JP3355776B2 - Electrolyte for driving electrochemical element and electrochemical element using the same - Google Patents
Electrolyte for driving electrochemical element and electrochemical element using the sameInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、アルミ電解コンデン
サ、電気二重層コンデンサ、電池、EL素子等の電気化
学素子を駆動するために用いられる電気化学素子駆動用
電解液およびそれを用いた電気化学素子に関するもので
ある。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrolytic solution for driving an electrochemical device used for driving an electrochemical device such as an aluminum electrolytic capacitor, an electric double layer capacitor, a battery, an EL device, and an electrochemical device using the same. It relates to an element.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来の電気化学素子駆動用電解液は、主
溶媒として、γ−ブチロラクトン、エチレングリコー
ル、N,N−ジメチルホルムアミド、プロピレンカーボ
ネイト、エチレンカーボネイトのいずれか一種を用い、
そしてこれに支持電解質として無機酸塩または有機酸塩
を加え、さらに場合によってはリン酸化合物、芳香族ニ
トロ化合物、糖類等を添加剤として加えたものが主流で
あった。特に主溶媒としてのγ−ブチロラクトンは、毒
性も低く、かつ温度特性も他のグリコール系またはカー
ボネイト系の溶媒より良好であるため、アルミ電解コン
デンサ、電気二重層コンデンサ、電池等の電気化学素子
駆動用電解液の溶媒として広く使われている。2. Description of the Related Art A conventional electrolyte for driving an electrochemical device uses one of γ-butyrolactone, ethylene glycol, N, N-dimethylformamide, propylene carbonate, and ethylene carbonate as a main solvent.
To this, an inorganic acid salt or an organic acid salt was added as a supporting electrolyte, and in some cases, a phosphoric acid compound, an aromatic nitro compound, a saccharide, or the like was added as an additive in most cases. In particular, γ-butyrolactone as a main solvent has low toxicity and has better temperature characteristics than other glycol-based or carbonate-based solvents, so it is used for driving electrochemical elements such as aluminum electrolytic capacitors, electric double layer capacitors, and batteries. It is widely used as a solvent for electrolytes.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、主溶媒
としてγ−ブチロラクトンを用いた電気化学素子駆動用
電解液においては、極微量の水が存在するだけでラクト
ン環の−COO−部分が加水分解を起こし、そしてこれ
により、駆動用電解液の特性劣化が促進されたり、駆動
用電解液の酸化側分解電位が低下するという問題点を有
していた。However, in an electrolytic solution for driving an electrochemical device using γ-butyrolactone as a main solvent, the —COO— portion of the lactone ring undergoes hydrolysis even when only a trace amount of water is present. This causes problems in that the characteristics of the driving electrolyte are deteriorated and the decomposition potential of the driving electrolyte on the oxidation side is lowered.
【0004】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、ラクトン環の−COO−部分の加水分解反応を抑制
して駆動用電解液の特性劣化が促進されるのを防止する
ことができるとともに、駆動用電解液の酸化側分解電位
も高めることができ、しかもこの駆動用電解液を使用し
た製品においては、高耐電圧化および長寿命化が図れる
電気化学素子駆動用電解液およびそれを用いた電気化学
素子を提供することを目的とするものである。[0004] The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and can suppress the hydrolysis reaction of the -COO- moiety of the lactone ring to prevent the deterioration of the characteristics of the driving electrolyte from being promoted. At the same time, the decomposition potential of the driving electrolyte on the oxidation side can be increased, and in the products using this driving electrolyte, the electrochemical device driving electrolyte which can achieve a high withstand voltage and a long life can be obtained. It is an object to provide an electrochemical device used.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の電気化学素子駆動用電解液は、溶媒と溶質と
を有し、前記溶媒として(化2)におけるR1〜R4の
少なくとも一つ以上が炭素数二つ以上の不飽和炭化水素
基を有する化合物を少なくとも含んでなるものを用いた
ものである。Means for Solving the Problems To achieve the above object, an electrolytic solution for driving an electrochemical element of the present invention has a solvent and a solute, and at least one of R1 to R4 in the chemical formula ( 2 ) is used as the solvent. One or more unsaturated hydrocarbons with two or more carbon atoms
A compound containing at least a compound having a group is used.
