(57)【要約】      （修正有）【課題】導電率やセパレータへの含浸性に優れ、安全性に優れる、リチウム二次電池に有用な電解質を得るための新規なイオン液体、及びそれを用いてなる電解質を提供する。【解決手段】表面張力が３５ｍＮ／ｍ以下であること、及び下式で表されるフッ素化アルキル基含有β−ジケトン型アニオンを有することを特徴とするイオン液体、それを用いた電解質、並びに該電解質を用いたリチウム二次電池。2010235583.tif 000008［式中、Ｒ１、Ｒ２は、同じでも異なっても良く、炭素数１〜５のアルキル基であり、少なくとも１つがフッ素化アルキル基であり、Ｒ３は水素原子、フッ素原子、炭素数１〜５のアルキル基またはフッ素化アルキル基を表す。）【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面張力が３５ｍＮ／ｍ以下であることを特徴とするイオン液体。
【請求項２】
下記一般式（１）で示されるフッ素化アルキル基含有β−ジケトン型アニオンを有することを特徴とする請求項１記載のイオン液体。
【化１】
2010235583.tif 000006
（１）
（ここで、Ｒ１、Ｒ２は同じでも異なっても良く、炭素数１〜５のアルキル基であり、少なくとも１つがフッ素化アルキル基である。Ｒ３は水素、フッ素、炭素数１〜５のアルキル基またはフッ素化アルキル基である。）
【請求項３】
フッ素化アルキル基含有β−ジケトン型アニオンがフッ素原子を３個以上有することを特徴とする請求項２記載のイオン液体。
【請求項４】
イミダゾリウム系カチオンを有することを特徴とする請求項１〜３いずれか記載のイオン液体。
【請求項５】
請求項１〜４いずれか記載のイオン液体（Ａ）及び電解質塩（Ｂ）を含むことを特徴とする電解質。
【請求項６】
リチウム二次電池に用いることを特徴とする請求項５記載の電解質。
【請求項７】
請求項５または６記載の電解質を、正極と負極との間に狭持してなることを特徴とするリチウム二次電池。
【請求項８】
下記一般式（１）で示されるフッ素化アルキル基含有β−ジケトン型アニオンを有することを特徴とするイオン液体。
【化２】
2010235583.tif 000007
（１）
（ここで、Ｒ１、Ｒ２は同じでも異なっても良く、炭素数１〜５のアルキル基であり、少なくとも１つがフッ素化アルキル基である。Ｒ３は水素、フッ素、炭素数１〜５のアルキル基、またはフッ素化アルキル基である。）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、新規なイオン液体に関し、導電率などの電気化学特性に優れ、更に、安全性に優れる、リチウム二次電池に有用なイオン液体、イオン液体系の電解質、およびそれを用いたリチウム二次電池に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ノート型パソコン、携帯電話、ＰＤＡなどの情報電子機器において、リチウム二次電池の普及は著しく、より快適な携帯性を求め、電池の小型化、薄型化、軽量化、高性能化が急速に進んでいる。また、次世代の自動車として期待される電気自動車においてもリチウム二次電池の適用が検討されており、更なる小型化、軽量化、高性能化が必要となっている。
【０００３】
一方、情報電子機器の発火や暴発など、現在のリチウム二次電池の安全性が問題になっている。現在のリチウム二次電池は、セパレータにより正極と負極の短絡を防止しているが、可燃性かつ揮発性の有機溶媒を電解質として用いるために、常に発火や暴発の危険性をはらんでいる。これらの危険性は、大容量電池になるほど増加し、電気自動車普及の妨げになっていた。
【０００４】
そこで、難燃性かつ低揮発性のイオン液体を電解質として用いたリチウム二次電池が検討されている。ここで言うイオン液体とは、カチオンとアニオンからなる塩であり、室温付近以下の融点をもつ化合物のことである。
【０００５】
電解質用のイオン液体としては、例えば、イミダゾリウム系カチオンと、リチウムカチオンと、含フッ素アニオンとを含有する電解質が用いられ、正極と負極を具備した電池が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−３０３６４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記の開示技術のイオン液体では表面張力が大きいため、セパレータや電極にイオン液体が浸透しないか浸透しづらく、浸透するとしても非常に長時間を要したり、また均一に浸透させることが困難であったりする。更には、リチウム二次電池としての電気化学特性（充放電特性等）にも影響することとなり、リチウム二次電池用の電解質としてまだまだ十分なものではなかった。
【０００８】
そこで、本発明ではこのような背景下において、電気化学特性や安全性に優れるうえ、リチウム二次電池とした際のセパレータへの含浸性にも優れる、リチウム二次電池に有用な新規なイオン液体、及びそれを用いた電解質、並びにリチウム二次電池を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
しかるに、本発明者等はかかる事情に鑑み鋭意研究を重ねた結果、従来電解質に用いられるイオン液体の表面張力よりも小さいイオン液体を用いることにより、電気化学特性と安全性に優れ、特に、リチウム二次電池とする際のセパレータへの含浸性に優れる電解質が得られることを見出し、本発明を完成した。
【００１０】
即ち、本発明の要旨は、表面張力が３５ｍＮ／ｍ以下であるイオン液体に関するものである。
表面張力が３５ｍＮ／ｍ以下のイオン液体を用いることにより、セパレータとの接触角を低減し、セパレータの内部までイオン液体を浸透させることができる。なお、ここでいうセパレータとは、厚さ１０〜５０μｍ程度の樹脂製やガラス製の微多孔膜であり、リチウムイオンのイオン移動に対して低抵抗であるものが用いられる。
【００１１】
また、本発明では、下記一般式（１）で示されるフッ素化アルキル基含有β−ジケトン型アニオンを有するイオン液体も提供するものである。
