TOP特許意匠商標
特許ウォッチ Twitter
公開番号2025039141
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-21
出願番号2023146020
出願日2023-09-08
発明の名称亜鉛負極二次電池
出願人国立大学法人京都大学
代理人個人
主分類H01M 10/36 20100101AFI20250313BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】水系電解質を用いる亜鉛-マンガン酸化物二次電池を提供する。
【解決手段】正極活物質としてマンガン酸化物を、負極活物質して亜鉛を、電解液として塩化亜鉛水溶液を用いた二次電池であって、前記電解液の塩化亜鉛の濃度は、2.1mol/L~4mol/Lである。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項1】
正極活物質としてマンガン酸化物を、負極活物質として亜鉛を、電解液として塩化亜鉛水溶液を用いた二次電池であって、
前記電解液の塩化亜鉛の濃度は、2.1mol/L~4mol/Lである、二次電池。
続きを表示(約 480 文字)【請求項2】
前記マンガン酸化物は、MnO

(1≦x≦2)であらわされる化合物である、請求項1に記載の二次電池。
【請求項3】
前記マンガン酸化物は、β-MnO

、Mn



、Mn



、MnOの群から選択された一種、又は、これらの混合物である、請求項1に記載の二次電池。
【請求項4】
前記マンガン酸化物は、β-MnO

、請求項1に記載の二次電池。
【請求項5】
前記正極活物質とともに用いられる正極の集電体は、ニッケル箔又は黒鉛シートである、請求項1に記載の二次電池。
【請求項6】
前記電解液のpHが3.7~4.8である、請求項1に記載の二次電池。
【請求項7】
正極として、グラファイトシートあるいはニッケル箔に塗工されたマンガン酸化物と、セパレータと、負極として亜鉛箔との、積層構造を有する請求項1に記載の二次電池。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本開示は、マンガン酸化物正極および亜鉛負極を組み合わせた二次電池に関する。
続きを表示(約 1,700 文字)【背景技術】
【0002】
電子機器の小型化、薄型化、軽量化が進む中、電子機器の電源用やバックアップ用の電池として、高エネルギー密度で充電でき、高効率で放電できる二次電池が開発されている。二次電池は、電気自動車の動力源や、分散型の電力貯蔵用電池としての開発も行われている。二次電池として、現状、最も普及しているリチウムイオン二次電池は、有機電解液が使用されるため、電池が短絡した場合に、発煙、発火、爆発の危険性がある。これに対して、水系電解質を用いた二次電池は、その安全性と環境負荷が少ないことから幅広い分野での利用が期待されている。特に電気自動車用途などでは発火の危険性を無くすため、有機電解質に代わる水系電解質を用いる二次電池が必要不可欠である。水系電解質を用いる二次電池としては、亜鉛負極二次電池の重要性が高い。とりわけ、正極に二酸化マンガンを用いた亜鉛―二酸化マンガン電池は、低コストになるため、注目されている。正負極にそれぞれ二酸化マンガン、亜鉛を用いた電池の報告としては、非特許文献1が知られている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0003】
電池便覧 発行所 丸善株式会社 平成2年8月20日発行
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
現在、二酸化マンガンと亜鉛を組み合わせた電池として、乾電池が広く普及している。この電池系では電解液に塩化亜鉛が用いられており、その放電反応は、以下のとおりである。
正極)MnO
2
+ H
+
+ e
-
→ MnOOH
負極)4Zn + ZnCl
2
+ 8H
2
O → ZnCl
2
・4Zn(OH)
2
+ 8H
+
+ 8e
-
全反応)4Zn + 8MnO
2
+ ZnCl
2
+ 8H
2
O → ZnCl
2
・4Zn(OH)
2
+ 8MnOOH
【0005】
この電池は、世界で広く普及しているが、唯一の欠点として一次電池であるために、使い捨てされていることである。この電池が二次電池として動作すれば、非常に利便性が向上することは言うまでもない。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示の二次電池は、正極活物質としてマンガン酸化物を、負極活物質として亜鉛を、電解液として塩化亜鉛水溶液を用いた二次電池であって、前記電解液の塩化亜鉛の濃度は、2.1mol/L~4mol/Lである。
【0007】
本開示は、亜鉛-二酸化マンガン電池の水系電解液濃度を特定の範囲に調整することにより、二次電池化を可能にしている。さらには、従来の一次電池で用いられているγ-MnO

以外のマンガン酸化物を正極に用いた場合にも二次電池として動作することを可能にしている。
【発明の効果】
【0008】
本開示の亜鉛-マンガン酸化物電池は、まず初めに一次電池として放電し、放電終了後は充放電可能な二次電池として動作する。
【図面の簡単な説明】
【0009】
図1は、実施例1~5および8の各試料の放電容量のサイクル回数依存性を示す図である。
図2は、実施例1~5および8の各試料の充放電効率のサイクル回数依存性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
本実施形態の二次電池は、亜鉛-マンガン酸化物電池である。二次電池は、亜鉛負極と、セパレータと、マンガン酸化物正極と、水系電解質とを備えている。二次電池は、亜鉛負極と、セパレータと、マンガン酸化物正極との積層構造を有している。
(【0011】以降は省略されています)

この特許をJ-PlatPatで参照する
Flag Counter

関連特許

国立大学法人京都大学
細胞質送達ペプチド
4日前
国立大学法人京都大学
剪断流を発生させる器具
11日前
個人
超音波接合
5日前
日星電気株式会社
平型電線
14日前
個人
汎用型電気プラグ
24日前
キヤノン株式会社
通信装置
18日前
オムロン株式会社
電磁継電器
19日前
オムロン株式会社
電磁継電器
19日前
太陽誘電株式会社
コイル部品
24日前
オムロン株式会社
電磁継電器
19日前
オムロン株式会社
電磁継電器
19日前
オムロン株式会社
電磁継電器
19日前
株式会社GSユアサ
蓄電設備
13日前
株式会社FLOSFIA
半導体装置
11日前
トヨタ自動車株式会社
二次電池
4日前
日星電気株式会社
ケーブルの接続構造
11日前
株式会社村田製作所
電池
11日前
株式会社村田製作所
電池
11日前
株式会社村田製作所
電池
12日前
株式会社村田製作所
電池
11日前
トヨタ自動車株式会社
二次電池
13日前
キヤノン株式会社
無線通信装置
6日前
富士通株式会社
冷却モジュール
19日前
シチズン電子株式会社
発光装置
4日前
TDK株式会社
コイル部品
18日前
日本電気株式会社
光学モジュール
18日前
住友電装株式会社
コネクタ
11日前
オムロン株式会社
回路部品
19日前
ローム株式会社
半導体装置
12日前
株式会社東京精密
ワーク保持装置
17日前
住友電装株式会社
コネクタ
12日前
株式会社村田製作所
二次電池
12日前
芝浦メカトロニクス株式会社
基板処理装置
12日前
トヨタバッテリー株式会社
二次電池
20日前
オムロン株式会社
電磁継電器
19日前
富士電機株式会社
回路遮断器
19日前
続きを見る