JP2013206872A - Metal-oxygen battery - Google Patents

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Mitsuo Hori
満央 堀
Kiyoshi Tanaami
潔 田名網
Bunichi Saito
文一 齊藤
Kakuhisa Tanaka
覚久 田中
Takuya Taniuchi
拓哉 谷内
Satoshi Nakata
悟史 中田
Hiroshi Sakai
洋 酒井
Tomohiro Kinoshita
智博 木下
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a metal-oxygen battery which can obtain a large charge/discharge capacity and also can obtain excellent cycle characteristics.SOLUTION: A metal-oxygen battery 1 comprises a cathode 2 including an oxygen storage material and using oxygen as an active material, an anode 3 using metal as an active material, and an electrolyte layer 4 held between the cathode 2 and the anode 3. The cathode 2, the anode 3 and the electrolyte layer 4 are hermetically housed in an enclosure 5. Cell reaction of the cathode 2 occurs on the surface of the oxygen storage material. Here, the oxygen storage material consists of a first oxygen storage material having the capability of chemically occluding and discharging oxygen to and from the inside or physically adsorbing and desorbing oxygen to and from the surface and a second oxygen storage material which is a porous material having the oxygen adsorption and desorption capability.

Description

本発明は、金属酸素電池に関する。   The present invention relates to a metal oxygen battery.

従来、酸素を活物質とする正極と、金属を活物質とする負極と、該正極と該負極とに挟持された電解質層とを備える金属酸素電池が知られている。   Conventionally, a metal oxygen battery including a positive electrode using oxygen as an active material, a negative electrode using metal as an active material, and an electrolyte layer sandwiched between the positive electrode and the negative electrode is known.

前記金属酸素電池では、放電時には、負極において、金属が酸化されて金属イオンが生成し、該金属イオンが正極側へ移動する。一方、正極においては、酸素が還元されて酸素イオンが生成し、該酸素イオンが前記金属イオンと結合して金属酸化物が生成する。また、前記金属酸素電池では、充電時には、負極及び正極において、前記反応の逆反応が起こる。   In the metal oxygen battery, during discharge, the metal is oxidized to generate metal ions at the negative electrode, and the metal ions move to the positive electrode side. On the other hand, in the positive electrode, oxygen is reduced to generate oxygen ions, and the oxygen ions are combined with the metal ions to generate a metal oxide. In the metal oxygen battery, the reverse reaction of the reaction occurs at the negative electrode and the positive electrode during charging.

前記金属酸素電池では、前記金属として金属リチウムを用いると、金属リチウムは理論電圧が高く電気化学当量が大きいことから、大きな充放電容量を得ることができる。また、酸素として空気中の酸素を用いると、電池内に正極活物質を充填する必要がないことから、電池の質量当たりのエネルギー密度を高くすることができる。   In the metal oxygen battery, when metal lithium is used as the metal, since the metal lithium has a high theoretical voltage and a large electrochemical equivalent, a large charge / discharge capacity can be obtained. In addition, when oxygen in the air is used as oxygen, it is not necessary to fill the positive electrode active material in the battery, so that the energy density per mass of the battery can be increased.

ところが、空気中の酸素を正極活物質とするために、正極を大気に開放すると、空気中の水分、二酸化炭素等が電池内に侵入し、電解質層、負極等が劣化するという問題がある。そこで、前記問題を解決するために、受光により酸素を放出する酸素吸蔵材料を含む正極と、金属リチウムからなる負極と、該正極及び該負極に挟持された電解質層とを備えるとともに、該酸素吸蔵材料に光を導く光透過部を有する筐体に該正極、該負極及び該電解質層が密封されて収容されている金属酸素電池が知られている。(例えば特許文献1参照)。   However, when the positive electrode is opened to the atmosphere in order to use oxygen in the air as the positive electrode active material, there is a problem that moisture, carbon dioxide, etc. in the air enter the battery and the electrolyte layer, the negative electrode, and the like deteriorate. Accordingly, in order to solve the above-described problem, a positive electrode including an oxygen storage material that releases oxygen by receiving light, a negative electrode made of metallic lithium, an electrolyte layer sandwiched between the positive electrode and the negative electrode, and the oxygen storage There is known a metal oxygen battery in which the positive electrode, the negative electrode, and the electrolyte layer are sealed and accommodated in a housing having a light transmission portion that guides light to the material. (For example, refer to Patent Document 1).

また、前記金属酸素電池の正極材料として、受光が必要な前記酸素吸蔵材料を用いる代わりに、受光を必要としないで、化学的に酸素を内部に吸蔵し放出するか、又は物理的に酸素を表面に吸着し脱着することができる酸素貯蔵材料を用いることが検討されている。   Further, as the positive electrode material of the metal oxygen battery, instead of using the oxygen storage material that needs to receive light, it does not require light reception, and chemically stores and releases oxygen inside or physically releases oxygen. The use of oxygen storage materials that can be adsorbed to and desorbed from the surface has been studied.

特開2009−230985号公報JP 2009-230985 A

しかしながら、正極材料として、前記酸素貯蔵材料を用いた金属酸素電池は、該酸素貯蔵材料の理論値に対して十分な充放電容量を得ることができず、また、十分なサイクル性能を得ることができないという不都合がある。   However, the metal oxygen battery using the oxygen storage material as the positive electrode material cannot obtain a sufficient charge / discharge capacity with respect to the theoretical value of the oxygen storage material, and can obtain a sufficient cycle performance. There is an inconvenience that it cannot be done.

本発明は、かかる不都合を解消して、大きな充放電容量を得ることができるとともに優れたサイクル性能を得ることができる金属酸素電池を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a metal oxygen battery capable of solving such inconvenience and obtaining a large charge / discharge capacity and an excellent cycle performance.

本発明者らが鋭意検討した結果、前記酸素貯蔵材料を用いた金属酸素電池において、該酸素貯蔵材料の理論値に対して十分な充放電容量を得ることができない理由は、放電時に前記酸素貯蔵材料から放出される酸素量が理論値よりも低いためであると考えられる。また、前記酸素貯蔵材料を用いた金属酸素電池において、十分なサイクル性能を得ることができない理由は、充電時に、一部の酸素が該酸素貯蔵材料に再貯蔵されないためであると考えられる。   As a result of intensive studies by the present inventors, in the metal oxygen battery using the oxygen storage material, the reason why a sufficient charge / discharge capacity with respect to the theoretical value of the oxygen storage material cannot be obtained is that the oxygen storage during discharge This is probably because the amount of oxygen released from the material is lower than the theoretical value. In addition, in the metal oxygen battery using the oxygen storage material, it is considered that a sufficient cycle performance cannot be obtained because part of oxygen is not re-stored in the oxygen storage material during charging.

