钠二次电池的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及钢二次电池。特别地，本发明设及可用作例如车辆的电源、电网中用于 电力存储的蓄电装置等的钢二次电池。
【背景技术】
[0002] 期望将钢二次电池用于电动车辆的电源、电力需求的消峰、在使用包括太阳能和 风能的自然能的发电中使输出稳定化等。作为所述钢二次电池，例如已经提出了包含如下 的钢二次电池：负极，所述负极包含金属钢或钢合金；在有机溶剂中的非水电解液（例如参 见专利文献1)。
[0003] 现有技术文献
[0004] 专利文献
[0005] 专利文献1 ;日本特开2010-102917号公报
【发明内容】
[0006] 本发明要解决的技术问题
[0007] 然而，因为包含非水电解液的钢二次电池在非水电解液中包含有机溶剂，因此根 据钢二次电池的运行温度，充电容量和放电容量可能由于例如有机溶剂的挥发而降低。此 夕F，在钢二次电池中，因为负极包含金属钢或钢合金，所W金属钢随着反复充放电而析出且 生长金属钢的枝晶，因而可能不会获得足够的充放电循环特性。
[000引另一方面，作为负极活性物质，可W考虑使用看来具有优异的充放电性能的诸如 石墨的插入材料，例如在充放电时伴有插层现象，即，离子插入原子排列结构中或者其从所 述结构脱离的材料。然而，即使当将看来具有优异的充放电性能的插入材料用作钢二次电 池中的负极活性物质时，也可能不会获得优异的循环寿命特性。
[0009] 因此，需要开发具有高充电容量和高放电容量，并且具有优异的充放电循环特性 的钢二次电池。
[0010] 本发明鉴于上述常规技术而完成，旨在提供具有高充电容量和高放电容量，并且 具有优异的充放电循环特性的钢二次电池。
[0011] 解决技术问题的技术方案
[0012] 本发明的钢二次电池为
[0013] (1)钢二次电池，其包含；正极，所述正极包含正极集电器和正极材料，所述正极 材料负载在正极集电器上，其中所述正极材料包含可逆地含有钢阳离子的正极活性物质； 负极，所述负极包含负极集电器和负极材料，所述负极材料负载在负极集电器上，其中所述 负极材料包含可逆地含有钢阳离子的负极活性物质；置于至少所述正极和所述负极之间的 电解质；用于保持所述电解质且将所述正极和所述负极彼此隔开的隔膜；其中所述负极活 性物质为无定形碳颗粒，所述电解质为烙融盐电解质，其为由钢阳离子和阴离子构成的盐 与由有机阳离子和阴离子构成的盐的混合物。
[0014] 有益效果
[0015] 本发明可提供具有高充电容量和高放电容量，并且具有优异的充放电循环特性的 钢二次电池。
【附图说明】
[0016] [图1]图1是显示分别在实验例1?3中获得的半电池在测试例1中的充放电曲 线的图。
[0017] [图2]图2是显示分别在实验例1?3中获得的半电池在测试1中的循环数与充 电容量之间关系的检验结果的图。
[001引[图3]图3是显示分别在实验例1?4中获得的半电池在测试例2中的循环数与 容量保持率之间关系的检验结果的图。
[0019] [图4]图4是显示在实验例1中获得的半电池在测试例2中的充放电曲线的图。
[0020] [图引图5是显示分别在实验例5和6中获得的半电池在测试例3中的充放电曲 线的图。
[0021] [图6]图6是显示在实验例7中获得的半电池在测试例4中的充放电曲线的图。
[0022] [图7]图7是显示在实验例7中获得的半电池在测试例4中的充放电曲线的图。
[0023] [图引图8是显示在测试例4中的循环数与充电容量、放电容量和库仑效率各自 之间关系的检验结果的图。
[0024] [图9]图9是显示在实施例1中获得的钢二次电池在测试例5中的充放电曲线的 图。
[0025] [图10]图10是显示在测试例5中的循环数与充电容量和放电容量各自之间关系 的检验结果的图。
【具体实施方式】
[0026] [本发明实施方式的说明]
[0027] 首先，列出本发明的实施方式，并且给出其说明。
