を閉じ、ガス供給部（図示略）からポンプ２２０３を動作させることにより、格納容器２２０１内を空気又は酸素ガスで充填することができる。格納容器２２０１内に空気又は酸素ガスを充填すると、薄型リチウム電池１０１の収納容器の開口部９９から薄型正極構造体内に空気又は酸素ガスを供給することができ、電池反応を開始させることができる。格納容器２２０１内で、薄型リチウム空気電池１０１の２つのタブ９７、９８は、ブレード２２０５、２２０６に接続されている。ブレード２２０５、２２０６は出力端子２２０７、２２０８に接続されており、出力端子２２０７、２２０８から薄型リチウム空気電池１０１で発生させた電力を取り出すことができる。
【０００８】
しかし、図１に示した従来型の格納容器２２０１内部は正極活物質で満たされ、かつ薄型リチウム空気電池１０１に開口部があるため、内部で電解液もしくは負極材である金属Ｌｉが酸素や空気と直接反応する危険性は小さいとは言えず、安全性に関する問題が残されていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１０−１９２３１３号公報
【特許文献２】特開２０１１−９６４５６号公報
【特許文献３】特開２０１１−１０８３８８号公報
【特許文献４】特開２０１１−１０８５１２号公報
【特許文献５】特開２０１１−９６５８６号公報
【特許文献６】特開２０１１−９６４９２号公報
【特許文献７】特表２００８−５０２１１８号公報
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】田川博章「固体酸化物燃料電池と地球環境」、ｐ６０、アグネ承風社
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、薄型リチウム空気電池の動作時における構成部材の急激な酸化発熱反応（発火）を抑制し、安全性を高めた薄型リチウム空気電池用格納容器を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記事情を鑑みて、本研究者は試行錯誤して、薄型リチウム空気電池に正極活物質である酸素や空気を効率的に供給しながら、電池の温度や圧力等をセンサでモニタすることにより危険度を認識し、危険な状態においては予め格納容器内に充填しておいた不活性ガスと正極活物質を自動置換して急激な酸化反応の進行を停止することにより、安全性を高められることを見出した。また、不活性ガスを充填した格納容器内の薄型リチウム空気電池に、効率よく空気又は酸素ガスを供給できる連結部材及び連結補助部材を開発し、酸素や空気をさらにセル内部に効率的に輸送することを実現すると同時に、危険な状態における不活性ガスによる自動置換の効率をも高めることができることを見出した。更に、複数の連結部を備えた連結部材及び／又は連結補助部材を用いることにより、複数の薄型リチウム空気電池を直列または並列に接続して出力電圧や容量をさらに高めることができる上、安定に保持し、より安全性を高めることができることを見出し、本発明を完成した。
本発明は、以下の構成を有する。
【００１３】
（１）薄型リチウム空気電池を格納する格納室を備えた薄型リチウム空気電池用格納容器であって、前記格納室内に連通する第１のガス管及び第２のガス管と、前記格納室内に格納する薄型リチウム空気電池内に連通する第３のガス管及び第４のガス管と、前記第３の配管に前記格納室内との連通を開閉制御するバルブとを有し、前記第１のガス管に不活性ガス供給源が取り付けられており、前記第３のガス管に空気又は酸素ガス供給源が取り付けられていることを特徴とする薄型リチウム空気電池用格納容器。
【００１４】
（２）前記格納室内にセンサが備えられ、前記センサが所定の閾値を超えたときに前記バルブを開け、前記薄型リチウム空気電池内に不活性ガスを供給することを特徴とする（１）に記載の薄型リチウム空気電池用格納容器。
（３）前記センサがガス成分センサ、圧力センサ及び温度センサのいずれか又はこれらのセンサの組み合わせであることを特徴とする（２）に記載の薄型リチウム空気電池用格納容器。
（４）前記第２のガス管及び前記第４のガス管に排気機構が取り付けられていることを特徴とする（１）〜（３）のいずれかに記載の薄型リチウム空気電池用格納容器。
【００１５】
（５）前記第３のガス管及び／又は前記第４のガス管に薄型リチウム空気電池を連結する連結部材が取り付けられていることを特徴とする（１）〜（４）のいずれかに記載の薄型リチウム空気電池用格納容器。
（６）前記連結部材が、前記第３のガス管に連結する第１の連結部と、前記第４のガス管に連結する第２の連結部と、前記第１の連結部及び前記第２の連結部に連通するガス流通部と、薄型リチウム空気電池を連結する電池連結部と、を有することを特徴とする（５）に記載の薄型リチウム空気電池用格納容器。
【００１６】
（７）前記連結部材が、前記第３のガス管又は前記第４のガス管に嵌合する第３の連結部と、前記第３の連結部に連通するガス流通部と、薄型リチウム空気電池を連結する電池連結部と、を有することを特徴とする（５）に記載の薄型リチウム空気電池用格納容器。
（８）前記電池連結部が、薄型リチウム空気電池の収納容器の開口部を含む部分を嵌合することを特徴とする（５）又は（６）に記載の薄型リチウム空気電池用格納容器。
【００１７】
（９）前記電池連結部が、薄型リチウム空気電池の正極基材を嵌合することを特徴とする（５）又は（６）に記載の薄型リチウム空気電池用格納容器。
（１０）前記第３のガス管及び前記第４のガス管と連結部材との間に連結補助部材が取り付けられていることを特徴とする（５）〜（９）のいずれかに記載の薄型リチウム空気電池用格納容器。
【００１８】
（１１）前記連結補助部材が、前記第３のガス管又は前記第４のガス管に連結する補助連結部と、前記連結部材に連結する部材連結部と、を有することを特徴とする（１０）に記載の薄型リチウム空気電池用格納容器。
（１２）前記部材連結部が２以上設けられていることを特徴とする（１１）に記載の薄型リチウム空気電池用格納容器。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の薄型リチウム空気電池用格納容器は、薄型リチウム空気電池を格納する格納室を備えた薄型リチウム空気電池用格納容器であって、前記格納室内に連通する第１のガス管及び第２のガス管と、前記格納室内に格納する薄型リチウム空気電池内に連通する第３のガス管及び第４のガス管と、前記第３のガス管に前記格納室内との連通を開閉制御するバルブと、を有し、前記第１のガス管に不活性ガス供給源が取り付けられており、前記第３のガス管に空気又は酸素ガス供給源が取り付けられている構成なので、電池動作時に不活性ガスを充填した格納容器内に薄型リチウム空気電池を格納することができ、発熱等の不良動作時に電池内部の正極活物質である空気又は酸素を不活性ガスに置換できることができ、電解質あるいは金属Ｌｉとの爆発的な反応を抑制し、安全性を高めることができる。また、不活性ガスに満たされた格納室を備えているので、発熱等の異常が急激に発生し、電池内部の空気又は酸素を不活性ガスに置換する工程が間に合わずに薄型リチウム空気電池の爆発が生じたとしても、被害を抑制することができる。
【００２０】
本発明の薄型リチウム空気電池用格納容器は、前記格納室内にセンサが備えられ、前記センサが所定の閾値を超えたときに前記バルブを開け、前記薄型リチウム空気電池内に不活性ガスを供給する構成なので、不活性ガスを充填した格納容器内に、薄型リチウム空気電池を格納し、異常時に第３のガス管に取り付けられた開閉バルブを開けることにより、リチウム空気電池内の正極活物質を不活性ガスに置換して、電池反応を停止させ、リチウムの発火を抑制し、安全性を高めることができる。
【００２１】
本発明の薄型リチウム空気電池用格納容器は、前記第３のガス管及び／又は前記第４のガス管に薄型リチウム空気電池を連結する連結部材が取り付けられている構成なので、不活性ガスを充填した格納容器内に格納した薄型リチウム空気電池に空気又は酸素ガスを安定に、かつ効率的に供給でき、電解質とリチウムの発火を抑制し、安全性を高めた状態で電池反応をさせることができる。
【００２２】
本発明の薄型リチウム空気電池用格納容器は、前記第３のガス管及び前記第４のガス管と連結部材との間に連結補助部材が取り付けられており、前記連結補助部材が、前記第３のガス管又は前記第４のガス管に連結する補助連結部と、前記連結部材に連結する部材連結部と、を有し、前記部材連結部が２以上設けられている構成なので、２以上の薄型リチウム空気電池を安定に固定することができ、安全性を高めた状態で電池反応をさせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】従来型の実施形態である薄型リチウム空気電池格納容器の一例を示す模式図である。
【図２】本発明の実施形態である薄型リチウム空気電池用格納容器の一例を示す模式図である。
【図３】図２に示す薄型リチウム空気電池の斜視図である。
【図４】図２示す薄型リチウム空気電池の図であって、断面図（ａ）及び（ａ）におけるＡ部拡大図（ｂ）である。
【図５】薄型正極構造体の一例を示す斜視図である。
【図６】図２に示す連結部材の図であって、左側面図（ａ）、平面図（ｂ）及び正面図（ｃ）である。
【図７】連結部材を取り付けた状態の薄型リチウム空気電池の斜視図である。
【図８】図７に示す連結部材を取り付けた状態の薄型リチウム空気電池の平面図である。
【図９】本発明の実施形態である薄型リチウム空気電池用格納容器の別の一例を示す模式図である。
【図１０】薄型リチウム空気電池１０２の斜視図である。
【図１１】図１０に示す薄型リチウム空気電池１０２の平面図である。
【図１２】図９〜図１１に示す連結部材の一例を示す図であって、左側面図（ａ）、平面図（ｂ）及び正面図（ｃ）である。
【図１３】図１１のＢ−Ｂ’線における断面図である。
【図１４】薄型リチウム空気電池の製造プロセスを説明する図であって、連結部材３０２Ａ、３０２Ｂを取り付け工程図である。
【図１５】本発明の実施形態である薄型リチウム空気電池用格納容器の更に別の一例を示す模式図である。
【図１６】連結補助部材の一例を示す図であって、左側面図（ａ）、平面図（ｂ）及び正面図（ｃ）である。
【図１７】連結補助部材で連結された４枚の薄型リチウム空気電池１０２の斜視図である。
【図１８】実施例１の装置構成を示す模式図である。
【図１９】実施例１の異常感知システムの図であって、異常時対応システムにおける各センサからの出力の異常対処動作のシーケンスを示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
（本発明の第１の実施形態）
＜薄型リチウム空気電池用格納容器＞
まず、本発明の実施形態である薄型リチウム空気電池用格納容器について説明する。
図２は、本発明の実施形態である薄型リチウム空気電池用格納容器の一例を示す模式図である。
図２に示すように、薄型リチウム空気電池用格納容器１００１は、薄型リチウム空気電池１０１を格納可能な格納室２０１を備えており、第１のガス管２０２Ｂ及び第２のガス管２０２Ｄと、第３のガス管２０２Ａ及び第４のガス管２０２Ｃが取り付けられている。格納室２０１内では、第３のガス管２０２Ａから分岐して第５のガス配管２０２Ｅがとりつけられている。
格納室２０１は密閉型であり、気密性が保たれている。
【００２５】
第１のガス管２０２Ｂは、格納室２０１内に連通するように取り付けられている。また、格納室２０１外の不活性ガス供給源に取り付けられており、ポンプ２０３Ｂを操作して、格納室２０１内に不活性ガスを供給可能とされている。
第２のガス管２０２Ｄは、格納室２０１内に連通するように取り付けられている。また、バルブ２０４Ｂを操作して、格納室２０１内を排気可能とされている。
【００２６】
不活性ガス供給源は、不活性ガスタンク、不活性ガス供給ための濃縮器等を有する。不活性ガス供給源として膜分離方式の窒素濃縮器を使う場合は、酸素濃縮器と兼用させてもよい。不活性ガスは、窒素、希ガスである。
【００２７】
第３のガス管２０２Ａは、格納室２０１内の薄型リチウム空気電池１０１内に連通するように取り付けられている。また、格納室２０１外の空気又は酸素ガス供給源に取り付けられており、ポンプ２０３Ａを操作して、薄型リチウム空気電池１０１内に空気又は酸素ガスを供給可能とされている。
