JP6558906B2 - Separator and battery comprising the same - Google Patents
Separator and battery comprising the same Download PDFInfo
- Publication number
- JP6558906B2 JP6558906B2 JP2015022394A JP2015022394A JP6558906B2 JP 6558906 B2 JP6558906 B2 JP 6558906B2 JP 2015022394 A JP2015022394 A JP 2015022394A JP 2015022394 A JP2015022394 A JP 2015022394A JP 6558906 B2 JP6558906 B2 JP 6558906B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- negative electrode
- battery
- separator
- conductive
- conductive layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Fuel Cell (AREA)
- Inert Electrodes (AREA)
- Cell Separators (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Hybrid Cells (AREA)
Description
本発明は、セパレータ及びそれを含んで構成される電池に関する。より詳しくは、特に亜鉛負極を含む電池に好適に用いることができるセパレータ及びそれを含んで構成される電池に関する。 The present invention relates to a separator and a battery including the separator. More specifically, the present invention relates to a separator that can be suitably used particularly for a battery including a zinc negative electrode, and a battery including the separator.
電池は、近年においては、携帯機器から自動車等まで多くの産業において、主にその性能や二次電池化の面で開発・改良の重要性が益々高まっている。 In recent years, the importance of development and improvement of batteries has been increasing in many industries from portable devices to automobiles mainly in terms of performance and secondary battery.
電池、特に亜鉛種やカドミウム種、リチウム種を含む負極を用いて構成される二次電池は、長期間充放電を繰り返すと、電極の活物質層等の近傍で金属の溶解析出反応が起こる過程で、シェイプチェンジという電極活物質の形態変化が発生し、容量劣化や短寿命化が起こるという課題があった。 Batteries, especially secondary batteries composed of negative electrodes containing zinc species, cadmium species, and lithium species, undergo a metal dissolution and precipitation reaction in the vicinity of the electrode active material layer, etc., after repeated charge and discharge for a long period of time. However, there is a problem that the shape change of the electrode active material called shape change occurs, resulting in capacity deterioration and shortening of the life.
このような課題に対し、例えば、ポリマーと、周期表の第1族〜第17族から選ばれる少なくとも1種の元素を含有する化合物とを含むアニオン伝導性材料や、該アニオン伝導性材料を含んで構成される電池構成部材を備える電池が開示され、該電池構成部材としては、セパレータ、正極、負極、及び、電解質からなる群より選択される少なくとも1種が開示されている(例えば、特許文献1参照。)。 For such a problem, for example, an anion conductive material containing a polymer and a compound containing at least one element selected from Group 1 to Group 17 of the periodic table, and the anion conductive material are included. A battery comprising a battery constituent member constituted by the above is disclosed, and as the battery constituent member, at least one selected from the group consisting of a separator, a positive electrode, a negative electrode, and an electrolyte is disclosed (for example, Patent Document) 1).
また正極層と、負極層と、前記正極層及び負極層の間の電解質層とを含む金属空気電池であって、前記負極層と前記電解質層との間に金属多孔体を備える、金属空気電池が開示されている(例えば、特許文献2参照。)。 A metal-air battery including a positive electrode layer, a negative electrode layer, and an electrolyte layer between the positive electrode layer and the negative electrode layer, the metal-air battery including a porous metal body between the negative electrode layer and the electrolyte layer. Is disclosed (for example, see Patent Document 2).
例えば二次電池の負極に亜鉛を用いると、上述したように、充電時に亜鉛表面で形成されるデンドライトによって正極と負極とが短絡し、電池が頓死する。これを防ぐために、上記特許文献1に記載されるようなアニオン伝導性膜を本発明者は開発し、亜鉛二次電池の実用化を目指している。しかしながら、上述した特許文献1に記載されるような、これまで提案してきたアニオン伝導性膜の組成上の特徴だけでは、シェイプチェンジを抑制する効果を更に高める余地があった。 For example, when zinc is used for the negative electrode of the secondary battery, as described above, the positive electrode and the negative electrode are short-circuited by the dendrite formed on the zinc surface during charging, and the battery is killed. In order to prevent this, the present inventor has developed an anion conductive membrane as described in Patent Document 1 and aims to put the zinc secondary battery into practical use. However, only the compositional features of the anion conductive membranes proposed so far as described in Patent Document 1 described above have room for further enhancing the effect of suppressing the shape change.
また長期のサイクル試験では、充放電による亜鉛種等の活物質のシェイプチェンジが問題となる。上述した亜鉛種やカドミウム種、リチウム種を含む負極を用いて構成される二次電池等のように、電池反応に伴って活物質の溶解・析出反応が生じる場合、活物質の析出形態を制御することは極めて重要である。当該活物質の析出形態が制御できていないと、充放電反応を重ねるごとにシェイプチェンジが進行し、負極の活物質が枯渇して容量が低下したり、水素ガスが発生したりするという現象が生じる。これは電池開発における重要な課題のひとつとなっている。 In a long-term cycle test, the shape change of an active material such as zinc species due to charging / discharging becomes a problem. Controls the deposition mode of the active material when the active material dissolves / precipitates with the battery reaction, such as the secondary battery configured using the negative electrode containing zinc species, cadmium species, and lithium species described above. It is extremely important to do. If the deposition form of the active material is not controlled, the shape change proceeds each time the charge / discharge reaction is repeated, and the negative electrode active material is depleted and the capacity is reduced, or hydrogen gas is generated. Arise. This is one of the important issues in battery development.
上述したシェイプチェンジに関する課題は、亜鉛負極、カドミウム負極、リチウム負極のいずれかを用いる電池において特に重要であるが、これら以外の電極を用いる電池も有する。当該課題に対し、本発明者は、これまでアニオン伝導性膜によってデンドライト抑制を試みてきたが、特に電池の長期使用に伴う活物質のシェイプチェンジの抑制については、更なる工夫の余地があった。 The above-described problems related to shape change are particularly important in batteries using any one of a zinc negative electrode, a cadmium negative electrode, and a lithium negative electrode, but batteries using other electrodes are also included. In response to this problem, the present inventors have attempted to suppress dendrite with an anion conductive membrane so far, but there is room for further contrivance, particularly regarding the suppression of the shape change of the active material accompanying the long-term use of the battery. .
本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、電池の長期使用に伴う活物質のシェイプチェンジを抑制できる電池を提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of the said present condition, and aims at providing the battery which can suppress the shape change of the active material accompanying a long-term use of a battery.
本発明者は、電池の長期使用に伴う活物質のシェイプチェンジの原因の1つが、負極面内の電流分布の不均一性であると考えた。本発明者は、正極や負極等の電極、セパレータのいずれかの中で電流の分布(電流集中)が存在すれば、全電池構成部材がその影響を受け、例えば亜鉛負極中で電流の集中が生じれば、その部分における亜鉛種の酸化−還元反応が局所的に活発化してしまうため、大きくシェイプチェンジすることになると考えた。本発明者は、これにより、電池の長期使用時に、亜鉛種等の活物質が負極面内で偏在し、正極等との短絡・容量低下・ガス発生等を誘発する原因となっていると考えた。本発明者は、このような考えにもとづき、負極面内の電流分布をより均一にすること、そのために電池に用いられるセパレータを利用することに着目し、種々検討した。そして、本発明者は、鋭意検討の結果、電池に用いるセパレータを、絶縁層と導電層とを含む多層構造をもつものとし、該絶縁層を介して電極と電気的に絶縁した状態で導電層を電池中に配置することとした。これにより、該セパレータが、電流を、正極及び負極に対して直交する方向に整流する機能、すなわち、正極から負極に向かって電流密度分布を作らないで満遍なく流す機能を発揮できることを見出した。その結果、電池における負極面における電流分布をより均一にすることができ、電池の長期使用に伴う活物質のシェイプチェンジを高度に抑制することができ、電池を長寿命化できることを見出し、本発明に想到したものである。 The present inventor considered that one of the causes of the active material shape change accompanying the long-term use of the battery is non-uniformity of the current distribution in the negative electrode surface. The present inventor, if there is a current distribution (current concentration) in any of the electrodes such as the positive electrode and the negative electrode and the separator, all battery constituent members are affected, for example, the current concentration in the zinc negative electrode If it occurred, the oxidation-reduction reaction of the zinc species in that part would be activated locally, so it was thought that the shape change would be large. The present inventor believes that this causes the active material such as zinc species to be unevenly distributed in the negative electrode surface during long-term use of the battery, causing a short circuit, a decrease in capacity, gas generation, etc. with the positive electrode. It was. Based on this idea, the present inventor has made various studies focusing on making the current distribution in the negative electrode surface more uniform and using a separator used for the battery for that purpose. As a result of intensive studies, the inventor assumed that the separator used in the battery has a multilayer structure including an insulating layer and a conductive layer, and the conductive layer is electrically insulated from the electrode through the insulating layer. Was placed in the battery. Thus, it has been found that the separator can exhibit a function of rectifying current in a direction perpendicular to the positive electrode and the negative electrode, that is, a function of flowing the current uniformly without creating a current density distribution from the positive electrode to the negative electrode. As a result, it has been found that the current distribution on the negative electrode surface of the battery can be made more uniform, the shape change of the active material accompanying the long-term use of the battery can be highly suppressed, and the battery can be extended in life. This is what I came up with.
なお、特許文献2に記載の発明は、金属空気電池に係るものとして記載されているものの、実質的な内容はリチウム極を用いるリチウム空気電池に特化したものである。この場合、基本的な反応はリチウムイオンの挿入・脱離現象による充放電反応である。ここではデンドライトの発生は過充電等を生じた際に問題となる現象でもあり、これを抑制するために、上述した特許文献2に記載の金属空気電池では、負極層と電解質層との間に金属多孔体を設けることにより電流を分散させる。一方、特許文献2には、図1及び図3において、負極層3上に、負極層3と接するように金属多孔体5を配置することを示しており、また、金属多孔体を電極から電気的に絶縁すること(フローティング)について開示していない。このような特許文献2に記載の金属空気電池は、本発明のように電流を正極から負極に向かって電流密度分布を作らないで満遍なく流すことにより電極面における電流分布を均一にしてシェイプチェンジ等を抑制できるものではなかった。また特許文献2に記載の発明を亜鉛極等の水系電解液用の負極を用いる電池に適用した場合、負極上に導電性の金属多孔体を配置してしまうと、該金属多孔体は集電体と同等の働きを担うため、充電時にはその金属多孔体上に亜鉛等の金属が析出し、デンドライトが形成されてしまうと考えられる。これに対し、本発明は、特に亜鉛極等の水系電解液用の負極を用いた場合にも、引用文献2に記載の発明で考えられるようなデンドライト形成が生じないものである。 Although the invention described in Patent Document 2 is described as related to a metal-air battery, the substantial content is specialized for a lithium-air battery using a lithium electrode. In this case, the basic reaction is a charge / discharge reaction due to the insertion / desorption phenomenon of lithium ions. Here, the occurrence of dendrites is also a phenomenon that becomes a problem when overcharging or the like occurs. In order to suppress this, in the metal-air battery described in Patent Document 2, the gap between the negative electrode layer and the electrolyte layer is reduced. By providing a metal porous body, the current is dispersed. On the other hand, Patent Document 2 shows that the porous metal body 5 is disposed on the negative electrode layer 3 so as to be in contact with the negative electrode layer 3 in FIGS. 1 and 3. Insulation (floating) is not disclosed. Such a metal-air battery described in Patent Document 2 makes the current distribution on the electrode surface uniform by making the current flow evenly without creating a current density distribution from the positive electrode to the negative electrode as in the present invention. Could not be suppressed. In addition, when the invention described in Patent Document 2 is applied to a battery using a negative electrode for an aqueous electrolyte such as a zinc electrode, if a conductive metal porous body is disposed on the negative electrode, the metal porous body will collect current. Since it plays the same function as the body, it is considered that during charging, a metal such as zinc is deposited on the metal porous body and dendrites are formed. On the other hand, in the present invention, even when a negative electrode for an aqueous electrolyte such as a zinc electrode is used, dendrite formation as considered in the invention described in the cited document 2 does not occur.
