(57)【要約】      （修正有）【課題】  有機溶媒への溶解性高く、耐電圧、電気伝導性が高い電解質を提供する。  【解決手段】  式（１）で表される第４級アンモニウム塩、これを含む電解液及びその電解液を用いた電気化学デバイス。2006265132.tif 000021（式中、Ｒ１は、炭素数１から４の直鎖又は分岐のアルキル基を示し、Ｒ２からＲ４は、炭素数１から４の直鎖又は分岐のアルキル基を示す。Ｒ２、Ｒ３およびＲ４のいずれか２個の基が環を形成していても構わない。Ｘ−は、ＰＦ６−を示す。）【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
式（１）で表される第４級アンモニウム塩。
【化１】
2006265132.tif 000017
式中、Ｒ１は、炭素数１から４の直鎖又は分岐のアルキル基を示し、Ｒ２からＲ４は、炭素数１から４の直鎖又は分岐のアルキル基を示す。Ｒ２、Ｒ３およびＲ４のいずれか２個の基が環を形成していても構わない。Ｘ−は、ＰＦ６−を示す。）
【請求項２】
式（２）で表される第４級アンモニウム塩。
【化２】
2006265132.tif 000018
（式中、Ｘ−は上記と同じ。Ｍｅはメチル基を示す。）
【請求項３】
請求項１〜２のいずれか１項記載の第４級アンモニウム塩のうち少なくとも１種と、有機溶媒とを含んでなることを特徴とする組成物。
【請求項４】
有機溶媒が、鎖状炭酸エステルであることを特徴とする請求項３に記載の組成物。
【請求項５】
鎖状炭酸エステルが、エチルメチルカーボネート及びジメチルカーボネートから選ばれる１種以上の鎖状炭酸エステルであることを特徴とする請求項４に記載の組成物。
【請求項６】
鎖状炭酸エステルが、エチルメチルカーボネートであることを特徴とする請求項５に記載の組成物。
【請求項７】
式（３）で表される化合物からなる電解質。
【化３】
2006265132.tif 000019
（式中、Ｒ１は、炭素数１から４の直鎖又は分岐のアルキル基を示し、Ｒ２からＲ４は、炭素数１から４の直鎖又は分岐のアルキル基を示す。Ｒ２、Ｒ３およびＲ４のいずれか２個の基が環を形成していても構わない。Ｘ−は、ＰＦ６−を示す。）
【請求項８】
式（４）で表される化合物からなる電解質。
【化４】
2006265132.tif 000020
（式中、Ｘ−は上記と同じ。Ｍｅはメチル基を示す。）
【請求項９】
請求項７〜８のいずれか１項記載の電解質のうち少なくとも１種を含んでなることを特徴とする電解液。
【請求項１０】
請求項７〜８のいずれか１項記載の電解質のうち少なくとも１種と、有機溶媒とを含んでなることを特徴とする電解液。
【請求項１１】
有機溶媒が、鎖状炭酸エステルであることを特徴とする請求項１０に記載の電解液。
【請求項１２】
鎖状炭酸エステルが、エチルメチルカーボネート及びジメチルカーボネートから選ばれる１種以上の鎖状炭酸エステルであることを特徴とする請求項１１に記載の電解液。
【請求項１３】
鎖状炭酸エステルが、エチルメチルカーボネートであることを特徴とする請求項１２に記載の電解液。
【請求項１４】
請求項９〜１３のいずれか１項記載の電解液を用いたことを特徴とする電気化学デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第４級アンモニウム塩、電解質、電解液並びに電気化学デバイスに係る。詳しくは、有機溶媒に対する溶解性が高く、耐電圧、電気伝導性が高い電解質として使用できる機能性材料に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、バッテリーやキャパシタをはじめとする電気化学デバイスの出力密度、エネルギー密度向上の要求が高まっており、耐電圧性の観点から電解液は水系よりも有機系が多用されてきている。有機電解液としてはプロピレンカーボネートなどの有機溶媒にアルカリ金属塩や固体アンモニウム塩を溶解させた例が挙げられ、前者はリチウムイオン電池用の電解液として、後者は電気二重層キャパシタ用の電解液として使用されている。有機電解液は水系に比べて電気伝導性が劣っており、電気伝導性を向上するために有機溶媒や電解質に関する研究が数多くおこなわれてきた。
【０００３】
固体状電解質を溶媒に溶解させた非水電解液では、電解液の電気伝導性は電解質の濃度とともに変化する。濃度の上昇とともに電解液中のイオン濃度が増加することによって電気伝導度が増加するがやがて極大点に達する。電気伝導度が極大点に達し減少し始めるのは電解液中にイオンの数が増すにつれて、溶媒−イオン、イオン−イオン間の相互作用の増大によって電解質が解離しにくくなり、同時に電解液の粘度が増加するためと考えられている。電解質濃度がさらに増加するとそれ以上解離できなくなり、電解質濃度が飽和する。したがって電解質濃度を高めようとした場合には電解質が溶解しにくくなるといった問題があった。また高濃度の電解質を溶解させた電解液を低温環境下で使用すると塩の析出が生じ、電解液の電気伝導性が悪くなってしまうといった問題も生じる。電解質の解離度を高めるには通常高誘電率溶媒が好まれ、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、γ−ブチロラクトン等が使われてきた。また電解質にはテトラエチルアンモニウムテトラフルオロボレートやトリエチルメチルアンモニウムテトラフルオロボレート等が好適に用いられてきたが、これらの電解質は高誘電率溶媒には比較的溶解するものの、常温において２Ｍ程度が限界であり、それ以上の濃度、又は低温域では結晶の析出が生じるといった不具合があった。また低誘電率溶媒にはほとんど溶解せず、電解液としては使用できないレベルであった。
【０００４】
また高電圧を求める使用において、溶媒にプロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、γ−ブチロラクトン等を使用した場合、電解質を高耐電圧タイプに変換しても溶媒の分解電圧に支配されてしまい、従来のキャパシタの動作電圧は２.５Ｖ程度が上限であった。２.５Ｖを超える電圧で動作させると電解液（主に溶媒）の電気化学的分解が起こり性能の著しい劣化、ガス発生等の好ましくない現象が発生する。ハイブリッド自動車、電気自動車のような移動体のエネルギーストレージデバイスとしてのキャパシタの応用においてはエネルギー密度の向上が求められており、動作電圧の向上はエネルギー密度を向上させる有効な手段であるが、従来の電解液では耐電圧を向上することが不可能であり、より耐電圧の高い、電解質、溶媒が求められていた。キャパシタの静電エネルギーは、耐電圧の２乗に比例するので、少しの耐電圧の向上であっても切望されている。より耐電圧の高い溶媒としてエチルメチルカーボネート等の鎖状炭酸エステルが挙げられるが、誘電率の低いこれらの溶媒には従来のテトラエチルアンモニウムテトラフルオロボレートやトリエチルメチルアンモニウムテトラフルオロボレート等といった電解質は溶解度が低く、電解液としては使用できないレベルであった。
【０００５】
近年、融点を常温近傍にもつ塩、或いは融点が常温以下である塩（常温溶融塩）が見出されている。こうした塩は常温において固体であっても通常の電解質に比べて高濃度に有機溶媒に溶解することが知られている。また常温溶融塩は特定の有機溶媒とは任意の割合でまざり合う。それゆえ、従来の固体状電解質を有機溶媒に溶解しても達成できなかった高濃度の電解液が得られ、しかも高濃度でありながら低温環境下でも塩が析出するといった問題が生じにくい。さらに常温溶融塩は塩そのものが液体であるため、塩単体を電解液として使用することも可能である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
例えば、アルコキシアルキル基を導入した脂肪族アンモニウム塩は非水系有機溶媒への溶解性に優れ、低温時における塩の析出が起こりにくいことが記載されている（特許文献１参照）。しかし、該文献では、該常温溶融塩を耐電圧の低い溶媒であるプロピレンカーボネートについて評価している。
【特許文献１】ＷＯ  ０２／０７６９２４号公報
【０００７】
本発明の課題は、耐電圧の高い溶媒である鎖状炭酸エステルへの溶解性に優れ、低温での信頼性に優れ、耐電圧の高い電解液及び電気化学デバイスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は以下の発明に係る。
１．式（１）で表される第４級アンモニウム塩。
【０００９】
【化１】
2006265132.tif 000002
（式中、Ｒ１は、炭素数１から４の直鎖又は分岐のアルキル基を示し、Ｒ２からＲ４は、炭素数１から４の直鎖又は分岐のアルキル基を示す。Ｒ２、Ｒ３およびＲ４のいずれか２個の基が環を形成していても構わない。Ｘ−は、ＰＦ６−を示す。）
【００１０】
２．式（２）で表される第４級アンモニウム塩。
【００１１】
【化２】
2006265132.tif 000003
（式中、Ｘ−は上記と同じ。Ｍｅはメチル基を示す。）
