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公開番号2025086233
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-06
出願番号2023200151
出願日2023-11-27
発明の名称水系電池
出願人トヨタ自動車株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類H01M 10/36 20100101AFI20250530BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】リンのオキソ酸のカリウム塩を含む水系電解液と負極活物質との新たな組み合わせを備えた、充放電可能な水系電池を提供する。
【解決手段】正極活物質を含む正極と、負極活物質を含む負極と、正極と負極との間に設けられた水系電解液とを備え、負極活物質が水素吸蔵合金を含み、水系電解液が、水を含有する溶媒と、該溶媒に溶解された、一般式K_2+nP_nO_3n+1(式中、nは1以上の整数である。)で表されるリンのオキソ酸のカリウム塩とを含む、水系電池。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
正極活物質を含む正極と、
負極活物質を含む負極と、
前記正極と前記負極との間に設けられた水系電解液と、
を備え、
前記負極活物質が水素吸蔵合金を含み、
前記水系電解液が、
水を含有する溶媒と、
該溶媒に溶解された、一般式Ｋ
２＋ｎ
Ｐ
ｎ
Ｏ
３ｎ＋１
（式中、ｎは１以上の整数である。）で表されるリンのオキソ酸のカリウム塩と
を含むことを特徴とする、水系電池。
続きを表示（約 290 文字）【請求項２】
前記リンのオキソ酸のカリウム塩が、ピロリン酸カリウムである、請求項１に記載の水系電池。
【請求項３】
前記水系電解液中のピロリン酸カリウムの含有量が、Ｋ
４
Ｐ
２
Ｏ
７
換算で、水１ｋｇあたり２．０ｍｏｌ以上である、請求項２に記載の水系電池。
【請求項４】
前記水系電解液の２５℃におけるｐＨが、３．０～１３．０である、請求項２に記載の水系電池。
【請求項５】
前記正極活物質が、水素イオンを吸蔵放出可能である、請求項１～４のいずれかに記載の水系電池。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本願は、水系電池に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
水系電池に関して、特許文献１には、ピロリン酸カリウムを含む水系電解液を備える水系カリウムイオン電池が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１９－２２０２９４号公報
【非特許文献】
【０００４】
大橋弘三郎ほか，分析化学，1981，30(11)，727-731．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ピロリン酸等のリンのオキソ酸のカリウム塩を含む水系電解液を備える水系電池の実用的な活物質材料系は、未だ確立されたとは言い難い。
【０００６】
本発明は、リンのオキソ酸のカリウム塩を含む水系電解液と負極活物質との新たな組み合わせを備えた、充放電可能な水系電池を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一の実施形態は、正極活物質を含む正極と、負極活物質を含む負極と、前記正極と前記負極との間に設けられた水系電解液とを備え、前記負極活物質が水素吸蔵合金を含み、前記水系電解液が、水を含有する溶媒と、該溶媒に溶解された、一般式Ｋ
２＋ｎ
Ｐ
ｎ
Ｏ
３ｎ＋１
（式中、ｎは１以上の整数である。）で表されるリンのオキソ酸のカリウム塩とを含むことを特徴とする、水系電池である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、リンのオキソ酸のカリウム塩を含む水系電解液と負極活物質との新たな組み合わせを備えた、充放電可能な水系電池を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
図１は、一の実施形態に係る水系電池１０を模式的に説明する断面図である。
図２（Ａ）は実施例１の充放電特性（上側）およびサイクル特性（下側）を示すグラフである。図２（Ｂ）は実施例２の充放電特性（上側）およびサイクル特性（下側）を示すグラフである。図２（Ｃ）は実施例３の充放電特性（上側）およびサイクル特性（下側）を示すグラフである。
図３（Ａ）は実施例４の充放電特性（上側）およびサイクル特性（下側）を示すグラフである。図３（Ｂ）は実施例５の充放電特性（上側）およびサイクル特性（下側）を示すグラフである。図３（Ｃ）は比較例１の充放電特性（上側）およびサイクル特性（下側）を示すグラフである。
図４（Ａ）は比較例２の充放電特性（上側）およびサイクル特性（下側）を示すグラフである。図４（Ｂ）は比較例３の充放電特性（上側）およびサイクル特性（下側）を示すグラフである。図４（Ｃ）は比較例４の充放電特性（上側）およびサイクル特性（下側）を示すグラフである。
図５は参考例１における充放電特性（上側）およびサイクル特性（下側）を示すグラフである。
図６（Ａ）は実施例６におけるにおける充放電特性（上側）およびサイクル特性（下側）を示すグラフである。図６（Ｂ）は実施例７における充放電特性（上側）およびサイクル特性（下側）を示すグラフである。図６（Ｃ）は比較例５における充放電特性（上側）およびサイクル特性（下側）を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。ただし、本発明はこれらの形態に限定されるものではない。なお、図面は必ずしも正確な寸法を反映したものではない。また図では、一部の符号を省略することがある。本明細書においては特に断らない限り、数値Ａ及びＢについて「Ａ～Ｂ」という表記は「Ａ以上Ｂ以下」を意味するものとする。かかる表記において数値Ｂのみに単位を付した場合には、当該単位が数値Ａにも適用されるものとする。また「又は」及び「若しくは」の語は、特に断りのない限り論理和を意味するものとする。また要素Ｅ
１
及びＥ
２
について「Ｅ
１
及び／又はＥ
２
」という表記は「Ｅ
１
若しくはＥ
２
、又はそれらの組み合わせ」を意味するものとし、要素Ｅ
１
、…、Ｅ
Ｎ
（Ｎは３以上の整数）について「Ｅ
１
、…、Ｅ
Ｎ－１
、及び／又はＥ
Ｎ
」という表記は「Ｅ
１
、…、Ｅ
Ｎ－１
、若しくはＥ
Ｎ
、又はそれらの組み合わせ」を意味するものとする。
（【００１１】以降は省略されています）

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