JP4158939B2 - Electrolyte material and electrolyte - Google Patents
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Description
本発明は、電解液材料および電解液に関する。より詳細には、優れたイオン伝導度を有し、かつ、pH安定性に優れる電解液材料および電解液に関する。 The present invention relates to an electrolytic solution material and an electrolytic solution. More specifically, the present invention relates to an electrolytic solution material and an electrolytic solution that have excellent ionic conductivity and excellent pH stability.
リチウム二次電池、電解コンデンサ、電気二重層キャパシタ等の電気化学デバイスに用いられる電解液は、イオン伝導度に優れ、かつ、高電位において電気化学的に安定であることが望まれている。具体的に、電解コンデンサ用電解液として、例えば、γ−ブチロラクトン、N,N−ジメチルホルムアミド、エチレングリコール等の溶媒に、トリエチルアミン等とマレイン酸、フタル酸等との塩(3級塩)を溶解させたものが使用されている(特許文献1参照)。しかし、このように3級塩を用いた場合、電導度が低いという問題がある。 It is desired that an electrolytic solution used in an electrochemical device such as a lithium secondary battery, an electrolytic capacitor, or an electric double layer capacitor is excellent in ionic conductivity and electrochemically stable at a high potential. Specifically, as an electrolytic solution for electrolytic capacitors, for example, a salt (tertiary salt) of triethylamine or the like with maleic acid or phthalic acid or the like is dissolved in a solvent such as γ-butyrolactone, N, N-dimethylformamide, or ethylene glycol. What was made to use is used (refer patent document 1). However, when a tertiary salt is used in this way, there is a problem that conductivity is low.
そこで、溶媒に、テトラアルキルアンモニウムとマレイン酸、フタル酸等との塩(4級塩)を溶解させたものが使用されている(特許文献2参照)。4級塩を用いた場合は、3級塩を用いた場合に比べて電導度は高くなるものの、系内のpHが上昇するという問題がある。その結果、コンデンサの封止ゴムを劣化させ、陰極部から液が漏れ出し、プリント基板表面に付着して、腐食、断線等の不具合を引き起こすという問題がある。また、3級塩を用いた場合に比べて電導度は改善されるものの、さらなる改善が望まれている。
本発明は上記従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、優れたイオン伝導度を有し、かつ、pH安定性に優れる電解液材料および電解液を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described conventional problems, and an object thereof is to provide an electrolytic solution material and an electrolytic solution that have excellent ionic conductivity and excellent pH stability. There is.
本発明の電解液材料は、下記一般式(1)で表される電解質塩と、
下記一般式(2)で表される電解質塩とを含み、
該式(1)中のA−および/または該式(2)中のB−が下記一般式(3)で表される。
An electrolyte salt represented by the following general formula (2),
A − in the formula (1) and / or B − in the formula (2) is represented by the following general formula (3).
好ましい実施形態においては、上記式(1)中のXおよび/または上記式(2)中のYがNである。 In a preferred embodiment, X in the above formula (1) and / or Y in the above formula (2) is N.
好ましい実施形態においては、上記式(2)におけるカチオンが第3級アンモニウムカチオンである。 In a preferred embodiment, the cation in the above formula (2) is a tertiary ammonium cation.
好ましい実施形態においては、上記式(3)中のZがCまたはNである。 In a preferred embodiment, Z in the above formula (3) is C or N.
本発明の別の局面によれば、電解液が提供される。この電解液は、上記電解質材料を溶媒に溶解させて得られる。 According to another aspect of the present invention, an electrolytic solution is provided. This electrolytic solution is obtained by dissolving the electrolyte material in a solvent.
本発明のさらに別の局面によれば、リチウム二次電池が提供される。このリチウム二次電池は、上記電解液を用いる。 According to still another aspect of the present invention, a lithium secondary battery is provided. This lithium secondary battery uses the above electrolytic solution.
本発明のさらに別の局面によれば、電解コンデンサが提供される。この電解コンデンサは、上記電解液を用いる。 According to still another aspect of the present invention, an electrolytic capacitor is provided. This electrolytic capacitor uses the above electrolytic solution.
本発明のさらに別の局面によれば、電気二重層キャパシタが提供される。この電気二重層キャパシタは、上記電解液を用いる。 According to still another aspect of the present invention, an electric double layer capacitor is provided. This electric double layer capacitor uses the above electrolytic solution.
本発明によれば、特定のアニオンを有する2種類の電解質塩を組み合わせて用いることにより、優れたイオン伝導度を達成し得、かつ、pH安定性に優れ得る電解液材料および電解液を提供することができる。 According to the present invention, by using a combination of two types of electrolyte salts having specific anions, an electrolyte material and an electrolyte that can achieve excellent ionic conductivity and excellent pH stability are provided. be able to.
A.電解質材料
本発明の電解液材料は、下記一般式(1)で表される電解質塩と、下記一般式(2)で表される電解質塩とを含む。
上記式(1)中のXは、C,Si,N,P,SまたはOを表す。上記式(1)中のRはハロゲン原子、官能基または有機基を表す。当該Rは、互いに同一であっても異なっていてもよい。当該Rは、互いに結合していてもよい。sは、3、4または5である。なお、sは、前記Xの価数によって決まる値である。 X in the above formula (1) represents C, Si, N, P, S or O. R in the above formula (1) represents a halogen atom, a functional group or an organic group. The Rs may be the same or different from each other. The Rs may be bonded to each other. s is 3, 4 or 5. Note that s is a value determined by the valence of X.
本明細書において「有機基」とは、炭素原子を少なくとも1個有する基を意味する。すなわち、本明細書における「有機基」は、炭素原子を少なくとも1個有してさえいれば、アミノ基、カルボキシル基等の官能基や、ハロゲン原子等の他の基や原子を有するものも含む。 In the present specification, the “organic group” means a group having at least one carbon atom. That is, the “organic group” in this specification includes those having a functional group such as an amino group and a carboxyl group, and other groups and atoms such as a halogen atom, as long as it has at least one carbon atom. .
上記式(1)中のカチオンの好ましい具体例としては、下記一般式(4)で表されるオニウムカチオンが挙げられる。
上記オニウムカチオンの中でも、
(I)下記一般式
で表される複素環オニウムカチオン;
(II)下記一般式
で表される不飽和オニウムカチオン;
(III)下記一般式
で表される飽和環オニウムカチオン;
(IV)下記一般式
で表される鎖状オニウムカチオンがさらに好ましい。
Among the above onium cations,
(I) The following general formula
A heterocyclic onium cation represented by:
(II) The following general formula
An unsaturated onium cation represented by:
(III) The following general formula
A saturated ring onium cation represented by:
(IV) The following general formula
The chain onium cation represented by the formula is more preferable.
