JP2012084490A - Lithium gas battery - Google Patents
Lithium gas battery Download PDFInfo
- Publication number
- JP2012084490A JP2012084490A JP2010232122A JP2010232122A JP2012084490A JP 2012084490 A JP2012084490 A JP 2012084490A JP 2010232122 A JP2010232122 A JP 2010232122A JP 2010232122 A JP2010232122 A JP 2010232122A JP 2012084490 A JP2012084490 A JP 2012084490A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- phthalocyanine
- positive electrode
- sulfur
- battery
- added
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Inert Electrodes (AREA)
- Hybrid Cells (AREA)
Abstract
【課題】放電開始電圧を高くすることが可能なリチウムガス電池を提供する。
【解決手段】リチウムイオンを吸蔵放出可能な負極活物質を有する負極1、酸化還元可能な気体を正極活物質として用いる正極2、及び、負極と正極との間に配設された非水系のイオン伝導体3を備え、正極に、担体に担持させた金属フタロシアニン錯体を焼成することによって作製した酸化還元触媒が含有されている、リチウムガス電池10とする。焼成により、担体と金属フタロシアニン錯体との接合が強まり放電開始電圧を高くすることが可能となる。
【選択図】図1A lithium gas battery capable of increasing a discharge start voltage is provided.
A negative electrode 1 having a negative electrode active material capable of occluding and releasing lithium ions, a positive electrode 2 using a gas capable of oxidation and reduction as a positive electrode active material, and non-aqueous ions disposed between the negative electrode and the positive electrode A lithium gas battery 10 including the conductor 3 and containing a redox catalyst prepared by firing a metal phthalocyanine complex supported on a carrier on the positive electrode is provided. By firing, the bond between the carrier and the metal phthalocyanine complex is strengthened, and the discharge start voltage can be increased.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、リチウムイオンを吸蔵放出可能な負極を備え、酸化還元可能な気体を正極活物質として用いるリチウムガス電池に関する。 The present invention relates to a lithium gas battery including a negative electrode capable of occluding and releasing lithium ions and using a gas capable of oxidation and reduction as a positive electrode active material.
リチウムを活物質として用いる電池は、エネルギー密度が高く、高電圧で作動させることができる。そのため、小型軽量化を図りやすい電池として携帯電話等の情報機器に使用されており、近年、ハイブリッド自動車用等、大型の動力用としての需要も高まっている。 A battery using lithium as an active material has high energy density and can be operated at a high voltage. For this reason, it is used in information equipment such as a mobile phone as a battery that can be easily reduced in size and weight, and in recent years, there is an increasing demand for a large-sized power source such as a hybrid vehicle.
このような電池のうち、リチウムイオン二次電池には、正極及び負極と、これらの間に充填される電解質とが備えられ、電解質は、非水系の液体や固体等によって構成される。製造されたリチウムイオン二次電池は、充電した後に放電され、放電後に充電することにより、再生される。リチウムイオン二次電池の充放電時には、正極と負極との間をリチウムイオンが移動する。 Among such batteries, a lithium ion secondary battery includes a positive electrode and a negative electrode, and an electrolyte filled therebetween, and the electrolyte is composed of a non-aqueous liquid, a solid, or the like. The manufactured lithium ion secondary battery is discharged after being charged, and is regenerated by charging after discharging. At the time of charge / discharge of the lithium ion secondary battery, lithium ions move between the positive electrode and the negative electrode.
一方、酸素や窒素、空気等に代表される、酸化還元可能な気体を正極活物質として用いる電池(以下において、「ガス電池」という。)は、放電時に、気体を外部から取り込んで用いる。そのため、正極活物質及び負極活物質を電池内に有する他の電池に比べ、電池容器内に占める負極活物質の割合を大きくすることが可能になる。したがって、放電できる電気容量を増大させやすく、小型化や軽量化が容易という特徴を有している。また、例えば、気体に酸素を用いる場合、酸素の酸化力は強力であるため、電池の起電力が比較的高い。さらに、酸素や窒素、空気等の気体は資源的な制約がなくクリーンな材料であるという特徴も有する。そのため、ガス電池は環境負荷が小さい。このように、多くの利点を有するガス電池は、ハイブリッド車用電池や携帯機器用電池等への利用が期待されており、近年、ガス電池の高性能化が求められている。 On the other hand, a battery (hereinafter referred to as a “gas battery”) using a gas capable of oxidation and reduction as represented by oxygen, nitrogen, air, or the like as a positive electrode active material takes in the gas from the outside during discharge. Therefore, it is possible to increase the proportion of the negative electrode active material in the battery container as compared with other batteries having the positive electrode active material and the negative electrode active material in the battery. Therefore, it is easy to increase the electric capacity that can be discharged, and it is easy to reduce the size and weight. Further, for example, when oxygen is used as a gas, the oxidizing power of oxygen is strong, so that the electromotive force of the battery is relatively high. In addition, gases such as oxygen, nitrogen, and air have a characteristic that they are clean materials without resource limitations. Therefore, the environmental impact of the gas battery is small. As described above, the gas battery having many advantages is expected to be used for a battery for a hybrid vehicle, a battery for a portable device, and the like, and in recent years, high performance of the gas battery is demanded.
このようなガス電池に関する技術として、例えば特許文献1には、容器と、容器内に収納され、活物質材料を含む正極と、容器内に収納される負極と、正極と負極の間に配置される非水電解質層と、容器に形成され、正極に酸素を取り込む空気孔とを具備する非水電解質空気電池であって、活物質材料は、20重量%以上がアモルファス構造を有するフタロシアニン誘導体及び20重量%以上がアモルファス構造を有するナフトシアニン誘導体のうち少なくとも一方の誘導体を3〜50重量%含有し、活物質材料中に含まれるアモルファス構造を有する誘導体の総量は、3重量%以上であることを特徴とする非水電解質空気電池が開示されている。 As a technique related to such a gas battery, for example, in Patent Document 1, a container, a positive electrode that is housed in the container and includes an active material, a negative electrode that is housed in the container, and a positive electrode and a negative electrode are disposed. A non-aqueous electrolyte air battery comprising a non-aqueous electrolyte layer and an air hole formed in a container and taking in oxygen into a positive electrode, wherein the active material is 20% by weight or more of a phthalocyanine derivative having an amorphous structure and 20 The total amount of the derivative having an amorphous structure contained in the active material is 3 to 50% by weight, containing 3 to 50% by weight of at least one of the naphthocyanine derivatives having an amorphous structure by weight% or more. A featured non-aqueous electrolyte air battery is disclosed.
特許文献1に開示されている技術では、炭素材料と該炭素材料に担持される酸素活性化触媒との接合が不十分になりやすく、放電開始電圧が低下しやすいという問題があった。 The technique disclosed in Patent Document 1 has a problem that the bonding between the carbon material and the oxygen-activated catalyst supported on the carbon material tends to be insufficient, and the discharge start voltage tends to decrease.
そこで本発明は、放電開始電圧を高くすることが可能なリチウムガス電池を提供することを課題とする。 Then, this invention makes it a subject to provide the lithium gas battery which can make discharge start voltage high.
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段をとる。すなわち、
本発明は、リチウムイオンを吸蔵放出可能な負極活物質を有する負極、酸化還元可能な気体を正極活物質として用いる正極、及び、負極と正極との間に配設された非水系のイオン伝導体を備え、正極に、担体に担持させた金属フタロシアニン錯体を焼成することによって作製した酸化還元触媒が含有されていることを特徴とする、リチウムガス電池である。
In order to solve the above problems, the present invention takes the following means. That is,
The present invention relates to a negative electrode having a negative electrode active material capable of occluding and releasing lithium ions, a positive electrode using a gas capable of oxidation and reduction as a positive electrode active material, and a non-aqueous ionic conductor disposed between the negative electrode and the positive electrode And a positive electrode contains a redox catalyst prepared by firing a metal phthalocyanine complex supported on a carrier, and is a lithium gas battery.
ここに、「酸化還元可能な気体」とは、例えば、酸素、窒素、二酸化炭素、水素のほか、これらの2以上が混合した気体(例えば、空気等)をいう。また、「リチウムガス電池」とは、酸化還元可能な気体を正極活物質とし、且つ、リチウムイオンを吸蔵放出可能な物質を負極活物質として用いる電池をいう。すなわち、例えば、空気を正極活物質とし、金属リチウムを負極活物質として用いるリチウム空気電池は、本発明のリチウムガス電池に含まれる。 Here, the “oxidizable gas” refers to, for example, a gas (for example, air) in which two or more of these are mixed in addition to oxygen, nitrogen, carbon dioxide, and hydrogen. The “lithium gas battery” refers to a battery using a gas capable of oxidation and reduction as a positive electrode active material and a material capable of occluding and releasing lithium ions as a negative electrode active material. That is, for example, a lithium air battery using air as a positive electrode active material and metal lithium as a negative electrode active material is included in the lithium gas battery of the present invention.
また、上記本発明において、金属フタロシアニン錯体の中心金属が、Fe又はCoであることが好ましい。 In the present invention, the central metal of the metal phthalocyanine complex is preferably Fe or Co.
また、上記本発明において、金属フタロシアニン錯体の中心金属がFeであり、且つ、該金属フタロシアニン錯体に硫黄が添加されていることが好ましい。 Moreover, in the said invention, it is preferable that the central metal of a metal phthalocyanine complex is Fe, and sulfur is added to this metal phthalocyanine complex.
また、上記本発明において、焼成された金属フタロシアニン錯体を構成する窒素及び炭素のモル比N/Cが、0.005<N/C<0.013であることが好ましい。 In the present invention, the molar ratio N / C of nitrogen and carbon constituting the fired metal phthalocyanine complex is preferably 0.005 <N / C <0.013.
本発明のリチウムガス電池には、正極に、担体に担持させた金属フタロシアニン錯体を焼成することによって作製した酸化還元触媒が含有されており、この焼成された金属フタロシアニン錯体は、気体の酸化還元触媒として機能する。焼成することにより、担体と金属フタロシアニン錯体との接合を強くして2電子還元反応の発生割合を高くすることが可能になるので、放電開始電圧を高くすることが可能になる。したがって、本発明によれば、放電開始電圧を高くすることが可能なリチウムガス電池を提供することができる。 The lithium gas battery of the present invention contains a redox catalyst produced by firing a metal phthalocyanine complex supported on a carrier on a positive electrode, and the fired metal phthalocyanine complex is a gaseous redox catalyst. Function as. By firing, it becomes possible to increase the rate of occurrence of the two-electron reduction reaction by strengthening the bonding between the support and the metal phthalocyanine complex, and thus it is possible to increase the discharge start voltage. Therefore, according to this invention, the lithium gas battery which can make discharge start voltage high can be provided.
また、本発明において、金属フタロシアニン錯体の中心金属が、Fe又はCoであることにより、放電開始電圧を高めることが容易になる。 In the present invention, since the central metal of the metal phthalocyanine complex is Fe or Co, it becomes easy to increase the discharge start voltage.
また、本発明において、金属フタロシアニン錯体の中心金属がFeであり、且つ、該金属フタロシアニン錯体に硫黄が添加されていることにより、上記効果に加えて、リチウムガス電池のクーロン効率(=充電容量/放電容量)を大きくすることが可能になる。 In the present invention, the central metal of the metal phthalocyanine complex is Fe, and sulfur is added to the metal phthalocyanine complex, so that in addition to the above effects, the Coulomb efficiency (= charge capacity / It is possible to increase the discharge capacity.
また、本発明において、焼成された金属フタロシアニン錯体を構成する窒素及び炭素のモル比N/Cが、0.005<N/C<0.013であることにより、上記効果に加えて、焼成された金属フタロシアニン錯体の酸化還元活性を高めることが可能になる。 Further, in the present invention, since the molar ratio N / C of nitrogen and carbon constituting the fired metal phthalocyanine complex is 0.005 <N / C <0.013, in addition to the above effects, the fired Further, the redox activity of the metal phthalocyanine complex can be enhanced.
