JP2002151361A - Nonaqueous electrolytic solution for electrochemical capacitor, and the electrochemical capacitor using the same - Google Patents

Nonaqueous electrolytic solution for electrochemical capacitor, and the electrochemical capacitor using the same

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JP2002151361A
JP2002151361A JP2000347833A JP2000347833A JP2002151361A JP 2002151361 A JP2002151361 A JP 2002151361A JP 2000347833 A JP2000347833 A JP 2000347833A JP 2000347833 A JP2000347833 A JP 2000347833A JP 2002151361 A JP2002151361 A JP 2002151361A
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JP
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electrochemical capacitor
electrolytic solution
aqueous electrolyte
electrolyte
bis
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Masayuki Takeda
政幸 武田
Masahiro Takehara
雅裕 竹原
Makoto Ue
誠 宇恵
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Mitsubishi Chemical Corp
Original Assignee
Mitsubishi Chemical Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a nonaqueous electrolytic solution, which is less likely to be hydrolyzed in comparison with tetrafluoroborate salt actually used, and to provide an electrochemical capacitor using it. SOLUTION: The nonaqueous electrolytic solution for an electrochemical capacitor contains a quaternary onium salt represented formula (1): (1) Q+[(Rf)nRF6-n], wherein Q+ is onium ion; Rf is perfluoro alkyl; n is an integer 1-6. When n is 2 or larger, plural (Rf)s may be identical or different, and the plural (Rf)s can be bonded to one another and form an annular structure with phosphorus. The electrochemical capacitor uses such a nonaqueous electrolytic solution.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、フッ素を含むリン
化合物を含有してなる電気化学キャパシタ用非水電解液
及びこの電解液を用いた電気化学キャパシタに関する。
電気化学キャパシタは、各種電子機器のメモリーバック
アップ用や大電流を必要とする電気自動車の動力用とし
て有用である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a nonaqueous electrolytic solution for an electrochemical capacitor containing a phosphorus compound containing fluorine and an electrochemical capacitor using the electrolytic solution.
Electrochemical capacitors are useful for memory backup of various electronic devices and for powering electric vehicles that require a large current.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、炭酸プロピレン等の有機溶媒に、
四級アンモニウム塩や四級ホスホニウム塩等を溶解して
なる非水電解液を用いた、非水電解液電気化学キャパシ
タの開発が進められている。電気化学キャパシタには分
極性電極と電解質との界面に生成する電気二重層に電気
を蓄える電気二重層キャパシタの他に、電気二重層容量
と共に非分極性電極の酸化還元による擬似容量を利用し
たシュードキャパシタ(レドックスキャパシタ)がある
(B.E.Conway,J.Electroche
m.Soc.,138,1539(1991))。
2. Description of the Related Art In recent years, organic solvents such as propylene carbonate have been used.
Development of a non-aqueous electrolyte electrochemical capacitor using a non-aqueous electrolyte obtained by dissolving a quaternary ammonium salt, a quaternary phosphonium salt, or the like has been advanced. In addition to the electric double layer capacitor that stores electricity in the electric double layer generated at the interface between the polarizable electrode and the electrolyte, the electrochemical capacitor also uses the pseudo double capacitance of the non-polarizable electrode by redox with the electric double layer capacitance. There is a capacitor (redox capacitor) (BE Conway, J. Electroche
m. Soc. , 138, 1539 (1991)).

【0003】電気二重層キャパシタの分極性電極には、
一般的に活性炭素繊維や活性炭粒子の成型体や塗布膜が
使用される。一方、シュードキャパシタの非分極性電極
には、酸化ルテニウム、酸化イリジウム、酸化ニッケ
ル、酸化鉛等の金属酸化物、又はポリピロールやポリチ
オフェン等の導電性高分子が使用される。電気化学キャ
パシタに使用される電解質には、硫酸水溶液や水酸化カ
リウム水溶液等の水系電解液、炭酸プロピレン等の有機
溶媒に四級アンモニウム塩や四級ホスホニウム塩等を溶
解した非水系電解液、ポリエチレンオキシド−アルカリ
金属塩錯体やRbAg45等の固体電解質がある(宇恵
誠,電気化学,66,904(1998))。
The polarizable electrodes of an electric double layer capacitor include:
Generally, a molded article or a coating film of activated carbon fibers or activated carbon particles is used. On the other hand, a metal oxide such as ruthenium oxide, iridium oxide, nickel oxide, or lead oxide, or a conductive polymer such as polypyrrole or polythiophene is used for the non-polarizable electrode of the pseudo capacitor. Electrolytes used in electrochemical capacitors include aqueous electrolytes such as aqueous sulfuric acid and potassium hydroxide, non-aqueous electrolytes in which quaternary ammonium salts and quaternary phosphonium salts are dissolved in an organic solvent such as propylene carbonate, and polyelectrolytes. ethylene oxide - is an alkali metal salt complexes and RbAg 4 I solid electrolyte such as 5 (宇恵Makoto, electrochemical, 66,904 (1998)).

【0004】非水電解液を用いる電気化学キャパシタ
は、耐電圧を高くできるため、水系電解液を用いる電気
化学キャパシタよりエネルギー密度を高くできるという
利点があり、小型薄型化の要求される民生用電子機器の
バックアップ電源や携帯機器の駆動電源等に利用されて
いる。また、特に近年、注目を集めている電気自動車、
ハイブリッド車や電力貯蔵等のパワー用途には、非水系
電解液を使用したものが適している。
[0004] An electrochemical capacitor using a non-aqueous electrolytic solution has an advantage that the withstand voltage can be increased, so that the energy density can be higher than that of an electrochemical capacitor using an aqueous electrolytic solution. It is used as a backup power supply for equipment and a drive power supply for portable equipment. In addition, electric vehicles, which have recently attracted attention,
For power applications such as hybrid vehicles and power storage, those using a non-aqueous electrolyte are suitable.

【0005】このような要求を満足させる電気化学キャ
パシタ用の非水電解液として種々のものが提案されてい
るが、その代表的なものは、炭酸プロピレン等の非水溶
媒に、ホウフツ化四級アンモニウム塩(棚橋ら,電気化
学,56巻,892頁,1988年)、又はホウフツ化
四級ホスホニウム塩(平塚ら,電気化学,59巻,20
9頁,1991年)を溶解したものである。
Various types of non-aqueous electrolytes for electrochemical capacitors satisfying such requirements have been proposed. A typical one is a quaternized fluorinated non-aqueous solvent such as propylene carbonate. Ammonium salts (Tanahashi et al., Electrochemistry, Vol. 56, p. 892, 1988) or quaternary phosphonium salts of borated (Hiratsuka et al., Electrochemistry, Vol. 59, 20)
9 (1991)).

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】電気化学キャパシタに
用いられる非水電解液は、その水分含有量が極力少なく
なるように製造されているが、それでも通常は数十pp
mの水分を含んでいる。また非水電解液を用いて電気化
学キャパシタを製作する際に雰囲気中の水分が非水電解
液中に混入することがあり、電気化学キャパシタの部材
等に付着している水分が非水電解液中に溶出することも
あるので、電気化学キャパシタに用いられている非水電
解液には必ずといってよいほど数十ppm以上の水分が
存在している。
The non-aqueous electrolyte used for the electrochemical capacitor is manufactured so that its water content is as small as possible.
m of water. Also, when manufacturing an electrochemical capacitor using a non-aqueous electrolyte, moisture in the atmosphere may be mixed into the non-aqueous electrolyte. In some cases, the non-aqueous electrolyte used in the electrochemical capacitor contains water of several tens of ppm or more because it may be eluted into the electrolyte.

