JP2020110756A - 硫黄系ガス吸着構造体及び組電池 - Google Patents
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Abstract
【課題】成形体に加工して様々な用途に様々な態様で用いることができるための構造体としての強度を確保しつつ、かつ、硫黄系ガスの吸着速度及び吸着量を向上させ、硫黄系ガスの吸着性能が高い、硫黄系ガス吸着構造体を提供する。【解決手段】硫黄系ガス吸着構造体１００は、支持体１０と、前記支持体１０の表面に、硫黄系ガスを吸着可能な吸着材２２及びバインダー２４を含む硫黄系ガス吸着層２０が形成されて構成される。【選択図】図１
Description
本発明は、硫化水素などの硫黄系ガスを吸着可能な吸着材及びバインダーを含む硫黄系ガス吸着構造体、並びに、これを備えた組電池に関する。
近年、環境保護の観点から電動モータで駆動する電気自動車又はハイブリッド車などの開発が盛んに進められている。この電気自動車又はハイブリッド車などには、駆動用電動モータの電源となるための、複数の電池セルが直列又は並列に接続された組電池が搭載されている。
また、この電池セルには、鉛蓄電池やニッケル水素電池などに比べて、高容量かつ高出力が可能なリチウムイオン二次電池が主として用いられている。そして、リチウムイオン二次電池の中でも、可燃性の有機溶媒からなる電解液を用いないことから、安全性の高い全固体型リチウムイオン二次電池が注目を集めている。この全固体型リチウムイオン二次電池では、有機溶媒を用いた電解液の代わりに、例えば硫化物系固体電解質が好適に用いられる。
この硫化物系固体電解質を用いた全固体型リチウムイオン二次電池では、硫化物系固体電解質が電池外から流入した空気中の水分と接触することで、電池内部で硫化水素（Ｈ２Ｓ）が発生することがある。この場合、発生する硫化水素は毒性が高いため、人体への吸入による中毒が懸念される。
このため、全固体型リチウムイオン二次電池内部で発生する硫化水素などの硫黄系ガスを吸着することで、人体への被害を最小限に抑えることが可能な樹脂組成物及びその成形体として、特許文献１には、芳香族ビニルモノマー由来の繰返し単位及びジエンモノマー由来の繰返し単位を有する芳香族ビニル−ジエン系共重合体を含むバインダー、並びに硫化水素を化学的に吸着する無機吸着材を含み、かつ前記無機吸着材が、銅、亜鉛、マンガン、コバルト及びニッケルから選ばれる少なくとも１種の金属を含む金属ケイ酸塩を含む、硫黄系ガス吸着用樹脂組成物の混練体（ただし、発泡体を除く）と、それを用いたフィルム状又はシート状の形状である硫黄系ガス吸着用成形体が開示されている。
上記特許文献１においては、成形体に加工して様々な用途に様々な態様で用いることができる一方で、吸着材を樹脂組成物に分散させたとしても、硫黄系ガスの吸着能力に関して、性能が一定程度維持できることを課題としている。しかしながら、特許文献１に記載の手段により、ある程度は硫黄系ガスの吸着能力の向上が見込めるものの、吸着材が樹脂内に均一に埋め込まれた状態で存在する以上、樹脂内のガス透過性（または、ガス拡散性）の低さが少なからず影響することで、一部ガス吸着に寄与しない吸着材が存在し得ることとなる。
本発明は、このような事情に着目してなされたものであり、成形体に加工して様々な用途に様々な態様で用いることができるための構造体としての強度を確保しつつ、かつ、硫黄系ガスの吸着速度及び吸着量を向上させ、硫黄系ガスの吸着性能が高い、硫黄系ガス吸着構造体を提供することを目的とする。
本発明の目的は、硫黄系ガス吸着構造体に係る下記（１）の構成により達成される。
（１）支持体と、前記支持体の表面に、硫黄系ガスを吸着可能な吸着材及びバインダーを含む硫黄系ガス吸着層が形成されている、硫黄系ガス吸着構造体。
（１）支持体と、前記支持体の表面に、硫黄系ガスを吸着可能な吸着材及びバインダーを含む硫黄系ガス吸着層が形成されている、硫黄系ガス吸着構造体。
また、硫黄系ガス吸着構造体に係る本発明の好ましい実施形態は、下記（２）〜（１３）のいずれかであることを特徴とする。
