本發(fā)明涉及鉀離子二次電池用負極或鉀離子電容器用負極、和至少具有該負極的鉀離子二次電池或鉀離子電容器、以及鉀離子二次電池負極用或鉀離子電容器負極用的粘結(jié)劑。

背景技術(shù)：

目前，大多利用非水電解質(zhì)二次電池來作為高能量密度的二次電池，所述非水電解質(zhì)二次電池使用非水電解質(zhì)，例如使鋰離子在正極與負極之間移動而進行充放電。

在這樣的非水電解質(zhì)二次電池中，通常使用鎳酸鋰(LiNiO₂)、鈷酸鋰(LiCoO₂)等具有層狀結(jié)構(gòu)的鋰過渡金屬復(fù)合氧化物來作為正極，使用能夠吸入和釋放鋰的碳材料、鋰金屬以及鋰合金等來作為負極(例如，參照專利文獻1)。另外，還開發(fā)出了使用在能夠吸入鋰離子的碳材料中添加有鋰離子的負極的鋰離子電容器。

然而，對于鋰來說，資源量比較有限且價格高。另外，資源位于南美，而日本全部依賴于來自海外的進口。因此，為了電池的低成本化及穩(wěn)定的供給，則有關(guān)替代鋰離子二次電池的鈉離子二次電池，目前也正在推進開發(fā)，但能夠使用的碳材料被限于硬碳(例如，參照專利文獻2)。

最近，已開始了利用鉀離子替代鋰離子及鈉離子的非水電解質(zhì)二次電池的研究。鉀是在海水和地殼中均蘊含豐富且穩(wěn)定的資源，還能夠?qū)崿F(xiàn)低成本化。作為鉀離子二次電池已提出了分別使用作為負極活性物質(zhì)的石墨、使用作為粘結(jié)劑的聚偏氟乙烯(PVdF)，并使以重量比為95:5混合了的漿料涂敷于銅箔而成的集電體來作為負極(例如，參照專利文獻3)。

關(guān)于鉀，已知與鋁或銅在常溫下不發(fā)生合金化(例如，參照非專利文獻1、2)。另外，計算化學(xué)性地示出了在石墨中鉀的擴散速度快(例如，參照非專利文獻3)。

在先專利文獻

專利文獻

專利文獻1：特開2003-151549號公報

專利文獻2：特開2013-229319號公報

專利文獻3：特開2006-216511號公報

非專利文獻1：佩爾頓，A.D.(Pelton，A.D.)，“Cu-K(銅-鉀)系統(tǒng)”(The Cu-K(Copper-Potassium)system)，Bulletin of Alloy Phase Diagrams 1986,7(3)，231-231。

非專利文獻2：杜，Y.(Du，Y.)，外三名，“Al-K系統(tǒng)的熱力學(xué)建模”(Thermodynamic modeling of the Al-K system)，Journal of Mining and Metallurgy，Section B：Metallurgy 2009，45(1)，89-93。

非專利文獻3：王，Z.(Wang，Z.)，外三名，“vdW-DFT計算的第一階段石墨層間化合物中的堿金屬的擴散”(Diffusion of alkali metals in the first stage graphite intercaltion compounds by vdW-DFT calculations)，RSC Advances 2015，5(21)，15985-15992。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的技術(shù)問題

然而，關(guān)于具有再現(xiàn)性的鉀離子二次電池的構(gòu)成等未報告。豈止如此，也沒有如下這樣的報告：關(guān)于鉀離子向石墨的插入，與鋰離子電池中的石墨負極同樣地實現(xiàn)了電化學(xué)可逆性脫插入反應(yīng)。雖然有與KC₈的組成的K插入石墨層間化合物的合成相關(guān)的報告，但是其方法是化學(xué)反應(yīng)的方法，而未知在二次電池中利用的電化學(xué)反應(yīng)的成功例。

本發(fā)明首次提供以往未實質(zhì)性報告的鉀離子二次電池以及鉀離子電容器。并且，本發(fā)明的目的在于提供即使反復(fù)進行充放電而充放電容量也不易劣化(循環(huán)耐久性)且作為二次電池的壽命長的鉀離子二次電池以及實現(xiàn)具有該優(yōu)異的特性的二次電池的鉀離子二次電池用負極。

用于解決技術(shù)問題的技術(shù)方案

本申請發(fā)明人發(fā)現(xiàn)：通過使用含有能夠吸入及釋放鉀的碳材料和包含聚羧酸和/或其鹽的粘結(jié)劑的負極，從而在具有該負極的鉀離子二次電池以及鉀離子電容器中循環(huán)耐久性優(yōu)異或作為二次電池以及鉀離子電容器能夠長壽命化，至此完成本發(fā)明。

本發(fā)明具體地如下所述。

(1)一種鉀離子二次電池用負極或鉀離子電容器用負極，含有：碳材料，能夠吸入和釋放鉀；以及粘結(jié)劑，包含聚羧酸和/或其鹽。

(2)根據(jù)(1)所述的鉀離子二次電池用負極或鉀離子電容器用負極，上述碳材料含有石墨。

(3)根據(jù)(1)或(2)所述的鉀離子二次電池用負極或鉀離子電容器用負極，上述聚羧酸和/或其鹽包含選自由聚丙烯酸、聚丙烯酸堿金屬鹽、羧甲基纖維素和羧甲基纖維素堿金屬鹽所組成的組中的至少一種。

(4)根據(jù)(1)至(3)中任一項所述的鉀離子二次電池用負極或鉀離子電容器用負極，還含有包含鋁的負極集電體。

(5)一種鉀離子二次電池或鉀離子電容器，具有(1)至(4)中任一項所述的負極。

(6)一種鉀離子二次電池負極用或鉀離子電容器負極用的粘結(jié)劑，包含聚羧酸和/或其鹽。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明，能夠提供循環(huán)耐久性優(yōu)異且作為二次電池的壽命長的鉀離子二次電池以及使該二次電池成為可能的負極。本發(fā)明另外也能夠得到非常高的可逆容量。該負極也能夠利用于鉀離子電容器。

