JP6298036B2 - キノンに基づくフロー電池用高エネルギー密度液状活物質 - Google Patents
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Description
本発明の実施態様の一部を以下の項目〈1〉−〈17〉に記載する。
〈1〉液状カソード物質であって、
キノン;及び
フルオロアルキルスルホニル塩
を含有しており、
前記キノンが、還元又は酸化されている間に液体の形態で存在している、酸化還元活物質として機能する、
液状カソード物質。
〈2〉前記キノンが、構造Iの、置換されているか又は置換されていない1,4−ベンゾキノンである、項目1に記載の液状カソード物質:
〈3〉前記ベンゾキノンが、2−メチル−1,4−ベンゾキノン;2−t−ブチル−1,4−ベンゾキノン;2,6−ジメチル−1,4−ベンゾキノン;2,6−ジ−t−ブチル−1,4−ベンゾキノン;2−i−プロピル−5−メチル−1,4−ベンゾキノン;及び2,3−ジメトキシ−5−メチル−1,4−ベンゾキノン;並びにこれらの混合物から成る群より選択される、項目2に記載の液状カソード物質。
〈4〉前記フルオロアルキルスルホニル塩が、リチウムビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド(LiTFSI),リチウムビス(ペンタフルオロエチルスルホニル)イミド(LiBETI),リチウムトリフルオロメチルスルホネート,ナトリウムビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド(NaTFSI),マグネシウムビス(ビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド(Mg(TFSI) 2 )、及びこれらの混合物から成る群より選択される、項目1に記載の液状カソード物質。
〈5〉液状流動化剤を更に含有している、項目1に記載の液状カソード物質。
〈6〉前記液状流動化剤が、水を含有している、項目5に記載の液状カソード物質。
〈7〉液状流動化剤:液状カソード物質の体積比が、10%以下である、項目5に記載の液状カソード物質。
〈8〉電気化学セルであって、
アノードチャンバー;
カソード集電体及び液状カソード物質を有する、カソードチャンバー;並びに
前記アノードチャンバーと前記カソードチャンバーとの間に配置されている、半透過性のセパレーター
を具備しており、
前記カソード物質が、キノン及びフルオロアルキルスルホニル塩を含有している、
電気化学セル。
〈9〉前記キノンが、構造Iの、置換されているか又は置換されていない1,4−ベンゾキノンである、項目8の電気化学セル:
〈10〉前記1,4−ベンゾキノンが、2−メチル−1,4−ベンゾキノン;2−t−ブチル−1,4−ベンゾキノン;2,6−ジメチル−1,4−ベンゾキノン;2,6−ジ−t−ブチル−1,4−ベンゾキノン;2−i−プロピル−5−メチル−1,4−ベンゾキノン;2,3−ジメトキシ−5−メチル−1,4−ベンゾキノン;及びこれらの混合物から成る群より選択される、項目9の電気化学セル。
〈11〉前記フルオロアルキルスルホニル塩が、リチウムビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド(LiTFSI)、リチウムビス(ペンタフルオロエチルスルホニル)イミド(LiBETI)、リチウムトリフルオロメチルスルホネート、ナトリウムビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド(NaTFSI)、マグネシウムビス(ビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド(Mg(TFSI) 2 )、及びこれらの混合物から成る群より選択される、項目8の電気化学セル。
〈12〉前記電気化学セルが、フローセルであり、かつ前記アノードチャンバーが、酸化状態に関わらず液体であるアノード酸化還元活物質を含有している液状アノード物質を具備している、項目8の電気化学セル。
〈13〉 電気化学セルを有する、自動車車両であって、前記電気化学セルが、:
アノードチャンバー;
カソード集電体及びカソード物質を有する、カソードチャンバー;並びに
前記アノードチャンバーと前記カソードチャンバーとの間に配置されている、半透過性のセパレーター;
を具備しており、
前記カソード物質が、キノン及びフルオロアルキルスルホニル塩を含有している、
自動車車両。
〈14〉 前記キノンが、構造Iの、置換されているか又は置換されていない1,4−ベンゾキノンである、項目13の自動車車両:
〈15〉 前記1,4−ベンゾキノンが、2−メチル−1,4−ベンゾキノン;2−t−ブチル−1,4−ベンゾキノン;2,6−ジメチル−1,4−ベンゾキノン;2,6−ジ−t−ブチル−1,4−ベンゾキノン;2−i−プロピル−5−メチル−1,4−ベンゾキノン;2,3−ジメトキシ−5−メチル−1,4−ベンゾキノン;及びこれらの混合物から成る群より選択される、項目14の自動車車両。
〈16〉 前記フルオロアルキルスルホニル塩が、リチウムビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド(LiTFSI)、リチウムビス(ペンタフルオロエチルスルホニル)イミド(LiBETI)、リチウムトリフルオロメチルスルホネート、ナトリウムビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド(NaTFSI)、マグネシウムビス(ビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド(Mg(TFSI) 2 )、及びこれらの混合物から成る群より選択される、項目13の自動車車両。
〈17〉 前記電気化学セルが、フローセルであり、かつ前記アノードチャンバーが、酸化状態に関わらず液体であるアノード酸化還元活物質を含有している、液状アノード物質を具備している、項目13の自動車車両。