すなわち、前記酸素貯蔵材料を用いた金属酸素電池では、放電時には、前記負極において金属が酸化されて金属イオンを生成し、生成した金属イオンが前記電解質層を透過して前記正極側に移動する。一方、前記正極では、前記酸素貯蔵材料から放出された酸素が還元されて酸素イオンを生成し、生成した酸素イオンが前記金属イオンと結合して金属酸化物が生成する。   That is, in the metal oxygen battery using the oxygen storage material, during discharge, the metal is oxidized in the negative electrode to generate metal ions, and the generated metal ions pass through the electrolyte layer and move to the positive electrode side. On the other hand, in the positive electrode, oxygen released from the oxygen storage material is reduced to generate oxygen ions, and the generated oxygen ions are combined with the metal ions to generate metal oxides.

また、充電時には、前記正極において、前記金属酸化物が分解して金属イオンと酸素イオンとが生成し、生成した酸素イオンは酸化されて酸素となって前記酸素貯蔵材料に貯蔵される。一方、前記金属イオンは前記電解質層を透過して前記負極側に移動し、該負極で還元されて金属となる。上記の電池反応のうち前記正極で起こる反応は、前記酸素貯蔵材料の表面が反応場となる。   Further, at the time of charging, in the positive electrode, the metal oxide is decomposed to generate metal ions and oxygen ions, and the generated oxygen ions are oxidized and stored as oxygen in the oxygen storage material. On the other hand, the metal ions permeate the electrolyte layer and move to the negative electrode side, and are reduced to the metal by the negative electrode. Of the battery reactions described above, the surface of the oxygen storage material serves as a reaction field for the reaction occurring at the positive electrode.

ところが、放電時に、前記正極で前記金属酸化物が生成し、該金属酸化物により前記酸素貯蔵材料の表面が被覆され尽くして該酸素貯蔵材料の表面に露出部分がなくなると、前記反応場が消失する。この結果、前記酸素貯蔵材料に酸素が貯蔵されたまま残存している場合であっても、該酸素貯蔵材料からの該酸素の放出が停止し、それ以上電池反応が進行しなくなる。以上により、前記酸素貯蔵材料を用いた金属酸素電池は、十分な放電容量を得ることができないものと考えられる。   However, when the metal oxide is generated at the positive electrode during discharge and the surface of the oxygen storage material is completely covered with the metal oxide, and there is no exposed portion on the surface of the oxygen storage material, the reaction field disappears. To do. As a result, even when oxygen remains stored in the oxygen storage material, the release of the oxygen from the oxygen storage material stops, and the battery reaction does not proceed any more. From the above, it is considered that the metal oxygen battery using the oxygen storage material cannot obtain a sufficient discharge capacity.

また、このように、放電時に、一部の酸素が前記酸素貯蔵材料に貯蔵されたままとなり、該酸素貯蔵材料から放出される酸素量が減少すると、前記金属酸化物の生成量が減少する。この結果、前記酸素貯蔵材料を用いた金属酸素電池によれば、充電時に、前記金属酸化物の分解を伴う電池反応が十分に起こらなくなり、十分な充電容量を得ることができないものと考えられる。   Also, as described above, during discharge, a part of oxygen remains stored in the oxygen storage material, and when the amount of oxygen released from the oxygen storage material decreases, the amount of metal oxide generated decreases. As a result, according to the metal oxygen battery using the oxygen storage material, it is considered that a battery reaction accompanied by decomposition of the metal oxide does not occur sufficiently during charging, and a sufficient charge capacity cannot be obtained.

さらに、充電時に、前記金属酸化物の分解により生じた酸素イオンの一部が該酸素貯蔵材料に再貯蔵されない場合には、次の放電時に電池反応に利用可能な酸素量が減少する。この結果、前記酸素貯蔵材料を用いた金属酸素電池によれば、十分なサイクル性能を得ることができないものと考えられる。   Furthermore, when a part of oxygen ions generated by the decomposition of the metal oxide is not re-stored in the oxygen storage material at the time of charging, the amount of oxygen available for the battery reaction at the next discharge decreases. As a result, according to the metal oxygen battery using the oxygen storage material, it is considered that sufficient cycle performance cannot be obtained.

本発明は、前記考察に基づいてなされたものであり、前記目的を達成するために、酸素貯蔵材料を含み、酸素を活物質とする正極と、金属を活物質とする負極と、該正極及び該負極に挟持された電解質層とを備えるとともに、該正極、該負極及び該電解質層は筐体に密封されて収容され、該酸素貯蔵材料の表面で該正極の電池反応が起こる金属酸素電池において、該酸素貯蔵材料は、化学的に酸素を内部に吸蔵し放出する酸素吸蔵放出能、又は物理的に酸素を表面に吸着し脱着する酸素吸脱着能を備える第1の酸素貯蔵材料と、該酸素吸脱着能を備える多孔質体である第2の酸素貯蔵材料とからなることを特徴とする。   The present invention has been made based on the above consideration, and in order to achieve the above object, a positive electrode containing an oxygen storage material and containing oxygen as an active material, a negative electrode containing a metal as an active material, the positive electrode and In the metal oxygen battery, the positive electrode, the negative electrode, and the electrolyte layer are sealed and accommodated in a casing, and the battery reaction of the positive electrode occurs on the surface of the oxygen storage material. The oxygen storage material comprises: a first oxygen storage material having an oxygen storage / release capacity for chemically storing and releasing oxygen therein, or an oxygen storage / release capacity for physically adsorbing and desorbing oxygen on the surface; It consists of the 2nd oxygen storage material which is a porous body provided with oxygen adsorption / desorption ability.

ここで、前記第1の酸素貯蔵材料は、前記酸素吸蔵放出能と前記酸素吸脱着能とのうち、いずれか一方のみを備えていてもよく、或いは、両方を備えていてもよい。   Here, the first oxygen storage material may have only one or both of the oxygen storage / release ability and the oxygen absorption / desorption ability.

