JP2005527069A - 予備電池 - Google Patents

Abstract

【課題】
【解決手段】 本明細書で提供されるのは、電気化学電池システムで使用される構造である。前記構造には、正極（１１２）と負極（１３２）を含む複数の乾燥コンポーネント（１１０）を含んでいる乾燥コンポーネントハウジング（１８０）が含まれる。前記乾燥コンポーネントハウジングの一端には、凝縮電解液（固体または液体）貯槽を包含している。前記凝縮電解液の貯槽と前記乾燥コンポーネントは、流動管理装置（１７０）、アパーチャ（１７２）またはシステム（１７０ａ）を通して流動的に連通する。電気化学電池は、水源（２６２）に加えて、前記構造を使用して形成される。凝縮電解液の貯槽の近くに前記の水が加えられると、希釈された電解液が電解液の流動管理装置を通して構造またはシステムに導入され、前記電池が活性化する。

Description

予備電池とは、電池の１つ若しくはそれ以上の電極から電解液を分離させ維持する電池である。従って、電池は保管中には不活性で、電極と電解液がイオン接触状態になると活性化される。この状態では、前記電極の消費または反応がないので貯蔵寿命は本質的に無限である。

高電圧を必要とする多くの用途では、多くの電池を組み合わせて必要な需要電力を提供する。さらに、多くの用途では、比較的瞬時に活性化することが要求される。電極と電解液を接触させない従来の工夫は、１つの電極（例、亜鉛）が電解液と反対電極（例、炭素）を持つ構造に挿入される構造、電解液と電極間のはさみ金を除去する構造、電池の傾斜動作によって電解液が移動し１つ若しくはそれ以上の電極と接触する構造と、電解液の注入または投入する構造と、円筒形電池で強制的に電解液を電極間の環状の間隙に押入れる構造とを含む。

既知の予備電池に多く存在する１つの問題は電池電圧の上昇に関連する。これは、電解液と電極の相互作用の速度と均質性によって影響を受ける。

予備電池を含めた多くのタイプの電池にあるもう１つの問題点は、流体または電解液の漏出に関連する。これは衛生上および安全上の問題を発生させ、強力な酸性または腐食性の電解液が使用されている場合には特にそうである。

従って、本技術分野では、迅速で均質な電解液を導入でき且つ電解液の漏出を防げる改良予備電池の必要性が依然として存在する。

従って、本発明では保管中に実質的に劣化せず、水を加えるだけで活性化して最小限の遅延で全電力を配給する、動作延期乾電池を提供する。

本明細書で提供されるものは、電気化学電池システムで使用する構造である。この構造には、正極と負極を含んだ複数の乾燥コンポーネントを含む乾燥コンポーネントハウジングが含まれる。前記乾燥コンポーネントハウジングの一端には、凝縮電解液（固体または液体）貯槽が包含される。前記凝縮電解液の貯槽と前記乾燥コンポーネントは、流動管理装置、アパーチャまたはその他のタイプの流動管理システムを通して流動的に連通している。

電気化学電池は前記構造を使用して、水源またはその他の適切な液体を加えることによって、形成される。前記凝縮電解液の貯槽の付近に前記液体を加えると、希釈された電解液が電解液の流動管理装置、構造またはシステムを通して導入され、前記電池が活性化される。

さらには、水またはその他の適切な液体を含んだ瓶または管に加えた、前記構造を包含する電気化学電池キットが形成される。

本発明は予備電池、特に予備電池の構造における空気電気化学電池に関連するものである。従来の予備電池と比較して、操作および信頼度の改善に関するさまざまな新しい機能が本明細書で開示されている。

一般に、本発明で説明される予備空気電気化学電池には、複数の乾燥コンポーネントを含む乾燥コンポーネント構造が含まれる。この乾燥コンポーネントには、正極（通常は金属燃料正極）と負極、特に空気拡散負極が含まれる。前記乾燥コンポーネント構造の一端には凝縮電解液の貯槽が含まれる。活性化したい時には、水またはその他の液体をこの凝縮電解液の貯槽に加えると、希釈された電解液が電解液流動管理構造を通して乾燥コンポーネント構造に導入され、正極と負極間に電気化学反応を発生させる。

本明細書に記載される予備電池の作動を一般的に説明してきたが、以降では電池コンポーネントのさまざまな実施形態について説明する。

図１Ａ、１Ｂおよび１Ｃ（ｉ）〜１Ｃ（ｉｉ）を参照すると、乾燥コンポーネント構造部分の実施形態が図面で示されている。図１Ａは内部乾燥コンポーネント部分１１０ａを、図１Ｂは内部乾燥コンポーネント部分１１０ｂを、そして図１Ｃ（ｉ）と１Ｃ（ｉｉ）は内部乾燥コンポーネント部分１１０ｃを示している。１１０ａ、１１０ｂおよび１１０ｃ間の１つの相違は、１１０ａ部分が消費可能な金属カード形式の正極を含むのに対して、部分１１０ｂと１１０ｃはスペース１１３を含んでいることで、部分１１０ｂと１１０ｃの組立て後またはその後の工程でここに消費可能な金属カードを含めてもよい。さらには、部分１１０ｃが部分１１０ａおよび１１０ｂと異なるのは、部分１１０ｃが一体的なフレーム部分１１６ｃを含んでいることである。また、部分１１０ｃはガイドボス２２３を含み、これは本発明書でさらに説明するように複数の乾燥コンポーネント部分の組立てを簡単にするために使用される。他のコンポーネントおよび以下に説明する実施形態に関する内部乾燥コンポーネント部分の説明においては、内部乾燥コンポーネント部分１１０または部分１１０として言及する。

内部乾燥コンポーネント部分１１０ａと１１０ｂには中央正極集電装置１１４が含まれ、これは以下の左右対称コンポーネントのセット、すなわち正極１１２または上記に説明した空所１１３、フレーム部分１１６ａまたは１１６ｂ、隔離板１１８、およびフレーム１２０で囲まれている。２つの分離した隔離板部分が図示されているが、例えば内部フレーム部分と金属燃料正極（オプションの外部フレーム１２０を前記隔離板の上に組み立てることができる）を包んだ単一の隔離板を提供してもよいことに留意されたい。前記正極集電装置１１４には、さらに負の端子部分１２２も含まれる。

部分１１０ａには、前記正極カード１１２を嵌めるのに適合するフレーム部分１１６ａが含まれているが、部分１１０ｂと１１０ｃのフレーム部分１１６ｂと１１６ｃの方は、粉状、流体、ペレット、ファイバーまたはその他の材料形態の正極金属燃料材料を収容するのに適している。フレーム部分１１６ｂと１１６ｃは単一のサポーター／ディバイダを有するように示されているが、１１６ａのようなオープンフレーム部分、グリッド構造、穴の開いた構造および同種のものなど他構成も本開示の範囲内にあるものとする。