第４のガス管２０２Ｃは、格納室２０１内の薄型リチウム空気電池１０１内に連通するように取り付けられている。バルブ２０４Ａを操作して、格納室２０１内を排気可能とされている。
第５のガス管２０２Ｅは、バルブ２０４Ｃを介して第３のガス管２０２Ａと格納室２０１内を連通するように取り付けられており、バルブ２０４Ｃの開閉によりその連通状態を切り替えることができる。電池の正常動作時にはバルブ２０４Ｃは閉じられている。
【００２８】
空気又は酸素ガス供給源は、酸素ガスタンク、酸素ガス供給ための濃縮器等を有してよい。濃縮器としては、圧縮空気を中空糸状の高分子膜を通すことにより、窒素酸素の透過率差を利用して濃縮する膜分離方式、あるいは活性炭などの吸着材を通すＰＳＡ（Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｓｗｉｎｇ Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ）方式を用いることができる。
【００２９】
薄型リチウム空気電池１０１のタブ９７、９８はそれぞれ、ブレード２０５、２０６に接続されている。ブレード２０５、２０６は、出力端子２０７、２０８に接続されており、薄型リチウム空気電池１０１で発生させた電力を出力端子２０７、２０８から外部に取り出すことが可能とされている。
【００３０】
薄型リチウム空気電池１０１は、収納容器９１と、タブ９７、９８と、を有している。収納容器９１には、開口部９９が設けられている。
収納容器９１は密閉型であり、気密性が保たれている。収納容器９１として、ラミネートパックを用いてもよい。
【００３１】
図２に示すように、連結部材３０１が、薄型リチウム空気電池１０１と、第３のガス管２０２Ａと、第４のガス管２０２Ｃとを連結している。
格納室２０１内に、センサ２１０が設置されている。センサ２１０は配線２１１により制御機構（図示略）に接続される。制御機構では、閾値を設定して異常を感知できる構成とされている。また、異常を感知した場合、各ガス管に取り付けられたバルブを開閉制御できる構成とされている。センサ２１０としては、圧力センサ、温度センサ、ガス成分センサのいずれか又はこれらの組み合わせを用いることができる。また、複数のセンサを用いることが好ましい。これらのセンサを設置することにより、内部異常を素早く検知することができる。
【００３２】
図３は、図２に示す薄型リチウム空気電池の斜視図である。
図３に示すように、薄型リチウム空気電池１０１は、収納容器９１に収納されており、一端側と他端側からタブ９７、９８が突出しており、一側面側に開口部９９が設けられている。
【００３３】
図４は、図３に示す薄型リチウム空気電池の図であって、断面図（ａ）及び（ａ）におけるＡ部拡大図（ｂ）である。
図４（ａ）に示すように、開口部９９から正極基材８１が露出されている。また、開口部９９から積層体８０が露出しないように、隔壁フィルム１００が設けられている。
隔壁フィルム１００は、有機物もしくは無機物からなる。電解液が存在する電池内部の空間と空気（酸素）が流入する開口部付近の隔壁となる。隔壁フィルム１００を設けることにより、漏液と正極活物質が負極周辺に到達することを防止できる。
【００３４】
図４（ｂ）に示すように、積層体８０は、２つの薄型セパレータ８３の間に、３つの単位構造体８８が薄型セパレータ８３を挟んで積層されてなる。
単位構造体８８は、薄型正極構造体８６と、薄型セパレータ８３と、薄型負極構造体８７が積層されてなる。薄型負極構造体８７は、負極基材８４の両面に負極材８５が積層されてなり、薄型正極構造体８６は、正極基材８１の両面に正極材８２が形成されてなる。
【００３５】
図５は、薄型正極構造体の一例を示す斜視図である。
図５に示すように、薄型正極構造体８６は、集電体として機能する正極基材８１の両面に炭素を主成分とする正極材８２が形成されてなる。
正極基材８１は、略板状であり、両面に溝が形成されている。これらの溝が、その上部に正極材８２が配置されることにより、孔部１５Ａとされている。孔部１５Ａは正極基材１１の側面すべてに連通されている。
【００３６】
＜連結部材＞
図６は、図２に示す連結部材の図であって、左側面図（ａ）、平面図（ｂ）及び正面図（ｃ）である。
図６に示すように、連結部材３０１は略円筒状であり、側面に平面視略長方形状に開口された電池連結部３０１ｃが設けられている。円筒の先端側には、平面視円形状に開口された第１の連結部３０１ａが設けられている。円筒の他端側には、平面視円形状に開口された第２の連結部３０１ｂが設けられている。
【００３７】
第１の連結部３０１ａ、第２の連結部３０１ｂ及び電池連結部３０１ｃを連通するように、ガス流通部３０１ｄが設けられている。
【００３８】
図７は、連結部材を取り付けた状態の薄型リチウム空気電池の斜視図である。
図７に示すように、薄型リチウム空気電池１０１は、一側面に、略円筒状の連結部材３０１が取り付けられている。
【００３９】
図８は、図７に示す連結部材を取り付けた状態の薄型リチウム空気電池の平面図である。
図８に示すように、薄型リチウム空気電池１０１の一側面は、連結部材３０１の電池連結部３０１ｃに差し込まれ、嵌合されている。前記一側面には、開口部９９が設けられている。
図８及び図２で示すように、第１の連結部３０１ａの開口には、第３のガス管２０２Ａが差し込まれ、嵌合される。また、第２の連結部３０１ｂの開口には、第４のガス管２０２Ｃが差し込まれ、嵌合される。
【００４０】
以上の構成により、空気又は酸素ガスは、第３のガス管２０２Ａから、第１の連結部３０１ａを経由して、ガス流通部３０１ｄ内を流通し、電池連結部３０１ｃから開口部９９を経由して、薄型リチウム空気電池１０１内に供給される。このとき、バルブ２０４Ｃは閉じられており、第５のガス管２０２Ｅから２０２Ａに希ガスは流入しない。
空気又は酸素ガスは、薄型正極構造体８６の孔部１５Ａ内を流通し、正極材８２に取り込まれ、正極材８２の細孔内の電解液中のリチウムイオンと電池反応を行う。
反応に関与しない空気又は酸素ガスは、開口部９９から電池連結部３０１ｃを経由して、ガス流通部３０１ｄ内を流通し、第２の連結部３０１ｂを経由して、第４のガス管２０２Ｃから排気される。
【００４１】
＜薄型リチウム空気電池用格納容器の安全機構＞
次に、本発明の実施形態である薄型リチウム空気電池用格納容器の安全機構について説明する。
まず、本発明の実施形態である薄型リチウム空気電池用格納容器は、薄型リチウム空気電池用格納容器１００１内へ不活性ガスを供給してから（不活性ガス供給工程）、薄型リチウム空気電池へ空気又は酸素ガスを供給して、電池反応をさせる（空気又は酸素ガス供給工程）。薄型リチウム空気電池のまわりを不活性ガスで満たし、爆発を抑制し、安全を確保することができる。具体的には、以下の工程である。
【００４２】
（不活性ガス供給工程）
まず、図２に示す薄型リチウム空気電池用格納容器１００１において、バルブ２０４Ｂを開として、ガス管２０２Ｄに接続した真空ポンプ（図示略）を動作させて、格納室２０１内を排気する。
次に、バルブ２０４Ｂを閉とした後、ポンプ２０３Ｂを操作して、第１のガス管２０２Ｂから格納室２０１内に不活性ガスを供給する。
不活性ガス供給工程では、バルブ２０４Ｂの開閉の割合を操作しながら、第２のガス管２０２Ｄからの排気量を調整して、格納室２０１内の不活性ガス圧を調整することが好ましい。
【００４３】
（空気又は酸素ガス供給工程）
次に、２０４Ａを開、２０４Ｃを閉として、ガス管２０２Ｃに接続された真空ポンプ（図示略）を動作させて、薄型リチウム空気電池１０１内を排気する。
次に、バルブ２０４Ａを閉とした後、ポンプ２０３Ａを操作して、第３のガス管２０２Ａから薄型リチウム空気電池１０１内に空気又は酸素ガスを供給する。
空気又は酸素ガス供給工程では、バルブ２０４Ａの開閉の割合を操作しながら、第４のガス管２０２Ｃからの排気量を調整して、薄型リチウム空気電池１０１内の空気又は酸素ガス圧を調整することが好ましい。
【００４４】
以上の工程により、電池反応をさせるのに十分な量の空気又は酸素ガスを、薄型リチウム空気電池１０１内に供給することができる。
【００４５】
（不活性ガスによるパージ工程）
また、異常時において、薄型リチウム空気電池内を不活性ガスでパージする安全機構を有する。
異常時は、格納室内のセンサに所定の閾値を設定し、その閾値を超えたときとする。このとき、第３のガス管のバルブを開け、前記薄型リチウム空気電池内に不活性ガスを供給する。これにより、爆発を抑制し、安全を確保することができる。
【００４６】
具体的には、発熱等の異常が発生し、放電を緊急停止する必要がある場合には、バルブ２０４Ａを開とし、バルブ２０２Ｅを開とすることにより、格納容器２０１に充満した希ガスにより薄型リチウム空気電池１０１内に充満した空気もしくは酸素をパージし置換することにより、電池放電動作を停止させることができる。
前記緊急時停止動作が異常な発熱反応速度に対して遅れてしまった場合においても、薄型リチウム空気電池１０１は不活性ガスを充填した格納室２０１内に格納されているので、薄型リチウム空気電池１０１内への水分の入り込みは完全に防止され、リチウムの発火を抑制し、従来に比べ安全性を高めて電池反応させることができる。
また、薄型リチウム空気電池１０１は薄型リチウム空気電池用格納容器１００１で覆われているので、仮に薄型リチウム空気電池内で爆発反応等が生じたとしても、被害を防止することができる。
【００４７】
（本発明の第２の実施形態）
＜薄型リチウム空気電池用格納容器＞
図９は、本発明の実施形態である薄型リチウム空気電池用格納容器の別の一例を示す模式図である。
図９に示すように、本発明の実施形態である薄型リチウム空気電池用格納容器１００２は、連結部材３０２Ａ、３０２Ｂが取り付けられた薄型リチウム空気電池１０２が格納されており、ガス管の配置構成が異なる他は本発明の第１の実施形態と概略同様の構成とされている。
【００４８】
図１０は、薄型リチウム空気電池１０２の斜視図である。図１１は、図１０に示す薄型リチウム空気電池１０２の平面図である。
図１０及び図１１に示すように、薄型リチウム空気電池１０２は、収納容器９２に収納されており、一端側と他端側からタブ９７、９８が突出している。
連結部材３０２Ａ、３０２Ｂは、その大部分が収納容器９２の内側にとなるように配置され、それぞれ反対方向に収納容器９１から突出するように配置されている。
【００４９】
図１２は、図９〜図１１に示す連結部材の一例を示す図であって、左側面図（ａ）、平面図（ｂ）及び正面図（ｃ）である。
図１２に示すように、連結部材３０２Ａは略円筒状であり、側面に平面視略長方形状に開口された電池連結部３０２Ａｃが設けられている。先端側には、平面視円形状に開口された第３の連結部３０２Ａａが設けられている。他端側は、閉口されている。第３の連結部３０２Ａａ及び電池連結部３０２Ａｃを連通するように、ガス流通部３０２Ａｄが設けられている。
【００５０】
なお、連結部材３０２Ｂも同様の構成である。すなわち、側面に平面視略長方形状に開口された電池連結部が設けられている。先端側には、平面視円形状に開口された第３の連結部が設けられている。他端側は、閉口されている。第３の連結部及び電池連結部を連通するように、ガス流通部が設けられている。
【００５１】
図１３は、図１１のＢ−Ｂ’線における断面図である。
図１３に示すように、積層体８０は、両側で正極基材８１のみが突出するように形成されている。また、正極基材８１の突出された部分を嵌合するように連結部材３０２Ａ、３０２Ｂが取り付けられている。また、隔壁フィルム１００が正極基材８１の間を塞ぐように配置されている。更に、連結部材３０２Ａ、３０２Ｂ及び積層体８０の一部を封止フィルム７３が覆っている。
【００５２】
封止フィルム７３は、正極活物質である空気や酸素に対するバリア性を有するフィルムを用いる。隔壁フィルム１００と同じ材質のフィルムを用いることができる。隔壁フィルム１００の少なくとも表面は電気的絶縁性の高い材質であることが好ましい。図１２では、一部のみを覆うように形成されているが、電気的絶縁性の高い材質の隔壁フィルム１００を用いた場合には、積層体８０を完全に覆うようにしてもよい。これにより、空気又は酸素ガスの漏洩をより低減でき、電池の反応効率を向上させることができる場合がある。
