[發(fā)明專利]空氣極及非水空氣電池

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200980100272.6
• 申請日: 2009-03-06
• 公開（公告）號: CN101904044A
• 公開（公告）日: 2010-12-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 中西真二
• 申請（專利權(quán)）人: 豐田自動車株式會社
• 主分類號: H01M12/08
• 分類號: H01M12/08
• 代理公司: 中原信達知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11219
• 代理人: 車文;張建濤

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及每單位面積的放電容量大的空氣極以及使用該空氣極的非水空氣電池。

背景技術(shù)

非水空氣電池是以空氣(氧氣)作為正極活性物質(zhì)使用的電池，具有能量密度高、容易小型化和輕量化等優(yōu)點。因此，現(xiàn)在作為超過廣泛使用的鋰電池的高容量電池而正受到關(guān)注。

這種非水空氣二次電池例如具有：含有導(dǎo)電性材料(例如炭黑)、催化劑(例如二氧化錳)和粘結(jié)材料(例如聚偏氟乙烯)的空氣極層、進行該空氣極層的集電的空氣極集電體、含有負極活性物質(zhì)(例如金屬Li)的負極層、進行該負極層的集電的負極集電體以及擔(dān)負金屬離子(例如Li離子)的傳導(dǎo)的非水電解液。專利文獻1中公開了一種非水電解質(zhì)電池，具有以直徑1nm以上的小孔所占的小孔容積為1.0ml/g以上的碳質(zhì)物作為主體的正極(空氣極)。

專利文獻1：日本特愿2002-015737號公報

發(fā)明內(nèi)容

現(xiàn)有的非水空氣電池的空氣極存在每單位面積的放電容量小的問題。本發(fā)明鑒于上述問題，主要目的在于提供每單位面積的放電容量大的空氣極。

為了解決上述問題，在本發(fā)明中，提供一種空氣極，用于非水空氣電池，其特征在于，包括：具有多孔質(zhì)結(jié)構(gòu)的空氣極集電體、以及在上述空氣極集電體上形成且含有導(dǎo)電性材料的空氣極層，上述空氣極的平面區(qū)域中的上述導(dǎo)電性材料的平均負載量在0.3mg/cm²～9.0mg/cm²的范圍內(nèi)。

根據(jù)本發(fā)明，通過使空氣極的平面區(qū)域中的導(dǎo)電性材料的平均負載量在上述范圍內(nèi)，能夠得到每單位面積的放電容量大的空氣極。

在上述發(fā)明中，優(yōu)選上述空氣極的平面區(qū)域中的上述導(dǎo)電性材料的平均負載量在0.5mg/cm²～8.0mg/cm²的范圍內(nèi)。這是因為能夠進一步增大每單位面積的放電容量。

在上述發(fā)明中，優(yōu)選上述導(dǎo)電性材料為粉末碳材料。因為該材料被廣泛使用。

在上述發(fā)明中，優(yōu)選上述空氣極集電體為使用碳材料的集電體。這是因為耐腐蝕性優(yōu)良。

另外，在本發(fā)明中，提供一種非水空氣電池，其特征在于，具有上述空氣極、負極以及非水電解液。

根據(jù)本發(fā)明，通過使用上述空氣極，能夠形成空氣極的每單位面積的放電容量優(yōu)良的非水空氣電池。

發(fā)明效果

在本發(fā)明中，得到了能夠增大空氣極的每單位面積的放電容量的效果。

附圖說明

圖1是表示本發(fā)明的空氣極的一例的概略截面圖。

圖2是表示本發(fā)明的非水空氣電池的一例的概略截面圖。

圖3是表示實施例中使用的評價用單元電池的概略截面圖。

圖4是實施例5中得到的評價用單元電池的充放電曲線。

圖5是表示碳的平均負載量與每單位面積的放電容量之間的關(guān)系的圖。

圖6是表示碳的平均負載量與充電效率之間的關(guān)系的圖。

標(biāo)記說明

1…空氣極集電體

2…導(dǎo)電性材料

3…空氣極層

10…空氣極

11a…負極外殼

11b…空氣極外殼

12…負極集電體

12a…負極導(dǎo)線

13…負極層

14…空氣極層

15…空氣極集電體

15a…空氣極導(dǎo)線

16…隔膜

17…非水電解液

18…微多孔膜

19…密封層

20…非水空氣電池

具體實施方式

以下，對本發(fā)明的空氣極及非水空氣電池進行詳細說明。

A.空氣極

首先，對本發(fā)明的空氣極進行說明。本發(fā)明的空氣極是能夠用于非水空氣電池的空氣極，其特征在于，包括：具有多孔質(zhì)結(jié)構(gòu)的空氣極集電體、以及在上述空氣極集電體上形成且含有導(dǎo)電性材料的空氣極層，上述空氣極的平面區(qū)域中的上述導(dǎo)電性材料的平均負載量在0.3mg/cm²～9.0mg/cm²的范圍內(nèi)。

圖1是表示本發(fā)明的空氣極的一例的概略截面圖。圖1所示的空氣極10包括：具有多孔質(zhì)結(jié)構(gòu)的空氣極集電體1，以及在空氣極集電體1上形成且含有導(dǎo)電性材料(例如科琴黑(ketjen?black))2的空氣極層3。另外，雖然未圖示，但空氣極層3還可以含有粘結(jié)材料和催化劑中的至少一種。另外，在本發(fā)明中，較大的特征在于，空氣極10的平面區(qū)域中的導(dǎo)電性材料2的平均負載量在預(yù)定的范圍內(nèi)。