【００１２】
【化１】
2010235583.tif 000002
（１）
（ここで、Ｒ１、Ｒ２は同じでも異なっても良く、炭素数１〜５のアルキル基であり、少なくとも１つがフッ素化アルキル基である。Ｒ３は水素、フッ素、炭素数１〜５のアルキル基、またはフッ素化アルキル基である。）
更に、前記イオン液体を用いた電解質及びかかる電解質を用いたリチウム二次電池も提供するものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のイオン液体は、電気化学特性や安全性に優れるうえ、リチウム二次電池とした際のセパレータへの含浸性にも優れた効果を有するものであり、リチウム二次電池などの電解質材料として非常に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施例１で得られたイオン液体（Ａ−１）の1Ｈ−ＮＭＲチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、本発明を詳細に説明する。
【００１６】
本発明のイオン液体は、表面張力が３５ｍＮ／ｍ以下のものである。表面張力を低減することにより、セパレータとの接触角を低減し、セパレータの内部までイオン液体を浸透させることができる。イオン液体の表面張力は、セパレータへの浸透性の点から、好ましくは３２ｍＮ／ｍ以下、特に好ましくは３０ｍＮ／ｍ以下である。なお、通常、表面張力の下限値は、１ｍＮ／ｍである。なお、ここでいう表面張力とは、懸滴法で測定した値のことである。
【００１７】
本発明では、上記イオン液体の中でも、下記一般式（１）で示されるフッ素化アルキル基含有β−ジケトン型アニオンを有するイオン液体であることが低粘度化の点で好ましい。
【００１８】
【化１】
2010235583.tif 000003
（１）
（ここで、Ｒ１、Ｒ２は同じでも異なっても良く、炭素数１〜５、好ましくは炭素数１〜３のアルキル基であり、少なくとも１つがフッ素化アルキル基である。Ｒ３は水素、フッ素、炭素数１〜５（好ましくは炭素数１〜３）のアルキル基またはフッ素化アルキル基である。）
【００１９】
本発明におけるフッ素化アルキル基含有β−ジケトン型アニオンとしては、例えば、
１−フルオロ−２，４−ペンタンジオナート（Ｒ1：ＣＨ2Ｆ、Ｒ2：ＣＨ3）、１，１−ジフルオロ−２，４−ペンタンジオナート（Ｒ1：ＣＨＦ2、Ｒ2：ＣＨ3）、１，１，１−トリフルオロ−２，４−ペンタンジオナート（Ｒ1：ＣＦ3、Ｒ2：ＣＨ3）、１，１，１，５−テトラフルオロ−２，４−ペンタンジオナート（Ｒ1：ＣＦ3、Ｒ2：ＣＨ2Ｆ）、１，１，１，５，５−ペンタフルオロ−２，４−ペンタンジオナート（Ｒ1：ＣＦ3、Ｒ2：ＣＨＦ2）、１，１，１，５，５，５−ヘキサフルオロ−２，４−ペンタンジオナート（Ｒ1：ＣＦ3、Ｒ2：ＣＦ3）、１，１，１−トリフルオロ−３−メチル−２，４−ペンタンジオナート（Ｒ1：ＣＦ3、Ｒ2：ＣＨ3、Ｒ3：ＣＨ3）、１，１，１−トリフルオロ−３−トリフルオロメチル−２，４−ペンタンジオナート（Ｒ1：ＣＦ3、Ｒ2：ＣＨ3、Ｒ3：ＣＦ3）、１，１，１，５，５，５−ヘキサフルオロ−３−フルオロ−２，４−ペンタンジオナート（Ｒ1：ＣＦ3、Ｒ2：Ｆ、Ｒ3：ＣＨ3）、１，１，１，５，５，５−ヘキサフルオロ−３−メチル−２，４−ペンタンジオナート（Ｒ1：ＣＦ3、Ｒ2：ＣＦ3、Ｒ3：ＣＨ3）、１，１，１，５，５，５−ヘキサフルオロ−３−トリフルオロメチル−２，４−ペンタンジオナート（Ｒ1：ＣＦ3、Ｒ2：ＣＦ3、Ｒ3：ＣＦ3）などの２，４−ペンタンジオナート系アニオン、
【００２０】
１−フルオロ−２，４−ヘキサンジオナート（Ｒ1：ＣＨ2Ｆ、Ｒ2：ＣＨ2ＣＨ3）、１，１−ジフルオロ−２，４−ヘキサンジオナート（Ｒ1：ＣＨＦ2、Ｒ2：ＣＨ2ＣＨ3）、１，１，１−トリフルオロ−２，４−ヘキサンジオナート（Ｒ1：ＣＦ3、Ｒ2：ＣＨ2ＣＨ3）、６−フルオロ−２，４−ヘキサンジオナート（Ｒ1：ＣＨ3、Ｒ2：ＣＨ2ＣＨ2Ｆ）、６，６−ジフルオロ−２，４−ヘキサンジオナート（Ｒ1：ＣＨ3、Ｒ2：ＣＨ2ＣＨＦ2）、６，６，６−トリフルオロ−２，４−ヘキサンジオナート（Ｒ1：ＣＨ3、Ｒ2：ＣＨ2ＣＦ3）、１，６，６，６−テトラフルオロ−２，４−ヘキサンジオナート（Ｒ1：ＣＨ2Ｆ、Ｒ2：ＣＨ2ＣＦ3）、１，１，６，６，６−ペンタフルオロ−２，４−ヘキサンジオナート（Ｒ1：ＣＨＦ2、Ｒ2：ＣＨ2ＣＦ3）、１，１，１，６，６，６−ヘキサフルオロ−２，４−ヘキサンジオナート（Ｒ1：ＣＦ3、Ｒ2：ＣＨ2ＣＦ3）、５，５，６，６，６−ペンタフルオロ−２，４−ヘキサンジオナート（Ｒ1：ＣＨ3、Ｒ2：ＣＦ2ＣＦ3）、１，１，１，５，５，６，６，６−オクタフルオロ−２，４−ヘキサンジオナート（Ｒ1：ＣＦ3、Ｒ2：ＣＦ2ＣＦ3）、１，１，１−トリフルオロ−３−メチル−２，４−ヘキサンジオナート（Ｒ1：ＣＦ3、Ｒ2：ＣＨ2ＣＨ3、Ｒ3：ＣＨ3）、１，１，１，６，６，６−ヘキサフルオロ−３−メチル−２，４−ヘキサンジオナート（Ｒ1：ＣＦ3、Ｒ2：ＣＨ2ＣＦ3、Ｒ3：ＣＨ3）、５，５，６，６，６−ペンタフルオロ−３−メチル−２，４−ヘキサンジオナート（Ｒ1：ＣＨ3、Ｒ2：ＣＦ2ＣＦ3、Ｒ3：ＣＨ3）、１，１，１，５，５，６，６，６−オクタフルオロ−３−メチル−２，４−ヘキサンジオナート（Ｒ1：ＣＦ3、Ｒ2：ＣＦ2ＣＦ3、Ｒ3：ＣＨ3）、１，１，１−トリフルオロ−３−トリフルオロメチル−２，４−ヘキサンジオナート（Ｒ1：ＣＦ3、Ｒ2：ＣＨ2ＣＨ3、Ｒ3：ＣＦ3）、１，１，１，６，６，６−ヘキサフルオロ−３−トリフルオロメチル−２，４−ヘキサンジオナート（Ｒ1：ＣＦ3、Ｒ2：ＣＨ2ＣＦ3、Ｒ3：ＣＦ3）、５，５，６，６，６−ペンタフルオロ−３−トリフルオロメチル−２，４−ヘキサンジオナート（Ｒ1：ＣＨ3、Ｒ2：ＣＦ2ＣＦ3、Ｒ3：ＣＦ3）、１，１，１，５，５，６，６，６−オクタフルオロ−３−トリフルオロメチル−２，４−ヘキサンジオナート（Ｒ1：ＣＦ3、Ｒ2：ＣＦ2ＣＦ3、Ｒ3：ＣＦ3）などの２，４−ヘキサンジオナート系アニオン、
【００２１】
