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公開番号2025100025
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-03
出願番号2023217103
出願日2023-12-22
発明の名称固体電解質、金属空気電池、及び、固体電解質の製造方法
出願人石川県,ニッコー株式会社
代理人個人
主分類H01B 1/06 20060101AFI20250626BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】安定性及び蓄電性能の高い二次電池を提供する。
【解決手段】固体電解質は、バナジウム元素、バリウム元素及び元素M(元素Mは、Fe、Li、Na、Mg、Al及びZnより選ばれる少なくとも1種である)を構成元素の一部とする非晶質体を含む。具体的には、前記非晶質体は、20BaO・(10+x)Fe₂O₃・(70-x)V₂O₅(xは4以上19以下)、20BaO・(10+x)Li₂O・(70-x)V₂O₅(xは4以上19以下)、20BaO・(10+x)Na₂O・(70-x)V₂O₅(xは4以上19以下)、20BaO・(10+x)MgO・(70-x)V₂O₅(xは4以上19以下)、20BaO・(10+x)Al₂O₃・(70-x)V₂O₅(xは4以上19以下)、又は、20BaO・(10+x)ZnO・(70-x)V₂O₅(xは4以上19以下)である。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
バナジウム元素、バリウム元素及び元素Ｍ（元素Ｍは、Ｆｅ、Ｌｉ、Ｎａ、Ｍｇ、Ａｌ及びＺｎより選ばれる少なくとも１種である）を構成元素の一部とする非晶質体を含む固体電解質。
続きを表示（約 880 文字）【請求項２】
前記非晶質体は、バナジン酸塩ガラスであり、
前記元素Ｍは、前記非晶質体内でイオン伝導体となるよう構成されている
請求項１に記載の固体電解質。
【請求項３】
前記バナジン酸塩ガラスは、２０ＢａＯ・（１０＋ｘ）Ｆｅ
２
Ｏ
３
・（７０－ｘ）Ｖ
２
Ｏ
５
（ｘは４以上１９以下）、２０ＢａＯ・（１０＋ｘ）Ｌｉ
２
Ｏ・（７０－ｘ）Ｖ
２
Ｏ
５
（ｘは４以上１９以下）、２０ＢａＯ・（１０＋ｘ）Ｎａ
２
Ｏ・（７０－ｘ）Ｖ
２
Ｏ
５
（ｘは４以上１９以下）、２０ＢａＯ・（１０＋ｘ）ＭｇＯ・（７０－ｘ）Ｖ
２
Ｏ
５
（ｘは４以上１９以下）、２０ＢａＯ・（１０＋ｘ）Ａｌ
２
Ｏ
３
・（７０－ｘ）Ｖ
２
Ｏ
５
（ｘは４以上１９以下）、又は、２０ＢａＯ・（１０＋ｘ）ＺｎＯ・（７０－ｘ）Ｖ
２
Ｏ
５
（ｘは４以上１９以下）である
請求項２に記載の固体電解質。
【請求項４】
前記バナジン酸塩ガラスは、バナジウム元素、バリウム元素及び前記元素Ｍを含有する原料組成物を８２０℃以上の温度で１時間以上熱処理されたものである
請求項３に記載の固体電解質。
【請求項５】
ポリアクリル酸
をさらに含む請求項１に記載の固体電解質。
【請求項６】
請求項１又は請求項５に記載の固体電解質を有する金属空気電池。
【請求項７】
酸化バナジウム、炭酸バリウム及び金属酸化物が含まれた複数の原料組成物を所定の比率で混合する工程と、
混合された前記原料組成物を、８２０℃以上の温度で熱処理する工程と
を有する固体電解質の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体電解質、金属空気電池、及び、その製造方法に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１には、Ｌｉ
２
Ｏ、ＳｉＯ
２
、ＴｉＯ
２
、Ｐ
２
Ｏ
５
、ＢａＯ、Ｃｓ
２
Ｏ、Ｖ
２
Ｏ
５
を含む材料を混合する段階と、前記混合された材料を溶融する段階と、前記溶融された材料を常温で急冷し、予熱されたプレートで溶融された材料を圧縮して電解質ガラスに制作する段階と、前記電解質ガラスを昇温して５００～６００℃で応力を除去する段階と、前記電解質ガラスを昇温して前記応力を除去する段階より高い温度範囲で加熱して結晶化する段階と、電解質ガラスを研磨して厚さを精密に調節する段階を含むことを特徴とする、リチウム二次電池用固体電解質組成物の製造方法が開示されている。
【０００３】
また、特許文献２には、バナジウム、バリウム、鉄を含む酸化物系ガラス組成物であって、その室温における電気伝導度が１０
-4
～１０
-1
Ｓ・ｃｍ
-1
であることを特徴とするバナジン酸塩ガラスが開示されている。
【０００４】
また、特許文献３には、酸素を活物質とする空気電池の空気極に用いられる空気極用触媒であって、酸化バナジウムを主成分とする、バナジン酸塩ガラスを含むことを特徴とする空気極用触媒が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特表２０１７－５１０９３６号公報
特開２００３－０３４５４８号公報
特開２０１９－０１２６８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、安定性及び蓄電性能の高い二次電池を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る固体電解質は、バナジウム元素、バリウム元素及び元素Ｍ（元素Ｍは、Ｆｅ、Ｌｉ、Ｎａ、Ｍｇ、Ａｌ及びＺｎより選ばれる少なくとも１種である）を構成元素の一部とする非晶質体を含む。
【０００８】
好適には、前記非晶質体は、バナジン酸塩ガラスであり、前記元素Ｍは、前記非晶質体内でイオン伝導体となるよう構成されている。
【０００９】
好適には、前記バナジン酸塩ガラスは、２０ＢａＯ・（１０＋ｘ）Ｆｅ
２
Ｏ
３
・（７０－ｘ）Ｖ
２
Ｏ
５
（ｘは４以上１９以下）、２０ＢａＯ・（１０＋ｘ）Ｌｉ
２
Ｏ・（７０－ｘ）Ｖ
２
Ｏ
５
（ｘは４以上１９以下）、２０ＢａＯ・（１０＋ｘ）Ｎａ
２
Ｏ・（７０－ｘ）Ｖ
２
Ｏ
５
（ｘは４以上１９以下）、２０ＢａＯ・（１０＋ｘ）ＭｇＯ・（７０－ｘ）Ｖ
２
Ｏ
５
（ｘは４以上１９以下）、２０ＢａＯ・（１０＋ｘ）Ａｌ
２
Ｏ
３
・（７０－ｘ）Ｖ
２
Ｏ
５
（ｘは４以上１９以下）、又は、２０ＢａＯ・（１０＋ｘ）ＺｎＯ・（７０－ｘ）Ｖ
２
Ｏ
５
（ｘは４以上１９以下）である。
【００１０】
好適には、前記バナジン酸塩ガラスは、バナジウム元素、バリウム元素及び前記元素Ｍを含有する原料組成物を８２０℃以上の温度で１時間以上熱処理されたものである。
（【００１１】以降は省略されています）

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