JP5608019B2 - 環状第4級アンモニウム塩、それを用いた電解質組成物、及び該電解質組成物を用いた電気化学デバイス - Google Patents
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Description
項1. 下記一般式(1)
項2. 前記一般式(1)で表わされる化合物が、R2とR3とにより形成される環と、3位に置換基を有する環とから形成されるスピロ構造を有する下記一般式(2)
項3. nが1であることを特徴とする項2に記載の環状第四級アンモニウム塩。
項4. mが1であることを特徴とする項2又は3に記載の環状第四級アンモニウム塩。
項5. nが1であり、mが1であり、且つR1が水素原子であることを特徴とする項2〜4のいずれか一項に記載の環状第四級アンモニウム塩。
項6. nが1であり、mが1であり、且つR1が炭素数1〜4の直鎖又は分岐のアルキル基であることを特徴とする項2〜4のいずれか一項に記載の環状第四級アンモニウム塩。
項7. R1が、メチル基又はエチル基であることを特徴とする項2〜4及び6のいずれか一項に記載の環状第四級アンモニウム塩。
項8. 環状第四級アンモニウム塩が、一般式(1)においてR2がメチル基であり、R3がエチル基であり、且つmが1である3−アルコキシピロリジニウム塩である項1に記載の環状第四級アンモニウム塩。
項9. X−が、BF4 −、塩素イオン、臭素イオン、沃素イオン、AlCl4 −、Al2Cl7 −、PF6 −、AsF6 −、N(CF3SO2)2 −、N(C2F5SO2)2 −、N(FSO2)2 −、CF3SO3 −、CH3SO3 −、CH3CO2 −、CF3COO−、NO3 −、CF3BF3 −、C2F5BF3 −又はN(CN)2 −である項1〜8のいずれか一項に記載の環状第四級アンモニウム塩。
項10. 項1〜9のいずれか一項に記載の環状アンモニウム塩を含有する電解質組成物。
項11. 電気化学デバイスに用いられるものである項10に記載の電解質組成物。
項12. 項11に記載の電解質組成物を用いた電気二重層キャパシタ。
項13. 項11に記載の電解質組成物を用いたリチウムイオン電池又はリチウム金属電池。
項14. 項11に記載の電解質組成物を用いた光電変換装置。
1.第4級アンモニウム塩
本発明の3位に置換基を有する環状第四級アンモニウム塩(以下、単に環状第四級アンモニウム塩ともいう)は、下記一般式(1)
R1で示される炭素数1〜4の直鎖又は分岐のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、シクロプロピル基、シクロブチル基等の炭素数1〜4のアルキル基等が挙げられる。R1は、メチル基又はエチル基であることが好ましい。
mは、好ましくは1である。
前記一般式(2)においては、nが1であり、mが1であり、且つR1が炭素数1〜4の直鎖又は分岐のアルキル基であることが特に好ましい。すなわち一般式(1)におけるR2とR3とにより形成される環が、ピロリジン環(一般式(2)においてn=1)であり、3位に置換基を有する環がピロリジン環(一般式(2)においてm=1)であり、且つ該環の3位の置換基が炭素数1〜4のアルコキシ基であることが好ましい。R2とR3とにより形成されるピロリジン環と、3位に置換基を有するピロリジン環とから形成されるスピロ構造を有し、且つ該3位の置換基が炭素数1〜4のアルコキシ基である環状第四級アンモニウム塩は、本発明の好ましい態様の1つである。炭素数1〜4のアルコキシ基は、より好ましくは、メトキシ基である。
前記第4級アンモニウムカチオンの具体例としては、3−メトキシ−1,1’−スピロ−ビス(ピロリジニウム)カチオン、3−エトキシ−1,1’−スピロ−ビス(ピロリジニウム)カチオン、3−プロピルオキシ(又はプロポキシ)−1,1’−スピロ−ビス(ピロリジニウム)カチオン、3−ブチルオキシ(又はブトキシ)−1,1’−スピロ−ビス(ピロリジニウム)カチオン、3−メトキシ−1,1’−スピロ−ビス(ピペリジニウム)カチオン、3−エトキシ−1,1’−スピロ−ビス(ピペリジニウム)カチオン、3−プロピルオキシ(又はプロポキシ)−1,1’−スピロ−ビス(ピペリジニウム)カチオン、3−ブチルオキシ(又はブトキシ)−1,1’−スピロ−ビス(ピペリジニウム)カチオン、3’−メトキシ−1−ピペリジン−スピロ−1’−ピロリジニウムカチオン、3’−エトキシ−1−ピペリジン−スピロ−1’−ピロリジニウムカチオン、3’−プロピルオキシ(又はプロポキシ)−1−ピペリジン−スピロ−1’−ピロリジニウムカチオン、3’−ブチルオキシ(又はブトキシ)−1−ピペリジン−スピロ−1’−ピロリジニウムカチオン、3−ヒドロキシ−1,1’−スピロ−ビス(ピロリジニウム)カチオン、3’−ヒドロキシ−1−ピペリジン−スピロ−1’−ピロリジニウムカチオン、3−メトキシ−1−ピペリジン−スピロ−1’−ピロリジニウムカチオン、3−エトキシ−1−ピペリジン−スピロ−1’−ピロリジニウムカチオン、3−プロピルオキシ(又はプロポキシ)−1−ピペリジン−スピロ−1’−ピロリジニウムカチオン、3−ブチルオキシ(又はブトキシ)−1−ピペリジン−スピロ−1’−ピロリジニウムカチオン、3−ヒドロキシ−1,1’−スピロ−ビス(ピロリジニウム)カチオン、3’−ヒドロキシ−1−ピペリジン−スピロ−1’−ピロリジニウムカチオン、3−ヒドロキシ−1−ピペリジン−スピロ−1’−ピロリジニウムカチオン、1−エチル−1−メチル−3−メトキシピロリジニウムカチオン、1−エチル−1−メチル−3−エトキシピロリジニウムカチオン、1−エチル−1−メチル−3−プロピルオキシ(又はプロポキシ)ピロリジニウムカチオン、1−エチル−1−メチル−3−ブチルオキシ(又はブトキシ)ピロリジニウムカチオン、1−エチル−1−メチル−3−ヒドロキシピロリジニウムカチオンなどが好ましく挙げられる。
3−メトキシ−1,1’−スピロ−ビス(ピロリジニウム)テトラフルオロボレート及び該化合物においてアニオンが塩素イオン、臭素イオン、沃素イオン、AlCl4 −、Al2Cl7 −、PF6 −、AsF6 −、N(CF3SO2)2 −、N(C2F5SO2)2 −、N(FSO2)2 −、CF3SO3 −、CH3SO3 −、CH3CO2 −、CF3COO−、NO3 −、CF3BF3 −、C2F5BF3 −、又はN(CN)2 −であるそれぞれの塩;
