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JP7779293B2 - Positive electrode active material for fluoride ion battery, and fluoride ion battery - Google Patents
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JP7779293B2 - Positive electrode active material for fluoride ion battery, and fluoride ion battery - Google Patents

Positive electrode active material for fluoride ion battery, and fluoride ion battery

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JP7779293B2 JP2023079645A JP2023079645A JP7779293B2 JP 7779293 B2 JP7779293 B2 JP 7779293B2 JP 2023079645 A JP2023079645 A JP 2023079645A JP 2023079645 A JP2023079645 A JP 2023079645A JP 7779293 B2 JP7779293 B2 JP 7779293B2
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Description

本開示は、フッ化物イオン電池用正極活物質、及びフッ化物イオン電池に関する。 This disclosure relates to positive electrode active materials for fluoride ion batteries and fluoride ion batteries.

特許文献1は、フッ化物イオン電池に用いられる正極活物質であって、Pb2-xCu1+x(0≦x<2)で表される組成を有する第一活物質と、Bi元素及びF元素を含有する第二活物質とを有する、正極活物質、を開示している。 Patent Document 1 discloses a positive electrode active material for use in a fluoride ion battery, which comprises a first active material having a composition represented by Pb 2-x Cu 1+x F 6 (0≦x<2) and a second active material containing Bi and F elements.

特開2019-200852号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2019-200852

フッ化物イオン電池の容量、特に貴な電位領域における容量を増大することが求められている。 There is a demand for increasing the capacity of fluoride-ion batteries, especially in the noble potential region.

特許文献1のフッ化物イオン電池は、放電電圧が0.6V付近で2サイクル以上にわたって可逆に使用できる容量が150mAh/g程度である。 The fluoride ion battery described in Patent Document 1 has a capacity of approximately 150 mAh/g, which can be reversibly used for two or more cycles at a discharge voltage of around 0.6 V.

本開示は、容量、特に貴な電位領域における容量が大きいフッ化物イオン電池用正極活物質、及びそのような正極活物質を含むフッ化物イオン電池を提供することを目的とする。 The present disclosure aims to provide a positive electrode active material for a fluoride ion battery that has a high capacity, particularly in the noble potential region, and a fluoride ion battery that includes such a positive electrode active material.

本件開示者等は、以下の手段により上記課題を解決することができることを見出した。
〈態様1〉
炭化カルシウムである、フッ化物イオン電池用正極活物質。
〈態様2〉
Cukα線を用いたX線回折測定で、27.9°±0.5°、32.3°±0.5°、37.4°±0.5°、46.1°±0.5°、54.1°±0.5°にピークを有する、態様1に記載の正極活物質。
〈態様3〉
態様1又は2に記載の正極活物質を含む、正極合材。
〈態様4〉
正極活物質層を有し、かつ
前記正極活物質層が態様3に記載の正極合材を含有している、
フッ化物イオン電池。
The present inventors have found that the above problems can be solved by the following means.
<Aspect 1>
Calcium carbide, a positive electrode active material for fluoride-ion batteries.
<Aspect 2>
2. The positive electrode active material according to claim 1, wherein the positive electrode active material has peaks at 27.9°±0.5°, 32.3°±0.5°, 37.4°±0.5°, 46.1°±0.5°, and 54.1°±0.5° in X-ray diffraction measurement using Cuka radiation.
<Aspect 3>
A positive electrode mixture comprising the positive electrode active material according to aspect 1 or 2.
<Aspect 4>
A positive electrode active material layer is provided, and the positive electrode active material layer contains the positive electrode mixture according to aspect 3.
Fluoride-ion battery.

本開示によれば、容量、特に貴な電位領域における容量が大きいフッ化物イオン電池用正極活物質、及びそのような正極活物質を含むフッ化物イオン電池を提供することができる。 The present disclosure provides a positive electrode active material for a fluoride ion battery that has a large capacity, particularly in the noble potential region, and a fluoride ion battery that includes such a positive electrode active material.

図1は、炭化カルシウムに対するXRD測定の結果を示すグラフである。FIG. 1 is a graph showing the results of XRD measurements on calcium carbide. 図2は、実施例1の評価用電池の充放電曲線を示すグラフである。FIG. 2 is a graph showing the charge/discharge curve of the evaluation battery of Example 1. 図3は、各例の評価用電池の2サイクル目の0.5Vまでの放電容量を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing the discharge capacity down to 0.5 V in the second cycle of the test batteries of each example.

