JP2014209475A

JP2014209475A - 非水溶媒、非水電解質及び蓄電装置

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Publication number: JP2014209475A
Application number: JP2014065777A
Authority: JP
Inventors: 石川　純; Jun Ishikawa; 純石川; 板倉　亮; Akira Itakura; 亮板倉; 里枝横井; Rie Yokoi; 瀬尾　哲史; Tetsushi Seo; 哲史瀬尾
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 2013-03-28
Filing date: 2014-03-27
Publication date: 2014-11-06

Abstract

【課題】イオン液体を含む非水溶媒であって、該非水溶媒の伝導性が高いこと、低温環境下での伝導性の低下が少ないこと、高耐熱性であること、使用できる温度範囲が広いこと、凝固点（融点）が低いこと、または粘性が低いことなどの特性のうち、少なくとも１つを満たす非水溶媒を提供する。【解決手段】イオン液体と、環状炭酸エステルと、を有し、イオン液体は、置換基を有する脂環式４級アンモニウムカチオンと、置換基を有する脂環式４級アンモニウムカチオンに対するアニオンと、を有する。【選択図】なし

Description

本発明は、非水溶媒、該非水溶媒を用いた非水電解質、及び該非水電解質を用いた蓄電装置に関する。

なお、蓄電装置とは、蓄電機能を有する素子及び装置全般を指すものである。

近年、リチウムイオン二次電池、リチウムイオンキャパシタ、空気電池等、種々の蓄電装置の開発が盛んに行われている。特に高出力、高エネルギー密度であるリチウムイオン二次電池は、携帯電話やスマートフォン、ノート型コンピュータ等の携帯情報端末、携帯音楽プレーヤ、デジタルカメラ等の電子機器、あるいは医療機器、ハイブリッド車（ＨＥＶ）、電気自動車（ＥＶ）、またはプラグインハイブリッド車（ＰＨＥＶ）等の次世代クリーンエネルギー自動車など、半導体産業の発展と併せて急速にその需要が拡大し、充電可能なエネルギーの供給源として現代の情報化社会に不可欠なものとなっている。

このように、様々な分野または用途でリチウムイオン二次電池は用いられている。そのなかで、リチウムイオン二次電池に求められる特性として、高エネルギー密度、優れたサイクル特性及び様々な動作環境での安全性などがある。

汎用されているリチウムイオン二次電池の多くは、非水溶媒とリチウムイオンを有するリチウム塩を含む非水電解質（電解液ともいう。）を有している。そして、当該非水電解質としてよく用いられている有機溶媒としては、誘電率が高くイオン導電性に優れたエチレンカーボネートなどの有機溶媒である。

しかし、上記有機溶媒は揮発性及び低引火点を有している。このため、上記有機溶媒を含む非水溶媒をリチウムイオン二次電池の電解液に用いる場合、内部短絡や過充電等によって、リチウムイオン二次電池の内部温度が上昇し、リチウムイオン二次電池の破裂や発火などが起こる可能性があり、安全性の面で問題がある。

上記を考慮し、難燃性及び難揮発性であるイオン液体をリチウムイオン二次電池の非水電解質の溶媒として用いることが検討されている。例えば、エチルメチルイミダゾリウム（ＥＭＩ）カチオンを含むイオン液体、又はＮ−メチル−Ｎ−プロピルピペリジニウム（ＰＰ１３）カチオンを含むイオン液体などがある（特許文献１参照）。

また、イオン液体のアニオン成分及びカチオン成分を改良することで、低粘度及び低融点かつ高い導電性を有するイオン液体を用いるリチウムイオン二次電池が開示されている（特許文献２参照）。

また、置換基としてアルコキシアルキル基を有する４級アンモニウム塩のイオン液体は、溶解性に優れ、低融点を有しているため、該イオン液体を用いるリチウムイオン二次電池が開示されている（特許文献３参照）。

また、置換基を有する脂環式４級アンモニウムカチオンと、該置換基を有する脂環式４級アンモニウムカチオンに対するアニオンを有するイオン液体と、凝固点降下剤と、有する非水電解質を用いたリチウムイオン二次電池が開示されている（特許文献４参照）。

特開２００３−３３１９１８号公報国際公開第２００５／０６３７７３号特開２００７−２２７９４０号公報特開２０１３−３０４７３号公報

リチウムイオン二次電池の非水電解質の溶媒として、イオン液体に代表されるように、非水溶媒の開発は進んではきてはいるものの、粘度、融点、伝導性、またはコストといった様々な面で改善の余地が残されており、より優れた非水溶媒の開発が望まれている。

例えば、非水溶媒として、カチオン成分に脂肪族のカチオンを用いるイオン液体を用いた場合、該イオン液体の粘性が高いため、イオン（例えば、リチウムイオン）の伝導性が低い。また、該イオン液体をリチウムイオン電池に用いた場合、低温環境下（とくに０℃以下）において、該イオン液体（より、具体的には該イオン液体を有する電解質）の抵抗が高くなり、電池として動作しなくなる。

そこで、本発明の一態様は、イオン液体を含む非水溶媒であって、該非水溶媒の伝導性が高いこと、低温環境下での伝導性の低下が少ないこと、高耐熱性であること、使用できる温度範囲が広いこと、凝固点（融点）が低いこと、または粘性が低いことなどの特性のうち、少なくとも１つを満たす非水溶媒を提供することを課題とする。

また、本発明の一態様は、高性能な蓄電装置を作製できる非水溶媒を提供することを課題とする。また、本発明の一態様は、高性能な蓄電装置を作製できる非水電解質を提供することを課題とする。また、本発明の一態様は、高性能な蓄電装置を提供することを課題とする。また、本発明の一態様は、安全性の高い蓄電装置を提供することを課題とする。

上記問題に鑑み、本発明の一態様は、イオン液体と、環状炭酸エステルと、を有し、イオン液体は、置換基を有する脂環式４級アンモニウムカチオンと、置換基を有する脂環式４級アンモニウムカチオンに対するアニオンと、を有することを特徴とする非水溶媒である。

本発明の一態様の非水溶媒として、イオン液体と、環状炭酸エステルと、を有することによって、伝導性が高く、且つ難燃性が高い非水溶媒とすることができる。環状炭酸エステルの物性としては、揮発性及び低引火性を有していることが多いが、イオン伝導性が高いことが多い。一方で、イオン液体は、難揮発性及び難引火性を有していることが多いが、イオン伝導性が低いことが多い。本発明の一態様の非水溶媒は、イオン液体と、環状炭酸エステルとを有することから、上述した環状炭酸エステルの物性と、イオン液体の物性の双方の良い物性を同時に満たすことが可能となる。

本発明の一態様により、高性能な蓄電装置を作製できる非水溶媒を提供することができる。また、本発明の一態様により高性能な蓄電装置を作製できる非水電解質を提供することができる。また、本発明の一態様により、高性能な蓄電装置を提供することができる。また、本発明の一態様により、安全性の高い蓄電装置を提供することができる。

本発明の一態様に係る二次電池の構造を示す斜視図及び断面図。本発明の一態様に係る二次電池の電極構造を示す平面図及び断面図。本発明の一態様に係る二次電池の集電体構造及び電極構造を示す斜視図。本発明の一態様に係る二次電池の電極構造を示す断面図。本発明の一態様に係る二次電池の構造を示す平面図。本発明の一態様に係る蓄電装置を用いた電気機器を説明するための図。本発明の一態様に係る蓄電装置を用いた電気機器を説明するための図。本発明の一態様に係る蓄電装置を用いた電気機器を説明するための図。本発明の一態様に係るイオン液体の^１ＨＮＭＲチャート。実施例の試料の熱重量−示差熱分析結果を示す図。実施例の試料の熱重量−示差熱分析結果を示す図。実施例の試料の熱重量−示差熱分析結果を示す図。実施例の試料の熱重量−示差熱分析結果を示す図。実施例の示差走査熱量測定結果を示す図。実施例の示差走査熱量測定結果を示す図。実施例の示差走査熱量測定結果を示す図。実施例のコインセルの構造を説明する図。実施例の試料の初回充放電特性の結果を示す図。実施例の試料の初回充放電特性の結果を示す図。実施例の試料の初回充放電特性の結果を示す図。実施例の試料の初回充放電特性の結果を示す図。実施例の試料の温度条件振りによる放電特性の結果を示す図。実施例の試料の温度条件振りによる放電特性の結果を示す図。実施例の試料の温度条件振りによる放電特性の結果を示す図。実施例の試料の温度条件振りによる放電特性の結果を示す図。実施例の試料の放電特性のカットオフ電圧（２Ｖ）における放電容量をプロットした図。実施例の試料の初回充放電特性の結果を示す図。実施例の試料の初回充放電特性の結果を示す図。

以下では、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。ただし、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは、当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は、以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、図面を用いて発明の構成を説明するにあたり、同じものを指す符号は異なる図面間でも共通して用いる。また、同様のものを指す際にはハッチパターンを同じくし、特に符号を付さない場合がある。なお、各図面において示す各構成の、大きさ、層の厚さ、又は領域は、明瞭化のために誇張されて表記している場合がある。従って、必ずしもそのスケールに限定されない。

（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の一態様である蓄電装置に用いられ、本発明の一態様に係る非水溶媒について説明する。

本発明の一態様に係る蓄電装置に用いられる非水溶媒は、イオン液体と、環状炭酸エステルと、を有し、該イオン液体は、置換基を有する脂環式４級アンモニウムカチオンと、置換基を有する脂環式４級アンモニウムカチオンに対するアニオンと、を有する。

上記イオン液体の脂環式４級アンモニウムカチオンにおいて、脂環式骨格の炭素数は、化合物の安定性、粘度及びイオン伝導度、並びに合成の簡易さから、５以下であることが好ましい。つまり、環の大きさが六員環より小さい４級アンモニウムカチオンであることが好ましい。

また、上記イオン液体におけるアニオンは、脂環式４級アンモニウムカチオンとイオン液体を構成する一価のアニオンである。当該アニオンとして、例えば、１価のイミド系アニオン、１価のメチド系アニオン、パーフルオロアルキルスルホン酸アニオン、テトラフルオロボレート（ＢＦ_４ ⁻）又はヘキサフルオロホスフェート（ＰＦ_６ ⁻）などがある。そして、１価のイミド系アニオンとしては、（Ｃ_ｎＦ_２ｎ＋１ＳＯ_２）_２Ｎ⁻（ｎ＝０〜３）、又はＣＦ_２（ＣＦ_２ＳＯ_２）_２Ｎ⁻などがあり、パーフルオロアルキルスルホン酸アニオンとしては、（Ｃ_ｍＦ_２ｍ＋１ＳＯ_３）⁻（ｍ＝０〜４）などがある。なお、当該アニオンは、これらに限るものではなく、当該脂環式４級アンモニウムカチオンとイオン液体を構成できるアニオンであればよい。

本発明の一態様の非水溶媒に用いることのできるイオン液体は、例えば、一般式（Ｇ１）で表すことができる。

一般式（Ｇ１）中において、Ｒ^１〜Ｒ^５は、それぞれ独立に、水素原子または炭素数が１〜２０のアルキル基を表す。ただし、Ｒ^１〜Ｒ^５の少なくとも１つは、炭素数が１〜２０のアルキル基である。また、一般式（Ｇ１）中において、Ａ⁻は、１価のイミド系アニオン、１価のメチド系アニオン、パーフルオロアルキルスルホン酸アニオン、テトラフルオロボレート、又はヘキサフルオロホスフェートのいずれかを表す。

また、本発明の一態様の非水溶媒に用いることのできるイオン液体は、例えば、一般式（Ｇ２）で表すことができる。

一般式（Ｇ２）中において、Ｒ^１〜Ｒ^４は、それぞれ独立に、水素原子または炭素数が１〜２０のアルキル基を表す。ただし、Ｒ^１〜Ｒ^４の少なくとも１つは、炭素数が１〜２０のアルキル基である。また、一般式（Ｇ２）中において、Ａ⁻は、１価のイミド系アニオン、１価のメチド系アニオン、パーフルオロアルキルスルホン酸アニオン、テトラフルオロボレート、又はヘキサフルオロホスフェートのいずれかを表す。

なお、一般式（Ｇ１）で表されるイオン液体のＲ^１〜Ｒ^５の少なくとも１つ、及び一般式（Ｇ２）で表されるイオン液体のＲ^１〜Ｒ^４の少なくとも１つは、炭素数１〜２０のアルキル基などの電子供与性の置換基である。そして、当該アルキル基は、直鎖状又は分岐鎖状のどちらであってもよい。なお、一般式（Ｇ１）で表されるＲ^１〜Ｒ^５、及び一般式（Ｇ２）で表されるＲ^１〜Ｒ^４は、電子供与性であればこれらに限るものではなく、さらには電子供与性の置換基でなくてもよい。例えば、メトキシ基、メトキシメチル基、又はメトキシエチル基である。

また、本発明の一態様の非水溶媒に用いることのできるイオン液体は、例えば、複数のイオン液体を用いる構成としてもよい。複数のイオン液体を用いる構成としては、例えば、上記一般式（Ｇ１）で表されるイオン液体と、一般式（Ｇ２）で表されるイオン液体と、を双方用いる構成などが挙げられる。イオン液体を複数用いることで、単数のイオン液体を用いた構成よりも、非水溶媒の凝固点が降下する場合がある。したがって、複数のイオン液体を有する非水溶媒を用いることで、低温環境下でも動作可能となり、幅広い温度範囲で動作可能な蓄電装置を作製することができる。

ここで、蓄電装置に含まれ、イオン液体を含む非水溶媒（詳細には当該非水溶媒を有する非水電解質）の耐還元性及び耐酸化性について記載する。蓄電装置に含まれる非水溶媒は、耐還元性及び耐酸化性に優れていることが好ましい。耐還元性が低い場合、負極から電子を受け取り、非水溶媒に含まれるイオン液体は還元されて分解に至る。その結果、蓄電装置の特性劣化に繋がる。また、イオン液体の還元は、イオン液体が負極から電子を受容することである。それゆえ、イオン液体のうち、特に正電荷を有するカチオンが電子を受容し難くすることで、イオン液体の還元電位を低電位化させることができる。そこで、一般式（Ｇ１）及び一般式（Ｇ２）で表されるイオン液体の脂環式４級アンモニウムカチオンは、電子供与性の置換基を有することが好ましい。なお、還元電位が低電位化することは、耐還元性（還元安定性ともいう）が向上することを意味する。

つまり、一般式（Ｇ１）で表されるイオン液体のＲ^１〜Ｒ^５、または、一般式（Ｇ２）で表されるイオン液体のＲ^１〜Ｒ^４に、上記した電子供与性である置換基を用いることが好ましい。例えば、一般式（Ｇ１）で表されるイオン液体のＲ^１〜Ｒ^５、または、一般式（Ｇ２）で表されるイオン液体のＲ^１〜Ｒ^４に、上記した電子供与性である置換基を用いることで誘起効果が生じ、当該誘起効果により、脂環式４級アンモニウムカチオンの電気的偏りが緩和されるために電子の受容を困難にし、イオン液体の還元電位を低電位化させることができる。

さらに、本発明の一態様に係る非水溶媒に含まれるイオン液体の還元電位は、代表的な低電位負極材料であるリチウムの酸化還元電位（Ｌｉ^＋／Ｌｉ）より低いことが好ましい。

しかし、電子供与性の置換基の数が増えるにつれて、イオン液体の粘度も増大する傾向を有する。そこで、電子供与性の置換基の数は、所望の還元電位及び所望の粘度に応じて適宜制御することが好ましい。

