JP2014165185A - Electrolyte for electric power storage device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、マグネシウム元素を含む負極を有する蓄電デバイス用の電解液に関する。 The present invention relates to an electrolytic solution for an electricity storage device having a negative electrode containing a magnesium element.
近年の電気機器の小型化や高機能化に対応した蓄電デバイスの一つとして、マグネシウム元素を含む負極を有する蓄電デバイスが検討されている。 As one of power storage devices corresponding to the recent miniaturization and higher functionality of electrical equipment, power storage devices having a negative electrode containing a magnesium element have been studied.
例えば、特許文献1には、金属マグネシウムを負極に用いた電気化学デバイスが提案されている。一般的に、負極活物質である金属マグネシウムの負極表面には、マグネシウムイオンを通さない不動態皮膜が形成される。こうした不動態皮膜の形成を防止するために、この電気化学デバイスには、アルキルアルミニウムを含む電解液が用いられる。具体的には、電気化学デバイスは、塩化コバルト(II)からなる活物質を含む正極、金属マグネシウム箔の負極、ポリエチレングリコールのセパレータ、およびエーテル系溶媒(テトラヒドロフラン(THF)など)とマグネシウム塩を一種以上含む電解質(Mg(ClO4)2など)とアルキルアルミニウム(トリメチルアルミニウムなど)とを含む電解液などの構成要素からなる。
For example,
しかし、特許文献1の電気化学デバイスは、溶媒に用いているエーテルが高揮発性であるためにデバイスの生産性が低い、電圧耐性が低いために電池の電圧を高くできない、構成中のトリメチルアルミニウム等のアルキルアルミニウムは消防法に基づく危険物として第3類に属し、空気中の酸素に触れると自然発火し、水に触れると激しく反応して可燃性の強いガスを出すため、電池材料として安全性に欠ける、といった問題点がある。
However, the electrochemical device of
非特許文献1は、マグネシウム元素を含む負極を有する蓄電デバイスに適用可能な電解液として、イオン液体であるN,N−ジエチル−N−メチル−N−(2−メトキシエチル)アンモニウムビスイミド(DEMETFSI)を用い、これにマグネシウムビスイミド(Mg(TFSI)2)及びリチウムビスイミド(LiTFSI)を溶解させた電解液を開示する。
Non-Patent
しかし、非特許文献1の電解液は、高価なイオン液体を使用しているためにコスト高となる、イオン液体は粘性が高くイオン伝導性が低いために蓄電デバイスの出力電流が低い、といった問題点がある。さらに、非特許文献1の電解液は、リチウムとマグネシウムとを共析出・酸化させているため、マグネシウム単独の蓄電デバイスシステム(セル、電池)を構成することができない。
However, the electrolyte solution of Non-Patent
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、マグネシウム元素を含む負極表面の不動態皮膜の形成を防止し、危険な成分を使用せずに電流値が大きく高容量の蓄電デバイスが低コストで得られるとともに、マグネシウム単独の蓄電デバイスシステムを構成することができる、マグネシウム元素を含む負極を有する蓄電デバイス用の電解液を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, prevents the formation of a passive film on the negative electrode surface containing magnesium element, and has a large current value and high capacity without using dangerous components. It is an object of the present invention to provide an electrolyte solution for an electricity storage device having a negative electrode containing a magnesium element, in which an electricity storage device can be obtained at low cost and can constitute an electricity storage device system using magnesium alone.
上記課題を解決する本発明のマグネシウム元素を含む負極を有する蓄電デバイス用の電解液は、マグネシウム塩とリチウム塩と溶媒とを含み、前記マグネシウム塩に対する前記リチウム塩の量が、0.13〜1.08モル%であることを特徴とする。 An electrolytic solution for an electricity storage device having a negative electrode containing a magnesium element according to the present invention that solves the above problems includes a magnesium salt, a lithium salt, and a solvent, and the amount of the lithium salt relative to the magnesium salt is 0.13 to 1. 0.08 mol%.