図１Ｃ（ｉｉ）を参照すると、フレーム部分１１６ｃがより詳細に示されている。特に、フレーム部分は、ほとんど全体的にモノリシック構造として成型されてもよい。フレーム部分１１６ｃは、一般に外部部分２０３と一体的な中央サポート部分２０９とを含む。組立１１６ｃは、例えば、前記中央サポート部分２０９と機械的に協同するように構成および寸法されている棒状構造２０１を含む。特に、サポート棒状構造２０１はアパ−チャ２１７を含み、これは中央部分２０９に位置する対応隆起部分２１５と機械的に協同して、一般に集電装置１１４をフレーム部分１１６ｃに固定にする。さらに棒状構造２０１には、複数のギャップ２１３が存在する。これらのギャップ２１３は、棒状構造２０１と中央部分２０９が組み立てられる際に、前記サポート構造２０９と棒状構造２０１にあるそれぞれのギャップ２１１と２１３のお陰で中央アパ−チャを形成する。これらのスペースは、１１０ｃの組み立て中またはそれ以後に加えることができる金属燃料材料の平等な配分を可能にする。そしてここにさらに説明するように、電解液の導入後には前記スペースは電解液の配分を改善する。

前記フレーム部分１１６ｃのもう１つの特徴は内部溝２２１で、これによってフレーム２０３の内部に集電装置１１４を配置することが可能になる。フレーム２０３から突き出ているのは端子構造２０５で、アパーチャ２０７を有し、集電装置１１４の前記負極端子１２２が出て行くのを可能にする。フレーム２０３の反対側の端には、大きなアパ−チャ２１９ｃがあり、一定の製造過程で金属燃料を導入するのに役立ち、また前記乾燥コンポーネント構造１１０ｃに電解液が入るのを容易にする。

複数電池構造の組立を簡単にするために含まれているフレーム２０３のもう１つの特徴は、オプションのガイドボス２２３で、ここにさらに詳述するように組立て中に使用できて、乾燥コンポーネント構造１１０ｃを一時的に型に確保し、さらには組み立てられた複数電池の構造的完全性を高める。
図１Ｄを参照すると、内部乾燥コンポーネント部分のもう１つの実施形態が提供されている。この実施形態では、フレーム部分１１６ｄの端に２つのアパーチャ２１９ｄが含まれており、これは一般にフレーム部分１１６ｄへ金属燃料および／または電解液が入るのに役立つ。提供される内部コンポーネント部分のもう１つの実施形態が図１Ｅに示されており、ここではフレーム部分１１６ｅにアパ−チャ２１９ｅが含まれており、フレーム部分１１６ｅへ金属燃料および／または電解液が入るのに役立つ。

図２を参照すると、内部乾燥コンポーネント部分１１０との関連で負極組立１３０が示されている。前記負極組立１３０は、通常は、内部乾燥コンポーネント部分１１０の回りに巻かれて、空気電気化学電池の電極構造を形成する。

前記組立１３０は、負極部分１３２、集電装置部分１３４および負極端子１３６を含む。また、図面で示されているように、組立１３０は集電装置１３４内部に複数のリベット１３８を含むが、これらのリベットは必要ではない。図面で示されている最良の実施形態では、構造的サポートを増加させるために、これらのリベット１３８が、特に両方の部分１３２が連続した単一シートの負極材料で形成される場合に提供される。

３Ａ、３Ｂ、３Ｃおよび３Ｄを参照すると、完全乾燥コンポーネント構造１４０の前面、上面および底面（図３Ａと３Ｂで回転している）の等測図がそれぞれ示されている。さらには、オプションの外部負極フレーム部分１４４が各負極部分１３２の上に提供されている。

図３Ｄを参照すると、オプションの開口部１４２が示されているが、ある実施形態では、これは内部乾燥コンポーネント構造１１０ｂの空所１１３を乾燥金属燃料材料で充当するのに使用され、および／または電解液を導入するのに利用される。

４Ａ、４Ｂおよび４Ｃを参照すると、乾燥コンポーネント構造１４０が凝縮電解液の貯槽１５０との関連で示されている。凝縮電解液の貯槽１５０は一般的に構造の端、端子の逆端に、すなわち図３Ｄに示されている端に形成される。前記貯槽１５０は望ましい凝縮度の電解液を含むことができるが、これは、例えば、乾燥コンポーネント構造１４０に直接に注入して電池を活性化してもよいし、またはその代りに、前記貯槽１５０が乾燥電解液のような凝縮電解液を含んでもよい。乾燥コンポーネント構造に直接導入する適切な凝縮度の電解液が提供される場合は、さまざまな導入メカニズムを使用できる。

本明細書の最良の実施形態では、電解液貯槽１５０には、粉またはペレット（例、水酸化カリウム粉またはペレット）または高度に凝縮された液体またはゲル溶液の形式の電解液が含まれる。この凝縮電解液は、水またはその他の適切な液体を導入して希釈してもよい。例えば、図４Ｂは、乾燥コンポーネント構造１４０の一部分と、例えば水酸化カリウム粉などの相当量の粉を含んだ電解液貯槽１５０とを示している。図４Ｃを参照すると、瓶またはその他の水源１６０を使用して、電解液貯槽１５０に相当量の水を導入して電解液を望ましい凝縮度に希釈している。例えば、空気電気化学電池、特に正極材料に亜鉛および水酸化カリウムを電解液として使用する場合、複数のこのような電池または単一電池から形成される電池組立の望ましい電圧および／または電流出力に応じて、前記溶液を約５０％以下に希釈するべきである。

水酸化カリウムなどの固体電解液を凝縮電解液として使用する場合は、前記電解液溶液を水で約５０％以下の水酸化カリウムに希釈させることが望ましい。（水と水酸化カリウム間の）この反応は発熱性があり、このため前記システムは外部熱のない寒冷状態下での使用に適していることに留意されたい。これを達成するために、電解液の流動管理装置、構造またはシステム１７０が提供される。電解液流動管理装置、構造またはシステム１７０は、以下に詳述するように、さまざまな形に具体化することができる。

図４Ｄに示すもう１つの実施形態では、水源が管理装置に接続して作動し、１つ若しくはそれ以上の電池の自動的活性化が可能になる。単一水源２６２は、単独でまたは組み合わされて、前記管理システムの決定に従って作動が必要とされる場合に、ポート２６０を通して電池に供給する。このようなシステムは、例えば、照明用途、通信システムでのバックアップとして、またはバックアップ電力システムでの高電力源（空気電池で知られているように）として使用してもよい。このバックアップの例は、２００１／１０／１９に申請された米国特許出願第１０／０４５，８９６号の表題「Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅｌｙ Ａｃｔｉｖａｔｅｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｅｌｌ Ｓｙｓｔｅｍ」で開示されており、本明細書にその全体が参照として組み込まれている。