【0006】[0006]
【化2】 Embedded image
【0007】[0007]
【作用】上記構成の電気化学素子駆動用電解液によれ
ば、溶媒として(化2)におけるR1〜R4の少なくと
も一つ以上が炭素数二つ以上の不飽和炭化水素基を有す
る化合物を少なくとも含んでなるものを用いているた
め、ラクトン環の−COO−部分の加水分解反応を抑制
して駆動用電解液の特性劣化が促進されるのを防止する
ことができるとともに、駆動用電解液の酸化側分解電位
も高めることができ、しかもこの駆動用電解液を用いた
電気化学素子においては、高耐電圧化および長寿命化が
図れるものである。According to the electrolytic solution for driving an electrochemical device having the above structure, at least one of R1 to R4 in the chemical formula ( 2 ) contains at least a compound having an unsaturated hydrocarbon group having two or more carbon atoms. In this case, the hydrolysis reaction of the —COO— portion of the lactone ring can be suppressed to prevent the characteristic deterioration of the driving electrolyte solution from being promoted, and the oxidation of the driving electrolyte solution can be prevented. The side decomposition potential can also be increased, and in the electrochemical element using the driving electrolyte, a high withstand voltage and a long life can be achieved.
【0008】[0008]
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。Embodiments of the present invention will be described below.
【0009】本発明の電気化学素子駆動用電解液の基本
は、溶媒と溶質とを有し、前記溶媒として(化2)にお
けるR1〜R4の少なくとも一つ以上が炭素数二つ以上
の不飽和炭化水素基を有する化合物を少なくとも含んで
なるものを用いたものである。The electrolyte for driving an electrochemical device of the present invention basically has a solvent and a solute, and at least one of R1 to R4 in the chemical formula ( 2 ) has two or more carbon atoms.
And at least a compound having an unsaturated hydrocarbon group .
【0010】本発明の対象物となる化合物としては、以
下のものが挙げられるが、これに限定されるものではな
い。The compounds to be used in the present invention include, but are not limited to, the following.
【0011】β−ビニル−γ−ブチロラクトン、γ−ビ
ニル−γ−ブチロラクトン、β−アリル−γ−ブチロラ
クトン、γ−アリル−γ−ブチロラクトン、β−フェニ
ル−γ−ブチロラクトン、γ−フェニル−γ−ブチロラ
クトン、β−メトキシ−γ−ブチロラクトン、γ−メト
キシ−γ−ブチロラクトン、β−エトキシ−γ−ブチロ
ラクトン、γ−エトキシ−γ−ブチロラクトン、β−プ
ロポキシ−γ−ブチロラクトン、γ−プロポキシ−γ−
ブチロラクトン、β−ペンチロキシ−γ−ブチロラクト
ン、γ−ペンチロキシ−γ−ブチロラクトン、β−イソ
ペンチロキシ−γ−ブチロラクトン、γ−イソペンチロ
キシ−γ−ブチロラクトン、β−ヘキシロキシ−γ−ブ
チロラクトン、γ−ヘキシロキシ−γ−ブチロラクト
ン、β−ベンジロキシ−γ−ブチロラクトン、γ−ベン
ジロキシ−γ−ブチロラクトン、β−フェノキシ−γ−
ブチロラクトン、γ−フェノキシ−γ−ブチロラクト
ン、β−プロピオニル−γ−ブチロラクトン、γ−プロ
ピオニル−γ−ブチロラクトン、β−ブチリル−γ−ブ
チロラクトン、γ−ブチリル−γ−ブチロラクトン、β
−イソブチリル−γ−ブチロラクトン、γ−イソブチリ
ル−γ−ブチロラクトン、β−バレリル−γ−ブチロラ
クトン、γ−バレリル−γ−ブチロラクトン、β−クロ
ロ−γ−ブチロラクトン、γ−クロロ−γ−ブチロラク
トン、β−ヨウ化−γ−ブチロラクトン、γ−ヨウ化−
γ−ブチロラクトン、β−フッ化−γ−ブチロラクト
ン、γ−フッ化−γ−ブチロラクトン、β−臭化−γ−
ブチロラクトン、γ−臭化−γ−ブチロラクトン、β−
シアノ−γ−ブチロラクトン、γ−シアノ−γ−ブチロ
ラクトン、β−ニトロ−γ−ブチロラクトン、γ−ニト
ロ−γ−ブチロラクトン、β−アミノ−γ−ブチロラク
トン、γ−アミノ−γ−ブチロラクトン、β−メチルア
ミノ−γ−ブチロラクトン、γ−メチルアミノ−γ−ブ
チロラクトン、β−アニリノ−γ−ブチロラクトン、γ
−アニリノ−γ−ブチロラクトン、β−ジフェニルアミ
ノ−γ−ブチロラクトン、γ−ジフェニルアミノ−γ−
