JP2020161475A - 多価金属二次電池用アノライト及び多価金属二次電池 - Google Patents
多価金属二次電池用アノライト及び多価金属二次電池 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2020161475A JP2020161475A JP2020034956A JP2020034956A JP2020161475A JP 2020161475 A JP2020161475 A JP 2020161475A JP 2020034956 A JP2020034956 A JP 2020034956A JP 2020034956 A JP2020034956 A JP 2020034956A JP 2020161475 A JP2020161475 A JP 2020161475A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- polyvalent metal
- secondary battery
- halide
- anolite
- metal secondary
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 122
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 122
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims abstract description 78
- 150000004820 halides Chemical class 0.000 claims abstract description 50
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 claims abstract description 39
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 38
- 229910001507 metal halide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 37
- 150000005309 metal halides Chemical class 0.000 claims abstract description 37
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims description 80
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 61
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 60
- -1 N, N-diethyl-N-methyl-N- (2-methoxyethyl) ammonium halide Chemical class 0.000 claims description 58
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 43
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 claims description 37
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 claims description 35
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims description 35
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 34
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 28
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 24
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 19
- TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L Magnesium chloride Chemical group [Mg+2].[Cl-].[Cl-] TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 15
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 14
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 claims description 12
- JIAARYAFYJHUJI-UHFFFAOYSA-L zinc dichloride Chemical group [Cl-].[Cl-].[Zn+2] JIAARYAFYJHUJI-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 12
- 125000001033 ether group Chemical group 0.000 claims description 10
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 claims description 10
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 9
- 125000005843 halogen group Chemical group 0.000 claims description 8
- ORBIYPATJRMROW-UHFFFAOYSA-M diethyl-(2-methoxyethyl)-methylazanium;chloride Chemical group [Cl-].CC[N+](C)(CC)CCOC ORBIYPATJRMROW-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 7
- 229910001629 magnesium chloride Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000011592 zinc chloride Substances 0.000 claims description 6
- 235000005074 zinc chloride Nutrition 0.000 claims description 6
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 claims description 3
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 abstract description 3
- 239000010416 ion conductor Substances 0.000 abstract description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 63
- 239000002608 ionic liquid Substances 0.000 description 33
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 28
- 239000000463 material Substances 0.000 description 24
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 23
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 23