１−フルオロ−２，４−ヘプタンジオナート（Ｒ1：ＣＨ2Ｆ、Ｒ2：ＣＨ2ＣＨ2ＣＨ3）、１，１，１−トリフルオロ−２，４−ヘプタンジオナート（Ｒ1：ＣＦ3、Ｒ2：ＣＨ2ＣＨ2ＣＨ3）、７−フルオロ−２，４−ヘプタンジオナート（Ｒ1：ＣＨ3、Ｒ2：ＣＨ2ＣＨ2ＣＨ2Ｆ）、７，７，７−トリフルオロ−２，４−ヘプタンジオナート（Ｒ1：ＣＨ3、Ｒ2：ＣＨ2ＣＨ2ＣＦ3）、６，６，７，７，７−ペンタフルオロ−２，４−ヘプタンジオナート（Ｒ1：ＣＨ3、Ｒ2：ＣＨ2ＣＦ2ＣＦ3）、５，５，６，６，７，７，７−ヘプタフルオロ−２，４−ヘプタンジオナート（Ｒ1：ＣＨ3、Ｒ2：ＣＦ2ＣＦ2ＣＦ3）、１，１，１，５，５，６，６，７，７，７−デカフルオロ−２，４−ヘプタンジオナート（Ｒ1：ＣＦ3、Ｒ2：ＣＦ2ＣＦ2ＣＦ3）などの２，４−ヘプタンジオナート系アニオン、
【００２２】
１−フルオロ−３，５−ヘプタンジオナート（Ｒ1：ＣＨ2ＣＨ2Ｆ、Ｒ2：ＣＨ2ＣＨ3）、１，１，１−トリフルオロ−３，５−ヘプタンジオナート（Ｒ1：ＣＨ2ＣＦ3、Ｒ2：ＣＨ2ＣＨ3）、１，１，１，２，２−ペンタフルオロ−３，５−ヘプタンジオナート（Ｒ1：ＣＦ2ＣＦ3、Ｒ2：ＣＨ2ＣＨ3）、１，１，１，２，２，６，６，６−オクタフルオロ−３，５−ヘプタンジオナート（Ｒ1：ＣＦ2ＣＦ3、Ｒ2：ＣＨ2ＣＦ3）、１，１，１，２，２，５，５，６，６，６−デカフルオロ−３，５−ヘプタンジオナート（Ｒ1：ＣＦ2ＣＦ3、Ｒ2：ＣＨ2ＣＦ3）などの３，５−ヘプタンジオナート系アニオン
等が挙げられる。
【００２３】
上記の中でも、融点の観点から、フッ素原子を３個以上、特に６個以上有するβ−ジケトン型アニオンが好ましく、より好ましくは、導電率の点から、２，４−ペンタンジオナート系アニオンと２，４−ヘキサンジオナート系アニオンが好ましく、特に好ましくは、表面張力の点から、１，１，１，５，５，５−ヘキサフルオロ−２，４−ペンタンジオナート（Ｒ1：ＣＦ3、Ｒ2：ＣＦ3）、１，１，１，５，５，６，６，６−オクタフルオロ−２，４−ヘキサンジオナート（Ｒ1：ＣＦ3、Ｒ2：ＣＦ2ＣＦ3）などのβ−ジケトンの両末端側鎖が全てフッ素化されたβ−ジケトン型アニオンである。なお、フッ素原子は低価格化の点から通常１２個以下であることが好ましい。
【００２４】
本発明のイオン液体のカチオンとしては、通常無機または有機カチオンから選ばれるが、好ましくは有機カチオンであり、低融点の点から含窒素系有機カチオンであることがより好ましい。含窒素系有機カチオンとしては、例えば、イミダゾリウム系カチオン、ピロリジニウム系カチオン、ピペリジニウム系カチオン、四級アンモニウム系カチオン等が挙げられるが、中でも、導電率の点からイミダゾリウム系カチオンが好ましい。
【００２５】
かかるイミダゾリウム系カチオンとしては、合成の簡便さから、イミダゾリウム骨格の窒素原子にアルキル基が結合したＮ置換型のイミダゾリウム系カチオンや、更にイミダゾリウム骨格の炭素原子にもアルキル基が結合したＮ，Ｃ置換型のイミダゾリウム系カチオンが好ましい。なお、ここでいうアルキル基は、ハロゲン、エーテル酸素、エーテル硫黄、シアノ基などの結合基を含んでも良い。より好ましくは、低粘度化の点から、３置換以下のイミダゾリウム系カチオンであり、更に好ましくは、低粘度化の点から、それぞれの置換アルキル基の炭素数が５以下、好ましくは４以下のイミダゾリウム系カチオンである。
具体的に、本発明に用いられるイミダゾリウム系カチオンとしては、例えば、以下のカチオンが挙げられる。
【００２６】
１−メチルイミダゾリウム、１−エチルイミダゾリウム、１−プロピルイミダゾリウム、１−ブチルイミダゾリウム、１−ペンチルイミダゾリウム、１−（２−シアノエチル）イミダゾリウムなどの１置換型のイミダゾリウム系カチオン、
【００２７】
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、１，３−ジプロピルイミダゾリウム、１，３−ジブ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−メチル−３−プロピルイミダゾリウム、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム、１−エチル−３−プロピルイミダゾリウム、１−エチル−３−ブチルイミダゾリウム、１，２−ジメチルイミダゾリウム、２−エチル−１−メチルイミダゾリウム、１−メチル−２−プロピルイミダゾリウム、２−ブチル−１−メチルイミダゾリウム、１−エチル−２−メチルイミダゾリウム、１，２−ジエチルイミダゾリウム、１−エチル−２−プロピルイミダゾリウム、２−ブチル−１−エチルイミダゾリウム、２−メチル−１−プロピルイミダゾリウム、２−エチル−１−プロピルイミダゾリウム、１，２−ジプロピルイミダゾリウム、２−ブチル−１−プロピルイミダゾリウム、１−ブチル−２−メチルイミダゾリウム、１−ブチル−２−エチルイミダゾリウムなどの２置換型のイミダゾリウム系カチオン、
【００２８】
１，２，３−トリメチルイミダゾリウム、１−エチル−２，３−ジメチルイミダゾリウム、２−エチル−１，３−ジメチルイミダゾリウム、１，３−ジエチル−２−メチルイミダゾリウム、１，２，３−トリエチルイミダゾリウム、１，２−ジエチル−３−メチルイミダゾリウム、２，３−ジメチル−１−プロピルイミダゾリウム、１−ブチル−２，３−ジメチルイミダゾリウム、１，３，５−トリメチルイミダゾリウム、１−エチル−３，５−ジメチルイミダゾリウム、１−ブチル−３，５−ジメチルイミダゾリウム、５−エチル−１，３−ジメチルイミダゾリウム、１，５−ジエチル−３−メチルイミダゾリウム、１−ブチル−５−エチル−３−メチルイミダゾリウムなどの３置換型のイミダゾリウム系カチオンが挙げられる。
【００２９】