[002引本发明的实施方式包括钢二次电池，其包含；正极，所述正极包含正极集电器和正 极材料，所述正极材料负载在正极集电器上，其中所述正极材料包含可逆地含有钢阳离子 的正极活性物质；负极，所述负极包含负极集电器和负极材料，所述负极材料负载在负极集 电器上，其中所述负极材料包含可逆地含有钢阳离子的负极活性物质；至少置于所述正极 和所述负极之间的电解质；用于保持所述电解质且将所述正极和所述负极彼此隔开的隔 膜；其中所述负极活性物质为无定形碳，所述电解质为烙融盐电解质，其为由钢阳离子和阴 离子构成的盐与由有机阳离子和阴离子构成的盐的混合物。
[0029] 因为采用上述构造的本发明的钢二次电池包含无定形碳作为负极活性物质，因此 在充放电期间，在不析出金属钢和生长枝晶的情况下，钢阳离子被可逆地包含在无定形碳 中。目P，钢阳离子被插入到负极中的无定形碳的原子排列结构中或者从无定形碳的原子排 列结构的内部脱离。此外，在采用上述构造的本发明的钢二次电池中，因为烙融盐电解质包 含有机阳离子作为阳离子，因此当钢阳离子插入无定形碳中或钢阳离子从无定形碳的原子 排列结构中脱离时能够降低阻力，由此使得钢阳离子向无定形碳的原子排列结构的插入或 钢阳离子从无定形碳的原子排列结构的脱离能够平滑地进行。因此，采用上述构造的本发 明的钢二次电池显示高充电容量和高放电容量，并且可W显示优异的充放电循环特性。
[0030] 优选地，无定形碳为难石墨化碳。包含难石墨化碳的负极使得更多的钢阳离子能 够被插入负极活性物质中，并且还降低由于钢阳离子的插入或脱离引起的体积变化。因此， 采用上述构造的本发明的钢二次电池显示较高的充电容量和较高的放电容量，并且具有较 长的寿命。
[0031] 难石墨化碳的形状为颗粒形状，该颗粒的平均粒径（d日。）优选为5 y m?15 y m，更 优选为7 ym?12 ym。
[0032] 当该颗粒的平均粒径（dg。）为Sum w上时，可W抑制难石墨化碳负极的不可逆容 量的增加。当所述颗粒的平均粒径（屯。）为15 ymW下时，可W抑制难石墨化碳负极的利用 率和倍率特性的降低。
[0033] 烙融盐电解质中的水含量优选为0. 01质量％ ^下，更优选为0. 005质量％ W下。 从抑制难石墨化碳负极的不可逆容量的增加和保持钢二次电池的优异性能的观点考虑，理 想地优选通过控制构成电池的材料和控制制造工艺而将烙融盐电解质中的水含量设定为 0. 01质量％ ^下，更优选为0. 005质量％ W下。
[0034] 除钢阳离子外的金属阳离子在所述烙融盐电解质的所有阳离子中的含量百分比 优选为5摩尔％ ^下。在采用上述构造的本发明的钢二次电池中，钢阳离子可W更有效地 插入负极活性物质中和从负极活性物质脱离。因此，采用上述构造的本发明的钢二次电池 显示更高的充电容量和更高的放电容量W及更高的充放电循环特性。
[0035] 阴离子优选为由下述式（I)表示的横酷胺阴离子，更优选为选自如下中的至少一 种：双氣甲基横酷）胺阴离子、氣横酷氣甲基横酷）胺阴离子和双（氣横酷）胺阴 离子。采用上述构造的本发明的钢二次电池显示优异的充放电循环特性。
[0036] 有机阳离子优选为选自如下中的至少一种：由下述式（IV)表示的阳离子、由下述 式（V)表示的咪挫键阳离子、由下述式（vn)表示的化晚偷阳离子、由下述式狂）表示的化 咯烧備阳离子、由下述式狂II)表示的嗽晚!翁阳离子。采用上述构造的本发明的钢二次电 池可W在低温条件下进行充放电反应。
[0037] 有机阳离子优选为选自如下中的至少一种；N-甲基-N-丙基化咯烧I霸阳离子和 1-己基-3-甲基咪挫f翁阳离子。采用上述构造的本发明的钢二次电池可W在低温条件下 进行更加稳定的充放电反应。
[003引优选烙融盐电解质为选自如下中的至少一种：双（氣横酷）胺钢与N-甲基-N-丙 基化咯烧It双（氣横酷）胺盐的混合物W及双（氣横酷）胺钢与1-己基-3-甲基咪挫鑛 的混合物，并且相对于每1摩尔所述混合物，双（氣横酷