3−エトキシ−1,1’−スピロ−ビス(ピロリジニウム)テトラフルオロボレート及び該化合物においてアニオンが塩素イオン、臭素イオン、沃素イオン、AlCl4 −、Al2Cl7 −、PF6 −、AsF6 −、N(CF3SO2)2 −、N(C2F5SO2)2 −、N(FSO2)2 −、CF3SO3 −、CH3SO3 −、CH3CO2 −、CF3COO−、NO3 −、CF3BF3 −、C2F5BF3 −、又はN(CN)2 −であるそれぞれの塩;
3−プロピルオキシ(又はプロポキシ)−1,1’−スピロ−ビス(ピロリジニウム)テトラフルオロボレート及び該化合物においてアニオンが塩素イオン、臭素イオン、沃素イオン、AlCl4 −、Al2Cl7 −、PF6 −、AsF6 −、N(CF3SO2)2 −、N(C2F5SO2)2 −、N(FSO2)2 −、CF3SO3 −、CH3SO3 −、CH3CO2 −、CF3COO−、NO3 −、CF3BF3 −、C2F5BF3 −、又はN(CN)2 −であるそれぞれの塩;
3−ブチルオキシ(又はブトキシ)−1,1’−スピロ−ビス(ピロリジニウム)テトラフルオロボレート及び該化合物においてアニオンが塩素イオン、臭素イオン、沃素イオン、AlCl4 −、Al2Cl7 −、PF6 −、AsF6 −、N(CF3SO2)2 −、N(C2F5SO2)2 −、N(FSO2)2 −、CF3SO3 −、CH3SO3 −、CH3CO2 −、CF3COO−、NO3 −、CF3BF3 −、C2F5BF3 −、又はN(CN)2 −であるそれぞれの塩;
3−メトキシ−1,1’−スピロ−ビス(ピペリジニウム)テトラフルオロボレート及び該化合物においてアニオンが塩素イオン、臭素イオン、沃素イオン、AlCl4 −、Al2Cl7 −、PF6 −、AsF6 −、N(CF3SO2)2 −、N(C2F5SO2)2 −、N(FSO2)2 −、CF3SO3 −、CH3SO3 −、CH3CO2 −、CF3COO−、NO3 −、CF3BF3 −、C2F5BF3 −、又はN(CN)2 −であるそれぞれの塩;
3−エトキシ−1,1’−スピロ−ビス(ピペリジニウム)テトラフルオロボレート及び該化合物においてアニオンが塩素イオン、臭素イオン、沃素イオン、AlCl4 −、Al2Cl7 −、PF6 −、AsF6 −、N(CF3SO2)2 −、N(C2F5SO2)2 −、N(FSO2)2 −、CF3SO3 −、CH3SO3 −、CH3CO2 −、CF3COO−、NO3 −、CF3BF3 −、C2F5BF3 −、又はN(CN)2 −であるそれぞれの塩;
3−プロピルオキシ(又はプロポキシ)−1,1’−スピロ−ビス(ピペリジニウム)テトラフルオロボレート及び該化合物においてアニオンが塩素イオン、臭素イオン、沃素イオン、AlCl4 −、Al2Cl7 −、PF6 −、AsF6 −、N(CF3SO2)2 −、N(C2F5SO2)2 −、N(FSO2)2 −、CF3SO3 −、CH3SO3 −、CH3CO2 −、CF3COO−、NO3 −、CF3BF3 −、C2F5BF3 −、又はN(CN)2 −であるそれぞれの塩;
3−ブチルオキシ(又はブトキシ)−1,1’−スピロ−ビス(ピペリジニウム)テトラフルオロボレート及び該化合物においてアニオンが塩素イオン、臭素イオン、沃素イオン、AlCl4 −、Al2Cl7 −、PF6 −、AsF6 −、N(CF3SO2)2 −、N(C2F5SO2)2 −、N(FSO2)2 −、CF3SO3 −、CH3SO3 −、CH3CO2 −、CF3COO−、NO3 −、CF3BF3 −、C2F5BF3 −、又はN(CN)2 −であるそれぞれの塩;
3’−メトキシ−1−ピペリジン−スピロ−1’−ピロリジニウムテトラフルオロボレート及び該化合物においてアニオンが塩素イオン、臭素イオン、沃素イオン、AlCl4 −、Al2Cl7 −、PF6 −、AsF6 −、N(CF3SO2)2 −、N(C2F5SO2)2 −、N(FSO2)2 −、CF3SO3 −、CH3SO3 −、CH3CO2 −、CF3COO−、NO3 −、CF3BF3 −、C2F5BF3 −、又はN(CN)2 −であるそれぞれの塩;
3’−エトキシ−1−ピペリジン−スピロ−1’−ピロリジニウムテトラフルオロボレート及び該化合物においてアニオンが塩素イオン、臭素イオン、沃素イオン、AlCl4 −、Al2Cl7 −、PF6 −、AsF6 −、N(CF3SO2)2 −、N(C2F5SO2)2 −、N(FSO2)2 −、CF3SO3 −、CH3SO3 −、CH3CO2 −、CF3COO−、NO3 −、CF3BF3 −、C2F5BF3 −、又はN(CN)2 −であるそれぞれの塩;
3’−プロピルオキシ(又はプロポキシ)−1−ピペリジン−スピロ−1’−ピロリジニウムテトラフルオロボレート及び該化合物においてアニオンが塩素イオン、臭素イオン、沃素イオン、AlCl4 −、Al2Cl7 −、PF6 −、AsF6 −、N(CF3SO2)2 −、N(C2F5SO2)2 −、N(FSO2)2 −、CF3SO3 −、CH3SO3 −、CH3CO2 −、CF3COO−、NO3 −、CF3BF3 −、C2F5BF3 −、又はN(CN)2 −であるそれぞれの塩;
3’−ブチルオキシ(又はブトキシ)−1−ピペリジン−スピロ−1’−ピロリジニウムテトラフルオロボレート及び該化合物においてアニオンが塩素イオン、臭素イオン、沃素イオン、AlCl4 −、Al2Cl7 −、PF6 −、AsF6 −、N(CF3SO2)2 −、N(C2F5SO2)2 −、N(FSO2)2 −、CF3SO3 −、CH3SO3 −、CH3CO2 −、CF3COO−、NO3 −、CF3BF3 −、C2F5BF3 −、又はN(CN)2 −であるそれぞれの塩;
3−ヒドロキシ−1,1’−スピロ−ビス(ピロリジニウム)テトラフルオロボレート及び該化合物においてアニオンが塩素イオン、臭素イオン、沃素イオン、AlCl4 −、Al2Cl7 −、PF6 −、AsF6 −、N(CF3SO2)2 −、N(C2F5SO2)2 −、N(FSO2)2 −、CF3SO3 −、CH3SO3 −、CH3CO2 −、CF3COO−、NO3 −、CF3BF3 −、C2F5BF3 −、又はN(CN)2 −であるそれぞれの塩;