上記(I)〜(III)におけるR1〜R12としては、好ましくは、水素原子、フッ素原子、アミノ基、イミノ基、アミド基、エーテル基、エステル基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、カルバモイル基、シアノ基、スルホン基、スルフィド基や、直鎖、分岐鎖又は環状で、窒素原子、酸素原子、硫黄原子等を含み得る炭素数1〜18の炭化水素基、炭化フッ素基等である。これらの中でも、水素原子、フッ素原子、シアノ基、スルホン基、炭素数1〜8の炭化水素基、炭化フッ素基がさらに好ましい。 R 1 to R 12 in the above (I) to (III) are preferably a hydrogen atom, a fluorine atom, an amino group, an imino group, an amide group, an ether group, an ester group, a hydroxyl group, a carboxyl group, a carbamoyl group, Examples thereof include a cyano group, a sulfone group, a sulfide group, a straight chain, branched chain, or cyclic hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms that may contain a nitrogen atom, an oxygen atom, a sulfur atom, and the like, a fluorine group, and the like. Among these, a hydrogen atom, a fluorine atom, a cyano group, a sulfone group, a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, and a fluorocarbon group are more preferable.
上記オニウムカチオンの中でも、特に好ましくは、上記式(1)中のXがNであるオニウムカチオンであり、最も好ましくは下記一般式
上記式(2)中のYは、C,Si,N,P,SまたはOを表す。好ましくは、YはNである。上記式(2)中のR’は、水素原子、ハロゲン原子、官能基または有機基を表す。
当該R’は、互いに同一であっても異なっていてもよい。当該R’は、互いに結合していてもよい。tは2,3または4である。なお、tは、前記Yの価数によって決まる値である。
Y in the above formula (2) represents C, Si, N, P, S or O. Preferably Y is N. R ′ in the above formula (2) represents a hydrogen atom, a halogen atom, a functional group or an organic group.
The R ′ may be the same as or different from each other. The R ′ may be bonded to each other. t is 2, 3 or 4. Note that t is a value determined by the valence of Y.
上記式(2)中のカチオンの好ましい具体例としては、上記(I)〜(III)で表されるカチオン(上記式(4)中のRがR’に置き換わったカチオン);メチルアンモニウム、エチルアンモニウム、プロピルアンモニウム、ブチルアンモニウム、ヘキシルアンモニウム、ジメチルアンモニウム、ジエチルアンモニウム、ジプロピルアンモニウム、ジブチルアンモニウム、ジヘキシルアンモニウム、エチルメチルアンモニウム、ブチルメチルアミントリメチルアンモニウム、トリメチルアンモニウム、トリエチルアンモニウム、トリプロピルアンモニウム、トリブチルアンモニウム、ジメチルエチルアンモニウム、ジエチルメチルアンモニウム等のアルキルアンモニウムカチオン;トリメチルエチレンジアミン、ジアザビシクロオクタン、ジエチレントリアミン、ヘキサエチレンテトラミン等の分子内に2個以上の第3級アミンを有するアンモニウムカチオン;グアニジウムおよびそのアルキル置換体;等が挙げられる。これらの中でも、トリメチルアンモニウム、トリエチルアンモニウム、トリプロピルアンモニウム、トリブチルアンモニウム、ジメチルエチルアンモニウム、ジエチルメチルアンモニウム等の第3級アンモニウムカチオンが好ましい。 Preferable specific examples of the cation in the above formula (2) include cations represented by the above (I) to (III) (cations in which R in the above formula (4) is replaced with R ′); methylammonium, ethyl Ammonium, propyl ammonium, butyl ammonium, hexyl ammonium, dimethyl ammonium, diethyl ammonium, dipropyl ammonium, dibutyl ammonium, dihexyl ammonium, ethyl methyl ammonium, butyl methyl amine trimethyl ammonium, trimethyl ammonium, triethyl ammonium, tripropyl ammonium, tributyl ammonium, Alkylammonium cations such as dimethylethylammonium and diethylmethylammonium; trimethylethylenediamine, diazabicyclooctane, Triamine, cationic ammonium in molecule such as hexamethylene tetramine having two or more tertiary amines; guanidinium and alkyl substitution products; and the like. Among these, tertiary ammonium cations such as trimethylammonium, triethylammonium, tripropylammonium, tributylammonium, dimethylethylammonium, and diethylmethylammonium are preferable.
上記式(1)中のA−および/または上記式(2)中のB−は下記一般式(3)で表される。このような構成とすることにより、優れたイオン伝導度を達成し得、かつ、pH安定性に優れ得る。
上記式(3)中のZは、B,C,S,N,O,Al,Si,P,AsまたはSeを表す。好ましくはC,NまたはSであり、さらに好ましくはCまたはNである。上記式(3)中のM1およびM2は、それぞれ任意の適切な連結基を表す。当該連結基は、互いに同一であっても異なっていてもよい。当該連結基は、好ましくは−S−,−O−,−SO2−または−CO−であり、さらに好ましくは−SO2−または−CO−である。上記式(3)中のQは、水素原子、ハロゲン原子、官能基または有機基を表す。ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子等が挙げられる。官能基としては、シアノ基、チオシアネート基、アミド基、ニトロ基等が挙げられる。有機基としては、CpF(2p+1−q)Hq、OCpF(2p+1−q)Hq、SO2CpF(2p+1−q)Hq、CO2CpF(2p+1−q)Hq、SO3C6F5−rHr(式中、1≦p≦6、0<q≦13、0<r≦5である)等が挙げられる。これらの中でも、好ましくは、シアノ基、チオシアネート基、アミド基、CpF(2p+1−q)Hq、SO2CpF(2p+1−q)Hqである。上記式(3)中のaは1以上の整数である。b,c,dおよびeは0以上の整数である。ここで、a、dおよびeは、前記Zの価数によって決まる。 Z in the above formula (3) represents B, C, S, N, O, Al, Si, P, As, or Se. Preferably it is C, N or S, more preferably C or N. M 1 and M 2 in the formula (3) each represent any suitable linking group. The linking groups may be the same or different from each other. The linking group is preferably —S—, —O—, —SO 2 — or —CO—, and more preferably —SO 2 — or —CO—. Q in the above formula (3) represents a hydrogen atom, a halogen atom, a functional group or an organic group. Examples of the halogen atom include a fluorine atom and a chlorine atom. Examples of the functional group include a cyano group, a thiocyanate group, an amide group, and a nitro group. As the organic group, C p F (2p + 1 -q) H q, OC p F (2p + 1-q) H q, SO 2 C p F (2p + 1-q) H q, CO 2 C p F (2p + 1-q) H q , SO 3 C 6 F 5-r H r (wherein 1 ≦ p ≦ 6, 0 <q ≦ 13, 0 <r ≦ 5) and the like. Among them, preferably, a cyano group, a thiocyanate group, an amide group, C p F (2p + 1 -q) H q, SO 2 C p F (2p + 1-q) H q. A in the formula (3) is an integer of 1 or more. b, c, d and e are integers of 0 or more. Here, a, d, and e are determined by the valence of Z.