また、一般式（Ｇ１）で表されるイオン液体のＲ^１〜Ｒ^５の少なくとも１つ、または一般式（Ｇ２）で表されるイオン液体のＲ^１〜Ｒ^４の少なくとも１つを炭素数１〜２０のアルキル基とする場合、その炭素数は小さい（例えば炭素数１〜４）方が好ましい。該炭素数１〜２０のアルキル基の炭素数を小さくすることで、イオン液体の粘度を低くすることができ、結果的に、本発明の一態様に係る非水溶媒の粘度を低くすることができる。

さらに、本発明の一態様に係る非水溶媒は、環状炭酸エステルを有していることから、該非水溶媒の粘度をさらに低くすることができる。

また、イオン液体の酸化電位は、アニオン種によって変化する。そこで、酸化電位が高電位化したイオン液体を実現するために、本発明の一態様に係る非水溶媒に含まれるイオン液体のアニオンを、（Ｃ_ｎＦ_２ｎ＋１ＳＯ_２）_２Ｎ⁻（ｎ＝０〜３）、ＣＦ_２（ＣＦ_２ＳＯ_２）_２Ｎ⁻又は（Ｃ_ｍＦ_２ｍ＋１ＳＯ_３）⁻（ｍ＝０〜４）から選択した１価のアニオンとすることが好ましい。なお、酸化電位を高電位化することは、耐酸化性（酸化安定性ともいう）が向上することを意味する。なお、耐酸化性の向上は、電子供与性の置換基を有することで電気的な偏りが緩和したカチオンと、上記したアニオンとの相互作用によるものである。

このように本発明の一態様に係る非水溶媒に、耐還元性及び耐酸化性が向上した（酸化還元の電位窓が拡大した）イオン液体を用いることで、充放電の動作による非水溶媒（詳細には当該非水溶媒を有する非水電解質）の分解を抑制できる。そのため、本発明の一態様に係る非水溶媒を用いることでサイクル特性が良好で、信頼性の高い蓄電装置を作製することができる。また、本発明の一態様に係る非水溶媒に上記イオン液体を用いることで、低電位負極材料、及び高電位正極材料を選択することができるようになり、エネルギー密度の高い蓄電装置を作製することができる。

また、本発明の一態様に係る非水溶媒（詳細には当該非水溶媒を有する非水電解質）の粘度を低くすることで、当該非水溶媒のイオン伝導性を向上させることができる。従って、本発明の一態様に係る非水溶媒を用いることで、充放電レート特性が良好な蓄電装置を作製できる。

また、本発明の一態様に用いることのできる環状炭酸エステル（環状カーボネートともいう）としては、例えば、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、２，３−ブチレンカーボネート、１，２−ブチレンカーボネート、２，３−ペンテンカーボネート、１，２−ペンテンカーボネートなどが挙げられる。特に、エチレンカーボネート、及びプロピレンカーボネートは、イオン液体と混合後の粘性を低くできるため、好ましい。

また、本発明の一態様の非水電解質に用いることのできるアルカリ金属塩としては、例えば、アルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオン、ベリリウムイオン、またはマグネシウムイオンを有する塩であればよい。アルカリ金属イオンとしては、例えば、リチウムイオン、ナトリウムイオン、またはカリウムイオンがある。アルカリ土類金属イオンとしては、例えばカルシウムイオン、ストロンチウムイオン、またはバリウムイオンがある。なお、本実施の形態において、当該塩は、リチウムイオンを含んだリチウム塩とする。当該リチウム塩としては、例えば、塩化リチウム（ＬｉＣｌ）、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、過塩素酸リチウム（ＬｉＣｌＯ_４）、硼弗化リチウム（ＬｉＢＦ_４）、ＬｉＡｓＦ_６、ＬｉＰＦ_６、Ｌｉ（ＣＦ_３ＳＯ_２）_２Ｎ、Ｌｉ（ＦＳＯ_２）_２Ｎ（いわゆるＬｉＦＳＡ）などが挙げられる。

本発明の一態様の非水溶媒として、イオン液体と、環状炭酸エステルと、を有することによって、伝導性が高く、且つ難燃性が高い非水溶媒とすることができる。これは環状炭酸エステルの物性と、イオン液体の物性の双方の良い物性を掛け合わせることで得られる優れた効果である。

したがって、本発明の一態様の非水溶媒を用いる非水電解質、及び該非水電解質を用いる蓄電装置は、安全性が高く、且つ高性能である。

ここで、本実施の形態に記載のイオン液体の合成方法について以下説明を行う。

〈一般式（Ｇ１）で表されるイオン液体の合成方法〉
本実施の形態に記載のイオン液体の合成方法としては、種々の反応を適用することができる。例えば、以下に示す合成方法によって、一般式（Ｇ１）で表されるイオン液体を合成することができる。ここでは一例として、合成スキーム（Ｓ−１）を参照して説明する。なお、本実施の形態に記載のイオン液体の合成方法は、以下の合成方法に限定されない。

上記合成スキーム（Ｓ−１）において、一般式（β−１）から一般式（β−２）の反応は、ヒドリド存在下で、アミン化合物とカルボニル化合物から、アミンのアルキル化を行う反応である。例えば、過剰のギ酸を用いることで、ヒドリド源とすることができる。ここでは、カルボニル化合物としてＣＨ_２Ｏを用いている。

上記合成スキーム（Ｓ−１）において、一般式（β−２）から一般式（β−３）の反応は、３級アミン化合物とハロゲン化アルキル化合物とで、アルキル化を行い、４級アンモニウム塩を合成する反応である。ここでは、ハロゲン化アルキル化合物としてプロパンハライドを用いている。Ｘはハロゲンであり、反応性の高さから、好ましくは臭素又はヨウ素とし、より好ましくはヨウ素とする。

一般式（β−３）で表される４級アンモニウム塩と、Ａ⁻を含む所望の金属塩とでイオン交換をさせることにより、一般式（Ｇ１）で表されるイオン液体を得ることができる。当該金属塩としては、例えば、リチウム塩を用いることができる。

〈一般式（Ｇ２）で表されるイオン液体の合成方法〉
次に、一般式（Ｇ２）で表されるイオン液体も種々の反応を適用することができる。ここでは一例として、合成スキーム（Ｓ−２）を参照して説明する。なお、本実施の形態に記載のイオン液体の合成方法は、以下の合成方法に限定されない。

上記合成スキーム（Ｓ―２）において、一般式（β−４）から一般式（β−５）の反応は、トリアルキルホスフィン等の三置換ホスフィンとハロゲン源を用いたハロゲン化を経由するアミノアルコールの閉環反応である。ＰＲ’は、三置換ホスフィンを表し、Ｘ^１はハロゲン源を表す。ハロゲン源には、四塩化炭素、四臭化炭素、ヨウ素、ヨードメタン等を用いることができる。ここでは、三置換ホスフィンとしてトリフェニルホスフィン、ハロゲン源に四塩化炭素を用いている。

上記合成スキーム（Ｓ−２）において、一般式（β−５）から一般式（β−６）の反応は、ヒドリド存在下で、アミン化合物とカルボニル化合物から、アミンのアルキル化を行う反応である。例えば、過剰のギ酸を用いることで、ヒドリド源とすることができる。ここでは、カルボニル化合物としてＣＨ_２Ｏを用いている。

上記合成スキーム（Ｓ−２）において、一般式（β−６）から一般式（β−７）の反応は、３級アミン化合物とハロゲン化アルキル化合物とで、アルキル化を行い、四級アンモニウム塩を合成する反応である。ここでは、ハロゲン化アルキル化合物としてプロパンハライドを用いている。また、Ｘはハロゲンを表す。ハロゲンとしては、反応性の高さから、臭素又はヨウ素が好ましく、ヨウ素がより好ましい。

一般式（β−７）で表される四級アンモニウム塩と、Ａ⁻を含む所望の金属塩とでアニオン交換をさせることにより、一般式（Ｇ２）で表されるイオン液体を得ることができる。当該金属塩としては、例えば、リチウム塩を用いることができる。

〈イオン液体と環状炭酸エステルとの調整方法〉
次に、本発明の一態様の非水溶媒の調整方法について、以下説明を行う。

上述のイオン液体と、環状炭酸エステル（例えば、エチレンカーボネート及びプロピレンカーボネート）と、を混合することで、本発明の一態様の非水溶媒を調整することができる。なお、非水溶媒における環状炭酸エステルの含有量が増加することによって、該非水溶媒の難燃性が損なわれる。したがって、本発明の一態様の非水溶媒は、例えば、環状炭酸エステルの含有量が、該非水溶媒の単位重量に対して５０重量パーセント未満、より好ましくは３０重量パーセント以下である。

以上により、本発明の一態様である非水溶媒を作製することができる。本発明の一態様の非水溶媒は、イオン液体と環状炭酸エステルとを混合することで、難燃性を示す非水溶媒とすることができる。また、本発明の一態様の非水溶媒は、イオン伝導性が高い非水溶媒とすることができる。したがって、本発明の一態様の非水溶媒を用いた蓄電装置は、安全性が高く、充放電レート特性が良好な蓄電装置を提供することができる。

また、本実施の形態は、他の実施の形態に記載した構成と適宜組み合わせて実施することが可能である。

（実施の形態２）
本実施の形態では、本発明の一態様に係る蓄電装置、及びその作製方法について説明する。本発明の一態様に係る蓄電装置は、正極、負極、非水電解質、及びセパレータを有する。また、本実施の形態では、主にコイン型の二次電池を例に本発明の一態様に係る蓄電装置について、以下説明する。

〈コイン型二次電池の構成〉
図１（Ａ）は蓄電装置２００の斜視図である。蓄電装置２００は、筐体２１１がガスケット２２１を介して筐体２０９上に設けられている。筐体２０９及び筐体２１１は、導電性を有するため外部端子として機能する。

図１（Ｂ）に、蓄電装置２００の筐体２１１の上面に対して垂直方向の断面図を示す。

蓄電装置２００は、正極集電体２０１及び正極活物質層２０２で構成される正極２０３と、負極集電体２０４及び負極活物質層２０５で構成される負極２０６と、正極２０３及び負極２０６で挟持されるセパレータ２０８とを有する。なお、セパレータ２０８中には非水電解質２０７が含まれる。また、正極集電体２０１は筐体２１１と接続し、負極集電体２０４は筐体２０９と接続されている。筐体２１１の端部はガスケット２２１に埋没しているため、筐体２０９と筐体２１１はガスケット２２１によって絶縁状態が保たれている。

以下、蓄電装置２００の詳細について説明する。

正極集電体２０１には、ステンレス、金、白金、亜鉛、鉄、銅、アルミニウム、チタン等の金属、及びこれらの合金など、導電性の高い材料を用いることができる。また、シリコン、チタン、ネオジム、スカンジウム、モリブデンなどの耐熱性を向上させる元素が添加されたアルミニウム合金を用いることができる。また、シリコンと反応してシリサイドを形成する金属元素で形成してもよい。シリコンと反応してシリサイドを形成する金属元素としては、ジルコニウム、チタン、ハフニウム、バナジウム、ニオブ、タンタル、クロム、モリブデン、タングステン、コバルト、ニッケル等がある。正極集電体２０１は、箔状、板状（シート状）、網状、パンチングメタル状、エキスパンドメタル状などの形状を適宜用いることができる。

正極活物質層２０２としては、例えば、キャリアイオン及び遷移金属を含む物質（正極活物質）を用いる。

キャリアイオンとしては、アルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオン、ベリリウムイオン、又はマグネシウムイオンとすることができる。なお、アルカリ金属イオンとしては、例えば、リチウムイオン、ナトリウムイオン、又はカリウムイオンがある。アルカリ土類金属イオンとしては、例えばカルシウムイオン、ストロンチウムイオン、又はバリウムイオンがある。

正極活物質としては、キャリアイオン（例えば、リチウムイオン）の挿入及び脱離が可能な材料を用いることができ、例えば、オリビン型の結晶構造、層状岩塩型の結晶構造、またはスピネル型の結晶構造を有するリチウムを含む複合酸化物等が挙げられる。

オリビン型構造のリチウムを含む複合酸化物としては、例えば、一般式ＬｉＭＰＯ_４（Ｍは、Ｆｅ（ＩＩ）、Ｍｎ（ＩＩ）、Ｃｏ（ＩＩ）、Ｎｉ（ＩＩ）の一以上）で表される複合酸化物が挙げられる。一般式ＬｉＭＰＯ_４の代表例としては、ＬｉＦｅＰＯ_４、ＬｉＮｉＰＯ_４、ＬｉＣｏＰＯ_４、ＬｉＭｎＰＯ_４、ＬｉＦｅ_ａＮｉ_ｂＰＯ_４、ＬｉＦｅ_ａＣｏ_ｂＰＯ_４、ＬｉＦｅ_ａＭｎ_ｂＰＯ_４、ＬｉＮｉ_ａＣｏ_ｂＰＯ_４、ＬｉＮｉ_ａＭｎ_ｂＰＯ_４（ａ＋ｂは１以下、０＜ａ＜１、０＜ｂ＜１）、ＬｉＦｅ_ｃＮｉ_ｄＣｏ_ｅＰＯ_４、ＬｉＦｅ_ｃＮｉ_ｄＭｎ_ｅＰＯ_４、ＬｉＮｉ_ｃＣｏ_ｄＭｎ_ｅＰＯ_４（ｃ＋ｄ＋ｅは１以下、０＜ｃ＜１、０＜ｄ＜１、０＜ｅ＜１）、ＬｉＦｅ_ｆＮｉ_ｇＣｏ_ｈＭｎ_ｉＰＯ_４（ｆ＋ｇ＋ｈ＋ｉは１以下、０＜ｆ＜１、０＜ｇ＜１、０＜ｈ＜１、０＜ｉ＜１）等が挙げられる。

特にＬｉＦｅＰＯ_４は、安全性、安定性、高容量密度、高電位、初期酸化（充電）時に引き抜けるリチウムイオンの存在等、正極活物質に求められる事項をバランスよく満たしているため、好ましい。

層状岩塩型の結晶構造を有するリチウムを含む複合酸化物としては、例えば、コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ_２）、ＬｉＮｉＯ_２、ＬｉＭｎＯ_２、Ｌｉ_２ＭｎＯ_３、ＬｉＮｉ_０．８Ｃｏ_０．２Ｏ_２等のＮｉＣｏ系（一般式は、ＬｉＮｉ_ｘＣｏ_１−ｘＯ_２（０＜ｘ＜１））、ＬｉＮｉ_０．５Ｍｎ_０．５Ｏ_２等のＮｉＭｎ系（一般式は、ＬｉＮｉ_ｘＭｎ_１−ｘＯ_２（０＜ｘ＜１））、ＬｉＮｉ_１／３Ｍｎ_１／３Ｃｏ_１／３Ｏ_２等のＮｉＭｎＣｏ系（ＮＭＣともいう。一般式は、ＬｉＮｉ_ｘＭｎ_ｙＣｏ_{１−ｘ−ｙ}Ｏ_２（ｘ＞０、ｙ＞０、ｘ＋ｙ＜１））が挙げられる。さらに、Ｌｉ（Ｎｉ_０．８Ｃｏ_０．１５Ａｌ_０．０５）Ｏ_２、Ｌｉ_２ＭｎＯ_３−ＬｉＭＯ_２（Ｍ＝Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｎ）等も挙げられる。

