[发明专利]金属空气电池

说明书

技术领域

本发明涉及利用氧作为正极活性物质的金属空气电池。

背景技术

随着近年来的手机等设备的普及、进步，希望作为其电源的电池的高容量化。在这其中，金属空气电池能够通过在正极（空气极）中利用大气中的氧作为正极活性物质进行该氧的氧化还原反应，另一方面，在负极中进行构成负极的金属的氧化还原反应，从而进行充电或放电，因此，在能量密度高、现在通用的锂离子电池中作为优异的高容量电池而受到瞩目（非专利文献1）。

但是，金属空气电池仍有应该改善的课题，例如提出为了提高容量、库仑效率，将高表面积的SiO₂作为催化剂而与正极部件混合（专利文献1）。

专利文献1：日本特开2012-49047号公报

非专利文献1：独立行政法人产业技术综合研究所（产总研），“开发新结构的高性能锂空气电池，”“online，”2009年2月24日报道发表，“平成23年（2011年）8月19日检索，”互联网<http：//www.aist.go.jp/aist_j/press_release/pr2009/pr20090224/pr20090224.html>

发明内容

如专利文献1等记载的那样，虽然进行了以与以往相比提高金属空气电池的特性为目的的尝试，但是，仍然希望具有进一步提高的特性的金属空气电池。特别是，金属空气电池存在与锂离子电池相比放电反应速度慢一位数以上、放电特性仍不充分的问题，希望放电特性比以往提高的金属空气电池。

本发明是一种金属空气电池，是包括正极层、负极层、以及配置在所述正极层与负极层之间的电解质层的金属空气电池，

所述正极层包含导电材料、粘合剂、以及SiO₂粒子，

所述SiO₂粒子具有16.7m²/g以下的比表面积。

根据本发明，能够得到与以往相比提高了放电特性的金属空气电池。

附图说明

图1是能够用于本发明的具有低表面积的SiO₂粒子的扫描型电子显微镜（SEM）照片。

图2是能够用于本发明的具有低表面积的SiO₂粒子的扫描型电子显微镜（SEM）照片。

图3是能够用于本发明的具有低表面积的SiO₂粒子的扫描型电子显微镜（SEM）照片。

图4是在比较例中使用的具有高表面积的SiO₂粒子的扫描型电子显微镜（SEM）照片。

图5是包括本发明的金属空气电池的电化学单元电池的一个例子的剖面示意图。

图6是实施例1～3和比较例1～2中制作的单元电池的I-V特性的曲线图。

图7是表示SiO₂粒子的比表面积与2.5V时的单元电池的电流密度的关系的曲线图。

图8是实施例1、4和5、以及比较例2中制作的单元电池的I-V特性的曲线图。

图9是表示正极中的SiO₂粒子的含量与2.5V时的电流密度的关系的曲线图。

符号说明

1    正极层

2    电解质层

3    负极层

5    金属多孔体

6    正极集电体

7    负极集电体

8    气体蓄积部

9    密闭容器

10   电化学单元电池

具体实施方式

本发明的金属空气电池包括正极层、负极层、以及配置在正极层与负极层之间的电解质层，正极层包含导电材料、粘合剂和SiO₂粒子，SiO₂粒子具有16.7m²/g以下的比表面积。

为了提高金属空气电池的放电特性，需要促进正极内的金属离子传导。发明人进行了深入研究，发现通过在正极内混合比表面积小的SiO₂粒子，能够提高放电反应速度。

SiO₂粒子的比表面积为16.7m²/g以下，优选为11.5m²/g以下，更优选为5.1m²/g以下。