JP5905894B2 - マグネシウムアノード、及び硫黄に適合する安定で安全な電解質を備えた電気化学デバイス - Google Patents
マグネシウムアノード、及び硫黄に適合する安定で安全な電解質を備えた電気化学デバイス Download PDFInfo
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Description
本出願は、2010年10月27日付で出願された米国特許出願第12/913,253号の優先権を主張するものであり、そのすべての内容を参照によって本明細書中に援用する。本出願はさらに、2010年4月12日付で出願された先行米国特許出願第12/758,343号及び2010年4月27日付で出願された先行米国特許出願第12/768,017号にも関連し、それらの開示を参照によって本明細書中に援用する。
活性成分としてマグネシウムを含むアノード、
カソード、及び
電解質
を含み、前記電解質が、溶媒と、立体障害性第二級アミンのハロゲン化マグネシウム塩のLiCl錯体とを含む電気化学セルを含む。
活性成分としてマグネシウムを含むアノード、
活性成分として硫黄を含むカソード、及び
溶媒と、置換基のアルキル基が1〜6個の炭素原子を含む2,2,6,6−テトラ−アルキルピペリジンのハロゲン化マグネシウム塩のLiCl錯体とを含む電解質
を含む電気化学セルを提供する。
活性成分としてマグネシウムを含むアノード、
活性成分として硫黄を含むカソード、及び
溶媒と、2,2,6,6−テトラメチルピペリジニル−マグネシウムクロライド−リチウムクロライド錯体(TMPMgCl−LiCl)とを含む電解質
を含むバッテリーを提供する。
活性成分としてマグネシウムを含むアノード、
カソード、及び
電解質
を含み、前記電解質が、溶媒と、立体障害性第二級アミンのハロゲン化マグネシウム塩のLiCl錯体とを含む電気化学セルを提供する。
活性成分としてマグネシウムを含むアノード、
活性成分として硫黄を含むカソード、及び
溶媒と、置換基のアルキル基が1〜6個の炭素原子を含む2,2,6,6−テトラ−アルキルピペリジンのハロゲン化マグネシウム塩のLiCl錯体とを含む電解質
を含む電気化学セルを提供する。
活性成分としてマグネシウムを含むアノード、
活性成分として硫黄を含むカソード、及び
溶媒と、2,2,6,6−テトラメチルピペリジニル−マグネシウムクロライド−リチウムクロライド錯体(TMPMgCl−LiCl)とを含む電解質
を含むバッテリーを提供する。
マグネシウムを含むアノードと、マグネシウム基準で少なくとも3.2Vの電圧に対して安定なカソードを、外部の電気伝導性構造物を介して接続すること、そして
アノードとカソードを、溶媒と立体障害性第二級アミンのハロゲン化マグネシウム塩のLiCl錯体を含む電解質と接触させること、が含まれ得る。
グローブボックス内で、THF中のヘキサメチルジサラジド(disalazide)マグネシウムクロライドの1.27M溶液1.574mlを、スクリューキャップ付きバイアル内の1.426mlの乾燥THFに加えた。得られた混合物を、素早く撹拌した。次いで、その溶液を、数分間静置し、そして静置後に、THF中の0.5M AlCl3(0.5eq)2mlを加えた。この混合物を48時間撹拌した。
グローブボックス内で、THF中のビスヘキサメチルジサラジドマグネシウムの1.27M溶液3.17mlを、スクリューキャップ付きバイアル内の1.426mlの乾燥THFに加えた。得られた混合物を、素早く撹拌した。次いで、その溶液を、数分間静置し、そして静置後に、THF中の0.5M AlCl3(0.5eq)2mlを加えた。この混合物を48時間撹拌した。
以下のTHF溶液を調製した:
0.40MのPhMgCl/0.2MのAlCl3
0.40Mの((CH3)3Si)2NMgCl
0.40Mの((CH3)3Si)2NMgCl/0.2MのAlCl3
TMPMgCl−LiCl2,2,6,6−テトラメチルピペリジニルマグネシウムクロライド−塩化リチウム錯体溶液の1M溶液を、Sigma−Aldrichから購入し、そしてそれを、電気化学測定に直接使用した。サイクリックボルタモグラムを図3に示す。
Claims (17)
- 活性成分としてマグネシウムを含むアノード、
カソード、及び
電解質
を含み、前記電解質が、溶媒と、立体障害性環状第二級アミンのハロゲン化マグネシウム塩のLiCl錯体とを含み、前記立体障害性環状第二級アミンが、テトラヒドロピロール、ピペリジン、ピペラジン、及びヘキサメチレンイミンからなる群より選択され、それぞれが第二級アミンの窒素に隣接する炭素上で1〜6個の炭素原子を有するアルキル基でテトラ置換されている、電気化学セル。 - 前記ハロゲン化マグネシウム塩のハロゲン化物が、F、Cl、Br及びIからなる群より選択される少なくとも1つである、請求項1に記載の電気化学セル。
- 前記ハロゲン化物がClである、請求項2に記載の電気化学セル。
- 前記溶媒がテトラヒドロフランである、請求項3に記載の電気化学セル。
- 前記立体障害性環状第二級アミンが、1〜6個の炭素原子のアルキル基を有する2,2,6,6−テトラ−アルキルピペリジンである、請求項1に記載の電気化学セル。
- 前記2,2,6,6−テトラ−アルキルピペリジンが2,2,6,6−テトラメチルピペリジンである、請求項5に記載の電気化学セル。
- 前記立体障害性環状第二級アミンのハロゲン化マグネシウム塩のLiCl錯体が、2,2,6,6−テトラメチルピペリジニル−マグネシウムクロライド−リチウムクロライド錯体である、請求項1に記載の電気化学セル。
- 前記溶媒が、アセタール、ケタール、スルホン、非環状エーテル、環状エーテル、グリム、ポリエーテル、及びジオキソランからなる群より選択される少なくとも1つを含む、請求項1に記載の電気化学セル。
- 前記溶媒が少なくとも環状エーテルを含む、請求項8に記載の電気化学セル。
- 前記環状エーテルがテトラヒドロフランである、請求項9に記載の電気化学セル。
- 前記カソードが、マグネシウム基準で少なくとも3.2Vの電圧に対して安定である、請求項1に記載の電気化学セル。
- マグネシウム基準で少なくとも3.2Vの電圧に対して安定であるカソードが硫黄元素を含む、請求項11に記載の電気化学セル。
- 請求項1に記載の電気化学セルを含むバッテリー。
- 請求項7に記載の電気化学セルを含むバッテリー。
- 活性成分としてマグネシウムを含むアノード、
マグネシウム基準で少なくとも3.2Vの電圧に対して安定であるカソード、及び
電解質
を含み、前記電解質が、溶媒と、2,2,6,6−テトラメチルピペリジニル−マグネシウムクロライド−リチウムクロライド錯体とを含む、バッテリー。 - マグネシウム基準で少なくとも3.2Vの電圧に対して安定であるカソードが硫黄元素を含む、請求項15に記載のバッテリー。
- 前記溶媒がテトラヒドロフランである、請求項16に記載のバッテリー。
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