結構中形成 的空隙（或孔）。
[0063] 在裡離子二次電池中，許多裡離子在充放電期間嵌入到石墨的層狀結構的層間部 分中和從石墨的層狀結構的層間部分脫嵌。此外，層狀結構的比例是大的。因此，由于充放 電而導致的活性材料的體積變化是大的。充放電的重復顯著地劣化活性材料。在鋼烙融鹽 電池中，鋼離子被插入到亂層結構中的空隙等中和從亂層結構中的空隙等釋放。因此，釋放 了由鋼離子的插入和釋放而引起的應力從而降低體積的變化，因此即使重復進行充放電也 抑制劣化。
[0064] 關于硬碳的結構，已經(jīng)報道了各種模型。據(jù)認為，在亂層結構中，碳層平面W=維 移位的狀態(tài)堆疊從而形成如上所述的空隙。因此，與具有其中碳層平面W層狀致密堆疊的 晶體結構的石墨相比，硬碳具有低的平均比重。石墨具有約2. Ig/cm3~約2. 25g/cm3的平 均比重。硬碳具有例如1. 7g/cm3W下且優(yōu)選1. 4g/cm3~1. 7g/cm3或1. 5g/cm3~1. 7g/cm3 的平均比重。硬碳的所述平均比重僅導致因充放電期間鋼離子的吸藏和放出而造成的小的 體積變化，因此有效地抑制活性材料的劣化。
[0065] 硬碳具有例如3Jim~20Jim且優(yōu)選5Jim~15Jim的平均粒度（在體積粒度分布 中的50%的累積體積處的粒度）。在其中平均粒度在上述范圍內(nèi)的情況下，容易提高負極 中負極活性材料的填充性質。
[0066] 硬碳包含通過例如固態(tài)原料的碳化而獲得的碳質材料。在固態(tài)下經(jīng)受碳化的原料 是固體有機物質。其具體實例包括糖類和樹脂類（熱固性樹脂如酪醒樹脂，和熱塑性樹脂 如聚偏二氯乙締）。糖類的實例包括具有相對短糖鏈的糖類（單糖類如薦糖）；和多糖類如 纖維素[例如，纖維素及其衍生物（纖維素醋、纖維素酸等），和含纖維素的材料如木材和果 殼（挪子殼等）]。硬碳中也包括玻璃碳。可W單獨使用單個類型的硬碳?？蒞組合使用兩 種W上類型的硬碳。
[0067] 負極活性材料沒有特別限制，只要其包含硬碳即可。負極活性材料可包含硬碳W 外的且可逆地吸藏和放出鋼離子的材料。負極活性材料的硬碳含量為例如90質量％ ^上 且優(yōu)選95質量％ ^上。還優(yōu)選將硬碳單獨用作負極活性材料。
[0068]在鋼烙融鹽電池中，在充電期間沒有被吸藏在負極中的鋼離子可W金屬鋼粒子的 形式在負極的表面上析出。隨著負極的容量低于正極的容量，金屬鋼粒子的析出變得顯著。 在負極的表面上析出的金屬鋼粒子容易脫落。脫落的金屬鋼離子不參與充放電反應，因此 降低電池容量從而劣化循環(huán)特性。從抑制金屬鋼析出的觀點來看，優(yōu)選負極的容量應大于 正極的容量。
[0069] 因為硬碳具有相對大的不可逆容量，所W較大的負極容量導致負極容量中較高比 例的不可逆容量。運降低實際參與充放電反應的負極的可逆容量。因此難W提供高容量電 池。
[0070]在本發(fā)明的實施方式中，負極的可逆容量C。對正極的可逆容量CP的比CyCp為 0. 86~1. 2。在其中可逆容量比cyCp在上述范圍內(nèi)的情況下，提高了正極與負極之間的容 量平衡，從而抑制負極的不可逆容量的過渡增加，同時抑制金屬鋼在負極表面上的析出。結 果，抑制了負極容量的降低從而提高電池容量且進一步提高循環(huán)特性。
[007"CyCp比為0. 86W上，優(yōu)選0. 88W上，且更優(yōu)選0. 89W上或0. 9W上。CyCp比 為1. 2W下，優(yōu)選小于1. 2,更優(yōu)選1. 15W下或1. 1W下，并且特別優(yōu)選1. 06W下（例如， 1. 02W下）。運些下限和上限可自由組合。Cn/Cp比可W為例如0. 88~1. 15、0. 9~1. 1或 0. 9 ~1. 02。
[0072] 可逆容量比小于在裡離子二次電池中通常設定的那些。在裡離子二次電池中，在 其中將可逆容量比設定為上述范圍的情況下，金屬裡的析出是顯著的，且容量的降低是不 可避免的。在本發(fā)明的實施方式中的前述可逆容量比下提供所述效果的原因可能是：鋼烙 融鹽電池在充電期間在負極上析出的金屬的析出狀態(tài)和/或電池工作溫度與裡離子二次 電池不同，使得由于金屬析出物的析出導致的電池的容量的變化行為是不同的。
[0073]粘結劑和導電助劑可適當?shù)剡x自對正極所例示的那些。粘結劑和導電助劑相對于 活性材料的量也可適當?shù)剡x自對正極所例示的那些。
