Неводный электролитический раствор, содержащий ионы магния, и электрохимическое устройство с использованием этого раствора

Неводный электролитический раствор, содержащий ионы магния, и электрохимическое устройство с использованием этого раствора

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к неводному электролитическому раствору, в котором содержатся ионы магния, и к электрохимическому устройству с использованием этого раствора.

Уровень техники

Металл, который легко отдает электрон и становится катионом, то есть металл, обладающий высокой способностью к ионизации, считается подходящим материалом в качестве активного материала для отрицательного электрода как одного из главных составных компонентов аккумулятора. В качестве такого примера приводится металлический литий, применяемый в аккумуляторе с неводным электролитическим раствором. Аккумулятор с использованием металлического лития в качестве активного материала отрицательного электрода структурирован в виде аккумулятора, использующего неводный электролитический раствор на основе сочетания различных типов активного материала положительного электрода, таких как оксид и сульфид, и таким образом, внедрен в промышленность. Соответственно этот аккумулятор используется главным образом в качестве источника питания небольших портативных электронных устройств.

В последнее время с целью большего удобства, миниатюризации, облегчения массы, утончения и расширения функциональных возможностей небольшие портативные электронные устройства с каждым годом постоянно усовершенствуются. Наряду с этим требуются малый размер, легкий вес, небольшая ширина и особенно большая емкость в ампер-часах для аккумуляторов, используемых в качестве источника питания в каждом из этих устройств. Следовательно, можно утверждать, что чем больше емкость в ампер-часах (мА-ч/г) на единицу массы или емкость в ампер-часах (мА-ч/см³) на единицу объема каждого активного материала отрицательного электрода и активного материала положительного электрода, входящих в состав аккумулятора, тем лучше.

При сравнении энергетической емкости на единицу массы металлического лития с другими металлами энергетическая емкость металлического лития (Li) больше, чем у любого другого металла, и таким образом, литий превосходит любой другой металл. По этой причине до сих пор было проведено множество исследований, посвященных литиевым вторичным аккумуляторам. Однако литиевый вторичный аккумулятор имеет недостаточную стабильность и, кроме того, литий дорог, а его ресурсы ограничены.

Пример исследования аккумулятора с системой неводного электролитического раствора с использованием магния (Mg) в качестве металла, имеющего повышенную плотность энергии по сравнению с литием (Li), в качестве активного материала отрицательного электрода описан как аккумулятор следующего поколения, с высокой емкостью в ампер-часах (например, см. непатентный документ 1, который будет рассмотрен позже).

Магний имеет обильные ресурсы, и гораздо более дешев, чем литий. Кроме того, металлический магний обладает большой энергетической емкостью в ампер-часах на единицу объема, имеет повышенную плотность энергии по сравнению с металлическим литием. Более того, когда металлический магний применяется в аккумуляторе, можно ожидать повышения степени безопасности. Как описано выше, магниевый вторичный аккумулятор представляет собой вторичный аккумулятор, в котором могут быть устранены недостатки литиевого вторичного аккумулятора. На основе таких перспектив в настоящее время разработка неводного аккумулятора с электролитическим раствором с использованием металлического магния в качестве активного материала отрицательного электрода получила признание в качестве аккумулятора следующего поколения, с высокой емкостью в ампер-часах. Как видно на этом примере, металлический магний и ионы магния представляют собой весьма перспективный материал в качестве активного материала электрода в электрохимическом устройстве и соответствующего носителя электрического заряда в электролитическом растворе.

Выбор электролитического раствора является весьма важным при конструировании электрохимического устройства с использованием металлического магния и ионов магния. Например, в качестве растворителя, входящего в состав электролитического раствора, нельзя использовать не только воду и протоносодержащие органические растворители, но также растворители класса сложных эфиров и не содержащие протонов органические растворители, такие как акрилонитрил. Причина такого ограничения заключается в том, что при использовании этих растворителей на поверхности металлического магния образуется пассивирующая пленка, сквозь которую ионы магния вообще не проходят. Проблема образования пассивирующей пленки становится одним из препятствий при внедрении магниевых вторичных аккумуляторов в практическое применение.

