銀−酸化カリウム二次電池

【課題】１００Ｖ以上の電気設備でも使用可能であり高電圧、大容量の二次電池を安い小売価格で提供できる。
【解決手段】本発明は、従来の電極に使用する金属とは異なった種類のものとし、電解質を液体から気体に変えることで従来の構成と同じ起電力を発生させ、二次電池として使用することを特徴とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は銀とカリウムのイオン化傾向の差を利用し、その差による大きな起電力を期待すると共に二次電池として利用するための工夫である。
【背景技術】
【０００２】
従来、最新のものはリチウムイオン電池があり、これは重量エネルギー密度についてもメモリー効果について最も優れた特性を示す。
【０００３】
従来、リチウムイオン電池は何種類か製造されているが、一般的なリチウムイオン電池には、陽極にコバルト酸リチウム［化１］（ＬｉＣｏＯ２）、陰極にカーボン［化２］（Ｃ）等、電解質は有機電解質が使用されており、反応式は、電池全体で、［化３］ＬｉＣｏＯ２＋Ｃ⇔Ｌｉ１−ｘＣｏＯ２＋ＣＬｉｘ
次に、金属リチウム二次電池については、まだデントライトの課題があるが、ＶＬ系ＭＬ系ＮＢＬ系ＭＴ系の四種類がある。
基本的な起電原理は、［化４］

ＶＬ系（正極［化５］Ｖ２０５、負極［化６］ＬｉＡｌ）高電圧、大容量放電電圧はほぼ平坦使用温度範囲（−２０℃〜＋６０℃）
ＭＬ系（正極［化７］ＬｉｘＭｎＯｙ、負極［化８］ＬｉＡｌ）耐熱温度２６０℃、３０００回以上の充放電可
ＮＢＬ系（正極［化９］Ｎｂ２０５、負極［化１０］ＬｉＡｌ）２．５Ｖ以下の回路電圧で使用可
ＭＴ系（正極［化１１］ＬｉＭｎＯｙ、負極［化１２］ＬｉＴｉＯｙ）同サイズのキャパシタに比べ１０倍以上の容量
二次電池にリチウムを使用すると、産出量が少ないため原料の値段が高く、製品としての小売価格も値段が高いため、市場での流通が期待できない。
【先行技術文献】
【特許文献１】
【０００４】
【０００５】
【非特許文献１】（株）秀和システム発行、松下電池工業（株）監修「図解入門よく分かる最新電池の基本と仕組み」九州大学「樹脂電池」埼玉大学「マグネシウム電池」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、リチウムイオン電池の欠点である割高な小売価格と希少資源のレアメタル依存の問題を解決するため、銀と金属カリウムのイオン化傾向の差を利用し、電解質に純酸素を使用した電池を市場で受け入れてもらうことにより、割安な小売価格で比較的高性能な二次電池の流通をさせることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、２５℃、大気中での電位を本で調べた結果、酸素＋１．２３Ｖ、銀＋０．７９９Ｖ、カリウム −２．９３Ｖより、１セルあたり［数１］０．７９９＋２．９３＝３．７２９Ｖの起電力を期待できるので陽極に銀、陰極にカリウムを使用した方が割安な二次電池を提供できると考えた。
【発明の効果】
【０００８】
本発明により、レアメタル依存と割高な小売価格の問題を解決。
本発明により高電圧、大容量の二次電池が実現するため、電力用、家庭用、自動車用への流通を期待できる。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明において、化学の教科書では単体カリウムはアルカリ金属に属し、イオン化傾向は大きく、空気中でただちに酸化され、水とも激しく反応する金属なので、通常、石油中に保管する。
一方、純銀は水銀よりもイオン化傾向が小さくパラジウムよりも大きいので酸とのみ反応する。
一次電池の原理はイオン化傾向の異なる二種類の金属を電解質の水溶液にひたし、両電極を導線でつなぐと電子の流れが生じ、電池ができる。
その起電力は二種類の金属のイオン化傾向の差が大きさに比例する。
【００１０】
本発明では電解質に水や大気を使用することが出来ないので、電解質は準酸素のみを真空空間中で使用する。
図１において、１は陽極材で、単体のカリウム［化１３］４Ｋである。２は陰極材で、単体の銀をめっきした金属であり、電極でもある。３は電解質だが気体の酸素［化１４］（Ｏ２）である。６は炭素又はカーボンであり陽極である。
【００１１】
図２において、１は単体のカリウム、２は銀メッキ電極であり、放電の際、真空空間７で［化１５］２（Ｋ２）＋Ｏ２⇒２（Ｋ２Ｏ）酸化カリウム４に変化していく。充電の際は真空空間７で酸化カリウム４から単体カリウム１に還元し、酸素３が発生する。容器が密閉されているため４で［化１６］２（Ｋ２Ｏ）⇒Ｏ２＋２Ｋ２に戻る。
【００１２】
本発明において、外箱は外気の侵入を防ぐため、樹脂の密閉容器を使用。重力の関係より、上に銀メッキ電極２、下にカーボン電極６が来る位置で使用可能（真空中でも固体は気体より下にくるためであり、還元された単体カリウム１とカーボン電極６の接触面を大きくとるため）
【００１３】
本発明において、銀めっきされた陰極２と、カーボン陽極６を樹脂容器へあらかじめセットしておき、真空中７にて固体の酸化カリウム４を満たした後、密閉し、その後充電した後で使用可能。
【００１４】
カリウム１は容器内部で酸素と分離した際には不定形の結晶となるので陽極の導体６と常に接触させるため形状を工夫。陰極の銀２は常温では固体であるため問題ない。
【実施例】
【００１５】
本発明は未実施であるが、関連する書籍とインターネット上で調べた結果、現実化するものである。
【符号の説明】
【００１６】
１単体カリウム
２銀メッキ電極
３酸素
４酸化カリウム
５反対向きのセル
６カーボンファイバー電極
７真空空間
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】１セルの構成図正面図と真横から見た図を示す。
【００１８】
【図２】セルを斜めから見た図
【００１９】
【図３】反対向きのセルを組み合わせた構成図
【００２０】
【図４】セルを複数組み合わせた構成図
【００２１】
【図５ａ】電池が空の状態の断面図反対向きのセルでは２と６を入れ替える
【００２２】
【図５ｂ】電池が満の状態の断面図反対向きのセルでは２と６を入れ替える

【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電の際、単体カリウムが酸素と化合し、真空空間中で、酸素を電解質とすることで電子を銀メッキ電極まで運んでもらうことで起電力を発生する銀−酸化カリウム二次電池である。
【請求項２】
充電の際は酸化カリウムを電気分解によって単体カリウムに還元させ、酸素を、真空空間中で発生させることで充電効果を実現する銀−酸化カリウム二次電池である。
【請求項３】
密閉された樹脂容器中でイオン化傾向の差が大きい金属を電極材に使用し、気体の酸素を電解質に使用することで比較的大きな起電力の発生と二次電池としての使用を試みる銀−酸化カリウム二次電池である。
【請求項４】
樹脂容器の形状を工夫し、直角三角形とすることで、スペースの有効活用と電解質の重力対策を考慮した銀−酸化カリウム二次電池である。

【図１】