【0007】電気化学キャパシタに用いられている非水
電解液に水分が存在すると、溶解している電解質が加水
分解されるという問題がある。例えば、ホウフッ化四級
アンモニウム塩の場合、解離後の、ホウフッ化物アニオ
ンは、次式のように加水分解してフッ化水素を生成す
る。
[0007] If moisture is present in the non-aqueous electrolyte used in the electrochemical capacitor, there is a problem that the dissolved electrolyte is hydrolyzed. For example, in the case of a quaternary ammonium borofluoride, the borofluoride anion after dissociation is hydrolyzed to generate hydrogen fluoride as in the following formula.

【0008】[0008]

【化2】BF4 -+nH2O → BF4-n(OH)n -+n
HF
BF 4 + nH 2 O → BF 4 −n (OH) n + n
HF

【0009】フッ化水素は反応性に富んでおり、電気化
学キャパシタの金属部分を腐蝕させたり、非水電解液を
分解させる等の好ましくない反応を惹起する。これらの
反応が起こると、電気化学キャパシタの諸特性、例えば
電気容量、充放電効率、耐電圧等が低下したり、ガス発
生による素子の膨張等の外観不良が起こる。従って微量
の水分が存在しても加水分解を起し難い非水電解液が求
められている。近年、Liイオン電池用の電解質として
は、一般式(2)で表される電解質を用いることによ
り、加水分解を起こし難い電解液が開発されている。
(WO98/15562号公報))
[0009] Hydrogen fluoride is highly reactive and causes undesired reactions such as corrosion of the metal part of the electrochemical capacitor and decomposition of the non-aqueous electrolyte. When these reactions occur, various characteristics of the electrochemical capacitor, such as electric capacity, charge / discharge efficiency, withstand voltage, etc., decrease, and appearance defects such as expansion of the element due to gas generation occur. Accordingly, there is a need for a non-aqueous electrolyte that is less likely to undergo hydrolysis even in the presence of a trace amount of water. In recent years, as an electrolyte for a Li-ion battery, an electrolyte that is less likely to be hydrolyzed has been developed by using an electrolyte represented by the general formula (2).
(WO98 / 15562)

【0010】[0010]

【化3】 Li+[PFa(CHbc(CF3de] …(2) (a=1〜5、b=0又は1、c=0〜3、d=0〜
3、e=1〜4)
Embedded image Li + [PF a (CH b F c (CF 3 ) d ) e ] (2) (a = 1 to 5, b = 0 or 1, c = 0 to 3, d = 0 to
3, e = 1-4)

【0011】しかしながら、この公報には、かかる電解
液の電気化学キャパシタへの応用については何ら記載さ
れていない。また、電気化学キャパシタにおいては、こ
のような要求を満たす電解質を用いた非水電解液は今迄
に知られていない。本発明はこのような要求に応えよう
とするものである。
However, this publication does not disclose any application of such an electrolytic solution to an electrochemical capacitor. As for an electrochemical capacitor, a non-aqueous electrolyte using an electrolyte satisfying such requirements has not been known so far. The present invention addresses this need.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、かかる事
情に鑑み式(2)で表されるリチウム塩と同じアニオン
種を持つ四級オニウム塩を合成し、検討した結果、耐加
水分解性に優れることを見出し、本発明を完成するに至
った。
In view of such circumstances, the present inventors have synthesized and studied a quaternary onium salt having the same anionic species as the lithium salt represented by the formula (2). The inventors have found that the present invention has excellent properties, and have completed the present invention.

【0013】即ち、本発明の要旨は、1.下記一般式
(1)で示される四級オニウム塩を含有してなることを
特徴とする電気化学キャパシタ用非水電解液。
That is, the gist of the present invention is as follows. A non-aqueous electrolytic solution for an electrochemical capacitor, comprising a quaternary onium salt represented by the following general formula (1).

【0014】[0014]

【化4】Q+[(RfnRF6-n] …(1)Embedded image Q + [(R f ) n RF 6-n ] (1)

【0015】[式中、Q+はオニウムイオンを示し、Rf
はパーフルオロアルキル基を示し、nは1ないし6の整
数を示す。なお、nが2以上の場合には、複数のRf
同一でも異なっていてもよく、また複数のRfが互いに
結合してリンと共に環構造を形成していてもよい]
[0015] [in the formula, Q + represents an onium ion, R f
Represents a perfluoroalkyl group, and n represents an integer of 1 to 6. When n is 2 or more, a plurality of R f may be the same or different, and a plurality of R f may be bonded to each other to form a ring structure together with phosphorus.

【0016】2.1項に記載の非水電解液を用いたこと
を特徴とする電気化学キャパシタ、にある。
An electrochemical capacitor characterized by using the non-aqueous electrolyte described in item 2.1.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
(電気化学キャパシタ用非水電解液)本発明の非水電解
液は、電解質として式(1)で示される四級オニウム塩
を含有してなることを特徴とする。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail.
(Non-Aqueous Electrolyte for Electrochemical Capacitor) The non-aqueous electrolyte of the present invention is characterized by containing a quaternary onium salt represented by the formula (1) as an electrolyte.

【0018】[0018]

【化5】Q+[(RfnRF6-n] …(1)Embedded image Q + [(R f ) n RF 6-n ] (1)

【0019】[式中、Q+はオニウムイオンを示し、Rf
はパーフルオロアルキル基を示し、nは1ないし6の整
数を示す。なお、nが2以上の場合には、複数のRf
同一でも異なっていてもよく、また複数のRfが互いに
結合してリンと共に環構造を形成していてもよい]
[0019] [in the formula, Q + represents an onium ion, R f
Represents a perfluoroalkyl group, and n represents an integer of 1 to 6. When n is 2 or more, a plurality of R f may be the same or different, and a plurality of R f may be bonded to each other to form a ring structure together with phosphorus.

