钠二次电池制造技术

本发明专利技术提供钠二次电池。钠二次电池含有正极、负极、配置在正极与负极间的隔板、和非水电解液，隔板包含将耐热多孔层和多孔质膜叠层而成的叠层多孔质膜，耐热多孔层配置在负极侧。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及钠二次电池。
技术介绍
二次电池通常具有正极、负极和含有配置在正极-负极间的多孔质膜的隔板。在 二次电池中，当由于正极-负极间的短路等原因而导致在电池内流过异常电流时，对电流 进行阻断、阻止(切断)过大电流流过，这是重要的。对于隔板，有下述要求，即，当超过通 常的使用温度时，进行切断(堵塞多孔质膜的微细孔)、以及在切断后，即使电池内的温度 上升至某一程度的高温，也能够维持切断状态而不会由于该温度引起破膜，换言之，耐热性 尚ο另一方面，作为二次电池，锂二次电池为代表，其已经作为移动电话或笔记本电脑 等的小型电源被实际应用。进而，由于可作为电动汽车、混合动力型汽车等汽车用电源或分 散型电力贮存用电源等的大型电源来使用，因此其需求正在不断增加。但是，对于锂二次电 池，构成其正极的复合金属氧化物中较多含有锂等稀有金属元素，当大型电源的需求增大 时，与此相应上述原料的供给成为人们担心的问题。相对于此，作为可解决上述供给忧虑的二次电池，对钠二次电池进行了研究。钠二 次电池可以由资源量丰富且廉价的材料构成，通过将其实用化，人们期待可以大量供给大 型电源。作为钠二次电池，例如在特开平3491863号公报(实施例1)中公开了下述钠二 次电池，其使用Naa7Nia3Coa7O2作为正极，使用钠铅合金作为负极，使用聚丙烯制微孔膜 作为隔板。
技术实现思路
但是，现有的钠二次电池不仅从耐热性的角度考虑不能说是充分的，而且在二次 电池各特性方面也有各种问题。本专利技术的目的在于提供钠二次电池，其与现有的钠二次电 池相比，具有优异的耐热性，且放电容量维持率等二次电池特性也优异。本专利技术人进行了各种研究，结果完成了本专利技术。S卩，本专利技术提供下述内容。<1>钠二次电池，其含有正极、负极、配置在正极与负极间的隔板、和非水电解液， 隔板含有将耐热多孔层和多孔质膜叠层而成的叠层多孔质膜，耐热多孔层配置在负极侧。<2>根据<1>所述的钠二次电池，其中，耐热多孔层含有耐热树脂。<3>根据<2>所述的钠二次电池，其中，耐热树脂是含氮芳族聚合物。<4>根据<2>或<3>所述的钠二次电池，其中，耐热树脂是芳族聚酰胺。<5>根据<2> <4>中任一项所述的钠二次电池，其中，耐热多孔层进而含有填料。<6>根据<5>所述的钠二次电池，其中，在耐热多孔层的总重量为100重量份时，填 料的量为20重量份以上且95重量份以下。<7>根据<5>或<6>所述的钠二次电池，其中，耐热多孔层含有2种以上的填料， 在对构成各个填料的粒子进行测定而得到的平均粒径中，将第1大的平均粒径记作D1，第2 大的平均粒径记作D2时，VD1的比为0. 15以下。<8>根据<1> <7>中任一项所述的钠二次电池，其中，耐热多孔层的厚度为1 μ m 以上且ΙΟμ 以下。<9>根据<1> <8>中任一项所述的钠二次电池，其中，负极含有可掺杂·脱掺杂 钠离子的碳材料。<10>根据<9>所述的钠二次电池，其中，碳材料是难石墨化碳材料。<11>根据<1> <10>中任一项所述的钠二次电池，其中，多孔质膜含有聚烯烃树 脂。具体实施例方式钠二次电池本专利技术的钠二次电池含有正极、负极、配置在正极与负极间的隔板、和非水电解 液，隔板含有将耐热多孔层和多孔质膜叠层而成的叠层多孔质膜，耐热多孔层配置在负极 侧。钠二次电池通过该构成，可以极大地提高耐热性，且还可以提高放电容量维持率等二次 电池特性。另外，从在电动汽车、混合动力型汽车等汽车等的用途中使用的角度考虑，快速 充放电时，可以抑制负极-耐热多孔层界面的微小钠金属的局部析出，能够在高的电流速 率下进行高输出，即，能够得到速率特性优异的钠二次电池。另外，即使该钠金属的局部产 生重复发生而生长为树枝状结晶，并由此形成正极-负极短路的状态，而引起非水电解液 的加热，也有由该加热导致树枝状结晶溶解的倾向，结果是可以得到反复充放电时循环特 性优异的钠二次电池。