(57)【要約】      （修正有）【課題】低粘度であり優れた難燃性を備えたイオン液体およびこれを用いた蓄電装置を提供する。【解決手段】イオン液体は、下記一般式（１）で示されるイミダゾールを主骨格とするカチオンとアニオン（Ａ−）とから構成される。2010111599.tif 000011【選択図】図３
2010111599.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記一般式（１）で示されるイミダゾールを主骨格とするカチオンとアニオン（Ａ−）とから構成されるイオン液体。
【化１】
2010111599.tif 000010
【請求項２】
前記アニオンはフッ素を含む、請求項１に記載のイオン液体。
【請求項３】
前記アニオンはＢＦ４−またはＰＦ６−である、請求項１又は２に記載のイオン液体。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載のイオン液体を有機電解質として含む蓄電装置。
【請求項５】
請求項１乃至３のいずれかに記載のイオン液体を製造する方法であって、
イミダゾールを主骨格とするカチオン成分とハロゲンアニオン成分から構成される化合物と、六フッ化リン酸水溶液又は四フッ化ホウ酸水溶液との反応を経由することを特徴とするイオン液体の製造方法。
【請求項６】
請求項１乃至３のいずれかに記載のイオン液体を製造する方法であって、
イミダゾールを主骨格とする化合物とオキソニウムテトラフルオロボレート又はオキソニウムヘキサフルオロホスフェートとの反応を経由することを特徴とするイオン液体の製造方法。    
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イオン液体およびその製造方法、並びにこのイオン液体を用いた蓄電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
イオン液体は、難燃性、イオン伝導性、不揮発性、高極性、溶解性などの種々の特性を併せ持ち、有機合成化学の分野では特殊反応媒体や難溶解物質の溶解剤としての利用、例えばクラウンエーテルのような相間移動触媒などの特異的触媒としての利用などがなされている。また、イオン液体は、キャパシタ、リチウムイオン電池などの二次電池の非水電解質材や、色素増感型太陽電池、電界効果トランジスタ、有機メモリ、有機アクチュエータなどの電子デバイス関連分野への利用が可能であり、近年、注目を集めている（例えば特許文献１，２）。このようなイオン液体は、それ単独で利用される場合もあるが、他の化合物を添加した形態での利用も可能である。
【特許文献１】特開２００５−２３９５８０号公報
【特許文献２】特開２００２−３４７８号公報
【非特許文献１】Christian P. Mehnert et al., “Biphasic hydroformylation catalysis in ionic liquid media” Polyhedron 23 (2004) 2679-2688
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
イオン液体は、上記した種々の特性のうちでも、他の化合物の溶解性を向上させるために、あるいは二次電池の電解質などのような電気的利用である場合には低抵抗化するために低粘度（例えば、５００ｃＰ程度以下）であることが求められているとともに、特に安全性の観点で上記のいずれの利用分野においても難燃性（熱により分解され難いこと）を向上させることが要望されている。
【０００４】
