JPWO2016006292A1 - 金属空気電池用セパレータ付き空気極 - Google Patents
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Abstract
Description
正極: O2+2H2O+4e−→4OH−
負極: 2Zn+4OH−→2ZnO+2H2O+4e−
前記セパレータ上に設けられ、空気極触媒及び電子伝導性材料、又は電子伝導性材料としても機能する空気極触媒を含んでなる、空気極層と、
前記セパレータ及び前記空気極層の間に介在され、前記セパレータと前記空気極層の密着性を向上し、かつ、水酸化物イオン伝導性を有する中間層と、
を備えてなる、金属空気電池用セパレータ付き空気極が提供される。
本発明によるセパレータ付き空気極は金属空気電池、特に金属空気二次電池に用いられるものである。本発明の空気極が用いられる金属空気電池は、典型的には、水酸化物イオン伝導性セパレータと、このセパレータの一面側に設けられる正極としての空気極層と、セパレータの他面側に設けられる金属負極と、空気極層と負極との間にセパレータを介して収容される電解液とを備えた構成が想定され、この水酸化物イオン伝導性セパレータと空気極層の組合せに相当する部分が本発明のセパレータ付き空気極に相当する。その意味で、本発明によるセパレータ付き空気極は空気極−セパレータ複合体と称してもよいものである。このような構成の金属空気二次電池の好ましい例としては、特許文献1及び2に開示されるような亜鉛空気二次電池やリチウム空気二次電池が挙げられる。
空気極層12は、空気極触媒、電子伝導性材料、及び所望により水酸化物イオン伝導性材料を含んでなる。もっとも、電子伝導性材料としても機能する空気極触媒を用いる場合には、空気極層12は、そのような電子伝導性材料兼空気極触媒、及び所望により水酸化物イオン伝導性材料を含んでなるものであってもよい。
セパレータ11は、水酸化物イオン伝導性無機固体電解質からなり、空気極層12で生成した水酸化物イオンを電解液に選択的に通過させることが可能な緻密質セラミックスであればよい。すなわち、セパレータ11は、空気中に含まれる二酸化炭素等の望ましくない物質の電池内への混入を阻止すると同時に、電解液中のアルカリ金属イオンが空気極層12まで移動するのを阻止する。したがって、セパレータ11は二酸化炭素を通さないものであることが望まれる。かかる理由から、セパレータ11は緻密質セラミックスである水酸化物イオン伝導性無機固体電解質で構成される。特に、セパレータ11は緻密で硬い無機固体電解質で構成されることで、金属デンドライト(例えば亜鉛デンドライト)による正負極間の短絡及び二酸化炭素の混入の両方を防止することができるのが好ましい。このような水酸化物イオン伝導性固体電解質は、アルキメデス法で算出して、88%以上の相対密度を有するのが好ましく、より好ましくは90%以上、さらに好ましくは94%以上であるが、空気中に含まれる二酸化炭素等の望ましくない物質の電池内への混入や亜鉛デンドライトの貫通を阻止できるのであればこれに限定されない。水酸化物イオン伝導性無機固体電解質は一般式:M2+ 1−xM3+ x(OH)2An− x/n・mH2O(式中、M2+は少なくとも1種以上の2価の陽イオンであり、M3+は3価の少なくとも1種以上の陽イオンであり、An−はn価の陰イオンであり、nは1以上の整数、xは0.1〜0.4)の基本組成を有する層状複水酸化物(LDH)であるのが好ましく、より好ましくはM2+がMg2+を含み、M3+がAl3+を含み、An−がCO3 2−を含む。このような層状複水酸化物は水熱法によって緻密化されるのが好ましい。したがって、水熱法を経ていない単なる圧粉体は、緻密でなく、溶液中で脆いことから本発明のセパレータ11として好ましくない。また、層状複水酸化物を含む分散液を塗布して形成された塗膜も緻密性に劣ることから本発明のセパレータ11として好ましくない。もっとも、水熱法によらなくても、緻密で硬い水酸化物イオン伝導性固体電解質体が得られるかぎりにおいて、あらゆる固化法が採用可能である。このように、セパレータ11は層状複水酸化物緻密体からなるものが好ましい。好ましい層状複水酸化物緻密体及びその製造方法については後述するものとする。