Известно, что раствор реактива Гриньяра (RMgX: R является или алкильной группой или арильной группой, и Х представляет собой любой из хлора, брома и йода) в простом эфире является электролитическим раствором, для которого отсутствует проблема образования пассивирующей пленки и в котором с давних пор можно электрохимически использовать магний. При использовании этого электролитического раствора металлический магний может обратимо осаждаться и растворяться. Однако потенциал окисления и разложения электролитического раствора достаточно мал, около 1,5 В относительно равновесного потенциала металлического магния. Таким образом, окно потенциала является недостаточным для применения этого электролитического раствора в электрохимическом устройстве (см. фиг.1 непатентного документа 1, который будет описан в последующем).

Что касается неводного электролитического раствора, без использования реактива Гриньяра, имеются непатентный документ 1, патентный документ 1, патентный документ 2 и тому подобные, которые будут описаны в последующем.

Во-первых, в патентном документе 1, озаглавленном "Неводный электролитический раствор высокоэнергетической, перезаряжаемой электрохимической ячейки", приведено следующее раскрытие, которое будет описано ниже.

Неводный электролитический раствор для применения в электрохимической ячейке состоит из: (a) по меньшей мере, одного органического растворителя и (b) по меньшей мере, одного электролитического раствора активной соли, представленной формулой M'^+m(ZR_nX_q-n)_m. В этой формуле: M' выбирают из группы, состоящей из магния, кальция, алюминия, лития и натрия; Z выбирают из группы, состоящей из алюминия, бора, фосфора, сурьмы и мышьяка; R означает группу, выбранную из следующей группы, то есть группы состоящей из алкила, алкенила, арила, фенила, бензила и амида; Х представляет собой галоген (I, Br, Cl, F); m=от 1 до 3. Когда Z является фосфором, сурьмой и мышьяком, n=от 0 до 5 и q=6. Когда Z является алюминием и бором, n=от 0 до 3 и q=4.

Кроме того, в патентном документе 1 приведено следующее описание в виде примера 3 изобретения.

Электрохимическая ячейка состояла из катода из фазы "Шеврел", анода из металлического магния и был приготовлен электролитический раствор, в котором содержится соль Mg(AlCl₂бутилэтил)₂ в тетрагидрофуране (ТГФ). Катод массой 25,7 мг изготовлен из смеси материала фазы Шеврел, из которого была выщелочена медь и в котором содержатся 10 мас.% сажи и 10 мас.% поливинилиденфторида (ПВДФ) в качестве связующего материала, распределенного в сетке из нержавеющей стали. Указанный раствор был приготовлен из 0,25 моль соли Mg(AlCl₂бутилэтил)₂ в ТГФ. Анод представлял собой диск из чистого металлического магния, который имеет диаметр 16 мм и толщину 0,2 мм. Эта ячейка упакована в ячейку из нержавеющей стали, имеющую форму монеты и снабженную бумажной перегородкой, выполненной из стекловолокна. Ячейку подвергают циркуляционной обработке стандартного заряда-разряда при плотности тока 23,3 мА/г. Диапазон потенциала при циркуляции находится между 0,5 В в совершенно разряженном состоянии и 1,8 В в совершенно разряженном состоянии.

Аккумулятор подвергают непрерывной циркуляции в течение трех месяцев или больше. Возможность превосходной циркуляции ясно продемонстрирована данными фиг.3 из патентного документа 1, причем показано, что циклы 340-345 близки к первым пяти циклам (циклы 1 - 5). На протяжении всего эксперимента поддерживаются строго постоянные результаты циркуляции. В каждом разряде получена плотность заряда равная 61 мА-ч на 1 грамм материала катода.

Кроме того, в непатентном документе 1 приведено описание динамической характеристики разности потенциалов электрода Mg_xMo₃S₄ в растворе Mg(AlCl₂бутилэтил)₂ в ТГФ. Более того, продемонстрирована типичная характеристика заряда - разряда Mg-Mg_xMo₃S₄ аккумулятора с ячейкой типа монеты (электролит представляет собой 0,25 М раствор Mg(AlCl₂бутилэтил)₂ в ТГФ) на основе взаимосвязи между числом циклов и удельной разрядной емкостью в ампер-часах (мА-ч.г^-1).