3’−ヒドロキシ−1−ピペリジン−スピロ−1’−ピロリジニウムテトラフルオロボレート及び該化合物においてアニオンが塩素イオン、臭素イオン、沃素イオン、AlCl4 −、Al2Cl7 −、PF6 −、AsF6 −、N(CF3SO2)2 −、N(C2F5SO2)2 −、N(FSO2)2 −、CF3SO3 −、CH3SO3 −、CH3CO2 −、CF3COO−、NO3 −、CF3BF3 −、C2F5BF3 −、又はN(CN)2 −であるそれぞれの塩;
3−メトキシ−1−ピペリジン−スピロ−1’−ピロリジニウムテトラフルオロボレート及び該化合物においてアニオンが塩素イオン、臭素イオン、沃素イオン、AlCl4 −、Al2Cl7 −、PF6 −、AsF6 −、N(CF3SO2)2 −、N(C2F5SO2)2 −、N(FSO2)2 −、CF3SO3 −、CH3SO3 −、CH3CO2 −、CF3COO−、NO3 −、CF3BF3 −、C2F5BF3 −、又はN(CN)2 −であるそれぞれの塩;
3−エトキシ−1−ピペリジン−スピロ−1’−ピロリジニウムテトラフルオロボレート及び該化合物においてアニオンが塩素イオン、臭素イオン、沃素イオン、AlCl4 −、Al2Cl7 −、PF6 −、AsF6 −、N(CF3SO2)2 −、N(C2F5SO2)2 −、N(FSO2)2 −、CF3SO3 −、CH3SO3 −、CH3CO2 −、CF3COO−、NO3 −、CF3BF3 −、C2F5BF3 −、又はN(CN)2 −であるそれぞれの塩;
3−プロピルオキシ(又はプロポキシ)−1−ピペリジン−スピロ−1’−ピロリジニウムテトラフルオロボレート及び該化合物においてアニオンが塩素イオン、臭素イオン、沃素イオン、AlCl4 −、Al2Cl7 −、PF6 −、AsF6 −、N(CF3SO2)2 −、N(C2F5SO2)2 −、N(FSO2)2 −、CF3SO3 −、CH3SO3 −、CH3CO2 −、CF3COO−、NO3 −、CF3BF3 −、C2F5BF3 −、又はN(CN)2 −であるそれぞれの塩;
3−ブチルオキシ(又はブトキシ)−1−ピペリジン−スピロ−1’−ピロリジニウムテトラフルオロボレート及び該化合物においてアニオンが塩素イオン、臭素イオン、沃素イオン、AlCl4 −、Al2Cl7 −、PF6 −、AsF6 −、N(CF3SO2)2 −、N(C2F5SO2)2 −、N(FSO2)2 −、CF3SO3 −、CH3SO3 −、CH3CO2 −、CF3COO−、NO3 −、CF3BF3 −、C2F5BF3 −、又はN(CN)2 −であるそれぞれの塩;
3−ヒドロキシ−1,1’−スピロ−ビス(ピロリジニウム)テトラフルオロボレート及び該化合物においてアニオンが塩素イオン、臭素イオン、沃素イオン、AlCl4 −、Al2Cl7 −、PF6 −、AsF6 −、N(CF3SO2)2 −、N(C2F5SO2)2 −、N(FSO2)2 −、CF3SO3 −、CH3SO3 −、CH3CO2 −、CF3COO−、NO3 −、CF3BF3 −、C2F5BF3 −、又はN(CN)2 −であるそれぞれの塩;
3’−ヒドロキシ−1−ピペリジン−スピロ−1’−ピロリジニウムテトラフルオロボレート及び該化合物においてアニオンが塩素イオン、臭素イオン、沃素イオン、AlCl4 −、Al2Cl7 −、PF6 −、AsF6 −、N(CF3SO2)2 −、N(C2F5SO2)2 −、N(FSO2)2 −、CF3SO3 −、CH3SO3 −、CH3CO2 −、CF3COO−、NO3 −、CF3BF3 −、C2F5BF3 −、又はN(CN)2 −であるそれぞれの塩;
3−ヒドロキシ−1−ピペリジン−スピロ−1’−ピロリジニウムテトラフルオロボレート及び該化合物においてアニオンが塩素イオン、臭素イオン、沃素イオン、AlCl4 −、Al2Cl7 −、PF6 −、AsF6 −、N(CF3SO2)2 −、N(C2F5SO2)2 −、N(FSO2)2 −、CF3SO3 −、CH3SO3 −、CH3CO2 −、CF3COO−、NO3 −、CF3BF3 −、C2F5BF3 −、又はN(CN)2 −であるそれぞれの塩;
1−エチル−1−メチル−3−メトキシピロリジニウムテトラフルオロボレート及び該化合物においてアニオンが塩素イオン、臭素イオン、沃素イオン、AlCl4 −、Al2Cl7 −、PF6 −、AsF6 −、N(CF3SO2)2 −、N(C2F5SO2)2 −、N(FSO2)2 −、CF3SO3 −、CH3SO3 −、CH3CO2 −、CF3COO−、NO3 −、CF3BF3 −、C2F5BF3 −、又はN(CN)2 −であるそれぞれの塩;
1−エチル−1−メチル−3−エトキシピロリジニウムテトラフルオロボレート及び該化合物においてアニオンが塩素イオン、臭素イオン、沃素イオン、AlCl4 −、Al2Cl7 −、PF6 −、AsF6 −、N(CF3SO2)2 −、N(C2F5SO2)2 −、N(FSO2)2 −、CF3SO3 −、CH3SO3 −、CH3CO2 −、CF3COO−、NO3 −、CF3BF3 −、C2F5BF3 −、又はN(CN)2 −であるそれぞれの塩;
1−エチル−1−メチル−3−プロピルオキシ(又はプロポキシ)ピロリジニウムテトラフルオロボレート及び該化合物においてアニオンが塩素イオン、臭素イオン、沃素イオン、AlCl4 −、Al2Cl7 −、PF6 −、AsF6 −、N(CF3SO2)2 −、N(C2F5SO2)2 −、N(FSO2)2 −、CF3SO3 −、CH3SO3 −、CH3CO2 −、CF3COO−、NO3 −、CF3BF3 −、C2F5BF3 −、又はN(CN)2 −であるそれぞれの塩;
1−エチル−1−メチル−3−ブチルオキシ(又はブトキシ)ピロリジニウムテトラフルオロボレート及び該化合物においてアニオンが塩素イオン、臭素イオン、沃素イオン、AlCl4 −、Al2Cl7 −、PF6 −、AsF6 −、N(CF3SO2)2 −、N(C2F5SO2)2 −、N(FSO2)2 −、CF3SO3 −、CH3SO3 −、CH3CO2 −、CF3COO−、NO3 −、CF3BF3 −、C2F5BF3 −、又はN(CN)2 −であるそれぞれの塩;
