氟离子电池用电解液和氟离子电池的制作方法_2

文档序号:9689725阅读:来源:国知局
碳数4以下)、氟代烷基(例如碳数4以下)或者氟键合。作为甲硅烷基胺阴离 子,例如可举出双(三甲基甲硅烷基)胺(TMSA)阴离子、双(三氟甲基甲硅烷基)胺阴离 子、双(三氟甲硅烷基)胺阴离子、双(三乙基甲硅烷基)胺阴离子、双(叔丁基二甲基甲 硅烷基)胺阴离子、三甲基甲硅烷基三氟甲基甲硅烷基胺阴离子等。另外,胺阴离子优选为 如下的对称胺阴离子:与N(阴离子中心)键合的两个官能团相同。
[0062] 4.氟离子电池用电解液
[0063] 本发明的氟离子电池用电解液通常含有上述甘醇二醚作为溶剂。氟离子电池用 电解液的溶剂可以是仅由上述通式表示的甘醇二醚,也可以是由上述通式表示的甘醇二醚 与其它溶剂的混合物。上述甘醇二醚相对于全部溶剂的比例例如为lOmol%以上,优选为 30mol%以上,更优选为50mol%以上,进一步优选为70mol%以上,特别优选为90mol%以 上。
[0064] 作为其它溶剂,可举出离子液体和非水溶剂。离子液体是指熔点为100°C以下的材 料。其中,离子液体的熔点优选为50°c以下,更优选为25°C以下。
[0065] 作为离子液体的阳离子,例如可举出哌啶镇:骨架阳离子、吡咯烷鐵骨架阳离子、 咪唑骨架阳离子、铵阳离子、鱗阳离子等。
[0066] 作为离子液体的阴离子,例如可举出双(氟磺酰基)胺(FSA)阴离子、双(三氟甲 磺酰基)胺(TFSA)阴离子等为代表的胺阴离子,六氟磷酸根阴离子、三(五氟乙基)三氟磷 酸根阴离子等为代表的磷酸根阴离子,四氟硼酸根(TFB)阴离子,三氟甲磺酸根阴离子等。 [0067] 非水溶剂的种类不特别限定,但例如可举出碳酸亚乙酯(EC)、碳酸氟代亚乙酯 (FEC)、碳酸二氟代亚乙酯(DFEC)、碳酸亚丙酯(PC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、 碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸亚丁酯(BC)、γ-丁内酯、环丁砜、乙腈、1,2-二甲氧基甲烷、1,3-二 甲氧基丙烷、二乙醚、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、二甲基亚砜(DMS0)以及它们的任意的混 合物等。
[0068] 氟离子电池用电解液中的氟化物盐的浓度不特别限定,但例如为0.lmol/L以上, 优选为0. 3mol/L以上,更优选为0. 5mol/L以上。另一方面,氟化物盐的浓度例如为6mol/L以下,优选为3mol/L以下。
[0069] 氟化物电池用电解液中的碱金属胺盐的浓度不特别限定,但例如为0. 5mol/L以 上,优选为2. 5mol/L以上,更优选为4mol/L以上。另一方面,碱金属胺盐的浓度例如为 8mol/L以下,优选为6mol/L以下。
[0070] 氟化物盐(B)相对于碱金属胺盐(A)的摩尔比(B/A)例如在0· 02~1. 5的范围 内,优选在0.05~1的范围内。
[0071] 予以说明,就F(HF)X阴离子而言,F难以从HF解离。因此,有时难以将活性物质 充分地氟化。予以说明,X为大于0的实数,例如满足〇<x<5。因此,氟离子电池用电解 液优选基本上不含有F(HF)X阴离子。"基本上不含有F(HF)x阴离子"是指F(HF) x阴离子 相对于电解液中存在的全部阴离子的比例为〇.5mol%以下。F(HF)X阴离子的比例优选为 0. 3mol% 以下。
[0072] B.氟离子电池
[0073] 图1是示出本发明的氟离子电池的一个例子的概要截面图。图1所示的氟离子电 池 10具有正极活性物质层i、负极活性物质层2、在正极活性物质层1和负极活性物质层 2之间形成的电解质层3、进行正极活性物质层1的集电的正极集电体4,进行负极活性物 质层2的集电的负极集电体5和容纳这些部件的电池壳体6。另外,电解质层3含有上述 "A.氟离子电池用电解液"。
[0074] 根据本发明,通过使用上述的氟离子电池用电解液,能够制成耐久性高的氟离子 电池。
[0075] 以下,对本发明的氟离子电池按各构成进行说明。
[0076] 1.电解质层
[0077] 本发明中的电解质层是在上述正极活性物质层和上述负极活性物质层之间形成 的层。在本发明中,电解质层含有上述的氟离子电池用电解液。电解质层的厚度根据电池 的构成而差别很大,不特别限定。
[0078] 2.正极活性物质层
[0079] 本发明中的正极活性物质层是至少含有正极活性物质的层。另外,正极活性物质 层除了正极活性物质以外,也可以进一步含有导电材料和粘合材料中的至少一者。
