專利名稱：電池及以該電池作為部分結構的設備或裝置以及區(qū)域分散型發(fā)電方法及其發(fā)電裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電池及以該電池作為部分結構的設備或裝置，以及區(qū)域分散型發(fā)電方法及其發(fā)電裝置。更詳細地講，涉及將活性物質以粉體構成的可貯藏大電力的三元結構電池及以該電池作為部分結構的設備或裝置，以及放電電壓不易降低的長壽命堿性原電池和堿性二級電池，以及利用摩托車、三輪摩托車、汽車、船舶等移動·輸送裝置動力的區(qū)域分散型發(fā)電方法及其發(fā)電裝置。
背景技術：
本發(fā)明雖然與電池有關，但作為本發(fā)明所要解決的課題，從與現有技術的關連考慮，可大致分成以下5個課題。
即，第一個課題是提供一種改進了現有電池缺點的電池，其結構是將板狀或圓柱狀和圓筒狀等占有一定容積的活性物質在電解質溶液中浸漬、第二個課題是提供一種在現有電池中實際是不可能的大電力容量的三元電池、第三個課題是對作為第一或第二課題解決裝置的 三元結構電池提供一種實際的用途、第四個課題是提供一種放電電壓不易降低的長壽命堿性原電池或堿性二級電池，而第五個課題是提供一種利用三元結構電池的區(qū)域分散型發(fā)電方法及其發(fā)電裝置。以下通過第一～第五課題與現有技術進行比較依次進行說明。
1.現有技術和第一課題以前，電池采取的結構是將活性物質制成板狀或圓柱狀和圓筒狀，浸漬在電解質溶液中。然后，將板狀的電解質板夾持在陰極和陽極之間形成層疊結構。
例如，特開平7-169513號公報中公開了一種連續(xù)進行發(fā)電的方法和裝置，即，通過利用化石燃料的燃燒熱，將放電后的電池物質進行熱或化學再生。
然而，這種原有電池存在下述問題。
(1)規(guī)模擴大化是不可能的。
電池中流動的電流與膜的面積成比例。例如，膜面積1m2作成1W的電池，而將它制成100萬kW時，需要10億m2的面積。將其制成正方形時，則為約32km見方，制作凸緣等，這在現實中是不可能的。即使增加膜的數量與其對應，規(guī)模的擴大化同樣是不可能的。
(2)不能與活性物質和催化劑的劣化相對應。
在現有電池中，由于將活性物質和催化劑等兼作電池的結構材料，當劣化時，只能將整個電池更換，但現實中更換是不可能的，只有將劣化的電池廢棄掉。
(3)不能設置伴隨充放電的發(fā)熱和吸熱相對應的傳熱體。
伴隨著電池的充放電，而存在發(fā)熱、吸熱，當溫度達到很高時，電的轉換效率會降低，反之，當溫度達到很低時，反應速度又會減慢，由于電池的這種特性，所以在電池中需要設置傳熱體以調節(jié)到適宜的溫度。然而，由于現有電池結構復雜，不能設置傳熱體。另外，由于電池小，相對于功率的電池表面積也小，所以采用自然放置進行冷卻或吸熱的方式。雖然也有使用溫度熔斷絲等設定上限溫度的實例，但是沒有設置溫度控制裝置。
(4)能量密度小。
以前的電池，電流與膜面積成比例。因此，例如，以膜面積為1m2的1W電池，制作1000kW電池時，需要100萬個膜面積為1m2、寬0.1m的膜狀電池，大小達到100000m3，所以，增大能量密度是不可能的。
第一個發(fā)明是鑒于上述諸點，作為第一發(fā)明所要解決的第一個課題是提供一種電池，其結構是通過將活性物質制成粉體，再將粉體裝入容器中構成電池，可使規(guī)模擴大化，而且可與劣化的活性物質·催化劑的再生和更換等相對應，也可在電池內設置傳熱體，并且能增大能量密度。
2.現有技術和第二課題以前的電池結構是將活性物質定形化，加工成板狀、圓柱狀或圓筒狀等規(guī)定的形狀，在電解質溶液中進行浸漬，再將電解質板夾持在正極和負極之間形成層疊結構，即，鎳氫電池等的層疊化如圖49所示進行，將集電極本體431、正極432、隔離層433、負極434、集電極本體435依次貼緊。該實例，例如在特開平9-298067號公報中已作記載。同一公報中記載的電池是將具有以氫氧化鎳為主體的正極、以吸氫合金為主體的負極、高分子無紡布形成的隔離層和由堿性水溶液形成的電解液的基本電池(單元電池)，數個串聯連接裝在金屬制成的方形容器內，開口部分用具有可逆性通氣孔(ベント)封口板進行密閉的結構的電池。
含有上述結構的現有電池430是由膜結構(二元)形成的，一般是在將電池430制成大容量時，為了減薄，如圖50那樣進行延長卷裝，如圖51那樣，將單元電池430并聯連接，或者如圖52那樣，在多個單元電池430內夾入數個電極板436，使連接各電極板436的導線437伸出電池外，將這些電極與其他單元電池的極性不同的電極板438連接在一起，形成層疊結構。
然而，圖49～52所示的現有電池仍存在下述不理想的問題。
(1)規(guī)模擴大化仍有界限。
即，原有電池由膜結構(二元)形成，由于電池內流動的電流與膜面積成比例，例如，以1m2的面積產生1W電力時，為產生10kW的電力，則需要(100×100)m2的面積。另外，雖然考慮到或增加膜的數量，或將膜擴大卷成卷，但是，哪一種情況都會形成龐大的體積，難以實用。因此，必須將電池并聯連接，結果導致整體結構相當復雜。
(2)伴隨著大容量化，制造費用也極高。
即，要想獲得大容量時，對于膜結構電池必須成比例地增大膜面積，伴隨著電池容量的增大，制造費用也會成比例地增加。為此，由于規(guī)模擴大化，制造費用也就沒有優(yōu)勢了。
(3)不能與電池的劣化相對應。
即，活性物質作為電池的構成部件，被固定成板狀和圓柱狀等，所以，在劣化時，不能只更換活性物質，而必須整個電池進行更換。
(4)將電池串聯連接時，裝置費用和連接部的阻抗能量損失都大。
即，例如將每個1.6V～2.0V的電池，數個進行連接，獲得100V等高電壓時，電池間必須用導線等連接，由此不僅提高了成本費用，而且由于通過連接部的電流產生熱損失，造成能量損失。
鑒于上述諸點，第二發(fā)明所要解決的第二個課題是提供一種層疊型三元電池，通過將電池結構三元化，增大電池的容積(單元)可與增大電池容量相對應，伴隨規(guī)模的擴大化而形成各種優(yōu)勢。
3.現有技術和第三課題一般講各種設備和裝置，如以下發(fā)明實施方案中詳細說明的那樣，設備或裝置內的空間多數沒有得到有效利用。
因此，第三發(fā)明所要解決的第三課題是將第一或第二發(fā)明涉及的三元結構電池作為各種設備或裝置構成的一部分，為三元電池的實用提供一種有效的途徑。
4.現有技術和第四課題實用電池大致分為不能反復充放電的原電池、可反復充放電的二級電池、由物理電池(例如，太陽能電池)和生物電池(例如，酶電池)構成的特殊電池、以及燃料電池。
第四課題在于改進這些實用電池中堿性原電池和堿性二級電池的缺點。
電池由3個主要構成要素，即負極、正極和電解質所構成。這樣，放電時，在負極中，由電化學反應向外部回路中放出電子，其自身被氧化，在正極中，由電化學反應接收來自外部回路的電子，其自身被還原，電解質是離子傳導性物質，在電化學反應時形成負極和正極間的離子移動介質。這樣，放電時，在負極上引起氧化反應，在正極上引起還原反應，所以，作為負極材料，可使用吸氫合金、鎘、鐵、鋅、鉛等還原物(非氧化物)，作為正極材料可使用氧化物。
例如，堿性原電池中的堿性錳電池，一般是，作為正極活性物質，使用二氧化錳和碳，作為負極活性物質，使用鋅，作為電解液，使用氫氧化鉀或氫氧化鈉溶液。這種堿性錳電池可按以下反應進行。
(負極)(正極)作為代表性的堿性二級電池的鎳-鎘蓄電池，一般是，作為正極活性物質，使用氫氧化鎳和碳，作為負極活性物質，使用鎘，作為電解液使用氫氧化鉀溶液。這種鎳-鎘蓄電池可按以下進行反應。
(負極)(正極)(整個電池)上式中，右向箭頭表示放電反應，左向箭頭表示充電反應。正如上式所明確的那樣，通過負極中的放電反應，生成氫氧化鋅和氫氧化鎘等氫氧化物。作為電極所要求的功能，最重要的是具有一定的機械強度和在使用電位區(qū)域內的耐腐蝕性，更為重要的功能是具有優(yōu)良的導電性。
然而，金屬氧化物和金屬氫氧化物一般比電阻很大，導電性差，所以，此前，在以金屬氧化物作為活性物質的正極材料中，將碳、鋅、鈷等導電性材料作為導電助劑加以混合使用。然而，在負極活性物質中，為了促進氧化反應，由于使用金屬單體，所以，放電引起該金屬向金屬氧化物和金屬氫氧化物進行化學變化，造成導電性降低。為了提高導電性，提出如下方法，即在負極活性物質的鋅等金屬中，混入碳粉、鎳粉或鈷粉等導電性物質，使用混合的顆粒狀物，或者，在由鋅等金屬形成的負極集電極本體上壓接上述導電性物質后使用。
然而，壓接處理和用來獲得粒狀物的造粒處理，是相當繁雜的，而且也提高了制造費用。
鑒于上述各點，第四發(fā)明所要解決的第四課題是提供一種即使進行放電也能呈現良好放電特性(放電電壓不易降低)、壽命長、費用低的堿性原電池和堿性二級電池。
5.現有技術和第五課題以前的區(qū)域分散型發(fā)電系統是使用發(fā)電副生的熱能，產生熱風和冷風、熱水、蒸汽，供給蒸汽能量和熱能量的固定型的共生系統(コ-ジエネレ-シヨンシステム)。在這種區(qū)域分散型的共生設備中，利用了太陽能發(fā)電、風力發(fā)電等。
作為現有技術，已知有利用設置在房屋頂上的太陽能電池，向電動汽車的蓄電池進行充電。
在特開平6-225406號公報中公開了一種利用商用電源和系統成串運轉的燃料電池發(fā)電系統，向電動汽車的蓄電池進行充電的技術。
為了普及這種區(qū)域分散型共生系統，在各個家庭和事務所中必須設置發(fā)電設備。然而，發(fā)電設備很貴，作為家庭用而購買時，由于和購買電力價格的差異，需要多年才能獲得經濟效益。這樣，為家庭用、事務所用而設置的發(fā)電設備，因設備費用很高，當不長時間使用時就不合算，所以，區(qū)域分散型共生系統很難普及。例如，在太陽能發(fā)電中，為了促進普及，國家承擔了設備費用的一半額度，即使這樣，經濟上也是不能成立的，其結果導致預算額度過大。
鑒于上述諸點，第五發(fā)明所要解決的第五課題是提供一種區(qū)域分散型的發(fā)電方法和發(fā)電裝置，僅限于在家庭、事務所設置的固定型的發(fā)電設備，通過把原本用作移動。輸送裝置的汽車等中設置的發(fā)電系統應用于家庭和事務所，使輸送設備和自備發(fā)電設備成為共用的設備，可大幅度削減設備費用，即使在家庭和事務所沒有發(fā)電設備時也能進行蒸汽和熱的共生。
將太陽能發(fā)電等固定型發(fā)電設備用于汽車等移動·輸送裝置充電的技術，雖然已廣為知曉，但是還沒有見到將汽車等移動·輸送裝置中產生的電力，在家庭等固定型發(fā)電設備中的應用技術。
發(fā)明的公開1.第一發(fā)明用于解決第一課題的第一發(fā)明電池，其構成(參照

圖1)如下，即，在利用能通過離子而不能通過電子的部件進行連接的2個容器中的一個容器內，填充在電解質溶液中懸浮的能釋放電子的活性物質粉末，而在另一個容器內，填充在電解質溶液中懸浮的能吸收電子的活性物質粉末，在2個容器內設置與活性物質粉末相接觸的導電體的集電裝置。
在第一發(fā)明的電池中，如后述，為使活性物質的粉末彼此間，及活性物質粉末和導電裝置的有效接觸，在2個容器內至少設置下述中的一種裝置，即，為了使電解質溶液中的活性物質粉末形成流動，利用液體或氣體產生流動化的流體分散裝置和攪拌裝置，最好是與2個容器連接，或設在2個容器內(參照圖2～12)。
在第一發(fā)明的電池中，與活性物質粉末接觸的集電裝置，可采用棒狀、板狀和管狀中的任何一種形狀(參照圖1～圖4)。
在第一發(fā)明的電池中，可以使與活性物質粉末接觸的集電裝置與下述裝置中的至少一個裝置互相兼用，即，利用液體或氣體使容器內的活性物質粉末形成流動的流體分散裝置和攪拌裝置(參照圖5、圖6)。
在這些個第一發(fā)明電池中，如后述，最好在2個容器內設置使電池內反應溫度保持恒定的傳熱體。作為傳熱體，可使用與活性物質粉末接觸的管狀集電極本體和板狀集電極本體中的一種(參照圖8、圖9)。
在這些個第一發(fā)明電池中，如后述，最好與2個容器分別連接以下裝置，即，從容器中抽出劣化的活性物質粉末的抽出裝置和向容器供給活性物質粉末的供給裝置(參照圖10、圖11)。
這時，與抽出裝置連接的至少一種下述裝置，即，使抽出的活性物質粉末進行再生的再生裝置和進行活性物質粉末補充的補充裝置，再生的或新更換的活性物質粉末可由供給裝置供到容器內(參照圖10)。
抽出裝置與利用熱反應或化學反應使抽出的活性物質粉末變成充電狀態(tài)粉末的反應裝置連接，形成的處于充電狀態(tài)的活性物質粉末可由供給裝置供入容器內(參照圖11)。
在這些個第一發(fā)明電池中，可將負極側的活性物質粉末取為吸氫合金粉末，將正極側的活性物質粉末取為氫氧化鎳粉末(參照圖7)。
在這些個第一發(fā)明電池中，可將負極側的活性物質粉末取為吸氫合金粉末，將導入負極側的流動化流體分散裝置中的氣體取為氫氣，將正極側的活性物質粉末取為氫氧化鎳粉末，將導入正極側流動化流體分散裝置中的氣體取為氧氣或空氣(參照圖12)。根據第一發(fā)明的電池，即使不使活性物質粉末形成流動化，或者，即使沒有使活性物質粉末形成流動化的設備，也具有比以前的電池更為優(yōu)良的充放電特性，關于其特有的效果，在后述的發(fā)明實施方案中作詳細地說明，但其改進要點如下所述。
(1)規(guī)模擴大化成為可能。
電池中流動的電流與反應物質的表面積成比例。將活性物質制成粉末制造電池時，可將粉末裝入容器中構成電池。即，將活性物質制成粉末制造電池時，形成3元的電池結構，例如，以1升形成1W的電池，那末以1m3可形成1kW的電池，以10m3可形成1000kW的電池，若以100m3的話，可形成100萬kW的電池，從而使規(guī)模擴大化成為可能。
當將活性物質制成粉末制造電池時，發(fā)揮了規(guī)模優(yōu)勢。例如，以前的電池，1kW需要10萬日元的話，制作100萬kW，要100萬個，需要1000億日元，但在本發(fā)明的電池中，具有規(guī)模優(yōu)勢，即，當增大規(guī)模時，發(fā)揮了減少制作單價的效果，僅以1億日元即可制成。
(2)劣化的活性物質·催化劑的再生和更換等成為可能。
作為結構，在活性物質和催化劑粉末劣化時，將其抽出進行再生，或更換成新的活性物質和催化劑，或者利用熱反應和化學反應恢復到充電狀態(tài)，再供入。例如，將活性物質和催化劑粉末，與電解液一起以淤漿狀用管子從容器中抽出，再將粉末與電解液分離，進行再生或補充新的，再與電解液混合，形成淤漿，用淤漿泵供入電池內。
例如，以前的電池是小型的，可充放電約500次，若是大型的，可連續(xù)工作8000小時左右，通過活性物質和催化劑的循環(huán)再生和補充等，可經常地將活性物質和催化劑保持在最高狀態(tài)，電池的壽命成了電池設備的壽命，電池壽命獲得延長50～100倍的效果。
(3)可在電池內設置傳熱體。
所說的將活性物質和催化劑制成粉末，并懸浮在電解質溶液中，是一種簡單的結構，其中很容易設置傳熱體，利用經過設置在電池內的傳熱體傳遞的熱，可將電池內的反應溫度保持恒定，相對于所說的溫度很高時電轉換效率降低，反之溫度很低時反應速度減慢的電池特性，可將電池內的溫度調整到適宜的溫度。通過將傳熱體回收的熱及低熱應用于冷暖空調和發(fā)電，具有增加能量發(fā)電效率、能量利用率的效果。
(4)可以增大能量密度。
