JPWO2017069058A1 - 電解液、電気化学デバイス、リチウムイオン二次電池、及び、モジュール - Google Patents

電解液、電気化学デバイス、リチウムイオン二次電池、及び、モジュール Download PDF

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Abstract

高温で保存してもガスが発生しにくく、高温保存後も容量維持率が高いリチウムイオン二次電池等の電気化学デバイスまたはモジュールを得ることができる電解液を提供する。一般式：Ｙ２１Ｒ２１Ｃ−ＣＹ２２Ｒ２２（式中、Ｒ２１及びＲ２２は、同一又は異なってもよく、Ｈ、アルキル基又はハロゲン化アルキル基、Ｙ２１及びＹ２２は、同一又は異なってもよく、−ＯＲ２３又はハロゲン原子、Ｒ２３は、Ｈ、アルキル基又はハロゲン化アルキル基）で示される化合物等を含むことを特徴とする電解液である。

Description

本発明は、電解液、電気化学デバイス、リチウムイオン二次電池、及び、モジュールに関する。
近年の電気製品の軽量化、小型化にともない、高いエネルギー密度をもつリチウムイオン二次電池の開発が進められている。また、リチウムイオン二次電池の適用分野が拡大するにつれて電池特性の改善が要望されている。特に今後、車載用にリチウムイオン二次電池が使われた場合、電池特性はますます重要となる。
特許文献１には、正極と、リチウムまたはリチウムの吸蔵放出の可能な負極材料からなる負極と、有機溶媒と溶質とからなる非水系電解液とを備えた非水系電解液二次電池において、前記有機溶媒が、モノフルオロ燐酸リチウムおよび／またはジフルオロ燐酸リチウムの添加剤を含有することを特徴とする非水系電解液二次電池が記載されている。
特開平１１−６７２７０号公報
本発明は、高温で保存してもガスが発生しにくく、高温保存後も容量維持率が高いリチウムイオン二次電池等の電気化学デバイス又はモジュールを得ることができる電解液を提供することを課題とする。
本発明は、一般式（１）で示される化合物（１）及び一般式（２）で示される化合物（２）からなる群より選択される少なくとも１種の化合物（Ｘ）を含むことを特徴とする電解液である。
一般式（１）：
Figure 2017069058
（式中、Ｒ１１〜Ｒ１４は、同一又は異なってもよく、Ｈ、アルキル基又はハロゲン化アルキル基、Ｘ１１及びＸ１２は、同一又は異なってもよく、１６属元素）
一般式（２）：
Figure 2017069058
（式中、Ｒ２１及びＲ２２は、同一又は異なってもよく、Ｈ、アルキル基又はハロゲン化アルキル基、Ｙ２１及びＹ２２は、同一又は異なってもよく、−ＯＲ２３又はハロゲン原子、Ｒ２３は、Ｈ、アルキル基又はハロゲン化アルキル基）
化合物（Ｘ）の含有量が電解液に対して０．００１〜１００００質量ｐｐｍであることが好ましい。
上記電解液は、更に、溶媒を含むことが好ましい。上記溶媒は、カーボネートを含むことが好ましい。また、上記溶媒は、鎖状エーテルを含むことが好ましい。
上記電解液は、更に、一般式（３）で示される化合物（３）、一般式（４）で示される化合物（４）、一般式（５）で示される化合物（５）、及び、一般式（６）で示される化合物（６）からなる群より選択される少なくとも１種のリチウム塩（Ｘ）を含むことが好ましい。
一般式（３）：
Figure 2017069058
（式中、Ｘ３１及びＸ３２は同じ又は異なり、それぞれ−Ｈ、−Ｆ、−Ｏ、−ＯＣＮ、エーテル結合を有してもよいアルキル基、エーテル結合を有してもよいフッ素化アルキル基、エーテル結合を有してもよいアルコキシ基、又は、エーテル結合を有してもよいフッ素化アルコキシ基、Ｘ３１及びＸ３２はお互いに結合して環を形成してもよい、ａは１〜３の整数）
一般式（４）：
Figure 2017069058
（式中、Ｘ４１は、−Ｈ、−Ｆ、−Ｃｌ、エーテル結合を有してもよいアルキル基、エーテル結合を有してもよいフッ素化アルキル基、エーテル結合を有してもよいアルコキシ基、又は、エーテル結合を有してもよいフッ素化アルコキシ基）
一般式（５）：
Figure 2017069058
（式中、Ｘ５１は、−Ｈ、−Ｆ、−Ｃｌ、エーテル結合を有してもよいアルキル基、エーテル結合を有してもよいフッ素化アルキル基、エーテル結合を有してもよいアルコキシ基、又は、エーテル結合を有してもよいフッ素化アルコキシ基）
一般式（６）：
Figure 2017069058
（式中、Ｘ６１は、−Ｈ、−Ｆ、−Ｃｌ、エーテル結合を有してもよいアルキル基、エーテル結合を有してもよいフッ素化アルキル基、エーテル結合を有してもよいアルコキシ基、又は、エーテル結合を有してもよいフッ素化アルコキシ基）
上記電解液は、更に、一般式（７）で示される化合物（７）及び一般式（８）で示される化合物（８）からなる群より選択される少なくとも１種の環状ジカルボニル化合物を含むことが好ましい。
一般式（７）：
Figure 2017069058
（Ａａ＋は金属イオン、水素イオン又はオニウムイオン。ａは１〜３の整数、ｂは１〜３の整数、ｐはｂ／ａ、ｎ７３は１〜４の整数、ｎ７１は０〜８の整数、ｎ７２は０又は１、Ｚ７１は遷移金属、周期律表のＩＩＩ族、ＩＶ族又はＶ族の元素。
Ｘ７１は、Ｏ、Ｓ、炭素数１〜１０のアルキレン基、炭素数１〜１０のハロゲン化アルキレン基、炭素数６〜２０のアリーレン基又は炭素数６〜２０のハロゲン化アリーレン基（アルキレン基、ハロゲン化アルキレン基、アリーレン基、及び、ハロゲン化アリーレン基はその構造中に置換基、ヘテロ原子を持っていてもよく、またｎ７２が１でｎ７３が２〜４のときにはｎ７３個のＸ７１はそれぞれが結合していてもよい）
Ｌ７１は、ハロゲン原子、シアノ基、炭素数１〜１０のアルキル基、炭素数１〜１０のハロゲン化アルキル基、炭素数６〜２０のアリール基、炭素数６〜２０のハロゲン化アリール基（アルキレン基、ハロゲン化アルキレン基、アリーレン基、及び、ハロゲン化アリーレン基はその構造中に置換基、ヘテロ原子を持っていてもよく、またｎ７１が２〜８のときにはｎ７１個のＬ７１はそれぞれが結合して環を形成してもよい）又は−Ｚ７３Ｙ７３。
Ｙ７１、Ｙ７２及びＺ７３は、それぞれ独立でＯ、Ｓ、ＮＹ７４、炭化水素基又はフッ素化炭化水素基。Ｙ７３及びＹ７４は、それぞれ独立でＨ、Ｆ、炭素数１〜１０のアルキル基、炭素数１〜１０のハロゲン化アルキル基、炭素数６〜２０のアリール基又は炭素数６〜２０のハロゲン化アリール基（アルキル基、ハロゲン化アルキル基、アリール基及びハロゲン化アリール基はその構造中に置換基、ヘテロ原子を持っていてもよく、Ｙ７３又はＹ７４が複数個存在する場合にはそれぞれが結合して環を形成してもよい））
一般式（８）：
Figure 2017069058
（式中、ｎ８１は０又は１、ｎ８２は０又は１、Ｚ８１は遷移金属、周期律表のＩＩＩ族、ＩＶ族又はＶ族の元素。
Ｘ８１は、Ｏ、Ｓ、炭素数１〜１０のアルキレン基、炭素数１〜１０のハロゲン化アルキレン基、炭素数６〜２０のアリーレン基又は炭素数６〜２０のハロゲン化アリーレン基（アルキレン基、ハロゲン化アルキレン基、アリーレン基、及び、ハロゲン化アリーレン基はその構造中に置換基、ヘテロ原子を持っていてもよい）。
Ｙ８１及びＹ８２は、それぞれ独立でＯ、Ｓ、ＮＹ８４、炭化水素基又はフッ素化炭化水素基。Ｙ８４はＨ、炭素数１〜１０のアルキル基、炭素数１〜１０のハロゲン化アルキル基、炭素数６〜２０のアリール基、炭素数６〜２０のハロゲン化アリール基（アルキル基、ハロゲン化アルキル基、アリール基及びハロゲン化アリール基はその構造中に置換基、ヘテロ原子を持っていてもよく、Ｙ８４が複数個存在する場合にはそれぞれが結合して環を形成してもよい））
上記電解液は、更に、分子内にヘテロ原子（但し、酸素原子を除く）と隣接原子との多重結合を含む化合物（９）を含み、化合物（９）は、一般式（９−１）〜一般式（９−３）で示される化合物からなる群より選択される少なくとも１種であることが好ましい。
一般式（９−１）：
Figure 2017069058
一般式（９−２）：
Figure 2017069058
一般式（９−３）：
Figure 2017069058
（式（９−１）、（９−２）及び（９−３）において、Ｘ９１はＯ又はＮ、Ｍ９１はＣ、Ｐ、Ｓ又はＮ、Ｚ９１はＮ又は存在していなくてよい、但しＬ９１−Ｃ＝Ｏ（Ｎなし、Ｍ９１がＣ、Ｘ９１がＯの場合）は除く、
Ｌ９１はハロゲン原子、酸素原子、ハロゲン原子を含んでもよいＲ、ＯＲ、ＯＲＲ’、ＯＲＲ’Ｏ、ＳＲ、ＮＲ、ＳｉＲ、ＯＳｉＲ、で表され、
ここでＲとＲ’は、各々炭素数１〜１０のアルキル基、アルキレン基、アルケン基、アルキン基、炭素数１〜１０のハロアルキル基、ハロアルキレン基、ハロアルケン基、ハロアルキン基、炭素数１〜１０のシクロアルキル基、上記ＲとＲ’は共に環を形成することもできる、ｎ９１は１〜３の整数、ｍ９１は１又は２）
上記電解液は、更に、分子内にヘテロ原子（但し、酸素原子を除く）と隣接原子との多重結合を含む化合物（９）を含み、化合物（９）は、−Ｃ≡Ｎ、−Ｎ＝Ｃ＝Ｏ、
Figure 2017069058
Figure 2017069058
Figure 2017069058
Figure 2017069058
のいずれかで表される構造を有することが好ましい。
上記電解液は、更に、分子内にヘテロ原子（但し、酸素原子を除く）と隣接原子との多重結合を含む化合物（９）を含み、化合物（９）は、一般式（１０）：
ＮＣ−Ｒ１０１−（ＣＮ）ｎ１０１
（式中、Ｒ１０１は１〜３価の炭化水素基又は１〜３価のハロゲン化炭化水素基、ｎ１０１は０〜２の整数）で示される化合物（１０）、一般式（１１）：
ＯＣＮ−Ｒ１１１−（ＮＣＯ）ｎ１１１
（式中、Ｒ１１１は１価若しくは２価の炭化水素基又は１価若しくは２価のハロゲン化炭化水素基、ｎ１１１は０又は１）で示される化合物（１１）、一般式（１２）：
Figure 2017069058
（式中、Ｒ１２１及びＲ１２２は、同一又は異なってもよく、ハロゲン原子、１価若しくは２価の炭化水素基又は１価若しくは２価のハロゲン化炭化水素基、Ｒ１２１及びＲ１２２はお互いに結合して環を形成していてもよい）で示される化合物（１２）、一般式（１３）：
Figure 2017069058
（式中、Ｒ１３１及びＲ１３２は、同一又は異なってもよく、ハロゲン原子、１価若しくは２価の炭化水素基又は１価若しくは２価のハロゲン化炭化水素基、Ｒ１３１及びＲ１３２はお互いに結合して環を形成していてもよい）で示される化合物（１３）、一般式（１４）：
Figure 2017069058
（式中、Ｒ１４１及びＲ１４２は、同一又は異なってもよく、ハロゲン原子、１価若しくは２価の炭化水素基又は１価若しくは２価のハロゲン化炭化水素基、Ｒ１４１及びＲ１４２はお互いに結合して環を形成していてもよい、Ｚは酸素原子又は炭素数１〜１０のアルキレン基）で示される化合物（１４）、一般式（１５）：
Figure 2017069058
 （式中、Ｒ１５１〜Ｒ１５３は、同一又は異なってもよく、有機基）で示される化合物（１５）、一般式（１６）：
Figure 2017069058
（式中、Ｒ１６１〜Ｒ１６６は、同一又は異なってもよく、ハロゲン原子又は有機基）で示される化合物（１６）、及び、一般式（１７）：
Figure 2017069058
（式中、Ｒ１７１〜Ｒ１７８は、同一又は異なってもよく、ハロゲン原子又は有機基）で示される化合物（１７）からなる群より選択される少なくとも１種であることが好ましい。
本発明は、上述の電解液を備えることを特徴とする電気化学デバイスでもある。
本発明は、上述の電解液を備えることを特徴とするリチウムイオン二次電池でもある。
本発明は、上述の電気化学デバイス、又は、上述のリチウムイオン二次電池を備えることを特徴とするモジュールでもある。
本発明の電解液を使用すれば、高温で保存してもガスが発生しにくく、高温保存後も容量維持率が高い電気化学デバイス又はモジュールを実現できる。
以下、本発明を具体的に説明する。
本発明の電解液は、化合物（１）及び化合物（２）からなる群より選択される少なくとも１種の化合物（Ｘ）を含むことを特徴とする。
化合物（１）は、一般式（１）：
Figure 2017069058
 （式中、Ｒ１１〜Ｒ１４は、同一又は異なってもよく、Ｈ、アルキル基又はハロゲン化アルキル基、Ｘ１１及びＸ１２は、同一又は異なってもよく、１６属元素）で示される。
Ｒ１１〜Ｒ１４としての上記アルキル基は、炭素数の下限値が１であることが好ましい。上記アルキル基は、炭素数の上限値が５であることが好ましく、４であることがより好ましい。
Ｒ１１〜Ｒ１４としての上記ハロゲン化アルキル基は、炭素数の下限値が１であることが好ましい。上記ハロゲン化アルキル基は、炭素数の上限値が５であることが好ましく、４であることがより好ましい。
Ｒ１１〜Ｒ１４としての上記ハロゲン化アルキル基は、フッ素化アルキル基であることが好ましい。上記フッ素化アルキル基は、炭素数の下限値が１であることが好ましい。上記フッ素化アルキル基は、炭素数の上限値が５であることが好ましく、４であることがより好ましい。
化合物（１）としては、Ｒ１１及びＲ１３が独立にハロゲン化アルキル基であり、かつ、Ｒ１２及びＲ１４がＨであるものが好ましい。
より好ましくは、Ｒ１１及びＲ１３が独立にフッ素化アルキル基であり、かつ、Ｒ１２及びＲ１４がＨであるものである。
更に好ましくは、Ｒ１１及びＲ１３が独立に炭素数が１〜５のフッ素化アルキル基であり、かつ、Ｒ１２及びＲ１４がＨであるものである。
Ｘ１１及びＸ１２としては、独立にＯ又はＳが好ましく、いずれもＯがより好ましい。
化合物（２）は、一般式（２）：
Figure 2017069058
 （式中、Ｒ２１及びＲ２２は、同一又は異なってもよく、Ｈ、アルキル基又はハロゲン化アルキル基、Ｙ２１及びＹ２２は、同一又は異なってもよく、−ＯＲ２３又はハロゲン原子、Ｒ２３は、Ｈ、アルキル基又はハロゲン化アルキル基）で示される。
Ｒ２１〜Ｒ２３としての上記アルキル基は、炭素数の下限値が１であることが好ましい。上記アルキル基は、炭素数の上限値が５であることが好ましく、４であることがより好ましい。
Ｒ２１〜Ｒ２３としての上記ハロゲン化アルキル基は、炭素数の下限値が１であることが好ましい。上記ハロゲン化アルキル基は、炭素数の上限値が５であることが好ましく、４であることがより好ましい。
Ｒ２１〜Ｒ２３としての上記ハロゲン化アルキル基としては、フッ素化アルキル基が好ましい。上記フッ素化アルキル基は、炭素数の下限値が１であることが好ましい。上記フッ素化アルキル基は、炭素数の上限値が５であることが好ましく、４であることがより好ましい。
上記ハロゲン原子としては、２〜５周期に属する元素が好ましく、Ｂｒがより好ましい。
Ｒ２３としては、Ｈが好ましい。
化合物（２）としては、Ｒ２１及びＲ２２の一方がＨで他方がハロゲン化アルキル基であり、かつ、Ｙ２１及びＹ２２の一方が−ＯＲ２３で他方が−ＯＲ２３又はハロゲン原子であるものが好ましい。
より好ましくは、Ｒ２１及びＲ２２の一方がＨで他方がフッ素化アルキル基であり、かつ、Ｙ２１及びＹ２２の一方が−ＯＨで他方が−ＯＨ又はハロゲン原子であるものである。
化合物（Ｘ）の含有量は、電解液に対して０．００１〜１００００質量ｐｐｍが好ましく、０．１質量ｐｐｍ以上がより好ましく、０．５質量ｐｐｍ以上が更に好ましく、１５０質量ｐｐｍ以下がより好ましく、３０質量ｐｐｍ以下が更に好ましい。化合物（Ｘ）の含有量は、ＧＣ−ＭＳ分析の方法により測定することができる。
本発明の電解液は、更に、リチウム塩（Ｘ）を含むことが好ましい。リチウム塩（Ｘ）を含むことにより、本発明の電解液をリチウムイオン二次電池等に適用した場合に、電解液中のＬｉイオン輸送速度を向上することができ、高温で保存してもガスが発生しにくく、高温保存後も高い容量維持率が得られる。
リチウム塩（Ｘ）の含有量は、電解液中０．００１〜５質量％であることが好ましい。リチウム塩（Ｘ）の含有量は、電解液中０．０１質量％以上がより好ましく、０．０８質量％以上が更に好ましく、３質量％以下がより好ましく、１質量％以下が更に好ましい。リチウム塩（Ｘ）の含有量は、ＧＣ−ＭＳ分析の方法により測定することができる。
リチウム塩（Ｘ）は、後述する化合物（３）〜（６）からなる群より選択される少なくとも１種である。リチウム塩（Ｘ）としては、化合物（３）〜（５）からなる群より選択される少なくとも１種が好ましく、化合物（３）及び（４）からなる群より選択される少なくとも１種がより好ましく、化合物（３）が更に好ましい。
化合物（３）は、一般式（３）：
Figure 2017069058
（式中、Ｘ３１及びＸ３２は同じ又は異なり、それぞれ−Ｈ、−Ｆ、−Ｏ、−ＯＣＮ、エーテル結合を有してもよいアルキル基、エーテル結合を有してもよいフッ素化アルキル基、エーテル結合を有してもよいアルコキシ基、又は、エーテル結合を有してもよいフッ素化アルコキシ基、Ｘ３１及びＸ３２はお互いに結合して環を形成してもよい、ａは１〜３の整数）で示される。
なお、本明細書中で「エーテル結合」は、−Ｏ−で表される結合である。
上記アルキル基、上記フッ素化アルキル基、上記アルコキシ基及び上記フッ素化アルコキシ基の炭素数は、１〜１０であることが好ましく、１〜３であることがより好ましい。上記アルキル基、上記フッ素化アルキル基、上記アルコキシ基及び上記フッ素化アルコキシ基は、エーテル結合を有していないことが好ましい。
Ｘ３１及びＸ３２は、いずれか一方又は両方が、−Ｆ、エーテル結合を有していてもよいフッ素化アルキル基又はエーテル結合を有していていもよいフッ素化アルコキシ基であることが好ましく、両方が−Ｆ、エーテル結合を有していない炭素数１〜３のフッ素化アルキル基、又は、エーテル結合を有していない炭素数１〜３のフッ素化アルコキシ基であることがより好ましい。
上記アルキル基、上記フッ素化アルキル基、上記アルコキシ基及び上記フッ素化アルコキシ基は、−Ｃ≡Ｎ、−Ｓ（＝Ｏ）２−、−Ｓ（＝Ｏ）２−Ｏ−、−ＯＭ（Ｍは金属原子）等で置換されていてもよい。Ｍとしては、アルカリ金属原子が挙げられ、Ｌｉであってよい。
化合物（３）としては、ＬｉＰＯ２Ｆ２、Ｌｉ２ＰＯ３Ｆ、Ｌｉ３ＰＯ４、ＬｉＯＰ（Ｏ）（ＣＨ３）Ｆ、ＬｉＯＰ（Ｏ）（ＣＦ３）Ｆ、ＬｉＯＰ（Ｏ）（Ｃ２Ｈ５）Ｆ、ＬｉＯＰ（Ｏ）（ＣＨ２ＣＦ３）Ｆ、ＬｉＯＰ（Ｏ）（ＣＦ２ＣＦ３）Ｆ、ＬｉＯＰ（Ｏ）（ＯＣＨ３）Ｆ、ＬｉＯＰ（Ｏ）（ＯＣＦ３）Ｆ、ＬｉＯＰ（Ｏ）（ＯＣ２Ｈ５）Ｆ、ＬｉＯＰ（Ｏ）（ＯＣＨ２ＣＦ３）Ｆ、ＬｉＯＰ（Ｏ）（ＯＣＦ２ＣＦ３）Ｆ、ＬｉＯＰ（Ｏ）（ＯＣＨ３）２、ＬｉＯＰ（Ｏ）（ＯＣＨ３）（ＯＣＦ３）、ＬｉＯＰ（Ｏ）（ＯＣＦ３）２、ＬｉＯＰ（Ｏ）（ＯＣＨ２ＣＦ３）２、ＬｉＯＰ（Ｏ）（ＯＣＨ２ＣＦ３）（ＯＣＨ２ＣＨ３）、ＬｉＯＰ（Ｏ）（ＯＣＨ２ＣＦ２ＣＦ３）２、ＬｉＯＰ（Ｏ）（ＯＣＨ２ＣＨ２Ｆ）２、ＬｉＯＰ（Ｏ）（ＯＣＨ２ＣＨＦ２）２、ＬｉＯＰ（Ｏ）（ＯＣＨ２ＣＦ３）（ＯＣＮ）、ＬｉＯＰ（Ｏ）（ＯＣＨ２ＣＨＦ２）（ＯＣＮ）、ＬｉＯＰ（Ｏ）（ＯＣＨ２ＣＮ）２、ＬｉＯＰ（Ｏ）（ＯＣＨ２ＣＦ３）（ＯＣＨ２ＣＮ）等が挙げられる。
化合物（３）としては、耐酸化性の観点からＦ原子を含有しているものがよく、抵抗の観点からＬｉＰＯ２Ｆ２、ＬｉＯＰ（Ｏ）（ＯＣＦ３）２及びＬｉＯＰ（Ｏ）（ＯＣＨ２ＣＦ３）２からなる群より選択される少なくとも１種であることが好ましい。
化合物（４）は、一般式（４）：
Figure 2017069058
（式中、Ｘ４１は、−Ｈ、−Ｆ、−Ｃｌ、エーテル結合を有してもよいアルキル基、エーテル結合を有してもよいフッ素化アルキル基、エーテル結合を有してもよいアルコキシ基、又は、エーテル結合を有してもよいフッ素化アルコキシ基）で示される。
上記アルキル基、上記フッ素化アルキル基、上記アルコキシ基及び上記フッ素化アルコキシ基の炭素数は、１〜１０であることが好ましく、１〜３であることがより好ましい。上記アルキル基、上記フッ素化アルキル基、上記アルコキシ基及び上記フッ素化アルコキシ基は、エーテル結合を有していないことが好ましい。
Ｘ４１は、−Ｆ、エーテル結合を有してもよいアルキル基、エーテル結合を有してもよいフッ素化アルキル基、エーテル結合を有してもよいアルコキシ基、又は、エーテル結合を有してもよいフッ素化アルコキシ基であることが好ましく、−Ｆ、エーテル結合を有していない炭素数１〜３のアルキル基、又は、エーテル結合を有していない炭素数１〜３のフッ素化アルコキシ基であることがより好ましい。
上記アルキル基、上記フッ素化アルキル基、上記アルコキシ基及び上記フッ素化アルコキシ基は、−Ｃ≡Ｎ、−Ｓ（＝Ｏ）２−、−Ｓ（＝Ｏ）２−Ｏ−、−ＯＭ（Ｍは金属原子）等で置換されていてもよい。Ｍとしては、アルカリ金属原子が挙げられ、Ｌｉであってよい。
化合物（４）としては、ＬｉＯＳＯ２Ｆ、ＬｉＯＳＯ２ＣＨ３、ＬｉＯＳＯ２ＣＦ３、ＬｉＯＳＯ２（ＯＣＨ３）、ＬｉＯＳＯ２（ＯＣＦ３）、ＬｉＯＳＯ２（ＯＣＨ２ＣＨ３）、ＬｉＯＳＯ２（ＯＣＨ２ＣＦ３）、ＬｉＯＳＯ２（ＯＣＦ２ＣＦ３）、ＬｉＯＳＯ２（ＯＣＨ２ＣＨ２ＣＨ３）ＬｉＯＳＯ２（ＯＣＨ２ＣＨ２ＣＦ３）等が挙げられる。
化合物（４）としては、ＬｉＯＳＯ２Ｆ、ＬｉＯＳＯ２ＣＨ３及びＬｉＯＳＯ２（ＯＣＨ２ＣＨ３）からなる群より選択される少なくとも１種が好ましい。
化合物（５）は、一般式（５）：
Figure 2017069058
（式中、Ｘ５１は、−Ｈ、−Ｆ、−Ｃｌ、エーテル結合を有してもよいアルキル基、エーテル結合を有してもよいフッ素化アルキル基、エーテル結合を有してもよいアルコキシ基、又は、エーテル結合を有してもよいフッ素化アルコキシ基）で示される。
上記アルキル基、上記フッ素化アルキル基、上記アルコキシ基及び上記フッ素化アルコキシ基の炭素数は、１〜１０であることが好ましく、１〜３であることがより好ましい。上記アルキル基、上記フッ素化アルキル基、上記アルコキシ基及び上記フッ素化アルコキシ基は、エーテル結合を有していないことが好ましい。
上記アルキル基、上記フッ素化アルキル基、上記アルコキシ基及び上記フッ素化アルコキシ基は、−Ｃ≡Ｎ、−Ｓ（＝Ｏ）２−、−Ｓ（＝Ｏ）２−Ｏ−、−ＯＭ（Ｍは金属原子）等で置換されていてもよい。Ｍとしては、アルカリ金属原子が挙げられ、Ｌｉであってよい。
Ｘ５１は、−Ｆ、エーテル結合を有していない炭素数１〜３のフッ素化アルキル基、又は、エーテル結合を有していない炭素数１〜３のフッ素化アルコキシ基であることが好ましい。
化合物（５）としては、ＬｉＯＳＯＦ、ＬｉＯＳＯＣＨ３、ＬｉＯＳＯＣＦ３、ＬｉＯＳＯ（ＯＣＨ３）、ＬｉＯＳＯ（ＯＣＦ３）、ＬｉＯＳＯ（ＯＣＨ２ＣＨ３）、ＬｉＯＳＯ（ＯＣＨ２ＣＦ３）、ＬｉＯＳＯ（ＯＣＦ２ＣＦ３）、ＬｉＯＳＯ（ＯＣＨ２ＣＨ２ＣＨ３）ＬｉＯＳＯ（ＯＣＨ２ＣＨ２ＣＦ３）等が挙げられる。
化合物（５）としては、ＬｉＯＳＯＦ、ＬｉＯＳＯＣＦ３及びＬｉＯＳＯ（ＯＣＦ３）からなる群より選択される少なくとも１種が好ましい。
化合物（６）は、一般式（６）：
Figure 2017069058
（式中、Ｘ６１は、−Ｈ、−Ｆ、−Ｃｌ、エーテル結合を有してもよいアルキル基、エーテル結合を有してもよいフッ素化アルキル基、エーテル結合を有してもよいアルコキシ基、又は、エーテル結合を有してもよいフッ素化アルコキシ基）で示される。
上記アルキル基、上記フッ素化アルキル基、上記アルコキシ基及び上記フッ素化アルコキシ基の炭素数は、１〜１０であることが好ましく、１〜３であることがより好ましい。上記アルキル基、上記フッ素化アルキル基、上記アルコキシ基及び上記フッ素化アルコキシ基は、エーテル結合を有していないことが好ましい。
