WO2017006629A1 - 電解液及び電気化学デバイス - Google Patents

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magnesium
electrolytic solution
ppm
sulfone
ether
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隆平 松本
有理 中山
窪田　忠彦
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ソニー株式会社
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Definitions

  • the present disclosure relates to an electrolytic solution and an electrochemical device.
  • Magnesium used in magnesium batteries is resource abundant and much cheaper than lithium, has a large amount of electricity per unit volume that can be taken out by oxidation-reduction reaction, and is safe when used in batteries. high. Therefore, the magnesium battery is attracting attention as a next-generation secondary battery that replaces the lithium ion battery.
  • the moisture content of the electrolyte is an important factor that determines the characteristics of a non-aqueous secondary battery typified by a lithium ion secondary battery. Then, it is said that the battery characteristics are deteriorated due to water mixing. Therefore, the water content in the electrolytic solution is managed to be, for example, 10 ppm or less (see, for example, JP 2009-054462 A).
  • an object of the present disclosure is to provide an electrolytic solution that can suppress an increase in manufacturing cost and an electrochemical device using the electrolytic solution.
  • the electrolytic solution of the present disclosure for achieving the above object is an electrolytic solution for an electrochemical device including a negative electrode made of a magnesium-based material,
  • the water content is more than 10 ppm and less than 500 ppm, preferably more than 10 ppm and 400 ppm or less, more preferably more than 10 ppm and 300 ppm or less.
  • An electrochemical device (or secondary battery) for achieving the above object is an electrochemical device (or secondary battery) having a negative electrode made of a magnesium-based material,
  • An electrolytic solution having a water content of more than 10 ppm and less than 500 ppm, preferably more than 10 ppm and 400 ppm or less, more preferably more than 10 ppm and 300 ppm or less is provided.
  • the water content is more than 10 ppm and less than 500 ppm.
  • Various materials to be constructed are not required to have ultra-dehydration specifications, and no special storage or production line is required, and an increase in the production cost of the electrolytic solution or electrochemical device can be suppressed. Then, by using this excellent electrolytic solution for the electrolyte layer, a high-performance electrochemical device such as a magnesium battery can be realized. Note that the effects described in the present specification are merely examples and are not limited, and may have additional effects.
  • FIG. 1 is a schematic exploded view of the electrochemical device (battery) of Example 1.
  • FIG. FIG. 2 is a graph plotting the discharge capacity retention rate of the fifth charge / discharge cycle in the magnesium secondary battery based on the electrolytes having various moisture contents in Example 1.
  • FIG. 3 is a graph plotting the discharge capacity retention ratio of the fifth charge / discharge cycle in Example 3 in a magnesium secondary battery based on electrolytes having various moisture contents.
  • 4 is a schematic cross-sectional view of the electrochemical device (capacitor) of Example 4.
  • FIG. FIG. 5 is a conceptual diagram of an electrochemical device (air battery) of Example 4.
  • FIG. 6 is a conceptual diagram of an electrochemical device (fuel cell) of Example 4.
  • FIG. 7 is a conceptual diagram of an electrochemical device (battery) of the present disclosure.
  • FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of a magnesium secondary battery (cylindrical magnesium secondary battery) in Example 5.
  • FIG. 9 is a schematic sectional view of a magnesium secondary battery (flat laminate film type magnesium secondary battery) in Example 5.
  • FIG. 10 is a block diagram showing a circuit configuration example when the magnesium secondary battery according to the present disclosure described in the first to third embodiments is applied to a battery pack.
  • 11A, FIG. 11B, and FIG. 11C each represent a block diagram showing a configuration of an application example (electric vehicle) of the present disclosure in the fifth embodiment, and a configuration of an application example (power storage system) of the present disclosure in the fifth embodiment. It is a block diagram showing the structure of the application example (electric tool) of this indication in Example 5 and a block diagram.
  • Example 1 (Electrolytic Solution and Electrochemical Device of the Present Disclosure, Electrolytic Solution According to the First Embodiment of the Disclosure) 3.
  • Example 2 (Modification of Example 1) 4).
  • Example 3 (a modification of Example 1, an electrolyte solution according to the second embodiment of the present disclosure) 5).
  • Example 4 (Modification of Examples 1 to 3) 6).
  • Example 5 (Application Example of Magnesium Secondary Battery of Examples 1 to 3) 7).
  • the electrolytic solution of the present disclosure or the electrochemical device or secondary battery of the present disclosure, or an electrolytic solution constituting a plating bath to be described later (hereinafter, these may be collectively referred to as “the electrolytic solution of the present disclosure”).
  • the magnesium salt can be in the form of MgX n (where n is 1 or 2 and X is a monovalent or divalent anion), where X is a molecule containing a halogen, It can be in the form of —SO 4 , —NO 3 , or a hexaalkyl diciazide group.
  • the halogen-containing molecule can be in the form of MgX 2 (X ⁇ Cl, Br, I), more specifically, magnesium chloride (MgCl 2 ), bromide. Examples include magnesium (MgBr 2 ) and magnesium iodide (MgI 2 ).
  • the magnesium salt may be magnesium perchlorate (Mg (ClO 4 ) 2 ), magnesium nitrate (Mg (NO 3 ) 2 ), magnesium sulfate (MgSO 4 ), magnesium tetrafluoroborate (Mg (BF 4 ) 2.
  • R f1 SO 3 Magnesium perfluoroalkylsulfonate ((Mg (R f1 SO 3 ) 2 ), where R f1 is a perfluoroalkyl group), magnesium perfluoroalkylsulfonylimidate (Mg ((R f2 SO 2 ) 2 N) 2 , However, R f2 is a perfluoroalkyl group), and, hexaalkyl dicyanamide azide magnesium ((Mg (hRDS) 2) , however , R can be a form of at least one magnesium salt selected from the group consisting of alkyl group).
  • magnesium salt-A The magnesium salts listed from magnesium chloride to (Mg (HRDS) 2 ) are referred to as “magnesium salt-A” for convenience.
  • the molar ratio of the sulfone to the magnesium salt is, for example, preferably 4 or more and 35 or less, more preferably 6 or more and 16 or less, and 7 or more and 9 or less. Is more preferable, but is not limited thereto.
  • the electrolytic solution of the present disclosure can be applied to a plating bath.
  • a sulfone and a magnesium salt dissolved in the sulfone Magnesium salts consist of magnesium halides (molecules containing halogen); the moisture content is greater than 10 ppm and less than 500 ppm.
  • the plating bath A sulfone and a magnesium salt dissolved in the sulfone
  • Magnesium salts include magnesium borohydride, magnesium perchlorate, magnesium nitrate, magnesium sulfate, magnesium tetrafluoroborate, magnesium tetraphenylborate, magnesium hexafluorophosphate, magnesium hexafluoroarsenate, magnesium perfluoroalkylsulfonate Consisting of at least one magnesium salt selected from the group consisting of magnesium tetraphenylborate and magnesium perfluoroalkylsulfonylimido, and hexaalkyl diciazide magnesium,
  • the moisture content is more than 10 ppm and less than 500 ppm.
  • magnesium borohydride (Mg (BH 4 ) 2 ) can be given as a magnesium salt in the electrolytic solution according to the first embodiment of the present disclosure.
  • the magnesium salt used is made of magnesium borohydride (Mg (BH 4 ) 2 ) and does not contain a halogen atom, it is necessary to prepare various members constituting the electrochemical device from a material having high corrosion resistance. Disappear.
  • Such an electrolytic solution can be produced by dissolving magnesium borohydride in sulfone.
  • a magnesium salt composed of magnesium borohydride (Mg (BH 4 ) 2 ) is referred to as “magnesium salt-B” for convenience.
  • Such an electrolytic solution of the present disclosure is a magnesium ion-containing nonaqueous electrolytic solution in which a magnesium salt-B is dissolved in a solvent made of sulfone.
  • the molar ratio of sulfone to magnesium salt-B in the electrolytic solution is, for example, 50 or more and 150 or less, typically 60 or more and 120 or less, preferably 65 or more and 75 or less.
  • the present invention is not limited to this.
  • the sulfone can be an alkyl sulfone or an alkyl sulfone derivative represented by R 1 R 2 SO 2 (where R 1 and R 2 represent an alkyl group).
  • the type (carbon number and combination) of R 1 and R 2 is not particularly limited, and is selected as necessary.
  • the number of carbon atoms of R 1 and R 2 is preferably 4 or less, but is not limited thereto.
  • the sum of the carbon number of R 1 and the carbon number of R 2 is preferably 4 or more and 7 or less, but is not limited thereto.
  • R 1 and R 2 include a methyl group, ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, n-butyl group, i-butyl group, s-butyl group, and t-butyl group.
  • alkylsulfone examples include dimethylsulfone (DMS), methylethylsulfone (MES), methyl-n-propylsulfone (MnPS), methyl-i-propylsulfone (MiPS), and methyl-n-butylsulfone (MnBS).
  • DMS dimethylsulfone
  • MES methylethylsulfone
  • MnPS methyl-n-propylsulfone
  • MiPS methyl-i-propylsulfone
  • MnBS methyl-n-butylsulfone
  • Methyl-i-butylsulfone (MiBS), methyl-s-butylsulfone (MsBS), methyl-t-butylsulfone (MtBS), ethylmethylsulfone (EMS), diethylsulfone (DES), ethyl-n-propyl Sulfone (EnPS), ethyl-i-propylsulfone (EiPS), ethyl-n-butylsulfone (EnBS), ethyl-i-butylsulfone (EiBS), ethyl-s-butylsulfone (EsBS), ethyl-t-butyl Sulfone (EtBS), di-n-propylsulfur (DnPS), di-i-propylsulfone (DiPS), n-propyl-n-butylsulfone (nPnBS), n-butyl
  • an ethyl phenyl sulfone can be mentioned as an alkyl sulfone derivative.
  • EhS ethyl phenyl sulfone
  • alkyl sulfone derivative at least one selected from the group consisting of EnPS, EiPS, EsBS, and DnPS is preferable.
  • the electrolytic solution or the like of the present disclosure may include an ether (generally an aprotic solvent) and a magnesium salt dissolved in the ether (aprotic solvent).
  • an electrolytic solution according to the second form of the present disclosure is referred to as “an electrolytic solution according to the second form of the present disclosure” for convenience.
  • the magnesium salt is composed of Mg (AlCl 3 R 1 ) 2 or Mg (AlCl 2 R 2 R 3 ) 2 (where R 1 , R 2 , and R 3 are alkyl groups). It can be.
  • the types (carbon number and combination) of R 1 , R 2 and R 3 are not particularly limited, and are selected as necessary.
  • R 1 , R 2 and R 3 preferably have 4 or less carbon atoms, but are not limited thereto.
  • the sum of the carbon number of R 2 and the carbon number of R 3 is preferably 4 or more and 7 or less, but is not limited thereto.
  • R 1 , R 2 , and R 3 include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an i-propyl group, an n-butyl group, an i-butyl group, an s-butyl group, and a t-butyl group. Can do.
  • the ether can be in the form of a cyclic ether or a linear ether, specifically, at least one selected from the group consisting of tetrahydrofuran (THF), dioxolane, dioxane, epoxides and furans as the cyclic ether.
  • THF tetrahydrofuran
  • dioxolane dioxane
  • epoxides furans
  • furans as the cyclic ether.
  • the cyclic ethers include dialkyl glycol ethers as linear ethers.
  • dialkyl glycol ethers include ethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, triethylene glycol dimethyl ether, tetraethylene glycol dimethyl ether, Pentaethylene glycol dimethyl ether, hexaethylene glycol dimethyl ether, polyethylene glycol dimethyl ether and triethylene
  • the electrochemical device of the present disclosure including the various preferable embodiments described above is a battery (specifically, a primary battery or a secondary battery) in which an electrolyte layer is configured by the electrolytic solution or the like of the present disclosure. be able to.
  • the water content in the electrolytic solution of the present disclosure can be measured with a Karl Fischer moisture meter. Then, for example, after manufacturing the electrolytic solution of the present disclosure, the moisture content is measured, and moisture is added to the electrolytic solution of the present disclosure so that the desired moisture content is obtained based on the moisture content measurement result. That's fine.
  • the moisture content in the electrolytic solution of the present disclosure after the electrolytic solution of the present disclosure is manufactured by the moisture contained in the raw material such as the electrolytic solution of the present disclosure becomes a desired moisture content. It may be.
  • the electrochemical device constituting the electrochemical device is mixed in the electrolytic solution to produce the electrolytic solution of the present disclosure, etc.
  • a desired water content is obtained.
  • the electrochemical device was decomposed in a glove box in an inert gas atmosphere, and sufficient care was taken to prevent the electrolyte solution from absorbing water.
  • measurement may be performed with a Karl Fischer moisture meter.
  • the electrolytic solution or the plating bath of the present disclosure may further contain an additive as necessary.
  • metal ions include aluminum (Al), beryllium (Be), boron (B), gallium (Ga), indium (In), silicon (Si), tin (Sn), titanium (Ti), Mention may be made of a salt comprising a cation of at least one atom or atomic group selected from the group consisting of chromium (Cr), iron (Fe), cobalt (Co) and lanthanum (La).
  • the electrolytic solution of the present disclosure using magnesium salt-A is, for example, After dissolving the magnesium salt-A in a low boiling point solvent in which the magnesium salt-A is soluble, Dissolving the sulfone in a solution of the magnesium salt-A dissolved in the low boiling point solvent; Removing the low boiling point solvent from the solution in which the sulfone is dissolved; It can manufacture based on each process.
  • the low-boiling solvent in which the magnesium salt-A is soluble basically any solvent can be used as long as the solvent has a lower boiling point than the selected sulfone among the solvents in which the magnesium salt-A is soluble. It is often selected as necessary, but alcohol is preferably used.
  • the alcohol may be a monohydric alcohol or a polyhydric alcohol, and may be a saturated alcohol or an unsaturated alcohol.
  • alcohol examples include methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol (isopropanol), 1-butanol, 2-butanol (sec-butanol), 2-methyl-1-propanol (isobutanol), 2- Examples thereof include, but are not limited to, methyl-2-propanol (tert-butanol) and 1-pentanol. It is preferable to use dehydrated alcohol as the alcohol.
  • magnesium salt-A is dissolved in alcohol.
  • an anhydrous magnesium salt can be preferably used.
  • magnesium salt-A does not dissolve in sulfone but dissolves well in alcohol.
  • the alcohol coordinates to the magnesium.
  • the sulfone is dissolved in the alcohol in which the magnesium salt-A is dissolved.
  • the alcohol is then removed by heating the solution under reduced pressure.
  • the alcohol coordinated with magnesium is exchanged (or substituted) with sulfone.
  • the electrolytic solution and the like of the present disclosure can be manufactured.
  • a magnesium ion-containing non-aqueous electrolyte solution that can be used for magnesium metal and exhibits an electrochemically reversible magnesium precipitation dissolution reaction at room temperature. it can.
  • the energy density can be improved, and the composition of the electrolytic solution is simple, so that the cost of the electrolytic solution itself can be significantly reduced.
  • the electrolytic solution or the plating bath of the present disclosure has a solvent composed of sulfone and a nonpolar solvent, and a magnesium salt-A dissolved in the solvent.
  • the nonpolar solvent is selected as necessary, but is preferably a nonaqueous solvent having a dielectric constant and a donor number of 20 or less. More specifically, examples of the nonpolar solvent include at least one nonpolar solvent selected from the group consisting of aromatic hydrocarbons, ethers, ketones, esters, and chain carbonates. Examples of aromatic hydrocarbons include toluene, benzene, o-xylene, m-xylene, p-xylene, 1-methylnaphthalene and the like. Examples of ethers include diethyl ether and tetrahydrofuran. Examples of ketones include 4-methyl-2-pentanone. Examples of the ester include methyl acetate and ethyl acetate. Examples of the chain carbonate ester include dimethyl carbonate, diethyl carbonate, and ethyl methyl carbonate.
  • Sulfone and magnesium salt-A are as described above. Moreover, you may add the additive mentioned above to electrolyte solution as needed.
  • the molar ratio of sulfone to magnesium salt-A is, for example, preferably 4 or more and 20 or less, more preferably 6 or more and 16 or less, and further preferably 7 or more and 9 or less. However, it is not limited to these.
  • Examples of the electrolytic solution of the present disclosure using the magnesium salt-A and a nonpolar solvent include: After dissolving the magnesium salt-A in a low boiling point solvent in which the magnesium salt-A is soluble, Dissolving the sulfone in a solution of the magnesium salt-A dissolved in the low boiling point solvent; After removing the low boiling point solvent from the solution in which the sulfone is dissolved, A nonpolar solvent is mixed with the solution from which the low-boiling solvent has been removed, It can manufacture based on each process.
  • magnesium salt-A is dissolved in alcohol. This coordinates the alcohol to the magnesium.
  • an anhydrous magnesium salt can be preferably used.
  • the sulfone is dissolved in the alcohol in which the magnesium salt is dissolved.
  • the alcohol is then removed by heating the solution under reduced pressure.
  • the alcohol coordinated with magnesium is exchanged (or substituted) with sulfone.
  • a nonpolar solvent is mixed with the solution from which the alcohol has been removed.
  • the electrolytic solution and the like of the present disclosure can be manufactured.
  • solvent examples include ethylene carbonate, propylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, methyl propyl carbonate, acetonitrile, dimethoxyethane, diethoxyethane, vinylene carbonate, ⁇ -butyrolactone, and tetrahydrofuran.
  • one type may be used alone, or two or more types may be mixed and used.
  • the electrochemical device (or secondary battery) of the present disclosure is a battery (primary battery or secondary battery) in which an electrolyte layer is configured by the electrolytic solution of the present disclosure
  • the battery includes a negative electrode made of a magnesium-based material, Specifically, a battery having a negative electrode (specifically, a negative electrode active material) made of magnesium, a magnesium alloy, or a magnesium compound can be exemplified. More specific secondary batteries include a magnesium battery, an air battery, and a fuel battery. Can be mentioned.
  • the electrochemical device (or secondary battery) of the present disclosure is a battery in which an electrolyte layer is configured by the electrolytic solution of the present disclosure, for example, sulfur (S), fluorinated graphite ((CF) n ), Various metals [for example, scandium (Sc), titanium (Ti), vanadium (V), chromium (Cr), manganese (Mn), iron (Fe), cobalt (Co), nickel (Ni), copper (Cu) , Zinc (Zn), molybdenum (Mo), etc.], a positive electrode using a positive electrode active material such as a halide, sulfide, selenide, or the like can be used, but is not limited thereto.
  • a positive electrode active material such as a halide, sulfide, selenide, or the like can be used, but is not limited thereto.
  • the positive electrode can have, for example, a structure in which a positive electrode active material layer is formed on the surface of a positive electrode current collector.
  • the positive electrode may not have a positive electrode current collector and may have a structure including only a positive electrode active material layer.
  • the positive electrode current collector is made of, for example, a metal foil such as an aluminum foil.
  • the positive electrode active material layer may contain at least one of a conductive additive and a binder as necessary.
  • Examples of the conductive assistant include carbon materials such as graphite, carbon fiber, carbon black, and carbon nanotube, and one kind or a mixture of two or more kinds can be used.
  • carbon fiber for example, vapor-grown carbon fiber (Vapor GrowthVCarbon Fiber: VGCF) or the like can be used.
  • carbon black acetylene black, Ketjen black, etc. can be used, for example.
  • carbon nanotube for example, a multi-wall carbon nanotube (MWCNT) such as a single wall carbon nanotube (SWCNT) or a double wall carbon nanotube (DWCNT) can be used.
  • MWCNT multi-wall carbon nanotube
  • SWCNT single wall carbon nanotube
  • DWCNT double wall carbon nanotube
  • a metal material such as Ni powder, a conductive polymer material, or the like can be used.
  • a binder for example, a fluorine resin such as polyvinylidene fluoride (PVdF) or polytetrafluoroethylene (PTFE), a polymer such as a polyvinyl alcohol (PVA) resin, a styrene-butadiene copolymer rubber (SBR) resin, or the like. Resin can be used.
  • a conductive polymer for example, substituted or unsubstituted polyaniline, polypyrrole, polythiophene, and one or two (co) polymers selected from these can be used.
  • the material constituting the negative electrode examples include, as described above, a magnesium metal simple substance, a magnesium alloy, or a magnesium compound.
  • the negative electrode is made of, for example, a plate-like material or a foil-like material, but is not limited thereto, and can be formed (shaped) using powder.
  • the negative electrode can also be manufactured based on the electrolytic plating method using an electrolytic solution containing the sulfone and the magnesium salt (the electrolytic solution of the present disclosure).
  • the material constituting the current collector in the negative electrode examples include copper foil, nickel foil, and stainless steel foil.
  • a layer having magnesium ion conductivity including at least magnesium (Mg), carbon (C), oxygen (O), sulfur (S), and halogen can be cited. be able to.
  • the active material layer in such a negative electrode preferably has a single peak derived from magnesium in the range of 40 eV to 60 eV.
  • the halogen include at least one selected from the group consisting of fluorine (F), chlorine (Cl), bromine (Br), and iodine (I).
  • the surface of the active material layer in the negative electrode means the surface of the active material layer on the side constituting the surface of the electrode, and the back surface is the surface opposite to the surface, that is, the collecting surface.
  • the active material layer contains the above element can be confirmed based on an XPS (X-ray Photoelectron Spectroscopy) method. Moreover, it can confirm similarly that an active material layer has the said peak and it has the oxidation state of magnesium based on XPS method.
  • XPS X-ray Photoelectron Spectroscopy
  • the positive electrode and the negative electrode are separated by an inorganic separator or an organic separator that allows magnesium ions to pass while preventing a short circuit due to contact between the two electrodes.
  • the inorganic separator include a glass filter and glass fiber.
  • the organic separator include a synthetic resin porous film made of polytetrafluoroethylene, polypropylene, polyethylene, and the like, and a structure in which these two or more kinds of porous films are laminated can also be used.
  • a porous film made of polyolefin is preferable because it is excellent in the effect of preventing a short circuit and can improve the safety of the battery due to the shutdown effect.
  • Electrolyte layer can be comprised from the high molecular compound which consists of the electrolyte solution of this indication, and the holding body holding an electrolyte solution.
  • the polymer compound may be swollen by the electrolytic solution.
  • the polymer compound swollen by the electrolytic solution may be in a gel form.
  • polymer compound examples include polyacrylonitrile, polyvinylidene fluoride, a copolymer of vinylidene fluoride and hexafluoropropylene, polytetrafluoroethylene, polyhexafluoropropylene, polyethylene oxide, polypropylene oxide, polyphosphazene, polysiloxane, Mention may be made of polyvinyl acetate, polyvinyl alcohol, polymethyl methacrylate, polyacrylic acid, polymethacrylic acid, styrene-butadiene rubber, nitrile-butadiene rubber, polystyrene and polycarbonate.
  • polyacrylonitrile, polyvinylidene fluoride, polyhexafluoropropylene, or polyethylene oxide is preferable from the viewpoint of electrochemical stability.
  • the electrolyte layer can also be a solid electrolyte layer.
  • magnesium ions Mg 2+
  • the electric energy is converted into chemical energy by being transferred to and stored.
  • electrical energy is generated by returning magnesium ions from the negative electrode through the electrolyte layer to the positive electrode.
  • the battery includes, for example, a notebook personal computer, a PDA (personal digital assistant), Mobile phone, smart phone, cordless phone main unit and handset, video movie, digital still camera, e-book, electronic dictionary, portable music player, radio, headphones, game console, navigation system, memory card, heart pacemaker, hearing aid, electric Tools, electric shavers, refrigerators, air conditioners, television receivers, stereos, water heaters, microwave ovens, dishwashers, washing machines, dryers, lighting equipment, toys, medical equipment, robots, road conditioners, traffic lights, railway vehicles Golf cart, electric cart, electric auto It can be used as a driving power source or auxiliary power source such as (including hybrid vehicles).
  • auxiliary power source such as (including hybrid vehicles).
  • a converter that converts electric power into driving force by supplying electric power is generally a motor.
  • the control device that performs information processing related to vehicle control includes a control device that displays the remaining battery level based on information related to the remaining battery level.
  • a battery can also be used in a power storage device in a so-called smart grid.
  • Such a power storage device can not only supply power but also store power by receiving power from another power source.
  • power sources for example, thermal power generation, nuclear power generation, hydroelectric power generation, solar cells, wind power generation, geothermal power generation, fuel cells (including biofuel cells) and the like can be used.
  • the electrochemical device of the present disclosure (or alternatively, the secondary battery, a secondary battery in a battery pack having an outer package enclosing the secondary battery, or a control unit that performs control related to the secondary battery) Secondary battery) can be applied.
  • the control means controls, for example, charge / discharge, overdischarge, or overcharge related to the secondary battery.
  • the electrochemical device (or secondary battery) of the present disclosure including the above-described various preferred embodiments can be applied to a secondary battery in an electronic device that is supplied with power from the secondary battery.
  • a secondary battery in an electric vehicle having a conversion device that receives power supplied from a secondary battery and converts it into driving force of the vehicle, and a control device that performs information processing related to vehicle control based on information related to the secondary battery.
  • the electrochemical device (or secondary battery) of the present disclosure including the various preferable forms.
  • the converter typically receives power supplied from the secondary battery and drives the motor to generate a driving force. Regenerative energy can also be used to drive the motor.
  • a control apparatus performs the information processing regarding vehicle control based on the battery remaining charge of a secondary battery, for example.
  • This electric vehicle includes, for example, an electric vehicle, an electric motorcycle, an electric bicycle, a railway vehicle, and so-called hybrid vehicles.
  • the secondary battery in the power system configured to receive power from the secondary battery and / or to supply power from the power source to the secondary battery includes the above-described various preferred forms of electricity.
  • a chemical device (or a secondary battery) can be applied.
  • the power system may be any power system as long as it uses power, and includes a simple power device.
  • This power system includes, for example, a smart grid, a home energy management system (HEMS), a vehicle, and the like, and can also store electricity.
  • HEMS home energy management system
  • An electrochemical device (or alternatively, the secondary battery in the power storage power source configured to have a secondary battery and connected to an electronic device to which power is supplied includes the above-described various preferable modes (or Secondary battery) can be applied.
  • the power storage power source can be used for any power system or power device, regardless of the use of the power storage power source. For example, it can be used for a smart grid.
  • the electrochemical device may include a capacitor, a sensor, a magnesium ion filter, and the like.
  • the capacitor includes a positive electrode, a negative electrode, and a separator sandwiched between the positive electrode and the negative electrode and impregnated with an electrolytic solution.