Далее приведено следующее описание в патентном документе 2, который будет описан в последующем, озаглавленном "Магниевый вторичный аккумулятор."

Изобретение в патентном документе 2 относится к вторичному аккумулятору, в котором активным материалом отрицательного электрода является металлический магний и активным материалом положительного электрода является соединение переходного металла, которое может осуществлять интеркалирование иона магния, причем электролитический раствор состоит из электролита, в котором содержится соединение, включающее элементарную группу, в которой ароматическая элементарная группа и один атом галогена связаны с атомом магния, и растворитель представляет собой жидкую систему, состоящую из соединения простого эфира. Указано, что в этом вторичном аккумуляторе зарядное напряжение может быть равным 2,3 В или выше.

Предпочтительно, описанный выше электролит представляет собой галогенофенилмагний (C₆H₅MgX (X=Cl, Br)). Кроме того, указано, что описанный выше электролит предпочтительно представляет собой полимерный гелевый электролит, в котором содержится C₆H₅MgX (X=Cl, Br) и полиэтиленоксид (ПЭО).

В примере, в котором используется раствор C₆H₅MgBr в ТГФ в качестве электролитического раствора, пусковое напряжение разложения составляет около 3,8 В, тогда как для сравнительного примера, в котором в качестве электролитического раствора используется раствор Mg[Al(C₂H₅)₂Br₂]₂ в ТГФ, пусковое напряжение разложения составляет приблизительно 2,3 В, причем электролитический раствор окисляется даже при 2,2 В и окрашивается в коричневый цвет. Следовательно, было четко установлено, что во вторичном аккумуляторе, показанном в этом примере, возможен заряд с высоким напряжением. Кроме того, показано, что электролитический раствор, используемый во вторичном аккумуляторе, имеет высокое напряжение разложения.

Короче говоря, согласно изобретению в патентном документе 2, получен вторичный аккумулятор, в котором активным материалом отрицательного электрода является металлический магний и активным материалом положительного электрода является соединение переходного металла, которое может осуществлять интеркалирование иона магния, причем электролитический раствор состоит из электролита, в котором содержится соединение, включающее элементарную группу, в которой ароматическая элементарная группа и один атом галогена связаны с атомом магния, и растворитель представляет собой жидкую систему, состоящую из соединения простого эфира; посредством чего можно получить вторичный аккумулятор, который обладает высокой степенью безопасности, является дешевым и имеет высокую плотность электрической емкости в ампер-часах, при этом возможно высокое зарядное напряжение аккумулятора.

Кроме того, опубликовано исследование фторированного графита в качестве активного материала положительного электрода, для которого можно ожидать повышенное значение емкости в ампер-часах по сравнению с емкостью сульфида молибдена (например, см. непатентный документ 2, который будет описан в последующем).

Документы уровня техники

Патентные документы

патентный документ 1: Выложенная заявка на патент Японии, № публикации 2003-512704 (абзац 0017, абзацы от 0048 до 0049, фиг.3)

патентный документ 2: Выложенный патент Японии, №2004-259650 (абзацы от 0015 до 0019, абзац 0020, абзацы 0034-0035).

Непатентные документы

непатентный документ 1: D.Aurbach и др. "Экспериментальные системы для перезаряжаемых магниевых аккумуляторов", журнал Nature, т.407, с.724-727 (2000) (фиг.3, фиг.4, строки 41-56, в левом столбце на стр.726)

непатентный документ 2: Jerome Giraudet и др. "Магниевые аккумуляторы. Перспективы первого применения фторированного графита," Journal of Power Sources, т.173 (2007), с.592-598 (3.2.3 Влияние состава электролита и повторной обработки фтором).

Краткое изложение изобретения

Техническая проблема

Для электролитического раствора, содержащего эфирный раствор реактива Гриньяра, существует проблема, заключающаяся в том, что она имеет достаточно низкий потенциал окислительного разложения - приблизительно +1,5 В относительно равновесного потенциала металлического магния, и таким образом, окно потенциала является недостаточным для применения этого электролитического раствора в электрохимических устройствах.