【0020】式(1)において、Q+のオニウムイオン
としては、四級アンモニウムイオン、四級ホスホニウム
イオン等が挙げられるが、四級アンモニウムイオンがよ
り好ましい。かかる四級アンモニウムイオンとしては、
具体的には、例えばテトラメチルアンモニウム、エチル
トリメチルアンモニウム、ジエチルジメチルアンモニウ
ム、トリエチルメチルアンモニウム、テトラエチルアン
モニウム、トリメチル−n−プロピルアンモニウム、ト
リメチルイソプロピルアンモニウム、トリメチル−n−
ブチルアンモニウム、トリメチルイソブチルアンモニウ
ム、トリメチル−t−ブチルアンモニウム、トリメチル
−n−ヘキシルアンモニウム、ジメチルジ−n−プロピ
ルアンモニウム、ジメチルジイソプロピルアンモニウ
ム、ジメチル−n−プロピルイソプロピルアンモニウ
ム、メチルトリ−n−プロピルアンモニウム、メチルト
リイソプロピルアンモニウム、メチルジ−n−プロピル
イソプロピルアンモニウム、メチル−n−プロピルジイ
ソプロピルアンモニウム、トリエチル−n−プロピルア
ンモニウム、トリエチルイソプロピルアンモニウム、ジ
エチルジ−n−プロピルアンモニウム、ジエチルジイソ
プロピルアンモニウム、ジエチル−n−プロピルイソプ
ロピルアンモニウム、エチルトリ−n−プロピルアンモ
ニウム、エチルトリイソプロピルアンモニウム、エチル
ジ−n−プロピルイソプロピルアンモニウム、エチル−
n−プロピルジイソプロピルアンモニウム、ジエチルメ
チル−n−プロピルアンモニウム、エチルジメチル−n
−プロピルアンモニウム、エチルメチルジ−n−プロピ
ルアンモニウム、ジエチルメチルイソプロピルアンモニ
ウム、エチルジメチルイソプロピルアンモニウム、エチ
ルメチルジイソプロピルアンモニウム、エチルメチル−
n−プロピルイソプロピルアンモニウム、テトラ−n−
プロピルアンモニウム、テトライソプロピルアンモニウ
ム、n−プロピルトリイソプロピルアンモニウム、ジ−
n−プロピルジイソプロピルアンモニウム、トリ−n−
プロピルイソプロピルアンモニウム等のテトラアルキル
アンモニウム等;N,N−ジメチルピロリジニウム、N
−エチル−N−メチルピロリジニウム、N,N−ジエチ
ルピロリジニウム等のピロリジニウム基;N,N′−ジ
メチルイミダゾリニウム、N,N′−ジエチルイミダゾ
リニウム、N−エチル−N′−メチルイミダゾリニウ
ム、1,2,3−トリメチルイミダゾリニウム、1,
3,4−トリメチルイミダゾリニウム、1,3−ジエチ
ル−2−メチルイミダゾリニウム、1,3−ジエチル−
4−メチルイミダゾリニウム、1,2,3,4−テトラ
メチルイミダゾリニウム、等のイミダゾリニウム基;
N,N′−ジメチルテトラヒドロピリミジニウム、N,
N′−ジエチルテトラヒドロピリミジニウム、N−エチ
ル−N′−メチルテトラヒドロピリミジニウム、1,
2,3−トリメチルテトラヒドロピリミジニウム、1,
2,3−トリエチルテトラヒドロピリミジニウム、1−
エチル−2,3−ジメチルテトラヒドロピリミジニウ
ム、2−エチル−1,3−ジメチルテトラヒドロピリミ
ジニウム、1,2−ジエチル−3−メチルテトラヒドロ
ピリミジニウム、1,3−ジエチル−2−メチルテトラ
ヒドロピリミジニウム、5−メチル−1,5−ジアザビ
シクロ[4.3.0]ノネン−5,8−メチル−1,8
−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン−7等のテ
トラヒドロピリミジニウム基;N,N′−ジメチルモル
ホリニウム、N−エチル−N−メチルモルホリニウム、
N,N−ジエチルモルホリニウム等のモルホリニウム
基;N,N−ジメチルピペリジニウム、N−エチル−
N′−メチルピペリジニウム、N,N′−ジエチルピペ
リジニウム等のピペリジニウム基;N−メチルピリジニ
ウム、N−エチルピリジニウム、N−n−プロピルピリ
ジニウム、N−イソプロピルピリジニウム、N−n−ブ
チルピリジニウム等のピリジニウム基;N,N′−ジメ
チルイミダゾリウム、N−エチル−N−メチルイミダゾ
リウム、N,N′−ジエチルイミダゾリウム、1,2−
ジエチル−3−メチルイミダゾリウム、1,3−ジエチ
ル−2−メチルイミダゾリウム、1−メチル−3−n−
プロピル−2,4−ジメチルイミダゾリウム、1,2−
ジメチル−3−n−プロピルイミダゾリウム、1,2,
3,4,5−テトラメチルイミダゾリウム等のイミダゾ
リウム基等、含窒素脂環式又は芳香環式の各種の四級ア
ンモニウム基が挙げられる。これら四級アンモニウムの
総炭素数は、非水溶媒への溶解性及び得られる非水電解
液の電気伝導性等からして、4〜12であるのが好まし
い。
In the formula (1), examples of the onium ion of Q + include a quaternary ammonium ion and a quaternary phosphonium ion, and a quaternary ammonium ion is more preferable. Such quaternary ammonium ions include:
Specifically, for example, tetramethylammonium, ethyltrimethylammonium, diethyldimethylammonium, triethylmethylammonium, tetraethylammonium, trimethyl-n-propylammonium, trimethylisopropylammonium, trimethyl-n-
Butylammonium, trimethylisobutylammonium, trimethyl-t-butylammonium, trimethyl-n-hexylammonium, dimethyldi-n-propylammonium, dimethyldiisopropylammonium, dimethyl-n-propylisopropylammonium, methyltri-n-propylammonium, methyltriisopropyl Ammonium, methyldi-n-propylisopropylammonium, methyl-n-propyldiisopropylammonium, triethyl-n-propylammonium, triethylisopropylammonium, diethyldi-n-propylammonium, diethyldiisopropylammonium, diethyl-n-propylisopropylammonium, ethyltri- n-propylammonium, ethyltrii Propyl ammonium, ethyl di -n- propyl isopropyl ammonium, ethyl -
n-propyldiisopropylammonium, diethylmethyl-n-propylammonium, ethyldimethyl-n
-Propylammonium, ethylmethyldi-n-propylammonium, diethylmethylisopropylammonium, ethyldimethylisopropylammonium, ethylmethyldiisopropylammonium, ethylmethyl-
n-propylisopropylammonium, tetra-n-
Propyl ammonium, tetraisopropyl ammonium, n-propyl triisopropyl ammonium, di-
n-propyldiisopropylammonium, tri-n-
Tetraalkylammonium such as propylisopropylammonium; N, N-dimethylpyrrolidinium, N
Pyrrolidinium groups such as -ethyl-N-methylpyrrolidinium, N, N-diethylpyrrolidinium; N, N'-dimethylimidazolinium, N, N'-diethylimidazolinium, N-ethyl-N'- Methyl imidazolinium, 1,2,3-trimethyl imidazolinium, 1,
3,4-trimethylimidazolinium, 1,3-diethyl-2-methylimidazolinium, 1,3-diethyl-
Imidazolinium groups such as 4-methylimidazolinium, 1,2,3,4-tetramethylimidazolinium;
N, N'-dimethyltetrahydropyrimidinium, N,
N'-diethyltetrahydropyrimidinium, N-ethyl-N'-methyltetrahydropyrimidinium, 1,
2,3-trimethyltetrahydropyrimidinium, 1,
2,3-triethyltetrahydropyrimidinium, 1-
Ethyl-2,3-dimethyltetrahydropyrimidinium, 2-ethyl-1,3-dimethyltetrahydropyrimidinium, 1,2-diethyl-3-methyltetrahydropyrimidinium, 1,3-diethyl-2-methyltetrahydro Pyrimidinium, 5-methyl-1,5-diazabicyclo [4.3.0] nonene-5,8-methyl-1,8
Tetrahydropyrimidinium groups such as -diazabicyclo [5.4.0] undecene-7; N, N'-dimethylmorpholinium, N-ethyl-N-methylmorpholinium,
Morpholinium groups such as N, N-diethylmorpholinium; N, N-dimethylpiperidinium, N-ethyl-
Piperidinium groups such as N'-methylpiperidinium and N, N'-diethylpiperidinium; N-methylpyridinium, N-ethylpyridinium, Nn-propylpyridinium, N-isopropylpyridinium, Nn-butylpyridinium Pyridinium groups such as N, N'-dimethylimidazolium, N-ethyl-N-methylimidazolium, N, N'-diethylimidazolium, 1,2-
Diethyl-3-methylimidazolium, 1,3-diethyl-2-methylimidazolium, 1-methyl-3-n-
Propyl-2,4-dimethylimidazolium, 1,2-
Dimethyl-3-n-propylimidazolium, 1,2,2
Examples include various nitrogen-containing alicyclic or aromatic cyclic quaternary ammonium groups such as imidazolium groups such as 3,4,5-tetramethylimidazolium. The total number of carbon atoms of these quaternary ammoniums is preferably 4 to 12 in view of the solubility in a non-aqueous solvent and the electric conductivity of the obtained non-aqueous electrolyte.

