JP2012089621A - Nonaqueous electrolytic solution, electrolyte for electric double layer capacitor, and electric double layer capacitor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、非水電解液、電気二重層キャパシタ用電解質及び非水電解液を用いた電気二重層キャパシタに関する。 The present invention relates to a non-aqueous electrolyte, an electrolyte for an electric double layer capacitor, and an electric double layer capacitor using the non-aqueous electrolyte.
この種の非水電解液を用いた電気化学デバイスの一例として、プロピレンカーボネート等の非水溶媒と、電解質カチオン成分としてのTEMA(トリエチルメチルアンモニウム)と、電解質アニオン成分としてホウ素化合物の一種の[(CF3)n(BF)4-n]-とから成る非水電解液を用いた電気二重層キャパシタが知られている(例えば、特許文献1参照。)。 As an example of an electrochemical device using this type of non-aqueous electrolyte, a non-aqueous solvent such as propylene carbonate, TEMA (triethylmethylammonium) as an electrolyte cation component, and a kind of boron compound as an electrolyte anion component [( An electric double layer capacitor using a non-aqueous electrolyte composed of CF 3 ) n (BF) 4-n ] − is known (for example, see Patent Document 1).
このような電気二重層キャパシタは、非水電解液中の水分含有量が極力少なくなるように製造されるが、電極の活物質の細孔に吸着している水分等により非水電解液中に水分が混入する場合がある。ここで、前記電気二重層キャパシタでは、電解質アニオン成分として[(CF3)n(BF)4-n]-を用いているので、nが1〜3の場合は電解質アニオン成分が非水電解液中の水と反応してフッ化水素を生じ、生じたフッ化水素は集電体金属の腐食や非水溶媒であるプロピレンカーボネートの分解を引き起こすため、電気二重層キャパシタの静電容量等の特性が低下する。また、nを4とするためには大掛かりな設備が必要となる。 Such an electric double layer capacitor is manufactured so that the water content in the non-aqueous electrolyte is reduced as much as possible. However, due to moisture adsorbed on the pores of the active material of the electrode, Moisture may be mixed. Here, in the electric double layer capacitor, [(CF 3 ) n (BF) 4-n ] − is used as the electrolyte anion component. Therefore, when n is 1 to 3, the electrolyte anion component is the non-aqueous electrolyte. Reacts with the water in it to produce hydrogen fluoride, which causes corrosion of the current collector metal and decomposition of propylene carbonate, which is a non-aqueous solvent. Decreases. In order to set n to 4, a large facility is required.
また、他の電気化学デバイスの例として、エチレンカーボネートとジエチルカーボネートとを混合した非水溶媒に電解質としてLiPF6を溶解して成る非水電解液を用いたリチウムイオン二次電池が知られている(例えば、特許文献2参照。)。 As another example of an electrochemical device, a lithium ion secondary battery using a nonaqueous electrolytic solution obtained by dissolving LiPF 6 as an electrolyte in a nonaqueous solvent in which ethylene carbonate and diethyl carbonate are mixed is known. (For example, refer to Patent Document 2).
このようなリチウムイオン二次電池でも、電解質のアニオン成分が非水電解液中の水と反応してフッ化水素を生じる。また、非水電解液にホウ酸リチウムを添加し、非水電解液から発生するフッ化水素をホウ酸リチウムと反応させることも考えられるが、ホウ酸リチウムは水和物であり、反応によって水が生成するため、発生した水によって非水溶媒であるエチレンカーボネートが分解し、リチウムイオン二次電池の容量等の特性が低下する。 Even in such a lithium ion secondary battery, the anion component of the electrolyte reacts with the water in the nonaqueous electrolytic solution to generate hydrogen fluoride. It is also conceivable to add lithium borate to the non-aqueous electrolyte and react hydrogen fluoride generated from the non-aqueous electrolyte with lithium borate. However, lithium borate is a hydrate, Therefore, ethylene carbonate, which is a non-aqueous solvent, is decomposed by the generated water, and characteristics such as capacity of the lithium ion secondary battery are deteriorated.
本発明は前記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、電解液中の水に起因するフッ化水素の発生を低減することのできる非水電解液、電気化学デバイス用電解質及び電気化学デバイスを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and the object of the present invention is for a non-aqueous electrolytic solution that can reduce generation of hydrogen fluoride caused by water in the electrolytic solution, and for an electrochemical device. It is to provide an electrolyte and an electrochemical device.
本発明は、前記目的を達成するために、非水溶媒と、非水溶媒に溶解している電解質アニオン成分としての[B(CN)4]-と、非水溶媒に溶解している式(1)の電解質カチオン成分とを含有している非水電解液であり、式中、Xは二価の飽和炭化水素基または二価のヘテロ原子含有飽和炭化水素基であって、結合している窒素原子と共にヘテロ環を形成し、Yは二価の飽和炭化水素基または二価のヘテロ原子含有飽和炭化水素基であって、結合している窒素原子と共にヘテロ環を形成するものである。 In order to achieve the above object, the present invention provides a non-aqueous solvent, [B (CN) 4 ] − as an electrolyte anion component dissolved in the non-aqueous solvent, and a formula ( 1) a non-aqueous electrolyte solution containing an electrolyte cation component, wherein X is a divalent saturated hydrocarbon group or a divalent heteroatom-containing saturated hydrocarbon group, which are bonded to each other. A heterocycle is formed together with a nitrogen atom, and Y is a divalent saturated hydrocarbon group or a divalent heteroatom-containing saturated hydrocarbon group, which forms a heterocycle together with the nitrogen atom to which it is bonded.
また、本発明の電気化学デバイス用電解質は、アニオン成分としての[B(CN)4]-と、前記式(2)のカチオン成分とを含有している電気化学デバイス用電解質である。 Moreover, the electrolyte for electrochemical devices of this invention is an electrolyte for electrochemical devices containing [B (CN) 4 ] < - > as an anion component and the cation component of said Formula (2).
また、本発明の電気化学デバイス用電解質は、アニオン成分としての[B(CN)4]-と、前記式(3)のカチオン成分とを含有している電気化学デバイス用電解質である。 Moreover, the electrolyte for electrochemical devices of this invention is an electrolyte for electrochemical devices containing [B (CN) 4 ] < - > as an anion component and the cation component of said Formula (3).
また、本発明の電気化学キャパシタは、電極と、前記の何れかの非水電解液とを備えている。 Moreover, the electrochemical capacitor of the present invention includes an electrode and any one of the non-aqueous electrolytes described above.
以下詳述するように、本発明に係る非水電解液、電気化学デバイス用電解質及び電気化学デバイスによれば、電解液中の水に起因するフッ化水素の発生を低減することができる。 As described in detail below, according to the non-aqueous electrolyte, the electrochemical device electrolyte, and the electrochemical device according to the present invention, generation of hydrogen fluoride caused by water in the electrolyte can be reduced.
本発明の前記目的とそれ以外の目的と、構成特徴と、作用効果は、以下の説明と添付図面によって明らかとなる。 The above object and other objects, structural features, and operational effects of the present invention will become apparent from the following description and the accompanying drawings.
以下、本発明の実施の形態を具体的に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described.
