JP6078040B2 - 蓄電装置 - Google Patents
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Description
(R1は、炭素数が1以上4以下のアルキル基を表し、R2乃至R4は、それぞれ独立に、水素原子または炭素数が1以上4以下のアルキル基を表す。また、式中、A1乃至A4は、それぞれ独立に、メチレン基または酸素原子を表し、A1乃至A4の少なくとも1つは酸素原子である。)
(R1は、炭素数が1以上4以下のアルキル基を表し、R2乃至R4は、それぞれ独立に、水素原子または炭素数が1以上4以下のアルキル基を表す。また、式中、A1乃至A4は、それぞれ独立に、メチレン基または酸素原子を表し、A1乃至A4の少なくとも1つは酸素原子である。)
(R1は、炭素数が1以上4以下のアルキル基を表し、R2乃至R4は、それぞれ独立に、水素原子またはメチル基を表す。また、式中、A1乃至A4は、それぞれ独立に、メチレン基または酸素原子を表し、A1乃至A4の少なくとも1つは酸素原子である。)
(R1は、炭素数が1以上4以下のアルキル基を表し、R2乃至R4は、それぞれ独立に、水素原子または炭素数が1以上4以下のアルキル基を表す。)
(R1は、炭素数が1以上4以下のアルキル基を表し、R2乃至R4は、それぞれ独立に、水素原子または炭素数が1以上4以下のアルキル基を表す。)
(R1は、炭素数が1以上4以下のアルキル基を表し、R2乃至R4は、それぞれ独立に、水素原子または炭素数が1以上4以下のアルキル基を表す。)
本実施の形態では、本発明の一態様である蓄電装置に用いられる非水溶媒について説明する。
本実施の形態に記載のイオン液体の合成方法としては、種々の反応を適用することができる。例えば、以下に示す合成方法によって、一般式(G0)で表されるカチオンを含むイオン液体を合成することができる。ここでは一例として、合成スキームを参照して説明する。なお、本実施の形態に記載のイオン液体の合成方法は、以下の合成方法に限定されない。
本実施の形態に記載のイオン液体の合成方法としては、種々の反応を適用することができる。例えば、以下に示す合成方法によって、一般式(G1)で表されるカチオンを含むイオン液体を合成することができる。ここでは一例として、合成スキームを参照して説明する。なお、本実施の形態に記載のイオン液体の合成方法は、以下の合成方法に限定されない。
[コイン型蓄電池]
図1(A)は、コイン型(単層偏平型)の蓄電池の外観図であり、図1(B)は、その断面図である。
次に、円筒型の蓄電池の一例について、図2を参照して説明する。円筒型の蓄電池600は図2(A)に示すように、上面に正極キャップ(電池蓋)601を有し、側面および底面に電池缶(外装缶)602を有している。これら正極キャップ(電池蓋)601と電池缶(外装缶)602とは、ガスケット(絶縁パッキン)610によって絶縁されている。
次に、薄型の蓄電池の一例について、図3(A)を参照して説明する。薄型の蓄電池は、可撓性を有する構成とすれば、可撓性を有する部位を少なくとも一部有する電子機器に実装すれば、電子機器の変形に合わせて蓄電池も曲げることもできる。
100mL三口フラスコに1−メチルイミダゾール8.27g(101mmol)、2−クロロエチルプロピルエーテル13.4g(109mmol)、アセトニトリル5mLを加えた。この溶液を窒素気流下、80℃で6時間、100℃で8時間撹拌した。反応後、得られた溶液に酢酸エチルを加えて撹拌し、有機層を除去することで洗浄した。得られた水層にアセトニトリル100mL、活性炭5.27gを加え、20時間撹拌した。撹拌後、この水層をセライト(和光純薬工業株式会社、カタログ番号:537−02305)に通して吸引濾過し、濾液を濃縮した。得られた溶液に水を加え、水層を酢酸エチルで洗浄した。この水層を濃縮及び乾燥することで、目的物の黄色液体を収量17.0g、収率82%で得た。
1H NMR(CDCl3,300MHz):δ=0.88(t、J=7.2Hz、3H)、1.51−1.63(m、2H)、3.42(t、J=6.9Hz、2H)、3.79−3.82(m、2H)、4.08(s、3H)、4.59−4.62(m、2H)、7.21−7.22(m、1H)、7.43−7.44(m、1H)、10.70(s、1H)。