【0021】Rfで示されるパーフルオロアルキル基と
しては、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル
基、ヘプタフルオロプロピル基、ノナフルオロブチル
基、ウンデカフルオロペンチル基、パーフルオロヘキシ
ル基、パーフルオロオクチル基、パーフルオロデシル
基、パーフルオロウンデシル基等炭素数1〜12のパー
フルオロアルキル基が挙げられる。また複数のRfが相
互に結合したものとしては、オクタフルオロテトラメチ
レン基やデカフルオロペンタメチレン基等が挙げられ
る。式(1)の化合物において、Rfで示されるフッ素
化炭化水素基の炭素の合計は18以下であるのが好まし
い。これら化合物の例としては、トリフルオロメチルペ
ンタフルオロホスフェート、ビス(トリフルオロメチ
ル)テトラフルオロホスフェート、トリス(トリフルオ
ロメチル)トリフルオロホスフェート、テトラキス(ト
リフルオロメチル)ジフルオロホスフェート、ペンタキ
ス(トリフルオロメチル)フルオロホスフェート、ヘキ
サキス(トリフルオロメチル)ホスフェート、ペンタフ
ルオロエチルペンタフルオロホスフェート、ビス(ペン
タフルオロエチル)テトラフルオロホスフェート、トリ
ス(ペンタフルオロエチル)トリフルオロホスフェー
ト、テトラキス(ペンタフルオロエチル)ジフルオロホ
スフェート、ペンタキス(ペンタフルオロエチル)フル
オロホスフェート、ヘキサキス(ペンタフルオロエチ
ル)ホスフェート、ヘプタフルオロプロピルペンタフル
オロホスフェート、ビス(ヘプタフルオロプロピル)テ
トラフルオロホスフェート、トリス(ヘプタフルオロプ
ロピル)トリフルオロホスフェート、テトラキス(ヘプ
タフルオロプロピル)ジフルオロホスフェート、ペンタ
キス(ヘプタフルオロプロピル)ジフルオロホスフェー
ト、ヘキサキス(ヘプタフルオロプロピル)ホスフェー
ト、ノナフルオロブチルペンタフルオロホスフェート、
ビス(ノナフルオロブチル)テトラフルオロホスフェー
ト、トリス(ノナフルオロブチル)トリフルロホスフェ
ート、ウンデカフルオロペンチルペンタフルオロホスフ
ェート、ビス(ウンデカフルオロペンチル)テトラフル
オロホスフェート、パーフルオロヘキシルペンタフルオ
ロホスフェート、ビス(パーフルオロヘキシル)テトラ
フルオロホスフェート、パーフルオロオクチルペンタフ
ルオロホスフェート、パーフルオロデシルペンタフルオ
ロホスフェート、パーフルオロウンデシルペンタフルオ
ロホスフェート、トリフルオロメチルペンタフルオロエ
チルテトラフルオロホスフェート、ビス(トリフルオロ
メチル)ペンタフルオロエチルトリフルオロホスフェー
ト、トリス(トリフルオロメチル)ペンタフルオロエチ
ルジフルオロホスフェート、テトラキス(トリフルオロ
メチル)ペンタフルオロエチルフルオロホスフェート、
ヘンタキス(トリフルオロメチル)ペンタフルオロエチ
ルホスフェート、トリフルオロメチルビス(ペンタフル
オロエチル)トリフルオロホスフェート、トリフルオロ
メチルトリス(ペンタフルオロエチル)ジフルオロホス
フェート、トリフルオロメチルテトラキス(ペンタフル
オロエチル)フルオロホスフェート、トリフルオロメチ
ルペンタキス(ペンタフルオロエチル)ホスフェート、
ビス(トリフルオロメチル)ビス(ペンタフルオロエチ
ル)ジフルオロホスフェート、トリス(トリフルオロメ
チル)ビス(ペンタフルオロエチル)フルオロホスフェ
ート、テトラキス(トリフルオロメチル)ビス(ペンタ
フルオロエチル)ホスフェート、ビス(トリフルオロメ
チル)トリス(ペンタフルオロエチル)フルオロホスフ
ェート、ビス(トリフルオロメチル)テトラキス(ペン
タフルオロエチル)ホスフェート、トリス(トリフルオ
ロメチル)トリス(ペンタフルオロエチル)ホスフェー
ト、パーフルオロ(P,P−テトラメチレン)テトラフ
ルオロホスフェート、パーフルオロ[ビス(P,P−テ
トラメチレン)]ジフルオロホスフェート、パーフルオ
ロ[トリス(P,P−テトラメチレン)]ホスフェー
ト、パーフルオロ(P,P−ペンタメチレン)テトラフ
ルオロホスフェート、パーフルオロ[ビス(P,P−ペ
ンタメチレン)]ジフルオロホスフェート、パーフルオ
ロ[トリス(P,P−テトラメチレン)]ホスフェート
等が挙げられる。本発明においては、(Rfnのnは1
〜3の整数を示し、(Rfnの炭素数の総和は1ないし
9であることが好ましい。
The perfluoroalkyl group represented by R f includes a trifluoromethyl group, a pentafluoroethyl group, a heptafluoropropyl group, a nonafluorobutyl group, an undecafluoropentyl group, a perfluorohexyl group, a perfluorooctyl group , A perfluorodecyl group, a perfluoroundecyl group, and a perfluoroalkyl group having 1 to 12 carbon atoms. Examples of a structure in which a plurality of R f are mutually bonded include an octafluorotetramethylene group and a decafluoropentamethylene group. In the compound of the formula (1), the total number of carbon atoms in the fluorinated hydrocarbon group represented by R f is preferably 18 or less. Examples of these compounds include trifluoromethylpentafluorophosphate, bis (trifluoromethyl) tetrafluorophosphate, tris (trifluoromethyl) trifluorophosphate, tetrakis (trifluoromethyl) difluorophosphate, pentakis (trifluoromethyl) fluoro Phosphate, hexakis (trifluoromethyl) phosphate, pentafluoroethylpentafluorophosphate, bis (pentafluoroethyl) tetrafluorophosphate, tris (pentafluoroethyl) trifluorophosphate, tetrakis (pentafluoroethyl) difluorophosphate, pentakis (pentafluoro Ethyl) fluorophosphate, hexakis (pentafluoroethyl) phosphate, heptaf Oropropyl pentafluorophosphate, bis (heptafluoropropyl) tetrafluorophosphate, tris (heptafluoropropyl) trifluorophosphate, tetrakis (heptafluoropropyl) difluorophosphate, pentakis (heptafluoropropyl) difluorophosphate, hexakis (heptafluoropropyl) Phosphate, nonafluorobutyl pentafluorophosphate,
Bis (nonafluorobutyl) tetrafluorophosphate, tris (nonafluorobutyl) trifluorophosphate, undecafluoropentylpentafluorophosphate, bis (undecafluoropentyl) tetrafluorophosphate, perfluorohexylpentafluorophosphate, bis (perfluoro Hexyl) tetrafluorophosphate, perfluorooctylpentafluorophosphate, perfluorodecylpentafluorophosphate, perfluoroundecylpentafluorophosphate, trifluoromethylpentafluoroethyltetrafluorophosphate, bis (trifluoromethyl) pentafluoroethyltrifluorophosphate , Tris (trifluoromethyl) pentafluoroethyldifluorophos Eto, tetrakis (trifluoromethyl) pentafluoroethyl fluorophosphate,
Hentakis (trifluoromethyl) pentafluoroethyl phosphate, trifluoromethyl bis (pentafluoroethyl) trifluorophosphate, trifluoromethyl tris (pentafluoroethyl) difluorophosphate, trifluoromethyltetrakis (pentafluoroethyl) fluorophosphate, trifluoro Methylpentakis (pentafluoroethyl) phosphate,
Bis (trifluoromethyl) bis (pentafluoroethyl) difluorophosphate, tris (trifluoromethyl) bis (pentafluoroethyl) fluorophosphate, tetrakis (trifluoromethyl) bis (pentafluoroethyl) phosphate, bis (trifluoromethyl) Tris (pentafluoroethyl) fluorophosphate, bis (trifluoromethyl) tetrakis (pentafluoroethyl) phosphate, tris (trifluoromethyl) tris (pentafluoroethyl) phosphate, perfluoro (P, P-tetramethylene) tetrafluorophosphate , Perfluoro [bis (P, P-tetramethylene)] difluorophosphate, perfluoro [tris (P, P-tetramethylene)] phosphate, perfluoro ( , P- pentamethylene) tetrafluoro phosphate, perfluoro [bis (P, P- pentamethylene)] difluoro phosphate, perfluoro [tris (P, P- tetramethylene)] phosphate and the like. In the present invention, n of (R f ) n is 1
It is preferable that the total number of carbon atoms in (R f ) n is 1 to 9.