上記式(3)で表されるアニオンの好ましい具体例としては、ジシアノアミドアニオン(DCA)、チオシアネートアニオン、トリシアノメチドアニオン(TCM)、シアノオキシアニオン(CYO)等が挙げられる。これらは、電極等の耐腐食性に優れ得るからである。 Preferable specific examples of the anion represented by the above formula (3) include dicyanoamide anion (DCA), thiocyanate anion, tricyanomethide anion (TCM), cyanooxy anion (CYO) and the like. This is because they can be excellent in corrosion resistance of electrodes and the like.
上記式(1)中のA−および/または上記式(2)中のB−は、上記式(3)で表されるアニオン以外のアニオンであり得る。当該アニオンの具体例としては、フタル酸、マレイン酸等のジカルボン酸アニオン(モノまたはジアニオン);メチル硫酸、エチル硫酸等の硫酸エステルアニオン;ヘキサフルオロリン酸イオン、ヘキサフルオロヒ酸イオン、ヘキサフルオロアンチモン酸イオン、ヘキサフルオロニオブ酸イオン、ヘキサフルオロタンタル酸イオン等の含フッ素無機イオン;サリチル酸イオン、安息香酸イオン、アジピン酸イオン等のカルボン酸イオン;ベンゼンスルホン酸イオン、トルエンスルホン酸イオン、ドデシルベンゼンスルホン酸イオン、トリフルオロメタンスルホン酸イオン、パーフルオロブタンスルホン酸等のスルホン酸イオン;ホウ酸イオン、リン酸イオン等の無機オキソ酸イオン;ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドイオン(TFSI)、ビス(ペンタフルオロエタンスルホニル)イミドイオン等のイミドイオン;トリス(トリフルオロメタンスルホニル)メチドイオン等のメチドイオン;テトラフルオロホウ酸アニオン、パーフルオロアルキルフルオロボレートイオン、ボロジカテコレート、ボロジグリコレート、ボロジサリチレート、ボロテトラキス(トリフルオロアセテート)、ビス(オキサラト)ボレート等のホウ素系イオン;パーフルオロアルキルフルオロホスフェートイオン等のホスフェートイオン;等が挙げられる。 A − in the above formula (1) and / or B − in the above formula (2) may be an anion other than the anion represented by the above formula (3). Specific examples of the anion include dicarboxylic acid anions (mono or dianion) such as phthalic acid and maleic acid; sulfate anions such as methyl sulfate and ethyl sulfate; hexafluorophosphate ion, hexafluoroarsenate ion, hexafluoroantimony Fluorine-containing inorganic ions such as acid ions, hexafluoroniobate ions, hexafluorotantalate ions; carboxylate ions such as salicylate ions, benzoate ions, and adipate ions; benzenesulfonate ions, toluenesulfonate ions, dodecylbenzenesulfone Sulfonic acid ions such as acid ions, trifluoromethanesulfonic acid ions and perfluorobutanesulfonic acid; inorganic oxoacid ions such as boric acid ions and phosphate ions; bis (trifluoromethanesulfonyl) imide ions (T SI), imide ions such as bis (pentafluoroethanesulfonyl) imide ion; methide ions such as tris (trifluoromethanesulfonyl) methide ion; tetrafluoroborate anion, perfluoroalkylfluoroborate ion, borodicatecholate, borodiglycolate, boro Examples thereof include boron ions such as disalicylate, borotetrakis (trifluoroacetate) and bis (oxalato) borate; phosphate ions such as perfluoroalkylfluorophosphate ions; and the like.
本発明の電解液材料は、上記に加え、アルカリ金属塩および/またはアルカリ土類金属塩を含み得る。このような金属塩を含むことにより、特に、電池用電解液として好適となり得る。アルカリ金属塩としては、リチウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩が好適である。アルカリ土類金属塩としては、カルシウム塩、マグネシウム塩が好適である。後述するリチウム二次電池に使用する場合等においては、リチウム塩が特に好ましく用いられる。 In addition to the above, the electrolytic solution material of the present invention may contain an alkali metal salt and / or an alkaline earth metal salt. By including such a metal salt, it can be particularly suitable as a battery electrolyte. As the alkali metal salt, a lithium salt, a sodium salt, or a potassium salt is preferable. As the alkaline earth metal salt, calcium salt and magnesium salt are preferable. Lithium salts are particularly preferably used when used in lithium secondary batteries described later.
上記アルカリ金属塩および/またはアルカリ土類金属塩のアニオンとしては、任意の適切なアニオンを採用し得る。したがって、上記式(3)で表されるアニオンであってもよいし、それ以外のアニオンであってもよい。好ましくは、解離定数が大きい金属塩を形成し得るアニオンが好ましい。具体的には、LiCF3SO3、NaCF3SO3、KCF3SO3等のトリフルオロメタンスルホン酸のアルカリ金属塩やアルカリ土類金属塩;LiN(CF3SO3)3、LiN(CF3CF3SO2)2等のパーフルオロアルカンスルホン酸イミドのアルカリ金属塩やアルカリ土類金属塩;LiPF6、NaPF6、KPF6等のヘキサフルオロリン酸のアルカリ金属塩やアルカリ土類金属塩;LiClO4、NaClO4等の過塩素酸アルカリ金属塩やアルカリ土類金属塩;LiBF4、NaBF4等のテトラフルオロ硼酸塩;LiAsF6、LiI、NaI、NaAsF6、KI等のアルカリ金属塩;等が好適である。これらの中でも、溶解性やイオン伝導度の点から、LiPF6、LiBF4、LiAsF6、パーフルオロアルカンスルホン酸イミドのアルカリ金属塩やアルカリ土類金属塩が好ましい。 Any appropriate anion can be adopted as the anion of the alkali metal salt and / or alkaline earth metal salt. Therefore, it may be an anion represented by the above formula (3) or an anion other than that. An anion capable of forming a metal salt having a large dissociation constant is preferable. Specifically, alkali metal salts or alkaline earth metal salts of trifluoromethanesulfonic acid such as LiCF 3 SO 3 , NaCF 3 SO 3 , KCF 3 SO 3 ; LiN (CF 3 SO 3 ) 3 , LiN (CF 3 CF 3 SO 2 ) 2 alkali metal salt or alkaline earth metal salt of perfluoroalkanesulfonic acid imide; LiPF 6 , NaPF 6 , alkali metal salt or alkaline earth metal salt of hexafluorophosphoric acid such as KPF 6 ; LiClO 4, perchloric acid alkali metal salts and alkaline earth metal salts of NaClO 4 and the like; LiBF 4, tetrafluoroborate of NaBF 4 such; LiAsF 6, LiI, NaI, NaAsF 6, alkali metal salts of KI and the like; etc. Is preferred. Among these, from the viewpoint of solubility and ionic conductivity, LiPF 6 , LiBF 4 , LiAsF 6 , and alkali metal salts or alkaline earth metal salts of perfluoroalkanesulfonic acid imide are preferable.