すなわち本発明は、電池に用いられるセパレータであって、上記セパレータは、絶縁層と導電層とを含む多層構造をもつセパレータである。
また本発明は、本発明のセパレータ、電極、及び、電解質を含んで構成される電池でもある。
That is, the present invention is a separator used in a battery, and the separator has a multilayer structure including an insulating layer and a conductive layer.
Moreover, this invention is also a battery comprised including the separator of this invention, an electrode, and electrolyte.
以下に本発明を詳述する。
なお、以下において記載される本発明の個々の好ましい形態を2つ以上組み合わせた形態もまた、本発明の好ましい形態である。
The present invention is described in detail below.
In addition, the form which combined two or more each preferable form of this invention described below is also a preferable form of this invention.
<本発明のセパレータ>
本発明のセパレータは、絶縁層と導電層とを含む多層構造をもつ。多層構造は、絶縁層と導電層とを少なくとも1層ずつ含むものであればよい。セパレータは、正極と負極を隔離し、電解液を保持して正極と負極との間のイオン伝導性を確保する部材であればよいが、活物質の変質を抑制する働きや、正負極を湿潤させる働き、液枯れを回避する働きをするものであってもよい。
<Separator of the present invention>
The separator of the present invention has a multilayer structure including an insulating layer and a conductive layer. The multilayer structure only needs to include at least one insulating layer and one conductive layer. The separator may be any member that separates the positive electrode and the negative electrode and retains the electrolyte solution to ensure ionic conductivity between the positive electrode and the negative electrode. It may be one that works to avoid liquid drainage.
本発明のセパレータは、導電層が(1)充分な電子伝導性を有していることが重要であり、本発明のセパレータを用いて電池を構成する際に、その導電層が(2)正極、負極等の電極と電気的に絶縁された状態となる(電気的にフローティング状態となること)ものであることが重要である。 In the separator of the present invention, it is important that the conductive layer has (1) sufficient electron conductivity. When the battery is formed using the separator of the present invention, the conductive layer is (2) the positive electrode. It is important that the electrode is electrically insulated from an electrode such as a negative electrode (becomes electrically floating).
上記(2)に関し、本発明のセパレータは、絶縁層と導電層とを含む多層構造をもつものであるが、絶縁層に挟まれた導電層を含むことが好ましい。これにより、セパレータを用いて電池を構成した場合に、正極、負極のいずれとも絶縁した導電層を少なくとも1つ含むことになり、シェイプチェンジを抑制する効果をより充分に発揮することができる。ここで、導電層が絶縁層に挟まれているとは、導電層の厚み方向の両側それぞれに絶縁層が配置されていることをいう。
すなわち、本発明のセパレータは、絶縁層/導電層/絶縁層の3層構造を含んで構成されることが好ましい。本発明のセパレータが絶縁層/導電層/絶縁層の3層構造を含んで構成されるとは、少なくともこれら3層を含むものであればよく、抵抗が上昇したり、電池性能が低下したりしない限り、絶縁層上、及び/又は、絶縁層と導電層との間に、更に1層以上の導電層、及び/又は、1層以上の絶縁層を有していてもよい。例えば、本発明のセパレータが導電層/絶縁層/導電層/絶縁層の4層構造であってもよい。
中でも、本発明のセパレータが、絶縁層/導電層/絶縁層の3層構造であること、すなわち、1層の導電層が2層の絶縁層に挟まれているものであることが、本発明における特に好ましい形態の1つである。
Regarding the above (2), the separator of the present invention has a multilayer structure including an insulating layer and a conductive layer, but preferably includes a conductive layer sandwiched between insulating layers. Thereby, when a battery is comprised using a separator, it will contain at least 1 the conductive layer insulated from both the positive electrode and the negative electrode, and the effect which suppresses a shape change can fully be exhibited. Here, that the conductive layer is sandwiched between the insulating layers means that the insulating layers are disposed on both sides in the thickness direction of the conductive layer.
That is, the separator of the present invention preferably includes a three-layer structure of insulating layer / conductive layer / insulating layer. The separator of the present invention includes a three-layer structure of insulating layer / conductive layer / insulating layer as long as it includes at least these three layers. Resistance may increase or battery performance may decrease. Unless otherwise specified, one or more conductive layers and / or one or more insulating layers may be further provided on the insulating layer and / or between the insulating layer and the conductive layer. For example, the separator of the present invention may have a four-layer structure of conductive layer / insulating layer / conductive layer / insulating layer.
In particular, the separator of the present invention has a three-layer structure of insulating layer / conductive layer / insulating layer, that is, one conductive layer is sandwiched between two insulating layers. Is one of the particularly preferred forms.
〔導電層〕
上記(1)に関し、本発明のセパレータの導電層は、導電率が電解液の導電率より大きいものであればよく、その限りにおいて該導電層として種々のものを使用できる。該導電層は、導電率が0.1S/cm〔ジーメンス毎センチメートル〕を超えることが好ましい。言い換えれば、該導電層は、電気抵抗値が10Ω・cm未満であることが好ましい。
[Conductive layer]
With respect to the above (1), the conductive layer of the separator of the present invention only needs to have a conductivity higher than that of the electrolytic solution, and various types can be used as the conductive layer as long as it is limited. The conductive layer preferably has a conductivity exceeding 0.1 S / cm [Siemens per centimeter]. In other words, the conductive layer preferably has an electrical resistance value of less than 10 Ω · cm.
上記導電層は、電気抵抗値が5Ω・cm以下であることがより好ましく、3Ω・cm以下であることが更に好ましく、1Ω・cm以下であることが一層好ましく、0.3Ω・cm以下であることが特に好ましい。該電気抵抗値は、0.0001Ω・cm以上であることが好ましく、0.001Ω・cm以上であることがより好ましく、0.01Ω・cm以上であることが更に好ましい。
上記電気抵抗値は、JIS H 0602−1995又はJIS K 7194−1994記載の4短針法により求めることができ、三菱化学製 Loresta−GPや、Solartron製インピーダンスアナライザ1260等を用いて測定することができる。
The conductive layer preferably has an electric resistance value of 5 Ω · cm or less, more preferably 3 Ω · cm or less, still more preferably 1 Ω · cm or less, and further preferably 0.3 Ω · cm or less. It is particularly preferred. The electrical resistance value is preferably 0.0001 Ω · cm or more, more preferably 0.001 Ω · cm or more, and further preferably 0.01 Ω · cm or more.
The electrical resistance value can be determined by the 4-short-needle method described in JIS H 0602-1995 or JIS K 7194-1994, and can be measured using Mitsubishi Chemical's Loresta-GP, Solartron's impedance analyzer 1260, or the like. .
上記導電層の平均厚みは、例えば10μm以上であることが好ましい。より好ましくは50μm以上であり、更に好ましくは100μm以上である。また、該平均厚みは、2000μm以下であることが好ましい。より好ましくは1000μm以下であり、更に好ましくは500μm以下である。
上記導電層の平均厚みは、マイクロメーターにより任意に5点を測定して算出することができる。上記導電層が複数ある場合は、導電層の各層の平均厚みの総和を上記導電層の厚みとすることができる。
The average thickness of the conductive layer is preferably 10 μm or more, for example. More preferably, it is 50 micrometers or more, More preferably, it is 100 micrometers or more. Moreover, it is preferable that this average thickness is 2000 micrometers or less. More preferably, it is 1000 micrometers or less, More preferably, it is 500 micrometers or less.
The average thickness of the conductive layer can be calculated by arbitrarily measuring five points with a micrometer. When there are a plurality of the conductive layers, the sum of the average thicknesses of the respective layers of the conductive layer can be set as the thickness of the conductive layer.
上記導電層としては、例えば、(電解)銅箔、銅メッシュ(エキスパンドメタル)、発泡銅、パンチング銅、真鍮等の銅合金、真鍮箔、真鍮メッシュ(エキスパンドメタル)、発泡真鍮、パンチング真鍮、ニッケル箔、耐食性ニッケル、ニッケルメッシュ(エキスパンドメタル)、パンチングニッケル、金属亜鉛、耐食性金属亜鉛、亜鉛箔、亜鉛メッシュ(エキスパンドメタル)、(パンチング)鋼板、導電性を付与したアニオン伝導性膜、導電性を付与した不織布、Ni・Zn・Sn・Pb・Hg・Bi・In・Tl・真鍮等を添加した(電解)銅箔・銅メッシュ(エキスパンドメタル)・発泡銅・パンチング銅・真鍮等の銅合金・真鍮箔・真鍮メッシュ(エキスパンドメタル)・発泡真鍮・パンチング真鍮・ニッケル箔・耐食性ニッケル・ニッケルメッシュ(エキスパンドメタル)・パンチングニッケル・金属亜鉛・耐食性金属亜鉛・亜鉛箔・亜鉛メッシュ(エキスパンドメタル)・(パンチング)鋼板・アニオン伝導性材料・不織布;Ni・Zn・Sn・Pb・Hg・Bi・In・Tl・真鍮等によりメッキされた(電解)銅箔・銅メッシュ(エキスパンドメタル)・発泡銅・パンチング銅・真鍮等の銅合金・真鍮箔・真鍮メッシュ(エキスパンドメタル)・発泡真鍮・パンチング真鍮・ニッケル箔・耐食性ニッケル・ニッケルメッシュ(エキスパンドメタル)・パンチングニッケル・金属亜鉛・耐食性金属亜鉛・亜鉛箔・亜鉛メッシュ(エキスパンドメタル)・(パンチング)鋼板・不織布;銀;銅、真鍮、ニッケル、亜鉛、鋼、銀等から構成される金属多孔体等が挙げられる。中でも、導電性を付与したアニオン伝導性膜、銅メッシュ等の金属メッシュ、銅多孔体等の金属多孔体が好ましく、導電性を付与したアニオン伝導性膜がより好ましい。 Examples of the conductive layer include (electrolytic) copper foil, copper mesh (expanded metal), foamed copper, punched copper, copper alloys such as brass, brass foil, brass mesh (expanded metal), foamed brass, punched brass, nickel Foil, corrosion-resistant nickel, nickel mesh (expanded metal), punching nickel, metal zinc, corrosion-resistant metal zinc, zinc foil, zinc mesh (expanded metal), (punched) steel sheet, anion conductive membrane with conductivity, conductivity Non-woven fabric, Ni / Zn / Sn / Pb / Hg / Bi / In / Tl / Brass (electrolytic) copper foil / copper mesh (expanded metal) / copper alloy such as foamed copper / punched copper / brass / Brass foil, brass mesh (expanded metal), foamed brass, punched brass, nickel foil, corrosion-resistant nickel Nickel mesh (expanded metal), punched nickel, metallic zinc, corrosion-resistant metal zinc, zinc foil, zinc mesh (expanded metal), (punched) steel plate, anion conductive material, non-woven fabric; Ni, Zn, Sn, Pb, Hg, Bi -In, Tl, brass plated (electrolytic) copper foil, copper mesh (expanded metal), foamed copper, punched copper, copper alloys such as brass, brass foil, brass mesh (expanded metal), foamed brass, punching Brass, nickel foil, corrosion resistant nickel, nickel mesh (expanded metal), punched nickel, metal zinc, corrosion resistant metal zinc, zinc foil, zinc mesh (expanded metal), (punched) steel sheet, non-woven fabric; silver; copper, brass, nickel, Examples include porous metal bodies composed of zinc, steel, silver, etc. That. Among them, an anion conductive film imparted with conductivity, a metal mesh such as a copper mesh, and a metal porous body such as a copper porous body are preferable, and an anion conductive film imparted with conductivity is more preferable.
上記導電性を付与したアニオン伝導性膜としては、ポリマーと無機物とを含むアニオン伝導性材料、及び、導電物質を用いて形成されるものが好適なものとして挙げられる。 Suitable examples of the anion conductive membrane imparted with conductivity include those formed using an anion conductive material containing a polymer and an inorganic substance and a conductive substance.
上記導電物質としては、例えば、導電性炭素材料、導電性セラミックや、亜鉛・亜鉛末・亜鉛合金、銅、真鍮、ニッケル、銀、ビスマス、インジウム、鉛、錫等の金属等が好ましいものとして挙げられ、これらの1種又は2種以上を使用でき、中でも、導電性炭素材料がより好ましい。 Preferred examples of the conductive material include conductive carbon materials, conductive ceramics, zinc / zinc powder / zinc alloys, copper, brass, nickel, silver, bismuth, indium, lead, tin, and the like. One or more of these can be used, and among these, a conductive carbon material is more preferable.