ところで、ＢＦ４−やＰＦ６−等のアニオンを含むイオン液体の製法は、非特許文献１に示されているようにカウンターアニオンの原料としてカリウム（Ｋ）やナトリウム（Ｎａ）等アルカリ金属の塩を用いるのが一般的である。また、特許文献２では、所望のイオン液体を得る前段階の中間体としてブロモ体（ＢＦ４−やＰＦ６−等のアニオンが入るべき位置にＢｒが入っているもの）を使用している。しかし、特許文献２について詳細に検討したところ、ブロモ体を得たところまでは記載されているが、実際にＢｒをＢＦ４−又はＰＦ６−等に置換するにあたってどのような原料を用い、どのような操作を行なったのかが不明である。しかも、特許文献２に示されているイオン液体は、例えば表５に示されているＭｅＩｍＣ４，ＭｅＩｍＣ２ＯＣ１，ＭｅＩｍＣ１ＯＣ１であり、［ＭｅＩｍＣ３ＯＣ１］＋［Ａ］−（本願発明のイオン液体）については記されていない。イオン液体に係る当業者にとって炭素数１つ違いでその前後の炭素数を持つ化合物の製造方法が適用できないことが多々あることが知られている。そこで本願発明者は非特許文献１を基に上記アニオン成分を含むアルカリ金属塩を原料とし、これをブロム体に対してカウンターアニオン交換を行ったところ、工業的には成り立たないレベルに収率が極めて低かった。
【０００５】
そこで、本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、低粘度であり優れた難燃性を備えたイオン液体およびこれを用いた蓄電装置を提供することにある。
【０００６】
また、上記イミダゾールを主骨格とするカチオンとアニオン（Ａ−）とから構成されるイオン液体を製造するに当たり、その効率的な製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のイオン液体は、下記一般式（１）で示されるイミダゾールを主骨格とするカチオンとアニオン（Ａ−）とから構成される。
【０００８】
【化２】
2010111599.tif 000003
【０００９】
このイオン液体は、低粘度であり優れた難燃性を備えている。その理由は次の通りであると推測される。
【００１０】
すなわち、上記一般式（１）で示される構造のカチオンは、イミダゾールを主骨格としているので表面積が小さく平面性の高い構造であり、分子同士の接触面積が小さくなって分子間の相互作用が小さくなる。また、このカチオンは、イミダゾールの１位および３位にメチル基およびメトキシプロピル基がそれぞれ導入されており、置換基の長さが短く抑えられている。このように短い置換基が導入されたカチオンは、他の分子との絡み合いに起因する分子間の相互作用がさらに小さくなる。このようなカチオンを有するイオン液体は、上記した通り分子間の相互作用が小さいので低粘度となる。
【００１１】
しかも、一方の置換基であるメチル基よりも適度に長いメトキシプロピル基が他方の置換基として導入されているので、このカチオンは、上記した分子間の相互作用を抑えつつ、適度な非対称性が付与されている。これにより、このカチオンを有するイオン液体は室温で液体となり、さらにイオン液体特有の静電的な相互作用に由来する低い蒸気圧により熱に対して安定となるため難燃性を示す。
【００１２】
前記アニオンは、フッ素を含むものが例示でき、特にＢＦ４−またはＰＦ６−であるのが好ましい。
【００１３】
本発明の蓄電装置は、上記のいずれかに記載のイオン液体を有機電解質として含むものである。上記イオン液体は低粘度であり優れた難燃性を備えているので、これを有機電解質として含む蓄電装置は、電気抵抗が低く耐熱性が優れるという特性を併せ持っている。
【００１４】
また、本願発明のイオン液体の好ましい製造方法は、イミダゾールを主骨格とするカチオン成分とハロゲンアニオン成分から構成される化合物と、六フッ化リン酸水溶液又は四フッ化ホウ酸水溶液との反応を経由することである。この製造方法に係わる詳細は、後述する実施例１の説明で明らかにする。
【００１５】
さらに、本願発明のイオン液体の別の好ましい製造方法は、イミダゾールを主骨格とする化合物とオキソニウムテトラフルオロボレート又はオキソニウムヘキサフルオロホスフェートとの反応を経由することである。この製造方法に係わる詳細は、後述する実施例２の説明で明らかにする。
