CN1802715A - 电化学元件用电解液、其探索方法和制造方法及电化学元件 - Google Patents

电化学元件用电解液、其探索方法和制造方法及电化学元件 Download PDF

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Abstract

电化学元件用电解液，在该电解液中形成例如以下所示的离子缔合体(I)，该离子缔合体包含具有单个或多个氟原子的阴离子成分和作为阳离子成分的具有单个或多个氢原子的咪唑啉鎓盐或咪唑啉鎓盐衍生物，具有5组以上的前述阴离子成分的氟原子和阳离子成分的氢原子的距离在2.7以下的氟原子·氢原子对。该咪唑啉鎓盐系电解液显现出高于含1，3，4，5－四甲基咪唑啉鎓盐的以往的电解液的耐电压性。

Description

电化学元件用电解液、其探索方法和制造方法及电化学元件
技术领域
本发明涉及用于电偶极子层电容器等电化学元件的电化学元件用电解液、其探索方法和制造方法，以及使用了该电解液的电化学元件。
背景技术
作为以往的电化学元件用电解液之一，例如有日本专利第3130228号所示的含咪唑啉化合物的电解液。由于该电解液显现高耐电压性和低电解液电阻性，所以被用于各种电化学元件。用于电化学元件的电解液的耐电压性高意味着能够蓄积更多的能量，电解液电阻小意味着能够更有效地蓄积并供给能量。含咪唑啉化合物中的1，3，4，5-四甲基咪唑啉鎓盐的电解液显现高耐电压性，非常有用。
但是，近年希望开发出耐电压性高于含1，3，4，5-四甲基咪唑啉鎓盐的电解液的电解液。
电解液的开发中，以往采用了首先形成电解液，然后测定其耐电压性来评估电解液的方法，但很难预测怎样的电解液具备高耐电压性，因此，不得不重复多次尝试，这就需要大量的时间和成本。
本发明的目的是提供耐电压性高于含1，3，4，5-四甲基咪唑啉鎓盐的电解液的咪唑啉鎓盐系电解液，以及使用了该电解液的电化学元件。此外，其目的是有效地制造前述电解液。
发明的揭示
为了解决上述课题，本发明提供电化学元件用电解液，该电解液中形成离子缔合体，该离子缔合体包含具有单个或多个氟原子的阴离子成分和作为阳离子成分的具有单个或多个氢原子的咪唑啉鎓盐或咪唑啉鎓盐衍生物，具有5组以上的前述阴离子成分的氟原子和阳离子成分的氢原子的距离在2.7以下的氟原子·氢原子对。
此外，本发明提供电化学元件用电解液的探索方法，该方法是任意地设定具有单个或多个氟原子的阴离子成分和作为阳离子成分的具有单个或多个氢原子的咪唑啉鎓盐或咪唑啉鎓盐衍生物，对于设定的阴离子成分和阳离子成分，用模拟方法判定是否形成具有5组以上的阴离子成分的氟原子和阳离子成分的氢原子的距离为2.7以下的氟原子·氢原子对的离子缔合体，选择判定形成前述离子缔合体的阴离子成分和阳离子成分作为电解液的溶质。
此外，本发明提供电化学元件用电解液的制造方法，该方法是任意地设定具有单个或多个氟原子的阴离子成分和作为阳离子成分的具有单个或多个氢原子的咪唑啉鎓盐或咪唑啉鎓盐衍生物，对于设定的阴离子成分和阳离子成分，用模拟方法判定是否形成具有5组以上的阴离子成分的氟原子和阳离子成分的氢原子的距离为2.7以下的氟原子·氢原子对的离子缔合体，选择判定形成前述离子缔合体的阴离子成分和阳离子成分，制造包含选择的阴离子成分和阳离子成分作为溶质的电解液。
另外，本发明提供电化学元件，该元件使用了形成离子缔合体的电解液，该离子缔合体包含具有单个或多个氟原子的阴离子成分和作为阳离子成分的具有单个或多个氢原子的咪唑啉鎓盐或咪唑啉鎓盐衍生物，具有5组以上的前述阴离子成分的氟原子和阳离子成分的氢原子的距离在2.7以下的氟原子·氢原子对。