- OHVLMTFVQDZYHP-UHFFFAOYSA-N 1-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)-2-[4-[2-[[3-(trifluoromethoxy)phenyl]methylamino]pyrimidin-5-yl]piperazin-1-yl]ethanone Chemical compound N1N=NC=2CN(CCC=21)C(CN1CCN(CC1)C=1C=NC(=NC=1)NCC1=CC(=CC=C1)OC(F)(F)F)=O OHVLMTFVQDZYHP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 22
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 21
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 16
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 15
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 14
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 14
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 14
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 13
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 13
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 12
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 12
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 11
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 10
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 10
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 10
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 10
- 229910000861 Mg alloy Inorganic materials 0.000 description 9
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 9
- 150000002367 halogens Chemical group 0.000 description 9
- IQQRAVYLUAZUGX-UHFFFAOYSA-N 1-butyl-3-methylimidazolium Chemical compound CCCCN1C=C[N+](C)=C1 IQQRAVYLUAZUGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 8
- FHDQNOXQSTVAIC-UHFFFAOYSA-M 1-butyl-3-methylimidazol-3-ium;chloride Chemical compound [Cl-].CCCCN1C=C[N+](C)=C1 FHDQNOXQSTVAIC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 7
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 7
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 7
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 6
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 description 6
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 6
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 6
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 6
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 6
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 6
- 239000006230 acetylene black Substances 0.000 description 5
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 229910001510 metal chloride Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 5
- WZFUQSJFWNHZHM-UHFFFAOYSA-N 2-[4-[2-(2,3-dihydro-1H-inden-2-ylamino)pyrimidin-5-yl]piperazin-1-yl]-1-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)ethanone Chemical compound C1C(CC2=CC=CC=C12)NC1=NC=C(C=N1)N1CCN(CC1)CC(=O)N1CC2=C(CC1)NN=N2 WZFUQSJFWNHZHM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000002484 cyclic voltammetry Methods 0.000 description 4
- 238000000113 differential scanning calorimetry Methods 0.000 description 4
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 4
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 4
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 4
- NJMWOUFKYKNWDW-UHFFFAOYSA-N 1-ethyl-3-methylimidazolium Chemical compound CCN1C=C[N+](C)=C1 NJMWOUFKYKNWDW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- SXAMGRAIZSSWIH-UHFFFAOYSA-N 2-[3-[2-(2,3-dihydro-1H-inden-2-ylamino)pyrimidin-5-yl]-1,2,4-oxadiazol-5-yl]-1-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)ethanone Chemical compound C1C(CC2=CC=CC=C12)NC1=NC=C(C=N1)C1=NOC(=N1)CC(=O)N1CC2=C(CC1)NN=N2 SXAMGRAIZSSWIH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- JLVVSXFLKOJNIY-UHFFFAOYSA-N Magnesium ion Chemical compound [Mg+2] JLVVSXFLKOJNIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- RWRDLPDLKQPQOW-UHFFFAOYSA-N Pyrrolidine Chemical class C1CCNC1 RWRDLPDLKQPQOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 125000002947 alkylene group Chemical group 0.000 description 3