1−エチル−1−メチル−3−ヒドロキシピロリジニウムテトラフルオロボレート及び該化合物においてアニオンが塩素イオン、臭素イオン、沃素イオン、AlCl4 −、Al2Cl7 −、PF6 −、AsF6 −、N(CF3SO2)2 −、N(C2F5SO2)2 −、N(FSO2)2 −、CF3SO3 −、CH3SO3 −、CH3CO2 −、CF3COO−、NO3 −、CF3BF3 −、C2F5BF3 −、又はN(CN)2 −であるそれぞれの塩。
3−メトキシ−1,1’−スピロ−ビス(ピロリジニウム)テトラフルオロボレート、3−ヒドロキシ−1,1’−スピロ−ビス(ピロリジニウム)テトラフルオロボレート、1−エチル−1−メチル−3−メトキシピロリジニウムテトラフルオロボレート、1−エチル−1−メチル−3−ヒドロキシピロリジニウムテトラフルオロボレート、及び該化合物においてアニオンが塩素イオン、臭素イオン、沃素イオン、AlCl4 −、Al2Cl7 −、PF6 −、AsF6 −、N(CF3SO2)2 −、N(C2F5SO2)2 −、N(FSO2)2 −、CF3SO3 −、CH3SO3 −、CH3CO2 −、CF3COO−、NO3 −、CF3BF3 −、C2F5BF3 −、又はN(CN)2 −であるそれぞれの塩。
3−メトキシ−1,1’−スピロ−ビス(ピロリジニウム)テトラフルオロボレート、1−エチル−1−メチル−3−メトキシピロリジニウムテトラフルオロボレート、及び該化合物においてアニオンが塩素イオン、臭素イオン、沃素イオン、AlCl4 −、Al2Cl7 −、PF6 −、AsF6 −、N(CF3SO2)2 −、N(C2F5SO2)2 −、N(FSO2)2 −、CF3SO3 −、CH3SO3 −、CH3CO2 −、CF3COO−、NO3 −、CF3BF3 −、C2F5BF3 −、又はN(CN)2 −であるそれぞれの塩。
前記3−置換環状アミンとアルキル化剤との反応温度は、約−30℃〜150℃が好ましく、約0℃〜100℃がより好ましい。反応時間は、数時間〜48時間程度が好ましい。
前記一般式(1b)において、X−は、好ましくは、BF4 −、Cl−(塩素イオン)、Br−(臭素イオン)、I−(沃素イオン)、AlCl4 −、Al2Cl7 −、PF6 −、AsF6 −、N(CF3SO2)2 −、N(C2F5SO2)2 −、N(FSO2)2 −、CF3SO3 −、CH3SO3 −、CH3CO2 −、CF3COO−、NO3 −、CF3BF3 −、C2F5BF3 −、又はN(CN)2 −を表す。
(式中、Mは、水素又は金属原子を表し、X−は、前記に同じ。)
Mで表わされる金属原子は、通常、Na、K、Li等のアルカリ金属原子、又はCa、Mg、Ba等のアルカリ土類金属原子である。好ましくはNa又はKである。
前記一般式(1)で表わされる3位に置換基を有する環状第4級アンモニウム塩は、公知の電気化学デバイスに使用されている電解質と同じように使用できる。本発明の環状第4級アンモニウム塩は、約100℃以下で液状を示す溶融塩であり、該塩そのものを電解液として使用することもできる。
前記一般式(1)で表わされる3位に置換基を有する環状第4級アンモニウム塩を含有する電解質組成物も、本発明に包含される。一般式(1)で表わされる環状第4級アンモニウム塩は、1種又は2種以上を使用することができる。電解質組成物は、液状の組成物(電解液)であってもよく、後述するようにゲル状であってもよい。好ましくは、液状の電解質組成物(電解液)である。
環状炭酸エステルとしては、エチレンカーボネート(炭酸エチレン)、プロピレンカーボネート(炭酸プロピレン)、ブチレンカーボネート(炭酸ブチレン)、ビニレンカーボネート等が好ましく挙げられ、プロピレンカーボネートがより好ましい。鎖状炭酸エステルとしては、ジメチルカーボネート(炭酸ジメチル)、エチルメチルカーボネート(炭酸エチルメチル)、メチル−n−プロピルカーボネート、メチル−iso−プロピルカーボネート、n−ブチルメチルカーボネート、ジエチルカーボネート(炭酸ジエチル)、エチル−n−プロピルカーボネート、エチル−iso−プロピルカーボネート、n−ブチルエチルカーボネート、ジ−n−プロピルカーボネート、ジ−iso−プロピルカーボネート、ジ−n−ブチルカーボネート等が好ましく挙げられ、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネートがより好ましい。
(電気二重層キャパシタ用電解質組成物)
前記一般式(1)で表わされる環状第4級アンモニウム塩を含有する電解質組成物を用いて、電気二重層キャパシタ用電解液を好適に調製することができる。前記電解質組成物を用いた電気二重層キャパシタ用電解液及び電気二重層キャパシタも、本発明に包含される。
電気二重層キャパシタとしては、缶体中に電極を積層して収納されてなる積層(ラミネート)型、捲回して収納されてなる捲回型、又は絶縁性のガスケットにより電気的に絶縁された金属製缶からなるコイン型と称されるもののいずれにも使用できる。またこれらの形状に限定されるものではない。以下、一例としてラミネート型電気二重層キャパシタの構造について説明する。
前記第4級アンモニウム塩を含有する電解質組成物は、非水電解質電池の電解質又は電解液として好適に用いられる、例えは、リチウム塩を含有することにより、リチウムイオン電池、及びリチウム金属電池(一次電池及び二次電池)等の非水電解質電池の電解質組成物として好適なものとなる。前記電解質組成物を用いたリチウムイオン電池用電解質組成物、及びリチウム金属電池用電解質組成物も、本発明に包含される。前記電解質組成物を用いたリチウムイオン電池及びリチウム金属電池も、本発明に包含される。
(リチウムイオン電池用電解質組成物)
リチウムイオン電池及びリチウム金属電池に用いられる電解質組成物は、前記環状第4級アンモニウム塩と共に、有機溶媒及びリチウム塩を含有していることが好ましい。また、電解質組成物は、液状の電解質組成物(電解液)であることが好ましい。
前記電解質組成物に対する高分子化合物の添加量は両者の相溶性によっても異なるが、通常、液状の電解質組成物の約5質量%〜50質量%に相当する高分子化合物を添加することが好ましい。