以下、本開示の実施の形態について詳述する。なお、本開示は、以下の実施の形態に限定されるのではなく、開示の本旨の範囲内で種々変形して実施できる。 Embodiments of the present disclosure are described in detail below. Note that the present disclosure is not limited to the following embodiments, and various modifications can be made within the scope of the disclosure.

《フッ化物イオン電池用正極活物質》
本開示のフッ化物イオン電池用正極活物質は、炭化カルシウムである。
<Positive electrode active material for fluoride ion batteries>
The positive electrode active material for a fluoride ion battery of the present disclosure is calcium carbide.

本件開示者等は、予想外に、炭化カルシウム(特にCaCで表される)が、フッ化物イオン電池用正極活物質として使用できることを見出した。 The present inventors have unexpectedly discovered that calcium carbide (particularly represented by CaC2 ) can be used as a positive electrode active material for fluoride ion batteries.

本開示において、炭化カルシウムは市販品、又は常法により調製されたものであってよい。市販品としては、Sigma-Aldrich製のものを用いることができる。 In this disclosure, calcium carbide may be a commercially available product or one prepared by conventional methods. Commercially available products include those manufactured by Sigma-Aldrich.

本開示の正極活物質は、Cukα線を用いたX線回折(XRD)測定で、27.9°±0.5°、32.3°±0.5°、37.4°±0.5°、46.1°±0.5°、54.1°±0.5°にピークを有していてもよい。なお、これらのピーク位置の幅は、±0.3°であってもよく、±0.1°であってもよい。 The positive electrode active material of the present disclosure may have peaks at 27.9°±0.5°, 32.3°±0.5°, 37.4°±0.5°, 46.1°±0.5°, and 54.1°±0.5° in X-ray diffraction (XRD) measurement using Cukα radiation. The width of these peak positions may be ±0.3° or ±0.1°.

XRD測定は、例えば、CuKα線源のUltima III(リガク製)を用いて、正極活物質を、アルゴン(Ar)雰囲気下において、測定範囲20°~70°、スキャン速度2°/min、及び測定間隔0.02°の条件で行うことができる。 XRD measurements can be performed, for example, using an Ultima III (Rigaku) CuKα radiation source on the positive electrode active material in an argon (Ar) atmosphere, with a measurement range of 20° to 70°, a scan rate of 2°/min, and a measurement interval of 0.02°.

《正極合材》
本開示の正極合材は、本開示の正極活物質を含む。本開示の正極合材は、随意に固体電解質、導電化材、及びバインダーを含む。
<Positive electrode mixture>
The cathode mixture of the present disclosure includes the cathode active material of the present disclosure. The cathode mixture of the present disclosure optionally includes a solid electrolyte, a conductive material, and a binder.

なお、本開示に関して、「正極合材」は、そのままで又は他の成分を更に含有することによって、正極活物質層を構成することができる組成物を意味している。また、本開示に関して、「正極合材スラリー」は、「正極合材」に加えて分散媒を含み、それによって塗布及び乾燥して正極活物質層を形成できるスラリーを意味している。 In the context of this disclosure, the term "cathode mixture" refers to a composition that can form a cathode active material layer either as is or by further containing other components. Also, in the context of this disclosure, the term "cathode mixture slurry" refers to a slurry that contains a dispersion medium in addition to a "cathode mixture" and that can be applied and dried to form a cathode active material layer.

〈正極活物質〉
正極活物質については、本開示のフッ化物イオン電池用正極活物質に関する上記の記載を参照できる。
<Cathode active material>
For the positive electrode active material, reference can be made to the above description regarding the positive electrode active material for a fluoride ion battery of the present disclosure.

正極合材における正極活物質の含有割合は、容量の観点からはより多いことが好ましい。正極活物質の質量の正極合材の総質量に対する割合は、10~90質量%であってよく、20~80質量%であることが好ましい。 From the standpoint of capacity, it is preferable that the positive electrode active material content in the positive electrode mixture be as high as possible. The ratio of the mass of the positive electrode active material to the total mass of the positive electrode mixture may be 10 to 90 mass%, and preferably 20 to 80 mass%.

