[發(fā)明專利]非水電解質(zhì)鹵素電池

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201280011545.1
• 申請日: 2012-02-09
• 公開（公告）號: CN103415952A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 志賀亨
• 申請（專利權(quán)）人: 株式會社豐田中央研究所
• 主分類號: H01M10/0569
• 分類號: H01M10/0569;H01M10/052;H01M10/0568
• 代理公司: 中原信達知識產(chǎn)權(quán)代理有限責任公司 11219
• 代理人: 金龍河;穆德駿

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及非水電解質(zhì)鹵素電池。

背景技術(shù)

以往，在有機非水系極性溶劑中浸漬活性炭正極及鋰金屬負極而形成的電池中，提出了向有機非水系極性溶劑添加鹵素的方案(參考專利文獻1)。通過如此添加鹵素，使端子電壓為3.8V以上的高電壓部分消失，能夠使放電電壓平坦。另外，提出了通過包含鋰離子和鹵素的非水電解液配置碳正極和由金屬鋰構(gòu)成的負極而得到的電池(參考專利文獻2)。對于該電池而言，能夠?qū)崿F(xiàn)高容量且高輸出的能量蓄電裝置。

專利文獻1：日本特開昭63-168973號公報

專利文獻2：日本特開2009-64584號公報

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明所要解決的問題

對于上述的專利文獻1、2的電池而言，可以認為在放電時鋰離子從金屬鋰負極溶出，在正極鹵素變?yōu)辂u素離子，在充電時會發(fā)生其逆反應。具體而言，例如在鹵素為碘的情況下，認為充放電時在負極發(fā)生式(1)的反應，在正極發(fā)生式(2)的反應。鋰的標準電極電位為-3.04V，碘的標準電極電位為+0.53V，因此，對于這種電池而言，工作電壓的理論最大值為3.57V。然而，在理論電壓中，工作電壓有時不充分，希望進一步提高工作電壓。

本發(fā)明為了解決這樣的問題而完成，其目的是在于提供使用包含鋰離子和鹵素的離子傳導介質(zhì)的能夠進一步提高工作電壓的鹵素電池。

用于解決問題的方法

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在使用包含鋰離子和鹵素的離子傳導介質(zhì)的非水電解質(zhì)鹵素電池中，將與鹵素形成分子絡合物的非水系溶劑使用于離子傳導介質(zhì)時，能夠進一步提高工作電壓，從而完成了本發(fā)明。

即，本發(fā)明的非水電解質(zhì)鹵素電池具備：

以放出鋰離子的材料作為負極活性物質(zhì)的負極；

以鹵素作為正極活性物質(zhì)的正極；以及

夾設(shè)在所述正極與所述負極之間、包含鋰離子、鹵素和與鹵素形成分子絡合物的非水系溶劑并傳導鋰離子的離子傳導介質(zhì)。

發(fā)明效果

對于該非水電解質(zhì)鹵素電池而言，在使用包含鋰離子和鹵素的離子傳導介質(zhì)的非水電解質(zhì)鹵素電池中，能夠進一步提高工作電壓。能得到這種效果的理由還未明確，但可認為由于離子傳導介質(zhì)中的鹵素分子與非水系溶劑形成分子絡合物而使發(fā)生正極反應的電位升高。在此，分子絡合物是指同種或2種以上的穩(wěn)定的分子以一定的比例直接鍵合而形成的化合物，也可以稱為分子化合物。需要說明的是，是否與鹵素形成分子絡合物可以通過拉曼光譜中的、規(guī)定的鍵的伸縮引起的峰在添加有鹵素時是否移動來進行判斷。

附圖說明

圖1是示意性地表示本發(fā)明的非水電解質(zhì)鹵素電池10的一例的說明圖。

圖2是表示杯形電池20的構(gòu)成的概略的說明圖。

圖3是實施例1的放電曲線。

圖4是實施例2的放電曲線。

圖5是實施例3的放電曲線。

圖6是實施例4的放電曲線。

圖7是比較例1的放電曲線。

圖8是比較例2的放電曲線。

圖9是比較例3的放電曲線。

圖10是實施例5的放電曲線。

圖11是實施例6的充放電曲線。

圖12是實施例7的放電曲線。

圖13是實施例8的充放電曲線。

圖14是實施例9的充放電曲線。

圖15是實施例10的充放電曲線。

圖16是實施例11的充放電曲線。

圖17是實施例12的放電曲線。

圖18是實施例13的放電曲線。

圖19是實施例14的放電曲線。

圖20是實施例15的充放電曲線。

圖21是實施例16的充放電曲線。

圖22是實施例17的放電曲線。

圖23是實施例18的放電曲線。

圖24是實施例19的放電曲線。

圖25是實施例20的放電曲線。

圖26是比較例4的放電曲線。

圖27是實施例21的放電曲線。

圖28是實施例22的放電曲線。

圖29是實施例23的放電曲線。

圖30是實施例24的放電曲線。

圖31是比較例5的放電曲線。

圖32是實施例25的放電曲線。

圖33是實施例26的放電曲線。