本発明のマグネシウム元素を含む負極を有する蓄電デバイス用の電解液によれば、電解液中のリチウム塩の量がマグネシウム塩に対して0.13〜1.08モル%であることによって、大きな電流値が得られ、容量の大きな蓄電デバイスを作製することができる。また、高価なリチウム塩の使用量が少なく、イオン液体のような高価な溶媒や危険物成分などを使用する必要もないため、低コストで安全な蓄電デバイスを作製することができる。さらに、使用するリチウム塩の量が少ないために、マグネシウム単独の蓄電デバイスシステムを構成することができる。 According to the electrolytic solution for an electricity storage device having a negative electrode containing magnesium element of the present invention, the amount of lithium salt in the electrolytic solution is 0.13 to 1.08 mol% with respect to the magnesium salt. A value can be obtained and an electricity storage device having a large capacity can be manufactured. In addition, since the amount of expensive lithium salt used is small and there is no need to use an expensive solvent such as an ionic liquid or a dangerous substance component, a safe electricity storage device can be manufactured at low cost. Furthermore, since the amount of lithium salt to be used is small, an electricity storage device system using magnesium alone can be configured.
以下、本発明の実施の形態について説明する。
本発明のマグネシウム元素を含む負極を有する蓄電デバイス用の電解液は、マグネシウム塩とリチウム塩と溶媒とを含み、前記マグネシウム塩に対する前記リチウム塩の量が、0.13〜1.08モル%であることを特徴とする。
Embodiments of the present invention will be described below.
The electrolytic solution for an electricity storage device having a negative electrode containing magnesium element of the present invention includes a magnesium salt, a lithium salt, and a solvent, and the amount of the lithium salt relative to the magnesium salt is 0.13 to 1.08 mol%. It is characterized by being.
本発明の電解液におけるマグネシウム塩としては、MgCl2、MgBr2、Mg(ClO4)2、Mg(BF4)2、Mg(PF6)2、Mg(AsF6)2、Mg(TFSI)2や、(Mg(CF3SO3)2、Mg(C4F9SO3)2などのパーフルオロアルキルスルホン酸塩(Mg(RfSO3)2、但しRfはパーフルオロアルキル基である)、(Mg((CF3SO2)2N)2などのパーフルオロアルキルスルホニルイミド塩(Mg((RfSO2)2N)2、但しRfはパーフルオロアルキル基である)などが挙げられる。これらのマグネシウム塩を単独で使用してもよいし、これらのうちの複数種を混合して使用してもよい。 Examples of the magnesium salt in the electrolytic solution of the present invention include MgCl 2 , MgBr 2 , Mg (ClO 4 ) 2 , Mg (BF 4 ) 2 , Mg (PF 6 ) 2 , Mg (AsF 6 ) 2 , and Mg (TFSI) 2. And perfluoroalkyl sulfonates (Mg (RfSO 3 ) 2 , where Rf is a perfluoroalkyl group), such as (Mg (CF 3 SO 3 ) 2 , Mg (C 4 F 9 SO 3 ) 2 , And perfluoroalkylsulfonylimide salts such as Mg ((CF 3 SO 2 ) 2 N) 2 (Mg ((RfSO 2 ) 2 N) 2 , where Rf is a perfluoroalkyl group). A salt may be used independently and multiple types of these may be mixed and used.