В электролитическом растворе, указанном в патентном документе 1, используется исходный материал, который является нестабильным при синтезе электролитического раствора, и различные типы растворителей, причем способ получения раствора является весьма сложным. Например, поскольку алюминат дихлоробутилэтилмагния (Mg[AlCl₂(C₂H₅)(C₄H₉)]₂), используемый в качестве солевого электролита, является нестабильным в атмосфере, способ получения аккумулятора должен осуществляться в атмосфере инертной окружающей среды, например в боксе с аргоном. По указанной причине этот аккумулятор нельзя производить в сушильной камере в качестве главной окружающей среды при производстве аккумулятора, в котором используется органический неводный электролитический раствор. Следовательно, можно полагать, что на практике невозможно осуществить производство магниевого аккумулятора, указанного в патентном документе 1, без изменений.

Кроме того, в патентном документе 2 описано, что потенциал начала разложения равен +3,8 В. Однако авторы настоящего изобретения дополнительно провели подробные исследования, в результате стало ясно, что раствор ТГФ, имеющий концентрацию фенилмагнийбромида (C₆H₅MgBr) 0,1 моль/л, фактически начинает разлагаться при потенциале около +2,0 В. Таким образом, стало ясно, что потенциал начала разложения не является таким высоким, как указано в патентном документе 2.

В непатентном документе 1 предложена система аккумулятора, в которой сульфид молибдена используется в качестве активного материала положительного электрода, металлический магний используется в качестве отрицательного электрода и тетрагидрофурановый раствор органического галоидалюмината магния используется в качестве электролитического раствора. Однако в этой аккумуляторной системе емкость сульфида молибдена в качестве активного материала положительного электрода является небольшой и, таким образом, для этой аккумуляторной системы, весьма затруднительно добиться повышения реальной емкости существующих аккумуляторов в ампер-часах.

Для фторированного графита, описанного в непатентном документе 2, теоретическая емкость в ампер-часах, обусловленная одноэлектронной реакцией восстановления, составляет 860 мА-ч/г (2000 мА-ч/мл или больше), что значительно превышает емкость сульфида молибдена, описанного в непатентном документе 1. Таким образом, для фторированного графита существует возможность реализации весьма значительной емкости на основе магниевого аккумулятора. Отмечается, что, хотя в непатентном документе 2 получена разрядная емкость, равная 572 мА-ч/г для фторированного графита, эта величина составляет только 66,5% от теоретической емкости и, таким образом, в дальнейшем желательно дополнительно увеличить емкость в ампер-часах.

Настоящее изобретение выполнено с целью решения описанных выше проблем, следовательно, предметом настоящего изобретения является разработка неводного электролитического раствора, в котором содержатся ионы магния, который способен обеспечивать достаточно высокие характеристики металлического магния в качестве активного материала отрицательного электрода и который также можно производить в обычной окружающей среде, например в сушильной камере, и электрохимическое устройство, использующее этот раствор.

Техническое решение

Другими словами, настоящее изобретение относится к неводному электролитическому раствору, в котором содержатся ионы магния, в котором металлический магний, алкилтрифторметан сульфонат (RCF₃O₃) (например, метилтрифторметан-сульфонат в варианте осуществления, который будет описан в последующем) и соль четверичного аммония (R¹R²R³R⁴N⁺Z^-) (например, тетрафтортетрабутиламмоний-борат в варианте осуществления, который будет описан в последующем) и/или соль 1,3-алкилметилимидазолия ([R(C₃H₃N₂)CH₃]⁺X^-) например, 1-этил-3-метилимидазолий-бис(трифторометансульфонил)имид в варианте осуществления, который будет описан в последующем) добавляют в систему органического растворителя - простого эфира, и ионы магния растворяются в системе органического растворителя - простого эфира (например, 1,2-диметоксиэтана в варианте осуществления, который будет описан в последующем).

