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公開番号2024135470
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-04
出願番号2023046167
出願日2023-03-23
発明の名称レドックスフロー電池用電解液
出願人日本化薬株式会社
代理人
主分類H01M 8/18 20060101AFI20240927BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】
本発明は、資源的制約が少なく、かつ、高いエネルギー密度とサイクル特性を有し、かつ、安定性に優れたレドックスフロー電池用電解液の提供を課題とする。
【解決手段】
活物質及び溶解助剤を含み、該活物質の含有モル当量をA、該溶解助剤の含有モル当量をB、とした場合、B/Aで算出される値が、0.001～30の範囲である、レドックスフロー電池用電解液。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
活物質及び溶解助剤を含み、該活物質の含有モル当量をＡ、該溶解助剤の含有モル当量をＢ、とした場合、Ｂ／Ａで算出される値が、０．００１～３０の範囲である、レドックスフロー電池用電解液。
続きを表示（約 590 文字）【請求項２】
上記活物質が、分子内にフェニレンジアミン構造を有する活物質を含む、請求項１に記載のレドックスフロー電池用電解液。
【請求項３】
上記分子内にフェニレンジアミン構造を有する活物質が、下記式（１）で表される化合物及び下記式（２）で表される化合物からなる群から選択される、請求項１又は２に記載のレドックスフロー電池用電解液。
TIFF
2024135470000008.tif
38
82
（式（１）中、Ｒ
１
～Ｒ
10
は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、ヒドロキシ基、アルコキシ基、ニトロ基、アミノ基、メルカプト基、シアノ基、ハロゲン基、アリール基、スルホン基、カルボキシ基、カルボニル基、スルホニル基、ヘテロアリール基を表し、式（２）中、Ｒ
１１
～Ｒ
２４
は、それぞれ独立に、水素原子、スルホン基、アルキル基、アリール基又はカルボニル基を表す。）
【請求項４】
上記溶解助剤が、尿素、アミノ酸からなる群から選択される少なくともいずれかを含む、請求項１又は２に記載のレドックスフロー電池用電解液。
【請求項５】
請求項１又は２に記載のレドックスフロー電池用電解液を備えるレドックスフロー電池。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、活物質及び溶解助剤、を含むレドックスフロー電池用電解液に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
再生可能エネルギーによる設備容量の増加に伴い、系統電力安定化のために大型蓄電池の導入が進められている。大型蓄電池として期待されるレドックスフロー電池の電解液には水系と非水系があるが、安全性やコストの面で水系電解液が優れている。そのため、活物質には水への高い溶解度が求められ、且つ高いエネルギー密度を達成するために適切な酸化還元電位を有することが望まれる。
また、現在主流のレドックスフロー電池にはバナジウムが活物質として用いられているが、資源的制約があり、価格の変動が課題となっている（非特許文献１，２）。そのため、活物質には資源的に豊富な材料を用いることが望まれる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
ＪａｎＷｉｎｓｂｅｒｇａｌ．，Ａｎｇｅｗ．Ｃｈｅｍ．Ｉｎｔ．Ｅｄ．２０１７，５６，６８６－７１１
Ｐ．Ｌｅｕｎｇｅｔａｌ．，ＪｏｕｒｎａｌｏｆＰｏｗｅｒＳｏｕｒｃｅｓ３６０（２０１７）２４３－２８３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、資源的制約が少なく、かつ、高いエネルギー密度とサイクル特性を有し、かつ、安定性に優れたレドックスフロー電池用電解液の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、活物質及び溶解助剤を含み、該活物質の含有モル当量をＡ、該溶解助剤の含有モル当量をＢ、とした場合、Ｂ／Ａで算出される値が、０．００１～３０の範囲である、レドックスフロー電池用電解液が、上記の課題を解決できることを見出し、本発明を完成させた。
【０００６】
即ち本発明は、以下の１）～４）に関する。
１）
活物質及び溶解助剤を含み、該活物質の含有モル当量をＡ、該溶解助剤の含有モル当量をＢ、とした場合、Ｂ／Ａで算出される値が、０．００１～３０の範囲である、レドックスフロー電池用電解液。
２）
上記活物質が、分子内にフェニレンジアミン構造を有する活物質を含む、１）に記載のレドックスフロー電池用電解液。
３）
上記分子内にフェニレンジアミン構造を有する活物質が、下記式（１）で表される化合物及び下記式（２）で表される化合物からなる群から選択される、１）又は２）に記載のレドックスフロー電池用電解液。
【０００７】
TIFF
2024135470000001.tif
38
82
【０００８】
（式（１）中、Ｒ
１
～Ｒ
10
は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、ヒドロキシ基、アルコキシ基、ニトロ基、アミノ基、メルカプト基、シアノ基、ハロゲン基、アリール基、スルホン基、カルボキシ基、カルボニル基、スルホニル基、ヘテロアリール基を表し、式（２）中、Ｒ
１１
～Ｒ
２４
は、それぞれ独立に、水素原子、スルホン基、アルキル基、アリール基又はカルボニル基を表す。）
４）
上記溶解助剤が、尿素、アミノ酸からなる群から選択される少なくともいずれかを含む、１）～３）のいずれか一項に記載のレドックスフロー電池用電解液。
５）
１）～４）のいずれか一項に記載のレドックスフロー電池用電解液を備えるレドックスフロー電池。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、資源的制約が少なく、かつ、高いエネルギー密度とサイクル特性を有し、かつ、安定性に優れたレドックスフロー電池用電解液を提供しうる。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明について詳細に説明する。本明細書においては実施例等を含めて、特に断りの無い限り「部」及び「％」は、いずれも質量基準である。なお、本明細書中において、レドックスフロー電池用電解液を「電解液」と略記する場合がある。
（【００１１】以降は省略されています）

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