JP6592030B2 - ナトリウム二次電池およびその製造方法 - Google Patents
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Description
本発明のナトリウム二次電池の製造方法は、正極、負極、および前記正極と前記負極との間に溶融塩電解質層を備え、前記正極および前記負極のうち少なくともいずれか一方が、活物質と、細孔を有する多孔体と、溶融塩電解質とを含むナトリウム二次電池の製造方法であって、前記多孔体として、1nm以上7nm以下の平均細孔径を有したもの用い、前記正極および前記負極のうち少なくともいずれか一方の断面における、前記多孔体が占める面積比率を3%以上10%以下とし、前記細孔内に前記溶融塩電解質として、ビスフルオロスルフォニルアミドナトリウムおよびビスフルオロスルフォニルアミドカリウムの混合物を注入することを特徴とする。
メソポーラスアルミノシリケート、メソポーラスカーボンなどの多孔質ガラスや、MOF(Metal-Organic Framework)またはPCP(Porous Coordination Polymer)とも呼ばれる多孔性配位高分子が挙げられる。多孔性配位高分子の具体例としては、Zn(MeIM)2、Al(OH)[BDC]、Zn2(DOBDC)などが挙げられる。なお、上述の化学式で用いた略号は、以下のようなものである。
H2BDC:1,4−ベンゼンジカルボン酸
H4DOBDC:2,5−ジヒドロキシテレフタル酸
なお、多孔体1bの平均細孔径は、たとえばガス吸着法などの細孔径分布測定から得られる。この場合、細孔内の溶融塩固体電解質や吸着物を洗浄・除去した後に測定する。なお、多孔性配位高分子の細孔は結晶構造に由来するため、X線構造解析により得られる結晶構造から求めることもできる。
解質の多孔体1b内部への拡散を促進するため、混合物を例えば100〜200℃程度の温度環境下に静置してもよい。なお、上述の注入処理は、細孔内や溶融塩電解質に水分等が吸着しないよう、例えば真空中や、露点−20℃以下の乾燥雰囲気中で行うことが好ましい。さらに、多孔体1bや溶融塩電解質の酸化還元などの化学反応を防止するため、真空中や、窒素、アルゴンなどの不活性雰囲気中で注入処理を行うことがさらに好ましい。
導電性酸化物材料などをフィラーとした導電性インクなどを電極材料表面に塗布し、乾燥させたものを用いてもよい。また、白金やアルミニウム、チタンなどの金属を電極材料表面に蒸着したものであってもよい。
正極側集電層となるアルミニウム箔上にドクターブレード法により塗布し、溶媒を乾燥することにより、厚さが300μmの正極活物質層を形成した。
充放電電流値 :1mA/cm2(定電流充放電)
測定温度 :70℃
1N・・・負極
1a・・・活物質
1b・・・多孔体
1c・・・空隙
2・・・・電解質層
4・・・・発電要素
5・・・・集電層
5N・・・負極側集電層
5P・・・正極側集電層
6N・・・負極端子
6P・・・正極端子
7・・・・電池ケース本体
Claims (3)
- 正極、負極、および前記正極と前記負極との間に溶融塩電解質層を備え、
前記正極および前記負極のうち少なくともいずれか一方が、活物質と、細孔を有する多孔体と、溶融塩電解質とを含み、
前記多孔体は、1nm以上7nm以下の平均細孔径を有し、
前記正極および前記負極のうち少なくともいずれか一方の断面において、前記多孔体が占める面積比率が3%以上10%以下であり、
前記細孔内に前記溶融塩電解質を有し、
前記溶融塩電解質が、ビスフルオロスルフォニルアミドナトリウムおよびビスフルオロスルフォニルアミドカリウムの混合物であることを特徴とするナトリウム二次電池。 - 前記溶融塩電解質の、ビスフルオロスルフォニルアミドナトリウムとビスフルオロスルフォニルアミドカリウムとのモル比が、1:1であることを特徴とする請求項1に記載のナトリウム二次電池。
- 正極、負極、および前記正極と前記負極との間に溶融塩電解質層を備え、
前記正極および前記負極のうち少なくともいずれか一方が、活物質と、細孔を有する多孔体と、溶融塩電解質とを含むナトリウム二次電池の製造方法であって、
前記多孔体として、1nm以上7nm以下の平均細孔径を有したもの用い、
前記正極および前記負極のうち少なくともいずれか一方の断面における、前記多孔体が占める面積比率を3%以上10%以下とし、
前記細孔内に前記溶融塩電解質として、ビスフルオロスルフォニルアミドナトリウムおよびビスフルオロスルフォニルアミドカリウムの混合物を注入することを特徴とするナトリウム二次電池の製造方法。
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