図５Ａ（ｉ）〜５Ａ（ｉｉｉ）を参照すると、典型的な貯槽２５０の底面等測図、上面等測図および上面見取図が示されている。この貯槽２５０には、水またはその他の適切な液体を配分区域２５４に注入する注入口２５２が含まれており、液体はアパ−チャ２５８を通して複数の貯槽領域２５６に流入する。複数の貯槽領域２５６はそれぞれ、上記に説明したような適切な電解液溶液を形成するＫＯＨペレットのような乾燥電解液を含んでもよい。混合液体電解液は、アパ−チャ２７０を通して直接に乾燥コンポーネント構造に流入してもよいし、その代わりにここに説明した電解液管理構造で入ってもよい。その他の実施形態では、組立中にアパ−チャ２７０を利用して、金属燃料材料を導入できる。

図５Ｂ（ｉ）と５Ｂ（ｉｉ）を参照すると、貯槽３５０の上面等測図と上面見取図が示されている。貯槽３５０には、配分区域３５４に水またはその他の適切な液体を入れる注入口３５２が含まれており、液体はアパ−チャ３５８を通して複数の貯槽領域３５６からそれぞれ流入する。

図５Ｃ（ｉ）と５Ｃ（ｉｉ）を参照すると、電解液貯槽３５０は貯槽３５０の頂上にある注入口３５２を含み、これは水瓶の注入口となる。さらには、貯槽３５０から空気を放出するための圧力放出プラグ３６０が提供されている。プラグ３６０が前記貯槽からのＨ_２Ｏ放出を防ぐことが望ましい。前記プラグ３６０の材料は、ポリ四フッ化エチレン（Ｔｅｆｌｏｎ（登録商標））が望ましいが、空気が放出でき且つ水の放出を防げる他の適切な材料を使用してもよい。水が貯槽３５０に導入される際には、貯槽からプラグ３６０を通して空気が追い出されてもよい。また、液体と凝縮電解液が混合する際に貯槽に溜まった圧力が吐き出されてもよい。

図６Ａを参照すると、電解液管理構造１７０ａが、貯槽１５０と乾燥コンポーネント構造１４０間の開口部１７２およびその他のオプションの通気孔１７４として、例えば、液体がそこから漏れ出ないように前記貯槽１５０の充分に高いレベルに具体化されてもよい。

図６Ｂを参照すると、電解液管理構造１７０ｂが管理可能な一方通行のバルブとして具体化されている。前記バルブは、例えば接続して作動するレバーを用いて手動で管理してもよいし、または、例えばコントローラ駆動システムを通して自動的に管理してもよい。

図６Ｃを参照すると、電解液管理構造１７０ｃが実質的にＪ型を逆にした管の形式で具体化され、電解液貯槽１５０の内部と乾電池コンポーネント構造１４０間の流動的連通を提供する。この管を用いると、前記Ｊ型管の液体が貯槽１５０内で必要な高さのレベルに達するまで、電解液は乾燥コンポーネント構造１４０に導入されない。また、貯槽１５０から乾燥コンポーネント構造１４０へ液体を急速に移動して電池を活性化するには、外部空気の圧力も必要となることもある。

図６Ｄを参照すると、電解液の流動管理システムは、貯槽１５０と乾燥コンポーネント構造１４０間の開口部１７６として具体化されている。さらには、導管１７８が前記貯槽１５０の底から上方に延出している。貯槽１５０からの電解液の液体が、開口部１７６を通して乾燥コンポーネント１４０を満たすと、乾燥コンポーネントからの空気が前記導管１７８を通して放出される。乾燥コンポーネント１４０から空気が放出されると、乾燥コンポーネント構造１４０にスペースが形成され、活性化の際に貯槽１５０からの電解液の追加を受け入れることができる。

図６Ｅを参照すると、電解液の流動管理構造１７０ｅが、貯槽１５０と乾燥コンポーネント構造１４０間の開口部１８２として具体化されている。乾燥コンポーネント構造１４０の前記開口部１８２は隔離板でカバーされており、隔離板は、例えば乾燥コンポーネント構造で使用されている隔離板に関して下記に説明されている材料を有する。最良の実施形態では、前記隔離板は乾燥コンポーネント構造への液体導入を遅らせる多孔質のナイロンを有し、乾燥コンポーネント構造１４０を満たす前に、活性化のために貯槽１５０内でＫＯＨが充分に混合するようにする。

図６Ｆを参照すると、一方通行バルブの実施形態が示されているが、例えば、このバルブは乾燥電解液貯槽へ水を導入する瓶またはその他の容器と関連していてもよい。周囲の壁に１つ若しくはそれ以上の割目がある柔軟な材料（例、柔軟なプラスティック）の管４００が示されている。前記割目４０２と４０４は、異なった形でもよいし、また縦軸にそった常数または可変の外のり寸法または内のり寸法を有してもよい。前記管は合計の長さと、常数または可変の直径と、常数または可変の壁の厚さとを有する。

流体の流動を管理するには、管の注入口４０６の寸法と特性（開口部の寸法、開口部の障害）、圧力Ｐ４０８、Ｐ１ ４１０およびＰ２ ４１２、壁の割目４０２と４０４の位置、構成および寸法の中の１つ若しくはそれ以上を操作してもよい。上記の特性の１つ若しくはそれ以上を変動させれば、内部の流体が管４００の内部から管４００の外に壁の割目４０２と４０４を通して漏出し、それ以上の流体が前記管４００の外側から前記管４００の内部に逆に漏出するのを防止できる。

例えば、管４００の一端を封鎖して、管４００の特性と圧力Ｐ１ ４１０またはＰ２ ４１２を操作することができる。従って、管４００内の流体は管４００の外に壁の割目を通して漏出するが、前記管４００の外から前記管４００の中へと逆に漏出することは防がれる。

管４００と並列して使用されるのは瓶４１４で、図６Ｇ（ｉ）と６Ｇ（ｉｉ）で示すように継続的に流体を供給する。柔軟な瓶４１４に流体を容れ、その周辺壁４１６と４１８を圧迫または圧縮して流体を供給する。細長い空の管４２０は、その中を液体供給のための液体が流動するのを許容する。図６Ｆにあるような一方通行の管４００では、周囲の空気が瓶４１４に漏出して、瓶４１４から液体が逆に吸引されるのを防ぐ。蓋４２２には前記２つの穴４２４と４２６があり、１つは水を供給する管４２０用で、もう１つは前記一方通行管４００用である。

