[發明專利]空氣電池

在審

• 申請號: 201810568471.0
• 申請日: 2018-06-05
• 公開（公告）號: CN109037858A
• 公開（公告）日: 2018-12-18
• 發明（設計）人: 森石麻紗子;大冢友
• 申請（專利權）人: 松下知識產權經營株式會社
• 主分類號: H01M12/08
• 分類號: H01M12/08
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 王磊;徐健

本公開的一個技術方案涉及的空氣電池，具備：負極，其能夠吸藏和釋放金屬離子；正極，其使用空氣中的氧氣作為正極活性物質而構成；非水系金屬離子傳導體，其配置在所述負極和所述正極之間；和多個產氧催化劑。所述正極包含碳材料。所述多個產氧催化劑的至少一部分通過Si?O鍵固定在所述碳材料的表面。

技術領域

本公開涉及空氣電池。

背景技術

空氣電池是使用空氣中的氧氣作為正極活性物質、并使用能夠吸藏和釋放金屬離子的金屬或化合物作為負極活性物質的電池。空氣電池具有能量密度高、容易小型化、容易輕量化的優點。因此，空氣電池作為具有超過目前被認為能量密度最高的鋰離子電池的能量密度的電池而受到關注。

例如，在鋰空氣電池中，通過放電反應而使過氧化鋰在正極析出，通過充電反應而使過氧化鋰進行分解。由于過氧化鋰缺乏電子傳導性，所以難以進行充電反應。這妨礙了鋰空氣電池的循環特性的提高。為了使過氧化鋰高效地分解，日本特表2013-527567號公報所記載的空氣電池，在電解液中含有產氧催化劑(氧發生催化劑)。產氧催化劑通過在正極與過氧化鋰之間作為電子移動的媒介來促進過氧化鋰的分解，并使充電電位降低。

發明內容

本公開的一個技術方案涉及的空氣電池，具備：負極，其能夠吸藏和釋放金屬離子；正極，其使用空氣中的氧氣作為正極活性物質而構成；非水系金屬離子傳導體，其配置在所述負極和所述正極之間；和多個產氧催化劑。所述正極包含碳材料。所述多個產氧催化劑的至少一部分通過Si-O鍵固定在所述碳材料的表面。

附圖說明

圖1是本公開的一個實施方式涉及的鋰空氣電池的概略截面圖。

圖2是表示實施例1和比較例1的鋰空氣電池的充放電曲線的圖。

圖3是表示實施例1、比較例1以及比較例2的鋰空氣電池的循環特性的圖。

圖4是表示產氧催化劑的合成圖解的圖。

附圖標記說明

1：鋰空氣電池

11：電池外殼

11a：筒狀部

11b：底部

11c：蓋部

12：負極

12a：負極層

13：正極

13a：正極層

13b：正極集電體

14：電解質層

15：空氣導入孔

具體實施方式

(成為本公開的基礎的見解)

本發明人對于產氧催化劑的作用和效果進行了驗證，結果發現使用了產氧催化劑的以往的空氣電池存在以下的問題。即，當電解液中含有的產氧催化劑接觸負極的金屬時，其活性喪失。

在日本特表2013-527567號公報所記載的空氣電池的一個技術方案中，產氧催化劑作為主鏈的一部分、或者作為側基而被組入到聚合物結構中。在日本特表2013-527567號公報中，記載了聚合物結構的端部也可以化學性地接枝到正極的表面。

本公開的第1方式涉及的空氣電池，具備：

負極，其能夠吸藏和釋放金屬離子；

正極，其使用空氣中的氧氣作為正極活性物質而構成；

非水系金屬離子傳導體，其配置在所述負極和所述正極之間；和