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 3
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 3
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 3
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 229910001425 magnesium ion Inorganic materials 0.000 description 3
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Substances [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 3
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 3
- 229920005992 thermoplastic resin Polymers 0.000 description 3
- ZRPAUEVGEGEPFQ-UHFFFAOYSA-N 2-[4-[2-(2,3-dihydro-1H-inden-2-ylamino)pyrimidin-5-yl]pyrazol-1-yl]-1-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)ethanone Chemical compound C1C(CC2=CC=CC=C12)NC1=NC=C(C=N1)C=1C=NN(C=1)CC(=O)N1CC2=C(CC1)NN=N2 ZRPAUEVGEGEPFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JVKRKMWZYMKVTQ-UHFFFAOYSA-N 2-[4-[2-(2,3-dihydro-1H-inden-2-ylamino)pyrimidin-5-yl]pyrazol-1-yl]-N-(2-oxo-3H-1,3-benzoxazol-6-yl)acetamide Chemical compound C1C(CC2=CC=CC=C12)NC1=NC=C(C=N1)C=1C=NN(C=1)CC(=O)NC1=CC2=C(NC(O2)=O)C=C1 JVKRKMWZYMKVTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910018137 Al-Zn Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910018573 Al—Zn Inorganic materials 0.000 description 2
- WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N Bromine atom Chemical compound [Br] WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 2
- PTFCDOFLOPIGGS-UHFFFAOYSA-N Zinc dication Chemical compound [Zn+2] PTFCDOFLOPIGGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 2
- 150000003863 ammonium salts Chemical class 0.000 description 2
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N bromine Substances BrBr GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 2
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000007561 laser diffraction method Methods 0.000 description 2
- 229910001509 metal bromide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 2
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 2
- 238000000790 scattering method Methods 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 2
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 2
- IDTCZPKYVMKLRZ-UHFFFAOYSA-N 1-(2-methoxyethyl)-1-methylpyrrolidin-1-ium Chemical compound COCC[N+]1(C)CCCC1 IDTCZPKYVMKLRZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PXELHGDYRQLRQO-UHFFFAOYSA-N 1-butyl-1-methylpyrrolidin-1-ium Chemical compound CCCC[N+]1(C)CCCC1 PXELHGDYRQLRQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XTIGGAHUZJWQMD-UHFFFAOYSA-N 1-chloro-2-methoxyethane Chemical compound COCCCl XTIGGAHUZJWQMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YQFWGCSKGJMGHE-UHFFFAOYSA-N 1-methyl-1-propylpyrrolidin-1-ium Chemical compound CCC[N+]1(C)CCCC1 YQFWGCSKGJMGHE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004200 2-methoxyethyl group Chemical group [H]C([H])([H])OC([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 7553-56-2 Chemical compound [I] ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XMWRBQBLMFGWIX-UHFFFAOYSA-N C60 fullerene Chemical compound C12=C3C(C4=C56)=C7C8=C5C5=C9C%10=C6C6=C4C1=C1C4=C6C6=C%10C%10=C9C9=C%11C5=C8C5=C8C7=C3C3=C7C2=C1C1=C2C4=C6C4=C%10C6=C9C9=C%11C5=C5C8=C3C3=C7C1=C1C2=C4C6=C2C9=C5C3=C12 XMWRBQBLMFGWIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XTHFKEDIFFGKHM-UHFFFAOYSA-N Dimethoxyethane Chemical compound COCCOC XTHFKEDIFFGKHM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910003023 Mg-Al Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910017916 MgMn Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910017267 Mo 6 S 8 Inorganic materials 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 108010000020 Platelet Factor 3 Proteins 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 239000005083 Zinc sulfide Substances 0.000 description 1