附圖說明

圖1是示出實施例1的用于對電極活性物質(zhì)的鉀金屬的析出的H型電池的構(gòu)成的示意圖。

圖2是示出實施例1的測定用鉀離子二次電池的第一次循環(huán)的充放電特性的曲線圖。

圖3是示出實施例1的測定用鉀離子二次電池的第二～第十七次循環(huán)的充放電特性的曲線圖。

圖4是示出實施例1的測定用鉀離子二次電池的循環(huán)數(shù)與可逆容量的關(guān)系的曲線圖。

圖5是示出實施例2的測定用鉀離子二次電池的第一次循環(huán)的充放電特性的曲線圖。

圖6是示出實施例2的測定用鉀離子二次電池的第二～第十次循環(huán)的充放電特性的曲線圖。

圖7是示出實施例2的測定用鉀離子二次電池的循環(huán)數(shù)與可逆容量的關(guān)系的曲線圖。

圖8是示出比較例1的比較測定用鉀離子二次電池的第一次循環(huán)的充放電特性的曲線圖。

圖9是示出比較例1的比較測定用鉀離子二次電池的第二～第七次循環(huán)的充放電特性的曲線圖。

圖10是示出比較例1的比較測定用鉀離子二次電池的循環(huán)數(shù)與可逆容量的關(guān)系的曲線圖。

圖11是實施例1的工作電極的X射線衍射圖案。

圖12是示出實施例3和4及比較例2和3的鉀電化學(xué)電池的循環(huán)伏安圖的曲線圖。

圖13是示出實施例5和6的測定用鉀離子二次電池的第一次循環(huán)的充放電特性的曲線圖。

圖14是示出實施例6的測定用鉀離子二次電池的第一～第四十次循環(huán)的充放電特性的曲線圖。

圖15是示出實施例7的測定用鉀離子二次電池的第一～第八次循環(huán)的充放電特性的曲線圖。

圖16是示出比較例4的比較測定用鉀離子二次電池的第一～第二十次循環(huán)的充放電特性的曲線圖。

圖17是示出實施例6和7以及比較例4的各測定用鉀離子二次電池的循環(huán)數(shù)與可逆容量的關(guān)系的曲線圖。

圖18是示出實施例6和7以及比較例4的各測定用鉀離子二次電池的循環(huán)數(shù)與庫侖效率的關(guān)系的曲線圖。

圖19是圖18的放大曲線圖。

圖20是示出實施例6的測定用鉀離子二次電池的循環(huán)數(shù)與放電容量的關(guān)系的曲線圖。

圖21是示出實施例6的測定用鉀離子二次電池的高速充電特性的曲線圖。

具體實施方式

以下，對本發(fā)明的實施方式進行說明。

(鉀離子二次電池用負極)

本發(fā)明的鉀離子二次電池用負極(以下，有時僅稱為“負極”。)含有能夠吸入和釋放鉀的碳材料和包含聚羧酸和/或其鹽的粘結(jié)劑。

通過這樣的負極，從而在具有該負極的鉀離子二次電池中，即使反復(fù)進行充放電而充放電容量也不易劣化(在本說明書中，有時將該特性稱為“循環(huán)耐久性”。)，不僅能夠延長作為二次電池的壽命，還能夠得到非常高的可逆容量。

在本發(fā)明的負極中，能夠吸入和釋放鉀的碳材料(以下，有時稱為“負極碳”。)是活性物質(zhì)。作為負極碳只要能夠吸入和釋放鉀即可則并不特別地限定，可列舉出含有例如：石墨(graphite)；作為低結(jié)晶性碳的一例的軟碳、富勒烯、碳納米材料全體、多并苯；炭黑(科琴黑(ketjen black)、乙炔黑、槽法炭黑、燈黑、油爐法炭黑、熱炭黑等)；硬碳等的物質(zhì)，優(yōu)選含有石墨的物質(zhì)。在本發(fā)明中，作為負極碳例示出的上述各種，可以僅單獨使用一種，也可以將兩種以上并用。

如果使用石墨，則在得到的鉀離子二次電池中，由于能夠得到非常高的可逆容量，因此通過一次充電而使其持久耐用，另外，能夠提高電壓，進一步地，還能夠期待得到較高的能量密度。

在此，石墨是指石墨類碳材料。作為石墨類碳材料，可列舉出例如天然石墨、人造石墨、膨脹石墨等。作為天然石墨，能夠使用例如鱗片狀石墨、塊狀石墨等。作為人造石墨，能夠使用例如塊狀石墨、氣相生長石墨、鱗片狀石墨、纖維狀石墨等。其中，出于填充密度高等的理由而優(yōu)選鱗片狀石墨、塊狀石墨。另外，也可以使兩種以上的石墨并用。

石墨的平均粒徑，作為上限值優(yōu)選30μm，更優(yōu)選15μm，進一步地優(yōu)選10μm，作為下限值優(yōu)選0.5μm，更優(yōu)選1μm，進一步地優(yōu)選2μm。石墨的平均粒徑是通過電子顯微鏡觀察的方法測定的值。

作為石墨，另外，可列舉出面間距d(002)為微晶尺寸Lc在以上的物質(zhì)等。

根據(jù)本發(fā)明，適合使用在鈉離子二次電池中不與鈉反應(yīng)而不能使用的石墨。

并且，“硬碳”是指即使在3000℃下燒制也不轉(zhuǎn)化為石墨、而維持隨機結(jié)構(gòu)的難石墨化碳。與此相對的“軟碳”是指在3000℃下燒制的情況下會轉(zhuǎn)化為石墨的易石墨化碳。它們有時也被分類為低結(jié)晶性碳。

作為負極活性物質(zhì)，也可以是除負極碳還進一步地含有其它負極活性物質(zhì)的物質(zhì)。作為其它負極活性物質(zhì)，可列舉出例如Ge、Sn、Pb、In、Zn、Ca、Sr、Ba、Ru、Rh、Ir、Pd、Pt、Ag、Au、Cd、Hg、Ga、Tl、C、N、Sb、Bi、O、S、Se、Te、Cl等與鉀發(fā)生合金化的元素的單質(zhì)、金屬間化合物、包含這些元素的氧化物(一氧化硅(SiO)、SiOx(0<x<2)、二氧化錫(SnO₂)、SnOx(0<x<2)、SnSiO₃等)以及碳化物(碳化硅(SiC)等)等，另外，還可列舉出例如各種二氧化鈦、鉀-鈦復(fù)合氧化物(鈦酸鉀：K₂Ti₃O₇、K₄Ti₅O₁₂)等鉀-過渡金屬復(fù)合氧化物。這些其它負極活性物質(zhì)可以僅單獨使用一種，也可以將兩種以上并用。