本発明の電解液におけるリチウム塩としては、LiBF4、LiClO4、LiPF6、LiAsF6、LiSbF6、LiCF3SO3、LiC2F5BF3、LiB(C2O4)2、Li(CF3SO2)2N、LiC4F9SO3、Li(C2F5SO2)2N、Li(CF3SO2)3C、LiPF3(C2F5)3、LiB(C6F5)4などが挙げられる。これらのリチウム塩を単独で使用してもよいし、これらのうちの複数種を混合して使用してもよい。
The lithium salt in the electrolytic solution of the present invention, LiBF 4, LiClO 4, LiPF 6, LiAsF 6, LiSbF 6, LiCF 3
本発明の電解液における溶媒は、電解液中の電解質(マグネシウム塩、リチウム塩)を溶解、解離させるものであればよく、炭酸エチレン、炭酸プロピレン、炭酸ビニレン、γ−ブチロラクトン、スルホラン、メチルスルホラン、炭酸ジエチル、炭酸ジメチル、炭酸エチルメチルなどのエステル系溶媒や、テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン、1,3−ジオキソラン、エチレングリコールジメチルエーテル、1,2−ジエトキシエタン、ブチルメチルエーテルなどのエーテル系溶媒などが挙げられる。これらの溶媒を単独で使用してもよいし、これらのうちの複数種を混合して使用してもよい。 The solvent in the electrolytic solution of the present invention may be any solvent that dissolves and dissociates the electrolyte (magnesium salt, lithium salt) in the electrolytic solution. Ethylene carbonate, propylene carbonate, vinylene carbonate, γ-butyrolactone, sulfolane, methyl sulfolane, Ester solvents such as diethyl carbonate, dimethyl carbonate, and ethyl methyl carbonate; ether solvents such as tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, 1,3-dioxolane, ethylene glycol dimethyl ether, 1,2-diethoxyethane, butyl methyl ether, etc. Is mentioned. These solvents may be used alone, or a plurality of them may be mixed and used.
本発明の電解液中のリチウム塩の量は、マグネシウム塩に対して0.13モル%以上であり、0.13〜1.08モル%とすることが好ましい。リチウム塩の量をこのような範囲とすることで、マグネシウム元素を含む負極を使用した際に大きな電流値が得られる。これは、電解液に含まれるリチウムが、マグネシウム元素を含む負極表面に形成される不動態皮膜となる酸化膜を取り除く作用を有するためと推測される。また、かかるリチウム塩の量の範囲とすることで、マグネシウム単独で動作可能な容量の大きな蓄電デバイスを作製することができる。リチウム塩の量がマグネシウム塩に対して0.13モル%よりも少ないと、負極上の酸化膜を十分に取り除くことができずに、放電ができなくなる。一方、リチウム塩の量がマグネシウム塩に対して1.08モル%よりも多すぎると、充電時にリチウムが析出してしまい、マグネシウム単独の動作を行なうことができない。電解液中のリチウム塩の量は、さらに好ましくはマグネシウム塩に対して0.13〜0.54モル%である。 The amount of the lithium salt in the electrolytic solution of the present invention is 0.13 mol% or more, preferably 0.13 to 1.08 mol%, based on the magnesium salt. By setting the amount of the lithium salt in such a range, a large current value can be obtained when a negative electrode containing magnesium element is used. This is presumably because lithium contained in the electrolytic solution has an action of removing an oxide film that becomes a passive film formed on the negative electrode surface containing magnesium element. In addition, by setting the amount of lithium salt in the range, an electricity storage device having a large capacity that can be operated by magnesium alone can be manufactured. When the amount of the lithium salt is less than 0.13 mol% with respect to the magnesium salt, the oxide film on the negative electrode cannot be sufficiently removed and discharge cannot be performed. On the other hand, if the amount of the lithium salt is more than 1.08 mol% with respect to the magnesium salt, lithium precipitates during charging, and the operation of magnesium alone cannot be performed. The amount of the lithium salt in the electrolytic solution is more preferably 0.13 to 0.54 mol% with respect to the magnesium salt.
本発明の電解液は、使用する溶媒に所定量のマグネシウム塩及びリチウム塩を適当な方法で溶解させることで調製することができる。 The electrolytic solution of the present invention can be prepared by dissolving a predetermined amount of magnesium salt and lithium salt in a solvent to be used by an appropriate method.
