制造隔膜的方法、制造熔融盐电池的方法、隔膜和熔融盐电池技术

本发明专利技术提供了一种制造可用于熔融盐电池且不易破损的隔膜的方法；一种制造熔融盐电池的方法、隔膜和具有该隔膜的熔融盐电池。熔融盐电池的隔膜3由多孔树脂片构成。通过对树脂片赋予亲水性，提高了隔膜3对熔融盐的润湿性。在氟树脂片的情况下，用水浸渗该片，并用紫外线照射该片，从而切断氟树脂中的C-F键，且所得物与水反应而在其各表面层中生成亲水性基团如OH基团。隔膜通过亲水性基团获得亲水性。由树脂制成的隔膜3不易破损，因此隔膜3可形成为袋状。在具有袋状隔膜3的熔融盐电池中，防止了树枝状晶体的生长，因此可以提高电池的充放电循环特性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及使用熔融盐作为电解质的熔融盐电池，特别地涉及制造具有耐性的隔膜的方法、制造熔融盐电池的方法、隔膜和熔融盐电池。
技术介绍
近年来，已经推进了太阳光、风力等的自然能量的利用。当通过利用自然能量发电时，发电量容易因自然条件如气候的变化而改变，而且发电量不易根据电力需要进行调整。因此，为了供给通过利用自然能量而产生的电力，通过利用蓄电池进行充电和放电以将供给电力平准化是有必要的。为了进一步促进自然能量的利用，能量密度和效率高的蓄电池是不可或缺的。现有技术文献专利文献专利文献I :日本特开平7-122257号公报
技术实现思路
技术问题作为能量密度和效率高的蓄电池，熔融盐电池受到了关注。熔融盐电池是使用熔融盐作为电解质的电池。该电池在熔融盐熔融的状态下运行。当熔融盐电池运行时，将熔融盐电池内部的温度保持在熔融盐的熔点以上。熔融盐电池中具有正极、负极和隔膜。隔膜为片状构件，用于将正极和负极相互隔离，且在内部保持含有离子的熔融盐。在现有技术的熔融盐电池中，频繁使用可以在内部保持熔融盐的玻璃纤维的无纺布(下文称为玻璃无纺布)作为它们的隔膜。任何玻璃无纺布的张力都弱，且不能塑性变形；因此，所述布的抵抗弯曲等的加工的强度低，从而加工性差。因此，当将使用玻璃无纺布的隔膜弯曲时，该隔膜容易破损。当在熔融盐电池的电极中产生树枝状晶体时，破损的隔膜不能抑制树枝状晶体的生长，从而使得熔融盐电池可能短路。为了防止短路，必须使隔膜厚。结果，引起了熔融盐电池的内阻变大而使得性能下降的问题。在锂离子电池中，一般使用由聚烯烃树脂制成的树脂片作为锂离子电池的隔膜。然而，前提是在室温下使用锂离子电池。使用普通树脂的隔膜难以用于任何熔融盐电池，因为该隔膜在熔融盐熔点以上的高温下容易软化。作为加工性良好、不易破损、且耐热性高从而可以在熔融盐熔点以上的高温下使用由其制成的隔膜的隔膜材料，考虑了氟树脂如PTFE(聚四氟乙烯)。然而，在例如使用熔融盐如NaFSA作为电解质的熔融盐电池中，熔融盐不易浸渗到由氟树脂制成的隔膜的内部，从而导致电池运行变得不稳定的问题，在NaFSA中，将钠离子用作阳离子且将FSA (双氟磺酰胺=(FSO2)2N_)用作阴离子。造成该问题的原因在于，熔融盐对任何氟树脂的润湿性都差。使用氟树脂的隔膜不易保持作为电解质的熔融盐。因此，难以在熔融盐电池中使用该隔膜。尽管专利文献I公开了一种提高PTFE等树脂的亲水性的方法，但该文献没有公开提高该树脂对熔融盐的润湿性的任何方法。