３．式（１）及び式（２）で表される第４級アンモニウム塩の少なくとも１種と、有機溶媒とを含んでなることを特徴とする組成物。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の式（１）で表される第４級アンモニウム塩及びこれを含有する電解液は、耐電圧の高い溶媒である鎖状炭酸エステルへの溶解性に優れ、低温での信頼性に優れ、耐電圧が高く、電気化学デバイスの電解液として好適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明は、式（１）で表される第４級アンモニウム塩に係り、またこれを含む電解液に係る。
【００１４】
【化３】
2006265132.tif 000004
（式中、Ｒ１は、炭素数１から４の直鎖又は分岐のアルキル基を示し、Ｒ２からＲ４は、炭素数１から４の直鎖又は分岐のアルキル基を示す。Ｒ２、Ｒ３およびＲ４のいずれか２個の基が環を形成していても構わない。Ｘ−は、ＰＦ６−を示す。）
【００１５】
Ｒ１で示される炭素数１から４の直鎖又は分岐のアルキル基としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｉｓｏ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基を挙げることができる。好ましくは、炭素数１〜３の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基が良い。より好ましくは、メチル基又はエチル基が良い。
【００１６】
Ｒ２からＲ４で示される炭素数１から４の直鎖又は分岐のアルキル基としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｉｓｏ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基を挙げることができる。好ましくは、メチル基又はエチル基が良い。また、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４のいずれか２個の基が環を形成していても構わない。好ましくは、ピロリジン環が良い。
【００１７】
本発明の第４級アンモニウム塩としては、Ｎ−メトキシエチル−Ｎ−メチルピロリジニウムヘキサフルオロホスフェート、Ｎ−エチル−Ｎ−メトキシエチル−ピロリジニウムヘキサフルオロホスフェート、Ｎ−メトキシエチル−Ｎ−ｎ−プロピルピロリジニウムヘキサフルオロホスフェート、Ｎ−メトキシエチル−Ｎ−ｉｓｏ−プロピルピロリジニウムヘキサフルオロホスフェート、Ｎ−ｎ−ブチル−Ｎ−メトキシエチル−ピロリジニウムヘキサフルオロホスフェート、Ｎ−ｉｓｏ−ブチル−Ｎ−メトキシエチル−ピロリジニウムヘキサフルオロホスフェート、Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチル−Ｎ−メトキシエチル−ピロリジニウムヘキサフルオロホスフェート、
【００１８】
Ｎ−メトキシエチル−Ｎ,Ｎ,Ｎ−トリメチルアンモニウムヘキサフルオロホスフェート、Ｎ−エチル−Ｎ−メトキシエチル−Ｎ,Ｎ−ジメチルアンモニウムヘキサフルオロホスフェート、Ｎ,Ｎ−ジエチル−Ｎ−メトキシエチル−Ｎ−メチルアンモニウムヘキサフルオロホスフェート、Ｎ,Ｎ,Ｎ−トリエチル−Ｎ−メトキシエチル−アンモニウムヘキサフルオロホスフェート、Ｎ−メトキシエチル−Ｎ,Ｎ−ジメチル−Ｎ−ｎ−プロピルアンモニウムヘキサフルオロホスフェート、Ｎ−メトキシエチル−Ｎ,Ｎ−ジメチル−Ｎ−ｉｓｏ−プロピルアンモニウムヘキサフルオロホスフェート、Ｎ−エチル−Ｎ−メトキシエチル−Ｎ−メチル−Ｎ−ｎ−プロピルアンモニウムヘキサフルオロホスフェート、Ｎ−エチル−Ｎ−メトキシエチル−Ｎ−メチル−Ｎ−ｉｓｏ−プロピルアンモニウムヘキサフルオロホスフェート、
【００１９】
Ｎ−エトキシエチル−Ｎ−メチルピロリジニウムヘキサフルオロホスフェート、Ｎ−エトキシエチル−Ｎ−エチルピロリジニウムヘキサフルオロホスフェート、Ｎ−エトキシエチル−Ｎ−ｎ−プロピルピロリジニウムヘキサフルオロホスフェート、Ｎ−エトキシエチル−Ｎ−ｉｓｏ−プロピルピロリジニウムヘキサフルオロホスフェート、Ｎ−ｎ−ブチル−Ｎ−エトキシエチル−ピロリジニウムヘキサフルオロホスフェート、Ｎ−ｉｓｏ−ブチル−Ｎ−エトキシエチル−ピロリジニウムヘキサフルオロホスフェート、Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチル−Ｎ−エトキシエチル−ピロリジニウムヘキサフルオロホスフェート、
【００２０】
Ｎ−エトキシエチル−Ｎ,Ｎ,Ｎ−トリメチルアンモニウムヘキサフルオロホスフェート、Ｎ−エトキシエチル−Ｎ−エチル−Ｎ,Ｎ−ジメチルアンモニウムヘキサフルオロホスフェート、Ｎ−エトキシエチル−Ｎ,Ｎ―ジエチル−Ｎ−メチルアンモニウムヘキサフルオロホスフェート、Ｎ−エトキシエチル−Ｎ,Ｎ,Ｎ−トリエチルアンモニウムヘキサフルオロホスフェート、Ｎ−エトキシエチル−Ｎ,Ｎ−ジメチル−Ｎ−ｎ−プロピルアンモニウムヘキサフルオロホスフェート、Ｎ−エトキシエチル−Ｎ,Ｎ−ジメチル−Ｎ−ｉｓｏ−プロピルアンモニウムヘキサフルオロホスフェート、Ｎ−エトキシエチル−Ｎ−エチル−Ｎ−メチル−Ｎ−ｎ−プロピルアンモニウムヘキサフルオロホスフェート、Ｎ−エトキシエチル−Ｎ−エチル−Ｎ−メチル−Ｎ−ｉｓｏ−プロピルアンモニウムヘキサフルオロホスフェート、
【００２１】
Ｎ−メチル−Ｎ−ｎ−プロポキシエチル−ピロリジニウムヘキサフルオロホスフェート、Ｎ−エチル−Ｎ−ｎ−プロポキシエチル−ピロリジニウムヘキサフルオロホスフェート、Ｎ−ｎ−プロピル−Ｎ−ｎ−プロポキシエチル−ピロリジニウムヘキサフルオロホスフェート、Ｎ−ｉｓｏ−プロピル−Ｎ−ｎ−プロポキシエチル−ピロリジニウムヘキサフルオロホスフェート、Ｎ−ｎ−ブチル−Ｎ−ｎ−プロポキシエチル−ピロリジニウムヘキサフルオロホスフェート、Ｎ−ｉｓｏ−ブチル−Ｎ−ｎ−プロポキシエチル−ピロリジニウムヘキサフルオロホスフェート、Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチル−Ｎ−ｎ−プロポキシエチル−ピロリジニウムヘキサフルオロホスフェート、
【００２２】
Ｎ−ｎ−プロポキシエチル−Ｎ−エチル−Ｎ，Ｎ−ジメチルアンモニウムヘキサフルオロホスフェート、Ｎ−ｎ−プロポキシエチル−Ｎ，Ｎ―ジエチル−Ｎ−メチルアンモニウムヘキサフルオロホスフェート、Ｎ−ｎ−プロポキシエチル−Ｎ，Ｎ−ジメチル−Ｎ−ｎ−プロピルアンモニウムヘキサフルオロホスフェート、Ｎ−ｎ−プロポキシエチル−Ｎ，Ｎ−ジメチル−Ｎ−ｉｓｏ−プロピルアンモニウムヘキサフルオロホスフェート、Ｎ−ｎ−プロポキシエチル−Ｎ−エチル−Ｎ−メチル−Ｎ−ｎ−プロピルアンモニウムヘキサフルオロホスフェート、Ｎ−ｎ−プロポキシエチル−Ｎ−エチル−Ｎ−メチル−Ｎ−ｉｓｏ−プロピルアンモニウムヘキサフルオロホスフェート、
【００２３】
Ｎ−メチル−Ｎ−ｉｓｏ−プロポキシエチル−ピロリジニウムヘキサフルオロホスフェート、Ｎ−エチル−Ｎ−ｉｓｏ−プロポキシエチル−ピロリジニウムヘキサフルオロホスフェート、Ｎ−ｎ−プロピル−Ｎ−ｉｓｏ−プロポキシエチル−ピロリジニウムヘキサフルオロホスフェート、Ｎ−ｉｓｏ−プロピル−Ｎ−ｉｓｏ−プロポキシエチル−ピロリジニウムヘキサフルオロホスフェート、Ｎ−ｎ−ブチル−Ｎ−ｉｓｏ−プロポキシエチル−ピロリジニウムヘキサフルオロホスフェート、Ｎ−ｉｓｏ−ブチル−Ｎ−ｉｓｏ−プロポキシエチル−ピロリジニウムヘキサフルオロホスフェート、Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチル−Ｎ−ｉｓｏ−プロポキシエチル−ピロリジニウムヘキサフルオロホスフェート、
【００２４】
Ｎ−ｉｓｏ−プロポキシエチル−Ｎ−エチル−Ｎ，Ｎ−ジメチルアンモニウムヘキサフルオロホスフェート、Ｎ−ｉｓｏ−プロポキシエチル−Ｎ，Ｎ―ジエチル−Ｎ−メチルアンモニウムヘキサフルオロホスフェート、Ｎ−ｉｓｏ−プロポキシエチル−Ｎ，Ｎ−ジメチル−Ｎ−ｎ−プロピルアンモニウムヘキサフルオロホスフェート、Ｎ−ｉｓｏ−プロポキシエチル−Ｎ，Ｎ−ジメチル−Ｎ−ｉｓｏ−プロピルアンモニウムヘキサフルオロホスフェート、Ｎ−ｉｓｏ−プロポキシエチル−Ｎ−エチル−Ｎ−メチル−Ｎ−ｎ−プロピルアンモニウムヘキサフルオロホスフェート、Ｎ−ｉｓｏ−プロポキシエチル−Ｎ−エチル−Ｎ−メチル−Ｎ−ｉｓｏ−プロピルアンモニウムヘキサフルオロホスフェートを挙げることができる。
【００２５】
好ましくは、Ｎ−メトキシエチル−Ｎ−メチルピロリジニウムヘキサフルオロホスフェート、Ｎ−エチル−Ｎ−メトキシエチル−ピロリジニウムヘキサフルオロホスフェート、Ｎ−エトキシエチル−Ｎ−メチルピロリジニウムヘキサフルオロホスフェート、Ｎ−エトキシエチル−Ｎ−エチルピロリジニウムヘキサフルオロホスフェートが良い。
【００２６】
好ましくは、Ｎ−エチル−Ｎ−メトキシエチル−Ｎ,Ｎ−ジメチルアンモニウムヘキサフルオロホスフェート、Ｎ,Ｎ−ジエチル−Ｎ−メトキシエチル−Ｎ−メチルアンモニウムヘキサフルオロホスフェート、Ｎ−エトキシエチル−Ｎ,Ｎ,Ｎ−トリエチルアンモニウムヘキサフルオロホスフェート、Ｎ−エトキシエチル−Ｎ−エチル−Ｎ,Ｎ−ジメチルアンモニウムヘキサフルオロホスフェート、Ｎ−エトキシエチル−Ｎ,Ｎ―ジエチル−Ｎ−メチルアンモニウムヘキサフルオロホスフェートが良い。
【００２７】