【0022】一般に式(1)の化合物は分子量が大きく
なるにつれて、これを電解質とする電解液の電気伝導度
が低下する傾向にある。従って電解質としては、トリフ
ルオロメチルペンタフルオロホスフェート又はビス(ト
リフルオロメチル)テトラフルオロホスフェート、トリ
ス(トリフルオロメチル)トリフルオロホスフェート、
ペンタフルオロエチルペンタフルオロホスフェート又は
ビス(ペンタフルオロエチル)テトラフルオロホスフェ
ート、トリス(ペンタフルオロエチル)トリフルオロホ
スフェート、ペンタフルオロエチルトリフルオロメチル
テトラフルオロホスフェート、ペンタフルオロエチルビ
ス(トリフルオロメチル)トリフルオロホスフェート、
ビス(ペンタフルオロエチル)トリフルオロメチルトリ
フルオロホスフェート、ヘプタフルオロプロピルペンタ
フルオロホスフェート、ビス(ヘプタフルオロプロピ
ル)テトラフルオロホスフェート、トリス(ヘプタフル
オロプロピル)トリフルオロホスフェート、トリフルオ
ロメチルヘプタフルオロプロピルテトラフルオロホスフ
ェート、トリフルオロメチルビス(ヘプタフルオロプロ
ピル)トリフルオロホスフェート、ビス(トリフルオロ
メチル)ヘプタフルオロプロピルトリフルオロホスフェ
ート、ビス(トリフルオロメチル)ビス(ヘプタフルオ
ロプロピル)ジフルオロホスフェート、トリス(トリフ
ルオロメチル)ビス(ヘプタフルオロプロピル)フルオ
ロホスフェート、ペンタフルオロエチルヘプタフルオロ
プロピルテトラフルオロホスフェート、ビス(ペンタフ
ルオロエチル)ヘプタフルオロプロピルトリフルオロホ
スフェート、トリス(ペンタフルオロエチル)ヘプタフ
ルオロプロピルジフルオロホスフェート、ペンタフルオ
ロエチルビス(ヘプタフルオロプロピル)トリフルオロ
ホスフェート、ペンタフルオロエチルトリフルオロメチ
ルヘプタフルオロプロピルトリフルオロホスフェート、
ビス(ペンタフルオロエチル)トリフルオロメチルヘプ
タフルオロプロピルジフルオロホスフェート、ビス(ペ
ンタフルオロエチル)ビス(トリフルオロメチル)ヘプ
タフルオロプロピルフルオロホスフェート、ペンタフル
オロエチルビス(トリフルオロメチル)ヘプタフルオロ
プロピルジフルオロホスフェート、ペンタフルオロエチ
ルトリス(トリフルオロメチル)ヘプタフルオロプロピ
ルフルオロホスフェート、ペンタフルオロエチルテトラ
キス(トリフルオロメチル)ヘプタフルオロプロピルホ
スフェート、ペンタフルオロエチルトリフルオロメチル
ビス(ヘプタフルオロプロピル)ジフルオロホスフエー
ト等の、炭素数9以下の物を用いるのが好ましい。な
お、式(1)の化合物は二種以上を併用することもでき
る。
In general, as the molecular weight of the compound of the formula (1) increases, the electric conductivity of an electrolytic solution using the compound as an electrolyte tends to decrease. Therefore, as the electrolyte, trifluoromethylpentafluorophosphate or bis (trifluoromethyl) tetrafluorophosphate, tris (trifluoromethyl) trifluorophosphate,
Pentafluoroethyl pentafluorophosphate or bis (pentafluoroethyl) tetrafluorophosphate, tris (pentafluoroethyl) trifluorophosphate, pentafluoroethyltrifluoromethyltetrafluorophosphate, pentafluoroethylbis (trifluoromethyl) trifluorophosphate,
Bis (pentafluoroethyl) trifluoromethyltrifluorophosphate, heptafluoropropylpentafluorophosphate, bis (heptafluoropropyl) tetrafluorophosphate, tris (heptafluoropropyl) trifluorophosphate, trifluoromethylheptafluoropropyltetrafluorophosphate, Trifluoromethylbis (heptafluoropropyl) trifluorophosphate, bis (trifluoromethyl) heptafluoropropyltrifluorophosphate, bis (trifluoromethyl) bis (heptafluoropropyl) difluorophosphate, tris (trifluoromethyl) bis (hepta) Fluoropropyl) fluorophosphate, pentafluoroethylheptafluoropropyltetrafur Lophosphate, bis (pentafluoroethyl) heptafluoropropyl trifluorophosphate, tris (pentafluoroethyl) heptafluoropropyl difluorophosphate, pentafluoroethyl bis (heptafluoropropyl) trifluorophosphate, pentafluoroethyltrifluoromethylheptafluoropropyl Trifluorophosphate,
Bis (pentafluoroethyl) trifluoromethylheptafluoropropyldifluorophosphate, bis (pentafluoroethyl) bis (trifluoromethyl) heptafluoropropylfluorophosphate, pentafluoroethylbis (trifluoromethyl) heptafluoropropyldifluorophosphate, pentafluoro C9 or less carbon atoms such as ethyltris (trifluoromethyl) heptafluoropropylfluorophosphate, pentafluoroethyltetrakis (trifluoromethyl) heptafluoropropylphosphate, and pentafluoroethyltrifluoromethylbis (heptafluoropropyl) difluorophosphate It is preferable to use a substance. In addition, two or more compounds of the formula (1) can be used in combination.