ブチロラクトン、β−ジメチルアミノ−γ−ブチロラク
トン、γ−ジメチルアミノ−γ−ブチロラクトン、β−
ジエチルアミノ−γ−ブチロラクトン、γ−ジエチルア
ミノ−γ−ブチロラクトン、β−ジプロピルアミノ−γ
−ブチロラクトン、γ−ジプロピルアミノ−γ−ブチロ
ラクトン、β−エチルメチルアミノ−γ−ブチロラクト
ン、γ−エチルメチルアミノ−γ−ブチロラクトン、β
−メチルプロピルアミノ−γ−ブチロラクトン、γ−メ
チルプロピルアミノ−γ−ブチロラクトン、β−エチル
プロピルアミノ−γ−ブチロラクトン、γ−エチルプロ
ピルアミノ−γ−ブチロラクトン等がある。[0011] beta - vinyl -γ- butyrolactone, .gamma. vinyl -γ- butyrolactone, beta - allyl -γ- butyrolactone, .gamma. allyl -γ- butyrolactone, beta - phenyl -γ- butyrolactone, .gamma.-phenyl -γ - Buchirora <br/> transfected emissions, beta - methoxy -γ- butyrolactone, .gamma.-methoxy -γ- butyrolactone, beta - ethoxy -γ- butyrolactone, .gamma. ethoxy -γ- butyrolactone, beta-propoxy -γ- butyrolactone, γ-propoxy-γ-
Butyrolactone, β - pentyloxy -γ- butyrolactone, γ- pentyloxy -γ- butyrolactone, β - isopentyloxy -γ- butyrolactone, γ- isopentyloxy -γ- butyrolactone, β - hexyloxy -γ- butyrolactone, γ -Hexyloxy-γ-butyrolact
Down, β - benzyloxy -γ- butyrolactone, γ- benzyloxy -γ- butyrolactone, β - phenoxy -γ-
Butyrolactone, γ-phenoxy-γ-butyrolact
Down, β - propionyl -γ- butyrolactone, γ- propionyl -γ- butyrolactone, β - butyryl -γ- butyrolactone, γ- butyryl -γ- butyrolactone, β
- isobutyryl -γ- butyrolactone, .gamma. isobutyryl -γ- butyrolactone, beta - valeryl -γ- butyrolactone, .gamma. valeryl -γ- butyrolactone, beta - chloro -γ- butyrolactone, .gamma.-chloro -γ- butyrolactone <br /> t, β - iodide -γ--butyrolactone, γ- iodide -
γ- butyrolactone, β - fluoride -γ--butyrolactone, γ- fluoride -γ- butyrolactone, β - bromide -γ-
Butyrolactone, γ- bromide -γ- butyrolactone, β -
Cyano -γ- butyrolactone, .gamma.-cyano -γ- Buchiro <br/> Lactobacillus emissions, beta - nitro -γ- butyrolactone, .gamma.-nitro -γ- butyrolactone, beta - amino -γ- butyrolactone, .gamma.-amino -γ - butyrolactone, beta - methylamino -γ- butyrolactone, .gamma.-methylamino -γ- Bed <br/> Chirorakuto emissions, beta - anilino -γ- butyrolactone, gamma
- anilino -γ- butyrolactone, beta - diphenylamino -γ- butyrolactone, .gamma. diphenylamino -γ-
Butyrolactone, beta - dimethylamino -γ- butyrolactone, .gamma.-dimethylamino -γ- butyrolactone, beta -
Diethylamino -γ- butyrolactone, .gamma.-diethylamino -γ- butyrolactone, beta - dipropylamino -γ
- butyrolactone, .gamma.-dipropylamino -γ- Buchiro <br/> Lactobacillus emissions, beta - ethylmethylamino -γ- butyrolactone, .gamma. ethylmethylamino -γ- butyrolactone, beta
- methylpropylamino -γ- butyrolactone, .gamma. methylpropylamino -γ- butyrolactone, beta - ethylpropylamino -γ- butyrolactone, there is .gamma. ethylpropylamino -γ- butyrolactone.