本发明的最大的特征是，为了提高电解液的耐电压性，着眼于使用了咪唑啉鎓盐系的阳离子成分和含氟原子的阴离子成分时的阳离子成分的氢原子和阴离子成分的氟原子的原子间距离，判定该距离。
离子缔合体中，阴离子的氟原子和阳离子的氢原子的原子间距离会对耐电压性产生重要的影响。由原子间距离较小的氟原子和氢原子形成的氢键具有使离子缔合体的能量稳定化的效果。另一方面，离子缔合体的能量越稳定，电解液中互相作用的阴离子和阳离子越不易被氧化还原，存在显现高耐电压性的倾向。
因此，离子缔合体中形成的氢键的数目越多，换言之，原子间距离小的氟原子·氢原子对的数目越多，则耐电压性升高的可能性越高。
基于这个理论，最初用模拟方法仅提取具有高耐电压性的可能性极高的电解液，然后再实际构成所提取的电解液。规定具有5组以上的原子间距离在2.7以下的氟原子·氢原子对是为了实现高于含1，3，4，5-四甲基咪唑啉鎓盐的以往的电解液的耐电压性。对于构成的电解液，通过测定确认耐电压性。这样，就能够通过有效地探索制造满足所希望的高耐电压性的电解液，可大幅度地缩小电解液的开发所用的时间和成本。
本发明的电化学元件使用了以上探索、制得的显现高耐电压性的电解液，由于单位体积或单位重量可蓄积的能量大，所以能够作为各种工业设备和燃料电池汽车的马达驱动用电源等需要高输出功率和高能量的电源部件使用。作为蓄积一定的能量的电源部件，可实现小型化和轻量化。
作为用于本发明的电化学元件用电解液的阴离子成分，较好为PF6 -、BF4 -、AsF6 -、SbF6 -、N(RfSO3)2 -、C(RfSO3)3 -、RfSO3 -(式中，Rf表示碳原子数1～12的氟烷基)、F-、AlF4 -、TaF6 -、NbF6 -、SiF6 -或F(HF)n -(式中，n表示1以上4以下的数值)。N(RfSO3)2 -、C(RfSO3)3 -、RfSO3 -表示的阴离子中所含的Rf可例举三氟甲基、五氟乙基、七氟丙基及九氟丁基等，其中，较好的是三氟甲基、五氟乙基及七氟丙基，更好的是三氟甲基及七氟乙基，特别的是三氟甲基。这些阴离子成分中，更好的是PF6 -(六氟磷酸盐)、BF4 -(四氟硼酸盐)，特好为BF4 -。
作为阳离子成分，较好的是至少具有1个可被氟原子取代的碳原子数1～20的烃基的咪唑啉鎓盐或咪唑啉鎓盐衍生物。烃基可以是烷基，特好为1，3-二乙基咪唑啉鎓盐。
作为其它较好的阳离子成分，可例举下述式(1)表示的咪唑啉鎓盐或咪唑啉鎓盐衍生物，
式中，R1、R3为相同或不同的碳原子数1～4的烃基，R2为氢原子或碳原子数1～4的烃基，Rf1、Rf2为相同或不同的CnF2n+1(n＝1～4的整数)表示的氟烷基或氢原子，且Rf1、Rf2的至少一方为氟烷基。
具体来讲，阳离子成分可采用1-乙基-3-甲基-4-三氟甲基咪唑啉鎓盐、1-乙基-3-甲基-5-三氟甲基咪唑啉鎓盐、1-乙基-3-甲基-4，5-二-三氟甲基咪唑啉鎓盐、1，3-二甲基-4-三氟甲基咪唑啉鎓盐、1，3-二甲基-4，5-二-三氟甲基咪唑啉鎓盐、1，3-二乙基-4-三氟甲基咪唑啉鎓盐、1，3-二乙基-4，5-二-三氟甲基咪唑啉鎓盐中的至少1种。
本发明的电解液中可含有非水溶剂。作为非水溶剂可采用公知的溶剂，可根据上述阴离子成分和阳离子成分构成的电解质盐的溶解性和电化学稳定性进行适当地选择，例如，可例举以下的溶剂，也可并用其中的2种以上。
醚：碳原子数4～12的链状醚(乙醚、甲基异丙基醚、乙二醇二甲醚、二甘醇二甲醚、三甘醇二乙醚、四甘醇二乙醚、二甘醇二乙醚及三甘醇二甲醚等)，以及碳原子数4～12的环状醚{四氢呋喃、1，3-二氧戊环、1，4-二噁烷、4-丁基二氧戊环及冠醚(1，4，7，10，13，16-六氧杂环十八烷等)等}。
