[发明专利]蓄电装置及其电极材料

说明书

技术领域

本发明涉及蓄电装置和蓄电装置用电极材料，并涉及例如包含担载醌或者氢醌的多孔体的蓄电装置和蓄电装置用电极材料。

背景技术

已知将醌类化合物用于电极的电化学电容器。例如，非专利文献1披露了将1,2-二羟基苯和活性炭的复合物用于正极和将蒽醌和活性炭的复合物用于负极的电化学电容器。另外，非专利文献2披露了将氧化钌和活性炭的复合物用于正极和将蒽和活性炭的复合物用于负极的电化学电容器。

专利文献1披露了将结合有醌类化合物的聚合物用于电极。专利文献2披露了将具有氢原子、烷基或者卤素基的1,4,5,8-蒽四酮化合物或者具有氢原子、烷基或者卤素基的5,7,12,14-并五苯四酮化合物用于正极和将锂用于负极的二次电池。

引用列表

专利文献

专利文献1：日本特开2009-217992号公报

专利文献2：日本特开2012-155884号公报

非专利文献

非专利文献1：Electrochemistry Communications 13(2011)147-149

非专利文献2：Journal of Power Sources 187(2009)640-643

发明内容

技术问题

非专利文献1公开的将醌类化合物或者氢醌类化合物用于正极和负极的技术预期能够实现质子传导的摇椅式电化学电容器。将有机类物质用于正极和负极能够使金属的使用最小化。这能够实现不使用例如稀有元素或者有毒物质的蓄电装置。不过，即使多孔体担载醌类化合物或者氢醌类化合物，醌类化合物或者氢醌类化合物也会从多孔体溶出。这降低了蓄电装置的寿命。

本发明鉴于上述问题而完成，并且旨在延长蓄电装置的寿命。

解决问题的方案

本发明是一种蓄电装置用电极材料，其特征在于包含：活性物质，所述活性物质包含具有卤素基的醌和具有卤素基的氢醌中的至少一种；和担载所述活性物质的多孔体。

在上述构造中，所述多孔体可以包含活性炭或者纳米碳。另外，在上述构造中，所述卤素基可以为氯基。

本发明是一种蓄电装置，其特征在于，正极和负极中的至少一个包含所述电极材料。

本发明是一种蓄电装置，其特征在于包含：含有正极活性物质和担载所述正极活性物质的正极多孔体的正极，所述正极活性物质包含醌和氢醌中的至少一种；含有负极活性物质和担载所述负极活性物质的负极多孔体的负极，所述负极活性物质包含醌和氢醌中的至少一种；和位于所述正极和所述负极之间的电解质，其中，所述正极活性物质和所述负极活性物质中的至少一种包含的所述醌和氢醌中的至少一种具有卤素基。

在上述构造中，所述负极活性物质包含的醌和氢醌中的至少一种比所述正极活性物质包含的醌和氢醌中的至少一种包含更多苯环。

在上述构造中，所述负极活性物质包含的醌和氢醌中的至少一种可以具有卤素基。

在上述构造中，所述负极活性物质包含的醌和氢醌中的至少一种和所述正极活性物质包含的醌和氢醌中的至少一种均可以具有卤素基。

发明有利效果

本发明能够延长蓄电装置的寿命。

附图说明

图1(a)和图1(b)是本发明实施方式的蓄电装置的示意图；

图2(a)是描绘处于放电状态的正极活性物质和负极活性物质的图示，图2(b)是描绘处于充电状态的正极活性物质和负极活性物质的图示；

图3(a)～图3(d)描绘了正极活性物质中包含的氢醌的实例的化学式；

图4(a)～图4(f)描绘了负极活性物质中包含的醌的实例的化学式(1号)；

图5(a)～图5(d)描绘了负极活性物质中包含的醌的实例的化学式(2号)；

图6(a)～图6(d)描绘了负极活性物质中包含的醌的实例的化学式(3号)；

图7描绘了第一～第五实施方式的蓄电装置；

图8是第一实施方式中的容量-电压关系的图示；

图9是第一实施方式中的时间-电位关系的图示；

图10是第一实施方式中的各循环时间-电位关系的图示；

图11是第二实施方式中的各循环时间-电位关系的图示；

图12是第三实施方式中的各循环时间-电位关系的图示；

图13是第四实施方式中的各循环时间-电位关系的图示；

图14是第四实施方式中的循环-能量密度关系的图示；