- 229910001297 Zn alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000002015 acyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 229910001514 alkali metal chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910003481 amorphous carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000002029 aromatic hydrocarbon group Chemical group 0.000 description 1
- 229910021383 artificial graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JHXKRIRFYBPWGE-UHFFFAOYSA-K bismuth chloride Chemical compound Cl[Bi](Cl)Cl JHXKRIRFYBPWGE-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 229910021400 carbon nanofoam Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000008209 carbon nanofoam Substances 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000003610 charcoal Substances 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 239000011889 copper foil Substances 0.000 description 1
- 238000001739 density measurement Methods 0.000 description 1
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 238000002848 electrochemical method Methods 0.000 description 1
- 238000010828 elution Methods 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- KTWOOEGAPBSYNW-UHFFFAOYSA-N ferrocene Chemical compound [Fe+2].C=1C=C[CH-]C=1.C=1C=C[CH-]C=1 KTWOOEGAPBSYNW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005357 flat glass Substances 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 229910003472 fullerene Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 description 1
- 229910021397 glassy carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003949 imides Chemical class 0.000 description 1
- PNDPGZBMCMUPRI-UHFFFAOYSA-N iodine Chemical compound II PNDPGZBMCMUPRI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011630 iodine Substances 0.000 description 1
- 239000003273 ketjen black Substances 0.000 description 1
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002680 magnesium Chemical class 0.000 description 1
- DMFBPGIDUUNBRU-UHFFFAOYSA-N magnesium;bis(trifluoromethylsulfonyl)azanide Chemical compound [Mg+2].FC(F)(F)S(=O)(=O)[N-]S(=O)(=O)C(F)(F)F.FC(F)(F)S(=O)(=O)[N-]S(=O)(=O)C(F)(F)F DMFBPGIDUUNBRU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 1
- 239000002931 mesocarbon microbead Substances 0.000 description 1
- 229910001512 metal fluoride Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001511 metal iodide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012982 microporous membrane Substances 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- GNVRJGIVDSQCOP-UHFFFAOYSA-N n-ethyl-n-methylethanamine Chemical compound CCN(C)CC GNVRJGIVDSQCOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002074 nanoribbon Substances 0.000 description 1
- 229910021382 natural graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N nitrogen Substances N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006864 oxidative decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- BWOROQSFKKODDR-UHFFFAOYSA-N oxobismuth;hydrochloride Chemical compound Cl.[Bi]=O BWOROQSFKKODDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- AZQWKYJCGOJGHM-UHFFFAOYSA-N para-benzoquinone Natural products O=C1C=CC(=O)C=C1 AZQWKYJCGOJGHM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920002312 polyamide-imide Polymers 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000005956 quaternization reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 229910052596 spinel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011029 spinel Substances 0.000 description 1