【発明の効果】
【００１６】
以上のように、本発明のイオン液体は、低粘度であり優れた難燃性を備えているので、上記した種々の利用分野に用いることができる。特に、本発明のイオン液体を有機電解質として用いることにより、低粘度化に伴う電気抵抗の低い蓄電装置を得ることができる。また、上記製造方法によれば、比較的簡便でありながら高い収率で所望のイオン液体を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の一実施形態について詳細に説明する。
【００１８】
＜イオン液体＞
本実施形態にかかるイオン液体は、下記一般式（１）で示されるカチオンとアニオン（Ａ−）とから構成されている。
【００１９】
【化３】
2010111599.tif 000004
【００２０】
カチオンは、上記一般式（１）に示すようにイミダゾールを主骨格とし、このイミダゾールの１位および３位にメチル基およびメトキシプロピル基がそれぞれ導入されたものである（N1-(3-Methoxypropyl)-N3-methylimidazolium cation）。
【００２１】
アニオン（Ａ−）としては、フッ素を含むものを用いるのが好ましい。フッ素を含むアニオンとしては、例えばトリフルオロメチルスルホン酸アニオン、ビストリフルオロメチルスルホニルアミドアニオン（ＴＦＳＩ）、ビスペンタフルオロエチルスルホニルアミドアニオン（ＢＥＴＩ）、四フッ化硼素アニオン（ＢＦ４−）、六フッ化リンアニオン（ＰＦ６−）などが挙げられる。
【００２２】
これらの中でもアニオンとしては、四フッ化硼素アニオン（ＢＦ４−）および六フッ化リンアニオン（ＰＦ６−）のいずれかであるのがより好ましい。これらのアニオンを有するイオン液体は低粘度で優れた難燃性を備え、蓄電装置の有機電解質として用いた場合には大きな放電容量が得られる。
【００２３】
＜蓄電装置＞
図１は、本発明の第１の実施形態にかかる蓄電装置１の構成を示す概略図である。図１に示すように、蓄電装置１は、電解液１６と、この電解液１６に浸漬された正極１０および負極１２と、これらの正極１０と負極１２の間に設けられたセパレータ材１４とを備えている。
【００２４】
電解液１６は、有機電解質を含む非水電解液である。有機電解質としては上記実施形態のイオン液体を用いている。電解液１６は、有機電解質を溶解するための溶媒を含んでいてもよい。溶媒としては、例えばプロピレンカーボネート（ＰＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）などが例示できる。
【００２５】
正極１０は、集電体２とこの集電体２上に形成された導電性材料層６とを備えている。同様に、負極１２は集電体４とこの集電体４上に形成された導電性材料層８とを備えている。集電体２，４としては例えばステンレス鋼からなるメッシュなどが用いられる。導電性材料層６，８は、例えばグラファイト、活性炭などにより構成されている。活性炭は全比表面積（１ｎｍ〜５０ｎｍの孔径を有する細孔に係る全比表面積）が１５００ｍ２／ｇ以上であること、及び上記全比表面積のうち、２ｎｍ以上３ｎｍ未満の範囲のメソ細孔に係る比表面積が３６０ｍ２／ｇ以上であることが好ましい。それは、本願イオン液体を含め、イミダゾールを主骨格としてＣ１〜Ｃ４のＣＨ基を有するものはそのイオン半径が概ね５Å以下であり、このイオン半径の場合には２ｎｍ以上３ｎｍ未満の範囲のメソ細孔表面に吸着／脱離するのが容易となり、電池容量アップに繋がるためである。
【００２６】
セパレータ材１４としては、例えばポリプロピレン、ポリエチレンなどが用いられる。具体的には、セパレータ材１４としては、例えば宇部興産社製「ＵＰ３０９３」などを用いることができる。
【００２７】
