Acumulador de sales fundidas.

Un acumulador de sales fundidas en el que se usa una sal fundida que contiene un ion sodio como catión como electrolito,

donde la sal fundida comprende, como anión, un ion, cuya fórmula química estructural general está representada por la siguiente fórmula (1)**Fórmuila**

donde X1 y X2 son iguales o diferentes entre sí y cada uno de ellos es un grupo fluoro o un grupo fluoroalquilo, y comprende, como catión, el ion sodio, así como al menos un catión orgánico incluido en el grupo de cationes orgánicos consistente en: un ion amonio cuaternario**Fórmula**

donde R1, R2, R3 y R4 son iguales o diferentes entre sí y cada uno de ellos es un grupo alquilo de 1-8 átomos de carbono o un grupo alquiloxialquilo de 1-8 átomos de carbono; un ion imidazolio, cuya fórmula química estructural está representada por la siguiente fórmula (3)**Fórmula**

donde R5 y R6 son iguales o diferentes entre sí y cada uno de ellos es un grupo alquilo de 1-8 átomos de carbono; un ion imidazolio, cuya fórmula química estructural está representada por la siguiente fórmula (4)**Fórmula**

donde R7 y R8 son iguales o diferentes entre sí y cada uno de ellos es un grupo alquilo de 1-8 átomos de carbono; un ion piridinio, cuya fórmula química estructural está representada por la siguiente fórmula (5)**Fórmula**

donde R9 es un grupo alquilo de 1-8 átomos de carbono; un ion pirrolidinio, cuya fórmula química estructural está representada por la siguiente fórmula (6)**Fórmula**

donde R10 y R11 son iguales o diferentes entre sí y cada uno de ellos es un grupo alquilo de 1-8 átomos de carbono; un ion piperidinio, cuya fórmula química estructural está representada por la siguiente fórmula (7)**Fórmula**

donde R12 y R13 son iguales o diferentes entre sí y cada uno de ellos es un grupo alquilo de 1-8 átomos de carbono; un ion morfolinio, cuya fórmula química estructural está representada por la siguiente fórmula (8)**Fórmula**

donde R14 y R15 son iguales o diferentes entre sí y cada uno de ellos es un grupo alquilo de 1-8 átomos de carbono; un ion fosfonio, cuya fórmula química estructural está representada por la siguiente fórmula (9)**Fórmula**

donde R16, R17, R18 y R19 son iguales o diferentes entre sí y cada uno de ellos es un grupo alquilo de 1-8 átomos de carbono, un grupo alquiloxialquilo de 1-8 átomos de carbono o un grupo fenilo; un ion piperazinio, cuya fórmula química estructural está representada por la siguiente fórmula (10)**Fórmula**

donde R20, R21, R22 y R23 son iguales o diferentes entre sí y cada uno de ellos es un grupo alquilo de 1-8 átomos de carbono; y un ion sulfonio, cuya fórmula química estructural está representada por la siguiente fórmula (11)**Fórmula**

donde R24, R25 y R26 son iguales o diferentes entre sí y cada uno de ellos es un grupo alquilo de 1-8 átomos de carbono,

caracterizado por que la sal fundida no contiene ni ion potasio ni ion cesio.

Acumulador de sales fundidas Campo técnico

La presente Invención se relaciona con un acumulador de sales fundidas que utiliza una sal fundida como electrolito. Técnica anterior

Se ha promovido recientemente la utilización de energía natural, tal como energía solar o energía eólica.. En la generación de electricidad por la energía natural, es probable que cambie la cantidad de generación de electricidad debido a los efectos de las condiciones atmosféricas o similares. Por esta razón, se debe nivelar el suministro eléctrico por carga/descarga usando un acumulador para suministrar electricidad generada. Es decir, que un acumulador que tenga una gran densidad de energía y una gran eficacia es esencial para promover la utilización de energía natural. Dichos acumuladores incluyen un acumulador de sodio-azufre divulgado en el Documento de patente 1. En el acumulador de sodio-azufre, se usan los iones sodio como iones conductores. Otros acumuladores de almacenamiento que tienen gran densidad de energía y gran eficacia incluyen un acumulador de sales fundidas.