本実施形態の電気二重層キャパシタは、正極10、負極20、及び正極10と負極20との間に介在するセパレータ30を有する蓄電素子Bと、非水溶媒に電解質が溶解している非水電解液と、ラミネートフィルムから成るとともに蓄電素子B及び非水電解液が封入されているフィルムパッケージ40と、一端が蓄電素子Bに接続され他端がフィルムパッケージ40から導出している一対の端子50とを有する。また、正極10及び負極20は例えばそれぞれ金属箔から成る集電体11,21の表面に導電性接着剤(図示せず)を介して分極性電極層12,22を形成して成り、正極10の分極性電極層12と負極20の分極性電極層22とが向き合うように配置されている。セパレータはセルロース、ポリプロピレン、ポリエチレン、フッ素系樹脂等から成り、非水電解液を含浸可能であれば他の材質のものを用いることも可能である。また、前述のように向きあっている正極10及び負極20の各分極性電極層12,22の間にセパレータ30が配置され、蓄電素子Bは正極10、セパレータ30、負極20の順で積層された積層構造を有する。また、正極10と負極20との間のセパレータ30が非水電解液を含浸しているので、正極10及び負極20の分極性電極層12,22と非水電解液との接触界面に電気二重層が形成される。蓄電素子Bやフィルムパッケージ40には、フィルムパッケージタイプの電気二重層キャパシタに用いられる公知の構造を適用可能である。
The electric double layer capacitor of this embodiment includes a
[正極及び負極]
前記正極10及び負極20の分極性電極層12,22は電気二重層キャパシタの分極性電極層に用いられる公知の材質及び構造を有していれば良く、例えばポリアセン(PAS)、ポリアニリン(PAN)、活性炭、カーボンブラック、グラファイト、カーボンナノチューブ等を含有し、電気二重層キャパシタの分極性電極層に用いられる導電剤やバインダー等の他の成分も必要に応じて含有している。
[Positive electrode and negative electrode]
The
活性炭の原料としては、例えばおが屑、椰子殻、フェノール樹脂、各種の耐熱性樹脂、ピッチ等が挙げられ、耐熱性樹脂の例としては、ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルケトン、ビスマレイミドトリアジン、アラミド、フッ素樹脂、ポリフェニレン、ポリフェニレンスルフィド等の樹脂が好適に挙げられる。これらは1種でも使用可能であり、2種以上を併用することも可能である。 Examples of the activated carbon raw material include sawdust, coconut shell, phenol resin, various heat resistant resins, pitch, etc. Examples of the heat resistant resin include polyimide, polyamide, polyamideimide, polyetherimide, polyethersulfone, Preferred examples include polyether ketone, bismaleimide triazine, aramid, fluororesin, polyphenylene, polyphenylene sulfide and the like. These can be used alone or in combination of two or more.
[非水電解液]
下記非水溶媒に下記電解質が溶解して成る。
[Non-aqueous electrolyte]
The following electrolyte is dissolved in the following non-aqueous solvent.
[電解質]
電解質は、一例としては、電解質アニオン成分としての[B(CN)4]-と、式(1)の電解質カチオン成分とを含有している。式中、Xは二価の飽和炭化水素基または二価のヘテロ原子含有飽和炭化水素基であって、結合している窒素原子と共にヘテロ環を形成し、Yは二価の飽和炭化水素基または二価のヘテロ原子含有飽和炭化水素基であって、結合している窒素原子と共にヘテロ環を形成する。
[Electrolytes]
As an example, the electrolyte contains [B (CN) 4 ] − as an electrolyte anion component and an electrolyte cation component of the formula (1). In the formula, X is a divalent saturated hydrocarbon group or a divalent heteroatom-containing saturated hydrocarbon group, which forms a heterocycle with the nitrogen atom to which it is bonded, and Y is a divalent saturated hydrocarbon group or A divalent heteroatom-containing saturated hydrocarbon group that forms a heterocycle with the nitrogen atom to which it is bonded.
また、式(1)でXが二価のヘテロ原子含有飽和炭化水素基であって、結合している窒素原子と共にヘテロ環を形成し、Yが二価の飽和炭化水素基であって、結合している窒素原子と共にヘテロ環を形成している例を図4の例4、6、8、10、12及び14に示す。 In the formula (1), X is a divalent heteroatom-containing saturated hydrocarbon group, which forms a heterocycle with the nitrogen atom bonded thereto, and Y is a divalent saturated hydrocarbon group, Examples of forming a heterocycle together with the nitrogen atoms are shown in Examples 4, 6, 8, 10, 12, and 14 in FIG.
また、式(1)でXが二価の飽和炭化水素基であって、結合している窒素原子と共にヘテロ環を形成し、Yが二価のヘテロ原子含有飽和炭化水素基であって、結合している窒素原子と共にヘテロ環を形成している例を図4の例5、9及び13に示す。 In the formula (1), X is a divalent saturated hydrocarbon group, which forms a heterocycle with the nitrogen atom to which it is bonded, and Y is a divalent heteroatom-containing saturated hydrocarbon group, Examples of forming a heterocycle together with the nitrogen atoms are shown in Examples 5, 9 and 13 of FIG.
また、式(1)でXが二価のヘテロ原子含有飽和炭化水素基であって、結合している窒素原子と共にヘテロ環を形成し、Yが二価のヘテロ原子含有飽和炭化水素基であって、結合している窒素原子と共にヘテロ環を形成している例を図4の例7、11及び15に示す。 Further, in the formula (1), X is a divalent heteroatom-containing saturated hydrocarbon group, forms a heterocycle with the bonded nitrogen atom, and Y is a divalent heteroatom-containing saturated hydrocarbon group. An example in which a heterocycle is formed with a nitrogen atom bonded thereto is shown in Examples 7, 11 and 15 in FIG.
また、式(2)でZが二価の飽和炭化水素基であって、結合している窒素原子と共にヘテロ環を形成し、R1及びR2がそれぞれ炭素数が1〜6の1価の飽和炭化水素基である例を図5の例16〜31に示す。 Further, in formula (2), Z is a divalent saturated hydrocarbon group, which forms a heterocycle with the bonded nitrogen atom, and R1 and R2 are each a monovalent saturated hydrocarbon having 1 to 6 carbon atoms. Examples of hydrogen groups are shown in Examples 16 to 31 in FIG.
また、式(2)でZが二価の飽和炭化水素基であって、結合している窒素原子と共にヘテロ環を形成し、R1及びR2の一方が炭素数が1〜6の1価のヘテロ原子含有飽和炭化水素基であり、他方が炭素数が1〜6の一価の飽和炭化水素基である例を図5の例32〜35に示す。 In the formula (2), Z is a divalent saturated hydrocarbon group, which forms a heterocycle together with the nitrogen atom to which it is bonded, and one of R1 and R2 is a monovalent heterocycle having 1 to 6 carbon atoms. Examples 32 to 35 in FIG. 5 are examples in which the atom-containing saturated hydrocarbon group and the other is a monovalent saturated hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms.
また、式(2)でZが二価のヘテロ原子含有飽和炭化水素基であって、結合している窒素原子と共にヘテロ環を形成し、R1及びR2がそれぞれ炭素数が1〜6の1価の飽和炭化水素基である例を図6の例36,38,40及び42に示す。 In Formula (2), Z is a divalent heteroatom-containing saturated hydrocarbon group, which forms a heterocycle together with the nitrogen atom bonded thereto, and R1 and R2 are each a monovalent valence having 1 to 6 carbon atoms. Examples 36, 38, 40, and 42 of FIG. 6 are examples of saturated hydrocarbon groups.
また、式(2)でZが二価のヘテロ原子含有飽和炭化水素基であって、結合している窒素原子と共にヘテロ環を形成し、R1及びR2の一方が炭素数が1〜6の1価のヘテロ原子含有飽和炭化水素基であり、他方が炭素数が1〜6の一価の飽和炭化水素基である例を図6の例37,39,41及び43に示す。 In Formula (2), Z is a divalent heteroatom-containing saturated hydrocarbon group, which forms a heterocycle together with the nitrogen atom bonded thereto, and one of R1 and R2 is 1 having 1 to 6 carbon atoms. Examples 37, 39, 41, and 43 in FIG. 6 show examples of a valent heteroatom-containing saturated hydrocarbon group and the other being a monovalent saturated hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms.
また、式(3)でR3〜R6がそれぞれ炭素数が1〜6の1価の飽和炭化水素基である例を図7の例44〜55に示す。 Examples where R3 to R6 in Formula (3) are each a monovalent saturated hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms are shown in Examples 44 to 55 in FIG.
また、式(3)でR3〜R6の3つがそれぞれ炭素数が1〜6の1価の飽和炭化水素基であり、他の1つが炭素数が1〜6の一価のヘテロ原子含有飽和炭化水素基である例を図7の例56及び57に示す。 In the formula (3), three of R3 to R6 are each a monovalent saturated hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, and the other is a monovalent heteroatom-containing saturated carbon group having 1 to 6 carbon atoms. Examples which are hydrogen groups are shown in Examples 56 and 57 in FIG.
電解質アニオン成分及び電解質カチオン成分を含有させる量は、非水電解液1リットルに対し、それぞれ1.0モル以上2.5モル以下が好ましい。 The amount of the electrolyte anion component and the electrolyte cation component contained is preferably 1.0 mol or more and 2.5 mol or less with respect to 1 liter of the non-aqueous electrolyte.
