JP2010272491A - Method of manufacturing sodium secondary battery, and sodium secondary battery - Google Patents

Method of manufacturing sodium secondary battery, and sodium secondary battery Download PDF

Info

Publication number
JP2010272491A
JP2010272491A JP2009125868A JP2009125868A JP2010272491A JP 2010272491 A JP2010272491 A JP 2010272491A JP 2009125868 A JP2009125868 A JP 2009125868A JP 2009125868 A JP2009125868 A JP 2009125868A JP 2010272491 A JP2010272491 A JP 2010272491A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
negative electrode
sodium
secondary battery
battery
resin
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2009125868A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Taketsugu Yamamoto
武継 山本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Chemical Co Ltd filed Critical Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority to JP2009125868A priority Critical patent/JP2010272491A/en
Publication of JP2010272491A publication Critical patent/JP2010272491A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of manufacturing a sodium secondary battery having a high capacity and excellent cycle characteristics. <P>SOLUTION: A group of electrodes obtained by laminating a positive electrode capable of doping/dedoping of sodium ions, a negative electrode capable of doping/dedoping of the sodium ions, and a separator or by laminating or winding them, and an electrolyte are housed in a battery case, and the sodium ions are doped on the negative electrode, and after that the battery case is sealed. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明はナトリウム二次電池の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a sodium secondary battery.

正極にLiMO2(MはCo,Mn,Ni等の遷移金属)等の酸化物を用い、負極に炭素材料やリチウムの低電位化合物等を用いたいわゆるリチウム二次電池は、携帯機器用電源として広く用いられている。一方、リチウム二次電池は、高価で希少なリチウムを多く使用することから、大型電池としての普及に難がある。 A so-called lithium secondary battery that uses an oxide such as LiMO 2 (M is a transition metal such as Co, Mn, or Ni) for the positive electrode and a carbon material or a low potential compound of lithium for the negative electrode is used as a power source for portable devices. Widely used. On the other hand, since lithium secondary batteries use a lot of expensive and rare lithium, they are difficult to spread as large batteries.

一方、電極活物質にナトリウムを用いるナトリウム二次電池の開発が進められている(例えば、特許文献1参照)。ナトリウム二次電池は、高価なリチウムに代えて安価なナトリウムを使用することから、リチウム二次電池と比較して材料コストを低減させることができる。   On the other hand, development of a sodium secondary battery using sodium as an electrode active material is underway (see, for example, Patent Document 1). Since the sodium secondary battery uses inexpensive sodium instead of expensive lithium, the material cost can be reduced as compared with the lithium secondary battery.

特開2005−317511号公報JP 2005-317511 A

従来のナトリウム二次電池においては、リチウム二次電池のような実用に値する二次電池性能が得られておらず、未だ改良の余地がある。本発明の目的は、従来に比し、高い放電容量と、良好なサイクル特性を示すことのできるナトリウム二次電池を製造する方法を提供することにある。   Conventional sodium secondary batteries do not have practical secondary battery performance like lithium secondary batteries, and there is still room for improvement. An object of the present invention is to provide a method for producing a sodium secondary battery capable of exhibiting a high discharge capacity and good cycle characteristics as compared with the prior art.

本発明者らは、上記課題に鑑み、種々の検討を重ね、本発明に至った。
すなわち、本発明は、以下の発明に係るものである。
<1> ナトリウムイオンをドープ・脱ドープすることのできる正極、ナトリウムイオンをドープ・脱ドープすることのできる負極およびセパレータを積層して、または積層、巻回して得られる電極群と、電解質とを電池ケースに収容し、該負極にナトリウムイオンをドープした後に、電池ケースを封口するナトリウム二次電池の製造方法。
<2> 負極にナトリウムイオンのドープを行った後、封口する前に30〜70℃で10分間以上エージングを行う前記<1>記載のナトリウム二次電池の製造方法。
<3> 負極にナトリウムイオンのドープを行い、さらに負極からナトリウムイオンの脱ドープを行う工程を1回以上繰り返した後に封口する前記<1>または<2>に記載のナトリウム二次電池の製造方法。
<4> 負極におけるナトリウムイオンのドープ・脱ドープを、30〜70℃で行う前記<3>記載のナトリウム二次電池の製造方法。
<5> 封口する前に、雰囲気ガス加圧および/または減圧を行う前記<1>から<4>のいずれかに記載のナトリウム二次電池の製造方法。
<6> 電解質として、有機溶媒に溶解された電解質を用いる前記<1>から<5>のいずれかに記載のナトリウム二次電池の製造方法。
<7> 前記<1>から<6>のいずれかに記載の製造方法で製造されたナトリウム二次電池。
In view of the above problems, the present inventors have made various studies and reached the present invention.
That is, the present invention relates to the following inventions.
<1> A positive electrode that can be doped / undoped with sodium ions, a negative electrode that can be doped / dedoped with sodium ions, and a separator, or an electrode group obtained by stacking and winding, and an electrolyte. A method for producing a sodium secondary battery, which is housed in a battery case and the negative electrode is doped with sodium ions and then the battery case is sealed.
<2> The method for producing a sodium secondary battery according to <1>, wherein the anode is doped with sodium ions and then aged at 30 to 70 ° C. for 10 minutes or more before sealing.
<3> The method for producing a sodium secondary battery according to <1> or <2>, wherein the step of doping the negative electrode with sodium ions and further repeating the step of dedoping sodium ions from the negative electrode one or more times is performed after sealing. .
<4> The method for producing a sodium secondary battery according to <3>, wherein doping and dedoping of sodium ions in the negative electrode is performed at 30 to 70 ° C.
<5> The method for producing a sodium secondary battery according to any one of <1> to <4>, wherein the atmospheric gas is pressurized and / or decompressed before sealing.
<6> The method for producing a sodium secondary battery according to any one of <1> to <5>, wherein an electrolyte dissolved in an organic solvent is used as the electrolyte.
<7> A sodium secondary battery produced by the production method according to any one of <1> to <6>.

本発明によれば、従来に比し、放電容量、サイクル特性が大幅に向上した実用に値するナトリウム二次電池を得ることができる。また、大型電池への適用も可能であり、本発明は、極めて実用性に富む。   According to the present invention, it is possible to obtain a practical sodium secondary battery that has a significantly improved discharge capacity and cycle characteristics as compared with the prior art. Moreover, the present invention can be applied to a large battery, and the present invention is extremely practical.

本発明は、ナトリウムイオンをドープ・脱ドープすることのできる正極、ナトリウムイオンをドープ・脱ドープすることのできる負極およびセパレータを積層して、または積層、巻回して得られる電極群と、電解質とを電池ケースに収容し、該負極にナトリウムイオンをドープした後に、電池ケースを封口するナトリウム二次電池の製造方法に係るものである。
本発明において、負極にナトリウムイオンをドープした後においては、負極にはナトリウムがイオン状態または金属状態で保持されている。
The present invention includes a positive electrode capable of doping / de-doping sodium ions, a negative electrode capable of doping / de-doping sodium ions and a separator, or an electrode group obtained by stacking or winding, an electrolyte, Is contained in a battery case, and the negative electrode is doped with sodium ions, and then the battery case is sealed.
In the present invention, after the negative electrode is doped with sodium ions, the negative electrode holds sodium in an ionic or metallic state.

本発明のナトリウム二次電池の製造方法における特徴の一つは、負極にナトリウムイオンをドープした後に電池ケースを封口することにある。詳細な理由は現時点では不明だが、負極にナトリウムイオンのドープを行うことによって負極を活性化させたのちに、電池ケースを封口することにより、放電容量、サイクル特性の向上を実現することができる。   One of the features of the method for producing a sodium secondary battery of the present invention is that the battery case is sealed after the negative electrode is doped with sodium ions. Although the detailed reason is unknown at present, the discharge capacity and cycle characteristics can be improved by sealing the battery case after activating the negative electrode by doping sodium ions into the negative electrode.

以下、本発明のナトリウム二次電池の製造方法に係る正極、負極、電解質、セパレータおよび電池ケースについて説明する。   Hereinafter, a positive electrode, a negative electrode, an electrolyte, a separator, and a battery case according to the method for producing a sodium secondary battery of the present invention will be described.

(1)正極
正極は、正極活物質、結合剤および導電剤等を含む正極合剤が、正極集電体に担持されているものであり、通常、シート状である。より、具体的には、正極活物質、結合剤および導電剤等に溶剤を添加してなる正極合剤を、正極集電体に、ドクターブレード法などで塗工または浸漬し、乾燥する方法、正極活物質、結合剤および導電剤等に溶剤を添加して混練、成形し、乾燥して得たシートを正極集電体表面に導電性接着剤等を介して接合した後にプレス、乾燥する方法、正極活物質、結合剤、導電剤および液状潤滑剤等からなる混合物を正極集電体上に成形した後、液状潤滑剤を除去し、次いで、一軸または多軸方向に延伸処理する方法などが挙げられる。正極がシート状である場合、その厚みは、通常、5〜500μm程度である。
(1) Positive electrode The positive electrode is a sheet in which a positive electrode mixture containing a positive electrode active material, a binder, a conductive agent and the like is supported on a positive electrode current collector, and is usually in a sheet form. More specifically, a positive electrode mixture formed by adding a solvent to a positive electrode active material, a binder, a conductive agent, and the like, is applied to a positive electrode current collector by a doctor blade method or the like, and is dried. A method in which a sheet obtained by adding a solvent to a positive electrode active material, a binder, a conductive agent, etc., kneading, forming, and drying is bonded to the surface of the positive electrode current collector via a conductive adhesive, and then pressed and dried. A mixture of a positive electrode active material, a binder, a conductive agent, a liquid lubricant, and the like is formed on the positive electrode current collector, then the liquid lubricant is removed, and then a uniaxial or multiaxial direction is stretched. Can be mentioned. When the positive electrode has a sheet shape, the thickness is usually about 5 to 500 μm.

前記正極活物質としては、ナトリウムイオンをドープ・脱ドープすることのできる正極材料を用いることができる。得られるナトリウム二次電池のサイクル性の観点では、該材料としては、ナトリウム無機化合物を用いることが好ましい。ナトリウム無機化合物としては、次の化合物を挙げることができる。すなわち、NaFeO2、NaMnO2、NaNiO2およびNaCoO2等のNaM1 a2で表される酸化物、Na0.44Mn1-a1 a2で表される酸化物、Na0.7Mn1-a1 a2.05で表される酸化物(M1は1種以上の遷移金属元素、0≦a<1);Na6Fe2Si1230およびNa2Fe5Si1230等のNab2 cSi1230で表される酸化物(M2は1種以上の遷移金属元素、2≦b≦6、2≦c≦5);Na2Fe2Si618およびNa2MnFeSi618等のNad3 eSi618で表される酸化物(M3は1種以上の遷移金属元素、3≦d≦6、1≦e≦2);Na2FeSiO6等のNaf4 gSi26で表される酸化物(M4は遷移金属元素、MgおよびAlからなる群より選ばれる1種以上の元素、1≦f≦2、1≦g≦2);NaFePO4、NaMnPO4、NaNiPO4等のNaM6 aPO4で表されるリン酸塩(M6は1種以上の遷移金属元素);Na3Fe2(PO43等のリン酸塩;NaFeBO4、Na3Fe2(BO43等のホウ酸塩;Na3FeF6およびNa2MnF6等のNah56で表されるフッ化物(M5は1種以上の遷移金属元素、2≦h≦3);等が挙げられる。 As the positive electrode active material, a positive electrode material that can be doped / undoped with sodium ions can be used. From the viewpoint of the cycleability of the obtained sodium secondary battery, it is preferable to use a sodium inorganic compound as the material. Examples of the sodium inorganic compound include the following compounds. That, NaFeO 2, NaMnO 2, NaNiO 2 and NaCoO oxide represented by NaM 1 a O 2, such as 2, oxide represented by Na 0.44 Mn 1-a M 1 a O 2, Na 0.7 Mn 1- a oxide represented by M 1 a O 2.05 (M 1 is one or more transition metal elements, 0 ≦ a <1); Na 6 Fe 2 Si 12 O 30 and Na 2 Fe 5 Si 12 O 30 Oxides represented by Na b M 2 c Si 12 O 30 (M 2 is one or more transition metal elements, 2 ≦ b ≦ 6, 2 ≦ c ≦ 5); Na 2 Fe 2 Si 6 O 18 and Na Na d M 3 e Si 6 oxide represented by O 18, such as 2 MnFeSi 6 O 18 (M 3 is one or more transition metal elements, 3 ≦ d ≦ 6,1 ≦ e ≦ 2); Na 2 FeSiO Na f M 4 g Si 2 oxide represented by O 6 (M 4 is at least one element selected from the group consisting of transition metal elements, Mg and Al, such as 6, 1 ≦ f ≦ 2, 1 ≦ g ≦ 2); phosphate represented by NaM 6 a PO 4 such as NaFePO 4 , NaMnPO 4 , NaNiPO 4 (M 6 is one or more transition metal elements); Na 3 Fe 2 Phosphate such as (PO 4 ) 3 ; Borate such as NaFeBO 4 and Na 3 Fe 2 (BO 4 ) 3 ; Represented by Na h M 5 F 6 such as Na 3 FeF 6 and Na 2 MnF 6 Fluoride (M 5 is one or more transition metal elements, 2 ≦ h ≦ 3);

また、前記正極材料として、硫化物等のカルコゲン化合物を用いることもできる。硫化物としてはTiS2、ZrS2、VS2、V25、TaS2、FeS2およびNiS2等のM62で表される化合物(M6は1種以上の遷移金属元素)等が挙げられる。この場合、負極としては、例えば、ナトリウム金属、ナトリウム合金などを用いればよい。 In addition, a chalcogen compound such as sulfide can be used as the positive electrode material. As sulfides, compounds represented by M 6 S 2 such as TiS 2 , ZrS 2 , VS 2 , V 2 S 5 , TaS 2 , FeS 2 and NiS 2 (M 6 is one or more transition metal elements), etc. Is mentioned. In this case, for example, sodium metal or sodium alloy may be used as the negative electrode.

上記のナトリウム無機化合物の中では、Feを含有する化合物を好ましく用いることができる。Feを含有する化合物を使用することは、資源量が豊富で安価な材料により、二次電池を構成する観点でも、非常に重要なことである。   Among the above-mentioned sodium inorganic compounds, a compound containing Fe can be preferably used. The use of a compound containing Fe is very important from the viewpoint of constituting a secondary battery with abundant and inexpensive materials.

前記の正極に用いられる導電剤としては、天然黒鉛、人造黒鉛、コークス類、カーボンブラックなどの炭素材料などを挙げることができる。   Examples of the conductive agent used for the positive electrode include natural graphite, artificial graphite, cokes, carbon materials such as carbon black, and the like.

