JP2009218398A - Electrolyte and electrochemical device - Google Patents

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JP2009218398A JP2008060910A JP2008060910A JP2009218398A JP 2009218398 A JP2009218398 A JP 2009218398A JP 2008060910 A JP2008060910 A JP 2008060910A JP 2008060910 A JP2008060910 A JP 2008060910A JP 2009218398 A JP2009218398 A JP 2009218398A
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Akinori Oka
昭範 岡
Yoshihisa Tokumaru
祥久 徳丸
Hiroaki Shima
博昭 志摩
Shoji Hikita
章二 引田
Iwataro Karino
巌太郎 狩野
Yoshinobu Abe
吉伸 阿部
Akihiro Nabeshima
亮浩 鍋島
Taiji Nakagawa
泰治 中川
Kazuhiro Kodama
和博 児玉
Masatoshi Kamiya
昌稔 上谷
Mafuyu Ueno
真布夕 植野
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electrolyte which has superior cycle characteristic even in a long term and improves reliability of an electrochemical device, and to provide the electrochemical device. <P>SOLUTION: This electrolyte for electric double-layer capacitor contains a compound represented by a specific formula (1) (Y is an anion) and a compound represented by a specific formula (2) (X is an anion). <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、静電容量の容量低下を低減し、電気化学デバイスの信頼性を向上させる電解液及びそれを用いた電気化学デバイスに関する。   The present invention relates to an electrolytic solution that reduces a decrease in capacitance and improves the reliability of an electrochemical device, and an electrochemical device using the same.

非水系電解液を使用した電気二重層キャパシタ等の電気化学デバイスでは、リチウム二次電池などに比べサイクル特性が良いという特徴がある。しかし、長期の使用においては更なる特性の向上が求められている。   An electrochemical device such as an electric double layer capacitor using a non-aqueous electrolyte has a characteristic that cycle characteristics are better than a lithium secondary battery. However, further improvement in characteristics is required for long-term use.

このような問題を解決する手段として、リチウムイオンを吸蔵・放出可能な正極および負極と、リチウム塩を有機溶媒に溶解させた非水電解液とを含んでなる非水電解液二次電池であって、前記非水電解液は、トロピリウムを陽イオンとする塩が添加されている非水電解液二次電池が開示されている(例えば、特許文献1)。   As a means for solving such a problem, a non-aqueous electrolyte secondary battery comprising a positive electrode and a negative electrode capable of inserting and extracting lithium ions, and a non-aqueous electrolyte solution in which a lithium salt is dissolved in an organic solvent is used. As the non-aqueous electrolyte, a non-aqueous electrolyte secondary battery to which a salt having tropylium as a cation is added is disclosed (for example, Patent Document 1).

特許文献1によれば、トロピリウムカチオンを含む非水電解液を用いたときに形成される負極活物質表面の被膜が、充電状態にある負極と非水電解液との反応を防止する作用を持つものと推測されている。
特開2000−113905号公報
According to Patent Document 1, the coating on the surface of the negative electrode active material formed when a non-aqueous electrolyte containing a tropylium cation is used prevents the reaction between the charged negative electrode and the non-aqueous electrolyte. Presumed to have.
JP 2000-113905 A

本発明の課題は、長期においてもサイクル特性に優れ、電気化学デバイスの信頼性を向上させる電解液及び電気化学デバイスを提供することにある。   The subject of this invention is providing the electrolyte solution and electrochemical device which are excellent in cycling characteristics also in the long term, and improve the reliability of an electrochemical device.

本発明は以下の発明に係る。   The present invention relates to the following inventions.

1.式(1)で表される化合物及び式(2)で表される化合物を含有することを特徴とする電気二重層キャパシタ用電解液。 1. An electrolytic solution for an electric double layer capacitor comprising a compound represented by the formula (1) and a compound represented by the formula (2).

Figure 2009218398
(RおよびRは、互いに同一または異なってメチル基、エチル基、メトキシメチル基、エトキシメチル基を示し、RおよびRで環構造を形成しても良い。Yは、アニオンである。)
Figure 2009218398
(R 1 and R 2 may be the same or different and each represents a methyl group, an ethyl group, a methoxymethyl group or an ethoxymethyl group, and R 1 and R 2 may form a ring structure. Y is an anion. .)

