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1. WO2020246178 - 空気極/セパレータ接合体及び金属空気二次電池

公開番号 WO/2020/246178
公開日 10.12.2020
国際出願番号 PCT/JP2020/017831
国際出願日 24.04.2020
IPC
H01M 12/08 2006.1
H電気
01基本的電気素子
M化学的エネルギーを電気的エネルギーに直接変換するための方法または手段,例.電池
12混成電池;その製造
08燃料電池型式の半電池と二次電池型式の半電池とからなるもの
H01M 4/86 2006.1
H電気
01基本的電気素子
M化学的エネルギーを電気的エネルギーに直接変換するための方法または手段,例.電池
4電極
86触媒により活性化された無消耗性電極,例.燃料電池のためのもの
H01M 4/90 2006.1
H電気
01基本的電気素子
M化学的エネルギーを電気的エネルギーに直接変換するための方法または手段,例.電池
4電極
86触媒により活性化された無消耗性電極,例.燃料電池のためのもの
90触媒の選択
H01B 1/06 2006.1
H電気
01基本的電気素子
Bケーブル;導体;絶縁体;導電性,絶縁性または誘導性特性に対する材料の選択
1導電材料によって特徴づけられる導体または導電物体;導体としての材料の選択
06主として他の非金属物質からなるもの
H01B 1/10 2006.1
H電気
01基本的電気素子
Bケーブル;導体;絶縁体;導電性,絶縁性または誘導性特性に対する材料の選択
1導電材料によって特徴づけられる導体または導電物体;導体としての材料の選択
06主として他の非金属物質からなるもの
10硫化物
CPC
H01B 1/06
HELECTRICITY
01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
1Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
06mainly consisting of other non-metallic substances
H01B 1/10
HELECTRICITY
01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
1Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
06mainly consisting of other non-metallic substances
10sulfides
H01M 12/08
HELECTRICITY
01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
12Hybrid cells; Manufacture thereof
08composed of a half-cell of a fuel-cell type and a half-cell of the secondary-cell type
H01M 4/86
HELECTRICITY
01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
4Electrodes
86Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
H01M 4/90
HELECTRICITY
01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
4Electrodes
86Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
90Selection of catalytic material
Y02E 60/10
YSECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
60Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
10Energy storage using batteries
出願人
  • 日本碍子株式会社 NGK INSULATORS, LTD. [JP]/[JP]
発明者
  • 橋本 直美 HASHIMOTO Naomi
  • 加納 大空 KANO Ozora
  • 齊藤 直美 SAITO Naomi
代理人
  • 高村 雅晴 TAKAMURA Masaharu
  • 加島 広基 KASHIMA Hiromoto
  • 長谷川 悠 HASEGAWA Yu
優先権情報
2019-10574205.06.2019JP
2019-17442825.09.2019JP
公開言語 (言語コード) 日本語 (ja)
出願言語 (言語コード) 日本語 (JA)
指定国 (国コード)
発明の名称
(EN) AIR ELECTRODE/SEPARATOR ASSEMBLY AND METAL-AIR SECONDARY BATTERY
(FR) ENSEMBLE ÉLECTRODE/SÉPARATEUR À AIR ET BATTERIE SECONDAIRE MÉTAL-AIR
(JA) 空気極/セパレータ接合体及び金属空気二次電池
要約
(EN) The present invention provides an air electrode/separator assembly that exhibits exceptional charging/discharging performance when used as a metal-air secondary battery, despite comprising a hydroxide-ion-conducting dense separator such as an LDH separator. This air electrode/separator assembly comprises: the hydroxide-ion-conducting dense separator; and an air electrode layer provided on one surface side of the hydroxide-ion-conducting dense separator. The air electrode layer comprises: an internal catalyst layer, which is provided on the side near the hydroxide-ion-conducting dense separator, and is filled with a mixture containing a hydroxide ion conductive material, an electrically conductive material, an organic polymer, and an air electrode catalyst (the hydroxide-ion-conducting material can be the same material as the air electrode catalyst, and the electrically conductive material can be the same material as the air electrode catalyst); and an outermost catalyst layer that is provided on the side distant from the hydroxide-ion-conducting dense separator, and is configured of a porous current collector and a layered double hydroxide (LDH) that covers the surface thereof, the outermost catalyst layer having a porosity of 60% or higher.
(FR) La présente invention concerne un ensemble électrode/séparateur à air qui présente une performance de charge/décharge exceptionnelle lorsqu'il est utilisé en tant que batterie secondaire métal-air, malgré le fait qu'il comprend un séparateur dense conducteur d'ions hydroxyde tel qu'un séparateur LDH. Cet ensemble électrode/séparateur à air comprend : le séparateur dense conducteur d'ions hydroxyde ; et une couche d'électrode à air disposée sur un côté de surface du séparateur dense conducteur d'ions hydroxyde. La couche d'électrode à air comprend : une couche de catalyseur interne, qui est disposée sur le côté à proximité du séparateur dense conducteur d'ions hydroxyde, et est remplie d'un mélange contenant un matériau conducteur d'ions hydroxyde, un matériau électriquement conducteur, un polymère organique, et un catalyseur d'électrode à air (le matériau conducteur d'ions hydroxyde peut être le même matériau que le catalyseur d'électrode à air, et le matériau électriquement conducteur peut être le même matériau que le catalyseur d'électrode à air) ; et une couche de catalyseur la plus externe qui est disposée sur le côté distant du séparateur dense conducteur d'ions hydroxyde, et est constituée d'un collecteur de courant poreux et d'un hydroxyde double en couches (LDH) qui recouvre la surface de celle-ci, la couche de catalyseur la plus à l'extérieur ayant une porosité de 60 % ou plus.
(JA) LDHセパレータ等の水酸化物イオン伝導緻密セパレータを備えながらも、金属空気二次電池とした場合に優れた充放電性能を呈する、空気極/セパレータ接合体が提供される。この空気極/セパレータ接合体は、水酸化物イオン伝導緻密セパレータと、該水酸化物イオン伝導緻密セパレータの一面側に設けられる空気極層とを備える。空気極層は、水酸化物イオン伝導緻密セパレータに近い側に設けられ、水酸化物イオン伝導材料、導電性材料、有機高分子、及び空気極触媒を含む混合物(ただし、水酸化物イオン伝導材料は空気極触媒と同一材料でありうる、また、導電性材料は空気極触媒と同一材料でありうる)で充填されている、内部触媒層と、水酸化物イオン伝導緻密セパレータから遠い側に設けられ、多孔性集電体及びその表面を覆う層状複水酸化物(LDH)で構成される、60%以上の気孔率を有する最外触媒層とを備える。
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