図２は、本実施形態にかかる蓄電装置１の動作を説明するための概念図である。図２に示すように、正極１０と負極１２の間に電圧を印加すると、電解液１６中に存在する上記カチオンが負極１２の導電性材料層の表面に吸着する。一方、正極１０においては、電解液１６中のフッ素を含むアニオンが、主にグラファイトの結晶層間に侵入する、いわゆるインターカレーションが起きる。そして、このようなカチオンおよびアニオンの吸着およびインターカレーションが進行することにより、蓄電装置１に対する充電が行われる。
【００２８】
一方、充電された蓄電装置１を放電させると、両電極１０，１２からカチオンまたはアニオンが脱離されるに伴って、蓄電装置１の正極１０および負極１２に電気的に接続された負荷に電力が供給され、両電極１０，１２間の電圧が緩やかに降下する。
【００２９】
上記実施形態にかかるイオン液体は、上記一般式（１）で示されるイミダゾールを主骨格とするカチオンとアニオン（Ａ−）とから構成されるので、低粘度であり優れた難燃性を備えている。
【００３０】
また、上記実施形態にかかる蓄電装置は、上記イオン液体を有機電解質として含むものであるので、電気抵抗が低く耐熱性が優れるという特性を併せ持っている。
【００３１】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変更、改良等が可能である。例えば、上記実施形態では、イオン液体を構成するアニオンとしてＢＦ４−、ＰＦ６−などのフッ素を含むものを用いて説明したが、これらは本発明のイオン液体を構成するアニオンの一例に過ぎず、他のアニオンを用いることもできる。
【００３２】
なお、上記実施形態では、イオン液体を蓄電装置に用いる場合を例に挙げて説明したが、本発明のイオン液体は、蓄電装置の他、反応媒体、難溶解物質の溶解剤、相間移動触媒などの特異的触媒などに用いることでき、さらにキャパシタ、リチウムイオン電池などの二次電池の非水電解質材や、色素増感型太陽電池、電界効果トランジスタ、有機メモリ、有機アクチュエータなどの電子デバイス関連分野などにも適用できる。
【００３３】
−実施例−
以下、実施例および比較例を挙げて、本発明をより具体的に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
【００３４】
［実施例１］
＜N1-(3-Methoxypropyl)-N3-methylimidazolium Bromideの合成＞
窒素雰囲気下、還流冷却器を付けた２００ｍＬの三口フラスコにＮ−メチルイミダゾール（１４．５ｇ，１７６ｍｍｏｌ）とテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）１２４ｍＬを加えた後、ハロゲンアニオン成分を含むものとして1-bromo-3-methoxypropane（２７．０ｇ，１７６ｍｍｏｌ）を加えた。これをオイルバス中で５時間加熱還流させた後、室温まで冷却した。ついで、減圧下で溶媒を留去し、残渣を真空下、１５０℃で加熱乾燥を行うことにより、下記スキームに示す化合物３の構造を有する淡黄色液体のN1-(3-Methoxypropyl)-N3-methylimidazolium Bromideを得た（３６．６ｇ，収率８８％）。
【００３５】
【化４】
2010111599.tif 000005
【００３６】
得られた化合物３の構造確認は1H-NMR測定により行った。結果を以下に示す。
1H-NMR(270MHz,CDCl3)δ10.54(1H,s,2位), 7.40(1H,s,4位), 7.34(1H,s,5位), 4.46(2H,t,J=7.4Hz), 4.14(3H,s), 3.44(2H,t,J=6.3Hz), 3.34(3H,s), 2.22(2H,q,J=6.3Hz)
【００３７】
また、精製に用いたカラムを以下に示す。
TLC Rf=0.25（アセトニトリル/Ａｌ２Ｏ３）
【００３８】