Figure 2009218398
〔Xは、アニオンである。〕
Figure 2009218398
[X is an anion. ]

2.更に有機溶媒を含有する電解液。
3.式(2)で表わされる化合物が、トロピニウムテトラフルオロボレート、トロピニウムヘキサフルオロホスフェートである電解液。
4.有機溶媒がプロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、ジエチルカーボネート又はγ−ブチロラクトンである電解液。
5.上記の電解液を用いた電気化学デバイス。
6.上記の電解液を用いた電気二重層キャパシタ。
2. Further, an electrolytic solution containing an organic solvent.
3. An electrolytic solution in which the compound represented by the formula (2) is tropinium tetrafluoroborate or tropinium hexafluorophosphate.
4). An electrolytic solution in which the organic solvent is propylene carbonate, ethylene carbonate, dimethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, diethyl carbonate, or γ-butyrolactone.
5. An electrochemical device using the above electrolytic solution.
6). Electric double layer capacitor using the above electrolyte.

本発明の電解液は、静電容量の容量低下を低減し、電気化学デバイスの信頼性を向上させることができる。また、驚くべきことに本発明の電解液は、初期において劣化しやすい静電容量を予め発現させないという効果も持ち合わせている。その結果本発明の電解液を用いた電気化学デバイスは、信頼性を向上することができる。   The electrolytic solution of the present invention can reduce a decrease in capacitance and improve the reliability of an electrochemical device. Surprisingly, the electrolytic solution of the present invention also has an effect that it does not express in advance an electrostatic capacity that easily deteriorates. As a result, the electrochemical device using the electrolytic solution of the present invention can improve reliability.

本発明の電気二重層キャパシタ用電解液は、式(1)で表される化合物及び式(2)で表される化合物を含有する電気二重層キャパシタ用電解液である。   The electrolytic solution for electric double layer capacitors of the present invention is an electrolytic solution for electric double layer capacitors containing a compound represented by formula (1) and a compound represented by formula (2).

Figure 2009218398
(RおよびRは、互いに同一または異なってメチル基、エチル基、メトキシメチル基、エトキシメチル基を示し、RおよびRで環構造を形成しても良い。Yは、アニオンである。)
Figure 2009218398
(R 1 and R 2 may be the same or different and each represents a methyl group, an ethyl group, a methoxymethyl group or an ethoxymethyl group, and R 1 and R 2 may form a ring structure. Y is an anion. .)

Figure 2009218398
〔Xは、アニオンである。〕
Figure 2009218398
[X is an anion. ]

式(1)で表される化合物のRおよびRとしては、メチル基、エチル基、メトキシメチル基、エトキシメチル基を挙げることができる。また、RおよびRで形成される環構造としては、ピロリジン環等を挙げることができる。 Examples of R 1 and R 2 of the compound represented by the formula (1) include a methyl group, an ethyl group, a methoxymethyl group, and an ethoxymethyl group. Examples of the ring structure formed by R 1 and R 2 include a pyrrolidine ring.

本発明に用いられる式(1)で表される化合物のYのアニオンとしては、例えば、BF 、PF 、CFCO 、CFSO 、N(CFSO 、N(CFCFSO 、C(CFSO 、N(CFSO)(CFCO)、AlF 、ClBF 、(FSO、CBF 、CFBF 等を挙げることができる。 Examples of the anion of Y of the compound represented by the formula (1) used in the present invention include BF 4 , PF 6 , CF 3 CO 2 , CF 3 SO 3 and N (CF 3 SO 2 ). 2 -, N (CF 3 CF 2 SO 2) 2 -, C (CF 3 SO 2) 3 -, N (CF 3 SO 2) (CF 3 CO) -, AlF 4 -, ClBF 3 -, (FSO 2 ) 2 N , C 2 F 5 BF 3 , CF 3 BF 3 — and the like.

化合物(1)の具体例としては、例えば、下記のような化合物を例示することができる。
N−エチル−N−メチルピロリジニウムテトラフルオロボレート、N,N−ジエチルピロリジニウムテトラフルオロボレート、N−メチル−N−メトキシメチルピロリジニウムテトラフルオロボレート、N−エチル−N−メトキシメチルピロリジニウムテトラフルオロボレート、N−メチル−N−エトキシメチルピロリジニウムテトラフルオロボレート、N−エチル−N−エトキシメチルピロリジニウムテトラフルオロボレート、スピロ−(1,1’)−ビピロリジニウムテトラフルオロボレート等を挙げることができる。
Specific examples of the compound (1) include the following compounds.
N-ethyl-N-methylpyrrolidinium tetrafluoroborate, N, N-diethylpyrrolidinium tetrafluoroborate, N-methyl-N-methoxymethylpyrrolidinium tetrafluoroborate, N-ethyl-N-methoxymethylpyrrole Dinium tetrafluoroborate, N-methyl-N-ethoxymethylpyrrolidinium tetrafluoroborate, N-ethyl-N-ethoxymethylpyrrolidinium tetrafluoroborate, spiro- (1,1 ′)-bipyrrolidinium tetra Examples thereof include fluoroborate.

