JP5816999B2 - アルカリ金属、アルカリ土類金属又はアルミニウムをカチオンとする塩と、ヘテロ元素を有する有機溶媒とを含む電解液の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、アルカリ金属、アルカリ土類金属又はアルミニウムをカチオンとする塩と、ヘテロ元素を有する有機溶媒とを含む電解液の製造方法に関する。

一般に、電池は、主な構成要素として、正極、負極及び電解液を備える。そして、電解液には、適切な電解質が適切な濃度範囲で添加されている。例えば、リチウムイオン二次電池の電解液には、ＬｉＣｌＯ_４、ＬｉＡｓＦ_６、ＬｉＰＦ_６、ＬｉＢＦ_４、ＣＦ_３ＳＯ_３Ｌｉ、（ＣＦ_３ＳＯ_２）_２ＮＬｉ等のリチウム塩が電解質として添加されるのが一般的であり、そして、電解液におけるリチウム塩の濃度は、概ね１ｍｏｌ／Ｌとされるのが一般的である。

実際に、特許文献１には、ＬｉＰＦ_６を１ｍｏｌ／Ｌの濃度で含む電解液を用いたリチウムイオン二次電池が開示されている。また、特許文献２には、（ＣＦ_３ＳＯ_２）_２ＮＬｉを１ｍｏｌ／Ｌの濃度で含む電解液を用いたリチウムイオン二次電池が開示されている。

また、電池の性能を向上させる目的で、リチウム塩を含む電解液に種々の添加剤を加える研究が盛んに行われている。

例えば、特許文献３には、ＬｉＰＦ_６を１ｍｏｌ／Ｌの濃度で含む電解液に対し、特定の添加剤を少量加えた電解液が記載されており、この電解液を用いたリチウムイオン二次電池が開示されている。また、特許文献４にも、ＬｉＰＦ_６を１ｍｏｌ／Ｌの濃度で含む電解液に対し、フェニルグリシジルエーテルを少量加えた電解液が記載されており、この電解液を用いたリチウムイオン二次電池が開示されている。

特開２０１３−１４９４７７号公報 特開２０１３−１３４９２２号公報 特開２０１３−１４５７２４号公報 特開２０１３−１３７８７３号公報

特許文献１〜４に記載のとおり、従来、リチウムイオン二次電池に用いられる電解液においては、リチウム塩を概ね１ｍｏｌ／Ｌの濃度で含むことが技術常識となっていた。そして、特許文献３〜４に記載のとおり、電解液の改善検討においては、リチウム塩とは別個の添加剤に着目して行われるのが一般的であった。

かかる従来の技術常識に反し、本発明は、電解液中の金属塩と溶媒との関係に着目したものであり、金属塩及び溶媒が新たな状態で存在する電解液の製造方法を提供することを目的とする。

本発明者は数多くの試行錯誤を重ねながら鋭意検討を行った。そして、本発明者は、電解質としてのリチウム塩を通常以上添加した電解液が技術常識に反して溶液状態を維持することを発見した。そして、本発明者は、そのような電解液が電池の電解液として好適に作用することを知見し、本発明を完成するに至った。

本発明の電解液の製造方法は、ヘテロ元素を有する有機溶媒と、アルカリ金属、アルカリ土類金属又はアルミニウムをカチオンとする塩とを混合し、当該塩を溶解して、第１電解液を調製する第１溶解工程と、撹拌及び／又は加温条件下、前記第１電解液に前記塩を加え、前記塩を溶解し、過飽和状態の第２電解液を調製する第２溶解工程と、撹拌及び／又は加温条件下、前記第２電解液に前記塩を加え、前記塩を溶解し、第３電解液を調製する第３溶解工程を含むことを特徴とする。

本発明の電解液の製造方法にて提供される電解液は、種々の電池特性を向上できる。

実施例３の電解液のＩＲスペクトルである。 実施例４の電解液のＩＲスペクトルである。 実施例７の電解液のＩＲスペクトルである。 実施例８の電解液のＩＲスペクトルである。 実施例１０の電解液のＩＲスペクトルである。 比較例２の電解液のＩＲスペクトルである。 比較例４の電解液のＩＲスペクトルである。 アセトニトリルのＩＲスペクトルである。 （ＣＦ_３ＳＯ_２）_２ＮＬｉのＩＲスペクトルである。 （ＦＳＯ_２）_２ＮＬｉのＩＲスペクトルである（２１００〜２４００ｃｍ^−１）。 実施例１１の電解液のＩＲスペクトルである。 実施例１２の電解液のＩＲスペクトルである。 実施例１３の電解液のＩＲスペクトルである。 実施例１４の電解液のＩＲスペクトルである。 実施例１５の電解液のＩＲスペクトルである。 比較例６の電解液のＩＲスペクトルである。 ジメチルカーボネートのＩＲスペクトルである。 実施例１６の電解液のＩＲスペクトルである。 実施例１７の電解液のＩＲスペクトルである。 実施例１８の電解液のＩＲスペクトルである。 比較例７の電解液のＩＲスペクトルである。 エチルメチルカーボネートのＩＲスペクトルである。 実施例１９の電解液のＩＲスペクトルである。 実施例２０の電解液のＩＲスペクトルである。 実施例２１の電解液のＩＲスペクトルである。 比較例８の電解液のＩＲスペクトルである。 ジエチルカーボネートのＩＲスペクトルである。 （ＦＳＯ_２）_２ＮＬｉのＩＲスペクトルである（１９００〜１６００ｃｍ^−１）。 評価例７の急速充放電の繰り返しに対する応答性の結果である。 評価例８における実施例２３のリチウムイオン二次電池の充電状態の正極と電解液を共存させた場合のＤＳＣチャートである。 評価例８における比較例１０のリチウムイオン二次電池の充電状態の正極と電解液を共存させた場合のＤＳＣチャートである。 実施例２６のハーフセルの充放電曲線である。 実施例２７のハーフセルの充放電曲線である。 実施例２８のハーフセルの充放電曲線である。 実施例２９のハーフセルの充放電曲線である。 比較例１３のハーフセルの充放電曲線である。 実施例８の電解液のラマンスペクトルである。 実施例９の電解液のラマンスペクトルである。 比較例４の電解液のラマンスペクトルである。 実施例１１の電解液のラマンスペクトルである。 実施例１３の電解液のラマンスペクトルである。 実施例１５の電解液のラマンスペクトルである。 比較例６の電解液のラマンスペクトルである。 実施例３０のハーフセルに対する電位（３．１〜４．６Ｖ）と応答電流との関係を示すグラフである。 実施例３０のハーフセルに対する電位（３．１〜５．１Ｖ）と応答電流との関係を示すグラフである。 実施例３１のハーフセルに対する電位（３．１〜４．６Ｖ）と応答電流との関係を示すグラフである。 実施例３１のハーフセルに対する電位（３．１〜５．１Ｖ）と応答電流との関係を示すグラフである。 実施例３３のハーフセルに対する電位（３．１〜４．６Ｖ）と応答電流との関係を示すグラフである。 実施例３３のハーフセルに対する電位（３．１〜５．１Ｖ）と応答電流との関係を示すグラフである。 実施例３４のハーフセルに対する電位（３．１〜４．６Ｖ）と応答電流との関係を示すグラフである。 実施例３４のハーフセルに対する電位（３．１〜５．１Ｖ）と応答電流との関係を示すグラフである。 比較例１４のハーフセルに対する電位（３．１〜４．６Ｖ）と応答電流との関係を示すグラフである。 実施例３１のハーフセルに対する電位（３．０〜４．５Ｖ）と応答電流との関係を示すグラフである。 実施例３１のハーフセルに対する電位（３．０〜５．０Ｖ）と応答電流との関係を示すグラフである。 実施例３２のハーフセルに対する電位（３．０〜４．５Ｖ）と応答電流との関係を示すグラフである。 実施例３２のハーフセルに対する電位（３．０〜５．０Ｖ）と応答電流との関係を示すグラフである。 比較例１５のハーフセルに対する電位（３．０〜４．５Ｖ）と応答電流との関係を示すグラフである。 比較例１５のハーフセルに対する電位（３．０〜５．０Ｖ）と応答電流との関係を示すグラフである。 各電流レートにおける実施例３５のリチウムイオン二次電池の電圧カーブである。 各電流レートにおける比較例１６のリチウムイオン二次電池の電圧カーブである。 評価例１８における、電池の複素インピーダンス平面プロットである。

以下に、本発明を実施するための形態を説明する。なお、特に断らない限り、本明細書に記載された数値範囲「ａ〜ｂ」は、下限ａ及び上限ｂをその範囲に含む。そして、これらの上限値及び下限値、ならびに実施例中に列記した数値も含めてそれらを任意に組み合わせることで数値範囲を構成し得る。さらに数値範囲内から任意に選択した数値を上限、下限の数値とすることができる。

本発明の電解液の製造方法は、ヘテロ元素を有する有機溶媒と、アルカリ金属、アルカリ土類金属又はアルミニウムをカチオンとする塩（以下、「金属塩」又は単に「塩」ということがある。）とを混合し、当該塩を溶解して、第１電解液を調製する第１溶解工程と、撹拌及び／又は加温条件下、前記第１電解液に前記塩を加え、前記塩を溶解し、過飽和状態の第２電解液を調製する第２溶解工程と、撹拌及び／又は加温条件下、前記第２電解液に前記塩を加え、前記塩を溶解し、第３電解液（以下、「本発明の電解液」ということがある。）を調製する第３溶解工程を含むことを特徴とする。

本発明の電解液は従来の電解液と比較して金属塩の含有量が多いため、固体（粉体）の金属塩に有機溶媒を加える製造方法では凝集体が得られてしまい、溶液状態の電解液を製造するのが困難である。よって、本発明の電解液の製造方法においては、有機溶媒に対し金属塩を徐々に加え、かつ、電解液の溶液状態を維持しながら製造することとなる。

金属塩は、通常、電池の電解液に含まれるＬｉＣｌＯ_４、ＬｉＡｓＦ_６、ＬｉＰＦ_６、ＬｉＢＦ_４、ＬｉＡｌＣｌ_４などの電解質として用いられる化合物であれば良い。金属塩のカチオンとしては、リチウム、ナトリウム、カリウムなどのアルカリ金属、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウムなどのアルカリ土類金属、及びアルミニウムを挙げることができる。金属塩のカチオンは、電解液を使用する電池の電荷担体と同一の金属イオンであるのが好ましい。例えば、本発明の電解液をリチウムイオン二次電池用の電解液として使用するのであれば、金属塩のカチオンはリチウムが好ましい。

塩のアニオンの化学構造は、ハロゲン、ホウ素、窒素、酸素、硫黄又は炭素から選択される少なくとも１つの元素を含むと良い。ハロゲン又はホウ素を含むアニオンの化学構造を具体的に例示すると、ＣｌＯ_４、ＰＦ_６、ＡｓＦ_６、ＳｂＦ_６、ＴａＦ_６、ＢＦ_４、ＳｉＦ_６、Ｂ（Ｃ_６Ｈ_５）_４、Ｂ（ｏｘａｌａｔｅ）_２、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉを挙げることができる。

窒素、酸素、硫黄又は炭素を含むアニオンの化学構造について、以下、具体的に説明する。

塩のアニオンの化学構造は、下記一般式（１）、一般式（２）又は一般式（３）で表される化学構造が好ましい。

（Ｒ^１Ｘ^１）（Ｒ^２Ｘ^２）Ｎ 一般式（１）
（Ｒ^１は、水素、ハロゲン、置換基で置換されていても良いアルキル基、置換基で置換されていても良いシクロアルキル基、置換基で置換されていても良い不飽和アルキル基、置換基で置換されていても良い不飽和シクロアルキル基、置換基で置換されていても良い芳香族基、置換基で置換されていても良い複素環基、置換基で置換されていても良いアルコキシ基、置換基で置換されていても良い不飽和アルコキシ基、置換基で置換されていても良いチオアルコキシ基、置換基で置換されていても良い不飽和チオアルコキシ基、ＣＮ、ＳＣＮ、ＯＣＮから選択される。
Ｒ^２は、水素、ハロゲン、置換基で置換されていても良いアルキル基、置換基で置換されていても良いシクロアルキル基、置換基で置換されていても良い不飽和アルキル基、置換基で置換されていても良い不飽和シクロアルキル基、置換基で置換されていても良い芳香族基、置換基で置換されていても良い複素環基、置換基で置換されていても良いアルコキシ基、置換基で置換されていても良い不飽和アルコキシ基、置換基で置換されていても良いチオアルコキシ基、置換基で置換されていても良い不飽和チオアルコキシ基、ＣＮ、ＳＣＮ、ＯＣＮから選択される。
また、Ｒ^１とＲ^２は、互いに結合して環を形成しても良い。
Ｘ^１は、ＳＯ_２、Ｃ＝Ｏ、Ｃ＝Ｓ、Ｒ^ａＰ＝Ｏ、Ｒ^ｂＰ＝Ｓ、Ｓ＝Ｏ、Ｓｉ＝Ｏから選択される。
Ｘ^２は、ＳＯ_２、Ｃ＝Ｏ、Ｃ＝Ｓ、Ｒ^ｃＰ＝Ｏ、Ｒ^ｄＰ＝Ｓ、Ｓ＝Ｏ、Ｓｉ＝Ｏから選択される。
Ｒ^ａ、Ｒ^ｂ、Ｒ^ｃ、Ｒ^ｄは、それぞれ独立に、水素、ハロゲン、置換基で置換されていても良いアルキル基、置換基で置換されていても良いシクロアルキル基、置換基で置換されていても良い不飽和アルキル基、置換基で置換されていても良い不飽和シクロアルキル基、置換基で置換されていても良い芳香族基、置換基で置換されていても良い複素環基、置換基で置換されていても良いアルコキシ基、置換基で置換されていても良い不飽和アルコキシ基、置換基で置換されていても良いチオアルコキシ基、置換基で置換されていても良い不飽和チオアルコキシ基、ＯＨ、ＳＨ、ＣＮ、ＳＣＮ、ＯＣＮから選択される。
また、Ｒ^ａ、Ｒ^ｂ、Ｒ^ｃ、Ｒ^ｄは、Ｒ^１又はＲ^２と結合して環を形成しても良い。）

Ｒ^３Ｘ^３Ｙ 一般式（２）
（Ｒ^３は、水素、ハロゲン、置換基で置換されていても良いアルキル基、置換基で置換されていても良いシクロアルキル基、置換基で置換されていても良い不飽和アルキル基、置換基で置換されていても良い不飽和シクロアルキル基、置換基で置換されていても良い芳香族基、置換基で置換されていても良い複素環基、置換基で置換されていても良いアルコキシ基、置換基で置換されていても良い不飽和アルコキシ基、置換基で置換されていても良いチオアルコキシ基、置換基で置換されていても良い不飽和チオアルコキシ基、ＣＮ、ＳＣＮ、ＯＣＮから選択される。
Ｘ^３は、ＳＯ_２、Ｃ＝Ｏ、Ｃ＝Ｓ、Ｒ^ｅＰ＝Ｏ、Ｒ^ｆＰ＝Ｓ、Ｓ＝Ｏ、Ｓｉ＝Ｏから選択される。
Ｒ^ｅ、Ｒ^ｆは、それぞれ独立に、水素、ハロゲン、置換基で置換されていても良いアルキル基、置換基で置換されていても良いシクロアルキル基、置換基で置換されていても良い不飽和アルキル基、置換基で置換されていても良い不飽和シクロアルキル基、置換基で置換されていても良い芳香族基、置換基で置換されていても良い複素環基、置換基で置換されていても良いアルコキシ基、置換基で置換されていても良い不飽和アルコキシ基、置換基で置換されていても良いチオアルコキシ基、置換基で置換されていても良い不飽和チオアルコキシ基、ＯＨ、ＳＨ、ＣＮ、ＳＣＮ、ＯＣＮから選択される。
また、Ｒ^ｅ、Ｒ^ｆは、Ｒ^３と結合して環を形成しても良い。
Ｙは、Ｏ、Ｓから選択される。）

（Ｒ^４Ｘ^４）（Ｒ^５Ｘ^５）（Ｒ^６Ｘ^６）Ｃ 一般式（３）
（Ｒ^４は、水素、ハロゲン、置換基で置換されていても良いアルキル基、置換基で置換されていても良いシクロアルキル基、置換基で置換されていても良い不飽和アルキル基、置換基で置換されていても良い不飽和シクロアルキル基、置換基で置換されていても良い芳香族基、置換基で置換されていても良い複素環基、置換基で置換されていても良いアルコキシ基、置換基で置換されていても良い不飽和アルコキシ基、置換基で置換されていても良いチオアルコキシ基、置換基で置換されていても良い不飽和チオアルコキシ基、ＣＮ、ＳＣＮ、ＯＣＮから選択される。
Ｒ^５は、水素、ハロゲン、置換基で置換されていても良いアルキル基、置換基で置換されていても良いシクロアルキル基、置換基で置換されていても良い不飽和アルキル基、置換基で置換されていても良い不飽和シクロアルキル基、置換基で置換されていても良い芳香族基、置換基で置換されていても良い複素環基、置換基で置換されていても良いアルコキシ基、置換基で置換されていても良い不飽和アルコキシ基、置換基で置換されていても良いチオアルコキシ基、置換基で置換されていても良い不飽和チオアルコキシ基、ＣＮ、ＳＣＮ、ＯＣＮから選択される。
Ｒ^６は、水素、ハロゲン、置換基で置換されていても良いアルキル基、置換基で置換されていても良いシクロアルキル基、置換基で置換されていても良い不飽和アルキル基、置換基で置換されていても良い不飽和シクロアルキル基、置換基で置換されていても良い芳香族基、置換基で置換されていても良い複素環基、置換基で置換されていても良いアルコキシ基、置換基で置換されていても良い不飽和アルコキシ基、置換基で置換されていても良いチオアルコキシ基、置換基で置換されていても良い不飽和チオアルコキシ基、ＣＮ、ＳＣＮ、ＯＣＮから選択される。
また、Ｒ^４、Ｒ^５、Ｒ^６のうち、いずれか２つ又は３つが結合して環を形成しても良い。
Ｘ^４は、ＳＯ_２、Ｃ＝Ｏ、Ｃ＝Ｓ、Ｒ^ｇＰ＝Ｏ、Ｒ^ｈＰ＝Ｓ、Ｓ＝Ｏ、Ｓｉ＝Ｏから選択される。
Ｘ^５は、ＳＯ_２、Ｃ＝Ｏ、Ｃ＝Ｓ、Ｒ^ｉＰ＝Ｏ、Ｒ^ｊＰ＝Ｓ、Ｓ＝Ｏ、Ｓｉ＝Ｏから選択される。
Ｘ^６は、ＳＯ_２、Ｃ＝Ｏ、Ｃ＝Ｓ、Ｒ^ｋＰ＝Ｏ、Ｒ^ｌＰ＝Ｓ、Ｓ＝Ｏ、Ｓｉ＝Ｏから選択される。
Ｒ^ｇ、Ｒ^ｈ、Ｒ^ｉ、Ｒ^ｊ、Ｒ^ｋ、Ｒ^ｌは、それぞれ独立に、水素、ハロゲン、置換基で置換されていても良いアルキル基、置換基で置換されていても良いシクロアルキル基、置換基で置換されていても良い不飽和アルキル基、置換基で置換されていても良い不飽和シクロアルキル基、置換基で置換されていても良い芳香族基、置換基で置換されていても良い複素環基、置換基で置換されていても良いアルコキシ基、置換基で置換されていても良い不飽和アルコキシ基、置換基で置換されていても良いチオアルコキシ基、置換基で置換されていても良い不飽和チオアルコキシ基、ＯＨ、ＳＨ、ＣＮ、ＳＣＮ、ＯＣＮから選択される。
また、Ｒ^ｇ、Ｒ^ｈ、Ｒ^ｉ、Ｒ^ｊ、Ｒ^ｋ、Ｒ^ｌは、Ｒ^４、Ｒ^５又はＲ^６と結合して環を形成しても良い。）