酰胺：碳原子数3～6的链状酰胺(N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、N，N-二甲基丙酰胺及六甲基磷酰胺等)，碳原子数4～6的环状酰胺(吡咯烷酮、N-甲基吡咯烷酮、N-乙烯基吡咯烷酮等)。
羧酸酯：碳原子数3～8的链状酯(乙酸甲酯、丙酸甲酯及己二酸二甲酯等)，以及碳原子数4～5的环状酯(γ-丁内酯、α-乙酰基-γ-丁内酯、β-丁内酯、γ-戊内酯及σ-戊内酯等)。
腈：碳原子数2～5的腈(乙腈、戊二腈、己二腈、甲氧基乙腈、3-甲氧基丙腈、3-乙氧基丙腈及丙烯腈等)。
碳酸酯：碳原子数3～4的链状碳酸酯(碳酸二甲酯、碳酸乙基甲酯及碳酸二乙酯)，以及碳原子数3～4的环状碳酸酯(碳酸亚乙酯、碳酸异丙烯酯、碳酸亚丁酯及碳酸亚乙烯酯等)。
亚砜：碳原子数2～6的链状亚砜(二甲亚砜及二丙亚砜等)，以及碳原子数4～6的环状亚砜(环丁砜、3-甲基环丁砜及2，4-二甲基环丁砜等)。
硝基化合物：硝基甲烷及硝基乙烷等。
其它的环状化合物：N-甲基-2-噁唑啉酮、3，5-二甲基-2-噁唑啉酮及1，3-二甲基-2-咪唑啉酮等。
其中，较好的是碳酸酯、亚砜、羧酸酯及腈。更好的是碳酸酯、亚砜及腈，特好的是碳酸亚乙酯、碳酸异丙烯酯及环丁砜，最好的是碳酸异丙烯酯及环丁砜。这些非水溶剂可以是2种以上的混合物，溶剂为混合物时，最好以选自碳酸异丙烯酯、碳酸亚乙酯、碳酸亚丁酯、环丁砜、甲基环丁砜、乙腈、γ-丁内酯、碳酸二甲酯、碳酸乙基甲酯及碳酸二乙酯的至少1种为主成分。这里，“为主成分”是指其含量在非水溶剂中为50～99重量％，更好为70～90重量％。
电解液中的非水溶剂含量(重量％)基于电解液的重量，较好为30以上，更好为40以上，特好为50以上，最好为60以上。此外，较好为95以下，更好为90以下，特好为85以下，最好为80以下。在此范围内，很难引发低温下的盐析，可进一步改善电化学电容器的经时性能劣化。
从电化学稳定性的观点考虑，电解液中的含水量(ppm)基于电解液容量，较好为300以下，更好为100以下，特好为50以下。在此范围内，能够抑制电化学电容器的经时性能下降。电解液中的含水量可用卡尔·费希尔法(JIS K0113-1997、电量滴定法)测定。
作为使电解液中的水分在上述范围内的方法，可例举使用预先充分干燥的电解质盐和预先充分脱水的非水溶剂的方法等。
作为干燥方法，可例举减压下加热干燥(例如，在20托的减压下于150℃加热)，使所含的微量的水蒸发除去的方法等。
作为脱水方法，可例举减压下加热脱水(例如，在100托下加热)，使所含的微量的水蒸发除去的方法；使用分子筛(ナカライテスク制，3A1/16等)或活性氧化铝粉末等除水剂的方法等。
另外，可例举减压下对电解液加热脱水(例如，在100托的减压下于100℃加热)，使所含的微量水蒸发除去的方法；使用分子筛或活性氧化铝粉末等除水剂的方法等。
这些方法可单独进行，也可组合进行。其中，较好的是减压下加热干燥电解质盐的方法，以及在电解液中加入分子筛的方法。
从电解液的电导度、内部电阻的角度考虑，电解液中的电解质盐的浓度较好为0.1摩尔/升以上，更好为0.5摩尔/升以上，从低温时的盐析的角度考虑，较好为4摩尔/升以下，更好为3摩尔/升以下。在不影响到电解液的特性的范围内，可根据需要混合各种添加剂。
探索、制造电化学元件用电解液时的模拟方法可通过利用哈特里-福克(Hartree-Fock)近似或密度泛函数法的分子轨道计算来实施。
附图的简单说明
图1是作为使用本发明的电解液的电化学元件的一例的电偶极子层电容器的外观图。
实施发明的最佳方式
以下，具体说明本发明的实施方式。
实施例1
本发明的实施例1的电化学元件用电解液中所含的离子缔合体的结构(I)如下所示。该结构通过利用Hartee-Fock法和3-21+G基本函数的分子轨道计算求得。构成离子缔合体的阴离子成分为四氟硼酸盐，阳离子成分为1，3-二乙基咪唑啉鎓盐。元素符号旁的数字用于区分各位置的原子。