これらのうち25℃で液体である化合物が好ましく、例えばN−メチル−N−メトキシメチルピロリジニウムテトラフルオロボレート、N−メチル−N−エトキシメチルピロリジニウムテトラフルオロボレート、N−エチル−N−エトキシメチルピロリジニウムテトラフルオロボレートを挙げることができる。
式(2)で表される化合物のXのアニオンとしては、例えば、BF 、PF 等を挙げることができる。化合物(2)の具体例としては、例えば、トロピニウムテトラフルオロボレート、トロピニウムヘキサフルオロホスフェートを挙げることができる。これら化合物は公知化合物であり、公知の方法により合成することができる。
Of these, compounds that are liquid at 25 ° C. are preferred, for example, N-methyl-N-methoxymethylpyrrolidinium tetrafluoroborate, N-methyl-N-ethoxymethylpyrrolidinium tetrafluoroborate, N-ethyl-N— Mention may be made of ethoxymethylpyrrolidinium tetrafluoroborate.
Examples of the X anion of the compound represented by the formula (2) include BF 4 and PF 6 . Specific examples of compound (2) include tropinium tetrafluoroborate and tropinium hexafluorophosphate. These compounds are known compounds and can be synthesized by known methods.

本発明の電解液は、必要に応じて、有機溶媒を使用しても良い。有機溶媒としては、例えば、環状炭酸エステル、鎖状炭酸エステル、リン酸エステル、環状エーテル、鎖状エーテル、ラクトン化合物、鎖状エステル、ニトリル化合物、アミド化合物、スルホン化合物等を挙げることができる。
環状炭酸エステルとしては、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、4−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン、4−(トリフルオロメチル)−1,3−ジオキソラン−2−オンなどが挙げられ、好ましくは、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネートが良い。
The electrolytic solution of the present invention may use an organic solvent as necessary. Examples of the organic solvent include cyclic carbonate ester, chain carbonate ester, phosphate ester, cyclic ether, chain ether, lactone compound, chain ester, nitrile compound, amide compound, sulfone compound and the like.
Examples of the cyclic carbonate include ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate, 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one, 4- (trifluoromethyl) -1,3-dioxolan-2-one, and the like. Of these, ethylene carbonate and propylene carbonate are preferable.

鎖状炭酸エステルとしては、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、メチルノルマルプロピルカーボネート、メチルイソプロピルカーボネート、ノルマルブチルメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチルノルマルプロピルカーボネート、エチルイソプロピルカーボネート、ノルマルブチルエチルカーボネート、ジノルマルプロピルカーボネート、ジイソプロピルカーボネート、ジノルマルブチルカーボネート、フルオロエチルメチルカーボネート、ジフルオロエチルメチルカーボネート、トリフルオロエチルメチルカーボネートなどが挙げられ、好ましくは、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネートが良い。   As chain carbonate ester, dimethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, methyl normal propyl carbonate, methyl isopropyl carbonate, normal butyl methyl carbonate, diethyl carbonate, ethyl normal propyl carbonate, ethyl isopropyl carbonate, normal butyl ethyl carbonate, dinormal propyl carbonate, Examples include diisopropyl carbonate, dinormal butyl carbonate, fluoroethyl methyl carbonate, difluoroethyl methyl carbonate, and trifluoroethyl methyl carbonate, and dimethyl carbonate and ethyl methyl carbonate are preferable.