上述した３置換以下、かつそれぞれの置換アルキル基の炭素数が５以下のイミダゾリウムの中でも、低融点化の点から、非対称構造を有するイミダゾリウムが好ましく、特に、低粘度化の点から、１−エチル−３−メチルイミダゾリウム、１−エチル−３−プロピルイミダゾリウム、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム、１−エチル−２，３−ジメチルイミダゾリウム、２，３−ジメチル−１−プロピルイミダゾリウム、１−ブチル−２，３−ジメチルイミダゾリウムが好ましい。
【００３０】
また、ピロリジニウム系カチオンとしては、例えば、Ｎ，Ｎ−ジメチルピロリジニウム、Ｎ−エチル−Ｎ−メチルピロリジニウム、Ｎ−メチル−Ｎ−プロピルピロリジニウム、Ｎ−ブチル−Ｎ−メチルピロリジニウム、Ｎ−メチル−Ｎ−ペンチルピロリジニウム、Ｎ−ヘキシル−Ｎ−メチルピロリジニウム、Ｎ−メチル−Ｎ−オクチルピロリジニウム、Ｎ−デシル−Ｎ−メチルピロリジニウム、Ｎ−ドデシル−Ｎ−メチルピロリジニウム、Ｎ−（２−メトキシエチル）−Ｎ−メチルピロリジニウム、Ｎ−（２−エトキシエチル）−Ｎ−メチルピロリジニウム、Ｎ−（２−プロポキシエチル）−Ｎ−メチルピロリジニウム、Ｎ−（２−イソプロポキシエチル）−Ｎ−メチルピロリジニウムなどを挙げることができる。
【００３１】
ピペリジニウム系カチオンとしては、例えば、Ｎ，Ｎ−ジメチルピペリジニウム、Ｎ−エチル−Ｎ−メチルピペリジニウムイオン、Ｎ−メチル−Ｎ−プロピルピペリジニウム、Ｎ−ブチル−Ｎ−メチルピペリジニウム、Ｎ−メチル−Ｎ−ペンチルピペリジニウム、Ｎ−ヘキシル−Ｎ−メチルピペリジニウム、Ｎ−メチル−Ｎ−オクチルピペリジニウム、Ｎ−デシル−Ｎ−メチルピペリジニウム、Ｎ−ドデシル−Ｎ−メチルピペリジニウム、Ｎ−（２−メトキシエチル）−Ｎ−メチルピペリジニウム、Ｎ−（２−メトキシエチル）−Ｎ−エチルピペリジニウム、Ｎ−（２−エトキシエチル）−Ｎ−メチルピペリジニウム、Ｎ−メチル−Ｎ−（２−メトキシフェニル）ピペリジニウム、Ｎ−メチル−Ｎ−（４−メトキシフェニル）ピペリジニウム、Ｎ−エチル−Ｎ−（２−メトキシフェニル）ピペリジニウム、Ｎ−エチル−Ｎ−（４−メトキシフェニル）ピペリジニウムなどを挙げることができる。
【００３２】
四級アンモニウム系カチオンとしては、例えば、Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ−テトラメチルアンモニウム、Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチルエチルアンモニウム、Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチルプロピルアンモニウム、Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチルブチルアンモニウム、Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチルペンチルアンモニウム、Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチルヘキシルアンモニウム、Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチルヘプチルアンモニウム、Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチルオクチルアンモニウム、Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチルデシルアンモニウム、Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチルドデシルアンモニウム、Ｎ−エチル−Ｎ，Ｎ−ジメチルプロピルアンモニウム、Ｎ−エチル−Ｎ，Ｎ−ジメチルブチルアンモニウム、Ｎ−エチル−Ｎ，Ｎ−ジメチルヘキシルアンモニウム、２−メトキシ−Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチルエチルアンモニウム、２−エトキシ−Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチルエチルアンモニウム、２−プロポキシ−Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチルエチルアンモニウム、Ｎ−（２−メトキシエチル）−Ｎ，Ｎ−ジメチルプロピルアンモニウム、Ｎ−（２−メトキシエチル）−Ｎ，Ｎ−ジメチルブチルアンモニウムなどを挙げることができる。
【００３３】
かくして本発明のイオン液体が形成されるが、本発明のイオン液体の表面張力は上記の通り３５ｍＮ／ｍ以下であることが必要である。表面張力を低減することにより、セパレータとの接触角を低減し、セパレータの内部までイオン液体を浸透させることができる。イオン液体の表面張力は、セパレータへの浸透性の点から、好ましくは３２ｍＮ／ｍ以下、特に好ましくは３０ｍＮ／ｍ以下である。なお、通常、表面張力の下限値は、１ｍＮ／ｍである。なお、ここでいう表面張力とは、懸滴法で測定した値のことである。
【００３４】
また、本発明のイオン液体は、セパレータとの接触角が、セパレータへの浸透性の点から、７０゜以下であることが好ましい。より好ましくは６０゜以下、特に好ましくは５０゜以下である。なお通常、接触角の下限値は、１゜である。なお、ここでいう接触角とは、液滴法により測定した値のことである。
【００３５】
更に、本発明のイオン液体は、融点が、２５℃以下であることが好ましく、更に好ましくは２０℃以下、特に好ましくは１７℃以下である。融点が高すぎると低温での導電性が維持できなくなる傾向がある。なお、融点の下限値としては通常、−２００℃である。なお、一般的に、イオン液体にリチウム塩などの電解質塩を配合すると、融点降下することが知られているが、本発明における融点は、電解質塩を配合しないときの数値である。
【００３６】
本発明のイオン液体の粘度（２５℃）は、１００ｍＰａ・ｓ以下であることが好ましく、より好ましくは７０ｍＰａ・ｓ以下、特に好ましくは５０ｍＰａ・ｓ以下である。粘度が高すぎると導電率が低下する傾向にある。なお、粘度の下限値としては通常、１ｍＰａ・ｓである。
