JPWO2020049983A1 - リチウム空気電池用電解液およびそれを用いたリチウム空気電池 - Google Patents
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Abstract
Description
前記スルホラン中の前記硝酸リチウムの濃度は、1.8mol/L以上2.2mol/L以下の範囲を満たしてもよい。
前記スルホラン中の前記硝酸リチウムの濃度は、1.95mol/L以上2.05mol/L以下の範囲を満たしてもよい。
前記電解液に含有される水は、100ppm以下であってもよい。
前記電解液は、0.1Pa・s以上10Pa・s以下の範囲の粘度を有してもよい。
前記電解液は、芳香族炭化水素、ハロゲン化アルキル、および、ハロゲン化エーテルからなる群から選択される有機物をさらに含有してもよい。
前記有機物は、前記スルホランに対して、1体積%以上70体積%以下の範囲で含有されてもよい。
本発明によるリチウム空気電池は、空気極、リチウム金属を備えた金属負極、および、前記空気極と前記金属負極との間に位置する非水電解液とを備え、前記非水電解液は、上述の電解液であり、これにより上記課題を解決する。
前記空気極と前記金属負極との間にセパレータを備え、前記金属負極と前記セパレータとの間に前記非水電解液を備え、前記空気極と前記セパレータとの間に前記非水電解液または水系電解液を備えてもよい。
実施の形態1は、本発明のリチウム空気電池用電解液およびその製造方法について説明する。
本発明の電解液は、上述したスルホランと硝酸リチウムとを、上述のモル濃度を満たすように混合すればよい。なお、混合に際して、手動にて混合してもよいが、スターラやプロペラ等の撹拌機によって混合してもよい。これにより溶解を促進させる。また、混合時に40℃以上80℃以下に加熱してもよい。これにより溶解を促進させる。なお、混合後、目視にて分散する硝酸リチウムがなければ、溶解したと判断してよい。
実施の形態2では、実施の形態1で説明した電解液を用いたリチウム空気電池を説明する。
図1は、本発明のリチウム空気電池の構成を示す模式図である。
例1〜14では、種々のスルホン系有機溶媒と種々のリチウム塩とを含有する電解液を調製し、リチウム空気電池(コインセル)を製造し、その電気化学特性を評価した。詳細に説明する。
図4は、例2によるリチウム空気電池の充放電サイクル特性を示す図である。
図5は、例3によるリチウム空気電池の充放電サイクル特性を示す図である。
図6は、例4によるリチウム空気電池の充放電サイクル特性を示す図である。
図7は、例5によるリチウム空気電池の充放電サイクル特性を示す図である。
図8は、例6によるリチウム空気電池の充放電サイクル特性を示す図である。
図9は、例7によるリチウム空気電池の充放電サイクル特性を示す図である。
図10は、例8によるリチウム空気電池の充放電サイクル特性を示す図である。
図11は、例9によるリチウム空気電池の充放電サイクル特性を示す図である。
110 空気極
120 金属負極
130、220 電解液
140 正極反応層
150 正極集電体
160 負極活物質層
170 負極集電体
210 セパレータ
Claims (9)
- リチウム空気電池用電解液であって、
スルホランと、
硝酸リチウムと
を含有し、
前記スルホラン中の前記硝酸リチウムの濃度は、1.5mol/Lより高く2.5mol/L以下の範囲を満たす、電解液。 - 前記スルホラン中の前記硝酸リチウムの濃度は、1.8mol/L以上2.2mol/L以下の範囲を満たす、請求項1に記載の電解液。
- 前記スルホラン中の前記硝酸リチウムの濃度は、1.95mol/L以上2.05mol/L以下の範囲を満たす、請求項2に記載の電解液。
- 前記電解液に含有される水は、100ppm以下である、請求項1〜3のいずれかに記載の電解液。
- 前記電解液は、0.1Pa・s以上10Pa・s以下の範囲の粘度を有する、請求項1〜4のいずれかに記載の電解液。
- 前記電解液は、芳香族炭化水素、ハロゲン化アルキル、および、ハロゲン化エーテルからなる群から選択される有機物をさらに含有する、請求項1〜5のいずれかに記載の電解液。
- 前記有機物は、前記スルホランに対して、1体積%以上70体積%以下の範囲で含有される、請求項6に記載の電解液。
- 空気極、リチウム金属を備えた金属負極、および、前記空気極と前記金属負極との間に位置する非水電解液とを備えるリチウム空気電池であって、
前記非水電解液は、請求項1〜7のいずれかに記載の電解液である、リチウム空気電池。 - 前記空気極と前記金属負極との間にセパレータを備え、
前記金属負極と前記セパレータとの間に前記非水電解液を備え、
前記空気極と前記セパレータとの間に前記非水電解液または水系電解液を備える、請求項8に記載のリチウム空気電池。
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