[发明专利]电解质、使用该电解质的电解液和电化学元件

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种含有离子型化合物的电解质。更具体而言，本发明涉及一种适合于电化学元件用电解液的电解质。

【背景技术】

电化学元件是一种将电化学能储存到元件内部的装置，具体而言，是指将元件内部储存的化学能转化为电能输出到外部的电池、将元件内部储存的静电能转化为电能输出到外部的电容器、以及染料敏化太阳能电池等。以往，电容器的电解质使用季铵离子，包括脂肪族季铵离子(CN：1503778)和芳香族季铵离子(CN：1361716和CN：1524853)已被广泛研究并应用于超级电容器(US：5086374；JP：2004-146592)。但在特别苛刻的条件下、且大电流下使用的混合动力汽车等新的应用领域，开发长期可靠性优良、耐电压高、并具有高导电性的电解质成为当务之急。

在这种情况下，为了改善经时的性能劣化(长期可靠性)，已知有使用螺(spiro)型铵电解质的电化学电容器用非水电解液(特开2005-175239号公报)。

另一方面，以具有高导电性、经时的性能劣化(长期可靠性)得到改善为目的，已知有含有具有特定的环状结构的阳离子和脂肪族饱和二羧酸阴离子的电解电容器用电解液(特开平2-69913号公报，特开平2-69921号公报)。

【发明内容】

但是，上述文献所记载的非水电解液有时耐电压也不够，所以使用该电解液的电化学电容器存在性能经时劣化的情况。

即，本发明的目的在于提供一种长期可靠性优良、耐电压高且具有高导电性的电解质。

本发明人为了解决上述课题进行了深入研究，结果完成了本发明。即，本发明的要旨是含有离子型化合物(A)的电解质(B)、含有该电解质(B)的电解液和使用该电解液的电化学元件。

本发明的电解质由于耐电压非常高，所以能够容易地制造性能经时劣化少(长期可靠性优良)的电化学元件。因此，通过使用本发明的电解质，能够容易地得到能量密度大、充放电循环特性优良的电化学元件。

下面对含有离子型化合物(A)的电解质(B)进行说明。

离子型化合物(A)，即M⁺X^-，其中，阳离子M⁺为选自TEA、TEMA、SBP、RIm所构成的组中的至少一种，相应结构如下：

其中，RIm的结构中，R₁和R₃为碳原子数1～10的一价烃基，所述的一价烃基可具有选自卤原子、羟基、硝基、氰基和含有醚键的基所构成的组中的至少一种基团，R₁和R₃可以相同也可以不同。所述的一价烃基(R₁或R₃)包括直链脂肪烃基、支链脂肪烃基、脂环烃基、芳烃基等。R₁或R₃的具体例子列举如下。

作为直链脂肪烃基，可以举出甲基、乙基、正丙基、正丁基、正戊基、正己基、正癸基、羟甲基、1-羟乙基、2-羟乙基、硝基甲基、硝基乙基、氰甲基、氰乙基、甲氧基甲基、甲氧基乙基等。

作为支链脂肪烃基，可以举出异丙基、2-甲基丙基、2-丁基、2-戊基、2-甲基丁基、3-甲基丁基、3-戊基、1-甲基戊基、2-甲基戊基、3-甲基戊基、4-甲基戊基、3-庚基、2-乙基丁基、3-甲基戊基、3-己基、2-乙基己基、1，2-二甲基丁基、1，3-二甲基丁基、2，3-二甲基丁基、2-乙基辛基、2-羟基-异丙基、1-羟基-2-甲基丙基、2-氨基-异丙基、2-硝基-异丙基、1-硝基-2-甲基丙基、2-氰基-异丙基、1-氰基-2-甲基丙基、2-甲氧基-异丙基、1-甲氧基-2-甲基丙基等。

作为环烃基，可以举出环己基、1-甲基环己基、二甲基环己基、3-甲基环己基、4-甲基环己基、1-羟基环己基、2-羟基环己基、3-羟基环己基、4-羟基环己基、1-甲氧基环己基、2-甲氧基环己基、3-甲氧基环己基、4-甲氧基环己基等。

作为芳烃基，可以举出苯基、甲苯甲酰基和苄基等。

具有卤原子的烃基包括氟烷基等。氟烷基是用C_nE_2n+1(n为1～10的整数)表示的基团，可以举出三氟甲基、五氟乙基、七氟丙基等。

这些R₁中，优选直链脂肪烃基和支链脂肪烃基，更加优选甲基、乙基、甲氧基乙基、三氟甲基和五氟乙基，特别优选甲基、乙基、三氟甲基和五氟乙基，最优选乙基。