四氟硼酸盐具有氟原子F1、氟原子F2、氟原子F3及氟原子F4分别在四面体的各顶点方向与硼原子B1结合的结构。
1，3-二乙基咪唑啉鎓盐具有氮原子N1、碳原子C2、氮原子N3、碳原子C4、碳原子C5依次结合，碳原子C5与前述氮原子N1结合的五元环。
该五元环的氮原子N1与构成第1乙基的碳原子C6结合，该碳原子C6与碳原子C9、氢原子H7、氢原子H8结合，前述碳原子C9与氢原子H10、氢原子H11和氢原子H12结合。
此外，五元环的氮原子N3与构成第2乙基的碳原子C14结合，该碳原子C14与碳原子C15、氢原子H16和氢原子H17结合，前述碳原子C15与氢原子H18、氢原子H19和氢原子H20结合。
另外，五元环的碳原子C2与氢原子H13结合，碳原子C4与氢原子H21结合，碳原子C5与氢原子H22结合。
进行电解液的开发时，任意地设定作为阴离子成分的四氟硼酸盐，作为阳离子成分的1，3-二乙基咪唑啉鎓盐，假定该离子缔合体(I)，进行计算机模拟。
然后，对于该离子缔合体(I)，选择阴离子成分的氟原子和阳离子成分的氢原子的原子间距离在2.7以下的氟原子·氢原子对，求得其个数。如果在5个以上，则该阴离子成分和阳离子成分的组合就判定为“适合”。
该离子缔合体(I)中，存在52个四氟硼酸盐的氟原子和1，3-二乙基咪唑啉鎓盐的氢原子的组合的氟原子·氢原子对，氟原子·氢原子对的原子间距离有52种定义。其中，如以下的表1所示，原子间距离在2.7以下的氟原子·氢原子对为7个。因此，判定四氟硼酸盐和1，3-二乙基咪唑啉鎓盐的组合为“适合”。
             表1
  原子的组合 原子间距离()
  F1-H13 2.01
  F3-H13 2.01
  F1-H7 2.30
  F3-H16 2.30
  F2-H13 2.60
  F1-H10 2.67
  F3-H18 2.67
将判定为“适合”的四氟硼酸盐和1，3-二乙基咪唑啉鎓盐作为溶质使用制造电解液。
这样就能够通过有效地探索、制造所希望的高耐电压的电解液。
以往的电解液中所含的离子缔合体的结构(II)如下所示。构成离子缔合体的阴离子成分为四氟硼酸盐，阳离子成分为1，3，4，5-四甲基咪唑啉鎓盐。
Figure A20048001558700101
四氟硼酸盐由硼原子B1、氟原子F1、氟原子F2、氟原子F3和氟原子F4构成。
1，3，4，5-四甲基咪唑啉鎓盐中，由氮原子N1、碳原子C2、氮原子N3、碳原子C4、碳原子C5形成了五元环。
该五元环的氮原子N1与碳原子C6、氢原子H7、氢原子H8和氢原子H9构成的甲基结合。碳原子C2与氢原子H10结合。氮原子N3与碳原子C11、氢原子H12、氢原子H13及氢原子H14构成的甲基结合。碳原子C4与碳原子C15、氢原子H16、氢原子H17及氢原子H18构成的甲基结合。碳原子C5与碳原子C19、氢原子H20、氢原子H21及氢原子H22构成的甲基结合。
该离子缔合体(II)中，由作为阴离子成分的四氟硼酸盐的氟原子和作为阳离子成分的1，3，4，5-四甲基咪唑啉鎓盐的氢原子构成的氟原子·氢原子对中，原子间距离在2.7以下的氟原子·氢原子对如以下的表2所示有3个。
             表2
  原子的组合 原子间距离()
  F2-H8 2.52
  F3-H13 2.52
  F1-H10 2.54
因此，预测含1，3-二乙基咪唑啉鎓盐的本发明的电解液与含1，3，4，5-四甲基咪唑啉鎓盐的以往的电解液相比，其耐电压性提高。
实际合成1，3-二乙基咪唑啉鎓四氟硼酸盐，以0.5摩尔/升的浓度将其溶于碳酸异丙烯酯中，制得本发明的电解液。为了进行比较，以0.5摩尔/升的浓度将1，3，4，5-四甲基咪唑啉鎓四氟硼酸盐溶于碳酸丙烯酯，调制出以往的电解液。