【0023】式(1)の化合物は公知の方法を応用する
ことによって合成することができる。例えば各種トリス
(ペンタフルオロエチル)トリフルオロホスフェート
は、N.Ignat‘ev et al.,J.Flu
orine.Chem.,103,57(2000)に
記載の方法を応用することによって、この方法により合
成したホスホラストリス(ペンタフルオロエチル)ジフ
ルオリドに各種オニウムのフッ化物(Q+-)を反応さ
せることで合成することができる。式(1)の化合物を
電気化学キャパシタの電解質として用いる場合には、極
めて高純度であることが要求されるので、通常は上記に
より得られた式(1)の化合物は、再結晶や溶媒抽出等
により、所望の純度にまで精製して用いる。電解液は、
通常は溶媒に式(1)の化合物を溶かして用いるが、式
(1)の化合物が常温にて液体の場合、溶媒を用いずに
単独でも用いてもよい。
The compound of the formula (1) can be synthesized by applying a known method. For example, various tris (pentafluoroethyl) trifluorophosphates are available from N.I. Ignat'ev et al. , J. et al. Flu
orine. Chem. , 103, 57 (2000), by reacting phosphorous tris (pentafluoroethyl) difluoride synthesized by this method with various onium fluorides (Q + F ). be able to. When the compound of the formula (1) is used as an electrolyte for an electrochemical capacitor, it is required that the compound of the formula (1) has extremely high purity. Purify to a desired purity and use it. The electrolyte is
Usually, the compound of the formula (1) is used by dissolving it in a solvent. However, when the compound of the formula (1) is liquid at room temperature, it may be used alone without using a solvent.

【0024】用いる溶媒の例としては、炭酸ジメチル、
炭酸エチルメチル、炭酸ジエチル、炭酸ジフェニル、炭
酸メチルフェニル、炭酸エチレン、炭酸プロピレン、
2,3−ジメチル炭酸エチレン、炭酸ブチレン、炭酸ビ
ニレン、2−ビニル炭酸エチレン等の炭酸エステル類;
ギ酸メチル、酢酸メチル、プロピオン酸メチル、酢酸エ
チル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、酢酸アミル、安息香
酸メチル、安息香酸エチル、γ−ブチロラクトン、γ−
バレロラクトン、δ−バレロラクトン等のカルボン酸エ
ステル類;エチレングリコールジメチルエーテル、エチ
レングリコールジエチルエーテル、エチレングリコール
モノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエ
ーテル、1,4−ジオキサン、1,3−ジオキソラン、
テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン、
2,6−ジメチルテトラヒドロフラン、テトラヒドロピ
ラン等のエーテル類;アセトニトリル、プロピオニトリ
ル、メトキシプロピオニトリル、グルタロニトリル、ア
ジポニトリル、2−メチルグルタロニトリル等のニトリ
ル類;N−メチルホルムアミド、N−エチルホルムアミ
ド、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチル
アセトアミド、N−メチルピロリジノン等のアミド類;
ジメチルスルホン、エチルメチルスルホン、ジエチルス
ルホン、スルホラン、3−メチルスルホラン、2,4−
ジメチルスルホラン等のスルホン類;ジメチルスルホキ
シド、メチルエチルスルホキシド、ジエチルスルホキシ
ド等のスルホキシド類;硫酸ジメチル、硫酸ジエチル、
硫酸エチレン、硫酸プロピレン等の硫酸エステル類;亜
硫酸ジメチル、亜硫酸ジエチル、亜硫酸エチレン、亜硫
酸プロピレン等の亜硫酸エステル類;リン酸トリメチ
ル、リン酸エチルジメチル、リン酸ジエチルメチル、リ
ン酸トリエチル等のリン酸エステル類;1,3−ジメチ
ル−2−イミダゾリジノン、1,3−ジメチル−3,
4,5,6−テトラヒドロ−2(1H)−ピリミジノ
ン、3−メチル−2−オキサゾリジノン、ニトロメタン
等が挙げられる。これらの溶媒を用いる場合には二種以
上を併用することもできる。これらの溶媒の中でも炭酸
エステルやカルボン酸エステルないしはこれらを主体と
する、50重量%以上が炭酸エステルやカルボン酸エス
テルであるものを用いるのが好ましい。
Examples of the solvent used include dimethyl carbonate,
Ethyl methyl carbonate, diethyl carbonate, diphenyl carbonate, methylphenyl carbonate, ethylene carbonate, propylene carbonate,
Carbonic esters such as 2,3-dimethyl ethylene carbonate, butylene carbonate, vinylene carbonate, and 2-vinyl ethylene carbonate;
Methyl formate, methyl acetate, methyl propionate, ethyl acetate, propyl acetate, butyl acetate, amyl acetate, methyl benzoate, ethyl benzoate, γ-butyrolactone, γ-
Carboxylic acid esters such as valerolactone and δ-valerolactone; ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, 1,4-dioxane, 1,3-dioxolan,
Tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran,
Ethers such as 2,6-dimethyltetrahydrofuran and tetrahydropyran; nitriles such as acetonitrile, propionitrile, methoxypropionitrile, glutaronitrile, adiponitrile, 2-methylglutaronitrile; N-methylformamide, N-ethyl Amides such as formamide, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N-methylpyrrolidinone;
Dimethyl sulfone, ethyl methyl sulfone, diethyl sulfone, sulfolane, 3-methyl sulfolane, 2,4-
Sulfones such as dimethylsulfolane; sulfoxides such as dimethylsulfoxide, methylethylsulfoxide, diethylsulfoxide; dimethyl sulfate, diethyl sulfate;
Sulfuric esters such as ethylene sulfate and propylene sulfate; sulfites such as dimethyl sulfite, diethyl sulfite, ethylene sulfite and propylene sulfite; phosphate esters such as trimethyl phosphate, ethyl dimethyl phosphate, diethylmethyl phosphate and triethyl phosphate And 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, 1,3-dimethyl-3,
4,5,6-tetrahydro-2 (1H) -pyrimidinone, 3-methyl-2-oxazolidinone, nitromethane and the like. When these solvents are used, two or more of them can be used in combination. Among these solvents, it is preferable to use a carbonate ester or a carboxylate ester or a solvent mainly composed of these, wherein 50% by weight or more is a carbonate ester or a carboxylate ester.

【0025】本発明に係る非水電解液は、上記の溶媒に
式(1)の化合物を溶解したもの、又は常温で液体の式
(1)の化合物を用いる場合は式(1)の化合物単独で
もよい。一般に電解液の電気伝導度は高い方が好ましい
ので、電解液中の式(1)の化合物の濃度は、温度変化
等により析出しない範囲で、できるだけ高い方が好まし
く、溶媒を用いる場合には、電解液中のこれらの化合物
の濃度は通常0.1〜3mol dm-3であり、好まし
くは0.5〜2mol dm-3である。但し、塩が常温
で液体であり、溶媒を用いなかった場合は、この限りで
はない。
The non-aqueous electrolyte according to the present invention is obtained by dissolving the compound of the formula (1) in the above-mentioned solvent, or when the compound of the formula (1) is liquid at room temperature, the compound of the formula (1) is used alone. May be. In general, the higher the electric conductivity of the electrolytic solution, the better. Therefore, the concentration of the compound of the formula (1) in the electrolytic solution is preferably as high as possible within a range that does not precipitate due to a temperature change or the like. The concentration of these compounds in the electrolyte is usually 0.1 to 3 mol dm -3 , preferably 0.5 to 2 mol dm -3 . However, this does not apply when the salt is liquid at ordinary temperature and no solvent is used.