上記電解液材料は、その他の電解質塩を含有し得る。具体例としては、過塩素酸テトラエチルアンモニウム等の過塩素酸の四級アンモニウム塩;(C2H5)4NBF4等のテトラフルオロ硼酸の四級アンモニウム塩;(C2H5)4NPF6等の四級アンモニウム塩;(CH3)4P・BF4、(C2H5)4P・BF4等の四級ホスホニウム塩;等が好適であり、溶解性やイオン伝導度の点から、四級アンモニウム塩が好適である。 The electrolyte material may contain other electrolyte salts. Specific examples include quaternary ammonium salts of perchloric acid such as tetraethylammonium perchlorate; quaternary ammonium salts of tetrafluoroboric acid such as (C 2 H 5 ) 4 NBF 4 ; (C 2 H 5 ) 4 NPF 6 Quaternary ammonium salts such as (CH 3 ) 4 P · BF 4 , quaternary phosphonium salts such as (C 2 H 5 ) 4 P · BF 4, etc. are preferred, from the viewpoint of solubility and ionic conductivity. A quaternary ammonium salt is preferred.
B.電解液
本発明の電解液は、上記電解液材料を溶媒に溶解させて得られ得る。この溶媒としては、任意の適切な溶媒を採用し得る。好ましくは、溶媒は有機溶媒を含む。イオン伝導度がより向上し得るからである。有機溶媒の具体例としては、1,2−ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン、クラウンエーテル、トリエチレングリコールメチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエ−テル、ジオキサン等のエーテル類;エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジエチルカーボネート、メチルエチルカーボネート等のカーボネート類;炭酸ジメチル、炭酸エチルメチル、炭酸ジエチル、炭酸ジフェニル、炭酸メチルフェニル等の鎖状炭酸エステル類;炭酸エチレン、炭酸プロプレン、2,3−ジメチル炭酸エチレン、炭酸ブチレン、炭酸ビニレン、2−ビニル炭酸エチレン等の環状炭酸エステル類;蟻酸メチル、酢酸メチル、プロピオン酸、プロピオン酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、酢酸アミル等の脂肪族カルボン酸エステル類;安息香酸メチル、安息香酸エチル等の芳香族カルボン酸エステル類;γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、δ−バレロラクトン等のカルボン酸エステル類;リン酸トリメチル、リン酸エチルジメチル、リン酸ジエチルメチル、リン酸トリエチル等のリン酸エステル類;アセトニトリル、プロピオニトリル、メトキシプロピオニトリル、グルタロニトリル、アジポニトリル、2−メチルグルタロニトリル等のニトリル類;N−メチルホルムアミド、N−エチルホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリジノン、N−メチルピロリドン、N−ビニルピロリドン等のアミド類;ジメチルスルホン、エチルメチルスルホン、ジエチルスルホン、スルホラン、3−メチルスルホラン、2,4ジメチルスルホラン等の硫黄化合物類: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、エチレングリコールモノエチルエーテル等のアルコール類;エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、1,4−ジオキサン、1,3−ジオキソラン、テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン、2,6−ジメチルテトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン等のエーテル類;ジメチルスルホキシド、メチルエチルスルホキシド、ジエチルスルホキシド等のスルホキシド類;ベンゾニトリル、トルニトリル等の芳香族ニトリル類;ニトロメタン、1,3−ジメチル−2イミダゾリジノン、1,3−ジメチル−3,4,5,6−テトラヒドロ−2(1H)−ピリミジノン、3−メチル−2−オキサゾリジノン等が挙げられる。これらは単独でまたは2種以上組み合わせて用いることができる。これらの中でも、炭酸エステル類、脂肪族エステル類、エーテル類がより好ましく、カーボネート類がさらに好ましく、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン等の環状エステル類が特に好ましい。
B. Electrolytic Solution The electrolytic solution of the present invention can be obtained by dissolving the above electrolytic solution material in a solvent. Any appropriate solvent can be adopted as the solvent. Preferably, the solvent includes an organic solvent. This is because the ionic conductivity can be further improved. Specific examples of the organic solvent include 1,2-dimethoxyethane, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, crown ether, triethylene glycol methyl ether, tetraethylene glycol dimethyl ether, dioxane and other ethers; ethylene carbonate, propylene carbonate Carbonates such as diethyl carbonate and methyl ethyl carbonate; chain carbonates such as dimethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, diethyl carbonate, diphenyl carbonate and methyl phenyl carbonate; ethylene carbonate, propylene carbonate, 2,3-dimethyl ethylene carbonate, Cyclic carbonates such as butylene carbonate, vinylene carbonate, 2-vinylethylene carbonate; methyl formate, methyl acetate, propionic acid, methyl propionate, ethyl acetate, propyl acetate, Aliphatic carboxylic acid esters such as ruthenium and amyl acetate; Aromatic carboxylic acid esters such as methyl benzoate and ethyl benzoate; Carboxylic acid esters such as γ-butyrolactone, γ-valerolactone and δ-valerolactone; Phosphate esters such as trimethyl acid, ethyldimethyl phosphate, diethylmethyl phosphate, triethyl phosphate; nitriles such as acetonitrile, propionitrile, methoxypropionitrile, glutaronitrile, adiponitrile, 2-methylglutaronitrile, etc. Amides such as N-methylformamide, N-ethylformamide, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N-methylpyrrolidinone, N-methylpyrrolidone, N-vinylpyrrolidone; dimethylsulfone, ethylmethylsulfone , Diethyls Sulfur compounds such as Hong, sulfolane, 3-methylsulfolane, 2,4 dimethylsulfolane: alcohols such as ethylene glycol, propylene glycol, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether; ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, Ethers such as 1,4-dioxane, 1,3-dioxolane, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, 2,6-dimethyltetrahydrofuran, tetrahydropyran; sulfoxides such as dimethyl sulfoxide, methylethyl sulfoxide, diethyl sulfoxide; benzonitrile, Aromatic nitriles such as tolunitrile; nitromethane, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, 1,3-dimethyl-3,4, Examples include 5,6-tetrahydro-2 (1H) -pyrimidinone, 3-methyl-2-oxazolidinone, and the like. These can be used alone or in combination of two or more. Among these, carbonate esters, aliphatic esters, and ethers are more preferable, carbonates are more preferable, and cyclic esters such as γ-butyrolactone and γ-valerolactone are particularly preferable.