【００５３】
図１４は、薄型リチウム空気電池の製造プロセスを説明する図であって、連結部材３０２Ａ、３０２Ｂを取り付け工程図である。
まず、積層体８０を用意し、正極基材８１の突出された部分の間を隔壁フィルム１００で塞ぐ。
次に、図１４（ａ）、（ｂ）に示すように、正極基材８１の突出された部分を電池連結部３０２Ａｃ等で嵌合するように連結部材３０２Ａ、３０２Ｂを取り付ける。
次に、図１４（ｃ）に示すように、積層体８０及び連結部材３０２Ａ、３０２Ｂを追うように封止フィルム７３を貼り付ける。
次に、封止フィルム７３を貼り付けた積層体８０及び連結部材３０２Ａ、３０２Ｂを収納容器９２内に配置して、薄型リチウム空気電池を製造することができる。
【００５４】
なお、連結部材３０２Ａ、３０２Ｂの外面に封止フィルム７３をあらかじめ貼り付けておくことが好ましい。これにより、組立工程における位置ずれを抑制でき、作業効率を高めることができる。
【００５５】
図９で示すように、連結部材３０２Ａの第３の連結部３０２Ａａの開口には、第３のガス管２０２Ａが差し込まれ、嵌合される。また、連結部材３０２Ｂの第３の連結部の開口には、第４のガス管２０２Ｃが差し込まれ、嵌合される。
【００５６】
以上の構成により、空気又は酸素ガスは、第３のガス管２０２Ａから、第３の連結部３０２Ａａを経由して、ガス流通部３０２Ａｄ内を流通し、電池連結部３０２Ａｃから正極基材８１を経由して、薄型リチウム空気電池１０２内に供給される。
空気又は酸素ガスは、薄型正極構造体８６の孔部１５Ａ内を流通し、正極材８２に取り込まれ、正極材８２の細孔内の電解液中のリチウムイオンと電池反応を行う。
反応に関与しない空気又は酸素ガスは、正極基材８１から電池連結部３０２Ａｃを経由して、ガス流通部３０２Ａｄ内を流通し、連結部材３０２Ｂの第３の連結部を経由して、第４のガス管２０２Ｃから排気される。
動作異常時には、第１の実施形態と同様に、バルブ２０４Ａを開とし、バルブ２０２Ｅを開とすることにより、格納容器２０１に充満した希ガスにより薄型リチウム空気電池１０２内に充満した空気もしくは酸素をパージし置換することにより、電池放電動作を停止させることができる。
本実施形態の構成により、薄型リチウム空気電池１０２内の空気又は酸素の輸送効率が高まるとともに、動作異常時のガス置換効率も高まることになり、より安全な動作を実現することができる。
【００５７】
（本発明の第３の実施形態）
＜薄型リチウム空気電池用格納容器＞
図１５は、本発明の実施形態である薄型リチウム空気電池用格納容器の更に別の一例を示す模式図である。
図１５に示すように、本発明の実施形態である薄型リチウム空気電池用格納容器１００３は、４枚の薄型リチウム空気電池１０２が格納され、これらが連結補助部材３０３Ａ、３０３Ｂで連結されている他は本発明の第２の実施形態と概略同様の構成とされている。
【００５８】
図１６は、連結補助部材の一例を示す図であって、左側面図（ａ）、平面図（ｂ）及び正面図（ｃ）である。
図１６に示すように、連結補助部材３０３Ａは、６本の円筒状部材が連結された構造である。
図１６（ａ）に示すように、平面視円形状に開口された補助連結部３０３Ａａが設けられている。
図１６（ｂ）に示すように、補助連結部３０３Ａａは１本の円筒状部材の先端部分に設けられており、基端側は別の円筒状部材に連結されている。別の円筒状部材には４本の円筒状部材が連結されている。４本の円筒状部材の先端側には、平面視円形状に開口された部材連結部３０３Ａｃ１、３０３Ａｃ２、３０３Ａｃ３、３０３Ａｃ４が設けられている。
【００５９】
別の円筒状部材の内部には、ガス流通部３０３Ａｄが設けられている。ガス流通部３０３Ａｄは、補助連結部３０３Ａａ、部材連結部３０３Ａｃ１、３０３Ａｃ２、３０３Ａｃ３、３０３Ａｃ４に連通されている。
【００６０】
図１７は、連結補助部材で連結された４枚の薄型リチウム空気電池１０２の斜視図である。４枚の薄型リチウム空気電池１０２は直列配列となるように、タブ９７、９８が、タブ接続基材９６によって接続されている。また、連結補助部材３０３Ａ、３０３Ｂにより、４枚の薄型リチウム空気電池１０２が連結されている。
【００６１】
連結補助部材３０３Ａは、部材連結部３０３Ａｃ１、３０３Ａｃ２、３０３Ａｃ３、３０３Ａｃ４で、４枚の薄型リチウム空気電池１０２の連結部材３０２Ａに嵌合する。
同様に、連結補助部材３０３Ｂも、４枚の薄型リチウム空気電池１０２に嵌合する。連結補助部材３０３Ａ、３０３Ｂにより、４枚の薄型リチウム空気電池１０２は安定して保持される。
【００６２】
連結補助部材３０３Ａは、補助連結部３０３Ａａで、第３のガス管２０２Ａに嵌合する。同様に、連結補助部材３０３Ｂも、補助連結部で、第４のガス管２０２Ｃに嵌合する。
【００６３】
以上の構成により、空気又は酸素ガスは、第３のガス管２０２Ａから、連結補助部材３０３Ａ、連結部材３０２Ａ、正極基材８１を経由して、薄型リチウム空気電池１０２内に供給される。
空気又は酸素ガスは、薄型正極構造体８６の孔部１５Ａ内を流通し、正極材８２に取り込まれ、正極材８２の細孔内の電解液中のリチウムイオンと電池反応を行う。
反応に関与しない空気又は酸素ガスは、正極基材８１、連結部材３０２Ｂ、連結補助部材３０３Ｂを経由して、第４のガス管２０２Ｃから排気される。動作異常時には、第１の実施形態と同様に、バルブ２０４Ａを開とし、バルブ２０２Ｅを開とすることにより、格納容器２０１に充満した希ガスにより薄型リチウム空気電池１０２内に充満した空気もしくは酸素をパージし置換することにより、電池放電動作を停止させることができる。
本実施形態の構成により、薄型リチウム空気電池１０２内の空気又は酸素の輸送効率が高まるとともに、動作異常時のガス置換効率をも高める事により安全な動作と、より高い出力電圧を実現することができる。
【００６４】
本発明の実施形態である薄型リチウム空気電池用格納容器１００１、１００２、１００３は、薄型リチウム空気電池１０１、１０２を格納する格納室２０１を備えた薄型リチウム空気電池用格納容器であって、格納室２０１内に連通する第１のガス管２０２Ｂ及び第２のガス管２０２Ｄと、格納室２０１内に格納する薄型リチウム空気電池１０１、１０２内に連通する第３のガス管２０２Ａ及び第４のガス管２０２Ｃと、第３のガス管２０２Ａに格納室２０１内との連通を開閉制御するバルブ２０４Ｃとを有し、前記第１のガス管に不活性ガス供給源が取り付けられており、前記第３のガス管に空気又は酸素ガス供給源が取り付けられている構成なので、不活性ガスを格納容器内に効率的に充填するとともに、薄型リチウム空気電池内に空気又は酸素ガスを安定して、かつ、効率的に供給し、不活性ガスを充填した格納容器内に、薄型リチウム空気電池を格納することができ、発熱等の異常時に薄型リチウム空気電池内の空気又は酸素を不活性ガスと置換する機能を有するので、リチウムの発火を抑制し、安全性を高めることができる。また、格納室を備えているので、仮に薄型リチウム空気電池で爆発等が生じたとしても、被害を抑制することができる。
【００６５】
本発明の実施形態である薄型リチウム空気電池用格納容器１００１、１００２、１００３は、格納室２０１内にセンサ２１０が備えられ、センサ２１０が所定の閾値を超えたときにバルブ２０４Ｃを開け、前記薄型リチウム空気電池内に不活性ガスを供給する構成なので、センサが異常を感知したときに、第３の配管に設けたバルブを開けて、第３のガス管内、薄型リチウム空気電池内、および第４のガス管内へ不活性ガスの供給し、不活性ガスで薄型リチウム空気電池内をパージして、爆発反応を抑制することができる。
【００６６】
本発明の実施形態である薄型リチウム空気電池用格納容器１００１、１００２、１００３は、センサ２１０がガス成分センサ、圧力センサ及び温度センサのいずれか又はこれらのセンサの組み合わせである構成なので、センサが異常を感知したときに、第３の配管に設けたバルブを開けて、第３のガス管内、薄型リチウム空気電池内、および第４のガス管内へ不活性ガスの供給し、不活性ガスで薄型リチウム空気電池内をパージして、爆発反応を抑制することができる。
【００６７】
本発明の実施形態である薄型リチウム空気電池用格納容器１００１、１００２、１００３は、第２のガス管２０２Ｄ及び第４のガス管２０２Ｃに排気機構が取り付けられている構成なので、第２のガス管からの排気量を調整して、格納室内の不活性ガス圧を調整することができ、第４のガス管からの排気量を調整して、薄型リチウム空気電池内の空気又は酸素ガス圧を調整することができ、不活性ガスを充填した格納容器内に格納した薄型リチウム空気電池に空気又は酸素ガスを安定して、かつ、効率的に供給できる。
【００６８】
本発明の実施形態である薄型リチウム空気電池用格納容器１００１、１００２、１００３は、第３のガス管２０２Ａ及び／又は第４のガス管２０２Ｃに薄型リチウム空気電池１０１、１０２を連結する連結部材３０１、３０２Ａ、３０２Ｂが取り付けられている構成なので、不活性ガスを充填した格納容器内に格納した薄型リチウム空気電池に空気又は酸素ガスを安定して、かつ、効率的に供給できる。
【００６９】
本発明の実施形態である薄型リチウム空気電池用格納容器１００１は、連結部材３０１が、第３のガス管２０２Ａに連結する第１の連結部３０１ａと、第４のガス管２０２Ｃに連結する第２の連結部３０１ｂと、第１の連結部３０１ａ及び第２の連結部３０１ｂに連通するガス流通部３０１ｄと、薄型リチウム空気電池１０１を連結する電池連結部３０１ｃと、を有する構成なので、不活性ガスを充填した格納容器内に格納した薄型リチウム空気電池に空気又は酸素ガスを安定して、かつ、効率的に供給できる。
【００７０】
本発明の実施形態である薄型リチウム空気電池用格納容器１００２、１００３は、前記連結部材３０２Ａ、３０２Ｂが、第３のガス管２０２Ａ又は第４のガス管２０２Ｃに嵌合する第３の連結部３０２Ａａと、第３の連結部３０２Ａａに連通するガス流通部３０２Ａｄと、薄型リチウム空気電池１０２を連結する電池連結部３０２Ａｃと、を有する構成なので、不活性ガスを充填した格納容器内に格納した薄型リチウム空気電池に空気又は酸素ガスを安定して、かつ、効率的に供給できる。
【００７１】
本発明の実施形態である薄型リチウム空気電池用格納容器は１００１、電池連結部３０１ｃが、薄型リチウム空気電池１０１の収納容器９１の開口部９９を含む部分を嵌合する構成なので、不活性ガスを充填した格納容器内に格納した薄型リチウム空気電池に空気又は酸素ガスを安定して、かつ、効率的に供給できる。
【００７２】
本発明の実施形態である薄型リチウム空気電池用格納容器１００２、１００３は、電池連結部３０２Ａｃが、薄型リチウム空気電池１０２の正極基材８１を嵌合する構成なので、不活性ガスを充填した格納容器内に格納した薄型リチウム空気電池に空気又は酸素ガスを安定して、かつ、効率的に供給できる。
【００７３】
本発明の実施形態である薄型リチウム空気電池用格納容器１００３は、第３のガス管２０２Ａ及び第４のガス管２０２Ｃと連結部材３０２Ａ、３０２Ｂとの間に連結補助部材３０３Ａ、３０３Ｂが取り付けられている構成なので、２以上の薄型リチウム空気電池を安定に固定することができる。
【００７４】
本発明の実施形態である薄型リチウム空気電池用格納容器１００３は、連結補助部材３０３Ａ、３０３Ｂが、第３のガス管２０２Ａ及び第４のガス管２０２Ｃに連結する補助連結部３０３Ａａと、前記連結部材３０２Ａ、３０２Ｂに連結する部材連結部３０３Ａｃ１、３０３Ａｃ２、３０３Ａｃ３、３０３Ａｃ４と、を有する構成なので、２以上の薄型リチウム空気電池を安定に固定することができる。
【００７５】
本発明の実施形態である薄型リチウム空気電池用格納容器１００３は、部材連結部３０３Ａｃ１、３０３Ａｃ２、３０３Ａｃ３、３０３Ａｃ４が４つ設けられている構成なので、４個の薄型リチウム空気電池を安定に固定することができ、安全性を高めた状態で電池反応をさせることができる。
【００７６】