本発明の金属酸素電池によれば、正極が、性能が互いに異なる第1の酸素貯蔵材料と第2の酸素貯蔵材料とを含むことにより、1種類の酸素貯蔵材料のみを、該第1の酸素貯蔵材料と該第2の酸素貯蔵材料の合計質量と同量含む場合と比較して、大きな充放電容量を得ることができるとともに優れたサイクル性能を得ることができる。   According to the metal oxygen battery of the present invention, since the positive electrode includes the first oxygen storage material and the second oxygen storage material having different performances, only one kind of oxygen storage material is contained in the first oxygen storage material. Compared with the case where the same amount as the total mass of the storage material and the second oxygen storage material is included, a large charge / discharge capacity can be obtained and excellent cycle performance can be obtained.

本発明の金属酸素電池において、大きな充放電容量を得ることができるとともに優れたサイクル性能を得ることができるのは、次の理由によるものと考えられる。   In the metal oxygen battery of the present invention, a large charge / discharge capacity and an excellent cycle performance can be obtained for the following reason.

すなわち、本発明の金属酸素電池において、前記第1の酸素貯蔵材料と前記第2の酸素貯蔵材料とは各材料が備える性能が互いに異なることにより、電池反応が、一方の酸素貯蔵材料の表面において優先的に起こる。このため、放電時に、一方の酸素貯蔵材料の表面が被覆され尽くして該酸素貯蔵材料の表面に露出部分がなくなった場合であっても、他方の酸素貯蔵材料の表面には露出部分があるので、該他方の酸素貯蔵材料から放出される酸素によって、継続して電池反応を進行させることができる。この結果、本発明の金属酸素電池によれば、大きな放電容量を得ることができる。   In other words, in the metal oxygen battery of the present invention, the first oxygen storage material and the second oxygen storage material have different performances from each other, so that the battery reaction occurs on the surface of one oxygen storage material. It happens preferentially. For this reason, even when the surface of one oxygen storage material is completely covered during discharge and there is no exposed portion on the surface of the oxygen storage material, there is an exposed portion on the surface of the other oxygen storage material. The cell reaction can be continued by the oxygen released from the other oxygen storage material. As a result, according to the metal oxygen battery of the present invention, a large discharge capacity can be obtained.

また、上記のとおり、放電時に、前記第1の酸素貯蔵材料及び前記第2の酸素貯蔵材料の両方から放出される酸素量が増加する結果、前記金属酸化物の生成量が増加する。この結果、充電時に、前記金属酸化物の分解を伴う電池反応を十分に進行させることができるので、本発明の金属酸素電池によれば、大きな充電容量を得ることができる。   In addition, as described above, the amount of oxygen released from both the first oxygen storage material and the second oxygen storage material during discharge increases, resulting in an increase in the amount of metal oxide generated. As a result, since the battery reaction accompanied by the decomposition of the metal oxide can be sufficiently advanced during charging, a large charge capacity can be obtained according to the metal oxygen battery of the present invention.

さらに、充電時に、前記金属酸化物の分解により生じた酸素イオンの一部が該酸素貯蔵材料に再貯蔵されない場合であっても、他方の酸素貯蔵材料に再貯蔵されることができるので、両方の酸素貯蔵材料に貯蔵される酸素量の減少を抑制することができる。この結果、本発明の金属酸素電池によれば、次の放電時に、両方の酸素貯蔵材料から多量の酸素を放出することができるので、十分なサイクル性能を得ることができる。   Furthermore, even when part of the oxygen ions generated by the decomposition of the metal oxide is not re-stored in the oxygen storage material during charging, both can be stored in the other oxygen storage material. The reduction in the amount of oxygen stored in the oxygen storage material can be suppressed. As a result, according to the metal oxygen battery of the present invention, a large amount of oxygen can be released from both oxygen storage materials at the next discharge, so that sufficient cycle performance can be obtained.

ところで、本発明の金属酸素電池において、前記正極を構成する酸素貯蔵材料は、酸素を貯蔵する性能を備えるだけでなく、さらに、電池反応に対する触媒能と、電子伝導性と備えることが望まれる。本発明の金属酸素電池において、前記触媒能と前記電子伝導性とを兼ね備える酸素貯蔵材料を用いることにより、電池反応をさらに促進して充放電容量をさらに向上できるものと考えられる。しかしながら、1種類の酸素貯蔵材料で、前記触媒能と前記電子伝導性とを兼ね備えるものは知られていない。   By the way, in the metal oxygen battery of the present invention, it is desired that the oxygen storage material constituting the positive electrode not only has the ability to store oxygen, but also has catalytic ability for cell reaction and electronic conductivity. In the metal oxygen battery of the present invention, it is considered that by using an oxygen storage material having both the catalytic ability and the electronic conductivity, the battery reaction can be further promoted to further improve the charge / discharge capacity. However, there is no known oxygen storage material having both the catalytic ability and the electronic conductivity.

そこで、本発明の金属酸素電池において、前記第1の酸素貯蔵材料は、電池反応に対する触媒能をさらに備えることが好ましく、このような前記酸素吸蔵放出能と前記酸素吸脱着能と該触媒能とを兼ね備える第1の酸素貯蔵材料として、YとMnとを含む複合金属酸化物を挙げることができる。   Therefore, in the metal oxygen battery of the present invention, it is preferable that the first oxygen storage material further has a catalytic ability with respect to a battery reaction, and the oxygen storage / release ability, the oxygen adsorption / desorption ability, and the catalytic ability are As the first oxygen storage material having both, a composite metal oxide containing Y and Mn can be given.

また、本発明の金属酸素電池において、前記第2の酸素貯蔵材料は、電子伝導性をさらに備えることが好ましく、このような前記酸素吸脱着能と該電子伝導性とを兼ね備える第2の酸素貯蔵材料として、活性炭を挙げることができる。   In the metal oxygen battery of the present invention, the second oxygen storage material preferably further has electronic conductivity, and the second oxygen storage material having both the oxygen adsorption / desorption capability and the electron conductivity. Examples of the material include activated carbon.

また、本発明の金属酸素電池において、前記負極として、Li,Zn,Al,Mg,Fe,Ca,Na,Kからなる群から選択される1種の金属、該金属の合金、該金属を含む有機金属化合物又は該金属の有機錯体のいずれかからなるものを用いることができる。   In the metal oxygen battery of the present invention, the negative electrode includes one metal selected from the group consisting of Li, Zn, Al, Mg, Fe, Ca, Na, and K, an alloy of the metal, and the metal. A compound made of either an organic metal compound or an organic complex of the metal can be used.

