液流电池制造技术

本公开的一个技术方案涉及的液流电池(100)中，第1液体(12)不含不期望的化合物。液流电池(100)满足条件(i)、(ii)、(iii)或(iv)。(i)负极活性物质(14)包含石墨，第1液体(12)具有0.15Vvs.Li/Li

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】液流电池
本公开涉及液流电池。
技术介绍
液流电池中，与活性物质接触的液体或溶解有活性物质的液体流动，活性物质电化学地氧化还原，由此进行充放电。液流电池的电池容量由活性物质的量决定。因此，通过增加液流电池中的活性物质的量，能够容易地使液流电池大型化。专利文献1～6中公开了液流电池的一例。在先技术文献专利文献1：美国专利申请公开第2015/0333353号说明书专利文献2：日本特许第5417441号公报专利文献3：国际公开第2016/208123号专利文献4：美国专利申请公开第2015/0255803号说明书专利文献5：日本特开2018-18816号公报专利文献6：国际公开第2018/016249号
技术实现思路
专利技术要解决的课题现有技术中，期望实现结构简单且具有高能量密度的液流电池。用于解决课题的手段本公开的一技术方案涉及的液流电池，具备负极、正极、第1液体、负极活性物质、第2液体和锂离子传导膜，所述第1液体包含负极介体和锂离子，并与所述负极接触，所述负极活性物质与所述第1液体接触，所述第2液体与所述正极接触，所述锂离子传导膜配置于所述第1液体与所述第2液体之间，所述第1液体不含不期望的化合物，所述液流电池满足下述条件(i)、(ii)、(iii)或(iv)。(i)所述负极活性物质包含石墨，所述第1液体在进行电位测定试验A时具有0.15Vvs.Li/Li+以下的平衡电位。(ii)所述负极活性物质包含铝，所述第1液体在进行电位测定试验A时具有0.18Vvs.Li/Li+以下的平衡电位。(iii)所述负极活性物质包含锡，所述第1液体在进行电位测定试验A时具有0.25Vvs.Li/Li+以下的平衡电位。(iv)所述负极活性物质包含硅，所述第1液体在进行电位测定试验A时具有0.25Vvs.Li/Li+以下的平衡电位。其中，所述电位测定试验A采用下述方法进行。使锂金属溶解于所述第1液体，并使所述第1液体中的锂饱和。对所述第1液体测定电位。将所得到的测定值作为所述第1液体具有的所述平衡电位，所述不期望的化合物是在进行电位测定试验B时具有0.3Vvs.Li/Li+以上的平衡电位的有机化合物。所述电位测定试验B采用下述方法进行。准备以0.1mol/L的浓度包含所述有机化合物的2-甲基四氢呋喃溶液。使锂金属溶解于所述2-甲基四氢呋喃溶液，并使所述2-甲基四氢呋喃溶液中的锂饱和。对所述2-甲基四氢呋喃溶液测定电位。将所得到的测定值作为所述有机化合物具有的所述平衡电位。专利技术的效果根据本公开，能够提供结构简单且具有高能量密度的液流电池。附图说明图1是表示本实施方式涉及的液流电池的大致结构的示意图。图2是用于说明图1所示的液流电池的工作的图。图3A是表示测定例1的电池的充电曲线的图表。图3B是对测定例2的电池施加电压后的2-甲基四氢呋喃溶液的图像。图3C是对测定例2的电池施加电压后的活性物质的图像。图3D是表示测定例3和测定例4的电池的放电曲线的图表。图4A是表示测定例5～13的电池中，三甘醇二甲醚的体积相对于醚溶液的溶剂的体积的比例与醚溶液的电位之间的关系的图表。图4B是向测定例14的电池投入前的活性物质的图像。图4C是对测定例14的电池施加电压后的活性物质的图像。图4D是表示测定例14和测定例15的电池的放电曲线的图表。图5A是表示测定例23的电池的充电曲线的图表。图5B是表示测定例26和测定例27的电池的放电曲线的图表。图6是表示测定例28和测定例29的电池的放电曲线的图表。具体实施方式以下，参照附图对本公开的实施方式进行说明。本公开不限定于以下的实施方式。图1是表示本实施方式涉及的液流电池100的大致结构的示意图。如图1所示，液流电池100具备负极10、正极20、第1液体12、第2液体22、负极活性物质14和锂离子传导膜30。第1液体12包含溶剂、负极介体和锂离子。第1液体12分别与负极10和负极活性物质14接触。换言之，负极10和负极活性物质14分别浸渍于第1液体12中。第2液体22包含溶剂和锂离子。第2液体22与正极20接触。换言之，正极20浸渍于第2液体22中。锂离子传导膜30配置于第1液体12和第2液体22之间，将第1液体12和第2液体22隔离。锂离子传导膜30具有锂离子传导性。液流电池100中满足下述条件(i)、(ii)、(iii)或(iv)。(i)负极活性物质14包含石墨，第1液体12在进行电位测定试验A时具有0.15Vvs.Li/Li+以下的平衡电位。(ii)负极活性物质14包含铝，第1液体12在进行电位测定试验A时具有0.18Vvs.Li/Li+以下的平衡电位。(iii)负极活性物质14包含锡，第1液体12在进行电位测定试验A时具有0.25Vvs.Li/Li+以下的平衡电位。(iv)负极活性物质14包含硅，第1液体12在进行电位测定试验A时具有0.25Vvs.Li/Li+以下的平衡电位。电位测定试验A例如采用下述方法进行。首先，将2×2cm的铜箔用聚丙烯制微多孔性隔膜包覆。然后，将隔膜整体用大量的锂金属箔包覆。接着，在铜箔和锂金属箔分别安装极耳。然后，用层压外装包覆上述铜箔和锂金属箔。向层压外装的内部注入第1液体12。注入第1液体12后，立即通过热熔接将层压外装密闭，由此得到电位测定用电池。电位测定用电池中，锂金属箔与第1液体12接触，锂金属溶解于第1液体12中。此时，过量的锂金属溶解于第1液体12中，由此使第1液体12中的锂饱和。作为一例，使锂金属箔与第1液体12接触经过100小时后，第1液体12中的锂饱和。接着，使用电位测定用电池的铜箔和锂金属箔，以锂基准对第1液体12测定电位。将所得到的测定值作为第1液体12具有的平衡电位。第1液体12不含不期望的化合物。本说明书中，不期望的化合物是指在进行电位测定试验B时具有0.3Vvs.Li/Li+以上的平衡电位的有机化合物。另一方面，负极介体例如在进行电位测定试验B时具有小于0.3Vvs.Li/Li+的平衡电位。电位测定试验B例如采用下述方法进行。首先，准备以0.1mol/L的浓度包含负极介体或不期望的化合物的2-甲基四氢呋喃溶液。然后，将2×2cm的铜箔用聚丙烯制微多孔性隔膜包覆。接着，将隔膜整体用大量的锂金属箔包覆。然后，在铜箔和锂金属箔分别安装极耳。接着，用层压外装包覆上述铜箔和锂金属箔。向层压外装的内部注入2-甲基四氢呋喃溶液。注入2-甲基四氢呋喃溶液后，立即通过热熔接将层压外装密闭，由此得到电位测定用电池。电位测定用电池中，锂金属箔与2-甲基四氢呋喃溶液接触，锂金属溶解于2-甲基四氢呋喃溶液中。此时，过量的锂金属溶解于2-甲基四氢呋喃溶液中，由此使2-甲基四氢呋本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种液流电池，具备负极、正极、第1液体、负极活性物质、第2液体和锂离子传导膜，/n所述第1液体包含负极介体和锂离子，并与所述负极接触，/n所述负极活性物质与所述第1液体接触，/n所述第2液体与所述正极接触，/n所述锂离子传导膜配置于所述第1液体与所述第2液体之间，/n所述第1液体不含不期望的化合物，/n所述液流电池满足下述条件(i)、(ii)、(iii)或(iv)，/n(i)所述负极活性物质包含石墨，所述第1液体在进行电位测定试验A时具有0.15Vvs.Li/Li