【0012】本発明の電気化学素子駆動用電解液の溶質
としては、アンモニウム塩、アミン塩、ホスホニウム
塩、アルカリ金属塩が挙げられる。具体的には、エチル
アミン塩、トリエチルアミン塩、エタノールアミン塩、
ジエチルアミン塩、ジプロピルアミン塩、トリブチルア
ミン塩、1,2−ナフチレンジアミン塩、ベンジルアミ
ン塩、トリフェニルアミン塩、テトラメチルアンモニウ
ム塩、テトラエチルアンモニウム塩、メチルトリエチル
アンモニウム塩、ヒドラジン、テトラメチルホスホニウ
ム塩、テトラエチルホスホニウム塩、メチルトリエチル
ホスホニウム塩、リチウム塩、カリウム塩、ナトリウム
塩等が挙げられる。駆動用電解液の溶質を構成する酸基
は、有機モノカルボン酸、ジカルボン酸、ホウ酸、硝
酸、硫酸、塩酸、過塩素酸、リン酸、テトラフルオロホ
ウ酸、フルオロメタンスルホン酸、リンタングステン酸
であり、そしてカルボン酸としては、具体的には、安息
香酸、マレイン酸、フタル酸、アジピン酸、コハク酸、
マロン酸、シュウ酸、グルタル酸、ピメリン酸、スベリ
ン酸、ギ酸、ピクリン酸、γ−レゾルシル酸、アゼライ
ン酸、サリチル酸、セバチン酸、クエン酸、アクリル
酸、プロピオン酸、乳酸、酪酸、吉草酸、D−グルコン
酸、オクタン酸、パルミチン酸、オレイン酸、ステアリ
ン酸、P−ニトロ安息香酸、アントラニル酸、N−メチ
ルアントラニル酸、没食子酸、ジフェニル酢酸、タルト
ロン酸、シトラコン酸、L−リンゴ酸、L−酒石酸、ニ
トロフタル酸、トリカルバリル酸等と、以上の化合物の
一部アルキル置換体およびニトロ置換体等が挙げられ
る。溶質として好ましいものとしては、過塩素酸リチウ
ム、過塩素酸ナトリウム、フタル酸テトラエチルアンモ
ニウム、マレイン酸テトラエチルアンモニウム、テトラ
エチルフルオロほう酸テトラエチルアンモニウム、フタ
ル酸テトラメチルアンモニウム、マレイン酸テトラメチ
ルアンモニウム、テトラフルオロほう酸テトラメチルア
ンモニウム、フタル酸メチルトリエチルアンモニウム、
マレイン酸メチルトリエチルアンモニウム、テトラフル
オロほう酸メチルトリエチルアンモニウムが挙げられ
る。本発明の駆動用電解液を構成する溶質の濃度は、溶
質の高濃度化による溶質の移動度の低下のために電導度
が低下するのを防ぐため、50wt%以下が望ましい。The solute of the electrolytic solution for driving an electrochemical device of the present invention includes ammonium salts, amine salts, phosphonium salts, and alkali metal salts. Specifically, ethylamine salt, triethylamine salt, ethanolamine salt,
Diethylamine salt, dipropylamine salt, tributylamine salt, 1,2-naphthylenediamine salt, benzylamine salt, triphenylamine salt, tetramethylammonium salt, tetraethylammonium salt, methyltriethylammonium salt, hydrazine, tetramethylphosphonium salt , Tetraethylphosphonium salts, methyltriethylphosphonium salts, lithium salts, potassium salts, sodium salts and the like. The acid groups constituting the solute of the driving electrolyte are organic monocarboxylic acid, dicarboxylic acid, boric acid, nitric acid, sulfuric acid, hydrochloric acid, perchloric acid, phosphoric acid, tetrafluoroboric acid, fluoromethanesulfonic acid, and phosphotungstic acid And as the carboxylic acid, specifically, benzoic acid, maleic acid, phthalic acid, adipic acid, succinic acid,
Malonic acid, oxalic acid, glutaric acid, pimelic acid, suberic acid, formic acid, picric acid, γ-resorcylic acid, azelaic acid, salicylic acid, sebacic acid, citric acid, acrylic acid, propionic acid, lactic acid, butyric acid, valeric acid, D -Gluconic acid, octanoic acid, palmitic acid, oleic acid, stearic acid, P-nitrobenzoic acid, anthranilic acid, N-methylanthranilic acid, gallic acid, diphenylacetic acid, tartronic acid, citraconic acid, L-malic acid, L- Tartaric acid, nitrophthalic acid, tricarballylic acid, and the like, as well as partially alkyl-substituted and nitro-substituted compounds of the above compounds. Preferred solutes include lithium perchlorate, sodium perchlorate, tetraethylammonium phthalate, tetraethylammonium maleate, tetraethylammonium tetraethylfluoroborate, tetramethylammonium phthalate, tetramethylammonium maleate, tetramethylammonium tetrafluoroborate Ammonium, methyltriethylammonium phthalate,
Examples include methyltriethylammonium maleate and methyltriethylammonium tetrafluoroborate. The concentration of the solute constituting the driving electrolyte solution of the present invention is desirably 50 wt% or less in order to prevent a decrease in the conductivity of the solute due to a decrease in the mobility of the solute due to an increase in the concentration of the solute.