Los acumuladores de sales fundidas son acumuladores que emplean sales fundidas como electrolitos y operan en un estado en el que las sales fundidas están fundidas. Como acumulador de sales fundidas, se conoce un acumulador que emplea Iones sodio para los iones conductores. En dicho acumulador de sales fundidas, se usan sales fundidas que contienen Iones sodio como electrolitos. Un acumulador de sodio-azufre debe operar a una temperatura de hasta 28-36°C. Además, un acumulador de sales fundidas debe operar al punto de fusión de la sal fundida o por encima de él. Por esta razón, se ha deseado desarrollar un acumulador de sales fundidas que opere a una temperatura más baja.

El punto de fusión de una sal fundida como electrolito ha de ser reducido para disminuir la temperatura de operación del acumulador de sales fundidas. En general, cuando se mezclan dos sales, el punto de fusión disminuye. Por lo tanto, se ha considerado utilizar una sal mixta en la que se mezclan una sal de sodio y otra sal catiónica para un acumulador de sales fundidas usando un ion sodio como Ion conductor. Las sales mixtas pueden incluir, por ejemplo, una sal mixta de sal de sodio y sal de potasio, una sal mixta de sal de sodio y sal de ceslo o similares. Sin embargo, cuando se usa la sal mixta de sal de sodio y sal de potasio, los iones potasio entran en un material activo de electrodo positivo en el acumulador de sales fundidas. De este modo, la estructura de cristal del material activo de electrodo positivo cambia y el electrodo positivo puede deteriorarse. Cuando se usa una sal mixta de sal de sodio y sal de cesio, el ion cesio puede también causar deterioro del electrodo positivo. Además, dado que el ceslo es caro debido a su escasez, el uso de cesio aumenta el coste del acumulador de sales fundidas.

El Documento JP 28 218385 A, que es técnica anterior según el Art. 54(2) EPC, describe, entre otros elementos, un acumulador de sales fundidas y una composición de sales fundidas a temperatura ambiente que puede contener un catión de amonio cuaternario.

El Documento EP 2.477.269 A1, que es técnica anterior relevante para la cuestión de la novedad sólo según el Art. 54(3) EPC, describe, entre otros elementos, un acumulador de sales fundidas que utiliza Iones sodio como iones conductores.

Documento de la técnica anterior

Documento de patente

Documento de patente 1: Solicitud No Examinada Publicada Japonesa N° 27-273297

Resumen de la invención

Problemas que la invención ha de resolver

El objeto de la presente invención es proporcionar un acumulador de sales fundidas que puede disminuir la temperatura de operación sin deterioro de un electrodo positivo mediante la utilización, como electrolito, de una sal fundida que contiene cationes que no provoca efectos adversos sobre el material activo del electrodo positivo.

Medios para resolver los problemas

Con objeto de resolver los problemas, según el primer aspecto de la presente Invención, se proporciona el acumulador de sales fundidas que emplea la sal fundida que comprende el ion sodio como catión para el electrolito. La sal fundida comprende, como anión, un ion, cuya fórmula química estructural general está representada por la siguiente fórmula (1)

(donde X1 y X2 son iguales o diferentes entre sí y cada uno de ellos es un grupo fluoro o un grupo fluoroalquilo), y comprende, como catión, el ion sodio, así como al menos un catión orgánico incluido en el grupo de cationes orgánicos consistente en: un ion amonio cuaternario, cuya fórmula química estructural está representada por la siguiente fórmula (2)

(donde R1, R2, R3 y R4 son iguales o diferentes entre sí y cada uno de ellos es un grupo alquilo de 1-8 átomos de carbono o un grupo alquiloxialquilo de 1-8 átomos de carbono); un ion imidazolio, cuya fórmula química estructural está representada por la siguiente fórmula (3)

(donde R5 y R6 son iguales o diferentes entre sí y cada uno de ellos es un grupo alquilo de 1-8 átomos de carbono); un ion imidazolinio, cuya fórmula química estructural está representada por la siguiente fórmula (4)