考虑到该情形而进行了本专利技术，且本专利技术的目的是提供一种制造隔膜的方法，通过使用对熔融盐的润湿性提高的树脂，该隔膜可用于熔融盐电池且不易破损；制造熔融盐电池的方法、隔膜和具有该隔膜的熔融盐电池。解决问题的手段根据本专利技术的制造隔膜的方法的特征在于，所述隔膜为片状且用于在使用熔融盐作为电解质的熔融盐电池内将成对的电极相互隔离，其中，对包含对熔融盐具有耐性的树脂作为其原材料的多孔树脂片赋予亲水性。根据本专利技术的制造隔膜的方法的特征在于，所述树脂片是氟树脂片，在水浸渗到所述氟树脂片中的状态下，利用能量为切断氟树脂中的C-F键所必要的能量以上的紫外线 照射所述氟树脂片，以用含氧基团取代在所述氟树脂片的各表面露出的F基团，从而将所述氟树脂片的表面层中存在的氧的元素组成比设定在I原子％以上且15原子％以下的范围内。根据本专利技术的制造隔膜的方法的特征在于，在在水浸渗到所述氟树脂片中之前，将所述氟树脂片浸溃在亲水性有机溶剂中。根据本专利技术的制造隔膜的方法的特征在于，以如下方式对用含氧基团取代的F基团的量进行调节当将所述隔膜夹在一对电极之间且在所述片的厚度方向上对所述隔膜施加压力直至所述一对电极短路时，在短路时压力变成IXlO6Pa以上。根据本专利技术的制造隔膜的方法的特征在于，在所述树脂片的表面上形成含有聚乙烯醇的层。根据本专利技术的制造隔膜的方法的特征在于，所述树脂是聚丙烯。根据本专利技术的制造隔膜的方法的特征在于，将2片赋予了亲水性之后的树脂片重叠放置，并且将除了一部分之外的其周缘部相互接合，从而将所述片形成为袋状。根据本专利技术的制造熔融盐电池的方法的特征在于，所述方法包括在用隔膜将熔融盐电池的电极相互隔离的状态下装配所述熔融盐电池，其中所述隔膜通过根据本专利技术的制造隔膜的方法制造。根据本专利技术的隔膜的特征在于，所述隔膜是片状且用于在使用熔融盐作为电解质的熔融盐电池内将成对的电极相互隔离，其中，所述隔膜是包含对所述熔融盐具有耐性的树脂作为其原材料的多孔树脂片，并且所述多孔树脂片被赋予了亲水性。根据本专利技术的隔膜的特征在于，所述树脂片是氟树脂片，在所述片的各表面层中存在含氧基团，并且在所述表面层中存在的氧的元素组成比为I原子％以上且15原子％以下。根据本专利技术的隔膜的特征在于，当将所述隔膜夹在一对电极之间且在所述片的厚度方向上对所述隔膜施加压力直至所述一对电极短路时，在短路时压力为IXlO6Pa以上。根据本专利技术的隔膜的特征在于，所述树脂为氟树脂或聚丙烯，并且在所述隔膜的各表面上形成含有聚乙烯醇的层。根据本专利技术的隔膜的特征在于，其形成为部分开口的袋状。根据本专利技术的熔融盐电池的特征在于，所述电池使用熔融盐作为电解质，所述电池具有隔膜，所述隔膜是包含对熔融盐具有耐性的树脂作为其原材料的多孔树脂片，并且所述隔膜中浸渗有熔融盐。根据本专利技术的熔融盐电池的特征在于，所述电池具有根据本专利技术的隔膜。根据本专利技术的熔融盐电池的特征在于，所述隔膜形成为部分开口的袋状。根据本专利技术的熔融盐电池的特征在于，所述电池包含各自形成为板状的多个正极和负极，所述隔膜是多次折叠的连续隔膜，并且多个正极和负极交替排列而将所述隔膜的折叠部分夹在任何两个相邻的正极和负极之间。在本专利技术中，所述熔融盐电池具有作为多孔树脂片的隔膜。与任何玻璃无纺布相t匕，该树脂片较不易破损且较不易刮伤。