JP2011171216A - ナトリウム二次電池 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】すなわち本発明は、正極合剤を有する正極と、負極合剤を有する負極とを備え、前記正極合剤および前記負極合剤の少なくとも何れか一方に、カチオンとしてアルカリ金属元素およびアルカリ土類金属元素からなる群より選ばれる元素のみを一種以上含む塩を含有していることを特徴とするナトリウム二次電池を提供する。
【選択図】なし
Description
本発明のナトリウム二次電池は、正極合剤を有する正極と、負極合剤を有する負極とを備え、前記正極合剤および前記負極合剤の少なくとも何れか一方にカチオンとしてアルカリ金属元素およびアルカリ土類金属元素からなる群より選ばれる元素のみを一種以上含む塩を含有している。本発明は、この構成により、ナトリウム二次電池の充電容量に対する放電容量の比を向上させることができる。
本発明において、正極としては、正極合剤が、正極集電体に担持されているものを挙げることが出来、正極合剤としては、正極活物質、導電剤および結着剤等を含むものを挙げることが出来る。
正極集電体を混合物に浸漬し乾燥する方法;
正極活物質、導電剤および結着剤等に溶剤を添加して混練、シート状に成形し、乾燥して得たシート状の正極合剤を導電剤および結着剤等が塗工された正極集電体の表面に、該塗工された導電剤および結着剤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;
正極活物質、導電剤、結着剤および溶剤等からなる混合物をシート状の正極集電体上に成形した後、溶剤を除去し、シート状の成形物を得、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が挙げられる。
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が高くなるので、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。
Na0.44Mn1-aM1 aO2で表される酸化物;
Na0.7Mn1-aM1 aO2.05で表される酸化物(M1は1種以上の遷移金属元素、0≦a<1);
Na6Fe2Si12O30およびNa2Fe5Si12O30等のNabM2 cSi12O30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);
Na2Fe2Si6O18およびNa2MnFeSi6O18等のNadM3 eSi6O18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NafM4 gSi2O6で表される酸化物(M4は遷移金属元素から選ばれる1種以上の元素、1≦f≦2、1≦g≦2);
NaFePO4、Na3Fe2(PO4)3等のリン酸塩;
NaFeBO4、Na3Fe2(BO4)3等のホウ酸塩;
Na3FeF6およびNa2MnF6等のNahM5F6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);
NaFeSO4等のNaM6SO4で表されるスルホン酸塩(M6は遷移金属元素、および、Mgからなる群より選ばれる1種以上の元素)が挙げられる。
前記の正極に用いられる導電剤としては、黒鉛粉末、カーボンブラック、アセチレンブラック、繊維状炭素材料などの炭素材料を挙げることができる。カーボンブラックやアセチレンブラックは、微粒で表面積が大きいため、少量を正極合剤中に添加することにより正極内部の導電性を高めることによりレート特性を向上させることができるが、多く入れすぎると結着剤による正極合剤と正極集電体との結着性を低下させ、かえって内部抵抗を増加させる原因となる。通常、正極合剤中の導電剤の割合は、正極活物質100重量部に対して5重量部以上20重量部以下である。導電剤として黒鉛化炭素繊維、カーボンナノチューブなどの繊維状炭素材料を用いる場合には、この割合を下げることも可能である。
前記の正極に用いられる結着剤としては、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、および、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];
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、および、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、テトラフルオロエチレン、トリフルオロエチレン、フッ化ビニリデンおよびヘキサフルオロプロピレン]が挙げられる。
