电解液和使用该电解液的蓄电装置制造方法及图纸

一种电解液，其含有电解质化合物，该电解质化合物是在包含氧化亚烷基重复单元的分子链的两末端具有季铵阳离子而成。上述电解质化合物优选为下述通式(1)表示的方案等。该通式(1)中，R1、R2、R3、R4、R5和R6各自为氢原子、烷基、烯基、芳基和杂环基中的任一基团，也可以相互连接形成环状结构，n作为氧化亚乙基的重复数表示1～10的整数，通式(1)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及电解液和使用该电解液的蓄电装置。
技术介绍
电化学电容器(双电层电容器)不同于二次电池，并不是通过电极的化学反应来蓄存电能量的，而是离子分子蓄存电荷，所以由充放电所致的劣化小，仅存在少量在耐电压附近的电极的劣化和电解质的离子分子的劣化，可充放电循环几百万次左右，其有希望作为充放电频率高的蓄电装置。然而，电化学电容器的耐受电压低，可充电电压最高为3V左右，所以在充电电压高的情况下，需要串联连接。此处，在充放电循环中，如果反复并联连接和串联连接，则可充电容量减小。 由以上内容，希望对电化学电容器提高能量密度、快速充放电特性、耐久性等。在上述电化学电容器中，电解质在电解液中具有担负电荷的载体的作用，根据电解质的种类，电容器的内部电阻发生变化，电容器的静电容量发生变化。一般，通过使用同一分子内具有多价阳离子的电解质，可以降低电容器的内部电阻。另外，电解质的分子量小，则容易制造，这点使经济上有利，然而分子量小的电解质对电解液在低温下的凝固的抑制能力低，存在长期使用时发生蒸发的问题。因此，为了降低电容器的内部电阻且解决分子量小的情况下的问题，设计了在高分子链的两末端具有季铵阳离子的电解质。作为上述在高分子链的两末端具有季铵阳离子的电解质，研究了不仅在高分子链的两末端而且在骨架中也具有季铵阳离子的电解质(例如，参照专利文献I)、高分子链为烷基链的电解质(例如，参照专利文献2)等。对于在高分子链的两末端和骨架中具有季铵阳离子的电解质，存在当施加高电压时，易于引起由水解所导致的分解，电压受到限制的问题，以及存在在合成时需要经过多阶段的化学反应，使成本变高的问题。另外，对于高分子链为烷基链的电解质，存在溶解性差，无法提高电解质浓度，从而无法使电容器的内部电阻降低的问题。现有技术文献专利文献专利文献I :日本特开2002-151360号公报专利文献2 :日本特开2002-93665号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题本专利技术的目的在于提供一种可长期稳定使用并且可以使电解质化合物的溶解性和比电导率提高的低挥发性的电解液以及使用该电解液的蓄电装置。解决课题的方法作为解决上述课题的方法，如后述的附加内容中的记载所述。即，公开的电解液含有电解质化合物，该电解质化合物是在包含氧化亚烷基重复单元的分子链的两末端具有季铵阳离子而成。另外，公开的蓄电装置使用了本专利技术的电解液。专利技术效果 根据公开的电解液，可以解决现有技术中的上述各问题，达成上述目的，并且可长期稳定使用，可以使电解质化合物的溶解性和比电导率提高。附图说明图I是表示本专利技术的蓄电装置的内部结构的一个实例的图。图2是表示实施例I中得到的电解质化合物的NMR分析结果的图。具体实施例方式(电解液)本专利技术的电解液至少含有电解质化合物，进而根据需要含有有机溶剂、其他的成分。<电解质化合物>上述电解质化合物是在包含氧化亚烷基重复单元的分子链的两末端具有季铵阳离子而成，并且进一步具有平衡阴离子、以及必要时的其他的成分而成。氧化亚烷基作为上述氧化亚烷基，没有特别限制，可以根据目的适宜选择，例如，可以举出氧化亚甲基、氧化亚乙基、氧化亚丙基等。这些中，在相对电解液的溶剂的溶解性方面，优选氧化亚乙基。在考虑溶解性的情况下，认为醚键相对于分子链的比例高的氧化亚甲基是优异的，然而氧化亚甲基的化学结构式为…C0C0C0C0···，由于在碳的两邻位存在氧，所以易于受到水解，可以说是不稳定的物质。