(donde R7 y R8 son iguales o diferentes entre sí y cada uno de ellos es un grupo alquilo de 1-8 átomos de carbono); un ion piridinio, cuya fórmula química estructural está representada por la siguiente fórmula (5)

(donde R9 es un grupo alquilo de 1-8 átomos de carbono); un ion pirrolidinio, cuya fórmula química estructural está representada por la siguiente fórmula (6)

+

/N\

R1 R11

(donde R1 y R11 son ¡guales o diferentes entre sí y cada uno de ellos es un grupo alquilo de 1-8 átomos de carbono); un ion piperidinio, cuya fórmula química estructural está representada por la siguiente fórmula (7)

/N\

R12 R13

+

(7)

(donde R12 y R13 son iguales o diferentes entre sí y cada uno de ellos es un grupo alquilo de 1-8 átomos de carbono); un ion morfolinio, cuya fórmula química estructural está representada por la siguiente fórmula (8)

Ó

N

< X

*14 R

+

(8)

(donde R14 y R15 son iguales o diferentes entre sí y cada uno de ellos es un grupo alquilo de 1-8 átomos de carbono); un ion fosfonio, cuya fórmula química estructural está representada por la siguiente fórmula (9)

>17

R18 P -R

>18

>19

(9)

(donde R16, R17, R18 y R19 son iguales o diferentes entre sí y cada uno de ellos es un grupo alquilo de 1-8 átomos de carbono, un grupo alquiloxialquilo de 1-8 átomos de carbono o un grupo fenilo); un ion piperazinio, cuya fórmula química estructural está representada por la siguiente fórmula

^2 p21

O

/M\

d 22 o 23

+

(1)

(donde R2, R21,

R22 y R23 son iguales o diferentes entre sí y cada uno de ellos es un grupo alquilo de 1-8 átomos de

carbono); y un ion sulfonio, cuya fórmula química estructural está representada por la siguiente fórmula

R

p26 XR28

+

(donde R24, R25 y R26 son ¡guales o diferentes entre sí y cada uno de ellos es un grupo alquilo de 1-8 átomos de carbono),

caracterizada por que la sal fundida no contiene ni ion potasio ni ion cesio.

Según la construcción anterior, la sal fundida para uso como electrolito en el acumulador de sales fundidas comprende, como catión, el ion sodio, así como al menos uno entre el ion de amonio cuaternario, el ion ¡midazolio, el Ion imidazolinio, el ion plridlnio, el ion pirrolidinio, el ion piperidinio, el ion morfolinio, el ion fosfonio, el ion plperazinio y el ion sulfonio. Así, el punto de fusión de la sal fundida es considerablemente Inferior a 28-36°C cuando opera el acumulador de sodio-azufre.

En el acumulador de sales fundidas, la sal fundida preferiblemente comprende, como catión, el ion sodio, así como el ion de amonio cuaternario en donde R1, R2, R3 y R4 de la fórmula (2) son ¡guales o diferentes entre sí y cada uno de ellos es un grupo alquilo de 1-6 átomos de carbono.

En el acumulador de sales fundidas, la sal fundida preferiblemente comprende, como catión, el ion sodio, así como el ion ¡midazolio en donde uno de R5 y R6 de la fórmula (3) es un grupo metilo y el otro es un grupo alquilo de 1-6 átomos de carbono.

En el acumulador de sales fundidas, la sal fundida preferiblemente comprende, como catión, el ion sodio, así como el ion pirrolidinio en donde uno de R1 y R11 de la fórmula (6) es un grupo metilo y... [Seguir leyendo]