一方通行管４００を使用する場合、管４００の一端を閉鎖し、もう一方の端を開いて周囲の空気が中に入れるようにする。充分な壁の割目４０２と４０４が管４００の周辺壁に形成されている。これらの壁の割目４０２と４０４を使用して、瓶４１４の内部に外部からの空気を通す。

図６Ｈ（ｉ）を参照すると、液体貯槽システムの１つの実施形態が示されている。容器５０２は、一般に一定量を保ち、また例えば図６Ｆ、６Ｇ（ｉ）および６Ｇ（ｉｉ）に関して前述で説明したような一方通行の管４００を有する。前記液体貯槽５００は前記一方通行バルブを通る流体で満たされてもよい。

図６Ｈ（ｉｉ）を参照すると、液体貯槽５００のもう１つの実施形態が示されており、ここでの液体貯槽は（柔軟な材料で形成された）変動量容器５０４の形式である。前記貯槽５００には、例えば、図６Ｆ、６Ｇ（ｉ）および６Ｇ（ｉｉ）に関して上記に説明したような一方通行の管４００が含まれる。貯槽５００は、一方通行管４００の注入口４０６を通した流体の供給によって一杯になるが、一方通行の管４００が漏出を防ぐので、貯槽５００は一杯または膨張したままになるが、これは、前記管４００の一端が封鎖され、液体が前記割目４０２と４０４を通して入ってくるからである。さらには、上記に説明したように、液体貯槽の内部の流体は一方通行管４００の包含によって漏出が防止される。容器５０４の柔軟性は、内部圧力の蓄積に抗する。

図７Ａを参照すると、複数の予備電池１８０は一連の構成で組み立てられてもよい。特に、正極端子１２２と負極端子１３６の構成と寸法は、近接する正極と負極の端子をはんだ付けまたはその他の方法で電気的に接続することにより一連の接続を容易にする。前記Ｌ型負極端子１３６は、前記拡張負極端子１２２（通常を図のページ平面に拡張）に隣接することに留意されたい。図７は、５つの一連の電池を示しているが、望ましい電圧に基づいてより少ないまたはより多くの電池を使用してもよいことを理解されたい。また、必要に応じて、前記電池を平行に配列して電流出力を増加させてもよい。

１つの実施形態では、５つの予備電池１８０セットが、特に空気予備電池が、典型的なランタン電池構造に配列される。

図７Ｂ、７Ｃ、７Ｄおよび７Ｅを参照すると、型に入れて造ったり、鋳物を投入したり、または複数の電池から一元構造を統一的に形成したり、例えば図７には構成されるさまざまな工程が示されている。本明細書の説明は、ここで開示されている予備電池への言及ことであるが、図７Ｂ、７Ｃ、７Ｄおよび７Ｅに関して説明された前記技術は、その他のタイプの電気化学電池、特に空気電気化学電池に拡大される。図７Ｂは、５つの予備電池１８０を受け入れるために構成されている型１９０の一部分を示している。図７Ｃを参照すると、１つの乾燥コンポーネント構造１４０が型１９０に配置されている。電池フレームの突出部は、型１９０の内部壁の対応する溝と整列してもよいことに留意されたい。図７Ｄを参照すると、型１９０の１つの壁が分りやすさのために図から除去されており、スペーサ１９２が構造１４０の隣に提供されている。前記スペーサ１９２は、ここで説明するように、鋳造または成型後の使用中に負極部分１３２に空気流がアクセスできるようにする。さらには、前記スペーサは負極の主な空気アクセス部分を覆うが、前記負極部分の外部の端部分は露出されたままにする。

図７Ｅを参照すると、複数構造１４０が前記型１９０内で組み立てられている。スペーサ１９２を有するコンポーネント構造１４０が一旦組み立てられると、型１９０は端子の反対側表面を除いて全て閉じられる。従って、型１９０を完全に組み立てる前に、端子にはんだ付けまたはその他の電気的接続を必要に応じて行う。また、型１９０は、射入成型、投入鋳造、スピン鋳造またはその他の成型または鋳造技術などのさまざまなタイプの成型によって鋳造される。

図７Ｅの２つの矢印で示めされているように、成型材料を投入するにはさまざまな場所が使用できる。従って、５つの個別電池を統一電池構造の投入鋳造して、漏出を最小限に抑えるかまたは除去し、および前記電池の伝導性端子をさらに絶縁してもよい。

もう１つの（表示されていない）実施形態では、貯槽構造を保持するように構成および寸法できる。こうして、電池の鋳造中に貯槽構造は乾電池コンポーネントと統合的に鋳造できる。

図８Ａを参照すると、鋳造前の乾電池コンポーネントと貯槽構造が示されている。図８Ｂは、図７Ｂ〜７Ｅに関して説明したような型で鋳造した後の電池を示している。例えば、射入成型、投入鋳造、スピン鋳造またはその他の成型または鋳造技術を使用してもよい。

最良の実施形態では、前記電池はその位置で重合することができる（溶解した材料を固まらせることに対比して）。モノマーは重合するその位置用に選択でき、例えば負極の細孔内で重合および可能ならば交差結合させて密封を形成し、電解液の漏出を除去し、各乾電池構造１４０内および複数電池構造１４０間のすべての電池コンポーネントに構造的結束とサポートを提供する。最良タイプの材料にはウレタンを含むが、ウレタンは低温低圧で、好ましくは周囲の温度と圧力で、その位置で重合する。また、好ましい材料は収縮に抗する（例、硬化中は無収縮または最低限収縮）。このような材料の１つはＴＥＫプラスティックポリウレタン（ＴＡＮ）で、Ｔｅｋｃａｓｔ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，Ｉｎｃ，Ｎｅｗ Ｒｏｃｈｅｌｌ、Ｎｅｗ Ｙｏｒｋから市販されている（Ａｌｕｍｉｌｉｔｅ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、Ｋａｌａｍａｚｏｏ、Ｍｉｃｈｉｇａｎ製）。

複数の電池が提供される場合は、単一の電解液貯槽構造１５０を使用することが望ましいことに留意されたい。しかし、ある実施形態では、図５Ａ（ｉ）〜５Ｂ（ｉｉ）で示すように、各電気化学電池の乾燥コンポーネント構造１４０が関連する貯槽部分を含むように、貯槽構造１５０を提供するべきである。こうすれば、普通は複数電池間の短絡を防止できる。しかし、図６Ｃで示すようなその他の実施形態では、各構造１７０ｃでのパスが電池間の短絡の影響を最小限に抑える充分な抵抗を提供するので、別の貯槽部分は必要としない。