より好ましくは、Ｎ−メトキシエチル−Ｎ−メチルピロリジニウムヘキサフルオロホスフェート、Ｎ−エトキシエチル−Ｎ−メチルピロリジニウムヘキサフルオロホスフェートが良い。
【００２８】
より好ましくは、Ｎ−エチル−Ｎ−メトキシエチル−Ｎ,Ｎ−ジメチルアンモニウムヘキサフルオロホスフェート、Ｎ,Ｎ−ジエチル−Ｎ−メトキシエチル−Ｎ−メチルアンモニウムヘキサフルオロホスフェート、Ｎ−エトキシエチル−Ｎ−エチル−Ｎ,Ｎ−ジメチルアンモニウムヘキサフルオロホスフェート、Ｎ−エトキシエチル−Ｎ,Ｎ―ジエチル−Ｎ−メチルアンモニウムヘキサフルオロホスフェートが良い。
【００２９】
本発明の第４級アンモニウム塩は、種々の方法で製造される。その代表的な方法を下記反応式−１、反応式−２及び反応式−３を用いて説明する。反応式−２は、Ｒ２及びＲ３により５員環構造を形成した場合である。
【００３０】
【化４】
2006265132.tif 000005
【００３１】
式（５）で表される３級アミン（Ｒ２〜Ｒ４は上記と同じ）と式（６）で表される化合物（Ｒ１は上記と同じでＸ１はＣｌ、Ｂｒ、Ｉなどを示す）を反応させることにより、式（１ａ）で表される４級アンモニウム塩が製造され、次に式（１ａ）で表される第４級アンモニウム塩と式（７）で表される化合物との塩交換反応により、式（１）で表される第４級アンモニウム塩が製造できる。
式（７）において、Ｍは、Ｈ又はＮａ、Ｋ、Ｌｉ等のアルカリ金属原子、Ｃａ、Ｍｇ、Ｂａ等のアルカリ土類金属原子、Ａｇ等の金属原子を含む。
【００３２】
出発原料として用いられる式（５）で表される第３級アミン及び式（６）で表される化合物は、いずれも公知物質である。
式（５）で表される第３級アミンとしては、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリ−ｎ−プロピルアミン、エチルジメチルアミン、ジエチルメチルアミン、エチルメチル−ｎ−プロピルアミン、エチルメチル−ｉｓｏ−プロピルアミン、ジメチル−ｎ−プロピルアミン、ジエチル−ｎ−プロピルアミン、メチルジ−ｎ−ロピルアミン、エチルジ−ｎ−プロピルアミン、メチルジ−ｉｓｏ−プロピルアミン、エチルジ−ｉｓｏ−プロピルアミン、ジメチル−ｎ−ブチルアミン、ジメチル−ｉｓｏ−ブチルアミン、ジメチル−ｔｅｒｔ−ブチルアミン等を挙げることができる。
式（６）で表される化合物としては、２−クロロエチルメチルエーテル、２−ブロモエチルメチルエーテル、２−ヨードエチルメチルエーテル、２−クロロエチルエチルエーテル、２−ブロモエチルエチルエーテル、２−ヨードエチルエチルエーテル、２−クロロエチル−ｎ−プロピルエーテル、２−ブロモエチル−ｎ−プロピルエーテル、２−ヨードエチルエチル−ｎ−プロピルエーテル、２−クロロエチル−ｉｓｏ−プロピルエーテル、２−ブロモエチル−ｉｓｏ−プロピルエーテル、２−ヨードエチルエチル−ｉｓｏ−プロピルエーテル、２−ブロモエチル−ｎ−ブチルエーテル、２−ブロモエチル−ｉｓｏ−ブチルエーテル、２−ブロモエチル−ｔｅｒｔ−ブチルエーテル等を挙げることができる。
【００３３】
式（５）で表される第３級アミンと式（６）で表される化合物の反応は、適当な溶媒中で行われる。
用いられる溶媒としては、式（５）で表される第３級アミン及び式（６）で表される化合物を溶解し得、反応に悪影響を及ぼさない溶媒である限り、公知のものを広く使用できる。このような溶媒としては、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素；ジクロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素等のハロゲン化炭化水素；メタノール、エタノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノール、ｔｅｒｔ−ブタノール等の低級アルコール；アセトン、メチルエチルケトン等のケトン；ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル等のエーテル；ｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプタン等の脂肪族炭化水素；シクロヘキサン等の脂肪族炭化水素等を挙げることができる。
好ましくは、トルエン等の芳香族炭化水素、クロロホルム等のハロゲン化炭化水素、アセトン等のケトンが良い。斯かる溶媒は、１種単独で又は２種以上混合して使用できる。
これらの溶媒は、好ましくは、無水溶媒（水分１０００ｐｐｍ以下）が良い。
【００３４】
式（６）で表される化合物は、式（５）で表される第３級アミン１モルに対して、通常０.５〜５モル、好ましくは０.９〜１.２モル使用する。該反応は、通常０〜１５０℃において行われ、好ましくは室温〜１００℃にて行われる。一般に数時間〜１００時間程度反応させる。
【００３５】
上記反応で得られる式（１ａ）で表される第４級アンモニウム塩と式（７）で表される化合物との反応は、通常の塩交換反応により行われる。
原料として用いられる式（７）で表される化合物は、公知化合物である。例えば、ＨＰＦ６、ＬｉＰＦ６、ＮａＰＦ６、ＫＰＦ６、ＡｇＰＦ６等を挙げることができる。
【００３６】
この塩交換反応は、適当な溶媒中で行われる。使用される溶媒としては、式（１ａ）で表される第４級アンモニウム塩及び式（７）で表される化合物を溶解し得、反応に悪影響を及ぼさない溶媒である限り、公知のものを広く使用できる。
このような溶媒としては、例えば、水；ジクロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素等のハロゲン化炭化水素；メタノール、エタノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノール、ｔｅｒｔ−ブタノール等の低級アルコール；アセトン、メチルエチルケトン等のケトン；酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル：ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド等の非プロトン性極性溶媒を挙げることができる。
好ましくは、メタノール等の低級アルコール類；クロロホルム等のハロゲン化炭化水素：水が良い。これらの溶媒は、１種単独で又は２種以上混合して使用できる。
【００３７】
塩交換反応は、イオン交換樹脂を用いて行うこともできる。イオン交換樹脂としては、例えば、アニオン交換樹脂を挙げることができる。
塩交換反応は、該樹脂中のアニオンを予めＰＦ６アニオンへ交換しておき、式（１ａ）で表される第４級アンモニウム塩を溶解した溶液を該樹脂中に通すことで達成できる。ここで使用される溶媒は、式（１ａ）を溶解でき、且つ塩交換反応に悪影響を及ぼさない限り公知のものを広く使用できる。このような溶媒としては、例えば、水、アルコール類等を挙げることができる。
【００３８】
式（７）で表される化合物は、式（１ａ）で表される第４級アンモニウム塩１モルに対して、通常０.３〜５モル、好ましくは０.９〜１.２モル使用する。該反応は、通常速やかに進行するので、例えば、両者を溶媒に溶解した溶液を５℃〜１５０℃で１０分〜２４時間程度反応させる。
【００３９】
上記各反応で得られる目的物は、通常の分離手段、例えば、遠心分離、濃縮、洗浄、有機溶媒抽出、クロマトグラフィー、再結晶等の慣用の単離及び精製手段により、反応混合物から容易に単離、精製される。
またハロゲンの混入を嫌う用途の場合、一度ハロゲン塩を中和、塩交換した後、更に目的に応じた塩に変換することで、ハロゲンの混入を削減することもできる。
中和剤としては、各種アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、有機アルカリ金属塩、銀塩等を挙げることができる。具体的には、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸リチウム、炭酸カルシウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、水酸化カルシウム、過塩素酸ナトリウム、過塩素酸カリウム、過塩素酸リチウム、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、硫酸銀、硝酸銀、過塩素酸銀等を挙げることができる。
反応形式は、先の式（１）で表される第４級アンモニウム塩を合成する手法にて行うことができ、更に続く目的に応じた塩へ変換する手法も式（１）で表される第４級アンモニウム塩を合成する手法を適用できる。
【００４０】
式（１ａ）で表される第４級アンモニウム塩からＸがＰＦ６を示す式（１）で表される第４級アンモニウム塩を製造する場合の反応条件を具体的に示す。
式（１ａ）で表される第４級アンモニウム塩をジクロロメタンに溶解し、この溶液に所定量のソディウムヘキサフルオロホスフェート水溶液を添加し、５℃〜１５０℃で３０分程度反応させる。反応により生成する有機層を抽出し、水にて洗浄を繰り返す。抽出層を減圧濃縮し、乾燥することにより、目的化合物を単離することができる。
【００４１】
上記式（１）で表される第４級アンモニウム塩の含水分量は、１００ｐｐｍ以下であることが好ましい。より好ましくは５０ｐｐｍ以下、さらにより好ましくは３０ｐｐｍ以下であり、特に好ましいのは１０ｐｐｍ以下である。
