[发明专利]用于熔融盐电池的电极、熔融盐电池和用于制造电极的方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于熔融盐电池的电极、熔融盐电池和用于制造电极的方法。

背景技术

例如，与常规熔融盐相比，在专利文献1中所述的熔融盐具有更低的熔点。因此，已经对该文献中公开的熔融盐在含钠的熔融盐电池中的应用进行了研究。为了实际利用熔融盐电池，提高充电容量是个问题。提高正极层的厚度可以是用于提高充电容量的方案。然而，问题在于，当正极层的厚度超过预定值时，在预定值以上即使正极层的厚度增大，充电容量也不会增大。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2009-67644号公报

发明内容

本发明要解决的问题

本发明的目的是提供能够提高充电容量的用于熔融盐电池的电极、熔融盐电池和用于制造电极的方法。

解决问题的手段

为了实现上述目的并根据本发明的第一方面，提供一种用于熔融盐电池的电极，所述电极包含能连接到所述熔融盐电池的电极端子的集电器和活性材料。所述集电器具有将小空间联接起来的内部空间。所述内部空间填充有所述活性材料。

在其中将活性材料涂布至平面集电器的电极的情况中，如果活性材料层的厚度增大，则从活性材料层中的活性材料到集电器的距离也会增大。在这种情况下，在从活性材料到集电器的距离与电阻之间存在相关性。因此，如果活性材料层的厚度增大，则活性材料的利用率将相应下降。结果，即使增大活性材料层的厚度以增大活性材料的量，充电容量也不会随着所述增大而增大。另一方面，由于集电器的内部空间填充有根据本发明的活性材料，所以即使电极的厚度增大，活性材料与集电器之间的距离也不会增大。因此，抑制了活性材料的利用率的下降。因此，尽管与电极厚度的影响无关，可以使充电容量随电极厚度的增大而增大。

在上述用于熔融盐电池的电极中，优选的是，在所述电极中设置有熔融盐可流入的空隙。

根据本发明，熔融盐流入到电极中的空隙中。此外，源自熔融盐的离子也从空隙中的表面透过活性材料层。即，由于通过在电极中设置空隙而增大了电极的表面积，所以促进了熔融盐向活性材料层内的移动以及活性材料向熔融盐的移动。

在上述用于熔融盐电池的电极中，优选的是，将在所述电极连接到所述熔融盐电池的状态下的从正极到负极的方向定义为电场方向时，所述空隙为沿所述电场方向延伸的通孔。

在熔融盐电池中，熔融盐离子从正极向负极移动。根据本发明，由于通孔沿熔融盐中的离子移动的方向延伸，所以能够平稳地传输熔融盐。

在上述用于熔融盐电池的电极中，优选的是，所述空隙为通过可升华物质的升华而形成的空间。

根据本发明，当在电极中形成空隙时，不向电极施加机械力。因此，与在电极中机械地形成空隙的情况相比，能够抑制电极机械强度的下降。

在上述用于熔融盐电池的电极中，优选的是，将相邻空隙之间的间隔设为参考距离以下，所述参考距离是根据临界浸渍距离确定的。

不仅在活性材料层的表面即空隙的内表面上，而且在活性材料层的内部中发生了氧化还原反应。另一方面，在熔融盐离子不会透过活性材料层的部分中不太可能发生氧化还原反应。根据本发明，通过规定空隙之间的距离可减少不发生氧化还原反应的部分。因此，提高了活性材料的利用率。

在上述用于熔融盐电池的电极中，优选将所述参考距离设为临界浸渍距离的两倍，所述临界浸渍距离为熔融盐离子透过所述电极的距离。

根据本发明，提高了活性材料层的利用率，因为减少了熔融盐离子不透过活性材料层的部分。

在上述用于熔融盐电池的电极中，优选的是，所述集电器包含金属片的集合体。

根据本发明，金属片之间的间隙为用于容纳活性材料的小空间，且所述小空间以网络形状联接起来而形成内部空间。

在上述用于熔融盐电池的电极中，优选的是，所述金属片包含铝纤维。

根据本发明，由于铝比铜和铁轻，所以与由铜纤维和铁纤维制成的集电器相比，铝纤维能够降低集电器的重量。

在上述用于熔融盐电池的电极中，优选的是，所述集电器包含金属多孔体。

所述金属多孔体具有大量空隙并具有导电性。因此，能够将金属多孔体用作集电器。