【0013】本発明の駆動用電解液に混合される溶媒お
よび添加剤としては、プロピルアルコール、イソプロピ
ルアルコール、1−ブタノール、2−ブタノール、イソ
ブチルアルコール、ジアセトンアルコール、ベンジルア
ルコール、2−ジエチルアミノエタノール、トリエチレ
ングリコール、フェニルグリコール、ジエチルエーテ
ル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジイソプ
ロピルエーテル、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピ
ラン、アセトン、N−メチルホルムアミド、N,N−ジ
メチルアセトアミド、エチレングリコール、プロピレン
グリコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、
ジエチレングリコール、グリセリン、γ−ブチロラクト
ン、N,N−ジメチルホルムアミド、N−メチルアセト
アミド、ホルムアミド、水、重水、アンモニア、硫酸、
二硫化炭素、四塩化炭素、ペンタン、ヘキサン、シクロ
ヘキサン、イソオクタン、オクタン、ベンゼン、トルエ
ン、クロロホルム、1,2−ジクロロエタン、1,2−
ジブロモエタン、トリクロロエチレン、テトラクロロエ
チレン、クロロベンゼン、ブロモベンゼン、0−ジクロ
ロベンゼン、メタノール、エタノール、2,2,2−ト
リフルオロエタノール、イソペンチルアルコール、シク
ロヘキサノール、2−エトキシエタノール、フェノー
ル、1,4−ジオキサン、アニソール、1,2−ジメト
キシエタン、メチルカルビトール、エチルカルビトー
ル、フルフラール、エチルメチルケトン、シクロヘキサ
ノン、ギ酸、酢酸、無水酢酸、トリクロロ酢酸、トリフ
ルオロ酢酸、酢酸エチル、酢酸ブチル、エチレンカーボ
ネイト、プロピレンカーボネイト、ヘキサメチルリン酸
トリアミド、リン酸トリエチル、アセトニトリル、プロ
ピオニトリル、スクシノニトリル、ベンゾニトリル、ニ
トロメタン、ニトロベンゼン、エチレンジアミン、ピリ
ジン、モルホリン、ジメチルスルホキシド、スルホラ
ン、モノブチルリン酸エステル、p−ニトロ安息香酸、
p−ニトロフェノール、ポリオキシエチレンオクチルフ
ェニルエーテルリン酸エステル、0−クレゾール、正リ
ン酸、トリブチルリン酸エステル、五酸化リン、ピロリ
ン酸、ポリリン酸ブチルエステル、亜リン酸、D−ソル
ビット、マンニット、ポリビニルアルコール、グリセリ
ン、ポリエチレングリコール等が挙げられる。混合され
る溶媒および添加剤は、本発明の駆動用電解液に80w
t%以下溶けていることが望ましい。[0013] Solvents and additives mixed in the driving electrolyte of the present invention include propyl alcohol, isopropyl alcohol, 1-butanol, 2-butanol, isobutyl alcohol, diacetone alcohol, benzyl alcohol, 2-diethylaminoethanol, Triethylene glycol, phenyl glycol, diethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diisopropyl ether, tetrahydrofuran, tetrahydropyran, acetone, N-methylformamide, N, N-dimethylacetamide, ethylene glycol, propylene glycol, ethylene glycol monomethyl ether,
Diethylene glycol, glycerin, γ-butyrolactone, N, N-dimethylformamide, N-methylacetamide, formamide, water, heavy water, ammonia, sulfuric acid,
Carbon disulfide, carbon tetrachloride, pentane, hexane, cyclohexane, isooctane, octane, benzene, toluene, chloroform, 1,2-dichloroethane, 1,2-
Dibromoethane, trichloroethylene, tetrachloroethylene, chlorobenzene, bromobenzene, 0-dichlorobenzene, methanol, ethanol, 2,2,2-trifluoroethanol, isopentyl alcohol, cyclohexanol, 2-ethoxyethanol, phenol, 1,4-dioxane , Anisole, 1,2-dimethoxyethane, methyl carbitol, ethyl carbitol, furfural, ethyl methyl ketone, cyclohexanone, formic acid, acetic acid, acetic anhydride, trichloroacetic acid, trifluoroacetic acid, ethyl acetate, butyl acetate, ethylene carbonate, propylene Carbonate, hexamethylphosphoric triamide, triethyl phosphate, acetonitrile, propionitrile, succinonitrile, benzonitrile, nitromethane, nitrove Zen, ethylenediamine, pyridine, morpholine, dimethylsulfoxide, sulfolane, monobutyl ester, p- nitrobenzoic acid,