〈固体電解質〉
固体電解質としては、例えばLa及びCe等のランタノイド元素のフッ化物、Li、Na、K、Rb、Cs等のアルカリ金属元素のフッ化物、及びCa、Sr、Ba等のアルカリ土類元素のフッ化物等が挙げられる。また、固体電解質は、ランタノイド元素、アルカリ金属元素、及びアルカリ土類元素を複数種含有するフッ化物であってもよい。
<Solid electrolyte>
Examples of the solid electrolyte include fluorides of lanthanoid elements such as La and Ce, fluorides of alkali metal elements such as Li, Na, K, Rb, and Cs, and fluorides of alkaline earth elements such as Ca, Sr, and Ba. The solid electrolyte may also be a fluoride containing multiple types of lanthanoid elements, alkali metal elements, and alkaline earth elements.

固体電解質の具体例としては、例えばLa(1-x)Ba(3-x)(0≦x≦2)、Pb(2-x)Sn(0≦x≦2)、Ca(2-x)Ba(0≦x≦2)及びCe(1-x)Ba(3-x)(0≦x≦2)が挙げられる。上記xは、それぞれ、0よりも大きくてもよく、0.3以上、0.5以上、又は0.9以上であってもよい。また、上記xは、それぞれ、1よりも小さくてもよく、0.9以下、0.5以下、又は0.3以下であってもよい。 Specific examples of solid electrolytes include La (1-x) BaxF (3-x) (0≦x≦2), Pb (2-x) SnxF4 (0≦x≦2 ) , Ca (2-x) BaxF4 (0≦x≦2), and Ce (1-x) BaxF (3-x) (0≦x≦2). Each of the x 's may be greater than 0, 0.3 or greater, 0.5 or greater, or 0.9 or greater. Each of the x's may be less than 1, 0.9 or less, 0.5 or less, or 0.3 or less.

固体電解質の質量の正極合材の総質量に対する割合は、10~90質量%であってよく、20~80質量%であることが好ましい。 The ratio of the mass of the solid electrolyte to the total mass of the positive electrode mixture may be 10 to 90 mass%, and preferably 20 to 80 mass%.

〈導電化材〉
導電化材としては、所望の電子伝導性を有するものであれば特に限定されるものではないが、例えば炭素材料を挙げることができる。炭素材料としては、例えば、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、ファーネスブラック、及びサーマルブラック等のカーボンブラックを挙げることができる。
<Conductive materials>
The conductive material is not particularly limited as long as it has the desired electronic conductivity, and examples of the conductive material include carbon materials, such as carbon blacks such as acetylene black, ketjen black, furnace black, and thermal black.

導電化材の質量の正極合材の総質量に対する割合は、0.1~20質量%であってよく、1~10質量%であることが好ましい。 The ratio of the mass of the conductive material to the total mass of the positive electrode mixture may be 0.1 to 20 mass%, and preferably 1 to 10 mass%.

〈バインダー〉
バインダーとしては、化学的、電気的に安定なものであれば特に限定されるものではないが、例えばポリフッ化ビニリデン(PVDF)及びポリテトラフルオロエチレン(PTFE)等のフッ素系バインダーを挙げることができる。
<binder>
The binder is not particularly limited as long as it is chemically and electrically stable, and examples thereof include fluorine-based binders such as polyvinylidene fluoride (PVDF) and polytetrafluoroethylene (PTFE).

《フッ化物イオン電池》
本開示のフッ化物イオン電池は、正極活物質層を有し、かつ正極活物質層が本開示の正極合材を含有している。
Fluoride-ion battery
The fluoride ion battery of the present disclosure has a positive electrode active material layer, and the positive electrode active material layer contains the positive electrode mixture of the present disclosure.

本開示のフッ化物イオン電池は、正極集電体、本開示の正極合材を含有している正極活物質層、電解質層、負極活物質層、及び負極集電体をこの順に有していてよい。 The fluoride ion battery of the present disclosure may have, in this order, a positive electrode current collector, a positive electrode active material layer containing the positive electrode mixture of the present disclosure, an electrolyte layer, a negative electrode active material layer, and a negative electrode current collector.

本開示のフッ化物イオン電池は、これらの構成要素を収納する電池ケースを有していてよい。 The fluoride ion battery of the present disclosure may have a battery case that houses these components.

