(57)【要約】【課題】電池放電容量の高容量化が容易なカーボン材料を含む空気極を有する金属空気電池を提供する。【解決手段】カーボン材料を含む空気極を有する金属空気電池であって、前記カーボン材料が粒度分布において、微粒側からの累積で５０質量％となる平均粒子径Ｄ５０が２．４μｍ以上７μｍ未満であるカーボン粉末からなる、前記電池。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
カーボン材料を含む空気極を有する金属空気電池であって、前記カーボン材料が粒度分布において、微粒側からの累積で５０質量％となる平均粒子径Ｄ５０が２．４μｍ以上７μｍ未満であるカーボン粉末からなる、前記電池。
【請求項２】
前記平均粒子径Ｄ５０が２〜６μｍの範囲であるカーボン粉末からなる、請求項１に記載の金属空気電池。
【請求項３】
前記カーボン材料が、解砕処理されている請求項１又は２に記載の金属空気電池。
【請求項４】
前記空気極が、触媒を含まないかあるいは触媒を含む請求項１〜３のいずれか１項に記載の金属空気電池。
【請求項５】
前記金属空気電池が空気極、電解質、セパレータ、負極、および空気孔を設けたセルを備え、前記電解質が、ゲルポリマー又は固体であるかイオン液体を含む請求項１〜４のいずれか１項に記載の金属空気電池。
【請求項６】
前記負極が、Ｌｉ金属製である請求項５に記載の金属空気電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属空気電池に関し、さらに詳しくは特定のカーボン材料を含む空気極を有することによって電池放電容量を高容量化し得る金属空気電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、放電できる電気容量が大きく小型化や軽量化が容易であり、外部からの酸素を用いるため資源的な制約が少なく環境負荷も従来のリチウム電池に比べて小さい金属空気電池が注目され、様々な研究が行われている。
この金属空気電池は、外部からの酸素を用いこれを正極活物質とする電池であり、主要な構成材として正極である空気極、負極、電解質、および空気孔を設けたセルを有するものである。
【０００３】
そして、このような金属空気電池として、カーボン材料を含む空気極を有する金属空気電池が知られている。しかし、通常入手し得るカーボン材料を含む空気極を有する金属空気電池は放電容量が低く、カーボン材料について様々な検討がなされている。
例えば、特許文献１には、集電体と積層された触媒層を有し酸素を正極活物質とする空気電池において、上記触媒層が正極活物質を吸着する炭素材料を含有し、炭素材料の単位重量当たりの比表面積が９００〜１６００ｍ２／ｇである空気電池が記載されており、平均粒径が８〜６０μｍ、特に１０〜５０μｍである炭素材料が好適であることが示されている。
【０００４】
特許文献２には、正極と負極との間に非水電解液を配置して構成されるリチウム空気電池において、前記正極に用いられるカーボンのＸ線回折測定においてシェラーの式より算出される結晶子径が１５Å以下であるリチウム空気電池が記載されており、Ｎ２吸着によるＢＥＴ法により求めた比表面積が７５０ｍ２／ｇ以上であり、水銀圧入法により求めた総細孔容積が４．０ｍｌ／ｇ以上５．５ｍｌ／ｇ以下であるカーボンが好適でありカーボンにおける細孔は、カーボンの一次粒子により形成され、電解液の電極への浸透に関する役割を担う細孔径２ｎｍ以上２００ｎｍ以下の一次孔と、空気の電極中における拡散のためのネットワークとなる細孔径２００ｎｍ以上２００μｍ以下の二次孔から形成されていることが示されている。しかし、前記のカーボンを得る具体的方法は開示されていない。
【０００５】
また、特許文献３には、負極／有機電解液／陽イオン交換膜／有機電解液あるいは水溶性電解液／陰イオン交換膜／水溶性電解液／空気極がこの順に設けられたリチウム２−空気電池が記載されており、空気極の具体例として触媒が担持された多孔質カーボンあるいは微細化カーボンが示されている。しかし、具体例で用いられた多孔質カーボンの詳細については開示されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−２６８８８８号公報