  • the electrolytic solution of the present disclosure including the preferred embodiment described above can be used as a plating bath. That is, the electrolytic solution of the present disclosure including the preferred embodiment described above is used as a plating bath, and, for example, a plate-shaped or rod-shaped magnesium metal element is used as an anode (counter electrode) to constitute a cathode (working electrode).
  • a plate-shaped or rod-shaped magnesium metal element is used as an anode (counter electrode) to constitute a cathode (working electrode).
  • platinum (Pt) or a platinum alloy, nickel (Ni) or a nickel alloy, stainless steel, or a current collector material for a negative electrode may be used.
  • Example 1 relates to the electrolytic solution of the present disclosure and the electrochemical device of the present disclosure, and further relates to the electrolytic solution according to the first aspect of the present disclosure.
  • the electrolytic solution of Example 1 is an electrolytic solution for an electrochemical device including a negative electrode made of a magnesium-based material, and has a water content of more than 10 ppm and less than 500 ppm, preferably more than 10 ppm and 400 ppm or less. Preferably, it exceeds 10 ppm and is 300 ppm or less.
  • the electrochemical device (or secondary battery) of Example 1 is an electrochemical device (or secondary battery) provided with a negative electrode made of a magnesium-based material, and the moisture content exceeds 10 ppm.
  • the electrolyte solution is less than 500 ppm, preferably more than 10 ppm and not more than 400 ppm, more preferably more than 10 ppm and not more than 300 ppm.
  • the electrochemical device of Example 1 is specifically a battery in which an electrolyte layer is configured by the electrolytic solution of Example 1 (more specifically, a primary battery or a secondary battery, and a negative electrode (specifically Is a primary battery or a secondary battery) in which the negative electrode active material is made of a magnesium-based material.
  • the electrolytic solution contains sulfone and a magnesium salt dissolved in the sulfone.
  • the magnesium salt is composed of MgX n (where n is 1 or 2 and X is a monovalent or divalent anion).
  • X consists of a molecule containing halogen, —SO 4 , —NO 3 , or a hexaalkyl diciazide group.
  • the halide molecule containing halogen
  • MgX 2 Cl, Br, I
  • it is composed of MgCl 2 .
  • the magnesium salt may be magnesium perchlorate (Mg (ClO 4 ) 2 ), magnesium nitrate (Mg (NO 3 ) 2 ), magnesium sulfate (MgSO 4 ), magnesium tetrafluoroborate (Mg (BF 4 ) 2.
  • Mg (B (C 6 H 5 ) 4 ) 2 Magnesium tetraphenylborate (Mg (B (C 6 H 5 ) 4 ) 2 ), magnesium hexafluorophosphate (Mg (PF 6 ) 2 ), magnesium hexafluoroarsenate (Mg (AsF 6 ) 2 ), Magnesium perfluoroalkylsulfonate ((Mg (R f1 SO 3 ) 2 ), where R f1 is a perfluoroalkyl group), magnesium perfluoroalkylsulfonylimidate (Mg ((R f2 SO 2 ) 2 N) 2 , However, R f2 is a perfluoroalkyl group), and, hexaalkyl dicyanamide azide magnesium ((Mg (hRDS) 2) , however , R represents composed of at least one magnesium salt selected from the group consisting of an alkyl group) (for convenience, referred to as "
  • the electrolyte solution (Mg—EnPS) of Example 1 was prepared as follows.
  • Reagents were weighed and mixed in a glove box (argon gas atmosphere / dew point ⁇ 80 ° C. to ⁇ 90 ° C.). The same applies to the following embodiments. While stirring 100 ml of dehydrated methanol using a stirrer, 3.81 g of anhydrous magnesium (II) chloride (MgCl 2 ) was added. It was confirmed by measuring the temperature outside the reaction vessel with a contact thermometer that there was a slight exotherm when MgCl 2 was dissolved in methanol. This exotherm is due to the heat of reaction when methanol is coordinated to Mg, and it is considered that methanol has a structure coordinated with Mg in methanol.
  • II anhydrous magnesium
  • the sample after removal of methanol was left cloudy when MgCl 2 was dissolved in methanol, it was filtered in a glove box (pore diameter 0.45 ⁇ m; manufactured by Whatman).
  • the moisture content in the state which does not add water was 10 ppm.
  • Example 1 a magnesium secondary battery (coin battery CR2016 type) containing sulfur (S) in the positive electrode (that is, provided with a positive electrode using sulfur as the positive electrode active material) and containing magnesium in the cathode is manufactured.
  • S sulfur
  • FIG. 1 is a schematic view showing the state where the coin battery 10 is disassembled.
  • a gasket 22 is placed on a coin battery can 21, a sulfur positive electrode 23, a glass fiber separator 24, a diameter of 1.5 mm, a thickness of 0.1 mm.
  • a negative electrode 25 made of a 25 ⁇ m Mg plate
  • a spacer 26 made of a stainless steel plate having a thickness of 0.5 ⁇ m
  • a coin battery lid 27 was caulked and sealed.
  • the spacer 26 was spot welded to the coin battery lid 27 in advance.
  • the separator 24 contains the electrolytic solution of Example 1.
  • the positive electrode 23 contains 10% by mass of sulfur (S 8 ), further contains 65% by mass of ketjen black as a conductive additive, and contains 25% by mass of PTFE as a binder.
  • FIG. 2 shows a plot of the discharge capacity (shown as “discharge capacity maintenance ratio”).
  • discharge capacity maintenance ratio the discharge capacity maintenance ratio
  • the moisture content exceeds 10 ppm and maintains a high capacity maintenance rate up to 400 ppm.
  • the water content was 500 ppm or more, the first cycle discharge could not be performed.
  • the battery when the water content is 500 ppm or more, it is expected that the battery will not function as a battery due to a decrease in battery characteristics generally caused by an increase in the water content (that is, the electrochemical activity of both the negative electrode and the positive electrode decreases). Is done.
  • the water content when the water content is more than 10 ppm and less than 500 ppm, it is more appropriate than water molecules on the negative electrode surface (magnesium surface) and magnesium more than the general decrease in battery characteristics due to moisture. It is considered that the cycle characteristics are improved based on the suppression of unnecessary side reactions with the positive electrode due to the film formation.
  • the cycle maintenance rate is improved. A different phenomenon was revealed.
  • the material (for example, solvent) constituting the electrolytic solution is not required to have a super dehydration specification, and special storage (for example, a dry room or a glove box) or manufacturing is not required. A line is unnecessary, and an increase in the manufacturing cost of the electrolytic solution and the electrochemical device can be suppressed. Then, by using this excellent electrolytic solution for the electrolyte layer, a high-performance electrochemical device such as a magnesium battery can be realized.
  • the second embodiment is a modification of the first embodiment.
  • magnesium borohydride (Mg (BH 4 ) 2 ) ⁇ magnesium salt-B> was used as the magnesium salt instead of MgCl 2 .
  • Such an electrolytic solution of Example 2 can be produced by dissolving magnesium borohydride (Mg (BH 4 ) 2 ) in sulfone.
  • the sulfone is composed of an alkyl sulfone represented by R 1 R 2 SO 2 (where R 1 and R 2 represent an alkyl group), specifically, ethyl-n-propyl. It consists of sulfone (EnPS).
  • the electrolyte solution of Example 2 is also a magnesium ion-containing non-aqueous electrolyte solution in which a magnesium salt-B is dissolved in a sulfone solvent, and is an electrolyte solution for electrochemical devices.
  • the electrolyte solution of Example 2 was manufactured by the following method. That is, while stirring 5 ml of EnPS as a solvent using a stirrer, 49 mg of magnesium borohydride (Mg (BH 4 ) 2 ) was added and stirred using a stirrer for 90 minutes. Magnesium was dissolved in the sulfone. Thereafter, filtration (pore diameter 0.45 ⁇ m) was performed to remove undissolved magnesium borohydride. Then, a predetermined amount of water was added.
  • Mg (BH 4 ) 2 magnesium borohydride
  • Example 2 Even in such a magnesium secondary battery using the electrolyte solution of Example 2 (coin battery CR2016 type containing sulfur (S) in the positive electrode and magnesium in the cathode), the water content of the electrolyte solution is 10 ppm. In the case of exceeding 500 ppm and less than 500 ppm, excellent cycle characteristics could be obtained as in Example 1.
  • the sulfone which is a non-ether solvent
  • the magnesium electrode can be used for a magnesium electrode, and electrochemically reversible precipitation and dissolution of magnesium at room temperature.
  • the magnesium ion containing non-aqueous electrolyte solution shown can be obtained.
  • the magnesium salt used is magnesium borohydride (Mg (BH 4 ) 2 ) and does not contain a halogen atom. Therefore, in addition to the advantages described in the first embodiment, it is not necessary to make various members constituting the electrochemical device from a material having high corrosion resistance. And since this electrolyte solution has a simple composition, the cost of the electrolyte solution itself can be greatly reduced. By using this excellent electrolyte solution in the electrolyte layer, a high-performance electric battery such as a magnesium battery can be used. A chemical device can be realized.
  • an Mg electrolyte solution (Mg—EnPS-toluene) was prepared as follows. That is, 1.9 grams of low-moisture toluene as a nonpolar solvent was added while stirring 11.8 grams of the electrolyte solution (Mg-EnPS) of Example 1 using a stirrer.
  • An Mg electrolyte solution (Mg—EiPS) was prepared as follows. That is, as in Example 1, anhydrous magnesium chloride (II) (MgCl 2 ) was dissolved in dehydrated methanol, and then 43.6 g of EiPS was added while stirring with a stirrer. Then, in the same manner as in Example 1, the solution was kept out of the glove box while keeping the atmosphere free of contamination, and heated and stirred at 110 ° C. for 2 hours while reducing the pressure using a rotary pump. Methanol was removed. When methanol was decreased, a white precipitate was formed. However, when heating under reduced pressure was continued, the generated precipitate was dissolved.
  • Mg electrolyte solution (Mg—DnPS) was prepared as follows. As in Example 1, after anhydrous magnesium chloride (II) (MgCl 2 ) was dissolved in dehydrated methanol, 48.1 g of DnPS previously dissolved with a hot stirrer was added while stirring with a stirrer. . Then, methanol was removed in the same manner as in Example 1. When methanol was decreased, a white precipitate was formed. However, when heating under reduced pressure was continued, the generated precipitate was dissolved. This change in solubility is thought to be due to the exchange of the Mg ligand from methanol to DnPS. The removal of methanol was confirmed by 1 H NMR measurement.
  • Moisture content of electrolyte even in Mg electrolyte (Mg-EnPS-toluene), Mg electrolyte (Mg-EnPS-BF 4 ), Mg electrolyte (Mg-EiPS) and Mg electrolyte (Mg-DnPS) When the rate was more than 10 ppm and less than 500 ppm, excellent cycle characteristics could be obtained as in Example 1.
  • Example 3 is also a modification of Example 1, but relates to an electrolyte solution according to the second embodiment of the present disclosure.
  • the electrolyte solution of Example 3 contains ether and a magnesium salt dissolved in the ether.
  • the magnesium salt is composed of Mg (AlCl 3 R 1 ) 2 or Mg (AlCl 2 R 2 R 3 ) 2 (where R 1 , R 2 and R 3 are alkyl groups), and more specifically Specifically, in Example 3, it is made of Mg (AlCl 2 Et 2 ) 2 .
  • the ether is composed of a cyclic ether or a linear ether (specifically, a cyclic ether in Example 3), and more specifically, tetrahydrofuran (THF).
  • Example 3 MgCl 2 , diethylaluminum chloride (Et 2 AlCl) and THF were mixed at a molar ratio of 1: 2: 50, and the electrolyte solution of Example 3 was prepared by heating and stirring at 60 ° C. for 48 hours. did.
  • the moisture content in the state which does not add water was 10 ppm.
  • Example 3 also, a magnesium secondary battery (coin battery CR2016 type) containing sulfur (S) in the positive electrode (that is, a positive electrode using Mo 6 S 8 as the positive electrode active material) and magnesium in the cathode. ) And the relationship between the water content of the electrolyte and the cycle characteristics was examined. Specifically, a negative electrode composed of a magnesium (Mg) plate having a thickness of 1.5 mm, Mo 6 S 8 (90% by mass), a conductive additive (7% by mass), and a binder (3% by mass PVdF) A coin battery was produced using a positive electrode made of The test conditions are shown in Table 2 below.
  • the state where the coin battery 10 is disassembled is the same as that described in the first embodiment.
  • a predetermined amount of water is added.
  • the salt concentration as the electrolytic solution is 0.25 mol per liter of THF.
  • FIG. 3 shows a plot of the discharge capacity (indicated as “discharge capacity retention rate”).
  • discharge capacity retention rate the moisture content exceeds 10 ppm and maintains a high capacity maintenance rate up to 300 ppm.
  • Example 4 is a modification of Example 1 to Example 3.
  • the electrochemical device of Example 4 includes a capacitor as shown in a schematic cross-sectional view of FIG. 4, and a positive electrode 31 and a negative electrode through a separator 33 impregnated with the electrolytic solution of Examples 1 to 3. 32 are arranged facing each other.
  • a gel electrolyte membrane impregnated with the electrolytic solutions of Examples 1 to 3 may be disposed on at least one surface of the separator 33, the positive electrode 31, and the negative electrode 32.
  • Reference numerals 35 and 36 indicate current collectors, and reference numeral 37 indicates a gasket.
  • the electrochemical device of Example 4 is composed of an air battery as shown in a conceptual diagram in FIG.
  • the air battery includes, for example, an oxygen-selective permeable membrane 47 that hardly permeates water vapor and selectively permeates oxygen, an air electrode-side current collector 44 made of a conductive porous material, and the air electrode-side current collector 44.
  • a porous diffusion layer 46 made of a conductive material and disposed between the positive electrode 41 and the porous positive electrode 41, a porous positive electrode 41 containing a conductive material and a catalyst material, a separator and an electrolytic solution (or an electrolytic solution that does not easily pass water vapor)
  • Oxygen 52 in the air (atmosphere) 51 is selectively permeated by the oxygen selective permeable membrane 47, passes through the air electrode side current collector 44 made of a porous material, is diffused by the diffusion layer 46, and is porous. To be supplied. The progress of oxygen that has passed through the oxygen selective permeable membrane 47 is partially shielded by the air electrode side current collector 44, but the oxygen that has passed through the air electrode side current collector 44 is diffused and spread by the diffusion layer 46. Thus, the entire porous positive electrode 41 is efficiently distributed, and the supply of oxygen to the entire surface of the porous positive electrode 41 is not hindered by the air electrode side current collector 44.
  • the electrochemical device of Example 4 is composed of a fuel cell as shown in a conceptual diagram in FIG.
  • the fuel cell includes, for example, a positive electrode 61, a positive electrode electrolyte 62, a positive electrode electrolyte transport pump 63, a fuel flow path 64, a positive electrode electrolyte storage container 65, a negative electrode 71, a negative electrode electrolyte 72, and a negative electrode electrolyte.
  • a transport pump 73, a fuel flow path 74, a negative electrode electrolyte storage container 75, and an ion exchange membrane 66 are included.
  • the positive electrode electrolyte 62 flows through the fuel flow path 64 continuously or intermittently (circulates) via the positive electrode electrolyte storage container 65 and the positive electrode electrolyte transport pump 63.
  • the negative electrode electrolyte solution 72 flows continuously or intermittently (circulates) through the path 74 via the negative electrode electrolyte storage container 75 and the negative electrode electrolyte transport pump 73, and the positive electrode 61 and the negative electrode Power generation is performed with 71.
  • the electrolyte solution 62 for the positive electrode a solution obtained by adding a positive electrode active material to the electrolyte solutions of Examples 1 to 3 can be used.
  • the electrolyte solution 72 for the negative electrode the negative electrode is added to the electrolyte solutions of Examples 1 to 3. What added the active material can be used.
  • Mg-EnPS Mg electrolyte solution
  • EnPS ethyl-n-propylsulfone
  • EIPS ethyl -i- propyl sulfone
  • EiPS 1: 8 ( molar
  • Example 5 an electrochemical device of the present disclosure (specifically, a magnesium secondary battery) and an application example thereof will be described.
  • the magnesium secondary battery according to the present disclosure described in the first to third embodiments includes a machine, an apparatus, a tool, an apparatus, and the like that can use the secondary battery as a power source for driving and operation or a power storage source for storing power.
  • the present invention can be applied to a system (an aggregate of a plurality of devices) without being particularly limited.
  • a magnesium secondary battery (specifically, a magnesium-sulfur secondary battery) used as a power source may be a main power source (a power source used preferentially) or an auxiliary power source (in place of the main power source). Or a power source used by switching from the main power source).
  • the main power source is not limited to the magnesium secondary battery.
  • the magnesium secondary battery specifically, a magnesium-sulfur secondary battery
  • a video camera, a camcorder, a digital still camera a mobile phone, a personal computer, a television receiver, Display devices, cordless telephones, headphone stereos, music players, portable radios, electronic papers such as electronic books and electronic newspapers, various electronic devices such as portable information terminals including PDAs, electrical devices (including portable electronic devices); toys; Portable household appliances such as electric shavers; lighting fixtures such as room lights; medical electronic devices such as pacemakers and hearing aids; storage devices such as memory cards; battery packs used for personal computers as removable power supplies; electric drills Electric tools such as power saws and electric saws; store power in case of emergency Power storage systems such as battery systems for gardens, home energy servers (household power storage devices), power supply systems; power storage units and backup power sources; electric vehicles such as electric cars, electric bikes, electric bicycles, Segway (registered trademark); aircraft The driving of a power driving force conversion device for a ship or a ship
  • the magnesium secondary battery in the present disclosure is applied to a battery pack, an electric vehicle, an electric power storage system, an electric power supply system, an electric tool, an electronic device, an electric device, and the like.
  • the battery pack is a power source using the magnesium secondary battery in the present disclosure, and is a so-called assembled battery or the like.
  • the electric vehicle is a vehicle that operates (runs) using the magnesium secondary battery according to the present disclosure as a driving power source, and may be an automobile (hybrid automobile or the like) that includes a drive source other than the secondary battery.
  • the power storage system (power supply system) is a system that uses the magnesium secondary battery in the present disclosure as a power storage source.
  • a household power storage system power is stored in the magnesium secondary battery according to the present disclosure, which is a power storage source, so that it is possible to use household electrical products using the power. It becomes.
  • An electric tool is a tool in which a movable part (for example, a drill etc.) moves, using the magnesium secondary battery in this indication as a power source for driving.
  • An electronic device and an electric device are devices that exhibit various functions using the magnesium secondary battery according to the present disclosure as a power source (power supply source) for operation.
  • cylindrical magnesium secondary battery and the flat laminate film type magnesium secondary battery will be described.
  • FIG. 8 shows a schematic cross-sectional view of the cylindrical magnesium secondary battery 100.
  • an electrode structure 121 and a pair of insulating plates 112 and 113 are housed in an approximately hollow cylindrical electrode structure housing member 111.
  • the electrode structure 121 can be produced, for example, by stacking the positive electrode 122 and the negative electrode 124 with the separator 126 interposed therebetween to obtain an electrode structure, and then winding the electrode structure.
  • the electrode structure housing member (battery can) 111 has a hollow structure in which one end is closed and the other end is opened, and is made of iron (Fe), aluminum (Al), or the like.
  • the surface of the electrode structure housing member 111 may be plated with nickel (Ni) or the like.
  • the pair of insulating plates 112 and 113 are arranged so as to sandwich the electrode structure 121 and extend perpendicular to the winding peripheral surface of the electrode structure 121.
  • a battery lid 114, a safety valve mechanism 115, and a heat sensitive resistance element (PTC element, PositivePoTemperature Coefficient element) 116 are caulked to the open end of the electrode structure housing member 111 via a gasket 117, thereby The structure housing member 111 is sealed.
  • the battery lid 114 is made of the same material as the electrode structure housing member 111, for example.
  • the safety valve mechanism 115 and the thermal resistance element 116 are provided inside the battery lid 114, and the safety valve mechanism 115 is electrically connected to the battery lid 114 via the thermal resistance element 116.
  • the disk plate 115A is reversed when the internal pressure becomes a certain level or more due to an internal short circuit or external heating. As a result, the electrical connection between the battery lid 114 and the electrode structure 121 is disconnected. In order to prevent abnormal heat generation caused by a large current, the resistance of the heat-sensitive resistor element 116 increases as the temperature rises.
  • the gasket 117 is made of, for example, an insulating material. Asphalt or the like may be applied to the surface of the gasket 117.
  • a center pin 118 is inserted in the winding center of the electrode structure 121. However, the center pin 118 does not have to be inserted in the winding center.
  • a positive electrode lead portion 123 made of a conductive material such as aluminum is connected to the positive electrode 122. Specifically, the positive electrode lead portion 123 is attached to the positive electrode current collector.
  • a negative electrode lead portion 125 made of a conductive material such as copper is connected to the negative electrode 124. Specifically, the negative electrode lead portion 125 is attached to the negative electrode current collector.
  • the negative electrode lead portion 125 is welded to the electrode structure housing member 111 and is electrically connected to the electrode structure housing member 111.
  • the positive electrode lead portion 123 is welded to the safety valve mechanism 115 and is electrically connected to the battery lid 114.
  • the negative electrode lead portion 125 has one location (the outermost peripheral portion of the wound electrode structure), but two locations (the outermost peripheral portion and the outermost portion of the wound electrode structure). It may be provided on the inner periphery
  • the electrode structure 121 includes a positive electrode 122 having a positive electrode active material layer formed on a positive electrode current collector (specifically, on both surfaces of the positive electrode current collector), and a negative electrode current collector (specifically, A negative electrode 124 having a negative electrode active material layer formed on both sides of the negative electrode current collector is laminated via a separator 126.
  • the positive electrode active material layer is not formed in the region of the positive electrode current collector to which the positive electrode lead portion 123 is attached, and the negative electrode active material layer is not formed in the region of the negative electrode current collector to which the negative electrode lead portion 125 is attached.
  • the specifications of the magnesium secondary battery 100 are illustrated in Table 3 below, but are not limited thereto.
  • the magnesium secondary battery 100 can be manufactured, for example, based on the following procedure.
  • a positive electrode active material layer is formed on both surfaces of a positive electrode current collector, and a negative electrode active material layer is formed on both surfaces of the negative electrode current collector.
  • the positive electrode lead portion 123 is attached to the positive electrode current collector using a welding method or the like.
  • the negative electrode lead portion 125 is attached to the negative electrode current collector using a welding method or the like.
  • the positive electrode 122 and the negative electrode 124 are laminated through a separator 126 made of a microporous polyethylene film having a thickness of 20 ⁇ m, and wound (more specifically, the positive electrode 122 / separator 126 / negative electrode 124 / separator. 126 (winding electrode structure (stacked structure) 126) and producing electrode structure 121, a protective tape (not shown) is applied to the outermost periphery.
  • the center pin 118 is inserted into the center of the electrode structure 121.
  • the electrode structure 121 is housed inside the electrode structure housing member (battery can) 111 while the electrode structure 121 is sandwiched between the pair of insulating plates 112 and 113.
  • the distal end portion of the positive electrode lead portion 123 is attached to the safety valve mechanism 115 and the distal end portion of the negative electrode lead portion 125 is attached to the electrode structure housing member 111 using a welding method or the like.
  • the electrolytic solutions of Examples 1 to 3 are injected based on the reduced pressure method, and the separator 126 is impregnated with the electrolytic solution.
  • the battery lid 114, the safety valve mechanism 115, and the heat sensitive resistance element 116 are caulked to the opening end portion of the electrode structure housing member 111 through the gasket 117.
  • FIG. 9 shows a schematic exploded perspective view of the secondary battery.
  • an electrode structure 221 that is basically the same as described above is housed inside an exterior member 200 made of a laminate film.
  • the electrode structure 221 can be manufactured by laminating a positive electrode and a negative electrode via a separator and an electrolyte layer, and then winding the laminated structure.
  • a positive electrode lead portion 223 is attached to the positive electrode, and a negative electrode lead portion 225 is attached to the negative electrode.
  • the outermost periphery of the electrode structure 221 is protected by a protective tape.
  • the positive electrode lead portion 223 and the negative electrode lead portion 225 protrude in the same direction from the inside of the exterior member 200 toward the outside.
  • the positive electrode lead portion 223 is formed from a conductive material such as aluminum.
  • the negative electrode lead portion 225 is formed from a conductive material such as copper, nickel, and stainless steel.
  • the exterior member 200 is a single film that can be folded in the direction of arrow R shown in FIG. 9, and a recess (emboss) for housing the electrode structure 221 is provided in a part of the exterior member 200.
  • the exterior member 200 is, for example, a laminate film in which a fusion layer, a metal layer, and a surface protective layer are laminated in this order. In the manufacturing process of the secondary battery, after the exterior member 200 is folded so that the fusion layers face each other via the electrode structure 221, the outer peripheral edges of the fusion layers are fused.
  • the exterior member 200 may be a laminate of two laminated films bonded with an adhesive or the like.
  • the fusing layer is made of, for example, a film of polyethylene, polypropylene or the like.
  • the metal layer is made of, for example, aluminum foil.
  • the surface protective layer is made of, for example, nylon or polyethylene terephthalate.
  • the exterior member 200 is an aluminum laminate film in which a polyethylene film, an aluminum foil, and a nylon film are laminated in this order.
  • the exterior member 200 may be a laminate film having another laminated structure, a polymer film such as polypropylene, or a metal film.
  • a nylon film (thickness 30 ⁇ m), an aluminum foil (thickness 40 ⁇ m), and an unstretched polypropylene film (thickness 30 ⁇ m) are laminated in this order from the outside in a moisture resistant aluminum laminate film (total thickness) 100 ⁇ m).
  • an adhesion film 201 is inserted between the exterior member 200 and the positive electrode lead portion 223 and between the exterior member 200 and the negative electrode lead portion 225.
  • the adhesion film 201 is made of a material having adhesion to the positive electrode lead portion 223 and the negative electrode lead portion 225, for example, a polyolefin resin, and more specifically, a polyolefin resin such as polyethylene, polypropylene, modified polyethylene, and modified polypropylene. .
  • the battery pack is a simple battery pack (so-called soft pack) using one magnesium secondary battery according to the present disclosure, and is mounted on, for example, an electronic device typified by a smartphone.