本発明者は、鋭意研究の結果、炭素担体に担持させた中心金属がFeである金属フタロシアニン錯体(以下において、「Feフタロシアニン」という。)や、中心金属がCoである金属フタロシアニン錯体(以下において、「Coフタロシアニン」という。)を酸化還元触媒として正極に含むリチウムガス電池は、これらを正極に含有させずに炭素を正極に含むリチウムガス電池よりも放電開始電圧が高く、炭素担体に担持させたFeフタロシアニンやCoフタロシアニンを焼成して作製した酸化還元触媒を正極に含むリチウムガス電池は、放電開始電圧がさらに高くなることを知見した。また、本発明者は、鋭意研究の結果、硫黄を添加したFeフタロシアニンを炭素担体に担持させて焼成することにより作製した酸化還元触媒を正極に含むリチウムガス電池は、クーロン効率が大きいことを知見した。焼成することにより、担体と金属フタロシアニン錯体との接合を強くすることが可能になり、2電子還元反応の発生頻度を高くすることが可能になるので、中心金属がFeやCo以外の金属である金属フタロシアニン錯体を酸化還元触媒として用いても、リチウムガス電池の放電開始電圧を高くすることが可能になると考えられる。 As a result of diligent research, the present inventor has found that a metal phthalocyanine complex (hereinafter referred to as “Fe phthalocyanine”) whose central metal is supported on a carbon support is a metal phthalocyanine complex (hereinafter referred to as “Fe phthalocyanine”). Lithium gas batteries that include “Co phthalocyanine” in the positive electrode as a redox catalyst have a higher discharge starting voltage than a lithium gas battery that includes carbon in the positive electrode without containing them in the positive electrode, and are supported on a carbon carrier. It has been found that a lithium gas battery including a redox catalyst produced by firing Fe phthalocyanine or Co phthalocyanine in the positive electrode has a higher discharge starting voltage. Further, as a result of earnest research, the present inventor has found that a lithium gas battery including a redox catalyst prepared by supporting Fe phthalocyanine added with sulfur on a carbon support and calcining the cathode has high Coulomb efficiency. did. By firing, it becomes possible to strengthen the bonding between the support and the metal phthalocyanine complex, and the frequency of the two-electron reduction reaction can be increased, so the central metal is a metal other than Fe or Co. Even if a metal phthalocyanine complex is used as a redox catalyst, it is considered possible to increase the discharge start voltage of a lithium gas battery.
本発明は、かかる知見に基づいてなされたものである。本発明は、放電開始電圧を高くすることが可能なリチウムガス電池を提供することを趣旨とする。 The present invention has been made based on such knowledge. An object of the present invention is to provide a lithium gas battery capable of increasing the discharge start voltage.
以下、図面を参照しつつ、本発明について説明する。なお、以下に示す、酸化還元可能な気体として空気を用いる形態は本発明の例示であり、本発明は以下に示す形態に限定されるものではない。 The present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, the form shown below which uses air as gas which can be oxidized / reduced is an illustration of this invention, and this invention is not limited to the form shown below.
図1は、本発明のリチウムガス電池10を説明する概念図である。図1に示すように、リチウムガス電池10は、負極1と、正極2と、負極1及び正極2の間に配設された電解質層3と、を有している。負極1は金属リチウムによって構成されており、正極2には、Feフタロシアニンに硫黄を添加した後に炭素担体へと担持させて焼成することにより作製した酸化還元触媒が含有されている。また、電解質層3は、リチウムイオン伝導性を有する非水電解液とこれを保持する多孔質セパレータとを有している。炭素担体に担持させた、硫黄を添加されたFeフタロシアニン(以下において、「硫黄添加Feフタロシアニン」という。)を焼成する過程を経て作製された酸化還元触媒が、正極2に含有されていることにより、焼成された硫黄添加Feフタロシアニンが含有されていない場合と比較して、リチウムガス電池10の放電開始電圧を高くすることが可能になる。なお、図1では、負極1の集電を行う負極集電体及びこの負極集電体に接続された負極リード、正極2の集電を行う正極集電体及びこの正極集電体に接続された正極リード、並びに、負極1と正極2と電解質層3とを収容する外装材の記載を省略している。 FIG. 1 is a conceptual diagram illustrating a lithium gas battery 10 of the present invention. As shown in FIG. 1, the lithium gas battery 10 includes a negative electrode 1, a positive electrode 2, and an electrolyte layer 3 disposed between the negative electrode 1 and the positive electrode 2. The negative electrode 1 is made of metallic lithium, and the positive electrode 2 contains a redox catalyst prepared by adding sulfur to Fe phthalocyanine and then carrying it on a carbon support and firing it. The electrolyte layer 3 includes a nonaqueous electrolytic solution having lithium ion conductivity and a porous separator that holds the nonaqueous electrolytic solution. The positive electrode 2 contains a redox catalyst prepared through a process of firing Fe-phthalocyanine added with sulfur (hereinafter referred to as “sulfur-added Fe phthalocyanine”) supported on a carbon support. Compared with the case where the calcined sulfur-added Fe phthalocyanine is not contained, the discharge start voltage of the lithium gas battery 10 can be increased. In FIG. 1, a negative electrode current collector for collecting current of the negative electrode 1, a negative electrode lead connected to the negative electrode current collector, a positive electrode current collector for collecting current of the positive electrode 2, and a positive electrode current collector. In addition, the description of the positive electrode lead and the exterior material that accommodates the negative electrode 1, the positive electrode 2, and the electrolyte layer 3 is omitted.
正極2に含有されている酸化還元触媒は、焼成する過程を経て作製されている。そのため、焼成する過程を経ていない場合と比較して、硫黄添加Feフタロシアニンとこれを担持する炭素担体とを強く接合させることが可能になる。焼成する過程を経ていない従来の酸化還元触媒は、炭素担体と強く接合されないため、電極の電子伝導において、炭素担体成分が主成分になると考えられる。炭素担体の放電開始電圧は2.7Vであり、かかる電圧下において正極内の炭素担体表面では以下に示す反応(式(1)〜式(4))が生じると考えられる。
O2 + e− → O2 − 式(1)
O2 − + Li+ → LiO2 式(2)
O2 + 2e− →O2 2− 式(3)
O2 2− +2Li+ → Li2O2 式(4)
式(1)及び式(2)は、ラジカルを介して酸化リチウムが生じる反応であり、式(3)及び式(4)は、ラジカルを介して過酸化リチウムが生じる反応である。
The oxidation-reduction catalyst contained in the positive electrode 2 is produced through a firing process. For this reason, it is possible to strongly bond the sulfur-added Fe phthalocyanine and the carbon carrier supporting the sulfur-added Fe phthalocyanine as compared with the case where the firing process is not performed. Since the conventional oxidation-reduction catalyst that has not undergone the firing process is not strongly bonded to the carbon support, it is considered that the carbon support component is the main component in the electron conduction of the electrode. The discharge start voltage of the carbon support is 2.7 V, and it is considered that the following reactions (formulas (1) to (4)) occur on the surface of the carbon support in the positive electrode under such a voltage.
O 2 + e − → O 2 − Formula (1)
O 2 − + Li + → LiO 2 formula (2)
O 2 + 2e − → O 2 2 —Formula (3)
O 2 2− + 2Li + → Li 2 O 2 formula (4)
Formula (1) and Formula (2) are reactions in which lithium oxide is generated through radicals, and Formulas (3) and (4) are reactions in which lithium peroxide is generated through radicals.
これに対し、後述するように、焼成された硫黄添加Feフタロシアニンの放電開始電圧は3V弱であり、炭素担体の放電開始電圧よりも高い。焼成することにより、硫黄添加Feフタロシアニンと炭素担体とを強く接合させることが可能になるので、電子は硫黄添加Feフタロシアニンまで達することができ、2電子還元反応の発生割合を高めることができる。それゆえ、3V弱の電圧下において正極2内の硫黄添加Feフタロシアニン表面では、以下に示す反応(式(5))が生じると考えられる。
O2 + 2Li+ + 2e− → Li2O2 式(5)
式(5)は、ラジカルを介することなく過酸化リチウムが生じる反応である。このように、正極2では、ラジカルを介さない反応を生じさせることができるので、正極2の耐久性を向上させることも可能になる。
On the other hand, as will be described later, the discharge start voltage of the calcined sulfur-added Fe phthalocyanine is less than 3 V, which is higher than the discharge start voltage of the carbon support. By baking, it becomes possible to strongly bond the sulfur-added Fe phthalocyanine and the carbon support, so that electrons can reach the sulfur-added Fe phthalocyanine, and the generation rate of the two-electron reduction reaction can be increased. Therefore, it is considered that the following reaction (formula (5)) occurs on the surface of the sulfur-added Fe phthalocyanine in the positive electrode 2 under a voltage of slightly less than 3V.
O 2 + 2Li + + 2e − → Li 2 O 2 formula (5)
Formula (5) is a reaction in which lithium peroxide is generated without involving a radical. As described above, in the positive electrode 2, it is possible to cause a reaction that does not involve radicals, and thus it is possible to improve the durability of the positive electrode 2.
さらに、焼成された硫黄添加Feフタロシアニンを有する正極2では、焼成された硫黄添加Feフタロシアニンを構成する窒素と炭素とのモル比(N/C)を、0.005<N/C<0.013の範囲にすることができる。N/Cの値をこの範囲にすることにより、リチウムイオンが反応する酸化還元触媒の活性サイト(三配位窒素)を多くすることが可能になるので、酸化還元触媒の分子認識、変化、移動の基本性能を向上させることができる。したがって、このような正極2を有する形態とすることにより、リチウムガス電池10の性能を向上させることが可能になる。 Further, in the positive electrode 2 having the calcined sulfur-added Fe phthalocyanine, the molar ratio (N / C) of nitrogen and carbon constituting the calcined sulfur-added Fe phthalocyanine is 0.005 <N / C <0.013. Can be in the range. By making the value of N / C within this range, it becomes possible to increase the active sites (tricoordinate nitrogen) of the redox catalyst with which lithium ions react, so that molecular recognition, change, and migration of the redox catalyst The basic performance can be improved. Therefore, the performance of the lithium gas battery 10 can be improved by adopting such a configuration having the positive electrode 2.
負極1は、金属リチウムによって構成されている。それゆえ、リチウムイオンを吸蔵放出することができる。上記説明では、金属リチウムによって構成される負極1が備えられる形態のリチウムガス電池10を例示したが、本発明のリチウムガス電池における負極は、リチウムイオンを吸蔵放出可能な負極活物質を有していれば良く、負極は、金属リチウム以外の形態とすることも可能である。リチウムイオンを吸蔵放出可能な負極活物質の具体例としては、金属リチウムのほか、リチウムを含有する合金、リチウムを含有する金属酸化物、及び、リチウムを含有する金属窒化物等を挙げることができる。リチウムを含有する合金としては、例えば、リチウムアルミニウム合金、リチウムスズ合金、リチウム鉛合金、リチウムケイ素合金等を挙げることができる。また、リチウムを含有する金属酸化物としては、例えば、リチウムチタン酸化物等を挙げることができる。また、リチウムを含有する金属窒化物としては、例えば、リチウムコバルト窒化物、リチウム鉄窒化物、リチウムマンガン窒化物等を挙げることができる。 The negative electrode 1 is made of metallic lithium. Therefore, it is possible to occlude and release lithium ions. In the above description, the lithium gas battery 10 having the negative electrode 1 composed of metallic lithium is exemplified, but the negative electrode in the lithium gas battery of the present invention has a negative electrode active material capable of occluding and releasing lithium ions. The negative electrode may be in a form other than metallic lithium. Specific examples of the negative electrode active material capable of occluding and releasing lithium ions include metal lithium, lithium-containing alloys, lithium-containing metal oxides, and lithium-containing metal nitrides. . Examples of the alloy containing lithium include a lithium aluminum alloy, a lithium tin alloy, a lithium lead alloy, and a lithium silicon alloy. Moreover, as a metal oxide containing lithium, lithium titanium oxide etc. can be mentioned, for example. Examples of the metal nitride containing lithium include lithium cobalt nitride, lithium iron nitride, and lithium manganese nitride.
また、本発明のリチウムガス電池における負極は、負極活物質のみを含有する形態のほか、負極活物質に加えて導電性材料及び結着材の少なくとも一方を含有する形態とすることも可能である。例えば、負極活物質が箔状である場合は、負極活物質のみを含有する形態とすることができる。これに対し、負極活物質が粉末状である場合は、例えば、負極活物質と導電性材料と結着材とを含有する形態とすることができる。負極に導電性材料を含有させる場合、導電性材料は、負極の使用時(負極を備えるリチウムガス電池の使用時)における環境に耐えることができ、且つ、導電性を有するものであれば、特に限定されるものではない。このような導電性材料としては、カーボンブラックやメソポーラスカーボン等の炭素材料等を例示することができる。反応場の減少及び容量の低下を抑制する等の観点から、負極における導電性材料の含有量は、10質量%以上とすることが好ましい。また、負極に結着材を含有させる場合、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)やポリテトラフルオロエチレン(PTFE)等の結着材を含有させることができる。負極における結着材の含有量は、特に限定されるものではないが、例えば10質量%以下とすることが好ましく、1質量%以上5質量%以下とすることがより好ましい。 Further, the negative electrode in the lithium gas battery of the present invention can include not only a form containing a negative electrode active material but also a form containing at least one of a conductive material and a binder in addition to the negative electrode active material. . For example, when the negative electrode active material has a foil shape, the negative electrode active material can be included. On the other hand, when a negative electrode active material is a powder form, it can be set as the form containing a negative electrode active material, an electroconductive material, and a binder, for example. When the conductive material is included in the negative electrode, the conductive material can withstand the environment when using the negative electrode (when using a lithium gas battery including the negative electrode) and has conductivity, in particular. It is not limited. Examples of such conductive materials include carbon materials such as carbon black and mesoporous carbon. From the viewpoint of suppressing a decrease in reaction field and a decrease in capacity, the content of the conductive material in the negative electrode is preferably 10% by mass or more. Moreover, when a binder is contained in the negative electrode, a binder such as polyvinylidene fluoride (PVDF) or polytetrafluoroethylene (PTFE) can be contained. Although content of the binder in a negative electrode is not specifically limited, For example, it is preferable to set it as 10 mass% or less, and it is more preferable to set it as 1 mass% or more and 5 mass% or less.