【特許文献２】特開２０１０−２１２１９８号公報
【特許文献３】特開２０１１−１３４６２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このように、従来の空気電池においては、空気極に用いるカーボン材料をどのようにして取得するか十分には開示されてなく、電池放電容量の高容量化を実現することが困難であった。
従って、本発明の目的は、電池放電容量の高容量化が可能なカーボン材料を含む空気極を有する金属空気電池を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、カーボン材料を含む空気極を有する金属空気電池であって、前記カーボン材料が粒度分布において、微粒側からの累積で５０質量％となる平均粒子径Ｄ５０が２．４μｍ以上７μｍ未満であるカーボン粉末からなる、前記電池に関する。
前記の粒度分布は、後述の実施例の欄に詳述する測定法により求められる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、電池放電容量の高容量化が可能なカーボン材料を含む空気極を有する金属空気電池を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の実施態様の金属空気電池および本発明の範囲外の金属空気電池の微粒側からの累積で５０質量％となる平均粒子径Ｄ５０と放電容量との関係を比較して示すグラフである。
【図２】図２は、本発明の実施態様の金属空気電池を得るための空気極（正極）を製造する工程を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
特に、本発明において、以下の実施態様を挙げることができる。
１）前記平均粒子径Ｄ５０が２〜６μｍの範囲であるカーボン粉末からなる前記金属空気電池。
２）前記カーボン材料が、解砕処理されている前記金属空気電池。
３）前記空気極が、触媒を含まないかあるいは触媒を含む前記金属空気電池。
４）前記金属空気電池が前記空気極、電解質、セパレータ、負極、および空気孔を設けたセルを備え、前記電解質が、ゲルポリマー又は固体であるかイオン液体を含む前記金属空気電池。
５）前記負極が、Ｌｉ金属製である前記金属空気電池。
【００１２】
本発明においては、粒度分布において微粒側からの累積で５０質量％となる平均粒子径Ｄ５０が２．４μｍ以上７μｍ未満であるカーボン粉末からなるカーボン材料を含む空気極を有する金属空気電池であることによって、電池放電容量を高容量化し得る金属空気電池を得ることができる。
【００１３】
本発明の実施態様の金属空気電池によれば、図１に示すように、前記平均粒子径Ｄ５０が２．４μｍ以上７μｍ未満であることによって、この範囲外のカーボン粉末からなるカーボン材料を含む空気極を有する金属空気電池に比べて高い放電容量を示すことが理解される。
前記平均粒子径Ｄ５０が２．４μｍ以上７μｍ未満であることによって金属空気電池が高い放電容量を示す理論的な解明は未だ十分にはなされていないが、粒度分布が特定の値以下になると放電反応場の最適な孔について、サイズが小さくなると、量的に減少して放電容量が低下し、サイズが大きくなると、今度は孔の中まで電解液等の浸透が難しくなり、有効利用できない反応場ができて放電容量に悪影響を及ぼす条件が緩和されることによると考えられる。
【００１４】
本発明の実施態様の金属空気電池は、例えば、図２に示す工程によって得られた空気極（正極）と、他の構成材、例えば負極、セパレータ、電解質、および空気孔が開いていて外部からの酸素導入を可能とする固定部材であるセル等を用いて製造し得る。
本発明における空気極は、前記のように粒度分布において微粒側からの累積で５０質量％となる平均粒子径Ｄ５０が２．４μｍ以上７μｍ未満、好適には２〜６μｍの範囲であるであるカーボン粉末からなるカーボン材料を含むものである。