【００４２】
【化５】
2006265132.tif 000006
【００４３】
式（８）で表されるメチルピロリジンと式（９）で表される化合物（Ｘ１はＣｌ、Ｂｒ、Ｉなどを示す）を反応させることにより、式（２ａ）で表される第４級アンモニウム塩が製造され、次に式（２ａ）で表される第４級アンモニウム塩と式（７）で表される化合物との塩交換反応により、式（２）で表される第４級アンモニウム塩が製造できる。
【００４４】
式（７）において、Ｍは、Ｈ又はＮａ、Ｋ、Ｌｉ等のアルカリ金属原子、Ｃａ、Ｍｇ、Ｂａ等のアルカリ土類金属原子、Ａｇ等の金属原子を含む。
【００４５】
出発原料として用いられる式（８）で表されるメチルピロリジン及び式（９）で表される化合物は、いずれも公知物質である。
式（９）で表される化合物としては、２−クロロエチルメチルエーテル、２−ブロモエチルメチルエーテル、２−ヨードエチルメチルエーテル等を挙げることができる。
【００４６】
式（８）で表されるメチルピロリジンと式（９）で表される化合物の反応は、適当な溶媒中で行われる。
用いられる溶媒としては、式（８）で表されるメチルピロリジン及び式（９）で表される化合物を溶解し得、反応に悪影響を及ぼさない溶媒である限り、公知のものを広く使用できる。このような溶媒としては、上記反応式−１で用いたと同様の溶媒を挙げることができる。
【００４７】
式（９）で表される化合物は、式（８）で表されるメチルピロリジン１モルに対して、通常０.５〜５モル、好ましくは０.９〜１.２モル使用する。該反応は、通常０〜１５０℃において行われ、好ましくは室温〜１００℃にて行われる。一般に数時間〜１００時間程度反応させる。
【００４８】
上記反応で得られる式（２ａ）で表される第４級アンモニウム塩と式（７）で表される化合物との反応は、通常の塩交換反応により行われる。
【００４９】
この塩交換反応は、適当な溶媒中で行われる。使用される溶媒としては、式（２ａ）で表される第４級アンモニウム塩及び式（７）で表される化合物を溶解し得、反応に悪影響を及ぼさない溶媒である限り、公知のものを広く使用できる。
このような溶媒としても上記反応式−１で用いたと同様の溶媒を挙げることができる。
【００５０】
式（７）で表される化合物は、式（２ａ）で表される第４級アンモニウム塩１モルに対して、通常０.３〜５モル、好ましくは０.９〜１.２モル使用する。該反応は、通常速やかに進行するので、例えば、両者を溶媒に溶解した溶液を５℃〜１５０℃で１０分〜２４時間程度反応させる。
【００５１】
上記各反応で得られる目的物は、通常の分離手段、例えば、遠心分離、濃縮、洗浄、有機溶媒抽出、クロマトグラフィー、再結晶等の慣用の単離及び精製手段により、反応混合物から容易に単離、精製される。
【００５２】
塩交換反応は、イオン交換樹脂を用いて行うこともできる。イオン交換樹脂としては、例えば、アニオン交換樹脂を挙げることができる。
塩交換反応は、該樹脂中のアニオンを予めＰＦ６アニオンへ交換しておき、式（２ａ）で表される第４級アンモニウム塩を溶解した溶液を該樹脂中に通すことで達成できる。ここで使用される溶媒は、式（２ａ）を溶解でき、且つ塩交換反応に悪影響を及ぼさない限り公知のものを広く使用できる。このような溶媒としては、例えば、水、アルコール類等を挙げることができる。
【００５３】
またハロゲンの混入を嫌う用途の場合、上記反応式−１の場合と同様にして一度ハロゲン塩を中和、塩交換した後、更に目的に応じた塩に変換することで、ハロゲンの混入を削減することもできる。
【００５４】
式（２ａ）で表される第４級アンモニウム塩からＸがＰＦ６を示す式（２）で表される第４級アンモニウム塩を製造する場合の反応条件を具体的に示す。
式（２ａ）で表される第４級アンモニウム塩をジクロロメタンに溶解し、この溶液に所定量のソディウムヘキサフルオロホスフェート水溶液を添加し、５℃〜１５０℃で３０分程度反応させる。反応により生成する有機層を抽出し、水にて洗浄を繰り返す。抽出層を減圧濃縮し、乾燥することにより、目的化合物を単離することができる。
【００５５】
【化６】
2006265132.tif 000007
【００５６】
式（１０）で表されるアルコキシアミン（Ｒ１〜Ｒ３は上記と同じ）と式（１１）で表される化合物（Ｒ４及びＸ１は上記と同じ）を反応させることにより、式（１ａ）で表される第４級アンモニウム塩が製造され、次に式（１ａ）で表される第４級アンモニウム塩と式（７）で表される化合物（Ｍ及びＸは上記と同じ）を塩交換反応により、式（１）で表される第４級アンモニウム塩が製造できる。本手法はＷＯ０２／０７６９２４に記載されている。
【００５７】
本発明の式（１）で表される第４級アンモニウム塩の中で、常温で液状を示す常温溶融塩は、該塩そのものを電解液として好適に使用し得る。この場合、１種を単独で用いてもよく、また２種以上を混合して用いてもよい。
【００５８】
また、本発明の式（１）で表される第４級アンモニウム塩は、適当な有機溶媒に混合することにより電解液として好適に使用され得る。この場合、１種を単独で用いてもよく、また２種以上を混合して用いてもよい。
有機溶媒としては、環状炭酸エステル、鎖状炭酸エステル、リン酸エステル、環状エーテル、鎖状エーテル、ラクトン化合物、鎖状エステル、ニトリル化合物、アミド化合物、スルホン化合物等を挙げることができる。これらの有機溶媒は、１種を単独で用いてもよく、また２種以上を混合して用いてもよい。
【００５９】
具体的には、例えば、以下の化合物が挙げられるがこれらに限定されるものではない。
環状炭酸エステルとしては、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネートなどが挙げられ、好ましくは、プロピレンカーボネートが良い。
鎖状炭酸エステルとしては、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、メチル−ｎ−プロピルカーボネート、メチル−ｉｓｏ−プロピルカーボネート、ｎ−ブチルメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチル−ｎ−プロピルカーボネート、エチル−ｉｓｏ−プロピルカーボネート、ｎ−ブチルエチルカーボネート、ジ−ｎ−プロピルカーボネート、ジ−ｉｓｏ−プロピルカーボネート、ジ−ｎ−ブチルカーボネート等が挙げられ、好ましくは、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネートが良い。
【００６０】
リン酸エステルとしては、リン酸トリメチル、リン酸トリエチル、リン酸エチルジメチル、リン酸ジエチルメチルなどが挙げられる。
環状エーテルとしては、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフランなどが挙げられる。
鎖状エーテルとしては、ジメトキシエタンなどが挙げられる。
ラクトン化合物としては、γ−ブチロラクトンなどが挙げられる。
鎖状エステルとしては、メチルプロピオネート、メチルアセテート、エチルアセテート、メチルホルメートなどが挙げられる。
ニトリル化合物としては、アセトニトリルなどが挙げられる。
アミド化合物としては、ジメチルホルムアミドなどが挙げられる。
スルホラン化合物としては、スルホラン、メチルスルホランなどが挙げられる。
好ましくは、環状炭酸エステル、鎖状炭酸エステル、ニトリル化合物、スルホン化合物が良い。
【００６１】
これらの溶媒は１種でも２種以上を混合してもよい。
混合有機溶媒としては、例えば、環状炭酸エステルと鎖状炭酸エステル、鎖状炭酸エステル同士、スルホラン化合物同士を挙げることができる。
環状炭酸エステルと鎖状炭酸エステルとしては、例えば、エチレンカーボネートとジメチルカーボネート、エチレンカーボネートとエチルメチルカーボネート、エチレンカーボネートとジエチルカーボネート、プロピレンカーボネートとジメチルカーボネート、プロピレンカーボネートとエチルメチルカーボネート、プロピレンカーボネートとジエチルカーボネート等を挙げることができる。
鎖状炭酸エステル同士としては、例えば、ジメチルカーボネートとエチルメチルカーボネート等を挙げることができる。
スルホラン化合物同士としては、例えば、スルホランとメチルスルホラン等を挙げることができる。
好ましくは、エチレンカーボネートとエチルメチルカーボネート、プロピレンカーボネートとエチルメチルカーボネート、ジメチルカーボネートとエチルメチルカーボネート等を挙げることができる。
【００６２】
本発明の式（１）で表される第４級アンモニウム塩からなる電解質を上記有機溶媒と混合して使用する場合、電解質濃度は、０.１Ｍ以上、より好ましくは０.５Ｍ以上、さらに好ましくは１Ｍ以上とするのが良い。上限は、塩の析出や溶液の分離を生じない限り特に限定されない。
【００６３】
本発明の式（１）で表される第４級アンモニウム塩や該塩を上記有機溶媒に溶解した溶液は、電気化学デバイス用電解液として使用することができる。
電気化学デバイスとしては、例えば、電気二重層キャパシタ、二次電池等を挙げることができる。本発明の電解質又は電解液は、公知の電気二重層キャパシタ及び二次電池に使用されている電解質又は電解液と同じように使用できる。
【００６４】