＜N1-(3-Methoxypropyl)-N3-methylimidazolium Hexafluorophosphateのイオン液体の調製＞
５０ｍＬのプラスチック容器に上記で得られた化合物３（２１．４ｇ，９１．１ｍｍｏｌ）とイオン交換水（７５ｍＬ）を加えた後、６５％六弗化リン酸水溶液（１．６６ｇ，７．４ｍｍｏｌ）を滴下した。これを室温で一晩撹拌した後、イオン交換水を加えた。この反応溶液を塩化メチレン（１０ｍＬ）で抽出し、得られた有機層をイオン交換水（２０ｍＬ）で洗浄した。この抽出、洗浄操作を反応溶液に対して３回行った。得られた有機層を集めた後、無水硫酸マグネシウムで乾燥した後、減圧下で溶媒を留去した。残渣を塩化メチレン（３００ｍＬ）に溶解させ、活性炭（薬さじ一杯）を加え、２時間室温で撹拌した。この溶液を濾過して活性炭を取り除き溶媒を留去した後に、塩化メチレン−酢酸エチル混合溶媒を用いてアルミナカラムクロマトグラフィーを行い、上記スキームに示す化合物１の構造を有する淡黄色液体のN1-(3-Methoxypropyl)-N3-methylimidazolium Hexafluorophosphateを得た（１８．２ｇ，収率６９％）。
【００３９】
得られた化合物１の構造確認は1H-NMR測定により行った。結果を以下に示す。また、化合物１のＮＭＲチャートを図３に示す。
1H-NMR(270MHz,CDCl3)δ8.65(1H,s,2位), 7.25(1H,t,J=1.7Hz,4位), 7.22(1H,t,J=1.7Hz,5位), 4.31(2H,t,J=7.7Hz), 3.96(3H,s), 3.42(2H,t,J=6.8Hz), 3.33(3H,s), 2.12(2H,q,J=6.8Hz)
【００４０】
また、精製に用いたカラムを以下に示す。
TLC Rf=0.17（塩化メチレン：酢酸エチル＝２：１/Ａｌ２Ｏ３）
【００４１】
なお、六弗化リン酸水溶液に代えて四フッ化ホウ酸水溶液を用いると、N1-(3-Methoxypropyl)-N3-methylimidazolium Tetrafluoroborateが得られる。
【００４２】
［実施例２］
＜N1-(3-Methoxypropyl)imidazoleの合成＞
窒素雰囲気下、２００ｍＬの三口フラスコにイミダゾール（２．０２ｇ，２９．７ｍｍｏｌ）とＴＨＦ（９０ｍＬ）を入れた。これを−７８℃に冷却した後に、１．６５Ｍ ｎ−ブチルリチウムヘキサン溶液（１９．８ｍＬ，３２．７ｍｍｏｌ）を滴下し、−７８℃で４５分間撹拌した。これに1-Bromo-3-methoxypropane（５．０ｇ，３２．７ｍｍｏｌ）のＴＨＦ（１０ｍＬ）溶液を滴下した後に、昇温させて一晩加熱還流させた。ついで、室温まで冷却した後、水を加えて水層を塩化メチレン（１００ｍＬ）で抽出し、得られた有機層を集めた後、飽和食塩水（１００ｍＬ）で洗浄した。この抽出、洗浄操作を溶液に対して３回行った。得られた有機層を集めた後、無水硫酸マグネシウムで乾燥した後、減圧下で溶媒を留去することにより、下記スキームに示す化合物４の構造を有する淡黄色液体のN1-(3-Methoxypropyl)imidazoleを得た（３．６７ｇ，収率８８％）。
【００４３】
【化５】
2010111599.tif 000006
【００４４】
得られた化合物４の構造確認は1H-NMR測定により行った。結果を以下に示す。
1H-NMR(270MHz,CDCl3)δ7.45(1H,s,2位), 7.07(1H,s,5位), 6.92(1H,s,4位), 4.07(1H,t,J=6.5Hz), 3.34(3H,s), 3.31(2H,t,J=5.9Hz), 2.00(2H,q,J=5.9Hz)
【００４５】
また、精製に用いたカラムを以下に示す。
TLC Rf=0.17（塩化メチレン：酢酸エチル＝２：１/Ａｌ２Ｏ３ ）
【００４６】