p-nitrophenol, polyoxyethylene octyl phenyl ether phosphate, 0-cresol, orthophosphoric acid, tributyl phosphate, phosphorus pentoxide, pyrophosphoric acid, butyl polyphosphate, phosphorous acid, D-sorbit, mannitol , Polyvinyl alcohol, glycerin, polyethylene glycol and the like. The solvent and additives to be mixed are 80 watts in the driving electrolyte of the present invention.
It is desirable that t% or less be dissolved.
【0014】本発明の電気化学素子駆動用電解液に含ま
れる水分量は、ラクトン環の−COO−部分の開環反応
による駆動用電解液の特性劣化を防ぐために、5wt%
以下が望ましい。The amount of water contained in the electrolytic solution for driving an electrochemical device of the present invention is 5 wt% in order to prevent the characteristic deterioration of the driving electrolytic solution due to the ring opening reaction of the -COO- portion of the lactone ring.
The following is desirable.
【0015】以下、本発明の電気化学素子駆動用電解液
およびそれを用いた電気化学素子の具体的な実施例につ
いて説明するが、本発明はこれに限定されるものではな
い。本発明は、従来の駆動用電解液の溶媒であるγ−ブ
チロラクトンに炭素数二つ以上の不飽和炭化水素基を導
入することによって、ラクトン環の−COO−部分の加
水分解反応を抑制して駆動用電解液の特性劣化が促進さ
れるのを防止することができるとともに、駆動用電解液
の酸化側分解電位を高めることができ、しかもこの電解
液を使用した製品においては、高耐電圧化および長寿命
化が図れる電気化学素子駆動用電解液およびそれを用い
た電気化学素子を提供することができるものである。Hereinafter, specific examples of the electrolytic solution for driving an electrochemical device of the present invention and the electrochemical device using the same will be described, but the present invention is not limited thereto. The present invention suppresses the hydrolysis reaction of the -COO- moiety of the lactone ring by introducing an unsaturated hydrocarbon group having two or more carbon atoms into γ-butyrolactone, which is a solvent of the conventional driving electrolyte. It is possible to prevent the property deterioration of the driving electrolyte from being promoted, and it is also possible to increase the oxidative decomposition potential of the driving electrolyte, and to increase the withstand voltage in products using this electrolyte. It is also possible to provide an electrolytic solution for driving an electrochemical device which can achieve a longer life and an electrochemical device using the same.