  • the battery pack includes an assembled battery composed of six magnesium secondary batteries according to the present disclosure connected in two parallel three series.
  • the connection form of the magnesium secondary battery may be in series, in parallel, or a mixed type of both.
  • FIG. 10 is a block diagram illustrating a circuit configuration example when the magnesium secondary battery according to the present disclosure is applied to a battery pack.
  • the battery pack includes a cell (assembled battery) 1001, an exterior member, a switch unit 1021, a current detection resistor 1014, a temperature detection element 1016, and a control unit 1010.
  • the switch unit 1021 includes a charge control switch 1022 and a discharge control switch 1024.
  • the battery pack includes a positive electrode terminal 1031 and a negative electrode terminal 1032. During charging, the positive electrode terminal 1031 and the negative electrode terminal 1032 are connected to the positive electrode terminal and the negative electrode terminal of the charger, respectively, and charging is performed. Further, when the electronic device is used, the positive electrode terminal 1031 and the negative electrode terminal 1032 are connected to the positive electrode terminal and the negative electrode terminal of the electronic device, respectively, and discharge is performed.
  • the cell 1001 is configured by connecting a plurality of magnesium secondary batteries 1002 according to the present disclosure in series and / or in parallel.
  • FIG. 10 shows a case where six magnesium secondary batteries 1002 are connected in two parallel three series (2P3S), but in addition, p parallel q series (where p and q are integers) Any connection method may be used.
  • the switch unit 1021 includes a charge control switch 1022 and a diode 1023, and a discharge control switch 1024 and a diode 1025, and is controlled by the control unit 1010.
  • the diode 1023 has a reverse polarity with respect to the charging current flowing from the positive terminal 1031 toward the cell 1001 and the forward polarity with respect to the discharging current flowing from the negative terminal 1032 toward the cell 1001.
  • the diode 1025 has a polarity in the forward direction with respect to the charging current and in the reverse direction with respect to the discharging current.
  • the switch portion is provided on the plus (+) side, but may be provided on the minus ( ⁇ ) side.
  • the charging control switch 1022 is closed when the battery voltage becomes the overcharge detection voltage, and is controlled by the control unit 1010 so that the charging current does not flow in the current path of the cell 1001. After the charging control switch 1022 is closed, only discharging is possible via the diode 1023.
  • the control unit 1010 is controlled so as to be closed when a large current flows during charging and to block the charging current flowing in the current path of the cell 1001.
  • the discharge control switch 1024 is closed when the battery voltage becomes the overdischarge detection voltage, and is controlled by the control unit 1010 so that the discharge current does not flow in the current path of the cell 1001. After the discharge control switch 1024 is closed, only charging is possible through the diode 1025. Further, the control unit 1010 is controlled so that the closed state is established when a large current flows during discharging and the discharge current flowing through the current path of the cell 1001 is cut off.
  • the temperature detection element 1016 is formed of, for example, a thermistor, and is provided in the vicinity of the cell 1001.
  • the temperature measurement unit 1015 measures the temperature of the cell 1001 using the temperature detection element 1016, and sends the measurement result to the control unit 1010.
  • the voltage measurement unit 1012 measures the voltage of the cell 1001 and the voltage of each magnesium secondary battery 1002 constituting the cell 1001, A / D converts the measurement result, and sends the result to the control unit 1010.
  • the current measurement unit 1013 measures the current using the current detection resistor 1014 and sends the measurement result to the control unit 1010.
  • the switch control unit 1020 controls the charge control switch 1022 and the discharge control switch 1024 of the switch unit 1021 based on the voltage and current sent from the voltage measurement unit 1012 and the current measurement unit 1013.
  • the switch control unit 1020 controls the switch unit 1021 when any voltage of the magnesium secondary battery 1002 becomes equal to or lower than the overcharge detection voltage or the overdischarge detection voltage, or when a large current flows rapidly. By sending a signal, overcharge, overdischarge, and overcurrent charge / discharge are prevented.
  • the charge control switch 1022 and the discharge control switch 1024 can be composed of semiconductor switches such as MOSFETs, for example. In this case, diodes 1023 and 1025 are constituted by parasitic diodes of the MOSFET.
  • the switch control unit 1020 supplies the control signal DO and the control signal CO to the gate units of the charge control switch 1022 and the discharge control switch 1024, respectively.
  • the charge control switch 1022 and the discharge control switch 1024 are turned on by a gate potential that is lower than the source potential by a predetermined value or more. That is, in normal charging and discharging operations, the control signal CO and the control signal DO are set to a low level, and the charging control switch 1022 and the discharging control switch 1024 are turned on. For example, in the case of overcharge or overdischarge, the control signal CO and the control signal DO are set to a high level, and the charge control switch 1022 and the discharge control switch 1024 are closed.
  • the memory 1011 includes, for example, an EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory) that is a nonvolatile memory.
  • EPROM Erasable Programmable Read Only Memory
  • numerical values calculated by the control unit 1010, internal resistance values of magnesium secondary batteries in the initial state of each magnesium secondary battery 1002 measured in the manufacturing process, and the like are stored in advance. It is possible to rewrite as appropriate. Further, by storing the full charge capacity of the magnesium secondary battery 1002, for example, the remaining capacity can be calculated together with the control unit 1010.
  • the temperature measurement unit 1015 measures the temperature using the temperature detection element 1016, performs charge / discharge control when abnormal heat is generated, and performs correction in calculating the remaining capacity.
  • FIG. 11A shows a block diagram showing a configuration of an electric vehicle such as a hybrid vehicle which is an example of the electric vehicle.
  • the electric vehicle includes, for example, a control unit 2001, various sensors 2002, a power supply 2003, an engine 2010, a generator 2011, inverters 2012 and 2013, a driving motor 2014, a differential device 2015, in a metal housing 2000.
  • a transmission 2016 and a clutch 2017 are provided.
  • the electric vehicle includes, for example, a front wheel drive shaft 2021, a front wheel 2022, a rear wheel drive shaft 2023, and a rear wheel 2024 connected to the differential device 2015 and the transmission 2016.
  • the electric vehicle can travel using, for example, either the engine 2010 or the motor 2014 as a drive source.
  • the engine 2010 is a main power source, such as a gasoline engine.
  • the driving force (rotational force) of the engine 2010 is transmitted to the front wheel 2022 or the rear wheel 2024 via, for example, a differential device 2015, a transmission 2016, and a clutch 2017 that are driving units.
  • the rotational force of the engine 2010 is also transmitted to the generator 2011, and the generator 2011 generates alternating current power using the rotational force.
  • the alternating current power is converted into direct current power via the inverter 2013 and stored in the power source 2003. .
  • the motor 2014 that is the conversion unit when used as a power source, power (DC power) supplied from the power supply 2003 is converted into AC power via the inverter 2012, and the motor 2014 is driven using AC power.
  • the driving force (rotational force) converted from electric power by the motor 2014 is transmitted to the front wheel 2022 or the rear wheel 2024 via, for example, a differential device 2015, a transmission 2016, and a clutch 2017 that are driving units.
  • the resistance force at the time of deceleration may be transmitted to the motor 2014 as a rotational force, and the motor 2014 may generate AC power using the rotational force.
  • the AC power is converted into DC power via the inverter 2012, and the DC regenerative power is stored in the power supply 2003.
  • the control unit 2001 controls the operation of the entire electric vehicle, and includes, for example, a CPU.
  • the power supply 2003 includes one or more magnesium secondary batteries (not shown) described in the first to third embodiments.
  • the power supply 2003 can be configured to be connected to an external power supply and accumulate power by receiving power supply from the external power supply.
  • the various sensors 2002 are used, for example, to control the rotational speed of the engine 2010 and to control the opening (throttle opening) of a throttle valve (not shown).
  • the various sensors 2002 include, for example, a speed sensor, an acceleration sensor, an engine speed sensor, and the like.
  • the electric vehicle may be a vehicle (electric vehicle) that operates using only the power supply 2003 and the motor 2014 without using the engine 2010.
  • FIG. 11B shows a block diagram showing the configuration of the power storage system (power supply system).
  • the power storage system includes, for example, a control unit 3001, a power source 3002, a smart meter 3003, and a power hub 3004 in a house 3000 such as a general house or a commercial building.
  • the power supply 3002 is connected to, for example, an electric device (electronic device) 3010 installed inside the house 3000 and can be connected to an electric vehicle 3011 stopped outside the house 3000.
  • the power source 3002 is connected to, for example, a private power generator 3021 installed in a house 3000 via a power hub 3004 and can be connected to an external centralized power system 3022 via a smart meter 3003 and a power hub 3004. is there.
  • the electric device (electronic device) 3010 includes, for example, one or more home appliances. Examples of the home appliance include a refrigerator, an air conditioner, a television receiver, and a water heater.
  • the private power generator 3021 is composed of, for example, a solar power generator or a wind power generator.
  • Examples of the electric vehicle 3011 include an electric vehicle, a hybrid vehicle, an electric motorcycle, an electric bicycle, and Segway (registered trademark).
  • Examples of the centralized power system 3022 include a commercial power source, a power generation device, a power transmission network, and a smart grid (next generation power transmission network), and examples thereof include a thermal power plant, a nuclear power plant, a hydroelectric power plant, and a wind power plant.
  • Examples of the power generation device provided in the centralized power system 3022 include various solar cells, fuel cells, wind power generation devices, micro hydropower generation devices, geothermal power generation devices, etc. It is not limited to these.
  • the control unit 3001 controls the operation of the entire power storage system (including the usage state of the power supply 3002), and includes, for example, a CPU.
  • the power supply 3002 includes one or more magnesium secondary batteries (not shown) described in the first to third embodiments.
  • the smart meter 3003 is, for example, a network-compatible power meter installed in the house 3000 on the power demand side, and can communicate with the power supply side. For example, the smart meter 3003 can efficiently and stably supply energy by controlling the balance between supply and demand in the house 3000 while communicating with the outside.
  • the power storage system for example, power is stored in the power source 3002 from the centralized power system 3022 that is an external power source via the smart meter 3003 and the power hub 3004, and from the private power generator 3021 that is an independent power source via the power hub 3004.
  • power is stored in the power source 3002. Since the electric power stored in the power supply 3002 is supplied to the electric device (electronic device) 3010 and the electric vehicle 3011 in accordance with an instruction from the control unit 3001, the electric device (electronic device) 3010 can be operated and the electric device The vehicle 3011 can be charged.
  • the power storage system is a system that enables accumulation and supply of power in the house 3000 using the power source 3002.
  • the power stored in the power supply 3002 can be used arbitrarily. Therefore, for example, power can be stored in the power supply 3002 from the centralized power system 3022 at midnight when the electricity charge is low, and the power stored in the power supply 3002 can be used during the day when the electricity charge is high.
  • the power storage system described above may be installed for each house (one household), or may be installed for a plurality of houses (multiple households).
  • the electric tool is, for example, an electric drill, and includes a control unit 4001 and a power source 4002 inside a tool main body 4000 made of a plastic material or the like.
  • a drill portion 4003 that is a movable portion is rotatably attached to the tool main body 4000.
  • the control unit 4001 controls the operation of the entire power tool (including the usage state of the power source 4002), and includes, for example, a CPU.
  • the power supply 4002 includes one or more magnesium secondary batteries (not shown) described in the first to third embodiments.
  • the control unit 4001 supplies power from the power source 4002 to the drill unit 4003 in response to an operation switch (not shown).
  • the composition of the electrolytic solution, the raw materials used in the production, the production method, the production conditions, the characteristics of the electrolytic solution, the structure of the electrochemical device and the battery, and the structure described in the examples are examples, and are not limited thereto. It can be changed as appropriate.
  • the electrolytic solution of the present disclosure can be mixed with an organic polymer (for example, polyethylene oxide, polyacrylonitrile, polyvinylidene fluoride (PVdF)) and used as a gel electrolyte.
  • an organic polymer for example, polyethylene oxide, polyacrylonitrile, polyvinylidene fluoride (PVdF)
  • the electrolytic solution described in Example 1 can be used as a plating bath for electroplating magnesium described above.
  • the magnesium salt constituting the plating bath for electroplating magnesium the aforementioned magnesium salt-A and magnesium salt-B can be mentioned.
  • a plating bath Dissolving the magnesium salt in a low boiling solvent in which the magnesium salt is soluble; After dissolving sulfone (specifically, the aforementioned sulfone) in a solution in which a magnesium salt is dissolved in a low boiling point solvent, It can be obtained by removing the low boiling point solvent from the solution in which the sulfone is dissolved.
  • the low-boiling solvent in which the magnesium salt is soluble may be basically any solvent that has a lower boiling point than the selected sulfone among the solvents in which the magnesium salt is soluble. It is preferable to use alcohol.
  • the plating bath described above may contain the above-described additive, and the addition of such an additive can improve the ionic conductivity of the plating bath. Furthermore, it can also be set as the form containing the various nonpolar solvent mentioned above. That is, a nonpolar solvent may be mixed with the plating bath. Nonpolar solvents function as a kind of diluent.
  • Electrolytic solution An electrolyte for an electrochemical device having a negative electrode made of a magnesium-based material, An electrolytic solution having a moisture content of more than 10 ppm and less than 500 ppm.
  • electrolytic solution according to [A01] wherein the moisture content exceeds 10 ppm and is 300 ppm or less.
  • Magnesium salts include magnesium perchlorate (Mg (ClO 4 ) 2 ), magnesium nitrate (Mg (NO 3 ) 2 ), magnesium sulfate (MgSO 4 ), magnesium tetrafluoroborate (Mg (BF 4 ) 2 ), Magnesium tetraphenylborate (Mg (B (C 6 H 5 ) 4 ) 2 ), magnesium hexafluorophosphate (Mg (PF 6 ) 2 ), magnesium hexafluoroarsenate (Mg (AsF 6 ) 2 ), Magnesium perfluoroalkyl sulfonate (Mg (R f1 SO 3 ) 2 (where R f1 is a perfluoroalkyl group), magnesium perfluoroalkylsulfonyl imido acid (Mg ((R f2 SO 2 ) 2 N) 2 ) R f2 is a perfluoroalkyl group>
  • the sulfone is an alkylsulfone or an alkylsulfone derivative represented by R 1 R 2 SO 2 (where R 1 and R 2 represent an alkyl group), and any one of [A03] to [A07] Electrolyte as described in.
  • Alkylsulfone is dimethylsulfone, methylethylsulfone, methyl-n-propylsulfone, methyl-i-propylsulfone, methyl-n-butylsulfone, methyl-i-butylsulfone, methyl-s-butylsulfone, methyl -T-butylsulfone, ethylmethylsulfone, diethylsulfone, ethyl-n-propylsulfone, ethyl-i-propylsulfone, ethyl-n-butylsulfone, ethyl-i-butylsulfone, ethyl-s-butylsulfone, ethyl- t-butylsulfone, di-n-propylsulfone, di-i-propylsulfone, n-propylsul
  • [A10] The electrolytic solution according to [A01] or [A02], which includes ether (generally an aprotic solvent) and a magnesium salt dissolved in ether (aprotic solvent).
  • ether generally an aprotic solvent
  • the magnesium salt is composed of Mg (AlCl 3 R 1 ) 2 or Mg (AlCl 2 R 2 R 3 ) 2 (where R 1 , R 2 , and R 3 are alkyl groups)
  • [A12] The electrolyte according to [A10] or [A11], wherein the ether comprises a cyclic ether or a linear ether.
  • the cyclic ether is at least one cyclic ether selected from the group consisting of tetrahydrofuran, dioxolane, dioxane, epoxides and furans;
  • the dialkyl glycol ether is selected from the group consisting of ethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, triethylene glycol dimethyl ether, tetraethylene glycol dimethyl ether, pentaethylene glycol dimethyl ether, hexaethylene glycol dimethyl ether, polyethylene glycol dimethyl ether and triethylene glycol butyl methyl ether.
  • Electrochemical device An electrochemical device including a negative electrode made of a magnesium-based material, An electrochemical device comprising an electrolytic solution having a moisture content of more than 10 ppm and less than 500 ppm.
  • the electrochemical device according to [B01] wherein the water content is more than 10 ppm and 300 ppm or less.
  • [B06] The electrochemical device according to [B05], wherein the molecule containing halogen is composed of MgX 2 (X Cl, Br, I).
  • Magnesium salt includes magnesium perchlorate (Mg (ClO 4 ) 2 ), magnesium nitrate (Mg (NO 3 ) 2 ), magnesium sulfate (MgSO 4 ), magnesium tetrafluoroborate (Mg (BF 4 ) 2 ), Magnesium tetraphenylborate (Mg (B (C 6 H 5 ) 4 ) 2 ), magnesium hexafluorophosphate (Mg (PF 6 ) 2 ), magnesium hexafluoroarsenate (Mg (AsF 6 ) 2 ), Magnesium perfluoroalkyl sulfonate (Mg (R f1 SO 3 ) 2 (where R f1 is a perfluoroalkyl group), magnesium perfluoroalkylsulfonyl imido acid (Mg ((R f2 SO 2 ) 2 N) 2 ) R f2 is a perfluoroalkyl group>,
  • the sulfone is any one of [B03] to [B07], which is an alkylsulfone or an alkylsulfone derivative represented by R 1 R 2 SO 2 (where R 1 and R 2 represent an alkyl group).
  • the electrochemical device according to 1.
  • Alkylsulfone is dimethylsulfone, methylethylsulfone, methyl-n-propylsulfone, methyl-i-propylsulfone, methyl-n-butylsulfone, methyl-i-butylsulfone, methyl-s-butylsulfone, methyl -T-butylsulfone, ethylmethylsulfone, diethylsulfone, ethyl-n-propylsulfone, ethyl-i-propylsulfone, ethyl-n-butylsulfone, ethyl-i-butylsulfone, ethyl-s-butylsulfone, ethyl- t-butylsulfone, di-n-propylsulfone, di-i-propylsulfone, n-propylsul
  • [B10] The electrochemical device according to [B01] or [B02], in which the electrolytic solution contains ether and a magnesium salt dissolved in the ether.
  • the magnesium salt is composed of Mg (AlCl 3 R 1 ) 2 or Mg (AlCl 2 R 2 R 3 ) 2 (where R 1 , R 2 , and R 3 are alkyl groups)
  • [B10] The electrochemical device according to 1.
  • [B12] The electrochemical device according to [B10] or [B11], wherein the ether comprises a cyclic ether or a linear ether.
  • the cyclic ether is at least one cyclic ether selected from the group consisting of tetrahydrofuran, dioxolane, dioxane, epoxides and furans;
  • the dialkyl glycol ether is selected from the group consisting of ethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, triethylene glycol dimethyl ether, tetraethylene glycol dimethyl ether, pentaethylene glycol dimethyl ether, hexaethylene glycol dimethyl ether, polyethylene glycol dimethyl ether, and triethylene glycol butyl methyl ether.
  • [B15] The electrochemical device according to any one of [B01] to [B14], which is a battery in which an electrolyte layer is configured by an electrolytic solution.
  • [B16] The electrochemical device according to [B15], wherein the battery is a primary battery or a secondary battery.
  • [B17] The electrochemical device according to [B15] or [B16], in which the negative electrode is made of magnesium, a magnesium alloy, or a magnesium compound.
  • [B18] The electrochemical device according to any one of [B15] to [B17], comprising a positive electrode using sulfur, graphite fluoride, metal oxide, or metal halide as a positive electrode active material.
  • the battery includes a magnesium battery, an air battery, or a fuel cell.
  • the electrochemical device according to [B21], wherein the capacitor includes a positive electrode, a negative electrode, and a separator sandwiched between the positive electrode and the negative electrode and impregnated with an electrolytic solution.
  • [B23] The electrochemical device according to any one of [B01] to [B14], which includes a sensor or a magnesium ion filter.
  • [C02] The secondary battery according to [C01], wherein the moisture content exceeds 10 ppm and is 300 ppm or less.
  • [C03] The secondary battery according to [C01] or [C02], in which the electrolytic solution includes sulfone and a magnesium salt dissolved in the sulfone.
  • [C06] The secondary battery according to [C05], in which the molecule containing halogen is MgX 2 (X Cl, Br, I).
  • Magnesium salt includes magnesium perchlorate (Mg (ClO 4 ) 2 ), magnesium nitrate (Mg (NO 3 ) 2 ), magnesium sulfate (MgSO 4 ), magnesium tetrafluoroborate (Mg (BF 4 ) 2 ), Magnesium tetraphenylborate (Mg (B (C 6 H 5 ) 4 ) 2 ), magnesium hexafluorophosphate (Mg (PF 6 ) 2 ), magnesium hexafluoroarsenate (Mg (AsF 6 ) 2 ), Magnesium perfluoroalkyl sulfonate (Mg (R f1 SO 3 ) 2 (where R f1 is a perfluoroalkyl group), magnesium perfluoroalkylsulfonyl imido acid (Mg ((R f2 SO 2 ) 2 N) 2 ) R f2 is a perfluoroalkyl group>,
  • the sulfone is any one of [C03] to [C07], which is an alkylsulfone or an alkylsulfone derivative represented by R 1 R 2 SO 2 (where R 1 and R 2 represent an alkyl group). Secondary battery described in 1.
  • Alkylsulfone is dimethylsulfone, methylethylsulfone, methyl-n-propylsulfone, methyl-i-propylsulfone, methyl-n-butylsulfone, methyl-i-butylsulfone, methyl-s-butylsulfone, methyl -T-butylsulfone, ethylmethylsulfone, diethylsulfone, ethyl-n-propylsulfone, ethyl-i-propylsulfone, ethyl-n-butylsulfone, ethyl-i-butylsulfone, ethyl-s-butylsulfone, ethyl- t-butylsulfone, di-n-propylsulfone, di-i-propylsulfone, n-propylsul
  • [C10] The secondary battery according to [C01] or [C02], in which the electrolytic solution includes ether and a magnesium salt dissolved in the ether.
  • Magnesium salt is composed of Mg (AlCl 3 R 1 ) 2 or Mg (AlCl 2 R 2 R 3 ) 2 (where R 1 , R 2 , and R 3 are alkyl groups)
  • [C12] The secondary battery according to [C10] or [C11], wherein the ether comprises a cyclic ether or a linear ether.
  • the cyclic ether is at least one cyclic ether selected from the group consisting of tetrahydrofuran, dioxolane, dioxane, epoxides and furans;
  • the dialkyl glycol ether is selected from the group consisting of ethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, triethylene glycol dimethyl ether, tetraethylene glycol dimethyl ether, pentaethylene glycol dimethyl ether, hexaethylene glycol dimethyl ether, polyethylene glycol dimethyl ether and triethylene glycol butyl methyl ether.
  • [C15] The secondary battery according to any one of [C01] to [C14], wherein the negative electrode is made of magnesium, a magnesium alloy, or a magnesium compound.
  • [C16] The secondary battery according to any one of [C01] to [C15], comprising a positive electrode using sulfur, graphite fluoride, metal oxide, or metal halide as a positive electrode active material.
  • the metal constituting the metal oxide or metal halide is scandium, titanium, vanadium, chromium, manganese, iron, cobalt, nickel, copper, zinc, or molybdenum.
  • Battery pack A battery pack having a secondary battery, control means for controlling the secondary battery, and an exterior housing the secondary battery, The secondary battery is a battery pack comprising the secondary battery according to any one of [C01] to [C17].
  • the secondary battery is an electronic device including the secondary battery according to any one of [C01] to [C17].
  • ⁇ Electric vehicle An electric vehicle having a conversion device that receives power supplied from a secondary battery and converts it into driving force of the vehicle, and a control device that performs information processing related to vehicle control based on information related to the secondary battery,
  • the secondary battery is an electric vehicle including the secondary battery according to any one of [C01] to [C17].
  • ⁇ Power system A power system configured to receive power from a secondary battery and / or to supply power from a power source to the secondary battery
  • a secondary battery is a power system including the secondary battery according to any one of [C01] to [C17].
  • ⁇ Power supply for power storage A power storage power source configured to have a secondary battery and connected to an electronic device to which power is supplied, The secondary battery is a power storage power source including the secondary battery according to any one of [C01] to [C17].
  • ⁇ Plating bath A sulfone and a magnesium salt dissolved in the sulfone, Magnesium salts consist of magnesium halides (molecules containing halogens) A plating bath having a moisture content of more than 10 ppm and less than 500 ppm.
  • Plating bath >> A sulfone and a magnesium salt dissolved in the sulfone, Magnesium salts include magnesium borohydride, magnesium perchlorate, magnesium nitrate, magnesium sulfate, magnesium tetrafluoroborate, magnesium tetraphenylborate, magnesium hexafluorophosphate, magnesium hexafluoroarsenate, magnesium perfluoroalkylsulfonate Consisting of at least one magnesium salt selected from the group consisting of magnesium tetraphenylborate and magnesium perfluoroalkylsulfonylimido, and hexaalkyl diciazide magnesium, A plating bath having a moisture content of more than 10 ppm and less than 500 ppm.
  • the sulfone is any one of [E01] to [E03], which is an alkylsulfone or an alkylsulfone derivative represented by R 1 R 2 SO 2 (wherein R 1 and R 2 represent an alkyl group).
  • Alkylsulfone is dimethylsulfone, methylethylsulfone, methyl-n-propylsulfone, methyl-i-propylsulfone, methyl-n-butylsulfone, methyl-i-butylsulfone, methyl-s-butylsulfone, methyl -T-butylsulfone, ethylmethylsulfone, diethylsulfone, ethyl-n-propylsulfone, ethyl-i-propylsulfone, ethyl-n-butylsulfone, ethyl-i-butylsulfone, ethyl-s-butylsulfone, ethyl- t-butylsulfone, di-n-propylsulfone, di-i-propylsulfone, n-propylsul
  • the additive includes metal ions such as aluminum (Al), beryllium (Be), boron (B), gallium (Ga), indium (In), silicon (Si), tin (Sn), and titanium (Ti).
  • a salt comprising a cation of at least one atom or atomic group selected from the group consisting of chromium (Cr), iron (Fe), cobalt (Co) and lanthanum (La), or Additives include hydrogen, alkyl groups, alkenyl groups, aryl groups, benzyl groups, amide groups, fluorine ions (F ⁇ ), chlorine ions (Cl ⁇ ), bromine ions (Br ⁇ ), iodine ions (I ⁇ ), Perchlorate ion (ClO 4 ⁇ ), tetrafluoroborate ion (BF 4 ⁇ ), hexafluorophosphate ion (PF 6 ⁇ ), hexafluoroarsenate ion (AsF 6 ⁇ ), perfluoroalkylsulfonate ion ( R f1 SO 3 ⁇ ) (where R f1 is a perfluoroalkyl group) and perflu
  • the nonpolar solvent comprises at least one nonpolar solvent selected from the group consisting of aromatic hydrocarbons, ethers, ketones, esters, and chain carbonates. bath.
  • the aromatic hydrocarbon is toluene, benzene, o-xylene, m-xylene, p-xylene, or 1-methylnaphthalene
  • the ether is diethyl ether or tetrahydrofuran
  • the ketone is 4-methyl-2-pentanone
  • the ester is methyl acetate or ethyl acetate
  • the chain carbonate is a plating bath according to [E10], wherein the chain carbonate is dimethyl carbonate, diethyl carbonate, or ethyl methyl carbonate.
  • PTC element heat sensitive resistance element
  • Switch part 1022 ... Charge control switch, 1024 ... Discharge control switch, 1023, 1025 ... Diode, 1031 ⁇ Positive terminal, 1032 ⁇ Negative electrode, CO, DO ⁇ Control signal, 2000 ⁇ Housing, 2001 ⁇ Control unit, 2002 ⁇ ⁇ ⁇ Various sensors, 2003 ⁇ ⁇ ⁇ Power supply, 2010 ⁇ ⁇ .. Engine, 2011... Generator, 2012, 2013... Inverter, 2014... Drive motor, 2015. ..Transmission, 2017 ... clutch, 2021 ... front wheel drive shaft, 2022 ... front wheel, 2023 ... rear wheel drive shaft, 2024 ... rear wheel, 3000 ... house, 3001 ... Control unit, 3002 ... Power supply, 3003 ... Smart meter, 3004 ...
  • Power hub 3010 ... Electrical equipment (electronic equipment), 3011 ... Electric vehicle, 3021 ... Private generator, 3022 ..Centralized power system, 4000 ... Tool body, 4001 ... Control unit, 4002 ... Power supply, 4003 ... Drill unit

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Abstract

電解液は、マグネシウム系材料から成る負極を備えた電気化学デバイス用の電解液であって、水分含有率が、１０ｐｐｍを超え、５００ｐｐｍ未満である。マグネシウム系材料から成る負極を備えた電気化学デバイスは、水分含有率が、１０ｐｐｍを超え、５００ｐｐｍ未満である電解液を備えている。

Description

電解液及び電気化学デバイス
　本開示は、電解液及び電気化学デバイスに関する。
　マグネシウム電池において用いられるマグネシウムは、リチウムに比べて資源的に豊富で遙かに安価であり、酸化還元反応によって取り出すことができる単位体積当たりの電気量が大きく、電池に用いた場合の安全性も高い。それ故、マグネシウム電池は、リチウムイオン電池に代わる次世代の二次電池として注目されている。
　ところで、電解液の水分含有率は、リチウムイオン二次電池に代表される非水系二次電池の特性を決める重要な因子である。そして、水分混入によって電池特性が低下すると云われており、そのため、電解液中の水分含有率は、例えば、１０ｐｐｍ以下に管理される（例えば、特開２００９－０５４４６２を参照）。
特開２００９－０５４４６２
　しかしながら、このように、電解液中の水分含有率を極めて低い値に制御するためには、例えば、溶媒や、溶質である各種塩類、各種添加剤に超脱水仕様のものを使用する必要があるし、また、保管や製造ラインにドライルームやアルゴンガス雰囲気のグローブボックス等を用いる必要があり、電解液や電気化学デバイスの製造コストの上昇に繋がる。
　従って、本開示の目的は、製造コストの増加を抑制することができる電解液、及び、係る電解液を用いた電気化学デバイスを提供することにある。
　上記の目的を達成するための本開示の電解液は、マグネシウム系材料から成る負極を備えた電気化学デバイス用の電解液であって、
　水分含有率は、１０ｐｐｍを超え、５００ｐｐｍ未満、好ましくは、１０ｐｐｍを超え、４００ｐｐｍ以下、より好ましくは、１０ｐｐｍを超え、３００ｐｐｍ以下である。
　上記の目的を達成するための電気化学デバイス（あるいは、二次電池）は、マグネシウム系材料から成る負極を備えた電気化学デバイス（あるいは、二次電池）であって、
　水分含有率が、１０ｐｐｍを超え、５００ｐｐｍ未満、好ましくは、１０ｐｐｍを超え、４００ｐｐｍ以下、より好ましくは、１０ｐｐｍを超え、３００ｐｐｍ以下である電解液を備えている。
　本開示の電解液、あるいは、本開示の電気化学デバイス（あるいは、二次電池）を構成する電解液にあっては、水分含有率が、１０ｐｐｍを超え、５００ｐｐｍ未満であるが故に、電解液を構成する種々の材料に超脱水仕様のものが要求されず、また、特殊な保管や製造ラインが不要であり、電解液や電気化学デバイスの製造コストの増加を抑制することができる。そして、この優れた電解液を電解質層に用いることにより、マグネシウム電池等の高性能の電気化学デバイスを実現することができる。尚、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものでは無く、また、付加的な効果があってもよい。
図１は、実施例１の電気化学デバイス（電池）の模式的な分解図である。 図２は、実施例１において、種々の水分含有率を有する電解液に基づくマグネシウム二次電池において、充放電サイクル第５サイクル目の放電容量維持率をプロットした図である。 図３は、実施例３において、種々の水分含有率を有する電解液に基づくマグネシウム二次電池において、充放電サイクル第５サイクル目の放電容量維持率をプロットした図である。 図４は、実施例４の電気化学デバイス（キャパシタ）の模式的な断面図である。 図５は、実施例４の電気化学デバイス（空気電池）の概念図である。 図６は、実施例４の電気化学デバイス（燃料電池）の概念図である。 図７は、本開示の電気化学デバイス（電池）の概念図である。 図８は、実施例５におけるマグネシウム二次電池（円筒型のマグネシウム二次電池）の模式的な断面図である。 図９は、実施例５におけるマグネシウム二次電池（平板型のラミネートフィルム型マグネシウム二次電池）の模式的な断面図である。 図１０は、実施例１～実施例３において説明した本開示におけるマグネシウム二次電池を電池パックに適用した場合の回路構成例を示すブロック図である。 図１１Ａ、図１１Ｂ及び図１１Ｃは、それぞれ、実施例５における本開示の適用例（電動車両）の構成を表すブロック図、実施例５における本開示の適用例（電力貯蔵システム）の構成を表すブロック図、及び、実施例５における本開示の適用例（電動工具）の構成を表すブロック図である。
　以下、図面を参照して、実施例に基づき本開示を説明するが、本開示は実施例に限定されるものではなく、実施例における種々の数値や材料は例示である。尚、説明は、以下の順序で行う。
１．本開示の電解液及び電気化学デバイス、全般に関する説明
２．実施例１（本開示の電解液及び電気化学デバイス、本開示の第１の形態に係る電解液）
３．実施例２（実施例１の変形）
４．実施例３（実施例１の変形、本開示の第２の形態に係る電解液）
５．実施例４（実施例１～実施例３の変形）
６．実施例５（実施例１～実施例３のマグネシウム二次電池の応用例）
７．その他
〈本開示の電解液及び電気化学デバイス、全般に関する説明〉
　本開示の電解液、あるいは、本開示の電気化学デバイスや二次電池、後述するメッキ浴を構成する電解液（以下、これらを総称して、『本開示の電解液等』と呼ぶ場合がある）は、スルホン、及び、スルホンに溶解したマグネシウム塩を含んでいる形態とすることができる。尚、このような形態を、便宜上、『本開示の第１の形態に係る電解液』と呼ぶ。そして、マグネシウム塩は、ＭｇＸn（但し、ｎは１又は２であり、Ｘは、１価又は２価のアニオン）から成る形態とすることができ、この場合、Ｘは、ハロゲンを含む分子、－ＳＯ4、－ＮＯ3、又は、ヘキサアルキルジシアジド基から成る形態とすることができる。具体的には、ハロゲンを含む分子（ハロゲン化物）は、ＭｇＸ2（Ｘ＝Ｃｌ，Ｂｒ，Ｉ）から成る形態とすることができ、より具体的には、塩化マグネシウム（ＭｇＣｌ2）、臭化マグネシウム（ＭｇＢｒ2）、ヨウ化マグネシウム（ＭｇＩ2）を挙げることができる。あるいは又、マグネシウム塩は、過塩素酸マグネシウム（Ｍｇ（ＣｌＯ4）2）、硝酸マグネシム（Ｍｇ（ＮＯ3）2）、硫酸マグネシム（ＭｇＳＯ4）、テトラフルオロホウ酸マグネシウム（Ｍｇ（ＢＦ4）2）、テトラフェニルホウ酸マグネシウム（Ｍｇ（Ｂ（Ｃ6Ｈ5）4）2）、ヘキサフルオロリン酸マグネシウム（Ｍｇ（ＰＦ6）2）、ヘキサフルオロヒ酸マグネシウム（Ｍｇ（ＡｓＦ6）2）、パーフルオロアルキルスルホン酸マグネシウム（（Ｍｇ（Ｒf1ＳＯ3）2）、但し、Ｒf1はパーフルオロアルキル基）、パーフルオロアルキルスルホニルイミド酸マグネシウム（Ｍｇ（（Ｒf2ＳＯ2）2Ｎ）2、但し、Ｒf2はパーフルオロアルキル基）、及び、ヘキサアルキルジシアジドマグネシウム（（Ｍｇ（ＨＲＤＳ）2）、但し、Ｒはアルキル基）から成る群より選択された少なくとも１種類のマグネシウム塩である形態とすることができる。尚、上記の塩化マグネシウムから（Ｍｇ（ＨＲＤＳ）2）までに挙げたマグネシウム塩を、便宜上、『マグネシウム塩－Ａ』と呼ぶ。そして、マグネシウム塩－Ａにおいて、マグネシウム塩に対するスルホンのモル比は、例えば、４以上、３５以下とすることが好ましく、６以上、１６以下とすることがより好ましく、７以上、９以下とすることが一層好ましいが、これらに限定されるものではない。
　また、本開示の電解液等をメッキ浴に適用することができ、具体的には、メッキ浴は、
　スルホン、及び、スルホンに溶解したマグネシウム塩を含んでおり、
　マグネシウム塩は、マグネシウムのハロゲン化物（ハロゲンを含む分子）から成り；水分含有率が、１０ｐｐｍを超え、５００ｐｐｍ未満である。あるいは又、メッキ浴は、
　スルホン、及び、スルホンに溶解したマグネシウム塩を含んでおり、
　マグネシウム塩は、水素化ホウ素マグネシウム、過塩素酸マグネシウム、硝酸マグネシム、硫酸マグネシム、テトラフルオロホウ酸マグネシウム、テトラフェニルホウ酸マグネシウム、ヘキサフルオロリン酸マグネシウム、ヘキサフルオロヒ酸マグネシウム、パーフルオロアルキルスルホン酸マグネシウム、テトラフェニルホウ酸マグネシウム及びパーフルオロアルキルスルホニルイミド酸マグネシウム、及び、ヘキサアルキルジシアジドマグネシウムから成る群より選ばれた少なくとも１種類のマグネシウム塩から成り、
　水分含有率が、１０ｐｐｍを超え、５００ｐｐｍ未満である。
　あるいは又、本開示の第１の形態に係る電解液におけるマグネシウム塩として、水素化ホウ素マグネシウム（Ｍｇ（ＢＨ4）2）を挙げることができる。このように、使用するマグネシウム塩が、水素化ホウ素マグネシウム（Ｍｇ（ＢＨ4）2）から成り、ハロゲン原子を含まないと、電気化学デバイスを構成する各種部材を耐食性の高い材料から作製する必要が無くなる。尚、このような電解液は、水素化ホウ素マグネシウムをスルホンに溶解させることによって製造することができる。水素化ホウ素マグネシウム（Ｍｇ（ＢＨ4）2）から成るマグネシウム塩を、便宜上、『マグネシウム塩－Ｂ』と呼ぶ。このような本開示の電解液は、スルホンから成る溶媒にマグネシウム塩－Ｂが溶解したマグネシウムイオン含有非水系電解液である。電解液中のマグネシウム塩－Ｂに対するスルホンのモル比は、例えば、５０以上、１５０以下であり、典型的には、６０以上、１２０以下であり、好ましくは、６５以上、７５以下であるが、これに限定するものではない。
　そして、スルホンを、Ｒ1Ｒ2ＳＯ2（但し、Ｒ1、Ｒ2はアルキル基を表す）で表されるアルキルスルホン又はアルキルスルホン誘導体とすることができる。Ｒ1、Ｒ2の種類（炭素数及び組み合わせ）は特に限定されず、必要に応じて選ばれる。Ｒ1、Ｒ2の炭素数は、いずれも、好ましくは４以下であるが、これに限定するものではない。また、Ｒ1の炭素数とＲ2の炭素数との和は、好ましくは、４以上、７以下であるが、これに限定するものではない。Ｒ1、Ｒ2として、例えば、メチル基、エチル基、ｎ－プロピル基、ｉ－プロピル基、ｎ－ブチル基、ｉ－ブチル基、ｓ－ブチル基、ｔ－ブチル基を挙げることができる。
　アルキルスルホンとして、具体的には、ジメチルスルホン（ＤＭＳ）、メチルエチルスルホン（ＭＥＳ）、メチル－ｎ－プロピルスルホン（ＭｎＰＳ）、メチル－ｉ－プロピルスルホン（ＭｉＰＳ）、メチル－ｎ－ブチルスルホン（ＭｎＢＳ）、メチル－ｉ－ブチルスルホン（ＭｉＢＳ）、メチル－ｓ－ブチルスルホン（ＭｓＢＳ）、メチル－ｔ－ブチルスルホン（ＭｔＢＳ）、エチルメチルスルホン（ＥＭＳ）、ジエチルスルホン（ＤＥＳ）、エチル－ｎ－プロピルスルホン（ＥｎＰＳ）、エチル－ｉ－プロピルスルホン（ＥｉＰＳ）、エチル－ｎ－ブチルスルホン（ＥｎＢＳ）、エチル－ｉ－ブチルスルホン（ＥｉＢＳ）、エチル－ｓ－ブチルスルホン（ＥｓＢＳ）、エチル－ｔ－ブチルスルホン（ＥｔＢＳ）、ジ－ｎ－プロピルスルホン（ＤｎＰＳ）、ジ－ｉ－プロピルスルホン（ＤｉＰＳ）、ｎ－プロピル－ｎ－ブチルスルホン（ｎＰｎＢＳ）、ｎ－ブチルエチルスルホン（ｎＢＥＳ）、ｉ－ブチルエチルスルホン（ｉＢＥＳ）、ｓ－ブチルエチルスルホン（ｓＢＥＳ）及びジ－ｎ－ブチルスルホン（ＤｎＢＳ）から成る群より選ばれた少なくとも１種類のアルキルスルホンを挙げることができる。また、アルキルスルホン誘導体として、エチルフェニルスルホン（ＥＰｈＳ）を挙げることができる。そして、これらのスルホンの内でも、ＥｎＰＳ、ＥｉＰＳ、ＥｓＢＳ及びＤｎＰＳから成る群より選ばれた少なくとも１種類が好ましい。
　あるいは又、本開示の電解液等は、エーテル（広くは、非プロトン溶媒）、及び、エーテル（非プロトン溶媒）に溶解したマグネシウム塩を含んでいる形態とすることができる。尚、このような形態を、便宜上、『本開示の第２の形態に係る電解液』と呼ぶ。そして、この場合、マグネシウム塩は、Ｍｇ（ＡｌＣｌ3Ｒ1）2、又は、Ｍｇ（ＡｌＣｌ2Ｒ2Ｒ3 ）2（但し、Ｒ1，Ｒ2，Ｒ3はアルキル基である）から成る形態とすることができる。Ｒ1、Ｒ2，Ｒ3の種類（炭素数及び組み合わせ）は特に限定されず、必要に応じて選ばれる。Ｒ1、Ｒ2，Ｒ3の炭素数は、いずれも、好ましくは４以下であるが、これに限定するものではない。また、Ｒ2の炭素数とＲ3の炭素数との和は、好ましくは、４以上、７以下であるが、これに限定するものではない。Ｒ1、Ｒ2，Ｒ3として、例えば、メチル基、エチル基、ｎ－プロピル基、ｉ－プロピル基、ｎ－ブチル基、ｉ－ブチル基、ｓ－ブチル基、ｔ－ブチル基を挙げることができる。
　エーテルは、環状エーテル又は直鎖エーテルから成る形態とすることができ、具体的には、環状エーテルとして、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、ジオキソラン、ジオキサン、エポキシド類及びフラン類から成る群より選択された少なくとも１種類の環状エーテルを挙げることができるし、直鎖エーテルとして、ジアルキルグリコールエーテルを挙げることができ、更には、ジアルキルグリコールエーテルとして、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、ペンタエチレングリコールジメチルエーテル、ヘキサエチレングリコールジメチルエーテル、ポリエチレングリコールジメチルエーテル及びトリエチレングリコールブチルメチルエーテルから成る群より選択された少なくとも１種類のジアルキルグリコールエーテルを挙げることができるが、これらに限定するものではない。
　以上に説明した各種の好ましい形態を含む本開示の電気化学デバイスは、本開示の電解液等によって電解質層が構成された電池（具体的には、一次電池又は二次電池）である形態とすることができる。
　本開示の電解液等における水分含有率は、カールフィッシャー水分計で測定することができる。そして、例えば、本開示の電解液等を製造した後、水分含有率を測定し、水分含有率測定結果に基づき、所望の水分含有率となるように、本開示の電解液等に水分を加えればよい。場合によっては、本開示の電解液等の原材料中に含まれた水分によって、本開示の電解液等を製造した後の本開示の電解液等における水分含有率が、所望の水分含有率となっている場合もあり得る。更には、電気化学デバイスを構成する負極、正極、セパレータ、外装部材等に含まれる水分が電解液に混入し、本開示の電解液等を製造した後の本開示の電解液等における水分含有率が、所望の水分含有率となっている場合もあり得る。また、電気化学デバイス内の電解液の水分含有率を測定するには、例えば、不活性ガス雰囲気のグローブボックス内で電気化学デバイスを分解し、電解液が吸水しないように充分に注意を払ったうえで、カールフィッシャー水分計で測定を行えばよい。
　本開示の電解液等あるいはメッキ浴には、必要に応じて、更に、添加剤が含有されていてもよい。添加剤として、例えば、金属イオンが、アルミニウム（Ａｌ）、ベリリウム（Ｂｅ）、ホウ素（Ｂ）、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）、ケイ素（Ｓｉ）、スズ（Ｓｎ）、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）及びランタン（Ｌａ）から成る群より選ばれた少なくとも１種類の原子又は原子団の陽イオンから成る塩を挙げることができる。あるいは又、添加剤として、水素、アルキル基、アルケニル基、アリール基、ベンジル基、アミド基、フッ化物（フッ素）イオン（Ｆ-）、塩化物（塩素）イオン（Ｃｌ-）、臭化物（臭素）イオン（Ｂｒ-）、ヨウ化物（ヨウ素）イオン（Ｉ-）、過塩素酸イオン（ＣｌＯ4 -）、テトラフルオロホウ酸イオン（ＢＦ4 -）、ヘキサフルオロリン酸イオン（ＰＦ6 -）、ヘキサフルオロヒ酸イオン（ＡｓＦ6 -）、パーフルオロアルキルスルホン酸イオン（Ｒf1ＳＯ3 -、但し、Ｒf1はパーフルオロアルキル基）及びパーフルオロアルキルスルホニルイミドイオン（（Ｒf2ＳＯ2）2Ｎ-、但し、Ｒf2はパーフルオロアルキル基）から成る群より選ばれた少なくとも１種類の原子、有機基、又は、陰イオンから成る塩を挙げることができる。このような添加剤の添加により、電解液のイオン伝導度の向上を図ることができる。
　マグネシウム塩－Ａを用いる本開示の電解液等は、例えば、
　マグネシウム塩－Ａが可溶な低沸点溶媒にマグネシウム塩－Ａを溶解させた後、
　低沸点溶媒にマグネシウム塩－Ａを溶解させた溶液にスルホンを溶解させ、次いで、
　スルホンを溶解させた溶液から低沸点溶媒を除去する、
各工程に基づき製造することができる。
　マグネシウム塩－Ａが可溶な低沸点溶媒として、マグネシウム塩－Ａが可溶な溶媒の内、選択するスルホンよりも沸点の低い溶媒であれば、基本的にはどのようなものを用いてもよく、必要に応じて選ばれるが、好適にはアルコールが用いられる。アルコールは、一価アルコールでも多価アルコールでもよく、飽和アルコールでも不飽和アルコールでもよい。アルコールとして、具体的には、メタノール、エタノール、１－プロパノール、２－プロパノール（イソプロパノール）、１－ブタノール、２－ブタノール（ｓｅｃ－ブタノール）、２－メチル－１－プロパノール（イソブタノール）、２－メチル－２－プロパノール（ｔｅｒｔ－ブタノール）、１－ペンタノール等を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。アルコールとして、脱水アルコールを用いることが好ましい。
　具体的には、先ず、アルコールにマグネシウム塩－Ａを溶解させる。マグネシウム塩－Ａとして、好適には、無水マグネシウム塩を用いることができる。通常、マグネシウム塩－Ａは、スルホンには溶解しないが、アルコールには良く溶解する。こうして、アルコールにマグネシウム塩－Ａを溶解させると、マグネシウムにアルコールが配位する。次に、マグネシウム塩－Ａを溶解したアルコールにスルホンを溶解させる。その後、この溶液を減圧下で加熱することによってアルコールを除去する。こうしてアルコールを除去する過程で、マグネシウムに配位したアルコールがスルホンと交換（あるいは置換）する。以上により、本開示の電解液等を製造することができる。
　このように、非エーテル系溶媒であるスルホンを用いて、マグネシウム金属に対して使用可能で、室温で電気化学的に可逆なマグネシウムの析出溶解反応を示すマグネシウムイオン含有非水系電解液を得ることができる。そして、エネルギー密度の向上を図ることができるし、この電解液は組成が単純であるため、電解液自体のコストの大幅な低減を図ることができる。
　あるいは又、本開示の電解液等あるいはメッキ浴は、スルホン及び非極性溶媒から成る溶媒、並びに、溶媒に溶解したマグネシウム塩－Ａを有する。
　非極性溶媒は、必要に応じて選ばれるが、好適には、誘電率及びドナー数がいずれも２０以下である非水系溶媒である。非極性溶媒として、より具体的には、例えば、芳香族炭化水素、エーテル、ケトン、エステル及び鎖状炭酸エステルから成る群より選ばれた少なくとも１種類の非極性溶媒を挙げることができる。芳香族炭化水素として、例えば、トルエン、ベンゼン、ｏ－キシレン、ｍ－キシレン、ｐ－キシレン、１－メチルナフタレン等を挙げることができる。エーテルとして、例えば、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン等を挙げることができる。ケトンとして、例えば、４－メチル－２－ペンタノン等を挙げることができる。エステルとして、例えば、酢酸メチル、酢酸エチル等を挙げることができる。鎖状炭酸エステルとして、例えば、炭酸ジメチル、炭酸ジエチル、炭酸エチルメチル等を挙げることができる。
　スルホン及びマグネシウム塩－Ａについては、上述したとおりである。また、必要に応じて、電解液に上述した添加剤を加えてもよい。そして、マグネシウム塩－Ａに対するスルホンのモル比は、例えば、４以上、２０以下とすることがより好ましく、６以上、１６以下とすることがより好ましく、７以上、９以下とすることが一層好ましいが、これらに限定されるものではない。
　マグネシウム塩－Ａ及び非極性溶媒を用いる本開示の電解液等は、例えば、
　マグネシウム塩－Ａが可溶な低沸点溶媒にマグネシウム塩－Ａを溶解させた後、
　低沸点溶媒にマグネシウム塩－Ａを溶解させた溶液にスルホンを溶解させ、次いで、
　スルホンを溶解させた溶液から低沸点溶媒を除去した後、
　低沸点溶媒を除去した溶液に非極性溶媒を混合する、
各工程に基づき製造することができる。
　具体的には、先ず、アルコールにマグネシウム塩－Ａを溶解させる。これによって、マグネシウムにアルコールが配位する。マグネシウム塩－Ａとして、好適には、無水マグネシウム塩を用いることができる。次に、マグネシウム塩を溶解したアルコールにスルホンを溶解させる。その後、この溶液を減圧下で加熱することによってアルコールを除去する。こうしてアルコールを除去する過程で、マグネシウムに配位したアルコールがスルホンと交換（あるいは置換）する。次に、アルコールを除去した溶液に非極性溶媒を混合する。以上により、本開示の電解液等を製造することができる。
　あるいは又、溶媒として、その他、例えば、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、メチルプロピルカーボネート、アセトニトリル、ジメトキシエタン、ジエトキシエタン、ビニレンカーボネート、γ－ブチロラクトン、テトラヒドロフランを挙げることができ、これらの内、１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を混合して用いてもよい。
　本開示の電気化学デバイス（あるいは、二次電池）を本開示の電解液によって電解質層が構成された電池（一次電池あるいは二次電池）とするとき、電池として、マグネシウム系材料から成る負極、具体的には、マグネシウム、マグネシウム合金あるいはマグネシウム化合物から成る負極（具体的には、負極活物質）を有する電池を挙げることができ、より具体的な二次電池として、マグネシウム電池、空気電池、燃料電池を挙げることができる。
　また、本開示の電気化学デバイス（あるいは、二次電池）を本開示の電解液によって電解質層が構成された電池とするとき、例えば、硫黄（Ｓ）、フッ化黒鉛（（ＣＦ）n）、各種の金属［例えば、スカンジウム（Ｓｃ）、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、モリブデン（Ｍｏ）等］の酸化物やハロゲン化物、硫化物、セレナイド等を正極活物質として用いた正極を用いることができるが、これに限定するものではない。正極は、例えば、正極集電体の表面に正極活物質層が形成された構造とすることができる。但し、正極は、正極集電体を備えず、正極活物質層のみから成る構造とすることもできる。正極集電体は、例えば、アルミニウム箔等の金属箔から成る。正極活物質層は、必要に応じて導電助剤及び結着剤の内の少なくとも１種類を含んでいてもよい。
　導電助剤として、例えば、黒鉛、炭素繊維、カーボンブラック、カーボンナノチューブ等の炭素材料を挙げることができ、これらの１種類又が２種類以上を混合して用いることができる。炭素繊維として、例えば、気相成長炭素繊維（Vapor Growth Carbon Fiber：ＶＧＣＦ）等を用いることができる。カーボンブラックとして、例えば、アセチレンブラック、ケッチェンブラック等を用いることができる。カーボンナノチューブとして、例えば、シングルウォールカーボンナノチューブ（ＳＷＣＮＴ）、ダブルウォールカーボンナノチューブ（ＤＷＣＮＴ）等のマルチウォールカーボンナノチューブ（ＭＷＣＮＴ）等を用いることができる。導電性が良好な材料であれば、炭素材料以外の材料を用いることもでき、例えば、Ｎｉ粉末のような金属材料、導電性高分子材料等を用いることもできる。結着剤として、例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等のフッ素系樹脂、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）系樹脂、スチレン－ブタジエン共重合ゴム（ＳＢＲ）系樹脂等の高分子樹脂を用いることができる。また、結着剤として導電性高分子を用いてもよい。導電性高分子として、例えば、置換又は無置換のポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、及び、これらから選ばれた１種類又は２種類から成る（共）重合体等を用いることができる。
　負極を構成する材料（具体的には、負極活物質）として、例えば、上述したとおり、マグネシウム金属単体、マグネシウム合金あるいはマグネシウム化合物を挙げることができる。負極は、例えば、板状材料あるいは箔状材料から作製されるが、これに限定するものではなく、粉末を用いて形成（賦形）することも可能である。場合によっては、スルホン及びマグネシウム塩を含む電解液（本開示の電解液）を用いて、電解メッキ法に基づき負極を製造することもできる。負極における集電体を構成する材料として、銅箔、ニッケル箔、ステンレス鋼箔等の金属箔を挙げることができる。
　あるいは又、負極の表面近傍に形成された活物質層として、マグネシウム（Ｍｇ）、炭素（Ｃ）、酸素（Ｏ）、硫黄（Ｓ）及びハロゲンを少なくとも含む、マグネシウムイオン伝導性を有する層を挙げることができる。このような負極における活物質層は、４０ｅＶ以上６０ｅＶ以下の範囲にマグネシウム由来の単一のピークを有することが好ましい。ハロゲンとして、例えば、フッ素（Ｆ）、塩素（Ｃｌ）、臭素（Ｂｒ）及びヨウ素（Ｉ）から成る群より選ばれた少なくとも１種類を挙げることができる。そして、この場合、負極における活物質層の表面から２×１０-7ｍまでの深さに亙り、４０ｅＶ以上６０ｅＶ以下の範囲にマグネシウム由来の単一のピークを有することがより好ましい。活物質層が、その表面から内部に亙り、良好な電気化学的活性を示すからである。また、同様の理由から、マグネシウムの酸化状態が、負極における活物質層の表面から深さ方向に２×１０-7ｎｍに亙りほぼ一定であることが好ましい。ここで、負極における活物質層の表面とは、活物質層の両面の内、電極の表面を構成する側の面を意味し、裏面とは、この表面とは反対側の面、即ち、集電体と活物質層の界面を構成する側の面を意味する。活物質層が上記の元素を含んでいるか否かはＸＰＳ（X-ray Photoelectron Spectroscopy）法に基づき確認することができる。また、活物質層が上記ピークを有すること、及び、マグネシウムの酸化状態を有することも、ＸＰＳ法に基づき、同様に確認することができる。
　正極と負極とは、両極の接触による短絡を防止しつつ、マグネシウムイオンを通過させる無機セパレータあるいは有機セパレータによって分離されている。無機セパレータとして、例えば、ガラスフィルター、グラスファイバーを挙げることができる。有機セパレータとして、例えば、ポリテトラフルオロエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレン等から成る合成樹脂製の多孔質膜を挙げることができ、これらの２種類以上の多孔質膜を積層した構造とすることもできる。中でも、ポリオレフィン製の多孔質膜は短絡防止効果に優れ、且つ、シャットダウン効果による電池の安全性向上を図ることができるので好ましい。
　電解質層を、本開示の電解液、及び、電解液を保持する保持体から成る高分子化合物から構成することができる。高分子化合物は、電解液によって膨潤されるものであってもよい。この場合、電解液により膨潤された高分子化合物はゲル状であってもよい。高分子化合物として、例えば、ポリアクリロニトリル、ポリフッ化ビニリデン、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、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、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、ポリフォスファゼン、ポリシロキサン、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、ポリメタクリル酸メチル、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、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、ポリカーボネートを挙げることができる。特に、電気化学的な安定性の点から、ポリアクリロニトリル、ポリフッ化ビニリデン、ポリヘキサフルオロプロピレンあるいはポリエチレンオキサイドが好ましい。電解質層を、固体電解質層とすることもできる。
　以上に説明した構成を有するマグネシウム二次電池においては、電気化学デバイス（電池）の概念図を図７に示すように、充電時、マグネシウムイオン（Ｍｇ2+）が正極から電解質層を通って負極に移動することにより電気エネルギーを化学エネルギーに変換して蓄電する。放電時には、負極から電解質層を通って正極にマグネシウムイオンが戻ることにより電気エネルギーを発生させる。
　本開示の電気化学デバイスを本開示の電解液によって電解質層が構成された電池（一次電池あるいは二次電池）とするとき、係る電池は、例えば、ノート型パーソナルコンピュータ、ＰＤＡ（携帯情報端末）、携帯電話、スマートフォン、コードレス電話の親機や子機、ビデオムービー、デジタルスチルカメラ、電子書籍、電子辞書、携帯音楽プレイヤー、ラジオ、ヘッドホン、ゲーム機、ナビゲーションシステム、メモリーカード、心臓ペースメーカー、補聴器、電動工具、電気シェーバー、冷蔵庫、エアコンディショナー、テレビジョン受像機、ステレオ、温水器、電子レンジ、食器洗浄器、洗濯機、乾燥機、照明機器、玩具、医療機器、ロボット、ロードコンディショナー、信号機、鉄道車両、ゴルフカート、電動カート、電気自動車（ハイブリッド自動車を含む）等の駆動用電源又は補助用電源として使用することができる。また、住宅をはじめとする建築物又は発電設備用の電力貯蔵用電源等に搭載し、あるいは、これらに電力を供給するために使用することができる。電気自動車において、電力を供給することにより電力を駆動力に変換する変換装置は、一般的にはモータである。車両制御に関する情報処理を行う制御装置としては、電池の残量に関する情報に基づき、電池残量表示を行う制御装置等が含まれる。また、電池を、所謂スマートグリッドにおける蓄電装置において用いることもできる。このような蓄電装置は、電力を供給するだけでなく、他の電力源から電力の供給を受けることにより蓄電することができる。他の電力源としては、例えば、火力発電、原子力発電、水力発電、太陽電池、風力発電、地熱発電、燃料電池（バイオ燃料電池を含む）等を用いることができる。
　二次電池、二次電池に関する制御を行う制御手段、及び、二次電池を内包する外装を有する電池パックにおける二次電池に、上記の各種の好ましい形態を含む本開示の電気化学デバイス（あるいは、二次電池）を適用することができる。この電池パックにおいて、制御手段は、例えば、二次電池に関する充放電、過放電又は過充電の制御を行う。
　二次電池から電力の供給を受ける電子機器における二次電池に、上記の各種の好ましい形態を含む本開示の電気化学デバイス（あるいは、二次電池）を適用することができる。
　二次電池から電力の供給を受けて車両の駆動力に変換する変換装置、及び、二次電池に関する情報に基づいて車両制御に関する情報処理を行う制御装置を有する電動車両における二次電池に、上記の各種の好ましい形態を含む本開示の電気化学デバイス（あるいは、二次電池）を適用することができる。この電動車両において、変換装置は、典型的には、二次電池から電力の供給を受けてモータを駆動させ、駆動力を発生させる。モータの駆動には、回生エネルギーを利用することもできる。また、制御装置は、例えば、二次電池の電池残量に基づいて車両制御に関する情報処理を行う。この電動車両には、例えば、電気自動車、電動バイク、電動自転車、鉄道車両等の他、所謂ハイブリッド車が含まれる。
　二次電池から電力の供給を受け、及び／又は、電力源から二次電池に電力を供給するように構成された電力システムにおける二次電池に、上記の各種の好ましい形態を含む本開示の電気化学デバイス（あるいは、二次電池）を適用することができる。この電力システムは、およそ電力を使用するものである限り、どのような電力システムであってもよく、単なる電力装置も含む。この電力システムは、例えば、スマートグリッド、家庭用エネルギー管理システム（ＨＥＭＳ）、車両等を含み、蓄電も可能である。
　二次電池を有し、電力が供給される電子機器が接続されるように構成された電力貯蔵用電源における二次電池に、上記の各種の好ましい形態を含む本開示の電気化学デバイス（あるいは、二次電池）を適用することができる。この電力貯蔵用電源の用途は問わず、基本的にはどのような電力システム又は電力装置にも用いることができるが、例えば、スマートグリッドに用いることができる。
　あるいは又、電気化学デバイスとして、キャパシタ、センサ、マグネシウムイオンフィルタ等を挙げることもできる。キャパシタは、正極、負極、及び、正極と負極に挟まれ、電解液が含浸されたセパレータを備えている。
　あるいは又、以上に説明した好ましい形態を含む本開示の電解液を、上述したとおり、メッキ浴として使用することができる。即ち、以上に説明した好ましい形態を含む本開示の電解液をメッキ浴として使用し、陽極（対極）として、例えば、板状あるいは棒状のマグネシウム金属単体を使用し、陰極（作用極）を構成する被メッキ材として、例えば、白金（Ｐｔ）あるいは白金合金、ニッケル（Ｎｉ）あるいはニッケル合金、ステンレス鋼、負極用集電体材料を用いればよい。
　実施例１は、本開示の電解液及び本開示の電気化学デバイスに関し、更には、本開示の第１の形態に係る電解液に関する。
　実施例１の電解液は、マグネシウム系材料から成る負極を備えた電気化学デバイス用の電解液であり、水分含有率は、１０ｐｐｍを超え、５００ｐｐｍ未満、好ましくは、１０ｐｐｍを超え、４００ｐｐｍ以下、より好ましくは、１０ｐｐｍを超え、３００ｐｐｍ以下である。また、実施例１の電気化学デバイス（あるいは、二次電池）は、マグネシウム系材料から成る負極を備えた電気化学デバイス（あるいは、二次電池）であって、水分含有率が、１０ｐｐｍを超え、５００ｐｐｍ未満、好ましくは、１０ｐｐｍを超え、４００ｐｐｍ以下、より好ましくは、１０ｐｐｍを超え、３００ｐｐｍ以下である電解液を備えている。即ち、実施例１の電気化学デバイスは、具体的には、実施例１の電解液によって電解質層が構成された電池（より具体的には、一次電池あるいは二次電池であり、負極（具体的には、負極活物質）がマグネシウム系材料から構成された一次電池あるいは二次電池）である。
　実施例１において、電解液は、スルホン、及び、スルホンに溶解したマグネシウム塩を含んでいる。そして、マグネシウム塩は、ＭｇＸn（但し、ｎは１又は２であり、Ｘは、１価又は２価のアニオン）から成る。ここで、Ｘは、ハロゲンを含む分子、－ＳＯ4、－ＮＯ3、又は、ヘキサアルキルジシアジド基から成る。具体的には、ハロゲン化物（ハロゲンを含む分子）は、ＭｇＸ2（Ｘ＝Ｃｌ，Ｂｒ，Ｉ）から成り、より具体的には、実施例１にあっては、ＭｇＣｌ2から成る。あるいは又、マグネシウム塩は、過塩素酸マグネシウム（Ｍｇ（ＣｌＯ4）2）、硝酸マグネシム（Ｍｇ（ＮＯ3）2）、硫酸マグネシム（ＭｇＳＯ4）、テトラフルオロホウ酸マグネシウム（Ｍｇ（ＢＦ4）2）、テトラフェニルホウ酸マグネシウム（Ｍｇ（Ｂ（Ｃ6Ｈ5）4）2）、ヘキサフルオロリン酸マグネシウム（Ｍｇ（ＰＦ6）2）、ヘキサフルオロヒ酸マグネシウム（Ｍｇ（ＡｓＦ6）2）、パーフルオロアルキルスルホン酸マグネシウム（（Ｍｇ（Ｒf1ＳＯ3）2）、但し、Ｒf1はパーフルオロアルキル基）、パーフルオロアルキルスルホニルイミド酸マグネシウム（Ｍｇ（（Ｒf2ＳＯ2）2Ｎ）2、但し、Ｒf2はパーフルオロアルキル基）、及び、ヘキサアルキルジシアジドマグネシウム（（Ｍｇ（ＨＲＤＳ）2）、但し、Ｒはアルキル基）から成る群より選択された少なくとも１種類のマグネシウム塩（便宜上、『他のマグネシウム塩』と呼ぶ）から成る。スルホンは、Ｒ1Ｒ2ＳＯ2（但し、Ｒ1、Ｒ2はアルキル基を表す）で表されるアルキルスルホンから成り、具体的には、エチル－ｎ－プロピルスルホン（ＥｎＰＳ）から成る。
　以下のようにして、実施例１の電解液（Ｍｇ－ＥｎＰＳ）を調製した。
　試薬の計量及び混合はグローブボックス内（アルゴンガス雰囲気／露点－８０゜Ｃ乃至－９０゜Ｃ）で行った。以下の実施例においても同様である。脱水メタノール１００ミリリットルをスターラを用いて撹拌しながら、無水塩化マグネシウム（ＩＩ）（ＭｇＣｌ2）３．８１グラムを加えた。ＭｇＣｌ2をメタノールに溶解させる際に若干の発熱があることを、接触型温度計による反応容器外部の温度測定により確認した。この発熱は、メタノールがＭｇに配位する際の反応熱によるものであり、メタノール中のＭｇにメタノールが配位した構造を有していると考えられる。また、ＭｇＣｌ2溶解後も若干の白濁があった。これは、メタノール中に残存している水とＭｇとが反応し、Ｍｇ（ＯＨ）2が生成したことによるものと考えられる。白濁は極僅かであるため、濾過せずに操作を継続した。
　ＭｇＣｌ2溶解後、スターラを用いて撹拌しながらＥｎＰＳ４３．６グラムを加えた。そして、大気が混入しない状態にこの溶液を保ちながらグローブボックス外に出し、ロータリーポンプを用いて減圧しながら、１２０゜Ｃ、２時間、加熱、攪拌することで、メタノールを除去した。メタノールが減少すると白色沈殿が生成したが、減圧加熱を継続すると、生成した沈殿物は溶解した。この溶解度の変化は、Ｍｇの配位子がメタノールからＥｎＰＳに交換したことによるものであると考えられる。メタノールの除去を、1Ｈ　ＮＭＲ測定によって確認した。
　メタノール除去後の試料にはＭｇＣｌ2をメタノールに溶解した際の白濁が残っていたため、グローブボックス内にて濾過（ポア径０．４５μｍ；Whatman 製）した。得られた電解液は、Ｍｇ：Ｃｌ：ＥｎＰＳ＝１：２：８（モル比）、Ｍｇ濃度０．９５モル／リットルであった。その後、水を所定量添加した。
　尚、水を添加しない状態での水分含有率は１０ｐｐｍであった。
　そして、実施例１において、正極に硫黄（Ｓ）を含み（即ち、正極活物質として、硫黄が用いられた正極を備え）、陰極にマグネシウムを含むマグネシウム二次電池（コイン電池ＣＲ２０１６タイプ）を作製し、電解液の水分含有率とサイクル特性との関係を調べた。具体的には、マグネシウム（Ｍｇ）を負極、硫黄（Ｓ）を正極として、コイン電池を作製した。試験条件を以下の表１に示す。
〈表１〉
放電条件　：０．１ミリアンペア／カットオフ電圧０．７ボルト
充電条件　：０．１ミリアンペア／カットオフ電圧２．５ボルト
　このコイン電池１０を分解した状態を図１の模式図に示すが、コイン電池缶２１にガスケット２２を載せ、硫黄から成る正極２３、グラスファイバー製のセパレータ２４、直径１．５ｍｍ、厚さ０．２５μｍのＭｇ板から成る負極２５、厚さ０．５μｍのステンレス鋼板から成るスペーサ２６、コイン電池蓋２７の順に積層した後、コイン電池缶２１をかしめて封止した。スペーサ２６はコイン電池蓋２７に予めスポット溶接しておいた。セパレータ２４には、実施例１の電解液が含まれている。正極２３は、より具体的には、硫黄（Ｓ8）を１０質量％含有し、更に、導電助剤としてケッチェンブラックを６５質量％含有し、結着剤としてＰＴＦＥを２５質量％含有する。前述したとおり、電解液は、ＭｇＣｌ2：ＥｎＰＳ＝１：８（モル比）から成り、水を所定量添加している。
　そして、水を添加しない状態での水分含有率が１０ｐｐｍのサンプルの充放電サイクル第５サイクル目の放電容量を１００％としたときの、各水分含有率を有するサンプルの充放電サイクル第５サイクル目の放電容量（『放電容量維持率』と表示する）をプロットした図を図２に示す。実施例１のマグネシウム二次電池は、水分含有率が１０ｐｐｍを超え、４００ｐｐｍまでは、高い容量維持率を維持している。その一方で、水分含有率５００ｐｐｍ以上では、第１サイクル目の放電を行うことができなかった。
　非水系二次電池において、電解液の水分含有率が増加すると、一般に、電池特性は低下する。しかしながら、実施例１の非水系二次電池では、電解液中の水分含有率が４００ｐｐｍまでは、水分を添加していない電解液よりも容量維持率が向上することが明らかとなった。その理由は、非水系二次電池（具体的には、マグネシウム二次電池）の場合、或る程度の水分含有率、具体的には、１０ｐｐｍを超え、５００ｐｐｍ未満では、負極表面（具体的には、マグネシウムの表面）で水分子とマグネシウムとが適度な被膜を形成し、正極との不要な副反応が抑制されるからであると考えられる。しかしながら、水分含有率が５００ｐｐｍ以上になると、水分含有率増加に起因した一般的に云われる電池特性の低下により（即ち、負極、正極共に電気化学活性が低下し）、電池として機能しなくなると予想される。このように、水分含有率が、１０ｐｐｍを超え、５００ｐｐｍ未満であるとき、一般的に云われる水分による電池特性の低下以上に、負極表面（マグネシウムの表面）での水分子とマグネシウムとの適度の被膜形成による正極との不要な副反応の抑制に基づき、サイクル特性が向上するものと考えられる。
　実施例１の電解液あるいは実施例１の電気化学デバイスを構成する電解液にあっては、水分含有率が、１０ｐｐｍを超え、５００ｐｐｍ未満であると、サイクル維持率が向上するという、定説とは異なる現象が明らかになった。そして、このような水分含有率の範囲では、電解液を構成する材料（例えば、溶媒）に超脱水仕様のものが要求されず、また、特殊な保管（例えば、ドライルームやグローブボックス）や製造ラインが不要であり、電解液や電気化学デバイスの製造コストの増加を抑制することができる。そして、この優れた電解液を電解質層に用いることにより、マグネシウム電池等の高性能の電気化学デバイスを実現することができる。
　実施例２は、実施例１の変形である。実施例２にあっては、マグネシウム塩として、ＭｇＣｌ2の代わりに、水素化ホウ素マグネシウム（Ｍｇ（ＢＨ4）2）〈マグネシウム塩－Ｂ〉を用いた。このような実施例２の電解液は、水素化ホウ素マグネシウム（Ｍｇ（ＢＨ4）2）をスルホンに溶解させることで製造することができる。尚、実施例２においても、スルホンは、Ｒ1Ｒ2ＳＯ2（但し、Ｒ1、Ｒ2はアルキル基を表す）で表されるアルキルスルホンから成り、具体的には、エチル－ｎ－プロピルスルホン（ＥｎＰＳ）から成る。このような実施例２の電解液も、スルホンから成る溶媒にマグネシウム塩－Ｂが溶解したマグネシウムイオン含有非水系電解液であり、電気化学デバイス用の電解液である。
　以下の方法で、実施例２の電解液を製造した。即ち、溶媒として５ミリリットルのＥｎＰＳをスターラを用いて撹拌しながら、水素化ホウ素マグネシウム（Ｍｇ（ＢＨ4）2）、４９ミリグラムを添加し、９０分間、スターラを用いて撹拌して、水素化ホウ素マグネシウムをスルホンに溶解させた。その後、濾過（ポア径０．４５μｍ）を行い、未溶解の水素化ホウ素マグネシウムを除去した。そして、水を所定量添加した。
　このような実施例２の電解液を用いたマグネシウム二次電池（正極に硫黄（Ｓ）を含み、陰極にマグネシウムを含むコイン電池ＣＲ２０１６タイプ）にあっても、電解液の水分含有率が、１０ｐｐｍを超え、５００ｐｐｍ未満の場合、実施例１と同様に、優れたサイクル特性を得ることができた。
　以上に説明したように、実施例２にあっても、非エーテル系溶媒であるスルホンを用いて、マグネシウム電極に対して使用可能であり、室温で電気化学的に可逆なマグネシウムの析出溶解反応を示すマグネシウムイオン含有非水系電解液を得ることができる。しかも、使用するマグネシウム塩は水素化ホウ素マグネシウム（Ｍｇ（ＢＨ4）2）であり、ハロゲン原子を含まない。それ故、実施例１において説明した利点に加え、電気化学デバイスを構成する各種部材を耐食性の高い材料から作製する必要が無い。そして、この電解液は組成が単純であるため、電解液自体のコストの大幅な低減を図ることができるし、この優れた電解液を電解質層に用いることにより、マグネシウム電池等の高性能の電気化学デバイスを実現することができる。
　また、以下のようにしてＭｇ電解液（Ｍｇ－ＥｎＰＳ－トルエン）を調製した。即ち、実施例１の電解液（Ｍｇ－ＥｎＰＳ）１１．８グラムをスターラを用いて撹拌しながら、非極性溶媒である低水分トルエン１．９グラムを加えた。得られた電解液は、Ｍｇ：Ｃｌ：ＥｎＰＳ＝１：２：８（モル比）、ＭｇＣｌ2：トルエン＝１：２（質量比）、Ｍｇ濃度０．７８モル／リットルであった。
　以下のようにしてＭｇ電解液（Ｍｇ－ＥｎＰＳ－ＢＦ4）を調製した。即ち、実施例１の電解液（Ｍｇ－ＥｎＰＳ）１１．８グラムをスターラを用いて撹拌しながら、ＡｇＢＦ4３．９グラム（電解液中のＭｇＣｌ2：ＡｇＢＦ4＝１：２（モル比））を加えた。ＡｇＢＦ4を加えると発熱があることを、接触型温度計による反応容器外部の温度測定により確認し、この発熱によって試料の温度が４０゜Ｃを超えない程度の速度でＡｇＢＦ4を加えた。この発熱は、ＡｇＣｌが生成する際の反応熱であり、生成したＡｇＣｌは析出する。全てのＡｇＢＦ4を加えてから、１日、スターラを用いて攪拌した後、遠心分離及び濾過によってＡｇＣｌを取り除いた。得られた電解液は、Ｍｇ：ＥｎＰＳ＝１：８（モル比）、Ｍｇ：ＢＦ4＝１：２（モル比）、Ｍｇ濃度０．９５モル／リットルであった。
　以下のようにしてＭｇ電解液（Ｍｇ－ＥｉＰＳ）を調製した。即ち、実施例１と同様に、脱水メタノールに無水塩化マグネシウム（ＩＩ）（ＭｇＣｌ2）を溶解した後、スターラを用いて撹拌しながらＥｉＰＳ４３．６ｇを加えた。そして、実施例１と同様にして、大気が混入しない状態にこの溶液を保ちながらグローブボックス外に出し、ロータリーポンプを用いて減圧しながら、１１０゜Ｃ、２時間、加熱、攪拌することで、メタノールを除去した。メタノールが減少すると白色沈殿が生成したが、減圧加熱を継続すると、生成した沈殿物は溶解した。この溶解度の変化は、Ｍｇの配位子がメタノールからＥｉＰＳに交換したことによるものであると考えられる。メタノールの除去を、1Ｈ　ＮＭＲ測定によって確認した。メタノール除去後の試料にはＭｇＣｌ2をメタノールに溶解した際の白濁が残っていたため、グローブボックス内にて濾過（ポア径０．４５μｍ；Whatman 製）した。得られた電解液は、Ｍｇ：Ｃｌ：ＥｉＰＳ＝１：２：８（モル比）、Ｍｇ濃度１．００モル／リットルであった。
　以下のようにしてＭｇ電解液（Ｍｇ－ＤｎＰＳ）を調製した。実施例１と同様に、脱水メタノールに無水塩化マグネシウム（ＩＩ）（ＭｇＣｌ2）を溶解した後、スターラを用いて撹拌しながら、予めホットスターラを用いて溶解しておいたＤｎＰＳ４８．１ｇを加えた。そして、実施例１と同様にしてメタノールを除去した。メタノールが減少すると白色沈殿が生成したが、減圧加熱を継続すると、生成した沈殿物は溶解した。この溶解度の変化は、Ｍｇの配位子がメタノールからＤｎＰＳに交換したことによるものであると考えられる。メタノールの除去を、1Ｈ　ＮＭＲ測定によって確認した。メタノール除去後の試料にはＭｇＣｌ2をメタノールに溶解した際の白濁が残っていたため、グローブボックス内にて濾過（ポア径０．４５μｍ；Whatman 製）した。得られた電解液は、Ｍｇ：Ｃｌ：ＤｎＰＳ＝１：２：８（モル比）であった。
　Ｍｇ電解液（Ｍｇ－ＥｎＰＳ－トルエン）、Ｍｇ電解液（Ｍｇ－ＥｎＰＳ－ＢＦ4）、Ｍｇ電解液（Ｍｇ－ＥｉＰＳ）及びＭｇ電解液（Ｍｇ－ＤｎＰＳ）にあっても、電解液の水分含有率が、１０ｐｐｍを超え、５００ｐｐｍ未満の場合、実施例１と同様に、優れたサイクル特性を得ることができた。
　実施例１におけるＭｇＣｌ2の代わりに、ＭｇＸ2（Ｘ＝Ｂｒ，Ｉ）を用いた場合にも、電解液の水分含有率が、１０ｐｐｍを超え、５００ｐｐｍ未満の場合、実施例１と同様に、優れたサイクル特性を得ることができた。また、上述した他のマグネシウム塩を用いた場合にも、電解液の水分含有率が、１０ｐｐｍを超え、５００ｐｐｍ未満の場合、実施例１と同様に、優れたサイクル特性を得ることができた。
　実施例３も、実施例１の変形であるが、本開示の第２の形態に係る電解液に関する。
　実施例３の電解液は、エーテル、及び、エーテルに溶解したマグネシウム塩を含んでいる。ここで、マグネシウム塩は、Ｍｇ（ＡｌＣｌ3Ｒ1）2、又は、Ｍｇ（ＡｌＣｌ2Ｒ2Ｒ3 ）2（但し、Ｒ1，Ｒ2，Ｒ3はアルキル基である）から成り、より具体的には、実施例３にあっては、Ｍｇ（ＡｌＣｌ2Ｅｔ2）2から成る。また、エーテルは、環状エーテル又は直鎖エーテルから成り（具体的には、実施例３にあっては環状エーテルから成り）、より具体的には、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）から成る。
　ＭｇＣｌ2とジエチルアルミニウムクロリド（Ｅｔ2ＡｌＣｌ）とＴＨＦとを、モル比１：２：５０で混合し、６０゜Ｃで４８時間、加温、撹拌することで、実施例３の電解液を調製した。
　尚、水を添加しない状態での水分含有率は１０ｐｐｍであった。
　そして、実施例３においても、正極に硫黄（Ｓ）を含み（即ち、正極活物質としてＭｏ6Ｓ8が用いられた正極を備え）、陰極にマグネシウムを含むマグネシウム二次電池（コイン電池ＣＲ２０１６タイプ）を作製し、電解液の水分含有率とサイクル特性との関係を調べた。具体的には、厚さ１．５ｍｍのマグネシウム（Ｍｇ）板から成る負極、Ｍｏ6Ｓ8（９０質量％）と導電助剤（７質量％）と結着剤（３質量％のＰＶｄＦ）とから成る正極を用いて、コイン電池を作製した。試験条件を以下の表２に示す。
〈表２〉
放電条件　：０．１ミリアンペア／カットオフ電圧０．２ボルト
充電条件　：０．１ミリアンペア／カットオフ電圧２．０ボルト
　このコイン電池１０を分解した状態は、実施例１に説明したと同様である。電解液は、
Ｍｇ（ＡｌＣｌ2Ｅｔ2）2：ＴＨＦ≒＝１：５０（モル比）
から成り、水を所定量添加している。尚、電解液としての塩濃度は、ＴＨＦ１リットル当たり、０．２５モルである。
　そして、水を添加しない状態での水分含有率が１０ｐｐｍのサンプルの充放電サイクル第５サイクル目の放電容量を１００％としたときの、各水分含有率を有するサンプルの充放電サイクル第５サイクル目の放電容量（『放電容量維持率』と表示する）をプロットした図を図３に示す。実施例３のマグネシウム二次電池は、水分含有率が１０ｐｐｍを超え、３００ｐｐｍまでは、高い容量維持率を維持している。
　実施例４は、実施例１～実施例３の変形である。実施例４の電気化学デバイスは、模式的な断面図を図４に示すように、キャパシタから成り、実施例１～実施例３の電解液が含浸されたセパレータ３３を介して、正極３１及び負極３２が対向して配置されている。尚、セパレータ３３、正極３１及び負極３２の少なくとも１つの表面に、実施例１～実施例３の電解液が含浸されたゲル電解質膜を配置してもよい。参照番号３５，３６は集電体を示し、参照番号３７はガスケットを示す。
　あるいは又、実施例４の電気化学デバイスは、概念図を図５に示すように、空気電池から成る。この空気電池は、例えば、水蒸気を透過し難く酸素を選択的に透過させる酸素選択性透過膜４７、導電性の多孔質材料から成る空気極側集電体４４、この空気極側集電体４４と多孔質正極４１の間に配置され導電性材料から成る多孔質の拡散層４６、導電性材料と触媒材料を含む多孔質正極４１、水蒸気を通過し難いセパレータ及び電解液（又は、電解液を含む固体電解質）４３、マグネシウムイオンを放出する負極４２、負極側集電体４５、及び、これらの各層が収納される外装体４８から構成されている。
　酸素選択性透過膜４７によって空気（大気）５１中の酸素５２が選択的に透過され、多孔質材料から成る空気極側集電体４４を通過し、拡散層４６によって拡散され、多孔質正極４１に供給される。酸素選択性透過膜４７を透過した酸素の進行は空気極側集電体４４によって部分的に遮蔽されるが、空気極側集電体４４を通過した酸素は拡散層４６によって拡散され、広がるので、多孔質正極４１全体に効率的に行き渡るようになり、多孔質正極４１の面全体への酸素の供給が空気極側集電体４４によって阻害されることがない。また、酸素選択性透過膜４７によって水蒸気の透過が抑制されるので、空気中の水分の影響による劣化が少なく、酸素が多孔質正極４１全体に効率的に供給されるので、電池出力を高くすることが可能となり、安定して長期間使用可能となる。
　あるいは又、実施例４の電気化学デバイスは、概念図を図６に示すように、燃料電池から成る。この燃料電池は、例えば、正極６１、正極用電解液６２、正極用電解液輸送ポンプ６３、燃料流路６４、正極用電解液貯蔵容器６５、負極７１、負極用電解液７２、負極用電解液輸送ポンプ７３、燃料流路７４、負極用電解液貯蔵容器７５、イオン交換膜６６から構成されている。燃料流路６４には、正極用電解液貯蔵容器６５、正極用電解液輸送ポンプ６３を介して、正極用電解液６２が連続的又は断続的に流れており（循環しており）、燃料流路７４には、負極用電解液貯蔵容器７５、負極用電解液輸送ポンプ７３を介して、負極用電解液７２が連続的又は断続的に流れており（循環しており）、正極６１と負極７１との間で発電が行われる。正極用電解液６２として、実施例１～実施例３の電解液に正極活物質を添加したものを用いることができ、負極用電解液７２として、実施例１～実施例３の電解液に負極活物質を添加したものを用いることができる。
　電気化学デバイスにおける負極は、以下の方法で製造することもできる。即ち、ＭｇＣｌ2とＥｎＰＳ（エチル－ｎ－プロピルスルホン）とをＭｇＣｌ2：ＥｎＰＳ＝１：８（モル比）の割合で含むＭｇ電解液（Ｍｇ－ＥｎＰＳ）を準備し、このＭｇ電解液を用いて、電解メッキ法に基づきＣｕ箔上にＭｇ金属を析出させて、負極における活物質層としてＭｇメッキ層をＣｕ箔上に形成する。このようにして得られたＭｇメッキ層の表面をＸＰＳ法に基づき分析した結果、Ｍｇメッキ層の表面にＭｇ、Ｃ、Ｏ、Ｓ及びＣｌが存在することが明らかになり、また、表面分析で観察されたＭｇ由来のピークは分裂しておらず、４０ｅＶ以上６０ｅＶ以下の範囲にＭｇ由来の単一のピークが観察された。更には、Ａｒスパッタ法に基づき、Ｍｇメッキ層の表面を深さ方向に約２００ｎｍ掘り進め、その表面をＸＰＳ法に基づき分析した結果、Ａｒスパッタ後におけるＭｇ由来のピークの位置及び形状は、Ａｒスパッタ前におけるピークの位置及び形状と比べて変化がないことが明らかになった。ＭｇＢｒ2とＥｎＰＳとをＭｇＢｒ2：ＥｎＰＳ＝１：８（モル比）の割合で含むＭｇ電解液、ＭｇＢｒ2とＥｉＰＳ（エチル－ｉ－プロピルスルホン）とをＭｇＢｒ2：ＥｉＰＳ＝１：８（モル比）の割合で含むＭｇ電解液を用いたときにも、同様の結果を得ることができた。
　実施例５においては、本開示の電気化学デバイス（具体的には、マグネシウム二次電池）、及び、その適用例について説明する。
　実施例１～実施例３において説明した本開示におけるマグネシウム二次電池は、二次電池を駆動用・作動用の電源又は電力蓄積用の電力貯蔵源として利用可能な機械、機器、器具、装置、システム（複数の機器等の集合体）に対して、特に限定されることなく、適用することができる。電源として使用されるマグネシウム二次電池（具体的には、マグネシウム－硫黄二次電池）は、主電源（優先的に使用される電源）であってもよいし、補助電源（主電源に代えて、又は、主電源から切り換えて使用される電源）であってもよい。マグネシウム二次電池を補助電源として使用する場合、主電源はマグネシウム二次電池に限られない。
　本開示におけるマグネシウム二次電池（具体的には、マグネシウム－硫黄二次電池）の用途として、具体的には、ビデオカメラやカムコーダ、デジタルスチルカメラ、携帯電話機、パーソナルコンピュータ、テレビジョン受像機、各種表示装置、コードレス電話機、ヘッドホンステレオ、音楽プレーヤ、携帯用ラジオ、電子ブックや電子新聞等の電子ペーパー、ＰＤＡを含む携帯情報端末といった各種電子機器、電気機器（携帯用電子機器を含む）；玩具；電気シェーバ等の携帯用生活器具；室内灯等の照明器具；ペースメーカや補聴器等の医療用電子機器；メモリカード等の記憶用装置；着脱可能な電源としてパーソナルコンピュータ等に用いられる電池パック；電動ドリルや電動鋸等の電動工具；非常時等に備えて電力を蓄積しておく家庭用バッテリシステム等の電力貯蔵システムやホームエネルギーサーバ（家庭用蓄電装置）、電力供給システム；蓄電ユニットやバックアップ電源；電動自動車、電動バイク、電動自転車、セグウェイ（登録商標）等の電動車両；航空機や船舶の電力駆動力変換装置（具体的には、例えば、動力用モータ）の駆動を例示することができるが、これらの用途に限定するものではない。
　中でも、本開示におけるマグネシウム二次電池は、電池パック、電動車両、電力貯蔵システム、電力供給システム、電動工具、電子機器、電気機器等に適用されることが有効である。電池パックは、本開示におけるマグネシウム二次電池を用いた電源であり、所謂組電池等である。電動車両は、本開示におけるマグネシウム二次電池を駆動用電源として作動（走行）する車両であり、二次電池以外の駆動源を併せて備えた自動車（ハイブリッド自動車等）であってもよい。電力貯蔵システム（電力供給システム）は、本開示におけるマグネシウム二次電池を電力貯蔵源として用いるシステムである。例えば、家庭用の電力貯蔵システム（電力供給システム）では、電力貯蔵源である本開示におけるマグネシウム二次電池に電力が蓄積されているため、電力を利用して家庭用の電気製品等が使用可能となる。電動工具は、本開示におけるマグネシウム二次電池を駆動用の電源として可動部（例えばドリル等）が可動する工具である。電子機器や電気機器は、本開示におけるマグネシウム二次電池を作動用の電源（電力供給源）として各種機能を発揮する機器である。
　以下、円筒型のマグネシウム二次電池及び平板型のラミネートフィルム型のマグネシウム二次電池を説明する。
　円筒型のマグネシウム二次電池１００の模式的な断面図を図８に示す。マグネシウム二次電池１００にあっては、ほぼ中空円柱状の電極構造体収納部材１１１の内部に、電極構造体１２１及び一対の絶縁板１１２，１１３が収納されている。電極構造体１２１は、例えば、セパレータ１２６を介して正極１２２と負極１２４とを積層して電極構造体を得た後、電極構造体を捲回することで作製することができる。電極構造体収納部材（電池缶）１１１は、一端部が閉鎖され、他端部が開放された中空構造を有しており、鉄（Ｆｅ）やアルミニウム（Ａｌ）等から作製されている。電極構造体収納部材１１１の表面にはニッケル（Ｎｉ）等がメッキされていてもよい。一対の絶縁板１１２，１１３は、電極構造体１２１を挟むと共に、電極構造体１２１の捲回周面に対して垂直に延在するように配置されている。電極構造体収納部材１１１の開放端部には、電池蓋１１４、安全弁機構１１５及び熱感抵抗素子（ＰＴＣ素子、Positive Temperature Coefficient 素子）１１６がガスケット１１７を介してかしめられており、これによって、電極構造体収納部材１１１は密閉されている。電池蓋１１４は、例えば、電極構造体収納部材１１１と同様の材料から作製されている。安全弁機構１１５及び熱感抵抗素子１１６は、電池蓋１１４の内側に設けられており、安全弁機構１１５は、熱感抵抗素子１１６を介して電池蓋１１４と電気的に接続されている。安全弁機構１１５にあっては、内部短絡や、外部からの加熱等に起因して内圧が一定以上になると、ディスク板１１５Ａが反転する。そして、これによって、電池蓋１１４と電極構造体１２１との電気的接続が切断される。大電流に起因する異常発熱を防止するために、熱感抵抗素子１１６の抵抗は温度の上昇に応じて増加する。ガスケット１１７は、例えば、絶縁性材料から作製されている。ガスケット１１７の表面にはアスファルト等が塗布されていてもよい。
　電極構造体１２１の捲回中心には、センターピン１１８が挿入されている。但し、センターピン１１８は、捲回中心に挿入されていなくともよい。正極１２２には、アルミニウム等の導電性材料から作製された正極リード部１２３が接続されている。具体的には、正極リード部１２３は正極集電体に取り付けられている。負極１２４には、銅等の導電性材料から作製された負極リード部１２５が接続されている。具体的には、負極リード部１２５は負極集電体に取り付けられている。負極リード部１２５は、電極構造体収納部材１１１に溶接されており、電極構造体収納部材１１１と電気的に接続されている。正極リード部１２３は、安全弁機構１１５に溶接されていると共に、電池蓋１１４と電気的に接続されている。尚、図８に示した例では、負極リード部１２５は１箇所（捲回された電極構造体の最外周部）であるが、２箇所（捲回された電極構造体の最外周部及び最内周部）に設けられている場合もある。
　電極構造体１２１は、正極集電体上に（具体的には、正極集電体の両面に）正極活物質層が形成された正極１２２と、負極集電体上に（具体的には、負極集電体の両面に）負極活物質層が形成された負極１２４とが、セパレータ１２６を介して積層されて成る。正極リード部１２３を取り付ける正極集電体の領域には、正極活物質層は形成されていないし、負極リード部１２５を取り付ける負極集電体の領域には、負極活物質層は形成されていない。
　マグネシウム二次電池１００の仕様を以下の表３に例示するが、これらに限定されるものではない。
〈表３〉
正極集電体　　　　厚さ２０μｍのアルミニウム箔
正極活物質層　　　片面当たり厚さ５０μｍ
正極リード部　　　厚さ１００μｍのアルミニウム（Ａｌ）箔
負極集電体１　　　厚さ２０μｍの銅箔
負極活物質層　　　片面当たり厚さ５０μｍ
負極リード部　　　厚さ１００μｍのニッケル（Ｎｉ）箔
　マグネシウム二次電池１００は、例えば、以下の手順に基づき製造することができる。
　即ち、先ず、正極集電体の両面に正極活物質層を形成し、負極集電体の両面に負極活物質層を形成する。
　その後、溶接法等を用いて、正極集電体に正極リード部１２３を取り付ける。また、溶接法等を用いて、負極集電体に負極リード部１２５を取り付ける。次に、厚さ２０μｍの微多孔性ポリエチレンフィルムから成るセパレータ１２６を介して正極１２２と負極１２４とを積層し、捲回して、（より具体的には、正極１２２／セパレータ１２６／負極１２４／セパレータ１２６の電極構造体（積層構造体）を捲回して）、電極構造体１２１を作製した後、最外周部に保護テープ（図示せず）を貼り付ける。その後、電極構造体１２１の中心にセンターピン１１８を挿入する。次いで、一対の絶縁板１１２，１１３で電極構造体１２１を挟みながら、電極構造体１２１を電極構造体収納部材（電池缶）１１１の内部に収納する。この場合、溶接法等を用いて、正極リード部１２３の先端部を安全弁機構１１５に取り付けると共に、負極リード部１２５の先端部を電極構造体収納部材１１１に取り付ける。その後、減圧方式に基づき実施例１～実施例３の電解液を注入して、電解液をセパレータ１２６に含浸させる。次いで、ガスケット１１７を介して電極構造体収納部材１１１の開口端部に電池蓋１１４、安全弁機構１１５及び熱感抵抗素子１１６をかしめる。
　次に、平板型のラミネートフィルム型の二次電池を説明する。二次電池の模式的な分解斜視図を図９に示す。この二次電池にあっては、ラミネートフィルムから成る外装部材２００の内部に、基本的に前述したと同様の電極構造体２２１が収納されている。電極構造体２２１は、セパレータ及び電解質層を介して正極と負極とを積層した後、この積層構造体を捲回することで作製することができる。正極には正極リード部２２３が取り付けられており、負極には負極リード部２２５が取り付けられている。電極構造体２２１の最外周部は、保護テープによって保護されている。正極リード部２２３及び負極リード部２２５は、外装部材２００の内部から外部に向かって同一方向に突出している。正極リード部２２３は、アルミニウム等の導電性材料から形成されている。負極リード部２２５は、銅、ニッケル、ステンレス鋼等の導電性材料から形成されている。
　外装部材２００は、図９に示す矢印Ｒの方向に折り畳み可能な１枚のフィルムであり、外装部材２００の一部には、電極構造体２２１を収納するための窪み（エンボス）が設けられている。外装部材２００は、例えば、融着層と、金属層と、表面保護層とがこの順に積層されたラミネートフィルムである。二次電池の製造工程では、融着層同士が電極構造体２２１を介して対向するように外装部材２００を折り畳んだ後、融着層の外周縁部同士を融着する。但し、外装部材２００は、２枚のラミネートフィルムが接着剤等を介して貼り合わされたものでもよい。融着層は、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のフィルムから成る。金属層は、例えば、アルミニウム箔等から成る。表面保護層は、例えば、ナイロン、ポリエチレンテレフタレート等から成る。中でも、外装部材２００は、ポリエチレンフィルムと、アルミニウム箔と、ナイロンフィルムとがこの順に積層されたアルミラミネートフィルムであることが好ましい。但し、外装部材２００は、他の積層構造を有するラミネートフィルムでもよいし、ポリプロピレン等の高分子フィルムでもよいし、金属フィルムでもよい。具体的には、ナイロンフィルム（厚さ３０μｍ）と、アルミニウム箔（厚さ４０μｍ）と、無延伸ポリプロピレンフィルム（厚さ３０μｍ）とが外側からこの順に積層された耐湿性のアルミラミネートフィルム（総厚１００μｍ）から成る。
　外気の侵入を防止するために、外装部材２００と正極リード部２２３との間、及び、外装部材２００と負極リード部２２５との間には、密着フィルム２０１が挿入されている。密着フィルム２０１は、正極リード部２２３及び負極リード部２２５に対して密着性を有する材料、例えば、ポリオレフィン樹脂等、より具体的には、ポリエチレン、ポリプロピレン、変性ポリエチレン、変性ポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂から成る。
　次に、本開示におけるマグネシウム二次電池の幾つかの適用例について具体的に説明する。尚、以下で説明する各適用例の構成は、あくまで一例であり、構成は適宜変更可能である。
　電池パックは、１つの本開示におけるマグネシウム二次電池を用いた簡易型の電池パック（所謂ソフトパック）であり、例えば、スマートフォンに代表される電子機器等に搭載される。あるいは又、２並列３直列となるように接続された６つの本開示におけるマグネシウム二次電池から構成された組電池を備えている。尚、マグネシウム二次電池の接続形式は、直列でもよいし、並列でもよいし、双方の混合型でもよい。
　本開示におけるマグネシウム二次電池を電池パックに適用した場合の回路構成例を示すブロック図を図１０に示す。電池パックは、セル（組電池）１００１、外装部材、スイッチ部１０２１、電流検出抵抗器１０１４、温度検出素子１０１６及び制御部１０１０を備えている。スイッチ部１０２１は、充電制御スイッチ１０２２及び放電制御スイッチ１０２４を備えている。また、電池パックは、正極端子１０３１及び負極端子１０３２を備えており、充電時には正極端子１０３１及び負極端子１０３２は、それぞれ、充電器の正極端子、負極端子に接続され、充電が行われる。また、電子機器使用時には、正極端子１０３１及び負極端子１０３２は、それぞれ、電子機器の正極端子、負極端子に接続され、放電が行われる。
　セル１００１は、複数の本開示におけるマグネシウム二次電池１００２が直列及び／又は並列に接続されることで、構成される。尚、図１０では、６つのマグネシウム二次電池１００２が、２並列３直列（２Ｐ３Ｓ）に接続された場合を示しているが、その他、ｐ並列ｑ直列（但し、ｐ，ｑは整数）のように、どのような接続方法であってもよい。
　スイッチ部１０２１は、充電制御スイッチ１０２２及びダイオード１０２３、並びに、放電制御スイッチ１０２４及びダイオード１０２５を備えており、制御部１０１０によって制御される。ダイオード１０２３は、正極端子１０３１からセル１００１の方向に流れる充電電流に対して逆方向、負極端子１０３２からセル１００１の方向に流れる放電電流に対して順方向の極性を有する。ダイオード１０２５は、充電電流に対して順方向、放電電流に対して逆方向の極性を有する。尚、例ではプラス（＋）側にスイッチ部を設けているが、マイナス（－）側に設けてもよい。充電制御スイッチ１０２２は、電池電圧が過充電検出電圧となった場合に閉状態とされて、セル１００１の電流経路に充電電流が流れないように制御部１０１０によって制御される。充電制御スイッチ１０２２が閉状態となった後には、ダイオード１０２３を介することによって放電のみが可能となる。また、充電時に大電流が流れた場合に閉状態とされて、セル１００１の電流経路に流れる充電電流を遮断するように、制御部１０１０によって制御される。放電制御スイッチ１０２４は、電池電圧が過放電検出電圧となった場合に閉状態とされて、セル１００１の電流経路に放電電流が流れないように制御部１０１０によって制御される。放電制御スイッチ１０２４が閉状態となった後には、ダイオード１０２５を介することによって充電のみが可能となる。また、放電時に大電流が流れた場合に閉状態とされて、セル１００１の電流経路に流れる放電電流を遮断するように、制御部１０１０によって制御される。
　温度検出素子１０１６は例えばサーミスタから成り、セル１００１の近傍に設けられ、温度測定部１０１５は、温度検出素子１０１６を用いてセル１００１の温度を測定し、測定結果を制御部１０１０に送出する。電圧測定部１０１２は、セル１００１の電圧、及びセル１００１を構成する各マグネシウム二次電池１００２の電圧を測定し、測定結果をＡ／Ｄ変換して、制御部１０１０に送出する。電流測定部１０１３は、電流検出抵抗器１０１４を用いて電流を測定し、測定結果を制御部１０１０に送出する。
　スイッチ制御部１０２０は、電圧測定部１０１２及び電流測定部１０１３から送られてきた電圧及び電流を基に、スイッチ部１０２１の充電制御スイッチ１０２２及び放電制御スイッチ１０２４を制御する。スイッチ制御部１０２０は、マグネシウム二次電池１００２のいずれかの電圧が過充電検出電圧若しくは過放電検出電圧以下になったとき、あるいは又、大電流が急激に流れたときに、スイッチ部１０２１に制御信号を送ることにより、過充電及び過放電、過電流充放電を防止する。充電制御スイッチ１０２２及び放電制御スイッチ１０２４は、例えばＭＯＳＦＥＴ等の半導体スイッチから構成することができる。この場合、ＭＯＳＦＥＴの寄生ダイオードによってダイオード１０２３，１０２５が構成される。ＭＯＳＦＥＴとして、ｐチャネル型ＦＥＴを用いる場合、スイッチ制御部１０２０は、充電制御スイッチ１０２２及び放電制御スイッチ１０２４のそれぞれのゲート部に、制御信号ＤＯ及び制御信号ＣＯを供給する。充電制御スイッチ１０２２及び放電制御スイッチ１０２４は、ソース電位より所定値以上低いゲート電位によって導通する。即ち、通常の充電及び放電動作では、制御信号ＣＯ及び制御信号ＤＯをローレベルとし、充電制御スイッチ１０２２及び放電制御スイッチ１０２４を導通状態とする。そして、例えば過充電若しくは過放電の際には、制御信号ＣＯ及び制御信号ＤＯをハイレベルとし、充電制御スイッチ１０２２及び放電制御スイッチ１０２４を閉状態とする。
　メモリ１０１１は、例えば、不揮発性メモリであるＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable Read Only Memory）等から成る。メモリ１０１１には、制御部１０１０で演算された数値や、製造工程の段階で測定された各マグネシウム二次電池１００２の初期状態におけるマグネシウム二次電池の内部抵抗値等が予め記憶されており、また、適宜、書き換えが可能である。また、マグネシウム二次電池１００２の満充電容量を記憶させておくことで、制御部１０１０と共に例えば残容量を算出することができる。
　温度測定部１０１５では、温度検出素子１０１６を用いて温度を測定し、異常発熱時に充放電制御を行い、また、残容量の算出における補正を行う。
　次に、電動車両の一例であるハイブリッド自動車といった電動車両の構成を表すブロック図を図１１Ａに示す。電動車両は、例えば、金属製の筐体２０００の内部に、制御部２００１、各種センサ２００２、電源２００３、エンジン２０１０、発電機２０１１、インバータ２０１２，２０１３、駆動用のモータ２０１４、差動装置２０１５、トランスミッション２０１６及びクラッチ２０１７を備えている。その他、電動車両は、例えば、差動装置２０１５やトランスミッション２０１６に接続された前輪駆動軸２０２１、前輪２０２２、後輪駆動軸２０２３、後輪２０２４を備えている。
　電動車両は、例えば、エンジン２０１０又はモータ２０１４のいずれか一方を駆動源として走行可能である。エンジン２０１０は、主要な動力源であり、例えば、ガソリンエンジン等である。エンジン２０１０を動力源とする場合、エンジン２０１０の駆動力（回転力）は、例えば、駆動部である差動装置２０１５、トランスミッション２０１６及びクラッチ２０１７を介して前輪２０２２又は後輪２０２４に伝達される。エンジン２０１０の回転力は発電機２０１１にも伝達され、回転力を利用して発電機２０１１が交流電力を発生させ、交流電力はインバータ２０１３を介して直流電力に変換され、電源２００３に蓄積される。一方、変換部であるモータ２０１４を動力源とする場合、電源２００３から供給された電力（直流電力）がインバータ２０１２を介して交流電力に変換され、交流電力を利用してモータ２０１４を駆動する。モータ２０１４によって電力から変換された駆動力（回転力）は、例えば、駆動部である差動装置２０１５、トランスミッション２０１６及びクラッチ２０１７を介して前輪２０２２又は後輪２０２４に伝達される。
　図示しない制動機構を介して電動車両が減速すると、減速時の抵抗力がモータ２０１４に回転力として伝達され、その回転力を利用してモータ２０１４が交流電力を発生させるようにしてもよい。交流電力はインバータ２０１２を介して直流電力に変換され、直流回生電力は電源２００３に蓄積される。
　制御部２００１は、電動車両全体の動作を制御するものであり、例えば、ＣＰＵ等を備えている。電源２００３は、実施例１～実施例３において説明した１又は２以上のマグネシウム二次電池（図示せず）を備えている。電源２００３は、外部電源と接続され、外部電源から電力供給を受けることで電力を蓄積する構成とすることもできる。各種センサ２００２は、例えば、エンジン２０１０の回転数を制御すると共に、図示しないスロットルバルブの開度（スロットル開度）を制御するために用いられる。各種センサ２００２は、例えば、速度センサ、加速度センサ、エンジン回転数センサ等を備えている。
　尚、電動車両がハイブリッド自動車である場合について説明したが、電動車両は、エンジン２０１０を用いずに電源２００３及びモータ２０１４だけを用いて作動する車両（電気自動車）でもよい。
　次に、電力貯蔵システム（電力供給システム）の構成を表すブロック図を図１１Ｂに示す。電力貯蔵システムは、例えば、一般住宅及び商業用ビル等の家屋３０００の内部に、制御部３００１、電源３００２、スマートメータ３００３、及び、パワーハブ３００４を備えている。
　電源３００２は、例えば、家屋３０００の内部に設置された電気機器（電子機器）３０１０に接続されていると共に、家屋３０００の外部に停車している電動車両３０１１に接続可能である。また、電源３００２は、例えば、家屋３０００に設置された自家発電機３０２１にパワーハブ３００４を介して接続されていると共に、スマートメータ３００３及びパワーハブ３００４を介して外部の集中型電力系統３０２２に接続可能である。電気機器（電子機器）３０１０は、例えば、１又は２以上の家電製品を含んでいる。家電製品として、例えば、冷蔵庫、エアコンディショナー、テレビジョン受像機、給湯器等を挙げることができる。自家発電機３０２１は、例えば、太陽光発電機や風力発電機等から構成されている。電動車両３０１１として、例えば、電動自動車、ハイブリッド自動車、電動オートバイ、電動自転車、セグウェイ（登録商標）等を挙げることができる。集中型電力系統３０２２として、商用電源、発電装置、送電網、スマートグリッド（次世代送電網）を挙げることができるし、また、例えば、火力発電所、原子力発電所、水力発電所、風力発電所等を挙げることもできるし、集中型電力系統３０２２に備えられた発電装置として、種々の太陽電池、燃料電池、風力発電装置、マイクロ水力発電装置、地熱発電装置等を例示することができるが、これらに限定するものではない。
　制御部３００１は、電力貯蔵システム全体の動作（電源３００２の使用状態を含む）を制御するものであり、例えば、ＣＰＵ等を備えている。電源３００２は、実施例１～実施例３において説明した１又は２以上のマグネシウム二次電池（図示せず）を備えている。スマートメータ３００３は、例えば、電力需要側の家屋３０００に設置されるネットワーク対応型の電力計であり、電力供給側と通信可能である。そして、スマートメータ３００３は、例えば、外部と通信しながら、家屋３０００における需要・供給のバランスを制御することで、効率的で安定したエネルギー供給が可能となる。
　この電力貯蔵システムでは、例えば、外部電源である集中型電力系統３０２２からスマートメータ３００３及びパワーハブ３００４を介して電源３００２に電力が蓄積されると共に、独立電源である自家発電機３０２１からパワーハブ３００４を介して電源３００２に電力が蓄積される。電源３００２に蓄積された電力は、制御部３００１の指示に応じて電気機器（電子機器）３０１０及び電動車両３０１１に供給されるため、電気機器（電子機器）３０１０の作動が可能になると共に、電動車両３０１１が充電可能になる。即ち、電力貯蔵システムは、電源３００２を用いて、家屋３０００内における電力の蓄積及び供給を可能にするシステムである。
　電源３００２に蓄積された電力は、任意に利用可能である。そのため、例えば、電気料金が安価な深夜に集中型電力系統３０２２から電源３００２に電力を蓄積しておき、電源３００２に蓄積しておいた電力を電気料金が高い日中に用いることができる。
　以上に説明した電力貯蔵システムは、１戸（１世帯）毎に設置されていてもよいし、複数戸（複数世帯）毎に設置されていてもよい。
　次に、電動工具の構成を表すブロック図を図１１Ｃに示す。電動工具は、例えば、電動ドリルであり、プラスチック材料等から作製された工具本体４０００の内部に、制御部４００１及び電源４００２を備えている。工具本体４０００には、例えば、可動部であるドリル部４００３が回動可能に取り付けられている。制御部４００１は、電動工具全体の動作（電源４００２の使用状態を含む）を制御するものであり、例えば、ＣＰＵ等を備えている。電源４００２は、実施例１～実施例３において説明した１又は２以上のマグネシウム二次電池（図示せず）を備えている。制御部４００１は、図示しない動作スイッチの操作に応じて、電源４００２からドリル部４００３に電力を供給する。
　以上、本開示を好ましい実施例に基づき説明したが、本開示はこれらの実施例に限定されるものではない。実施例において説明した電解液の組成、製造に用いた原材料、製造方法、製造条件、電解液の特性、電気化学デバイスや電池の構成、構造は例示であり、これらに限定するものではなく、また、適宜、変更することができる。本開示の電解液を有機ポリマー（例えば、ポリエチレンオキシドやポリアクリロニトリル、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ））と混合してゲル電解質として使用することもできる。
　実施例１において説明した電解液を、上述したマグネシウムを電気メッキするためのメッキ浴として使用することができる。尚、マグネシウムを電気メッキするためのメッキ浴を構成するマグネシウム塩として、前述したマグネシウム塩－Ａ及びマグネシウム塩－Ｂを挙げることができる。そして、このようなメッキ浴は、
　マグネシウム塩が可溶な低沸点溶媒にマグネシウム塩を溶解させ、次いで、
　低沸点溶媒にマグネシウム塩を溶解させた溶液にスルホン（具体的には、前述したスルホン）を溶解させた後、
　スルホンを溶解した溶液から低沸点溶媒を除去することで得ることができる。
　マグネシウム塩が可溶な低沸点溶媒は、マグネシウム塩が可溶な溶媒の内、選択するスルホンよりも沸点の低い溶媒であれば基本的にはどのような溶媒を用いてもよいが、前述したアルコールを用いることが好ましい。また、以上に説明したメッキ浴には、前述した添加剤が含まれていてもよく、このような添加剤の添加により、メッキ浴のイオン伝導度の向上を図ることができる。更には、前述した各種の非極性溶媒を含んでいる形態とすることもできる。即ち、非極性溶媒をメッキ浴と混合してもよい。非極性溶媒は、一種の希釈剤として機能する。
　尚、本開示は、以下のような構成を取ることもできる。
［Ａ０１］《電解液》
　マグネシウム系材料から成る負極を備えた電気化学デバイス用の電解液であって、
　水分含有率が、１０ｐｐｍを超え、５００ｐｐｍ未満である電解液。

［Ａ０２］水分含有率は、１０ｐｐｍを超え、３００ｐｐｍ以下である［Ａ０１］に記載の電解液。

［Ａ０３］スルホン、及び、スルホンに溶解したマグネシウム塩を含んでいる［Ａ０１］又は［Ａ０２］に記載の電解液。

［Ａ０４］マグネシウム塩は、ＭｇＸn（但し、ｎは１又は２であり、Ｘは、１価又は２価のアニオン）から成る［Ａ０３］に記載の電解液。

［Ａ０５］Ｘは、ハロゲンを含む分子、－ＳＯ4、－ＮＯ3、又は、ヘキサアルキルジシアジド基から成る［Ａ０４］に記載の電解液。

［Ａ０６］ハロゲンを含む分子は、ＭｇＸ2（Ｘ＝Ｃｌ，Ｂｒ，Ｉ）から成る［Ａ０５］に記載の電解液。

［Ａ０７］マグネシウム塩は、過塩素酸マグネシウム（Ｍｇ（ＣｌＯ4）2）、硝酸マグネシム（Ｍｇ（ＮＯ3）2）、硫酸マグネシム（ＭｇＳＯ4）、テトラフルオロホウ酸マグネシウム（Ｍｇ（ＢＦ4）2）、テトラフェニルホウ酸マグネシウム（Ｍｇ（Ｂ（Ｃ6Ｈ5）4）2）、ヘキサフルオロリン酸マグネシウム（Ｍｇ（ＰＦ6）2）、ヘキサフルオロヒ酸マグネシウム（Ｍｇ（ＡｓＦ6）2）、パーフルオロアルキルスルホン酸マグネシウム（Ｍｇ（Ｒf1ＳＯ3）2〈但し、Ｒf1はパーフルオロアルキル基〉、パーフルオロアルキルスルホニルイミド酸マグネシウム（Ｍｇ（（Ｒf2ＳＯ2）2Ｎ）2〈但し、Ｒf2はパーフルオロアルキル基〉、及び、ヘキサアルキルジシアジドマグネシウム（（Ｍｇ（ＨＲＤＳ）2）〈但し、Ｒはアルキル基〉から成る群より選択された少なくとも１種類のマグネシウム塩である［Ａ０５］に記載の電解液。

［Ａ０８］スルホンは、Ｒ1Ｒ2ＳＯ2（但し、Ｒ1、Ｒ2はアルキル基を表す）で表されるアルキルスルホン又はアルキルスルホン誘導体である［Ａ０３］乃至［Ａ０７］のいずれか１項に記載の電解液。

［Ａ０９］アルキルスルホンは、ジメチルスルホン、メチルエチルスルホン、メチル－ｎ－プロピルスルホン、メチル－ｉ－プロピルスルホン、メチル－ｎ－ブチルスルホン、メチル－ｉ－ブチルスルホン、メチル－ｓ－ブチルスルホン、メチル－ｔ－ブチルスルホン、エチルメチルスルホン、ジエチルスルホン、エチル－ｎ－プロピルスルホン、エチル－ｉ－プロピルスルホン、エチル－ｎ－ブチルスルホン、エチル－ｉ－ブチルスルホン、エチル－ｓ－ブチルスルホン、エチル－ｔ－ブチルスルホン、ジ－ｎ－プロピルスルホン、ジ－ｉ－プロピルスルホン、ｎ－プロピル－ｎ－ブチルスルホン、ｎ－ブチルエチルスルホン、ｉ－ブチルエチルスルホン、ｓ－ブチルエチルスルホン及びジ－ｎ－ブチルスルホンから成る群より選ばれた少なくとも１種類のアルキルスルホンであり、
　アルキルスルホン誘導体はエチルフェニルスルホンである［Ａ０８］に記載の電解液。

［Ａ１０］エーテル（広くは、非プロトン溶媒）、及び、エーテル（非プロトン溶媒）に溶解したマグネシウム塩を含んでいる［Ａ０１］又は［Ａ０２］に記載の電解液。

［Ａ１１］マグネシウム塩は、Ｍｇ（ＡｌＣｌ3Ｒ1）2、又は、Ｍｇ（ＡｌＣｌ2Ｒ2Ｒ3 ）2（但し、Ｒ1，Ｒ2，Ｒ3はアルキル基である）から成る［Ａ１０］に記載の電解液。

［Ａ１２］エーテルは、環状エーテル又は直鎖エーテルから成る［Ａ１０］又は［Ａ１１］に記載の電解液。

［Ａ１３］環状エーテルは、テトラヒドロフラン、ジオキソラン、ジオキサン、エポキシド類及びフラン類から成る群より選択された少なくとも１種類の環状エーテルであり、
　直鎖エーテルは、ジアルキルグリコールエーテルである［Ａ１２］に記載の電解液。

［Ａ１４］ジアルキルグリコールエーテルは、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、ペンタエチレングリコールジメチルエーテル、ヘキサエチレングリコールジメチルエーテル、ポリエチレングリコールジメチルエーテル及びトリエチレングリコールブチルメチルエーテルから成る群より選択された少なくとも１種類のジアルキルグリコールエーテルである［Ａ１３］に記載の電解液。

［Ｂ０１］《電気化学デバイス》
　マグネシウム系材料から成る負極を備えた電気化学デバイスであって、
　水分含有率が、１０ｐｐｍを超え、５００ｐｐｍ未満である電解液を備えている電気化学デバイス。

［Ｂ０２］水分含有率は、１０ｐｐｍを超え、３００ｐｐｍ以下である［Ｂ０１］に記載の電気化学デバイス。

［Ｂ０３］電解液は、スルホン、及び、スルホンに溶解したマグネシウム塩を含んでいる［Ｂ０１］又は［Ｂ０２］に記載の電気化学デバイス。

［Ｂ０４］マグネシウム塩は、ＭｇＸn（但し、ｎは１又は２であり、Ｘは、１価又は２価のアニオン）から成る［Ｂ０３］に記載の電気化学デバイス。

［Ｂ０５］Ｘは、ハロゲンを含む分子、－ＳＯ4、－ＮＯ3、又は、ヘキサアルキルジシアジド基から成る［Ｂ０４］に記載の電気化学デバイス。

［Ｂ０６］ハロゲンを含む分子は、ＭｇＸ2（Ｘ＝Ｃｌ，Ｂｒ，Ｉ）から成る［Ｂ０５］に記載の電気化学デバイス。

［Ｂ０７］マグネシウム塩は、過塩素酸マグネシウム（Ｍｇ（ＣｌＯ4）2）、硝酸マグネシム（Ｍｇ（ＮＯ3）2）、硫酸マグネシム（ＭｇＳＯ4）、テトラフルオロホウ酸マグネシウム（Ｍｇ（ＢＦ4）2）、テトラフェニルホウ酸マグネシウム（Ｍｇ（Ｂ（Ｃ6Ｈ5）4）2）、ヘキサフルオロリン酸マグネシウム（Ｍｇ（ＰＦ6）2）、ヘキサフルオロヒ酸マグネシウム（Ｍｇ（ＡｓＦ6）2）、パーフルオロアルキルスルホン酸マグネシウム（Ｍｇ（Ｒf1ＳＯ3）2〈但し、Ｒf1はパーフルオロアルキル基〉、パーフルオロアルキルスルホニルイミド酸マグネシウム（Ｍｇ（（Ｒf2ＳＯ2）2Ｎ）2〈但し、Ｒf2はパーフルオロアルキル基〉、及び、ヘキサアルキルジシアジドマグネシウム（（Ｍｇ（ＨＲＤＳ）2）〈但し、Ｒはアルキル基〉から成る群より選択された少なくとも１種類のマグネシウム塩である［Ｂ０５］に記載の電気化学デバイス。