電池中流動的電流與反應物質的表面積成比例。將活性物質制成粉末制作電池。當將活性物質制成粉末制作電池時，表面積增加，例如，1m3的粉末，表面積可達到300000m2，從而增大能量密度。例如，此前的電池，用面積1m2的膜形成1W的電池，制作3000kW的電池時，需要300萬個面積1m2、寬0.1m的膜狀電池，可達到300000m3大小。在本發(fā)明的電池中，與其同樣功率的電池，使用粒徑1μm的粉末，約達到10m3大小，能量密度達到30000倍，獲得了極大地增加能量密度的效果。
2.第二發(fā)明用于解決第二課題的第二發(fā)明的三元電池，其特征是，在利用能通過離子而不能通過電子的部件連接的一對電池(容器)中，在一個電池(容器)中，填充電解質溶液。并向該電解質溶液中加入能釋放電子的活性物質粉末，使其懸浮，在另一個電池(容器)中，填充電解質溶液，同時向該電解質溶液中加入能吸收電子的活性物質粉末，使其懸浮，將形成的單元電池數組，通過兼用上述電池間的隔壁，而且使與上述粉末接觸的導電性集電部件介在之間，串聯連成一體，在兩端的電池中設置與粉末接觸，而且兼作正電極或負電極的集電極本體，構成疊層型三元電池。
根據具有上述結構的第二發(fā)明的三元電池，通過增加一對電池的容積，可對應增大電池的容量(電力量)。即，如果以1升的容積產生1W的電力，則增加1m3的容積，可獲得1kW的電力。容積增加到10m3，可得到10kW的電力。為此，通過規(guī)模擴大化能發(fā)揮制造費用上的優(yōu)勢。即，以前的電池，如果10W需1萬日元的話，則10kW，將達到1000萬日元，但本發(fā)明的電池，規(guī)模越擴大，制造單價越減少，約為前者的1/10，即100萬日元就能制造。
另一方面，根據向一對電池中填充的活性物質粉末(相當于以前的一般電極)的種類(材料)來確定電壓，例如，使用金屬鉛粉和氧化鉛粉時，因為形成2.4V左右的電壓，需要12V以上電壓時，只要串聯連接5～6個單元電池就可以了。然而，根據第二發(fā)明，位于中間的(除兩端外)單元電池，可以將兩極與集電部件的材質共同，而且和以前的電池不同，因為不需要設置正極和負極的電極，只要將一對電池(單元電池)間的隔壁，用導電性的集電部件構成，就能在電和結構上串聯連接。隔壁的厚度可以相當薄(例如，0.5mm)，面積可以寬大(例如，127mm×127mm)，而且，電流沿隔壁的厚度方向流動，所以，大電流的流動幾乎沒有任何阻力，電力損失極小。進而，通過隔壁可直接將2組單元電池連接(直接連接)，所以，可將數組單元電池串聯地且層疊狀地連接，可以獲得將整個電池的容積控制在最小限度的小型化。
而且，在第二發(fā)明的三元電池中，活性物質粉末具有膜結構中原有電池的膜(電池本體)的作用，電池中流動的電流與活性物質的表面積成比例，但這些粉末在電解質溶液中形成混濁狀，由于占據了電池筒內的幾乎全部容積，所以，能量密度變得極大。由于活性物質粉末以懸浮狀態(tài)添加到電解質溶液(鉛電池中為稀硫酸)中，混合后使用，所以，劣化時，通過與電解質溶液分離或者將電解質溶液與粉末一起進行更換，來謀求再生，從而大幅度地延長了電池的壽命(50倍～100倍)。
在第二發(fā)明的三元電池中，在需要大功率時，最好在各個電池中設置攪拌裝置，使電解質溶液中懸浮的活性物質粉末形成流動化。攪拌裝置有，在電池內裝配能自由轉動的具有攪拌葉的旋轉軸，由馬達等驅動裝置進行機械攪拌的裝置，或者用泵或鼓風機等向電解質溶液中供入液體或氣體，或者通過循環(huán)，使電解質溶液中的粉末分散，而且形成流動化的裝置。根據這種三元電池，通過利用攪拌裝置攪拌電解質溶液中的粉體，使在電解質溶液中擴散，提高了活性物質粉末間的接觸效率，同時使粉末與集電部件或集電極本體形成良好的接觸，降低接觸阻抗，提高了導電性，同時也增大了離子在電解質溶液中的擴散速度，形成大電流流動，輸出大的功率。利用這種結構可以擴大各電池間的距離(串聯方向的間隔)，并能增大電池的容量。
在第二發(fā)明的三元電池中，可以從上述集電部件或上述集電極本體向各電池內外伸設置一個整體的導電性接線柱(スタツド)。根據這種三元電池，可大幅度增大集電部件或集電極本體和粉末間的接觸面積，因降低了接觸阻抗，所以能擴大各電池間的距離(串聯方向的間距)，并能大幅度增大電池的容量。
而且，在第二發(fā)明的三元電池中，為了降低由電池送出的電量，最好在上述攪拌裝置上付加一種能使粉末流動停止的功能。像這種三元電池，通過給粉末攪拌裝置付加上使粉末流動停止的功能，可任意地停止粉末的流動化，結果是可減少由電池送出的電量。
而且，在第二發(fā)明的三元電池中，能釋放電子的活性物質，可以是吸氫合金、鎘、鐵、鋅或鉛中的任何一種，這些物質價格低可以實用，是優(yōu)選的。進而，第二發(fā)明的三元電池中，能吸收電子的活性物質，可以是堿式氫氧化鎳、二氧化鉛或二氧化錳中的任何一種，這些物質價廉可以實用，是優(yōu)選的。
3.第三發(fā)明用于解決第三課題的第三發(fā)明的設備或裝置，其特征在于，利用能通過離子但不能通過電子的部件連接的2個容器中的一個容器內，填充在電解質溶液中懸浮的能釋放電子的活性物質粉末，在另一個容器內填充在電解質溶液中懸浮的能吸收電子的活性物質粉末，在2個容器內設置與活性物質粉末接觸的導電體的集電裝置，具有將這種三元結構電池作為部分結構的設備或裝置，其是具有可充放電功能的電力貯藏設備。
作為可適用于第三發(fā)明的設備或裝置，可以舉出將三元電池內貯藏的電力作為動力源的旋轉設備、將三元電池中貯藏的電力作為動力源的移動物體、將三元電池中貯藏的電力供給其他設備的電力輸送裝置、將三元電池中貯藏的電力轉換成熱能、動能或光能的設備。關于這些設備或裝置的具體實例，在后述的發(fā)明實施方案中作詳細說明。
對于第三發(fā)明的設備或裝置，優(yōu)選的是把利用液體或氣體使2個容器內電解質溶液中懸浮的活性物質粉末形成流動化的流體分散裝置和攪拌裝置中的至少一種裝置，與2個容器連接，或設置在2個容器內。如果具有流動化的流體分散裝置或攪拌裝置，可提高活性物質粉末間的接觸效率，同時能使活性物質粉末和集電裝置形成良好的接觸，降低接觸阻抗，提高導電性，同時增大離子在電解質溶液中的擴散速度，形成大電流流動，并能貯藏大的電力。
第三發(fā)明中，能釋放電子的活性物質可以是吸氫合金、鎘、鐵、鋅或鉛中的任何一種，這些物質價廉可以實用，是優(yōu)選的。而且，第三發(fā)明中，能吸收電子的活性物質可以是堿式氫氧化鎳、二氧化鉛或二氧化錳中的任一種，這些物質價廉可以實用，是優(yōu)選的。同樣，在第三發(fā)明中，電解質溶液可以是氫氧化鉀溶液、氫氧化鈉溶液或者稀硫酸，這些溶液廉價，可以實用，是優(yōu)選的。
4.第四發(fā)明用于解決第四課題的第四發(fā)明的電池，是具有以下特征的堿性原電池，即，在將正極集電極本體、正極活性物質和電解質溶液、能通過離子而不能通過電子的隔離層、負極活性物質和電解質溶液及負極集電極本體，依次配置的堿性原電池中，作為負極活性物質，使用碳化金屬或碳化金屬與該金屬的混合物；以及，是具有以下特征的堿性二級電池，即，在將正極集電極本體、正極活性物質和電解質溶液、能通過離子而不能通過電子的隔離層、負極活性物質和電解質溶液及負極集電極本體，依次配置的堿性二級電池中，作為負極活性物質，使用碳化金屬或碳化金屬與該金屬的混合物。
根據第四發(fā)明的堿性原電池和堿性二級電池，因為碳是良好的導電體，所以，負極活性物質的金屬即使化學變化成氧化物和氫氧化物，也能確保良好的導電性，抑制放電特性劣化(放電電壓降低)，然而，作為負極活性物質使用碳化金屬或碳化金屬與該金屬的混合物是一種簡單的方法，不使用高純度碳等高價的導電助劑，不需要付與負極導電性的特殊處理，并能將制造費用控制在很低。
同樣，正極活性物質和負極活性物質都是粉末的話，電池結構形成三元的就能得到規(guī)模優(yōu)勢(當擴大規(guī)模時具有減少制作單價的效果)，因為可以再生和更換劣化的物質，又能在電池內設置傳熱體，所以能夠對應電池特性進行操作，提高能量的發(fā)電效率，另外，增大表面積，使能量密度加大，能夠得到以上所說的效果，所以是優(yōu)選的。
而且，作為金屬碳化物，例如，最好使用碳化鐵。碳化鐵是一種廉價材料，正如本申請人在申請的特開平9-48604號公報中所公開的那樣，使用還原氣體使部分含鐵原料進行還原反應，接著，使用還原和碳化氣體進行其余原料的還原反應和碳化反應的方法進行制造，由于能快速且經濟地制造出碳化鐵，是最優(yōu)選的。
5.第五發(fā)明用于解決第五課題的第五發(fā)明的區(qū)域分散型發(fā)電方法，其構成是使用汽油發(fā)動機、柴油發(fā)動機和燃氣輪機等發(fā)動機中的任何一種，作為產生驅動發(fā)電機的電力的裝置和、用于貯藏產生的電力的電池和、利用發(fā)動機和來自電池的電力作為驅動電動機的動力進行移動的摩托車、三輪摩托車、汽車及船舶中的任何一種移動·輸送裝置，在停車或停船時，將搭載在移動·輸送裝置上的電池與設置在住所或事務所的轉換器連接，將移動·輸送裝置的發(fā)電機發(fā)的電力用作住所或事務所的電力負荷，將停車或停船的移動·輸送裝置用作家庭或事務所的固定發(fā)電設備。
在上述第五發(fā)明的方法中，可以使用搭載了由燃料電池進行發(fā)電的裝置和貯藏電力的電池的移動·輸送裝置，來代替搭載了使用發(fā)動機驅動發(fā)電機而產生電力的裝置和貯藏電力的電池的移動·輸送裝置。
在上述第五發(fā)明的方法中，在住所或事務所設置至少一種太陽能發(fā)電和風力發(fā)電設備，把該設備產生的電力加以儲藏的固定電池，與搭載在停車或停船的移動·輸送裝置上的電池連接，向該固定電池充電，由轉換器將來自固定電池的電力轉換成交流，并調整電壓，作為住所或事務所的電力負荷使用。
此時，也可以使用至少一種太陽能發(fā)電和風力發(fā)電設備產生的電力，向停車或停船的移動·輸送裝置的電池進行充電。
在這些個第五發(fā)明方法中，將停車或停船的移動·輸送裝置產生的中熱或/及低熱供給住所或事務所的共生系統是優(yōu)選的。
在這些個第五發(fā)明的方法中，在摩托車、三輪摩托車和汽車中的任何一種移動·輸送裝置停車時，用發(fā)動機驅動發(fā)電機向住所或事務所供電時，為了降低發(fā)動機的排氣音量，也可在移動·輸送裝置外安裝消音器。
同樣，在這些個第五發(fā)明方法中，使用下列三元結構電池是優(yōu)選的，即，在利用能通過離子而不能通過電子的部件連接的2個容器中的一個容器內，填充在電解質溶液中懸浮的能釋放電子的活性物質粉末，在另一個容器中填充在電解質溶液中懸浮的能吸收電子的活性物質粉末，并在2個容器內設置與活性物質粉末相接觸的導電體的集電裝置。這樣說是因為，將劣化的活性物質粉末的一部分或全部廢棄掉，將劣化的粉末進行再生，而且將相當于廢棄粉末量的新粉末供于容器內，可立即開始充電。
用于解決第五課題的第五發(fā)明的區(qū)域分散型發(fā)電裝置，其特征在于具有以下部分即，搭載了使用汽油發(fā)動機、柴油發(fā)動機和燃氣輪機等發(fā)動機中任何一種產生驅動發(fā)電機電力的裝置和用于貯藏產生的電力的電池和，用來自發(fā)動機和電池的電力作為驅動電動機的力使摩托車、三輪摩托車、汽車及船舶中任何一種運行的移動·輸送裝置和，用于向住所或事務所的各負荷供給調整成交流電壓的電力而在住所或事務所設置的變流器和，將搭載在停車或停船中的移動·輸送裝置上的電池與設置在住所或事務所的變流器進行連接的連接器，把移動·輸送裝置的發(fā)電機所發(fā)的電力供給住所或事務所的負荷使用。
在上述第五發(fā)明的裝置中，作為移動·輸送裝置，可以使用搭載了由燃料電池進行發(fā)電的裝置和貯藏電力的電池的移動·輸送裝置。
在上述第五發(fā)明的裝置中，其構成也可以是，在住所或事務所設置至少一種太陽能發(fā)電和風力發(fā)電設備，將由該設備產生的電力貯藏在固定電池中，通過與固定電池連接的變流器，供給負荷使用，把搭載在停車或停船中移動·輸送裝置上的電池，利用連接器與固定電池連接，將由移動·輸送裝置的發(fā)電機發(fā)出的電力供給固定電池。
此時，也可從貯藏了來自至少一種太陽能發(fā)電和風力發(fā)電設備產生的電力的固定電池，往停車或停船中的移動·輸送裝置的電池供給電力。
在這些個第五發(fā)明的裝置中，構成共生系統，通過管道將移動·輸送裝置的熱源與住所或事務所連通，將由停車或停船中的移動·輸送裝置產生的中熱或/及低熱供給住所或事務所，是優(yōu)選的。
同樣，在這些個第五發(fā)明裝置中，使用下列三元結構電池是優(yōu)選的，即，在利用能通過離子而不能通過電子的部件進行連接的2個容器中的一個容器內，填充在電解質溶液中懸浮的能釋放電子的活性物質粉末，在另一個容器內填充在電解質溶液中懸浮的能吸收電子的活性物質粉末，在2個容器內設置與活性物質粉末相接觸的導電體的集電裝置。之所以這樣，是因為將劣化的活性物質粉末一部分或全部廢棄掉，將劣化的粉末進行再生，而且將相當于廢棄粉末量的新粉末供入容器內，這樣可立即開始充電。
由于本發(fā)明構成如上所述，所以取得了如下效果。
1.根據第一發(fā)明，具有如下顯著效果。
(1)通過將活性物質制成粉末，再將粉末裝入容器中構成電池，電池結構是三元的，使規(guī)模擴大成為可能。通過將活性物質制成粉末，構成電池，當增大規(guī)模時，制作單價減少，從而發(fā)揮出了規(guī)模優(yōu)勢。
(2)活性物質和催化劑粉末劣化時，將其抽出、再生，或更換新的活性物質和催化劑，或者以熱反應和化學反應恢復到充電狀態(tài)，再供給，通過這種構成，可經常保持活性物質和催化劑處于最佳狀態(tài)，電池壽命成了電池設備的壽命，從而能大幅度延長電池壽命。
(3)可以在電池內設置傳熱體，由設置在電池內的傳熱體可將電池內的反應溫度保持恒定，可與所說的溫度增高時電力轉換效率降低、反之溫度降低時反應速度減慢的電池特性相對應，適當調整電池內的溫度。通過將回收的熱和低熱利用于冷暖空調房和發(fā)電，從而增加了能量發(fā)電效率和能量利用率。
(4)通過將活性物質制成粉末構成電池，增加了反應物質的表面積，從而極大地提高了能量密度。
(5)為使活性物質粉末彼此之間及活性物質粉末與集電裝置有效地進行接觸，把利用液體或氣體使2個容器內的電解質溶液中的活性物質粉末流動的流體分散裝置和攪拌裝置中的至少一種裝置，與2個容器連接，或者設置在2個容器內，提高了活性物質粉末間的接觸效率，同時也使粉末與集電裝置形成良好的接觸，從而降低了接觸阻抗，提高了活性物質與集電裝置或活性物質彼此間的導電性，提高了離子在電解質溶液中的擴散速度，所以形成大電流流動，與粉末不流動的情況相比，可以輸出更大的功率。
2.根據第二發(fā)明，具有以下顯著效果。
(1)由于通過增加一對電池的容積，可對應增大電池的容量(電力量)，所以，利用規(guī)模擴大化可以發(fā)揮制造費用上的優(yōu)勢。通過向一對電池中填充活性物質粉末的種類(材料)來確定電壓，需要大電壓時，需將數個單元電池串聯連接，而單元電池的兩極與集電部件的材料共同，而且，與以前的電池不同，不構成正極和負極的電極，所以，通過用導電性的集電部件構成一對電池(單元電池)間的隔壁，則能在電和結構上形成串聯連接，由于厚度很薄，所以能將整個電池制作得很緊湊，達到小型化，由于電流沿厚度方向流動，所以大電流幾乎沒有阻抗地流動。
