[發明專利]鈉二次電池

無效

• 申請號: 201210298719.9
• 申請日: 2012-08-21
• 公開（公告）號: CN102956921A
• 公開（公告）日: 2013-03-06
• 發明（設計）人: 影浦淳一;久世智
• 申請（專利權）人: 住友化學株式會社
• 主分類號: H01M10/0569
• 分類號: H01M10/0569;H01M4/133;H01M4/583
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 李新紅

根據35U.S.C.§119(a)，本臨時申請要求于2011年8月24日在日本提交的專利申請號2011-182320的優先權，其全部內容通過引用結合在此。

技術領域

本發明涉及一種鈉二次電池。

背景技術

使用非水電解溶液的鈉二次電池與水性的電解溶液的電池相比，可以產生高電壓，因此適合作為具有高能量密度的電池。此外，鈉是一種來源豐富且廉價的材料，因此被投入實踐使用，由此期待能夠大量提供大尺寸電源。

鈉二次電池通常具有：含有正極活性材料的正電極，所述正極活性材料可以被鈉離子摻雜和去摻雜；和含有負極活性材料的負極，所述負極活性材料可以被鈉離子摻雜和去摻雜；和電解質鹽溶解在非水溶劑中的非水電解溶液。

已經研究了一種鈉二次電池，所述鈉二次電池使用一種這樣非水電解溶液作為該鈉二次電池的非水電解溶液：其中由高氯酸鈉組成的電解質鹽溶液在由飽和環狀碳酸酯如碳酸亞丙酯組成的非水溶劑中(JP2010-251283A)。

發明內容

然而，從放電容量的觀點出發，不能夠說這種鈉二次電池是足夠的。本發明的目目的是提供一種具有高放電容量的鈉二次電池。

本發明提供以下各項：

<1>一種鈉二次電池，包括：含有能夠被用鈉離子摻雜和去摻雜的碳質材料的第一電極；第二電極；和非水電解溶液，其中電解質鹽溶解在非水溶劑中，其中所述非水電解溶液含有相對于非水電解溶液為0.01體積％以上且10體積％以下的含不飽和鍵的環狀碳酸酯或含氟的環狀碳酸酯，或它們兩者。

<2>根據<1>所述的鈉二次電池，其中，所述含氟的環狀碳酸酯是4-氟-1，3-二氧環戊-2-酮。

<3>根據<1>或<2>所述的鈉二次電池，其中所述碳質材料是未活化的碳質材料。

<4>根據<1>至<3>中任一項所述的鈉二次電池，還包括在所述第一電極和所述第二電極之間的隔板。

附圖說明

圖1是鈉二次電池的示意圖。

具體實施方式

<鈉二次電池>

鈉二次電池具有能夠被鈉離子摻雜和去摻雜的碳質材料的第一電極，第二電極，和非水電解溶液，且通常還具有隔板。所述第一電極具有能夠被鈉離子摻雜和去摻雜的碳質材料，并且特別是當所述第二電極具有鈉金屬或鈉合金時，所述第一電極作為正極，而當所述第二電極具有過渡金屬化合物時，所述第一電極作為負極。

通常可以通過如下步驟制備鈉二次電池：通過層壓和纏繞負極、隔板和正極而獲得電極組；將該電極組裝入電池外殼；以及用非水電解質溶液浸泡所述電極組。

在本文中，電極組的形狀的實例包括與該電極組的纏繞軸垂直的橫截面是圓形、橢圓形、矩形、圓角矩形的那些形狀。而且，電池形狀的實例包括諸如紙張型、硬幣型、圓柱形和棱柱形之類的形狀。

<非水電解溶液>

在鈉二次電池中使用的非水電解溶液是一種其中電解質鹽溶解于非水溶劑中的非水電解溶液，其中，所述非水電解溶液含有相對于非水電解溶液為0.01體積％以上且10體積％以下的含不飽和鍵的環狀碳酸酯、含氟的環狀碳酸酯或它們兩者。

含不飽和鍵的環狀碳酸酯的實例包括碳酸乙烯亞乙酯(VEC)、碳酸甲基亞乙烯酯(MVC)、碳酸二甲基亞乙烯酯(DMVC)。

含氟的環狀碳酸酯的實例包括4-氟-1，3-二氧環戊-2-酮(在下文中，有時稱為FEC或氟代碳酸乙烯酯)和二氟代碳酸乙烯酯(DFEC：反式-或順式-4，5-二氟-1，3-二氧環戊-2-酮)。

含氟的環狀碳酸酯優選為氟代碳酸乙烯酯。

含不飽和鍵的環狀碳酸酯可以是一種，且可以組合兩種以上(例如，二至四種)含不飽和鍵的環狀碳酸酯。類似地，含氟的環狀碳酸酯可以是一種，且可以組合兩種以上(例如，二至四種)含氟的環狀碳酸酯。

在非水電解溶液中所含的含不飽和鍵的環狀碳酸酯、含氟的環狀碳酸酯或它們兩者相對于非水電解溶液的比率在0.01體積％以上且10體積％以下的范圍內，優選在0.1體積％以上且8體積％以下的范圍內，更優選在0.5體積％以上且5體積％以下的范圍內，還更優選在0.7體積％以上且2.5體積％以下的范圍內。

<電解質鹽>