201222953 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於熔融鹽電池之電極、熔融鹽電池、及電 極之製造方法。 【先前技術】 例如，專利文獻1所記載的熔融鹽與習知的熔融鹽相 比，具有較低的熔點。因此，關於該文獻所揭示的熔融鹽 ，硏究出利用在含鈉的熔融鹽電池。爲了熔融鹽電池的實 用化，充電容量的增大即爲課題。爲了增大充電容量，考 慮加厚正極層。但是，若正極層的厚度超過預定値時，即 使將正電極層加厚爲該預定値以上，亦會有充電容量不會 增大的問題。 專利文獻1 :日本特開2009-67644號公報 【發明內容】 (發明所欲解決之課題） 本發明之目的在提供可加大充電容量的熔融鹽電池之 電極、熔融鹽電池、及電極之製造方法。 (解決課題之手段） 爲了解決上述課題，藉由本發明之第一態樣，提供一 種熔融鹽電池之電極。電極係具有：與熔融鹽電池的電極 端子相連接的集電體；及活物質。集電體係具有將小空間 -5- 201222953 相連結的內部空間，在集電體的內部空間係被塡充有活物 質。 若爲在平面狀的集電體塗佈有活物質的電極，若加大 活物質層的厚度，則由活物質層中的活物質至集電體的距 離會變大。此時，在由活物質至集電體的距離與電阻之間 係具有相關關係。因此，若加厚活物質層，由此活物質的 利用率會降低。結果，即使加大活物質層的厚度而使活物 質的量增大，充電容量並不會依該增大而變大。相對於此 ，藉由本發明，由於在集電體內的內部空間塡充活物質， 因此即使加大電極的厚度，活物質與集電體的距離並不會 變大。因此，抑制活物質的利用率降低。因此，不會有影 響電極的厚度的情形，而可按照電極的厚度的增大來加大 充電容量。 在上述之熔融鹽電池之電極中，較佳爲在電極設有供 熔融鹽流入的空隙。 藉由本發明，熔融鹽會流入至電極內的空隙。此外， 熔融鹽的離子由空隙內的表面亦滲入至活物質層之中。亦 即，由於在電極設置空隙而使電極的表面積增大，因此促 進溶融鹽朝活物質層中移動、及活物質朝熔融鹽移動。 在上述之熔融鹽電池之電極中，較佳爲將在將電極安 裝在熔融鹽電池的狀態下由正電極朝向負電極的方向設爲 電場方向，空隙係沿著電場方向延伸的貫穿孔。 在熔融鹽電池中，熔融鹽的離子係由正電極朝向負電 極移動。藉由本發明，貫穿孔沿著熔融鹽中的離子移動的 -6- 201222953 方向延伸，因此可使熔融鹽平順地移動。 在上述之熔融鹽電池之電極中，較佳爲空隙係藉由昇 華性物質的昇華所形成的空間。 藉由本發明，當在電極形成空隙時，對電極並未施加 機械性的力。因此，與對電極機械性形成空隙的情形相比 ，可抑制電極的機械強度降低。 在上述之熔融鹽電池之電極中，較佳爲相鄰接的空隙 間的間隔係被設定爲根據界限浸漬距離所訂定的基準距離 以下。 氧化還原反應不僅在活物質層的表面，亦即空隙的內 面，亦在活物質層的內部發生。另一方面，氧化還原反應 並不易發生在熔融鹽的離子未滲入至活物質層的部分。藉 由本發明，藉由規定空隙與空隙的距離，可減少不會發生 氧化還原反應的部分。因此，活物質的利用率會提升。 在上述之熔融鹽電池之電極中，較佳爲基準距離係被 設定爲熔融鹽的離子滲入至前述電極的界限浸漬距離的2 倍。 藉由本發明，由於在活物質層中熔融鹽的離子未滲入 的部分會減少，因此活物質的利用率會提升。 在上述之熔融鹽電池之電極中，較佳爲集電體係由金 屬片的集合體所構成。 藉由本發明，金屬片間的間隙係用以保持活物質的小 空間，將該空間以網路狀相連結者即形成爲內部空間。 在上述之熔融鹽電池之電極中，較佳爲金屬片係由鋁 201222953 纖維所構成。 藉由本發明，由於鋁比銅或鐵更爲輕量，因此與由銅 纖維及鐵纖維所構成的集電體相比較，可減輕集電體。 在上述之熔融鹽電池之電極中，較佳爲集電體係由金 屬多孔體所構成。 金屣多孔體係具有多數空隙，而且具有導電性。因此 ，可使用金屬多孔體作爲集電體。 在上述之熔融鹽電池之電極中，較佳爲活物質係選自 由 NaCr〇2、Ti S 2、NaMnFa、Na2FeΡ Ο4 F、Na VP〇4F、 Na〇.