提供了一种熔融盐组合物，其适于用作二次电池用电解液且没有明确的熔点，且通过将适合用作二次电池用电解液的两种以上熔融盐混合来获得，特别地，前述熔融盐组合物的特征在于两种类型的熔融盐包含相互具有不同离子直径的阳离子，并且其组成比落入使得熔融盐组合物不显示熔点的组成比范围内。还提供了使用所述熔融盐组合物作为电解液的二次电池，当温度降低时，所述二次电池不会突然变得不可用而是保持在可用的状态。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及在熔融态变为电解液的熔融盐组合物，以及包含所述熔融盐组合物作 为电解液的二次电池。
技术介绍
能够储存和充放电电能的二次电池（蓄电池）广泛用于储存电力、使电力的供给 平均（leveling)等。作为二次电池，已知锂离子二次电池为具有高能量密度的电池。然而， 锂离子二次电池具有安全性问题，因为其中将可燃性有机化合物液体用作电解液。另外，用 作材料的锂在资源确保方面具有问题，因为其资源不均匀分布并且其资源量让人担忧。 近年来，作为除了高能量密度之外还具有不可燃的优点的二次电池，开发了包含 熔融盐作为电解液的熔融盐电池并且所述熔融盐电池引起关注。与其他二次电池如锂电池 的工作温度范围相比，其中熔融盐电池可以工作的温度范围更宽。因此，熔融盐电池的预期 用途包括用于中型电力网、家庭等中的电力储存的用途，以及卡车和公共汽车中的车载用 途等。 作为可以在相对低温度下使用的熔融盐，专利文献1公开了一种熔融盐组合物 (及其用途），所述熔融盐组合物包含阴离子为（FS0 2)2f((氟磺酰）亚胺：在下文中称为 FSA)且阳离子为选自Li、Na、K、Rb和Cs的碱金属的两种以上熔融盐。由于所述熔融盐组 合物可以在不低于60°C但不高于130°C的温度范围内使用，所以期望将所述熔融盐组合物 用于燃料电池、二次电池、电容器等中。 在专利文献2中，作为能够在不高于100°C的低温度下运行的二次电池，提出了一 种电池（钠二次电池），其包含：正极、主要成分为Na的负极以及设置在正极和负极之间的 电解液，其中所述电解液为熔融盐，所述熔融盐的阴离子是由（RS0 2)2f (两个"R"各自独立 地表示氟原子或氟烷基）表示的阴离子且所述熔融盐的阳离子为选自碱金属和碱土金属 的金属。另外，作为优选的电解液，还公开了双（氟磺酰）亚胺钠（NaFSA)和双（氟磺酰） 亚胺钾（KFSA)的混合物。 尽管熔融盐在等于或高于其熔点的温度下熔融而变成电解液，但是在熔点附近熔 融盐的粘度高且离子电导性低。因此，优选的是，在电解液的熔点加（+)30°c的温度附近或 更高温度下使用熔融盐。因此，为了获得可以不被加热而在室温下使用的熔融盐电池，优选 使用熔点在冰点之下的熔融盐作为电解液。然而，通过将KFSA和NaFSA两种盐混合而获得 的熔融盐的熔点（低共熔点）为61°C。 为了将熔融盐的熔点设定为冰点之下，通过将离子液体与熔融盐混合而降低熔点 的方法是已知的。例如，当将甲基丙基吡咯烷铺:FSA盐（自身的熔点为-12°C )对NaFSA 以1:9的比率（摩尔比）混合时，熔点降低为-25°C。由此，通过使用该熔融盐组合物作为 电解液，可以获得优选在室温下使用的熔融盐电池。 引用列表 专利文献 专利文献1 :日本特开2009-67644号公报 专利文献2 :W02011/036907号公报
技术实现思路
技术问题 当熔融盐在其熔点以下的温度下凝固时，离子传导性急剧下降。由此，在包含具有 明确熔点的熔融盐作为电解液的二次电池中，在熔点之下作为电池的性能急剧变化。对于 在温度变化的环境中使用的电池，问题在于由于温度的变化电池快速变得不可用。由此，需 要即使在温度变低时也可以保持可用状态而不会快速变得不可用的熔融盐电池。 本专利技术的目的是提供一种熔融盐组合物，其可以用作二次电池的电解液并且可以 提供即使在温度变低时也可以保持可用状态而不会快速变得不可用的二次电池。本专利技术的 另一个目的是提供一种二次电池，其即使在温度变低时也可以保持可用状态而不会快速变 得不可用，所述电池包含所述熔融盐组合物作为电解液。 