本発明におけるリチウムイオン電池は、負極の容量が電極反応物質であるリチウムの吸蔵及び放出による容量成分により表わされる二次電池であり、通常、フィルム状の外装部材の内部に正極及び負極と共に前記非水電解質を備えたものである。本発明のリチウムイオン電池として、例えば、正極リード及び負極リードが取り付けられた巻回電極体をフィルム状の外装部材の内部に収納した構成を有しているものが挙げられる。
正極リード(11)及び負極リード(12)は、それぞれ例えば短冊状であり、外装部材(31)の内部から外部に向かい例えば同一方向にそれぞれ導出されている。正極リード(11)は、例えばアルミニウム(Al)等の金属材料により構成されており、負極リード(12)は、例えばニッケル(Ni)等の金属材料により構成されている。
巻回電極体(20)は、正極(21)と負極(22)とをセパレータ(23)を介して積層し、巻回したものであり、最外周部は、通常保護テープ(24)により保護されている。
正極集電体(21A)は、例えば、アルミニウム等の金属材料により構成されていることが好ましい。
まず、例えば、正極活物質と結着剤と導電剤とを混合して正極合剤を調製し、N−メチル−2−ピロリドン等の溶剤に分散させることにより正極合剤スラリーを作製する。次いで、この正極合剤スラリーを正極集電体(21A)の両面又は片面に塗布し乾燥させ、圧縮成型して正極活物質層(21B)を形成し正極(21)を作製する。続いて、例えば、正極集電体(21B)に正極リード(11)を、例えば超音波溶接又はスポット溶接により接合する。
次いで、この巻回電極体(20)を外装部材(31)で挟み、一辺を除く外周縁部を熱融着して袋状とし、外装部材(31)の内部に収納する。続いて、前記電解質組成物を電解液として外装部材(31)の内部に注入する。
電解質組成物を注入したのち、外装部材(31)の開口部を真空雰囲気下で熱融着等により密閉させ電池を組み立てる。その際、正極リード(11)及び負極リード(12)と外装部材(31)との間には密着フィルム(32)を挿入することが好ましい。このようにして、フィルム状の外装部材の内部に正極及び負極と共に前記電解質組成物質を備えたリチウムイオン電池が製造される。
(リチウム金属一次、二次電池の作製)
本発明の電解質組成物は、前述のようなリチウムイオン二次電池の他に、リチウム金属電池に用いることもできる。前記電解質組成物を用いたリチウム金属電池も、本発明に包含される。リチウム金属電池に用いられる電解質組成物及びその好ましい態様は、前述したリチウムイオン電池用電解質組成物と同じである。
リチウム金属電池は、例えば次のような方法によって作製することができる。
本発明の電解質組成物は、光電変換装置用の電解質組成物として好適なものである。電解質組成物は、好ましくは、液状の電解質組成物(電解液)である。光電変換装置としては、光電変換素子、光化学電池(好ましくは半導体を用いる光化学電池)等が好適である。前記電解質組成物を用いた光電変換装置用電解質組成物も、本発明に包含される。前記電解質組成物を用いた光電変換素子、光化学電池等の光電変換装置も、本発明に包含される。
(光電変換装置用電解質組成物)
前記電解質組成物を光電変換素子に用いる場合、電解質組成物は前記一般式(1)で表わされる環状第4級アンモニウム塩以外の塩1種又は2種以上を含んでいてもよい。一般式(1)で表わされる環状第4級アンモニウム塩以外の塩としては、ヨウ素塩が好ましい。一般式(1)で表わされる環状第4級アンモニウム塩以外のヨウ素塩として、例えば第四級アンモニウム塩、イミダゾリウム塩、トリアゾリウム塩又はホスホニウム塩等のヨウ素塩等が挙げられる。
多官能モノマー類の重合によって電解質組成物をゲル化してゲル電解質とする場合、ゲル電解質の製造方法は、電解質組成物に多官能モノマー類、重合開始剤、及び溶媒を加えた溶液を調製し、該溶液を用いてキャスト法、塗布法、浸漬法、含浸法等の方法により電極上に電解質層を形成し、その後多官能モノマーのラジカル重合によってゲル化させる方法が好ましい。ゲル状の電解質組成物の製造方法は、前述したものと同様であり、多官能モノマー等も前述したものと同様である。
光電変換素子として、例えば、導電層と感光層とからなる光電極、電荷輸送層及び対極を有する光電変換素子において、前記電荷輸送層が前記電解質組成物を含有する光電変換素子等が好ましい。
本発明の光電変換素子(46)は、導電層(41)及び感光層(42)を有する光電極、電荷輸送層(43)及び対極(44)を有し、電荷輸送層(43)に前記本発明の電解質組成物を含有する。好ましくは図5に示すように、導電層(41)と感光層(42)とを有する光電極、電荷輸送層(43)、及び対極導電層(44)がこの順に積層され、感光層(42)が色素によって増感された半導体微粒子と当該半導体微粒子の間の空隙に充填された電解質とから構成されている光電変換素子である。電解質は、電荷輸送層(43)に用いる材料と同じ成分からなることが好ましい。また光電変換素子に強度を付与するために、導電層(41)側及び/又は対極導電層(44)側に基板を設けてもよい。以下、本明細書では、導電層(41)及び任意に設ける基板からなる層を「導電性支持体」、対極導電層(44)及び任意に設ける基板からなる層を「対極」と呼ぶ。スペーサー(45)を介して、光電極と対極とを積層することにより形成した隙間に電荷輸送層(43)を形成してもよい。スペーサーとしては、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム等を使用することができる。この光電変換素子を外部回路に接続して仕事をさせるようにしたものが光化学電池である。なお、導電層(41)、対極導電層(44)、及び基板は、それぞれ透明導電層、透明対極導電層、及び透明基板であってもよい。
導電性支持体は、通常、(i)導電層の単層又は(ii)導電層及び基板の2層からなる。強度や密封性が十分に保たれるような導電層を使用すれば、基板は必ずしも必要でない。
(ii)の場合、通常、導電剤を含有する導電層を感光層側に有する基板を使用することができる。好ましい導電剤としては、金属(例えば白金、金、銀、銅、アルミニウム、ロジウム、インジウム等)、炭素、導電性金属酸化物(インジウム−スズ複合酸化物、二酸化スズにフッ素をドープしたもの等)等が挙げられる。導電層の厚さは、0.02〜10μm程度が好ましい。