中間層13は、セパレータ11及び空気極層12の間に介在され、セパレータ11と空気極層12の密着性を向上し、かつ、水酸化物イオン伝導性を有する層である。中間層13はセパレータ11と空気極層12の密着性を向上し、かつ、水酸化物イオン伝導性を有するものであれば特に限定されず、有機材料及び無機材料を問わず、公知各種の組成及び構成の層であることができる。中間層13は高分子材料及び/又はセラミックス材料を含んでなるのが好ましく、この場合、中間層13に含まれる高分子材料及びセラミックス材料の少なくともいずれか一方が水酸化物イオン伝導性を有していればよい。
本発明による空気極を用いて金属空気電池、特に金属空気二次電池を作製することができる。このような金属空気電池は、本発明のセパレータ付き空気極10と、金属、合金及び/又は金属化合物を含んでなる負極と、電解液とを備えてなり、電解液が空気極のセパレータ11を介して空気極層12と隔離されてなるものであればよい。金属負極は、亜鉛、リチウム、アルミニウム、マグネシウム等の公知の金属又はその合金であってよいし、酸化亜鉛等の金属化合物であってもよい。電解液は、使用する負極に適した公知の組成を適宜選択すればよい。金属負極は電解液と直接接していてもよいし、陽イオン(例えばリチウムイオン)を選択的に通過させ、電解液及び水酸化物イオン等を通過させないセパレータを介して電解液と間接的に陽イオンを授受する構成としてもよい。このような金属空気二次電池の好ましい例としては、特許文献1及び2に開示されるような亜鉛空気二次電池やリチウム空気二次電池が挙げられる。
前述のとおり、本発明の空気極のセパレータとして使用可能な水酸化物イオン伝導性固体電解質体として、層状複水酸化物緻密体を用いるのが好ましい。好ましい層状複水酸化物緻密体は、一般式:M2+ 1−xM3+ x(OH)2An− x/n・mH2O(式中、M2+は2価の少なくとも一種以上の陽イオン、M3+は少なくとも一種以上の3価の陽イオンであり、An−はn価の陰イオン、nは1以上の整数、xは0.1〜0.4である)で示される層状複水酸化物を主相として含むものであり、好ましくは上記層状複水酸化物のみから実質的になる(又はのみからなる)。
原料粉末として、一般式:M2+ 1−xM3+ x(OH)2An− x/n・mH2O(式中、M2+は2価の陽イオン、M3+は3価の陽イオンであり、An−はn価の陰イオン、nは1以上の整数、xは0.1〜0.4である)で表される層状複水酸化物の粉末を用意する。上記一般式において、M2+は任意の2価の陽イオンでありうるが、好ましい例としてはMg2+、Ca2+及びZn2+が挙げられ、より好ましくはMg2+である。M3+は任意の3価の陽イオンでありうるが、好ましい例としてはAl3+又はCr3+が挙げられ、より好ましくはAl3+である。An−は任意の陰イオンでありうるが、好ましい例としてはOH−及びCO3 2−が挙げられる。したがって、上記一般式は、少なくともM2+がMg2+を、M3+がAl3+を含み、An−がOH−及び/又はCO3 2−を含むのが好ましい。nは1以上の整数であるが、好ましくは1又は2である。xは0.1〜0.4であるが、好ましくは0.2〜0.35である。このような原料粉末は市販の層状複水酸化物製品であってもよいし、硝酸塩や塩化物を用いた液相合成法等の公知の方法にて作製した原料であってもよい。原料粉末の粒径は、所望の層状複水酸化物緻密体が得られる限り限定されないが、体積基準D50平均粒径が0.1〜1.0μmであるのが好ましく、より好ましくは0.3〜0.8μmである。原料粉末の粒径が細かすぎると粉末が凝集しやすく、成形時に気孔が残留する可能性が高く、大きすぎると成形性が悪くなるためである。
原料粉末を成形して成形体を得る。この成形は、成形後且つ焼成前の成形体(以下、成形体という)が、43〜65%、より好ましくは45〜60%であり、さらに好ましくは47%〜58%の相対密度を有するように、例えば加圧成形により行われるのが好ましい。成形体の相対密度は、成形体の寸法及び重量から密度を算出し、理論密度で除して求められるが、成形体の重量は吸着水分の影響を受けるため、一義的な値を得るために、室温、相対湿度20%以下のデシケータ内で24時間以上保管した原料粉末を用いた成形体か、もしくは成形体を前記条件下で保管した後に相対密度を測定するのが好ましい。ただし、原料粉末を仮焼して酸化物粉末とした場合は、成形体の相対密度が26〜40%であるのが好ましく、より好ましくは29〜36%である。