JP7020440B2 - 空気電池、空気電池システム、及び空気電池システムを搭載している乗り物 - Google Patents
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Description
《態様1》
負極活物質層、電解液層、及び空気極層をこの順に有している空気二次電池であって、
前記負極活物質層は、酸素原子をトポタクティックに挿入及び脱離することができる酸化物を、負極活物質として含有している、空気二次電池。
《態様2》
前記酸化物が、ペロブスカイト型、ブラウンミラーライト型、カゴメ格子型、又はデラフォサイト型の金属酸化物である、態様1に記載の空気二次電池。
《態様3》
前記酸化物が、CaFeO3、YBaCo4O8.5、YCr1-xPxO4(X:0、0.3、0.5、又は0.7)、BaYMn2O5+δ、Ca2AlMnO5+δ、又はBaLnMn2O5+δ(Ln:Pr、Nd、Sm、Gd、Dy、Er、及び/又はY)である、態様1又は2に記載の空気二次電池。
《態様4》
負極集電体層を更に有しており、前記負極集電体層の両面それぞれに、負極活物質層、電解液層、及び空気極層をこの順に有している、態様1~3のいずれか一つに記載の空気二次電池。
《態様5》
空気二次電池システムであって、態様1~4のいずれか一つに記載の空気二次電池、及び前記空気二次電池に熱を供給する熱源を有する、空気二次電池システム。
《態様6》
前記熱源が、前記空気二次電池以外の他の電池を含んでいる、態様5に記載の空気二次電池システム。
《態様7》
態様5又は6に記載の空気二次電池システムを搭載しており、前記空気二次電池から供給される電力を駆動力の少なくとも一部として用いる乗り物。
《態様8》
前記乗り物が、前記空気二次電池及び内燃機関の少なくとも一方を交互に切り替えて駆動力として用いる乗り物であって、前記熱源が、前記内燃機関を含んでいる、態様7に記載の乗り物。
本開示の空気二次電池は、負極活物質層、電解液層、及び空気極層をこの順に有している空気二次電池である。ここで、負極活物質層は、酸素原子をトポタクティックに挿入及び脱離することができる酸化物を、負極活物質として含有している。
本開示の空気二次電池が有している負極活物質は、酸素原子をトポタクティックに挿入及び脱離することができる酸化物である。
本開示の空気二次電池は、更に、負極活物質層、電解液層、及び空気極層をこの順に有している。ここで、負極活物質層は、上記の酸化物を負極活物質として含有している。
本開示の空気二次電池は、負極集電体層を有していることができる。負極集電体層の材料としては、導電性を有するものであれば特に限定されるものではないが、例えば、ステンレス、ニッケル、銅、カーボン等を挙げることができる。負極集電体層の材料は、空気二次電池の使用条件化において、電解液に対して安定なものを用いるのが好ましい。
負極活物質層は、少なくとも酸素原子をトポタクティックに挿入及び脱離することができる酸化物を、負極活物質として含有している。更に、負極活物質層は、任意選択的に電解液、導電助剤、及びバインダを含有していてよい。
電解液層は、少なくとも電解液を含んでいる。電解液層が含んでいる電解液は、水酸化物イオンに対する伝導性を有する任意の電解液であってよい。
空気極層は、少なくとも導電性材料を有している。また、空気極層は、触媒、電解液、及びバインダを含んでいてよい。
本開示の空気二次電池は、空気極集電体層を有していることができる。
疎水性膜としては、電解液が空気二次電池の外部に漏液せず、かつ空気二次電池の外部から供給される酸素を空気極へ到達させることが可能な材質であれば特に限定されない。疎水性膜としては、例えば、多孔性のフッ素樹脂シート(PTFE等)、撥水処理を施した多孔性セルロース等が挙げられる。
本開示の空気二次電池システムは、上記の空気二次電池及び空気二次電池に熱を供給する熱源を有する。
本開示の空気二次電池システムにおいて、熱源は、空気二次電池に熱を供給する。熱源としては、空気二次電池に熱を供給することができる任意の熱源であってよい。熱源は、例えばヒーター、ヒートパイプ、又は他の電池等であってよい。他の電池を熱源とする場合、他の電池の充放電の際に電池内部で発生する熱を、空気二次電池に供給してもよい。
本開示の乗り物は、上記の空気二次電池システムを搭載しており、空気二次電池から供給される電力を駆動力の少なくとも一部として用いる。
表1の条件でサイクリックボルタンメトリーを行い、負極活物質としてのYBaCo4O7+δの還元ピークを観察した。
熱重量測定(TG)及び示差走査熱量測定(DSC)を同時に行うことにより、負極活物質としてのYBaCo4O7の酸化を評価した。
11 負極集電体層
12 負極活物質層
13 電解液層
14 空気極集電体層
15 空気極層
16 疎水性膜
20 熱源
100 空気二次電池システム
200 車両
Claims (8)
- 負極活物質層、電解液層、及び空気極層をこの順に有している空気二次電池であって、
前記負極活物質層は、酸素原子をトポタクティックに挿入及び脱離することができる酸化物を、負極活物質として含有している、空気二次電池。 - 前記酸化物が、ペロブスカイト型、ブラウンミラーライト型、カゴメ格子型、又はデラフォサイト型の金属酸化物である、請求項1に記載の空気二次電池。
- 前記酸化物が、CaFeO3、YBaCo4O8.5、YCr1-xPxO4(X:0、0.3、0.5、又は0.7)、BaYMn2O5+δ、Ca2AlMnO5+δ、又はBaLnMn2O5+δ(Ln:Pr、Nd、Sm、Gd、Dy、Er、及び/又はY)である、請求項1又は2に記載の空気二次電池。
- 負極集電体層を更に有しており、前記負極集電体層の両面それぞれに、負極活物質層、電解液層、及び空気極層をこの順に有している、請求項1~3のいずれか一項に記載の空気二次電池。
- 空気二次電池システムであって、請求項1~4のいずれか一項に記載の空気二次電池、及び前記空気二次電池に熱を供給する熱源を有する、空気二次電池システム。
- 前記熱源が、前記空気二次電池以外の他の電池を含んでいる、請求項5に記載の空気二次電池システム。
- 請求項5又は6に記載の空気二次電池システムを搭載しており、前記空気二次電池から供給される電力を駆動力の少なくとも一部として用いる乗り物。
- 前記乗り物が、前記空気二次電池及び内燃機関の少なくとも一方を交互に切り替えて駆動力として用いる乗り物であって、前記熱源が、前記内燃機関を含んでいる、請求項7に記載の乗り物。
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