()44Mn02、及FeF3所成群組的至少1種。 在上述之熔融鹽電池之電極中，較佳爲電極的厚度係 被設定爲0.1mm以上且50mm以下。 若電極的厚度未達0.1 mm，即使將在鋁薄片層積活物 質的習知的正電極與本發明之正電極相比較，亦在充電容 量不會產生差異。此外，若電極的厚度超過50mm，正電 極的電阻會增大。因此，藉由將電極的厚度設定在未達 0.1mm、5 0mm以下的範圍，可抑制電氣損失過度變大，而 可確保充電量。 爲了解決上述課題，藉由本發明之第二態樣，提供一 種熔融鹽電池，其具備有：負電極；熔融鹽；由上述之電 極所構成的正電極；及將負電極與正電極相隔離的隔離膜 在上述之熔融鹽電池中，較佳爲熔融鹽係包含下述式 (1)中所示之陰離子、與鹼金屬及鹼土類金屬的至少一 -8 - 201222953 者的陽離子 (化1)
(R1、R2係分別獨立表示氟或氟烷基）。 上述熔融鹽的共熔點係低於NaS電池的動作溫度。因 此，使用該熔融鹽來構成熔融鹽電池，藉此與NaS電池相 比較，可更加減低電池的動作溫度。 在上述之熔融鹽電池中，較佳爲具備有將負電極與正 電極交替層積所形成的負電極及正電極的複數組，隔離膜 係在負電極及正電極之各組中被設在兩電極間。 藉由該構成，可一面維持熔融鹽電池的容積，一面加 大充電容量。 爲了解決上述課題，藉由本發明之第三態樣，提供一 種熔融鹽電池之電極之製造方法。該製造方法係包含：在 集電體塡充活物質的塡充工程；將藉由塡充工程所形成者 加以壓縮的壓縮工程；及在藉由壓縮工程所形成者形成貫 穿孔的孔形成工程。 爲了解決上述課題，藉由本發明之第四態樣，提供一 種熔融鹽電池之電極之製造方法。該製造方法係包含：在 集電體塡充活物質及昇華性物質的塡充工程；將藉由塡充 工程所形成者加以壓縮的壓縮工程；及將藉由壓縮工程所 形成的團粒加熱而使昇華性物質昇華的加熱工程° 昇華性物質由於在常溫下爲固體，因此在活物質層中 -9- 201222953 佔有領域。此外，即使將含有昇華性物質的活物質層加以 壓縮，屬於固體的昇華性物質所佔有的領域幾乎未被壓縮 。因此，藉由將壓縮物加熱而使昇華性物質昇華，可在壓 縮物中形成空隙。 【實施方式】 參照第1圖〜第7圖，說明將本發明具體化的一實施形 態。 如第1圖所示，熔融鹽電池1係具備有：正電極10、負 電極20、被配置在正電極10及負電極20間的隔離膜30、及 收容外殼40。在收容外殼40內收容有正電極10、負電極20 及隔離膜30。在收容外殼40內充滿熔融鹽。以下在說明熔 融鹽電池1時，將由正電極10朝向負電極20的方向的尺寸 設爲「厚度」^ 收容外殼40係具備有：正極外殼41、負極外殼42、將 正極外殼41及負極外殼42間密封的密封構件43、及板片彈 簧44。正極外殼41係與正電極10作電性連接。負極外殼42 係與負電極20作電性連接。板片彈簧44係將負電極20朝向 正電極10彈壓。正極外殻41及負極外殼42係作爲與外部裝 置相連接的電極端子而發揮功能。密封構件43係由氟系彈 性構件所構成。氟系彈性構件係具有對正極活物質、負極 活物質及熔融鹽的耐腐蝕性。正極外殼41及負極外殼42係 由鋁合金等導電構件所構成。鋁合金係具有對正極活物質 、負極活物質及熔融鹽的耐腐蝕性。 -10- 201222953 正電極10係具備有：集電體11、及含有正極活物質的 活物質12。集電體11係收集藉由正極活物質的氧化還原反 應所發生的電荷。以集電體11而言，使用鋁不織布。鋁不 織布係鋁纖維11a的集合體，具有用以保持活物質12的空 間。 如第2圖所示，鋁纖維lla係朝向彼此不同的方向延伸 ，並且以彼此互相纏繞的方式存在。因此，在複數纖維間 形成有多數的小空間1 4。小空間1 4係以網路狀彼此相連結 。結果，在集電體11內形成有用以塡充活物質12的內部空 間13。各鋁纖維lla並未與其他鋁纖維11 a相連。因此，各 鋁纖維11 a係可獨立移動，大致均等分散在集電體11的全 體。