而且，活性物質粉末，在膜結構上具有以前的電池膜(電池本體)的作用，電池中流動的電流與活性物質的表面積成比例，但粉末在電解質溶液中形成混濁狀時，所有粉末的總表面積，與以前的膜結構電池相比，增加了數千倍到數萬倍，所以能量密度也增加了數千倍到數萬倍，同時，由于將活性物質粉末以懸浮狀態(tài)添加到電解質溶液(鉛電池為稀硫酸)中，進行混合后使用，所以在劣化時，通過將電解質溶液與粉末一起更換，可以獲得再生，從而能大幅度延長電池的壽命。
(2)如在各電池中設置使電解質溶液中懸浮的粉末形成流動的攪拌裝置，則通過利用攪拌裝置攪拌電解質溶液中的粉末，可防止作為電極的粉末因自重而沉降，使其在電解質溶液中擴散，從而提高了各粉末間的接觸效率，同時也使粉末與集電部件或集電極本體形成良好的接觸，降低了接觸阻抗，提高了電力。另外，擴大了各電池間的距離(串聯方向的間隔)，并增大了電池的容量。
(3)從集電部件或集電極本體向各電池內整體外伸設置一個導電性接線柱，大幅度增大集電部件或集電極本體與粉末間的接觸面積，減小接觸阻抗，所以，可擴大各電池間的距離(串聯方向的間隔)，并能大幅度增大電池的容量。
(4)為了降低由電池送出的電量，如在攪拌裝置上附加一種能使粉末流動停止的功能，則能任意停止粉末的流動，這樣可減少由電池送出的電量。
3.根據第三發(fā)明，獲得以下顯著效果。
(1)為作為各種設備或裝置一部分的三元結構電池提供了實用的有效用途。即，除作為該設備和裝置原本的功能外，通過附加上作為可充放電的電力貯藏設備的功能，利用空閑時間貯藏大量的電力，而且極大地提高了電力貯藏效率，并且，將伴隨著電池反應的吸熱放熱應用于冷暖空調房和物質的加熱、冷卻等。
(2)在由設置了與電解質溶液中懸浮的活性物質粉末相接觸的導電體的集電裝置的2個容器構成的三元電池中，至少把一種利用液體或氣體使2個容器內的電解質溶液中懸浮的活性物質粉末形成流動的流體分散裝置和攪拌裝置，與2個容器連接，或者設在2個容器內，使活性物質粉末和集電裝置形成良好的接觸，從而降低接觸阻抗，提高了導電性，同時增大了離子在電解質溶液中的擴散速度，形成大電流流動，并能貯藏大量的電力。
(3)進而，將貯藏在三元電池中的電力由電力輸送裝置進行輸送，作為旋轉設備的旋轉動力，或作為移動物體的移動動力，也能以光能、動能或熱能加以利用。
4.根據第四發(fā)明，具有以下顯著的效果。
(1)不往陰極活性物質中添加高純度碳等高價導電助劑，不需要為付與負極導電性而進行的特殊處理，就能提供放電電壓難以降低、壽命長、費用低的堿性原電池和堿性二級電池。
(2)正極的活性物質和負極的活性物質都是粉末的話，形成三元結構的電池，可發(fā)揮規(guī)模優(yōu)勢(當增大規(guī)模時，制作單價減少的效果)，劣化的活性物質可以再生和更換，由于在電池內設置了傳熱體，所以能對應電池特性進行操作，提高了能量的發(fā)電效率，另外，由于表面積增加，能量密度增大而使上述效果得到發(fā)揮，所以，是優(yōu)選的。
(3)作為碳化金屬的碳化鐵是價廉的，作為負極活性物質是特別優(yōu)選的。
5.根據第五發(fā)明，具有以下顯著效果。
(1)通過將原本在移動·輸送裝置的汽車等上用的發(fā)電系統，應用于家庭和事務所，可大幅度削減設備費用，即使在家庭和事務所沒有發(fā)電設備時，也能夠進行共生。
(2)由于在經濟上能大幅度降低發(fā)電設備費用，所以使區(qū)域分散型共生系統的普及成為可能。
(3)通過使區(qū)域分散型共生設備廉價而普及，可以促進能量的有效利用，獲得好的經濟效果和二氧化碳產生量的削減效果。
(4)特別是，如用正極側和負極側的活性物質制成粉末、構成的三元結構電池，制成搭載在移動裝置和輸送裝置上的電池和固定在住所或事務所中的電池，如將劣化的活性物質粉末的一部分或全部廢棄掉，將劣化的粉末進行再生，或者將相當于廢棄粉末量的新粉末供入容器內，則可立刻開始充電。
附圖的簡單說明圖1(a)是表示第一發(fā)明的第1實施方案電池的簡要斷面結構圖，圖1(b)是第一發(fā)明電池的放電曲線之一例的示意圖。
圖2是第一發(fā)明的第2實施方案電池的簡要斷面結構圖。
圖3是第一發(fā)明的第3實施方案電池之一例的簡要斷面結構圖。
圖4是第一發(fā)明的第3實施方案電池另一例的簡要斷面結構圖。
圖5是第一發(fā)明的第4實施方案的電池之一例的簡要斷面結構圖。
圖6是第一發(fā)明的第4實施方案電池另一例的簡要斷面結構圖。
圖7是第一發(fā)明的第5實施方案電池的簡要斷面結構圖。
圖8是第一發(fā)明的第6實施方案電池之一例的簡要斷面結構圖。
圖9是第一發(fā)明的第6實施方案電池另一例的簡要斷面結構圖。
圖10是第一發(fā)明的第7實施方案電池之一例的簡要斷面結構圖。
圖11是第一發(fā)明的第7實施方案電池另一例的簡要斷面結構圖。
圖12是第一發(fā)明的第8實施方案電池的簡要斷面結構圖。
圖13(a)是第二發(fā)明層疊型三元電池的驗證試驗器之一例的斜視圖，圖13(b)是同一電池的中間縱向斷面示意圖。
圖14是圖13層疊型三元電池驗證試驗器，組裝前(分解狀態(tài))的部分主要部件的斜視圖。
圖15是第二發(fā)明的第2實施方案層疊型三元電池的中間縱向斷面示意圖。
圖16是第二發(fā)明的第3實施方案層疊型三元電池的中間縱向斷面示意圖。
圖17是第二發(fā)明的第4實施方案層疊型三元電池的中間縱向斷面示意圖。
圖18是第二發(fā)明的第5實施方案層疊型三元電池的中間縱向斷面示意圖。
圖19是第二發(fā)明的第6實施方案層疊型三元電池的中間縱向斷面示意圖。
圖20是內部空間具有可充放電三元電池的門縱向斷面圖。
圖21是內部空間具有可充放電三元電池的橋墩縱向斷面圖。
圖22是內部空間具有可充放電三元電池的堤堰斜視圖。
圖23是電子貯藏器的散熱器簡要結構圖。
圖24是頂柵部分具有可充放電三元電池的房屋縱向斷面圖。
圖25是內側具有可充放電三元電池的機罩一部分示意斷面圖。
圖26是形成可充放電三元電池的地表面附近的斷面圖。
圖27是在側面部分具有可充放電三元電池的食品容器縱向斷面圖。
圖28是具有可充放電三元電池的住宅中凹床的斷面圖。
圖29是搭載了可充放電三元電池的拖車側面圖。
圖30(a)是殼體內組裝了可充放電三元電池的電動機縱向斷面圖，圖30(b)是臺座中組裝了可充放電三元電池的電動機縱向斷面圖。
圖31是殼體內組裝了可充放電三元電池的渦輪發(fā)動機縱向斷面圖。
圖32是組裝了可充放電三元電池的雙層結構船的部分示意斜視圖。
圖33是組裝了可充放電三元電池的船的縱向部分斷面圖。
圖34是組裝了可充放電三元電池的飛機機翼斷面圖。
圖35是組裝了可充放電三元電池的壓路機輥的斷面圖。
圖36是設置在電車車體底部的可充放電三元電池簡要結構圖。
圖37(a)是具有可充放電三元電池的電力機車斷面圖，圖37(b)是在應用于渦輪發(fā)動機時，通過可充放電三元電池由發(fā)電器驅動電動機的機構一實施例簡要構成圖。
圖38(a)是牽引電源車的電力機車斷面圖，圖38(b)是應用于渦輪發(fā)動機時，由發(fā)電器至可充放電三元電池的電力貯藏系統一實施例簡要構成。
圖39是具有可充放電三元電池的低噪音電車斷面圖。
圖40(a)是現有輸電線的斷面圖，圖40(b)是組裝了可充放電三元電池的輸電線斷面圖，圖40(c)是由組裝了可充放電三元電池的輸電線向終端設備輸送電力一實施例的簡要流程圖。
圖41是組裝了可充放電三元電池的電桿斷面圖。
圖42是組裝了可充放電三元電池的電池斷面圖。
圖43是組裝了可充放電的手電筒斷面圖。
圖44(a)是在地表面附近形成的可充放電三元電池的縱向斷面圖，圖44(b)是利用導軌槍(レ-ルガン)發(fā)射金屬彈丸裝置一實施例的簡要結構圖。
圖45是第四發(fā)明的第1實施方案堿性原電池的簡要結構圖。
圖46是第四發(fā)明的第2實施方案堿性二級電池的簡要結構圖。
圖47是第四發(fā)明堿性二級電池的放電曲線之一例的示意圖。
圖48是根據第五發(fā)明的第1實施方案，實施區(qū)域分散型發(fā)電方法的裝置系統簡要構成說明圖。
圖49是以前一般膜結構電池的中間縱向斷面概念示意圖。
圖50是以前一般膜結構的長型電池中間縱向斷面概念示意圖。
圖51是以前一般膜結構電池并聯連接狀態(tài)的中間縱向斷面概念示意圖。
圖52是以前一般膜結構電池串聯連接狀態(tài)的中間縱向斷面概念示意圖。
實施本發(fā)明的最佳方案以下，對本發(fā)明的實施方案進行說明，但本發(fā)明又不受下述實施方案的任何限制，并可以適當變更加以實施。
1.第一發(fā)明的實施方案(第1實施方案)圖1(a)示出了第一發(fā)明的第1實施方案電池。如圖1(a)所示，通過隔離層1設置負極池2、正極池3，在負極池2中填充負極粉末活性物質和電解質溶液4，在正極池3內填充正極粉末活性物質和電解質溶液5。作為負極和正極的粉末活性物質的組合，例如可以使用吸氫合金和氫氧化鎳、鎘和氫氧化鎳的組合等。作為吸氫合金的具體實例，作為一例有La0.3(Ce，Nd)0.15Zr0.05Ni3.8Co0.8Al0.5等。作為電解質溶液，例如使用KOH水溶液等。而，隔離層1，由于只通過離子，所以是不能通過粉末的膜，例如使用素瓷、離子交換樹脂膜、金屬纖維等。
在負極池2、正極池3中，設置由各種導電體形成的負極集電器6、正極集電器7，集電器6、7與負荷裝置(放電時)或發(fā)電裝置(充電時)8連接，10為電解液界面。
接著，對本實施方案電池的充電和放電進行詳細說明。
(充電)當電池與發(fā)電裝置8連接時，由發(fā)電裝置8放出的電子到達負極集電器6上，該電子由負極集電器6與負極粉末活性物質直接地或通過粉末活性物質邊移動邊進行反應。負極粉末活性物質接收了電子而生成的陰離子，通過隔離層1進入正極池3，與正極粉末活性物質反應，放出電子。該電子通過粉末活性物質，或者直接移動到正極集電器7上，供給發(fā)電裝置8。
(放電)當電池與負荷裝置8連接時，負極集電器6向外部回路放出電子，放出的電子經負荷裝置8到達正極集電器7，該電子由正極集電器7與正極粉末活性物質直接地或通過粉末活性物質邊移動邊進行反應。正極粉末活性物質接收了電子而生成的陰離子，通過隔離層1進入負極池2，與負極粉末活性物質反應放出電子。該電子通過粉末活性物質，或直接移動到負極集電器6上，供給負荷裝置8。
圖1(b)是標稱容量都為5Ah(安培·小時)的本發(fā)明電池與現有電池的放電曲線比較的示意圖。在圖1(b)中，黑點(●)表示本發(fā)明電池的放電曲線，白點(○)表示現有電池的放電曲線。本發(fā)明的電池是在正極池中填充氫氧化鎳粉和電解質溶液，在負極池中填充吸氫合金粉和電解質溶液的三元結構電池(參照圖1(a))?，F有電池是使用氫氧化鎳的板狀電極作為正極，使用吸氫合金的板狀電極作為負極，將這些電極在電解質溶液中浸漬的二元結構電池。圖1(b)中縱軸表示端子電壓(V)，橫軸表示放電容量(Ah)。放電中的電壓變化容易受到電解液(在本比較實驗中為氫氧化鉀溶液)濃度變化產生的濃度分極影響，所以本發(fā)明的電池和現有電池放電中的電解液都調節(jié)成相同的濃度。在電池放電時，放電繼續(xù)到一定電壓以下時，從電極劣化等方面考慮很不好，所以必定存在一個終止放電的放電終止電壓。這種放電終止電壓越低，放電時間可能越長。在此點上，本發(fā)明的電池，由于電極活性物質是具有三元結構的粉末，即使粉末不形成流動化，與板狀電極的二元結構現有電池相比，能量密度有極大的提高，如圖1(b)中的“●”所示，放電電壓沒有急劇降低。
另一方面，現有電池，如圖1(b)中“○”所示，在約4.5小時時，放電電壓急劇降低。因此，例如，如果將放電終止電壓取為1.0V時，從保護電池設備考慮，現有電池必須約在4小時時終止放電，而本發(fā)明電池可繼續(xù)約5小時的放電。
(第2實施方案)圖2示出了第一發(fā)明的第2實施方案電池。圖2中表示為了提高粉末彼此間，或粉末與集電器6、7的接觸效率，可通過由氣體或液體產生流動化的流體分散裝置9，使各池2，3內的粉末形成流動化(攪拌)的狀態(tài)。通過這種流動化，不僅提高了活性物質粉末彼此間的接觸效率，同時也使活性物質粉末和集電器形成良好的接觸，從而降低了接觸阻抗，提高了活性物質粉末和集電器或者活性物質粉末彼此間的導電性，由于增大了離子在電解質溶液中的擴散速度，所以形成大電力流動，與不使粉末形成流動化的情況比較，可以輸出更大的電力。
代替流動化流體分散裝置9，或者在設置流動化流體分散裝置9的同時也可以在各池2、3內設置葉片狀攪拌機等攪拌裝置，使粉末形成流動化(攪拌)。在圖2中，雖然圖示簡化，但作為流動化流體分散裝置9，可以使用在池內水平斷面上使氣體或液體形成均勻分散的分散板或噴嘴等裝置。作為導入流動化流體分散裝置9中的氣體(或液體)，例如可用氮氣、氬氣(或氫氧化鉀水溶液等電解液)等。利用氣體將粉末形成流動化時，導入流動化流體分散裝置9中的氣體，從各池2、3的上部抽出。利用液體使粉末形成流動化時，導入流動化流體分散裝置9中的液體，從各池2、3的底部抽出。
除了附加流動化裝置這一點外，其他結構和作用與第1實施方案的情況相同。
(第3實施方案)圖3、圖4示出了第一發(fā)明的第3實施方案電池。圖3表示為了使集電器與活性物質粉末具有良好的接觸效率，將負極集電器和正極集電器分別制成板狀負極集電器11、板狀正極集電器12，以增大接觸面積。圖4表示為了使集電器和活性物質粉末具有良好的接觸效率，將負極集電器和正極集電器分別制成管狀負極集電器13、管狀正極集電器14，以增大接觸面積。若要加大集電器表面積的構成時，也可采用除板狀或管狀外的其他形狀。
其他構成和作用與第2實施方案的情況相同。
(第4實施方案)圖5、圖6示出了第一發(fā)明的第4實施方案電池。圖5表示將負極集電器和正極集電器分別作為利用液體或氣體形成流動化的流體分散器。圖6表示將負極集電器和正極集電器分別作為利用馬達等(圖示省略)使其旋轉驅動的攪拌機。
如圖5所示，負極集電器兼分散器15、正極集電器兼分散器16是在各池2、3內水平斷面上將氣體或液體進行均勻分散的分散板或噴嘴等裝置。也可以在各池2、3內設置葉片狀攪拌機等攪拌裝置。
如圖6所示，負極集電器兼攪拌機17、正極集電器兼攪拌機18，同時兼有攪拌活性物質粉末(流動化)和直接與粉末接觸的功能。作為負極集電器兼攪拌機17、正極集電器兼攪拌機18，雖然使用的是利用馬達等(圖示省略)旋轉驅動的葉片狀攪拌機等，但對攪拌裝置的構成未作限定。圖6中，可以并用由液體或氣體形成流動化的流體分散器19，然而，也可以采用不設置流動化流體分散器19的構成。
其他的構成和作用與第2實施方案的情況相同。
(第5實施方案)圖7示出了第一發(fā)明的第5實施方案電池。本實施方案，作為活性物質的粉末，負極側使用了吸氫合金粉末，正極側使用了氫氧化鎳粉末。如圖7所示，在負極池2內填充吸氫合金粉末和電解質溶液20，在正極池3內填充氫氧化鎳粉末和電解質溶液21。作為吸氫合金，例如使用La0.3(Ce，Nd)0.15Zr0.05Ni3.8Co0.8Al0.5等。作為電解質溶液，例如可使用6當量的KOH水溶液等。