上記導電性炭素材料としては、天然黒鉛、人造黒鉛、グラッシーカーボン、アモルファス炭素、易黒鉛化炭素、難黒鉛化炭素、カーボンナノフォーム、活性炭、グラフェン、ナノグラフェン、グラフェンナノリボン、フラーレン、カーボンブラック、炭素繊維、ファイバー状カーボン、カーボンナノチューブ、カーボンナノホーン、バルカン、ケッチェンブラック、アセチレンブラック等が挙げられ、これらの1種又は2種以上を使用でき、例えば、天然黒鉛、人造黒鉛が好ましい。 Examples of the conductive carbon material include natural graphite, artificial graphite, glassy carbon, amorphous carbon, graphitizable carbon, non-graphitizable carbon, carbon nanofoam, activated carbon, graphene, nanographene, graphene nanoribbon, fullerene, carbon black, carbon fiber , Fiber carbon, carbon nanotube, carbon nanohorn, Vulcan, ketjen black, acetylene black and the like, and one or more of these can be used. For example, natural graphite and artificial graphite are preferable.
上記導電層が導電性を付与したアニオン伝導性膜である場合、上記導電物質の割合は、該導電層100質量%中、0.1質量%以上であることが好ましい。より好ましくは、1質量%以上であり、更に好ましくは、2質量%以上であり、特に好ましくは、5質量%以上である。また、該導電物質の割合は、70質量%以下であることが好ましい。より好ましくは、50質量%以下であり、更に好ましくは、30質量%以下であり、特に好ましくは、20質量%以下である。 When the conductive layer is an anion conductive film imparted with conductivity, the ratio of the conductive material is preferably 0.1% by mass or more in 100% by mass of the conductive layer. More preferably, it is 1 mass% or more, More preferably, it is 2 mass% or more, Most preferably, it is 5 mass% or more. Moreover, it is preferable that the ratio of this electrically conductive substance is 70 mass% or less. More preferably, it is 50 mass% or less, More preferably, it is 30 mass% or less, Most preferably, it is 20 mass% or less.
以下では、上記導電性を付与したアニオン伝導性膜を形成するのに用いられるアニオン伝導性材料について説明する。 Below, the anion conductive material used for forming the anion conductive film | membrane which provided the said electroconductivity is demonstrated.
本明細書中、アニオン伝導性膜は、電池反応に関与する水酸化物イオン等のアニオンを透過する材料である。本発明のアニオン伝導性膜は、後述する無機物等の作用により、透過するアニオンの選択性を有する。例えば、水酸化物イオン等のアニオンは透過しやすく、アニオンであってもイオン半径の大きな、活物質に由来する金属含有イオン(例えば、Zn(OH)4 2−)等の透過は充分に防止する。本明細書中、アニオン伝導性とは、水酸化物イオン等のイオン半径の小さなアニオンを充分に透過すること、ないし、当該アニオンの透過性能を意味する。金属含有イオン等のイオン半径の大きなアニオンは、より透過しにくいものであり、全く透過しなくても構わない。 In this specification, an anion conductive membrane is a material that transmits anions such as hydroxide ions involved in battery reactions. The anion conductive membrane of the present invention has the selectivity of the permeating anion by the action of an inorganic substance or the like described later. For example, it is easy to permeate anions such as hydroxide ions, and even if it is an anion, the permeation of metal-containing ions (for example, Zn (OH) 4 2− ) derived from an active material having a large ion radius is sufficiently prevented. To do. In this specification, the anion conductivity means that an anion having a small ion radius such as a hydroxide ion is sufficiently transmitted, or the permeation performance of the anion. Anions having a large ion radius, such as metal-containing ions, are more difficult to permeate and may not permeate at all.
上記アニオン伝導性材料が含む無機物は、周期表の第1族〜第17族から選ばれる少なくとも1種の元素を含有する化合物(以下、無機化合物とも言う。)であることが好ましい。
周期表の第1族〜第17族から選ばれる少なくとも1種の元素としては、アルカリ金属、アルカリ土類金属、Sc、Y、ランタノイド、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Mn、Fe、Ru、Co、Ni、Pd、Cu、Ag、Au、Zn、Cd、B、Al、Ga、In、Tl、C、Si、Ge、Sn、Pb、N、P、Sb、Bi、S、Se、Te、F、Cl、及び、Brからなる群より選択される少なくとも1つの元素であることが好ましい。中でも、周期表の第1族〜第15族から選ばれる少なくとも1種の元素がより好ましく、Li、Na、K、Cs、Mg、Ca、Ba、Sc、Y、ランタノイド、Ti、Zr、Nb、Cr、Mn、Fe、Ru、Co、Ni、Pd、Cu、Ag、Au、Zn、Cd、B、Al、Ga、In、Tl、C、Si、Ge、Sn、Pb、N、P、Sb、及び、Biからなる群より選ばれる少なくとも1つの元素が更に好ましい。特に好ましくは、Li、Mg、Ca、Ba、Sc、Y、ランタノイド、Ti、Zr、Nb、Cr、Mn、Fe、Ru、Co、Ni、Pd、Cu、Zn、Cd、B、Al、Ga、In、及び、Tlからなる群より選ばれる少なくとも1つの元素である。
The inorganic substance contained in the anion conductive material is preferably a compound containing at least one element selected from Group 1 to Group 17 of the periodic table (hereinafter also referred to as an inorganic compound).
As at least one element selected from Group 1 to Group 17 of the periodic table, alkali metal, alkaline earth metal, Sc, Y, lanthanoid, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo W, Mn, Fe, Ru, Co, Ni, Pd, Cu, Ag, Au, Zn, Cd, B, Al, Ga, In, Tl, C, Si, Ge, Sn, Pb, N, P, Sb , Bi, S, Se, Te, F, Cl, and at least one element selected from the group consisting of Br is preferable. Among these, at least one element selected from Group 1 to Group 15 of the periodic table is more preferable, Li, Na, K, Cs, Mg, Ca, Ba, Sc, Y, lanthanoid, Ti, Zr, Nb, Cr, Mn, Fe, Ru, Co, Ni, Pd, Cu, Ag, Au, Zn, Cd, B, Al, Ga, In, Tl, C, Si, Ge, Sn, Pb, N, P, Sb, And at least 1 element chosen from the group which consists of Bi is still more preferable. Particularly preferably, Li, Mg, Ca, Ba, Sc, Y, lanthanoid, Ti, Zr, Nb, Cr, Mn, Fe, Ru, Co, Ni, Pd, Cu, Zn, Cd, B, Al, Ga, It is at least one element selected from the group consisting of In and Tl.
上記無機化合物としては、例えば、酸化物;複合酸化物;層状複水酸化物;水酸化物;粘土化合物;固溶体;合金;ゼオライト;ハロゲン化物;カルボキシラート化合物;炭酸化合物;炭酸水素化合物;硝酸化合物;硫酸化合物;スルホン酸化合物;ヒドロキシアパタイト等のリン酸化合物;亜リン化合物;次亜リン酸化合物、ホウ酸化合物;ケイ酸化合物;アルミン酸化合物;硫化物;オニウム化合物;塩等が挙げられる。好ましくは、酸化物;複合酸化物;ハイドロタルサイト等の層状複水酸化物;水酸化物;粘土化合物;固溶体;ゼオライト;フッ化物;リン酸化合物;ホウ酸化合物;ケイ酸化合物;アルミン酸化合物;塩が挙げられる。
これらの中でも、無機化合物は、酸化物、水酸化物、層状複水酸化物、硫酸化合物、及び、リン酸化合物からなる群より選ばれる少なくとも1つの化合物であることが好ましい。より好ましくは、酸化物、水酸化物、層状複水酸化物、及び、硫酸化合物からなる群より選ばれる少なくとも1つの化合物であり、更に好ましくは、層状複水酸化物及び/又は酸化物である。
Examples of the inorganic compound include oxides; complex oxides; layered double hydroxides; hydroxides; clay compounds; solid solutions; alloys; zeolites; halides; carboxylate compounds; A sulfuric acid compound; a sulfonic acid compound; a phosphoric acid compound such as hydroxyapatite; a phosphorous compound; a hypophosphorous acid compound, a boric acid compound; a silicic acid compound; an aluminate compound; a sulfide; an onium compound; Preferably, oxides; complex oxides; layered double hydroxides such as hydrotalcite; hydroxides; clay compounds; solid solutions; zeolites; fluorides; phosphoric acid compounds; boric acid compounds; A salt.
Among these, the inorganic compound is preferably at least one compound selected from the group consisting of oxides, hydroxides, layered double hydroxides, sulfuric acid compounds, and phosphoric acid compounds. More preferably, it is at least one compound selected from the group consisting of oxides, hydroxides, layered double hydroxides, and sulfuric acid compounds, and more preferably layered double hydroxides and / or oxides. .
上記層状複水酸化物は、例えばハイドロタルサイトであることが好ましい。これにより、上記アニオン伝導性材料のアニオン伝導性を際立って優れたものとすることができる。
上記ハイドロタルサイトは、下記式(1);
[M1 1−xM2 x(OH)2](An−)x/n・mH2O (1)
(M1は、Mg、Fe、Zn、Ca、Li、Ni、Co、Cuのいずれかを表す。M2は、Al、Fe、Mnのいずれかを表す。An−は、1〜3価のアニオンを表す。mは0以上の数である。nは、1〜3の数である。xは、0.20〜0.40の数である。)に代表される化合物であり、150℃〜900℃で焼成することにより、脱水した化合物や、層間内の陰イオンを分解させた化合物、層間内の陰イオンを水酸化物イオン等に交換した化合物、天然鉱物であるMg6Al2(OH)16CO3・mH2O等を上記無機化合物として使用してもよい。上記ハイドロタルサイトには、水酸基、アミノ基、カルボキシル基、シラノール基等の官能基を持つ化合物が配位していてもよい。
上記式(1)においてAn−で表される1〜3価のアニオンとしては、CO3 2−、OH−等が挙げられる。
The layered double hydroxide is preferably hydrotalcite, for example. Thereby, the anion conductivity of the anion conductive material can be remarkably improved.
The hydrotalcite is represented by the following formula (1);
[M 1 1-x M 2 x (OH) 2 ] (A n− ) x / n · mH 2 O (1)
(M 1 are, Mg, Fe, Zn, Ca , Li, Ni, Co, .M 2 represent either a Cu are, .A n-is representing Al, Fe, one of Mn, 1 to 3-valent M is a number of 0 or more, n is a number of 1 to 3, x is a number of 0.20 to 0.40), and 150 By calcining at a temperature of from 900 to 900 ° C., a dehydrated compound, a compound in which anions in the interlayer are decomposed, a compound in which the anions in the interlayer are exchanged with hydroxide ions, etc., Mg 6 Al 2 which is a natural mineral (OH) 16 CO 3 .mH 2 O or the like may be used as the inorganic compound. The hydrotalcite may be coordinated with a compound having a functional group such as a hydroxyl group, an amino group, a carboxyl group, or a silanol group.
The monovalent to trivalent anion represented by A n- in the above formula (1), CO 3 2-, OH - , and the like.
上記酸化物としては、例えば酸化セリウム、酸化ジルコニウムが好ましい。より好ましくは、酸化セリウムである。また、酸化セリウムは、例えば、酸化サマリウム、酸化ガドリニウム、酸化ビスマス等の金属酸化物がドープされたものや、酸化ジルコニウム等の金属酸化物との固溶体であってもよい。酸素欠陥を持つものであってもよい。 As the oxide, for example, cerium oxide and zirconium oxide are preferable. More preferably, it is cerium oxide. In addition, the cerium oxide may be, for example, a material doped with a metal oxide such as samarium oxide, gadolinium oxide, or bismuth oxide, or a solid solution with a metal oxide such as zirconium oxide. It may have an oxygen defect.
上記水酸化物としては、例えば水酸化セリウム、水酸化ジルコニウムが好ましい。上記硫酸化合物は、例えばエトリンガイトが好ましい。 As the hydroxide, for example, cerium hydroxide and zirconium hydroxide are preferable. The sulfuric acid compound is preferably ettringite, for example.
