JP2013048077A5 - ナトリウムイオン二次電池 - Google Patents
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Description
本発明は、ナトリウムイオン二次電池に関する。
更に詳細には、本発明は、耐久性を向上し得るナトリウムイオン二次電池に関する。
更に詳細には、本発明は、耐久性を向上し得るナトリウムイオン二次電池に関する。
本発明は、このような従来技術の有する課題に鑑みてなされたものである。
そして、その目的とするところは、耐久性を向上し得るナトリウムイオン二次電池を提供することにある。
そして、その目的とするところは、耐久性を向上し得るナトリウムイオン二次電池を提供することにある。
本発明者らは、上記目的を達成するため鋭意検討を重ねた。
そして、その結果、ナトリウムイオン二次電池用添加剤としてのフルオロエチレンカーボネートを含む所定の非水電解液と、所定の正極と、所定の負極とを用いることなどにより、上記目的が達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。
そして、その結果、ナトリウムイオン二次電池用添加剤としてのフルオロエチレンカーボネートを含む所定の非水電解液と、所定の正極と、所定の負極とを用いることなどにより、上記目的が達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明の第１のナトリウムイオン二次電池は、ナトリウムイオン二次電池用添加剤及び非水溶媒を含む非水電解液と、正極と、負極とを備えたものである。
そして、上記添加剤は、フルオロエチレンカーボネートからなるものである。
また、上記非水溶媒は、飽和環状カーボネートからなるもの（エチレンカーボネートのみからなる非水溶媒を除く。）、又は飽和環状カーボネート及び鎖状カーボネートからなるものである。
更に、上記正極は、ナトリウムを吸蔵及び放出可能な正極活物質を含むものである。
また、上記負極は、表面に炭素、酸素、フッ素及びナトリウムを含有する複合材からなる被膜を有すると共にハードカーボンからなる負極活物質を含むものである。
そして、上記添加剤は、フルオロエチレンカーボネートからなるものである。
また、上記非水溶媒は、飽和環状カーボネートからなるもの（エチレンカーボネートのみからなる非水溶媒を除く。）、又は飽和環状カーボネート及び鎖状カーボネートからなるものである。
更に、上記正極は、ナトリウムを吸蔵及び放出可能な正極活物質を含むものである。
また、上記負極は、表面に炭素、酸素、フッ素及びナトリウムを含有する複合材からなる被膜を有すると共にハードカーボンからなる負極活物質を含むものである。
また、本発明の第２のナトリウムイオン二次電池は、ナトリウムイオン二次電池用添加剤及び非水溶媒を含む非水電解液と、正極と、負極とを備えたものである。
そして、上記添加剤は、フルオロエチレンカーボネートからなるものである。
また、上記非水溶媒は、飽和環状カーボネートからなるもの（エチレンカーボネートのみからなる非水溶媒を除く。）、又は飽和環状カーボネート及び鎖状カーボネートからなるものである。
更に、上記正極は、ハードカーボンからなる正極活物質を含むものである。
また、上記負極は、表面に炭素、酸素、フッ素及びナトリウムを含有する複合材からなる被膜を有すると共にナトリウム金属からなる負極活物質を含むものである。
そして、上記添加剤は、フルオロエチレンカーボネートからなるものである。
また、上記非水溶媒は、飽和環状カーボネートからなるもの（エチレンカーボネートのみからなる非水溶媒を除く。）、又は飽和環状カーボネート及び鎖状カーボネートからなるものである。
更に、上記正極は、ハードカーボンからなる正極活物質を含むものである。
また、上記負極は、表面に炭素、酸素、フッ素及びナトリウムを含有する複合材からなる被膜を有すると共にナトリウム金属からなる負極活物質を含むものである。
本発明によれば、ナトリウムイオン二次電池用添加剤としてのフルオロエチレンカーボネートを含む所定の非水電解液と、所定の正極と、所定の負極とを用いることなどとしたため、ナトリウムイオン二次電池の耐久性を向上させることができる。
以下、ナトリウムイオン二次電池用添加剤及び本発明のナトリウムイオン二次電池について詳細に説明する。
まず、ナトリウムイオン二次電池用添加剤について詳細に説明する。
