【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及水系电解液及其中使用的盐、以及使用该水系电解液的氧化还原液流电池。
技术介绍
1、近年，为了可持续性社会的实现，正在盛行利用不产生温室效应气体的可再生能量。但是，可再生能量的发电量由于容易受季节、气候等的左右，因此需要用于稳定地供给可再生能量的电力储藏用的蓄电池的需求。作为这样的产业用的蓄电池，已知有氧化还原液流电池。
2、现在，通常的氧化还原液流电池中，钒被用作电解液中的活性物质，但钒为稀有金属，因此供给不足的担心和成本高成为问题。另外，由于使用高浓度的硫酸作为电解液，因此正在继续探索代替钒的活性物质。
3、例如，专利文献1中公开了一种氧化还原液流电池，其包含正极电解液和负极电解液，所述正极电解液包含：水、和包含具有特定结构的第1有机化合物和其还原产物的第1氧化还原对，所述负极电解液包含：水、和包含具有特定结构的第2有机化合物和其还原产物的第2氧化还原对。
4、专利文献2中公开了一种包含水和具有特定结构的吩嗪衍生物或其盐的水性电解液。
5、专利文献3中公开了一种包含具有特定结构的吩嗪系化合物、和溶质的氧化还原液流电池用电解液。
6、专利文献4中公开了一种包含阴极、阳极、电荷载体电解质、及具有特定结构的吩嗪系化合物的氧化还原液流电池。
7、现有技术文献
8、专利文献
9、专利文献1：美国专利第9,614,245号说明书
10、专利文献2：美国专利第10,454,124号说明书
11、专利文献3：国
12、专利文献4：日本特表2020-527843号公报
技术实现思路
1、专利技术要解决的问题
2、然而，专利文献1～3中记载的氧化还原液流电池的电解液为高浓度的碱水溶液，因此谋求在更接近中性的区域具有ph的电解液。另外，专利文献4中记载的氧化还原液流电池的电荷载体介质为可燃性，因此谋求为阻燃性的水系电解液。
3、本专利技术是为了解决上述问题而作出的，其第1课题为提供一种在接近中性的区域具有ph的水系电解液及其中使用的盐、以及使用该水系电解液的氧化还原液流电池。
4、另外，第2课题为，提供一种新型的化合物的盐及使用其的热稳定性优异的水系电解液、以及使用该水系电解液的氧化还原液流电池。
5、用于解决问题的方案
6、本专利技术人等鉴于上述实际情况进行了深入研究，结果发现，通过使用包含源自特定的多环性有机化合物的盐的化合物、选自由碱金属盐及胺盐组成的组中的至少一种、以及水的水系电解液，能够解决上述课题，从而完成了本专利技术。
7、即，本专利技术的主旨如下。
8、[1]一种水系电解液，其包含：选自下述通式(1)～(3)所示的盐中的至少1种多环性有机化合物的盐、选自由碱金属盐及胺盐组成的组中的至少一种、以及水，所述水系电解液的ph为6.5～12.5。
9、
10、(通式(1)中，r1～r8各自独立地为氢原子、卤素原子、烷基、芳基、羟基、烷氧基、酰氧基、羧基、烷氧基羰基、酰基、氨基、酰胺基、腈基、巯基、磺酸基、硫酸基、膦酸基、磷酸基、或它们的盐，
11、r1～r8中的至少一者为磺酸基、被烷基或烷氧基取代的磺酸基、羧基、或者被烷基或烷氧基取代的羧基的锂盐、钠盐、钾盐或铵盐。
12、另外，r1～r8的彼此邻接的2个基团任选进行键合而形成非芳香族环，烷基、芳基、烷氧基、酰氧基、烷氧基羰基、及酰基任选被卤素原子、羟基、烷氧基、氨基、羧基、和/或磺酸基取代。)
13、
14、(通式(2)中，r11～r18各自独立地为氢原子、卤素原子、烷基、芳基、羟基、烷氧基、酰氧基、羧基、烷氧基羰基、酰基、氨基、酰胺基、腈基、巯基、磺酸基、硫酸基、膦酸基、磷酸基，
15、r11～r18中的至少一者为磺酸基、被烷基或烷氧基取代的磺酸基、羧基、或者被烷基或烷氧基取代的羧基的锂盐、钠盐、钾盐或铵盐。
16、另外，烷基、芳基、烷氧基、酰氧基、烷氧基羰基、及酰基任选被卤素原子、羟基、烷氧基、氨基、羧基、和/或磺酸基取代。)
17、
18、(通式(3)中，r21～r30各自独立地为氢原子、卤素原子、烷基、芳基、羟基、烷氧基、酰氧基、羧基、烷氧基羰基、酰基、氨基、酰胺基、腈基、巯基、膦酸基、磷酸基、或它们的盐，
19、r21～r30中的至少一者为羟基，
20、r21～r30中的至少一者为羧基、或者被烷基或烷氧基取代的羧基的锂盐、钠盐、钾盐或铵盐。
21、另外，r21～r28的彼此邻接的2个基团任选进行键合而形成环，烷基、芳基、烷氧基、酰氧基、烷氧基羰基、及酰基任选被卤素原子、羟基、烷氧基、氨基、和/或羧基取代。)
22、[2]一种氧化还原液流电池，其具备水系电解液、正极、负极及分隔件，
23、前述水系电解液包含[1]所述的水系电解液。
24、[3]一种下述通式(4)所示的盐。
25、