В этой связи R в общей формуле RCF₃SO₃, представляющей алкилтрифторметан сульфонат, является или метильной группой, или этильной группой. Кроме того, каждый из радикалов R¹, R², R³, и R⁴ в общей формуле R¹R²R³R⁴N⁺Z^-, представляющей указанную выше соль четвертичного аммония, является или алкильной группой, или арильной группой, и Z^- является одним из: хлорид-ион (Cl^-), бромид-ион (Br^-), иодид-ион (I^-), ацетат-ион (CH₃COO^-), перхлорат-ион , ион тетрафторборной кислоты ион гексафторфосфорной кислоты ион гексафтормышьяковой кислоты , ион перфторалкилсульфоновой кислоты ( ): RF1 является перфторалкильной группой), и перфторалкилсульфонилимидным ионом ((RF2SO₂)₂N^-): RF2 является перфторалкильной группой).

Кроме того, в общей формуле [R(C₃H₃N₂)CH₃]⁺X^-, представляющей соль 1,3-алкилметилимидазолия, R означает метильную группу, этильную группу или бутильную группу и X^- является одним из: ион тетрафторборной кислоты или ион бис(трифторметансульфонил)имида ((SO₂CF₃)₂N^-).

Кроме того, настоящее изобретение относится к электрохимическому устройству, имеющему неводный электролитический раствор, содержащий указанные выше ионы магния (например, электролитический раствор 7 в варианте осуществления, который будет описан в последующем), первый электрод (например, положительный электрод 11 в варианте осуществления, который будет описан в последующем) и второй электрод (например, отрицательный электрод 12 в варианте осуществления, который будет описан в последующем), причем электрохимическое устройство имеет такую структуру, что активный материал второго электрода окисляется с образованием ионов магния.

Кроме того, настоящее изобретение относится к электрохимическому устройству, имеющему активный материал отрицательного электрода, в котором содержится или металлический магний, или магниевый сплав, и смесь положительного электрода, в которой содержится активный материал положительного электрода, выполненный из фторированного графита, и медь (например, состоящий из активного материала положительного электрода, проводящего материала, связующего материала, и медного порошка в варианте осуществления, который будет описан в последующем), и имеющий структуру магниевого аккумулятора.

Кроме того, настоящее изобретение относится к электрохимическому устройству, имеющему активный материал отрицательного электрода, в котором содержится или металлический магний, или магниевый сплав, смесь положительного электрода, в которой содержится активный материал положительного электрода, выполненный из фторированного графита (например, состоящий из активного материала положительного электрода, проводящего материала и связующего материала в варианте осуществления, который будет описан в последующем), корпус для питающего коллектора положительного электрода, выполненный из проводящего материала, покрытого медью, и/или из меди, и/или положительный электрод может иметь внутреннюю поверхность, покрытую медью и контактирующую с активным материалом положительного электрода, и имеющему структуру магниевого аккумулятора.

Достигаемые преимущества

Согласно настоящему изобретению металлический магний, алкилтрифторметан сульфонат (RCF₃SO₃) и соль четверичного аммония (R¹R²R³R⁴N⁺Z^-) и/или соль 1,3-алкилметилимидазолия ([R(C₃Р₃N₂)CH₃]⁺X^-) добавляют в систему органического растворителя - простого эфира, и ионы магния растворяются в системе органического растворителя - простого эфира. Следовательно, возможна разработка неводного электролитического раствора, в котором содержатся ионы магния, который способен обеспечивать достаточно высокие характеристики металлического магния в качестве активного материала отрицательного электрода и который также можно производить в обычной окружающей среде, такой как сушильная камера.

Кроме того, согласно настоящему изобретению электрохимическое устройство имеет неводный электролитический раствор, содержащий ионы магния, как описано выше, первый электрод и второй электрод, и структурировано таким образом, что активный материал второго электрода окисляется с образованием ионов магния. Следовательно, возможна разработка электрохимического устройства, которое способно обеспечивать достаточно высокие характеристики металлического магния.