本発明の金属酸素電池の一構成例を示す説明的断面図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Explanatory sectional drawing which shows one structural example of the metal oxygen battery of this invention. 本実施例の金属酸素電池の放電容量密度とセル電圧との関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between the discharge capacity density and cell voltage of the metal oxygen battery of a present Example.

次に、添付の図面を参照しながら本発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。   Next, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

図1に示すように、本実施形態の金属酸素電池1は、酸素貯蔵材料を含み、酸素を活物質とする正極2と、金属を活物質とする負極3と、正極2及び負極3に挟持された電解質層4とを備えるとともに、正極2、負極3及び電解質層4はケース5に密封されて収容されている。   As shown in FIG. 1, the metal oxygen battery 1 of this embodiment includes an oxygen storage material and is sandwiched between a positive electrode 2 using oxygen as an active material, a negative electrode 3 using metal as an active material, and a positive electrode 2 and a negative electrode 3. The positive electrode 2, the negative electrode 3, and the electrolyte layer 4 are sealed and accommodated in a case 5.

ケース5は、カップ状のケース本体6と、ケース本体6を閉蓋する蓋体7とを備え、ケース本体6と蓋体7との間にはリング状の絶縁樹脂8が介装されている。また、正極2は蓋体7の天面との間に正極集電体9及び押し付け部材10を備えており、負極3はケース本体6の底面との間に負極集電体11を備えている。尚、金属酸素電池1において、ケース本体6は負極板として、蓋体7は正極板として作用する。   The case 5 includes a cup-shaped case main body 6 and a lid body 7 that closes the case main body 6, and a ring-shaped insulating resin 8 is interposed between the case main body 6 and the lid body 7. . The positive electrode 2 includes a positive electrode current collector 9 and a pressing member 10 between the top surface of the lid 7 and the negative electrode 3 includes a negative electrode current collector 11 between the bottom surface of the case body 6. . In the metal oxygen battery 1, the case body 6 functions as a negative electrode plate, and the lid body 7 functions as a positive electrode plate.

金属酸素電池1において、正極2は、前記酸素貯蔵材料に加えて、導電助剤と、結着剤とを含み、0.1〜200μmの範囲の空隙を有している。   In the metal oxygen battery 1, the positive electrode 2 includes a conductive additive and a binder in addition to the oxygen storage material, and has a void in the range of 0.1 to 200 μm.

前記酸素貯蔵材料は、互いに性能が異なる第1の酸素貯蔵材料と、第2の酸素貯蔵材料とからなる。本実施形態では、前記酸素貯蔵材料は2種類の酸素貯蔵材料からなるとしているが、性能が互いに異なるものであれば3種類以上の酸素貯蔵材料からなっていてもよい。   The oxygen storage material includes a first oxygen storage material and a second oxygen storage material having different performances. In the present embodiment, the oxygen storage material is composed of two types of oxygen storage materials, but may be composed of three or more types of oxygen storage materials as long as their performances are different from each other.

第1の酸素貯蔵材料は、化学的に酸素を内部に吸蔵し放出する酸素吸蔵放出能と物理的に酸素を表面に吸着し脱着する酸素吸脱着能とのうち、いずれか一方のみを備えるか、或いは、両方を備えている。第1の酸素貯蔵材料として、例えば、YとMnとを含む複合金属酸化物を挙げることができる。   Does the first oxygen storage material have only one of oxygen storage / release ability for chemically storing and releasing oxygen inside and oxygen storage / release capacity for physically adsorbing and desorbing oxygen on the surface? Or both. As a 1st oxygen storage material, the composite metal oxide containing Y and Mn can be mentioned, for example.

第2の酸素貯蔵材料は、前記酸素吸脱着能を備える多孔質体であり、電子伝導性をさらに備えている。前記多孔質体は、0.4〜100nmの細孔を有しており、該細孔の表面に酸素を吸脱着することができる。第2の酸素貯蔵材料として、例えば、活性炭を挙げることができる。   A 2nd oxygen storage material is a porous body provided with the said oxygen adsorption / desorption capability, and is further provided with electronic conductivity. The porous body has pores of 0.4 to 100 nm and can adsorb and desorb oxygen on the surfaces of the pores. Examples of the second oxygen storage material include activated carbon.

前記導電助剤としては、例えば、グラファイト、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、カーボンナノチューブ、メソポーラスカーボン、カーボンファイバー等の炭素材料を挙げることができる。   Examples of the conductive aid include carbon materials such as graphite, acetylene black, ketjen black, carbon nanotube, mesoporous carbon, and carbon fiber.

前記結着剤としては、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、カルボキシメチルセルロース(CMC)、ポリビニルアルコール(PVA)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、スチレンブタジエンゴム(SBR)、ポリイミド(PI)等を挙げることができる。   Examples of the binder include polytetrafluoroethylene (PTFE), carboxymethylcellulose (CMC), polyvinyl alcohol (PVA), polyvinylidene fluoride (PVDF), styrene butadiene rubber (SBR), and polyimide (PI). it can.

正極2は、次のようにして製造される。まず、第2の酸素貯蔵材料と、前記導電助剤と、前記結着剤とを混合した後、さらに第1の酸素貯蔵材料を混合する。次に、得られた正極混合物を、正極集電体9の片面に塗布して乾燥させる。   The positive electrode 2 is manufactured as follows. First, the second oxygen storage material, the conductive auxiliary agent, and the binder are mixed, and then the first oxygen storage material is further mixed. Next, the obtained positive electrode mixture is applied to one side of the positive electrode current collector 9 and dried.

次に、正極集電体9に塗布されて乾燥された正極混合物を200℃の温度に加熱後、該正極混合物に対して酸素ガスをフローしながら室温まで冷却し、室温でさらに酸素ガスをフローすることにより、乾燥された前記正極混合物に含まれる第1の酸素貯蔵材料及び第2の酸素貯蔵材料に対して、酸素を吸着させる。以上により、正極2を得ることができる。得られた正極2には、0.1〜200μmの範囲の平均孔径を有する空隙が形成されている。   Next, after the cathode mixture applied to the cathode current collector 9 and dried is heated to a temperature of 200 ° C., it is cooled to room temperature while flowing oxygen gas through the cathode mixture, and further oxygen gas is allowed to flow at room temperature. As a result, oxygen is adsorbed to the first oxygen storage material and the second oxygen storage material contained in the dried positive electrode mixture. Thus, the positive electrode 2 can be obtained. In the obtained positive electrode 2, voids having an average pore diameter in the range of 0.1 to 200 μm are formed.