在本發(fā)明中，作為負極活性物質(zhì)，即使僅使用負極碳而不含有其它負極活性物質(zhì)，也能夠達成本發(fā)明的目的。作為本發(fā)明中的負極碳，也可以是僅使用石墨的物質(zhì)。

在本發(fā)明的鉀離子二次電池用負極中，粘結(jié)劑包含聚羧酸和/或其鹽(以下，有時統(tǒng)稱為“聚羧酸等”。)。由于聚羧酸等多具有氫鍵部位，能夠?qū)⑺执媪粼谡辰Y(jié)劑的內(nèi)部，并能夠抑制水分引起的電解液的分解，另外使負極表面的分解物的堆積量減降，因此能夠抑制容量下降，實現(xiàn)優(yōu)異的循環(huán)耐久性。

在本說明書以及本權(quán)利要求的范圍內(nèi)，“聚羧酸”意思是在聚合物構(gòu)成單位(即，由單體構(gòu)成的單位。以下，同樣。)的平均10％以上使羧基直接或間接地鍵合的聚合物?！熬埕人猁}”意思是在聚合物構(gòu)成單位的平均10％以上使羧基直接或間接地鍵合并進一步地使至少一部分的羧基形成了堿和鹽的聚合物。另外，后述的“聚羧酸堿金屬鹽”意思是在聚合物構(gòu)成單位的平均10％以上使羧基直接或間接地鍵合并進一步地使至少一部分的羧基形成了堿金屬和鹽的聚合物。

作為聚羧酸鹽中的堿，并不特別限定，可列舉出鋰(Li)、鈉(Na)、鉀(K)等堿金屬；銨(NH₄)等堿性化合物等，優(yōu)選鈉、鉀。作為聚羧酸鹽，優(yōu)選聚羧酸堿金屬鹽。

另外，聚羧酸等中的聚合物的主鏈(根據(jù)情況進一步地是側(cè)鏈)能夠適用以取代或未取代肪族烴基(例如亞甲基)、取代或未取代脂環(huán)式烴基(例如β-葡糖糖)、取代或未取代芳香族烴基(例如亞苯基)等為構(gòu)成單位的物質(zhì)。聚羧酸以及聚羧酸鹽可以是均聚物，也可以是共聚物。在共聚物的情況下，也可以是無規(guī)共聚物、交替共聚物、嵌段共聚物、接枝共聚物中的任一種。

這些可以僅單獨使用一種，也可以將兩種以上并用。

作為聚羧酸，優(yōu)選聚(甲基)丙烯酸、羧甲基纖維素。

在本說明書以及本權(quán)利要求的范圍內(nèi)，“聚(甲基)丙烯酸”是指包含聚丙烯酸以及聚甲基丙烯酸的概念，作為單體也可以是混合并聚合有丙烯酸以及甲基丙烯酸的共聚體。

作為本發(fā)明的負極中的粘結(jié)劑，只要是包含聚羧酸以及聚羧酸鹽的至少一方的物質(zhì)則并不特別限定，可以將聚羧酸的一種或兩種以上并用，可以將聚羧酸鹽的一種或兩種以上并用，也可以將聚羧酸一種以上和聚羧酸鹽一種以上并用。另外，作為本發(fā)明的負極中的粘結(jié)劑，即使僅包含聚羧酸也能夠達成本發(fā)明的目的，因此也可以僅是聚羧酸等。

作為聚羧酸等，優(yōu)選聚羧酸堿金屬鹽，更優(yōu)選聚(甲基)丙烯酸鈉鹽、羧甲基纖維素鈉鹽，進一步地優(yōu)選聚(甲基)丙烯酸鈉鹽，更進一步地優(yōu)選聚丙烯酸鈉鹽。

上述的聚羧酸和/或其鹽作為鉀離子二次電池負極用粘結(jié)劑是有用的，該鉀離子二次電池負極用粘結(jié)劑另外也是本發(fā)明之一。

本發(fā)明的負極含有包含聚羧酸等的粘結(jié)劑，因此能夠適用使水分量優(yōu)選為500ppm以下、更優(yōu)選為300ppm以下、更優(yōu)選為100ppm以下、更優(yōu)選為50ppm以下、進一步地優(yōu)選為30ppm以下的負極活性物質(zhì)。由于使用使所包含的水分量減少了的負極活性物質(zhì)和包含作為吸水性的聚合物的聚羧酸等的粘結(jié)劑來形成負極從而能夠抑制水分引起的電解液的分解，另外，使負極表面的分解物的堆積量減降，因此能夠抑制容量下降。在此，負極活性物質(zhì)的水分量例如能夠以電極形成前的負極活性物質(zhì)的粉末為測定對象而由卡爾·費歇爾水分儀進行測定。

本發(fā)明中的負極碳是在充電時在層間包含鉀的層狀碳材料。在負極碳是石墨的情況下，理論上，能夠?qū)⑩涬x子插入負極碳至由KC₈表示的組成為止，但在本發(fā)明中，能夠達成非常接近理論容量的可逆容量，例如在X射線衍射圖案中，也能夠得到示出由KC₈表示的組成的峰。

本發(fā)明的負極優(yōu)選具有在負極集電體的兩方的表面形成了負極合劑層的構(gòu)成。優(yōu)選使上述的負極碳以及聚羧酸等含在負極合劑層。

作為負極集電體，優(yōu)選例如由箔狀或網(wǎng)狀的鎳、鋁、銅、不銹鋼(SUS)等導(dǎo)電性的材料構(gòu)成。作為該導(dǎo)電性的材料，優(yōu)選鎳、鋁、銅、不銹鋼(SUS)，更優(yōu)選鋁、銅。能夠使用通常廉價的鋁箔來替代通常在鋰離子電池中所使用的昂貴的銅箔。例如，在將鋁箔使用于正極集電體的情況下，當(dāng)在負極集電體也使用鋁箔時，能夠制作具有雙極型層疊結(jié)構(gòu)的鉀離子二次電池或鉀離子電容器。與此相對，在以往的鋰離子二次電池或鋰離子電容器中，在將鋁箔使用于正極集電體的情況下，當(dāng)在負極集電體使用鋁箔時，會產(chǎn)生鋰與鋁的合金，因此在負極集電體不能使用鋁箔而需要使用銅箔。