隔板隔板含有将耐热多孔层和多孔质膜叠层而成的叠层多孔质膜。在叠层多孔质膜 中，耐热多孔层是耐热性比多孔质膜高的层，耐热多孔层可以由无机粉末形成，也可以含有 耐热树脂。耐热多孔层通过含有耐热树脂，可以用涂布等容易的方法来形成耐热多孔层。耐 热树脂可以列举聚酰胺、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚碳酸酯、聚缩醛、聚砜、聚苯硫醚、聚醚 酮、芳族聚酯、聚醚砜、聚醚酰亚胺，从进一步提高耐热性的角度考虑，优选聚酰胺、聚酰亚 胺、聚酰胺酰亚胺、聚醚砜、聚醚酰亚胺，更优选聚酰胺、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺。进而更优 选芳族聚酰胺(对位取代芳族聚酰胺(para-oriented aromatic polyamide)、间位取代芳 族聚酰胺(meta-oriented aromatic polyamide))、芳族聚酰亚胺、芳族聚酰胺酰亚胺等的 含氮芳族聚合物，尤其优选芳族聚酰胺，从制造方面的角度考虑，特别优选对位取代芳族聚 酰胺(以下有时称为“对位芳族聚酰胺”)。另外，耐热树脂也可以列举聚-4-甲基戊烯-1、 环状烯烃系聚合物。通过使用这些耐热树脂，可以提高耐热性，即提高热破膜温度。在这些 耐热树脂中，当使用含氮芳族聚合物时，可能是由于其分子内的极性的缘故，导致其与非水 电解液的相容性(compatibility)，即耐热多孔层的保液性得到显著提高，还提高了钠二次 电池制造时非水电解液的含浸速度，另外增加了负极与非水电解液的接触面积，进一步提 高了钠二次电池的充放电容量。另外，含氮芳族聚合物可以捕获局部产生的微小钠金属，进 一步抑制向树枝状结晶的生长。而且，此时在负极-耐热多孔层间，也可以在负极表面促进基于电解液分解的固体层的形成，结果能够进一步减少钠二次电池的不可逆容量。上述热破膜温度依赖于耐热树脂的种类。耐热树脂通过使用上述含氮芳族聚合 物，可以提高热破膜温度直至最大为400°C左右。另外，使用聚-4-甲基戊烯-1、环状烯烃 系聚合物时，可分别将热破膜温度最大提高至250°C左右和300°C左右。另外，当耐热树脂 含有无机粉末时，也可以使热破膜温度例如为500°C以上。对位芳族聚酰胺可以通过对位取代芳族二胺和对位取代芳族二酰卤的缩聚得到， 其基本上由酰胺键在芳族环的对位或相当于它的取代位(例如，4，4'-亚联苯、1，5_萘、 2，6_萘等在相反方向上同轴或平行延伸的取代位)键合的重复单元来形成。具体来说，可 以列举聚(对亚苯基对苯二甲酰胺)、聚对苯甲酰胺、聚G，4'-苯甲酰苯胺对苯二甲酰 胺)、聚(对亚苯基_4，4'-亚联苯基二甲酰胺)、聚(对亚苯基-2，6-萘二甲酰胺)、聚 (2-氯-对亚苯基对苯二甲酰胺)、对亚苯基对苯二甲酰胺/2，6_ 二氯对亚苯基对苯二甲酰 胺共聚物等具有对位取代型或相当于对位取代型的结构的对位芳族聚酰胺。芳族聚酰亚胺优选通过芳族的二酸酐与二胺的缩聚而制备的全芳族聚酰亚胺。作 本文档来自技高网...

【技术保护点】
钠二次电池，其含有正极、负极、配置在正极与负极间的隔板、和非水电解液，隔板包含将耐热多孔层和多孔质膜叠层而成的叠层多孔质膜，耐热多孔层配置在负极侧。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP2008-1702392008年6月30日1.钠二次电池，其含有正极、负极、配置在正极与负极间的隔板、和非水电解液，隔板包 含将耐热多孔层和多孔质膜叠层而成的叠层多孔质膜，耐热多孔层配置在负极侧。2.根据权利要求1所述的钠二次电池，其中，耐热多孔层含有耐热树脂。3.根据权利要求2所述的钠二次电池，其中，耐热树脂是含氮芳族聚合物。4.根据权利要求2或3所述的钠二次电池，其中，耐热树脂是芳族聚酰胺。5.根据权利要求2 4中任一项所述的钠二次电池，其中，耐热多孔层进而含有填料。6.根据权利要求5所述的钠二次电池，其中，在耐热多孔层的总重量为100重量份时...

【专利技术属性】
技术研发人员：久世智，
申请(专利权)人：住友化学株式会社，
类型：发明
国别省市：JP