また、負極1の集電を行う負極集電体は、公知の導電性材料によって形成することができる。負極集電体を構成し得る導電性材料としては、銅、ステンレス鋼、ニッケル、カーボン等を例示することができる。また、負極集電体の形状としては、箔状、板状、メッシュ(グリッド)状等を例示することができる。本発明においては、負極1、正極2、及び、電解質層3を収容する不図示の外装材(電池ケース)が、負極集電体の機能を兼ね備えていても良い。 Moreover, the negative electrode collector which collects the current of the negative electrode 1 can be formed of a known conductive material. Examples of the conductive material that can constitute the negative electrode current collector include copper, stainless steel, nickel, and carbon. Examples of the shape of the negative electrode current collector include a foil shape, a plate shape, and a mesh (grid) shape. In the present invention, the exterior material (battery case) (not shown) that accommodates the negative electrode 1, the positive electrode 2, and the electrolyte layer 3 may have the function of the negative electrode current collector.
正極2は、導電性材料及び酸化還元触媒を含有し、さらに、必要に応じて結着材を含有していても良い。正極2に用いられる導電性材料は、正極の使用時(正極を備えるリチウムガス電池の使用時)における環境に耐えることができ、且つ、導電性を有するものであれば、特に限定されるものではない。このような導電性材料としては、炭素材料、ペロブスカイト型導電性材料、多孔質導電性ポリマー、及び、金属多孔体等を例示することができる。特に、炭素材料は、多孔質構造を有しないものであっても良いが、多くの反応場を提供可能な形態にする等の観点からは、比表面積が大きい多孔質構造を有するものであることが好ましい。多孔質構造を有する炭素材料としては、メソポーラスカーボン等を例示することができ、多孔質構造を有しない炭素材料としては、グラファイト、アセチレンブラック、カーボンナノチューブ、及び、カーボンファイバー等を例示することができる。このような炭素材料は、正極2のように、酸化還元触媒を担持する担体として含有させることができる。正極2における導電性材料の含有量は、反応場が減少して電池容量の低下が生じないようにする等の観点から、例えば65質量%以上とし、75質量%以上とすることが好ましい。また、相対的に触媒の含有量が減って充分な触媒機能を発揮できない事態を回避する等の観点から、正極2における導電性材料の含有量は99質量%以下とし、95質量%以下とすることが好ましい。 The positive electrode 2 contains a conductive material and a redox catalyst, and may further contain a binder as necessary. The conductive material used for the positive electrode 2 is not particularly limited as long as it can withstand the environment when using the positive electrode (when using a lithium gas battery including the positive electrode) and has conductivity. Absent. As such a conductive material, a carbon material, a perovskite type conductive material, a porous conductive polymer, a metal porous body, and the like can be exemplified. In particular, the carbon material may not have a porous structure, but it should have a porous structure with a large specific surface area from the viewpoint of providing a form capable of providing many reaction fields. Is preferred. Examples of the carbon material having a porous structure include mesoporous carbon, and examples of the carbon material having no porous structure include graphite, acetylene black, carbon nanotube, and carbon fiber. . Such a carbon material can be contained as a carrier for supporting a redox catalyst like the positive electrode 2. The content of the conductive material in the positive electrode 2 is, for example, 65% by mass or more and preferably 75% by mass or more from the viewpoint of reducing the reaction field and preventing the battery capacity from decreasing. Further, from the viewpoint of avoiding a situation where the catalyst content is relatively reduced and a sufficient catalyst function cannot be exhibited, the content of the conductive material in the positive electrode 2 is 99% by mass or less and 95% by mass or less. It is preferable.
正極2には、上述したように、焼成された硫黄添加Feフタロシアニンが、炭素担体に担持された形態で含有されている。酸化還元触媒として、焼成された硫黄添加Feフタロシアニンが含有される形態とすることにより、放電開始電圧を高くすること、正極2の耐久性を向上させること、及び、酸化還元触媒の分子認識、変化、移動の基本性能を向上させてリチウムガス電池10の性能を向上させることが可能になる。リチウムガス電池10に関する説明では、焼成された硫黄添加Feフタロシアニンが、炭素担体に担持された形態で含有されている正極2を例示したが、本発明のリチウムガス電池の正極に含有される酸化還元触媒は、当該形態に限定されるものではない。本発明にかかるリチウムガス電池の正極に含有させる酸化還元触媒は、担体に担持させた金属フタロシアニン錯体を焼成することによって作製した酸化還元触媒であれば良い。このような酸化還元触媒としては、硫黄を添加して焼成する過程を経て作製した金属フタロシアニン錯体や、硫黄を添加せずに焼成する過程を経て作製した金属フタロシアニン錯体を例示することができる。本発明において、焼成される金属フタロシアニン錯体としては、FeフタロシアニンやCoフタロシアニンのほか、中心金属がMn、V、Cu、Mo、Niである金属フタロシアニン錯体等を例示することができる。ただし、リチウムガス電池の作動電位範囲において価数が+2で安定であること、及び、価数が+2と+3のレドックスが可能であることから、本発明ではFeフタロシアニンやCoフタロシアニンを用いることが好ましい。本発明において、正極における酸化還元触媒の含有量は、充分な触媒機能を発揮可能な形態にする等の観点から、1質量%以上とし、5質量%以上とすることが好ましい。また、相対的に導電性材料の含有量が減って反応場が減少し、電池容量が低下する事態を回避する等の観点から、正極における酸化還元触媒の含有量は、30質量%以下とし、20質量%以下とすることが好ましい。 As described above, the positive electrode 2 contains the calcined sulfur-added Fe phthalocyanine in a form supported on a carbon support. By adopting a form containing calcined sulfur-added Fe phthalocyanine as a redox catalyst, the discharge starting voltage is increased, the durability of the positive electrode 2 is improved, and the molecular recognition and change of the redox catalyst It becomes possible to improve the performance of the lithium gas battery 10 by improving the basic performance of movement. In the description relating to the lithium gas battery 10, the positive electrode 2 in which the calcined sulfur-added Fe phthalocyanine is contained in a form supported on a carbon support is exemplified, but the redox contained in the positive electrode of the lithium gas battery of the present invention. The catalyst is not limited to this form. The redox catalyst contained in the positive electrode of the lithium gas battery according to the present invention may be any redox catalyst prepared by firing a metal phthalocyanine complex supported on a carrier. Examples of such a redox catalyst include a metal phthalocyanine complex prepared through a process of adding sulfur and baking, and a metal phthalocyanine complex prepared through a process of baking without adding sulfur. Examples of the metal phthalocyanine complex to be fired in the present invention include Fe phthalocyanine and Co phthalocyanine, as well as metal phthalocyanine complexes whose central metals are Mn, V, Cu, Mo, and Ni. However, it is preferable to use Fe phthalocyanine or Co phthalocyanine in the present invention because the valence is +2 and stable in the operating potential range of the lithium gas battery, and redox with valences of +2 and +3 is possible. . In the present invention, the content of the oxidation-reduction catalyst in the positive electrode is 1% by mass or more and preferably 5% by mass or more from the viewpoint of making it a form capable of exhibiting a sufficient catalytic function. Further, from the viewpoint of avoiding a situation where the content of the conductive material is relatively reduced to reduce the reaction field and the battery capacity is reduced, the content of the oxidation-reduction catalyst in the positive electrode is 30% by mass or less, It is preferable to set it as 20 mass% or less.
本発明のリチウムガス電池の正極に結着材を含有させる場合、負極1と同様の結着材を用いることができる。正極における結着材の含有量は、特に限定されるものではないが、例えば10質量%以下とすることが好ましく、1質量%以上5質量%以下とすることがより好ましい。 When the binder is included in the positive electrode of the lithium gas battery of the present invention, the same binder as that of the negative electrode 1 can be used. Although content of the binder in a positive electrode is not specifically limited, For example, it is preferable to set it as 10 mass% or less, and it is more preferable to set it as 1 mass% or more and 5 mass% or less.
正極2の集電を行う正極集電体は、公知の導電性材料によって形成することができる。正極集電体を構成し得る導電性材料としては、ステンレス鋼、ニッケル、アルミニウム、鉄、チタン、カーボン等を例示することができる。また、正極集電体の形状としては、箔状、板状、メッシュ(グリッド)状等を例示することができる。これらの中でも、本発明においては、集電効率に優れるため、正極集電体の形状をメッシュ状とすることが好ましい。この場合、正極の内部にメッシュ状の正極集電体を配置することができる。さらに、本発明のリチウムガス電池は、メッシュ状の正極集電体により集電された電荷を集電する別の正極集電体(例えば箔状の集電体)を有していても良い。また、本発明においては、負極1、正極2、及び、電解質層3を収容する不図示の外装材(電池ケース)が、正極集電体の機能を兼ね備えていても良い。正極集電体の厚さは、例えば10μm以上1000μm以下とすることができ、20μm以上400μm以下であることが好ましい。 The positive electrode current collector that collects current from the positive electrode 2 can be formed of a known conductive material. Examples of the conductive material that can constitute the positive electrode current collector include stainless steel, nickel, aluminum, iron, titanium, and carbon. Moreover, as a shape of a positive electrode electrical power collector, foil shape, plate shape, mesh (grid) shape etc. can be illustrated. Among these, in the present invention, since the current collection efficiency is excellent, the shape of the positive electrode current collector is preferably a mesh shape. In this case, a mesh-shaped positive electrode current collector can be disposed inside the positive electrode. Furthermore, the lithium gas battery of the present invention may have another positive electrode current collector (for example, a foil-shaped current collector) that collects charges collected by the mesh-shaped positive electrode current collector. Further, in the present invention, an exterior material (battery case) (not shown) that accommodates the negative electrode 1, the positive electrode 2, and the electrolyte layer 3 may have the function of a positive electrode current collector. The thickness of the positive electrode current collector can be, for example, from 10 μm to 1000 μm, and preferably from 20 μm to 400 μm.
電解質層3は、リチウムイオン伝導性を有する非水電解液とこれを保持する多孔質セパレータとを有している。リチウムイオン伝導性を有する非水電解液は、例えば、リチウム塩及び有機溶媒を含有している。リチウム塩としては、LiPF6、LiBF4、LiClO4及びLiAsF6等の無機リチウム塩のほか、LiCF3SO3、LiN(CF3SO2)2、LiN(C2F5SO2)2、LiC(CF3SO2)3等の有機リチウム塩等を例示することができる。また、有機溶媒としては、エチレンカーボネート(EC)、プロピレンカーボネート(PC)、ジメチルカーボネート(DMC)、ジエチルカーボネート(DEC)、エチルメチルカーボネート(EMC)、ブチレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、スルホラン、アセトニトリル、1,2−ジメトキシメタン、1,3−ジメトキシプロパン、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン及びこれらの混合物等を例示することができる。また、溶存酸素が効率良く反応に用いられる形態にする等の観点から、有機溶媒は、酸素溶解性が高い溶媒であることが好ましい。非水電解液におけるリチウム塩の濃度は、例えば0.2mol/L以上3mol/L以下とする。また、本発明のリチウムガス電池においては、リチウム塩を溶かす溶媒として、例えばイオン性液体等の低揮発性液体を用いることができる。本発明において使用可能なイオン性液体としては、N−メチル−N−プロピルピペリジニウム ビス(トリフルオロメタンスルホニル)アミド(慣用名;PP13−TFSA)や、N−メチル−N−プロピルピロリジニウム ビス(トリフルオロメタンスルホニル)アミド(慣用名;P13−TFSA)等を例示することができる。このようなイオン液体に、上記リチウム塩を溶解させることにより、非水電解液を作製することができる。 The electrolyte layer 3 has a nonaqueous electrolytic solution having lithium ion conductivity and a porous separator that holds the nonaqueous electrolytic solution. The nonaqueous electrolytic solution having lithium ion conductivity contains, for example, a lithium salt and an organic solvent. Examples of the lithium salt include LiPF 6 , LiBF 4 , LiClO 4, LiAsF 6 and other inorganic lithium salts, LiCF 3 SO 3 , LiN (CF 3 SO 2 ) 2 , LiN (C 2 F 5 SO 2 ) 2 , LiC An organic lithium salt such as (CF 3 SO 2 ) 3 can be exemplified. Examples of the organic solvent include ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate (DEC), ethyl methyl carbonate (EMC), butylene carbonate, γ-butyrolactone, sulfolane, acetonitrile, 1 , 2-dimethoxymethane, 1,3-dimethoxypropane, diethyl ether, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, and mixtures thereof. Moreover, it is preferable that an organic solvent is a solvent with high oxygen solubility from a viewpoint of making it the form in which dissolved oxygen is used for reaction efficiently. The concentration of the lithium salt in the non-aqueous electrolyte is, for example, not less than 0.2 mol / L and not more than 3 mol / L. In the lithium gas battery of the present invention, a low-volatile liquid such as an ionic liquid can be used as a solvent for dissolving the lithium salt. Examples of the ionic liquid that can be used in the present invention include N-methyl-N-propylpiperidinium bis (trifluoromethanesulfonyl) amide (common name: PP13-TFSA), N-methyl-N-propylpyrrolidinium bis (Trifluoromethanesulfonyl) amide (common name; P13-TFSA) and the like can be exemplified. A nonaqueous electrolytic solution can be prepared by dissolving the lithium salt in such an ionic liquid.
