JP2017107786A - リチウム空気二次電池およびリチウム空気二次電池用電解質 - Google Patents
リチウム空気二次電池およびリチウム空気二次電池用電解質 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】正極でありガス拡散型の空気極101と、リチウムを含んで構成された負極102と、空気極101と負極102とに挾まれて配置された電解質103とを備える。電解質103が、N,N’−mono−8−quinolyl−o−phenylenediamine(mqph)からなる金属錯体を備える。言い換えると、電解質103は、mqphを配位子とした金属錯体を含んで構成されている。
【選択図】 図1
Description
2Li++O2+2e-→Li2O2・・・(2)
Li→Li++e-・・・(3)
以下の各実施例では、図2を用いて説明した円柱形のリチウム空気二次電池セルを作製した。
[Cr−mqph錯体を含む電解質の調製]
8-ヒドロキシキノリン(アルドリッチ社製)、o−フェニルジアミン(アルドリッチ社製)と二硫酸ナトリウム(和光純薬工業社製)をモル比2:1:2でフラスコに入れ、110℃にて1週間還流し、メタノールで洗浄することによりmqph粉末を得た。次に、mqph粉末と酢酸クロム(II)、ダイマー、一水和物(アルドリッチ社製)を配位子となるmqphと中心金属となるクロムとが等モルとなるようフラスコ中のエタノールに室温窒素雰囲気下にて加えた。このフラスコをエバポレーターにて回転および加熱して溶媒除去することでCr−mqph錯体を得た。
実施例2では、電解質の添加剤として実施例1のCr−mqph錯体を用い、添加濃度0.001mol/Lで電解質(1.00mol/L LiTFSA/TEGDME溶液)へ混合した。上記以外の他の条件は、すべて実施例1と同様にして、セルを作製し、電池性能の評価を行った。
[Mn−mqph錯体を含む電解質の調製]
実施例1で得られたmqph粉末と酢酸マンガン(II)四水和物(和光純薬工業社製)を配位子となるmqphと中心金属となるマンガンとが等モルとなるようフラスコ中のエタノールに室温窒素雰囲気下にて加えた。このフラスコをエバポレーターにて回転および加熱して溶媒除去することでMn−mqph錯体を得た。
[Mn−mqph錯体を含む電解質の調製]
実施例4では、電解質の添加剤として実施例3のMn−mqph錯体を用い、添加濃度0.001mol/Lで電解質(1.00mol/L LiTFSA/TEGDME溶液)へ混合した。上記以外の他の条件は、すべて実施例1と同様にして、セルを作製し、電池性能の評価を行った。
[Co−mqph錯体を含む電解質の調製]
実施例1で得られたmqph粉末と酢酸コバルト(II)四水和物(和光純薬工業社製)を配位子となるmqphと中心金属となるコバルトとが等モルとなるようフラスコ中のエタノールに室温窒素雰囲気下にて加えた。このフラスコをエバポレーターにて回転および加熱して溶媒除去することでCo−mqph錯体を得た。
[Co−mqph錯体を含む電解質の調製]
実施例6では、電解質の添加剤として実施例5のCo−mqph錯体を用い、添加濃度0.001mol/Lで電解質(1.00mol/L LiTFSA/TEGDME溶液)へ混合した。上記以外の他の条件は、すべて前述した実施例と同様にして、セルを作製し、電池性能の評価を行った。
[Ni−mqph錯体を含む電解質の調製]
実施例1で得られたmqph粉末と酢酸ニッケル(II)四水和物(和光純薬工業社製)を配位子となるmqphと中心金属となるニッケルとが等モルとなるようフラスコ中のエタノールに室温窒素雰囲気下にて加えた。このフラスコをエバポレーターにて回転および加熱して溶媒除去することでNi−mqph錯体を得た。
[Ni−mqph錯体を含む電解質の調製]
実施例8では、電解質の添加剤として実施例7のNi−mqph錯体を用い、添加濃度0.001mol/Lで電解質(1.00mol/L LiTFSA/TEGDME溶液)へ混合した。上記以外の他の条件は、すべて前述した実施例と同様にして、セルを作製し、電池性能の評価を行った。
