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公開番号
2025036338
公報種別
公開特許公報(A)
公開日
2025-03-14
出願番号
2024147559
出願日
2024-08-29
発明の名称
フッ化物電池用電解液、ポリマー電解質、及び、フッ化物電池
出願人
国立大学法人京都大学
,
ダイキン工業株式会社
代理人
弁理士法人WisePlus
主分類
H01M
10/0569 20100101AFI20250306BHJP(基本的電気素子)
要約
【課題】揮発性が低く、かつ、難燃性のフッ化物電池用電解液、並びに、当該フッ化物電池用電解液を用いたポリマー電解質、及び、フッ化物電池を提供する。
【解決手段】フルオロポリエーテル及びフッ化物塩を含むフッ化物電池用電解液。
【選択図】なし
特許請求の範囲
【請求項1】
フルオロポリエーテル及びフッ化物塩を含むフッ化物電池用電解液。
続きを表示(約 2,600 文字)
【請求項2】
前記フルオロポリエーテルが下記式(1)~(4)の少なくとも1種である請求項1記載のフッ化物電池用電解液。
(1)R
1
-O-Ra
1
-Rb
1
-O-Ra
1
-R
1
(2)R
2
-Rb
2
-O-Ra
2
-Rb
2
-R
2
(3)R
3
-Rb
3
-O-Ra
3
-R
3
(4)R
4
-Rb
4
-R
4
(式中、Ra
1
~Ra
3
は、それぞれ独立して、フッ素を含まないアルキレン単位及び/又はフッ素を含まないオキシアルキレン単位を含む基であり、
Ra
1
~Ra
3
のオキシアルキレン単位は、それぞれ独立して、-CH
2
CH
2
O-又は-CH
2
CH(J)O-であり、
Jは、それぞれ独立して、アルキル基又はアリール基であり、
Rb
1
~Rb
4
は、それぞれ独立して、下記式(5)で表されるフルオロポリエ-テル基であり、
R
1
~R
3
は、それぞれ独立して、水素原子、水酸基、フッ素原子、炭素数1~3のアルキル基、アリール基又は炭素数1~3のフルオロアルキル基であり、
R
4
は、それぞれ独立して、フッ素原子、水素原子、水酸基、アルデヒド基、カルボン酸基、炭素数1~10のアルキルエステル基、置換基を有してもよいアミド基又は置換基を有してもよいアミノ基である。)
(5)-Rf
1
-Rf-O-Rf
2
-
(式中、Rf
1
及びRf
2
は、それぞれ独立して、フッ素原子により置換されていてもよい炭素数1~16のアルキレン基であり、
Rfは、2価のフルオロポリエーテル基である。)
【請求項3】
前記Ra
1
~Ra
3
が、それぞれ独立して、下記式(Ra-I)で表されるポリオキシアルキレン基である請求項2記載のフッ化物電池用電解液。
(Ra-I):
-(CH
2
CH
2
O)r(CH
2
CH(CH
3
)O)s(CH
2
CH(CH
2
CH
3
)O)t(CH
2
CH(Ph)O)u-
(式中、r、s、t及びuは、それぞれ独立して、0又は1以上の整数であり、r+s+t+uは4~50である。)
【請求項4】
前記Ra
1
~Ra
3
の数平均分子量が40~4000である請求項2又は3記載のフッ化物電池用電解液。
【請求項5】
前記Rfが、それぞれ独立して、下記式(Rf-I)で表されるフルオロポリエ-テル基である請求項2又は3記載のフッ化物電池用電解液。
式(Rf-I):
-(OC
6
F
12
)a-(OC
5
F
10
)b-(OC
4
F
8
)c-(OC
3
Rc
6
)d-(OC
2
F
4
)e-(OCF
2
)f-
(式中、Rcは、それぞれ独立して、水素原子、フッ素原子又は塩素原子であり、
a、b、c、d、e及びfは、それぞれ独立して、0~200の整数であり、
a、b、c、d、e及びfの和は1以上であり、
a、b、c、d、e又はfが付された各繰り返し単位の順序は任意であり、
全てのRcが水素原子又は塩素原子である場合、a、b、c、e及びfの少なくとも1つは1以上である。)
【請求項6】
前記Rfが、それぞれ独立して、下記式(Rf-I-I)、又は、下記式(Rf-I-II)で表される基である請求項2又は3記載のフッ化物電池用電解液。
式(Rf-I-I):
-(OC
3
F
6
)d-(OC
2
F
4
)e-
(式中、dは、1~200の整数であり、eは、0又は1である。)
式(Rf-I-II):
-(OC
4
F
8
)c-(OC
3
F
6
)d-(OC
2
F
4
)e-(OCF
2
)f-
(式中、c及びdは、それぞれ独立して0~30の整数であり、
e及びfは、それぞれ独立して1~200の整数であり、
c、d、e及びfの和は2以上であり、
