學地吸收和放出堿金屬離子的材料。含鈉的金屬氧化物包括例 如鉻酸鈉（NaCr02)、錳酸鐵鈉（恥2/丨61/3]?11 2/302等）、Na2FeP04F、NaVP04F、NaCoP04、NaNiP04、 NaMnP04、NaMr^.5Nia504、NaMn。.5Nia502等。含堿金屬的金屬氧化物可單獨使用或以其多種的 混合物使用。
[0062] 正極活性材料的平均粒徑優(yōu)選為2μm以上且20μm以下。這種粒徑范圍傾向于 允許形成均勻的正極活性材料層，因此電極反應傾向于平穩(wěn)地進行。平均粒徑是通過使用 激光衍射的粒度分布測量系統(tǒng)所獲得的按體積計的粒度分布的中值直徑。
[0063] 圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的正極的前視圖，圖2是沿著圖1的線II-II 取的橫截面圖。
[0064] 熔融鹽電池用正極2包含正極集電器2a和附著至正極集電器2a的正極活性材料 層2b。正極活性材料層2b包含正極活性材料作為必需成分。正極活性材料層2b可包含導 電性碳材料、粘合劑等作為任選成分。
[0065] 要在正極中包含的導電性碳材料的實例包括石墨、碳黑、碳纖維等。在導電性碳材 料中，因為少量的碳黑有可能提供足夠的導電通路，所以碳黑是特別優(yōu)選的。碳黑的實例包 括乙炔黑、科琴黑、熱裂法炭黑等。相對于每100質(zhì)量份的正極活性材料，導電性碳材料的 含量優(yōu)選為2~15質(zhì)量份，更優(yōu)選為3~8質(zhì)量份。
[0066] 粘合劑用于將正極活性材料的粒子粘合在一起，并將正極活性材料固定到正極集 電器上。作為粘合劑，可使用的為氟樹脂、聚酰胺、聚酰胺-酰亞胺等。作為氟樹脂，可使 用的有聚偏二氟乙烯（PVDF)、聚四氟乙烯（PTFE)、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物，偏二氟乙 烯-六氟丙烯共聚物等。相對于每1〇〇質(zhì)量份的正極活性材料，粘合劑的含量優(yōu)選為1~ 10質(zhì)量份，更優(yōu)選3~5質(zhì)量份。
[0067] 作為正極集電器2a，可使用的有金屬箱、由金屬織物制成的無紡布、多孔金屬片 等。形成正極集電器的金屬從其在正極電位下的穩(wěn)定性的觀點來看優(yōu)選為鋁或鋁合金，但 沒有特別限制。當使用鋁合金時，鋁以外的金屬成分（例如？^51、附、111等）的含量優(yōu)選 為0.5質(zhì)量％以下。形成正極集電器的金屬箱的厚度例如為10~50μm。由金屬織物制成 的無紡布和多孔金屬片的厚度各自例如為1〇〇~600μm。集電用正極引線片2c可在正極 集電器2a上形成。正極引線片2c可如圖1中所示與正極集電器以單片形式形成，或可通 過經(jīng)由焊接或其它方法將單獨形成的引線片連接至正極集電器來實施。
[0068] [熔融鹽電解質(zhì)]
[0069] 熔融鹽電解質(zhì)包含90質(zhì)量％以上的含元素A的鹽（第一鹽）的離子液體。該離 子液體可以是在熔融鹽電池的工作溫度范圍內(nèi)呈液態(tài)的化合物。熔融鹽電解質(zhì)在高耐熱性 和不燃性方面是有利的。因此，期望熔融鹽電解質(zhì)包含盡可能少的離子液體以外的成分。 然而，可以在熔融鹽電解質(zhì)中以不顯著降低耐熱性和不燃性的量包含各種添加劑和有機溶 劑。為了避免耐熱性和不燃性的降低，包含第一鹽的離子液體優(yōu)選占熔融鹽電解質(zhì)的95~ 100質(zhì)量％。