上記一般式（１）〜（３）で表される化学構造における、「置換基で置換されていても良い」との文言について説明する。例えば「置換基で置換されていても良いアルキル基」であれば、アルキル基の水素の一つ若しくは複数が置換基で置換されているアルキル基、又は、特段の置換基を有さないアルキル基を意味する。

「置換基で置換されていても良い」との文言における置換基としては、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、シクロアルキル基、不飽和シクロアルキル基、芳香族基、複素環基、ハロゲン、ＯＨ、ＳＨ、ＣＮ、ＳＣＮ、ＯＣＮ、ニトロ基、アルコキシ基、不飽和アルコキシ基、アミノ基、アルキルアミノ基、ジアルキルアミノ基、アリールオキシ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、アシルオキシ基、アリールオキシカルボニル基、アシルアミノ基、アルコキシカルボニルアミノ基、アリールオキシカルボニルアミノ基、スルホニルアミノ基、スルファモイル基、カルバモイル基、アルキルチオ基、アリールチオ基、スルホニル基、スルフィニル基、ウレイド基、リン酸アミド基、スルホ基、カルボキシル基、ヒドロキサム酸基、スルフィノ基、ヒドラジノ基、イミノ基、シリル基等が挙げられる。これらの置換基はさらに置換されてもよい。また置換基が２つ以上ある場合、置換基は同一でも異なっていてもよい。

塩のアニオンの化学構造は、下記一般式（４）、一般式（５）又は一般式（６）で表される化学構造がより好ましい。

（Ｒ^７Ｘ^７）（Ｒ^８Ｘ^８）Ｎ 一般式（４）
（Ｒ^７、Ｒ^８は、それぞれ独立に、Ｃ_ｎＨ_ａＦ_ｂＣｌ_ｃＢｒ_ｄＩ_ｅ（ＣＮ）_ｆ（ＳＣＮ）_ｇ（ＯＣＮ）_ｈである。
ｎ、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈはそれぞれ独立に０以上の整数であり、２ｎ＋１＝ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＋ｆ＋ｇ＋ｈを満たす。
また、Ｒ^７とＲ^８は、互いに結合して環を形成しても良く、その場合は、２ｎ＝ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＋ｆ＋ｇ＋ｈを満たす。
Ｘ^７は、ＳＯ_２、Ｃ＝Ｏ、Ｃ＝Ｓ、Ｒ^ｍＰ＝Ｏ、Ｒ^ｎＰ＝Ｓ、Ｓ＝Ｏ、Ｓｉ＝Ｏから選択される。
Ｘ^８は、ＳＯ_２、Ｃ＝Ｏ、Ｃ＝Ｓ、Ｒ^ｏＰ＝Ｏ、Ｒ^ｐＰ＝Ｓ、Ｓ＝Ｏ、Ｓｉ＝Ｏから選択される。
Ｒ^ｍ、Ｒ^ｎ、Ｒ^ｏ、Ｒ^ｐは、それぞれ独立に、水素、ハロゲン、置換基で置換されていても良いアルキル基、置換基で置換されていても良いシクロアルキル基、置換基で置換されていても良い不飽和アルキル基、置換基で置換されていても良い不飽和シクロアルキル基、置換基で置換されていても良い芳香族基、置換基で置換されていても良い複素環基、置換基で置換されていても良いアルコキシ基、置換基で置換されていても良い不飽和アルコキシ基、置換基で置換されていても良いチオアルコキシ基、置換基で置換されていても良い不飽和チオアルコキシ基、ＯＨ、ＳＨ、ＣＮ、ＳＣＮ、ＯＣＮから選択される。
また、Ｒ^ｍ、Ｒ^ｎ、Ｒ^ｏ、Ｒ^ｐは、Ｒ^７又はＲ^８と結合して環を形成しても良い。）

Ｒ^９Ｘ^９Ｙ 一般式（５）
（Ｒ^９は、Ｃ_ｎＨ_ａＦ_ｂＣｌ_ｃＢｒ_ｄＩ_ｅ（ＣＮ）_ｆ（ＳＣＮ）_ｇ（ＯＣＮ）_ｈである。
ｎ、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈはそれぞれ独立に０以上の整数であり、２ｎ＋１＝ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＋ｆ＋ｇ＋ｈを満たす。
Ｘ^９は、ＳＯ_２、Ｃ＝Ｏ、Ｃ＝Ｓ、Ｒ^ｑＰ＝Ｏ、Ｒ^ｒＰ＝Ｓ、Ｓ＝Ｏ、Ｓｉ＝Ｏから選択される。
Ｒ^ｑ、Ｒ^ｒは、それぞれ独立に、水素、ハロゲン、置換基で置換されていても良いアルキル基、置換基で置換されていても良いシクロアルキル基、置換基で置換されていても良い不飽和アルキル基、置換基で置換されていても良い不飽和シクロアルキル基、置換基で置換されていても良い芳香族基、置換基で置換されていても良い複素環基、置換基で置換されていても良いアルコキシ基、置換基で置換されていても良い不飽和アルコキシ基、置換基で置換されていても良いチオアルコキシ基、置換基で置換されていても良い不飽和チオアルコキシ基、ＯＨ、ＳＨ、ＣＮ、ＳＣＮ、ＯＣＮから選択される。
また、Ｒ^ｑ、Ｒ^ｒは、Ｒ^９と結合して環を形成しても良い。
Ｙは、Ｏ、Ｓから選択される。）

（Ｒ^１０Ｘ^１０）（Ｒ^１１Ｘ^１１）（Ｒ^１２Ｘ^１２）Ｃ 一般式（６）
（Ｒ^１０、Ｒ^１１、Ｒ^１２は、それぞれ独立に、Ｃ_ｎＨ_ａＦ_ｂＣｌ_ｃＢｒ_ｄＩ_ｅ（ＣＮ）_ｆ（ＳＣＮ）_ｇ（ＯＣＮ）_ｈである。
ｎ、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈはそれぞれ独立に０以上の整数であり、２ｎ＋１＝ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＋ｆ＋ｇ＋ｈを満たす。
Ｒ^１０、Ｒ^１１、Ｒ^１２のうちいずれか２つが結合して環を形成しても良く、その場合、環を形成する基は２ｎ＝ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＋ｆ＋ｇ＋ｈを満たす。また、Ｒ^１０、Ｒ^１１、Ｒ^１２の３つが結合して環を形成しても良く、その場合、３つのうち２つの基が２ｎ＝ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＋ｆ＋ｇ＋ｈを満たし、１つの基が２ｎ−１＝ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＋ｆ＋ｇ＋ｈを満たす。
Ｘ^１０は、ＳＯ_２、Ｃ＝Ｏ、Ｃ＝Ｓ、Ｒ^ｓＰ＝Ｏ、Ｒ^ｔＰ＝Ｓ、Ｓ＝Ｏ、Ｓｉ＝Ｏから選択される。
Ｘ^１１は、ＳＯ_２、Ｃ＝Ｏ、Ｃ＝Ｓ、Ｒ^ｕＰ＝Ｏ、Ｒ^ｖＰ＝Ｓ、Ｓ＝Ｏ、Ｓｉ＝Ｏから選択される。
Ｘ^１２は、ＳＯ_２、Ｃ＝Ｏ、Ｃ＝Ｓ、Ｒ^ｗＰ＝Ｏ、Ｒ^ｘＰ＝Ｓ、Ｓ＝Ｏ、Ｓｉ＝Ｏから選択される。
Ｒ^ｓ、Ｒ^ｔ、Ｒ^ｕ、Ｒ^ｖ、Ｒ^ｗ、Ｒ^ｘは、それぞれ独立に、水素、ハロゲン、置換基で置換されていても良いアルキル基、置換基で置換されていても良いシクロアルキル基、置換基で置換されていても良い不飽和アルキル基、置換基で置換されていても良い不飽和シクロアルキル基、置換基で置換されていても良い芳香族基、置換基で置換されていても良い複素環基、置換基で置換されていても良いアルコキシ基、置換基で置換されていても良い不飽和アルコキシ基、置換基で置換されていても良いチオアルコキシ基、置換基で置換されていても良い不飽和チオアルコキシ基、ＯＨ、ＳＨ、ＣＮ、ＳＣＮ、ＯＣＮから選択される。
また、Ｒ^ｓ、Ｒ^ｔ、Ｒ^ｕ、Ｒ^ｖ、Ｒ^ｗ、Ｒ^ｘは、Ｒ^１０、Ｒ^１１又はＲ^１２と結合して環を形成しても良い。）

上記一般式（４）〜（６）で表される化学構造における、「置換基で置換されていても良い」との文言の意味は、上記一般式（１）〜（３）で説明したのと同義である。

上記一般式（４）〜（６）で表される化学構造において、ｎは０〜６の整数が好ましく、０〜４の整数がより好ましく、０〜２の整数が特に好ましい。なお、上記一般式（４）〜（６）で表される化学構造の、Ｒ^７とＲ^８が結合、又は、Ｒ^１０、Ｒ^１１、Ｒ^１２が結合して環を形成している場合には、ｎは１〜８の整数が好ましく、１〜７の整数がより好ましく、１〜３の整数が特に好ましい。

塩のアニオンの化学構造は、下記一般式（７）、一般式（８）又は一般式（９）で表されるものがさらに好ましい。

（Ｒ^１３ＳＯ_２）（Ｒ^１４ＳＯ_２）Ｎ 一般式（７）
（Ｒ^１３、Ｒ^１４は、それぞれ独立に、Ｃ_ｎＨ_ａＦ_ｂＣｌ_ｃＢｒ_ｄＩ_ｅである。
ｎ、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅはそれぞれ独立に０以上の整数であり、２ｎ＋１＝ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅを満たす。
また、Ｒ^１３とＲ^１４は、互いに結合して環を形成しても良く、その場合は、２ｎ＝ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅを満たす。）

Ｒ^１５ＳＯ_３ 一般式（８）
（Ｒ^１５は、Ｃ_ｎＨ_ａＦ_ｂＣｌ_ｃＢｒ_ｄＩ_ｅである。
ｎ、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅはそれぞれ独立に０以上の整数であり、２ｎ＋１＝ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅを満たす。）

（Ｒ^１６ＳＯ_２）（Ｒ^１７ＳＯ_２）（Ｒ^１８ＳＯ_２）Ｃ 一般式（９）
(Ｒ^１６、Ｒ^１７、Ｒ^１８は、それぞれ独立に、Ｃ_ｎＨ_ａＦ_ｂＣｌ_ｃＢｒ_ｄＩ_ｅである。
ｎ、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅはそれぞれ独立に０以上の整数であり、２ｎ＋１＝ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅを満たす。
Ｒ^１６、Ｒ^１７、Ｒ^１８のうちいずれか２つが結合して環を形成しても良く、その場合、環を形成する基は２ｎ＝ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅを満たす。また、Ｒ^１６、Ｒ^１７、Ｒ^１８の３つが結合して環を形成しても良く、その場合、３つのうち２つの基が２ｎ＝ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅを満たし、１つの基が２ｎ−１＝ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅを満たす。）

上記一般式（７）〜（９）で表される化学構造において、ｎは０〜６の整数が好ましく、０〜４の整数がより好ましく、０〜２の整数が特に好ましい。なお、上記一般式（７）〜（９）で表される化学構造の、Ｒ^１３とＲ^１４が結合、又は、Ｒ^１６、Ｒ^１７、Ｒ^１８が結合して環を形成している場合には、ｎは１〜８の整数が好ましく、１〜７の整数がより好ましく、１〜３の整数が特に好ましい。

また、上記一般式（７）〜（９）で表される化学構造において、ａ、ｃ、ｄ、ｅが０のものが好ましい。

金属塩は、（ＣＦ_３ＳＯ_２）_２ＮＬｉ（以下、「ＬｉＴＦＳＡ」ということがある。）、（ＦＳＯ_２）_２ＮＬｉ（以下、「ＬｉＦＳＡ」ということがある。）、（Ｃ_２Ｆ_５ＳＯ_２）_２ＮＬｉ、ＦＳＯ_２（ＣＦ_３ＳＯ_２）ＮＬｉ、（ＳＯ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＳＯ_２）ＮＬｉ、（ＳＯ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＳＯ_２）ＮＬｉ、ＦＳＯ_２（ＣＨ_３ＳＯ_２）ＮＬｉ、ＦＳＯ_２（Ｃ_２Ｆ_５ＳＯ_２）ＮＬｉ、又はＦＳＯ_２（Ｃ_２Ｈ_５ＳＯ_２）ＮＬｉが特に好ましい。

金属塩は、以上で説明したカチオンとアニオンをそれぞれ適切な数で組み合わせたものを採用すれば良い。金属塩は１種類を採用しても良いし、複数種を併用しても良い。

ヘテロ元素を有する有機溶媒としては、ヘテロ元素が窒素、酸素、硫黄、ハロゲンから選択される少なくとも１つである有機溶媒が好ましく、ヘテロ元素が窒素又は酸素から選択される少なくとも１つである有機溶媒がより好ましい。また、ヘテロ元素を有する有機溶媒としては、ＮＨ基、ＮＨ_２基、ＯＨ基、ＳＨ基などのプロトン供与基を有さない、非プロトン性溶媒が好ましい。

ヘテロ元素を有する有機溶媒（以下、単に「有機溶媒」ということがある。）を具体的に例示すると、アセトニトリル、プロピオニトリル、アクリロニトリル、マロノニトリル等のニトリル類、１，２−ジメトキシエタン、１，２−ジエトキシエタン、テトラヒドロフラン、１，２−ジオキサン、１，３−ジオキサン、１，４−ジオキサン、２，２−ジメチル−１，３−ジオキソラン、２−メチルテトラヒドロピラン、２−メチルテトラヒドロフラン、クラウンエーテル等のエーテル類、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネート等のカーボネート類、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−メチルピロリドン等のアミド類、イソプロピルイソシアネート、ｎ−プロピルイソシアネート、クロロメチルイソシアネート等のイソシアネート類、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、プロピオン酸メチル、蟻酸メチル、蟻酸エチル、酢酸ビニル、メチルアクリレート、メチルメタクリレート等のエステル類、グリシジルメチルエーテル、エポキシブタン、２−エチルオキシラン等のエポキシ類、オキサゾール、２−エチルオキサゾール、オキサゾリン、２−メチル−２−オキサゾリン等のオキサゾール類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類、無水酢酸、無水プロピオン酸等の酸無水物、ジメチルスルホン、スルホラン等のスルホン類、ジメチルスルホキシド等のスルホキシド類、１−ニトロプロパン、２−ニトロプロパン等のニトロ類、フラン、フルフラール等のフラン類、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環状エステル類、チオフェン、ピリジン等の芳香族複素環類、テトラヒドロ−４−ピロン、１−メチルピロリジン、Ｎ−メチルモルフォリン等の複素環類、リン酸トリメチル、リン酸トリエチル等のリン酸エステル類を挙げることができる。

有機溶媒として、下記一般式（１０）で示される鎖状カーボネートを挙げることができる。

Ｒ^１９ＯＣＯＯＲ^２０ 一般式（１０）
（Ｒ^１９、Ｒ^２０は、それぞれ独立に、鎖状アルキルであるＣ_ｎＨ_ａＦ_ｂＣｌ_ｃＢｒ_ｄＩ_ｅ、又は、環状アルキルを化学構造に含むＣ_ｍＨ_ｆＦ_ｇＣｌ_ｈＢｒ_ｉＩ_ｊのいずれかから選択される。ｎ、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｍ、ｆ、ｇ、ｈ、ｉ、ｊはそれぞれ独立に０以上の整数であり、２ｎ＋１＝ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ、２ｍ＝ｆ＋ｇ＋ｈ＋ｉ＋ｊを満たす。）

上記一般式（１０）で表される鎖状カーボネートにおいて、ｎは１〜６の整数が好ましく、１〜４の整数がより好ましく、１〜２の整数が特に好ましい。ｍは３〜８の整数が好ましく、４〜７の整数がより好ましく、５〜６の整数が特に好ましい。また、上記一般式（１０）で表される鎖状カーボネートのうち、ジメチルカーボネート（以下、「ＤＭＣ」ということがある。）、ジエチルカーボネート（以下、「ＤＥＣ」ということがある。）、エチルメチルカーボネート（以下、「ＥＭＣ」ということがある。）が特に好ましい。