なお、酸化物粉末を用いる場合の相対密度は、層状複水酸化物を構成する各金属元素が仮焼により各々酸化物に変化したと仮定し、各酸化物の混合物として求めた換算密度を分母として求めた。一例に挙げた加圧成形は、金型一軸プレスにより行ってもよいし、冷間等方圧加圧(CIP)により行ってもよい。冷間等方圧加圧(CIP)を用いる場合は原料粉末をゴム製容器中に入れて真空封じするか、あるいは予備成形したものを用いるのが好ましい。その他、スリップキャストや押出成形など、公知の方法で成形してもよく、成形方法については特に限定されない。ただし、原料粉末を仮焼して酸化物粉末とした場合は、乾式成形法に限られる。これらの成形体の相対密度は、得られる緻密体の強度だけではなく、通常板状形状を有する層状複水酸化物の配向度への影響もあることから、その用途等を考慮して成形時の相対密度を上記の範囲で適宜設定するのが好ましい。
上記工程で得られた成形体を焼成して酸化物焼成体を得る。この焼成は、酸化物焼成体が、成形体の重量の57〜65%の重量となり、且つ/又は、成形体の体積の70〜76%以下の体積となるように行われるのが好ましい。成形体の重量の57%以上であると、後工程の層状複水酸化物への再生時に再生できない異相が生成しにくくなり、65%以下であると焼成が十分に行われて後工程で十分に緻密化する。また、成形体の体積の70%以上であると、後工程の層状複水酸化物への再生時に異相が生成しにくくなるとともに、クラックも生じにくくなり、76%以下であると、焼成が十分に行われて後工程で十分に緻密化する。原料粉末を仮焼して酸化物粉末とした場合は、成形体の重量の85〜95%、及び/又は成形体の体積の90%以上の酸化物焼成体を得るのが好ましい。原料粉末が仮焼されるか否かに関わらず、焼成は、酸化物焼成体が、酸化物換算で20〜40%の相対密度を有するように行われるのが好ましく、より好ましくは20〜35%であり、さらに好ましくは20〜30%である。ここで、酸化物換算での相対密度とは、層状複水酸化物を構成する各金属元素が焼成により各々酸化物に変化したと仮定し、各酸化物の混合物として求めた換算密度を分母として求めた相対密度である。酸化物焼成体を得るための好ましい焼成温度は400〜850℃であり、より好ましくは700〜800℃である。この範囲内の焼成温度で1時間以上保持されるのが好ましく、より好ましい保持時間は3〜10時間である。また、急激な昇温により水分や二酸化炭素が放出されて成形体が割れるのを防ぐため、上記焼成温度に到達させるための昇温は100℃/h以下の速度で行われるのが好ましく、より好ましくは5〜75℃/hであり、さらに好ましくは10〜50℃/hである。したがって、昇温から降温(100℃以下)に至るまでの全焼成時間は20時間以上確保するのが好ましく、より好ましくは30〜70時間、さらに好ましくは35〜65時間である。
上記工程で得られた酸化物焼成体を上述したn価の陰イオン(An−)を含む水溶液中又はその直上に保持して層状複水酸化物へと再生し、それにより水分に富む層状複水酸化物固化体を得る。すなわち、この製法により得られる層状複水酸化物固化体は必然的に余分な水分を含んでいる。なお、水溶液中に含まれる陰イオンは原料粉末中に含まれる陰イオンと同種の陰イオンとしてよいし、異なる種類の陰イオンとしてもよい。酸化物焼成体の水溶液中又は水溶液直上での保持は密閉容器内で水熱合成の手法により行われるのが好ましく、そのような密閉容器の例としてはテフロン(登録商標)製の密閉容器が挙げられ、より好ましくはその外側にステンレス製等のジャケットを備えた密閉容器である。層状複水酸化物化は、酸化物焼成体を20℃以上200℃未満で、少なくとも酸化物焼成体の一面が水溶液に接する状態に保持することにより行われるのが好ましく、より好ましい温度は50〜180℃であり、さらに好ましい温度は100〜150℃である。このような層状複水酸化物化温度で酸化物焼結体が1時間以上保持されるのが好ましく、より好ましくは2〜50時間であり、さらに好ましくは5〜20時間である。このような保持時間であると十分に層状複水酸化物への再生を進行させて異相が残るのを回避又は低減できる。なお、この保持時間は、長すぎても特に問題はないが、効率性を重視して適時設定すればよい。
