[发明专利]用金属钠被覆的电极的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及用金属钠被覆的电极的制造方法和在该制造方法中使用的钠分散组合物。

本申请基于2011年9月29日在日本申请的特愿2011-213624号主张优先权，并将其内容援引于此。

背景技术

锂离子电池在手机、汽车、蓄电池等各种领域中的需求不断高涨，但由于成为其负极材料的锂的原料矿石遍及世界，所以近年来世界性供给紧张日益加剧。与此相对，在海水、岩盐层中富含成为钠的原料的氯化钠，并分布于全世界。因此，期望开发使用钠代替锂的钠离子二次电池。

作为以钠为原料的电池，钠-硫（NaS）电池已经实用化，但驱动NaS电池需要300℃以上的温度，限于特定的电力贮藏用途，尚未达到一般用途的实用化。另外，在NaS电池中，以熔融的钠为负极活性物质、以SUS制的网、钢丝绒等为集电体来构成负极，由于金属钠以活性大的液体的状态使用，所以具有在固体电解质破损时金属钠容易进入正极室一侧而引起短路的缺点。

在钠二次电池中，为了不使钠移动到正极侧，需要使钠以不切断与集电体的电接合的方式接合，抑制钠的流动。因此，例如以使金属钠或钠化合物层状地附着于集电体的表面而维持导通的方式接合的负极被用作钠二次电池的负极。

作为用金属钠被覆支承体的表面的方法，例如已知一种金属钠被覆体的制造方法，其特征在于，使金属钠溶解在液氨中，使该溶液接触通气性好、表面积大的支承体后，使氨挥散（例如，参照专利文献1）。

另外，已知一种负极的制造方法，即在钠二次电池的制造方法中，在将负极活性物质和聚偏氟乙烯以95:5的比率混合而成的混合物中适量加入N-甲基吡咯烷酮并混合，得到涂料状浆液，在厚度10μm的铜箔的一部分贴合遮蔽胶带，用刮刀将上述浆液涂布于表面后，干燥而形成涂膜，接着，在相反侧的一面也形成相同的涂膜后，实施辊压，制作宽度约55mm、长度约330mm、厚度约230μm的电极作为负极，并且，在该负极的一端压接切成宽度5mm、长度20mm、厚度200μm的金属钠（例如，参照专利文献2）。作为该负极的制造方法的改良方法，已知如下方法，即，使压接金属钠前的负极浸渍于在冷却至-40℃左右的充满容器的液氨中溶解了钠金属的溶液中后，取出，放入室温的真空室内，进行氨的除去，由此制造预掺杂有钠离子的负极（例如，参照专利文献3）。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开昭61-074641号公报

专利文献2：日本特开2010-272492号公报

专利文献3：日本特开2011-009202号公报

发明内容

钠的活性比锂大，容易因空气中的水分而失活，另外，由于与水分剧烈反应，所以操作困难。特别是存在如下问题，即，钠难以与铜等金属制作合金，将铜箔等金属箔作为集电体时，难以使钠与集电体表面接合。

另外，由于专利文献1和3中记载的方法使用液氨，所以存在操作繁琐的问题。另外，专利文献2中未记载具体的方法，以及存在根据基板的种类未必能够得到满意的层叠体的问题。

本发明的目的在于提供一种制造使金属钠层状且强力地附着于集电体的表面的用金属钠被覆的电极的方法和在该方法中使用的钠分散组合物。

本发明的第一方式涉及一种用金属钠被覆的电极的制造方法，包括选自下述工序（1）～（4）中的任一个工序。

（1）在氧浓度为0.01%以下、露点为-10℃以下的非活性气体环境下，在集电体上涂布钠分散体并加热干燥的工序，该钠分散体含有选自亚胺盐和粘结剂中的至少一个和金属钠，

（2）在氧浓度为0.01%以下、露点为-10℃以下的非活性气体环境下，将表面显示金属光泽的固体金属钠片压接在集电体上的工序，

（3）减压环境下使金属钠蒸镀在集电体上的工序，和

（4）在氧浓度为0.01%以下、露点为-10℃以下的非活性气体环境下，将在150～300℃的温度对表面进行了烧制的集电体浸渍于除去了在表面产生的由杂质形成的被膜后的熔融金属钠中的工序。

上述制造方法优选包括工序（1）。

由上述工序（1）得到的用金属钠被覆的电极优选进一步进行加压成型。

上述工序（1）中使用的上述钠分散体优选含有亚胺盐和金属钠。

上述亚胺盐优选是选自双氟代磺酰亚胺钠盐和双氟代磺酰亚胺钾盐中的至少一个。

本发明的第二方式涉及含有金属钠和亚胺盐的钠分散组合物。

上述亚胺盐优选是选自双氟代磺酰亚胺钠盐和双氟代磺酰亚胺钾盐中的至少一个。