前記の正極に用いられる結合剤としては、例えば、フッ素化合物の重合体が挙げられる。フッ素化合物としては、例えば、フッ素化アルキル(炭素数1〜18)(メタ)アクリレート、パーフルオロアルキル(メタ)アクリレート[例えば、パーフルオロドデシル(メタ)アクリレート、パーフルオロn−オクチル(メタ)アクリレート、パーフルオロn−ブチル(メタ)アクリレート]、パーフルオロアルキル置換アルキル(メタ)アクリレート[例えばパーフルオロヘキシルエチル(メタ)アクリレート、パーフルオロオクチルエチル(メタ)アクリレート]、パーフルオロオキシアルキル(メタ)アクリレート[例えば、パーフルオロドデシルオキシエチル(メタ)アクリレートおよびパーフルオロデシルオキシエチル(メタ)アクリレートなど]、フッ素化アルキル(炭素数1〜18)クロトネート、フッ素化アルキル(炭素数1〜18)マレートおよびフマレート、フッ素化アルキル(炭素数1〜18)イタコネート、フッ素化アルキル置換オレフィン(炭素数2〜10程度、フッ素原子数1〜17程度)、例えばパーフロオロヘキシルエチレン、炭素数2〜10程度、およびフッ素原子の数1〜20程度の二重結合炭素にフッ素原子が結合したフッ素化オレフィン、テトラフルオロエチレン、トリフルオロエチレン、フッ化ビニリデンまたはヘキサフルオロプロピレンなどが挙げられる。   Examples of the binder used for the positive electrode include a polymer of a fluorine compound. Examples of the fluorine compound include fluorinated alkyl (C1-18) (meth) acrylate, perfluoroalkyl (meth) acrylate [for example, perfluorododecyl (meth) acrylate, perfluoro n-octyl (meth) acrylate, Perfluoro n-butyl (meth) acrylate], perfluoroalkyl-substituted alkyl (meth) acrylate [for example, perfluorohexylethyl (meth) acrylate, perfluorooctylethyl (meth) acrylate], perfluorooxyalkyl (meth) acrylate [ For example, perfluorododecyloxyethyl (meth) acrylate and perfluorodecyloxyethyl (meth) acrylate, etc.], fluorinated alkyl (C1-18) crotonate, fluorinated alkyl ( Prime numbers 1 to 18) Malate and fumarate, fluorinated alkyl (1 to 18 carbon atoms) itaconate, fluorinated alkyl-substituted olefins (about 2 to 10 carbon atoms, about 1 to 17 fluorine atoms) such as perfluorohexylethylene, carbon Examples include fluorinated olefins, tetrafluoroethylene, trifluoroethylene, vinylidene fluoride, hexafluoropropylene, and the like in which fluorine atoms are bonded to double bond carbons of about 2 to 10 and about 1 to 20 fluorine atoms.

結合剤のその他の例示としては、フッ素原子を含まないエチレン性二重結合を含む単量体の付加重合体が挙げられる。かかる単量体としては、例えば、(シクロ)アルキル(炭素数1〜22)(メタ)アクリレート[例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、iso−ブチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、オクタデシル(メタ)アクリレート等];芳香環含有(メタ)アクリレート[例えば、ベンジル(メタ)アクリレート、フェニルエチル(メタ)アクリレート等];アルキレングリコールもしくはジアルキレングリコール(アルキレン基の炭素数2〜4)のモノ(メタ)アクリレート[例えば、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート];(ポリ)グリセリン(重合度1〜4)モノ(メタ)アクリレート;多官能(メタ)アクリレート[例えば、(ポリ)エチレングリコール(重合度1〜100)ジ(メタ)アクリレート、(ポリ)プロピレングリコール(重合度1〜100)ジ(メタ)アクリレート、2,2−ビス(4−ヒドロキシエチルフェニル)プロパンジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート等]などの(メタ)アクリル酸エステル系単量体;(メタ)アクリルアミド、(メタ)アクリルアミド系誘導体[例えば、N−メチロール(メタ)アクリルアミド、ダイアセトンアクリルアミド等]などの(メタ)アクリルアミド系単量体;(メタ)アクリロニトリル、2−シアノエチル(メタ)アクリレート、2−シアノエチルアクリルアミド等のシアノ基含有単量体;スチレンおよび炭素数7〜18のスチレン誘導体[例えば、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、p−ヒドロキシスチレンおよびジビニルベンゼン等]などのスチレン系単量体;炭素数4〜12のアルカジエン[例えば、ブタジエン、イソプレン、クロロプレン等]などのジエン系単量体;カルボン酸(炭素数2〜12)ビニルエステル[例えば、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニルおよびオクタン酸ビニル等]、カルボン酸(炭素数2〜12)(メタ)アリルエステル[例えば、酢酸(メタ)アリル、プロピオン酸(メタ)アリルおよびオクタン酸(メタ)アリル等]などのアルケニルエステル系単量体;グリシジル(メタ)アクリレート、(メタ)アリルグリシジルエーテル等のエポキシ基含有単量体;炭素数2〜12のモノオレフィン[例えば、エチレン、プロピレン、1−ブテン、1−オクテンおよび1−ドデセン等]のモノオレフィン類;塩素、臭素またはヨウ素原子含有単量体、塩化ビニルおよび塩化ビニリデンなどのフッ素以外のハロゲン原子含有単量体;アクリル酸、メタクリル酸などの(メタ)アクリル酸;ブタジエン、イソプレンなどの共役二重結合含有単量体などが挙げられる。   Other examples of the binder include monomer addition polymers containing an ethylenic double bond that does not contain a fluorine atom. Examples of such monomers include (cyclo) alkyl (C1-22) (meth) acrylate [for example, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, iso-butyl (Meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, isodecyl (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate, octadecyl (meth) acrylate, etc.]; aromatic ring-containing (meth) acrylate [for example, benzyl (Meth) acrylate, phenylethyl (meth) acrylate, etc.]; mono (meth) acrylate of alkylene glycol or dialkylene glycol (alkylene group having 2 to 4 carbon atoms) [for example, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2- Hi Roxypropyl (meth) acrylate, diethylene glycol mono (meth) acrylate]; (poly) glycerin (degree of polymerization 1 to 4) mono (meth) acrylate; polyfunctional (meth) acrylate [for example, (poly) ethylene glycol (degree of polymerization 1) ~ 100) di (meth) acrylate, (poly) propylene glycol (degree of polymerization 1-100) di (meth) acrylate, 2,2-bis (4-hydroxyethylphenyl) propane di (meth) acrylate, trimethylolpropane tri ( (Meth) acrylate monomers such as (meth) acrylate]; (meth) acrylamide (meth) acrylamide, (meth) acrylamide derivatives [eg, N-methylol (meth) acrylamide, diacetone acrylamide, etc.] Acrylamide monomer; ) Cyano group-containing monomers such as acrylonitrile, 2-cyanoethyl (meth) acrylate, 2-cyanoethylacrylamide; styrene and styrene derivatives having 7 to 18 carbon atoms [for example, α-methylstyrene, vinyltoluene, p-hydroxystyrene and Styrene monomers such as divinylbenzene]; Diene monomers such as alkadienes having 4 to 12 carbon atoms [for example, butadiene, isoprene, chloroprene, etc.]; Carboxylic acid (2 to 12 carbon atoms) vinyl esters [for example, , Vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl butyrate and vinyl octoate, etc.], carboxylic acid (2 to 12 carbon atoms) (meth) allyl ester [for example, (meth) allyl acetate, (meth) allyl propionate and octanoic acid ( Alkenyl ester based monomers such as (meth) allyl etc.] An epoxy group-containing monomer such as glycidyl (meth) acrylate and (meth) allyl glycidyl ether; a monoolefin having 2 to 12 carbon atoms [e.g., ethylene, propylene, 1-butene, 1-octene and 1-dodecene, etc.] Monoolefins of the following: Monomers containing chlorine, bromine or iodine atoms, monomers containing halogen atoms other than fluorine such as vinyl chloride and vinylidene chloride; (meth) acrylic acids such as acrylic acid and methacrylic acid; butadiene, isoprene, etc. And conjugated double bond-containing monomers.

また、付加重合体として、例えば、エチレン・酢酸ビニル共重合体、スチレン・ブタジエン共重合体またはエチレン・プロピレン共重合体などの共重合体でもよい。また、カルボン酸ビニルエステル重合体は、ポリビニルアルコールなどのように、部分的または完全にケン化されていてもよい。結合剤はフッ素化合物とフッ素原子を含まないエチレン性二重結合を含む単量体との共重合体であってもよい。   The addition polymer may be a copolymer such as an ethylene / vinyl acetate copolymer, a styrene / butadiene copolymer, or an ethylene / propylene copolymer. The carboxylic acid vinyl ester polymer may be partially or completely saponified, such as polyvinyl alcohol. The binder may be a copolymer of a fluorine compound and a monomer containing an ethylenic double bond not containing a fluorine atom.

結合剤のその他の例示としては、さらに、例えば、デンプン、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、カルボキシメチルヒドロキシエチルセルロース、ニトロセルロースなどの多糖類およびその誘導体;フェノール樹脂;メラミン樹脂;ポリウレタン樹脂;尿素樹脂;ポリアミド樹脂;ポリイミド樹脂;ポリアミドイミド樹脂;石油ピッチ;石炭ピッチなどが挙げられる。   Other examples of the binder further include, for example, polysaccharides and derivatives thereof such as starch, methylcellulose, carboxymethylcellulose, hydroxymethylcellulose, hydroxyethylcellulose, hydroxypropylcellulose, carboxymethylhydroxyethylcellulose, nitrocellulose; phenol resin; melamine resin Polyurethane resin, urea resin, polyamide resin, polyimide resin, polyamideimide resin, petroleum pitch, coal pitch, and the like.

前記の正極に用いられる溶剤としては、例えば、N−メチル−2−ピロリドンなどの非プロトン性極性溶媒、イソプロピルアルコール、エチルアルコール若しくはメチルアルコールなどのアルコール類、プロピレングリコールジメチルエーテルなどのエーテル類、アセトン、メチルエチルケトンまたはメチルイソブチルケトンなどのケトン類などが挙げられる。   Examples of the solvent used for the positive electrode include aprotic polar solvents such as N-methyl-2-pyrrolidone, alcohols such as isopropyl alcohol, ethyl alcohol or methyl alcohol, ethers such as propylene glycol dimethyl ether, acetone, Examples thereof include ketones such as methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone.

導電性接着剤とは、導電剤と結合剤との混合物であり、特に、カーボンブラックとポリビニルアルコールとの混合物が溶剤を用いる必要もなく、調製が容易であり、さらに保存性にも優れることから好適である。   A conductive adhesive is a mixture of a conductive agent and a binder. In particular, the mixture of carbon black and polyvinyl alcohol does not require the use of a solvent, is easy to prepare, and is excellent in storage stability. Is preferred.

また、正極合剤において、その構成材料の配合量としては、適宜設定すればよいが、結合剤の配合量としては、正極活物質100重量部に対し、通常、0.5〜30重量部程度、好ましくは2〜30重量部程度であり、導電剤の配合量としては、正極活物質100重量部に対し、通常、1〜50重量部程度、好ましくは1〜30重量部程度であり、溶剤の配合量としては、正極活物質100重量部に対し、通常、50〜500重量部程度、好ましくは100〜200重量部程度である。   Further, in the positive electrode mixture, the amount of the constituent material may be set as appropriate, but the amount of the binder is usually about 0.5 to 30 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the positive electrode active material. The amount of the conductive agent is usually about 1 to 50 parts by weight, preferably about 1 to 30 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the positive electrode active material. The blending amount is usually about 50 to 500 parts by weight, preferably about 100 to 200 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the positive electrode active material.

前記の正極に用いられる正極集電体としては、例えば、ニッケル、アルミニウム、チタン、銅、金、銀、白金、アルミニウム合金またはステンレス等の金属、例えば、炭素素材、活性炭繊維、ニッケル、アルミニウム、亜鉛、銅、スズ、鉛またはこれらの合金をプラズマ溶射、アーク溶射することによって形成されたもの、例えば、ゴムまたはスチレン−エチレン−ブチレン−スチレン共重合体(SEBS)など樹脂に導電剤を分散させた導電性フィルムなどが挙げられる。特に、アルミニウム、ニッケルまたはステンレスなどが好ましく、とりわけ、薄膜に加工しやすく、安価であるという点でアルミニウムが好ましい。正極集電体の形状としては、例えば、箔状、平板状、メッシュ状、ネット状、ラス状、パンチングメタル状若しくはエンボス状であるものまたはこれらを組み合わせたもの(例えば、メッシュ状平板など)等が挙げられる。正極集電体表面にエッチング処理による凹凸を形成させてもよい。   Examples of the positive electrode current collector used for the positive electrode include metals such as nickel, aluminum, titanium, copper, gold, silver, platinum, aluminum alloys, and stainless steel, such as carbon materials, activated carbon fibers, nickel, aluminum, and zinc. A conductive agent is dispersed in a resin formed by plasma spraying or arc spraying of copper, tin, lead or an alloy thereof, for example, rubber or a resin such as styrene-ethylene-butylene-styrene copolymer (SEBS). Examples include conductive films. In particular, aluminum, nickel, stainless steel, and the like are preferable. In particular, aluminum is preferable because it can be easily processed into a thin film and is inexpensive. Examples of the shape of the positive electrode current collector include a foil shape, a flat plate shape, a mesh shape, a net shape, a lath shape, a punching metal shape, an embossed shape, or a combination thereof (for example, a mesh flat plate). Is mentioned. Concavities and convexities by etching treatment may be formed on the surface of the positive electrode current collector.

(2)負極
次に、負極について、説明する。負極としては、負極活物質、結合剤および必要に応じて導電剤等を含む負極合剤が、負極集電体に担持されているもの、ナトリウム金属またはナトリウム合金を挙げることができ、通常、シート状である。より、具体的には、負極活物質および結合剤等に溶剤を添加してなる負極合剤を、負極集電体に、ドクターブレード法などで塗工または浸漬し乾燥する方法、負極活物質および結合等に溶剤を添加して混練、成形し、乾燥して得たシートを負極集電体表面に導電性接着剤等を介して接合した後にプレスおよび熱処理乾燥する方法、負極活物質、結合剤および液状潤滑剤等からなる混合物を負極集電体上に成形した後、液状潤滑剤を除去し、次いで、得られたシート状の成形物を一軸または多軸方向に延伸処理する方法などが挙げられる。負極がシート状である場合、その厚みは、通常、5〜500μm程度である。
(2) Negative Electrode Next, the negative electrode will be described. Examples of the negative electrode include those in which a negative electrode mixture containing a negative electrode active material, a binder and, if necessary, a conductive agent is supported on a negative electrode current collector, sodium metal or a sodium alloy. Is. More specifically, a negative electrode mixture formed by adding a solvent to a negative electrode active material and a binder, or the like, is applied to a negative electrode current collector by a doctor blade method or the like, and is dried to dry the negative electrode active material and A method in which a sheet obtained by adding a solvent to a bond or the like is kneaded, molded, and dried and bonded to the surface of the negative electrode current collector via a conductive adhesive or the like, followed by pressing and heat treatment drying, a negative electrode active material, a binder And a mixture of a liquid lubricant and the like formed on the negative electrode current collector, then the liquid lubricant is removed, and then the obtained sheet-like molded product is stretched in a uniaxial or multiaxial direction. It is done. When the negative electrode has a sheet shape, the thickness is usually about 5 to 500 μm.

前記負極活物質としては、ナトリウムイオンをドープ・脱ドープすることのできる負極材料を用いることができる。該材料としては、カーボンブラック、熱分解炭素類、炭素繊維、難黒鉛化炭素材料、有機材料焼成体などの炭素材料で、ナトリウムイオンをドープ・脱ドープすることのできる材料を用いることができる。炭素材料の形状としては、例えば天然黒鉛のような薄片状、メソカーボンマイクロビーズのような球状、黒鉛化炭素繊維のような繊維状、または微粉末の凝集体などのいずれでもよい。   As the negative electrode active material, a negative electrode material that can be doped / undoped with sodium ions can be used. As the material, a carbon material such as carbon black, pyrolytic carbon, carbon fiber, non-graphitizable carbon material, and fired organic material, which can be doped / undoped with sodium ions can be used. The shape of the carbon material may be any of a flake shape such as natural graphite, a spherical shape such as mesocarbon microbeads, a fibrous shape such as graphitized carbon fiber, or an aggregate of fine powder.

