JP2021002468A - 正極活物質層 - Google Patents
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Abstract
Description
以下、本開示における正極活物質層について、構成ごとに説明する。
本開示における正極活物質は、Pb2−xCu1+xF6(0≦x<2)で表される組成を有する。なお、本開示における正極活物質は、所望の効果を得られる範囲であれば、微量の他の元素を含有していてもよい。上記xは、0であってもよく、0より大きくてもよい。後者の場合、上記xは、0.1≦xを満たしてもよく、0.2≦xを満たしてもよく、0.5≦xを満たしてもよい。一方、上記xは、2より小さい。上記xは、x≦1.75を満たしてもよく、x≦1.5を満たしてもよい。
本開示における導電助剤は、0.8nm以上4nm以下の平均直径を有するカーボンナノチューブを含有する。
本開示における正極活物質層は、上述した正極活物質および導電助剤を含有する。また、必要に応じて電解質およびバインダーの少なくとも一方をさらに含有していてもよい。
本開示における正極活物質層は、例えば図2に示されるようなフッ化物イオン電池に用いられる。つまり本開示においては、正極活物質層10と、負極活物質層11と、正極活物質層10と負極活物質層11との間に形成された電解質層12とを有し、正極活物質層10は上述した正極活物質層である、フッ化物イオン電池20を提供することもできる。また、図2に示されるように、フッ化物イオン電池20は、正極活物質層10の集電を行う正極集電体13と、負極活物質層11の集電を行う負極集電体14とを有していてもよい。
正極活物質(Pb0.5Cu2.5F6)と、導電助剤として単層カーボンナノチューブ(平均直径0.8nm、アルドリッチ製)とを、95:5の重量比でボールミルを用いて混合して正極合材を得た(作用極)。また、負極活物質(PbF2)と、導電助剤(アセチレンブラック)とを、95:5の重量比で混合して負極合材を得た。得られた正極合材と、電解質層を形成する固体電解質(La0.9Ba0.1F2.9)と、負極合材と、Pb箔(対極)とを積層して圧粉成型することで、評価用電池を作製した。
正極合材に含まれる導電助剤として、単層カーボンナノチューブ(平均直径4nm、アルドリッチ製)を用いたこと以外は、実施例1と同様にして評価用電池を作製した。
正極合材に含まれる導電助剤として、アセチレンブラックを用いたこと以外は、実施例1と同様にして評価用電池を作製した。
正極合材に含まれる導電助剤として、多層カーボンナノチューブ(平均直径9nm、アルドリッチ製)を用いたこと以外は、実施例1と同様にして評価用電池を作製した。
正極合材に含まれる導電助剤として、VGCF(平均直径150nmの多層カーボンナノチューブ、昭和電工製)を用いたこと以外は、実施例1と同様にして評価用電池を作製した。
実施例1〜2および比較例1〜3で得られた評価用電池に対して、充放電試験を行った。充放電試験は140℃の環境下にて、電流50μA/cm2、作用極の終止電位0.3V(vs Pb/PbF2)〜1.5V(vs Pb/PbF2)の条件で行った。実施例2における充放電曲線を図3に示す。各実施例および各比較例の3サイクル目の放電容量を比較した結果を図4に示す。
2 … 導電助剤
10 … 正極活物質層
11 … 負極活物質層
12 … 電解質層
13 … 正極集電体
14 … 負極集電体
20 … フッ化物イオン電池
Claims (1)
- 正極活物質および導電助剤を含有し、フッ化物イオン電池に用いられる正極活物質層であって、
前記正極活物質が、Pb2−xCu1+xF6(0≦x<2)で表される組成を有し、
前記導電助剤が、0.8nm以上4nm以下の平均直径を有するカーボンナノチューブを含有する、正極活物質層。
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