對本實施方案電池的充電和放電進行詳細說明。
(充電)當電池與發(fā)電裝置8連接時，由發(fā)電裝置8放出的電子到達負極集電器6上，該電子由負極集電器6與負極粉末狀的吸氫合金直接地或通過吸氫合金粉末邊移動邊進行如下反應。M為吸氫合金、MHx為氫化金屬。
由反應產生的氫氧基離子通過隔離層1進入正極池3、在此與氫氧化鎳粉末反應，進行如下反應，放出電子。
產生的電子，通過氫氧化鎳粉末或堿式氫氧化鎳粉末，或者直接移動到正極集電器7，供給發(fā)電裝置8。
(放電)當電池與負荷裝置8連接時，由負極集電器6向外部回路放出電子，放出的電子經負荷裝置8到達正極集電器7，該電子由正極集電器7移動到堿式氫氧化鎳粉末上，通過堿式氫氧化鎳粉末，或直接移動與水進行反應，生成氫氧化鎳和羥基。羥基通過隔離層1進入負極池2，與氫化金屬反應放出電子。該電子通過吸氫合金粉末，或直接移動到負極集電器6上，供給負荷裝置8。
其他構成和作用與第2實施方案的情況相同。當然，本實施方案的電池，也可以以第3、第4實施方案以及下述的第6、第7實施方案的構成進行實施。
(第6實施方案)圖8、圖9示出了第一發(fā)明的第6實施方案電池。本實施方案是在電池內設置傳熱體，同時使傳熱體兼有集電器的功能。也可以采用分別設置傳熱體和集電器的結構。如圖8所示，在負極池2內設有負極集電器兼?zhèn)鳠峁?2，在正極池3內設有正極集電器兼?zhèn)鳠峁?3。如圖9所示，在負極池2內設有負極集電器兼?zhèn)鳠岚?4，在正極池3內設有正極集電器兼?zhèn)鳠岚?5。
一邊參照圖8，一邊對本實施方案電池的充電和放電進行詳細說明。
(充電)當電池與發(fā)電裝置8連接時，由發(fā)電裝置8放出的電子到達負極集電器22上，該電子由負極集電器22與負極的粉末活性物質直接地或通過粉末活性物質邊移動邊進行反應。負極粉末活性物質通過接收電子產生的陰離子，通過隔離層1進入正極池3，與正極的粉末活性物質進行反應，放出電子。該電子通過粉末活性物質，或直接移動到正極集電器23上，供給發(fā)電裝置8。
如上所述，集電器為負極、正極，也兼用作傳熱管，通過與粉末接觸，同時傳送電子和熱。在負極集電器兼?zhèn)鳠峁?2、正極集電器兼?zhèn)鳠峁?3中使水和空氣等熱介質流動，進行熱回收、熱供給。
(放電)當電池與負荷裝置8連接時，負極集電器22向外部回路放出電子，放出的電子經負荷裝置8到達正極集電器23上，該電子由正極集電器23與正極粉末活性物質直接地或通過粉末活性物質邊移動邊進行反應。正極粉末活性物質通過接收電子而產生的陰離子，通過隔離層1進入負極池2，與負極粉末活性物質反應，放出電子。該電子通過粉末活性物質，或直接移動到負極集電器22上，供給負荷裝置8。
圖9的情況是集電器為負極、正極，也兼用作形成空洞的傳熱板，通過與粉末接觸，同時傳送電子和熱。在負極集電器兼?zhèn)鳠岚?4、正極集電器兼?zhèn)鳠岚?5中使水和空氣等熱介質流動，進行熱回收、熱供給。充電和放電的詳細情況與圖8相同。另外，傳熱體的形狀并不限于管狀和板狀，也可采用其他形狀。
其他構成和作用與第2實施方案的情況相同。也可以將本實施方案的構成與第3、第4實施方案及下述的第7實施方案的構成進行組合。
(第7實施方案)圖10、圖11示出了第一發(fā)明的第7實施方案電池。本實施方案中設置了，將活性物質粉末從容器中抽出的抽出裝置和將活性物質粉末供入容器的供給裝置，還設置有將抽出的粉末進行再生的裝置、進行粉末補充的裝置、將抽出的粉末利用熱反應或化學反應轉變成充電狀態(tài)粉末的裝置等。
首先，對本實施方案電池的充電和放電進行詳細說明。
(充電)當電池與發(fā)電裝置8連接時，由發(fā)電裝置8放出的電子到達負極集電器6上，該電子由負極集電器6與負極粉末活性物質直接地或通過粉末活性物質邊移動邊進行反應。負極粉末活性物質通過接收電子而產生的陰離子，通過隔離層1進入正極池3，與正極粉末活性物質反應，放出電子。該電子通過粉末活性物質，或直接移動到正極集電器7上，供給發(fā)電裝置8。
(放電)當電池與負荷裝置8連接時，負極集電器6向外部回路放出電子，放出的電子經負荷裝置8到達正極集電器7上，該電子由正極集電器7與正極粉末活性物質直接地或通過粉末活性物質邊移動邊進行反應。正極粉末活性物質通過接收電子而產生的陰離子，通過隔離層1進入負極池2中，與負極粉末活性物質反應，放出電子。該電子通過粉末活性物質，或直接移動到負極集電器6上，供給負荷裝置8。
其他構成和作用與第2實施方案的情況相同。
(活性物質的再生和補充)接著，邊參照圖10邊對本實施方案電池的活性物質(催化劑)再生、補充進行詳細說明。在圖10中僅圖示了負極側的構成，正極側也設置了同樣的裝置等。
如圖10所示，因充放電產生劣化的活性物質粉末，作為與電解質溶液(電解液)一起的淤漿由負極池2抽出，用分離機26，必要時可廢棄掉一部分或全部。電解液被分離，由分離機26供入再生機27中的粉末，在再生機27內利用鹽酸進行洗滌等酸處理。再將由再生機27再生處理的粉末供入混合機28，在此處，由補充粉末漏斗29供入相當于分離機26廢棄掉的粉末量的新粉末。經再生·補充的粉末，再在混合機28內與電解液混合，作為淤漿由淤漿泵(圖示省略)供入負極池2。另外，進行電解液分離·混合的構成，圖示中省去。
邊參照圖11，邊對本實施方案的電池利用反應的再生、補充進行詳細說明。在圖11中，只圖示出了負極側構成，而在正極側也設置了同樣的裝置等。
如圖11所示，由充放電生成的粉末，與電解液一起作為淤漿液從負極池2抽出，用分離機26，必要時廢棄掉一部分或全部。被分離的電解液，由分離機26供入到反應器30中的粉末，在反應器30中與由燃料供給管31供給的燃料進行反應，再次形成能放電的活性物質。在反應器30中形成充電狀態(tài)的粉末，供入混合機28中，在此處，由補充粉末漏斗29供入相當于由分離機26廢棄掉的粉末量的新粉末。再生·補充的粉末在混合機28內再次與電解液混合，作為淤漿液由淤漿泵(圖示省略)供入負極池2內。另外，圖示中省去了對電解液進行分離·混合的構成。
在反應器30內，例如，鎳氫型電池，進行如下反應。
據此生成與充電時進行以下反應生成的MHx相同的活性物質。
在正極反應器中，鎳氫型電池，由氧氣或空氣進行如下反應。
據此生成與充電時進行以下反應生成的NiOOH相同的活性物質。
另外，本實施方案的構成也可以與第3、第4、第6實施方案的構成進行適當組合。
(第8實施方案)圖12示出了第一發(fā)明的第8實施方案電池。本實施方案是將負極活性物質粉末取為吸氫合金，將負極攪拌(流動化)用的氣體取為氫氣和含氫氣體或烴氣或醇類或醚類，將正極活性物質粉末取為氫氧化鎳，將正極攪拌(流動化)用的氣體取為氧氣或空氣。如圖12所示，在負極池2中填充吸氫合金和電解質溶液20，在正極池3中填充氫氧化鎳粉末和電解質溶液21。利用流動化流體分散裝置9向負極池2中供入氫氣，向正極池3中供入氧氣或空氣。作為吸氫合金，例如可以使用La0.8(Ce，Nd)0.15Zr0.05Ni3.8Co0.8Al0.5等。作為電解質溶液，例如可用KOH水溶液等。
負極池2中，向吸氫合金粉末和電解質溶液20中供給氫氣，產生如下反應。
當電池與負荷裝置8連接時，被吸氫合金吸收的氫，與電解質溶液中的羥基按下式反應，放出電子和水。
放出的電子直接或通過吸氫合金粉末移動到負極集電器6上。電子由負極集電器6通過負荷裝置8移動到正極集電器7上。電子由正極集電器7移動到堿式氫氧化鎳粉末上，通過堿式氫氧化鎳，或者直接移動，按下式進行反應，生成氫氧化鎳和羥基。羥基通過隔離層1進入負極池，與氫化金屬反應。
在正極池3中，鎳氫型電池時，由氧氣或空氣進行如下反應。
據此生成與充電時進行以下反應生成的NiOOH相同的活性物質。
其他的構成和作用與第2實施方案的情況相同。當然，本實施方案的電池也可以以第3、第4、第6、第7實施方案的構成進行實施。
2.第二發(fā)明的實施方案(第1實施方案)圖13是第二發(fā)明的第1實施方案層疊型三元電池的驗證試驗器之一例的示意斜視圖和簡要斷面圖。圖14是組裝前(分散狀態(tài))主要部件一部分的示意斜視圖。如圖13所示，本例的層疊型三元電池41是メタハイ電池(鎳氫電池)，如圖14所示，在厚度方向上貫通正方形狀中央開口部分42a設置的電池(容器)部件42，以2個為一對進行構成，在圖13的例中，具有二對(合計4個)電池部件42。如圖14所示，在各電池部件42中的開口部分42a的周圍形成淺(本例中深度為0.5mm)環(huán)狀的凹狀部分42b，在電池部件42、42之間，將略成正方形的耐堿性的離子透過性的隔離層(本例中為聚四氟乙烯性隔離層)43嵌裝在凹狀部42b內。隔離層43是只能通過離子，而不能通過電極粉末n，h和電的膜狀體，除上述之外，也可以使用素瓷板、離子交換樹脂膜、玻璃等。在各電池部件42的上面，臨近開口部分42a內，在寬度方向上以一定間隔形成上下貫通的2個注液口42c，在各注液口42c中安裝可自由裝卸的橡膠栓44。
在各組電池部件42、42之間的凹狀部分42b中，嵌插略呈正方形的耐堿性和具有導電性的板狀集電部件(本例中為鎳板)45。在2組電池部件42的全組兩端，具有耐堿性的導電性集電極本體(本例中為鎳板)46和47。在中央部分具有與開口部分42a相同形狀的開口部分48a，外形與電池部件42相同的橡膠制成的墊片48，安裝在電池部件42和42之間，及電池部件42和集電極本體46、47之間。在電池部件42、墊片48和集電極本體46和47上，沿開口部分42a和48a周圍的四周方向，以一定間隔開設一連串在厚度方向上貫通的數個通孔42d、48d、46d、47d。這樣，在數個通孔42d、48d、46d、47d中插入一連串的非導電性螺栓49，在螺栓49的端部螺紋處49a緊固地擰上螺母(未圖示)。在左端(正極)和右端(負極)的集電極本體46和47的上端部，在寬度方向上以一定間隔開設小孔46e和47e，在本例中，在左端和右端集電極本體46和47兩端的小孔46e和47e中，安裝正極端子50、負極端子51，與配線52和53的一端連接。
在各電池部件42內，由注液口42c注入作為電解質溶液的氫氧化鉀水溶液k，在氫氧化鉀水溶液k中，從圖13(b)的左端側電池部件42開始，依次填入作為正極粉末活性物質的氫氧化鎳粉n、作為負極的粉末活性物質吸氫合金粉h、作為正極的粉末活性物質氫氧化鎳粉n、作為負極的粉末活性物質吸氫合金粉h，并使其懸浮。結果是，從圖13(b)的左端到右端，依次形成正極池54、負極池55、正極池54、負極池55。
如上制作，構成層疊型三元電池41，而本例電池41是由2個串聯連接的鎳氫單元電池(二級電池)56構成的，形成約2.4V電壓的電池。在電池41的正極端子50和負極端子51之間，利用配線52和53連接上2.4V電燈泡等負荷裝置57。在充電狀態(tài)下，放電時，與具有正極端子50的左側第1單元電池56的正極集電極本體46接觸的正極池54內的堿式氫氧化鎳粉n，由正極集電體46接收到電子(e-)，電子(e-)與氫離子一起供給一連串接觸的堿式氫氧化鎳粉末n，形成氫氧化鎳。同樣，在負極池55內，吸氫合金粉末h放出電子(e-)和氫離子(H+)，這些氫離子通過離子透過性隔離層43進入正極池內。即，在正極池54內，進行以下反應，
在負極池55內進行以下反應，(M吸氫合金粉)。
接著，在負極池55內，吸氫合金粉末h放出的電子(e-)，通過吸氫合金粉末h邊移動邊聚集(集電)在右側第2單元電池56中與正極池54構成隔壁的集電部件45上，第2單元電池的正極池54內的堿式氫氧化鎳粉末n從集電部件45接收電子(e-)，電子(e-)與氫離子一起供給到一連串接觸的堿式氫氧化鎳粉末n上，形成氫氧化鎳。而且，在右側第2單元電池56的負極池55內，吸氫合金粉末h放出電子(e-)和氫離子(H+)，該氫離子通過離子透過性隔離層43進入正極池54內。在負極池55內放出的電子(e-)聚集在負極集電極本體47上，從負極端子51通過配線53移動到負荷裝置57上，再由配線52移動到正極集電極本體46。這樣，由正極集電極本體46的正極端子50經負荷裝置57向負極集電極本體47的負極端子51形成電流流動。這樣產生1.2V×2(2.4V)的電壓(進行放電)。
另一方面，向三元電池41充電，按以下形式進行。利用充電器58向電池41施加規(guī)定的電壓，由負極集電極本體47的負極端子51向右側第2單位電池56的負極池55供給電子(e-)。電子(e-)一邊在吸氫合金粉末h內移動，一邊由此產生如下反應，產生羥基離子。
(M吸氫合金粉)在負極池55內產生的羥基離子(OH-)，通過離子透過性隔離層43移動到左側正極池54內，與氫氧化鎳粉末n進行以下反應放出電子(e-)。
Ni(OH)2+OH-→NiOOH+H2O+e-在正極池54內放出的電子(e-)聚集在集電部件45上，移動到左鄰的負極池55內的吸氫合金粉末h上，這樣發(fā)生上式所示的反應，產生羥基離子。在負極池55內產生的羥基離子(OH-)，通過離子透過性隔離層43移動到左側第1單元電池56的正極池54內，與氫氧化鎳粉末n進行上式反應，放出電子(e-)。電子(e-)聚集在正極集電極本體46的正極端子50上，送往充電器58。
(第2實施方案)圖15是第二發(fā)明的第2實施方案層疊型三元電池的中央縱向斷面概念示意圖。
如圖15所示，本例的三元電池41-1是鉛電池，由單元鉛電池56的6組串聯連接構成。單元鉛電池56在中間部分由耐酸性的離子透過性隔離層43分開，形成正極池54和負極池55。左端(第1組)單元電池56的正極池54左端壁和右端(第6組)單元電池56的負極池55右端壁，分別由作為集電極本體46、47的耐酸性導電體(鉑板或鉛板)側壁構成，第1組單元電池56的負極池55的右側壁和第6組單元電池56的正極池54的左側壁，由作為集電部件45的耐酸性導電體側壁(鉑板或鉛板)構成。位于中間的4組的單元電池56，在各組單元電池56之間，通過作為兼作隔壁的集電部件45的耐酸性導電體(鉑板或鉛板)形成串聯連接，同時，通過作為集電部件45的耐酸性導電體側壁(鉑板或鉛板)也和左端(第1組)和右端(第6組)的單元電池56形成串聯連接。
在各池54、55內，填充稀硫酸溶液(硫酸水溶液)r作為本例中共同的電解質溶液。而且，在正極池54內的稀硫酸溶液中添加二氧化鉛(PbO2)粉末A，使其懸浮。另一方面，在負極池55內的稀硫酸溶液中添加金屬鉛(Pb)粉末B，使其懸浮。
由上述結構形成的第2實施方案的三元電池41-1，按如下方式放電。即，與左端的正極集電極本體46相接觸的正極池54，接收來自集電極本體46的電子，并將電子(e-)供給二氧化鉛粉末A，按下式進行反應，形成硫酸鉛(PbSO4)，并產生離子。
接著，正極池54內的陰離子由離子透過性隔離層43移動到負極池55內，與金屬鉛粉末B按下式進行反應，放出電子(e-)，使其氧化，生成硫酸鉛粉。
負極池55內的電子聚集在集電部件45上，由集電部件45將電子供給右鄰的正極池54內的二氧化鉛粉末A，按上式進行反應，生成硫酸鉛(PbSO4)，并產生離子。而且，正極池54內的陰離子由離子透過性隔離層43移動到負極池55內，與金屬鉛粉B按上式反應，放出電子，生成硫酸鉛粉末。該電子聚集在集電部件45上。該反應在各單元電池56中依次反復進行，電子通過負荷裝置(未圖示)從右端的負極集電極本體47向左端的正極集電極本體46移動，反之，電流通過負荷裝置(未圖示)從正極集電極本體46向右端的負極集電極本體47流動。在本例的情況中，產生約13.6V的電壓。對于集電極本體和電極，只要是耐酸性的導電體，任何一種都可使用，例如也可以用碳和導電性聚合物。