[非水溶媒]
非水溶媒は、環状炭酸エステル、鎖状炭酸エステル、環状エステル、鎖状エステル、環状エーテル、鎖状エーテル、ニトリル類、及び含イオウ化合物の何れかに含まれる溶媒の1種または複数種の混合溶媒を含有する。
[Nonaqueous solvent]
The non-aqueous solvent is a mixture of one or a plurality of solvents included in any of cyclic carbonate, chain carbonate, cyclic ester, chain ester, cyclic ether, chain ether, nitriles, and sulfur-containing compounds. Contains a solvent.
環状炭酸エステルの例としては、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート(PC)、ブチレンカーボネート(BC)、ビニレンカーボネート等が挙げられ、鎖状炭酸エステルの例としては、ジメチルカーボネート(DMC)、エチルメチルカーボネート(EMC)、ジエチルカーボネート(DEC)、メチ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等が挙げられ、環状エステルの例としては、γ−ブチロラクトン(γBL)、γ−バレロラクトン、3−メチル−γ−ブチロラクトン、2−メチル−γ−ブチロラクトン等が挙げられ、鎖状エステルの例としては、蟻酸メチル、蟻酸エチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、プロピオン酸メチル、酪酸メチル、吉草酸メチル等が挙げられ、環状エーテルの例としては、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、3-メチル-1,3-ジオキソラン、2-メチル-1,3-ジオキソラン等が挙げられ、鎖状エーテルの例としては、1,2-ジメトキシエタン、1,2-ジエトキシエタン、ジメチル 2,5−ジオキサヘキサンジオエート、ジプロピルエーテル等が挙げられ、ニトリル類の例としては、アセトニトリル(AN)、プロパンニトリル、グルタロニトリル(GLN)、アジポニトリル、メトキシアセトニトリル、3−メトキシプロピオニトリル等が挙げられ、含イオウ化合物の例としてはスルホラン(SL)、ジメチルスルホン、ジエチルスルホン、エチルメチルスルホン(EMS)、エチルプロピルスルホン、ジメチルスルホキシド等が挙げられる。
Examples of cyclic carbonates include ethylene carbonate, propylene carbonate (PC), butylene carbonate (BC), vinylene carbonate, etc. Examples of chain carbonates include dimethyl carbonate (DMC), ethyl methyl carbonate (EMC). ), Diethyl carbonate (DEC), methyl propyl carbonate, methyl isopropyl carbonate and the like. Examples of cyclic esters include γ-butyrolactone (γBL), γ-valerolactone, 3-methyl-γ-butyrolactone, 2-methyl. Examples of chain esters include methyl formate, ethyl formate, methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, methyl propionate, methyl butyrate, methyl valerate, and the like. As an example 1,4-dioxane, 1,3-dioxolane, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, 3-methyl-1,3-dioxolane, 2-methyl-1,3-dioxolane and the like, and examples of
ここで、近年では、電子部品の回路基板への半田付けの際にリフロー炉が用いられることが多くなってきており、リフロー炉内の温度プロファイルは様々であるが、250℃程度になる温度プロファイルを有する場合も多い。また、回路基板に取付けられる電気二重層キャパシタは小型のものも多く存在し、リフロー半田付けを行う際にフィルムパッケージ40の内部もリフロー炉内の温度に近い温度になる。従って、非水電解液の非水溶媒の沸点が低い場合は、リフロー炉を用いた半田付けの際に非水溶媒が気化し、フィルムパッケージ40の形状や電気二重層キャパシタの特性が低下する場合がある。このため、耐熱性向上の観点や非水電解質の沸点を高くするという観点からは、非水溶媒が、環状炭酸エステルであるエチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ビニレンカーボネート、ブチレンカーボネート、環状エステルであるγ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、3−メチル−γ−ブチロラクトン、2−メチル−γ−ブチロラクトン、含イオウ化合物であるスルホラン、ジメチルスルホン、ジエチルスルホン、エチルメチルスルホン、エチルプロピルスルホン、ニトリル類であるグルタロニトリル、アジポニトリルの群より選択される1種を含有するか、該耐熱性向上目的溶媒の群から選択される2種以上を混合した混合有機溶媒を含有することが好ましい。
Here, in recent years, a reflow furnace is often used when soldering electronic components to a circuit board, and the temperature profile in the reflow furnace varies, but the temperature profile reaches about 250 ° C. In many cases. There are many small electric double layer capacitors attached to the circuit board, and when reflow soldering is performed, the inside of the
一方、非水電解液の粘度が低い方が電気二重層キャパシタの内部抵抗が低くなるので、電気二重層キャパシタの内部抵抗を低減するという観点からは、非水溶媒が、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、メチ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、アセトニトリル、プロパンニトリル、グルタロニトリル、アジポニトリル、メトキシアセトニトリル、3−メトキシプロピオニトリル、エチルメチルスルホン等の鎖状構造を有するものの群より選択される少なくとも1種を含有するか、該鎖状構造の群より選択される少なくとも1種類を前記耐熱性向上目的溶媒の群より選択される1種または2種類以上と混合した混合有機溶媒を含有することが好ましい。 On the other hand, the lower the non-aqueous electrolyte viscosity, the lower the internal resistance of the electric double layer capacitor. From the viewpoint of reducing the internal resistance of the electric double layer capacitor, the non-aqueous solvent is dimethyl carbonate, ethyl methyl carbonate. At least selected from the group having a chain structure such as diethyl carbonate, methyl propyl carbonate, methyl isopropyl carbonate, acetonitrile, propane nitrile, glutaronitrile, adiponitrile, methoxyacetonitrile, 3-methoxypropionitrile, ethyl methyl sulfone Containing a mixed organic solvent containing at least one selected from the group of chain structures and one or more selected from the group of heat-resistant improving target solvents preferable.
前記電気二重層キャパシタにおいて、以下の実験例及び比較例の電気二重層キャパシタを製作し、図8に示すような実験結果を得た。
[実験例1]
前記電気二重層キャパシタにおいて、正極10及び負極20の分極性電極層の材質としてPASを用い、プロピレンカーボネート(PC)100重量%から成る非水溶媒を用い、電解質アニオン成分として[B(CN)4]-を非水電解液1リットルに対して1.5モル溶解させ、電解質カチオン成分として例1に示すものを非水電解液1リットルに対して1.5モル溶解させた。即ち、実験例1では、[B(CN)4]-の電解質アニオン成分と例1の電解質カチオン成分とから成る電解質が、非水電解液1リットルに対して1.5モル溶解している。
[実験例2]
電解質カチオン成分を例2に示すものに変更した以外は、実験例1と同じである。
[実験例3]
電解質カチオン成分を例3に示すものに変更した以外は、実験例1と同じである。
[実験例4]
電解質カチオン成分を例4に示すものに変更した以外は、実験例1と同じである。
[実験例5]
電解質カチオン成分を例5に示すものに変更した以外は、実験例1と同じである。
[実験例6]
電解質カチオン成分を例6に示すものに変更した以外は、実験例1と同じである。
[実験例7]
電解質カチオン成分を例7に示すものに変更した以外は、実験例1と同じである。
[実験例8]
電解質カチオン成分を例8に示すものに変更した以外は、実験例1と同じである。
[実験例9]
電解質カチオン成分を例9に示すものに変更した以外は、実験例1と同じである。
[実験例10]
電解質カチオン成分を例10に示すものに変更した以外は、実験例1と同じである。
[実験例11]
電解質カチオン成分を例11に示すものに変更した以外は、実験例1と同じである。
[実験例12]
電解質カチオン成分を例12に示すものに変更した以外は、実験例1と同じである。
[実験例13]
電解質カチオン成分を例13に示すものに変更した以外は、実験例1と同じである。
[実験例14]
電解質カチオン成分を例14に示すものに変更した以外は、実験例1と同じである。
[実験例15]
電解質カチオン成分を例15に示すものに変更した以外は、実験例1と同じである。
[実験例16]
電解質カチオン成分を例16に示すものに変更した以外は、実験例1と同じである。
[実験例17]
電解質カチオン成分を例22に示すものに変更した以外は、実験例1と同じである。
[実験例18]
電解質カチオン成分を例26に示すものに変更した以外は、実験例1と同じである。
[実験例19]
電解質カチオン成分を例31に示すものに変更した以外は、実験例1と同じである。
[実験例20]
電解質カチオン成分を例35に示すものに変更した以外は、実験例1と同じである。
[実験例21]
電解質カチオン成分を例36に示すものに変更した以外は、実験例1と同じである。
[実験例22]
電解質カチオン成分を例39に示すものに変更した以外は、実験例1と同じである。
[実験例23]
電解質カチオン成分を例45に示すものに変更した以外は、実験例1と同じである。
[実験例24]
電解質カチオン成分を例49に示すものに変更した以外は、実験例1と同じである。
[実験例25]
電解質カチオン成分を例52に示すものに変更した以外は、実験例1と同じである。
[実験例26]
電解質カチオン成分を例55に示すものに変更した以外は、実験例1と同じである。
[実験例27]
電解質カチオン成分を例57に示すものに変更した以外は、実験例1と同じである。
[比較例1]
前記電気二重層キャパシタにおいて、正極10及び負極20の分極性電極層の材質としてPASを用い、プロピレンカーボネート(PC)100重量%から成る非水溶媒を用い、電解質としてトリエチルメチルアンモニウムテトラフルオロボレートを非水電解液1リットルに対して1.5モル溶解させた。
In the electric double layer capacitor, electric double layer capacitors of the following experimental examples and comparative examples were manufactured, and experimental results as shown in FIG. 8 were obtained.
