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カリウムイオン電池用正極活物質、カリウムイオン電池用正極、及び、カリウムイオン電池 UPDATE

国内特許コード P190016499
整理番号 (S2017-0128-N0)
掲載日 2019年11月25日
出願番号 特願2018-552575
出願日 平成29年11月20日(2017.11.20)
国際出願番号 JP2017041726
国際公開番号 WO2018097109
国際出願日 平成29年11月20日(2017.11.20)
国際公開日 平成30年5月31日(2018.5.31)
優先権データ
  • 特願2016-229130 (2016.11.25) JP
発明者
  • 駒場 慎一
  • 久保田 圭
  • 智原 久仁子
  • 加藤木 晶大
出願人
  • 学校法人東京理科大学
発明の名称 カリウムイオン電池用正極活物質、カリウムイオン電池用正極、及び、カリウムイオン電池 UPDATE
発明の概要 本実施形態に係るカリウムイオン電池用正極活物質は、式(1)で表される化合物を含む。式(1)中、Mは、V、Fe、Co、Ni及びMnよりなる群から選ばれた少なくとも一種の元素を表し、xは、0以上1以下の数を表す。また、本実施形態に係るカリウムイオン電池用正極活物質を含むカリウムイオン電池用正極、又は、前記カリウムイオン電池用正極を備えたカリウムイオン電池が提供される。
KMOPO1-x (1)
従来技術、競合技術の概要

現在、高エネルギー密度の二次電池として、非水電解質を使用し、例えばリチウムイオンを正極と負極との間で移動させて充放電を行うようにした非水電解質二次電池が多く利用されている。

このような非水電解質二次電池において、一般に正極としてニッケル酸リチウム(LiNiO)、コバルト酸リチウム(LiCoO)等の層状構造を有するリチウム遷移金属複合酸化物が用いられ、負極としてリチウムの吸蔵及び放出が可能な炭素材料、リチウム金属、リチウム合金等が用いられている(例えば、特開2003-151549号公報参照)。

充放電可能な電池である二次電池としては、高電圧で高エネルギー密度を達成できるリチウムイオン二次電池がこれまでのところ主として使用されているが、リチウムは、資源量が比較的限定されており、高価である。また、資源が南米に偏在しており、日本では全量を海外からの輸入に依存している。そこで、電池の低コスト化及び安定的な供給のために、リチウムイオン二次電池に代わるナトリウムイオン二次電池についても現在開発が進められている。しかし、原子量がリチウムよりも大きく、標準電極電位がリチウムよりも0.33V程高く、セル電圧も低くなることから、高容量化しにくいという問題がある。

最近では、リチウムイオン及びナトリウムイオンの代わりにカリウムイオンを利用した非水電解質二次電池の研究が始められている。
カリウムイオン二次電池を構成する電極活物質、特に正極活物質は、カリウムイオンの供給源とならなくてはならないため、構成元素としてカリウムを含むカリウム化合物である必要がある。現在のところ、カリウムイオン二次電池用の正極活物質としては、例えば、層状岩塩型構造を有する結晶K0.3MnOからなるもの(Christoph Vaalma, et al., Journal of The Electrochemical Society, 163(7), A1295-A1299 (2016)参照)やプリシアンブルー系材料結晶からなるもの(Ali Eftekhari, Journal of Power Souces, 126, 221-228 (2004)参照)等が知られている。

産業上の利用分野

本発明は、カリウムイオン電池用正極活物質、カリウムイオン電池用正極、及び、カリウムイオン電池に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
下記式(1)で表される化合物を含む
カリウムイオン電池用正極活物質。
KMOPO1-x (1)
式(1)中、Mは、V、Fe、Co、Ni及びMnよりなる群から選ばれた少なくとも一種の元素を表し、xは、0以上1以下の数を表す。

【請求項2】
前記式(1)におけるMが、Vである請求項1に記載のカリウムイオン電池用正極活物質。

【請求項3】
前記式(1)におけるxが、0を超え1以下の数である請求項1又は請求項2に記載のカリウムイオン電池用正極活物質。

【請求項4】
前記式(1)におけるxが、1である請求項1~請求項3のいずれか1項に記載のカリウムイオン電池用正極活物質。

【請求項5】
請求項1~請求項4のいずれか1項に記載のカリウムイオン電池用正極活物質を含むカリウムイオン電池用正極。

【請求項6】
請求項5に記載のカリウムイオン電池用正極を備えたカリウムイオン電池。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2018552575thum.jpg
出願権利状態 公開
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