26、(通式(4)中，r31～r40各自独立地为氢原子、卤素原子、烷基、芳基、羟基、烷氧基、酰氧基、羧基、烷氧基羰基、酰基、氨基、酰胺基、腈基、巯基、磺酸基、硫酸基、膦酸基、磷酸基、或它们的盐，
27、r31～r40中的至少一者为羟基，
28、r31～r40中的至少一者为磺酸基、被烷基或烷氧基取代的磺酸基、硫酸基、被烷基或烷氧基取代的硫酸基的锂盐、钠盐、钾盐或铵盐。
29、另外，r31～r40的彼此邻接的2个基团任选进行键合而形成环，烷基、芳基、烷氧基、酰氧基、烷氧基羰基、及酰基任选被卤素原子、羟基、烷氧基、氨基、羧基、和/或磺酸基取代。)
30、[4]一种水系电解液，其包含[3]所述的盐。
31、[5]一种氧化还原液流电池，其具备水系电解液、正极、负极及分隔件，
32、前述水系电解液包含[4]所述的水系电解液。
33、专利技术的效果
34、根据本专利技术，能够提供：(1)在接近中性的区域具有ph的水系电解液及其中使用的盐、以及(2)新型的化合物的盐及使用其的热稳定性优异的水系电解液、以及使用这些水系电解液的氧化还原液流电池。
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1.一种水系电解液，其包含：选自下述通式(1)～(3)所示的盐中的至少1种多环性有机化合物的盐、选自由碱金属盐及胺盐组成的组中的至少一种、以及水，所述水系电解液的pH为6.5～12.5，
2.根据权利要求1所述的水系电解液，其中，所述多环性有机化合物的盐为通式(1)所示的盐，R1～R8中的至少一者为羟基的锂盐、钠盐、钾盐或铵盐。
3.根据权利要求2所述的水系电解液，其中，所述通式(1)所示的盐为下述式(1-1)～式(1-9)中任意者所示的盐，
4.根据权利要求1所述的水系电解液，其中，所述多环性有机化合物的盐为通式(2)所示的盐，R11～R18中的至少一者为羟基的锂盐、钠盐、钾盐或铵盐。
5.根据权利要求4所述的水系电解液，其中，所述通式(2)中，R11～R18中的至少两者各自独立地为羟基的锂盐、钠盐、钾盐或铵盐。
6.根据权利要求5所述的水系电解液，其中，所述通式(2)所示的盐为下述式(2-1)～式(2-7)中任意者所示的化合物，
7.根据权利要求1所述的水系电解液，其中，所述多环性有机化合物的盐为通式(3
8.根据权利要求7所述的水系电解液，其中，所述通式(3)所示的盐为下述式(3-1)～式(3-4)中任意者所示的化合物，
9.根据权利要求1～8中任一项所述的水系电解液，其中，所述水系电解液包含碱金属盐，该碱金属盐为氯化钾。
10.一种氧化还原液流电池，其具备水系电解液、正极、负极及分隔件，
11.根据权利要求10所述的氧化还原液流电池，其中，正极侧电解液所包含的活性物质与所述多环性有机化合物的盐的氧化还原电位之差为1.0V以上。
12.根据权利要求11所述的氧化还原液流电池，其中，作为所述正极侧电解液所包含的活性物质，包含选自具有氮氧自由基结构的化合物及具有二茂铁结构的化合物中的至少1种化合物。
13.根据权利要求11或12中任一项所述的氧化还原液流电池，其中，所述分隔件为阴离子交换膜。
14.一种下述通式(4)所示的盐，
15.根据权利要求14所述的盐，其中，所述通式(4)所示的盐为下述式(4-1)～式(4-6)中任意者所示的盐，
16.一种水系电解液，其包含权利要求14或15所述的盐。
17.一种氧化还原液流电池，其具备水系电解液、正极、负极及分隔件，
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种水系电解液，其包含：选自下述通式(1)～(3)所示的盐中的至少1种多环性有机化合物的盐、选自由碱金属盐及胺盐组成的组中的至少一种、以及水，所述水系电解液的ph为6.5～12.5，
2.根据权利要求1所述的水系电解液，其中，所述多环性有机化合物的盐为通式(1)所示的盐，r1～r8中的至少一者为羟基的锂盐、钠盐、钾盐或铵盐。
3.根据权利要求2所述的水系电解液，其中，所述通式(1)所示的盐为下述式(1-1)～式(1-9)中任意者所示的盐，
4.根据权利要求1所述的水系电解液，其中，所述多环性有机化合物的盐为通式(2)所示的盐，r11～r18中的至少一者为羟基的锂盐、钠盐、钾盐或铵盐。
5.根据权利要求4所述的水系电解液，其中，所述通式(2)中，r11～r18中的至少两者各自独立地为羟基的锂盐、钠盐、钾盐或铵盐。
6.根据权利要求5所述的水系电解液，其中，所述通式(2)所示的盐为下述式(2-1)～式(2-7)中任意者所示的化合物，
7.根据权利要求1所述的水系电解液，其中，所述多环性有机化合物的盐为通式(3)所示的盐，r21～r30中的至少一者为羟基的锂盐、钠盐、钾盐或铵盐。
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