鋁纖維1 la係與其他鋁纖維1 la相接觸。因此，構成集 電體1 1的所有鋁纖維1 1 a係彼此相導通。 正電極1 0係如以下所示所形成。首先，將作爲正極活 物質的NaCr02、乙炔黑、聚偏二氟乙烯、及N-甲基-2-吡 咯啶酮，以質量比爲8 5 : 1 0 : 5 : 5 0的比例相混合，而形 成活物質1 2。分別將乙炔黑作爲導電材，聚偏二氟乙烯作 爲接著材，N-甲基-2-吡咯啶酮作爲溶媒來使用。 接著，在直徑ΙΟΟμπι、氣孔率80%的鋁不織布塡充活 物質12。乾燥後，將在鋁不織布塡充有活物質12者以 1 000kgf/ cm的壓力進行衝壓。正電極10的厚度係藉由改 變活物質1 2的量來作調整。鋁不織布的氣孔率係藉由不織 布佔鋁不織布的容積的比例予以定義。
使用含有下列式（1 )所示之陰離子（以下爲「FSA -11 - 201222953 j )、鈉陽離子、與鉀陽離子的熔融鹽（以下爲NaFSA_ KFSA) » (化1)
R1及R2分別表示F (氟）。NaFSA-KFSA的組成爲 45mol%、55mol%。NaFSA-KFSA的共晶溫度係在上述組 成之情形下爲最低，具體而言爲57°C。 使用Sn-Na合金作爲負電極20。負電極20的芯部係由 Sn所構成，負電極20的表面係由Sn-Na合金所構成。Sn-Na 合金係以鍍敷在Sn金屬析出Na而形成。隔離膜30係以使 正電極10與負電極20不相接觸的方式將兩.電極10、20隔離 。熔融鹽係可通過隔離膜30。熔融鹽係與正電極1〇及負電 極20相接觸。以隔離膜30而言，具體而言使用厚度200μιη 的玻璃布。 以下說明上述之具有正電極10的熔融鹽電池1的實施 例及比較例。 實施例的熔融鹽電池1的充電容量係將作動溫度設定 爲90°C，在正電極10及負電極20間流通定電流，計測兩電 極間的電壓成爲3.5 V爲止的時間來求出。電流密度係按照 根據正極活物質量所求出的理論容量來作設定。理論容量 係根據Na離子的最大嵌入量及正電極10的正極活物質量來 求出。利用率係表示有助於實際充電的正極活物質的比率 。利用率係以下式（2 )來求出。 -12- 201222953 利用率=(實測容量X 100 ) / (理論容量）…（2 ) 以下說明正電極10的變更例。各實施例均使用Sn-Na 合金作爲負電極20。熔融鹽電池1的充電容量係藉由由充 電開始電壓2.5 V至放電開始電壓3.5 V的充電期間、與在該 充電期間中流通的電流密度的積來求出。 <實施例1 > (條件） •正電極10的材料及形成方法與實施形態相同。 •活物質12相對集電體1 1的塡充量爲0.1 g/cm2。 •衝壓後的正電極10的厚度爲500μιη。 •正極活物質量爲85mg。 •熔融鹽電池1的理論容量爲6.37mAh/cm2。 •熔融鹽電池1在測定時的電流密度爲0.65mA/cm2 (結果） •熔融鹽電池1的實測容量爲6.1 mAh/ cm2。 •利用率爲96%。 <實施例2 > (條件） -13- 201222953 •正電極10的材料及形成方法與實施形態相同。 •活物質12相對集電體11的塡充量爲4g/cm2 ^ •衝壓後的正電極10的厚度爲20mm。 .正極活物質量爲3.4g/ cm2。 •熔融鹽電池1的理論容量爲25 5mAh/ cm2 » •熔融鹽電池1在實測時的電流密度爲26mA/ cm2。 (結果） .熔融鹽電池1的實測容量爲156mAh/ cm2。 •利用率爲6 1 %。 <實施例3 > 在第3圖顯示實施例3之熔融鹽電池1的構造。 (條件） •正電極10的材料及形成方法與實施形態相同。 •活物質12相對集電體11的塡充量爲4g/cm2。 •衝壓後的正電極10的厚度爲20mm。 •在集電體11係形成有朝集電體11的厚度方向延伸的 複數貫穿孔16。貫穿孔16的直徑爲0.5mm。貫穿孔16係與 相鄰接的貫穿孔1 6隔著1 0mm的間隔所形成。貫穿孔1 6係 藉由鑽孔器形成。 •熔融鹽電池1在實測時的電流密度爲26mA/ cm2。 •正極活物質量爲3.4g/cm2。 -14- 201222953 •熔融鹽電池1的理論容量爲254.5mAh/cm2。 (結果） •熔融鹽電池1的實測容量爲22 1mAh/cm2。 •利用率爲8 7 %。 <實施例4 > 參照第4圖，說明實施例4之熔融鹽電池1的構造。 正電極10係藉由6枚部分正電極i〇a所構成。負電極20 係藉由7枚部分負電極20 a所構成。部分負電極20a係被設 在相鄰接的正電極10間。部分負電極2 0a係被設在位於熔 融鹽電池1之兩端之各端的部分正電極10a的外側。在部分 正電極10a與部分負電極20a之間設有隔離膜30。各部分正 電極l〇a係作並聯連接。各部分負電極20a亦作並聯連接。 (條件） •部分正電極l〇a的材料及形成方法與實施形態相同 •活物質12相對構成各部分正電極10a的集電體11的 塡充量爲6g/ cm2。 •衝壓後的各部分正電極l〇a的厚度爲5mm。 .正極活物質量爲5.1g/cm2。 •熔融鹽電池1的理論容量爲3 82mAh/cm2。 •熔融鹽電池1在實測時的電流密度爲38mA/cm2。 -15- 201222953 (結果） •熔融鹽電池1的實測容量爲312mAh/cm2» •利用率爲82%。 <實施例5 > 在實施例5中，係利用以下方法來製作正電極1 0。 首先，使NaCr〇2、乙炔黑、聚偏二氟乙烯、N-甲基· 2-吡咯啶酮、與萘，以重量比爲8 5 : 1 0 : 5 : 5 0 : 1 0的比 例加以混合，而形成活物質1 2。接著，使用線徑1 ΟΟμιη且 氣孔率80%的鋁不織布來構成集電體11，在此塡充活物質 12。接著，在乾燥後，將在鋁不織布塡充有活物質12者以 lOOOkgf/cm的壓力進行衝壓。接著，將經衝壓的成形物 以60°C、12小時進行真空乾燥而使萘昇華。 萘在常溫下爲固體，因此即使對在鋁不織布塡充有活 物質12者進行衝壓，亦使萘的固形物繼續存在於正電極10 內部。在衝壓後使萘昇華，在存在有萘固形物的部分形成 空孔1 5 (空隙）。 第5圖係顯示鋁纖維與鋁纖維之間的部分的剖面，黑 底部分表示空孔15，白底部分表示活物質12。第5圖（a) 係顯示萘相對活物質12的塡充量的比率爲10質量％的正電 極10的剖面照片。第5圖（b)係顯示萘相對活物質12的塡 充量的比率爲20質量％的正電極10的剖面照片。第5圖（c )係顯示萘相對活物質12的塡充量的比率爲50質量％的正 -16- 201222953 電極1 〇的剖面照片。如該等剖面照片所示，在萘相對活物 質12的塡充量的比率與空孔15的總體積之間具有相關關係 。因此，藉由變更萘相對活物質12的塡充量的比率，可調 整空孔15的總體積。 (條件） •活物質12相對集電體11的塡充量爲4g/cm2。 •昇華後的正電極10的厚度爲2 0mm。 •正極活物質量爲3.4g/ cm2。 •熔融鹽電池1的理論容量爲25 5mAh/cm2» •熔融鹽電池1在實測時的電流密度爲26mA/crn2。 (結果） •熔融鹽電池1的實測容量爲199mAh/cm2。 •利用率爲7 8 %。 <實施例6 > 在實施例6中係利用以下方法來製作正電極1 0。 與實施例4同樣地，交替層積6枚部分正電極10a與7枚 部分負電極20a，來製作正電極10。首先，使NaCr02、乙 炔黑、聚偏二氟乙烯、N-甲基-2-吡咯啶酮、與萘，以重 量比爲8 5 : 1 0 : 5 : 5 0 : 1 0的比例加以混合，而形成活物 質12。接著，使用線徑ΙΟΟμιη且氣孔率80%的鋁不織布來 構成集電體11，在此塡充活物質12。接著，在乾燥後，將 -17- 201222953 在鋁不織布塡充有活物質12者以1000kgf//cm的壓力進行 衝壓。接著，在經衝壓的成形物’使用鑽孔器’以5 m m間 隔形成直徑〇.5mm的貫穿孔16»接著’使成形物以60 °C、 12小時進行真空乾燥而使萘昇華。 (條件） •活物質12相對構成各部分正電極l〇a的集電體11的 塡充量爲1 g/ cm2。 •衝壓後的各部分正電極l〇a的厚度爲5 mm。 •正極活物質量爲4.95g/cm2。 •熔融鹽電池1的理論容量爲371mAh/cm2。 •熔融鹽電池1在實測時的電流密度爲38mA/ cm2 » (結果） •熔融鹽電池1的實測容量爲3 5 0mAh/ cm2。 •利用率爲94% » <比較例1 > (構造） 在第6圖中顯示比較例丨的正電極10。以比較例而言， 列舉習知構造的正電極丨〇。 以正電極10的材料而言，使用使NaCr02、乙炔黑、 聚偏二氟乙烯 '與N-甲基-2-吡咯啶酮以重量比爲85 : 10 :5 : 5 0的比例加以混練而成的活物質〗2。接著，將活物 -18 - 201222953 質12塗佈在20μηι的鋁薄片60而形成正電極10。 (條件） •活物質1 2相對集電體1 1的塡充量爲0.01 g/ cm2。 •正極活物質量爲8.5mg/cm2。 •塗佈在鋁薄片60後的正電極10的厚度爲。 •熔融鹽電池1的理論容量爲〇.637mAh/cm2。 •熔融鹽電池1在實測時的電流密度爲0.065mA/ cm2 (結果） •熔融鹽電池1的實測容量爲〇.62mAh/cm2。 •利用率爲97% » <比較例2 > (構造） •正電極10的材料及形成方法與比較例1相同。 (條件） •活物質12相對集電體11的塡充量爲〇.lg/cm2。 .正極活物質量爲85mg/cm2。 •塗佈在鋁薄片60後的正電極10的厚度爲500μιη。 •熔融鹽電池1的理論容量爲6.37mAh/cm2。 •熔融鹽電池1在實測時的電流密度爲0.65mA/ cm2 -19- 201222953 (結果） •熔融鹽電池1的實測容量爲〇.52mAh/cm2。 •利用率爲8. 1 %。 <實施例與比較例的對比> 參照第7圖，比較實施例及比較例。 如比較例1所示，若正電極10的厚度較薄時，正極活 物質的利用率較高，實測容量係成爲接近於理論容量値的 値。但是，如比較例2所示，若正電極1 0的厚度變大時， 正極活物質的利用率會明顯降低，實測容量係變得相當小 於理論容量。亦即，在鋁薄片60塗佈有活物質12的構造中 ，當將正電極10的厚度加大爲預定値以上時，正極活物質 的利用率及實測的充電容量會明顯降低。 (1 )比較比較例2與實施例1。 在比較例2與實施例1中，正電極10的厚度及正極活物 質量爲相等。但是，關於正極活物質的利用率，實施例1 的正電極10係高於比較例2的正電極10。關於實測容量， 亦爲實施例1的正電極10係大於比較例2的正電極10。 (2 )比較實施例1與實施例2。 關於正電極1 0的厚度以外，在實施例1與實施例2中， 係具有相同的正電極構造。實施例2的正電極10的厚度係 -20- 201222953 實施例1的正電極10的厚度的40倍。關於活物質12的塡充 量及正極活物質量’實施例2的正電極10係實施例1的正電 極10的40倍。關於正極活物質的利用率，實施例2的正電 極1 〇係小於實施例1的正電極1 0。·關於實測容量，實施例2 的正電極10係大於實施例1的正電極10。亦即，在實施例1 、2中’若加大正電極10的厚度及活物質12的塡充量，正 極活物質的利用率會降低。但是，使正電極10的厚度及活 物質1 2的塡充量增大時的利用率降低程度係被抑制爲較小 。因此，實測容量係按照正電極1 0的厚度及活物質1 2的塡 充量而增大。 (3 )比較實施例2與實施例3。 在實施例3的正電極10中，在實施例2的正電極10係以 等間隔設有直徑0.5mm的貫穿孔16。除此之外，實施例3 的正電極10及實施例2的正電極10係分別具有相同的構造 。亦即，實施例3的正電極10係具有熔融鹽容易通過貫穿 孔16而侵入至正電極10的內部的構造。關於正極活物質的 利用率，實施例3的正電極10係大於實施例2的正電極10。 關於實測容量，實施例3的正電極10係大於實施例2的正電 極1 0。 實施例4的正電極10係將厚度爲5 mm的部分正電極10a 層積6枚而形成。