CN105580190B - 蓄电装置用电解液及其制造方法和具备该电解液的电容器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供金属盐和溶剂以新的状态存在的电解液。本发明的电解液是包含以碱金属、碱土金属或铝为阳离子的盐和具有杂元素的有机溶剂的电解液，其特征在于，对于上述电解液的振动光谱中来自上述有机溶剂的峰强度，将上述有机溶剂本来的峰强度设为Io，将上述峰位移而得的峰强度设为Is时，Is＞Io。

Description

蓄电装置用电解液及其制造方法和具备该电解液的电容器
技术领域
本发明涉及含有碱金属、碱土金属或铝为阳离子的盐和具有杂元素的有机溶剂的电池、电容器等蓄电装置用电解液及其制造方法以及具备该电解液的电容器。
背景技术
一般来说，电池具备正极、负极和电解液作为主要的构成要素。而且，在电解液中以适当的浓度范围添加有适当的电解质。例如，在锂离子二次电池的电解液中一般添加LiClO4、LiAsF6、LiPF6、LiBF4、CF3SO3Li、(CF3SO2)2NLi等锂盐作为电解质，而且，电解液中的锂盐的浓度通常大体为1mol/L。
实际上，专利文献1中公开了使用以1mol/L的浓度含有LiPF6的电解液的锂离子二次电池。另外，专利文献2中公开了使用以1mol/L的浓度含有(CF3SO2)2NLi的电解液的锂离子二次电池。这里，专利文献1和2中记载的电解液的粘度大体为5mPa·s以下。
另外，出于提高电池的性能的目的，积极进行在含有锂盐的电解液中加入各种添加剂的研究。
例如，专利文献3中记载了向以1mol/L的浓度含有LiPF6的电解液加入少量特定的添加剂的电解液，公开了使用该电解液的锂离子二次电池。另外，专利文献4中也记载了向以1mol/L的浓度含有LiPF6的电解液加入少量苯基缩水甘油醚的电解液，公开了使用该电解液的锂离子二次电池。这里，专利文献3和4中记载的电解液的粘度也大体为5mPa·s以下。
另外，一般而言，电容器是指利用静电电容蓄积电荷或者放出电荷的蓄电器。电容器中的电的充放电的作用机理取决于电荷向电极的吸附和解吸。该作用机理由于不伴有电化学反应而使电容器的稳定性高，另外，电容器中的电荷移动快。
电容器中有具备电解液的电容器，作为这样的电容器，已知有双电层电容器。双电层电容器中，若在电极间产生电位差，则只要是正极，则在正极与电解液的界面，电解液的阴离子层状地排列，只要是负极，在负极与电解液的界面，电解液的阳离子层状地排列。这些层状态具有静电电容，该状态是双电层电容器的充电状态。
另外，作为具备电解液的电容器，除了双电层电容器之外，还已知提高了工作电压的锂离子电容器。锂离子电容器是指正极是与上述双电层电容器相同的电极、负极是用与锂离子二次电池的负极相同的材料形成的电极、电解液是一般的锂离子二次电池用电解液的电容器。锂离子电容器的负极通过预先掺杂锂离子的预掺杂而使负极的电位降低，因此锂离子电容器显示高的电容。
应予说明，锂离子电容器充放电时，在负极预掺杂的锂离子的一部分可逆地对负极进行掺杂和脱掺杂，即插入和脱离。换句话说，也可以说在锂离子电容器的负极与电解液之间引起与锂离子二次电池相同的电化学反应(电池反应)。另一方面，正极与电解液之间引起电容器特有的电荷的吸附解吸。
电容器中可使用的电容(J)由(电极的容量)×(电压)×(电压)/2决定。出于增大上述电容的目的，研究了电极使用比表面积大的材料的方法，使用含有有机溶剂的电解液作为电解液的方法等。
作为上述方法的具体例，积极进行了通过增加电极所使用的碳材料的比表面积、增加电荷的吸附位点来增加电极的容量的尝试。
另外，作为着眼于电解液的具体的方法，专利文献5～9中公开了使用离子液体作为电解液的电容器。应予说明，像专利文献10、11中公开的那样，作为以往的电容器和锂离子电容器的电解液，一般使用在碳酸亚丙酯等溶剂中以1mol/L左右的浓度溶解LiPF6、(C2H5)4NBF4的溶液。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2013－149477号公报
专利文献2:日本特开2013－134922号公报
专利文献3:日本特开2013－145724号公报
专利文献4:日本特开2013－137873号公报
专利文献5:日本特开2004－111294号公报
专利文献6:日本特开2008－10613号公报
专利文献7:国际公开第2004/019356号
专利文献8:国际公开第2004/027789号
专利文献9:国际公开第2005/076299号
专利文献10:日本特开平11－31637号公报
专利文献11:日本特开平10－27733号公报
发明内容
如专利文献1～4所记载，以往，锂离子二次电池所使用的电解液中，以大体1mol/L的浓度含有锂盐是技术常识。而且，如专利文献3～4所记载，在电解液的改善研究中，一般着眼于与锂盐不同的添加剂来进行。
与上述以往的技术常识相反，本发明的一个方式着眼于电解液中的金属盐与溶剂的关系，目的在于提供金属盐和溶剂以新的状态存在的电解液及其制造方法。
与以往的本领域技术人员的着眼点不同，本发明的一个方式着眼于电解液的密度与浓度的关系，目的在于提供合适的电解液组。
本发明的一个方式着眼于电解液本身的粘度，目的在于提供以往没有采用的粘度范围的电解液。
另外，离子液体是指由离子半径大的阳离子和离子半径大的阴离子构成，常温下为液体状态的液体。由离子液体构成的电解液由于其构成仅为离子，因此与同容量的电解液相比时，由离子液体构成的电解液的离子浓度高。因此，具备由离子液体构成的电解液的电容器的电容，尽管离子液体的离子半径大，但是电解液的离子浓度高，因此与具备以往电解液的电容器的电容相比并不逊色。
然而，具备由离子液体构成的电解液的电容器的电容有极限。因此，一直探索可提高电容器的电容的新方法。
本发明的一个方式是鉴于上述情况而完成的，目的在于提供具备金属盐和溶剂以新的状态存在的电解液的电容器。
本发明人反复进行大量的试验并且进行了深入研究。而且，本发明人发现，添加了通常以上的作为电解质的锂盐的电解液与技术常识相反，维持溶液状态。而且，本发明人得到了这样的电解液作为电池的电解液很好地发挥作用的见解。并且，本发明人进行了上述电解液的分析，结果发现在IR光谱或者拉曼光谱中观察到的峰显示特定关系的电解液作为电池的电解液特别有利，从而完成了本发明的一个方式。
本发明的一个方式的电解液是含有以碱金属、碱土金属或铝为阳离子的盐和具有杂元素的有机溶剂的电解液，其特征在于，对于电解液的振动光谱中来自有机溶剂的峰强度，将有机溶剂本来的峰强度设为Io，将有机溶剂本来的峰位移而得的峰强度设为Is时，Is＞Io。
本发明的一个方式的电解液的制造方法的特征在于，包括如下工序：第1溶解工序，将具有杂元素的有机溶剂和以碱金属、碱土金属或铝为阳离子的盐混合并将该盐溶解，制备第1电解液；第2溶解工序，在搅拌和/或加热条件下，向上述第1电解液加入上述盐并将上述盐溶解，制备过饱和状态的第2电解液；第3溶解工序，在搅拌和/或加热条件下，向上述第2电解液加入上述盐并将上述盐溶解，制备第3电解液。
本发明人不受以往的技术常识束缚，反复进行大量的试验并进行了深入研究。其结果，本发明人发现大量由金属盐和有机溶剂构成的电解液中优选的电解液、特别是作为锂离子二次电池的电解液优选的电解液。这里，本发明人对于优选的电解液与以往的电解液的关系，尝试找出不依赖于金属盐的种类和有机溶剂的种类，而依赖于金属盐浓度的唯一法则，但该尝试以失败告终。即，没有发现不依赖于金属盐的种类和有机溶剂的种类的与金属盐浓度相关的线性。因此，本发明人反复更进一步的研究，结果意外地发现密度与浓度存在特定关系的电解液的组与以往的电解液相比，作为电池的电解液很好地发挥作用，从而完成了本发明的一个方式。
本发明的一个方式的电解液是含有以碱金属、碱土金属或铝为阳离子的盐和具有杂元素的有机溶剂的电解液，其特征在于，将电解液的密度d(g/cm3)除以电解液的盐浓度c(mol/L)而得的d/c为0.15≤d/c≤0.71。
如上所述，本发明人发现添加了通常以上的特定的锂盐的电解液维持溶液状态。而且，本发明人得到了这样的电解液与以往的电解液相比为高粘度，并且显示离子传导性的见解。并且，本发明人进行上述电解液的分析，结果发现粘度与离子电导率显示特定关系的电解液作为电池的电解液特别有利，从而完成了本发明的一个方式。
本发明的一个方式的电解液是含有以碱金属、碱土金属或铝为阳离子的盐和具有杂元素的有机溶剂的电解液，其特征在于，电解液的粘度η(mPa·s)为10＜η＜500，并且，电解液的离子电导率σ(mS/cm)为1≤σ。
如上所述，本发明人发现添加了通常以上的作为电解质的锂盐的电解液与技术常识相反，维持溶液状态。而且，本发明人得到了这样的电解液作为电容器的电解液很好地发挥作用的见解。并且，本发明人进行上述电解液的分析，结果发现IR光谱或者拉曼光谱中观察到的峰显示特定关系的电解液作为电容器的电解液特别有利，从而完成了本发明的一个方式。
本发明的电容器是具备含有以碱金属、碱土金属或铝为阳离子的盐和具有杂元素的有机溶剂的电解液的电容器，其特征在于，对于上述电解液的振动光谱中来自上述有机溶剂的峰强度，将上述有机溶剂本来的峰强度设为Io，将上述峰位移而得的峰强度设为Is时，Is＞Io。
本发明的各方式的新的电解液能够提高各种电池特性。另外，本发明的新的电容器显示适宜的电容。
附图说明
图1是实施例4的电解液的IR光谱。
图2是实施例3的电解液的IR光谱。
图3是实施例14的电解液的IR光谱。
图4是实施例13的电解液的IR光谱。
图5是实施例11的电解液的IR光谱。
图6是比较例7的电解液的IR光谱。
图7是比较例14的电解液的IR光谱。
图8是乙腈的IR光谱。
图9是(CF3SO2)2NLi的IR光谱。
图10是(FSO2)2NLi的IR光谱(2100～2400cm-1)。
图11是实施例15的电解液的IR光谱。
图12是实施例16的电解液的IR光谱。
图13是实施例17的电解液的IR光谱。
图14是实施例18的电解液的IR光谱。
图15是实施例19的电解液的IR光谱。
图16是比较例15的电解液的IR光谱。
图17是碳酸二甲酯的IR光谱。
图18是实施例20的电解液的IR光谱。
图19是实施例21的电解液的IR光谱。
图20是实施例22的电解液的IR光谱。
图21是比较例16的电解液的IR光谱。
图22是碳酸甲乙酯的IR光谱。
图23是实施例23的电解液的IR光谱。
图24是实施例24的电解液的IR光谱。
图25是实施例25的电解液的IR光谱。
图26是比较例17的电解液的IR光谱。
图27是碳酸二乙酯的IR光谱。
图28是(FSO2)2NLi的IR光谱(1900～1600cm-1)。
图29是实施例26的电解液的IR光谱。
图30是实施例27的电解液的IR光谱。
图31是实施例12的电解液的拉曼光谱。
图32是实施例13的电解液的拉曼光谱。
图33是比较例14的电解液的拉曼光谱。
图34是实施例15的电解液的拉曼光谱。
图35是实施例17的电解液的拉曼光谱。
图36是实施例19的电解液的拉曼光谱。
图37是比较例15的电解液的拉曼光谱。
图38是评价例10的对于反复迅速充放电的响应性的结果。
图39是评价例11的使实施例B的锂离子二次电池的充电状态的正极与电解液共存时的DSC图。
图40是评价例11的使比较例B的锂离子二次电池的充电状态的正极与电解液共存时的DSC图。
图41是实施例E的半电池的充放电曲线。
图42是实施例F的半电池的充放电曲线。
图43是实施例G的半电池的充放电曲线。
图44是实施例H的半电池的充放电曲线。
图45是比较例E的半电池的充放电曲线。
图46是表示关于实施例I的半电池的电位(3.1～4.6V)与响应电流的关系的图。
图47是表示关于实施例I的半电池的电位(3.1～5.1V)与响应电流的关系的图。
图48是表示关于实施例J的半电池的电位(3.1～4.6V)与响应电流的关系的图。
图49是表示关于实施例J的半电池的电位(3.1～5.1V)与响应电流的关系的图。
图50是表示关于实施例L的半电池的电位(3.1～4.6V)与响应电流的关系的图。
图51是表示关于实施例L的半电池的电位(3.1～5.1V)与响应电流的关系的图。
图52是表示关于实施例M的半电池的电位(3.1～4.6V)与响应电流的关系的图。
图53是表示关于实施例M的半电池的电位(3.1～5.1V)与响应电流的关系的图。
图54是表示关于比较例F的半电池的电位(3.1～4.6V)与响应电流的关系的图。
图55是表示关于实施例J的半电池的电位(3.0～4.5V)与响应电流的关系的图。
图56是表示关于实施例J的半电池的电位(3.0～5.0V)与响应电流的关系的图。
图57是表示关于实施例K的半电池的电位(3.0～4.5V)与响应电流的关系的图。
图58是表示关于实施例K的半电池的电位(3.0～5.0V)与响应电流的关系的图。
图59是表示关于比较例G的半电池的电位(3.0～4.5V)与响应电流的关系的图。
图60是表示关于比较例G的半电池的电位(3.0～5.0V)与响应电流的关系的图。
图61是表示各电流速率时的实施例N的锂离子二次电池的电压曲线的图。
图62是表示各电流速率时的比较例H的锂离子二次电池的电压曲线的图。
图63是评价例18的电池的复阻抗平面图。
图64是实施例R和比较例J的电容器的充放电曲线。
图65是实施例S和比较例K的电容器的充放电曲线。
图66是截止电压0～2V下的实施例S的电容器的充放电曲线。
图67是截止电压0～2.5V下的实施例S的电容器的充放电曲线。
图68是截止电压0～3V下的实施例S的电容器的充放电曲线。
图69是各截止电压下的实施例S的电容器的放电曲线。
图70是实施例T的锂离子电容器的充放电曲线。
具体实施方式
以下，对用于实施本发明的方式进行说明。应予说明，只要没有特别说明，本说明书中记载的数值范围“a～b”包含下限a和上限b在其范围内。而且，包含这些上限值和下限值以及实施例中列记的数值在内，通过将它们任意组合而能构成数值范围。进而可以将从数值范围内任意选择的数值作为上限、下限的数值。
本发明的一个方式的电解液是含有以碱金属、碱土金属或铝为阳离子的盐和具有杂元素的有机溶剂的电解液，其特征在于，对于电解液的振动光谱中来自有机溶剂的峰强度，将有机溶剂本来的峰波数的峰强度设为Io，将有机溶剂本来的峰进行波数位移而得的峰强度设为Is时，Is＞Io。
应予说明，以往的电解液的Is与Io的关系为Is＜Io。
本发明的一个方式的电解液是含有以碱金属、碱土金属或铝为阳离子的盐和具有杂元素的有机溶剂的电解液，其特征在于，将电解液的密度d(g/cm3)除以电解液的盐浓度c(mol/L)而得的d/c为0.15≤d/c≤0.71。
应予说明，以往的一般的电解液不满足上述的各关系。
本发明的一个方式的电解液是含有以碱金属、碱土金属者铝为阳离子的盐和具有杂元素的有机溶剂的电解液，其特征在于，电解液的粘度η(mPa·s)为10＜η＜500，并且，电解液的离子电导率σ(mS/cm)为1≤σ。
本发明的电容器是具备含有以碱金属、碱土金属或铝为阳离子的盐和具有杂元素的有机溶剂的电解液的电容器，其特征在于，对于上述电解液的振动光谱中来自上述有机溶剂的峰强度，将上述有机溶剂本来的峰波数的峰强度设为Io，将上述峰进行波数位移而得的峰强度设为Is时，Is＞Io。
以下，有时将“以碱金属、碱土金属或铝为阳离子的盐”称为“金属盐”或者简称为“盐”，有时将本发明的各方式的电解液统一称为“本发明的电解液”。
金属盐只要是通常作为电池、电容器的电解液中含有的LiClO4、LiAsF6、LiPF6、LiBF4、LiAlCl4等电解质使用的化合物即可。作为金属盐的阳离子，可以举出锂、钠、钾等碱金属，铍、镁、钙、锶、钡等碱土金属，以及铝。金属盐的阳离子优选为与使用电解液的电池的电荷载体相同的金属离子。例如，如果使用本发明的电解液作为锂离子二次电池用的电解液，则金属盐的阳离子优选锂。
盐的阴离子的化学结构含有选自卤素、硼、氮、氧、硫或者碳中的至少一个元素即可。如果具体例示含有卤素或者硼的阴离子的化学结构，则可以举出ClO4、PF6、AsF6、SbF6、TaF6、BF4、SiF6、B(C6H5)4、B(oxalate)2、Cl、Br、I。
以下对含有氮、氧、硫或者碳的阴离子的化学结构进行具体说明。
盐的阴离子的化学结构优选由下述通式(1)、通式(2)或者通式(3)表示的化学结构。
(R1X1)(R2X2)N 通式(1)
(R1从氢、卤素、可以被取代基取代的烷基、可以被取代基取代的环烷基、可以被取代基取代的不饱和烷基、可以被取代基取代的不饱和环烷基、可以被取代基取代的芳香族基团、可以被取代基取代的杂环基、可以被取代基取代的烷氧基、可以被取代基取代的不饱和烷氧基、可以被取代基取代的硫代烷氧基、可以被取代基取代的不饱和硫代烷氧基、CN、SCN、OCN中选择。
R2从氢、卤素、可以被取代基取代的烷基、可以被取代基取代的环烷基、可以被取代基取代的不饱和烷基、可以被取代基取代的不饱和环烷基、可以被取代基取代的芳香族基团、可以被取代基取代的杂环基、可以被取代基取代的烷氧基、可以被取代基取代的不饱和烷氧基、可以被取代基取代的硫代烷氧基、可以被取代基取代的不饱和硫代烷氧基、CN、SCN、OCN中选择。
另外，R1与R2可以相互键合而形成环。
X1从SO2、C＝O、C＝S、RaP＝O、RbP＝S、S＝O、Si＝O中选择。
X2从SO2、C＝O、C＝S、RcP＝O、RdP＝S、S＝O、Si＝O中选择。
Ra、Rb、Rc、Rd各自独立地从氢、卤素、可以被取代基取代的烷基、可以被取代基取代的环烷基、可以被取代基取代的不饱和烷基、可以被取代基取代的不饱和环烷基、可以被取代基取代的芳香族基团、可以被取代基取代的杂环基、可以被取代基取代的烷氧基、可以被取代基取代的不饱和烷氧基、可以被取代基取代的硫代烷氧基、可以被取代基取代的不饱和硫代烷氧基、OH、SH、CN、SCN、OCN中选择。
另外，Ra、Rb、Rc、Rd可以与R1或者R2键合而形成环。)
R3X3Y 通式(2)
(R3从氢、卤素、可以被取代基取代的烷基、可以被取代基取代的环烷基、可以被取代基取代的不饱和烷基、可以被取代基取代的不饱和环烷基、可以被取代基取代的芳香族基团、可以被取代基取代的杂环基、可以被取代基取代的烷氧基、可以被取代基取代的不饱和烷氧基、可以被取代基取代的硫代烷氧基、可以被取代基取代的不饱和硫代烷氧基、CN、SCN、OCN中选择。
X3从SO2、C＝O、C＝S、ReP＝O、RfP＝S、S＝O、Si＝O中选择。
Re、Rf各自独立地从氢、卤素、可以被取代基取代的烷基、可以被取代基取代的环烷基、可以被取代基取代的不饱和烷基、可以被取代基取代的不饱和环烷基、可以被取代基取代的芳香族基团、可以被取代基取代的杂环基、可以被取代基取代的烷氧基、可以被取代基取代的不饱和烷氧基、可以被取代基取代的硫代烷氧基、可以被取代基取代的不饱和硫代烷氧基、OH、SH、CN、SCN、OCN中选择。
另外，Re、Rf可以与R3键合而形成环。
Y从O、S中选择。)
(R4X4)(R5X5)(R6X6)C 通式(3)
(R4从氢、卤素、可以被取代基取代的烷基、可以被取代基取代的环烷基、可以被取代基取代的不饱和烷基、可以被取代基取代的不饱和环烷基、可以被取代基取代的芳香族基团、可以被取代基取代的杂环基、可以被取代基取代的烷氧基、可以被取代基取代的不饱和烷氧基、可以被取代基取代的硫代烷氧基、可以被取代基取代的不饱和硫代烷氧基、CN、SCN、OCN中选择。
R5从氢、卤素、可以被取代基取代的烷基、可以被取代基取代的环烷基、可以被取代基取代的不饱和烷基、可以被取代基取代的不饱和环烷基、可以被取代基取代的芳香族基团、可以被取代基取代的杂环基、可以被取代基取代的烷氧基、可以被取代基取代的不饱和烷氧基、可以被取代基取代的硫代烷氧基、可以被取代基取代的不饱和硫代烷氧基、CN、SCN、OCN中选择。
R6从氢、卤素、可以被取代基取代的烷基、可以被取代基取代的环烷基、可以被取代基取代的不饱和烷基、可以被取代基取代的不饱和环烷基、可以被取代基取代的芳香族基团、可以被取代基取代的杂环基、可以被取代基取代的烷氧基、可以被取代基取代的不饱和烷氧基、可以被取代基取代的硫代烷氧基、可以被取代基取代的不饱和硫代烷氧基、CN、SCN、OCN中选择。
另外，R4、R5、R6中的任2个或3个可以键合而形成环。
X4从SO2、C＝O、C＝S、RgP＝O、RhP＝S、S＝O、Si＝O中选择。
X5从SO2、C＝O、C＝S、RiP＝O、RjP＝S、S＝O、Si＝O中选择。
X6从SO2、C＝O、C＝S、RkP＝O、RlP＝S、S＝O、Si＝O中选择。
Rg、Rh、Ri、Rj、Rk、Rl各自独立地从氢、卤素、可以被取代基取代的烷基、可以被取代基取代的环烷基、可以被取代基取代的不饱和烷基、可以被取代基取代的不饱和环烷基、可以被取代基取代的芳香族基团、可以被取代基取代的杂环基、可以被取代基取代的烷氧基、可以被取代基取代的不饱和烷氧基、可以被取代基取代的硫代烷氧基、可以被取代基取代的不饱和硫代烷氧基、OH、SH、CN、SCN、OCN中选择。
另外，Rg、Rh、Ri、Rj、Rk、Rl可以与R4、R5或者R6键合而形成环。)
对由上述通式(1)～(3)表示化学结构中“可以被取代基取代的”的语句进行说明。例如如果为“可以被取代基取代的烷基”，则表示烷基的氢中的一个或多个被取代基取代而得的烷基或者没有特别的取代基的烷基。