[Experimental Example 1]
In the electric double layer capacitor, PAS is used as the material for the polarizable electrode layers of the
[Experiment 2]
Example 1 is the same as Example 1 except that the electrolyte cation component is changed to that shown in Example 2.
[Experiment 3]
Example 1 is the same as Example 1 except that the electrolyte cation component is changed to that shown in Example 3.
[Experimental Example 4]
Example 1 is the same as Example 1 except that the electrolyte cation component is changed to that shown in Example 4.
[Experimental Example 5]
Example 1 is the same as Example 1 except that the electrolyte cation component is changed to that shown in Example 5.
[Experimental Example 6]
Example 1 is the same as Example 1 except that the electrolyte cation component is changed to that shown in Example 6.
[Experimental Example 7]
Example 1 is the same as Example 1 except that the electrolyte cation component is changed to that shown in Example 7.
[Experimental Example 8]
Example 1 is the same as Example 1 except that the electrolyte cation component is changed to that shown in Example 8.
[Experimental Example 9]
Example 1 is the same as Example 1 except that the electrolyte cation component is changed to that shown in Example 9.
[Experimental Example 10]
Example 1 is the same as Example 1 except that the electrolyte cation component is changed to that shown in Example 10.
[Experimental Example 11]
Example 1 is the same as Example 1 except that the electrolyte cation component is changed to that shown in Example 11.
[Experimental example 12]
Example 1 is the same as Example 1 except that the electrolyte cation component is changed to that shown in Example 12.
[Experimental Example 13]
Example 1 is the same as Example 1 except that the electrolyte cation component is changed to that shown in Example 13.
[Experimental Example 14]
Example 1 is the same as Example 1 except that the electrolyte cation component is changed to that shown in Example 14.
[Experimental Example 15]
Example 1 is the same as Example 1 except that the electrolyte cation component is changed to that shown in Example 15.
[Experimental Example 16]
Example 1 is the same as Example 1 except that the electrolyte cation component is changed to that shown in Example 16.
[Experimental Example 17]
Example 1 is the same as Example 1 except that the electrolyte cation component is changed to that shown in Example 22.
[Experiment 18]
The procedure is the same as in Experimental Example 1 except that the electrolyte cation component is changed to that shown in Example 26.
[Experimental Example 19]
Example 1 is the same as Example 1 except that the electrolyte cation component is changed to that shown in Example 31.
[Experiment 20]
The same as Example 1 except that the electrolyte cation component was changed to that shown in Example 35.
[Experimental example 21]
The procedure is the same as in Experimental Example 1 except that the electrolyte cation component is changed to that shown in Example 36.
[Experimental example 22]
Example 1 is the same as Example 1 except that the electrolyte cation component is changed to that shown in Example 39.
[Experimental example 23]
Example 1 is the same as Example 1 except that the electrolyte cation component is changed to that shown in Example 45.
[Experimental Example 24]
Example 1 is the same as Example 1 except that the electrolyte cation component is changed to that shown in Example 49.
[Experiment 25]
The same as Example 1, except that the electrolyte cation component was changed to that shown in Example 52.
[Experiment 26]
Example 1 is the same as Example 1 except that the electrolyte cation component is changed to that shown in Example 55.
[Experiment 27]
Example 1 is the same as Example 1 except that the electrolyte cation component is changed to that shown in Example 57.
[Comparative Example 1]
In the electric double layer capacitor, PAS is used as the material for the polarizable electrode layers of the
また、以下の実験例及び比較例の電気二重層キャパシタを製作し、図9及び10に示すような実験結果を得た。
[実験例28]
非水溶媒をブチレンカーボネート(BC)100重量%とした以外は、実験例1と同じである。
[実験例29]
電解質カチオン成分を例2に示すものに変更した以外は、実験例28と同じである。
[実験例30]
電解質カチオン成分を例3に示すものに変更した以外は、実験例28と同じである。
[実験例31]
電解質カチオン成分を例22に示すものに変更した以外は、実験例28と同じである。
[実験例32]
電解質カチオン成分を例31に示すものに変更した以外は、実験例28と同じである。
[実験例33]
電解質カチオン成分を例45に示すものに変更した以外は、実験例28と同じである。
[実験例34]
電解質カチオン成分を例52に示すものに変更した以外は、実験例28と同じである。
[比較例2]
非水溶媒をブチレンカーボネート(BC)100重量%とした以外は、比較例1と同じである。
Further, electric double layer capacitors of the following experimental examples and comparative examples were manufactured, and experimental results as shown in FIGS. 9 and 10 were obtained.
[Experiment 28]
The same as Example 1 except that the non-aqueous solvent was 100% by weight of butylene carbonate (BC).
[Experimental example 29]
Example 28 is the same as Example 28 except that the electrolyte cation component is changed to that shown in Example 2.
[Experiment 30]
Example 28 is the same as Example 28 except that the electrolyte cation component is changed to that shown in Example 3.
[Experimental example 31]
Example 28 is the same as Example 28 except that the electrolyte cation component is changed to that shown in Example 22.
[Experimental example 32]
Example 28 is the same as Example 28 except that the electrolyte cation component is changed to that shown in Example 31.
[Experimental Example 33]
Example 28 is the same as Example 28 except that the electrolyte cation component is changed to that shown in Example 45.
[Experimental example 34]
Example 28 is the same as Example 28 except that the electrolyte cation component is changed to that shown in Example 52.
[Comparative Example 2]
The same as Comparative Example 1 except that the non-aqueous solvent was 100% by weight of butylene carbonate (BC).
[実験例35]
非水溶媒をγ−ブチロラクトン(γBL)100重量%とした以外は、実験例1と同じである。
[実験例36]
電解質カチオン成分を例2に示すものに変更した以外は、実験例36と同じである。
[実験例37]
電解質カチオン成分を例3に示すものに変更した以外は、実験例36と同じである。
[実験例38]
電解質カチオン成分を例22に示すものに変更した以外は、実験例36と同じである。
[実験例39]
電解質カチオン成分を例31に示すものに変更した以外は、実験例36と同じである。
[実験例40]
電解質カチオン成分を例45に示すものに変更した以外は、実験例36と同じである。
[実験例41]
電解質カチオン成分を例52に示すものに変更した以外は、実験例36と同じである。
[比較例3]
非水溶媒をγ−ブチロラクトン(γBL)100重量%とした以外は、比較例1と同じである。
[Experimental Example 35]
The same as Experimental Example 1, except that the non-aqueous solvent was 100% by weight of γ-butyrolactone (γBL).
[Experimental Example 36]
Example 36 is the same as Example 36 except that the electrolyte cation component is changed to that shown in Example 2.
[Experiment 37]
Example 36 is the same as Example 36 except that the electrolyte cation component is changed to that shown in Example 3.
[Experiment 38]
Example 36 is the same as Example 36 except that the electrolyte cation component is changed to that shown in Example 22.
[Experimental Example 39]
Example 36 is the same as Example 36 except that the electrolyte cation component is changed to that shown in Example 31.
[Experimental Example 40]
Example 36 is the same as Example 36 except that the electrolyte cation component is changed to that shown in Example 45.
[Experimental example 41]
Example 36 is the same as Example 36 except that the electrolyte cation component is changed to that shown in Example 52.
[Comparative Example 3]
The same as Comparative Example 1, except that the non-aqueous solvent was 100% by weight of γ-butyrolactone (γBL).
