自然能量发电系统的制作方法_2

文档序号:9402263阅读:来源:国知局
的输出的偏离相对于平均输出 A(W),产生超过了 ±30%的大的偏离。只要为实施方式的自然能量发电系统,则可以将输出 的偏离抑制在±25%的范围内。即,相对于发电组件的输出的平均值A(W),在偏离是最小 输出为0.7A以下或最大输出为1.3A以上时,也显示作为自然能量发电系统的输出电力的 稳定化是可能的。
[0038] 另外,缩小率优选为40%以上。缩小率通过缩小率(% )=[(自然能量发电的 最大输出变动幅度一合成输出的最大输出变动幅度)/自然能量发电的最大输出变动幅 度]XlOO而求出。合成输出是指实施方式的自然能量发电系统的输出。缩小率越接近于 100%,表示越进行平滑化(输出的稳定化)。
[0039] 另外,将所述发电组件的输出的平均值设为A(W)时,所述蓄电装置的蓄电容量 (J)优选为300(秒)XA(W)以上。就蓄电装置的蓄电容量而言,串联连接有多个蓄电组 件的情况下,将其合计值设为蓄电组件的蓄电容量。另外,蓄电装置的蓄电容量(J)为 300(秒)XA(W)以上时,可以将自然能量发电系统的输出设为A±0. 25A(W)的范围。通过 进一步将蓄电容量(J)设为350(秒)XA(W)以上,可以将自然能量发电系统的输出设为 A±0.20A(W)的范围。另外,缩小率也设为50%以上成为可能。
[0040] 接着,对蓄电组件3进行说明。关于蓄电组件,只要具有上述蓄电容量,对其结构 没有特别限定,作为优选的蓄电组件,可列举如下的蓄电组件。
[0041] 蓄电组件的蓄电装置优选具备氧化钨粉末作为多孔质电极层。另外,氧化钨粉末 优选为具有六方晶结晶结构的三氧化钨粉末。
[0042] 如上所述,对蓄电组件要求几乎同时进行蓄电和放电。因此,优选容易贮存电且容 易放出电、可以充放电的高速化(具有所谓的瞬发力)的蓄电装置。作为多孔质电极层,通 过具备氧化钨粉末,可以有效地进行蓄电和放电。
[0043] 另外,氧化钨粉末优选为具有六方晶结晶结构的三氧化钨粉末。予以说明,三氧化 钨的化学量理论比近似于WO3即可,只要为WO 2.6~3.。的范围,功能上可以看作为三氧化钨。
[0044] 氧化钨采用单斜晶、三斜晶、六方晶等各种各样的结晶结构。在实施方式的蓄电组 件中,优选在氧化钨粉末一粒之中存在具有六方晶结晶结构的部分(一部分或全部)。
[0045] 通过在氧化钨粉末、特别是三氧化钨(WO3)粉末中具备六方晶结晶结构,可以有效 地Li离子的授受,使电极反应提高。六方晶结晶结构三氧化钨具有成为在结晶结构内部由 WO6A面体的6元环构成的Li的离子的扩散通道的隧道结构,因此,结晶内的Li的扩散成 为高速,可以降低充放电反应时的内部电阻。另外,通过Li的扩散的高速化,使用有实施方 式涉及的氧化钨(WO 3)粉末的各种电池(蓄电池、色素增敏太阳能电池、电容器、Li离子二 次电池)可以进行充放电的高速化(在短时间的放电、在短时间的充电)。
[0046] 作为测定内部电阻的方法,可以用直流法求出。该测定法为以定电流进行放电、通 过将放电时的电流密度以2水准以上进行而算出内部电阻的方法。具体而言,由放电时的 电流密度和放电开始电压的关系算出内部电阻。
[0047] 根据本实施方式,可以在将WO3作为电极插入的电容器或电池的单元构成的状态 下测定内部电阻。进而,上述扩散通道也成为可以贮藏Li的空间,因此,与单斜晶10 3相 比,可以贮藏2倍左右的Li。将可以贮藏的Li量用LixWO3的形态标记时,在单斜晶中为X < 0. 67,与此相对,在六方晶结构中,可以设为0 < 1. 34。因此,氧化钨粉末优选体积率50 % 以上、进而90~100 %具有六方晶结晶结构。如果可以使六方晶结晶结构为50体积%以 上,则可以使表示Li量的X值为0. 67以上。予以说明,LixWO3中的X值的上限没有特别限 定。
[0048] 另外,氧化钨粉末中的六方晶结晶的比率可以由XRD衍射峰的强度值求出。在 此,为了利用XRD衍射法同定为六方晶,至少需要5个衍射峰的一致,从低角度侧为(100)、 (〇〇1)、(11〇)、(1〇1)、(2〇〇)。作为2 0,典型地分别成为14.〇1±〇.1〇°、27.8〇±〇.1〇°、 24. 39±0. 10°、24. 86±0. 10°、28. 23±0. 10°。
[0049] 通过将这些峰强度和六方晶以外的结晶系的峰强度进行比较,可以求出六方晶的 比率。作为六方晶以外的结晶,可列举单斜晶、立方晶等。特别是暴露于约370Γ以上、进而 500 °C以上的高温下时,容易成为单斜晶。
