[发明专利]钠二次电池

说明书

技术领域

本发明涉及钠二次电池，更详细而言，涉及一种包含熔点降低的熔融盐电解质的钠二次电池。

背景技术

随着新再生能源利用的急剧增加，对利用了电池的能源存储装置的必要性正在急剧增加。在这种电池中，可以利用铅电池、镍/氢电池、钒电池和锂电池。但是，铅电池、镍/氢电池由于能量密度非常小，存在如要存储相同容量的能量则需要许多空间的问题。另外，就钒电池而言，由于使用含有重金属的溶液而成为环境污染因素，而且负极与正极间的物质通过分离负极与正极的隔膜而小量地移动，因而具有性能降低的问题，处于无法大规模商业化的状态。就能量密度和功率特性非常优异的锂电池而言，在技术上非常有利，但由于锂材料的资源稀缺性，在用作大规模电力存储用二次电池方面，具有缺乏经济性的问题。

为了解决这种问题，有许多旨在将从资源角度而言在地球上丰富的钠用作二次电池材料的尝试。其中，如美国公开专利第20030054255号所示，利用对钠离子具有选择传导性的β-氧化铝并在负极担载钠、在正极担载硫的形态的钠硫电池现在正被作为大型电力存储装置使用。

但是，钠-硫电池或钠-氯化镍电池之类的现有基于钠的二次电池具有的缺点是，考虑到传导率和电池构成物的熔点，在如钠-氯化镍电池的情况下，需要至少在250℃以上工作，在钠-硫电池的情况下，具有至少300℃以上的工作温度。由于这种问题，为了维持温度、维护气密性、加强安全性，在制作上或经营上的经济性方面有许多不利之处。为了解决如上所述的问题，开发了常温(Room temperature)型的基于钠的电池，但由于功率非常低，与镍-氢电池或锂电池相比，竞争力很低。

现有技术文献

专利文献：美国公开专利第20030054255号

发明内容

本发明的目的是提供一种能够在较低温度下工作的钠二次电池，具体而言，提供一种能够在保持离子传导率的同时进行低温工作，电池的功率效率显著提高，充放电循环特性在长期保持稳定，防止劣化并具有得到提高的电池寿命，电池的稳定性提高的钠二次电池。

本发明的钠二次电池包括：含有钠的负极、含有过渡金属和碱金属卤化物的正极、在所述负极与正极之间具备的钠离子传导性固体电解质，所述正极含浸于由下述化学式1表示的熔融盐电解质。

化学式1

NaM(X¹)_n(X²)_4-n

在所述化学式1中，所述M可以是选自具有3价的氧化态的金属和准金属中的元素，所述X¹和X²可以各自独立地选自卤族元素，所述n可以为0<n<4。

在本发明一个实施例的钠二次电池中，所述n可以为0.2≤n≤3.8。

在本发明一个实施例的钠二次电池中，所述X¹可以为氯(Cl)，所述X²可以为碘(I)，所述n可以为2.0≤n≤3.8。

在本发明一个实施例的钠二次电池中，所述X¹可以为氯(Cl)，所述X²可以为溴(Br)，所述n可以为0.2≤n≤3.8。

在本发明一个实施例的钠二次电池中，所述M可以为硼、铝、镓或铟。

在本发明一个实施例的钠二次电池中，所述熔融盐电解质可以具有150℃以下的熔点。

在本发明一个实施例的钠二次电池中，所述熔融盐电解质还可以含有钠卤化物盐电极活性物质。

在本发明一个实施例的钠二次电池中，所述负极可以包含金属钠或钠合金。

在本发明一个实施例的钠二次电池中，所述二次电池的运转温度可以为100～200℃。

本发明的钠二次电池采用含有包含2种以上卤素的钠·金属卤素盐的熔融盐电解质，从而电解质的熔点得到调节，电池能在较低温度工作，具有电池功率效率显著提高的效果。

另外，本发明的采用熔融盐电解质的钠二次电池，其充放电循环特性在长期保持稳定，防止劣化，从而具有得到提高的电池寿命，具有电池稳定性提高的效果。

附图说明

图1是简要表示本发明一个实施例的钠二次电池的结构的概念图。符号说明

1:钠二次电池

10:负极

30:正极

35:熔融盐电解质

50:固体电解质

具体实施方式