（２）前記バインダーは、硫黄系ガスが透過可能な樹脂材料を含む、（１）に記載の硫黄系ガス吸着構造体。
（３）前記支持体は、硫黄系ガスが透過可能な樹脂材料を含む、（１）又は（２）に記載の硫黄系ガス吸着構造体。
（２）前記バインダーは、硫黄系ガスが透過可能な樹脂材料を含む、（１）に記載の硫黄系ガス吸着構造体。
（３）前記支持体は、硫黄系ガスが透過可能な樹脂材料を含む、（１）又は（２）に記載の硫黄系ガス吸着構造体。
（４）前記硫黄系ガスが透過可能な樹脂材料は、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリスチレン及びポリブタジエンから選択される少なくとも一種である、（２）又は（３）に記載の硫黄系ガス吸着構造体。
（５）前記支持体と前記バインダーが同じ樹脂材料を含む、（１）〜（４）のいずれか１つに記載の硫黄系ガス吸着構造体。
（６）前記吸着材は、活性炭、ゼオライト、金属ケイ酸塩、シリカゲル、並びに、亜鉛、鉄、ニッケル、スズ、銅及び銀から選択される少なくとも一種の金属、該金属の酸化物及び該金属の水酸化物からなる群から選択される少なくとも一種である、（１）〜（５）のいずれか１つに記載の硫黄系ガス吸着構造体。
（５）前記支持体と前記バインダーが同じ樹脂材料を含む、（１）〜（４）のいずれか１つに記載の硫黄系ガス吸着構造体。
（６）前記吸着材は、活性炭、ゼオライト、金属ケイ酸塩、シリカゲル、並びに、亜鉛、鉄、ニッケル、スズ、銅及び銀から選択される少なくとも一種の金属、該金属の酸化物及び該金属の水酸化物からなる群から選択される少なくとも一種である、（１）〜（５）のいずれか１つに記載の硫黄系ガス吸着構造体。
（７）前記硫黄系ガス吸着層中の前記吸着材の含有量は、前記バインダーの含有量よりも多い、（１）〜（６）のいずれか１つに記載の硫黄系ガス吸着構造体。
（８）前記バインダーの含有量が、前記硫黄系ガス吸着層の全質量に対し、０．５〜５．０質量％である、（１）〜（７）のいずれか１つに記載の硫黄系ガス吸着構造体。
（９）前記吸着材の含有量が、前記硫黄系ガス吸着層の全質量に対し、９５．０〜９９．５質量％である、（１）〜（８）のいずれか１つに記載の硫黄系ガス吸着構造体。
（１０）前記硫黄系ガス吸着層の厚さが１０〜５００μｍである、（１）〜（９）のいずれか１つに記載の硫黄系ガス吸着構造体。
（８）前記バインダーの含有量が、前記硫黄系ガス吸着層の全質量に対し、０．５〜５．０質量％である、（１）〜（７）のいずれか１つに記載の硫黄系ガス吸着構造体。
（９）前記吸着材の含有量が、前記硫黄系ガス吸着層の全質量に対し、９５．０〜９９．５質量％である、（１）〜（８）のいずれか１つに記載の硫黄系ガス吸着構造体。
（１０）前記硫黄系ガス吸着層の厚さが１０〜５００μｍである、（１）〜（９）のいずれか１つに記載の硫黄系ガス吸着構造体。
（１１）前記支持体の両側表面に、前記硫黄系ガス吸着層が形成されている、（１）〜（１０）のいずれか１つに記載の硫黄系ガス吸着構造体。
（１２）前記支持体は、前記支持体の厚み方向に複数の貫通孔を有する、（１）〜（１１）のいずれか１つに記載の硫黄系ガス吸着構造体。
（１３）前記支持体が、全固体型電池を収納する電池ケースである、（１）〜（１２）のいずれか１つに記載の硫黄系ガス吸着構造体。
（１２）前記支持体は、前記支持体の厚み方向に複数の貫通孔を有する、（１）〜（１１）のいずれか１つに記載の硫黄系ガス吸着構造体。
（１３）前記支持体が、全固体型電池を収納する電池ケースである、（１）〜（１２）のいずれか１つに記載の硫黄系ガス吸着構造体。
また、本発明の目的は、組電池に係る下記（１４）の構成により達成される。
（１４）（１）〜（１３）のいずれか１つに記載の硫黄系ガス吸着構造体を備えた、組電池。
（１４）（１）〜（１３）のいずれか１つに記載の硫黄系ガス吸着構造体を備えた、組電池。
本発明によれば、成形体に加工して様々な用途に様々な態様で用いることができるための構造体としての強度を確保しつつ、かつ、硫黄系ガスの吸着速度及び吸着量を向上させ、硫黄系ガスの吸着性能が高い、硫黄系ガス吸着構造体及びこれを備えた組電池を提供することができる。