＜N1-(3-Methoxypropyl)-N3-methylimidazolium Tetrafluoroborateのイオン液体の調製＞
窒素雰囲気下、１００ｍＬの三口フラスコに上記で得られた化合物４（３．６０ｇ，２５．７ｍｍｏｌ）とジエチルエーテル（１１ｍＬ）を加えた。これにトリメチルオキソニウムテトラフロオロボレート（３．４５ｇ，２３．３ｍｍｏｌ）を少しずつ加えた。室温で一晩撹拌した後、上記スキームに示す化合物２を分離した。得られた化合物２をジエチルエーテル（１０ｍＬ）で３回洗浄し、真空下で乾燥した。残渣をアセトニトリルに溶解させた後、ヘキサンで洗浄し、活性炭（０．７５ｇ）を加えて２時間室温で撹拌を行い、活性炭を取り除いた後に溶媒を留去することにより化合物２の構造を有する淡黄色液体のN1-(3-Methoxypropyl)-N3-methylimidazolium Tetrafluoroborateを得た（４．２３ｇ，収率７５％）。
【００４７】
得られた化合物２の構造確認は1H-NMR測定により行った。結果を以下に示す。また、化合物２のＮＭＲチャートを図４に示す。
1H-NMR(270MHz,CDCl3)δ8.85(1H,s,2位), 7.27(2H,s,4,5位), 4.32(2H,t,J=7.0Hz), 3.95(3H,s), 3.42(2H,t,J=5.6Hz), 3.33(3H,s), 2.14(2H,q,J=3.9Hz)
【００４８】
また、精製に用いたカラムを以下に示す。
TLC Rf=0.84（アセトニトリル/Ａｌ２Ｏ３）
【００４９】
なお、トリメチルオキソニウムテトラフロオロボレートに代えてトリメチルオキソニウムヘキサフルオロホスフェートを添加すると、N1-(3-Methoxypropyl)-N3-methylimidazolium Hexafluorophosphateが得られる。
【００５０】
−比較例−
［比較合成例］
窒素雰囲気下、還流冷却器を付けた２００ｍＬの三口フラスコにＮ−メチルイミダゾール（２．９７ｇ，３６．１ｍｍｏｌ）とＴＨＦ（２５ｍＬ）を加えた後、1-iodo-3-methoxypropane（７．２３ｇ，３６．１ｍｍｏｌ）を加えた。これを４時間加熱還流させた後、室温まで冷却した。ついで、減圧下で溶媒を留去することにより化合物５（N1-(3-Methoxypropyl)-N3-methylimidazolium Iodide）を黄色オイルとして得た（９．１５ｇ，収率９０％）。
【００５１】
次に、５０ｍＬのナス型フラスコに化合物５とイオン交換水を加えた後、四弗化ホウ酸カリウムを加えた。これを室温で一晩撹拌したが、少量の白色固体が得られたのみで、上記化合物２は得られなかった。
【００５２】
上記で得られた各イオン液体を用いて、以下に示す試験によりその性能を評価した。その結果を表１に示す。
【００５３】
［試験例］
実施例１，２でそれぞれ得られたイオン液体（化合物１および化合物２）について、後述する方法により耐熱性（Ｔｇ）の評価を行った。なお、実施例１，２との比較のために、下記比較例１および比較例３のイオン液体についても実施例１，２と同様の評価を行った。また、参考としてイオン液体ではない下記比較例２についても実施例１，２と同様の評価を行った。
【００５４】
また、実施例１，２および比較例１のイオン液体、比較例２の溶液について、下記の方法により粘度、電池抵抗および初期放電容量をそれぞれ測定した。
【００５５】
比較例１のイオン液体としては、下記構造式（２）で示される市販の化合物を用いた。比較例２の溶液としては、プロピレンカーボネートとエチルメチルカーボネートを溶媒とした六弗化リン酸テトラエチルアンモニウムの溶液（（C2H5）4N+PF6-/(PC+EMC)）を用いた。比較例３のイオン液体としては、下記構造式（３）で示される市販の化合物（1-Ethyl-3-methyl-imidazolium tetrafluoroborate）を用いた。
【００５６】
【化６】
