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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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