本発明者らは、成形体に加工して様々な用途に様々な態様で用いることができるための構造体としての強度を確保しつつ、かつ、硫黄系ガスの吸着速度及び吸着量を向上させ、硫黄系ガスの吸着性能が高い、硫黄系ガス吸着構造体を提供するため、鋭意検討を行ってきた。
その結果、支持体と、支持体の表面に、硫黄系ガスを吸着可能な吸着材及びバインダーを含む硫黄系ガス吸着層が形成された硫黄系ガス吸着構造体を用いることにより、上記課題を解決できることを見出した。
すなわち、本実施形態に係る硫黄系ガス吸着構造体は、支持体を有することで、成形体に加工して様々な用途に様々な態様で用いることができるための構造体としての強度を確保することができる。
また、支持体の表面に、硫黄系ガスを吸着可能な吸着材とバインダーを含む硫黄系ガス吸着層が形成されており、吸着材が樹脂内に均一に埋め込まれた状態で存在するのではなく、多数の吸着材が少量のバインダーにより接着され、支持体上で固定されるものであるため、硫黄系ガス吸着層内における硫黄系ガスの吸着速度及び吸着量を向上させることができ、硫黄系ガスの吸着性能が高いものとなる。
以下、本発明の実施形態（本実施形態）について、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下において「〜」とは、その下限の値以上、その上限の値以下であることを意味する。
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態に係る硫黄系ガス吸着構造体について説明する。第１の実施形態は、支持体の片面にのみ硫黄系ガス吸着層が形成されている場合である。
本発明の第１の実施形態に係る硫黄系ガス吸着構造体について説明する。第１の実施形態は、支持体の片面にのみ硫黄系ガス吸着層が形成されている場合である。
＜硫黄系ガス吸着構造体の基本構成＞
図１は、第１の実施形態に係る硫黄系ガス吸着構造体１００の構成例を模式的に示す図である。本実施形態に係る硫黄系ガス吸着構造体１００は、支持体１０と、支持体１０の片面（支持体１０の上側表面）に、硫黄系ガスを吸着可能な吸着材２２と、バインダー２４とを含む硫黄系ガス吸着層２０が形成されている。
図１は、第１の実施形態に係る硫黄系ガス吸着構造体１００の構成例を模式的に示す図である。本実施形態に係る硫黄系ガス吸着構造体１００は、支持体１０と、支持体１０の片面（支持体１０の上側表面）に、硫黄系ガスを吸着可能な吸着材２２と、バインダー２４とを含む硫黄系ガス吸着層２０が形成されている。
上述したように、本実施形態に係る硫黄系ガス吸着構造体１００は、支持体１０を有することで、成形体に加工して様々な用途に様々な態様で用いることができるための構造体としての強度を確保することができる。
また、支持体１０の表面に、硫黄系ガスを吸着可能な吸着材２２と、バインダー２４を含む硫黄系ガス吸着層２０が形成されており、吸着材２２が樹脂内に均一に埋め込まれた状態で存在するのではなく、多数の吸着材２２が少量のバインダー２４により接着され、支持体１０上で固定されるものであるため、硫黄系ガス吸着層２０内における硫黄系ガスの吸着速度及び吸着量を向上させることができ、硫黄系ガスの吸着性能が高いものとなる。
なお、本実施形態における硫黄系ガスとしては、硫化水素、二酸化硫黄、チオールなどが例として挙げられる。
なお、本実施形態における硫黄系ガスとしては、硫化水素、二酸化硫黄、チオールなどが例として挙げられる。
＜硫黄系ガス吸着構造体の詳細＞
次に、硫黄系ガス吸着構造体１００を構成する、支持体１０及び硫黄系ガス吸着層２０の詳細について説明する。
次に、硫黄系ガス吸着構造体１００を構成する、支持体１０及び硫黄系ガス吸着層２０の詳細について説明する。
［支持体］
支持体１０は、後述する硫黄系ガス吸着層２０を支持する機能を有する。支持体１０が硫黄系ガス吸着層２０を支持することにより、硫黄系ガス吸着層２０を有する硫黄系ガス吸着構造体１００は、成形体に加工して様々な用途に様々な態様で用いることができるための構造体としての強度を確保することができる。