(第3實施方案)圖16是第二發(fā)明的第3實施方案層疊型三元電池的中間縱向斷面概念示意圖。
如圖16所示，本例的三元電池41-2和圖15的第2實施方案一樣，是鉛電池，其構成是配置貫通軸向的可自由旋轉的旋轉軸59，利用手動或旋轉驅動裝置(未圖示)使電池41-2旋轉。在與旋轉軸59上的各池54、55內相對應的位置，在相對旋轉軸59垂直的方向上，外伸設置數個攪拌葉片59a，利用旋轉軸59的旋轉使各池54、55內的稀硫酸溶液r與懸浮的二氧化鉛粉A或金屬鉛粉B一起進行攪拌，而與第2實施方案的電池41-1不同。
因此，根據本例的三元電池41-2，通過攪拌作為電極粉末的二氧化鉛粉A和金屬鉛粉B，使各電極粉體A、B和集電極本體46、47或集電部件45形成良好的接觸，所以，能增大各池54、55(池部件42參照圖13)的容量，并獲得電量的增大。通過攪拌作為電極粉末的二氧化鉛粉A和金屬鉛粉B，可防止硫酸鉛粒子在集電極本體和集電部件上的附著，所以，能將鉛板用作集電極本體46、47和集電部件45。除了具有攪拌裝置59這一點以外，由于與第2實施方案的電池41-1相同，所以，與第2實施方案相同的部件采用相同的符號表示而省去說明。
(第4實施方案)圖17是第二發(fā)明的第4實施方案層疊型三元電池的中間縱向斷面概念示意圖。
如圖17所示，本例的三元電池41-3是和圖16的第3實施方案相同的具有攪拌裝置的鉛電池，但是，攪拌裝置與第3實施方案的電池41-2不同。即，本例的攪拌裝置由正極池54用的攪拌裝置60和負極池55用的攪拌裝置61構成，各攪拌裝置60、61具有循環(huán)泵62、63，在硫酸水溶液r的循環(huán)管64、65注入口處安裝有分散噴嘴66、67，抽出口處安裝有電極粉末A、B的過濾器68、69，以使硫酸水溶液r形成循環(huán)。在本例的電池41-3中，分別由分散噴嘴66、67向正極池54或負極池55中噴射硫酸水溶液r，攪拌電極粉末A、B。另外，泵與電解質溶液間采用回水彎管(trap)等加以隔離。
通過攪拌作為本例三元電池41-3的電極粉末二氧化鉛粉末A和金屬鉛粉B，使各電極粉末A、B和集電極本體46、47或集電部件45形成良好的接觸，所以，能增大各池54、55(池部件42參照圖13)的容量，在獲得電量增大的同時，能防止硫酸鉛粒子向集電極本體和集電部件附著，所以，能將鉛板用作集電極本體46、47和集電部件45。只是攪拌裝置不同，其他部分與第3實施方案電池41-2相同，所以，與第3實施方案相同的部分采用相同的符號表示而省去說明。
(第5實施方案)圖18是第二發(fā)明的第5實施方案層疊型三元電池的中間縱向斷面概念示意圖。
如圖18所示，本例的三元電池41-4是具有與圖17的第4實施方案相同結構攪拌裝置的鉛電池，然而，攪拌裝置與第4實施方案的電池41-3不同。即，本例的攪拌裝置是利用鼓風機71、72通過配管73、74從惰性氣體源70，由分散噴嘴75、76將氮氣、氬氣等惰性氣體供入正極電池54和負極池55中的氫氧化鉀水溶液k中，攪拌電極粉末n、h，使形成流動化。另一方面，向正極池54和負極池55中供給氮氣、氬氣等惰性氣體，通過過濾器79、80由另外的配管77、78向大氣中開放抽出。
對于本例的三元電池41-4，分別將氫氧化鎳粉末n裝入正極池54內，將吸氫合金粉末h裝入負極池55內，使在作為電解質溶液的氫氧化鉀水溶液k中懸浮，構成鎳氫型三元二級電池。正極池54的流動化攪拌氣體，使用氧氣或空氣，負極池55的流動化攪拌氣體，使用氫氣。此時發(fā)生如下反應。即，負極池55中，吸氫合金粉末h與氫發(fā)生下列反應
當電池與負荷裝置57(參照圖13)連接時，被吸氫合金粉末h吸留的氫氣，與電解質溶液k中的羥基離子進行反應，按下式放出電子和水。
放出的電子聚集在負極集電極本體47上，通過負荷裝置57(參照圖13)向正極集電極本體46移動，在正極池46內移動到堿式氫氧化鎳粉末n上，按下式與水反應，生成氫氧化鎳和羥基離子。
羥基離子透過隔離層43向負極池55移動，與氫化金屬反應，放出電子和水。
另一方面，在正極池54內，由于供入氧氣或空氣，產生以下反應。
結果是，通過充電時按下式進行的反應生成NiOOH而進行發(fā)電。
(第6實施方案)圖19是第二發(fā)明的第6實施方案層疊型三元電池的中間縱向斷面概念示意圖。
如圖19所示，本例的三元電池41-5和圖13的第1實施方案相同，是由鎳氫二級電池構成，但是，正極池54和負極池55的容量相當大。取而代之的是，從集電極本體46、47和集電部件45向正極池54或負極池55內，分別以一定間隔外伸設置多個接線柱81、82、83。在本例的情況下，對于集電極本體46、47和集電部件45，由于使用了鎳板，所以接線柱81、82、83也可以與鎳板形成一個整體。在本例的電池41-5中，大幅度擴大了各池54、55的容積，而電極粉末n、h與集電極本體46、47和集電部件形成可靠的接觸，所以，能充分的傳送電(電子和電流)。在本例的電池41-5中也可以使用第3實施方案或第4實施方案的攪拌裝置59，或把60和61組合使用。
(其他的實施方案)以上說明了第二發(fā)明的三元電池實施方案，但也可以按下述實施。
①作為正極和負極的活性物質粉末，除上述以外，例如，可使用氫氧化鎳和鎘，或氫氧化鎳和氫氧化鐵。
②在上述實施方案中，雖然講述的結構是通過導電性(耐酸性或耐堿性)的導電部件45將2～6個單元二級電池56進行串聯連接，但也可以按照所要求的電壓，以任意個進行串聯連結。
③關于電池的容量，可根據所要求的電力容量，增大電池部件42的容積，也可根據需要，設置攪拌裝置和接線柱。
3.第三發(fā)明的實施方案以下對第三發(fā)明的實施方案以具體實例進行詳細說明，即，以三元結構電池(三元電池)作為結構的一部分的，具有作為可充放電的電力貯藏設備功能的設備或裝置、以三元電池中貯藏的電力作為動力源的旋轉機器、以三元電池中貯藏的電力作為動力源的移動物體、以三元電池中貯藏的電力供給其他設備的電力輸送裝置和將三元電池中貯藏的電力轉變成光能、動能、或熱能的設備。
(門)建筑物的門和汽車的門等各種門，為了隔熱和提高強度，大多采用雙層結構，但是其內部空間卻沒有有效利用。
因此，可將門的內部空間作為可充放電的三元電池的池使用。
即，以上述機構對三元電池進行充電，將門的內部空間用作電力貯藏庫。
其結果是，將本實施例用于建筑物的門時，在由商用電源停電引起事故中，即使停止供電，貯藏在門內的三元電池的電力用作應急電源，而在用于汽車門時，不需要另外搭載蓄電池。而且，電池活性物質主要是金屬粒子，所具有的特征是在汽車發(fā)生事故時耐沖擊性強，而且具有吸音作用，隔音性很優(yōu)良。
圖20是內部空間具有可充放電的三元電池的門縱向斷面圖。在圖20中，91是門的外殼、92是利用鉸鏈的正極端子、93是利用鉸鏈的負極端子、94是導電性的集電部件，用集電部件94和非導電性的隔離層95分割形成為數個池，各個池由離子透過性隔離層96分割成2部分，在分割后的一側池中，填充正極粉末活性物質和電解質溶液97，而在分割后的另一側池中，填充負極粉末活性物質和電解質溶液98。99為鍵裝置、100為旋鈕。
(橋墩)橋墩多數是鋼制的或混凝土制的，鋼制橋墩多數是中空結構，但是，中空的內部空間沒有有效利用。
因此，可將中空鋼制橋墩的內部用作可充放電三元電池的池。
即，以上述機構向三元電池進行充電，將橋墩的內部空間用作電力貯藏庫。
其結果是，通過在橋墩空洞部分內填充作為活性物質的鐵粉等，增強了底座受破壞的強度，另一方面，例如，如橋墩靠近海洋附近時，可貯藏利用海水溫差發(fā)的電力或利用潮汐發(fā)的電力，也可貯藏風力發(fā)的電力。
圖21是內部空間具有可充放電三元電池的橋墩縱向斷面圖。圖21中，101是橋墩塊料(ブロツク)，102是分支凸緣(フランジ)、103是導電性集電部件，由集電部件103分割的各池，由離子透過性隔離層104分割成2部分，分割后的一側池中填充正極粉末活性物質和電解質溶液105，而在分割后的另一側池中，填充負極粉末活性物質和電解質溶液106。
例如，將20m方形、5m高的塊，疊成80層以4個橋墩形成橋梁，橋墩塊料101以鐵合金制成，內部施以鍍鎳，隔離層104使用氧化金屬燒結體等絕緣體強度高的材料，作為正極粉末活性物質，使用在氫氧化鎳粉末中混合了金屬鎳粉的活性物質，作為負極粉末活性物質，使用氫氧化鐵粉和金屬鎳粉混合的活性物質，作為電解質溶液，使用6當量的氫氧化鉀溶液時，可貯藏700億kWhr的電力，該電力是日本全國商業(yè)用電約1個月的電力。
(大壩)大壩，一般是填充混凝土構筑成的巨大建造物，但是，這種巨大容積僅用作將水的勢能轉變成電力的設備。
因此，作為鋼制外殼的大壩，可將其內部空間用作可充放電三元電池的巨大的池。
即，不僅將大壩作為將水的勢能轉變成電力的設備，而且以上述機構向三元電池充電，將大壩的內部空間用作電力貯藏庫。
其結果是，與揚水發(fā)電效率為60％比較，電力貯藏效率高達95％。
圖22是內部空間具有可充放電三元電池的大壩側視圖。圖22中，111是正極集電極本體、112是負極集電極本體、113是導電性集電部件，由集電部件113分割的各池，由離子透過性隔離層114分割成2個部分，分割后的池中，靠近正極集電極本體的池部分內，填充正極粉末活性物質和電解質溶液115，在分割后的池中，靠近負極集電極本體的池部分內，填充負極粉末活性物質和電解質溶液116。
(散熱器)液冷式散熱器，作為冷卻介質使用水和油，但這種冷卻介質向燃料等的轉用是困難的，僅作為冷卻劑使用。
因此，用可充放電的三元電池構成散熱器時，將電解液作為冷卻介質。
即，電池充放電時，通過電解液接受必要的熱而將散熱器用作電力貯藏器。
其結果是，例如，不需要在汽車上搭載蓄電池，也可提高電池的電力貯藏效率。特別是外界氣溫低時，電池的反應速度可通過加熱電解液進行促進。
圖23是作為電力貯藏器的散熱器簡要構成圖。在圖23中，121是散熱器本體、122是葉片，散熱器本體121由離子透過性隔離層123分割成2部分，在分割后的一側中，填充正極粉末活性物質和電解質溶液124，而在分割后的另一側中，填充負極粉末活性物質和電解質溶液125。126是正極集電極本體、127是負極集電極本體。128a、128b是用于再生活性物質的分離活性物質過濾器，分離活性物質過濾器128b與熱源相通。把來自熱源的熱傳給散熱器本體121。
(屋頂)一般在住宅的屋頂上使用隔熱性和斥水性優(yōu)良的瓦、茅草、陶瓷等，但是屋頂自身沒有能量轉換功能，可以說屋頂和頂棚之間的很大空間也是白白浪費的。
因此，利用屋頂和頂棚的空間形成了可充放電的三元電池。
即，作為不把兼作隔熱材料的土封入屋頂里，代之封入的是三元電池的粉末活性物質，將屋頂里用作電力貯藏庫。
其結果是，例如，把設在屋頂上的太陽能電池和風力發(fā)電得到的電力貯藏在三元電池內，而且，若三元電池具有熱交換功能的話，在夏季，抽吸室內的熱風用于三元電池的電池反應，冬季時，將三元電池的反應生成熱向室內釋放，使室內形成冬暖夏涼。三元電池不僅用作電力貯藏裝置，而且也可用作空調設備。在汽車的頂棚部分也設置具有熱交換功能的三元電池，同樣可獲得空調效果。
圖24是在頂棚部分具有可充放電三元電池的房屋縱向斷面圖。圖24中，131是屋頂、132a、132b是墻壁，在由屋頂131和墻壁132a、132b和梁133圍成的頂棚部分內，由一個壁132a向另一個壁132b配置數個集電部件134，用集電部件134分割的各池，再由離子透過性隔離層135分割成2部分，在分割后的池中靠近正極集電極本體136部分內，填充正極粉末活性物質和電解質溶液137，而在分割后的池中靠近負極集電極本體138部分內，填充負極粉末活性物質和電解質溶液139。
(汽車的機罩和行李箱蓋)汽車的機罩和行李箱蓋，雖然用來覆蓋發(fā)動機以及其他內裝物和用作強度部件，但其內面部分沒有利用。
因此，將機罩和行李箱蓋用作三元電池的殼體，在機罩和行李箱蓋的內側形成可充放電的三元電池。
即，機罩和行李箱蓋上具有電池功能。
其結果是，迄今已不需要在機罩內搭載蓄電池，而且，三元電池發(fā)揮了強度部件的功能，增強了機罩和行李箱蓋的強度。
圖25是內側具有可充放電三元電池的部分機罩的示意斷面圖。圖25中，141是機罩、142是導電性的集電部件，由集電部件142分割的各池，再用離子透過性隔離層143分割成2部分，分割后的一側池中，填充正極粉末活性物質和電解質溶液144，分割后的另一側池中，填充負極粉末活性物質和電解質溶液145。
(道路)一般講，道路施工時，下層鋪設路基材料，在下層路基材料上鋪設上層路基材料，表層部分鋪設瀝青，路基材料除了用作道路基礎外，未特別加以利用。
因此，使用粉末活性物質取代現在一般使用的路基材料，在靠近地表面附近形成可充放電的三元電池。
即，利用上述機構對三元電池充電，在道路中貯藏大量電力。
其結果是，利用伴隨著電池反應的發(fā)熱可防止道路凍結，通過粉末活性物質的再生，可使路基材料再循環(huán)。
圖26是形成可充放電三元電池的地表面附近的斷面圖。圖26中，151是鋪設的瀝青、152是正極集電極本體、153是負極集電極本體、154是導電性集電部件，由集電部件154分割的池，再用離子透過性隔離層155分割成2部分，分割后的池中靠近正極集電極本體的池部分中，填充正極粉末活性物質和電解質溶液156，而在分割后的池中靠近負極集電極本體的池部分內，填充負極粉末活性物質和電解質溶液157。
(食品器具)一般講，為了使食品器具具有很好的保溫性，多數使用隔熱性高的陶器和金屬制成的雙層結構的器具。然而，由于隔熱性高、熱容量大，所以在向食品器具裝入食品之前，為使與該食品溫度調和，或預先將容器加熱，或冷卻，因此，需要確保良好的保溫性。
因此，將食品器具的底部或側部制成雙層結構，利用該雙層結構的內部空間形成能充放電的三元電池，在其內部空間內埋設發(fā)熱元件或冷卻元件。
即，將該三元電池內貯藏的電力作為電源，啟動發(fā)熱元件或冷卻元件，加熱保存熱的食品，或冷卻保存冷的食品。
其結果是，在將熱的食品裝入食品器具之前不必加熱食品器具，也不必將該食品放涼。另外，在將冷的食品放入食品器具之前，不必將食品器具進行冷卻，也不必對該食品加溫。
圖27是側部具有可充放電三元電池的食品器具縱向斷面圖。圖27中，161是食品器具把手，食品器具本體162形成具有內部空間的雙層結構。食品器具本體162側面的內部空間，由離子透過性隔離層163分割成2部分，分割后的一個空間內，填充正極粉末活性物質和電解質溶液164，而分割后的另一個空間內，填充負極粉末活性物質和電解質溶液165。在食品器具底部埋設發(fā)熱元件(或冷卻元件)166。167是電源開關、168是充電插座。由充電插座168向上述結構的食品器具側面三元電池進行充電，在將食品裝入食品器具中時，啟動電源開關167，用側面三元電池中充的電力啟動發(fā)熱元件(或冷卻元件)166，以加熱保持或冷卻保持食品器具內的食品。
(平衡錘)動力鏟、叉式起重車、吊車等起重機，為了與提取的重物保持平衡，一般將平衡錘作為必須的附屬物，這種平衡錘為金屬塊，除了用作重量平衡外，沒有其他利用。
因此，在平衡錘的內部具有正極集電極本體和負極集電極本體，在該正極集電極本體和負極集電極本體之間裝有離子透過性隔離層，在正極集電極本體和離子透過性隔離層之間填充正極粉末活性物質和電解質溶液，在負極集電極本體和離子透過性隔離層之間填充負極粉末活性物質和電解質溶液，形成可充放電的三元電池。
即，不僅將平衡錘作為單一的重物，而且可用作電力貯藏器。
其結果是，可以將內藏的三元電池的電力用作動力鏟、叉式起重車、吊車等起重機的工作電源。
(凹床)根據住宅，有時向凹床下通入高溫燃燒排氣，或通過設置電加熱器，用作室內供暖裝置的熱源。然而，將這種熱難以應用于冷氣機，所以還不能說充分利用了凹床下的空間。
因此，可在凹床下形成可充放電的三元電池。
即，將凹床下形成電力貯藏庫，因充放電時，一種電極進行放熱，另一種電極進行吸熱，故可用于室內冷暖空調房。
這樣，由于作為冷暖空調房電源的電池吸放熱可直接利用，所以與利用壓縮性傳熱介質的膨脹、壓縮產生的氣化熱和發(fā)散熱進行冷暖空調房間的一般空調器比較，提高了能量轉換效率。
圖28是具有可充放電三元電池的住宅凹床斷面圖。圖28中，171是凹床、172是正極、173是負極、174是導電性集電部件，利用由正極向負極配置的集電部件174分割的各池，再由離子透過性隔離層175分割成2部分，分割后的池中靠近正極的池部分中，填充正極粉末活性物質和電解質溶液176，而在分割后的池中靠近負極的池部分中，填充負極粉末活性物質和電解質溶液177。178是供給熱介質的冷暖切換器、179是回收熱介質的冷暖切換器。由供給熱介質的冷暖切換器178，通過凹床下熱介質流通空間180的熱介質，由回收熱介質冷暖切換器179回收，由正極熱交換器熱介質供給泵181供給各正極池內熱交換器182，經過正極熱交換器熱介質排出泵183，送至熱介質的冷暖切換器178。由回收熱介質冷暖切換器179回收的熱介質，由負極熱交換器熱介質供給泵184供給各負極池內熱交換器185，經負極熱交換器熱介質排出泵186，送至供給熱介質的冷暖切換器178。因此，通過將供給熱介質的冷暖切換器178和回收熱介質的冷暖切換器179，切換到冷氣機或供暖機，可以將充放電時電池反應產生的化學反應熱用作冷氣機冷源，或用作供暖熱源。
(床)一般講，床的隔熱性很好，冬天暖和，夏天熱。
因此，利用床表面下安裝彈簧體等彈性裝置的部分，在床內形成可充放電的三元電池。
即，將床形成電力貯藏器，充放電時，由于一個電極放熱，另一個電極吸熱，所以將其放熱反應用于供暖房，將其吸熱反應用于冷氣機。
這樣，作為空調房間的電力源，由于直接利用了電池的吸放熱，所以與利用伴隨壓縮性傳熱介質膨脹、壓縮產生的氣化熱和發(fā)散熱進行空調房間的一般空調器比較，提高了能量轉換效率。
具體的圖示例，因和圖28一樣，所以省去(也可以用凹床171代替床表面)。
(工程用電源)作為各種工程用電源，一般在不能用商用電源的場所，雖然可利用發(fā)動機發(fā)電設備，但是，會產生所謂噪音和排氣的公害。
因此，將可充放電的三元電池搭載在車輛上，設置在工程現場。這樣，在工程需要時，可由該三元電池供給電力。
這樣可提供低噪音、低排氣的電源供給裝置。特別是在住宅密集區(qū)和隧道等狹窄空間內需要工程用電源時，其效果很大。
圖29是搭載可充放電三元電池的拖車側面圖。圖29中，191是動力車、192是搭載三元電池的拖車。
(電動機)一般講，電動機當不能由外部電源供給電力時，就不能工作，還存在起動時有額定以上電流流動的缺點。
因此，將電動機的殼體或臺座作為電池外殼，形成可充放電的三元電池。
即，通過在電動機內部裝有電力貯藏裝置，即使外部電源不能供給電力，電動機仍能工作。
這樣，將電動機和電池組合在一起，減小了裝置的總容積。起動時，除了由外部電源，也可由三元電池供給電力，不需要過大的供電設備，并能控制外部電力的用量。而且，在電動機的通常運轉時，只由三元電池供給電力，無需外部電力，即使停電時，電動機仍能工作。
圖30(a)是殼體內組裝了可充放電三元電池的電動機縱向斷面圖。圖30(a)中，201是旋轉軸、202是轉子、203是磁線圈、204是正極集電極本體、205是離子透過性隔離層，206是負極集電極本體。在正極集電極本體204和離子透過性隔離層205之間，填充正極粉末活性物質和電解質溶液207，而在負極集電極本體206和離子透過性隔離層205之間，填充負極粉末活性物質和電解質溶液208。圖30(a)中，電池雖是一個，假如沿著圓周方向進行疊層，或者在縱軸方向進行疊層，則可得到高電壓。負極集電極本體206，雖然以圓形示出，若以矩形在縱軸方向上疊層，則能提高電動機的體積效率。
圖30(b)是在臺座中組裝了可充放電三元電池的電動機縱向斷面圖。圖30(b)中，209是電動機215的臺座，210是正極集電極本體、211是離子透過性隔離層、212是負極集電極本體。在正極集電極本體210和隔離層211之間，填充正極粉末活性物質和電解質溶液213，而在負極集電極本體212和隔離層211之間，填充負極粉末活性物質和電解質溶液214。
用小型電動機使本發(fā)明三元電池進行工作的物品，例如，如在便攜式磁帶錄音機中使用時，則現在使用的電池空間可以省略，由于只有電動機稍大，所以作為便攜式磁帶錄音機整體可以小型化。假如在大型電動機中采用本發(fā)明的三元電池，也可以由三元電池供給電動機起動時所需要的大電流，因此由于不需要只在起動時需要的過大電源裝置，所以，外部電力用量也能大幅度地降低。
(發(fā)動機)一般講，在活塞式發(fā)動機、渦輪發(fā)動機等發(fā)動機的殼體內，附設有使冷卻介質流通的外套，啟動這種發(fā)動機時需要電動機，在啟動該電動機時，又必須從外部電源供給電力。
因此，將發(fā)動機的殼體作為電池殼體，形成可充放電的三元電池。
即，形成電池的殼體，吸收發(fā)動機的熱量，有效地轉換成電力，并將電力貯藏在發(fā)動機殼體外側。
這樣，由于發(fā)動機具有了蓄電作用，所以也就不需要外部電源了。通過利用發(fā)動機的熱量進行蓄電，由于將以前廢棄到外部的熱能轉換成電能貯藏起來，所以提高了總體能量效率。
圖31是在殼體內組裝了可充放電三元電池的渦輪發(fā)動機縱向斷面圖。圖31中，221是旋轉軸、222是渦輪機、223是殼體、224是正極集電極本體、225是離子透過性隔離層、226是負極集電極本體。在正極集電極本體224和隔離層225之間，填充正極粉末活性物質和電解質溶液227，在負極集電極本體226和隔離層225之間，填充負極粉末活性物質和電解質溶液228。
圖31中所示的電池結構，加上發(fā)動機的工作溫度，采用以比較高的溫度進行工作的電池結構(例如，將碳酸鋰、碳酸鉀等碳酸鹽作為電解質，以約650℃左右的高溫工作的熔融碳酸鹽型燃料電池)，最好將由于充電而吸熱的電極與殼體223共用。圖31中，雖然示出了渦輪發(fā)動機的情況，但活塞式發(fā)動機的情況，可以將汽缸外周的冷卻雙層夾套作為電池的殼體。
(雙層結構船)油輪等是泄漏時能污染海水液體的運輸船，為了不使該液體因事故等而流入海洋，多數都采用雙層結構，但是，這雙層結構部分沒有得到有效利用。
因此，在雙層結構部分內，將海水和堿等作為電解液，形成可充放電的三元電池。
即，將船的雙層結構部分用作電力貯藏庫。
其結果是，可以將貯藏的電力用作船在航行中的動力源。
圖32是組裝了可充放電三元電池的雙層結構船的部分示意側視圖。圖32中，231是作為正極集電極本體的油罐壁、232是離子透過性隔離層、233是作為負極集電極本體的船外壁。在正極集電極本體231和隔離層232之間，填充正極粉末活性物質和電解質溶液234，在負極集電極本體233和隔離層232之間，填充負極粉末活性物質和電解質溶液235。本實施例的情況，作為電解液也可以利用海水。這樣，通過將雙層結構船的雙層結構部分有效用作三元電池，例如，將100萬噸油輪重量中的5％部分用作電池時，以10萬馬力的功率可航行60小時。
(船)作為能源的石油、天然氣、核燃料和煤等，為了降低運輸費用，雖然可利用大排水量的大型船只進行大量運輸，但是沒有直接輸送電力的裝置。
因此，可將船倉的一部分或全部作為可充放電三元電池的池。
即，將船倉用作電力貯藏庫。
其結果是，可將貯藏的電力用作船在航行中的動力源。
圖33是組裝了可充放電三元電池的船的縱向部分斷面圖。圖33中，241是作為正極集電極本體的船隔壁、242是作為負極集電極本體的船外壁。在正極集電極本體241和負極集電極本體242之間有兼作隔壁的數個導電性集電部件243，由集電部件243分割的各池，再由離子透過性隔離層244分割成2部分，在分割后的池中靠近正極集電極本體的池部分內，填充正極粉末活性物質和電解質溶液245，在分割后的池中靠近負極集電極本體的池部分內，填充負極粉末活性物質和電解質溶液246。
假設，用100萬噸排水量的船制作三元電池時，可以貯藏1億kWhr的電力。如果1kWhr單價為10日元的話，可以運輸相當于10億日元的電力，與運輸天然氣和煤比較，提高了運輸效率，是優(yōu)選的。
(飛機)飛機的機體與耐壓有關，而機翼與強度有關，所以形成雙重結構，在機翼的一部分內部空間中裝入燃料，其余的內部空間卻沒有有效利用。
因此，利用機翼的內部空間形成可充放電三元電池的池。
即，將機翼內三元電池貯藏的電力用作飛機發(fā)動機啟動時的電力和航行中的機內用電源。
其結果是，也就不需要電力用氣體渦輪機和專用蓄電池了，從而減輕了飛機的總重量。
圖34是組裝了可充放電三元電池的飛機機翼斷面圖。圖34中，251是作為正極集電極本體的機翼內隔壁、252是作為負極集電極本體的機翼外壁。把兼作隔壁的導電性的數個集電部件253插在正極集電極本體251和負極集電極本體252之間，由集電部件253分割的各池，再由離子透過性隔離層254分割成2部分，在分割后的池中靠近正極集電極本體的池部分中，填充正極粉末活性物質和電解質溶液255，而在分割后的池中靠近負極集電極本體的池部分中，填充負極粉末活性物質和電解質溶液256。
(壓路機)壓路機的壓路輥子既大又重，壓路輥以重量發(fā)揮作用，因此，在輥子內部填充大量鐵塊作為重物，但填充物沒有得到有效利用。
因此，以活性物質粉末代替壓路機輥子內部的鐵塊，形成可充放電的三元電池。
即，將壓路機的輥子用作移動用電源。
其結果是，壓路輥除了作為重物外，也有效用作移動電源。
圖35是組裝了可充放電三元電池的壓路機輥子的斷面圖。圖35中，261是作為正極集電極本體的旋轉軸、262是作為負極集電極本體的外壁。把兼作隔壁的導電性集電部件263插在正極集電極本體261和負極集電極本體262之間，由集電部件263分割的各池，再由離子透過性隔離層264分割成2部分，在分割后的池中靠近正極集電極本體的池部分內，填充正極粉末活性物質和電解質溶液265，而在分割后的池中靠近負極集電極本體的池部分內，填充負極粉體活性物質和電解質溶液266。
(電車)
電車，一般通過導電弓由送電線供給電力，然而，架線既花費用又花時間，導電弓和送電線的摩擦也是產生噪音的原因。
因此，將電車的車體底部作為可充放電三元電池的池。
即，在車體底部貯藏三元電池的電力，用作行走時的電力。
其結果是，也就不需要架線了。
圖36是在電車車體底部設置的可充放電三元電池的斷面結構圖。圖36中，271是正極集電極本體、272是負極集電極本體，把兼作隔壁的數個導電性集電部件273插在正極集電極本體271和負極集電極本體272之間，由集電部件273分割的各池，再由離子透過性隔離層274分割成2部分，在分割后的池中靠近正極集電極本體的池部分中，填充正極粉末活性物質和電解質溶液275，在分割后的池中靠近負極集電極本體的池部分中，填充負極粉末活性物質和電解質溶液276。
例如，制作1噸三元電池時，貯藏100kWhr的電力，以這種貯藏的電力，在城市近郊行駛的電車，可以行駛數十分鐘，在停車時的暫短時間(數分鐘)內也可以充電。然而，在新干線行駛的16輛車，最大需要15000kW的電力，當各車輛沒有搭載4噸的三元電池時，不能行駛2小時，所以，容量小于2噸的三元電池，最好同時搭載發(fā)動機發(fā)電器和燃料電池。
(電力機車)電力機車以發(fā)動機發(fā)電器發(fā)電，雖然可以以此電力驅動電動機行駛，但是，由于對于負荷變動的隨動性很差，所以，必須搭載飛輪。而且，發(fā)動機發(fā)電器的能量貯藏量少，所以，角動量的變動對行駛性能也產生惡劣影響。
因此，在發(fā)電器和電動機之間設置可充放電的三元電池。
即，以三元電池貯藏的電力驅動電動機，用作行駛用的電力。
其結果是，對于負荷變動的隨動性變好，由于提高了發(fā)動機的效率，所以，增加了最大輸出功率，同時還有減少公害物質排出量的優(yōu)點。
圖37(a)是具有可充放電三元電池的電力機車斷面圖。圖37(a)中，281是駕駛室、282是發(fā)動機發(fā)電器、283是三元電池、284是電動機、285是控制裝置、286是驅動輪。圖37(b)是在適用于渦輪發(fā)動機時，由發(fā)電器通過可充放電三元電池驅動電動機的機構一實施例的簡要圖，287是壓縮機、288是燃料箱、289是燃燒器，由外部送入的空氣290用壓縮機287進行壓縮，這種高壓空氣和燃料箱288內的燃料由燃燒器289使其燃燒，生成高溫高壓氣體，將這種高溫高壓氣體的動能經膨脹機291、發(fā)電器292供給三元電池293，轉變成電力貯藏起來，再將這種電力經控制裝置294供給電動機295。
(電源車)電力機車和電車一般通過導電弓從送電線供給電力，所以沒有電氣化的路線不能行駛，停電時也不能行駛。所以要牽引上電源車，這種電源車是搭載了發(fā)電器和可充放電三元電池的車輛，或者只搭載可充放電三元電池的車輛。
即，以電源車的電力驅動電動機，用作電力機車和電車行駛用的電力。
其結果是，即使在非電氣化線路上，電力機車和電車也能行駛。
圖38(a)是牽引電源車的電力機車斷面圖，圖38(b)是適用于渦輪發(fā)動機時，由發(fā)電器至可充放電三元電池的電力貯藏系統一實施例的簡要構成圖。在圖38(a)中，301是電力機車、302是電源車，對于與圖37相同的構成元件，附以相同的編號，說明省略。圖38(b)與圖37(b)不同之處是不含有圖37(b)中的控制裝置294和電動機295。
(低噪聲電車)電車一般是通過導電弓從送電線供給電力，所以導電弓和送電線的摩擦會產生噪音。為此，當行駛在住宅密集區(qū)時，為了降低噪音，有時只能低速行駛。而且，作為高速輸送裝置的電車緩慢行駛也會造成大量時間的損失，不能準時到達目的地。
因此，作為搭載了發(fā)電器和可充放電三元電池或只搭載可充放電三元電池的車輛構成的電源車的牽引電源，可在各種車輛上搭載三元電池。
即，在高速行駛時將導電弓收起，仍能以三元電池貯藏的電力行駛。
其結果是，可以降低高速行駛時的噪音。
圖39是具有可充放電三元電池的低噪聲電車斷面圖，與圖38(a)的電力機車301不同點是在該電力機車301上附加了導電弓311。
(電線)以前，高頻電力輸送使用同軸電纜，低頻電力輸送使用平行型電纜，然而，當來自電源的電力發(fā)生短暫停電或短期停電時，電力則停止供應，所以，不允許瞬時停止工作的機器就會發(fā)生重大的事故。
因此，將送電線作為集電極本體，在其周圍填充粉末活性物質，使送電線也具有可充放電三元電池的功能。
即，形成三元電池，使電力適應于必須的機器電壓，在短時間內供給三元電池內貯藏的電力。
