[發(fā)明專利]鈉離子電池用的負極材料和鈉離子電池

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011082547.2
• 申請日: 2020-10-12
• 公開（公告）號: CN112786879A
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 二井谷啟太;后田伸;桑田纮子;穗積正人
• 申請（專利權(quán)）人: 豐田自動車株式會社
• 主分類號: H01M4/587
• 分類號: H01M4/587;H01M10/0562;H01M10/054
• 代理公司: 北京市中咨律師事務(wù)所 11247
• 代理人: 劉航;王瀟悅

提供能夠提高初次充放電效率的鈉離子電池用的負極材料和和鈉離子電池。該負極材料包含作為負極活性物質(zhì)的無定形的玻璃狀碳材料和作為固體電解質(zhì)的NaMH化合物。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及鈉離子電池用的負極材料和鈉離子電池。

背景技術(shù)

鋰離子二次電池發(fā)揮其高容量和輕量化的特性，被用作移動設(shè)備和車載用電源。然而，擔(dān)心鋰的原材料價格高昂。因此，作為替代鋰的材料，使用資源量豐富的鈉的鈉離子電池備受關(guān)注。

非專利文獻1公開了一種鈉二次電池，其使用硬碳作為負極活性物質(zhì)，并使用鈉鹽溶解在碳酸鹽溶劑中而成的非水電解液作為電解質(zhì)。另外，專利文獻1公開了一種使用多孔質(zhì)碳材料作為負極活性物質(zhì)的鈉離子二次電池。

現(xiàn)有技術(shù)文獻

專利文獻1：國際公開第2014/188722號

非專利文獻1：E.Irisarri et al.,Review-Hard Carbon Negative ElectrodeMaterials for Sodium-Ion Batteries,J.Electrochem.Soc.,2015,162,A2476-A2482.

發(fā)明內(nèi)容

眾所周知，如非專利文獻1中記載的那樣，鈉離子電池的負極活性物質(zhì)使用硬碳。因此，本發(fā)明人對使用硬碳那樣的無定形玻璃狀碳材料的鈉離子電池進行了專心研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)鈉離子電池中使用非水電解液的情況下，初次充電時在硬碳與非水電解液的接觸點，非水電解液容易被還原分解。當(dāng)非水電解質(zhì)被還原分解時，出現(xiàn)初次充放電效率下降的問題。

因此，鑒于上述狀況，本申請的主要課題是提供一種能夠提高初次充放電效率的負極材料。

為了解決上述課題，本發(fā)明人進一步研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過將無定形玻璃狀碳材料與預(yù)定的NaMH化合物一同混合而成的負極材料用于鈉離子電池，使初次充放電效率提高?；谠撘娊猓旧暾埞_用于解決上述課題的手段。

即，本申請作為用于解決上述課題的手段之一，公開一種負極材料，其包含作為負極活性物質(zhì)的無定形的玻璃狀碳材料和作為固體電解質(zhì)的NaMH化合物。

在上述負極材料中，玻璃狀碳材料的BET表面積優(yōu)選在32m²/g以上且1050m²/g以下。另外，NaMH化合物優(yōu)選是NaCBH化合物，NaCBH化合物優(yōu)選是包含NaCBC₉H₁₀和NaCB₁₁H₁₂的固溶體，且按摩爾比計，NaCB₉H₁₀與NaCB₁₁H₁₂的比率優(yōu)選為NaCB₉H₁₀：NaCB₁₁H₁₂＝50：50～90：10。而且，按重量比計，玻璃狀碳材料與NaMH化合物的比率優(yōu)選為：玻璃狀碳材料：NaMH化合物＝40：60～70：30。

另外，本申請還公開了一種鈉離子電池，其包含正極活性物質(zhì)層、負極活性物質(zhì)層以及配置在正極活性物質(zhì)層與負極活性物質(zhì)層之間的電解質(zhì)層，負極活性物質(zhì)層包含上述的負極材料。

在上述鈉離子電池中，電解質(zhì)層優(yōu)選是包含NaMH化合物的固體電解質(zhì)層。

根據(jù)本公開，能夠提供一種用于鈉離子電池時能夠提高初次充放電效率的負極材料。另外，能夠提供一種含有該負極材料的鈉離子電池。

附圖說明

圖1是鈉離子電池100的概略截面圖。

圖2是表示實施例1和比較例1的充放電試驗結(jié)果的圖。

附圖標(biāo)記說明

10 正極活性物質(zhì)層