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、および、フェニルエチル(メタ)アクリレート];
アルキレングリコールまた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、および、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、および、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート]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、および、ダイアセトンアクリルアミド]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、および、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]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、および、クロロプレン]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];
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]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;
モノオレフィン(炭素数2〜12)[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]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、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が挙げられる。
前記の正極の製造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、エチルアルコールおよび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およびメチルイソブチルケトンなどのケトン類が挙げられる。
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、結着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。
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、ステンレス等の金属;
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;
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が挙げられる。
本発明において、負極としては、負極合剤が、負極集電体に担持されているものを挙げることが出来、負極合剤としては、負極活物質、導電剤および結着剤等を含むものを挙げることが出来る。負極活物質は、正極活物質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。負極としては、負極活物質、結着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挙げることができる。
負極集電体を混合物に浸漬し乾燥する方法;
負極活物質および結着剤等に溶剤を添加して混練、シート状に成形し、乾燥して得たシート状の負極合剤を導電剤および結着剤等が塗工された負極集電体の表面に、該塗工された導電剤および結着剤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、結着剤および溶剤等からなる混合物をシート状の負極集電体上に成形した後、溶剤を除去し、シート状の成形物を得、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が挙げられる。
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、天然黒鉛、人造黒鉛、コークス類、カーボンブラック、熱分解炭素類、炭素繊維、有機高分子化合物焼成体、難黒鉛化炭素材料などの炭素材料で、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。ナトリウム二次電池のレート特性が高くなる傾向があるので、難黒鉛化炭素材料を用いることが好ましい。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。導電剤および結着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。負極においては、負極活物質として用いられる炭素材料は、導電剤としての役割を果たす場合もある。