上記リン酸化合物は、例えばヒドロキシアパタイトが好ましい。
上記ヒドロキシアパタイトとは、Ca10(PO4)6(OH)2に代表される化合物であり、調製時の条件によりCaの量を減らした化合物や、Ca以外の元素を導入したヒドロキシアパタイト化合物等を上記無機化合物として使用しても良い。
The phosphoric acid compound is preferably, for example, hydroxyapatite.
The hydroxyapatite is a compound typified by Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 , a compound in which the amount of Ca is reduced depending on the conditions during preparation, a hydroxyapatite compound into which an element other than Ca is introduced, etc. May be used as the inorganic compound.
なお、アニオン伝導性膜に含まれる層状複水酸化物が、アニオンをそのイオン半径により選択的に透過する性能を有することについては、例えば“層状複水酸化物”、[online]、2011年6月公開、独立行政法人産業技術総合研究所、[平成25年10月22日検索]インターネット、〈URL: http://unit.aist.go.jp/emtech-ri/ci/e-keyword/LDH/ldh.html〉や、麻田裕矢、外3名、“ホスト構成カチオン比を制御したMg-Al系層状複水酸化物のアニオン伝導特性”、電気化学会大会講演要旨集、第79巻、2012年3月29日発行、p284等の技術情報からも示唆されている。また、層状複水酸化物以外の、本発明に係る酸化物、水酸化物、リン酸化合物、硫酸化合物についても同様に、アニオンをそのイオン半径により選択的に透過する性能を発揮できる。 The layered double hydroxide contained in the anion conductive membrane has the ability to selectively permeate the anion by its ionic radius. For example, “Layered Double Hydroxide”, [online], 2011 6 Monthly release, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, [October 22, 2013 search] Internet, <URL: http://unit.aist.go.jp/emtech-ri/ci/e-keyword/LDH /ldh.html>, Yuya Asada and three others, "Anion transport properties of Mg-Al-based layered double hydroxides with controlled host cation ratio", Proceedings of the Electrochemical Society Conference, Vol. 79, 2012 It is suggested from technical information such as p284 issued on March 29. In addition to the layered double hydroxide, the oxide, hydroxide, phosphoric acid compound, and sulfuric acid compound according to the present invention can exhibit the ability to selectively permeate the anion by its ionic radius.
上記無機物の割合は、導電層100質量%中、1質量%以上であることが好ましい。より好ましくは、5質量%以上であり、更に好ましくは、10質量%以上であり、特に好ましくは、30質量%以上である。また、該無機物の割合は、99質量%以下であることが好ましい。より好ましくは、90質量%以下であり、更に好ましくは、60質量%以下であり、特に好ましくは、50質量%以下である。 The proportion of the inorganic substance is preferably 1% by mass or more in 100% by mass of the conductive layer. More preferably, it is 5 mass% or more, More preferably, it is 10 mass% or more, Most preferably, it is 30 mass% or more. Moreover, it is preferable that the ratio of this inorganic substance is 99 mass% or less. More preferably, it is 90 mass% or less, More preferably, it is 60 mass% or less, Most preferably, it is 50 mass% or less.
本発明におけるアニオン伝導性材料が含むポリマーとしては、ポリエチレンやポリプロピレン等の炭化水素部位含有ポリマー、ポリスチレン等に代表される芳香族基含有ポリマー;アルキレングリコール等に代表されるエーテル基含有ポリマー;ポリビニルアルコールやポリ(α−ヒドロキシメチルアクリル酸塩)等に代表される水酸基含有ポリマー;ポリアミド、ナイロン、ポリアクリルアミド、ポリビニルピロリドンやN−置換ポリアクリルアミド等に代表されるアミド結合含有ポリマー;ポリマレイミド等に代表されるイミド結合含有ポリマー;ポリ(メタ)アクリル酸、ポリマレイン酸、ポリイタコン酸、ポリメチレングルタル酸等に代表されるカルボキシル基含有ポリマー;ポリ(メタ)アクリル酸塩、ポリマレイン酸塩、ポリイタコン酸塩、ポリメチレングルタル酸塩等に代表されるカルボン酸塩含有ポリマー;ポリ塩化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン等のハロゲン含有ポリマー;エポキシ樹脂等のエポキシ基が開環することにより結合したポリマー;スルホン酸塩部位含有ポリマー;AR1R2R3B(Aは、N又はPを表す。Bは、ハロゲンアニオンやOH−等のアニオンを表す。R1、R2、R3は、同一又は異なって、炭素数1〜7のアルキル基、ヒドロキシアルキル基、アルキルカルボキシル基、芳香環基を表す。R1、R2、R3は、結合して環構造を形成してもよい。)で表される基が結合したポリマーに代表される第四級アンモニウム塩や第四級ホスホニウム塩含有ポリマー;陽イオン・陰イオン交換膜等に使用されるイオン交換性重合体;天然ゴム;スチレンブタジエンゴム(SBR)等に代表される人工ゴム;セルロース、酢酸セルロース、ヒドロキシアルキルセルロース(例えば、ヒドロキシエチルセルロース)、カルボキシメチルセルロース、キチン、キトサン、アルギン酸(塩)等に代表される糖類;ポリエチレンイミンに代表されるアミノ基含有ポリマー;カルバメート基部位含有ポリマー;カルバミド基部位含有ポリマー;エポキシ基部位含有ポリマー;複素環、及び/又は、イオン化した複素環部位含有ポリマー;ポリマーアロイ;ヘテロ原子含有ポリマー;低分子量界面活性剤等が挙げられる。
中でも、カルボキシル基含有ポリマー及び/又はハロゲン含有ポリマーが好ましい。より好ましくは、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素含有ポリマーである。上記アニオン伝導性膜を製造する際には、導電物質及びアニオン伝導性材料を圧延する工程を含む方法を用いることが好ましい。このとき、アニオン伝導性材料がフッ素含有ポリマーを含むものであると、圧延時にフッ素含有ポリマーに強い力がかかることでポリマーの繊維化が促進され、その結果、上記アニオン伝導性膜の物理的強度が向上することになるため、デンドライトの成長による電極間の短絡を防止する効果がより高くなる。
Examples of the polymer contained in the anion conductive material in the present invention include hydrocarbon moiety-containing polymers such as polyethylene and polypropylene, aromatic group-containing polymers represented by polystyrene, etc .; ether group-containing polymers represented by alkylene glycol, etc .; polyvinyl alcohol Hydroxyl group-containing polymers such as poly (α-hydroxymethyl acrylate), etc .; polyamide, nylon, polyacrylamide, amide bond-containing polymers such as polyvinylpyrrolidone and N-substituted polyacrylamide; and polymaleimide Imide bond-containing polymer; carboxyl group-containing polymer represented by poly (meth) acrylic acid, polymaleic acid, polyitaconic acid, polymethyleneglutaric acid, etc .; poly (meth) acrylate, polymaleate, polyi Carboxylate-containing polymers such as concates and polymethylene glutarates; halogen-containing polymers such as polyvinyl chloride, polyvinylidene fluoride, and polytetrafluoroethylene; Bonded polymer; sulfonate moiety-containing polymer; AR 1 R 2 R 3 B (A represents N or P. B represents an anion such as a halogen anion or OH −. R 1 , R 2 , R 3 Are the same or different and each represents an alkyl group having 1 to 7 carbon atoms, a hydroxyalkyl group, an alkyl carboxyl group, or an aromatic ring group, and R 1 , R 2 , and R 3 may combine to form a ring structure. A polymer containing a quaternary ammonium salt or a quaternary phosphonium salt represented by a polymer having a group represented by Natural rubber; Artificial rubber represented by styrene butadiene rubber (SBR), etc .; Cellulose, cellulose acetate, hydroxyalkyl cellulose (for example, hydroxyethyl cellulose), carboxymethyl cellulose, chitin, chitosan, alginic acid ( Saccharides such as salt); amino group-containing polymers represented by polyethyleneimine; carbamate group site-containing polymers; carbamide group site-containing polymers; epoxy group site-containing polymers; heterocycles and / or ionized heterocycle sites A polymer containing alloy; a heteroatom-containing polymer; a low molecular weight surfactant and the like.
Of these, carboxyl group-containing polymers and / or halogen-containing polymers are preferred. More preferred are fluorine-containing polymers such as polyvinylidene fluoride and polytetrafluoroethylene. When manufacturing the said anion conductive film, it is preferable to use the method including the process of rolling an electrically conductive substance and an anion conductive material. At this time, if the anion conductive material contains a fluorine-containing polymer, a strong force is applied to the fluorine-containing polymer at the time of rolling to promote the fiberization of the polymer, and as a result, the physical strength of the anion conductive membrane is improved. Therefore, the effect of preventing a short circuit between the electrodes due to the growth of dendrites is further enhanced.
ポリマーはその構成単位に該当するモノマーより、ラジカル重合、ラジカル(交互)共重合、アニオン重合、アニオン(交互)共重合、カチオン重合、カチオン(交互)共重合、グラフト重合、グラフト(交互)共重合、リビング重合、リビング(交互)共重合、分散重合、乳化重合、懸濁重合、開環重合、環化重合、光、紫外線や電子線照射による重合、メタセシス重合、電解重合等により得ることができる。これらポリマーが官能基を有する場合には、それを主鎖及び/又は側鎖に有していても良く、架橋剤との結合部位として存在しても良い。これらポリマーは、1種を用いてもよいし、2種以上を用いてもよい。
これらのポリマーは、上記無機化合物以外の有機架橋剤化合物により、エステル結合、アミド結合、イオン結合、ファンデルワールス結合、アゴスチック相互作用、水素結合、アセタール結合、ケタール結合、エーテル結合、ペルオキシド結合、炭素−炭素結合、炭素−窒素結合、炭素−酸素結合、炭素−硫黄結合、カルバメート結合、チオカルバメート結合、カルバミド結合、チオカルバミド結合、オキサゾリン部位含有結合、トリアジン結合等を介して、架橋されていてもよい。
Polymer is radical polymerization, radical (alternate) copolymerization, anion polymerization, anion (alternate) copolymerization, cationic polymerization, cationic (alternate) copolymerization, graft polymerization, graft (alternate) copolymerization from monomers corresponding to the structural unit. , Living polymerization, living (alternate) copolymerization, dispersion polymerization, emulsion polymerization, suspension polymerization, ring-opening polymerization, cyclization polymerization, polymerization by light, ultraviolet ray or electron beam irradiation, metathesis polymerization, electrolytic polymerization, etc. . When these polymers have a functional group, they may be present in the main chain and / or side chain, and may exist as a binding site with a crosslinking agent. These polymers may be used alone or in combination of two or more.
These polymers are composed of ester, amide, ionic, van der Waals, agostic, hydrogen, acetal, ketal, ether, peroxide, carbon, and organic crosslinker compounds other than the above inorganic compounds. -Cross-linked via carbon bond, carbon-nitrogen bond, carbon-oxygen bond, carbon-sulfur bond, carbamate bond, thiocarbamate bond, carbamide bond, thiocarbamide bond, oxazoline moiety-containing bond, triazine bond, etc. Good.
上記ポリマーは、重量平均分子量が、200〜7000000であることが好ましい。これにより、アニオン伝導性材料のイオン伝導性、可とう性等を調節することができる。該重量平均分子量は、より好ましくは、400〜6500000であり、更に好ましくは、500〜5000000である。
上記重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定することができる。
The polymer preferably has a weight average molecular weight of 200 to 7000000. Thereby, the ion conductivity, flexibility, etc. of an anion conductive material can be adjusted. The weight average molecular weight is more preferably 400 to 6500000, and still more preferably 500 to 5000000.
The weight average molecular weight can be measured by gel permeation chromatography (GPC).
上記ポリマーの割合は、導電層100質量%中、1質量%以上であることが好ましい。より好ましくは、5質量%以上であり、更に好ましくは、10質量%以上であり、特に好ましくは、40質量%以上である。また、該ポリマーの割合は、99質量%以下であることが好ましい。より好ましくは、90質量%以下であり、更に好ましくは、70質量%以下であり、特に好ましくは、60質量%以下である。 The ratio of the polymer is preferably 1% by mass or more in 100% by mass of the conductive layer. More preferably, it is 5 mass% or more, More preferably, it is 10 mass% or more, Most preferably, it is 40 mass% or more. Moreover, it is preferable that the ratio of this polymer is 99 mass% or less. More preferably, it is 90 mass% or less, More preferably, it is 70 mass% or less, Most preferably, it is 60 mass% or less.
