JP2016018667A - 電解液及び電気化学デバイス - Google Patents
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Abstract
【解決手段】電解液は、スルホン、及び、スルホンに溶解したマグネシウム塩を含んでおり、マグネシウム塩は、水素化ホウ素マグネシウム(Mg(BH4)2)から成る。
【選択図】 図1
Description
マグネシウム塩は、水素化ホウ素マグネシウム(Mg(BH4)2)から成る。
電解液は、スルホン、及び、スルホンに溶解したマグネシウム塩を含んでおり、
マグネシウム塩は、水素化ホウ素マグネシウム(Mg(BH4)2)から成る。
1.本開示の電解液及び電気化学デバイス、全般に関する説明
2.実施例1(本開示の電解液)
3.実施例2(本開示の電気化学デバイス)
4.実施例3(本開示の電気化学デバイスの変形)
5.その他
本開示の電解液、及び、電気化学デバイスに備えられた電解液を総称して、以下、『本開示の電解液等』と呼ぶ場合がある。
マグネシウム塩が可溶な低沸点溶媒にマグネシウム塩を溶解させ、次いで、
低沸点溶媒にマグネシウム塩を溶解させた溶液にスルホンを溶解させた後、
スルホンを溶解した溶液から低沸点溶媒を除去することで得ることができる。
[A01]《電解液》
スルホン、及び、スルホンに溶解したマグネシウム塩を含んでおり、
マグネシウム塩は、水素化ホウ素マグネシウムから成る電解液。
[A02]スルホンは、R1R2SO2(但し、R1、R2はアルキル基を表す)で表されるアルキルスルホン又はアルキルスルホン誘導体である[A01]に記載の電解液。
[A03]アルキルスルホンは、ジメチルスルホン、メチルエチルスルホン、メチル−n−プロピルスルホン、メチル−i−プロピルスルホン、メチル−n−ブチルスルホン、メチル−i−ブチルスルホン、メチル−s−ブチルスルホン、メチル−t−ブチルスルホン、エチルメチルスルホン、ジエチルスルホン、エチル−n−プロピルスルホン、エチル−i−プロピルスルホン、エチル−n−ブチルスルホン、エチル−i−ブチルスルホン、エチル−s−ブチルスルホン、エチル−t−ブチルスルホン、ジ−n−プロピルスルホン、ジ−i−プロピルスルホン、n−プロピル−n−ブチルスルホン、n−ブチルエチルスルホン、i−ブチルエチルスルホン、s−ブチルエチルスルホン及びジ−n−ブチルスルホンから成る群より選ばれた少なくとも1種類のアルキルスルホンであり、
アルキルスルホン誘導体はエチルフェニルスルホンである[A02]に記載の電解液。
[B01]《電気化学デバイス》
電解液を備えており、
電解液は、スルホン、及び、スルホンに溶解したマグネシウム塩を含んでおり、
マグネシウム塩は、水素化ホウ素マグネシウムから成る電気化学デバイス。
[B02]スルホンは、R1R2SO2(但し、R1、R2はアルキル基を表す)で表されるアルキルスルホン又はアルキルスルホン誘導体である[B01]に記載の電気化学デバイス。
[B03]アルキルスルホンは、ジメチルスルホン、メチルエチルスルホン、メチル−n−プロピルスルホン、メチル−i−プロピルスルホン、メチル−n−ブチルスルホン、メチル−i−ブチルスルホン、メチル−s−ブチルスルホン、メチル−t−ブチルスルホン、エチルメチルスルホン、ジエチルスルホン、エチル−n−プロピルスルホン、エチル−i−プロピルスルホン、エチル−n−ブチルスルホン、エチル−i−ブチルスルホン、エチル−s−ブチルスルホン、エチル−t−ブチルスルホン、ジ−n−プロピルスルホン、ジ−i−プロピルスルホン、n−プロピル−n−ブチルスルホン、n−ブチルエチルスルホン、i−ブチルエチルスルホン、s−ブチルエチルスルホン及びジ−n−ブチルスルホンから成る群より選ばれた少なくとも1種類のアルキルスルホンであり、
アルキルスルホン誘導体はエチルフェニルスルホンである[B02]に記載の電気化学デバイス。
[B04]電解液によって電解質層が構成された電池である[B01]乃至[B03]のいずれか1項に記載の電気化学デバイス。