上記アルキル基、上記フッ素化アルキル基、上記アルコキシ基及び上記フッ素化アルコキシ基は、−Ｃ≡Ｎ、−Ｓ（＝Ｏ）２−、−Ｓ（＝Ｏ）２−Ｏ−、−ＯＭ（Ｍは金属原子）等で置換されていてもよい。Ｍとしては、アルカリ金属原子が挙げられ、Ｌｉであってよい。
Ｘ６１は、−Ｆ、又は、エーテル結合を有していない炭素数１〜３のフッ素化アルコキシ基であることが好ましい。
化合物（６）としては、ＬｉＯＣＯＦ、ＬｉＯＣＯ（ＣＨ３）、ＬｉＯＣＯ（ＣＦ３）、ＬｉＯＣＯ（ＣＦＨ２）、ＬｉＯＣＯ（ＣＦ２Ｈ）、ＬｉＯＣＯ（ＣＨ２ＣＨ３）、ＬｉＯＣＯ（ＣＨ２ＣＦ３）、ＬｉＯＣＯ（ＣＨ２ＣＦ２Ｈ）、ＬｉＯＣＯ（ＣＦ２ＣＦ３）、ＬｉＯＣＯ（ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ３）、ＬｉＯＣＯ（ＣＨ２ＣＨ２ＣＦ３）、ＬｉＯＣＯ（ＣＨ２ＣＦ２ＣＦ３）、ＬｉＯＣＯ（ＣＨ２ＣＦ２ＣＦ２Ｈ）、ＬｉＯＣＯ（ＯＣＦ３）、ＬｉＯＣＯ（ＯＣＨ２ＣＨ３）等が挙げられる。
化合物（６）としては、ＬｉＯＣＯＦ及びＬｉＯＣＯ（ＣＦ３）からなる群より選択される少なくとも１種が好ましい。
本発明の電解液は、更に、環状ジカルボニル化合物を含むことが好ましい。上記環状ジカルボニル化合物を含むことにより、本発明の電解液をリチウムイオン二次電池等に適用した場合に、高温で保存してもガスが発生しにくく、高温保存後も高い容量維持率が得られる。
上記環状ジカルボニル化合物の含有量は、０．００１〜１０質量％が好ましく、０．０１質量％以上がより好ましく、０．０５質量％以上が更に好ましく、０．０８質量％以上が特に好ましく、３質量％以下がより好ましく、２質量％以下が更に好ましい。上記環状ジカルボニル化合物の含有量は、ＧＣ−ＭＳ分析の方法により測定することができる。
上記環状ジカルボニル化合物は、化合物（７）及び化合物（８）からなる群より選択される少なくとも１種であることが好ましい。
化合物（７）は、一般式（７）：
Figure 2017069058
（Ａａ＋は金属イオン、水素イオン又はオニウムイオン。ａは１〜３の整数、ｂは１〜３の整数、ｐはｂ／ａ、ｎ７３は１〜４の整数、ｎ７１は０〜８の整数、ｎ７２は０又は１、Ｚ７１は遷移金属、周期律表のＩＩＩ族、ＩＶ族又はＶ族の元素。
Ｘ７１は、Ｏ、Ｓ、炭素数１〜１０のアルキレン基、炭素数１〜１０のハロゲン化アルキレン基、炭素数６〜２０のアリーレン基又は炭素数６〜２０のハロゲン化アリーレン基（アルキレン基、ハロゲン化アルキレン基、アリーレン基、及び、ハロゲン化アリーレン基はその構造中に置換基、ヘテロ原子を持っていてもよく、またｎ７２が１でｎ７３が２〜４のときにはｎ７３個のＸ７１はそれぞれが結合していてもよい）
Ｌ７１は、ハロゲン原子、シアノ基、炭素数１〜１０のアルキル基、炭素数１〜１０のハロゲン化アルキル基、炭素数６〜２０のアリール基、炭素数６〜２０のハロゲン化アリール基（アルキレン基、ハロゲン化アルキレン基、アリーレン基、及び、ハロゲン化アリーレン基はその構造中に置換基、ヘテロ原子を持っていてもよく、またｎ７１が２〜８のときにはｎ７１個のＬ７１はそれぞれが結合して環を形成してもよい）又は−Ｚ７３Ｙ７３。
Ｙ７１、Ｙ７２及びＺ７３は、それぞれ独立でＯ、Ｓ、ＮＹ７４、炭化水素基又はフッ素化炭化水素基。Ｙ７３及びＹ７４は、それぞれ独立でＨ、Ｆ、炭素数１〜１０のアルキル基、炭素数１〜１０のハロゲン化アルキル基、炭素数６〜２０のアリール基又は炭素数６〜２０のハロゲン化アリール基（アルキル基、ハロゲン化アルキル基、アリール基及びハロゲン化アリール基はその構造中に置換基、ヘテロ原子を持っていてもよく、Ｙ７３又はＹ７４が複数個存在する場合にはそれぞれが結合して環を形成してもよい））
で示される。
Ａａ＋としては、リチウムイオン、ナトリウムイオン、カリウムイオン、マグネシウムイオン、カルシウムイオン、バリウムイオン、セシウムイオン、銀イオン、亜鉛イオン、銅イオン、コバルトイオン、鉄イオン、ニッケルイオン、マンガンイオン、チタンイオン、鉛イオン、クロムイオン、バナジウムイオン、ルテニウムイオン、イットリウムイオン、ランタノイドイオン、アクチノイドイオン、テトラブチルアンモニウムイオン、テトラエチルアンモニウムイオン、テトラメチルアンモニウムイオン、トリエチルメチルアンモニウムイオン、トリエチルアンモニウムイオン、ピリジニウムイオン、イミダゾリウムイオン、水素イオン、テトラエチルホスホニウムイオン、テトラメチルホスホニウムイオン、テトラフェニルホスホニウムイオン、トリフェニルスルホニウムイオン、トリエチルスルホニウムイオン等が挙げられる。
電気化学的なデバイス等の用途に使用する場合、Ａａ＋は、リチウムイオン、ナトリウムイオン、マグネシウムイオン、テトラアルキルアンモニウムイオン、水素イオンが好ましく、リチウムイオンが特に好ましい。Ａａ＋のカチオンの価数ａは、１〜３の整数である。３より大きい場合、結晶格子エネルギーが大きくなるため、溶媒に溶解することが困難になるという問題が起こる。そのため溶解度を必要とする場合は１がより好ましい。アニオンの価数ｂも同様に１〜３の整数であり、特に１が好ましい。カチオンとアニオンの比を表す定数ｐは、両者の価数の比ｂ／ａで必然的に決まる。
次に、一般式（７）の配位子の部分について説明する。本明細書において、一般式（７）におけるＺ７１に結合している有機又は無機の部分を配位子と呼ぶ。
Ｚ７１は、Ａｌ、Ｂ、Ｖ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｚｒ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｃｕ、Ｙ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｂｉ、Ｐ、Ａｓ、Ｓｃ、Ｈｆ又はＳｂであることが好ましく、Ａｌ、Ｂ又はＰであることがより好ましい。
Ｘ７１は、Ｏ、Ｓ、炭素数１〜１０のアルキレン基、炭素数１〜１０のハロゲン化アルキレン基、炭素数６〜２０のアリーレン基又は炭素数６〜２０のハロゲン化アリーレン基を表す。これらのアルキレン基及びアリーレン基はその構造中に置換基、ヘテロ原子を持っていてもよい。具体的には、アルキレン基及びアリーレン基上の水素の代わりに、ハロゲン原子、鎖状又は環状のアルキル基、アリール基、アルケニル基、アルコキシ基、アリーロキシ基、スルホニル基、アミノ基、シアノ基、カルボニル基、アシル基、アミド基、水酸基を置換基として持っていてもよいし、アルキレン及びアリーレン上の炭素の代わりに、窒素、硫黄、酸素が導入された構造であってもよい。またｎ７２が１でｎ７３が２〜４のときには、ｎ７３個のＸ７１はそれぞれが結合していてもよい。そのような例としては、エチレンジアミン四酢酸のような配位子を挙げることができる。
Ｌ７１は、ハロゲン原子、シアノ基、炭素数１〜１０のアルキル基、炭素数１〜１０のハロゲン化アルキル基、炭素数６〜２０のアリール基、炭素数６〜２０のハロゲン化アリール基又は−Ｚ７３Ｙ７３（Ｚ７３、Ｙ７３については後述）を表す。ここでのアルキル基及びアリール基も、Ｘ７１と同様に、その構造中に置換基、ヘテロ原子を持っていてもよく、またｎ７１が２〜８のときにはｎ７１個のＬ７１はそれぞれが結合して環を形成していてもよい。Ｌ７１としては、フッ素原子又はシアノ基が好ましい。フッ素原子の場合には、アニオン化合物の塩の溶解度や解離度が向上し、これに伴ってイオン伝導度が向上するからである。また、耐酸化性が向上し、これにより副反応の発生を抑制することができるからである。
Ｙ７１、Ｙ７２及びＺ７３は、それぞれ独立で、Ｏ、Ｓ、ＮＹ７４、炭化水素基又はフッ素化炭化水素基を表す。Ｙ７１及びＹ７２は、Ｏ、Ｓ又はＮＹ７４であることが好ましく、Ｏであることがより好ましい。化合物（７）の特徴として、同一の配位子内にＹ７１及びＹ７２によるＺ７１との結合があるため、これらの配位子がＺ７１とキレート構造を構成している。このキレートの効果により、この化合物の耐熱性、化学的安定性、耐加水分解性が向上している。この配位子中の定数ｎ７２は０又は１であるが、特に、０の場合はこのキレートリングが五員環になるため、キレート効果が最も強く発揮され安定性が増すため好ましい。
なお、本明細書において、フッ素化炭化水素基は、炭化水素基の水素原子の少なくとも１つがフッ素原子に置換された基である。
Ｙ７３及びＹ７４は、それぞれ独立で、Ｈ、炭素数１〜１０のアルキル基、炭素数１〜１０のハロゲン化アルキル基、炭素数６〜２０のアリール基又は炭素数６〜２０のハロゲン化アリール基であり、これらのアルキル基及びアリール基は、その構造中に置換基又はヘテロ原子を有してもよく、またＹ７３又はＹ７４が複数個存在する場合には、それぞれが結合して環を形成してもよい。
また、上述した配位子の数に関係する定数ｎ７３は、１〜４の整数であり、好ましくは１又は２であり、より好ましくは２である。また、上述した配位子の数に関係する定数ｎ７１は、０〜８の整数であり、好ましくは０〜４の整数であり、より好ましくは０、２又は４である。更に、ｎ７３が１のときｎ７１は２、ｎ７３が２のときｎ７１は０であることが好ましい。
一般式（７）において、アルキル基、ハロゲン化アルキル基、アリール基、ハロゲン化アリール基は、分岐や水酸基、エーテル結合等の他の官能基を持つものも含む。
化合物（７）としては、一般式：
Figure 2017069058
（式中、Ａａ＋、ａ、ｂ、ｐ、ｎ７１、Ｚ７１及びＬ７１は上述したとおり）で示される化合物、又は、一般式：
Figure 2017069058
（式中、Ａａ＋、ａ、ｂ、ｐ、ｎ７１、Ｚ７１及びＬ７１は上述したとおり）で示される化合物であることが好ましい。
化合物（７）としては、リチウムオキサラトボレート塩類が挙げられ、下記式：
Figure 2017069058
 で示されるリチウムビス（オキサラト）ボレート、下記式：
Figure 2017069058
 で示されるリチウムジフルオロオキサラトボレート、下記式：
Figure 2017069058
 で示されるリチウムジシアノオキサラトボレート等が挙げられる。
化合物（７）としては、また、下記式：
Figure 2017069058
 で示されるリチウムテトラフルオロオキサラトホスファナイト、下記式：
Figure 2017069058
 で示されるリチウムビス（オキサラト）ジフルオロホスファナイト等が挙げられる。
化合物（８）は、一般式（８）：
Figure 2017069058
（式中、ｎ８１は０又は１、ｎ８２は０又は１、Ｚ８１は遷移金属、周期律表のＩＩＩ族、ＩＶ族又はＶ族の元素。
Ｘ８１は、Ｏ、Ｓ、炭素数１〜１０のアルキレン基、炭素数１〜１０のハロゲン化アルキレン基、炭素数６〜２０のアリーレン基又は炭素数６〜２０のハロゲン化アリーレン基（アルキレン基、ハロゲン化アルキレン基、アリーレン基、及び、ハロゲン化アリーレン基はその構造中に置換基、ヘテロ原子を持っていてもよい）。
Ｙ８１及びＹ８２は、それぞれ独立でＯ、Ｓ、ＮＹ８４、炭化水素基又はフッ素化炭化水素基。Ｙ８４はＨ、炭素数１〜１０のアルキル基、炭素数１〜１０のハロゲン化アルキル基、炭素数６〜２０のアリール基、炭素数６〜２０のハロゲン化アリール基（アルキル基、ハロゲン化アルキル基、アリール基及びハロゲン化アリール基はその構造中に置換基、ヘテロ原子を持っていてもよく、Ｙ８４が複数個存在する場合にはそれぞれが結合して環を形成してもよい））で示される。
Ｚ８１は、Ａｌ、Ｂ、Ｖ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｚｒ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｃｕ、Ｙ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｂｉ、Ｐ、Ａｓ、Ｓｃ、Ｈｆ、Ｓｂ等であってよい。しかしながら、ｎ８１は０であることが好ましい。
ｎ８２は１であることが好ましい。Ｘ８１は、Ｏ又はＳであることが好ましく、Ｏであることがより好ましい。
Ｙ８１及びＹ８２は、それぞれ独立で、炭化水素基又はフッ素化炭化水素基であることが好ましく、炭素数が１〜３の炭化水素基又は炭素数が１〜３のフッ素化炭化水素基であることがより好ましい。ｎ８１が０であって、Ｙ８１及びＹ８２がお互いに結合して環を形成していることが好ましい。
化合物（８）は、一般式：
Figure 2017069058
（式中、Ｒ８１〜Ｒ８４は、同じか又は異なり、Ｈ、Ｆ、アルキル基又はフッ素化アルキル基）で示される化合物、又は、一般式：
Figure 2017069058
（式中、Ｒ８５及びＲ８６は、同じか又は異なり、Ｈ、Ｆ、アルキル基又はフッ素化アルキル基、Ｒ８７はアルケン基又はフッ素化アルケン基）で示される化合物
であることが好ましい。
アルキル基、フッ素化アルキル基、アルケン基及びフッ素化アルケン基の炭素数は、１〜１０であることが好ましく、電解液への相溶性が良好である点で、１〜３がより好ましい。
Ｒ８１〜Ｒ８６としては、例えば、Ｈ−、Ｆ−、ＣＨ３−、ＣＨ３ＣＨ２−、ＣＨ３ＣＨ２ＣＨ２−、ＣＦ３−、ＣＦ３ＣＦ２−、ＣＨ２ＦＣＨ２−、ＣＦ３ＣＦ２ＣＦ２−等が挙げられる。
Ｒ８７としては、例えば、ＣＨ２＝、ＣＨ３ＣＨ２＝等が挙げられる。
化合物（８）は、一般式：
Figure 2017069058
 （式中、Ｒ８８及びＲ８９は、同じか又は異なり、Ｈ、Ｆ、アルキル基又はフッ素化アルキル基）で示される化合物であることが好ましい。
アルキル基及びフッ素化アルキル基の炭素数は、１〜１０であることが好ましく、電解液への相溶性が良好である点で、１〜３がより好ましい。
Ｒ８８及びＲ８９としては、例えば、Ｈ−、Ｆ−、ＣＨ３−、ＣＨ３ＣＨ２−、ＣＨ３ＣＨ２ＣＨ２−、ＣＦ３−、ＣＦ３ＣＦ２−、ＣＨ２ＦＣＨ２−、ＣＦ３ＣＦ２ＣＦ２−等が挙げられる。
化合物（８）としては、無水コハク酸、無水グルタル酸、無水イタコン酸、無水ジグリコール酸、シクロヘキサンカルボン酸無水物、シクロペンタンテトラカルボン酸無水物、フェニルコハク酸無水物、ジメチルコハク酸無水物、トリフルオロメチルコハク酸無水物、モノフルオロコハク酸無水物、テトラフルオロコハク酸無水物、無水マレイン酸、無水シトラコン酸、トリフルオロメチルマレイン酸無水物等が挙げられる。
なかでも、無水マレイン酸、トリフルオロメチルマレイン酸無水物が好ましい。
本発明の電解液は、化合物（９）を含むことが好ましい。化合物（９）を含むことにより、本発明の電解液をリチウムイオン二次電池等に適用した場合に、高温で保存してもガスが発生しにくく、高温保存後も高い容量維持率が得られる。
化合物（９）の含有量は、電解液に対して０．００１〜２０質量％が好ましく、０．０１質量％以上がより好ましく、０．０８質量％以上が更に好ましく、０．５質量％以上が特に好ましく、１０質量％以下がより好ましく、５質量％以下が更に好ましい。化合物（９）の含有量は、ＧＣ−ＭＳ分析の方法により測定することができる。
化合物（９）は、分子内にヘテロ原子（但し、酸素原子を除く）と隣接原子との多重結合を含む。上記ヘテロ原子は、炭素及び水素以外の原子である。上記ヘテロ原子は、Ｓ、Ｐ及びＮからなる群より選択される少なくとも１種であることが好ましい。上記多重結合は、上記ヘテロ原子と、上記ヘテロ原子に隣接する原子との多重結合である。上記多重結合としては、二重結合又は三重結合が好ましく、二重結合がより好ましい。上記多重結合としては、上記ヘテロ原子と炭素原子との多重結合、上記ヘテロ原子と酸素原子との多重結合、上記ヘテロ原子同士の多重結合等が挙げられる。
化合物（９）は、一般式（９−１）：
Figure 2017069058
 一般式（９−２）：
Figure 2017069058
 及び、一般式（９−３）：
Figure 2017069058
（式（９−１）、（９−２）及び（９−３）において、Ｘ９１はＯ又はＮ、Ｍ９１はＣ、Ｐ、Ｓ又はＮ、Ｚ９１はＮ又は存在していなくてよい、但しＬ９１−Ｃ＝Ｏ（Ｎなし、Ｍ９１がＣ、Ｘ９１がＯの場合）は除く、
Ｌ９１はハロゲン原子、酸素原子、ハロゲン原子を含んでもよいＲ、ＯＲ、ＯＲＲ’、ＯＲＲ’Ｏ、ＳＲ、ＮＲ、ＳｉＲ、ＯＳｉＲ、で表され、
ここでＲとＲ’は、各々炭素数１〜１０のアルキル基、アルキレン基、アルケン基、アルキン基、炭素数１〜１０のハロアルキル基、ハロアルキレン基、ハロアルケン基、ハロアルキン基、炭素数１〜１０のシクロアルキル基、上記ＲとＲ’は共に環を形成することもできる、ｎ９１は１〜３の整数、ｍ９１は１又は２）で示される化合物からなる群より選択される少なくとも１種であることが好ましい。
化合物（９）は、−Ｃ≡Ｎ、−Ｎ＝Ｃ＝Ｏ、
Figure 2017069058
Figure 2017069058
Figure 2017069058
Figure 2017069058
 のいずれかで表される構造を有することが好ましい。
化合物（９）としては、化合物（１０）〜（１７）からなる群より選択される少なくとも１種であることが好ましく、化合物（１０）及び（１２）〜（１７）からなる群より選択される少なくとも１種であることがより好ましく、化合物（１０）及び（１２）〜（１５）からなる群より選択される少なくとも１種であることが更に好ましく、化合物（１０）及び（１５）からなる群より選択される少なくとも１種であることが特に好ましく、化合物（１０）が最も好ましい。
化合物（１０）は、一般式（１０）：
ＮＣ−Ｒ１０１−（ＣＮ）ｎ１０１
（式中、Ｒ１０１は１〜３価の炭化水素基又は１〜３価のハロゲン化炭化水素基、ｎ１０１は０〜２の整数）で示される。
上記炭化水素基又は上記ハロゲン化炭化水素基としては、炭素数１〜１０のアルキル基、炭素数３〜１０のシクロアルキル基、炭素数１〜１０のアルキレン基、炭素数３〜１０のシクロアルキレン基、炭素数１〜１０のアルキリジン基、炭素数３〜１０のシクロアルキリジン基等が挙げられる。上記炭化水素基は、−Ｓ（＝Ｏ）２−、−Ｓ（＝Ｏ）２−Ｏ−、−Ｐ＝Ｏを含んでいてもよい。
上記シクロアルキル基としては、シクロヘキシル基等が挙げられる。上記シクロアルキル基は、水素原子の一部又は全部が、−Ｓ（＝Ｏ）２−、−Ｓ（＝Ｏ）２−Ｏ−、−Ｐ＝Ｏ若しくは−ＯＭ１０２（Ｍ１０２は金属原子）等で置換されていてもよい。
上記シクロアルキリジン基としては、シクロへキシリジン基等が挙げられる。上記シクロアルキリジン基は、水素原子の一部又は全部が、−Ｓ（＝Ｏ）２−、−Ｓ（＝Ｏ）２−Ｏ−、−Ｐ＝Ｏ若しくは−ＯＭ１０２（Ｍ１０２は金属原子）等で置換されていてもよい。
化合物（１０）としては、一般式（１０−１）：
Ｒ１０２−ＣＮ
（式中、Ｒ１０２は炭素数１〜１０のアルキル基、又は、式：−Ｒ１０３−ＣＮ（Ｒ１０３は炭素数１〜１０のアルキレン基））で示される化合物、一般式（１０−２）：
ＮＣ−Ｒ１０４−ＣＮ
（式中、Ｒ１０４は炭素数１〜１０のアルキレン基）で示される化合物、及び、一般式（１０−３）：
Figure 2017069058
 （式中、Ｒ１０４は、炭素数１〜１０のアルキリジン基又は炭素数３〜１０のシクロアルキリジン基）で示される化合物からなる群より選択される少なくとも１種が好ましく、一般式（１０−２）及び一般式（１０−３）で示される化合物からなる群より選択される少なくとも１種がより好ましい。
化合物（１０）としては、アセトニトリル、プロピオニトリル、ブタンニトリル、スクシノニトリル、グルタロニトリル、アジポニトリル、オクタフルオロアジポニトリル、１，３，５−ペンタントリカルボニトリル、１，３，６−ヘキサントリカルボニル、１，３，５−シクロヘキサントリカルボニトリル、ＣＨ３ＳＯ３Ｃ２Ｈ５ＣＮ等が挙げられる。これらのなかでも、ＣＮ基を複数有する化合物が好ましい。
化合物（１１）は、一般式（１１）：
ＯＣＮ−Ｒ１１１−（ＮＣＯ）ｎ１１１
（式中、Ｒ１１１は１価若しくは２価の炭化水素基又は１価若しくは２価のハロゲン化炭化水素基、ｎ１１１は０又は１）で示される。
上記炭化水素基又は上記ハロゲン化炭化水素基としては、炭素数１〜１０のアルキル基、炭素数１〜１０のハロゲン化アルキル基、炭素数３〜１０のシクロアルキル基、炭素数１〜１０のアルキレン基、炭素数１〜１０のハロゲン化アルキレン基、炭素数３〜１０のシクロアルキレン基等が挙げられる。
化合物（１１）としては、一般式（１１−１）：
Ｒ１１２−ＮＣＯ
（式中、Ｒ１１２は、環状構造を有していてもよい炭素数１〜１０のアルキル基、又は、環状構造を有していてもよい炭素数１〜１０のハロゲン化アルキル基）、及び、一般式（１１−２）：
ＯＣＮ−Ｒ１１３−ＮＣＯ
（式中、Ｒ１１３は、環状構造を有していてもよい炭素数１〜１０のアルキレン基、又は、環状構造を有していてもよい炭素数１〜１０のハロゲン化アルキレン基）からなる群より選択される少なくとも１種が好ましい。
化合物（１１）としては、ヘキサンメチレンジイソシアネート、１，３−ビス（イソシアナトメチル）シクロヘキサン等が挙げられる。
化合物（１２）は、一般式（１２）：
Figure 2017069058
 （式中、Ｒ１２１及びＲ１２２は、同一又は異なってもよく、ハロゲン原子、１価若しくは２価の炭化水素基又は１価若しくは２価のハロゲン化炭化水素基、Ｒ１２１及びＲ１２２はお互いに結合して環を形成していてもよい）で示される。
上記炭化水素基又は上記ハロゲン化炭化水素基としては、炭素数１〜１０のアルキル基、炭素数１〜１０のフッ素化アルキル基、炭素数１〜１０のアルコキシ基、炭素数１〜１０のフッ素化アルコキシ基、炭素数１〜１０のアルキレン基、炭素数１〜１０のフッ素化アルキレン基、炭素数１〜１０のフッ素化オキシアルキレン基、炭素数２〜１０のアルケニリデン基、炭素数２〜１０のフッ素化アルケニリデン基等が挙げられる。炭素数が２以上の場合はエーテル結合を有していてもよい。
化合物（１２）としては、一般式（１２−１）：
Figure 2017069058
 （式中、Ｒ１２３は、炭素数２若しくは３のアルキレン基、又は、炭素数２若しくは３のフッ素化アルキレン基）で示される化合物が好ましい。
化合物（１３）は、一般式（１３）：
Figure 2017069058
 （式中、Ｒ１３１及びＲ１３２は、同一又は異なってもよく、ハロゲン原子、１価若しくは２価の炭化水素基又は１価若しくは２価のハロゲン化炭化水素基、Ｒ１３１及びＲ１３２はお互いに結合して環を形成していてもよい）で示される。
上記炭化水素基又は上記ハロゲン化炭化水素基としては、炭素数１〜１０のアルキル基、炭素数１〜１０のフッ素化アルキル基、炭素数１〜１０のアルコキシ基、炭素数１〜１０のフッ素化アルコキシ基、炭素数１〜１０のアルキレン基、炭素数１〜１０のフッ素化アルキレン基、炭素数１〜１０のフッ素化オキシアルキレン基、炭素数２〜１０のアルケニリデン基等が挙げられる。炭素数が２以上の場合はエーテル結合を有していてもよい。
化合物（１３）としては、一般式（１３−１）：
Figure 2017069058
 （式中、ｎ１３１は０又は１、ｎ１３２は０又は１、Ｒ１３３は炭素数２〜６のアルキレン基、炭素数２〜６のフッ素化アルキレン基又は炭素数２〜６のアルケニリデン基）で示される化合物、及び、一般式（１３−２）：
Figure 2017069058
 （式中、Ｒ１３４は、Ｆ、炭素数１〜５のアルキル基又は炭素数１〜５のフッ素化アルキル基、Ｒ１３５は、Ｆ、炭素数１〜５のアルキル基又は炭素数１〜５のフッ素化アルキル基）で示される化合物からなる群より選択される少なくとも１種が好ましい。
化合物（１４）は、一般式（１４）：
Figure 2017069058
 （式中、Ｒ１４１及びＲ１４２は、同一又は異なってもよく、ハロゲン原子、１価若しくは２価の炭化水素基又は１価若しくは２価のハロゲン化炭化水素基、Ｒ１４１及びＲ１４２はお互いに結合して環を形成していてもよい、Ｚは酸素原子又は炭素数１〜１０のアルキレン基）で示される。