なお、上記導電層における、ポリマーと無機化合物との配合割合は、5000000/1〜1/100000であることが好ましい。より好ましくは、2000000/1〜1/50000であり、更に好ましくは、1000000/1〜1/10000である。 In addition, it is preferable that the mixture ratio of a polymer and an inorganic compound in the said conductive layer is 5000000/1-1/100000. More preferably, it is 2000000/1-1 / 50,000, More preferably, it is 1000000/1-1/10000.
上記導電層は、導電物質と、ポリマーと、無機物とを含む限り、上記導電物質、ポリマー、無機物以外のその他の成分を更に含んでいてもよい。また、その他の成分は、1種であってもよく、2種以上であってもよい。 As long as the said conductive layer contains a conductive substance, a polymer, and an inorganic substance, it may further contain other components other than the said conductive substance, a polymer, and an inorganic substance. Moreover, 1 type may be sufficient as another component, and 2 or more types may be sufficient as it.
上記導電層が上記その他の成分を含む場合は、上記その他の成分の割合は、導電層100質量%中、10質量%以下であることが好ましい。より好ましくは、5質量%以下であり、更に好ましくは、1質量%以下であり、特に好ましくは、0.1質量%以下である。 When the said conductive layer contains the said other component, it is preferable that the ratio of the said other component is 10 mass% or less in 100 mass% of conductive layers. More preferably, it is 5 mass% or less, More preferably, it is 1 mass% or less, Most preferably, it is 0.1 mass% or less.
〔絶縁層〕
本発明のセパレータにおける上記絶縁層は、電気抵抗値が10Ω・cm以上である。該電気抵抗値は、1×102Ω・cm以上であることが好ましく、1×103Ω・cm以上であることがより好ましく、1×104Ω・cm以上であることが更に好ましく、1×105Ω・cm以上であることが特に好ましく、1×106Ω・cm以上であることが最も好ましい。該電気抵抗値の上限値は特に限定されないが、例えば1×109Ω・cm以下であることが好ましい。
上記電気抵抗値は、上記導電層の電気抵抗値と同様の方法で測定することができる。
[Insulation layer]
The insulating layer in the separator of the present invention has an electric resistance value of 10 Ω · cm or more. The electrical resistance value is preferably 1 × 10 2 Ω · cm or more, more preferably 1 × 10 3 Ω · cm or more, still more preferably 1 × 10 4 Ω · cm or more, It is particularly preferably 1 × 10 5 Ω · cm or more, and most preferably 1 × 10 6 Ω · cm or more. The upper limit value of the electric resistance value is not particularly limited, but is preferably 1 × 10 9 Ω · cm or less, for example.
The electrical resistance value can be measured by the same method as the electrical resistance value of the conductive layer.
上記絶縁層の平均厚みは、例えば10μm以上であることが好ましい。より好ましくは50μm以上であり、更に好ましくは100μm以上である。また、該平均厚みは、2000μm以下であることが好ましい。より好ましくは1000μm以下であり、更に好ましくは500μm以下である。
上記絶縁層の平均厚みは、マイクロメーターにより任意に5点を測定して算出することができる。上記絶縁層が複数ある場合は、絶縁層の各層の平均厚みの総和を上記絶縁層の厚みとすることができる。
The average thickness of the insulating layer is preferably 10 μm or more, for example. More preferably, it is 50 micrometers or more, More preferably, it is 100 micrometers or more. Moreover, it is preferable that this average thickness is 2000 micrometers or less. More preferably, it is 1000 micrometers or less, More preferably, it is 500 micrometers or less.
The average thickness of the insulating layer can be calculated by arbitrarily measuring five points with a micrometer. When there are a plurality of the insulating layers, the sum of the average thicknesses of the respective layers of the insulating layer can be set as the thickness of the insulating layer.
上記絶縁層としては、不織布、微多孔膜、ポリマーと無機物とを含むアニオン伝導性材料を用いて形成されるアニオン伝導性膜等が挙げられる。
上記不織布は、不織布として通常用いられるポリマーから構成されるものであればよく、例えば、セルロースから構成されるものが好ましい。
上記微多孔膜は、例えば低密度ポリエチレン等の樹脂からなるものが挙げられる。微多孔膜の微孔は、例えばカルボキシメチルセルロース、ポリビニルアルコールのような水溶性物質を樹脂の分散液と混合し、成膜した後に水洗してこの水溶性物質を溶出することにより形成することができる。上記微多孔膜は、親水性処理されたもの等、親水性であることが好ましい。
中でも、上記絶縁層の少なくとも1層(1つ)が、ポリマーと無機物とを含むアニオン伝導性材料を用いて形成されるアニオン伝導性膜であることがより好ましい。特に、後述するように、亜鉛負極やカドミウム負極、リチウム負極を含んで構成される電池に本発明のセパレータを使用する場合は、絶縁層の少なくとも1層が上記アニオン伝導性膜であるセパレータが好ましい。この場合でも、本発明のセパレータは、更に不織布及び/又は微多孔膜を有していてもよい。
Examples of the insulating layer include a nonwoven fabric, a microporous membrane, and an anion conductive membrane formed using an anion conductive material containing a polymer and an inorganic substance.
The said nonwoven fabric should just be comprised from the polymer normally used as a nonwoven fabric, for example, what is comprised from a cellulose is preferable.
Examples of the microporous membrane include those made of a resin such as low density polyethylene. The micropores of the microporous membrane can be formed by mixing a water-soluble substance such as carboxymethyl cellulose and polyvinyl alcohol with a resin dispersion, forming a film, washing with water and eluting the water-soluble substance. . The microporous membrane is preferably hydrophilic, such as one that has been hydrophilically treated.
Among these, at least one layer (one) of the insulating layers is more preferably an anion conductive film formed using an anion conductive material containing a polymer and an inorganic substance. In particular, as will be described later, when the separator of the present invention is used for a battery including a zinc negative electrode, a cadmium negative electrode, or a lithium negative electrode, a separator in which at least one of the insulating layers is the anion conductive film is preferable. . Even in this case, the separator of the present invention may further have a nonwoven fabric and / or a microporous membrane.
上記絶縁層におけるアニオン伝導性膜は、導電物質を添加せず、導電性を付与しない以外は導電層におけるアニオン伝導性膜として上述したものと同様のものを使用することができる。すなわち、上記絶縁層におけるアニオン伝導性膜は、無機化合物、ポリマーとして、導電層におけるアニオン伝導性材料として上述した無機化合物、ポリマーと同様のものを使用して形成することができる。
上記無機化合物の割合は、絶縁層100質量%中、1質量%以上であることが好ましい。より好ましくは、5質量%以上であり、更に好ましくは、10質量%以上であり、特に好ましくは、30質量%以上である。また、該無機化合物の割合は、99質量%以下であることが好ましい。より好ましくは、90質量%以下であり、更に好ましくは、60質量%以下であり、特に好ましくは、50質量%以下である。
As the anion conductive film in the insulating layer, the same one as described above as the anion conductive film in the conductive layer can be used except that a conductive substance is not added and conductivity is not imparted. That is, the anion conductive film in the insulating layer can be formed using the same inorganic compound and polymer as those described above as the anion conductive material in the conductive layer.
The proportion of the inorganic compound is preferably 1% by mass or more in 100% by mass of the insulating layer. More preferably, it is 5 mass% or more, More preferably, it is 10 mass% or more, Most preferably, it is 30 mass% or more. Moreover, it is preferable that the ratio of this inorganic compound is 99 mass% or less. More preferably, it is 90 mass% or less, More preferably, it is 60 mass% or less, Most preferably, it is 50 mass% or less.
上記ポリマーの割合は、絶縁層100質量%中、1質量%以上であることが好ましい。より好ましくは、5質量%以上であり、更に好ましくは、10質量%以上であり、特に好ましくは、50質量%以上である。また、該ポリマーの割合は、99質量%以下であることが好ましい。より好ましくは、90質量%以下であり、更に好ましくは、80質量%以下であり、特に好ましくは、70質量%以下である。
なお、上記絶縁層における、ポリマーと無機化合物との好ましい配合割合は、上記導電層における、ポリマーと無機化合物との配合割合として上述したものと同様である。
It is preferable that the ratio of the said polymer is 1 mass% or more in 100 mass% of insulating layers. More preferably, it is 5 mass% or more, More preferably, it is 10 mass% or more, Most preferably, it is 50 mass% or more. Moreover, it is preferable that the ratio of this polymer is 99 mass% or less. More preferably, it is 90 mass% or less, More preferably, it is 80 mass% or less, Most preferably, it is 70 mass% or less.
Note that the preferable blending ratio of the polymer and the inorganic compound in the insulating layer is the same as that described above as the blending ratio of the polymer and the inorganic compound in the conductive layer.
本発明のセパレータの調製方法としては、従来公知の方法で適宜調製できるが、例えば次のような方法が挙げられる。
導電物質、ポリマー、及び、無機化合物等と共に、必要に応じて、上記その他の成分を混合する。また、別途、ポリマー、及び、無機化合物等と共に、必要に応じて、上記その他の成分を混合し、上記導電物質、ポリマー、及び、無機化合物等の混合物と重ね合わせたうえで圧延処理を行う。混合には、ミキサー、ブレンダー、ニーダー、ビーズミル、レディミル、ボールミル等を使用することができる。混合の際、水や、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、ヘキサノール、テトラヒドロフラン、N−メチルピロリドン等の有機溶剤、又は、水と有機溶剤との混合溶剤を加えても良い。
As a method for preparing the separator of the present invention, it can be suitably prepared by a conventionally known method. For example, the following method can be mentioned.
The above-mentioned other components are mixed with the conductive material, polymer, inorganic compound, and the like as necessary. Separately, if necessary, the above-mentioned other components are mixed together with the polymer, the inorganic compound, and the like, and the resultant is superposed on the mixture of the conductive material, the polymer, the inorganic compound, and the like, and then rolling is performed. For mixing, a mixer, blender, kneader, bead mill, ready mill, ball mill, or the like can be used. In mixing, water, an organic solvent such as methanol, ethanol, propanol, isopropanol, butanol, hexanol, tetrahydrofuran, N-methylpyrrolidone, or a mixed solvent of water and an organic solvent may be added.
<本発明の電池>
本発明は、本発明のセパレータ、電極、及び、電解質を含んで構成される電池でもある。
本発明の電池では、セパレータが電極に沿っていることが重要である。上記(1)、(2)の特徴を有するセパレータを電極に沿わせて配置した構成の電池とすることで、負極面内の電流分布をより均一にすることができ、本発明の効果を顕著に発揮できる。
本発明の電池を構成するのに用いるセパレータの好ましい形態は、上述した本発明のセパレータの好ましい形態と同様である。本発明の電池は、セパレータとして本発明のセパレータを1種でも2種以上でも使用することができ、また、セパレータとして本発明のセパレータを使用する限り、本発明のセパレータ以外の不織布及び/又は微多孔膜を用いてもよい。すなわち、抵抗が上昇したり、電池性能が低下したりしなければ、任意の枚数の膜を使用することができる。例えば、本発明のセパレータが導電層と導電層の一方側だけに積層された絶縁層とから構成される場合は、導電層の他方側は、高抵抗の部材(不織布、微多孔膜等の絶縁性部材等)を配置して導電層と電極とを隔離できる。
<Battery of the present invention>
This invention is also a battery comprised including the separator of this invention, an electrode, and electrolyte.
In the battery of the present invention, it is important that the separator is along the electrode. By making a battery having a configuration in which the separator having the characteristics (1) and (2) is arranged along the electrode, the current distribution in the negative electrode surface can be made more uniform, and the effect of the present invention is remarkable. Can demonstrate.
