[发明专利]用于金属空气电池的空气极

说明书

技术领域

本发明涉及利用氧作为空气极活性物质的用于金属空气电池的空气极。

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，金属空气电池由于能够通过在空气极中利用大气中的氧作为空气极活性物质而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）。

另外，为了锂空气电池的高容量化而提出了具备将碳和作为电极催化剂的具有锂离子导电性的固体电解质混合而成的空气极的锂空气电池（专利文献1）。

专利文献1：日本特开2010-244827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8月19日检索”，网络<http：//www.aist.go.jp/aist_j/press_release/pr2009/pr20090224/pr20090224.html>

发明内容

像这样，以往，以锂空气电池的高容量化为目的，提出了具备将碳和固体电解质混合而成的空气极的锂空气电池，但是，仍然希望具有更高容量的金属空气电池。

本发明是一种空气极，是用于金属空气电池的空气极，

具备层叠体，所述层叠体包括：

包含碳材料的第1层，

包含碳材料的第2层，以及

配置在第1层与第2层之间的包含固体电解质的中间层。

根据本发明，能够提供用于得到具有比以往高的放电容量的金属空气电池的空气极。

附图说明

图1是表示本发明的用于金属空气电池的空气极的结构的剖面示意图。

图2是表示比较例的空气极的结构的剖面示意图。

图3是表示比较例的空气极的结构的剖面示意图。

图4是包含使用本发明的空气极而构成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5是表示实施例1和比较例1～2中制作的单元电池的放电特性的曲线图。

符号说明

1  空气极层

2  电解质层

3  负极层

6  空气极集电体

7  负极集电体

8  吸氧孔

9  外装材料

10 电化学单元电池

11 第1层

12 第2层

13 固体电解质层

具体实施方式

本发明的用于金属空气电池的空气极具备层叠体，上述层叠体包括包含碳材料的第1层、包含碳材料的第2层、以及配置在第1层与第2层之间的包含固体电解质的中间层。

在金属空气电池中，放电过程中，在空气极中发生空气中的氧被还原且负极的金属离子被氧化的氧化还原反应。

像以往那样，在金属空气电池中，使用了将固体电解质化合物与碳混合而成型的空气极时，可知容易引起以下问题，即，由于在空气极中作为具有高氧还原活性的催化剂的固体电解质化合物大致均匀地存在，所以放电生成物的析出也容易均匀地发生，在空气极整体容易堆积析出物，空气极的气体侧（吸氧孔侧）和相反侧的负极侧的空隙被堵塞，阻碍氧、金属离子的供给。

针对这样的问题，本发明的发明人发现了具备以下结构、即将成为催化剂的具有金属离子导电性的固体电解质化合物配置在空气极的中间的空气极。通过将在中间配置有固体电解质化合物的空气极用于金属空气电池，能够使放电生成物在配置有固体电解质化合物的空气极的中间析出，确保空气极的气体侧和负极侧的空隙，能够维持氧和金属离子的供给。

由于能够维持氧和金属离子的供给，所以能够提高金属空气电池的放电特性。

以下，参照附图来说明本发明的用于金属空气电池的空气极的结构。

图1中示出了表示本发明的用于金属空气电池的空气极的结构的剖面示意图。如图1所示，本发明的空气极具备层叠体，上述层叠体包括包含碳材料的第1层11、包含碳材料的第2层12、以及配置在第1层与第2层之间的包含固体电解质层13的层叠体。