【００３７】
本発明のイオン液体の沸点は、２００℃以上、更には２５０℃以上、特には３００℃以上であることが好ましい。沸点が低すぎると電池が暴発しやすい傾向がある。
【００３８】
本発明においては、上記のフッ素化アルキル基含有β−ジケトン型アニオンと上記のカチオンとから構成されることが好ましいが、中でも上記各物性を満足する化合物の好ましい具体例として、例えば、１−エチル−３−プロピルイミダゾリウム・１，１，１，５，５，５−ヘキサフルオロ−２，４−ペンタンジオナート、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム・１，１，１，５，５，５−ヘキサフルオロ−２，４−ペンタンジオナート、１−エチル−３−メチルイミダゾリウム・１，１，１，５，５，６，６，６−オクタフルオロ−２，４−ヘキサンジオナート、１−エチル−３−プロピルイミダゾリウム・１，１，１，５，５，６，６，６−オクタフルオロ−２，４−ヘキサンジオナート、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム・１，１，１，５，５，６，６，６−オクタフルオロ−２，４−ヘキサンジオナート、１−エチル−２，３−ジメチルイミダゾリウム・１，１，１，５，５，６，６，６−オクタフルオロ−２，４−ヘキサンジオナート等が挙げられ、特に、１−エチル−３−メチルイミダゾリウム・１，１，１，５，５，６，６，６−オクタフルオロ−２，４−ヘキサンジオナート、１−エチル−３−プロピルイミダゾリウム・１，１，１，５，５，６，６，６−オクタフルオロ−２，４−ヘキサンジオナート、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム・１，１，１，５，５，６，６，６−オクタフルオロ−２，４−ヘキサンジオナート、１−エチル−２，３−ジメチルイミダゾリウム・１，１，１，５，５，６，６，６−オクタフルオロ−２，４−ヘキサンジオナート等が表面張力の点で好適に用いられる。
【００３９】
次に、フッ素化アルキル基含有β−ジケトン型アニオンを有する本発明のイオン液体の製造方法について説明する。ここでは、カチオンにイミダゾリウム系カチオンを用いた場合について説明するが、イミダゾリウム系カチオン以外のカチオンの場合も同様に製造することができる
【００４０】
本発明のイオン液体は、イミダゾリウム系カチオンのハロゲン化物と、フッ素化アルキル基含有β−ジケトン型化合物を、塩基性化合物の存在下で反応させることにより得られる。この反応においては、ハロゲンイオン捕集剤の存在下で行うことが好ましい。
【００４１】
以下、本発明の好ましい一形態として、アルキルイミダゾリウムのハロゲン化物とフッ素化アルキル基含有β−ジケトン型化合物を用いて、フッ素化アルキル基含有β−ジケトン型アニオンを有するイオン液体の製造法を説明する。
【００４２】
カチオン源となるアルキルイミダゾリウムのハロゲン化物は、イミダゾールとハロゲン化アルキルを反応させ、４級アンモニウム塩化して得ることができる。ハロゲンとしては、塩素、臭素、ヨウ素が好ましい。一方、アニオン源としては、フッ素化アルキル基含有β−ジケトン型化合物を用いる。カチオン源となるアルキルイミダゾリウムのハロゲン化物と、アニオン源となるフッ素化アルキル基含有β−ジケトン型化合物を、反応溶媒中、塩基性化合物の存在下で攪拌し、室温〜２００℃で数分間反応させて目的とするイオン液体を得ることができる。
【００４３】
塩基性化合物としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム等のアルカリ金属の水酸化物、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム等のアルカリ土類金属の水酸化物などの水酸化物が挙げられる。これらの中では、溶解度の点から、アルカリ金属の水酸化物、中でも水酸化カリウムが特に好ましい。
【００４４】
反応溶媒としては、例えば、水、アルコール、アセトン、アセトニトリルなどの極性溶媒やヘキサン、ヘプタンといった非極性溶媒が挙げられるが、生成するイオン液体の性質を考慮して、後処理が容易な溶媒を選ぶことが好ましい。例えば、生成するイオン液体が疎水性の場合は、溶媒として水を使用し、得られた反応液を水洗処理することにより生成するハロゲン化金属塩を除き、真空乾燥で水分を除去することによりイオン液体を製造することが好ましい。逆に、生成するイオン液体が水溶性の場合は、反応で生成するハロゲン化金属塩が溶けない溶媒を予め用いて、析出するハロゲン化金属塩を濾過で除去し、その後溶媒を真空乾燥で除去することによりイオン液体を製造することが好ましい。
【００４５】
更に、この反応においては、ハロゲンイオンの捕集剤を用いることが好ましい。ハロゲンイオンの捕集剤としては、例えば、硝酸銀、イオン交換樹脂などが挙げられる。これらの中でも、ハロゲンイオンを容易に捕集し得る点から、硝酸銀が好ましい。捕集剤の使用量は、ハロゲンイオンに対して、５０〜３００００重量％であることが好ましい。より好ましくは、１００〜２００００重量％、更に好ましくは、１５０〜１５０００重量％、特に好ましくは、２００〜１００００重量％である。使用量が多すぎると、反応後の精製が困難となる傾向があり、逆に少ないと、反応が進行しにくくなる傾向がある。
【００４６】
上記の反応により製造されたイオン液体は、カラムクロマトグラフで精製することが好ましい。精製することにより、イオン液体中の不純物を除去し、電解質材料として用いた場合に導電率などの電気化学特性を向上させることができる。カラムとしては、アルミナ、シリカゲル、珪藻土、活性炭などが挙げられるが、特に、不純物イオンが効率的に除去できる点から、アルミナが好ましい。
【００４７】
かくして得られたイオン液体の導電率は、２５℃において、１ｍＳ／ｃｍ以上であることが好ましく、より好ましくは２ｍＳ／ｃｍ以上、更に好ましくは３ｍＳ／ｃｍ以上である。導電率が低すぎると電解質としての使用が困難となる傾向がある。なお、導電率の上限は通常、１００ｍＳ／ｃｍである。