The preferable form of the separator used for constituting the battery of the present invention is the same as the preferable form of the separator of the present invention described above. In the battery of the present invention, the separator of the present invention can be used singly or in combination of two or more as a separator, and as long as the separator of the present invention is used as a separator, non-woven fabric and / or fine particles other than the separator of the present invention are used. A porous film may be used. That is, any number of films can be used as long as resistance does not increase or battery performance does not decrease. For example, when the separator of the present invention is composed of a conductive layer and an insulating layer laminated only on one side of the conductive layer, the other side of the conductive layer is made of a high-resistance member (non-woven fabric, microporous membrane, etc.). The conductive layer and the electrode can be isolated by arranging a conductive member or the like.
本発明の電池が亜鉛負極、カドミウム負極、又は、リチウム負極を含んで構成される電池である場合は、絶縁層の少なくとも1層が上記アニオン伝導性膜であるセパレータを用いて、セパレータの導電層の負極側にアニオン伝導性膜が配置されたものとすることが好ましい。これにより、デンドライトを充分に抑えることができる。また本発明の電池が亜鉛負極、カドミウム負極、リチウム負極のいずれも含まず、これら負極以外の電極を含んで構成される電池である場合は、セパレータの導電層の負極側は、アニオン伝導性膜、不織布、微多孔膜等の高抵抗部材のいずれかが配置されればよい。なお、セパレータの導電層の正極側には、アニオン伝導性膜、不織布、微多孔膜等の高抵抗部材のいずれかが配置されればよい。 When the battery according to the present invention is a battery including a zinc negative electrode, a cadmium negative electrode, or a lithium negative electrode, a separator in which at least one insulating layer is the anion conductive film is used. It is preferable that an anion conductive membrane is disposed on the negative electrode side. Thereby, dendrite can be suppressed sufficiently. In addition, when the battery of the present invention is a battery that does not include any of a zinc negative electrode, a cadmium negative electrode, and a lithium negative electrode and includes an electrode other than these negative electrodes, the negative electrode side of the conductive layer of the separator is an anion conductive film. Any of high resistance members such as nonwoven fabrics and microporous membranes may be disposed. In addition, any of high resistance members, such as an anion conductive film, a nonwoven fabric, and a microporous film, should just be arrange | positioned at the positive electrode side of the conductive layer of a separator.
上記導電層が電極に沿って配置されているとは、導電層が電極の一面に沿って配置されていることを言う。通常は、上記導電層が、正極と負極とが互いに対向する面のそれぞれに沿って配置される。導電層が正極、負極等の電極面に沿って配置されているとは、導電層と該電極面とのなす角度が10°以下であることを言う。中でも、上記導電層が、上記面に対して平行に配置されていることが好ましい。
すなわち、本発明のセパレータは、正極と負極との間に、正極から負極へと流れる電流と交差するように配置されるものである。セパレータが正極から負極へと流れる電流と交差するとは、セパレータと該電流とのなす角度が80°以上であることを言う。中でも、正極から負極へと流れる電流に対して直交するように配置されることが好ましい。また導電層は、正極の負極と対向する面から負極の正極と対向する面へと電流が直線的に流れる経路を少なくとも部分的に覆うように配置されていることが好ましく、完全に覆うように配置されていることがより好ましい。これにより、電流を正極から負極に向かって偏り無く流すことができ、シェイプチェンジ等を抑制する効果をより顕著に発揮できる。
That the conductive layer is disposed along the electrode means that the conductive layer is disposed along one surface of the electrode. Usually, the conductive layer is disposed along each of the surfaces where the positive electrode and the negative electrode face each other. The phrase “the conductive layer is disposed along the electrode surfaces such as the positive electrode and the negative electrode” means that the angle formed by the conductive layer and the electrode surface is 10 ° or less. Especially, it is preferable that the said conductive layer is arrange | positioned in parallel with respect to the said surface.
That is, the separator of the present invention is disposed between the positive electrode and the negative electrode so as to intersect with the current flowing from the positive electrode to the negative electrode. That the separator intersects with the current flowing from the positive electrode to the negative electrode means that the angle formed by the separator and the current is 80 ° or more. Especially, it is preferable to arrange | position so that it may orthogonally cross with respect to the electric current which flows from a positive electrode to a negative electrode. The conductive layer is preferably disposed so as to at least partially cover a path through which current flows linearly from the surface of the positive electrode facing the negative electrode to the surface of the negative electrode facing the positive electrode. More preferably, they are arranged. Thereby, an electric current can be sent from the positive electrode toward the negative electrode without unevenness, and the effect of suppressing the shape change or the like can be exhibited more remarkably.
本発明の電池としては、本発明のセパレータを含んで構成される種々の電池が挙げられ、例えば、アルカリ(蓄)電池、ニッケル水素(蓄)電池、ニッケル亜鉛(蓄)電池、ニッケルカドミウム(蓄)電池、ニッケルリチウム(蓄)電池、亜鉛イオン(蓄)電池、銀亜鉛(蓄)電池、空気(蓄)電池、燃料電池等が好適なものとして挙げられる。上述したとおり、本発明の電池は、デンドライトやシェイプチェンジを抑制して電池を長寿命化する効果を顕著に発揮できる点から、亜鉛負極、カドミウム負極、又は、リチウム負極を含むことが好ましく、亜鉛負極又は、カドミウム負極を含むことがより好ましく、亜鉛負極を含むことが更に好ましい。また本発明は、本発明のセパレータを含んで構成される二次電池や燃料電池でもある。すなわち、本発明の電池が二次電池であることが本発明の好ましい形態の1つである。また、本発明の電池が燃料電池であることもまた本発明の好ましい形態の1つである。 Examples of the battery of the present invention include various batteries configured to include the separator of the present invention. For example, alkaline (storage) batteries, nickel-hydrogen (storage) batteries, nickel zinc (storage) batteries, nickel cadmium (storage). ) Batteries, nickel lithium (storage) batteries, zinc ion (storage) batteries, silver zinc (storage) batteries, air (storage) batteries, fuel cells, and the like. As described above, the battery of the present invention preferably contains a zinc negative electrode, a cadmium negative electrode, or a lithium negative electrode from the viewpoint that it can significantly exhibit the effect of suppressing the dendrite and shape change and extending the life of the battery. More preferably, a negative electrode or a cadmium negative electrode is included, and a zinc negative electrode is further preferably included. Moreover, this invention is also a secondary battery and a fuel cell comprised including the separator of this invention. That is, it is one of the preferable embodiments of the present invention that the battery of the present invention is a secondary battery. Moreover, it is also one of the preferable forms of this invention that the battery of this invention is a fuel cell.
本発明の電池における上記電極としては、正極、負極が挙げられる。
上記正極及び/又は負極(好ましくは、負極)の端部(正極と負極とがそれぞれ対向する面の周辺に位置する側面部分をいう。)は、上述したアニオン伝導性材料が含むポリマー(例えば、ポリエチレン)等から構成される絶縁性膜で被覆し、セパレータと直交する方向にのみ電流が流れるようにすることが好ましい。これにより、本発明の効果をより顕著に発揮できる。
上記絶縁性膜が上記正極及び/又は負極の端部を被覆することにより、正極及び/又は負極が他の一方の電極と対向する面の少なくとも一部は絶縁性膜の開口部となる。開口している面積は、電極の表面積全体に対して、10%以上であることが好ましく、40%以上であることがより好ましい。
Examples of the electrode in the battery of the present invention include a positive electrode and a negative electrode.
The end of the positive electrode and / or negative electrode (preferably, the negative electrode) (refers to a side surface located around the surface where the positive electrode and the negative electrode face each other) is a polymer (for example, It is preferable to coat with an insulating film made of polyethylene or the like so that current flows only in the direction orthogonal to the separator. Thereby, the effect of this invention can be exhibited more notably.
The insulating film covers the ends of the positive electrode and / or the negative electrode, so that at least a part of the surface of the positive electrode and / or the negative electrode facing the other electrode becomes an opening of the insulating film. The open area is preferably 10% or more and more preferably 40% or more with respect to the entire surface area of the electrode.
上記正極の活物質としては、一次電池や二次電池の正極活物質として通常用いられるものを用いることができ、特に制限されないが、例えば、酸素;オキシ水酸化ニッケル、水酸化ニッケル、コバルト含有水酸化ニッケル等のニッケル含有化合物;二酸化マンガン等のマンガン含有化合物;酸化銀;コバルト酸リチウム等のリチウム含有化合物;鉄含有化合物等が挙げられる。これらの中でも、正極活物質がニッケル含有化合物であることが、本発明の好適な実施形態の1つである。
また本発明の電池が燃料電池である場合は、正極活物質が酸素であることが本発明の好適な実施形態の1つである。すなわち、本発明の燃料電池の、正極が酸素還元能を有する極であることもまた、本発明の好適な実施形態の1つである。
As the positive electrode active material, those normally used as the positive electrode active material for primary batteries and secondary batteries can be used, and are not particularly limited. For example, oxygen; nickel oxyhydroxide, nickel hydroxide, cobalt-containing water Nickel-containing compounds such as nickel oxide; manganese-containing compounds such as manganese dioxide; silver oxide; lithium-containing compounds such as lithium cobaltate; iron-containing compounds. Among these, it is one of the preferred embodiments of the present invention that the positive electrode active material is a nickel-containing compound.
When the battery of the present invention is a fuel cell, one of the preferred embodiments of the present invention is that the positive electrode active material is oxygen. That is, it is also one of the preferred embodiments of the present invention that the positive electrode of the fuel cell of the present invention is an electrode having oxygen reducing ability.
本発明の電池における上記負極の活物質としては、炭素・リチウム・ナトリウム・マグネシウム・亜鉛・カドミウム・錫・シリコン含有材料等、電池の負極活物質として通常用いられるものを用いることができるが、中でもリチウム・亜鉛・カドミウムが好ましく、亜鉛・カドミウムがより好ましく、亜鉛が更に好ましい。
また本発明の電池が燃料電池である場合は、上記負極の活物質としては、燃料電池の負極活物質として通常用いられるものを用いることができ、特に制限されないが、例えば、水素、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、アンモニア等が挙げられる。
As the active material of the negative electrode in the battery of the present invention, materials normally used as the negative electrode active material of the battery, such as carbon, lithium, sodium, magnesium, zinc, cadmium, tin, and silicon-containing material can be used. Lithium, zinc and cadmium are preferred, zinc and cadmium are more preferred, and zinc is still more preferred.
When the battery of the present invention is a fuel cell, the negative electrode active material may be any of those normally used as the negative electrode active material of the fuel cell, and is not particularly limited. For example, hydrogen, methanol, ethanol , Propanol, butanol, ethylene glycol, propylene glycol, ammonia and the like.
上記正極及び/又は負極は、更に、バインダーを含んでいてもよい。
上記バインダーは、例えば、炭化水素部位含有ポリマー;芳香族基含有ポリマー;エーテル基含有ポリマー;水酸基含有ポリマー;アミド基含有ポリマー;イミド基含有ポリマー;カルボキシル基含有ポリマー;カルボン酸塩含有ポリマー;ハロゲン含有ポリマー;エポキシ樹脂等のエポキシ基が開環することにより結合したポリマー;スルホン酸塩部位含有ポリマー;第四級アンモニウム塩や第四級ホスホニウム塩含有ポリマー;陽イオン・陰イオン交換膜等に使用されるイオン交換性重合体;天然ゴム;人工ゴム;糖類;アミン基含有ポリマー;カルバメート基部位含有ポリマー;カルバミド基部位含有ポリマー;エポキシ基部位含有ポリマー;複素環、及び/又は、イオン化した複素環部位含有ポリマー;ポリマーアロイ;ヘテロ原子含有ポリマー;低分子量界面活性剤等が挙げられる。
The positive electrode and / or the negative electrode may further contain a binder.
The binder is, for example, a hydrocarbon site-containing polymer; an aromatic group-containing polymer; an ether group-containing polymer; a hydroxyl group-containing polymer; an amide group-containing polymer; an imide group-containing polymer; a carboxyl group-containing polymer; Polymers: Polymers bonded by ring opening of epoxy groups such as epoxy resins; Polymers containing sulfonate sites; Polymers containing quaternary ammonium salts or quaternary phosphonium salts; Used for cation / anion exchange membranes, etc. Natural rubber; Artificial rubber; Sugar; Amine group-containing polymer; Carbamate group site-containing polymer; Carbamide group site-containing polymer; Epoxy group site-containing polymer; Heterocycle and / or ionized heterocycle site Containing polymer; Polymer alloy; Heteroatom Yes polymers; low molecular weight surfactants, and the like.
