[发明专利]多价金属二次电池

说明书

技术领域

本发明涉及一种具备包含多价金属的负极的多价金属二次电池。更详细而言，本发明涉及多价金属二次电池以及其中使用的正极活性物质，其能够适用于电力的储存、混合动力车或电动汽车的电源、具有高性能的移动设备的电源等。

本发明的多价金属二次电池具有高工作电压和高能量密度，而且安全性优异，因此其被期待着适合用作电力的储存用二次电池、混合动力车及电动汽车等中使用的车载用二次电池、移动设备用二次电池等。

背景技术

近年来，正在寻求能量供需最优化、并且降低对环境的负荷，所以对二次电池的需求增加。另外，正在寻求移动设备的小型化和高性能化，所以希望二次电池小型化和高容量化。目前，在电力的储存用二次电池、车载用二次电池、移动设备用二次电池等中，使用锂离子二次电池。然而，锂离子二次电池有时会因过度充电等而出现发热。

因此，提出了一种具有包含谢弗雷尔(Chevrel)化合物作为正极活性物质的正极和电解液的镁二次电池，所述电解液由在四氢呋喃中溶解有、格氏试剂(Grignardreagent)和氯化铝的溶液构成(例如参照非专利文献1)。

现有技术文献

非专利文献

非专利文献1：DoronAurbach等人,“镁二次电池的原型系统”(Prototypesystemsforrechargeablemagnesiumbatteries,Nature,2000年10月12日发行,第407卷,第724－727页。

发明内容

发明所要解决的课题

然而，非专利文献1中记载的镁二次电池的工作电压低、且每单位质量的电荷容量小，所以期待有一种能够确保更高的工作电压和能量密度、且安全性更优异的二次电池。

本发明鉴于上述现有技术而提出，其课题在于提供一种多价金属二次电池以及其中所使用的正极活性物质，能够确保更高的工作电压和能量密度，而且安全性更优异。

解决课题的方法

本发明涉及下述的(1)～(4)：

(1)一种多价金属二次电池，其具备负极、正极、和介于上述正极与负极之间的电解液，所述负极包含由具有－0.7V以下的标准电极电位的多价金属构成的负极活性物质；

其中，上述正极是包含由锂化合物构成的正极活性物质的正极；

(2)上述(1)所述的多价金属二次电池，其中，上述电解液是含有包含锂阳离子和上述多价金属的阳离子的溶液的电解液；

(3)上述(1)或(2)所述的多价金属二次电池，其中，上述多价金属是选自由金属钙、金属镁、金属铝和金属锌组成的组的金属；以及

(4)上述(3)所述的多价金属二次电池，其中，上述多价金属是金属镁。

发明效果

根据本发明的多价金属二次电池和正极活性物质，能够发挥优异的效果，确保更高的工作电压和能量密度，而且安全性更优异。

附图说明

图1中，(A)是显示本发明的一实施方式所涉及的多价金属二次电池在放电反应时的状态的概略说明图，(B)是显示本发明的一实施方式所涉及的多价金属二次电池在充电反应时的状态的概略说明图。

图2是本发明的另一实施方式所涉及的多价金属二次电池的概略说明图。

图3是显示在实施例1的情况下的循环伏安图的图，其中，使用以锂阳离子从锂化合物(LiFePO₄)中脱离的磷酸铁(FePO₄)作为主体化合物的工作电极、由经研磨的金属镁构成的参比电极和由经研磨的金属镁构成的反电极。

图4是显示实施例2中使用混合有锂盐和镁盐的电解液的情况下的循环伏安图的图。

图5是显示实施例3中使用混合有锂盐和镁盐的电解液的情况下时的充放电特性的研究结果的充放电曲线的曲线图。

图6是显示实施例4中使用混合有锂盐和镁盐的电解液的情况下的循环伏安图的图。

图7是显示实施例4中将截止电位设定为1.3V、且使用混合有锂盐和镁盐的电解液的情况下的充放电特性的研究结果的充放电曲线的曲线图。

图8是显示在实施例5中进行充电后和放电后的正极活性物质的X射线衍射分析的结果的X射线衍射图。

图9是显示在实施例6中使用包含由Chevrel化合物(Mg₂Mo₂Cr₄S₈)构成的正极活性物质的正极的情况下的循环伏安图的图。