[B05]電池は一次電池又は二次電池である[B04]に記載の電気化学デバイス。
[B06]電池は、マグネシウム、マグネシウム合金あるいはマグネシウム化合物から成る負極を有する[B05]に記載の電気化学デバイス。
[B07]硫黄、フッ化黒鉛、金属酸化物又は金属ハロゲン化物を正極活物質として用いた正極を備えている[B06]に記載の電気化学デバイス。
[B08]金属酸化物又は金属ハロゲン化物を構成する金属は、スカンジウム、チタン、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅又は亜鉛である[B07]に記載の電気化学デバイス。
[B09]電池は、マグネシウム電池、空気電池、又は、燃料電池から成る[B04]乃至[B08]のいずれか1項に記載の電気化学デバイス。
[B10]キャパシタから成る[B01]乃至[B03]のいずれか1項に記載の電気化学デバイス。
[B11]キャパシタは、正極、負極、及び、正極と負極とよって挟まれ、電解液が含浸されたセパレータを備えている[B10]に記載の電気化学デバイス。
[B12]センサ、又は、マグネシウムイオンフィルタから成る[B01]乃至[B03]のいずれか1項に記載の電気化学デバイス。
[C01]電解液を備えており、
電解液は、スルホン、及び、スルホンに溶解したマグネシウム塩を含んでおり、
マグネシウム塩は、水素化ホウ素マグネシウムから成り、
電解液によって電解質層が構成される二次電池。
[C02]スルホンは、R1R2SO2(但し、R1、R2はアルキル基を表す)で表されるアルキルスルホン又はアルキルスルホン誘導体である[C01]に記載の二次電池。
[C03]アルキルスルホンは、ジメチルスルホン、メチルエチルスルホン、メチル−n−プロピルスルホン、メチル−i−プロピルスルホン、メチル−n−ブチルスルホン、メチル−i−ブチルスルホン、メチル−s−ブチルスルホン、メチル−t−ブチルスルホン、エチルメチルスルホン、ジエチルスルホン、エチル−n−プロピルスルホン、エチル−i−プロピルスルホン、エチル−n−ブチルスルホン、エチル−i−ブチルスルホン、エチル−s−ブチルスルホン、エチル−t−ブチルスルホン、ジ−n−プロピルスルホン、ジ−i−プロピルスルホン、n−プロピル−n−ブチルスルホン、n−ブチルエチルスルホン、i−ブチルエチルスルホン、s−ブチルエチルスルホン及びジ−n−ブチルスルホンから成る群より選ばれた少なくとも1種類のアルキルスルホンであり、
アルキルスルホン誘導体はエチルフェニルスルホンである[C02]に記載の二次電池。
[C04]マグネシウム、マグネシウム合金あるいはマグネシウム化合物から成る負極を有する[C01]乃至[C03]のいずれか1項に記載の二次電池。
[C05]硫黄、フッ化黒鉛、金属酸化物又は金属ハロゲン化物を正極活物質として用いた正極を備えている[C01]乃至[C04]のいずれか1項に記載の二次電池。
[C06]金属酸化物又は金属ハロゲン化物を構成する金属は、スカンジウム、チタン、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅又は亜鉛である[C05]に記載の二次電池。
[D01]二次電池、二次電池に関する制御を行う制御手段、及び、二次電池を内包する外装を有する電池パックであって、
二次電池は、[C01]乃至[C06]のいずれか1項に記載の二次電池から成る電池パック。
[D02]二次電池から電力の供給を受ける電子機器であって、
二次電池は、[C01]乃至[C06]のいずれか1項に記載の二次電池から成る電子機器。
[D03]二次電池から電力の供給を受けて車両の駆動力に変換する変換装置、及び、二次電池に関する情報に基づいて車両制御に関する情報処理を行う制御装置を有する電動車両であって、
二次電池は、[C01]乃至[C06]のいずれか1項に記載の二次電池から成る電動車両。
[D04]二次電池から電力の供給を受け、及び/又は、電力源から二次電池に電力を供給するように構成された電力システムであって、
二次電池は、[C01]乃至[C06]のいずれか1項に記載の二次電池から成る電力システム。