負極集電体としては、Cu、Ni、および、ステンレスを挙げることができ、正極集電体と同じものが使用できる場合もある。また、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、および、エンボス状であるもの、ならびに、これらを組み合わせたものが挙げられる。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。
カチオンとしてアルカリ金属元素およびアルカリ土類金属元素からなる群より選ばれる元素のみを一種以上含む塩としては、LiNO3、LiNO2、Li2S2O4、Li2S2O3、Li2SO4、Li2SO2、Li2CO3、Li2CO4、NaNO3、NaNO2、Na2S2O4、Na2S2O3、Na2SO4、Na2SO2、Na2CO3、Na2CO4、KNO3、KNO2、K2S2O4、K2S2O3、K2SO4、K2SO2、K2CO3、K2CO4、Ca(NO3)2、Ca(NO2)2、CaS2O4、CaS2O3、CaSO4、CaSO2、CaCO3、CaCO4、Li2S、Li2Se、Li2SiO3、Li3PO4、Li3BO3、LiCN、LiOCN、Na2S、Na2Se、Na2SiO3、Na3PO4、Na3BO3、NaCN、NaOCN、K2S、K2Se、K2SiO3、K3PO4、K3BO3、KCN、KOCN、RbNO3、RbNO2、Rb2S2O4、Rb2S2O3、Rb2SO4、Rb2SO2、Rb2CO3、Rb2CO4、CsNO3、CsNO2、Cs2S2O4、Cs2S2O3、Cs2SO4、Cs2SO2、Cs2CO3、Cs2CO4、Mg(NO3)2、Mg(NO2)2、MgS2O4、MgS2O3、MgSO4、MgSO2、MgCO3、MgCO4、Ca(NO3)2、Ca(NO2)2、CaS2O4、CaS2O3、CaSO4、CaSO2、CaCO3、CaCO4、Sr(NO3)2、Sr(NO2)2、SrS2O4、SrS2O3、SrSO4、SrSO2、SrCO3、SrCO4、Ba(NO3)2、Ba(NO2)2、BaS2O4、BaS2O3、BaSO4、BaSO2、BaCO3、BaCO4、ならびに、カチオンとしてアルカリ金属元素およびアルカリ土類金属元素のみを一種以上含む有機酸塩が挙げられる。
本発明において、カチオンとしてアルカリ金属元素およびアルカリ土類金属元素からなる群より選ばれる元素のみを一種以上含む塩は、正極合剤および負極合剤の少なくとも何れか一方に含まれている。前記塩が、正極および負極から選ばれる電極の少なくとも一方の電極の表面の片面、または、両面に含まれていてもよい。電極の表面に位置する場合は、電解液の分解に伴うフクレを抑制できる効果があるため、好ましい。前記塩が、正極および負極から選ばれる電極の少なくとも一方の内部に位置する場合は、レート特性を向上できる効果があるため好ましい。
電極の空隙率は、機械的強度、ナトリウムイオン伝導性などを考慮して適宜設定することができ、20〜80体積%の範囲であることが好ましい。なお、電極の空隙率は、以下の式(1)により求めることができる。
Pv(%)={(Va−Vt)/Va}×100 (1)
Va:電極の見かけ体積
Vt:電極の理論体積
また、電極の厚みは、電極の割れ抑制を考慮すれば、1〜10μmの範囲であることが好ましい。
本発明において、非水電解液は、通常、有機溶媒に電解質を溶解させて用いる。
非水電解液における電解質としては、NaClO4、NaPF6、NaAsF6、NaSbF6、NaBF4、NaCF3SO3、NaN(SO2CF3)2、低級脂肪族カルボン酸ナトリウム塩、および、NaAlCl4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(SO2CF3)2からなる群より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。
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。
非水電解液に対して、電解質の含有量は、有機溶媒に対する電解質の溶解度を考慮して、適宜設定すればよい。通常、非水電解液に対して電解質の割合は0.1〜2モル/L程度であり、好ましくは、0.3〜1.5モル/L程度である。