特に、ＬｉＣｏＯ_２は、容量が大きい、ＬｉＮｉＯ_２に比べて大気中で安定である、ＬｉＮｉＯ_２に比べて熱的に安定である等の利点があるため、好ましい。

スピネル型の結晶構造を有するリチウムを含む複合酸化物としては、例えば、ＬｉＭｎ_２Ｏ_４、Ｌｉ_１＋ｘＭｎ_２−ｘＯ_４、Ｌｉ（ＭｎＡｌ）_２Ｏ_４、ＬｉＭｎ_１．５Ｎｉ_０．５Ｏ_４等が挙げられる。

ＬｉＭｎ_２Ｏ_４等のマンガンを含むスピネル型の結晶構造を有するリチウムを含む複合酸化物に、少量のニッケル酸リチウム（ＬｉＮｉＯ_２やＬｉＮｉ_１−ｘＭＯ_２（Ｍ＝Ｃｏ、Ａｌ等））を混合すると、マンガンの溶出を抑制する、電解液の分解を抑制する等の利点があり好ましい。

また、正極活物質として、一般式Ｌｉ_{（２−ｊ）}ＭＳｉＯ_４（Ｍは、Ｆｅ（ＩＩ）、Ｍｎ（ＩＩ）、Ｃｏ（ＩＩ）、Ｎｉ（ＩＩ）の一以上、０≦ｊ≦２）で表される複合酸化物を用いることができる。一般式Ｌｉ_{（２−ｊ）}ＭＳｉＯ_４の代表例としては、Ｌｉ_{（２−ｊ）}ＦｅＳｉＯ_４、Ｌｉ_{（２−ｊ）}ＮｉＳｉＯ_４、Ｌｉ_{（２−ｊ）}ＣｏＳｉＯ_４、Ｌｉ_{（２−ｊ）}ＭｎＳｉＯ_４、Ｌｉ_{（２−ｊ）}Ｆｅ_ｋＮｉ_ｌＳｉＯ_４、Ｌｉ_{（２−ｊ）}Ｆｅ_ｋＣｏ_ｌＳｉＯ_４、Ｌｉ_{（２−ｊ）}Ｆｅ_ｋＭｎ_ｌＳｉＯ_４、Ｌｉ_{（２−ｊ）}Ｎｉ_ｋＣｏ_ｌＳｉＯ_４、Ｌｉ_{（２−ｊ）}Ｎｉ_ｋＭｎ_ｌＳｉＯ_４（ｋ＋ｌは１以下、０＜ｋ＜１、０＜ｌ＜１）、Ｌｉ_{（２−ｊ）}Ｆｅ_ｍＮｉ_ｎＣｏ_ｑＳｉＯ_４、Ｌｉ_{（２−ｊ）}Ｆｅ_ｍＮｉ_ｎＭｎ_ｑＳｉＯ_４、Ｌｉ_{（２−ｊ）}Ｎｉ_ｍＣｏ_ｎＭｎ_ｑＳｉＯ_４（ｍ＋ｎ＋ｑは１以下、０＜ｍ＜１、０＜ｎ＜１、０＜ｑ＜１）、Ｌｉ_{（２−ｊ）}Ｆｅ_ｒＮｉ_ｓＣｏ_ｔＭｎ_ｕＳｉＯ_４（ｒ＋ｓ＋ｔ＋ｕは１以下、０＜ｒ＜１、０＜ｓ＜１、０＜ｔ＜１、０＜ｕ＜１）等が挙げられる。

また、正極活物質として、Ａ_ｘＭ_２（ＸＯ_４）_３（Ａ＝Ｌｉ、Ｎａ、Ｍｇ、Ｍ＝Ｆｅ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｖ、Ｎｂ、Ａｌ、Ｘ＝Ｓ、Ｐ、Ｍｏ、Ｗ、Ａｓ、Ｓｉ）の一般式で表されるナシコン型化合物を用いることができる。ナシコン型化合物としては、Ｆｅ_２（ＭｎＯ_４）_３、Ｆｅ_２（ＳＯ_４）_３、Ｌｉ_３Ｆｅ_２（ＰＯ_４）_３等が挙げられる。また、正極活物質として、Ｌｉ_２ＭＰＯ_４Ｆ、Ｌｉ_２ＭＰ_２Ｏ_７、Ｌｉ_５ＭＯ_４（Ｍ＝Ｆｅ、Ｍｎ）の一般式で表される化合物、ＮａＦ_３、ＦｅＦ_３等のペロブスカイト型フッ化物、ＴｉＳ_２、ＭｏＳ_２等の金属カルコゲナイド（硫化物、セレン化物、テルル化物）、ＬｉＭＶＯ_４等の逆スピネル型の結晶構造を有するリチウムを含む複合酸化物、バナジウム酸化物系（Ｖ_２Ｏ_５、Ｖ_６Ｏ_１３、ＬｉＶ_３Ｏ_８等）、マンガン酸化物系、有機硫黄系等の材料を用いることができる。

また、正極活物質層２０２は、導電助剤（例えばアセチレンブラック（ＡＢ））やバインダ（例えばポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ））などを含んだ結着体としてもよい。そこで、本明細書等において、正極活物質層は、少なくとも正極活物質を有しているものをいい、正極活物質材料に導電助剤やバインダなどを含んでいるものも正極活物質層ということにする。

なお、導電助剤としては、上記した材料に限らず、蓄電装置中で化学変化を起こさない電子伝導性材料であれば用いることができる。例えば、黒鉛、炭素繊維などの炭素系材料、又は銅、ニッケル、アルミニウム若しくは銀などの金属材料、又はこれら炭素系材料及び金属材料の混合物の粉末や繊維などを用いることができる。

バインダとしては、澱粉、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、再生セルロース、又はジアセチルセルロースなどの多糖類があり、他には、ポリビニルクロリド、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、ＥＰＤＭ（ＥｔｈｙｌｅｎｅＰｒｏｐｙｌｅｎｅＤｉｅｎｅＭｏｎｏｍｅｒ）ゴム、スルホン化ＥＰＤＭゴム、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、フッ素ゴムなどのビニルポリマー、ポリエチレンオキシドなどのポリエーテルなどがある。

また、正極活物質層２０２は、導電助剤及びバインダの代わりにグラフェン又は多層グラフェンを用いてもよい。なお、本明細書において、グラフェンとは、ｓｐ^２結合を有する１原子層の炭素分子のシートのことをいう。また、多層グラフェンとは、２乃至２００枚のグラフェンが積み重なっているものであり、多層グラフェンには、１５原子％以下の酸素、水素等、炭素以外の元素が含まれていてもよい。なお、グラフェン及び多層グラフェンは、カリウムなどのアルカリ金属が添加されているものであってもよい。

図２（Ａ）は、導電助剤及びバインダの代わりにグラフェンを用いた正極活物質層２０２の平面図を示している。図２（Ａ）の正極活物質層２０２は、粒子状の正極活物質２１７と、正極活物質２１７の複数を覆いつつ、正極活物質２１７が内部に詰められたグラフェン２１８とで構成される。そして、複数の正極活物質２１７の表面を異なるグラフェン２１８が覆う。なお、正極活物質層２０２の一部において、正極活物質２１７が露出していてもよい。

グラフェンは化学的に安定であり、且つ電気特性が良好である。グラフェンにおいて導電性が高いのは、炭素で構成される六員環が平面方向に連続しているためである。即ち、グラフェンは平面方向において、導電性が高い。また、グラフェンはシート状であるため、積層されるグラフェンにおいて平面に平行な方向に隙間を有し、当該領域においてイオンの移動は可能であるが、グラフェンの平面に垂直な方向においてのイオンの移動が困難である。

正極活物質２１７の粒径は、２０ｎｍ以上２００ｎｍ以下が好ましい。なお、正極活物質２１７内を電子が移動するため、正極活物質２１７の粒径はより小さい方が好ましい。

また、正極活物質２１７の表面にグラファイト層が被覆されていなくとも十分な特性が得られるが、グラファイト層が被覆されている正極活物質とグラフェンを共に用いると、キャリアが正極活物質間をホッピングし、電流が流れるためより好ましい。

図２（Ｂ）は、図２（Ａ）の正極活物質層２０２の一部における断面図である。図２（Ｂ）の正極活物質層２０２は、正極活物質２１７、及び正極活物質２１７を覆うグラフェン２１８を有する。グラフェン２１８は断面図においては線状で観察される。複数の正極活物質は、同一のグラフェンまたは複数のグラフェンの間に挟まれるように設けられる。なお、グラフェンは袋状になっており、複数の正極活物質をその内部に包み込む場合がある。また、グラフェンに覆われず、一部の正極活物質が露出している場合がある。

正極活物質層２０２の厚さは、２０μｍ以上２００μｍ以下の間で所望の厚さを選択する。なお、クラックや剥離が生じないように、正極活物質層２０２の厚さを適宜調整することが好ましい。

正極活物質においては、キャリアイオンの挿入により体積が膨張する材料がある。このような材料を用いた蓄電装置は、充放電により、正極活物質層が脆くなり、正極活物質層の一部が微粉化又は崩壊してしまい、結果的に蓄電装置の信頼性が低下する。しかしながら、グラフェン又は多層グラフェンを用いる正極活物質層は、正極活物質が充放電により体積膨張しても、当該周囲をグラフェンが覆うため、正極活物質層の微粉化又は崩壊を抑制することができる。即ち、グラフェン又は多層グラフェンは、充放電にともない正極活物質の体積が増減しても、正極活物質同士の結合を維持する機能を有する。このため、信頼性の高い蓄電装置を作製することができる。

そして、導電助剤及びバインダの代わりにグラフェン又は多層グラフェンを用いることで、正極２０３中の導電助剤及びバインダの含有量を低減させることできる。つまり、正極２０３の重量を低減させることができ、結果として、電極の重量あたりの電池容量を増大させることができる。

なお、正極活物質層２０２は、グラフェンの体積の０．１倍以上１０倍以下のアセチレンブラック粒子や１次元の拡がりを有するカーボンナノファイバー等のカーボン粒子など、公知のバインダを有してもよい。

次に、負極集電体２０４には、金、白金、亜鉛、鉄、銅、アルミニウム、ニッケル、チタンなどの金属材料、又はこれら金属材料のうち複数で構成された合金材料（例えば、ステンレス）を用いることができる。なお、負極集電体２０４には、シリコン、チタン、ネオジム、スカンジウム、モリブデンなどの耐熱性を向上させる元素が添加されたアルミニウム合金を用いることが好ましい。また、負極集電体２０４には、シリコンと反応してシリサイドを形成する金属材料を用いてもよい。シリコンと反応してシリサイドを形成する金属材料としては、ジルコニウム、チタン、ハフニウム、バナジウム、ニオブ、タンタル、クロム、モリブデン、タングステン、コバルト、ニッケル等がある。負極集電体２０４は、箔状、板状（シート状）、網状、パンチングメタル状、エキスパンドメタル状などの形状を適宜用いることができる。

負極活物質層２０５は、リチウムの溶解・析出、またはリチウムイオンの挿入・脱離が可能な材料（負極活物質）を用いることができる。負極活物質は、例えば、リチウム金属、炭素系材料、合金系材料等が挙げられる。

リチウム金属は、酸化還元電位が低く（標準水素電極に対して−３．０４５Ｖ）、重量及び体積当たりの比容量が大きい（それぞれ３８６０ｍＡｈ／ｇ、２０６２ｍＡｈ／ｃｍ^３）ため、好ましい。

炭素系材料としては、黒鉛、易黒鉛化性炭素（ソフトカーボン）、難黒鉛化性炭素（ハードカーボン）、カーボンナノチューブ、グラフェン、カーボンブラック等が挙げられる。

黒鉛としては、メソカーボンマイクロビーズ（ＭＣＭＢ）、コークス系人造黒鉛、ピッチ系人造黒鉛等の人造黒鉛や、球状化天然黒鉛等の天然黒鉛が挙げられる。黒鉛はリチウムイオンが黒鉛に挿入したとき（リチウム−黒鉛層間化合物の生成時）にリチウム金属と同程度に卑な電位を示す（０．１〜０．３Ｖｖｓ．Ｌｉ^＋／Ｌｉ）。これにより、リチウムイオン電池は高い作動電圧を示すことができる。さらに、黒鉛は、単位体積当たりの容量が比較的高い、体積膨張が小さい、安価である、リチウム金属に比べて安全性が高い等の利点を有するため、好ましい。

負極活物質として、リチウム金属との合金化・脱合金化反応により充放電反応を行うことが可能な合金系材料も用いることができる。例えば、Ａｌ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ａｇ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｉｎ、Ｇａ等のうち少なくとも一つを含む材料が挙げられる。このような元素は炭素に対して容量が大きく、特にシリコンは理論容量が４２００ｍＡｈ／ｇと飛躍的に高い。このため、負極活物質にシリコンを用いることが好ましい。このような元素を用いた合金系材料としては、例えば、ＳｉＯ、Ｍｇ_２Ｓｉ、Ｍｇ_２Ｇｅ、ＳｎＯ、ＳｎＯ_２、Ｍｇ_２Ｓｎ、ＳｎＳ_２、Ｖ_２Ｓｎ_３、ＦｅＳｎ_２、ＣｏＳｎ_２、Ｎｉ_３Ｓｎ_２、Ｃｕ_６Ｓｎ_５、Ａｇ_３Ｓｎ、Ａｇ_３Ｓｂ、Ｎｉ_２ＭｎＳｂ、ＣｅＳｂ_３、ＬａＳｎ_３、Ｌａ_３Ｃｏ_２Ｓｎ_７、ＣｏＳｂ_３、ＩｎＳｂ、ＳｂＳｎ等が挙げられる。

また、負極活物質として、二酸化チタン（ＴｉＯ_２）、リチウムチタン酸化物（Ｌｉ_４Ｔｉ_５Ｏ_１２）、リチウム−黒鉛層間化合物（Ｌｉ_ｘＣ_６）、五酸化ニオブ（Ｎｂ_２Ｏ_５）、酸化タングステン（ＷＯ_２）、酸化モリブデン（ＭｏＯ_２）等の酸化物を用いることができる。

また、負極活物質として、Ｌｉ_３Ｎ型構造をもつＬｉ_３−ｘＭ_ｘＮ（Ｍ＝Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ）を用いることができる。例えば、Ｌｉ_２．６Ｃｏ_０．４Ｎ_３は大きな充放電容量（９００ｍＡｈ／ｇ、１８９０ｍＡｈ／ｃｍ^３）を示し好ましい。

Ｌｉ_３−ｘＭ_ｘＮを用いると、負極活物質中にリチウムイオンを含むため、正極活物質としてリチウムイオンを含まないＶ_２Ｏ_５、Ｃｒ_３Ｏ_８等の材料と組み合わせることができ好ましい。なお、正極活物質にリチウムイオンを含む材料を用いる場合でも、あらかじめ正極活物質に含まれるリチウムイオンを脱離させておくことでＬｉ_３−ｘＭ_ｘＮを用いることができる。

また、コンバージョン反応が生じる材料を負極活物質として用いることもできる。例えば、酸化コバルト（ＣｏＯ）、酸化ニッケル（ＮｉＯ）、酸化鉄（ＦｅＯ）等の、リチウムと合金化反応を行わない遷移金属酸化物を負極活物質に用いてもよい。コンバージョン反応が生じる材料としては、さらに、Ｆｅ_２Ｏ_３、ＣｕＯ、Ｃｕ_２Ｏ、ＲｕＯ_２、Ｃｒ_２Ｏ_３等の酸化物、ＣｏＳ_０．８９、ＮｉＳ、ＣｕＳ等の硫化物、Ｚｎ_３Ｎ_２、Ｃｕ_３Ｎ、Ｇｅ_３Ｎ_４等の窒化物、ＮｉＰ_２、ＦｅＰ_２、ＣｏＰ_３等のリン化物、ＦｅＦ_３、ＢｉＦ_３等のフッ化物でも起こる。なお、上記フッ化物の電位は高いため、正極活物質として用いてもよい。

