JP2014194898A - 電極および二次電池 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】金属空気電池1は、正極層2、負極層3、および、正極層2と負極層3との間に配置される電解質層4を備える。正極層2は、導電性を有する導電層であるガス拡散層22、および、ガス拡散層22に積層された触媒層23を有する。触媒層23では、一の種類のペロブスカイト型酸化物の粒子と二酸化マンガンの粒子とが分散している。これにより、金属空気電池1において充電および放電を効率よく行うことが実現される。
【選択図】図1
Description
シクロヘキサン108gに界面活性剤としてヘキサエチレングリコールノニルフェニルエーテル90gを添加し、10℃下において撹拌した。続いて、La(NO3)3とMn(NO3)2とを0.2M(mol/L)となるように混合した金属硝酸塩水溶液10mLを当該溶液に加え、混合溶液が透明になるまで10℃下において撹拌することで逆ミセル溶液Aを調製した。また、シクロヘキサン324gに界面活性剤としてヘキサエチレングリコールノニルフェニルエーテル270g、および、10重量%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液30mLを添加し、10℃下において2時間撹拌することで逆ミセル溶液Bを調製した。
1×10−2molの硝酸ランタン6水和物と硝酸マンガン6水和物とを蒸留水100mL中に混合し、金属硝酸塩の混合溶液を調整した。続いて、量論比で生成する水酸化物と当量のテトラプロピルアンモニウムブロミドと1〜20重量%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液を混合し、アルカリ沈殿溶液を調製した。上記アルカリ沈殿溶液を激しく撹拌しながら、毎分1〜10mLで金属硝酸塩水溶液を滴下して加え、全量滴下後に更に1時間撹拌した。続いて、1時間静置にて熟成を行い、生成物を吸引濾過にて濾別した後、残渣を蒸留水、2−プロパノールで洗浄した。洗浄後、得られた残渣を120℃で12時間以上乾燥することにより酸化物前駆体を得た。得られた前駆体を乳鉢で粉砕した後、空気または窒素雰囲気下において650〜950℃にて5時間焼成することにより、ペロブスカイト型酸化物LaMnO3の粒子を得た。
内径15mmのホットプレス用金型の底部にニッケルメッシュ(株式会社ニラコ製、100メッシュ)を敷き、別途準備したガス拡散層用粉末40mgをニッケルメッシュ上に充填し、1.3MPaで一軸加圧した。続いて、上記ペロブスカイト型酸化物の粒子と別途準備した二酸化マンガンの粒子とが高分散した触媒層用粉末25mgをニッケルメッシュ上に充填し、2.6MPaで一軸加圧した。そして、金型を360℃まで加熱し、5.2MPaにて一軸加圧後に急冷することによりガス拡散型電極を得た。
シクロヘキサン40gに界面活性剤としてポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル41gを添加し、10℃下において撹拌した。続いて、La(NO3)3とMn(NO3)2とを0.2Mとなるように混合した金属硝酸塩水溶液2.5mLを当該溶液に加え、混合溶液が透明になるまで10℃下において撹拌することで逆ミセル溶液Aを調製した。また、シクロヘキサン120gに界面活性剤としてポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル123gと10重量%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液15mLを添加し、10℃下において2時間撹拌することで逆ミセル溶液Bを調製した。逆ミセル溶液AにLaNiO3を240mg添加し、1時間撹拌を行った後に、逆ミセル溶液Bを緩やかに添加して、さらに2時間撹拌した。続いて、エタノール200mLを混合溶液に添加し、10分間の超音波処理を行った。その後、生成物を濾別し、エタノールで洗浄した。得られた残渣を120℃で12時間以上乾燥した。そして、生成物を乳鉢で粉砕した後、空気または窒素雰囲気下において550〜650℃にて5時間焼成することにより、ペロブスカイト型酸化物LaMnO3を担持したペロブスカイト型酸化物LaNiO3を得た。
2,2a 正極層
3 負極層
4 電解質層
22 ガス拡散層
22a 導電層
23 触媒層
Claims (5)
- 二次電池に用いられる電極であって、
導電性を有する導電層と、
前記導電層に積層された触媒層と、
を備え、
前記触媒層において、一の種類のペロブスカイト型酸化物の粒子と二酸化マンガンの粒子とが分散していることを特徴とする電極。 - 請求項1に記載の電極であって、
前記触媒層において、他の一の種類のペロブスカイト型酸化物の粒子がさらに分散していることを特徴とする電極。 - 請求項1または2に記載の電極であって、
前記導電層および前記触媒層が導電性カーボンを含まないことを特徴とする電極。 - 二次電池に用いられる電極であって、
導電性を有する導電層と、
前記導電層に積層された触媒層と、
を備え、
前記触媒層において、一の種類のペロブスカイト型酸化物の粒子と他の一の種類のペロブスカイト型酸化物の粒子とが分散しており、
前記導電層および前記触媒層が導電性カーボンを含まないことを特徴とする電極。 - 二次電池であって、
請求項1ないし4のいずれかに記載の電極である正極層と、
負極層と、
前記負極層と前記正極層との間に配置される電解質層と、
を備えることを特徴とする二次電池。
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