上記炭化水素基又は上記ハロゲン化炭化水素基としては、炭素数１〜１０のアルキル基、炭素数１〜１０のフッ素化アルキル基、炭素数１〜１０のアルコキシ基、炭素数１〜１０のフッ素化アルコキシ基、炭素数１〜１０のアルキレン基、炭素数１〜１０のフッ素化アルキレン基、炭素数１〜１０のフッ素化オキシアルキレン基等が挙げられる。炭素数が２以上の場合はエーテル結合を有していてもよい。
化合物（１４）としては、一般式（１４−１）：
Figure 2017069058
 （式中、Ｒ１４３及びＲ１４４は、同一又は異なってもよく、炭素数１〜３のアルキレン基）で示される化合物、及び、一般式（１４−２）：
Figure 2017069058
 （式中、Ｒ１４５及びＲ１４６は、同一又は異なってもよく、炭素数１〜３のアルキル基）で示される化合物からなる群より選択される少なくとも１種が好ましい。
化合物（１２）〜（１４）としては、１，３−プロパンスルトン、２，４−ブタンスルトン、１，４−ブタンスルトン、１，３−プロペンスルトン、メタンスルホン酸無水物、メタンスルホン酸プロピル、メタンスルホン酸テトラフルオロプロピル、ジメチルスルホキシド、スルホラン、エチレンサルファイト、硫酸グリコール、メチレンメタンジスルホン酸エステル、３−フルオロスルホラン、３−フルオロ−１，３−プロパンスルトン、モノフルオロ硫酸グリコール等が挙げられる。
化合物（１５）は、一般式（１５）：
Figure 2017069058
 （式中、Ｒ１５１〜Ｒ１５３は、同一又は異なってもよく、有機基）で示される。
上記有機基としては、炭素数１〜１０のアルキル基、炭素数１〜１０のフッ素化アルキル基、炭素数１〜１０のアルコキシ基、炭素数１〜１０のフッ素化アルコキシ基、式：−Ｎ（Ｒ１５４）２で示される基、式：−Ｓｉ（Ｒ１５５）３で示される基、式：−ＯＳｉ（Ｒ１５６）３で示される基、式：−Ｒ１５８−Ｓ−Ｒ１５７、式：−Ｏ−Ｒ１５９−ＣＮで示される基等が挙げられる。
Ｒ１５４〜Ｒ１５７は炭素数１〜４のアルキル基又は炭素数１〜４のフッ素化アルキル基、Ｒ１５８及びＲ１５９は炭素数１〜３のアルキレン基又は炭素数１〜３のフッ素化アルキル基である。
化合物（１５）としては、（ＣＨ３ＣＨ２Ｏ）３Ｐ＝Ｏ、（ＣＦ３ＣＨ２Ｏ）３Ｐ＝Ｏ、（ＣＦ３ＣＦ２ＣＨ２Ｏ）３Ｐ＝Ｏ、（ＨＣＦ２ＣＦ２ＣＨ２Ｏ）３Ｐ＝Ｏ、（ＣＨ３ＣＨ２Ｏ）２（ＣＨ３ＣＨ２）Ｐ＝Ｏ、（ＣＨ３ＣＨ２）２（ＣＨ３Ｏ）Ｐ＝Ｏ、［（ＣＨ３）２Ｎ］３Ｐ＝Ｏ、［（ＣＨ３）３Ｓｉ］（ＣＨ３Ｏ）２Ｐ＝Ｏ、［（ＣＨ３）ＳｉＯ］３Ｐ＝Ｏ、［（ＣＨ３ＣＨ２）］２（ＣＨ３ＣＨ２ＳＣＨ２）Ｐ＝Ｏ、（ＣＦ３ＣＨ２Ｏ）２（ＮＣＣＨ２ＣＨ２Ｏ）Ｐ＝Ｏ等が挙げられる。
化合物（１６）は、一般式（１６）：
Figure 2017069058
 （式中、Ｒ１６１〜Ｒ１６６は、同一又は異なってもよく、ハロゲン原子又は有機基）で示される。
ハロゲン原子としてはＦが好ましい、有機基としては、メトキシ基やエトキシ基等のアルコキシ基、フェノキシ基やメチルフェノキシ基等のアリールオキシ基、メチル基やエチル基等のアルキル基、フェニル基やトリル基等のアリール基、メチルアミノ基等の置換型アミノ基を含むアミノ基、メチルチオ基やエチルチオ基等のアルキルチオ基、フェニルチオ基等のアリールチオ基が挙げられる。
化合物（１６）としては、ヘキサフルオロシクロトリホスファゼン、ペンタフルオロ（フェノキシ）シクロトリホスファゼン、エトキシ（ペンタフルオロ）シクロトリホスファゼン、エトキシ（ヘプタフルオロ）シクロトリホスファゼン等が挙げられる。
化合物（１７）は、一般式（１７）：
Figure 2017069058
 （式中、Ｒ１７１〜Ｒ１７８は、同一又は異なってもよく、ハロゲン原子又は有機基）で示される。
ハロゲン原子としてはＦが好ましい、有機基としては、メトキシ基やエトキシ基等のアルコキシ基、フェノキシ基やメチルフェノキシ基等のアリールオキシ基、メチル基やエチル基等のアルキル基、フェニル基やトリル基等のアリール基、メチルアミノ基等の置換型アミノ基を含むアミノ基、メチルチオ基やエチルチオ基等のアルキルチオ基、フェニルチオ基等のアリールチオ基が挙げられる。
化合物（１７）としては、エトキシ（ペンタフルオロ）シクロテトラホスファゼンが挙げられる。
本発明の電解液は、溶媒を含むことが好ましい。
上記溶媒の含有量は、電解液中７０〜９９．９９９質量％であることが好ましく、８０質量％以上がより好ましく、９２質量％以下がより好ましい。
上記溶媒は、カーボネートを含むことが好ましい。
上記溶媒は、環状カーボネート及び鎖状カーボネートを含むことが好ましい。
上記環状カーボネートは、非フッ素化環状カーボネートであってもよいし、フッ素化環状カーボネートであってもよい。
上記鎖状カーボネートは、非フッ素化鎖状カーボネートであってもよいし、フッ素化鎖状カーボネートであってもよい。
上記溶媒は、非フッ素化飽和環状カーボネート、フッ素化飽和環状カーボネート、フッ素化鎖状カーボネート及び非フッ素化鎖状カーボネートからなる群より選択される少なくとも１種を含むことが好ましい。なかでも、フッ素化飽和環状カーボネート及びフッ素化鎖状カーボネートからなる群より選択される少なくとも１種を含むことがより好ましい。
上記溶媒は、非水溶媒であることが好ましく、本発明の電解液は、非水電解液であることが好ましい。
上記非フッ素化飽和環状カーボネートとしては、例えば、エチレンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、ブチレンカーボネート等を挙げることができる。
なかでも、上記非フッ素化飽和環状カーボネートとしては、誘電率が高く、粘度が好適となる点で、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、及び、ブチレンカーボネートからなる群より選択される少なくとも１種の化合物であることが好ましい。
上記非フッ素化飽和環状カーボネートとして、上述した化合物の１種を用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。
上記非フッ素化飽和環状カーボネートの含有量は、上記溶媒に対して０〜９９体積％が好ましく、１体積％以上がより好ましく、９０体積％以下がより好ましい。
上記フッ素化飽和環状カーボネートは、フッ素原子が付加した飽和環状カーボネートであり、具体的には、下記一般式（Ａ）：
Figure 2017069058
 （式中、Ｘ１〜Ｘ４は同じか又は異なり、それぞれ−Ｈ、−ＣＨ３、−Ｆ、エーテル結合を有してもよいフッ素化アルキル基、又は、エーテル結合を有してもよいフッ素化アルコキシ基を表す。ただし、Ｘ１〜Ｘ４の少なくとも１つは、−Ｆ、エーテル結合を有してもよいフッ素化アルキル基、又は、エーテル結合を有してもよいフッ素化アルコキシ基である。）で示される化合物が挙げられる。
上記フッ素化飽和環状カーボネートを含むと、本発明の電解液をリチウムイオン二次電池等に適用した場合に、負極に安定な被膜を形成することができ、負極での電解液の副反応を充分に抑制することができる。その結果、極めて安定で優れた充放電特性が得られる。
なお、本明細書中で「エーテル結合」は、−Ｏ−で表される結合である。
誘電率、耐酸化性が良好な点から、Ｘ１〜Ｘ４の１つ又は２つが、−Ｆ、エーテル結合を有してもよいフッ素化アルキル基、又は、エーテル結合を有してもよいフッ素化アルコキシ基であることが好ましい。
低温での粘性の低下、引火点の上昇、更には電解質塩の溶解性の向上が期待できることから、Ｘ１〜Ｘ４は、−Ｈ、−Ｆ、フッ素化アルキル基（ａ）、エーテル結合を有するフッ素化アルキル基（ｂ）、又は、フッ素化アルコキシ基（ｃ）であることが好ましい。
上記フッ素化アルキル基（ａ）は、アルキル基が有する水素原子の少なくとも１つをフッ素原子で置換したものである。フッ素化アルキル基（ａ）の炭素数は、１〜２０が好ましく、１〜１７がより好ましく、１〜７が更に好ましく、１〜５が特に好ましい。
炭素数が大きくなりすぎると低温特性が低下したり、電解質塩の溶解性が低下したりするおそれがあり、炭素数が少な過ぎると、電解質塩の溶解性の低下、放電効率の低下、更には粘性の増大等がみられることがある。
上記フッ素化アルキル基（ａ）のうち、炭素数が１のものとしては、ＣＦＨ２−、ＣＦ２Ｈ−及びＣＦ３−が挙げられる。
上記フッ素化アルキル基（ａ）のうち、炭素数が２以上のものとしては、下記一般式（ａ−１）：
Ｒ１−Ｒ２− （ａ−１）
（式中、Ｒ１はフッ素原子を有していてもよい炭素数１以上のアルキル基；Ｒ２はフッ素原子を有していてもよい炭素数１〜３のアルキレン基；ただし、Ｒ１及びＲ２の少なくとも一方はフッ素原子を有している）で示されるフッ素化アルキル基が、電解質塩の溶解性が良好な点から好ましく例示できる。
なお、Ｒ１及びＲ２は、更に、炭素原子、水素原子及びフッ素原子以外の、その他の原子を有していてもよい。
Ｒ１は、フッ素原子を有していてもよい炭素数１以上のアルキル基である。Ｒ１としては、炭素数１〜１６の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基が好ましい。Ｒ１の炭素数としては、１〜６がより好ましく、１〜３が更に好ましい。
Ｒ１として、具体的には、直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基として、ＣＨ３−、ＣＨ３ＣＨ２−、ＣＨ３ＣＨ２ＣＨ２−、ＣＨ３ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−、
Figure 2017069058
等が挙げられる。
また、Ｒ１がフッ素原子を有する直鎖状のアルキル基である場合、ＣＦ３−、ＣＦ３ＣＨ２−、ＣＦ３ＣＦ２−、ＣＦ３ＣＨ２ＣＨ２−、ＣＦ３ＣＦ２ＣＨ２−、ＣＦ３ＣＦ２ＣＦ２−、ＣＦ３ＣＨ２ＣＦ２−、ＣＦ３ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−、ＣＦ３ＣＦ２ＣＨ２ＣＨ２−、ＣＦ３ＣＨ２ＣＦ２ＣＨ２−、ＣＦ３ＣＦ２ＣＦ２ＣＨ２−、ＣＦ３ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２−、ＣＦ３ＣＦ２ＣＨ２ＣＦ２−、ＣＦ３ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−、ＣＦ３ＣＦ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−、ＣＦ３ＣＨ２ＣＦ２ＣＨ２ＣＨ２−、ＣＦ３ＣＦ２ＣＦ２ＣＨ２ＣＨ２−、ＣＦ３ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＨ２−、ＣＦ３ＣＦ２ＣＨ２ＣＦ２ＣＨ２−、ＣＦ３ＣＦ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−、ＣＦ３ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＨ２ＣＨ２−、ＣＦ３ＣＦ２ＣＨ２ＣＦ２ＣＨ２ＣＨ２−、ＨＣＦ２−、ＨＣＦ２ＣＨ２−、ＨＣＦ２ＣＦ２−、ＨＣＦ２ＣＨ２ＣＨ２−、ＨＣＦ２ＣＦ２ＣＨ２−、ＨＣＦ２ＣＨ２ＣＦ２−、ＨＣＦ２ＣＦ２ＣＨ２ＣＨ２−、ＨＣＦ２ＣＨ２ＣＦ２ＣＨ２−、ＨＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２−、ＨＣＦ２ＣＦ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−、ＨＣＦ２ＣＨ２ＣＦ２ＣＨ２ＣＨ２−、ＨＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＨ２−、ＨＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＨ２ＣＨ２−、ＦＣＨ２−、ＦＣＨ２ＣＨ２−、ＦＣＨ２ＣＦ２−、ＦＣＨ２ＣＦ２ＣＨ２−、ＦＣＨ２ＣＦ２ＣＦ２−、ＣＨ３ＣＦ２ＣＨ２−、ＣＨ３ＣＦ２ＣＦ２−、ＣＨ３ＣＦ２ＣＨ２ＣＦ２−、ＣＨ３ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２−、ＣＨ３ＣＨ２ＣＦ２ＣＦ２−、ＣＨ３ＣＦ２ＣＨ２ＣＦ２ＣＨ２−、ＣＨ３ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＨ２−、ＣＨ３ＣＦ２ＣＦ２ＣＨ２ＣＨ２−、ＣＨ３ＣＨ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＨ２−、ＣＨ３ＣＦ２ＣＨ２ＣＦ２ＣＨ２ＣＨ２−、ＣＨ３ＣＦ２ＣＨ２ＣＦ２ＣＨ２ＣＨ２−、ＨＣＦＣｌＣＦ２ＣＨ２−、ＨＣＦ２ＣＦＣｌＣＨ２−、ＨＣＦ２ＣＦＣｌＣＦ２ＣＦＣｌＣＨ２−、ＨＣＦＣｌＣＦ２ＣＦＣｌＣＦ２ＣＨ２−等が挙げられる。
また、Ｒ１がフッ素原子を有する分岐鎖状のアルキル基である場合、
Figure 2017069058
Figure 2017069058
等が好ましく挙げられる。ただし、ＣＨ３−やＣＦ３−という分岐を有していると粘性が高くなりやすいため、その数は少ない（１個）かゼロであることがより好ましい。
Ｒ２はフッ素原子を有していてもよい炭素数１〜３のアルキレン基である。Ｒ２は、直鎖状であってもよく、分岐鎖状であってもよい。このような直鎖状又は分岐鎖状のアルキレン基を構成する最小構造単位の一例を下記に示す。Ｒ２はこれらの単独又は組合せで構成される。
（ｉ）直鎖状の最小構造単位：
−ＣＨ２−、−ＣＨＦ−、−ＣＦ２−、−ＣＨＣｌ−、−ＣＦＣｌ−、−ＣＣｌ２−
（ｉｉ）分岐鎖状の最小構造単位：
Figure 2017069058
なお、以上の例示のなかでも、塩基による脱ＨＣｌ反応が起こらず、より安定なことから、Ｃｌを含有しない構成単位から構成されることが好ましい。
Ｒ２は、直鎖状である場合には、上述した直鎖状の最小構造単位のみからなるものであり、なかでも−ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２−又は−ＣＦ２−が好ましい。電解質塩の溶解性をより一層向上させることができる点から、−ＣＨ２−又は−ＣＨ２ＣＨ２−がより好ましい。
Ｒ２は、分岐鎖状である場合には、上述した分岐鎖状の最小構造単位を少なくとも１つ含んでなるものであり、一般式−（ＣＸａＸｂ）−（ＸａはＨ、Ｆ、ＣＨ３又はＣＦ３；ＸｂはＣＨ３又はＣＦ３。ただし、ＸｂがＣＦ３の場合、ＸａはＨ又はＣＨ３である）で表されるものが好ましく例示できる。これらは特に電解質塩の溶解性をより一層向上させることができる。
好ましいフッ素化アルキル基（ａ）としては、例えばＣＦ３ＣＦ２−、ＨＣＦ２ＣＦ２−、Ｈ２ＣＦＣＦ２−、ＣＨ３ＣＦ２−、ＣＦ３ＣＨＦ−、ＣＦ３ＣＦ２ＣＦ２−、ＨＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２−、Ｈ２ＣＦＣＦ２ＣＦ２−、ＣＨ３ＣＦ２ＣＦ２−、
Figure 2017069058
Figure 2017069058
等が挙げられる。
上記エーテル結合を有するフッ素化アルキル基（ｂ）は、エーテル結合を有するアルキル基が有する水素原子の少なくとも１つをフッ素原子で置換したものである。上記エーテル結合を有するフッ素化アルキル基（ｂ）は、炭素数が２〜１７であることが好ましい。炭素数が多過ぎると、上記フッ素化飽和環状カーボネートの粘性が高くなり、また、フッ素含有基が多くなることから、誘電率の低下による電解質塩の溶解性低下や、他の溶剤との相溶性の低下がみられることがある。この観点から上記エーテル結合を有するフッ素化アルキル基（ｂ）の炭素数は２〜１０がより好ましく、２〜７が更に好ましい。
上記エーテル結合を有するフッ素化アルキル基（ｂ）のエーテル部分を構成するアルキレン基は直鎖状又は分岐鎖状のアルキレン基でよい。そうした直鎖状又は分岐鎖状のアルキレン基を構成する最小構造単位の一例を下記に示す。
（ｉ）直鎖状の最小構造単位：
−ＣＨ２−、−ＣＨＦ−、−ＣＦ２−、−ＣＨＣｌ−、−ＣＦＣｌ−、−ＣＣｌ２−
（ｉｉ）分岐鎖状の最小構造単位：
Figure 2017069058
アルキレン基は、これらの最小構造単位単独で構成されてもよく、直鎖状（ｉ）同士、分岐鎖状（ｉｉ）同士、又は、直鎖状（ｉ）と分岐鎖状（ｉｉ）との組み合わせにより構成されてもよい。好ましい具体例は、後述する。
なお、以上の例示のなかでも、塩基による脱ＨＣｌ反応が起こらず、より安定なことから、Ｃｌを含有しない構成単位から構成されることが好ましい。
更に好ましいエーテル結合を有するフッ素化アルキル基（ｂ）としては、一般式（ｂ−１）：
Ｒ３−（ＯＲ４）ｎ１− （ｂ−１）
（式中、Ｒ３はフッ素原子を有していてもよい、好ましくは炭素数１〜６のアルキル基；Ｒ４はフッ素原子を有していてもよい、好ましくは炭素数１〜４のアルキレン基；ｎ１は１〜３の整数；ただし、Ｒ３及びＲ４の少なくとも１つはフッ素原子を有している）で示されるものが挙げられる。
Ｒ３及びＲ４としては以下のものが例示でき、これらを適宜組み合わせて、上記一般式（ｂ−１）で表されるエーテル結合を有するフッ素化アルキル基（ｂ）を構成することができるが、これらのみに限定されるものではない。
（１）Ｒ３としては、一般式：Ｘｃ ３Ｃ−（Ｒ５）ｎ２−（３つのＸｃは同じか又は異なりいずれもＨ又はＦ；Ｒ５は炭素数１〜５のフッ素原子を有していてもよいアルキレン基；ｎ２は０又は１）で表されるアルキル基が好ましい。
ｎ２が０の場合、Ｒ３としては、ＣＨ３−、ＣＦ３−、ＨＣＦ２−及びＨ２ＣＦ−が挙げられる。
ｎ２が１の場合の具体例としては、Ｒ３が直鎖状のものとして、ＣＦ３ＣＨ２−、ＣＦ３ＣＦ２−、ＣＦ３ＣＨ２ＣＨ２−、ＣＦ３ＣＦ２ＣＨ２−、ＣＦ３ＣＦ２ＣＦ２−、ＣＦ３ＣＨ２ＣＦ２−、ＣＦ３ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−、ＣＦ３ＣＦ２ＣＨ２ＣＨ２−、ＣＦ３ＣＨ２ＣＦ２ＣＨ２−、ＣＦ３ＣＦ２ＣＦ２ＣＨ２−、ＣＦ３ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２−、ＣＦ３ＣＦ２ＣＨ２ＣＦ２−、ＣＦ３ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−、ＣＦ３ＣＦ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−、ＣＦ３ＣＨ２ＣＦ２ＣＨ２ＣＨ２−、ＣＦ３ＣＦ２ＣＦ２ＣＨ２ＣＨ２−、ＣＦ３ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＨ２−、ＣＦ３ＣＦ２ＣＨ２ＣＦ２ＣＨ２−、ＣＦ３ＣＦ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−、ＣＦ３ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＨ２ＣＨ２−、ＣＦ３ＣＦ２ＣＨ２ＣＦ２ＣＨ２ＣＨ２−、ＨＣＦ２ＣＨ２−、ＨＣＦ２ＣＦ２−、ＨＣＦ２ＣＨ２ＣＨ２−、ＨＣＦ２ＣＦ２ＣＨ２−、ＨＣＦ２ＣＨ２ＣＦ２−、ＨＣＦ２ＣＦ２ＣＨ２ＣＨ２−、ＨＣＦ２ＣＨ２ＣＦ２ＣＨ２−、ＨＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２−、ＨＣＦ２ＣＦ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−、ＨＣＦ２ＣＨ２ＣＦ２ＣＨ２ＣＨ２−、ＨＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＨ２−、ＨＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＨ２ＣＨ２−、ＦＣＨ２ＣＨ２−、ＦＣＨ２ＣＦ２−、ＦＣＨ２ＣＦ２ＣＨ２−、ＣＨ３ＣＦ２−、ＣＨ３ＣＨ２−、ＣＨ３ＣＦ２ＣＨ２−、ＣＨ３ＣＦ２ＣＦ２−、ＣＨ３ＣＨ２ＣＨ２−、ＣＨ３ＣＦ２ＣＨ２ＣＦ２−、ＣＨ３ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２−、ＣＨ３ＣＨ２ＣＦ２ＣＦ２−、ＣＨ３ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−、ＣＨ３ＣＦ２ＣＨ２ＣＦ２ＣＨ２−、ＣＨ３ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＨ２−、ＣＨ３ＣＦ２ＣＦ２ＣＨ２ＣＨ２−、ＣＨ３ＣＨ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＨ２−、ＣＨ３ＣＦ２ＣＨ２ＣＦ２ＣＨ２ＣＨ２−、ＣＨ３ＣＨ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＨ２ＣＨ２−、ＣＨ３ＣＦ２ＣＨ２ＣＦ２ＣＨ２ＣＨ２−等が例示できる。
ｎ２が１であり、かつＲ３が分岐鎖状のものとしては、
Figure 2017069058
等が挙げられる。
ただし、ＣＨ３−やＣＦ３−という分岐を有していると粘性が高くなりやすいため、Ｒ３が直鎖状のものがより好ましい。
（２）上記一般式（ｂ−１）の−（ＯＲ４）ｎ１−において、ｎ１は１〜３の整数であり、好ましくは１又は２である。なお、ｎ１＝２又は３のとき、Ｒ４は同じでも異なっていてもよい。
Ｒ４の好ましい具体例としては、次の直鎖状又は分岐鎖状のものが例示できる。
直鎖状のものとしては、−ＣＨ２−、−ＣＨＦ−、−ＣＦ２−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＦ２ＣＨ２−、−ＣＦ２ＣＦ２−、−ＣＨ２ＣＦ２−、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＦ２−、−ＣＨ２ＣＦ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＦ２ＣＦ２−、−ＣＦ２ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＦ２ＣＦ２ＣＨ２−、−ＣＦ２ＣＨ２ＣＦ２−、−ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２−等が例示できる。
分岐鎖状のものとしては、
Figure 2017069058
等が挙げられる。
上記フッ素化アルコキシ基（ｃ）は、アルコキシ基が有する水素原子の少なくとも１つをフッ素原子で置換したものである。上記フッ素化アルコキシ基（ｃ）は、炭素数が１〜１７であることが好ましい。より好ましくは、炭素数１〜６である。
上記フッ素化アルコキシ基（ｃ）としては、一般式：Ｘｄ ３Ｃ−（Ｒ６）ｎ３−Ｏ−（３つのＸｄは同じか又は異なりいずれもＨ又はＦ；Ｒ６は好ましくは炭素数１〜５のフッ素原子を有していてもよいアルキレン基；ｎ３は０又は１；ただし３つのＸｄのいずれかはフッ素原子を含んでいる）で表されるフッ素化アルコキシ基が特に好ましい。
上記フッ素化アルコキシ基（ｃ）の具体例としては、上記一般式（ａ−１）におけるＲ１として例示したアルキル基の末端に酸素原子が結合したフッ素化アルコキシ基が挙げられる。
上記フッ素化飽和環状カーボネートにおけるフッ素化アルキル基（ａ）、エーテル結合を有するフッ素化アルキル基（ｂ）、及び、フッ素化アルコキシ基（ｃ）のフッ素含有率は１０質量％以上が好ましい。フッ素含有率が低過ぎると、低温での粘性低下効果や引火点の上昇効果が充分に得られないおそれがある。この観点から上記フッ素含有率は１２質量％以上がより好ましく、１５質量％以上が更に好ましい。上限は通常７６質量％である。
