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電解液、二次電池および電解液の製造方法

国内特許コード P200016542
整理番号 (S2017-0279-N0)
掲載日 2020年1月15日
出願番号 特願2018-566054
出願日 平成30年1月19日(2018.1.19)
国際出願番号 JP2018001585
国際公開番号 WO2018142968
国際出願日 平成30年1月19日(2018.1.19)
国際公開日 平成30年8月9日(2018.8.9)
優先権データ
  • 特願2017-016222 (2017.1.31) JP
発明者
  • 副田 和位
  • 石川 正司
  • 山縣 雅紀
出願人
  • 学校法人関西大学
発明の名称 電解液、二次電池および電解液の製造方法
発明の概要 高いマグネシウムイオン濃度を保持することができる電解液を提供する。本発明の一態様に係る電解液は、溶媒、金属マグネシウムおよび単体ハロゲンを混合してなる。
従来技術、競合技術の概要

二次電池として現在広く用いられているリチウムイオン二次電池に対し、負極にマグネシウムを用いるマグネシウム二次電池が、「次世代の二次電池」として注目を集めている。マグネシウム二次電池は、体積当たりの利用可能な電気量が多いこと、金属資源が豊富で安価であること、空気中での安全性が高いことなどの点において、リチウムイオン二次電池よりも有利である。

マグネシウム二次電池は、放電の際には金属マグネシウムがマグネシウムイオンとして溶解し、逆に充電時にはマグネシウムイオンが金属マグネシウムとして析出する。このため、マグネシウム二次電池用の電解液には、充分な量のマグネシウムイオンを保持し、かつ負極(金属マグネシウム)との間において溶解反応および析出反応を効率的に生じさせるという特性が求められる。

このような電解液の例として、特許文献1は、スルホンからなる溶媒にマグネシウム塩を溶解させた電解液を開示している。同文献はまた、上記電解液の製造方法として、(1)マグネシウム塩が溶解することのできる低沸点溶媒(例えば、アルコール)にマグネシウム塩を溶解させる工程、(2)(1)で得た溶液にスルホンを溶解させる工程、(3)(2)で得た溶液から上記低沸点溶媒を除去する工程、を有する製造方法を開示している。

また、特許文献2は、マグネシウムイオン、ハロゲンおよび非水系溶媒を含むイオン電導媒体を開示している。同文献によれば、上記イオン電導媒体中では、ハロゲンと非水系溶媒とが分子錯体を形成している。

産業上の利用分野

本発明は、電解液、二次電池および電解液の製造方法に関する。より具体的には、本発明は、マグネシウムを含有する電解液、二次電池および電解液の製造方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
溶媒、金属マグネシウムおよび単体ハロゲンを混合してなる電解液。

【請求項2】
溶媒、マグネシウムイオンおよびハロゲン化物イオンを含んでいる、請求項1に記載の電解液。

【請求項3】
上記電解液の全量に対して、マグネシウムイオンを0.5mol/L以上含んでいる、請求項1または2に記載の電解液。

【請求項4】
軟X線蛍光XAFS法によって分析した際に、配位数が4であるマグネシウム原子の数が、全マグネシウム原子の数の95%以上を占めている、請求項1~3のいずれか1項に記載の電解液。

【請求項5】
上記溶媒は、有機溶媒またはイオン液体である、請求項1~4のいずれか1項に記載の電解液。

【請求項6】
上記溶媒は、スルホン系溶媒である、請求項1~5のいずれか1項に記載の電解液。

【請求項7】
ハロゲン化物イオンとして、臭化物イオンまたはヨウ化物イオンを含んでいる、請求項1~6のいずれか1項に記載の電解液。

【請求項8】
請求項1~7のいずれか1項に記載の電解液を含んでいる、二次電池。

【請求項9】
溶媒、金属マグネシウムおよび単体ハロゲンを混合する工程を含む、電解液の製造方法。

【請求項10】
上記電解液の全量に対して、マグネシウムイオンを0.5mol/L以上含んでいる、請求項9に記載の電解液の製造方法。

【請求項11】
上記電解液を軟X線蛍光XAFS法によって分析した際に、配位数が4であるマグネシウム原子が、全マグネシウム原子の数の95%以上を占めている、請求項9または10に記載の電解液の製造方法。

【請求項12】
上記溶媒は、有機溶媒またはイオン液体である、請求項9~11のいずれか1項に記載の電解液の製造方法。

【請求項13】
上記溶媒は、スルホン系溶媒である、請求項9~12のいずれか1項に記載の電解液の製造方法。

【請求項14】
上記単体ハロゲンは、臭素分子またはヨウ素分子である、請求項9~13のいずれか1項に記載の電解液の製造方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2018566054thum.jpg
出願権利状態 公開
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