JP5427297B2 - 電気二重層キャパシタ用非水系電解液 - Google Patents
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Description
図1は、後記図2〜図12の「25℃と−40℃の抵抗値(mΩ)」の値を測定する際に使用した電気二重層キャパシタを示す。この電気二重層キャパシタ10は、蓄電素子11と、一対の集電シート12a及び12bと、一対の端子13a及び13bと、フィルムパッケージ14とを備えている。
図2〜図12の「非水系電解液・非水溶媒の組成&質量比」の項目には、左から順に、鎖状スルホンの略号と環状ラクトン化合物の略号と両者の質量比を示し、「非水系電解液・カチオン&アニオン(電解質塩)」の項目には、左から順に、カチオンの略号とアニオンの略号を示してある。加えて、図2〜図12の最下段には、製造例1〜154の非水系電解液との比較のために用意した非水系電解液(製造例155)を示してある。この製造例155の非水系電解液は、非水溶媒がEiPS単独である点において製造例1の非水系電解液と異なる。因みに、製造例1〜154の非水系電解液と製造例155の非水系電解液における電解質塩の濃度は、それぞれ1.5モル/リットルで統一されている。表中、製造例番号に「*」を付したものは本発明の範囲外の製造例であることを意味する。
・25℃抵抗値≦100mΩ
・−40℃抵抗値≦1500mΩ
の両方を満足する場合を「実用上で極めて良好」と評価して◎印を付し、
・製造例155の25℃抵抗値(147mΩ)>25℃抵抗値>100mΩ
・−40℃抵抗値≦1500mΩ
の両方を満足する場合を「実用上で良好」と評価して○印を付し、25℃抵抗値に拘わらず、
・製造例155の−40℃抵抗値(2900mΩ)>−40℃抵抗値>1500mΩ
を満足する場合を「実用上でやや良好」と評価して△印を付し、25℃抵抗値に拘わらず、
・−40℃抵抗値≧製造例155の−40℃抵抗値(2900mΩ)
を満足する場合を「実用上で不良」と評価して×印を付してある。
製造例1〜14は非水溶媒がEiPSとGBLの混合溶媒である非水系電解液である。製造例1〜9はカチオンとアニオンをそれぞれSBPとBF4とし、且つ、EiPSとGBLの質量比を9:1〜1:9に変えたものである。また、製造例10〜14はEiPSとGBLの質量比を5:5とし、且つ、カチオンとアニオンの組み合わせを製造例1〜9と異なる組み合わせに変えたものである。
製造例15〜28は非水溶媒がEiPSとGVLの混合溶媒である非水系電解液である。製造例15〜23はカチオンとアニオンをそれぞれSBPとBF4とし、且つ、EiPSとGVLの質量比を9:1〜1:9に変えたものである。また、製造例24〜28はEiPSとGVLの質量比を5:5とし、且つ、カチオンとアニオンの組み合わせを製造例15〜23と異なる組み合わせに変えたものである。
製造例29〜42は非水溶媒がEiPSとDVLの混合溶媒である非水系電解液である。製造例29〜37はカチオンとアニオンをそれぞれSBPとBF4とし、且つ、EiPSとDVLの質量比を9:1〜1:9に変えたものである。また、製造例38〜42はEiPSとDVLの質量比を5:5とし、且つ、カチオンとアニオンの組み合わせを製造例29〜37と異なる組み合わせに変えたものである。
製造例43〜56は非水溶媒がDMSとGBLの混合溶媒である非水系電解液である。製造例43〜51はカチオンとアニオンをそれぞれSBPとBF4とし、且つ、DMSとGBLの質量比を9:1〜1:9に変えたものである。また、製造例52〜56はDMSとGBLの質量比を1:9とし、且つ、カチオンとアニオンの組み合わせを製造例43〜51と異なる組み合わせに変えたものである。
製造例57〜70は非水溶媒がEMSとGBLの混合溶媒である非水系電解液である。製造例57〜65はカチオンとアニオンをそれぞれSBPとBF4とし、且つ、EMSとGBLの質量比を9:1〜1:9に変えたものである。また、製造例66〜70はEMSとGBLの質量比を5:5とし、且つ、カチオンとアニオンの組み合わせを製造例57〜65と異なる組み合わせに変えたものである。
製造例71〜84は非水溶媒がDESとGBLの混合溶媒である非水系電解液である。製造例71〜79はカチオンとアニオンをそれぞれSBPとBF4とし、且つ、DESとGBLの質量比を9:1〜1:9に変えたものである。また、製造例80〜84はDESとGBLの質量比を1:9とし、且つ、カチオンとアニオンの組み合わせを製造例71〜79と異なる組み合わせに変えたものである。