本発明の電解液は、マグネシウム元素を含む負極を有する蓄電デバイスに好適に用いることができる。かかる蓄電デバイスは、負極、正極、正極と負極との間に配置されるセパレータ、電解液などから構成される。 The electrolytic solution of the present invention can be suitably used for an electricity storage device having a negative electrode containing a magnesium element. Such an electricity storage device includes a negative electrode, a positive electrode, a separator disposed between the positive electrode and the negative electrode, an electrolytic solution, and the like.
負極は、マグネシウム元素を含むものである。例えば、負極には、負極の活物質である金属マグネシウムが含まれる。負極が金属マグネシウム単体で形成される場合、負極のエネルギー容量を大きくすることが可能となる。
また、負極は、マグネシウム合金からなる負極の活物質を含むこともできる。
The negative electrode contains a magnesium element. For example, the negative electrode includes magnesium metal that is an active material of the negative electrode. When the negative electrode is formed of metal magnesium alone, the energy capacity of the negative electrode can be increased.
The negative electrode can also contain a negative electrode active material made of a magnesium alloy.
マグネシウム合金は、カルシウム元素を含有するマグネシウムーカルシウム合金が好ましい。また、マグネシウムーカルシウム合金に含まれるカルシウム元素の含有量は、マグネシウムーカルシウム合金全体の35.6at%以下であることが好ましい。マグネシウムーカルシウム合金全体におけるカルシウム元素の含有量が35.6at%よりも多くなると、カルシウム金属相が現れて、マグネシウム金属が可逆的な酸化還元することができず、その結果、負極全体の構造が維持できなくなる。そして、負極が腐食劣化し、デバイスの耐久性は低下する。マグネシウム合金は、金属マグネシウム単体とマグネシウム−カルシウム合金の混合物でも良い。 The magnesium alloy is preferably a magnesium-calcium alloy containing calcium element. Moreover, it is preferable that content of the calcium element contained in a magnesium-calcium alloy is 35.6 at% or less of the whole magnesium-calcium alloy. When the content of calcium element in the entire magnesium-calcium alloy is more than 35.6 at%, a calcium metal phase appears, and magnesium metal cannot be reversibly oxidized and reduced. It cannot be maintained. Then, the negative electrode is corroded and the durability of the device is lowered. The magnesium alloy may be a mixture of metallic magnesium alone and a magnesium-calcium alloy.
正極は、溶液との間で正電荷が行き来する極として、例えば、マグネシウムイオンを挿入脱離することのできるマグネシウム酸化物や、電極内部が正に帯電し、電解液中のマイナスイオン(アニオン)が静電的吸着して電荷を蓄積させることのできる活性炭など、従来の蓄電デバイスに用いられるものが挙げられる。 The positive electrode is, for example, a magnesium oxide that can insert and desorb magnesium ions, and the inside of the electrode is positively charged, and negative ions (anions) in the electrolyte are used as positive and negative electrodes. Can be used for conventional power storage devices such as activated carbon that can be electrostatically adsorbed to accumulate electric charge.
正極と負極との間に配置されるセパレータには、二つの電極の接触短絡を防ぐとともに、電解液を含むことで、電解液成分が存在する空間を機械的に確保する役割を有するものとして、例えば、セルロース系の紙セパレータや、ポリエチレンやポリプロピレン系の樹脂セパレータなど、従来の電気化学デバイスに用いられるものが挙げられる。 The separator disposed between the positive electrode and the negative electrode has a role of mechanically securing a space in which an electrolyte component exists by including an electrolytic solution while preventing contact short circuit between the two electrodes. Examples thereof include those used in conventional electrochemical devices such as cellulose paper separators and polyethylene or polypropylene resin separators.
本発明の電解液を応用する蓄電デバイスは、例えば、1次電池や2次電池、電気化学キャパシタなどとして構成される。 The electricity storage device to which the electrolytic solution of the present invention is applied is configured as, for example, a primary battery, a secondary battery, an electrochemical capacitor, or the like.
以下に、具体的な実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明する。ただし、本発明はこれらにより何ら限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to specific examples. However, the present invention is not limited by these.
