[发明专利]钠二次电池用正极活性物质、钠二次电池用正极、以及钠二次电池

说明书

技术领域

本发明涉及钠二次电池用正极活性物质、具有所述活性物质的钠二次电池用正极、以及钠二次电池，其中，所述钠二次电池用正极活性物质包含具有α-NaFeO₂型晶体结构的含有钠的复合金属氧化物。

本申请要求基于2013年3月28日在日本提出申请的特愿2013-70300号的优先权而在此援引其内容。

背景技术

近年来，作为二次电池，锂二次电池得到应用，其用途也逐渐扩展。但是，在锂二次电池中使用的锂在资源上不可谓丰富，将来存在锂资源枯竭的可能性。

另一方面，与锂电池同属于碱金属的钠与锂相比，不但在资源角度丰富地存在，而且要比锂廉价一个数量级。另外，由于钠的标准电位较高，所以认为钠二次电池能够成为高容量的二次电池。

如果能够取代现有的锂二次电池而使用钠二次电池，则可以不担心资源的枯竭，大批量地生产例如车载用二次电池、分散型电力贮存用二次电池等大型二次电池。

在专利文献1和非专利文献1中，记载有使用由NaFe_0.4Ni_0.3Mn_0.3O₂表示的含有钠的复合金属氧化物作为电极活性物质的技术。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利文献特开2011-236117号公报。

非专利文献

非专利文献1：电气化学会第79次大会，演讲要旨集，p.134。

发明内容

发明所要解决的问题

但是，专利文献1和非专利文献1中的使用含有钠的复合金属氧化物作为正极活性物质的钠二次电池的放电电压不足，能量密度低。因此，不能说现有技术的钠二次电池可以充分用作非水电解质二次电池用。

本发明正是鉴于上述情况而完成的，其目的之一在于，提供一种可以带来具有高能量密度的钠二次电池的钠二次电池用正极活性物质、钠二次电池用正极以及钠二次电池。

用于解决问题的方法

为了解决上述问题，本发明的一个方式提供一种钠二次电池用正极活性物质，其包含具有α-NaFeO₂型晶体结构且由下述式(1)表示的复合金属氧化物。

Na_a(Fe_wNi_xMn_y-zTi_z)O₂……(1)

在此，a为0.6以上且1以下，w大于0且小于0.5，x大于0且小于0.5，y大于0.03且为0.5以下，z为0.03以上且小于0.5，w+x+y＝1，而且y＞z。

在本发明的一个方式中，优选z为0.3以下。

在本发明的一个方式中，优选y为0.2以上。

在本发明的一个方式中，优选w为0.15以上且0.45以下。

在本发明的一个方式中，优选a、w、x、以及y满足a+3w+2x+4y＝4的关系。

另外，本发明的一个方式提供含有上述钠二次电池用正极活性物质的钠二次电池用正极。

另外，本发明的一个方式提供具有正极、负极、以及非水电解质的钠二次电池，其中，所述正极具有上述钠二次电池用正极。

在本发明的一个方式中，优选所述非水电解质包含溶解于有机溶剂的非水电解液，而且，所述有机溶剂中包含有具有氟取代基的有机溶剂。

在本发明的一个方式中，优选具有所述氟取代基的有机溶剂是4-氟-1,3-二氧戊环-2-酮。

在本发明的一个方式中，优选包含正极、负极、配置在所述正极与所述负极之间的间隔件、以及非水电解液。

在本发明的一个方式中，优选所述间隔件是层叠含有耐热树脂的耐热多孔层与多孔膜而成的。

发明效果

根据本发明，能够提供一种可以带来具有高能量密度的钠二次电池的钠二次电池用正极活性物质、钠二次电池用正极、以及钠二次电池。

附图说明

图1A是示出本实施液体的钠二次电池的一例的电极组的示意图；

图1B是示出本实施液体的钠二次电池的一例的示意图；

图2是示出实施例的结果的XRD图的图表；

图3是示出实施例的结果的XRD图谱的图表；

图4是示出比较例的结果的XRD图谱的图表；

图5是示出实施例的结果的图表；

图6是示出实施例的结果的图表。

具体实施方式