JP2014059977A - 金属空気電池用電解質 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】10〜80質量%のジフルオロ酢酸メチルを含有する、金属空気電池用の電解質。
【選択図】図2
Description
Cl-、Br-、I-などのハロゲン化物アニオン;BF4 -、B(CN)4 -、B(C2O4)2 -等のホウ素化物アニオン;(CN)2N-、[N(CF3)2]-、[N(SO2CF3)2]-等のアミドアニオン又はイミドアニオン;RSO3 -(以下、Rは脂肪族炭化水素基又は芳香族炭化水素基を指す)、RSO4 -、RfSO3 -(以下、Rfは含フッ素ハロゲン化炭化水素基を指す)、RfSO4 -等のスルフェートアニオン又はスルフォネートアニオン;Rf 2P(O)O-、PF6 -、Rf 3PF3 -等の含リンアニオン;SbF6等の含アンチモンアニオン;またはラクテート、硝酸イオン、トリフルオロアセテート、トリス(トリフルオロメタンスルホニル)メチド等のアニオン、
とからなる塩を用いることができ、
例えばLiPF6、LiBF4、リチウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)アミド(LiN(CF3SO2)2、以下、LiTFSAという)、LiCF3SO3、LiC4F9SO3、LiC(CF3SO2)3及びLiClO4等が挙げられ、LiTFSAが好ましく用いられる。このような支持塩を2種以上組み合わせて用いてもよい。また、電解質に対する支持塩の添加量は特に限定されないが、0.1〜1mol/kg程度とすることが好ましい。
(実施例1)
90質量%のケッチェンブラック(ECP−600JD、ケッチェンブラックインターナショナル製)、10質量%のポリテトラフルオロエチレン(PTFE)バインダー(F−104、ダイキン製)、及び溶媒として適量のエタノールを混合して、混合物を得た。得られた混合物をロールプレスにて圧延し、乾燥及び切断し、直径18mmφ、厚み130μmの正極層を得た。
PP13TFSAにLiTFSAを溶解させた溶液に、ジフルオロ酢酸メチルを80wt%の含有量となるように添加、混合して、電解液を調製したこと以外は、実施例1と同様にして評価用セルを作製し、酸素雰囲気に置換したガラスデシケーターに入れた。
PP13TFSAにLiTFSAを溶解させた溶液に、ジフルオロ酢酸メチルを10wt%の含有量となるように添加、混合して、電解液を調製したこと以外は、実施例1と同様にして評価用セルを作製し、酸素雰囲気に置換したガラスデシケーターに入れた。
PP13TFSAにLiTFSAを溶解させた溶液に、ジフルオロ酢酸メチルを90wt%の含有量となるように添加、混合して、電解液を調製したこと以外は、実施例1と同様にして評価用セルを作製し、酸素雰囲気に置換したガラスデシケーターに入れた。
ジフルオロ酢酸メチルを添加せずに、PP13TFSAにLiTFSAを溶解させた溶液を電解液として用いたこと以外は、実施例1と同様にして評価用セルを作製し、酸素雰囲気に置換したガラスデシケーターに入れた。
実施例1及び比較例1で作成したガラスデシケーターに入れた評価用セルの負極界面抵抗を、交流インピータンス法によって測定した。交流インピータンス法は、60℃にて、振幅10mV、2MHz〜0.1Hzの周波数範囲で金属空気電池のインピーダンスを測定することによって行った。そして、コールコールプロットを行い、円弧の左端の抵抗成分と円弧の右端の抵抗成分との差を、負極界面抵抗として算出した。
実施例1〜4及び比較例1で作成したガラスデシケーターに入れた評価用セルを、試験開始前に60℃の恒温槽にて3時間静置した。次いで、マルチチャンネルポテンショスタット/ガルバノスタットVMP3(Bio−Logic社製)充放電I−V測定装置を用いて、60℃、純酸素、1気圧の条件下で、電流密度を上げながらI-V特性を測定し、カット電圧2.3Vのときの電流密度を、最大電流密度として測定した。
2 電解質層
3 負極層
6 正極集電体
7 負極集電体
8 ガス溜め部
9 密閉容器
10 電気化学セル
Claims (9)
- 10〜80質量%のジフルオロ酢酸メチルを含有する、金属空気電池用の電解質。
- 30〜80質量%のジフルオロ酢酸メチルを含有する、請求項1に記載の金属空気電池用の電解質。
- 50〜80質量%のジフルオロ酢酸メチルを含有する、請求項1に記載の金属空気電池用の電解質。
- イオン液体とジフルオロ酢酸メチルとを含有する、請求項1〜3のいずれか一項に記載の金属空気電池用の電解質。
- 前記イオン液体がN−メチル−N−プロピルピペリジニウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)アミド(PP13TFSA)を含む、請求項4に記載の金属空気電池用の電解質。
- リチウム含有金属塩を含む、請求項1〜5のいずれか一項に記載の電解質。
- 前記リチウム含有金属塩がリチウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)アミド(LiTFSA)である、請求項6に記載の電解質。
- 正極層、負極層、及び前記正極層と負極層との間に配置される電解質層を含む金属空気電池であって、
前記電解質層が請求項1〜7のいずれか一項に記載の電解質を含む、
金属空気電池。 - 前記負極層がリチウムを含有する材料を含む、請求項8に記載の金属空気電池。
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