フッ素化アルキル基（ａ）、エーテル結合を有するフッ素化アルキル基（ｂ）、及び、フッ素化アルコキシ基（ｃ）のフッ素含有率は、各基の構造式に基づいて、｛（フッ素原子の個数×１９）／各基の式量｝×１００（％）により算出した値である。
また、誘電率、耐酸化性が良好な点からは、上記フッ素化飽和環状カーボネート全体のフッ素含有率は１０質量％以上が好ましく、１５質量％以上がより好ましい。上限は通常７６質量％である。
なお、上記フッ素化飽和環状カーボネートのフッ素含有率は、フッ素化飽和環状カーボネートの構造式に基づいて、｛（フッ素原子の個数×１９）／フッ素化飽和環状カーボネートの分子量｝×１００（％）により算出した値である。
上記フッ素化飽和環状カーボネートとしては、具体的には、例えば、以下が挙げられる。
Ｘ１〜Ｘ４の少なくとも１つが−Ｆであるフッ素化飽和環状カーボネートの具体例として、
Figure 2017069058
 等が挙げられる。これらの化合物は、耐電圧が高く、電解質塩の溶解性も良好である。
他に、
Figure 2017069058
等も使用できる。
Ｘ１〜Ｘ４の少なくとも１つがフッ素化アルキル基（ａ）であり、かつ残りが全て−Ｈであるフッ素化飽和環状カーボネートの具体例としては、
Figure 2017069058
Figure 2017069058
Figure 2017069058
等が挙げられる。
Ｘ１〜Ｘ４の少なくとも１つが、エーテル結合を有するフッ素化アルキル基（ｂ）、又は、フッ素化アルコキシ基（ｃ）であり、かつ残りが全て−Ｈであるフッ素化飽和環状カーボネートの具体例としては、
Figure 2017069058
Figure 2017069058
Figure 2017069058
Figure 2017069058
Figure 2017069058
Figure 2017069058
等が挙げられる。
なかでも、上記フッ素化飽和環状カーボネートとしては、以下の化合物のいずれかであることが好ましい。
Figure 2017069058
Figure 2017069058
上記フッ素化飽和環状カーボネートとしては、なかでも、フルオロエチレンカーボネート、ジフルオロエチレンカーボネートがより好ましい。
なお、上記フッ素化飽和環状カーボネートは、上述した具体例のみに限定されるものではない。また、上記フッ素化飽和環状カーボネートは、１種を単独で用いてもよく、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。例えば、フルオロエチレンカーボネートとトリフルオロエチレンカーボネートとの組み合わせが使用できる。
上記フッ素化飽和環状カーボネートの含有量は、溶媒中０〜９９体積％であることが好ましく、１体積％以上がより好ましく、５体積％以上が更に好ましく、９５体積％以下がより好ましく、９０体積％以下が更に好ましい。
上記フッ素化鎖状カーボネートとしては、一般式（Ｂ）：
Ｒｆ２ＯＣＯＯＲ６ （Ｂ）
（式中、Ｒｆ２は、炭素数１〜７のフッ素化アルキル基であり、Ｒ６は、炭素数１〜７のフッ素原子を含んでいてもよいアルキル基である。）で示される化合物を挙げることができる。
本発明の電解液は、高電圧下でも好適に使用できる点で、上記フッ素化鎖状カーボネートを含むことが好ましい。
Ｒｆ２は、炭素数１〜７のフッ素化アルキル基であり、Ｒ６は、炭素数１〜７のフッ素原子を含んでいてもよいアルキル基である。
上記フッ素化アルキル基は、アルキル基が有する水素原子の少なくとも１つをフッ素原子で置換したものである。Ｒ６がフッ素原子を含むアルキル基である場合、フッ素化アルキル基となる。
Ｒｆ２及びＲ６は、低粘性である点で、炭素数が２〜７であることが好ましく、２〜４であることがより好ましい。
炭素数が大きくなりすぎると低温特性が低下したり、電解質塩の溶解性が低下したりするおそれがあり、炭素数が少な過ぎると、電解質塩の溶解性の低下、放電効率の低下、更には粘性の増大等がみられることがある。
炭素数が１のフッ素化アルキル基としては、ＣＦＨ２−、ＣＦ２Ｈ−及びＣＦ３−が挙げられる。
炭素数が２以上のフッ素化アルキル基としては、下記一般式（ｄ−１）：
Ｒ１−Ｒ２− （ｄ−１）
（式中、Ｒ１はフッ素原子を有していてもよい炭素数１以上のアルキル基；Ｒ２はフッ素原子を有していてもよい炭素数１〜３のアルキレン基；ただし、Ｒ１及びＲ２の少なくとも一方はフッ素原子を有している）で示されるフッ素化アルキル基が、電解質塩の溶解性が良好な点から好ましく例示できる。
なお、Ｒ１及びＲ２は、更に、炭素原子、水素原子及びフッ素原子以外の、その他の原子を有していてもよい。
Ｒ１は、フッ素原子を有していてもよい炭素数１以上のアルキル基である。Ｒ１としては、炭素数１〜６の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基が好ましい。Ｒ１の炭素数としては、１〜４がより好ましく、１〜３が更に好ましい。
Ｒ１として、具体的には、直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基として、ＣＨ３−、ＣＨ３ＣＨ２−、ＣＨ３ＣＨ２ＣＨ２−、ＣＨ３ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−、
Figure 2017069058
等が挙げられる。
また、Ｒ１がフッ素原子を有する直鎖状のアルキル基である場合、ＣＦ３−、ＣＦ３ＣＨ２−、ＣＦ３ＣＦ２−、ＣＦ３ＣＨ２ＣＨ２−、ＣＦ３ＣＦ２ＣＨ２−、ＣＦ３ＣＦ２ＣＦ２−、ＣＦ３ＣＨ２ＣＦ２−、ＣＦ３ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−、ＣＦ３ＣＦ２ＣＨ２ＣＨ２−、ＣＦ３ＣＨ２ＣＦ２ＣＨ２−、ＣＦ３ＣＦ２ＣＦ２ＣＨ２−、ＣＦ３ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２−、ＣＦ３ＣＦ２ＣＨ２ＣＦ２−、ＣＦ３ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−、ＣＦ３ＣＦ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−、ＣＦ３ＣＨ２ＣＦ２ＣＨ２ＣＨ２−、ＣＦ３ＣＦ２ＣＦ２ＣＨ２ＣＨ２−、ＣＦ３ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＨ２−、ＣＦ３ＣＦ２ＣＨ２ＣＦ２ＣＨ２−、ＣＦ３ＣＦ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−、ＣＦ３ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＨ２ＣＨ２−、ＣＦ３ＣＦ２ＣＨ２ＣＦ２ＣＨ２ＣＨ２−、ＨＣＦ２−、ＨＣＦ２ＣＨ２−、ＨＣＦ２ＣＦ２−、ＨＣＦ２ＣＨ２ＣＨ２−、ＨＣＦ２ＣＦ２ＣＨ２−、ＨＣＦ２ＣＨ２ＣＦ２−、ＨＣＦ２ＣＦ２ＣＨ２ＣＨ２−、ＨＣＦ２ＣＨ２ＣＦ２ＣＨ２−、ＨＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２−、ＨＣＦ２ＣＦ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−、ＨＣＦ２ＣＨ２ＣＦ２ＣＨ２ＣＨ２−、ＨＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＨ２−、ＨＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＨ２ＣＨ２−、ＦＣＨ２−、ＦＣＨ２ＣＨ２−、ＦＣＨ２ＣＦ２−、ＦＣＨ２ＣＦ２ＣＨ２−、ＦＣＨ２ＣＦ２ＣＦ２−、ＣＨ３ＣＦ２ＣＨ２−、ＣＨ３ＣＦ２ＣＦ２−、ＣＨ３ＣＦ２ＣＨ２ＣＦ２−、ＣＨ３ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２−、ＣＨ３ＣＨ２ＣＦ２ＣＦ２−、ＣＨ３ＣＦ２ＣＨ２ＣＦ２ＣＨ２−、ＣＨ３ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＨ２−、ＣＨ３ＣＦ２ＣＦ２ＣＨ２ＣＨ２−、ＣＨ３ＣＨ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＨ２−、ＣＨ３ＣＦ２ＣＨ２ＣＦ２ＣＨ２ＣＨ２−、ＣＨ３ＣＦ２ＣＨ２ＣＦ２ＣＨ２ＣＨ２−、ＨＣＦＣｌＣＦ２ＣＨ２−、ＨＣＦ２ＣＦＣｌＣＨ２−、ＨＣＦ２ＣＦＣｌＣＦ２ＣＦＣｌＣＨ２−、ＨＣＦＣｌＣＦ２ＣＦＣｌＣＦ２ＣＨ２−等が挙げられる。
また、Ｒ１がフッ素原子を有する分岐鎖状のアルキル基である場合、
Figure 2017069058
Figure 2017069058
等が好ましく挙げられる。ただし、ＣＨ３−やＣＦ３−という分岐を有していると粘性が高くなりやすいため、その数は少ない（１個）かゼロであることがより好ましい。
Ｒ２はフッ素原子を有していてもよい炭素数１〜３のアルキレン基である。Ｒ２は、直鎖状であってもよく、分岐鎖状であってもよい。このような直鎖状又は分岐鎖状のアルキレン基を構成する最小構造単位の一例を下記に示す。Ｒ２はこれらの単独又は組合せで構成される。
（ｉ）直鎖状の最小構造単位：
−ＣＨ２−、−ＣＨＦ−、−ＣＦ２−、−ＣＨＣｌ−、−ＣＦＣｌ−、−ＣＣｌ２−
（ｉｉ）分岐鎖状の最小構造単位：
Figure 2017069058
なお、以上の例示のなかでも、塩基による脱ＨＣｌ反応が起こらず、より安定なことから、Ｃｌを含有しない構成単位から構成されることが好ましい。
Ｒ２は、直鎖状である場合には、上述した直鎖状の最小構造単位のみからなるものであり、なかでも−ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２−又は−ＣＦ２−が好ましい。電解質塩の溶解性をより一層向上させることができる点から、−ＣＨ２−又は−ＣＨ２ＣＨ２−がより好ましい。
Ｒ２は、分岐鎖状である場合には、上述した分岐鎖状の最小構造単位を少なくとも１つ含んでなるものであり、一般式−（ＣＸａＸｂ）−（ＸａはＨ、Ｆ、ＣＨ３又はＣＦ３；ＸｂはＣＨ３又はＣＦ３。ただし、ＸｂがＣＦ３の場合、ＸａはＨ又はＣＨ３である）で表されるものが好ましく例示できる。これらは特に電解質塩の溶解性をより一層向上させることができる。
好ましいフッ素化アルキル基としては、具体的には、例えば、ＣＦ３ＣＦ２−、ＨＣＦ２ＣＦ２−、Ｈ２ＣＦＣＦ２−、ＣＨ３ＣＦ２−、ＣＦ３ＣＨ２−、ＣＦ３ＣＦ２ＣＦ２−、ＨＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２−、Ｈ２ＣＦＣＦ２ＣＦ２−、ＣＨ３ＣＦ２ＣＦ２−、
Figure 2017069058
Figure 2017069058
等が挙げられる。
なかでも、Ｒｆ２とＲ６のフッ素化アルキル基としては、ＣＦ３−、ＣＦ３ＣＦ２−、（ＣＦ３）２ＣＨ−、ＣＦ３ＣＨ２−、Ｃ２Ｆ５ＣＨ２−、ＨＣＦ２ＣＦ２ＣＨ２−、ＣＦ３ＣＦＨＣＦ２ＣＨ２−が好ましく、難燃性が高く、レート特性や耐酸化性が良好な点から、ＣＦ３ＣＨ２−、ＣＦ３ＣＦ２ＣＨ２−、ＨＣＦ２ＣＦ２ＣＨ２−がより好ましい。
Ｒ６がフッ素原子を含まないアルキル基の場合は炭素数１〜７のアルキル基である。Ｒ６は、低粘性である点で、炭素数が１〜４であることが好ましく、１〜３であることがより好ましい。
上記フッ素原子を含まないアルキル基としては、例えば、ＣＨ３−、ＣＨ３ＣＨ２−、（ＣＨ３）２ＣＨ−、Ｃ３Ｈ７−等が挙げられる。なかでも、粘度が低く、レート特性が良好な点から、ＣＨ３−、ＣＨ３ＣＨ２−が好ましい。
上記フッ素化鎖状カーボネートは、フッ素含有率が２０〜７０質量％であることが好ましい。フッ素含有率が上述の範囲であると、溶剤との相溶性、塩の溶解性を維持することができる。上記フッ素含有率は、３０質量％以上がより好ましく、３５質量％以上が更に好ましく、６０質量％以下がより好ましく、５０質量％以下が更に好ましい。
なお、本発明においてフッ素含有率は、上記フッ素化鎖状カーボネートの構造式に基づいて、
｛（フッ素原子の個数×１９）／フッ素化鎖状カーボネートの分子量｝×１００（％）
により算出した値である。
上記フッ素化鎖状カーボネートとしては、低粘性である点で、以下の化合物のいずれかであることが好ましい。
Figure 2017069058
上記フッ素化鎖状カーボネートの含有量は、溶媒中１〜９０体積％であることが好ましい。上記含有量が上述の範囲内であると、相溶性を維持することができる。
上記フッ素化鎖状カーボネートの含有量は、塩の溶解性を維持することができる点で、電解液中３０体積％以上がより好ましく、４０体積％以上が更に好ましく、８５体積％以下がより好ましく、８０体積％以下が更に好ましい。
上記非フッ素化鎖状カーボネートとしては、例えば、ＣＨ３ＯＣＯＯＣＨ３（ジメチルカーボネート：ＤＭＣ）、ＣＨ３ＣＨ２ＯＣＯＯＣＨ２ＣＨ３（ジエチルカーボネート：ＤＥＣ）、ＣＨ３ＣＨ２ＯＣＯＯＣＨ３（エチルメチルカーボネート：ＥＭＣ）、ＣＨ３ＯＣＯＯＣＨ２ＣＨ２ＣＨ３（メチルプロピルカーボネート）、メチルブチルカーボネート、エチルプロピルカーボネート、エチルブチルカーボネート等の炭化水素系鎖状カーボネートが挙げられる。なかでも、エチルメチルカーボネート、ジエチルカーボネート及びジメチルカーボネートからなる群より選択される少なくとも１種であることが好ましい。
上記非フッ素化鎖状カーボネートの含有量は、溶媒中０〜９９体積％であることが好ましく、１体積％以上がより好ましく、９０体積％以下がより好ましい。
上記溶媒として、フッ素化飽和環状カーボネート及びフッ素化鎖状カーボネートを含む場合、フッ素化飽和環状カーボネートの下限値は０．１質量％が好ましく、０．２質量％がより好ましい。フッ素化飽和環状カーボネートの上限値は６０質量％が好ましく、４０質量％がより好ましい。フッ素化鎖状カーボネートの下限値は３０質量％が好ましく、４０質量％がより好ましい。フッ素化鎖状カーボネートの上限値は９０質量％が好ましく、８０質量％がより好ましい。
上記溶媒は、鎖状エーテルを含むことが好ましい。上記鎖状エーテルは、非フッ素化鎖状エーテルであってもよいし、フッ素化鎖状エーテルであってもよい。上記溶媒は、フッ素化鎖状エーテルを含むことがより好ましい。
上記非フッ素化鎖状エーテルとしては、炭素数３〜１０のものが好ましい。
上記非フッ素化鎖状エーテルとしては、ジエチルエーテル、ジ−ｎ−ブチルエーテル、ジメトキシメタン、メトキシエトキシメタン、ジエトキシメタン、ジメトキシエタン、メトキシエトキシエタン、ジエトキシエタン、エチレングリコールジ−ｎ−プロピルエーテル、エチレングリコールジ−ｎ−ブチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル等が挙げられる。
上記フッ素化鎖状エーテルとしては、下記一般式（Ｋ）：
Ｒｆ１−Ｏ−Ｒｆ２ （Ｋ）
（式中、Ｒｆ１及びＲｆ２は同じか又は異なり、炭素数１〜１０のアルキル基又は炭素数１〜１０のフッ素化アルキル基である。ただし、Ｒｆ１及びＲｆ２の少なくとも一方は、フッ素化アルキル基である。）で表されるフッ素化鎖状エーテル（Ｋ）が挙げられる。フッ素化鎖状エーテル（Ｋ）を含有させることにより、電解液の難燃性が向上するとともに、高温高電圧での安定性、安全性が向上する。
上記一般式（Ｋ）においては、Ｒｆ１及びＲｆ２の少なくとも一方が炭素数１〜１０のフッ素化アルキル基であればよいが、電解液の難燃性及び高温高電圧での安定性、安全性を一層向上させる観点から、Ｒｆ１及びＲｆ２が、ともに炭素数１〜１０のフッ素化アルキル基であることが好ましい。この場合、Ｒｆ１及びＲｆ２は同じであってもよく、互いに異なっていてもよい。
なかでも、Ｒｆ１及びＲｆ２が、同じか又は異なり、Ｒｆ１が炭素数３〜６のフッ素化アルキル基であり、かつ、Ｒｆ２が炭素数２〜６のフッ素化アルキル基であることが好ましい。
Ｒｆ１およびＲｆ２の合計炭素数が少な過ぎるとフッ素化鎖状エーテルの沸点が低くなりすぎ、また、Ｒｆ１又はＲｆ２の炭素数が多過ぎると、電解質塩の溶解性が低下し、他の溶媒との相溶性にも悪影響が出始め、また粘度が上昇するためレート特性が低減する。Ｒｆ１の炭素数が３又は４、Ｒｆ２の炭素数が２又は３のとき、沸点およびレート特性に優れる点で有利である。
上記フッ素化鎖状エーテル（Ｋ）は、フッ素含有率が４０〜７５質量％であることが好ましい。この範囲のフッ素含有率を有するとき、不燃性と相溶性のバランスに特に優れたものになる。また、耐酸化性、安全性が良好な点からも好ましい。
上記フッ素含有率の下限は、４５質量％がより好ましく、５０質量％が更に好ましく、５５質量％が特に好ましい。上限は７０質量％がより好ましく、６６質量％が更に好ましい。
なお、フッ素化鎖状エーテル（Ｋ）のフッ素含有率は、フッ素化鎖状エーテル（Ｋ）の構造式に基づいて、｛（フッ素原子の個数×１９）／フッ素化鎖状エーテル（Ｋ）の分子量｝×１００（％）により算出した値である。
Ｒｆ１としては、例えば、ＣＦ３ＣＦ２ＣＨ２−、ＣＦ３ＣＦＨＣＦ２−、ＨＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２−、ＨＣＦ２ＣＦ２ＣＨ２−、ＣＦ３ＣＦ２ＣＨ２ＣＨ２−、ＣＦ３ＣＦＨＣＦ２ＣＨ２−、ＨＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２−、ＨＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＨ２−、ＨＣＦ２ＣＦ２ＣＨ２ＣＨ２−、ＨＣＦ２ＣＦ（ＣＦ３）ＣＨ２−等が挙げられる。
また、Ｒｆ２としては、例えば、ＣＦ３ＣＦ２ＣＨ２−、ＣＦ３ＣＦＨＣＦ２−、ＣＦ２ＨＣＦ２ＣＦ２−、ＣＦ２ＨＣＦ２ＣＨ２−、ＣＦ３ＣＦ２ＣＨ２ＣＨ２−、ＣＦ３ＣＦＨＣＦ２ＣＨ２−、ＣＦ２ＨＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２−、ＣＦ２ＨＣＦ２ＣＦ２ＣＨ２−、ＣＦ２ＨＣＦ２ＣＨ２ＣＨ２−、ＣＦ２ＨＣＦ（ＣＦ３）ＣＨ２−、ＣＦ２ＨＣＦ２−、ＣＦ２ＨＣＨ２−、ＣＨ３ＣＦ２−等が挙げられる。
上記フッ素化鎖状エーテル（Ｋ）の具体例としては、例えばＨＣＦ２ＣＦ２ＣＨ２ＯＣＦ２ＣＦ２Ｈ、ＣＦ３ＣＦ２ＣＨ２ＯＣＦ２ＣＦ２Ｈ、ＨＣＦ２ＣＦ２ＣＨ２ＯＣＦ２ＣＦＨＣＦ３、ＣＦ３ＣＦ２ＣＨ２ＯＣＦ２ＣＦＨＣＦ３、Ｃ６Ｆ１３ＯＣＨ３、Ｃ６Ｆ１３ＯＣ２Ｈ５、Ｃ８Ｆ１７ＯＣＨ３、Ｃ８Ｆ１７ＯＣ２Ｈ５、ＣＦ３ＣＦＨＣＦ２ＣＨ（ＣＨ３）ＯＣＦ２ＣＦＨＣＦ３、ＨＣＦ２ＣＦ２ＯＣＨ（Ｃ２Ｈ５）２、ＨＣＦ２ＣＦ２ＯＣ４Ｈ９、ＨＣＦ２ＣＦ２ＯＣＨ２ＣＨ（Ｃ２Ｈ５）２、ＨＣＦ２ＣＦ２ＯＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）２等が挙げられる。
なかでも、片末端又は両末端にＨＣＦ２−又はＣＦ３ＣＦＨ−を含むものが分極性に優れ、沸点の高いフッ素化鎖状エーテル（Ｋ）を与えることができる。フッ素化鎖状エーテル（Ｋ）の沸点は、６７〜１２０℃であることが好ましい。より好ましくは８０℃以上、更に好ましくは９０℃以上である。
このようなフッ素化鎖状エーテル（Ｋ）としては、例えば、ＣＦ３ＣＨ２ＯＣＦ２ＣＦＨＣＦ３、ＣＦ３ＣＦ２ＣＨ２ＯＣＦ２ＣＦＨＣＦ３、ＨＣＦ２ＣＦ２ＣＨ２ＯＣＦ２ＣＦＨＣＦ３、ＨＣＦ２ＣＦ２ＣＨ２ＯＣＨ２ＣＦ２ＣＦ２Ｈ、ＣＦ３ＣＦＨＣＦ２ＣＨ２ＯＣＦ２ＣＦＨＣＦ３、ＨＣＦ２ＣＦ２ＣＨ２ＯＣＦ２ＣＦ２Ｈ、ＣＦ３ＣＦ２ＣＨ２ＯＣＦ２ＣＦ２Ｈ等の１種又は２種以上が挙げられる。
なかでも、高沸点、他の溶媒との相溶性や電解質塩の溶解性が良好な点で有利なことから、ＨＣＦ２ＣＦ２ＣＨ２ＯＣＦ２ＣＦＨＣＦ３（沸点１０６℃）、ＣＦ３ＣＦ２ＣＨ２ＯＣＦ２ＣＦＨＣＦ３（沸点８２℃）、ＨＣＦ２ＣＦ２ＣＨ２ＯＣＦ２ＣＦ２Ｈ（沸点９２℃）及びＣＦ３ＣＦ２ＣＨ２ＯＣＦ２ＣＦ２Ｈ（沸点６８℃）からなる群より選択される少なくとも１種であることが好ましく、ＨＣＦ２ＣＦ２ＣＨ２ＯＣＦ２ＣＦＨＣＦ３（沸点１０６℃）、ＨＣＦ２ＣＦ２ＣＨ２ＯＣＦ２ＣＦ２Ｈ（沸点９２℃）及びＣＦ３ＣＦ２ＣＨ２ＯＣＦ２ＣＦ２Ｈ（沸点６８℃）からなる群より選択される少なくとも１種であることがより好ましい。
上記鎖状エーテルの含有量は、上記溶媒に対して、０〜９９．９体積％が好ましく、０．１体積％以上がより好ましく、９０体積％以下がより好ましい。
上記フッ素化鎖状エーテルの含有量は、上記溶媒に対して、０〜９９．９体積％が好ましく、０．１体積％以上がより好ましく、９０体積％以下がより好ましい。
上記溶媒は、上記フッ素化飽和環状カーボネート及び上記フッ素化鎖状カーボネートからなる群より選択される少なくとも１種と、上記フッ素化鎖状エーテルとを含むこともできる。
上記溶媒として、上記フッ素化飽和環状カーボネート及び上記フッ素化鎖状カーボネートからなる群より選択される少なくとも１種のフッ素化カーボネートと、上記フッ素化鎖状エーテルとを含む場合、上記フッ素化カーボネートの下限値は４０質量％が好ましく、５０質量％がより好ましい。上記フッ素化カーボネートの上限値は９０質量％が好ましく、８０質量％がより好ましい。上記フッ素化鎖状エーテルの下限値は０．１質量％が好ましく、０．２質量％がより好ましい。上記フッ素化鎖状エーテルの上限値は７０質量％が好ましく、６０質量％がより好ましい。
また、上記溶媒は、上記フッ素化飽和環状カーボネート、上記フッ素化鎖状カーボネート、及び、上記フッ素化鎖状エーテルを含むこともできる。
上記溶媒として、フッ素化飽和環状カーボネート、フッ素化鎖状カーボネート、及び、上記フッ素化鎖状エーテルを含む場合、フッ素化飽和環状カーボネートの下限値は０．１質量％が好ましく、０．２質量％がより好ましい。フッ素化飽和環状カーボネートの上限値は６０質量％が好ましく、４０質量％がより好ましい。フッ素化鎖状カーボネートの下限値は３０質量％が好ましく、４０質量％がより好ましい。フッ素化鎖状カーボネートの上限値は９０質量％が好ましく、８０質量％がより好ましい。フッ素化鎖状エーテルの下限値は０．１質量％が好ましく、０．２質量％がより好ましい。フッ素化鎖状エーテルの上限値は６０質量％が好ましく、４０質量％がより好ましい。
本発明の電解液は、電解質塩（ただし、リチウム塩（Ｘ）及び化合物（７）を除く）を含有することが好ましい。
上記電解質塩としては、リチウム塩、アンモニウム塩、金属塩のほか、液体状の塩（イオン性液体）、無機高分子型の塩、有機高分子型の塩等、電解液に使用することができる任意のものを用いることができる。
リチウムイオン二次電池用電解液の電解質塩としては、リチウム塩（ただし、リチウム塩（Ｘ）及び化合物（７）を除く）が好ましい。
上記リチウム塩としては、例えば、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＰＦ６及びＬｉＢＦ４等の無機リチウム塩；ＬｉＣＦ３ＳＯ３、ＬｉＮ（ＣＦ３ＳＯ２）２、ＬｉＮ（Ｃ２Ｆ５ＳＯ２）２、ＬｉＮ（ＣＦ３ＳＯ２）（Ｃ４Ｆ９ＳＯ２）、ＬｉＣ（ＣＦ３ＳＯ２）３、ＬｉＰＦ４（ＣＦ３）２、ＬｉＰＦ４（Ｃ２Ｆ５）２、ＬｉＰＦ４（ＣＦ３ＳＯ２）２、ＬｉＰＦ４（Ｃ２Ｆ５ＳＯ２）２、ＬｉＢＦ２（ＣＦ３）２、ＬｉＢＦ２（Ｃ２Ｆ５）２、ＬｉＢＦ２（ＣＦ３ＳＯ２）２、ＬｉＢＦ２（Ｃ２Ｆ５ＳＯ２）２、及び、式：ＬｉＰＦａ（ＣｎＦ２ｎ＋１）６−ａ（式中、ａは０〜５の整数であり、ｎは１〜６の整数である）で表される塩等の含フッ素有機酸リチウム塩等が挙げられる。これらは、単独又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