[D05]二次電池を有し、電力が供給される電子機器が接続されるように構成された電力貯蔵用電源であって、
二次電池は、[C01]乃至[C06]のいずれか1項に記載の二次電池から成る電力貯蔵用電源。
[E01]《電解液の製造方法》
水素化ホウ素マグネシウムをスルホンを溶解させることで電解液を得る、電解液の製造方法。
[F01]《メッキ浴》
スルホン、及び、スルホンに溶解したマグネシウム塩を含んでおり、
マグネシウム塩は、水素化ホウ素マグネシウムから成るメッキ浴。
[F02]《メッキ浴》
スルホン、及び、スルホンに溶解したマグネシウム塩を含んでおり、
マグネシウム塩は、塩化マグネシウム、臭化マグネシウム、ヨウ化マグネシウム、過塩素酸マグネシウム、テトラフルオロホウ酸マグネシウム、ヘキサフルオロリン酸マグネシウム、ヘキサフルオロヒ酸マグネシウム、パーフルオロアルキルスルホン酸マグネシウム、テトラフェニルホウ酸マグネシウム及びパーフルオロアルキルスルホニルイミド酸マグネシウムから成る群より選ばれた少なくとも1種類のマグネシウム塩であるメッキ浴。
[F03]スルホンは、R1R2SO2(但し、R1、R2はアルキル基を表す)で表されるアルキルスルホン又はアルキルスルホン誘導体である[F01]又は[F02]に記載のメッキ浴。
[F04]アルキルスルホンは、ジメチルスルホン、メチルエチルスルホン、メチル−n−プロピルスルホン、メチル−i−プロピルスルホン、メチル−n−ブチルスルホン、メチル−i−ブチルスルホン、メチル−s−ブチルスルホン、メチル−t−ブチルスルホン、エチルメチルスルホン、ジエチルスルホン、エチル−n−プロピルスルホン、エチル−i−プロピルスルホン、エチル−n−ブチルスルホン、エチル−i−ブチルスルホン、エチル−s−ブチルスルホン、エチル−t−ブチルスルホン、ジ−n−プロピルスルホン、ジ−i−プロピルスルホン、n−プロピル−n−ブチルスルホン、n−ブチルエチルスルホン、i−ブチルエチルスルホン、s−ブチルエチルスルホン及びジ−n−ブチルスルホンから成る群より選ばれた少なくとも1種類のアルキルスルホンであり、
アルキルスルホン誘導体はエチルフェニルスルホンである[F03]に記載のメッキ浴。
[F05]添加剤が含まれている[F01]乃至[F04]のいずれか1項に記載のメッキ浴。
[F06]添加剤には、金属イオンがアルミニウム(Al)、ベリリウム(Be)、ホウ素(B)、ガリウム(Ga)、インジウム(In)、ケイ素(Si)、スズ(Sn)、チタン(Ti)、クロム(Cr)、鉄(Fe)、コバルト(Co)及びランタン(La)から成る群より選ばれた少なくとも1種類の原子又は原子団の陽イオンから成る塩が含まれており、又は、
添加剤には、水素、アルキル基、アルケニル基、アリール基、ベンジル基、アミド基、フッ素イオン(F-)、塩素イオン(Cl-)、臭素イオン(Br-)、ヨウ素イオン(I-)、過塩素酸イオン(ClO4 -)、テトラフルオロホウ酸イオン(BF4 -)、ヘキサフルオロリン酸イオン(PF6 -)、ヘキサフルオロヒ酸イオン(AsF6 -)、パーフルオロアルキルスルホン酸イオン(Rf1SO3 -)〈但し、Rf1はパーフルオロアルキル基〉、及び、パーフルオロアルキルスルホニルイミドイオン(Rf2SO2)2N-〈但し、Rf2はパーフルオロアルキル基〉から成る群より選ばれた少なくとも1種類の原子、有機基又は陰イオンから成る塩が含まれている[F05]に記載のメッキ浴。
[F07]更に、非極性溶媒を含んでいる[F01]乃至[F06]のいずれか1項に記載のメッキ浴。
[F08]非極性溶媒の誘電率及びドナー数は、いずれも20以下である[F07]に記載のメッキ浴。
[F09]非極性溶媒は、芳香族炭化水素、エーテル、ケトン、エステル及び鎖状炭酸エステルから成る群より選ばれた少なくとも1種類の非極性溶媒から成る[F07]又は[F08]に記載のメッキ浴。
[F10]芳香族炭化水素は、トルエン、ベンゼン、o−キシレン、m−キシレン、p−キシレン、又は、1−メチルナフタレンであり、