上記電解液を調製する際、上記式(1)で表される電解質塩および上記式(2)で表される電解質塩の配合量は、目的に応じて、任意の適切な値に設定し得る。好ましくは、上記溶媒100重量部に対し1〜900重量部、さらに好ましくは10〜400重量部、特に好ましくは30〜100重量部である。電解質塩の配合量をこのような範囲とすることにより、優れたイオン伝導度を達成し得る。さらには、電解質塩の析出を抑制し得る。 When preparing the electrolytic solution, the blending amount of the electrolyte salt represented by the formula (1) and the electrolyte salt represented by the formula (2) can be set to any appropriate value depending on the purpose. . The amount is preferably 1 to 900 parts by weight, more preferably 10 to 400 parts by weight, and particularly preferably 30 to 100 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the solvent. By setting the blending amount of the electrolyte salt in such a range, excellent ionic conductivity can be achieved. Furthermore, precipitation of the electrolyte salt can be suppressed.
上記式(1)で表される電解質塩と上記式(2)で表される電解質塩との配合割合は、任意の適切な値に設定し得る。好ましくは95:5〜5:95、さらに好ましくは90:10〜50:50、特に好ましくは90:10〜55:45である。なお、当該比率は重量比率である。 The blending ratio of the electrolyte salt represented by the above formula (1) and the electrolyte salt represented by the above formula (2) can be set to any appropriate value. The ratio is preferably 95: 5 to 5:95, more preferably 90:10 to 50:50, and particularly preferably 90:10 to 55:45. The ratio is a weight ratio.
本発明の電解液は水を含有し得る。電解液中の含水量は、好ましくは0.01〜10重量%、さらに好ましくは0.01〜5重量%、特に好ましくは0.01〜2重量%である。含水量をこのような範囲とすることにより、電気化学デバイスの耐電圧性、耐熱性、寿命が安定し得る。さらには、陽極酸化被膜を修復する際の化成性に優れ得る。 The electrolytic solution of the present invention may contain water. The water content in the electrolytic solution is preferably 0.01 to 10% by weight, more preferably 0.01 to 5% by weight, and particularly preferably 0.01 to 2% by weight. By setting the water content in such a range, the voltage resistance, heat resistance, and life of the electrochemical device can be stabilized. Furthermore, it can be excellent in chemical conversion when repairing the anodized film.
本発明の電解液材料は、上記に加えて、他の任意成分を含み得る。他の任意成分としては、例えば、無機酸化物微粒子、添加剤が挙げられる。 The electrolyte solution material of the present invention may contain other optional components in addition to the above. Examples of other optional components include inorganic oxide fine particles and additives.
上記無機酸化物微粒子としては、非電子伝導性、電気化学的に安定なものが好ましく、イオン伝導性を有するものがより好ましい。このような無機酸化物微粒子としては、例えば、α,β,γ―アルミナ、シリカ、チタニア、ジルコニア、マグネシア、チタン酸バリウム、ハイドロタルサイト等のセラミックス微粒子が挙げられる。 As the inorganic oxide fine particles, those having non-electron conductivity and electrochemical stability are preferable, and those having ion conductivity are more preferable. Examples of such inorganic oxide fine particles include ceramic fine particles such as α, β, γ-alumina, silica, titania, zirconia, magnesia, barium titanate, and hydrotalcite.
上記添加剤としては、目的に応じて、任意の適切な添加剤を採用し得る。添加剤を加える目的としては、例えば、電気伝導率の向上、熱安定性の向上、水和や溶解による電極劣化の抑制、ガス発生の抑制、耐電圧の向上、濡れ性の改善等が挙げられる。このような添加剤としては、例えば、p−ニトロフェノール、m−ニトロアセトフェノン、p−ニトロ安息香酸等のニトロ化合物、リン酸ジブチル、リン酸モノブチル、リン酸ジオクチル、オクチルホスホン酸モノオクチル、リン酸等のリン化合物、ホウ酸又はホウ酸と多価アルコール(エチレングリコール、グリセリン、マンニトール、ポリビニルアルコール等)や多糖類との錯化合物等のホウ素化合物、ニトロソ化合物、尿素化合物、ヒ素化合物、チタン化合物、ケイ酸化合物、アルミン酸化合物、硝酸及び亜硝酸化合物、2−ヒドロキシ−N−メチル安息香酸、ジ(トリ)ヒドロキシ安息香酸等の安息香酸類、グルコン酸、重クロム酸、ソルビン酸、ジカルボン酸、EDTA、フルオロカルボン酸、ピクリン酸、スベリン酸、アジピン酸、セバシン酸、ヘテロポリ酸(タングステン酸、モリブデン酸)、ゲンチシン酸、ボロジゲンチシン酸、サリチル酸、N−アミノサリチル酸、ボロジプロトカクテ酸、ボロジピロカテコール、バモン酸、ボン酸、ボロジレゾルシル酸、レゾルシル酸、ボロジプロトカクエル酸、グルタル酸、ジチオカルバミン酸等の酸類、そのエステル、そのアミド及びその塩、シランカップリング剤、シリカ、アミノシリケート等のケイ素化合物、トリエチルアミン、ヘキサメチレンテトラミン等のアミン化合物、L−アミノ酸類、ベンゾール、多価フェノール、8−オキシキノリン、ハイドロキノン、N−メチルピロカテコール、キノリンおよびチオアニソール、チオクレゾール、チオ安息香酸等の硫黄化合物、ソルビトール、L−ヒスチジン等が挙げられる。 Any appropriate additive can be adopted as the additive depending on the purpose. Examples of the purpose of adding the additive include improvement of electrical conductivity, improvement of thermal stability, suppression of electrode deterioration due to hydration and dissolution, suppression of gas generation, improvement of withstand voltage, improvement of wettability, and the like. . Examples of such additives include nitro compounds such as p-nitrophenol, m-nitroacetophenone, and p-nitrobenzoic acid, dibutyl phosphate, monobutyl phosphate, dioctyl phosphate, monooctyl phosphonate, monophosphate Boron compounds such as phosphorus compounds such as boric acid or boric acid and polyhydric alcohols (ethylene glycol, glycerin, mannitol, polyvinyl alcohol, etc.) and polysaccharides, nitroso compounds, urea compounds, arsenic compounds, titanium compounds, Silicic acid compounds, aluminate compounds, nitric acid and nitrous acid compounds, 2-hydroxy-N-methylbenzoic acid, benzoic acids such as di (tri) hydroxybenzoic acid, gluconic acid, dichromic acid, sorbic acid, dicarboxylic acid, EDTA , Fluorocarboxylic acid, picric acid, suberic acid, adipine , Sebacic acid, heteropolyacid (tungstic acid, molybdic acid), gentisic acid, borodigentisic acid, salicylic acid, N-aminosalicylic acid, borodiprotocatechuic acid, borodipyrocatechol, bamonic acid, boric acid, borodiresorcylic acid, resorcylic acid, Borodiprotocaquelic acid, glutaric acid, acids such as dithiocarbamic acid, esters thereof, amides and salts thereof, silane coupling agents, silicon compounds such as silica and aminosilicate, amine compounds such as triethylamine and hexamethylenetetramine, L- Amino acids, benzool, polyhydric phenol, 8-oxyquinoline, hydroquinone, N-methylpyrocatechol, quinoline and thioanisole, thiocresol, thiobenzoic acid and other sulfur compounds, sorbitol, L-histidine and the like It is.