支持体１０は、後述する硫黄系ガス吸着層２０を支持する機能を有する。支持体１０が硫黄系ガス吸着層２０を支持することにより、硫黄系ガス吸着層２０を有する硫黄系ガス吸着構造体１００は、成形体に加工して様々な用途に様々な態様で用いることができるための構造体としての強度を確保することができる。
支持体１０の材質としては、硫黄系ガス吸着層２０を支持できるものであれば、特に限定されるものではなく、樹脂などの有機系材料、金属やガラスなどの無機系材料を含め、様々なものを採用することができる。
ただし、硫黄系ガス吸着層２０への硫黄系ガスの拡散性向上の観点から、支持体１０は、硫黄系ガスが透過可能な樹脂材料を含むことが好ましい。このような材料の具体例としては、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリスチレン及びポリブタジエンから選択される少なくとも一種を挙げることができる。なお、硫黄系ガスの透過性が特に高いスチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）を用いることがより好ましい。
［硫黄系ガス吸着層］
硫黄系ガス吸着層２０は、硫黄系ガスを吸着可能な吸着材２２と、バインダー２４を含み、硫黄系ガスを効果的に吸着する機能を有する。上述したように、吸着材２２は、上記特許文献１のような、吸着材２２が樹脂内に均一に埋め込まれた状態で存在するのではなく、多数の吸着材２２が少量のバインダー２４により接着されものであるため、硫黄系ガス吸着層２０内における硫黄系ガスの吸着速度及び吸着量を向上させることができ、硫黄系ガスの吸着性能が高いものを実現することができる。
硫黄系ガス吸着層２０は、硫黄系ガスを吸着可能な吸着材２２と、バインダー２４を含み、硫黄系ガスを効果的に吸着する機能を有する。上述したように、吸着材２２は、上記特許文献１のような、吸着材２２が樹脂内に均一に埋め込まれた状態で存在するのではなく、多数の吸着材２２が少量のバインダー２４により接着されものであるため、硫黄系ガス吸着層２０内における硫黄系ガスの吸着速度及び吸着量を向上させることができ、硫黄系ガスの吸着性能が高いものを実現することができる。
吸着材２２の材質としては、硫黄系ガスを吸着可能なものであれば特に限定されるものではなく、活性炭、ゼオライト、金属ケイ酸塩、シリカゲル、並びに、亜鉛、鉄、ニッケル、スズ、銅及び銀から選択される少なくとも一種の金属、該金属の酸化物及び該金属の水酸化物からなる群から選択される少なくとも一種を含め、様々なものを用いることができる。
上記活性炭としては、特に種類が限定されるものではなく、例えば、ヤシガラ、石炭、木炭等を主原料としたものが挙げられる。
上記金属ケイ酸塩としては、例えば、特許第６１６４９００号公報に記載の、銅、亜鉛、マンガン、コバルト、ニッケルから選ばれる少なくとも１種の金属を含む金属ケイ酸塩であることが好ましい。
上記ゼオライトとしては、特に種類に限定されるものではなく、例えば、β型ゼオライト、Ｙ型ゼオライト、フェリエライト、ＺＳＭ−５型ゼオライト、モルデナイト、フォージサイト、ゼオライトＡおよびゼオライトＬ等が挙げられる。
なお、吸着速度向上の観点からは、吸着材２２として、活性炭、ゼオライト、シリカゲルのいずれかを用いることが好ましい。また、吸着力向上の観点からは、吸着材２２として、金属ケイ酸塩、又は、亜鉛、鉄、ニッケル、スズ、銅及び銀から選択される少なくとも一種の金属、該金属の酸化物及び該金属の水酸化物からなる群から選択される少なくとも一種のいずれかを用いることが好ましい。
吸着材２２が粉末状である場合には、その平均粒子径は、硫黄系ガスを吸着可能なものであれば特に限定されないが、例えば、０．５〜１００μｍであることが好ましく、０．５〜１０μｍであることがより好ましい。
バインダー２４の材質としては、吸着材２２を支持体１０上で固定できるものであれば、特に限定されるものではなく、種々の樹脂材料などを採用することができる。