負極3としては、Li,Zn,Al,Mg,Fe,Ca,Na,Kからなる群から選択される1種の金属、該金属の合金、該金属を含む有機金属化合物又は該金属の有機錯体のいずれかを含むものを用いることができる。本実施形態では、負極3にリチウム金属箔を用いる場合を例として説明する。   As the negative electrode 3, one metal selected from the group consisting of Li, Zn, Al, Mg, Fe, Ca, Na, and K, an alloy of the metal, an organometallic compound containing the metal, or an organic complex of the metal Any of the above can be used. In the present embodiment, a case where a lithium metal foil is used for the negative electrode 3 will be described as an example.

電解質層4は、例えば、非水系電解質溶液をセパレータに浸漬させたものであってもよく、固体電解質であってもよい。   The electrolyte layer 4 may be, for example, a nonaqueous electrolyte solution immersed in a separator, or a solid electrolyte.

前記非水系電解質溶液としては、例えば、リチウム塩を非水系溶媒に溶解したものを用いることができる。前記リチウム塩としては、例えば、炭酸塩、硝酸塩、酢酸塩等を挙げることができる。また、前記非水系溶媒としては、例えば、炭酸エステル系溶媒、エーテル系溶媒、イオン液体等を挙げることができる。   As the non-aqueous electrolyte solution, for example, a lithium salt dissolved in a non-aqueous solvent can be used. As said lithium salt, carbonate, nitrate, acetate etc. can be mentioned, for example. Examples of the non-aqueous solvent include a carbonate ester solvent, an ether solvent, and an ionic liquid.

前記炭酸エステル系溶媒としては、例えば、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート等を挙げることができる。前記炭酸エステル系溶媒は2種以上混合して用いることもできる。   Examples of the carbonate ester solvent include ethylene carbonate, propylene carbonate, dimethyl carbonate, and diethyl carbonate. Two or more of the carbonate ester solvents can be used in combination.

前記エーテル系溶媒としては、例えば、ジメトキシエタン、ジメチルトリグラム、ポリエチレングリコール等を挙げることができる。前記エーテル系溶媒は2種以上混合して用いることもできる。   Examples of the ether solvent include dimethoxyethane, dimethyl trigram, polyethylene glycol, and the like. Two or more of the ether solvents can be used in combination.

前記イオン液体としては、例えば、イミダゾリウム、アンモニウム、ピリジニウム、ペリジウム等のカチオンと、ビス(トリフルオロメチルスルフォニル)イミド(TTSI)、ビス(ペンタフルオロエチルスルフォニル)イミド(BETI)、テトラフルオロボレート、パークロレート、ハロゲンアニオン等のアニオンとの塩を挙げることができる。   Examples of the ionic liquid include cations such as imidazolium, ammonium, pyridinium, and peridium, bis (trifluoromethylsulfonyl) imide (TTSI), bis (pentafluoroethylsulfonyl) imide (BETI), tetrafluoroborate, park, and the like. Examples thereof include salts with anions such as lorate and halogen anions.

前記セパレータとしては、例えば、ガラス繊維、ガラス製ペーパー、ポリプロピレン製不織布、ポリイミド製不織布、ポリフェニレンスルフィド製不織布、ポリエチレン製多孔フィルム等を挙げることができ、40〜1000μmの厚さを備えるものを用いることができる。   Examples of the separator include glass fiber, glass paper, polypropylene non-woven fabric, polyimide non-woven fabric, polyphenylene sulfide non-woven fabric, polyethylene porous film, and the like having a thickness of 40 to 1000 μm. Can do.

また、前記固体電解質としては、例えば、酸化物系固体電解質、硫化物系固体電解質等を挙げることができる。   Examples of the solid electrolyte include an oxide solid electrolyte and a sulfide solid electrolyte.

前記酸化物系固体電解質としては、例えば、リチウム、ランタン、ジルコニウムの複合酸化物であるLiLaZr12、リチウム、アルミニウム、ケイ素、チタン、ゲルマニウム、リンを主成分とするガラスセラミックス等を挙げることができる。前記LiLaZr12は、リチウム、ランタン、ジルコニウムの一部を、それぞれストロンチウム、バリウム、銀、イットリウム、鉛、スズ、アンチモン、ハフニウム、タンタル、ニオブ等の他の金属で置換されたものであってもよい。 Examples of the oxide solid electrolyte include Li 7 La 3 Zr 2 O 12 , which is a composite oxide of lithium, lanthanum, and zirconium, glass ceramics mainly composed of lithium, aluminum, silicon, titanium, germanium, and phosphorus. Can be mentioned. In Li 7 La 3 Zr 2 O 12 , lithium, lanthanum, and zirconium were partially substituted with other metals such as strontium, barium, silver, yttrium, lead, tin, antimony, hafnium, tantalum, and niobium. It may be a thing.

正極集電体9としては、Al、Ti、ステンレス、Ni等からなる発泡金属、メッシュ、多孔体、金属箔を用いることができる。   As the positive electrode current collector 9, foam metal, mesh, porous body, or metal foil made of Al, Ti, stainless steel, Ni, or the like can be used.

押し付け部材10としては、ステンレス等を挙げることができる。   Examples of the pressing member 10 include stainless steel.

負極集電体11としては、ステンレス、Cu、Ni等からなる発泡金属、Cu、ステンレス等からなるメッシュ、多孔体、Cu等からなる金属箔、ステンレス等からなる金属板等を挙げることができる。   Examples of the negative electrode current collector 11 include a foam metal made of stainless steel, Cu, Ni, etc., a mesh made of Cu, stainless steel, a porous body, a metal foil made of Cu, a metal plate made of stainless steel, and the like.