本発明の光電変換素子において、感光層は、色素によって増感された微粒子半導体を含有することが好ましい。半導体はいわゆる感光体として作用し、光を吸収して電荷分離を行い電子と正孔を生ずる。色素増感された半導体微粒子においては、光吸収及びこれによる電子及び正孔の発生は主として色素で起こり、半導体微粒子はこの電子を受け取り伝達する役割を担う。
半導体微粒子としてはシリコン、ゲルマニウムのような単体半導体、III−V系化合物半導体、金属カルコゲニド(例えば酸化物、硫化物、セレン化物等)、ペロブスカイト構造を有する化合物(例えばチタン酸ストロンチウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ナトリウム、チタン酸バリウム、ニオブ酸カリウム等)等が使用できる。本発明で使用する半導体微粒子は、金属カルコゲニド微粒子からなるもの等が好ましい。
本発明で用いる半導体は単結晶でも多結晶でもよい。
粒径分布の異なる2種類以上の微粒子を混合してもよい。
半導体微粒子を導電性支持体上に塗布する際には、半導体微粒子の分散液又はコロイド溶液を導電性支持体上に塗布する方法に加え、ゾル−ゲル法等を使用することができる。
半導体微粒子層の形成方法は特に限定されないが、光電変換素子の量産化、半導体微粒子分散液又はコロイド溶液の物性、導電性支持体の融通性等を考慮すると、湿式製膜方法が好ましい。湿式製膜方法としては塗布法及び印刷法が代表的である。
感光層に使用する色素には、種々の金属錯体色素、有機色素等を用いることができる。光電変換の波長域をできるだけ広くし、且つ変換効率を上げるために、二種類以上の色素を混合して用いてもよい。また、光源の波長域と強度分布に合わせて、混合する色素とその混合割合を選択すればよい。
本発明で用いるルテニウム錯体色素は、下記一般式(6)
半導体微粒子に色素を吸着させるためには、色素の溶液中によく乾燥した半導体微粒子層を有する導電性支持体を浸漬する方法、又は色素の溶液を半導体微粒子層に塗布する方法を用いることができる。前者の方法では、浸漬法、ローラ法、エアーナイフ法等が使用可能である。なお、浸漬法の場合、色素の吸着は室温で行ってもよいし、特開平7−249790号公報に記載されているように加熱還流して行ってもよい。また、後者の方法では、ワイヤーバー法、スライドホッパー法、エクストルージョン法、カーテン法、スピン法、スプレー法等の塗布方法や、凸版、オフセット、グラビア、スクリーン印刷等の印刷方法が利用できる。
電荷輸送層は、色素の酸化体に電子を補充する機能を有する層である。電荷輸送層に前記本発明の電解質組成物を用いるが、更に固体電解質や正孔(ホール)輸送材料を併用することもできる。
電荷輸送層中の水分は、約10,000ppm以下であるのが好ましく、より好ましくは約2,000ppm以下であり、特に好ましくは約100ppm以下である。
対極は、光電変換素子を光化学電池としたときに正極として作用するものである。対極は前記導電性支持体と同様に、導電性材料からなる対極導電層のみから構成されていてもよいし、対極導電層と支持基板から構成されていてもよい。対極導電層に用いる導電性材料としては、金属(例えば白金、金、銀、銅、アルミニウム、ロジウム、インジウム等)、炭素、導電性金属酸化物(インジウム−スズ複合酸化物、酸化スズにフッ素をドープしたもの等)等が使用できる。対極に用いる支持基板は、好ましくはガラス基板又はプラスチック基板であり、通常、これに前記導電性材料を塗布又は蒸着して用いる。対極導電層の厚さは特に制限されないが約3nm〜10μmであることが好ましい。特に、対極導電層が金属である場合は、その厚さは約5μm以下であることが好ましく、約5nm〜3μmであることがより好ましい。
電極として作用する導電性支持体及び対極の一方又は両方に、保護層、反射防止層等の機能性層を設けてもよい。このような機能性層を多層に形成する場合、同時多層塗布法、逐次塗布法等が利用できる。生産性の観点からは同時多層塗布法が好ましい。同時多層塗布法では、生産性及び塗膜の均一性の観点からスライドホッパー法やエクストルージョン法が好ましい。機能性層の形成には、導電性支持体又は対極の材質に応じて蒸着法や貼り付け法等を用いることができる。
光電変換素子の内部構造は目的に合わせ様々な形態が可能である。大きく2つに分ければ、両面から光の入射が可能な構造と片面からのみ可能な構造が可能である。本発明の光電変換素子の内部構造は、導電層に前記一般式(1)で表わされる環状第四級アンモニウム塩を含有する電解質組成物を使用するものであればよく、光電変換素子を用いる用途等に応じて適宜選択すればよい。
前記光電変換素子を用いた光化学電池も、本発明の1つである。
本発明の光化学電池は、前記光電変換素子に外部回路で仕事をさせるようにしたものである。光化学電池は構成物の劣化や内容物の揮散を防止するために、側面をポリマーや接着剤等で密封することが好ましい。導電性支持体及び対極にリードを介して接続される外部回路自体は公知のものでよい。
本発明の光化学電池は、色素増感太陽電池であることが好ましい。前記光電変換素子を用いた色素増感太陽電池は、本発明における好ましい実施態様の1つである。
本発明の色素増感太陽電池は、従来の太陽電池モジュールと基本的には同様のモジュール構造をとりうる。太陽電池モジュールは、一般的には金属、セラミック等の支持基板上にセルを形成し、それを充填樹脂や保護ガラス等で覆って構成される、支持基板の反対側から光を取り込む構造を有する。支持基板の材料として強化ガラス等の透明材料を用い、その上にセルを形成してその透明支持基板側から光を取り込む構造とすることも可能である。具体的には、スーパーストレートタイプ、サブストレートタイプ又はポッティングタイプのモジュール構造、アモルファスシリコン太陽電池等で用いられる基板一体型モジュール構造等が挙げられる。本発明の光電変換素子を用いた色素増感太陽電池においても、使用目的や使用場所及び環境により、適宜モジュール構造を選択できる。
3−ピロリジノール100gをアセトニトリル1000mLに溶解し、4−ジメチルアミノピリジン9.8gを加え攪拌した。これを5℃以下に冷却し、ターシャリブチルピロカーボネート285gのアセトニトリル溶液を滴下した。滴下終了後、室温で12時間攪拌した。得られた反応液を減圧で濃縮し、残渣に塩化メチレン1000mLを加え希釈し、水で洗浄した。溶媒を減圧濃縮し、黄色い粘調な液体213gを得た。