[実験例42]
非水溶媒をスルホラン(SL)100重量%とした以外は、実験例1と同じである。
[実験例43]
電解質カチオン成分を例2に示すものに変更した以外は、実験例42と同じである。
[実験例44]
電解質カチオン成分を例3に示すものに変更した以外は、実験例42と同じである。
[実験例45]
電解質カチオン成分を例22に示すものに変更した以外は、実験例42と同じである。
[実験例46]
電解質カチオン成分を例31に示すものに変更した以外は、実験例42と同じである。
[実験例47]
電解質カチオン成分を例45に示すものに変更した以外は、実験例42と同じである。
[実験例48]
電解質カチオン成分を例52に示すものに変更した以外は、実験例42と同じである。
[比較例4]
非水溶媒をスルホラン(SL)100重量%とした以外は、比較例1と同じである。
[Experimental Example 42]
The same as Experimental Example 1, except that the non-aqueous solvent was 100% by weight of sulfolane (SL).
[Experimental example 43]
Example 42 is the same as Example 42 except that the electrolyte cation component is changed to that shown in Example 2.
[Experimental Example 44]
Example 42 is the same as Example 42 except that the electrolyte cation component is changed to that shown in Example 3.
[Experimental Example 45]
Example 42 is the same as Example 42 except that the electrolyte cation component is changed to that shown in Example 22.
[Experimental example 46]
Example 42 is the same as Example 42 except that the electrolyte cation component is changed to that shown in Example 31.
[Experimental example 47]
Example 42 is the same as Example 42 except that the electrolyte cation component is changed to that shown in Example 45.
[Experimental Example 48]
Example 42 is the same as Example 42 except that the electrolyte cation component is changed to that shown in Example 52.
[Comparative Example 4]
The same as Comparative Example 1 except that the non-aqueous solvent was 100% by weight of sulfolane (SL).
[実験例49]
非水溶媒をスルホラン(SL)80重量%とエチルメチルスルホン(EMS)20重量%とから成る混合有機溶媒とした以外は、実験例1と同じである。
[実験例50]
電解質カチオン成分を例2に示すものに変更した以外は、実験例49と同じである。
[実験例51]
電解質カチオン成分を例3に示すものに変更した以外は、実験例49と同じである。
[実験例52]
電解質カチオン成分を例22に示すものに変更した以外は、実験例49と同じである。
[実験例53]
電解質カチオン成分を例31に示すものに変更した以外は、実験例49と同じである。
[実験例54]
電解質カチオン成分を例45に示すものに変更した以外は、実験例49と同じである。
[実験例55]
電解質カチオン成分を例52に示すものに変更した以外は、実験例49と同じである。
[比較例5]
非水溶媒をスルホラン(SL)80重量%とエチルメチルスルホン(EMS)20重量%とから成る混合有機溶媒とした以外は、比較例1と同じである。
[Example 49]
The same as Experimental Example 1 except that the non-aqueous solvent was a mixed organic solvent composed of 80% by weight of sulfolane (SL) and 20% by weight of ethyl methyl sulfone (EMS).
[Experimental Example 50]
This example is the same as Experimental Example 49 except that the electrolyte cation component is changed to that shown in Example 2.
[Experimental Example 51]
This example is the same as Experimental Example 49 except that the electrolyte cation component is changed to that shown in Example 3.
[Experimental Example 52]
The same as Example 49, except that the electrolyte cation component was changed to that shown in Example 22.
[Experimental Example 53]
The same as Example 49, except that the electrolyte cation component was changed to that shown in Example 31.
[Experimental Example 54]
Example 49 is the same as Example 49 except that the electrolyte cation component is changed to that shown in Example 45.
[Experimental Example 55]
Example 49 is the same as Example 49 except that the electrolyte cation component is changed to that shown in Example 52.
[Comparative Example 5]
The same as Comparative Example 1, except that the non-aqueous solvent was a mixed organic solvent composed of 80% by weight of sulfolane (SL) and 20% by weight of ethyl methyl sulfone (EMS).
[実験例56]
非水溶媒をグルタロニトリル(GLN)100重量%とした以外は、実験例1と同じである。
[実験例57]
電解質カチオン成分を例2に示すものに変更した以外は、実験例56と同じである。
[実験例58]
電解質カチオン成分を例3に示すものに変更した以外は、実験例56と同じである。
[実験例59]
電解質カチオン成分を例22に示すものに変更した以外は、実験例56と同じである。
[実験例60]
電解質カチオン成分を例31に示すものに変更した以外は、実験例56と同じである。
[実験例61]
電解質カチオン成分を例45に示すものに変更した以外は、実験例56と同じである。
[実験例62]
電解質カチオン成分を例52に示すものに変更した以外は、実験例56と同じである。
[比較例6]
非水溶媒をグルタロニトリル(GLN)100重量%とした以外は、比較例1と同じである。
[Experimental Example 56]
The same as Experimental Example 1, except that the non-aqueous solvent was glutaronitrile (GLN) 100 wt%.
[Experimental Example 57]
The procedure of Example 56 is the same as that of Example 56 except that the electrolyte cation component is changed to that shown in Example 2.
[Example 58]
The procedure of Example 56 is the same as that of Example 56 except that the electrolyte cation component is changed to that shown in Example 3.
[Experiment 59]
This example is the same as Experimental Example 56 except that the electrolyte cation component is changed to that shown in Example 22.
[Experimental Example 60]
This example is the same as Experimental Example 56 except that the electrolyte cation component is changed to that shown in Example 31.
[Experimental Example 61]
This example is the same as Experimental Example 56 except that the electrolyte cation component is changed to that shown in Example 45.
[Experimental Example 62]
This example is the same as Experimental Example 56 except that the electrolyte cation component is changed to that shown in Example 52.
[Comparative Example 6]
The same as Comparative Example 1 except that the non-aqueous solvent was 100% by weight of glutaronitrile (GLN).
[実験例63]
非水溶媒をエチルメチルスルホン(EMS)100重量%とした以外は、実験例1と同じである。
[実験例64]
電解質カチオン成分を例2に示すものに変更した以外は、実験例56と同じである。
[実験例65]
電解質カチオン成分を例3に示すものに変更した以外は、実験例56と同じである。
[実験例66]
電解質カチオン成分を例22に示すものに変更した以外は、実験例56と同じである。
[実験例67]
電解質カチオン成分を例31に示すものに変更した以外は、実験例56と同じである。
[実験例68]
電解質カチオン成分を例45に示すものに変更した以外は、実験例56と同じである。
[実験例69]
電解質カチオン成分を例52に示すものに変更した以外は、実験例56と同じである。
[比較例7]
非水溶媒をグルタロニトリル(GLN)100重量%とした以外は、比較例1と同じである。
[Experimental Example 63]
The same as Example 1 except that the non-aqueous solvent was 100% by weight of ethyl methyl sulfone (EMS).
[Experimental Example 64]
The procedure of Example 56 is the same as that of Example 56 except that the electrolyte cation component is changed to that shown in Example 2.
[Example 65]
The procedure of Example 56 is the same as that of Example 56 except that the electrolyte cation component is changed to that shown in Example 3.
[Experimental Example 66]
This example is the same as Experimental Example 56 except that the electrolyte cation component is changed to that shown in Example 22.
[Example 67]
This example is the same as Experimental Example 56 except that the electrolyte cation component is changed to that shown in Example 31.
[Experimental Example 68]
This example is the same as Experimental Example 56 except that the electrolyte cation component is changed to that shown in Example 45.
[Example 69]
This example is the same as Experimental Example 56 except that the electrolyte cation component is changed to that shown in Example 52.
[Comparative Example 7]
The same as Comparative Example 1 except that the non-aqueous solvent was 100% by weight of glutaronitrile (GLN).
また、以下の実験例及び比較例の電気二重層キャパシタを製作し、図11及び12に示すような実験結果を得た。
[実験例70]
実験例1と同じである。
[実験例71]
実験例2と同じである。
[実験例72]
実験例3と同じである。
[実験例73]
実験例17と同じである。
[実験例74]
実験例19と同じである。
[実験例75]
実験例23と同じである。
[実験例76]
実験例25と同じである。
[比較例8]
比較例1と同じである。
Further, electric double layer capacitors of the following experimental examples and comparative examples were manufactured, and experimental results as shown in FIGS. 11 and 12 were obtained.
[Example 70]
Same as Experimental Example 1.
[Experimental Example 71]
Same as Experimental Example 2.
[Experimental Example 72]
Same as Experimental Example 3.