其結果是，在以較小的直流電工作的設備中，在短暫的停電時，由三元電池可供給需要的電力，即使在商用電源暫時停電，或電源切換時，或電源插頭拔掉時，電器設備也不會停止工作。特別是對個人計算機和電鐘等以小電力工作的設備，能充分適應它們的電故障。
圖40(a)是現有的送電線斷面圖，圖40(b)是組裝了可充放電三元電池的送電線斷面圖，圖40(c)是從組裝了可充放電三元電池的送電線向終端設備供應電力的一實施例概略流程圖。
圖40(a)中，321、322是送電線。圖40(b)中，323是作為正極集電極本體的電線，324是作為負極集電極本體的電線。在正極集電極本體323和負極集電極本體324之間插入數個導電性的集電部件325，形成數個池，各池再由離子透過性隔離層326分割成2部分，在分割后的池中靠近正極集電極本體的池部分內，填充正極粉末活性物質和電解質溶液327，而在分割后的池中靠近負極集電極本體的池部分中，填充負極粉末活性物質和電解質溶液328。
圖40(c)中，329是交流100伏電源、330是交流100伏送電線，331是整流器、332是內裝三元電池的送電線、333是個人計算機。例如，如在送電線332中封裝10克(gr)粉末活性物質，則在鎳氫電池的場合，可以以7.2V、1A的直流電供電400秒鐘。
(電桿)為了輸送電力，雖然在電桿的高處裝配有電纜，但是，電桿構造物自身卻沒能有效利用。
因此，將電桿形成可充放電三元電池的構造。
即，通常由商用電源供給電力，停電時由電桿的三元電池供給電力。
其結果是，即使商用電源停電時，也不會中斷而繼續(xù)供電。
圖41是裝入了可充放電三元電池的電桿斷面圖。圖41中，341是地表面、342是正極、343是負極，這些正極和負極之間插入數個集電部件344，用集電部件344分割的各池，再由離子透過性隔離層345分割成2部分，在分割后的池中靠近正極的池部分內，填充正極粉末活性物質和電解質溶液346，而在分割后的池中靠近負極的池部分內，填充負極粉末活性物質和電解質溶液347。
(電燈泡)一般是，電燈泡是在金屬容器上連接玻璃容器，在該玻璃容器中配置燈絲，經金屬容器向燈絲供電，使燈發(fā)光。這樣，在使電燈泡發(fā)光時，必須用外部電源。
因此，在電燈泡的金屬容器部分內填充粉末活性物質，形成可充放電的三元電池。
即，使三元電池的端子和電燈泡的燈絲端子形成短路，即可發(fā)光。
其結果是，在沒有外部電源時，仍可以使電燈泡發(fā)光。
圖42是裝入了可充放電三元電池的電燈泡斷面圖。圖42中，351是正極集電極本體、352是負極集電極本體，353是離子透過性隔離層，在正極集電極本體351和隔離層353之間，填充正極粉末活性物質和電解質溶液354，而在負極集電極本體352和隔離層353之間，填充負極粉末活性物質和電解質溶液355。356是燈絲、357是燈絲端子、358是電池正極端子、359是充電插座。燈絲356的一端和電池的負極集電極本體352在內部進行連接，所以，燈絲端子357和電池正極端子358形成短路，即可使電燈泡發(fā)光。
(手電筒)手電筒一般是在帶有電源開關的筒狀容器中裝入電池，使電燈泡發(fā)光，但是，在手電筒的容器中再裝入電池容器的所謂雙層容器結構，其重量大。
因此，將手電筒的容器用作集電極本體，在容器內裝入粉末活性物質和電解液，形成可充放電的三元電池。
即，將手電筒的容器用作三元電池的殼體。
其結果是，由于不需要向現有手電筒中裝入電池，所以，能使手電筒重量減輕和小型化。
圖43是裝入了可充放電三元電池的手電筒斷面圖。圖43中，361是電燈泡、362是開關、363是正極集電極本體、364是負極集電極本體，365是離子透過性隔離層，在正極集電極本體363和隔離層365之間，填充正極粉末活性物質和電解質溶液366，而在負極集電極本體364和隔離層365之間，填充負極粉末活性物質和電解質溶液367。
(巨大隕石軌道變更裝置)作為巨大隕石軌道的變更裝置，是將鉛蓄電池的電力作為能量，把配置在2個軌道上的金屬彈丸進行發(fā)射，將該金屬彈丸打入巨大隕石中，改變隕石軌道，雖然已提出了這種方法，但是，打入隕石的能量卻不能滿足。
因此，在地表面附近，以大電流形成可充放電的三元電池。
即，將三元電池中貯藏的電流轉換成動能，大幅度增加由導軌槍( レ-ルガン)發(fā)射金屬彈丸打入隕石中的能量。
圖44(a)是在地表面附近形成的可充放電的三元電池縱向斷面圖。圖44(a)中，371是地表面、372是正極、373是負極，在正極371和負極372之間插入數個導電性集電部件374，由集電部件374分割的各池，再由離子透過性隔離層375分割成2部分，在分割后的池中靠近正極部分內，填充正極粉末活性物質和電解質溶液376，而在分割后的池中靠近負極的池部分內，填充負極粉末活性物質和電解質溶液377。
圖44(b)是利用導軌槍發(fā)射金屬彈丸裝置一實施例的構成圖。圖44(b)中，378是可充放電的三元電池、379是金屬彈丸、380是作為正極的H型鋼的電刷(ブラシ)、381是作為負極的H型鋼的電刷。例如，圖44(a)所示結構的三元電池，當形成10km見方時，可以貯藏105伏×1013安培的電力。利用這種電力，從天空向地面形成0.5×1018瓦特的磁場，將該電磁力付與金屬彈丸。即，在由電刷380和381構成的10m寬的導軌上，施加1035N的力，將直徑50m、長度100m的鎳制彈丸，加速至光速的1/10000左右進行發(fā)射，可以擊落幾乎所有的隕石。
(熔融裝置)在熔融各種物質的熔融爐中設置大電力供電設備，從而增大了供電設備的設備費用。
因此，在熔融爐內設置高輸出功率、低容量、可充放電的三元電池。
即，以適當的發(fā)電裝置向三元電池充電，在物質熔融時，將三元電池貯藏的高輸出功率、低容量的電力供給熔融爐，將其電能轉變成熱能而熔融物質。
這樣以較小的供電設備使物質熔融。
4.第四發(fā)明的實施方案(第1實施方案)
圖45是第四發(fā)明的第1實施方案的堿性原電池的簡要構成圖。如圖45所示，通過離子透過性隔離層391設置負極池392、正極池393，在負極池392中，填充負極粉末活性物質和電解質溶液394，而在正極池393中，填充正極粉末活性物質和電解質溶液395。作為負極粉末活性物質，可使用碳化鐵粉末，然而，也可使用碳化鐵和鐵的粉末混合物。所謂碳化鐵，意指該碳化鐵制品，至少一部分具有Fe3C的化學組成。這種碳化鐵，例如，如上所述，可以本申請人申請的在特開平9-48604號公報中公開的方法進行制造，然而，在將含鐵原料進行還原和碳化得到碳化鐵時，沒有必要將全部含鐵原料轉化成碳化鐵。之所以這樣講，是因為雖然碳化鐵中碳化部分形成的越多，導電性越好，另一方面，碳化部分越多，高轉化率的碳化鐵制品的制造費用也越高。就此點考慮，碳化鐵制品的Fe3C組成，若含鐵量在5原子％以上時，作為負極粉末活性物質必要的導電性就可以確保，而且，制造費用也能控制得比較低。
作為正極粉末活性物質，可以使用二氧化錳和碳的粉末混合物。負極池392和正極池393中的電解質溶液，都使用氫氧化鉀水溶液。
隔離層391是可通過離子，但不通過粉末的膜，例如，可使用素瓷、離子交換樹脂膜、金屬纖維和無紡布等。在負極池392、正極池393中，分別設置由導電體構成的負極集電器396、正極集電器397，這些集電器396、397與負荷裝置398連接。集電器396、397最好是不被堿溶液所腐蝕的金屬，例如，可使用鍍鎳的碳鋼板。
以下，對第四發(fā)明的第1實施方案堿性原電池的放電進行詳細說明。
當電池與負荷裝置398連接時，負極集電器396向外部回路放出電子，放出的電子由負極集電器396通過負荷裝置398到達正極集電器397。電子由正極集電器397與正極粉末活性物質直接或通過粉末活性物質一邊移動一邊進行反應。正極粉末活性物質通過接收電子而生成的陰離子，通過隔離層391進入負極池392，在此處與負極粉末活性物質反應，放出電子。該電子通過粉末，或者，直接移動到負極集電器396，供給負荷裝置398。以上循環(huán)反復進行。
將以上放電反應，分成負極側和正極側，以化學式表示時，可表示如下。
(負極)(正極)
圖45僅表示堿性原電池的簡要構成圖，其可采用圓筒型和層疊型等各種結構。
(第2實施方案)圖46是第四發(fā)明的第2實施方案堿性二級電池的簡要構成圖。對于與圖45相同的構成，附以相同的編號而省去說明。與圖45不同點是，在圖46中，作為正極粉末活性物質，使用氫氧化鎳和碳的粉末混合物，并具有流動化流體分散裝置399、400。另外，可設置負荷裝置(放電時)或發(fā)電裝置(充電時)401代替負荷裝置398。
為了提高負極池392和正極池393內粉末彼此間或者粉末和集電器396、397的接觸效率，利用流動化流體分散裝置399、400向各池392、393內供給氣體或液體?？梢耘c流動化流體分散裝置399、400一起，在各池392、393內同時設置葉片狀攪拌機等攪拌裝置，代替流動化流體分散裝置399、400，也可使粉末形成流動化。
在第四發(fā)明的第2實施方案堿性二級電池的充電和放電中，因為放電反應與對堿性原電池的說明相同，所以說明省去。對于充電反應作以下說明。
當電池與發(fā)電裝置401連接時，由發(fā)電裝置401放出的電子到達負極集電器396，該電子由負極集電器396與負極粉末活性物質直接或者向粉末活性物質內邊移動邊進行反應。負極粉末活性物質通過接收電子而產生的陰離子，通過隔離層391進入正極池393，與正極粉末活性物質反應，放出電子。該電子通過粉末，或者，直接移動到正極集電器397，供給發(fā)電裝置401。以上循環(huán)反復進行。
將以上放電反應和充電反應，分成負極側、正極側和整個電池，以化學式表示時，表示如下。
(負極)(正極)(整個電池)上式中，右向箭頭表示放電反應，左向箭頭表示充電反應。
圖46只示出了堿性二級電池的簡要構成，其可采用圓筒型和層疊形等各種結構。
(放電曲線)圖47示出了第四發(fā)明的堿性二級電池(標稱容量為3Ah)的放電曲線之一例。圖47中縱軸表示端子電壓(V)、橫軸表示電容量(Ah)。該堿性二級電池，作為負極活性物質使用了碳化鐵(含鐵量約為30原子％的碳化鐵)粉末，作為正極活性物質使用了氫氧化鎳和碳的粉末混合物。這時，由流動化流體分散裝置399、400向池內通入氮氣。正如圖47明確的那樣，沒有見到放電電壓急劇降低的趨勢，顯示出良好的放電特性。
5.第五發(fā)明的實施方案圖48是根據第五發(fā)明的第1實施方案實施區(qū)域分散型發(fā)電方法的裝置簡要構成。圖48中，汽車411具有汽油發(fā)動機、柴油發(fā)動機、氣體渦輪機等發(fā)動機412、發(fā)電機413、貯藏電力用的移動源電池(蓄電池)414、電動機(馬達)415。汽車411使用發(fā)動機412啟動發(fā)電機413產生電力，將該電力貯藏在移動源電池414內。汽車411按原本的目的行駛時，利用發(fā)動機412和電池414的電力驅動電動機415，當行駛負荷小時，只利用電動機415就可行駛。
停車時，可將上述構成的汽車等用作家庭、事務所的固定發(fā)電系統，其是第五發(fā)明的方法和裝置。代替用發(fā)動機啟動發(fā)電機產生電力的裝置，也可以使用搭載了由燃料電池進行發(fā)電的裝置的汽車等。不僅僅是汽車，只要是具備同樣功能的即可，也可以利用摩托車、三輪摩托車、船舶等。
如圖48所示，將汽車411停放在住所416的車庫時，利用連接器417將住所416中設置的固定電池(蓄電池)418與搭載在汽車411上的移動源電池414連接，由發(fā)動機412驅動發(fā)電機413，將發(fā)出的電力供給固定電池418，進行充電。來自固定電池418的電力由變流器419變成交流，調整電壓，可用于負荷420。商用電源，雖然圖中沒有示出，但可以在變流器419到各負荷420之間連接。也可以將固定電池418與用直流的負荷直接連接使用。
當移動源電池414的電池容量減少時，可啟動發(fā)動機412驅動發(fā)電機413進行充電。這時，為了降低發(fā)動機的排氣聲音，也可在汽車411的排氣管外安裝消音器。
如圖48所示，在住所416設有風力發(fā)電設備和太陽能發(fā)電設備時，即，利用風力發(fā)電機421和太陽能電池422發(fā)出的電力供給固定電池418時，與來自移動源電池414的電力一起用于負荷420。將風力發(fā)電設備、太陽能發(fā)電設備單獨或加以組合設置在住所時，需要大容量蓄電池(電池)，增高了設備費用，但是，通過由搭載在汽車等上的蓄電池(電池)供給電力，可將設置在住所的蓄電池(固定電池418)小型化，以大幅度削減設備費用。
移動源電池414的電池容量小，并且當負荷420的耗電量大于風力發(fā)電機421和太陽能電池422產生的發(fā)電量時，可用固定電池418貯藏的電力對移動源電池414進行充電。
在本實施方案中，雖然對住所416設置風力發(fā)電設備和太陽能發(fā)電設備的情況進行了說明，但是，風力和太陽能的利用是可以選擇的，當然不用說，不設置風力發(fā)電機421、太陽能電池422和固定電池418的構成也是可以的。即，最低限度，最好是設置變流器419，通過用連接器417將變流器419和移動源電池414連接，可將汽車的電力應用于家庭。
在本實施方案中，雖然只說明了電力系統，但是，把汽車等的空調器和散熱器等產生的熱能應用于家庭，可進行共生。例如，把汽車等的空調器和散熱器等釋放的熱風、冷風等，通過管道供給住所用于家庭中的空調。雖然不是共生，但是，把汽車等空調器和散熱器等產生的熱能，在帳蓬和別墅等外出地點，也可以利用。
如上所述，以前的家庭用共生設備費用很高，若長時間不用，很不劃算，在太陽能發(fā)電中，雖然設備費用的一半由國家負擔，進行補貼，即使這樣，從經濟上也是不能成立的，結果是造成預算額過多。因此，也就停止了單獨設置以前的共生設備，把原本作為移動·輸送裝置就存在的汽車等產生的電能用于家庭，可大幅度削減家庭用設備費，并能促進分散型發(fā)電。
使用發(fā)動機啟動發(fā)電機使其發(fā)電的裝置，或利用燃料電池進行發(fā)電的裝置，與貯藏電力用的電池一起搭載在汽車等之中時，由電池供給的電量為數十KWhr，能夠供給剛好一個家庭的消費的電力。外出時，多數使用汽車，可將移動用和固定用分開，即，把移動時供電和停車時供電按時間分開。
例如，購入300萬日元的家用發(fā)電設備，從與電力的購買價格差考慮，在經濟上是不能成立的，但是，若是300萬日元的汽車，不僅作為發(fā)電設備，而且也作為原本目的的移動·輸送裝置，這在經濟上也就成立了。
移動源電池414和固定電池418，例如，如圖1～圖12所示，可以將正極側和負極側的活性物質取為粉末構成三元結構的電池。這樣，若是三元結構的電池，可以將劣化的活性物質粉末一部分或全部廢棄掉，例如，根據第一發(fā)明的第7實施方案，只要用圖10的再生機27將劣化的粉末進行再生，而且能向容器內供給相當于廢棄粉末量的新粉末，就能立刻開始充電，由于具有上述效果，所以，是理想的。
本實施方案，雖然只對家庭使用的作了說明，但事務所使用的情況也是一樣。
產業(yè)上應用的可能性本發(fā)明是由以上說明構成的，其將活性物質制成粉末，構成可貯藏大量電力的三元結構電池，及以該電池作為部分結構的設備或裝置，以及放電電壓難以降低，壽命長的堿性原電池和堿性二級電池，以及適于利用摩托車、三輪摩托車、汽車、船舶等移動·輸送裝置動力的區(qū)域分散型發(fā)電裝置。