本発明の電解液のイオン伝導度は、代表的には10mS/cm以上、好ましくは15mS/cm以上、さらに好ましくは20mS/cm以上である。なお、本明細書において「イオン伝導度」とは、25℃にて測定した値をいう。
本発明の電解液のpH変化量は、代表的には6以下であり、好ましくは5.5以下、さらに好ましくは5以下である。このようなpH安定性を備えることにより、電気化学デバイスの各種部材の腐食を抑え得る。なお、pH変化量の測定方法については後述する。
このように、本発明の電解液は、優れたイオン伝導度と優れたpH安定性を同時に達成し得る。
The ionic conductivity of the electrolytic solution of the present invention is typically 10 mS / cm or more, preferably 15 mS / cm or more, and more preferably 20 mS / cm or more. In the present specification, “ion conductivity” refers to a value measured at 25 ° C.
The pH change amount of the electrolytic solution of the present invention is typically 6 or less, preferably 5.5 or less, and more preferably 5 or less. By providing such pH stability, corrosion of various members of the electrochemical device can be suppressed. A method for measuring the amount of change in pH will be described later.
Thus, the electrolytic solution of the present invention can simultaneously achieve excellent ionic conductivity and excellent pH stability.
C.用途
本発明の電解液材料および電解液は、あらゆる電気化学デバイスに用い得る。代表的には、リチウム二次電池、電解コンデンサ、電気二重層キャパシタ等に好適に用いられる。以下、各々について説明する。
C. Applications The electrolyte material and electrolyte of the present invention can be used in any electrochemical device. Typically, it is suitably used for lithium secondary batteries, electrolytic capacitors, electric double layer capacitors and the like. Each will be described below.
C−1.リチウム二次電池
本発明のリチウム二次電池は、代表的には、正極、負極、正極と負極との間に介在するセパレータおよび上記電解液を基本構成要素として構成される。上述のように、本発明の電解液材料をリチウム二次電池に使用する場合、上記電解液材料は、電解質としてリチウム塩を含み得る。
C-1. Lithium Secondary Battery The lithium secondary battery of the present invention is typically composed of a positive electrode, a negative electrode, a separator interposed between the positive electrode and the negative electrode, and the above electrolyte as basic components. As described above, when the electrolytic solution material of the present invention is used for a lithium secondary battery, the electrolytic solution material may contain a lithium salt as an electrolyte.
C−2.電解コンデンサ
本発明の電解コンデンサは、代表的には、図1(a)に示すような、陽極箔1、陰極箔2、陽極箔と陰極箔との間に挟まれたセパレータ(電解紙)3およびリード線4,4を有するコンデンサ素子10と;上記電解液と;有底筒状の外装ケースと;外装ケースを密封する封口体とを基本構成要素として構成される。より具体的には、本発明の電解コンデンサは、コンデンサ素子に上記電解液を含浸し、当該コンデンサ素子を有底筒状の外装ケースに収納し、外装ケースの開口部に封口体を装着するとともに、外装ケースの端部に絞り加工を施して外装ケースを密封することにより得られ得る。
C-2. Electrolytic Capacitor The electrolytic capacitor of the present invention typically has an anode foil 1, a cathode foil 2, and a separator (electrolytic paper) 3 sandwiched between the anode foil and the cathode foil, as shown in FIG. And a
上記陽極箔および/または陰極箔の形成材としては、アルミニウム、タンタル、ニオブ等が好適である。具体例として、アルミ電解コンデンサの一形態を、図1(b)の断面模式図に示す。 As the material for forming the anode foil and / or the cathode foil, aluminum, tantalum, niobium and the like are suitable. As a specific example, one embodiment of an aluminum electrolytic capacitor is shown in a schematic cross-sectional view of FIG.
上記陽極箔1としては、例えば、純度99%以上のアルミニウム箔を酸性溶液中で化学的または電気化学的にエッチングして拡面処理した後、ホウ酸アンモニウム、リン酸アンモニウムまたはアジピン酸アンモニウム等の水溶液中で化成処理を行い、その表面に陽極酸化皮膜層を形成したものを用いることができる。上記陰極箔2としては、例えば、表面の一部または全部に、窒化チタン、窒化ジルコニウム、窒化タンタルおよび窒化ニオブから選ばれる1種以上の金属窒化物、および/または、チタン、ジルコニウム、タンタルおよびニオブから選ばれる1種以上の金属より構成される皮膜を形成したアルミニウム箔を用いることができる。皮膜の形成方法としては、蒸着法、メッキ法、塗布法等を挙げることができ、皮膜を形成する部分としては、陰極箔の全面に被覆してもよいし、必要に応じて陰極箔の一部、例えば陰極箔の一面のみに金属窒化物および/または金属を被覆してもよい。 As the anode foil 1, for example, an aluminum foil having a purity of 99% or more is subjected to surface expansion treatment by etching chemically or electrochemically in an acidic solution, and thereafter, ammonium borate, ammonium phosphate, ammonium adipate, or the like is used. A chemical conversion treatment performed in an aqueous solution and an anodized film layer formed on the surface thereof can be used. Examples of the cathode foil 2 include one or more metal nitrides selected from titanium nitride, zirconium nitride, tantalum nitride, and niobium nitride, and / or titanium, zirconium, tantalum, and niobium on part or all of the surface. An aluminum foil in which a film composed of one or more metals selected from the above can be used. Examples of the method for forming the film include a vapor deposition method, a plating method, a coating method, and the like. As a portion for forming the film, the entire surface of the cathode foil may be coated, or if necessary, one of the cathode foils may be coated. A part, for example, only one surface of the cathode foil may be coated with metal nitride and / or metal.