[Experimental Example 73]
Same as Experimental Example 17.
[Experimental example 74]
Same as Experimental Example 19.
[Experimental Example 75]
This is the same as Experimental Example 23.
[Experimental Example 76]
Same as Experimental Example 25.
[Comparative Example 8]
Same as Comparative Example 1.
[実験例77]
非水溶媒をプロピレンカーボネート(PC)60重量%とジメチルカーボネート(DMC)40重量%とから成る混合有機溶媒とした以外は、実験例1と同じである。
[実験例78]
電解質カチオン成分を例2に示すものに変更した以外は、実験例77と同じである。
[実験例79]
電解質カチオン成分を例3に示すものに変更した以外は、実験例77と同じである。
[実験例80]
電解質カチオン成分を例22に示すものに変更した以外は、実験例77と同じである。
[実験例81]
電解質カチオン成分を例31に示すものに変更した以外は、実験例77と同じである。
[実験例82]
電解質カチオン成分を例45に示すものに変更した以外は、実験例77と同じである。
[実験例83]
電解質カチオン成分を例52に示すものに変更した以外は、実験例77と同じである。
[比較例9]
非水溶媒をプロピレンカーボネート(PC)60重量%とジメチルカーボネート(DMC)40重量%とから成る混合有機溶媒とした以外は、比較例1と同じである。
[Experimental Example 77]
The same as Experimental Example 1, except that the nonaqueous solvent was a mixed organic solvent composed of 60% by weight of propylene carbonate (PC) and 40% by weight of dimethyl carbonate (DMC).
[Experimental Example 78]
Example 77 is the same as Example 77 except that the electrolyte cation component is changed to that shown in Example 2.
[Experimental Example 79]
Example 77 is the same as Example 77 except that the electrolyte cation component is changed to that shown in Example 3.
[Experimental Example 80]
Example 77 is the same as Example 77 except that the electrolyte cation component is changed to that shown in Example 22.
[Experimental Example 81]
Example 77 is the same as Example 77 except that the electrolyte cation component is changed to that shown in Example 31.
[Experiment 82]
Example 77 is the same as Example 77 except that the electrolyte cation component is changed to that shown in Example 45.
[Experimental example 83]
Example 77 is the same as Example 77 except that the electrolyte cation component is changed to that shown in Example 52.
[Comparative Example 9]
The same as Comparative Example 1 except that the non-aqueous solvent was a mixed organic solvent composed of 60% by weight of propylene carbonate (PC) and 40% by weight of dimethyl carbonate (DMC).
[実験例84]
実験例28と同じである。
[実験例85]
実験例29と同じである。
[実験例86]
実験例30と同じである。
[実験例87]
実験例31と同じである。
[実験例88]
実験例32と同じである。
[実験例89]
実験例33と同じである。
[実験例90]
実験例34と同じである。
[比較例10]
比較例2と同じである。
[Experimental Example 84]
This is the same as Experimental Example 28.
[Experimental Example 85]
Same as Experimental Example 29.
[Experimental example 86]
This is the same as Experimental Example 30.
[Experiment 87]
This is the same as Experimental Example 31.
[Experimental Example 88]
This is the same as Experimental Example 32.
[Experimental Example 89]
This is the same as Experimental Example 33.
[Experimental example 90]
This is the same as Experimental Example 34.
[Comparative Example 10]
The same as Comparative Example 2.
[実験例91]
非水溶媒をブチレンカーボネート(BC)60重量%とジメチルカーボネート(DMC)40重量%とから成る混合有機溶媒とした以外は、実験例1と同じである。
[実験例92]
電解質カチオン成分を例2に示すものに変更した以外は、実験例91と同じである。
[実験例93]
電解質カチオン成分を例3に示すものに変更した以外は、実験例91と同じである。
[実験例94]
電解質カチオン成分を例22に示すものに変更した以外は、実験例91と同じである。
[実験例95]
電解質カチオン成分を例31に示すものに変更した以外は、実験例91と同じである。
[実験例96]
電解質カチオン成分を例45に示すものに変更した以外は、実験例91と同じである。
[実験例97]
電解質カチオン成分を例52に示すものに変更した以外は、実験例91と同じである。
[比較例11]
非水溶媒をブチレンカーボネート(BC)60重量%とジメチルカーボネート(DMC)40重量%とから成る混合有機溶媒とした以外は、比較例1と同じである。
[Example 91]
The same as Experimental Example 1, except that the non-aqueous solvent was a mixed organic solvent composed of 60% by weight of butylene carbonate (BC) and 40% by weight of dimethyl carbonate (DMC).
[Example 92]
Example 91 is the same as Example 91 except that the electrolyte cation component is changed to that shown in Example 2.
[Experimental Example 93]
Example 91 is the same as Example 91 except that the electrolyte cation component is changed to that shown in Example 3.
[Experimental Example 94]
Example 91 is the same as Example 91 except that the electrolyte cation component is changed to that shown in Example 22.
[Experimental Example 95]
Example 91 is the same as Example 91 except that the electrolyte cation component is changed to that shown in Example 31.
[Experimental Example 96]
Example 91 is the same as Example 91 except that the electrolyte cation component is changed to that shown in Example 45.
[Experimental Example 97]
Example 91 is the same as Example 91 except that the electrolyte cation component is changed to that shown in Example 52.
[Comparative Example 11]
The same as Comparative Example 1 except that the non-aqueous solvent was a mixed organic solvent composed of 60% by weight of butylene carbonate (BC) and 40% by weight of dimethyl carbonate (DMC).
[実験例98]
実験例35と同じである。
[実験例99]
実験例36と同じである。
[実験例100]
実験例37と同じである。
[実験例101]
実験例38と同じである。
[実験例102]
実験例39と同じである。
[実験例103]
実験例40と同じである。
[実験例104]
実験例41と同じである。
[比較例12]
比較例3と同じである。
[Experimental Example 98]
This is the same as Experimental Example 35.
[Experimental Example 99]
This is the same as Experimental Example 36.
[Experimental Example 100]
This is the same as Experimental Example 37.
[Experimental example 101]
This is the same as Experimental Example 38.
[Experimental example 102]
This is the same as Experimental Example 39.
[Experimental Example 103]
This is the same as Experimental Example 40.
[Experimental Example 104]
Same as Experimental Example 41.
[Comparative Example 12]
Same as Comparative Example 3.
[実験例105]
非水溶媒をγ−ブチロラクトン(γBL)60重量%とジメチルカーボネート(DMC)40重量%とから成る混合有機溶媒とした以外は、実験例1と同じである。
[実験例106]
電解質カチオン成分を例2に示すものに変更した以外は、実験例56と同じである。
[実験例107]
電解質カチオン成分を例3に示すものに変更した以外は、実験例56と同じである。
[実験例108]
電解質カチオン成分を例22に示すものに変更した以外は、実験例56と同じである。
[実験例109]
電解質カチオン成分を例31に示すものに変更した以外は、実験例56と同じである。
[実験例110]
電解質カチオン成分を例45に示すものに変更した以外は、実験例56と同じである。
[実験例111]
電解質カチオン成分を例52に示すものに変更した以外は、実験例56と同じである。
[比較例13]
非水溶媒をγ−ブチロラクトン(γBL)60重量%とジメチルカーボネート(DMC)40重量%とから成る混合有機溶媒とした以外は、比較例1と同じである。
[Experimental Example 105]
The same as Experimental Example 1, except that the non-aqueous solvent was a mixed organic solvent composed of 60% by weight of γ-butyrolactone (γBL) and 40% by weight of dimethyl carbonate (DMC).
[Experimental Example 106]
The procedure of Example 56 is the same as that of Example 56 except that the electrolyte cation component is changed to that shown in Example 2.
[Experiment 107]
The procedure of Example 56 is the same as that of Example 56 except that the electrolyte cation component is changed to that shown in Example 3.
[Experimental Example 108]
This example is the same as Experimental Example 56 except that the electrolyte cation component is changed to that shown in Example 22.
[Experimental Example 109]
This example is the same as Experimental Example 56 except that the electrolyte cation component is changed to that shown in Example 31.
[Experimental example 110]
This example is the same as Experimental Example 56 except that the electrolyte cation component is changed to that shown in Example 45.
[Experimental Example 111]
This example is the same as Experimental Example 56 except that the electrolyte cation component is changed to that shown in Example 52.