本開示のフッ化物イオン電池は、液系電池又は固体電池であってもよい。なお、本開示に関して、「固体電池」は、電解質として少なくとも固体電解質を用いる電池を意味しており、したがって固体電池は、電解質として、固体電解質と液体電解質との組み合わせを用いていてもよい。また、本開示の固体電池は、全固体電池、すなわち電解質として固体電解質のみを用いる電池であってもよい。 The fluoride ion battery of the present disclosure may be a liquid-based battery or a solid-state battery. Note that, in the context of the present disclosure, "solid-state battery" refers to a battery that uses at least a solid electrolyte as the electrolyte; therefore, a solid-state battery may use a combination of a solid electrolyte and a liquid electrolyte as the electrolyte. The solid-state battery of the present disclosure may also be an all-solid-state battery, i.e., a battery that uses only a solid electrolyte as the electrolyte.

本開示におけるフッ化物イオン電池は、一次電池であってもよく、二次電池であってもよい。 The fluoride ion battery in this disclosure may be a primary battery or a secondary battery.

本開示におけるフッ化物イオン電池の形状としては、例えば、コイン型、ラミネート型、円筒型及び角型が挙げられる。 The shape of the fluoride ion battery disclosed herein may be, for example, a coin type, a laminate type, a cylindrical type, or a prismatic type.

〈正極集電体〉
正極集電体の材料としては、所望の電子伝導性を有し、かつ、充電放電に際して体積又は形状の顕著な変化を伴わない材料であれば特に限定されるものではないが、例えば、ステンレス鋼(SUS)、アルミニウム、チタン、鉄、ニッケル、銅、銀、白金、金、及びカーボンが挙げられる。
<Positive electrode current collector>
The material for the positive electrode current collector is not particularly limited as long as it has the desired electronic conductivity and does not undergo a significant change in volume or shape during charging and discharging. Examples of the material include stainless steel (SUS), aluminum, titanium, iron, nickel, copper, silver, platinum, gold, and carbon.

正極集電体の形状としては、例えば、箔状、メッシュ状、ペレット状、及び多孔質状が挙げられる。 Positive electrode current collectors can be in the form of foil, mesh, pellet, or porous, for example.

〈正極活物質層〉
正極活物質層は、本開示の正極合材を含有している。
<Cathode active material layer>
The positive electrode active material layer contains the positive electrode mixture of the present disclosure.

正極合材については、本開示の正極合材に関する上記の記載を参照できる。 For information on the positive electrode mixture, please refer to the above description of the positive electrode mixture of this disclosure.

正極活物質層の厚さは、電池の構成によって大きく異なり、特に限定されない。 The thickness of the positive electrode active material layer varies greatly depending on the battery configuration and is not particularly limited.

正極活物質層は、例えば基材としての正極集電体上に、正極活物質及び随意の固体電解質、導電助剤、及びバインダーを含有する正極合材を堆積させることによって形成することができる。 The positive electrode active material layer can be formed, for example, by depositing a positive electrode mixture containing a positive electrode active material and, optionally, a solid electrolyte, a conductive additive, and a binder on a positive electrode current collector as a substrate.

より具体的には、例えば正極活物質、並びに随意の固体電解質、導電助剤、及びバインダーをボールミルによって混合して正極合材の粉末を作製し、正極合材の粉末の圧粉体を正極集電体上に形成することが挙げられる。その他、例えば正極活物質、並びに随意の固体電解質、導電助剤、及びバインダーを分散媒に分散させてスラリーを作製し、スラリーを正極集電体上に塗布し、乾燥させることによって形成してもよい。 More specifically, for example, a positive electrode active material, an optional solid electrolyte, a conductive additive, and a binder are mixed in a ball mill to produce a powder of the positive electrode composite, and a compact of the powder of the positive electrode composite is then formed on the positive electrode current collector. Alternatively, for example, a positive electrode active material, an optional solid electrolyte, a conductive additive, and a binder may be dispersed in a dispersion medium to produce a slurry, which is then applied to the positive electrode current collector and dried to form the positive electrode.

〈電解質層〉
本開示のフッ化物イオン電池が液系電池である場合には、電解質層は、例えば電解液と、随意のセパレータから構成されていてもよい。
<Electrolyte layer>
When the fluoride ion battery of the present disclosure is a liquid battery, the electrolyte layer may be composed of, for example, an electrolyte solution and an optional separator.