ただし、硫黄系ガス吸着層２０への硫黄系ガスの拡散性向上の観点から、バインダー２４は、硫黄系ガスが透過可能な樹脂材料を含むことが好ましい。このような材料の具体例としては、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリスチレン及びポリブタジエンから選択される少なくとも一種を挙げることができる。なお、硫黄系ガスの透過性が特に高いスチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）を用いることがより好ましい。
なお、硫黄系ガス吸着層２０中の吸着材２２の含有量は、バインダー２４の含有量よりも多いことが好ましい。これにより、硫黄系ガス吸着層２０内における硫黄系ガスの吸着速度及び吸着量を更に向上させることができ、硫黄系ガスの吸着性能がより高いものを実現することができる。
上記効果を十分に発揮するため、バインダー２４の含有量は、硫黄系ガス吸着層２０の全質量に対し、０．５〜５．０質量％であることが好ましく、０．５〜３．０質量％であることがより好ましく、０．５〜１．０質量％であることが更に好ましい。
上記効果を十分に発揮するため、吸着材２２の含有量は、硫黄系ガス吸着層２０の全質量に対し、９５．０〜９９．５質量％であることが好ましく、９７．０〜９９．５質量％であることがより好ましく、９９．０〜９９．５質量％であることが更に好ましい。
また、ガス透過性向上の効果を十分に発揮するための観点から、硫黄系ガス吸着層２０の厚さｔ（図１を参照）は、１０〜５００μｍであることが好ましく、１０〜２００μｍであることがより好ましく、１０〜１００μｍであることが更に好ましい。
さらに、支持体１０と、硫黄系ガス吸着層２０内のバインダー２４が同じ樹脂材料を含むことが好ましい。これにより、支持体１０と硫黄系ガス吸着層２０との密着性が向上し、硫黄系ガス吸着層２０が支持体１０から剥離するのを抑制できるため、硫黄系ガス吸着構造体１００を成形体に加工して様々な用途に様々な態様で用いる際の取り扱い性が高まる。
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態に係る硫黄系ガス吸着構造体について説明する。第２の実施形態は、支持体の両面に硫黄系ガス吸着層が形成されている場合である。
本発明の第２の実施形態に係る硫黄系ガス吸着構造体について説明する。第２の実施形態は、支持体の両面に硫黄系ガス吸着層が形成されている場合である。
図２は、第２の実施形態に係る硫黄系ガス吸着構造体２００の構成例を模式的に示す図である。本実施形態に係る硫黄系ガス吸着構造体２００は、支持体１０と、支持体１０の両面（支持体１０の両側表面）に、硫黄系ガスを吸着可能な吸着材２２と、バインダー２４とを含む硫黄系ガス吸着層２０が、それぞれ形成されている。
本実施形態においては、支持体１０の両側表面に硫黄系ガス吸着層２０が形成されているため、第１の実施形態で説明したような支持体１０の片面にのみ硫黄系ガス吸着層２０を有するものと比べ、硫黄系ガスを吸着することのできる吸着材２２の含有量が多くなるため、硫黄系ガスの吸着量を増加させることができる。結果として、硫黄系ガス吸着構造体２００における硫黄系ガスの吸着性能が更に高まる。
また、支持体１０の両側表面に硫黄系ガス吸着層２０が形成されているため、硫黄系ガス吸着構造体２００から見て複数の方向に存在する（例えば、図２中では、支持体１０の上方向や下方向）硫黄系ガスを吸着し易くなる。結果として、硫黄系ガス吸着構造体２００における硫黄系ガスの吸着性能が更に高まる。
なお、本実施形態においては、上記で説明した効果に加え、第１の実施形態で説明した効果と同様の効果を奏する。
（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態に係る硫黄系ガス吸着構造体について説明する。第３の実施形態は、支持体において、その厚み方向に貫通する複数の貫通孔が形成されている場合である。
本発明の第３の実施形態に係る硫黄系ガス吸着構造体について説明する。第３の実施形態は、支持体において、その厚み方向に貫通する複数の貫通孔が形成されている場合である。
図３は、第３の実施形態に係る硫黄系ガス吸着構造体３００の構成例を模式的に示す図である。本実施形態に係る硫黄系ガス吸着構造体３００は、支持体１０と、支持体１０の片面（支持体１０の上側表面）に、硫黄系ガスを吸着可能な吸着材２２と、バインダー２４とを含む硫黄系ガス吸着層２０が、それぞれ形成されている。さらに、支持体１０において、その厚み方向に貫通する複数の貫通孔１２が形成されている。
