[发明专利]电池阴极、用于电池阴极的催化剂层的组合物和电池

说明书

本发明提供电池阴极，用于电池阴极的催化剂层的组合物和电池，它们均在使用非铂催化剂的同时实现优异的性能。所述电池阴极包括催化剂层，其中催化剂层含有非铂催化剂，具有15μm或更大的厚度，并且每1cm²的电极面积的电导率大于100S且小于350S。

技术领域

本发明涉及电池阴极，用于电池阴极的催化剂层的组合物和电池。

背景技术

目前，铂催化剂用于燃料电池的电极。但是，有许多问题有待解决。例如，铂的储量是有限的。在聚合物电解质燃料电池(PEFC)中，铂的使用增加了成本。在空气电池中，铂的使用增加了成本，此外，铂引起化学反应，例如电解质溶液的分解。

因此，已经开发了不使用铂的替代技术。具体地，例如，专利文献1公开了一种用于燃料电池的电极催化剂，其由具有壳状结构的碳化材料形成。

引文列表

专利文献

[专利文献1]JP 2007-207662 A

发明内容

技术问题

然而，当在燃料电池的阴极的催化剂层中使用与铂相比具有低催化活性的非铂催化剂时，迄今为止存在的问题是催化剂层的厚度与使用铂的情况相比有所增加，导致燃料电池的性能下降。

鉴于上述问题作出了本发明，本发明的目的之一是提供一种电池阴极，用于电池阴极的催化剂层的组合物，以及使用非铂催化剂时实现优异的性能的电池。

问题的解决方案

为了实现该目的，根据本发明一个实施方案的电池阴极是包括催化剂层的电池阴极，其中所述催化剂层含有非铂催化剂，具有15μm或更大的厚度，并且每1cm²电极面积的电导率大于100S且小于350S。根据本发明的一个实施方案，提供了在使用非铂催化剂的同时实现优异性能的电池阴极。

此外，在电池阴极中，催化剂层还可包含EW值为300或更大且1,000或更小的电解质材料。另外，在电池阴极中，催化剂层具有的电解质材料的重量与非铂催化剂和催化剂层中包含的电解质材料的总重量的比率可以为20％或更大且小于50％。

此外，在电池阴极中，非铂催化剂可以是碳催化剂。在这种情况下，所述碳催化剂可以含有铂以外的金属。另外，电池阴极可以是燃料电池的阴极。

用于实现该目的的根据本发明一个实施方案的用于电池阴极的催化剂层的组合物是用于电池阴极的催化剂层的组合物，其用于形成电池阴极的催化剂层并包括非铂催化剂，其中所述组合物用于形成厚度为15μm或更大并且每1cm²电极面积的电导率大于100S且小于350S的催化剂层。根据本发明的该实施方案，提供了一种用于电池阴极的催化剂层的组合物，其在使用非铂催化剂的同时实现了优异的性能。

为了实现该目的，根据本发明一个实施方案的电池包括上述电池阴极中的任何一个。根据本发明的实施方案，提供了在使用非铂催化剂的同时实现优异性能的电池。

此外，电池可以是燃料电池。

发明的有益效果

根据本发明的一个实施方案，提供了电池阴极，用于电池阴极的催化剂层的组合物，和在使用非铂催化剂的同时实现优异性能的电池。

附图说明

图1是显示根据本发明的一个实施方案的实施例中电池和电池阴极的催化剂层的特性的评估结果的说明图。

具体实施方式

现在，将描述本发明的实施方案。本发明不限于这些实施方案中所示的实施例。