また、負極活物質として用いることのできる好適な炭素材料として、カーボンマイクロビーズを挙げることができ、具体的には、日本カーボン社製のICB(商品名:ニカビーズ)が挙げられる。   Moreover, as a suitable carbon material that can be used as the negative electrode active material, carbon microbeads can be cited, and specifically, ICB (trade name: Nika beads) manufactured by Nippon Carbon Co., Ltd. can be exemplified.

ナトリウムイオンをドープ・脱ドープすることのできる有機材料焼成体としては、種々の有機材料の炭化(焼成)により得られる炭素材料のうち、ナトリウムイオンをドープ・脱ドープすることのできる炭素材料を用いればよい。有機材料としては、石油や石炭等の天然鉱物資源や、これら資源を原料として合成した各種合成樹脂(熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂など)のほか、石油ピッチ、石炭ピッチ、紡糸用ピッチなどの種々のプラント残渣油、木材等の植物由来の有機材料等を挙げることができ、これらを単独または二種以上用いることが可能である。   As a fired organic material that can be doped / undoped with sodium ions, a carbon material that can be doped / undoped with sodium ions is used among carbon materials obtained by carbonization (firing) of various organic materials. That's fine. Organic materials include natural mineral resources such as petroleum and coal, and various synthetic resins (thermosetting resin, thermoplastic resin, etc.) synthesized from these resources as well as petroleum pitch, coal pitch, spinning pitch, etc. Examples include various plant residue oils, organic materials derived from plants such as wood, and the like, and these can be used alone or in combination of two or more.

上記合成樹脂としては、フェノール樹脂、レゾルシノール樹脂、フラン樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、アニリン樹脂、ビスマレイミド樹脂、ベンゾオキサジン樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミド樹脂、シアネート樹脂、ケトン樹脂などを挙げることができ、これらを単独または二種以上用いることが可能である。また、硬化剤、添加剤を含有させて用いてもよい。硬化方法は、特に限定されないが、例えばフェノール樹脂を用いた場合では、熱硬化、熱酸化、エポキシ硬化、イソシアネート硬化などが挙げられる。また、エポキシ樹脂を用いた場合では、フェノール樹脂硬化、酸無水物硬化、アミン硬化等が挙げられる。   As the synthetic resin, phenol resin, resorcinol resin, furan resin, epoxy resin, urethane resin, unsaturated polyester resin, melamine resin, urea resin, aniline resin, bismaleimide resin, benzoxazine resin, polyacrylonitrile resin, polystyrene resin, Polyamide resin, cyanate resin, ketone resin, and the like can be given, and these can be used alone or in combination of two or more. Moreover, you may use it by making it contain a hardening | curing agent and an additive. Although the curing method is not particularly limited, for example, when a phenol resin is used, thermal curing, thermal oxidation, epoxy curing, isocyanate curing and the like can be mentioned. Moreover, when an epoxy resin is used, phenol resin curing, acid anhydride curing, amine curing, and the like can be given.

有機材料の中でも、芳香環を有する有機材料であることが好ましい。該有機材料を用いることにより、炭素材料を収率よく得ることができ、環境負荷が小さく、製造コストも小さくすることもでき、工業的な利用価値がより高い。   Among organic materials, an organic material having an aromatic ring is preferable. By using the organic material, the carbon material can be obtained with high yield, the environmental load is small, the production cost can be reduced, and the industrial utility value is higher.

芳香環を有する有機材料としては、例えば、上記合成樹脂の中で、フェノール樹脂(ノボラック型フェノール樹脂、レゾール型フェノール樹脂など)、エポキシ樹脂(ビスフェノール型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂など)、アニリン樹脂、ビスマレイミド樹脂、ベンゾオキサジン樹脂を挙げることができ、これらを単独または二種以上用いることが可能である。また、硬化剤、添加剤を含有していてもよい。   Examples of the organic material having an aromatic ring include, among the above synthetic resins, phenol resins (such as novolac type phenol resins and resol type phenol resins), epoxy resins (such as bisphenol type epoxy resins and novolac type epoxy resins), and aniline resins. , Bismaleimide resins and benzoxazine resins, and these can be used alone or in combination of two or more. Moreover, you may contain the hardening | curing agent and the additive.

芳香環を有する有機材料としては、フェノールまたはその誘導体とアルデヒド化合物とを重合させて得られる有機材料であることが好ましい。該有機材料は、芳香環を有する有機材料の中でも安価であり、工業的な生産量も多く、これを炭化して得られる炭素材料は好ましい炭素材料である。   The organic material having an aromatic ring is preferably an organic material obtained by polymerizing phenol or a derivative thereof and an aldehyde compound. The organic material is inexpensive among organic materials having an aromatic ring and has a large industrial production amount. A carbon material obtained by carbonizing the organic material is a preferable carbon material.

フェノールまたはその誘導体とアルデヒド化合物とを重合させて得られる有機材料としては、フェノール樹脂を挙げることができる。フェノール樹脂は安価であり、工業的な生産量も多く、炭素材料の原料として好ましい。フェノール樹脂を炭化して得られる炭素材料を、ナトリウム二次電池の負極活物質として用いた場合、二次電池の充放電容量、充放電を繰り返した後の放電容量が、特に大きい。フェノール樹脂は、三次元架橋の発達した構造を特徴とし、該樹脂を炭化して得られる炭素材料も、該特徴に由来した特異な三次元架橋の発達した構造を有する炭素材料となっているものと推定され、この推定が前記放電容量の特に大きい一因になっていると考えられる。   An example of an organic material obtained by polymerizing phenol or a derivative thereof and an aldehyde compound is a phenol resin. Phenolic resins are inexpensive and have a large industrial production amount, which is preferable as a raw material for carbon materials. When a carbon material obtained by carbonizing a phenol resin is used as a negative electrode active material for a sodium secondary battery, the charge / discharge capacity of the secondary battery and the discharge capacity after repeated charge / discharge are particularly large. A phenolic resin is characterized by a structure with developed three-dimensional crosslinking, and a carbon material obtained by carbonizing the resin is also a carbon material having a developed structure with unique three-dimensional crosslinking derived from the characteristics. It is considered that this estimation contributes particularly to the discharge capacity.

フェノールまたはその誘導体としては、例えば、フェノール、o−クレゾール、m−クレゾール、p−クレゾール、カテコール、レゾルシノール、ハイドロキノン、キシレノール、ピロガロール、ビスフェノールA、ビスフェノールF、p−フェニルフェノール、p−tert−ブチルフェノール、p−tert−オクチルフェノール、α−ナフトール、β−ナフトール等を挙げることができ、これらを単独または二種以上用いることが可能である。   Examples of phenol or derivatives thereof include phenol, o-cresol, m-cresol, p-cresol, catechol, resorcinol, hydroquinone, xylenol, pyrogallol, bisphenol A, bisphenol F, p-phenylphenol, p-tert-butylphenol, Examples thereof include p-tert-octylphenol, α-naphthol, β-naphthol and the like, and these can be used alone or in combination of two or more.

アルデヒド化合物としては、ホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒド、トリオキサン、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、ポリオキシメチレン、クロラール、フルフラール、グリオキザール、n−ブチルアルデヒド、カプロアルデヒド、アリルアルデヒド、ベンズアルデヒド、クロトンアルデヒド、アクロレイン、テトラオキシメチレン、フェニルアセトアルデヒド、o−トルアルデヒド、サリチルアルデヒド等を挙げることができ、これらを単独または二種以上用いることが可能である。   Examples of the aldehyde compound include formaldehyde, paraformaldehyde, trioxane, acetaldehyde, propionaldehyde, polyoxymethylene, chloral, furfural, glyoxal, n-butyraldehyde, caproaldehyde, allylaldehyde, benzaldehyde, crotonaldehyde, acrolein, tetraoxymethylene, Examples thereof include phenylacetaldehyde, o-tolualdehyde, salicylaldehyde, and the like, and these can be used alone or in combination.

フェノール樹脂としては、特に限定されないが、レゾール型フェノール樹脂、ノボラック型フェノール樹脂などを用いることができる。レゾール型フェノール樹脂は、フェノールまたはその誘導体とアルデヒド化合物とを塩基性触媒の存在下で重合させることにより得ることができるし、ノボラック型フェノール樹脂は、フェノールまたはその誘導体とアルデヒド化合物とを酸性触媒の存在下で重合させることにより得ることができる。   Although it does not specifically limit as a phenol resin, A resol type phenol resin, a novolak type phenol resin, etc. can be used. The resol type phenol resin can be obtained by polymerizing phenol or a derivative thereof and an aldehyde compound in the presence of a basic catalyst, and the novolac type phenol resin can be obtained by using phenol or a derivative thereof and an aldehyde compound as an acidic catalyst. It can be obtained by polymerizing in the presence.

自硬性のレゾール型フェノール樹脂を用いる場合は、レゾール型フェノール樹脂に対して、酸や硬化剤を添加してもよいし、硬化度を低下させるためにノボラック型フェノール樹脂を添加しても良い。また、それらを組合せて添加してもよい。   When a self-hardening resol type phenol resin is used, an acid or a curing agent may be added to the resol type phenol resin, or a novolac type phenol resin may be added to reduce the degree of curing. Moreover, you may add combining them.

ノボラック型フェノール樹脂は、フェノールまたはその誘導体とアルデヒド化合物とを公知の有機酸および/または無機酸を触媒に用い、常圧100℃で数時間縮合反応し、その後脱水および未反応モノマー除去を行う方法により得られる、メチレン基結合位置がオルソ位とパラ位が同程度のランダムノボラックと呼ばれているタイプと、フェノールまたはその誘導体とアルデヒド化合物とを酢酸亜鉛、酢酸鉛、ナフテン酸亜鉛等の金属塩触媒により弱酸性下で付加縮合反応させた後、直接あるいは更に酸触媒を添加し脱水しながら縮合反応を進め、更に必要により未反応物を除去する工程により得られるオルソ位でのメチレン基結合の多いハイオルソノボラックが知られている。   The novolak-type phenol resin is a method in which phenol or a derivative thereof and an aldehyde compound are subjected to a condensation reaction at a normal pressure of 100 ° C. for several hours using a known organic acid and / or inorganic acid as a catalyst, followed by dehydration and removal of unreacted monomers. A metal salt such as zinc acetate, lead acetate, zinc naphthenate, and the like, which is obtained by a random novolak type in which the methylene group bonding positions are the same in the ortho and para positions, and phenol or a derivative thereof and an aldehyde compound. After the addition condensation reaction with a catalyst under weak acidity, the condensation reaction proceeds directly or with further addition of an acid catalyst while dehydrating, and if necessary, the step of removing unreacted substances. Many high ortho novolaks are known.

芳香環を分子構造中に有する有機材料としては、他にも多種多様な有機材料を利用することができる。   Various other organic materials can be used as the organic material having an aromatic ring in the molecular structure.

合成樹脂としては一般にモノマーを重合させ高分子となることが特徴的であるが、芳香環を有する有機材料として、数個〜数十個程度のモノマーが重合した有機材料を利用することもできる。   A synthetic resin is generally characterized by polymerizing monomers to form a polymer, but as an organic material having an aromatic ring, an organic material in which several to several tens of monomers are polymerized can also be used.

フェノールまたはその誘導体とアルデヒド化合物との重合の際には、副生物が生成したり、未重合物が残存したりする場合もあるが、これらの副生物、未重合物を、有機材料として、利用することもでき、廃棄物を減らすという点で環境負荷を低減できるとともに安価に炭素材料を得ることができ、工業的な利用価値がより高い。   During polymerization of phenol or its derivatives and aldehyde compounds, by-products may be generated or unpolymerized products may remain, but these by-products and unpolymerized products can be used as organic materials. In addition, the environmental load can be reduced in terms of reducing waste, and a carbon material can be obtained at a low cost, resulting in higher industrial utility value.

また、負極活物質に用いられる炭素材料として、植物由来の有機材料の炭化(焼成)により得られる炭素材料を用いることにより、環境負荷を低減することができ、工業的な利用価値がより高い。   Further, by using a carbon material obtained by carbonization (firing) of a plant-derived organic material as the carbon material used for the negative electrode active material, the environmental load can be reduced, and the industrial utility value is higher.

植物由来の有機材料として、木材等を挙げることができ、これを炭化して得られる木炭は、負極活物質に用いる炭素材料として、好ましい実施態様である。また、木材として、廃棄材木、おが屑等の木材加工プロセスにおいて発生する廃棄木材、森林の間伐木材等を利用することもできる。木材の構成成分としては一般にセルロース、ヘミセルロースおよびリグニンの3種が主成分として挙げられ、リグニンは、芳香環を有する有機材料でもあり、好ましい。   Wood and the like can be exemplified as the plant-derived organic material, and charcoal obtained by carbonizing this is a preferred embodiment as a carbon material used for the negative electrode active material. In addition, as the timber, waste timber, waste timber generated in a wood processing process such as sawdust, forest thinned timber, and the like can be used. As the constituent components of wood, three types of cellulose, hemicellulose and lignin are generally mentioned as main components, and lignin is also an organic material having an aromatic ring and is preferable.

木材としては、ソテツ類、イチョウ類、針葉樹類(スギ、ヒノキ、アカマツ等)、マオウ類等の裸子植物、広葉樹類(ミズナラ、ブナ、ポプラ、ハルニレ、カシ等)、草本植物、ヤシ類、竹類等の被子植物等を挙げることができる。   Wood includes cycads, ginkgo biloba, conifers (cedar, cypress, Japanese red pine, etc.), maize, etc. Angiosperms, etc. can be mentioned.

上記の木材の中でも、スギは建築材料として広く用いられており、その加工プロセスにおいて発生するスギのおが屑は、環境負荷を低減できるとともに安価に炭素材料を得ることができ、好ましい。また、カシを炭化して得られる備長炭も、負極活物質に用いる炭素材料として好ましい実施態様である。   Among the timbers, cedar is widely used as a building material, and cedar sawdust generated in the processing process is preferable because it can reduce the environmental burden and can obtain a carbon material at low cost. Bincho charcoal obtained by carbonizing oak is also a preferred embodiment as a carbon material used for the negative electrode active material.

また、負極活物質に用いる炭素材料として、プラント残渣油の炭化(焼成)により得られる炭素材料を用いることにより、資源を有効活用することができ、工業的な利用価値がより高い。   Further, by using a carbon material obtained by carbonization (firing) of plant residue oil as a carbon material used for the negative electrode active material, resources can be effectively used, and industrial utility value is higher.

プラント残渣油としては、エチレンなど各種石油化学製品の製造時における各種残渣油を挙げることができる。より具体的には、蒸留残渣油、流動接触分解残渣油、それらの水素化脱硫油、あるいはそれらの混合油から成る石油系重質油を挙げることができる。中でも、芳香環を有する石油化学製品の製造時における残渣油を用いることが好ましく、具体的には、レゾルシノール製造時の残渣油を挙げることができる。   Examples of plant residue oils include various residue oils during the production of various petrochemical products such as ethylene. More specifically, there can be mentioned petroleum heavy oil composed of distillation residue oil, fluid catalytic cracking residue oil, hydrodesulfurized oil thereof, or mixed oil thereof. Among them, it is preferable to use a residual oil at the time of producing a petrochemical product having an aromatic ring, and specifically, a residual oil at the time of producing resorcinol can be mentioned.