本実施形態の金属酸素電池1によれば、正極2が、性能が互いに異なる第1の酸素貯蔵材料と第2の酸素貯蔵材料とを含むことにより、1種類の酸素貯蔵材料のみを、該第1の酸素貯蔵材料と該第2の酸素貯蔵材料の合計質量と同量含む場合と比較して、大きな充放電容量を得ることができるとともに優れたサイクル性能を得ることができる。   According to the metal oxygen battery 1 of the present embodiment, the positive electrode 2 includes the first oxygen storage material and the second oxygen storage material having different performances, so that only one type of oxygen storage material is contained in the first oxygen storage material. Compared with the case where the same mass as the total mass of the first oxygen storage material and the second oxygen storage material is included, a large charge / discharge capacity can be obtained and excellent cycle performance can be obtained.

また、正極2は、0.1〜200μmの範囲の平均孔径を有する空隙が形成されていることにより、該空隙に電解液を浸透させることができるので、該正極2の表面において電池反応をさらに促進することができ、大きな充放電容量を確実に得ることができる。また、正極2は、前記空隙が形成されていることにより、放電時に生成される金属酸化物を該空隙に収容することができるので、該金属酸化物による該正極2の膨張を抑制することができる。   Further, since the positive electrode 2 is formed with voids having an average pore diameter in the range of 0.1 to 200 μm, the electrolytic solution can be infiltrated into the voids. It can be promoted, and a large charge / discharge capacity can be obtained reliably. Moreover, since the positive electrode 2 can accommodate the metal oxide produced at the time of discharge by forming the void, the expansion of the positive electrode 2 due to the metal oxide can be suppressed. it can.

次に、本発明の実施例及び比較例を示す。   Next, examples and comparative examples of the present invention are shown.

〔実施例〕
本実施例では、まず、硝酸イットリウム5水和物と、硝酸マンガン6水和物と、リンゴ酸とを、1:1:6のモル比となるようにして、粉砕混合し、混合物を得た。次に、得られた混合物を250℃の温度で30分間反応させた後、さらに、300℃の温度で30分間、350℃の温度で1時間反応させた。次に、反応生成物の混合物を粉砕混合した後、1000℃の温度で1時間焼成して、化学式YMnOで表される複合金属酸化物を得た。
〔Example〕
In this example, first, yttrium nitrate pentahydrate, manganese nitrate hexahydrate, and malic acid were pulverized and mixed at a molar ratio of 1: 1: 6 to obtain a mixture. . Next, the obtained mixture was reacted at a temperature of 250 ° C. for 30 minutes, and further reacted at a temperature of 300 ° C. for 30 minutes and at a temperature of 350 ° C. for 1 hour. Next, the mixture of reaction products was pulverized and mixed, and then fired at a temperature of 1000 ° C. for 1 hour to obtain a composite metal oxide represented by the chemical formula YMnO 3 .

前記複合金属酸化物は、化学的に酸素を内部に吸蔵し放出する酸素吸蔵放出能、又は物理的に酸素を表面に吸着し脱着する酸素吸脱着能と、電池反応に対する触媒能とを備えている。本実施例では、前記複合金属酸化物を第1の酸素貯蔵材料として用いた。   The composite metal oxide has an oxygen storage / release capability for chemically storing and releasing oxygen therein, or an oxygen storage / desorption capability for physically adsorbing and desorbing oxygen on the surface, and a catalytic capability for battery reaction. Yes. In this example, the composite metal oxide was used as the first oxygen storage material.

次に、活性炭(株式会社クラレ製、細孔径0.4〜100nm、細孔容積0.94mL/g)を用意した。前記活性炭は、前記酸素吸脱着能と、電子伝導性とを備えている。本実施例では、前記活性炭を第2の酸素貯蔵材料として用いた。   Next, activated carbon (manufactured by Kuraray Co., Ltd., pore diameter 0.4 to 100 nm, pore volume 0.94 mL / g) was prepared. The activated carbon has the oxygen adsorption / desorption capability and electronic conductivity. In this example, the activated carbon was used as the second oxygen storage material.

次に、前記活性炭と、導電助剤としてのケッチェンブラック(株式会社ライオン製)と、結着剤としてのポリフッ化ビニリデン(PVDF)を8質量%含有するN−メチル−2−ピロリドン溶液(株式会社クラレ製)とを混合し、さらに、得られた前記複合金属酸化物を混合した。前記混合は、第1の酸素貯蔵材料としての前記複合金属酸化物と、第2の酸素貯蔵材料としての前記活性炭と、前記ケッチェンブラックと、前記PVDFとが、10:60:10:20の質量比となるようにして行った。   Next, an N-methyl-2-pyrrolidone solution (stock) containing 8% by mass of the activated carbon, ketjen black (manufactured by Lion Corporation) as a conductive additive, and polyvinylidene fluoride (PVDF) as a binder. (Manufactured by Kuraray Co., Ltd.), and the obtained composite metal oxide was further mixed. In the mixing, the mixed metal oxide as the first oxygen storage material, the activated carbon as the second oxygen storage material, the ketjen black, and the PVDF are 10: 60: 10: 20. The mass ratio was performed.

次に、得られた正極混合物を、正極集電体9としての発泡アルミシート(株式会社三菱マテリアル製、厚さ400μm、平均泡径150μm、気孔率75%)の片面に塗布し、乾燥させた。   Next, the obtained positive electrode mixture was applied to one side of a foamed aluminum sheet (manufactured by Mitsubishi Materials Corporation, thickness 400 μm, average bubble diameter 150 μm, porosity 75%) as the positive electrode current collector 9 and dried. .

次に、正極集電体9に塗布されて乾燥された正極混合物を200℃の温度に加熱後、該正極混合物に対して酸素ガスを100mL/分の流量でフローしながら室温まで冷却し、室温でさらに酸素ガスを2時間フローすることにより、乾燥された前記正極混合物に含まれる第1の酸素貯蔵材料及び第2の酸素貯蔵材料に対して、酸素を吸着させた。以上により、直径15mm、厚さ0.4mmの正極2を形成した。正極2には、平均孔径が1μmである空隙が形成されている。   Next, the positive electrode mixture applied to the positive electrode current collector 9 and dried is heated to a temperature of 200 ° C., and then cooled to room temperature while flowing oxygen gas at a flow rate of 100 mL / min to the positive electrode mixture. Then, oxygen gas was allowed to adsorb to the first oxygen storage material and the second oxygen storage material contained in the dried positive electrode mixture by further flowing oxygen gas for 2 hours. Thus, the positive electrode 2 having a diameter of 15 mm and a thickness of 0.4 mm was formed. In the positive electrode 2, voids having an average pore diameter of 1 μm are formed.

