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自然能量發(fā)電系統(tǒng)的制作方法_3

文檔序號:9402263閱讀:來源:國知局
厚為1 μπι以上、空隙率 為20~80體積%。
[0060] 接著,配置隔膜層13。隔膜層13為將負(fù)極層12和正極層14以一定的間隔配置而 設(shè)置間隙并含浸有電解液的層。隔膜層13例如由聚乙烯多孔質(zhì)膜構(gòu)成,優(yōu)選含浸含有Li 離子的電解液。另外,圖2中,在隔膜層13的下側(cè)具備正極層14及電極層15。
[0061] 正極層14由包含1^(:〇02等Li復(fù)合氧化物的多孔質(zhì)層形成。另外,作為Li復(fù)合氧 化物,可列舉具有LiC 〇02、LiMn02、LiNiO2及它們的混合組成的氧化物。另外,電極層15成 為集電體層。
[0062] 另外,作為電解液,可以適用有機溶劑或離子液體等各種各樣的物質(zhì)。作為有機溶 劑,可列舉碳酸亞丙酯或碳酸亞乙酯、γ-丁內(nèi)酯等。另外,作為離子液體,可列舉乙基甲基 咪唑雙三氟甲烷磺酸酯等。
[0063] 電容器型蓄電裝置具有這樣的層疊結(jié)構(gòu)。另外,通過層疊多個該層疊結(jié)構(gòu),也可以 提高蓄電容量。另外,為了提高蓄電容量,可以卷繞帶狀的層疊結(jié)構(gòu)而構(gòu)成。另外,設(shè)為電 容器的情況下,將這樣的層疊結(jié)構(gòu)貯藏在貯藏容器(金屬罐等)中。
[0064] 另外,為了制造具有所述六方晶結(jié)晶結(jié)構(gòu)的氧化鎢粉末,優(yōu)選使用了液相反應(yīng)的 合成方法。為了制造氧化鎢粉末,也有使用了等離子火焰的合成方法,但暴露于500°C以上 的高溫時,六方晶容易變化為單斜晶,因此不優(yōu)選。因此,使用液相反應(yīng),制造工序中的熱處 理溫度也低于500°C時,優(yōu)選利用低熱反應(yīng)。為了進(jìn)一步促進(jìn)液相中的成長,也可以為在加 壓下利用水熱反應(yīng)的制造方法。
[0065] 另外,作為利用液相反應(yīng)的制造方法,有各種各樣的方法,作為一例,可列舉以下 的方法。作為起始材料,使用鎢酸(H2WO 4)、使用氫氧化鈉(NaOH)等堿性溶液、碳酸氫銨 (NH4HCO3)等酸性溶液調(diào)整pH。其后為在高壓釜容器中進(jìn)行熱處理,促進(jìn)(水熱反應(yīng))反應(yīng) 來制造的方法。另外,通過使金屬鎢在過氧化氫水中溶解、使用氨、鹽酸等調(diào)整pH,也可以使 氧化鎢析出。通過將這樣得到的反應(yīng)生成物在200°C以上、400°C以下的溫度實施熱處理,可 以得到使水合物含量降低化的六方晶WO 3。在此,設(shè)為400°C以下是為了避免向單斜晶的相 變化。
[0066] 作為起始材料,使用 Na2W04、Li2W04、(NH山。[H 2W12O42] · 4H20、ATP (對鎢酸銨)等也 是有效的。另外,可以使用2種以上的鎢酸作為原材料。另外,液相反應(yīng)后,進(jìn)行過濾、水洗、 干燥工序。如果進(jìn)行液相反應(yīng)并實施適當(dāng)?shù)臒崽幚?,則可以得到具有六方晶結(jié)晶結(jié)構(gòu)的氧 化鎢(WO 3)粉末。另外,使得到的氧化鎢粉末充分地進(jìn)行干燥。