[0070] 第一鹽是元素A的陽離子和陰離子的鹽，所述陽離子是堿金屬元素的陽離子。陰 離子優(yōu)選為多原子陰離子，可例示的例如有pf6、BF4、C104和由[0?402) (R2S02)]N(其中 R1和R2各自獨立地為F或CnF2n+1，且1彡η彡5)表示的陰離子（在下文中也將該陰離子稱 作雙（磺酰）胺陰離子）。其中，從熔融鹽電池的耐熱性和離子傳導性的觀點來看，雙（磺 酰）胺陰離子是優(yōu)選的。
[0071] 特別地，雙（磺酰）胺陰離子包括雙（氟磺酰）胺陰離子、（氟磺酰）（全氟烷基磺 酰）胺陰離子和雙（全氟烷基磺酰）胺陰離子（PFSA:雙（五氟乙基磺酰）亞胺陰離子）。 全氟烷基中的碳原子數(shù)例如為1~5,優(yōu)選為1~2,更優(yōu)選為1。這些陰離子可以單獨使用 或以其兩種以上的混合物使用。
[0072] 在雙（磺酰）胺陰離子中，雙（氟磺酰）胺陰離子（FSA)、雙（三氟甲基磺酰）胺 陰離子（TFSA)、雙（五氟乙基磺酰）胺陰離子、（氟磺酰）（三氟甲基磺酰）胺陰離子等是 優(yōu)選的。
[0073]當元素Α是鈉時，第一鹽的具體實例包括鈉離子和FSA的鹽（Na*FSA)，鈉離子和 TFSA的鹽（Na·TFSA)等。
[0074] 在一些情況下，取決于熔融鹽電池的工作溫度或用途，第一鹽可單獨占離子液體 的90質(zhì)量％以上。然而，離子液體優(yōu)選為與第一鹽以外的鹽的混合物。在這種情況下，可 以降低離子液體的熔點和熔融鹽電解質(zhì)的熔點。
[0075] 也就是說，離子液體優(yōu)選包含諸如PF6、BF4、C104的陰離子或雙（磺酰）胺陰離 子與陽離子的鹽（第二鹽）作為第一鹽以外的鹽。在這種情況下，可以進一步提高熔融鹽 電池的耐熱性和離子傳導性。其中，雙（磺酰）胺陰離子是優(yōu)選的。雙（磺酰）胺陰離子 的具體實例可以列為與上面列出的那些相同的化合物。
[0076] 第二鹽的陽離子的實例包括有機陽離子和元素A的陽離子以外的堿金屬陽離子。 可例示的有機陽離子有含氮的陽離子、含硫的陽離子、含磷的陽離子等?？衫镜暮栯x 子有衍生自脂族胺、脂環(huán)胺或芳族胺（例如季銨陽離子等）的陽離子、各自具有含氮雜環(huán)的 有機陽離子（即，衍生自環(huán)胺的陽離子）等。
[0077]季銨陽離子例如包括四烷基銨陽離子（四Qi。烷基銨陽離子等）等，四烷基銨陽 離子包括四甲基銨陽離子、乙基三甲基銨陽離子、己基三甲基銨陽離子、乙基三甲基銨陽離 子（TEA+)、甲基三乙基銨陽離子（TEMA+)等。
[0078]含硫陽離子包括叔锍陽離子如三烷基锍陽離子（例如三Qi。烷基锍陽離子等）， 三烷基锍陽離子例如包括三甲基锍陽離子、三己基锍陽離子、二丁基乙基锍陽離子等。
[0079] 含磷陽離子例如包括季轔陽離子等，季書陽離子包括四烷基轔陽離子（例如四 Q1Q烷基_陽離子），諸如四甲基儀陽離子、四乙基轔陽離子和四辛基_陽離子；烷基（烷 氧基烷基）轔陽離子（例如三Q1Q烷基（Ci5烷氧基Ci5烷基）_陽離子等），諸如三乙基 (甲氧基甲基）轔陽離子、二乙基甲基（甲氧基甲基）憐陽離子和三己基（甲氧基乙基）_ 陽尚子。在烷基（烷氧基烷基）__陽尚子中鍵合至憐原子的烷基和烷氧基烷基的總數(shù)為 四，烷氧基烷基的數(shù)目優(yōu)選為一或二。
[0080] 鍵合至季銨陽離子的氮原子、鍵合至叔锍陽離子的硫原子和鍵合至季鱗陽離子的 磷原子的各個烷基中的碳原子數(shù)優(yōu)選為1~8,更優(yōu)選為1~4,且特別優(yōu)選為1、2或3。