前記正極は、通常、バインダーおよび触媒の少なくとも一方、好適にはバインダーを含有し得る。
本発明における空気極層のカーボン材料の割合は、好適には１０〜９９質量％、特に６０〜９０質量％の範囲であり得る。
【００１５】
前記のカーボン材料として、ケッチェンブラック、例えばＫＢ（KetjenEC-600JD）、アセチレンブラック、活性炭などが挙げられる。
本発明におけるカーボン材料は、前記の市販のカーボン材料を、振動式粉砕あるいは湿式粉砕により粒度調整を行った後、あるいは粒度調整と同時にせん断力により処理することによって得ることができる。前記の平均粒子径Ｄ５０は解砕処理時間によって調整し得る。前記の解砕処理時間は解砕処理条件によっても異なるが通常１５０分より大、例えば２００分より大、特に２００〜１０００分、その中でも２００〜５００分程度が好適であり得る。
【００１６】
前記の空気極におけるバインダーとしては、ＰＴＦＥ、ＰＶｄＦ、ＳＢＲなどのそれ自体周知の材料を挙げることができる。空気極におけるバインダーの割合はカーボン材料とバインダーと触媒（用いる場合）との合計量に対して好適には１〜４０質量％の範囲であり得る。
また、前記の触媒としては、例えばＭｎＯ２、ＣｅＯ２などの無機材料や、Ｃｏフタロシアニン、Ｆｅポルフィリンなどの有機材料、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｇなどの貴金属材料などが挙げられる。空気極における触媒の割合はカーボン材料とバインダー（用いる場合）と触媒との合計量に対して０〜５０質量％の範囲であり得る。
【００１７】
本発明における前記空気極は、空気極集電体、例えば多孔質構造体、例えばカーボンペーパー、カーボンクロス、金属メッシュなどや、非多孔質体、例えば金属箔に、前記のカーボン材料およびバインダー、必要であればさらに触媒を溶媒に混合した混合物を、ロールプレスにて圧延し、乾燥、切断した後、加熱真空乾燥することによって、あるいは溶媒に前記各成分を分散させたスラリーを塗工し、乾燥、切断することによって得ることができる。
前記の混合物あるいはスラリーを調製する際の溶媒としては、沸点が２００℃以下の有機化合物、例えばエタノール、アセトン、ＮＭＰなどを用い得る。
また、前記のスラリーを塗工する際には、ドクターブレード法、インクジェット法などを用い得る。
【００１８】
前記の負極は、負極材料種として金属を含有する負極活物質を有する負極層を備えたものであり得る。
前記負極材料種としては、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｍｇ、Ｃａ、Ａｌ、Ｚｎ、Ｆｅなど、エネルギー密度の高い電池が得られることから好適にはＬｉが挙げられる。
そして、Ｌｉの場合、Ｌｉ金属やＬｉ炭素質物、Ｌｉ酸化物、Ｌｉ硫化物、Ｌｉ窒化物などが挙げられる。
前記負極は、負極集電体、例えばＳＵＳ、Ｎｉなどの任意の金属箔を用いてそれ自体周知の技術によって調製し得る。
【００１９】
本発明におけるセパレータは電解質層を含むものであり得る。
前記のセパレータとしては、ポリオレフィン製セパレータ、例えばポリエチレン(ＰＥ）、ポリプロピレン(ＰＰ）、ＰＰ／ＰＥ／ＰＰ製の１層〜３層構造の多孔膜、樹脂不織布、ガラス繊維不織布等の不織布が挙げられる。
前記の電解質は、負極層および正極層の間で金属イオンの伝導を行うためのものである。この電解質としては、負極金属種に応じたイオン伝導性を示す材料であれば、液体、ゲル、ポリマー、無機固体を問わず任意の材料であり得る。特に、電解質が液体の場合は、有機溶媒とリチウム塩とを加えたものであり得る。
【００２０】
前記のリチウム塩としては、例えばＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４、ＬｉＣｌＯ４およびＬｉＡｓＦ６等の無機リチウム塩；およびＬｉＣＦ３ＳＯ３、ＬｉＮ（ＣＦ３ＳＯ２）２、ＬｉＮ（Ｃ２Ｆ５ＳＯ２）２、ＬｉＣ（ＣＦ３ＳＯ２）３等が挙げられる。