1. Un acumulador de sales fundidas en el que se usa una sal fundida que contiene un ion sodio como catión como electrolito, donde la sal fundida comprende, como anión, un ion, cuya fórmula química estructural general está representada por la siguiente fórmula (1)

donde X1 y X2 son iguales o diferentes entre sí y cada uno de ellos es un grupo fluoro o un grupo fluoroalquilo, y comprende, como catión, el ion sodio, así como al menos un catión orgánico incluido en el grupo de cationes orgánicos consistente en: un ion amonio cuaternario

donde R1, R2, R3 y R4 son iguales o diferentes entre sí y cada uno de ellos es un grupo alquilo de 1-8 átomos de carbono o un grupo alquiloxialquilo de 1-8 átomos de carbono; un ion imidazolio, cuya fórmula química estructural está representada por la siguiente fórmula (3)

donde R5 y R6 son iguales o diferentes entre sí y cada uno de ellos es un grupo alquilo de 1-8 átomos de carbono; un ion imidazolio, cuya fórmula química estructural está representada por la siguiente fórmula (4)

donde R7 y R8 son iguales o diferentes entre sí y cada uno de ellos es un grupo alquilo de 1-8 átomos de carbono; un ion piridinio, cuya fórmula química estructural está representada por la siguiente fórmula (5)

donde R9 es un grupo alquilo de 1-8 átomos de carbono; un ion pirrolidinio, cuya fórmula química estructural está representada por la siguiente fórmula (6)

+

^N\

R1 R

donde R1 y R11 son iguales o diferentes entre sí y cada uno de ellos es un grupo alquilo de 1-8 átomos de carbono; un ion piperidinio, cuya fórmula química estructural está representada por la siguiente fórmula (7)

+

/N\

R12 R13

(7)

donde R12 y R13 son iguales o diferentes entre sí y cada uno de ellos es un grupo alquilo de 1-8 átomos de carbono; un ion morfolinio, cuya fórmula química estructural está representada por la siguiente fórmula (8)

donde R14 y R15 son iguales o diferentes entre sí y cada uno de ellos es un grupo alquilo de 1-8 átomos de carbono; un ion fosfonio, cuya fórmula química estructural está representada por la siguiente fórmula (9)

R

N

R18 P ñn

£¡18

i> n

(9)

donde R16, R17, R18 y R19 son iguales o diferentes entre sí y cada uno de ellos es un grupo alquilo de 1-8 átomos de carbono, un grupo alquiloxialquilo de 1-8 átomos de carbono o un grupo fenilo; un ion piperazinio, cuya fórmula química estructural está representada por la siguiente fórmula (1)

donde R2, R21, R22 y R23 son iguales o diferentes entre sí y cada uno de ellos es un grupo alquilo de 1-8 átomos de carbono; y un ion sulfonio, cuya fórmula química estructural está representada por la siguiente fórmula (11)

>24

S\

+

donde R24, R25 y R26 son ¡guales o diferentes entre sí y cada uno de ellos es un grupo alquilo de 1-8 átomos de carbono,

caracterizado porque la sal fundida no contiene ni ion potasio ni ion cesio.

2. El acumulador de sales fundidas según la reivindicación 1, donde la sal fundida comprende, como catión, el ion

sodio, así como el ion amonio cuaternario en el que R1, R2, R3 y R4 de la fórmula (2) son ¡guales o diferentes entre sí y cada uno de ellos es un grupo alquilo de 1-6 átomos de carbono.

3. El acumulador de sales fundidas según la reivindicación 1, donde la sal fundida comprende, como catión, el ion 1 sodio, así como el ion imidazolio en el que uno de R5 y R6 de la fórmula (3) es un grupo metilo y el otro es un grupo

alquilo de 1-6 átomos de carbono.

4. El acumulador de sales fundidas según la reivindicación 1, donde la sal fundida comprende, como catión, el ion sodio, así como el ion pirrolidinio en el que uno de R1 y R11 de la fórmula (6) es un grupo metilo y el otro es un grupo

alquilo de 1-6 átomos de carbono.

5. El acumulador de sales fundidas según la reivindicación 1, donde la sal fundida comprende, como catión, el ion sodio, así como el ion piperidinio en el que uno de R12 y R13 de la fórmula (7) es un grupo metilo y el otro es un grupo alquilo de 1-6 átomos de carbono.

6. El acumulador de sales fundidas según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, que comprende un electrodo positivo que contiene NaCr2 como material de electrodo positivo y un electrodo negativo que contiene estaño, sodio o un material de carbono como material activo de electrodo negativo.