本発明の実施形態である薄型リチウム空気電池用格納容器は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で、種々変更して実施することができる。本実施形態の具体例を以下の実施例で示す。しかし、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【実施例】
【００７７】
（実施例１）
＜薄型空気リチウム空気電池用格納容器＞
図１８は、実施例１の装置構成を示す模式図である。
まず、本発明の第２の実施形態で示した薄型空気リチウム空気電池を１個用意した。この収納容器としてはラミネートパッケージを用いた。
【００７８】
次に、図１８に示すように、連結補助部材をそれぞれ第３のガス管及び第４のガス管に接続してから、出力端子を有する薄型空気リチウム空気電池用格納容器内に格納した。
【００７９】
次に、第１のガス管を外部の不活性ガスの供給システムに接続し、第３のガス管を外部の酸素供給ための濃縮器（空気又は酸素ガス供給源：正極活物質供給源）に接続した。
【００８０】
次に、ガス供給・排気システムに必要なポンプ及びバルブを接続した。
次に、内部異常検知のための圧力、温度、ガス成分センサを接続した。
【００８１】
酸素ガス流路内のガス成分モニタとしてＣＯ２検知器を用いた。その理由は、異常動作に伴い炭化水素系の電解質の分解が起こると予想したからである。
薄型空気リチウム空気電池用格納容器本体にも容器内部の圧力センサ、ガス成分センサを設置し、排気用の排気ポンプおよびバルブを設置した。圧力センサのモニタ値によって排気をするシステムとし、別途防爆弁も追加した（図示略）。圧力センサの異常や動作不良がありうるので、二重の安全性をもたせた。
【００８２】
＜薄型空気リチウム空気電池用格納容器の安全機構＞
次に、格納容器内に不活性ガスを供給してから、ポンプ及びバルブを操作して、薄型空気リチウム空気電池用格納容器内の不活性ガス圧を所定値に保持した。
次に、薄型空気リチウム空気電池内に空気又は酸素ガスを供給してから、ポンプ及びバルブを操作して、薄型空気リチウム空気電池内の空気又は酸素ガス圧を所定値に保持した。
この状態で、電池反応を行った。
【００８３】
通常放電時は、酸素供給律速状態を解消するため、酸素ガス流路の圧力を圧力センサでモニタしながら、カットバルブの開閉および圧送ポンプを制御して、ガス圧力を調整し、加圧状態とした。
【００８４】
薄型空気リチウム空気電池用格納容器には、異常時対応システムを取り付けた（図示略）。薄型空気リチウム空気電池用格納容器内で異常が生じたときは、異常対処モードの動作に移行する。
具体的には、放電時および充電時とも、積層ラミパッケージ表面に設置された温度センサの温度上昇、ラミパッケージ内酸素ガス流路の圧力異常（圧力センサで検知）、および酸素ガス流路のガス成分異常（ＣＯ２センサで検知）のいずれかが発生した時点で、異常対処モード１の動作に移行する。収納容器本体の圧力異常（圧力センサで検知）、収納容器本体内部のガス成分異常（ＣＯ２センサで検知）のいずれかも発生した場合には、異常対処モード２の動作に移行する。
【００８５】
＜異常感知システム＞
図１９は、実施例１の異常感知システムの信号系統図であって、異常時対応システムにおける各センサからの出力の異常対処動作のシーケンスを示す概略図である。
図１９に示すように、異常時対応システムへ入力される各センサからのアナログ信号は所定の閾値を超えると、ポンプ駆動用（電磁）リレー１〜３にて、圧送ポンプ１、２、排気ポンプのオンオフを行い、バルブ駆動用マニホールド１〜７にて、バルブ１〜７の開閉動作を行う構成とした。
【００８６】
表１は、各供給装置、ポンプ、バルブの動作シーケンスである。通常放電時、放電異常時、通常充電時、充電異常時にわけ、かつ格納容器内には異常がないモード１と格納容器内部にも異常を検知したモード２にわけて示している。
【００８７】
【表１】
【００８８】
異常時の基本動作は、酸素濃縮器および圧送ポンプの停止、カットバルブの閉鎖・開動作である。
具体的には、モード１の異常時の基本動作は、ポンプ駆動用（電磁）リレー２を用いて圧送ポンプ２を停止、バルブ駆動用マニホールド２にてバルブ２を閉鎖、バルブ駆動用マニホールド４にてバルブ４を開動作、となる。排気ポンプ１は動作し続ける。
不活性ガスの供給系としては、ポンプ駆動用（電磁）リレー１にて圧送ポンプ１を動作、バルブ駆動用マニホールド１にてバルブ１は開状態を維持する。
排ガス系についてはバルブ駆動用マニホールド５にてバルブ５、バルブ駆動用マニホールド６にてバルブ６の開動作を開け、排気ポンプを動作させる。モード１については、薄型リチウム空気電池内部の異常であるため、バルブ８は閉状態を維持する。以上の動作により、薄型リチウム空気電池内の酸素の分圧（濃度）を一気に低減して、発火、爆発等の制御不能な危険な状態を回避できた。
モード２は、格納容器内部の圧力センサ２もしくはガス成分センサ２の異常により移行する。この場合には格納容器内部も排気する必要があるため、モード１の動作に加え、バルブ駆動用マニホールド８にてバルブ８、バルブ駆動用マニホールド１０にてバルブ１０を開動作、排気ポンプ２を動作させる。以上により、薄型リチウム空気電池内部および格納容器内部を同時に不活性ガスで置換することができ、発火等の危険な状態を回避できた。
【産業上の利用可能性】
【００８９】
本発明は、動作時の急激な酸化発熱反応（発火）を抑制し、安全性を高めた薄型リチウム空気電池用格納容器に関するものであり、電池産業、エネルギー産業等に利用可能性がある。
【符号の説明】
【００９０】
１５Ａ…孔部、７３…封止フィルム、８０…積層体、８１…正極基材、８２…正極材、８３…セパレータ、８４…負極基材、８５…負極材、８６…薄型正極構造体、８７…薄型負極構造体、８８…単位構造部、９１、９２…収納容器、９６…タブ接続部材、９７、９８…タブ、９９…開口部、１００…隔壁フィルム、１０１、１０２…薄型リチウム空気電池、２０１…格納室、２０２Ａ…第３のガス管、２０２Ｂ…第１のガス管、２０２Ｃ…第３のガス管、２０２Ｄ…第２のガス管、２０２Ｅ…第５のガス管、２０３Ａ、２０３Ｂ…圧送ポンプ、２０４Ａ、２０４Ｂ、２０４Ｃ…バルブ、２０５、２０６…ブレード、２０７、２０８…出力端子、２１０…センサ、２１１…配線、３０１…連結部材、３０１ａ…第１の連結部、３０１ｂ…第２の連結部、３０１ｃ…電池連結部、３０１ｄ…ガス流通部、３０２Ａ…連結部材、３０２Ａａ…第３の連結部、３０２Ａｃ…電池連結部、３０２Ａｄ…ガス流通部、３０２Ｂ…連結部材、３０３Ａ…連結補助部材、３０３Ａａ…補助連結部、３０３Ａｃ１、３０３Ａｃ２、３０３Ａｃ３、３０３Ａｃ４…部材連結部、３０３Ａｄ…ガス流通部、３０３Ｂ…連結補助部材、１００１、１００２…薄型リチウム空気電池用格納容器、２２０１…格納容器、２２０２Ａ、２２０２Ｂ…ガス管、２２０３…ポンプ、２２０４…バルブ、２２０５、２２０６…ブレード、２００７、２２０８…出力端子。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄型リチウム空気電池用格納容器に関する。
【背景技術】
【０００２】
空気電池は、固体正極材（空気極）と、金属箔又は金属微粒子からなる負極材と、液体又は固体の電解質とを有し、前記空気電池内に設けられたガス流路を流れる空気又は酸素ガスを正極活物質として用い、前記金属箔又は金属微粒子を負極活物質として用いる電池である。
【０００３】
空気電池技術は複数提案されているが、近年特にリチウム空気電池の研究開発が活発となっている（特許文献１〜６）。充電して繰り返し使える２次電池化ができる上、既に実用化されているリチウムイオン電池に比べ、単位重量あたりのエネルギー密度を大幅に向上させることができるからである。
【０００４】
空気電池技術のうち、亜鉛空気電池が実用化されている（特許文献７）。しかし、亜鉛空気電池は充電ができない１次電池で、軽量ながら小容量であるため主として補聴器用に用いられており、大容量化は必要なく、そのため小型な金属製の筐体に格納することで性能を実現している。
【０００５】
空気電池の一種として、燃料電池を挙げることができる。燃料電池においては、バイポーラプレートと呼ばれるセパレータを介して、複数のセルが積層される。バイポーラプレートには、負極用の燃料流と正極用の空気流の２つの流路を仕切る機能と、積層されたセルを電気的に直列接続する機能がある（非特許文献１）。
積層した電池セルを大容量にするためには並列接続する必要があるが、バイポーラプレートはその用途には向かない上、非常に厚く、積層した際の体積が大きくなってしまう問題があった。
【０００６】
本発明者は、薄型セパレータ及び薄型負極構造体と積層しても、正極構造体内に正極活物質となる空気又は酸素ガスを効率よく取り込むことができる薄型正極構造体を開発した。前記薄型正極構造体を薄型負極構造体及び薄型セパレータとともに用いることにより、大容量で薄型リチウム空気電池を製造できることを見出した。
【０００７】
図１は、前記薄型リチウム空気電池の従来の使用方法の一例を示す説明図である。図１に示すように、薄型リチウム電池１０１は、格納容器２２０１内に格納されて使用される。格納容器２２０１はガス排気管２２０２Ｂ及びガス供給管２２０２Ａが取り付けられており、ガス排気管２２０２Ｂおよびガス供給管２２０２Ａ以外の部分は密閉されている。ガス排気管２２０２Ｂに接続したポンプ２２０３により、格納容器２２０１内を減圧可能とされている。格納容器２２０１内を減圧後、ガス排気管２２０２Ｂのバルブ２２０４を閉じ、ガス供給部（図示略）からポンプ２２０３を動作させることにより、格納容器２２０１内を空気又は酸素ガスで充填することができる。格納容器２２０１内に空気又は酸素ガスを充填すると、薄型リチウム電池１０１の収納容器の開口部９９から薄型正極構造体内に空気又は酸素ガスを供給することができ、電池反応を開始させることができる。格納容器２２０１内で、薄型リチウム空気電池１０１の２つのタブ９７、９８は、ブレード２２０５、２２０６に接続されている。ブレード２２０５、２２０６は出力端子２２０７、２２０８に接続されており、出力端子２２０７、２２０８から薄型リチウム空気電池１０１で発生させた電力を取り出すことができる。
【０００８】
しかし、図１に示した従来型の格納容器２２０１内部は正極活物質で満たされ、かつ薄型リチウム空気電池１０１に開口部があるため、内部で電解液もしくは負極材である金属Ｌｉが酸素や空気と直接反応する危険性は小さいとは言えず、安全性に関する問題が残されていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１０−１９２３１３号公報
【特許文献２】特開２０１１−９６４５６号公報
【特許文献３】特開２０１１−１０８３８８号公報
【特許文献４】特開２０１１−１０８５１２号公報
【特許文献５】特開２０１１−９６５８６号公報
【特許文献６】特開２０１１−９６４９２号公報
【特許文献７】特表２００８−５０２１１８号公報
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】田川博章「固体酸化物燃料電池と地球環境」、ｐ６０、アグネ承風社
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、薄型リチウム空気電池の動作時における構成部材の急激な酸化発熱反応（発火）を抑制し、安全性を高めた薄型リチウム空気電池用格納容器を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記事情を鑑みて、本研究者は試行錯誤して、薄型リチウム空気電池に正極活物質である酸素や空気を効率的に供給しながら、電池の温度や圧力等をセンサでモニタすることにより危険度を認識し、危険な状態においては予め格納容器内に充填しておいた不活性ガスと正極活物質を自動置換して急激な酸化反応の進行を停止することにより、安全性を高められることを見出した。また、不活性ガスを充填した格納容器内の薄型リチウム空気電池に、効率よく空気又は酸素ガスを供給できる連結部材及び連結補助部材を開発し、酸素や空気をさらにセル内部に効率的に輸送することを実現すると同時に、危険な状態における不活性ガスによる自動置換の効率をも高めることができることを見出した。更に、複数の連結部を備えた連結部材及び／又は連結補助部材を用いることにより、複数の薄型リチウム空気電池を直列または並列に接続して出力電圧や容量をさらに高めることができる上、安定に保持し、より安全性を高めることができることを見出し、本発明を完成した。