有機溶媒としては、比誘電率が２０以上又はドナー性のエーテル酸素を有する溶媒が好ましく、そのような有機溶媒として、アセトニトリル、プロピオニトリル、アクリロニトリル、マロノニトリル等のニトリル類、１，２−ジメトキシエタン、１，２−ジエトキシエタン、テトラヒドロフラン、１，２−ジオキサン、１，３−ジオキサン、１，４−ジオキサン、２，２−ジメチル−１，３−ジオキソラン、２−メチルテトラヒドロピラン、２−メチルテトラヒドロフラン、クラウンエーテル等のエーテル類、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、アセトン、ジメチルスルホキシド、スルホランを挙げることができ、特に、アセトニトリル（以下、「ＡＮ」ということがある。）、１，２−ジメトキシエタン（以下、「ＤＭＥ」ということがある。）が好ましい。

これらの有機溶媒は単独で用いても良いし、複数を併用しても良い。

本発明の電解液の製造方法において、「過飽和状態」とは、撹拌及び／又は加温条件を解除した場合、又は、振動等の結晶核生成エネルギーを与えた場合に、電解液から金属塩結晶が析出する状態のことを意味する。第２電解液は「過飽和状態」であり、第１電解液及び第３電解液は「過飽和状態」でない。

換言すると、本発明の電解液の製造方法は、熱力学的に安定な液体状態であり従来の電解液の金属塩濃度を包含する第１電解液を経て、熱力学的に不安定な液体状態の第２電解液を経由し、そして、熱力学的に安定な新たな液体状態の第３電解液、すなわち本発明の電解液となる。

第１溶解工程は、ヘテロ原子を有する有機溶媒と金属塩とを混合し、金属塩を溶解して、第１電解液を調製する工程である。

第１溶解工程は、撹拌及び／又は加温条件下で行われるのが好ましい。ミキサー等の撹拌器を伴った撹拌装置で第１溶解工程を行うことにより、撹拌条件下としても良いし、撹拌子と撹拌子を動作させる装置（スターラー）を用いて第１溶解工程を行うことにより、撹拌条件下としても良い。撹拌速度については適宜設定すればよい。加温条件については、ウォーターバス又はオイルバスなどの恒温槽で適宜制御するのが好ましい。金属塩の溶解時には溶解熱が発生するので、熱に不安定な金属塩を用いる場合には、溶液温度が金属塩の分解温度に達しないように温度条件を厳密に制御することが好ましい。また、あらかじめ、冷却しておいた有機溶媒を使用しても良いし、第１溶解工程を冷却条件下で行ってもよい。ヘテロ原子を有する有機溶媒と金属塩とを混合するためには、ヘテロ原子を有する有機溶媒に対し金属塩を加えても良いし、金属塩に対しヘテロ原子を有する有機溶媒を加えても良い。金属塩の溶解熱の発生を考慮すると、熱に不安定な金属塩を用いる場合には、ヘテロ原子を有する有機溶媒に対し金属塩を徐々に加える方法が好ましい。

第１溶解工程と第２溶解工程は連続して実施しても良いし、第１溶解工程で得た第１電解液を一旦保管（静置）しておき、一定時間経過した後に、第２溶解工程を実施しても良い。

第２溶解工程は、撹拌及び／又は加温条件下、第１電解液に金属塩を加え、金属塩を溶解し、過飽和状態の第２電解液を調製する工程である。

第２溶解工程は、熱力学的に不安定な過飽和状態の第２電解液を調製するため、撹拌及び／又は加温条件下で行うことが必須である。ミキサー等の撹拌器を伴った撹拌装置で第２溶解工程を行うことにより、撹拌条件下としても良いし、撹拌子と撹拌子を動作させる装置（スターラー）を用いて第２溶解工程を行うことにより、撹拌条件下としても良い。加温条件については、ウォーターバス又はオイルバスなどの恒温槽で適宜制御するのが好ましい。もちろん、撹拌機能と加温機能を併せ持つ装置又はシステムを用いて第２溶解工程を行うことが特に好ましい。なお、電解液の製造方法でいう加温とは、対象物を常温（２５℃）以上の温度に温めることを指す。加温温度は３０℃以上であるのがより好ましく、３５℃以上であるのがさらに好ましい。また、加温温度は、有機溶媒の沸点よりも低い温度であるのが良い。

第２溶解工程において、加えた金属塩が十分に溶解しない場合には、撹拌速度の増加及び／又はさらなる加温を実施する。また、加えた金属塩が十分に溶解しない場合には、第２溶解工程の電解液にヘテロ原子を有する有機溶媒を少量加えて、金属塩の溶解を促してもよい。さらに、第２溶解工程を加圧条件下としても良い。

第２溶解工程で得た第２電解液を一旦静置すると金属塩の結晶が析出してしまうので、第２溶解工程と第３溶解工程は連続して実施するのが好ましい。

第３溶解工程は、撹拌及び／又は加温条件下、第２電解液に金属塩を加え、金属塩を溶解し、第３電解液を調製する工程である。第３溶解工程では、過飽和状態の第２電解液に金属塩を加え、溶解する必要があるので、第２溶解工程と同様に撹拌及び／又は加温条件下で行うことが必須である。具体的な撹拌及び／又は加温条件は、第２溶解工程の条件と同様である。第２溶解工程と同様に、加えた金属塩が十分に溶解しない場合には、撹拌速度の増加及び／又はさらなる加温を実施する。また、加えた金属塩が十分に溶解しない場合には、電解液にヘテロ原子を有する有機溶媒を少量加えて、金属塩の溶解を促してもよい。さらに、第３溶解工程を加圧条件下としても良い。

第１溶解工程、第２溶解工程及び第３溶解工程を通じて加えた有機溶媒と金属塩とのモル比が概ね２：１程度となれば、第３電解液（本発明の電解液）の製造が終了する。撹拌及び／又は加温条件を解除しても、本発明の電解液から金属塩結晶は析出しない。

ここで、第１溶解工程の第１電解液につきＩＲ測定またはラマン測定などの振動分光測定を行うと、その振動分光スペクトルにおいて、第１電解液に含まれる有機溶媒に由来する、有機溶媒本来のピーク（有機溶媒のみを振動分光測定した場合のピーク位置（波数）に、観察されるピーク）と、有機溶媒本来のピークが波数シフトしたピーク（以下、シフトピークということがある。）の両ピークが観察される。そして、第１電解液の振動分光スペクトルにおいては、有機溶媒本来のピーク強度がシフトピーク強度よりも大きい。

そして、第１溶解工程〜第３溶解工程と進行するに伴い、有機溶媒本来のピーク強度とシフトピーク強度との関係は変化していき、第３電解液の振動分光スペクトルにおいては、シフトピーク強度が有機溶媒本来のピーク強度よりも大きくなる。

この現象を利用して、本発明の電解液の製造方法においては、製造途中の電解液を振動分光測定する振動分光測定工程を有するのが好ましい。本発明の電解液の製造方法に振動分光測定工程を含めることにより、電解液における金属塩と有機溶媒との配位の程度（割合）を製造途中で確認できるため、製造途中の電解液が本発明の電解液に達したのか否かを判断することができるし、また、製造途中の電解液が本発明の電解液に達していない場合にどの程度の量の金属塩を追加すれば本発明の電解液に達するのかを把握することができる。具体的な振動分光測定工程としては、例えば、製造途中の各電解液を一部サンプリングして振動分光測定に供する方法でも良いし、各電解液をｉｎ ｓｉｔｕ（その場）で振動分光測定する方法でも良い。電解液をｉｎ ｓｉｔｕで振動分光測定する方法としては、透明なフローセルに製造途中の電解液を導入して振動分光測定する方法、又は、透明な製造容器を用いて該容器外からラマン測定する方法を挙げることができる。なお、振動分光測定は、大気中の水分の影響を軽減又は無視できる条件で行うのがよい。例えば、ドライルーム、グローブボックスなどの低湿度又は無湿度条件下でＩＲ測定を行うこと、又は、電解液を密閉容器に入れたままの状態でラマン測定を行うのがよい。

また、本発明の電解液についての振動分光スペクトルの観察結果からみて、本発明の電解液においては、金属塩と、ヘテロ元素を有する有機溶媒が、相互作用を及ぼしていると推定される。具体的には、金属塩と、ヘテロ元素を有する有機溶媒のヘテロ元素とが、配位結合を形成し、金属塩とヘテロ元素を有する有機溶媒からなる安定なクラスターを形成していると推定される。そして、クラスターを形成している有機溶媒が、振動分光スペクトルにおいて、有機溶媒本来のピークからシフトして観察されたと考えられる。

クラスターは、後述する実施例の結果からみて、概ね、金属塩１分子に対し、ヘテロ元素を有する有機溶媒２分子が配位することにより形成されていると推定される。この点を考慮すると、本発明の電解液における、金属塩１モルに対するヘテロ元素を有する有機溶媒のモル範囲は、１．４モル以上３．５モル未満が好ましく、１．５モル以上３．１モル以下がより好ましく、１．６モル以上３モル以下がさらに好ましい。

本発明の電解液は通常の条件で安定に液体状態を保つことから、本発明の電解液においては、例えば、リチウム塩１分子に対し有機溶媒２分子で構成されこれらの分子間の強い配位結合によって安定化されたクラスターがリチウム塩の結晶化を阻害していると推定される。

本発明の電解液においては、概ね、金属塩１分子に対し、ヘテロ元素を有する有機溶媒２分子が配位することによりクラスター形成されていると推定されるため、本発明の電解液の濃度（ｍｏｌ／Ｌ）は、金属塩及び有機溶媒それぞれの分子量と、溶液にした場合の密度に依存する。そのため、本発明の電解液の濃度を一概に規定することは適当でない。

本発明の電解液の濃度（ｍｏｌ／Ｌ）を表１に個別に例示する。

本発明の電解液は、従来の電池の電解液と比較して、粘度が高い。そのため、本発明の電解液を用いた電池であれば、仮に電池が破損したとしても、電解液漏れが抑制される。また、従来の電解液を用いた二次電池は、高速充放電サイクル時に容量減少が顕著であった。その理由としては、急速に充放電を繰り返した際の電解液中に生じたＬｉ濃度ムラに因り、電極との反応界面に十分な量のＬｉを電解液が供給できなくなったこと、つまり、電解液のＬｉ濃度の偏在が考えられる。しかしながら、本発明の電解液のＬｉ濃度は、従来の電解液に対して高い。例えば本発明の電解液の好ましいＬｉ濃度は、一般的な電解液のＬｉ濃度の２〜５倍程度である。このようにＬｉを高濃度で含む本発明の電解液においては、Ｌｉの偏在が軽減されると考えられ、その結果、高速充放電サイクル時の容量低下が抑制されると考えられる。また、本発明の電解液が高粘度であることにより、電極界面における電解液の保液性が向上し、電極界面で電解液が不足する状態（いわゆる液枯れ状態）を抑制することも、高速充放電サイクル時の容量低下が抑制された一因と考えられる。

本発明の電解液の粘度η（ｍＰａ・ｓ）について述べると、１０＜η＜５００の範囲が好ましく、１２＜η＜４００の範囲がより好ましく、１５＜η＜３００の範囲がさらに好ましく、１８＜η＜１５０の範囲が特に好ましく、２０＜η＜１４０の範囲が最も好ましい。

また、電解液のイオン伝導度σ（ｍＳ／ｃｍ）は高ければ高いほど、電解液中でイオンが移動し易い。このため、このような電解液は優れた電池の電解液となり得る。本発明の電解液のイオン伝導度σ（ｍＳ／ｃｍ）について述べると、１≦σであるのが好ましい。本発明の電解液のイオン伝導度σ（ｍＳ／ｃｍ）につき、あえて、上限を含めた好適な範囲を示すと、２＜σ＜２００の範囲が好ましく、３＜σ＜１００の範囲がより好ましく、４＜σ＜５０の範囲がさらに好ましく、５＜σ＜３５の範囲が特に好ましい。

本発明の電解液は、従来の電解液と比較して、金属塩と有機溶媒の存在環境が異なり、かつ、金属塩濃度が高いため、電解液中の金属イオン輸送速度の向上（特に、金属がリチウムの場合、リチウム輸率の向上）、電極と電解液界面の反応速度の向上、電池のハイレート充放電時に起こる電解液の塩濃度の偏在の緩和、電気二重層容量の増大などが期待できる。さらに、本発明の電解液においては、ヘテロ元素を有する有機溶媒の大半が金属塩とクラスターを形成していることから、電解液に含まれる有機溶媒の蒸気圧が低くなる。その結果として、本発明の電解液からの有機溶媒の揮発が低減できる。

本発明の電解液は金属塩のカチオンを高濃度で含有する。このため、本発明の電解液中において、隣り合うカチオン間の距離は極めて近い。そして、二次電池の充放電時にリチウムイオン等のカチオンが正極と負極との間を移動する際には、移動先の電極に直近のカチオンが先ず当該電極に供給される。そして、供給された当該カチオンがあった場所には、当該カチオンに隣り合う他のカチオンが移動する。つまり、本発明の電解液中においては、隣り合うカチオンが供給対象となる電極に向けて順番に一つずつ位置を変えるという、ドミノ倒し様の現象が生じていると予想される。このため、充放電時のカチオンの移動距離は短く、その分だけカチオンの移動速度が高いと考えられる。そして、このことに起因して、本発明の電解液を有する二次電池の反応速度は高いと考えられる。

本発明の電解液の製造方法には、上記ヘテロ元素を有する有機溶媒以外に、低極性（低誘電率または低ドナー数であって、金属塩と特段の相互作用を示さない溶媒、すなわち、本発明の電解液における上記クラスターの形成および維持に影響を与えない溶媒を加える工程を追加することができる。当該工程は、第１〜第３溶解工程の前後に追加しても良いし、第１〜第３溶解工程の途中で行っても良い。ヘテロ元素を有する有機溶媒以外の溶媒を本発明の電解液に加えることにより、本発明の電解液の上記クラスターの形成を保持したままで、電解液の粘度を低くする効果が期待できる。

金属塩と特段の相互作用を示さない溶媒としては、具体的にベンゼン、トルエン、エチルベンゼン、ｏ−キシレン、ｍ−キシレン、ｐ−キシレン、１−メチルナフタレン、ヘキサン、ヘプタン、シクロヘキサンを例示することができる。

また、本発明の電解液の製造方法には、難燃性の溶媒を加える工程を追加することができる。当該工程は、第１〜第３溶解工程の前後に追加しても良いし、第１〜第３溶解工程の途中で行っても良い。難燃性の溶媒を本発明の電解液に加えることにより、本発明の電解液の安全度をさらに高めることができる。難燃性の溶媒としては、四塩化炭素、テトラクロロエタン、ハイドロフルオロエーテルなどのハロゲン系溶媒、リン酸トリメチル、リン酸トリエチルなどのリン酸誘導体を例示することができる。

さらに、本発明の電解液の製造方法には、第３電解液と、ポリマー及び／又は無機フィラーとの混合工程を追加することができる。本発明の第３電解液をポリマーや無機フィラーと混合し混合物とすると、当該混合物が電解液を封じ込め、擬似固体電解質となる。擬似固体電解質を電池の電解液として用いることで、電池における電解液の液漏れを好適に抑制することができる。

上記ポリマーとしては、リチウムイオン二次電池などの電池に使用されるポリマーや一般的な化学架橋したポリマーを採用することができる。特に、ポリフッ化ビニリデンやポリヘキサフルオロプロピレンなど電解液を吸収しゲル化し得るポリマーや、ポリエチレンオキシドなどのポリマーにイオン導電性基を導入したものが好適である。

具体的なポリマーとしては、ポリメチルアクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド、ポリアクリロニトリル、ポリフッ化ビニリデン、ポリエチレングリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコールアクリレート、ポリグリシドール、ポリテトラフルオロエチレン、ポリヘキサフルオロプロピレン、ポリシロキサン、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリイタコン酸、ポリフマル酸、ポリクロトン酸、ポリアンゲリカ酸、カルボキシメチルセルロースなどのポリカルボン酸、スチレン−ブタジエンゴム、ニトリル−ブタジエンゴム、ポリスチレン、ポリカーボネート、無水マレイン酸とグリコール類を共重合した不飽和ポリエステル、置換基を有するポリエチレンオキシド誘導体、フッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンとの共重合体を例示できる。また、上記ポリマーとして、上記具体的なポリマーを構成する二種類以上のモノマーを共重合させた共重合体を選択しても良い。

上記ポリマーとして、多糖類も好適である。具体的な多糖類として、グリコーゲン、セルロース、キチン、アガロース、カラギーナン、ヘパリン、ヒアルロン酸、ペクチン、アミロペクチン、キシログルカン、アミロースを例示できる。また、これら多糖類を含む材料を上記ポリマーとして採用してもよく、当該材料として、アガロースなどの多糖類を含む寒天を例示することができる。

上記無機フィラーとしては、酸化物や窒化物などの無機セラミックスが好ましい。

無機セラミックスはその表面に親水性及び疎水性の官能基を有している。そのため、当該官能基が電解液を引き付けることにより、無機セラミックス内に導電性通路が形成され得る。さらに、電解液で分散した無機セラミックスは前記官能基により無機セラミックス同士のネットワークを形成し、電解液を封じ込める役割を果たし得る。無機セラミックスのこのような機能により、電池における電解液の液漏れをさらに好適に抑制することができる。無機セラミックスの上記機能を好適に発揮するために、無機セラミックスは粒子形状のものが好ましく、特にその粒子径がナノ水準のものが好ましい。

