JPH1154379A - Electrolyte and electrochemical element using the same - Google Patents
Electrolyte and electrochemical element using the sameInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は電気二重層コンデン
サ、アルミニウム電解コンデンサ、エレクトロクロミッ
ク表示素子等の電気化学素子に使用する電解液およびそ
れを用いた電気化学素子に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrolytic solution used for an electrochemical device such as an electric double layer capacitor, an aluminum electrolytic capacitor and an electrochromic display device, and an electrochemical device using the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、上記電気化学素子に用いる電解液
としては、例えば電気二重層コンデンサ用電解液とし
て、過塩素酸の4級アンモニウム塩を溶質とするもの
(特公昭54−9704号公報)、4級アンモニウムの
BF4塩やPF6塩を溶質とするもの(特公昭52−40
025号公報)、パーフルオロアルカンスルホン酸の4
級アンモニウム塩を溶質とするもの(特公平6−175
0号公報)等が知られている。これらの電解液を使用し
た電気二重層コンデンサは、陰極側で4級アンモニウム
の電気分解により発生する過剰の水酸化物イオンのた
め、ゴム封口体が劣化し、封口性能を著しく低下させる
という問題点があるとともに、電解液の耐電圧が低いた
め、電気二重層容量が限られており、さらなる改善が望
まれている。これらの問題点を解決するため、我々は既
にアミジン化合物の塩を溶質とする電解液を提案した
(再公表特許国際公開番号WO95/15572)。2. Description of the Related Art Conventionally, as an electrolytic solution used for the above-mentioned electrochemical element, for example, a quaternary ammonium salt of perchloric acid as a solute as an electrolytic solution for an electric double layer capacitor (Japanese Patent Publication No. 54-9704). the BF 4 salt or PF 6 salt of quaternary ammonium which a solute (JP-B-52-40
No. 025), 4 of perfluoroalkanesulfonic acid
Sodium-grade ammonium salt (Japanese Patent Publication No. 6-175)
No. 0 publication) and the like. Electric double layer capacitors using these electrolytes have the problem that the rubber sealing body is deteriorated due to excessive hydroxide ions generated by the electrolysis of quaternary ammonium on the cathode side, and the sealing performance is significantly reduced. In addition, since the withstand voltage of the electrolyte is low, the capacity of the electric double layer is limited, and further improvement is desired. In order to solve these problems, we have already proposed an electrolytic solution using a salt of an amidine compound as a solute (WO 95/15572, republished patent).
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この電
解液はゴム封口体の劣化を抑え、封口性能を保持させる
効果はあるものの、耐熱性が不十分であり、かつ溶媒へ
の溶解性が不十分であるため、溶液中の電解質量に制限
があるとともに、電気伝導度が十分に高くならないとい
う問題点を有していた。However, this electrolytic solution has the effect of suppressing the deterioration of the rubber sealing body and maintaining the sealing performance, but has insufficient heat resistance and insufficient solubility in a solvent. Therefore, there is a problem that the electrolytic mass in the solution is limited and the electric conductivity is not sufficiently high.
【0004】本発明者らは、さらに高いレベルの耐熱
性、溶媒への溶解性、電気伝導度を有する電解液、なら
びにこの電解液を用いた電気化学素子について鋭意検討
した。The present inventors have intensively studied an electrolytic solution having a higher level of heat resistance, solubility in a solvent, and electric conductivity, and an electrochemical device using the electrolytic solution.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、(化3)または(化4)で示される化合物
(a)をカチオン成分とする塩(A)を溶質とする溶液
からなる電解液において、塩(A)を構成するアニオン
(b)が、炭素数2以上のパーフルオロアルカンスルホ
ン酸イオン、パークロロアルカンスルホン酸イオン、パ
ーフルオロアルカンカルボン酸イオン、パークロロアル
カンカルボン酸イオン、ビス(パーフルオロアルキルス
ルホニル)イミドイオン、トリス(パーフルオロアルキ
ルスルホニル)メチドイオンの中から選択された1種以
上である電解液としたものである。In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a solution comprising a salt (A) containing a compound (a) represented by the following formula (3) or (4) as a cation component. Wherein the anion (b) constituting the salt (A) is a perfluoroalkanesulfonic acid ion having 2 or more carbon atoms, a perchloroalkanesulfonic acid ion, a perfluoroalkanecarboxylic acid ion, or a perchloroalkanecarboxylic acid. The electrolyte solution is at least one selected from an ion, a bis (perfluoroalkylsulfonyl) imide ion, and a tris (perfluoroalkylsulfonyl) methide ion.
【0006】上記した本発明の構成によれば、電気化学
的に耐電圧が高い電解質アニオンを用い、さらに(化
3)または(化4)で示されるカチオンと組み合わせる
ことにより、耐熱性や溶媒への溶解性を向上させること
ができるものであり、このことから、高い信頼性を有
し、かつ高性能の電気化学素子を構成できる電解液を提
供することができるものである。According to the structure of the present invention described above, the use of an electrolyte anion having a high withstand voltage electrochemically and the combination with the cation represented by the chemical formula (3) or (4) make it possible to reduce the heat resistance and the solvent. Thus, it is possible to provide an electrolytic solution having high reliability and capable of forming a high-performance electrochemical element.
【0007】[0007]
【化3】 Embedded image
【0008】[0008]
【化4】 Embedded image
【0009】[0009]
【発明の実施の形態】本発明の請求項1に記載の発明
は、(化3)または(化4)で示される化合物(a)を
カチオン成分とする塩(A)を溶質とする溶液からなる
電解液において、塩(A)を構成するアニオン(b)
が、炭素数2以上のパーフルオロアルカンスルホン酸イ
オン、パークロロアルカンスルホン酸イオン、パーフル
オロアルカンカルボン酸イオン、パークロロアルカンカ
ルボン酸イオン、ビス(パーフルオロアルキルスルホニ
ル)イミドイオン、トリス(パーフルオロアルキルスル
ホニル)メチドイオンの中から選択された1種以上であ
る電解液であって、この構成によれば、耐熱性が高く、
かつ高い電気伝導性を示すとともに、低温での電解液の
安定性が高い電解液を構成できるものである。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The invention according to claim 1 of the present invention relates to a solution comprising a salt (A) having a compound (a) represented by the formula (3) or (4) as a cation component as a solute. Anion (b) constituting the salt (A)
Is a perfluoroalkanesulfonic acid ion having 2 or more carbon atoms, a perchloroalkanesulfonic acid ion, a perfluoroalkanecarboxylic acid ion, a perchloroalkanecarboxylic acid ion, a bis (perfluoroalkylsulfonyl) imide ion, a tris (perfluoroalkylsulfonyl) ion ) An electrolytic solution that is at least one selected from methide ions. According to this configuration, heat resistance is high,
In addition, the electrolyte can exhibit high electrical conductivity and can have high stability at low temperatures.
【0010】請求項2に記載の発明は、ビス(パーフル
オロアルキルスルホニル)イミドイオンとしてビス(ト
リフルオロメチルスルホニル)イミドイオンを用いる
か、またはトリス(パーフルオロアルキルスルホニル)
メチドイオンとしてトリス(トリフルオロメチルスルホ
ニル)メチドイオンを用いるようにしたもので、この構
成によれば、特に耐熱性が高く、かつ高い電気伝導性を
示すとともに、低温での電解液の安定性が特に高い電解
液を構成できるものである。The invention according to claim 2 uses bis (trifluoromethylsulfonyl) imide ion as bis (perfluoroalkylsulfonyl) imide ion or tris (perfluoroalkylsulfonyl) imide ion.
Tris (trifluoromethylsulfonyl) methide ion is used as the methide ion. According to this configuration, the heat resistance is particularly high, the electric conductivity is high, and the stability of the electrolyte at a low temperature is particularly high. It can constitute an electrolytic solution.