【0016】(表1)は、従来例1の駆動用電解液と本
発明の実施例1,2,3,4,5の駆動用電解液を使用
した定格電圧25V、定格容量1000μFのアルミ電
解コンデンサのそれぞれについて、105℃で定格電圧
負荷を2000時間かけた後の容量変化率を示したもの
である。これらの駆動用電解液の溶質としては、マレイ
ン酸テトラメチルアンモニウムを20wt%またはフタ
ル酸テトラメチルアンモニウムを20wt%使用した。Table 1 shows an aluminum electrolyte having a rated voltage of 25 V and a rated capacity of 1000 μF using the driving electrolyte of Conventional Example 1 and the driving electrolytes of Examples 1, 2, 3, 4, and 5 of the present invention. It shows the rate of change of capacitance of each of the capacitors after a rated voltage load of 105 ° C. was applied for 2000 hours. As a solute of these driving electrolytes, 20 wt% of tetramethyl ammonium maleate or 20 wt% of tetramethyl ammonium phthalate was used.
【0017】[0017]
【表1】 [Table 1]
【0018】(表1)から明らかなように、本発明の実
施例1,2,3,4,5の駆動用電解液を使用したアル
ミ電解コンデンサは、従来例1の駆動用電解液を使用し
たアルミ電解コンデンサに比べて容量変化率を小さく抑
えることができるため、アルミ電解コンデンサの長寿命
化が図れるものである。As is clear from Table 1, the aluminum electrolytic capacitors using the driving electrolyte of Examples 1, 2, 3, 4, and 5 of the present invention use the driving electrolyte of Conventional Example 1. Since the rate of change in capacitance can be reduced as compared with the aluminum electrolytic capacitor described above, the life of the aluminum electrolytic capacitor can be extended.
【0019】(表2)は、溶媒としてプロピレンカーボ
ネイトあるいはγ−ブチロラクトンを用いた従来例1,
2の駆動用電解液と、β−ビニル−γ−ブチロラクトン
を溶媒として用いた本発明の実施例1の駆動用電解液の
分解電位と、従来例1,2の駆動用電解液と本発明の実
施例1の駆動用電解液を使用した定格容量0.33Fの
電気二重層コンデンサの耐電圧を示したものである。Table 2 shows conventional examples 1 and 2 using propylene carbonate or γ-butyrolactone as a solvent.
2, the decomposition potential of the driving electrolyte of Example 1 of the present invention using β-vinyl-γ-butyrolactone as a solvent, and the decomposition of the driving electrolyte of Conventional Examples 1 and 2 and that of the present invention. 3 shows the withstand voltage of an electric double layer capacitor having a rated capacity of 0.33 F using the driving electrolyte of Example 1.
【0020】分解電位は、関数発生器により作用電極側
の電位を2mV/sで掃引し、対極の参照電極に対して
1μAの電流が流れたところの電位を分解電位とした。
また電気二重層コンデンサの耐電圧は、定電圧を200
時間印加した後に電気二重層コンデンサに流れる電流値
を測定し、1μAの電流が流れたところの電位を電気二
重層コンデンサの耐電圧とした。そしてまたこれらの駆
動用電解液の溶質としては、0.6M−テトラフルオロ
ほう酸テトラエチルアンモニウムを用いた。As the decomposition potential, the potential on the working electrode side was swept at 2 mV / s by a function generator, and the potential at which a current of 1 μA flowed to the reference electrode of the counter electrode was defined as the decomposition potential.
The withstand voltage of the electric double layer capacitor is 200
The current value flowing through the electric double layer capacitor after the time application was measured, and the potential at which a current of 1 μA flowed was taken as the withstand voltage of the electric double layer capacitor. And 0.6 M-tetraethylammonium tetrafluoroborate was used as a solute of these driving electrolytes.
【0021】[0021]
【表2】 [Table 2]
【0022】(表2)から明らかなように、本発明の実
施例1の駆動用電解液を使用した電気二重層コンデンサ
は、従来例1,2の駆動用電解液を使用した電気二重層
コンデンサに比べて耐電圧を大幅に改善することができ
るものである。As is clear from Table 2, the electric double layer capacitor using the driving electrolyte of the first embodiment of the present invention is an electric double layer capacitor using the driving electrolyte of the first and second conventional examples. This makes it possible to greatly improve the withstand voltage as compared with.
