本发明专利技术提供了一种用于锂-空气电池的电解质溶液，其包含离子液体，所述离子液体具有醚基团并列地结合入其中的阳离子。本发明专利技术还提供了一种包含所述电解质溶液的锂-空气电池。
【技术实现步骤摘要】
用于锂-空气电池的电解质溶液
[0001 ] 本专利技术涉及锂-空气电池中使用的电解质溶液。
技术介绍
伴随着近年来诸如移动电话等装置的普及和发展，期望增大作为它们的电源的电池的容量。在这一背景下，金属-空气电池具有高的能量密度，因为它们能够通过在使用大气氧作为正电极活性材料的空气电极处对氧进行氧化/还原反应并且通过在负电极处对构成负电极的金属进行氧化/还原反应而发生充放电。因此，金属-空气电池作为比目前一般使用的锂离子电池优越的高容量电池而一直受到关注(Nat1nal Institute ofAdvanced Industrial Science and Technology(AIST) “Development of a New-typeLithium-Air Battery with Large Capacity”，[在线],2009 年 2 月 24 日新闻稿，[2011年8月19日检索],互联网: < http://www.aist.go_j p/aist_j/press_release/pr2009/pr20090224/pr20090224.html >)。 英文网页: < http: / / w w w.a i s t.g0.jp/aist_e/latest_research/2009/20090727/20090727, html >。 金属-空气电池中已使用有机溶剂作为非水电解质，但有机溶剂是挥发性的并且此外与水可混溶，因此随着长期运行存在稳定性问题。在电池的长期运行过程中，电池电阻因电解质溶液从正电极(空气电极)侧蒸发而经历增大，或者因湿气渗入电池内部而存在作为负电极的锂金属腐蚀的风险。这些现象是削弱作为空气电池的特有特征的长期放电的因素。 以提供通过抑制因电解质溶液挥发而致的下降以及抑制湿气向电池内部的混入所实现的能够长期稳定的电池运行的锂-空气电池为目标，已提出了使用离子液体如N，N-二乙基-N-甲基-N-(2-甲氧基乙基)铵双(三氟甲磺酰基)酰胺(DEMETFSA)作为非水电解质的空气电池(日本专利申请公开第2011-003313号(JP2011-003313A))。这里，离子液体指在常温(15°C至25°C)下为液体并且仅由组合了阳离子和阴离子的离子型分子所构成的材料。
技术实现思路
虽然离子液体如N，N-二乙基-N-甲基-N_(2-甲氧基乙基)铵双(三氟甲磺酰基)酰胺(DEMETFSA)用于空气电池的电解质溶液的用途在抑制因电解质溶液的挥发所致的下降以及抑制湿气向电池内部的混入方面确实提供了一定的效果，但仍不能说使用常规离子液体如DEMETFSA用于其电解质溶液的空气电池表现出了令人满意的电池输出。因此，需要可提供进一步改善锂-空气电池的输出的电解质溶液。 对可提供锂-空气电池的输出的额外改善的电解质溶液进行了深入研究，并因此发现，具有并列地结合醚基团的阳离子的离子液体具有高的L1x生成能力并且可有助于改善锂-空气电池的输出。 本专利技术涉及用于锂-空气电池中的电解质溶液，所述电解质溶液包含离子液体，所述离子液体具有醚基团并列地结合入其中的阳离子。 本专利技术提供一种具有优异的L1x生成能力的锂-空气电池电解质溶液。 【附图说明】 本专利技术的示例性实施方案的特征、优点以及技术和工业重要性将在下文结合附图描述，在附图中，相同的附图标记表示相同的要素，且其中: 图1为示出了当使用双(三氟甲磺酰基)酰胺(TFSA)作为阴离子部分并使用具有单个醚基团的N，N-二乙基-N-甲基-N-(2-甲氧基乙基)铵(DEME)作为阳离子部分时的Li离子配位形态和O2供给能力的示意图； 图2为示出了当使用双(三氟甲磺酰基)酰胺(TFSA)作为阴离子部分并使用三个醚基团串联地结合入其中的DEME3作为阳离子部分时的Li离子配位形态和O2供给能力的不意图； 图3为示出了当使用双(三氟甲磺酰基)酰胺(TFSA)作为阴离子部分并使用三个醚基团并列地结合入其中的N-甲基-N，N，N-三(2-甲氧基乙基)铵(N1(1o2)3)作为阳离子部分时的Li离子配位形态和O2供给能力的示意图；和 图4包含对电解质溶液测得的线性扫描伏安(LSV)曲线。 【具体实施方式】 使用包含迄今使用的离子液体N，N-二乙基-N-甲基-N-(2-甲氧基乙基)铵双(三氟甲磺酰基)酰胺(DEMETFSA)的电解质溶液的锂-空气电池仍不能够提供令人满意的电池输出。 针对此问题，发现通过在电解质溶液中使用包含醚基团并列地结合入其中的阳离子的离子液体可比迄今可得的L1x生成能力获到改善并可改善锂-空气电池的输出特性。 该具有醚基团并列地结合入其中的阳离子的离子液体优选包含由式(I)所表示的季铵阳离子， 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于锂‑空气电池的电解质溶液，包含离子液体，所述离子液体具有醚基团并列地结合入其中的阳离子。
【技术特征摘要】
2013.03.29 JP 2013-0714921.一种用于锂-空气电池的电解质溶液，包含离子液体，所述离子液体具有醚基团并列地结合入其中的阳离子。2.根据权利要求1所述的电解质溶液，其中所述离子液体包含由下式所表示的季铵阳离子:在所述式中，R1、R2、R3和R4中的至少两个基团各自含有I至7个碳原子、氢原子和I至3个氧原子；剩余的基团各自含有I至8个碳原子、氢原子和O至3个氧原子；并且R1、R2、R3和R4中存在的氧的数目最多为12。3.根据权利要求2所述的电解质溶液，其中所述R1、R2、R3和R4中含有所述氧原子的所述至少两个基团具有相同的结构。4.根据权利要求1至3中任一项所述的电解质溶液...
【专利技术属性】
技术研发人员：中本博文，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP
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