Claims (14)
- 前記1,4−ベンゾキノンが、2−メチル−1,4−ベンゾキノン;2−t−ブチル−1,4−ベンゾキノン;2,6−ジメチル−1,4−ベンゾキノン;2,6−ジ−t−ブチル−1,4−ベンゾキノン;2−i−プロピル−5−メチル−1,4−ベンゾキノン;及び2,3−ジメトキシ−5−メチル−1,4−ベンゾキノン;並びにこれらの混合物から成る群より選択される、請求項1に記載の液状カソード物質。
- 前記フルオロアルキルスルホニル塩が、リチウムビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド(LiTFSI)、リチウムビス(ペンタフルオロエチルスルホニル)イミド(LiBETI)、リチウムトリフルオロメチルスルホネート、ナトリウムビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド(NaTFSI)、マグネシウムビス(ビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド(Mg(TFSI)2)、及びこれらの混合物から成る群より選択される、請求項1に記載の液状カソード物質。
- 液状流動化剤を更に含有している、請求項1に記載の液状カソード物質。
- 前記液状流動化剤が、水を含有している、請求項4に記載の液状カソード物質。
- 液状流動化剤:液状カソード物質の体積比が、10%以下である、請求項4に記載の液状カソード物質。
- 電気化学セルであって、
アノードチャンバー;
カソード集電体及び液状カソード物質を有する、カソードチャンバーであって、前記液状カソード物質が、
フルオロアルキルスルホニル塩;及び
置換されているか又は置換されていない1,4−ベンゾキノンであって、前記フルオロアルキルスルホニル塩に対して0.2:1〜2:1のモル比で存在しており、以下の構造を有する、1,4−ベンゾキノン:
を含有している、カソードチャンバー;並びに
前記アノードチャンバーと前記カソードチャンバーとの間に配置されている、半透過性のセパレーター
を具備しており、
セルの放電の間、酸化還元活物質が前記アノードチャンバー中で酸化され、かつ前記カソードチャンバー中で還元されて、エネルギーを生成する、
電気化学セル。 - 前記1,4−ベンゾキノンが、2−メチル−1,4−ベンゾキノン;2−t−ブチル−1,4−ベンゾキノン;2,6−ジメチル−1,4−ベンゾキノン;2,6−ジ−t−ブチル−1,4−ベンゾキノン;2−i−プロピル−5−メチル−1,4−ベンゾキノン;2,3−ジメトキシ−5−メチル−1,4−ベンゾキノン;及びこれらの混合物から成る群より選択される、請求項7の電気化学セル。
- 前記フルオロアルキルスルホニル塩が、リチウムビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド(LiTFSI)、リチウムビス(ペンタフルオロエチルスルホニル)イミド(LiBETI)、リチウムトリフルオロメチルスルホネート、ナトリウムビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド(NaTFSI)、マグネシウムビス(ビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド(Mg(TFSI)2)、及びこれらの混合物から成る群より選択される、請求項7の電気化学セル。
- 前記電気化学セルが、フローセルであり、かつ前記アノードチャンバーが、酸化状態に関わらず液体であるアノード酸化還元活物質を含有している液状アノード物質を具備している、請求項7の電気化学セル。
- 電気化学セルを有する、自動車車両であって、前記電気化学セルが、:
アノードチャンバー;
カソード集電体及び液状カソード物質を有する、カソードチャンバーであって、前記液状カソード物質が、
フルオロアルキルスルホニル塩;及び
置換されているか又は置換されていない1,4−ベンゾキノンであって、前記フルオロアルキルスルホニル塩に対して0.2:1〜2:1のモル比で存在しており、以下の構造を有する、1,4−ベンゾキノン:
を含有している、カソードチャンバー;並びに
前記アノードチャンバーと前記カソードチャンバーとの間に配置されている、半透過性のセパレーター
を具備しており、
セルの放電の間、酸化還元活物質が前記アノードチャンバー中で酸化され、かつ前記カソードチャンバー中で還元されて、エネルギーを生成する、
自動車車両。 - 前記1,4−ベンゾキノンが、2−メチル−1,4−ベンゾキノン;2−t−ブチル−1,4−ベンゾキノン;2,6−ジメチル−1,4−ベンゾキノン;2,6−ジ−t−ブチル−1,4−ベンゾキノン;2−i−プロピル−5−メチル−1,4−ベンゾキノン;2,3−ジメトキシ−5−メチル−1,4−ベンゾキノン;及びこれらの混合物から成る群より選択される、請求項11の自動車車両。
- 前記フルオロアルキルスルホニル塩が、リチウムビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド(LiTFSI)、リチウムビス(ペンタフルオロエチルスルホニル)イミド(LiBETI)、リチウムトリフルオロメチルスルホネート、ナトリウムビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド(NaTFSI)、マグネシウムビス(ビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド(Mg(TFSI)2)、及びこれらの混合物から成る群より選択される、請求項11の自動車車両。
- 前記電気化学セルが、フローセルであり、かつ前記アノードチャンバーが、酸化状態に関わらず液体であるアノード酸化還元活物質を含有している、液状アノード物質を具備している、請求項11の自動車車両。
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