一般而言，負極合劑層中的粘結(jié)劑的含量根據(jù)所使用的碳粉末的粒子尺寸等而最適量會發(fā)生變化，但從循環(huán)耐久性的提升、可逆容量的提升等觀點來看，作為下限值以質(zhì)量比計優(yōu)選0.5％，更優(yōu)選1％，進一步地優(yōu)選5％，作為上限值以質(zhì)量比計優(yōu)選20％，更優(yōu)選15％，進一步地優(yōu)選13％。

本發(fā)明的負極根據(jù)需要進一步地也可以包含導(dǎo)電助劑。

作為導(dǎo)電助劑并不特別限定，可列舉出例如：乙炔黑、科琴黑等碳微粉末；VGCF(注冊商標(biāo))等碳納米管(氣相法碳纖維，CNT)；作為其它碳纖維等導(dǎo)電助劑所使用的碳材料等。然而，并不限定于這些，能夠使用已經(jīng)市售的在鋰離子二次電池中作為導(dǎo)電助劑而能夠使用的以往公知的材料。這些導(dǎo)電助劑可以僅單獨使用一種，也可以將兩種以上并用。

本發(fā)明的負極并不特別限定，例如能夠通過如下方法制造：將通過添加并混勻水、醇、N-甲基-2-吡咯烷酮等非水溶媒等而制作的負極合劑漿料涂敷于負極集電體、使其干燥、形成負極合劑層，根據(jù)需要也可以在上述干燥后進行壓縮成型。

作為負極合劑漿料，在使用例如粒狀的負極活性物質(zhì)的情況下，根據(jù)需要能夠?qū)⒇摌O活性物質(zhì)和粘結(jié)劑與導(dǎo)電助劑以及粘度調(diào)整溶劑混合來制作。

作為將負極合劑漿料涂敷于負極集電體的方法并不特別限定，能夠使用例如刮刀法等。

接下來，負極也能夠通過在負極集電體之中在不具有負極活性物質(zhì)的區(qū)域安裝負極接線片來制造。

(鉀離子二次電池用正極)

在本發(fā)明中，作為鉀離子二次電池用正極(以下，有時僅稱為“正極”。)，只要是含有能夠吸入和釋放鉀的鉀離子二次電池用正極活性物質(zhì)(以下，有時僅稱為“正極活性物質(zhì)”。)的物質(zhì)則并不特別限定。

作為正極集電體并不特別限定，能夠使用例如作為負極集電體例示出的物質(zhì)等，也可以使用與負極集電體相同材質(zhì)的物質(zhì)和/或與負極集電體同樣的箔狀、網(wǎng)狀等形狀的物質(zhì)。

作為正極活性物質(zhì)，例如從容量、輸出特性的觀點來看，優(yōu)選包含鉀的化合物(以下，有時稱為“含鉀化合物”)作為組成的構(gòu)成元素。作為含鉀化合物，能夠列舉出例如：作為層狀氧化物類材料的鉀鐵復(fù)合氧化物(KFeO₂)、鉀鈷復(fù)合氧化物(KCoO₂)、鉀鉻復(fù)合氧化物(KCrO₂)、鉀錳復(fù)合氧化物(KMnO₂)、鉀鎳復(fù)合氧化物(KNiO₂)、鉀鎳鈦復(fù)合氧化物(KNi₁/₂Ti₁/₂O₂)、鉀鎳錳復(fù)合氧化物(KNi₁/₂Mn₁/₂O₂)、鉀鐵錳復(fù)合氧化物(K₂/₃Fe₁/₃Mn₂/₃O₂)、鉀鎳鈷錳復(fù)合氧化物(KNi₁/₃Co₁/₃Mn₁/₃O₂)、它們的固溶體、非化學(xué)計量組成的化合物等。另外，作為含鉀化合物，還能夠列舉出例如鉀錳復(fù)合氧化物(K₂/₃MnO₂、KMn₂O₄)、鉀鎳錳復(fù)合氧化物(K₂/₃Ni₁/₃Mn₂/₃O₂、KNi₁/₂Mn₃/₂O₂)等。進一步地，作為含鉀化合物，還能夠列舉出例如作為橄欖石類材料的鉀鐵磷酸化合物(KFePO₄)、鉀錳磷酸化合物(KMnPO₄)、鉀鈷磷酸化合物(KCoPO₄)等。另外，作為含鉀化合物，還能夠列舉出例如作為氟化橄欖石類材料的K₂FePO₄F、K₂MnPO₄F、K₂CoPO₄F等。進一步地，還能夠列舉出在含鉀鐵氰絡(luò)合物、含鉀鐵錳絡(luò)合物、有機自由基電池中已知的高分子自由基化合物、π共軛類高分子等有機活性物質(zhì)等。進一步地，另外，還能夠列舉出固體硫、硫-碳復(fù)合材料等與鉀形成化合物的元素。然而，并不限定于這些，只要是能夠吸入和釋放鉀的物質(zhì)，則也能夠使用其它含鉀過渡金屬氧化物、含鉀過渡金屬硫化物、含鉀過渡金屬氟化物、含鉀過渡金屬絡(luò)合物等以往公知的材料。

作為正極，在使用電解質(zhì)作為正極活性物質(zhì)的情況下，例如能夠通過如下方法制造：通過將含有該電解質(zhì)、導(dǎo)電劑和粘結(jié)劑的材料(以下，有時稱為“正極材料”)混合在非水溶媒來制作作為正極合劑的漿料，并在上述那樣的正極集電體的表面涂敷該漿料之后，使其干燥，形成正極活性物質(zhì)層。

作為上述非水溶媒，并不特別限定，可列舉出例如水、醇、N-甲基-2-吡咯烷酮等。

作為上述正極材料的粘結(jié)劑，能夠使用例如選自聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚氧化乙烯、聚醋酸乙烯酯、聚甲基丙烯酸酯、聚丙烯酸酯、聚丙烯腈、聚乙烯醇、乙烯-丁二烯橡膠、羧甲基纖維素等中的至少一種。

并且，當(dāng)粘結(jié)劑的量多時，由于包含于正極材料的正極活性物質(zhì)的比例變少，因此不能得到高的能量密度。因此，將粘結(jié)劑的量以重量比計設(shè)為正極材料的整體的0％～30％的范圍，優(yōu)選設(shè)為0％～20％的范圍，更優(yōu)選設(shè)為0％～10％的范圍。