本発明の式（１）で表される第４級アンモニウム塩からなる電解質を上記有機溶媒と混合し、電気化学デバイス用電解液として使用する場合、電解質濃度は、０.１Ｍ以上、より好ましくは０.５Ｍ以上、さらに好ましくは１Ｍ以上とするのが良い。電解質濃度が０.１Ｍに満たない場合には、電気伝導性が低くなり、電気化学デバイスの性能を低下させてしまう虞がある。電解質濃度の上限は、常温で液体の第４級アンモニウム塩については、有機溶媒と分離する濃度であるが、液体の第４級アンモニウム塩１００％で使用することもできる。また、常温で固体の第４級アンモニウム塩については、該塩が有機溶媒に飽和する濃度が上限である。
【００６５】
本発明の式（１）で表される第４級アンモニウム塩を用いた電気二重層キャパシタ用電解液の調製方法を以下に説明する。
本発明の式（１）で表される第４級アンモニウム塩が液体の場合には、それ自身を電解液として使用でき、また、該塩を適当な有機溶媒と混合して使用することができる。電気二重層キャパシタ用電解液を調製するに当っては、水分が電気二重層キャパシタの性能に悪影響を与える為、大気が混入しない環境、例えば、アルゴンガス、窒素ガス等の不活性雰囲気のグローブボックス内において調製することが好ましい。作業環境の水分を露点計で管理することができる。露点が−６０℃以下になるように、作業環境を設定するのが好ましい。露点が−６０℃を超えた場合、作業時間が長くなると、電解液が雰囲気中の水分を吸収する為、電解液中の水分が上昇するので好ましくない。電解液中の水分は、カールフィッシャー水分計で測定することができる。
【００６６】
有機溶媒としては、上述した種々の溶媒を使用することができるが、溶媒の種類によって誘電率、粘性、融点等の物性が異なるため、使用する有機溶媒の種類と本発明の式（１）で表される第４級アンモニウム塩の種類に応じて、これらの混合組成を決定するのが好ましい。
【００６７】
例えば、Ｎ−メトキシエチル−Ｎ−メチルピロリジニウムヘキサフルオロホスフェートとジメチルカーボネートからなる電解液の場合、Ｎ−メトキシエチル−Ｎ−メチルピロリジニウムヘキサフルオロホスフェートの組成は１５〜９０重量％が好ましく、より好ましくは４０〜９０重量％である。
Ｎ−メトキシエチル−Ｎ−メチルピロリジニウムヘキサフルオロホスフェートとエチルメチルカーボネートからなる電解液の場合、Ｎ−メトキシエチル−Ｎ−メチルピロリジニウムヘキサフルオロホスフェートの組成は４０〜７０重量％である。
【００６８】
Ｎ,Ｎ−ジエチル−Ｎ−メトキシエチル−Ｎ−メチルアンモニウムヘキサフルオロホスフェートとジメチルカーボネートからなる電解液の場合、Ｎ,Ｎ−ジエチル−Ｎ−メトキシエチル−Ｎ−メチルアンモニウムヘキサフルオロホスフェートの組成は１０〜８５重量％が好ましく、より好ましくは４０〜８５重量％であるである。
Ｎ,Ｎ−ジエチル−Ｎ−メトキシエチル−Ｎ−メチルアンモニウムヘキサフルオロホスフェートとエチルメチルカーボネートからなる電解液の場合、Ｎ,Ｎ−ジエチル−Ｎ−メトキシエチル−Ｎ−メチルアンモニウムヘキサフルオロホスフェートの組成は４０〜９０重量％が好ましく、より好ましくは４０〜８０重量％である。
【００６９】
本発明の式（１）で表される第４級アンモニウム塩は、二次電池用電解液、特にリチウム二次電池用電解液に使用することもできる。電気二重層キャパシタ用電解液の調製時と同様に、水分がリチウム二次電池特性に悪影響を与えるため、調製作業をおこなう作業環境としては、露点が管理されたグローブボックス内が好ましい。
本発明の式（１）で表される第４級アンモニウム塩は、それ自体が液体の場合は、第４級アンモニウム塩にリチウム塩を溶解させることにより電解液が得られる。また、本発明の式（１）で表される第４級アンモニウム塩を適当な有機溶媒と混合し、この混合物にリチウム塩を溶解させることにより電解液が得られる。
リチウム塩は、六フッ化リン酸リチウム、硼フッ化リチウム、過塩素酸リチウム、トリフロロメタンスルホン酸リチウム、スルホニルイミドリチウム、スルホニルメチドリチウムなど、種々のリチウム塩を使用できる。リチウム塩の析出が生じない限り、その種類は特に限定されない。
【００７０】
リチウム塩濃度は、通常０.１〜２.０モル、好ましくは０.１５〜１.５モル、さらに好ましくは０.２〜１.２モル、特に好ましくは０.３〜１.０である。リチウム塩濃度が０.１モルに満たない場合は、充放電レートが大きい場合に電極近傍においてリチウムイオンの枯渇が生じ、充放電特性が低下する虞がある。また、リチウムイオン濃度が２.０モルを超えると電解液の粘度が高くなり、電気伝導性が低くなってしまう虞がある。
【００７１】
本発明においては、リチウム塩を形成するアニオンに、ＢＦ４−が含まれていることが好ましい。理由は定かではないが、テトラフルオロボレートを含む場合には正極集電体として使用されるアルミニウムの表面に不働態皮膜が形成され、アルミニウムの溶出を抑制できるためではないかと考えられる。ＢＦ４−の含有量イオン数は、電解液中の全アニオン数の０.５％以上になるように調製するのが好ましく、０.８％以上になるように調製するのがより好ましい。上限濃度は、ＢＦ４−の含有イオン数が電解液中の全アニオン数の１００％である。
【００７２】
また、第４級アンモニウム塩は、適当な有機溶媒に混合することにより電解液として好適に使用され得る。この場合、１種を単独で用いてもよく、また２種以上を混合して用いてもよい。
有機溶媒としては、前記と同様の環状炭酸エステル、鎖状炭酸エステル、リン酸エステル、環状エーテル、鎖状エーテル、ラクトン化合物、鎖状エステル、ニトリル化合物、アミド化合物、スルホン化合物等を挙げることができる。これらの有機溶媒は、１種を単独で用いてもよく、また２種以上を混合して用いてもよい。
【００７３】
また、電解液は、有機溶媒である鎖状炭酸エステルに混合することにより特に好適に使用され得る。この場合、１種を単独で用いてもよく、また２種以上を混合して用いてもよい。
鎖状炭酸エステルとしては、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、メチル−ｎ−プロピルカーボネート、メチル−ｉｓｏ−プロピルカーボネート、ｎ−ブチルメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチル−ｎ−プロピルカーボネート、エチル−ｉｓｏ−プロピルカーボネート、ｎ−ブチルエチルカーボネート、ジ−ｎ−プロピルカーボネート、ジ−ｉｓｏ−プロピルカーボネート、ジ−ｎ−ブチルカーボネート等が挙げられ、好ましくは、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネートが良い。
これらの溶媒は１種でも２種以上を混合してもよい。
混合有機溶媒としては、例えば、ジメチルカーボネートとエチルメチルカーボネート等を挙げることができる。
【００７４】
本発明で使用される電解液は、特定の有機添加剤を含有するのが好ましい。
特定の有機添加剤としては、例えば、エチレンカーボネート、ビニレンカーボネート、ブチレンカーボネート、エチレントリチオカーボネート、ビニレントリチオカーボネート、エチレンサルファイト等を挙げることができる。これらの中で、エチレンカーボネート、ビニレンカーボネートが好ましい。これらの有機添加剤は、１種単独で又は２種以上混合して使用される。
【００７５】
上記特定の有機添加剤を含むことにより、リチウム二次電池負極表面にＳＥＩ（Solid Electrolyte Interface）として知られるリチウムイオン選択的透過膜が形成され、第４級アンモニウム塩を形成するアンモニウムカチオンの分解及び負極材料への挿入を抑制でき、その結果、リチウム二次電池に安定した充放電特性を与えることができる。
上記特定の有機添加剤は、希釈剤としての機能も併せ持つ物質が含まれている。
【００７６】
これら特定の有機添加剤の含有量は、全電解液重量に対する該有機添加剤の割合が、好ましくは１〜４０重量％、より好ましくは１〜３０重量％、更に好ましくは１〜２０重量％、最も好ましくは１〜１０重量％である。特定の有機添加剤の含有量が１重量％未満の場合、負極表面に十分な皮膜が形成されず、第４級アンモニウム塩を形成するアンモニウムカチオンの分解及び負極材料への侵入を抑制できなくなる虞がある。
【００７７】
上記で得られる本発明の電解液を用いて電気二重層キャパシタを好適に作製できる。この電気二重層キャパシタの一例としては、例えば、図１に示すようなものを挙げることができる。電気二重層キャパシタの形状は図１のようなコイン型に限定されるものではなく、缶体中に電極を積層して収納されてなる積層型、捲回して収納されてなる捲回型、又はアルミラミネート中にパッキングされてなるラミネート型と称されるものであってもよい。以下、一例としてコイン型電気二重層キャパシタの構造について説明する。
【００７８】
図１は、コイン型電気二重層キャパシタの断面を示す図面である。電極１、２がセパレータ３を介して対向配置され、容器体４、５に収納されている。電極は、活性炭等の炭素材料からなる分極性電極部分と集電体部分とからなる。容器体４、５は、電解液によって腐食されなければよく、例えば、ステンレス鋼、アルミ等からなる。容器体４、５は、絶縁性のガスケット６により電気的に絶縁されており、同時に金属製缶体内部を密封し、缶体外部からの水分や空気が浸入しないようになっている。電極１の集電体及び容器体４、並びに電極２の集電体と金属製のスペーサー７は、それぞれ金属製のスプリング８の存在により適度な圧力で接触しており、電気的接触を保っている。電気伝導性を高めるために、集電体をカーボンペースト等の導電性ペーストを用いて接着してもよい。