また、前記有機溶媒としては、特に酸素ラジカル耐性の高いものが副反応を抑制できるので好適である。前記有機溶媒として、例えばエチレンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）、ブチレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、スルホラン、アセトニトリル、１，２−ジメトキシメタン、１，３−ジメトキシプロパン、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフランおよびこれらの混合物等を挙げることができる。
【００２１】
前記ゲル状の電解質は、例えば空気極および負極を作製し、これらに溶剤と電解質塩とを含む電解液を塗布した後に溶剤を揮発させて形成し得る。
また、前記固体電解質としては、例えばリチウム二次電池の固体電解質材料として用いられ得る材料の粉末であれば限定されず、例えばＬｉ２Ｏ−Ｂ２Ｏ３−Ｐ２Ｏ５、Ｌｉ２Ｏ−ＳｉＯ２、Ｌｉ２Ｏ−Ｂ２Ｏ３、Ｌｉ２Ｏ−Ｂ２Ｏ３−ＺｎＯなどの固体酸化物系非晶質電解質粉末、Ｌｉ２Ｓ−ＳｉＳ２、ＬｉＩ−Ｌｉ２Ｓ−ＳｉＳ２、ｌｉＩ−ｌｉ２Ｓ−Ｐ２Ｓ５、ＬｉＩ−Ｌｉ２Ｓ−Ｂ２Ｓ３、Ｌｉ３ＰＯ４−Ｌｉ２Ｓ−Ｓｉ２Ｓ、Ｌｉ３ＰＯ４−Ｌｉ２Ｓ−ＳｉＳ２、ＬｉＰＯ４−Ｌｉ２Ｓ−ＳｉＳ、ＬｉＩ−Ｌｉ２Ｓ−Ｐ２Ｏ５、ＬｉＩ−Ｌｉ３ＰＯ４−Ｐ２Ｓ５、Ｌｉ３ＰＳ４、Ｌｉ２Ｓ−Ｐ２Ｓ５などの固体硫化物系非晶質電解質粉末、あるいはＬｉＩ、ＬｉＩ−Ａｌ２Ｏ３、Ｌｉ３Ｎ、Ｌｉ３Ｎ−ＬｉＩ−ＬｉＯＨ、Ｌｉ１．３Ａｌ０．３Ｔｉ０．７（ＰＯ４）３、Ｌｉ１＋ｘ＋ｙＡｘＴｉ２−ｘＳｉｙＰ３−ｙＯ１２（Ａ＝Ａｌ又はＧａ、０≦ｘ≦０．４、０＜ｙ≦０．６）、［（Ｂ１／２Ｌｉ１／２）１−ｚＣｚ］ＴｉＯ３（Ｂ＝Ｌａ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｃ＝Ｓｒ又はＢａ、０≦ｘ≦０．５）、Ｌｉ５Ｌａ３Ｔａ２Ｏ１２、Ｌｉ７Ｌａ３Ｚｒ２Ｏ１２、Ｌｉ６ＢａＬａ２Ｔａ２Ｏ１２、Ｌｉ３ＰＯ（４−３／２ｗ）Ｎｗ（ｗ＜１）、Ｌｉ３．６Ｓｉ０．６Ｐ０．４Ｏ４などの結晶質酸化物粉末や酸窒化物粉末など、好適には固体硫化物電解質粉末が挙げられる。
【００２２】
特に、前記電解質は、イオン液体を含むものであり得て、通常イオン液体とともにリチウム塩を含むものであり得る。
前記のリチウム塩としては、例えばＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４、ＬｉＣｌＯ４およびＬｉＡｓＦ６等の無機リチウム塩；およびＬｉＣＦ３ＳＯ３、ＬｉＮ（ＣＦ３ＳＯ２）２（リチウムビストリフルオロメタンスルフォニルアミド）、ＬｉＮ（Ｃ２Ｆ５ＳＯ２）２、ＬｉＣ（ＣＦ３ＳＯ２）３等が挙げられる。
また、前記イオン液体としては、カチオンとアニオンとを組み合わせたイオン分子のみから成る物質であり、且つ、常温（１５℃〜２５℃）において液体である物質が挙げられる。
【００２３】
前記イオン液体のカチオン種としては、２−エチルイミダゾリウム、３−プロピルイミダゾリウム、１−エチル−３−メチルイミダゾリウム、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム、１，３−ジメチルイミダゾリウム等のイミダゾリウム；ジエチルメチルアンモニウム、テトラブチルアンモニウム、シクロヘキシルトリメチルアンモニウム、メチルトリ−ｎ−オクチルアンモニウム、トリエチル(２−メトキシエトキシメチル)アンモニウム、ベンジルジメチルテトラデシルアンモニウム、ベンジルトリメチルアンモニウム等のアンモニウム；その他にもアルキルピリジニウム、ジアルキルピロリジニウム、テトラアルキルフォスフォニウム、トリアルキルスルフォニウム、Ｎ，Ｎ−ジメチル−Ｎ−メチル−Ｎ−（２−メトキシエチル）アンモニウム等が挙げられる。
【００２４】