作為正極材料的導(dǎo)電劑，能夠使用例如作為負極碳例示出的碳材料等。并且，當(dāng)導(dǎo)電劑的添加量少時，不能充分提升正極材料的導(dǎo)電性，反之，當(dāng)其添加量過多時，包含于正極材料的正極活性物質(zhì)的比例變少，不能得到高的能量密度。因此，將導(dǎo)電劑的量以重量比計設(shè)為正極材料的整體的0％～30％的范圍，優(yōu)選設(shè)為0％～20％的范圍，更優(yōu)選設(shè)為0％～10％的范圍。

能夠通過如下方法制造：在將粘結(jié)劑、導(dǎo)電劑混合于上述的正極活性物質(zhì)之后，將通過添加并混勻水、醇、N-甲基-2-吡咯烷酮等非水溶媒等而制作的正極合劑漿料涂敷于正極集電體、進行干燥、形成正極活性物質(zhì)層，根據(jù)需要也可以在上述干燥后進行壓縮成型。

進一步地，作為正極集電體，為了提高電子導(dǎo)電性也能夠使用發(fā)泡鋁、發(fā)泡鎳等。

正極也能夠通過如以上那樣在將正極活性物質(zhì)設(shè)置在正極集電體的表面上之后，在正極集電體之中在不具有正極活性物質(zhì)的區(qū)域安裝正極接線片來制造。

(鉀離子二次電池)

本發(fā)明的鉀離子二次電池除了上述的正極以及負極之外還包含非水電解質(zhì)。

(非水電解質(zhì))

作為非水電解質(zhì)，只要是含有包含鉀離子的電解質(zhì)鹽的物質(zhì)則并不特別限定，但優(yōu)選使該電解質(zhì)鹽溶解于非水溶媒的物質(zhì)。

作為電解質(zhì)鹽，只要是包含鉀離子的物質(zhì)則并不特別限定，但優(yōu)選可溶于非水溶媒的、不是過氧化物的安全性高的物質(zhì)，可列舉出例如N,N-雙(氟磺酰)亞胺鉀(KFSI)、N,N-雙(三氟甲烷磺酰)亞胺鉀(KTFSI)、六氟磷酸鉀(KPF₆)、四氟硼酸鉀(KBF₄)、高氯酸鉀(KClO₄)、KCF₃SO₃、KBeTi等，優(yōu)選KFSI、KPF₆。電解質(zhì)鹽可以僅單獨使用一種，也可以將兩種以上并用。

使電解質(zhì)鹽溶解于非水溶媒而構(gòu)成的非水電解質(zhì)中的電解質(zhì)鹽的濃度，作為下限值優(yōu)選0.5mol/l，更優(yōu)選0.8mol/l，作為上限值優(yōu)選2mol/l，更優(yōu)選1.5mol/l，進一步地優(yōu)選1.2mol/l。

作為非水溶媒，可列舉出通常作為電池用的非水溶媒所使用的環(huán)狀碳酸酯、鏈狀碳酸酯、酯類、環(huán)狀醚類、鏈狀醚類、腈類、酰胺類等以及由它們的組合構(gòu)成的物質(zhì)。

作為環(huán)狀碳酸酯，可列舉出碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸丁烯酯等，也能夠使用使它們的氫基的一部分或全部被氟化的物質(zhì)，可列舉出例如三氟碳酸丙烯酯(trifluoropropylene carbonate)、氟代碳酸乙烯酯等。

作為鏈狀碳酸酯，可列舉出碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、碳酸甲丙酯、碳酸乙丙酯、碳酸甲基異丙酯(methyl isopropyl carbonate)等，也能夠使用使它們的氫基的一部分或全部被氟化的物質(zhì)。

作為酯類，可列舉出乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、γ-丁內(nèi)酯等。作為環(huán)狀醚類，可列舉出1,3-二氧戊環(huán)、4-甲基-1,3-二氧戊環(huán)、四氫呋喃、2-甲基四氫呋喃、環(huán)氧丙烷、1,2-環(huán)氧丁烷、1,4-二噁烷、1,3,5-三噁烷、呋喃、2-甲基呋喃、1,8-桉樹腦、冠醚等。

作為鏈狀醚類，可列舉出1,2-二甲氧基乙烷、二乙醚、二丙醚、二異丙醚、二丁醚、二己醚、乙基乙烯基醚、丁基乙烯基醚、甲基苯基醚、乙基苯基醚、丁基苯基醚、戊基苯基醚、苯甲基甲基醚、苯甲基乙基醚、二苯醚、二芐醚、鄰二甲氧基苯、1,2-二乙氧基乙烷、1,2-二丁氧基乙烷、二甘醇二甲醚、二甘醇二乙醚、二甘醇二丁醚、1,1-二甲氧基甲烷、1,1-二乙氧基乙烷、三甘醇二甲醚、四甘醇二甲醚等。

作為腈類，可列舉出乙腈等，作為酰胺類，可列舉出二甲基甲酰胺等。

這些非水溶媒可以僅單獨使用一種，也可以將兩種以上并用。

作為非水溶媒，優(yōu)選環(huán)狀碳酸酯、鏈狀碳酸酯，更優(yōu)選將環(huán)狀碳酸酯和鏈狀碳酸酯并用的物質(zhì)。

在作為非水溶媒而將環(huán)狀碳酸酯和鏈狀碳酸酯并用的情況下，作為兩者的比率(環(huán)狀碳酸酯:鏈狀碳酸酯)，并不特別限定，但例如作為體積比，優(yōu)選30:70～70:30，更優(yōu)選40:60～60:40。

(鉀離子二次電池的制作)

作為本發(fā)明的鉀離子二次電池，并不特別限定，例如，能夠采用與鋰離子二次電池等同樣的構(gòu)成，因此作為現(xiàn)有的鋰離子二次電池的代替是有用的。鉀離子二次電池通常具有外裝體，在外裝體內(nèi)設(shè)置有負極集電體以及正極集電體，并以使負極接線片以及正極接線片從外裝體向外部伸出的方式設(shè)置。

以下，只不過是鉀離子二次電池的構(gòu)成的一例，本發(fā)明并不限定于此。

外裝體例如由內(nèi)插有鋁層的層壓薄膜形成。

在負極集電體上所形成的含有負極活性物質(zhì)的負極合劑層以及在正極集電體上所形成的正極活性物質(zhì)層以隔著隔板彼此對置的方式設(shè)置。

在外裝體內(nèi)注入非水電解質(zhì)。在使負極接線片以及正極接線片伸出的一側(cè)的外裝體的端部形成由熔敷而被封口的封口部。

與負極集電體連接的負極接線片經(jīng)由上述封口部向外部伸出。關(guān)于與正極集電體連接的正極接線片，也與負極接線片同樣地，經(jīng)由封口部向外部伸出。