对于这两种电解液，利用循环伏安测量法(扫描速度：10mV/秒，工作电极：玻碳(ダラツシ-カ-ボン)，参比电极：Ag+/Ag，对电极：Pt，室温)，在电流达到10μA/cm2以下的电压范围内确定电位差，结果是本发明的电解液的电位差比以往的电解液的电位差大0.2V，这说明耐电压性有所提高。
图1表示作为使用本发明的电解液的电化学元件的一例的电偶极子层电容器。
该电偶极子层电容器具有一般的结构，在外壳1的内部装有元件2。元件2通过使铝箔等形成的正极3和负极4隔着由电解纸等形成的隔膜5对置卷绕、卷绕的正极3和负极4分别与引线6连接而构成。正极3和负极4中含活性碳，该活性炭的细孔内部浸透了电解液。电偶极子层电容器的耐电压性在很大程度上受该电解液的左右，可以确认通过使用本发明的电解液，耐电压性有大幅提高。
电解电容器等其它电化学元件如果使用本发明的电解液，也可获得高耐电压性。
实施例2
本发明的实施例2的电化学元件用电解液中所含的离子缔合体(III)的结构如下所示。该结构与实施例1同样求得。构成离子缔合体的阴离子成分为四氟硼酸盐，阳离子成分为1，3-二甲基-4-三氟甲基咪唑啉鎓盐。元素符号旁的数字用于区分各位置的原子。
Figure A20048001558700121
四氟硼酸盐由硼原子B1、氟原子F1、氟原子F2、氟原子F3及氟原子F4构成。
1，3-二甲基-4-三氟甲基咪唑啉鎓盐中，氮原子N1、碳原子C2、氮原子N3、碳原子C4、碳原子C5形成了五元环。
该五元环的氮原子N1与碳原子C6、氢原子H7、氢原子H8、氢原子H9形成的甲基结合。碳原子C2与氢原子H10结合。氮原子N3与碳原子C11、氢原子H12、氢原子H13、氢原子H14形成的甲基结合。碳原子C4与碳原子C15、氟原子F16、氟原子F17、氟原子F18形成的三氟甲基结合。碳原子C5与氢原子H19结合。
该离子缔合体(III)中，由阴离子成分(四氟硼酸盐)的氟原子和阳离子成分(1，3-二甲基-4-三氟甲基咪唑啉鎓盐)的氢原子构成的氟原子·氢原子对中，原子间距离在2.7以下的氟原子·氢原子对如以下的表3所示有5个。
             表3
  原子的组合 原子间距离()
  F3-H10 2.37
  F3-H12 2.60
  F1-H10 2.51
  F1-H8 2.64
  F1-H7 2.70
因此，预测含1，3-二甲基-4-三氟甲基咪唑啉鎓盐的本发明的电解液与含1，3，4，5-四甲基咪唑啉鎓盐的以往的电解液(参考实施例1)相比，其耐电压性提高。
实际合成1，3-二甲基-4-三氟甲基咪唑啉鎓四氟硼酸盐，以0.5摩尔/升的浓度将其溶于碳酸异丙烯酯中，制得本发明的电解液。为了进行比较，以0.5摩尔/升的浓度将1，3，4，5-四甲基咪唑啉鎓四氟硼酸盐溶于碳酸异丙烯酯，调制出以往的电解液。
对于这两种电解液，利用循环伏安测量法(扫描速度：10mV/秒，工作电极：玻碳，参比电极：Ag+/Ag，对电极：Pt，室温)，在电流达到1mA/cm2以下的电压范围内确定电位差，本发明的电解液的电位差比以往的电解液的电位差大0.9V，这说明耐电压性有所提高。
本发明的电解液用于电偶极子层电容器或电解电容器等电化学元件，可获得高耐电压性。
如上所述，本发明最初利用模拟方法仅提取具有高耐电压性可能性极高的电解液，然后再实际调制提取的电解液，通过测定其耐电压性进行确认，能够有效地探索、制造耐电压性高于含1，3，4，5-四甲基咪唑啉鎓盐的以往的电解液的电解液。该电解液兼具以往的咪唑啉鎓盐系电解液所显现的低电解液电阻。因此，通过将该电解液作为电化学元件用电解液使用，能够获得适用于各种工业设备和燃料电池汽车的马达驱动用电源等的能量密度高的电化学元件。