Кроме того, согласно настоящему изобретению электрохимическое устройство имеет активный материал отрицательного электрода, в котором содержится или металлический магний, или магниевый сплав, и смесь положительного электрода, в которой содержится активный материал положительного электрода, выполненный из фторированного графита, и меди, и имеет такую структуру, что медь смешивается с активным материалом положительного электрода или покрывается активным материалом положительного электрода, который может содержаться в смеси положительного электрода, и, таким образом, контактирует с активным материалом положительного электрода, причем в смеси положительного электрода содержится медь (в последующем называется первой структурой). Следовательно, возможна разработка неводного электрохимического устройства, которое способно обеспечивать достаточно высокую разрядную емкость фторированного графита и которое имеет структуру магниевого аккумулятора, обладающего разрядной емкостью в ампер-часах, соответствующей приблизительно до 99% относительно теоретической емкости, в расчете на реакцию одноэлектронного восстановления.

Кроме того, согласно настоящему изобретению электрохимическое устройство имеет активный материал отрицательного электрода, в котором содержится или металлический магний, или магниевый сплав, смесь положительного электрода, в которой содержится активный материал положительного электрода, выполненный из фторированного графита, корпус положительного электрода для питающего коллектора, выполненный из проводящего материала, покрытого медью и/или из меди, и/или положительный электрод может иметь покрытую медью внутреннюю поверхность, контактирующую с активным материалом положительного электрода. Поэтому, когда корпус положительного электрода для питающего коллектора выполнен из проводящего материала, покрытого медью и/или из меди (в последующем называется второй структурой), медь контактирует с активным материалом положительного электрода. Таким образом, возможна разработка электрохимического устройства, имеющего структуру магниевого аккумулятора, который имеет разрядную емкость в ампер-часах, соответствующую 95,8% относительно теоретической емкости, описанной выше, без увеличения емкости аккумулятора. Когда внутренняя поверхность положительного электрода, который описан выше, покрыта медью, причем медь контактирует с активным материалом положительного электрода, как описано выше (в последующем называется третьей структурой), возможна разработка магниевого аккумулятора, который имеет разрядную емкость в ампер-часах, соответствующую 93,3% относительно теоретической емкости, описанной выше, без увеличения емкости аккумулятора. К тому же, поскольку внутренний объем аккумулятора не увеличивается, предотвращается снижение разрядной емкости в ампер-часах на единицу объема. Более того, во второй структуре должна использоваться только оболочка положительного электрода для питающего коллектора, который покрыт медью. Кроме того, в третьей структуре должна использоваться только оболочка положительного электрода, которая имеет внутреннюю поверхность, покрытую медью. Следовательно, предотвращается увеличение производственных затрат в связи со значительным изменением способа получения аккумулятора.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 представляет собой вид в поперечном разрезе, где показана структура магниевого аккумулятора в варианте осуществления настоящего изобретения.

Фиг.2 представляет собой таблицу, в которой показано взаимоотношение между концентрациями Mg, MeTFS, TBABF₄, AlCl₃ и BF₃DEE, используемых в синтезе электролитического раствора, температурой нагревания и разрядной емкостью в ампер-часах магниевого аккумулятора, с использованием синтезированного электролитического раствора в примере настоящего изобретения.

Фиг.3 представляет собой диаграмму, в которой показано взаимоотношение между концентрациями Mg, MeTFS, ТВАВР₄, AlCl₃ и BF₃DEE, используемых в синтезе электролитического раствора, температурой нагревания и разрядной емкостью магниевого аккумулятора, с использованием синтезированного электролитического раствора в примере настоящего изобретения и показана зависимость между разрядной емкостью в ампер-часах активного материала положительного электрода и концентрацией MeTFS.

Фиг.4 представляет собой диаграмму, в которой показано взаимоотношение между концентрациями Mg, MeTFS, ТВАВР₄, AlCl₃ и BF₃DEE, используемых в синтезе электролитического раствора, температурой нагревания и разрядной емкостью магниевого аккумулятора, с использованием синтезированного электролитического раствора в примере настоящего изобретения и показана зависимость между разрядной емкостью в ампер-часах активного материала положительного электрода и концентрацией TBABF₄.

