JP6695304B2 - マグネシウム空気電池およびその正極、負極ならびにセパレータの製造方法 - Google Patents
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Description
はじめに、製造方法1について図2を用いて説明する。図2は、製造方法1を説明するためのフローチャートである。
次に、製造方法2について図3を用いて説明する。図3は、製造方法2を説明するためのフローチャートである。前述したように、正極に触媒を担持させるとよい。ステップS201で、上述した製造方法1で得られたバクテリア産生炭化セルロースを、触媒の前駆体となる金属塩の水溶液に含浸させる(含浸工程)。このようにして金属塩を含むバクテリア産生炭化セルロースを調製したら、次に、ステップS202で、金属塩を含むバクテリア産生炭化セルロースを加熱処理する(加熱工程)。なお、使用する金属塩の好ましい金属は、鉄、マンガン、銅、ニッケル、銀、金、白金、コバルト、ルテニウム、モリブデン、チタン、クロム、ガリウム、プラセオジム、アルミニウム、シリコン、錫からなる群から選ばれる少なくとも1種の金属である。特に、鉄が好ましい。
製造方法3について図4を用いて説明する。図4は、製造方法3を説明するためのフローチャートである。ステップS301で、前述した、製造方法1のゲル生成工程で得られたバクテリア産生ゲル(バクテリア産生セルロース)を粉砕し(粉砕工程)、更に、ステップS306で製造方法1又は製造方法2で得られた触媒未担持及び触媒担持バクテリア産生炭化セルロースを粉砕し(粉砕工程)、ステップS307で、これら粉砕したバクテリア産生ゲル及びバクテリア産生炭化セルロースを混合する。なお、ステップS303〜S305は、それぞれ図2に示したステップS102〜S104と同様の工程である。
製造方法4について図5を用いて説明する。図5は、製造方法4を説明するためのフローチャートである。
製造方法5について図6を用いて説明する。図6は、製造方法5を説明するためのフローチャートである。
はじめに、実施例1について説明する。実施例1は、バクテリア産生炭化セルロースをマグネシウム空気電池の正極として使用する例である。正極101を、以下のようにして合成した。なお、以下に示す気孔率は、バクテリア産生炭化セルロースを水銀圧入法により求めた細孔径分布から、細孔を円筒形とモデル化して算出した。
一方、塗布により製造していない比較例として、マグネシウム空気電池の正極、セパレータ、負極を一般的なマグネシウム空気電池の電極を用いて作製した。
Claims (8)
- 空気を活物質とする正極と、
マグネシウムを含む負極と、
前記正極と前記負極との間に配置されたセパレータと、を備え、
前記正極は、バクテリアが生産し、セルロースのナノファイバーが分散したバクテリア産生セルロースと、前記バクテリア産生セルロースを炭化したバクテリア産生炭化セルロースとを混合した混合物で構成され、
前記負極は、マグネシウムを含む金属粉末と、バインダーと、導電助剤とを混合した混合物で構成され、
前記セパレータは、
バクテリアが生産し、セルロースのナノファイバーが分散したバクテリア産生セルロースで構成されていることを特徴とするマグネシウム空気電池。 - 請求項1に記載の正極を製造する正極製造方法において、
バクテリアを用いて、セルロースのナノファイバーが分散したバクテリア産生セルロースを生成する生産工程と、
当該バクテリア産生セルロースを凍結して凍結体を得る凍結工程と、
前記凍結体を真空中で乾燥して乾燥体を得る乾燥工程と、
前記乾燥体をガス雰囲気で加熱することでバクテリア産生炭化セルロースを得る炭化工程と、
を備えることを特徴とするマグネシウム空気電池の正極製造方法。 - 前記生産工程で生成したバクテリア産生セルロースを粉砕する粉砕工程と、
前記炭化工程で得たバクテリア産生炭化セルロースを粉砕する粉砕工程と、
当該バクテリア産生セルロースと当該バクテリア産生炭化セルロースとを混合してスラリー状の混合物を得る混合工程と、
前記スラリー状の混合物を塗布することで正極を形成する塗布工程と、
を更に備えることを特徴とする請求項2に記載のマグネシウム空気電池の正極製造方法。 - 前記乾燥体は、
ナノファイバーが連続に連なった共連続体なセルロースであるバクテリア産生キセロゲルであることを特徴とする請求項2又は3に記載のマグネシウム空気電池の正極製造方法。 - 請求項1に記載の負極を製造する負極製造方法において、
マグネシウムを含む金属粉末と、バインダーと、導電助剤とを混合してスラリー状の混合物を得る混合工程と、
前記スラリー状の混合物を塗布することで負極を形成する塗布工程と、
を備えることを特徴とするマグネシウム空気電池の負極製造方法。 - 前記バインダーは、
バクテリア産生セルロースで構成されることを特徴とする請求項5に記載のマグネシウム空気電池の負極製造方法。 - 前記導電助剤は、
バクテリア産生炭化セルロース、カーボン粉末、導電性高分子のうち少なくとも1つで構成されることを特徴とする請求項5又は6に記載のマグネシウム空気電池の負極製造方法。 - 請求項1に記載のセパレータを製造するセパレータ製造方法において、
バクテリアが生産し、セルロースのナノファイバーが分散したバクテリア産生セルロースを粉砕してスラリー状の粉砕物を得る粉砕工程と、
前記スラリー状の粉砕物を塗布することでセパレータを形成する塗布工程と、
を備えることを特徴とするマグネシウム空気電池のセパレータ製造方法。
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