上記リード線4は、好ましくは、陽極箔および陰極箔に接する接続部(図示せず)、丸棒部4aおよび外部接続部4bより構成される。このリード線4は、代表的には、接続部においてそれぞれステッチや超音波溶接等の手段により陽極箔および陰極箔に電気的に接続されている。接続部および丸棒部4aは、好ましくは、高純度のアルミニウムより形成される。外部接続部4bは、好ましくは、はんだメッキを施した銅メッキ鉄鋼線より形成される。また、陰極箔2との接続部および丸棒部4aの表面の一部または全部に、ホウ酸アンモニウム水溶液、リン酸アンモニウム水溶液またはアジピン酸アンモニウム水溶液等による陽極酸化処理によって酸化アルミニウム層を形成したり、Al2O3、SiO2、ZrO2等より構成されるセラミックスコーティング層等の絶縁層を形成することができる。
The lead wire 4 is preferably composed of a connection part (not shown) in contact with the anode foil and the cathode foil, a
上記外装ケースは、好ましくは、アルミニウムより構成される。上記封口体は、代表的には、リード線をそれぞれ導出する貫通孔を備える。封口体は、好ましくは、ブチルゴム等の弾性ゴムより構成される。具体的には、イソブチレンとイソプレンとの共重合体からなる生ゴムに補強剤(カーボンブラック等)、増量剤(クレイ、タルク、炭酸カルシウム等)、加工助剤(ステアリン酸、酸化亜鉛等)、加硫剤等を添加して混練した後、圧延、成型したゴム弾性体を用いることができる。加硫剤としては、アルキルフェノールホルマリン樹脂;過酸化物(ジクミルペルオキシド、1,1−ジ−(t−ブチルペルオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、2,5−ジメチル−2,5−ジ−(t−ブチルペルオキシ)ヘキサン等);キノイド(p−キノンジオキシム、p,p′−ジベンゾイルキノンジオキシム等);イオウ等を用いることができる。なお、封口体の表面をテフロン(登録商標)等の樹脂でコーティングしたり、ベークライト等の板を貼り付けたりすると、溶媒蒸気の透過性が低減し得るので更に好ましい。上記セパレータ3としては、上述のように、通常、マニラ紙やクラフト紙等の紙が用いられるが、ガラス繊維、ポリプロピレン、ポリエチレン等の不織布を用いることもできる。
The outer case is preferably made of aluminum. The sealing body typically includes through holes for leading out lead wires. The sealing body is preferably made of an elastic rubber such as butyl rubber. Specifically, raw rubber made of a copolymer of isobutylene and isoprene is added to a reinforcing agent (carbon black, etc.), a filler (clay, talc, calcium carbonate, etc.), a processing aid (stearic acid, zinc oxide, etc.), After adding a kneading agent and kneading, a rubber elastic body rolled and molded can be used. Examples of vulcanizing agents include alkylphenol formalin resins; peroxides (dicumyl peroxide, 1,1-di- (t-butylperoxy) -3,3,5-trimethylcyclohexane, 2,5-dimethyl-2,5- Di- (t-butylperoxy) hexane etc.); quinoids (p-quinone dioxime, p, p'-dibenzoylquinone dioxime etc.); sulfur etc. can be used. It is more preferable to coat the surface of the sealing body with a resin such as Teflon (registered trademark) or to attach a plate such as bakelite because the permeability of the solvent vapor can be reduced. As the
本発明の電解コンデンサは、ハーメチックシール構造や樹脂ケースに密閉した構造(例えば、特開平8−148384号公報に記載)であってもよい。ゴム封止構造のアルミニウム電解コンデンサの場合、ある程度ゴムを通して気体が透過するため、高温環境下においてはコンデンサ内部から大気中へ溶媒が揮発し、また、高温高湿環境下においては大気中からコンデンサ内部へ水分が混入するおそれがあり、これらの過酷な環境の下では、コンデンサは静電容量の減少等の好ましくない特性変化を起こすおそれがある。一方、ハーメチックシール構造や樹脂ケースに密閉した構造のコンデンサにおいては、気体の透過量が極めて小さいため、このような過酷な環境下においても安定した特性を示し得る。 The electrolytic capacitor of the present invention may have a hermetic seal structure or a structure sealed in a resin case (for example, described in JP-A-8-148384). In the case of an aluminum electrolytic capacitor with a rubber seal, gas permeates through rubber to some extent, so that the solvent evaporates from the inside of the capacitor to the atmosphere in a high temperature environment, and from the atmosphere to the inside of the capacitor in a high temperature and high humidity environment Moisture may be mixed into the capacitor, and under these harsh environments, the capacitor may cause undesirable characteristic changes such as a decrease in capacitance. On the other hand, in a capacitor having a hermetic seal structure or a structure sealed in a resin case, since the amount of gas permeation is extremely small, stable characteristics can be exhibited even in such a severe environment.
C−3.電気二重層キャパシタ
本発明の電気二重層キャパシタは、代表的には、負極、正極及び上記電解液を基本構成要素として構成される。好ましい形態としては、対向配置した正極及び負極からなる電極素子に、上記電解液を含ませたものである。
C-3. Electric Double Layer Capacitor The electric double layer capacitor of the present invention is typically composed of a negative electrode, a positive electrode and the above electrolyte as basic constituent elements. As a preferred embodiment, the above electrolytic solution is contained in an electrode element composed of a positive electrode and a negative electrode arranged to face each other.
以下、実施例により本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例には限定されない。なお、特に明記しない限り、実施例における部および%は重量基準である。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention in detail, this invention is not limited to these Examples. Unless otherwise specified, parts and% in the examples are based on weight.
(実施例1)
N−エチル−N’−メチルイミダゾリウムトリシアノメチド(以下、EMImTCMと記す)30部、トリエチルアンモニウムトリシアノメチド(以下、TEATCMと記す)5部、γ−ブチロラクトン(以下、GBLと記す)65部、および、水2部を混合して電解液を得た。
(Example 1)
N-ethyl-N′-methylimidazolium tricyanomethide (hereinafter referred to as EMImTCM) 30 parts, triethylammonium tricyanomethide (hereinafter referred to as TEATCM) 5 parts, γ-butyrolactone (hereinafter referred to as GBL) 65 parts And 2 parts of water were mixed to obtain an electrolytic solution.