【0011】請求項3に記載の発明は、請求項1または
2に記載の電解液を用いてなる電気化学素子であって、
この構成によれば、上記電解液が耐熱性が高く、かつ高
い電気伝導性を示すとともに、低温での電解液の安定性
が高いことから、この電解液を用いた電気化学素子は耐
熱性が高く、かつ内部抵抗も低く、さらに広い温度範囲
で安定な特性を示すものである。According to a third aspect of the present invention, there is provided an electrochemical device using the electrolytic solution according to the first or second aspect,
According to this configuration, the electrolytic solution has high heat resistance, high electrical conductivity, and high stability of the electrolytic solution at a low temperature. Therefore, the electrochemical element using this electrolytic solution has high heat resistance. It is high, has low internal resistance, and exhibits stable characteristics over a wide temperature range.
【0012】請求項4に記載の発明は、電気化学素子を
電気二重層コンデンサに特定したもので、この構成によ
れば、上記電解液が耐熱性が高く、高い電気伝導性を示
すとともに低温での電解液の安定性が高いことから、こ
の電解液を用いた電気二重層コンデンサは耐熱性が高
く、かつ内部抵抗も低く、さらに広い温度範囲で安定な
特性を示すものである。According to a fourth aspect of the present invention, the electrochemical element is specified as an electric double layer capacitor. According to this structure, the electrolytic solution has high heat resistance, high electric conductivity and low temperature. Since the stability of the electrolytic solution is high, an electric double layer capacitor using this electrolytic solution has high heat resistance, low internal resistance, and shows stable characteristics over a wide temperature range.
【0013】以下、本発明の一実施の形態について説明
する。本発明の電解液の基本は、(化3)または(化
4)で示される化合物(a)をカチオン成分とする塩
(A)を溶質とする溶液からなる電解液において、塩
(A)を構成するアニオン(b)が炭素数2以上のパー
フルオロアルカンスルホン酸イオン、パークロロアルカ
ンスルホン酸イオン、パーフルオロアルカンカルボン酸
イオン、パークロロアルカンカルボン酸イオン、ビス
(パーフルオロアルキルスルホニル)イミドイオン、ト
リス(パーフルオロアルキルスルホニル)メチドイオン
の中から選択された1種以上である電解液である。Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described. The electrolyte of the present invention is based on an electrolyte comprising a solution containing a salt (A) having the compound (a) represented by the chemical formula (3) or (4) as a cation component as a solute. Perfluoroalkanesulfonic acid ion having 2 or more carbon atoms, perchloroalkanesulfonic acid ion, perfluoroalkanecarboxylic acid ion, perchloroalkanecarboxylic acid ion, bis (perfluoroalkylsulfonyl) imide ion, tris (Perfluoroalkylsulfonyl) An electrolyte solution that is at least one selected from methide ions.
【0014】上記塩(A)を構成するアニオン(b)
は、下記に例示するような〜記載の有機酸の中に含
まれるアニオンならびに記載の有機アニオンである。The anion (b) constituting the salt (A)
Are the anions contained in the organic acids described in (1) to (4) below and the organic anions described above.
【0015】炭素数2以上のパーフルオロアルカンス
ルホン酸 ・ペンタフルオロエタンスルホン酸、ヘプタフルオロプ
ロパンスルホン酸など パークロロアルカンスルホン酸 ・トリクロロメタンスルホン酸、ペンタフルオロエタン
スルホン酸、ヘプタフルオロプロパンスルホン酸など パーフルオロアルカンカルボン酸 ・トリフルオロ酢酸、ペンタフルオロプロピオン酸、ヘ
プタフルオロブタン酸など パークロロアルカンカルボン酸 ・トリクロロ酢酸、ペンタクロロプロピオン酸、ヘプタ
クロロブタン酸など パーフルオロアルキルスルホニルイミドまたはパーフ
ルオロアルキルスルホニルメチド、ビス(トリフルオロ
メチルスルホニル)イミド、トリス(トリフルオロメチ
ルスルホニル)メチド これらのうちで好ましいのはビス(トリフルオロメチル
スルホニル)イミド、トリス(トリフルオロメチルスル
ホニル)メチドである。Perfluoroalkanesulfonic acid having 2 or more carbon atoms, such as pentafluoroethanesulfonic acid, heptafluoropropanesulfonic acid, etc. Perchloroalkanesulfonic acid, trichloromethanesulfonic acid, pentafluoroethanesulfonic acid, heptafluoropropanesulfonic acid, etc. Fluoroalkanecarboxylic acid ・ Trifluoroacetic acid, pentafluoropropionic acid, heptafluorobutanoic acid, etc.Perchloroalkanecarboxylic acid ・ Trichloroacetic acid, pentachloropropionic acid, heptachlorobutanoic acid, etc.Perfluoroalkylsulfonylimide or perfluoroalkylsulfonylmethide , Bis (trifluoromethylsulfonyl) imide, tris (trifluoromethylsulfonyl) methide B methylsulfonyl) imide, tris (trifluoromethylsulfonyl) methide.
【0016】上記アニオンの分子量は、通常500以下
である。分子量が500を超えると電解液溶媒への溶解
性が低下する。The molecular weight of the above anion is usually 500 or less. If the molecular weight exceeds 500, the solubility in the electrolyte solvent decreases.
【0017】本発明で使用される塩(A)を構成するカ
チオン成分(a)としては、下記に例記するようなカチ
オンが挙げられる。The cation component (a) constituting the salt (A) used in the present invention includes cations exemplified below.
【0018】・イミダゾリウム系化合物:1,3−ジメ
チルイミダゾリウム、1,3−ジエチルイミダゾリウ
ム、1−エチル−3−メチルイミダゾリウム、1,2,
3−トリメチルイミダゾリウム、1,2,3,4−テト
ラメチルイミダゾリウム、1−ベンジル−3−メチルイ
ミダゾリウム、1,3−ジメチル−2−フェニルイミダ
ゾリウムなど ・イミダゾリニウム系化合物:1,2,3−トリメチル
イミダゾリニウム、1,2,3,4−テトラメチルイミ
ダゾリニウム、1−エチル−2,3−ジメチルイミダゾ
リニウム、1,1,2−トリメチルイミダゾリニウム、
1,1,2,4−テトラメチルイミダゾリニウムなど ・テトラヒドロピリミジウム系化合物:1,3−ジメチ
ル−1,4,5,6−テトラヒドロピリミジウム、1,
2,3−トリメチル−1,4,5,6−テトラヒドロピ
リミジウム、1−メチル−1,8−ジアザビシクロ
〔5.4.0〕ウンデセン−7、1−メチル−1,5−
ジアザビシクロ〔4.3.0〕ノネン−5など これらのうちで好ましいのはイミダゾリウム系化合物お
よびテトラヒドロピリミジウム系化合物であり、特に好
ましいものは、1,3−ジメチルイミダゾリウム、1,
3−ジエチルイミダゾリウム、1−エチル−3−メチル
イミダゾリウム、1,2,3−トリメチルイミダゾリウ
ム、1,2,3−トリメチル−1,4,5,6−テトラ
ヒドロピリミジウム、1−メチル−1,8−ジアザビシ
クロ〔5.4.0〕ウンデセン−7、1−メチル−1,
5−ジアザビシクロ〔4.3.0〕ノネン−5である。Imidazolium compounds: 1,3-dimethylimidazolium, 1,3-diethylimidazolium, 1-ethyl-3-methylimidazolium, 1,2,2
3-trimethylimidazolium, 1,2,3,4-tetramethylimidazolium, 1-benzyl-3-methylimidazolium, 1,3-dimethyl-2-phenylimidazolium, etc. Imidazolinium compounds: 1, 2,3-trimethylimidazolinium, 1,2,3,4-tetramethylimidazolinium, 1-ethyl-2,3-dimethylimidazolinium, 1,1,2-trimethylimidazolinium,
1,1,2,4-tetramethylimidazolinium, etc.-Tetrahydropyrimidinium-based compound: 1,3-dimethyl-1,4,5,6-tetrahydropyrimidium, 1,
2,3-trimethyl-1,4,5,6-tetrahydropyrimidium, 1-methyl-1,8-diazabicyclo [5.4.0] undecene-7, 1-methyl-1,5-
Preferred among these are imidazolium-based compounds and tetrahydropyrimidium-based compounds, and particularly preferred are 1,3-dimethylimidazolium, 1,3-dimethylimidazolium, and the like.