作为“可以被取代基取代的”的语句中的取代基，可举出烷基、烯基、炔基、环烷基、不饱和环烷基、芳香族基团、杂环基、卤素、OH、SH、CN、SCN、OCN、硝基、烷氧基、不饱和烷氧基、氨基、烷基氨基、二烷基氨基、芳氧基、酰基、烷氧羰基、酰氧基、芳氧羰基、酰基氨基、烷氧羰基氨基、芳氧羰基氨基、磺酰基氨基、氨磺酰基、氨基甲酰基、烷硫基、芳硫基、磺酰基、亚磺酰基、脲基、磷酸酰胺基、磺基、羧基、异羟肟酸基、亚磺基、肼基、亚氨基、甲硅烷基等。这些取代基可以进一步被取代。另外，有2个以上取代基时，取代基可以相同也可以不同。
盐的阴离子的化学结构更优选由下述通式(4)、通式(5)或者通式(6)表示的化学结构。
(R7X7)(R8X8)N 通式(4)
(R7、R8各自独立地为CnHaFbClcBrdIe(CN)f(SCN)g(OCN)h。
n、a、b、c、d、e、f、g、h各自独立地为0以上的整数，满足2n+1＝a+b+c+d+e+f+g+h。
另外，R7与R8可以相互键合而形成环，这时，满足2n＝a+b+c+d+e+f+g+h。
X7从SO2、C＝O、C＝S、RmP＝O、RnP＝S、S＝O、Si＝O中选择。
X8从SO2、C＝O、C＝S、RoP＝O、RpP＝S、S＝O、Si＝O中选择。
Rm、Rn、Ro、Rp各自独立地从氢、卤素、可以被取代基取代的烷基、可以被取代基取代的环烷基、可以被取代基取代的不饱和烷基、可以被取代基取代的不饱和环烷基、可以被取代基取代的芳香族基团、可以被取代基取代的杂环基、可以被取代基取代的烷氧基、可以被取代基取代的不饱和烷氧基、可以被取代基取代的硫代烷氧基、可以被取代基取代的不饱和硫代烷氧基、OH、SH、CN、SCN、OCN中选择。
另外，Rm、Rn、Ro、Rp可以与R7或者R8键合而形成环。)
R9X9Y 通式(5)
(R9为CnHaFbClcBrdIe(CN)f(SCN)g(OCN)h。
n、a、b、c、d、e、f、g、h各自独立地为0以上的整数，满足2n+1＝a+b+c+d+e+f+g+h。
X9从SO2、C＝O、C＝S、RqP＝O、RrP＝S、S＝O、Si＝O中选择。
Rq、Rr各自独立地从氢、卤素、可以被取代基取代的烷基、可以被取代基取代的环烷基、可以被取代基取代的不饱和烷基、可以被取代基取代的不饱和环烷基、可以被取代基取代的芳香族基团、可以被取代基取代的杂环基、可以被取代基取代的烷氧基、可以被取代基取代的不饱和烷氧基、可以被取代基取代的硫代烷氧基、可以被取代基取代的不饱和硫代烷氧基、OH、SH、CN、SCN、OCN中选择。
另外，Rq、Rr可以与R9键合而形成环。
Y从O、S中选择。)
(R10X10)(R11X11)(R12X12)C 通式(6)
(R10、R11、R12各自独立地为CnHaFbClcBrdIe(CN)f(SCN)g(OCN)h。
n、a、b、c、d、e、f、g、h各自独立地为0以上的整数，满足2n+1＝a+b+c+d+e+f+g+h。
R10、R11、R12中的任2个可以键合而形成环，这时，形成环的基团满足2n＝a+b+c+d+e+f+g+h。另外，R10、R11、R12这3个可以键合而形成环，这时，3个中的2个基团满足2n＝a+b+c+d+e+f+g+h，1个基团满足2n－1＝a+b+c+d+e+f+g+h。
X10从SO2、C＝O、C＝S、RsP＝O、RtP＝S、S＝O、Si＝O中选择。
X11从SO2、C＝O、C＝S、RuP＝O、RvP＝S、S＝O、Si＝O中选择。
X12从SO2、C＝O、C＝S、RwP＝O、RxP＝S、S＝O、Si＝O中选择。
Rs、Rt、Ru、Rv、Rw、Rx各自独立地从氢、卤素、可以被取代基取代的烷基、可以被取代基取代的环烷基、可以被取代基取代的不饱和烷基、可以被取代基取代的不饱和环烷基、可以被取代基取代的芳香族基团、可以被取代基取代的杂环基、可以被取代基取代的烷氧基、可以被取代基取代的不饱和烷氧基、可以被取代基取代的硫代烷氧基、可以被取代基取代的不饱和硫代烷氧基、OH、SH、CN、SCN、OCN中选择。
另外，Rs、Rt、Ru、Rv、Rw、Rx可以与R10、R11或者R12键合而形成环。)
由上述通式(4)～(6)表示的化学结构中“可以被取代基取代的”的语句的意思与上述通式(1)～(3)中说明的意思相同。
由上述通式(4)～(6)表示的化学结构中，n优选0～6的整数，更优选0～4的整数，特别优选0～2的整数。应予说明，由上述通式(4)～(6)表示的化学结构的R7与R8键合或者R10、R11、R12键合而形成环时，n优选1～8的整数，更优选1～7的整数，特别优选1～3的整数。
盐的阴离子的化学结构更优选由下述通式(7)、通式(8)或者通式(9)表示的结构。
(R13SO2)(R14SO2)N 通式(7)
(R13、R14各自独立地为CnHaFbClcBrdIe。
n、a、b、c、d、e各自独立地为0以上的整数，满足2n+1＝a+b+c+d+e。
另外，R13与R14可以相互键合而形成环，这时，满足2n＝a+b+c+d+e。)
R15SO3 通式(8)
(R15为CnHaFbClcBrdIe。
n、a、b、c、d、e各自独立地为0以上的整数，满足2n+1＝a+b+c+d+e。)
(R16SO2)(R17SO2)(R18SO2)C 通式(9)
(R16、R17、R18各自独立地为CnHaFbClcBrdIe。
n、a、b、c、d、e各自独立地为0以上的整数，满足2n+1＝a+b+c+d+e。
R16、R17、R18中的任2个可以键合而形成环，这时，形成环的基团满足2n＝a+b+c+d+e。另外，R16、R17、R18这3个可以键合而形成环，这时，3个中的2个基团满足2n＝a+b+c+d+e，1个基团满足2n－1＝a+b+c+d+e。)
由上述通式(7)～(9)表示的化学结构中，n优选0～6的整数，更优选0～4的整数，特别优选0～2的整数。应予说明，由上述通式(7)～(9)表示的化学结构的R13与R14键合或者R16、R17、R18键合而形成环时，n优选1～8的整数，更优选1～7的整数，特别优选1～3的整数。
另外，由上述通式(7)～(9)表示的化学结构中，a、c、d、e优选0。
金属盐特别优选(CF3SO2)2NLi(以下，有时称为“LiTFSA”)、(FSO2)2NLi(以下，有时称为“LiFSA”)、(C2F5SO2)2NLi、FSO2(CF3SO2)NLi、(SO2CF2CF2SO2)NLi、(SO2CF2CF2CF2SO2)NLi、FSO2(CH3SO2)NLi、FSO2(C2F5SO2)NLi或者FSO2(C2H5SO2)NLi。
本发明的金属盐采用将以上说明的阳离子和阴离子分别以适当的数目组合而得的金属盐即可。本发明的电解液中的金属盐可以采用1种，也可以并用多种。
作为具有杂元素的有机溶剂，优选杂元素为选自氮、氧、硫、卤素中的至少一个的有机溶剂，更优选杂元素为选自氮或者氧中的至少一个的有机溶剂。另外，作为具有杂元素的有机溶剂，优选不具有NH基、NH2基、OH基、SH基等质子供体基团的非质子性溶剂。
如果具体例示具有杂元素的有机溶剂(以下，有时简称为“有机溶剂”)，则可以举出乙腈、丙腈、丙烯腈、丙二腈等腈类，1,2－二甲氧基乙烷、1,2－二乙氧基乙烷、四氢呋喃、1,2－二氧杂环己烷、1,3－二氧杂环己烷、1,4－二氧杂环己烷、2,2－二甲基－1,3－二氧戊环、2－甲基四氢吡喃、2－甲基四氢呋喃、冠醚等醚类，碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯等碳酸酯类，甲酰胺、N,N－二甲基甲酰胺、N,N－二甲基乙酰胺、N－甲基吡咯烷酮等酰胺类，异氰酸异丙酯、异氰酸正丙酯、异氰酸氯甲酯等异氰酸酯类，乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸甲酯、甲酸甲酯、甲酸乙酯、乙酸乙烯酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯等酯类，缩水甘油基甲基醚、环氧丁烷、2－乙基环氧乙烷等环氧类，唑、2－乙基唑、唑啉、2－甲基－2－唑啉等唑类，丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮等酮类，乙酸酐、丙酸酐等酸酐，二甲砜、环丁砜等砜类，二甲基亚砜等亚砜类，1－硝基丙烷、2－硝基丙烷等硝基类，呋喃、糠醛等呋喃类，γ－丁内酯、γ－戊内酯、δ－戊内酯等环状酯类，噻吩、吡啶等芳香族杂环类，四氢－4－吡喃酮、1－甲基吡咯烷、N－甲基吗啉等杂环类，磷酸三甲酯、磷酸三乙酯等磷酸酯类。
作为有机溶剂，可以举出由下述通式(10)表示的链状碳酸酯。
R19OCOOR20 通式(10)
(R19、R20各自独立地选自作为链状烷基的CnHaFbClcBrdIe或者化学结构中含有环状烷基的CmHfFgClhBriIj中的任一个。n、a、b、c、d、e、m、f、g、h、i、j各自独立地为0以上的整数，满足2n+1＝a+b+c+d+e，2m＝f+g+h+i+j。)
由上述通式(10)表示的链状碳酸酯中，n优选1～6的整数，更优选1～4的整数，特别优选1～2的整数。m优选3～8的整数，更优选4～7的整数，特别优选5～6的整数。另外，特别优选由上述通式(10)表示的链状碳酸酯中的碳酸二甲酯(以下，有时称为“DMC”)、碳酸二乙酯(以下，有时称为“DEC”)、碳酸甲乙酯(以下，有时称为“EMC”)。
作为有机溶剂，优选相对介电常数为20以上或者具有供体性的醚氧的溶剂，作为这样的有机溶剂，可以举出乙腈、丙腈、丙烯腈、丙二腈等腈类、1，2-二甲氧基乙烷、1，2-二乙氧基乙烷、四氢呋喃、1，2-二氧杂环己烷、1，3-二氧杂环己烷、1，4-二氧杂环己烷、2，2-二甲基-1，3-二氧戊环、2-甲基四氢吡喃、2-甲基四氢呋喃、冠醚等醚类、N，N-二甲基甲酰胺、丙酮、二甲基亚砜、环丁砜，特别优选乙腈(以下，有时称为“AN”)、1，2-二甲氧基乙烷(以下，有时称为“DME”)。
这些有机溶剂可以单独用于电解液，也可以并用多个。
仅限于参考，将具有杂元素的有机溶剂的密度(g/cm3)列举在表1中。
[表1]
有机溶剂 密度(g/cm<sup>3</sup>)
1，2-二甲氧基乙烷 0.869
二乙醚 0.714
二异丙醚 0.724
乙酸乙酯 0.901
乙酸酐 1.083
四氢呋喃 0.889
1，4-二氧杂环己烷 1.034
丙酮 0.790
甲基乙基酮 0.805
四氯化碳 1.594
氯仿 1.489
二氯甲烷 1.326
1，2-二氯乙烷 1.252
乙腈 0.782
硝基甲烷 1.138
二甲基甲酰胺 0.949
六甲基磷酰胺 1.027
三乙胺 0.728
吡啶 0.983
二甲基亚砜 1.100
二硫化碳 1.263
碳酸亚乙酯 1.321
碳酸二甲酯 1.07
碳酸甲乙酯 1.015
碳酸二乙酯 0.976
环丁砜 1.261
本发明的电解液的特征在于，在其振动光谱中，对于来自电解液中含有的有机溶剂的峰强度，将有机溶剂本来的峰强度设为Io，将有机溶剂本来的峰位移而得的峰(以下，有时称为“位移峰”)的强度设为Is时，Is＞Io。即，将本发明的电解液供于振动光谱测定而得的振动光谱图中，上述2个峰强度的关系为Is＞Io。
这里，“有机溶剂本来的峰”是指在仅对有机溶剂进行振动光谱测定时的峰位置(波数)观察到的峰。有机溶剂本来的峰强度Io的值和位移峰强度Is的值是振动光谱中各峰距基线的高度或者面积。
在本发明的电解液的振动光谱中，有机溶剂本来的峰位移而得的峰存在多个时，根据最容易判断Is与Io的关系的峰来判断该关系即可。另外，本发明的电解液使用多种具有杂元素的有机溶剂时，选择最容易判断Is与Io的关系的(Is与Io之差最显著的)有机溶剂，根据该峰强度判断Is与Io的关系即可。另外，峰的位移量小，位移前后的峰重叠而呈现坡度小的山时，也可以使用已知方法进行峰分离，判断Is与Io的关系。
应予说明，在使用多种具有杂元素的有机溶剂的电解液的振动光谱中，最容易与阳离子配位的有机溶剂(以下，有时称为“优先配位溶剂”)的峰比其他溶剂先发生位移。在使用多种具有杂元素的有机溶剂的电解液中，相对于具有杂元素的有机溶剂全体的优先配位溶剂的质量％优选40％以上，更优选50％以上，进一步优选60％以上，特别优选80％以上。另外，在使用多种具有杂元素的有机溶剂的电解液中，相对于具有杂元素的有机溶剂全体的优先配位溶剂的体积％优选40％以上，更优选50％以上，进一步优选60％以上，特别优选80％以上。
本发明的电解液的振动光谱中的上述2个峰强度的关系优选满足Is＞2×Io的条件，更优选满足Is＞3×Io的条件，进一步优选满足Is＞5×Io的条件，特别优选满足Is＞7×Io的条件。最优选的是在本发明的电解液的振动光谱中未观察到有机溶剂本来的峰强度Io而观察到位移峰强度Is的电解液。意味着在该电解液中，电解液中含有的有机溶剂的全部分子与金属盐完全溶剂化。本发明的电解液最优选电解液中含有的有机溶剂的全部分子与金属盐完全溶剂化的状态(Io＝0的状态)。
推断在本发明的电解液中，金属盐和具有杂元素的有机溶剂(或者优先配位溶剂)发生相互作用。具体而言，推断金属盐与具有杂元素的有机溶剂(或者优先配位溶剂)的杂元素形成配位键，形成由金属盐和具有杂元素的有机溶剂(或者优先配位溶剂)构成的稳定的团簇。从后述的实施例的结果来看，推断该团簇大体相对于1分子金属盐配位2分子具有杂元素的有机溶剂(或者优先配位溶剂)而形成。如果考虑这点，则本发明的电解液中相对于1摩尔金属盐的具有杂元素的有机溶剂(或者优先配位溶剂)的摩尔范围优选1.4摩尔以上且小于3.5摩尔，更优选1.5摩尔～3.1摩尔，更优选1.6摩尔～3摩尔。
另外，电容器的电解液理论上盐浓度越高容量越高。如果考虑这些方面，则本发明的电解液中相对于1摩尔金属盐的具有杂元素的有机溶剂(或者优先配位溶剂)的摩尔范围优选小于3.5摩尔，更优选3.1摩尔以下，进一步优选3摩尔以下。如上所述，优选电容器的电解液的盐浓度高，如果要描述本发明的电解液中相对于1摩尔金属盐的具有杂元素的有机溶剂(或者优先配位溶剂)的摩尔范围的下限，则例如可以举出1.1摩尔以上，1.4摩尔以上，1.5摩尔以上，1.6摩尔以上。
推断在本发明的电解液中，通过大体相对于1分子金属盐配位2分子具有杂元素的有机溶剂(或者优先配位溶剂)而形成团簇，因此本发明的电解液的浓度(mol/L)取决于金属盐和有机溶剂各自的分子量和制成溶液时的密度。因此，一概规定本发明的电解液的浓度是不合适的。
将本发明的电解液的浓度(mol/L)分别独立地例示于表2。
[表2]
金属盐 有机溶剂 浓度(mol/L)
LiTFSA DME 2.2～3.4
LiTFSA AN 3.2～4.9
LiFSA DME 2.6～4.1
LiFSA AN 3.9～6.0
LiFSA DMC 2.3～4.5
LiFSA EMC 2.0～3.8
LiFSA DEC 1.8～3.6
LiBF<sub>4</sub> DMC 3.4～5.9
LiPF<sub>6</sub> DMC 3.2～5.3
形成团簇的有机溶剂与不参与团簇形成的有机溶剂各自的存在环境不同。因此，在振动光谱测定中，观察到来自形成团簇的有机溶剂的峰是从观察到来自不参与团簇形成的有机溶剂的峰(有机溶剂本来的峰)的波数向高波数侧或者低波数侧位移。即，位移峰相当于形成团簇的有机溶剂的峰。
作为振动光谱，可以举出IR光谱或者拉曼光谱。作为IR测定的测定方法，可以举出石蜡糊法、液膜法等透射测定方法，ATR法等反射测定方法。对于选择IR光谱或者拉曼光谱中的哪一个，选择在本发明的电解液的振动光谱中容易判断Is与Io的关系的光谱即可。应予说明，振动光谱测定在可减少或者忽略大气中的水分的影响的条件下进行即可。例如，可以在干燥室、手套箱等低湿度或者无湿度条件下进行IR测定，或者，将电解液放入密闭容器的状态下进行拉曼光谱测定。
这里，对含有LiTFSA作为金属盐、含有乙腈作为有机溶剂的本发明的电解液中的峰进行具体说明。
仅对乙腈进行IR测定时，通常在2100～2400cm-1附近观察到来自C与N间的三键的伸缩振动的峰。
这里，根据以往的技术常识，假定在乙腈溶剂中以1mol/L的浓度溶解LiTFSA制成电解液的情况。乙腈1L相当于约19mol，以往的电解液1L中存在1mol的LiTFSA和19mol的乙腈。这样，在以往的电解液中，存在与LiTFSA溶剂化的(与Li配位的)乙腈的同时，存在大量未与LiTFSA溶剂化的(未与Li配位的)乙腈。与LiTFSA溶剂化的乙腈分子和未与LiTFSA溶剂化的乙腈分子因为乙腈分子所处的环境不同，所以在IR光谱中，区别地观察到两者的乙腈峰。更具体而言，未与LiTFSA溶剂化的乙腈的峰在与仅对乙腈进行IR测定时相同的位置(波数)被观察到，另一方面，与LiTFSA溶剂化的乙腈的峰以峰位置(波数)位移到高波数侧的形式被观察到。
而且，在以往的电解液的浓度中，由于存在大量未与LiTFSA溶剂化的乙腈，因此在以往的电解液的振动光谱中，乙腈本来的峰强度Io与乙腈本来的峰位移而得的峰强度Is的关系为Is＜Io。
另一方面，本发明的电解液与以往的电解液相比LiTFSA的浓度高，并且，电解液中与LiTFSA溶剂化的(形成团簇的)乙腈分子的个数比未与LiTFSA溶剂化的乙腈分子的个数多。这样，本发明的电解液的振动光谱中的乙腈本来的峰强度Io与乙腈本来的峰位移而得的峰强度Is的关系为Is＞Io。
在表3中，例示本发明的电解液的振动光谱中认为对Io和Is的计算有用的有机溶剂的波数及其归属。应予说明，有时因振动光谱的测定装置、测定环境、测定条件而观察到的峰的波数与以下的波数不同。
[表3]
有机溶剂 波数(cm<sup>1</sup>) 归属
碳酸亚乙酯 1769 C与0间的双键
碳酸亚丙酯 1829 C与0间的双键
乙酸酐 1785、1826 C与0间的双键
丙酮 1727 C与0间的双键
乙腈 2250 C与N间的三键
乙腈 899 C-C单键
DME 1099 C-0单键
DME 1124 C-0单键
N，N-二甲基甲酰胺 1708 C与0间的双键
γ-丁内酯 1800 C与0间的双键
硝基丙烷 1563 N与0间的双键
吡啶 977 不明
二甲基亚砜 1017 S与0间的双键
对于有机溶剂的波数及其归属，也可以参考公知的数据。作为参考文献，可以举出日本分光学会测定法系列17拉曼光谱法、滨口宏夫、平川晓子、学会出版中心、231～249页。另外，使用计算机的计算也能够预测认为对Io和Is的计算有用的有机溶剂的波数和有机溶剂与金属盐配位时的波数位移。例如，可以使用Gaussian09(注册商标，Gaussian公司)，以密度泛函数为B3LYP，以基底函数为6-311G++(d，p)进行计算。本领域技术人员可以参考表3的记载、公知的数据、由计算机得到的计算结果，选定有机溶剂的峰，计算Io和Is。
本发明的电解液的密度d(g/cm3)表示20℃时的密度。密度d(g/cm3)优选为d≥1.2或者d≤2.2，更优选1.2≤d≤2.2的范围内，进一步优选1.24≤d≤2.0的范围内，更进一步优选1.26≤d≤1.8的范围内，特别优选1.27≤d≤1.6的范围内。
本发明的电解液的d/c为0.15≤d/c≤0.71，优选0.15≤d/c≤0.56的范围内，更优选0.25≤d/c≤0.56的范围内，进一步优选0.26≤d/c≤0.50的范围内，特别优选0.27≤d/c≤0.47的范围内。
本发明的电解液的d/c即使在特定了金属盐和有机溶剂的情况下也可以进行规定。例如，选择LiTFSA作为金属盐、选择DME作为有机溶剂时，d/c优选0.42≤d/c≤0.56的范围内，更优选0.44≤d/c≤0.52的范围内。选择LiTFSA作为金属盐、选择AN作为有机溶剂时，d/c优选0.35≤d/c≤0.41的范围内，更优选0.36≤d/c≤0.39的范围内。选择LiFSA作为金属盐、选择DME作为有机溶剂时，d/c优选0.32≤d/c≤0.46的范围内，更优选0.34≤d/c≤0.42的范围内。选择LiFSA作为金属盐、选择AN作为有机溶剂时，d/c优选0.25≤d/c≤0.31的范围内，更优选0.26≤d/c≤0.29的范围内。选择LiFSA作为金属盐、选择DMC作为有机溶剂时，d/c优选0.32≤d/c≤0.48的范围内，更优选0.32≤d/c≤0.46的范围内，进一步优选0.34≤d/c≤0.42的范围内。选择LiFSA作为金属盐、选择EMC作为有机溶剂时，d/c优选0.34≤d/c≤0.50的范围内，更优选0.37≤d/c≤0.45的范围内。选择LiFSA作为金属盐、选择DEC作为有机溶剂时，d/c优选0.36≤d/c≤0.54的范围内，更优选0.39≤d/c≤0.48的范围内。
本发明的电解液与以往的电解液相比，金属盐和有机溶剂的存在环境不同，并且，金属盐浓度或者密度高，因此能够期待电解液中的金属离子输送速度的提高(特别是金属为锂时，锂迁移数的提高)、电极与电解液界面的反应速度的提高、电池的高速率充放电时引起的电解液的盐浓度的偏在的缓和、双电层容量的增大等。并且，本发明的电解液中，具有杂元素的有机溶剂的过半与金属盐形成团簇或者密度高，因此电解液中含有的有机溶剂的蒸气压变低。作为其结果，能够减少有机溶剂从本发明的电解液挥发。
