[发明专利]锂空气电池用电解液和使用其的锂空气电池

说明书

提供一种提高锂空气电池的能源效率的电解液和使用其的锂空气电池。本发明的锂空气电池用电解液含有作为化学式(1)表示的磷酸酯和/或化学式(2)表示的膦酸酯的有机溶剂和硝酸锂，有机溶剂中上述硝酸锂的浓度在2mol/L以上5.5mol/L以下的范围内。有机溶剂中硝酸锂的浓度优选在3mol/L以上5.5mol/L以下的范围内。

技术领域

本发明涉及锂空气电池用的电解液和使用其的锂空气电池。

背景技术

空气电池是这样的电池：具有空气极、由金属箔或金属微粒子构成的金属负极以及液体电解质或固体电解质，以流经设于空气电池内的气体通路的空气或氧气为正极活性物质，使用金属箔或金属微粒子作为负极活性物质。

已经提出了多种空气电池技术，近年来，特别是锂空气电池的研究开发很活跃。因为在能够可充电反复使用的二次电池化的基础上，与已经实用化的锂离子电池相比，能够使每单位重量的能量密度大幅提高。但锂空气电池的充电电压比放电电压高，因此存在能源效率低的课题。

针对上述课题，例如，正在开发电解液层含有磷酸酯类等低耐还原性溶剂的空气一次电池(例如参照专利文献1)。专利文献1公开了一种空气一次电池，其特征在于，具备以氧为活性物质的空气极、含有可释放金属离子的负极活性物质的负极以及夹在空气极和负极之间的电解液层，电解液层含有与氧的反应性比金属离子与氧的反应性高的低耐还原性溶剂，将电解液层所含的总溶剂量设为100体积％时，低耐还原性溶剂的含有比例为40体积％以上。进一步，引用文献1公开了使用磷酸酯类作为低耐还原性溶剂，此外，还提到了使用LiNO₃作为制成锂空气电池时的支持电解质盐的可能性。然而，根据专利文献1的实施例5、实施例7，仅实施了使用磷酸三甲酯(TMP)、磷酸三乙酯(TEP)作为磷酸酯类、使用LiN(SO₂CF₃)₂作为支持电解质盐的电解液层，使用该电解质层的空气电池虽然显示出放电容量的提高，但还有待进一步的改善。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2012-174349号公报

发明内容

发明所要解决的课题

根据以上情况，本发明的课题在于，提供一种提高锂空气电池的能源效率的电解液和使用其的锂空气电池。

用于解决课题的方法

根据本发明的锂空气电池用电解液的特征在于，含有作为磷酸酯和/或膦酸酯的有机溶剂和硝酸锂，上述有机溶剂中上述硝酸锂的浓度在2mol/L以上5.5mol/L以下的范围内，上述磷酸酯用下述化学式(1)表示，上述膦酸酯用下述化学式(2)表示，以此来解决上述课题。

[化1]

其中，R1～R3各自独立地表示选自由碳原子数1～3的直链烷基、碳原子数2或3的直链烯基、碳原子数2或3的炔基和它们的衍生物组成的组的基团。

上述有机溶剂中上述硝酸锂的浓度在3mol/L以上5.5mol/L以下的范围内为好。

上述有机溶剂中上述硝酸锂的浓度在4mol/L以上5mol/L以下的范围内为好。

可以是：上述烷基选自由甲基、乙基和正丙基组成的组，上述烯基为乙烯基或烯丙基，上述炔基为乙炔基或炔丙基。

上述磷酸酯可以从由磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、磷酸三丙酯、磷酸三乙烯酯、磷酸三烯丙酯、磷酸三乙炔酯、磷酸三炔丙酯和它们的衍生物组成的组中选择至少1种。

上述磷酸酯可以从由磷酸三乙酯、磷酸三丙酯和它们的衍生物组成的组中选择至少1种。