技术方案 作为深入研宄的结果，本专利技术人发现，通过将两种以上熔融盐混合可以获得没有 明确熔点的熔融盐组合物，并且通过使用这种没有明确熔点的熔融盐组合物作为电解液， 可以制造即使在温度变低时也不会快速变得不可用的二次电池（熔融盐电池），由此完成 了本专利技术。 根据权利要求1的专利技术是一种熔融盐组合物（复合熔融盐），其包含可以用作二次 电池的电解液的两种以上熔融盐的混合物，并且没有明确的熔点。 所述熔融盐组合物的特征在于，所述熔融盐组合物没有明确的熔点。尽管当降低 温度时所述没有明确熔点的熔融盐组合物的粘度增大，但是所述熔融盐组合物不会快速凝 固。另外，当将所述没有明确熔点的熔融盐组合物用作电解液时，其功能不会快速丧失。"熔 融盐组合物没有明确的熔点"的含义是当对该熔融盐组合物进行差示扫描量热测定OSC测 定）时，在升温时在DSC曲线中未观察到明确的吸热峰。权利要求1的专利技术的熔融盐组合 物没有明确的熔点但是可具有其他转化点如玻璃化转变点。 当形成电解液的熔融盐具有明确的熔点时，当温度降低至熔点附近时，电解液的 流动性快速变低并且电池快速变得不可用。然而，由于本专利技术的熔融盐组合物没有明确 的熔点，所以即使当降低温度时包含所述熔融盐组合物作为电解液的熔融盐电池（二次电 池）也保持在可用状态而不会快速变得不可用。 可以通过混合两种以上不同的熔融盐而获得没有明确熔点的熔融盐组合物。如下 文中所述，即使形成熔融盐组合物的两种以上熔融盐各自具有明确的熔点，也存在其中通 过混合两种以上熔融盐而使明确的熔点消失的情况。 凝固是其中在熔融状态中无序布置的离子在熔点以下以有序布置安排的现象。大 分子链如有机聚合物因为在分子链中某处发生的弯曲、旋转等造成的对称性崩塌而不太可 能采取良序的布置。因此，存在其中不出现明确的熔点且逐渐发生凝固的宽转变点的情况。 作为研宄的结果，本专利技术人发现，当混合两种以上不同的熔融盐时也可以获得没 有明确熔点的熔融盐组合物，由此通过获得的发现完成了本专利技术。具体地，本专利技术人发现， 当将FSA盐与分子大于FSA盐且在常温下为液态的盐组合时，获得不具有熔点而仅具有玻 璃化转变点的熔融盐组合物。本专利技术人还发现，在通过将以特定范围的组成比将具有不同 阳离子的两种熔融盐组合而获得的组合物中，存在不显示明确熔点且在冷却时逐渐凝固的 组合物。关于通常的熔融盐，当从熔融盐为液体的温度开始降低熔融盐的温度时，熔融盐以 良序方式重新布置且结晶并且在单一温度下凝固。因此，通常的熔融盐具有熔点。然而，难 以由包含两种以上不同种类的熔融盐的熔融盐组合物形成单一的良序晶体结构，例如在其 中共存离子半径显著不同的离子的熔融盐组合物的情况中。因此，有时可以观察到其中不 在单一温度下发生凝固且不显示明确熔点的现象。 根据权利要求2的专利技术是根据权利要求1的熔融盐组合物，其中在所述两种以上 熔融盐中的至少一种熔融盐是具有不高于25°C的熔点的熔融盐（在下文中称为"熔融盐 2'，）。 熔融盐2是在常温（具体地，25°C )下为液态的盐。在熔融盐中，通常将熔点不高 于l〇〇°C的盐称为离子液体。因为熔融盐2在25°C下为液态，所以熔融盐2也可以被称为 离子液体。通过使用在25°C下为液体的熔融盐2作为形成本专利技术的熔融盐组合物的熔融 盐，获得即使在常温下当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种熔融盐组合物，其包含可以用作二次电池的电解液的两种以上熔融盐的混合物，所述熔融盐组合物没有明确的熔点。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：井谷瑛子，稻泽信二，新田耕司，酒井将一郎，福永笃史，沼田昂真，萩原理加，野平俊之，松本一彦，
申请(专利权)人：住友电气工业株式会社，国立大学法人京都大学，
类型：发明
国别省市：日本;JP
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