[发明专利]熔融盐电池的制造方法以及熔融盐电池

说明书

技术领域

本发明涉及制造熔融盐电池的方法以及熔融盐电池。

背景技术

熔融盐电池使用与用于其他非水电解质二次电池的方法相同的方法制造。专利文献1公开了通过使用有机电解液作为电解质制造非水电解质二次电池的方法。在该制造方法中，首先将容纳正极和负极的电池容器置于室内。接着，对该室进行抽真空且进行加热以干燥电池容器并除去水分。随后使该室恢复到正常压力且将有机电解液注入电池容器中。

在这种情况下，在有机电解液制造阶段将水分从有机电解液中除去。然而，在有机电解液中使用的有机溶剂具有类似于水的物理性质如沸点。因此，例如，如专利文献2中所公开的，从有机电解液中除去水需要提纯步骤，诸如精密蒸馏。此外，如果在二次电池中存在水分，则由于电解质的水解而引起电阻增加且充放电容量减小。另外，二次电池的长期使用引起对于电池劣化的担忧。因此，在非水电解质二次电池制造方法中进行水分除去处理。

然而，当制造熔融盐电池时，也可以在制造形成电解质的熔融盐时除去水分。然而，熔融盐是极性吸湿性物质。因此，当在制造熔融盐之后储存或运输熔融盐时或在制造电池时，存在熔融盐会受大气和工具影响并吸收水分的担忧。结果，可以将上述文献中公开的制造方法用于熔融盐电池，但不可能实现与常规二次电池相比类似或更大的可靠性。也就是说，存在二次电池的性能会由于在熔融盐中包含水而长时间劣化的担忧。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2000-188114号公报

专利文献2：日本特开平10-270076号公报

发明内容

发明要解决的问题

本发明的目的在于提供制造具有低含水量的熔融盐电池的方法和提供能够长时间使用的熔融盐电池。

解决所述问题的方法

为了实现上述目的，本发明的第一方式提供一种制造熔融盐电池的方法。所述制造熔融盐电池的方法具有：将正极、负极和隔膜容纳在电池容器中的容纳步骤；将熔融盐注入所述电池容器中的注入步骤；用具有气体排出口的封闭盖封闭所述电池容器的封闭步骤；在所述气体排出口打开的状态下将所述电池容器容纳在室内，并在所述室内在真空下加热所述电池容器的加热干燥步骤；和将所述气体排出口封闭的密封步骤。

根据该构造，在所述气体排出口打开的状态下将所述电池容器容纳在室内并在所述室内在真空下加热所述电池容器。通过以此方式除去在熔融盐、正极、负极和隔膜中存在的水，可以减少熔融盐电池中的含水量。

在上述制造熔融盐电池的方法中，优选在进行加热所述电池容器的加热干燥步骤之前包括加热和部分充电步骤。

根据该构造，通过包括加热和部分充电步骤，可以显著地减少在最终的将所述气体排出口封闭的密封步骤中电池内的水分含量。此外，在加热和部分充电步骤中，在加热熔融盐的同时进行充电到电池容量的约10%～约50%。因为充电深度为约10%～约50%，而不是100%，所以将该操作称作部分充电。

在上述制造熔融盐电池的方法中，所述熔融盐含有由N(SO₂-R1)(SO₂-R2)(R1和R2各自独立地为氟原子或氟烷基)表示的阴离子以及碱金属和碱土金属中的至少一种的阳离子，且在所述加热干燥步骤中，优选在所述熔融盐的熔点以上且所述熔融盐分解的分解温度以下的温度下对所述熔融盐进行加热。

根据该构造，因为在液体状态下对熔融盐进行加热，所以可以有效地除去熔融盐中所包含的水。另外，因为加热温度为熔融盐分解的分解温度以下，所以可以抑制加热干燥步骤中熔融盐的分解。此外，在加热干燥步骤中，除了在熔融盐中存在的水分之外，还可以同时除去在正极、负极和隔膜中存在的水分。

在上述制造熔融盐电池的方法中，所述熔融盐优选含有由N(SO₂-R1)(SO₂-R2)(R1和R2各自独立地为氟原子或氟烷基)表示的阴离子以及作为阳离子的钠离子和选自如下的至少一种阳离子：季铵离子、咪唑离子、咪唑啉离子、吡啶离子、吡咯烷离子、哌啶离子、吗啉离子、离子、哌嗪离子和锍离子。

通过使用钠离子和选自季铵离子、咪唑离子、咪唑啉离子、吡啶离子、吡咯烷离子、哌啶离子、吗啉离子、离子、哌嗪离子和锍离子的至少一种阳离子作为阳离子，可以使熔融盐的熔点降低到低于仅含有碱金属和碱土金属作为阳离子的熔融盐的熔点以及可以提供在电解质粘性和离子导电率方面更易于操作的熔融盐电池电解质。

在上述制造熔融盐电池的方法中，优选在所述加热干燥步骤之后经由所述气体排出口向所述电池容器内填充惰性气体。