上記工程で得られた水分に富む層状複水酸化物固化体から余剰の水分を除去する。こうして本発明の層状複水酸化物緻密体が得られる。この余剰の水分を除去する工程は、300℃以下、除去工程の最高温度での推定相対湿度25%以上の環境下で行われるのが好ましい。層状複水酸化物固化体からの急激な水分の蒸発を防ぐため、室温より高い温度で脱水する場合は層状複水酸化物への再生工程で使用した密閉容器中に再び封入して行うことが好ましい。その場合の好ましい温度は50〜250℃であり、さらに好ましくは100〜200℃である。また、脱水時のより好ましい相対湿度は25〜70%であり、さらに好ましくは40〜60%である。脱水を室温で行ってもよく、その場合の相対湿度は通常の室内環境における40〜70%の範囲内であれば問題はない。
(1)空気極層の作製
空気極触媒としてのα−MnO2粒子を次のようにして作製した。まず、Mn(SO4)・5H2O及びKMnO4を5:13のモル比で脱イオン水に溶かして混合した。得られた混合液をテフロン(登録商標)が内貼りされたステンレス製密閉容器に入れ、140℃で水熱合成を2時間行った。水熱合成により得られた沈殿物をろ過し、蒸留水で洗浄した後、80℃で6時間乾燥した。こうしてα−MnO2の粉末を得た。
原料粉末として、市販の層状複水酸化物であるハイドロタルサイト粉末(DHT−6、協和化学工業株式会社製)粉末を用意した。この原料粉末の組成はMg2+ 0.75Al3+ 0.25(OH)2CO3 2− 0.25/n・mH2Oであった。原料粉末を直径16mmの金型に充填して500kgf/cm2の成形圧で一軸プレス成形して、相対密度55%、厚さ2mmの成形体を得た。なお、この相対密度の測定は、室温、相対湿度20%以下で24時間保管した成形体について行った。得られた成形体をアルミナ鞘中で焼成した。この焼成は、急激な昇温により水分や二酸化炭素が放出されて成形体が割れるのを防ぐため、100℃/h以下の速度で昇温を行い、750℃の最高温度に達した時点で5時間保持した後、冷却することにより行った。この昇温から降温(100℃以下)に至るまでの全焼成時間は62時間とした。こうして得られた焼成体を、外側にステンレス製ジャケットを備えたテフロン(登録商標)製の密閉容器に大気中でイオン交換水と共に封入し、100℃で水熱処理を5時間施して、試料を得た。室温まで冷めた試料は余分な水分を含んでいるため、ろ紙等で軽く表面の水分を拭き取った。こうして得られた試料を25℃、相対湿度が50%程度の室内で自然脱水(乾燥)した後に研磨して、厚さ0.5mmの板状のセパレータ試料を得た。
アニオン交換膜(アストム社、ネオセプタAHA)を1MのNaOH水溶液に一晩浸漬させた。このアニオン交換膜をセパレータ試料の上に中間層として積層して、セパレータ/中間層積層体を得た。中間層の厚さは表1に示されるとおりであった。
得られたセパレータ/中間層積層体に、先に作製した空気極層/集電体の積層シートを、空気極層側が中間層と接するように圧着して、セパレータ付き空気極試料を得た。得られた空気極を空気電池に適用した場合の過電圧特性を調べるために、図3に示されるような過電圧測定用の電気化学測定系を作製した。まず、セパレータ付き空気極10(すなわちセパレータ11/中間層13/空気極層12の積層体)の上下に多孔質ニッケル集電板33a,33bを圧着した。一方、容器34内に電解液35として1MのKOH溶液を充填し、対極としてのPt黒電極36(インターケミ社製)と、参照極としての可逆水素電極(RHE)37(インターケミ社製)とを配設した。容器34に上から集電板33a/セパレータ付き空気極10/集電板33bの積層体を嵌め込み、電解液35が集電板33aを経てセパレータ11に接触するようにした。そして、Pt黒電極36から上側の集電板33bに向けて100mA/cm2の電流密度で電流を流し、ポテンショガルバノスタット(solartron社製、型番1287)を用いて可逆水素電極(RHE)37と上側集電板33bの間の過電圧を測定した。セパレータ11とKOHの抵抗を別途測定し、これらによる過電圧を差し引くことで、空気極層12による過電圧を算出した。次に、電流の向きを逆にし、充電反応時の空気極による過電圧についても同様にして測定した。得られた過電圧を以下の基準に基づいて2段階で評価した。
<100mA/cm2での空気極層による過電圧の評価>
A:過電圧が1.0V未満
B:過電圧が1.0V以上