[0081] 在此，有機陽離子優(yōu)選為具有含氮雜環(huán)的有機陽離子。包含具有含氮雜環(huán)的有機 陽離子的離子液體實現(xiàn)了高的耐熱性和低的粘度，因此是有前途的熔融鹽電解質(zhì)?？衫?的有機陽離子的含氮雜環(huán)骨架為具有一或兩個作為成環(huán)原子的氮原子的5~8元雜環(huán)，諸 如吡咯烷、咪唑啉、咪唑、吡啶、哌啶等；具有一或兩個氮原子和其它雜原子作為成環(huán)原子 (氧原子、硫原子等）的5~8元雜環(huán)，諸如嗎啉。
[0082] 作為成環(huán)原子的氮原子可具有作為取代基的有機基團諸如烷基?？衫镜耐榛鶠?具有1~10個碳原子的烷基，諸如甲基、乙基、丙基和異丙基。烷基的碳原子的數(shù)目優(yōu)選為 1~8,更優(yōu)選為1~4,特別優(yōu)選為1、2或3。
[0083] 在具有含氮雜環(huán)的有機陽離子中，特別地，具有吡咯烷骨架的有機陽離子具有高 的耐熱性和低的制造成本，因此是有前途的熔融鹽電解質(zhì)。具有吡咯烷骨架的有機陽離子 優(yōu)選在形成吡咯烷環(huán)的氮原子上具有上述烷基中的兩種。具有吡啶骨架的有機陽離子優(yōu)選 在形成吡啶環(huán)的氮原子上具有上述烷基中的一種。具有咪唑啉骨架的有機陽離子優(yōu)選在形 成咪唑啉環(huán)的兩個氮原子中的每個上具有所述烷基中的一種。
[0084] 具有吡咯烷骨架的有機陽離子的具體實例包括1，1-二甲基吡咯烷|翁陽離子、 1，1-二乙基吡咯烷鐵陽離子、1-乙基-1-甲基吡咯烷_陽離子、1-甲基-1-丙基吡咯烷II 陽離子（MPPY+)、1-甲基-1- 丁基吡咯烷_陽離子（MBPY+:1- 丁基-1-甲基吡咯烷儘陽離 子）、1_乙基-1-丙基吡咯燒健陽離子等。其中，特別是從高電化學穩(wěn)定性的觀點來看，具 有甲基和有2~4個碳原子的烷基的吡咯烷f翁陽離子如MPPY+和MBPY+是優(yōu)選的。
[0085] 具有吡啶骨架的有機陽離子的具體實例包括1-烷基吡啶鐵陽離子諸如1-甲基吡 啶儀陽離子、1-乙基吡啶鐵陽離子和1-丙基吡啶鐵陽離子。其中，具有有1~4個碳原子 的烷基的吡啶t翁陽離子是優(yōu)選的。
[0086] 具有咪唑啉骨架的有機陽離子的具體實例包括1，3-二甲基咪唑輸陽離子、1-乙 基-3-甲基咪唑穩(wěn)陽離子（ΕΜΓ)、1-甲基-3-丙基咪唑輪陽離子、1- 丁基-3-甲基咪唑機 陽離子（ΒΜΓ)、1-乙基-3-丙基咪唑§翁陽離子、1-丁基-3-乙基咪唑猶陽離子等。其中， 具有甲基和有2~4個碳原子的烷基的咪唑_陽離子如ΕΜΓ和BMI+是優(yōu)選的。
[0087] 當熔融鹽電解質(zhì)包含90質(zhì)量％以上的第一和第二鹽的混合物且第二鹽是有機陽 離子和陰離子的鹽時，相對于在熔融鹽電解質(zhì)中包含的陽離子，在熔融鹽電解質(zhì)中包含的 元素A的濃度（如果第一鹽為單價的則等于第一鹽的濃度）優(yōu)選為2摩爾％以上，更優(yōu)選5 摩爾％以上，特別優(yōu)選為8摩爾％以上。此外，相對于在熔融鹽電解質(zhì)中包含的陽離子，元 素A的濃度優(yōu)選為30摩爾％以下，更優(yōu)選20摩爾％以下，特別優(yōu)選為15摩爾％以下。這 種熔融鹽電解質(zhì)具有高的第二鹽含量和低粘度，因此特別是在高倍率下的充放電期間有利 于實現(xiàn)高容量。可以將元素A的濃度的優(yōu)選上限和下限以任何組合進行組合以設定優(yōu)選的 范圍。例如，相對于在熔融鹽電解質(zhì)中包含的全部陽離子，元素A的濃度的優(yōu)選范圍可以為 2~20摩爾％，還可以為5~15摩爾％。
[0088] 考慮到熔融鹽電解質(zhì)的熔點、粘度和離子傳導性之間的平衡，第一鹽和第二鹽的 摩爾比（第