因此，电池的电极中产生的树枝状晶体难以穿透隔膜。由此，有效地抑制了熔融盐电池因树枝状晶体而短路。在本专利技术中，对作为多孔树脂片的隔膜赋予了亲水性，从而提高了隔膜对熔融盐 的润湿性。由此，熔融盐易于浸渗到隔膜中。在本专利技术中，利用紫外线照射浸渗有水的氟树脂片，由此切断氟树脂片中的C-F键，进一步与水反应，从而生成含氧基团如OH基团。因此，利用含氧基团取代了氟树脂片各表面层中的F基团。照射紫外线以将氟树脂片表面层中存在的氧的元素组成比设定在I原子％以上且15原子％以下的范围内，从而提高氟树脂片对熔融盐的润湿性。因此，可以将所得物用作隔膜。在本专利技术中，将氟树脂片浸溃在亲水性有机溶剂如乙醇中，然后用水浸渗氟树脂片。水易于置换亲水性有机溶剂，由此易于实现水对氟树脂片的浸渗。在本专利技术中，当在氟树脂片的厚度方向上对隔膜施加压力时，调整紫外线的照射量以将短路压力调整到IXlO6Pa以上。以这种方式，氟树脂片可保持使得可以将氟树脂片用作熔融盐电池的隔膜的强度。在本专利技术中，在树脂片的表面上形成由聚乙烯醇制成的层，从而对树脂片赋予亲水性。在本专利技术中，熔融盐电池利用在熔融盐电池运行的温度下对熔融盐具有耐性的聚丙烯作为树脂，即隔膜的原材料。在本专利技术中，将隔膜形成为袋状，并用袋状隔膜包裹熔融盐电池的正极或负极。在熔融盐电池内部，隔膜总是存在于正极和负极之间。在本专利技术中，熔融盐电池包含各自形本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.04.06 JP 2010-0880231.一种制造隔膜的方法，所述隔膜为片状且用于在使用熔融盐作为电解质的熔融盐电池内将成对的电极相互隔离，其中， 对包含对熔融盐具有耐性的树脂作为其原材料的多孔树脂片赋予亲水性。2.根据权利要求I所述的制造隔膜的方法，其中， 所述树脂片是氟树脂片， 在水浸渗到所述氟树脂片中的状态下，利用能量为切断氟树脂中的C-F键所必要的能量以上的紫外线照射所述氟树脂片，以用含氧基团取代在所述氟树脂片的各表面露出的F基团，从而将所述氟树脂片的表面层中存在的氧的元素组成比设定在I原子％以上且15原子％以下的范围内。3.根据权利要求2所述的制造隔膜的方法，其中， 在水浸渗到所述氟树脂片中之前，将所述氟树脂片浸溃在亲水性有机溶剂中。4.根据权利要求2或3所述的制造隔膜的方法，其中， 以如下方式对用含氧基团取代的F基团的量进行调节当将所述隔膜夹在一对电极之间且在所述片的厚度方向上对所述隔膜施加压力直至所述一对电极短路时，在短路时压力变成IXlO6Pa以上。5.根据权利要求I所述的制造隔膜的方法，其中， 在所述树脂片的表面上形成含有聚乙烯醇的层。6.根据权利要求I或5所述的制造隔膜的方法，其中， 所述树脂是聚丙烯。7.根据权利要求I至6中任一项所述的制造隔膜的方法，其中， 将2片赋予了亲水性之后的树脂片重叠放置，并且将除了一部分之外的其周缘部相互接合，从而将所述片形成为袋状。8.—种制造熔融盐电池的方法，所述方法包括 在用隔膜将熔融盐电池的电极相互隔离的状...

【专利技术属性】
技术研发人员：福永笃史，酒井将一郎，平岩千寻，新田耕司，真岛正利，稻泽信二，
申请(专利权)人：住友电气工业株式会社，
类型：
国别省市：