[Comparative Example 13]
The same as Comparative Example 1, except that the non-aqueous solvent was a mixed organic solvent composed of 60% by weight of γ-butyrolactone (γBL) and 40% by weight of dimethyl carbonate (DMC).
尚、前記実験例1〜111及び比較例1〜13の電気二重層キャパシタは、全て同等のサイズに形成されている。 The electric double layer capacitors of Experimental Examples 1-111 and Comparative Examples 1-13 are all formed in the same size.
[評価方法]
図8〜12中の初期の静電容量及び直流抵抗は、前述のように製作された各電気二重層キャパシタを25℃雰囲気中で12時間放置後、同雰囲気内で静電容量及び直流抵抗を測定したものである。また、図8〜10中のリフロー試験後の静電容量及び直流抵抗の変化率は、初期の静電容量及び直流抵抗を測定した後、最高で250℃に達する温度プロファイルのリフロー炉に5分間投入する工程を5回繰り返し、その後に25℃雰囲気中で静電容量及び直流抵抗を測定し、その測定結果を初期の静電容量及び直流抵抗の測定結果で割って得られる値を百分率であらわしたものである。また、図8〜10中のリフロー試験及び信頼性試験後の静電容量及び直流抵抗の変化率は、初期の静電容量及び直流抵抗を測定し、リフロー試験後の静電容量及び直流抵抗を測定した後、60℃の雰囲気中で2.5Vの電圧を1000時間印加し続ける信頼性試験を実施し、その後に25℃雰囲気中で静電容量及び直流抵抗を測定し、その測定結果を初期の静電容量及び直流抵抗の測定結果で割って得られる値を百分率で表したものである。図8〜10中のパッケージの厚み変化率は、試験後のフィルムパッケージ40の厚みT2を初期のフィルムパッケージ40の厚みT1で割った値を百分率で表したものである(図1及び図3参照)。
[Evaluation methods]
The initial capacitance and direct current resistance in FIGS. 8 to 12 are as follows. Each electric double layer capacitor manufactured as described above is left in a 25 ° C. atmosphere for 12 hours, and then the electrostatic capacitance and direct current resistance are measured in the same atmosphere. It is measured. The rate of change in capacitance and DC resistance after the reflow test in FIGS. 8 to 10 is 5 minutes in a reflow furnace having a temperature profile reaching a maximum of 250 ° C. after measuring the initial capacitance and DC resistance. Repeat the charging process five times, then measure the capacitance and DC resistance in an atmosphere at 25 ° C, and divide the measurement results by the initial capacitance and DC resistance measurement results to express the percentage. It is a thing. Moreover, the change rate of the electrostatic capacitance and DC resistance after the reflow test and reliability test in FIGS. 8 to 10 is measured by measuring the initial capacitance and DC resistance, and the capacitance and DC resistance after the reflow test are measured. After the measurement, a reliability test was performed in which a voltage of 2.5 V was continuously applied for 1000 hours in an atmosphere at 60 ° C., and thereafter the capacitance and DC resistance were measured in an atmosphere at 25 ° C. The value obtained by dividing by the measurement result of the electrostatic capacity and DC resistance is expressed as a percentage. The thickness change rate of the package in FIGS. 8 to 10 is a percentage obtained by dividing the thickness T2 of the
また、図11〜12中の低温試験後の静電容量及び直流抵抗の変化率は、初期の静電容量及び直流抵抗を測定した後、各電気二重層キャパシタを−25℃雰囲気中で30分間放置し、その後に25℃雰囲気中で静電容量及び直流抵抗を測定し、その測定結果を初期の静電容量及び直流抵抗の測定結果で割って得られる値を百分率で表したものである。 Also, the rate of change in capacitance and DC resistance after the low-temperature test in FIGS. 11 to 12 is determined by measuring the initial capacitance and DC resistance, and then setting each electric double layer capacitor in a −25 ° C. atmosphere for 30 minutes. Then, the capacitance and direct current resistance are measured in an atmosphere at 25 ° C., and the measurement results are divided by the initial measurement results of electrostatic capacitance and direct current resistance.
[評価結果]
図8〜10に示した静電容量の初期の測定結果と各試験後の測定結果との比較を行うと、実施例1〜27と比較例1との比較、実施例28〜34と比較例2との比較、実施例35〜41と比較例3との比較、実施例42〜48と比較例4との比較、実施例49〜55と比較例5との比較、実施例56〜62と比較例6との比較、及び実施例63〜69と比較例7との比較より、電解質アニオン成分としての[B(CN)4]-を用いるとともに電解質カチオン成分として式(1)〜式(3)の化合物を用いる方が、電解質としてトリエチルメチルアンモニウムテトラフルオロボレートを用いる場合と比較し、各試験後の静電容量の低下率、直流抵抗の上昇率が小さかった。
[Evaluation results]
When comparison is made between the initial measurement results of capacitance shown in FIGS. 8 to 10 and the measurement results after each test, the comparison between Examples 1 to 27 and Comparative Example 1, and the comparison between Examples 28 to 34 and Comparative Example 2, Comparison between Examples 35-41 and Comparative Example 3, Comparison between Examples 42-48 and Comparative Example 4, Comparison between Examples 49-55 and Comparative Example 5, Examples 56-62 and From the comparison with Comparative Example 6 and the comparison between Examples 63 to 69 and Comparative Example 7, [B (CN) 4 ] − is used as the electrolyte anion component and Formula (1) to Formula (3) is used as the electrolyte cation component. ), The rate of decrease in capacitance and the rate of increase in DC resistance after each test were smaller than when triethylmethylammonium tetrafluoroborate was used as the electrolyte.
また、図8〜10に示した静電容量の初期の測定結果と各試験後の測定結果との比較を行うと、実施例1〜27と比較例1との比較、実施例28〜34と比較例2との比較、実施例35〜41と比較例3との比較、及び実施例63〜69と比較例7との比較より、電解質アニオン成分としての[B(CN)4]-を用いるとともに電解質カチオン成分として式(1)〜式(3)の化合物を用いる方が、電解質としてトリエチルメチルアンモニウムテトラフルオロボレートを用いる場合と比較し、各試験後のパッケージの厚みの変化率が小さかった。 Moreover, when comparing the initial measurement result of the capacitance shown in FIGS. 8 to 10 and the measurement result after each test, the comparison between Examples 1-27 and Comparative Example 1, and Examples 28-34, [B (CN) 4 ] − as an electrolyte anion component is used based on comparison with Comparative Example 2, comparison between Examples 35-41 and Comparative Example 3, and comparison between Examples 63-69 and Comparative Example 7. In addition, the rate of change in the thickness of the package after each test was smaller when the compounds of formulas (1) to (3) were used as the electrolyte cation component than when triethylmethylammonium tetrafluoroborate was used as the electrolyte.
この効果が得られる理由は、明確ではないが、電解質としてトリエチルメチルアンモニウムテトラフルオロボレートを用いる場合、非水電解液中のテトラフルオロボレートアニオンが非水電解液中の水分と反応してフッ化水素を生じ、生じたフッ化水素は集電体金属の腐食やプロピレンカーボネート等の非水溶媒の分解を引き起こすため、各試験後の静電容量の低下率、インピーダンスの上昇率及びパッケージの厚みの変化率が大きくなっているが、実験例1〜69では電解質中のアニオン成分及びカチオン成分がフッ素を含んでいないので、フッ化水素による集電体金属の腐食やプロピレンカーボネート等の非水溶媒の分解が防止され、各試験後の静電容量の低下率、直流抵抗の上昇率及びパッケージの厚みの変化率が小さくなっていると推定される。 The reason why this effect is obtained is not clear, but when triethylmethylammonium tetrafluoroborate is used as the electrolyte, the tetrafluoroborate anion in the non-aqueous electrolyte reacts with the water in the non-aqueous electrolyte to react with hydrogen fluoride. The resulting hydrogen fluoride causes corrosion of the current collector metal and decomposition of non-aqueous solvents such as propylene carbonate, so the rate of decrease in capacitance, rate of increase in impedance, and change in package thickness after each test Although the rate is large, in Examples 1 to 69, the anion component and the cation component in the electrolyte do not contain fluorine, so corrosion of the current collector metal by hydrogen fluoride and decomposition of a non-aqueous solvent such as propylene carbonate And the rate of decrease in capacitance, rate of increase in DC resistance, and rate of change in package thickness after each test are reduced. It is constant.