ある１つの実施形態では、図９Ａ〜９Ｃに示すように、予備電池１８０、特に空気予備電池が、携帯電力供給システムを有する構造で使用される。これまで説明してきたように、携帯電力供給システムは、例えば、予備電池で使用するのが特に適している。

一般に、本発明による携帯電力供給システムは、１つ若しくはそれ以上の交換可能な電池を統合したＡＣ電力供給ユニットとして用いられる。最良の実施形態では、電池はここで説明したような予備空気電池を含む。

前記電力供給システムには、ユーザーが電気または電子装置を直接に接続できるようなＡＣ電力差込口と、システム操作を管理する電源スイッチと、そこに統合されている灯り用の電球７０６とが含まれ、前記電球は主要または予備電池１８０から直接にＤＣ電力を使用する。前記ＤＣ-ＡＣ変換器７１０および関連電気回路のハウジング上部には、通気孔７１２が提供されており、周囲の空気で冷却できるようにする。また、電気化学電池では、ハウジング部分に複数のルーバー７１４が提供され、周囲の空気で冷却できるようにする。これらのルーバーは、固定式でもまたはその代りに可動式でもよいことに留意されたい。可動式ルーバーの場合、最良の実施形態では、負荷の存在を探知できる負荷感応回路を含んでおり、負荷が存在する場合にだけ適切な作動管理方法で前記ルーバー７１４が開くようにする。これは、空気電池を使用するシステムでは特に望ましいが、それは周囲の空気から隔離することが電池の寿命を長くするからである(空気電池化学中の「消耗する」電解液材料の１つ)。

本発明で使用されるＤＣ-ＡＣ変換器７１０は再使用可能なハウジングに統合され、別のハウジング中の主要または予備電池１８０と統合されることに留意されたい。これによって、消耗した電池を交換しても前記携帯電力供給システムは継続して使用できる。（前記ＤＣ-ＡＣ変換器７１０および電池用の）全てのハウジングが（極端な使用状態中に）割れたり熔けたりしないような材料から製造され、また電力供給ユニットが落下したりまたはその他の急激な衝撃を受けた場合に、衝撃を最小限に抑えることができるような方法で、コンポーネント（例、前記ＤＣ-ＡＣ変換器７１０および電池）がハウジングに統合されることが望ましい。

システムは簡単に携帯でき、前記統合システムの携帯用にデザインされた携帯バック、およびオプションの追加外部バッグあるいは電子装置関連のＡＣアダプターを保管するバッグ内の小袋を含めると、さらに持ち運びが簡単になる。

携帯電気供給システムを作動するために、例えば主要電池または予備電池１８０などの一対の電池が、前記ＤＣ-ＡＣ変換器（予備電池の活性化後）に接続する接続ワイヤーと共に提供される。その後に、ＤＣ-ＡＣハウジングを電池ハウジングに接続し、フリップロックのような適切な錠装置でいっしょに固定してもよい。その後、システムは、家電、パーソナルコンピュータ、ノートブックコンピュータ、テレビ、携帯電子機器、携帯電話および電動工具などを含むがそれに制限されない典型的なＡＣ装置に電力を供給できるようになる。

もう１つの実施形態では、電力供給がＤＣ電力を提供した。例えば、名目１２ボルトのシステムには、約７ボルトから約１５ボルトまでの範囲の電圧入力を受け入れて、１若しくはそれ以上の関連する主要または予備の可動電池１８０のエネルギー変換を最大限に行うことができる、ＤＣからＤＣへの変換システムが含まれる。従って、長時間使用により電池の電圧が下がった場合、電圧出力が約７ボルトに落ちるまでは電池からの追加エネルギーを使用してもよい。ＤＣ-ＤＣ変換器は関連装置に必要な電圧または電力を補うことができる。

さらにもう１つの実施形態では、携帯電力供給にファンが統合されている場合がある、その場合、充分に熱が四散し空気が循環するように前記ファンは温度センサーにより管理される。

また携帯電力供給には、過重電流保護システム、短絡保護システム、過剰温度保護システムおよび同種のものが含まれており、上記の状態が検出されると、システムを自動的に閉鎖するか、あるいは満足のゆく作動状態になるまで電力供給を低下させる。

本発明のさまざまな実施形態の構成部分をこのように説明してきたが、以降では前記電気化学電池のさまざまな材料について説明する。

前記正極材料の中には、一般に消耗可能な金属成分がカード、粉、液体またはその他の望ましい形式で有する。任意で、イオン伝導媒体が前記正極の内部に提供される。さらに、ある実施形態では正極にバインダおよび／または適切な添加物が包含される。構成物が、イオン伝導率、性能、濃度および全体の放電深度を最適化し、循環中は形の変化を最小限にすることが望ましい。

金属成分には主に、亜鉛、カルシウム、リチウム、マグネシウム、鉄類、アルミニウム、少なくとも１つの先行金属の酸化物、または少なくとも１つの先行金属を含んだ組み合せまたは合金などの金属および金属化合物を含んでもよい。これらの金属は、ビスマス、カルシウム、マグネシウム、アルミニウム、インジウム、鉛、水銀、ガリウム、スズ、カドミウム、ゲルマニウム、アンチモン、セレニウム、タリウム、少なくとも１つの先行金属の酸化物、または少なくとも１つの先行成分を含んだ組み合せを含むが、これに限らない成分との混合または合金であってもよい。この金属成分は粉、繊維、塵、顆粒、薄片、針状、ペレット、またはその他の粒子の形で提供されてもよい。前記電気化学プロセスでの変換中には、前記金属は一般的に金属酸化物に変換される。

前記正極集電装置は、電気伝導性を提供でき、また任意で前記正極材料またはカードにサポートを提供できる、電気伝導性材料であればよい。前記集電装置は、銅、真鍮、ステンレススチールのような鉄類、ニッケル、炭素、電気伝導性重合体、電気伝導性セラミック、アルカリ性環境で安定して電解液を侵食しないその他の電気伝導性材料、または少なくとも１つの先行金属を包含する組み合せまたは合金から形成されてもよい。前記集電装置は、メッシュ、多孔質プレート、金属泡、ワイヤー、プレートまたはその他の適切な形式の構造でもよい。

