[发明专利]电池

说明书

【技术领域】

本发明涉及电池。更详细地说，本发明涉及能够适当地用于电子器械或汽车等使用电池的各种用途的电池。

【背景技术】

近来，在对环境问题的关心提高的背景下，在各种产业领域中进行了从石油或煤炭转换为电气的能源转换，不仅在移动电话、笔记本电脑等电子器械领域，而且在以汽车、航空器等领域为代表的各种领域中均显示出电池、电容器等蓄电装置的使用变得广泛。在这样的背景下，对于在这些蓄电装置中使用的材料，人们进行了活跃的研究开发。

在这样的蓄电装置中，目前普及最广泛的是锂离子电池，其作为移动电话、笔记本电脑的电池等进行使用。但是，锂离子电池的充放电容量还不能说充分，因而要求开发出充放电容量更大的新型电池，近年来，理论容量大于锂离子电池的锂空气电池引起了人们的注意。关于锂空气电池，有人报告了使用有机系电解质的方式(参见非专利文献1)。

【现有技术文献】

【非专利文献】

非专利文献1：小久見善八编著，《革新型蓄電池のすべて》(革新型蓄电池汇总)、工业调查会、2010年、59-61页

【发明内容】

【发明所要解决的课题】

但是，锂空气电池尽管具有较大的理论能量密度，但在实际的电池中，仅能实现比该理论能量密度小得多的能量密度。其主要原因在于，正极的放电生成物(Li₂O₂或Li₂O)会堵住多孔性正极(空气电极)的气孔，妨碍氧的供给。生成物所致的气孔闭塞在充电时会妨碍所生成的氧向外界的放出，还显示出了难以充分充电这样的妨碍效果。并且，在锂空气电池这样的金属空气电池还具有可靠性及处理上的困难。其原因在于，由于使用了外界与氧发生交换的空气电极，因而从机理上来说无法进行密封。

本发明是鉴于上述现状而进行的，其目的在于提供一种具有高理论电压、理论容量且能够反复进行充放电的电池。

【解决课题的手段】

本发明人对于具有高理论电压、理论容量、能够反复进行充放电的电池进行了各种研究，结果发现，在使用特定的碱金属化合物作为电池的正极活性物质、使用碱金属作为负极活性物质时，随着充放电，在正极碱金属在A₂O与A₂O₂(A为碱金属原子)之间发生变化，能够利用该反应来构成电池。该电池的理论容量大幅大于锂离子电池，并且能够进行不借助于氧分子的充放电，因而能够将电池密封，还不会发生上述锂空气电池之类的空气(氧)的供给妨碍的问题。进而，由于即使不使用稀有金属作为构成电池的材料也能够构成电池，因而从成本方面、环境适合性方面来看也是有利的。需要说明的是，在负极活性物质为含有选自由碱金属、锡、钛、硼、氮、硅以及碳组成的组中的至少一种而构成的物质时，也能够发挥出同样的效果。本发明人还发现新型电池具有这样的各种特征，从而完成了本发明。

即，本发明涉及一种电池，其为通过包含正极、负极以及电解质而构成的电池，其特征在于，

该正极含有正极活性物质，该正极活性物质包含下式(1)所表示的碱金属化合物而成，

A_xO_y(1)

(式中，A表示碱金属原子。x＝0.5～2.5、y＝0.5～2.5)；该负极含有负极活性物质，该负极活性物质包含选自由碱金属、锡、钛、硼、氮、硅以及碳组成的组中的至少一种而成；该电池中，正极、负极以及电解质被密封。

以下详述本发明。

需要说明的是，将2个以上的下述记载的本发明的各优选方式组合而成的方式也是本发明的优选方式。

本发明的电池通过包含正极、负极以及电解质而构成，该正极含有正极活性物质，该正极活性物质包含下式(1)所表示的碱金属化合物而成，

A_xO_y(1)

(式中，A表示碱金属原子。x＝0.5～2.5、y＝0.5～2.5)；该负极含有负极活性物质，该负极活性物质包含选自由碱金属、锡、钛、硼、氮、硅以及碳组成的组中的至少一种而成；该电池中，正极、负极以及电解质被密封。

本发明的电池中，通过使用含有包含特定碱金属化合物而成的正极活性物质的特定正极，能够进行不借助于氧分子的充放电，能够将电池中的电池单元(セル)密封，并且成本低、环境适合性高，可制成能够发挥出高电池性能的电池。