[发明专利]电容器用电解液、双电层电容器和锂离子电容器

说明书

技术领域

本发明涉及电容器用电解液。更详细地说，涉及作为双电层电容器或锂离子电容器用在低温下也为高性能的电容器用电解液。

背景技术

双电层电容器和锂离子电容器被用作半导体记忆备份等中所用的小型电源。但是，作为这些电容器的问题，可以举出：在极化电极中使用活性炭等低成本的多孔性碳材料的情况下，若以超过电解液的分解电压的高电压进行使用，则内部电阻增大、或者静电容量减少。

因此，对于双电层电容器和锂离子电容器中所用的电解液，要求具有高的电导率、同时电化学稳定性优异。另外，由于假定这些电容器在苛刻条件下使用，因而作为所使用的电解液，在从低温至高温的宽温度范围中能够使电容器长时间稳定地工作的特性也很重要。

专利文献1中公开了一种双电层电容器用电解液，其在作为有机溶剂的碳酸亚丙酯中溶解了为脂肪族季铵盐的四氟硼酸四乙基铵作为电解质。

但是，在上述以碳酸亚丙酯为溶剂的电解液中，若施加电压达到2.6V～2.8V则溶剂开始分解，因而使用了该电解液时的双电层电容器的最大施加电压为2.5V左右，存在有耐电压不充分的问题。

专利文献2中，出于提高耐电压的目的，公开了一种在有机溶剂中使用了环丁砜和3-甲基环丁砜的混合液、或环丁砜和2,4-二甲基环丁砜的混合液等的电解液。

但是，环丁砜的熔点为29℃、3-甲基环丁砜的熔点为1℃、2,4-二甲基环丁砜的熔点为-3℃，它们的熔点比较高，因此电解液在低温时凝固，存在有电容器的特性显著降低的问题。

专利文献3中公开了一种将下述电解液用于有机电解质电池的方法，该电解液在溶剂包含环丁砜或其衍生物15体积％～85体积％以及作为链状碳酸酯的碳酸甲乙酯85体积％～15体积％的溶剂中溶解有季鎓盐，该有机电解质电池中电极使用了具有多并苯骨架的有机半导体材料。

但是，该方法中，与环丁砜相比耐氧化性差的碳酸甲乙酯对电解液的耐电压具有较大影响，存在耐电压显著差的问题。

专利文献4中公开了一种将下述电解液用于双电层电容器的方法，该电解液在以70:30～90:10混合了环丁砜:链状烷基砜化合物的有机溶剂中溶解有作为季铵盐的四氟硼酸螺环-(1,1’)-吡咯烷鎓等。

但是，该电解液在极低温下有时会发生凝固，而且长期可靠性方面也不充分。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2000-114105号公报

专利文献2：日本特开平7-74061号公报

专利文献3：日本特开平10-27623号公报

专利文献4：日本特开2008-171902号公报

发明内容

发明要解决的课题

本发明的目的在于提供一种电容器用电解液，该电容器用电解液的电导率和耐电压高，在宽温度范围、特别是低温下不存在凝固和盐的析出而具有稳定的液态，能够表现出优异的电特性，并且长期可靠性优异。另外，本发明的目的在于提供使用该电容器用电解液所制造的双电层电容器和锂离子电容器。

用于解决课题的方案

本发明涉及一种电容器用电解液，其为在有机溶剂中溶解了季铵盐或锂盐的电解液，

上述有机溶剂含有下述式(1)表示的链状烷基砜化合物和乙腈。

式(1)中，R¹、R²表示直链状或支链状的碳原子数为1～4的烷基，各自独立地可以相互相同，也可以不同。

下面，对本发明进行详细说明。

本发明人进行了深入研究，结果发现通过在含有特定的链状烷基砜化合物和乙腈的有机溶剂中溶解季铵盐或锂盐，可得到电导率和耐电压高、在宽温度范围、特别是低温下不存在凝固和盐的析出而具有稳定的液态、能够表现出优异的电特性、并且长期可靠性优异的电容器用电解液，由此完成了本发明。

本发明的电容器用电解液是在有机溶剂中溶解了季铵盐或锂盐的电解液。

上述有机溶剂含有上述式(1)表示的链状烷基砜化合物(下文中也简称为链状烷基砜化合物)。通过含有上述链状烷基砜化合物，本发明的电容器用电解液的电位窗宽且稳定。此外，通过含有上述链状烷基砜化合物，能够提高电容器的长期可靠性。