[发明专利]非水电解质卤素电池

说明书

技术领域

本发明涉及非水电解质卤素电池。

背景技术

以往，在有机非水系极性溶剂中浸渍活性炭正极及锂金属负极而形成的电池中，提出了向有机非水系极性溶剂添加卤素的方案(参考专利文献1)。通过如此添加卤素，使端子电压为3.8V以上的高电压部分消失，能够使放电电压平坦。另外，提出了通过包含锂离子和卤素的非水电解液配置碳正极和由金属锂构成的负极而得到的电池(参考专利文献2)。对于该电池而言，能够实现高容量且高输出的能量蓄电装置。

专利文献1：日本特开昭63-168973号公报

专利文献2：日本特开2009-64584号公报

发明内容

发明所要解决的问题

对于上述的专利文献1、2的电池而言，可以认为在放电时锂离子从金属锂负极溶出，在正极卤素变为卤素离子，在充电时会发生其逆反应。具体而言，例如在卤素为碘的情况下，认为充放电时在负极发生式(1)的反应，在正极发生式(2)的反应。锂的标准电极电位为-3.04V，碘的标准电极电位为+0.53V，因此，对于这种电池而言，工作电压的理论最大值为3.57V。然而，在理论电压中，工作电压有时不充分，希望进一步提高工作电压。

本发明为了解决这样的问题而完成，其目的是在于提供使用包含锂离子和卤素的离子传导介质的能够进一步提高工作电压的卤素电池。

用于解决问题的方法

为了实现上述目的，本发明人发现，在使用包含锂离子和卤素的离子传导介质的非水电解质卤素电池中，将与卤素形成分子络合物的非水系溶剂使用于离子传导介质时，能够进一步提高工作电压，从而完成了本发明。

即，本发明的非水电解质卤素电池具备：

以放出锂离子的材料作为负极活性物质的负极；

以卤素作为正极活性物质的正极；以及

夹设在所述正极与所述负极之间、包含锂离子、卤素和与卤素形成分子络合物的非水系溶剂并传导锂离子的离子传导介质。

发明效果

对于该非水电解质卤素电池而言，在使用包含锂离子和卤素的离子传导介质的非水电解质卤素电池中，能够进一步提高工作电压。能得到这种效果的理由还未明确，但可认为由于离子传导介质中的卤素分子与非水系溶剂形成分子络合物而使发生正极反应的电位升高。在此，分子络合物是指同种或2种以上的稳定的分子以一定的比例直接键合而形成的化合物，也可以称为分子化合物。需要说明的是，是否与卤素形成分子络合物可以通过拉曼光谱中的、规定的键的伸缩引起的峰在添加有卤素时是否移动来进行判断。

附图说明

图1是示意性地表示本发明的非水电解质卤素电池10的一例的说明图。

图2是表示杯形电池20的构成的概略的说明图。

图3是实施例1的放电曲线。

图4是实施例2的放电曲线。

图5是实施例3的放电曲线。

图6是实施例4的放电曲线。

图7是比较例1的放电曲线。

图8是比较例2的放电曲线。

图9是比较例3的放电曲线。

图10是实施例5的放电曲线。

图11是实施例6的充放电曲线。

图12是实施例7的放电曲线。

图13是实施例8的充放电曲线。

图14是实施例9的充放电曲线。

图15是实施例10的充放电曲线。

图16是实施例11的充放电曲线。

图17是实施例12的放电曲线。

图18是实施例13的放电曲线。

图19是实施例14的放电曲线。

图20是实施例15的充放电曲线。

图21是实施例16的充放电曲线。

图22是实施例17的放电曲线。

图23是实施例18的放电曲线。

图24是实施例19的放电曲线。

图25是实施例20的放电曲线。

图26是比较例4的放电曲线。

图27是实施例21的放电曲线。

图28是实施例22的放电曲线。

图29是实施例23的放电曲线。

图30是实施例24的放电曲线。

图31是比较例5的放电曲线。

图32是实施例25的放电曲线。

图33是实施例26的放电曲线。