前記イオン液体のアニオン種としては、Ｃｌ−、Ｂｒ−、Ｉ−などのハロゲン化物アニオン；ＢＦ４−、Ｂ（ＣＮ）４−、Ｂ（Ｃ２Ｏ４）２−等のホウ素化物アニオン；（ＣＮ）２Ｎ−、［Ｎ（ＣＦ３）２］−、［Ｎ（ＳＯ２ＣＦ３）２］−等のアミドアニオン又はイミドアニオン；ＲＳＯ３−（以下、Ｒは脂肪族炭化水素基又は芳香族炭化水素基を指す）、ＲＳＯ４−、ＲｆＳＯ３−（以下、Ｒｆは含フッ素ハロゲン化炭化水素基を指す）、ＲｆＳＯ４−等のスルフェートアニオン又はスルフォネートアニオン；Ｒｆ２Ｐ（Ｏ）Ｏ−、ＰＦ６−、Ｒｆ３ＰＦ３−等のリン酸アニオン；ＳｂＦ６等のアンチモンアニオン；その他、ラクテート、硝酸イオン、トリフルオロアセテート、ビス(トリフルオロメチルスルホニル)アミド等が挙げられる。
前記イオン液体として、Ｎ，Ｎ−ジメチル−Ｎ−メチル−Ｎ−（２−メトキシエチル）アンモニウムビス(トリフルオロメチルスルホニル)アミドが好適に挙げられる。
【００２５】
本発明の金属空気電池は、通常最外層の空気極の外側に酸素拡散層、その外側に空気孔を有する固定部材であるセルが備えられて構成されている。
前記酸素拡散層は、外部から空気孔を通じて取り込まれた酸素を空気極に拡散させる機能を有するもので、例えば酸素透過膜から構成され得る。
前記酸素透過膜として、空孔率が５％以上６０％以下にするのが好ましい。空孔率が５％より小さい場合、酸素分子が拡散することができる細孔空間が不十分となり、酸素の透過速度が著しく低下してしまう。空孔率が６０％より大きい場合、膜の強度が著しく低下してしまう。より最適な空孔率の範囲は、８％以上５０％以下であり得る。
【００２６】
前記酸素拡散層は、高分子材料、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ−４−メチル−１−ペンテン、ポリ−３−メチル−１−ブテン、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ナイロン６、ナイロン６６、ポリカーボネート、ポリビニルアルコール、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイド、ポリテトラフルオロエチレン、セルロース、酢酸セルロース、ポリイミドなど、好適にはポリテトラフルオロエチレンから形成され得る。
【００２７】
前記の酸素孔は、通常直径０．１〜３ｍｍの範囲、好適には０．３〜１ｍｍの範囲、例えば直径０．５ｍｍの貫通孔を可能な限り多い複数個、例えば５〜１０個程度の貫通孔をセルに設けられ得る。
【００２８】
また、本発明の実施態様の金属空気電池において、最外層の空気極に接続された空気端子と、最外層の負極に接続された負極端子が、それぞれ電池の外装構造体の外部に突出され得る。
また、本発明の実施態様の金属空気電池は、前記の酸素極および空気孔を有するセルの各部材を熱融着又は接着剤、例えば熱硬化型接着剤、例えばエポキシ接着剤や熱可塑型接着剤、例えばポリアミド系接着剤などを用いて積層し、組立てて作製し得るものであるが、さらに外部からの水分の導入を阻止するためにイットリア部分安定化ジルコニアなどの固体電解質あるいは撥水膜が搭載されていてもよい。
また、本発明の金属空気電池において、導入される酸素は乾燥された空気中の酸素であってもよいが好適には純酸素であり得る。
【実施例】
【００２９】
以下、本発明の実施例を示す。
以下の実施例は単に説明するためのものであり、本発明を限定するものではない。
なお、以下に示す測定法は例示であって、当業者が同等と考える測定法も同様に用い得る。
以下の各例において、カーボン材料について粒度分布をレーザー回折散乱法により測定し、得られた粒度分布における微粒側からの累積で５０質量％となる平均粒子径Ｄ５０を求めた。
また、カーボン材料について既知の条件でＮ２吸着法（−１９６℃）によりＢＥＴ比表面積の測定を行った。
また、空気電池の充放電試験は下記の試験装置を用いて行った。
充放電試験の試験装置：マルチチャンネルポテンショスタット／ガルバノスタットＶＭＰ３（Bio-Logic社製）
【００３０】
実施例１
下記の構成材料を用い、下記の工程で、金属空気電池の作製および評価を行った。
１−１−１  空気極