なかでも、上記リチウム塩は、電解液を高温保存した後の劣化を抑制することができる点で、ＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４、ＬｉＣＦ３ＳＯ３、ＬｉＮ（ＣＦ３ＳＯ２）２、ＬｉＮ（Ｃ２Ｆ５ＳＯ２）２、及び、式：ＬｉＰＦａ（ＣｎＦ２ｎ＋１）６−ａ（式中、ａは０〜５の整数であり、ｎは１〜６の整数である）で表される塩からなる群より選択される少なくとも１種であることが好ましい。
式：ＬｉＰＦａ（ＣｎＦ２ｎ＋１）６−ａで表される塩としては、例えば、ＬｉＰＦ３（ＣＦ３）３、ＬｉＰＦ３（Ｃ２Ｆ５）３、ＬｉＰＦ３（Ｃ３Ｆ７）３、ＬｉＰＦ３（Ｃ４Ｆ９）３、ＬｉＰＦ４（ＣＦ３）２、ＬｉＰＦ４（Ｃ２Ｆ５）２、ＬｉＰＦ４（Ｃ３Ｆ７）２、ＬｉＰＦ４（Ｃ４Ｆ９）２（ただし、式中のＣ３Ｆ７、Ｃ４Ｆ９で表されるアルキル基は、直鎖、分岐構造のいずれであってもよい。）等が挙げられる。
電解液中の上記リチウム塩の濃度は、０．５〜３モル／リットルが好ましい。この範囲外では、電解液の電気伝導率が低くなり、電池性能が低下してしまう傾向がある。
上記電解質塩の濃度は、０．９モル／リットル以上がより好ましく、１．５モル／リットル以下がより好ましい。
電気二重層キャパシタ用電解液の電解質塩としては、アンモニウム塩が好ましい。
上記アンモニウム塩としては、以下（ＩＩａ）〜（ＩＩｅ）が挙げられる。
（ＩＩａ）テトラアルキル４級アンモニウム塩
一般式（ＩＩａ）：
Figure 2017069058
 （式中、Ｒ１ａ、Ｒ２ａ、Ｒ３ａ及びＲ４ａは同じか又は異なり、いずれも炭素数１〜６のエーテル結合を含んでいてもよいアルキル基；Ｘ−はアニオン）で示されるテトラアルキル４級アンモニウム塩が好ましく例示できる。また、このアンモニウム塩の水素原子の一部又は全部がフッ素原子及び／又は炭素数１〜４のフッ素化アルキル基で置換されているものも、耐酸化性が向上する点から好ましい。
具体例としては、一般式（ＩＩａ−１）：
Figure 2017069058
 （式中、Ｒ１ａ、Ｒ２ａ及びＸ−は前記と同じ；ｘ及びｙは同じか又は異なり０〜４の整数で、かつｘ＋ｙ＝４）で示されるテトラアルキル４級アンモニウム塩、一般式（ＩＩａ−２）：
Figure 2017069058
 （式中、Ｒ５ａは炭素数１〜６のアルキル基；Ｒ６ａは炭素数１〜６の２価の炭化水素基；Ｒ７ａは炭素数１〜４のアルキル基；ｚは１又は２；Ｘ−はアニオン）で示されるアルキルエーテル基含有トリアルキルアンモニウム塩、
などがあげられる。アルキルエーテル基を導入することにより、粘性の低下が図ることができる。
アニオンＸ−は、無機アニオンでも有機アニオンでもよい。無機アニオンとしては、例えばＡｌＣｌ４ −、ＢＦ４ −、ＰＦ６ −、ＡｓＦ６ −、ＴａＦ６ −、Ｉ−、ＳｂＦ６ −が挙げられる。有機アニオンとしては、例えばＣＦ３ＣＯＯ−、ＣＦ３ＳＯ３ −、（ＣＦ３ＳＯ２）２Ｎ−、（Ｃ２Ｆ５ＳＯ２）２Ｎ−などが挙げられる。
これらのうち、耐酸化性やイオン解離性が良好な点から、ＢＦ４ −、ＰＦ６ −、ＡｓＦ６ −、ＳｂＦ６ −が好ましい。
テトラアルキル４級アンモニウム塩の好適な具体例としては、Ｅｔ４ＮＢＦ４、Ｅｔ４ＮＣｌＯ４、Ｅｔ４ＮＰＦ６、Ｅｔ４ＮＡｓＦ６、Ｅｔ４ＮＳｂＦ６、Ｅｔ４ＮＣＦ３ＳＯ３、Ｅｔ４Ｎ（ＣＦ３ＳＯ２）２Ｎ、Ｅｔ４ＮＣ４Ｆ９ＳＯ３、Ｅｔ３ＭｅＮＢＦ４、Ｅｔ３ＭｅＮＣｌＯ４、Ｅｔ３ＭｅＮＰＦ６、Ｅｔ３ＭｅＮＡｓＦ６、Ｅｔ３ＭｅＮＳｂＦ６、Ｅｔ３ＭｅＮＣＦ３ＳＯ３、Ｅｔ３ＭｅＮ（ＣＦ３ＳＯ２）２Ｎ、Ｅｔ３ＭｅＮＣ４Ｆ９ＳＯ３を用いればよく、特に、Ｅｔ４ＮＢＦ４、Ｅｔ４ＮＰＦ６、Ｅｔ４ＮＳｂＦ６、Ｅｔ４ＮＡｓＦ６、Ｅｔ３ＭｅＮＢＦ４、Ｎ，Ｎ−ジエチル−Ｎ−メチル−Ｎ−（２−メトキシエチル）アンモニウム塩などが挙げられる。
（ＩＩｂ）スピロ環ビピロリジニウム塩
一般式（ＩＩｂ−１）：
Figure 2017069058
 （式中、Ｒ８ａ及びＲ９ａは同じか又は異なり、いずれも炭素数１〜４のアルキル基；Ｘ−はアニオン；ｎ１は０〜５の整数；ｎ２は０〜５の整数）で示されるスピロ環ビピロリジニウム塩、一般式（ＩＩｂ−２）：
Figure 2017069058
 （式中、Ｒ１０ａ及びＲ１１ａは同じか又は異なり、いずれも炭素数１〜４のアルキル基；Ｘ−はアニオン；ｎ３は０〜５の整数；ｎ４は０〜５の整数）で示されるスピロ環ビピロリジニウム塩、又は、一般式（ＩＩｂ−３）：
Figure 2017069058
 （式中、Ｒ１２ａおよびＲ１３ａは同じかまたは異なり、いずれも炭素数１〜４のアルキル基；Ｘ−はアニオン；ｎ５は０〜５の整数；ｎ６は０〜５の整数）で示されるスピロ環ビピロリジニウム塩が好ましく挙げられる。また、このスピロ環ビピロリジニウム塩の水素原子の一部または全部がフッ素原子および／または炭素数１〜４のフッ素化アルキル基で置換されているものも、耐酸化性が向上する点から好ましい。
アニオンＸ−の好ましい具体例は、（ＩＩａ）の場合と同じである。なかでも、解離性が高く、高電圧下での内部抵抗が低い点から、ＢＦ４ −、ＰＦ６ −、（ＣＦ３ＳＯ２）２Ｎ−または（Ｃ２Ｆ５ＳＯ２）２Ｎ−が好ましい。
スピロ環ビピロリジニウム塩の好ましい具体例としては、例えば、
Figure 2017069058
 などが挙げられる。
このスピロ環ビピロリジニウム塩は溶媒への溶解性、耐酸化性、イオン伝導性の点で優れている。
（ＩＩｃ）イミダゾリウム塩
一般式（ＩＩｃ）：
Figure 2017069058
 （式中、Ｒ１４ａ及びＲ１５ａは同じか又は異なり、いずれも炭素数１〜６のアルキル基；Ｘ−はアニオン）
で示されるイミダゾリウム塩が好ましく例示できる。また、このイミダゾリウム塩の水素原子の一部又は全部がフッ素原子及び／又は炭素数１〜４のフッ素化アルキル基で置換されているものも、耐酸化性が向上する点から好ましい。
アニオンＸ−の好ましい具体例は、（ＩＩａ）と同じである。
好ましい具体例としては、例えば
Figure 2017069058
 等が挙げられる。
このイミダゾリウム塩は粘性が低く、また溶解性が良好な点で優れている。
（ＩＩｄ）：Ｎ−アルキルピリジニウム塩
一般式（ＩＩｄ）：
Figure 2017069058
 （式中、Ｒ１６ａは炭素数１〜６のアルキル基；Ｘ−はアニオン）
で示されるＮ−アルキルピリジニウム塩が好ましく例示できる。また、このＮ−アルキルピリジニウム塩の水素原子の一部又は全部がフッ素原子及び／又は炭素数１〜４のフッ素化アルキル基で置換されているものも、耐酸化性が向上する点から好ましい。
アニオンＸ−の好ましい具体例は、（ＩＩａ）と同じである。
好ましい具体例としては、例えば
Figure 2017069058
 などが挙げられる。
このＮ−アルキルピリジニウム塩は粘性が低く、また溶解性が良好な点で優れている。
（ＩＩｅ）Ｎ，Ｎ−ジアルキルピロリジニウム塩
一般式（ＩＩｅ）：
Figure 2017069058
 （式中、Ｒ１７ａ及びＲ１８ａは同じか又は異なり、いずれも炭素数１〜６のアルキル基；Ｘ−はアニオン）
で示されるＮ，Ｎ−ジアルキルピロリジニウム塩が好ましく例示できる。また、このＮ，Ｎ−ジアルキルピロリジニウム塩の水素原子の一部又は全部がフッ素原子及び／又は炭素数１〜４のフッ素化アルキル基で置換されているものも、耐酸化性が向上する点から好ましい。
アニオンＸ−の好ましい具体例は、（ＩＩａ）と同じである。
好ましい具体例としては、例えば
Figure 2017069058
Figure 2017069058
 などが挙げられる。
このＮ，Ｎ−ジアルキルピロリジニウム塩は粘性が低く、また溶解性が良好な点で優れている。
これらのアンモニウム塩のうち、（ＩＩａ）、（ＩＩｂ）及び（ＩＩｃ）が溶解性、耐酸化性、イオン伝導性が良好な点で好ましく、さらには
Figure 2017069058
 （式中、Ｍｅはメチル基；Ｅｔはエチル基；Ｘ−、ｘ、ｙは式（ＩＩａ−１）と同じ）が好ましい。
また、電気二重層キャパシタ用電解質塩として、リチウム塩を用いてもよい。リチウム塩としては、例えば、ＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４、ＬｉＡｓＦ６、ＬｉＳｂＦ６、ＬｉＮ（ＳＯ２Ｃ２Ｈ５）２が好ましい。
更に容量を向上させるために、マグネシウム塩を用いてもよい。マグネシウム塩としては、例えば、Ｍｇ（ＣｌＯ４）２、Ｍｇ（ＯＯＣ２Ｈ５）２等が好ましい。
電解質塩が上記アンモニウム塩である場合、濃度は、１．１モル／リットル以上であることが好ましい。１．１モル／リットル未満であると、低温特性が悪くなるだけでなく、初期内部抵抗が高くなってしまう。上記電解質塩の濃度は、１．２５モル／リットル以上であることがより好ましい。
上記濃度は、低温特性の点で、１．７モル／リットル以下であることが好ましく、１．５モル／リットル以下であることがより好ましい。
上記アンモニウム塩が、４フッ化ホウ酸トリエチルメチルアンモニウム（ＴＥＭＡＢＦ４）の場合、その濃度は、低温特性に優れる点で、１．１〜１．４モル／リットルであることが好ましい。
また、４フッ化ホウ酸スピロビピロリジニウム（ＳＢＰＢＦ４）の場合は、１．３〜１．７モル／リットルであることが好ましい。
本発明の電解液は、更に、重量平均分子量が２０００〜４０００であり、末端に−ＯＨ、−ＯＣＯＯＨ、又は、−ＣＯＯＨを有するポリエチレンオキシドを含有することが好ましい。
このような化合物を含有することにより、電極界面の安定性が向上し、電池特性を向上させることができる。
上記ポリエチレンオキシドとしては、例えば、ポリエチレンオキシドモノオール、ポリエチレンオキシドカルボン酸、ポリエチレンオキシドジオール、ポリエチレンオキシドジカルボン酸、ポリエチレンオキシドトリオール、ポリエチレンオキシドトリカルボン酸等が挙げられる。これらは単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
なかでも、電池特性がより良好となる点で、ポリエチレンオキシドモノオールとポリエチレンオキシドジオールの混合物、及び、ポリエチレンカルボン酸とポリエチレンジカルボン酸の混合物であることが好ましい。
上記ポリエチレンオキシドの重量平均分子量が小さすぎると、酸化分解されやすくなるおそれがある。上記重量平均分子量は、３０００〜４０００がより好ましい。
上記重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）法によるポリスチレン換算により測定することができる。
上記ポリエチレンオキシドの含有量は、電解液中１×１０−６〜１×１０−２ｍｏｌ／ｋｇであることが好ましい。上記ポリエチレンオキシドの含有量が多すぎると、電池特性を損なうおそれがある。
上記ポリエチレンオキシドの含有量は、５×１０−６ｍｏｌ／ｋｇ以上であることがより好ましい。
本発明の電解液は、更に、添加剤として、不飽和環状カーボネートを含有していてもよい。これらの化合物を含有することにより、電池特性の低下を抑制することができる。
上記不飽和環状カーボネートは、不飽和結合を含む環状カーボネート、すなわち、環状カーボネートであって、分子内に炭素−炭素不飽和結合を少なくとも１つ有するものである。具体的には、例えば、ビニレンカーボネート、メチルビニレンカーボネート、エチルビニレンカーボネート、４，５−ジメチルビニレンカーボネート、４，５−ジエチルビニレンカーボネート等のビニレンカーボネート化合物；４−ビニルエチレンカーボネート（ＶＥＣ）、４−メチル−４−ビニルエチレンカーボネート、４−エチル−４−ビニルエチレンカーボネート、４−ｎ−プロピル−４−ビニルエチレンカーボネート、５−メチル−４−ビニルエチレンカーボネート、４，４−ジビニルエチレンカーボネート、４，５−ジビニルエチレンカーボネート、４，４−ジメチル−５−メチレンエチレンカーボネート、４，４−ジエチル−５−メチレンエチレンカーボネート等のビニルエチレンカーボネート化合物等が挙げられる。このうち、ビニレンカーボネート、４−ビニルエチレンカーボネート、４−メチル−４−ビニルエチレンカーボネート又は４，５−ジビニルエチレンカーボネートが好ましく、ビニレンカーボネート又は４−ビニルエチレンカーボネートが特に好ましい。
不飽和環状カーボネートの分子量は、特に制限されず、本発明の効果を著しく損なわない限り任意である。分子量は、好ましくは、５０以上、２５０以下である。この範囲であれば、電解液に対する不飽和環状カーボネートの溶解性を確保しやすく、本発明の効果が十分に発現されやすい。不飽和環状カーボネートの分子量は、より好ましくは８０以上であり、また、より好ましくは１５０以下である。
また、不飽和環状カーボネートとしては、フッ素化不飽和環状カーボネートも好適に用いることができる。
フッ素化不飽和環状カーボネートが有するフッ素原子の数は１以上があれば、特に制限されない。中でもフッ素原子が通常６以下、好ましくは４以下であり、１個又は２個のものが最も好ましい。
フッ素化不飽和環状カーボネートとしては、フッ素化ビニレンカーボネート誘導体、芳香環又は炭素−炭素二重結合を有する置換基で置換されたフッ素化エチレンカーボネート誘導体等が挙げられる。
フッ素化ビニレンカーボネート誘導体としては、４−フルオロビニレンカーボネート、４−フルオ−５−メチルビニレンカーボネート、４−フルオロ−５−フェニルビニレンカーボネート、４−アリル−５−フルオロビニレンカーボネート、４−フルオロ−５−ビニルビニレンカーボネート等が挙げられる。
芳香環又は炭素−炭素二重結合を有する置換基で置換されたフッ素化エチレンカーボネート誘導体としては、４−フルオロ−４−ビニルエチレンカーボネート、４−フルオロ−４−アリルエチレンカーボネート、４−フルオロ−５−ビニルエチレンカーボネート、４−フルオロ−５−アリルエチレンカーボネート、４，４−ジフルオロ−４−ビニルエチレンカーボネート、４，４−ジフルオロ−４−アリルエチレンカーボネート、４，５−ジフルオロ−４−ビニルエチレンカーボネート、４，５−ジフルオロ−４−アリルエチレンカーボネート、４−フルオロ−４，５−ジビニルエチレンカーボネート、４−フルオロ−４，５−ジアリルエチレンカーボネート、４，５−ジフルオロ−４，５−ジビニルエチレンカーボネート、４，５−ジフルオロ−４，５−ジアリルエチレンカーボネート、４−フルオロ−４−フェニルエチレンカーボネート、４−フルオロ−５−フェニルエチレンカーボネート、４，４−ジフルオロ−５−フェニルエチレンカーボネート、４，５−ジフルオロ−４−フェニルエチレンカーボネート等が挙げられる。
フッ素化不飽和環状カーボネートの分子量は特に制限されず、本発明の効果を著しく損なわない限り任意である。分子量は、好ましくは、５０以上であり、また、５００以下である。この範囲であれば、電解液に対するフッ素化環状カーボネートの溶解性を確保しやすく、本発明の効果が発現されやすい。
上記不飽和環状カーボネートは、１種を単独で用いてもよく、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
上記不飽和環状カーボネートを添加剤として用いる場合、その含有量は、電解液中０．１〜１０質量％であることが好ましく、１質量％以上がより好ましく、５質量％以下がより好ましい。
本発明の電解液は、本発明の効果を損なわない範囲で、環状及び鎖状カルボン酸エステル、環状エーテル、窒素含有化合物、ホウ素含有化合物、有機ケイ素含有化合物、不燃（難燃）化剤、界面活性剤、高誘電化添加剤、サイクル特性及びレート特性改善剤、又は、過充電防止剤等の他の溶媒又は添加剤を更に含有してもよい。
上記環状カルボン酸エステルとしては、その構造式中の全炭素原子数が３〜１２のものが挙げられる。具体的には、ガンマブチロラクトン、ガンマバレロラクトン、ガンマカプロラクトン、イプシロンカプロラクトン等が挙げられる。中でも、ガンマブチロラクトンがリチウムイオン解離度の向上に由来する電池特性向上の点から特に好ましい。
環状カルボン酸エステルの配合量は、通常、溶媒１００質量％中、好ましくは０．１質量％以上、より好ましくは１質量％以上である。この範囲であると、電解液の電気伝導率を改善し、電解液電池の大電流放電特性を向上させやすくなる。また、環状カルボン酸エステルの配合量は、好ましくは１０質量％以下、より好ましくは５質量％以下である。このように上限を設定することにより、電解液の粘度を適切な範囲とし、電気伝導率の低下を回避し、負極抵抗の増大を抑制し、電解液電池の大電流放電特性を良好な範囲としやすくする。
また、上記環状カルボン酸エステルとしては、フッ素化環状カルボン酸エステル（含フッ素ラクトン）も好適に用いることができる。含フッ素ラクトンとしては、例えば、下記式（Ｅ）：
Figure 2017069058
（式中、Ｘ１５〜Ｘ２０は同じか又は異なり、いずれも−Ｈ、−Ｆ、−Ｃｌ、−ＣＨ３又はフッ素化アルキル基；ただし、Ｘ１５〜Ｘ２０の少なくとも１つはフッ素化アルキル基である）で示される含フッ素ラクトンが挙げられる。
Ｘ１５〜Ｘ２０におけるフッ素化アルキル基としては、例えば、−ＣＦＨ２、−ＣＦ２Ｈ、−ＣＦ３、−ＣＨ２ＣＦ３、−ＣＦ２ＣＦ３、−ＣＨ２ＣＦ２ＣＦ３、−ＣＦ（ＣＦ３）２等が挙げられ、耐酸化性が高く、安全性向上効果がある点から−ＣＨ２ＣＦ３、−ＣＨ２ＣＦ２ＣＦ３が好ましい。
Ｘ１５〜Ｘ２０の少なくとも１つがフッ素化アルキル基であれば、−Ｈ、−Ｆ、−Ｃｌ、−ＣＨ３又はフッ素化アルキル基は、Ｘ１５〜Ｘ２０の１箇所のみに置換していてもよいし、複数の箇所に置換していてもよい。好ましくは、電解質塩の溶解性が良好な点から１〜３箇所、更には１〜２箇所である。
フッ素化アルキル基の置換位置は特に限定されないが、合成収率が良好なことから、Ｘ１７及び／又はＸ１８が、特にＸ１７又はＸ１８がフッ素化アルキル基、なかでも−ＣＨ２ＣＦ３、−ＣＨ２ＣＦ２ＣＦ３であることが好ましい。フッ素化アルキル基以外のＸ１５〜Ｘ２０は、−Ｈ、−Ｆ、−Ｃｌ又はＣＨ３であり、特に電解質塩の溶解性が良好な点から−Ｈが好ましい。
含フッ素ラクトンとしては、上記式で示されるもの以外にも、例えば、下記式（Ｆ）：
Figure 2017069058
（式中、Ａ及びＢはいずれか一方がＣＸ２６Ｘ２７（Ｘ２６及びＸ２７は同じか又は異なり、いずれも−Ｈ、−Ｆ、−Ｃｌ、−ＣＦ３、−ＣＨ３又は水素原子がハロゲン原子で置換されていてもよくヘテロ原子を鎖中に含んでいてもよいアルキレン基）であり、他方は酸素原子；Ｒｆ１２はエーテル結合を有していてもよいフッ素化アルキル基又はフッ素化アルコキシ基；Ｘ２１及びＸ２２は同じか又は異なり、いずれも−Ｈ、−Ｆ、−Ｃｌ、−ＣＦ３又はＣＨ３；Ｘ２３〜Ｘ２５は同じか又は異なり、いずれも−Ｈ、−Ｆ、−Ｃｌ又は水素原子がハロゲン原子で置換されていてもよくヘテロ原子を鎖中に含んでいてもよいアルキル基；ｎ＝０又は１）で示される含フッ素ラクトン等も挙げられる。
式（Ｆ）で示される含フッ素ラクトンとしては、下記式（Ｇ）：
Figure 2017069058
（式中、Ａ、Ｂ、Ｒｆ１２、Ｘ２１、Ｘ２２及びＸ２３は式（Ｆ）と同じである）で示される５員環構造が、合成が容易である点、化学的安定性が良好な点から好ましく挙げられ、更には、ＡとＢの組合せにより、下記式（Ｈ）：
Figure 2017069058
（式中、Ｒｆ１２、Ｘ２１、Ｘ２２、Ｘ２３、Ｘ２６及びＸ２７は式（Ｆ）と同じである）で示される含フッ素ラクトンと、下記式（Ｉ）：
Figure 2017069058
（式中、Ｒｆ１２、Ｘ２１、Ｘ２２、Ｘ２３、Ｘ２６及びＸ２７は式（Ｆ）と同じである）で示される含フッ素ラクトンがある。
これらのなかでも、高い誘電率、高い耐電圧といった優れた特性が特に発揮できる点、そのほか電解質塩の溶解性、内部抵抗の低減が良好な点で本発明における電解液としての特性が向上する点から、
Figure 2017069058
 等が挙げられる。
フッ素化環状カルボン酸エステルを含有させることにより、イオン伝導度の向上、安全性の向上、高温時の安定性向上といった効果が得られる。
上記鎖状カルボン酸エステルとしては、その構造式中の全炭素数が３〜７のものが挙げられる。具体的には、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸−ｎ−プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸−ｎ−ブチル、酢酸イソブチル、酢酸−ｔ−ブチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸−ｎ−プロピル、プロピオン酸イソプロピル、プロピオン酸−ｎ−ブチル、プロピオン酸イソブチル、プロピオン酸−ｔ−ブチル、酪酸メチル、酪酸エチル、酪酸−ｎ−プロピル、酪酸イソプロピル、イソ酪酸メチル、イソ酪酸エチル、イソ酪酸−ｎ−プロピル、イソ酪酸イソプロピル等が挙げられる。
中でも、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸−ｎ−プロピル、酢酸−ｎ−ブチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸−ｎ−プロピル、プロピオン酸イソプロピル、酪酸メチル、酪酸エチル等が粘度低下によるイオン伝導度の向上の点から好ましい。
また、フッ素化鎖状カルボン酸エステルも好適に用いることができる。含フッ素エステルとしては、下記式（Ｊ）：
Ｒｆ１０ＣＯＯＲｆ１１ （Ｊ）
（式中、Ｒｆ１０は炭素数１〜２のフッ素化アルキル基、Ｒｆ１１は炭素数１〜４のフッ素化アルキル基）で示されるフッ素化鎖状カルボン酸エステルが、難燃性が高く、かつ他溶媒との相溶性や耐酸化性が良好な点から好ましい。
Ｒｆ１０としては、例えばＣＦ３−、ＣＦ３ＣＦ２−、ＨＣＦ２ＣＦ２−、ＨＣＦ２−、ＣＨ３ＣＦ２−、ＣＦ３ＣＨ２−等が例示でき、なかでもＣＦ３−、ＣＦ３ＣＦ２−が、レート特性が良好な点から特に好ましい。
Ｒｆ１１としては、例えば、ＣＦ３−、ＣＦ３ＣＦ２−、（ＣＦ３）２ＣＨ−、ＣＦ３ＣＨ２−、ＣＦ３ＣＨ２ＣＨ２−、ＣＦ３ＣＦＨＣＦ２ＣＨ２−、Ｃ２Ｆ５ＣＨ２−、ＣＦ２ＨＣＦ２ＣＨ２−、Ｃ２Ｆ５ＣＨ２ＣＨ２−、ＣＦ３ＣＦ２ＣＨ２−、ＣＦ３ＣＦ２ＣＦ２ＣＨ２−等が例示でき、なかでもＣＦ３ＣＨ２−、（ＣＦ３）２ＣＨ−、Ｃ２Ｆ５ＣＨ２−、ＣＦ２ＨＣＦ２ＣＨ２−が、他溶媒との相溶性が良好な点から特に好ましい。
フッ素化鎖状カルボン酸エステルの具体例としては、例えばＣＦ３Ｃ（＝Ｏ）ＯＣＨ２ＣＦ３、ＣＦ３Ｃ（＝Ｏ）ＯＣＨ２ＣＨ２ＣＦ３、ＣＦ３Ｃ（＝Ｏ）ＯＣＨ２Ｃ２Ｆ５、ＣＦ３Ｃ（＝Ｏ）ＯＣＨ２ＣＦ２ＣＦ２Ｈ、ＣＦ３Ｃ（＝Ｏ）ＯＣＨ（ＣＦ３）２等の１種又は２種以上が例示でき、なかでもＣＦ３Ｃ（＝Ｏ）ＯＣＨ２Ｃ２Ｆ５、ＣＦ３Ｃ（＝Ｏ）ＯＣＨ２ＣＦ２ＣＦ２Ｈ、ＣＦ３Ｃ（＝Ｏ）ＯＣＨ２ＣＦ３、ＣＦ３Ｃ（＝Ｏ）ＯＣＨ（ＣＦ３）２が、他溶媒との相溶性及びレート特性が良好な点から特に好ましい。
上記環状エーテルとしては、炭素数３〜６の環状エーテルが好ましい。
炭素数３〜６の環状エーテルとしては、１，３−ジオキサン、２−メチル−１，３−ジオキサン、４−メチル−１，３−ジオキサン、１，４−ジオキサン等、及びこれらのフッ素化化合物が挙げられる。中でも、ジメトキシメタン、ジエトキシメタン、エトキシメトキシメタン、エチレングリコール−ｎ−プロピルエーテル、エチレングリコールジ−ｎ−ブチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテルが、リチウムイオンへの溶媒和能力が高く、イオン解離度を向上させる点で好ましく、特に好ましくは、粘性が低く、高いイオン伝導度を与えることから、ジメトキシメタン、ジエトキシメタン、エトキシメトキシメタンである。