本発明の電池における上記電極中の酸素以外の活物質と、バインダーとの質量割合は、100:1〜1:100であることが好ましく、90:1〜1:1であることがより好ましく、80:1〜10:1であることがより好ましく、50:1〜20:1であることが特に好ましい。 The mass ratio of the active material other than oxygen in the electrode and the binder in the battery of the present invention is preferably 100: 1 to 1: 100, more preferably 90: 1 to 1: 1. 80: 1 to 10: 1 are more preferable, and 50: 1 to 20: 1 are particularly preferable.
上記正極及び/又は負極は、更に、導電助剤を含んでいてもよい。該導電助剤としては、例えば、導電性カーボン、導電性セラミックや、亜鉛・亜鉛末・亜鉛合金・(アルカリ)乾電池や空気電池に使用される亜鉛(以下、纏めて金属亜鉛とも称する)等を用いることができる。導電性カーボンとしては、黒鉛、グラッシーカーボン、アモルファス炭素、易黒鉛化炭素、難黒鉛化炭素、カーボンナノフォーム、活性炭、グラフェン、ナノグラフェン、グラフェンナノリボン、フラーレン、カーボンブラック、炭素繊維、ファイバー状カーボン、カーボンナノチューブ、カーボンナノホーン、バルカン、ケッチェンブラック、アセチレンブラック等が挙げられる。 The positive electrode and / or the negative electrode may further contain a conductive additive. Examples of the conductive auxiliary include conductive carbon, conductive ceramic, zinc used in zinc powder, zinc powder, zinc alloy, (alkaline) dry batteries and air batteries (hereinafter also referred to as metal zinc). Can be used. Conductive carbon includes graphite, glassy carbon, amorphous carbon, graphitizable carbon, non-graphitizable carbon, carbon nanofoam, activated carbon, graphene, nanographene, graphene nanoribbon, fullerene, carbon black, carbon fiber, fibrous carbon, carbon Nanotubes, carbon nanohorns, Vulcan, ketjen black, acetylene black and the like can be mentioned.
本発明の電池における正極及び/又は負極は、通常、電極を構成する上記各成分を混合して調製した電池用電極組成物を用いて集電体上に活物質層を形成して得られるものである。各成分の混合には、ミキサー、ブレンダー、ニーダー、ビーズミル、レディミル、ボールミル等を使用することができる。
また、混合した後、粒子を所望の粒子径に揃えるために、ふるいにかける等の操作を行ってもよい。
The positive electrode and / or the negative electrode in the battery of the present invention are usually obtained by forming an active material layer on a current collector using a battery electrode composition prepared by mixing the above components constituting the electrode. It is. For mixing each component, a mixer, blender, kneader, bead mill, ready mill, ball mill, or the like can be used.
In addition, after mixing, operations such as sieving may be performed in order to align the particles with a desired particle diameter.
上記集電体としては、電池に集電体や容器として使用される材料等が挙げられ、例えば、銅箔、電解銅箔、銅メッシュ(エキスパンドメタル)、発泡銅、パンチング銅、真鍮等の銅合金、真鍮箔、真鍮メッシュ(エキスパンドメタル)、発泡真鍮、パンチング真鍮、ニッケル箔、ニッケルメッシュ、耐食性ニッケル、ニッケルメッシュ(エキスパンドメタル)、パンチングニッケル、金属亜鉛、耐食性金属亜鉛、亜鉛箔、亜鉛メッシュ(エキスパンドメタル)、鋼板、パンチング鋼板、銀等が挙げられる。これらは、Ni・Zn・Sn・Pb・Hg・Bi・In・Tl等を更に添加したり、Ni・Zn・Sn・Pb・Hg・Bi・In・Tl等によりメッキしたりしたものであってもよい。 Examples of the current collector include materials used as current collectors and containers for batteries, and examples include copper foil, electrolytic copper foil, copper mesh (expanded metal), copper foam, punched copper, brass, and the like. Alloy, brass foil, brass mesh (expanded metal), foamed brass, punched brass, nickel foil, nickel mesh, corrosion resistant nickel, nickel mesh (expanded metal), punched nickel, metal zinc, corrosion resistant metal zinc, zinc foil, zinc mesh ( Expanded metal), steel plates, punched steel plates, silver and the like. These are further added with Ni, Zn, Sn, Pb, Hg, Bi, In, Tl, etc. or plated with Ni, Zn, Sn, Pb, Hg, Bi, In, Tl, etc. Also good.
本発明の電池における電解質は、電池の電解質として通常用いられるものであれば特に制限されず、例えば、水含有電解液、有機溶剤系電解液等が挙げられ、水含有電解液が好ましい。水含有電解液とは、水のみを電解液原料として使用する電解液(水系電解液)や、水に有機溶剤を加えた液を電解液原料として使用する電解液を指す。 The electrolyte in the battery of the present invention is not particularly limited as long as it is normally used as the battery electrolyte, and examples thereof include water-containing electrolytes and organic solvent-based electrolytes, and water-containing electrolytes are preferred. The water-containing electrolytic solution refers to an electrolytic solution using only water as an electrolytic solution raw material (aqueous electrolytic solution) or an electrolytic solution using a solution obtained by adding an organic solvent to water as an electrolytic solution raw material.
上記水系電解液としては、例えば、水酸化カリウム水溶液、水酸化ナトリウム水溶液、水酸化リチウム水溶液等のアルカリ性電解液や、硫酸亜鉛水溶液、硝酸亜鉛水溶液、リン酸亜鉛水溶液、酢酸亜鉛水溶液等が挙げられる。上記水系電解液は、1種でも2種以上でも使用することができる。
また、上記水含有電解液は、有機溶剤系電解液に用いられる有機溶剤を含んでいてもよい。該有機溶剤としては、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、γ−ブチロラクトン、ジメトキシメタン、ジエトキシメタン、ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、メチルテトラヒドロフラン、ジエトキシエタン、ジメチルスルホキシド、スルホラン、アセトニトリル、ベンゾニトリル、イオン性液体、フッ素含有カーボネート類、フッ素含有エーテル類、ポリエチレングリコール類、フッ素含有ポリエチレングリコール類等が挙げられる。上記有機溶剤系電解液は、1種でも2種以上でも使用することができる。上記有機溶剤系電解液の電解質としては、特に制限はないが、LiPF6、LiBF4、LiB(CN)4、リチウムビス(フルオロスルホニル)イミド(LiFSI)、リチウムビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド(LiTFSI)等が好ましい。
固体(ゲル)電解質や、上記電解液を有する本発明のアニオン伝導性膜を固体(ゲル)電解質として使用することもできる。
Examples of the aqueous electrolyte include alkaline electrolytes such as an aqueous potassium hydroxide solution, an aqueous sodium hydroxide solution, and an aqueous lithium hydroxide solution, an aqueous zinc sulfate solution, an aqueous zinc nitrate solution, an aqueous zinc phosphate solution, and an aqueous zinc acetate solution. . The aqueous electrolyte solution can be used alone or in combination of two or more.
Moreover, the said water containing electrolyte solution may contain the organic solvent used for an organic solvent type electrolyte solution. Examples of the organic solvent include ethylene carbonate, propylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, γ-butyrolactone, dimethoxymethane, diethoxymethane, dimethoxyethane, tetrahydrofuran, methyltetrahydrofuran, diethoxyethane, dimethyl sulfoxide, sulfolane, acetonitrile, Examples include benzonitrile, ionic liquid, fluorine-containing carbonates, fluorine-containing ethers, polyethylene glycols, fluorine-containing polyethylene glycols and the like. The organic solvent electrolyte can be used alone or in combination of two or more. The electrolyte of the organic solvent-based electrolytic solution is not particularly limited, but LiPF 6 , LiBF 4 , LiB (CN) 4 , lithium bis (fluorosulfonyl) imide (LiFSI), lithium bis (trifluoromethylsulfonyl) imide ( LiTFSI) and the like are preferable.
A solid (gel) electrolyte or the anion conductive membrane of the present invention having the above electrolyte solution can also be used as a solid (gel) electrolyte.
また、電池の形態としては、一次電池、充放電が可能な二次電池、メカニカルチャージ(例えば亜鉛負極の機械的な交換)の利用、負極と正極とは別の第3極(例えば、充放電中に発生する酸素や水素を除去する極)の利用等、いずれの形態であっても良いが、上述したように、本発明の電池が二次電池であることが本発明における好ましい形態の1つである。 In addition, as the form of the battery, a primary battery, a chargeable / dischargeable secondary battery, use of mechanical charge (for example, mechanical replacement of a zinc negative electrode), a third electrode (for example, charge / discharge) different from the negative electrode and the positive electrode However, as described above, it is preferable that the battery of the present invention is a secondary battery, as described above. One.
本発明のセパレータは、上述の構成よりなり、電池に用いた場合に、電池の長期使用に伴う活物質のシェイプチェンジを抑制でき、電池を長寿命化することができる。 The separator of this invention consists of the above-mentioned structure, and when it uses for a battery, it can suppress the shape change of the active material accompanying a long-term use of a battery, and can extend a battery life.
以下に実施例を掲げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。 The present invention will be described in more detail with reference to the following examples. However, the present invention is not limited to these examples.
(比較例1)
ハイドロタルサイトとポリテトラフルオロエチレン(PTFE)を4:6の質量割合で混練し、平均厚み300μmの単層アニオン伝導性膜を作製した。活物質としての酸化亜鉛とバインダーとしてのPTFEを質量比96:4で混練した電極合剤組成物をパンチングニッケルに張り付けて作製した亜鉛負極の表面にこの単層アニオン伝導性膜を配置し、端部はポリエチレンフィルムで被覆してアニオン伝導性膜を貫通する方向にのみ電流が流れる負極を構成した。ポリエチレンフィルムが開口している面積は2cm2である。対極としてニッケル正極、参照極として水銀極を用い、充放電電流10mA/cm2、充電深度50%で、この負極に対してサンプル数N=4で充放電試験を実施した。その結果、200サイクル〜500サイクルの間で4つのサンプルすべてが頓死した。
(Comparative Example 1)
Hydrotalcite and polytetrafluoroethylene (PTFE) were kneaded at a mass ratio of 4: 6 to prepare a single-layer anion conductive membrane having an average thickness of 300 μm. This single-layer anion-conducting membrane is disposed on the surface of a zinc negative electrode prepared by pasting an electrode mixture composition obtained by kneading zinc oxide as an active material and PTFE as a binder at a mass ratio of 96: 4 to punching nickel. The part was covered with a polyethylene film to constitute a negative electrode in which current flowed only in the direction penetrating the anion conductive membrane. The area where the polyethylene film is opened is 2 cm 2 . Using a nickel positive electrode as a counter electrode and a mercury electrode as a reference electrode, a charge / discharge test was performed with a number of samples N = 4 on the negative electrode at a charge / discharge current of 10 mA / cm 2 and a charge depth of 50%. As a result, all four samples died between 200 and 500 cycles.
(実施例1)
比較例1と同じ組成のアニオン伝導性膜を、天然黒鉛:ハイドロタルサイト:PTFE=10:40:50(質量割合)を混ぜ合わせた電気伝導性のあるアニオン伝導性膜の両面に重ね合わせたうえで圧延し層状構造を作製した。それについて、比較例1と同様に充放電試験を試みた。この結果、400〜600サイクル程度まで長寿命化した。
(Example 1)
An anion conductive membrane having the same composition as Comparative Example 1 was superposed on both surfaces of an anion conductive membrane having electrical conductivity mixed with natural graphite: hydrotalcite: PTFE = 10: 40: 50 (mass ratio). Then, it was rolled to produce a layered structure. About it, the charging / discharging test was tried similarly to the comparative example 1. FIG. As a result, the life was extended to about 400 to 600 cycles.
(実施例2)
導電層による電流集中抑制効果を調べるために、2D(2次元)静的電場シミュレーションを行った。1セグメントのサイズを10μmとし、電解液抵抗を10Ω・cm、集電体抵抗を0.001Ω・cm、導体層(導電層)抵抗を0.1Ω・cmとして、電場分布ができるように正極を点電極、負極を線電極とし、正極と負極との間に図1に示すように導電層を挿入して抵抗マップを作製した。その抵抗マップに対し、キルヒホッフの法則を用いた電位分布計算を行い、正極と負極との間に形成される電位マップを作製したのち、その電位勾配から電界強度マップの作成をおこなった。結果を図1に示す。
(Example 2)
In order to investigate the current concentration suppression effect by the conductive layer, a 2D (two-dimensional) static electric field simulation was performed. The size of one segment is 10 μm, the electrolyte resistance is 10 Ω · cm, the current collector resistance is 0.001 Ω · cm, and the conductor layer (conductive layer) resistance is 0.1 Ω · cm. A point map and a negative electrode were used as line electrodes, and a resistance layer was prepared by inserting a conductive layer between the positive electrode and the negative electrode as shown in FIG. For the resistance map, potential distribution calculation using Kirchhoff's law was performed to create a potential map formed between the positive electrode and the negative electrode, and then an electric field strength map was created from the potential gradient. The results are shown in FIG.
(比較例2)
導電層を挿入していない以外は実施例2と同様の条件にて、電界強度マップの作成をおこなった。結果を図2に示す。
(Comparative Example 2)
An electric field strength map was created under the same conditions as in Example 2 except that no conductive layer was inserted. The results are shown in FIG.
図1及び図2中、「電界強度が非常に強い領域」として指し示されている箇所が最も電界強度が強く、該箇所から「電界強度が非常に弱い領域」として指し示されている箇所に向かうほど電界強度が弱くなることを、等値線を用いて示している。これを見ると、導電層が無い比較例2(図2)では、正極から発生する電場は、広がりながら負極に向かい、負極面上の電界強度に強弱のまだらがあり、負極面における電流分布が不均一である。一方、実施例2(図1)では、正極、負極のいずれとも絶縁した導電層が有ることにより、一度導電層が有る箇所で拡散し、導電層と負極との間の領域において平行電場(電界が均一)になって負極に向かい、負極面における電流分布が均一である。なお、図1のシミュレーション結果に示されるように正極、負極のいずれとも絶縁した導電層を電池中に配置するために、絶縁層と導電層とを含む多層構造をもつ本発明のセパレータを用いることができる。 In FIG. 1 and FIG. 2, the location indicated as “the region where the electric field strength is very strong” has the strongest electric field strength, and the location indicated as “the region where the electric field strength is very weak” from that location. It is shown using an isoline that the electric field strength becomes weaker as it goes. As seen from this, in Comparative Example 2 (FIG. 2) without the conductive layer, the electric field generated from the positive electrode spreads toward the negative electrode, and the electric field intensity on the negative electrode surface has a strong and weak mottle, and the current distribution on the negative electrode surface is It is uneven. On the other hand, in Example 2 (FIG. 1), since there is a conductive layer insulated from both the positive electrode and the negative electrode, it diffuses once at the position where the conductive layer is present, and a parallel electric field (electric field (electric field) is generated in the region between the conductive layer and the negative electrode. Is uniform) and the current distribution on the negative electrode surface is uniform. As shown in the simulation results of FIG. 1, the separator of the present invention having a multilayer structure including an insulating layer and a conductive layer is used in order to dispose a conductive layer insulated from both the positive electrode and the negative electrode in the battery. Can do.
実施例1及び比較例1より、絶縁層と導電層とを重ね合わせたセパレータとすることにより、電池を長寿命化できることが分かった。また、実施例2及び比較例2より、図1に示すように正極、負極のいずれとも絶縁した導電層を挿入することにより、負極面内の電流分布をより均一にすることができることが分かった。これにより、デンドライトの発生や、活物質のシェイプチェンジを抑制することができ、電池を長寿命化できると考えられる。 From Example 1 and Comparative Example 1, it was found that the battery life can be extended by using a separator in which an insulating layer and a conductive layer are overlapped. Further, from Example 2 and Comparative Example 2, it was found that the current distribution in the negative electrode surface can be made more uniform by inserting a conductive layer insulated from both the positive electrode and the negative electrode as shown in FIG. . Thereby, generation | occurrence | production of a dendrite and the shape change of an active material can be suppressed, and it is thought that a lifetime of a battery can be extended.
以上を纏めると、上記実施例及び比較例の結果から以下のことが分かった。本発明のセパレータを用いて構成される電池において、電池における負極面の電流分布をより均一にすることができ、デンドライトの発生や、活物質のシェイプチェンジを抑制することができる。これにより、電池を長寿命化できる。 Summarizing the above, the following was found from the results of the above Examples and Comparative Examples. In the battery configured using the separator of the present invention, the current distribution on the negative electrode surface of the battery can be made more uniform, and the generation of dendrites and the active material shape change can be suppressed. Thereby, the battery life can be extended.
なお、上記実施例1においては、絶縁層及び導電層として特定の材料を使用しているが、電池における負極面の電流分布をより均一にすることができ、デンドライトの発生や、活物質のシェイプチェンジを抑制することができることは、セパレータが絶縁層と導電層とを含む多層構造をもち、該絶縁層を介して電極と電気的に絶縁した状態で導電層を電池中に配置した場合には全て同様であると評価できる。 In the first embodiment, specific materials are used for the insulating layer and the conductive layer. However, the current distribution on the negative electrode surface of the battery can be made more uniform, and dendrites are generated and the active material is shaped. The change can be suppressed when the separator has a multilayer structure including an insulating layer and a conductive layer, and the conductive layer is disposed in the battery while being electrically insulated from the electrode through the insulating layer. It can be evaluated that all are the same.
また上記実施例1は、亜鉛負極を用いたニッケル・亜鉛電池に係るものであり、これが本発明の1つの好適な形態であるが、その他の種々の電極・電池においても、本発明のセパレータを用いるものであれば、電池における負極面の電流分布をより均一にすることができ、活物質のシェイプチェンジ等を抑制することができるため、本発明の作用効果を発揮することが可能である。従って、上記実施例の結果から、本発明の技術的範囲全般において、また、本明細書において開示した種々の形態において本発明が適用でき、有利な作用効果を発揮できることが実証されている。 In addition, Example 1 described above relates to a nickel / zinc battery using a zinc negative electrode, and this is one preferred embodiment of the present invention, but the separator of the present invention is also applied to various other electrodes / batteries. If used, the current distribution on the negative electrode surface of the battery can be made more uniform, and the shape change of the active material can be suppressed, so that the operational effects of the present invention can be exhibited. Therefore, from the results of the above examples, it is proved that the present invention can be applied in various technical forms of the present invention and in various forms disclosed in the present specification, and advantageous effects can be exhibited.
Claims (5)
該セパレータは、電気抵抗値が10Ω・cm以上であり、平均厚みが50μm以上である絶縁層と電気抵抗値が10Ω・cm未満である導電層とを含む多層構造をもち、
該導電層は、該絶縁層に挟まれており、該セパレータを用いて二次電池を構成する際に、電気的にフローティング状態となるものである
ことを特徴とするセパレータ。 An ion conductive separator used in a secondary battery,
The separator is in electrical resistance 10 [Omega · cm or more, Chi also a multilayer structure comprising an electrical resistance value and the insulation layer average thickness is 50μm or more is less than 10 [Omega · cm conductive layer,
The separator, wherein the conductive layer is sandwiched between the insulating layers and is in an electrically floating state when a secondary battery is configured using the separator.
ことを特徴とする請求項1に記載のセパレータ。 The separator according to claim 1 , wherein at least one of the insulating layers is an anion conductive film formed using an anion conductive material including a polymer and an inorganic substance.
ことを特徴とする請求項1又は2に記載のセパレータ。 The conductive layer separator according to claim 1 or 2, characterized in that it comprises a conductive carbon material.
ことを特徴とする二次電池。 A separator according to any one of claims 1 to 3 electrodes, and a secondary battery characterized in that it is configured to include an electrolyte.
ことを特徴とする請求項4に記載の二次電池。 The secondary battery according to claim 4 , wherein the battery includes a zinc negative electrode.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015022394A JP6558906B2 (en) | 2015-02-06 | 2015-02-06 | Separator and battery comprising the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015022394A JP6558906B2 (en) | 2015-02-06 | 2015-02-06 | Separator and battery comprising the same |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016146263A JP2016146263A (en) | 2016-08-12 |
JP6558906B2 true JP6558906B2 (en) | 2019-08-14 |
Family
ID=56685506
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015022394A Active JP6558906B2 (en) | 2015-02-06 | 2015-02-06 | Separator and battery comprising the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6558906B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US12087968B2 (en) | 2020-09-30 | 2024-09-10 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Zinc secondary battery and separator for zinc secondary battery |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7010553B2 (en) * | 2017-03-10 | 2022-01-26 | 昭和電工マテリアルズ株式会社 | Zinc negative electrode secondary battery |
CN110770949A (en) | 2017-05-01 | 2020-02-07 | 赛伦能源公司 | Electrolyte additive for zinc metal electrodes |
CA3151028C (en) | 2019-09-12 | 2023-01-24 | Masatsugu Morimitsu | Metal negative electrode, method for fabricating the same and secondary battery including the same |
CN118056288A (en) | 2021-10-12 | 2024-05-17 | 学校法人同志社 | Negative electrode structure for secondary battery and secondary battery provided with same |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7914920B2 (en) * | 2003-10-09 | 2011-03-29 | The Gillette Company | Battery separator |
JP2005259566A (en) * | 2004-03-12 | 2005-09-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Nonaqueous electrolyte secondary battery |
JP5452202B2 (en) * | 2009-12-11 | 2014-03-26 | 株式会社日立製作所 | Lithium ion battery and manufacturing method thereof |
JP5590381B2 (en) * | 2010-04-07 | 2014-09-17 | トヨタ自動車株式会社 | Lithium ion secondary battery |
JP5749904B2 (en) * | 2010-08-18 | 2015-07-15 | 三菱化学株式会社 | Non-aqueous electrolyte secondary battery |
JP5761582B2 (en) * | 2011-07-07 | 2015-08-12 | トヨタ自動車株式会社 | Secondary battery |
JP2015011924A (en) * | 2013-07-01 | 2015-01-19 | トヨタ自動車株式会社 | Battery pack |
-
2015
- 2015-02-06 JP JP2015022394A patent/JP6558906B2/en active Active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US12087968B2 (en) | 2020-09-30 | 2024-09-10 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Zinc secondary battery and separator for zinc secondary battery |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2016146263A (en) | 2016-08-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10297861B2 (en) | Anion conducting material and cell | |
JP6532186B2 (en) | Electrode precursor, electrode, and secondary battery | |
JP6244174B2 (en) | Anion conducting membrane and battery | |
US10573927B2 (en) | Electrode precursor, electrode, and cell | |
WO2013027767A1 (en) | Negative electrode mixture or gel electrolyte, and battery using said negative electrode mixture or said gel electrolyte | |
JP6558906B2 (en) | Separator and battery comprising the same | |
JP6306914B2 (en) | Electrode and battery | |
JP6716298B2 (en) | Metal air battery | |
JP2016186895A (en) | Anion conductive membrane, electrode and battery | |
JP7344090B2 (en) | electrode precursor | |
JP6616565B2 (en) | Anion conductive material | |
JP6735530B2 (en) | Zinc negative electrode | |
JP6454496B2 (en) | Electrode and battery constructed using the same | |
JP6324783B2 (en) | Battery electrode and battery | |
JP6560028B2 (en) | Electrode for air metal battery and air metal battery | |
JP6716308B2 (en) | Metal air battery | |
JP6560025B2 (en) | Air metal battery | |
JP6625912B2 (en) | Metal air battery | |
JP2016152082A (en) | Anion conductive membrane and method of producing the same | |
JP2016162681A (en) | Electrode precursor | |
JP6371162B2 (en) | Electrode and battery constructed using the same | |
JP6893103B2 (en) | Separator evaluation method | |
JP6716315B2 (en) | Metal zinc battery | |
JP2016149257A (en) | Gel electrode precursor | |
JP2016167371A (en) | Electrode precursor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20171107 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20181121 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20181211 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190208 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20190702 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20190716 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6558906 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |