JP2013222866A - 電気二重層キャパシタ用電解液およびこれを用いた電気二重層キャパシタ - Google Patents
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Abstract
【課題】陰極側分極性電極の表面もしくは陰極側分極性電極に接続された引き出しリードの表面で発生する強アルカリ成分を消失させる能力を高めることができ、特に７０℃以上の高温において封口体の封口性能の低下を防ぐことができ、かつ耐久性のある電気二重層キャパシタ電解液を提供することである。
【解決手段】非プロトン性溶媒（Ａ）、４級アンモニウム塩（Ｄ）および４−メトキシ酪酸を含有し、４−メトキシ酪酸の含有量が、（Ａ）および（Ｄ）の合計重量に対して０．００１〜０．１重量％である電気二重層キャパシタ用電解液。
【選択図】なし
【解決手段】非プロトン性溶媒（Ａ）、４級アンモニウム塩（Ｄ）および４−メトキシ酪酸を含有し、４−メトキシ酪酸の含有量が、（Ａ）および（Ｄ）の合計重量に対して０．００１〜０．１重量％である電気二重層キャパシタ用電解液。
【選択図】なし
Description
本発明は、電気二重層キャパシタ用電解液およびそれを用いた電気二重層キャパシタに関するものである。
従来、電気二重層キャパシタの電解質にはテトラエチルアンモニウムテトラフルオロボレート（以下、ＴＥＡ・ＢＦ４と記載）塩（例えば、特許文献１）が電解質として主に用いられており、エチルトリメチルアンモニウムテトラフルオロボレート（以下、ＥＴＭＡ・ＢＦ４と記載）塩（例えば、特許文献２）も検討されている。近年、長期間、低温から高温の範囲において、しかも大電流で使用されるハイブリッド電気自動車等の新しい用途が広がっており、このような分野においては、特に７０℃以上の高温における長期の耐久性、信頼性を有する電気二重層キャパシタが要望されている。このためそれを構成する部材である電解液においても、化学的に安定で、長期使用が可能である電解液の開発が急務となっている。
特許文献１または２に記載された４級アンモニウム塩を使用した場合、陰極側分極性電極の表面もしくは陰極側分極性電極に接続された引き出しリードの表面で発生する強アルカリ成分により、封口体の封口性能の低下が引き起こされるという問題があった。この問題は温度が高いほど顕著であり、特に７０℃以上では封口性能の低下が著しい。一方、封口体の封口性能が低下しない電解液も知られているが、これらの電解液は耐久性が十分でなく、耐久試験後の等価直列抵抗変化率が大きかった。
本発明の課題は、陰極側分極性電極の表面もしくは陰極側分極性電極に接続された引き出しリードの表面で発生する強アルカリ成分を消失させる能力を高めることができ、特に７０℃以上の高温において封口体の封口性能の低下を防ぐことができ、かつ耐久性のある電気二重層キャパシタ電解液を提供することである。
本発明者等は上記課題を解決するべく鋭意検討した結果、本発明に至った。すなわち、本発明は、非プロトン性溶媒（Ａ）、４級アンモニウム塩（Ｄ）および４−メトキシ酪酸を含有し、４−メトキシ酪酸の含有量が、（Ａ）および（Ｄ）の合計重量に対して０．００１〜０．１重量％である電気二重層キャパシタ用電解液、および該電気二重層キャパシタ用電解液を用いる電気二重層キャパシタである。
本発明の電気二重層キャパシタ用電解液を使用した電気二重層キャパシタは、７０℃以上の高温において封口体の封口性能の低下を防ぐことができ、かつ耐久性がある。
以下に本発明を詳細に説明する。
本発明の電解液を使用することにより、電圧印加時に陰極側分極性電極の表面もしくは陰極側分極性電極に接続された引き出しリードの表面で強アルカリ成分が発生する。強アルカリ成分と４−メトキシ酪酸は、電圧印加時、７０℃以上でよく反応し、反応物は電解液に溶解する。そのため、固体析出による性能劣化を起こさず、特に７０℃以上の高温において封口体の封口性能の低下を防ぐことができる。
本発明の電気二重層キャパシタ用電解液は、非プロトン性溶媒（Ａ）、４級アンモニウム塩（Ｄ）、４−メトキシ酪酸を含有する。
本発明の電解液を使用することにより、電圧印加時に陰極側分極性電極の表面もしくは陰極側分極性電極に接続された引き出しリードの表面で強アルカリ成分が発生する。強アルカリ成分と４−メトキシ酪酸は、電圧印加時、７０℃以上でよく反応し、反応物は電解液に溶解する。そのため、固体析出による性能劣化を起こさず、特に７０℃以上の高温において封口体の封口性能の低下を防ぐことができる。
本発明の電気二重層キャパシタ用電解液は、非プロトン性溶媒（Ａ）、４級アンモニウム塩（Ｄ）、４−メトキシ酪酸を含有する。
４−メトキシ酪酸の含有量は、（Ａ）および（Ｄ）の合計量の０．００１〜０．１重量％であり、好ましくは０．０１〜０．０８重量％であり、さらに好ましくは０．０３〜０．０６重量％である。
０．００１重量％未満では液漏れが発生し、０．１重量％を超える場合は電解液の耐久性が無くなる。
０．００１重量％未満では液漏れが発生し、０．１重量％を超える場合は電解液の耐久性が無くなる。
非プロトン性溶媒（Ａ）の具体例としては、以下のものが挙げられる。これらのうち２種類以上を併用することも可能である。
・エーテル類：鎖状エーテル[炭素数２〜６（ジエチルエーテル、メチルイソプロピルエーテル、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など）；炭素数７〜１２（ジエチレングリコールジエチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテルなど）]、環状エーテル[炭素数２〜４（テトラヒドロフラン、３−ジオキソラン、１，４−ジオキサンなど）；炭素数５〜１８（２−ブチルジオキサン、クラウンエーテルなど）]。
・アミド類：Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルプロピオンアミド、ヘキサメチルホスホリルアミド、Ｎ−メチルピロリドンなど。
・鎖状エステル類：酢酸メチル、プロピオン酸メチルなど。
・ラクトン類：γ−ブチロラクトン（以下ＧＢＬと略記する）、α−アセチル−γ−ブチロラクトン、β−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、δ−バレロラクトンなど。
・ニトリル類：アセトニトリル、グルタロニトリル、アジポニトリル、メトキシアセトニトリル、３−メトキシプロピオニトリル、アクリロニトリル、ベンゾニトリルなど。
・環状炭酸エステル類：プロピレンカーボネート（以下ＰＣと略記する）、エチレンカーボネート、１，２−ブチレンカーボネート、２、３−ブチレンカーボネートなど
・鎖状炭酸エステル類：ジメチルカーボネート、メチルエチルカーボネート、ジエチルカーボネートなど。
・スルホン類：エチルプロピルスルホン、エチルイソプロピルスルホン、スルホラン、３−メチルスルホラン、２，４−ジメチルスルホランなど。
・ニトロ類：ニトロメタン、ニトロエタンなど。
・ベンゼン類：トルエン、キシレン、クロロベンゼン、フルオロベンゼン、１，２−ジクロロベンゼン、１，３−ジクロロベンゼン、１，４−ジクロロベンゼンなど。
・複素環式類：Ｎ−メチル−２−オキサゾリジノン、３，５−ジメチル−２−オキサゾリジノン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン、Ｎ−メチルピロリジノンなど。
・ケトン類：アセトン、２，５ヘキサンジオン、シクロヘキサノンなど。
・リン酸エステル類：トリメチルリン酸、トリエチルリン酸、トリプロピルリン酸など。
・エーテル類：鎖状エーテル[炭素数２〜６（ジエチルエーテル、メチルイソプロピルエーテル、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など）；炭素数７〜１２（ジエチレングリコールジエチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテルなど）]、環状エーテル[炭素数２〜４（テトラヒドロフラン、３−ジオキソラン、１，４−ジオキサンなど）；炭素数５〜１８（２−ブチルジオキサン、クラウンエーテルなど）]。
・アミド類：Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルプロピオンアミド、ヘキサメチルホスホリルアミド、Ｎ−メチルピロリドンなど。
・鎖状エステル類：酢酸メチル、プロピオン酸メチルなど。
・ラクトン類：γ−ブチロラクトン（以下ＧＢＬと略記する）、α−アセチル−γ−ブチロラクトン、β−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、δ−バレロラクトンなど。
・ニトリル類：アセトニトリル、グルタロニトリル、アジポニトリル、メトキシアセトニトリル、３−メトキシプロピオニトリル、アクリロニトリル、ベンゾニトリルなど。
・環状炭酸エステル類：プロピレンカーボネート（以下ＰＣと略記する）、エチレンカーボネート、１，２−ブチレンカーボネート、２、３−ブチレンカーボネートなど
・鎖状炭酸エステル類：ジメチルカーボネート、メチルエチルカーボネート、ジエチルカーボネートなど。
・スルホン類：エチルプロピルスルホン、エチルイソプロピルスルホン、スルホラン、３−メチルスルホラン、２，４−ジメチルスルホランなど。
・ニトロ類：ニトロメタン、ニトロエタンなど。
・ベンゼン類：トルエン、キシレン、クロロベンゼン、フルオロベンゼン、１，２−ジクロロベンゼン、１，３−ジクロロベンゼン、１，４−ジクロロベンゼンなど。
・複素環式類：Ｎ−メチル−２−オキサゾリジノン、３，５−ジメチル−２−オキサゾリジノン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン、Ｎ−メチルピロリジノンなど。
・ケトン類：アセトン、２，５ヘキサンジオン、シクロヘキサノンなど。
・リン酸エステル類：トリメチルリン酸、トリエチルリン酸、トリプロピルリン酸など。
これらのうち好ましくは、ラクトン類、環状炭酸エステル類、鎖状炭酸エステル類、鎖状エステル類、ニトリル類、及びスルホン類であり、特に好ましくはγ−ブチロラクトン、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、エチレンカーボネート、スルホラン、アセトニトリルであり、最も好ましくはγ−ブチロラクトンである。
４級アンモニウム塩（Ｄ）のカチオン（Ｂ）としては、鎖状アルキルアンモニウム、脂環式アンモニウム、芳香族アンモニウムおよび２種以上の混合カチオンが挙げられる。
鎖状アルキルアンモニウムとしては、テトラアルキルアンモニウムが挙げられ、具体例としては、テトラメチルアンモニウム、エチルトリメチルアンモニウム（以下、ＥＴＭＡ）、ジエチルジメチルアンモニウム（以下、ＤＥＤＭＡ）、トリエチルメチルアンモニウム（以下、ＴＥＭＡ）、テトラエチルアンモニウム（以下、ＴＥＡ）、メチルトリ−ｎ−プロピルアンモニウム、トリ−ｎ−ブチルメチルアンモニウム、エチルトリ−ｎ−ブチルアンモニウム、トリ−ｎ−オクチルメチルアンモニウム、エチルトリ−ｎ−オクチルアンモニウム、及びジエチルメチル−ｉ−プロピルアンモニウムなどである。好ましいものはホフマン分解における立体障害の観点から、ＥＴＭＡ、ＤＥＤＭＡ、ＴＥＭＡである。
脂環式アンモニウムとしては、ピロリジニウム、ピペリジニウム、ヘキサメチレンイミニウム、モルホリニウム、ピペラジニウム等が挙げられ、具体例としては、以下の通りである。
・ピロリジニウム
Ｎ，Ｎ−ジメチルピロリジニウム、Ｎ−エチル−Ｎ−メチルピロリジニウム、Ｎ，Ｎ−エチルピロリジニウム、スピロ−（１，１’）−ビピロリジニウム、及びピペリジン−１−スピロ−１’ピロリジニウムなど。
・ピペリジニウム
Ｎ，Ｎ−ジメチルピペリジニウム、Ｎ−エチル−Ｎ−メチルピペリジニウム、Ｎ，Ｎ−ジエチルピペリジニウム、Ｎ−ｎ−ブチル−Ｎ−メチルピペリジニウム、Ｎ−エチル−Ｎ−ｎ−ブチルピペリジニウム、及びスピロ−（１，１’）−ビピペリジニウムなど。
・ピロリジニウム
Ｎ，Ｎ−ジメチルピロリジニウム、Ｎ−エチル−Ｎ−メチルピロリジニウム、Ｎ，Ｎ−エチルピロリジニウム、スピロ−（１，１’）−ビピロリジニウム、及びピペリジン−１−スピロ−１’ピロリジニウムなど。
・ピペリジニウム
Ｎ，Ｎ−ジメチルピペリジニウム、Ｎ−エチル−Ｎ−メチルピペリジニウム、Ｎ，Ｎ−ジエチルピペリジニウム、Ｎ−ｎ−ブチル−Ｎ−メチルピペリジニウム、Ｎ−エチル−Ｎ−ｎ−ブチルピペリジニウム、及びスピロ−（１，１’）−ビピペリジニウムなど。
・ヘキサメチレンイミニウム
Ｎ，Ｎ−ジメチルヘキサメチレンイミニウム、Ｎ−エチル−Ｎ−メチルヘキサメチレンイミニウム及びＮ，Ｎ−ジエチルヘキサメチレンイミニウムなど。
・モルホリニウム
Ｎ，Ｎ−ジメチルモルホリニウム、Ｎ−エチル−Ｎ−メチルモルホリニウム、Ｎ−ブチル−Ｎ−メチルモルホリニウム及びＮ−エチル−Ｎ−ブチルモルホリニウムなど。
・ピペラジニウム
Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルピペラジニウム、Ｎ−エチル−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリメチルピペラジニウム、Ｎ，Ｎ’−ジエチル−Ｎ，Ｎ’−ジメチルピペラジニウム、Ｎ，Ｎ，Ｎ’−トリエチル−Ｎ’−メチルピペラジニウム及びＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラエチルピペラジニウムなど。
Ｎ，Ｎ−ジメチルヘキサメチレンイミニウム、Ｎ−エチル−Ｎ−メチルヘキサメチレンイミニウム及びＮ，Ｎ−ジエチルヘキサメチレンイミニウムなど。
・モルホリニウム
Ｎ，Ｎ−ジメチルモルホリニウム、Ｎ−エチル−Ｎ−メチルモルホリニウム、Ｎ−ブチル−Ｎ−メチルモルホリニウム及びＮ−エチル−Ｎ−ブチルモルホリニウムなど。
・ピペラジニウム
Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルピペラジニウム、Ｎ−エチル−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリメチルピペラジニウム、Ｎ，Ｎ’−ジエチル−Ｎ，Ｎ’−ジメチルピペラジニウム、Ｎ，Ｎ，Ｎ’−トリエチル−Ｎ’−メチルピペラジニウム及びＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラエチルピペラジニウムなど。
芳香族アンモニウムとしては、ピリジニウム、ピコリニウム、キノリニウム、ビピリジニウム等が挙げられ、具体例としては、以下の通りである。
・ピリジニウム
Ｎ−メチルピリジニウム、Ｎ−エチルピリジニウム、Ｎ−メチル−４−ジメチルアミノピリジニウム及びＮ−エチル−４−ジメチルアミノピリジニウムなど。・ピコリニウム
Ｎ−メチルピコリニウム及びＮ−エチルピコリニウムなど。
・ピリジニウム
Ｎ−メチルピリジニウム、Ｎ−エチルピリジニウム、Ｎ−メチル−４−ジメチルアミノピリジニウム及びＮ−エチル−４−ジメチルアミノピリジニウムなど。・ピコリニウム
Ｎ−メチルピコリニウム及びＮ−エチルピコリニウムなど。
・キノリニウム
Ｎ−メチルキノリニウム及びＮ−エチルキノリニウムなど。
・ビピリジニウム
Ｎ−メチル−２，２’−ビピリジニウム及びＮ−エチル−２，２’−ビピリジニウムなど。
Ｎ−メチルキノリニウム及びＮ−エチルキノリニウムなど。
・ビピリジニウム
Ｎ−メチル−２，２’−ビピリジニウム及びＮ−エチル−２，２’−ビピリジニウムなど。
これらのうち、アルカリと反応しホフマン分解をすることからテトラアルキルアンモニウムが好ましい。ホフマン分解における立体障害の観点から、ＴＥＭＡ、ＤＥＤＭＡ、ＥＴＭＡがさらに好ましい。特に好ましくは、ＤＥＤＭＡ、ＥＴＭＡである。
４級アンモニウム塩（Ｄ）のアニオン（Ｃ）の具体例としては、Ｉ−、ＢＦ４ −、ＰＦ６ −、ＡｓＦ６ −、ＰＣｌ６ −、ＢＣｌ４ −、ＡｓＣｌ６ −、ＳｂＣｌ６ −、ＴａＣｌ６ −、ＮｂＣｌ６ −、ＰＢｒ６ −、ＢＢｒ４ −、ＡｓＢｒ６ −、ＡｌＢｒ４ −、ＴａＢｒ６ −、ＮｂＢｒ６ −、ＳｂＦ６ −、ＡｌＦ４ −、ＣｌＯ４ −、ＡｌＣｌ４ −、ＴａＦ６ −、ＮｂＦ６ −、Ｆ（ＨＦ）ｎ −（当該式中、ｎは１以上４以下の数値を表す）、Ｎ（ＲｆＳＯ３）２ −、Ｃ（ＲｆＳＯ３）３ −、ＲｆＳＯ３ −、ＲｆＣＯ2 −などが挙げられる。
Ｎ（ＲｆＳＯ３）２ −、Ｃ（ＲｆＳＯ３）３ −、ＲｆＳＯ３ −又はＲｆＣＯ2 −で表されるアニオンに含まれるＲｆは、炭素数１〜１２のフルオロアルキル基を表し、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、ヘプタフルオロプロピル基及びノナフルオロブチル基などが挙げられる。これらのうち、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基及びヘプタフルオロプロピル基が好ましく、さらに好ましくはトリフルオロメチル基及びペンタフルオロエチル基、特に好ましくはトリフルオロメチル基である。
以上のアニオン（Ｃ）のうち、電気化学的安定性の観点等から、好ましくは、Ｉ−、ＢＦ４ −、ＰＦ６ −又はＮ（ＲｆＳＯ３）２ −で表されるアニオン、さらに好ましくはＩ−、ＰＦ６ −又はＢＦ４ −で表される対アニオン、特に好ましくはＢＦ４ −で表されるアニオンである。
Ｎ（ＲｆＳＯ３）２ −、Ｃ（ＲｆＳＯ３）３ −、ＲｆＳＯ３ −又はＲｆＣＯ2 −で表されるアニオンに含まれるＲｆは、炭素数１〜１２のフルオロアルキル基を表し、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、ヘプタフルオロプロピル基及びノナフルオロブチル基などが挙げられる。これらのうち、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基及びヘプタフルオロプロピル基が好ましく、さらに好ましくはトリフルオロメチル基及びペンタフルオロエチル基、特に好ましくはトリフルオロメチル基である。
以上のアニオン（Ｃ）のうち、電気化学的安定性の観点等から、好ましくは、Ｉ−、ＢＦ４ −、ＰＦ６ −又はＮ（ＲｆＳＯ３）２ −で表されるアニオン、さらに好ましくはＩ−、ＰＦ６ −又はＢＦ４ −で表される対アニオン、特に好ましくはＢＦ４ −で表されるアニオンである。
４級アンモニウム塩（Ｄ）の好ましいものとしては、鎖状アルキルアンモニウムのＢＦ４ −塩である。好ましい具体例としてはＥＴＭＡ・ＢＦ４、ＤＥＤＭＡ・ＢＦ４、ＴＥＭＡ・ＢＦ４である。
本発明の電解液中の含水量は、電気化学的安定性の観点から、電解液の重量に基づいて３００ｐｐｍ以下が好ましく、さらに好ましくは１００ｐｐｍ以下、特に好ましくは５０ｐｐｍ以下である。この範囲であると、電気化学キャパシタの経時的な性能低下を抑制できる。
電解液中の含水量はカールフィッシャー法（ＪＩＳ Ｋ０１１３−１９９７、電量滴定方
法）で測定することができる。
電解液中の水分を上記の範囲にする方法としては、あらかじめ十分に乾燥した電解質（Ａ）と、あらかじめ十分に脱水した非水溶媒とを使用する方法等が挙げられる。乾燥方法としては、減圧下加熱乾燥（例えば２．７ｋＰａ減圧下、１５０℃で加熱）して、含有されている微量の水を蒸発させて除去する方法、再結晶等が挙げられる。
電解液中の含水量はカールフィッシャー法（ＪＩＳ Ｋ０１１３−１９９７、電量滴定方
法）で測定することができる。
電解液中の水分を上記の範囲にする方法としては、あらかじめ十分に乾燥した電解質（Ａ）と、あらかじめ十分に脱水した非水溶媒とを使用する方法等が挙げられる。乾燥方法としては、減圧下加熱乾燥（例えば２．７ｋＰａ減圧下、１５０℃で加熱）して、含有されている微量の水を蒸発させて除去する方法、再結晶等が挙げられる。
また、これらの他に、電解液を減圧下加熱脱水（例えば１３．３ｋＰａ減圧下、１００℃で加熱）して、含有されている微量の水を蒸発させて除去する方法、モレキュラーシーブ（ナカライテスク製、３Ａ １／１６等）、活性アルミナ粉末などの除水剤を使用する方法等が挙げられる。これらの方法は、それぞれ単独で行ってもよいし、組み合わせて行ってもよい。
電気二重層キャパシタの基本構造としては、２つの分極性電極の間にセパレーターを挟み、電解液を含浸させたものである。分極性電極の主成分は、電解液に対して電気化学的に不活性で、かつ、適度な電気伝導度を有することから活性炭、グラファイト、ポリアセン系有機半導体などの炭素質物質が好ましく、上記のように、正極と負極の少なくとも一方は炭素質物質である。電荷が蓄積する電極界面が大きい点から、窒素吸着法によるＢＥＴ法により求めた比表面積が１０ｍ2／ｇ以上の多孔性炭素物質（例えば活性炭）がさらに
好ましい。多孔性炭素物質の比表面積は、目的とする単位面積あたりの静電容量（Ｆ／ｍ2）と、高比表面積化に伴う嵩密度の低下を勘案して選択されるが、窒素吸着法によるＢＥＴ法により求めた比表面積が３０〜２，５００ｍ2／ｇのものが好ましく、体積あたりの静電容量が大きいことから、比表面積が３００〜２，３００ｍ2／ｇの活性炭が特に好ましい。
好ましい。多孔性炭素物質の比表面積は、目的とする単位面積あたりの静電容量（Ｆ／ｍ2）と、高比表面積化に伴う嵩密度の低下を勘案して選択されるが、窒素吸着法によるＢＥＴ法により求めた比表面積が３０〜２，５００ｍ2／ｇのものが好ましく、体積あたりの静電容量が大きいことから、比表面積が３００〜２，３００ｍ2／ｇの活性炭が特に好ましい。
本発明の電気二重層キャパシタの態様としては、コイン型、捲回型、角形のものがあげられる。本発明の電気二重層キャパシタ用電解液は、いずれの電気二重層キャパシタにも適用できる。
電気二重層キャパシタの封口体としては、イソプレンとイソブチレンを含むブチルゴムが一般的に用いられているが、なかでも加硫剤としてアルキルフェノールフォルマリン樹脂を添加したブチルゴムや、加硫剤として過酸化物を添加したブチルゴムが好ましい。
本発明の電解液は、公知の方法で調製することができ、電解液中の４級アンモニウム塩（Ｄ）の濃度は、０．５〜２．０ｍｏｌ／Ｌが好ましく、０．７〜１．７ｍｏｌ／Ｌがより好ましく、０．８〜１．５ｍｏｌ／Ｌが最も好ましい。（Ｄ）の濃度が０．５ｍｏｌ／Ｌ以上では、電解液の電導度が十分であり、また、２．０ｍｏｌ／Ｌ以下では、低温特性が良好であるとともに、経済性に優れる。
本発明の電解液は、電気二重層キャパシタ用として使用される。特に自動車用途の電気二重層キャパシタとして使用されるのが好ましい。７０℃以上での封口ゴムの劣化を抑制できることから、より高い耐久性が要求されるエンジンルームでの使用も可能である。
また、各種電子機器のメモリーバックアップ用、各種電源バックアップ電源、太陽電池との組み合わせで使用される蓄電素子等の２次電池を代替する蓄電装置としてやモーター駆動用電源、電動工具等のパワーツール用電源、特に長期の耐久性、信頼性を必要とするハイブリッド自動車、電気自動車用電源等に適用できる。これらの用途においても、７０℃以上でも漏液することなく使用でき、耐久性、信頼性の高いキャパシタを提供できる。
また、各種電子機器のメモリーバックアップ用、各種電源バックアップ電源、太陽電池との組み合わせで使用される蓄電素子等の２次電池を代替する蓄電装置としてやモーター駆動用電源、電動工具等のパワーツール用電源、特に長期の耐久性、信頼性を必要とするハイブリッド自動車、電気自動車用電源等に適用できる。これらの用途においても、７０℃以上でも漏液することなく使用でき、耐久性、信頼性の高いキャパシタを提供できる。
次に本発明の具体的な実施例について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。以下、特に記載のないかぎり、「部」は「重量部」を意味する。
以下の実施例において、１Ｈ−ＮＭＲ、19Ｆ−ＮＭＲ、及び13Ｃ−ＮＭＲの測定は、下記の方法で行った。
1Ｈ−ＮＭＲの測定条件 機器：ＡＶＡＮＣＥ３００（日本ブルカー株式会社製）、溶媒：重水素化ジメチルスルホキシド、周波数：３００ＭＨｚ。
19Ｆ−ＮＭＲの測定条件 機器：ＡＬ−３００（日本電子製）、溶媒：重水素化ジメチル
スルホキシド、周波数：３００ＭＨｚ
13Ｃ−ＮＭＲの測定条件 機器：ＡＬ−３００（日本電子製）、溶媒：重水素化ジメチル
スルホキシド、周波数：３００ＭＨｚ
また、銀イオン含量は、原子吸光分光光度計（株式会社島津製作所ＡＡ−６２００）で、ヨウ素イオン含量は比濁法により定量した。
以下の実施例において、１Ｈ−ＮＭＲ、19Ｆ−ＮＭＲ、及び13Ｃ−ＮＭＲの測定は、下記の方法で行った。
1Ｈ−ＮＭＲの測定条件 機器：ＡＶＡＮＣＥ３００（日本ブルカー株式会社製）、溶媒：重水素化ジメチルスルホキシド、周波数：３００ＭＨｚ。
19Ｆ−ＮＭＲの測定条件 機器：ＡＬ−３００（日本電子製）、溶媒：重水素化ジメチル
スルホキシド、周波数：３００ＭＨｚ
13Ｃ−ＮＭＲの測定条件 機器：ＡＬ−３００（日本電子製）、溶媒：重水素化ジメチル
スルホキシド、周波数：３００ＭＨｚ
また、銀イオン含量は、原子吸光分光光度計（株式会社島津製作所ＡＡ−６２００）で、ヨウ素イオン含量は比濁法により定量した。
４級アンモニウム塩（Ｄ）の純度は、高速液体クロマトグラフイー（ＨＰＬＣ）により
得られるピーク面積により定量した。ＨＰＬＣの測定条件は以下の通りである。
カラム：ポリマーコート型充填剤を充填したもの、移動相：リン酸緩衝液（ｐＨ２〜３）、流速：０．５ｍｌ／ｍｉｎ、検出器：ＵＶ、温度：４０℃である（例えば、機器：型名（ＬＣ−１０Ａ）、メーカー（島津製作所）、カラム：Ｄｅｖｅｌｏｓｉｌ Ｃ３０−ＵＧ（４．６ｍｍφ×２５ｃｍ）メーカー（野村化学）、移動相：リン酸の濃度１０ｍｍｏｌ／ｌ、過塩素酸ナトリウムの濃度１００ｍｍｏｌ／ｌの水溶液、流速：０．８ｍｌ／ｍｉｎ、検出器：ＵＶ（２１０ｎｍ）、注入量：２０μｌ、カラム温度：４０℃。
得られるピーク面積により定量した。ＨＰＬＣの測定条件は以下の通りである。
カラム：ポリマーコート型充填剤を充填したもの、移動相：リン酸緩衝液（ｐＨ２〜３）、流速：０．５ｍｌ／ｍｉｎ、検出器：ＵＶ、温度：４０℃である（例えば、機器：型名（ＬＣ−１０Ａ）、メーカー（島津製作所）、カラム：Ｄｅｖｅｌｏｓｉｌ Ｃ３０−ＵＧ（４．６ｍｍφ×２５ｃｍ）メーカー（野村化学）、移動相：リン酸の濃度１０ｍｍｏｌ／ｌ、過塩素酸ナトリウムの濃度１００ｍｍｏｌ／ｌの水溶液、流速：０．８ｍｌ／ｍｉｎ、検出器：ＵＶ（２１０ｎｍ）、注入量：２０μｌ、カラム温度：４０℃。
以下、本発明の製造例について記載する。ＤＥＤＭＡ・ＢＦ４およびＴＥＭＡ・ＢＦ４については、化合物の性質上、塩として取り扱うのが困難であったため、溶液として作製した。
＜製造例１＞ ＜＜ＥＴＭＡ・ＢＦ４塩の製造＞＞
・ヨウ化物塩の合成
Ｎ，Ｎ−ジメチルエチルアミン（東京化成工業（株）製）１１０部、アセトン３３９部をガラスビーカーに仕込み均一に溶解させた。溶液を攪拌しながらヨウ化メチル２３４部をゆっくりと滴下した後、３０℃で３時間攪拌を続けた。析出した白色固体を濾過し、８０℃減圧にて乾燥を行い、エチルトリメチルアンモニウムヨウ化物３２２部を得た。
・ヨウ化物塩の合成
Ｎ，Ｎ−ジメチルエチルアミン（東京化成工業（株）製）１１０部、アセトン３３９部をガラスビーカーに仕込み均一に溶解させた。溶液を攪拌しながらヨウ化メチル２３４部をゆっくりと滴下した後、３０℃で３時間攪拌を続けた。析出した白色固体を濾過し、８０℃減圧にて乾燥を行い、エチルトリメチルアンモニウムヨウ化物３２２部を得た。
・ＡｇＢＦ４溶液の作成
酸化銀１７４部、４２重量％のホウフッ化水素酸水溶液３１４部を混合した溶液を１００℃減圧脱水して得られた固体に、メタノール８２５部を加えて溶解しＡｇＢＦ４メタノール溶液を得た。
酸化銀１７４部、４２重量％のホウフッ化水素酸水溶液３１４部を混合した溶液を１００℃減圧脱水して得られた固体に、メタノール８２５部を加えて溶解しＡｇＢＦ４メタノール溶液を得た。
・ＢＦ４塩の作成
ＡｇＢＦ４メタノール溶液１１１７部を上記のエチルトリメチルアンモニウムヨウ化物３２２部及びメタノール３５３部の混合溶液に対してゆっくりと滴下しながら、混合した後、濾過し濾液を回収した。回収した濾液中にＡｇＢＦ４溶液あるいは混合溶液を少しずつ添加することで、溶液中の銀イオン含量を１０ｐｐｍ以下に、ヨウ素イオン含量を５ｐｐｍ以下に微調整した後、濾過し濾液を回収した。
８０℃減圧で濾液の脱溶媒を行い、白色結晶２６２部を得た。結晶中の銀イオンは１０ｐｐｍ以下、ヨウ化物イオン含量は５ｐｐｍ以下であった。結晶にメタノール３０００部を加えて６０℃で溶解させた後、−１０℃に冷却し１２時間静置し再結晶を行った。析出した結晶を濾過し、８０℃減圧乾燥を行い、白色結晶を１２４部得た。１Ｈ−ＮＭＲ、19Ｆ−ＮＭＲ及び13Ｃ−ＮＭＲで分析した結果、この白色結晶はＥＴＭＡ・ＢＦ４塩であった。１Ｈ−ＮＭＲの積分値から、純度は９９モル％であった。
ＡｇＢＦ４メタノール溶液１１１７部を上記のエチルトリメチルアンモニウムヨウ化物３２２部及びメタノール３５３部の混合溶液に対してゆっくりと滴下しながら、混合した後、濾過し濾液を回収した。回収した濾液中にＡｇＢＦ４溶液あるいは混合溶液を少しずつ添加することで、溶液中の銀イオン含量を１０ｐｐｍ以下に、ヨウ素イオン含量を５ｐｐｍ以下に微調整した後、濾過し濾液を回収した。
８０℃減圧で濾液の脱溶媒を行い、白色結晶２６２部を得た。結晶中の銀イオンは１０ｐｐｍ以下、ヨウ化物イオン含量は５ｐｐｍ以下であった。結晶にメタノール３０００部を加えて６０℃で溶解させた後、−１０℃に冷却し１２時間静置し再結晶を行った。析出した結晶を濾過し、８０℃減圧乾燥を行い、白色結晶を１２４部得た。１Ｈ−ＮＭＲ、19Ｆ−ＮＭＲ及び13Ｃ−ＮＭＲで分析した結果、この白色結晶はＥＴＭＡ・ＢＦ４塩であった。１Ｈ−ＮＭＲの積分値から、純度は９９モル％であった。
＜製造例２＞ ＜＜ＤＥＤＭＡ・ＢＦ４塩／ＧＢＬ溶液の製造＞＞
以下、市販のγ−ブチロラクトン（東京化成製）を１２０℃、１０ｋＰａ減圧条件で蒸留し、水分と不純物を取り除いたものを、「精製γ−ブチロラクトン」と記載する。
還流コンデンサ付きステンレス製のオートクレーブにジエチルメチルアミン（東京化成工業（株）製）２６１部、ジメチル炭酸（東京化成社製）５４０部、及びメタノール（東京化成社製）７２０部を仕込み均一に溶解させた。次いで、１３０℃まで昇温した。圧力０．８ＭＰａで８０時間反応を行った。反応物の1Ｈ−ＮＭＲ分析を行ったところ、ジエチルジメチルアンモニウムモノメチル炭酸塩（Ｓ−０）が生成していることがわった。得られた反応混合物１１７４部をフラスコにとり、撹拌下において純度４２％のホウフッ化水素酸水溶液（和光純薬社製）５８２部を室温下約３０分かけて徐々に滴下した。滴下に伴い炭酸ガスが発生した。この反応溶液の水分は１７％であった。反応液に精製γ−ブチロラクトン６４８部を加え、単蒸留装置に移し、１２０℃、１０ｋＰａに減圧し、２時間でメタノールと水を除去した。フラスコ内には、黄褐色透明水溶液が１１７８部残った。この溶液にメタノール５３０部を加え、１２０℃、１０ｋＰａに減圧し、１時間でメタノールを留去することにより水分を除去した。この操作を３回繰り返した。この液を１Ｈ−ＮＭＲ分析したところ、主成分は、ジエチルジメチルアンモニウムテトラフルオロボレートであり、ＨＰＬＣ分析より、純度は９８％であった。この溶液の水分量は０．１％であった。
この溶液にイソプロピルアルコールを９３３部加えた。この溶液のＤＥＤＭＡ・ＢＦ４、γ−ブチロラクトン、イソプロピルアルコールの含有量はそれぞれ２５％、３１％、４４％であった。−５℃の冷蔵庫に１０時間放置し、結晶を析出させ、結晶をろ過にて回収した。ろ過して得られた結晶にイソプロピルアルコール５３０部を加え、リスラリー洗浄を行い、再びろ過した。この操作を３回繰り返し、洗浄後の結晶（Ｓ−１）を得た。アニオンであるＢＦ４の加水分解によって発生するＨＦ含量は、結晶（Ｓ−１）中で約４０ｐｐｍであった。結晶（Ｓ−１）中にＨＦが多量に含まれていると次工程の加熱脱水において溶媒の分解が起こるが、このＨＦ含量であれば問題ない。
結晶（Ｓ−１）１４４部を１０００ｍｌの容器に入れ、精製γ−ブチロラクトンを５７３部加えた。共沸により水分をさらに下げるため、イソプロピルアルコールを１％添加し、６０℃で減圧下、水およびイソプロピルアルコールを留去し、７１８部のＤＥＤＭＡ・ＢＦ４／ＧＢＬ溶液を得た。収率は９５％であり、ＨＰＬＣ分析より、純度は９９．７％であった。水分は４０ｐｐｍであった。１Ｈ−ＮＭＲ分析より、このＤＥＤＭＡ／ＧＢＬ溶液には、ＧＢＬの開環物などの不純物は含まれていなかった。
以下、市販のγ−ブチロラクトン（東京化成製）を１２０℃、１０ｋＰａ減圧条件で蒸留し、水分と不純物を取り除いたものを、「精製γ−ブチロラクトン」と記載する。
還流コンデンサ付きステンレス製のオートクレーブにジエチルメチルアミン（東京化成工業（株）製）２６１部、ジメチル炭酸（東京化成社製）５４０部、及びメタノール（東京化成社製）７２０部を仕込み均一に溶解させた。次いで、１３０℃まで昇温した。圧力０．８ＭＰａで８０時間反応を行った。反応物の1Ｈ−ＮＭＲ分析を行ったところ、ジエチルジメチルアンモニウムモノメチル炭酸塩（Ｓ−０）が生成していることがわった。得られた反応混合物１１７４部をフラスコにとり、撹拌下において純度４２％のホウフッ化水素酸水溶液（和光純薬社製）５８２部を室温下約３０分かけて徐々に滴下した。滴下に伴い炭酸ガスが発生した。この反応溶液の水分は１７％であった。反応液に精製γ−ブチロラクトン６４８部を加え、単蒸留装置に移し、１２０℃、１０ｋＰａに減圧し、２時間でメタノールと水を除去した。フラスコ内には、黄褐色透明水溶液が１１７８部残った。この溶液にメタノール５３０部を加え、１２０℃、１０ｋＰａに減圧し、１時間でメタノールを留去することにより水分を除去した。この操作を３回繰り返した。この液を１Ｈ−ＮＭＲ分析したところ、主成分は、ジエチルジメチルアンモニウムテトラフルオロボレートであり、ＨＰＬＣ分析より、純度は９８％であった。この溶液の水分量は０．１％であった。
この溶液にイソプロピルアルコールを９３３部加えた。この溶液のＤＥＤＭＡ・ＢＦ４、γ−ブチロラクトン、イソプロピルアルコールの含有量はそれぞれ２５％、３１％、４４％であった。−５℃の冷蔵庫に１０時間放置し、結晶を析出させ、結晶をろ過にて回収した。ろ過して得られた結晶にイソプロピルアルコール５３０部を加え、リスラリー洗浄を行い、再びろ過した。この操作を３回繰り返し、洗浄後の結晶（Ｓ−１）を得た。アニオンであるＢＦ４の加水分解によって発生するＨＦ含量は、結晶（Ｓ−１）中で約４０ｐｐｍであった。結晶（Ｓ−１）中にＨＦが多量に含まれていると次工程の加熱脱水において溶媒の分解が起こるが、このＨＦ含量であれば問題ない。
結晶（Ｓ−１）１４４部を１０００ｍｌの容器に入れ、精製γ−ブチロラクトンを５７３部加えた。共沸により水分をさらに下げるため、イソプロピルアルコールを１％添加し、６０℃で減圧下、水およびイソプロピルアルコールを留去し、７１８部のＤＥＤＭＡ・ＢＦ４／ＧＢＬ溶液を得た。収率は９５％であり、ＨＰＬＣ分析より、純度は９９．７％であった。水分は４０ｐｐｍであった。１Ｈ−ＮＭＲ分析より、このＤＥＤＭＡ／ＧＢＬ溶液には、ＧＢＬの開環物などの不純物は含まれていなかった。
結晶（Ｓ−１）のＨＦ含量は、以下の方法で測定した。
結晶（Ｓ−１）２部を、精製γ−ブチロラクトン８部に均一溶解し、化学天秤を用いてフラスコに精秤した。これに０℃の冷水を加えて全体を１００ｍｌとした。この溶液に、指示薬としてブロモチモールブルーを加え、１／１０規定の水酸化ナトリウム水溶液で滴定した。溶液が青紫色に変化して５秒間持続する点を滴定の終点とした。結晶（Ｓ−１）のＨＦ含量は次式にて算出した。
Ｃ（Ｓ−１）＝（０．００２×Ａ×Ｆ／Ｓ）×１０６／（ＣＳ／１００）
ここで、
Ｃ（Ｓ−１）：結晶（Ｓ−１）中のＨＦ含量（ｐｐｍ）
Ａ：滴定に要した水酸化ナトリウム水溶液の量（ｍｌ）
Ｆ：水酸化ナトリウム水溶液のファクター
Ｓ：結晶（Ｓ−１）／ＧＢＬ溶液の重量（ｇ）
ＣＳ：結晶（Ｓ−１）／ＧＢＬ溶液の濃度（ｗｔ％）
結晶（Ｓ−１）２部を、精製γ−ブチロラクトン８部に均一溶解し、化学天秤を用いてフラスコに精秤した。これに０℃の冷水を加えて全体を１００ｍｌとした。この溶液に、指示薬としてブロモチモールブルーを加え、１／１０規定の水酸化ナトリウム水溶液で滴定した。溶液が青紫色に変化して５秒間持続する点を滴定の終点とした。結晶（Ｓ−１）のＨＦ含量は次式にて算出した。
Ｃ（Ｓ−１）＝（０．００２×Ａ×Ｆ／Ｓ）×１０６／（ＣＳ／１００）
ここで、
Ｃ（Ｓ−１）：結晶（Ｓ−１）中のＨＦ含量（ｐｐｍ）
Ａ：滴定に要した水酸化ナトリウム水溶液の量（ｍｌ）
Ｆ：水酸化ナトリウム水溶液のファクター
Ｓ：結晶（Ｓ−１）／ＧＢＬ溶液の重量（ｇ）
ＣＳ：結晶（Ｓ−１）／ＧＢＬ溶液の濃度（ｗｔ％）
＜製造例３＞ ＜＜ＤＥＤＭＡ・ＢＦ４／ＰＣ溶液の製造＞＞
以下、市販のプロピレンカーボネート（東京化成製）を６５℃、１．３ｋＰａ減圧条件で蒸留し、水分と不純物を取り除いたものを、「精製プロピレンカーボネート」と記載する。製造例２で得られた結晶（Ｓ−１）１４５部を５００ｍｌの容器に入れ、精製プロピレンカーボネート４２８部加え、６０℃で減圧下、水、イソプロピルアルコールを留去し、５７３部のＤＥＤＭＡ・ＢＦ４／ＰＣ溶液を得た。収率は９５％であり、ＨＰＬＣ分析より、純度は９９．７％であった。水分は４０ｐｐｍであった。
以下、市販のプロピレンカーボネート（東京化成製）を６５℃、１．３ｋＰａ減圧条件で蒸留し、水分と不純物を取り除いたものを、「精製プロピレンカーボネート」と記載する。製造例２で得られた結晶（Ｓ−１）１４５部を５００ｍｌの容器に入れ、精製プロピレンカーボネート４２８部加え、６０℃で減圧下、水、イソプロピルアルコールを留去し、５７３部のＤＥＤＭＡ・ＢＦ４／ＰＣ溶液を得た。収率は９５％であり、ＨＰＬＣ分析より、純度は９９．７％であった。水分は４０ｐｐｍであった。
＜製造例４＞ ＜＜トリエチルメチルアンモニウムテトラフルオロボレート（ＴＥＭＡ・ＢＦ４）の製造＞＞
還流コンデンサ付きステンレス製のオートクレーブにトリエチルアミン（東京化成工業（株）製）３８９部、ジメチル炭酸（東京化成社製）４５０部、及びメタノール（東京化成社製）２１１部を仕込み均一に溶解させた。次いで、１１０℃まで昇温した。圧力０．８ＭＰａで８０時間反応を行った。反応物の１Ｈ−ＮＭＲ分析を行ったところ、トリエチルメチルアンモニウムモノメチル炭酸塩が生成していることがわった。得られた反応混合物１００２部をフラスコにとり、撹拌下において純度４２％のホウフッ化水素酸水溶液（和光純薬社製）７３５部を室温下約３０分かけて徐々に滴下した。滴下に伴い炭酸ガスが発生した。この反応溶液の水分は１７％であった。反応液にγ−ブチロラクトン９０４部を加え、単蒸留装置に移し、１２０℃、１０ｋＰａに減圧し、２時間でメタノールと水を除去した。フラスコ内には、黄褐色透明水溶液が１６４４部残った。この溶液にメタノール７４０部を加え、１２０℃、１０ｋＰａに減圧し、１時間でメタノールを留去することにより水分を除去した。この操作を３回繰り返した。この液を1Ｈ−ＮＭＲ分析したところ、主成分は、トリメチルエチルアンモニウムテトラフルオロボレートであり、ＨＰＬＣ分析より、純度は９８％であった。この溶液の水分量は０．１％であった。
この溶液にイソプロピルアルコールを１３０２部加えた。この溶液のＴＥＭＡ・ＢＦ４、γ−ブチロラクトン、イソプロピルアルコールの含有量はそれぞれ２５％、３１％、４４％であった。−５℃の冷蔵庫に１０時間放置し、結晶を析出させ、結晶をろ過にて回収した。ろ過して得られた結晶にイソプロピルアルコール７４０部を加え、リスラリー洗浄を行い、再びろ過した。この操作を３回繰り返し、洗浄後の結晶（Ｓ−２）を得た。結晶(Ｓ−２)１５４部を１０００ｍｌの容器に入れ、γ−ブチロラクトンを４２３部加えた。共沸により水分をさらに下げるため、イソプロピルアルコールを再度１％添加し、６０℃で減圧下、水およびイソプロピルアルコールを留去し、５７７部のＴＥＭＡ・ＢＦ４／ＧＢＬ溶液を得た。収率は９５％であり、ＨＰＬＣ分析より、純度は９９．７％であった。水分は４０ｐｐｍであった。１Ｈ−ＮＭＲ分析より、このＴＥＭＡ／ＰＣ溶液には、プロピレンカーボネートの開環物などの不純物は含まれていなかった。
還流コンデンサ付きステンレス製のオートクレーブにトリエチルアミン（東京化成工業（株）製）３８９部、ジメチル炭酸（東京化成社製）４５０部、及びメタノール（東京化成社製）２１１部を仕込み均一に溶解させた。次いで、１１０℃まで昇温した。圧力０．８ＭＰａで８０時間反応を行った。反応物の１Ｈ−ＮＭＲ分析を行ったところ、トリエチルメチルアンモニウムモノメチル炭酸塩が生成していることがわった。得られた反応混合物１００２部をフラスコにとり、撹拌下において純度４２％のホウフッ化水素酸水溶液（和光純薬社製）７３５部を室温下約３０分かけて徐々に滴下した。滴下に伴い炭酸ガスが発生した。この反応溶液の水分は１７％であった。反応液にγ−ブチロラクトン９０４部を加え、単蒸留装置に移し、１２０℃、１０ｋＰａに減圧し、２時間でメタノールと水を除去した。フラスコ内には、黄褐色透明水溶液が１６４４部残った。この溶液にメタノール７４０部を加え、１２０℃、１０ｋＰａに減圧し、１時間でメタノールを留去することにより水分を除去した。この操作を３回繰り返した。この液を1Ｈ−ＮＭＲ分析したところ、主成分は、トリメチルエチルアンモニウムテトラフルオロボレートであり、ＨＰＬＣ分析より、純度は９８％であった。この溶液の水分量は０．１％であった。
この溶液にイソプロピルアルコールを１３０２部加えた。この溶液のＴＥＭＡ・ＢＦ４、γ−ブチロラクトン、イソプロピルアルコールの含有量はそれぞれ２５％、３１％、４４％であった。−５℃の冷蔵庫に１０時間放置し、結晶を析出させ、結晶をろ過にて回収した。ろ過して得られた結晶にイソプロピルアルコール７４０部を加え、リスラリー洗浄を行い、再びろ過した。この操作を３回繰り返し、洗浄後の結晶（Ｓ−２）を得た。結晶(Ｓ−２)１５４部を１０００ｍｌの容器に入れ、γ−ブチロラクトンを４２３部加えた。共沸により水分をさらに下げるため、イソプロピルアルコールを再度１％添加し、６０℃で減圧下、水およびイソプロピルアルコールを留去し、５７７部のＴＥＭＡ・ＢＦ４／ＧＢＬ溶液を得た。収率は９５％であり、ＨＰＬＣ分析より、純度は９９．７％であった。水分は４０ｐｐｍであった。１Ｈ−ＮＭＲ分析より、このＴＥＭＡ／ＰＣ溶液には、プロピレンカーボネートの開環物などの不純物は含まれていなかった。
＜製造例５＞ ＜＜ＤＥＤＭＡ・ＰＦ６の製造＞＞
製造例２で得られたジエチルジメチルアンモニウムモノメチル炭酸塩（Ｓ−０）５００部にヘキサフルオロりん酸カリウム（東京化成工業株式会社製）１８３部を０℃で約３０分かけて徐々に滴下した。滴下に伴い炭酸ガスが発生した。泡の発生が収まった後、反応液をロータリーエバポレーターに移し、溶剤を全量除去した。フラスコ内には、黄褐色透明の液状２２１部が残った。この液を１Ｈ−ＮＭＲ分析したところ、主成分は、ジエチルジメチルアンモニウムヘキサフルオロホスホネート（以下、粗ＤＥＤＭＡ．ＰＦ６と略す）であった。
三角フラスコに、作成した粗ＤＥＤＭＡ．ＰＦ６１００部をイソプロピルアルコール１５０部に溶解させた。−１０℃の冷蔵庫に１０時間放置し、晶析を行い、ろ過にて回収した。結晶を５００ｍｌの容器に入れ、１２５℃×１．３ｋＰａで減圧下、水およびイソプロピルアルコールを留去し、ＤＥＤＭＡ．ＰＦ６を得た。収率は６０％であり、ＨＰＬＣ分析より、純度は９９．１％であった。
製造例２で得られたジエチルジメチルアンモニウムモノメチル炭酸塩（Ｓ−０）５００部にヘキサフルオロりん酸カリウム（東京化成工業株式会社製）１８３部を０℃で約３０分かけて徐々に滴下した。滴下に伴い炭酸ガスが発生した。泡の発生が収まった後、反応液をロータリーエバポレーターに移し、溶剤を全量除去した。フラスコ内には、黄褐色透明の液状２２１部が残った。この液を１Ｈ−ＮＭＲ分析したところ、主成分は、ジエチルジメチルアンモニウムヘキサフルオロホスホネート（以下、粗ＤＥＤＭＡ．ＰＦ６と略す）であった。
三角フラスコに、作成した粗ＤＥＤＭＡ．ＰＦ６１００部をイソプロピルアルコール１５０部に溶解させた。−１０℃の冷蔵庫に１０時間放置し、晶析を行い、ろ過にて回収した。結晶を５００ｍｌの容器に入れ、１２５℃×１．３ｋＰａで減圧下、水およびイソプロピルアルコールを留去し、ＤＥＤＭＡ．ＰＦ６を得た。収率は６０％であり、ＨＰＬＣ分析より、純度は９９．１％であった。
＜製造例６＞ ＜＜ＤＥＤＭＡ．Ｃ４Ｆ９ＳＯ３の製造＞＞
製造例２で得られたジエチルジメチルアンモニウムモノメチル炭酸塩（Ｓ−０）５００部にノナフルオロブタンスルホン酸（東京化成工業株式会社製）３６１部を０℃で約３０分かけて徐々に滴下した。滴下に伴い炭酸ガスが発生した。泡の発生が収まった後、反応液をロータリーエバポレーターに移し、溶剤を全量除去した。フラスコ内には、黄褐色透明の液状３２２部が残った。この液を１Ｈ−ＮＭＲ分析したところ、主成分は、ジエチルジメチルアンモニウムノナフルオロブタンスルホネート（以下、粗ＤＥＤＭＡ．Ｃ４Ｆ９ＳＯ３と略す）であった。
三角フラスコに、作成した粗ＤＥＤＭＡ．Ｃ４Ｆ９ＳＯ３１００部をイソプロピルアルコール１５０部に溶解させた。−４０℃の冷蔵庫に１０時間放置し、結晶を析出させ、ろ過にて回収した。結晶を５００ｍｌの容器に入れ、１２５℃×１．３ｋＰａで減圧下、水およびイソプロピルアルコールを留去し、ＤＥＤＭＡ．ＰＦ６を得た。収率は６３％であり、ＨＰＬＣ分析より、純度は９９．３％であった。
製造例２で得られたジエチルジメチルアンモニウムモノメチル炭酸塩（Ｓ−０）５００部にノナフルオロブタンスルホン酸（東京化成工業株式会社製）３６１部を０℃で約３０分かけて徐々に滴下した。滴下に伴い炭酸ガスが発生した。泡の発生が収まった後、反応液をロータリーエバポレーターに移し、溶剤を全量除去した。フラスコ内には、黄褐色透明の液状３２２部が残った。この液を１Ｈ−ＮＭＲ分析したところ、主成分は、ジエチルジメチルアンモニウムノナフルオロブタンスルホネート（以下、粗ＤＥＤＭＡ．Ｃ４Ｆ９ＳＯ３と略す）であった。
三角フラスコに、作成した粗ＤＥＤＭＡ．Ｃ４Ｆ９ＳＯ３１００部をイソプロピルアルコール１５０部に溶解させた。−４０℃の冷蔵庫に１０時間放置し、結晶を析出させ、ろ過にて回収した。結晶を５００ｍｌの容器に入れ、１２５℃×１．３ｋＰａで減圧下、水およびイソプロピルアルコールを留去し、ＤＥＤＭＡ．ＰＦ６を得た。収率は６３％であり、ＨＰＬＣ分析より、純度は９９．３％であった。
＜製造例７＞ ＜＜スピロ−（１，１’）−ビピロリジニウムテトラフルオロボレート（以下、ＳＢＰ・ＢＦ４と略す）の製造＞＞
ピロリジン１００部、炭酸カリウム９７部をテフロン（登録商標）コーティングしたオートクレーブに仕込み、１，５−ジクロロペンタン１９８部を加え、９０℃で８時間反応を行った。この反応溶液に４２重量％のホウフッ化水素酸水溶液２９４部を２５℃で約３０分かけて滴下した。滴下が終了して、泡の発生が収まったあと、２０Ｔｏｒｒ、１００℃で溶媒を全量留去して、固体２００部を得た。この固体をエタノール、イソプロピルアルコールを用いて晶析を２回行い、白色結晶を１５５部得た。１Ｈ−ＮＭＲ、１９Ｆ−ＮＭＲおよび１３Ｃ−ＮＭＲで分析した結果、白色結晶はＳＢＰ・ＢＦ４であった。
ピロリジン１００部、炭酸カリウム９７部をテフロン（登録商標）コーティングしたオートクレーブに仕込み、１，５−ジクロロペンタン１９８部を加え、９０℃で８時間反応を行った。この反応溶液に４２重量％のホウフッ化水素酸水溶液２９４部を２５℃で約３０分かけて滴下した。滴下が終了して、泡の発生が収まったあと、２０Ｔｏｒｒ、１００℃で溶媒を全量留去して、固体２００部を得た。この固体をエタノール、イソプロピルアルコールを用いて晶析を２回行い、白色結晶を１５５部得た。１Ｈ−ＮＭＲ、１９Ｆ−ＮＭＲおよび１３Ｃ−ＮＭＲで分析した結果、白色結晶はＳＢＰ・ＢＦ４であった。
＜製造例８＞ ＜＜テトラエチルアンモニウムテトラフルオロボレート（ＴＥＡ・ＢＦ４）の製造＞＞
・ヨウ化物塩の合成
トリエチルアミン（東京化成工業（株）製）１０２部、アセトン３００部をガラスビーカーに仕込み均一に溶解させた。溶液を攪拌しながらヨウ化エチル１７１部をゆっくり滴下した後、３０℃で３時間攪拌を続けた。析出した白色固体をろ過し８０℃減圧にて乾燥を行い、テトラエチルアンモニウムヨウ化物を２５７部得た。
・ヨウ化物塩の合成
トリエチルアミン（東京化成工業（株）製）１０２部、アセトン３００部をガラスビーカーに仕込み均一に溶解させた。溶液を攪拌しながらヨウ化エチル１７１部をゆっくり滴下した後、３０℃で３時間攪拌を続けた。析出した白色固体をろ過し８０℃減圧にて乾燥を行い、テトラエチルアンモニウムヨウ化物を２５７部得た。
・ＡｇＢＦ４溶液の作製
酸化銀１１６部、４２重量％のホウフッ化水素酸水溶液２０９部を混合した溶液を１００℃減圧脱水して得られた固体に、メタノール５５０部を加えて溶解しＡｇＢＦ４メタノール溶液を得た。
酸化銀１１６部、４２重量％のホウフッ化水素酸水溶液２０９部を混合した溶液を１００℃減圧脱水して得られた固体に、メタノール５５０部を加えて溶解しＡｇＢＦ４メタノール溶液を得た。
・ＢＦ４塩の作製
上記のＡｇＢＦ４溶液７４５部をテトラエチルアンモニウムヨウ化物２５７部とメタノール２３２部の混合溶液に対して、ゆっくりと滴下、混合した後ろ過し、ろ液を回収した。ろ液中にＡｇＢＦ４溶液あるいはヨウ化物塩溶液を少しずつ添加することで、溶液中の銀イオン含量を１０ｐｐｍ以下に、ヨウ素イオン含量を５ｐｐｍ以下に微調整した後、ろ過しろ液を回収した。８０℃減圧でろ液の脱溶媒を行い、白色結晶を１８６部得た。結晶にメタノール３００部を加えて３０℃で溶解させた後、−５℃に冷却し１２時間静置しして再結晶を行った。析出した結晶をろ過し、８０℃減圧乾燥を行い、白色結晶を１６２部得た。１Ｈ−ＮＭＲ、１９Ｆ−ＮＭＲおよび１３Ｃ−ＮＭＲで分析した結果、この白色結晶はＴＥＡ・ＢＦ４であった。１Ｈ−ＮＭＲの積分値から、純度は９９％であった。
上記のＡｇＢＦ４溶液７４５部をテトラエチルアンモニウムヨウ化物２５７部とメタノール２３２部の混合溶液に対して、ゆっくりと滴下、混合した後ろ過し、ろ液を回収した。ろ液中にＡｇＢＦ４溶液あるいはヨウ化物塩溶液を少しずつ添加することで、溶液中の銀イオン含量を１０ｐｐｍ以下に、ヨウ素イオン含量を５ｐｐｍ以下に微調整した後、ろ過しろ液を回収した。８０℃減圧でろ液の脱溶媒を行い、白色結晶を１８６部得た。結晶にメタノール３００部を加えて３０℃で溶解させた後、−５℃に冷却し１２時間静置しして再結晶を行った。析出した結晶をろ過し、８０℃減圧乾燥を行い、白色結晶を１６２部得た。１Ｈ−ＮＭＲ、１９Ｆ−ＮＭＲおよび１３Ｃ−ＮＭＲで分析した結果、この白色結晶はＴＥＡ・ＢＦ４であった。１Ｈ−ＮＭＲの積分値から、純度は９９％であった。
＜製造例９＞ ＜＜１−エチル−２,３−ジメチルイミダゾリウムテトラフルオロボレート（ＥＤＭＩ・ＢＦ４）の製造＞＞
攪拌装置、温度計、滴下ロート、還流冷却管、および窒素ガス導入剤を取り付けた反応フラスコにエチルアミン（７０％水溶液）３１部とアンモニア（２８％水溶液）３２部の混合液を仕込み、攪拌しながら均一に溶解した。温度を４５℃以下に保ちながら滴下ロートからグリオキザール（４０％水溶液）６９部、アセトアルデヒド（３０％水溶液）７１部の混合液を滴下した。グリオキザールとアセトアルデヒドの混合液の敵かは５時間かけて行い、滴下終了後４０℃で１時間反応させた。次に、温度８０℃で、常圧から徐々に５．０ｋＰａまで減圧し脱水を行い、続いて、温度１０５℃、圧力１．０ｋＰａの条件で単蒸留により粗精製し１−エチル２−メチルイミダゾールを得た。還流コンデンサ付きステンレス製のオートクレーブに１−エチル−２−メチルイミダゾール１００部、ジメチル炭酸１３５部、およびメタノール１９２部を仕込み均一に溶解させた。次いで、１３０℃まで昇温した。圧力０．８ｋＰａで８０時間反応を行った。反応物の１Ｈ−ＮＭＲ分析を行ったところ、１−エチル−２,３−ジメチルイミダゾリウムモノメチル炭酸塩が生成していた。得られた反応混合物４２７部をフラスコに取り、攪拌下においてホウフッ化水素酸水溶液２０７部（純度４２重量％）を室温下約３０分かけて徐々に滴下した。滴下において炭酸ガスが発生した。泡の発生が収まった後、反応液をロータリーエバポレーターに移し溶剤を全量除去した。フラスコ内には、黄褐色透明の液体８２部が残った。得られた黄褐色透明の液体をメタノール、イソプロピルアルコールを用いて晶析し、白色の固体を得た。この固体を１Ｈ−ＮＭＲで分析したところ、１−エチル−２,３−ジメチルイミダゾリウムテトラフルオロボレートであった。１Ｈ−ＮＭＲの積分値から、純度は９９モル％であった。
攪拌装置、温度計、滴下ロート、還流冷却管、および窒素ガス導入剤を取り付けた反応フラスコにエチルアミン（７０％水溶液）３１部とアンモニア（２８％水溶液）３２部の混合液を仕込み、攪拌しながら均一に溶解した。温度を４５℃以下に保ちながら滴下ロートからグリオキザール（４０％水溶液）６９部、アセトアルデヒド（３０％水溶液）７１部の混合液を滴下した。グリオキザールとアセトアルデヒドの混合液の敵かは５時間かけて行い、滴下終了後４０℃で１時間反応させた。次に、温度８０℃で、常圧から徐々に５．０ｋＰａまで減圧し脱水を行い、続いて、温度１０５℃、圧力１．０ｋＰａの条件で単蒸留により粗精製し１−エチル２−メチルイミダゾールを得た。還流コンデンサ付きステンレス製のオートクレーブに１−エチル−２−メチルイミダゾール１００部、ジメチル炭酸１３５部、およびメタノール１９２部を仕込み均一に溶解させた。次いで、１３０℃まで昇温した。圧力０．８ｋＰａで８０時間反応を行った。反応物の１Ｈ−ＮＭＲ分析を行ったところ、１−エチル−２,３−ジメチルイミダゾリウムモノメチル炭酸塩が生成していた。得られた反応混合物４２７部をフラスコに取り、攪拌下においてホウフッ化水素酸水溶液２０７部（純度４２重量％）を室温下約３０分かけて徐々に滴下した。滴下において炭酸ガスが発生した。泡の発生が収まった後、反応液をロータリーエバポレーターに移し溶剤を全量除去した。フラスコ内には、黄褐色透明の液体８２部が残った。得られた黄褐色透明の液体をメタノール、イソプロピルアルコールを用いて晶析し、白色の固体を得た。この固体を１Ｈ−ＮＭＲで分析したところ、１−エチル−２,３−ジメチルイミダゾリウムテトラフルオロボレートであった。１Ｈ−ＮＭＲの積分値から、純度は９９モル％であった。
実施例１
製造例１のＥＴＭＡ・ＢＦ４塩１３．７部と４−メトキシ酪酸（ナカライテスク製）０．０５部を、精製γ−ブチロラクトン８６．３部に均一溶解して（電解質濃度０．９ｍｏｌ／Ｌ）、本発明の電解液１を得た。
製造例１のＥＴＭＡ・ＢＦ４塩１３．７部と４−メトキシ酪酸（ナカライテスク製）０．０５部を、精製γ−ブチロラクトン８６．３部に均一溶解して（電解質濃度０．９ｍｏｌ／Ｌ）、本発明の電解液１を得た。
実施例２
製造例１のＥＴＭＡ・ＢＦ４塩１３．３部と４−メトキシ酪酸０．０５部を、精製γ−ブチロラクトン４３．３部および精製プロピレンカーボネート４３．３部に均一溶解して（電解質濃度０．９ｍｏｌ／Ｌ）、本発明の電解液２を得た。
製造例１のＥＴＭＡ・ＢＦ４塩１３．３部と４−メトキシ酪酸０．０５部を、精製γ−ブチロラクトン４３．３部および精製プロピレンカーボネート４３．３部に均一溶解して（電解質濃度０．９ｍｏｌ／Ｌ）、本発明の電解液２を得た。
実施例３
製造例１のＥＴＭＡ・ＢＦ４塩１３．５部と４−メトキシ酪酸０．０５部を、精製γ−ブチロラクトン５８．０部および精製プロピレンカーボネート２８．５部に均一溶解して（電解質濃度０．９ｍｏｌ／Ｌ）、本発明の電解液３を得た。
製造例１のＥＴＭＡ・ＢＦ４塩１３．５部と４−メトキシ酪酸０．０５部を、精製γ−ブチロラクトン５８．０部および精製プロピレンカーボネート２８．５部に均一溶解して（電解質濃度０．９ｍｏｌ／Ｌ）、本発明の電解液３を得た。
実施例４
製造例２のＤＥＤＭＡ・ＢＦ４／ＧＢＬ溶液５８．８部と４−メトキシ酪酸０．０５部を、精製γ−ブチロラクトン４１．２部に均一溶解して（電解質濃度０．９ｍｏｌ／Ｌ）、本発明の電解液４を得た。
製造例２のＤＥＤＭＡ・ＢＦ４／ＧＢＬ溶液５８．８部と４−メトキシ酪酸０．０５部を、精製γ−ブチロラクトン４１．２部に均一溶解して（電解質濃度０．９ｍｏｌ／Ｌ）、本発明の電解液４を得た。
実施例５
製造例３のＤＥＤＭＡ・ＢＦ４／ＰＣ溶液５７．２部と４−メトキシ酪酸０．０５部を、精製γ−ブチロラクトン４２．８部に均一溶解して（電解質濃度０．９ｍｏｌ／Ｌ）、本発明の電解液５を得た。
製造例３のＤＥＤＭＡ・ＢＦ４／ＰＣ溶液５７．２部と４−メトキシ酪酸０．０５部を、精製γ−ブチロラクトン４２．８部に均一溶解して（電解質濃度０．９ｍｏｌ／Ｌ）、本発明の電解液５を得た。
実施例６
製造例２のＤＥＤＭＡ・ＢＦ４／ＧＢＬ溶液７１．８部と４−メトキシ酪酸０．０５部を、精製プロピレンカーボネート２８．２部に均一溶解して（電解質濃度０．９ｍｏｌ／Ｌ）、本発明の電解液６を得た。
製造例２のＤＥＤＭＡ・ＢＦ４／ＧＢＬ溶液７１．８部と４−メトキシ酪酸０．０５部を、精製プロピレンカーボネート２８．２部に均一溶解して（電解質濃度０．９ｍｏｌ／Ｌ）、本発明の電解液６を得た。
実施例７
製造例７のＴＥＭＡ・ＢＦ４塩／ＧＢＬ溶液５９．３部と４−メトキシ酪酸０．０５部を、精製γ−ブチロラクトン４０．７部に均一溶解して（電解質濃度０．９ｍｏｌ／Ｌ）、本発明の電解液７を得た。
製造例７のＴＥＭＡ・ＢＦ４塩／ＧＢＬ溶液５９．３部と４−メトキシ酪酸０．０５部を、精製γ−ブチロラクトン４０．７部に均一溶解して（電解質濃度０．９ｍｏｌ／Ｌ）、本発明の電解液７を得た。
実施例８
製造例３のＴＥＭＡ・ＢＦ４塩／ＧＢＬ溶液５７．７部と４−メトキシ酪酸０．０５部を、精製プロピレンカーボネート４２．３部に均一溶解して（電解質濃度０．９ｍｏｌ／Ｌ）、本発明の電解液８を得た。
製造例３のＴＥＭＡ・ＢＦ４塩／ＧＢＬ溶液５７．７部と４−メトキシ酪酸０．０５部を、精製プロピレンカーボネート４２．３部に均一溶解して（電解質濃度０．９ｍｏｌ／Ｌ）、本発明の電解液８を得た。
実施例９
４−メトキシ酪酸０．０５部の代わりに４−メトキシ酪酸０．１部を用いる以外は実施例４と同様にして、本発明の電解液９を得た。
４−メトキシ酪酸０．０５部の代わりに４−メトキシ酪酸０．１部を用いる以外は実施例４と同様にして、本発明の電解液９を得た。
実施例１０
４−メトキシ酪酸０．０５部の代わりに４−メトキシ酪酸０．００１部を用いる以外は実施例４と同様にして、本発明の電解液１０を得た。
４−メトキシ酪酸０．０５部の代わりに４−メトキシ酪酸０．００１部を用いる以外は実施例４と同様にして、本発明の電解液１０を得た。
実施例１１
製造例１のＥＴＭＡ・ＢＦ４塩１２．９部と４−メトキシ酪酸０．０５部を、精製プロピレンカーボネート８７．１部に均一溶解して（電解質濃度０．９ｍｏｌ／Ｌ）、本発明の電解液１１を得た。
製造例１のＥＴＭＡ・ＢＦ４塩１２．９部と４−メトキシ酪酸０．０５部を、精製プロピレンカーボネート８７．１部に均一溶解して（電解質濃度０．９ｍｏｌ／Ｌ）、本発明の電解液１１を得た。
以下、市販のスルホラン（住友精化製）を１２０℃、０．７ｋＰａ減圧条件で蒸留し、水分と不純物を取り除いたものを、「精製スルホラン」と記載する。
実施例１２
製造例２のＤＥＤＭＡ・ＢＦ４／ＧＢＬ溶液１４．９部と４−メトキシ酪酸０．０５部を、精製スルホラン８５．１部に均一溶解して（電解質濃度０．９ｍｏｌ／Ｌ）、本発明の電解液１２を得た
製造例２のＤＥＤＭＡ・ＢＦ４／ＧＢＬ溶液１４．９部と４−メトキシ酪酸０．０５部を、精製スルホラン８５．１部に均一溶解して（電解質濃度０．９ｍｏｌ／Ｌ）、本発明の電解液１２を得た
実施例１３
製造例７のＳＢＰ・ＢＦ４塩１７．７部と４−メトキシ酪酸０．０５部を、精製プロピレンカーボネート８２．３部に均一溶解して（電解質濃度０．９ｍｏｌ／Ｌ）、本発明の電解液１３を得た。
製造例７のＳＢＰ・ＢＦ４塩１７．７部と４−メトキシ酪酸０．０５部を、精製プロピレンカーボネート８２．３部に均一溶解して（電解質濃度０．９ｍｏｌ／Ｌ）、本発明の電解液１３を得た。
実施例１４
製造例５のＤＥＤＭＡ・ＰＦ６塩１９．２部と４−メトキシ酪酸０．０５部を、精製γ−ブチロラクトン８０．８部に均一溶解して（電解質濃度０．９ｍｏｌ／Ｌ）、本発明の電解液１４を得た。
製造例５のＤＥＤＭＡ・ＰＦ６塩１９．２部と４−メトキシ酪酸０．０５部を、精製γ−ブチロラクトン８０．８部に均一溶解して（電解質濃度０．９ｍｏｌ／Ｌ）、本発明の電解液１４を得た。
実施例１５
製造例６のＤＥＤＭＡ・Ｃ４Ｆ９ＳＯ３塩３０．７部と４−メトキシ酪酸０．０５部を、精製γ−ブチロラクトン６９．３部に均一溶解して（電解質濃度０．９ｍｏｌ／Ｌ）、本発明の電解液１５を得た。
製造例６のＤＥＤＭＡ・Ｃ４Ｆ９ＳＯ３塩３０．７部と４−メトキシ酪酸０．０５部を、精製γ−ブチロラクトン６９．３部に均一溶解して（電解質濃度０．９ｍｏｌ／Ｌ）、本発明の電解液１５を得た。
比較例１
４−メトキシ酪酸０．０５部を加えないこと以外は実施例１と同様にして、比較電解液１を得た。
４−メトキシ酪酸０．０５部を加えないこと以外は実施例１と同様にして、比較電解液１を得た。
比較例２
製造例１のＥＴＭＡ・ＢＦ４塩１２．９部と４−メトキシ酪酸０．０００５部を、精製γ−ブチロラクトン８７．１部に均一溶解して（電解質濃度０．９ｍｏｌ／Ｌ）、比較電解液２を得た。
製造例１のＥＴＭＡ・ＢＦ４塩１２．９部と４−メトキシ酪酸０．０００５部を、精製γ−ブチロラクトン８７．１部に均一溶解して（電解質濃度０．９ｍｏｌ／Ｌ）、比較電解液２を得た。
比較例３
製造例１のＥＴＭＡ・ＢＦ４塩１２．９部と４−メトキシ酪酸０．１５部を、精製γ−ブチロラクトン８７．１部に均一溶解して（電解質濃度０．９ｍｏｌ／Ｌ）、比較電解液３を得た。
製造例１のＥＴＭＡ・ＢＦ４塩１２．９部と４−メトキシ酪酸０．１５部を、精製γ−ブチロラクトン８７．１部に均一溶解して（電解質濃度０．９ｍｏｌ／Ｌ）、比較電解液３を得た。
比較例４
４−メトキシ酪酸０．０５部を加えないこと以外は実施例４と同様にして、比較電解液４を得た。
４−メトキシ酪酸０．０５部を加えないこと以外は実施例４と同様にして、比較電解液４を得た。
比較例５
４−メトキシ酪酸０．０５部を加えないこと以外は実施例５と同様にして、比較電解液５を得た。
４−メトキシ酪酸０．０５部を加えないこと以外は実施例５と同様にして、比較電解液５を得た。
比較例６
４−メトキシ酪酸０．０５部を加えないこと以外は実施例７と同様にして、比較電解液６を得た。
４−メトキシ酪酸０．０５部を加えないこと以外は実施例７と同様にして、比較電解液６を得た。
比較例７
４−メトキシ酪酸０．０５部を加えないこと以外は実施例１３と同様にして、比較電解液７を得た。
４−メトキシ酪酸０．０５部を加えないこと以外は実施例１３と同様にして、比較電解液７を得た。
比較例８
製造例８のＴＥＡ・ＢＦ４塩１６．９部を、精製γ−ブチロラクトン８３．１部に均一溶解して（電解質濃度０．９ｍｏｌ／Ｌ）、比較電解液８を得た。
製造例８のＴＥＡ・ＢＦ４塩１６．９部を、精製γ−ブチロラクトン８３．１部に均一溶解して（電解質濃度０．９ｍｏｌ／Ｌ）、比較電解液８を得た。
比較例９
４−メトキシ酪酸０．０５部を加えないこと以外は実施例１１と同様にして、比較電解液９を得た。
４−メトキシ酪酸０．０５部を加えないこと以外は実施例１１と同様にして、比較電解液９を得た。
比較例１０
４−メトキシ酪酸０．０５部を加えないこと以外は実施例１２と同様にして、比較電解液１０を得た。
４−メトキシ酪酸０．０５部を加えないこと以外は実施例１２と同様にして、比較電解液１０を得た。
比較例１１
製造例９のＥＤＭＩ・ＢＦ４塩１７．４部を、精製γ−ブチロラクトン８２．６部に均一溶解して（電解質濃度１．０ｍｏｌ／Ｌ）、比較電解液１１を得た。
製造例９のＥＤＭＩ・ＢＦ４塩１７．４部を、精製γ−ブチロラクトン８２．６部に均一溶解して（電解質濃度１．０ｍｏｌ／Ｌ）、比較電解液１１を得た。
比較例１２
４−メトキシ酪酸０．０５部を加えないこと以外は実施例１４と同様にして、比較電解液１２を得た。
４−メトキシ酪酸０．０５部を加えないこと以外は実施例１４と同様にして、比較電解液１２を得た。
比較例１３
４−メトキシ酪酸０．０５部を加えないこと以外は実施例１５と同様にして、比較電解液１３を得た。
４−メトキシ酪酸０．０５部を加えないこと以外は実施例１５と同様にして、比較電解液１３を得た。
本発明の電解液１〜１５、及び比較用の電解液１〜１３を使用して、捲回形の電気二重層キャパシタ（直径１７ｍｍ、高さ４０ｍｍ）を作製し、以下の方法で等価直列抵抗の変化率、封口体の封口ゴム面を観察した。これらの結果を表１に示した。
（１）封口体の封口ゴム面
電気二重層キャパシタに８５℃で２．８Ｖの電圧を３０００時間印加した後の電気二重層キャパシタの封口体を構成する封口ゴム面の状態を確認した。
封口体の封口ゴム面の試験個数は８個である。
また、温度を８５℃から３０℃に変えて同様の実験を行った。
電気二重層キャパシタに８５℃で２．８Ｖの電圧を３０００時間印加した後の電気二重層キャパシタの封口体を構成する封口ゴム面の状態を確認した。
封口体の封口ゴム面の試験個数は８個である。
また、温度を８５℃から３０℃に変えて同様の実験を行った。
（２）等価直列抵抗の変化率
電気二重層キャパシタに８５℃で２．８Ｖの電圧を３０００時間印加した後の電気二重層キャパシタの１ｋＨｚでの等価直列抵抗（ＲＥ３０００）と電圧印加前の１ｋＨｚでの等価直列抵抗（ＲＥ０）との比を以下の式で算出し、これを等価直列抵抗の変化率とした。なお、等価直列抵抗はインピーダンスアナライザ（ソーラトロン製ＳＩ１２５３、ＳＩ１２８６）を用いて−３０℃で測定した。この変化率の値が小さいほど、経時的な性能劣化が小さく、良好な充放電特性を維持できることを意味する。
（等価直列抵抗変化率）（％）＝［（ＲＥ３０００）／（ＲＥ０）］×１００
また、温度を８５℃から３０℃に変えて同様の実験を行った。
電気二重層キャパシタに８５℃で２．８Ｖの電圧を３０００時間印加した後の電気二重層キャパシタの１ｋＨｚでの等価直列抵抗（ＲＥ３０００）と電圧印加前の１ｋＨｚでの等価直列抵抗（ＲＥ０）との比を以下の式で算出し、これを等価直列抵抗の変化率とした。なお、等価直列抵抗はインピーダンスアナライザ（ソーラトロン製ＳＩ１２５３、ＳＩ１２８６）を用いて−３０℃で測定した。この変化率の値が小さいほど、経時的な性能劣化が小さく、良好な充放電特性を維持できることを意味する。
（等価直列抵抗変化率）（％）＝［（ＲＥ３０００）／（ＲＥ０）］×１００
また、温度を８５℃から３０℃に変えて同様の実験を行った。
表１において、同じ溶媒、同じ種類の電解質を使用した実施例１と比較例１、２、実施例４〜６、９，１０と比較例４〜５、実施例７と比較例６、実施例１３と比較例７、実施例１２と比較例１０、実施例１４と比較例１２、実施例１５と比較例１３を比較すると、比較例の電気二重層キャパシタは封口ゴムの劣化による液漏れの異常が観測されたが、実施例では液漏れの異常が観測されなかった。また、等価直列抵抗の変化率については有意差はなかった。
４−メトキシ酪酸の含有量が０．１重量％を超える比較例３では、実施例１と比較すると電気二重層キャパシタの封口ゴムの劣化による液漏れの異常はなかったが、等価直列抵抗の変化率が大きかった。
４−メトキシ酪酸の含有量が０．１重量％を超える比較例３では、実施例１と比較すると電気二重層キャパシタの封口ゴムの劣化による液漏れの異常はなかったが、等価直列抵抗の変化率が大きかった。
すなわち、本発明の電解液を使用することにより、電気二重層キャパシタの封口体の封口性能に優れ、かつ等価直列抵抗の変化率が小さく、高信頼性の電気二重層キャパシタを構成できることが明らかである。
本発明の電解液を用いて作製した電気二重層キャパシタは、各種電子機器のメモリーバックアップ用、各種電源バックアップ電源、太陽電池との組み合わせで使用される蓄電素子等の２次電池を代替する蓄電装置としてやモーター駆動用電源、電動工具等のパワーツール用電源、特に長期の耐久性、信頼性を必要とするハイブリッド自動車、電気自動車用電源等に適用できる。
Claims (6)
- 非プロトン性溶媒（Ａ）、４級アンモニウム塩（Ｄ）および４−メトキシ酪酸を含有し、４−メトキシ酪酸の含有量が、（Ａ）および（Ｄ）の合計重量に対して０．００１〜０．１重量％である電気二重層キャパシタ用電解液。
- ４級アンモニウム塩（Ｄ）のカチオン（Ｂ）が、鎖状アルキルアンモニウムである請求項１に記載の電気二重層キャパシタ用電解液。
- ４級アンモニウム塩（Ｄ）のカチオン（Ｂ）が、トリエチルメチルアンモニウム、エチルトリメチルアンモニウム、ジエチルジメチルアンモニウムからなる群より選ばれる少なくとも一種である請求項１または２に記載の電気二重層キャパシタ用電解液。
- ４級アンモニウム塩（Ｄ）のアニオン（Ｃ）が、ＢＦ４ −である請求項１〜３のいずれか１項に記載の電気二重層キャパシタ用電解液。
- 請求項１〜４のいずれか１項に記載の電解液を用いてなる電気二重層キャパシタ。
- 自動車用途である請求項５に記載の電気二重層キャパシタ。
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|---|---|---|---|---|
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| JPWO2013161222A1 (ja) * | 2012-04-26 | 2015-12-21 | 三洋化成工業株式会社 | アルミニウム電解コンデンサ用電解液、およびそれを用いたアルミニウム電解コンデンサ |
| US9691552B2 (en) | 2012-04-26 | 2017-06-27 | Sanyo Chemical Industries, Ltd. | Electrolytic solution for aluminum electrolytic capacitor, and aluminum electrolytic capacitor using same |
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