リン酸エステルとしては、リン酸トリメチル、リン酸トリエチル、リン酸エチルジメチル、リン酸ジエチルメチルなどが挙げられる。
環状エーテルとしては、テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフランなどが挙げられる。
鎖状エーテルとしては、ジメトキシエタンなどが挙げられる。
ラクトン化合物としては、γ−バレロラクトン、γ−ブチロラクトンなどが挙げられる。
鎖状エステルとしては、メチルプロピオネート、メチルアセテート、エチルアセテート、メチルホルメートなどが挙げられる。
ニトリル化合物としては、アセトニトリルなどが挙げられる。
アミド化合物としては、ジメチルホルムアミドなどが挙げられる。
スルホン化合物としては、スルホラン、メチルスルホランなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
Examples of the phosphate ester include trimethyl phosphate, triethyl phosphate, ethyldimethyl phosphate, diethylmethyl phosphate, and the like.
Examples of the cyclic ether include tetrahydrofuran and 2-methyltetrahydrofuran.
Examples of the chain ether include dimethoxyethane.
Examples of the lactone compound include γ-valerolactone and γ-butyrolactone.
Examples of the chain ester include methyl propionate, methyl acetate, ethyl acetate, and methyl formate.
Examples of the nitrile compound include acetonitrile.
Examples of the amide compound include dimethylformamide.
Examples of the sulfone compound include, but are not limited to, sulfolane and methyl sulfolane.

好ましくは、環状炭酸エステル、鎖状炭酸エステル、ラクトン化合物、スルホン化合物が良い。
これらの溶媒は1種類でも2種類以上を混合してもよい。
A cyclic carbonate, a chain carbonate, a lactone compound, and a sulfone compound are preferable.
These solvents may be used alone or in combination of two or more.

本発明の電解液において、式(1)で表される化合物の含有量は、電解液において、0.005〜90重量%、好ましくは0.01〜50重量%、更に好ましくは0.1〜10重量%が良い。
本発明の電解液において、式(2)で表される化合物の含有量は、電解液において、0.005〜90重量%、好ましくは0.01〜50重量%、更に好ましくは0.1〜10重量%が良い。
In the electrolytic solution of the present invention, the content of the compound represented by the formula (1) is 0.005 to 90% by weight, preferably 0.01 to 50% by weight, more preferably 0.1 to 0.1% by weight in the electrolytic solution. 10% by weight is good.
In the electrolytic solution of the present invention, the content of the compound represented by the formula (2) is 0.005 to 90% by weight, preferably 0.01 to 50% by weight, more preferably 0.1 to 0.1% by weight in the electrolytic solution. 10% by weight is good.

本発明の電解液において、有機溶媒を使用する場合の有機溶媒の含有量は、電解液において、0.1〜90重量%、好ましくは20〜80重量%、更に好ましくは30〜70重量%が良い。   In the electrolytic solution of the present invention, when the organic solvent is used, the content of the organic solvent is 0.1 to 90% by weight, preferably 20 to 80% by weight, more preferably 30 to 70% by weight in the electrolytic solution. good.

式(2)で表される電解液用添加剤を含有した電解液は、含有しない電解液と比較して、長期においてもサイクル特性に優れ、容量の減少率が少ないという特性がある。
以下、本発明の電気二重層キャパシタ用電解液の調製方法を説明する。作業をおこなう環境としては、水分が電気二重層キャパシタの性能に悪影響を与えるため、大気が混入しない環境であれば特に限定されないが、アルゴンや窒素などの不活性雰囲気のグローブボックス内において調製作業をすることが好ましい。作業環境の水分は露点計で管理することができ、マイナス60℃以下であることが好ましい。マイナス60℃を越えると、作業時間が長くなる場合、電解液が雰囲気中の水分を吸収するため電解液中の水分量が上昇してしまう。電解液中の水分はカールフィッシャー水分計で測定することができる。また、電極乾燥温度は130℃以上であることが好ましい。さらに好ましくは、180℃以上であることが好ましい。
The electrolytic solution containing the electrolytic solution additive represented by the formula (2) has characteristics that it has excellent cycle characteristics even in the long term and has a small capacity reduction rate as compared with the electrolytic solution not containing.
Hereinafter, a method for preparing the electrolytic solution for an electric double layer capacitor of the present invention will be described. The working environment is not particularly limited as long as the atmosphere adversely affects the performance of the electric double layer capacitor, so long as the atmosphere does not mix, but the preparation work is performed in a glove box with an inert atmosphere such as argon or nitrogen. It is preferable to do. The moisture in the working environment can be managed with a dew point meter, and is preferably −60 ° C. or lower. If the temperature exceeds minus 60 ° C., when the working time becomes long, the electrolyte solution absorbs moisture in the atmosphere, so that the amount of moisture in the electrolyte solution increases. The moisture in the electrolyte can be measured with a Karl Fischer moisture meter. The electrode drying temperature is preferably 130 ° C. or higher. More preferably, it is preferably 180 ° C. or higher.