Фиг.5 представляет собой диаграмму, в которой показано взаимоотношение между концентрациями Mg, MeTFS, ТВАВР₄, AlCl₃ и BF₃DEE, используемых в синтезе электролитического раствора, температурой нагревания и разрядной емкостью магниевого аккумулятора, с использованием синтезированного электролитического раствора в примере настоящего изобретения и показана зависимость между разрядной емкостью активного материала положительного электрода и концентрацией AlCl₃.

Фиг.6 представляет собой диаграмму, в которой показано взаимоотношение между концентрациями Mg, MeTFS, ТВАВР₄, AlCl₃ и BF₃DEE, используемых в синтезе электролитического раствора, температурой нагревания и разрядной емкостью магниевого аккумулятора, с использованием синтезированного электролитического раствора в примере настоящего изобретения и показана зависимость между разрядной емкостью активного материала положительного электрода и концентрацией Mg.

Фиг.7 представляет собой диаграмму, в которой показано взаимоотношение между концентрациями Mg, MeTFS, ТВАВР₄, AlCl₃ и BF₃DEE, используемых в синтезе электролитического раствора, температурой нагревания и разрядной емкостью магниевого аккумулятора, с использованием синтезированного электролитического раствора в примере настоящего изобретения и показана зависимость между разрядной емкостью активного материала положительного электрода и температурой нагревания.

Фиг.8 представляет собой диаграмму, в которой показано взаимоотношение между концентрациями Mg, MeTFS, ТВАВР₄, AlCl₃ и BF₃DEE, используемых в синтезе электролитического раствора, температурой нагревания и разрядной емкостью магниевого аккумулятора, с использованием синтезированного электролитического раствора в примере настоящего изобретения и показана зависимость между разрядной емкостью активного материала положительного электрода и концентрацией ВF₃DЕЕ.

Фиг.9 представляет собой таблицу, в которой показана разрядная емкость в ампер-часах магниевого аккумулятора с использованием электролитического раствора, который синтезирован путем изменения типа алкилтрифторметан сульфоната в примере 1 настоящего изобретения.

Фиг.10 представляет собой таблицу, в которой показана разрядная емкость в ампер-часах магниевого аккумулятора с использованием электролитического раствора, который синтезирован путем изменения типа соли четверичного аммония в примере 1 настоящего изобретения.

Фиг.11 представляет собой таблицу, в которой показана разрядная емкость в ампер-часах магниевого аккумулятора с использованием электролитического раствора, который синтезирован путем изменения типа комплексной соли трехфтористого бора с простым эфиром в примере 1 настоящего изобретения.

На фиг.12 приведен пример структур комплексов, которые предположительно могут присутствовать в синтезированном электролитическом растворе в примере 1 настоящего изобретения.

Фиг.13 представляет собой таблицу, в которой показано взаимоотношение между концентрациями Mg, MeTFS, EMITFSI, AlCl₃ и BF₃DEE, используемых в синтезе электролитического раствора, температурой нагревания и разрядной емкостью в ампер-часах магниевого аккумулятора, с использованием синтезированного электролитического раствора в примере настоящего изобретения.

Фиг.14 представляет собой диаграмму, в которой показано взаимоотношение между концентрациями Mg, MeTFS, EMITFSI, AlCl₃ и BF₃DEE, используемых в синтезе электролитического раствора, температурой нагревания и разрядной емкостью в ампер-часах магниевого аккумулятора, с использованием синтезированного электролитического раствора в примерах настоящего изобретения и показана зависимость между разрядной емкостью активного материала положительного электрода и концентрацией EMITFSI.

Фиг.15 представляет собой диаграмму, в которой показано взаимоотношение между концентрациями Mg, MeTFS, EMITFSI, AlCl₃ и BF₃DEE, используемых в синтезе электролитического раствора, температурой нагревания и разрядной емкостью в ампер-часах магниевого аккумулятора, с использованием синтезированного электролитического раствора в примерах настоящего изобретения и показана зависимость между разрядной емкостью активного материала положительного электрода и концентрацией EMITFSI.