c、d、e又はfが付された各繰り返し単位の順序は任意である。)
【請求項7】
前記R
1
~R
3
が、それぞれ独立して、メチル基、エチル基、トリフルオロメチル基又はペンタフルオロエチルである請求項2又は3記載のフッ化物電池用電解液。
【請求項8】
前記フッ化物塩が、フッ化アンモニウム又は金属フッ化物である請求項1~3のいずれかに記載のフッ化物電池用電解液。
【請求項9】
前記フッ化アンモニウムがネオペンチル基を有するフッ化アルキルアンモニウムである請求項8記載のフッ化物電池用電解液。
【請求項10】
前記フッ化物塩の含有量が0.1~10質量%である請求項1~3のいずれかに記載のフッ化物電池用電解液。
(【請求項11】以降は省略されています)
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本開示は、フッ化物電池用電解液、ポリマー電解質、及び、フッ化物電池に関する。
続きを表示(約 1,900 文字)
【背景技術】
【0002】
近年の電気製品の軽量化、小型化にともない、高いエネルギー密度をもつ電気化学デバイスの開発が進められている。
【0003】
電気化学デバイスの一つであるフッ化物イオン電池は、フッ化物イオン(F
-
)を電荷のキャリアとする高電圧であることが特徴であり、種々の検討が進められている。(例えば、特許文献1、2参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
特表2014-501434号公報
特開2022-128927号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文献1、2に記載された電解液は、揮発性が高く、可燃性が高いことから、高温環境下での取り扱い性に改善の余地があった。
【0006】
本開示は、揮発性が低く、かつ、難燃性のフッ化物電池用電解液、並びに、当該フッ化物電池用電解液を用いたポリマー電解質、及び、フッ化物電池を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本開示(1)は、フルオロポリエーテル及びフッ化物塩を含むフッ化物電池用電解液である。
【0008】
本開示(2)は、前記フルオロポリエーテルが下記式(1)~(4)の少なくとも1種である本開示(1)記載のフッ化物電池用電解液である。
(1)R
1
-O-Ra
1
-Rb
1
-O-Ra
1
-R
1
(2)R
2
-Rb
2
-O-Ra
2
-Rb
2
-R
2
(3)R
3
-Rb
3
-O-Ra
3
-R
3
(4)R
4
-Rb
4
-R
4
(式中、Ra
1
~Ra
3
は、それぞれ独立して、フッ素を含まないアルキレン単位及び/又はフッ素を含まないオキシアルキレン単位を含む基であり、
Ra
1
~Ra
3
のオキシアルキレン単位は、それぞれ独立して、-CH
2
CH
2
O-又は-CH
2
CH(J)O-であり、
Jは、それぞれ独立して、アルキル基又はアリール基であり、
Rb
1
~Rb
4
は、それぞれ独立して、下記式(5)で表されるフルオロポリエ-テル基であり、
R
1
~R
3
は、それぞれ独立して、水素原子、水酸基、フッ素原子、炭素数1~3のアルキル基、アリール基又は炭素数1~3のフルオロアルキル基であり、
R
4
は、それぞれ独立して、フッ素原子、水素原子、水酸基、アルデヒド基、カルボン酸基、炭素数1~10のアルキルエステル基、置換基を有してもよいアミド基又は置換基を有してもよいアミノ基である。)
(5)-Rf
1
-Rf-O-Rf
2
-
(式中、Rf
1
及びRf
2
は、それぞれ独立して、フッ素原子により置換されていてもよい炭素数1~16のアルキレン基であり、
Rfは、2価のフルオロポリエーテル基である。)
【0009】
本開示(3)は、前記Ra
1
~Ra
3
が、それぞれ独立して、下記式(Ra-I)で表されるポリオキシアルキレン基である本開示(2)記載のフッ化物電池用電解液である。
(Ra-I):
-(CH
2
CH
2
O)r(CH
2
CH(CH
3
)O)s(CH
2
CH(CH
2
CH
3
)O)t(CH
2
CH(Ph)O)u-
(式中、r、s、t及びuは、それぞれ独立して、0又は1以上の整数であり、r+s+t+uは4~50である。)
【0010】
本開示(4)は、前記Ra
1
~Ra
3
の数平均分子量が40~4000である本開示(2)又は(3)記載のフッ化物電池用電解液である。
(【0011】以降は省略されています)
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