【００４８】
本発明のイオン液体（Ａ）は、特に電解質材料として有用であり、かかるイオン液体（Ａ）と電解質塩（Ｂ）を含有することにより、リチウム二次電池として好適な電解質となる。
本発明のイオン液体（Ａ）を用いて電解質を得る場合は、かかるイオン液体（Ａ）は１種のみでも２種以上併用してもよい。
【００４９】
本発明で用いられる電解質塩（Ｂ）としては、例えば、ＬｉＢＦ4、ＬｉＢＦ３ＣＦ３、ＬｉＢＦ３Ｃ２Ｆ５、ＬｉＢＲ4（Ｒはフェニル基、フルオロフェニル基、アルキル基またはフルオロアルキル基）、ＬｉＰＦ6、ＬｉＳｂＦ6、ＬｉＡｓＦ6、ＬｉＣlＯ4、ＬｉＳＯ3ＣＦ3、ＬｉＮ（ＳＯ2ＣＦ3）2、ＬｉＮ（ＳＯ2Ｆ）2、ＬｉＮ（ＣＮ）2、ＬｉＣ（ＳＯ2ＣＦ3）3、ＬｉＳＯ3Ｃ6Ｆ13、ＬｉＳＯ3Ｃ8Ｆ17、ＬｉＡｌＣｌ4、リチウムテトラキス［３，５−ビス（トリフルオロメチル）フェニル］ボレート等の単独あるいは混合物等が挙げられる。中でも、イオン液体への溶解性の点で、ＬｉＮ（ＳＯ2ＣＦ3）2、ＬｉＢＦ4、ＬｉＰＦ6が好適に用いられる。
【００５０】
かかるイオン液体（Ａ）と電解質塩（Ｂ）との含有割合については、イオン液体（Ａ）／電解質塩（Ｂ）＝９５／５〜５０／５０（重量比）が好ましく、更に好ましくは９０／１０〜６０／４０（重量比）、特に好ましくは８５／１５〜７０／３０（重量比）である。かかる含有量が上記範囲から外れると導電性不良となる傾向にある。
【００５１】
かくして得られた電解質の導電率は、２５℃において、１ｍＳ／ｃｍ以上であることが好ましく、より好ましくは１．５ｍＳ／ｃｍ以上、更に好ましくは２ｍＳ／ｃｍ以上である。導電率が小さすぎると、リチウム二次電池への使用が困難となる傾向がある。なお、導電率の上限は通常  １００ｍＳ／ｃｍである。
【００５２】
本発明では、上記イオン液体（Ａ）及び電解質塩（Ｂ）の他に、更に、イオン液体（Ａ）以外のイオン液体（Ａ′）を含有することもできる。
【００５３】
かかるイオン液体（Ａ）以外のイオン液体（Ａ′）としては、例えば、アニオンとして、塩素アニオン、臭素アニオン、ヨウ素アニオン、ＢＦ4−、ＢＦ３ＣＦ３−、ＢＦ3Ｃ2Ｆ5−、ＰＦ6−、ＮＯ3−、ＣＦ3ＣＯ2−、ＣＦ3ＳＯ3−、（ＣＦ3ＳＯ2）2Ｎ−、（ＦＳＯ2）2Ｎ−、（ＣＮ）2Ｎ−、（ＣＦ3ＳＯ2）3Ｃ−、（Ｃ2Ｆ5ＳＯ2）2Ｎ−、ＡｌＣｌ4−、Ａｌ2Ｃｌ7−などを含有し、これに対応するカチオンとして、１，３−ジメ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−ブチル−３−メチルイミダゾリウム、１−ヘキシル−３−メチルイミダゾリウム、１−オクチル−３−メチルイミダゾリウム、１−ブチル−２，３−ジ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、２−エチル−１，３−ジメチルイミダゾリウムなどのアルキルイミダゾリウムカチオンなど、イミダゾリウムカチオン以外では、４級アンモニウムカチオン、ピリジニウムカチオン、４級ホスホニウムカチオンなどを含有するイオン液体が挙げられる。これらのイオン液体（Ａ′）は１種または２種併用して用いることができる。中でも、具体的な化合物としては、例えば、１−エチル−３−メチルイミダゾリウム・ＢＦ4、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム・ＢＦ4、１−エチル−３−メチルイミダゾリウム・（ＣＦ3ＳＯ2）2Ｎ等が挙げられる。
【００５４】
イオン液体（Ａ）とその他のイオン液体（Ａ′）の混合比については、全イオン液体を１００重量部とした場合に、イオン液体（Ａ′）は５０重量部以下が好ましく、更に好ましくは３０重量部以下、特に好ましくは２０重量部以下である。イオン液体（Ａ′）が多すぎると、セパレータへの含浸性が低下する傾向にある。
【００５５】
更に、本発明においては、この電解質を用いて電池を作成した場合の充放電特性向上のために、電極保護膜形成剤（Ｃ）を用いることが好ましい。このような電極保護膜形成剤（Ｃ）としては、例えば、ビニレンカーボネート、１，３−プロパンサルトン、エチレンサルファイト、トリエチルボレート、ブチルメチルスルフォネートなどが挙げられる。この中でも、安定なＳＥＩ（Ｓｏｌｉｄ  Ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ  Ｉｎｔｅｒｐｈａｓｅ）を形成する点から、ビニレンカーボネートが特に好ましい。
【００５６】
かかる電極保護膜形成剤（Ｃ）の含有量としては、イオン液体（Ａ）１００重量部に対して０．１〜５重量部であることが好ましく、更に好ましくは０．２〜３重量部、特に好ましくは０．３〜１重量部である。かかる含有量が多すぎると電池の充放電特性が低下する傾向があり、少なすぎるとリチウム二次電池の充放電容量維持率の向上が得られない傾向がある。
【００５７】
また、本発明の電解質には、安全性を向上させたりするために、更に、無機微粒子（Ｄ）を含有させてゲル状の固体電解質とすることも好ましい。
【００５８】
かかる無機微粒子（Ｄ）としては、化学的に安定な無機酸化物が好ましく、かかる無機酸化物としては、マグネシウム、ケイ素、アルミニウム、ジルコニウム、チタン等のIIＡ〜ＶＡ族、遷移金属、IIIＢ、IVＢの酸化物を挙げることができる。これらの中でもチタン、ケイ素、アルミニウムの酸化物がより好ましく、更に好ましくはケイ素の酸化物（シリカ）であり、特に好ましくは親水性のシリカである。
【００５９】
かかる無機微粒子（Ｄ）の含有量としては、イオン液体（Ａ）１００重量部に対して１〜３０重量部であることが好ましく、更に好ましくは２〜２５重量部、特に好ましくは３〜２２重量部である。かかる含有量が多すぎると導電率が低下する傾向があり、少なすぎると充放電特性が低下するとなる傾向がある。
【００６０】