上記で得られる本発明の電解液を用いて電気二重層キャパシタを好適に作製できる。この電気二重層キャパシタの一例としては、例えば、ラミネート型を挙げることができる。しかし、電気二重層キャパシタの形状はラミネート型に限定されるものではなく、缶体中に電極を積層して収納されてなる積層型、捲回して収納されてなる捲回型、又は絶縁性のガスケットにより電気的に絶縁された金属製缶からなるコイン型と称されるものであってもよい。以下、一例としてラミネート型電気二重層キャパシタの構造について説明する。   An electric double layer capacitor can be suitably produced using the electrolytic solution of the present invention obtained above. As an example of this electric double layer capacitor, for example, a laminate type can be cited. However, the shape of the electric double layer capacitor is not limited to the laminate type, but is a laminated type in which electrodes are stacked and accommodated in a can body, a wound type in which the electrodes are wound and stored, or an insulating type It may be a so-called coin type made of a metal can electrically insulated by a gasket. Hereinafter, as an example, the structure of a laminated electric double layer capacitor will be described.

図1および図2は、ラミネート型電気二重層キャパシタを示す図面である。電極3とアルミタブ1が接着されていて、セパレータ4を介して対向配置され、ラミネート2に収納されている。電極は、活性炭等の炭素材料からなる分極性電極部分と、集電体部分とからなる。ラミネート容器体2は、熱圧着により密封し、容器外部からの水分や空気が侵入しないようになっている。   1 and 2 are views showing a laminated electric double layer capacitor. The electrode 3 and the aluminum tab 1 are bonded to each other, are arranged to face each other via the separator 4, and are stored in the laminate 2. The electrode is composed of a polarizable electrode portion made of a carbon material such as activated carbon and a current collector portion. The laminate container body 2 is sealed by thermocompression bonding so that moisture and air from the outside of the container do not enter.

分極性電極材料は、比表面積が大きく、電気伝導性が高い材料であることが好ましく、また使用する印加電圧の範囲内で電解液に対して電気化学的に安定であることが必要である。このような材料としては、例えば、炭素材料、金属酸化物材料、導電性高分子材料等を挙げることができる。コストを考慮すると、分極性電極材料は、炭素材料であるのが好ましい。
炭素材料としては、活性炭材料が好ましく、具体的には、おがくず活性炭、やしがら活性炭、ピッチ・コークス系活性炭、フェノール樹脂系活性炭、ポリアクリロニトリル系活性炭、セルロース系活性炭等を挙げることができる。
金属酸化物系材料としては、例えば、酸化ルテニウム、酸化マンガン、酸化コバルト等を挙げることができる。導電性高分子材料としては、例えば、ポリアニリン膜、ポリピロール膜、ポリチオフェン膜、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)膜等を挙げることができる。
The polarizable electrode material is preferably a material having a large specific surface area and high electrical conductivity, and needs to be electrochemically stable with respect to the electrolyte within the range of applied voltage to be used. Examples of such materials include carbon materials, metal oxide materials, conductive polymer materials, and the like. In view of cost, the polarizable electrode material is preferably a carbon material.
As the carbon material, an activated carbon material is preferable, and specific examples include sawdust activated carbon, coconut shell activated carbon, pitch coke activated carbon, phenol resin activated carbon, polyacrylonitrile activated carbon, and cellulose activated carbon.
Examples of the metal oxide material include ruthenium oxide, manganese oxide, and cobalt oxide. Examples of the conductive polymer material include a polyaniline film, a polypyrrole film, a polythiophene film, and a poly (3,4-ethylenedioxythiophene) film.

電極は、上記分極性電極材料をPTFEなどの結着剤と共に混練し、加圧成型したものを導電性接着剤でアルミニウム箔等の集電体に結着させるか、又は上記分極性電極材料を結着剤と共にCMC等の増粘剤もしくは、ピロリドン等の有機溶剤に混合し、ペースト状にしたものをアルミニウム箔等集電体に塗工後、乾燥して得ることができる。   For the electrode, the polarizable electrode material is kneaded with a binder such as PTFE, and the pressure-molded one is bound to a current collector such as an aluminum foil with a conductive adhesive, or the polarizable electrode material is It can be obtained by mixing a binder together with a thickener such as CMC or an organic solvent such as pyrrolidone together with a binder, applying the paste to a current collector such as an aluminum foil, and then drying.