また、負極集電体２０４を用いず、上記列挙した負極活物質層２０５に適用できる材料（負極活物質）単体を負極２０６として用いてもよい。

また、負極活物質層２０５の表面にグラフェン又は多層グラフェンを形成してもよい。このようにすることで、リチウムの溶解若しくは析出、又は、リチウムイオンの吸蔵（挿入）若しくは放出（脱離）によって生じる負極活物質層２０５に与える影響を抑制することができる。該影響とは、負極活物質層２０５が膨張又は収縮することによる負極活物質層２０５の微粉化又は剥離である。

非水電解質２０７は、実施の形態１に記載した非水電解質を用いることができる。本実施の形態では、蓄電装置２００をリチウム二次電池として機能させるため、キャリアイオンであるリチウムイオンを移送することが可能で、且つリチウムイオンが安定して存在することが可能なリチウム塩を用いる。当該リチウム塩としては、実施の形態１に列挙したリチウム塩が挙げられる。

なお、非水電解質２０７に含まれる塩は、上記列挙したキャリアイオンを有し、正極活物質層２０２に対応した塩であればよい。例えば、蓄電装置２００のキャリアイオンを、リチウムイオン以外のアルカリ金属イオン又はアルカリ土類金属イオンとする場合には、アルカリ金属塩（例えば、ナトリウム塩又はカリウム塩など）、アルカリ土類金属塩（例えば、カルシウム塩、ストロンチウム塩又はバリウム塩など）、ベリリウム塩又はマグネシウム塩などを用いればよい。

セパレータ２０８として、絶縁性の多孔体を用いる。例えば、紙、不織布、ガラス繊維、又はナイロン（ポリアミド）、ビニロン（ポリビニルアルコール系繊維）、ポリエステル、アクリル、ポリオレフィン、ポリウレタンといった合成繊維、又は合成樹脂、セラミックなどで形成されたものを用いればよい。ただし、非水電解質２０７に溶解しない材料を選ぶ必要がある。

また、蓄電装置２００では、正極２０３、負極２０６、及びセパレータ２０８が積層された構造を示しているが、蓄電装置の外装形態によっては、正極、負極、及びセパレータが捲回された構造であってもよい。

なお、本実施の形態では、蓄電装置の外装形態として、密封されたコイン型を示しているが、これに限定されない。つまり、本発明の一態様に係る蓄電装置の外装形態として、ラミネート型、円筒型、角型など様々な形状を採用することができる。例えば、蓄電装置の外装形態をラミネート型とした場合、蓄電装置に可撓性が付与されるため、フレキシビリティを要求される用途に好適である。ラミネート型の外装形態の一例としては、図５に示す構成とすることができる。

〈ラミネート型二次電池の構成〉
図５にラミネート型の蓄電装置２００ａの上面図を示す。

図５に示すラミネート型の蓄電装置２００ａは、上記に示した正極集電体２０１と正極活物質層２０２を有する正極２０３と、負極集電体２０４と負極活物質層２０５を有する負極２０６を有している。

また、図５に示すラミネート型の蓄電装置２００ａは、正極２０３及び負極２０６との間にセパレータ２０８を有する。つまり、ラミネート型の蓄電装置２００ａは、正極２０３、負極２０６、セパレータ２０８を筐体２０９ａ中に設置し、筐体２０９ａ中に非水電解質２０７を有する蓄電装置である。

図５では、下から順に負極集電体２０４、負極活物質層２０５、セパレータ２０８、正極活物質層２０２、正極集電体２０１が配置されている。負極集電体２０４、負極活物質層２０５、セパレータ２０８、正極活物質層２０２、正極集電体２０１は、筐体２０９ａ内に設けられる。また筐体２０９ａ内は非水電解質２０７で満たされている。

図５の正極集電体２０１及び負極集電体２０４は、外部との電気的接触を得る端子の役割も兼ねている。そのため、正極集電体２０１の一部及び負極集電体２０４の一部は、筐体２０９から外側に露出するように配置される。

また、筐体２０９ａは、上述した筐体２０９に用いることのできる材料の他に、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、アイオノマー、ポリアミド等の材料からなる内面の上に、アルミニウム、ステンレス、銅、ニッケル等の可撓性に優れた金属薄膜を設け、さらに該金属薄膜上に外装体の外面としてポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂等の絶縁性合成樹脂膜を設けた三層構造のラミネートフィルムを用いることができる。このような三層構造とすることで、電解液や気体の透過を遮断するとともに、絶縁性を確保し、併せて耐電解液性を有する。

なお、ラミネート型の蓄電装置２００ａは、図５に示した構造に限定されるものではなく、他の構造を有するものであってもよい。例えば、図５においては、シート状の正極２０３と負極２０６とを一枚ずつ重ねた構造について説明したが、電池容量を増加させるためにシート状の正極２０３と負極２０６の積層構造を捲回し、または複数枚重ね合わせる構造としてもよい。

〈コイン型二次電池の作製方法〉
次に、図１（Ａ）、（Ｂ）に示す蓄電装置２００の作製方法について説明する。まず、正極２０３の作製方法について説明する。

正極集電体２０１及び正極活物質層２０２の材料ついては上記列挙した材料から選択する。ここでは、正極活物質層２０２の正極活物質をリン酸鉄リチウム（ＬｉＦｅＰＯ_４）とする。

正極集電体２０１上に、正極活物質層２０２を形成する。正極活物質層２０２の形成方法は、塗布法又は上記列挙した材料をターゲットに用いたスパッタリング法により形成すればよい。正極活物質層２０２を塗布法によって形成する場合は、正極活物質材料に、導電助剤やバインダなどを混合してペースト化したスラリーを作製した後、当該スラリーを正極集電体２０１上に塗布して乾燥させて形成する。正極活物質層２０２を塗布法で形成する際、必要に応じて加圧成形するとよい。以上により、正極集電体２０１上に正極活物質層２０２が形成された正極２０３を作製できる。

正極活物質層２０２にグラフェン又は多層グラフェンを用いる場合は、少なくとも正極活物質材料及び酸化グラフェンを混合してスラリーを作製し、当該スラリーを正極集電体２０１上に塗布して乾燥させて形成する。当該乾燥は、還元雰囲気での加熱によって行う。これにより、正極活物質を焼成すると共に、酸化グラフェンに含まれる酸素を脱離させる還元処理を行うことができ、グラフェンを形成することができる。なお、酸化グラフェンに含まれる酸素は全て還元されず、一部の酸素はグラフェンに残存する。

次に、負極２０６の作製方法について説明する。

負極集電体２０４及び負極活物質層２０５の材料（負極活物質）は上記列挙した材料から選択し、塗布法、化学気相成長法又は物理気相成長法を用いて、負極集電体２０４上に負極活物質層２０５を形成すればよい。なお、負極活物質層２０５に導電助剤及びバインダを用いる場合は、上記列挙した材料から適宜選択して用いる。

ここで、負極集電体２０４は、上記列挙した形状の他に、図３（Ａ）のように凹凸を有する形状に加工したものを用いてもよい。図３（Ａ）は、負極集電体の表面部分を拡大して模式的に示した断面図である。負極集電体２０４は、複数の突起部３０１ｂと、複数の突起部のそれぞれが共通して接続する基礎部３０１ａを有する。図３（Ａ）においては基礎部３０１ａを薄く図示しているが、突起部３０１ｂに対して基礎部３０１ａは極めて厚い。

複数の突起部３０１ｂは、基礎部３０１ａの表面に対して実質的に垂直方向に延びている。ここで「実質的に」とは、基礎部３０１ａの表面と突起部の長手方向における中心軸とのなす角が９０°であることが好ましいが、負極集電体の製造工程における水平だしの誤差や、突起部３０１ｂの製造工程における工程ばらつき、充放電の繰り返しによる変形等による垂直方向からの若干の逸脱を許容することを趣旨とした語句である。具体的には、基礎部３０１ａの表面と突起部の長手方向における中心軸とのなす角が９０°±１０°以下であればよく、好ましくは９０°±５°以下である。

なお、図３（Ａ）に示した凹凸を有する形状の負極集電体２０４を作製するには、負極集電体上にマスクを形成し、当該マスクを用いて当該負極集電体をエッチングし、当該マスクを除去することで作製できる。それゆえ、図３（Ａ）に示した凹凸を有する形状の負極集電体２０４を作製する場合は、負極集電体２０４として、ドライエッチングの加工に非常に適した材料であり、高いアスペクト比の凹凸形状を形成することが可能であるチタンを用いることが好ましい。また、当該マスクは、フォトリソグラフィの他、インクジェット法、印刷法等を用いて形成することもでき、特に、熱ナノインプリント法及び光ナノインプリント法に代表される、ナノインプリント法を用いても形成することができる。

図３（Ａ）に示した凹凸を有する形状の負極集電体２０４上に負極活物質層２０５を形成すると、当該凹凸を覆うように負極活物質層２０５が形成される（図３（Ｂ）参照）。

ここでは、負極集電体２０４としてチタン箔を用い、負極活物質層２０５として、化学気相成長法又は物理気相成長法により形成したシリコンを用いる。

負極活物質層２０５としてシリコンを用いる場合、当該シリコンは、非晶質シリコン、又は、微結晶シリコン、多結晶シリコン若しくは単結晶シリコンなど結晶性を有するシリコンとすることができる。

また、負極活物質層２０５として、微結晶シリコンを負極集電体２０４上に形成し、微結晶シリコン中に存在する非結晶シリコンをエッチングにより除去したものを用いてもよい。微結晶シリコン中に存在する非結晶シリコンを除去すると、残った微結晶シリコンの表面積が大きくなる。微結晶シリコンの形成方法としては、例えば、プラズマＣＶＤ（ＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法又はスパッタリング法を用いることができる。

また、負極活物質層２０５を、負極集電体２０４上にＬＰ（ＬｏｗＰｒｅｓｓｕｒｅ）ＣＶＤ法を用いて形成したウィスカー状のシリコンとしてもよい（図４（Ａ）乃至図４（Ｃ）参照）。なお、本明細書等において、ウィスカー状のシリコンとは、共通部４０１ａと、共通部４０１ａから髭状（紐状又は繊維状）に突出した領域４０１ｂを有するシリコンをいう。

ウィスカー状のシリコンが、非晶質シリコンで形成されている場合、イオンの吸蔵放出に伴う体積変化に強い（例えば、体積膨張に伴う応力を緩和する）ため、繰り返しの充放電によって、負極活物質層が微粉化又は剥離することを防止でき、サイクル特性がさらに向上した蓄電装置を作製することができる（図４（Ａ）参照）。

ウィスカー状のシリコンが、微結晶シリコン、多結晶シリコン、単結晶シリコンのように結晶性を有するシリコンで形成されている場合、電子及びイオンの伝導性に優れた結晶性を有する結晶構造が集電体と広範囲に接している。そのため、負極全体の導電性をさらに向上させることができ、充放電レート特性がさらに向上した蓄電装置を作製することができる（図４（Ｂ）参照）。

さらに、ウィスカー状のシリコンは、結晶性を有するシリコンで形成された芯４０２と、非晶質シリコンで芯を覆う外殻４０４と、で構成されていてもよい（図４（Ｃ）参照）。この場合、外殻４０４である非晶質シリコンは、イオンの吸蔵放出に伴う体積変化に強い（例えば、体積膨張に伴う応力を緩和する）という特色を有する。また、芯４０２である結晶性を有するシリコンは、電子及びイオンの伝導性に優れており、イオンを吸蔵する速度及び放出する速度が単位質量あたりで速いという特徴と有する。従って、芯４０２及び外殻４０４を有するウィスカー状のシリコンを負極活物質層２０５として用いることで、充放電レート特性及びサイクル特性が向上した蓄電装置を作製することができる。

なお、図４（Ｃ）において、共通部４０１ａは、芯４０２を構成する結晶性を有するシリコンが負極集電体２０４の上面の一部と接する形態の他に、負極集電体２０４の上面全てが結晶性を有するシリコンと接する形態であってもよい。

負極活物質層２０５の厚さは、２０μｍ以上２００μｍ以下の間で所望の厚さを選択する。

また、負極活物質層２０５の表面にグラフェン又は多層グラフェンで形成する場合は、グラファイト又は酸化グラファイトが含まれる溶液に、負極活物質層２０５を設けた負極集電体２０４を参照電極と共に浸し、当該溶液を電気泳動し、加熱して還元処理をすることで実施できる。また、負極活物質層２０５の表面にグラフェン又は多層グラフェンで形成するには、当該溶液を用いたディップコート法でも実施でき、ディップコートした後は、加熱し還元処理すればよい。

なお、負極活物質層２０５にリチウムイオンをプレドープしてもよい。リチウムイオンのプレドープ方法としては、スパッタリング法により負極活物質層２０５表面にリチウム層を形成すればよい。又は、負極活物質層２０５の表面にリチウム箔を設けることでも、負極活物質層２０５にリチウムイオンをプレドープすることができる。

非水電解質２０７は実施の形態１に記載した方法で作製することができる。

次に、正極２０３、セパレータ２０８、及び負極２０６を非水電解質２０７に含浸させる。次に、筐体２０９上に、負極２０６、セパレータ２０８、ガスケット２２１、正極２０３、及び筐体２１１の順に積層し、「コインかしめ機」で筐体２０９及び筐体２１１をかしめれば、蓄電装置２００を作製することができる。

なお、筐体２１１及び正極２０３の間、または筐体２０９及び負極２０６の間に、スペーサー、及びワッシャーを入れて、筐体２１１及び正極２０３の接続、並びに筐体２０９及び負極２０６の接続をより高めてもよい。

本実施の形態では、蓄電装置の一例としてリチウム二次電池について説明したが、本発明の一態様に係る蓄電装置はこれに限定されない。例えば、本発明の一態様に係る非水電解質を用いることで、リチウムイオンキャパシタを作製できる。

リチウムイオン及びアニオンの一方又は双方を可逆的に吸着と脱離できる材料を用いて正極を形成し、上記列挙した負極活物質材料やポリアセン有機半導体（ＰＡＳ）のような導電性高分子などを用いて負極を形成し、実施の形態１で説明した非水電解質を用いてリチウムイオンキャパシタを作製することができる。

また、リチウムイオン及びアニオンの一方又は双方を可逆的に吸着と脱離できる材料を用いて、正極及び負極を形成し、実施の形態１で説明した非水電解質を用いることで電気二重層キャパシタを作製できる。

また、本実施の形態は、他の実施の形態及び実施例に記載した構成と適宜組み合わせて実施することが可能である。

（実施の形態３）
本発明の一態様に係る蓄電装置は、電力により駆動する様々な電気機器の電源として用いることができる。

本発明の一態様に係る蓄電装置を用いた電気機器の具体例として、表示装置、照明装置、デスクトップ型或いはノート型のパーソナルコンピュータ、ＤＶＤ（ＤｉｇｉｔａｌＶｅｒｓａｔｉｌｅＤｉｓｃ）などの記録媒体に記憶された静止画又は動画を再生する画像再生装置、携帯電話、携帯型ゲーム機、携帯情報端末、電子書籍、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、電子レンジ等の高周波加熱装置、電気炊飯器、電気洗濯機、エアコンディショナーなどの空調設備、電気冷蔵庫、電気冷凍庫、電気冷凍冷蔵庫、ＤＮＡ保存用冷凍庫、透析装置などが挙げられる。また、蓄電装置からの電力を用いて電動機により推進する移動体なども、電気機器の範疇に含まれるものとする。上記移動体として、例えば、電気自動車、内燃機関と電動機を併せ持った複合型自動車（ハイブリッドカー）、電動アシスト自転車を含む原動機付自転車などが挙げられる。

