[发明专利]层状双氢氧化物膜及含有层状双氢氧化物的复合材料

说明书

本发明提供一种不透水性的层状双氢氧化物膜，其包含通式：M²⁺_1‑xM³⁺_x(OH)₂A^n‑_x/n·mH₂O(式中，M²⁺为2价的阳离子，M³⁺为3价的阳离子，A^n‑为n价的阴离子，n为1以上的整数，x为0.1～0.4)所示的层状双氢氧化物。该层状双氢氧化物膜包括不透水性的致密层和形成在致密层的至少一侧的富有间隙和/或起伏的非平坦表面结构。根据本发明，能够提供一种包括不透水性的致密层、并且在该致密层的至少一侧包括适合减少与电解液的界面电阻的特有表面结构的、适合作为电池用固体电解质隔板的LDH膜。

技术领域

本发明涉及层状双氢氧化物膜及含有层状双氢氧化物的复合材料。

背景技术

以水滑石为代表的层状双氢氧化物(Layered Double Hydroxide)(以下也称为LDH)是具有能够在氢氧化物的层与层之间交换的阴离子的物质群，有效利用其特征，作为催化剂、吸附剂、用于提高耐热性的高分子中的分散剂等加以利用。特别是近些年，作为传导氢氧化物离子的材料受到关注，还在研究将其添加到碱性燃料电池的电解质、锌空气电池的催化剂层中。

考虑以往适用领域的催化剂等的情况下，因为必须为高比表面积，所以以粉末状LDH的形式合成和使用就足够了。另一方面，考虑应用于碱性燃料电池等有效利用氢氧化物离子传导性的电解质的情况下，为了防止燃料气体混合、获得充分的电动势，也要求高致密性的LDH膜。

专利文献1、2以及非专利文献1中公开了一种取向LDH膜，该取向LDH膜是使高分子基材的表面水平浮在含有尿素和金属盐的溶液中而生成LDH核，并使其取向生长来制成的。这些文献中得到的取向LDH薄膜的X射线衍射结果均观察到(003)晶面的强峰。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：中国专利公报CNC1333113号

专利文献2：国际公开第2006/050648号

非专利文献

非专利文献1：Zhi Lu,Chemical Engineering Science 62,pp.6069-6075(2007),“Microstructure-controlled synthesis of oriented layered doublehydroxide thin films:Effect of varying the preparation conditions and akinetic and mechanistic study of film formation”

发明内容

本发明的发明人率先成功制作出LDH的致密块体(以下称为LDH致密体)。另外，对于LDH致密体，实施氢氧化物离子传导率的评价时，发现：通过使离子在LDH粒子的层方向传导，呈现出高传导率。但是，考虑将LDH作为固体电解质隔板而用于锌空气电池、镍锌电池等碱性二次电池的情况下，存在LDH致密体为高电阻的问题。因此，为了LDH的实用化，希望通过薄膜化而使其低电阻化。特别是考虑将LDH膜用作固体电解质隔板的情况下，要求减少隔板与电解液的界面处的电阻。

本发明的发明人最近发现：能够提供一种包括不透水性的致密层、并且在该致密层的至少一侧包括适合减少与电解液的界面电阻的特有表面结构的、适合作为电池用固体电解质隔板的LDH膜。

因此，本发明的目的在于提供一种包括不透水性的致密层、并且在该致密层的至少一侧包括适合减少与电解液的界面电阻的特有表面结构的、适合作为电池用固体电解质隔板的LDH膜。