中間層の作製を以下のように行ったこと以外は例1と同様にしてセパレータ付き空気極の作製及び評価を行った。評価結果は表1に示されるとおりであった。中間層の作製は、アニオン交換膜(アストム社、ネオセプタAHA)を1MのNaOH水溶液に一晩浸漬させた後、スチレンブタジエンゴム(SBR)(JSR社製、TRD2001)をアニオン交換膜の両面に表1に示される質量比率となるように塗布し、この塗布されたアニオン交換膜をセパレータ試料の上に積層することにより行った。
中間層の作製を以下のように行ったこと以外は例1と同様にしてセパレータ付き空気極の作製及び評価を行った。評価結果は表1に示されるとおりであった。中間層の作製は、炭化水素を主鎖とし4級アンモニウム基を含む高分子を、セパレータ試料の上に塗布することにより行った。中間層の作製は、炭化水素を主鎖とし4級アンモニウム基を含む高分子の水系分散液をセパレータ試料の上に塗布することにより行った。
中間層の作製を以下のように行ったこと以外は例1と同様にしてセパレータ付き空気極の作製及び評価を行った。評価結果は表1に示されるとおりであった。中間層の作製は、炭化水素を主鎖とし4級アンモニウム基を含む高分子の水系分散液をスチレンブタジエンゴム(SBR)(JSR社製、TRD2001)の水溶液に表1に示される質量比率となるように混合し、得られた混合液をセパレータ試料の上に塗布することにより行った。
中間層の作製を以下のように行ったこと以外は例1と同様にしてセパレータ付き空気極の作製及び評価を行った。評価結果は表1に示されるとおりであった。中間層の作製は、例1の(1)と同様の手順により作製されたLDH粒子を、スチレンブタジエンゴム(SBR)(JSR社製、TRD2001)の水溶液に表1に示される質量比率となるように混合し、得られた混合液をセパレータ試料の上に塗布することにより行った。
中間層の作製を以下のように行ったこと以外は例1と同様にしてセパレータ付き空気極の作製及び評価を行った。評価結果は表1に示されるとおりであった。中間層の作製は、例1の(1)と同様の手順により作製されたLDH粒子を、炭化水素を主鎖とし4級アンモニウム基を含む高分子の水系分散液に表1に示される質量比率となるように混合し、得られた混合液をセパレータ試料の上に塗布することにより行った。
例7
中間層の作製を以下のように行ったこと以外は例1と同様にしてセパレータ付き空気極の作製及び評価を行った。評価結果は表1に示されるとおりであった。中間層の作製は、例1の(1)と同様の手順により作製されたLDH粒子を、炭化水素を主鎖とし4級アンモニウム基を含む高分子の水系分散液に表1に示される質量比率となるように混合し、さらにスチレンブタジエンゴム(SBR)(JSR社製、TRD2001)の水溶液に表1に示される質量比率となるように混合し、得られた混合液をセパレータ試料の上に塗布することにより行った。
中間層を設けなかったこと以外は例1と同様にしてセパレータ付き空気極の作製及び評価を行った。評価結果は表1に示されるとおりであった。
表1に示される結果から明らかなように、本発明による中間層を備えたセパレータ付き空気極(例1〜7)においては、中間層を有しないセパレータ付き空気極(例8)と比較して、空気極による過電圧が低いことが分かる。このことから、空気極及びセパレータの間に中間層を設けることにより金属空気電池において電池抵抗(特に空気極及びセパレータ間の界面抵抗)を低減できることが分かる。
表2に示される配合比に従ってLDH粒子を用いずに空気極を作製したこと以外は例1と同様にして、セパレータ付き空気極の作製及び評価を行った。評価結果は表2に示されるとおりであった。
表2に示される配合比に従ってLDH粒子を用いずに空気極を作製したこと以外は例2と同様にして、セパレータ付き空気極の作製及び評価を行った。評価結果は表2に示されるとおりであった。
表2に示される配合比に従ってLDH粒子を用いずに空気極を作製したこと以外は例3と同様にして、セパレータ付き空気極の作製及び評価を行った。評価結果は表2に示されるとおりであった。
表2に示される配合比に従ってLDH粒子を用いずに空気極を作製したこと以外は例4と同様にして、セパレータ付き空気極の作製及び評価を行った。評価結果は表2に示されるとおりであった。
表2に示される配合比に従ってLDH粒子を用いずに空気極を作製したこと以外は例5と同様にして、セパレータ付き空気極の作製及び評価を行った。評価結果は表2に示されるとおりであった。