電解質層3に含有される多孔質セパレータとしては、ポリエチレン、ポリプロピレン等の多孔膜のほか、樹脂不織布やガラス繊維不織布等の不織布等を例示することができる。 Examples of the porous separator contained in the electrolyte layer 3 include non-woven fabrics such as resin non-woven fabrics and glass fiber non-woven fabrics, in addition to porous membranes such as polyethylene and polypropylene.
また、本発明のリチウムガス電池は、負極、正極、及び、電解質層等を収容する外装材(電池ケース)を有している。電池ケースの形状としては、コイン型、平板型、円筒型、ラミネート型等を例示することができる。電池ケースは、大気開放型の電池ケースであっても良く、密閉型の電池ケースであっても良い。大気開放型の電池ケースは、少なくとも正極が十分に大気と接触可能な構造を有する電池ケースである。これに対し、電池ケースが密閉型電池ケースである場合は、密閉型電池ケースに、酸化還元可能な気体(リチウムガス電池10では空気)の導入管及び排出管を設けることが好ましい。この場合、導入・排出される空気は、酸素濃度が高いことが好ましく、純酸素であることがより好ましい。また、放電時には酸素濃度を高くし、充電時には酸素濃度を低くすることが好ましい。 In addition, the lithium gas battery of the present invention has an exterior material (battery case) that houses a negative electrode, a positive electrode, an electrolyte layer, and the like. Examples of the shape of the battery case include a coin type, a flat plate type, a cylindrical type, and a laminate type. The battery case may be an open-air battery case or a sealed battery case. An open-air battery case is a battery case having a structure in which at least the positive electrode can sufficiently come into contact with the atmosphere. On the other hand, when the battery case is a sealed battery case, it is preferable that the sealed battery case is provided with an introduction pipe and a discharge pipe for a gas capable of oxidation / reduction (air in the lithium gas battery 10). In this case, the introduced / exhausted air preferably has a high oxygen concentration, and more preferably pure oxygen. In addition, it is preferable to increase the oxygen concentration during discharging and decrease the oxygen concentration during charging.
本発明に関する上記説明では、酸化還元可能な気体として空気が用いられる形態を例示したが、本発明のリチウムガス電池は当該形態に限定されるものではない。酸化還元可能な気体としては、空気のほか、例えば、酸素、窒素、二酸化炭素、水素、及び、これらの2以上を混合した気体等を例示することができる。 In the above description related to the present invention, the form in which air is used as the gas capable of oxidation and reduction has been exemplified, but the lithium gas battery of the present invention is not limited to this form. Examples of the gas that can be oxidized and reduced include oxygen, nitrogen, carbon dioxide, hydrogen, and a gas obtained by mixing two or more of these, in addition to air.
1.性能評価用セルの作製
<焼成されたFeフタロシアニンを含有する正極の作製>
Feフタロシアニンと活性炭(Super P、以下において「SP」という。)とをアセトン中に分散させることにより、FeフタロシアニンをSPに担持させた。その後、SPに担持させたFeフタロシアニンをアセトンから取り出し、800℃のAr雰囲気中で2時間に亘って焼成した。そして、SPに担持させたFeフタロシアニンを焼成したものと結着材(PTFE)とを混合することによりペレット状の混合物とし、これを乾燥させることにより、焼成されたFeフタロシアニンを含有する正極を作製した。この正極に含有させたSPとPTFEと酸化還元触媒(Feフタロシアニン)との質量比は、SP:PTFE:酸化還元触媒=8:1:1とした。SPに担持させたFeフタロシアニンの焼成前後の様子を、図2に示す。図2は、透過型電子顕微鏡(FEI company Tecnai G2 F30S-Twin)により観察した写真である。図2の上側が焼成前、下側が焼成後の写真である。図2に示すように、焼成により、ナノシェル構造を持つ炭素と直径5nmのFe粒子が生成した。
1. Production of cell for performance evaluation <Production of positive electrode containing calcined Fe phthalocyanine>
Fe phthalocyanine and activated carbon (Super P, hereinafter referred to as “SP”) were dispersed in acetone to support Fe phthalocyanine on SP. Thereafter, Fe phthalocyanine supported on SP was taken out from acetone and baked in an Ar atmosphere at 800 ° C. for 2 hours. Then, a mixture of a fired Fe phthalocyanine supported on SP and a binder (PTFE) is mixed to form a pellet-like mixture, and dried to produce a positive electrode containing the fired Fe phthalocyanine. did. The mass ratio of SP, PTFE, and redox catalyst (Fe phthalocyanine) contained in the positive electrode was SP: PTFE: redox catalyst = 8: 1: 1. FIG. 2 shows the state before and after the firing of Fe phthalocyanine supported on SP. FIG. 2 is a photograph observed with a transmission electron microscope (FEI company Tecnai G2 F30S-Twin). The upper side of FIG. 2 is a photograph before firing, and the lower side is a photograph after firing. As shown in FIG. 2, carbon having a nanoshell structure and Fe particles having a diameter of 5 nm were generated by firing.
<焼成されたCoフタロシアニンを含有する正極の作製>
Feフタロシアニンに代えてCoフタロシアニンを用いた他は、上記「焼成されたFeフタロシアニンを含有する正極の作製」と同様の方法で、焼成されたCoフタロシアニンを含有する正極を作製した。SPに担持させたCoフタロシアニンの焼成前後の様子を、図3に示す。図3は、透過型電子顕微鏡(FEI company Tecnai G2 F30S-Twin)により観察した写真である。図3の上側が焼成前、下側が焼成後の写真である。図3に示すように、焼成により、ナノシェル構造を持つ炭素と直径20nmのCo粒子が生成した。
<Preparation of a positive electrode containing calcined Co phthalocyanine>
A positive electrode containing calcined Co phthalocyanine was produced in the same manner as in “Preparation of calcined positive electrode containing Fe phthalocyanine” except that Co phthalocyanine was used instead of Fe phthalocyanine. FIG. 3 shows the state before and after the firing of Co phthalocyanine supported on SP. FIG. 3 is a photograph observed with a transmission electron microscope (FEI company Tecnai G2 F30S-Twin). The upper side of FIG. 3 is a photograph before firing, and the lower side is a photograph after firing. As shown in FIG. 3, carbon having a nanoshell structure and Co particles having a diameter of 20 nm were generated by firing.
<焼成された硫黄添加Feフタロシアニンを含有する正極の作製>
硫黄とFeフタロシアニンとのモル比が硫黄:Feフタロシアニン=2.7:1となる量の硫黄を、硫黄(又はチオ尿素)とアセトン溶液とを混合した後、分散し焼成することにより、Feフタロシアニンに添加した。焼成温度を550℃とし焼成時間を2時間とした他は、上記「焼成されたFeフタロシアニンを含有する正極の作製」と同様の方法で、焼成された硫黄添加Feフタロシアニンを含有する正極を作製した。なお、硫黄とFeフタロシアニンとのモル比(以下において、「S/Fe」ということがある。)を、硫黄:Feフタロシアニン=2.7:1としたのは、S/Fe≧2.7の時に酸化還元電位が高くなるためである。
<Preparation of a positive electrode containing calcined sulfur-added Fe phthalocyanine>
An amount of sulfur in which the molar ratio of sulfur to Fe phthalocyanine is sulfur: Fe phthalocyanine = 2.7: 1 is mixed with sulfur (or thiourea) and an acetone solution, and then dispersed and fired to obtain Fe phthalocyanine. Added to. A positive electrode containing calcined sulfur-added Fe phthalocyanine was produced in the same manner as in “Preparation of calcined Fe phthalocyanine-containing positive electrode” except that the calcining temperature was 550 ° C. and the calcining time was 2 hours. . The molar ratio of sulfur to Fe phthalocyanine (hereinafter sometimes referred to as “S / Fe”) was set to sulfur: Fe phthalocyanine = 2.7: 1. This is because the oxidation-reduction potential sometimes increases.
<焼成された硫黄添加Coフタロシアニンを含有する正極の作製>
Feフタロシアニンに代えてCoフタロシアニンを用いた他は、上記「焼成された硫黄添加Feフタロシアニンを含有する正極の作製」と同様の方法で、硫黄を添加して焼成されたCoフタロシアニンを含有する正極を作製した。
<Preparation of Sintered Positive Electrode Containing Sulfur-added Co Phthalocyanine>
Except for using Co phthalocyanine instead of Fe phthalocyanine, a positive electrode containing Co phthalocyanine baked by adding sulfur in the same manner as in “Preparation of baked positive electrode containing sulfur-added Fe phthalocyanine” above. Produced.
<焼成された硫黄添加フタロシアニンを含有する正極の作製>
Feフタロシアニンに代えて、中心の水素がFeによって置換されていないフタロシアニンを用いた他は、上記「焼成された硫黄添加Feフタロシアニンを含有する正極の作製」と同様の方法で、焼成された硫黄添加フタロシアニンを含有する正極を作製した。
<Preparation of Sintered Positive Electrode Containing Sulfur-Added Phthalocyanine>
In place of Fe phthalocyanine, except for using phthalocyanine in which the central hydrogen is not substituted by Fe, sulfur addition by calcining is performed in the same manner as in “Preparation of cathode containing calcined sulfur-added Fe phthalocyanine”. A positive electrode containing phthalocyanine was prepared.
<焼成されていないFeフタロシアニンを含有する正極の作製>
焼成しない他は、上記「焼成されたFeフタロシアニンを含有する正極の作製」と同様の方法で、焼成されていないFeフタロシアニンを含有する正極を作製した。
<Preparation of positive electrode containing unfired Fe phthalocyanine>
A positive electrode containing unfired Fe phthalocyanine was produced in the same manner as in “Preparation of fired positive electrode containing Fe phthalocyanine” except that it was not fired.
<焼成されていないCoフタロシアニンを含有する正極の作製>
焼成しない他は、上記「焼成されたCoフタロシアニンを含有する正極の作製」と同様の方法で、焼成されていないCoフタロシアニンを含有する正極を作製した。
<Preparation of positive electrode containing unfired Co phthalocyanine>
A positive electrode containing unfired Co phthalocyanine was produced in the same manner as in “Preparation of fired positive electrode containing Co phthalocyanine” except that it was not fired.
<焼成されていない硫黄添加Feフタロシアニンを含有する正極の作製>
焼成しない他は、上記「焼成された硫黄添加Feフタロシアニンを含有する正極の作製」と同様の方法で、焼成されていない硫黄添加Feフタロシアニンを含有する正極を作製した。
<Preparation of positive electrode containing unfired sulfur-added Fe phthalocyanine>
A positive electrode containing an unfired sulfur-added Fe phthalocyanine was produced in the same manner as in the above-mentioned “Preparation of a fired positive electrode containing sulfur-added Fe phthalocyanine” except that it was not fired.
<焼成されていない硫黄添加Coフタロシアニンを含有する正極の作製>
焼成しない他は、上記「焼成された硫黄添加Coフタロシアニンを含有する正極の作製」と同様の方法で、焼成されていない硫黄添加Coフタロシアニンを含有する正極を作製した。
<Preparation of positive electrode containing unfired sulfur-added Co phthalocyanine>
A positive electrode containing an unfired sulfur-added Co phthalocyanine was produced in the same manner as in “Preparation of a fired sulfur-added Co phthalocyanine-containing positive electrode” except that it was not fired.
<焼成されていない硫黄添加フタロシアニンを含有する正極の作製>
焼成しない他は、上記「焼成された硫黄添加フタロシアニンを含有する正極の作製」と同様の方法で、焼成されていない硫黄添加フタロシアニンを含有する正極を作製した。
<Preparation of positive electrode containing unsintered sulfur-added phthalocyanine>
A positive electrode containing an unfired sulfur-added phthalocyanine was produced in the same manner as in “Preparation of a fired positive electrode containing sulfur-added phthalocyanine” except that it was not fired.