なお、上記電気機器は、消費電力の殆ど全てを賄うための蓄電装置（主電源と呼ぶ）として、本発明の一態様に係る蓄電装置を用いることができる。或いは、上記電気機器は、上記主電源や商用電源からの電力の供給が停止した場合に、電気機器への電力の供給を行うことができる蓄電装置（無停電電源と呼ぶ）として、本発明の一態様に係る蓄電装置を用いることができる。或いは、上記電気機器は、上記主電源や商用電源からの電気機器への電力の供給と並行して、電気機器への電力の供給を行うための蓄電装置（補助電源と呼ぶ）として、本発明の一態様に係る蓄電装置を用いることができる。

図６に、上記電気機器の具体的な構成を示す。図６において、表示装置５０００は、本発明の一態様に係る蓄電装置を用いた電気機器の一例である。具体的に、表示装置５０００は、ＴＶ放送受信用の表示装置に相当し、筐体５００１、表示部５００２、スピーカー部５００３、蓄電装置５００４等を有する。蓄電装置５００４は、筐体５００１の内部に設けられている。表示装置５０００は、商用電源から電力の供給を受けることもできるし、蓄電装置５００４に蓄積された電力を用いることもできる。よって、停電などにより商用電源から電力の供給が受けられない時でも、蓄電装置５００４を無停電電源として用いることで、表示装置５０００の利用が可能となる。

表示部５００２には、液晶表示装置、有機ＥＬ素子などの発光素子を各画素に備えた発光装置、電気泳動表示装置、ＤＭＤ（ＤｉｇｉｔａｌＭｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒＤｅｖｉｃｅ）、ＰＤＰ（ＰｌａｓｍａＤｉｓｐｌａｙＰａｎｅｌ）、ＦＥＤ（ＦｉｅｌｄＥｍｉｓｓｉｏｎＤｉｓｐｌａｙ）などの、半導体表示装置を用いることができる。

なお、表示装置には、ＴＶ放送受信用の他、パーソナルコンピュータ用、広告表示用など、全ての情報表示用表示装置が含まれる。

図６において、据え付け型の照明装置５１００は、本発明の一態様に係る蓄電装置を用いた電気機器の一例である。具体的に、照明装置５１００は、筐体５１０１、光源５１０２、蓄電装置５１０３等を有する。図６では、蓄電装置５１０３が、筐体５１０１及び光源５１０２が据え付けられた天井５１０４の内部に設けられている場合を例示しているが、蓄電装置５１０３は、筐体５１０１の内部に設けられていても良い。照明装置５１００は、商用電源から電力の供給を受けることもできるし、蓄電装置５１０３に蓄積された電力を用いることもできる。よって、停電などにより商用電源から電力の供給が受けられない時でも、蓄電装置５１０３を無停電電源として用いることで、照明装置５１００の利用が可能となる。

なお、図６では天井５１０４に設けられた据え付け型の照明装置５１００を例示しているが、本発明の一態様に係る蓄電装置は、天井５１０４以外、例えば側壁５１０５、床５１０６、窓５１０７等に設けられた据え付け型の照明装置に用いることもできるし、卓上型の照明装置などに用いることもできる。

また、光源５１０２には、電力を利用して人工的に光を得る人工光源を用いることができる。具体的には、白熱電球、蛍光灯などの放電ランプ、ＬＥＤや有機ＥＬ素子などの発光素子が、上記人工光源の一例として挙げられる。

図６において、室内機５２００及び室外機５２０４を有するエアコンディショナーは、本発明の一態様に係る蓄電装置を用いた電気機器の一例である。具体的に、室内機５２００は、筐体５２０１、送風口５２０２、蓄電装置５２０３等を有する。図６では、蓄電装置５２０３が、室内機５２００に設けられている場合を例示しているが、蓄電装置５２０３は室外機５２０４に設けられていても良い。或いは、室内機５２００と室外機５２０４の両方に、蓄電装置５２０３が設けられていてもよい。エアコンディショナーは、商用電源から電力の供給を受けることもできるし、蓄電装置５２０３に蓄積された電力を用いることもできる。特に、室内機５２００と室外機５２０４の両方に蓄電装置５２０３が設けられている場合、停電などにより商用電源から電力の供給が受けられない時でも、本発明の一態様に係る蓄電装置を無停電電源として用いることで、エアコンディショナーの利用が可能となる。

なお、図６では、室内機と室外機で構成されるセパレート型のエアコンディショナーを例示しているが、室内機の機能と室外機の機能とを１つの筐体に有する一体型のエアコンディショナーに、本発明の一態様に係る蓄電装置を用いることもできる。

図６において、電気冷凍冷蔵庫５３００は、本発明の一態様に係る蓄電装置を用いた電気機器の一例である。具体的に、電気冷凍冷蔵庫５３００は、筐体５３０１、冷蔵室用扉５３０２、冷凍室用扉５３０３、蓄電装置５３０４等を有する。図６では、蓄電装置５３０４が、筐体５３０１の内部に設けられている。電気冷凍冷蔵庫５３００は、商用電源から電力の供給を受けることもできるし、蓄電装置５３０４に蓄積された電力を用いることもできる。よって、停電などにより商用電源から電力の供給が受けられない時でも、本発明の一態様に係る蓄電装置を無停電電源として用いることで、電気冷凍冷蔵庫５３００の利用が可能となる。

なお、上述した電気機器のうち、電子レンジ等の高周波加熱装置、電気炊飯器などの電気機器は、短時間で高い電力を必要とする。よって、商用電源では賄いきれない電力を補助するための補助電源として、本発明の一態様に係る蓄電装置を用いることで、電気機器の使用時に商用電源のブレーカーが落ちるのを防ぐことができる。

また、電気機器が使用されない時間帯、特に、商用電源の供給元が供給可能な総電力量のうち、実際に使用される電力量の割合（電力使用率と呼ぶ）が低い時間帯において、蓄電装置に電力を蓄えておくことで、上記時間帯以外において電力使用率が高まるのを抑えることができる。例えば、電気冷凍冷蔵庫５３００の場合、気温が低く、冷蔵室用扉５３０２、冷凍室用扉５３０３の開閉が行われない夜間において、蓄電装置５３０４に電力を蓄える。そして、気温が高くなり、冷蔵室用扉５３０２、冷凍室用扉５３０３の開閉が行われる昼間において、蓄電装置５３０４を補助電源として用いることで、昼間の電力使用率を低く抑えることができる。

（実施の形態４）
次に、電気機器の一例である携帯情報端末について、図７を用いて説明する。

図７（Ａ）及び図７（Ｂ）は２つ折り可能なタブレット型端末である。図７（Ａ）は、開いた状態であり、タブレット型端末は、筐体９６３０、表示部９６３１ａ及び表示部９６３１ｂを有する表示部９６３１、表示モード切り替えスイッチ９０３４、電源スイッチ９０３５、省電力モード切り替えスイッチ９０３６、留め具９０３３、操作スイッチ９０３８、を有する。

表示部９６３１ａは、一部をタッチパネルの領域９６３２ａとすることができ、表示された操作キー９６３８にふれることでデータ入力をすることができる。なお、表示部９６３１ａにおいては、一例として半分の領域が表示のみの機能を有する構成、もう半分の領域がタッチパネルの機能を有する構成を示しているが該構成に限定されない。表示部９６３１ａの全ての領域がタッチパネルの機能を有する構成としても良い。例えば、表示部９６３１ａの全面をキーボードボタン表示させてタッチパネルとし、表示部９６３１ｂを表示画面として用いることができる。

また、表示部９６３１ｂにおいても表示部９６３１ａと同様に、表示部９６３１ｂの一部をタッチパネルの領域９６３２ｂとすることができる。また、タッチパネルの領域９６３２ｂ表示されているテンキーのうち、キーボード表示切り替えボタン９６３９が表示されている位置に指やスタイラスなどでふれることで表示部９６３１ｂにキーボードボタン表示することができる。

また、タッチパネルの領域９６３２ａとタッチパネルの領域９６３２ｂに対して同時にタッチ入力することもできる。

また、表示モード切り替えスイッチ９０３４は、縦表示または横表示などの表示の向きを切り替え、白黒表示やカラー表示の切り替えなどを選択できる。省電力モード切り替えスイッチ９０３６は、タブレット型端末に内蔵している光センサで検出される使用時の外光の光量に応じて表示の輝度を最適なものとすることができる。タブレット型端末は光センサだけでなく、ジャイロ、加速度センサ等の傾きを検出するセンサなどの他の検出装置を内蔵させてもよい。

また、図７（Ａ）では表示部９６３１ｂと表示部９６３１ａの表示面積が同じ例を示しているが特に限定されず、一方のサイズともう一方のサイズが異なっていてもよく、表示の品質も異なっていてもよい。例えば一方が他方よりも高精細な表示を行える表示パネルとしてもよい。

図７（Ｂ）は、閉じた状態であり、タブレット型端末は、筐体９６３０、太陽電池９６３３、充放電制御回路９６３４、バッテリー９６３５、ＤＣＤＣコンバータ９６３６を有する。なお、図７（Ｂ）では充放電制御回路９６３４の一例としてバッテリー９６３５、ＤＣＤＣコンバータ９６３６を有する構成について示しており、バッテリー９６３５は、本発明の一態様に係る蓄電装置を有している。

なお、タブレット型端末は２つ折り可能なため、未使用時に筐体９６３０を閉じた状態にすることができる。従って、表示部９６３１ａ、表示部９６３１ｂを保護できるため、耐久性に優れ、長期使用の観点からも信頼性の優れたタブレット型端末を提供できる。

また、この他にも図７（Ａ）及び図７（Ｂ）に示したタブレット型端末は、様々な情報（静止画、動画、テキスト画像など）を表示する機能、カレンダー、日付又は時刻などを表示部に表示する機能、表示部に表示した情報をタッチ入力操作又は編集するタッチ入力機能、様々なソフトウェア（プログラム）によって処理を制御する機能、等を有することができる。

タブレット型端末の表面に装着された太陽電池９６３３によって、電力をタッチパネル、表示部、または映像信号処理部等に供給することができる。なお、太陽電池９６３３は、筐体９６３０の一面または二面に効率的なバッテリー９６３５の充電を行う構成とすることができるため好適である。なおバッテリー９６３５としては、本発明の一態様に係る蓄電装置を用いると、小型化を図れる等の利点がある。

また、図７（Ｂ）に示す充放電制御回路９６３４の構成、及び動作について図７（Ｃ）にブロック図を示し説明する。図７（Ｃ）には、太陽電池９６３３、バッテリー９６３５、ＤＣＤＣコンバータ９６３６、コンバータ９６３７、スイッチＳＷ１乃至スイッチＳＷ３、表示部９６３１について示しており、バッテリー９６３５、ＤＣＤＣコンバータ９６３６、コンバータ９６３７、スイッチＳＷ１乃至スイッチＳＷ３が、図７（Ｂ）に示す充放電制御回路９６３４に対応する箇所となる。

まず、外光により太陽電池９６３３により発電がされる場合の動作の例について説明する。太陽電池で発電した電力は、バッテリー９６３５を充電するための電圧となるようＤＣＤＣコンバータ９６３６で昇圧または降圧がなされる。そして、表示部９６３１の動作に太陽電池９６３３からの電力が用いられる際にはスイッチＳＷ１をオンにし、コンバータ９６３７で表示部９６３１に必要な電圧に昇圧または降圧をすることとなる。また、表示部９６３１での表示を行わない際には、スイッチＳＷ１をオフにし、スイッチＳＷ２をオンにしてバッテリー９６３５の充電を行う構成とすればよい。

なお、太陽電池９６３３については、発電手段の一例として示したが、特に限定されず、圧電素子（ピエゾ素子）や熱電変換素子（ペルティエ素子）などの他の発電手段によるバッテリー９６３５の充電を行う構成であってもよい。例えば、無線（非接触）で電力を送受信して充電する無接点電力電送モジュールや、また他の充電手段を組み合わせて行う構成としてもよい。

また、本発明の一態様に係る蓄電装置を具備していれば、図７に示した電気機器に特に限定されないことは言うまでもない。

（実施の形態５）
さらに、本発明の一態様に係る蓄電装置からの電力を用いて電動機により推進する移動体の例について、図８を用いて説明する。

本発明の一態様に係る蓄電装置を制御用のバッテリーに用いることができる。制御用のバッテリーは、プラグイン技術や非接触給電による外部からの電力供給により充電をすることができる。なお、移動体が鉄道用電気車両の場合、架線や導電軌条からの電力供給により充電をすることができる。

図８（Ａ）及び（Ｂ）は、電気自動車の一例を示している。電気自動車９７００には、蓄電装置９７０１が搭載されている。蓄電装置９７０１の電力は、制御回路９７０２により出力が調整されて、駆動装置９７０３に供給される。制御回路９７０２は、図示しないＲＯＭ、ＲＡＭ、ＣＰＵ等を有する処理装置９７０４によって制御される。

駆動装置９７０３は、直流電動機若しくは交流電動機単体、又は電動機と内燃機関と、を組み合わせて構成される。処理装置９７０４は、電気自動車９７００の運転者の操作情報（加速、減速、停止など）や走行時の情報（上り坂や下り坂等の情報、駆動輪にかかる負荷情報など）の入力情報に基づき、制御回路９７０２に制御信号を出力する。制御回路９７０２は、処理装置９７０４の制御信号により、蓄電装置９７０１から供給される電気エネルギーを調整して駆動装置９７０３の出力を制御する。交流電動機を搭載している場合は、図示していないが、直流を交流に変換するインバータも内蔵される。

蓄電装置９７０１は、プラグイン技術による外部からの電力供給により充電することができる。例えば、商用電源から電源プラグを通じて蓄電装置９７０１に充電する。充電は、ＡＣ／ＤＣコンバータ等の変換装置を介して、一定の電圧値を有する直流定電圧に変換して行うことができる。蓄電装置９７０１として、本発明の一態様に係る蓄電装置を搭載することで、充電時間の短縮化などに寄与することができ、利便性を向上させることができる。また、充放電速度の向上により、電気自動車９７００の加速力の向上に寄与することができ、電気自動車９７００の性能の向上に寄与することができる。また、蓄電装置９７０１の特性の向上により、蓄電装置９７０１自体を小型軽量化できれば、車両の軽量化に寄与するため、燃費を向上させることができる。

本実施例では、本発明の一態様である非水電解質に含まれる非水溶媒の燃焼性について説明する。具体的には、構造式（α−１１）で表されるイオン液体の１，３−ジメチル−１−プロピルピペリジニウムビス（フルオロスルホニル）アミド（略称：３ｍＰＰ１３−ＦＳＡ）と、環状炭酸エステル（本実施例においては、エチレンカーボネート（ＥＣ）及びプロピレンカーボネート（ＰＣ））とを混合した非水溶媒について、引火の有無を確認した。