正極の任意の前記バインダは主に、ある構成における正極成分を固形または実質的に固形に維持する。バインダは、一般的に正極材料と集電装置に付着して適切な構造を形成する材料であればよく、一般に正極が付着するのに適切な量が提供される。この材料は好ましくは、電気化学環境で化学的に不活性である。ある実施形態では、バインダの材料は水中で可溶性であるかまたは乳液を形成することができ、そして電解液溶液中では可溶性ではない。適切なバインダ材料は、ポリ四フッ化エチレン（例、Ｔｅｆｌｏｎ（登録商標）とＴｅｆｌｏｎ（登録商標）Ｔ-３０、Ｅ．Ｉ．ｄｕＰｏｎｔ Ｎｅｍｏｕｒｓ ａｎｄ Ｃｏｍｐａｎｙ Ｃｏｒｐ，Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＤＥから市販されている）、ビニル重合体アルコール（ＰＶＡ）、ポリ（エチレン酸化物）（ＰＥＯ）、ポリビニルピロリドンおよび同種のものに基づいた重合体および共重合体、および先行するバインダ材料の少なくとも１つを包含する誘導体、組み合せ、混合物を含む。しかし、当業者であればその他のバインダ材料を使用してもよいことが認識できる。

オプションの添加物を提供して腐食を防止してもよい。適切な添加物には、酸化インジウム、亜鉛酸化物、ＥＤTＡ、ソジアムステアリン酸塩等の界面活性剤、ポタシウムラウリル硫酸塩、Ｔｒｉｔｏｎ（登録商標）Ｘ-４００（Ｕｎｉｏｎ Ｃａｒｂｉｄｅ Ｃｈｅｍｉｃａｌ & Ｐｌａｓｔｉｃｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏｒｐ．，Ｄａｎｂｕｒｙ，ＣＴから入手可能）およびその他の界面活性剤および同類のもの、および先行する添加物質の少なくとも１つを包含する誘導体、組み合せおよび混合物を含むがこれらに限らない。しかし、当業者であればその他の添加材料を使用してもよいことが認識できる。

前記負極への酸素供給は、空気、浄化空気、ユーティリティーまたはシステム供給または現場での酸素製造からなどの純粋または実質的酸素、その他の処理済み空気、または先行の酸素源の少なくとも１つを含む組み合せなどの酸素源からであってよい。

前記負極部分は従来の空気発散負極であってもよく、例えば、一般に集電装置などの適切な接続構造と共に活性成分と炭素基質を含んでいる。典型的には、負極触媒を選択して、周囲空気の電流濃度が少なくとも平方センチメートル当り２０ミリアンペア（ｍＡ/ｃｍ^２）、好ましくは少なくとも５０ｍＡ/ｃｍ^２、およびもっと望むらくは少なくとも１００ｍＡ/ｃｍ２を達成するようにする。もちろん、さらに高い電流濃度は、適切な負極触媒と構成物で達成できる。負極は、例えば、放電および再充電中のどちらでも作業できる二機能性であってもよい。しかし、ここに説明するシステムでは、三番目の電極が電極充電として使用されるので、二機能性負極を必要としない。

使用する炭素は、できれば電気化学電池環境では不活性であることが望ましく、炭素薄片、グラファイト、その他の高度表面区域の炭素物質、または先行炭素形式の少なくとも１つを包含する組み合せを含むがそれに制限されないさまざまな形式で提供されてもよい。

前記負極集電装置は、電気伝導性を提供することができ、またできれば負極１４に任意にサポートを提供でき、アルカリ性溶液で科学的に安定する電気伝導性物質であればよい。前記集電装置は、メッシュ、多孔質プレート、金属泡、ストリップ、ワイヤー、プレートまたはその他の適切な構造の形式でもよい。集電装置は一般に多孔質で、酸素の流動障害を最小限にする。集電装置は、銅、ステンレススチールなどの鉄類、ニッケル、クロム、チタン、および同種のもの、および先行物質の少なくとも１つを包含する組み合せまたは合金を含むがこれに限定されない、さまざまな電気伝導性物質から形成されてもよい。適切な集電装置はニッケル泡金属のような多孔質金属を含む。

バインダも典型的に負極で使用されるが、負極は、基質物質、集電装置および触媒に付着して適切な構造を形成するどんな物質でもよい。一般に前記バインダは、炭素、触媒および／または集電装置の接着目的に適切な量だけ提供される。この物質は、電気化学環境で化学的に不活性であることが望ましい。ある実施形態では、バインダ物質は疎水性の特性も有する。適切なバインダ物質には、ポリ四フッ化エチレン（例、Ｔｅｆｌｏｎ（登録商標）とＴｅｆｌｏｎ（登録商標）Ｔ-３０、Ｅ．Ｉ．ｄｕＰｏｎｔ Ｎｅｍｏｕｒｓ ａｎｄ Ｃｏｍｐａｎｙ Ｃｏｒｐ，Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＤＥから市販されている）、ポリビニールアルコール（ＰＶＡ）ポリ（エチレン酸化物）（ＰＥＯ）、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）、および同種のものに基づいた重合体および共重合体、および先行するバインダ材料の少なくとも１つを包含する誘導体、組み合せ、混合物を含む。しかし、当業者にとって、その他の添加材料を使用してもよいことが認識できる。

活性成分は、一般に負極で酸素反応を容易にするための適当な触媒物質である。前記触媒物質は、一般に負極で酸素反応を容易にするために効果的な分量が提供される。適切な触媒物質には、マンガン、ランタン、ストロンチウム、コバルト、白金および先行の触媒物質の少なくとも１つを包含する組み合せおよび合金を含むがこれに限定されない。模範的な空気負極は、米国特許第６，３６８，７５１号のＷａｙｎｅ ＹａｏとＴｓｅｐｉｎ Ｔｓａｉに属する表題「Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ Ｆｏｒ Ｆｕｅｌ Ｃｅｌｌ」に開示されているが、本明細書にその全容が参照によって組み込まれる。しかし、当業者にとっては、性能に基づいて、代りにその他の空気電極を使用してもよいことは明白である。

電気的に負極を正極から絶縁するには、本技術分野でよく知られているように、電極間に隔離板を提供する。この隔離板は電気的に負極を正極から電気的に絶縁でき且つその間の充分なイオン移動が可能な商業的に入手可能な隔離板でよい。できれば、前記隔離板は柔軟で、電池コンポーネントの電気化学的拡大と収縮を許容でき、また電池化学物質に化学的に不活性であることが望ましい。適切な隔離板は、布、非布、多孔質（例、微孔質または極微孔質）細胞状、重合体シート、およびその同種のものの形式で提供される。隔離板の材料には、ナイロン、ポリオレイン酸（例、Ｇｅｌｇａｒｄ（登録商標），Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから市販されている）、ビニル重合体のアルコール（ＰＶＡ）、セルローズ(例、塩酸セルローズ、セルローズアセテートおよび同種のもの)ポリエチレン、ポリアミド(例、ナイロン)、フッ化炭素タイプ樹脂（例、Ｎａｆｉｏｎ（登録商標）スルホン酸グループの機能性がある樹脂の一族で、ｄｕ Ｐｏｎｔから市販されている）セロフェーン、フィルター紙および先行材料の少なくとも１つを包含する組み合せ。隔離板は、添加剤および／またはアクリル化合物および同種のもののような塗装剤を有し、電解液への可溶性と浸透性を高めてもよい。
最良の実施形態を示し且つ説明してきたが、本発明の要旨と範囲から逸脱せずに、これにさまざまな修正と代用を施行してもよい。従って、以上の本発明の説明は事例であって限定ではない旨を理解されるべきである。