【００７９】
分極性電極材料は、比表面積が大きく、電気伝導性が高い材料であることが好ましく、また使用する印加電圧の範囲内で電解液に対して電気化学的に安定であることが必要である。このような材料としては、例えば、炭素材料、金属酸化物材料、導電性高分子材料等を挙げることができる。コストを考慮すると、分極性電極材料は、炭素材料であるのが好ましい。
炭素材料としては、活性炭材料が好ましく、具体的には、おがくず活性炭、やしがら活性炭、ピッチ・コークス系活性炭、フェノール樹脂系活性炭、ポリアクリロニトリル系活性炭、セルロース系活性炭等を挙げることができる。
金属酸化物系材料としては、例えば、酸化ルテニウム、酸化マンガン、酸化コバルト等を上げることができる。
導電性高分子材料としては、例えば、ポリアニリン、ポリピロール膜、ポリチオフェン膜、ポリ（３,４−エチレンジオキシチオフェン）膜等を挙げることができる。
【００８０】
電極は、上記分極性電極材料を結着剤と共に加圧成型するか、又は上記分極性電極材料を結着剤と共にピロリドン等の有機溶剤に混合し、ペースト状にしたものをアルミニウム箔等の集電体に塗工後、乾燥して得ることができる。
【００８１】
セパレータとしては、電子絶縁性が高く、電解液の濡れ性に優れイオン透過性が高いものが好ましく、また、印加電圧範囲内において電気化学的に安定である必要がある。セパレータの材質は、特に限定は無いが、レーヨンやマニラ麻等からなる抄紙；ポリオレフィン系多孔質フィルム；ポリエチレン不織布；ポリプロピレン不織布等が好適に用いられる。
【００８２】
上記で得られる本発明の電解液を用いてリチウム二次電池を好適に作成できる。本発明のリチウム二次電池の形態は、コイン型、円筒型、角型、ラミネート等を挙げることができる。本発明のリチウム二次電池の一例としては、例えば、図２に示すコイン型セルの形態を挙げることができる。以下、図２に基づいてリチウム二次電池を説明する。
【００８３】
正極缶１４と負極缶１５とで形成される内部空間に、正極缶１４側から正極１１、セパレータ１３、負極１２、スペーサー１７の順に積層された積層体が収納されている。負極缶１５とスペーサー１７との間にスプリング１８を介在させることによって、正極１１と負極１２を適度に圧着固定している。電解液は、正極１１、セパレーター１３及び負極１２の間に含浸されている。正極缶１４及び負極缶１５の間にガスケット１６を介在させた状態で、正極缶１４及び負極缶１５をかしめることによって両者を結合し、上記積層体を密閉状態にしている。
【００８４】
正極活物質として、例えば、ＬｉＣｏＯ２、ＬｉＮｉＯ２、ＬｉＮｉ１−ｘＣｏｘＯ２、ＬｉＮｉ１−ｙ−ｚＣｏｙＭｎｚＯ２、ＬｉＮｉ０.５Ｍｎ０.５Ｏ２、ＬｉＭｎＯ２、ＬｉＭｎ２Ｏ４、ＬｉＮｉ０.５Ｍｎ１.５Ｏ４等のリチウムと遷移金属との複合酸化物；ＴｉＯ２、Ｖ２Ｏ５等の酸化物；ＴｉＳ２、ＦｅＳ等の硫化物等を挙げることができる。電池容量・エネルギー密度の観点からリチウムと遷移金属との複合酸化物が好ましい。
上記において、１＞ｘ＞０、１＞ｙ＞０、１＞ｚ＞０、ｙ＋ｚ＜１である。
正極は、これらの正極活物質を、公知の導電助剤及び結着剤と共に加圧成型することにより、又は正極活物質を公知の導電助剤及び結着剤と共にピロリドン等の有機溶剤に混合し、ペースト状にしたものをアルミニウム箔等の集電体に塗工後、乾燥することにより得ることができる。
【００８５】
負極活物質には、リチウム金属、リチウム金属と他金属との合金、リチウムイオンが挿入脱離する材料が使用される。リチウム金属と他金属との合金としては、Ｌｉ−Ａｌ、Ｌｉ−Ｓｎ、Ｌｉ−Ｚｎ、Ｌｉ−Ｓｉ等を挙げることができる。リチウムイオンが挿入脱離する材料としては、樹脂及びピッチ等を焼成したカーボン材料、これらのカーボン材料にホウ素化合物を添加したカーボン材料、天然黒鉛等を挙げることができる。これらの負極材料は、１種単独で、又は２種以上を混合して使用される。
負極は、これらの負極活物質を、公知の導電助剤及び結着剤と共に加圧成型することにより、又は負極活物質を公知の導電助剤及び結着剤と共にピロリドン等の有機溶剤に混合し、ペースト状にしたものを銅箔等の集電体に塗工後、乾燥することにより得ることができる。
【００８６】
セパレータとしては、電解液が通過しやすく、絶縁体で、化学的に安定な材質である限り、特に限定はない。
【００８７】
本発明の式（１）で表される第４級アンモニウム塩及びこれを含有する電解液は、電気伝導性が高く、有機溶媒に対する溶解性が高く、電気化学デバイスの電解液として好適である。電気化学デバイスとしては、例えば、電気二重層キャパシタ、二次電池、色素増感型太陽電池、エレクトロクロミック素子、コンデンサ等が例示されるが、これらに限定されない。特に好適な電気化学デバイスは、電気二重層キャパシタ及び二次電池である。
【実施例】
【００８８】
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが何らこれらに限定されるものではない。
【００８９】
実施例１  Ｎ−メトキシエチル−Ｎ−メチルピロリジニウムヘキサフルオロホスフェートの合成
Ｎ−メチルピロリジン（試薬：東京化成製）３１.１０ｇを１２４.３０ｇのトルエンに溶解し、窒素置換した。２７℃でブロモエチルメチルエーテル（試薬：アルドリッチ製）６１.２２ｇを１時間かけて滴下した。徐々に昇温し、６０〜７０℃にて３７時間攪拌し、反応を終了した。室温まで冷却し、生じた固体を窒素中で濾別した。７０ｇのトルエンにて洗浄した後、減圧乾燥した（茶褐色固体  ７８.９９ｇ）。得られた固体は２００ｇのアセトンに懸濁し、室温にて攪拌洗浄、窒素中で濾別した（これを２回繰り返した）。減圧乾燥し、収量６２.６４ｇを得た。着色があった為、水１３１.８３ｇに溶解し、活性炭（カルボラフィン  武田薬品工業株式会社製）６.００ｇを加え１２時間９０〜９５℃にて攪拌処理した。室温まで、冷却し、活性炭を濾別した。減圧濃縮、減圧乾燥し、収量５８.３４ｇを得た。アセトン２００.４８ｇ、クロロホルム２７.２２ｇの混合溶媒に加熱溶解し、再結晶した。生成した白色固体は窒素中で濾別し、アセトン５０ｇにて洗浄、減圧乾燥した。収量３４.１０ｇ
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤ３ＯＤ）δｐｐｍ：
２.２４（ｍ  ４Ｈ），３.１５（Ｓ  ３Ｈ），３.４０（Ｓ  ３Ｈ），３.６５（ｍ  ６Ｈ），３.８３（ｍ  ２Ｈ）
【００９０】
上記で製造したＮ−メトキシエチル−Ｎ−メチルピロリジニウムブロマイド２０.０ｇを水２０ｇに溶解し、ソディウムヘキサフルオロホスフェート１５.０ｇを添加すると白色固体が析出した。３０分攪拌した後、ジクロロメタンを添加し、抽出した。抽出液は２０ｇの水で１５回洗浄した後、乾燥した。白色固体の目的物２０.６ｇを得た。
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤ３ＯＤ）δｐｐｍ：
２.２１（ｍ  ４Ｈ），３.１０（Ｓ  ３Ｈ），３.３９（Ｓ  ３Ｈ），３.５６（ｍ  ６Ｈ），３.８１（ｍ  ２Ｈ）
【００９１】
実施例２  Ｎ,Ｎ−ジエチル−Ｎ−メトキシエチル−Ｎ−メチルアンモニウムヘキサフルオロホスフェートの合成
ジエチルメチルアミン（試薬：東京化成製）３５.５３ｇを１６１.３７ｇのトルエンに溶解し、窒素置換した。２７℃下ブロモエチルメチルエーテル（試薬：アルドリッチ製）６８.００ｇを１時間で滴下した。徐々に昇温し、６０〜７０℃にて４４時間攪拌し、反応を終了した。室温まで冷却し、生じた固体を窒素下濾別した。７０ｇのトルエンにて洗浄した後、減圧乾燥した（茶褐色固体  ６７.３０ｇ）。着色が激しい為、水１３１.５２ｇに溶解し、活性炭（カルボラフィン  武田薬品工業株式会社製）７.０２ｇを加え１２時間９０〜９５℃にて攪拌処理した。室温まで、冷却し、活性炭を濾別した。減圧濃縮、減圧乾燥し、収量５８.３４ｇを得た。アセトン２００.４８ｇ、クロロホルム２７.２２ｇの混合溶媒に加熱溶解し、再結晶した。生成した白色固体は窒素下濾別し、アセトン５０ｇにて洗浄、減圧乾燥した。収量４７.５８ｇ
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤ３ＯＤ）δｐｐｍ：
１.３５（ｍ  ６Ｈ），３.０７（ｓ  ３Ｈ），３.３９（ｓ  ３Ｈ），３.４０〜３.５７（ｍ  ６Ｈ），３.８０（ｍ  ２Ｈ）
【００９２】
上記で製造したＮ,Ｎ−ジエチル−Ｎ−メトキシエチル−Ｎ−メチルアンモニウムブロマイド２１.０ｇを水２０ｇに溶解し、ソディウムヘキサフルオロホスフェート１５.６ｇを添加すると白色固体が析出した。３０分攪拌した後、ジクロロメタンを添加し、抽出した。抽出液は２０ｇの水で１５回洗浄した後、乾燥した。白色固体の目的物２１.６ｇを得た。
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤ３ＯＤ）δｐｐｍ：