本発明は、以下の構成を有する。
【００１３】
（１）薄型リチウム空気電池を格納する格納室を備えた薄型リチウム空気電池用格納容器であって、前記格納室内に連通する第１のガス管及び第２のガス管と、前記格納室内に格納する薄型リチウム空気電池内に連通する第３のガス管及び第４のガス管と、前記第３の配管に前記格納室内との連通を開閉制御するバルブとを有し、前記第１のガス管に不活性ガス供給源が取り付けられており、前記第３のガス管に空気又は酸素ガス供給源が取り付けられていることを特徴とする薄型リチウム空気電池用格納容器。
【００１４】
（２）前記格納室内にセンサが備えられ、前記センサが所定の閾値を超えたときに前記バルブを開け、前記薄型リチウム空気電池内に不活性ガスを供給することを特徴とする（１）に記載の薄型リチウム空気電池用格納容器。
（３）前記センサがガス成分センサ、圧力センサ及び温度センサのいずれか又はこれらのセンサの組み合わせであることを特徴とする（２）に記載の薄型リチウム空気電池用格納容器。
（４）前記第２のガス管及び前記第４のガス管に排気機構が取り付けられていることを特徴とする（１）〜（３）のいずれかに記載の薄型リチウム空気電池用格納容器。
【００１５】
（５）前記第３のガス管及び／又は前記第４のガス管に薄型リチウム空気電池を連結する連結部材が取り付けられていることを特徴とする（１）〜（４）のいずれかに記載の薄型リチウム空気電池用格納容器。
（６）前記連結部材が、前記第３のガス管に連結する第１の連結部と、前記第４のガス管に連結する第２の連結部と、前記第１の連結部及び前記第２の連結部に連通するガス流通部と、薄型リチウム空気電池を連結する電池連結部と、を有することを特徴とする（５）に記載の薄型リチウム空気電池用格納容器。
【００１６】
（７）前記連結部材が、前記第３のガス管又は前記第４のガス管に嵌合する第３の連結部と、前記第３の連結部に連通するガス流通部と、薄型リチウム空気電池を連結する電池連結部と、を有することを特徴とする（５）に記載の薄型リチウム空気電池用格納容器。
（８）前記電池連結部が、薄型リチウム空気電池の収納容器の開口部を含む部分を嵌合することを特徴とする（５）又は（６）に記載の薄型リチウム空気電池用格納容器。
【００１７】
（９）前記電池連結部が、薄型リチウム空気電池の正極基材を嵌合することを特徴とする（５）又は（６）に記載の薄型リチウム空気電池用格納容器。
（１０）前記第３のガス管及び前記第４のガス管と連結部材との間に連結補助部材が取り付けられていることを特徴とする（５）〜（９）のいずれかに記載の薄型リチウム空気電池用格納容器。
【００１８】
（１１）前記連結補助部材が、前記第３のガス管又は前記第４のガス管に連結する補助連結部と、前記連結部材に連結する部材連結部と、を有することを特徴とする（１０）に記載の薄型リチウム空気電池用格納容器。
（１２）前記部材連結部が２以上設けられていることを特徴とする（１１）に記載の薄型リチウム空気電池用格納容器。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の薄型リチウム空気電池用格納容器は、薄型リチウム空気電池を格納する格納室を備えた薄型リチウム空気電池用格納容器であって、前記格納室内に連通する第１のガス管及び第２のガス管と、前記格納室内に格納する薄型リチウム空気電池内に連通する第３のガス管及び第４のガス管と、前記第３のガス管に前記格納室内との連通を開閉制御するバルブと、を有し、前記第１のガス管に不活性ガス供給源が取り付けられており、前記第３のガス管に空気又は酸素ガス供給源が取り付けられている構成なので、電池動作時に不活性ガスを充填した格納容器内に薄型リチウム空気電池を格納することができ、発熱等の不良動作時に電池内部の正極活物質である空気又は酸素を不活性ガスに置換できることができ、電解質あるいは金属Ｌｉとの爆発的な反応を抑制し、安全性を高めることができる。また、不活性ガスに満たされた格納室を備えているので、発熱等の異常が急激に発生し、電池内部の空気又は酸素を不活性ガスに置換する工程が間に合わずに薄型リチウム空気電池の爆発が生じたとしても、被害を抑制することができる。
【００２０】
本発明の薄型リチウム空気電池用格納容器は、前記格納室内にセンサが備えられ、前記センサが所定の閾値を超えたときに前記バルブを開け、前記薄型リチウム空気電池内に不活性ガスを供給する構成なので、不活性ガスを充填した格納容器内に、薄型リチウム空気電池を格納し、異常時に第３のガス管に取り付けられた開閉バルブを開けることにより、リチウム空気電池内の正極活物質を不活性ガスに置換して、電池反応を停止させ、リチウムの発火を抑制し、安全性を高めることができる。
【００２１】
本発明の薄型リチウム空気電池用格納容器は、前記第３のガス管及び／又は前記第４のガス管に薄型リチウム空気電池を連結する連結部材が取り付けられている構成なので、不活性ガスを充填した格納容器内に格納した薄型リチウム空気電池に空気又は酸素ガスを安定に、かつ効率的に供給でき、電解質とリチウムの発火を抑制し、安全性を高めた状態で電池反応をさせることができる。
【００２２】
本発明の薄型リチウム空気電池用格納容器は、前記第３のガス管及び前記第４のガス管と連結部材との間に連結補助部材が取り付けられており、前記連結補助部材が、前記第３のガス管又は前記第４のガス管に連結する補助連結部と、前記連結部材に連結する部材連結部と、を有し、前記部材連結部が２以上設けられている構成なので、２以上の薄型リチウム空気電池を安定に固定することができ、安全性を高めた状態で電池反応をさせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】従来型の実施形態である薄型リチウム空気電池格納容器の一例を示す模式図である。
【図２】本発明の実施形態である薄型リチウム空気電池用格納容器の一例を示す模式図である。
【図３】図２に示す薄型リチウム空気電池の斜視図である。
【図４】図２示す薄型リチウム空気電池の図であって、断面図（ａ）及び（ａ）におけるＡ部拡大図（ｂ）である。
【図５】薄型正極構造体の一例を示す斜視図である。
【図６】図２に示す連結部材の図であって、左側面図（ａ）、平面図（ｂ）及び正面図（ｃ）である。
【図７】連結部材を取り付けた状態の薄型リチウム空気電池の斜視図である。
【図８】図７に示す連結部材を取り付けた状態の薄型リチウム空気電池の平面図である。
【図９】本発明の実施形態である薄型リチウム空気電池用格納容器の別の一例を示す模式図である。
【図１０】薄型リチウム空気電池１０２の斜視図である。
【図１１】図１０に示す薄型リチウム空気電池１０２の平面図である。
【図１２】図９〜図１１に示す連結部材の一例を示す図であって、左側面図（ａ）、平面図（ｂ）及び正面図（ｃ）である。
【図１３】図１１のＢ−Ｂ’線における断面図である。
【図１４】薄型リチウム空気電池の製造プロセスを説明する図であって、連結部材３０２Ａ、３０２Ｂを取り付け工程図である。
【図１５】本発明の実施形態である薄型リチウム空気電池用格納容器の更に別の一例を示す模式図である。
【図１６】連結補助部材の一例を示す図であって、左側面図（ａ）、平面図（ｂ）及び正面図（ｃ）である。
【図１７】連結補助部材で連結された４枚の薄型リチウム空気電池１０２の斜視図である。
【図１８】実施例１の装置構成を示す模式図である。
【図１９】実施例１の異常感知システムの図であって、異常時対応システムにおける各センサからの出力の異常対処動作のシーケンスを示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
（本発明の第１の実施形態）
＜薄型リチウム空気電池用格納容器＞
まず、本発明の実施形態である薄型リチウム空気電池用格納容器について説明する。
図２は、本発明の実施形態である薄型リチウム空気電池用格納容器の一例を示す模式図である。
図２に示すように、薄型リチウム空気電池用格納容器１００１は、薄型リチウム空気電池１０１を格納可能な格納室２０１を備えており、第１のガス管２０２Ｂ及び第２のガス管２０２Ｄと、第３のガス管２０２Ａ及び第４のガス管２０２Ｃが取り付けられている。格納室２０１内では、第３のガス管２０２Ａから分岐して第５のガス配管２０２Ｅがとりつけられている。
格納室２０１は密閉型であり、気密性が保たれている。
【００２５】
第１のガス管２０２Ｂは、格納室２０１内に連通するように取り付けられている。また、格納室２０１外の不活性ガス供給源に取り付けられており、ポンプ２０３Ｂを操作して、格納室２０１内に不活性ガスを供給可能とされている。
第２のガス管２０２Ｄは、格納室２０１内に連通するように取り付けられている。また、バルブ２０４Ｂを操作して、格納室２０１内を排気可能とされている。
【００２６】
不活性ガス供給源は、不活性ガスタンク、不活性ガス供給ための濃縮器等を有する。不活性ガス供給源として膜分離方式の窒素濃縮器を使う場合は、酸素濃縮器と兼用させてもよい。不活性ガスは、窒素、希ガスである。
【００２７】
第３のガス管２０２Ａは、格納室２０１内の薄型リチウム空気電池１０１内に連通するように取り付けられている。また、格納室２０１外の空気又は酸素ガス供給源に取り付けられており、ポンプ２０３Ａを操作して、薄型リチウム空気電池１０１内に空気又は酸素ガスを供給可能とされている。
第４のガス管２０２Ｃは、格納室２０１内の薄型リチウム空気電池１０１内に連通するように取り付けられている。バルブ２０４Ａを操作して、格納室２０１内を排気可能とされている。
第５のガス管２０２Ｅは、バルブ２０４Ｃを介して第３のガス管２０２Ａと格納室２０１内を連通するように取り付けられており、バルブ２０４Ｃの開閉によりその連通状態を切り替えることができる。電池の正常動作時にはバルブ２０４Ｃは閉じられている。
【００２８】
空気又は酸素ガス供給源は、酸素ガスタンク、酸素ガス供給ための濃縮器等を有してよい。濃縮器としては、圧縮空気を中空糸状の高分子膜を通すことにより、窒素酸素の透過率差を利用して濃縮する膜分離方式、あるいは活性炭などの吸着材を通すＰＳＡ（Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｓｗｉｎｇ Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ）方式を用いることができる。
【００２９】
薄型リチウム空気電池１０１のタブ９７、９８はそれぞれ、ブレード２０５、２０６に接続されている。ブレード２０５、２０６は、出力端子２０７、２０８に接続されており、薄型リチウム空気電池１０１で発生させた電力を出力端子２０７、２０８から外部に取り出すことが可能とされている。
【００３０】
薄型リチウム空気電池１０１は、収納容器９１と、タブ９７、９８と、を有している。収納容器９１には、開口部９９が設けられている。
収納容器９１は密閉型であり、気密性が保たれている。収納容器９１として、ラミネートパックを用いてもよい。
【００３１】
図２に示すように、連結部材３０１が、薄型リチウム空気電池１０１と、第３のガス管２０２Ａと、第４のガス管２０２Ｃとを連結している。
格納室２０１内に、センサ２１０が設置されている。センサ２１０は配線２１１により制御機構（図示略）に接続される。制御機構では、閾値を設定して異常を感知できる構成とされている。また、異常を感知した場合、各ガス管に取り付けられたバルブを開閉制御できる構成とされている。センサ２１０としては、圧力センサ、温度センサ、ガス成分センサのいずれか又はこれらの組み合わせを用いることができる。また、複数のセンサを用いることが好ましい。これらのセンサを設置することにより、内部異常を素早く検知することができる。
【００３２】
図３は、図２に示す薄型リチウム空気電池の斜視図である。
図３に示すように、薄型リチウム空気電池１０１は、収納容器９１に収納されており、一端側と他端側からタブ９７、９８が突出しており、一側面側に開口部９９が設けられている。
【００３３】
図４は、図３に示す薄型リチウム空気電池の図であって、断面図（ａ）及び（ａ）におけるＡ部拡大図（ｂ）である。
