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公開番号2024039715
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-03-25
出願番号2022144290
出願日2022-09-12
発明の名称電解質組成物及び電池
出願人artience株式会社
代理人
主分類H01M 14/00 20060101AFI20240315BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】経時によって熱の均一化が生じ難い熱伝導が抑制された電解質組成物を提供すること。また、高い出力を得ることができ、加熱と冷却を繰り返した際の安定性に優れた電池を提供すること。
【解決手段】少なくとも一対のレドックス対と、中空粒子とを含む電解質組成物であって、前記中空粒子の平均粒子径が200μm以下であることを特徴とする電解質組成物、好ましくは前記中空粒子が電解質組成物中に0.1質量%以上30質量%以下含有する電解質組成物。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
少なくとも一対のレドックス対と、中空粒子とを含む電解質組成物であって、前記中空粒子の平均粒子径が２００μｍ以下であることを特徴とする電解質組成物。
続きを表示（約 290 文字）【請求項２】
前記中空粒子が電解質組成物中に０．１質量％以上３０質量％以下含有することを特徴とする請求項１記載の電解質組成物。
【請求項３】
さらに、カルボキシ基、水酸基およびグアニジノ基ならびにこれらの塩から選択される官能基を少なくとも1つ以上持つ化合物を含む請求項1記載の電解質組成物。
【請求項４】
請求項１～３いずれか記載の電解質組成物が電池用であることを特徴とする電解質組成物。
【請求項５】
請求項４記載の電解質組成物を具備する電池。
【請求項６】
熱化学電池である請求項５記載の電池。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、電解質組成物及び電池に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、ＩｏＴセンサー技術の発達により独立電源の開発が急がれており、特に排熱や体温を利用した熱電変換型の電池が注目されている。熱電変換型電池は異種金属接合体無機系電池が主流であるが、熱電変換効率の指標であるゼーベック係数が低いという欠点があった。一方で、近年、イオンの酸化還元を利用したゼーベック係数の高い有機系の熱電変換型電池が注目されている。
【０００３】
非特許文献１では、耐熱性を付与するためにイオン液体電解液を用いた有機系熱電変換システムを報告している。しかし、電池の電圧出力が低いという問題があった。
【０００４】
特許文献１では、ポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）／ポリスチレンスルホン酸（ＰＳＳ）、フェロシアン化物イオン／フェリシアン化物イオンを利用したコイン型電池において、２５Ｋの温度差で５μＷ、４０Ｋの温度差で１１μＷの出力が得られることが報告されている。しかし、例えば体温と外気温とのような小さい温度差の場合、出力はさらに小さくなってしまうことが予測される。
【０００５】
熱電変換型電池の出力を高める方法の一つとして、電池の電極間の温度差を大きくすることが挙げられる。しかし、一方の電極を熱源に接触させた場合、熱伝導によって電池内部の電解質組成物などを介して熱源に接触していないもう一方の電極も温度変化が生じ、その結果、時間が経つにつれて電極間の温度差がなくなってしまうことが推察される。また、電解質組成物が液体の場合には、電解質組成物内で対流が起こり、より短時間で電極間の温度差がなくなる懸念がある。電池を人体に貼り付けた場合を例にすると、一方の電極を人体に接触させ、他方の電極をその体温より低い温度の外気にさらした場合、外気側の電極温度は、体温の影響によって徐々に上昇し、最終的に外気温より高い温度となってしまう。より具体的に述べると、外気温２５℃の環境下で体温３７℃の人体に電池を貼付した場合、貼付した直後の電極間の温度差は１２℃であるが、体温により電池が徐々に温められるため、最終的な電極間温度差は１２℃より小さくなる。したがって、出力を高めるためには、電池内部の熱伝導を抑制し、温度差を維持させることが重要である。
【０００６】
温度差を保つ方法の一つとしては、電池内部の電解質組成物の粘度を上げ流動性を下げることが有効である。しかし、単純に電解質組成物の流動性を下げると、イオン拡散性も下がることにつながり、出力が低下する懸念がある。また、イオンの酸化還元を利用したゼーベック係数の高い有機系熱電変換型電池については、温度差を有効に生じさせる検討自体が十分なされていないのが現状である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
国際公開第２０１８/０７９３２５号
【非特許文献】
【０００８】
“Seebeck coefficients in ionic Liquids prospects for thermo-electrochemical cell", T.J.Abraham, et al., Chem. Commun., 47, (2011) pp.6260-6262.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明が解決しようとする課題は、経時によって熱の均一化が生じ難い熱伝導が抑制された電解質組成物を提供することである。また、高い出力を得ることができ、加熱と冷却を繰り返した際の安定性に優れた電池を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、上記の課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、本発明に至った。
すなわち、本発明は、少なくとも一対のレドックス対と、中空粒子とを含む電解質組成物であって、上記中空粒子の平均粒子径が２００μｍ以下である電解質組成物に関する。
（【００１１】以降は省略されています）

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