[0080] 本发明中的正极活性物质通常是在放电时进行脱氟化的活性物质。作为正极活性 物质,例如可举出金属单质、合金、金属氧化物和它们的氟化物。作为正极活性物质所包含 的金属元素,例如可举出Cu、Ag、Ni、Co、Pb、Ce、Mn、Au、Pt、Rh、V、Os、Ru、Fe、Cr、Bi、Nb、Sb、 Ti、Sn、Zn等。其中,正极活性物质优选为(:11、(^7)!、?6、?6?)!、六8、六8?)!。予以说明,上述1为 大于〇的实数。另外,作为正极活性物质的其它例子,可举出碳材料及其氟化物。作为碳材 料,例如可举出石墨、焦炭、碳纳米管等。另外,作为正极活性物质的进一步的其它例子,可 举出聚合物材料。作为聚合物材料,例如可举出聚苯胺、聚吡咯、聚乙炔、聚噻吩等。
[0081] 作为导电材料,只要具有所期望的电子传导性就不特别限定,但例如可举出碳材 料。作为碳材料,例如可举出乙炔黑、科琴黑、炉法炭黑和热解炭黑等炭黑。另一方面,作为 粘合材料,只要在化学、电方面稳定就不特别限定,但例如可举出聚偏氟乙烯(PVDF)、聚四 氟乙烯(PTFE)等氟系粘合材料。另外,从容量的观点考虑,正极活性物质层中的正极活性 物质的含量优选更多。另外,正极活性物质层的厚度根据电池的构成而差别很大,不特别限 定。
[0082] 3.负极活性物质层
[0083] 本发明中的负极活性物质层是至少含有负极活性物质的层。另外,负极活性物质 层除了负极活性物质以外,也可以进一步含有导电材料和粘合材料中的至少一者。
[0084] 本发明中的负极活性物质通常是在放电时进行氟化的活性物质。另外,对于负极 活性物质,可选择具有低于正极活性物质的电位的任意的活性物质。因此,可以使用上述的 正极活性物质作为负极活性物质。作为负极活性物质,例如可举出金属单质、合金、金属氧 化物和它们的氟化物。作为负极活性物质所包含的金属元素,例如可举出La、Ca、Al、Eu、 Li、Si、Ge、Sn、In、V、Cd、Cr、Fe、Zn、Ga、Ti、Nb、Μη、Yb、Zr、Sm、Ce、Mg、Pb等。其中,负极活 性物质优选为]\%、]\%?)!、厶1、厶]^、〇6、〇6? )!、〇3、〇3?)!、?13、?匕?)!。予以说明,上述1为大于0的 实数。另外,作为负极活性物质,也可以使用上述的碳材料和聚合物材料。
[0085] 关于导电材料和粘合材料,也可使用与上述的正极活性物质层中记载的材料相同 的材料。另外,从容量的观点考虑,负极活性物质层中的负极活性物质的含量优选更多。另 外,负极活性物质层的厚度根据电池的构成而差别很大,不特别限定。
[0086] 4.其它构成
[0087] 本发明的氟离子电池至少具有上述的负极活性物质层、正极活性物质层和电解质 层。进一步地,通常具有进行正极活性物质层的集电的正极集电体和进行负极活性物质层 的集电的负极集电体。作为集电体的形状,例如可举出箱状、网状和多孔状等。另外,本发 明的氟离子电池还可以在负极活性物质层与正极活性物质层之间具有分隔体。这是因为能 够得到安全性更高的电池。
[0088] 5.氟离子电池
[0089] 本发明的氟离子电池只要具有上述的正极活性物质层、负极活性物质层和电解质 层就不特别限定。另外,本发明的氟离子电池可以为一次电池,也可以为二次电池,但其中 优选为二次电池。这是因为能够反复充放电,例如作为车载用电池是有用的。另外,作为本 发明的氟离子电池的形状,例如可举出硬币型、层压型、圆筒型和矩形等。
[0090] 予以说明,本发明不限于上述实施方式。上述实施方式为例示,具有与本发明的权 利要求所记载的技术思想实质上相同的构成、取得相同的作用效果的实施方式,不论哪一 种实施方式都包含在本发明的技术范围内。
[0091] 实施例
[0092] 以下示出实施例,进一步具体地说明本发明。
[0093][实施例1]
[0094]在四甘醇二甲醚(G4,四甘醇二甲醚,?シ夂化学社制)中,混合双(三氟甲磺 酰基)胺锂(Li-TFSA,?シ夂化学社制)和氟化铯(CsF,关东化学社制),使得分别成为 4. 5mol/L和4. 6mol/L的摩尔浓度。其后,在氟树脂制的密封容器内,在60°C、70小时以上 的条件下进行搅拌,得到评价用电解液。
[0095][实施例2]
[0096]在三甘醇二甲醚(G3,三甘醇二甲醚,?シ夂化学社制)中,混合双(三氟甲磺 酰基)胺锂(Li-TFSA,?シ夂化学社制)和氟化铯(CsF,关东化学社制),使得分别成为 5. 5mol/L和5. 5mol/L的摩尔浓度。其后,在氟树脂制的密封容器内,在60°C、70小时以上 的条件下进行搅拌,得
当前第2页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1