まず、３ｍＰＰ１３−ＦＳＡ（略称）の合成例を説明する。

大気中で、ギ酸（１５．６ｇ，３００ｍｍｏｌ）に、水冷下において３−メチルピペリジン（１９．８ｇ，２００ｍｍｏｌ）をゆっくり加えた。次いで、この溶液に、ホルムアルデヒド（２２．５ｍｌ，３００ｍｍｏｌ）を加え、この溶液を１００℃で加熱し、気泡発生を確認した後、室温に戻し約３０分攪拌を行った。その後、加熱還流を１時間行った。

得られた溶液を、炭酸ナトリウムを用いて中和後、ヘキサンにてその溶液を抽出し、有機層を硫酸マグネシウムにて乾燥した。この混合物をろ過して硫酸マグネシウムを除去し、得られたろ液を濃縮することにより、淡黄色液体；１，３−ジメチルピペリジン（１２．８ｇ，１１３ｍｍｏｌ）を得た。

この淡黄色液体を加えたテトラヒドロフラン（１０ｍｌ）中に、ブロモプロパン（２０．８５ｇ，１７０ｍｍｏｌ）を加え、２４時間、加熱還流を行ったところ、白色沈殿が生じた。この混合物をろ過し、得られた固体を、エタノール／酢酸エチルで再結晶した。得られた固体を８０℃で２４時間減圧乾燥を行うことで、白色固体；１，３−ジメチル−１−プロピルピペリジニウムブロミド（１９．４ｇ，８２ｍｍｏｌ）を得た。

次に、１，３−ジメチル−１−プロピルピペリジニウムブロミド（１７．０ｇ，７２ｍｍｏｌ）とカリウムビス（フルオロスルホニル）アミド（１７．０ｇ，７８ｍｍｏｌ）を純水に入れ、溶液を攪拌することにより直ちに純水に不溶なイオン液体を得た。得られた混合物を塩化メチレンで抽出した後、抽出溶液を純水で６回洗浄し、−８０℃のトラップを介しながら６０℃で真空乾燥することによって、イオン液体；１，３−ジメチル−１−プロピルピペリジニウムビス（フルオロスルホニル）アミド（２０．６ｇ，６１ｍｍｏｌ）を得た。

核磁気共鳴法（ＮＭＲ）及び質量分析法（ＭＳ）によって、上記ステップで合成した化合物が目的物である３ｍＰＰ１３−ＦＳＡ（略称）であることを確認した。

得られた化合物の^１ＨＮＭＲデータを以下に示す。
^１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ_３，４００ＭＨｚ，２９８Ｋ）：δ（ｐｐｍ）１．０２〜１．０９（ｍ，６Ｈ），１．２１〜１．７５（ｍ，２Ｈ），１．８３〜１．９１（ｍ，２Ｈ），１．９４〜１．９７（ｍ，２Ｈ），１．９７〜２．１５（ｍ，１Ｈ），２．７７〜３．４３（ｍ，２Ｈ），３．０５，３．１０（ｍ，３Ｈ），３．１５〜３．５４（ｍ，２Ｈ），３．２５〜３．２９（ｍ，２Ｈ）

また、^１ＨＮＭＲチャートを図９（Ａ）、（Ｂ）に示す。なお、図９（Ｂ）は、図９（Ａ）における０．７５ｐｐｍ〜３．７５ｐｐｍ範囲を拡大して表したチャートである。

得られた化合物の質量分析（ＥｌｅｃｔｒｏＩｏｎｉｚａｔｉｏｎＭａｓｓＳｐｅｃｔｒｕｍ、ＥＩ−ＭＳ）の測定結果を以下に示す。
ＭＳ（ＥＩ−ＭＳ）：
Ｍ^＋＝１５６．２（１５６．２；Ｃ_１０Ｈ_２２Ｎ）
Ｍ⁻＝１８０．０（１７９．９；Ｆ_２ＮＯ_４Ｓ_２）

次に、得られた３ｍＰＰ１３−ＦＳＡ（略称）とエチレンカーボネート（ＥＣ）を混合した試料を作製した。なお、３ｍＰＰ１３−ＦＳＡ（略称）とエチレンカーボネート（ＥＣ）の混合比（重量比）を１：１とした非水溶媒を非水溶媒１、当該混合比を７：３とした非水溶媒を非水溶媒２とする。また、３ｍＰＰ１３−ＦＳＡ（略称）とプロピレンカーボネート（ＰＣ）の混合比（重量比）を１：１とした非水溶媒を非水溶媒３、当該混合比を７：３とした非水溶媒を非水溶媒４とする。

非水溶媒１乃至非水溶媒４をそれぞれガラス繊維濾紙に染み込ませ、非水溶媒１を染み込ませたガラス繊維濾紙を試料１とし、非水溶媒２を染み込ませたガラス繊維濾紙を試料２とし、非水溶媒３を染み込ませたガラス繊維濾紙を試料３とし、非水溶媒４を染み込ませたガラス繊維濾紙を試料４とした。

また、比較例として、エチレンカーボネート（ＥＣ）とジメチルカーボネート（ＤＥＣ）を体積比１：１で混合した非水溶媒に六フッ化リン酸リチウムが１ｍｏｌ／Ｌで含まれている非水電解質を染み込ませたガラス繊維濾紙を試料５とした。

次に、試料１乃至試料５それぞれに炎を近づけ、３秒後に引火の有無を確認した。３秒後に引火が無かった場合は、さらに２秒間炎にさらし、引火の有無を確認した。炎を近づけてから５秒後に引火が無かった場合は、さらに５秒間炎にさらし、引火の有無を確認した。つまり、引火の有無の確認は、炎を近づけてから３秒後、５秒後、１０秒後に行った。

表１に結果を示す。表１において、バツ印は試料に引火したことを示し、マル印は試料に引火しなかったことを示す。

表１より、エチレンカーボネート（ＥＣ）とジメチルカーボネート（ＤＥＣ）のみを有する試料５は炎を近づけた後、すぐに引火することが確認された。試料１及び試料３は、炎を近づけてから３秒間は引火しなかったが、炎を近づけてから５秒後では引火することが確認された。試料２及び試料４は、炎を近づけてから１０秒間引火は確認されなかった。

以上より、本発明の一態様に係る非水溶媒に含まれる環状炭酸エステルの含有量が５０重量パーセント未満であると、難燃性の非水溶媒として機能することが確認できた。とくに、試料２及び試料４の結果が示すように、非水溶媒に含まれる環状炭酸エステルの含有量が３０重量パーセント以下であると、好ましい。したがって、本発明の一態様の非水溶媒は、環状炭酸エステルの含有量が、該非水溶媒の単位重量に対して５０重量パーセント未満、より好ましくは３０重量パーセント以下である。このように本発明の一態様に係る非水溶媒を用いることで、安全性の高い蓄電装置を作製することができる。

また、本実施例は、他の実施の形態及び実施例に記載した構成と適宜組み合わせて実施することが可能である。

本実施例においては、本発明の一態様である非水電解質（試料６及び試料７）、並びに比較用の非水電解質（試料８及び試料９）の熱重量−示差熱分析（ＴＧ−ＤＴＡ分析：Ｔｈｅｒｍｏｇｒａｖｉｍｅｔｒｙ−ＤｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌＴｈｅｒｍａｌＡｎａｌｙｓｉｓ）について説明する。

本実施例で作製した各試料の詳細は以下の通り。

（試料６）
試料６は、イオン液体である３ｍＰＰ１３−ＦＳＡ（略称）に、環状炭酸エステルであるエチレンカーボネート（ＥＣ）を３０重量％混合させた混合液体に、アルカリ金属塩であるリチウムビストリフルオロメタンスルホニルアミド（略称：ＬｉＴＦＳＡ）を濃度１ｍｏｌ／Ｌで溶解させた非水電解質を用いた。

（試料７）
試料７は、イオン液体である３ｍＰＰ１３−ＦＳＡ（略称）に、環状炭酸エステルであるプロピレンカーボネート（ＰＣ）を３０重量％混合させた混合液体に、アルカリ金属塩であるＬｉＴＦＳＡ（略称）を濃度１ｍｏｌ／Ｌで溶解させた非水電解質を用いた。

（試料８）
試料８は、環状炭酸エステルであるエチレンカーボネート（ＥＣ）と、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）と、をそれぞれ体積比１：１の割合で混合された混合液体に、アルカリ金属塩である六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ_６）を濃度１ｍｏｌ／Ｌで溶解された市販の非水電解質を用いた。

（試料９）
試料９は、イオン液体である３ｍＰＰ１３−ＦＳＡ（略称）に、アルカリ金属塩であるＬｉＴＦＳＡ（略称）を濃度１ｍｏｌ／Ｌで溶解させた非水電解質を用いた。

なお、ＴＧ−ＤＴＡ分析としては、Ａｒ雰囲気中でサンプリングを行い、Ｈｅ雰囲気中において昇温速度１０℃／ｍｉｎにて６００℃まで昇温し測定を行った。

試料６のＴＧ−ＤＴＡ分析結果を図１０に、試料７のＴＧ−ＤＴＡ分析結果を図１１に、試料８のＴＧ−ＤＴＡの分析結果を図１２に、試料９のＴＧ−ＤＴＡの分析結果を図１３に、それぞれ示す。なお、図１０乃至図１３において、第１の縦軸は、ｗｉｇｈｔ（％）を、第２の縦軸は、ＨｅａｔＦｌｏｗ（μＶ）を、横軸は、Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ（℃）を、それぞれ表す。また、図１０乃至図１３において、太線は、熱重量（ＴＧ）の結果を、細線は、示差熱（ＤＴＡ）の結果を、それぞれ表す。

図１０に示す熱重量（ＴＧ）曲線では、初期重量から２５０℃までの重量減少は、概ね２４％と確認された。また、初期重量から約６００℃までの重量減少は、概ね９３％と確認された。また、図１０に示す示差熱（ＤＴＡ）曲線では、ピークトップ１５９℃付近において吸熱反応が、ピークトップ３２５℃付近、３３５℃付近、及び４４４℃付近において発熱反応が、それぞれ確認された。

図１１に示す熱重量（ＴＧ）曲線では、初期重量から２５０℃までの重量減少は、概ね２４％と確認された。また、初期重量から約６００℃までの重量減少は、概ね９４％と確認された。また、図１１に示す示差熱（ＤＴＡ）曲線では、ピークトップ１５９℃付近において吸熱反応が、ピークトップ３２７℃付近、３３５℃付近、及び４４５℃付近において発熱反応が、それぞれ確認された。

図１２に示す熱重量（ＴＧ）曲線では、初期重量から２５０℃までの重量減少は、概ね６８％と確認された。また、２７０℃近傍で初期重量から９５％以上の重量減少が確認された。また、図１２に示す示差熱（ＤＴＡ）曲線では、ピークトップ１３５℃付近において吸熱反応が、ピークトップ２６５℃付近において発熱反応が、それぞれ確認された。

図１３に示す熱重量（ＴＧ）曲線では、初期重量から２５０℃までの重量減少は、概ね０．５％と確認された。初期重量から６００℃までの重量減少は、概ね８７％と確認された。また、図１３に示す示差熱（ＤＴＡ）曲線では、ピークトップ１４０℃付近において吸熱反応が、ピークトップ３１８℃付近、３２５℃付近、３２８℃付近、３９９℃付近、及び４２４℃付近において発熱反応が、それぞれ確認された。

図１０及び図１１より本発明の一態様の試料６及び試料７は、２５０℃までに初期重量から２４％の重量減少が確認される。これは、非水電解質中に混合している環状炭酸エステル（本実施例においては、エチレンカーボネート及び／又はプロピレンカーボネート）が、蒸発した結果を示唆している。

また、図１２より比較用の試料８は、２５０℃までに初期重量から６８％の重量減少が確認される。これは、比較用の試料８は環状炭酸エステルを含む有機溶媒とアルカリ金属塩で構成された非水電解質のため、有機溶媒の揮発性が高く蒸発した結果を示唆している。また、図１３より比較用の試料９は、非水電解質中に環状炭酸エステルを有さないため、初期重量から２５０℃までの重量減少が少ない。

以上のように、本発明の一態様の非水電解質は、環状炭酸エステルを含む有機溶媒とアルカリ金属塩で構成された非水電解質よりも耐熱性が優れていることが確認された。一方でイオン液体とアルカリ金属塩で構成された非水電解質よりも耐熱性が低い。しかしながら、本発明の一態様の非水電解質は、２５０℃までの初期重量の重量減少が２４％と低いため、環状炭酸エステルを含む有機溶媒とアルカリ金属塩で構成された非水電解質よりも高温側での使用できる温度範囲が広い。したがって、本発明の一態様の非水電解質は、使用できる温度範囲が広く、且つ難燃性であることが確認された。

本実施例においては、本発明の一態様である非水電解質（試料１０及び試料１１）、並びに比較用の非水電解質（試料１２）の示差走査熱量測定（ＤＳＣ測定：（ＤｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌＳｃａｎｎｉｎｇＣａｌｏｒｉｍｅｔｒｙ））を行った。

本実施例で作製した各試料の詳細は以下の通り。

（試料１０）
試料１０は、イオン液体である３ｍＰＰ１３−ＦＳＡ（略称）に、環状炭酸エステルであるエチレンカーボネート（ＥＣ）を３０重量％混合させた混合液体に、アルカリ金属塩であるＬｉＴＦＳＡ（略称）を濃度１ｍｏｌ／Ｌで溶解させた非水電解質を用いた。

（試料１１）
試料１１は、イオン液体である３ｍＰＰ１３−ＦＳＡ（略称）に、環状炭酸エステルであるプロピレンカーボネート（ＰＣ）を３０重量％混合させた混合液体に、アルカリ金属塩であるＬｉＴＦＳＡ（略称）を濃度１ｍｏｌ／Ｌで溶解させた非水電解質を用いた。

（試料１２）
試料１２は、イオン液体である３ｍＰＰ１３−ＦＳＡ（略称）に、アルカリ金属塩であるＬｉＴＦＳＡ（略称）を濃度１ｍｏｌ／Ｌで溶解させた非水電解質を用いた。

なお、ＤＳＣ測定の測定方法としては、各試料をそれぞれ大気雰囲気で室温から−１２０℃付近まで降温速度−１０℃／ｍｉｎで冷却し、その後、−１２０℃付近から１００℃まで昇温速度１０℃／ｍｉｎで加熱した。その後、各試料をさらに１００℃〜−１００℃まで冷却し、−１００℃から１００℃まで昇温速度１０℃／ｍｉｎで加熱し、その後−１２０℃まで冷却し、再び−１００℃から１００℃まで測定を行った。

試料１０のＤＳＣ測定結果を図１４に、試料１１のＤＳＣ測定結果を図１５に、試料１２のＤＳＣ測定結果を図１６に、それぞれ示す。なお、図１４乃至図１６において、縦軸が熱量（ｍＷ）を、横軸が温度（℃）を、それぞれ示す。

図１４乃至図１６より、試料１０乃至試料１２は、−８０℃付近にガラス転移点（ＴＧ）を有するのが確認される。また、図１４及び図１５より、本発明の一態様である試料１０及び試料１１は、明確な凝固点が確認されない。一方、図１６に示す比較用の試料１２は、−２０℃付近に凝固点が確認された。