製造例85〜98は非水溶媒がMiPSとGBLの混合溶媒である非水系電解液である。製造例85〜93はカチオンとアニオンをそれぞれSBPとBF4とし、且つ、MiPSとGBLの質量比を9:1〜1:9に変えたものである。また、製造例94〜98はMiPSとGBLの質量比を5:5とし、且つ、カチオンとアニオンの組み合わせを製造例85〜93と異なる組み合わせに変えたものである。
製造例99〜112は非水溶媒がEiBSとGBLの混合溶媒である非水系電解液である。製造例99〜107はカチオンとアニオンをそれぞれSBPとBF4とし、且つ、EiBSとGBLの質量比を9:1〜1:9に変えたものである。また、製造例108〜112はEiBSとGBLの質量比を5:5とし、且つ、カチオンとアニオンの組み合わせを製造例99〜107と異なる組み合わせに変えたものである。
製造例113〜126は非水溶媒がiBiPSとGBLの混合溶媒である非水系電解液である。製造例113〜121はカチオンとアニオンをそれぞれSBPとBF4とし、且つ、iBiPSとGBLの質量比を9:1〜1:9に変えたものである。また、製造例122〜126はiBiPSとGBLの質量比を5:5とし、且つ、カチオンとアニオンの組み合わせを製造例113〜121と異なる組み合わせに変えたものである。
製造例127〜140は非水溶媒がiBsBSとGBLの混合溶媒である非水系電解液である。製造例127〜135はカチオンとアニオンをそれぞれSBPとBF4とし、且つ、iBsBSとGBLの質量比を9:1〜1:9に変えたものである。また、製造例136〜140はiBsBSとGBLの質量比を5:5とし、且つ、カチオンとアニオンの組み合わせを製造例127〜135と異なる組み合わせに変えたものである。
製造例141〜154は非水溶媒がBiBSとGBLの混合溶媒である非水系電解液である。製造例141〜149はカチオンとアニオンをそれぞれSBPとBF4とし、且つ、BiBSとGBLの質量比を9:1〜1:9に変えたものである。また、製造例150〜154はBiBSとGBLの質量比を5:5とし、且つ、カチオンとアニオンの組み合わせを製造例141〜149と異なる組み合わせに変えたものである。
先に説明した製造例1〜154の非水系電解液のうち、「実用上で極めて良好(◎)」、「実用上で良好(○)」及び「実用上でやや良好(△)」の評価が得られたもの、特に「実用上で極めて良好(◎)」及び「実用上で良好(○)」の評価が得られたものは、低温環境下(−40℃)における蓄電素子の抵抗値の低下を抑制できるため、零度以下の低温環境下であっても電気二重層キャパシタ自体の充放電特性が大きく低下することを防止できる。加えて、「実用上で極めて良好(◎)」及び「実用上で良好(○)」の評価が得られたものは、常温環境下(25℃)における蓄電素子の抵抗値を低値化できるため、常温環境下において電気二重層キャパシタ自体に優れた充放電特性を確保できる。
Claims (3)
- 非水溶媒に電解質塩が溶解した非水系電解液であって、該非水溶媒は鎖状スルホンと環状ラクトン化合物との混合溶媒であり、
前記鎖状スルホンは、エチルイソプロピルスルホン、エチルメチルスルホン、イソプロピルメチルスルホン、エチルイソブチルスルホン、イソブチルイソプロピルスルホン、イソブチル-sec-ブチルスルホン及びこれらの組み合わせからなる群より選ばれ、
前記環状ラクトン化合物は、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン及びこれらの組み合わせからなる群より選ばれ、
前記鎖状スルホンと前記環状ラクトン化合物との質量比(鎖状スルホンの質量/環状ラクトン化合物の質量)が1/9〜6/4である、
ことを特徴とする電気二重層キャパシタ用非水系電解液。 - 前記鎖状スルホンがエチルイソプロピルスルホン又はエチルメチルスルホンである、
ことを特徴とする請求項1記載の電気二重層キャパシタ用非水系電解液。 - 前記電解質塩のアニオンは、四フッ化ホウ酸イオン、六フッ化リン酸イオン、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドアニオン及びこれらの組み合わせからなる群より選ばれる、
ことを特徴とする請求項1又は2記載の電気二重層キャパシタ用非水系電解液。
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