(電解液)
電解液は、例えば、フッ化物塩及び有機溶媒を含有していてもよい。フッ化物塩としては、例えば、無機フッ化物塩、有機フッ化物塩、イオン液体を挙げることができる。無機フッ化物塩の一例としては、XF(Xは、Li、Na、K、Rb、又はCsである)を挙げることができる。有機フッ化物塩のカチオンの一例としては、テトラメチルアンモニウムカチオン等のアルキルアンモニウムカチオンを挙げることができる。
(electrolyte)
The electrolyte may contain, for example, a fluoride salt and an organic solvent. Examples of the fluoride salt include inorganic fluoride salts, organic fluoride salts, and ionic liquids. An example of the inorganic fluoride salt is XF (X is Li, Na, K, Rb, or Cs). An example of the cation of the organic fluoride salt is an alkylammonium cation such as a tetramethylammonium cation.

電解液におけるフッ化物塩の濃度は、例えば0.1mol%以上40mol%以下であり、1mol%以上10mol%以下であることが好ましい。 The concentration of fluoride salt in the electrolyte solution is, for example, 0.1 mol% or more and 40 mol% or less, and preferably 1 mol% or more and 10 mol% or less.

電解液の有機溶媒は、通常、フッ化物塩を溶解する溶媒である。有機溶媒としては、例えば、トリエチレングリコールジメチルエーテル(G3)、テトラエチレングリコールジメチルエーテル(G4)等のグライム、エチレンカーボネート(EC)、フルオロエチレンカーボネート(FEC)、ジフルオロエチレンカーボネート(DFEC)、プロピレンカーボネート(PC)、ブチレンカーボネート(BC)等の環状カーボネート、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)等の鎖状カーボネートを挙げることができる。また、有機溶媒として、イオン液体を用いてもよい。 The organic solvent in the electrolyte is typically a solvent that dissolves fluoride salts. Examples of organic solvents include glymes such as triethylene glycol dimethyl ether (G3) and tetraethylene glycol dimethyl ether (G4), cyclic carbonates such as ethylene carbonate (EC), fluoroethylene carbonate (FEC), difluoroethylene carbonate (DFEC), propylene carbonate (PC), and butylene carbonate (BC), and chain carbonates such as dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate (DEC), and ethyl methyl carbonate (EMC). Ionic liquids may also be used as the organic solvent.

(セパレータ)
セパレータとしては、フッ化物イオン電池の使用範囲に耐えうる組成であれば特に限定されるものではない。セパレータとしては、例えば、ポリプロピレン製不織布やポリフェニレンスルフィド製不織布などの高分子不織布、ポリエチレンやポリプロピレンなどのオレフィン系樹脂の微多孔フィルを挙げることができる。
(separator)
The separator is not particularly limited as long as it has a composition that can withstand the range of uses of a fluoride ion battery, and examples of the separator include polymer nonwoven fabrics such as polypropylene nonwoven fabrics and polyphenylene sulfide nonwoven fabrics, and microporous fillers of olefin resins such as polyethylene and polypropylene.

本開示のフッ化物イオン電池が固体電池である場合には、電解質層は、例えば固体電解質の層であってよい。固体電解質は、フッ化物イオン電池に用いることができる任意の固体電解質であってよい。 When the fluoride ion battery of the present disclosure is a solid-state battery, the electrolyte layer may be, for example, a layer of a solid electrolyte. The solid electrolyte may be any solid electrolyte that can be used in a fluoride ion battery.

(固体電解質)
固体電解質については、本開示の正極合材に関する上記の記載を参照できる。
(solid electrolyte)
For the solid electrolyte, reference can be made to the above description regarding the positive electrode mixture of the present disclosure.

〈負極活物質層〉
負極活物質層は、負極活物質、並びに随意に固体電解質、導電化材、及びバインダーを含有している。
<Negative electrode active material layer>
The negative electrode active material layer contains a negative electrode active material, and optionally a solid electrolyte, a conductive material, and a binder.