また、実験例1〜41及び比較例1〜3では、非水溶媒としてプロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート及びγ−ブチロラクトンを用いたものを示したが、プロピレンカーボネートやブチレンカーボネートの代わりにビニレンカーボネート等の他の環状炭酸エステルを用いる場合や、γ−ブチロラクトンの代わりにγ−バレロラクトン、3−メチル−γ−ブチロラクトン、2−メチル−γ−ブチロラクトン等の他の環状エステルを含有させる場合でも、前述と同様の作用効果を達成可能である。 Moreover, although Experimental Examples 1-41 and Comparative Examples 1-3 showed what used propylene carbonate, butylene carbonate, and (gamma) -butyrolactone as a non-aqueous solvent, other than propylene carbonate and butylene carbonate, vinylene carbonate, etc. Even in the case of using a cyclic carbonate of the above, or when other cyclic ester such as γ-valerolactone, 3-methyl-γ-butyrolactone, 2-methyl-γ-butyrolactone is contained instead of γ-butyrolactone, the same as described above It is possible to achieve the operational effects.
また、実験例70〜111は比較例8〜13に対し、低温試験後の直流抵抗の上昇率が小さい。これは、比較例8〜13の電解質であるトリエチルメチルアンモニウムテトラフルオロボレートの電解質カチオン成分と電解質アニオン成分は実験例70〜111のそれと比べて分子の立体構造が小さく、低温の条件において電解質カチオン成分と電解質アニオン成分とが乖離し易くなるのに対し、実験例70〜111の電解質カチオン成分と電解質アニオン成分の分子の立体構造は比較例8〜13に比べて大きく、比較例8〜13よりも電解質カチオン成分と電解質アニオン成分とが乖離し難くなることが理由の一つであると推定される。 In addition, Experimental Examples 70 to 111 have a smaller increase rate of DC resistance after the low temperature test than Comparative Examples 8 to 13. This is because the electrolyte cation component and electrolyte anion component of triethylmethylammonium tetrafluoroborate, which is the electrolyte of Comparative Examples 8 to 13, have a smaller molecular steric structure than that of Experimental Examples 70 to 111, and the electrolyte cation component at low temperatures. And the electrolyte anion component are easily separated from each other, whereas the three-dimensional structures of the electrolyte cation component and the electrolyte anion component of Experimental Examples 70 to 111 are larger than those of Comparative Examples 8 to 13 and are larger than those of Comparative Examples 8 to 13. One reason is that the electrolyte cation component and the electrolyte anion component are difficult to separate.
実験例77〜83、実験例91〜97、実験例105〜111、比較例9、比較例11及び比較例13では、非水電解液の粘度低下のためにジメチルカーボネートを含有させるものを示したが、ジメチルカーボネートの代わりにエチルメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、メチ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、アセトニトリル、プロパンニトリル、グルタロニトリル、アジポニトリル、メトキシアセトニトリル、3−メトキシプロピオニトリル等を含有させる場合でも、前述と同様の作用効果を達成可能である。 Experimental Examples 77 to 83, Experimental Examples 91 to 97, Experimental Examples 105 to 111, Comparative Example 9, Comparative Example 11 and Comparative Example 13 showed that dimethyl carbonate was contained to reduce the viscosity of the non-aqueous electrolyte. However, even when ethylmethyl carbonate, diethyl carbonate, methylpropyl carbonate, methylisopropyl carbonate, acetonitrile, propanenitrile, glutaronitrile, adiponitrile, methoxyacetonitrile, 3-methoxypropionitrile, etc. are contained instead of dimethyl carbonate, The same effect can be achieved.
また、式(1)の電解質カチオンは、式(2)及び式(3)の電解質カチオンと比較し、同じ炭素数の場合のモル体積が小さく、また溶媒に対する溶解度が高くなる傾向がある。また、溶媒に対する溶解度が高くなることにより、低温時における電解質の析出が生じ難く、電解液の低温特性の向上を図る上で有利である。 Further, the electrolyte cation of the formula (1) has a small molar volume in the case of the same number of carbons as compared with the electrolyte cation of the formula (2) and the formula (3), and the solubility in the solvent tends to be high. Further, since the solubility in the solvent is increased, the electrolyte is hardly precipitated at a low temperature, which is advantageous in improving the low temperature characteristics of the electrolytic solution.
また、式(3)の電解質カチオンは、図7の例50〜57のように非対称構造とすることにより結晶化し難くなり、溶媒に対する溶解度をより確実に確保することが可能となる。 Moreover, the electrolyte cation of Formula (3) becomes difficult to crystallize by making it an asymmetrical structure like Examples 50-57 of FIG. 7, and it becomes possible to ensure the solubility with respect to a solvent more reliably.
尚、本実施形態では、電気二重層キャパシタの非水電解液に、電解質アニオン成分としての[B(CN)4]-と、式(1)、式(2)または式(3)の電解質カチオン成分とを含有させるものを示したが、電解質カチオン成分として式(1)、式(2)及び式(3)の何れか2つまたは3つを混合して用いることも可能であり、式(1)、式(2)または式(3)の電解質カチオン成分の他に必要に応じて電気二重層キャパシタに用いられる周知の電解質カチオン成分を含有させることも可能である。 In the present embodiment, [B (CN) 4 ] − as the electrolyte anion component and the electrolyte cation of formula (1), formula (2) or formula (3) are added to the non-aqueous electrolyte of the electric double layer capacitor. However, any two or three of the formula (1), the formula (2) and the formula (3) can be mixed and used as the electrolyte cation component. In addition to the electrolyte cation component of 1), formula (2) or formula (3), a known electrolyte cation component used for an electric double layer capacitor may be contained as required.
尚、本実施形態では、蓄電素子B及び非水電解液がラミネートフィルムから成るフィルムパッケージ40内に封入されるフィルムパッケージタイプの電気二重層キャパシタを用いて説明を行ったが、金属缶等を使ったボタン型、円筒型、角型等の他のタイプの電気二重層キャパシタの非水電解液に、電解質アニオン成分としての[B(CN)4]-と、式(1)、式(2)または式(3)の電解質カチオン成分とを含有させることも可能であり、この場合でも前述と同様の効果を達成可能である。
In the present embodiment, the description has been made using the electric double layer capacitor of the film package type in which the storage element B and the nonaqueous electrolytic solution are enclosed in the
尚、本実施形態では、式(2)または式(3)の各ヘテロ環の環員数が5または6であるものを示したが、式(2)または式(3)の各環の環員数が7以上であるものについても、製造上問題が無ければ本願の非水電解液に含有可能であり、これらの電解質カチオン成分でも前述と同様の効果を得ることが可能である。 In the present embodiment, the number of ring members of each heterocycle of formula (2) or formula (3) is 5 or 6, but the number of ring members of each ring of formula (2) or formula (3) is shown. Can be contained in the nonaqueous electrolytic solution of the present application if there is no problem in production, and these electrolyte cation components can also achieve the same effects as described above.
本発明は、電気二重層キャパシタに広く適用でき、該適用によって前記同様の作用、効果を得ることができる。 The present invention can be widely applied to electric double layer capacitors, and the application can achieve the same operations and effects as described above.
10…正極、11…集電体、12…分極性電極層、20…負極、21…集電体、22…分極性電極層、30…セパレータ、40…フィルムパッケージ、50…端子、B…蓄電素子。
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記式(1)中のXとNとで形成されるヘテロ環の環員数とYとNとで形成されるヘテロ環の環員数とが異なる。 The non-aqueous electrolyte according to claim 1,
The number of ring members of the heterocycle formed by X and N in the formula (1) is different from the number of ring members of the heterocycle formed by Y and N.
前記式(2)中のR1の炭素数とR2の炭素数とが異なる。 The non-aqueous electrolyte according to claim 2,
The carbon number of R1 in the formula (2) is different from the carbon number of R2.
前記非水溶媒がプロピレンカーボネートを含有する。 A non-aqueous electrolyte solution according to any one of claims 1, 2, 3, 4 or 5,
The non-aqueous solvent contains propylene carbonate.
前記非水溶媒が、スルホラン、ジメチルスルホン、ジエチルスルホン、エチルメチルスルホン及びエチルプロピルスルホンの群より選択される1種または2種以上を含有している。 A non-aqueous electrolyte according to any one of claims 1, 2, 3, 4, 5 or 6,
The non-aqueous solvent contains one or more selected from the group of sulfolane, dimethylsulfone, diethylsulfone, ethylmethylsulfone, and ethylpropylsulfone.
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