負極活物質に用いる炭素材料は、上述の種々の有機材料を、単独または2種以上用いて、これを炭化(焼成)して得ることができる。炭化の温度は、800℃以上2500℃以下の温度であることが好ましく、炭化は、不活性ガス雰囲気下で行うことが好ましい。また、有機材料をそのまま炭化してもよいし、有機材料を400℃以下の酸化性ガスの存在下で加熱して得られる加熱物を、不活性ガス雰囲気下で炭化してもよい。不活性ガスとしては、窒素、アルゴンなどを挙げることができ、酸化性ガスとしては、空気、H2O、CO2、O2などを挙げることができる。また、炭化は、減圧下で行ってもよい。これらの加熱、炭化は、例えば、ロータリーキルン、ローラーハースキルン、プッシャーキルン、多段炉、流動炉などの設備を用いればよい。ロータリーキリンは、汎用的である。 The carbon material used for the negative electrode active material can be obtained by carbonizing (sintering) the above-mentioned various organic materials singly or in combination of two or more. The carbonization temperature is preferably 800 ° C. or higher and 2500 ° C. or lower, and carbonization is preferably performed in an inert gas atmosphere. Further, the organic material may be carbonized as it is, or a heated product obtained by heating the organic material in the presence of an oxidizing gas of 400 ° C. or lower may be carbonized in an inert gas atmosphere. Examples of the inert gas include nitrogen and argon, and examples of the oxidizing gas include air, H 2 O, CO 2 , and O 2 . Carbonization may be performed under reduced pressure. These heating and carbonization may be performed using equipment such as a rotary kiln, a roller hearth kiln, a pusher kiln, a multi-stage furnace, and a fluidized furnace. Rotary giraffes are versatile.

また、炭化(焼成)して得られる炭素材料については、必要に応じて粉砕を行ってもよく、粉砕には、例えば、衝撃摩擦粉砕機、遠心力粉砕機、ボールミル(チューブミル、コンパウンドミル、円錐形ボールミル、ロッドミル)、振動ミル、コロイドミル、摩擦円盤ミルまたはジェットミルなどの微粉砕用の粉砕機が好適に用いられ、ボールミルによる粉砕が一般的である。この粉砕時には、金属粉の混入は避けたほうがよく、これら粉砕機における炭素材料の接触部分には、アルミナ、メノウなど、非金属材料の材質を用いた方がよい。   The carbon material obtained by carbonization (firing) may be pulverized as necessary. For pulverization, for example, impact friction pulverizer, centrifugal pulverizer, ball mill (tube mill, compound mill, A pulverizer for fine pulverization such as a conical ball mill, a rod mill), a vibration mill, a colloid mill, a friction disk mill or a jet mill is preferably used, and pulverization by a ball mill is generally used. During the pulverization, it is better to avoid mixing metal powder, and it is better to use a non-metallic material such as alumina or agate for the contact portion of the carbon material in these pulverizers.

結合剤および導電剤は正極で用いられるものと同様のものを用いることができる。負極において、ナトリウムイオンをドープ・脱ドープすることのできる炭素材料は、導電剤としての役割を果たす場合もある。   The same binder and conductive agent as those used in the positive electrode can be used. In the negative electrode, a carbon material that can be doped / undoped with sodium ions may serve as a conductive agent.

また、正極における正極活物質が、上述のナトリウム無機化合物である場合には、この正極よりも低い電位でナトリウムイオンをドープ・脱ドープすることのできる硫化物等のカルコゲン化合物を用いることもできる。ここで硫化物としてはTiS2、ZrS2、VS2、V25、TaS2、FeS2、NiS2、およびM62(ただし、M6は1種以上の遷移金属元素である。)で示される化合物等が挙げられる。 Further, when the positive electrode active material in the positive electrode is the above-described sodium inorganic compound, a chalcogen compound such as a sulfide that can be doped / dedoped with sodium ions at a lower potential than the positive electrode can also be used. Here, as sulfides, TiS 2 , ZrS 2 , VS 2 , V 2 S 5 , TaS 2 , FeS 2 , NiS 2 , and M 6 S 2 (where M 6 is one or more transition metal elements). ) And the like.

負極集電体としては、Cu、Ni、ステンレスなどを挙げることができ、ナトリウムと合金を作り難い点、薄膜に加工しやすいという点で、Cuが好ましい。負極集電体の形状としては、例えば、箔状、平板状、メッシュ状、ネット状、ラス状、パンチングメタル状若しくはエンボス状であるものまたはこれらを組み合わせたもの(例えば、メッシュ状平板など)等が挙げられる。負極集電体表面にエッチング処理による凹凸を形成させてもよい。   Examples of the negative electrode current collector include Cu, Ni, and stainless steel, and Cu is preferable because it is difficult to form an alloy with sodium and it can be easily processed into a thin film. Examples of the shape of the negative electrode current collector include a foil shape, a flat plate shape, a mesh shape, a net shape, a lath shape, a punching metal shape, an embossed shape, or a combination thereof (for example, a mesh flat plate). Is mentioned. Concavities and convexities by etching treatment may be formed on the surface of the negative electrode current collector.

(3)電解質
次に、電解質について、説明する。電解質としては、NaClO4、NaPF6、NaAsF6、NaSbF6、NaBF4、NaCF3SO3、NaN(SO2CF32、低級脂肪族カルボン酸ナトリウム塩、NaAlCl4などが挙げられ、これらの2種以上の混合物を使用されてもいてもよい。これらの中でもフッ素を含むNaPF6、NaAsF6、NaSbF6、NaBF4、NaCF3SO3およびNaN(SO2CF32からなる群から選ばれた少なくとも1種を含むものを用いることが好ましい。また、本発明において、電解質は、有機溶媒に溶解された状態(液状)、すなわち、非水電解液として用いることが好ましい。
(3) Electrolyte Next, the electrolyte will be described. Examples of the electrolyte include NaClO 4 , NaPF 6 , NaAsF 6 , NaSbF 6 , NaBF 4 , NaCF 3 SO 3 , NaN (SO 2 CF 3 ) 2 , lower aliphatic carboxylic acid sodium salt, NaAlCl 4, and the like. A mixture of two or more kinds may be used. Among these, it is preferable to use those containing at least one selected from the group consisting of NaPF 6 , NaAsF 6 , NaSbF 6 , NaBF 4 , NaCF 3 SO 3 and NaN (SO 2 CF 3 ) 2 containing fluorine. Moreover, in this invention, it is preferable to use electrolyte as the state (liquid state) melt | dissolved in the organic solvent, ie, a non-aqueous electrolyte.

非水電解液における有機溶媒としては、例えばプロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、イソプロピルメチルカーボネート、ビニレンカーボネート、4−トリフルオロメチル−1,3−ジオキソラン−2−オン、1,2−ジ(メトキシカルボニルオキシ)エタンなどのカーボネート類;1,2−ジメトキシエタン、1,3−ジメトキシプロパン、ペンタフルオロプロピルメチルエーテル、2,2,3,3−テトラフルオロプロピルジフルオロメチルエーテル、テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフランなどのエーテル類;ギ酸メチル、酢酸メチル、γ−ブチロラクトンなどのエステル類;アセトニトリル、ブチロニトリルなどのニトリル類;N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミドなどのアミド類;3−メチル−2−オキサゾリドンなどのカーバメート類;スルホラン、ジメチルスルホキシド、1,3−プロパンサルトンなどの含硫黄化合物;または上記の有機溶媒にさらにフッ素置換基を導入したものを用いることができる。有機溶媒として、これらのうちの二種以上を混合して用いてもよい。   Examples of the organic solvent in the non-aqueous electrolyte include propylene carbonate, ethylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, isopropyl methyl carbonate, vinylene carbonate, 4-trifluoromethyl-1,3-dioxolan-2-one, Carbonates such as 1,2-di (methoxycarbonyloxy) ethane; 1,2-dimethoxyethane, 1,3-dimethoxypropane, pentafluoropropyl methyl ether, 2,2,3,3-tetrafluoropropyl difluoromethyl ether , Ethers such as tetrahydrofuran and 2-methyltetrahydrofuran; esters such as methyl formate, methyl acetate and γ-butyrolactone; nitriles such as acetonitrile and butyronitrile; N Amides such as N-dimethylformamide and N, N-dimethylacetamide; Carbamates such as 3-methyl-2-oxazolidone; Sulfur-containing compounds such as sulfolane, dimethyl sulfoxide and 1,3-propane sultone; What further introduce | transduced the fluorine substituent into the solvent can be used. Two or more of these may be mixed and used as the organic solvent.

非水電解液における電解質の濃度は、通常、0.1モル/L〜2モル/L程度であり、好ましくは、0.3モル/L〜1.5モル/L程度である。   The concentration of the electrolyte in the nonaqueous electrolytic solution is usually about 0.1 mol / L to 2 mol / L, and preferably about 0.3 mol / L to 1.5 mol / L.

また、本発明において、電解質は、高分子化合物に前記非水電解液を保持させた状態、すなわち、ゲル状電解質として用いることもできるし、固体状、すなわち、固体電解質として用いることもできる。固体電解質としては、例えばポリエチレンオキサイド系の高分子化合物、ポリオルガノシロキサン鎖もしくはポリオキシアルキレン鎖の少なくとも一種以上を含む高分子化合物などに、前記電解質を保持させた有機系固体電解質を用いることができる。また、Na2S−SiS2、Na2S−GeS2、NaTi2(PO43、NaFe2(PO43、Na2(SO43、Fe2(SO42(PO4)、Fe2(MoO43、β−アルミナ、β”−アルミナ、NASICON等の無機系固体電解質を用いてもよい。これら固体電解質を用いて、電池の安全性をより高めることができることもある。 In the present invention, the electrolyte can be used in a state where the non-aqueous electrolyte is held in a polymer compound, that is, as a gel electrolyte, or as a solid, that is, as a solid electrolyte. As the solid electrolyte, for example, an organic solid electrolyte in which the electrolyte is held in a polymer compound containing at least one of a polyethylene oxide polymer compound, a polyorganosiloxane chain or a polyoxyalkylene chain can be used. . Na 2 S—SiS 2 , Na 2 S—GeS 2 , NaTi 2 (PO 4 ) 3 , NaFe 2 (PO 4 ) 3 , Na 2 (SO 4 ) 3 , Fe 2 (SO 4 ) 2 (PO 4 ) ), Fe 2 (MoO 4 ) 3 , β-alumina, β ″ -alumina, NASICON, etc. Inorganic solid electrolytes such as NASICON may be used. The safety of the battery can be further enhanced by using these solid electrolytes. is there.

(4)セパレータ
セパレータとしては例えば、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン樹脂、フッ素樹脂、含窒素芳香族重合体などの材質からなる、多孔質フィルム、不織布、織布などの形態を有する材料を用いることができる。また、これらの材質を2種以上用いた単層または積層セパレータとしてもよい。セパレータとしては、例えば特開2000−30686号公報、特開平10−324758号公報等に記載のセパレータを挙げることができる。セパレータの厚みは、電池の体積エネルギー密度が上がり、内部抵抗が小さくなるという点で、機械的強度が保たれる限り薄いほど好ましい。セパレータの厚みは一般に、5〜200μm程度が好ましく、より好ましくは5〜40μm程度である。
(4) Separator As the separator, for example, a material having a form of a porous film, a nonwoven fabric, a woven fabric, or the like made of a polyolefin resin such as polyethylene or polypropylene, a fluororesin, or a nitrogen-containing aromatic polymer is used. it can. Moreover, it is good also as a single layer or laminated separator which used 2 or more types of these materials. Examples of the separator include separators described in JP 2000-30686 A, JP 10-324758 A, and the like. The thickness of the separator is preferably as thin as possible as long as the mechanical strength is maintained in that the volume energy density of the battery is increased and the internal resistance is reduced. In general, the thickness of the separator is preferably about 5 to 200 μm, more preferably about 5 to 40 μm.

セパレータは、好ましくは、熱可塑性樹脂を含有する多孔質フィルムを有する。二次電池において、セパレータは、正極と負極の間に配置される。なお、正極−負極間の短絡等が原因で電池内に異常電流が流れた際に、電流を遮断して、過大電流が流れることを阻止する(シャットダウンする)役割を果たすことが好ましい。ここで、シャットダウンは、通常の使用温度を越えた場合に、セパレータにおける多孔質フィルムの微細孔を閉塞することによりなされる。そしてシャットダウンした後、ある程度の高温まで電池内の温度が上昇しても、その温度により破膜することなく、シャットダウンした状態を維持すること、換言すれば、耐熱性が高いことが好ましい。かかるセパレータとして、耐熱多孔層と多孔質フィルムとが積層されてなる積層フィルムなどの耐熱材料を有する多孔質フィルム、好ましくは、耐熱樹脂を含有する耐熱多孔層と熱可塑性樹脂を含有する多孔質フィルムとが積層されてなる積層フィルムを挙げることができ、このような耐熱材料を有する多孔質フィルムをセパレータとして用いることにより、二次電池の熱破膜をより防ぐことが可能となる。ここで、耐熱多孔層は、多孔質フィルムの両面に積層されていてもよい。   The separator preferably has a porous film containing a thermoplastic resin. In the secondary battery, the separator is disposed between the positive electrode and the negative electrode. In addition, when an abnormal current flows in the battery due to a short circuit between the positive electrode and the negative electrode, it is preferable to play a role of blocking (shutting down) an excessive current by blocking the current. Here, the shutdown is performed by closing the micropores of the porous film in the separator when the normal use temperature is exceeded. After the shutdown, even if the temperature in the battery rises to a certain high temperature, it is preferable to maintain the shutdown state without breaking the film due to the temperature, in other words, high heat resistance. As such a separator, a porous film having a heat resistant material such as a laminated film in which a heat resistant porous layer and a porous film are laminated, preferably a heat resistant porous layer containing a heat resistant resin and a porous film containing a thermoplastic resin Can be mentioned, and by using a porous film having such a heat-resistant material as a separator, it is possible to further prevent thermal breakage of the secondary battery. Here, the heat-resistant porous layer may be laminated on both surfaces of the porous film.

以下、セパレータとして好ましい耐熱多孔層と多孔質フィルムとが積層されてなる積層フィルムについて説明する。ここで、このセパレータの厚みは、通常5μm以上40μm以下、好ましくは20μm以下である。また、耐熱多孔層の厚みをA(μm)、多孔質フィルムの厚みをB(μm)としたときには、A/Bの値が、0.1以上1以下であることが好ましい。また更に、このセパレータは、イオン透過性の観点から、ガーレー法による透気度において、透気度が50〜300秒/100ccであることが好ましく、50〜200秒/100ccであることがさらに好ましい。このセパレータの空孔率は、通常30〜80体積%、好ましくは40〜70体積%である。   Hereinafter, a laminated film in which a heat resistant porous layer and a porous film preferable as a separator are laminated will be described. Here, the thickness of this separator is usually 5 μm or more and 40 μm or less, preferably 20 μm or less. Moreover, when the thickness of the heat resistant porous layer is A (μm) and the thickness of the porous film is B (μm), the value of A / B is preferably 0.1 or more and 1 or less. Furthermore, this separator preferably has an air permeability of 50 to 300 seconds / 100 cc, more preferably 50 to 200 seconds / 100 cc, from the viewpoint of ion permeability. . The porosity of this separator is usually 30 to 80% by volume, preferably 40 to 70% by volume.

積層フィルムにおいて、耐熱多孔層は、耐熱樹脂を含有することが好ましい。イオン透過性をより高めるために、耐熱多孔層の厚みは、1μm以上10μm以下、さらには1μm以上5μm以下、特に1μm以上4μm以下という薄い耐熱多孔層であることが好ましい。また、耐熱多孔層は微細孔を有し、その孔のサイズ(直径)は通常3μm以下、好ましくは1μm以下である。さらに、耐熱多孔層は、後述のフィラーを含有することもできる。また、耐熱多孔層は、無機粉末から形成されていてもよい。   In the laminated film, the heat resistant porous layer preferably contains a heat resistant resin. In order to further enhance the ion permeability, the heat-resistant porous layer is preferably a thin heat-resistant porous layer having a thickness of 1 μm to 10 μm, further 1 μm to 5 μm, particularly 1 μm to 4 μm. The heat-resistant porous layer has fine pores, and the size (diameter) of the pores is usually 3 μm or less, preferably 1 μm or less. Furthermore, the heat resistant porous layer can also contain a filler described later. Moreover, the heat resistant porous layer may be formed from an inorganic powder.