(実施例2)
EMImTCM25部、TEATCM10部、GBL65部、および、水2部を混合して電解液を得た。
(Example 2)
25 parts of EMImTCM, 10 parts of TEATCM, 65 parts of GBL, and 2 parts of water were mixed to obtain an electrolytic solution.
(実施例3)
EMImTCM20部、TEATCM15部、GBL65部、および、水2部を混合して電解液を得た。
(Example 3)
20 parts of EMImTCM, 15 parts of TEATCM, 65 parts of GBL, and 2 parts of water were mixed to obtain an electrolytic solution.
(実施例4)
EMImTCM30部、トリエチルアンモニウムフタレート(以下、TEAPhと記す)5部、GBL65部、および、水2部を混合して電解液を得た。
Example 4
30 parts of EMImTCM, 5 parts of triethylammonium phthalate (hereinafter referred to as TEAPh), 65 parts of GBL, and 2 parts of water were mixed to obtain an electrolytic solution.
(実施例5)
N−エチル−N’−メチルイミダゾリウムフタレート30部、TEATCM5部、GBL65部、および、水2部を混合して電解液を得た。
(Example 5)
30 parts of N-ethyl-N′-methylimidazolium phthalate, 5 parts of TEATCM, 65 parts of GBL, and 2 parts of water were mixed to obtain an electrolytic solution.
(実施例6)
トリエチルメチルアンモニウムトリシアノメチド30部、TEATCM5部、GBL65部、および、水2部を混合して電解液を得た。
(Example 6)
30 parts of triethylmethylammonium tricyanomethide, 5 parts of TEATCM, 65 parts of GBL, and 2 parts of water were mixed to obtain an electrolytic solution.
(比較例1)
EMImTCM35部、GBL65部、および、水2部を混合して電解液を得た。
(Comparative Example 1)
An electrolytic solution was obtained by mixing 35 parts of EMImTCM, 65 parts of GBL, and 2 parts of water.
(比較例2)
TEAPh20部、GBL65部、および、水0.5部を混合して電解液を得た。
(Comparative Example 2)
20 parts of TEAPh, 65 parts of GBL, and 0.5 part of water were mixed to obtain an electrolytic solution.
得られた電解液のpHおよびイオン伝導度を、以下の方法により測定した。測定結果を表1にまとめる。
〈pH測定〉
上記で得られた電解液30mLをガラス隔膜付H型セルに入れ、白金電極を浸漬し、直流電源装置(松定プレシジョン社製、品番:PL−650−0.1)を用いて20mAで電気分解を4時間行った。電気分解前後における、電解液のpHをpHメータ(IQ Scientific Instruments,Inc製、品番:IQ150)で測定した。得られた値からpH変化量を算出した。
〈イオン伝導度〉
上記で得られた電解液のイオン伝導度を、25℃で、SUS電極を用いて複素インピーダンス法にて測定した。測定装置は、インピーダンスアナライザーSI1260(ソーラトロン社製)を用いた。
The pH and ionic conductivity of the obtained electrolytic solution were measured by the following methods. The measurement results are summarized in Table 1.
<PH measurement>
30 mL of the electrolytic solution obtained above is put into an H-type cell with a glass diaphragm, a platinum electrode is immersed, and electricity is used at 20 mA using a DC power supply (manufactured by Matsusada Precision Co., Ltd., product number: PL-650-0.1). Degradation was carried out for 4 hours. The pH of the electrolytic solution before and after electrolysis was measured with a pH meter (IQ Scientific Instruments, Inc., product number: IQ150). The amount of change in pH was calculated from the obtained value.
<Ionic conductivity>
The ionic conductivity of the electrolytic solution obtained above was measured at 25 ° C. by a complex impedance method using a SUS electrode. As a measuring device, an impedance analyzer SI1260 (manufactured by Solartron) was used.
表1から明らかなように、本発明の実施例の電解液は、イオン伝導度に優れ、かつ、pH安定性にも優れていた。一方、比較例1の電解液は、イオン伝導度には優れていたものの、pH安定性に劣っていた。また、比較例2の電解液は、pH安定性には優れていたものの、イオン伝導度に劣っていた。このことから、上記式(3)で表されるアニオンを有する2種類の電解質塩を溶媒に溶解させることで、優れたイオン伝導度と優れたpH安定性を同時に達成し得る電解液が得られ得るといえる。 As is clear from Table 1, the electrolytic solutions of the examples of the present invention were excellent in ionic conductivity and pH stability. On the other hand, although the electrolytic solution of Comparative Example 1 was excellent in ionic conductivity, it was inferior in pH stability. Moreover, although the electrolytic solution of Comparative Example 2 was excellent in pH stability, it was inferior in ionic conductivity. From this, by dissolving two kinds of electrolyte salts having anions represented by the above formula (3) in a solvent, an electrolytic solution capable of simultaneously achieving excellent ionic conductivity and excellent pH stability is obtained. You can get.
本発明の電解液材料および電解液は、一次電池、二次電池や燃料電池等の充電/放電機構を有する電池、電解コンデンサ、電気二重層キャパシタ、太陽電池、エレクトロクロミック表示素子等の電気化学デバイスに好適に用いられ得る。これらの中でも、リチウム二次電池、電解コンデンサおよび電気二重層キャパシタに特に好適に用いられ得る。 Electrolyte materials and electrolytes of the present invention include primary batteries, batteries having a charging / discharging mechanism such as secondary batteries and fuel cells, electrolytic capacitors, electric double layer capacitors, solar cells, and electrochemical devices such as electrochromic display elements. Can be suitably used. Among these, it can be particularly suitably used for lithium secondary batteries, electrolytic capacitors, and electric double layer capacitors.
1 陽極箔
2 陰極箔
3 セパレータ(電解紙)
4 リード線
10 コンデンサ素子
1 Anode foil 2
4 Lead
Claims (5)
該一般式(2)中のカチオンが、第3級アンモニウムカチオンであり、The cation in the general formula (2) is a tertiary ammonium cation,
該一般式(1)中のAA in the general formula (1) −− および/または該一般式(2)中のBAnd / or B in the general formula (2) −− が、トリシアノメチドアニオンである、Is a tricyanomethide anion,
電解液材料。Electrolyte material.
An electric double layer capacitor using the electrolytic solution according to claim 2 .
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