JP6619164B2 - 空気極材料の製造方法 - Google Patents
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Description
図1は、亜鉛空気二次電池10の構成を模式的に示す断面図である。亜鉛空気二次電池10は、空気極12、水酸化物イオン伝導性セパレータ14、電解液に浸漬された負極16、正極集電体18及び容器20を備える。
空気極12は、O2の還元反応及び/又は発生反応を起こす正極として機能する。空気極12は、水酸化物イオン伝導性セパレータ14上に配置される。空気極12は、第1主面12Sと第2主面12Tを有する。空気極12は、第1主面12Sにおいて水酸化物イオン伝導性セパレータ14と接触する。空気極12は、第2主面12Tにおいて正極集電体18と接触する。
水酸化物イオン伝導性セパレータ14は、空気極12と負極16の間に配置される。水酸化物イオン伝導性セパレータ14は、空気極12の第1主面12Sと接触する。水酸化物イオン伝導性セパレータ14は、空気極12で生成及び消費される水酸化物イオンを選択的に透過可能な材料で構成される。
負極16は、水酸化物イオン伝導性セパレータ14を挟んで空気極12の反対側に配置される。負極16は、電解液に浸漬される。
正極集電体18は、空気極12を挟んで水酸化物イオン伝導性セパレータ14の反対側に配置される。正極集電体18は、空気極12の第2主面12Tと接触する。
電池容器20は、空気極12、水酸化物イオン伝導性セパレータ14、電解液に浸漬された負極16及び正極集電体18を収容する。電池容器20は、正極容器22、負極容器24、正極ガスケット26及び負極ガスケット28を有する。
次に、亜鉛空気二次電池10の製造方法について説明する。
1.空気極12の作製
まず、CNT分散液を準備する。CNT分散液は、CNTを溶媒(例えば、水など)に分散させることで作製することができる。CNT分散液におけるCNTの濃度は0.1wt%〜2.0wt%とすることができるが特に制限されない。なお、CNTは凝集しやすい性質を有するため液中に分散し難い。そのため、市販のCNT分散液(例えば、(株)名城カーボン製、製品名SWNT分散液)を用いてもよい。
以下、水酸化物イオン伝導性セパレータ14としてLDHセパレータを作製する場合について説明する。
次に、電解液に浸漬した負極16を収容した負極容器24に負極ガスケット28を取り付ける。
本発明は以上のような実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱しない範囲で種々の変形又は変更が可能である。
以下のようにして、実施例1〜3に係る金属空気電池を作製した。
以下のようにして、実施例4に係る金属空気電池を作製した。
以下のようにして、実施例5に係る金属空気電池を作製した。
以下のようにして、実施例6に係る金属空気電池を作製した。
以下のようにして、比較例1、2に係る金属空気電池を作製した。
以下のようにして、比較例3に係る金属空気電池を作製した。
以下のようにして、比較例4に係る金属空気電池を作製した。
実施例1〜6の空気極の断面をSEMで観察することによって、空気極の微構造を観察した。図3は、実施例2の空気極断面のSEM二次電子像である。SEMには日本電子株式会社のJSM−6610LVを用い、加速電圧20kVとした。
図2は、空気極抵抗の測定方法を説明するための模式図である。
放電時の空気極抵抗[Ωm2]=(VOC−0.8[V])/(空気極の電位が−0.8Vのときに流れた電流密度[A/cm2])
12 空気極
14 水酸化物イオン伝導性セパレータ
16 負極
18 正極集電体
20 容器
Claims (3)
- 金属空気電池に用いられる空気極材料の製造方法であって、
カーボンナノチューブを溶媒に分散させたカーボンナノチューブ分散液を秤量する工程と、
前記カーボンナノチューブとは異なる粒子状の電子伝導性材料を秤量する工程と、
粒子状の水酸化物イオン伝導性材料を秤量する工程と、
秤量した前記カーボンナノチューブ分散液と秤量した前記電子伝導性材料と秤量した前記水酸化物イオン伝導性材料とを混合する工程と、
を備える空気極材料の製造方法。 - 金属空気電池に用いられる空気極材料の製造方法であって、
カーボンナノチューブを溶媒に分散させることによって粘度を0.1Pa・s以上200Pa・s以下に調整したカーボンナノチューブ分散液を秤量する工程と、
前記カーボンナノチューブとは異なる粒子状の電子伝導性材料を秤量する工程と、
秤量した前記カーボンナノチューブ分散液と秤量した前記電子伝導性材料とを混合する工程と、
を備える空気極材料の製造方法。 - 前記カーボンナノチューブの前記電子伝導性材料に対する体積比は、0.001以上1以下である、
請求項1又は2に記載の空気極材料の製造方法。
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