關於正電極1〇的厚度合計，實施例4的正 電極10係相當於實施例2的1.5倍。因此，若將實施例4的 正電極10的實測容量、與將實施例2的正電極10的實測容 量形成爲1.5倍的値作比較時，前者大於後者。亦即，若 -21 - 201222953 正電極10的合計厚度相同，相較於僅使正電極ίο的厚度增 大，將複數正電極10層積者係充電容量增大》 (4)比較實施例5與實施例2 » 在實施例5的正電極10中，在電極內部係因萘昇華而 形成有空隙。除此之外，實施例5的正電極10及實施例2的 正電極1 〇係分別具有相同的構造》亦即，實施例5的正電 極10係具有熔融鹽容易通過空隙而侵入至其內部的構造。 關於正極活物質的利用率，實施例5的正電極10係大於實 施例2的正電極10。關於實測容量，亦爲實施例5的正電極 10係大於實施例2的正電極10。 (5 )將實施例4與實施例6作比較。 實施例4及實施例6的任何正電極10亦將厚度爲5mm的 部分正電極l〇a層積6枚而形成。在實施’例4的正電極1〇並 未設有空隙。在實施例6的部分正電極10a的內部係因萘昇 華而形成有空隙。亦即，實施例6的部分正電極10a係具有 熔融鹽容易通過空隙而侵入至部分正電極l〇a的內部的構 造。關於正極活物質的利用率，實施例6的正電極1〇係大 於實施例4的正電極10。關於實測容量，亦爲實施例6的正 電極10係大於實施例4的正電極10。 藉由本實施例，可達成以下之作用效果。 (1)在實施例1〜6的熔融鹽電池1中，集電體11係具 有將小空間14相連結的內部空間13。在內部空間13係塡充 有活物質1 2。 若爲在平面狀的集電體11塗佈有活物質12的電極的情 -22- 201222953 形，若加大活物質12之層的厚度’由活物質12之層中的正 極活物質至集電體11的距離會變大。此時，在由正極活物 質至集電體11的距離與電阻之間具有相關關係。因此’若 加厚活物質12之層，由此活物質12內的正極活物質的利用 率會降低。結果，即使加大活物質12之層的厚度而使正極 活物質的量增大，充電容量並不會依該增大而變大。相對 於此，藉由本發明，由於在集電體11的內部空間13塡充活 物質12，因此即使加厚活物質12之層，正極活物質與集電 體11的距離並不會變大。因此，即使加厚正電極1〇，亦抑 制正極活物質的利用率的降低。因此，不會有影響正電極 10的厚度的情形，而可按照正電極10的厚度的增大而加大 充電容量。 (2)在實施例3及實施例5的熔融鹽電池1中，在正電 極1 〇係設有用以流入熔融鹽的貫穿孔1 6或空孔1 5。藉由該 構成，熔融鹽的離子會流入至正電極10的貫穿孔16或空孔 15。此外，由貫穿孔16或空孔15內的表面，在活物質12之 中亦滲入熔融鹽的離子。亦即，由於在正電極10設置貫穿 孔16或空孔15的空隙而使正電極1〇的表面積增大，因此促 進離子朝活物質12中移動、及正極活物質朝熔融鹽中移動 。藉此，使正極活物質的利用率提升。 (3 )在實施例3的熔融鹽電池1中，沿著由正電極1 0 朝向負電極20的方向（電場方向）設有貫穿孔16。一般而 S ’在熔融鹽電池1中，溶融鹽的離子由正電極10朝負電 極20移動。亦即，在實施例3中，由於貫穿孔16沿著熔融 -23- 201222953 鹽的離子流動的方向延伸，因此可使熔融鹽平順地移動。 (4) 在實施例5的熔融鹽電池1中，空孔15係藉由昇 華性物質的昇華而形成。藉由該構成，在正電極10形成空 孔15時，並不會有對正電極10施加機械性的力的情形。因 此，與對正電極1 〇機械性形成空孔1 5的情形相比，可抑制 正電極10的機械強度降低。 (5) 在實施例1〜6的熔融鹽電池1中，使用鋁纖維 11a的集合體作爲集電體1 1。藉由該構成，鋁纖維1 la間的 間隙爲用以保持活物質12的小空間14，將小空間14以網路 狀相連結者即形成爲內部空間13。此外，由於鋁比銅或鐵 更爲輕量，因此與由銅纖維及鐵纖維所構成的集電體Π相 比較，可減輕集電體11。 (6) 在實施例1〜6的熔融鹽電池1中，正電極10的厚 度爲0.1mm以上、50mm以下。 在比較例1的熔融鹽電池1中，正極活物質的利用率爲 97%。亦即，當正電極10的厚度未達0.1 mm時，即使將藉 由上述成分的活物質12所形成的正電極1〇、與將活物質12 層積在鋁薄片60的習知的正電極10相比較’亦在充電容量 並不會產生差異。另一方面，當使正電極10的厚度大於 50 mm時，正電極10的電阻會增大。藉由本發明’若將正 電極10形成爲如上所述之厚度時，可抑制正電極10的電阻 過度變大，可確保熔融鹽電池1的充電量。 (7) 在實施例1〜6的熔融鹽電池1中’使用NaFSA-KFSA作爲熔融鹽。該類熔融鹽的共熔點係低於NaS電池的 -24- 201222953 動作溫度。因此，與NaS電池相比較，可更加減低熔融鹽 電池的動作溫度。 (8 )實施例1〜6的熔融鹽電池1之製造方法係包含： 在集電體11塡充含有正極活物質的活物質12的塡充工程； 將在集電體11塡充有活物質12者加以壓縮的壓縮工程：及 藉由鑽孔器在經壓縮的成形物形成貫穿孔1 6的孔形成工程 。藉由該構成，由於使用鑽孔器，因此可將貫穿孔16形成 在預定位置。 (9)實施例1〜6的熔融鹽電池1之製造方法係包含： 在集電體11塡充含有·正極活物質及昇華性物質的活物質12 的塡充工程；將在集電體U塡充有活物質12者加以壓縮的 壓縮工程；及將藉由壓縮工程所形成的團粒加熱而使昇華 性物質昇華的加熱工程。 昇華性物質由於在常溫下爲固體，因此在活物質12中 佔有領域。此外，即使將含有昇華性物質的活物質1 2加以 壓縮，亦使屬於固體的昇華性物質所佔有的領域幾乎未被 壓縮。因此，藉由將經壓縮的團粒加熱而使昇華性物質昇 華，可在團粒中形成空隙。 本發明之實施態樣亦可變更如以下所示。 在各實施例中，亦可將相鄰接的貫穿孔1 6的間隔形成 爲預定的基準距離以下。具體而言，貫穿孔1 6的間隔係以 熔融鹽的離子滲入至活物質12的界限浸漬距離DL的2倍以 下爲佳。界限浸漬距離D L係定義爲在將實施例1的活物質 12塗佈在鋁薄片60的正電極1〇中，正極活物質的利用率爲 -25- 201222953 9 5 %時的活物質12的厚度。 如第8圖所示，界限浸漬距離DL係表示熔融鹽的離子 滲入至活物質12的深度。若爲實施例1的活物質12，界限 浸漬距離DL爲2mm。因此，由正極活物質的利用率的觀點 來看，貫穿孔16的間隔較佳爲界限浸漬距離DL的2倍，亦 即4mm左右。 氧化還原反應不僅在活物質12的表面進行，亦在活物 質12的內部進行。另一方面，在熔融鹽的離子未滲入至活 物質12的部分中，並不易發生氧化還原反應。若按照貫穿 孔1 6的間隔的限制，藉由規定空隙之間的距離，可減少不 會發生氧化還原反應的部分。因此，正極活物質的利用率 會提升。 在各實施例中，正電極10的厚度爲〇.5mm〜20mm，但 是亦可設定在0.1mm〜5 0mm的範圍。若正電極10的厚度未 達0.1mm時，在實施例的正極活物質的利用率與比較例1 的正極活物質的利用率的差較小。因此，若爲具有未達 0.1 mm的厚度的正電極構造，藉由本發明所達成的優點較 少》若使正電極丨0的厚度大於5 0mm，正電極10之與正極 外殼41相接觸的第1面、與位於第1面相反側的正電極10的 第2面的距離會變大。因此，正電極10的電阻變大，在實 用上並不理想。因此，正電極10的厚度較佳爲0.1 mm以上 、5 0mm以下。 在實施例3中，以鑽孔器來形成貫穿孔16，或將萘與 活物質12相混合，之後使其昇華，而在正電極10形成空隙 -26- 201222953 ’但是亦可藉由具有凸部的模具來將正電極10加以壓縮， 而在正電極10形成作爲空隙的凹部。 在實施例1、2、3及5中，係在正電極1〇及負電極20爲 1對的熔融鹽電池1使用本實施形態之正電極1 〇。此外，在 實施例4及6中，係在將正電極1〇與負電極20並聯連接的熔 融鹽電池1使用本實施形態之正電極10。除此之外，亦可 在串聯連接型的熔融鹽電池1使用本實施形態之正電極10 〇 第9圖係顯示串聯連接型的熔融鹽電池1。