(負極活物質)
負極活物質は、正極活物質よりも低い電位を有する任意の活物質が選択され得る。負極活物質としては、例えば、金属単体、合金、及び金属酸化物のフッ化物を挙げることができる。負極活物質に含まれる金属元素としては、例えば、La、Ca、Al、Eu、Li、Si、Ge、Sn、In、V、Cd、Cr、Fe、Zn、Ga、Ti、Nb、Mn、Yb、Zr、Sm、Ce、Mg、及びPb等を挙げることができる。中でも、負極活物質は、MgF、AlF、LaF、CeF、CaF、又はPbFであることが好ましい。なお、上記xは、0よりも大きい実数である。
(Negative electrode active material)
The negative electrode active material may be any active material having a lower potential than the positive electrode active material. Examples of the negative electrode active material include simple metals, alloys, and fluorides of metal oxides. Examples of metal elements contained in the negative electrode active material include La, Ca, Al, Eu, Li, Si, Ge, Sn, In, V, Cd, Cr, Fe, Zn, Ga, Ti, Nb, Mn, Yb, Zr, Sm, Ce, Mg, and Pb. Among these, the negative electrode active material is preferably MgF x , AlF x , LaF x , CeF x , CaF x , or PbF x . Note that x is a real number greater than 0.

負極活物質極層における負極活物質の含有量は、容量の観点からはより多いことが好ましい。負極活物質の質量の負極活物質層の総質量に対する割合は、10~90質量%であってよく、20~80質量%であることが好ましい。 From the standpoint of capacity, it is preferable that the content of the negative electrode active material in the negative electrode active material layer is as high as possible. The ratio of the mass of the negative electrode active material to the total mass of the negative electrode active material layer may be 10 to 90 mass%, and preferably 20 to 80 mass%.

(固体電解質、導電化材、及びバインダー)
固体電解質、導電化材、及びバインダーについては、本開示の正極合材に関する上記の記載を参照できる。
(Solid electrolyte, conductive material, and binder)
For the solid electrolyte, the conductive material, and the binder, reference can be made to the above descriptions regarding the positive electrode mixture of the present disclosure.

〈負極集電体〉
負極集電体の材料としては、所望の電子伝導性を有し、かつ、充電放電に際して体積又は形状の顕著な変化を伴わない材料であれば特に限定されるものではないが、例えば、ステンレス鋼(SUS)、アルミニウム、チタン、鉄、ニッケル、銅、銀、白金、金、及びカーボンが挙げられる。
<Negative electrode current collector>
The material for the negative electrode current collector is not particularly limited as long as it has the desired electronic conductivity and does not undergo a significant change in volume or shape during charging and discharging. Examples of the material include stainless steel (SUS), aluminum, titanium, iron, nickel, copper, silver, platinum, gold, and carbon.

負極集電体の形状としては、例えば、箔状、メッシュ状、ペレット状、及び多孔質状が挙げられる。 Examples of the shape of the negative electrode current collector include foil, mesh, pellet, and porous.

《フッ化物イオン電池の作製》
〈実施例1〉
正極活物質としての炭化カルシウム(CaC)粉末(Sigma-Aldrich製)、固体電解質(Ca0.5Ba0.5:CaF(高純度化学製)及びBaF(高純度化学製)をボールミルで600rpm、20時間混合することで合成)、及び導電化材(VGCF:昭和電工製)を19:19:2の重量比でボールミル(回転数:200rpm)を用いて混合することで、正極合材を得た。得られた正極合材、固体電解質層を形成する固体電解質(Ca0.5Ba0.5)、PbF及び導電材(アセチレンブラック)を95:5で混合して作製した対極合材、並びにPb箔をこの順に積層し圧粉成型した。これにより、実施例1の評価用電池を作製した。
《Fabrication of fluoride-ion batteries》
Example 1
Calcium carbide (CaC 2 ) powder (manufactured by Sigma-Aldrich) as the positive electrode active material, solid electrolyte (Ca 0.5 Ba 0.5 F 2 : synthesized by mixing CaF 2 (manufactured by Kojundo Chemical) and BaF 2 (manufactured by Kojundo Chemical) in a ball mill at 600 rpm for 20 hours), and conductive material (VGCF: manufactured by Showa Denko) in a weight ratio of 19:19:2 were mixed using a ball mill (rotation speed: 200 rpm) to obtain a positive electrode composite. The obtained positive electrode composite, solid electrolyte (Ca 0.5 Ba 0.5 F 2 ) forming the solid electrolyte layer, PbF 2 and conductive material (acetylene black) were mixed at a ratio of 95:5 to obtain a counter electrode composite, and Pb foil were laminated in this order and pressed into powder molding. This produced the evaluation battery of Example 1.