<実施例1>
1.電解液の調製
γ−ブチロラクトン(GBL、キシダ化学社製)28ml中に、マグネシウム塩として100℃,9時間真空加熱乾燥させた過塩素酸マグネシウム(Mg(ClO4)2、キシダ化学社製)3.12g(0.014M)を溶解させた後、リチウム塩として100℃,9時間真空加熱乾燥させた過塩素酸リチウム(LiClO4、キシダ化学社製)8mg(0.0000752M、マグネシウム塩に対して0.54モル%)を溶解させてマグネシウム電解液を調製した(50ppmH2O)。
<Example 1>
1. Preparation of electrolyte solution Magnesium perchlorate (Mg (ClO 4 ) 2 , manufactured by Kishida Chemical Co., Ltd.) 3 in 28 ml of γ-butyrolactone (GBL, manufactured by Kishida Chemical Co., Ltd.) as a magnesium salt was dried by heating at 100 ° C. for 9 hours under vacuum. After dissolving 12 g (0.014 M), lithium perchlorate (LiClO 4 , manufactured by Kishida Chemical Co., Ltd.) was dried by heating at 100 ° C. for 9 hours as a lithium salt, 8 mg (0.0000752 M, based on magnesium salt) 0.54 mol%) was dissolved to prepare a magnesium electrolyte (50 ppm H 2 O).
2.電解液の評価
図1に示すような装置を使用して電解液の評価を行なった。
直径15.5mmの円形にカットした金属マグネシウム板(純度99.9%,厚さ0.1mm、株式会社ニラコ製)からなる作用極、対極、及び参照極を作製した。上述のようにして作製した作用極、対極、及び参照極に集電リードを取り付け、上記電解液を注液した容器内に浸漬させて評価セルを形成した。
2. Evaluation of Electrolytic Solution An electrolytic solution was evaluated using an apparatus as shown in FIG.
A working electrode, a counter electrode, and a reference electrode made of a metal magnesium plate (purity 99.9%, thickness 0.1 mm, manufactured by Nilaco Co., Ltd.) cut into a circle having a diameter of 15.5 mm were prepared. A current collecting lead was attached to the working electrode, the counter electrode, and the reference electrode produced as described above, and immersed in a container into which the electrolytic solution was poured to form an evaluation cell.
このようにして作製した評価セルを、参照極に対する作用極の電位を−1.2〜+2.5V(vs Mg/Mg2+)、電位走査速度を5mV/sにし、参照極に対する作用極の初期電位である0V(vsMg/Mg2+)から酸化方向に走査させた後、還元方向に走査させる操作を行った。このような酸化・還元操作を5回繰り返して図2に示すCV曲線を得た(図中の曲線の番号は酸化・還元操作の順序を表す)。 The evaluation cell thus fabricated was adjusted so that the potential of the working electrode with respect to the reference electrode was −1.2 to +2.5 V (vs Mg / Mg 2+ ), the potential scanning speed was 5 mV / s, and the working electrode with respect to the reference electrode was After scanning from the initial potential of 0 V (vsMg / Mg 2+ ) in the oxidation direction, an operation of scanning in the reduction direction was performed. Such an oxidation / reduction operation was repeated 5 times to obtain a CV curve shown in FIG. 2 (the number of the curve in the figure represents the order of the oxidation / reduction operation).
図2に示すように酸化方向に操作させる毎に酸化溶解が増し、最大30mA/cm2(下記比較例1の10倍)の酸化電流が得られた。 As shown in FIG. 2, the oxidation dissolution increased with each operation in the oxidation direction, and an oxidation current of 30 mA / cm 2 (10 times that of Comparative Example 1 below) at the maximum was obtained.