次に、内径17mmの有底円筒状のSUS製ケース本体6の内部に、直径15mmのステンレスからなる負極集電体11を配置し、負極集電体11上に、直径15mm、厚さ0.1mmの金属リチウム箔からなる負極3を重ね合わせた。   Next, a negative electrode current collector 11 made of stainless steel having a diameter of 15 mm is disposed inside a bottomed cylindrical SUS case body 6 having an inner diameter of 17 mm. The negative electrode current collector 11 has a diameter of 15 mm and a thickness of 0.1 mm. A negative electrode 3 made of 1 mm metal lithium foil was superposed.

次に、負極3上に、直径17mmの微多孔膜(旭化成株式会社製)からなるセパレータを重ね合わせた。次に、前記セパレータ上に、前記のようにして得られた正極2及び正極集電体9を、正極2が該セパレータに接するように重ね合わせた。次に、前記セパレータに非水系電解質溶液を注入し、電解質層4を形成した。   Next, a separator made of a microporous film having a diameter of 17 mm (manufactured by Asahi Kasei Corporation) was superposed on the negative electrode 3. Next, the positive electrode 2 and the positive electrode current collector 9 obtained as described above were superimposed on the separator so that the positive electrode 2 was in contact with the separator. Next, a non-aqueous electrolyte solution was injected into the separator to form an electrolyte layer 4.

前記非水系電解質溶液としては、エチレンカーボネートと、ジエチルカーボネートとを30:70の質量比で混合した混合溶液に、支持塩として六フッ化リン酸リチウム(LiPF)を1mol/Lの濃度で溶解した溶液(キシダ化学株式会社製)を用いた。 As the non-aqueous electrolyte solution, lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ) was dissolved as a supporting salt at a concentration of 1 mol / L in a mixed solution in which ethylene carbonate and diethyl carbonate were mixed at a mass ratio of 30:70. The solution (made by Kishida Chemical Co., Ltd.) was used.

次に、内径17mmの有底円筒状のSUS製蓋体7の内部に、ステンレスからなる押し付け部材10を配置した。   Next, the pressing member 10 made of stainless steel was disposed inside the bottomed cylindrical SUS lid body 7 having an inner diameter of 17 mm.

次に、ケース本体6に収容された負極集電体11、負極3、電解質層4、正極2、及び正極集電体9からなる積層体を、押し付け部材10が配置された蓋体7で閉蓋した。このとき、ケース本体6と蓋体7との間に、外径32mm、内径30mm、厚さ5mmのポリテトラフルオロエチレン(PTFE)からなるリング状の絶縁樹脂8を配設することにより、図1に示す金属酸素電池1を得た。金属酸素電池1において、正極2、負極3、及び電解質層4は、ケース5内に密封されて収容されている。   Next, the laminate composed of the negative electrode current collector 11, the negative electrode 3, the electrolyte layer 4, the positive electrode 2, and the positive electrode current collector 9 housed in the case body 6 is closed with the lid body 7 on which the pressing member 10 is disposed. Covered. At this time, by disposing a ring-shaped insulating resin 8 made of polytetrafluoroethylene (PTFE) having an outer diameter of 32 mm, an inner diameter of 30 mm, and a thickness of 5 mm between the case body 6 and the lid body 7, FIG. A metal oxygen battery 1 shown in FIG. In the metal oxygen battery 1, the positive electrode 2, the negative electrode 3, and the electrolyte layer 4 are sealed and accommodated in a case 5.

次に、本実施例で得られた金属酸素電池1を電気化学測定装置(東方技研株式会社製)に装着して、負極3と正極2との間に、0.025mA/cmの電流を印加し、セル電圧が2.0Vになるまで放電した。得られた酸素貯蔵材料の単位質量当たりの放電容量(放電容量密度)とセル電圧との関係を、図2に示す。 Next, the metal oxygen battery 1 obtained in this example was mounted on an electrochemical measuring device (manufactured by Toho Giken Co., Ltd.), and a current of 0.025 mA / cm 2 was applied between the negative electrode 3 and the positive electrode 2. This was applied and discharged until the cell voltage reached 2.0V. FIG. 2 shows the relationship between the discharge capacity (discharge capacity density) per unit mass of the obtained oxygen storage material and the cell voltage.

〔比較例1〕
本比較例では、まず、実施例と全く同一にして、前記複合金属酸化物を得た。本比較例では、前記複合金属酸化物を酸素貯蔵材料として用いた。
[Comparative Example 1]
In this comparative example, first, the composite metal oxide was obtained in exactly the same manner as in the example. In this comparative example, the composite metal oxide was used as an oxygen storage material.

次に、前記活性炭を全く用いないこと以外は、実施例と全く同一にして、前記ケッチェンブラックと、前記PVDFを8質量%含有するN−メチル−2−ピロリドン溶液とを混合し、さらに、得られた前記複合金属酸化物を混合した。前記混合は、酸素貯蔵材料としての前記複合金属酸化物と、前記ケッチェンブラックと、前記PVDFとが、70:10:20の質量比となるようにして行った。   Next, except that the activated carbon is not used at all, the ketjen black and the N-methyl-2-pyrrolidone solution containing 8% by mass of the PVDF are mixed exactly as in the example, The obtained composite metal oxide was mixed. The mixing was performed such that the composite metal oxide as an oxygen storage material, the ketjen black, and the PVDF had a mass ratio of 70:10:20.

次に、本比較例で得られた正極混合物を用いた以外は、実施例と全く同一にして、正極2を形成した。   Next, a positive electrode 2 was formed in the same manner as in the example except that the positive electrode mixture obtained in this comparative example was used.

次に、本比較例で得られた正極2を用いた以外は、実施例と全く同一にして、金属酸素電池1を製造した。   Next, a metal oxygen battery 1 was produced in the same manner as in the example except that the positive electrode 2 obtained in this comparative example was used.

次に、本比較例で得られた金属酸素電池1を用いた以外は、実施例と全く同一にして、放電を行った。得られた放電容量密度とセル電圧との関係を、図2に示す。   Next, discharging was performed in exactly the same manner as in the example except that the metal oxygen battery 1 obtained in this comparative example was used. The relationship between the obtained discharge capacity density and the cell voltage is shown in FIG.