电容器与电池相比体积能量密度小。一般为了增加电容器的电容，增加电容器的电极的吸附部位，增加离子的绝对量。但是，如果增加电极的吸附部位和电解液，则电池的体积增加，电池自身变大。
如上所述，本发明的电解液与以往的电解液相比金属盐浓度高。因而，具备本发明的电解液的本发明的电容器与具备以往的电解液的电容器相比，可在电极与电解液的界面排列的离子的绝对量多。这样，本发明的电容器的电容与具备以往的电解液的电容器的电容相比提高。
本发明的电解液中，形成金属盐和有机溶剂的存在环境特异性的团簇。这里，推断与构成一般的离子液体的离子半径大的阳离子和阴离子相比，本发明的电解液的团簇的半径小。这样，可在电极与电解液的界面排列的离子的绝对量增加，因此本发明的电容器的电容与具备以往的电解液或者具备由离子液体构成的电解液的电容器的电容相比提高。
另外，本发明的电解液因为阳离子为金属离子，所以通过本发明的电容器的负极使用能够插入脱离金属离子而进行氧化还原反应的碳等材料，负极能够成为插入离子的状态的电位，因此能够提高电容器的电压。例如，如果使用由使用锂作为阳离子的盐构成的电解液，则通过改变电极构成能够成为双电层电容器，也能够成为锂离子电容器。特别是锂离子电容器具有电压的优点，成为承担电容器的高能量化的一个方向。一般锂离子电容器必需具备含有锂的电解液，在通常的双电层电容器中使用的电解液因为不含锂而无法使用。因此，使用锂离子二次电池用电解液作为锂离子电容器的电解液。但是，因为阳离子为锂的本发明的电解液含有锂，所以不但能够用于双电层电容器，还能够用于锂离子电容器。应予说明，制成锂离子电容器时，为了进一步发挥性能，需要预先将锂离子掺杂到电极中的工序。作为掺杂工序，可以将金属锂粘贴于电极，将金属锂浸渍在电解液中并溶解来进行掺杂，也可以像专利第4732072号中公开的那样，在使用开口的集电体的卷绕型锂离子电容器的外周部和中心部配置金属锂，进行充电作业来掺杂。另外，还可以像J.Electrochem.Soc.2012,Volume 159,Issue 8,Pages A1329-A1334.中公开的那样，预先在正极中添加含有过量锂的过渡金属氧化物，进行充电来进行锂的掺杂。因为含有过量锂的过渡金属氧化物在结构内锂占的比例大，所以如果该过渡金属氧化物几乎放出全部锂，则过渡金属氧化物的粒子形状微粉化。该微粉化的粒子形状的过渡金属氧化物与活性炭相比锂吸附量低，但显示锂吸附容量。因此，通过对在锂离子电容器的正极中添加的含有过量锂的过渡金属氧化物进行导电处理，能够使放出锂后的过渡金属氧化物成为正极的吸附位点。锂过量的过渡金属氧化物与一般的电极中使用的碳相比表面积小但密度高，因此可能在对体积能量方面起到有利作用。
另外，本发明的电解液的粘度与以往的电解液的粘度相比高。因此，如果是使用本发明的电解液的电池或者电容器，即便电池或者电容器破损，电解液泄漏也得到抑制。另外，使用以往的电解液的锂离子二次电池，高速充放电循环时容量减少显著。作为其理由之一，认为由于迅速反复充放电时的电解液中产生的Li浓度不均，所以电解液无法向与电极的反应界面供给充分量的Li，换句话说，电解液的Li浓度偏在。然而，本发明的电解液的金属浓度比以往的电解液高。例如本发明的电解液优选的Li浓度为一般的电解液的Li浓度的2～5倍左右。认为这样以高浓度含有Li的本发明的电解液中，Li的偏在减少，其结果，认为高速充放电循环时的容量降低得到抑制。并且，认为利用本发明的电解液的高粘度、高离子传导、高阳离子输送的物性，能够抑制电解液的Li浓度的偏在，这是抑制上述容量降低的理由。另外，由于本发明的电解液粘度高，所以电极界面的电解液的保液性提高，抑制在电极界面电解液不足的状态(所谓的液枯状态)，这也成为高速充放电循环时的容量降低得到抑制的一个因素。
如果阐述本发明的电解液的粘度η(mPa·s)，则优选10＜η＜500的范围，更优选12＜η＜400的范围，进一步优选15＜η＜300的范围，特别优选18＜η＜150的范围，最优选20＜η＜140的范围。
另外，电解液的离子电导率σ(mS/cm)越高越好，电解液中离子容易移动。因此，这样的电解液能够成为优异的电池的电解液。如果阐述本发明的电解液的离子电导率σ(mS/cm)，则优选为1≤σ。如果对本发明的电解液的离子电导率σ(mS/cm)示出包含上限的优选的范围，则优选2＜σ＜200的范围，更优选3＜σ＜100的范围，进一步优选4＜σ＜50的范围，特别优选5＜σ＜35的范围。
另外，本发明的电解液显示优选的阳离子迁移数(本发明的电解液的金属为锂时，锂迁移数)。如果表示优选的阳离子迁移数，则优选0.4以上，更优选0.45以上。
然而，本发明的电解液以高浓度含有金属盐的阳离子。因此，本发明的电解液中，相邻的阳离子间的距离极近。而且，二次电池充放电时锂离子等阳离子在正极与负极之间移动时，与移动目的地的电极最近的阳离子首先被供给到该电极。而且，在存在所供给的该阳离子的场所，与该阳离子相邻的其他阳离子移动。换句话说，预料在本发明的电解液中产生相邻的阳离子向成为供给对象的电极依次一个接一个地改变位置的多米诺骨牌那样的现象。因此，认为充放电时的阳离子的移动距离短，相应地阳离子的移动速度高。而且，认为因此具有本发明的电解液的二次电池的反应速度高。
对本发明的电解液的制造方法进行说明。本发明的电解液与以往的电解液相比金属盐的含量多或者密度的值高，因此通过在固体(粉体)的金属盐中添加有机溶剂的制造方法得到凝聚体，制造溶液状态的电解液是困难的。因而，在本发明的电解液的制造方法中，优选向有机溶剂缓缓加入金属盐，并且在维持电解液的溶液状态下进行制造。
根据金属盐和有机溶剂的种类，本发明的电解液包含以往考虑过的金属盐超过饱和溶解度地溶解于有机溶剂的液体。这样的本发明的电解液的制造方法包括：第1溶解工序，将具有杂元素的有机溶剂和金属盐混合并将金属盐溶解，制备第1电解液；第2溶解工序，在搅拌和/或加热条件下，向上述第1电解液加入上述金属盐并将上述金属盐溶解，制备过饱和状态的第2电解液；第3溶解工序，在搅拌和/或加热条件下，向上述第2电解液加入上述金属盐并将上述金属盐溶解，制备第3电解液。
这里，上述“过饱和状态”是指解除搅拌和/或加热条件时，或者，给予振动等晶核生成能量时，金属盐结晶从电解液析出的状态。第2电解液是“过饱和状态”，第1电解液和第3电解液不是“过饱和状态”。
换言之，本发明的电解液的上述制造方法经由热力学稳定的液体状态且包含以往的金属盐浓度的第1电解液，经由热力学不稳定的液体状态的第2电解液，然后成为热力学稳定的新的液体状态的第3电解液，即本发明的电解液。
因为稳定的液体状态的第3电解液在通常的条件下保持液体状态，所以推断在第3电解液中，例如，相对于1分子锂盐由2分子有机溶剂构成且通过这些分子间的强的配位键而被稳定化的团簇阻碍锂盐的结晶化。
第1溶解工序是将具有杂原子的有机溶剂和金属盐混合，溶解金属盐，制备第1电解液的工序。
第1溶解工序优选在搅拌和/或加热条件下进行。可以通过用混合器等带搅拌器的搅拌装置进行第1溶解工序来形成搅拌条件，也可以通过使用搅拌子和使搅拌子动作的装置(搅拌器)进行第1溶解工序来形成搅拌条件。搅拌速度适当地设定即可。加热条件优选用水浴或者油浴等恒温槽进行适当控制。金属盐溶解时产生溶解热，因此使用热不稳定的金属盐时，优选严格控制温度条件以使得溶液温度达不到金属盐的分解温度。另外，可以使用预先冷却的有机溶剂，也可以在冷却条件下进行第1溶解工序。为了将具有杂原子的有机溶剂和金属盐混合，可以向具有杂原子的有机溶剂中添加金属盐，也可以向金属盐添加具有杂原子的有机溶剂。如果考虑金属盐的溶解热的产生，则使用热不稳定的金属盐时，优选向具有杂原子的有机溶剂缓缓加入金属盐的方法。
第1溶解工序和第2溶解工序可以连续实施，也可以预先暂时保存(静置)在第1溶解工序中得到的第1电解液，经过一定时间后，实施第2溶解工序。
第2溶解工序是在搅拌和/或加热条件下，向第1电解液加入金属盐并将金属盐溶解，制备过饱和状态的第2电解液的工序。
为了制备热力学不稳定的过饱和状态的第2电解液，第2溶解工序必须在搅拌和/或加热条件下进行。可以通过用混合器等带搅拌器的搅拌装置进行第2溶解工序来形成搅拌条件，也可以通过使用搅拌子和使搅拌子动作的装置(搅拌器)进行第2溶解工序来形成搅拌条件。加热条件优选用水浴或者油浴等恒温槽进行适当控制。当然，特别优选使用兼具搅拌功能和加热功能的装置或者系统进行第2溶解工序。应予说明，本发明的电解液的制造方法中所说的加热是指将对象物加热到常温(25℃)以上的温度。更优选加热温度为30℃以上，进一步优选为35℃以上。另外，加热温度优选是低于有机溶剂的沸点的温度。
在第2溶解工序中，加入的金属盐不充分溶解时，实施搅拌速度的增加和/或进一步的加热。另外，加入的金属盐不充分溶解时，可以向第2溶解工序的电解液加入少量具有杂原子的有机溶剂，促进金属盐的溶解。并且，还可以将第2溶解工序置于加压条件下。
如果将第2溶解工序中得到的第2电解液暂时静置，则金属盐的结晶析出，因此优选第2溶解工序和第3溶解工序连续实施。
第3溶解工序是在搅拌和/或加热条件下，向第2电解液加入金属盐，将金属盐溶解，制备第3电解液的工序。在第3溶解工序中，需要向过饱和状态的第2电解液加入金属盐并将其溶解，所以与第2溶解工序同样必须在搅拌和/或加热条件下进行。具体的搅拌和/或加热条件与第2溶解工序的条件相同。与第2溶解工序同样，在加入的金属盐不充分溶解时，实施搅拌速度的增加和/或进一步的加热。另外，加入的金属盐不充分溶解时，可以向电解液加入少量具有杂原子的有机溶剂，促进金属盐的溶解。并且，还可以使第3溶解工序置于加压条件下。
如果通过第1溶解工序、第2溶解工序以及第3溶解工序加入的有机溶剂与金属盐的摩尔比大体为2：1左右，则第3电解液(本发明的电解液)的制造结束。可以在第3溶解工序的电解液的d/c的值成为所希望的范围的时刻，结束第3电解液(本发明的电解液)的制造。即便解除搅拌和/或加热条件，金属盐结晶也不从本发明的电解液析出。从这些情况来看，推断本发明的电解液形成例如相对于1分子锂盐由2分子有机溶剂构成且通过这些分子间的强的配位键而被稳定化的团簇。
应予说明，制造本发明的电解液时，因金属盐和有机溶剂的种类，在各溶解工序的处理温度下，即便不经由上述过饱和状态，也能够使用上述第1～3溶解工序中阐述的具体的溶解方法适当地制造本发明的电解液。
这里，如果对第1溶解工序的第1电解液进行IR测定或者拉曼光谱测定等振动光谱测定，则在其振动光谱中，观察到来自第1电解液中含有的有机溶剂的有机溶剂本来的峰和位移峰的两峰。而且，在第1电解液的振动光谱中，有机溶剂本来的峰强度比位移峰强度大。
而且，随着第1溶解工序～第3溶解工序进行，有机溶剂本来的峰强度与位移峰强度的关系发生变化，在第3电解液的振动光谱中，位移峰强度变得比有机溶剂本来的峰强度大。
利用该现象，在本发明的电解液的制造方法中，优选具有对制造中途的电解液进行振动光谱测定的振动光谱测定工序。通过在本发明的电解液的制造方法中包含振动光谱测定工序，能够在制造中途确认电解液中的金属盐与有机溶剂的配位的程度(比例)或者Is与Io的关系，因此能够判断制造中途的电解液是否达到本发明的一个方式的电解液，另外，能够在制造中途的电解液未达到本发明的一个方式的电解液的情况下把握追加何种程度的量的金属盐达到本发明的一个方式的电解液。作为具体的振动光谱测定工序，例如，可以是将制造中途的各电解液取样一部分供于振动光谱测定的方法，也可以是对各电解液在insitu(原位)进行振动光谱测定的方法。作为对电解液在in situ进行振动光谱测定的方法，可以举出在透明的流动池中导入制造中途的电解液进行振动光谱测定的方法，或者，使用透明的制造容器从该容器外进行拉曼光谱测定的方法。应予说明，振动光谱测定优选在可减少或者忽略大气中的水分的影响的条件下进行。例如，可以在干燥室、手套箱等低湿度或者无湿度条件下进行IR测定，或者，在将电解液放入密闭容器的状态下进行拉曼光谱测定。
另外，在本发明的电解液的制造方法中，优选具有对制造中途的电解液的密度和浓度的值进行测定的密度浓度测定工序。作为具体的测定工序，例如，可以是将制造中途的各电解液取样一部分供于密度和浓度测定的方法，也可以是对各电解液的密度和浓度在insitu(原位)进行测定的方法。
与上述的振动光谱测定工序同样，通过本发明的电解液的制造方法包含密度浓度测定工序，能够在制造中途确认电解液的密度和浓度，因此能够判断制造中途的电解液是否达到本发明的一个方式的电解液，另外，能够在制造中途的电解液未达到本发明的一个方式的电解液时，把握追加何种程度的量的金属盐达到本发明的一个方式的电解液。
另外，在本发明的电解液的制造方法中，优选具有对制造中途的电解液的粘度进行测定的粘度测定工序。作为具体的粘度测定工序，例如，可以是将制造中途的各电解液取样一部分供于粘度测定的方法，也可以是将电解液的制造装置和粘度测定装置组合并对各电解液在in situ(原位)进行粘度测定的方法。通过本发明的电解液的制造方法包含粘度测定工序，能够在制造中途确认电解液的粘度，因此能够判断制造中途的电解液是否达到本发明的一个方式的电解液，另外，能够在制造中途的电解液未达到本发明的一个方式的电解液时，把握追加何种程度的量的金属盐达到本发明的一个方式的电解液。
并且，在本发明的电解液的制造方法中，优选具有对制造中途的电解液的离子电导率进行测定的离子电导率测定工序。作为具体的离子电导率测定工序，例如，可以是将制造中途的各电解液取样一部分供于离子电导率测定的方法，也可以是将电解液的制造装置和离子电导率测定装置组合并对各电解液在in situ进行离子电导率测定的方法。通过本发明的电解液的制造方法包含离子电导率测定工序，能够在制造中途确认电解液的离子电导率，因此能够判断制造中途的电解液是否达到本发明的一个方式的电解液，另外，能够在制造中途的电解液未达到本发明的一个方式的电解液的情况下，把握追加何种程度的量的金属盐达到本发明的一个方式的电解液。
本发明的电解液中除了上述具有杂元素的有机溶剂以外，还可以添加低极性(低介电常数)或者低供体数、与金属盐不显示特别的相互作用的溶剂，即，不对本发明的电解液的上述团簇的形成和维持造成影响的溶剂。通过将这样的溶剂加入本发明的电解液，能够在保持本发明的电解液的上述团簇的形成的状态下，期待使电解液的粘度较低的效果。应予说明，包含这种情况，最终得到的电解液的d/c发生变化的情况下，将本发明的一个方式的电解液定义为制造中间状态的电解液。
作为与金属盐不显示特别的相互作用的溶剂，具体可以例示苯、甲苯、乙基苯、邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯、1－甲基萘、己烷、庚烷、环己烷。
在本发明的电解液的制造方法中可以追加添加与上述金属盐不显示特别相互作用的溶剂的工序。该工序可以在第1～第3溶解工序的前后追加，也可以在第1～第3溶解工序的中途进行。
另外，本发明的电解液中除了上述具有杂元素的有机溶剂以外，还可以添加阻燃性的溶剂。通过将阻燃性的溶剂加入本发明的电解液，能够进一步提高本发明的电解液的安全度。作为阻燃性的溶剂，可以例示四氯化碳、四氯乙烷、氢氟醚等卤素系溶剂，磷酸三甲酯、磷酸三乙酯等磷酸衍生物。
在本发明的电解液的制造方法中可以追加加入上述阻燃性的溶剂的工序。该工序可以在第1～第3溶解工序的前后追加，也可以在第1～第3溶解工序的中途进行。
并且，如果将本发明的电解液与聚合物、无机填料混合并制成混合物，则该混合物封入电解液，成为类似固体电解质。通过使用类似固体电解质作为电池的电解液，能够抑制电池或者电容器中的电解液的漏液。
作为上述聚合物，可以采用锂离子二次电池等电池所使用的聚合物、一般的化学交联而得的聚合物。特别优选聚偏氟乙烯、聚六氟丙烯等可吸收电解液而凝胶化的聚合物、向聚环氧乙烷等聚合物导入离子导电性基团而得的聚合物。
作为具体的聚合物，可以例示聚丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚环氧乙烷、聚环氧丙烷、聚丙烯腈、聚偏氟乙烯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇丙烯酸酯、聚缩水甘油、聚四氟乙烯、聚六氟丙烯、聚硅氧烷、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚衣康酸、聚富马酸、聚巴豆酸、聚当归酸、羧甲基纤维素等聚羧酸、苯乙烯－丁二烯橡胶、腈－丁二烯橡胶、聚苯乙烯、聚碳酸酯、将马来酸酐和甘醇类共聚而成的不饱和聚酯、具有取代基的聚环氧乙烷衍生物、偏氟乙烯和六氟丙烯的共聚物。另外，作为上述聚合物，也可以选择使构成上述具体的聚合物的2种以上的单体共聚而成的共聚物。
作为上述聚合物，也优选多糖类。作为具体的多糖类，可以例示糖原、纤维素、甲壳质、琼脂糖、卡拉胶、肝素、透明质酸、果胶、支链淀粉、木葡聚糖、直链淀粉。另外，可以采用包含这些多糖类的材料作为上述聚合物，作为该材料，可以例示包含琼脂糖等多糖类的琼脂。
作为上述无机填料，优选氧化物、氮化物等无机陶瓷。
无机陶瓷在其表面具有亲水性和疏水性的官能团。因此，通过该官能团吸引电解液，能够在无机陶瓷内形成导电性通路。并且，以电解液分散的无机陶瓷利用上述官能团形成无机陶瓷彼此的网络，能够起到封入电解液的作用。利用无机陶瓷的这样的功能，能够进一步适当抑制电池中的电解液的漏液。为了适当发挥无机陶瓷的上述功能，无机陶瓷优选粒子形状，特别优选其粒径为纳米水平。
作为无机陶瓷的种类，可以举出一般的氧化铝、二氧化硅、氧化钛、氧化锆、磷酸锂盐等。另外，可以是无机陶瓷本身具有锂传导性的无机陶瓷，具体而言，可以例示Li3N、LiI、LiI－Li3N－LiOH、LiI－Li2S－P2O5、LiI－Li2S－P2S5、LiI－Li2S－B2S3、Li2O－B2S3、Li2O－V2O3－SiO2、Li2O－B2O3－P2O5、Li2O－B2O3－ZnO、Li2O－Al2O3－TiO2－SiO2－P2O5、LiTi2(PO4)3、Li－βAl2O3、LiTaO3。
可以采用玻璃陶瓷作为无机填料。因为玻璃陶瓷能够封入离子性液体，所以对于本发明的电解液也可以期待相同的效果。作为玻璃陶瓷，可以例示由xLi2S－(1－x)P2S5表示的化合物、以及该化合物的S的一部分被其他元素取代而成的化合物和该化合物的P的一部分被锗取代而成的化物。
在本发明的电解液的制造方法中，可以追加第3电解液与上述聚合物和/或上述无机填料的混合工序。
以上说明的本发明的电解液显示优异的离子电导率，因此优选作为电池、电容器等蓄电装置的电解液使用。本发明的电解液特别优选作为二次电池的电解液使用，其中尤为优选作为锂离子二次电池的电解液使用。另外，本发明的电解液优选作为双电层电容器或者锂离子电容器的电解液使用。
以下，对使用上述本发明的电解液的锂离子二次电池进行说明。
本发明的锂离子二次电池具备：具有可吸留和放出锂离子的负极活性物质的负极；具有可吸留和放出锂离子的正极活性物质的正极；和采用了锂盐作为金属盐的本发明的电解液。
作为负极活性物质，可以使用能吸留和放出锂离子的材料。因此，只要是可吸留和放出锂离子的单质、合金或者化合物，就没有特别限定。例如，作为负极活性物质，可以分别以单质的形式采用Li，碳、硅、锗、锡等第14族元素，铝、铟等第13族元素，锌、镉等第12族元素，锑、铋等第15族元素，镁、钙等碱土金属，银、金等第11族元素。如果负极活性物质采用硅等，则1原子硅与多个锂反应，因此成为高容量的活性物质，但可能产生伴随锂的吸留和放出的体积的膨胀和收缩变得显著的问题，因此为了减少这个可能性，也优选采用将过渡金属等其他元素与硅等单质组合而得的合金或者化合物作为负极活性物质。作为合金或者化合物的具体例，可举出Ag－Sn合金、Cu－Sn合金、Co－Sn合金等锡系材料，各种石墨等碳系材料，歧化成硅单质和二氧化硅的SiOx(0.3≤x≤1.6)等硅系材料，将硅单质或硅系材料与碳系材料组合而得的复合体。另外，作为负极活性物质，可以采用Nb2O5、TiO2、Li4Ti5O12、WO2、MoO2、Fe2O3等氧化物或者也由Li3－xMxN(M＝Co，Ni，Cu)表示的氮化物。作为负极活性物质，可以使用这些物质中的1种以上。
负极具有集电体和粘结于集电体的表面的负极活性物质层。
集电体是指锂离子二次电池放电或者充电期间，用于在电极持续流过电流的化学非活性的电子高传导体。作为集电体，可以例示选自银、铜、金、铝、钨、钴、锌、镍、铁、铂、锡、铟、钛、钌、钽、铬、钼中的至少1种，以及不锈钢等金属材料。集电体可以用公知的保护层覆盖。可以使用将集电体的表面用公知方法处理后的集电体作为集电体。
集电体可以采取箔、片、膜、线状、棒状、网等形态。因此，作为集电体，例如，可以优选使用铜箔、镍箔、铝箔、不锈钢箔等金属箔。集电体为箔、片、膜形态时，优选其厚度为1μm～100μm的范围内。
负极活性物质层包含负极活性物质以及根据需要的粘结剂和/或导电助剂。
粘结剂起到将活性物质和导电助剂维持在集电体的表面的作用。
作为粘结剂，可以例示聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、氟橡胶等含氟树脂，聚丙烯、聚乙烯等热塑性树脂，聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺等酰亚胺系树脂，含有烷氧基甲硅烷基的树脂。