得られた液体をメタノール200mLに希釈し、塩化水素飽和メタノール500mLに滴下した。室温で気泡の発生がみられなくなるまで約6時間攪拌したのち、減圧で濃縮した。得られた濃縮物をジクロロメタン200mLに溶解し不溶物をろ過し、ろ液を濃縮すると、3−メトキシピロリジンが68.2g得られた。
得られた3−メトキシピロリジンの1H、化学シフトを以下に示す。
1HNMR(500MHz,CDCl3):δ1.78(m,1H),1.86(m,1H),2.81(m,2H),3.04(m,2H),3.29(s,3H),3.89(m,1H)
3−メトキシスピロビスピロリジニウムブロミドの合成
3−メトキシピロリジン68.2gを2−プロパノール650mLに溶解した。これに、室温で炭酸カリウム171.3g及び1,4−ジブロモブタン120.6gを加え、混合物を3時間加熱還流した。
得られた反応液を濾過し、2−プロパノール500mLで洗浄した。ろ液を減圧で濃縮し残渣にジクロロメタン200mLを加え希釈し、水で目的物を抽出した。得られた水溶液を減圧で濃縮し、乾燥し、黄色い液体を得た。これを2−プロパノールに溶解しアセトンを加えて放置すると無色からやや黄色い結晶として目的物3−メトキシスピロビスピロリジニウムブロミドが114.7g(収率97.9%)得られた。
得られた3−メトキシスピロビスピロリジニウムブロミドの1H、化学シフトを以下に示す。
1HNMR(500MHz,MeOH):δ2.15(m,1H),2.28(m,1H),2.48(m,1H),3.25(s,3H),3.56(m,4H),3.65(m,2H),3.69(m,2H),4.20(m,1H)
3−メトキシスピロビスピロリジニウムテトラフルオロボレートの合成
3−メトキシスピロビスピロリジニウムブロミド47.23gをテフロン(登録商標)容器に秤取り、メタノール400mLで希釈した。これに、42%ホウフッ化水素酸59.5gを加え、窒素を吹き込みながら130℃で加熱濃縮した。重量変化がなくなるまで、メタノール希釈と濃縮を繰り返した。得られた液状物をジクロロメタンに溶解しアルミナカラムを通し、溶出液を濃縮し、乾燥すると無色の液体として目的物3−メトキシスピロビスピロリジニウムテトラフルオロボレートが40.0g(収率82.3%)得られた。
得られた3−メトキシスピロビスピロリジニウムテトラフルオロボレートの1H、化学シフトを以下に示す。
1HNMR(500MHz,MeOH):δ2.15(m,1H),2.28(m,1H),2.47(m,1H),3.28(s,3H),3.55(m,8H),4.19(m,1H)
3−メトキシスピロビスピロリジニウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)アミドの合成
3−メトキシスピロビスピロリジニウムブロミド47.23gを300mLコニカルビーカーに秤取り、蒸留水100mLに希釈した。これに、リチウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)アミド577.4gを加え3時間攪拌した。二層に分離した液を分液し、下層をとった。上層にはジクロロメタン50mLを加え抽出し、下層と合わせた。合わせたジクロロメタン溶液を蒸留水50mLで洗浄し濃縮し、乾燥すると無色の液体として目的物3−メトキシスピロビスピロリジニウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)アミドが73.8g(収率84.5%)得られた。
得られた3−メトキシスピロビスピロリジニウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)アミドの1H、化学シフトを以下に示す。
1HNMR(500MHz,MeOH):δ2.15(m,1H),2.28(m,1H),2.47(m,1H),3.28(s,3H),3.55(m,8H),4.19(m,1H)
3−メトキシスピロビスピロリジニウムトリフルオロアセテートの合成
3−メトキシスピロビスピロリジニウムブロミド10.5gを蒸留水100mLに希釈し5℃に冷却した。これに、酸化銀5.3gを加え5時間攪拌した。濾過しろ液を5℃以下に冷却し、トリフルオロ酢酸4gを滴下した。反応液を減圧濃縮し、乾燥すると無色の液体として目的物トリフルオロアセテート塩が9g(75%)得られた。
得られたトリフルオロアセテート塩の1H、化学シフトを以下に示す。
1HNMR(500MHz,MeOH):δ2.15(m,1H),2.28(m,1H),2.47(m,1H),3.28(s,3H),3.55(m,8H),4.19(m,1H)
3−ヒドロキシスピロビスピロリジニウムブロミドの合成
3−ピロリジノール25gを2−プロパノール250mLに溶解した。これに、室温で炭酸カリウム39.7g及び1,4−ジブロモブタン62.9gを加え、混合物を24時間加熱還流した。
反応液を濾過し、2−プロパノール500mLで洗浄した。ろ液を減圧で濃縮し、残渣にジクロロメタン200mLを加え希釈し、水で目的物を抽出した。得られた水溶液を減圧で濃縮し、乾燥し、褐色の液状物を得た。これを2−プロパノールに溶解し、アセトンを加えて放置すると、無色からやや黄色い結晶として目的物3−ヒドロキシスピロビスピロリジニウムブロミドが30g(収率47%)得られた。
得られた3−ヒドロキシスピロビスピロリジニウムブロミドの1H、化学シフトを以下に示す。
1HNMR(500MHz,MeOH):δ2.17(m,1H),2.25(m,4H),2.56(m,1H),3.70(m,8H),4.69(m,1H)
3−ヒドロキシスピロビスピロリジニウムテトラフルオロボレートの合成
3−ヒドロキシスピロビスピロリジニウムブロミド10gをテフロン(登録商標)容器に秤取り、蒸留水30mLで希釈した。これに、ホウフッ化水素酸銀25gを加え、攪拌した。得られた溶液を濾過し、ろ液を濃縮すると、液状物が得られた。得られた液状物をジクロロメタンに溶解し、アルミナカラムを通し、溶出液を濃縮し乾燥すると、無色からやや黄色い液体として目的物3−ヒドロキシスピロビスピロリジニウムテトラフルオロボレートが50g(収率48.5%)得られた。
得られた3−ヒドロキシスピロビスピロリジニウムテトラフルオロボレートの1H、化学シフトを以下に示す。