また、本発明においては、更に導電率向上のために、少量の有機溶媒（Ｅ）を配合することも可能である。かかる有機溶媒（Ｅ）としては、例えば、カーボネート系溶媒（プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、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等）、アミド系溶媒（Ｎ−メチルホルムアミド、Ｎ−エチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ−メチルアセトアミド、Ｎ−エチルアセトアミド、Ｎ−メチルピロジリノン等）、ラクトン系溶媒（γ−ブチルラクトン、γ−バレロラクトン、δ−バレロラクトン、３−メチル−１，３−オキサゾリジン−２−オン等）、アルコール系溶媒（エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン、メチルセロソルブ、１，２−ブタンジオール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、ジグリセリン、ポリオキシアルキレングリコールシクロヘキサンジオール、キシレングリコール等）、エーテル溶媒（メチラール、１，２−ジメトキシエタン、１，２−ジエトキシエタン、１−エトキシ−２−メトキシエタン、アルコキシポリアルキレンエーテル等）、ニトリル溶媒（ベンゾニトリル、アセトニトリル、３−メトキシプロピオニトリル等）、燐酸類及び燐酸エステル溶媒（正燐酸、メタ燐酸、ピロ燐酸、ポリ燐酸、亜燐酸、トリメチルホスフェート等）、２−イミダゾリジノン類（１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン等）、ピロリドン類、スルホラン溶媒（スルホラン、テトラメチレンスルホラン等）、フラン溶媒（テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン、２，５−ジメトキシテトラヒドロフラン等）、ジオキソラン、ジオキサン等が挙げられ、これらの単独あるいは２種以上の混合溶媒が使用できる。これらの中でもカーボネート系溶媒、エーテル系溶媒、フラン系溶媒が導電率の点で好ましく、特にカーボネート系溶媒が電池の充放電特性の点でより好ましく用いられる。
【００６１】
有機溶媒（Ｅ）を使用する場合の含有量は、電解質全体を１００体積％とした場合に、３０体積％以下が好ましく、特には５〜２０体積％が好ましい。含有量が多すぎると難燃性が低下する傾向になる。
【００６２】
本発明の電解質は、上記のイオン液体（Ａ）及び電解質塩（Ｂ）、必要に応じて、その他のイオン液体（Ａ′）、電極保護膜形成剤（Ｃ）、無機微粒子（Ｄ）、更に有機溶媒（Ｅ）を均一溶液となるように混合して製造される。混合は、ドライルームやドライボックス内で行うことが好ましい。
かくして本発明のイオン液体（Ａ）及び電解質塩（Ｂ）を含む電解質が得られる。
【００６３】
次に、本発明の電解質を用いて得られるリチウム二次電池について説明する。
本発明では、上記で得られる本発明の電解質をセパレータに含浸せしめた後、正極と負極との間に狭持してリチウム二次電池を製造することが好ましい。
【００６４】
かかる正極については、複合正極であることが好ましい。複合正極とは、正極活物質に、ケッチェンブラック、アセチレンブラック等の導電助剤、ポリフッ化ビニリデンなどの結着剤、及び、必要に応じてイオン導電性ポリマーを混合した組成物を、アルミニウム箔などの導電性金属板に塗布したものである。
【００６５】
正極活物質としては、例えば、無機系活物質、有機系活物質、これらの複合体が例示できるが、無機系活物質あるいは無機系活物質と有機系活物質の複合体が、電池のエネルギー密度が大きくなる点から好ましい。
【００６６】
無機系活物質として、３Ｖ系では例えば、Ｌｉ0.3ＭｎＯ2、Ｌｉ4Ｍｎ5Ｏ12、Ｖ2Ｏ5等、４Ｖ系では例えば、ＬｉＣｏＯ2、ＬｉＭｎ2Ｏ4、ＬｉＮｉＯ2等の金属酸化物、ＴｉＳ2、ＭｏＳ2、ＦｅＳ等の金属硫化物、これらの化合物とリチウムの複合酸化物が挙げられる。
【００６７】
有機系活物質としては、例えば、ポリアセチレン、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリパラフェニレン等の導電性高分子、有機ジスルフィド化合物、カーボンジスルフィド、活性硫黄等が用いられる。
【００６８】
負極については、例えば、集電体に負極活物質を直接塗布した金属系負極、合金系の集電体にポリフッ化ビニリデンなどの結着材で導電性高分子、炭素体、酸化物などの活物質を塗布した負極が挙げられる。
【００６９】
負極活物質としては、例えば、リチウム金属やシリコン金属、アルミニウム、鉛、スズ、シリコン、マグネシウム等の金属とリチウムとの合金、ＳｎＯ2、ＴｉＯ2などの金属酸化物、ポリピリジン、ポリアセチレン、ポリチオフェン、あるいはこれらの誘導体よりなるカチオンドープ可能な導電性高分子、リチウムを吸蔵可能な炭素体などが挙げられるが、中でも特に、本発明のイオン液体（Ａ）を用いる場合は、エネルギー密度が高いリチウム金属やシリコン金属が好ましい。
【００７０】
本発明においては、かかるリチウム金属を用いる場合では、リチウム金属の厚みとしては１０〜５００μｍが好ましい。リチウム金属としてはリチウム箔を使用することが経済的で好ましい。
【００７１】
セパレータとしては、リチウムイオンのイオン移動に対して低抵抗であるものが用いられ、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエステル、ポリテトラフルオロエチレン、ポリビニルアルコール、エチレン−酢酸ビニル系共重合体ケン化物より選ばれる１種以上の材質からなる微多孔膜、有機若しくは無機の不織布又は織布が挙げられる。これらの中では、短絡防止や経済性の点で、ポリプロピレンやポリエチレンよりなる微多孔膜とガラス不織布が好ましい。
【００７２】
本発明のリチウム二次電池の形態としては、特に限定するものではないが、コイン、シート、円筒等、種々の形態の電池セルが挙げられる。
【実施例】
【００７３】
以下、実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り以下の実施例に限定されるものではない。