3.蓄電デバイスの評価
図3に示すような装置を使用してキャパシタ(蓄電デバイス)の評価を行なった。
活性炭1からなる電極材(厚さ95μm)とアルミニウム箔集電体2(厚さ30μm)から構成されるφ15.5mmの正極電極材(宝泉株式会社製)と金属マグネシウム箔3からなる負極電極材(厚さ0.1mm)の間にセルロース製のセパレータ4(商品名「TF40」ニッポン高度紙工業株式会社製、厚さ40μm)を挟み、正極5及び負極6を有する2極式セル(商品名「HSセル」宝泉株式会社製)に、露点−50℃以下の環境下で組み込んだ。電解液7として上記作製した電解液を使用した。電解液の電極材への浸透は、1MPaまで真空引きを行った後、直ちに大気圧に戻して行った。評価に使用したセルの構成を図4に示す。
3. Evaluation of an electricity storage device An apparatus as shown in FIG. 3 was used to evaluate a capacitor (an electricity storage device).
A negative electrode composed of an electrode material (thickness 95 μm) made of activated
キャパシタの容量は、電池充放電装置(商品名「HJ−201B」北斗電工株式会社製)で、充電電流0.1mA、充電電圧3.2V、充電時間30分、放電電流0.1mA、下限電圧1.5Vの条件で、3サイクル目の放電時間を放電容量として採取した。 The capacity of the capacitor is a battery charging / discharging device (trade name “HJ-201B” manufactured by Hokuto Denko Co., Ltd.), with a charging current of 0.1 mA, a charging voltage of 3.2 V, a charging time of 30 minutes, a discharging current of 0.1 mA, and a lower limit voltage. Under the condition of 1.5 V, the discharge time at the third cycle was taken as the discharge capacity.
サイクル数と放電時間の関係は図5に示されるようになり、セルの放電容量(3サイクル目の放電時間)は604秒であった。 The relationship between the number of cycles and the discharge time is as shown in FIG. 5, and the discharge capacity of the cell (discharge time at the third cycle) was 604 seconds.
4.マグネシウム電極の表面分析
アルゴンスパッタリングによるX線を用いた元素定性・定量分析(XPS)により、上記評価に用いたマグネシウム負極の深さ方向の組成分析を行った(分析装置: Quantera SXM(PHI社製)、分析条件: X線径200μm、エッチングレート36.7nm/min)。分析結果は表面からの深さと原子濃度(Mg、O)との関係を示すXPSデプスプロファイルとして得られ(図6)、検出されたMg、O元素の深さ方向の濃度分布から、酸化膜厚は30nm以下であると推測される。
4). Surface analysis of magnesium electrode Composition analysis in the depth direction of the magnesium negative electrode used in the above evaluation was performed by elemental qualitative / quantitative analysis (XPS) using X-ray by argon sputtering (analyzer: Quantera SXM (manufactured by PHI) ), Analysis conditions:
<実施例2>
過塩素酸リチウムを2mg(0.0000188M、マグネシウム塩に対して0.13モル%)とした以外は実施例1と同様にして電解液の調製及びキャパシタの評価を行ったところ、図7に示される結果が得られ、セルの放電容量(3サイクル目の放電時間)は156秒であった。
<Example 2>
The electrolytic solution was prepared and the capacitor was evaluated in the same manner as in Example 1 except that 2 mg of lithium perchlorate (0.0000188M, 0.13 mol% based on magnesium salt) was obtained. The cell discharge capacity (discharge time at the third cycle) was 156 seconds.
<実施例3>
過塩素酸リチウムを4mg(0.0000376M、マグネシウム塩に対して0.27モル%)とした以外は実施例1と同様にして電解液の調製及びキャパシタの評価を行ったところ、図8に示される結果が得られ、セルの放電容量(3サイクル目の放電時間)は250秒であった。
<Example 3>
The electrolytic solution was prepared and the capacitor was evaluated in the same manner as in Example 1 except that 4 mg of lithium perchlorate (0.0000376M, 0.27 mol% based on the magnesium salt) was used. The cell discharge capacity (discharge time at the third cycle) was 250 seconds.