100mLナスフラスコに1−メチル−3−(2−プロポキシエチル)イミダゾリウムクロリド17.0g(83.1mmol)、カリウムビス(フルオロスルホニル)アミド20.1g(91.7mmol)、水20mLを加えた。この溶液を室温で20時間撹拌した。反応後、得られた溶液に水を加え、水層をジクロロメタンで抽出した。得られた抽出溶液と有機層を合わせて水で洗浄し、有機層を硫酸マグネシウムで乾燥させた。この溶液を自然濾過により硫酸マグネシウムを取り除き、濾液を濃縮及び乾燥することで、目的物の黄色液体を収量26.2g、収率90%で得た。
1H NMR(1,1,2,2−テトラクロロエタン−d2,300MHz):δ=0.90(t、J=7.5Hz、3H)、1.53−1.65(m、2H)、3.44(t、J=6.9Hz、2H)、3.74−3.77(m、2H)、3.96(s、3H)、4.33−4.36(m、2H)、7.22−7.23(m、1H)、7.40−7.41(m、1H)、8.58(s、1H)。
100mL三口フラスコに1−メチルイミダゾール8.28g(101mmol)を加え、窒素気流下で0℃に冷却し、1−クロロ−4−メトキシブタン12.6g(103mmol)を加えた。この溶液を80℃で7時間撹拌した。反応後、得られた溶液に酢酸エチルを加えて撹拌し、有機層を除去することで洗浄した。得られた水層にアセトニトリル100mL、活性炭6.74gを加え、20時間撹拌した。撹拌後、この水層をセライト(和光純薬工業株式会社、カタログ番号:537−02305)に通して吸引濾過し、濾液を濃縮した。得られた溶液に水を加え、水層を酢酸エチルで洗浄した。この水層を濃縮及び乾燥することで、目的物の淡黄色液体を収量12.5g、収率60%で得た。
1H NMR(DMSO−d6,300MHz):δ=1.43−1.52(m、2H)、1.78−1.88(m、2H)、3.22(s、3H)、3.31−3.35(m、2H)、3.85(s、3H)、4.17(t、J=7.2Hz、2H)、7.70−7.71(m、1H)、7.77−7.78(m、1H)、9.13(s、1H)。
200mLナスフラスコに、1−(4−メトキシブチル)−3−メチルイミダゾリウムクロリド12.5g(61.2mmol)、カリウムビス(フルオロスルホニル)アミド13.9g(63.2mmol)、水30mLを加えた。この溶液を室温で91時間撹拌した。反応後、得られた溶液に水を加え、水層をジクロロメタンで抽出した。得られた抽出溶液と有機層を合わせて水で洗浄し、有機層を硫酸マグネシウムで乾燥した。この溶液を自然ろ過により硫酸マグネシウムを取り除き、濾液を濃縮及び乾燥することで、目的物の透明液体を収量17.9g、収率83%で得た。
1H NMR(CDCl3,300MHz):δ=1.56−1.65(m、2H)、1.98(quin、J=7.5Hz、2H)、3.32(s、3H)、3.43(t、J=6.0Hz、2H)、3.95(s、3H)、4.24(t、J=7.5Hz、2H)、7.30−7.34(m、2H)、8.62(s、1H)。
200mL三角フラスコに、1−ヘキシル−3−メチルイミダゾリウムブロミド22.7g(91.9mmol)、カリウムビス(フルオロスルホニル)アミド22.1g(101mmol)、水40mLを加えた。この溶液を室温で19時間撹拌した。反応後、得られた溶液をジクロロメタンで抽出した。得られた抽出溶液と有機層を合わせて水で洗浄し、有機層を硫酸マグネシウムで乾燥した。この溶液を自然ろ過により硫酸マグネシウムを取り除き、濾液を濃縮及び乾燥することで、目的物の黄色液体を収量28.6g、収率89%で得た。
1H NMR(CDCl3,300MHz):δ=0.86−0.91(m、3H)、1.33−1.37(m、6H)、1.83−1.91(m、2H)、3.96(s、3H)、4.18(t、J=7.8Hz、2H)、7.27−7.30(m、2H)、8.66(s、1H)。
100mL三口フラスコに1−メチルイミダゾール8.23g(100mmol)、アセトニトリル5mLを加えた。この溶液を窒素気流下で0℃に冷却し、2−メトキシエトキシメチルクロリド12.5g(100mmol)を滴下した。滴下後、この溶液を室温まで昇温し、4日間撹拌した。反応後、得られた溶液に酢酸エチルを加えて撹拌し、有機層を除去することで洗浄した。得られた水層にアセトニトリル100mL、活性炭6.47gを加え、24時間撹拌した。撹拌後、この水層をセライトで吸引濾過し、濾液を濃縮した。得られた溶液に水を加え、水層を酢酸エチルで洗浄した。この水層を濃縮及び乾燥することで、目的物の透明液体を収量16.4g、収率79%で得た。
1H NMR(CDCl3,300MHz):δ=3.34(s、3H)、3.54−3.56(m、2H)、3.85−3.88(m、2H)、4.11(s、3H)、5.88(s、2H)、7.25−7.26(m、1H)、7.45−7.47(m、1H)、11.20(s、1H)。
200mLナスフラスコに、3−(2−メトキシエトキシメチル)−3−メチルイミダゾリウムクロリド16.4g(79.3mmol)、カリウムビス(フルオロスルホニル)アミド19.2g(87.4mmol)、水30mLを加えた。この溶液を室温で17時間撹拌した。反応後、得られた溶液に水を加え、水層をジクロロメタンで抽出した。得られた抽出溶液と有機層を合わせて水で洗浄し、有機層を硫酸マグネシウムで乾燥した。この溶液を自然ろ過により硫酸マグネシウムを取り除き、濾液を濃縮及び乾燥することで、目的物の透明液体を収量21.2g、収率76%で得た。
1H NMR(DMSO−d6,300MHz):δ=3.22(s、3H)、3.43−3.46(m、2H)、3.63−3.66(m、2H)、3.89(s、3H)、5.57(s、2H)、7.75−7.76(m、1H)、7.83−7.84(m、1H)、9.26(s、1H)。
100mL三口フラスコに1−メチルイミダゾール7.25g(88.3mmol)、アセトニトリル5mL、1−ブロモ−2−(メトキシメトキシ)エタン10.2g(60.4mmol)を加えた。この溶液を窒素気流下、80℃で、7時間撹拌した。反応後、得られた溶液に酢酸エチルを加えて撹拌し、有機層を除去することで洗浄した。得られた水層にアセトニトリル100mL、活性炭6.69gを加え、3日間撹拌した。撹拌後、この水層をセライトに通して吸引濾過し、濾液を濃縮した。得られた溶液に水を加え、水層を酢酸エチルで洗浄した。この水層を濃縮及び乾燥することで、目的物の透明液体を収量13.2g、収率87%で得た。
1H NMR(CDCl3,300MHz):δ=3.32(s、3H)、3.93−3.96(m、2H)、4.09(s、3H)、4.63−4.66(m、4H)、7.16(s、1H)、7.40(s、1H)、10.75(s、1H)。
200mLナスフラスコに、3−[2−(メトキシメトキシ)エチル]−1−メチルイミダゾリウムブロミド13.2g(52.7mmol)、カリウムビス(フルオロスルホニル)アミド12.8g(58.3mmol)、水30mLを加えた。この溶液を室温で17時間撹拌した。反応後、得られた溶液に水を加え、水層をジクロロメタンで抽出した。得られた抽出溶液と有機層を合わせて水で洗浄し、有機層を硫酸マグネシウムで乾燥した。この溶液を自然ろ過により硫酸マグネシウムを取り除き、濾液を濃縮及び乾燥することで、目的物の透明液体を収量15.0g、収率81%で得た。
1H NMR(CDCl3,300MHz):δ=3.33(s、3H)、3.89−3.92(m、2H)、4.00(s、3H)、4.41−4.45(m、2H)、4.64(s、2H)、7.22(s、1H)、7.40(s、1H)、8.82(s、1H)。
試料1乃至試料7は、外部端子として機能する筐体171および筐体172と、正極148と、負極150と、リング状絶縁体173と、セパレータ156、スペーサー181と、ワッシャー183とを有する。
次に、上記試料1乃至試料7の初回充放電について測定を行った。該測定は、充放電測定機(東洋システム社製)を用いて、試料1乃至試料7については、60℃の恒温槽で行った。また、該測定の充電方式は、定電流方式を採用し、概略0.1C(0.1mA/cm2)のレートで定電流充電を行った後、同じCレートで放電した。
試料8、試料9は、外部端子として機能する筐体171および筐体172と、正極148と、負極149と、リング状絶縁体173と、セパレータ156、スペーサー181と、ワッシャー183とを有する。
143 正極活物質層
145 負極集電体
146 負極活物質層
148 正極
149 負極
150 負極
156 セパレータ
171 筐体
172 筐体
173 リング状絶縁体
181 スペーサー
183 ワッシャー
300 蓄電池
301 正極缶
302 負極缶
303 ガスケット
304 正極
305 正極集電体
306 正極活物質層
307 負極
308 負極集電体
309 負極活物質層
310 セパレータ
400 蓄電池
402 正極
404 負極
406 電解質
408 セパレータ
500 蓄電池
501 正極集電体
502 正極活物質層
503 正極
504 負極集電体
505 負極活物質層
506 負極
507 セパレータ
508 電解液
509 外装体
510 封止部
600 蓄電池
601 正極キャップ
602 電池缶
603 正極端子
604 正極
605 セパレータ
606 負極
607 負極端子
608 絶縁板
609 絶縁板
611 PTC素子
612 安全弁機構
900 回路基板
910 ラベル
911 端子
912 回路
913 蓄電体
914 アンテナ
915 アンテナ
916 層
917 層
918 アンテナ
919 端子
920 表示装置
921 センサ
922 端子
951 端子
952 端子
981 フィルム
982 フィルム
980 蓄電装置
990 蓄電装置
991 外装体
992 外装体
993 捲回体
994 負極
995 正極
996 セパレータ
997 リード電極
998 リード電極
7100 携帯表示装置
7101 筐体
7102 表示部
7103 操作ボタン
7104 蓄電装置
7105 リード電極
7106 集電体
7200 携帯情報端末
7201 筐体
7202 表示部
7203 バンド
7204 バックル
7205 操作ボタン
7206 入出力端子
7207 アイコン
7400 携帯電話機
7401 筐体
7402 表示部
7403 操作ボタン
7404 外部接続ポート
7405 スピーカー
7406 マイク
7407 蓄電装置
7408 リード電極
7409 集電体
8021 充電装置
8022 ケーブル
8100 自動車
8101 ヘッドライト
8200 自動車
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- 正極と、負極と、電解液とを有し、
前記電解液は、下記式で表される1−メチル−3−(2−プロポキシエチル)イミダゾリウムビス(フルオロスルホニル)アミドと、アルカリ金属塩とを有することを特徴とする蓄電装置。
- 正極と、負極と、電解液とを有し、
前記負極は、黒鉛を有し、
前記電解液は、下記式で表される1−メチル−3−(2−プロポキシエチル)イミダゾリウムビス(フルオロスルホニル)アミドと、アルカリ金属塩とを有することを特徴とする蓄電装置。
- 正極と、負極と、電解液とを有し、
前記正極は、LiFePO 4 を有し、
前記負極は、黒鉛を有し、
前記電解液は、下記式で表される1−メチル−3−(2−プロポキシエチル)イミダゾリウムビス(フルオロスルホニル)アミドと、アルカリ金属塩とを有することを特徴とする蓄電装置。
- 正極と、負極と、電解液とを有し、
前記正極は、LiCoO 2 を有し、
前記負極は、黒鉛を有し、
前記電解液は、下記式で表される1−メチル−3−(2−プロポキシエチル)イミダゾリウムビス(フルオロスルホニル)アミドと、アルカリ金属塩とを有することを特徴とする蓄電装置。
- 請求項1乃至請求項4のいずれか一において、
前記正極は、集電体としてアルミニウムを有し、
前記負極は、集電体として銅を有することを特徴とする蓄電装置。
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