尚、例中「部」、「％」とあるのは、断りのない限り重量基準を意味する。
各特性の測定条件は以下の通りである。
【００７４】
（表面張力）
協和界面科学社製「固液界面解析装置「ＤｒｏｐＭａｓｔｅｒ５００」を用いて、１８ゲージで針先角度９０°の注射針（テフロンコート）の針先端に、形成できる最大液滴の７０〜８０％の体積を有する液滴を針先端に形成し、形状解析により表面張力を算出した。測定雰囲気は２３℃、６５％ＲＨである。
【００７５】
（接触角）
協和界面科学社製「自動動的接触角計ＤＣＡ−ＶＺ１５０型」を用い、２１ゲージで針先角度９０°の注射針より作成される液滴をセパレータと接触、落液させ測定し、θ／２法で算出した。測定雰囲気は２３℃、６５％ＲＨである。
【００７６】
（粘度）
ＴＡインスツルメンツ製、「ＡＲ−１０００型回転レオメーター」を用い、測定ジオメトリー（直径４０ｍｍ、２°のコーンープレート）で２５℃、印加応力２０Ｐａで測定した。
【００７７】
（融点）
ＴＡインスツルメンツ製、「Ｄ２９２０型ＤＳＣ」を用い、液体専用パンに封入後、窒素雰囲気下、−１５０℃より３００℃まで１０℃／分で昇温して測定した。
【００７８】
（沸点）
２５℃より３００℃まで１０℃／分で昇温して測定した。
【００７９】
（導電率）
測定用セルとして東亜ＤＫＫ社製、「ＣＧ−５１１Ｂ型セル」を用い、電解質に５時間浸漬後、電気化学測定システム「ソーラートロン１２８０Ｚ」（英国ソーラートロン社製）を用い、交流インピーダンス法で測定した。交流振幅は５ｍＶ、周波数範囲は２０ｋ〜０．１Ｈｚで測定した。
【００８０】
（セパレータへの含浸性）
協和界面科学社製「自動動的接触角計ＤＣＡ−ＶＺ１５０型」を用い、２１ゲージで針先角度９０°の注射針より作成される液滴をセパレータと接触、落液させ、液が白色セパレータに浸透して透明に変化するか否かを確認した。雰囲気は２３℃、６５％ＲＨである。５分以内で透明に変化したものを含浸性良好とし（○）、透明にならなかったものを含浸性不良（×）とした。
【００８１】
実施例１
〔イオン液体（Ａ−１）の製造〕
５００ｍＬのエレンマイヤーフラスコに水酸化カリウム９．５ｇを入れ、メタノール２５０ｍＬを加えて溶かし、更に、１，１，１，５，５，６，６，６−オクタフルオロ−２，４−ヘキサンジオン４４．６ｇを加えた。その溶液に１−エチル−３−メチルイミダゾリウム・ブロマイド３２．５ｇを加えて１０分間攪拌し、１Ｍの硝酸銀水溶液を１７０ｍＬ加えてＡｇＢｒを沈殿させた後、ろ過し、ろ液を濃縮した。濃縮液にクロロホルムを加えて抽出し、再度濃縮することでイオン液体（Ａ−１）２６．９ｇを得た。
【００８２】
イオン液体（Ａ−１）の1Ｈ−ＮＭＲチャートは図１に示される通りであり、目的とする１−エチル−３−メチルイミダゾリウム・１，１，１，５，５，６，６，６−オクタフルオロ−２，４−ヘキサンジオナートであることを確認した。なお、ＮＭＲは  Ｖａｒｉａｎ社製、「Ｕｎｉｔｙ−３００」を用い、重クロロホルムを溶媒として測定した。また、チャートの帰属について主なものを以下に示す。
【００８３】
１０．５ｐｐｍ［ｓ，１Ｈ］
７．２ｐｐｍ［ｄ，Ｈｚ= ６．６Ｈｚ，２Ｈ］
５．７ｐｐｍ［ｓ，１Ｈ］
４．３ｐｐｍ［ｑ，Ｈｚ＝７．５Ｈｚ，２Ｈ］
４．０ｐｐｍ［ｓ，３Ｈ］
１．５ｐｐｍ［ｔ，Ｈｚ＝７．５Ｈｚ，３Ｈ］
【００８４】
得られたイオン液体（Ａ−１）の表面張力は、３０ｍＮ／ｍであり、セパレータとの接触角は４６゜と低かった。また、融点は１７℃であり、２５℃における粘度は３８ｍＰａ・ｓであり、室温付近で低粘度な液体であった。また、２５℃における導電率は、４ｍＳ／ｃｍであった。更に、４００℃まで加熱しても沸点は観測されず、安全性に優れることが確認された。
【００８５】
〔電解質の調製〕
さらに、イオン液体（Ａ−１）８ｇに、電解質塩（Ｂ）としてＬｉＮ（ＳＯ2ＣＦ3）2２ｇを混合溶解して、電解質［Ｉ］を得た。電解質［Ｉ］をセパレータ（セルガード社製＃２４００、厚さ２５μｍ）に含浸させたところ良好な浸透性を示した。得られた電解質［Ｉ］の２５℃における導電率は、２．２ｍＳ／ｃｍであった。
【００８６】
比較例１
イオン液体（Ａ−１）を、１−エチル−３−メチルイミダゾリウム・ＢＦ4（ＥＭＩ・ＢＦ4）に変更した以外は実施例１と同様にして、諸特性を測定した。表面張力、接触角、融点、２５℃における粘度、沸点は、表１に示されるとおりであり、粘度は低いものの、表面張力が大きく、セパレータへの接触角が大きいため、このイオン液体を用いた電解質はセパレータに含浸しなかった。
【００８７】
比較例２
イオン液体（Ａ−１）を、有機溶剤系電解液として使用されているエチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）に変更した以外は実施例１と同様にして、諸特性を測定した。表面張力、接触角、融点、２５℃における粘度、沸点は、表１に示されるとおりであり、沸点が１０７℃であるため電池として使用した時に危険であることが確認された。
【００８８】
【表１】
2010235583.tif 000004
【００８９】
【表２】
2010235583.tif 000005
【００９０】
上記の評価結果から明らかなように、比較例１のイオン液体を用いた電解質では、セパレータへの含浸ができず、比較例２の有機溶剤では沸点が低いため危険であるのに対して、実施例１のイオン液体を用いた電解質は、セパレータへの含浸性が良好であり、かつ安全であるため、リチウム二次電池の電解質として非常に有効であることが分かる。更に、実施例１の電解質では、セパレータへの含浸性が良好であることより、リチウム二次電池とした場合の充放電特性も良好なものとなると推察される。
【産業上の利用可能性】
【００９１】
本発明のイオン液体は、電解質の材料として有用であり、かかるイオン液体を用いてなる電解質は、導電率やセパレータへの含浸性に優れ、かつ安全性に優れる電解質であり、リチウム二次電池用の電解質として非常に有用である。
【図１】
2010235583.tif 000009