另一方面，氧化亚丙基的化学结构式为…CCC0CCC0CCC0CCC0···，是稳定的分子，但分子链中的氧原子比例比氧化亚乙基的低。因此，氧化亚乙基是分子链中具有醚键的效率最好的分子结构。通过含有上述氧化亚烷基作为重复单元，可以提高相对电解液的溶剂的溶解性。作为上述氧化亚烷基重复单元的数目，没有特别限制，可以根据目的适宜选择，然而优选I 10，更优选I 8，特别优选I 3。重复单元数越多，则季铵阳离子对分子量的影响越小。另一方面，重复单元越小，则季铵对分子量的影响越大。如果上述重复单元的数目超过10，则即使在两末端具有季铵阳离子，也仅得到接近于聚乙二醇链自身的性质，不适合作为电解质，有时无法将负荷试验后的内部电阻和静电容量维持在优选的范围。另一方面，如果上述重复单元的数目为上述特别优选的范围内，则在负荷试验后的内部电阻和静电容量的方面是有利的。季铵阳离子作为上述季铵阳离子，只要形成在分子链的两末端即可，没有特别限制，可以根据目的适宜选择。这些中，优选三甲基铵阳离子，因为其比其他的季铵阳离子易于合成，并且季铵阳离子相对于分子链的比例高，从而适于作为电解质。通过在分子链的两末端具有上述季铵阳离子，可以使电解液的比电导率提高，因而可以提高电容器的容量。平衡阴离子作为上述平衡阴离子，没有特别限制，可以根据目的适宜选择，例如，可以举出F_、Cl' Br' Γ 等卤素阴离子、BF4' PF6' ClO4' AsF6' SbF6' AlCl4' Rf (氟代烷基)SO3^ 等。这些中，在不会与电解液中的阳离子再反应而生成不溶性盐等的方面考虑，优选BF”·作为上述电解质化合物，没有特别限制，可以根据目的适宜选择，然而优选下述通式(I)表不的化合物。口 3 口1p4 p5Γ\Γ\Γ\Γ\R2 J' rS通式(I)对上述通式⑴中的mR'R5和R6没有特别限制，可以根据目的适宜选择，分别可以为氢原子、烷基、烯基、芳基和杂环基中的任一基团，也可以相互连接形成环状结构。其中，在可以在维持分子小的同时使阳离子的稳定性提高的方面考虑，优选碳原子数为I 4的烷基，更优选甲基。上述氧化亚乙基的重复数η只要表示I 10的整数，就没有特别限制，可以根据目的适宜选择，但优选I 8，更优选I 3。氧化亚乙基的重复单元数越多，则季铵阳离子对分子量的影响越小。另一方面，重复单元越小，则季铵对分子量的影响越大。如果上述重复单元的数目超过10，则即使在两末端具有季铵阳离子，也仅得到接近于聚乙二醇链自身的性质，不适合作为电解质，有时无法将负荷试验后的内部电阻和静电容量维持在优选的范围。另一方面，如果上述重复单元的数目为上述更优选的范围内，则在负荷试验后的内部电阻和静电容量的方面是有利的。作为上述通式(I)表示的化合物，没有特别限制，可以根据目的适宜选择，然而优选下述结构式(I)表示的化合物。 Qθ Me3N结构式(I)在上述结构式(I)中，Me表示甲基。作为上述电解质化合物在电解液中的浓度，没有特别限制，可以根据目的适宜选择，然而优选O. lmol/L 10mol/L,更优选lmol/L 3mol/L。上述浓度不足O. lmol/L时，浓度稀，成为载体的离子变少，电导性有时变差，浓度超过10mol/L时,虽然浓度高而效果大,但是,有时在10mol/L时效果达到饱和。另一方面，上述浓度为上述更优选的范围内时，在相对于电解质的重量可以发挥最大效果的方面是有利的。<有机溶剂>作为上述有机溶剂，没有特别限制，可以根据目的适宜选择，例如，可以举出碳酸亚丙酯、碳酸亚乙酯、碳酸二甲酯等。这些有机溶剂既可以单独使用一种，也可以合用两种以上。这些中，在具有高介电常数且电解质的溶解性高的方面考虑，优选碳酸亚丙酯。<其他的成分>作为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：佐佐匡昭，山本保，田中努，吉田贤介，
申请(专利权)人：富士通株式会社，
类型：
国别省市：