另外，作为粘结剂，可以采用具有亲水基的聚合物。作为具有亲水基的聚合物的亲水基，可例示羧基、磺基、硅烷醇基、氨基、羟基、磷酸基等磷酸系的基团等。其中，优选聚丙烯酸(PAA)、羧甲基纤维素(CMC)、聚甲基丙烯酸等，在分子中含有羧基的聚合物或者聚(对苯乙烯磺酸)等含有磺基的聚合物。
聚丙烯酸或丙烯酸与乙烯基磺酸的共聚物等含有大量羧基和/或磺基的聚合物为水溶性。因此具有亲水基的聚合物优选为水溶性聚合物，优选在一分子中含有多个羧基和/或磺基的聚合物。
在分子中含有羧基的聚合物例如可以通过将酸单体聚合或对聚合物赋予羧基等方法制造。作为酸单体，可例示丙烯酸、甲基丙烯酸、乙烯基苯甲酸、巴豆酸、戊烯酸、当归酸、惕各酸等在分子中具有1个羧基的酸单体、衣康酸、中康酸、柠康酸、富马酸、马来酸、2－戊烯二酸、亚甲基琥珀酸、烯丙基丙二酸、异亚丙基琥珀酸、2,4－己二烯二酸、乙炔二羧酸等在分子内具有2个以上羧基的酸单体等。可以使用将从它们中选择的2种以上的单体聚合而成的共聚物。
也优选使用例如像日本特开2013-065493号公报中记载的由丙烯酸和衣康酸的共聚物构成且分子中含有羧基彼此缩合而形成的酸酐基的聚合物作为粘结剂。认为通过具有来自在一分子中具有2个以上羧基的酸度高的单体的结构，从而在充电时引起电解液分解反应前容易捕获锂离子等。并且，与聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸相比羧基多、酸度高，而且规定量的羧基转变为酸酐基，所以酸度也不会过高。因此，具有使用该粘结剂形成的负极的二次电池，初期效率提高，输入输出特性提高。
负极活性物质层中的粘结剂的配合比例以质量比计优选为负极活性物质：粘结剂＝1：0.005～1：0.3。这是因为如果粘结剂过少，则电极的成型性降低，另外，粘结剂过多时，电极的能量密度变低。
导电助剂是为了提高电极的导电性而添加的。因此，导电助剂在电极的导电性不足时任意添加即可，电极的导电性充分优异的情况下也可以添加。作为导电助剂，可以是化学非活性的电子高传导体，可例示作为碳质微粒的炭黑、石墨、乙炔黑、科琴黑(注册商标)、气相法碳纤维(Vapor Grown Carbon Fiber：VGCF)以及各种金属粒子等。可以将这些导电助剂单独或者组合2种以上添加到活性物质层中。负极活性物质层中的导电助剂的配合比例以质量比计优选为负极活性物质：导电助剂＝1：0.01～1：0.5。这是因为如果导电助剂过少，则无法形成效率高的导电路径，另外，导电助剂过多时，负极活性物质层的成型性变差，并且电极的能量密度变低。
锂离子二次电池中使用的正极具有可吸留和放出锂离子的正极活性物质。正极具有集电体和粘结于集电体的表面的正极活性物质层。正极活性物质层包含正极活性物质和根据需要的粘结剂和/或导电助剂。正极的集电体只要是可耐受适于所使用的活性物质的电压的金属，就没有特别限制，例如，可以例示选自银、铜、金、铝、钨、钴、锌、镍、铁、铂、锡、铟、钛、钌、钽、铬、钼中的至少1种以及不锈钢等金属材料。
以锂基准计使正极的电位为4V以上时，优选采用铝作为集电体。
具体而言，作为正极用集电体，优选使用由铝或铝合金构成的集电体。这里铝指纯铝，将纯度99.0％以上的铝称为纯铝。将在纯铝中添加各种元素形成的物质称为铝合金。作为铝合金，可举出Al－Cu系、Al－Mn系、Al－Fe系、Al－Si系、Al－Mg系、AL－Mg－Si系、Al－Zn－Mg系。
另外，作为铝或铝合金，具体而言，例如可举出JIS A1085、A1N30等A1000系合金(纯铝系)、JIS A3003、A3004等A3000系合金(Al－Mn系)、JIS A8079、A8021等A8000系合金(Al－Fe系)。
集电体可以用公知的保护层覆盖。可以使用通过公知的方法处理集电体的表面而得的集电体作为集电体。
集电体可以采取箔、片、膜、线状、棒状、网等形态。因此，作为集电体，例如，可以优选使用铜箔、镍箔、铝箔、不锈钢箔等金属箔。集电体为箔、片、膜形态时，优选其厚度为1μm～100μm的范围内。
正极的粘结剂和导电助剂与在负极中说明的相同。
作为正极活性物质，可以举出层状化合物的LiaNibCocMndDeOf(0.2≤a≤1.2，b+c+d+e＝1，0≤e＜1，D为选自Li、Fe、Cr、Cu、Zn、Ca、Mg、S、Si、Na、K、Al、Zr、Ti、P、Ga、Ge、V、Mo、Nb、W、La中的至少1个元素，1.7≤f≤2.1)、Li2MnO3。另外，作为正极活性物质，可以举出LiMn2O4等尖晶石，以及由尖晶石与层状化合物的混合物构成的固溶体，由LiMPO4、LiMVO4或者Li2MSiO4(式中的M选自Co、Ni、Mn、Fe中的至少一种)等表示的聚阴离子系化合物。并且，作为正极活性物质，可以举出LiFePO4F等由LiMPO4F(M为过渡金属)表示的Tavorite系化合物、LiFeBO3等由LiMBO3(M为过渡金属)表示的硼酸盐系化合物。作为正极活性物质使用的任意金属氧化物也可以以上述的组成式作为基本组成，可以使用基本组成中含有的金属元素被其他金属元素置换而得的物质。另外，作为正极活性物质，可以使用不含有电荷载体(例如有助于充放电的锂离子)的物质。例如，也可以使用硫单质(S)、将硫和碳复合化而得的化合物、TiS2等金属硫化物、V2O5、MnO2等氧化物、聚苯胺和蒽醌以及在化学结构中含有这些芳香族的化合物、共轭二乙酸系有机物等共轭系材料、其他公知的材料。并且，也可以采用具有硝基氧(nitroxide)、氮氧自由基(nitronylnitroxide)、加尔万氧基自由基、苯氧自由基等稳定的自由基的化合物作为正极活性物质。使用不含锂等电荷载体的正极活性物质材料的情况下，需要通过公知的方法预先在正极和/或负极中添加电荷载体。电荷载体可以以离子的状态添加，也可以以金属等非离子的状态添加。例如，电荷载体为锂时，可以将锂箔粘贴于正极和/或负极等进行一体化。
在集电体的表面形成活性物质层可以使用辊涂法、模涂法、浸涂法、刮刀法、喷涂法、帘式涂布法等一直以来公知的方法，在集电体的表面涂布活性物质。具体而言，制备含有活性物质以及根据需要的粘结剂和导电助剂的活性物质层形成用组合物，向该组合物添加适当的溶剂制成糊状后，涂布在集电体的表面后，进行干燥。作为溶剂，可以例示N－甲基－2－吡咯烷酮、甲醇、甲基异丁基酮、水。为了提高电极密度，可以对干燥后的糊料进行压缩。
锂离子二次电池根据需要使用隔离件。隔离件将正极与负极隔离，防止由两极的接触所致的电流的短路，同时使锂离子通过。作为隔离件，可以举出使用1种或多种如下材料的多孔体、无纺布、织布等，所述材料是聚四氟乙烯、聚丙烯、聚乙烯、聚酰亚胺、聚酰胺、聚芳酰胺(Aromatic polyamide)、聚酯、聚丙烯腈等合成树脂，纤维素、直链淀粉等多糖类，丝素蛋白、角蛋白、木质素、软木脂等天然高分子、陶瓷等电绝缘性材料。另外，隔离件可以为多层结构。本发明的电解液因为粘度略高，极性高，所以优选水等极性溶剂容易浸入的膜。具体而言，更优选水等极性溶剂浸入到存在的空隙的90％以上的膜。
根据需要使正极和负极夹装隔离件而制成电极体。电极体可以是将正极、隔离件和负极重叠而成的层叠型，或者将正极、隔离件和负极卷绕而成的卷绕型的任意类型。可以使用集电用导线等将从正极的集电体和负极的集电体通向外部的正极端子与负极端子之间连接后，向电极体加入本发明的电解液而制成锂离子二次电池。另外，本发明的锂离子二次电池在适于电极中含有的活性物质的种类的电压范围进行充放电即可。
本发明的锂离子二次电池的形状没有特别限定，可以采用圆筒型、方型、硬币型、层压型等各种形状。
本发明的锂离子二次电池可以搭载于车辆。车辆可以是其动力源的全部或一部分使用由锂离子二次电池得到的电能的车辆，例如，可以是电动车辆、混合动力车辆等。在车辆搭载锂离子二次电池的情况下，可以以串联的方式连接多个锂离子二次电池制成电池组。作为搭载锂离子二次电池的设备，除了车辆以外，可举出个人计算机、移动通信设备等，用电池驱动的各种的家电制品、办公设备、工业设备等。并且，本发明的锂离子二次电池可以用于风力发电、太阳光发电、水力发电和其他电力系统的蓄电装置以及电力平滑化装置、船舶等动力和/或补机类的电力供给源、飞机、航天器等动力和/或补机类的电力供给源、不使用电为动力源的车辆的辅助用电源、移动式家庭用机器人的电源、系统备用电源、无停电电源装置的电源、电动车辆用充电站等暂时储存充电所需的电力的蓄电装置。
以下，对双电层电容器和锂离子电容器进行说明。
本发明的双电层电容器和锂离子电容器具备本发明的电解液、一对电极和隔离件。
电极由集电体和形成在集电体上且包含碳材料的含碳层构成。
集电体是在电的放电或者充电期间，用于在电极持续流过电流的化学非活性的电子高传导体。作为集电体，只要是通常的双电层电容器或者锂离子电容器中使用的集电体即可，可以例示选自银、铜、金、铝、钨、钴、锌、镍、铁、铂、锡、铟、钛、钌、钽、铬、钼中的至少1种，以及不锈钢等金属材料。集电体可以用公知的保护膜覆盖。
集电体可以采取箔、片、膜、线状、棒状、网等形态。因此，作为集电体，例如，可以优选使用铜箔、镍箔、铝箔、不锈钢箔等金属箔。集电体为箔、片、膜形态时，优选其厚度为1μm～100μm的范围内。
含碳层包含碳材料以及根据需要的粘结剂(分散剂)和导电助剂。
作为碳材料，只要是通常的双电层电容器中使用的碳材料即可，可以举出从各种原料制造的活性炭。活性炭优选比表面积大。另外，也可以是聚并苯等导电性高分子、2,2,6,6－四甲基哌啶-N-氧基(TEMPO)这样在利用阴离子的吸附解吸而容量变大的氧化还原电容器中使用的材料。
但是，因为锂离子电容器的负极的含碳层的碳材料必须是可吸留和放出锂离子的材料，所以为天然石墨或人造石墨等含石墨的材料。
粘结剂起到将碳材料和导电助剂维持在集电体的表面的作用。
作为粘结剂，只要是通常的双电层电容器或锂离子电容器中使用的粘结剂即可，可以例示聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、氟橡胶等含氟树脂，聚丙烯、聚乙烯等热塑性树脂，聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺等酰亚胺系树脂，含有烷氧基甲硅烷基的树脂。含碳层中的粘结剂的配合比例以质量比计优选为碳材料：粘结剂＝1：0.005～1：0.3。
导电助剂是为了提高电极的导电性而添加的。因此，导电助剂在电极的导电性不足的情况下可以任意添加，在电极的导电性充分优异的情况下也可以不添加。作为导电助剂，只要是通常的双电层电容器或者锂离子电容器中使用的导电助剂即可，可例示作为碳质微粒的炭黑、天然石墨、人造石墨、乙炔黑、科琴黑(注册商标)、气相法碳纤维(VaporGrown Carbon Fiber：VGCF)以及各种金属粒子等。可以将这些导电助剂单独或者组合2种以上添加到含碳层中。含碳层中的导电助剂的配合比例以质量比计优选为碳材料：导电助剂＝1：0.01～1：0.5。
另外，锂离子电容器的正极的含碳层可以包含锂氧化物、锂氧化物与活性炭的混合物或者碳包覆锂氧化物。作为锂氧化物，可以举出LiaMO4(5≤a≤6，M为1种以上的过渡金属)，具体而言，可以举出Li5FeO4、Li6MnO4、Li6CoO4等反萤石型结构的锂氧化物。这些锂氧化物相当于以上说明的“含有过量锂的过渡金属氧化物”。含有过量锂的过渡金属氧化物优选均匀分散于正极的含碳层。
在集电体的表面形成含碳层时可以使用辊涂法、模涂法、浸涂法、刮刀法、喷涂法、帘式涂布法等一直以来公知的方法在集电体的表面涂布碳材料等。具体而言，制备含有碳材料和根据需要的粘结剂、导电助剂、锂氧化物与活性炭的固溶体、碳包覆锂氧化物的含碳层形成用组合物，向该组合物加入适当的溶剂制成糊状后，涂布于集电体的表面后，进行干燥。作为溶剂，可以例示N－甲基－2－吡咯烷酮、甲醇、甲基异丁基酮、水。作为具备包含含有过量锂的过渡金属氧化物的含碳层的正极的优选的制造方法，可以举出在混合了活性炭等碳材料和含有过量锂的过渡金属氧化物的混合物中，加入适当的溶剂制成糊状后，涂布在正极集电体的表面后，干燥的方法。
隔离件将一对电极相互隔离，防止由两极的接触所致的电流的短路。作为隔离件，只要是通常的双电层电容器或者锂离子电容器中使用的隔离件即可，可以举出使用1种或多种如下材料的多孔体、无纺布、织布等，所述材料是聚四氟乙烯、聚丙烯、聚乙烯、聚酰亚胺、聚酰胺、聚芳酰胺(Aromatic polyamide)、聚酯、聚丙烯腈等合成树脂、纤维素、直链淀粉等多糖类、丝素蛋白、角蛋白、木质素、软木脂等天然高分子、玻璃纤维、陶瓷等电绝缘性材料。另外，隔离件可以为多层结构。因为本发明的电解液粘度略高、极性高，所以优选水等极性溶剂容易浸入的膜。具体而言，更优选水等极性溶剂浸入到存在的空隙的90％以上的膜。隔离件的厚度优选5～100μm，更优选10～80μm，特别优选20～60μm。
本发明的双电层电容器或者锂离子电容器可以按照通常的双电层电容器或者锂离子电容器的制造方法制造。应予说明，在本发明的锂离子电容器的负极中预掺杂锂离子可以与一般的锂离子电容器的预掺杂同样使用金属锂进行。这里，如果本发明的锂离子电容器的正极的含碳层包含锂氧化物或碳包覆锂氧化物，则可以利用这些锂氧化物进行锂离子的预掺杂。而且，锂离子从锂氧化物或碳包覆锂氧化物解吸后的物质能够作为正极的活性物质发挥功能。
本发明的电容器的形状没有特别限定，可以采用圆筒型、方型、硬币型、层压型等各种形状。
本发明的电容器可以搭载于车辆。车辆可以是其动力源的全部或一部分使用由电容器得到的电能的车辆，例如，可以是电动汽车、混合动力汽车等。作为搭载电容器的设备，除了车辆以外，可举出个人计算机、移动通信设备等、用蓄电装置驱动的各种的家电制品、办公设备、工业设备等。并且，本发明的电容器可以用于风力发电、太阳光发电、水力发电和其他电力系统的蓄电装置和电力平滑化装置、船舶等动力和/或补机类的电力供给源、飞机、航天器等动力和/或补机类的电力供给源，动力源不使用电的车辆的辅助用电源、移动式家庭用机器人的电源、系统备用电源、无停电电源装置的电源、电动车辆用充电站等中暂时存储充电所需的电力的蓄电装置。
以上，说明了本发明的实施方式，但本发明不限定于上述实施方式。在不脱离本发明的要旨的范围内，可以按实施了本领域技术人员可进行的变更、改进等的各种形态来实施。
实施例
以下，示出实施例和比较例，对本发明进行具体说明。应予说明，本发明不受这些实施例限定。以下，只要没有特别说明，“份”表示质量份，“％”表示质量％。
(实施例1)
如下制造本发明的电解液。
将作为有机溶剂的1,2－二甲氧基乙烷约5mL加入具备搅拌子和温度计的烧瓶中。在搅拌条件下，向上述烧瓶中的1,2－二甲氧基乙烷以溶液温度保持40℃以下的方式缓缓加入作为锂盐的(CF3SO2)2NLi，使其溶解。因为在加入约13g的(CF3SO2)2NLi的时刻(CF3SO2)2NLi的溶解暂时停滞，所以将上述烧瓶投入恒温槽中，以烧瓶内的溶液温度达到50℃的方式进行加热，使(CF3SO2)2NLi溶解。因为在加入约15g的(CF3SO2)2NLi的时刻(CF3SO2)2NLi的溶解再次停滞，因此用移液管加入1滴1,2－二甲氧基乙烷，结果(CF3SO2)2NLi溶解。再缓缓加入(CF3SO2)2NLi，加入总量的规定的(CF3SO2)2NLi。将得到的电解液移入20mL容量瓶，加入1,2－二甲氧基乙烷直到容积达到20mL。将其作为实施例1的电解液(第3电解液)。
超过(CF3SO2)2NLi的溶解停滞的时刻的浓度的电解液相当于过饱和状态的第2电解液。
得到的电解液为容积20mL，该电解液中含有的(CF3SO2)2NLi为18.38g。实施例1的电解液中的(CF3SO2)2NLi的浓度为3.2mol/L，密度为1.39g/cm3。密度在20℃下进行测定。在实施例1的电解液中，相对于1分子(CF3SO2)2NLi含有1.6分子1,2－二甲氧基乙烷。
应予说明，上述制造在非活性气体氛围下的手套箱内进行。
(实施例2)
使用16.08g的(CF3SO2)2NLi，用与实施例1相同的方法制造(CF3SO2)2NLi的浓度为2.8mol/L、密度为1.36g/cm3的实施例2的电解液。在实施例2的电解液中，相对于1分子(CF3SO2)2NLi含有2.1分子1,2－二甲氧基乙烷。
(实施例3)
将作为有机溶剂的乙腈约5mL加入具备搅拌子的烧瓶中。在搅拌条件下，向上述烧瓶中的乙腈缓缓加入作为锂盐的(CF3SO2)2NLi，使其溶解。加入以总量计为24.11g的(CF3SO2)2NLi后，搅拌一晚。将得到的电解液移入20mL容量瓶，加入乙腈直到容积达到20mL。将其作为实施例3的电解液。应予说明，上述制造在非活性气体氛围下的手套箱内进行。
实施例3的电解液中的(CF3SO2)2NLi的浓度为4.2mol/L，密度为1.52g/cm3。在实施例3的电解液中，相对于1分子(CF3SO2)2NLi含有1.9分子乙腈。
(实施例4)
使用19.52g的(CF3SO2)2NLi，用与实施例3相同的方法制造(CF3SO2)2NLi的浓度为3.4mol/L的实施例4的电解液。在实施例4的电解液中，相对于1分子(CF3SO2)2NLi含有3分子乙腈。
(实施例5)
用与实施例3相同的方法制造(CF3SO2)2NLi的浓度为3.0mol/L、密度为1.31g/cm3的实施例5的电解液。
(实施例6)
使用环丁砜作为有机溶剂，除此以外，用与实施例3相同的方法制造(CF3SO2)2NLi的浓度为3.0mol/L、密度为1.57g/cm3的实施例6的电解液。
(实施例7)
使用二甲基亚砜作为有机溶剂，除此以外，用与实施例3相同的方法制造(CF3SO2)2NLi的浓度为3.2mol/L、密度为1.49g/cm3的实施例7的电解液。
(实施例8)
使用14.97g的(FSO2)2NLi作为锂盐，使用1,2－二甲氧基乙烷作为有机溶剂，除此以外，用与实施例3相同的方法制造(FSO2)2NLi的浓度为4.0mol/L、密度为1.33g/cm3的实施例8的电解液。在实施例8的电解液中，相对于1分子(FSO2)2NLi含有1.5分子1,2－二甲氧基乙烷。
(实施例9)
使用13.47g的(FSO2)2NLi，用与实施例8相同的方法制造(FSO2)2NLi的浓度为3.6mol/L、密度为1.29g/cm3的实施例9的电解液。在实施例9的电解液中，相对于1分子(FSO2)2NLi含有1.9分子1,2－二甲氧基乙烷。
(实施例10)
用与实施例8相同的方法制造(FSO2)2NLi的浓度为2.4mol/L、密度为1.18g/cm3的实施例10的电解液。
(实施例11)
使用20.21g的(FSO2)2NLi作为锂盐，除此以外，用与实施例3相同的方法制造(FSO2)2NLi的浓度为5.4mol/L的实施例11的电解液。在实施例11的电解液中，相对于1分子(FSO2)2NLi含有2分子乙腈。
(实施例12)
使用18.71g的(FSO2)2NLi，用与实施例11相同的方法制造(FSO2)2NLi的浓度为5.0mol/L、密度为1.40g/cm3的实施例12的电解液。在实施例12的电解液中，相对于1分子(FSO2)2NLi含有2.1分子乙腈。
(实施例13)
使用16.83g的(FSO2)2NLi，用与实施例11相同的方法制造(FSO2)2NLi的浓度为4.5mol/L、密度为1.34g/cm3的实施例13的电解液。在实施例13的电解液中，相对于1分子(FSO2)2NLi含有2.4分子乙腈。
(实施例14)
使用15.72g的(FSO2)2NLi，用与实施例11相同的方法制造(FSO2)2NLi的浓度为4.2mol/L的实施例14的电解液。在实施例14的电解液中，相对于1分子(FSO2)2NLi含有3分子乙腈。
(实施例15)
将作为有机溶剂的碳酸二甲酯约5mL加入具备搅拌子的烧瓶中。在搅拌条件下，向上述烧瓶中的碳酸二甲酯缓缓加入作为锂盐的(FSO2)2NLi，使其溶解。加入以总量计为14.64g的(FSO2)2NLi后，搅拌一晚。将得到的电解液移入20mL容量瓶，加入碳酸二甲酯直到容积达到20mL。将其作为实施例15的电解液。应予说明，上述制造在非活性气体氛围下的手套箱内进行。
实施例15的电解液中的(FSO2)2NLi的浓度为3.9mol/L，密度为1.44g/cm3。在实施例15的电解液中，相对于1分子(FSO2)2NLi含有2分子碳酸二甲酯。
(实施例16)
向实施例15的电解液加入碳酸二甲酯进行稀释，制成(FSO2)2NLi的浓度为3.4mol/L的实施例16的电解液。在实施例16的电解液中，相对于1分子(FSO2)2NLi含有2.5分子碳酸二甲酯。
(实施例17)
向实施例15的电解液加入碳酸二甲酯进行稀释，制成(FSO2)2NLi的浓度为2.9mol/L的实施例17的电解液。在实施例17的电解液中，相对于1分子(FSO2)2NLi含有3分子碳酸二甲酯。实施例17的电解液的密度为1.36g/cm3。
(实施例18)
向实施例15的电解液加入碳酸二甲酯进行稀释，制成(FSO2)2NLi的浓度为2.6mol/L的实施例18的电解液。在实施例18的电解液中，相对于1分子(FSO2)2NLi含有3.5分子碳酸二甲酯。
(实施例19)
向实施例15的电解液加入碳酸二甲酯进行稀释，制成(FSO2)2NLi的浓度为2.0mol/L的实施例19的电解液。在实施例19的电解液中，相对于1分子(FSO2)2NLi含有5分子碳酸二甲酯。
