电解液和电化学装置制造方法及图纸

一种根据本发明专利技术的电解液，包含砜以及溶解于砜中的镁盐。该镁盐由硼氢化镁(Mg(BH4)2)形成。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开涉及电解液和电化学装置。
技术介绍
镁电池使用镁(其是一种比锂更充足和更便宜的资源)，与锂相比，通过氧化还原反应每单位体积的镁能够产生大量的电力，并且当用于电池中时其具有高的安全性。因此，作为下一代二次电池，镁电池正吸引关注以代替锂离子电池。用于镁电池的常规电解液通常包含醚溶剂，并且特别地，含四氢呋喃(THF)的电解液被认为具有最佳性能。然而，醚溶剂如THF是难处理的，由于它们高度易挥发且它们中的很多是有毒的。此外，含醚溶剂的电解液的电位窗口(在电解液不分解的情况下可以被施加的最大电压)低至最多约3.0伏特，这使得使用镁金属负极难以制造高电压的镁电池。如由日本专利申请特开第2014-072031号公开的，用于解决这种问题的电解液是周知的。该专利公开揭露了包含以下的电解液：包含砜的溶剂；以及溶解于该溶剂中的镁盐。该镁盐是选自由以下所组成的组中的至少一种镁盐：氯化镁(MgCl2)、溴化镁(MgBr2)、碘化镁(MgI2)、高氯酸镁(Mg(ClO4)2)、四氟硼酸镁(Mg(BF4)2)、六氟磷酸镁(Mg(PF6)2)、六氟砷酸镁(Mg(AsF6)2)、全氟烷基磺酸镁(Mg(Rf1SO3)2)(其中Rf1是全氟化烷基团)以及全氟烷基磺酰亚胺镁(Mg((Rf2SO2)2N)2)(其中Rf2是全氟化烷基团)。在这些镁盐之中，规定的MgX2(X＝Cl、Br或I)是特别优选的。现有技术文献专利文献专利文献1：特开第2014-072031号
技术实现思路
本专利技术将解决的问题令人遗憾地，在专利公开中列出的镁盐包含卤素原子。这可能需要镁电池的各种组件由高度耐腐蚀的材料制成。因此，本公开的一个目的是提供一种电解液，其可与镁电极一起使用、能够进行镁的可逆的电化学沉积/溶解反应、不包含卤素原子、且使用无醚溶剂生产，以及提供使用这种电解液的电化学装置。解决问题的方案为了实现该目的，本公开提供了一种电解液包含：砜；以及溶解于砜中的镁盐，其中，镁盐包括硼氢化镁(Mg(BH4)2)。为了实现该目的，本公开提供了一种包含电解液的电化学装置，其中，该电解液包含砜和溶解于砜中的镁盐，并且镁盐包括硼氢化镁(Mg(BH4)2)。可以通过将硼氢化镁溶解于砜中生产本公开的电解液。专利技术的效果本公开使得可以获得使用砜(无醚溶剂)制造的电解液，其可与镁电极一起使用的且允许镁的可逆的电化学沉积/溶解反应。此外，所使用的镁盐包括硼氢化镁(Mg(BH4)2)，其不包含卤素原子。这消除了对电化学装置的各种组件由高度耐腐蚀的材料制成的需要。因此，在电解质层中这种优异的电解液的使用使得可以获得高性能的电化学装置，如高性能的镁电池。应理解的是，在本文中所描述的效果仅仅是说明性的而非旨在限制或排除另外的效果。附图说明[图1]图1A和图1B是示出了实施例1的电解液的CV测量结果的曲线图。[图2]图2是示出了实施例1和比较例1的电解液的CV测量结果之间的比较的曲线图。[图3]图3是实施例2的电化学装置(电池)的示意图。[图4]图4是实施例2的电化学装置(电池)的示意性分解图。[图5]图5是实施例3的电化学装置(电容器)的示意性截面图。[图6]图6是实施例3的电化学装置(空气电池)的示意图。[图7]图7是实施例3的电化学装置(燃料电池)的示意图。具体实施方式在下文中，将基于参照附图的实施例描述本公开。应理解的是，这些实施例不旨在限制本公开，并且在实施例中的各种值和材料仅当作实例。应注意将按以下顺序提供描述。1.本公开的电解液和电化学装置的整体特征的描述2.实施例1(本公开的电解液)3.实施例2(本公开的电化学装置)4.实施例3(本公开的电化学装置的变形例)5.其他<本公开的电解液和电化学装置的整体特征的描述>还将本公开的电解液以及在本公开的电化学装置中的电解液共同地称为“本公开的电解液等”。在本公开的电解液等中，砜可以是由R1R2SO2表示的烷基砜(其中，R1和R2各自表示烷基基团)或烷基砜衍生物。R1和R2基团的类型(在R1和R2基团中的碳原子的数量以及R1和R2基团的组合)不是受限的并且可以根据需要进行选择。在R1和R2基团的每中的碳原子的数量优选地但不限于是4或以下。此外，在R1和R2基团中的碳原子的数量的总和优选地但不限于是4至7。