〔比較例2〕
本比較例では、まず、実施例と全く同一にして前記活性炭を用意した。本比較例では、前記活性炭を酸素貯蔵材料として用いた。
[Comparative Example 2]
In this comparative example, first, the activated carbon was prepared in exactly the same manner as in the example. In this comparative example, the activated carbon was used as an oxygen storage material.

次に、前記複合金属酸化物を全く用いないこと以外は、実施例と全く同一にして、前記結着剤と、前記ケッチェンブラックと、前記PVDFを8質量%含有するN−メチル−2−ピロリドン溶液とを混合した。前記混合は、酸素貯蔵材料としての前記活性炭と、前記ケッチェンブラックと、前記PVDFとが、70:10:20の質量比となるようにして行った。   Next, N-methyl-2-containing 8% by mass of the binder, the ketjen black, and the PVDF in exactly the same manner as in Examples except that the composite metal oxide is not used at all. The pyrrolidone solution was mixed. The mixing was performed such that the activated carbon as an oxygen storage material, the ketjen black, and the PVDF had a mass ratio of 70:10:20.

次に、本比較例で得られた正極混合物を用いた以外は、実施例と全く同一にして、正極2を形成した。   Next, a positive electrode 2 was formed in the same manner as in the example except that the positive electrode mixture obtained in this comparative example was used.

次に、本比較例で得られた正極2を用いた以外は、実施例と全く同一にして、金属酸素電池1を製造した。   Next, a metal oxygen battery 1 was produced in the same manner as in the example except that the positive electrode 2 obtained in this comparative example was used.

次に、本比較例で得られた金属酸素電池1を用いた以外は、実施例と全く同一にして、放電を行った。得られた放電容量密度とセル電圧との関係を、図2に示す。   Next, discharging was performed in exactly the same manner as in the example except that the metal oxygen battery 1 obtained in this comparative example was used. The relationship between the obtained discharge capacity density and the cell voltage is shown in FIG.

図2から、実施例の金属酸素電池1は、比較例1,2の金属酸素電池1と比較して、単位質量当たりの放電容量が大きいことが明らかである。また、実施例の金属酸素電池1は、比較例1,2の金属酸素電池1と比較して、定常状態となっているときの単位質量当たりの放電容量の領域が広く、また、定常状態となっているときのセル電圧が大きいことから、優れた電池性能を備えることが明らかである。   From FIG. 2, it is clear that the metal oxygen battery 1 of the example has a larger discharge capacity per unit mass than the metal oxygen batteries 1 of Comparative Examples 1 and 2. In addition, the metal oxygen battery 1 of the example has a wider discharge capacity per unit mass when in the steady state than the metal oxygen batteries 1 of Comparative Examples 1 and 2, and the steady state It is clear that the battery voltage is excellent because it has a large cell voltage.

1…金属酸素電池、 2…正極、 3…負極、 4…電解質層、 5…筐体。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Metal oxygen battery, 2 ... Positive electrode, 3 ... Negative electrode, 4 ... Electrolyte layer, 5 ... Housing | casing.

Claims (6)

酸素貯蔵材料を含み、酸素を活物質とする正極と、金属を活物質とする負極と、該正極及び該負極に挟持された電解質層とを備えるとともに、該正極、該負極及び該電解質層は筐体に密封されて収容され、該酸素貯蔵材料の表面で該正極の電池反応が起こる金属酸素電池において、
該酸素貯蔵材料は、化学的に酸素を内部に吸蔵し放出する酸素吸蔵放出能、又は物理的に酸素を表面に吸着し脱着する酸素吸脱着能を備える第1の酸素貯蔵材料と、該酸素吸脱着能を備える多孔質体である第2の酸素貯蔵材料とからなることを特徴とする金属酸素電池。
A positive electrode containing an oxygen storage material and containing oxygen as an active material, a negative electrode containing metal as an active material, an electrolyte layer sandwiched between the positive electrode and the negative electrode, and the positive electrode, the negative electrode and the electrolyte layer are In a metal oxygen battery that is hermetically sealed and accommodated in a casing, and the battery reaction of the positive electrode occurs on the surface of the oxygen storage material,
The oxygen storage material includes: a first oxygen storage material having an oxygen storage / release capability of chemically storing and releasing oxygen therein; or an oxygen storage / release capability of physically adsorbing and desorbing oxygen on the surface; A metal oxygen battery comprising a second oxygen storage material which is a porous body having adsorption / desorption capability.
請求項1記載の金属酸素電池において、
前記第1の酸素貯蔵材料は、電池反応に対する触媒能をさらに備えることを特徴とする金属酸素電池。
The metal oxygen battery according to claim 1, wherein
The metal oxygen battery, wherein the first oxygen storage material further has a catalytic ability for a battery reaction.
請求項2記載の金属酸素電池において、
前記第1の酸素貯蔵材料は、YとMnとを含む複合金属酸化物であることを特徴とする金属酸素電池。
The metal oxygen battery according to claim 2, wherein
The metal oxygen battery, wherein the first oxygen storage material is a composite metal oxide containing Y and Mn.
請求項1乃至請求項3のいずれか1項記載の金属酸素電池において、
前記第2の酸素貯蔵材料は、電子伝導性をさらに備えることを特徴とする金属酸素電池。
The metal oxygen battery according to any one of claims 1 to 3,
The metal oxygen battery, wherein the second oxygen storage material further has electronic conductivity.
請求項4記載の金属酸素電池において、
前記第2の酸素貯蔵材料は、活性炭であることを特徴とする金属酸素電池。
The metal oxygen battery according to claim 4, wherein
The metal oxygen battery, wherein the second oxygen storage material is activated carbon.
請求項1乃至請求項5のいずれか1項記載の金属酸素電池において、
前記負極は、Li,Zn,Al,Mg,Fe,Ca,Na,Kからなる群から選択される1種の金属、該金属の合金、該金属を含む有機金属化合物又は該金属の有機錯体のいずれかからなることを特徴とする金属酸素電池。
The metal oxygen battery according to any one of claims 1 to 5,
The negative electrode is made of one metal selected from the group consisting of Li, Zn, Al, Mg, Fe, Ca, Na, and K, an alloy of the metal, an organometallic compound containing the metal, or an organic complex of the metal. A metal oxygen battery comprising any of the above.
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