3-diethylimidazolium, 1-ethyl-3-methylimidazolium, 1,2,3-trimethylimidazolium, 1,2,3-trimethyl-1,4,5,6-tetrahydropyrimidium, 1-methyl -1,8-diazabicyclo [5.4.0] undecene-7,1-methyl-1,
5-diazabicyclo [4.3.0] nonene-5.
【0019】本発明の電解液は、塩(A)の溶液からな
り、溶剤としては通常有機溶剤および/または水を用い
ることができる。この有機溶剤の具体例は以下のとおり
であり、2種以上を併用することもできる。 ・アルコール類:メチルアルコール、エチルアルコー
ル、プロピルアルコール、ブチルアルコール、フルフリ
ルアルコール、エチレングリコール、プロピレングリコ
ール、グリセリンなど ・エーテル類:エチレングリコールモノメチルエーテ
ル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、テトラ
ヒドロフラン、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、1,3−ジオ
キソラン、1,4−ジオキサンなど ・アミド類:N−メチルホルムアミド、N,N−ジメチ
ルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N,
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 ・ラクトン類:γ−ブチロラクトン、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、アクリロニトリルなど ・カーボネート類:エチレンカーボネート、プロピオン
カーボネート、ブチレンカーボネート、ジメチルカーボ
ネート、ジエチルカーボネートなど ・スルホキシド類:ジメチルスルホキシド、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 ・その他の有機溶剤: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
ドン、芳香族溶媒(トルエン、キシレンなど)、パラフ
ィン系溶剤(ノルマルパラフィン、イソパラフィンな
ど)など 溶剤として好ましいものとしては、エーテル類、ラクト
ン類、ニトリル類、カーボネート類、スルホキシド類な
どの極性非プロトン性溶媒が挙げられ、特に好ましいも
のとしては、エチレンカーボネート、プロピオンカーボ
ネート、ブチレンカーボネート、ジメチルカーボネー
ト、ジエチルカーボネート、γ−ブチロラクトン、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、アセトニトリル、テトラヒドロフラン、1,3
−ジオキソラン等が挙げられる。The electrolytic solution of the present invention comprises a solution of the salt (A). As the solvent, an organic solvent and / or water can be usually used. Specific examples of the organic solvent are as follows, and two or more kinds can be used in combination. -Alcohols: methyl alcohol, ethyl alcohol, propyl alcohol, butyl alcohol, furfuryl alcohol, ethylene glycol, propylene glycol, glycerin, etc.-Ethers: ethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, tetrahydrofuran, ethylene glycol dimethyl ether,
Diethylene glycol dimethyl ether, 1,3-dioxolan, 1,4-dioxane, etc. Amides: N-methylformamide, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N,
N-dimethylpropionamide, hexamethylphosphorylamide, N-methylpyrrolidone, etc. Lactones: γ-butyrolactone, α-acetyl-γ
-Butyrolactone, β-butyrolactone, γ-valerolactone, δ-valerolactone, etc. ・ Nitriles: acetonitrile, acrylonitrile, etc. ・ Carbonates: ethylene carbonate, propion carbonate, butylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, etc. ・ Sulfoxides: dimethyl sulfoxide , Sulfolane, 3-methylsulfolane, 2,4-dimethylsulfolane, etc. Other organic solvents: N-methyl-2-oxazolidinone, 3,5-dimethyl-2-oxazolidinone, 1,3
-Dimethyl-2-imidazolidinone, N-methylpyrrolidone, aromatic solvents (toluene, xylene, etc.), paraffinic solvents (normal paraffin, isoparaffin, etc.) Preferred solvents include ethers, lactones, nitriles , Carbonates, sulfoxides, and the like. Particularly preferred are ethylene carbonate, propion carbonate, butylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, γ-butyrolactone, sulfolane, 3-methylsulfolane, and 2-methylsulfolane. , 4-dimethylsulfolane, acetonitrile, tetrahydrofuran, 1,3
-Dioxolane and the like.