- 125000000472 sulfonyl group Chemical group *S(*)(=O)=O 0.000 description 1
- 238000004781 supercooling Methods 0.000 description 1
- 230000036962 time dependent Effects 0.000 description 1
- 229910000314 transition metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000002023 trifluoromethyl group Chemical group FC(F)(F)* 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 description 1
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UGZADUVQMDAIAO-UHFFFAOYSA-L zinc hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Zn+2] UGZADUVQMDAIAO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229940007718 zinc hydroxide Drugs 0.000 description 1
- 229910021511 zinc hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 1
- 229910052984 zinc sulfide Inorganic materials 0.000 description 1
- DRDVZXDWVBGGMH-UHFFFAOYSA-N zinc;sulfide Chemical compound [S-2].[Zn+2] DRDVZXDWVBGGMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
Description
項1. 脂肪族オニウムハロゲン化物と多価金属ハロゲン化物との混合物である常温溶融塩を含むイオン伝導材である、多価金属二次電池用アノライト。
項2. 前記脂肪族オニウムハロゲン化物がエーテル基を含有する、項1に記載の多価金属二次電池用アノライト。
項3. 前記エーテル基含有オニウムハロゲン化物が、N,N−ジエチル−N−メチル−N−(2−メトキシエチル)アンモニウムハロゲン化物である、項1又は2に記載の多価金属二次電池用アノライト。
項4. 前記多価金属ハロゲン化物が、マグネシウムハロゲン化物、亜鉛ハロゲン化物、又はアルミニウムハロゲン化物である、項1〜3のいずれかに記載の多価金属二次電池用アノライト。
項5. 前記エーテル基含有オニウムハロゲン化物が、N,N−ジエチル−N−メチル−N−(2−メトキシエチル)アンモニウムクロリドであり、前記多価金属ハロゲン化物が塩化マグネシウムである、項1〜4のいずれかに記載の多価金属二次電池用アノライト。
項6. 前記エーテル基含有オニウムハロゲン化物が、N,N−ジエチル−N−メチル−N−(2−メトキシエチル)アンモニウムクロリドであり、前記多価金属ハロゲン化物が塩化亜鉛である、項1〜4のいずれかに記載の多価金属二次電池用アノライト。
項7. 前記常温溶融塩における多価金属原子に対するハロゲン原子の構成モル比が3以上である、項1〜5のいずれかに記載の多価金属二次電池用アノライト。
項8. ハロゲンイオンの含有量が1M以上である、項1〜7のいずれかに記載の多価金属二次電池用アノライト。
項9. 項1〜8のいずれかに記載の多価金属二次電池用アノライトを含む、多価金属二次電池。
項10. (a)多価金属種からなる負極活物質を含むアノードと、(b)前記多価金属二次電池用アノライトの擬固体であるアノライト層と、(c)ハロゲンイオンを含まないイオン伝導材の擬固体であるカソライト層と、(d)多価金属/多価金属イオンに対する標準電位がハロゲンイオンの標準電位よりも貴である正極活物質を含むカソードと、がこの順で積層された積層体を含む、項9に記載の多価金属二次電池。
項11. 前記正極活物質がカーボンである、項10に記載の多価金属二次電池。
項12. 前記多価金属が、マグネシウム又はその合金、若しくは亜鉛又はその合金である、項9〜11のいずれかに記載の多価金属二次電池。
本発明の多価金属二次電池用アノライトは、脂肪族オニウムハロゲン化物と多価金属ハロゲン化物との混合物である常温溶融塩を含むイオン伝導材であって、負極用の電解質として用いられるものである。
脂肪族オニウムハロゲン化物及び多価金属ハロゲン化物は、いずれも単独では常温固体塩(40℃以下で固体状態である塩)である。しかしながら、これらを互いに混合すると常温でも液体状態の塩、つまり常温溶融塩になる。なお、本発明において、常温溶融塩は、40℃以下、好ましくは35℃以下、さらに好ましくは30℃以下、一層好ましくは25℃以下で溶融状態である塩をいう。常温溶融塩が溶融状態を呈する温度の下限としては特に限定されず、低いほど好ましいが、例えば−50℃超が挙げられる。この常温溶融塩は、常温でイオン伝導が可能である点、塩化物イオンを含有する点、及び脂肪族オニウムカチオンが還元反応で安定であり電位窓が広い点等により、多価金属二次電池のアノライト(負極用電解質)として有用であるだけでなく、多価金属二次電池を高電圧で作動させることができるという電気化学的特性上の特有の効果を発揮する。
本発明の多価金属二次電池用アノライトは、上述の脂肪族オニウムハロゲン化物と多価金属ハロゲン化物との混合物である常温溶融塩に加えて、他の成分を含んでいてもよい。
本発明の多価金属二次電池は、上述のアノライトを含んで構成される。本発明の多価金属二次電池の具体的形態は特に限定されないが、図1に、本発明の多価金属二次電池の一例としてコイン電池を模式的に示す。本発明の多価金属二次電池は、図1の多価金属二次電池100に例示されるように、(a)アノード110と、(b)特定のアノライト層120と、(c)特定のカソライト層130と、(d)特定のカソード140とがこの順で積層された積層体を含むことができる。また、本発明の多価金属二次電池は、図1の多価金属二次電池100に例示されるように、アノライト層120とカソライト層130との間にセパレータ150が介在していてもよい。以下、図1を例に挙げて本発明の多価金属二次電池について詳述する。
アノード110は、多価金属種からなる負極活物質を含む電極であればよい。多価金属種としては、多価金属二次電池の種類に応じて決定すればよく、マグネシウム、亜鉛、アルミニウム、及びそれらの合金が挙げられる。
アノライト層120は、上記「1.多価金属二次電池用アノライト」に記載したアノライトの擬固体である。アノライトを擬固体化することで、アノライト中に含まれるハロゲンイオンがカソライト層130内に進入することを防止する。
セパレータ150は、アノライト層120とカソライト層130との間に介在することで、アノライト層120とカソライト層130との二相構造をより安定的に保つことができる。
カソライト層130は、ハロゲンイオンを含まないイオン伝導材(カソライト;正極電解質)の擬固体である。カソライトを擬固体化することで、アノライト中に含まれるハロゲンイオンがカソライト層130内に進入することを防止し、ハロゲンイオンフリーの状態を保つ。
カソード140は、多価金属/多価金属イオンに対する標準電位がハロゲンイオンの標準電位よりも貴である正極活物質を含む。図示された態様では、カソード140は、正極活物質層141と集電材142とを含む。正極活物質層141はと集電材142の表面に形成されている。
多価金属二次電池における上記以外の他の構成は、電池の具体的形態に応じて当業者が適宜設計することができる。例えば図1に例示するコイン電池は、上記の積層体の他に、積層体を収容する外装缶(正極缶)160、外装缶とかしめられる負極キャップ(負極缶)170、負極キャップ170とアノード110とを電気的に接続するバネ171及び板172、積層体全体をシールするガスケット180、カソライト130及びカソード140をシールするガスケット190を含んで構成されている。外装缶160、負極キャップ170、バネ171及び板172の材料は、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス等の金属である。ガスケット180,190の材料としては、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)等のフッ素系樹脂が挙げられる。