上記窒素含有化合物としては、カルボン酸アミド、含フッ素カルボン酸アミド、スルホン酸アミド及び含フッ素スルホン酸アミド等が挙げられる。また、１−メチル−２−ピロリジノン、１−メチル−２−ピペリドン、３−メチル−２−オキサジリジノン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン及びＮ−メチルスクシンイミド等も使用できる。
上記ホウ素含有化合物としては、例えば、トリメチルボレート、トリエチルボレート等のホウ酸エステル、ホウ酸エーテル、及び、ホウ酸アルキル等が挙げられる。
上記有機ケイ素含有化合物としては、例えば、（ＣＨ３）４−Ｓｉ、（ＣＨ３）３−Ｓｉ−Ｓｉ（ＣＨ３）３等が挙げられる。
上記不燃（難燃）化剤としては、リン酸エステルやホスファゼン系化合物が挙げられる。上記リン酸エステルとしては、例えば、含フッ素アルキルリン酸エステル、非フッ素系アルキルリン酸エステル、アリールリン酸エステル等が挙げられる。なかでも、少量で不燃効果を発揮できる点で、含フッ素アルキルリン酸エステルであることが好ましい。
上記含フッ素アルキルリン酸エステルとしては、具体的には、特開平１１−２３３１４１号公報に記載された含フッ素ジアルキルリン酸エステル、特開平１１−２８３６６９号公報に記載された環状のアルキルリン酸エステル、又は、含フッ素トリアルキルリン酸エステル等が挙げられる。
上記界面活性剤としては、カチオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤、両性界面活性剤のいずれでもよいが、サイクル特性、レート特性が良好となる点から、フッ素原子を含むものであることが好ましい。
このようなフッ素原子を含む界面活性剤としては、例えば、下記式：
Ｒｆ１ＣＯＯ−Ｍ＋
（式中、Ｒｆ１は炭素数３〜１０のエーテル結合を含んでいてもよいフッ素化アルキル基；Ｍ＋はＬｉ＋、Ｎａ＋、Ｋ＋又はＮＨＲ’３ ＋（Ｒ’は同じか又は異なり、いずれもＨ又は炭素数が１〜３のアルキル基）である）で表される含フッ素カルボン酸塩や、下記式：
Ｒｆ２ＳＯ３ −Ｍ＋
（式中、Ｒｆ２は炭素数３〜１０のエーテル結合を含んでいてもよいフッ素化アルキル基；Ｍ＋はＬｉ＋、Ｎａ＋、Ｋ＋又はＮＨＲ’３ ＋（Ｒ’は同じか又は異なり、いずれもＨまたは炭素数が１〜３のアルキル基）である）で表される含フッ素スルホン酸塩等が好ましい。
上記界面活性剤の含有量は、充放電サイクル特性を低下させずに電解液の表面張力を低下させることができる点から、電解液中０．０１〜２質量％であることが好ましい。
上記高誘電化添加剤としては、例えば、スルホラン、メチルスルホラン、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、アセトニトリル、プロピオニトリル等が挙げられる。
上記サイクル特性及びレート特性改善剤としては、例えば、酢酸メチル、酢酸エチル、テトラヒドロフラン、１，４−ジオキサン等が挙げられる。
上記過充電防止剤としては、過充電等のときに電池の破裂・発火を抑制することができる点で、芳香環を有する過充電防止剤であることが好ましい。上記芳香環を有する過充電防止剤としては、例えば、シクロヘキシルベンゼン、ビフェニル、アルキルビフェニル、ターフェニル、ターフェニルの部分水素化物、ｔ−ブチルベンゼン、ｔ−アミルベンゼン、ジフェニルエーテル、ベンゾフラン、ジベンゾフラン、ジクロロアニリン、トルエン等の芳香族化合物；ヘキサフルオロベンゼン、フルオロベンゼン、２−フルオロビフェニル、ｏ−シクロヘキシルフルオロベンゼン、ｐ−シクロヘキシルフルオロベンゼン等の芳香族化合物のフッ素化物；２，４−ジフルオロアニソール、２，５−ジフルオロアニソール、２，６−ジフルオロアニソール、３，５−ジフルオロアニソール等の含フッ素アニソール化合物等が挙げられる。中でも、ビフェニル、アルキルビフェニル、ターフェニル、ターフェニルの部分水素化物、シクロヘキシルベンゼン、ｔ−ブチルベンゼン、ｔ−アミルベンゼン、ジフェニルエーテル、ジベンゾフラン等の芳香族化合物が好ましい。これらは１種を単独で用いても、２種以上を併用してもよい。２種以上併用する場合は、特に、シクロヘキシルベンゼンとｔ−ブチルベンゼン又はｔ−アミルベンゼンとの組み合わせ、ビフェニル、アルキルビフェニル、ターフェニル、ターフェニルの部分水素化物、シクロヘキシルベンゼン、ｔ−ブチルベンゼン、ｔ−アミルベンゼン等の酸素を含有しない芳香族化合物から選ばれる少なくとも１種と、ジフェニルエーテル、ジベンゾフラン等の含酸素芳香族化合物から選ばれる少なくとも１種を併用するのが過充電防止特性と高温保存特性のバランスの点から好ましい。
上記過充電防止剤の含有量は、過充電等の場合に電池の破裂や発火を防止できる点で、電解液中０．１〜５質量％であることが好ましい。
本発明の電解液は、本発明の効果を損なわない範囲で、公知のその他の助剤を更に含有してもよい。上記公知のその他の助剤としては、例えば、エリスリタンカーボネート、スピロ−ビス−ジメチレンカーボネート、メトキシエチル−メチルカーボネート等のカーボネート化合物；２，４，８，１０−テトラオキサスピロ［５，５］ウンデカン、３，９−ジビニル−２，４，８，１０−テトラオキサスピロ［５，５］ウンデカン等のスピロ化合物；ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、シクロヘプタン等の炭化水素化合物等が挙げられる。これらは１種を単独で用いても、２種以上を併用してもよい。これらの助剤を添加することにより、高温保存後の容量維持特性やサイクル特性を向上させることができる。
また、本発明の電解液は、更に高分子材料と組み合わせてゲル状（可塑化された）のゲル電解液としてもよい。
かかる高分子材料としては、従来公知のポリエチレンオキシドやポリプロピレンオキシド、それらの変性体（特開平８−２２２２７０号公報、特開２００２−１００４０５号公報）；ポリアクリレート系ポリマー、ポリアクリロニトリルや、ポリフッ化ビニリデン、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体等のフッ素樹脂（特表平４−５０６７２６号公報、特表平８−５０７４０７号公報、特開平１０−２９４１３１号公報）；それらフッ素樹脂と炭化水素系樹脂との複合体（特開平１１−３５７６５号公報、特開平１１−８６６３０号公報）等が挙げられる。特には、ポリフッ化ビニリデン、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体をゲル電解質用高分子材料として用いることが望ましい。
そのほか、本発明の電解液は、特願２００４−３０１９３４号明細書に記載されているイオン伝導性化合物も含んでいてもよい。
このイオン伝導性化合物は、式（１−１）：
Ａ−（Ｄ）−Ｂ （１−１）
［式中、Ｄは式（２−１）：
−（Ｄ１）ｎ−（ＦＡＥ）ｍ−（ＡＥ）ｐ−（Ｙ）ｑ− （２−１）
（式中、Ｄ１は、式（２ａ）：
Figure 2017069058
（式中、Ｒｆは架橋性官能基を有していてもよい含フッ素エーテル基；Ｒ１０はＲｆと主鎖を結合する基又は結合手）で示される側鎖に含フッ素エーテル基を有するエーテル単位；
ＦＡＥは、式（２ｂ）：
Figure 2017069058
（式中、Ｒｆａは水素原子、架橋性官能基を有していてもよいフッ素化アルキル基；Ｒ１１はＲｆａと主鎖を結合する基又は結合手）で示される側鎖にフッ素化アルキル基を有するエーテル単位；
ＡＥは、式（２ｃ）：
Figure 2017069058
（式中、Ｒ１３は水素原子、架橋性官能基を有していてもよいアルキル基、架橋性官能基を有していてもよい脂肪族環式炭化水素基又は架橋性官能基を有していてもよい芳香族炭化水素基；Ｒ１２はＲ１３と主鎖を結合する基又は結合手）で示されるエーテル単位；
Ｙは、式（２ｄ−１）〜（２ｄ−３）：
Figure 2017069058
の少なくとも１種を含む単位；
ｎは０〜２００の整数；ｍは０〜２００の整数；ｐは０〜１００００の整数；ｑは１〜１００の整数；ただしｎ＋ｍは０ではなく、Ｄ１、ＦＡＥ、ＡＥ及びＹの結合順序は特定されない）；
Ａ及びＢは同じか又は異なり、水素原子、フッ素原子及び／又は架橋性官能基を含んでいてもよいアルキル基、フッ素原子及び／又は架橋性官能基を含んでいてもよいフェニル基、−ＣＯＯＨ基、−ＯＲ（Ｒは水素原子又はフッ素原子及び／又は架橋性官能基を含んでいてもよいアルキル基）、エステル基又はカーボネート基（ただし、Ｄの末端が酸素原子の場合は−ＣＯＯＨ基、−ＯＲ、エステル基及びカーボネート基ではない）］で表される側鎖に含フッ素基を有する非晶性含フッ素ポリエーテル化合物である。
本発明の電解液には必要に応じて、さらに他の添加剤を配合してもよい。他の添加剤としては、例えば、金属酸化物、ガラス等が挙げられる。
本発明の電解液は、ＨＦを０．５〜７０ｐｐｍ含有することが好ましい。ＨＦを含有することにより、添加剤の被膜形成を促進させることができる。ＨＦの含有量が少なすぎると、負極上での添加剤の被膜形成能力が下がり、電池特性が低下する傾向がある。また、ＨＦ含有量が多すぎると、ＨＦの影響により電解液の耐酸化性が低下する傾向がある。本発明の電解液は、上記範囲のＨＦを含有しても、電池の高温保存性回復容量率を低下させることがない。
ＨＦの含有量は、１ｐｐｍ以上がより好ましく、２．５ｐｐｍ以上が更に好ましい。ＨＦの含有量はまた、６０ｐｐｍ以下がより好ましく、５０ｐｐｍ以下が更に好ましく、３０ｐｐｍ以下が特に好ましい。
ＨＦの含有量は、中和滴定法により測定することができる。
本発明の電解液は、上述した成分を用いて、任意の方法で調製するとよい。
本発明の電解液は、例えば、リチウムイオン二次電池や電気二重層キャパシタ等の電気化学デバイスに好適に適用することができる。このような本発明の電解液を備えた電気化学デバイスもまた、本発明の一つである。
電気化学デバイスとしては、リチウムイオン二次電池、キャパシタ（電気二重層キャパシタ）、ラジカル電池、太陽電池（特に色素増感型太陽電池）、燃料電池、各種電気化学センサー、エレクトロクロミック素子、電気化学スイッチング素子、アルミニウム電解コンデンサ、タンタル電解コンデンサ等が挙げられ、リチウムイオン二次電池、電気二重層キャパシタが好適である。
上記リチウムイオン二次電池は、正極、負極、及び、上述の電解液を備えていてよい。
＜正極＞
正極は、正極の材料である正極活物質を含む正極合剤と、集電体とから構成される。
上記正極活物質としては、電気化学的にリチウムイオンを吸蔵・放出可能なものであれば特に制限されないが、例えば、リチウムと少なくとも１種の遷移金属を含有する物質が好ましい。具体例としては、リチウム含有遷移金属複合酸化物、リチウム含有遷移金属リン酸化合物が挙げられる。なかでも、正極活物質としては、特に、高電圧を産み出すリチウム含有遷移金属複合酸化物が好ましい。
上記リチウム含有遷移金属複合酸化物としては、例えば、
式：ＬｉａＭｎ２−ｂＭ１ ｂＯ４（式中、０．９≦ａ；０≦ｂ≦１．５；Ｍ１はＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｓｎ、Ｃｒ、Ｖ、Ｔｉ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ及びＧｅよりなる群から選ばれる少なくとも１種の金属）で表されるリチウム・マンガンスピネル複合酸化物、
式：ＬｉＮｉ１−ｃＭ２ ｃＯ２（式中、０≦ｃ≦０．５；Ｍ２はＦｅ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｓｎ、Ｃｒ、Ｖ、Ｔｉ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ及びＧｅよりなる群から選ばれる少なくとも１種の金属）で表されるリチウム・ニッケル複合酸化物、又は、
式：ＬｉＣｏ１−ｄＭ３ ｄＯ２（式中、０≦ｄ≦０．５；Ｍ３はＦｅ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｓｎ、Ｃｒ、Ｖ、Ｔｉ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ及びＧｅよりなる群から選ばれる少なくとも１種の金属）で表されるリチウム・コバルト複合酸化物が挙げられる。
なかでも、エネルギー密度が高く、高出力なリチウムイオン二次電池を提供できる点から、ＬｉＣｏＯ２、ＬｉＭｎＯ２、ＬｉＮｉＯ２、ＬｉＭｎ２Ｏ４、ＬｉＮｉ０．８Ｃｏ０．１５Ａｌ０．０５Ｏ２、またはＬｉＮｉ１／３Ｃｏ１／３Ｍｎ１／３Ｏ２が好ましい。
その他の上記正極活物質として、ＬｉＦｅＰＯ４、ＬｉＮｉ０．８Ｃｏ０．２Ｏ２、Ｌｉ１．２Ｆｅ０．４Ｍｎ０．４Ｏ２、ＬｉＮｉ０．５Ｍｎ０．５Ｏ２、ＬｉＶ３Ｏ６等が挙げられる。
また、正極活物質にリン酸リチウムを含ませると、連続充電特性が向上するので好ましい。リン酸リチウムの使用に制限はないが、前記の正極活物質とリン酸リチウムを混合して用いることが好ましい。使用するリン酸リチウムの量は上記正極活物質とリン酸リチウムの合計に対し、下限が、好ましくは０．１質量％以上、より好ましくは０．３質量％以上、さらに好ましくは０．５質量％以上であり、上限が、好ましくは１０質量％以下、より好ましくは８質量％以下、さらに好ましくは５質量％以下である。
また、上記正極活物質の表面に、これとは異なる組成の物質が付着したものを用いてもよい。表面付着物質としては酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化ホウ素、酸化アンチモン、酸化ビスマス等の酸化物、硫酸リチウム、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸マグネシウム、硫酸カルシウム、硫酸アルミニウム等の硫酸塩、炭酸リチウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム等の炭酸塩、炭素等が挙げられる。
これら表面付着物質は、例えば、溶媒に溶解又は懸濁させて該正極活物質に含浸添加、乾燥する方法、表面付着物質前駆体を溶媒に溶解又は懸濁させて該正極活物質に含浸添加後、加熱等により反応させる方法、正極活物質前駆体に添加して同時に焼成する方法等により該正極活物質表面に付着させることができる。なお、炭素を付着させる場合には、炭素質を、例えば、活性炭等の形で後から機械的に付着させる方法も用いることもできる。
表面付着物質の量としては、上記正極活物質に対して質量で、下限として好ましくは０．１ｐｐｍ以上、より好ましくは１ｐｐｍ以上、さらに好ましくは１０ｐｐｍ以上、上限として、好ましくは２０％以下、より好ましくは１０％以下、さらに好ましくは５％以下で用いられる。表面付着物質により、正極活物質表面での電解液の酸化反応を抑制することができ、電池寿命を向上させることができるが、その付着量が少なすぎる場合その効果は十分に発現せず、多すぎる場合には、リチウムイオンの出入りを阻害するため抵抗が増加する場合がある。
正極活物質の粒子の形状は、従来用いられるような、塊状、多面体状、球状、楕円球状、板状、針状、柱状等が挙げられる。また、一次粒子が凝集して、二次粒子を形成していてもよい。
正極活物質のタップ密度は、好ましくは０．５ｇ／ｃｍ３以上、より好ましくは０．８ｇ／ｃｍ３以上、さらに好ましくは１．０ｇ／ｃｍ３以上である。該正極活物質のタップ密度が上記下限を下回ると正極活物質層形成時に、必要な分散媒量が増加すると共に、導電材や結着剤の必要量が増加し、正極活物質層への正極活物質の充填率が制約され、電池容量が制約される場合がある。タップ密度の高い複合酸化物粉体を用いることにより、高密度の正極活物質層を形成することができる。タップ密度は一般に大きいほど好ましく、特に上限はないが、大きすぎると、正極活物質層内における電解液を媒体としたリチウムイオンの拡散が律速となり、負荷特性が低下しやすくなる場合があるため、上限は、好ましくは４．０ｇ／ｃｍ３以下、より好ましくは３．７ｇ／ｃｍ３以下、さらに好ましくは３．５ｇ／ｃｍ３以下である。
なお、本発明では、タップ密度は、正極活物質粉体５〜１０ｇを１０ｍｌのガラス製メスシリンダーに入れ、ストローク約２０ｍｍで２００回タップした時の粉体充填密度（タップ密度）ｇ／ｃｍ３として求める。
正極活物質の粒子のメジアン径ｄ５０（一次粒子が凝集して二次粒子を形成している場合には二次粒子径）は好ましくは０．３μｍ以上、より好ましくは０．５μｍ以上、さらに好ましくは０．８μｍ以上、最も好ましくは１．０μｍ以上であり、また、好ましくは３０μｍ以下、より好ましくは２７μｍ以下、さらに好ましくは２５μｍ以下、最も好ましくは２２μｍ以下である。上記下限を下回ると、高タップ密度品が得られなくなる場合があり、上限を超えると粒子内のリチウムの拡散に時間がかかるため、電池性能の低下をきたしたり、電池の正極作成、即ち活物質と導電材やバインダー等を溶媒でスラリー化し、薄膜状に塗布する際に、スジを引く等の問題を生ずる場合がある。ここで、異なるメジアン径ｄ５０をもつ上記正極活物質を２種類以上混合することで、正極作成時の充填性をさらに向上させることができる。
なお、本発明では、メジアン径ｄ５０は、公知のレーザー回折／散乱式粒度分布測定装置によって測定される。粒度分布計としてＨＯＲＩＢＡ社製ＬＡ−９２０を用いる場合、測定の際に用いる分散媒として、０．１質量％ヘキサメタリン酸ナトリウム水溶液を用い、５分間の超音波分散後に測定屈折率１．２４を設定して測定される。
一次粒子が凝集して二次粒子を形成している場合には、上記正極活物質の平均一次粒子径としては、好ましくは０．０５μｍ以上、より好ましくは０．１μｍ以上、さらに好ましくは０．２μｍ以上であり、上限は、好ましくは５μｍ以下、より好ましくは４μｍ以下、さらに好ましくは３μｍ以下、最も好ましくは２μｍ以下である。上記上限を超えると球状の二次粒子を形成し難く、粉体充填性に悪影響を及ぼしたり、比表面積が大きく低下するために、出力特性等の電池性能が低下する可能性が高くなる場合がある。逆に、上記下限を下回ると、通常、結晶が未発達であるために充放電の可逆性が劣る等の問題を生ずる場合がある。
なお、本発明では、一次粒子径は、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いた観察により測定される。具体的には、１００００倍の倍率の写真で、水平方向の直線に対する一次粒子の左右の境界線による切片の最長の値を、任意の５０個の一次粒子について求め、平均値をとることにより求められる。
正極活物質のＢＥＴ比表面積は、好ましくは０．１ｍ２／ｇ以上、より好ましくは０．２ｍ２／ｇ以上、さらに好ましくは０．３ｍ２／ｇ以上であり、上限は好ましくは５０ｍ２／ｇ以下、より好ましくは４０ｍ２／ｇ以下、さらに好ましくは３０ｍ２／ｇ以下である。ＢＥＴ比表面積がこの範囲よりも小さいと電池性能が低下しやすく、大きいとタップ密度が上がりにくくなり、正極活物質層形成時の塗布性に問題が発生しやすい場合がある。
なお、本発明では、ＢＥＴ比表面積は、表面積計（例えば、大倉理研社製全自動表面積測定装置）を用い、試料に対して窒素流通下１５０℃で３０分間、予備乾燥を行なった後、大気圧に対する窒素の相対圧の値が０．３となるように正確に調整した窒素ヘリウム混合ガスを用い、ガス流動法による窒素吸着ＢＥＴ１点法によって測定した値で定義される。
本発明のリチウムイオン二次電池が、ハイブリッド自動車用や分散電源用の大型リチウムイオン二次電池として使用される場合、高出力が要求されるため、上記正極活物質の粒子は二次粒子が主体となることが好ましい。
上記正極活物質の粒子は、二次粒子の平均粒子径が４０μｍ以下で、かつ、平均一次粒子径が１μｍ以下の微粒子を、０．５〜７．０体積％含むものであることが好ましい。平均一次粒子径が１μｍ以下の微粒子を含有させることにより、電解液との接触面積が大きくなり、電極と電解液との間でのリチウムイオンの拡散をより速くすることができ、その結果、電池の出力性能を向上させることができる。
正極活物質の製造法としては、無機化合物の製造法として一般的な方法が用いられる。特に球状ないし楕円球状の活物質を作成するには種々の方法が考えられるが、例えば、遷移金属の原料物質を水等の溶媒中に溶解ないし粉砕分散して、攪拌をしながらｐＨを調節して球状の前駆体を作成回収し、これを必要に応じて乾燥した後、ＬｉＯＨ、Ｌｉ２ＣＯ３、ＬｉＮＯ３等のＬｉ源を加えて高温で焼成して活物質を得る方法等が挙げられる。
正極の製造のために、前記の正極活物質を単独で用いてもよく、異なる組成の２種以上を、任意の組み合わせ又は比率で併用してもよい。この場合の好ましい組み合わせとしては、ＬｉＣｏＯ２とＬｉＮｉ０．３３Ｃｏ０．３３Ｍｎ０．３３Ｏ２などのＬｉＭｎ２Ｏ４若しくはこのＭｎの一部を他の遷移金属等で置換したものとの組み合わせ、あるいは、ＬｉＣｏＯ２若しくはこのＣｏの一部を他の遷移金属等で置換したものとの組み合わせが挙げられる。
上記正極活物質の含有量は、電池容量が高い点で、正極合剤の５０〜９９質量％が好ましく、８０〜９９質量％がより好ましい。また、正極活物質の、正極活物質層中の含有量は、好ましくは８０質量％以上、より好ましくは８２質量％以上、特に好ましくは８４質量％以上である。また上限は、好ましくは９９質量％以下、より好ましくは９８質量％以下である。正極活物質層中の正極活物質の含有量が低いと電気容量が不十分となる場合がある。逆に含有量が高すぎると正極の強度が不足する場合がある。
上記正極合剤は、更に、結着剤、増粘剤、導電材を含むことが好ましい。
上記結着剤としては、電極製造時に使用する溶媒や電解液に対して安全な材料であれば、任意のものを使用することができ、例えば、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ＳＢＲ（スチレン・ブタジエンゴム）、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−メタクリル酸共重合体、ポリエチレンテレフタレート、ポリメチルメタクリレート、ポリイミド、芳香族ポリアミド、セルロース、ニトロセルロース、ＮＢＲ（アクリロニトリル−ブタジエンゴム）、フッ素ゴム、エチレン−プロピレンゴム、スチレン・ブタジエン・スチレンブロック共重合体又はその水素添加物、ＥＰＤＭ（エチレン・プロピレン・ジエン三元共重合体）、スチレン・エチレン・ブタジエン・エチレン共重合体、スチレン・イソプレン・スチレンブロック共重合体又はその水素添加物、シンジオタクチック−１，２−ポリブタジエン、ポリ酢酸ビニル、エチレン・酢酸ビニル共重合体、プロピレン・α−オレフィン共重合体、フッ素化ポリフッ化ビニリデン、テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体、アルカリ金属イオン（特にリチウムイオン）のイオン伝導性を有する高分子組成物等が挙げられる。なお、これらの物質は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