無機セラミックスの種類としては、一般的なアルミナ、シリカ、チタニア、ジルコニア、リチウムリン酸塩などを挙げることができる。また、無機セラミックス自体にリチウム伝導性があるものでも良く、具体的には、Ｌｉ_３Ｎ、ＬｉＩ、ＬｉＩ−Ｌｉ_３Ｎ−ＬｉＯＨ、ＬｉＩ−Ｌｉ_２Ｓ−Ｐ_２Ｏ_５、ＬｉＩ−Ｌｉ_２Ｓ−Ｐ_２Ｓ_５、ＬｉＩ−Ｌｉ_２Ｓ−Ｂ_２Ｓ_３、Ｌｉ_２Ｏ−Ｂ_２Ｓ_３、Ｌｉ_２Ｏ−Ｖ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２、Ｌｉ_２Ｏ−Ｂ_２Ｏ_３−Ｐ_２Ｏ_５、Ｌｉ_２Ｏ−Ｂ_２Ｏ_３−ＺｎＯ、Ｌｉ_２Ｏ−Ａｌ_２Ｏ_３−ＴｉＯ_２−ＳｉＯ_２−Ｐ_２Ｏ_５、ＬｉＴｉ_２（ＰＯ_４）_３、Ｌｉ−βＡｌ_２Ｏ_３、ＬｉＴａＯ_３を例示することができる。

無機フィラーとしてガラスセラミックスを採用してもよい。ガラスセラミックスはイオン性液体を封じ込めることができるので、本発明の電解液に対しても同様の効果を期待できる。ガラスセラミックスとしては、ｘＬｉ_２Ｓ−（１−ｘ）Ｐ_２Ｓ_５で表される化合物、並びに、当該化合物のＳの一部を他の元素で置換したもの、及び、当該化合物のＰの一部をゲルマニウムに置換したものを例示できる。

以上説明した本発明の電解液は、優れたイオン伝導度を示すので、電池など蓄電装置の電解液として好適に使用される。特に、二次電池の電解液として使用されるのが好ましく、中でもリチウムイオン二次電池の電解液として使用されるのが好ましい。

以下に、上記本発明の電解液を用いたリチウムイオン二次電池及びその製造方法を説明する。

リチウムイオン二次電池は、リチウムイオンを吸蔵及び放出し得る負極活物質を有する負極と、リチウムイオンを吸蔵及び放出し得る正極活物質を有する正極と、金属塩としてリチウム塩を採用した本発明の電解液を備える。

負極活物質としては、リチウムイオンを吸蔵及び放出し得る材料が使用可能である。したがって、リチウムイオンを吸蔵及び放出可能である単体、合金または化合物であれば特に限定はない。たとえば、負極活物質としてＬｉや、炭素、ケイ素、ゲルマニウム、錫などの１４族元素、アルミニウム、インジウムなどの１３族元素、亜鉛、カドミウムなどの１２族元素、アンチモン、ビスマスなどの１５族元素、マグネシウム、カルシウムなどのアルカリ土類金属、銀、金などの１１族元素をそれぞれ単体で採用すればよい。ケイ素などを負極活物質に採用すると、ケイ素１原子が複数のリチウムと反応するため、高容量の活物質となるが、リチウムの吸蔵及び放出に伴う体積の膨張及び収縮が顕著となるとの問題が生じる恐れがあるため、当該恐れの軽減のために、ケイ素などの単体に遷移金属などの他の元素を組み合わせた合金又は化合物を負極活物質として採用するのも好適である。合金又は化合物の具体例としては、Ａｇ−Ｓｎ合金、Ｃｕ−Ｓｎ合金、Ｃｏ−Ｓｎ合金等の錫系材料、各種黒鉛などの炭素系材料、ケイ素単体と二酸化ケイ素に不均化するＳｉＯ_ｘ（０．３≦ｘ≦１．６）などのケイ素系材料、ケイ素単体若しくはケイ素系材料と炭素系材料を組み合わせた複合体が挙げられる。また、負極活物質して、Ｎｂ_２Ｏ_５、ＴｉＯ_２、Ｌｉ_４Ｔｉ_５Ｏ_１２、ＷＯ_２、ＭｏＯ_２、Ｆｅ_２Ｏ_３等の酸化物、又は、Ｌｉ_３−ｘＭ_ｘＮ（Ｍ＝Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ）で表される窒化物を採用しても良い。負極活物質として、これらのものの一種以上を使用することができる。

負極は、集電体と、集電体の表面に結着させた負極活物質層を有する。

集電体は、リチウムイオン二次電池の放電又は充電の間、電極に電流を流し続けるための化学的に不活性な電子高伝導体をいう。集電体としては、銀、銅、金、アルミニウム、タングステン、コバルト、亜鉛、ニッケル、鉄、白金、錫、インジウム、チタン、ルテニウム、タンタル、クロム、モリブデンから選ばれる少なくとも一種、並びにステンレス鋼などの金属材料を例示することができる。集電体は公知の保護層で被覆されていても良い。集電体の表面を公知の方法で処理したものを集電体として用いても良い。

集電体は箔、シート、フィルム、線状、棒状、メッシュなどの形態をとることができる。そのため、集電体として、例えば、銅箔、ニッケル箔、アルミニウム箔、ステンレス箔などの金属箔を好適に用いることができる。集電体が箔、シート、フィルム形態の場合は、その厚みが１μｍ〜１００μｍの範囲内であることが好ましい。

負極活物質層は負極活物質、並びに必要に応じて結着剤及び／又は導電助剤を含む。

結着剤は活物質及び導電助剤を集電体の表面に繋ぎ止める役割を果たすものである。

結着剤としては、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、フッ素ゴム等の含フッ素樹脂、ポリプロピレン、ポリエチレン等の熱可塑性樹脂、ポリイミド、ポリアミドイミド等のイミド系樹脂、アルコキシシリル基含有樹脂を例示することができる。

また、結着剤として、親水基を有するポリマーを採用してもよい。親水基を有するポリマーの親水基としては、カルボキシル基、スルホ基、シラノール基、アミノ基、水酸基、リン酸基などリン酸系の基などが例示される。中でも、ポリアクリル酸(PAA)、カルボキシメチルセルロース(CMC)、ポリメタクリル酸など、分子中にカルボキシル基を含むポリマー、又は、ポリ（ｐ−スチレンスルホン酸）などのスルホ基を含むポリマーが好ましい。

ポリアクリル酸、あるいはアクリル酸とビニルスルホン酸との共重合体など、カルボキシル基及び／又はスルホ基を多く含むポリマーは水溶性となる。したがって親水基を有するポリマーは、水溶性ポリマーであることが好ましく、一分子中に複数のカルボキシル基及び／又はスルホ基を含むポリマーが好ましい。

分子中にカルボキシル基を含むポリマーは、例えば、酸モノマーを重合する、あるいはポリマーにカルボキシル基を付与する、などの方法で製造することができる。酸モノマーとしては、アクリル酸、メタクリル酸、ビニル安息香酸、クロトン酸、ペンテン酸、アンジェリカ酸、チグリン酸など分子中に一つのカルボキシル基をもつ酸モノマー、イタコン酸、メサコン酸、シトラコン酸、フマル酸、マレイン酸、２−ペンテン二酸、メチレンコハク酸、アリルマロン酸、イソプロピリデンコハク酸、２，４−ヘキサジエン二酸、アセチレンジカルボン酸など分子内に二つ以上のカルボキシル基をもつ酸モノマーなどが例示される。これらから選ばれる二種以上のモノマーを重合してなる共重合ポリマーを用いてもよい。

例えば特開2013-065493号公報に記載されたような、アクリル酸とイタコン酸との共重合体からなり、カルボキシル基どうしが縮合して形成された酸無水物基を分子中に含んでいるポリマーを結着剤として用いることも好ましい。一分子中にカルボキシル基を二つ以上有する酸性度の高いモノマー由来の構造があることにより、充電時に電解液分解反応が起こる前にリチウムイオンなどをトラップし易くなると考えられている。さらに、ポリアクリル酸やポリメタクリル酸に比べてカルボキシル基が多く酸性度が高まると共に、所定量のカルボキシル基が酸無水物基に変化しているため、酸性度が高まりすぎることもない。そのため、この結着剤を用いて形成された負極をもつ二次電池は、初期効率が向上し、入出力特性が向上する。

負極活物質層中の結着剤の配合割合は、質量比で、負極活物質：結着剤＝１：０．００５〜１：０．３であるのが好ましい。結着剤が少なすぎると電極の成形性が低下し、また、結着剤が多すぎると電極のエネルギー密度が低くなるためである。

導電助剤は、電極の導電性を高めるために添加される。そのため、導電助剤は、電極の導電性が不足する場合に任意に加えればよく、電極の導電性が十分に優れている場合には加えなくても良い。導電助剤としては化学的に不活性な電子高伝導体であれば良く、炭素質微粒子であるカーボンブラック、黒鉛、アセチレンブラック、ケッチェンブラック（登録商標）、気相法炭素繊維（Vapor Grown Carbon Fiber：ＶＧＣＦ）、および各種金属粒子などが例示される。これらの導電助剤を単独または二種以上組み合わせて活物質層に添加することができる。負極活物質層中の導電助剤の配合割合は、質量比で、負極活物質：導電助剤＝１：０．０１〜１：０．５であるのが好ましい。導電助剤が少なすぎると効率のよい導電パスを形成できず、また、導電助剤が多すぎると負極活物質層の成形性が悪くなるとともに電極のエネルギー密度が低くなるためである。

リチウムイオン二次電池に用いられる正極は、リチウムイオンを吸蔵及び放出し得る正極活物質を有する。正極は、集電体と、集電体の表面に結着させた正極活物質層を有する。正極活物質層は正極活物質、並びに必要に応じて結着剤及び／又は導電助剤を含む。正極の集電体は、使用する活物質に適した電圧に耐え得る金属であれば特に制限はなく、例えば、銀、銅、金、アルミニウム、タングステン、コバルト、亜鉛、ニッケル、鉄、白金、錫、インジウム、チタン、ルテニウム、タンタル、クロム、モリブデンから選ばれる少なくとも一種、並びにステンレス鋼などの金属材料を例示することができる。

正極の電位をリチウム基準で4V以上とする場合には、集電体としてアルミニウムを採用するのが好ましい。

具体的には、正極用集電体として、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなるものを用いるのが好ましい。ここでアルミニウムは、純アルミニウムを指し、純度９９．０％以上のアルミニウムを純アルミニウムと称する。純アルミニウムに種々の元素を添加して合金としたものをアルミニウム合金と称する。アルミニウム合金としては、Ａｌ−Ｃｕ系、Ａｌ−Ｍｎ系、Ａｌ−Ｆｅ系、Ａｌ−Ｓｉ系、Ａｌ−Ｍｇ系、ＡＬ−Ｍｇ−Ｓｉ系、Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系が挙げられる。

また、アルミニウムまたはアルミニウム合金として、具体的には、例えばＪＩＳ Ａ１０８５、Ａ１Ｎ３０等のＡ１０００系合金（純アルミニウム系)、ＪＩＳ Ａ３００３、Ａ３００４等のＡ３０００系合金（Ａｌ−Ｍｎ系）、ＪＩＳ Ａ８０７９、Ａ８０２１等のＡ８０００系合金（Ａｌ−Ｆｅ系）が挙げられる。

集電体は公知の保護層で被覆されていても良い。集電体の表面を公知の方法で処理したものを集電体として用いても良い。

集電体は箔、シート、フィルム、線状、棒状、メッシュなどの形態をとることができる。そのため、集電体として、例えば、銅箔、ニッケル箔、アルミニウム箔、ステンレス箔などの金属箔を好適に用いることができる。集電体が箔、シート、フィルム形態の場合は、その厚みが１μｍ〜１００μｍの範囲内であることが好ましい。

正極の結着剤及び導電助剤は負極で説明したものと同様である。

正極活物質としては、層状化合物のＬｉ_ａＮｉ_ｂＣｏ_ｃＭｎ_ｄＤ_ｅＯ_ｆ(０．２≦ａ≦１．２、ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＝１、０≦ｅ＜１、ＤはＬｉ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｓ、Ｓｉ、Ｎａ、Ｋ、Ａｌ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｐ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｖ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｗ、Ｌａから選ばれる少なくとも１の元素、１．７≦ｆ≦２．１)、Ｌｉ_２ＭｎＯ_３を挙げることができる。また、正極活物質として、ＬｉＭｎ_２Ｏ_４等のスピネル、及びスピネルと層状化合物の混合物で構成される固溶体、ＬｉＭＰＯ_４、ＬｉＭＶＯ_４又はＬｉ_２ＭＳｉＯ_４（式中のＭはＣｏ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｆｅのうちの少なくとも一種から選択される）などで表されるポリアニオン系化合物を挙げることができる。さらに、正極活物質として、ＬｉＦｅＰＯ_４ＦなどのＬｉＭＰＯ_４Ｆ（Ｍは遷移金属）で表されるタボライト系化合物、ＬｉＦｅＢＯ_３などのＬｉＭＢＯ_３（Ｍは遷移金属）で表されるボレート系化合物を挙げることができる。正極活物質として用いられるいずれの金属酸化物も上記の組成式を基本組成とすればよく、基本組成に含まれる金属元素を他の金属元素で置換したものも使用可能である。また、正極活物質として、電荷担体（例えば充放電に寄与するリチウムイオン）を含まないものを用いても良い。例えば、硫黄単体（Ｓ）、硫黄と炭素を複合化した化合物、ＴｉＳ_２などの金属硫化物、Ｖ_２Ｏ_５、ＭｎＯ_２などの酸化物、ポリアニリン及びアントラキノン並びにこれら芳香族を化学構造に含む化合物、共役二酢酸系有機物などの共役系材料、その他公知の材料を用いることもできる。さらに、ニトロキシド、ニトロニルニトロキシド、ガルビノキシル、フェノキシルなどの安定なラジカルを有する化合物を正極活物質として採用してもよい。リチウム等の電荷担体を含まない正極活物質材料を用いる場合には、正極及び／又は負極に、公知の方法により、予め電荷担体を添加しておく必要がある。電荷担体は、イオンの状態で添加しても良いし、金属等の非イオンの状態で添加しても良い。例えば、電荷担体がリチウムである場合には、リチウム箔を正極及び／又は負極に貼り付けるなどして一体化しても良い。

集電体の表面に活物質層を形成させるには、ロールコート法、ダイコート法、ディップコート法、ドクターブレード法、スプレーコート法、カーテンコート法などの従来から公知の方法を用いて、集電体の表面に活物質を塗布すればよい。具体的には、活物質、並びに必要に応じて結着剤及び導電助剤を含む活物質層形成用組成物を調製し、この組成物に適当な溶剤を加えてペースト状にしてから、集電体の表面に塗布後、乾燥する。溶剤としては、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、メタノール、メチルイソブチルケトン、水を例示できる。電極密度を高めるべく、乾燥後のものを圧縮しても良い。

リチウムイオン二次電池には必要に応じてセパレータが用いられる。セパレータは、正極と負極とを隔離し、両極の接触による電流の短絡を防止しつつ、リチウムイオンを通過させるものである。セパレータとしては、ポリテトラフルオロエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリイミド、ポリアミド、ポリアラミド（Ａｒｏｍａｔｉｃ ｐｏｌｙａｍｉｄｅ）、ポリエステル、ポリアクリロニトリル等の合成樹脂、セルロース、アミロース等の多糖類、フィブロイン、ケラチン、リグニン、スベリン等の天然高分子、セラミックスなどの電気絶縁性材料を１種若しくは複数用いた多孔体、不織布、織布などを挙げることができる。また、セパレータは多層構造としてもよい。本発明の電解液は粘度がやや高く極性が高いため、水などの極性溶媒が浸み込みやすい膜が好ましい。具体的には、存在する空隙の９０％以上に水などの極性溶媒が浸み込む膜がさらに好ましい。

正極及び負極に必要に応じてセパレータを挟装させ電極体とする。電極体は、正極、セパレータ及び負極を重ねた積層型、又は、正極、セパレータ及び負極を捲いた捲回型のいずれの型にしても良い。正極の集電体及び負極の集電体から外部に通ずる正極端子および負極端子までの間を、集電用リード等を用いて接続した後に、電極体に本発明の電解液を加えてリチウムイオン二次電池とするとよい。また、本発明のリチウムイオン二次電池は、電極に含まれる活物質の種類に適した電圧範囲で充放電を実行されればよい。

本発明のリチウムイオン二次電池の形状は特に限定されるものでなく、円筒型、角型、コイン型、ラミネート型等、種々の形状を採用することができる。

本発明のリチウムイオン二次電池は、車両に搭載してもよい。車両は、その動力源の全部あるいは一部にリチウムイオン二次電池による電気エネルギーを使用している車両であればよく、たとえば、電気車両、ハイブリッド車両などであるとよい。車両にリチウムイオン二次電池を搭載する場合には、リチウムイオン二次電池を複数直列に接続して組電池とするとよい。リチウムイオン二次電池を搭載する機器としては、車両以外にも、パーソナルコンピュータ、携帯通信機器など、電池で駆動される各種の家電製品、オフィス機器、産業機器などが挙げられる。さらに、本発明のリチウムイオン二次電池は、風力発電、太陽光発電、水力発電その他電力系統の蓄電装置及び電力平滑化装置、船舶等の動力及び／又は補機類の電力供給源、航空機、宇宙船等の動力及び／又は補機類の電力供給源、電気を動力源に用いない車両の補助用電源、移動式の家庭用ロボットの電源、システムバックアップ用電源、無停電電源装置の電源、電動車両用充電ステーションなどにおいて充電に必要な電力を一時蓄える蓄電装置に用いてもよい。

以上、本発明の電解液の製造方法の実施形態を説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。本発明の要旨を逸脱しない範囲において、当業者が行い得る変更、改良等を施した種々の形態にて実施することができる。

以下に、実施例及び比較例を示し、本発明を具体的に説明する。なお、本発明は、これらの実施例によって限定されるものではない。以下において、特に断らない限り、「部」とは質量部を意味し、「％」とは質量％を意味する。