(实施例20)
将作为有机溶剂的碳酸甲乙酯约5mL加入具备搅拌子的烧瓶中。在搅拌条件下，向上述烧瓶中的碳酸甲乙酯缓缓加入作为锂盐的(FSO2)2NLi，使其溶解。加入以总量计为12.81g的(FSO2)2NLi后，搅拌一晚。将得到的电解液移入20mL容量瓶，加入碳酸甲乙酯直到容积达到20mL。将其作为实施例20的电解液。应予说明，上述制造在非活性气体氛围下的手套箱内进行。
实施例20的电解液中的(FSO2)2NLi的浓度为3.4mol/L，密度为1.35g/cm3。在实施例20的电解液中，相对于1分子(FSO2)2NLi含有2分子碳酸甲乙酯。
(实施例21)
向实施例20的电解液加入碳酸甲乙酯进行稀释，制成(FSO2)2NLi的浓度为2.9mol/L的实施例21的电解液。在实施例21的电解液中，相对于1分子(FSO2)2NLi含有2.5分子碳酸甲乙酯。
(实施例22)
向实施例20的电解液加入碳酸甲乙酯进行稀释，制成(FSO2)2NLi的浓度为2.2mol/L的实施例22的电解液。在实施例22的电解液中，相对于1分子(FSO2)2NLi含有3.5分子碳酸甲乙酯。
(实施例23)
将作为有机溶剂的碳酸二乙酯约5mL加入具备搅拌子的烧瓶中。在搅拌条件下，向上述烧瓶中的碳酸二乙酯缓缓加入作为锂盐的(FSO2)2NLi，使其溶解。加入以总量计为11.37g的(FSO2)2NLi后，搅拌一晚。将得到的电解液移入20mL容量瓶，加入碳酸二乙酯直到容积达到20mL。将其作为实施例23的电解液。应予说明，上述制造在非活性气体氛围下的手套箱内进行。
实施例23的电解液中的(FSO2)2NLi的浓度为3.0mol/L，密度为1.29g/cm3。在实施例23的电解液中，相对于1分子(FSO2)2NLi含有2分子碳酸二乙酯。
(实施例24)
向实施例23的电解液加入碳酸二乙酯进行稀释，制成(FSO2)2NLi的浓度为2.6mol/L的实施例24的电解液。在实施例24的电解液中，相对于1分子(FSO2)2NLi含有2.5分子碳酸二乙酯。
(实施例25)
向实施例23的电解液加入碳酸二乙酯进行稀释，制成(FSO2)2NLi的浓度为2.0mol/L的实施例25的电解液。在实施例25的电解液中，相对于1分子(FSO2)2NLi含有3.5分子碳酸二乙酯。
(实施例26)
使用9.23g的LiBF4作为锂盐，除此以外，用与实施例15相同的方法制造LiBF4的浓度为4.9mol/L的实施例26的电解液。在实施例26的电解液中，相对于1分子LiBF4含有2分子碳酸二甲酯。实施例26的电解液的密度为1.30g/cm3。
(实施例27)
使用13.37g的LiPF6作为锂盐，除此以外，用与实施例15相同的方法制造LiPF6的浓度为4.4mol/L的实施例27的电解液。在实施例27的电解液中，相对于1分子LiPF6含有2分子碳酸二甲酯。实施例27的电解液的密度为1.46g/cm3。
(比较例1)
使用1,2－二甲氧基乙烷作为有机溶剂，用与实施例3相同的方法制造(CF3SO2)2NLi的浓度为1.6mol/L、密度为1.18g/cm3的比较例1的电解液。
(比较例2)
用与比较例1相同的方法制造(CF3SO2)2NLi的浓度为1.2mol/L、密度为1.09g/cm3的比较例2的电解液。
(比较例3)
用与比较例1相同的方法制造(CF3SO2)2NLi的浓度为1.0mol/L、密度为1.06g/cm3的比较例3的电解液。在比较例3的电解液中，相对于1分子(CF3SO2)2NLi含有8.3分子1,2－二甲氧基乙烷。
(比较例4)
用与比较例1相同的方法制造(CF3SO2)2NLi的浓度为0.5mol/L、密度为0.96g/cm3的比较例4的电解液。
(比较例5)
用与比较例1相同的方法制造(CF3SO2)2NLi的浓度为0.2mol/L、密度为0.91g/cm3的比较例5的电解液。
(比较例6)
用与比较例1相同的方法制造(CF3SO2)2NLi的浓度为0.1mol/L、密度为0.89g/cm3的比较例6的电解液。
(比较例7)
用与实施例3相同的方法制造(CF3SO2)2NLi的浓度为1.0mol/L、密度为0.96g/cm3的比较例7的电解液。在比较例7的电解液中，相对于1分子(CF3SO2)2NLi含有16分子乙腈。
(比较例8)
用与实施例6相同的方法制造(CF3SO2)2NLi的浓度为1.0mol/L、密度为1.38g/cm3的比较例8的电解液。
(比较例9)
用与实施例7相同的方法制造(CF3SO2)2NLi的浓度为1.0mol/L、密度为1.22g/cm3的比较例9的电解液。
(比较例10)
用与实施例8相同的方法制造(FSO2)2NLi的浓度为2.0mol/L、密度为1.13g/cm3的比较例10的电解液。
(比较例11)
用与实施例8相同的方法制造(FSO2)2NLi的浓度为1.0mol/L、密度为1.01g/cm3的比较例11的电解液。在比较例11的电解液中，相对于1分子(FSO2)2NLi含有8.8分子1,2－二甲氧基乙烷。
(比较例12)
用与实施例8相同的方法制造(FSO2)2NLi的浓度为0.5mol/L、密度为0.94g/cm3的比较例12的电解液。
(比较例13)
用与实施例8相同的方法制造(FSO2)2NLi的浓度为0.1mol/L、密度为0.88g/cm3的比较例13的电解液。
(比较例14)
用与实施例12相同的方法制造(FSO2)2NLi的浓度为1.0mol/L、密度为0.91g/cm3的比较例14的电解液。在比较例14的电解液中，相对于1分子(FSO2)2NLi含有17分子乙腈。
(比较例15)
向实施例15的电解液加入碳酸二甲酯进行稀释，制造(FSO2)2NLi的浓度为1.1mol/L、密度为1.16g/cm3的比较例15的电解液。在比较例15的电解液中，相对于1分子(FSO2)2NLi含有10分子碳酸二甲酯。
(比较例16)
向实施例20的电解液加入碳酸甲乙酯进行稀释，制造(FSO2)2NLi的浓度为1.1mol/L、密度为1.12g/cm3的比较例16的电解液。在比较例16的电解液中，相对于1分子(FSO2)2NLi含有8分子碳酸甲乙酯。
(比较例17)
向实施例23的电解液加入碳酸二乙酯进行稀释，制造(FSO2)2NLi的浓度为1.1mol/L、密度为1.08g/cm3的比较例17的电解液。在比较例17的电解液中，相对于1分子(FSO2)2NLi含有7分子碳酸二乙酯。
(比较例18)
使用碳酸亚乙酯和碳酸二乙酯的混合溶剂(体积比3：7)(以下，有时称为“EC/DEC”)作为有机溶剂，使用3.04g的LiPF6作为锂盐，除此以外，用与实施例3相同的方法制造LiPF6的浓度为1.0mol/L的比较例18的电解液。
在表4和表5中示出实施例和比较例的电解液的一览。表中的空栏表示未计算。
[表4]
LiTFSA：(CF3SO2)2NLi、LiFSA：(FSO2)2NLi、
DME：1，2-二甲氧基乙烷、AN：乙腈、
SL：环丁砜、DMSO：二甲基亚砜、
DMC：碳酸二甲酯、EMC：碳酸甲乙酯、
DEC：碳碳酸二乙酯
[表5]
EC/DEC：碳酸亚乙酯和碳酸二乙酯的混合溶剂
(体积比3∶7)
在表6和表7中示出实施例和比较例的电解液的密度和d/c的一览。表中的空栏表示未测定或者未计算。
[表6]
[表7]
(评价例1：IR测定)
按以下的条件对实施例3、实施例4、实施例11、实施例13、实施例14、比较例7、比较例14的电解液以及乙腈、(CF3SO2)2NLi、(FSO2)2NLi进行IR测定。分别将2100～2400cm-1范围的IR光谱示于图1～图10。图的横轴为波数(cm-1)，纵轴为吸光度(反射吸光度)。
按以下的条件对实施例15～实施例25、比较例15～17的电解液以及碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯进行IR测定。分别将1900～1600cm-1范围的IR光谱示于图11～图27。另外，将(FSO2)2NLi的1900～1600cm-1范围的IR光谱示于图28。图的横轴为波数(cm-1)，纵轴为吸光度(反射吸光度)。
并且，按以下的条件对实施例26、实施例27的电解液进行IR测定。分别将1900～1600cm-1范围的IR光谱示于图29～图30。图的横轴为波数(cm-1)，纵轴为吸光度(反射吸光度)。
IR测定条件
装置：FT－IR(Bruker Optics公司制)
测定条件：ATR法(使用金刚石)
测定气氛：非活性气体氛围下
在图8所示的乙腈的IR光谱的2250cm-1附近，观察到来自乙腈的C与N间的三键的伸缩振动的特征峰。应予说明，在图9所示的(CF3SO2)2NLi的IR光谱和图10所示的(FSO2)2NLi的IR光谱的2250cm-1附近，未观察到特别的峰。
图1所示的实施例4的电解液的IR光谱中，在2250cm-1附近勉强(Io＝0.00699)观察到来自乙腈的C与N间的三键的伸缩振动的特征峰。此外，图1的IR光谱中，在从2250cm-1附近向高波数侧位移的2280cm-1附近以峰强度Is＝0.05828观察到来自乙腈的C与N间的三键的伸缩振动的特征峰。Is与Io的峰强度的关系为Is＞Io，Is＝8×Io。
图2所示的实施例3的电解液的IR光谱中，在2250cm-1附近未观察到来自乙腈的峰，在从2250cm-1附近向高波数侧位移的2280cm-1附近以峰强度Is＝0.05234观察到来自乙腈的C与N间的三键的伸缩振动的特征峰。Is与Io的峰强度的关系为Is＞Io。
图3所示的实施例14的电解液的IR光谱中，在2250cm-1附近勉强(Io＝0.00997)观察到来自乙腈的C与N间的三键的伸缩振动的特征峰。此外，图3的IR光谱中，在从2250cm-1附近向高波数侧位移的2280cm-1附近以峰强度Is＝0.08288观察到来自乙腈的C与N间的三键的伸缩振动的特征峰。Is与Io的峰强度的关系为Is＞Io，Is＝8×Io。
图4所示的实施例13的电解液的IR光谱中，也在相同的波数观察到与图3的IR图相同的强度的峰。Is与Io的峰强度的关系为Is＞Io，Is＝11×Io。
图5所示的实施例11的电解液的IR光谱中，在2250cm-1附近未观察到来自乙腈的峰，在从2250cm-1附近向高波数侧位移的2280cm－1附近以峰强度Is＝0.07350观察到来自乙腈的C与N间的三键的伸缩振动的特征峰。Is与Io的峰强度的关系为Is＞Io。
图6所示的比较例7的电解液的IR光谱中，与图8同样在2250cm-1附近以峰强度Io＝0.04441观察到来自乙腈的C与N间的三键的伸缩振动的特征峰。此外，图6的IR光谱中，在从2250cm-1附近向高波数侧位移的2280cm-1附近以峰强度Is＝0.03018观察到来自乙腈的C与N间的三键的伸缩振动的特征峰。Is与Io的峰强度的关系为Is＜Io。
图7所示的比较例14的电解液的IR光谱中，与图8同样在2250cm-1附近以峰强度Io＝0.04975观察到来自乙腈的C与N间的三键的伸缩振动的特征峰。此外，图7的IR光谱中，在从2250cm-1附近向高波数侧位移的2280cm-1附近以峰强度Is＝0.03804观察到来自乙腈的C与N间的三键的伸缩振动的特征峰。Is与Io的峰强度的关系为Is＜Io。
在图17所示的碳酸二甲酯的IR光谱的1750cm-1附近，观察到来自碳酸二甲酯的C与O间的双键的伸缩振动的特征峰。应予说明，在图28所示的(FSO2)2NLi的IR光谱的1750cm-1附近，未观察到特别的峰。
图11所示的实施例15的电解液的IR光谱中，在1750cm-1附近勉强(Io＝0.16628)观察到来自碳酸二甲酯的C与O间的双键的伸缩振动的特征峰。此外，图11的IR光谱中，在从1750cm-1附近向低波数侧位移的1717cm-1附近以峰强度Is＝0.48032观察到来自碳酸二甲酯的C与O间的双键的伸缩振动的特征峰。Is与Io的峰强度的关系为Is＞Io，Is＝2.89×Io。
图12所示的实施例16的电解液的IR光谱中，在1750cm-1附近勉强(Io＝0.18129)观察到来自碳酸二甲酯的C与O间的双键的伸缩振动的特征峰。此外，图12的IR光谱中，在从1750cm-1附近向低波数侧位移的1717cm-1附近以峰强度Is＝0.52005观察到来自碳酸二甲酯的C与O间的双键的伸缩振动的特征峰。Is与Io的峰强度的关系为Is＞Io，Is＝2.87×Io。
图13所示的实施例17的电解液的IR光谱中，在1750cm-1附近勉强(Io＝0.20293)观察到来自碳酸二甲酯的C与O间的双键的伸缩振动的特征峰。此外，图13的IR光谱中，在从1750cm-1附近向低波数侧位移的1717cm-1附近以峰强度Is＝0.53091观察到来自碳酸二甲酯的C与O间的双键的伸缩振动的特征峰。Is与Io的峰强度的关系为Is＞Io，Is＝2.62×Io。
图14所示的实施例18的电解液的IR光谱中，在1750cm-1附近勉强(Io＝0.23891)观察到来自碳酸二甲酯的C与O间的双键的伸缩振动的特征峰。此外，图14的IR光谱中，在从1750cm-1附近向低波数侧位移的1717cm-1附近以峰强度Is＝0.53098观察到来自碳酸二甲酯的C与O间的双键的伸缩振动的特征峰。Is与Io的峰强度的关系为Is＞Io，Is＝2.22×Io。
图15所示的实施例19的电解液的IR光谱中，在1750cm-1附近勉强(Io＝0.30514)观察到来自碳酸二甲酯的C与O间的双键的伸缩振动的特征峰。此外，图15的IR光谱中，在从1750cm-1附近向低波数侧位移的1717cm-1附近以峰强度Is＝0.50223观察到来自碳酸二甲酯的C与O间的双键的伸缩振动的特征峰。Is与Io的峰强度的关系为Is＞Io，Is＝1.65×Io。
图16所示的比较例15的电解液的IR光谱中，在1750cm-1附近以(Io＝0.48204)观察到来自碳酸二甲酯的C与O间的双键的伸缩振动的特征峰。此外，图16的IR光谱中，在从1750cm-1附近向低波数侧位移的1717cm-1附近以峰强度Is＝0.39244观察到来自碳酸二甲酯的C与O间的双键的伸缩振动的特征峰。Is与Io的峰强度的关系为Is＜Io。
在图22所示的碳酸甲乙酯的IR光谱的1745cm-1附近，观察到来自碳酸甲乙酯的C与O间的双键的伸缩振动的特征峰。
图18所示的实施例20的电解液的IR光谱中，在1745cm-1附近勉强(Io＝0.13582)观察到来自碳酸甲乙酯的C与O间的双键的伸缩振动的特征峰。此外，图18的IR光谱中，在从1745cm-1附近向低波数侧位移的1711cm-1附近以峰强度Is＝0.45888观察到来自碳酸甲乙酯的C与O间的双键的伸缩振动的特征峰。Is与Io的峰强度的关系为Is＞Io，Is＝3.38×Io。
图19所示的实施例21的电解液的IR光谱中，在1745cm-1附近勉强(Io＝0.15151)观察到来自碳酸甲乙酯的C与O间的双键的伸缩振动的特征峰。此外，图19的IR光谱中，在从1745cm-1附近向低波数侧位移的1711cm-1附近以峰强度Is＝0.48779观察到来自碳酸甲乙酯的C与O间的双键的伸缩振动的特征峰。Is与Io的峰强度的关系为Is＞Io，Is＝3.22×Io。
图20所示的实施例22的电解液的IR光谱中，在1745cm-1附近勉强(Io＝0.20191)观察到来自碳酸甲乙酯的C与O间的双键的伸缩振动的特征峰。此外，图20的IR光谱中，在从1745cm-1附近向低波数侧位移的1711cm-1附近以峰强度Is＝0.48407观察到来自碳酸甲乙酯的C与O间的双键的伸缩振动的特征峰。Is与Io的峰强度的关系为Is＞Io，Is＝2.40×Io。
图21所示的比较例16的电解液的IR光谱中，在1745cm-1附近以(Io＝0.41907)观察到来自碳酸甲乙酯的C与O间的双键的伸缩振动的特征峰。此外，图21的IR光谱中，在从1745cm-1附近向低波数侧位移的1711cm-1附近以峰强度Is＝0.33929观察到来自碳酸甲乙酯的C与O间的双键的伸缩振动的特征峰。Is与Io的峰强度的关系为Is＜Io。
在图27所示的碳酸二乙酯的IR光谱的1742cm1附近，观察到来自碳酸二乙酯的C与O间的双键的伸缩振动的特征峰。
图23所示的实施例23的电解液的IR光谱中，在1742cm-1附近勉强(Io＝0.11202)观察到来自碳酸二乙酯的C与O间的双键的伸缩振动的特征峰。此外，图23的IR光谱中，在从1742cm-1附近向低波数侧位移的1706cm-1附近以峰强度Is＝0.42925观察到来自碳酸二乙酯的C与O间的双键的伸缩振动的特征峰。Is与Io的峰强度的关系为Is＞Io，Is＝3.83×Io。
图24所示的实施例24的电解液的IR光谱中，在1742cm-1附近勉强(Io＝0.15231)观察到来自碳酸二乙酯的C与O间的双键的伸缩振动的特征峰。此外，图24的IR光谱中，在从1742cm-1附近向低波数侧位移的1706cm-1附近以峰强度Is＝0.45679观察到来自碳酸二乙酯的C与O间的双键的伸缩振动的特征峰。Is与Io的峰强度的关系为Is＞Io，Is＝3.00×Io。
图25所示的实施例25的电解液的IR光谱中，在1742cm-1附近勉强(Io＝0.20337)观察到来自碳酸二乙酯的C与O间的双键的伸缩振动的特征峰。此外，图25的IR光谱中，在从1742cm-1附近向低波数侧位移的1706cm-1附近以峰强度Is＝0.43841观察到来自碳酸二乙酯的C与O间的双键的伸缩振动的特征峰。Is与Io的峰强度的关系为Is＞Io，Is＝2.16×Io。
图26所示的比较例17的电解液的IR光谱中，在1742cm-1附近以(Io＝0.39636)观察到来自碳酸二乙酯的C与O间的双键的伸缩振动的特征峰。此外，图26的IR光谱中，在从1742cm-1附近向低波数侧位移的1709cm-1附近以峰强度Is＝0.31129观察到来自碳酸二乙酯的C与O间的双键的伸缩振动的特征峰。Is与Io的峰强度的关系为Is＜Io。
图29所示的实施例26的电解液的IR光谱中，在1747cm-1附近勉强(Io＝0.24305)观察到来自碳酸二甲酯的C与O间的双键的伸缩振动的特征峰。此外，图29的IR光谱中，在从1747cm-1附近向低波数侧位移的1719cm-1附近以峰强度Is＝0.42654观察到来自碳酸二甲酯的C与O间的双键的伸缩振动的特征峰。Is与Io的峰强度的关系为Is＞Io，Is＝1.75×Io。
图30所示的实施例27的电解液的IR光谱中，在1743cm-1附近勉强(Io＝0.18779)观察到来自碳酸二甲酯的C与O间的双键的伸缩振动的特征峰。此外，图30的IR光谱中，在从1743cm-1附近向低波数侧位移的1717cm-1附近以峰强度Is＝0.49461观察到来自碳酸二甲酯的C与O间的双键的伸缩振动的特征峰。Is与Io的峰强度的关系为Is＞Io，Is＝2.63×Io。
(评价例2：离子电导率)
按以下的条件测定实施例1～3、8、9、12、13、15、17、20、23、26、27的电解液的离子电导率。将结果示于表8。
离子电导率测定条件
在Ar气氛下，在具备铂极的电池常数已知的玻璃制电池中封入电解液，测定30℃、1kHz下的阻抗。根据阻抗的测定结果，计算离子电导率。测定仪器使用Solartron147055BEC(Solartron公司)。
[表8]
实施例1～3、8、9、12、13、15、17、20、23、26、27的电解液均显示离子电导性。因而，可以理解本发明的电解液均可作为各种电解液发挥功能。
(评价例3：粘度)
按以下的条件测定实施例1～3、8、9、12、13、15、17、20、23和比较例3、7、11、14～17的电解液的粘度。将结果示于表9。
粘度测定条件
使用落球式粘度计(AntonPaar GmbH(Anton-Paar公司)制Lovis2000M)，在Ar气氛下，在试验池中封入电解液，在30℃的条件下测定粘度。
[表9]
各实施例的电解液的粘度与各比较例的电解液的粘度相比，明显更高。因而，如果是使用了本发明的电解液的电池，即便电池破损，也可抑制电解液泄漏。另外，如果是使用了本发明的电解液的电容器，即便电容器破损，也可抑制电解液泄漏。
(评价例4：挥发性)
按以下方法测定实施例2、3、13、15、17、比较例3、7、14、15的电解液的挥发性。
将约10mg的电解液加入铝制的锅中，并配置于热重测定装置(TAINSTRUMENTS公司制，SDT600)，测定室温下的电解液的重量变化。用时间对重量变化(质量％)进行微分而计算挥发速度。选择挥发速度中最大的速度，示于表10。
[表10]
实施例2、3、13、15、17的电解液的最大挥发速度与比较例3、7、14、15的最大挥发速度相比，明显更小。因而，使用了本发明的电解液的电池即便损伤，电解液的挥发速度也小，因此有机溶剂向电池外的迅速挥发得到抑制。另外，使用了本发明的电解液的电容器，即便损伤，电解液的挥发速度也小，因此有机溶剂向电容器外的迅速挥发得到抑制。
(评价例5：燃烧性)
实施例3、比较例7的电解液的燃烧性按以下方法进行试验。
用移液管向玻璃过滤器滴加3滴电解液，使电解液保持在玻璃过滤器中。用镊子把持该玻璃过滤器，而且，使该玻璃过滤器与火焰接触。
实施例3的电解液即便接触火焰15秒也不着火。另一方面，比较例7的电解液用5秒多就燃尽了。