在本發(fā)明的鉀離子二次電池中，當(dāng)進行充電時，使鉀從正極活性物質(zhì)層釋放，并經(jīng)由非水電解質(zhì)吸入到負極合劑層。當(dāng)進行放電時，使鉀從負極合劑層釋放，并經(jīng)由非水電解質(zhì)吸入到正極活性物質(zhì)層。

本發(fā)明的鉀離子二次電池能夠?qū)嚨拇蠹s一千倍地殼中存儲量的鉀作為可動離子使用，因此能夠通過比鋰離子二次電池便宜且穩(wěn)定的資源供給來提供。進一步地，本發(fā)明的鉀離子二次電池循環(huán)耐久性優(yōu)異，作為二次電池的壽命長，特別是負極的壽命延長，電池特性優(yōu)異。另外，能夠快速充電，能夠期待速率特性(充電速率)優(yōu)異。

本發(fā)明的鉀離子二次電池盡管使用離子半徑比鋰大的鉀，但是也得到非常接近作為理論容量的279mAh/g的大約250mAh/g的可逆容量，也能夠期待比具有石墨負極的以往的鋰離子二次電池高的能量密度。鉀金屬的標(biāo)準電極電位比鋰金屬低，鉀金屬析出電位比鋰金屬低大約0.15V，能夠期待比鋰離子二次電池高電位的動作蓄電池。

(鉀離子電容器)

上述的鉀離子二次電池用負極也能夠作為鉀離子電容器用負極使用。鉀離子電容器除了使用上述的負極作為負極并使用鉀離子來替代鋰離子以外，基本上能夠通過例如與以往的鋰離子電容器同樣的構(gòu)成來制作。

并且，為了使鉀離子電容器的性能充分地發(fā)揮，需要在正極活性物質(zhì)以及負極活性物質(zhì)的至少一方預(yù)摻雜(predoping)鉀。例如，在使用活性炭作為正極活性物質(zhì)、使用石墨作為負極活性物質(zhì)的情況下，正極以及負極原本不含有鉀。因此，其原因在于，如果不補充鉀，則負擔(dān)電荷移動的離子種類不足。另外，為了得到高電壓的鉀離子電容器，希望預(yù)先在負極預(yù)摻雜鉀，并使負極電位下降。在電容器的組裝時進行鉀的預(yù)摻雜。鉀的預(yù)摻雜例如在將鉀金屬和正極、負極以及非水電解質(zhì)一起收納于電池(cell)內(nèi)并在使鉀金屬與正極以及負極液接的狀態(tài)下被實施。此時，可以在鉀金屬與正極以及負極之間放入絕緣材料，相反地，也可以使鉀金屬與正極或負極導(dǎo)通、短路。在使鉀金屬與正極或負極導(dǎo)通的情況下，也可以在鉀金屬與正極或負極之間施加電壓，并強制性地在正極或負極預(yù)摻雜鉀。

實施例

以下，列舉出實施例對本發(fā)明進行詳細說明。并且，本發(fā)明并不限定于以下所示的實施例。

如以下那樣，使用石墨作為負極活性物質(zhì)并作為工作電極，在對電極使用鉀金屬，將鉀離子二次電池的負極(工作電極)特性作為半電池進行了評價。并且，在該半電池中，相對對電極的鉀金屬，使用石墨的電極成為工作電極，因此在以下的例子中表示為工作電極活性物質(zhì)、工作電極合劑漿料、工作電極集電體，但它們分別相當(dāng)于上述的負極活性物質(zhì)、負極合劑漿料、負極集電體。

<實施例1>測定用鉀離子二次電池(半電池)的制作

(1)工作電極的制作

在作為粘度調(diào)整溶劑的水中添加10質(zhì)量份作為粘結(jié)劑的聚丙烯酸鈉鹽(岸田(Kishida)化學(xué)公司制造，PAANa(分子量2,000,000～6,000,000))，進一步地，添加90質(zhì)量份作為工作電極活性物質(zhì)的石墨(SEC Carbon公司制造，粒徑大約3μm，SNO3)，并在研缽中混合攪拌，得到工作電極合劑漿料。

將所得到的工作電極合劑漿料涂敷于作為工作電極集電體的鎳網(wǎng)(厚度100μm，100個網(wǎng)，Tokyo Screen公司制造)上(1cm×1cm)，并在150℃的真空干燥機內(nèi)進行干燥，得到本例的工作電極。

并且，石墨的粒徑通過用電子顯微鏡觀察而求出。

(2)測定用對電極的制作

另一方面，在鎳網(wǎng)(同上)上使金屬鉀析出，作為測定用對電極。金屬鉀的析出通過如下方法進行：將以0.25mol/l的濃度使N,N-雙(氟磺酰)亞胺鉀(KFSI)溶解于由碳酸乙烯酯(EC):碳酸二乙酯(DEC)＝1:1(體積比)的比率混合的非水溶媒中的電解液如圖1所示在工作電極、參比電極使用鎳網(wǎng)、在對電極使用夾持于鎳網(wǎng)的活性炭并經(jīng)由玻璃濾片(厚度：3.8mm)注入所設(shè)置的H型電池，以0.45mA進行二十四小時恒定電流電解。

(3)測定用鉀離子二次電池(半電池)的構(gòu)建

將上述工作電極和測定用對電極由鱷口夾夾持，浸入注入有非水電解質(zhì)的燒杯，從而得到測定用鉀離子二次電池(半電池)。作為非水電解質(zhì)，使用了在由EC:DEC＝1:1(體積比)的比例混合的非水溶媒中溶解有KFSI的1mol/l電解液。

<實施例2>測定用鉀離子二次電池(半電池)的制作

除了使用羧甲基纖維素鈉鹽(大賽璐(Daicel)化學(xué)工業(yè)公司制造，CMC(粘度平均分子量(Mv)＝1,000,000))來替代聚丙烯酸鈉鹽、使用乙炔黑(施特雷姆化學(xué)品(Strem Chemicals)公司制造，粒徑大約50nm)來替代石墨以外，使與實施例1同樣地，得到測定用鉀離子二次電池(半電池)。并且，乙炔黑的粒徑通過與石墨的粒徑同樣的方法而求出。