1HNMR(500MHz,MeOH):δ2.17(m,1H),2.25(m,4H),2.56(m,1H),3.70(m,8H),4.69(m,1H)
3−ヒドロキシスピロビスピロリジニウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)アミドの合成
3−ヒドロキシスピロビスピロリジニウムブロミド11.3gを50mLコニカルビーカーに秤取り蒸留水20mLに希釈した。これに、リチウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)アミド14.6gを加え3時間攪拌した。二層に分離した液を分液し、下層をとった。上層にはジクロロメタン50mLを加え抽出し、下層と合わせた。合わせたジクロロメタン溶液を、濃縮し乾燥すると、やや黄色い液体として目的物3−ヒドロキシスピロビスピロリジニウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)アミドが7.2g(収率33.6%)得られた。
得られた3−ヒドロキシスピロビスピロリジニウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)アミドの1H、化学シフトを以下に示す。
1HNMR(500MHz,MeOH):δ2.17(m,1H),2.25(m,4H),2.56(m,1H),3.70(m,8H),4.69(m,1H)
実施例2で製造した3−メトキシスピロビスピロリジニウムテトラフルオロボレート(以下、3−メトキシスピロビスピロリジニウムテトラフルオロボレート1という。)を用いて、以下の方法により電気二重層キャパシタを作製して、長期信頼性試験(耐久性試験)を行った。比較としてスピロビスピロリジニウムテトラフルオロボレート(以下、SBP2という。)を用いた。結果を図6に示す。
分極性電極として、ジャパンゴアテックス社製 B80(商品名、比表面積 1500m2/g)を使用した。
電極2枚を、セルロース製セパレータを介して対向、配置させた素子をアルミラミネート製の外装ケースに収納した後、電解液を注液して封止して図1に示すラミネート型電気二重層キャパシタを作製した。正負極端子は、それぞれの電極からアルミリード板を用いて、外装ケースの外に取り出した。
25℃に設定された恒温槽内にて、2.7Vの定電圧充電を24時間行い0.0Vまで放電しエージング処理をした。長期信頼性試験(耐久性試験)においては、60℃に設定した恒温槽内にて、電圧2.7Vで所定時間印加し続けることによりフローティング試験を行った。静電容量は、25℃に設定された恒温槽内にて、2.7Vの定電圧充電を30分間行い、2.0mA/cm2にて所定電圧まで放電を行い、その電圧勾配より求めた。
このように、表1及び図6の結果から、3−メトキシスピロビスピロジニウムテトラフルオロボレート1を用いた電気二重層キャパシタは、SBP2を用いたものより長期安定性(耐電気分解性、耐久性)に優れることがわかった。また、前記結果から、本発明の3位に置換基を有する環状第四級アンモニウム塩は安定性に優れ、電気二重層キャパシタ、リチウム電池(リチウムイオン電池及びリチウム金属電池)、光電変換装置等の電気化学デバイスの電解質としても好適であることが分かった。
2 ラミネート
3 電極
4 セパレータ
11 正極リード
12 負極リード
20 巻回電極体
21 正極
21A 正極集電体
21B 正極活物質層
22 負極
22A 負極集電体
22B 負極活物質層
23 セパレータ
24 保護テープ
31 外装部材
32 密着フィルム
41 導電層(導電性支持体)
42 感光層(色素で増感された半導体微粒子層)
43 電荷輸送層(電解質組成物)
44 対極導電層(対極)
45 スペーサー
46 光電変換素子(光化学電池)
Claims (16)
- nが1であることを特徴とする請求項2に記載の環状第四級アンモニウム塩。
- mが1であることを特徴とする請求項2又は3に記載の環状第四級アンモニウム塩。
- nが1であり、mが1であり、且つR1が水素原子であることを特徴とする請求項2〜4のいずれか一項に記載の環状第四級アンモニウム塩。
- nが1であり、mが1であり、且つR1が炭素数1〜4の直鎖又は分岐のアルキル基であることを特徴とする請求項2〜4のいずれか一項に記載の環状第四級アンモニウム塩。
- R1が、メチル基又はエチル基であることを特徴とする請求項2〜4及び6のいずれか一項に記載の環状第四級アンモニウム塩。
- 環状第四級アンモニウム塩が、一般式(1)においてR2がメチル基であり、R3がエチル基である3−アルコキシピロリジニウム塩である請求項1に記載の環状第四級アンモニウム塩。
- X−が、BF4 −、塩素イオン、臭素イオン、沃素イオン、AlCl4 −、Al2Cl7 −、PF6 −、AsF6 −、N(CF3SO2)2 −、N(C2F5SO2)2 −、N(FSO2)2 −、CF3SO3 −、CH3SO3 −、CH3CO2 −、CF3COO−、NO3 −、CF3BF3 −、C2F5BF3 −又はN(CN)2 −である請求項1〜8のいずれか一項に記載の環状第四級アンモニウム塩。
- X − が、BF 4 − 、塩素イオン、臭素イオン、沃素イオン、AlCl 4 − 、Al 2 Cl 7 − 、PF 6 − 、AsF 6 − 、N(CF 3 SO 2 ) 2 − 、N(C 2 F 5 SO 2 ) 2 − 、N(FSO 2 ) 2 − 、CF 3 SO 3 − 、CH 3 SO 3 − 、CH 3 CO 2 − 、CF 3 COO − 、NO 3 − 、CF 3 BF 3 − 、C 2 F 5 BF 3 − 又はN(CN) 2 − である請求項10に記載の電解質組成物。
- 請求項1〜9のいずれか一項に記載の環状アンモニウム塩を含有する電解質組成物。
- 電気化学デバイスに用いられるものである請求項10〜12のいずれか一項に記載の電解質組成物。
- 請求項13に記載の電解質組成物を用いた電気二重層キャパシタ。
- 請求項13に記載の電解質組成物を用いたリチウムイオン電池又はリチウム金属電池。
- 請求項13に記載の電解質組成物を用いた光電変換装置。
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