（実施例１）
本発明の電解液を以下のとおり製造した。

有機溶媒である１，２−ジメトキシエタン約５ｍＬを、撹拌子及び温度計を備えたフラスコに入れた。撹拌条件下にて、上記フラスコ中の１，２−ジメトキシエタンに対し、リチウム塩である（ＣＦ_３ＳＯ_２）_２ＮＬｉを溶液温度が４０℃以下を保つように徐々に加え、溶解させた。約１３ｇの（ＣＦ_３ＳＯ_２）_２ＮＬｉを加えた時点で（ＣＦ_３ＳＯ_２）_２ＮＬｉの溶解が一時停滞したので、上記フラスコを恒温槽に投入し、フラスコ内の溶液温度が５０℃となるよう加温し、（ＣＦ_３ＳＯ_２）_２ＮＬｉを溶解させた。約１５ｇの（ＣＦ_３ＳＯ_２）_２ＮＬｉを加えた時点で（ＣＦ_３ＳＯ_２）_２ＮＬｉの溶解が再び停滞したので、１，２−ジメトキシエタンをピペットで１滴加えたところ、（ＣＦ_３ＳＯ_２）_２ＮＬｉは溶解した。さらに（ＣＦ_３ＳＯ_２）_２ＮＬｉを徐々に加え、所定の（ＣＦ_３ＳＯ_２）_２ＮＬｉを全量加えた。得られた電解液を２０ｍＬメスフラスコに移し、容積が２０ｍＬとなるまで１，２−ジメトキシエタンを加えた。これを実施例１の電解液（第３電解液）とした。

（ＣＦ_３ＳＯ_２）_２ＮＬｉの溶解が停滞した時点の濃度を超えた電解液が過飽和状態の第２電解液に相当する。

得られた電解液は容積２０ｍＬであり、この電解液に含まれる（ＣＦ_３ＳＯ_２）_２ＮＬｉは１８．３８ｇであった。実施例１の電解液における（ＣＦ_３ＳＯ_２）_２ＮＬｉの濃度は３．２ｍｏｌ／Ｌであった。実施例１の電解液においては、（ＣＦ_３ＳＯ_２）_２ＮＬｉ１分子に対し１，２−ジメトキシエタン１．６分子が含まれている。

なお、上記製造は不活性ガス雰囲気下のグローブボックス内で行った。

（実施例２）
１６．０８ｇの（ＣＦ_３ＳＯ_２）_２ＮＬｉを用い、実施例１と同様の方法で、（ＣＦ_３ＳＯ_２）_２ＮＬｉの濃度が２．８ｍｏｌ／Ｌである実施例２の電解液を製造した。実施例２の電解液においては、（ＣＦ_３ＳＯ_２）_２ＮＬｉ１分子に対し１，２−ジメトキシエタン２．１分子が含まれている。

（実施例３）
有機溶媒であるアセトニトリル約５ｍＬを、撹拌子を備えたフラスコに入れた。撹拌条件下にて、上記フラスコ中のアセトニトリルに対し、リチウム塩である（ＣＦ_３ＳＯ_２）_２ＮＬｉを徐々に加え、溶解させた。（ＣＦ_３ＳＯ_２）_２ＮＬｉを全量で１９．５２ｇ加えたところで一晩撹拌した。得られた電解液を２０ｍＬメスフラスコに移し、容積が２０ｍＬとなるまでアセトニトリルを加えた。これを実施例３の電解液とした。なお、上記製造は不活性ガス雰囲気下のグローブボックス内で行った。

実施例３の電解液における（ＣＦ_３ＳＯ_２）_２ＮＬｉの濃度は３．４ｍｏｌ／Ｌであった。実施例３の電解液においては、（ＣＦ_３ＳＯ_２）_２ＮＬｉ１分子に対しアセトニトリル３分子が含まれている。

（実施例４）
２４．１１ｇの（ＣＦ_３ＳＯ_２）_２ＮＬｉを用い、実施例３と同様の方法で、（ＣＦ_３ＳＯ_２）_２ＮＬｉの濃度が４．２ｍｏｌ／Ｌである実施例４の電解液を製造した。実施例４の電解液においては、（ＣＦ_３ＳＯ_２）_２ＮＬｉ１分子に対しアセトニトリル１．９分子が含まれている。

（実施例５）
リチウム塩として１３．４７ｇの（ＦＳＯ_２）_２ＮＬｉを用い、有機溶媒として１，２−ジメトキシエタンを用いた以外は、実施例３と同様の方法で、（ＦＳＯ_２）_２ＮＬｉの濃度が３．６ｍｏｌ／Ｌである実施例５の電解液を製造した。実施例５の電解液においては、（ＦＳＯ_２）_２ＮＬｉ１分子に対し１，２−ジメトキシエタン１．９分子が含まれている。

（実施例６）
１４．９７ｇの（ＦＳＯ_２）_２ＮＬｉを用い、実施例５と同様の方法で、（ＦＳＯ_２）_２ＮＬｉの濃度が４．０ｍｏｌ／Ｌである実施例６の電解液を製造した。実施例６の電解液においては、（ＦＳＯ_２）_２ＮＬｉ１分子に対し１，２−ジメトキシエタン１．５分子が含まれている。

（実施例７）
リチウム塩として１５．７２ｇの（ＦＳＯ_２）_２ＮＬｉを用いた以外は、実施例３と同様の方法で、（ＦＳＯ_２）_２ＮＬｉの濃度が４．２ｍｏｌ／Ｌである実施例７の電解液を製造した。実施例７の電解液においては、（ＦＳＯ_２）_２ＮＬｉ１分子に対しアセトニトリル３分子が含まれている。

（実施例８）
１６．８３ｇの（ＦＳＯ_２）_２ＮＬｉを用い、実施例７と同様の方法で、（ＦＳＯ_２）_２ＮＬｉの濃度が４．５ｍｏｌ／Ｌである実施例８の電解液を製造した。実施例８の電解液においては、（ＦＳＯ_２）_２ＮＬｉ１分子に対しアセトニトリル２．４分子が含まれている。

（実施例９）
１８．７１ｇの（ＦＳＯ_２）_２ＮＬｉを用い、実施例７と同様の方法で、（ＦＳＯ_２）_２ＮＬｉの濃度が５．０ｍｏｌ／Ｌである実施例９の電解液を製造した。実施例９の電解液においては、（ＦＳＯ_２）_２ＮＬｉ１分子に対しアセトニトリル２．１分子が含まれている。

（実施例１０）
２０．２１ｇの（ＦＳＯ_２）_２ＮＬｉを用い、実施例７と同様の方法で、（ＦＳＯ_２）_２ＮＬｉの濃度が５．４ｍｏｌ／Ｌである実施例１０の電解液を製造した。実施例１０の電解液においては、（ＦＳＯ_２）_２ＮＬｉ１分子に対しアセトニトリル２分子が含まれている。

（実施例１１）
有機溶媒であるジメチルカーボネート約５ｍＬを、撹拌子を備えたフラスコに入れた。撹拌条件下にて、上記フラスコ中のジメチルカーボネートに対し、リチウム塩である（ＦＳＯ_２）_２ＮＬｉを徐々に加え、溶解させた。（ＦＳＯ_２）_２ＮＬｉを全量で１４．６４ｇ加えたところで一晩撹拌した。得られた電解液を２０ｍＬメスフラスコに移し、容積が２０ｍＬとなるまでジメチルカーボネートを加えた。これを実施例１１の電解液とした。なお、上記製造は不活性ガス雰囲気下のグローブボックス内で行った。

実施例１１の電解液における（ＦＳＯ_２）_２ＮＬｉの濃度は３．９ｍｏｌ／Ｌであった。実施例１１の電解液においては、（ＦＳＯ_２）_２ＮＬｉ１分子に対しジメチルカーボネート２分子が含まれている。

（実施例１２）
実施例１１の電解液にジメチルカーボネートを加えて希釈し、（ＦＳＯ_２）_２ＮＬｉの濃度が３．４ｍｏｌ／Ｌの実施例１２の電解液とした。実施例１２の電解液においては、（ＦＳＯ_２）_２ＮＬｉ１分子に対しジメチルカーボネート２．５分子が含まれている。

（実施例１３）
実施例１１の電解液にジメチルカーボネートを加えて希釈し、（ＦＳＯ_２）_２ＮＬｉの濃度が２．９ｍｏｌ／Ｌの実施例１３の電解液とした。実施例１３の電解液においては、（ＦＳＯ_２）_２ＮＬｉ１分子に対しジメチルカーボネート３分子が含まれている。

（実施例１４）
実施例１１の電解液にジメチルカーボネートを加えて希釈し、（ＦＳＯ_２）_２ＮＬｉの濃度が２．６ｍｏｌ／Ｌの実施例１４の電解液とした。実施例１４の電解液においては、（ＦＳＯ_２）_２ＮＬｉ１分子に対しジメチルカーボネート３．５分子が含まれている。

（実施例１５）
実施例１１の電解液にジメチルカーボネートを加えて希釈し、（ＦＳＯ_２）_２ＮＬｉの濃度が２．０ｍｏｌ／Ｌの実施例１５の電解液とした。実施例１５の電解液においては、（ＦＳＯ_２）_２ＮＬｉ１分子に対しジメチルカーボネート５分子が含まれている。

（実施例１６）
有機溶媒であるエチルメチルカーボネート約５ｍＬを、撹拌子を備えたフラスコに入れた。撹拌条件下にて、上記フラスコ中のエチルメチルカーボネートに対し、リチウム塩である（ＦＳＯ_２）_２ＮＬｉを徐々に加え、溶解させた。（ＦＳＯ_２）_２ＮＬｉを全量で１２．８１ｇ加えたところで一晩撹拌した。得られた電解液を２０ｍＬメスフラスコに移し、容積が２０ｍＬとなるまでエチルメチルカーボネートを加えた。これを実施例１６の電解液とした。なお、上記製造は不活性ガス雰囲気下のグローブボックス内で行った。

実施例１６の電解液における（ＦＳＯ_２）_２ＮＬｉの濃度は３．４ｍｏｌ／Ｌであった。実施例１６の電解液においては、（ＦＳＯ_２）_２ＮＬｉ１分子に対しエチルメチルカーボネート２分子が含まれている。

（実施例１７）
実施例１６の電解液にエチルメチルカーボネートを加えて希釈し、（ＦＳＯ_２）_２ＮＬｉの濃度が２．９ｍｏｌ／Ｌの実施例１７の電解液とした。実施例１７の電解液においては、（ＦＳＯ_２）_２ＮＬｉ１分子に対しエチルメチルカーボネート２．５分子が含まれている。

（実施例１８）
実施例１６の電解液にエチルメチルカーボネートを加えて希釈し、（ＦＳＯ_２）_２ＮＬｉの濃度が２．２ｍｏｌ／Ｌの実施例１８の電解液とした。実施例１８の電解液においては、（ＦＳＯ_２）_２ＮＬｉ１分子に対しエチルメチルカーボネート３．５分子が含まれている。

（実施例１９）
有機溶媒であるジエチルカーボネート約５ｍＬを、撹拌子を備えたフラスコに入れた。撹拌条件下にて、上記フラスコ中のジエチルカーボネートに対し、リチウム塩である（ＦＳＯ_２）_２ＮＬｉを徐々に加え、溶解させた。（ＦＳＯ_２）_２ＮＬｉを全量で１１．３７ｇ加えたところで一晩撹拌した。得られた電解液を２０ｍＬメスフラスコに移し、容積が２０ｍＬとなるまでジエチルカーボネートを加えた。これを実施例１９の電解液とした。なお、上記製造は不活性ガス雰囲気下のグローブボックス内で行った。

実施例１９の電解液における（ＦＳＯ_２）_２ＮＬｉの濃度は３．０ｍｏｌ／Ｌであった。実施例１９の電解液においては、（ＦＳＯ_２）_２ＮＬｉ１分子に対しジエチルカーボネート２分子が含まれている。

（実施例２０）
実施例１９の電解液にジエチルカーボネートを加えて希釈し、（ＦＳＯ_２）_２ＮＬｉの濃度が２．６ｍｏｌ／Ｌの実施例２０の電解液とした。実施例２０の電解液においては、（ＦＳＯ_２）_２ＮＬｉ１分子に対しジエチルカーボネート２．５分子が含まれている。

（実施例２１）
実施例１９の電解液にジエチルカーボネートを加えて希釈し、（ＦＳＯ_２）_２ＮＬｉの濃度が２．０ｍｏｌ／Ｌの実施例２１の電解液とした。実施例２１の電解液においては、（ＦＳＯ_２）_２ＮＬｉ１分子に対しジエチルカーボネート３．５分子が含まれている。

（比較例１）
５．７４ｇの（ＣＦ_３ＳＯ_２）_２ＮＬｉを用い、有機溶媒として１，２−ジメトキシエタンを用いた以外は、実施例３と同様の方法で、（ＣＦ_３ＳＯ_２）_２ＮＬｉの濃度が１．０ｍｏｌ／Ｌである比較例１の電解液を製造した。比較例１の電解液においては、（ＣＦ_３ＳＯ_２）_２ＮＬｉ１分子に対し１，２−ジメトキシエタン８．３分子が含まれている。

（比較例２）
５．７４ｇの（ＣＦ_３ＳＯ_２）_２ＮＬｉを用い、実施例３と同様の方法で、（ＣＦ_３ＳＯ_２）_２ＮＬｉの濃度が１．０ｍｏｌ／Ｌである比較例２の電解液を製造した。比較例２の電解液においては、（ＣＦ_３ＳＯ_２）_２ＮＬｉ１分子に対しアセトニトリル１６分子が含まれている。

（比較例３）
３．７４ｇの（ＦＳＯ_２）_２ＮＬｉを用い、実施例５と同様の方法で、（ＦＳＯ_２）_２ＮＬｉの濃度が１．０ｍｏｌ／Ｌである比較例３の電解液を製造した。比較例３の電解液においては、（ＦＳＯ_２）_２ＮＬｉ１分子に対し１，２−ジメトキシエタン８．８分子が含まれている。

（比較例４）
３．７４ｇの（ＦＳＯ_２）_２ＮＬｉを用い、実施例７と同様の方法で、（ＦＳＯ_２）_２ＮＬｉの濃度が１．０ｍｏｌ／Ｌである比較例４の電解液を製造した。比較例４の電解液においては、（ＦＳＯ_２）_２ＮＬｉ１分子に対しアセトニトリル１７分子が含まれている。

（比較例５）
有機溶媒としてエチレンカーボネート及びジエチルカーボネートの混合溶媒（体積比３：７、以下、「ＥＣ／ＤＥＣ」ということがある。）を用い、リチウム塩として３．０４ｇのＬｉＰＦ_６を用いた以外は、実施例３と同様の方法で、ＬｉＰＦ_６の濃度が１．０ｍｏｌ／Ｌである比較例５の電解液を製造した。

（比較例６）
実施例１１の電解液にジメチルカーボネートを加えて希釈し、（ＦＳＯ_２）_２ＮＬｉの濃度が１．１ｍｏｌ／Ｌの比較例６の電解液とした。比較例６の電解液においては、（ＦＳＯ_２）_２ＮＬｉ１分子に対しジメチルカーボネート１０分子が含まれている。

（比較例７）
実施例１６の電解液にエチルメチルカーボネートを加えて希釈し、（ＦＳＯ_２）_２ＮＬｉの濃度が１．１ｍｏｌ／Ｌの比較例７の電解液とした。比較例７の電解液においては、（ＦＳＯ_２）_２ＮＬｉ１分子に対しエチルメチルカーボネート８分子が含まれている。

（比較例８）
実施例１９の電解液にジエチルカーボネートを加えて希釈し、（ＦＳＯ_２）_２ＮＬｉの濃度が１．１ｍｏｌ／Ｌの比較例８の電解液とした。比較例８の電解液においては、（ＦＳＯ_２）_２ＮＬｉ１分子に対しジエチルカーボネート７分子が含まれている。

表２に実施例及び比較例の電解液の一覧を示す。

（評価例１：ＩＲ測定）
実施例３、実施例４、実施例７、実施例８、実施例１０、比較例２、比較例４の電解液、並びに、アセトニトリル、（ＣＦ_３ＳＯ_２）_２ＮＬｉ、（ＦＳＯ_２）_２ＮＬｉにつき、以下の条件でＩＲ測定を行った。２１００〜２４００ｃｍ−１の範囲のＩＲスペクトルをそれぞれ図１〜図１０に示す。図の横軸は波数（ｃｍ^−１）であり、縦軸は吸光度（反射吸光度）である。

さらに、実施例１１〜実施例２１、比較例６〜８の電解液、並びに、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、ジエチルカーボネートにつき、以下の条件でＩＲ測定を行った。１９００〜１６００ｃｍ^−１の範囲のＩＲスペクトルをそれぞれ図１１〜図２７に示す。また、（ＦＳＯ_２）_２ＮＬｉにつき、１９００〜１６００ｃｍ^−１の範囲のＩＲスペクトルを図２８に示す。図の横軸は波数（ｃｍ^−１）であり、縦軸は吸光度（反射吸光度）である。

ＩＲ測定条件
装置：ＦＴ−ＩＲ（ブルカーオプティクス社製）
測定条件：ＡＴＲ法（ダイヤモンド使用）
測定雰囲気：不活性ガス雰囲気下

図８で示されるアセトニトリルのＩＲスペクトルの２２５０ｃｍ^−１付近には、アセトニトリルのＣ及びＮ間の三重結合の伸縮振動に由来する特徴的なピークが観察された。なお、図９で示される（ＣＦ_３ＳＯ_２）_２ＮＬｉのＩＲスペクトル及び図１０で示される（ＦＳＯ_２）_２ＮＬｉのＩＲスペクトルの２２５０ｃｍ^−１付近には、特段のピークが観察されなかった。

図１で示される実施例３の電解液のＩＲスペクトルには、２２５０ｃｍ^−１付近にアセトニトリルのＣ及びＮ間の三重結合の伸縮振動に由来する特徴的なピークがわずかに観察された。さらに図１のＩＲスペクトルには、２２５０ｃｍ^−１付近から高波数側にシフトした２２８０ｃｍ^−１付近にアセトニトリルのＣ及びＮ間の三重結合の伸縮振動に由来する特徴的なピークが観察された。