ナトリウムイオン二次電池用添加剤は、フルオロ基を有する飽和環状カーボネート及びフルオロ基を有する鎖状カーボネートからなる群より選ばれる少なくとも１種からなるものである。
ナトリウムイオン二次電池用添加剤は、フルオロ基を有する飽和環状カーボネート及びフルオロ基を有する鎖状カーボネートからなる群より選ばれる少なくとも１種からなるものである。
図８から、ＦＥＣ無添加である比較例１−１で観察されない被膜は、本発明の範囲に含まれる実施例（実施例１−１、実施例１−３及び実施例１−４）においては観察された。
また、添加量の増加と共に、被膜の生成量が増加する傾向があるように観察された。
特に、実施例１−４においては、被膜の生成量が増加していることが明確に観察された。
この結果から、ＦＥＣを添加し、それが関与して負極表面で還元分解されて形成された被膜が、非水溶媒の分解を抑制し、上述した正極、電解液等と組み合わせてナトリウムイオン二次電池とした際の容量低下を抑制し、ナトリウム二次電池の耐久性を向上させることが示唆された。
また、この被膜は、過度に生成すると抵抗成分となり、過剰な被膜もまた容量低下の原因となることが示唆された。
以上の結果から、ＦＥＣを添加することにより、ナトリウムイオン二次電池の容量低下が抑制され、それは負極表面に形成された被膜が関与していることが示唆された。
つまり、ナトリウムイオン二次電池のサイクル特性が向上する、即ち、耐久性を向上させることができることが分かる。
また、添加量の増加と共に、被膜の生成量が増加する傾向があるように観察された。
特に、実施例１−４においては、被膜の生成量が増加していることが明確に観察された。
この結果から、ＦＥＣを添加し、それが関与して負極表面で還元分解されて形成された被膜が、非水溶媒の分解を抑制し、上述した正極、電解液等と組み合わせてナトリウムイオン二次電池とした際の容量低下を抑制し、ナトリウム二次電池の耐久性を向上させることが示唆された。
また、この被膜は、過度に生成すると抵抗成分となり、過剰な被膜もまた容量低下の原因となることが示唆された。
以上の結果から、ＦＥＣを添加することにより、ナトリウムイオン二次電池の容量低下が抑制され、それは負極表面に形成された被膜が関与していることが示唆された。
つまり、ナトリウムイオン二次電池のサイクル特性が向上する、即ち、耐久性を向上させることができることが分かる。
以上、本発明を若干の実施形態及び実施例によって説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形が可能である。
即ち、本発明のナトリウムイオン二次電池は、上述した所定の非水電解液と所定の正極と所定の負極を備えたものであればよく、他の要件に関しては、特に限定されるものではない。
即ち、本発明のナトリウムイオン二次電池は、上述した所定の非水電解液と所定の正極と所定の負極を備えたものであればよく、他の要件に関しては、特に限定されるものではない。
Claims (3)
- フルオロエチレンカーボネートからなるナトリウムイオン二次電池用添加剤、並びに飽和環状カーボネートからなる非水溶媒（エチレンカーボネートのみからなる非水溶媒を除く。）、又は飽和環状カーボネート及び鎖状カーボネートからなる非水溶媒を含む非水電解液と、
ナトリウムを吸蔵及び放出可能な正極活物質を含む正極と、
表面に炭素、酸素、フッ素及びナトリウムを含有する複合材からなる被膜を有すると共にハードカーボンからなる負極活物質を含む負極と、
を備えたことを特徴とするナトリウムイオン二次電池。 - フルオロエチレンカーボネートからなるナトリウムイオン二次電池用添加剤、並びに飽和環状カーボネートからなる非水溶媒（エチレンカーボネートのみからなる非水溶媒を除く。）、又は飽和環状カーボネート及び鎖状カーボネートからなる非水溶媒を含む非水電解液と、
ハードカーボンからなる正極活物質を含む正極と、
表面に炭素、酸素、フッ素及びナトリウムを含有する複合材からなる被膜を有すると共にナトリウム金属からなる負極活物質を含む負極と、
を備えたことを特徴とするナトリウムイオン二次電池。 - 上記ナトリウムイオン二次電池用添加剤を、上記非水電解液において０．５〜１０体積％の割合で含むことを特徴とする請求項１又は２に記載のナトリウムイオン二次電池。
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