表2に示される配合比に従ってLDH粒子を用いずに空気極を作製したこと以外は例6と同様にして、セパレータ付き空気極の作製及び評価を行った。評価結果は表2に示されるとおりであった。
表2に示される配合比に従ってLDH粒子を用いずに空気極を作製したこと以外は例7と同様にして、セパレータ付き空気極の作製及び評価を行った。評価結果は表2に示されるとおりであった。
表2に示される配合比に従ってLDH粒子を用いずに空気極を作製したこと以外は例8(比較)と同様にして、セパレータ付き空気極の作製及び評価を行った。別の表現をすれば、中間層を設けなかったこと以外は例9と同様にしてセパレータ付き空気極の作製及び評価を行った。評価結果は表2に示されるとおりであった。
表2に示される結果から明らかなように、本発明による中間層を備えたセパレータ付き空気極(例9〜15)においては、中間層を有しないセパレータ付き空気極(例16)と比較して、空気極による過電圧が低いことが分かる。このことから、空気極及びセパレータの間に中間層を設けることにより金属空気電池において電池抵抗(特に空気極及びセパレータ間の界面抵抗)を低減できることが分かる。
Claims (14)
- 緻密質セラミックスである水酸化物イオン伝導性無機固体電解質からなるセパレータと、
前記セパレータ上に設けられ、空気極触媒及び電子伝導性材料、又は電子伝導性材料としても機能する空気極触媒を含んでなる、空気極層と、
前記セパレータ及び前記空気極層の間に介在され、前記セパレータと前記空気極層の密着性を向上し、かつ、水酸化物イオン伝導性を有する中間層と、
を備えてなる、金属空気電池用セパレータ付き空気極。 - 前記中間層が高分子材料及び/又はセラミックス材料を含んでなり、該中間層に含まれる前記高分子材料及びセラミックス材料の少なくともいずれか一方が水酸化物イオン伝導性を有する、請求項1に記載の金属空気電池用セパレータ付き空気極。
- 前記中間層が、水酸化物イオン伝導性を有する高分子材料を含んでなる、請求項1に記載の金属空気電池用セパレータ付き空気極。
- 前記高分子材料が、水酸化物イオン伝導性を有する固体高分子電解質を含んでなる、請求項2又は3に記載の金属空気電池用セパレータ付き空気極。
- 前記固体高分子電解質が、アイオノマー樹脂である、請求項2〜4のいずれか一項に記載の金属空気電池用セパレータ付き空気極。
- 前記中間層が、前記高分子材料及び前記セラミックス材料を含んでなり、前記セラミックス材料が水酸化物イオン伝導性を有する、請求項2に記載の金属空気電池用セパレータ付き空気極。
- 前記高分子材料が有機結着剤である、請求項6に記載の金属空気電池用セパレータ付き空気極。
- 前記中間層を複数備えてなり、該複数の中間層が互いに同種の及び/又は異なる層である、請求項1〜7のいずれか一項に記載の金属空気電池用セパレータ付き空気極。
- 前記空気極層が、水酸化物イオン伝導性材料をさらに含んでなる、請求項1〜8のいずれか一項に記載のセパレータ付き空気極。
- 前記水酸化物イオン伝導性無機固体電解質が88%以上の相対密度を有する、請求項1〜9のいずれか一項に記載のセパレータ付き空気極。
- 前記水酸化物イオン伝導性無機固体電解質が、水熱法によって緻密化された層状複水酸化物である、請求項1〜10のいずれか一項に記載のセパレータ付き空気極。
- 前記水酸化物イオン伝導性無機固体電解質が、一般式:
M2+ 1−xM3+ x(OH)2An− x/n・mH2O
(式中、M2+は少なくとも1種以上の2価の陽イオンであり、M3+は3価の少なくとも1種以上の陽イオンであり、An−はn価の陰イオンであり、nは1以上の整数、xは0.1〜0.4である)の基本組成を有する層状複水酸化物からなる、請求項1〜11のいずれか一項に記載のセパレータ付き空気極。 - M2+がMg2+を含み、M3+がAl3+を含み、An−がCO3 2−を含む、請求項12に記載のセパレータ付き空気極。
- 請求項1〜13のいずれか一項に記載のセパレータ付き空気極と、金属、合金及び/又は金属化合物を含んでなる負極と、電解液とを備えてなり、前記電解液が前記空気極の前記セパレータを介して前記空気極層と隔離されてなる、金属空気電池。
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