特許ウォッチ

公開番号2025057770
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-09
出願番号2023167505
出願日2023-09-28
発明の名称プロトン電池用の水系電解液、及びプロトン電池
出願人トヨタ自動車株式会社
代理人個人,個人,個人,個人,個人,個人
主分類H01M 10/36 20100101AFI20250402BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】本開示は、低温安定性が良好なプロトン電池用の水系電解液、及びそのような水系電解液を有するプロトン電池を提供する。
【解決手段】本開示のプロトン電池用の水系電解液は水、及び水1kgあたり6mol以上の濃度で水に溶解しているピロリン酸(H₄P₂O₇)を有し、かつ-60℃以上において凝固点を有しない。また、本開示のプロトン電池は、本開示の水系電解液を有する。また、本開示のプロトン電池は、本開示の水系電解液を有する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
水、及び
前記水１ｋｇあたり６ｍｏｌ以上の濃度で前記水に溶解しているピロリン酸を有し、かつ
－６０℃以上において凝固点を有しない、
プロトン電池用の水系電解液。
続きを表示（約 300 文字）【請求項２】
前記水１ｋｇあたり６ｍｏｌ以上２５ｍｏｌ以下の濃度で前記水に溶解している前記ピロリン酸を有する、又は
前記水１ｋｇあたり２５ｍｏｌ超の濃度で前記水に溶解している前記ピロリン酸、及びカリウム塩を有する、
請求項１に記載の水系電解液。
【請求項３】
前記カリウム塩が、カリウムのリン酸塩である、請求項２に記載の水系電解液。
【請求項４】
前記カリウムのリン酸塩がピロリン酸カリウムである、請求項３に記載の水系電解液。
【請求項５】
請求項１～４のいずれか一項に記載の水系電解液を有する、
プロトン電池。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、プロトン電池用の水系電解液、及びプロトン電池に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
可燃性の非水系電解液を備える非水系電池は、安全対策のため部材点数が多くなる結果、電池全体としての体積当たりのエネルギー密度が小さくなるという課題がある。これに対して、不燃性の水系電解液を備える水系電池は、上記の安全対策が不要であることから、体積当たりのエネルギー密度を大きくすることができる等、様々な利点を有する。このため、水系電解液を備える水系電池が開発されている。
【０００３】
特許文献１は、正極、負極、及び電解液を備えるプロトン伝導型ポリマー電池であって、電解液は、硫酸を電解質とする水溶液であり、含有水の一部がリン酸及び二リン酸の少なくとも一種によって置換され、電解液中の硫酸濃度が３重量％～３５重量％かつ含有水濃度が６５重量％以下であるプロトン伝導型ポリマー電池を開示している。
【０００４】
特許文献２は、水系カリウムイオン電池に用いられる水系電解液であって、水、水１ｋｇあたり２ｍｏｌ以上の濃度にて溶解されたピロリン酸カリウムを含む、水系電解液を開示している。
【０００５】
特許文献３は、塩基Ａとリン酸Ｂから成り、ＡとＢのモル比Ａ：Ｂが１：３～１：５０の範囲にあり、凝固する温度が、－３０℃未満である液体電解質を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２００７－１９４１０５号公報
特開２０１９－２２０２９４号公報
特開２００６－１６４９４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
近年、リチウムイオン二次電池に代わる二次電池として、プロトンが電解液を通して正極と負極の間を移動するプロトン電池が開発されている。このようなプロトン電池用の水系電解液には、寒冷地等の極低温下でも電池を使用することができるように、低温安定性が求められる。
【０００８】
本開示は、低温安定性が良好なプロトン電池用の水系電解液、及びそのような水系電解液を有するプロトン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】
【０００９】
本件開示者等は、以下の手段により上記課題を解決することができることを見出した。
〈態様１〉
水、及び
前記水１ｋｇあたり６ｍｏｌ以上の濃度で前記水に溶解しているピロリン酸を有し、かつ
－６０℃以上において凝固点を有しない、
プロトン電池用の水系電解液。
〈態様２〉
前記水１ｋｇあたり６ｍｏｌ以上２５ｍｏｌ以下の濃度で前記水に溶解している前記ピロリン酸を有する、又は
前記水１ｋｇあたり２５ｍｏｌ超の濃度で前記水に溶解している前記ピロリン酸、及びカリウム塩を有する、
態様１に記載の水系電解液。
〈態様３〉
前記カリウム塩が、カリウムのリン酸塩である、態様２に記載の水系電解液。
〈態様４〉
前記カリウムのリン酸塩がピロリン酸カリウムである、態様３に記載の水系電解液。
〈態様５〉
態様１～４のいずれか一項に記載の水系電解液を有する、
プロトン電池。
【発明の効果】
【００１０】
本開示によれば、低温安定性が良好なプロトン電池用の水系電解液、及びそのような水系電解液を有するプロトン電池を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許