【0020】本発明の電解液は必要により、種々の添加
剤を添加することができる。添加剤としては、例えばリ
ン酸誘導体、ホウ酸誘導体およびニトロ化合物を挙げる
ことができる。Various additives can be added to the electrolytic solution of the present invention, if necessary. Examples of the additive include a phosphoric acid derivative, a boric acid derivative, and a nitro compound.
【0021】本発明の電解液における塩(A)の含有量
は、電解液の重量に基づいて通常1〜70重量%であ
り、好ましくは5〜40%である。The content of the salt (A) in the electrolytic solution of the present invention is usually 1 to 70% by weight, preferably 5 to 40% based on the weight of the electrolytic solution.
【0022】本発明の電気化学素子は、本発明の電解液
を用いてなるものである。(表1)は本発明の実施の形
態1〜5および従来例1〜3の電解液組成を示したもの
である。(表2)は本発明の実施の形態1〜5および従
来例1〜3の電解液について温度−20℃で電気伝導度
を測定した結果を示したものである。The electrochemical device of the present invention uses the electrolytic solution of the present invention. (Table 1) shows the composition of the electrolytic solutions of Embodiments 1 to 5 of the present invention and Conventional Examples 1 to 3. (Table 2) shows the results of measuring the electrical conductivity of the electrolytes of Embodiments 1 to 5 of the present invention and Conventional Examples 1 to 3 at a temperature of −20 ° C.
【0023】[0023]
【表1】 [Table 1]
【0024】[0024]
【表2】 [Table 2]
【0025】(表2)から明らかなように、本発明の実
施の形態1〜5の電解液は従来例1〜3の電解液と比較
して高い電気伝導度を示すことがわかる。As is clear from Table 2, the electrolytes of Embodiments 1 to 5 of the present invention exhibit higher electric conductivity than those of Conventional Examples 1 to 3.
【0026】次に、本発明の実施の形態1〜5および従
来例1〜3の電解液を使用して捲回形の電気二重層コン
デンサ(定格電圧2.5V−静電容量10F、サイズ;
φ18mmL35mm)を作製した。そしてこれらの電気二
重層コンデンサに85℃で2.5Vの電圧を印加したと
きの500時間後の容量変化率を測定した。その測定結
果を(表3)に示す。Next, a wound type electric double-layer capacitor (rated voltage 2.5 V-capacitance 10 F, size; using the electrolytic solutions of Embodiments 1 to 5 of the present invention and Conventional Examples 1 to 3;
φ18 mm L35 mm). Then, when a voltage of 2.5 V was applied to these electric double layer capacitors at 85 ° C., the capacitance change rate after 500 hours was measured. The measurement results are shown in (Table 3).
【0027】[0027]
【表3】 [Table 3]
【0028】(表3)から明らかなように、本発明の実
施の形態1〜5の電解液を使用した電気二重層コンデン
サは、従来例1〜3の電解液を使用した電気二重層コン
デンサに比べて容量変化率が小さく、高耐熱性の電気二
重層コンデンサを構成することができるものである。As is clear from Table 3, the electric double layer capacitors using the electrolytes of the first to fifth embodiments of the present invention are different from the electric double layer capacitors using the electrolytes of the first to third conventional examples. An electric double layer capacitor having a smaller rate of change in capacitance and higher heat resistance can be constructed.
【0029】次に、上記した本発明の実施の形態1〜5
および従来例1〜3の電解液を使用して捲回形の電気二
重層コンデンサ(定格電圧2.5V−静電容量10F、
サイズ;φ18mmL35mm)の−20℃における内部抵
抗を測定した。その測定結果を(表4)に示す。Next, the first to fifth embodiments of the present invention described above.