耐熱多孔層に含有される耐熱樹脂としては、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリカーボネート、ポリアセタール、ポリサルホン、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルケトン、芳香族ポリエステル、ポリエーテルサルホン、ポリエーテルイミドを挙げることができ、耐熱性をより高める観点で、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルサルホン、ポリエーテルイミドが好ましく、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミドがより好ましい。さらにより好ましくは、耐熱樹脂は、芳香族ポリアミド(パラ配向芳香族ポリアミド、メタ配向芳香族ポリアミド)、芳香族ポリイミド、芳香族ポリアミドイミド等の含窒素芳香族重合体であり、とりわけ好ましくは芳香族ポリアミドであり、特に好ましくはパラ配向芳香族ポリアミド(以下、「パラアラミド」ということがある。)である。また、耐熱樹脂としては、ポリ−4−メチルペンテン−1、環状オレフィン系重合体を挙げることもできる。これらの耐熱樹脂を用いることにより、耐熱性を高めること、すなわち熱破膜温度を高めることができる。   Examples of the heat-resistant resin contained in the heat-resistant porous layer include polyamide, polyimide, polyamideimide, polycarbonate, polyacetal, polysulfone, polyphenylene sulfide, polyether ketone, aromatic polyester, polyether sulfone, and polyetherimide. From the viewpoint of further improving heat resistance, polyamide, polyimide, polyamideimide, polyethersulfone, and polyetherimide are preferable, and polyamide, polyimide, and polyamideimide are more preferable. Even more preferably, the heat-resistant resin is a nitrogen-containing aromatic polymer such as aromatic polyamide (para-oriented aromatic polyamide, meta-oriented aromatic polyamide), aromatic polyimide, aromatic polyamideimide, and particularly preferably aromatic. Polyamide, particularly preferably para-oriented aromatic polyamide (hereinafter sometimes referred to as “para-aramid”). Further, examples of the heat resistant resin include poly-4-methylpentene-1 and cyclic olefin polymers. By using these heat resistant resins, the heat resistance can be increased, that is, the thermal film breaking temperature can be increased.

熱破膜温度は、耐熱樹脂の種類に依存し、使用場面、使用目的に応じ、選択使用される。通常、熱破膜温度は160℃以上である。耐熱樹脂として、上記含窒素芳香族重合体を用いる場合は、400℃程度に、また、ポリ−4−メチルペンテン−1を用いる場合は250℃程度に、環状オレフィン系重合体を用いる場合は300℃程度に、夫々、熱破膜温度をコントロールすることができる。また、耐熱多孔層が、無機粉末からなる場合には、熱破膜温度を、例えば、500℃以上にコントロールすることも可能である。   The thermal film breaking temperature depends on the type of heat-resistant resin, and is selected and used according to the use scene and purpose of use. Usually, the thermal film breaking temperature is 160 ° C. or higher. When the nitrogen-containing aromatic polymer is used as the heat-resistant resin, the temperature is about 400 ° C., when poly-4-methylpentene-1 is used, about 250 ° C., and when the cyclic olefin polymer is used, 300 is used. The thermal film breaking temperature can be controlled to about 0 ° C., respectively. Moreover, when the heat resistant porous layer is made of an inorganic powder, the thermal film breaking temperature can be controlled to, for example, 500 ° C. or higher.

上記パラアラミドは、パラ配向芳香族ジアミンとパラ配向芳香族ジカルボン酸ハライドの縮合重合により得られるものであり、アミド結合が芳香族環のパラ位またはそれに準じた配向位(例えば、4,4’−ビフェニレン、1,5−ナフタレン、2,6−ナフタレン等のような反対方向に同軸または平行に延びる配向位)で結合される繰り返し単位から実質的になるものである。パラアラミドとしては、パラ配向型またはパラ配向型に準じた構造を有するパラアラミド、具体的には、ポリ(パラフェニレンテレフタルアミド)、ポリ(パラベンズアミド)、ポリ(4,4’−ベンズアニリドテレフタルアミド)、ポリ(パラフェニレン−4,4’−ビフェニレンジカルボン酸アミド)、ポリ(パラフェニレン−2,6−ナフタレンジカルボン酸アミド)、ポリ(2−クロロ−パラフェニレンテレフタルアミド)、パラフェニレンテレフタルアミド/2,6−ジクロロパラフェニレンテレフタルアミド共重合体等が例示される。   The para-aramid is obtained by condensation polymerization of a para-oriented aromatic diamine and a para-oriented aromatic dicarboxylic acid halide, and the amide bond is in the para position of the aromatic ring or an oriented position equivalent thereto (for example, 4,4′- It consists essentially of repeating units bonded at opposite orientations, such as biphenylene, 1,5-naphthalene, 2,6-naphthalene, etc., oriented in the opposite direction coaxially or in parallel. As para-aramid, para-aramid having a para-orientation type or a structure according to para-orientation type, specifically, poly (paraphenylene terephthalamide), poly (parabenzamide), poly (4,4′-benzanilide terephthalamide) , Poly (paraphenylene-4,4′-biphenylenedicarboxylic amide), poly (paraphenylene-2,6-naphthalenedicarboxylic acid amide), poly (2-chloro-paraphenylene terephthalamide), paraphenylene terephthalamide / 2 , 6-dichloroparaphenylene terephthalamide copolymer and the like.

上記芳香族ポリイミドとしては、芳香族の二酸無水物とジアミンの縮重合で製造される全芳香族ポリイミドが好ましい。二酸無水物の具体例としては、ピロメリット酸二無水物、3,3’,4,4’−ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、2,2’−ビス(3,4―ジカルボキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物などがあげられる。ジアミンとしては、オキシジアニリン、パラフェニレンジアミン、ベンゾフェノンジアミン、3,3’−メチレンジアニリン、3,3’−ジアミノベンソフェノン、3,3’−ジアミノジフェニルスルフォン、1,5’−ナフタレンジアミンなどがあげられる。また、溶媒に可溶なポリイミドが好適に使用できる。このようなポリイミドとしては、例えば、3,3’,4,4’−ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物と、芳香族ジアミンとの重縮合物のポリイミドが挙げられる。   The aromatic polyimide is preferably a wholly aromatic polyimide produced by condensation polymerization of an aromatic dianhydride and a diamine. Specific examples of the dianhydride include pyromellitic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-diphenylsulfone tetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-benzophenone tetracarboxylic acid And dianhydrides, 2,2′-bis (3,4-dicarboxyphenyl) hexafluoropropane, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, and the like. Examples of the diamine include oxydianiline, paraphenylenediamine, benzophenonediamine, 3,3′-methylenedianiline, 3,3′-diaminobenzophenone, 3,3′-diaminodiphenylsulfone, 1,5′-naphthalenediamine Etc. Moreover, a polyimide soluble in a solvent can be preferably used. An example of such a polyimide is a polycondensate polyimide of 3,3 ′, 4,4′-diphenylsulfonetetracarboxylic dianhydride and an aromatic diamine.

上記芳香族ポリアミドイミドとしては、芳香族ジカルボン酸および芳香族ジイソシアネートを用いてこれらの縮合重合から得られるもの、芳香族二酸無水物および芳香族ジイソシアネートを用いてこれらの縮合重合から得られるものが挙げられる。芳香族ジカルボン酸の具体例としてはイソフタル酸、テレフタル酸などが挙げられる。また芳香族二酸無水物の具体例としては、無水トリメリット酸などが挙げられる。芳香族ジイソシアネートの具体例としては、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネート、オルソトリランジイソシアネート、m−キシレンジイソシアネートなどが挙げられる。   Examples of the aromatic polyamideimide include those obtained from condensation polymerization using aromatic dicarboxylic acid and aromatic diisocyanate, and those obtained from condensation polymerization using aromatic diacid anhydride and aromatic diisocyanate. Can be mentioned. Specific examples of the aromatic dicarboxylic acid include isophthalic acid and terephthalic acid. Specific examples of the aromatic dianhydride include trimellitic anhydride. Specific examples of the aromatic diisocyanate include 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, orthotolylane diisocyanate, m-xylene diisocyanate, and the like.

耐熱多孔層が、耐熱樹脂を含有する場合には、耐熱多孔層は、1種以上のフィラーを含有していてもよい。耐熱多孔層に含有されていてもよいフィラーは、有機粉末、無機粉末またはこれらの混合物のいずれから選ばれるものであってよい。フィラーを構成する粒子は、その平均粒子径が、0.01μm以上1μm以下であることが好ましい。フィラーの形状としては、略球状、板状、柱状、針状、ウィスカー状、繊維状等が挙げられ、いずれの粒子も用いることができるが、均一な孔を形成しやすいことから、略球状粒子であることが好ましい。略球状粒子としては、粒子のアスペクト比(粒子の長径/粒子の短径)が1以上1.5以下の範囲の値である粒子が挙げられる。粒子のアスペクト比は、電子顕微鏡写真により測定することができる。   When the heat resistant porous layer contains a heat resistant resin, the heat resistant porous layer may contain one or more fillers. The filler that may be contained in the heat-resistant porous layer may be selected from any of organic powder, inorganic powder, or a mixture thereof. The particles constituting the filler preferably have an average particle size of 0.01 μm or more and 1 μm or less. Examples of the shape of the filler include a substantially spherical shape, a plate shape, a columnar shape, a needle shape, a whisker shape, a fiber shape, and the like, and any particle can be used. It is preferable that Examples of the substantially spherical particles include particles having a particle aspect ratio (particle major axis / particle minor axis) in the range of 1 to 1.5. The aspect ratio of the particles can be measured by an electron micrograph.

フィラーとしての有機粉末としては、例えば、スチレン、ビニルケトン、アクリロニトリル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、グリシジルメタクリレート、グリシジルアクリレート、アクリル酸メチル等の単独あるいは2種類以上の共重合体;ポリテトラフルオロエチレン、4フッ化エチレン−6フッ化プロピレン共重合体、4フッ化エチレン−エチレン共重合体、ポリビニリデンフルオライド等のフッ素系樹脂;メラミン樹脂;尿素樹脂;ポリオレフィン;ポリメタクリレート等の有機物からなる粉末が挙げられる。有機粉末は、単独で用いてもよいし、2種以上を混合して用いることもできる。これらの有機粉末の中でも、化学的安定性の点で、ポリテトラフルオロエチレン粉末が好ましい。   Examples of the organic powder as the filler include, for example, styrene, vinyl ketone, acrylonitrile, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, glycidyl methacrylate, glycidyl acrylate, methyl acrylate, and the like, or two or more kinds of copolymers; polytetrafluoroethylene, Fluororesin such as tetrafluoroethylene-6 fluorinated propylene copolymer, tetrafluoroethylene-ethylene copolymer, polyvinylidene fluoride, etc .; melamine resin; urea resin; polyolefin; powder made of organic matter such as polymethacrylate Can be mentioned. An organic powder may be used independently and can also be used in mixture of 2 or more types. Among these organic powders, polytetrafluoroethylene powder is preferable from the viewpoint of chemical stability.

フィラーとしての無機粉末としては、例えば、金属酸化物、金属窒化物、金属炭化物、金属水酸化物、炭酸塩、硫酸塩等の無機物からなる粉末が挙げられ、これらの中でも、導電性の低い無機物からなる粉末が好ましく用いられる。具体的に例示すると、アルミナ、シリカ、二酸化チタン、硫酸バリウムまたは炭酸カルシウム等からなる粉末が挙げられる。無機粉末は、単独で用いてもよいし、2種以上を混合して用いることもできる。これらの無機粉末の中でも、化学的安定性の点で、アルミナ粉末が好ましい。フィラーを構成する粒子のすべてがアルミナ粒子であることがより好ましく、フィラーを構成する粒子のすべてがアルミナ粒子であり、かつその一部または全部が略球状のアルミナ粒子であることがさらにより好ましい。因みに、耐熱多孔層が、無機粉末から形成される場合には、上記例示の無機粉末を用いればよく、必要に応じてバインダーと混ぜて用いればよい。   Examples of the inorganic powder as the filler include powders made of inorganic materials such as metal oxides, metal nitrides, metal carbides, metal hydroxides, carbonates, sulfates, etc. Among these, inorganic materials having low conductivity The powder consisting of is preferably used. Specific examples include powders made of alumina, silica, titanium dioxide, barium sulfate, calcium carbonate, or the like. An inorganic powder may be used independently and can also be used in mixture of 2 or more types. Among these inorganic powders, alumina powder is preferable from the viewpoint of chemical stability. It is more preferable that all of the particles constituting the filler are alumina particles, and it is even more preferable that all of the particles constituting the filler are alumina particles, and part or all of them are substantially spherical alumina particles. Incidentally, when the heat-resistant porous layer is formed from an inorganic powder, the inorganic powder exemplified above may be used, and may be mixed with a binder as necessary.

耐熱多孔層が耐熱樹脂を含有する場合におけるフィラーの含有量は、フィラーの材質の比重にもよるが、例えば、フィラーを構成する粒子のすべてがアルミナ粒子である場合には、耐熱多孔層の総重量を100としたとき、フィラーの重量は、通常5以上95以下であり、好ましくは20以上95以下、より好ましくは30以上90以下である。これらの範囲は、フィラーの材質の比重に依存して適宜設定できる。   When the heat-resistant porous layer contains a heat-resistant resin, the filler content depends on the specific gravity of the filler material. For example, when all of the particles constituting the filler are alumina particles, the total amount of the heat-resistant porous layer is When the weight is 100, the weight of the filler is usually 5 or more and 95 or less, preferably 20 or more and 95 or less, more preferably 30 or more and 90 or less. These ranges can be appropriately set depending on the specific gravity of the filler material.

積層フィルムにおいて、多孔質フィルムは、微細孔を有し、シャットダウンすることが好ましい。この場合、多孔質フィルムは、熱可塑性樹脂を含有する。この多孔質フィルムの厚みは、通常、3〜30μmであり、さらに好ましくは3〜25μmである。多孔質フィルムは、上記耐熱多孔層と同様に、微細孔を有し、その孔のサイズは通常3μm以下、好ましくは1μm以下である。多孔質フィルムの空孔率は、通常30〜80体積%、好ましくは40〜70体積%である。ナトリウム二次電池において、通常の使用温度を越えた場合には、多孔質フィルムは、それを構成する熱可塑性樹脂の軟化により、微細孔を閉塞することができる。   In the laminated film, the porous film preferably has micropores and is preferably shut down. In this case, the porous film contains a thermoplastic resin. The thickness of this porous film is usually 3 to 30 μm, more preferably 3 to 25 μm. Similar to the heat resistant porous layer, the porous film has fine pores, and the pore size is usually 3 μm or less, preferably 1 μm or less. The porosity of the porous film is usually 30 to 80% by volume, preferably 40 to 70% by volume. In the sodium secondary battery, when the normal use temperature is exceeded, the porous film can close the micropores by softening the thermoplastic resin constituting the porous film.