結着剤の含有量は、正極活物質層中の結着剤の割合として、通常０．１質量％以上、好ましくは１質量％以上、さらに好ましくは１．５質量％以上であり、また、通常８０質量％以下、好ましくは６０質量％以下、さらに好ましくは４０質量％以下、最も好ましくは１０質量％以下である。結着剤の割合が低すぎると、正極活物質を十分保持できずに正極の機械的強度が不足し、サイクル特性等の電池性能を悪化させてしまう場合がある。一方で、高すぎると、電池容量や導電性の低下につながる場合がある。
上記増粘剤としては、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、エチルセルロース、ポリビニルアルコール、酸化スターチ、リン酸化スターチ、カゼイン及びこれらの塩等が挙げられる。１種を単独で用いても、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
活物質に対する増粘剤の割合は、通常０．１質量％以上、好ましくは０．２質量％以上、より好ましくは０．３質量％以上であり、また、通常５質量％以下、好ましくは３質量％以下、より好ましくは２質量％以下の範囲である。この範囲を下回ると、著しく塗布性が低下する場合がある。上回ると、正極活物質層に占める活物質の割合が低下し、電池の容量が低下する問題や正極活物質間の抵抗が増大する問題が生じる場合がある。
上記導電材としては、公知の導電材を任意に用いることができる。具体例としては、銅、ニッケル等の金属材料、天然黒鉛、人造黒鉛等の黒鉛（グラファイト）、アセチレンブラック等のカーボンブラック、ニードルコークス等の無定形炭素等の炭素材料等が挙げられる。なお、これらは、１種を単独で用いてもよく、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。導電材は、正極活物質層中に、通常０．０１質量％以上、好ましくは０．１質量％以上、より好ましくは１質量％以上であり、また、通常５０質量％以下、好ましくは３０質量％以下、より好ましくは１５質量％以下含有するように用いられる。含有量がこの範囲よりも低いと導電性が不十分となる場合がある。逆に、含有量がこの範囲よりも高いと電池容量が低下する場合がある。
スラリーを形成するための溶媒としては、正極活物質、導電材、結着剤、並びに必要に応じて使用される増粘剤を溶解又は分散することが可能な溶媒であれば、その種類に特に制限はなく、水系溶媒と有機系溶媒のどちらを用いてもよい。水系溶媒としては、例えば、水、アルコールと水との混合媒等が挙げられる。有機系溶媒としては、例えば、ヘキサン等の脂肪族炭化水素類；ベンゼン、トルエン、キシレン、メチルナフタレン等の芳香族炭化水素類；キノリン、ピリジン等の複素環化合物；アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類；酢酸メチル、アクリル酸メチル等のエステル類；ジエチレントリアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルアミン等のアミン類；ジエチルエーテル、プロピレンオキシド、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）等のエーテル類；Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等のアミド類；ヘキサメチルホスファルアミド、ジメチルスルホキシド等の非プロトン性極性溶媒等が挙げられる。
正極用集電体の材質としては、アルミニウム、チタン、タンタル、ステンレス鋼、ニッケル等の金属、又は、その合金等の金属材料；カーボンクロス、カーボンペーパー等の炭素材料が挙げられる。なかでも、金属材料、特にアルミニウム又はその合金が好ましい。
集電体の形状としては、金属材料の場合、金属箔、金属円柱、金属コイル、金属板、金属薄膜、エキスパンドメタル、パンチメタル、発泡メタル等が挙げられ、炭素材料の場合、炭素板、炭素薄膜、炭素円柱等が挙げられる。これらのうち、金属薄膜が好ましい。なお、薄膜は適宜メッシュ状に形成してもよい。薄膜の厚さは任意であるが、通常１μｍ以上、好ましくは３μｍ以上、より好ましくは５μｍ以上、また、通常１ｍｍ以下、好ましくは１００μｍ以下、より好ましくは５０μｍ以下である。薄膜がこの範囲よりも薄いと集電体として必要な強度が不足する場合がある。逆に、薄膜がこの範囲よりも厚いと取り扱い性が損なわれる場合がある。
また、集電体の表面に導電助剤が塗布されていることも、集電体と正極活物質層の電気接触抵抗を低下させる観点で好ましい。導電助剤としては、炭素や、金、白金、銀等の貴金属類が挙げられる。
集電体と正極活物質層の厚さの比は特には限定されないが、（電解液注液直前の片面の正極活物質層の厚さ）／（集電体の厚さ）の値が２０以下であることが好ましく、より好ましくは１５以下、最も好ましくは１０以下であり、また、０．５以上が好ましく、より好ましくは０．８以上、最も好ましくは１以上の範囲である。この範囲を上回ると、高電流密度充放電時に集電体がジュール熱による発熱を生じる場合がある。この範囲を下回ると、正極活物質に対する集電体の体積比が増加し、電池の容量が減少する場合がある。
正極の製造は、常法によればよい。例えば、上記正極活物質に、上述した結着剤、増粘剤、導電材、溶媒等を加えてスラリー状の正極合剤とし、これを集電体に塗布し、乾燥した後にプレスして高密度化する方法が挙げられる。
上記高密度化は、ハンドプレス、ローラープレス等により行うことができる。正極活物質層の密度は、好ましくは１．５ｇ／ｃｍ３以上、より好ましくは２ｇ／ｃｍ３以上、さらに好ましくは２．２ｇ／ｃｍ３以上であり、また、好ましくは５ｇ／ｃｍ３以下、より好ましくは４．５ｇ／ｃｍ３以下、さらに好ましくは４ｇ／ｃｍ３以下の範囲である。この範囲を上回ると集電体／活物質界面付近への電解液の浸透性が低下し、特に高電流密度での充放電特性が低下し高出力が得られない場合がある。また下回ると活物質間の導電性が低下し、電池抵抗が増大し高出力が得られない場合がある。
本発明の電解液を用いる場合、高出力かつ高温時の安定性を高める観点から、正極活物質層の面積は、電池外装ケースの外表面積に対して大きくすることが好ましい。具体的には、二次電池の外装の表面積に対する正極の電極面積の総和が面積比で１５倍以上とすることが好ましく、さらに４０倍以上とすることがより好ましい。電池外装ケースの外表面積とは、有底角型形状の場合には、端子の突起部分を除いた発電要素が充填されたケース部分の縦と横と厚さの寸法から計算で求める総面積をいう。有底円筒形状の場合には、端子の突起部分を除いた発電要素が充填されたケース部分を円筒として近似する幾何表面積である。正極の電極面積の総和とは、負極活物質を含む合材層に対向する正極合材層の幾何表面積であり、集電体箔を介して両面に正極合材層を形成してなる構造では、それぞれの面を別々に算出する面積の総和をいう。
正極板の厚さは特に限定されないが、高容量かつ高出力の観点から、芯材の金属箔厚さを差し引いた合材層の厚さは、集電体の片面に対して下限として、好ましくは１０μｍ以上、より好ましくは２０μｍ以上で、また、好ましくは５００μｍ以下、より好ましくは４５０μｍ以下である。
また、上記正極板の表面に、これとは異なる組成の物質が付着したものを用いてもよい。表面付着物質としては酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化ホウ素、酸化アンチモン、酸化ビスマス等の酸化物、硫酸リチウム、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸マグネシウム、硫酸カルシウム、硫酸アルミニウム等の硫酸塩、炭酸リチウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム等の炭酸塩、炭素等が挙げられる。
＜負極＞
負極は、負極活物質を含む負極合剤と、集電体とから構成される。
上記負極活物質としては、様々な熱分解条件での有機物の熱分解物や人造黒鉛、天然黒鉛等のリチウムを吸蔵・放出可能な炭素質材料；酸化錫、酸化ケイ素等のリチウムを吸蔵・放出可能な金属酸化物材料；リチウム金属；種々のリチウム合金；リチウム含有金属複合酸化物材料等を挙げることができる。これらの負極活物質は、２種以上を混合して用いてもよい。
リチウムを吸蔵・放出可能な炭素質材料としては、種々の原料から得た易黒鉛性ピッチの高温処理によって製造された人造黒鉛もしくは精製天然黒鉛、又は、これらの黒鉛にピッチその他の有機物で表面処理を施した後炭化して得られるものが好ましく、天然黒鉛、人造黒鉛、人造炭素質物質並びに人造黒鉛質物質を４００〜３２００℃の範囲で１回以上熱処理した炭素質材料、負極活物質層が少なくとも２種類以上の異なる結晶性を有する炭素質からなり、かつ／又はその異なる結晶性の炭素質が接する界面を有している炭素質材料、負極活物質層が少なくとも２種以上の異なる配向性の炭素質が接する界面を有している炭素質材料、から選ばれるものが、初期不可逆容量、高電流密度充放電特性のバランスがよくより好ましい。また、これらの炭素材料は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
上記の人造炭素質物質並びに人造黒鉛質物質を４００〜３２００℃の範囲で１回以上熱処理した炭素質材料としては、石炭系コークス、石油系コークス、石炭系ピッチ、石油系ピッチ及びこれらピッチを酸化処理したもの、ニードルコークス、ピッチコークス及びこれらを一部黒鉛化した炭素剤、ファーネスブラック、アセチレンブラック、ピッチ系炭素繊維等の有機物の熱分解物、炭化可能な有機物及びこれらの炭化物、又は炭化可能な有機物をベンゼン、トルエン、キシレン、キノリン、ｎ−ヘキサン等の低分子有機溶剤に溶解させた溶液及びこれらの炭化物等が挙げられる。
上記負極活物質として用いられる金属材料（但し、リチウムチタン複合酸化物を除く）としては、リチウムを吸蔵・放出可能であれば、リチウム単体、リチウム合金を形成する単体金属及び合金、又はそれらの酸化物、炭化物、窒化物、ケイ化物、硫化物若しくはリン化物等の化合物のいずれであってもよく、特に制限されない。リチウム合金を形成する単体金属及び合金としては、１３族及び１４族の金属・半金属元素を含む材料であることが好ましく、より好ましくはアルミニウム、ケイ素及びスズ（以下、「特定金属元素」と略記）の単体金属及びこれら原子を含む合金又は化合物である。これらは、１種を単独で用いてもよく、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
特定金属元素から選ばれる少なくとも１種の原子を有する負極活物質としては、いずれか１種の特定金属元素の金属単体、２種以上の特定金属元素からなる合金、１種又は２種以上の特定金属元素とその他の１種又は２種以上の金属元素とからなる合金、並びに、１種又は２種以上の特定金属元素を含有する化合物、及びその化合物の酸化物、炭化物、窒化物、ケイ化物、硫化物若しくはリン化物等の複合化合物が挙げられる。負極活物質としてこれらの金属単体、合金又は金属化合物を用いることで、電池の高容量化が可能である。
また、これらの複合化合物が、金属単体、合金又は非金属元素等の数種の元素と複雑に結合した化合物も挙げられる。具体的には、例えばケイ素やスズでは、これらの元素と負極として作動しない金属との合金を用いることができる。例えば、スズの場合、スズとケイ素以外で負極として作用する金属と、さらに負極として動作しない金属と、非金属元素との組み合わせで５〜６種の元素を含むような複雑な化合物も用いることができる。
具体的には、Ｓｉ単体、ＳｉＢ４、ＳｉＢ６、Ｍｇ２Ｓｉ、Ｎｉ２Ｓｉ、ＴｉＳｉ２、ＭｏＳｉ２、ＣｏＳｉ２、ＮｉＳｉ２、ＣａＳｉ２、ＣｒＳｉ２、Ｃｕ６Ｓｉ、ＦｅＳｉ２、ＭｎＳｉ２、ＮｂＳｉ２、ＴａＳｉ２、ＶＳｉ２、ＷＳｉ２、ＺｎＳｉ２、ＳｉＣ、Ｓｉ３Ｎ４、Ｓｉ２Ｎ２Ｏ、ＳｉＯｖ（０＜ｖ≦２）、ＬｉＳｉＯあるいはスズ単体、ＳｎＳｉＯ３、ＬｉＳｎＯ、Ｍｇ２Ｓｎ、ＳｎＯｗ（０＜ｗ≦２）が挙げられる。
また、ＳｉまたはＳｎを第一の構成元素とし、それに加えて第２、第３の構成元素を含む複合材料が挙げられる。第２の構成元素は、例えば、コバルト、鉄、マグネシウム、チタン、バナジウム、クロム、マンガン、ニッケル、銅、亜鉛、ガリウム及びジルコニウムのうち少なくとも１種である。第３の構成元素は、例えば、ホウ素、炭素、アルミニウム及びリンのうち少なくとも１種である。
特に、高い電池容量および優れた電池特性が得られることから、上記金属材料として、ケイ素またはスズの単体（微量の不純物を含んでよい）、ＳｉＯｖ（０＜ｖ≦２）、ＳｎＯｗ（０≦ｗ≦２）、Ｓｉ−Ｃｏ−Ｃ複合材料、Ｓｉ−Ｎｉ−Ｃ複合材料、Ｓｎ−Ｃｏ−Ｃ複合材料、Ｓｎ−Ｎｉ−Ｃ複合材料が好ましい。
負極活物質として用いられるリチウム含有金属複合酸化物材料としては、リチウムを吸蔵・放出可能であれば、特に制限されないが、高電流密度充放電特性の点からチタン及びリチウムを含有する材料が好ましく、より好ましくはチタンを含むリチウム含有複合金属酸化物材料が好ましく、さらにリチウムとチタンの複合酸化物（以下、「リチウムチタン複合酸化物」と略記）が好ましい。すなわち、スピネル構造を有するリチウムチタン複合酸化物を、電解液電池用負極活物質に含有させて用いると、出力抵抗が大きく低減するので特に好ましい。
上記リチウムチタン複合酸化物としては、一般式：
ＬｉｘＴｉｙＭｚＯ４
［式中、Ｍは、Ｎａ、Ｋ、Ｃｏ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｍｇ、Ｃｒ、Ｇａ、Ｃｕ、Ｚｎ及びＮｂからなる群より選ばれる少なくとも１種の元素を表わす。］
で表される化合物であることが好ましい。
上記組成の中でも、
（ｉ）１．２≦ｘ≦１．４、１．５≦ｙ≦１．７、ｚ＝０
（ｉｉ）０．９≦ｘ≦１．１、１．９≦ｙ≦２．１、ｚ＝０
（ｉｉｉ）０．７≦ｘ≦０．９、２．１≦ｙ≦２．３、ｚ＝０
の構造が、電池性能のバランスが良好なため特に好ましい。
上記化合物の特に好ましい代表的な組成は、（ｉ）ではＬｉ４／３Ｔｉ５／３Ｏ４、（ｉｉ）ではＬｉ１Ｔｉ２Ｏ４、（ｉｉｉ）ではＬｉ４／５Ｔｉ１１／５Ｏ４である。また、Ｚ≠０の構造については、例えば、Ｌｉ４／３Ｔｉ４／３Ａｌ１／３Ｏ４が好ましいものとして挙げられる。
上記負極合剤は、更に、結着剤、増粘剤、導電材を含むことが好ましい。
上記結着剤としては、上述した、正極に用いることができる結着剤と同様のものが挙げられる。負極活物質に対する結着剤の割合は、０．１質量％以上が好ましく、０．５質量％以上がさらに好ましく、０．６質量％以上が特に好ましく、また、２０質量％以下が好ましく、１５質量％以下がより好ましく、１０質量％以下がさらに好ましく、８質量％以下が特に好ましい。負極活物質に対する結着剤の割合が、上記範囲を上回ると、結着剤量が電池容量に寄与しない結着剤割合が増加して、電池容量の低下を招く場合がある。また、上記範囲を下回ると、負極電極の強度低下を招く場合がある。
特に、ＳＢＲに代表されるゴム状高分子を主要成分に含有する場合には、負極活物質に対する結着剤の割合は、通常０．１質量％以上であり、０．５質量％以上が好ましく、０．６質量％以上がさらに好ましく、また、通常５質量％以下であり、３質量％以下が好ましく、２質量％以下がさらに好ましい。また、ポリフッ化ビニリデンに代表されるフッ素系高分子を主要成分に含有する場合には負極活物質に対する割合は、通常１質量％以上であり、２質量％以上が好ましく、３質量％以上がさらに好ましく、また、通常１５質量％以下であり、１０質量％以下が好ましく、８質量％以下がさらに好ましい。
上記増粘剤としては、上述した、正極に用いることができる増粘剤と同様のものが挙げられる。負極活物質に対する増粘剤の割合は、通常０．１質量％以上であり、０．５質量％以上が好ましく、０．６質量％以上がさらに好ましく、また、通常５質量％以下であり、３質量％以下が好ましく、２質量％以下がさらに好ましい。負極活物質に対する増粘剤の割合が、上記範囲を下回ると、著しく塗布性が低下する場合がある。また、上記範囲を上回ると、負極活物質層に占める負極活物質の割合が低下し、電池の容量が低下する問題や負極活物質間の抵抗が増大する場合がある。
負極の導電材としては、銅やニッケル等の金属材料；グラファイト、カーボンブラック等の炭素材料等が挙げられる。
スラリーを形成するための溶媒としては、負極活物質、結着剤、並びに必要に応じて使用される増粘剤及び導電材を溶解又は分散することが可能な溶媒であれば、その種類に特に制限はなく、水系溶媒と有機系溶媒のどちらを用いてもよい。
水系溶媒としては、水、アルコール等が挙げられ、有機系溶媒としてはＮ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、酢酸メチル、アクリル酸メチル、ジエチルトリアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルアミン、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、トルエン、アセトン、ジエチルエーテル、ジメチルアセトアミド、ヘキサメチルホスファルアミド、ジメチルスルホキシド、ベンゼン、キシレン、キノリン、ピリジン、メチルナフタレン、ヘキサン等が挙げられる。
負極用集電体の材質としては、銅、ニッケルまたはステンレス等が挙げられる。なかでも、薄膜に加工しやすいという点、及び、コストの点から銅箔が好ましい。
集電体の厚さは、通常１μｍ以上、好ましくは５μｍ以上であり、通常１００μｍ以下、好ましくは５０μｍ以下である。負極集電体の厚さが厚すぎると、電池全体の容量が低下し過ぎることがあり、逆に薄すぎると取扱いが困難になることがある。
負極の製造は、常法によればよい。例えば、上記負極材料に、上述した結着剤、増粘剤、導電材、溶媒等を加えてスラリー状とし、集電体に塗布し、乾燥した後にプレスして高密度化する方法が挙げられる。また、合金材料を用いる場合には、蒸着法、スパッタ法、メッキ法等の手法により、上述の負極活物質を含有する薄膜層（負極活物質層）を形成する方法も用いられる。
負極活物質を電極化した際の電極構造は特に制限されないが、集電体上に存在している負極活物質の密度は、１ｇ・ｃｍ−３以上が好ましく、１．２ｇ・ｃｍ−３以上がさらに好ましく、１．３ｇ・ｃｍ−３以上が特に好ましく、また、２．２ｇ・ｃｍ−３以下が好ましく、２．１ｇ・ｃｍ−３以下がより好ましく、２．０ｇ・ｃｍ−３以下がさらに好ましく、１．９ｇ・ｃｍ−３以下が特に好ましい。集電体上に存在している負極活物質の密度が、上記範囲を上回ると、負極活物質粒子が破壊され、初期不可逆容量の増加や、集電体／負極活物質界面付近への電解液の浸透性低下による高電流密度充放電特性悪化を招く場合がある。また、上記範囲を下回ると、負極活物質間の導電性が低下し、電池抵抗が増大し、単位容積当たりの容量が低下する場合がある。
負極板の厚さは用いられる正極板に合わせて設計されるものであり、特に制限されないが、芯材の金属箔厚さを差し引いた合材層の厚さは通常１５μｍ以上、好ましくは２０μｍ以上、より好ましくは３０μｍ以上、また、通常３００μｍ以下、好ましくは２８０μｍ以下、より好ましくは２５０μｍ以下が望ましい。
また、上記負極板の表面に、これとは異なる組成の物質が付着したものを用いてもよい。表面付着物質としては酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化ホウ素、酸化アンチモン、酸化ビスマス等の酸化物、硫酸リチウム、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸マグネシウム、硫酸カルシウム、硫酸アルミニウム等の硫酸塩、炭酸リチウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム等の炭酸塩等が挙げられる。
＜セパレータ＞
本発明のリチウムイオン二次電池は、更に、セパレータを備えることが好ましい。
上記セパレータの材質や形状は、電解液に安定であり、かつ、保液性に優れていれば特に限定されず、公知のものを使用することができる。なかでも、本発明の電解液に対し安定な材料で形成された、樹脂、ガラス繊維、無機物等が用いられ、保液性に優れた多孔性シート又は不織布状の形態の物等を用いるのが好ましい。
樹脂、ガラス繊維セパレータの材料としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、芳香族ポリアミド、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエーテルスルホン、ガラスフィルター等を用いることができる。ポリプロピレン／ポリエチレン２層フィルム、ポリプロピレン／ポリエチレン／ポリプロピレン３層フィルム等、これらの材料は１種を単独で用いてもよく、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。なかでも、上記セパレータは、電解液の浸透性やシャットダウン効果が良好である点で、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィンを原料とする多孔性シート又は不織布等であることが好ましい。
セパレータの厚さは任意であるが、通常１μｍ以上であり、５μｍ以上が好ましく、８μｍ以上がさらに好ましく、また、通常５０μｍ以下であり、４０μｍ以下が好ましく、３０μｍ以下がさらに好ましい。セパレータが、上記範囲より薄過ぎると、絶縁性や機械的強度が低下する場合がある。また、上記範囲より厚過ぎると、レート特性等の電池性能が低下する場合があるばかりでなく、電解液電池全体としてのエネルギー密度が低下する場合がある。
さらに、セパレータとして多孔性シートや不織布等の多孔質のものを用いる場合、セパレータの空孔率は任意であるが、通常２０％以上であり、３５％以上が好ましく、４５％以上がさらに好ましく、また、通常９０％以下であり、８５％以下が好ましく、７５％以下がさらに好ましい。空孔率が、上記範囲より小さ過ぎると、膜抵抗が大きくなってレート特性が悪化する傾向がある。また、上記範囲より大き過ぎると、セパレータの機械的強度が低下し、絶縁性が低下する傾向にある。
また、セパレータの平均孔径も任意であるが、通常０．５μｍ以下であり、０．２μｍ以下が好ましく、また、通常０．０５μｍ以上である。平均孔径が、上記範囲を上回ると、短絡が生じ易くなる。また、上記範囲を下回ると、膜抵抗が大きくなりレート特性が低下する場合がある。
一方、無機物の材料としては、例えば、アルミナや二酸化ケイ素等の酸化物、窒化アルミや窒化ケイ素等の窒化物、硫酸バリウムや硫酸カルシウム等の硫酸塩が用いられ、粒子形状もしくは繊維形状のものが用いられる。
形態としては、不織布、織布、微多孔性フィルム等の薄膜形状のものが用いられる。薄膜形状では、孔径が０．０１〜１μｍ、厚さが５〜５０μｍのものが好適に用いられる。上記の独立した薄膜形状以外に、樹脂製の結着剤を用いて上記無機物の粒子を含有する複合多孔層を正極及び／又は負極の表層に形成させてなるセパレータを用いることができる。例えば、正極の両面に９０％粒径が１μｍ未満のアルミナ粒子を、フッ素樹脂を結着剤として多孔層を形成させることが挙げられる。
＜電池設計＞
電極群は、上記の正極板と負極板とを上記のセパレータを介してなる積層構造のもの、及び上記の正極板と負極板とを上記のセパレータを介して渦巻き状に捲回した構造のもののいずれでもよい。電極群の体積が電池内容積に占める割合（以下、電極群占有率と称する）は、通常４０％以上であり、５０％以上が好ましく、また、通常９０％以下であり、８０％以下が好ましい。