And a wound type electric double layer capacitor (rated voltage 2.5 V-capacitance 10 F,
The internal resistance at −20 ° C. of a size of φ18 mm L35 mm) was measured. The measurement results are shown in (Table 4).
【0030】[0030]
【表4】 [Table 4]
【0031】(表4)から明らかなように、本発明の実
施の形態1〜5の電解液を用いた電気二重層コンデンサ
は、従来例1〜3の電解液を用いた電気二重層コンデン
サよりも−20℃での内部抵抗が低く、低温で安定な電
気二重層コンデンサを構成することができるものであ
る。As is evident from Table 4, the electric double layer capacitors using the electrolytic solutions of the first to fifth embodiments of the present invention are different from the electric double layer capacitors using the electrolytic solutions of Conventional Examples 1 to 3. Also, an electric double layer capacitor having a low internal resistance at −20 ° C. and being stable at a low temperature can be formed.
【0032】次に、上記した本発明の実施の形態1〜5
および従来例1〜3の電解液を使用した捲回形の電気二
重層コンデンサに70℃で3.0Vの電圧を印加したと
きの2000時間後の信頼性評価を実施し、その試験終
了後に電気二重層コンデンサの封口体を構成する封口ゴ
ム面の状態を観察した。その観察結果を(表5)に示
す。Next, the first to fifth embodiments of the present invention described above.
The reliability was evaluated after 2,000 hours when a voltage of 3.0 V was applied at 70 ° C. to a wound electric double-layer capacitor using the electrolytic solution of Conventional Examples 1 to 3, and after the test was completed, The state of the sealing rubber surface constituting the sealing body of the double-layer capacitor was observed. The observation results are shown in (Table 5).
【0033】[0033]
【表5】 [Table 5]
【0034】(表5)から明らかなように、本発明の実
施の形態1〜5の電解液を用いた電気二重層コンデンサ
は、その電解液が封口体の封口性能低下につながる過剰
の水酸化イオンを消失させることができる効果を有して
いるため、封口体を劣化させることもなく高信頼性の電
気二重層コンデンサを構成することができるものであ
る。As is clear from Table 5, in the electric double layer capacitor using the electrolytic solution of Embodiments 1 to 5 of the present invention, the electrolytic solution has an excessive hydroxylation that leads to a decrease in the sealing performance of the sealing body. Since it has the effect of eliminating ions, a highly reliable electric double layer capacitor can be formed without deteriorating the sealing body.
【0035】なお、上記本発明の実施の形態においては
捲回形の電気二重層コンデンサについて説明したが、他
の電気化学素子に適用しても、本発明の実施の形態と同
様の効果が得られるものである。Although the wound type electric double layer capacitor has been described in the embodiment of the present invention, the same effect as that of the embodiment of the present invention can be obtained by applying the present invention to other electrochemical devices. It is something that can be done.
【0036】[0036]
【発明の効果】以上のように本発明の電解液は、(化
3)または(化4)で示される化合物(a)をカチオン
成分とする塩(A)を溶質とする溶液からなる電解液に
おいて、塩(A)を構成するアニオン(b)が、炭素数
2以上のパーフルオロアルカンスルホン酸イオン、パー
クロロアルカンスルホン酸イオン、パーフルオロアルカ
ンカルボン酸イオン、パークロロアルカンカルボン酸イ
オン、ビス(パーフルオロアルキルスルホニル)イミド
イオン、トリス(パーフルオロアルキルスルホニル)メ
チドイオンの中から選択された1種以上である電解液で
あって、この構成によれば、強アルカリ成分発生を抑制
する効果を維持しながら、耐熱性が高く、かつ高い電気
伝導性を示すとともに、低温での電解液の安定性が高い
電解液が得られるものである。As described above, the electrolytic solution of the present invention comprises an electrolytic solution comprising a salt (A) having the compound (a) represented by the chemical formula (3) as a cation component and a solute as a solute. Wherein the anion (b) constituting the salt (A) is a perfluoroalkanesulfonic acid ion having 2 or more carbon atoms, a perchloroalkanesulfonic acid ion, a perfluoroalkanecarboxylic acid ion, a perchloroalkanecarboxylic acid ion, a bis ( An electrolytic solution that is at least one selected from perfluoroalkylsulfonyl) imide ion and tris (perfluoroalkylsulfonyl) methide ion. According to this configuration, the effect of suppressing the generation of strong alkali components is maintained. An electrolyte having high heat resistance, high electrical conductivity, and high stability of the electrolyte at low temperatures can be obtained. It is.