本発明の多価金属二次電池の製造方法は特に限定されないが、例えば図1に例示するコイン電池形態の多価金属二次電池100の場合、次のようにして製造することができる。正極缶160に、カソード140と、カソライト層130を固定するためのスペーサー190とを設置し、カソード140上にカソライトゲルを塗布することでカソライト層130を形成する。また、研磨したアノード110上にアノライトゲルを塗布してアノライト層120を形成し、アノライト層120にセパレータ150を重ねた積層体を、カソライト層130上に重ねる。コインセル部材であるバネ171及び板172を設置し、最後に負極缶170を設置する。正極缶160と負極缶170とをかしめて多価金属二次次電池を得る。
本試験例では、脂肪族オニウムハロゲン化物であるN,N−ジエチル−N−メチル−N−(2−メトキシエチル)アンモニウムクロリド(DEMECl)と多価金属ハロゲン化物である塩化マグネシウム(MgCl2)とから常温溶融塩DEMECl−MgCl2(実施例1)を調製した。粘度及びイオン伝導度の測定は、低湿度チャンバー(DAIKIN 露点<−60℃)内で行った。粘度の測定には、Brookfiled RVDV−III+を用いた。示差走査熱量測定(DSC)には、Perkin−Elmer Pyris1 DSCを用いた。密度測定には、Heガスピクノメータ(Accupyc II 1340)を用いた。イオン伝導度の測定は、Radiometer analytical CDC749セルを用い、交流インピーダンスアナライザ(Solartoron 1260)により交流法で測定した。
本試験例では、DEMECl−MgCl2(実施例1)をイオン伝導材として用い、Mgを作用極、Ptを対極、ヨウ素レドックスを含むEMI[TFSA]イオン液体に白金を挿入したものを参照極とした3極セルにおける、Mg作用極のフェロセン基準で校正した開回路電位(OCP)の経時変化を測定した。この電気化学測定は、Arガス雰囲気グローブボックス内で、85℃の条件で行った。
本試験例では、DEMECl−MgCl2(実施例1)中でのMg金属上でのサイクリックボルタモグラム(作用極:Mg、対極:W、レドックス:I-/I3 -、10mV/s、85℃)を得た。結果を図4に示す。図4に示されるように、DEMECl−MgCl2中でマグネシウム金属電極が可逆に作動することが分かった。
本試験例(試験例4−1及び4−2)では、グラファイト正極を用いたコイン電池形態の二次電池の充放電を行った。
(リチウム二次電池の材料)
・アノード:リチウム金属
・カソード:グラファイト合剤正極(グラファイト(KS6L)合剤(KS6L:PVDF=92:8(重量比))の層を集電体(Al箔)上に形成した電極)
・電解液:1.0M LiTFSA含有Py13[TFSA]イオン液体
・アノード:マグネシウム合金(AZ31B)
・カソード:グラファイト合剤正極(グラファイト(KS6L)合剤(KS6L:PVDF=92:8(重量比))の層を集電体(Al箔)上に形成した電極)
・電解液:0.5M Mg[TFSA]2含有Py13[TFSA]イオン液体
材料を、アルゴンガス雰囲気グローブボックス内で2032コインセル(直径20mm、高さ3.2mm)(正極缶にはアルミクラッドを用いた。)に組み込み、コイン電池形態の二次電池を作製した。マグネシウム合金(AZ31)は、大気雰囲気で予め鏡面研磨を行ったものをグローブボックスに持ち込み、コイン電池作製直前に再度グローブボックス内で研磨を行った。リチウムについては、グローブボックス内で保管しているリチウム箔(本城金属)をグローブボックス内で打ち抜いたものを使用した。カソード、セパレータ、電解液、コインセル部材(SUS板及びSUSバネ)については、あらかじめ十分に真空乾燥させたものをグローブボックス内に持ち込み、正極缶に、合剤正極(直径11mmφ)、電解液を含浸させたセパレータ(16mmφ)、負極(14mmφ)、スペーサー、バネ、負極缶をこの順に設置後、グローブボックスボックス内に設置したカシメ機によりかしめ処理を行い、コイン電池を作製した。
上記の試験例2より、DEMECl−MgCl2が良好なマグネシウム負極特性を示すことが示されたが、DEMECl−MgCl2の酸化限界電位は、+0.5V vs Fc/Fc+であり、Mgを用いても2.5V程度の正極しか用いることができない。これに鑑み、本試験例では、高電圧化を目指し、DEMECl−MgCl2を擬固体化し、正極側の電解質には塩化物などのハロゲンを含まないTFSA系イオン液体等を用いることで、マグネシウム二次電池を構成した。具体的には、次の材料を用いて、コイン電池形態のマグネシウム二次電池(実施例2)を作製した。
・アノード:マグネシウム合金(AZ31、厚み100μm)を用いた。
・アノライト層:試験例1で得たDEMECl−MgCl2と、DEME[TFSA]とを混合し、アノライトを調製した。DEME[TFSA]は、DEMECl−MgCl2の調製に用いたDEMEClのアノライト中の濃度が1.5M相当、MgCl2の濃度が0.25M相当となる量で用いた。アノライトに、SiO2ナノ粒子(Aldrich シリカナノ粒子;レーザ回折/散乱法によって測定される体積平均粒子径10nm)を13重量%となるように加え、擬固体化した。
・セパレータ:シリカ微粉体が混ぜ込まれたポリオレフィン微多孔質膜;日本板硝子製;品番040A2を用いた。
・カソライト層:Py13[TFSA]にMg[TFSA]2を0.5M溶解させ、上述のSiO2ナノ粒子を9重量%となるように加え、擬固体化した。
・カソード:TFSA-の挿入脱離により高電位(>+4.7V vs Li/Li+)で作動するグラファイト(KS6L)合剤(KS6L:PVDF=92:8(重量比))の層を集電体(Al箔)上に形成した電極を用いた(理論容量:120mAhg-1)。
これらの材料を十分に真空乾燥させ、アルゴンガス置換グローブボックス内で2032コインセル(直径20mm、高さ3.2mm)(正極缶にはアルミクラッドを用いた。)に組み込み、コイン電池を作製した。具体的には、まず、正極缶に合剤正極(直径11mmφ)と、カソライトゲルを固定するためのPTFEのスペーサーとを設置し、正極上にカソライトゲルを塗布することでカソライト層を形成した。また、負極として用意したAZ31合金(直径14mmφ)は、グローブボックスに持ち込む前に鏡面研磨を行い、さらにグローブボックスに持ち込んだ後、コインセル組み立て直前に再度研磨を行った。研磨した負極上にアノライトゲルを塗布してアノライト層を形成し、アノライト層にセパレータ(直径16mmφ)を重ねた積層体を、カソライト層上に重ね、コインセル部材(SUS板及びSUSバネ)を設置した。最後に負極缶(負極キャップ)を設置し、グローブボックスボックス内に設置したカシメ機によりかしめ処理を行い、コイン電池の形態のマグネシウム二次電池を得た。
以下の条件で、グラファイト正極を用い、アノライトのみを用いたコイン電池形態のマグネシウム二次電池(比較例1)を作製し、以下の条件で充放電を行った。結果を図8に示す。
アノード:マグネシウム合金(AZ31)
カソード:グラファイト合剤正極
電解液:DEMECl1.0M,MgCl20.25M 含有DEME[TFSA](試験例4−2における実施例2のマグネシウム二次電池で用いられたアノライト)
測定条件:T=45℃、充電レートC/10,放電レートC/10
アノライト層を構成する擬固体からDEME[TFSA]を除いたことを除いて試験例4−2(実施例2)と同様にして、マグネシウム二次電池(実施例3)を作製した。具体的には、アノライト層を構成する擬固体は、次のようにして作製した。試験例1で得たDEMECl−MgCl2(DEMECl:MgCl2=5:1(モル比))に、SiO2ナノ粒子を14重量%となるように加え、擬固体化した。
本試験例(試験例7−1及び7−2)では、グラファイト正極を用いたコイン電池形態のマグネシウム二次電池のサイクル特性を調べた。
