[发明专利]包含层状双氢氧化物的功能层及复合材料

说明书

本发明提供一种强度得到提高的含有层状双氢氧化物的功能层、以及包含该功能层的复合材料。本发明的功能层包含层状双氢氧化物，平均气孔率为1～40％，且平均气孔径为100nm以下。

技术领域

本发明涉及包含层状双氢氧化物的功能层及复合材料。

背景技术

层状双氢氧化物(以下、也称为LDH)是在堆积的氢氧化物基本层之间具有作为中间层的能够交换的阴离子以及H₂O的物质，有效利用其特征，作为催化剂、吸附剂、以及用于提高耐热性的高分子中的分散剂等加以利用。

另外，LDH也作为传导氢氧化物离子的材料受到关注，还在研究将其添加到碱性燃料电池的电解质、锌空气电池的催化剂层中。特别是近年来，还提出了将LDH用作镍锌二次电池、锌空气二次电池等碱性二次电池用的固体电解质隔板，且已知具备适合于该隔板用途的含有LDH的功能层的复合材料。例如，专利文献1(国际公开第2015/098610号)中公开一种复合材料，其具备多孔质基材、和形成在多孔质基材上和/或多孔质基材中的不具有透水性的含有LDH的功能层，并记载：含有LDH的功能层包含由通式：M²⁺_1-xM³⁺_x(OH)₂A^n-_x/n·mH₂O(式中，M²⁺为Mg²⁺等2价的阳离子，M³⁺为Al³⁺等3价的阳离子，A^n-为OH^-、CO₃^2-等n价的阴离子，n为1以上的整数，x为0.1～0.4，m为0以上)表示的LDH。专利文献1中公开的含有LDH的功能层致密化到不具有透水性的程度，因此，在用作隔板的情况下，能够阻止构成碱性锌二次电池的实用化壁垒的锌枝晶发展、以及二氧化碳从锌空气电池中的空气极侵入。

此外，专利文献2(国际公开第2016/076047号)中公开一种隔板结构体，其具备与多孔质基材复合化的LDH隔板，并公开LDH隔板具备具有气体不透过性和/或水不透过性程度的高致密性。该文献中还记载：LDH隔板能够具有按每单位面积的He透过率计评价为10cm/min·atm以下的高致密性。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2015/098610号

专利文献2：国际公开第2016/076047号

发明内容

最近，本发明的发明人得到如下见解，即，通过使含有LDH的功能层的平均气孔率为1～40％、且使其平均气孔径为100nm以下，能够维持功能层的高致密性，且提高功能层的强度，特别是，能够抑制在干燥收缩时产生裂纹，从而维持致密性。

因此，本发明的目的在于，提供一种强度得到提高的含有LDH的功能层、以及包含该功能层的复合材料。

根据本发明的一个方案，提供一种功能层，其是包含层状双氢氧化物的功能层，其中，平均气孔率为1～40％，且平均气孔径为100nm以下。

根据本发明的另一方案，提供一种复合材料，其中，所述复合材料包括：多孔质基材；和所述功能层，该功能层设置在所述多孔质基材上、且/或嵌入于所述多孔质基材中。

根据本发明的另一方案，提供一种电池，作为该电池的隔板，包括所述功能层或所述复合材料。

附图说明

图1是表示本发明的含有LDH的复合材料的一个方案的剖视简图。

图2A是例1(比较)中制作的功能层的某一视野中的截面FE-SEM图像。

图2B是例1(比较)中制作的功能层的另一视野中的截面FE-SEM图像。