[发明专利]空气电池

说明书

本公开的一个技术方案涉及的空气电池，具备：负极，其能够吸藏和释放金属离子；正极，其使用空气中的氧气作为正极活性物质而构成；非水系金属离子传导体，其配置在所述负极和所述正极之间；和多个产氧催化剂。所述正极包含碳材料。所述多个产氧催化剂的至少一部分通过Si‑O键固定在所述碳材料的表面。

技术领域

本公开涉及空气电池。

背景技术

空气电池是使用空气中的氧气作为正极活性物质、并使用能够吸藏和释放金属离子的金属或化合物作为负极活性物质的电池。空气电池具有能量密度高、容易小型化、容易轻量化的优点。因此，空气电池作为具有超过目前被认为能量密度最高的锂离子电池的能量密度的电池而受到关注。

例如，在锂空气电池中，通过放电反应而使过氧化锂在正极析出，通过充电反应而使过氧化锂进行分解。由于过氧化锂缺乏电子传导性，所以难以进行充电反应。这妨碍了锂空气电池的循环特性的提高。为了使过氧化锂高效地分解，日本特表2013-527567号公报所记载的空气电池，在电解液中含有产氧催化剂(氧发生催化剂)。产氧催化剂通过在正极与过氧化锂之间作为电子移动的媒介来促进过氧化锂的分解，并使充电电位降低。

发明内容

本公开的一个技术方案涉及的空气电池，具备：负极，其能够吸藏和释放金属离子；正极，其使用空气中的氧气作为正极活性物质而构成；非水系金属离子传导体，其配置在所述负极和所述正极之间；和多个产氧催化剂。所述正极包含碳材料。所述多个产氧催化剂的至少一部分通过Si-O键固定在所述碳材料的表面。

附图说明

图1是本公开的一个实施方式涉及的锂空气电池的概略截面图。

图2是表示实施例1和比较例1的锂空气电池的充放电曲线的图。

图3是表示实施例1、比较例1以及比较例2的锂空气电池的循环特性的图。

图4是表示产氧催化剂的合成图解的图。

附图标记说明

1：锂空气电池

11：电池外壳

11a：筒状部

11b：底部

11c：盖部

12：负极

12a：负极层

13：正极

13a：正极层

13b：正极集电体

14：电解质层

15：空气导入孔

具体实施方式

(成为本公开的基础的见解)

本发明人对于产氧催化剂的作用和效果进行了验证，结果发现使用了产氧催化剂的以往的空气电池存在以下的问题。即，当电解液中含有的产氧催化剂接触负极的金属时，其活性丧失。

在日本特表2013-527567号公报所记载的空气电池的一个技术方案中，产氧催化剂作为主链的一部分、或者作为侧基而被组入到聚合物结构中。在日本特表2013-527567号公报中，记载了聚合物结构的端部也可以化学性地接枝到正极的表面。

本公开的第1方式涉及的空气电池，具备：

负极，其能够吸藏和释放金属离子；

正极，其使用空气中的氧气作为正极活性物质而构成；

非水系金属离子传导体，其配置在所述负极和所述正极之间；和