2010111599.tif 000007
【００５７】
【化７】
2010111599.tif 000008
【００５８】
＜Ｔｇの測定方法＞
実施例１，２および比較例１，３のイオン液体、比較例２の溶液について、Ｔｇ／ＤＴＧ測定装置（セイコーインスツル社製「ＥＸＳＴＡＲ６０００」）を用いて各液体の分解温度を測定した。Ｔｇの測定条件は以下の通りである。結果を図５に示す。
【００５９】
サンプル量：１０ｍｇ
温度範囲：３０℃〜６００℃
昇温速度：１０℃／分
【００６０】
図５のＴＧデータは、温度と各サンプルの質量変化を示すものである。即ち、高い温度域まで質量変化の少ないものが耐熱性が高いと考えてよい。その結果については後述する。
【００６１】
＜粘度の測定方法＞
図６に示すように、セパレータ材（宇部興産社製「ＵＰ３０９３」）で被覆した平らなガラス板２１を３０度傾けて設置する。このガラス板２１の表面に各試料（イオン液体または溶液）５ｍＬを静かに垂らし、６０秒の間に流れ落ちた移動距離を測定し、距離−粘度換算表と照合して粘度を算出した。
【００６２】
なお、距離−粘度換算表は、数種類の市販のイオン液体を用いて、ガラス板上の移動距離とＪＩＳ規格の測定方法により測定された粘度値を基にして作成した。
【００６３】
＜電池抵抗の測定方法＞
各試料をそれぞれ電解液に用いて、正極および負極ともに活性炭（宝泉社製）から構成したキャパシタ系半開放セルを作製し、インピーダンスアナライザー（北斗電工製ＩＶＩＵＭＳＴＡＴ）を用いて各電池の抵抗値を測定した。電池抵抗の測定条件は以下の通りである。なお、測定に用いた宝泉社製活性炭は、宝泉社製（ＡＧ−１）である。
【００６４】
周波数：１００ｋＨｚ〜１Ｈｚ
ＡＣ  ａｍｐｌｉｔｕｄｅ：２００ｍＶ
ＤＣ  Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ：０Ｖ
Ｉｎｔｅｒｖａｌ：１０
【００６５】
＜放電容量の測定方法＞
各試料をそれぞれ電解液に用いて、正極および負極ともに活性炭（宝泉社製）から構成したキャパシタ系半開放セルを作製し、充放電測定装置（岩通計測社製）を用いて各電池の初期放電容量を測定した。なお、測定に用いた宝泉社製活性炭（ＡＧ−１）は、全比表面積が約２２３０ｍ２／ｇである。この全比表面積については１５００ｍ２／ｇ以上であること、及び１ｎｍ〜５０ｎｍ以下の径を有する細孔に係る全比表面積のうち、２ｎｍ以上３ｎｍ未満の範囲のメソ細孔に係る比表面積が３６０ｍ２／ｇ以上であることが好ましい。それは、本願イオン液体を含め、イミダゾールを主骨格としてＣ１〜Ｃ４のＣＨ基を有するものはそのイオン半径が概ね５Å以下であり、このイオン半径の場合には２ｎｍ以上３ｎｍ未満の範囲のメソ細孔表面に吸着／脱離するのが容易となり、電池容量アップに繋がるためである。
【００６６】
電圧範囲：０Ｖ〜２．５Ｖ
定電流：１ｍＡ
温度：２５℃
【００６７】
次に、性能試験装置について図７を用いて説明する。図７において、性能試験装置２０の内部には蓄電装置１が組み込まれている。まず、蓄電装置１用の正極１０および負極１２を作製する。当実施形態において、正極１０および負極１２は活性炭に、導電材としてのアセチレンブラック（ＡＢ）と、バインダーとしてのポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）とを、活性炭：ＡＢ：ＰＴＦＥ＝９０：５：５（質量比）となるように加え、エタノールを若干量滴下しながら混合する。そして、このようにして得られた混合物を、集電体４としてのステンメッシュ上に塗布し、プレス機にて５ＭＰａ程度の圧力を加えることにより両者を圧着する。その後、真空中で約８０℃程度に加熱し、その状態で２時間以上乾燥させる。以上の工程により、正極１０および負極１２の作製が完了する。
【００６８】