図４（ａ）に示すように、開口部９９から正極基材８１が露出されている。また、開口部９９から積層体８０が露出しないように、隔壁フィルム１００が設けられている。
隔壁フィルム１００は、有機物もしくは無機物からなる。電解液が存在する電池内部の空間と空気（酸素）が流入する開口部付近の隔壁となる。隔壁フィルム１００を設けることにより、漏液と正極活物質が負極周辺に到達することを防止できる。
【００３４】
図４（ｂ）に示すように、積層体８０は、２つの薄型セパレータ８３の間に、３つの単位構造体８８が薄型セパレータ８３を挟んで積層されてなる。
単位構造体８８は、薄型正極構造体８６と、薄型セパレータ８３と、薄型負極構造体８７が積層されてなる。薄型負極構造体８７は、負極基材８４の両面に負極材８５が積層されてなり、薄型正極構造体８６は、正極基材８１の両面に正極材８２が形成されてなる。
【００３５】
図５は、薄型正極構造体の一例を示す斜視図である。
図５に示すように、薄型正極構造体８６は、集電体として機能する正極基材８１の両面に炭素を主成分とする正極材８２が形成されてなる。
正極基材８１は、略板状であり、両面に溝が形成されている。これらの溝が、その上部に正極材８２が配置されることにより、孔部１５Ａとされている。孔部１５Ａは正極基材１１の側面すべてに連通されている。
【００３６】
＜連結部材＞
図６は、図２に示す連結部材の図であって、左側面図（ａ）、平面図（ｂ）及び正面図（ｃ）である。
図６に示すように、連結部材３０１は略円筒状であり、側面に平面視略長方形状に開口された電池連結部３０１ｃが設けられている。円筒の先端側には、平面視円形状に開口された第１の連結部３０１ａが設けられている。円筒の他端側には、平面視円形状に開口された第２の連結部３０１ｂが設けられている。
【００３７】
第１の連結部３０１ａ、第２の連結部３０１ｂ及び電池連結部３０１ｃを連通するように、ガス流通部３０１ｄが設けられている。
【００３８】
図７は、連結部材を取り付けた状態の薄型リチウム空気電池の斜視図である。
図７に示すように、薄型リチウム空気電池１０１は、一側面に、略円筒状の連結部材３０１が取り付けられている。
【００３９】
図８は、図７に示す連結部材を取り付けた状態の薄型リチウム空気電池の平面図である。
図８に示すように、薄型リチウム空気電池１０１の一側面は、連結部材３０１の電池連結部３０１ｃに差し込まれ、嵌合されている。前記一側面には、開口部９９が設けられている。
図８及び図２で示すように、第１の連結部３０１ａの開口には、第３のガス管２０２Ａが差し込まれ、嵌合される。また、第２の連結部３０１ｂの開口には、第４のガス管２０２Ｃが差し込まれ、嵌合される。
【００４０】
以上の構成により、空気又は酸素ガスは、第３のガス管２０２Ａから、第１の連結部３０１ａを経由して、ガス流通部３０１ｄ内を流通し、電池連結部３０１ｃから開口部９９を経由して、薄型リチウム空気電池１０１内に供給される。このとき、バルブ２０４Ｃは閉じられており、第５のガス管２０２Ｅから２０２Ａに希ガスは流入しない。
空気又は酸素ガスは、薄型正極構造体８６の孔部１５Ａ内を流通し、正極材８２に取り込まれ、正極材８２の細孔内の電解液中のリチウムイオンと電池反応を行う。
反応に関与しない空気又は酸素ガスは、開口部９９から電池連結部３０１ｃを経由して、ガス流通部３０１ｄ内を流通し、第２の連結部３０１ｂを経由して、第４のガス管２０２Ｃから排気される。
【００４１】
＜薄型リチウム空気電池用格納容器の安全機構＞
次に、本発明の実施形態である薄型リチウム空気電池用格納容器の安全機構について説明する。
まず、本発明の実施形態である薄型リチウム空気電池用格納容器は、薄型リチウム空気電池用格納容器１００１内へ不活性ガスを供給してから（不活性ガス供給工程）、薄型リチウム空気電池へ空気又は酸素ガスを供給して、電池反応をさせる（空気又は酸素ガス供給工程）。薄型リチウム空気電池のまわりを不活性ガスで満たし、爆発を抑制し、安全を確保することができる。具体的には、以下の工程である。
【００４２】
（不活性ガス供給工程）
まず、図２に示す薄型リチウム空気電池用格納容器１００１において、バルブ２０４Ｂを開として、ガス管２０２Ｄに接続した真空ポンプ（図示略）を動作させて、格納室２０１内を排気する。
次に、バルブ２０４Ｂを閉とした後、ポンプ２０３Ｂを操作して、第１のガス管２０２Ｂから格納室２０１内に不活性ガスを供給する。
不活性ガス供給工程では、バルブ２０４Ｂの開閉の割合を操作しながら、第２のガス管２０２Ｄからの排気量を調整して、格納室２０１内の不活性ガス圧を調整することが好ましい。
【００４３】
（空気又は酸素ガス供給工程）
次に、２０４Ａを開、２０４Ｃを閉として、ガス管２０２Ｃに接続された真空ポンプ（図示略）を動作させて、薄型リチウム空気電池１０１内を排気する。
次に、バルブ２０４Ａを閉とした後、ポンプ２０３Ａを操作して、第３のガス管２０２Ａから薄型リチウム空気電池１０１内に空気又は酸素ガスを供給する。
空気又は酸素ガス供給工程では、バルブ２０４Ａの開閉の割合を操作しながら、第４のガス管２０２Ｃからの排気量を調整して、薄型リチウム空気電池１０１内の空気又は酸素ガス圧を調整することが好ましい。
【００４４】
以上の工程により、電池反応をさせるのに十分な量の空気又は酸素ガスを、薄型リチウム空気電池１０１内に供給することができる。
【００４５】
（不活性ガスによるパージ工程）
また、異常時において、薄型リチウム空気電池内を不活性ガスでパージする安全機構を有する。
異常時は、格納室内のセンサに所定の閾値を設定し、その閾値を超えたときとする。このとき、第３のガス管のバルブを開け、前記薄型リチウム空気電池内に不活性ガスを供給する。これにより、爆発を抑制し、安全を確保することができる。
【００４６】
具体的には、発熱等の異常が発生し、放電を緊急停止する必要がある場合には、バルブ２０４Ａを開とし、バルブ２０２Ｅを開とすることにより、格納容器２０１に充満した希ガスにより薄型リチウム空気電池１０１内に充満した空気もしくは酸素をパージし置換することにより、電池放電動作を停止させることができる。
前記緊急時停止動作が異常な発熱反応速度に対して遅れてしまった場合においても、薄型リチウム空気電池１０１は不活性ガスを充填した格納室２０１内に格納されているので、薄型リチウム空気電池１０１内への水分の入り込みは完全に防止され、リチウムの発火を抑制し、従来に比べ安全性を高めて電池反応させることができる。
また、薄型リチウム空気電池１０１は薄型リチウム空気電池用格納容器１００１で覆われているので、仮に薄型リチウム空気電池内で爆発反応等が生じたとしても、被害を防止することができる。
【００４７】
（本発明の第２の実施形態）
＜薄型リチウム空気電池用格納容器＞
図９は、本発明の実施形態である薄型リチウム空気電池用格納容器の別の一例を示す模式図である。
図９に示すように、本発明の実施形態である薄型リチウム空気電池用格納容器１００２は、連結部材３０２Ａ、３０２Ｂが取り付けられた薄型リチウム空気電池１０２が格納されており、ガス管の配置構成が異なる他は本発明の第１の実施形態と概略同様の構成とされている。
【００４８】
図１０は、薄型リチウム空気電池１０２の斜視図である。図１１は、図１０に示す薄型リチウム空気電池１０２の平面図である。
図１０及び図１１に示すように、薄型リチウム空気電池１０２は、収納容器９２に収納されており、一端側と他端側からタブ９７、９８が突出している。
連結部材３０２Ａ、３０２Ｂは、その大部分が収納容器９２の内側にとなるように配置され、それぞれ反対方向に収納容器９１から突出するように配置されている。
【００４９】
図１２は、図９〜図１１に示す連結部材の一例を示す図であって、左側面図（ａ）、平面図（ｂ）及び正面図（ｃ）である。
図１２に示すように、連結部材３０２Ａは略円筒状であり、側面に平面視略長方形状に開口された電池連結部３０２Ａｃが設けられている。先端側には、平面視円形状に開口された第３の連結部３０２Ａａが設けられている。他端側は、閉口されている。第３の連結部３０２Ａａ及び電池連結部３０２Ａｃを連通するように、ガス流通部３０２Ａｄが設けられている。
【００５０】
なお、連結部材３０２Ｂも同様の構成である。すなわち、側面に平面視略長方形状に開口された電池連結部が設けられている。先端側には、平面視円形状に開口された第３の連結部が設けられている。他端側は、閉口されている。第３の連結部及び電池連結部を連通するように、ガス流通部が設けられている。
【００５１】
図１３は、図１１のＢ−Ｂ’線における断面図である。
図１３に示すように、積層体８０は、両側で正極基材８１のみが突出するように形成されている。また、正極基材８１の突出された部分を嵌合するように連結部材３０２Ａ、３０２Ｂが取り付けられている。また、隔壁フィルム１００が正極基材８１の間を塞ぐように配置されている。更に、連結部材３０２Ａ、３０２Ｂ及び積層体８０の一部を封止フィルム７３が覆っている。
【００５２】
封止フィルム７３は、正極活物質である空気や酸素に対するバリア性を有するフィルムを用いる。隔壁フィルム１００と同じ材質のフィルムを用いることができる。隔壁フィルム１００の少なくとも表面は電気的絶縁性の高い材質であることが好ましい。図１２では、一部のみを覆うように形成されているが、電気的絶縁性の高い材質の隔壁フィルム１００を用いた場合には、積層体８０を完全に覆うようにしてもよい。これにより、空気又は酸素ガスの漏洩をより低減でき、電池の反応効率を向上させることができる場合がある。
【００５３】
図１４は、薄型リチウム空気電池の製造プロセスを説明する図であって、連結部材３０２Ａ、３０２Ｂを取り付け工程図である。
まず、積層体８０を用意し、正極基材８１の突出された部分の間を隔壁フィルム１００で塞ぐ。
次に、図１４（ａ）、（ｂ）に示すように、正極基材８１の突出された部分を電池連結部３０２Ａｃ等で嵌合するように連結部材３０２Ａ、３０２Ｂを取り付ける。
次に、図１４（ｃ）に示すように、積層体８０及び連結部材３０２Ａ、３０２Ｂを追うように封止フィルム７３を貼り付ける。
次に、封止フィルム７３を貼り付けた積層体８０及び連結部材３０２Ａ、３０２Ｂを収納容器９２内に配置して、薄型リチウム空気電池を製造することができる。
【００５４】
なお、連結部材３０２Ａ、３０２Ｂの外面に封止フィルム７３をあらかじめ貼り付けておくことが好ましい。これにより、組立工程における位置ずれを抑制でき、作業効率を高めることができる。
【００５５】
図９で示すように、連結部材３０２Ａの第３の連結部３０２Ａａの開口には、第３のガス管２０２Ａが差し込まれ、嵌合される。また、連結部材３０２Ｂの第３の連結部の開口には、第４のガス管２０２Ｃが差し込まれ、嵌合される。
【００５６】
以上の構成により、空気又は酸素ガスは、第３のガス管２０２Ａから、第３の連結部３０２Ａａを経由して、ガス流通部３０２Ａｄ内を流通し、電池連結部３０２Ａｃから正極基材８１を経由して、薄型リチウム空気電池１０２内に供給される。
空気又は酸素ガスは、薄型正極構造体８６の孔部１５Ａ内を流通し、正極材８２に取り込まれ、正極材８２の細孔内の電解液中のリチウムイオンと電池反応を行う。
反応に関与しない空気又は酸素ガスは、正極基材８１から電池連結部３０２Ａｃを経由して、ガス流通部３０２Ａｄ内を流通し、連結部材３０２Ｂの第３の連結部を経由して、第４のガス管２０２Ｃから排気される。
動作異常時には、第１の実施形態と同様に、バルブ２０４Ａを開とし、バルブ２０２Ｅを開とすることにより、格納容器２０１に充満した希ガスにより薄型リチウム空気電池１０２内に充満した空気もしくは酸素をパージし置換することにより、電池放電動作を停止させることができる。
本実施形態の構成により、薄型リチウム空気電池１０２内の空気又は酸素の輸送効率が高まるとともに、動作異常時のガス置換効率も高まることになり、より安全な動作を実現することができる。
【００５７】
（本発明の第３の実施形態）
＜薄型リチウム空気電池用格納容器＞
図１５は、本発明の実施形態である薄型リチウム空気電池用格納容器の更に別の一例を示す模式図である。