<比較例1>比較測定用鉀離子二次電池(半電池)的制作

除了使用聚偏氟乙烯來替代聚丙烯酸鈉鹽以外，使與實施例1同樣地，得到比較測定用鉀離子二次電池(半電池)。

<評價1>

(1)進行了在實施例1中所制作的測定用鉀離子二次電池(半電池)的充放電評價。以電流密度成為25mA/g的電流的方式對各電極進行設(shè)定，進行了恒定電流充電至充電電壓2.0V為止。充電后，以電流密度成為25mA/g的電流的方式對各電極進行設(shè)定，在第二次以后，進行了恒定電流放電至充電電壓2.0V、放電終止電壓成為0V為止。將該充放電進行十七個循環(huán)，圖2示出第一次循環(huán)的充放電曲線，圖3示出第二～第十七次循環(huán)的充放電曲線。另外，圖4示出循環(huán)數(shù)與可逆容量以及庫侖效率的關(guān)系。

(2)除了進行十個循環(huán)充放電以外，使與上述(1)同樣地，進行了在實施例2中所制作的測定用鉀離子二次電池(半電池)的充放電評價。圖5示出第一次循環(huán)的充放電曲線，圖6示出第二～第十次循環(huán)的充放電曲線，圖7示出循環(huán)數(shù)與可逆容量以及庫侖效率的關(guān)系。

(3)除了進行恒定電流充電至充電電壓0.8V為止、進行恒定電流放電至放電終止電壓成為0V為止、進行七個循環(huán)該充放電以外，使與上述(1)同樣地，進行了在比較例1中所制作的比較測定用鉀離子二次電池(半電池)的充放電評價。圖8示出第一次循環(huán)的充放電曲線，圖9示出第二～第七次循環(huán)的充放電曲線，圖10示出循環(huán)數(shù)與可逆容量以及庫侖效率的關(guān)系。

實施例1的測定用鉀離子二次電池(半電池)從圖2～圖4可被確認：即使反復(fù)進行充放電可逆容量的下降也小，可逆容量維持率高；并且，得到非常接近作為理論容量的279mAh/g的大約250mAh/g的可逆容量，非常良好地進行了充放電。即，明確了相對包含碳材料的工作電極可逆性地吸入和釋放鉀。實施例2的測定用鉀離子二次電池(半電池)從圖5～圖7也同樣地可被確認：即使反復(fù)進行充放電可逆容量的下降也小，可逆容量維持率高。

與此相對，比較例1的比較測定用鉀離子二次電池(半電池)從圖8～圖10可被確認：反復(fù)進行了充放電時的可逆容量的下降顯著，可逆容量維持率非常低；即使是循環(huán)的初期，可逆容量也只不過是大約200mAh/g，比實施例1的可逆容量明顯變差。

<評價2>

將在充電狀態(tài)的實施例1中所制作的測定用鉀離子二次電池(半電池)拆開，通過粉末X射線衍射(XRD)測定了含有碳材料的工作電極片。具體地，使用理學(xué)(Rigaku)制造的粉末X射線衍射測定裝置MultiFlex，在以下的條件下進行了測定。XRD測定以使工作電極片不與空氣接觸的方式，由氣體阻隔性薄膜(明克特綸(ミクトロンフィルム)(注冊商標(biāo))，東麗公司制造)保護工作電極片，而進行了測定。圖11示出測定結(jié)果。

X射線：CuKα

電壓-電流：40kV-20mA

測定角度范圍：2θ＝10～70°

步進：0.02°

掃描速度：2°/分鐘

在工作電極碳是石墨的情況下，理論上，能夠?qū)⑩涬x子插入負極碳至由KC₈表示的組成為止。關(guān)于本發(fā)明的負極，如圖11所示，由于觀察到示出KC₈的峰在0V充電后出現(xiàn)在衍射角2θ＝17°以及34°附近，因此可知在石墨的層間插入了鉀至理論上最大的組成為止。

<實施例3>鉀電化學(xué)電池的制作

將作為工作電極集電體的銅箔由電極沖切機沖切成直徑1cm的圓形而作為本例的工作電極使用。

將切成0.5cm四方的金屬鉀作為對電極，使用與上述工作電極以及實施例1相同的非水電解質(zhì)，得到鉀電化學(xué)電池。在電池中使用了紐扣電池，并使用了玻璃濾片作為隔板。

<實施例4>鉀電化學(xué)電池的制作

除了使用鋁箔來替代銅箔以外，使與實施例3同樣地，得到鉀電化學(xué)電池。

<比較例2>比較測定用鋰電化學(xué)電池的制作

除了將挖空成直徑1cm的圓形的金屬鋰作為對電極、使用將LiPF₆溶解于由EC:碳酸二甲酯(DMC)＝1:1(體積比)的比率混合的非水溶媒中的1mol/l電解液作為非水電解質(zhì)以外，使與實施例3同樣地，得到比較測定用鋰電化學(xué)電池。

<比較例3>比較測定用鋰電化學(xué)電池的制作

除了使用鋁箔來替代銅箔以外，使與比較例2同樣地，得到比較測定用鋰電化學(xué)電池。

<評價3>

關(guān)于在實施例3和實施例4中分別所制作的鉀電化學(xué)電池以及在比較例2和比較例3中分別所制作的比較測定用鋰電化學(xué)電池，進行了循環(huán)伏安(CV)測定。CV測定的條件為使電位的掃描范圍在0.0V～2.0V、掃描速度為1mV/s。圖12示出結(jié)果。

從圖12可確認：在使用了銅箔作為工作電極的集電體的比較例2的比較測定用鋰電化學(xué)電池中，銅與鋰不發(fā)生合金化，但在使用了鋁箔作為工作電極的集電體的比較例3的比較測定用鋰電化學(xué)電池中，鋁與鋰反應(yīng)并發(fā)生合金化。其表明如下這樣的以往的問題：在鋰離子二次電池中不能使用鋁箔作為工作電極即負極的集電體，而需要使用銅箔。

與此相對，從圖12可確認：在實施例3以及實施例4的鉀電化學(xué)電池中，銅箔、鋁箔的任一種都不與鉀發(fā)生合金化。從該情況明確了，在鉀離子二次電池中，也能夠使用銅箔、鋁箔的任一種作為工作電極即負極的集電體。