図２で示される実施例４の電解液のＩＲスペクトルには、２２５０ｃｍ^−１付近にアセトニトリル由来のピークが観察されず、２２５０ｃｍ^−１付近から高波数側にシフトした２２８０ｃｍ^−１付近にアセトニトリルのＣ及びＮ間の三重結合の伸縮振動に由来する特徴的なピークが観察された。

図３で示される実施例７の電解液のＩＲスペクトルには、２２５０ｃｍ^−１付近にアセトニトリルのＣ及びＮ間の三重結合の伸縮振動に由来する特徴的なピークがわずかに観察された。さらに図３のＩＲスペクトルには、２２５０ｃｍ^−１付近から高波数側にシフトした２２８０ｃｍ^−１付近にアセトニトリルのＣ及びＮ間の三重結合の伸縮振動に由来する特徴的なピークが観察された。図４で示される実施例８の電解液のＩＲスペクトルについても、図３のＩＲスペクトルと同様の強度のピークが同様の波数に観察された。

図５で示される実施例１０の電解液のＩＲスペクトルには、２２５０ｃｍ^−１付近にアセトニトリル由来のピークが観察されず、２２５０ｃｍ^−１付近から高波数側にシフトした２２８０ｃｍ^−１付近にアセトニトリルのＣ及びＮ間の三重結合の伸縮振動に由来する特徴的なピークが観察された。

実施例３、実施例４、実施例７、実施例８、実施例１０の電解液についての図１〜５のＩＲスペクトルは、第３電解液のスペクトルに相当する。これらのスペクトルにおいては、シフトピーク強度が有機溶媒本来のピーク強度よりも大きく観察された。

図６で示される比較例２の電解液のＩＲスペクトルには、図８と同じく、２２５０ｃｍ^−１付近にアセトニトリルのＣ及びＮ間の三重結合の伸縮振動に由来する特徴的なピークが観察された。さらに図６のＩＲスペクトルには、２２５０ｃｍ^−１付近から高波数側にシフトした２２８０ｃｍ^−１付近にアセトニトリルのＣ及びＮ間の三重結合の伸縮振動に由来する特徴的なピークが観察された。

図７で示される比較例４の電解液のＩＲスペクトルには、図８と同じく、２２５０ｃｍ^−１付近にアセトニトリルのＣ及びＮ間の三重結合の伸縮振動に由来する特徴的なピークが観察された。さらに図７のＩＲスペクトルには、２２５０ｃｍ^−１付近から高波数側にシフトした２２８０ｃｍ^−１付近にアセトニトリルのＣ及びＮ間の三重結合の伸縮振動に由来する特徴的なピークが観察された。

比較例２、比較例４の電解液についての図６〜７のＩＲスペクトルは、第１電解液のスペクトルに相当する。これらのスペクトルにおいては、有機溶媒本来のピーク強度がシフトピーク強度よりも大きく観察された。

図１７で示されるジメチルカーボネートのＩＲスペクトルの１７５０ｃｍ^−１付近には、ジメチルカーボネートのＣ及びＯ間の二重結合の伸縮振動に由来する特徴的なピークが観察された。なお、図２８で示される（ＦＳＯ_２）_２ＮＬｉのＩＲスペクトルの１７５０ｃｍ^−１付近には、特段のピークが観察されなかった。

図１１で示される実施例１１の電解液のＩＲスペクトルには、１７５０ｃｍ^−１付近にジメチルカーボネートのＣ及びＯ間の二重結合の伸縮振動に由来する特徴的なピークがわずかに観察された。さらに図１１のＩＲスペクトルには、１７５０ｃｍ^−１付近から低波数側にシフトした１７１７ｃｍ^−１付近にジメチルカーボネートのＣ及びＯ間の二重結合の伸縮振動に由来する特徴的なピークが観察された。

図１２で示される実施例１２の電解液のＩＲスペクトルには、１７５０ｃｍ^−１付近にジメチルカーボネートのＣ及びＯ間の二重結合の伸縮振動に由来する特徴的なピークがわずかに観察された。さらに図１２のＩＲスペクトルには、１７５０ｃｍ^−１付近から低波数側にシフトした１７１７ｃｍ^−１付近にジメチルカーボネートのＣ及びＯ間の二重結合の伸縮振動に由来する特徴的なピークが観察された。

図１３で示される実施例１３の電解液のＩＲスペクトルには、１７５０ｃｍ^−１付近にジメチルカーボネートのＣ及びＯ間の二重結合の伸縮振動に由来する特徴的なピークがわずかに観察された。さらに図１３のＩＲスペクトルには、１７５０ｃｍ^−１付近から低波数側にシフトした１７１７ｃｍ^−１付近にジメチルカーボネートのＣ及びＯ間の二重結合の伸縮振動に由来する特徴的なピークが観察された。

図１４で示される実施例１４の電解液のＩＲスペクトルには、１７５０ｃｍ^−１付近にジメチルカーボネートのＣ及びＯ間の二重結合の伸縮振動に由来する特徴的なピークがわずかに観察された。さらに図１４のＩＲスペクトルには、１７５０ｃｍ^−１付近から低波数側にシフトした１７１７ｃｍ^−１付近にジメチルカーボネートのＣ及びＯ間の二重結合の伸縮振動に由来する特徴的なピークが観察された。

図１５で示される実施例１５の電解液のＩＲスペクトルには、１７５０ｃｍ^−１付近にジメチルカーボネートのＣ及びＯ間の二重結合の伸縮振動に由来する特徴的なピークがわずかに観察された。さらに図１５のＩＲスペクトルには、１７５０ｃｍ^−１付近から低波数側にシフトした１７１７ｃｍ^−１付近にジメチルカーボネートのＣ及びＯ間の二重結合の伸縮振動に由来する特徴的なピークが観察された。

図１６で示される比較例６の電解液のＩＲスペクトルには、１７５０ｃｍ^−１付近にジメチルカーボネートのＣ及びＯ間の二重結合の伸縮振動に由来する特徴的なピークが観察された。さらに図１６のＩＲスペクトルには、１７５０ｃｍ^−１付近から低波数側にシフトした１７１７ｃｍ^−１付近にジメチルカーボネートのＣ及びＯ間の二重結合の伸縮振動に由来する特徴的なピークが観察された。

図２２で示されるエチルメチルカーボネートのＩＲスペクトルの１７４５ｃｍ^−１付近には、エチルメチルカーボネートのＣ及びＯ間の二重結合の伸縮振動に由来する特徴的なピークが観察された。

図１８で示される実施例１６の電解液のＩＲスペクトルには、１７４５ｃｍ^−１付近にエチルメチルカーボネートのＣ及びＯ間の二重結合の伸縮振動に由来する特徴的なピークがわずかに観察された。さらに図１８のＩＲスペクトルには、１７４５ｃｍ^−１付近から低波数側にシフトした１７１１ｃｍ^−１付近にエチルメチルカーボネートのＣ及びＯ間の二重結合の伸縮振動に由来する特徴的なピークが観察された。

図１９で示される実施例１７の電解液のＩＲスペクトルには、１７４５ｃｍ^−１付近にエチルメチルカーボネートのＣ及びＯ間の二重結合の伸縮振動に由来する特徴的なピークがわずかに観察された。さらに図１９のＩＲスペクトルには、１７４５ｃｍ^−１付近から低波数側にシフトした１７１１ｃｍ^−１付近にエチルメチルカーボネートのＣ及びＯ間の二重結合の伸縮振動に由来する特徴的なピークが観察された。

図２０で示される実施例１８の電解液のＩＲスペクトルには、１７４５ｃｍ^−１付近にエチルメチルカーボネートのＣ及びＯ間の二重結合の伸縮振動に由来する特徴的なピークがわずかに観察された。さらに図２０のＩＲスペクトルには、１７４５ｃｍ^−１付近から低波数側にシフトした１７１１ｃｍ^−１付近にエチルメチルカーボネートのＣ及びＯ間の二重結合の伸縮振動に由来する特徴的なピークが観察された。

図２１で示される比較例７の電解液のＩＲスペクトルには、１７４５ｃｍ^−１付近にエチルメチルカーボネートのＣ及びＯ間の二重結合の伸縮振動に由来する特徴的なピークが観察された。さらに図２１のＩＲスペクトルには、１７４５ｃｍ^−１付近から低波数側にシフトした１７１１ｃｍ^−１付近にエチルメチルカーボネートのＣ及びＯ間の二重結合の伸縮振動に由来する特徴的なピークが観察された。

図２７で示されるジエチルカーボネートのＩＲスペクトルの１７４２ｃｍ^−１付近には、ジエチルカーボネートのＣ及びＯ間の二重結合の伸縮振動に由来する特徴的なピークが観察された。

図２３で示される実施例１９の電解液のＩＲスペクトルには、１７４２ｃｍ^−１付近にジエチルカーボネートのＣ及びＯ間の二重結合の伸縮振動に由来する特徴的なピークがわずかに観察された。さらに図２３のＩＲスペクトルには、１７４２ｃｍ^−１付近から低波数側にシフトした１７０６ｃｍ^−１付近にジエチルカーボネートのＣ及びＯ間の二重結合の伸縮振動に由来する特徴的なピークが観察された。

図２４で示される実施例２０の電解液のＩＲスペクトルには、１７４２ｃｍ^−１付近にジエチルカーボネートのＣ及びＯ間の二重結合の伸縮振動に由来する特徴的なピークがわずかに観察された。さらに図２４のＩＲスペクトルには、１７４２ｃｍ^−１付近から低波数側にシフトした１７０６ｃｍ^−１付近にジエチルカーボネートのＣ及びＯ間の二重結合の伸縮振動に由来する特徴的なピークが観察された。

図２５で示される実施例２１の電解液のＩＲスペクトルには、１７４２ｃｍ^−１付近にジエチルカーボネートのＣ及びＯ間の二重結合の伸縮振動に由来する特徴的なピークがわずかに観察された。さらに図２５のＩＲスペクトルには、１７４２ｃｍ^−１付近から低波数側にシフトした１７０６ｃｍ^−１付近にジエチルカーボネートのＣ及びＯ間の二重結合の伸縮振動に由来する特徴的なピークが観察された。

図２６で示される比較例８の電解液のＩＲスペクトルには、１７４２ｃｍ^−１付近にジエチルカーボネートのＣ及びＯ間の二重結合の伸縮振動に由来する特徴的なピークが観察された。さらに図２６のＩＲスペクトルには、１７４２ｃｍ^−１付近から低波数側にシフトした１７０９ｃｍ^−１付近にジエチルカーボネートのＣ及びＯ間の二重結合の伸縮振動に由来する特徴的なピークが観察された。

実施例１１〜２１の電解液についての図１１〜１５、図１８〜２０、図２３〜２５のＩＲスペクトルは、第３電解液のスペクトルに相当する。これらのスペクトルにおいては、シフトピーク強度が有機溶媒本来のピーク強度よりも大きく観察された。

比較例６〜８の電解液についての図１６、２１、２６のＩＲスペクトルは、第１電解液のスペクトルに相当する。これらのスペクトルにおいては、有機溶媒本来のピーク強度がシフトピーク強度よりも大きく観察された。

（評価例２：イオン伝導度）
実施例１〜２、４〜６、８〜９、１１、１３、１６、１９の電解液のイオン伝導度を以下の条件で測定した。結果を表３に示す。

イオン伝導度測定条件
Ａｒ雰囲気下、白金極を備えたセル定数既知のガラス製セルに、電解液を封入し、３０℃、１ｋＨｚでのインピーダンスを測定した。インピーダンスの測定結果から、イオン伝導度を算出した。測定機器はＳｏｌａｒｔｒｏｎ １４７０５５ＢＥＣ（ソーラトロン社）を使用した。

実施例１〜２、４〜６、８〜９、１１、１３、１６、１９の電解液は、いずれもイオン伝導性を示した。よって、本発明の電解液は、いずれも各種の電池の電解液として機能し得ると理解できる。

（評価例３：粘度）
実施例１〜２、４〜６、８〜９、１１、１３、１６、１９、並びに比較例１〜４、６〜８の電解液の粘度を以下の条件で測定した。結果を表４に示す。

粘度測定条件
落球式粘度計（ＡｎｔｏｎＰａａｒ ＧｍｂＨ（アントンパール社）製 Ｌｏｖｉｓ ２０００Ｍ）を用い、Ａｒ雰囲気下、試験セルに電解液を封入し、３０℃の条件下で粘度を測定した。

実施例１〜２、４〜６、８〜９、１１、１３、１６、１９の電解液の粘度は、比較例１〜４、６〜８の電解液の粘度と比較して、著しく高かった。よって、本発明の電解液を用いた電池であれば、仮に電池が破損したとしても、電解液漏れが抑制される。

（評価例４：揮発性）
実施例２、４、８、１１、１３、比較例１、２、４、６の電解液の揮発性を以下の方法で測定した。

約１０ｍｇの電解液をアルミニウム製のパンに入れ、熱重量測定装置（ＴＡインスツルメント社製、ＳＤＴ６００）に配置し、室温での電解液の重量変化を測定した。重量変化（質量％）を時間で微分することで揮発速度を算出した。揮発速度のうち最大のものを選択し、表５に示した。

実施例２、４、８、１１、１３の電解液の最大揮発速度は、比較例１、２、４、６の最大揮発速度と比較して、著しく小さかった。よって、本発明の電解液を用いた電池は、仮に損傷したとしても、電解液の揮発速度が小さいため、電池外への有機溶媒の急速な揮発が抑制される。

（評価例５：燃焼性）
実施例４、比較例２の電解液の燃焼性を以下の方法で試験した。

電解液をガラスフィルターにピペットで３滴滴下し、電解液をガラスフィルターに保持させた。当該ガラスフィルターをピンセットで把持し、そして、当該ガラスフィルターに接炎させた。

実施例４の電解液は１５秒間接炎させても引火しなかった。他方、比較例２の電解液は５秒余りで燃え尽きた。

本発明の電解液は燃焼しにくいことが裏付けられた。

（実施例２２）
実施例８の電解液を用いたハーフセルを以下のとおり製造した。

活物質である平均粒径１０μｍの黒鉛９０質量部、及び結着剤であるポリフッ化ビニリデン１０質量部を混合した。この混合物を適量のＮ−メチル−２−ピロリドンに分散させて、スラリーを作製した。集電体として厚み２０μｍの銅箔を準備した。この銅箔の表面に、ドクターブレードを用いて、上記スラリーを膜状に塗布した。スラリーが塗布された銅箔を乾燥してＮ−メチル−２−ピロリドンを除去し、その後、銅箔をプレスし、接合物を得た。得られた接合物を真空乾燥機で１２０℃、６時間加熱乾燥して、活物質層が形成された銅箔を得た。これを作用極とした。

対極は金属Ｌｉとした。

作用極、対極、両者の間に挟装したセパレータとしての厚さ４００μｍのＷｈａｔｍａｎガラス繊維ろ紙及び実施例８の電解液を電池ケース（宝泉株式会社製 ＣＲ２０３２型コインセルケース）に収容しハーフセルを構成した。これを実施例２２のハーフセルとした。

（比較例９）
電解液として比較例５の電解液を用いた以外は、実施例２２と同様の方法で、比較例９のハーフセルを製造した。

（評価例６：レート特性）
実施例２２、比較例９のハーフセルのレート特性を以下の方法で試験した。

ハーフセルに対し、０．１Ｃ、０．２Ｃ、０．５Ｃ、１Ｃ、２Ｃレート（１Ｃとは一定電流において１時間で電池を完全充電または放電させるために要する電流値を意味する。）で充電を行った後に放電を行い、それぞれの速度における作用極の容量（放電容量）を測定した。なお、ここでの記述は、対極を負極、作用極を正極とみなしている。０．１Ｃレートでの作用極の容量に対する他のレートにおける容量の割合（レート特性）を算出した。結果を表６に示す。

実施例２２のハーフセルは、０．２Ｃ、０．５Ｃ、１Ｃ、２Ｃのいずれのレートにおいても、比較例９のハーフセルと比較して、容量の低下が抑制されており、優れたレート特性を示した。本発明の電解液を使用した二次電池は、優れたレート特性を示すことが裏付けられた。

（評価例７：急速充放電の繰り返しに対する応答性）
実施例２２、比較例９のハーフセルに対し、１Ｃレートで充放電を３回繰り返した際の、容量と電圧の変化を観察した。結果を図２９に示す。

比較例９のハーフセルは充放電を繰り返すに伴い、１Ｃレートで電流を流した場合の分極が大きくなる傾向があり、２Ｖから０．０１Ｖに到達するまでに得られる容量が急速に低下した。他方、実施例２２のハーフセルは充放電を繰り返しても、図２９において３本の曲線が重なっている様からも確認できるように分極の増減がほとんどなく、好適に容量を維持した。比較例９において分極が増加した理由として、急速に充放電を繰り返した際の電解液中に生じたＬｉ濃度ムラに因り、電極との反応界面に十分な量のＬｉを電解液が供給できなくなったこと、つまり、電解液のＬｉ濃度の偏在が考えられる。実施例２２では、Ｌｉ濃度が高い本発明の電解液を用いたことで、電解液のＬｉ濃度の偏在を抑制できたものと考えられる。本発明の電解液を使用した二次電池は、急速充放電に対し、優れた応答性を示すことが裏付けられた。

（実施例２３）
実施例８の電解液を用いたリチウムイオン二次電池を以下のとおり製造した。

正極活物質であるＬｉＮｉ_５／１０Ｃｏ_２／１０Ｍｎ_３／１０Ｏ_２で表される層状岩塩構造のリチウム含有金属酸化物９４質量部、導電助剤であるアセチレンブラック３質量部、および結着剤であるポリフッ化ビニリデン３質量部を混合した。この混合物を適量のＮ−メチル−２−ピロリドンに分散させて、スラリーを作製した。正極集電体として厚み２０μｍのアルミニウム箔を準備した。このアルミニウム箔の表面に、ドクターブレードを用いて上記スラリーが膜状になるように塗布した。スラリーが塗布されたアルミニウム箔を８０℃で２０分間乾燥することでＮ−メチル−２−ピロリドンを揮発により除去した。その後、このアルミニウム箔をプレスし接合物を得た。得られた接合物を真空乾燥機で１２０℃、６時間加熱乾燥して、正極活物質層が形成されたアルミニウム箔を得た。これを正極とした。