[0067] 另外,制造 LixWO3粉末時,使具有六方晶結(jié)晶結(jié)構(gòu)的氧化鎢(WO 3)粉末浸漬于含有 Li離子的溶液中的方法是有效的。另外,可以進(jìn)行在多孔質(zhì)電極層(厚度為Iym以上且空 隙率為20~80體積% )上形成具有六方晶結(jié)晶結(jié)構(gòu)的氧化鎢(WO3)粉末后、浸漬于含有 Li離子的溶液中的工序。
[0068] 如果為如上述那樣的蓄電裝置,則可以使蓄電容量變大,可以在其上實現(xiàn)充放 電的高速化。另外,可以使多孔質(zhì)電極層的內(nèi)部電阻低電阻化為20Ω · cm2以下、進(jìn)而為 15Ω ^cm2以下。通過減少內(nèi)部電阻,可以實現(xiàn)充放電的高速化。因此,可以謀求自然能量 發(fā)電系統(tǒng)的輸出電力的穩(wěn)定化。
[0069] 另外,近年來,帶有并設(shè)有所謂的蓄電池的蓄電功能的太陽能電池也正在增加。只 是因為,太陽能電池不耐于日照量的變化,不由蓄電池頻繁地供給電時,不對負(fù)荷(電氣設(shè) 備)供給電而成為關(guān)閉狀態(tài)。蓄電池重復(fù)進(jìn)行充放電時,充電容量降低。關(guān)于風(fēng)力發(fā)電,同 樣地不耐于風(fēng)量的變化,不由蓄電池頻繁地供給電時,對負(fù)荷(電氣設(shè)備)不供給電而成為 關(guān)閉狀態(tài)。
[0070] 本實施方式涉及的自然能量發(fā)電系統(tǒng)為了謀求輸出電力的穩(wěn)定化,也可以降低蓄 電池的運轉(zhuǎn)次數(shù)。因此,作為并設(shè)有蓄電池的自然能量發(fā)電系統(tǒng),通過使用實施方式的自然 能量發(fā)電系統(tǒng),可以減少蓄電池的使用次數(shù)。其結(jié)果,謀求并設(shè)有蓄電池的光發(fā)電系統(tǒng)的長 壽命化,或?qū)⑿铍姵刈陨硇⌒突彩强赡艿摹?br>[0071] (實施例)
[0072] (太陽光發(fā)電組件)
[0073] 作為第一發(fā)電組件,準(zhǔn)備輸出電力210W的硅系太陽能電池。另外,將串聯(lián)連接有 第一發(fā)電組件2基的發(fā)電組件設(shè)為第二發(fā)電組件。
[0074] (蓄電組件)
[0075] 準(zhǔn)備具有六方晶結(jié)晶結(jié)構(gòu)的三氧化鎢粉末。試樣1涉及的三氧化鎢粉末將BET比 表面積設(shè)為2g/m 2,試樣2涉及的三氧化鎢粉末將BET比表面積設(shè)為5g/m2,試樣3涉及的三 氧化鎢粉末將BET比表面積設(shè)為10g/m 2,試樣4涉及的三氧化鎢粉末將BET比表面積設(shè)為 15g/m2。予以說明,三氧化鎢粉末的組成均為W02.6~3.。的范圍內(nèi)。
[0076] 接著,對各三氧化鎢粉末實施XRD分析及拉曼光分析。通過XRD分析,研究三氧化 鎢中的六方晶結(jié)晶結(jié)構(gòu)的比例(體積% )。
[0077] 實施XRD分析法的情況下,如果為六方晶,則檢測到(100)、(001)、(200)、(101)、 (200)的5個峰。另外,如果為單斜晶,則檢測到(002)、(020)、(200)、(022)、(202)的5個 峰。
[0078] 另外,具有六方晶和單斜晶混合的構(gòu)成相的情況下,可以用六方晶的最強峰和單 斜晶的最強峰之比求出。另外,作為六方晶,求出(100)、(001)、(200)的3個峰的平均值 (平均峰強度),作為單斜晶,求出(002)、(020)、(200)的3個峰的平均值(平均峰強度)。 使用預(yù)先測定的標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn)行測定。