<實施例5>測定用鉀離子二次電池(半電池)的制作

(1)工作電極的制作

在作為粘度調(diào)整溶劑的水中添加10質(zhì)量份作為粘結(jié)劑的聚丙烯酸鈉鹽(岸田化學(xué)公司制造，PAANa(分子量2,000,000～6,000,000))，進一步地，添加90質(zhì)量份作為工作電極活性物質(zhì)的石墨(SEC Carbon公司制造，粒徑大約3μm，SNO3)，并在研缽中混合攪拌，得到工作電極合劑漿料。

將所得到的工作電極合劑漿料涂敷于作為工作電極集電體的銅箔上，并在150℃的真空干燥機內(nèi)進行干燥，得到電極片。將該電極片由電極沖切機沖切成直徑1cm的圓形而作為本例的工作電極使用。

并且，石墨的粒徑通過用電子顯微鏡觀察而求出。

(2)測定用鉀離子二次電池(半電池)的構(gòu)建

將切成0.5cm四方的金屬鉀作為測定用對電極，使用與上述工作電極以及實施例1相同的非水電解質(zhì)，得到測定用鉀離子二次電池(半電池)。在電池中使用了紐扣電池，并使用了玻璃濾片作為隔板。

<實施例6>測定用鉀離子二次電池(半電池)的制作

除了使用鋁箔來替代銅箔以外，使與實施例5同樣地，得到測定用鉀離子二次電池(半電池)。

<評價4>

關(guān)于在實施例5以及實施例6中分別所制作的測定用鉀離子二次電池(半電池)，除了進行一個循環(huán)充放電以外，使與評價1(1)同樣地，進行了充放電評價。圖13示出所得到的充放電曲線。

從圖13可確認：在實施例5以及實施例6的測定用鉀離子二次電池(半電池)中，作為工作電極集電體在銅箔與鋁箔下第一次循環(huán)的充放電曲線幾乎沒有區(qū)別。從該情況也明確了，與評價3的結(jié)果同樣地，在鉀離子二次電池中，也能夠使用銅箔、鋁箔的任一種作為工作電極即負極的集電體。

<實施例7>測定用鉀離子二次電池(半電池)的制作

除了使用羧甲基纖維素鈉鹽(大賽璐化學(xué)工業(yè)公司制造，CMC(粘度平均分子量(Mv)＝1,000,000))來替代聚丙烯酸鈉鹽以外，使與實施例6同樣地，得到測定用鉀離子二次電池(半電池)。

<比較例4>比較測定用鉀離子二次電池(半電池)的制作

除了使用聚偏氟乙烯來替代聚丙烯酸鈉鹽以外，使與實施例6同樣地，得到比較測定用鉀離子二次電池(半電池)。

<評價5>

(1)除了進行四十個循環(huán)充放電以外，使與評價4同樣地，進行了在實施例6中所制作的測定用鉀離子二次電池(半電池)的充放電評價。圖14示出所得到的充放電曲線。

(2)除了進行八個循環(huán)充放電以外，使與評價4同樣地，進行了在實施例7中所制作的測定用鉀離子二次電池(半電池)的充放電評價。圖15示出所得到的充放電曲線。

(3)除了進行二十個循環(huán)充放電以外，使與評價4同樣地，進行了在比較例4中所制作的比較測定用鉀離子二次電池(半電池)的充放電評價。圖16示出所得到的充放電曲線。

(4)從上述(1)～(3)的結(jié)果，圖17示出循環(huán)數(shù)與可逆容量的關(guān)系，圖18示出循環(huán)數(shù)與庫侖效率的關(guān)系，圖19示出圖18的放大曲線圖。

實施例6的測定用鉀離子二次電池(半電池)從圖14以及圖17可被確認：即使反復(fù)進行充放電可逆容量的下降也小，可逆容量維持率高；并且，得到非常接近作為理論容量的279mAh/g的大約250mAh/g的可逆容量，非常良好地進行了充放電。即，明確了即使在使用了鋁箔作為工作電極的集電體的情況下，也相對包含碳材料的工作電極可逆性地吸入和釋放鉀。實施例7的測定用鉀離子二次電池(半電池)從圖15以及圖17也同樣地可被確認：即使在使用了鋁箔作為工作電極的集電體的情況下，即使反復(fù)進行充放電可逆容量的下降也小，可逆容量維持率高。

與此相對，比較例4的比較測定用鉀離子二次電池(半電池)從圖16以及圖17可被確認：循環(huán)初期的可逆容量是大約240mAh/g，示出了與實施例6以及實施例7的可逆容量同等的容量，但反復(fù)進行了充放電時的可逆容量的下降顯著，可逆容量維持率非常低。

從圖18以及圖19可確認：相比比較例4的比較測定用鉀離子二次電池(半電池)，實施例6以及實施例7的測定用鉀離子二次電池(半電池)的一方的庫侖效率被改善。即，明確了在使用聚丙烯酸鈉鹽或羧甲基纖維素鈉鹽作為負極用粘結(jié)劑的情況下，相比使用聚偏氟乙烯，庫倫效率被改善。

<評價6>

進行了在實施例6中所制作的測定用鉀離子二次電池(半電池)的充放電評價。以電流密度成為28mA/g的電流的方式對各電極進行設(shè)定，進行了恒定電流放電至放電電壓0.0V為止。放電后，以電流密度成為28(C/10)～4185(15C)mA/g的電流的方式對各電極進行設(shè)定，在第二次以后，進行了恒定電流放電至充電電壓2.0V、放電終止電壓成為0V為止。以各自的電流密度逐三個循環(huán)進行充放電，圖20示出循環(huán)數(shù)與充電容量的關(guān)系，圖21示出高速充電曲線。

從圖20以及圖21可確認：實施例6的測定用鉀離子二次電池(半電池)僅在充電(鉀脫離)時變更了電流密度的情況下，即使增大電流密度也看不到容量的減少。從該情況表明能夠進行快速充電。具體地，在快速充放電試驗中，以C/10的速率進行鉀插入，將鉀脫離設(shè)定為C/10～15C的速率，評價后，能夠以15C的速率即四分鐘充電。并且，1C是指能夠進行一小時充電的電流密度。例如，成為分別能夠2C進行30分鐘、3C進行二十分鐘、15C進行四分鐘充電的電流密度。

附圖標(biāo)記說明：

1 鎳網(wǎng)(參比電極)

2 鎳網(wǎng)工作電極

3 活性炭

4、5 玻璃濾片