多孔質フィルムに含有される熱可塑性樹脂としては、80〜180℃で軟化するものを挙げることができ、非水電解液を用いる場合には、これに溶解しないものを選択すればよい。具体的には、熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン樹脂、熱可塑性ポリウレタン樹脂を挙げることができ、これらの2種以上の混合物を用いてもよい。より低温で軟化してシャットダウンさせるためには、熱可塑性樹脂としては、ポリエチレンを含有することが好ましい。ポリエチレンとしては、具体的には、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、線状ポリエチレン等のポリエチレンを挙げることができ、分子量が100万以上の超高分子量ポリエチレンを挙げることもできる。多孔質フィルムの突刺し強度をより高めるためには、熱可塑性樹脂は、少なくとも超高分子量ポリエチレンを含有することが好ましい。また、多孔質フィルムの製造面において、熱可塑性樹脂は、低分子量(重量平均分子量1万以下)のポリオレフィンからなるワックスを含有することが好ましい場合もある。   Examples of the thermoplastic resin contained in the porous film include those that soften at 80 to 180 ° C. When a non-aqueous electrolyte is used, a resin that does not dissolve therein may be selected. Specifically, examples of the thermoplastic resin include polyolefin resins such as polyethylene and polypropylene, and thermoplastic polyurethane resins, and a mixture of two or more of these may be used. In order to soften and shut down at a lower temperature, the thermoplastic resin preferably contains polyethylene. Specific examples of polyethylene include polyethylene such as low density polyethylene, high density polyethylene, and linear polyethylene, and ultra high molecular weight polyethylene having a molecular weight of 1,000,000 or more. In order to further increase the puncture strength of the porous film, the thermoplastic resin preferably contains at least ultra high molecular weight polyethylene. In addition, in terms of production of the porous film, the thermoplastic resin may preferably contain a wax made of polyolefin having a low molecular weight (weight average molecular weight of 10,000 or less).

また、上記積層フィルムとは異なる耐熱材料を有する多孔質フィルムとしては、耐熱樹脂および/または無機粉末からなる多孔質フィルムや、耐熱樹脂および/または無機粉末が、ポリオレフィン樹脂や熱可塑性ポリウレタン樹脂等の熱可塑性樹脂フィルムに分散した多孔質フィルムを挙げることもできる。ここで、耐熱樹脂、無機粉末としては、上述のものを挙げることができる。   The porous film having a heat resistant material different from the laminated film includes a porous film made of a heat resistant resin and / or an inorganic powder, and a heat resistant resin and / or an inorganic powder such as a polyolefin resin or a thermoplastic polyurethane resin. A porous film dispersed in a thermoplastic resin film can also be exemplified. Here, the above-mentioned thing can be mentioned as a heat resistant resin and inorganic powder.

(5)電池ケース
電池ケースは、従来公知のあらゆるものでよく、必要な機械的強度と重量を考慮に入れて用途に応じて決定される。例えば、有底円筒形、有底角筒形のスチール缶やアルミニウム缶などの外装缶型や、金属ラミネート樹脂フィルムで構成されたフィルムケース型などを挙げられる。
(5) Battery Case The battery case may be any conventionally known battery case, and is determined according to the intended use in consideration of necessary mechanical strength and weight. For example, an outer can type such as a bottomed cylindrical shape or a bottomed rectangular tube shaped steel can or an aluminum can, or a film case type formed of a metal laminated resin film can be used.

なお、フィルムケース型電池ケースで使用される金属ラミネート樹脂フィルムにおける金属層は、外気の透過を抑制することで該フィルムに気密性を持たせることができるものであればよく、アルミニウム、チタンやこれらを含む合金などを材料とするが、特にアルミニウムが好ましい。フィルムの樹脂層としては、適度な柔軟性と強度を有するものであればよく、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレートなどの熱可塑性樹脂を好適に使用することができる。また、金属ラミネート樹脂フィルムの金属層および樹脂層は、1層でもよく複層でもよい。   In addition, the metal layer in the metal laminate resin film used in the film case type battery case may be any one that can impart airtightness to the film by suppressing the permeation of outside air, such as aluminum, titanium, and the like. An alloy containing, for example, is used as the material, and aluminum is particularly preferable. The resin layer of the film is not particularly limited as long as it has appropriate flexibility and strength, and a thermoplastic resin such as polyethylene, polypropylene, and polyethylene terephthalate can be suitably used. Further, the metal layer and the resin layer of the metal laminated resin film may be one layer or multiple layers.

次に本発明のナトリウム二次電池の製造方法における具体的な手順を説明する。   Next, the specific procedure in the manufacturing method of the sodium secondary battery of this invention is demonstrated.

ナトリウム二次電池の組立手順としては、上述の正極、負極、およびセパレータを積層して得られる電極群またはこれらを積層、巻回して得られる電極群を、電池ケース内に収容した後、電解質を収容させる方法が挙げられる。   As a procedure for assembling the sodium secondary battery, an electrode group obtained by laminating the positive electrode, the negative electrode, and the separator described above or an electrode group obtained by laminating and winding the electrode group is housed in a battery case, and then the electrolyte is used. The method of accommodating is mentioned.

前記の電極群の形状としては、電極群の断面(積層、巻回の場合は、巻回の軸と垂直方向に切断したときの断面)が、例えば、円、楕円、長方形、角がとれたような長方形等となるような形状を挙げることができる。また、電池の形状としては、例えば、ペーパー型、コイン型、円筒型、角型などの形状を挙げることができる。   As the shape of the electrode group, the cross section of the electrode group (in the case of lamination and winding, the cross section when cut in the direction perpendicular to the winding axis) is, for example, a circle, an ellipse, a rectangle, or a corner. Examples of such a shape can be a rectangle. In addition, examples of the shape of the battery include a paper shape, a coin shape, a cylindrical shape, and a square shape.

本発明における封口前の負極へのナトリウムイオンのドープの方法は、比較的容易に、多量のナトリウムイオンを負極へドープできることから、正極負極間に、外部電圧を印加する方法(以下、「充電」と称す。)が好ましく選択される。
特に負極へのナトリウムイオンのドープが充電によりなされ、このときのナトリウムイオンのドープ量、すなわち初充電量が、満充電容量の10%以上であると、放電容量、サイクル特性がより向上する傾向があるため好ましい。この場合、負極としては、負極活物質、結合剤および必要に応じて導電剤等を含む負極合剤が、負極集電体に担持されているものを用いることができる。ここで、「満充電容量」は、後述の予備電池を作製して求めることができる。
The method of doping sodium ions into the negative electrode before sealing in the present invention is relatively easy because a large amount of sodium ions can be doped into the negative electrode, so that an external voltage is applied between the positive and negative electrodes (hereinafter referred to as “charging”). Is preferably selected.
Particularly, the negative electrode is doped with sodium ions by charging, and when the sodium ion dope amount, that is, the initial charge amount is 10% or more of the full charge capacity, the discharge capacity and the cycle characteristics tend to be further improved. This is preferable. In this case, the negative electrode may be one in which a negative electrode active material, a binder, and, if necessary, a negative electrode mixture containing a conductive agent or the like are supported on the negative electrode current collector. Here, the “full charge capacity” can be obtained by preparing a spare battery described later.

本発明の製造方法において、負極への電解質の浸透促進や負極被膜の安定化の観点から、負極へのナトリウムイオンのドープがなされた後、封口する前に、適当な温度および時間で保持(エージング)された後に封口することが望ましい。
好適なエージング温度および時間としては、30〜70℃で10分間以上であり、このような範囲にすることにより、ガス発生が抑制され、かつ十分なエージングを行うことができる。
In the production method of the present invention, from the viewpoint of promoting electrolyte penetration into the negative electrode and stabilizing the negative electrode film, the negative electrode is doped with sodium ions and then held at an appropriate temperature and time (sealing) before sealing. It is desirable to seal it after
A preferable aging temperature and time are 10 to 30 minutes at 30 to 70 ° C. By making such a range, gas generation is suppressed and sufficient aging can be performed.

また、本発明の製造方法において、負極にナトリウムイオンのドープを行い、さらに負極からナトリウムイオンの脱ドープを行う工程を1回以上繰り返した後に封口することが望ましい。負極へのナトリウムイオンの初回ドープが行われたのちに、脱ドープを行うことで、負極において発生する初期反応をほぼ完了させ、その後に封口することにより、ナトリウムが関与すると考えられる電池特性低下を抑制することができる。
この場合、特に負極におけるナトリウムイオンのドープ・脱ドープを、30〜70℃で行うと、電池特性低下をより抑制することができ、より効果的である。
Moreover, in the manufacturing method of this invention, it is desirable to do sealing after repeating the process which dopes sodium ion to a negative electrode, and also performs the dedope of sodium ion from a negative electrode 1 time or more. After the first dope of sodium ions to the negative electrode, the initial reaction that occurs in the negative electrode is almost completed by performing dedope, and then sealing is performed to reduce the battery characteristics that sodium is considered to be involved in. Can be suppressed.
In this case, when the doping and dedoping of sodium ions in the negative electrode is performed at 30 to 70 ° C., it is possible to further suppress the deterioration of battery characteristics and to be more effective.

また、本発明において、電極群および電解質が電池ケースに収容された後、封口する前に、雰囲気ガス加圧および/または減圧を行うことが望ましい。この雰囲気ガス加圧および/または減圧は、充放電反応を阻害する初期生成物を除去する効果があり、このことは、特にナトリウム二次電池における電池特性低下の抑制に、極めて有効である。
また、減圧することによって、正極、負極およびセパレータが有する微細な隙間や細孔に含まれるガスを除去することができ、該隙間や細孔への電解質の浸透を促進することができる。一方、雰囲気ガス加圧することによっても、前記正極、負極およびセパレータが有する微細な隙間や細孔への電解質の浸透を促進することができる。特に雰囲気ガス加圧と減圧を交互に行うことにより、微細な隙間や細孔への電解質の浸透をより均一に行い、電池内の電解質分散性を向上させることができ、より効果的である。
雰囲気ガス加圧および/または減圧する方法として具体的には、組み立て中の電池を耐圧容器に入れ、容器内部を雰囲気ガスで置換した後に、真空ポンプで減圧する方法、高圧ボンベから減圧弁を通して雰囲気ガスを導入して加圧する方法が挙げられる。
雰囲気ガスとしては、不活性ガスである窒素、ヘリウム、アルゴンが通常使用される。
In the present invention, it is desirable to perform atmospheric gas pressurization and / or decompression after the electrode group and the electrolyte are accommodated in the battery case and before sealing. This atmospheric gas pressurization and / or decompression has the effect of removing the initial product that inhibits the charge / discharge reaction, which is extremely effective for suppressing the deterioration of the battery characteristics particularly in the sodium secondary battery.
Further, by reducing the pressure, gas contained in fine gaps and pores of the positive electrode, the negative electrode, and the separator can be removed, and penetration of the electrolyte into the gaps and pores can be promoted. On the other hand, the penetration of the electrolyte into fine gaps and pores of the positive electrode, the negative electrode, and the separator can also be promoted by pressurizing the atmospheric gas. In particular, by alternately performing atmospheric gas pressurization and pressure reduction, the electrolyte can be more uniformly penetrated into fine gaps and pores, and the electrolyte dispersibility in the battery can be improved, which is more effective.
Specifically, the atmospheric gas can be pressurized and / or decompressed by placing the assembled battery in a pressure-resistant container, replacing the inside of the container with the atmospheric gas, and then depressurizing with a vacuum pump. The method of introducing and pressurizing gas is mentioned.
As the atmospheric gas, inert gases such as nitrogen, helium, and argon are usually used.

以上説明した本発明の製造方法によって製造されたナトリウム二次電池は、放電容量が大きく、かつサイクル特性に優れるナトリウム二次電池となる。   The sodium secondary battery manufactured by the manufacturing method of the present invention described above is a sodium secondary battery having a large discharge capacity and excellent cycle characteristics.

以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited to these.

ナトリウム二次電池の作製は下記の方法にて行った。
(1−1)正極活物質の作製
アルゴン雰囲気のグローブボックス内で、Na22(Fluka Chemie AG 製)とFe34(Aldrich Chemical Company,Inc.製)をNaとFeがNaFeO2の化学量論比となるように秤取した後、メノウ乳鉢でよく混合した。得られた混合物をアルミナ製ルツボにいれ、あらかじめ真空ポンプで雰囲気を排気した後にアルゴンを導入して置換した電気炉に入れて、炉内の雰囲気をアルゴンにして昇温を開始した。100℃に達する直前に電気炉内を空気中に開放し、その後は空気雰囲気で加熱を行い、650℃で12時間保持し、取り出して、正極活物質であるナトリウム無機化合物(MC1)を得た。
The production of the sodium secondary battery was performed by the following method.
(1-1) Production of Positive Electrode Active Material In a glove box in an argon atmosphere, Na 2 O 2 (manufactured by Fluka Chemie AG) and Fe 3 O 4 (manufactured by Aldrich Chemical Company, Inc.) were mixed with NaFe and NaFeO 2 . After weighing to a stoichiometric ratio, the mixture was mixed well in an agate mortar. The obtained mixture was put in an alumina crucible, and the atmosphere was evacuated with a vacuum pump in advance, and then placed in an electric furnace where argon was introduced and replaced. Immediately before reaching 100 ° C., the electric furnace was opened to the air, and thereafter heated in an air atmosphere, held at 650 ° C. for 12 hours, and taken out to obtain a sodium inorganic compound (MC1) as a positive electrode active material. .

(1−2)正極の作製
正極活物質としてのMC1と、アセチレンブラックと、ポリフッ化ビニリデンとを85:10:5の比率で混合したものに、更にN−メチルピロリドンを適量加え混合し、塗料状スラリーを得た。厚さ20μmのアルミ箔の一部にマスキングテープを貼り、表面にドクターブレードにて前記スラリーを塗布したのちに乾燥して塗膜を形成した。次に反対側の面にも同様に塗膜を形成後、ロールプレスを施し、幅約50mm、長さ約300mm、厚さ約180μmの電極(正極)を作製し、正極とした。続いて、集電体用として厚さ50μm、幅5mmのアルミリード板を、マスキングテープを剥がした電極(正極)の一端に、超音波溶接により接続した。
(1-2) Preparation of positive electrode MC1 as a positive electrode active material, acetylene black, and polyvinylidene fluoride were mixed at a ratio of 85: 10: 5, and an appropriate amount of N-methylpyrrolidone was further added and mixed. A slurry was obtained. A masking tape was applied to a part of an aluminum foil having a thickness of 20 μm, and the slurry was applied to the surface with a doctor blade, followed by drying to form a coating film. Next, after a coating film was similarly formed on the opposite surface, a roll press was applied to produce an electrode (positive electrode) having a width of about 50 mm, a length of about 300 mm, and a thickness of about 180 μm. Subsequently, an aluminum lead plate having a thickness of 50 μm and a width of 5 mm for the current collector was connected to one end of the electrode (positive electrode) from which the masking tape was peeled off by ultrasonic welding.

(2−1)負極活物質の作製
フェノール樹脂(粉末状フェノール樹脂、商品名、スミライトレジン、PR−217)粉末をアルミナボートにのせ、環状炉内に設置し、アルゴンガス雰囲気中、1000℃で保持して、フェノール樹脂粉末を炭化した。炉内において、アルゴンガス流量はフェノール樹脂粉末1gあたり0.1L/分とし、室温から1000℃までの昇温速度を約5℃/分、1000℃での保持時間を1時間とした。炭化後、ボールミル(メノウ製ボール、28rpm、5分間)で粉砕して、負極活物質である炭素材料(MA1)を得た。平均粒径は50μm以下であった。平均粒径は、炭素材料を中性洗剤含有水溶液で分散させ、レーザー回折式粒度分布測定装置SALD2000J(登録商標、島津製作所製)を用いて測定された体積平均粒径として測定した。
(2-1) Preparation of negative electrode active material Phenol resin (powdered phenol resin, trade name, Sumilite resin, PR-217) powder was placed on an alumina boat, placed in an annular furnace, and 1000 ° C. in an argon gas atmosphere. And the phenolic resin powder was carbonized. In the furnace, the argon gas flow rate was 0.1 L / min per 1 g of the phenol resin powder, the temperature rising rate from room temperature to 1000 ° C. was about 5 ° C./min, and the holding time at 1000 ° C. was 1 hour. After carbonization, the carbon material (MA1) which is a negative electrode active material was obtained by pulverizing with a ball mill (agate ball, 28 rpm, 5 minutes). The average particle size was 50 μm or less. The average particle size was measured as a volume average particle size measured using a laser diffraction particle size distribution analyzer SALD2000J (registered trademark, manufactured by Shimadzu Corporation) after dispersing the carbon material with a neutral detergent-containing aqueous solution.

