含有镁的电极及其制造方法、以及电化学设备技术

提供一种通过镀敷法制造含有镁的电极的方法。在本发明专利技术的制造方法中，用于镀敷法的镀敷液包含由含醚构成的溶剂，在该溶剂中，包含具有由通式(R3Si)2N所示的二硅氨基结构(式中，R为碳原子数1以上且10以下的烃基)的第一镁盐、以及不具有二硅氨基结构的第二镁盐。以及不具有二硅氨基结构的第二镁盐。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】含有镁的电极及其制造方法、以及电化学设备


[0001]本专利技术涉及一种含有镁的电极及其制造方法、以及电化学设备。

技术介绍

[0002]作为电化学设备，具有电容器、空气电池、燃料电池以及二次电池等，被应用于各种用途。由于这样的电化学设备能够向外部提供电能而有用处。
[0003]以例如镁电池为代表的电化学设备的电极具有含有镁的电极作为其负极(在以下中，将这样的电极简称为“镁电极”，将应用镁电极的电化学设备也称为“镁电极系的电化学设备”)。与锂相比，镁的资源丰富且价格非常廉价。另外，镁通过氧化还原反应能够提供的每单位体积的电量通常较大，在将其用于电化学设备的情况下的安全性也较高。因此，镁电池被作为替代锂离子电池的下一代的二次电池备受关注。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1：日本特表2012
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531725号公报