[0074] 與正極的情況一樣，通過將負極混合物糊料施加到負極集電器的表面上、干燥糊 料并任選地社制糊料，可形成負極，在所述負極混合物糊料中負極活性材料和任選的粘結 劑和導電助劑被分散在分散介質中。分散介質可適當?shù)剡x自對正極所例示的那些。
[007引（隔膜）
[0076] 隔膜用于將正極與負極物理地隔離W防止內(nèi)部短路。隔膜由多孔材料組成?？滋?充有電解質。為了實現(xiàn)電池反應，隔膜具有鋼離子滲透性。
[0077]作為隔膜，例如，可使用由樹脂組成的微多孔膜或無紡布。隔膜可由微多孔膜或無 紡布層單獨形成，或可由具有多個層的多層部件形成，所述多個層具有不同的組成和形狀。 多層部件的實例包括各自具有多個組成不同的樹脂多孔層的多層部件；和各自具有微多孔 膜和無紡布層的多層部件。
[0078] 可考慮電池的工作溫度來選擇隔膜的材料。包含在構成微多孔膜和無紡布的纖維 中的樹脂的實例包括聚締控樹脂如聚乙締、聚丙締、和乙締-丙締共聚物；聚苯硫酸樹脂如 聚苯硫酸和聚苯硫酸酬；聚酷胺樹脂如芳族聚酷胺樹脂（例如，芳絕樹脂）；和聚酷亞胺樹 月旨。運些樹脂可單獨使用或W兩種W上的組合使用。構成無紡布的纖維可W是無機纖維如 玻璃纖維。隔膜優(yōu)選由選自玻璃纖維、聚締控樹脂、聚酷胺樹脂和聚苯硫酸樹脂中的至少一 種組成。
[0079] 隔膜可包含無機填料。無機填料的實例包括陶瓷如二氧化娃、氧化侶、沸石和二氧 化鐵、滑石、云母和巧娃石。無機填料優(yōu)選呈粒子或纖維的形式。隔膜的無機填料含量例如 為10質量％~90質量％且優(yōu)選20質量％~80質量％。
[0080] 隔膜的厚度沒有特別限制且可在例如約10ym~約300ym的范圍中選擇。在隔 膜由微多孔膜形成的情況下，隔膜優(yōu)選具有10ym~100ym且更優(yōu)選20ym~50ym的 厚度。在隔膜由無紡布形成的情況下，隔膜優(yōu)選具有50ym~300ym且更優(yōu)選100ym~ 250ym的厚度。
[008。（烙融鹽電解質）
[0082] 烙融鹽電解質至少包含作為載流子離子的鋼離子。
[0083] 烙融鹽電解質需要具有離子傳導性且因此包含在烙融鹽電池的充放電反應中作 為電荷載流子的離子（陽離子和陰離子）。更具體地，烙融鹽電解質包含陽離子和陰離子的 鹽。在本發(fā)明的實施方式中，烙融鹽電解質需要具有鋼離子傳導性且因此包含鋼離子（第 一陽離子）和陰離子（第一陰離子）的鹽（第一鹽）。
[0084] 作為第一陰離子，優(yōu)選雙（橫酷）胺陰離子。雙（橫酷）胺陰離子的實例包括雙 (氣橫酷）胺陰離子[如雙（氣橫酷）胺陰離子（N(S02F)2 )]，（氣橫酷）（全氣烷基橫酷） 胺陰離子[如（氣橫酷）（S氣甲基橫酷）胺陰離子（(FS02) (CFsSOz)N)],和雙（全氣烷基 橫酷）胺陰離子[如雙氣甲基橫酷）胺陰離子（N(S02CF3)2)或雙（五氣乙基橫酷）胺 陰離子（N(SOzCzFs)Z)]。全氣烷基的碳原子數(shù)目為例如1~10,優(yōu)選1~8,更優(yōu)選1~4， 特別優(yōu)選1、2或3。
[0085] 優(yōu)選的第一陰離子的實例包括雙（氣橫酷）胺陰離子（FSA);(氣橫酷）（全氣燒 基橫酷）胺陰離子如（氣橫酷）（=氣甲基橫酷）胺陰離子；和雙（全氣烷基橫酷）胺陰離 子腫SA)如雙（S氣甲基橫酷）胺陰離子（TFSA)和雙（五氣乙基橫酷）胺陰離子。作 為第一鹽，例如鋼離子和FSA的鹽（NaFSA)或鋼離子和TFSA的鹽（化TFSA)是特別優(yōu)選 的?？蓡为毷褂脝蝹€類型的第一鹽?？山M合使用兩種或更多種類型的第一鹽。
[0086] 電解質在等于或高于烙點的溫度下烙融成顯示鋼離子傳導性的離子液體，從而使 烙融鹽電池運行。考慮到成本和其使用環(huán)境，為了使電池在合適溫度下運行，電解質優(yōu)選具 有較低的烙點。為了降低電解質的烙點，優(yōu)選地，烙融鹽電解質除了第一鹽W外還包含鋼離 子W外的陽離子（第二陽離子）和陰離子（第二陰離子）的第二鹽。
[0087] 第二陽離子的實例包括鋼離子W外的無機陽離子和有機陽離子如有機Ii陽離子。 [008引無機陽離子的實例包括金屬陽離子如鋼離子W外的堿金屬陽離子（例如，裡離 子、鐘離子、鋼離子和飽離子），和堿±金屬陽離子（例如，儀離子和巧離子）；和錠陽離子。
[0089] 有機輸陽離子的實例包括衍生自脂族胺、脂環(huán)胺和芳族胺的陽離子（如季錠陽離 子）洽氮的鑛陽離子如具有含氮雜環(huán)的陽離子（即衍生自環(huán)胺的陽離子）；含硫的偷陽離 子；和含憐的鑛陽離子。
[0090]季錠陽離子的實例包括四烷基錠陽離子（例如，四Cl1。烷基錠陽離子）如四甲基 錠陽離子，四乙基錠陽離子燈EA+)