证实了本发明的电解液不易燃烧。
(评价例6：Li迁移数)
按以下条件测定实施例2、13、比较例14、18的电解液的Li迁移数。将结果示于表11。
Li迁移数测定条件
将加入了电解液的NMR管供于PFG－NMR装置(ECA－500，日本电子)，以7Li、19F作为对象，使用自旋回波法，一边改变磁场脉冲宽度，一边测定各电解液中的Li离子和阴离子的扩散系数。按以下式子计算Li迁移数。
Li迁移数＝(Li离子扩散系数)/(Li离子扩散系数+阴离子扩散系数)
[表111
实施例2、13的电解液的Li迁移数与比较例14、18的电解液的Li迁移数相比，明显更高。这里，电解液的Li离子电导率可以通过对电解液中含有的离子电导率(总离子电导率)乘以Li迁移数来计算。这样，可以说本发明的电解液与显示同程度的离子电导率的以往的电解液相比，锂离子(阳离子)的输送速度高。
另外，对于实施例13的电解液，按照上述Li迁移数测定条件对改变温度时的Li迁移数进行测定。将结果示于表12。
[表12]
温度(℃) Li迁移数
30 0.50
10 0.50
-10 0.50
-30 0.52
由表12的结果可知本发明的电解液不论温度如何都保持适合的Li迁移数。可以说本发明的电解液在低温下也保持液体状态。
(评价例7：低温试验)
分别将实施例15、17、20、23的各电解液装入容器，填充非活性气体进行密闭。将它们在－30℃的冷冻库保存2天。保存后观察各电解液。任意电解液均未固化而维持液体状态，也未观察到盐的析出。
(评价例8：拉曼光谱测定)
对于实施例12、实施例13、比较例14以及实施例15、实施例17、实施例19、比较例15的电解液，按以下的条件进行拉曼光谱测定。将观察到来自各电解液的金属盐的阴离子部分的峰的拉曼光谱分别示于图31～图37。图的横轴为波数(cm-1)，纵轴为散射强度。
拉曼光谱测定条件
装置：激光拉曼光谱仪(日本分光株式会社NRS系列)
激光波长：532nm
在非活性气体氛围下将电解液密闭在石英池中，以供测定。
在图31～33所示的实施例12、实施例13、比较例14的电解液的拉曼光谱的700～800cm-1，观察到来自溶解于乙腈的LiFSA的(FSO2)2N的特征峰。这里，从图31～33可知随着LiFSA的浓度的增加，上述峰向高波数侧位移。随着电解液高浓度化，相当于盐的阴离子的(FSO2)2N处于与Li相互作用的状态，换言之，推测浓度低时，Li和阴离子主要形成SSIP(Solvent－separated ion pairs)状态，随着高浓度化主要形成CIP(Contact ion pairs)状态、AGG(aggregate)状态。而且，可以考察上述状态的变化作为拉曼光谱的峰位移而被观察到。
在图34～37所示的实施例15、实施例17、实施例19、比较例15的电解液的拉曼光谱的700～800cm-1，观察到来自溶解于碳酸二甲酯的LiFSA的(FSO2)2N的特征峰。这里，由图34～37可知随着LiFSA的浓度的增加，上述峰向高波数侧位移。该现象与在前段落考察的相同，随着电解液高浓度化，相当于盐的阴离子的(FSO2)2N成为与Li相互作用的状态，而且，可以考察上述状态的变化作为拉曼光谱的峰位移而被观察到。
(实施例A)
如下制造使用了实施例13的电解液的半电池。
将作为活性物质的平均粒径10μm的石墨90质量份和作为粘结剂的聚偏氟乙烯10质量份混合。将该混合物分散于适量的N－甲基－2－吡咯烷酮中，制作浆料。准备厚度20μm的铜箔作为集电体。使用刮刀将上述浆料以膜状涂布在该铜箔的表面。对涂布有浆料的铜箔进行干燥将N－甲基－2－吡咯烷酮除去，其后，压制铜箔，得到接合物。用真空干燥机将得到的接合物在120℃加热干燥6小时，得到形成有活性物质层的铜箔。将其作为工作电极。
对电极为金属Li。
将工作电极、对电极、夹装在两者之间的作为隔离件的厚度400μm的Whatman玻璃纤维滤纸和实施例13的电解液收容于电池壳体(宝泉株式会社制CR2032型硬币电池单元壳体)构成半电池。将其作为实施例A的半电池。
(比较例A)
使用比较例18的电解液作为电解液，除此以外，用与实施例A相同的方法制造比较例A的半电池。
(评价例9：速率特性)
对实施例A、比较例A的半电池的速率特性按以下方法进行试验。
对半电池以0.1C、0.2C、0.5C、1C、2C速率(1C是一定电流下用1小时使电池完全充电或者放电所需的电流值)进行充电后，再进行放电，测定各速度下的工作电极的容量(放电容量)。应予说明，这里的记述是将对电极视为负极，将工作电极视为正极。计算其他速率下的容量与0.1C速率下的工作电极的容量的比例(速率特性)。将结果示于表13。
[表13]
实施例A 比较例A
0.1C容量(mAh/g) 334 330
0.2C容量/0.1C容量 0.983 0.966
0.5C容量/0.1C容量 0.946 0.767
1C容量/0.1C容量 0.868 0.498
2C容量/0.1C容量 0.471 0.177
实施例A的半电池在0.2C、0.5C、1C、2C任意速率下与比较例A的半电池相比，容量的降低均得到抑制，显示出优异的速率特性。证实了使用了本发明的电解液的二次电池显示优异的速率特性。
(评价例10：对于反复迅速充放电的响应性)
观察对实施例A、比较例A的半电池以1C速率反复3次充放电时的容量与电压的变化。将结果示于图38。
比较例A的半电池有随着反复充放电，以1C速率流过电流时的极化有变大的趋势，从2V达到0.01V得到的容量迅速降低。另一方面，实施例A的半电池即使反复充放电，从图38中3条曲线重叠的形态也能够确认，几乎没有极化的增减，适当地维持容量。作为比较例A中极化增加的理由，认为由于反复迅速充放电时的电解液中产生的Li浓度不均，所以电解液无法向与电极的反应界面供给充分的量的Li，换句话说，电解液的Li浓度偏在。认为实施例A中，通过使用Li浓度高的本发明的电解液，能够抑制电解液的Li浓度偏在。证实了使用了本发明的电解液的二次电池对迅速充放电显示优异的响应性。另外，可以说证实了含有石墨的电极对在本发明的电解液的存在下的迅速充放电显示优异的响应性。
另外，像已经阐述的那样，因为锂离子电容器在充放电时在负极与电解液之间伴有与锂离子二次电池同等的电化学反应(电池反应)，所以对在负极与电解液之间产生的电化学反应(电池反应)要求可逆性和速度。这里，锂离子电容器所要求的负极与电解液之间产生的电化学反应(电池反应)的可逆性和速度可以在对上述或者以下的半电池进行的评价例中评价。由表13的结果证实了在本发明的电解液的存在下，锂离子电容器的含有石墨的电极显示优异的速率特性和可逆性。
(实施例B)
如下制造使用实施例13的电解液的锂离子二次电池。
将作为正极活性物质的由LiNi5/10Co2/10Mn3/10O2表示的层状岩盐结构的含锂的金属氧化物94质量份、作为导电助剂的乙炔黑3质量份和作为粘结剂的聚偏氟乙烯3质量份混合。将该混合物分散于适量的N－甲基－2－吡咯烷酮，制成浆料。准备厚度20μm的铝箔作为正极集电体。使用刮刀将上述浆料以成为膜状的方式涂布在该铝箔的表面。将涂布有浆料的铝箔在80℃干燥20分钟，从而利用挥发除去N－甲基－2－吡咯烷酮。其后，压制该铝箔得到接合物。将得到的接合物用真空干燥机在120℃加热干燥6小时，得到形成有正极活性物质层的铝箔。将其作为正极。
将作为负极活性物质的天然石墨98质量份以及作为粘结剂的苯乙烯丁二烯橡胶1质量份和羧甲基纤维素1质量份混合。使该混合物分散于适量的离子交换水中，制成浆料。准备厚度20μm的铜箔作为负极集电体。使用刮刀将上述浆料以膜状涂布在该铜箔的表面。对涂布有浆料的铜箔进行干燥将水除去，其后，压制铜箔，得到接合物。将得到的接合物用真空干燥机在100℃加热干燥6小时，得到形成有负极活性物质层的铜箔。将其作为负极。
作为隔离件，准备实验用滤纸(东洋滤纸株式会社，纤维素制，厚度260μm)。
用正极和负极夹持隔离件，制成极板组。用2张一组的层压膜覆盖该极板组，将三边密封后，向成为袋状的层压膜注入实施例13的电解液。其后，将剩余的一边密封，从而得到四边被气密密封、密闭有极板组和电解液的锂离子二次电池。将该电池作为实施例B的锂离子二次电池。
(比较例B)
使用比较例18的电解液作为电解液，除此以外，用与实施例B相同的方法制造比较例B的锂离子二次电池。
(评价例11：热稳定性)
按以下方法评价电解液相对于实施例B、比较例B的锂离子二次电池的充电状态的正极的热稳定性。
对锂离子二次电池在充电终始电压4.2V、恒定电流恒定电压条件下进行满充电。将满充电后的锂离子二次电池解体，取出正极。将该正极3mg和电解液1.8μL加入不锈钢制的锅，密闭该锅。使用密闭锅，在氮气氛下，以升温速度20℃/min.的条件进行差示扫描量热分析，观察DSC曲线。使用Rigaku DSC8230作为差示扫描量热测定装置。将实施例B的锂离子二次电池的充电状态的正极和电解液共存时的DSC图示于图39，将比较例B的锂离子二次电池的充电状态的正极和电解液共存时的DSC图示于图40。
由图39和图40的结果可知，实施例B的锂离子二次电池的充电状态的正极和电解液共存时的DSC曲线几乎未观察到吸热峰和放热峰，与此相对，比较例B的锂离子二次电池的充电状态的正极和电解液共存时的DSC曲线中在300℃附近观察到放热峰。推断该放热峰是正极活性物质与电解液反应的结果而产生的。
由这些结果可知使用了本发明的电解液的锂离子二次电池，与使用了以往的电解液的锂离子二次电池相比，正极活性物质与电解液的反应性低，热稳定性优异。
(实施例C)
如下制造使用了实施例13的电解液的实施例C的锂离子二次电池。
正极与实施例B的锂离子二次电池的正极同样地制造。
将作为负极活性物质的天然石墨98质量份以及作为粘结剂的苯乙烯丁二烯橡胶1质量份和羧甲基纤维素1质量份混合。使该混合物分散于适量的离子交换水，制成浆料。准备厚度20μm的铜箔作为负极集电体。使用刮刀将上述浆料以膜状涂布在该铜箔的表面。对涂布有浆料的铜箔进行干燥将水除去，其后，压制铜箔，得到接合物。将得到的接合物用真空干燥机在100℃加热干燥6小时，形成有负极活性物质层的铜箔得到。将其作为负极。
作为隔离件，准备厚度20μm的纤维素制无纺布。
用正极和负极夹持隔离件，制成极板组。用2张一组的层压膜覆盖该极板组，将三边密封后，向成为袋状的层压膜注入实施例13的电解液。其后，将剩余的一边密封，从而得到四边被气密密封、密闭有极板组和电解液的锂离子二次电池。将该电池作为实施例C的锂离子二次电池。
(实施例D)
如下制造使用了实施例13的电解液的实施例D的锂离子二次电池。
正极与实施例B的锂离子二次电池的正极同样地制造。
将作为负极活性物质的天然石墨90质量份和作为粘结剂的聚偏氟乙烯10质量份混合。使该混合物分散于适量的离子交换水，制成浆料。准备厚度20μm的铜箔作为负极集电体。使用刮刀将上述浆料以膜状涂布在该铜箔的表面。对涂布有浆料的铜箔进行干燥将水除去，其后，压制铜箔，得到接合物。将得到的接合物用真空干燥机在120℃加热干燥6小时，得到形成有负极活性物质层的铜箔。将其作为负极。
作为隔离件，准备厚度20μm的纤维素制无纺布。
用正极和负极夹持隔离件，制成极板组。用2张一组的层压膜覆盖该极板组，将三边密封后，向成为袋状的层压膜注入实施例13的电解液。其后，将剩余的一边密封，从而得到四边被气密密封、密闭有极板组和电解液的锂离子二次电池。将该电池作为实施例D的锂离子二次电池。
(比较例C)
使用比较例18的电解液，除此以外，与实施例C同样地制造比较例C的锂离子二次电池。
(比较例D)
使用比较例18的电解液，除此以外，与实施例D同样地制造比较例D的锂离子二次电池。
(评价例12：锂离子二次电池的输入输出特性)
对实施例C、D、比较例C、D的锂离子二次电池的输出特性按以下条件进行评价。
(1)0℃或者25℃、SOC80％下的输入特性评价
评价条件为充电状态(SOC)80％、0℃或者25℃、使用电压范围3V―4.2V、容量13.5mAh。输入特性的评价是对每个电池分别进行3次2秒输入和5秒输入。
另外，基于各电池的体积，计算25℃、2秒输入时的电池输出密度(W/L)。
将输入特性的评价结果示于表14。表14的中的“2秒输入”表示从充电开始2秒后的输入，“5秒输入”表示从充电开始5秒后的输入。
如表14所示，尽管温度不同，但实施例C的电池的输入与比较例C的电池的输入相比，明显更高。同样实施例D的电池的输入与比较例D的电池的输入相比，明显更高。
另外，实施例C的电池的电池输入密度与比较例C的电池的电池输入密度相比，明显更高。同样，实施例D的电池的电池输入密度与比较例D的电池的电池输入密度相比，明显更高。
(2)0℃或者25℃、SOC20％下的输出特性评价
评价条件是充电状态(SOC)20％、0℃或者25℃、使用电压范围3V―4.2V、容量13.5mAh。SOC20％、0℃例如是像在冷藏室等使用的情况那样不易得到输出特性的领域。输出特性的评价是对每个电池分别进行3次2秒输出和5秒输出。
另外，基于各电池的体积，计算25℃、2秒输出时的电池输出密度(W/L)。
将输出特性的评价结果示于表14。表14中的“2秒输出”表示从放电开始2秒后的输出，“5秒输出”表示从放电开始5秒后的输出。
如表14所示，尽管温度不同，但实施例C的电池的输出与比较例C的电池的输出相比，明显更高。同样，实施例D的电池的输出与比较例D的电池的输出相比，明显更高。
另外，实施例C的电池的电池输出密度与比较例C的电池的电池输出密度相比，明显更高。同样，实施例D的电池的电池输出密度与比较例D的电池的电池输出密度相比，明显更高。
[表14]
(实施例E)
如下制造使用了实施例13的电解液的半电池。
将作为活性物质的平均粒径10μm的石墨90质量份和作为粘结剂的聚偏氟乙烯10质量份混合。将该混合物分散于适量的N－甲基－2－吡咯烷酮，制成浆料。准备厚度20μm的铜箔作为集电体。使用刮刀将上述浆料以膜状涂布在该铜箔的表面。对涂布有浆料的铜箔进行干燥而将N－甲基－2－吡咯烷酮除去，其后，压制铜箔，得到接合物。将得到的接合物用真空干燥机在120℃加热干燥6小时，得到形成有活性物质层的铜箔。将其作为工作电极。应予说明，每1cm2铜箔的活性物质的质量为1.48mg。另外，压制前的石墨和聚偏氟乙烯的密度为0.68g/cm3，压制后的活性物质层的密度为1.025g/cm3。
对电极为金属Li。
将工作电极、对电极、作为夹装在两者之间的隔离件的厚度400μm的Whatman玻璃纤维滤纸和实施例13的电解液收容于直径13.82mm的电池壳体(宝泉株式会社制CR2032型硬币电池单元壳体)，构成半电池。将其作为实施例E的半电池。
(实施例F)
使用实施例15的电解液作为电解液，除此以外，用与实施例E相同的方法制造实施例F的半电池。
(实施例G)
使用实施例20的电解液作为电解液，除此以外，用与实施例E相同的方法制造实施例G的半电池。
(实施例H)
使用实施例23的电解液作为电解液，除此以外，用与实施例E相同的方法制造实施例H的半电池。
(比较例E)
使用比较例18的电解液作为电解液，除此以外，用与实施例E相同的方法制造比较例E的半电池。
(评价例13：速率特性)
对实施例E～H、比较例E的半电池的速率特性按以下方法进行试验。对半电池以0.1C、0.2C、0.5C、1C、2C速率(1C是一定电流下用1小时使电池完全充电或者放电所需的电流值)进行充电后，再进行放电，测定各速度下的工作电极的容量(放电容量)。应予说明，这里的记述是将对电极视为负极，将工作电极视为正极。计算其他速率下容量与0.1C速率下的工作电极的容量的比例(速率特性)。将结果示于表15。
[表15]
证实了实施例E～H的半电池在0.2C、0.5C、1C的速率下以及实施例E、F在2C的速率下与比较例E的半电池相比，容量降低都得到抑制，显示优异的速率特性。另外，也可以说证实了在本发明的电解液的存在下，含有石墨的电极显示优异的速率特性。
(评价例14：容量维持率)
对实施例E～H、比较例E的半电池的容量维持率按以下方法进行试验。
对各半电池以充放电速率0.1C进行3个如下循环，即在25℃进行CC充电(恒定电流充电)至电压2.0V、进行CC放电(恒定电流放电)至电压0.01V的2.0V-0.01V的充放电循环，其后，按0.2C、0.5C、1C、2C、5C、10C的顺序以各充放电速率进行3次循环的充放电，最后以0.1C进行3次循环充放电。各半电池的容量维持率(％)按以下的式子求出。
容量维持率(％)＝B/A×100
A：最初的0.1C充放电循环的第二次的工作电极的放电容量
B：最后的0.1C的充放电循环的第二次的工作电极的放电容量
将结果示于表16。应予说明，这里的记述是将对电极视为负极，将工作电极视为正极。
[表16]
实施例E 实施例F 实施例G 实施例H 比较例E
容量维持率(％) 98.1 98.7 98.9 99.8 98.8
任意半电池都良好地进行充放电反应，显示合适的容量维持率。特别是实施例F、G、H的半电池的容量维持率明显优异。另外，也可以说证实了在本发明的电解液的存在下，含有石墨的电极显示优异的容量维持率。
(评价例15：充放电的可逆性)
对实施例E～H、比较例E的半电池以充放电速率0.1C进行3个如下循环，即在25℃进行CC充电(恒定电流充电)至电压2.0V、进行CC放电(恒定电流放电)至电压0.01V的2.0V－0.01V的充放电循环。将各半电池的充放电曲线示于图41～45。
如图41～45所示，可知实施例E～H的半电池与使用了一般的电解液的比较例E的半电池同样，可逆地进行充放电反应。另外，也可以说证实了在本发明的电解液的存在下，含有石墨的电极可逆地进行充放电反应。
(实施例I)
如下制造使用了实施例13的电解液的半电池。
将直径13.82mm、面积1.5cm2、厚度20μm的铝箔(JIS A1000型号系列)作为工作电极，对电极为金属Li。隔离件使用厚度400μm的Whatman玻璃过滤器无纺布：产品型号1825－055。
将工作电极、对电极、隔离件和实施例13的电解液收容于电池壳体(宝泉株式会社制CR2032型硬币电池单元壳体)，构成半电池。将其作为实施例I的半电池。
(实施例J)
使用实施例15的电解液，除此以外，与实施例I的半电池同样地制作实施例J的半电池。
(实施例K)
使用实施例17的电解液，除此以外，与实施例I的半电池同样地制作实施例K的半电池。
(实施例L)
使用实施例20的电解液，除此以外，与实施例I的半电池同样地制作实施例L的半电池。
(实施例M)
使用实施例23的电解液，除此以外，与实施例I的半电池同样地制作实施例M的半电池。
(比较例F)
使用比较例18的电解液，除此以外，与实施例I的半电池同样地制作比较例F的半电池。
(比较例G)
使用比较例15的电解液，除此以外，与实施例I的半电池同样地制作比较例G的半电池。
(评价例16：工作电极Al的循环伏安法评价)
对实施例I～J、L～M以及比较例F的半电池在3.1V～4.6V、1mV/s的条件进行5次循环的循环伏安法评价，其后，以3.1V～5.1V、1mV/s的条件进行5次循环的循环伏安法评价。将表示关于实施例I～J、L～M以及比较例F的半电池的电位与响应电流的关系的图示于图46～图54。
另外，对实施例J、K以及比较例G的半电池，在3.0V～4.5V、1mV/s的条件下，进行10次循环的循环伏安法评价，其后，在3.0V～5.0V、1mV/s的条件下进行10次循环的循环伏安法评价。将表示关于实施例J、K和比较例G的半电池的电位与响应电流的关系的图示于图55～图60。
由图54可知在比较例F的半电池中，2次循环以后从3.1V到4.6V流过电流，随着成为高电位，电流增大。另外，由图59和图60可知比较例G的半电池中也同样，在2次循环以后从3.0V到4.5V流过电流，随着成为高电位，电流增大。推断该电流为由工作电极的铝腐蚀所致的Al的氧化电流。
另一方面，由图46～图53可知实施例I～J、L～M的半电池中，2次循环以后从3.1V到4.6V几乎不流过电流。在4.3V以上随着电位上升观察到少许电流的增大，但是随着循环的反复，电流的量减少，趋于稳定状态。特别是，实施例J、L～M的半电池在高电位的5.1V之前未观察到电流的显著增大，并且，随着循环的反复观察到电流量的减少。
另外，由图55～图58可知实施例J、K的半电池中也同样，在2次循环以后从3.0V到4.5V几乎没有电流流过。特别是在第3次循环以后，在达到4.5V之前电流几乎没有增大。而且，在实施例K的半电池中，在成为高电位的4.5V以下看到电流的增大，但这是远远小于比较例G的半电池中4.5V以下的电流值的值。实施例J的半电池在4.5V以下到5.0V以前几乎没有电流的增大，随着循环的反复，观察到电流量的减少。
根据循环伏安法评价的结果，可以说在超过5V的高电位条件下，实施例13、实施例15、实施例17、实施例20以及实施例23的各电解液对铝的腐蚀性低。即，可以说实施例13、实施例15、实施例17、实施例20以及实施例23的各电解液是适合于集电体等使用铝的电池和电容器的电解液。
(实施例N)
使用实施例12的电解液作为电解液，除此以外，用与实施例A相同的方法得到实施例N的锂离子二次电池。
(比较例H)
使用比较例18的电解液作为电解液，除此以外，用与实施例N相同的方法得到比较例H的锂离子二次电池。
(评价例17：低温下的速率特性)