(2−2)負極の作製
負極活物質としての(MA1)と、ポリフッ化ビニリデンとを95:5の比率で混合したものに、N−メチルピロリドンを適量加え混合し、塗料状スラリーを得た。厚さ10μmの銅箔の一部にマスキングテープを貼り、表面にドクターブレードにて前記スラリーを塗布したのちに乾燥して塗膜を形成した。次に反対側の面にも同様に塗膜を形成後、ロールプレスを施し、幅約55mm、長さ約330mm、厚さ約230μmの電極を作製し、負極とした。続いて、集電体用として厚さ30μm、幅5mmのニッケルリード板を、マスキングテープを剥がした電極(負極)の一端に、抵抗溶接により接続した。
(2-2) Preparation of negative electrode An appropriate amount of N-methylpyrrolidone was added to a mixture of (MA1) as the negative electrode active material and polyvinylidene fluoride in a ratio of 95: 5 and mixed to obtain a paint-like slurry. . A masking tape was applied to a part of a copper foil having a thickness of 10 μm, and the slurry was applied to the surface with a doctor blade, followed by drying to form a coating film. Next, after forming a coating film on the opposite surface in the same manner, a roll press was applied to produce an electrode having a width of about 55 mm, a length of about 330 mm, and a thickness of about 230 μm, which was used as a negative electrode. Subsequently, a nickel lead plate having a thickness of 30 μm and a width of 5 mm for the current collector was connected to one end of the electrode (negative electrode) from which the masking tape was peeled off by resistance welding.

(3)電池の作製(実施例)
ドライボックス中に、真空乾燥機で110℃で乾燥を行った上記正極および負極と、60℃で乾燥済の幅約60mm、厚さ約20μmのポリオレフィン製微多孔膜セパレータとを用意した。
次いで、前記セパレータを、前記正極と負極の間でショートが発生しないように、該セパレータの幅方向の両端が電極端からほぼ均等に出るようにして、該正極および負極ではさんで積層し、巻回機を用いて、巻き断面長円形状に巻いて、高さ約60mm、幅約55mm、厚さ約3mmの電極群を得た。
次に、アルミ箔の両面にポリオレフィン製フィルムが接着された90mm角のラミネートフィルムを2枚用意し重ね、3辺について変性ポリエチレンシートを挟んで熱溶着して袋状に成形し、電池ケースとなる、ラミネート容器を得た。次いで、該ラミネート容器を真空乾燥機中、60℃で乾燥を行い、乾燥後ラミネート容器を前記ドライボックスに移動し、該ラミネート容器に該電極群を挿入した。
次に過塩素酸ナトリウム(電解質)を有機溶媒であるプロピレンカーボネート溶媒中に溶解して得た、1モル/Lの非水電解液10mlをラミネート容器に注入した。非水電解液が電極群に吸収されたことを確認後、クリップにて開口部を仮留めし、下記の実施例1〜6に詳述する充放電等の後続作業を行った。
必要な作業を完了後、減圧チャンバー内で開口部を熱溶着することによって封口を行い、実施例の電池を得た。
(3) Production of battery (Example)
In the dry box, the positive electrode and the negative electrode dried at 110 ° C. with a vacuum dryer, and a polyolefin microporous membrane separator having a width of about 60 mm and a thickness of about 20 μm that had been dried at 60 ° C. were prepared.
Next, the separator is laminated between the positive electrode and the negative electrode so that both ends in the width direction of the separator protrude almost evenly from the electrode end so that no short circuit occurs between the positive electrode and the negative electrode. Using a rotating machine, the wound section was wound into an oval shape to obtain an electrode group having a height of about 60 mm, a width of about 55 mm, and a thickness of about 3 mm.
Next, two 90 mm square laminate films with polyolefin films bonded on both sides of the aluminum foil were prepared and stacked, and heat-sealed with a modified polyethylene sheet on the three sides, and formed into a bag shape to form a battery case. A laminate container was obtained. Next, the laminate container was dried at 60 ° C. in a vacuum dryer, and after drying, the laminate container was moved to the dry box, and the electrode group was inserted into the laminate container.
Next, 10 ml of a 1 mol / L non-aqueous electrolyte obtained by dissolving sodium perchlorate (electrolyte) in a propylene carbonate solvent as an organic solvent was poured into a laminate container. After confirming that the non-aqueous electrolyte was absorbed by the electrode group, the opening was temporarily secured with a clip, and subsequent operations such as charge and discharge described in detail in Examples 1 to 6 below were performed.
After the necessary work was completed, sealing was performed by thermally welding the opening in a vacuum chamber to obtain the battery of the example.

(4)電池の作製(比較例)
仮留めを行わず、直ちに封口を行った以外は、実施例の電池の作製方法と同様にして、比較例の電池を得た。
(4) Battery fabrication (comparative example)
A battery of a comparative example was obtained in the same manner as the battery fabrication method of the example except that sealing was performed immediately without performing temporary fixing.

(5)予備電池の作製
また、次のようにして予備電池を作製して、満充電容量を求めた。上記と同様の負極と非水電解液とセパレータを用い、また、対極としてナトリウム金属を用意して、対極と負極との間にセパレータを配置させて、電池ケースに収容し、非水電解液を収容して、予備電池を作製した。なお、負極、対極のそれぞれには、リード線が接続されている。さらに、電源を用意し、予備電池における前記負極に接続されたリード線を電源のマイナス極に、対極に接続されたリード線を電源のプラス極に接続して、前記電源により5mAの電流を電圧が0Vになるまで流して、電流を遮断し、それまでの時間を計測して、電流容量(mAh)を求めた。電流を遮断した後、10分間静置し、電圧が0.2V以下であるときを充電の終点とした。ここで、電圧が0.2Vを超えていた場合には、前記と同様の操作、すなわち、5mAの電流を電圧が0Vになるまで流して、電流を遮断し、それまでの時間を計測して、電流容量(mAh)を求める操作を行った。充電の終点までに、要した電流容量の合計を、満充電容量とした。
(5) Preparation of spare battery Moreover, the spare battery was produced as follows and the full charge capacity was calculated | required. Use the same negative electrode, non-aqueous electrolyte and separator as above, and prepare sodium metal as the counter electrode, place the separator between the counter electrode and the negative electrode, and store it in the battery case. A spare battery was prepared by housing. A lead wire is connected to each of the negative electrode and the counter electrode. In addition, a power source is prepared, and the lead wire connected to the negative electrode of the reserve battery is connected to the negative electrode of the power source, the lead wire connected to the counter electrode is connected to the positive electrode of the power source, and a current of 5 mA is voltageed by the power source. Was made to flow to 0 V, the current was cut off, and the time until that was measured to obtain the current capacity (mAh). After cutting off the current, it was allowed to stand for 10 minutes, and the time when the voltage was 0.2 V or less was taken as the end point of charging. Here, when the voltage exceeds 0.2 V, the same operation as described above, that is, a current of 5 mA is passed until the voltage becomes 0 V, the current is cut off, and the time until that time is measured. The operation for obtaining the current capacity (mAh) was performed. The total current capacity required until the end of charging was defined as the full charge capacity.

(実施例1)
上記仮留めした電池を用いて、初充電電流5mAでの定電流充電により3.0Vまで初充電を行った。その後、開口部を仮留めしていたクリップをはずし、容器内に非水電解液が充分あることを確認した後、開口部を熱溶着することによって封口を行った。次に20mAでの定電流充電により4.0Vまで充電を行った。続いて20mAで2.0Vまで定電流で放電を行い、放電容量を評価した結果を表1−1に示す。なお、試験は25℃および10℃で行った。実施例は比較例に比べ、大幅な放電容量増加が認められた。
次に同じ充放電条件(20mAでの定電流充電により4.0Vまで充電、20mAで2.0Vまで定電流放電)で充放電サイクル試験を行なった。なお、試験は25℃で行った。100サイクルにおける放電容量維持率を表1−2に示す。なお、放電容量維持率(以下、「容量維持率」と記載する場合もある。)は、以下の式で定義される。

放電容量維持率=(100サイクル目の放電容量)/(1サイクル目の放電容量)
Example 1
Using the temporarily secured battery, initial charging was performed up to 3.0 V by constant current charging at an initial charging current of 5 mA. Thereafter, the clip temporarily holding the opening was removed, and it was confirmed that there was sufficient non-aqueous electrolyte in the container, and then the opening was sealed by heat welding. Next, the battery was charged to 4.0 V by constant current charging at 20 mA. Subsequently, discharge was performed at a constant current of up to 2.0 V at 20 mA, and the results of evaluating the discharge capacity are shown in Table 1-1. The test was performed at 25 ° C. and 10 ° C. In Examples, a significant increase in discharge capacity was observed compared to Comparative Examples.
Next, a charge / discharge cycle test was performed under the same charge / discharge conditions (charging up to 4.0 V by constant current charging at 20 mA, constant current discharging up to 2.0 V at 20 mA). The test was conducted at 25 ° C. Table 1-2 shows the discharge capacity retention rate in 100 cycles. Note that the discharge capacity maintenance ratio (hereinafter sometimes referred to as “capacity maintenance ratio”) is defined by the following equation.

Discharge capacity retention ratio = (discharge capacity at the 100th cycle) / (discharge capacity at the first cycle)

Figure 2010272491
Figure 2010272491

Figure 2010272491
Figure 2010272491

(実施例2)
前記の仮留めした電池を複数用意し、前述の満充電容量を100%とし、電池の充電量が、満充電容量の2%、5%、8%、10%、30%、50%、80%、100%(以下、初充電量○%と略記する場合がある。)になるように充電電流5mAで初充電を行った。
その後クリップをはずし、非水電解液量を確認した後、実施例1と同様に封口を行った。なお、いずれの電池も非水電解液の不足はなかった。また、電池電圧が3.0Vより高い電池については、放電電流5mAで3.0Vになるまで放電を行ったのちに封口を行い、ナトリウム二次電池を製造した。
各電池について、実施例1と同様の充放電条件にて放電容量を確認した結果を表2−1に示す。なお、試験は25℃および10℃で行った。
初充電量が10%以上の電池の放電容量は、100%充電(満充電)後に封口した電池の90%以上であった。また、低温特性(10℃)も良好であった。
(Example 2)
A plurality of the temporarily-attached batteries are prepared, the full charge capacity is 100%, and the battery charge is 2%, 5%, 8%, 10%, 30%, 50%, 80% of the full charge capacity. % And 100% (hereinafter, abbreviated as initial charge amount%), the initial charge was performed at a charge current of 5 mA.
Then, after removing the clip and confirming the amount of the non-aqueous electrolyte, sealing was performed in the same manner as in Example 1. Note that there was no shortage of non-aqueous electrolyte in any of the batteries. Moreover, about the battery whose battery voltage is higher than 3.0V, after discharging until it became 3.0V with discharge current 5mA, it sealed, and the sodium secondary battery was manufactured.
The results of confirming the discharge capacity under the same charge / discharge conditions as in Example 1 for each battery are shown in Table 2-1. The test was performed at 25 ° C. and 10 ° C.
The discharge capacity of the battery having an initial charge amount of 10% or more was 90% or more of the battery sealed after 100% charge (full charge). Moreover, the low temperature characteristic (10 degreeC) was also favorable.

Figure 2010272491
Figure 2010272491

次に、実施例1と同じ充放電条件(20mAでの定電流充電により4.0Vまで充電、20mAで2.0Vまで定電流放電)で充放電サイクル試験を行なった。なお、試験は25℃で行った。100サイクルにおける放電容量維持率を表2−2に示す。初充電量が10%以上の電池は100サイクル後の放電容量維持率が90%以上であった。   Next, a charge / discharge cycle test was performed under the same charge / discharge conditions as in Example 1 (charging to 4.0 V by constant current charging at 20 mA, constant current discharging to 2.0 V at 20 mA). The test was conducted at 25 ° C. Table 2-2 shows the discharge capacity retention ratio in 100 cycles. A battery having an initial charge amount of 10% or more had a discharge capacity retention rate of 90% or more after 100 cycles.

Figure 2010272491
Figure 2010272491

(実施例3)
仮留めした電池を複数用意し、実施例2と同様に充電条件(定電流5mA)で初充電量が、5%、8%、10%となるように初充電を行った。次いで、初充電後の電池を、10℃、20℃、30℃、50℃、70℃、90℃の温度で30分エージングした後、実施例1と同様の方法で封口した。なお、非水電解液はいずれも不足はなかった。これらの電池について、実施例2と同様の電流・電圧条件で放電容量を測定した。結果を表3−1に示す。なお、試験は25℃で行った。
初充電量10%、30〜70℃でエージングした電池は、放電容量が大きかった。90℃も大きな容量が得られるが、70℃と変わらず、70℃を超える温度まで昇温する有用性は乏しい。
(Example 3)
A plurality of temporarily secured batteries were prepared, and the initial charge was performed in the same manner as in Example 2 so that the initial charge amount was 5%, 8%, and 10% under the charging condition (constant current 5 mA). Next, the battery after initial charge was aged at 10 ° C., 20 ° C., 30 ° C., 50 ° C., 70 ° C., and 90 ° C. for 30 minutes, and then sealed in the same manner as in Example 1. In addition, there was no shortage of any non-aqueous electrolyte. For these batteries, the discharge capacity was measured under the same current and voltage conditions as in Example 2. The results are shown in Table 3-1. The test was conducted at 25 ° C.
The battery aged at 30% to 70 ° C. with an initial charge of 10% had a large discharge capacity. Although a large capacity can be obtained at 90 ° C., it does not change from 70 ° C. and its usefulness for raising the temperature to a temperature exceeding 70 ° C. is poor.

Figure 2010272491
Figure 2010272491

次に初充電量を8%、10%とした電池について、実施例2と同じ充放電条件で充放電サイクル試験を行なった。100サイクルにおける放電容量維持率を表3−2に示す。なお、試験は25℃で行った。
特に初充電量が10%でありエージング温度が30℃以上の電池は100サイクルにおいて、90%を超える、より良好な放電容量維持率を示した。また、初充電量が8%、10%の電池のそれぞれがエージング温度の上昇につれて放電容量維持率が向上した。
Next, a charge / discharge cycle test was performed under the same charge / discharge conditions as in Example 2 for the batteries having an initial charge amount of 8% and 10%. Table 3-2 shows the discharge capacity retention ratio in 100 cycles. The test was conducted at 25 ° C.
In particular, a battery having an initial charge amount of 10% and an aging temperature of 30 ° C. or higher showed a better discharge capacity maintenance rate exceeding 90% in 100 cycles. In addition, the discharge capacity retention rate of each of the batteries having an initial charge amount of 8% and 10% improved as the aging temperature increased.