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180530 JP 2018-103961;20180530 JP 2018-103962;201.一种液流电池，具备负极、正极、第1液体、负极活性物质、第2液体和锂离子传导膜，
所述第1液体包含负极介体和锂离子，并与所述负极接触，
所述负极活性物质与所述第1液体接触，
所述第2液体与所述正极接触，
所述锂离子传导膜配置于所述第1液体与所述第2液体之间，
所述第1液体不含不期望的化合物，
所述液流电池满足下述条件(i)、(ii)、(iii)或(iv)，
(i)所述负极活性物质包含石墨，所述第1液体在进行电位测定试验A时具有0.15Vvs.Li/Li+以下的平衡电位，
(ii)所述负极活性物质包含铝，所述第1液体在进行电位测定试验A时具有0.18Vvs.Li/Li+以下的平衡电位，
(iii)所述负极活性物质包含锡，所述第1液体在进行电位测定试验A时具有0.25Vvs.Li/Li+以下的平衡电位，
(iv)所述负极活性物质包含硅，所述第1液体在进行电位测定试验A时具有0.25Vvs.Li/Li+以下的平衡电位，
其中，所述电位测定试验A采用下述方法进行：使锂金属溶解于所述第1液体，并使所述第1液体中的锂饱和，对所述第1液体测定电位，将所得到的测定值作为所述第1液体具有的所述平衡电位，
所述不期望的化合物是在进行电位测定试验B时具有0.3Vvs.Li/Li+以上的平衡电位的有机化合物，
所述电位测定试验B采用下述方法进行：准备以0.1mol/L的浓度包含所述有机化合物的2-甲基四氢呋喃溶液，使锂金属溶解于所述2-甲基四氢呋喃溶液，并使所述2-甲基四氢呋喃溶液中的锂饱和，对所述2-甲基四氢呋喃溶液测定电位，将所得到的测定值作为所述有机化合物具有的所述平衡电位。


2.根据权利要求1所述的液流电池，
所述负极介体在进行所述电位测定试验B时具有小于0.3Vvs.Li/Li+的平衡电位。


3.根据权利要求1或2所述的液流电池，
所述负极介体包含选自菲、联苯、邻三联苯、三亚苯、蒽、苊、苊烯、荧蒽和偶苯酰中的至少一者。


4.根据权利要求1～3中任一项所述的液流电池，
所述不期望的化合物包括选自2,2’-联吡啶、二苯甲酮、反式二苯乙烯、2,4’-联吡啶、2,3’...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊藤修二，藤本正久，迫穗奈美，柴田翔，
申请(专利权)人：松下知识产权经营株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP