【手続補正書】
【提出日】令和2年7月3日(2020.7.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】イオン液体を含む電解液を有する電気化学セル
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
実施態様のここまでの記載は、図示及び説明の目的のために提供している。この記載は、網羅的であること又は本開示を制限することを意図していない。特定の実施態様の個々の要素又は特徴は、概して特定の実施態様の要素又は特徴に限定されないが、必要に応じ、具体的に明示又は記載していなくても、選択した実施態様において互いに代替可能であり、かつ用いることができる。選択した実施態様は、様々に変化させてもよい。かかる変形態様は、本開示を逸脱するものとみなすべきではなく、全てのかかる変形態様が、本開示の範囲内に含まれることを意図している。
本発明の実施態様の一部を以下の項目〈１〉−〈２０〉に記載する。
〈項目１〉
以下の式を有する、イオン液体を含む、電解液組成物：
ＡｐＱ
｛式中、Ａは、以下のうち少なくとも１つを含む、第四級カチオンであり、かつ：
以下の構造を有する、アンモニウムカチオン：
【化１】
2019053979.tif 000001
以下の構造を有する、ホスホニウムカチオン：
【化２】
2019053979.tif 000002
（式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、及びＲ４は、各々独立して以下からなる群より選択される：
Ｃ２−Ｃ１２アルキル；及び
１−２０個のエチレングリコール副単位を有する、ポリ（エチレングリコール）メチルエーテル）、
式中、Ｑは、ホウ素クラスターアニオンであり、かつｐは、１又は２である｝。
〈項目２〉
前記ホウ素クラスターアニオンが、式［ＢｙＨ（ｙ−ｚ−ｉ）ＲｚＸｉ］２−、式［ＣＢ（ｙ−１）Ｈ（ｙ−ｚ−ｉ）ＲｚＸｉ］−、式［Ｃ２Ｂ（ｙ−２）Ｈ（ｙ−ｔ−ｊ−１）ＲｔＸｊ］−、式［Ｃ２Ｂ（ｙ−３）Ｈ（ｙ−ｔ−ｊ）ＲｔＸｊ］−、又は式［Ｃ２Ｂ（ｙ−３）Ｈ（ｙ−ｔ−ｊ−１）ＲｔＸｊ］２−を有し、式中、以下を満たす、項目１に記載の電解液組成物：
ｙが、６〜１２の範囲の整数であり；
（ｚ＋ｉ）が、０〜ｙの範囲の整数であり；
（ｔ＋ｊ）が、０〜（ｙ−１）の範囲の整数であり；
Ｘが、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、又はこれらの組合せであり；かつ
Ｒが、以下のいずれかを含む置換基である：
基（ｉ）：直鎖、分枝、又は環状でＣ１〜Ｃ１８の、アルキル、ペルフルオロアルキル、又は部分的にフッ素化されたアルキル基；
基（ｉｉ）：Ｃ６〜Ｃ１４の、アリール、ペルフルオロアリール、又は部分的にフッ素化されたアリール基；
基（ｉｉｉ）：直鎖、分枝、又は環状でＣ１〜Ｃ１８の、アルコキシ、ペルフルオロアルコキシ、又は部分的にフッ素化されたアルコキシ基；
基（ｉｖ）：Ｃ６−Ｃ１４アリールオキシ、ペルフルオロアリールオキシ、又は部分的にフッ素化されたアリールオキシ基；及び
基（ｖ）：基（ｉ）〜（ｉｖ）のうちの２つ以上により規定される部分を組み合わせた置換基。
〈項目３〉
前記ホウ素クラスターアニオンが、二十面体の、クロソ−ホウ素クラスターアニオンを含む、項目１に記載の電解液組成物。
〈項目４〉
前記ホウ素クラスターアニオンが、クロソ−［Ｂ１２Ｈ１２］２−、クロソ−［ＣＢ１１Ｈ１２］−又はクロソ−［Ｃ２Ｂ１０Ｈ１１］−のうちの少なくとも１つを含む、項目１に記載の電解液組成物。
〈項目５〉
以下を含む、電気化学セル：
少なくとも部分的に充電されている場合に、還元されている状態の活物質を含有している、アノード；
カソード；及び
前記アノードと前記カソードとの間のイオン伝導を媒介しており、かつ以下の式を有する、イオン液体を含む、電解液：
ＡｐＱ
｛式中、Ａは、以下のうち少なくとも１つを含む、第四級カチオンであり、かつ：
以下の構造を有する、アンモニウムカチオン：
【化３】
2019053979.tif 000003
以下の構造を有する、ホスホニウムカチオン：
【化４】
2019053979.tif 000004
（式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、及びＲ４は、各々独立して以下からなる群より選択される：
Ｃ２〜Ｃ１２のアルキル；及び
１〜２０個のエチレングリコール副単位を有する、ポリ（エチレングリコール）メチルエーテル）、
式中、Ｑは、ホウ素クラスターアニオンであり、かつｐは、１又は２である｝。
〈項目６〉
前記ホウ素クラスターアニオンが、式［ＢｙＨ（ｙ−ｚ−ｉ）ＲｚＸｉ］２−、式［ＣＢ（ｙ−１）Ｈ（ｙ−ｚ−ｉ）ＲｚＸｉ］−、式［Ｃ２Ｂ（ｙ−２）Ｈ（ｙ−ｔ−ｊ−１）ＲｔＸｊ］−、式［Ｃ２Ｂ（ｙ−３）Ｈ（ｙ−ｔ−ｊ）ＲｔＸｊ］−又は式［Ｃ２Ｂ（ｙ−３）Ｈ（ｙ−ｔ−ｊ−１）ＲｔＸｊ］２−を有し、式中、以下を満たす、項目５に記載の電気化学セル：
ｙが、６〜１２の範囲の整数であり；
（ｚ＋ｉ）が、０〜ｙの範囲の整数であり；
（ｔ＋ｊ）が、０〜（ｙ−１）の範囲の整数であり；
Ｘが、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、又はこれらの組合せであり；かつ
Ｒが、以下のいずれかを含む置換基である：
基（ｉ）：直鎖、分枝、又は環状でＣ１〜Ｃ１８の、アルキル、ペルフルオロアルキル、又は部分的にフッ素化されたアルキル基；
基（ｉｉ）：Ｃ６〜Ｃ１４の、アリール、ペルフルオロアリール、又は部分的にフッ素化されたアリール基；
基（ｉｉｉ）：直鎖、分枝、又は環状でＣ１〜Ｃ１８の、アルコキシ、ペルフルオロアルコキシ、又は部分的にフッ素化されたアルコキシ基；
基（ｉｖ）：Ｃ６〜Ｃ１４の、アリールオキシ、ペルフルオロアリールオキシ、又は部分的にフッ素化されたアリールオキシ基；及び
基（ｖ）：基（ｉ）〜（ｉｖ）のうちの２つ以上により規定される部分を組み合わせた置換基。
〈項目７〉
前記電解液が、前記アノードと前記カソードとの間の前記活物質の輸送を促進するシャトル塩を含み、前記シャトル塩が、酸化されている状態の前記活物質をカチオンとして有する、項目６に記載の電気化学セル。
〈項目８〉
前記活物質が、リチウム又はナトリウムを含み、かつ前記電気化学セルが、Ｌｉ−イオン又はＮａ−イオンセルである、項目６に記載の電気化学セル。
〈項目９〉
前記活物質が、マグネシウムを含み、かつ前記電気化学セルが、Ｍｇ−イオンセルである、項目６に記載の電気化学セル。
〈項目１０〉
前記ホウ素クラスターアニオンが、二十面体の、クロソ−ホウ素クラスターアニオンを含む、項目６に記載の電気化学セル。