電極群占有率が、上記範囲を下回ると、電池容量が小さくなる。また、上記範囲を上回ると空隙スペースが少なく、電池が高温になることによって部材が膨張したり電解質の液成分の蒸気圧が高くなったりして内部圧力が上昇し、電池としての充放電繰り返し性能や高温保存等の諸特性を低下させたり、さらには、内部圧力を外に逃がすガス放出弁が作動する場合がある。
集電構造は、特に制限されないが、本発明の電解液による高電流密度の充放電特性の向上をより効果的に実現するには、配線部分や接合部分の抵抗を低減する構造にすることが好ましい。この様に内部抵抗を低減させた場合、本発明の電解液を使用した効果は特に良好に発揮される。
電極群が上記の積層構造のものでは、各電極層の金属芯部分を束ねて端子に溶接して形成される構造が好適に用いられる。一枚の電極面積が大きくなる場合には、内部抵抗が大きくなるので、電極内に複数の端子を設けて抵抗を低減することも好適に用いられる。電極群が上記の捲回構造のものでは、正極及び負極にそれぞれ複数のリード構造を設け、端子に束ねることにより、内部抵抗を低くすることができる。
外装ケースの材質は用いられる電解液に対して安定な物質であれば特に制限されない。具体的には、ニッケルめっき鋼板、ステンレス、アルミニウム又はアルミニウム合金、マグネシウム合金等の金属類、又は、樹脂とアルミ箔との積層フィルム（ラミネートフィルム）が用いられる。軽量化の観点から、アルミニウム又はアルミニウム合金の金属、ラミネートフィルムが好適に用いられる。
金属類を用いる外装ケースでは、レーザー溶接、抵抗溶接、超音波溶接により金属同士を溶着して封止密閉構造とするもの、若しくは、樹脂製ガスケットを介して上記金属類を用いてかしめ構造とするものが挙げられる。上記ラミネートフィルムを用いる外装ケースでは、樹脂層同士を熱融着することにより封止密閉構造とするもの等が挙げられる。シール性を上げるために、上記樹脂層の間にラミネートフィルムに用いられる樹脂と異なる樹脂を介在させてもよい。特に、集電端子を介して樹脂層を熱融着して密閉構造とする場合には、金属と樹脂との接合になるので、介在する樹脂として極性基を有する樹脂や極性基を導入した変成樹脂が好適に用いられる。
本発明のリチウムイオン二次電池の形状は任意であり、例えば、円筒型、角型、ラミネート型、コイン型、大型等の形状が挙げられる。なお、正極、負極、セパレータの形状及び構成は、それぞれの電池の形状に応じて変更して使用することができる。
また、本発明のリチウムイオン二次電池を備えたモジュールも本発明の一つである。
上記電気二重層キャパシタは、正極、負極、及び、上述の電解液を備えていてよい。
上記電気二重層キャパシタでは、正極及び負極の少なくとも一方は分極性電極であり、分極性電極及び非分極性電極としては特開平９−７８９６号公報に詳しく記載されている以下の電極が使用できる。
本発明で用いる活性炭を主体とする分極性電極は、好ましくは大比表面積の不活性炭と電子伝導性を付与するカーボンブラック等の導電剤とを含むものである。分極性電極は種々の方法で形成することができる。例えば、活性炭粉末とカーボンブラックとフェノール系樹脂を混合し、プレス成形後不活性ガス雰囲気中及び水蒸気雰囲気中で焼成、賦活することにより、活性炭とカーボンブラックからなる分極性電極を形成できる。好ましくは、この分極性電極は集電体と導電性接着剤などで接合する。
また、活性炭粉末、カーボンブラック及び結合剤をアルコールの存在下で混練してシート状に成形し、乾燥して分極性電極とすることもできる。この結合剤には、例えばポリテトラフルオロエチレンが用いられる。また、活性炭粉末、カーボンブラック、結合剤及び溶媒を混合してスラリーとし、このスラリーを集電体の金属箔にコートし、乾燥して集電体と一体化された分極性電極とすることもできる。
活性炭を主体とする分極性電極を両極に用いて電気二重層キャパシタとしてもよいが、片側に非分極性電極を用いる構成、例えば、金属酸化物等の電池活物質を主体とする正極と、活性炭を主体とする分極性電極の負極とを組合せた構成、リチウムイオンを可逆的に吸蔵、離脱しうる炭素材料を主体とする負極、又はリチウム金属やリチウム合金の負極と、活性炭を主体とする分極性の正極とを組合せた構成も可能である。
また、活性炭に代えて又は併用して、カーボンブラック、グラファイト、膨張黒鉛、ポーラスカーボン、カーボンナノチューブ、カーボンナノホーン、ケッチェンブラックなどの炭素質材料を用いてもよい。
非分極性電極としては、好ましくはリチウムイオンを可逆的に吸蔵、離脱しうる炭素材料を主体とするものとし、この炭素材料にリチウムイオンを吸蔵させたものを電極に使用する。この場合、電解質にはリチウム塩が使用される。この構成の電気二重層キャパシタによれば、さらに高い４Ｖを超える耐電圧が得られる。
電極の作製におけるスラリーの調製に用いる溶媒は結合剤を溶解するものが好ましく、結合剤の種類に合わせ、Ｎ−メチルピロリドン、ジメチルホルムアミド、トルエン、キシレン、イソホロン、メチルエチルケトン、酢酸エチル、酢酸メチル、フタル酸ジメチル、エタノール、メタノール、ブタノール又は水が適宜選択される。
分極性電極に用いる活性炭としては、フェノール樹脂系活性炭、やしがら系活性炭、石油コークス系活性炭などがある。これらのうち大きい容量を得られる点で石油コークス系活性炭又はフェノール樹脂系活性炭を使用するのが好ましい。また、活性炭の賦活処理法には、水蒸気賦活処理法、溶融ＫＯＨ賦活処理法などがあり、より大きな容量が得られる点で溶融ＫＯＨ賦活処理法による活性炭を使用するのが好ましい。
分極性電極に用いる好ましい導電剤としては、カーボンブラック、ケッチェンブラック、アセチレンブラック、天然黒鉛、人造黒鉛、金属ファイバ、導電性酸化チタン、酸化ルテニウムがあげられる。分極性電極に使用するカーボンブラック等の導電剤の混合量は、良好な導電性（低い内部抵抗）を得るように、また多すぎると製品の容量が減るため、活性炭との合計量中１〜５０質量％とするのが好ましい。
また、分極性電極に用いる活性炭としては、大容量で低内部抵抗の電気二重層キャパシタが得られるように、平均粒径が２０μｍ以下で比表面積が１５００〜３０００ｍ２／ｇの活性炭を使用するのが好ましい。また、リチウムイオンを可逆的に吸蔵、離脱しうる炭素材料を主体とする電極を構成するための好ましい炭素材料としては、天然黒鉛、人造黒鉛、黒鉛化メソカーボン小球体、黒鉛化ウィスカ、気層成長炭素繊維、フルフリルアルコール樹脂の焼成品又はノボラック樹脂の焼成品があげられる。
集電体は化学的、電気化学的に耐食性のあるものであればよい。活性炭を主体とする分極性電極の集電体としては、ステンレス、アルミニウム、チタン又はタンタルが好ましく使用できる。これらのうち、ステンレス又はアルミニウムが、得られる電気二重層キャパシタの特性と価格の両面において特に好ましい材料である。リチウムイオンを可逆的に吸蔵、離脱しうる炭素材料を主体とする電極の集電体としては、好ましくはステンレス、銅又はニッケルが使用される。
また、リチウムイオンを可逆的に吸蔵、離脱しうる炭素材料にあらかじめリチウムイオンを吸蔵させるには、（１）粉末状のリチウムを、リチウムイオンを可逆的に吸蔵、離脱しうる炭素材料に混ぜておく方法、（２）リチウムイオンを可逆的に吸蔵、離脱しうる炭素材料と結合剤により形成された電極上にリチウム箔を載せ、電極と電気的に接触させた状態で、この電極をリチウム塩を溶かした電解液中に浸漬することによりリチウムをイオン化させ、リチウムイオンを炭素材料中に取り込ませる方法、（３）リチウムイオンを可逆的に吸蔵、離脱しうる炭素材料と結合剤により形成された電極をマイナス側に置き、リチウム金属をプラス側に置いてリチウム塩を電解質とする非水系電解液中に浸漬し、電流を流して電気化学的に炭素材料中にリチウムをイオン化した状態で取り込ませる方法がある。
電気二重層キャパシタとしては、巻回型電気二重層キャパシタ、ラミネート型電気二重層キャパシタ、コイン型電気二重層キャパシタなどが一般に知られており、上記電気二重層キャパシタもこれらの形式とすることができる。
例えば巻回型電気二重層キャパシタは、集電体と電極層の積層体（電極）からなる正極及び負極を、セパレータを介して巻回して巻回素子を作製し、この巻回素子をアルミニウム製などのケースに入れ、電解液、好ましくは非水系電解液を満たしたのち、ゴム製の封口体で封止して密封することにより組み立てられる。
セパレータとしては、従来公知の材料と構成のものが使用できる。例えば、ポリエチレン多孔質膜、ポリプロピレン繊維やガラス繊維、セルロース繊維の不織布などがあげられる。
また、公知の方法により、電解液とセパレータを介してシート状の正極及び負極を積層したラミネート型電気二重層キャパシタや、ガスケットで固定して電解液とセパレータを介して正極及び負極をコイン型に構成したコイン型電気二重層キャパシタとすることもできる。
本発明の電解液は、ハイブリッド自動車用や分散電源用の大型リチウムイオン二次電池用や、電気二重層キャパシタ用の電解液として有用である。
つぎに本発明を実施例をあげて説明するが、本発明はかかる実施例のみに限定されるものではない。
（電解液の調製）
表に記載の組成になるように各成分を混合し、これに、ＬｉＰＦ６を１．０モル／リットルの濃度となるように添加して、電解液を得た。
なお、表中の化合物は以下の通りである。
溶媒
Figure 2017069058
化合物Ａ
Figure 2017069058
化合物Ｂ
Figure 2017069058
得られた電解液を用いて、下記の方法でリチウムイオン二次電池を作製した。
（正極の作製）
正極活物質としてＬｉＮｉ０．５Ｍｎ１．５Ｏ４、導電材としてアセチレンブラック、結着剤としてポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）のＮ−メチル−２−ピロリドンディスパージョンを用い、活物質、導電材、結着剤の固形分比が９２／３／５（質量％比）になるよう混合した正極合剤スラリーを準備した。厚さ２０μｍのアルミ箔集電体上に、得られた正極合剤スラリーを均一に塗布し、乾燥した後、プレス機により圧縮成形して、正極とした。
（負極の作製）
負極活物質として人造黒鉛粉末、増粘剤としてカルボキシルメチルセルロースナトリウムの水性ディスパージョン（カルボキシメチルセルロースナトリウムの濃度１質量％）、結着剤としてスチレン−ブタジエンゴムの水性ディスパージョン（スチレン−ブタジエンゴムの濃度５０質量％）を用い、活物質、増粘剤、結着剤の固形分比が９７．６／１．２／１．２（質量％比）にて水溶媒中で、混合してスラリー状とした負極合剤スラリーを準備した。厚さ２０μｍの銅箔に均一に塗布、乾燥した後、プレス機により圧縮成形して、負極とした。
（リチウムイオン二次電池の作製）
上記のとおり製造した負極、正極及びポリエチレン製セパレータを負極、セパレータ、正極の順に積層して、電池要素を作製した。
この電池要素を、アルミニウムシート（厚さ４０μｍ）の両面を樹脂層で被覆したラミネートフィルムからなる袋内に正極と負極の端子を突設させながら挿入した後、電解液をそれぞれ袋内に注入し、真空封止をおこない、シート状のリチウムイオン二次電池を作製した。
＜高温保存前後ガス量評価＞
所定の充放電条件（０．５Ｃで所定の電圧にて充電電流が０．１Ｃになるまで充電し１Ｃ相当の電流で３．０Ｖまで放電する）で行う充放電サイクルを１サイクルとし、３サイクル目の放電容量から初期放電容量を求めた後、再度４．７５ＶまでＣＣ／ＣＶ充電（０．１Ｃカット）をおこなった後のガス量を測定した。ガス量測定後、製造した二次電池を８５℃２４時間の条件で高温保存した。保存終了後、二次電池の高温保存試験後のガス量を測定した。ガス量の測定温度は２５℃とした。下記式に基づき、ガス量を求めた。
発生ガス量（ｍｌ）＝高温保存後のガス量（ｍｌ）−高温保存前のガス量（ｍｌ）
＜高温保存特性評価試験＞
上記で製造した二次電池を、板で挟み加圧した状態で、２５℃において、０．２Ｃに相当する電流で４．３５Ｖまで定電流−定電圧充電（以下、ＣＣ／ＣＶ充電と表記する。）（０．１Ｃカット）した後、０．２Ｃの定電流で３Ｖまで放電し、これを１サイクルとして、３サイクル目の放電容量から初期放電容量を求めた。ここで、１Ｃとは電池の基準容量を１時間で放電する電流値を表わし、例えば、０．２Ｃとはその１／５の電流値を表わす。再度４．３５ＶまでＣＣ／ＣＶ充電（０．１Ｃカット）をおこなった後、６０℃３日間の条件で高温保存を行った。次に、２５℃において０．２Ｃで３Ｖまで放電させ、高温保存後の残存容量を測定し、初期放電容量に対する残存容量の割合を求め、これを保存容量維持率（％）とした。
（残存容量）÷（初期放電容量）×１００＝保存容量維持率（％）
結果を表１〜３に示す。
Figure 2017069058
Figure 2017069058
Figure 2017069058

Claims (12)

  1. 一般式（１）で示される化合物（１）及び一般式（２）で示される化合物（２）からなる群より選択される少なくとも１種の化合物（Ｘ）を含むことを特徴とする電解液。
    一般式（１）：
    Figure 2017069058
     （式中、Ｒ１１〜Ｒ１４は、同一又は異なってもよく、Ｈ、アルキル基又はハロゲン化アルキル基、Ｘ１１及びＸ１２は、同一又は異なってもよく、１６属元素）
    一般式（２）：
    Figure 2017069058
     （式中、Ｒ２１及びＲ２２は、同一又は異なってもよく、Ｈ、アルキル基又はハロゲン化アルキル基、Ｙ２１及びＹ２２は、同一又は異なってもよく、−ＯＲ２３又はハロゲン原子、Ｒ２３は、Ｈ、アルキル基又はハロゲン化アルキル基）
  2. 化合物（Ｘ）の含有量が電解液に対して０．００１〜１００００質量ｐｐｍである請求項１記載の電解液。
  3. 更に、溶媒を含み、前記溶媒はカーボネートを含む請求項１又は２記載の電解液。
  4. 更に、溶媒を含み、前記溶媒は鎖状エーテルを含む請求項１、２又は３記載の電解液。
  5. 更に、一般式（３）で示される化合物（３）、一般式（４）で示される化合物（４）、一般式（５）で示される化合物（５）、及び、一般式（６）で示される化合物（６）からなる群より選択される少なくとも１種のリチウム塩（Ｘ）を含む請求項１、２、３又は４記載の電解液。
    一般式（３）：
    Figure 2017069058
     （式中、Ｘ３１及びＸ３２は同じ又は異なり、それぞれ−Ｈ、−Ｆ、−Ｏ、−ＯＣＮ、エーテル結合を有してもよいアルキル基、エーテル結合を有してもよいフッ素化アルキル基、エーテル結合を有してもよいアルコキシ基、又は、エーテル結合を有してもよいフッ素化アルコキシ基、Ｘ３１及びＸ３２はお互いに結合して環を形成してもよい、ａは１〜３の整数）
    一般式（４）：
    Figure 2017069058
     （式中、Ｘ４１は、−Ｈ、−Ｆ、−Ｃｌ、エーテル結合を有してもよいアルキル基、エーテル結合を有してもよいフッ素化アルキル基、エーテル結合を有してもよいアルコキシ基、又は、エーテル結合を有してもよいフッ素化アルコキシ基）
    一般式（５）：
    Figure 2017069058
     （式中、Ｘ５１は、−Ｈ、−Ｆ、−Ｃｌ、エーテル結合を有してもよいアルキル基、エーテル結合を有してもよいフッ素化アルキル基、エーテル結合を有してもよいアルコキシ基、又は、エーテル結合を有してもよいフッ素化アルコキシ基）
    一般式（６）：
    Figure 2017069058
     （式中、Ｘ６１は、−Ｈ、−Ｆ、−Ｃｌ、エーテル結合を有してもよいアルキル基、エーテル結合を有してもよいフッ素化アルキル基、エーテル結合を有してもよいアルコキシ基、又は、エーテル結合を有してもよいフッ素化アルコキシ基）
  6. 更に、一般式（７）で示される化合物（７）及び一般式（８）で示される化合物（８）からなる群より選択される少なくとも１種の環状ジカルボニル化合物を含む請求項１、２、３、４又は５記載の電解液。
    一般式（７）：
    Figure 2017069058
     （Ａａ＋は金属イオン、水素イオン又はオニウムイオン。ａは１〜３の整数、ｂは１〜３の整数、ｐはｂ／ａ、ｎ７３は１〜４の整数、ｎ７１は０〜８の整数、ｎ７２は０又は１、Ｚ７１は遷移金属、周期律表のＩＩＩ族、ＩＶ族又はＶ族の元素。
    Ｘ７１は、Ｏ、Ｓ、炭素数１〜１０のアルキレン基、炭素数１〜１０のハロゲン化アルキレン基、炭素数６〜２０のアリーレン基又は炭素数６〜２０のハロゲン化アリーレン基（アルキレン基、ハロゲン化アルキレン基、アリーレン基、及び、ハロゲン化アリーレン基はその構造中に置換基、ヘテロ原子を持っていてもよく、またｎ７２が１でｎ７３が２〜４のときにはｎ７３個のＸ７１はそれぞれが結合していてもよい）
    Ｌ７１は、ハロゲン原子、シアノ基、炭素数１〜１０のアルキル基、炭素数１〜１０のハロゲン化アルキル基、炭素数６〜２０のアリール基、炭素数６〜２０のハロゲン化アリール基（アルキレン基、ハロゲン化アルキレン基、アリーレン基、及び、ハロゲン化アリーレン基はその構造中に置換基、ヘテロ原子を持っていてもよく、またｎ７１が２〜８のときにはｎ７１個のＬ７１はそれぞれが結合して環を形成してもよい）又は−Ｚ７３Ｙ７３。
    Ｙ７１、Ｙ７２及びＺ７３は、それぞれ独立でＯ、Ｓ、ＮＹ７４、炭化水素基又はフッ素化炭化水素基。Ｙ７３及びＹ７４は、それぞれ独立でＨ、Ｆ、炭素数１〜１０のアルキル基、炭素数１〜１０のハロゲン化アルキル基、炭素数６〜２０のアリール基又は炭素数６〜２０のハロゲン化アリール基（アルキル基、ハロゲン化アルキル基、アリール基及びハロゲン化アリール基はその構造中に置換基、ヘテロ原子を持っていてもよく、Ｙ７３又はＹ７４が複数個存在する場合にはそれぞれが結合して環を形成してもよい））
    一般式（８）：
    Figure 2017069058
     （式中、ｎ８１は０又は１、ｎ８２は０又は１、Ｚ８１は遷移金属、周期律表のＩＩＩ族、ＩＶ族又はＶ族の元素。
    Ｘ８１は、Ｏ、Ｓ、炭素数１〜１０のアルキレン基、炭素数１〜１０のハロゲン化アルキレン基、炭素数６〜２０のアリーレン基又は炭素数６〜２０のハロゲン化アリーレン基（アルキレン基、ハロゲン化アルキレン基、アリーレン基、及び、ハロゲン化アリーレン基はその構造中に置換基、ヘテロ原子を持っていてもよい）。
    Ｙ８１及びＹ８２は、それぞれ独立でＯ、Ｓ、ＮＹ８４、炭化水素基又はフッ素化炭化水素基。Ｙ８４はＨ、炭素数１〜１０のアルキル基、炭素数１〜１０のハロゲン化アルキル基、炭素数６〜２０のアリール基、炭素数６〜２０のハロゲン化アリール基（アルキル基、ハロゲン化アルキル基、アリール基及びハロゲン化アリール基はその構造中に置換基、ヘテロ原子を持っていてもよく、Ｙ８４が複数個存在する場合にはそれぞれが結合して環を形成してもよい））
  7. 更に、分子内にヘテロ原子（但し、酸素原子を除く）と隣接原子との多重結合を含む化合物（９）を含み、化合物（９）は、一般式（９−１）〜一般式（９−３）で示される化合物からなる群より選択される少なくとも１種である請求項１、２、３、４、５又は６記載の電解液。
    一般式（９−１）：
    Figure 2017069058
     一般式（９−２）：
    Figure 2017069058
     一般式（９−３）：
    Figure 2017069058
     （式（９−１）、（９−２）及び（９−３）において、Ｘ９１はＯ又はＮ、Ｍ９１はＣ、Ｐ、Ｓ又はＮ、Ｚ９１はＮ又は存在していなくてよい、但しＬ９１−Ｃ＝Ｏ（Ｎなし、Ｍ９１がＣ、Ｘ９１がＯの場合）は除く、
    Ｌ９１はハロゲン原子、酸素原子、ハロゲン原子を含んでもよいＲ、ＯＲ、ＯＲＲ’、ＯＲＲ’Ｏ、ＳＲ、ＮＲ、ＳｉＲ、ＯＳｉＲ、で表され、
    ここでＲとＲ’は、各々炭素数１〜１０のアルキル基、アルキレン基、アルケン基、アルキン基、炭素数１〜１０のハロアルキル基、ハロアルキレン基、ハロアルケン基、ハロアルキン基、炭素数１〜１０のシクロアルキル基、上記ＲとＲ’は共に環を形成することもできる、ｎ９１は１〜３の整数、ｍ９１は１又は２）
  8. 更に、分子内にヘテロ原子（但し、酸素原子を除く）と隣接原子との多重結合を含む化合物（９）を含み、化合物（９）は、−Ｃ≡Ｎ、−Ｎ＝Ｃ＝Ｏ、
    Figure 2017069058
    Figure 2017069058
    Figure 2017069058
    Figure 2017069058
     のいずれかで表される構造を有する請求項１、２、３、４、５又は６記載の電解液。
  9. 更に、分子内にヘテロ原子（但し、酸素原子を除く）と隣接原子との多重結合を含む化合物（９）を含み、化合物（９）は、一般式（１０）：
    ＮＣ−Ｒ１０１−（ＣＮ）ｎ１０１
    （式中、Ｒ１０１は１〜３価の炭化水素基又は１〜３価のハロゲン化炭化水素基、ｎ１０１は０〜２の整数）で示される化合物（１０）、一般式（１１）：
    ＯＣＮ−Ｒ１１１−（ＮＣＯ）ｎ１１１
    （式中、Ｒ１１１は１価若しくは２価の炭化水素基又は１価若しくは２価のハロゲン化炭化水素基、ｎ１１１は０又は１）で示される化合物（１１）、一般式（１２）：
    Figure 2017069058
     （式中、Ｒ１２１及びＲ１２２は、同一又は異なってもよく、ハロゲン原子、１価若しくは２価の炭化水素基又は１価若しくは２価のハロゲン化炭化水素基、Ｒ１２１及びＲ１２２はお互いに結合して環を形成していてもよい）で示される化合物（１２）、一般式（１３）：
    Figure 2017069058
     （式中、Ｒ１３１及びＲ１３２は、同一又は異なってもよく、ハロゲン原子、１価若しくは２価の炭化水素基又は１価若しくは２価のハロゲン化炭化水素基、Ｒ１３１及びＲ１３２はお互いに結合して環を形成していてもよい）で示される化合物（１３）、一般式（１４）：
    Figure 2017069058
     （式中、Ｒ１４１及びＲ１４２は、同一又は異なってもよく、ハロゲン原子、１価若しくは２価の炭化水素基又は１価若しくは２価のハロゲン化炭化水素基、Ｒ１４１及びＲ１４２はお互いに結合して環を形成していてもよい、Ｚは酸素原子又は炭素数１〜１０のアルキレン基）で示される化合物（１４）、一般式（１５）：
    Figure 2017069058
     （式中、Ｒ１５１〜Ｒ１５３は、同一又は異なってもよく、有機基）で示される化合物（１５）、一般式（１６）：
    Figure 2017069058
     （式中、Ｒ１６１〜Ｒ１６６は、同一又は異なってもよく、ハロゲン原子又は有機基）で示される化合物（１６）、及び、一般式（１７）：
    Figure 2017069058
     （式中、Ｒ１７１〜Ｒ１７８は、同一又は異なってもよく、ハロゲン原子又は有機基）で示される化合物（１７）からなる群より選択される少なくとも１種である請求項１、２、３、４、５又は６記載の電解液。
  10. 請求項１、２、３、４、５、６、７、８又は９記載の電解液を備えることを特徴とする電気化学デバイス。
  11. 請求項１、２、３、４、５、６、７、８又は９記載の電解液を備えることを特徴とするリチウムイオン二次電池。
  12. 請求項１０記載の電気化学デバイス、又は、請求項１１記載のリチウムイオン二次電池を備えることを特徴とするモジュール。
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