以下の材料を2032コインセル(直径20mm、高さ3.2mm)(正極缶にはアルミクラッドを用いた。)に組み込み、試験例4−2と同様にしてコイン電池形態のマグネシウム二次電池(比較例2)を作製した。以下の条件でコイン電池の充放電を3回行った。結果を図10に示す。
カソード:グラファイト合剤正極(グラファイト(KS6L)合剤(KS6L:PVDF=92:8(重量比))の層を集電体(Al箔)上に形成した電極)
アノライト層:BMI[TFSA]とBMIClとを3:2のモル比で混合し、さらに0.25M、Mg[TFSA]2を溶解させた。この混合塩中のBMIClの濃度はおよそ1.5Mである。これに、SiO2ナノ粒子を15重量%となるように加え、擬固体化した。
カソライト層:Py13[TFSA]にMg[TFSA]2を0.5M溶解させ、上述のSiO2ナノ粒子を9重量%となるように加え、擬固体化した。
測定条件:T=45℃、充電レートC/10,放電レートC/20
試験例4−2のコイン電池形態のマグネシウム二次電池(実施例2)を用い、試験例4−2の条件(試験例7−1と同じ条件)でコイン電池の充放電を3回行った。結果を図11に示す。
本試験例(試験例8−1〜8−3)では、グラファイト正極を用いたコイン電池形態の亜鉛二次電池の充放電を行った。
以下の材料を2032コインセル(直径20mm、高さ3.2mm)(正極缶にはアルミクラッドを用いた。)に組み込みコイン電池形態の亜鉛二次電池(比較例3)を作製した。以下の条件でコイン電池の充放電を行った。結果を図12に示す。
カソード:グラファイト合剤正極(グラファイト(KS6L)合剤(KS6L:PVDF=92:8(重量比))の層を集電体(Al箔)上に形成した電極)
電解液:0.5M Zn[TFSA]2含有Py13[TFSA]イオン液体
測定条件:T=45℃、充電レート:C/10,放電レート:C/10
以下の材料を2032コインセル(直径20mm、高さ3.2mm)(正極缶にはアルミクラッドを用いた。)に組み込み、試験例4−2と同様にしてコイン電池形態の亜鉛二次電池(比較例4)を作製した。以下の条件でコイン電池の充放電を行った。結果を図13に示す。
カソード:グラファイト合剤正極(グラファイト(KS6L)合剤(KS6L:PVDF=92:8(重量比))の層を集電体(Al箔)上に形成した電極)
アノライト層:Py13[TFSA]にZn[TFSA]20.5MとZnCl20.1Mとを溶解させ、上述のSiO2ナノ粒子を13重量%となるように加え、擬固体化した。
カソライト層:Py13[TFSA]にZn[TFSA]2を0.5M溶解させ、上述のSiO2ナノ粒子を9重量%となるように加え、擬固体化した。
測定条件:T=45℃、充電レート:C/10,放電レート:C/10
以下の材料を2032コインセル(直径20mm、高さ3.2mm)(正極缶にはアルミクラッドを用いた。)に組み込み、試験例4−2と同様にしてコイン電池形態の亜鉛二次電池(実施例4)を作製した。以下の条件でコイン電池の充放電を行った。結果を図14に示す。
カソード:グラファイト合剤正極(グラファイト(KS6L)合剤(KS6L:PVDF=92:8(重量比))の層を集電体(Al箔)上に形成した電極)
アノライト層:多価金属ハロゲン化物として塩化亜鉛(ZnCl2)を用いたことを除いて、試験例1と同様にして、常温溶融塩DEMECl−ZnCl2を調製した。DEMECl−ZnCl2と、DEME[TFSA]とを混合し、アノライトを調製した。DEME[TFSA]は、DEMECl−ZnCl2の調製に用いたDEMEClのアノライト中の濃度が1.25M相当、ZnCl2の濃度が0.25M相当となる量で用いた。アノライトに、SiO2ナノ粒子を13重量%となるように加え、擬固体化した。
カソライト層:Py13[TFSA]にZn[TFSA]2を0.5M溶解させ、上述のSiO2ナノ粒子を9重量%となるように加え、擬固体化した。
測定条件:T=45℃、充電レート:C/10,放電レート:C/10
カソードとして、V2O5及びABの合剤正極(V2O5:AB:PVDF=70:10:20(重量比))の層を集電体(Al箔)上に形成した電極を用いたことを除いて、試験例4−2(実施例2)と同様にして、マグネシウム二次電池(実施例5)を作成した。
カソードとして、V2O5及びCNTの合剤正極(V2O5:CNT:PI=93:2:5(重量比))の層を集電体(Al箔)上に形成した電極を用いたことを除いて、試験例4−2(実施例2)と同様にして、マグネシウム二次電池(実施例6)を作成した。
110…アノード
120…アノライト層
130…カソライト層
140…カソード
141…正極活物質
Claims (12)
- 脂肪族オニウムハロゲン化物と多価金属ハロゲン化物との混合物である常温溶融塩を含むイオン伝導材である、多価金属二次電池用アノライト。
- 前記脂肪族オニウムハロゲン化物がエーテル基を含有する、請求項1に記載の多価金属二次電池用アノライト。
- 前記エーテル基含有オニウムハロゲン化物が、N,N−ジエチル−N−メチル−N−(2−メトキシエチル)アンモニウムハロゲン化物である、請求項1又は2に記載の多価金属二次電池用アノライト。
- 前記多価金属ハロゲン化物が、マグネシウムハロゲン化物、亜鉛ハロゲン化物、又はアルミニウムハロゲン化物である、請求項1〜3のいずれかに記載の多価金属二次電池用アノライト。
- 前記エーテル基含有オニウムハロゲン化物が、N,N−ジエチル−N−メチル−N−(2−メトキシエチル)アンモニウムクロリドであり、前記多価金属ハロゲン化物が塩化マグネシウムである、請求項1〜4のいずれかに記載の多価金属二次電池用アノライト。
- 前記エーテル基含有オニウムハロゲン化物が、N,N−ジエチル−N−メチル−N−(2−メトキシエチル)アンモニウムクロリドであり、前記多価金属ハロゲン化物が塩化亜鉛である、請求項1〜4のいずれかに記載の多価金属二次電池用アノライト。
- 前記常温溶融塩における多価金属原子に対するハロゲン原子の構成モル比が3以上である、請求項1〜5のいずれかに記載の多価金属二次電池用アノライト。
- ハロゲンイオンの含有量が1M以上である、請求項1〜7のいずれかに記載の多価金属二次電池用アノライト。
- 請求項1〜8のいずれかに記載の多価金属二次電池用アノライトを含む、多価金属二次電池。
- (a)多価金属種からなる負極活物質を含むアノードと、(b)前記多価金属二次電池用アノライトの擬固体であるアノライト層と、(c)ハロゲンイオンを含まないイオン伝導材の擬固体であるカソライト層と、(d)多価金属/多価金属イオンに対する標準電位がハロゲンイオンの標準電位よりも貴である正極活物質を含むカソードと、がこの順で積層された積層体を含む、請求項9に記載の多価金属二次電池。
- 前記正極活物質がカーボンである、請求項10に記載の多価金属二次電池。
- 前記多価金属が、マグネシウム又はその合金、若しくは、亜鉛又はその合金である、請求項9〜11のいずれかに記載の多価金属二次電池。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019045286 | 2019-03-12 | ||
JP2019045286 | 2019-03-12 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020161475A true JP2020161475A (ja) | 2020-10-01 |
JP7418805B2 JP7418805B2 (ja) | 2024-01-22 |
Family
ID=72639792
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020034956A Active JP7418805B2 (ja) | 2019-03-12 | 2020-03-02 | 多価金属二次電池用アノライト及び多価金属二次電池 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7418805B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPWO2022224697A1 (ja) * | 2021-04-19 | 2022-10-27 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004071244A (ja) * | 2002-08-02 | 2004-03-04 | Yuasa Corp | 非水電解質電池 |