【0026】(電気化学キャパシタ)本発明に係る非水
電解液電気化学キャパシタは、上述の式(1)の化合物
を用いる非水電解液を用いる以外は、従来からの公知の
方法に従って製作することができる。正極・負極として
用いる分極電極としては、電解液に対して不活性で、且
つ適度な電気伝導性を有する点で炭素を用いるのが好ま
しく、中でも電荷が蓄積する電極界面が大きい活性炭や
カーボンナノチューブ、PVD法により作製した多孔質
ダイヤモンド等を用いるのが好ましい。活性炭としては
通常は窒素吸着によるBET法による比表面積が500
〜2500m2/gの活性炭は体積当りの静電容量が大
きく好ましく、特に1000〜2000m2/gのもの
を用いるのが好ましい。
(Electrochemical Capacitor) The non-aqueous electrolyte electrochemical capacitor according to the present invention is manufactured according to a conventionally known method except that a non-aqueous electrolyte using the compound of the above formula (1) is used. Can be. As the polarized electrodes used as the positive electrode and the negative electrode, it is preferable to use carbon in terms of being inert to the electrolytic solution and having appropriate electric conductivity, and among them, activated carbon or carbon nanotube having a large electrode interface where electric charge is accumulated, It is preferable to use porous diamond or the like produced by the PVD method. Activated carbon usually has a specific surface area of 500 according to the BET method by nitrogen adsorption.
Activated carbon ~2500m 2 / g, preferably larger capacitance per volume, preferably in particular to use those of 1000 to 2000 2 / g.

【0027】活性炭は植物系の木材、のこくず、ヤシ
殻、パルプ廃液、化石燃料系の石炭、石油重質油、或い
はそれらを熱分解した石炭及び石油系ピッチ、石油コー
クス、カーボンアエロゲル、タールピッチを紡糸した繊
維、合成高分子、フェノール樹脂、フラン樹脂、ポリ塩
化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリイミド樹
脂、ポリアミド樹脂、ポリアセン、イオン交換樹脂、液
晶高分子、プラスチック廃棄物、廃タイヤ等多種多様の
原料を炭化した後、賦活して製造させる。なお、活性炭
の賦活法としては、炭化された原料を高温で水蒸気、炭
酸ガス、酸素、その他の酸化性ガス等と接触反応させる
ガス賦活法と、炭化された原料に塩化亜鉛、リン酸、リ
ン酸ナトリウム、塩化カルシウム、硫化カリウム、水酸
化カリウム、水酸化ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸ナ
トリウム、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、炭酸カルシ
ウム、ホウ酸、硝酸等を均等に含浸させて、不活性ガス
雰囲気中で加熱し、薬品の脱水及び酸化反応により活性
炭を得る薬品賦活法があり、いずれも用いることができ
る。
Activated carbon includes plant-based wood, sawdust, coconut shell, pulp waste liquor, fossil fuel-based coal, petroleum heavy oil, or thermally decomposed coal and petroleum pitch, petroleum coke, carbon aerogel, Tar pitch spun fiber, synthetic polymer, phenolic resin, furan resin, polyvinyl chloride resin, polyvinylidene chloride resin, polyimide resin, polyamide resin, polyacene, ion exchange resin, liquid crystal polymer, plastic waste, waste tire, etc. After carbonizing a wide variety of raw materials, they are activated and manufactured. The activated carbon is activated by a gas activation method in which a carbonized raw material is brought into contact with steam, carbon dioxide, oxygen, or another oxidizing gas at a high temperature, or zinc chloride, phosphoric acid or phosphorus is added to a carbonized raw material. Evenly impregnate sodium acid, calcium chloride, potassium sulfide, potassium hydroxide, sodium hydroxide, potassium carbonate, sodium carbonate, sodium sulfate, potassium sulfate, calcium carbonate, boric acid, nitric acid, etc. in an inert gas atmosphere. There is a chemical activation method in which activated carbon is obtained by heating and dehydrating and oxidizing a chemical, and any of them can be used.

【0028】また、活性炭は、使用に先立ち、窒素、ア
ルゴン等の不活性雰囲気中で500〜2500℃、好ま
しくは700〜1500℃で熱処理して、不要な表面官
能基を除去したり、結晶構造を発達させて導電性を向上
させてもよい。活性炭の形状は、破砕、造粒、顆粒、繊
維、フェルト、繊物、シート状等各種の形状が利用でき
るが、粒状の場合、電極の嵩密度を向上でき、また内部
抵抗が低減できることから、平均粒子径は30μm以下
が好ましい。このような活性炭に、導電剤と結合剤とを
混合してシート状に成形することにより、電極を作製す
る。導電剤としてはアセチレンブラックやケッチェンブ
ラック等の導電性カーボンブラック、黒鉛、導電性の炭
素繊維等が用いられる。また、アルミニウムやニッケル
などの金属繊維や導電性の酸化チタン等を用いることも
できる。好ましくはアセチレンブラック又はケッチェン
ブラックを用いる。これらの導電材は活性炭に対して5
〜50重量%、特に10〜30重量%配合するのが好ま
しい。
Prior to use, the activated carbon is subjected to a heat treatment at 500 to 2500 ° C., preferably 700 to 1500 ° C. in an inert atmosphere such as nitrogen or argon to remove unnecessary surface functional groups or to reduce the crystal structure. May be developed to improve conductivity. Various shapes such as crushing, granulation, granule, fiber, felt, fiber, sheet, etc. can be used as the shape of the activated carbon.However, in the case of granular, since the bulk density of the electrode can be improved and the internal resistance can be reduced, The average particle size is preferably 30 μm or less. An electrode is produced by mixing a conductive agent and a binder into such activated carbon and forming the mixture into a sheet. As the conductive agent, conductive carbon black such as acetylene black or Ketjen black, graphite, conductive carbon fiber, or the like is used. Further, metal fibers such as aluminum and nickel, conductive titanium oxide, and the like can also be used. Preferably, acetylene black or Ketjen black is used. These conductive materials are 5
It is preferable that the compounding amount be from 50 to 50% by weight, especially from 10 to 30% by weight.

【0029】結合剤としてはポリテトラフルオロエチレ
ン、ポリフッ化ビニリデン、カルボキシメチルセルロー
ス、ポリイミド、フェノール樹脂、ピッチ等が用いられ
る。結合剤には、活性炭に対して0.5〜30重量%、
特に20〜30重量%となるように配合するのが好まし
い。なお、導電剤を用いる代わりに、活性炭に結合剤を
配合したものをシート状に成形し、これを不活性雰囲気
中で熱処理して焼結させることにより電極を作製するこ
ともできる。セパレーターとしては通常は、紙、ポリプ
ロピレン、ポリエチレン、ガラス繊維等の材質で作られ
た物を用いる。作製された電気化学キャパシタの形状
は、コイン型、巻回型、角型、アルミラミネート型等の
いずれの形状でもよく、またこれら形状に限定される物
ではない。
As the binder, polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, carboxymethyl cellulose, polyimide, phenol resin, pitch and the like are used. The binder includes 0.5 to 30% by weight based on activated carbon,
In particular, it is preferable to mix them in an amount of 20 to 30% by weight. Note that, instead of using the conductive agent, an electrode can also be manufactured by forming a mixture of activated carbon and a binder into a sheet, heat-treating the sheet in an inert atmosphere, and sintering the sheet. Usually, a separator made of a material such as paper, polypropylene, polyethylene, or glass fiber is used as the separator. The shape of the manufactured electrochemical capacitor may be any shape such as a coin shape, a wound shape, a square shape, and an aluminum laminate type, and is not limited to these shapes.