フロントページの続き (72)発明者 島本 秀樹 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 小林 幸哉 京都府京都市東山区一橋野本町11番地の1 三洋化成工業株式会社内 (72)発明者 中野 智治 京都府京都市東山区一橋野本町11番地の1 三洋化成工業株式会社内 (72)発明者 塩野 和司 京都府京都市東山区一橋野本町11番地の1 三洋化成工業株式会社内 (72)発明者 清家 英雄 京都府京都市東山区一橋野本町11番地の1 三洋化成工業株式会社内Continued on the front page (72) Inventor Hideki Shimamoto 1006 Kazuma Kadoma, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (72) Inventor Yukiya Kobayashi 1-11-11 Hitotsubashi Nohonmachi, Higashiyama-ku, Kyoto-shi, Kyoto (72) Inventor Tomoji Nakano 1 at Sanyo Chemical Industry Co., Ltd., 11-1, Hitotsubashi-Honcho, Higashiyama-ku, Kyoto-shi, Kyoto Prefecture (72) Inventor Hideo Seike 1 Sanyo Kasei Kogyo Co., Ltd., 11-11 Hitotsubashi Nohonmachi, Higashiyama-ku, Kyoto-shi, Kyoto
Claims (4)
物(a)をカチオン成分とする塩(A)を溶質とする溶
液からなる電解液において、塩(A)を構成するアニオ
ン(b)が炭素数2以上のパーフルオロアルカンスルホ
ン酸イオン、パークロロアルカンスルホン酸イオン、パ
ーフルオロアルカンカルボン酸イオン、パークロロアル
カンカルボン酸イオン、ビス(パーフルオロアルキルス
ルホニル)イミドイオン、トリス(パーフルオロアルキ
ルスルホニル)メチドイオンの中から選択された1種以
上である電解液。 【化1】 【化2】 1. An electrolyte comprising a solution containing a salt (A) having the compound (a) represented by the formula (1) or (2) as a solute as a solute and an anion (S) constituting the salt (A) b) is a perfluoroalkanesulfonate ion having 2 or more carbon atoms, perchloroalkanesulfonate ion, perfluoroalkanecarboxylate ion, perchloroalkanecarboxylate ion, bis (perfluoroalkylsulfonyl) imide ion, tris (perfluoroalkyl An electrolyte solution that is at least one selected from sulfonyl) methide ions. Embedded image Embedded image
ル)イミドイオンとしてビス(トリフルオロメチルスル
ホニル)イミドイオンを用いるか、またはトリス(パー
フルオロアルキルスルホニル)メチドイオンとしてトリ
ス(トリフルオロメチルスルホニル)メチドイオンを用
いるようにした請求項1に記載の電解液。2. The method according to claim 1, wherein a bis (trifluoromethylsulfonyl) imide ion is used as the bis (perfluoroalkylsulfonyl) imide ion, or a tris (trifluoromethylsulfonyl) methide ion is used as the tris (perfluoroalkylsulfonyl) methide ion. Item 2. The electrolytic solution according to Item 1.
てなる電気化学素子。3. An electrochemical device using the electrolytic solution according to claim 1 or 2.
ある請求項3に記載の電気化学素子。4. The electrochemical device according to claim 3, wherein the electrochemical device is an electric double layer capacitor.
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