１.３２（ｍ  ６Ｈ），３.０２（ｓ  ３Ｈ），３.３７（ｓ  ３Ｈ），３.３８〜３.４９（ｍ  ６Ｈ），３.７（ｍ  ２Ｈ）
【００９３】
実施例３
実施例１で製造したＮ−メトキシエチル−Ｎ−メチルピロリジニウムヘキサフルオロホスフェートとエチルメチルカーボネート（キシダ化学株式会社製、リチウムバッテリーグレード）とを、種々濃度で、露点が−６０℃以下の窒素雰囲気ドライボックス内で混合した。混合後の溶液の水分をカールフィッシャー水分計（平沼産業株式会社製、ＡＱ−７）で測定し、３０ｐｐｍ以下であることを確認した。混合濃度は表１に掲げる通りとし、各種組成物の電気伝導度を測定した。
【００９４】
＜混合状態の観察＞
上記各種組成物を、ドライボックス内で４ｃｃずつ、スクリュー栓が付いたガラス容器に移し、ドライボックスの外に取り出した。各種溶液が入ったガラス容器を恒温槽に浸漬し、２５℃、０℃、−３０℃でそれぞれ５時間保持し、目視で状態を確認した。表において、「−」は二層分離を、「固」は固体状態を示す。
【００９５】
＜電気伝導度の測定＞
混合状態の観察後、分離していない、或いは固化していない液体状態の溶液について、再度ドライボックス内から溶液を取り出し電気伝導度を測定した。電気伝導度の測定には、導電率計（ＣＤＭ２１０  Ｒａｄｉｏｍｅｔｅｒ社製）を使用した。測定セルにはＸＥ−１００（Ｒａｄｉｏｍｅｔｅｒ社製）を使用した。
【００９６】
【表１】
2006265132.tif 000008
【００９７】
実施例４
実施例２で製造したＮ,Ｎ−ジエチル−Ｎ−メトキシエチル−Ｎ−メチルアンモニウムヘキサフルオロホスフェートとエチルメチルカーボネート（前記に同じ、リチウムバッテリーグレード）とを、種々濃度で、露点が−６０℃以下の窒素雰囲気ドライボックス内で混合した。混合後の溶液の水分をカールフィッシャー水分計（ＡＱ−７）で測定し、３０ｐｐｍ以下であることを確認した。混合濃度は表２に掲げる通りとし、各種組成物の電気伝導度を測定した。
【００９８】
【表２】
2006265132.tif 000009
【００９９】
比較例１  Ｎ−メトキシエチル−Ｎ−メチルピロリジニウムテトラフルオロボレートの合成
Ｎ−メチルピロリジン（試薬：東京化成製）３１.１０ｇを１２４.３０ｇのトルエンに溶解し、窒素置換した。２７℃下ブロモエチルメチルエーテル（試薬：アルドリッチ製）６１.２２ｇを１時間で滴下した。徐々に昇温し、６０〜７０℃にて３７時間攪拌し、反応を終了した。室温まで冷却し、生じた固体を窒素下濾別した。７０ｇのトルエンにて洗浄した後、減圧乾燥した（茶褐色固体  ７８.９９ｇ）。得られた固体は２００ｇのアセトンに懸濁し、室温にて攪拌洗浄、窒素下濾別した（２回繰り返した）。減圧乾燥し、収量６２.６４ｇを得た。着色があった為、水１３１.８３ｇに溶解し、活性炭（カルボラフィン）６.００ｇを加え１２時間９０〜９５℃にて攪拌処理した。室温まで、冷却し、活性炭を濾別した。減圧濃縮、減圧乾燥し、収量５８.３４ｇを得た。アセトン２００.４８ｇ、クロロホルム２７.２２ｇの混合溶媒に加熱溶解し、再結晶した。生成した白色固体は窒素下濾別し、アセトン５０ｇにて洗浄、減圧乾燥し、Ｎ−メトキシエチル−Ｎ−メチルピロリジニウムブロマイド３４.１０ｇを得た。
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤ３ＯＤ）δｐｐｍ：
２.２４（ｍ  ４Ｈ），３.１５（ｓ  ３Ｈ），３.４０（ｓ  ３Ｈ），３.６５（ｍ  ６Ｈ），３.８３（ｍ  ２Ｈ）
【０１００】
続いて、上記で製造したＮ−メトキシエチル−Ｎ−メチルピロリジニウムブロマイド４０.０ｇをＭｅＯＨ４０.０ｇに溶解し、３０ｗｔ％ＨＢＦ４のメタノール溶液５４.０ｇを添加した。１３０℃の加熱下、窒素気流中にて、副生する塩化水素と過剰のＨＢＦ４を除き目的物（白色固体）３９.９ｇを得た。
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤ３ＯＤ）δｐｐｍ：
２.２２（ｍ  ４Ｈ），３.１０（Ｓ  ３Ｈ），３.３９（Ｓ  ３Ｈ），３.５８（ｍ  ６Ｈ），３.８１（ｍ  ２Ｈ）
【０１０１】
上記で製造したＮ−メトキシエチル−Ｎ−メチルピロリジニウムテトラフルオロボレートとエチルメチルカーボネート（前記に同じ、リチウムバッテリーグレード）とを、種々濃度で、露点が−６０℃以下の窒素雰囲気ドライボックス内で混合した。混合後の溶液の水分をカールフィッシャー水分計（ＡＱ−７）で測定し、３０ｐｐｍ以下であることを確認した。混合濃度は表３に掲げる通りとし、各種組成物の電気伝導度を測定した。
【０１０２】
【表３】
2006265132.tif 000010
【０１０３】
比較例２  Ｎ,Ｎ−ジエチル−Ｎ−メトキシエチル−Ｎ−メチルアンモニウムテトラフルオロボレートの合成
ジエチルメチルアミン（試薬：東京化成製）３５.５３ｇを１６１.３７ｇのトルエンに溶解し、窒素置換した。２７℃下ブロモエチルメチルエーテル（試薬：アルドリッチ製）６８.００ｇを１時間で滴下した。徐々に昇温し、６０〜７０℃にて４４時間攪拌し、反応を終了した。室温まで冷却し、生じた固体を窒素下濾別した。７０ｇのトルエンにて洗浄した後、減圧乾燥した（茶褐色固体  ６７.３０ｇ）。着色が激しい為、水１３１.５２ｇに溶解し、活性炭（カルボラフィン）７.０２ｇを加え１２時間９０〜９５℃にて攪拌処理した。室温まで、冷却し、活性炭を濾別した。減圧濃縮、減圧乾燥し、収量５８.３４ｇを得た。アセトン２００.４８ｇ、クロロホルム２７.２２ｇの混合溶媒に加熱溶解し、再結晶した。生成した白色固体は窒素下濾別し、アセトン５０ｇにて洗浄、減圧乾燥し、目的物（Ｎ,Ｎ−ジエチル−Ｎ−メトキシエチル−Ｎ−メチルアンモニウムブロマイド）４７.５８ｇを得た。
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤ３ＯＤ）δｐｐｍ：
１.３５（ｍ  ６Ｈ），３.０７（ｓ  ３Ｈ），３.３９（ｓ  ３Ｈ），３.４０〜３.５７（ｍ  ６Ｈ），３.８０（ｍ  ２Ｈ）
【０１０４】
続いて、上記で製造したＮ,Ｎ−ジエチル−Ｎ−メトキシエチル−Ｎ−メチルアンモニウムブロマイド３０.０ｇをＭｅＯＨ３０.０ｇに溶解し、３０ｗｔ％ＨＢＦ４のメタノール溶液４０.８ｇを添加した。１３０℃の加熱下、窒素気流中にて、副生する塩化水素と過剰のＨＢＦ４およびメタノールを除き目的物３０.２ｇを得た。
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤ３ＯＤ）δｐｐｍ：
１.３３（ｍ  ６Ｈ），３.０３（ｓ  ３Ｈ），３.３８（ｓ  ３Ｈ），３.３９〜３.５２（ｍ  ６Ｈ），３.７７（ｍ  ２Ｈ）
【０１０５】
上記で製造したＮ,Ｎ−ジエチル−Ｎ−メトキシエチル−Ｎ−メチルアンモニウムテトラフルオロボレートとエチルメチルカーボネート（前記に同じ、リチウムバッテリーグレード）とを、種々濃度で、露点が−６０℃以下の窒素雰囲気ドライボックス内で混合した。混合後の溶液の水分をカールフィッシャー水分計（ＡＱ−７）で測定し、３０ｐｐｍ以下であることを確認した。混合濃度は表４に掲げる通りとし、各種組成物の電気伝導度を測定した。
【０１０６】
【表４】
2006265132.tif 000011
【０１０７】
比較例３  Ｎ,Ｎ,Ｎ−トリエチル−Ｎ−メチルアンモニウムテトラフルオロボレート（ＴＥＭＡＢＦ４）の合成
Ｎ,Ｎ,Ｎ−トリエチル−Ｎ−メチルアンモニウムクロライド（試薬：東京化成製）１００gをメタノール１００gに溶解し、３０ｗｔ％ＨＢＦ４のメタノール溶液２００.０ｇを添加した。３０分攪拌するとＮ,Ｎ,Ｎ−トリエチル−Ｎ−メチルアンモニウムテトラフルオロボレートの結晶が析出した。溶液を濾過後、結晶をイソプロピルアルコールで洗浄してから、１３０℃の加熱下、窒素気流中にて乾燥し、副生した塩化水素と過剰のＨＢＦ４およびメタノール、イソプロピルアルコールを除き目的物（白色固体）１２７.１ｇを得た。
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤ３ＯＤ）δｐｐｍ：
１.３１（ｍ  ９Ｈ），２.９５（Ｓ  ３Ｈ），３.３４（ｑ  ６Ｈ）
【０１０８】
上記で製造したＮ,Ｎ,Ｎ−トリエチル−Ｎ−メチルアンモニウムテトラフルオロボレートとエチルメチルカーボネート（前記に同じ、リチウムバッテリーグレード）とを、種々濃度で、露点が−６０℃以下の窒素雰囲気ドライボックス内で混合した。混合後の溶液の水分をカールフィッシャー水分計（ＡＱ−７）で測定し、３０ｐｐｍ以下であることを確認した。混合濃度は表５に掲げる通りとし、各種組成物の電気伝導度を測定した。
【０１０９】
【表５】
2006265132.tif 000012
【０１１０】
比較例４  Ｎ,Ｎ,Ｎ−トリエチル−Ｎ−メチルアンモニウムヘキサフルオロホスフェート（ＴＥＭＡＰＦ６）の合成
Ｎ,Ｎ,Ｎ−トリエチル−Ｎ−メチルアンモニウムクロライド(試薬：東京化成製)１５０.０gをメタノール３００gに溶解した。リチウムヘキサフルオロホスフェート１０６．２ｇを氷冷したメタノール３００ｇに１時間かけて溶解させた溶液に、Ｎ,Ｎ,Ｎ−トリエチル−Ｎ−メチルアンモニウムクロライド/メタノール溶液を２時間で滴下し、白色固体を得た。白色固体を濾別後、メタノール２００ｇで洗浄し、さらに濾過を行った。この操作を２回繰り繰り返した後、１１０℃で乾燥することで白色固体の目的物１３６．０ｇを得た。