図１５に示すように、本発明の実施形態である薄型リチウム空気電池用格納容器１００３は、４枚の薄型リチウム空気電池１０２が格納され、これらが連結補助部材３０３Ａ、３０３Ｂで連結されている他は本発明の第２の実施形態と概略同様の構成とされている。
【００５８】
図１６は、連結補助部材の一例を示す図であって、左側面図（ａ）、平面図（ｂ）及び正面図（ｃ）である。
図１６に示すように、連結補助部材３０３Ａは、６本の円筒状部材が連結された構造である。
図１６（ａ）に示すように、平面視円形状に開口された補助連結部３０３Ａａが設けられている。
図１６（ｂ）に示すように、補助連結部３０３Ａａは１本の円筒状部材の先端部分に設けられており、基端側は別の円筒状部材に連結されている。別の円筒状部材には４本の円筒状部材が連結されている。４本の円筒状部材の先端側には、平面視円形状に開口された部材連結部３０３Ａｃ１、３０３Ａｃ２、３０３Ａｃ３、３０３Ａｃ４が設けられている。
【００５９】
別の円筒状部材の内部には、ガス流通部３０３Ａｄが設けられている。ガス流通部３０３Ａｄは、補助連結部３０３Ａａ、部材連結部３０３Ａｃ１、３０３Ａｃ２、３０３Ａｃ３、３０３Ａｃ４に連通されている。
【００６０】
図１７は、連結補助部材で連結された４枚の薄型リチウム空気電池１０２の斜視図である。４枚の薄型リチウム空気電池１０２は直列配列となるように、タブ９７、９８が、タブ接続基材９６によって接続されている。また、連結補助部材３０３Ａ、３０３Ｂにより、４枚の薄型リチウム空気電池１０２が連結されている。
【００６１】
連結補助部材３０３Ａは、部材連結部３０３Ａｃ１、３０３Ａｃ２、３０３Ａｃ３、３０３Ａｃ４で、４枚の薄型リチウム空気電池１０２の連結部材３０２Ａに嵌合する。
同様に、連結補助部材３０３Ｂも、４枚の薄型リチウム空気電池１０２に嵌合する。連結補助部材３０３Ａ、３０３Ｂにより、４枚の薄型リチウム空気電池１０２は安定して保持される。
【００６２】
連結補助部材３０３Ａは、補助連結部３０３Ａａで、第３のガス管２０２Ａに嵌合する。同様に、連結補助部材３０３Ｂも、補助連結部で、第４のガス管２０２Ｃに嵌合する。
【００６３】
以上の構成により、空気又は酸素ガスは、第３のガス管２０２Ａから、連結補助部材３０３Ａ、連結部材３０２Ａ、正極基材８１を経由して、薄型リチウム空気電池１０２内に供給される。
空気又は酸素ガスは、薄型正極構造体８６の孔部１５Ａ内を流通し、正極材８２に取り込まれ、正極材８２の細孔内の電解液中のリチウムイオンと電池反応を行う。
反応に関与しない空気又は酸素ガスは、正極基材８１、連結部材３０２Ｂ、連結補助部材３０３Ｂを経由して、第４のガス管２０２Ｃから排気される。動作異常時には、第１の実施形態と同様に、バルブ２０４Ａを開とし、バルブ２０２Ｅを開とすることにより、格納容器２０１に充満した希ガスにより薄型リチウム空気電池１０２内に充満した空気もしくは酸素をパージし置換することにより、電池放電動作を停止させることができる。
本実施形態の構成により、薄型リチウム空気電池１０２内の空気又は酸素の輸送効率が高まるとともに、動作異常時のガス置換効率をも高める事により安全な動作と、より高い出力電圧を実現することができる。
【００６４】
本発明の実施形態である薄型リチウム空気電池用格納容器１００１、１００２、１００３は、薄型リチウム空気電池１０１、１０２を格納する格納室２０１を備えた薄型リチウム空気電池用格納容器であって、格納室２０１内に連通する第１のガス管２０２Ｂ及び第２のガス管２０２Ｄと、格納室２０１内に格納する薄型リチウム空気電池１０１、１０２内に連通する第３のガス管２０２Ａ及び第４のガス管２０２Ｃと、第３のガス管２０２Ａに格納室２０１内との連通を開閉制御するバルブ２０４Ｃとを有し、前記第１のガス管に不活性ガス供給源が取り付けられており、前記第３のガス管に空気又は酸素ガス供給源が取り付けられている構成なので、不活性ガスを格納容器内に効率的に充填するとともに、薄型リチウム空気電池内に空気又は酸素ガスを安定して、かつ、効率的に供給し、不活性ガスを充填した格納容器内に、薄型リチウム空気電池を格納することができ、発熱等の異常時に薄型リチウム空気電池内の空気又は酸素を不活性ガスと置換する機能を有するので、リチウムの発火を抑制し、安全性を高めることができる。また、格納室を備えているので、仮に薄型リチウム空気電池で爆発等が生じたとしても、被害を抑制することができる。
【００６５】
本発明の実施形態である薄型リチウム空気電池用格納容器１００１、１００２、１００３は、格納室２０１内にセンサ２１０が備えられ、センサ２１０が所定の閾値を超えたときにバルブ２０４Ｃを開け、前記薄型リチウム空気電池内に不活性ガスを供給する構成なので、センサが異常を感知したときに、第３の配管に設けたバルブを開けて、第３のガス管内、薄型リチウム空気電池内、および第４のガス管内へ不活性ガスの供給し、不活性ガスで薄型リチウム空気電池内をパージして、爆発反応を抑制することができる。
【００６６】
本発明の実施形態である薄型リチウム空気電池用格納容器１００１、１００２、１００３は、センサ２１０がガス成分センサ、圧力センサ及び温度センサのいずれか又はこれらのセンサの組み合わせである構成なので、センサが異常を感知したときに、第３の配管に設けたバルブを開けて、第３のガス管内、薄型リチウム空気電池内、および第４のガス管内へ不活性ガスの供給し、不活性ガスで薄型リチウム空気電池内をパージして、爆発反応を抑制することができる。
【００６７】
本発明の実施形態である薄型リチウム空気電池用格納容器１００１、１００２、１００３は、第２のガス管２０２Ｄ及び第４のガス管２０２Ｃに排気機構が取り付けられている構成なので、第２のガス管からの排気量を調整して、格納室内の不活性ガス圧を調整することができ、第４のガス管からの排気量を調整して、薄型リチウム空気電池内の空気又は酸素ガス圧を調整することができ、不活性ガスを充填した格納容器内に格納した薄型リチウム空気電池に空気又は酸素ガスを安定して、かつ、効率的に供給できる。
【００６８】
本発明の実施形態である薄型リチウム空気電池用格納容器１００１、１００２、１００３は、第３のガス管２０２Ａ及び／又は第４のガス管２０２Ｃに薄型リチウム空気電池１０１、１０２を連結する連結部材３０１、３０２Ａ、３０２Ｂが取り付けられている構成なので、不活性ガスを充填した格納容器内に格納した薄型リチウム空気電池に空気又は酸素ガスを安定して、かつ、効率的に供給できる。
【００６９】
本発明の実施形態である薄型リチウム空気電池用格納容器１００１は、連結部材３０１が、第３のガス管２０２Ａに連結する第１の連結部３０１ａと、第４のガス管２０２Ｃに連結する第２の連結部３０１ｂと、第１の連結部３０１ａ及び第２の連結部３０１ｂに連通するガス流通部３０１ｄと、薄型リチウム空気電池１０１を連結する電池連結部３０１ｃと、を有する構成なので、不活性ガスを充填した格納容器内に格納した薄型リチウム空気電池に空気又は酸素ガスを安定して、かつ、効率的に供給できる。
【００７０】
本発明の実施形態である薄型リチウム空気電池用格納容器１００２、１００３は、前記連結部材３０２Ａ、３０２Ｂが、第３のガス管２０２Ａ又は第４のガス管２０２Ｃに嵌合する第３の連結部３０２Ａａと、第３の連結部３０２Ａａに連通するガス流通部３０２Ａｄと、薄型リチウム空気電池１０２を連結する電池連結部３０２Ａｃと、を有する構成なので、不活性ガスを充填した格納容器内に格納した薄型リチウム空気電池に空気又は酸素ガスを安定して、かつ、効率的に供給できる。
【００７１】
本発明の実施形態である薄型リチウム空気電池用格納容器は１００１、電池連結部３０１ｃが、薄型リチウム空気電池１０１の収納容器９１の開口部９９を含む部分を嵌合する構成なので、不活性ガスを充填した格納容器内に格納した薄型リチウム空気電池に空気又は酸素ガスを安定して、かつ、効率的に供給できる。
【００７２】
本発明の実施形態である薄型リチウム空気電池用格納容器１００２、１００３は、電池連結部３０２Ａｃが、薄型リチウム空気電池１０２の正極基材８１を嵌合する構成なので、不活性ガスを充填した格納容器内に格納した薄型リチウム空気電池に空気又は酸素ガスを安定して、かつ、効率的に供給できる。
【００７３】
本発明の実施形態である薄型リチウム空気電池用格納容器１００３は、第３のガス管２０２Ａ及び第４のガス管２０２Ｃと連結部材３０２Ａ、３０２Ｂとの間に連結補助部材３０３Ａ、３０３Ｂが取り付けられている構成なので、２以上の薄型リチウム空気電池を安定に固定することができる。
【００７４】
本発明の実施形態である薄型リチウム空気電池用格納容器１００３は、連結補助部材３０３Ａ、３０３Ｂが、第３のガス管２０２Ａ及び第４のガス管２０２Ｃに連結する補助連結部３０３Ａａと、前記連結部材３０２Ａ、３０２Ｂに連結する部材連結部３０３Ａｃ１、３０３Ａｃ２、３０３Ａｃ３、３０３Ａｃ４と、を有する構成なので、２以上の薄型リチウム空気電池を安定に固定することができる。
【００７５】
本発明の実施形態である薄型リチウム空気電池用格納容器１００３は、部材連結部３０３Ａｃ１、３０３Ａｃ２、３０３Ａｃ３、３０３Ａｃ４が４つ設けられている構成なので、４個の薄型リチウム空気電池を安定に固定することができ、安全性を高めた状態で電池反応をさせることができる。
【００７６】
本発明の実施形態である薄型リチウム空気電池用格納容器は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で、種々変更して実施することができる。本実施形態の具体例を以下の実施例で示す。しかし、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【実施例】
【００７７】
（実施例１）
＜薄型空気リチウム空気電池用格納容器＞
図１８は、実施例１の装置構成を示す模式図である。
まず、本発明の第２の実施形態で示した薄型空気リチウム空気電池を１個用意した。この収納容器としてはラミネートパッケージを用いた。
【００７８】
次に、図１８に示すように、連結補助部材をそれぞれ第３のガス管及び第４のガス管に接続してから、出力端子を有する薄型空気リチウム空気電池用格納容器内に格納した。
【００７９】
次に、第１のガス管を外部の不活性ガスの供給システムに接続し、第３のガス管を外部の酸素供給ための濃縮器（空気又は酸素ガス供給源：正極活物質供給源）に接続した。
【００８０】
次に、ガス供給・排気システムに必要なポンプ及びバルブを接続した。
次に、内部異常検知のための圧力、温度、ガス成分センサを接続した。
【００８１】
酸素ガス流路内のガス成分モニタとしてＣＯ２検知器を用いた。その理由は、異常動作に伴い炭化水素系の電解質の分解が起こると予想したからである。
薄型空気リチウム空気電池用格納容器本体にも容器内部の圧力センサ、ガス成分センサを設置し、排気用の排気ポンプおよびバルブを設置した。圧力センサのモニタ値によって排気をするシステムとし、別途防爆弁も追加した（図示略）。圧力センサの異常や動作不良がありうるので、二重の安全性をもたせた。
【００８２】
＜薄型空気リチウム空気電池用格納容器の安全機構＞
次に、格納容器内に不活性ガスを供給してから、ポンプ及びバルブを操作して、薄型空気リチウム空気電池用格納容器内の不活性ガス圧を所定値に保持した。
次に、薄型空気リチウム空気電池内に空気又は酸素ガスを供給してから、ポンプ及びバルブを操作して、薄型空気リチウム空気電池内の空気又は酸素ガス圧を所定値に保持した。
この状態で、電池反応を行った。
【００８３】
通常放電時は、酸素供給律速状態を解消するため、酸素ガス流路の圧力を圧力センサでモニタしながら、カットバルブの開閉および圧送ポンプを制御して、ガス圧力を調整し、加圧状態とした。
【００８４】
薄型空気リチウム空気電池用格納容器には、異常時対応システムを取り付けた（図示略）。薄型空気リチウム空気電池用格納容器内で異常が生じたときは、異常対処モードの動作に移行する。
具体的には、放電時および充電時とも、積層ラミパッケージ表面に設置された温度センサの温度上昇、ラミパッケージ内酸素ガス流路の圧力異常（圧力センサで検知）、および酸素ガス流路のガス成分異常（ＣＯ２センサで検知）のいずれかが発生した時点で、異常対処モード１の動作に移行する。収納容器本体の圧力異常（圧力センサで検知）、収納容器本体内部のガス成分異常（ＣＯ２センサで検知）のいずれかも発生した場合には、異常対処モード２の動作に移行する。