符號說明1、43、96、104、114、123、135、143、155、163、175、205、211、225、232、244、254、264、274、326、345、353、365、375、391-離子透過性隔離層；2、55、392-負極池；3、54、393-正極池；4、98、106、116、125、139、145、157、165、177、208、214、228、235、246、256、266、276、328、347、355、367、377、394-負極粉末活性物質及電解質溶液；5、97、105、115、124、137、144、156、164、176、207、213、227、234、245、255、265、275、327、346、354、366、376、395-正極粉末活性物質及電解質溶液；6、396-負極集電器；7、397-正極集電器；8-負荷裝置或發(fā)電裝置；9、399、400-流動化流體分散裝置；10-電解液界面；11-板狀負極集電器；12-板狀正極集電器；13-管狀負極集電器；14-管狀正極集電器；15-負極集電器兼分散器；16-正極集電器兼分散器；17-負極集電器兼攪拌機；18-正極集電器兼攪拌機；19-流動化流體分散器；20-吸氫合金粉及電解質溶液；21-氫氧化鎳粉及電解質溶液；22-負極集電器兼?zhèn)鳠峁埽?3-正極集電器兼?zhèn)鳠峁埽?4-負極集電器兼?zhèn)鳠岚澹?5-正極集電器兼?zhèn)鳠岚澹?6-分離機；27-再生機；28-混合機；29-補充粉末漏斗；30-反應器；31-燃料供給管；41、41-1～41-5-層疊型三元電池；42-池部件；45、94、103、113、134、142、154、156、174、243、253、263、273、325、344、347-集電部件；46、111、126、136、152、204、210、224、231、241、251、261、271、323、351、363-正極集電極本體；47、112、127、138、153、206、212、226、233、242、252、262、272、324、352、364-負極集電極本體；48-墊片；49-螺栓；56-單元電池；57、398-負荷裝置；58-充電器；59、60、61-攪拌裝置；n、h、A、B-粉末(活性物質)；κ、r-電解質溶液；71、72-鼓風機；81、82、83-接線柱；91-門的外殼；92-正極端子；93-負極端子；101-橋墩塊料；121-散熱器本體；131-屋頂；141-機罩；151-鋪設的瀝青；162-食品器具本體；166-發(fā)熱元件(或冷卻元件)；171-凹床；172、342、372、380-正極；173、343、373、381-負極；182-正極池內熱交換器；185-負極池內熱交換器；192-拖車；282-發(fā)動機發(fā)電器；283、293、378-三元電池；284、295-電動機；292-發(fā)電器；301-電力機車；302-電源車；311-導電弓；321、322-送電線；332-內藏三元電池的送電線；341-地表面；356-燈絲；357-燈絲端子；358-電池正極端子；361-電燈泡；379-金屬彈丸；398-負荷裝置；401-發(fā)電裝置；411-汽車；412-發(fā)動機；413-發(fā)電機；414-移動源電池；415-電動機；416-住所；417-連接器；418-固定電池；419-變流器；420-負荷；421-風力發(fā)電機；422-太陽能電池。
權利要求
1.一種電池，其特征是，在利用離子可通過而電子不能通過的部件進行連接的2個容器中的一個容器內，填充在電解質溶液中懸浮的能放出電子的活性物質粉末，而在另一個容器內，填充在電解質溶液中懸浮的能吸收電子的活性物質粉末，并在2個容器內設置與活性物質粉末相接觸的導電體集電裝置。
2.根據權利要求1所述的電池，其特征是，為了使活性物質粉末彼此間，以及活性物質粉末與集電裝置的有效接觸，把利用液體或氣體使2個容器內電解質溶液中的活性物質粉末形成流動化的流體分散裝置和攪拌裝置中的至少一個裝置，與2個容器連接、或設置在2個容器內。
3.根據權利要求1或2所述的電池，其特征是，與活性物質粉末相接觸的集電裝置是棒狀、板狀和管狀中的任何一種形狀。
4.根據權利要求2或3中所述的電池，其特征是，與活性物質粉末接觸的集電裝置，兼用作利用液體或氣體使容器內活性物質粉末形成流動化的流體分散裝置和攪拌裝置中的至少一種裝置。
5.根據權利要求1、2、3或4中所述的電池，其特征是，在2個容器內，設置用于保持電池內反應溫度恒定的傳熱體。
6.根據權利要求5所述的電池，其特征是，傳熱體是與活性物質粉末相接觸的管狀集電體和板狀集電體中的任何一種。
7.根據權利要求1～6任一項所述的電池，其特征是，2個容器分別與從容器抽出劣化的活性物質粉末的抽出裝置和向容器內供給活性物質粉末的供給裝置進行連接。
8.根據權利要求7所述的電池，其特征是，抽出裝置與對抽出的活性物質粉末進行再生的再生裝置和進行補充活性物質粉末的補充裝置中的至少一個裝置連接，由供給裝置把再生的，或新更換的活性物質粉末，向容器內供入。
9.根據權利要求7或8所述的電池，其特征是，把抽出的活性物質粉末通過熱反應或化學反應使之變成充電狀態(tài)粉末的反應裝置與抽出裝置連接，將變成充電狀態(tài)的活性物質粉末由供給裝置供入容器內。
10.根據權利要求1～9中任一項所述的電池，其特征是，負極側的活性物質粉末為吸氫合金粉末，正極側的活性物質粉末為氫氧化鎳粉末。
11.根據權利要求2～9中任一項所述的電池，其特征是，負極側的活性物質粉末是吸氫合金粉末，通入負極側流動化流體分散裝置中的氣體是氫氣，正極側的活性物質粉末是氫氧化鎳粉末，通入正極側流動化流體分散裝置中的氣體是氧氣或空氣。
12.一種三元電池，其特征是，在利用能通過離子而不能通過電子的部件連接的一對池中，在一個池內填充電解質溶液，同時在該電解質溶液中添加能放出電子的活性物質粉末，形成懸浮液，而在另一個池中填充電解質溶液，同時在該電解質溶液中添加能吸收電子的活性物質粉末，形成懸浮液，將這樣形成的數組單元電池，通過兼作上述池間隔壁且與上述粉末接觸的導電性集電部件串聯連接成一體，在兩端的池內設置與粉末接觸且兼作正極電極和負極電極的集電極本體，構成層疊型三元電池。
13.根據權利要求12所述的三元電池，其特征是，在上述各池中設置使電解質溶液中懸浮的活性物質粉末形成流動化的攪拌裝置。
14.根據權利要求12或13所述的三元電池，其特征是，從上述集電部件或上述集電極本體向各池內外伸設置形成一體的導電性接線柱。
15.根據權利要求13所述的三元電池，其特征是，為了降低從電池送出的電量，在上述攪拌裝置中附加停止上述粉末流動化的功能。
16.根據權利要求12～15中任一項所述的三元電池，其特征是，放出電子的活性物質是吸氫合金、鎘、鐵、鋅或鉛。
17.根據權利要求12～15中任一項所述的三元電池，其特征是，吸收電子的活性物質是堿式氫氧化鎳、二氧化鉛或二氧化錳。
18.一種設備或裝置，其是將以下形成的三元結構電池作為部分結構的設備或裝置，其特征是具有可充放的電力貯藏設備的功能，即，在利用只能通過離子不能通過電子的部件進行連接的2個容器的一個容器中，填充在電解質溶液中懸浮的能放出電子的活性物質粉末，在另一個容器中填充在電解質溶液中懸浮的能吸收電子的活性物質粉末，在2個容器內設置與活性物質粉末接觸的導電體集電裝置。
19.根據權利要求18所述的設備或裝置，其把用液體或氣體使2個容器內電解質溶液中懸浮的活性物質粉末形成流動化的流體分散裝置和攪拌裝置中的至少一種裝置，與2個容器連接，或設置在2個容器內。
20.根據權利要求18或19中所述的設備或裝置，其特征是，該設備或裝置是將電池貯藏的電力作為動力源的旋轉設備。
21.根據權利要求18或19中所述的設備或裝置，其特征是，該設備或裝置是將電池貯藏的電力作為動力源的移動物體。
22.根據權利要求18或19中所述的設備或裝置，其特征是，該設備或裝置是將電池貯藏的電力供給其他設備的電力輸送裝置。
23.根據權利要求18或19中所述的設備或裝置，其特征是，該設備或裝置是將電池貯藏的電力轉換成光能、動能或熱能的設備。
24.根據權利要求18～23中任一項所述的設備或裝置，其特征是，其中能放出電子的活性物質是吸氫合金、鎘、鐵、鋅或鉛。
25.根據權利要求18～24中任一項所述的設備或裝置，其特征是，其中能吸收電子的活性物質是堿式氫氧化鎳、二氧化鉛或二氧化錳。
26.根據權利要求18～25中任一項所述的設備或裝置，其特征是，其中電解質溶液是氫氧化鉀溶液、氫氧化鈉溶液或稀硫酸。
27.一種堿性原電池，其特征是，在將正極集電極本體、正極活性物質和電解質溶液、能通過離子但不能通過電子的隔離層、負極活性物質和電解質溶液、和負極集電極本體，依次配置的堿性原電池中，作為負極活性物質，使用的是碳化金屬或碳化金屬和該金屬的混合物。
28.一種堿性二級電池，其特征是，在將正極集電極本體、正極活性物質和電解質溶液、能通過離子但不能通過電子的隔離層、負極活性物質和電解質溶液、和負極集電極本體，依次配置的堿性二級電池中，作為負極活性物質，使用的是碳化金屬或碳化金屬和該金屬的混合物。
29.根據權利要求27所述的堿性原電池，其中，正極活性物質和負極活性物質都是粉末。
30.根據權利要求28所述的堿性二級電池，其中，正極活性物質和負極活性物質都是粉末。
31.根據權利要求27或29所述的堿性原電池，其中，金屬為鐵、碳化金屬為碳化鐵。
32.根據權利要求28或30所述的堿性二級電池，其中，金屬為鐵、碳化金屬為碳化鐵。
33.一種區(qū)域分散型發(fā)電方法，其特征是，搭載了使用汽油發(fā)動機、柴油發(fā)動機和氣輪機等發(fā)動機中任一種使發(fā)電機產生電力的裝置和、用于貯藏產生的電力的電池，通過發(fā)動機和電池的電力驅動電動機的力行駛的摩托車、三輪摩托車、汽車及船舶中的任何一種移動·輸送裝置，在停車或停船時，將搭載在移動·輸送裝置上的電池與設置在住所或事務所的變流器連接，把移動·輸送裝置的發(fā)電機發(fā)出的電力用于住所或事務所的負荷，將停車或停船的移動·輸送裝置用作家庭或事務所的固定發(fā)電設備。
34.根據權利要求33中所述的區(qū)域分散型發(fā)電方法，其中，使用搭載了由燃料電池進行發(fā)電的裝置和貯藏電力的電池的移動·輸送裝置，代替搭載了使用發(fā)動機使發(fā)電機產生電力的裝置和貯藏電力的電池的移動·輸送裝置。
35.根據權利要求33或34中所述的區(qū)域分散型發(fā)電方法，其中，在住所或事務所處設置太陽能發(fā)電和風力發(fā)電的至少一種設備，使貯藏該設備發(fā)出電力的固定電池，與搭載在停車或停船的移動·輸送裝置上的電池連接，向固定電池進行充電，由變流器將來自固定電池的電力變成交流，調整電壓，供住所或事務所的負荷使用。
36.根據權利要求35中所述的區(qū)域分散型發(fā)電方法，其中，使用由太陽能發(fā)電和風力發(fā)電的至少一種設備產生的電力，向停車或停船的移動·輸送裝置的電池進行充電。
37.根據權利要求33、34或35中所述的區(qū)域分散型發(fā)電方法，其中，將由停車或停船的移動·輸送裝置產生的中熱或/及低熱供給住所或事務所，進行共生。
38.根據權利要求33、34、35或37中所述的區(qū)域分散型發(fā)電方法，其中，在摩托車、三輪摩托車和汽車的任何一種移動·輸送裝置停車時，用發(fā)動機啟動發(fā)電機向住所或事務所供給電力時，為了降低發(fā)動機的排氣聲音，可在移動·輸送裝置的外部安裝消音器。
39.根據權利要求33、34、35、36、37或38中所述的區(qū)域分散型發(fā)電方法，其中，使用有以下構成的三元結構電池，即，在利用能通過離子而不能通過電子的部件進行連接的2個容器中的一個容器內，填充在電解質溶液中懸浮的能放出電子的活性物質粉末，而在另一個容器內，填充在電解質溶液中懸浮的能吸收電子的活性物質粉末，并在2個容器內設置與活性物質粉末相接觸的導電體集電裝置。
40.一種區(qū)域分散型發(fā)電裝置，其特征是包括以下部分，即，搭載了使用汽油發(fā)動機、柴油發(fā)動機和氣輪機等發(fā)動機中任何一種，使發(fā)電機產生電力的裝置和、用于貯藏發(fā)出的電力的電池，利用發(fā)動機和來自電池的電力驅動的電動機的力進行行駛的摩托車、三輪摩托車、汽車和船舶中的任何一種移動·輸送裝置，和為向住所或事務所的各負荷供給交流的調整過電壓的電力而設置在住所或事務所處的變流器，和將停車或停船時的移動·輸送裝置上搭載的電池與住所或事務所處設置的變流器進行連接的連接器，和以移動·輸送裝置的發(fā)電機發(fā)出的電力，供給住所或事務所的負荷使用。
41.根據權利要求40中所述的區(qū)域分散型發(fā)電裝置，其中，移動·輸送裝置是搭載了由燃料電池進行發(fā)電的裝置和用于貯藏電力的電池的移動·輸送裝置。
42.根據權利要求40或41中所述的區(qū)域分散型發(fā)電裝置，其中，在住所或事務所處設置太陽能發(fā)電和風力發(fā)電中的至少一種設備，將該設備發(fā)生的電力貯藏在固定電池中，通過與固定電池連接的變流器，由負荷使用，搭載在停車或停船時的移動·輸送裝置上的電池和固定電池利用連接器連接，將移動·輸送裝置的發(fā)電機發(fā)出的電力供給固定電池。
43.根據權利要求42中所述的區(qū)域分散型發(fā)電裝置，其中，由貯藏太陽能發(fā)電和風力發(fā)電的任何一種設備發(fā)出的電力的固定電池，向停車或停船時的移動·輸送裝置中的電池供給電力。
44.根據權利要求40、41或42中所述的區(qū)域分散型發(fā)電裝置，其中，通過管道將移動·輸送裝置的熱源與住所或事務所連通，將停車或停船中的移動·輸送裝置產生的中熱或/及低熱供給住所或事務所，構成共生系統。
45.根據權利要求40、41、42、43或44中所述的區(qū)域分散型發(fā)電裝置，其中，使用具有以下構成的三元結構電池，即，在利用能通過離子而不能通過電子的部件進行連接的2個容器的一個容器中，填充在電解質溶液中懸浮的能放出電子的活性物質粉末，而在另一個容器中，填充在電解質溶液中懸浮的能吸收電子的活性物質粉末，并在2個容器中設置與活性物質粉末相接觸的導電體集電裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及將活性物質制成粉末而構成可貯藏大量電力的電池,和將該電池作為部分結構的設備或裝置。為此,在利用能通過離子的隔離層(1)連接的2個容器中的負極池(2)內,填充負極粉末活性物質和電解質溶液(4),在正極池(3)中,填充正極粉末活性物質和電解質溶液(5),并在2個容器內設置與活性物質粉末相接觸的導電體集電器(6)、(7)。
文檔編號H01M4/14GK1345472SQ00805763
公開日2002年4月17日 申請日期2000年3月27日 優(yōu)先權日1999年3月29日
發(fā)明者堤香津雄, 熱田稔雄, 熊谷親德, 岸本充晴, 堤敦司 申請人:川崎重工業(yè)株式會社