［Ｂ０８］スルホンは、Ｒ1Ｒ2ＳＯ2（但し、Ｒ1、Ｒ2はアルキル基を表す）で表されるアルキルスルホン又はアルキルスルホン誘導体である［Ｂ０３］乃至［Ｂ０７］のいずれか１項に記載の電気化学デバイス。

［Ｂ０９］アルキルスルホンは、ジメチルスルホン、メチルエチルスルホン、メチル－ｎ－プロピルスルホン、メチル－ｉ－プロピルスルホン、メチル－ｎ－ブチルスルホン、メチル－ｉ－ブチルスルホン、メチル－ｓ－ブチルスルホン、メチル－ｔ－ブチルスルホン、エチルメチルスルホン、ジエチルスルホン、エチル－ｎ－プロピルスルホン、エチル－ｉ－プロピルスルホン、エチル－ｎ－ブチルスルホン、エチル－ｉ－ブチルスルホン、エチル－ｓ－ブチルスルホン、エチル－ｔ－ブチルスルホン、ジ－ｎ－プロピルスルホン、ジ－ｉ－プロピルスルホン、ｎ－プロピル－ｎ－ブチルスルホン、ｎ－ブチルエチルスルホン、ｉ－ブチルエチルスルホン、ｓ－ブチルエチルスルホン及びジ－ｎ－ブチルスルホンから成る群より選ばれた少なくとも１種類のアルキルスルホンであり、
　アルキルスルホン誘導体はエチルフェニルスルホンである［Ｂ０８］に記載の電気化学デバイス。

［Ｂ１０］電解液は、エーテル、及び、エーテルに溶解したマグネシウム塩を含んでいる［Ｂ０１］又は［Ｂ０２］に記載の電気化学デバイス。

［Ｂ１１］マグネシウム塩は、Ｍｇ（ＡｌＣｌ3Ｒ1）2、又は、Ｍｇ（ＡｌＣｌ2Ｒ2Ｒ3 ）2（但し、Ｒ1，Ｒ2，Ｒ3はアルキル基である）から成る［Ｂ１０］に記載の電気化学デバイス。

［Ｂ１２］エーテルは、環状エーテル又は直鎖エーテルから成る［Ｂ１０］又は［Ｂ１１］に記載の電気化学デバイス。

［Ｂ１３］環状エーテルは、テトラヒドロフラン、ジオキソラン、ジオキサン、エポキシド類及びフラン類から成る群より選択された少なくとも１種類の環状エーテルであり、
　直鎖エーテルは、ジアルキルグリコールエーテルである［Ｂ１２］に記載の電気化学デバイス。

［Ｂ１４］ジアルキルグリコールエーテルは、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、ペンタエチレングリコールジメチルエーテル、ヘキサエチレングリコールジメチルエーテル、ポリエチレングリコールジメチルエーテル及びトリエチレングリコールブチルメチルエーテルから成る群より選択された少なくとも１種類のジアルキルグリコールエーテルである［Ｂ１３］に記載の電気化学デバイス。

［Ｂ１５］電解液によって電解質層が構成された電池である［Ｂ０１］乃至［Ｂ１４］のいずれか１項に記載の電気化学デバイス。

［Ｂ１６］電池は一次電池又は二次電池である［Ｂ１５］に記載の電気化学デバイス。

［Ｂ１７］負極は、マグネシウム、マグネシウム合金あるいはマグネシウム化合物から成る［Ｂ１５］又は［Ｂ１６］に記載の電気化学デバイス。

［Ｂ１８］硫黄、フッ化黒鉛、金属酸化物又は金属ハロゲン化物を正極活物質として用いた正極を備えている［Ｂ１５］乃至［Ｂ１７］のいずれか１項に記載の電気化学デバイス。

［Ｂ１９］金属酸化物又は金属ハロゲン化物を構成する金属は、スカンジウム、チタン、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛又はモリブデンである［Ｂ１８］に記載の電気化学デバイス。

［Ｂ２０］電池は、マグネシウム電池、空気電池、又は、燃料電池から成る［Ｂ１５］乃至［Ｂ１９］のいずれか１項に記載の電気化学デバイス。

［Ｂ２１］キャパシタから成る［Ｂ０１］乃至［Ｂ１４］のいずれか１項に記載の電気化学デバイス。

［Ｂ２２］キャパシタは、正極、負極、及び、正極と負極に挟まれ、電解液が含浸されたセパレータを備えている［Ｂ２１］に記載の電気化学デバイス。

［Ｂ２３］センサ、又は、マグネシウムイオンフィルタから成る［Ｂ０１］乃至［Ｂ１４］のいずれか１項に記載の電気化学デバイス。

［Ｃ０１］《二次電池》
　マグネシウム系材料から成る負極、及び、
　水分含有率が、１０ｐｐｍを超え、５００ｐｐｍ未満である電解液、
を少なくとも備えている二次電池。

［Ｃ０２］水分含有率は、１０ｐｐｍを超え、３００ｐｐｍ以下である［Ｃ０１］に記載の二次電池。

［Ｃ０３］電解液は、スルホン、及び、スルホンに溶解したマグネシウム塩を含んでいる［Ｃ０１］又は［Ｃ０２］に記載の二次電池。

［Ｃ０４］マグネシウム塩は、ＭｇＸn（但し、ｎは１又は２であり、Ｘは、１価又は２価のアニオン）から成る［Ｃ０３］に記載の二次電池。

［Ｃ０５］Ｘは、ハロゲンを含む分子、－ＳＯ4、－ＮＯ3、又は、ヘキサアルキルジシアジド基から成る［Ｃ０４］に記載の二次電池。

［Ｃ０６］ハロゲンを含む分子は、ＭｇＸ2（Ｘ＝Ｃｌ，Ｂｒ，Ｉ）から成る［Ｃ０５］に記載の二次電池。

［Ｃ０７］マグネシウム塩は、過塩素酸マグネシウム（Ｍｇ（ＣｌＯ4）2）、硝酸マグネシム（Ｍｇ（ＮＯ3）2）、硫酸マグネシム（ＭｇＳＯ4）、テトラフルオロホウ酸マグネシウム（Ｍｇ（ＢＦ4）2）、テトラフェニルホウ酸マグネシウム（Ｍｇ（Ｂ（Ｃ6Ｈ5）4）2）、ヘキサフルオロリン酸マグネシウム（Ｍｇ（ＰＦ6）2）、ヘキサフルオロヒ酸マグネシウム（Ｍｇ（ＡｓＦ6）2）、パーフルオロアルキルスルホン酸マグネシウム（Ｍｇ（Ｒf1ＳＯ3）2〈但し、Ｒf1はパーフルオロアルキル基〉、パーフルオロアルキルスルホニルイミド酸マグネシウム（Ｍｇ（（Ｒf2ＳＯ2）2Ｎ）2〈但し、Ｒf2はパーフルオロアルキル基〉、及び、ヘキサアルキルジシアジドマグネシウム（（Ｍｇ（ＨＲＤＳ）2）〈但し、Ｒはアルキル基〉から成る群より選択された少なくとも１種類のマグネシウム塩である［Ｃ０５］に記載の二次電池。

［Ｃ０８］スルホンは、Ｒ1Ｒ2ＳＯ2（但し、Ｒ1、Ｒ2はアルキル基を表す）で表されるアルキルスルホン又はアルキルスルホン誘導体である［Ｃ０３］乃至［Ｃ０７］のいずれか１項に記載の二次電池。

［Ｃ０９］アルキルスルホンは、ジメチルスルホン、メチルエチルスルホン、メチル－ｎ－プロピルスルホン、メチル－ｉ－プロピルスルホン、メチル－ｎ－ブチルスルホン、メチル－ｉ－ブチルスルホン、メチル－ｓ－ブチルスルホン、メチル－ｔ－ブチルスルホン、エチルメチルスルホン、ジエチルスルホン、エチル－ｎ－プロピルスルホン、エチル－ｉ－プロピルスルホン、エチル－ｎ－ブチルスルホン、エチル－ｉ－ブチルスルホン、エチル－ｓ－ブチルスルホン、エチル－ｔ－ブチルスルホン、ジ－ｎ－プロピルスルホン、ジ－ｉ－プロピルスルホン、ｎ－プロピル－ｎ－ブチルスルホン、ｎ－ブチルエチルスルホン、ｉ－ブチルエチルスルホン、ｓ－ブチルエチルスルホン及びジ－ｎ－ブチルスルホンから成る群より選ばれた少なくとも１種類のアルキルスルホンであり、
　アルキルスルホン誘導体はエチルフェニルスルホンである［Ｃ０８］に記載の二次電池。

［Ｃ１０］電解液は、エーテル、及び、エーテルに溶解したマグネシウム塩を含んでいる［Ｃ０１］又は［Ｃ０２］に記載の二次電池。

［Ｃ１１］マグネシウム塩は、Ｍｇ（ＡｌＣｌ3Ｒ1）2、又は、Ｍｇ（ＡｌＣｌ2Ｒ2Ｒ3 ）2（但し、Ｒ1，Ｒ2，Ｒ3はアルキル基である）から成る［Ｃ１０］に記載の二次電池。

［Ｃ１２］エーテルは、環状エーテル又は直鎖エーテルから成る［Ｃ１０］又は［Ｃ１１］に記載の二次電池。

［Ｃ１３］環状エーテルは、テトラヒドロフラン、ジオキソラン、ジオキサン、エポキシド類及びフラン類から成る群より選択された少なくとも１種類の環状エーテルであり、
　直鎖エーテルは、ジアルキルグリコールエーテルである［Ｃ１２］に記載の二次電池。

［Ｃ１４］ジアルキルグリコールエーテルは、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、ペンタエチレングリコールジメチルエーテル、ヘキサエチレングリコールジメチルエーテル、ポリエチレングリコールジメチルエーテル及びトリエチレングリコールブチルメチルエーテルから成る群より選択された少なくとも１種類のジアルキルグリコールエーテルである［Ｃ１３］に記載の二次電池。

［Ｃ１５］負極は、マグネシウム、マグネシウム合金あるいはマグネシウム化合物から成る［Ｃ０１］乃至［Ｃ１４］のいずれか１項に記載の二次電池。

［Ｃ１６］硫黄、フッ化黒鉛、金属酸化物又は金属ハロゲン化物を正極活物質として用いた正極を備えている［Ｃ０１］乃至［Ｃ１５］のいずれか１項に記載の二次電池。

［Ｃ１７］金属酸化物又は金属ハロゲン化物を構成する金属は、スカンジウム、チタン、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛又はモリブデンである［Ｃ１６］に記載の二次電池。

［Ｄ０１］《電池パック》
　二次電池、二次電池に関する制御を行う制御手段、及び、二次電池を内包する外装を有する電池パックであって、
　二次電池は、［Ｃ０１］乃至［Ｃ１７］のいずれか１項に記載の二次電池から成る電池パック。

［Ｄ０２］《電子機器》
　二次電池から電力の供給を受ける電子機器であって、
　二次電池は、［Ｃ０１］乃至［Ｃ１７］のいずれか１項に記載の二次電池から成る電子機器。

［Ｄ０３］《電動車両》
　二次電池から電力の供給を受けて車両の駆動力に変換する変換装置、及び、二次電池に関する情報に基づいて車両制御に関する情報処理を行う制御装置を有する電動車両であって、
　二次電池は、［Ｃ０１］乃至［Ｃ１７］のいずれか１項に記載の二次電池から成る電動車両。

［Ｄ０４］《電力システム》
　二次電池から電力の供給を受け、及び／又は、電力源から二次電池に電力を供給するように構成された電力システムであって、
　二次電池は、［Ｃ０１］乃至［Ｃ１７］のいずれか１項に記載の二次電池から成る電力システム。

［Ｄ０５］《電力貯蔵用電源》
　二次電池を有し、電力が供給される電子機器が接続されるように構成された電力貯蔵用電源であって、
　二次電池は、［Ｃ０１］乃至［Ｃ１７］のいずれか１項に記載の二次電池から成る電力貯蔵用電源。

［Ｅ０１］《メッキ浴》
　スルホン、及び、スルホンに溶解したマグネシウム塩を含んでおり、
　マグネシウム塩は、マグネシウムのハロゲン化物（ハロゲンを含む分子）から成り、
　水分含有率が、１０ｐｐｍを超え、５００ｐｐｍ未満であるメッキ浴。

［Ｅ０２］ハロゲン化物（ハロゲンを含む分子）は、ＭｇＸ2（Ｘ＝Ｃｌ，Ｂｒ，Ｉ）から成る［Ｅ０１］に記載のメッキ浴。

［Ｅ０３］《メッキ浴》
　スルホン、及び、スルホンに溶解したマグネシウム塩を含んでおり、
　マグネシウム塩は、水素化ホウ素マグネシウム、過塩素酸マグネシウム、硝酸マグネシム、硫酸マグネシム、テトラフルオロホウ酸マグネシウム、テトラフェニルホウ酸マグネシウム、ヘキサフルオロリン酸マグネシウム、ヘキサフルオロヒ酸マグネシウム、パーフルオロアルキルスルホン酸マグネシウム、テトラフェニルホウ酸マグネシウム及びパーフルオロアルキルスルホニルイミド酸マグネシウム、及び、ヘキサアルキルジシアジドマグネシウムから成る群より選ばれた少なくとも１種類のマグネシウム塩から成り、
　水分含有率が、１０ｐｐｍを超え、５００ｐｐｍ未満であるメッキ浴。

［Ｅ０４］スルホンは、Ｒ1Ｒ2ＳＯ2（但し、Ｒ1、Ｒ2はアルキル基を表す）で表されるアルキルスルホン又はアルキルスルホン誘導体である［Ｅ０１］乃至［Ｅ０３］のいずれか１項に記載のメッキ浴。

［Ｅ０５］アルキルスルホンは、ジメチルスルホン、メチルエチルスルホン、メチル－ｎ－プロピルスルホン、メチル－ｉ－プロピルスルホン、メチル－ｎ－ブチルスルホン、メチル－ｉ－ブチルスルホン、メチル－ｓ－ブチルスルホン、メチル－ｔ－ブチルスルホン、エチルメチルスルホン、ジエチルスルホン、エチル－ｎ－プロピルスルホン、エチル－ｉ－プロピルスルホン、エチル－ｎ－ブチルスルホン、エチル－ｉ－ブチルスルホン、エチル－ｓ－ブチルスルホン、エチル－ｔ－ブチルスルホン、ジ－ｎ－プロピルスルホン、ジ－ｉ－プロピルスルホン、ｎ－プロピル－ｎ－ブチルスルホン、ｎ－ブチルエチルスルホン、ｉ－ブチルエチルスルホン、ｓ－ブチルエチルスルホン及びジ－ｎ－ブチルスルホンから成る群より選ばれた少なくとも１種類のアルキルスルホンであり、
　アルキルスルホン誘導体はエチルフェニルスルホンである［Ｅ０４］に記載のメッキ浴。

［Ｅ０６］添加剤が含まれている［Ｅ０１］乃至［Ｅ０５］のいずれか１項に記載のメッキ浴。

［Ｅ０７］添加剤には、金属イオンがアルミニウム（Ａｌ）、ベリリウム（Ｂｅ）、ホウ素（Ｂ）、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）、ケイ素（Ｓｉ）、スズ（Ｓｎ）、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）及びランタン（Ｌａ）から成る群より選ばれた少なくとも１種類の原子又は原子団の陽イオンから成る塩が含まれており、又は、
　添加剤には、水素、アルキル基、アルケニル基、アリール基、ベンジル基、アミド基、フッ素イオン（Ｆ-）、塩素イオン（Ｃｌ-）、臭素イオン（Ｂｒ-）、ヨウ素イオン（Ｉ-）、過塩素酸イオン（ＣｌＯ4 -）、テトラフルオロホウ酸イオン（ＢＦ4 -）、ヘキサフルオロリン酸イオン（ＰＦ6 -）、ヘキサフルオロヒ酸イオン（ＡｓＦ6 -）、パーフルオロアルキルスルホン酸イオン（Ｒf1ＳＯ3 -）〈但し、Ｒf1はパーフルオロアルキル基〉、及び、パーフルオロアルキルスルホニルイミドイオン（Ｒf2ＳＯ2）2Ｎ-〈但し、Ｒf2はパーフルオロアルキル基〉から成る群より選ばれた少なくとも１種類の原子、有機基又は陰イオンから成る塩が含まれている［Ｅ０６］に記載のメッキ浴。

［Ｅ０８］更に、非極性溶媒を含んでいる［Ｅ０１］乃至［Ｅ０７］のいずれか１項に記載のメッキ浴。

［Ｅ０９］非極性溶媒の誘電率及びドナー数は、いずれも２０以下である［Ｅ０８］に記載のメッキ浴。

［Ｅ１０］非極性溶媒は、芳香族炭化水素、エーテル、ケトン、エステル及び鎖状炭酸エステルから成る群より選ばれた少なくとも１種類の非極性溶媒から成る［Ｅ０８］又は［Ｅ０９］に記載のメッキ浴。

［Ｅ１１］芳香族炭化水素は、トルエン、ベンゼン、ｏ－キシレン、ｍ－キシレン、ｐ－キシレン、又は、１－メチルナフタレンであり、
　エーテルは、ジエチルエーテル、又は、テトラヒドロフランであり、
　ケトンは、４－メチル－２－ペンタノンであり、
　エステルは、酢酸メチル、又は、酢酸エチルであり、
　鎖状炭酸エステルは、炭酸ジメチル、炭酸ジエチル、又は、炭酸エチルメチルである［Ｅ１０］に記載のメッキ浴。
１０・・・コイン電池、２１・・・コイン電池缶、２２・・・ガスケット、２３・・・正極、２４・・・セパレータ、２５・・・負極、２６・・・スペーサ、２７・・・コイン電池蓋、３１・・・正極、３２・・・負極、３３・・・セパレータ、３５，３６・・・集電体、３７・・・ガスケット、４１・・・多孔質正極、４２・・・負極、４３・・・セパレータ及び電解液、４４・・・空気極側集電体、４５・・・負極側集電体、４６・・・拡散層、４７・・・酸素選択性透過膜、４８・・・外装体、５１・・・空気（大気）、５２・・・酸素、６１・・・正極、６２・・・正極用電解液、６３・・・正極用電解液輸送ポンプ、６４・・・燃料流路、６５・・・正極用電解液貯蔵容器、７１・・・負極、７２・・・負極用電解液、７３・・・負極用電解液輸送ポンプ、７４・・・燃料流路、７５・・・負極用電解液貯蔵容器、６６・・・イオン交換膜、１００・・・マグネシウム二次電池、１１１・・・電極構造体収納部材（電池缶）、１１２，１１３・・・絶縁板、１１４・・・電池蓋、１１５・・・安全弁機構、１１５Ａ・・・ディスク板、１１６・・・熱感抵抗素子（ＰＴＣ素子）、１１７・・・ガスケット、１１８・・・センターピン、１２１・・・電極構造体、１２２・・・正極、１２３・・・正極リード部、１２４・・・負極、１２５・・・負極リード部、１２６・・・セパレータ、２００・・・外装部材、２０１・・・密着フィルム、２２１・・・電極構造体、２２３・・・正極リード部、２２５・・・負極リード部、１００１・・・セル（組電池）、１００２・・・マグネシウム二次電池、１０１０・・・制御部、１０１１・・・メモリ、１０１２・・・電圧測定部、１０１３・・・電流測定部、１０１４・・・電流検出抵抗器、１０１５・・・温度測定部、１０１６・・・温度検出素子、１０２０・・・スイッチ制御部、１０２１・・・スイッチ部、１０２２・・・充電制御スイッチ、１０２４・・・放電制御スイッチ、１０２３，１０２５・・・ダイオード、１０３１・・・正極端子、１０３２・・・負極端子、ＣＯ，ＤＯ・・・制御信号、２０００・・・筐体、２００１・・・制御部、２００２・・・各種センサ、２００３・・・電源、２０１０・・・エンジン、２０１１・・・発電機、２０１２，２０１３・・・インバータ、２０１４・・・駆動用のモータ、２０１５・・・差動装置、２０１６・・・トランスミッション、２０１７・・・クラッチ、２０２１・・・前輪駆動軸、２０２２・・・前輪、２０２３・・・後輪駆動軸、２０２４・・・後輪、３０００・・・家屋、３００１・・・制御部、３００２・・・電源、３００３・・・スマートメータ、３００４・・・パワーハブ、３０１０・・・電気機器（電子機器）、３０１１・・・電動車両、３０２１・・・自家発電機、３０２２・・・集中型電力系統、４０００・・・工具本体、４００１・・・制御部、４００２・・・電源、４００３・・・ドリル部

Claims (17)

  1. 　マグネシウム系材料から成る負極を備えた電気化学デバイス用の電解液であって、
    　水分含有率が、１０ｐｐｍを超え、５００ｐｐｍ未満である電解液。
  2. 　水分含有率は、１０ｐｐｍを超え、３００ｐｐｍ以下である請求項１に記載の電解液。
  3. 　スルホン、及び、スルホンに溶解したマグネシウム塩を含んでいる請求項１に記載の電解液。
  4. 　マグネシウム塩は、ＭｇＸn（但し、ｎは１又は２であり、Ｘは、１価又は２価のアニオン）から成る請求項３に記載の電解液。
  5. 　Ｘは、ハロゲンを含む分子、－ＳＯ4、－ＮＯ3、又は、ヘキサアルキルジシアジド基から成る請求項４に記載の電解液。
  6. 　ハロゲンを含む分子は、ＭｇＸ2（Ｘ＝Ｃｌ，Ｂｒ，Ｉ）から成る請求項５に記載の電解液。
  7. 　スルホンは、Ｒ1Ｒ2ＳＯ2（但し、Ｒ1、Ｒ2はアルキル基を表す）で表されるアルキルスルホン又はアルキルスルホン誘導体である請求項３に記載の電解液。
  8. 　アルキルスルホンは、ジメチルスルホン、メチルエチルスルホン、メチル－ｎ－プロピルスルホン、メチル－ｉ－プロピルスルホン、メチル－ｎ－ブチルスルホン、メチル－ｉ－ブチルスルホン、メチル－ｓ－ブチルスルホン、メチル－ｔ－ブチルスルホン、エチルメチルスルホン、ジエチルスルホン、エチル－ｎ－プロピルスルホン、エチル－ｉ－プロピルスルホン、エチル－ｎ－ブチルスルホン、エチル－ｉ－ブチルスルホン、エチル－ｓ－ブチルスルホン、エチル－ｔ－ブチルスルホン、ジ－ｎ－プロピルスルホン、ジ－ｉ－プロピルスルホン、ｎ－プロピル－ｎ－ブチルスルホン、ｎ－ブチルエチルスルホン、ｉ－ブチルエチルスルホン、ｓ－ブチルエチルスルホン及びジ－ｎ－ブチルスルホンから成る群より選ばれた少なくとも１種類のアルキルスルホンであり、
    　アルキルスルホン誘導体はエチルフェニルスルホンである請求項７に記載の電解液。
  9. 　エーテル、及び、エーテルに溶解したマグネシウム塩を含んでいる請求項１に記載の電解液。
  10. 　マグネシウム塩は、Ｍｇ（ＡｌＣｌ3Ｒ1）2、又は、Ｍｇ（ＡｌＣｌ2Ｒ2Ｒ3 ）2（但し、Ｒ1，Ｒ2，Ｒ3はアルキル基である）から成る請求項９に記載の電解液。
  11. 　エーテルは、環状エーテル又は直鎖エーテルから成る請求項９に記載の電解液。
  12. 　環状エーテルは、テトラヒドロフラン、ジオキソラン、ジオキサン、エポキシド類及びフラン類から成る群より選択された少なくとも１種類の環状エーテルであり、
    　直鎖エーテルは、ジアルキルグリコールエーテルである請求項１１に記載の電解液。
  13. 　マグネシウム系材料から成る負極を備えた電気化学デバイスであって、
    　水分含有率が、１０ｐｐｍを超え、５００ｐｐｍ未満である電解液を備えている電気化学デバイス。
  14. 　水分含有率は、１０ｐｐｍを超え、３００ｐｐｍ以下である請求項１３に記載の電気化学デバイス。
  15. 　電解液は、スルホン、及び、スルホンに溶解したマグネシウム塩を含んでいる請求項１３に記載の電気化学デバイス。
  16. 　電解液は、エーテル、及び、エーテルに溶解したマグネシウム塩を含んでいる請求項１３に記載の電気化学デバイス。
  17. 　電解液によって電解質層が構成された電池である請求項１３に記載の電気化学デバイス。
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