本実施形態においては、支持体１０において、その厚み方向に貫通する複数の貫通孔１２が形成されているため、この貫通孔１２を介して、支持体１０における硫黄系ガス吸着層２０を有しない面側（図３中、支持体１０の下方側）に滞留する硫黄系ガス（図示は省略）を、支持体１０における硫黄系ガス吸着層２０を有する面側（図３中、支持体１０の上方側）に流通させることができる。結果として、硫黄系ガス吸着層２０が支持体１０の片面にのみ有する場合であっても、効果的に硫黄系ガスを吸着することが可能となる。
また、図示は省略するが、支持体１０の両面に硫黄系ガス吸着層２０を有する場合においても、支持体１０において、その厚み方向に貫通する複数の貫通孔１２が形成されていることで、支持体１０の両側表面間における硫黄系ガスの流通を促進させることができるため、効果的に硫黄系ガスを吸着することが可能となる。
なお、本実施形態においても、上記で説明した効果に加え、第１の実施形態で説明した効果と同様の効果を奏する。
（硫黄系ガス吸着構造体を適用した組電池）
本発明の実施形態に係る硫黄系ガス吸着構造体を備えた組電池について説明する。図４は、一例として、第１の実施形態に係る硫黄系ガス吸着構造体１００を適用した組電池５００の構成を模式的に示す図である。
本発明の実施形態に係る硫黄系ガス吸着構造体を備えた組電池について説明する。図４は、一例として、第１の実施形態に係る硫黄系ガス吸着構造体１００を適用した組電池５００の構成を模式的に示す図である。
図４に示すように、硫化物系固体電解質（図示は省略）を用いた、複数の全固体型電池３０が配置され、複数の全固体型電池３０同士が直列又は並列に接続された状態（接続された状態は図示を省略する。また、直列と並列の併用であっても構わない。）で、電池ケース５０に格納されて、組電池５００が構成されている。
そして、硫黄系ガス吸着構造体１００における支持体１０として、組電池５００における電池ケース５０が採用されている。すなわち、電池ケース５０を支持体１０として、その表面（図４中では、電池ケース５０における側面内側）に、硫黄系ガス吸着層２０がそれぞれ形成されている。
ここで、硫化物系固体電解質が、全固体型電池３０外から流入した空気中の水分（図示は省略）と接触することで、全固体型電池３０内部で硫化水素（Ｈ２Ｓ）が発生した場合、電池ケース５０内において、硫黄系ガスを吸着可能な硫黄系ガス吸着層２０を備えることで、効果的に硫黄系ガスを吸着することができる。
図４においては、支持体１０として、全固体型電池３０を収納する電池ケース５０を用いているが、電池ケース５０とは別の支持体１０を用いた硫黄系ガス吸着構造体１００を、電池ケース５０内に配置して、組電池を構成してもよい。ただし、支持体１０として電池ケース５０を用いることが、部品点数の省略化や、組電池の小型化に貢献することができるため、より好ましい。
（硫黄系ガス吸着構造体の製造方法）
上記した硫黄系ガス吸着構造体１００、２００、３００の製造方法については、公知の方法を用いることができ、特に限定されない。具体的には、例えば、以下の方法が挙げられる。
上記した硫黄系ガス吸着構造体１００、２００、３００の製造方法については、公知の方法を用いることができ、特に限定されない。具体的には、例えば、以下の方法が挙げられる。
まず、硫黄系ガス吸着層２０を構成する材料となる、所定量の吸着材２２及びバインダー２４を、例えばＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）、水などの適当な溶媒に分散させたスラリーを調製する。次いで、別途準備した、所定の支持体１０の表面に調製したスラリーを塗布し、乾燥させる。このような簡易な手法により、本実施形態に係る硫黄系ガス吸着構造体１００、２００、３００を製造することができる。