〈項目１１〉
前記ホウ素クラスターアニオンが、クロソ−［Ｂ１２Ｈ１２］２−、クロソ−［ＣＢ１１Ｈ１２］−、及びクロソ−［Ｃ２Ｂ１０Ｈ１１］−のうちの少なくとも１つを含む、項目６に記載の電気化学セル。
〈項目１２〉
以下を含む、イオン液体の合成方法：
第四級塩を、ホウ素クラスター塩と接触させて、塩メタセシス反応により前記イオン液体を生成すること、ここで、前記第四級塩が、以下のうち少なくとも１つを含む第四級カチオンである：
以下の構造を有する、アンモニウムカチオン：
【化５】
2019053979.tif 000005
以下の構造を有する、ホスホニウムカチオン：
【化６】
2019053979.tif 000006
式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、及びＲ４は、各々独立して以下からなる群より選択される：
Ｃ２〜Ｃ１２のアルキル；及び
１〜２０個のエチレングリコール副単位を有する、ポリ（エチレングリコール）メチルエーテル。
〈項目１３〉
前記ホウ素クラスター塩が、アルカリ金属カチオンを含む、項目１２に記載の方法。
〈項目１４〉
前記ホウ素クラスター塩が、式［ＢｙＨ（ｙ−ｚ−ｉ）ＲｚＸｉ］２−、式［ＣＢ（ｙ−１）Ｈ（ｙ−ｚ−ｉ）ＲｚＸｉ］−、式［Ｃ２Ｂ（ｙ−２）Ｈ（ｙ−ｔ−ｊ−１）ＲｔＸｊ］−、式［Ｃ２Ｂ（ｙ−３）Ｈ（ｙ−ｔ−ｊ）ＲｔＸｊ］−、又は式［Ｃ２Ｂ（ｙ−３）Ｈ（ｙ−ｔ−ｊ−１）ＲｔＸｊ］２−を有するホウ素クラスターアニオンを含み、式中、以下を満たす、項目１２に記載の方法：
ｙが、６〜１２の範囲の整数であり；
（ｚ＋ｉ）が、０〜ｙの範囲の整数であり；
（ｔ＋ｊ）が、０〜（ｙ−１）の範囲の整数であり；
Ｘが、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、又はこれらの組合せであり；かつ
Ｒが、以下のいずれかを含む置換基である：
基（ｉ）：直鎖、分枝、又は環状で、Ｃ１〜Ｃ１８の、アルキル、ペルフルオロアルキル、又は部分的にフッ素化されたアルキル基；
基（ｉｉ）：Ｃ６〜Ｃ１４の、アリール、ペルフルオロアリール、又は部分的にフッ素化されたアリール基；
基（ｉｉｉ）：直鎖、分枝、又は環状で、Ｃ１〜Ｃ１８の、アルコキシ、ペルフルオロアルコキシ、又は部分的にフッ素化されたアルコキシ基；
基（ｉｖ）：Ｃ６〜Ｃ１４の、アリールオキシ、ペルフルオロアリールオキシ、又は部分的にフッ素化されたアリールオキシ基；及び
基（ｖ）：基（ｉ）〜（ｉｖ）のうちの２つ以上により規定される部分を組み合わせた置換基。
〈項目１５〉
前記ホウ素クラスター塩が、クロソ−［Ｂ１２Ｈ１２］２−、クロソ−［ＣＢ１１Ｈ１２］−、及びクロソ−［Ｃ２Ｂ１０Ｈ１１］−からなる群より選択される少なくとも１つのホウ素クラスターアニオンを含む、項目１２に記載の方法。
〈項目１６〉
前記イオン液体の融点よりも低い温度で、前記イオン液体が不溶性であるメタセシス溶媒中において、前記ホウ素クラスター塩に前記第四級塩を接触させて、前記イオン液体が固体沈殿物として生成するようにすることを含む、項目１２に記載の方法。
〈項目１７〉
以下からなる群より選択される手順により、前記イオン液体を単離させることを更に含む、項目１６に記載の方法：
前記固体沈殿物をろ過すること；及び
前記固体沈殿物を遠心分離すること。
〈項目１８〉
前記イオン液体の融点よりも高い温度で、前記イオン液体が不溶性であるメタセシス溶媒中において、前記ホウ素クラスター塩に前記第四級塩を接触させて、前記イオン液体が非混和液層として生成するようにすることを含む、項目１２に記載の方法。
〈項目１９〉
前記非混和液層が可溶性である溶媒により、前記非混和液層を抽出することを更に含む、項目１８に記載の方法。
〈項目２０〉
以下からなる群より選択される手順により、前記イオン液体を精製することを更に含む、項目１２に記載の方法：
前記イオン液体を吸着剤と接触させること；
前記イオン液体を高水反応性金属と接触させること；及び
前記イオン液体を真空下に１００℃までの温度で配置すること。
【手続補正３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下を含む、リチウム電気化学セル：
少なくとも部分的に充電されている場合に、還元されている状態の活物質を含有している、アノード；
カソード；及び
前記アノードと前記カソードとの間のイオン伝導を媒介しており、かつリチウム塩及び以下の式を有する、イオン液体を含む、電解液：
ＡｐＱ
｛式中、Ａは、以下のうち少なくとも１つを含む、第四級カチオンであり、かつ：
以下の構造を有する、アンモニウムカチオン：
【化１】
2019053979.tif 000007
以下の構造を有する、ホスホニウムカチオン：
【化２】
2019053979.tif 000008
（式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、及びＲ４は、各々独立して以下からなる群より選択される：
Ｃ２〜Ｃ１２のアルキル；及び
１〜２０個のエチレングリコール副単位を有する、ポリ（エチレングリコール）メチルエーテル）、
式中、Ｑは、ホウ素クラスターアニオンであり、かつｐは、１又は２である｝。
【請求項２】
前記ホウ素クラスターアニオンが、式［ＢｙＨ（ｙ−ｚ−ｉ）ＲｚＸｉ］２−、式［ＣＢ（ｙ−１）Ｈ（ｙ−ｚ−ｉ）ＲｚＸｉ］−、式［Ｃ２Ｂ（ｙ−２）Ｈ（ｙ−ｔ−ｊ−１）ＲｔＸｊ］−、式［Ｃ２Ｂ（ｙ−３）Ｈ（ｙ−ｔ−ｊ）ＲｔＸｊ］−又は式［Ｃ２Ｂ（ｙ−３）Ｈ（ｙ−ｔ−ｊ−１）ＲｔＸｊ］２−を有し、式中、以下を満たす、請求項１に記載のリチウム電気化学セル：
ｙが、６〜１２の範囲の整数であり；
（ｚ＋ｉ）が、０〜ｙの範囲の整数であり；
（ｔ＋ｊ）が、０〜（ｙ−１）の範囲の整数であり；
Ｘが、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、又はこれらの組合せであり；かつ
Ｒが、以下のいずれかを含む置換基である：
基（ｉ）：直鎖、分枝、又は環状でＣ１〜Ｃ１８の、アルキル、ペルフルオロアルキル、又は部分的にフッ素化されたアルキル基；
基（ｉｉ）：Ｃ６〜Ｃ１４の、アリール、ペルフルオロアリール、又は部分的にフッ素化されたアリール基；
基（ｉｉｉ）：直鎖、分枝、又は環状でＣ１〜Ｃ１８の、アルコキシ、ペルフルオロアルコキシ、又は部分的にフッ素化されたアルコキシ基；
基（ｉｖ）：Ｃ６〜Ｃ１４の、アリールオキシ、ペルフルオロアリールオキシ、又は部分的にフッ素化されたアリールオキシ基；及び
基（ｖ）：基（ｉ）〜（ｉｖ）のうちの２つ以上により規定される部分を組み合わせた置換基。
【請求項３】
前記電解液が、前記アノードと前記カソードとの間の前記活物質の輸送を促進するシャトル塩を含み、前記シャトル塩が、酸化されている状態の前記活物質をカチオンとして有する、請求項２に記載のリチウム電気化学セル。
【請求項４】
前記ホウ素クラスターアニオンが、二十面体の、クロソ−ホウ素クラスターアニオンを含む、請求項２に記載のリチウム電気化学セル。
【請求項５】
前記ホウ素クラスターアニオンが、クロソ−［Ｂ１２Ｈ１２］２−、クロソ−［ＣＢ１１Ｈ１２］−、及びクロソ−［Ｃ２Ｂ１０Ｈ１１］−のうちの少なくとも１つを含む、請求項２に記載のリチウム電気化学セル。
【請求項６】
以下を含む、ナトリウム電気化学セル：
少なくとも部分的に充電されている場合に、還元されている状態の活物質を含有している、アノード；
カソード；及び
前記アノードと前記カソードとの間のイオン伝導を媒介しており、かつナトリウム塩及び以下の式を有する、イオン液体を含む、電解液：
ＡｐＱ
｛式中、Ａは、以下のうち少なくとも１つを含む、第四級カチオンであり、かつ：
以下の構造を有する、アンモニウムカチオン：
【化３】
2019053979.tif 000009
以下の構造を有する、ホスホニウムカチオン：
【化４】
2019053979.tif 000010
（式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、及びＲ４は、各々独立して以下からなる群より選択される：
Ｃ２〜Ｃ１２のアルキル；及び
１〜２０個のエチレングリコール副単位を有する、ポリ（エチレングリコール）メチルエーテル）、
式中、Ｑは、ホウ素クラスターアニオンであり、かつｐは、１又は２である｝。
【請求項７】
前記ホウ素クラスターアニオンが、式［ＢｙＨ（ｙ−ｚ−ｉ）ＲｚＸｉ］２−、式［ＣＢ（ｙ−１）Ｈ（ｙ−ｚ−ｉ）ＲｚＸｉ］−、式［Ｃ２Ｂ（ｙ−２）Ｈ（ｙ−ｔ−ｊ−１）ＲｔＸｊ］−、式［Ｃ２Ｂ（ｙ−３）Ｈ（ｙ−ｔ−ｊ）ＲｔＸｊ］−又は式［Ｃ２Ｂ（ｙ−３）Ｈ（ｙ−ｔ−ｊ−１）ＲｔＸｊ］２−を有し、式中、以下を満たす、請求項６に記載のナトリウム電気化学セル：
ｙが、６〜１２の範囲の整数であり；
（ｚ＋ｉ）が、０〜ｙの範囲の整数であり；
（ｔ＋ｊ）が、０〜（ｙ−１）の範囲の整数であり；
Ｘが、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、又はこれらの組合せであり；かつ
Ｒが、以下のいずれかを含む置換基である：
基（ｉ）：直鎖、分枝、又は環状でＣ１〜Ｃ１８の、アルキル、ペルフルオロアルキル、又は部分的にフッ素化されたアルキル基；
基（ｉｉ）：Ｃ６〜Ｃ１４の、アリール、ペルフルオロアリール、又は部分的にフッ素化されたアリール基；
基（ｉｉｉ）：直鎖、分枝、又は環状でＣ１〜Ｃ１８の、アルコキシ、ペルフルオロアルコキシ、又は部分的にフッ素化されたアルコキシ基；
基（ｉｖ）：Ｃ６〜Ｃ１４の、アリールオキシ、ペルフルオロアリールオキシ、又は部分的にフッ素化されたアリールオキシ基；及び
基（ｖ）：基（ｉ）〜（ｉｖ）のうちの２つ以上により規定される部分を組み合わせた置換基。
【請求項８】
前記電解液が、前記アノードと前記カソードとの間の前記活物質の輸送を促進するシャトル塩を含み、前記シャトル塩が、酸化されている状態の前記活物質をカチオンとして有する、請求項７に記載のリチウム電気化学セル。