なお、図１４及び図１５にて確認される９８℃付近のベースラインのシフトは、試料起因ではなく、測定起因に由来するものである。

以上のように、本発明の一態様である試料１０及び試料１１は、明確な凝固点を確認することが出来なかった。一方で比較用の試料である試料１２は、−２０℃付近に凝固点が確認された。本発明の一態様である試料１０及び試料１１は、イオン液体と、環状炭酸エステル（本実施例においては、エチレンカーボネート及び／またはプロピレンカーボネート）と、アルカリ金属塩により構成された非水電解質である。一方で比較用の試料である試料１１は、イオン液体と、アルカリ金属塩により構成された非水電解質である。このように、非水電解質中の環状炭酸エステルの有無によって、凝固点が消失または凝固点が発現する現象が生じる。本発明の一態様である試料１０及び試料１１は、明確な凝固点を有さないことから、低温環境下でも非水電解質として機能できることが示唆される結果である。

本実施例においては、本発明の一態様である非水電解質（試料１３乃至試料１６）、並びに比較用の非水電解質（試料１７乃至試料１８）の粘性について測定を行った。

なお、本実施例の非水電解質の粘性は、回転式粘度計を用いて測定を行った。粘度測定の条件としては、測定機器として、ＶＴ−３５型粘度計ＭｏｄｅｌＶＴＥ−３５（東機産業株式会社製）を用いた。また、測定方法としては、装置を２５℃に設定し、各試料０．６ｍＬを試料台上に載せ、コーンローターを設置し、該コーンローターを各試料、それぞれ一定の回転速度で９０秒以上回転させ、数値が安定した時の粘度値を読み取った。

本実施例で作製した各試料の詳細は以下の通り。

（試料１３）
試料１３は、イオン液体である３ｍＰＰ１３−ＦＳＡ（略称）に、環状炭酸エステルであるエチレンカーボネート（ＥＣ）を１０重量％混合された混合液体に、アルカリ金属塩であるＬｉＴＦＳＡ（略称）を濃度１ｍｏｌ／Ｌで溶解させた非水電解質を用いた。

（試料１４）
試料１４は、イオン液体である３ｍＰＰ１３−ＦＳＡ（略称）に、環状炭酸エステルであるエチレンカーボネート（ＥＣ）を３０重量％混合された混合液体に、アルカリ金属塩であるＬｉＴＦＳＡ（略称）を濃度１ｍｏｌ／Ｌで溶解させた非水電解質を用いた。

（試料１５）
試料１５は、イオン液体である３ｍＰＰ１３−ＦＳＡ（略称）に、環状炭酸エステルであるプロピレンカーボネート（ＰＣ）を１０重量％混合された混合液体に、アルカリ金属塩であるＬｉＴＦＳＡ（略称）を濃度１ｍｏｌ／Ｌで溶解させた非水電解質を用いた。

（試料１６）
試料１６は、イオン液体である３ｍＰＰ１３−ＦＳＡ（略称）に、環状炭酸エステルであるプロピレンカーボネート（ＰＣ）を３０重量％混合された混合液体に、アルカリ金属塩であるＬｉＴＦＳＡ（略称）を濃度１ｍｏｌ／Ｌで溶解させた非水電解質を用いた。

（試料１７）
試料１７は、環状炭酸エステルであるエチレンカーボネート（ＥＣ）と、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）と、をそれぞれ１：１の割合で混合された混合液体に、アルカリ金属塩である六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ_６）を濃度１ｍｏｌ／Ｌで溶解された市販の非水電解質を用いた。

（試料１８）
試料１８は、イオン液体である３ｍＰＰ１３−ＦＳＡ（略称）に、アルカリ金属塩であるＬｉＴＦＳＡ（略称）を濃度１ｍｏｌ／Ｌで溶解させた非水電解質を用いた。

評価結果を表２に示す。

表２に示すように、試料１３の粘度は１５６ｍＰａ・ｓであり、試料１４の粘度は６６ｍＰａ・ｓであり、試料１５の粘度は１６６ｍＰａ・ｓであり、試料１６の粘度は８３ｍＰａ・ｓであり、試料１７の粘度は５ｍＰａ・ｓであり、試料１８の粘度は２９６ｍＰａ・ｓであった。

以上の結果より、本発明の一態様である試料１３乃至試料１６は、比較用の試料１７と比較し粘度が高く、比較用の試料１８と比較し粘度が低い結果であった。

本発明の一態様の試料１３乃至試料１６は、イオン液体と、環状炭酸エステルと、アルカリ金属塩と、を含む非水電解質の構成であり、比較用の試料１７は、環状炭酸エステルと、アルカリ金属塩と、を含む非水電解質の構成であり、比較用の試料１８は、イオン液体と、アルカリ金属塩と、を含む非水電解質の構成である。

このように、非水電解質中の構成によって、粘度を調整できることが確認できた。別言すると、本発明の一態様の非水電解質は、環状炭酸エステルとアルカリ金属塩からなる非水電解質よりも粘度が高く、イオン液体とアルカリ金属塩からなる非水電解質よりも粘度が低い。したがって、本発明の一態様の非水電解質の粘度は、５ｍＰａ・ｓよりも大きく２９６ｍＰａ・ｓよりも低い粘度であればよく、好ましくは６ｍＰａ・ｓ以上２５０ｍＰａ・ｓ以下であり、さらに好ましくは、６ｍＰａ・ｓ以上２００ｍＰａ・ｓ以下である。

本実施例においては、本発明の一態様である非水溶媒及び非水電解質を用いて蓄電装置を作製し、該蓄電装置の評価を行った。なお、該蓄電装置は、コイン型リチウムイオン二次電池とした。また、本実施例におけるコイン型リチウムイオン二次電池は、一方の電極にリン酸鉄リチウム（ＬｉＦｅＰＯ_４）を用いて、他方の電極にＬｉ金属を用いたリン酸鉄リチウム−Ｌｉ金属のハーフセルと、一方の電極にリン酸鉄リチウム（ＬｉＦｅＰＯ_４）を用いて、他方の電極に黒鉛を用いた、リン酸鉄リチウム−黒鉛のフルセルと、の２種類のセル構造の蓄電装置を作製した。

なお、フルセルとは、正極材料、及び負極材料ともに、Ｌｉ金属以外の活物質を用いたリチウムイオン二次電池のセルを示し、ハーフセルとは、正極にＬｉ金属以外の活物質を用い、負極にＬｉ金属を用いたリチウムイオン二次電池のセルを示す。本実施例に示すハーフセルは、正極に活物質としてリン酸鉄リチウムを用い、負極にはＬｉ金属を用いた。

また、本発明の一態様である非水溶媒と比較するため、上記ハーフセル、及びフルセルと同じセル構造で、非水溶媒及び非水電解質の条件を変えて、試料１９乃至試料２６を作製した。本実施例で作製したセル構造、正極、負極、及び非水電解質の条件を表３に示す。

ここで、表３に示す本実施例で作製した各試料の作製方法について、図１７（Ａ）、（Ｂ）を用いて以下説明を行う。なお、図１７（Ａ）は、ハーフセルの断面構造を示し、図１７（Ｂ）はフルセルの断面構造を示す。

（試料１９〜試料２２：ハーフセル構造の作製方法）
試料１９〜試料２２は、外部端子として機能する筐体１７１及び筐体１７２と、正極１４８と、負極１４９と、リング状絶縁体１７３と、セパレータ１５６、スペーサー１８１と、ワッシャー１８３とを有する。

筐体１７１、及び筐体１７２は、ステンレス（ＳＵＳ）で形成されているものを用いた。また、スペーサー１８１、及びワッシャー１８３もステンレス（ＳＵＳ）で形成されているものを用いた。

正極１４８は、アルミニウム箔（１５．９５８φ）の正極集電体１４２上に、正極活物質と導電助剤とバインダを８５：８：７（重量比）の割合で有する正極活物質層１４３が設けられている。なお、正極活物質にはリン酸鉄リチウム（ＬｉＦｅＰＯ_４）を用いた。また、導電助剤にはアセチレンブラック（ＡＢ）を用いた。また、バインダにはポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）を用いた。なお、正極活物質層１４３の条件は、膜厚５０〜６０μｍ、担持量６〜７ｍｇ／ｃｍ^２、密度１．４〜１．５ｇ／ｃｃとした。

負極１４９は、Ｌｉ金属を用いた。

セパレータ１５６は、Ｗｈａｔｍａｎ社製のガラス繊維濾紙であるＧＦ／Ｃを用いた。なお、ＧＦ／Ｃの膜厚は２６０μｍとした。

試料１９の非水電解質としては、環状炭酸エステルであるエチレンカーボネート（ＥＣ）と、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）と、をそれぞれ１：１の割合で混合された混合液体に、アルカリ金属塩である六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ_６）を濃度１ｍｏｌ／Ｌで溶解された市販の非水電解質を用いた。

試料２０の非水電解質としては、イオン液体である３ｍＰＰ１３−ＦＳＡ（略称）に、アルカリ金属塩であるＬｉＴＦＳＡ（略称）を濃度１ｍｏｌ／Ｌで溶解させた非水電解質を用いた。

試料２１の非水電解質としては、イオン液体である３ｍＰＰ１３−ＦＳＡ（略称）に、環状炭酸エステルであるエチレンカーボネート（ＥＣ）を３０重量％混合された混合液体に、アルカリ金属塩であるＬｉＴＦＳＡ（略称）を濃度１ｍｏｌ／Ｌで溶解させた非水電解質を用いた。

試料２２の非水電解質としては、イオン液体である３ｍＰＰ１３−ＦＳＡ（略称）に、環状炭酸エステルであるプロピレンカーボネート（ＰＣ）を３０重量％混合された混合液体に、アルカリ金属塩であるＬｉＴＦＳＡ（略称）を濃度１ｍｏｌ／Ｌで溶解させた非水電解質を用いた。

なお、上記試料１９乃至試料２２の非水電解質は、正極１４８、負極１４９、及びセパレータ１５６に含浸させた。

その後、図１７（Ａ）に示すように、筐体１７１を下にして正極１４８、セパレータ１５６、リング状絶縁体１７３、負極１４９、スペーサー１８１、ワッシャー１８３、筐体１７２を底側から順に積層し、「コインかしめ機」で筐体１７１及び筐体１７２をかしめ、試料１９乃至試料２２を作製した。

（試料２３〜試料２６：フルセル構造の作製方法）
試料２３〜試料２６は、外部端子として機能する筐体１７１及び筐体１７２と、正極１４８と、負極１５０と、リング状絶縁体１７３と、セパレータ１５６、スペーサー１８１と、ワッシャー１８３とを有する。

なお、試料２３〜試料２６のフルセル構造の蓄電装置は、図１７（Ａ）に示すハーフセル構造の蓄電装置と、負極の構造が異なる。すなわち、試料２３〜試料２６は、図１７（Ａ）に示す負極１４９の代わりに、図１７（Ｂ）に示すように負極１５０を用いた。

負極１５０は、アルミニウム箔（１６．１５６φ）の負極集電体１４５上に、負極活物質とバインダを９０：１０（重量比）の割合で有する負極活物質層１４６が設けられている。なお、負極活物質には黒鉛（メソカーボンマイクロビーズ（略称：ＭＣＭＢ））を用い、バインダにはＰＶｄＦ（略称）を用いた。

なお、試料２３〜試料２６の負極１５０以外の構成（筐体１７１、筐体１７２、正極１４８、リング状絶縁体１７３、スペーサー１８１、ワッシャー１８３）は、図１７（Ａ）に示すハーフセル構造の蓄電装置と同様の材料を用いた。

試料２３の非水電解質としては、環状炭酸エステルであるエチレンカーボネート（ＥＣ）と、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）と、をそれぞれ１：１の割合で混合させた混合液体に、アルカリ金属塩である六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ_６）を濃度１ｍｏｌ／Ｌで溶解させた市販の非水電解質を用いた。

試料２４の非水電解質としては、イオン液体である３ｍＰＰ１３−ＦＳＡ（略称）に、アルカリ金属塩であるＬｉＴＦＳＡ（略称）を濃度１ｍｏｌ／Ｌで溶解させた非水電解質を用いた。

試料２５の非水電解質としては、イオン液体である３ｍＰＰ１３−ＦＳＡ（略称）に、環状炭酸エステルであるエチレンカーボネート（ＥＣ）を３０重量％混合させた混合液体に、アルカリ金属塩であるＬｉＴＦＳＡ（略称）を濃度１ｍｏｌ／Ｌで溶解させた非水電解質を用いた。

試料２６の非水電解質としては、イオン液体である３ｍＰＰ１３−ＦＳＡ（略称）に、環状炭酸エステルであるプロピレンカーボネート（ＰＣ）を３０重量％混合させた混合液体に、アルカリ金属塩であるＬｉＴＦＳＡ（略称）を濃度１ｍｏｌ／Ｌで溶解させた非水電解質を用いた。

なお、上記試料２３乃至試料２６の非水電解質は、正極１４８、負極１５０、及びセパレータ１５６に含浸させた。

その後、図１７（Ｂ）に示すように、筐体１７１を下にして正極１４８、セパレータ１５６、リング状絶縁体１７３、負極１５０、スペーサー１８１、ワッシャー１８３、筐体１７２を底側から順に積層し、「コインかしめ機」で筐体１７１及び筐体１７２をかしめ、試料２３乃至試料２６を作製した。

（各試料の初回充放電特性評価）
まず、上記試料１９乃至試料２６の初回充放電について測定を行った。該測定は、充放電測定機（東洋システム社製）を用いて、試料１９乃至試料２２については、２５℃の恒温槽で行い、試料２３乃至試料２６については、６０℃の恒温槽で行った。また、該測定の充電方式は、定電流方式を採用し、概略０．１Ｃ（０．１ｍＡ／ｃｍ^２）のレートで定電流充電を行った後、同じＣレートで放電した。

試料１９の初回充放電特性の結果を図１８（Ａ）に、試料２０の初回充放電特性の結果を図１８（Ｂ）に、試料２１の初回充放電特性の結果を図１９（Ａ）に、試料２２の初回充放電特性の結果を図１９（Ｂ）に、試料２３の初回充放電特性の結果を図２０（Ａ）に、試料２４の初回充放電特性の結果を図２０（Ｂ）に、試料２５の初回充放電特性の結果を図２１（Ａ）に、試料２６の初回充放電特性の結果を図２１（Ｂ）に、それぞれ示す。なお、図１８乃至図２１は、横軸が容量（ｍＡｈ／ｇ）を、縦軸が電圧（Ｖ）を、それぞれ示す。

図１８乃至図２１に示す通り、各試料の放電特性のカットオフ電圧（２Ｖ）における放電容量は、それぞれ、試料１９が１３９ｍＡｈ／ｇであり、試料２０が１２４ｍＡｈ／ｇであり、試料２１が１３５ｍＡｈ／ｇであり、試料２２が１３２ｍＡｈ／ｇであり、試料２３が１１３ｍＡｈ／ｇであり、試料２４が１２４ｍＡｈ／ｇであり、試料２５が１２７ｍＡｈ／ｇであり、試料２６が１２８ｍＡｈ／ｇであった。

このように、初回充放電特性においては、試料１９乃至試料２２に示すハーフセル構造、試料２３乃至試料２６に示すフルセル構造ともに、各試料の非水電解質の条件に大きな差がなく、良好な結果が得られた。

（各試料の温度条件振りによる放電特性評価）
次に、上記の初回充放電を行った上記試料１９乃至試料２６について、温度条件振りによる放電特性について、測定を行った。該測定は、充放電測定機（東洋システム社製）を用いて恒温槽中で行った。なお、測定温度は、２５℃、０℃、−１０℃、及び−２５℃の温度条件振りとした。また、該測定の充電方式は、定電流方式を採用し、概略０．１Ｃ（０．１ｍＡ／ｃｍ^２）のレートで定電流充電を行った後、概略０．２Ｃ（０．２ｍＡ／ｃｍ^２）のレートで放電した。なお、充電時の温度は、ハーフセル（試料１９乃至試料２２）が２５℃、フルセル（試料２３乃至試料２６）が６０℃とした。

