[发明专利]气体传感器

说明书

提供一种气体传感器，即便在被测定气体中含有属于腐蚀性气体的氟化物系气体的环境下，检测被测定气体中含有的检测对象气体的检测元件也能够不受氟化物系气体的腐蚀作用而维持检测性能，能够长期稳定地高精度对检测对象气体进行检测，耐久性优异。检测被测定气体中的特定的检测对象气体的气体传感器(1)中，具备：检测部(10)，包含检测检测对象气体的检测元件，以及吸附转化部(20)，在被测定气体向检测部(10)流下的气体流路的检测部(10)的上游侧，吸附被测定气体中含有的氟化物系气体；吸附转化部(20)从将碱性氢氧化物担载于不溶性载体的氢氧化物系吸附转化材料(21)和将强碱性阴离子交换基团担载于不溶性载体的离子交换系吸附转化材料(22)中选择。

技术领域

本发明涉及气体传感器，特别涉及能够应用于在被测定气体中含有属于腐蚀性气体的氟化物系气体的环境下的检测对象气体的检测、能够长期稳定地维持检测性能的气体传感器。

背景技术

气体传感器例如用于易燃气体、毒性气体检测等安全用途、搭载于混合动力汽车、电动汽车等的锂离子电池(以下有时称为“LIB”)以及搭载于燃料电池汽车的燃料电池的控制及维护、以及排气监测等车载用途、工业生产工序中的燃烧控制、化学反应监测等工业用途、大气监测等环境用途等，它的利用范围多种多样，另外，它的使用环境也包含多种状况。因此，存在被测定气体中含有腐蚀性高的气体的情况，若长时间暴露于这样的腐蚀性气体，则气体传感器的检测元件劣化，检测性能降低。

例如，利用于混合动力汽车以及电动汽车、移动电话、笔记本电脑、数码照相机等的电源、蓄电系统等用途的锂离子电池典型地由将锂氧化物等锂材料作为构成材料的正极、将碳材料等作为构成材料的负极以及电解液构成。电解液由电解质盐和有机溶剂构成，使用了与电极材料对应的各种化合物的组合。例如举出六氟磷酸锂(LiPF₆)、硼氟化锂(LiBF₄)等氟化物系盐与碳酸酯系的有机溶剂的混合物。有机溶剂是有可能引起起火、爆炸的易燃气体，另外，因为是在LIB的故障时等因LIB而产生的气体的主要成分，所以有机溶剂系气体成为气体传感器中的检测对象。因此，通过检测该有机溶剂系气体，能够检测LIB的故障以及故障的征兆，预防故障，并且有助于适当的维护、检查等。然而，在通过气体传感器检测该有机溶剂系气体时，在电解液中存在的氟化物系盐与水分反应，产生腐蚀性高的氟化氢(HF)等氟化物系气体，因此气体传感器也曝露于氟化物系气体。如上所述，由于氟化物系气体是腐蚀性气体，所以存在气体传感器的检测元件劣化，检测性能降低的问题。

另外，六氟化硫(SF₆)在气体变压器、气体断路器、气体绝缘开关装置等电力设备中作为绝缘体、灭弧介质使用。SF₆在常温常压下非常稳定，但因加热到700℃～900℃的非铸钢、铜而热分解，生成四氟化硫(SF₄)，SF₄与金属例如碱金属的氢氧化物等反应，生成金属硫化物和腐蚀性高的HF等氟化物。在常温附近不会与水反应，但在高温高压下与水反应，生成属于有毒气体的硫酰氟(SO₂F₂)等。并且，HF等氟化物系气体也在半导体制造过程中使用。因此，假定在气体传感器的使用环境下存在氟化物系气体的很多状况。