自然能量发电系统的制作方法_3

文档序号:9402263阅读:来源:国知局
厚为1 μπι以上、空隙率 为20~80体积%。
[0060] 接着,配置隔膜层13。隔膜层13为将负极层12和正极层14以一定的间隔配置而 设置间隙并含浸有电解液的层。隔膜层13例如由聚乙烯多孔质膜构成,优选含浸含有Li 离子的电解液。另外,图2中,在隔膜层13的下侧具备正极层14及电极层15。
[0061] 正极层14由包含1^(:〇02等Li复合氧化物的多孔质层形成。另外,作为Li复合氧 化物,可列举具有LiC 〇02、LiMn02、LiNiO2及它们的混合组成的氧化物。另外,电极层15成 为集电体层。
[0062] 另外,作为电解液,可以适用有机溶剂或离子液体等各种各样的物质。作为有机溶 剂,可列举碳酸亚丙酯或碳酸亚乙酯、γ-丁内酯等。另外,作为离子液体,可列举乙基甲基 咪唑双三氟甲烷磺酸酯等。
[0063] 电容器型蓄电装置具有这样的层叠结构。另外,通过层叠多个该层叠结构,也可以 提高蓄电容量。另外,为了提高蓄电容量,可以卷绕带状的层叠结构而构成。另外,设为电 容器的情况下,将这样的层叠结构贮藏在贮藏容器(金属罐等)中。
[0064] 另外,为了制造具有所述六方晶结晶结构的氧化钨粉末,优选使用了液相反应的 合成方法。为了制造氧化钨粉末,也有使用了等离子火焰的合成方法,但暴露于500°C以上 的高温时,六方晶容易变化为单斜晶,因此不优选。因此,使用液相反应,制造工序中的热处 理温度也低于500°C时,优选利用低热反应。为了进一步促进液相中的成长,也可以为在加 压下利用水热反应的制造方法。
[0065] 另外,作为利用液相反应的制造方法,有各种各样的方法,作为一例,可列举以下 的方法。作为起始材料,使用钨酸(H2WO 4)、使用氢氧化钠(NaOH)等碱性溶液、碳酸氢铵 (NH4HCO3)等酸性溶液调整pH。其后为在高压釜容器中进行热处理,促进(水热反应)反应 来制造的方法。另外,通过使金属钨在过氧化氢水中溶解、使用氨、盐酸等调整pH,也可以使 氧化钨析出。通过将这样得到的反应生成物在200°C以上、400°C以下的温度实施热处理,可 以得到使水合物含量降低化的六方晶WO 3。在此,设为400°C以下是为了避免向单斜晶的相 变化。
[0066] 作为起始材料,使用 Na2W04、Li2W04、(NH山。[H 2W12O42] · 4H20、ATP (对钨酸铵)等也 是有效的。另外,可以使用2种以上的钨酸作为原材料。另外,液相反应后,进行过滤、水洗、 干燥工序。如果进行液相反应并实施适当的热处理,则可以得到具有六方晶结晶结构的氧 化钨(WO 3)粉末。另外,使得到的氧化钨粉末充分地进行干燥。
[0067] 另外,制造 LixWO3粉末时,使具有六方晶结晶结构的氧化钨(WO 3)粉末浸渍于含有 Li离子的溶液中的方法是有效的。另外,可以进行在多孔质电极层(厚度为Iym以上且空 隙率为20~80体积% )上形成具有六方晶结晶结构的氧化钨(WO3)粉末后、浸渍于含有 Li离子的溶液中的工序。
[0068] 如果为如上述那样的蓄电装置,则可以使蓄电容量变大,可以在其上实现充放 电的高速化。另外,可以使多孔质电极层的内部电阻低电阻化为20Ω · cm2以下、进而为 15Ω ^cm2以下。通过减少内部电阻,可以实现充放电的高速化。因此,可以谋求自然能量 发电系统的输出电力的稳定化。
[0069] 另外,近年来,带有并设有所谓的蓄电池的蓄电功能的太阳能电池也正在增加。只 是因为,太阳能电池不耐于日照量的变化,不由蓄电池频繁地供给电时,不对负荷(电气设 备)供给电而成为关闭状态。蓄电池重复进行充放电时,充电容量降低。关于风力发电,同 样地不耐于风量的变化,不由蓄电池频繁地供给电时,对负荷(电气设备)不供给电而成为 关闭状态。
[0070] 本实施方式涉及的自然能量发电系统为了谋求输出电力的稳定化,也可以降低蓄 电池的运转次数。因此,作为并设有蓄电池的自然能量发电系统,通过使用实施方式的自然 能量发电系统,可以减少蓄电池的使用次数。其结果,谋求并设有蓄电池的光发电系统的长 寿命化,或将蓄电池自身小型化也是可能的。
[0071] (实施例)
[0072] (太阳光发电组件)
[0073] 作为第一发电组件,准备输出电力210W的硅系太阳能电池。另外,将串联连接有 第一发电组件2基的发电组件设为第二发电组件。
[0074] (蓄电组件)