図２に示す工程により、カーボン材料として粒度分布Ｄ５０が２．４μｍの活性炭（解砕条件：ボールミル（ボール：アルミナ５ｍｍφ）を用い、せん断力による解砕時間：３００分、ＢＥＴ比表面積１８７２ｍ２／ｇ）９０質量％とＰＴＦＥ（ダイキン社）１０質量％と適量のエタノールとを混合し、ツィンローラーで圧延して膜を形成し、乾燥、切断、加熱真空乾燥して空気極を形成した。その後、ＳＵＳ３０４製メッシュ（ニコラ社製）を集電体として貼付した。
１−１−２  電解質材料
イオン液体としてのＮ，Ｎ−ジメチル−Ｎ−メチル−Ｎ−（２−メトキシエチル）アンモニウムビス(トリフルオロメチルスルホニル)アミド（ＤＥＭＥＴＦＳＡ、関東化学社）に、電解質としてのＬｉＮ（ＣＦ３ＳＯ２）２（リチウムビストリフルオロメタンスルフォニルアミド）（ＬｉＴＦＳＡ、キシダ化学社）を０．３５ｍｏｌ／ｋｇの濃度となるように、Ａｒ雰囲気下で、一晩攪拌混合して溶解させて、電解質材料を得た。
【００３１】
１−１−３  金属空気電池の作製
セパレータとして不織布又はポリエチレン等の多孔膜を、負極として金属Ｌｉ（本城金属社）を集電体としてのＳＵＳ３０４製板に貼付し、空気孔が開いていて外部から酸素を導入できるセルを用いて金属空気電池を作製した。
１−１−４  金属空気電池の評価
ガス置換コック付ガラスデシケーター（５００ｍＬ）を用いて、ガスとして空気又は純酸素を用いて、下記の条件で放電特性評価を行った。
１）放電電流密度：０．２ｍＡ／ｃｍ２
２）雰囲気温度、セル圧力
６０℃（試験開始前に恒温槽にて３時間安置）、Ｏ２１気圧
得られた結果を他の結果とまとめて図１に示す。
【００３２】
実施例２
カーボン材料として粒度分布Ｄ５０が２．４μｍの活性炭（せん断力による解砕時間：３００分、株式会社キャタラー社、ＢＥＴ比表面積１８７２ｍ２／ｇ）に代えて粒度分布Ｄ５０が４．５μｍの活性炭（せん断力による解砕時間：２００分、ＢＥＴ比表面積１６４７ｍ２／ｇ）を用いた他は実施例１と同様にして、金属空気電池を作製し、放電特性評価を行った。
得られた結果を他の結果とまとめて図１に示す。
【００３３】
比較例１
カーボン材料として粒度分布Ｄ５０が２．４μｍの活性炭（せん断力による解砕時間：３００分、ＢＥＴ比表面積１８７２ｍ２／ｇ）に代えて粒度分布Ｄ５０が７．０μｍの活性炭（せん断力による解砕時間：１５０分、ＢＥＴ比表面積１９５８ｍ２／ｇ）を用いた他は実施例１と同様にして、金属空気電池を作製し、放電特性評価を行った。
得られた結果を他の結果とまとめて図１に示す。
【００３４】
比較例２
カーボン材料として粒度分布Ｄ５０が２．４μｍの活性炭（せん断力による解砕時間：３００分、ＢＥＴ比表面積１８７２ｍ２／ｇ）に代えて粒度分布Ｄ５０が１７．５μｍの活性炭（せん断力による解砕時間：５０分、ＢＥＴ比表面積２０３７ｍ２／ｇ）を用いた他は実施例１と同様にして、金属空気電池を作製し、放電特性評価を行った。
得られた結果を他の結果とまとめて図１に示す。
【００３５】
比較例３
カーボン材料として粒度分布Ｄ５０が２．４μｍの活性炭（せん断力による解砕時間：３００分、ＢＥＴ比表面積１８７２ｍ２／ｇ）に代えて粒度分布Ｄ５０が１６．９μｍの活性炭（せん断力による解砕なし、クレハ株式会社製、ＢＥＴ比表面積１３３９ｍ２／ｇ）を用いた他は実施例１と同様にして、金属空気電池を作製し、放電特性評価を行った。
得られた結果を他の結果とまとめて図１に示す。
【００３６】
図１から、粒度分布において微粒側からの累積で５０質量％となる平均粒子径Ｄ５０が２．４μｍ以上７μｍ未満であるカーボン粉末を含む空気極を有することによって、せん断力による解砕処理されないあるいは解砕処理されていても前記平均粒子径Ｄ５０が前記範囲外のカーボン粉末を含む空気極を有する場合に比較して、高い放電容量を示す金属空気電池が得られたことを示している。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明によって、電池放電容量の高容量化が可能なカーボン材料を含む空気極を有する金属空気電池を得ることができる。
【図１】
2014032795.tif 000002
【図２】
2014032795.tif 000003