【0023】[0023]
【発明の効果】以上のように本発明の電気化学素子駆動
用電解液によれば、溶媒として、(化1)におけるR1
〜R4の少なくとも一つ以上が炭素数二つ以上の不飽和
炭化水素基を有する化合物を少なくとも含んでなるもの
を用いているため、ラクトン環の−COO−部分の加水
分解反応を抑制して駆動用電解液の特性劣化が促進され
るのを防止することができるとともに、駆動用電解液の
酸化側分解電位も高めることができ、しかもこの駆動用
電解液を使用した電気化学素子においては、高耐電圧化
および長寿命化が図れるものである。As described above, according to the electrolytic solution for driving an electrochemical device of the present invention, R1 in the chemical formula (1) is used as a solvent.
At least one of R4 is unsaturated having two or more carbon atoms
Since a compound having at least a compound having a hydrocarbon group is used, it is possible to suppress the hydrolysis reaction of the -COO- portion of the lactone ring and to prevent the property deterioration of the driving electrolyte from being promoted. In addition to this, the decomposition potential on the oxidation side of the driving electrolyte can be increased, and in the electrochemical element using the driving electrolyte, a high withstand voltage and a long life can be achieved.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−84703(JP,A) 特開 昭62−216171(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01G 9/02 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-6-84703 (JP, A) JP-A-62-216171 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H01G 9/02
Claims (11)
(化1)におけるR1〜R4の少なくとも一つ以上が炭
素数二つ以上の不飽和炭化水素基を有する化合物を少な
くとも含んでなるものを用いた電気化学素子駆動用電解
液。 【化1】 1. A solvent and a solute, wherein at least one of R1 to R4 in the chemical formula (1) is a charcoal.
An electrolyte for driving an electrochemical device, comprising an electrolyte containing at least a compound having an unsaturated hydrocarbon group having two or more prime numbers . Embedded image
フェニル基、ビニル基、アリル基のいずれかである請求
項1記載の電気化学素子駆動用電解液。2. The unsaturated hydrocarbon group having 2 or more carbon atoms is
The electrolyte for driving an electrochemical device according to claim 1, wherein the electrolyte is any one of a phenyl group, a vinyl group, and an allyl group .
ル基である請求項1記載の電気化学素子駆動用電解液。3. The electrolyte for driving an electrochemical device according to claim 1, wherein R2, R3 and R4 are hydrogen and R1 is a vinyl group.
塩、アルカリ金属塩の少なくとも一種以上からなる請求
項1記載の電気化学素子駆動用電解液。Wherein the solute include ammonium salts, phosphonium salts, electrochemical device driving electrolyte according to claim 1, wherein comprising at least one or more alkali metal salts.
酸、硫酸、塩酸、過塩素酸、テトラフルオロほう酸、フ
ルオロメタンスルホン酸である請求項4記載の電気化学
素子駆動用電解液。5. The electrolyte for driving an electrochemical element according to claim 4 , wherein the acid groups constituting the solute are carboxylic acid, nitric acid, sulfuric acid, hydrochloric acid, perchloric acid, tetrafluoroboric acid, and fluoromethanesulfonic acid.
は、安息香酸、マレイン酸、フタル酸、アジピン酸であ
る請求項5記載の電気化学素子駆動用電解液。6. The electrolytic solution for driving an electrochemical element according to claim 5 , wherein the carboxylic acid in the acid group constituting the solute is benzoic acid, maleic acid, phthalic acid or adipic acid.
塩は、テトラアンモニウム塩、テトラエチルアンモニウ
ム塩、メチルトリエチルアンモニウム塩である請求項4
記載の電気化学素子駆動用電解液。Ammonium salt of 7. Among the bases constituting the solute, tetra ammonium salts, tetraethylammonium salts, according to claim 4 which is methyl triethyl ammonium salt
An electrolytic solution for driving an electrochemical element according to the above.
求項4記載の電気化学素子駆動用電解液。8. The electrolyte for driving an electrochemical device according to claim 4 , wherein the concentration of the solute is 50 wt% or less.
ある請求項1記載の電気化学素子駆動用電解液。9. The water content is an electrochemical device driving electrolyte according to claim 1, wherein at most ,, 5 wt% in the electrolyte.
トロ化合物を添加した請求項1記載の電気化学素子駆動
用電解液。As claimed in claim 10 additives, phosphorus compounds, electrochemical device driving electrolyte according to claim 1, wherein the addition of the aromatic nitro compound.
気化学素子駆動用電解液を用いた電気化学素子。11. The electrochemical device using the electrochemical device driving electrolyte according to any one of claims 1-10.
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