セパレータとしては、電子絶縁性が高く、電解液の濡れ性に優れイオン透過性が高いものが好ましく、また、印加電圧範囲内において電気化学的に安定である必要がある。セパレータの材質は、特に限定は無いが、レーヨンやマニラ麻等からなる抄紙;ポリオレフィン系多孔質フィルム;ポリエチレン不織布;ポリプロピレン不織布等が好適に用いられる。   The separator preferably has high electronic insulation, excellent wettability of the electrolyte, and high ion permeability, and needs to be electrochemically stable within the applied voltage range. The material of the separator is not particularly limited, but papermaking made of rayon, Manila hemp or the like; polyolefin-based porous film; polyethylene nonwoven fabric; polypropylene nonwoven fabric or the like is preferably used.

以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが何らこれらに限定されるものではない。なお実施例で用いたプロピレンカーボネート(PC)はキシダ化学製、リチウムバッテリーグレードであり、電解液の水分はカールフィッシャー水分計(平沼産業株式会社製、平沼微量水分測定装置AQ−7)で測定した。   EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated concretely based on an Example, it is not limited to these at all. The propylene carbonate (PC) used in the examples is a lithium battery grade manufactured by Kishida Chemical Co., Ltd., and the water content of the electrolyte was measured with a Karl Fischer moisture meter (Hiranuma Sangyo Co., Ltd., Hiranuma trace moisture measuring device AQ-7). .

(電極の作製)
分極性電極として、活性炭粉末(ピッチ、コークス系活性炭、水蒸気賦活、比表面積1400〜1500m/g)80重量%とアセチレンブラック10重量部%とポリテトラフルオロエチレン粉末10重量部%とをロールで混練した。その後、圧延して厚さ0.1mmのシートを作製し0.03mmのエッチドアルミにカーボンペースト等の導電性ペーストで接着し、電極シートとした。このシートを金型で打ち抜き220℃高真空にて乾燥させ、ラミネート型電極を作製した。
(Production of electrodes)
As a polarizable electrode, 80% by weight of activated carbon powder (pitch, coke activated carbon, water vapor activated, specific surface area 1400-1500 m 2 / g), 10 parts by weight of acetylene black and 10 parts by weight of polytetrafluoroethylene powder in a roll Kneaded. Thereafter, the sheet was rolled to produce a sheet having a thickness of 0.1 mm, and bonded to 0.03 mm etched aluminum with a conductive paste such as carbon paste to obtain an electrode sheet. This sheet was punched with a mold and dried at 220 ° C. under high vacuum to produce a laminate-type electrode.

(電気二重層キャパシタの作製)
ラミネート型電極、セルロース型セパレータ、電解液を用い、定格電圧2.7V、静電容量24F〜18Fのラミネート型電気二重層キャパシタを作製した。
(Production of electric double layer capacitor)
A laminate type electric double layer capacitor having a rated voltage of 2.7 V and a capacitance of 24F to 18F was prepared using a laminate type electrode, a cellulose type separator, and an electrolyte.

(評価方法)
作製した電気二重層キャパシタは、25℃に設定された恒温槽内にて、2.7Vの定電圧充電を24時間行い0.0Vまで放電しエージング処理をした。初期における静電容量は、25℃に設定された恒温槽内にて、2.7Vの定電圧充電を30分間行い、2.0mA/cmにて所定電圧まで放電を行い、その電圧勾配より求めた。長期信頼性試験においては、60℃に設定した恒温槽内にて、所定の時間まで電圧2.7Vで印加しフローティング試験を行った。その後、初期の静電容量測定と同様の手法にて容量を測定し、容量減少率を求めた。
(Evaluation methods)
The produced electric double layer capacitor was subjected to aging treatment by performing constant voltage charging at 2.7 V for 24 hours and discharging to 0.0 V in a thermostat set at 25 ° C. The initial capacitance is a constant voltage of 2.7 V for 30 minutes in a thermostatic chamber set at 25 ° C. and discharged to a predetermined voltage at 2.0 mA / cm 2 . Asked. In the long-term reliability test, a floating test was performed by applying a voltage of 2.7 V until a predetermined time in a thermostat set to 60 ° C. Thereafter, the capacitance was measured by the same method as the initial capacitance measurement, and the capacity reduction rate was obtained.