[0050] 另外,只要为单斜晶,就可检测(002)、(020)、(200)、(022)、(202)的5个峰。例 如,六方晶和单斜晶两方存在的情况下,通过求出各自的最强峰比,可以求出六方晶的体积 比。为了求出该体积比率,可以采用六方晶、单斜晶的各自的结晶系的最强峰3个的XRD衍 射强度值的平均、预先基于在两结晶系中测定的标准曲线进行计算。在此,作为六方晶,使 用(100)、(001)、(200)的3个峰而算出,作为单斜晶,使用(002)、(020)、(200)的3个峰 而算出。
[0051] 予以说明,XRD分析是在Cu靶材、管电压40kV、管电流40mA进行。
[0052] 另外,将氧化妈粉末进行拉曼光分析时,优选在690±10cm 1或/和780±10cm 1检 测强度峰。另外,780± IOcm1的峰优选为尖锐的峰。作为尖锐的峰,优选半值宽度为50cm 1 以下的峰。半值宽度为50cm1、进而为40cm1以下时,显示结晶性良好。结晶性良好是指没 有晶格的变形或缺陷等。通过结晶性的提高,可以更有效地实施Li的授受。另外,优选在 950± IOcm1没有检测出强度峰。950± IOcm 1的强度峰表示氧化钨粉末(WO3)的水合物存 在。水合物存在时,有时根据用途,作为电极材料变得不适合。
[0053] 另外,结晶性不充分,或水合物混合存在时,成为可以减少蓄电容量的原因。另外, 根据用途(电池的种类),有可能成为充放电循环特性降低的主要原因。换句话说,优选为 结晶性良好、水合物不混合存在的氧化钨(WO 3)粉末。作为研究这样的结晶性和水合物的 有无的手段,拉曼光分光法为佳。
[0054] 予以说明,拉曼分光分析用以下的方法实施。装置可使用Photon Desing社制 PDP-320。测定条件设为测定模式以显微拉曼、测定倍率100倍、波束直径1 μπι以下、光源 Ar+激光(波长514. 5nm)、激光功率0. 5mW(at tube,在管)、衍射格子Single600gr/mm、十字 狭缝 100 μπι、狭缝 100 μπι、检测器 CCD/Roperl340channel。在该条件将至 100 ~1500cm 1 进行分析。试样形态可以仍旧以氧化钨粒子的状态进行测定。
[0055] 另外,氧化钨粉末的BET比表面积优选为lm2/g以上。BET比表面积低于lm 2/g时, 粒径在需要以上变大,因此,有可能难以使如上所述的体积率50%以上为六方晶。因此,BET 比表面积优选为3m2/g以上。予以说明,氧化钨粉末的BET比表面积的上限没有特别限定, 优选为60m 2/g以下。具有六方晶结晶结构的氧化钨(WO3)粉末的情况下,固体内的Li的扩 散速度快,因此,比较的粒径变大,即使低比表面积,也可以缩小内部电阻。
[0056] 另外,具有实施方式涉及的六方晶结构的氧化钨(WO3)粉末的情况下,可以在粉末 内具有细孔。该情况下,有可能粒径和比表面积未必具有整合性。即,在表观上的粒径大的 情况下,在内部具有细孔时,有时比表面积变大。予以说明,由电极层的膜厚的关系,作为粒 径,优选为100 μπι以下。
[0057] 另外,可以在氧化钨粉末的表面设置金属氧化物。设置于表面的金属氧化物既可 以为氧化钨粉末表面的一部分,也可以为表面全部。有时使用氧化钨粉末形成多孔质电极 层。此时,设置金属氧化物覆膜时,可以提高氧化钨粉末彼此的结合力。提高结合力,则可 以形成得到多孔质电极层的氧化钨粉末彼此的结合部分的低电阻化。另外,作为金属氧化 物,可列举氧化铟、氧化钇、氧化钛、氧化锡、氧化锆、氧化镁、氧化铝、氧化铈、氧化铥、氧化 猛、氧化钽、氧化银、氧化镧、I το、氧化钪、氧化钐、氧化钕、氧化IL等。其中,优选氧化铟、氧 化?乙。
[0058] 另外,作为蓄电组件的一例,图2中例示电容器型蓄电装置。图中,符号10为电容 器型蓄电装置,11为电极层(负极侧电极层),12为负极层,13为隔膜层,14为正极层,15 为电极层(正极侧电极层)。
[0059] 电极层11及电极层15由铝箱等导电性金属构成。在电极层11上设置负极层 12。负极层12使用实施方式涉及的电池用电极材料。此时,作为电池用电极材料,优选设 为由氧化钨粉末构成的多孔质电极层。另外,多孔质电极层优选膜
当前第2页1 2 3 4 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1