使用实施例N和比较例H的锂离子二次电池，如下评价－20℃下的速率特性。将结果示于图61和图62。
(1)在向负极(评价极)吸留锂进行的方向流过电流。
(2)电压范围：2V→0.01V(v.s.Li/Li+)
(3)速率：0.02C、0.05C、0.1C、0.2C、0.5C(达到0.01V后停止电流)
应予说明，1C表示一定电流下用1小时使电池完全充电或者放电所需的电流值。
由图61和图62可知各电流速率下的实施例N的锂离子二次电池的电压曲线与比较例H的锂离子二次电池的电压曲线相比，显示高电压。可以说证实了在本发明的电解液的存在下，含有石墨的电极即使在低温环境也显示优异的速率特性。换句话说，证实了使用了本发明的电解液的锂离子二次电池和锂离子电容器即使在低温环境下也显示优异的速率特性。
(实施例O)
如下制造使用了实施例13的电解液的实施例O的锂离子二次电池。
将作为正极活性物质的由LiNi5/10Co2/10Mn3/10O2表示层状岩盐结构的含有锂的金属氧化物90质量份、作为导电助剂的乙炔黑8质量份和作为粘结剂的聚偏氟乙烯2质量份混合。使该混合物分散于适量的N－甲基－2－吡咯烷酮中，制作浆料。准备厚度20μm的铝箔作为正极集电体。使用刮刀将上述浆料以成为膜状的方式涂布在该铝箔的表面。将涂布有浆料的铝箔在80℃干燥20分钟，由此通过挥发将N－甲基－2－吡咯烷酮除去。其后，压制该铝箔，得到接合物。将得到的接合物用真空干燥机在120℃加热干燥6小时，得到形成有正极活性物质层的铝箔。将其作为正极。
将作为负极活性物质的天然石墨98质量份以及作为粘结剂的苯乙烯丁二烯橡胶1质量份和羧甲基纤维素1质量份混合。使该混合物分散于适量的离子交换水，制作浆料。准备厚度20μm的铜箔作为负极集电体。使用刮刀将上述浆料以膜状涂布在该铜箔的表面。对涂布有浆料的铜箔进行干燥将水除去，其后，压制铜箔，得到接合物。将得到的接合物用真空干燥机在100℃加热干燥6小时，得到形成有负极活性物质层的铜箔。将其作为负极。
作为隔离件，准备厚度20μm的纤维素制无纺布。
用正极和负极夹持隔离件，制成极板组。用2张一组的层压膜覆盖该极板组，将三边密封后，向成为袋状的层压膜注入实施例13的电解液。其后，将剩余的一边密封，从而得到四边被气密密封、密闭有极板组和电解液的锂离子二次电池。将该电池作为实施例O的锂离子二次电池。
(实施例P)
使用实施例15的电解液作为电解液，除此以外，用与实施例O相同的方法得到实施例P的锂离子二次电池。
(实施例Q)
使用实施例17的电解液作为电解液，除此以外，用与实施例O相同的方法得到实施例Q的锂离子二次电池。
(比较例I)
使用比较例18的电解液作为电解液，除此以外，用与实施例O相同的方法得到比较例I的锂离子二次电池。
(评价例18：电池的内部电阻)
准备实施例O～Q和比较例I的锂离子二次电池，评价电池的内部电阻。
对各锂离子二次电池在室温、3.0V～4.1V(vs.Li基准)的范围进行CC充放电，换句话说反复恒定电流充放电。而且，测定初次充放电后的交流电阻和经过100次循环后的交流电阻。根据得到的复阻抗平面图，分别对电解液、负极以及正极的反应电阻进行解析。如图63所示，在复阻抗平面图中看到两个圆弧。将图中左侧(即复阻抗的实部小的一侧)的圆弧称为第1圆弧。将图中右侧的圆弧称为第2圆弧。根据第1圆弧的大小解析负极的反应电阻，根据第2圆弧的大小解析正极的反应电阻。根据与第1圆弧连续的图63中最左侧的曲线解析电解液的电阻。将解析结果示于表17和表18。应予说明，表17表示初次充放电后的电解液的电阻(所谓溶液电阻)、负极的反应电阻、正极的反应电阻，表18表示经过100次循环后的各电阻。
[表17]
<初期交流电阻> 单位：Ω
实施例○ 实施例P 实施例Q 比较例I
电解液 实施例13 实施例15 实施例17 比较例18
有机溶剂 AN DMC DMC EC/DEC
金属盐 LiFSA LiFSA LiFSA LiPF<sub>6</sub>
溶液电阻 0.3 0.5 0.4 0.3
负极反应电阻 0.4 0.5 0.4 0.4
正极反应电阻 0.1 0.5 0.5 1.0
[表18]
<100次循环后的交流电阻> 单位：Ω
实施例O 实施例P 实施例Q 比较例I
电解液 实施例13 实施例15 实施例17 比较例18
有机溶剂 AN DMC DMC EC/DEC
金属盐 LiFSA LiFSA LiFSA LiPF<sub>6</sub>
溶液电阻 0.3 0.5 0.3 0.3
负极反应电阻 0.2 0.4 0.3 0.4
正极反应电阻 0.3 0.2 0.2 0.6
耐久性 A AA AA B
如果表17和表18所示，各锂离子二次电池中，经过100次循环后的负极反应电阻和正极反应电阻与初次充放电后的各电阻相比有降低的趋势。而且，表18所示的经过100次循环后，实施例O～Q的锂离子二次电池的负极反应电阻和正极反应电阻与比较例I的锂离子二次电池的负极反应电阻和正极反应电阻相比更低。
应予说明，实施例O、Q和比较例I的锂离子二次电池的电解液的溶液电阻几乎相同，实施例P的锂离子二次电池的电解液的溶液电阻与实施例O、Q和比较例I相比更高。另外，各锂离子二次电池的各电解液的溶液电阻在初次充放电后和经过100次循环后都相同。因此，认为未产生各电解液的耐久劣化，认为上述的比较例与实施例中产生的负极反应电阻和正极反应电阻的差异与电解液的耐久劣化无关，而是由电极本身产生的。
锂离子二次电池的内部电阻可以根据电解液的溶液电阻、负极的反应电阻以及正极的反应电阻进行综合判断。根据表17和表18的结果，从抑制锂离子二次电池的内部电阻增大的观点考虑，可以说实施例P、Q的锂离子二次电池的耐久性最优异，接下来是实施例O的锂离子二次电池的耐久性优异。
(评价例19：电池的循环耐久性)
对实施例O～Q和比较例I的锂离子二次电池在室温、3.0V～4.1V(vs.Li基准)的范围反复CC充放电，测定初次充放电时的放电容量、100次循环时的放电容量以及500次循环时的放电容量。而且，将初次充放电时的各锂离子二次电池的容量设为100％，计算100次循环时和500次循环时的各锂离子二次电池的容量维持率(％)。将结果示于表19。
[表19]
如表19所示，尽管实施例O～Q的锂离子二次电池不包含成为SEI材料的EC，但显示出与含有EC的比较例I的锂离子二次电池同等的100次循环时的容量维持率。认为这是因为实施例O～Q的锂离子二次电池的正极和负极中存在来自本发明的电解液的被膜。而且，实施例P的锂离子二次电池经过500次循环时也显示极高的容量维持率，特别是耐久性优异。根据该结果可以说选择DMC作为电解液的有机溶剂时与选择AN时相比，耐久性进一步提高。
(实施例R)
如下制造本发明的电容器。
作为本发明的电容器的正极和负极，使用宝泉株式会社制的MDLC－105N2。将实施例11的电解液浸入玻璃过滤器中，用得到的部件与上述正极和上述负极制成硬币型的电池单元。将该电池单元作为实施例R的电容器。应予说明，正极和负极使用在制作电池单元前于120℃真空干燥24小时的材料，电池单元制作在非活性气体氛围下、在调整成露点为－70℃以下的手套箱内进行。
(比较例J)
使用1－乙基－3－甲基咪唑双(氟磺酰基)酰胺作为电解液，除此以外，用与实施例R相同的方法制造比较例J的电容器。
(评价例20)
对实施例R和比较例J的电容器进行以下试验。
对各电容器以电流密度100mA/g、截止电压0～1V进行10次的充放电，将其作为调整处理。将各电容器调整处理的最后的充放电曲线示于图64。
由图64可知实施例R的电容器与比较例J的电容器相比容量更大。
另外，对经过上述充放电的实施例R和比较例J的电容器，在截止电压0～2V下，以电流密度100、500、1000、2000mA/g进行充放电。将结果示于表20。
[表20]
实施例R的电容器显示出与比较例J的电容器同等或更大的容量。特别是即使在高速率的充放电时，实施例R的电容器也显示出充分的容量。
(实施例S)
作为电容器的正极和负极，准备宝泉株式会社制的MDLC-105N2。由实施例26的电解液、厚度20μm的纤维素制无纺布、上述正极和上述负极制成硬币型的电池单元。将该电池单元作为实施例S的电容器。应予说明，正极和负极使用在制作电池单元前于120℃真空干燥24小时的材料，电池单元制作在非活性气体氛围下、在调整成露点为-70℃以下的手套箱内进行。
(比较例K)
使用1-乙基-3-甲基咪唑双(氟磺酰基)酰亚胺作为电解液，除此以外，用与实施例S相同的方法制造比较例K的电容器。
(评价例21)
对实施例S和比较例K的电容器进行以下的试验。
对各电容器，以电流密度100mA/g、截止电压0～1V进行10次的充放电。对经过上述充放电的各电容器，在截止电压0～2.5V下，以电流密度100mA/g进行充放电。将结果示于图65和表21。应予说明，充放电效率是放电容量相对于充电容量的比例。与上述同样地对实施例S的电容器，在截止电压0～2V、0～2.5V、0～3V、0～4V下，以电流密度100mA/g进行充放电。将截止电压0～2V、0～2.5V、0～3V的充放电曲线示于图66～68，将各放电曲线示于图69，将各放电容量示于表22。
[表21]
放电容量(mAh/g) 充电容量(mAh/g) 充放电效率(％)
实施例S 33 33 100
比较例K 35 58 57
由图65可知比较例K的电容器的充电曲线在充电的中途偏离直线。在该充电曲线中，特别是电压超过2V时的充电曲线的倾斜变小，电压难以上升。推断该现象是因为施加的电流被用于电解液的分解等不希望的不可逆反应。并且，由表21的结果可知比较例K的电容器的充放电效率差。另一方面，根据实施例S的电容器的充电曲线为直线这一点以及充放电效率为100％这一点，能够考察实施例S的电容器中施加的电流未被用于电解液的分解等不可逆反应而作为电容器容量发挥作用，可以说实施例S的电容器稳定地工作。
[表22]
如图66～69所示，实施例S的电容器在各电位下适当地工作。特别值得关注的是实施例S的电容器即使在充电电位4V下也适当地工作。由表22的结果可知随着充电电位的上升，实施例S的电容器的放电容量适当上升。
(实施例T)
如下制造本发明的锂离子电容器。
负极如下制造。
添加天然石墨、聚偏氟乙烯和N－甲基－2－吡咯烷酮并混合，制备浆状的负极复合材料。浆料中的各成分(固体成分)的组成比为石墨：聚偏氟乙烯＝90：10(质量比)。
对这里使用的天然石墨粉末进行拉曼光谱分析(装置：日本分光株式会社制的RMP-320：激发波长λ＝532nm，光栅:1800gr/mm，分辨率:3cm-1)，得到的拉曼光谱的G-带与D-带的峰强度比即G/D比为12.3。
使用刮刀将该浆状的负极复合材料涂布在厚度20μm的电解铜箔(集电体)的表面，在铜箔上形成负极活性物质层。其后，在80℃干燥20分钟，使有机溶剂从负极活性物质层挥发而除去。干燥后，利用辊压机使集电体与负极活性物质层牢固地密合而接合。将其在120℃真空干燥6小时，形成负极活性物质层的单位面积重量0.9mg/cm2、密度0.5g/cm3的负极。
由负极、实施例15的电解液、厚度20μm的纤维素制无纺布和与上述实施例R的电容器的正极相同的正极制成电池单元，将该电池单元作为实施例T的锂离子电容器。
(评价例22)
对实施例T的锂离子电容器进行以下的试验。
对电容器以电流密度20mA/g、截止电压0～1V进行充放电直到充放电曲线稳定为止。对经过上述充放电的电容器进行多次如下充放电直到电容器的充放电曲线稳定为止，即以电流密度20mA/g进行充电到4.5V，在电压4.5V下保持2小时，接着，以电流密度20mA/g进行放电到2.5V的充放电。将最后的充放电曲线示于图70。
由图70的充放电曲线可知高电位下实施例T的锂离子电容器作为锂离子电容器适当地工作。实施例T的锂离子电容器的负极使用石墨，并且，使用以高浓度含有锂盐的本发明的电解液。这里，一般负极使用石墨的锂离子电容器为了降低负极电位，必须为预先掺杂锂离子的状态。但是，使用了本发明的电解液的实施例T的锂离子电容器，尽管未进行对负极的石墨预掺杂锂离子的作业，但是高电位下都作为锂离子电容器稳定地工作。可以说这是在与以往的电解液相比使用锂离子大大过量地存在的本发明的电解液的环境下，在高电位下使锂离子电容器工作，从而电解液中的锂离子缓缓地掺杂到负极的石墨中的结果。即，本发明的锂离子电容器具有不需要来自体系外的锂的预掺杂的优点。应予说明，如以下的实施例U所示，实施通常的锂离子电容器中进行的锂的预掺杂也能够制造本发明的锂离子电容器。
如上所述，证明了通过在负极使用石墨的锂离子电容器中使用本发明的电解液，即便不对石墨预先掺杂锂离子，利用充放电本发明的电解液中的锂离子也插入石墨中，电容器的负极电位降低，成为锂离子电容器。这里，石墨根据电位能够插入和脱离电解液中含有的阳离子、阴离子是广为人知的。因此，能够提供阴离子向正极插入和脱离的类型的电容器，即正极使用石墨的电容器。
(实施例U)
实施通常的锂离子电容器中进行的锂的预掺杂时的本发明的锂离子电容器可以如下制造。
负极如下制造。
添加天然石墨、聚偏氟乙烯和N－甲基－2－吡咯烷酮并混合，制备浆状的负极复合材料。浆料中的各成分(固体成分)的组成比为石墨：聚偏氟乙烯＝90：10(质量比)。
使用刮刀将该浆状的负极复合材料涂布在厚度20μm的电解铜箔(集电体)的表面，在铜箔上形成负极活性物质层。其后，在80℃干燥20分钟，使有机溶剂从负极活性物质层挥发而除去。干燥后，利用辊压机使集电体与负极活性物质层牢固地密合而接合。将其在120℃真空干燥6小时，形成负极活性物质层的单位面积重量0.9mg/cm2、密度0.5g/cm3的负极。将金属锂压接在负极的负极活性物质层上，将其和比较例18的电解液以及公知的碳电极制成电池单元，作为锂预掺杂用电池单元。对锂预掺杂用电池单元进行几个循环充放电，在放电状态(负极活性物质中掺杂有锂的状态)下将电池单元解体，取出预掺杂锂的负极。
将预掺杂锂的负极和实施例15的电解液浸入玻璃过滤器中，将其和与上述实施例R的电容器的正极相同的正极制成电池单元，将该电池单元作为实施例U的锂离子电容器。

Claims (29)

1.一种电解液，是含有以碱金属、碱土金属或铝为阳离子的盐和具有杂元素的有机溶剂的电解液，
所述电解液中的有机溶剂从如下有机溶剂中选择：腈类，四氢呋喃、1,2－二氧杂环己烷、1,3－二氧杂环己烷、1,4－二氧杂环己烷、2,2－二甲基－1,3－二氧戊环、2－甲基四氢吡喃、2－甲基四氢呋喃或冠醚，碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯，酰胺类，异氰酸酯类，乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸甲酯、甲酸甲酯、甲酸乙酯、乙酸乙烯酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯，环氧类，唑类，丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮，酸酐，砜类，亚砜类，硝基类，呋喃、糠醛，γ－丁内酯、γ－戊内酯、δ－戊内酯，噻吩、吡啶，四氢－4－吡喃酮、1－甲基吡咯烷、N－甲基吗啉，磷酸酯类，或者由下述通式(10)表示的链状碳酸酯，
R19OCOOR20 通式(10)
R19、R20各自独立地选自作为链状烷基的CnHaFbClcBrdIe或者化学结构中含有环状烷基的CmHfFgClhBriIj中的任一种，n、a、b、c、d、e、m、f、g、h、i、j各自独立地为0以上的整数，满足2n+1＝a+b+c+d+e、2m－1＝f+g+h+i+j，
该电解液满足以下的条件1，
条件1：对于所述电解液的振动光谱中来自所述有机溶剂的峰强度，将所述有机溶剂本来的峰强度设为Io，将所述峰位移而得的峰强度设为Is时，Is＞Io。
2.一种电解液，是含有以碱金属、碱土金属或铝为阳离子的盐和具有杂元素的有机溶剂的电解液，
所述电解液中的有机溶剂从如下有机溶剂中选择：腈类，四氢呋喃、1,2－二氧杂环己烷、1,3－二氧杂环己烷、1,4－二氧杂环己烷、2,2－二甲基－1,3－二氧戊环、2－甲基四氢吡喃、2－甲基四氢呋喃或冠醚，碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯，酰胺类，异氰酸酯类，乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸甲酯、甲酸甲酯、甲酸乙酯、乙酸乙烯酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯，环氧类，唑类，丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮，酸酐，砜类，亚砜类，硝基类，呋喃、糠醛，γ－丁内酯、γ－戊内酯、δ－戊内酯，噻吩、吡啶，四氢－4－吡喃酮、1－甲基吡咯烷、N－甲基吗啉，磷酸酯类，或者由下述通式(10)表示的链状碳酸酯，
R19OCOOR20 通式(10)
R19、R20各自独立地选自作为链状烷基的CnHaFbClcBrdIe或者化学结构中含有环状烷基的CmHfFgClhBriIj中的任一种，n、a、b、c、d、e、m、f、g、h、i、j各自独立地为0以上的整数，满足2n+1＝a+b+c+d+e、2m－1＝f+g+h+i+j，
该电解液满足以下的条件2，
条件2：将所述电解液的密度d除以所述电解液的盐浓度c而得的d/c为0.15≤d/c≤0.71，所述密度d的单位为g/cm3，所述盐浓度c的单位为mol/L。
3.根据权利要求1或2所述的电解液，该电解液还满足以下的条件3，
条件3：所述电解液的粘度η为20＜η＜500，并且，所述电解液的离子电导率σ为1≤σ，所述粘度η的单位为mPa·s，所述离子电导率σ的单位为mS/cm。
4.根据权利要求1或2所述的电解液，其中，所述盐的阳离子为锂。
5.根据权利要求1或2所述的电解液，其中，所述盐的阴离子的化学结构含有选自卤素、硼、氮、氧、硫或碳中的至少一个元素。
6.根据权利要求1或2所述的电解液，其中，所述盐的阴离子的化学结构由下述通式(1)、通式(2)或通式(3)表示，
(R1X1)(R2X2)N 通式(1)
R1从氢、卤素、可以被取代基取代的烷基、可以被取代基取代的环烷基、可以被取代基取代的不饱和烷基、可以被取代基取代的不饱和环烷基、可以被取代基取代的芳香族基团、可以被取代基取代的杂环基、可以被取代基取代的烷氧基、可以被取代基取代的不饱和烷氧基、可以被取代基取代的硫代烷氧基、可以被取代基取代的不饱和硫代烷氧基、CN、SCN、OCN中选择，
R2从氢、卤素、可以被取代基取代的烷基、可以被取代基取代的环烷基、可以被取代基取代的不饱和烷基、可以被取代基取代的不饱和环烷基、可以被取代基取代的芳香族基团、可以被取代基取代的杂环基、可以被取代基取代的烷氧基、可以被取代基取代的不饱和烷氧基、可以被取代基取代的硫代烷氧基、可以被取代基取代的不饱和硫代烷氧基、CN、SCN、OCN中选择，
另外，R1与R2可以相互键合而形成环，
X1从SO2、C＝O、C＝S、RaP＝O、RbP＝S、S＝O、Si＝O中选择，
X2从SO2、C＝O、C＝S、RcP＝O、RdP＝S、S＝O、Si＝O中选择，
Ra、Rb、Rc、Rd各自独立地从氢、卤素、可以被取代基取代的烷基、可以被取代基取代的环烷基、可以被取代基取代的不饱和烷基、可以被取代基取代的不饱和环烷基、可以被取代基取代的芳香族基团、可以被取代基取代的杂环基、可以被取代基取代的烷氧基、可以被取代基取代的不饱和烷氧基、可以被取代基取代的硫代烷氧基、可以被取代基取代的不饱和硫代烷氧基、OH、SH、CN、SCN、OCN中选择，
另外，Ra、Rb、Rc、Rd可以与R1或者R2键合而形成环；
R3X3Y 通式(2)
R3从氢、卤素、可以被取代基取代的烷基、可以被取代基取代的环烷基、可以被取代基取代的不饱和烷基、可以被取代基取代的不饱和环烷基、可以被取代基取代的芳香族基团、可以被取代基取代的杂环基、可以被取代基取代的烷氧基、可以被取代基取代的不饱和烷氧基、可以被取代基取代的硫代烷氧基、可以被取代基取代的不饱和硫代烷氧基、CN、SCN、OCN中选择，
X3从SO2、C＝O、C＝S、ReP＝O、RfP＝S、S＝O、Si＝O中选择，
Re、Rf各自独立地从氢、卤素、可以被取代基取代的烷基、可以被取代基取代的环烷基、可以被取代基取代的不饱和烷基、可以被取代基取代的不饱和环烷基、可以被取代基取代的芳香族基团、可以被取代基取代的杂环基、可以被取代基取代的烷氧基、可以被取代基取代的不饱和烷氧基、可以被取代基取代的硫代烷氧基、可以被取代基取代的不饱和硫代烷氧基、OH、SH、CN、SCN、OCN中选择，
另外，Re、Rf可以与R3键合而形成环，
Y从O、S中选择；
(R4X4)(R5X5)(R6X6)C 通式(3)
R4从氢、卤素、可以被取代基取代的烷基、可以被取代基取代的环烷基、可以被取代基取代的不饱和烷基、可以被取代基取代的不饱和环烷基、可以被取代基取代的芳香族基团、可以被取代基取代的杂环基、可以被取代基取代的烷氧基、可以被取代基取代的不饱和烷氧基、可以被取代基取代的硫代烷氧基、可以被取代基取代的不饱和硫代烷氧基、CN、SCN、OCN中选择，
