WO2012137618A1 - 溶融塩電池 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a molten salt battery using a molten salt as an electrolyte.
- the separator in the molten salt battery of the present invention contains 75% by mass or more of a metal oxide, particularly aluminum oxide and / or zirconium oxide. Thereby, even if the electrolyte repeats the liquid state and the solid state by repeating the operation and stop of the battery, the function of the mechanically and chemically stable separator can be maintained.
- a separator containing 75% by mass or more of aluminum oxide and / or zirconium oxide not only has high mechanical strength due to thermal cycling, but also has high chemical stability with respect to the electrolyte even at a relatively high operating temperature.
- the separator 3 preferably has a thickness of 0.02 to 0.5 mm.
- the thickness of the separator 3 is less than 0.02 mm, the strength of the separator 3 containing Al 2 O 3 or ZrO 2 as a main component is lowered and easily broken.
- the thickness of the separator 3 exceeds 0.5 mm, the internal resistance of the molten salt battery increases, and the volume energy density of the molten salt battery decreases.
- the porosity of the separator 3 is desirably 20 to 80%. When the porosity of the separator 3 is less than 20%, the internal resistance of the molten salt battery increases. Moreover, when the porosity of the separator 3 exceeds 80%, the risk of occurrence of a short circuit in which the positive electrode 1 and the negative electrode 2 are in direct contact with each other increases.
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Abstract
Description
例えば、酸化アルミニウム及び/又は酸化ジルコニウムを75質量%以上含有するセパレータが好ましい。
また、仮に内部短絡等の異常事態に遭遇したとしても、発熱・発火等の危険性が極めて低い、安全性の高い溶融塩電池を提供することが出来る。
図1は、本発明の溶融塩電池の構成例を示す模式的断面図である。図1には、溶融塩電池を縦に切断した模式的断面図を示している。溶融塩電池は、上面が開口した直方体の箱状の電池容器51内に、正極1、セパレータ3及び負極2を並べて配置し、電池容器51に蓋部52を固着して構成されている。電池容器51及び蓋部52はアルミニウムで形成されている。
また、仮に内部短絡等の異常事態に遭遇しても、発熱・発火等の危険性が極めて低い、安全性の高い溶融塩電池を提供することが出来る。
また有機化合物としては、リチウムイオン二次電池用のセパレータとして多用されているものが使用可能である。これは例えばポリエチレン(PE)やポリプロピレン(PP)等のポリオレフィンや、ナイロンやアラミド等のポリアミド等の有機化合物である。
次に、本発明を実施例に基づいてさらに詳細に説明する。但し、実施例は本発明の範囲を限定するものではない。
本発明の実施例としてのセパレータと、比較例として従来から知られている各種のセパレータとについて、溶融塩電池用セパレータとしての耐久性評価を行なった。その評価の対象となったセパレータの成分の構成を表1に示す。
(1)室温から90℃まで5時間で電池を加熱する。
(2)90℃で5時間率(0.2C)での3.5Vまでの定電圧充電と充電放置1時間を実行する。
(3)5時間率(0.2C)での終止電圧2.8Vまでの定電流放電と放電放置1時間での充放電試験を実行する。
(4)ここまで終了すれば電池の加熱を停止し、電池を室温まで降温させる。
以上の(1)~(4)の、昇温、充放電、降温の一連のステップを繰り返す温度サイクル試験を実施しながら充放電特性データを観察した。
試験後、性能低下したH~Jの電池のセパレータを解体し観察したところ、セパレータの一部に亀裂が発生したり、顕著な場合は破断している状況が認められた。すなわち、この様な電池の性能低下は、セパレータを介した電池の内部短絡がその原因と解される。
11 正極集電体
12 正極材
2 負極
21 負極集電体
22 負極材
3 セパレータ
Claims (5)
- 電解質として溶融塩を用いる溶融塩電池であって、
正極と、
負極と、
前記正極と前記負極との間にあって両極を互いに隔離し、金属酸化物材料を75質量%以上含有するセパレータと
を備えていることを特徴とする溶融塩電池。 - 前記セパレータは、酸化アルミニウム及び/又は酸化ジルコニウムを75質量%以上含有する請求項1に記載の溶融塩電池。
- 前記セパレータの成分の残部は、その他の金属酸化物で構成され、有機化合物を実質的に除いている請求項2に記載の溶融塩電池。
- 前記セパレータの成分の残部は、有機化合物で構成される請求項1又は2に記載の溶融塩電池。
- 前記有機化合物は、ポリオレフィン、ポリアミドから選択される請求項4記載の溶融塩電池。
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