[发明专利]过渡金属磷酸盐、其制备方法、正极以及钠二次电池

说明书

技术领域

本发明涉及过渡金属磷酸盐、其制备方法、正极以及钠二次电池。

背景技术

作为手机、笔记本电脑等的小型电源，非水电解质二次电池、特别是锂二次电池得到实用化并被广泛使用。此外，对用于电动汽车用、分散型电力贮藏用等的大型电源的非水电解质二次电池的要求日益增大。

但是，锂二次电池中使用的锂在资源上不丰富，将来锂资源有可能枯竭。另一方面，同样属于碱金属的钠与锂相比在资源上丰富，与锂相比廉价一个等级。此外，由于钠的标准电位也比较高，认为钠二次电池可以得到高容量的二次电池。作为钠二次电池，可以举出正极使用含有钠的正极活性物质、且负极使用金属钠或钠合金的二次电池，或正极使用含有钠的正极活性物质、且负极使用碳材料等的二次电池等。若可以使用钠二次电池来替代现有的锂二次电池，则无需担心资源枯竭，例如可以大量地生产车载用二次电池或分散型电力贮藏用二次电池等大型二次电池。

而作为钠二次电池的正极所使用的正极活性物质，例如在日本特表2004-533706号公报中公开了将原料混合，在750℃下煅烧8小时得到磷酸铁钠(NaFePO₄)，将该磷酸铁钠(NaFePO₄)用于正极活性物质。

发明内容

但是，在公报中公开的二次电池用正极活性物质使用通过现有技术提供的过渡金属磷酸盐从其放电容量方面讲，还不能说足够。

这种情况下，本发明的目的在于，提供可以合适地用作廉价且高容量的钠二次电池的正极活性物质的过渡金属磷酸盐及其制备方法。此外，本发明的另一目的在于提供钠二次电池用正极和钠二次电池。

本发明人为了解决上述课题而进行了深入研究，结果完成了本发明。

即，本发明提供<1>～<17>。

<1> 过渡金属磷酸盐，其含有钠(Na)、磷(P)和过渡金属元素，BET比表面积为1m²/g～50m²/g。

<2> <1>所述的过渡金属磷酸盐，其具有斜方晶的晶体结构。

<3> 以式(I)表示的<1>或<2>所述的过渡金属磷酸盐，

Na_xM_yPO₄　　　　　　　　　　　　(I)

式(I)中，

x超过0且为1.5以下，

y为0.8～1.2，

M为1种以上过渡金属元素。

<4> <3>所述的过渡金属磷酸盐，其中，M含有Fe或Mn。

<5> <1>～<4>中任意一项所述的过渡金属磷酸盐，其中，过渡金属磷酸盐由粒子构成，其D50(D50表示在体积基准的累积粒度分布中，50%累积时的累积体积频率从粒径小的一方计算达到50%的粒径的值)为0.01μm～50μm。

<6> 钠二次电池用正极活性物质，含有<1>～<5>中任意一项所述的过渡金属磷酸盐。

<7> 钠二次电池用电极，含有<6>所述的正极活性物质。

<8> 钠二次电池，含有<7>所述的正极。

<9> <8>所述的钠二次电池，进一步含有隔板。

<10> <9>所述的钠二次电池，其中，隔板由含有耐热树脂的耐热多孔层与含有热塑性树脂的多孔质膜层压而成的层压多孔质膜形成。

<11> 过渡金属磷酸盐的制备方法，包括步骤(1)和(2)：

(1) 使磷(P)源、钠(Na)源、M源(M为1种以上过渡金属元素)和水接触得到液态物的步骤，

(2) 从液态物分离水，得到过渡金属磷酸盐的步骤。

<12> <11>所述的制备方法，其中，步骤(1)是使含有P和Na的水溶液与M化合物或含有M化合物的水溶液接触得到液态物的步骤。

<13> <11>所述的制备方法，其中，步骤(1)是使含有Na和M的水溶液与含有P的水溶液接触得到液态物的步骤。

<14> <11>～<13>中任意一项所述的制备方法，其中，M为二价过渡金属元素。

<15> <11>～<14>中任意一项所述的制备方法，其中，M含有Fe或Mn。