Figure 2010272491
Figure 2010272491

さらに仮留めした電池を複数用意し、実施例2と同様の充電条件(定電流5mA)で、初充電量10%に統一して初充電を行った。次いで、初充電後の電池を、20℃、30℃、70℃、80℃のいずれかの温度と、10分、1時間、4時間、12時間、24時間のいずれかの時間とを組み合わせた条件でエージングを行った。エージング後に実施例1と同様の方法で封口した電池について、実施例2と同様の電流・電圧条件で放電容量を測定した。非水電解液はいずれも不足はなかった。結果を表3―3に示す。なお、試験は25℃で行った。
放電容量はエージング温度に依存し、30℃以上でエージングをした電池では150mAhを超える、より良好な特性が得られた。10分間エージングしたものでも、30℃以上の温度では150mAhの良好な特性が得られた。80℃は70℃と同じであるため、70℃を超える温度まで昇温する有用性は乏しい。
Further, a plurality of temporarily secured batteries were prepared, and the initial charge was performed by unifying the initial charge amount to 10% under the same charging conditions (constant current 5 mA) as in Example 2. Next, the battery after the initial charge was combined with any temperature of 20 ° C., 30 ° C., 70 ° C., or 80 ° C. and any time of 10 minutes, 1 hour, 4 hours, 12 hours, or 24 hours. Aging was performed under conditions. About the battery sealed by the method similar to Example 1 after aging, the discharge capacity was measured on the same current and voltage conditions as Example 2. None of the non-aqueous electrolytes were deficient. The results are shown in Table 3-3. The test was conducted at 25 ° C.
The discharge capacity depends on the aging temperature, and in a battery aged at 30 ° C. or higher, a better characteristic exceeding 150 mAh was obtained. Even when aged for 10 minutes, good characteristics of 150 mAh were obtained at a temperature of 30 ° C. or higher. Since 80 ° C. is the same as 70 ° C., the usefulness of raising the temperature to a temperature exceeding 70 ° C. is poor.

Figure 2010272491
Figure 2010272491

(実施例4)
仮留めした電池を複数用意し、初充電量を2%から50%として初充電を行った。次いで、初充電後の電池に対して、充電電流5mA、放電電流5mA、3Vまで)で充放電を2回、3回、5回繰り返したのちに、封口した電池の放電容量を測定した。非水電解液はいずれも不足はなかった。放電容量の測定は、すべての充放電回数について25℃で行い、さらに充放電繰り返し回数が3回のものについては、10℃での測定も行った。結果を表4−1に示す。
すべての電池において、充放電繰り返し回数の増加に伴って放電容量の増加がみられるが、初充電量が、8%以下の電池の場合は放電容量は十分ではなかった。一方、初充電量が、10%以上の電池の場合は、充放電繰り返し回数ともに150mAhを超える、より良好な特性が得られた。なお、エージング温度30℃での評価も行ったが、充放電繰り返し回数2回、3回、5回いずれにおいても160mAh以上の容量が得られた。
Example 4
A plurality of temporarily secured batteries were prepared, and the initial charge was performed by changing the initial charge amount from 2% to 50%. Next, after the battery was charged for the first time after charging and discharging at a charging current of 5 mA, a discharge current of 5 mA and up to 3 V), the discharge capacity of the sealed battery was measured. None of the non-aqueous electrolytes were deficient. The discharge capacity was measured at 25 ° C. for all the charge / discharge cycles, and the measurement at 10 ° C. was also performed for those with 3 charge / discharge cycles. The results are shown in Table 4-1.
In all the batteries, an increase in the discharge capacity was observed with an increase in the number of charge / discharge repetitions, but the discharge capacity was not sufficient in the case of a battery having an initial charge amount of 8% or less. On the other hand, in the case of a battery having an initial charge amount of 10% or more, better characteristics were obtained in which the number of charge / discharge repetitions exceeded 150 mAh. In addition, although evaluation was performed at an aging temperature of 30 ° C., a capacity of 160 mAh or more was obtained in both the charge / discharge repetition times 2, 3, and 5.

Figure 2010272491
Figure 2010272491

(実施例5)
仮留めした電池を複数用意し、初充電量を5%、8%、10%、50%、100%とした電池について、実施例4と同じ充電条件および放電条件で、充放電を1回行った。
この充放電を行っている間、雰囲気温度を20℃、30℃、50℃、70℃、80℃とした。充放電後の各々の電池を実施例1と同様の手法で封口した。
その後、実施例2と同様の電流・電圧条件(定電流20mA、2.0Vまで)で各電池の放電容量を測定した。結果を表5−1に示す。なお、非水電解液はいずれも不足はなかった。
また、初充電量が50%の電池について、各温度で3回充放電を繰り返した後、実施例1と同様の手法で封口した。その後実施例1と同様の電流・電圧条件(定電流20mA、2.0Vまで)で放電容量を測定した。結果を表5−1に併せて示す。
(Example 5)
A plurality of temporarily secured batteries were prepared, and the batteries with initial charge amounts of 5%, 8%, 10%, 50%, and 100% were charged and discharged once under the same charging conditions and discharging conditions as in Example 4. It was.
During this charge / discharge, the ambient temperature was 20 ° C., 30 ° C., 50 ° C., 70 ° C., and 80 ° C. Each battery after charging and discharging was sealed in the same manner as in Example 1.
Thereafter, the discharge capacity of each battery was measured under the same current and voltage conditions as in Example 2 (constant current 20 mA, up to 2.0 V). The results are shown in Table 5-1. There was no shortage of any non-aqueous electrolyte.
Moreover, about the battery whose initial charge amount is 50%, after charging / discharging 3 times at each temperature, it sealed by the method similar to Example 1. FIG. Thereafter, the discharge capacity was measured under the same current and voltage conditions as in Example 1 (constant current 20 mA, up to 2.0 V). The results are shown in Table 5-1.

Figure 2010272491
Figure 2010272491

(実施例6)
仮留めした複数の電池を用意し、初充電量を8%、10%、30%、50%、100%で初充電を行った。次に封口を行う前に下記の条件で、雰囲気ガス加圧または減圧を行った。雰囲気ガスとしては、アルゴンを用いた。

減圧条件:50kPa
加圧条件:300kPa

加圧または減圧後に実施例1同様の方法で封口を行った各電池について、実施例2と同様の電流・電圧で放電容量を測定した。結果を表6−1に示す。なお、非水電解液はいずれも不足はなかった。初充電量が5%の電池では減圧、加圧の効果は大きくなく、10%以上の場合に放電容量増加が認められる。
(Example 6)
A plurality of temporarily secured batteries were prepared, and initial charging was performed with initial charging amounts of 8%, 10%, 30%, 50%, and 100%. Next, before performing sealing, atmospheric gas pressurization or pressure reduction was performed under the following conditions. Argon was used as the atmospheric gas.

Depressurization condition: 50 kPa
Pressure condition: 300kPa

About each battery which sealed by the method similar to Example 1 after pressurization or pressure reduction, the discharge capacity was measured by the same current and voltage as Example 2. The results are shown in Table 6-1. There was no shortage of any non-aqueous electrolyte. In the case of a battery with an initial charge of 5%, the effects of pressure reduction and pressurization are not significant, and an increase in discharge capacity is observed when the charge is 10% or more.

Figure 2010272491
Figure 2010272491

次に、非水電解液注液後の加圧、減圧、加圧と減圧の効果を確認した。
その際、初充電量は5%、10%、50%とした。封口前は加圧減圧実施に固定した。結果を表6−2に示した。初充電量10%以上で容量増加が認められる。
Next, the effect of pressurization, depressurization, pressurization and depressurization after injection of the non-aqueous electrolyte was confirmed.
At that time, the initial charge amount was 5%, 10%, and 50%. Before sealing, it was fixed to pressurization and decompression. The results are shown in Table 6-2. An increase in capacity is observed when the initial charge amount is 10% or more.

Figure 2010272491
Figure 2010272491

更に、注液後の加減圧、封口前の加減圧の組み合わせについて。初充電量50%で、効果を確認した。結果を表6−3に示した。   Furthermore, about the combination of pressure increase / decrease after injection and pressure increase / decrease before sealing. The effect was confirmed when the initial charge amount was 50%. The results are shown in Table 6-3.

Figure 2010272491
Figure 2010272491

また、注液後加圧減圧を行い、10%充電して、30℃で30分間エージングし、加圧減圧を施した後、封口を行った電池(電池イ)および、注液後加圧減圧を行い、30℃で10%の1サイクルの充放電を行って、加圧減圧を施した後、封口を行った電池(電池ロ)について実施例1と同様の容量確認を行った。結果を表6−4に示した。   In addition, the pressure was reduced after injection, 10% charged, aged at 30 ° C. for 30 minutes, subjected to pressure and pressure reduction, and sealed (battery), and pressure reduction after injection. After performing charge and discharge of 10% at 30 ° C. and applying pressure and pressure reduction, the same capacity check as in Example 1 was performed on the sealed battery (battery). The results are shown in Table 6-4.

Figure 2010272491
Figure 2010272491

加減圧を施したあと、30℃でのエージングや、充放電サイクルを施しても、更に加減圧を組み合わせることによって、得られる電池の大幅な特性向上が実現できることが確認できた。   It was confirmed that even if aging at 30 ° C. or charging / discharging cycle was performed after applying pressure increase / decrease, further improvement in characteristics of the obtained battery could be realized by further combining pressure increasing / decreasing.

上記の実施例から明らかなように、本発明によれば、理由の詳細は明らかではないが、電池組み立てにおける各工程が、電池性能低下になり得る種々の要因をなくすよう作用し、電池特性の大幅な改善が達成できる。   As is clear from the above examples, according to the present invention, although the details of the reason are not clear, each step in the battery assembly acts to eliminate various factors that may cause a decrease in battery performance, and the battery characteristics are improved. Significant improvements can be achieved.

本発明によれば、高い放電容量、サイクル特性が大幅に向上できるナトリウム二次電池を、しかも安価に得ることができることから、携帯電話やノートパソコン等の小型電源だけでなく、自動車用途や電力貯蔵用途等の大型電源にも適用することができ、工業的に極めて有用である。   According to the present invention, it is possible to obtain a sodium secondary battery capable of greatly improving a high discharge capacity and cycle characteristics at a low cost. Therefore, not only a small power source such as a mobile phone or a laptop computer, but also an automobile application and power storage. It can be applied to large power sources for applications and the like, and is extremely useful industrially.

Claims (7)

ナトリウムイオンをドープ・脱ドープすることのできる正極、ナトリウムイオンをドープ・脱ドープすることのできる負極およびセパレータを積層して、または積層、巻回して得られる電極群と、電解質とを電池ケースに収容し、該負極にナトリウムイオンをドープした後に、電池ケースを封口することを特徴とするナトリウム二次電池の製造方法。   A battery case comprising an electrode group obtained by laminating or laminating or winding a positive electrode capable of doping and dedoping sodium ions, a negative electrode capable of doping and dedoping sodium ions, and a separator, and an electrolyte. A method for producing a sodium secondary battery, comprising housing and sealing a battery case after doping the negative electrode with sodium ions. 負極にナトリウムイオンのドープを行った後、封口する前に30〜70℃で10分間以上エージングを行う請求項1記載のナトリウム二次電池の製造方法。   The method for producing a sodium secondary battery according to claim 1, wherein the anode is doped with sodium ions and then aged at 30 to 70 ° C for 10 minutes or more before sealing. 負極にナトリウムイオンのドープを行い、さらに負極からナトリウムイオンの脱ドープを行う工程を1回以上繰り返した後に封口する請求項1または2に記載のナトリウム二次電池の製造方法。   The method for producing a sodium secondary battery according to claim 1 or 2, wherein the step of doping the sodium ion into the negative electrode and further de-doping the sodium ion from the negative electrode is repeated after one or more times. 負極におけるナトリウムイオンのドープ・脱ドープを、30〜70℃で行う請求項3記載のナトリウム二次電池の製造方法。   The method for producing a sodium secondary battery according to claim 3, wherein doping and dedoping of sodium ions in the negative electrode is performed at 30 to 70 ° C. 5. 封口する前に、雰囲気ガス加圧および/または減圧を行う請求項1から4のいずれかに記載のナトリウム二次電池の製造方法。   The method for producing a sodium secondary battery according to claim 1, wherein atmospheric gas pressurization and / or decompression is performed before sealing. 電解質として、有機溶媒に溶解された電解質を用いる請求項1から5のいずれかに記載のナトリウム二次電池の製造方法。   The method for manufacturing a sodium secondary battery according to claim 1, wherein an electrolyte dissolved in an organic solvent is used as the electrolyte. 請求項1から6のいずれかに記載の製造方法で製造されたナトリウム二次電池。   The sodium secondary battery manufactured with the manufacturing method in any one of Claim 1 to 6.
JP2009125868A 2009-05-25 2009-05-25 Method of manufacturing sodium secondary battery, and sodium secondary battery Pending JP2010272491A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009125868A JP2010272491A (en) 2009-05-25 2009-05-25 Method of manufacturing sodium secondary battery, and sodium secondary battery

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009125868A JP2010272491A (en) 2009-05-25 2009-05-25 Method of manufacturing sodium secondary battery, and sodium secondary battery

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2010272491A true JP2010272491A (en) 2010-12-02

Family

ID=43420340

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009125868A Pending JP2010272491A (en) 2009-05-25 2009-05-25 Method of manufacturing sodium secondary battery, and sodium secondary battery

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2010272491A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013109938A (en) * 2011-11-21 2013-06-06 Sumitomo Electric Ind Ltd Method for manufacturing molten salt battery

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013109938A (en) * 2011-11-21 2013-06-06 Sumitomo Electric Ind Ltd Method for manufacturing molten salt battery

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5550988B2 (en) Sodium secondary battery manufacturing method and sodium secondary battery
JP2010272492A (en) Method of manufacturing sodium secondary battery, and sodium secondary battery
US11075428B2 (en) Separator including porous bonding layer and electrochemical battery including the separator
US9899665B2 (en) Sodium secondary battery comprising carbonaceous material
JP5293020B2 (en) Electrode mixture for non-aqueous electrolyte secondary battery, electrode and non-aqueous electrolyte secondary battery
CN107452925B (en) Porous heat-resistant layer composition, separator and electrochemical cell using the same
JP5359442B2 (en) Sodium ion battery
Liu et al. A Core@ sheath nanofibrous separator for lithium ion batteries obtained by coaxial electrospinning
WO2010030019A1 (en) Non-aqueous electrolyte secondary cell
JP5493301B2 (en) Sodium secondary battery
US20130052525A1 (en) Sodium secondary battery
JP2014096290A (en) Sodium secondary battery
JP2010067435A (en) Nonaqueous electrolyte secondary battery
JP2012169160A (en) Electrode for sodium secondary battery and sodium secondary battery
US10236490B2 (en) Separator for rechargeable lithium battery and rechargeable lithium battery including the same
JP2010034044A (en) Sodium secondary battery
WO2012172619A1 (en) Separator for nonaqueous electrolyte electricity storage devices, nonaqueous electrolyte electricity storage device, method for producing separator for nonaqueous electrolyte electricity storage devices, and method for manufacturing nonaqueous electrolyte electricity storage device
WO2014157125A1 (en) Sodium secondary battery
KR20100112604A (en) Sodium rechargeable battery
JP2010092834A (en) Electrode for nonaqueous electrolyte secondary battery and nonaqueous electrolyte secondary battery
JP5924645B2 (en) Negative electrode material for sodium secondary battery, electrode for sodium secondary battery, and sodium secondary battery
JP2010067437A (en) Electrode active material, electrode, and nonaqueous electrolyte secondary battery
JP2011103277A (en) Sodium secondary battery
JP2010272491A (en) Method of manufacturing sodium secondary battery, and sodium secondary battery
JP2009259601A (en) Electrode active material for sodium ion secondary battery and its method for manufacturing