試料１９の放電特性の結果を図２２（Ａ）に、試料２０の放電特性の結果を図２２（Ｂ）に、試料２１の放電特性の結果を図２３（Ａ）に、試料２２の放電特性の結果を図２３（Ｂ）に、試料２３の放電特性の結果を図２４（Ａ）に、試料２４の放電特性の結果を図２４（Ｂ）に、試料２５の放電特性の結果を図２５（Ａ）に、試料２６の放電特性の結果を図２５（Ｂ）に、それぞれ示す。なお、図２２乃至図２５は、横軸が放電容量（ｍＡｈ／ｇ）を、縦軸が電圧（Ｖ）を、それぞれ示す。

なお、試料１９及び試料２３については、用いた非水電解質が−２５℃では抵抗が大きくなり、放電することが極めて困難であった。したがって、図２２（Ｂ）及び図２４（Ｂ）中に−２５℃の放電特性の結果は記載していない。

また、試料１９乃至試料２６の放電特性のカットオフ電圧（２Ｖ）における、放電容量をプロットした結果を図２６に示す。なお、図２６は、横軸が温度（℃）を、縦軸が放電容量（ｍＡｈ／ｇ）を、それぞれ示す。

図２２乃至図２６に示すように、各試料の２５℃での放電特性のカットオフ電圧（２Ｖ）における放電容量は、それぞれ、試料１９が１３１ｍＡｈ／ｇであり、試料２０が１２４ｍＡｈ／ｇであり、試料２１が１３７ｍＡｈ／ｇであり、試料２２が１３５ｍＡｈ／ｇであり、試料２３が１０１ｍＡｈ／ｇであり、試料２４が１０８ｍＡｈ／ｇであり、試料２５が１２０ｍＡｈ／ｇであり、試料２６が１２３ｍＡｈ／ｇであった。

また、各試料の０℃での放電特性のカットオフ電圧（２Ｖ）における放電容量は、それぞれ、試料１９が８９ｍＡｈ／ｇであり、試料２０が２１ｍＡｈ／ｇであり、試料２１が８３ｍＡｈ／ｇであり、試料２２が６６ｍＡｈ／ｇであり、試料２３が８１ｍＡｈ／ｇであり、試料２４が２１ｍＡｈ／ｇであり、試料２５が８１ｍＡｈ／ｇであり、試料２６が６７ｍＡｈ／ｇであった。

また、各試料の−１０℃での放電特性のカットオフ電圧（２Ｖ）における放電容量は、それぞれ、試料１９が７２ｍＡｈ／ｇであり、試料２０が１４ｍＡｈ／ｇであり、試料２１が６３ｍＡｈ／ｇであり、試料２２が３３ｍＡｈ／ｇであり、試料２３が２１ｍＡｈ／ｇであり、試料２４が１４ｍＡｈ／ｇであり、試料２５が５３ｍＡｈ／ｇであり、試料２６が３３ｍＡｈ／ｇであった。

また、各試料の−２５℃での放電特性のカットオフ電圧（２Ｖ）における放電容量は、それぞれ、試料１９が３４ｍＡｈ／ｇであり、試料２０が１ｍＡｈ／ｇ以下であり、試料２１が２４ｍＡｈ／ｇであり、試料２２が９ｍＡｈ／ｇであり、試料２３が１８ｍＡｈ／ｇであり、試料２４が１ｍＡｈ／ｇ以下であり、試料２５が２３ｍＡｈ／ｇであり、試料２６が１４ｍＡｈ／ｇであった。

以上のように、本発明の一態様である試料２１、試料２２、試料２５、試料２６は、非水電解質が環状炭酸エステルとアルカリ金属塩で構成された試料１９及び試料２３と比較し、測定した温度（２５℃、０℃、−１０℃、−２５℃）において、同等以上の温度特性を有していることが確認された。また、本発明の一態様である試料２１、試料２２、試料２５、試料２６は、非水電解質がイオン液体とアルカリ金属塩で構成された試料２０及び試料２４と比較し、測定した温度（２５℃、０℃、−１０℃、−２５℃）において、同等以上の温度特性を有していることが確認された。とくに、非水電解質がイオン液体とアルカリ金属塩で構成された試料２０及び試料２４と比較した場合、２５℃での放電容量の向上も確認できるが、低い温度域（０℃、−１０℃、−２５℃）での放電容量の向上が顕著である。これは、本発明の一態様である、非水電解質がイオン液体と、環状炭酸エステルと、アルカリ金属塩との混合物であるため、環状炭酸エステルの性質によって、低温領域での温度特性が向上した結果を示唆している。

本実施例においては、先の実施例５に示す蓄電装置と異なる蓄電装置を作製し、該蓄電装置の評価を行った。なお、該蓄電装置は、コイン型リチウムイオン二次電池とした。また、本実施例におけるコイン型リチウムイオン二次電池は、一方の電極にリン酸鉄リチウム（ＬｉＦｅＰＯ_４）を用いて、他方の電極に黒鉛を用いた、リン酸鉄リチウム−黒鉛のフルセルのセル構造の蓄電装置を作製した。

本実施例で作製したセル構造、正極、負極、及び非水電解質の条件を表４に示す。

ここで、表４に示す本実施例で作製した各試料の作製方法について、図１７（Ｂ）を用いて以下説明を行う。

（試料２７〜試料３０：フルセル構造の作製方法）
試料２７〜試料３０は、外部端子として機能する筐体１７１及び筐体１７２と、正極１４８と、負極１５０と、リング状絶縁体１７３と、セパレータ１５６、スペーサー１８１と、ワッシャー１８３とを有する。

正極１４８は、アルミニウム箔（１５．９５８φ）の正極集電体１４２上に、正極活物質と導電助剤とバインダを９４．４：０．６：５（重量比）の割合で有する正極活物質層１４３が設けられている。なお、正極活物質にはリン酸鉄リチウム（ＬｉＦｅＰＯ_４）を用いた。また、導電助剤には酸化グラフェン（ＧＯ）を用いた。また、バインダにはＰＶｄＦ（略称）を用いた。なお、正極活物質層１４３の条件は、膜厚４０μｍ、担持量７．５ｍｇ／ｃｍ^２、密度２．０ｇ／ｃｃとした。また、正極活物質層１４３の形成方法については、先の実施の形態２に示す正極活物質層２０２の作製方法を参酌することで形成することができる。

負極１５０は、アルミニウム箔（１６．１５６φ）の負極集電体１４５上に、負極活物質とバインダを９０：１０（重量比）の割合で有する負極活物質層１４６が設けられている。なお、負極活物質には黒鉛（メソカーボンマイクロビーズ（略称：ＭＣＭＢ））を用い、バインダにはＰＶｄＦ（略称）を用いた。なお、負極活物質層１４６の条件は、膜厚８０μｍ、担持量８．０ｍｇ／ｃｍ^２、密度１．１ｇ／ｃｃとした。

（試料２７）
試料２７の非水電解質としては、イオン液体である３ｍＰＰ１３−ＦＳＡ（略称）に、環状炭酸エステルであるエチレンカーボネート（ＥＣ）を３０重量％混合させた混合液体に、アルカリ金属塩であるＬｉＴＦＳＡ（略称）を濃度１ｍｏｌ／Ｌで溶解させた非水電解質を用いた。

（試料２８）
試料２８の非水電解質としては、イオン液体である３ｍＰＰ１３−ＦＳＡ（略称）に、環状炭酸エステルであるプロピレンカーボネート（ＰＣ）を３０重量％混合させた混合液体に、アルカリ金属塩であるＬｉＴＦＳＡ（略称）を濃度１ｍｏｌ／Ｌで溶解させた非水電解質を用いた。

（試料２９）
試料２９の非水電解質としては、環状炭酸エステルであるエチレンカーボネート（ＥＣ）と、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）と、をそれぞれ３：７の割合で混合させた混合液体に、アルカリ金属塩である六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ_６）を濃度１ｍｏｌ／Ｌで溶解させた市販の非水電解質を用いた。

（試料３０）
試料３０の非水電解質としては、イオン液体である３ｍＰＰ１３−ＦＳＡ（略称）に、アルカリ金属塩であるＬｉＴＦＳＡ（略称）を濃度１ｍｏｌ／Ｌで溶解させた非水電解質を用いた。

なお、上記試料２７乃至試料３０の非水電解質は、正極１４８、負極１５０、及びセパレータ１５６に含浸させた。

その後、図１７（Ｂ）に示すように、筐体１７１を下にして正極１４８、セパレータ１５６、リング状絶縁体１７３、負極１５０、スペーサー１８１、ワッシャー１８３、筐体１７２を底側から順に積層し、「コインかしめ機」で筐体１７１及び筐体１７２をかしめ、試料２４乃至試料２７を作製した。

（各試料の初回充放電特性評価）
上記試料２７乃至試料３０の初回充放電について測定を行った。該測定は、充放電測定機（東洋システム社製）を用いて、２５℃の恒温槽で行った。また、該測定の充電方式は、定電流方式を採用し、概略０．１Ｃ（０．１ｍＡ／ｃｍ^２）のレートで定電流充電を行った後、同じＣレートで放電した。

試料２７の初回充放電特性の結果を図２７（Ａ）に、試料２８の初回充放電特性の結果を図２７（Ｂ）に、試料２９の初回充放電特性の結果を図２８（Ａ）に、試料３０の初回充放電特性の結果を図２８（Ｂ）に、それぞれ示す。なお、図２７及び図２８は、横軸が容量（ｍＡｈ／ｇ）を、縦軸が電圧（Ｖ）を、それぞれ示す。

図２７及び図２８に示すように、試料２７、試料２８、試料２９、及び試料３０の放電特性のカットオフ電圧（２Ｖ）における放電容量は、それぞれ、１２８ｍＡｈ／ｇ、１３０ｍＡｈ／ｇ、１０３ｍＡｈ／ｇ、１２５ｍＡｈ／ｇであった。したがって、本発明の一態様である試料２７及び試料２８は、比較用の試料２９及び試料３０よりも放電容量が大きいことが確認された。

１４２正極集電体
１４３正極活物質層
１４５負極集電体
１４６負極活物質層
１４８正極
１４９負極
１５０負極
１５６セパレータ
１７１筐体
１７２筐体
１７３リング状絶縁体
１８１スペーサー
１８３ワッシャー
２００蓄電装置
２００ａ蓄電装置
２０１正極集電体
２０２正極活物質層
２０３正極
２０４負極集電体
２０５負極活物質層
２０６負極
２０７非水電解質
２０８セパレータ
２０９筐体
２０９ａ筐体
２１１筐体
２１７正極活物質
２１８グラフェン
２２１ガスケット
３０１ａ基礎部
３０１ｂ突起部
４０１ａ共通部
４０１ｂ領域
４０２芯
４０４外殻
５０００表示装置
５００１筐体
５００２表示部
５００３スピーカー部
５００４蓄電装置
５１００照明装置
５１０１筐体
５１０２光源
５１０３蓄電装置
５１０４天井
５１０５側壁
５１０６床
５１０７窓
５２００室内機
５２０１筐体
５２０２送風口
５２０３蓄電装置
５２０４室外機
５３００電気冷凍冷蔵庫
５３０１筐体
５３０２冷蔵室用扉
５３０３冷凍室用扉
５３０４蓄電装置
９０３３具
９０３４スイッチ
９０３５電源スイッチ
９０３６スイッチ
９０３８操作スイッチ
９６３０筐体
９６３１表示部
９６３１ａ表示部
９６３１ｂ表示部
９６３２ａ領域
９６３２ｂ領域
９６３３太陽電池
９６３４充放電制御回路
９６３５バッテリー
９６３６ＤＣＤＣコンバータ
９６３７コンバータ
９６３８操作キー
９６３９ボタン
９７００電気自動車
９７０１蓄電装置
９７０２制御回路
９７０３駆動装置
９７０４処理装置

Claims

イオン液体と、環状炭酸エステルと、を有し、
前記イオン液体は、
置換基を有する脂環式４級アンモニウムカチオンと、
前記置換基を有する脂環式４級アンモニウムカチオンに対するアニオンと、を有する
ことを特徴とする非水溶媒。
請求項１において、
前記脂環式４級アンモニウムカチオンの脂環式骨格の炭素数が５以下である
ことを特徴とする非水溶媒。
請求項１又は請求項２において、
前記置換基が前記脂環式４級アンモニウムカチオンの前記脂環式骨格の炭素に結合している
ことを特徴とする非水溶媒。
一般式（Ｇ１）で表されるイオン液体と、環状炭酸エステルと、を有する
ことを特徴とする非水溶媒。

（Ｒ^１〜Ｒ^５は、それぞれ独立に、水素原子または炭素数が１〜２０のアルキル基を表す。ただし、Ｒ^１〜Ｒ^５の少なくとも１つは、炭素数が１〜２０のアルキル基である。また、式中、Ａ⁻は、１価のイミド系アニオン、１価のメチド系アニオン、パーフルオロアルキルスルホン酸アニオン、テトラフルオロボレート、又はヘキサフルオロホスフェートのいずれかを表す。）
請求項１乃至請求項４のいずれか一において、
前記環状炭酸エステルは、エチレンカーボネートまたはプロピレンカーボネートである
ことを特徴とする非水溶媒。
イオン液体と、環状炭酸エステルと、アルカリ金属塩と、を有する非水電解質であって、
前記イオン液体は、
置換基を有する脂環式４級アンモニウムカチオンと、
前記置換基を有する脂環式４級アンモニウムカチオンに対するアニオンと、を有し、
前記非水電解質の粘度が６ｍＰａ・ｓ以上２５０ｍＰａ・ｓ以下である
ことを特徴とする非水電解質。
請求項６において、
前記脂環式４級アンモニウムカチオンの脂環式骨格の炭素数が５以下である
ことを特徴とする非水電解質。
請求項６または請求項７において、
前記置換基が前記脂環式４級アンモニウムカチオンの前記脂環式骨格の炭素に結合している
ことを特徴とする非水電解質。
イオン液体と、環状炭酸エステルと、アルカリ金属塩と、を有する非水電解質であって、
前記イオン液体が、一般式（Ｇ１）で表され、
前記非水電解質の粘度が６ｍＰａ・ｓ以上２５０ｍＰａ・ｓ以下である
ことを特徴とする非水電解質。

（Ｒ^１〜Ｒ^５は、それぞれ独立に、水素原子または炭素数が１〜２０のアルキル基を表す。ただし、Ｒ^１〜Ｒ^５の少なくとも１つは、炭素数が１〜２０のアルキル基である。また、式中、Ａ⁻は、１価のイミド系アニオン、１価のメチド系アニオン、パーフルオロアルキルスルホン酸アニオン、テトラフルオロボレート、又はヘキサフルオロホスフェートのいずれかを表す。）
請求項６乃至請求項９のいずれか一において、
前記環状炭酸エステルは、エチレンカーボネートまたはプロピレンカーボネートである
ことを特徴とする非水電解質。
請求項６乃至請求項１０のいずれか一において、
前記アルカリ金属塩がリチウム塩である
ことを特徴とする非水電解質。
請求項６乃至請求項１１のいずれか一の非水電解質を有する蓄電装置。