１Ｈ−ＮＭＲ（ｄ−ＤＭＳＯ）δｐｐｍ：
１.１９（ｍ  ９Ｈ），２.８７（Ｓ  ３Ｈ），３.２５（ｑ  ６Ｈ）
【０１１１】
上記で製造したＮ,Ｎ,Ｎ−トリエチル−Ｎ−メチルアンモニウムヘキサフルオロホスフェートとエチルメチルカーボネート（前記に同じ、リチウムバッテリーグレード）とを、種々濃度で、露点が−６０℃以下の窒素雰囲気ドライボックス内で混合した。混合後の溶液の水分をカールフィッシャー水分計（ＡＱ−７）で測定し、３０ｐｐｍ以下であることを確認した。混合濃度は表６に掲げる通りとし、各種組成物の電気伝導度を測定した。
【０１１２】
【表６】
2006265132.tif 000013
【０１１３】
比較例５  Ｎ,Ｎ,Ｎ,Ｎ−テトラエチルアンモニウムテトラフルオロボレート（ＴＥＡＢＦ４）の合成
テトラエチルアンモニウムブロマイド（試薬：関東化成製）１２０ｇをメタノール１２０ｇに溶解し、３０ｗｔ％ＨＢＦ４のメタノール溶液１７２ｇを添加した。３０分攪拌するとＮ,Ｎ,Ｎ,Ｎ−テトラエチルアンモニウムテトラフルオロボレートの結晶が析出した。溶液を濾過後、結晶をイソプロピルアルコールで洗浄してから、１３０℃の加熱下、窒素気流中にて乾燥し、副生した臭化水素と過剰のＨＢＦ４およびメタノール、イソプロピルアルコールを除き目的物（白色固体）１１８ｇを得た。
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤ３ＯＤ）δｐｐｍ：
１.２８（ｍ  １２Ｈ），３．２９（ｑ  ８Ｈ）
【０１１４】
上記で製造したＮ,Ｎ,Ｎ,Ｎ−テトラエチルアンモニウムテトラフルオロボレートとエチルメチルカーボネート（前記に同じ、リチウムバッテリーグレード）とを、種々濃度で、露点が−６０℃以下の窒素雰囲気ドライボックス内で混合した。混合後の溶液の水分をカールフィッシャー水分計（ＡＱ−７）で測定し、３０ｐｐｍ以下であることを確認した。混合濃度は表７に掲げる通りとし、各種組成物の電気伝導度を測定した。
【０１１５】
【表７】
2006265132.tif 000014
【０１１６】
比較例６  Ｎ,Ｎ,Ｎ,Ｎ−テトラエチルアンモニウムヘキサフルオロホスフェート（ＴＥＡＰＦ６）の合成
Ｎ,Ｎ,Ｎ,Ｎ−テトラエチルアンモニウムクロライド(試薬：東京化成製)１５０.０gをメタノール３００gに溶解した。リチウムヘキサフルオロホスフェート９７.２ｇを氷冷したメタノール３００ｇに１時間かけて溶解させた溶液に、Ｎ,Ｎ,Ｎ,Ｎ−テトラエチルアンモニウムクロライド/メタノール溶液を２時間で滴下し、白色固体を得た。白色固体を濾別後、メタノール２００ｇで洗浄し、さらに濾過を行った。この操作を２回繰り繰り返した後、１１０℃で乾燥することで白色固体の目的物１４１.２ｇを得た。
１Ｈ−ＮＭＲ（ｄ−ＤＭＳＯ）δｐｐｍ：
１.１６（ｍ  １２Ｈ），３.２０（ｑ  ８Ｈ）
【０１１７】
上記で製造したＮ,Ｎ,Ｎ,Ｎ−テトラエチルアンモニウムヘキサフルオロホスフェートとエチルメチルカーボネート（前記に同じ、リチウムバッテリーグレード）とを、種々濃度で、露点が−６０℃以下の窒素雰囲気ドライボックス内で混合した。混合後の溶液の水分をカールフィッシャー水分計（ＡＱ−７）で測定し、３０ｐｐｍ以下であることを確認した。混合濃度は表８に掲げる通りとし、各種組成物の電気伝導度を測定した。
【０１１８】
【表８】
2006265132.tif 000015
【０１１９】
＜電気化学的安定性の比較＞
実施例５
実施例１で製造したＮ−メトキシエチル−Ｎ−メチルピロリジニウムヘキサフルオロホスフェートを、エチルメチルカーボネート（前記に同じ、リチウムバッテリーグレード）およびジメチルカーボネート（キシダ化学株式会社製、リチウムバッテリーグレード）とを１対１の体積比で混合した溶液に、濃度が２Ｍとなるように溶解し電気化学的安定性の測定をおこなった。調液は露点が−６０℃以下の窒素雰囲気ドライボックス内でおこなった。混合後の溶液の水分をカールフィッシャー水分計（ＡＱ−７）で測定し、３０ｐｐｍ以下であることを確認した。電気化学的安定性の測定は３電極式電気化学セルを使用した。作用極として、φ１.０ｍｍ、電極面積０.００７９ｃｍ−２のグラシーカーボン電極（ＢＡＳ株式会社製）、参照極として銀ワイヤー（株式会社ニラコ製、純度９９.９９％）、対極としてφ０.５×５０ｍｍの白金電極（ＢＡＳ株式会社製、１１−２２３３）を使用した。定電位試験をおこない、作用極に一定電位を印加した後、１８０秒後に流れている電流値を測定した。この電流値と印加した電位との関係を図３に示した。
【０１２０】
実施例６
実施例１で製造したＮ−メトキシエチル−Ｎ−メチルピロリジニウムヘキサフルオロホスフェートを、エチルメチルカーボネート（前記に同じ、リチウムバッテリーグレード）に濃度が２Ｍとなるように溶解し電気化学的安定性の測定をおこなった。調液は露点が−６０℃以下の窒素雰囲気ドライボックス内でおこなった。混合後の溶液の水分をカールフィッシャー水分計（ＡＱ−７）で測定し、３０ｐｐｍ以下であることを確認した。電気化学的安定性の測定は実施例５と同様におこない、結果を図３に示した。
【０１２１】
比較例７
比較例３で製造したＮ,Ｎ,Ｎ−トリエチル−Ｎ−メチルアンモニウムテトラフルオロボレートを、プロピレンカーボネート（キシダ化学株式会社製、リチウムバッテリーグレード）に濃度が１.５Ｍとなるように溶解し電気化学的安定性の測定をおこなった。調液は露点が−６０℃以下の窒素雰囲気ドライボックス内でおこなった。混合後の溶液の水分をカールフィッシャー水分計（ＡＱ−７）で測定し、３０ｐｐｍ以下であることを確認した。電気化学的安定性の測定は実施例５と同様におこない、結果を図３に示した。
【０１２２】
＜電気二重層キャパシタの製造＞
実施例７
実施例５で調製された電解液を使用して図１の構造を有する電気二重層キャパシタを製造した。電極１及び電極２は、活性炭を主成分とする電導性物質、バインダー、Ｎ−メチルピロリドンとともに混練して得られたペーストをアルミニウム箔に１５０μｍの厚さで塗工後、乾燥して得られたシート状電極を円板状に切り出したものである。容器体１、容器体２、スペーサー、スプリングは共にステンレス鋼製であり、セパレータは、ポリプロピレン不織布である。電気二重層キャパシタの組み立てはアルゴンガスを満たしたグローブボックス内でおこなった。電極１、電極２、容器体１、容器体２、スプリング、スペーサーは１２０℃の加熱下、２４時間真空乾燥した後、グローブボックス内に持ち込んだ。実施例５８の電気二重層キャパシタ用電解液を電極１、電極２、セパレータに含浸させ、図１の構成で容器体１と容器体２をガスケットを介してかしめることによって電気二重層キャパシタを得た。
【０１２３】
実施例８
実施例７において、実施例５で調製した電解液に代えて、実施例６で調製した電解液を使用した以外は、実施例７と同様にして電気二重層キャパシタを得た。
【０１２４】
比較例８
実施例７において、実施例５で調製した電解液に代えて、比較例７で調製した電解液を使用した以外は、実施例７と同様にして電気二重層キャパシタを得た。
【０１２５】
＜漏れ電流値の測定＞
実施例７、実施例８及び比較例８で作製されたコイン型電気二重層キャパシタに関し、漏れ電流値の測定をおこなった。漏れ電流値の測定は２５℃において実施した。コイン型セルを専用のホルダにセットした後、恒温槽に浸漬してコイン型セルの温度を一定に保つようにした。この際、ホルダ全体をビニール袋で覆い、コイン型セルが恒温槽内の冷媒に接液しないようにした。所定の温度に設定した恒温槽に、コイン型セルを浸漬し、４時間保持した後、電気ニ重層キャパシタの充放電を開始した。電流密度が０.５ｍＡｃｍ−２の定電流充電をおこない、電圧が２.５Ｖに達した時点で定電圧充電に切り替えた。２.５Ｖで３００分保持した後、０.５ｍＡｃｍ−2の定電流放電をおこない、電圧が０Ｖに達した時点で低電圧放電に切り替え０Ｖで３００分間保持した。続いて０.５ｍＡｃｍ−２の定電流充電をおこない２.７Ｖで３００分保持した後、０.５ｍＡｃｍ−２の定電流放電をおこない、電圧が０Ｖに達した時点で定電圧放電に切り替え０Ｖで３００分保持した。以降、定電圧充電の設定を３.０Ｖ、３.３Ｖとし同様にサイクルをおこなった。定電圧充電時の３００分後における電流値を漏れ電流値とした。結果を表９に示した。
【０１２６】
【表９】
2006265132.tif 000016
【図面の簡単な説明】
【０１２７】
【図１】本発明の電気二重層キャパシタの断面図である。
【図２】本発明のリチウム二次電池の断面図である。
【図３】本発明の電気化学的安定性を示すグラフである。図において＋は実施例５、○は実施例６、△は比較例７を示す。
【符号の説明】
【０１２８】
１  電極
２  電極
３  セパレータ
４  容器体
５  容器体
６  ガスケット
７  スペーサー
８  スプリング
１１  正極
１２  負極
１３  多孔質セパレータ
１４  正極缶
１５  負極缶
１６  ガスケット
１７  スペーサー
１８  スプリング
【図１】
2006265132.tif 000022
【図２】
2006265132.tif 000023
【図３】
2006265132.tif 000024