〈比較例1〉
正極活物質として、CaC粉末の代わりにCaCと同じくMC組成(Mは金属元素)である炭化ランタノイド(LaC)粉末(レアメタリック製)を用いたこと以外は実施例1と同様にして、比較例1の評価用電池を作製した。
Comparative Example 1
An evaluation battery for Comparative Example 1 was prepared in the same manner as in Example 1 , except that lanthanide carbide ( LaC2 ) powder (manufactured by Rare Metallic), which has the same MC2 composition (M is a metal element) as CaC2 , was used as the positive electrode active material instead of CaC2 powder.

《評価》
〈XRD測定〉
XRD測定は、例えば、CuKα線源のUltima III(リガク製)を用いて、正極活物質(CaC)を、アルゴン(Ar)雰囲気下において、測定範囲20°~70°、スキャン速度2°/min、及び測定間隔0.02°の条件で実施した。
"evaluation"
<XRD measurement>
The XRD measurement was carried out using, for example, an Ultima III (manufactured by Rigaku) with a CuKα radiation source, on the positive electrode active material (CaC 2 ) in an argon (Ar) atmosphere under the conditions of a measurement range of 20° to 70°, a scan rate of 2°/min, and a measurement interval of 0.02°.

〈充放電試験〉
作製した評価用電池に対して充放電試験を行った。充放電試験の条件は、温度200℃、正極の終止電位-2.5V(vsPb/PbF)~3V(vsPb/PbF)、電流50μA/cmとした。
<Charge/Discharge Test>
A charge-discharge test was carried out on the prepared evaluation battery under the conditions of a temperature of 200° C., a cut-off potential of the positive electrode of −2.5 V (vs. Pb/PbF 2 ) to 3 V (vs. Pb/PbF 2 ), and a current of 50 μA/cm 2 .

《結果》
〈XRD測定〉
CaCに対するXRD測定の結果を図1に示す。図1に示されるように、CaCは、Cukα線を用いたXRD測定で、27.9°、32.3°、37.4°、46.1°、54.1°にピークを有していた。
"result"
<XRD measurement>
The results of XRD measurement for CaC2 are shown in Figure 1. As shown in Figure 1, XRD measurement of CaC2 using Cuka radiation showed peaks at 27.9°, 32.3°, 37.4°, 46.1°, and 54.1°.

〈充放電試験〉
実施例1の評価用電池の充放電曲線を図2に示す。図2に示されるように、CaCを正極活物質として含む実施例1の電池の2サイクル目の放電容量は、1サイクル目の放電容量と同等であった。
<Charge/Discharge Test>
The charge-discharge curve of the evaluation battery of Example 1 is shown in Figure 2. As shown in Figure 2, the discharge capacity at the second cycle of the battery of Example 1 containing CaC2 as the positive electrode active material was equal to the discharge capacity at the first cycle.

各例の評価用電池の2サイクル目の0.5Vまでの放電容量を図3に示す。図3に示されるように、CaCを正極活物質として含む実施例1の電池の放電容量は、比較例1の電池の放電容量に比べて4.5倍程度大きかった。 The discharge capacity up to 0.5 V of the evaluation batteries in each example at the second cycle is shown in Figure 3. As shown in Figure 3, the discharge capacity of the battery of Example 1 containing CaC2 as the positive electrode active material was about 4.5 times larger than the discharge capacity of the battery of Comparative Example 1.

Claims (4)

炭化カルシウムである、フッ化物イオン電池用正極活物質。 Calcium carbide is a positive electrode active material for fluoride-ion batteries. Cukα線を用いたX線回折測定で、27.9°±0.5°、32.3°±0.5°、37.4°±0.5°、46.1°±0.5°、54.1°±0.5°にピークを有する、請求項1に記載の正極活物質。 The positive electrode active material according to claim 1, which has peaks at 27.9°±0.5°, 32.3°±0.5°, 37.4°±0.5°, 46.1°±0.5°, and 54.1°±0.5° in X-ray diffraction measurement using Cukα radiation. 請求項1又は2に記載の正極活物質を含む、正極合材。 A positive electrode mixture containing the positive electrode active material according to claim 1 or 2. 正極活物質層を有し、かつ
前記正極活物質層が請求項3に記載の正極合材を含有している、
フッ化物イオン電池。
A positive electrode active material layer is provided, and the positive electrode active material layer contains the positive electrode mixture according to claim 3.
Fluoride-ion battery.
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