図１Ａは、予備電気化学電池システム用乾燥コンポーネントセットの１つの実施形態を示す等測の分解組立図である。 図１Ｂは予備電気化学電池システム用乾燥コンポーネントセットのもう１つの実施形態を示す等測の分解組立図である。 図１Ｃ（ｉ）と図１Ｃ（ｉｉ）は、予備電気化学電池システム用乾燥コンポーネントセットのさらにもう１つの実施形態を示す等測の分解組立図である。 図１Ｃ（ｉ）と図１Ｃ（ｉｉ）は、予備電気化学電池システム用乾燥コンポーネントセットのさらにもう１つの実施形態を示す等測の分解組立図である。 図１Ｄは、内部の乾燥コンポーネント部分のもう１つの実施形態である。 図１Ｅは、内部の乾燥コンポーネント部分のさらにもう１つの実施形態である。 図２は、負極構造を含む乾燥コンポーネント構造の組立の等測図である。 図３Ａは、組み立てられた乾燥コンポーネント構造の等測図である。 図３Ｂは、図３Ａの組み立てられた乾燥コンポーネント構造の前面図である。 図３Ｃは、図３Ａの組み立てられた乾燥コンポーネント構造の図で、負極の集電装置を示している。 図３Ｄは、図３Ａの組み立てられた乾燥コンポーネント構造の図で、正極アクセス開口部を示している。 図４Ａ、図４Ｂおよび図４Ｃは、乾燥コンポーネント構造の電解液貯槽部分との関連を示している。 図４Ａ、図４Ｂおよび図４Ｃは、乾燥コンポーネント構造の電解液貯槽部分との関連を示している。 図４Ａ、図４Ｂおよび図４Ｃは、乾燥コンポーネント構造の電解液貯槽部分との関連を示している。 図５Ａ（ｉ）〜図５Ａ（ｉｉｉ）までは、電解液貯槽部分の典型的な底面等測図、上面等測図、および上面平面図を示している。 図５Ａ（ｉ）〜図５Ａ（ｉｉｉ）までは、電解液貯槽部分の典型的な底面等測図、上面等測図、および上面平面図を示している。 図５Ａ（ｉ）〜図５Ａ（ｉｉｉ）までは、電解液貯槽部分の典型的な底面等測図、上面等測図、および上面平面図を示している。 図５Ｂ（ｉ）と図５Ｂ（ｉｉ）は、電解液貯槽部分のもう１つの典型的な上面等測図と上面平面図を示している。 図５Ｂ（ｉ）と図５Ｂ（ｉｉ）は、電解液貯槽部分のもう１つの典型的な上面等測図と上面平面図を示している。 図５Ｃ（ｉ）〜図５Ｃ（ｉｉ）は、圧力放出プラグを含んだ電解液貯槽のもう１つの典型的な拡大図と等測図を示している。 図５Ｃ（ｉ）〜図５Ｃ（ｉｉ）は、圧力放出プラグを含んだ電解液貯槽のもう１つの典型的な拡大図と等測図を示している。 図６Ａ〜図６Ｅまでは、電解液の流動管理装置、構造またはシステムのさまざまな実施形態を示している。 図６Ａ〜図６Ｅまでは、電解液の流動管理装置、構造またはシステムのさまざまな実施形態を示していある。 図６Ａ〜図６Ｅまでは、電解液の流動管理装置、構造またはシステムのさまざまな実施形態を示している。 図６Ａ〜図６Ｅまでは、電解液の流動管理装置、構造またはシステムのさまざまな実施形態を示している。 図６Ａ〜図６Ｅまでは、電解液の流動管理装置、構造またはシステムのさまざまな実施形態を示している。 図６Ｆは、柔軟な材料（例、柔軟プラスティック）でできた、周囲の壁に１若しくはそれ以上の割目がある管を示している。 図６Ｇ（ｉ）と図６Ｇ（ｉｉ）は、予備電気化学電池に液体を導入する細長い空の管を持つ柔軟な瓶を示している。 図６Ｇ（ｉ）と図６Ｇ（ｉｉ）は、予備電気化学電池に液体を導入する細長い空の管を持つ柔軟な瓶を示している。 図６Ｈ（ｉ）と図６Ｈ（ｉｉ）は液体貯槽の実施形態を示している。 図６Ｈ（ｉ）と図６Ｈ（ｉｉ）は液体貯槽の実施形態を示している。 図７Ａは、本明細書で説明されている電池の組立てを示している。 図７Ｂ〜図７Ｅまでは、電池の組立てを統合的に形成するさまざまな手順を示している。 図７Ｂ〜図７Ｅまでは、電池の組立てを統合的に形成するさまざまな手順を示している。 図７Ｂ〜図７Ｅまでは、電池の組立てを統合的に形成するさまざまな手順を示している。 図７Ｂ〜図７Ｅまでは、電池の組立てを統合的に形成するさまざまな手順を示している。 図８Ａは、成型サポート構造を形成する以前の電池組立てを示している。 図８Ｂは、成型サポート構造を形成した後の電池組立てを示している。 図９Ａ〜図９Ｃは、本明細書で説明された予備電池を利用した携帯電力供給システムの閉じた図、開いた図、および分解組立図を示している。 図９Ａ〜図９Ｃは、本明細書で説明された予備電池を利用した携帯電力供給システムの閉じた図、開いた図、および分解組立図を示している。 図９Ａ〜図９Ｃは、本明細書で説明された予備電池を利用した携帯電力供給システムの閉じた図、開いた図、および分解組立図を示している。

Claims (36)