例如，R1和R2可以各自是甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基或叔丁基。在这方面，特别地，烷基砜可以是选自由以下所组成的组中的至少一种烷基砜：二甲基砜(DMS)、甲基乙基砜(MES)、甲基正丙基砜(MnPS)、甲基异丙基砜(MiPS)、甲基正丁基砜(MnBS)、甲基异丁基砜(MiBS)、甲基仲丁基砜(MsBS)、甲基叔丁基砜(MtBS)、乙基甲基砜(EMS)、二乙基砜(DES)、乙基正丙基砜(EnPS)、乙基异丙基砜(EiPS)、乙基正丁基砜(EnBS)、乙基异丁基砜(EiBS)、乙基仲丁基砜(EsBS)、乙基叔丁基砜(EtBS)、二正丙基砜(DnPS)、二异丙基砜(DiPS)、正丙基正丁基砜(nPnBS)、正丁基乙基砜(nBES)、异丁基乙基砜(iBES)、仲丁基乙基砜(sBES)和二正丁基砜(DnBS)。此外，烷基砜衍生物可以是乙基苯基砜(EPhS)。包括以上各种优选模式的本公开的电化学装置可以是以具有包含电解液的电解质层的电池(特别地，一次或二次电池)的形式。当本公开的电化学装置是具有包含本公开的电解液的电解质层的电池(一次或二次电池)时，该电池可以具有包含镁、镁合金或镁化合物的负极。更特别地，二次电池可以是镁电池、空气电池或燃料电池。可替代地，本公开的电化学装置可以是电容器、传感器或镁离子过滤器。此外，当本专利技术的电化学装置是具有包含本专利技术的电解液的电解质层的电池时，该电池可以具有包括作为正极活性物质的非限制性实例的硫(S)、氟化石墨((CF)n)或各种金属[如钪(Sc)、钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、锰(Mn)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)和锌(Zn)]中的任一种的氧化物或卤化物的正极。此外，如以上提及的，用于形成负极的材料可以是，例如，镁金属单质、镁合金或镁化合物。作为非限制性的实例，板状材料或箔状材料可用于形成负极。可替代地，也可以使用粉末来形成(成形)负极。当本公开的电化学装置是具有包含本专利技术的电解液的电解质层的电池(一次或二次电池)时，该电池可以用作，例如，用于笔记本个人计算机、个人数字助理(PDA)、移动电话、智能电话、无绳电话的基座和扩展单元、摄像机、数字静态照相机、电子书、电子词典、便携式音乐播放器、收音机、头戴耳机、游戏机、导航系统、存储卡、心脏起搏器、助听器、电动工具、电动剃须刀、冰箱、空调、电视接收器、立体声系统、热水器、微波炉、洗碗机、洗衣机、烘干机、照明装置、玩具、医疗器械、机器人、道路调节器、交通信号灯、铁路车辆、高尔夫球车、电动推车和电动车(包括混合动力车)的驱动电源或辅助电源。还可以将电池安装在用于建筑物如住宅或发电设施(powergenerationfacility)的电力储藏用电源(powerstoragesources)中或者可以用于向它们供给电力。在电动车中，通常将发动机用作用于接收电力并且将电力转换成机械驱动力(mechani本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电解液，包含：砜；以及溶解于所述砜中的镁盐，所述镁盐包括硼氢化镁。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.08 JP 2014-1406031.一种电解液，包含：砜；以及溶解于所述砜中的镁盐，所述镁盐包括硼氢化镁。2.根据权利要求1所述的电解液，其中，所述砜是由R1R2SO2(其中R1和R2各自表示烷基基团)表示的烷基砜；或烷基砜衍生物。3.根据权利要求2所述的电化学装置用电解液，其中所述烷基砜是选自由以下项组成的组中的至少一种烷基砜：二甲基砜、甲基乙基砜、甲基正丙基砜、甲基异丙基砜、甲基正丁基砜、甲基异丁基砜、甲基仲丁基砜、甲基叔丁基砜、乙基甲基砜、二乙基砜、乙基正丙基砜、乙基异丙基砜、乙基正丁基砜、乙基异丁基砜、乙基仲丁基砜、乙基叔丁基砜、二正丙基砜、二异丙基砜、正丙基正丁基砜、正丁基乙基砜、异丁基乙基砜、仲丁基乙基砜和二正丁基砜，并且所述烷基砜衍生物是乙基苯基砜。4.一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：中山有理，松本隆平，川崎秀树，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：日本;JP