[发明专利]阴离子传导性材料和电池

说明书

本发明的目的在于提供一种阴离子传导性材料，其具有优异的阴离子传导性和耐久性，例如可以适合用作碱性电池的隔板、电解质、电极用保护剂等。另外，目的在于提供一种电池，其具备通过包含该阴离子传导性材料而构成的电池构成部件。本发明涉及一种阴离子传导性材料，其为具有阴离子传导性的材料，上述阴离子传导性材料包含聚合物、和含有选自元素周期表第1族～第17族中的至少一种元素的化合物。

技术领域

本发明涉及阴离子传导性材料和电池。更详细地说，涉及可以适合用作电池的隔板、电解质或电极用保护剂等的阴离子传导性材料；以及具备通过包含阴离子传导性材料而构成的隔板、电解质或电极用保护剂等电池构成部件的电池。

背景技术

在溶液中能够选择性地透过离子的阴离子传导性材料被广泛用于各种工业领域中。例如，便携设备或笔记本电脑等电子设备的领域自不待言，还包括汽车及航空器等领域在内，蓄电池的使用正在各种领域中展开，在这些蓄电池中所用的材料之一可以举出配置于蓄电池的正极与负极之间的隔板、电解质，例如，作为该隔板、电解质材料，可以使用阴离子传导性材料。

作为现有的阴离子传导性材料，公开了一种碱性电解质膜，其特征在于，其由特定的通式所表示的层状双氢氧化物构成(例如参见专利文献1)。另外，公开了一种阴离子交换树脂膜形成用季铵化剂，其由特定的通式所表示的化合物构成(例如参见专利文献2)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2010/109670号

专利文献2：日本特开2007-188788号公报

发明内容

发明要解决的课题

但是，对上述专利文献1、2中记载的电解质膜和树脂膜来说，根据使用条件的不同，有时耐久性也不充分，强烈要求可更广泛地使用的阴离子传导性材料。例如，在下述方面还存在进一步钻研的余地：在碱性条件下具有充分的耐久性，同时可以实现高度的阴离子传导性，适合用于各种用途。具体地说，由于不存在可耐受实际使用的阴离子传导性材料，因而在目前的状况下，在燃料电池中一般使用了作为酸性电解质(膜)的Nafion等阳离子传导性材料，因此实质上不可避免使用昂贵的铂作为催化剂。但是，若能够新开发出这种阴离子传导性材料，则可以将其用作燃料电池的隔板、电解质(膜)或电极用保护剂等，同时可以制作利用能够使用低成本的催化剂的碱性电解液的适当的燃料电池，有可能能够将其广泛普及。另外，也可以用作碱性(离子)(蓄)电池、碱土(离子)(蓄)电池、锰-锌(蓄)电池、镍-氢(蓄)电池、镍-锌(蓄)电池、镍-镉(蓄)电池、锌离子(蓄)电池、银-锌(蓄)电池、锌-卤素(蓄)电池、铅蓄电池、空气(蓄)电池、电容器等电化学器件用途、或离子交换材料、微量元素吸附剂等。

本发明是鉴于上述现状而进行的，其目的在于提供一种阴离子传导性材料，其具有优异的阴离子传导性和耐久性，例如可以适合用作碱性(蓄)电池、镍-氢(蓄)电池、镍-锌(蓄)电池、锌离子(蓄)电池、银-锌(蓄)电池、锌-卤素(蓄)电池、空气(蓄)电池、燃料电池、电容器的隔板、电解质、或电极用保护剂等。另外，目的在于提供具备通过包含该阴离子传导性材料而构成的隔板、电解质或电极的电池。

用于解决课题的方案

本发明人发现：在集电体上形成包含含锌化合物和聚偏二氟乙烯等聚合物的膜，将使氧化锌饱和的氢氧化钾水溶液用于电解液并流通电流，则在上述膜下的集电体上能够进行锌的溶解析出反应、即电沉积。另外还发现：若在含有锌化合物的极上形成包含水滑石等层状双氢氧化物和聚四氟乙烯等聚合物的膜并流通电流，则可抑制锌极活性物质的形态变化。换言之，还发现能够仅传导、透过特定的阴离子。