実施例1
N−メトキシメチル−N−メチルピロリジニウムテトラフルオロボレート(MMMP・BF)(大塚化学製)26重量部、プロピレンカーボネート(PC)73.5重量部、トロピリウムテトラフルオロボレート(関東化学製)0.5重量部の割合で配合し、電解液を得た。
配合は、露点が、−60℃以下の窒素雰囲気ドライボックス内で行い、溶液の水分は30ppm以下であることを確認した。各種電解液の、電気二重層キャパシタにおける特性評価を行った。結果を表1に記載する。
Example 1
N-methoxymethyl-N-methylpyrrolidinium tetrafluoroborate (MMMP · BF 4 ) (manufactured by Otsuka Chemical) 26 parts by weight, propylene carbonate (PC) 73.5 parts by weight, tropylium tetrafluoroborate (manufactured by Kanto Chemical) It mix | blended in the ratio of 0.5 weight part, and obtained the electrolyte solution.
Mixing was performed in a nitrogen atmosphere dry box with a dew point of −60 ° C. or lower, and it was confirmed that the water content of the solution was 30 ppm or lower. The characteristics of various electrolytic solutions in an electric double layer capacitor were evaluated. The results are listed in Table 1.

実施例2
N−メトキシメチル−N−メチルピロリジニウムテトラフルオロボレート(MMMP・BF)(大塚化学製)26重量部、プロピレンカーボネート(PC)73.4重量部、ヘキサメチルシロキサン(ACROS社製)0.1重量部、トロピリウムテトラフルオロボレート(関東化学製)0.5重量部の割合で配合し、実施例1と同様にして電解液を得た。各種電解液の性能の測定を行った。結果を表1に記載する。
Example 2
N-methoxymethyl-N-methylpyrrolidinium tetrafluoroborate (MMMP · BF 4 ) (manufactured by Otsuka Chemical) 26 parts by weight, propylene carbonate (PC) 73.4 parts by weight, hexamethylsiloxane (manufactured by ACROS) 0. 1 part by weight and 0.5 part by weight of tropylium tetrafluoroborate (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.) were blended in the same manner as in Example 1 to obtain an electrolytic solution. The performance of various electrolytes was measured. The results are listed in Table 1.

実施例3
N−メトキシメチル−N−メチルピロリジニウムテトラフルオロボレート(MMMP・BF)(大塚化学製)26重量部、プロピレンカーボネート(PC)73.65重量部、ヘキサメチルシロキサン(ACROS社製)0.1重量部、トロピリウムテトラフルオロボレート(関東化学製)0.25重量部の割合で配合し、実施例1と同様にして電解液を得た。
各種電解液の性能の測定を行った。結果を表1に記載する。
Example 3
N-methoxymethyl-N-methylpyrrolidinium tetrafluoroborate (MMMP • BF 4 ) (manufactured by Otsuka Chemical) 26 parts by weight, propylene carbonate (PC) 73.65 parts by weight, hexamethylsiloxane (manufactured by ACROS) 1 part by weight and 0.25 parts by weight of tropylium tetrafluoroborate (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.) were blended in the same manner as in Example 1 to obtain an electrolytic solution.
The performance of various electrolytes was measured. The results are listed in Table 1.

実施例4
スピロ−(1,1’)−ビピロリジニウムテトラフルオロボレート(SBP・BF)(大塚化学製)26重量部、プロピレンカーボネート(PC)73.65重量部、ヘキサメチルシロキサン(ACROS社製)0.1重量部、トロピリウムテトラフルオロボレート(関東化学製)0.25重量部の割合で配合し、実施例1と同様にして電解液を得た。
各種電解液の性能の測定を行った。結果を表1に記載する。
Example 4
Spiro- (1,1 ′)-bipyrrolidinium tetrafluoroborate (SBP · BF 4 ) (manufactured by Otsuka Chemical) 26 parts by weight, propylene carbonate (PC) 73.65 parts by weight, hexamethylsiloxane (manufactured by ACROS) An electrolyte solution was obtained in the same manner as in Example 1, except that 0.1 part by weight and 0.25 parts by weight of tropylium tetrafluoroborate (manufactured by Kanto Chemical) were blended.
The performance of various electrolytes was measured. The results are listed in Table 1.