1. 電気化学電池システムで使用する構造であって、
   乾燥コンポーネント構造であって、複数の乾燥コンポーネントを含み、正極と負極とを含み、この乾燥コンポーネント構造の一端に凝縮電解液の貯槽を有する、乾燥コンポーネント構造を有し、
   ここで、液体が前記凝縮電解液の貯槽に加えられ、電解液が電解液流動管理構造を通して前記乾燥コンポーネントに導入され、それによって前記正極と負極間の電気化学反応を起させるものである。
2. 請求項１記載の構造において、前記電解液流動管理構造は、前記乾燥コンポーネント構造に大量に流体が導入される前に、前記貯槽で必要なレベルまで流体を満たすことができるように構成、寸法および配置された管を有するものである。
3. 請求項２記載の構造において、さらに、空気は、前記必要なレベルまで流体が加えられた後導入され、前記貯槽から前記乾燥コンポーネント構造への流体の移動を容易にするものである。
4. 請求項１記載の構造において、前記電解液流動管理構造は、この貯槽と前記乾燥コンポーネント間の開口部と、前記貯槽の上部のプラグとを有し、前記プラグは、空気が前記貯槽から出てゆくことができ且つ流体がそこを通過するのを防ぐことができる材料で形成されるものである。
5. 請求項１記載の構造において、前記電解液流動管理構造は、制御可能な一方通行バルブを有するものである。
6. 請求項１記載の構造において、前記電解液流動管理構造は逆Ｊ型の管を有し、このＪ型管は溶解液貯槽の内部と乾燥コンポーネント構造間の流動的連通を提供し、前記管の中の流体が貯槽で必要な高さに達するまで、電解液が前記乾燥コンポーネント構造に導入されないようにするものである。
7. 請求項１記載の構造において、前記電解液流動管理構造は、前記貯槽と乾燥コンポーネント間の開口部と、前記貯槽から周囲に延出している導管とを有し、貯槽からの電解液流体が前記乾燥コンポーネントを満たし、空気が前記貯槽から放出されるものである。
8. 請求項１記載の構造において、前記電解液流動管理構造は、隔離板で覆われている開口部を有するものである。
9. 請求項８記載の構造において、隔離板はナイロンで製造されるものである。
10. 請求項９記載の構造において、前記ナイロンは、乾電池への流体導入を遅らせる多孔性を有し、それによって電解液は、乾燥コンポーネント構造に入る前に、前記貯槽内で少なくとも部分的に混合されるものである。
11. 電気化学電池システムで使用する構造であって、
    組立であって、複数の乾燥コンポーネント部分を含む組立を含み、各乾燥コンポーネント部分は正極と負極とを含み、前記乾燥コンポーネント構造の一端には凝縮電解液の貯槽を有する、組立を有するものである。
12. 請求項１１記載の構造において、流体は注入口を通して導入され、この注入口は配分区域と流動的に連通し、前記貯槽には各乾燥コンポーネント部分と関連する領域を含むものである。
13. 請求項１記載の構造において、各乾燥コンポーネント構造は、対する側面を有する正極集電装置と、前記正極集電装置の各側の正極カードと、各正極カードに関連する負極部分とを含むものである。
14. 請求項１記載の構造において、各乾燥コンポーネント構造は、対する側面を有する正極集電装置と、前記正極集電装置との電気的接触を保持するように構成された正極フレームと、前記正極材料に関連する負極部分とを含むものである。
15. 請求項１４記載の構造において、前記正極フレームは中央サポート部分と周辺部分を有するモノリシック構造であり、さらに、前記正極集電装置は前記正極フレームの中で組立てられ且つ前記中央サポート部分と機械的に協同する別のフレーム部分に固定されているものである。
16. 請求項１５記載の構造において、前記の組立てられた構造は前記別のフレーム部分と前記中央サポート部分間にある少なくとも１つの開口部を含み、この開口部は正極材料の充填を容易にするものである。
17. 請求項１５記載の構造において、前記の組立てられた構造は前記別のフレーム部分と前記中央サポート部分間にある少なくとも１つの開口部を含み、この開口部は電解液のアクセスを容易にするものである。
18. 請求項１４記載の構造において、前記正極フレームは前記貯槽に近接した開口部を有し、この開口部は正極材料の充填を容易にするものである。
19. 請求項１４記載の構造において、前記正極フレームは前記貯槽に近接した開口部を有し、この開口部は電解液のアクセスを容易にするものである。
20. エネルギーを提供するキットは、請求項１または１１記載の構造を有し、さらに前記乾燥コンポーネント部分に水を導入するために構成されたノズルを有する容器を有するものである。
21. エネルギー提供システムは、請求項１または１１記載の構造と、水源と、前記乾燥コンポーネント部分に水を導入する時を決定する管理システムとを有するものである。
22. 携帯電力供給システムは、請求項１または１１記載の予備電池用ハウジングと、ＤＣからＡＣへの変換器システム、ＤＣからＤＣへの変換器システム、またはその両方を含む再使用可能なハウジングとを有するものである。
23. 請求項２２記載の携帯電力供給システムにおいて、前記予備電池の前記ハウジングは、気流用ルーバーを含むものである。
24. 請求項２２記載の携帯電力供給システムにおいて、前記予備電池の前記ハウジングは、前記システムの動作の際に制御可能な気流用ルーバーを含むものである。
25. 請求項２２記載の携帯電力供給システムであって、この携帯電力供給システムはさらに、そこに統合されたファンを有するものである。
26. 請求項２５記載の携帯電力供給システムにおいて、前記ファンは、前記システムが作動している際に作動するものである。
27. 請求項２５記載の携帯電力供給システムにおいて、前記ファンは、望ましいレベルを超えた際作動する温度センサーに機能的に連結しているものである。
28. 空気電池を製造する方法であって、
    正極集電装置を提供し、この正極集電装置を正極で囲み、そして負極を前記正極の近接に配置し且つ電気的に前記正極から絶縁することで組立を形成する工程と、
    スペーサが前記負極の空気アクセス部分を覆い且つ前記負極の少なくとも一端が露出したままになるように前記組立を型の中に配置する工程と、
    前記硬化性物質を前記負極の前記端の内部で硬化させるために、前記型の中に硬化性物質を流し込む工程と、を有するものである。
29. 空気予備電池を製造する方法であって、
    正極集電装置を提供し、この正極集電装置を正極で囲み、そして負極を前記正極の近接に配置し且つ電気的に前記正極から絶縁することで組立を形成する工程と、
    スペーサが前記負極の空気アクセス部分を覆い且つ前記負極の少なくとも一端が露出したままになるように前記組立を型の中に配置する工程と、
    前記硬化性物質を前記負極の前記端の内部で硬化させるために、前記型の中に硬化性物質を流し込む工程と、を有するものである。
30. 請求項２９記載の方法において、貯槽は、流し込む工程に先立って、前記組立の末端部にある前記型の中に提供されるものである。
31. 請求項２９記載の方法において、前記硬化性物質はウレタン樹脂を有するものである。
32. 請求項２９記載の方法において、前記硬化性物質は前記負極の前記孔の内部その場で重合して、密封を形成することを許容するものである。
33. 請求項２９記載の方法において、前記硬化性物質は低温低圧で硬化するものである。
34. 請求項２９記載の方法において、前記硬化性物質は周囲の温度で硬化するものである。
35. 請求項２９記載の方法において、前記硬化性物質は周囲の圧力で硬化するものである。
36. 請求項２９記載の方法において、前記硬化性物質は収縮に抗するものである。

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