負極活物質である天然黒鉛９８質量部、並びに結着剤であるスチレンブタジエンゴム１質量部及びカルボキシメチルセルロース１質量部を混合した。この混合物を適量のイオン交換水に分散させて、スラリーを作製した。負極集電体として厚み２０μｍの銅箔を準備した。この銅箔の表面に、ドクターブレードを用いて、上記スラリーを膜状に塗布した。スラリーが塗布された銅箔を乾燥して水を除去し、その後、銅箔をプレスし、接合物を得た。得られた接合物を真空乾燥機で１００℃、６時間加熱乾燥して、負極活物質層が形成された銅箔を得た。これを負極とした。

セパレータとして、実験用濾紙（東洋濾紙株式会社、セルロース製、厚み２６０μｍ）を準備した。

正極と負極とでセパレータを挟持し、極板群とした。この極板群を二枚一組のラミネートフィルムで覆い、三辺をシールした後、袋状となったラミネートフィルムに実施例８の電解液を注入した。その後、残りの一辺をシールすることで、四辺が気密にシールされ、極板群および電解液が密閉されたリチウムイオン二次電池を得た。この電池を実施例２３のリチウムイオン二次電池とした。

（比較例１０）
電解液として比較例５の電解液を用いた以外は、実施例２３と同様の方法で、比較例１０のリチウムイオン二次電池を製造した。

（評価例８：熱安定性）
実施例２３、比較例１０のリチウムイオン二次電池の充電状態の正極に対する電解液の熱安定性を以下の方法で評価した。

リチウムイオン二次電池に対し、充電終始電圧４．２Ｖ、定電流定電圧条件で満充電した。満充電後のリチウムイオン二次電池を解体し、正極を取り出した。当該正極３ｍｇ及び電解液１．８μＬをステンレス製のパンに入れ、該パンを密閉した。密閉パンを用いて、窒素雰囲気下、昇温速度２０℃／ｍｉｎ．の条件で示差走査熱量分析を行い、ＤＳＣ曲線を観察した。示差走査熱量測定装置としてＲｉｇａｋｕ ＤＳＣ８２３０を使用した。実施例２３のリチウムイオン二次電池の充電状態の正極と電解液を共存させた場合のＤＳＣチャートを図３０に、比較例１０のリチウムイオン二次電池の充電状態の正極と電解液を共存させた場合のＤＳＣチャートを図３１にそれぞれ示す。

図３０及び図３１の結果から明らかなように、実施例２３のリチウムイオン二次電池における充電状態の正極と電解液を共存させた場合のＤＳＣ曲線はほとんど吸発熱ピークが観察されなかったのに対し、比較例１０のリチウムイオン二次電池の充電状態の正極と電解液を共存させた場合のＤＳＣ曲線においては３００℃付近に発熱ピークが観察された。この発熱ピークは、正極活物質と電解液とが反応した結果、生じたものと推定される。

これらの結果から、本発明の電解液を用いたリチウムイオン二次電池は、従来の電解液を用いたリチウムイオン二次電池と比較して、正極活物質と電解液との反応性が低く、熱安定性に優れていることがわかる。

（評価例９：Ｌｉ輸率）
実施例２、８、比較例４、５の電解液のＬｉ輸率を以下の条件で測定した。結果を表７に示す。

Ｌｉ輸率測定条件
電解液を入れたＮＭＲ管をＰＦＧ−ＮＭＲ装置（ＥＣＡ−５００、日本電子）に供し、^７Ｌｉ、^１９Ｆを対象として、スピンエコー法を用い、磁場パルス幅を変化させながら、各電解液中のＬｉイオン及びアニオンの拡散係数を測定した。Ｌｉ輸率は以下の式で算出した。
Ｌｉ輸率＝（Ｌｉイオン拡散係数）／（Ｌｉイオン拡散係数＋アニオン拡散係数）

実施例２、８の電解液のＬｉ輸率は、比較例４、５の電解液のＬｉ輸率と比較して、著しく高かった。ここで、電解液のＬｉイオン伝導度は、電解液に含まれるイオン伝導度（全イオン電導度）にＬｉ輸率を乗じて算出することができる。そうすると、本発明の電解液は、同程度のイオン伝導度を示す従来の電解液と比較して、リチウムイオン（カチオン）の輸送速度が高いといえる。

また、実施例８の電解液につき、温度を変化させた場合のＬｉ輸率を、上記Ｌｉ輸率測定条件に準じて測定した。結果を表８に示す。

表８の結果から、本発明の電解液は、温度に因らず、好適なＬｉ輸率を保つことがわかる。本発明の電解液は、低温でも液体状態を保っているといえる。

（実施例２４）
実施例８の電解液を用いた実施例２４のリチウムイオン二次電池を以下のとおり製造した。

正極は、実施例２３のリチウムイオン二次電池の正極と同様に製造した。

負極活物質である天然黒鉛９８質量部、並びに結着剤であるスチレンブタジエンゴム１質量部及びカルボキシメチルセルロース１質量部を混合した。この混合物を適量のイオン交換水に分散させて、スラリーを作製した。負極集電体として厚み２０μｍの銅箔を準備した。この銅箔の表面に、ドクターブレードを用いて、上記スラリーを膜状に塗布した。スラリーが塗布された銅箔を乾燥して水を除去し、その後、銅箔をプレスし、接合物を得た。得られた接合物を真空乾燥機で１００℃、６時間加熱乾燥して、負極活物質層が形成された銅箔を得た。これを負極とした。

セパレータとして、厚さ２０μｍのセルロース製不織布を準備した。

正極と負極とでセパレータを挟持し、極板群とした。この極板群を二枚一組のラミネートフィルムで覆い、三辺をシールした後、袋状となったラミネートフィルムに実施例８の電解液を注入した。その後、残りの一辺をシールすることで、四辺が気密にシールされ、極板群および電解液が密閉されたリチウムイオン二次電池を得た。この電池を実施例２４のリチウムイオン二次電池とした。

（実施例２５）
実施例８の電解液を用いた実施例２５のリチウムイオン二次電池を以下のとおり製造した。

正極は、実施例２３のリチウムイオン二次電池の正極と同様に製造した。

負極活物質である天然黒鉛９０質量部、及び結着剤であるポリフッ化ビニリデン１０質量部を混合した。この混合物を適量のイオン交換水に分散させて、スラリーを作製した。負極集電体として厚み２０μｍの銅箔を準備した。この銅箔の表面に、ドクターブレードを用いて、上記スラリーを膜状に塗布した。スラリーが塗布された銅箔を乾燥して水を除去し、その後、銅箔をプレスし、接合物を得た。得られた接合物を真空乾燥機で１２０℃、６時間加熱乾燥して、負極活物質層が形成された銅箔を得た。これを負極とした。

セパレータとして、厚さ２０μｍのセルロース製不織布を準備した。

正極と負極とでセパレータを挟持し、極板群とした。この極板群を二枚一組のラミネートフィルムで覆い、三辺をシールした後、袋状となったラミネートフィルムに実施例８の電解液を注入した。その後、残りの一辺をシールすることで、四辺が気密にシールされ、極板群および電解液が密閉されたリチウムイオン二次電池を得た。この電池を実施例２５のリチウムイオン二次電池とした。

（比較例１１）
比較例５の電解液を用いた以外は、実施例２４と同様に、比較例１１のリチウムイオン二次電池を製造した。

（比較例１２）
比較例５の電解液を用いた以外は、実施例２５と同様に、比較例１２のリチウムイオン二次電池を製造した。

（評価例１０：リチウムイオン二次電池の入出力特性）
実施例２４、２５、比較例１１、１２のリチウムイオン二次電池の出力特性を以下の条件で評価した。

（１）０℃又は２５℃、ＳＯＣ８０％での入力特性評価
評価条件は、充電状態（ＳＯＣ）８０％、０℃又は２５℃、使用電圧範囲３Ｖ―４．２Ｖ、容量１３．５ｍＡｈとした。入力特性の評価は、２秒入力と５秒入力について電池毎にそれぞれ３回行った。

また、各電池の体積に基づき、２５℃、２秒入力における電池出力密度（Ｗ／Ｌ）を算出した。

入力特性の評価結果を表９に示す。表９の中の「２秒入力」は、充電開始から２秒後での入力を意味し、「５秒入力」は充電開始から５秒後での入力を意味している。

表９に示すように、温度の違いに関わらず、実施例２４の電池の入力は、比較例１１の電池の入力に比べて、著しく高かった。同様に、実施例２５の電池の入力は、比較例１２の電池の入力に比べて、著しく高かった。

また、実施例２４の電池の電池入力密度は、比較例１１の電池の電池入力密度に比べて、著しく高かった。同様に、実施例２５の電池の電池入力密度は、比較例１２の電池の電池入力密度に比べて、著しく高かった。

（２）０℃又は２５℃、ＳＯＣ２０％での出力特性評価
評価条件は、充電状態（ＳＯＣ）２０％、０℃又は２５℃、使用電圧範囲３Ｖ―４．２Ｖ、容量１３．５ｍＡｈとした。ＳＯＣ２０％、０℃は、例えば、冷蔵室などで使用する場合のように出力特性が出にくい領域である。出力特性の評価は、２秒出力と５秒出力について電池毎にそれぞれ３回行った。

また、各電池の体積に基づき、２５℃、２秒出力における電池出力密度（Ｗ／Ｌ）を算出した。

出力特性の評価結果を表９に示す。表９の中の「２秒出力」は、放電開始から２秒後での出力を意味し、「５秒出力」は放電開始から５秒後での出力を意味している。

表９に示すように、温度の違いに関わらず、実施例２４の電池の出力は、比較例１１の電池の出力に比べて、著しく高かった。同様に、実施例２５の電池の出力は、比較例１２の電池の出力に比べて、著しく高かった。

また、実施例２４の電池の電池出力密度は、比較例１１の電池の電池出力密度に比べて、著しく高かった。同様に、実施例２５の電池の電池出力密度は、比較例１２の電池の電池出力密度に比べて、著しく高かった。

（評価例１１：低温試験）
実施例１１、１３、１６、１９の各電解液をそれぞれ容器に入れ、不活性ガスを充填して密閉した。これらを−３０℃の冷凍庫に２日間保管した。保管後に各電解液を観察した。いずれの電解液も固化せず液体状態を維持しており、塩の析出も観察されなかった。

（実施例２６）
実施例８の電解液を用いたハーフセルを以下のとおり製造した。

活物質である平均粒径１０μｍの黒鉛９０質量部、及び結着剤であるポリフッ化ビニリデン１０質量部を混合した。この混合物を適量のＮ−メチル−２−ピロリドンに分散させて、スラリーを作製した。集電体として厚み２０μｍの銅箔を準備した。この銅箔の表面に、ドクターブレードを用いて、上記スラリーを膜状に塗布した。スラリーが塗布された銅箔を乾燥してＮ−メチル−２−ピロリドンを除去し、その後、銅箔をプレスし、接合物を得た。得られた接合物を真空乾燥機で１２０℃、６時間加熱乾燥して、活物質層が形成された銅箔を得た。これを作用極とした。なお、銅箔１ｃｍ^２あたりの活物質の質量は１．４８ｍｇであった。また、プレス前の黒鉛及びポリフッ化ビニリデンの密度は０．６８ｇ／ｃｍ^３であり、プレス後の活物質層の密度は１．０２５ｇ／ｃｍ^３であった。

対極は金属Ｌｉとした。

作用極、対極、両者の間に挟装したセパレータとしての厚さ４００μｍの Ｗｈａｔｍａｎガラス繊維ろ紙及び実施例８の電解液を、径１３．８２ｍｍの電池ケース（宝泉株式会社製 ＣＲ２０３２型コインセルケース）に収容しハーフセルを構成した。これを実施例２６のハーフセルとした。

（実施例２７）
電解液として実施例１１の電解液を用いた以外は、実施例２６と同様の方法で、実施例２７のハーフセルを製造した。

（実施例２８）
電解液として実施例１６の電解液を用いた以外は、実施例２６と同様の方法で、実施例２８のハーフセルを製造した。

（実施例２９）
電解液として実施例１９の電解液を用いた以外は、実施例２６と同様の方法で、実施例２９のハーフセルを製造した。

（比較例１３）
電解液として比較例５の電解液を用いた以外は、実施例２６と同様の方法で、比較例１３のハーフセルを製造した。

（評価例１２：レート特性）
実施例２６〜２９、比較例１３のハーフセルのレート特性を以下の方法で試験した。ハーフセルに対し、０．１Ｃ、０．２Ｃ、０．５Ｃ、１Ｃ、２Ｃレート（１Ｃとは一定電流において１時間で電池を完全充電または放電させるために要する電流値を意味する。）で充電を行った後に放電を行い、それぞれの速度における作用極の容量（放電容量）を測定した。なお、ここでの記述は、対極を負極、作用極を正極とみなしている。０．１Ｃレートでの作用極の容量に対する他のレートにおける容量の割合（レート特性）を算出した。結果を表１０に示す。

実施例２６、２７、２８、２９のハーフセルは０．２Ｃ、０．５Ｃ、１Ｃのレートにおいて、さらに、実施例２６、２７は２Ｃのレートにおいても比較例１３のハーフセルと比較して、容量低下が抑制されており、優れたレート特性を示すことが裏付けられた。

（評価例１３：容量維持率）
実施例２６〜２９、比較例１３のハーフセルの容量維持率を以下の方法で試験した。

各ハーフセルに対し、２５℃、電圧２．０ＶまでＣＣ充電（定電流充電）し、電圧０．０１ＶまでＣＣ放電(定電流放電)を行う２．０Ｖ−０．０１Ｖの充放電サイクルを、充放電レート０．１Ｃで３サイクル行い、その後、０．２Ｃ、０．５Ｃ、１Ｃ、２Ｃ、５Ｃ、１０Ｃの順で各充放電レートにつき３サイクルずつ充放電を行い、最後に０．１Ｃで３サイクル充放電を行った。各ハーフセルの容量維持率（％）は以下の式で求めた。
容量維持率（％）＝Ｂ／Ａ×１００
Ａ：最初の０．１Ｃ充放電サイクルにおける２回目の作用極の放電容量
Ｂ：最後の０．１Ｃの充放電サイクルにおける２回目の作用極の放電容量
結果を表１１に示す。なお、ここでの記述は、対極を負極、作用極を正極とみなしている。

いずれのハーフセルも、良好に充放電反応を行い、好適な容量維持率を示した。特に、実施例２７、２８、２９のハーフセルの容量維持率は著しく優れていた。

（評価例１４：充放電の可逆性）
実施例２６〜２９、比較例１３のハーフセルに対し、２５℃、電圧２．０ＶまでＣＣ充電（定電流充電）し、電圧０．０１ＶまでＣＣ放電(定電流放電)を行う２．０Ｖ−０．０１Ｖの充放電サイクルを、充放電レート０．１Ｃで３サイクル行った。各ハーフセルの充放電曲線を図３２〜３６に示す。

図３２〜３６に示されるように、実施例２６〜２９のハーフセルは、一般的な電解液を用いた比較例１３のハーフセルと同様に、可逆的に充放電反応することがわかる。

（評価例１５：ラマンスペクトル測定）
実施例８、実施例９、比較例４、並びに、実施例１１、実施例１３、実施例１５、比較例６の電解液につき、以下の条件でラマンスペクトル測定を行った。各電解液の金属塩のアニオン部分に由来するピークが観察されたラマンスペクトルをそれぞれ図３７〜図４３に示す。図の横軸は波数（ｃｍ^−１）であり、縦軸は散乱強度である。

ラマンスペクトル測定条件
装置：レーザーラマン分光光度計（日本分光株式会社ＮＲＳシリーズ）
レーザー波長：５３２ｎｍ
不活性ガス雰囲気下で電解液を石英セルに密閉し、測定に供した。

図３７〜３９で示される実施例８、実施例９、比較例４の電解液のラマンスペクトルの７００〜８００ｃｍ^−１には、アセトニトリルに溶解したＬｉＦＳＡの（ＦＳＯ_２）_２Ｎに由来する特徴的なピークが観察された。ここで、図３７〜３９から、ＬｉＦＳＡの濃度の増加に伴い、上記ピークが高波数側にシフトするのがわかる。電解液が高濃度化するに従い、塩のアニオンに該当する（ＦＳＯ_２）_２ＮがＬｉと相互作用する状態になる、換言すると、濃度が低い場合はＬｉとアニオンはＳＳＩＰ（Ｓｏｌｖｅｎｔ−ｓｅｐａｒａｔｅｄ ｉｏｎ ｐａｉｒｓ）状態を主に形成しており、高濃度化に伴いＣＩＰ（Ｃｏｎｔａｃｔ ｉｏｎ ｐａｉｒｓ）状態やＡＧＧ（ａｇｇｒｅｇａｔｅ）状態を主に形成していると推察される。そして、かかる状態の変化がラマンスペクトルのピークシフトとして観察されたと考察できる。

図４０〜４３で示される実施例１１、実施例１３、実施例１５、比較例６の電解液のラマンスペクトルの７００〜８００ｃｍ^−１には、ジメチルカーボネートに溶解したＬｉＦＳＡの（ＦＳＯ_２）_２Ｎに由来する特徴的なピークが観察された。ここで、図４０〜４３から、ＬｉＦＳＡの濃度の増加に伴い、上記ピークが高波数側にシフトするのがわかる。この現象は、前段落で考察したのと同様に、電解液が高濃度化するに従い、塩のアニオンに該当する（ＦＳＯ_２）_２ＮがＬｉと相互作用する状態になり、そして、かかる状態の変化がラマンスペクトルのピークシフトとして観察されたと考察できる。

（実施例３０）
実施例８の電解液を用いたハーフセルを以下のとおり製造した。
径１３．８２ｍｍ、面積１．５ｃｍ^２、厚み２０μｍのアルミニウム箔（ＪＩＳ Ａ１０００番系）を作用極とし、対極は金属Ｌｉとした。セパレータは、厚み４００μｍのＷｈａｔｍａｎガラスフィルター不織布：品番１８２５−０５５を用いた。
作用極、対極、セパレータおよび実施例８の電解液を電池ケース（宝泉株式会社製 ＣＲ２０３２型コインセルケース）に収容しハーフセルを構成した。これを実施例３０のハーフセルとした。

（実施例３１）
実施例１１の電解液を用いた以外は、実施例３０のハーフセルと同様にして、実施例３１のハーフセルを作製した。

（実施例３２）
実施例１３の電解液を用いた以外は、実施例３０のハーフセルと同様にして、実施例３２のハーフセルを作製した。

（実施例３３）
実施例１６の電解液を用いた以外は、実施例３０のハーフセルと同様にして、実施例３３のハーフセルを作製した。

（実施例３４）
実施例１９の電解液を用いた以外は、実施例３０のハーフセルと同様にして、実施例３４のハーフセルを作製した。

（比較例１４）
比較例５の電解液を用いた以外は、実施例３０のハーフセルと同様にして、比較例１４のハーフセルを作製した。

（比較例１５）
比較例６の電解液を用いた以外は、実施例３０のハーフセルと同様にして、比較例１５のハーフセルを作製した。

（評価例１６：作用極Ａｌでのサイクリックボルタンメトリー評価）
実施例３０〜３１、３３〜３４および比較例１４のハーフセルに対して、３．１Ｖ〜４．６Ｖ、１ｍＶ／ｓの条件で５サイクルのサイクリックボルタンメトリー評価を行い、その後、３．１Ｖ〜５．１Ｖ、１ｍＶ／ｓの条件で５サイクルのサイクリックボルタンメトリー評価を行った。実施例３０〜３１、３３〜３４および比較例１４のハーフセルに対する電位と応答電流との関係を示すグラフを図４４〜図５２に示す。

また、実施例３１、３２及び比較例１５のハーフセルに対して、３．０Ｖ〜４．５Ｖ、１ｍＶ／ｓの条件で、１０サイクルのサイクリックボルタンメトリー評価を行い、その後、３．０Ｖ〜５．０Ｖ、１ｍＶ／ｓの条件で、１０サイクルのサイクリックボルタンメトリー評価を行った。実施例３１、３２及び比較例１５のハーフセルに対する電位と応答電流との関係を示すグラフを図５３〜図５８に示す。

図５２から、比較例１４のハーフセルでは、２サイクル以降も３．１Ｖから４．６Ｖにかけて電流が流れ、高電位になるに従い電流が増大しているのがわかる。また、図５７および図５８から、比較例１５のハーフセルにおいても同様に、２サイクル以降も３．０Ｖから４．５Ｖにかけて電流が流れ、高電位になるに従い電流が増大している。この電流は、作用極のアルミニウムが腐食したことによるＡｌの酸化電流と推定される。

他方、図４４〜図５１から、実施例３０〜３１、３３〜３４のハーフセルでは２サイクル以降は３．１Ｖから４．６Ｖにかけてほとんど電流が流れていないことがわかる。４．３Ｖ以上では電位上昇に伴いわずかに電流の増大が観察されるものの、サイクルを繰り返すに従い、電流の量は減少し、定常状態に向かった。特に、実施例３１、３３〜３４のハーフセルは、高電位である５．１Ｖまで電流の顕著な増大が観察されず、しかも、サイクルの繰り返しに伴い電流量の減少が観察された。

また、図５３〜図５６から、実施例３１、３２のハーフセルにおいても同様に、２サイクル以降は３．０Ｖから４．５Ｖにかけてほとんど電流が流れていないことがわかる。特に３サイクル目以降では４．５Ｖに至るまで電流の増大はほぼない。そして、実施例３２のハーフセルでは高電位となる４．５Ｖ以降に電流の増大がみられるが、これは比較例１５のハーフセルにおける４．５Ｖ以降の電流値に比べると遙かに小さい値である。実施例３１のハーフセルについては、４．５Ｖ以降も５．０Ｖに至るまで電流の増大はほぼなく、サイクルの繰り返しに伴い電流量の減少が観察された。

サイクリックボルタンメトリー評価の結果から、５Ｖを超える高電位条件でも、実施例８、実施例１１、実施例１３、実施例１６および実施例１９の各電解液のアルミニウムに対する腐食性は低いといえる。すなわち、実施例８、実施例１１、実施例１３、実施例１６および実施例１９の各電解液は、集電体などにアルミニウムを用いた電池に対し、好適な電解液といえる。

（実施例３５）
電解液として実施例９の電解液を用いた以外は、実施例２２と同様の方法で、実施例３５のリチウムイオン二次電池を得た。

（比較例１６）
電解液として比較例５の電解液を用いた以外は、実施例３５と同様の方法で、比較例１６のリチウムイオン二次電池を得た。

（評価例１７：低温でのレート特性）
実施例３５と比較例１６のリチウムイオン二次電池を用い、−２０℃でのレート特性を以下のとおり評価した。結果を図５９及び図６０に示す。
(1) 負極（評価極）へのリチウム吸蔵が進行する向きに電流を流す。
(2) 電圧範囲：２Ｖ→０．０１Ｖ（ｖ.ｓ.Ｌｉ/Ｌｉ⁺）
(3) レート：０．０２Ｃ、０．０５Ｃ、０．１Ｃ、０．２Ｃ、０．５Ｃ (０．０１Ｖ到達後に電流を停止)
なお、１Ｃは、一定電流において1時間で電池を完全充電、又は放電させるために要する電流値を示す。

図５９及び図６０から、各電流レートにおける実施例３５のリチウムイオン二次電池の電圧カーブは、比較例１６のリチウムイオン二次電池の電圧カーブと比較して、高い電圧を示しているのがわかる。本発明の電解液を用いたリチウムイオン二次電池は、低温環境においても優れたレート特性を示すことが裏付けられた。

（実施例３６）
実施例８の電解液を用いた実施例３６のリチウムイオン二次電池を以下のとおり製造した。

正極活物質であるＬｉＮｉ_５／１０Ｃｏ_２／１０Ｍｎ_３／１０Ｏ_２で表される層状岩塩構造のリチウム含有金属酸化物９０質量部、導電助剤であるアセチレンブラック８質量部、および結着剤であるポリフッ化ビニリデン２質量部を混合した。この混合物を適量のＮ−メチル−２−ピロリドンに分散させて、スラリーを作製した。正極集電体として厚み２０μｍのアルミニウム箔を準備した。このアルミニウム箔の表面に、ドクターブレードを用いて上記スラリーが膜状になるように塗布した。スラリーが塗布されたアルミニウム箔を８０℃で２０分間乾燥することでＮ−メチル−２−ピロリドンを揮発により除去した。その後、このアルミニウム箔をプレスし接合物を得た。得られた接合物を真空乾燥機で１２０℃、６時間加熱乾燥して、正極活物質層が形成されたアルミニウム箔を得た。これを正極とした。

負極活物質である天然黒鉛９８質量部、並びに結着剤であるスチレンブタジエンゴム１質量部及びカルボキシメチルセルロース１質量部を混合した。この混合物を適量のイオン交換水に分散させて、スラリーを作製した。負極集電体として厚み２０μｍの銅箔を準備した。この銅箔の表面に、ドクターブレードを用いて、上記スラリーを膜状に塗布した。スラリーが塗布された銅箔を乾燥して水を除去し、その後、銅箔をプレスし、接合物を得た。得られた接合物を真空乾燥機で１００℃、６時間加熱乾燥して、負極活物質層が形成された銅箔を得た。これを負極とした。

セパレータとして、厚さ２０μｍのセルロース製不織布を準備した。

正極と負極とでセパレータを挟持し、極板群とした。この極板群を二枚一組のラミネートフィルムで覆い、三辺をシールした後、袋状となったラミネートフィルムに実施例８の電解液を注入した。その後、残りの一辺をシールすることで、四辺が気密にシールされ、極板群および電解液が密閉されたリチウムイオン二次電池を得た。この電池を実施例３６のリチウムイオン二次電池とした。

（実施例３７）
電解液として実施例１１の電解液を用いた以外は、実施例３６と同様の方法で、実施例３７のリチウムイオン二次電池を得た。

（実施例３８）
電解液として実施例１３の電解液を用いた以外は、実施例３６と同様の方法で、実施例３８のリチウムイオン二次電池を得た。

（比較例１７）
電解液として比較例５の電解液を用いた以外は、実施例３６と同様の方法で、比較例１７のリチウムイオン二次電池を得た。

（評価例１８：電池の内部抵抗）
実施例３６〜３８および比較例１７のリチウムイオン二次電池を準備し、電池の内部抵抗を評価した。
各リチウムイオン二次電池について、室温、３．０Ｖ〜４．１Ｖ(ｖｓ．Ｌｉ基準)の範囲でＣＣ充放電、つまり定電流充放電を繰り返した。そして、初回充放電後の交流インピーダンス、および、１００サイクル経過後の交流インピーダンスを測定した。得られた複素インピーダンス平面プロットを基に、電解液、負極および正極の反応抵抗を各々解析した。図６１に示すように、複素インピーダンス平面プロットには、二つの円弧がみられた。図中左側（つまり複素インピーダンスの実部が小さい側）の円弧を第１円弧と呼ぶ。図中右側の円弧を第２円弧と呼ぶ。第１円弧の大きさを基に負極の反応抵抗を解析し、第２円弧の大きさを基に正極の反応抵抗を解析した。第１円弧に連続する図６１中最左側のプロットを基に電解液の抵抗を解析した。解析結果を表１２および表１３に示す。なお、表１２は、初回充放電後の電解液の抵抗（所謂溶液抵抗）、負極の反応抵抗、正極の反応抵抗を示し、表１３は１００サイクル経過後の各抵抗を示す。

表１２および表１３に示すように、各リチウムイオン二次電池において、１００サイクル経過後の負極反応抵抗および正極反応抵抗は、初回充放電後の各抵抗に比べて低下する傾向にある。そして、表１３に示す１００サイクル経過後では、実施例３６〜３８のリチウムイオン二次電池の負極反応抵抗および正極反応抵抗は、比較例１７のリチウムイオン二次電池の負極反応抵抗および正極反応抵抗に比べて低い。

なお、実施例３６、３８および比較例１７のリチウムイオン二次電池における電解液の溶液抵抗はほぼ同じであり、実施例３７のリチウムイオン二次電池における電解液の溶液抵抗は、実施例３６、３８および比較例１７に比べて高い。また、各リチウムイオン二次電池における各電解液の溶液抵抗は初回充放電後も１００サイクル経過後も同等である。このため、各電解液の耐久劣化は生じていないと考えられ、上記した比較例および実施例において生じた負極反応抵抗および正極反応抵抗の差は、電解液の耐久劣化に関係するものでなく電極自体に生じているものであると考えられる。

リチウムイオン二次電池の内部抵抗は、電解液の溶液抵抗、負極の反応抵抗および正極の反応抵抗から総合的に判断できる。表１２および表１３の結果を基にすると、リチウムイオン二次電池の内部抵抗増大を抑制する観点からは、実施例３７、３８のリチウムイオン二次電池が最も耐久性に優れ、次いで実施例３６のリチウムイオン二次電池が耐久性に優れていると言える。

（評価例１９：電池のサイクル耐久性）
実施例３６〜３８および比較例１７のリチウムイオン二次電池について、室温、３．０Ｖ〜４．１Ｖ(ｖｓ．Ｌｉ基準)の範囲でＣＣ充放電を繰り返し、初回充放電時の放電容量、１００サイクル時の放電容量、および５００サイクル時の放電容量を測定した。そして、初回充放電時の各リチウムイオン二次電池の容量を１００％とし、１００サイクル時および５００サイクル時の各リチウムイオン二次電池の容量維持率（％）を算出した。結果を表１４に示す。

表１４に示すように、実施例３６〜３８のリチウムイオン二次電池は、ＳＥＩの材料となるＥＣを含まないにも拘わらず、ＥＣを含む比較例１７のリチウムイオン二次電池と同等の１００サイクル時の容量維持率を示した。これは、実施例３６〜３８のリチウムイオン二次電池における正極および負極には、本発明の電解液に由来する皮膜が存在するためだと考えられる。そして、実施例３７のリチウムイオン二次電池については、５００サイクル経過時にも極めて高い容量維持率を示し、特に耐久性に優れていた。この結果から、電解液の有機溶媒としてＤＭＣを選択する場合には、ＡＮを選択する場合に比べて、より耐久性が向上するといえる。

Claims (13)

1. ヘテロ元素を有する有機溶媒と、リチウムをカチオンとしアニオンの化学構造が下記一般式（７）で表される塩とを混合し、当該塩を溶解して、第１電解液を調製する第１溶解工程と、
   撹拌及び／又は加温条件下、前記第１電解液に前記塩を加え、前記塩を溶解し、過飽和状態の第２電解液を調製する第２溶解工程と、
   撹拌及び／又は加温条件下、前記第２電解液に前記塩を加え、前記塩を溶解し、第３電解液を調製する第３溶解工程を含み、
   さらに、製造途中の電解液を振動分光測定する振動分光測定工程を有し、
   前記振動分光測定工程で得られた電解液の振動分光スペクトルにおいて、有機溶媒本来のピークの強度と、前記有機溶媒本来のピークが波数シフトしたピークの強度とを比較し、前記有機溶媒本来のピークの強度の方が大きい場合は電解液に前記塩を加え、前記波数シフトしたピークの強度の方が大きい場合は前記第３電解液に達したと判断することを特徴とする電解液の製造方法。
   （Ｒ^１３ＳＯ_２）（Ｒ^１４ＳＯ_２）Ｎ 一般式（７）
   （Ｒ^１３、Ｒ^１４は、それぞれ独立に、Ｃ_ｎＨ_ａＦ_ｂＣｌ_ｃＢｒ_ｄＩ_ｅである。
   ｎ、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅはそれぞれ独立に０以上の整数であり、２ｎ＋１＝ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅを満たす。
   また、Ｒ^１３とＲ^１４は、互いに結合して環を形成しても良く、その場合は、２ｎ＝ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅを満たす。
   ｎは０〜６の整数。上記Ｒ^１３とＲ^１４が結合して環を形成している場合には、ｎは１〜８の整数。）
2. 前記振動分光測定工程が、製造途中の電解液を振動分光測定し、前記塩と前記有機溶媒との配位の程度を確認する工程である請求項１に記載の電解液の製造方法。
3. 前記ｃ、ｄ、ｅが０である請求項１又は２に記載の電解液の製造方法。
4. 前記ｎが０〜４の整数。上記Ｒ^１３とＲ^１４が結合して環を形成している場合には、ｎは１〜７の整数。
   である請求項１〜３のいずれかに記載の電解液の製造方法。
5. 前記ｎが０〜２の整数。上記Ｒ^１３とＲ^１４が結合して環を形成している場合には、ｎは１〜３の整数。
   である請求項１〜４のいずれかに記載の電解液の製造方法。
6. 前記塩が、（ＣＦ_３ＳＯ_２）_２ＮＬｉ、（ＦＳＯ_２）_２ＮＬｉ、（Ｃ_２Ｆ_５ＳＯ_２）_２ＮＬｉ、ＦＳＯ_２（ＣＦ_３ＳＯ_２）ＮＬｉ、（ＳＯ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＳＯ_２）ＮＬｉ、（ＳＯ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＳＯ_２）ＮＬｉ、ＦＳＯ_２（ＣＨ_３ＳＯ_２）ＮＬｉ、ＦＳＯ_２（Ｃ_２Ｆ_５ＳＯ_２）ＮＬｉ、又はＦＳＯ_２（Ｃ_２Ｈ_５ＳＯ_２）ＮＬｉである請求項１〜５のいずれかに記載の電解液の製造方法。
7. 前記塩が（ＣＦ_３ＳＯ_２）_２ＮＬｉ、（ＦＳＯ_２）_２ＮＬｉ、（Ｃ_２Ｆ_５ＳＯ_２）_２ＮＬｉ、ＦＳＯ_２（ＣＦ_３ＳＯ_２）ＮＬｉ、（ＳＯ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＳＯ_２）ＮＬｉ、又は（ＳＯ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＳＯ_２）ＮＬｉである請求項１〜６のいずれかに記載の電解液の製造方法。
8. 前記有機溶媒がニトリル類、エーテル類、カーボネート類、アミド類、イソシアネート類、エステル類、エポキシ類、オキサゾール類、ケトン類、酸無水物、スルホン類、ニトロ類、フラン類、環状エステル類、芳香族複素環類、複素環類、又は、リン酸エステル類である請求項１〜７のいずれかに記載の電解液の製造方法。
9. 前記有機溶媒がアセトニトリル又は１，２−ジメトキシエタンから選択される請求項１〜８のいずれかに記載の電解液の製造方法。
10. 前記有機溶媒が下記一般式（１０）で示される鎖状カーボネートから選択される請求項１〜８のいずれかに記載の電解液の製造方法。
    Ｒ^１９ＯＣＯＯＲ^２０ 一般式（１０）
    （Ｒ^１９、Ｒ^２０は、それぞれ独立に、鎖状アルキルであるＣ_ｎＨ_ａＦ_ｂＣｌ_ｃＢｒ_ｄＩ_ｅ、又は、環状アルキルを化学構造に含むＣ_ｍＨ_ｆＦ_ｇＣｌ_ｈＢｒ_ｉＩ_ｊのいずれかから選択される。ｎ、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｍ、ｆ、ｇ、ｈ、ｉ、ｊはそれぞれ独立に０以上の整数であり、２ｎ＋１＝ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ、２ｍ＝ｆ＋ｇ＋ｈ＋ｉ＋ｊを満たす。）
11. 前記有機溶媒がジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネート又はジエチルカーボネートから選択される請求項１〜８、１０のいずれかに記載の電解液の製造方法。
12. 前記電解液が電池用電解液である請求項１〜１１のいずれかに記載の電解液の製造方法。
13. 前記電解液がリチウムイオン二次電池用電解液である請求項１〜１２のいずれかに記載の電解液の製造方法。