なお、第２の実施形態に係る硫黄系ガス吸着構造体２００においては、支持体１０の両面に上記スラリーを塗布して製造すればよい。また、第３の実施形態に係る硫黄系ガス吸着構造体３００においては、その厚み方向に貫通する複数の貫通孔１２が形成された支持体１０をあらかじめ準備して、その支持体１０に上記スラリーを塗布して製造すればよい。
また、スラリーの詳細な調製方法、スラリーの塗布方法や乾燥方法などは、公知技術であるリチウムイオン二次電池における電極の製造方法（例えば、特開２０１８−４９７１７など）に倣って適宜調製すればよい。
また、スラリーの詳細な調製方法、スラリーの塗布方法や乾燥方法などは、公知技術であるリチウムイオン二次電池における電極の製造方法（例えば、特開２０１８−４９７１７など）に倣って適宜調製すればよい。
なお、本発明は、前述した各実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良等が可能である。
１０ 支持体
１２ 貫通孔
２０ 硫黄系ガス吸着層
２２ 吸着材
２４ バインダー
３０ 全固体型電池
５０ 電池ケース
１００、２００、３００ 硫黄系ガス吸着構造体
５００ 組電池
ｔ 硫黄系ガス吸着層の厚さ
１２ 貫通孔
２０ 硫黄系ガス吸着層
２２ 吸着材
２４ バインダー
３０ 全固体型電池
５０ 電池ケース
１００、２００、３００ 硫黄系ガス吸着構造体
５００ 組電池
ｔ 硫黄系ガス吸着層の厚さ
Claims (14)
- 支持体と、前記支持体の表面に、硫黄系ガスを吸着可能な吸着材及びバインダーを含む硫黄系ガス吸着層が形成されている、硫黄系ガス吸着構造体。
- 前記バインダーは、硫黄系ガスが透過可能な樹脂材料を含む、請求項１に記載の硫黄系ガス吸着構造体。
- 前記支持体は、硫黄系ガスが透過可能な樹脂材料を含む、請求項１又は２に記載の硫黄系ガス吸着構造体。
- 前記硫黄系ガスが透過可能な樹脂材料は、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリスチレン及びポリブタジエンから選択される少なくとも一種である、請求項２又は３に記載の硫黄系ガス吸着構造体。
- 前記支持体と前記バインダーが同じ樹脂材料を含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の硫黄系ガス吸着構造体。
- 前記吸着材は、活性炭、ゼオライト、金属ケイ酸塩、シリカゲル、並びに、亜鉛、鉄、ニッケル、スズ、銅及び銀から選択される少なくとも一種の金属、該金属の酸化物及び該金属の水酸化物からなる群から選択される少なくとも一種である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の硫黄系ガス吸着構造体。
- 前記硫黄系ガス吸着層中の前記吸着材の含有量は、前記バインダーの含有量よりも多い、請求項１〜６のいずれか１項に記載の硫黄系ガス吸着構造体。
- 前記バインダーの含有量が、前記硫黄系ガス吸着層の全質量に対し、０．５〜５．０質量％である、請求項１〜７のいずれか１項に記載の硫黄系ガス吸着構造体。
- 前記吸着材の含有量が、前記硫黄系ガス吸着層の全質量に対し、９５．０〜９９．５質量％である、請求項１〜８のいずれか１項に記載の硫黄系ガス吸着構造体。
- 前記硫黄系ガス吸着層の厚さが１０〜５００μｍである、請求項１〜９のいずれか１項に記載の硫黄系ガス吸着構造体。
- 前記支持体の両側表面に、前記硫黄系ガス吸着層が形成されている、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の硫黄系ガス吸着構造体。
- 前記支持体は、前記支持体の厚み方向に複数の貫通孔を有する、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の硫黄系ガス吸着構造体。
- 前記支持体が、全固体型電池を収納する電池ケースである、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の硫黄系ガス吸着構造体。
- 請求項１〜１３のいずれか１項に記載の硫黄系ガス吸着構造体を備えた、組電池。
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