Фиг.16 представляет собой диаграмму, в которой показано взаимоотношение между концентрациями Mg, MeTFS, EMITFSI, AlCl₃ и BF₃DEE, используемых в синтезе электролитического раствора, температурой нагревания и разрядной емкостью в ампер-часах магниевого аккумулятора, с использованием синтезированного электролитического раствора в примерах настоящего изобретения и показана зависимость между разрядной емкостью активного материала положительного электрода и концентрацией AlCl₃.

Фиг.17 представляет собой диаграмму, в которой показано взаимоотношение между концентрациями Mg, MeTFS, EMITFSI, AlCl₃ и BF₃DEE, используемых в синтезе электролитического раствора, температурой нагревания и разрядной емкостью в ампер-часах магниевого аккумулятора, с использованием синтезированного электролитического раствора в примерах настоящего изобретения и показана зависимость между разрядной емкостью активного материала положительного электрода и концентрацией Mg.

Фиг.18 представляет собой диаграмму, в которой показано взаимоотношение между концентрациями Mg, MeTFS, EMITFSI, AlCl₃ и BF₃DEE, используемых в синтезе электролитического раствора, температурой нагревания и разрядной емкостью в ампер-часах магниевого аккумулятора, с использованием синтезированного электролитического раствора в примерах настоящего изобретения и показана зависимость между разрядной емкостью активного материала положительного электрода и температурой нагревания.

Фиг.19 представляет собой диаграмму, в которой показано взаимоотношение между концентрациями Mg, MeTFS, EMITFSI, AlCl₃ и BF₃DEE, используемых в синтезе электролитического раствора, температурой нагревания и разрядной емкостью в ампер-часах магниевого аккумулятора, с использованием синтезированного электролитического раствора в примерах настоящего изобретения и показана зависимость между разрядной емкостью активного материала положительного электрода и концентрацией BF₃DEE.

Фиг.20 представляет собой таблицу, в которой показана разрядная емкость в ампер-часах магниевого аккумулятора с использованием электролитического раствора, который синтезирован путем изменения типа алкилтрифторметан сульфоната в примере 11 настоящего изобретения.

Фиг.21 представляет собой таблицу, в которой показана разрядная емкость в ампер-часах магниевого аккумулятора с использованием электролитического раствора, который синтезирован путем изменения типа соли 1,3-алкилметилимидазолиния в примере 11 настоящего изобретения.

Фиг.22 представляет собой таблицу, в которой показана разрядная емкость в ампер-часах магниевого аккумулятора с использованием электролитического раствора, который синтезирован путем изменения типа комплексной соли трехфтористого бора с простым эфиром в примере 11 настоящего изобретения.

На фиг.23 приведен пример структур комплексов, которые предположительно могут присутствовать в синтезированном электролитическом растворе в примере 11 настоящего изобретения.

Фиг.24 представляет собой диаграмму, в которой показана зависимость между массовым отношением меди к фторированному графиту (медь/фторированный графит) и разрядной емкостью фторированного графита в ампер-часах, когда медь добавляется в смесь положительного электрода в примерах настоящего изобретения.

На фиг.25 приведен график, показывающий различие разрядной емкости положительного электрода в ампер-часах между сравнительным примером 15 и примером 21-10 настоящего изобретения.

Фиг.26 представляет собой таблицу, в которой показана разрядная емкость фторированного графита в ампер-часах, когда в примерах настоящего изобретения используется корпус положительного электрода для питающего коллектора, выполненный из меди.

Фиг.27 представляет собой таблицу, в которой показана разрядная емкость фторированного графита, когда внутренняя поверхность оболочки положительного электрода покрыта медью в примерах настоящего изобретения.

Осуществление изобретения

В неводном электролитическом растворе, в котором содержатся ионы магния настоящего изобретения, желательно, чтобы реализовалась структура, в которой галогенид алюминия (AlY₃) добавляется в систему органического растворителя - простого эфира, который описан выше. В связи с этим Y в общей формуле AlY₃, представляющей галогенид алюминия, представляет собой любой из хлора (Cl), брома (Br) и йода (I). В соответствии с этой структурой возможно увеличение разрядной емкости положительного электрода магниевого аккумулятора с использованием неводного электролитического раствора, в к