氟化物离子电池用的正极活性物质和氟化物离子电池制造技术

本公开提供一种不可逆容量降低了的氟化物离子电池用的正极活性物质和氟化物离子电池。本公开的氟化物离子电池用的正极活性物质是铁硫化物。所述铁硫化物优选为硫化亚铁或二硫化铁。本公开的氟化物离子电池含有本公开的正极活性物质。本公开的氟化物离子电池依次具有正极层、电解质层和负极层。正极层可以由正极活性物质层和正极集电体构成。负极层可以由负极活性物质层和负极集电体构成。负极活性物质层和负极集电体构成。负极活性物质层和负极集电体构成。

【技术实现步骤摘要】
氟化物离子电池用的正极活性物质和氟化物离子电池


[0001]本公开涉及氟化物离子电池用的正极活性物质和氟化物离子电池。

技术介绍

[0002]专利文献1公开了一种阴离子电荷载体是氟化物离子的电化学电池。该文献作为氟化物离子主体材料，公开了选自CF
x
、AgF
x
、CuF
x
、NiF
x
、CoF
x
、PbF
x
、CeF
x
、MnF
x
、AuF
x
、PtF
x
、RhF
x
、VF
x
、OsF
x
、RuF
x
和FeF
x
的组合物。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献1：日本特开2013
‑
145758号公报

技术实现思路

[0005]要求降低氟化物离子电池的不可逆容量。
[0006]专利文献1公开了使用氟化铁或铁(FeF
x
的x＝0)作为正极活性物质。本专利技术人研究了与使用氟化铁或铁作为正极活性物质的情况相比进一步降低不可逆容量的方案。
[0007]本公开的目的在于提供一种不可逆容量降低了的氟化物离子电池用的正极活性物质和氟化物离子电池。
[0008]本公开者发现了可以通过以下手段实现上述目的：
[0009]《方案1》
[0010]一种氟化物离子电池用的正极活性物质，其为铁硫化物。
[0011]《方案2》
[0012]根据方案1所述的正极活性物质，所述铁硫化物为硫化亚铁或二硫化铁。
[0013]《方案3》
[0014]一种氟化物离子电池，具有方案1或2所述的正极活性物质。
[0015]《方案4》
[0016]根据方案3所述的氟化物离子电池，依次具有正极层、电解质层和负极层，所述正极层含有所述正极活性物质。
[0017]根据本公开，可以提供不可逆容量降低了的氟化物离子电池用的正极活性物质和氟化物离子电池。
附图说明
[0018]图1是表示实施例1的氟化物离子电池的充放电试验结果的坐标图。
[0019]图2是表示实施例2的氟化物离子电池的充放电试验结果的坐标图。
[0020]图3是表示比较例1的氟化物离子电池的充放电试验结果的坐标图。
具体实施方式
[0021]以下，详细说明本公开的实施方式。再者，本公开并不限定于以下实施方式，可以
在公开的主旨范围内进行各种变形而实施。
[0022]《氟化物离子电池用的正极活性物质》
[0023]本公开的氟化物离子电池用的正极活性物质是铁硫化物。
[0024]在此，铁硫化物是铁与硫的化合物，更具体而言，可以举出硫化亚铁(FeS)、三硫化二铁(Fe2S3)、二硫化铁(FeS2)和磁黄铁矿等。铁硫化物可以由通式FeS
x
表示，其中可以为0.90≤x≤2.00。再者，上述式在三硫化二铁的情况下，x＝1.50。
[0025]从进一步降低氟化物离子电池的不可逆容量的观点出发，优选硫化亚铁(FeS)或二硫化铁(FeS2)，特别优选硫化亚铁(FeS)。
[0026]再者，认为在使用铁硫化物作为正极活性物质的氟化物离子电池中，通过充电反应生成由FeS
x
F
y
的形式组成表示的单一化合物或多种化合物的混合物，通过放电反应再次生成铁硫化物(FeS
x
)。
[0027]在使用铁作为正极活性物质的氟化物离子电池中，通过充电反应生成氟化铁，通过放电反应进行去氟反应而再次生成铁。认为在进行这些化学反应时，本质上会产生大的电阻。
[0028]与此相对，认为在使用铁硫化物作为正极活性物质的氟化物离子电池中，与使用铁作为正极活性物质的情况相比，在去氟化(放电)反应时产生的电阻小。认为电阻的差异是由上述反应机制的差异引起的。
[0029]另外，认为氟化铁的电子传导性低，而FeS
x
F
y
与高电子传导性的FeS
x
同样具有高电子传导性。
[0030]由于这些原因，在使用铁硫化物作为正极活性物质的氟化物离子电池中，由于电阻小，所以放电反应高效地进行。结果，能够以高效率将充电后的容量放电，即，能够降低不可逆容量。
[0031]《氟化物离子电池》
[0032]本公开的氟化物离子电池含有本公开的正极活性物质。
[0033]本公开的氟化物离子电池可以依次具有正极层、电解质层和负极层，正极层含有本公开的正极活性物质。
[0034]另外，本公开的氟化物离子电池也可以具有收纳这些构成要素的电池壳体。
[0035]再者，本公开的氟化物离子电池可以是液体系电池或固体电池，特别是全固体电池。另外，本公开的氟化物离子电池可以是一次电池，也可以是二次电池。作为本公开中的氟化物离子电池的形状，可举出例如硬币型、层压型、圆筒型和方型。
[0036]<正极层>
[0037]在本公开的氟化物离子电池中，正极层可以由正极活性物质层和正极集电体构成。
[0038](正极活性物质层)
[0039]正极活性物质层含有正极活性物质以及任选含有的固体电解质、导电助剂和粘合剂。
[0040]正极活性物质层含有本公开的正极活性物质。
[0041]再者，从容量的观点出发，正活性物质极层中的正极活性物质的含量优选更多。正极活性物质的质量相对于正极活性物质层的质量的比例可以为10～90质量％，优选为20～
80质量％。
[0042]固体电解质可以使用以下的"<电解质层>"中记载的物质。
[0043]作为导电助剂，只要具有所希望的电子传导性就没有特别限定，例如可以举出碳材料。作为碳材料，例如可以举出乙炔黑、科琴黑、炉黑和热裂法炭黑等炭黑。
[0044]导电助剂的质量相对于正活性物质极层的质量的比例可以为5～70质量％，优选为10～40质量％。
[0045]作为粘合剂，只要是化学稳定、电稳定的粘合剂就没有特别限定，例如可以举出聚偏二氟乙烯(PVDF)和聚四氟乙烯(PTFE)等氟系粘结材料。
[0046]正极活性物质层的厚度根据电池的构成而大不相同，没有特别限定。
[0047]正极活性物质层例如可以通过在作为基材的正极集电体上层叠含有正极活性物质和任选的固体电解质、导电助剂和粘合剂的正极合剂而形成。
[0048]更具体而言，例如可举出利用球磨机混合正极活性物质、以及任选的固体电解质、导电助剂和粘合剂，制作正极合剂的粉末，在正极集电体上形成正极合剂的粉末压粉体的方法。此外，例如也可以通过使正极活性物质、以及任选的固体电解质、导电助剂和粘本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氟化物离子电池用的正极活性物质，其为铁硫化物。2.根据权利要求1所述的正极活性物质，所述铁硫化物为硫化亚铁或二硫化铁。3.一种氟化物离子电池，具有...

【专利技术属性】
技术研发人员：野井浩祐，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：