<実施例4>
過塩素酸リチウムを6mg(0.0000564M、マグネシウム塩に対して0.40モル%)とした以外は実施例1と同様にして電解液の調製及びキャパシタの評価を行ったところ、図9に示される結果が得られ、セルの放電容量(3サイクル目の放電時間)は364秒であった。
<Example 4>
The electrolytic solution was prepared and the capacitor was evaluated in the same manner as in Example 1 except that 6 mg of lithium perchlorate (0.0000564M, 0.40 mol% with respect to the magnesium salt) was obtained. The cell discharge capacity (discharge time at the third cycle) was 364 seconds.
<比較例1>
過塩素酸リチウム使用しない以外は実施例1と同様にして電解液の調製を行なった。
次いで、実施例1と同様にして電解液の評価を行ない図10に示すCV曲線を得た。図10に示されるように、酸化溶解は小さく、最大3mA/cm2の酸化電流しか得られなかった。
<Comparative Example 1>
An electrolyte solution was prepared in the same manner as in Example 1 except that lithium perchlorate was not used.
Next, the electrolytic solution was evaluated in the same manner as in Example 1 to obtain the CV curve shown in FIG. As shown in FIG. 10, the oxidative dissolution was small and only an oxidation current of 3 mA / cm 2 at maximum was obtained.
さらに、実施例1と同様にしてキャパシタの評価を行ったところ、図11に示される結果が得られ、セルの放電時間は0秒で全く放電しなかった。
また、実施例1と同様にしてマグネシウム負極の深さ方向の組成分析を行ったところ、図12のXPSデプスプロファイルが得られ、検出されたMg、O元素から、酸化膜が約100nm以上形成されていると推測される。
Furthermore, when the capacitor was evaluated in the same manner as in Example 1, the result shown in FIG. 11 was obtained, and the discharge time of the cell was 0 second, and no discharge occurred.
Further, when a composition analysis in the depth direction of the magnesium negative electrode was performed in the same manner as in Example 1, the XPS depth profile of FIG. 12 was obtained, and an oxide film of about 100 nm or more was formed from the detected Mg and O elements. I guess that.
<比較例2>
過塩素酸リチウムを1mg(0.0000094M、マグネシウム塩に対して0.07モル%)とした以外は実施例1と同様にして電解液の調製及びキャパシタの評価を行ったところ、図13に示される結果が得られ、セルの放電時間は0秒で全く放電しなかった。
<Comparative example 2>
The electrolytic solution was prepared and the capacitor was evaluated in the same manner as in Example 1 except that 1 mg of lithium perchlorate (0.0000094M, 0.07 mol% based on magnesium salt) was obtained. As a result, the discharge time of the cell was 0 second, and no discharge occurred.
実施例、比較例の結果からわかるように、本発明の電解液をマグネシウム元素を含む負極を有する蓄電デバイスに用いることで、負極における不動態皮膜の形成が抑制されて大きな電流値が得られ、容量の大きな蓄電デバイスを作製することができる。また、高価なリチウム塩の使用量が少なく、イオン液体のような高価な溶媒や危険物成分などを使用する必要もないため、低コストで安全な蓄電デバイスを作製することができる。さらに、使用するリチウム塩の量が少ないために、マグネシウム単独の蓄電デバイスシステムを構成することができる。 As can be seen from the results of Examples and Comparative Examples, by using the electrolytic solution of the present invention for an electricity storage device having a negative electrode containing magnesium element, formation of a passive film on the negative electrode is suppressed, and a large current value is obtained. A power storage device with a large capacity can be manufactured. In addition, since the amount of expensive lithium salt used is small and there is no need to use an expensive solvent such as an ionic liquid or a dangerous substance component, a safe electricity storage device can be manufactured at low cost. Furthermore, since the amount of lithium salt to be used is small, an electricity storage device system using magnesium alone can be configured.
1 活性炭
2 アルミニウム箔集電体
3 金属マグネシウム箔
4 セパレータ
5 正極
6 負極
7 電解液
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