本発明において、セパレータは、樹脂から構成される多孔質フィルムからなる。本発明においては、セパレータを有さなくとも、二次電池として、十分に機能することは可能であるが、セパレータを有することにより、二次電池は、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(シャットダウン)する機能を有することができる。
比較例1
(1)正極の作製
金属含有化合物として、炭酸ナトリウム(Na2CO3:和光純薬工業株式会社製:純度99.8%)、酸化マンガン(IV)(MnO2:株式会社高純度化学研究所製:純度99.9%)、酸化鉄(II、III)(Fe3O4:株式会社高純度化学研究所製:純度99%)、および、酸化ニッケル(II)(NiO:株式会社高純度化学研究所製:純度99%)を用いて、Na:Mn:Fe:Niのモル比が0.800:0.333:0.333:0.333となるように秤量し、乾式ボールミルで4時間にわたって混合して金属含有化合物の混合物を得る。得られる金属含有化合物の混合物を、アルミナボートに充填し、電気炉を用いて空気雰囲気において加熱して800℃で2時間にわたって保持することによって、正極活物質A1を得る。また、導電剤としてアセチレンブラック(電気化学工業株式会社製)、結着剤としてPVdF(株式会社クレハ製、PolyVinylideneDiFluoride)を用いて、正極活物質A1、導電剤、および結着剤を、正極活物質A1:導電剤:結着剤=85:10:5(重量比)の組成となるようにそれぞれ秤量し、正極合剤を得る。その後、まず正極活物質A1と導電剤をメノウ乳鉢で十分に混合し、この混合物に、溶剤としてN−メチル−2−ピロリドン(NMP:東京化成工業株式会社製)を適量加え、さらにPVdFを加えて引き続き均一になるように混合して、スラリーが得られる。得られるスラリーを、正極集電体である厚さ40μmのアルミニウム箔上に、アプリケータを用いて100μmの厚さで塗布し、これを乾燥機に入れ、溶剤であるNMPを除去させながら、十分に乾燥することによって正極シートを得る。この正極シートを電極打ち抜き機で直径1.5cmに打ち抜いた後、ハンドプレスにて十分に圧着し、正極B1を得る。
コインセル(宝泉株式会社製)の下側パーツの窪みに、アルミニウム箔を下に向けて正極B1を置き、そして非水電解液としての1MのNaClO4/プロピレンカーボネート、セパレータとしてのポリプロピレン多孔質膜(厚み20μm)、負極合剤の機能を兼ね備える負極として金属ナトリウム(アルドリッチ社製)、およびコインセル上側パーツを組み合わせて、ナトリウム二次電池C1を作製する。なお、試験電池の組み立てはアルゴン雰囲気のグローブボックス内で行う。
充放電条件:
充電は、4.0Vまで0.1Cレート(10時間で完全充電する速度)でCC(コンスタントカレント:定電流)充電を行う。放電は、該充電速度と同じ速度で、CC放電を行い、電圧1.5Vでカットオフする。次サイクル以降の充電、放電は、該充電速度と同じ速度で行い、1サイクル目と同様に、充電電圧4.0V、放電電圧1.5Vでカットオフする。充放電試験は、計10サイクル行う。
(1)正極の作製
比較例1と同様にして、正極B1を作製する。次いで、カチオンとして遷移金属元素からなる群より選ばれる元素を含む塩として塩化銀(和光純薬工業株式会社製:純度99.5%)とPVdFとを、重量比で99:1になるように秤量して、混合し、NMPを用いてスラリーを作製し、このスラリーを正極B1の表面に塗布し、60℃で2時間乾燥して、正極B1の正極合剤の塗工面に塩化銀を形成し、これを正極B2とする。
上記にて得られる正極B2を用いて、コインセル(宝泉株式会社製)の下側パーツの窪みに、アルミニウム箔を下に向けて正極B2を置き、そして非水電解液としての1MのNaClO4/プロピレンカーボネート、セパレータとしてのポリプロピレン多孔質膜(厚み20μm)、負極としての金属ナトリウム(アルドリッチ社製)、およびコインセルの上側パーツを組み合わせて、ナトリウム二次電池C2を作製する。なお、試験電池の組み立てはアルゴン雰囲気のグローブボックス内で行う。
(1)正極の作製
比較例1と同様にして、正極B1を作製する。次いで、カチオンとしてアルカリ金属元素およびアルカリ土類金属元素からなる群より選ばれる元素のみを一種以上含む塩として炭酸ナトリウム(和光純薬工業株式会社製:純度99.8%)とPVdFとを、重量比で99:1になるように秤量して、混合し、NMPを用いてスラリーを作製し、このスラリーを正極B1の表面に塗布し、60℃で2時間乾燥して、正極B1の正極合剤の塗工面に炭酸ナトリウムを形成し、これを正極B3とする。
上記にて得られる正極B3を用いて、コインセル(宝泉株式会社製)の下側パーツの窪みに、アルミニウム箔を下に向けて正極B3を置き、そして非水電解液としての1MのNaClO4/プロピレンカーボネート、セパレータとしてのポリプロピレン多孔質膜(厚み20μm)、負極合剤の機能を兼ね備える負極としての金属ナトリウム(アルドリッチ社製)、およびコインセルの上側パーツを組み合わせて、ナトリウム二次電池C3を作製する。なお、試験電池の組み立てはアルゴン雰囲気のグローブボックス内で行う。