【0030】[0030]

【実施例】以下に実施例により本発明を更に具体的に説
明するが、本発明はその要旨を越えない限りこれらの実
施例に限定されるものではない。 実施例1〜3、及び比較例1、2 例示する塩を、5mmol dm-3の水溶液とし、加水
分解によるF-イオンの増加をイオンクロマトグラフィ
ーを用いて測定した。二週間放置後のF-イオン濃度を
表1に示す。例示する塩を用い、下記の方法にて電解液
を調製し、この電解液を用い下記のコイン型電気化学キ
ャパシタ(電気二重層キャパシタ)を作成・評価し、容
量維持率を計算した。結果を表1に示す。
EXAMPLES The present invention will be described in more detail with reference to the following Examples, which should not be construed as limiting the scope of the invention. The salts exemplified in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2 were converted into an aqueous solution having a concentration of 5 mmol dm −3 , and the increase in F ions due to hydrolysis was measured using ion chromatography. Table 1 shows the F - ion concentration after standing for two weeks. An electrolytic solution was prepared by the following method using the exemplified salt, and the following coin-type electrochemical capacitor (electric double layer capacitor) was prepared and evaluated using the electrolytic solution, and the capacity retention was calculated. Table 1 shows the results.

【0031】電気二重層キャパシタ用非水電解液の調
製;実施例、比較例に例示する塩を1mol dm-3
なるように炭酸プロピレンに溶解して非水電解液を調製
し、この非水電解液に、0.5重量%の水分を加えた電
解液を調製した。
Preparation of Nonaqueous Electrolyte for Electric Double Layer Capacitor; Salts exemplified in Examples and Comparative Examples were dissolved in propylene carbonate so as to have a concentration of 1 mol dm -3 to prepare a nonaqueous electrolyte. An electrolytic solution was prepared by adding 0.5% by weight of water to the electrolytic solution.

【0032】電気二重層キャパシタ用電極の作製;ヤシ
ガラ系の粉末活性炭(比表面積1700m2/g、平均
粒径10μm、水蒸気賦活品)80重量部、アセチレン
ブラック10重量部、及びポリテトラフルオロエチレン
10重量部の混合物を混練した後、50kgf/cm2
の圧力で加圧成型して、厚さ0.5mmの板状体とし、
これから直径10mmの円盤を打抜いた。この円盤を
0.1Torr以下の真空中、300℃で3時間保持し
た後窒素雰囲気下で放冷した。
Preparation of electrode for electric double layer capacitor; 80 parts by weight of coconut shell-based powdered activated carbon (specific surface area: 1700 m 2 / g, average particle size: 10 μm, steam activated product), 10 parts by weight of acetylene black, and polytetrafluoroethylene After kneading the mixture of parts by weight, 50 kgf / cm 2
Pressure molding with a pressure of 0.5mm into a plate with a thickness of 0.5mm,
From this, a disk having a diameter of 10 mm was punched. This disk was kept at 300 ° C. for 3 hours in a vacuum of 0.1 Torr or less, and then allowed to cool in a nitrogen atmosphere.

【0033】電気二重層キャパシタの組立;上記で作成
した二枚の分極性電極に非水電解液を含浸させた。この
二枚の電極を、間にポリエチレン製のセパレーターを挟
んで、ステンレススチール製のケースに収容し、ケース
をポリプロピレン製のガスケットを介してかしめて、コ
イン型電気二重層キャパシタを作製した。
Assembly of electric double layer capacitor: The two polarizable electrodes prepared above were impregnated with a non-aqueous electrolyte. The two electrodes were housed in a stainless steel case with a polyethylene separator interposed therebetween, and the case was caulked via a polypropylene gasket to produce a coin-type electric double layer capacitor.

【0034】電気二重層キャパシタの容量維持率の測
定;上記で作製した電気二重層キャパシタに、25℃で
3.0Vの電圧を印加した後、5mAの定電流で放電し
て初期静電容量を測定した。次いで、これを70℃で1
000時間保持した後同様にして静電容量を測定し、初
期容量に対する1000時間後の静電容量を容量維持率
として算出した。
Measurement of the capacity retention of the electric double layer capacitor: After applying a voltage of 3.0 V at 25 ° C. to the electric double layer capacitor prepared above, it was discharged at a constant current of 5 mA to obtain an initial capacitance. It was measured. Then, it is heated at 70 ° C. for 1 hour.
After holding for 000 hours, the capacitance was measured in the same manner, and the capacitance after 1000 hours with respect to the initial capacity was calculated as a capacity retention ratio.

【0035】[0035]

【表1】 [Table 1]

【0036】[0036]

【発明の効果】本発明によれば、現在用いられているテ
トラフルオロホウ酸塩に比較して加水分解しにくい非水
電解液が得られる。
According to the present invention, a non-aqueous electrolyte which is less likely to be hydrolyzed than the currently used tetrafluoroborate can be obtained.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宇恵 誠 茨城県稲敷郡阿見町中央八丁目3番1号 三菱化学株式会社筑波研究所内 Fターム(参考) 5H029 AJ07 AK08 AL08 AM03 AM04 AM05 AM07  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Makoto Ue 8-3-1 Chuo, Ami-cho, Inashiki-gun, Ibaraki Pref. Mitsubishi Chemical Corporation Tsukuba Research Laboratory F-term (reference)

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 下記一般式(1)で示される四級オニウ
ム塩を含有してなることを特徴とする電気化学キャパシ
タ用非水電解液。 【化1】Q+[(RfnRF6-n] …(1) [式中、Q+はオニウムイオンを示し、Rfはパーフルオ
ロアルキル基を示し、nは1ないし6の整数を示す。な
お、nが2以上の場合には、複数のRfは同一でも異な
っていてもよく、また複数のRfが互いに結合してリン
と共に環構造を形成していてもよい]
1. A non-aqueous electrolytic solution for an electrochemical capacitor, comprising a quaternary onium salt represented by the following general formula (1). Embedded image Q + [(R f ) n RF 6-n ] (1) wherein Q + represents an onium ion, R f represents a perfluoroalkyl group, and n is an integer of 1 to 6. Is shown. When n is 2 or more, a plurality of R f may be the same or different, and a plurality of R f may be bonded to each other to form a ring structure together with phosphorus.
【請求項2】 nが1ないし3の整数を示し、(Rfn
の炭素数の総和は1ないし9である請求項1に記載の電
気化学キャパシタ用非水電解液。
2. n is an integer of 1 to 3, and (R f ) n
2. The non-aqueous electrolyte for an electrochemical capacitor according to claim 1, wherein the total number of carbon atoms is 1 to 9. 3.
【請求項3】 Q+が炭素数4ないし12の四級アンモ
ニウムイオンである請求項1又は2に記載の電気化学キ
ャパシタ用非水電解液。
3. The non-aqueous electrolyte for an electrochemical capacitor according to claim 1, wherein Q + is a quaternary ammonium ion having 4 to 12 carbon atoms.
【請求項4】 炭酸エステル及びカルボン酸エステルよ
りなる群から選ばれたエステルが50重量%以上を占め
る非水溶媒に溶解してなる請求項1ないし3のいずれか
に記載の電気化学キャパシタ用非水電解液。
4. The non-electrochemical capacitor according to claim 1, wherein an ester selected from the group consisting of carbonate and carboxylate is dissolved in a non-aqueous solvent occupying 50% by weight or more. Water electrolyte.
【請求項5】 式(1)の四級オニウム塩が常温で液体
であり、これを単独で用いる請求項1ないし3のいずれ
かに記載の電気化学キャパシタ用非水電解液。
5. The non-aqueous electrolyte for an electrochemical capacitor according to claim 1, wherein the quaternary onium salt of the formula (1) is a liquid at room temperature and used alone.
【請求項6】 請求項1ないし5のいずれかに記載の非
水電解液を用いたことを特徴とする電気化学キャパシ
タ。
6. An electrochemical capacitor using the non-aqueous electrolyte according to claim 1. Description:
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007186637A (en) * 2006-01-16 2007-07-26 Eamex Co Conductive polymer actuator element

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