Claims (13)

1.电化学元件用电解液，其特征在于，所述电解液中形成离子缔合体，该离子缔合体包含具有单个或多个氟原子的阴离子成分和作为阳离子成分的具有单个或多个氢原子的咪唑啉鎓盐或咪唑啉鎓盐衍生物，具有5组以上的前述阴离子成分的氟原子和阳离子成分的氢原子的距离在2.7以下的氟原子·氢原子对。
2.如权利要求1所述的电化学元件用电解液，其特征还在于，作为阴离子成分包含了四氟硼酸盐。
3.如权利要求1所述的电化学元件用电解液，其特征还在于，作为阴离子成分包含了六氟磷酸盐。
4.如权利要求1～3中任一项所述的电化学元件用电解液，其特征还在于，作为阳离子成分包含了至少具有1个可被氟原子取代的碳原子数1～20的烃基的咪唑啉鎓盐或咪唑啉鎓盐衍生物。
5.如权利要求4所述的电化学元件用电解液，其特征还在于，烃基为烷基。
6.如权利要求5所述的电化学元件用电解液，其特征还在于，作为阳离子成分包含了1，3-二乙基咪唑啉鎓盐。
7.如权利要求4所述的电化学元件用电解液，其特征还在于，作为阳离子成分包含了以下的式(1)表示的咪唑啉鎓盐或咪唑啉鎓盐衍生物，
Figure A2004800155870002C1
式中，R1、R3为相同或不同的碳原子数1～4的烃基，R2为氢原子或碳原子数1～4的烃基，Rf1、Rf2为相同或不同的CnF2n+1(n＝1～4的整数)表示的氟烷基或氢原子，且Rf1、Rf2的至少一方为氟烷基。
8.如权利要求7所述的电化学元件用电解液，其特征还在于，作为阳离子成分包含了1-乙基-3-甲基-4-三氟甲基咪唑啉鎓盐、1-乙基-3-甲基-5-三氟甲基咪唑啉鎓盐、1-乙基-3-甲基-4，5-二-三氟甲基咪唑啉鎓盐、1，3-二甲基-4-三氟甲基咪唑啉鎓盐、1，3-二甲基-4，5-二-三氟甲基咪唑啉鎓盐、1，3-二乙基-4-三氟甲基咪唑啉鎓盐、1，3-二乙基-4，5-二-三氟甲基咪唑啉鎓盐中的至少1种。
9.电化学元件用电解液的探索方法，其特征在于，任意地设定具有单个或多个氟原子的阴离子成分和作为阳离子成分的具有单个或多个氢原子的咪唑啉鎓盐或咪唑啉鎓盐衍生物，对于设定的阴离子成分和阳离子成分，用模拟方法判定是否形成具有5组以上的阴离子成分的氟原子和阳离子成分的氢原子的距离为2.7以下的氟原子·氢原子对的离子缔合体，选择判定形成前述离子缔合体的阴离子成分和阳离子成分作为电解液的溶质。
10.如权利要求9所述的电化学元件用电解液的探索方法，其特征还在于，模拟通过利用哈特里-福克近似或密度泛函数法的分子轨道计算来实施。
11.电化学元件用电解液的制造方法，其特征在于，任意地设定具有单个或多个氟原子的阴离子成分和作为阳离子成分的具有单个或多个氢原子的咪唑啉鎓盐或咪唑啉鎓盐衍生物，对于设定的阴离子成分和阳离子成分，用模拟方法判定是否形成具有5组以上的阴离子成分的氟原子和阳离子成分的氢原子的距离为2.7以下的氟原子·氢原子对的离子缔合体，选择判定形成前述离子缔合体的阴离子成分和阳离子成分，制造包含选择的阴离子成分和阳离子成分作为溶质的电解液。
12.如权利要求11所述的电化学元件用电解液的制造方法，其特征还在于，模拟通过利用哈特里-福克近似或密度泛函数法的分子轨道计算来实施。
13.电化学元件，其特征在于，使用了形成离子缔合体的电化学元件用电解液，该离子缔合体包含具有单个或多个氟原子的阴离子成分和作为阳离子成分的具有单个或多个氢原子的咪唑啉鎓盐或咪唑啉鎓盐衍生物，具有5组以上的前述阴离子成分的氟原子和阳离子成分的氢原子的距离在2.7以下的氟原子·氢原子对。
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