<フタロシアニン錯体を含有しない正極の作製>
SPと結着材(PTFE)とを混合してペレット状の混合物を作製した後、これを乾燥させることにより、フタロシアニン錯体を含有しない正極を作製した。この正極に含有させたSPとPTFEとの質量比は、SP:PTFE=9:1とした。
<Preparation of positive electrode containing no phthalocyanine complex>
SP and a binder (PTFE) were mixed to produce a pellet-like mixture, and then dried to produce a positive electrode containing no phthalocyanine complex. The mass ratio of SP and PTFE contained in the positive electrode was SP: PTFE = 9: 1.
上記の方法で作製した何れかの正極と、以下に示す構成要素とを備える、性能評価用セルを作製した。作製した性能評価用セル40の断面図を図4に示す。
負極:金属リチウム(本城金属株式会社、厚さ200μm、直径15mm)
電解液:PP13−TFSA溶媒に0.32mol/kgのLi−TFSAを溶解させたもの
セパレータ:ポリプロピレン不織布(製品名「ペルヴィオ」、住友化学株式会社製)
セル:F型セル(北斗電工株式会社製)
容器:ガス置換コック付ガラスデシケータ(体積500mL)
ガス:酸素、アルゴン
A performance evaluation cell comprising any positive electrode produced by the above method and the following components was produced. A cross-sectional view of the produced performance evaluation cell 40 is shown in FIG.
Negative electrode: metallic lithium (Honjo Metal Co., Ltd., thickness 200 μm, diameter 15 mm)
Electrolyte solution: PP13-TFSA solvent with 0.32 mol / kg Li-TFSA dissolved Separator: Polypropylene nonwoven fabric (product name “Pervio”, manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.)
Cell: F-type cell (made by Hokuto Denko Co., Ltd.)
Container: Glass desiccator with gas replacement cock (volume: 500 mL)
Gas: oxygen, argon
図4に示すように、セル40は、負極41、正極42、及び、これらの間に配置された電解質層43と、負極41に接続された導体44及び該導体44に接続されたアノードライン45と、正極42に接続された中空状の導体46及び該導体46に接続されたカソードライン47と、電解質層43と導体44との間に配設された部材48と、正極42及び電解質層43等の周囲に配設された部材49及び該部材49の上に配置された部材50と、これらを収容する容器51と、を有している。容器51の内側には酸素又はアルゴンが充填され、この酸素又はアルゴンは、導体46の内側を通って正極42へと達することができる。負極41は金属リチウムであり、正極42は上記の方法で作製した何れかの正極である。電解質層43は、上記電解液が上記セパレータに保持されることによって構成される層であり、導体44及び導体46はステンレス鋼製である。部材48はニッケル製、部材49及び部材50は樹脂製であり、容器51はガラス製である。 As shown in FIG. 4, the cell 40 includes a negative electrode 41, a positive electrode 42, an electrolyte layer 43 disposed therebetween, a conductor 44 connected to the negative electrode 41, and an anode line 45 connected to the conductor 44. A hollow conductor 46 connected to the positive electrode 42, a cathode line 47 connected to the conductor 46, a member 48 disposed between the electrolyte layer 43 and the conductor 44, and the positive electrode 42 and the electrolyte layer 43. A member 49 disposed around the member 49, a member 50 disposed on the member 49, and a container 51 for housing them. The inside of the container 51 is filled with oxygen or argon, and this oxygen or argon can reach the positive electrode 42 through the inside of the conductor 46. The negative electrode 41 is metallic lithium, and the positive electrode 42 is any positive electrode produced by the above method. The electrolyte layer 43 is a layer configured by holding the electrolytic solution on the separator, and the conductor 44 and the conductor 46 are made of stainless steel. The member 48 is made of nickel, the members 49 and 50 are made of resin, and the container 51 is made of glass.
2.充放電性能評価
作製した性能評価用電池セルの充放電性能を、以下の条件で評価した。放電試験結果を図5〜図8に、充電試験結果を図9〜図12に、それぞれ示す。図5〜図8の縦軸は電圧[V]、横軸は放電容量(電極重量あたりの比容量)[mAh/g]であり、図9〜図12の縦軸は電圧[V]、横軸は充電容量(電極重量あたりの比容量)[mAh/g]である。また、図5〜図8から得られた放電開始電圧の結果を図13に示す。図13の横軸は放電開始電圧[V]である。
充放電試験機:株式会社ナガノ製充放電試験装置(BTS2004H)
電流密度:0.05mA/cm2
放電終止電圧:2.0V
充電終止電圧:3.8V
測定温度:60℃
2. Charge / Discharge Performance Evaluation The charge / discharge performance of the produced performance evaluation battery cell was evaluated under the following conditions. The discharge test results are shown in FIGS. 5 to 8, and the charge test results are shown in FIGS. 9 to 12, respectively. 5 to 8, the vertical axis represents voltage [V], the horizontal axis represents discharge capacity (specific capacity per electrode weight) [mAh / g], and the vertical axes in FIGS. 9 to 12 represent voltage [V] and horizontal The axis is the charge capacity (specific capacity per electrode weight) [mAh / g]. Moreover, the result of the discharge start voltage obtained from FIGS. 5-8 is shown in FIG. The horizontal axis of FIG. 13 is the discharge start voltage [V].
Charge / Discharge Tester: Nagano Corporation Charge / Discharge Tester (BTS2004H)
Current density: 0.05 mA / cm 2
End-of-discharge voltage: 2.0V
End-of-charge voltage: 3.8V
Measurement temperature: 60 ° C
図5は、焼成されていないフタロシアニン錯体を含有する電池セル、及び、フタロシアニン錯体が含有されていない電池セルの放電試験結果(1サイクル目の放電の結果)を示す図である。図5には、焼成されていないCoフタロシアニンを含有する正極にアルゴンを供給しながら放電した場合の結果(Ar−Co)、焼成されていないFeフタロシアニンを含有する正極にアルゴンを供給しながら放電した場合の結果(Ar−Fe)、焼成されていないCoフタロシアニンを含有する正極に酸素を供給しながら放電した場合の結果(O2−Co)、焼成されていないFeフタロシアニンを含有する正極に酸素を供給しながら放電した場合の結果(O2−Fe)、及び、フタロシアニン錯体を含有していない正極に酸素を供給しながら放電した場合の結果(O2−SP)が示されている。 FIG. 5 is a diagram showing a discharge test result (result of discharge in the first cycle) of a battery cell containing an unfired phthalocyanine complex and a battery cell containing no phthalocyanine complex. FIG. 5 shows the result of discharging while supplying argon to the positive electrode containing unfired Co phthalocyanine (Ar—Co), and discharging while supplying argon to the positive electrode containing unfired Fe phthalocyanine. As a result of the case (Ar-Fe), as a result of discharging while supplying oxygen to the positive electrode containing unfired Co phthalocyanine (O 2 -Co), oxygen was added to the positive electrode containing unfired Fe phthalocyanine. The results (O 2 —Fe) in the case of discharging while supplying and the results (O 2 —SP) in the case of discharging while supplying oxygen to the positive electrode not containing the phthalocyanine complex are shown.
図5に示すように、焼成されていないCoフタロシアニンを含有する正極に酸素を供給しながら放電した電池(O2−Co)は、フタロシアニン錯体を含有していない正極に酸素を供給しながら放電した電池(O2−SP)よりも比容量が大きかった。また、焼成されていないFeフタロシアニンを含有する正極に酸素を供給しながら放電した電池(O2−Fe)は、フタロシアニン錯体を含有していない正極に酸素を供給しながら放電した電池(O2−SP)よりも比容量が小さかった。また、正極にアルゴンを供給しながら放電した電池(Ar−Co、Ar−Fe)は、正極に酸素を供給しながら放電した電池(O2−Co、O2−Fe)よりも比容量が小さく、正極にアルゴンを供給しながら放電した電池(Ar−Co、Ar−Fe)の比容量は同程度であった。 As shown in FIG. 5, the battery (O 2 -Co) discharged while supplying oxygen to the positive electrode containing unfired Co phthalocyanine was discharged while supplying oxygen to the positive electrode not containing phthalocyanine complex. The specific capacity was larger than that of the battery (O 2 -SP). Further, a battery (O 2 —Fe) discharged while supplying oxygen to a non-fired positive electrode containing Fe phthalocyanine (O 2 —Fe) was discharged (O 2 −) while supplying oxygen to a positive electrode not containing phthalocyanine complex. The specific capacity was smaller than SP). In addition, the battery (Ar—Co, Ar—Fe) discharged while supplying argon to the positive electrode has a smaller specific capacity than the battery (O 2 —Co, O 2 —Fe) discharged while supplying oxygen to the positive electrode. The specific capacities of the batteries (Ar—Co, Ar—Fe) discharged while supplying argon to the positive electrode were similar.
図6は、焼成されたフタロシアニン錯体を含有する電池セル、及び、フタロシアニン錯体が含有されていない電池セルの放電試験結果(1サイクル目の放電の結果)を示す図である。図6には、焼成されたCoフタロシアニンを含有する正極にアルゴンを供給しながら放電した場合の結果(Ar−焼Co)、焼成されたFeフタロシアニンを含有する正極にアルゴンを供給しながら放電した場合の結果(Ar−焼Fe)、焼成されたCoフタロシアニンを含有する正極に酸素を供給しながら放電した場合の結果(O2−焼Co)、焼成されたFeフタロシアニンを含有する正極に酸素を供給しながら放電した場合の結果(O2−焼Fe)、及び、フタロシアニン錯体を含有していない正極に酸素を供給しながら放電した場合の結果(O2−SP)が示されている。 FIG. 6 is a diagram showing a discharge test result (result of discharge in the first cycle) of a battery cell containing a fired phthalocyanine complex and a battery cell containing no phthalocyanine complex. FIG. 6 shows the result of discharging while supplying argon to the positive electrode containing calcined Co phthalocyanine (Ar-baked Co), and the case of discharging while supplying argon to the positive electrode containing calcined Fe phthalocyanine. Results (Ar-baked Fe), results of discharging while supplying oxygen to the fired positive electrode containing Co phthalocyanine (O 2 -fired Co), supplying oxygen to the fired positive electrode containing Fe phthalocyanine The results (O 2 -fired Fe) when discharged while discharging and the results (O 2 -SP) when discharged while supplying oxygen to the positive electrode not containing a phthalocyanine complex are shown.
図6に示すように、焼成されたFeフタロシアニンを含有する正極に酸素を供給しながら放電した電池(O2−焼Fe)は、フタロシアニン錯体を含有していない正極に酸素を供給しながら放電した電池(O2−SP)よりも比容量が大きかった。また、焼成されたCoフタロシアニンを含有する正極に酸素を供給しながら放電した電池(O2−焼Co)は、フタロシアニン錯体を含有していない正極に酸素を供給しながら放電した電池(O2−SP)よりも比容量が小さかった。また、正極にアルゴンを供給しながら放電した電池(Ar−焼Co、Ar−焼Fe)は、正極に酸素を供給しながら放電した電池(O2−焼Co、O2−焼Fe)よりも比容量が小さく、正極にアルゴンを供給しながら放電した電池(Ar−焼Co、Ar−焼Fe)の比容量は同程度であった。 As shown in FIG. 6, the battery discharged while supplying oxygen to the fired positive electrode containing Fe phthalocyanine (O 2 -fired Fe) was discharged while supplying oxygen to the positive electrode not containing phthalocyanine complex. The specific capacity was larger than that of the battery (O 2 -SP). In addition, a battery (O 2 -baked Co) discharged while supplying oxygen to the fired positive electrode containing Co phthalocyanine (O 2 -fired Co) was discharged while supplying oxygen to the positive electrode not containing phthalocyanine complex (O 2- The specific capacity was smaller than SP). The battery (Ar- baked Co, Ar- baked Fe) of discharging while supplying argon to the positive electrode, the battery was discharged while supplying oxygen to the cathode (O 2 - baked Co, O 2 - baked Fe) than The specific capacities of the batteries (Ar-fired Co and Ar-fired Fe) discharged with the specific capacity being small and supplying argon to the positive electrode were comparable.