(1)正極の作製
比較例1と同様にして、正極B1を作製する。次いで、カチオンとしてアルカリ金属元素およびアルカリ土類金属元素からなる群より選ばれる元素のみを一種以上含む塩としてフッ化ナトリウム(昭和化学株式会社製:純度99.0%)とPVdFとを、重量比で99:1になるように秤量して、混合し、NMPを用いてスラリーを作製し、このスラリーを正極B1の表面に塗布し、60℃で2時間乾燥して、正極B1の正極合剤の塗工面にフッ化ナトリウムを形成し、これを正極B4とする。
四つ口フラスコに、窒素気流下でレゾルシノール200g、メチルアルコール1.5L、ベンズアルデヒド194gを入れ氷冷し、攪拌しながら36%塩酸36.8gを滴下する。滴下終了後65℃に昇温し、その後同温度で5時間保温する。得られた重合反応混合物に水1Lを加え、沈殿を濾取し、濾液が中性になるまで水で洗浄し、乾燥して、有機高分子化合物であるテトラフェニルカリックス[4]レゾルシナレーン(PCRA)294gを得る。PCRAを、ロータリーキルン内に入れ、雰囲気を空気雰囲気として、300℃で1時間加熱し、次いでロータリーキルンの雰囲気をアルゴンに置換して、1000℃で4時間加熱する。次いで、ボールミル(メノウ製ボール、28rpm、5分間)で粉砕することによって有機高分子化合物焼成体である負極活物質として炭素材料D1を得る。この炭素材料D1と結着剤としてのPVdFとを、炭素材料D1:結着剤=95:5(重量比)の組成となるように秤量し負極合剤を得、結着剤を溶剤であるNMPに溶解した後、炭素材料D1を加えてスラリー化したものを負極集電体である厚さ10μmの銅箔上にアプリケータを用いて、100μmの厚さで塗布し、これを乾燥機に入れ、NMPを除去させながら、十分に乾燥することによって負極シートを得た。この負極シートを電極打ち抜き機で直径1.5cmに打ち抜いた後、ハンドプレスにて十分に圧着し、負極E1を得る。
コインセル(宝泉株式会社製)の下側パーツの窪みに、アルミニウム箔を下に向けて正極B4を置き、そして非水電解液としての1MのNaClO4/プロピレンカーボネート、セパレータとしてのポリプロピレン多孔質膜(厚み20μm)、銅箔を上に向けた負極E1、およびコインセルの上側パーツを組み合わせて、ナトリウム二次電池C4を作製する。なお、試験電池の組み立てはアルゴン雰囲気のグローブボックス内で行う。
(1)正極の作製
比較例1と同様にして、正極B1を作製する。
実施例2と同様にして、負極E1を作製する。次いで、カチオンとしてアルカリ金属元素およびアルカリ土類金属元素からなる群より選ばれる元素のみを一種以上含む塩としてヘキサフルオロけい酸ナトリウム(和光純薬工業株式会社製:純度99%)とPVdFとを、重量比で99:1になるように秤量、混合し、NMPを用いてスラリーを作製し、このスラリーを負極E1の負極合剤の塗工面に塗布し、60℃で2時間乾燥して、これを負極E2とする。
コインセル(宝泉株式会社製)の下側パーツの窪みに、アルミニウム箔を下に向けて正極B1を置き、そして非水電解液としての1MのNaClO4/プロピレンカーボネート、セパレータとしてのポリプロピレン多孔質膜(厚み20μm)、銅箔を上に向けた負極E2、およびコインセルの上側パーツを組み合わせて、ナトリウム二次電池C5を作製する。なお、試験電池の組み立てはアルゴン雰囲気のグローブボックス内で行う。
Claims (6)
- 正極合剤を有する正極と、負極合剤を有する負極とを備え、前記正極合剤および前記負極合剤の少なくとも何れか一方に、カチオンとしてアルカリ金属元素およびアルカリ土類金属元素からなる群より選ばれる元素のみを一種以上含む塩を含有していることを特徴とするナトリウム二次電池。
- 前記塩が、Li、Na、K、Rb、Cs、Mg、Ca、SrおよびBaからなる群より選ばれる元素のみをカチオンとして含む塩である請求項1に記載のナトリウム二次電池。
- 前記塩の平均粒子径が0.002〜100μmである請求項1または2に記載のナトリウム二次電池。
- 前記正極合剤中の前記塩の含有量が、0.5〜20重量%である請求項1〜3のいずれかに記載のナトリウム二次電池。
- 前記負極合剤中の前記塩の含有量が、0.5〜20重量%である請求項1〜4のいずれかに記載のナトリウム二次電池。
- セパレータを有する請求項1〜5のいずれかに記載のナトリウム二次電池。
Priority Applications (1)
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