[0075] 准备具有六方晶结晶结构的三氧化钨粉末。试样1涉及的三氧化钨粉末将BET比 表面积设为2g/m 2,试样2涉及的三氧化钨粉末将BET比表面积设为5g/m2,试样3涉及的三 氧化钨粉末将BET比表面积设为10g/m 2,试样4涉及的三氧化钨粉末将BET比表面积设为 15g/m2。予以说明,三氧化钨粉末的组成均为W02.6~3.。的范围内。
[0076] 接着,对各三氧化钨粉末实施XRD分析及拉曼光分析。通过XRD分析,研究三氧化 钨中的六方晶结晶结构的比例(体积% )。
[0077] 实施XRD分析法的情况下,如果为六方晶,则检测到(100)、(001)、(200)、(101)、 (200)的5个峰。另外,如果为单斜晶,则检测到(002)、(020)、(200)、(022)、(202)的5个 峰。
[0078] 另外,具有六方晶和单斜晶混合的构成相的情况下,可以用六方晶的最强峰和单 斜晶的最强峰之比求出。另外,作为六方晶,求出(100)、(001)、(200)的3个峰的平均值 (平均峰强度),作为单斜晶,求出(002)、(020)、(200)的3个峰的平均值(平均峰强度)。 使用预先测定的标准曲线进行测定。
[0079] 另外,通过实施拉曼光分析法,可以确认结晶结构或水合物的有无。具体而言, 在六方晶中,在egoiiocm 1或/和780±10cm 1处检测到强度峰。另外,在单斜晶中,在 720± IOcm1或/和800± IOcm 1处检测到强度峰。其中,六方晶的690± IOcm \单斜晶的 720± IOcm 1容易判别,因此,优选根据该2个峰的有无来判断。另外,水合物的情况下,在 950± IOcm 1处检测到强度峰。
[0080] 将其结果示于表1。
[0081] [表 1]
[0082]
[0083] 由表1所示的测定结果可知:就试样1而言,六方晶和单斜晶混合存在。另外,就试 样2~4而言,六方晶为100%。另外,试样1~4均通过拉曼光分析没有观察到950± IOcm 1 的峰,确认水合物不存在。
[0084] 接着,在三氧化钨粉末(WO3)粉末中混合作为导电助剂的乙炔黑和作为粘结材料 的PolyVinylidene DiFluoride (聚偏氟乙稀),制作衆料。将该衆料在厚度15 μ m的错箱 (负极侧电极层11)上印刷并干燥,制成负极电极片(负极层12)。作为正极,使用1^〇)02粉 末,用与上述负极同样的方法制作浆料,涂布于厚度15 μ m的铝箱(正极侧电极层15)上, 干燥后,制作正极电极片(正极层14)。另外,103粉末和乙炔黑的混合比(质量比)设为 WO3粉末:乙炔黑=100 :1〇。另外,以WO3粉末和乙炔黑的合计的负极材料的单位面积重量 成为12mg/cm2的方式进行调整,以干燥后的膜厚成为20 μm、空隙率成为50%的方式形成。 另外,作为正极材料的单位面积重量,相对于负极材料的电容量设置具有充分富余的量。
[0085] 另外,使用聚乙烯多孔质膜(膜厚20 μπι)作为隔膜层(隔膜层13)。在将这些、 电极、隔膜层切成IOcm见方并层叠14层的基础上,焊接用于取出电流的线标。将该层叠 体插入于层压型的槽中,含浸电解液之后进行脱泡、密闭,制作电容器型蓄电装置(试样 IA~4Α)。电解液使用在EC/DEC溶液中溶解有LiPF6作为电解质的溶液。予以说明,EC为 Ethylene Carbonate,DEC 为 Diethyl Carbonate 的简称。
[0086] 使用上述电容器型蓄电装置研究充放电特性。首先,为了测定电容量,使用充放电 装置在I. 5V~3. OV的电压范围内进行充放电试验。充电最初以定电流模式进行,在到达 3. OV的时刻转移至3. OV的定电压模式,继续充电至电流量减少为一定的值。充电结束后以 一定电流进行放电,由放电时的电容量求出电容器型蓄电装置的电容量。作为电容量的值, 使用放电时的能量容量值(J)。
[0087] 接着,利用直流法实施内部电阻的测定。将定电流中的放电在使电流量以lmA、5mA 的2水准进行变化的条件下实施,由各自的放电开始电压和负荷电流量的关系求出内部电 阻值(Ω · cm2)。
[0088] 表2表不初期的电容量(蓄电容量)及内部电阻值。
[0089] [表 2]
[0090]
[0091] 具有试样IA
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