[发明专利]钠离子二次电池用添加剂以及钠离子二次电池

说明书

技术领域

本发明涉及钠离子二次电池用添加剂以及钠离子二次电池。更具体地，本发明涉及能够提高耐久性的钠离子二次电池用添加剂以及使用该添加剂的钠离子二次电池。

背景技术

近年来，为了应对大气污染、地球温室效应，迫切地期望降低二氧化碳排放量。在汽车产业界，集中期望通过引入电动汽车(EV)、混合电动汽车(HEV)来降低二氧化碳排放量，而作为它们实用化的关键的发动机驱动用二次电池的开发正日益盛行。作为发动机驱动用二次电池，具有高理论能量的锂离子二次电池已备受关注，目前其开发进展迅速。然而，锂作为一种资源，与例如钠相比并不丰富，所以价格高。因此，为了实现电池的低成本化以及稳定的供给，替代锂离子二次电池的钠离子二次电池的开发目前也正在进行。

现有技术中已提出了钠离子电池用电解液，其粘度低，电导率大，即使在高电位下也不易分解，且能够利用充放电甚至达到高的正电位区域的物质作为正极活性物质。例如，已提出了包含链式饱和烃二腈化合物、链式氰基醚化合物及氰基乙酸酯等腈化合物等、和环状碳酸酯、环状酯、链状碳酸酯等的钠离子电池用电解液(参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010-165674号公报

发明内容

然而，对于使用了上述专利文献1中记载的钠离子电池用电解液的钠离子电池，虽然通过对电池构成进行设计能够抑制高正电位下的电解液分解，但无法抑制负极表面的电解液分解。此外，存在无法抑制正极表面的电解液被分解物的进一步分解、缺乏耐久性的问题。

本发明鉴于如上所述的现有技术中存在的问题而完成，目的在于提供能够提高耐久性的钠离子二次电池用添加剂以及使用该添加剂的钠离子二次电池。

即，本发明的钠离子二次电池用添加剂的特征在于，包含由具有氟基的饱和环状碳酸酯及具有氟基的链状碳酸酯中的至少一种构成的化合物。

此外，本发明的钠离子二次电池具备非水电解液、正极、以及负极，所述非水电解液包含上述钠离子二次电池用添加剂、以及由饱和环状碳酸酯构成的非水溶剂或由饱和环状碳酸酯及链状碳酸酯构成的非水溶剂，所述负极的表面具有由含有碳、氧、氟及钠的复合材料构成的被膜，并且包含负极活性物质，所述负极活性物质包含硬碳。

附图说明

图1为剖面示意图，示出了本发明的一实施方式涉及的钠离子二次电池。

图2是显示出各例的循环伏安试验的结果的曲线图。

图3是显示出各例的各充放电循环后的容量的曲线图。

图4是显示出各例的各充放电循环后的容量的曲线图。

图5是显示出各例的各充放电循环后的容量的曲线图。

图6是显示出各例的各充放电循环后的容量的曲线图。

图7是显示出各例的各充放电循环后的充放电效率的曲线图。

图8(a)～(e)分别为参考例、比较例1-1、实施例1-1、实施例1-3及实施例1-4的扫描型电子显微镜图像。

符号说明

1 钠离子二次电池

10 电池元件

11 正极

11A 正极集电体

11B 正极活性物质层

12 负极

12A 负极集电体

12B 负极活性物质层

12C 被膜

13 电解质层

14 单电池层

21 正极极耳

22 负极极耳

30 外装体

发明的具体实施方式

以下，对本发明的钠离子二次电池用添加剂以及钠离子二次电池进行具体说明。

首先，对本发明的一实施方式的钠离子二次电池用添加剂进行具体说明。本实施方式的钠离子二次电池用添加剂包含选自下组中的至少1种：具有氟基的饱和环状碳酸酯、以及具有氟基的链状碳酸酯。

这样的添加剂例如在最初的充电时，与构成非水电解液的非水溶剂相比，更先在负极表面发生还原分解，有利于负极表面的被膜的形成。进而，由于形成了被膜，使用了上述添加剂的钠离子二次电池能够抑制非水溶剂的分解、抑制容量的降低。即，使用了上述添加剂的钠离子二次电池的耐久性提高。需要说明的是，该被膜被称为固体电解质被膜、即SEI(Solid Electrolyte Interface)被膜，具体如后所述。