図5及び図6に示すように、焼成されたFeフタロシアニンを含有する正極に酸素を供給しながら放電した電池(O2−焼Fe)は、焼成されていないFeフタロシアニンを含有する正極に酸素を供給しながら放電した電池(O2−Fe)よりも比容量が大きかった。これは、焼成することによって、FeフタロシアニンとSPとが強く接合された結果、Feフタロシアニンの表面で上記式(5)の反応が生じるようになったためであると考えられる。これに対し、図5及び図6に示すように、焼成されたCoフタロシアニンを含有する正極に酸素を供給しながら放電した電池(O2−焼Co)は、焼成されていないCoフタロシアニンを含有する正極に酸素を供給しながら放電した電池(O2−Co)よりも比容量が小さかった。これは、焼成することによって、CoフタロシアニンとSPとが強く接合されたものの、図3に示すように、焼成によってCoが凝集したためであると考えられる。 As shown in FIG. 5 and FIG. 6, the battery (O 2 -fired Fe) discharged while supplying oxygen to the fired positive electrode containing Fe phthalocyanine had oxygen added to the positive electrode containing unfired Fe phthalocyanine. The specific capacity was larger than the battery (O 2 —Fe) discharged while being supplied. This is presumably because the reaction of the above formula (5) occurs on the surface of Fe phthalocyanine as a result of strong bonding of Fe phthalocyanine and SP by firing. On the other hand, as shown in FIGS. 5 and 6, the battery (O 2 -fired Co) discharged while supplying oxygen to the fired positive electrode containing Co phthalocyanine contains unfired Co phthalocyanine. The specific capacity was smaller than that of the battery (O 2 —Co) discharged while supplying oxygen to the positive electrode. This is considered to be because Co phthalocyanine and SP were strongly joined by firing, but Co aggregated by firing as shown in FIG.
図7は、焼成されていないフタロシアニン錯体を含有する電池セルの放電試験結果(1サイクル目の放電の結果)を示す図であり、図8は、焼成されたフタロシアニン錯体を含有する電池セルの放電試験結果(1サイクル目の放電の結果)を示す図である。具体的には、図7(a)は、焼成されていない硫黄添加フタロシアニンを含有する正極に酸素を供給しながら放電した場合の結果(硫黄添加フタロ)を示す図であり、図7(b)は、焼成されていない硫黄添加Feフタロシアニンを含有する正極に酸素を供給しながら放電した場合の結果(硫黄添加Feフタロ)を示す図であり、図7(c)は、焼成されていない硫黄添加Coフタロシアニンを含有する正極に酸素を供給しながら放電した場合の結果(硫黄添加Coフタロ)を示す図である。また、図8(a)は、焼成された硫黄添加フタロシアニンを含有する正極に酸素を供給しながら放電した場合の結果(硫黄添加焼成フタロ)を示す図であり、図8(b)は、焼成された硫黄添加Feフタロシアニンを含有する正極に酸素を供給しながら放電した場合の結果(硫黄添加焼成Feフタロ)を示す図であり、図8(c)は、焼成された硫黄添加Coフタロシアニンを含有する正極に酸素を供給しながら放電した場合の結果(硫黄添加焼成Coフタロ)を示す図である。 FIG. 7 is a diagram showing a discharge test result (result of discharge in the first cycle) of a battery cell containing an unfired phthalocyanine complex, and FIG. 8 is a discharge of a battery cell containing a fired phthalocyanine complex. It is a figure which shows a test result (result of discharge of the 1st cycle). Specifically, FIG. 7A is a diagram showing a result (sulfur-added phthalo) when discharging while supplying oxygen to a positive electrode containing unfired sulfur-added phthalocyanine, and FIG. These are figures which show the result (sulfur addition Fe phthalo) at the time of discharging, supplying oxygen to the positive electrode containing the non-baking sulfur addition Fe phthalocyanine, FIG.7 (c) is the sulfur addition which is not baking. It is a figure which shows the result (sulfur addition Co phthalo) at the time of discharging, supplying oxygen to the positive electrode containing Co phthalocyanine. FIG. 8A is a diagram showing a result (sulfur-added calcined phthalo) when discharging while supplying oxygen to the calcined positive electrode containing sulfur-added phthalocyanine, and FIG. It is a figure which shows the result (sulfur addition calcination Fe phthalo) at the time of discharging, supplying oxygen to the positive electrode containing the made sulfur addition Fe phthalocyanine, FIG.8 (c) contains the baked sulfur addition Co phthalocyanine It is a figure which shows the result (sulfur addition baking Co phthalo) at the time of discharging, supplying oxygen to the positive electrode which does.
図7及び図8に示すように、焼成されていない硫黄添加Coフタロシアニンを含有する正極に酸素を供給しながら放電した電池(硫黄添加Coフタロ)の比容量が最も大きく、以下、焼成された硫黄添加Feフタロシアニンを含有する正極に酸素を供給しながら放電した電池(硫黄添加焼成Feフタロ)、焼成された硫黄添加Coフタロシアニンを含有する正極に酸素を供給しながら放電した電池(硫黄添加焼成Coフタロ)、焼成された硫黄添加フタロシアニンを含有する正極に酸素を供給しながら放電した電池(硫黄添加焼成フタロ)、焼成されていない硫黄添加Feフタロシアニンを含有する正極に酸素を供給しながら放電した電池(硫黄添加Feフタロ)、焼成されていない硫黄添加フタロシアニンを含有する正極に酸素を供給しながら放電した電池(硫黄添加フタロ)の順に、比容量が小さくなった。 As shown in FIGS. 7 and 8, the specific capacity of the battery (sulfur-added Co phthalo) discharged while supplying oxygen to the positive electrode containing unfired sulfur-added Co phthalocyanine is the largest. Batteries discharged while supplying oxygen to the positive electrode containing added Fe phthalocyanine (sulfur-added calcined Fe phthalo), Batteries discharged while supplying oxygen to the positive electrode containing calcined sulfur-added Co phthalocyanine (sulfur-added calcined Co phthalo) ), A battery discharged while supplying oxygen to the calcined positive electrode containing sulfur-added phthalocyanine (sulfur-added calcined phthalo), a battery discharged while supplying oxygen to an unfired positive electrode containing sulfur-added Fe phthalocyanine ( Sulfur-added Fe phthalo), do not supply oxygen to the positive electrode containing unfired sulfur-added phthalocyanine In the order of al discharged battery (sulfur added phthaloyl), the specific capacity is reduced.
図9は、焼成されていないフタロシアニン錯体を含有する電池セルの充電試験結果(1サイクル目の充電の結果)を示す図である。図9には、焼成されていないCoフタロシアニンを含有する正極にアルゴンを供給しながら充電した場合の結果(Ar−Co)、焼成されていないFeフタロシアニンを含有する正極にアルゴンを供給しながら充電した場合の結果(Ar−Fe)、焼成されていないCoフタロシアニンを含有する正極に酸素を供給しながら充電した場合の結果(O2−Co)、及び、焼成されていないFeフタロシアニンを含有する正極に酸素を供給しながら充電した場合の結果(O2−Fe)が示されている。 FIG. 9 is a diagram showing a charge test result (result of charge in the first cycle) of a battery cell containing an unfired phthalocyanine complex. FIG. 9 shows the result of charging while supplying argon to the positive electrode containing unfired Co phthalocyanine (Ar—Co), and charging while supplying argon to the positive electrode containing unfired Fe phthalocyanine. result (Ar-Fe) of the case, the result in the case where the oxygen in the positive electrode containing Co phthalocyanine uncalcined charged while supplying (O 2 -Co), and, in the positive electrode containing Fe phthalocyanine uncalcined The result (O 2 —Fe) in the case of charging while supplying oxygen is shown.
図9に示すように、焼成されていないCoフタロシアニンを含有する正極に酸素を供給しながら充電した電池(O2−Co)は、焼成されていないFeフタロシアニンを含有する正極に酸素を供給しながら充電した電池(O2−Fe)よりも比容量が大きかった。また、正極にアルゴンを供給しながら充電した電池(Ar−Co、Ar−Fe)は、正極に酸素を供給しながら充電した電池(O2−Co、O2−Fe)よりも比容量が小さく、焼成されていないFeフタロシアニンを含有する正極にアルゴンを供給しながら充電した電池(Ar−Fe)は、焼成されていないCoフタロシアニンを含有する正極にアルゴンを供給しながら充電した電池(Ar−Co)よりも比容量が小さかった。 As shown in FIG. 9, the battery (O 2 —Co) charged while supplying oxygen to the positive electrode containing unfired Co phthalocyanine supplied oxygen to the positive electrode containing unfired Fe phthalocyanine. The specific capacity was larger than that of the charged battery (O 2 —Fe). In addition, the battery (Ar—Co, Ar—Fe) charged while supplying argon to the positive electrode has a smaller specific capacity than the battery (O 2 —Co, O 2 —Fe) charged while supplying oxygen to the positive electrode. A battery (Ar-Fe) charged while supplying argon to a positive electrode containing unfired Fe phthalocyanine (Ar-Fe) was charged while supplying argon to a positive electrode containing unfired Co phthalocyanine (Ar-Co). ) Was less than the specific capacity.
図10は、焼成されたフタロシアニン錯体を含有する電池セルの充電試験結果(1サイクル目の充電の結果)を示す図である。図10には、焼成されたCoフタロシアニンを含有する正極にアルゴンを供給しながら充電した場合の結果(Ar−焼Co)、焼成されたFeフタロシアニンを含有する正極にアルゴンを供給しながら充電した場合の結果(Ar−焼Fe)、焼成されたCoフタロシアニンを含有する正極に酸素を供給しながら充電した場合の結果(O2−焼Co)、及び、焼成されたFeフタロシアニンを含有する正極に酸素を供給しながら充電した場合の結果(O2−焼Fe)が示されている。 FIG. 10 is a diagram showing a charge test result (result of charge in the first cycle) of a battery cell containing a fired phthalocyanine complex. FIG. 10 shows the result of charging while supplying argon to the positive electrode containing calcined Co phthalocyanine (Ar-baked Co), and charging when supplying argon to the positive electrode containing calcined Fe phthalocyanine Results (Ar-baked Fe), results of charging while supplying oxygen to the fired positive electrode containing Co phthalocyanine (O 2 -fired Co), and oxygen in the fired positive electrode containing Fe phthalocyanine The results (O 2 -fired Fe) when charged while supplying s are shown.
図10に示すように、焼成されたFeフタロシアニンを含有する正極に酸素を供給しながら充電した電池(O2−焼Fe)は、焼成されたCoフタロシアニンを含有する正極に酸素を供給しながら充電した電池(O2−焼Co)よりも比容量が大きかった。また、正極にアルゴンを供給しながら充電した電池(Ar−焼Co、Ar−焼Fe)は、正極に酸素を供給しながら充電した電池(O2−焼Co、O2−焼Fe)よりも比容量が小さく、正極にアルゴンを供給しながら充電した電池(Ar−焼Co、Ar−焼Fe)の比容量は同程度であった。 As shown in FIG. 10, the battery charged with supplying oxygen to the fired positive electrode containing Fe phthalocyanine (O 2 -fired Fe) is charged while supplying oxygen to the fired positive electrode containing Co phthalocyanine. The specific capacity was larger than that of the obtained battery (O 2 -fired Co). The battery (Ar- baked Co, Ar- baked Fe) was charged while supplying argon to the positive electrode, the battery was charged while supplying oxygen to the cathode (O 2 - baked Co, O 2 - baked Fe) than The specific capacities of the batteries (Ar-fired Co, Ar-fired Fe) charged with argon being supplied to the positive electrode were almost the same.
図9及び図10に示すように、焼成されたFeフタロシアニンを含有する正極に酸素を供給しながら充電した電池(O2−焼Fe)は、焼成されていないFeフタロシアニンを含有する正極に酸素を供給しながら充電した電池(O2−Fe)よりも比容量が大きかった。これは、焼成することによって、FeフタロシアニンとSPとが強く接合された結果、Feフタロシアニンの表面で反応が生じやすくなったためであると考えられる。これに対し、図9及び図10に示すように、焼成されたCoフタロシアニンを含有する正極に酸素を供給しながら充電した電池(O2−焼Co)は、焼成されていないCoフタロシアニンを含有する正極に酸素を供給しながら充電した電池(O2−Co)よりも比容量が小さかった。これは、焼成することによって、CoフタロシアニンとSPとが強く接合されたものの、図3に示すように、焼成によってCoが凝集したためであると考えられる。 As shown in FIGS. 9 and 10, the battery charged with supplying oxygen to the fired positive electrode containing Fe phthalocyanine (O 2 -fired Fe) was charged with oxygen to the non-fired positive electrode containing Fe phthalocyanine. The specific capacity was larger than that of the battery (O 2 —Fe) charged while being supplied. This is considered to be because the reaction easily occurred on the surface of Fe phthalocyanine as a result of strong bonding of Fe phthalocyanine and SP by firing. On the other hand, as shown in FIGS. 9 and 10, the battery (O 2 -baked Co) charged while supplying oxygen to the fired positive electrode containing Co phthalocyanine contains unfired Co phthalocyanine. The specific capacity was smaller than that of the battery (O 2 —Co) charged while supplying oxygen to the positive electrode. This is considered to be because Co phthalocyanine and SP were strongly joined by firing, but Co aggregated by firing as shown in FIG.