技术实现思路

[0007]专利技术所要解决的技术问题
[0008]在使镁电池实用化时所假设的负极的厚度为微米级(例如约20μm)，具有“箔”的形态。然而，镁并不适于如铝、金等那样通过压延而以箔形态获得。这是由于虽然铝、金等金属箔易于通过压延来进行制作，但镁则由于其塑性等金属特性而需要反复数次进行压延。即，如果通过压延来制作微米级厚度的镁箔，则会使其价格极其高而变得不实用。
[0009]作为用于制造镁箔的一个手段，考虑有镀敷。然而，针对能够通过镀敷实用性地制造镁箔来作为镁电池等电化学设备的电极的研究可以说并不充分。
[0010]本专利技术是鉴于上述的问题而作出的。即，本专利技术的主要目的在于，提供一种有助于更实用性的制造电化学设备所应用的电极的镀敷技术。
[0011]用于解决问题的技术方案
[0012]本专利技术人尝试通过朝向全新的方向进行处理来解决上述问题，而并不是对应于现有技术的延展来进行处理。其结果，完成实现了上述主要目的的电极的专利技术。
[0013]本专利技术提供一种电化学设备用的镁电极的制造方法，是制造用于电化学设备的含有镁的电极的方法，
[0014]含有镁的电极通过镀敷法制作而成，
[0015]用于镀敷法的镀敷液包含溶剂，所述溶剂含有醚而构成，在该溶剂中，包含具有由通式(R3Si)2N所示的二硅氨基(disilazide)结构(式中，R为碳原子数1以上且10以下的烃基)的第一镁盐、以及不具有二硅氨基结构的第二镁盐。
[0016]专利技术效果
[0017]在本专利技术中，可以在更实用性的方面上得到用于电化学设备的“含有镁的电极”。
[0018]更具体而言，在本专利技术中，通过镀敷能够得到使镁变得更“密”的金属箔。即，能够通过镀敷处理得到镁的填充密度更高的镁电极。
[0019]此外，本说明书中所记载的效果仅仅为例示而并不受到限定，并且也可以具有附加的效果。
附图说明
[0020]图1是本专利技术的一实施方式的镁电极系的电化学设备(尤其为电池)的概念图。
[0021]图2是用作本专利技术的一实施方式的镁二次电池(圆筒型的镁二次电池)的示意性剖视图。
[0022]图3是用作本专利技术的一实施方式的镁二次电池(平板型的层压膜型镁二次电池)的示意性立体图。
[0023]图4是在本专利技术的一实施方式中用作电容器的电化学设备的示意性剖视图。
[0024]图5是在本专利技术的一实施方式中用作空气电池的电化学设备的示意性剖视图。
[0025]图6是在本专利技术的一实施方式中用作燃料电池的电化学设备的示意性剖视图。
[0026]图7是表示将用作本专利技术的一实施方式的镁二次电池应用于电池包的情况下的电路结构例的框图。
[0027]图8A、图8B和图8C是分别表示作为本专利技术的一实施方式的应用了镁二次电池的电动车辆、蓄电系统以及电动工具的结构的框图。
[0028]图9是在本说明书的[实施例]中的实施例1所观察到的沉淀Mg的SEM图像(图9(a)：倍率5万倍、图9(b)：倍率1万倍)。
[0029]图10是在本说明书的[实施例]中的实施例2所观察到的沉淀Mg的SEM图像(图10(a)：倍率10万倍、图10(b)：倍率1万倍)。
[0030]图11是在本说明书的[实施例]中的比较例1所观察到的沉淀Mg的SEM图像(图11(a)：倍率5万倍、图11(b)：倍率1万倍)。
[0031]图12是示意性地表示由本说明书的[镁电极系的电化学设备的验证试验]所制成的电池的展开图。
[0032]图13是表示由本说明书的[镁电极系的电化学设备的验证试验]所得到的结果的曲线图(放电曲线)。
具体实施方式
[0033]以下，详细地说明本专利技术的“电化学设备用的含有镁的电极的制造方法”、“含有镁的电极”以及“电化学设备”。根据需要参照附图来进行说明，但图示的内容仅仅是用于本专利技术的理解而示意性且例示地表示的内容，外观、尺寸比等可以与实物不同。
[0034]在本专利技术中，“电化学设备”在广义上是指可以利用电化学的反应来提供能量的设备的意思，在狭义上是指具有一对电极和电解质，尤其是伴随着离子的移动来实现充电和放电的设备的意思。虽然仅仅为例示，但作为电化学设备，除了二次电池以外，还可列举出电容器、空气电池和燃料电池等。
[0035][电化学设备用的含有镁的电极的制造方法][0036]本专利技术是用于制造电化学设备用的含有镁的电极的方法。即，在本专利技术中制造的
电极是用于能够利用电化学的反应来提供能量的设备的电极。
[0037]在后面也进行了说明，优选电化学设备的负极为含有镁的电极，另一方面，正极为硫电极。即，在某个优选的一方式中，通过本专利技术制造的电极成为用于镁(Mg)
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硫(S)电池的电极(负极)。
[0038]在此，本说明书中所使用的“含有镁的电极”是指，具有作为活性成分(即，活性物质)的镁(Mg)的电极。即，含有镁的电极是指，例如含有镁金属或者镁合金而构成的电极，尤其是指这样的负极。如上所述，在本说明书中“含有镁的电极”也简称为镁电极。所述镁电极也可以包含镁金属或者镁合金以外的成分，但在某个优选的一方式中成为具有镁的金属箔而成的电极(例如，具有纯度90％以上，优选为纯度95％以上，进一步优选为纯度98％以上的镁金属箔的电极)。
[0039]在本专利技术的制造方法中，利用镀敷法来制作含有镁的电极。尤其在本专利技术中进行的镀敷法为湿式镀敷法，应用了镀敷液。即，使用镀敷液，在该镀敷液中利用氧化/还原反应来制作镁电极。
[0040]在本专利技术的制造方法中所使用的镀敷液至少包含溶剂和镁盐而构成。更具体而言，镀敷液包含镁盐和用于溶解该盐的醚系溶剂而构成。
[0041]作为醚系溶剂，可以考虑四氢呋喃等环状醚、分子具有直链状结构的直链醚等醚。
[0042]在一个优选的方式中，使溶剂为直链醚，在所述直链醚中溶解镁盐。明确而言，在本专利技术的制造方法中所使用的镀敷液的溶剂优选为直链醚本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电化学设备用的镁电极的制造方法，是制造用于电化学设备的含有镁的电极的方法，所述含有镁的电极通过镀敷法制作而成，用于所述镀敷法的镀敷液包含溶剂，所述溶剂含有醚而构成，在该溶剂中，包含第一镁盐以及第二镁盐，所述第一镁盐具有由通式(R3Si)2N所示的二硅氨基结构，所述第二镁盐不具有该二硅氨基结构，式(R3Si)2N中，R为碳原子数1以上且10以下的烃基。2.根据权利要求1所述的电化学设备用的镁电极的制造方法，其中，所述第二镁盐由至少两种盐构成。3.根据权利要求1或2所述的电化学设备用的镁电极的制造方法，其中，作为所述两种的所述第二镁盐，包含卤素金属盐和亚胺金属盐。4.根据权利要求1～3中任一项所述的电化学设备用的镁电极的制造方法，其中，所述二硅氨基结构中的所述R为碳原子数1以上且10以下的脂肪族烃基。5.根据权利要求1～4中任一项所述的电化学设备用的镁电极的制造方法，其中，所述二硅氨基结构中的所述R为碳原子数1以上且4以下的低级烷基。6.根据权利要求1～5中任一项所述的电化学设备用的镁电极的制造方法，其中，所述第一镁盐为双(六甲基二硅氨基)镁。7.根据从属于权利要求3的权利要求4～6中任一项所述的电化学设备用的镁电极的制造方法，其中，所述卤素金属盐为氯化镁。8.根据从属于权利要求3的权利要求4～7中任一项所述的电化学设备用的镁电极的制造方法，其中，所述亚胺金属盐为全氟烷基磺酰亚胺的镁盐。9.根据从属于权利要求2的权利要求3～8中任一项所述的电化学设备用的镁电极的制造方法，其中，作为所述两种的所述镁盐，包含氯化镁和双(三氟甲磺酰基)亚胺镁。10.根据权利要求1～9中任一项所述的电化学设备用的镁电极的制造方法，其中，所述醚为...

【专利技术属性】
技术研发人员：松本隆平，中山有理，川崎秀树，
申请(专利权)人：株式会社村田制作所，
类型：发明
国别省市：