[0079] 另外,通過實施拉曼光分析法,可以確認(rèn)結(jié)晶結(jié)構(gòu)或水合物的有無。具體而言, 在六方晶中,在egoiiocm 1或/和780±10cm 1處檢測到強度峰。另外,在單斜晶中,在 720± IOcm1或/和800± IOcm 1處檢測到強度峰。其中,六方晶的690± IOcm \單斜晶的 720± IOcm 1容易判別,因此,優(yōu)選根據(jù)該2個峰的有無來判斷。另外,水合物的情況下,在 950± IOcm 1處檢測到強度峰。
[0080] 將其結(jié)果示于表1。
[0081] [表 1]
[0082]
[0083] 由表1所示的測定結(jié)果可知:就試樣1而言,六方晶和單斜晶混合存在。另外,就試 樣2~4而言,六方晶為100%。另外,試樣1~4均通過拉曼光分析沒有觀察到950± IOcm 1 的峰,確認(rèn)水合物不存在。
[0084] 接著,在三氧化鎢粉末(WO3)粉末中混合作為導(dǎo)電助劑的乙炔黑和作為粘結(jié)材料 的PolyVinylidene DiFluoride (聚偏氟乙?。谱餍\(zhòng)料。將該衆(zhòng)料在厚度15 μ m的錯箱 (負(fù)極側(cè)電極層11)上印刷并干燥,制成負(fù)極電極片(負(fù)極層12)。作為正極,使用1^〇)02粉 末,用與上述負(fù)極同樣的方法制作漿料,涂布于厚度15 μ m的鋁箱(正極側(cè)電極層15)上, 干燥后,制作正極電極片(正極層14)。另外,103粉末和乙炔黑的混合比(質(zhì)量比)設(shè)為 WO3粉末:乙炔黑=100 :1〇。另外,以WO3粉末和乙炔黑的合計的負(fù)極材料的單位面積重量 成為12mg/cm2的方式進(jìn)行調(diào)整,以干燥后的膜厚成為20 μm、空隙率成為50%的方式形成。 另外,作為正極材料的單位面積重量,相對于負(fù)極材料的電容量設(shè)置具有充分富余的量。
[0085] 另外,使用聚乙烯多孔質(zhì)膜(膜厚20 μπι)作為隔膜層(隔膜層13)。在將這些、 電極、隔膜層切成IOcm見方并層疊14層的基礎(chǔ)上,焊接用于取出電流的線標(biāo)。將該層疊 體插入于層壓型的槽中,含浸電解液之后進(jìn)行脫泡、密閉,制作電容器型蓄電裝置(試樣 IA~4Α)。電解液使用在EC/DEC溶液中溶解有LiPF6作為電解質(zhì)的溶液。予以說明,EC為 Ethylene Carbonate,DEC 為 Diethyl Carbonate 的簡稱。
[0086] 使用上述電容器型蓄電裝置研究充放電特性。首先,為了測定電容量,使用充放電 裝置在I. 5V~3. OV的電壓范圍內(nèi)進(jìn)行充放電試驗。充電最初以定電流模式進(jìn)行,在到達(dá) 3. OV的時刻轉(zhuǎn)移至3. OV的定電壓模式,繼續(xù)充電至電流量減少為一定的值。充電結(jié)束后以 一定電流進(jìn)行放電,由放電時的電容量求出電容器型蓄電裝置的電容量。作為電容量的值, 使用放電時的能量容量值(J)。
[0087] 接著,利用直流法實施內(nèi)部電阻的測定。將定電流中的放電在使電流量以lmA、5mA 的2水準(zhǔn)進(jìn)行變化的條件下實施,由各自的放電開始電壓和負(fù)荷電流量的關(guān)系求出內(nèi)部電 阻值(Ω · cm2)。
[0088] 表2表不初期的電容量(蓄電容量)及內(nèi)部電阻值。
[0089] [表 2]
[0090]
[0091] 具有試樣IA
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