比較例1
N−メトキシメチル−N−メチルピロリジニウムテトラフルオロボレート(MMMP・BF)(大塚化学製)26重量部、プロピレンカーボネート(PC)74重量部の割合で配合し、実施例1と同様にして電解液を得た。
各種電解液の性能の測定を行った。結果を表1に記載する。
Comparative Example 1
N-methoxymethyl-N-methylpyrrolidinium tetrafluoroborate (MMMP · BF 4 ) (manufactured by Otsuka Chemical Co., Ltd.) was mixed at a ratio of 26 parts by weight and propylene carbonate (PC) at 74 parts by weight. An electrolytic solution was obtained.
The performance of various electrolytes was measured. The results are listed in Table 1.

Figure 2009218398
Figure 2009218398

本発明のラミネート型電気二重層キャパシタの正面図である。It is a front view of the laminate type electric double layer capacitor of the present invention. 本発明のラミネート型電気二重層キャパシタの内部構成図である。It is an internal block diagram of the laminate type electric double layer capacitor of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 アルミタブ
2 ラミネート
3 電極
4 セパレータ
1 Aluminum tab 2 Laminate 3 Electrode 4 Separator

Claims (6)

式(1)で表される化合物及び式(2)で表される化合物を含有することを特徴とする電気二重層キャパシタ用電解液。
Figure 2009218398
(RおよびRは、互いに同一または異なってメチル基、エチル基、メトキシメチル基、エトキシメチル基を示し、RおよびRで環構造を形成しても良い。Yは、アニオンである。)
Figure 2009218398
〔Xは、アニオンである。〕
An electrolytic solution for an electric double layer capacitor comprising a compound represented by the formula (1) and a compound represented by the formula (2).
Figure 2009218398
(R 1 and R 2 may be the same or different and each represents a methyl group, an ethyl group, a methoxymethyl group or an ethoxymethyl group, and R 1 and R 2 may form a ring structure. Y is an anion. .)
Figure 2009218398
[X is an anion. ]
更に有機溶媒を含有する請求項1に記載の電解液。 Furthermore, the electrolyte solution of Claim 1 containing an organic solvent. 式(2)で表わされる化合物が、トロピニウムテトラフルオロボレート、トロピニウムヘキサフルオロホスフェートである請求項1に記載の電解液。 The electrolytic solution according to claim 1, wherein the compound represented by the formula (2) is tropinium tetrafluoroborate or tropinium hexafluorophosphate. 有機溶媒がプロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、ジエチルカーボネート又はγ−ブチロラクトンである請求項2に記載の電解液。 The electrolytic solution according to claim 2, wherein the organic solvent is propylene carbonate, ethylene carbonate, dimethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, diethyl carbonate, or γ-butyrolactone. 請求項2〜4のいずれかに記載の電解液を用いた電気化学デバイス。 The electrochemical device using the electrolyte solution in any one of Claims 2-4. 請求項2〜4のいずれかに記載の電解液を用いた電気二重層キャパシタ。 The electric double layer capacitor using the electrolyte solution in any one of Claims 2-4.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000113905A (en) * 1998-10-08 2000-04-21 Toyota Central Res & Dev Lab Inc Nonaqueous electrolyte secondary battery
JP2001220393A (en) * 1999-12-10 2001-08-14 Merck Patent Gmbh Alkylspiroboric acid salt to be used for electrochemical cell
JP2007227977A (en) * 2003-12-05 2007-09-06 Masayuki Yoshio Positive electrode for electric double-layer capacitor using graphite and electric double-layer capacitor
JP2007243153A (en) * 2006-12-27 2007-09-20 Power System:Kk Electric double-layer capacitor and positive electrode thereof
JP2007306017A (en) * 2003-07-01 2007-11-22 Otsuka Chemical Co Ltd Electrolytic solution containing quaternary ammonium salt and electrochemical device

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000113905A (en) * 1998-10-08 2000-04-21 Toyota Central Res & Dev Lab Inc Nonaqueous electrolyte secondary battery
JP2001220393A (en) * 1999-12-10 2001-08-14 Merck Patent Gmbh Alkylspiroboric acid salt to be used for electrochemical cell
JP2007306017A (en) * 2003-07-01 2007-11-22 Otsuka Chemical Co Ltd Electrolytic solution containing quaternary ammonium salt and electrochemical device
JP2007227977A (en) * 2003-12-05 2007-09-06 Masayuki Yoshio Positive electrode for electric double-layer capacitor using graphite and electric double-layer capacitor
JP2007243153A (en) * 2006-12-27 2007-09-20 Power System:Kk Electric double-layer capacitor and positive electrode thereof

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