熔融鹽電池的制作方法
【專利摘要】用作熔融鹽電池的電解質(zhì)的熔融鹽是其中陰離子是由[R1-SO2-N-SO2-R2]-表示的離子如FSA離子且陽離子是Na離子的鹽與其中陽離子是除Na離子以外的堿金屬離子或堿土金屬離子的鹽的混合鹽。正極1的活性物質(zhì)是由NaxM1yM21-yO2(其中M1是Fe或Ni，M2是Mn或Ti，0<x≤1且0<y<1)表示的金屬氧化物。正極1的活性物質(zhì)是例如Na2/3Fe1/3Mn2/3O2。熔融鹽電池在低溫下運(yùn)行，由此將電池溫度升高到運(yùn)行溫度所需要的時(shí)間縮短。此外，因?yàn)殡娊赓|(zhì)具有不揮發(fā)性和不燃性，熔融鹽電池的安全性提高。
【專利說明】熔融鹽電池
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種含有熔融鹽作為電解質(zhì)的熔融鹽電池。
【背景技術(shù)】
[0002]為了有效地利用電力，需要具有高能量密度和高效率的蓄電池。作為這種蓄電池，廣泛使用鋰離子二次電池。因?yàn)長i(鋰)的資源量貧瘠，所以開發(fā)了含有在自然界中的資源量比Li更豐富的Na(鈉)的蓄電池。作為這種電池的實(shí)例，專利文獻(xiàn)I公開了鈉-硫電池。非專利文獻(xiàn)I也公開了設(shè)想用于鈉離子二次電池的正極材料。
[0003]然而，專利文獻(xiàn)I中公開的鈉-硫電池的運(yùn)行需要280°C以上的高溫。因此，鈉-硫電池需要大量的時(shí)間來達(dá)到其運(yùn)行溫度。非專利文獻(xiàn)I中公開的鈉離子二次電池與鋰離子二次電池類似，使用作為可燃性有機(jī)溶劑的電解液。然而，當(dāng)使用有機(jī)溶劑作為電池的電解液時(shí)，在電池運(yùn)行范圍內(nèi)的電壓下，與電池反應(yīng)并行地發(fā)生電解液的分解反應(yīng)，從而引起電池劣化。此外，有機(jī)溶劑具有揮發(fā)性和可燃性。因此，使用有機(jī)溶劑電解液的電池可能因發(fā)熱而著火。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)1:日本特開2007-273297號(hào)公報(bào)
[0007]非專利文獻(xiàn)
[0008]非專利文獻(xiàn)1:巖立淳一、藪內(nèi)直明、駒場慎一，“層狀NaM02 (M=Fe、Mn、Ti) O合成i電気化學(xué)特性”(層狀NaM02 (M=Fe、Mn、Ti)的合成和電化學(xué)特性)，第51回電池討論會(huì)講演要旨集(第51屆電池研討會(huì)論文集)，電気化學(xué)會(huì)電池技術(shù)委員會(huì)(日本電化學(xué)電池技術(shù)委員會(huì))，2010年11月第225頁

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]發(fā)明要解決的問題
[0010]本發(fā)明的目的在于提供因?yàn)槭褂镁哂械腿埸c(diǎn)的不燃性熔融鹽而使得運(yùn)行開始之前的時(shí)間縮短并且具有高安全性的熔融鹽電池。
[0011]解決問題的手段
[0012]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的第一方面是一種熔融鹽電池，包含正極、負(fù)極以及作為電解質(zhì)的熔融鹽，其中所述熔融鹽含有具有由下式(I)表示的化學(xué)結(jié)構(gòu)的陰離子:
[0013]
【權(quán)利要求】
1.一種熔融鹽電池，包含正極、負(fù)極以及作為電解質(zhì)的熔融鹽，其中: 所述熔融鹽含有具有由下式(I)表示的化學(xué)結(jié)構(gòu)的陰離子:

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熔融鹽電池，其中，在式(I)中，Rl和R2分別為氟基或具有I至8個(gè)碳原子的氟烷基。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的熔融鹽電池，其中，所述熔融鹽中含有的陰離子是FSA (雙(氟磺酰)胺)離子、TFSA (雙(三氟甲磺酰)胺)離子或FTA (氟(三氟甲磺酰)胺)離子。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的熔融鹽電池，其中，所述熔融鹽中含有的陽離子是Na離子和K離子。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的熔融鹽電池，其中，所述熔融鹽為其中陽離子是Na離子且陰離子是FSA離子的NaFSA與其中陽離子是K離子且陰離子是FSA離子的KFSA的混合鹽。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的熔融鹽電池，其中，所述金屬氧化物為由組成式:Na2/3Fe 1/3Mn2/302、Na5/6Fe1/2Mn1/202> NaFel72Til72O2 或 NaNi1/2Mn1/202 表示的金屬氧化物。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的熔融鹽電池，其還包含設(shè)置在所述正極與所述負(fù)極之間的隔膜， 其中，所述隔膜由硅酸鹽玻璃或樹脂形成。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的熔融鹽電池，其中，所述隔膜由玻璃布或多孔樹脂形成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的熔融鹽電池，其中所述負(fù)極含有錫、金屬Na、碳、硅或銦作為活性物質(zhì)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的熔融鹽電池，其還包含容納所述正極和所述負(fù)極且由鋁形成的容器。
【文檔編號(hào)】H01M4/505GK103460499SQ201280010965
【公開日】2013年12月18日 申請(qǐng)日期:2012年2月22日 優(yōu)先權(quán)日:2011年3月2日
【發(fā)明者】新田耕司, 稻澤信二, 酒井將一郎, 福永篤史, 野平俊之, 萩原理加 申請(qǐng)人:住友電氣工業(yè)株式會(huì)社, 國立大學(xué)法人京都大學(xué)