[Cu−mqph錯体を含む電解質の調製]
実施例1で得られたmqph粉末と酢酸銅(II)一水和物(和光純薬工業社製)を配位子となるmqphと中心金属となる銅とが等モルとなるようフラスコ中のエタノールに室温窒素雰囲気下にて加えた。このフラスコをエバポレーターにて回転および加熱して溶媒除去することでCu−mqph錯体を得た。
[Cu−mqph錯体を含む電解質の調製]
実施例10では、電解質の添加剤として実施例9のCu−mqph錯体を用い、添加濃度0.001mol/Lで電解質(1.00mol/L LiTFSA/TEGDME溶液)へ混合した。上記以外の他の条件は、すべて前述した実施例と同様にして、セルを作製し、電池性能の評価を行った。
[Sn−mqph錯体を含む電解質の調製]
実施例1で得られたmqph粉末と酢酸スズ(II)(和光純薬工業社製)を配位子となるmqphと中心金属となるスズとが等モルとなるようフラスコ中のエタノールに室温窒素雰囲気下にて加えた。このフラスコをエバポレーターにて回転および加熱して溶媒除去することでSn−mqph錯体を得た。
[Sn−mqph錯体を含む電解質の調製]
実施例12では、電解質の添加剤として実施例11のSn−mqph錯体を用い、添加濃度0.001mol/Lで電解質(1.00mol/L LiTFSA/TEGDME溶液)へ混合した。上記以外の他の条件は、すべて前述した実施例と同様にして、セルを作製し、電池性能の評価を行った。
[Mo−mqph錯体を含む電解質の調製]
実施例1で得られたmqph粉末と酢酸モリブデン(II)二量体(和光純薬工業社製)を配位子となるmqphと中心金属となるモリブデンとが等モルとなるようフラスコ中のエタノールに室温窒素雰囲気下にて加えた。このフラスコをエバポレーターにて回転および加熱して溶媒除去することでMo−mqph錯体を得た。
[Mo−mqph錯体を含む電解質の調製]
実施例14では、電解質の添加剤として実施例13のMo−mqph錯体を用い、添加濃度0.001mol/Lで電解質(1.00mol/L LiTFSA/TEGDME溶液)へ混合した。上記以外の他の条件は、すべて前述した実施例と同様にして、セルを作製し、電池性能の評価を行った。
電解質として1.00mol/LのLiTFSA/TEGDME溶液を用いて、リチウム空気二次電池セルを実施例1と同様にして作製した。電解質以外のリチウム空気二次電池の作製条件およびサイクル試験の条件は、実施例1と同様である。
Claims (5)
- リチウム空気二次電池用の電解質であって、
前記電解質は、N,N’−mono−8−quinolyl−o−phenylenediamineからなる金属錯体を備える
ことを特徴とするリチウム空気二次電池用電解質。 - 請求項1記載のリチウム空気二次電池用電解質において、
前記金属錯体の金属は、Cr、Mn、Co、Ni、Cu、Sn、またはMoのいずれか1つである
ことを特徴とするリチウム空気二次電池用電解質。 - 請求項2記載のリチウム空気二次電池用電解質において、
前記金属錯体は、Cr、Mn、Co、Ni、Cu、Sn、またはMoの少なくとも1つを含んで構成されている
ことを特徴とするリチウム空気二次電池用電解質。 - 請求項1〜3のいずれか1項に記載のリチウム空気二次電池用電解質を用いたリチウム空気二次電池であって、
空気極と、
リチウムを含んで構成された負極と、
前記空気極と前記負極とに挾まれて配置された前記電解質と
を備えることを特徴とするリチウム空気二次電池。 - 請求項4記載のリチウム空気二次電池用において、
前記空気極は、カーボンからなる導電性材料から構成されている
ことを特徴とするリチウム空気二次電池。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023228381A1 (ja) * | 2022-05-26 | 2023-11-30 | 日本電信電話株式会社 | 二次電池 |
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