エーテルは、ジエチルエーテル、又は、テトラヒドロフランであり、
ケトンは、4−メチル−2−ペンタノンであり、
エステルは、酢酸メチル、又は、酢酸エチルであり、
鎖状炭酸エステルは、炭酸ジメチル、炭酸ジエチル、又は、炭酸エチルメチルである[F09]に記載のメッキ浴。
[G01]《メッキ浴の製造方法》
水素化ホウ素マグネシウムをスルホンを溶解させることでメッキ浴を得る、メッキ浴の製造方法。
[G02]《メッキ浴の製造方法》
マグネシウム塩が可溶な低沸点溶媒にマグネシウム塩を溶解させ、次いで、
低沸点溶媒にマグネシウム塩を溶解させた溶液にスルホンを溶解させた後、
スルホンを溶解した溶液から低沸点溶媒を除去する、
各工程を備えており、
マグネシウム塩は、塩化マグネシウム、臭化マグネシウム、ヨウ化マグネシウム、過塩素酸マグネシウム、テトラフルオロホウ酸マグネシウム、ヘキサフルオロリン酸マグネシウム、ヘキサフルオロヒ酸マグネシウム、パーフルオロアルキルスルホン酸マグネシウム、テトラフェニルホウ酸マグネシウム及びパーフルオロアルキルスルホニルイミド酸マグネシウムから成る群より選ばれた少なくとも1種類のマグネシウム塩であるメッキ浴の製造方法。
[G03]スルホンを溶解した溶液から低沸点溶媒を除去した後、非極性溶媒を混合する[G02]に記載のメッキ浴の製造方法。
Claims (7)
- スルホン、及び、スルホンに溶解したマグネシウム塩を含んでおり、
マグネシウム塩は、水素化ホウ素マグネシウムから成る電解液。 - スルホンは、R1R2SO2(但し、R1、R2はアルキル基を表す)で表されるアルキルスルホン又はアルキルスルホン誘導体である請求項1に記載の電解液。
- アルキルスルホンは、ジメチルスルホン、メチルエチルスルホン、メチル−n−プロピルスルホン、メチル−i−プロピルスルホン、メチル−n−ブチルスルホン、メチル−i−ブチルスルホン、メチル−s−ブチルスルホン、メチル−t−ブチルスルホン、エチルメチルスルホン、ジエチルスルホン、エチル−n−プロピルスルホン、エチル−i−プロピルスルホン、エチル−n−ブチルスルホン、エチル−i−ブチルスルホン、エチル−s−ブチルスルホン、エチル−t−ブチルスルホン、ジ−n−プロピルスルホン、ジ−i−プロピルスルホン、n−プロピル−n−ブチルスルホン、n−ブチルエチルスルホン、i−ブチルエチルスルホン、s−ブチルエチルスルホン及びジ−n−ブチルスルホンから成る群より選ばれた少なくとも1種類のアルキルスルホンであり、
アルキルスルホン誘導体はエチルフェニルスルホンである請求項2に記載の電気化学デバイス用の電解液。 - 電解液を備えており、
電解液は、スルホン、及び、スルホンに溶解したマグネシウム塩を含んでおり、
マグネシウム塩は、水素化ホウ素マグネシウムから成る電気化学デバイス。 - スルホンは、R1R2SO2(但し、R1、R2はアルキル基を表す)で表されるアルキルスルホン又はアルキルスルホン誘導体である請求項4に記載の電気化学デバイス。
- アルキルスルホンは、ジメチルスルホン、メチルエチルスルホン、メチル−n−プロピルスルホン、メチル−i−プロピルスルホン、メチル−n−ブチルスルホン、メチル−i−ブチルスルホン、メチル−s−ブチルスルホン、メチル−t−ブチルスルホン、エチルメチルスルホン、ジエチルスルホン、エチル−n−プロピルスルホン、エチル−i−プロピルスルホン、エチル−n−ブチルスルホン、エチル−i−ブチルスルホン、エチル−s−ブチルスルホン、エチル−t−ブチルスルホン、ジ−n−プロピルスルホン、ジ−i−プロピルスルホン、n−プロピル−n−ブチルスルホン、n−ブチルエチルスルホン、i−ブチルエチルスルホン、s−ブチルエチルスルホン及びジ−n−ブチルスルホンから成る群より選ばれた少なくとも1種類のアルキルスルホンであり、
アルキルスルホン誘導体はエチルフェニルスルホンである請求項5に記載の電気化学デバイス。 - 電解液によって電解質層が構成された電池である請求項4に記載の電気化学デバイス。
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