R5从氢、卤素、可以被取代基取代的烷基、可以被取代基取代的环烷基、可以被取代基取代的不饱和烷基、可以被取代基取代的不饱和环烷基、可以被取代基取代的芳香族基团、可以被取代基取代的杂环基、可以被取代基取代的烷氧基、可以被取代基取代的不饱和烷氧基、可以被取代基取代的硫代烷氧基、可以被取代基取代的不饱和硫代烷氧基、CN、SCN、OCN中选择，
R6从氢、卤素、可以被取代基取代的烷基、可以被取代基取代的环烷基、可以被取代基取代的不饱和烷基、可以被取代基取代的不饱和环烷基、可以被取代基取代的芳香族基团、可以被取代基取代的杂环基、可以被取代基取代的烷氧基、可以被取代基取代的不饱和烷氧基、可以被取代基取代的硫代烷氧基、可以被取代基取代的不饱和硫代烷氧基、CN、SCN、OCN中选择，
另外，R4、R5、R6中的任2个或3个可以键合而形成环，
X4从SO2、C＝O、C＝S、RgP＝O、RhP＝S、S＝O、Si＝O中选择，
X5从SO2、C＝O、C＝S、RiP＝O、RjP＝S、S＝O、Si＝O中选择，
X6从SO2、C＝O、C＝S、RkP＝O、RlP＝S、S＝O、Si＝O中选择，
Rg、Rh、Ri、Rj、Rk、Rl各自独立地从氢、卤素、可以被取代基取代的烷基、可以被取代基取代的环烷基、可以被取代基取代的不饱和烷基、可以被取代基取代的不饱和环烷基、可以被取代基取代的芳香族基团、可以被取代基取代的杂环基、可以被取代基取代的烷氧基、可以被取代基取代的不饱和烷氧基、可以被取代基取代的硫代烷氧基、可以被取代基取代的不饱和硫代烷氧基、OH、SH、CN、SCN、OCN中选择，
另外，Rg、Rh、Ri、Rj、Rk、Rl可以与R4、R5或者R6键合而形成环。
7.根据权利要求1或2所述的电解液，其中，所述盐的阴离子的化学结构由下述通式(4)、通式(5)或者通式(6)表示，
(R7X7)(R8X8)N 通式(4)
R7、R8各自独立地为CnHaFbClcBrdIe(CN)f(SCN)g(OCN)h，
n、a、b、c、d、e、f、g、h各自独立地为0以上的整数，满足2n+1＝a+b+c+d+e+f+g+h，
另外，R7与R8可以相互键合而形成环，这时，满足2n＝a+b+c+d+e+f+g+h，
X7从SO2、C＝O、C＝S、RmP＝O、RnP＝S、S＝O、Si＝O中选择，
X8从SO2、C＝O、C＝S、RoP＝O、RpP＝S、S＝O、Si＝O中选择，
Rm、Rn、Ro、Rp各自独立地从氢、卤素、可以被取代基取代的烷基、可以被取代基取代的环烷基、可以被取代基取代的不饱和烷基、可以被取代基取代的不饱和环烷基、可以被取代基取代的芳香族基团、可以被取代基取代的杂环基、可以被取代基取代的烷氧基、可以被取代基取代的不饱和烷氧基、可以被取代基取代的硫代烷氧基、可以被取代基取代的不饱和硫代烷氧基、OH、SH、CN、SCN、OCN中选择，
另外，Rm、Rn、Ro、Rp可以与R7或者R8键合而形成环；
R9X9Y 通式(5)
R9为CnHaFbClcBrdIe(CN)f(SCN)g(OCN)h，
n、a、b、c、d、e、f、g、h各自独立地为0以上的整数，满足2n+1＝a+b+c+d+e+f+g+h，
X9从SO2、C＝O、C＝S、RqP＝O、RrP＝S、S＝O、Si＝O中选择，
Rq、Rr各自独立地从氢、卤素、可以被取代基取代的烷基、可以被取代基取代的环烷基、可以被取代基取代的不饱和烷基、可以被取代基取代的不饱和环烷基、可以被取代基取代的芳香族基团、可以被取代基取代的杂环基、可以被取代基取代的烷氧基、可以被取代基取代的不饱和烷氧基、可以被取代基取代的硫代烷氧基、可以被取代基取代的不饱和硫代烷氧基、OH、SH、CN、SCN、OCN中选择，
另外，Rq、Rr可以与R9键合而形成环，
Y从O、S中选择；
(R10X10)(R11X11)(R12X12)C 通式(6)
R10、R11、R12各自独立地为CnHaFbClcBrdIe(CN)f(SCN)g(OCN)h，
n、a、b、c、d、e、f、g、h各自独立地为0以上的整数，满足2n+1＝a+b+c+d+e+f+g+h，
R10、R11、R12中的任2个可以键合而形成环，这时，形成环的基团满足2n＝a+b+c+d+e+f+g+h，另外，R10、R11、R12这3个可以键合而形成环，这时，3个中的2个基团满足2n＝a+b+c+d+e+f+g+h，1个基团满足2n－1＝a+b+c+d+e+f+g+h，
X10从SO2、C＝O、C＝S、RsP＝O、RtP＝S、S＝O、Si＝O中选择，
X11从SO2、C＝O、C＝S、RuP＝O、RvP＝S、S＝O、Si＝O中选择，
X12从SO2、C＝O、C＝S、RwP＝O、RxP＝S、S＝O、Si＝O中选择，
Rs、Rt、Ru、Rv、Rw、Rx各自独立地从氢、卤素、可以被取代基取代的烷基、可以被取代基取代的环烷基、可以被取代基取代的不饱和烷基、可以被取代基取代的不饱和环烷基、可以被取代基取代的芳香族基团、可以被取代基取代的杂环基、可以被取代基取代的烷氧基、可以被取代基取代的不饱和烷氧基、可以被取代基取代的硫代烷氧基、可以被取代基取代的不饱和硫代烷氧基、OH、SH、CN、SCN、OCN中选择，
另外，Rs、Rt、Ru、Rv、Rw、Rx可以与R10、R11或者R12键合而形成环。
8.根据权利要求1或2所述的电解液，其中，所述盐的阴离子的化学结构由下述通式(7)、通式(8)或者通式(9)表示，
(R13SO2)(R14SO2)N 通式(7)
R13、R14各自独立地为CnHaFbClcBrdIe，
n、a、b、c、d、e各自独立地为0以上的整数，满足2n+1＝a+b+c+d+e，
另外，R13与R14可以相互键合而形成环，这时，满足2n＝a+b+c+d+e；
R15SO3 通式(8)
R15为CnHaFbClcBrdIe，
n、a、b、c、d、e各自独立地为0以上的整数，满足2n+1＝a+b+c+d+e；
(R16SO2)(R17SO2)(R18SO2)C 通式(9)
R16、R17、R18各自独立地为CnHaFbClcBrdIe，
n、a、b、c、d、e各自独立地为0以上的整数，满足2n+1＝a+b+c+d+e，
R16、R17、R18中的任2个可以键合而形成环，这时，形成环的基团满足2n＝a+b+c+d+e，另外，R16、R17、R18这3个可以键合而形成环，这时，3个中的2个基团满足2n＝a+b+c+d+e，1个基团满足2n－1＝a+b+c+d+e。
9.根据权利要求8所述的电解液，其中，通式(7)中的R13为F。
10.根据权利要求1或2所述的电解液，其中，所述盐为(CF3SO2) 2NLi、(FSO2)2NLi、(C2F5SO2)2NLi、FSO2(CF3SO2)NLi、(SO2CF2CF2SO2)NLi、(SO2CF2CF2CF2SO2)NLi、FSO2(CH3SO2)NLi、FSO2(C2F5SO2)NLi或者FSO2(C2H5SO2)NLi。
11.根据权利要求1或2所述的电解液，其中，所述有机溶剂为乙腈。
12.根据权利要求1或2所述的电解液，其中，所述有机溶剂从由下述通式(10)表示的链状碳酸酯中选择，
R19OCOOR20 通式(10)
R19、R20各自独立地选自作为链状烷基的CnHaFbClcBrdIe或者化学结构中含有环状烷基的CmHfFgClhBriIj中的任一种，n、a、b、c、d、e、m、f、g、h、i、j各自独立地为0以上的整数，满足2n+1＝a+b+c+d+e、2m－1＝f+g+h+i+j。
13.根据权利要求1或2所述的电解液，其中，所述有机溶剂从碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯或者碳酸二乙酯中选择。
14.根据权利要求1或2所述的电解液，其中，所述电解液为电池用电解液。
15.根据权利要求1或2所述的电解液，其中，所述电解液为二次电池用电解液。
16.根据权利要求1或2所述的电解液，其中，所述电解液为锂离子二次电池用电解液。
17.根据权利要求1或2所述的电解液，其中，所述有机溶剂从如下有机溶剂中选择：丙腈、丙烯腈或丙二腈，四氢呋喃、1,2－二氧杂环己烷、1,3－二氧杂环己烷、1,4－二氧杂环己烷、2,2－二甲基－1,3－二氧戊环、2－甲基四氢吡喃、2－甲基四氢呋喃或冠醚，碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯，酰胺类，异氰酸酯类，乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸甲酯、甲酸甲酯、甲酸乙酯、乙酸乙烯酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯，环氧类，唑类，丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮，酸酐，砜类，亚砜类，硝基类，呋喃、糠醛，γ－丁内酯、γ－戊内酯、δ－戊内酯，噻吩、吡啶，四氢－4－吡喃酮、1－甲基吡咯烷、N－甲基吗啉，磷酸酯类，或者由下述通式(10)表示的链状碳酸酯，
R19OCOOR20 通式(10)
R19、R20各自独立地选自作为链状烷基的CnHaFbClcBrdIe或者化学结构中含有环状烷基的CmHfFgClhBriIj中的任一种，n、a、b、c、d、e、m、f、g、h、i、j各自独立地为0以上的整数，满足2n+1＝a+b+c+d+e、2m－1＝f+g+h+i+j。
18.根据权利要求1或2所述的电解液，其中，所述有机溶剂从丙腈、丙烯腈、丙二腈、四氢呋喃、1,2－二氧杂环己烷、1,3－二氧杂环己烷、1,4－二氧杂环己烷、2,2－二甲基－1,3－二氧戊环、2－甲基四氢吡喃、2－甲基四氢呋喃、冠醚、碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、甲酰胺、N,N－二甲基甲酰胺、N,N－二甲基乙酰胺、N－甲基吡咯烷酮、异氰酸异丙酯、异氰酸正丙酯、异氰酸氯甲酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸甲酯、甲酸甲酯、甲酸乙酯、乙酸乙烯酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、缩水甘油基甲基醚、环氧丁烷、2－乙基环氧乙烷、唑、2－乙基唑、唑啉、2－甲基－2－唑啉、丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、乙酸酐、丙酸酐、二甲基砜、环丁砜、二甲基亚砜、1－硝基丙烷、2－硝基丙烷、呋喃、糠醛、γ－丁内酯、γ－戊内酯、δ－戊内酯、噻吩、吡啶、四氢－4－吡喃酮、1－甲基吡咯烷、N－甲基吗啉、磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、或者由下述通式(10)表示的链状碳酸酯中选择，
R19OCOOR20 通式(10)
R19、R20各自独立地选自作为链状烷基的CnHaFbClcBrdIe或者化学结构中含有环状烷基的CmHfFgClhBriIj中的任一种，n、a、b、c、d、e、m、f、g、h、i、j各自独立地为0以上的整数，满足2n+1＝a+b+c+d+e、2m－1＝f+g+h+i+j。
19.根据权利要求1或2所述的电解液，其中，将锂作为阳离子，所述盐的阴离子的化学结构由下述通式(7)表示，
(R13SO2)(R14SO2)N 通式(7)
R13、R14各自独立地为CnHaFbClcBrdIe，
n、a、b、c、d、e各自独立地为0以上的整数，满足2n+1＝a+b+c+d+e，
另外，R13与R14可以相互键合而形成环，这时，满足2n＝a+b+c+d+e，
n为0～6的整数，所述R13与R14键合而形成环时，n为1～8的整数。
20.根据权利要求1或2所述的电解液，其中，所述电解液的密度d为1.2≤d≤2.2，所述密度d的单位为g/cm3。
21.根据权利要求1或2所述的电解液，其中，所述盐从(CF3SO2) 2NLi、(FSO2)2NLi、(C2F5SO2)2NLi、FSO2(CF3SO2)NLi、(SO2CF2CF2SO2)NLi、(SO2CF2CF2CF2SO2)NLi、FSO2(CH3SO2)NLi、FSO2(C2F5SO2)NLi或者FSO2(C2H5SO2)NLi中选择，
所述有机溶剂从丙腈、丙烯腈、四氢呋喃、1,3－二氧杂环己烷、1,4－二氧杂环己烷、2－甲基四氢呋喃、碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、甲酰胺、N,N－二甲基甲酰胺、N,N－二甲基乙酰胺、N－甲基吡咯烷酮、异氰酸异丙酯、异氰酸正丙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸甲酯、甲酸甲酯、甲酸乙酯、乙酸乙烯酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、唑、丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、乙酸酐、丙酸酐、环丁砜、二甲基亚砜、1－硝基丙烷、2－硝基丙烷、呋喃、糠醛、γ－丁内酯、γ－戊内酯、δ－戊内酯、噻吩、吡啶、1－甲基吡咯烷、N－甲基吗啉、磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、或者由下述通式(10)表示的链状碳酸酯中选择，
R19OCOOR20 通式(10)
R19、R20各自独立地选自作为链状烷基的CnHaFbClcBrdIe或者化学结构中含有环状烷基的CmHfFgClhBriIj中的任一种，n为1～6的整数，m为3～8的整数，a、b、c、d、e、f、g、h、i、j各自独立地为0以上的整数，满足2n+1＝a+b+c+d+e、2m－1＝f+g+h+i+j。
22.根据权利要求1或2所述的电解液，其中，将锂作为阳离子，所述盐的阴离子的化学结构由下述通式(7)表示，
(R13SO2)(R14SO2)N 通式(7)
R13、R14各自独立地为CnHaFbClcBrdIe，
n、a、b、c、d、e各自独立地为0以上的整数，满足2n+1＝a+b+c+d+e，
另外，R13与R14可以相互键合而形成环，这时，满足2n＝a+b+c+d+e，
n为0～6的整数，所述R13与R14键合而形成环时，n为1～8的整数，
所述有机溶剂从如下有机溶剂中选择：丙腈、丙烯腈或丙二腈，四氢呋喃、1,2－二氧杂环己烷、1,3－二氧杂环己烷、1,4－二氧杂环己烷、2,2－二甲基－1,3－二氧戊环、2－甲基四氢吡喃、2－甲基四氢呋喃或冠醚，碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯，酰胺类，异氰酸酯类，乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸甲酯、甲酸甲酯、甲酸乙酯、乙酸乙烯酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯，环氧类，唑类，丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮，酸酐，砜类，亚砜类，硝基类，呋喃、糠醛，γ－丁内酯、γ－戊内酯、δ－戊内酯，噻吩、吡啶，四氢－4－吡喃酮、1－甲基吡咯烷、N－甲基吗啉，磷酸酯类，或者由下述通式(10)表示的链状碳酸酯，
R19OCOOR20 通式(10)
R19、R20各自独立地选自作为链状烷基的CnHaFbClcBrdIe或者化学结构中含有环状烷基的CmHfFgClhBriIj中的任一种，n、a、b、c、d、e、m、f、g、h、i、j各自独立地为0以上的整数，满足2n+1＝a+b+c+d+e、2m－1＝f+g+h+i+j。
23.根据权利要求1或2所述的电解液，其中，将锂作为阳离子，所述盐的阴离子的化学结构由下述通式(7)表示，
(R13SO2)(R14SO2)N 通式(7)
R13、R14各自独立地为CnHaFbClcBrdIe，
n、a、b、c、d、e各自独立地为0以上的整数，满足2n+1＝a+b+c+d+e，
另外，R13与R14可以相互键合而形成环，这时，满足2n＝a+b+c+d+e，
n为0～6的整数，所述R13与R14键合而形成环时，n为1～8的整数，
所述有机溶剂从丙腈、丙烯腈、丙二腈、四氢呋喃、1,2－二氧杂环己烷、1,3－二氧杂环己烷、1,4－二氧杂环己烷、2,2－二甲基－1,3－二氧戊环、2－甲基四氢吡喃、2－甲基四氢呋喃、冠醚、碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、甲酰胺、N,N－二甲基甲酰胺、N,N－二甲基乙酰胺、N－甲基吡咯烷酮、异氰酸异丙酯、异氰酸正丙酯、异氰酸氯甲酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸甲酯、甲酸甲酯、甲酸乙酯、乙酸乙烯酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、缩水甘油基甲基醚、环氧丁烷、2－乙基环氧乙烷、唑、2－乙基唑、唑啉、2－甲基－2－唑啉、丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、乙酸酐、丙酸酐、二甲基砜、环丁砜、二甲基亚砜、1－硝基丙烷、2－硝基丙烷、呋喃、糠醛、γ－丁内酯、γ－戊内酯、δ－戊内酯、噻吩、吡啶、四氢－4－吡喃酮、1－甲基吡咯烷、N－甲基吗啉、磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、或者由下述通式(10)表示的链状碳酸酯中选择，
R19OCOOR20 通式(10)
R19、R20各自独立地选自作为链状烷基的CnHaFbClcBrdIe或者化学结构中含有环状烷基的CmHfFgClhBriIj中的任一种，n、a、b、c、d、e、m、f、g、h、i、j各自独立地为0以上的整数，满足2n+1＝a+b+c+d+e、2m－1＝f+g+h+i+j。
24.一种电容器，其特征在于，具备权利要求1或2所述的电解液。
25.根据权利要求24所述的电容器，其中，所述有机溶剂为腈类、碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、酰胺类、异氰酸酯类、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸甲酯、甲酸甲酯、甲酸乙酯、乙酸乙烯酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、环氧类、唑类、丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、酸酐、砜类、亚砜类、硝基类、呋喃类、γ－丁内酯、γ－戊内酯、δ－戊内酯、噻吩、吡啶、四氢－4－吡喃酮、1－甲基吡咯烷、N－甲基吗啉、或者磷酸酯类。
26.一种电解液的制造方法，其特征在于，包括如下工序：
第1溶解工序，将具有杂元素的有机溶剂和以碱金属、碱土金属或铝为阳离子的盐混合并将该盐溶解，制备第1电解液；
第2溶解工序，在搅拌和/或加热条件下，向所述第1电解液加入所述盐并将所述盐溶解，制备过饱和状态的第2电解液，其中，“过饱和状态”是指解除搅拌和/或加热条件时，或者，给予晶核生成能量时，金属盐结晶从电解液析出的状态；
第3溶解工序，在搅拌和/或加热条件下，向所述第2电解液加入所述盐并将所述盐溶解，制备电解液；
所述电解液满足以下的条件1～条件3中的至少一个，
条件1：对于所述电解液的振动光谱中来自所述有机溶剂的峰强度，将所述有机溶剂本来的峰强度设为Io，将所述峰位移而得的峰强度设为Is时，Is＞Io，
条件2：将所述电解液的密度d除以所述电解液的盐浓度c而得的d/c为0.15≤d/c≤0.71，所述密度d的单位为g/cm3，所述盐浓度c的单位为mol/L，
条件3：所述电解液的粘度η为20＜η＜500，并且，所述电解液的离子电导率σ为1≤σ，所述粘度η的单位为mPa·s，所述离子电导率σ的单位为mS/cm。
27.根据权利要求26所述的电解液的制造方法，其中，进一步具有对制造中途的电解液进行振动光谱测定的振动光谱测定工序。
28.根据权利要求27所述的电解液的制造方法，其中，在所述振动光谱测定工序中得到的所述制造中途的电解液的振动光谱中，比较有机溶剂本来的峰强度与所述有机溶剂本来的峰进行波数位移而得的峰强度，所述有机溶剂本来的峰强度大时，向所述制造中途的电解液加入所述盐，所述进行波数位移而得的峰强度大时，判断为达到所述电解液。
29.根据权利要求26所述的电解液的制造方法，其中，所述盐是将锂作为阳离子、阴离子的化学结构由下述通式(7)表示的盐，
(R13SO2)(R14SO2)N 通式(7)
R13、R14各自独立地为CnHaFbClcBrdIe，
n、a、b、c、d、e各自独立地0以上的整数，满足2n+1＝a+b+c+d+e，
另外，R13与R14可以相互键合而形成环，这时，满足2n＝a+b+c+d+e，
n为0～6的整数，所述R13与R14键合而形成环时，n为1～8的整数。
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