図11は、焼成されていないフタロシアニン錯体を含有する電池セルの充電試験結果(1サイクル目の放電の結果)を示す図であり、図12は、焼成されたフタロシアニン錯体を含有する電池セルの充電試験結果(1サイクル目の充電の結果)を示す図である。具体的には、図11(a)は、焼成されていない硫黄添加フタロシアニンを含有する正極に酸素を供給しながら充電した場合の結果(硫黄添加フタロ)を示す図であり、図11(b)は、焼成されていない硫黄添加Feフタロシアニンを含有する正極に酸素を供給しながら充電した場合の結果(硫黄添加Feフタロ)を示す図であり、図11(c)は、焼成されていない硫黄添加Coフタロシアニンを含有する正極に酸素を供給しながら充電した場合の結果(硫黄添加Coフタロ)を示す図である。また、図12(a)は、焼成された硫黄添加フタロシアニンを含有する正極に酸素を供給しながら充電した場合の結果(硫黄添加焼成フタロ)を示す図であり、図12(b)は、焼成された硫黄添加Feフタロシアニンを含有する正極に酸素を供給しながら充電した場合の結果(硫黄添加焼成Feフタロ)を示す図であり、図12(c)は、焼成された硫黄添加Coフタロシアニンを含有する正極に酸素を供給しながら充電した場合の結果(硫黄添加焼成Coフタロ)を示す図である。 FIG. 11 is a diagram illustrating a charge test result (result of discharge in the first cycle) of a battery cell containing an unfired phthalocyanine complex, and FIG. 12 is a charge of a battery cell containing a fired phthalocyanine complex. It is a figure which shows a test result (result of charge of the 1st cycle). Specifically, FIG. 11 (a) is a diagram showing a result (sulfur-added phthalo) when charging while supplying oxygen to a positive electrode containing unfired sulfur-added phthalocyanine, and FIG. 11 (b). These are figures which show the result (sulfur addition Fe phthalo) at the time of charging, supplying oxygen to the positive electrode containing the sulfur addition Fe phthalocyanine which is not baked, FIG.11 (c) is the sulfur addition which is not baked It is a figure which shows the result at the time of charging, supplying oxygen to the positive electrode containing Co phthalocyanine (sulfur addition Co phthalo). FIG. 12 (a) is a diagram showing a result (sulfur-added calcined phthalo) when charging while supplying oxygen to the calcined positive electrode containing sulfur-added phthalocyanine, and FIG. It is a figure which shows the result (sulfur addition baking Fe phthalo) at the time of charging, supplying oxygen to the positive electrode containing the sulfur addition Fe phthalocyanine made, FIG.12 (c) contains the baking sulfur addition Co phthalocyanine containing It is a figure which shows the result at the time of charging, supplying oxygen to the positive electrode which carries out (sulfur addition baking Co phthalo).
図11及び図12に示すように、焼成されていない硫黄添加Coフタロシアニンを含有する正極に酸素を供給しながら充電した電池(硫黄添加Coフタロ)の比容量が最も大きく、以下、焼成された硫黄添加Feフタロシアニンを含有する正極に酸素を供給しながら充電した電池(硫黄添加焼成Feフタロ)、焼成された硫黄添加Coフタロシアニンを含有する正極に酸素を供給しながら充電した電池(硫黄添加焼成Coフタロ)、焼成されていない硫黄添加Feフタロシアニンを含有する正極に酸素を供給しながら充電した電池(硫黄添加Feフタロ)、焼成されていない硫黄添加フタロシアニンを含有する正極に酸素を供給しながら充電した電池(硫黄添加フタロ)、焼成された硫黄添加フタロシアニンを含有する正極に酸素を供給しながら充電した電池(硫黄添加焼成フタロ)の順に、比容量が小さくなった。 As shown in FIGS. 11 and 12, the specific capacity of the battery (sulfur-added Co phthalo) charged while supplying oxygen to the positive electrode containing unfired sulfur-added Co phthalocyanine is largest. Batteries charged while supplying oxygen to the positive electrode containing added Fe phthalocyanine (sulfur-added calcined Fe phthalo), Batteries charged while supplying oxygen to the positive electrode containing calcined sulfur-added Co phthalocyanine (sulfur-added calcined Co phthalo) ), A battery charged while supplying oxygen to an unfired positive electrode containing sulfur-added Fe phthalocyanine (sulfur-added Fe phthalo), a battery charged while supplying oxygen to an unfired positive electrode containing sulfur-added phthalocyanine (Sulfur-added phthalo), do not supply oxygen to the calcined positive electrode containing sulfur-added phthalocyanine In the order of et charged battery (sulfur additive firing phthaloyl), the specific capacity is reduced.
図13は、図5〜図8から得られた放電開始電圧の結果をまとめた図である。図13に示すように、焼成されていない硫黄添加フタロシアニンを含有する正極を備えた電池、及び、焼成された硫黄添加フタロシアニンを含有する正極を備えた電池は、フタロシアニン錯体を含有しない正極を備えた電池(図13の「SP」に相当。以下において同じ。)と放電開始電圧が同程度であった。これに対し、Coフタロシアニンを含有する正極を備えた電池、Feフタロシアニンを含有する正極を備えた電池、硫黄添加Coフタロシアニンを含有する正極を備えた電池、及び、硫黄添加Feフタロシアニンを含有する正極を備えた電池は、フタロシアニン錯体を含有しない正極を備えた電池よりも放電開始電圧が高く、フタロシアニン錯体を含有しない正極を備えた電池よりも初期クーロン効率が大きくなった。そして、焼成されたCoフタロシアニンを含有する正極を備えた電池は、焼成されていないCoフタロシアニンを含有する正極を備えた電池よりも放電開始電圧が高く、焼成されたFeフタロシアニンを含有する正極を備えた電池は、焼成されていないFeフタロシアニンを含有する正極を備えた電池よりも放電開始電圧が高かった。同様に、焼成された硫黄添加Coフタロシアニンを含有する正極を備えた電池は、焼成されていない硫黄添加Coフタロシアニンを含有する正極を備えた電池よりも放電開始電圧が高く、焼成された硫黄添加Feフタロシアニンを含有する正極を備えた電池は、焼成されていない硫黄添加Feフタロシアニンを含有する正極を備えた電池よりも放電開始電圧が高かった。以上より、正極に、担体に担持させた金属フタロシアニン錯体を焼成することによって作製した酸化還元触媒が含有されている形態とすることにより、放電開始電圧を高くすることが可能であった。 FIG. 13 is a table summarizing the results of the discharge start voltage obtained from FIGS. As shown in FIG. 13, the battery with the positive electrode containing unfired sulfur-added phthalocyanine and the battery with the positive electrode containing fired sulfur-added phthalocyanine were equipped with a positive electrode containing no phthalocyanine complex. The battery (corresponding to “SP” in FIG. 13; the same applies hereinafter) and the discharge start voltage were similar. In contrast, a battery with a positive electrode containing Co phthalocyanine, a battery with a positive electrode containing Fe phthalocyanine, a battery with a positive electrode containing sulfur-added Co phthalocyanine, and a positive electrode containing sulfur-added Fe phthalocyanine The provided battery had a higher discharge starting voltage than the battery provided with the positive electrode containing no phthalocyanine complex, and the initial coulomb efficiency was higher than that of the battery provided with the positive electrode containing no phthalocyanine complex. And the battery with the positive electrode containing the fired Co phthalocyanine has a higher discharge starting voltage than the battery with the positive electrode containing the unfired Co phthalocyanine, and the positive electrode containing the fired Fe phthalocyanine. The battery had a higher discharge initiation voltage than the battery with the positive electrode containing unfired Fe phthalocyanine. Similarly, a battery with a positive electrode containing calcined sulfur-added Co phthalocyanine has a higher discharge starting voltage than a battery with a positive electrode containing unfired sulfur-added Co phthalocyanine, and the calcined sulfur-added Fe The battery with the positive electrode containing phthalocyanine had a higher discharge initiation voltage than the battery with the positive electrode containing unfired sulfur-added Fe phthalocyanine. From the above, it was possible to increase the discharge start voltage by making the positive electrode contain a redox catalyst prepared by firing a metal phthalocyanine complex supported on a carrier.
表1は、図5〜図12から得られた充放電試験の結果をまとめたものである。表1に示した初期クーロン効率は、初期クーロン効率=(1サイクル目の充電容量/1サイクル目の放電容量)×100によって算出した。 Table 1 summarizes the results of the charge / discharge test obtained from FIGS. The initial coulomb efficiency shown in Table 1 was calculated by initial coulomb efficiency = (charge capacity at the first cycle / discharge capacity at the first cycle) × 100.
表1より、CoフタロシアニンとFeフタロシアニンとを比較すると、Coフタロシアニンの充放電容量が、Feフタロシアニンの充放電容量よりも大きかった。これに対し、焼成されたCoフタロシアニンと焼成されたFeフタロシアニンとを比較すると、焼成されたFeフタロシアニンの充放電容量が、焼成されたCoフタロシアニンの充放電容量よりも大きかった。また、焼成されたFeフタロシアニンの充放電容量は、比較材であるSPの充放電容量よりも大きかった。一方、表1より、フタロシアニン錯体に硫黄を添加した場合は、硫黄添加フタロと硫黄添加Coフタロと硫黄添加Feフタロとを比較すると、充放電容量は硫黄添加Coフタロが最も大きく硫黄添加フタロが最も小さかった。これに対し、硫黄添加焼成フタロと硫黄添加焼成Coフタロと硫黄添加焼成Feフタロとを比較すると、充放電容量は硫黄添加焼成Feフタロが最も大きく硫黄添加焼成フタロが最も小さかった。また、表1より、今回の結果では、焼成されていないFeフタロシアニンを含有する正極を備えた電池の初期クーロン効率が最も大きかった。そして、表1に記載されているCoフタロシアニン、焼成されたCoフタロシアニン、Feフタロシアニン、焼成されたFeフタロシアニン、硫黄添加フタロ、硫黄添加Coフタロ、硫黄添加焼成Coフタロ、及び、硫黄添加焼成Feフタロの初期クーロン効率は、比較材であるSPの初期クーロン効率よりも大きかった。 From Table 1, when Co phthalocyanine and Fe phthalocyanine were compared, the charge / discharge capacity of Co phthalocyanine was larger than the charge / discharge capacity of Fe phthalocyanine. On the other hand, when the calcined Co phthalocyanine was compared with the calcined Fe phthalocyanine, the charge / discharge capacity of the calcined Fe phthalocyanine was larger than the charge / discharge capacity of the calcined Co phthalocyanine. Moreover, the charge / discharge capacity of the fired Fe phthalocyanine was larger than the charge / discharge capacity of SP as a comparative material. On the other hand, from Table 1, when sulfur is added to the phthalocyanine complex, comparing the sulfur-added phthalo, sulfur-added Co phthalo and sulfur-added Fe phthalo, the charge / discharge capacity is the largest for the sulfur-added Co phthalo and the sulfur-added phthalo is the most It was small. On the other hand, when comparing the sulfur-added calcined phthalo, the sulfur-added calcined Co phthalo and the sulfur-added calcined Fe phthalo, the charge / discharge capacity was the largest for the sulfur-added calcined Fe phthalo and the sulfur-added calcined phthalo was the smallest. Also, from Table 1, in this result, the initial Coulomb efficiency of the battery including the positive electrode containing unfired Fe phthalocyanine was the highest. And the Co phthalocyanine, calcined Co phthalocyanine, Fe phthalocyanine, calcined Fe phthalocyanine, sulfur-added phthalo, sulfur-added Co phthalo, sulfur-added calcined Co phthalo, and sulfur-added calcined Fe phthalo listed in Table 1 The initial coulomb efficiency was larger than the initial coulomb efficiency of SP as a comparative material.
また、表1に示すように、焼成されたFeフタロシアニンを含有する正極を備えた電池のクーロン効率は49.5%であったのに対し、焼成された硫黄添加Feフタロシアニンを含有する正極を備えた電池のクーロン効率は66.9%であった。表1より、焼成されたCoフタロシアニンと焼成されたFeフタロシアニンとを比較すると、本発明では、充放電容量が大きい焼成されたFeフタロシアニンを用いることが好ましい。また、表1より、焼成されたFeフタロシアニンと焼成された硫黄添加Feフタロシアニンとを比較すると、本発明では、クーロン効率が大きい焼成された硫黄添加Feフタロシアニンを用いることが好ましい。 Moreover, as shown in Table 1, the coulombic efficiency of the battery including the fired positive electrode containing Fe phthalocyanine was 49.5%, whereas the battery including the fired sulfur-added Fe phthalocyanine was provided. The coulombic efficiency of the battery was 66.9%. From Table 1, when the calcined Co phthalocyanine and the calcined Fe phthalocyanine are compared, it is preferable in the present invention to use calcined Fe phthalocyanine having a large charge / discharge capacity. Also, from Table 1, comparing calcined Fe phthalocyanine and calcined sulfur-added Fe phthalocyanine, in the present invention, it is preferable to use calcined sulfur-added Fe phthalocyanine having high Coulomb efficiency.