次に、このようにして得られた正極１０および負極１２を、性能試験装置２０内で組み立てることにより、二極式半開放型セルを作製する。これら各電極１０，１２の組み立ては、Ａｒ（アルゴン）雰囲気のグローブボックス内で行う。  
【００６９】
具体的には、まず負極１２を、その集電体４側の面が収納容器２２の底面に接触する状態で当該容器２２内に収納する。そして、負極１２の導電性材料層側の面（図例では上面）に今回の電解液を滴下し、その上にガラス繊維ろ紙（例えばアドバンテック社製、ＦＩＬＴＥＲ  ＰＡＰＥＲ  ＧＡ−１００）を載置する。
【００７０】
次いで、上記ガラス繊維ろ紙の上に、セパレータ材１４（例えばＡＤＶＡＮＴＥＣ製、ガラスファイバー）を載置する。そして、収納容器２２の凹部２２ａにプラスチック容器２４を嵌合させ、その底面を利用して上記セパレータ材１４を収納容器２２内に押し付けることにより、上記負極１２とセパレータ材１４とを電解液１６およびガラス繊維ろ紙を介して相互に密着させる。
【００７１】
次いで、上記セパレータ材１４の上に上記と同様のガラス繊維ろ紙を載置するとともに電解液を滴下し、その上から、上記正極１０を、導電性材料層側の面が上記セパレータ材１４側に向く状態で載置する。そして最後に、蓋部材２６をプラスチック容器２４にねじ込み、蓋部材２６の下面を正極１０の集電体２に押し付けることにより、上記正極１０とセパレータ材１４とを電解液１６およびガラス繊維ろ紙を介して相互に密着させる。以上の工程により、蓄電装置を含んだ性能試験装置２０が完成する。
【００７２】
このようにして製造された性能試験装置２０において、その内部の蓄電装置１に対し充電を行うには、正極１０と負極１２との間の電圧値を０Ｖから２．５Ｖまで徐々に上昇させ、かつ両者の間の電流値を１ｍＡに維持しながら、上記両電極１０，１２の間に所定時間にわたって電圧を印加する。
【００７３】
上記イオン液体の粘度、電池抵抗、並びに初期放電容量の測定結果を下表１に示す。
【００７４】
【表１】
2010111599.tif 000009
【００７５】
表１および図５から、比較例１は、粘度および電池抵抗が大きく、初期放電容量が小さく、耐熱性も低い結果となり、いずれの特性についても他よりも劣っていた。また、イオン液体ではない比較例２は、粘度および電池抵抗は小さいが、初期放電容量の点で不十分な結果となり、特に耐熱性が低いので蓄電装置などの各種用途への利用は困難であることがわかる。比較例３は、図５に示すように耐熱性の点で満足できる結果は得られなかった。
【００７６】
一方、実施例１および実施例２は、粘度および電池抵抗が低く、初期放電容量が大きく、しかもＴＧ測定の結果より耐熱性が非常に優れていることがわかる。実施例２の耐熱性は、実施例１よりも若干劣るものの、比較例１〜３よりも優れていた。このように比較例１〜３よりも優れた結果が得られたのは、カチオンの差によるものであると考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の一実施形態にかかる蓄電装置の構成を示す概略図である。
【図２】本実施形態にかかる蓄電装置の動作を説明するための概念図である。
【図３】実施例１において合成した化合物１（ＰＦ６塩）のＮＭＲチャートである。
【図４】実施例２において合成した化合物２（ＢＦ４塩）のＮＭＲチャートである。
【図５】試験例において測定した熱分析データ（ＴＧ）を示すグラフである。
【図６】イオン液体の粘度を測定する方法を示す概略図である。
【図７】蓄電装置の性能を測定するための性能試験装置を示す概略図である。
【符号の説明】
【００７８】
１  蓄電装置
１０  正極
１２  負極
１４  セパレータ材
１６  電解液
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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