【００８５】
＜異常感知システム＞
図１９は、実施例１の異常感知システムの信号系統図であって、異常時対応システムにおける各センサからの出力の異常対処動作のシーケンスを示す概略図である。
図１９に示すように、異常時対応システムへ入力される各センサからのアナログ信号は所定の閾値を超えると、ポンプ駆動用（電磁）リレー１〜３にて、圧送ポンプ１、２、排気ポンプのオンオフを行い、バルブ駆動用マニホールド１〜７にて、バルブ１〜７の開閉動作を行う構成とした。
【００８６】
表１は、各供給装置、ポンプ、バルブの動作シーケンスである。通常放電時、放電異常時、通常充電時、充電異常時にわけ、かつ格納容器内には異常がないモード１と格納容器内部にも異常を検知したモード２にわけて示している。
【００８７】
【表１】
【００８８】
異常時の基本動作は、酸素濃縮器および圧送ポンプの停止、カットバルブの閉鎖・開動作である。
具体的には、モード１の異常時の基本動作は、ポンプ駆動用（電磁）リレー２を用いて圧送ポンプ２を停止、バルブ駆動用マニホールド２にてバルブ２を閉鎖、バルブ駆動用マニホールド４にてバルブ４を開動作、となる。排気ポンプ１は動作し続ける。
不活性ガスの供給系としては、ポンプ駆動用（電磁）リレー１にて圧送ポンプ１を動作、バルブ駆動用マニホールド１にてバルブ１は開状態を維持する。
排ガス系についてはバルブ駆動用マニホールド５にてバルブ５、バルブ駆動用マニホールド６にてバルブ６の開動作を開け、排気ポンプを動作させる。モード１については、薄型リチウム空気電池内部の異常であるため、バルブ８は閉状態を維持する。以上の動作により、薄型リチウム空気電池内の酸素の分圧（濃度）を一気に低減して、発火、爆発等の制御不能な危険な状態を回避できた。
モード２は、格納容器内部の圧力センサ２もしくはガス成分センサ２の異常により移行する。この場合には格納容器内部も排気する必要があるため、モード１の動作に加え、バルブ駆動用マニホールド８にてバルブ８、バルブ駆動用マニホールド１０にてバルブ１０を開動作、排気ポンプ２を動作させる。以上により、薄型リチウム空気電池内部および格納容器内部を同時に不活性ガスで置換することができ、発火等の危険な状態を回避できた。
【産業上の利用可能性】
【００８９】
本発明は、動作時の急激な酸化発熱反応（発火）を抑制し、安全性を高めた薄型リチウム空気電池用格納容器に関するものであり、電池産業、エネルギー産業等に利用可能性がある。
【符号の説明】
【００９０】
１５Ａ…孔部、７３…封止フィルム、８０…積層体、８１…正極基材、８２…正極材、８３…セパレータ、８４…負極基材、８５…負極材、８６…薄型正極構造体、８７…薄型負極構造体、８８…単位構造部、９１、９２…収納容器、９６…タブ接続部材、９７、９８…タブ、９９…開口部、１００…隔壁フィルム、１０１、１０２…薄型リチウム空気電池、２０１…格納室、２０２Ａ…第３のガス管、２０２Ｂ…第１のガス管、２０２Ｃ…第３のガス管、２０２Ｄ…第２のガス管、２０２Ｅ…第５のガス管、２０３Ａ、２０３Ｂ…圧送ポンプ、２０４Ａ、２０４Ｂ、２０４Ｃ…バルブ、２０５、２０６…ブレード、２０７、２０８…出力端子、２１０…センサ、２１１…配線、３０１…連結部材、３０１ａ…第１の連結部、３０１ｂ…第２の連結部、３０１ｃ…電池連結部、３０１ｄ…ガス流通部、３０２Ａ…連結部材、３０２Ａａ…第３の連結部、３０２Ａｃ…電池連結部、３０２Ａｄ…ガス流通部、３０２Ｂ…連結部材、３０３Ａ…連結補助部材、３０３Ａａ…補助連結部、３０３Ａｃ１、３０３Ａｃ２、３０３Ａｃ３、３０３Ａｃ４…部材連結部、３０３Ａｄ…ガス流通部、３０３Ｂ…連結補助部材、１００１、１００２…薄型リチウム空気電池用格納容器、２２０１…格納容器、２２０２Ａ、２２０２Ｂ…ガス管、２２０３…ポンプ、２２０４…バルブ、２２０５、２２０６…ブレード、２００７、２２０８…出力端子。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
薄型リチウム空気電池を格納する格納室を備えた薄型リチウム空気電池用格納容器であって、
前記格納室内に連通する第１のガス管及び第２のガス管と、
前記格納室内に格納する薄型リチウム空気電池内に連通する第３のガス管及び第４のガス管と、
前記第３の配管に前記格納室内との連通を開閉制御するバルブとを有し、
前記第１のガス管に不活性ガス供給源が取り付けられており、
前記第３のガス管に空気又は酸素ガス供給源が取り付けられていることを特徴とする薄型リチウム空気電池用格納容器。
【請求項２】
前記格納室内にセンサが備えられ、前記センサが所定の閾値を超えたときに前記バルブを開け、前記薄型リチウム空気電池内に不活性ガスを供給することを特徴とする請求項１に記載の薄型リチウム空気電池用格納容器。
【請求項３】
前記センサがガス成分センサ、圧力センサ及び温度センサのいずれか又はこれらのセンサの組み合わせであることを特徴とする請求項２に記載の薄型リチウム空気電池用格納容器。
【請求項４】
前記第２のガス管及び前記第４のガス管に排気機構が取り付けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の薄型リチウム空気電池用格納容器。
【請求項５】
前記第３のガス管及び／又は前記第４のガス管に薄型リチウム空気電池を連結する連結部材が取り付けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の薄型リチウム空気電池用格納容器。
【請求項６】
前記連結部材が、前記第３のガス管に連結する第１の連結部と、前記第４のガス管に連結する第２の連結部と、前記第１の連結部及び前記第２の連結部に連通するガス流通部と、薄型リチウム空気電池を連結する電池連結部と、を有することを特徴とする請求項５に記載の薄型リチウム空気電池用格納容器。
【請求項７】
前記連結部材が、前記第３のガス管又は前記第４のガス管に嵌合する第３の連結部と、前記第３の連結部に連通するガス流通部と、薄型リチウム空気電池を連結する電池連結部と、を有することを特徴とする請求項５に記載の薄型リチウム空気電池用格納容器。
【請求項８】
前記電池連結部が、薄型リチウム空気電池の収納容器の開口部を含む部分を嵌合することを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の薄型リチウム空気電池用格納容器。
【請求項９】
前記電池連結部が、薄型リチウム空気電池の正極基材を嵌合することを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の薄型リチウム空気電池用格納容器。
【請求項１０】
前記第３のガス管及び前記第４のガス管と連結部材との間に連結補助部材が取り付けられていることを特徴とする請求項５〜９のいずれか１項に記載の薄型リチウム空気電池用格納容器。
【請求項１１】
前記連結補助部材が、前記第３のガス管又は前記第４のガス管に連結する補助連結部と、前記連結部材に連結する部材連結部と、を有することを特徴とする請求項１０に記載の薄型リチウム空気電池用格納容器。
【請求項１２】
前記部材連結部が２以上設けられていることを特徴とする請求項１１に記載の薄型リチウム空気電池用格納容器。
【請求項１】
薄型リチウム空気電池を格納する格納室を備えた薄型リチウム空気電池用格納容器であって、
前記格納室内に連通する第１のガス管及び第２のガス管と、
前記格納室内に格納する薄型リチウム空気電池内に連通する第３のガス管及び第４のガス管と、
前記第３の配管に前記格納室内との連通を開閉制御するバルブとを有し、
前記第１のガス管に不活性ガス供給源が取り付けられており、
前記第３のガス管に空気又は酸素ガス供給源が取り付けられていることを特徴とする薄型リチウム空気電池用格納容器。
【請求項２】
前記格納室内にセンサが備えられ、前記センサが所定の閾値を超えたときに前記バルブを開け、前記薄型リチウム空気電池内に不活性ガスを供給することを特徴とする請求項１に記載の薄型リチウム空気電池用格納容器。
【請求項３】
前記センサがガス成分センサ、圧力センサ及び温度センサのいずれか又はこれらのセンサの組み合わせであることを特徴とする請求項２に記載の薄型リチウム空気電池用格納容器。
【請求項４】
前記第２のガス管及び前記第４のガス管に排気機構が取り付けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の薄型リチウム空気電池用格納容器。
【請求項５】
前記第３のガス管及び／又は前記第４のガス管に薄型リチウム空気電池を連結する連結部材が取り付けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の薄型リチウム空気電池用格納容器。
【請求項６】
前記連結部材が、前記第３のガス管に連結する第１の連結部と、前記第４のガス管に連結する第２の連結部と、前記第１の連結部及び前記第２の連結部に連通するガス流通部と、薄型リチウム空気電池を連結する電池連結部と、を有することを特徴とする請求項５に記載の薄型リチウム空気電池用格納容器。
【請求項７】
前記連結部材が、前記第３のガス管又は前記第４のガス管に嵌合する第３の連結部と、前記第３の連結部に連通するガス流通部と、薄型リチウム空気電池を連結する電池連結部と、を有することを特徴とする請求項５に記載の薄型リチウム空気電池用格納容器。
【請求項８】
前記電池連結部が、薄型リチウム空気電池の収納容器の開口部を含む部分を嵌合することを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の薄型リチウム空気電池用格納容器。
【請求項９】
前記電池連結部が、薄型リチウム空気電池の正極基材を嵌合することを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の薄型リチウム空気電池用格納容器。
【請求項１０】
前記第３のガス管及び前記第４のガス管と連結部材との間に連結補助部材が取り付けられていることを特徴とする請求項５〜９のいずれか１項に記載の薄型リチウム空気電池用格納容器。
【請求項１１】
前記連結補助部材が、前記第３のガス管又は前記第４のガス管に連結する補助連結部と、前記連結部材に連結する部材連結部と、を有することを特徴とする請求項１０に記載の薄型リチウム空気電池用格納容器。
【請求項１２】
前記部材連結部が２以上設けられていることを特徴とする請求項１１に記載の薄型リチウム空気電池用格納容器。
【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】
【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】
【公開番号】特開２０１３−１０９９５９（Ｐ２０１３−１０９９５９Ａ）
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５４１６２（Ｐ２０１１−２５４１６２）
【出願日】平成２３年１１月２１日（２０１１．１１．２１）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２３年度、文部科学省、科学技術試験研究委託事業、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願
【出願人】（３０１０２３２３８）独立行政法人物質・材料研究機構 (1,333)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月２１日（２０１１．１１．２１）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２３年度、文部科学省、科学技術試験研究委託事業、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願
【出願人】（３０１０２３２３８）独立行政法人物質・材料研究機構 (1,333)
【Ｆターム（参考）】
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