3.窒素及び炭素のモル比N/Cの測定
SP、Feフタロシアニン、Coフタロシアニン、焼成されたFeフタロシアニン、焼成されたCoフタロシアニン、焼成された硫黄添加Feフタロシアニン、及び、焼成された硫黄添加Coフタロシアニンを構成する窒素及び炭素のモル比N/Cを、X線光電子分光装置(アルバックファイ株式会社製、PHI−5700)を用いて測定した。X線光電子分光装置の条件は、以下の通りとした。
X線源:AlKαモノクロ、φ800μm、出力350W
中和銃:使用
3. Measurement of nitrogen and carbon molar ratio N / C SP, Fe phthalocyanine, Co phthalocyanine, calcined Fe phthalocyanine, calcined Co phthalocyanine, calcined sulfur-added Fe phthalocyanine, and calcined sulfur-added Co phthalocyanine The molar ratio N / C of nitrogen and carbon to be measured was measured using an X-ray photoelectron spectrometer (PHI-5700, manufactured by ULVAC-PHI Co., Ltd.). The conditions of the X-ray photoelectron spectrometer were as follows.
X-ray source: AlKα monochrome, φ800μm, output 350W
Neutralizing gun: used
X線光電子分光装置を用いて測定したモル比N/Cと放電容量との関係、及び、0≦N/C≦0.005、0.005<N/C<0.013、0.013≦N/Cのそれぞれの時における、炭素原子及び窒素原子の配置を、図14に示す。また、X線光電子分光装置を用いて測定したモル比N/Cと充電容量との関係、及び、0≦N/C≦0.005、0.005<N/C<0.013、0.013≦N/Cのそれぞれの時における、炭素原子及び窒素原子の配置を、図15に示す。図14及び図15では、Feフタロシアニンを「Feフタロ」、Coフタロシアニンを「Coフタロ」、焼成されたFeフタロシアニンを「焼成Feフタロ」、焼成されたCoフタロシアニンを「焼成Coフタロ」、焼成された硫黄添加Feフタロシアニンを「硫黄添加焼成Feフタロ」、焼成された硫黄添加Coフタロシアニンを「硫黄添加焼成Coフタロ」と記載した。図14に点線で示した曲線は、モル比N/Cを入力変数、放電容量を出力変数とした推定曲線であり、図15に点線で示した曲線は、モル比N/Cを入力変数、充電容量を出力変数とした推定曲線である。 Relationship between molar ratio N / C measured using an X-ray photoelectron spectrometer and discharge capacity, and 0 ≦ N / C ≦ 0.005, 0.005 <N / C <0.013, 0.013 ≦ FIG. 14 shows the arrangement of carbon atoms and nitrogen atoms at each time of N / C. Further, the relationship between the molar ratio N / C measured using an X-ray photoelectron spectrometer and the charge capacity, and 0 ≦ N / C ≦ 0.005, 0.005 <N / C <0.013, 0. FIG. 15 shows the arrangement of carbon atoms and nitrogen atoms at each time of 013 ≦ N / C. 14 and 15, the Fe phthalocyanine is “Fe phthalo”, the Co phthalocyanine is “Co phthalo”, the fired Fe phthalocyanine is “fired Fe phthalo”, and the fired Co phthalocyanine is “fired Co phthalo”. The sulfur-added Fe phthalocyanine was described as “sulfur-added calcined Fe phthalo”, and the calcined sulfur-added Co phthalocyanine was described as “sulfur-added calcined Co phthalo”. A curve indicated by a dotted line in FIG. 14 is an estimated curve having a molar ratio N / C as an input variable and a discharge capacity as an output variable. A curve indicated by a dotted line in FIG. 15 indicates that the molar ratio N / C is an input variable. It is an estimation curve using the charging capacity as an output variable.
図14及び図15に示すように、焼成されたFeフタロシアニン及び焼成されたCoフタロシアニン、並びに、焼成された硫黄添加Feフタロシアニン及び焼成された硫黄添加Coフタロシアニンは、何れも、モル比N/Cが0.005<N/C<0.013の範囲に属していた。すなわち、0.005<N/C<0.013である、焼成された金属フタロシアニン錯体を用いることにより、リチウムガス電池の放電開始電圧を高めることが可能であった。 As shown in FIGS. 14 and 15, the calcined Fe phthalocyanine and the calcined Co phthalocyanine, and the calcined sulfur-added Fe phthalocyanine and the calcined sulfur-added Co phthalocyanine both have a molar ratio N / C. It belonged to the range of 0.005 <N / C <0.013. That is, it was possible to increase the discharge start voltage of a lithium gas battery by using a fired metal phthalocyanine complex that satisfies 0.005 <N / C <0.013.
本発明のリチウムガス電池は、電気自動車やハイブリッド自動車用等に利用することができる。 The lithium gas battery of the present invention can be used for electric vehicles and hybrid vehicles.
1…負極
2…正極
3…電解質層
10…リチウムガス電池
40…セル
41…負極
42…正極
43…電解質層
44、46…導体
45…アノードライン
47…カソードライン
48、49、50…部材
51…容器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Negative electrode 2 ... Positive electrode 3 ... Electrolyte layer 10 ... Lithium gas battery 40 ... Cell 41 ... Negative electrode 42 ... Positive electrode 43 ... Electrolyte layer 44, 46 ... Conductor 45 ... Anode line 47 ... Cathode line 48, 49, 50 ... Member 51 ... container
Claims (4)
前記正極に、担体に担持させた金属フタロシアニン錯体を焼成することによって作製した酸化還元触媒が含有されていることを特徴とする、リチウムガス電池。 A negative electrode having a negative electrode active material capable of occluding and releasing lithium ions, a positive electrode using a gas capable of redox reduction as a positive electrode active material, and a non-aqueous ion conductor disposed between the negative electrode and the positive electrode ,
A lithium gas battery characterized in that the positive electrode contains a redox catalyst produced by firing a metal phthalocyanine complex supported on a carrier.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2010232122A JP2012084490A (en) | 2010-10-15 | 2010-10-15 | Lithium gas battery |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2010232122A JP2012084490A (en) | 2010-10-15 | 2010-10-15 | Lithium gas battery |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2012084490A true JP2012084490A (en) | 2012-04-26 |
Family
ID=46243130
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2010232122A Pending JP2012084490A (en) | 2010-10-15 | 2010-10-15 | Lithium gas battery |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2012084490A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015194142A1 (en) * | 2014-06-20 | 2015-12-23 | パナソニック株式会社 | Carbon-based material, electrode catalyst, electrode, electrochemical device, fuel cell, and method for manufacturing carbon-based material |
| CN112840478A (en) * | 2018-11-07 | 2021-05-25 | 株式会社Lg化学 | Lithium secondary battery |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59138066A (en) * | 1983-01-26 | 1984-08-08 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Electrode for fuel cell-air cell |
| JPS63304574A (en) * | 1987-05-18 | 1988-12-12 | エルテック・システムズ・コーポレーション | Improved gas diffused electrode |
| JP2001273935A (en) * | 2000-03-27 | 2001-10-05 | Toshiba Corp | Oxygen lithium secondary battery |
| JP2003109614A (en) * | 2001-09-27 | 2003-04-11 | Nippon Steel Corp | Polymer solid oxide fuel cell oxygen electrode catalyst and method for producing the same |
| JP2004063262A (en) * | 2002-07-29 | 2004-02-26 | Toshiba Corp | Non-aqueous electrolyte air battery |
| JP2006035186A (en) * | 2004-07-30 | 2006-02-09 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | Electrode catalyst body and method for producing the same |
| WO2009124905A1 (en) * | 2008-04-07 | 2009-10-15 | Acta S.P.A. | High performance orr (oxygen reduction reaction) pgm (pt group metal) free catalyst |
| JP2009283411A (en) * | 2008-05-26 | 2009-12-03 | Toyota Motor Corp | Air battery |
| JP2011225431A (en) * | 2010-03-30 | 2011-11-10 | Fujifilm Corp | Nitrogen-containing carbon alloy, method for producing the same, and carbon catalyst using the same |
-
2010
- 2010-10-15 JP JP2010232122A patent/JP2012084490A/en active Pending
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59138066A (en) * | 1983-01-26 | 1984-08-08 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Electrode for fuel cell-air cell |
| JPS63304574A (en) * | 1987-05-18 | 1988-12-12 | エルテック・システムズ・コーポレーション | Improved gas diffused electrode |
| JP2001273935A (en) * | 2000-03-27 | 2001-10-05 | Toshiba Corp | Oxygen lithium secondary battery |
| JP2003109614A (en) * | 2001-09-27 | 2003-04-11 | Nippon Steel Corp | Polymer solid oxide fuel cell oxygen electrode catalyst and method for producing the same |
| JP2004063262A (en) * | 2002-07-29 | 2004-02-26 | Toshiba Corp | Non-aqueous electrolyte air battery |
| JP2006035186A (en) * | 2004-07-30 | 2006-02-09 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | Electrode catalyst body and method for producing the same |
| WO2009124905A1 (en) * | 2008-04-07 | 2009-10-15 | Acta S.P.A. | High performance orr (oxygen reduction reaction) pgm (pt group metal) free catalyst |
| JP2009283411A (en) * | 2008-05-26 | 2009-12-03 | Toyota Motor Corp | Air battery |
| JP2011225431A (en) * | 2010-03-30 | 2011-11-10 | Fujifilm Corp | Nitrogen-containing carbon alloy, method for producing the same, and carbon catalyst using the same |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015194142A1 (en) * | 2014-06-20 | 2015-12-23 | パナソニック株式会社 | Carbon-based material, electrode catalyst, electrode, electrochemical device, fuel cell, and method for manufacturing carbon-based material |
| JPWO2015194142A1 (en) * | 2014-06-20 | 2017-05-25 | パナソニック株式会社 | Carbon-based material, electrode catalyst, electrode, electrochemical device, fuel cell, and method for producing carbon-based material |
| CN112840478A (en) * | 2018-11-07 | 2021-05-25 | 株式会社Lg化学 | Lithium secondary battery |
| JP2022505581A (en) * | 2018-11-07 | 2022-01-14 | エルジー・ケム・リミテッド | A catalyst for the positive electrode material for a lithium secondary battery, and a lithium secondary battery containing the catalyst. |
| JP7286764B2 (en) | 2018-11-07 | 2023-06-05 | エルジー エナジー ソリューション リミテッド | Catalyst for positive electrode material for lithium secondary battery, and lithium secondary battery containing the same |
| US11876227B2 (en) | 2018-11-07 | 2024-01-16 | Lg Energy Solution, Ltd. | Lithium secondary battery |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10147987B2 (en) | Rechargeable electrochemical energy storage device | |
| KR101765941B1 (en) | A preparation method of MnO2/carbon composite, MnO2/carbon composite prepared by the same, and lithium/air secondary cell comprising the composite | |
| KR20130128273A (en) | Negative electrode for lithium battery and the lithium battery comprising the same | |
| JP5267575B2 (en) | Air battery | |
| JPWO2010073332A1 (en) | Lithium air battery | |
| JP5228587B2 (en) | Air battery catalyst | |
| JP2021510904A (en) | Rechargeable metal halide battery | |
| JP2015130287A (en) | Carbon complex and power storage device | |
| JP2012084379A (en) | Metal-air battery system and method for charging metal-air battery | |
| CN104396054A (en) | Process for preparing carbon-supported manganese oxide catalysts and their use in rechargeable lithium-air batteries | |
| WO2012023018A1 (en) | Air electrode for metal-air battery, and metal-air battery including the air electrode | |
| WO2011074122A1 (en) | Air electrode for use in air battery, and air battery comprising air electrode | |
| JP2013191390A (en) | Lithium ion secondary battery | |
| JP2009283411A (en) | Air battery | |
| US12206091B2 (en) | Lithium molybdate anode material | |
| JP5678499B2 (en) | Lithium air battery | |
| WO2014207921A1 (en) | Negative-electrode active substance, method for manufacturing same, and lithium-ion secondary cell | |
| JP6328666B2 (en) | Active cathode materials and methods of using active cathode materials in rechargeable electrochemical cells | |
| JP2013118145A (en) | Metal-air secondary battery | |
| JP2012084490A (en) | Lithium gas battery | |
| CN120019502A (en) | Aqueous electrochemical device and preparation method thereof | |
| JP5532159B2 (en) | Air battery catalyst | |
| JP5534368B2 (en) | Negative electrode active material and power storage device | |
| JP2012252995A (en) | Metal air secondary battery | |
| JP2018056025A (en) | Lithium ion secondary battery |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20130820 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20140326 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140408 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20140729 |