在由正電極 10、隔離膜30及負電極20所構成的複數單電池間設有絕緣 薄片70。單電池的正電極10與負電極20係藉由導電線50而 相連接。 在各實施例中，係使用NaCr02來作爲正極活物質， 若爲放電時將熔融鹽的金屬取入至內部，充電時則放出熔 融鹽的金屬者，則亦可使用任意的正極活物質。例如，亦 可使用 TiS2 、 NaMnF3 、 Na2FeP〇4F 、 N a V Ρ Ο 4 F 、 NaQ.44Mn02、或FeF3作爲正極活物質。此外，亦可使用將 選自由該等金屬化合物所成群組的複數金屬化合物加以組 合的正極活物質。 在各實施例中，係使用NaFSA_KFSA作爲熔融鹽，但 是亦可使用將式（1 )的R1及R2置換成CF3者（以下爲 TFSA)、分別將R1置換成F、將R2置換成CF3者，來取代 FSA。此外，亦可使用選自將上述式（1 )的R1及R2獨立 置換成F或氟烷基者的複數種作爲陰離子’而形成熔融鹽 -27- 201222953 熔融鹽並非限定爲以Na或K爲陽離子的熔融鹽。亦可 將選自由鹼金屬及鹼土類金屬所成群組的1種或複數種作 爲陽離子而形成熔融鹽。此外，亦可藉由單鹽來形成熔融 鹽。 以鹼金屬而言，由Li、Na、K、Rb及鉋Cs中選擇。此 外，以鹼土類金屬而言，由Be、Mg、Ca、Sr及Ba中選擇 ο 以將FSΑ作爲陰離子的熔融鹽的單鹽而言，列舉有： LiFS A、NaFS A、KFS A、RbFS A、CsFS A、Be ( FS A ) 2、 Mg(FSA) 2、Ca(FSA) 2' Sr(FSA) 2 及 Ba(FSA) 2» 此外，亦可使用該等混合物來作爲熔融鹽電池1的熔融鹽 〇 作爲以TFS A爲陰離子的熔融鹽的單鹽，列舉有： LiTFSA ' NaTFSA、KTFSA、RbTFSA、CsTFSA、Be ( TFSA) 2、Mg(TFSA) 2、Ca(TFSA) 2、Sr(TFSA) 2及 Ba ( TFSA ) 2 »此外，亦可使用該等混合物來作爲熔融鹽 電池1的熔融鹽。 在各實施例中，係將NaFSA-KFSA的組成形成爲 45mol%、55mol%，但是亦可例如將KFSA的莫耳比設定爲 〇·4以上、0.7以下的範圍。若爲該範圍，KFSA的莫耳比係 以0.5以上、0.6以下爲更佳》KFSA的莫耳比係以K陽離子 的莫耳數相對熔融鹽全體的陽離子的莫耳數的比來表示。 在各實施例中’以集電體1 1而言，若爲小空間1 4彼此 -28- 201222953 相連而形成內部空間1 3者，則亦可使用任意材料。例如亦 可使用金屬多孔體來作爲集電體11。 在各實施例中，係將在集電體11的內部空間13塡充有 活物質12的構造適用在正電極1〇，但是亦可適用在負電極 20。此時，按照負電極20的厚度的增大，負極活物質的利 用率會提升。藉由使正電極10及負電極20的構造如上所述 ，熔融鹽電池1的充電容量更加增大。 【圖式簡單說明】 第1圖係顯示本發明之一實施形態之熔融鹽電池的模 式圖。 第2圖係顯示集電體之內部構造的模式圖。 第3圖係顯示實施例3之熔融鹽電池之內部構造的模式 圖。 第4圖係顯示實施例4之熔融鹽電池之內部構造的模式 圖。 第5圖係顯示實施例5之熔融鹽電池之正電極剖面的照 片。 第6圖係顯示比較例1之熔融鹽電池之內部構造的模式 圖。 第7圖係比較實施例之熔融鹽電池與比較例之熔融鹽 電池的表。 第8圖係顯示一實施例之內部構造的模式圖。 第9圖係顯示熔融鹽電池之變形例的模式圖。 -29- 201222953 【主要元件符號說明】 1 〇 :正電極 10a:部分正電極 1 1 :集電體 1 1 a :鋁纖維 12 :活物質 1 3 :內部空間 1 4 :小空間 1 6 :貫穿孔 20 :負電極 20a :部分負電極 3 〇 :隔離膜 40 :收容外殼 41 :正極外殼 42 :負極外殼 43 :密封構件 44 :板片彈簧 5 0 :導電線 60 :鋁薄片 70 :絕緣薄片 -30