WO2015029291A1 (ja) * | 2013-08-27 | 2015-03-05 | パナソニック株式会社 | 電気化学エネルギー蓄積デバイス |
JP2016096024A (ja) * | 2014-11-14 | 2016-05-26 | 国立大学法人京都大学 | 二次電池 |
JP2016164877A (ja) * | 2015-02-26 | 2016-09-08 | 国立大学法人東京工業大学 | 溶融塩組成物、それを含む電解質、及び液化溶融塩の増粘方法 |
JP2018073455A (ja) * | 2015-03-06 | 2018-05-10 | 学校法人東京理科大学 | マグネシウム二次電池及び充放電方法 |
JP2018073615A (ja) * | 2016-10-28 | 2018-05-10 | 国立大学法人静岡大学 | 電解液、及び、マグネシウム二次電池 |
WO2018142968A1 (ja) * | 2017-01-31 | 2018-08-09 | 学校法人関西大学 | 電解液、二次電池および電解液の製造方法 |
-
2020
- 2020-03-02 JP JP2020034956A patent/JP7418805B2/ja active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004071244A (ja) * | 2002-08-02 | 2004-03-04 | Yuasa Corp | 非水電解質電池 |
WO2015029291A1 (ja) * | 2013-08-27 | 2015-03-05 | パナソニック株式会社 | 電気化学エネルギー蓄積デバイス |
JP2016096024A (ja) * | 2014-11-14 | 2016-05-26 | 国立大学法人京都大学 | 二次電池 |
JP2016164877A (ja) * | 2015-02-26 | 2016-09-08 | 国立大学法人東京工業大学 | 溶融塩組成物、それを含む電解質、及び液化溶融塩の増粘方法 |
JP2018073455A (ja) * | 2015-03-06 | 2018-05-10 | 学校法人東京理科大学 | マグネシウム二次電池及び充放電方法 |
JP2018073615A (ja) * | 2016-10-28 | 2018-05-10 | 国立大学法人静岡大学 | 電解液、及び、マグネシウム二次電池 |
WO2018142968A1 (ja) * | 2017-01-31 | 2018-08-09 | 学校法人関西大学 | 電解液、二次電池および電解液の製造方法 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPWO2022224697A1 (ja) * | 2021-04-19 | 2022-10-27 | ||
JP7454883B2 (ja) | 2021-04-19 | 2024-03-25 | 国立大学法人大阪大学 | 分子送達用粒子を特徴づけるための方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP7418805B2 (ja) | 2024-01-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6195236B2 (ja) | アルミニウム二次電池 | |
JP6423453B2 (ja) | 蓄電装置用水系電解液、及び当該水系電解液を含む蓄電装置 | |
Ding et al. | NaFSA–C1C3pyrFSA ionic liquids for sodium secondary battery operating over a wide temperature range | |
JP5909024B2 (ja) | マグネシウム電池用の電解液及びそれを含むマグネシウム電池 | |
Li et al. | Novel ternary molten salt electrolytes for intermediate-temperature sodium/nickel chloride batteries | |
EP3439086B1 (en) | Aqueous secondary cell | |
CN107464954B (zh) | 氟化物离子电池用电解液及氟化物离子电池 | |
JP6039269B2 (ja) | ナトリウムイオン二次電池用正極活物質およびそれを用いたナトリウムイオン二次電池 | |
JP6050290B2 (ja) | フッ化物イオン電池用電解液およびフッ化物イオン電池 | |
JP2013135214A (ja) | 電気化学的エネルギー貯蔵システム | |
Karkera et al. | An Inorganic Electrolyte Li–O2 Battery with High Rate and Improved Performance | |
Yang et al. | Advanced intermediate temperature sodium copper chloride battery | |
JP2016038960A (ja) | フッ化物イオン電池用電解液およびフッ化物イオン電池 | |
JP5621745B2 (ja) | 空気電池用電解液 | |
JP7219462B2 (ja) | 亜鉛二次電池 | |
JP6924264B2 (ja) | 半固体電解液、半固体電解質、半固体電解質層および二次電池 | |
JP7418805B2 (ja) | 多価金属二次電池用アノライト及び多価金属二次電池 | |
JP6010447B2 (ja) | 活物質およびそれを用いた二次電池 | |
TW201631833A (zh) | 非水電解液及使用該非水電解液的蓄電裝置 | |
JP4217775B2 (ja) | イオン性液体 | |
JP2012009322A (ja) | 水系リチウムイオン二次電池 | |
KR20200109296A (ko) | 고전압 리튬 이온 전지용 폴리(케톤)-계 폴리머 전해질 | |
JP4998392B2 (ja) | 非水電解質電池 | |
JP2014192128A (ja) | 溶融塩、電池用電解質および多価イオン電池 | |
WO2022075287A1 (ja) | アルミニウム二次電池用電解質及びアルミニウム二次電池 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
AA64 | Notification of invalidation of claim of internal priority (with term) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A241764 Effective date: 20200714 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200731 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20221201 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20230712 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230725 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20230925 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20231005 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20231005 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20231219 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20231227 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7418805 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |