(57)【要約】【課題】伝導性が高い、かつ粘性が低い化合物を含む非水溶媒を提供する。また、該非水溶媒を用いた高性能な蓄電装置を提供する。【解決手段】５員環のヘテロ芳香環を有するカチオンおよびカチオンに対するアニオンを有するイオン液体を有する蓄電装置であって、５員環のへテロ芳香環は一以上の置換基を有し、一以上の置換基の少なくとも一は４原子以上の直鎖であり、かつＣ、Ｏ、Ｓｉ、Ｎ、Ｓ、Ｐのうち一種または複数種を含むことを特徴とする蓄電装置である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記式で表されるカチオンと、１価のアニオンとを有し、
前記１価のアニオンは、アミドアニオン、メチドアニオン、フルオロスルホン酸アニオン（ＳＯ３Ｆ−）、パーフルオロアルキルスルホン酸アニオン、テトラフルオロホウ酸アニオン（ＢＦ４−）、パーフルオロアルキルホウ酸アニオン、ヘキサフルオロリン酸アニオン（ＰＦ６−）、パーフルオロアルキルリン酸アニオン及びハロゲン化物イオンのいずれか一であることを特徴とするイオン液体。
【化１】
2018062514.tif 000053
（式中、Ｒ１は、炭素数が１以上４以下のアルキル基を表し、Ｒ２乃至Ｒ４は、それぞれ独立に、水素原子または炭素数が１以上４以下のアルキル基を表す。また、式中、Ａ１乃至Ａ４のいずれか２つは、酸素原子を表し、その他の２つはメチレン基を表す。）
【請求項２】
下記式で表されるカチオンと、１価のアニオンとを有し、
前記１価のアニオンは、アミドアニオン、メチドアニオン、フルオロスルホン酸アニオン（ＳＯ３Ｆ−）、パーフルオロアルキルスルホン酸アニオン、テトラフルオロホウ酸アニオン（ＢＦ４−）、パーフルオロアルキルホウ酸アニオン、ヘキサフルオロリン酸アニオン（ＰＦ６−）、パーフルオロアルキルリン酸アニオン及びハロゲン化物イオンのいずれか一であることを特徴とするイオン液体。
【化２】
2018062514.tif 000054
（式中、Ｒ１は、炭素数が１以上４以下のアルキル基を表し、Ｒ２乃至Ｒ４は、それぞれ独立に、水素原子または炭素数が１以上４以下のアルキル基を表す。）
【請求項３】
下記式で表されるカチオンと、１価のアニオンとを有し、
前記１価のアニオンは、アミドアニオン、メチドアニオン、フルオロスルホン酸アニオン（ＳＯ３Ｆ−）、パーフルオロアルキルスルホン酸アニオン、テトラフルオロホウ酸アニオン（ＢＦ４−）、パーフルオロアルキルホウ酸アニオン、ヘキサフルオロリン酸アニオン（ＰＦ６−）、パーフルオロアルキルリン酸アニオン及びハロゲン化物イオンのいずれか一であることを特徴とするイオン液体。
【化３】
2018062514.tif 000055
（式中、Ｒ１は、炭素数が１以上４以下のアルキル基を表し、Ｒ２乃至Ｒ４は、それぞれ独立に、水素原子または炭素数が１以上４以下のアルキル基を表す。）
【請求項４】
下記式で表されるカチオン及びアニオンを有することを特徴とするイオン液体。
【化４】
2018062514.tif 000056
【請求項５】
下記式で表されるカチオン及びアニオンを有することを特徴とするイオン液体。
【化５】
2018062514.tif 000057
【請求項６】
下記式で表されるカチオンと、１価のアニオンとを有し、
前記１価のアニオンは、アミドアニオン、メチドアニオン、フルオロスルホン酸アニオン（ＳＯ３Ｆ−）、パーフルオロアルキルスルホン酸アニオン、テトラフルオロホウ酸アニオン（ＢＦ４−）、パーフルオロアルキルホウ酸アニオン、ヘキサフルオロリン酸アニオン（ＰＦ６−）、パーフルオロアルキルリン酸アニオン及びハロゲン化物イオンのいずれか一であることを特徴とする化合物。
【化６】
2018062514.tif 000058
（式中、Ｒ１は、炭素数が１以上４以下のアルキル基を表し、Ｒ２乃至Ｒ４は、それぞれ独立に、水素原子または炭素数が１以上４以下のアルキル基を表す。また、式中、Ａ１乃至Ａ４のいずれか２つは、酸素原子を表し、その他の２つはメチレン基を表す。）
【請求項７】
下記式で表されるカチオンと、１価のアニオンとを有し、
前記１価のアニオンは、アミドアニオン、メチドアニオン、フルオロスルホン酸アニオン（ＳＯ３Ｆ−）、パーフルオロアルキルスルホン酸アニオン、テトラフルオロホウ酸アニオン（ＢＦ４−）、パーフルオロアルキルホウ酸アニオン、ヘキサフルオロリン酸アニオン（ＰＦ６−）、パーフルオロアルキルリン酸アニオン及びハロゲン化物イオンのいずれか一であることを特徴とする化合物。
【化７】
2018062514.tif 000059
（式中、Ｒ１は、炭素数が１以上４以下のアルキル基を表し、Ｒ２乃至Ｒ４は、それぞれ独立に、水素原子または炭素数が１以上４以下のアルキル基を表す。）
【請求項８】
下記式で表されるカチオンと、１価のアニオンとを有し、
前記１価のアニオンは、アミドアニオン、メチドアニオン、フルオロスルホン酸アニオン（ＳＯ３Ｆ−）、パーフルオロアルキルスルホン酸アニオン、テトラフルオロホウ酸アニオン（ＢＦ４−）、パーフルオロアルキルホウ酸アニオン、ヘキサフルオロリン酸アニオン（ＰＦ６−）、パーフルオロアルキルリン酸アニオン及びハロゲン化物イオンのいずれか一であることを特徴とする化合物。
【化８】
2018062514.tif 000060
（式中、Ｒ１は、炭素数が１以上４以下のアルキル基を表し、Ｒ２乃至Ｒ４は、それぞれ独立に、水素原子または炭素数が１以上４以下のアルキル基を表す。）
【請求項９】
下記式で表されるカチオン及びアニオンを有することを特徴とする化合物。
【化９】
2018062514.tif 000061
【請求項１０】
下記式で表されるカチオン及びアニオンを有することを特徴とする化合物。
【化１０】
2018062514.tif 000062
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の一態様は、化合物、該化合物を用いた非水電解質、該非水電解質を用いた蓄電
装置に関する。
【０００２】
なお、本発明の一態様は、上記の技術分野に限定されない。本明細書等で開示する発明
の一態様の技術分野は、物、方法、または、製造方法に関するものである。または、本発
明の一態様は、プロセス、マシン、マニュファクチャ、または、組成物（コンポジション
・オブ・マター）に関するものである。そのため、より具体的に本明細書で開示する本発
明の一態様の技術分野としては、半導体装置、表示装置、発光装置、蓄電装置、記憶装置
、それらの駆動方法、または、それらの製造方法、を一例として挙げることができる。
【０００３】
なお、蓄電装置とは、蓄電機能を有する素子および装置全般を指すものである。
【背景技術】
【０００４】
近年、リチウムイオン二次電池、リチウムイオンキャパシタ、空気電池等、種々の蓄電
装置の開発が盛んに行われている。特に高出力、高エネルギー密度であるリチウムイオン
二次電池は、携帯電話やスマートフォン、ノート型コンピュータ等の携帯情報端末、携帯
音楽プレーヤ、デジタルカメラ等の電子機器、あるいは医療機器、ハイブリッド車（ＨＥ
Ｖ）、電気自動車（ＥＶ）、またはプラグインハイブリッド車（ＰＨＥＶ）等の次世代ク
リーンエネルギー自動車など、半導体産業の発展と併せて急速にその需要が拡大し、充電
可能なエネルギーの供給源として現代の情報化社会に不可欠なものとなっている。
【０００５】
このように、様々な分野または用途でリチウムイオン二次電池は用いられている。その
なかで、リチウムイオン二次電池に求められる特性として、高エネルギー密度、優れたサ
イクル特性および様々な動作環境での安全性などがある。
【０００６】
汎用されているリチウムイオン二次電池の多くは、非水溶媒とリチウムイオンを有する
リチウム塩を含む非水電解質（非水電解液ともいう。）を有している。そして、当該非水
電解質としてよく用いられている有機溶媒としては、誘電率が高くイオン導電性に優れた
エチレンカーボネートなどの有機溶媒などがある。
【０００７】
しかし、上記有機溶媒は揮発性および低引火点を有しており、この有機溶媒をリチウム
イオン二次電池に用いた場合、内部短絡や過充電などに起因したリチウムイオン二次電池
の内部温度の上昇によるリチウムイオン二次電池の破裂や発火などが生じる可能性がある
。
【０００８】
上記を考慮し、難燃性および難揮発性であるイオン液体（常温溶融塩ともいう。）をリ
チウムイオン二次電池の非水電解質の非水溶媒として用いることが検討されている。例え
ば、エチルメチルイミダゾリウム（ＥＭＩ）カチオンを含むイオン液体、Ｎ−メチル−Ｎ
−プロピルピロリジニウム（Ｐ１３）カチオンを含むイオン液体、またはＮ−メチル−Ｎ
−プロピルピペリジニウム（ＰＰ１３）カチオンを含むイオン液体などがある（特許文献
１参照）。
【０００９】
また、イオン液体のアニオン成分およびカチオン成分を改良することで、低粘度および
低融点かつ高い導電性を有するイオン液体を用いるリチウムイオン二次電池が開示されて
いる（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００３−３３１９１８号公報
【特許文献２】国際公開第２００５／６３７７３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
リチウムイオン二次電池の非水電解質の溶媒として、イオン液体に代表されるように、
非水溶媒の開発は進んではきてはいるものの、粘度、融点、伝導性、またはコストといっ
た様々な面で改善の余地が残されており、より優れた非水溶媒の開発が望まれている。
【００１２】
例えば、非水溶媒として、カチオン成分に脂肪族化合物のカチオンを用いるイオン液体
を用いた場合、該イオン液体の粘性が高いため、イオン（例えば、リチウムイオン）の伝
導性が低い。また、該イオン液体をリチウムイオン二次電池に用いた場合、低温環境下（
とくに０℃以下）において、該イオン液体（具体的には該イオン液体を有する電解質）の
抵抗が高くなり、電池として動作しなくなる。
【００１３】
また、イミダゾリウムカチオンを含むイオン液体は、高温でのサイクル特性が悪い場合
がある。これは、イミダゾリウムカチオンの還元電位の低さに由来する還元分解の可能性
がある。したがって、イミダゾール環を有するイミダゾリウムカチオンにおいて、還元電
位を大幅に変えることは難しい可能性がある。
【００１４】
そこで、本発明の一態様は、イオン液体を構成する化合物であって、該化合物から構成
されるイオン液体を含む非水溶媒の低温環境下でのリチウム伝導性が高いこと、高耐熱性
であること、使用できる温度範囲が広いこと、凝固点（融点）が低いこと、または粘性が
低いことなどの特性のうち、少なくとも１つを満たす化合物を提供することを課題とする
。または、本発明の一態様は、該イオン液体を含む非水電解質を用いた蓄電装置であって
、該非水電解質のリチウム伝導性が高いこと、低温環境下で高いリチウム伝導性を示すこ
と、高耐熱性であること、使用できる温度範囲が広いこと、凝固点（融点）が低いこと、
または粘性が低いことなどの特性のうち、少なくとも１つを満たす非水電解質を用いた蓄
電装置を提供することを課題とする。または、本発明の一態様は、高温での蓄電装置のサ
イクル特性が改善される化合物を提供することを課題とする。または、本発明の一態様は
、還元電位が高い化合物を提供することを課題とする。または、本発明の一態様は、新規
な化合物を提供することを課題とする。
【００１５】
また、本発明の一態様は、高性能な蓄電装置を作製できる化合物を含む非水溶媒を提供
することを課題とする。また、本発明の一態様は、高性能な蓄電装置を提供することを課
題とする。また、本発明の一態様は、安全性の高い蓄電装置を提供することを課題とする
。または、本発明の一態様は、新規な蓄電装置を提供することを課題とする。
【００１６】
なお、これらの課題の記載は、他の課題の存在を妨げるものではない。なお、本発明の
一態様は、必ずしも、これらの課題の全てを解決する必要はない。なお、これら以外の課
題は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、
図面、請求項などの記載から、これら以外の課題を抽出することが可能である。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
そこで、本発明の一態様は、粘度が低いイミダゾリウムカチオンを含むイオン液体を用
いる。本発明の一態様は、一般式（Ｇ１）で表されるカチオンと、カチオンに対するアニ
オンと、を有し、アニオンは、１価のアミドアニオン、１価のメチドアニオン、フルオロ
スルホン酸アニオン（ＳＯ３Ｆ−）、パーフルオロアルキルスルホン酸アニオン、テトラ
フルオロホウ酸アニオン（ＢＦ４−）、パーフルオロアルキルホウ酸アニオン、またはヘ
キサフルオロリン酸アニオン（ＰＦ６−）、パーフルオロアルキルリン酸アニオンのいず
れか一をであることを特徴とする化合物である。
【００１８】
【化１】
2018062514.tif 000002
（Ｒ１は、炭素数が１以上４以下のアルキル基を表し、Ｒ２乃至Ｒ４は、それぞれ独立に
、水素原子または炭素数が１以上４以下のアルキル基を表す。また、式中、Ａ１乃至Ａ４
は、それぞれ独立に、メチレン基または酸素原子を表し、Ａ１乃至Ａ４の少なくとも１つ
は酸素原子である。）
【００１９】
また、本発明の他の一態様は、一般式（Ｇ１）で表されるカチオンと、カチオンに対す
るアニオンと、を有し、アニオンは、ビス（フルオロスルホニル）アミドアニオンである
ことを特徴とする化合物である。
【００２０】
【化２】
2018062514.tif 000003
（Ｒ１は、炭素数が１以上４以下のアルキル基を表し、Ｒ２乃至Ｒ４は、それぞれ独立に
、水素原子または炭素数が１以上４以下のアルキル基を表す。また、式中、Ａ１乃至Ａ４
は、それぞれ独立に、メチレン基または酸素原子を表し、Ａ１乃至Ａ４の少なくとも１つ
は酸素原子である。）
【００２１】
また、本発明の他の一態様は、一般式（Ｇ１）で表されるカチオンと、カチオンに対す
るアニオンと、を有し、アニオンは、ビス（フルオロスルホニル）アミドアニオンである
ことを特徴とする化合物である。
【００２２】
【化３】
2018062514.tif 000004
（Ｒ１は、炭素数が１以上４以下のアルキル基を表し、Ｒ２乃至Ｒ４は、それぞれ独立に
、水素原子またはメチル基を表す。また、式中、Ａ１乃至Ａ４は、それぞれ独立に、メチ
レン基または酸素原子を表し、Ａ１乃至Ａ４の少なくとも１つは酸素原子である。）
【００２３】
また、本発明の他の一態様は、一般式（Ｇ２）で表されるカチオンと、１価のアニオン
とを有する化合物である。
【００２４】
【化４】
2018062514.tif 000005
（Ｒ１は、炭素数が１以上４以下のアルキル基を表し、Ｒ２乃至Ｒ４は、それぞれ独立に
、水素原子または炭素数が１以上４以下のアルキル基を表す。）
【００２５】
また、本発明の他の一態様は、一般式（Ｇ２）で表されるカチオンと、カチオンに対す
るアニオンと、を有し、アニオンは、１価のアミドアニオン、１価のメチドアニオン、フ
ルオロスルホン酸アニオン（ＳＯ３Ｆ−）、パーフルオロアルキルスルホン酸アニオン、
テトラフルオロホウ酸アニオン（ＢＦ４−）、パーフルオロアルキルホウ酸アニオン、ま
たはヘキサフルオロリン酸アニオン（ＰＦ６−）、パーフルオロアルキルリン酸アニオン
のいずれか一であることを特徴とする化合物である。
【００２６】
【化５】
2018062514.tif 000006
（Ｒ１は、炭素数が１以上４以下のアルキル基を表し、Ｒ２乃至Ｒ４は、それぞれ独立に
、水素原子または炭素数が１以上４以下のアルキル基を表す。）
【００２７】
また、本発明の他の一態様は、一般式（Ｇ３）で表されるカチオンと、カチオンに対す
るアニオンと、を有し、アニオンは、１価のアミドアニオン、１価のメチドアニオン、フ
ルオロスルホン酸アニオン（ＳＯ３Ｆ−）、パーフルオロアルキルスルホン酸アニオン、
テトラフルオロホウ酸アニオン（ＢＦ４−）、パーフルオロアルキルホウ酸アニオン、ま
たはヘキサフルオロリン酸アニオン（ＰＦ６−）、パーフルオロアルキルリン酸アニオン
のいずれか一であることを特徴とする化合物である。
【００２８】
【化６】
2018062514.tif 000007
（Ｒ１は、炭素数が１以上４以下のアルキル基を表し、Ｒ２乃至Ｒ４は、それぞれ独立に
、水素原子または炭素数が１以上４以下のアルキル基を表す。）
【００２９】
また、本発明の他の一態様は、アルカリ金属塩および非水溶媒を含む非水電解質であっ
て、非水溶媒は、上記化合物のいずれか一を含むことを特徴とする非水電解質である。
【００３０】
また、本発明の他の一態様は、５員環のヘテロ芳香環を有するカチオンおよびカチオン
に対するアニオンを有するイオン液体を有する蓄電装置であって、５員環のへテロ芳香環
は一以上の置換基を有し、一以上の置換基の少なくとも一は４原子以上の直鎖であり、か
つＣ、Ｏ、Ｓｉ、Ｎ、Ｓ、Ｐのうち一種または複数種を含むことを特徴とする蓄電装置で
ある。
【００３１】
また、本発明の他の一態様は、単環式化合物である５員環のヘテロ芳香環を有するカチ
オンおよびカチオンに対するアニオンを有するイオン液体を有する蓄電装置であって、５
員環のヘテロ芳香環は一以上の置換基を有し、一以上の置換基の少なくとも一は４原子以
上の直鎖であり、かつＣ、Ｏ、Ｓｉ、Ｎ、Ｓ、Ｐのうち一種または複数種を含むことを特
徴とする蓄電装置である。
【００３２】
また、上記構成において、５員環のヘテロ芳香環中のヘテロ原子の少なくとも１つに上
記直鎖が導入されることが好ましい。
【００３３】
また、本発明の他の一態様は、５員環のヘテロ芳香環を有するカチオンおよびカチオン
に対するアニオンを有するイオン液体を有する蓄電装置であって、５員環のヘテロ芳香環
は一以上の窒素原子で構成され、一以上の置換基を有し、一以上の置換基の少なくとも一
は４原子以上の直鎖であり、かつＣ、Ｏ、Ｓｉ、Ｎ、Ｓ、Ｐのうち一種または複数種を含
むことを特徴とする蓄電装置である。
【００３４】
また、本発明の他の一態様は、単環式化合物である５員環のヘテロ芳香環を有するカチ
オンおよびカチオンに対するアニオンを有するイオン液体を有する蓄電装置であって、前
記５員環のヘテロ芳香環は一以上の窒素原子で構成され、一以上の置換基を有し、一以上
の置換基の少なくとも一は４原子以上の直鎖であり、かつＣ、Ｏ、Ｓｉ、Ｎ、Ｓ、Ｐのう
ち一種または複数種を含むことを特徴とする蓄電装置である。
【００３５】
また、上記構成において、５員環のヘテロ芳香環中の窒素原子の少なくとも１つは上記
直鎖が導入されることが好ましい。
【００３６】
また、上記構成において、上記単環式化合物である５員環のヘテロ芳香環を有するカチ
オンは、イミダゾリウムカチオンである。
【００３７】
また、本発明の他の一態様は、５員環のヘテロ芳香環を有するカチオンおよびカチオン
に対するアニオンを有するイオン液体と、アルカリ金属塩と、を含む非水電解質を有する
蓄電装置であって、前記５員環のヘテロ芳香環は一以上の置換基を有し、一以上の置換基
の少なくとも一は４原子以上の直鎖であり、かつＣ、Ｏ、Ｓｉ、Ｎ、Ｓ、Ｐのうち一種ま
たは複数種を含むことを特徴とする蓄電装置である。
【００３８】
また、本発明の他の一態様は、単環式化合物である５員環のヘテロ芳香環を有するカチ
オンおよびカチオンに対するアニオンを有するイオン液体と、アルカリ金属塩と、を含む
非水電解質を有する蓄電装置であって、前記５員環のヘテロ芳香環は一以上の置換基を有
し、一以上の置換基の少なくとも一は４原子以上の直鎖であり、かつＣ、Ｏ、Ｓｉ、Ｎ、
Ｓ、Ｐのうち一種または複数種を含むことを特徴とする蓄電装置である。
【００３９】
また、上記構成において、５員環のヘテロ芳香環中のヘテロ原子の少なくとも１つに上
記直鎖が導入されることが好ましい。
【００４０】
また、本発明の他の一態様は、５員環のヘテロ芳香環を有するカチオンおよびカチオン
に対するアニオンを有するイオン液体、アルカリ金属塩と、を含む非水電解質を有する蓄
電装置であって、前記５員環のヘテロ芳香環は一以上の窒素原子で構成され、一以上の置
換基を有し、一以上の置換基の少なくとも一は４原子以上の直鎖であり、かつＣ、Ｏ、Ｓ
ｉ、Ｎ、Ｓ、Ｐのうち一種または複数種を含むことを特徴とする蓄電装置である。
【００４１】
また、本発明の他の一態様は、単環式化合物である５員環のヘテロ芳香環を有するカチ
オンおよびカチオンに対するアニオンを有するイオン液体、アルカリ金属塩と、を含む非
水電解質を有する蓄電装置であって、前記５員環のヘテロ芳香環は一以上の窒素原子で構
成され、一以上の置換基を有し、一以上の置換基の少なくとも一は４原子以上の直鎖であ
り、かつＣ、Ｏ、Ｓｉ、Ｎ、Ｓ、Ｐのうち一種または複数種を含むことを特徴とする蓄電
装置である。
【００４２】
また、上記構成において、５員環のヘテロ芳香環中の窒素原子に上記直鎖が導入される
ことが好ましい。
【００４３】
また、上記構成において、上記単環式化合物である５員環のヘテロ芳香環を有するカチ
オンは、イミダゾリウムカチオンである。
【００４４】
また、上記構成において、アルカリ金属塩がリチウム塩であることが好ましい。
【発明の効果】
【００４５】
本発明の一態様により、高性能な蓄電装置を作製できるイオン液体を構成する化合物を
提供することができる。また、高性能な蓄電装置を提供することができる。また、本発明
の一態様により、安全性の高い蓄電装置を提供することができる。または、本発明の一態
様により、新規な化合物を提供することができる。または、本発明の一態様により、新規
な蓄電装置を提供することができる。なお、これらの効果の記載は、他の効果の存在を妨
げるものではない。なお、本発明の一態様は、必ずしも、これらの効果の全てを有する必
要はない。なお、これら以外の効果は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明
らかとなるものであり、明細書、図面、請求項などの記載から、これら以外の効果を抽出
することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】実施の形態に係る、コイン型の二次電池を説明する図。
【図２】実施の形態に係る、円筒型の二次電池を説明する図。
【図３】実施の形態に係る、薄型の二次電池を説明する図。
【図４】実施の形態に係る、薄型の二次電池を説明する図。
【図５】実施の形態に係る、薄型の二次電池を説明する図。
【図６】実施の形態に係る、角型の二次電池を説明する図。
【図７】実施の形態に係る、蓄電装置を説明する図。
【図８】実施の形態に係る、蓄電装置を説明する図。
【図９】実施の形態に係る、蓄電装置を説明する図。
【図１０】実施の形態に係る、フレキシブルな二次電池を有する電子機器。
【図１１】実施の形態に係る、二次電池を有する車両。
【図１２】本発明の一態様に係るイオン液体の中間体の１Ｈ  ＮＭＲチャート。
【図１３】本発明の一態様に係るイオン液体の１Ｈ  ＮＭＲチャート。
【図１４】本発明の一態様に係るイオン液体の中間体の１Ｈ  ＮＭＲチャート。
【図１５】本発明の一態様に係るイオン液体の１Ｈ  ＮＭＲチャート。
【図１６】本発明の一態様に係るイオン液体の１Ｈ  ＮＭＲチャート。
【図１７】本発明の一態様に係るイオン液体の中間体の１Ｈ  ＮＭＲチャート。
【図１８】本発明の一態様に係るイオン液体の１Ｈ  ＮＭＲチャート。
【図１９】本発明の一態様に係るイオン液体の中間体の１Ｈ  ＮＭＲチャート。
【図２０】本発明の一態様に係るイオン液体の１Ｈ  ＮＭＲチャート。
【図２１】実施例のコインセルの構造を説明する図。
【図２２】実施例の試料の初回充放電特性の測定結果を示す図。
【図２３】実施例の試料の初回充放電特性の測定結果を示す図。
【図２４】実施例の試料の初回充放電特性の測定結果を示す図。
【図２５】実施例の試料の初回充放電特性の測定結果を示す図。
【図２６】実施例の試料の初回充放電効率およびサイクル特性の測定結果を示す図。
【図２７】実施例の試料のレート特性の測定結果を説明する図。
【図２８】実施例の試料のエージングについて説明する図。
【図２９】実施例の試料のサイクル特性の測定結果を示す図。
【図３０】実施例の試料のレート特性の測定結果を説明する図。
【図３１】実施例の試料のレート特性の測定結果を説明する図。
【図３２】実施例の試料の温度特性の測定結果を説明する図。
【図３３】実施例の試料の温度特性の測定結果を説明する図。
【図３４】実施例の示差走査熱量測定結果を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００４７】
以下では、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。ただし、本発明
は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨およびその範囲から逸脱することなくその形態
および詳細を様々に変更し得ることは、当業者であれば容易に理解される。従って、本発
明は、以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、図面
を用いて発明の構成を説明するにあたり、同じものを指す符号は異なる図面間でも共通し
て用いる。また、同様のものを指す際にはハッチパターンを同じくし、特に符号を付さな
い場合がある。なお、各図面において示す各構成の、大きさ、層の厚さ、または領域は、
明瞭化のために誇張されて表記している場合がある。従って、必ずしもそのスケールに限
定されない。
【００４８】
（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の一態様である蓄電装置に用いられる非水溶媒について説明
する。
【００４９】
本発明の一態様に係る蓄電装置に用いられる非水溶媒は、イオン液体を有し、該イオン
液体は、一以上の置換基を有する５員環のヘテロ芳香環を有するカチオンと、該カチオン
に対するアニオンと、を有する。
【００５０】
上記イオン液体の５員環のヘテロ芳香環を有するカチオンにおいて、一以上の置換基の
少なくとも一は４原子以上の直鎖であり、かつＣ、Ｏ、Ｓｉ、Ｎ、Ｓ、Ｐのうち一種また
は複数種を含む。また、該直鎖は、置換基（側鎖も含む）を有していてもよい。該直鎖に
導入される置換基としては、たとえば、アルキル基、アルコキシ基などが挙げられる。
【００５１】
該置換基が上記直鎖を有している（たとえば、ブチル基、エトキシメチル基、１，３‐
ジメチルブチル基など）と、イオン液体のカチオン種を立体的に嵩高くすることで電池内
部の副反応（充電時における黒鉛へのカチオン挿入および非水溶媒の分解、それに伴うガ
スの発生等）を抑制することができる。しかし、直鎖の炭素数が増えるにつれて、イオン
液体の粘度も増大する傾向を有するため、所望の充放電効率および所望の粘度に応じて直
鎖の炭素数を適宜制御することが好ましい。
【００５２】
上記イオン液体の５員環のヘテロ芳香環を有するカチオンとしてはベンゾイミダゾリウ
ムカチオン、ベンゾオキサゾリウムカチオン、ベンゾチアゾリウムカチオン等がある。単
環式化合物である５員環のヘテロ芳香環を有するカチオンとしてはオキサゾリウムカチオ
ン、チアゾリウムカチオン、イソオキサゾリウムカチオン、イソチアゾリウムカチオン、
イミダゾリウムカチオン、ピラゾリウムカチオン等がある。化合物の安定性、粘度および
イオン伝導度、並びに合成の簡易さから、単環式化合物である５員環のヘテロ芳香環を有
するカチオンであることが好ましく、特にイミダゾリウムカチオンは粘度の低下が期待で
きるため好ましい。
【００５３】
また、上記イオン液体におけるアニオンは、５員環のヘテロ芳香環を有するカチオンと
イオン液体を構成する一価のアニオンである。当該アニオンとして、例えば、１価のアミ
ドアニオン、１価のメチドアニオン、フルオロスルホン酸アニオン（ＳＯ３Ｆ−）、パー
フルオロアルキルスルホン酸アニオン、テトラフルオロホウ酸アニオン（ＢＦ４−）、パ
ーフルオロアルキルホウ酸アニオン、ヘキサフルオロリン酸アニオン（ＰＦ６−）または
パーフルオロアルキルリン酸アニオン等が挙げられる。そして、１価のアミドアニオンと
しては、（ＣｎＦ２ｎ＋１ＳＯ２）２Ｎ−（ｎ＝０以上３以下）、１価の環状のアミドア
ニオンとしては、（ＣＦ２ＳＯ２）２Ｎ−などがある。１価のメチドアニオンとしては、
（ＣｎＦ２ｎ＋１ＳＯ２）３Ｃ−（ｎ＝０以上３以下）、１価の環状のメチドアニオンと
しては、（ＣＦ２ＳＯ２）２Ｃ−（ＣＦ３ＳＯ２）などがある。パーフルオロアルキルス
ルホン酸アニオンとしては、（ＣｍＦ２ｍ＋１ＳＯ３）−（ｍ＝０以上４以下）などがあ
る。パーフルオロアルキルホウ酸アニオンとしては、｛ＢＦｎ（ＣｍＨｋＦ２ｍ＋１−ｋ
）４−ｎ｝−（ｎ＝０以上３以下、ｍ＝１以上４以下、ｋ＝０以上２ｍ以下）などがある
。パーフルオロアルキルリン酸アニオンとしては、｛ＰＦｎ（ＣｍＨｋＦ２ｍ＋１−ｋ）
６−ｎ｝−（ｎ＝０以上５以下、ｍ＝１以上４以下、ｋ＝０以上２ｍ以下）などがある。
なお、当該アニオンはこれらに限るものではない。
【００５４】
本発明の一態様の蓄電装置に含まれる非水溶媒に用いることができるイオン液体は、例
えば、一般式（Ｇ０）で表すことができる。
【００５５】
【化７】
2018062514.tif 000008
【００５６】
一般式（Ｇ０）中において、Ｒ１は、炭素数が１以上４以下のアルキル基を表し、Ｒ２
乃至Ｒ４は、それぞれ独立に、水素原子または炭素数が１以上４以下のアルキル基を表し
、Ｒ５は、４原子以上の直鎖であり、かつＣ、Ｏ、Ｓｉ、Ｎ、Ｓ、Ｐのうち一種または複
数種を含み、Ａ−は、１価のアミドアニオン、１価のメチドアニオン、フルオロスルホン
酸アニオン、パーフルオロアルキルスルホン酸アニオン、テトラフルオロホウ酸アニオン
、パーフルオロアルキルホウ酸アニオン、ヘキサフルオロリン酸アニオン、またはパーフ
ルオロアルキルリン酸アニオンのいずれか一を表す。
【００５７】
また、Ｒ５の直鎖に置換基が導入されていてもよい。導入される置換基としては、たと
えば、アルキル基、アルコキシ基などが挙げられる。
【００５８】
なお、一般式（Ｇ０）では、Ｒ５が４原子以上の直鎖であり、かつＣ、Ｏ、Ｓｉ、Ｎ、
Ｓ、Ｐのうち一種または複数種を含むがこれに限られず、Ｒ２やＲ３が上記構成の直鎖で
あってもよい。また、上記構成の直鎖は、複数あってもよい（たとえば、Ｒ１とＲ５、Ｒ
２とＲ５、Ｒ２とＲ３、Ｒ１とＲ２とＲ５など）。
【００５９】
なお、一般式（Ｇ０）で表されるカチオンの当該アルキル基は、直鎖状または分岐鎖状
のどちらであってもよい。例えば、エチル基、ｔｅｒｔ‐ブチル基である。また、一般式
（Ｇ０）で表されるカチオンにおいて、Ｒ５は酸素−酸素結合（ペルオキシド）を持たな
いことが好ましい。酸素‐酸素間の単結合は非常に壊れやすく、反応性が高いために、そ
のような結合を有するカチオンは爆発性を有する可能性がある。このため、酸素−酸素結
合を含むカチオンを有するイオン液体は蓄電装置には適さない。
【００６０】
また、本発明の一態様に係る蓄電装置に用いられる化合物は、一般式（Ｇ１）で表され
るカチオンと、カチオンに対するアニオンと、を有する。
【００６１】
【化８】
2018062514.tif 000009
【００６２】
式中、Ｒ１は、炭素数が１以上４以下のアルキル基を表し、Ｒ２乃至Ｒ４は、それぞれ
独立に、水素原子または炭素数が１以上４以下のアルキル基を表す。また、式中、Ａ１乃
至Ａ４は、それぞれ独立に、メチレン基または酸素原子を表し、Ａ１乃至Ａ４の少なくと
も１つは酸素原子である。
【００６３】
イミダゾリウムカチオンの窒素に導入された置換基（一般式（Ｇ１）中のＡ１乃至Ａ４
を含む置換基）を有していると、イオン液体のカチオン種を立体的に嵩高くすることで電
池内部の副反応（充電時における黒鉛へのカチオン挿入および非水溶媒の分解、それに伴
うガスの発生等）を抑制することができる。しかし、Ａ１乃至Ａ４の炭素数が増えるにつ
れて、イオン液体の粘度も増大する傾向を有するため、所望の充放電効率および所望の粘
度に応じて直鎖の炭素数を適宜制御することが好ましい。また、Ａ１乃至Ａ４を含む置換
基は、酸素−酸素結合（ペルオキシド）を持たないことが好ましい。酸素‐酸素間の単結
合は非常に壊れやすく、反応性が高いために、そのような結合を有するカチオンは爆発性
を有する可能性がある。このため、酸素−酸素結合を含むカチオンを有するイオン液体は
蓄電装置には適さない。
【００６４】
また、上記イオン液体におけるアニオンは、イミダゾリウムカチオンとイオン液体を構
成する一価のアニオンである。当該アニオンとして、先に記載したものを用いることがで
きる。
【００６５】
また、上記イオン液体におけるアニオンは、１価のアミドアニオンであるビス（フルオ
ロスルホニル）アミドアニオンであることが好ましい。ビス（フルオロスルホニル）アミ
ドアニオンとカチオンとを組み合わせて用いたイオン液体は、高い導電性、比較的低い粘
度を有する。該イオン液体を用い、負極に黒鉛をもちいた蓄電装置は充放電が可能である
。
【００６６】
また、本発明の一態様に係る蓄電装置に用いられる化合物は、一般式（Ｇ２）で表され
るカチオンと、カチオンに対するアニオンと、を有する。
【００６７】
【化９】
2018062514.tif 000010
【００６８】
式中、Ｒ１は、炭素数が１以上４以下のアルキル基を表し、Ｒ２乃至Ｒ４は、それぞれ
独立に、水素原子または炭素数が１以上４以下のアルキル基を表す。
【００６９】
また、上記イオン液体におけるアニオンは、イミダゾリウムカチオンとイオン液体を構
成する一価のアニオンである。当該アニオンとして、先に記載したものを用いることがで
きる。
【００７０】
また、上記イオン液体におけるアニオンは、１価のアミドアニオンであるビス（フルオ
ロスルホニル）アミドアニオンであることが好ましい。
【００７１】
また、本発明の一態様に係る蓄電装置に用いられる化合物は、一般式（Ｇ３）で表され
るカチオンと、カチオンに対するアニオンと、を有する。
【００７２】
【化１０】
2018062514.tif 000011
【００７３】
式中、Ｒ１は、炭素数が１以上４以下のアルキル基を表し、Ｒ２乃至Ｒ４は、それぞれ
独立に、水素原子または炭素数が１以上４以下のアルキル基を表す。
【００７４】
また、上記イオン液体におけるアニオンは、イミダゾリウムカチオンとイオン液体を構
成する一価のアニオンである。当該アニオンとして、先に記載したものを用いることがで
きる。
【００７５】
また、上記イオン液体におけるアニオンは、１価のアミドアニオンであるビス（フルオ
ロスルホニル）アミドアニオンであることが好ましい。
【００７６】
上記一般式（Ｇ０）のカチオンの具体例としてたとえば構造式（１０１）乃至構造式（
１４３）、構造式（２０１）乃至構造式（２２７）、構造式（３０１）乃至構造式（３０
４）、構造式（４０１）乃至構造式（４２７）、構造式（５０１）乃至構造式（５０４）
、構造式（６０１）乃至構造式（６０４）、構造式（７０１）乃至構造式（７０４）、構
造式（８０１）乃至構造式（８０４）、構造式（９０１）乃至構造式（９１３）が挙げら
れる。
【００７７】
【化１１】
2018062514.tif 000012
【００７８】
【化１２】
2018062514.tif 000013
【００７９】
【化１３】
2018062514.tif 000014
【００８０】
【化１４】
2018062514.tif 000015
【００８１】
【化１５】
2018062514.tif 000016
【００８２】
【化１６】
2018062514.tif 000017
【００８３】
【化１７】
2018062514.tif 000018
【００８４】
【化１８】
2018062514.tif 000019
【００８５】
【化１９】
2018062514.tif 000020
【００８６】
【化２０】
2018062514.tif 000021
【００８７】
【化２１】
2018062514.tif 000022
【００８８】
【化２２】
2018062514.tif 000023
【００８９】
【化２３】
2018062514.tif 000024
【００９０】
【化２４】
2018062514.tif 000025
【００９１】
【化２５】
2018062514.tif 000026
【００９２】
【化２６】
2018062514.tif 000027
【００９３】
【化２７】
2018062514.tif 000028
【００９４】
【化２８】
2018062514.tif 000029
【００９５】
なお、本発明の一態様の蓄電装置において、イオン液体は、構造式（１０１）乃至構造
式（１４３）、構造式（２０１）乃至構造式（２２７）、構造式（３０１）乃至構造式（
３０４）、構造式（４０１）乃至構造式（４２７）、構造式（５０１）乃至構造式（５０
４）、構造式（６０１）乃至構造式（６０４）、構造式（７０１）乃至構造式（７０４）
、構造式（８０１）乃至構造式（８０４）、構造式（９０１）乃至構造式（９１３）に示
されるいずれの立体異性体を含んでいてもよい。異性体とは、化合物は異なるが同一の分
子式をもつものをいい、立体異性体とは、空間での配向のみが異なる（しかし原子相互の
結合関係は同じ）特別な種類の異性体をいう。よって、本明細書等において、立体異性体
とは、鏡像異性体（エナンチオマー）、幾何（シス／トランス）異性体、および二つ以上
のキラル中心を有する互いに鏡像ではない化合物の異性体（ジアステレオマー）を包含す
る。
【００９６】
また、上記に示した構造式は共役環式化合物である。共役とは、分子の構造において不
飽和結合と単結合が交互に連なると、ｐ軌道の相互作用による安定化や電子の非局在化（
共役系全体に広がって存在）などが起こることをいう。例えば、以下の２つの構造式は、
電子の非局在化している箇所が異なるが同一の化合物である。
【００９７】
【化２９】
2018062514.tif 000030
【００９８】
また、本発明の一態様の蓄電装置に含まれる非水溶媒に用いることができるイオン液体
は、例えば、複数のイオン液体を用いる構成としてもよい。複数のイオン液体を用いる構
成としては、例えば、上記一般式（Ｇ０）で表されるカチオンを含むイオン液体の一種類
と、一般式（Ｇ０）で表されるカチオンを含むイオン液体の他の一種類と、を双方用いる
構成などが挙げられる。イオン液体を複数用いることで、単数のイオン液体を用いた構成
よりも、非水溶媒の凝固点が降下する場合がある。したがって、複数のイオン液体を有す
る非水溶媒を用いることで、低温環境下でも動作可能となる場合があり、幅広い温度範囲
で動作可能な蓄電装置を作製することができる。
【００９９】
さらに、本発明の一態様の蓄電装置の非水溶媒に含まれるイオン液体の還元電位は、代
表的な低電位負極材料であるリチウムの酸化還元電位（Ｌｉ／Ｌｉ＋）より低いことが好
ましい。
【０１００】
また、一般式（Ｇ０）乃至一般式（Ｇ３）で表されるカチオンのＲ１乃至Ｒ４の少なく
とも１つを炭素数１以上４以下のアルキル基とする場合、その炭素数は小さい方が好まし
い。該アルキル基の炭素数を小さくすることで、イオン液体の粘度を低くすることができ
、結果的に、本発明の一態様の蓄電装置に含まれる非水溶媒の粘度を低くすることができ
る。
【０１０１】
また、イオン液体の酸化電位は、アニオン種によって変化する。そこで、酸化電位が高
電位化したイオン液体を実現するために、本発明の一態様の蓄電装置の非水溶媒に含まれ
るイオン液体のアニオンを、（ＣｎＦ２ｎ＋１ＳＯ２）２Ｎ−（ｎ＝０以上３以下）、（
ＣＦ２ＳＯ２）２Ｎ−または（ＣｍＦ２ｍ＋１ＳＯ３）−（ｍ＝０以上４以下）から選択
した１価のアニオンとすることが好ましい。なお、酸化電位を高電位化することは、耐酸
化性（酸化安定性ともいう）が向上することを意味する。なお、耐酸化性の向上は、置換
基を有したカチオンと、上記したアニオンとの相互作用によるものである。
【０１０２】
このように本発明の一態様の蓄電装置に含まれる非水溶媒に、副反応の抑制および耐酸
化性が向上したイオン液体を用いることで、充放電の動作による非水溶媒（詳細には当該
非水溶媒を有する非水電解質）の分解を抑制できる。また、本発明の一態様の蓄電装置に
含まれる非水溶媒（詳細には当該非水溶媒を有する非水電解質）の粘度を低くすることで
、当該非水溶媒のイオン伝導性を向上させることができる。従って、本発明の一態様の蓄
電装置に含まれる非水溶媒を用いることで、充放電レート特性が良好な蓄電装置を作製で
きる。
【０１０３】
また、本発明の一態様の蓄電装置に含まれる非水電解質に用いることができるアルカリ
金属塩としては、例えば、アルカリ金属イオンやアルカリ土類金属イオンを有する塩であ
ればよい。アルカリ金属イオンとしては、例えば、リチウムイオン、ナトリウムイオン、
またはカリウムイオンがある。アルカリ土類金属イオンとしては、例えばカルシウムイオ
ン、ストロンチウムイオン、またはバリウムイオンがある。なお、本実施の形態において
、当該塩は、リチウムイオンを含んだリチウム塩とする。当該リチウム塩としては、例え
ば、塩化リチウム（ＬｉＣｌ）、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、過塩素酸リチウム（ＬｉＣ
ｌＯ４）、硼弗化リチウム（ＬｉＢＦ４）、ＬｉＡｓＦ６、ＬｉＰＦ６、Ｌｉ（ＣＦ３Ｓ
Ｏ３）、Ｌｉ（ＦＳＯ２）２Ｎ（いわゆるＬｉＦＳＡ）、Ｌｉ（ＣＦ３ＳＯ２）２Ｎ（い
わゆるＬｉＴＦＳＡ）などが挙げられる。
【０１０４】
イオン液体のカチオン種を立体的に嵩高くすることで副反応が抑制された、伝導性が高
く、かつ難燃性が高い非水溶媒とすることができる。
【０１０５】
したがって、上記非水溶媒を用いる非水電解質、および該非水電解質を用いる蓄電装置
は、安全性が高く、かつ高性能である。
【０１０６】
ここで、本実施の形態に記載の一般式（Ｇ０）で表されるカチオンを含むイオン液体の
合成方法について説明を行う。
【０１０７】
〈一般式（Ｇ０）で表されるカチオンを含むイオン液体の一例の合成方法〉
本実施の形態に記載のイオン液体の合成方法としては、種々の反応を適用することがで
きる。例えば、以下に示す合成方法によって、一般式（Ｇ０）で表されるカチオンを含む
イオン液体を合成することができる。ここでは一例として、合成スキームを参照して説明
する。なお、本実施の形態に記載のイオン液体の合成方法は、以下の合成方法に限定され
ない。
【０１０８】
【化３０】
2018062514.tif 000031
【０１０９】
上記スキーム（Ａ−１）に示すように、イミダゾールの誘導体（化合物１）と、ハロゲ
ン化物（化合物２）により、イミダゾリウム塩（化合物３）を得ることができる。スキー
ム（Ａ−１）において、Ｒ１は、炭素数が１以上４以下のアルキル基を表し、Ｒ２乃至Ｒ
４は、それぞれ独立に、水素原子または炭素数が１以上４以下のアルキル基を表し、Ｒ５
は４原子以上の直鎖であり、かつＣ、Ｏ、Ｓｉ、Ｎ、Ｓ、Ｐのうち一種または複数種を含
み、Ｘはハロゲンを表す。
【０１１０】
スキーム（Ａ−１）は、溶媒下または無溶媒下で行う事ができる。スキーム（Ａ−１）
において、用いることができる溶媒としては、エタノールやメタノールのようなアルコー
ル類、アセトニトリル等のニトリル類、ジエチルエーテルやテトラヒドロフランや１，４
−ジオキサンのようなエーテル類などが挙げられる。ただし、用いることができる溶媒は
これらに限られるものでは無い。
【０１１１】
【化３１】
2018062514.tif 000032
【０１１２】
上記スキーム（Ａ−２）に示すように、イミダゾリウム塩（化合物３）と、Ａを含む所
望の金属塩（化合物４）を、イオン交換することで、目的物を得ることができる。スキー
ム（Ａ−２）において、Ｒ１は、炭素数が１以上４以下のアルキル基を表し、Ｒ２乃至Ｒ
４は、それぞれ独立に、水素原子または炭素数が１以上４以下のアルキル基を表し、Ｒ５
は４原子以上の直鎖であり、かつＣ、Ｏ、Ｓｉ、Ｎ、Ｓ、Ｐのうち一種または複数種を含
み、Ｘはハロゲンを表す。
【０１１３】
スキーム（Ａ−２）において、Ａは１価のアミドアニオン、１価のメチドアニオン、フ
ルオロスルホン酸アニオン（ＳＯ３Ｆ−）、パーフルオロアルキルスルホン酸アニオン、
テトラフルオロホウ酸アニオン（ＢＦ４−）、パーフルオロアルキルホウ酸アニオン、ま
たはヘキサフルオロリン酸アニオン（ＰＦ６−）、パーフルオロアルキルリン酸アニオン
のいずれか一が挙げられる。ただし、用いることができるアニオンはこれらに限られるも
のでは無い。
【０１１４】
スキーム（Ａ−２）において、Ｍはアルカリ金属等を示す。アルカリ金属としては、例
えば、カリウム、ナトリウム、リチウムを示すが、これらに限られるものでは無い。
【０１１５】
スキーム（Ａ−２）は、溶媒下または無溶媒下で行う事ができる。スキーム（Ａ−２）
において、用いることができる溶媒としては、水、エタノールやメタノールのようなアル
コール類、アセトニトリル等のニトリル類、ジエチルエーテルやテトラヒドロフランや１
，４−ジオキサンのようなエーテル類などが挙げられる。ただし、用いることができる溶
媒はこれらに限られるものでは無い。
【０１１６】
次に、本実施の形態に記載の一般式（Ｇ１）で表されるカチオンを含むイオン液体の合
成方法について説明を行う。
【０１１７】
〈一般式（Ｇ１）で表されるカチオンを含むイオン液体の一例の合成方法〉
本実施の形態に記載のイオン液体の合成方法としては、種々の反応を適用することがで
きる。例えば、以下に示す合成方法によって、一般式（Ｇ１）で表されるカチオンを含む
イオン液体を合成することができる。ここでは一例として、合成スキームを参照して説明
する。なお、本実施の形態に記載のイオン液体の合成方法は、以下の合成方法に限定され
ない。
【０１１８】
【化３２】
2018062514.tif 000033
【０１１９】
上記スキーム（Ｂ−１）に示すように、イミダゾールの誘導体（化合物５）と、アルコ
キシアルキルのハロゲン化物（化合物６）により、イミダゾリウム塩（化合物７）を得る
ことができる。スキーム（Ｂ−１）において、Ａ１乃至Ａ４はそれぞれ独立にメチレン基
または酸素原子を表し、Ａ１乃至Ａ４の少なくとも１つは酸素原子である。Ｒ１は、炭素
数が１以上４以下のアルキル基を表し、Ｒ２乃至Ｒ４は、それぞれ独立に、水素原子また
は炭素数が１以上４以下のアルキル基を表し、Ｘはハロゲンを表す。
【０１２０】
スキーム（Ｂ−１）は、溶媒下または無溶媒下で行う事ができる。スキーム（Ｂ−１）
において、用いることができる溶媒としては、エタノールやメタノールのようなアルコー
ル類、アセトニトリル等のニトリル類、ジエチルエーテルやテトラヒドロフランや１，４
−ジオキサンのようなエーテル類などが挙げられる。ただし、用いることができる溶媒は
これらに限られるものでは無い。
【０１２１】
【化３３】
2018062514.tif 000034
【０１２２】
上記スキーム（Ｂ−２）に示すように、イミダゾリウム塩（化合物７）と、Ａを含む所
望の金属塩（化合物８）を、イオン交換することで、目的物を得ることができる。スキー
ム（Ｂ−２）において、Ａ１乃至Ａ４はそれぞれ独立にメチレン基または酸素原子を表し
、Ａ１乃至Ａ４の少なくとも１つは酸素原子である。Ｒ１は、炭素数が１以上４以下のア
ルキル基を表し、Ｒ２乃至Ｒ４は、それぞれ独立に、水素原子または炭素数が１以上４以
下のアルキル基を表し、Ｘはハロゲンを表す。
【０１２３】
スキーム（Ｂ−２）において、Ａは１価のアミドアニオン、１価のメチドアニオン、フ
ルオロスルホン酸アニオン（ＳＯ３Ｆ−）、パーフルオロアルキルスルホン酸アニオン、
テトラフルオロホウ酸アニオン（ＢＦ４−）、パーフルオロアルキルホウ酸アニオン、ま
たはヘキサフルオロリン酸アニオン（ＰＦ６−）、パーフルオロアルキルリン酸アニオン
のいずれか一が挙げられる。ただし、用いることができるアニオンはこれらに限られるも
のでは無い。
【０１２４】
スキーム（Ｂ−２）において、Ｍはアルカリ金属等を示す。アルカリ金属としては、例
えば、カリウム、ナトリウム、リチウムを示すが、これらに限られるものでは無い。
【０１２５】
スキーム（Ｂ−２）は、溶媒下または無溶媒下で行うことができる。スキーム（Ｂ−２
）において、用いることができる溶媒としては、水、エタノールやメタノールのようなア
ルコール類、アセトニトリル等のニトリル類、ジエチルエーテルやテトラヒドロフランや
１，４−ジオキサンのようなエーテル類などが挙げられる。ただし、用いることができる
溶媒はこれらに限られるものでは無い。
【０１２６】
以上により、本発明の一態様である蓄電装置に用いる非水溶媒を作製することができる
。本発明の一態様の非水溶媒は、難燃性を示す非水溶媒とすることができる。また、本発
明の一態様の非水溶媒は、イオン伝導性が高い非水溶媒とすることができる。したがって
、本発明の一態様の非水溶媒を用いた蓄電装置は、安全性が高く、充放電レート特性が良
好な蓄電装置を提供することができる。
【０１２７】
また、本実施の形態は、他の実施の形態に記載した構成と適宜組み合わせて実施するこ
とが可能である。
【０１２８】
（実施の形態２）
［コイン型蓄電池］
図１（Ａ）は、コイン型（単層偏平型）の蓄電池の外観図であり、図１（Ｂ）は、その
断面図である。
【０１２９】
コイン型の蓄電池３００は、正極端子を兼ねた正極缶３０１と負極端子を兼ねた負極缶
３０２とが、ポリプロピレン等で形成されたガスケット３０３で絶縁シールされている。
正極３０４は、正極集電体３０５と、これと接するように設けられた正極活物質層３０６
により形成される。正極活物質層３０６は、正極活物質の他、正極活物質の密着性を高め
るための結着剤（バインダ）、正極活物質層の導電性を高めるための導電助剤等を有して
もよい。導電助剤としては、比表面積が大きい材料が望ましく、アセチレンブラック（Ａ
Ｂ）等を用いることができる。また、カーボンナノチューブ、グラフェン、フラーレンと
いった炭素材料を用いることもできる。なお、グラフェンは薄片状であり、高い導電性を
有するという優れた電気特性、および柔軟性並びに機械的強度という優れた物理特性を有
する。そのため、グラフェンを、導電助剤として用いることにより、活物質同士の接触点
や、接触面積を増大させることができる。なお、本明細書において、グラフェンは、単層
のグラフェン、または２層以上１００層以下の多層グラフェンを含む。単層グラフェンと
は、π結合を有する１原子層の炭素分子のシートのことをいう。
【０１３０】
また、負極３０７は、負極集電体３０８と、これに接するように設けられた負極活物質
層３０９により形成される。負極活物質層３０９は、負極活物質の密着性を高めるための
結着剤（バインダ）、負極活物質層の導電性を高めるための導電助剤等を有してもよい。
正極活物質層３０６と負極活物質層３０９との間には、セパレータ３１０と、電解質（図
示せず）とを有する。
【０１３１】
負極活物質層３０９に用いる負極活物質としては、例えばガリウムを用いる。負極集電
体３０８として例えば銅を用い、銅とガリウムを合金化させる。合金化によって、集電体
と活物質（ガリウム）との間の密着性が向上し、膨張または収縮による劣化を防止、また
は二次電池の曲げなどの変形による劣化を防止することができる。
【０１３２】
また、正極集電体３０５や負極集電体３０８などの集電体としては、ステンレス、金、
白金、亜鉛、鉄、ニッケル、銅、アルミニウム、チタン、タンタル等の金属、およびこれ
らの合金など、導電性の高く、リチウム等のキャリアイオンと合金化しない材料を用いる
ことができる。また、シリコン、チタン、ネオジム、スカンジウム、モリブデンなどの耐
熱性を向上させる元素が添加されたアルミニウム合金を用いることができる。また、シリ
コンと反応してシリサイドを形成する金属元素で形成してもよい。シリコンと反応してシ
リサイドを形成する金属元素としては、ジルコニウム、チタン、ハフニウム、バナジウム
、ニオブ、タンタル、クロム、モリブデン、タングステン、コバルト、ニッケル等がある
。また、集電体は、箔状、板状（シート状）、網状、円柱状、コイル状、パンチングメタ
ル状、エキスパンドメタル状等の形状を適宜用いることができる。集電体は、厚みが１０
μｍ以上３０μｍ以下のものを用いるとよい。
【０１３３】
正極活物質層３０６に用いる正極活物質としては、オリビン型の結晶構造、層状岩塩型
の結晶構造、またはスピネル型の結晶構造を有する酸化物や複合酸化物等がある。正極活
物質として、例えばＬｉＦｅＯ２、ＬｉＣｏＯ２、ＬｉＮｉＯ２、ＬｉＭｎ２Ｏ４、Ｖ２
Ｏ５、Ｃｒ２Ｏ５、ＭｎＯ２等の化合物を用いる。
【０１３４】
または、複合材料（一般式ＬｉＭＰＯ４（Ｍは、Ｆｅ（ＩＩ）、Ｍｎ（ＩＩ）、Ｃｏ（
ＩＩ）、Ｎｉ（ＩＩ）の一以上））を用いることができる。一般式ＬｉＭＰＯ４の代表例
としては、ＬｉＦｅＰＯ４、ＬｉＮｉＰＯ４、ＬｉＣｏＰＯ４、ＬｉＭｎＰＯ４、ＬｉＦ
ｅａＮｉｂＰＯ４、ＬｉＦｅａＣｏｂＰＯ４、ＬｉＦｅａＭｎｂＰＯ４、ＬｉＮｉａＣｏ
ｂＰＯ４、ＬｉＮｉａＭｎｂＰＯ４（ａ＋ｂは１以下、０＜ａ＜１、０＜ｂ＜１）、Ｌｉ
ＦｅｃＮｉｄＣｏｅＰＯ４、ＬｉＦｅｃＮｉｄＭｎｅＰＯ４、ＬｉＮｉｃＣｏｄＭｎｅＰ
Ｏ４（ｃ＋ｄ＋ｅは１以下、０＜ｃ＜１、０＜ｄ＜１、０＜ｅ＜１）、ＬｉＦｅｆＮｉｇ
ＣｏｈＭｎｉＰＯ４（ｆ＋ｇ＋ｈ＋ｉは１以下、０＜ｆ＜１、０＜ｇ＜１、０＜ｈ＜１、
０＜ｉ＜１）等のリチウム化合物を材料として用いることができる。
【０１３５】
または、一般式Ｌｉ（２−ｊ）ＭＳｉＯ４（Ｍは、Ｆｅ（ＩＩ）、Ｍｎ（ＩＩ）、Ｃｏ
（ＩＩ）、Ｎｉ（ＩＩ）の一以上、０≦ｊ≦２）等の複合材料を用いることができる。一
般式Ｌｉ（２−ｊ）ＭＳｉＯ４の代表例としては、Ｌｉ（２−ｊ）ＦｅＳｉＯ４、Ｌｉ（
２−ｊ）ＮｉＳｉＯ４、Ｌｉ（２−ｊ）ＣｏＳｉＯ４、Ｌｉ（２−ｊ）ＭｎＳｉＯ４、Ｌ
ｉ（２−ｊ）ＦｅｋＮｉｌＳｉＯ４、Ｌｉ（２−ｊ）ＦｅｋＣｏｌＳｉＯ４、Ｌｉ（２−
ｊ）ＦｅｋＭｎｌＳｉＯ４、Ｌｉ（２−ｊ）ＮｉｋＣｏｌＳｉＯ４、Ｌｉ（２−ｊ）Ｎｉ
ｋＭｎｌＳｉＯ４（ｋ＋ｌは１以下、０＜ｋ＜１、０＜ｌ＜１）、Ｌｉ（２−ｊ）Ｆｅｍ
ＮｉｎＣｏｑＳｉＯ４、Ｌｉ（２−ｊ）ＦｅｍＮｉｎＭｎｑＳｉＯ４、Ｌｉ（２−ｊ）Ｎ
ｉｍＣｏｎＭｎｑＳｉＯ４（ｍ＋ｎ＋ｑは１以下、０＜ｍ＜１、０＜ｎ＜１、０＜ｑ＜１
）、Ｌｉ（２−ｊ）ＦｅｒＮｉｓＣｏｔＭｎｕＳｉＯ４（ｒ＋ｓ＋ｔ＋ｕは１以下、０＜
ｒ＜１、０＜ｓ＜１、０＜ｔ＜１、０＜ｕ＜１）等のリチウム化合物を材料として用いる
ことができる。
【０１３６】
また、正極活物質として、ＡｘＭ２（ＸＯ４）３（Ａ＝Ｌｉ、Ｎａ、Ｍｇ、Ｍ＝Ｆｅ、
Ｍｎ、Ｔｉ、Ｖ、Ｎｂ、Ａｌ、Ｘ＝Ｓ、Ｐ、Ｍｏ、Ｗ、Ａｓ、Ｓｉ）の一般式で表される
ナシコン型化合物を用いることができる。ナシコン型化合物としては、Ｆｅ２（ＭｎＯ４
）３、Ｆｅ２（ＳＯ４）３、Ｌｉ３Ｆｅ２（ＰＯ４）３等がある。また、正極活物質とし
て、Ｌｉ２ＭＰＯ４Ｆ、Ｌｉ２ＭＰ２Ｏ７、Ｌｉ５ＭＯ４（Ｍ＝Ｆｅ、Ｍｎ）の一般式で
表される化合物、ＮａＦｅＦ３、ＦｅＦ３等のペロブスカイト型フッ化物、ＴｉＳ２、Ｍ
ｏＳ２等の金属カルコゲナイド（硫化物、セレン化物、テルル化物）、ＬｉＭＶＯ４等の
逆スピネル型の結晶構造を有する酸化物、バナジウム酸化物系（Ｖ２Ｏ５、Ｖ６Ｏ１３、
ＬｉＶ３Ｏ８等）、マンガン酸化物、有機硫黄化合物等の材料を用いることができる。
【０１３７】
なお、キャリアイオンが、リチウムイオン以外のアルカリ金属イオンや、アルカリ土類
金属イオンの場合、正極活物質として、リチウムの代わりに、アルカリ金属（例えば、ナ
トリウムやカリウム等）、アルカリ土類金属（例えば、カルシウム、ストロンチウム、バ
リウム、ベリリウム、マグネシウム等）を用いてもよい。
【０１３８】
セパレータ３１０は、セルロース（紙）、または空孔が設けられたポリプロピレン、ポ
リエチレン等の絶縁体を用いることができる。
【０１３９】
電解液は、電解質として、キャリアイオンを有する材料を用いる。電解質の代表例とし
ては、ＬｉＰＦ６、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＡｓＦ６、ＬｉＢＦ４、ＬｉＣＦ３ＳＯ３、Ｌｉ
（ＣＦ３ＳＯ２）２Ｎ、Ｌｉ（Ｃ２Ｆ５ＳＯ２）２Ｎ等のリチウム塩がある。これらの電
解質は、一種を単独で用いてもよく、二種以上を任意の組み合わせおよび比率で用いても
よい。
【０１４０】
なお、キャリアイオンが、リチウムイオン以外のアルカリ金属イオン、アルカリ土類金
属イオンの場合、電解質として、上記リチウム塩において、リチウムの代わりに、アルカ
リ金属（例えば、ナトリウムやカリウム等）、アルカリ土類金属（例えば、カルシウム、
ストロンチウム、バリウム、ベリリウム、マグネシウム等）を用いてもよい。
【０１４１】
また、電解液の溶媒としては、キャリアイオンの移送が可能な材料を用いる。電解液の
溶媒としては、非プロトン性有機溶媒が好ましい。非プロトン性有機溶媒の代表例として
は、エチレンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、
ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、γーブチロラクトン、アセトニトリル、ジメトキシエ
タン、テトラヒドロフラン等があり、これらの一つまたは複数を用いることができる。ま
た、電解液の溶媒としてゲル化される高分子材料を用いることで、漏液性等に対する安全
性が高まる。また、蓄電池の薄型化および軽量化が可能である。ゲル化される高分子材料
の代表例としては、シリコーンゲル、アクリルゲル、アクリロニトリルゲル、ポリエチレ
ンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、フッ素系ポリマー等がある。また、電解液の
溶媒として、難燃性および難揮発性であるイオン液体（常温溶融塩）を一つまたは複数用
いることで、蓄電池の内部短絡や、過充電等によって内部温度が上昇しても、蓄電池の破
裂や発火などを防ぐことができる。なお、イオン液体は、塩のみでは流動状態であり、イ
オン移動度（伝導度）が高い。また、イオン液体は、カチオンとアニオンとを含む。イオ
ン液体としては、実施の形態１で示したものを用いることができる。
【０１４２】
また、電解液の代わりに、硫化物系や酸化物系等の無機物材料を有する固体電解質や、
ＰＥＯ（ポリエチレンオキシド）系等の高分子材料を有する固体電解質を用いることがで
きる。固体電解質を用いる場合には、セパレータやスペーサーの設置が不要となる。また
、電池全体を固体化できるため、漏液のおそれがなくなり安全性が飛躍的に向上する。
【０１４３】
正極缶３０１、負極缶３０２には、電解液に対して耐腐食性のある、アルミニウム、チ
タン等の金属、またはこれらの合金やこれらと他の金属との合金（例えば、ステンレス鋼
等）を用いることができる。また、電解液による腐食を防ぐため、アルミニウム等を被覆
することが好ましい。正極缶３０１は正極３０４と、負極缶３０２は負極３０７とそれぞ
れ電気的に接続する。なお、金属からなる正極缶３０１や、金属からなる負極缶３０２を
使用する代わりに、樹脂材料を含む外装体を用いれば、可撓性を有するコイン型の蓄電池
３００も実現できる。ただし、樹脂材料を含む外装体を用いる場合、外部に接続を行う部
分は導電材料とする。
【０１４４】
これら負極３０７、正極３０４およびセパレータ３１０を電解質に含浸させ、図１（Ｂ
）に示すように、正極缶３０１を下にして正極３０４、セパレータ３１０、負極３０７、
負極缶３０２をこの順で積層し、正極缶３０１と負極缶３０２とをガスケット３０３を介
して圧着してコイン型の蓄電池３００を製造する。
【０１４５】
ここで図１（Ｃ）を用いてバッテリーの充電時の電流の流れを説明する。リチウムを用
いたバッテリーを一つの閉回路とみなした時、リチウムイオンの動きと電流の流れは同じ
向きになる。なお、リチウムを用いたバッテリーでは、充電と放電でアノード（陽極）と
カソード（陰極）が入れ替わり、酸化反応と還元反応とが入れ替わることになるため、反
応電位が高い電極を正極と呼び、反応電位が低い電極を負極と呼ぶ。したがって、本明細
書においては、充電中であっても、放電中であっても、逆パルス電流を流す場合であって
も、充電電流を流す場合であっても、正極は「正極」または「＋極（プラス極）」と呼び
、負極は「負極」または「−極（マイナス極）」と呼ぶこととする。酸化反応や還元反応
に関連したアノード（陽極）やカソード（陰極）という用語を用いると、充電時と放電時
とでは、逆になってしまい、混乱を招く可能性がある。したがって、アノード（陽極）や
カソード（陰極）という用語は、本明細書においては用いないこととする。仮にアノード
（陽極）やカソード（陰極）という用語を用いる場合には、充電時か放電時かを明記し、
正極（プラス極）と負極（マイナス極）のどちらに対応するものかも併記することとする
。
【０１４６】
図１（Ｃ）に示す２つの端子には充電器が接続され、蓄電池４００が充電される。蓄電
池４００の充電が進めば、電極間の電位差は大きくなる。図１（Ｃ）では、蓄電池４００
の外部の端子から、正極４０２の方へ流れ、蓄電池４００の中において、正極４０２から
負極４０４の方へ流れ、負極から蓄電池４００の外部の端子の方へ流れる電流の向きを正
の向きとしている。つまり、充電電流の流れる向きを電流の向きとしている。また、正極
４０２と負極４０４との間には、セパレータ４０８と、電解質４０６とを有する。
【０１４７】
［円筒型蓄電池］
次に、円筒型の蓄電池の一例について、図２を参照して説明する。円筒型の蓄電池６０
０は図２（Ａ）に示すように、上面に正極キャップ（電池蓋）６０１を有し、側面および
底面に電池缶（外装缶）６０２を有している。これら正極キャップ（電池蓋）６０１と電
池缶（外装缶）６０２とは、ガスケット（絶縁パッキン）６１０によって絶縁されている
。
【０１４８】
図２（Ｂ）は、円筒型の蓄電池の断面を模式的に示した図である。中空円柱状の電池缶
６０２の内側には、帯状の正極６０４と負極６０６とがセパレータ６０５を間に挟んで捲
回された電池素子が設けられている。図示しないが、電池素子はセンターピンを中心に捲
回されている。電池缶６０２は、一端が閉じられ、他端が開いている。電池缶６０２には
、電解液に対して耐腐食性のある、アルミニウム、チタン等の金属、またはこれらの合金
やこれらと他の金属との合金（例えば、ステンレス鋼等）を用いることができる。また、
電解液による腐食を防ぐため、アルミニウム等を被覆することが好ましい。電池缶６０２
の内側において、正極、負極およびセパレータが捲回された電池素子は、対向する一対の
絶縁板６０８、６０９により挟まれている。また、電池素子が設けられた電池缶６０２の
内部は、非水電解液（図示せず）が注入されている。非水電解液は、コイン型の蓄電池と
同様のものを用いることができる。なお、金属からなる電池缶６０２を使用する代わりに
樹脂材料を含む外装体を用いれば、可撓性を有する円筒型の蓄電池も実現できる。ただし
、樹脂材料を含む外装体を用いる場合、外部に接続を行う部分は導電材料とする。
【０１４９】
正極６０４および負極６０６は、上述したコイン型の蓄電池の正極および負極と同様に
製造すればよいが、円筒型の蓄電池に用いる正極および負極は捲回するため、集電体の両
面に活物質を形成する点において異なる。正極６０４には正極端子（正極集電リード）６
０３が接続され、負極６０６には負極端子（負極集電リード）６０７が接続される。正極
端子６０３および負極端子６０７は、ともにアルミニウムなどの金属材料を用いることが
できる。正極端子６０３は安全弁機構６１２に、負極端子６０７は電池缶６０２の底にそ
れぞれ抵抗溶接される。安全弁機構６１２は、ＰＴＣ素子（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ  Ｔｅｍｐ
ｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）６１１を介して正極キャップ６０１と電気的
に接続されている。安全弁機構６１２は電池の内圧の上昇が所定の閾値を超えた場合に、
正極キャップ６０１と正極６０４との電気的な接続を切断するものである。また、ＰＴＣ
素子６１１は温度が上昇した場合に抵抗が増大する熱感抵抗素子であり、抵抗の増大によ
り電流量を制限して異常発熱を防止するものである。ＰＴＣ素子には、チタン酸バリウム
（ＢａＴｉＯ３）系半導体セラミックス等を用いることができる。
【０１５０】
［薄型蓄電池］
次に、薄型の蓄電池の一例について、図３（Ａ）を参照して説明する。薄型の蓄電池は
、可撓性を有する構成とすれば、可撓性を有する部位を少なくとも一部有する電子機器に
実装すれば、電子機器の変形に合わせて蓄電池も曲げることもできる。
【０１５１】
図３（Ａ）に示す薄型の蓄電池５００は、正極集電体５０１および正極活物質層５０２
を有する正極５０３と、負極集電体５０４および負極活物質層５０５を有する負極５０６
と、セパレータ５０７と、電解液５０８と、外装体５０９と、を有する。外装体５０９内
に設けられた正極５０３と負極５０６との間にセパレータ５０７が設置されている。また
、外装体５０９内は、電解液５０８で満たされている。
【０１５２】
図３（Ａ）に示す薄型の蓄電池５００において、正極集電体５０１および負極集電体５
０４は、外部との電気的接触を得る端子の役割も兼ねている。そのため、正極集電体５０
１および負極集電体５０４の一部は、外装体５０９から外側に露出するように配置しても
よい。また、正極集電体５０１および負極集電体５０４を、外装体５０９から外側に露出
させず、リード電極を用いてそのリード電極と正極集電体５０１、或いは負極集電体５０
４と超音波接合させてリード電極の一部を外側に露出するようにしてもよい。
【０１５３】
薄型の蓄電池５００において、外装体５０９には、例えばポリエチレン、ポリプロピレ
ン、ポリカーボネート、アイオノマー、ポリアミド等の材料からなる膜上に、アルミニウ
ム、ステンレス、銅、ニッケル等の可撓性に優れた金属薄膜を設け、さらに該金属薄膜上
に外装体の外面としてポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂等の絶縁性合成樹脂膜を設
けた三層構造のフィルムを用いることができる。例えば、樹脂膜と金属薄膜の積層を含む
フィルムを用いればよい。少なくとも樹脂膜と金属薄膜の積層を含むフィルムは、高い水
分バリア性を有し、軽量であり、放熱性にも優れているため、携帯する電子機器の蓄電池
に適している。
【０１５４】
また、薄型の蓄電池５００の断面構造の一例を図３（Ｂ）に示す。図３（Ａ）では簡略
のため、２つの集電体、即ち一対の電極層で構成する例を示しているが、実際は、３つ以
上の電極層で構成する。
【０１５５】
図３（Ｂ）では、一例として、電極層数を１６としている。なお、電極層数を１６とし
ても蓄電池５００は、可撓性を有する。図３（Ｂ）では負極集電体５０４が８層と、正極
集電体５０１が８層の合計１６層の構造を示している。なお、図３（Ｂ）は負極の取り出
し部の断面を示しており、８層の負極集電体５０４を超音波接合させている。例えば、超
音波溶接機を用いて複数の電極層に対して超音波接合を行い、電気的に接続させる。また
、超音波接合などの溶接に限定されず、ボルト止めにより集電体同士の電気的接続を行っ
てもよい。勿論、電極層数は１６に限定されず、多くてもよいし、少なくてもよい。電極
層数が多い場合には、より多くの容量を有する蓄電池とすることができる。また、電極層
数が少ない場合には、薄型化でき、可撓性に優れた蓄電池とすることができる。
【０１５６】
また、セパレータ５０７を袋状に加工し、正極５０３または負極５０６のいずれか一方
を包むように配置することが好ましい。例えば、図４（Ａ）に示すように、正極５０３を
挟むようにセパレータ５０７を２つ折りにし、正極５０３と重なる領域よりも外側で封止
部５１０により封止することで、正極５０３をセパレータ５０７内に確実に担持すること
ができる。そして、図４（Ｂ）に示すように、セパレータ５０７に包まれた正極５０３と
負極５０６とを交互に積層し、これらを外装体５０９内に配置することで薄型の蓄電池５
００を形成するとよい。
【０１５７】
なお、本実施の形態では、蓄電池として、コイン型、薄型および円筒型の蓄電池を示し
たが、その他の封止型蓄電池、角型蓄電池等の様々な形状の蓄電池を用いることができる
。また、正極、負極、およびセパレータが複数積層された構造、正極、負極、およびセパ
レータが捲回された構造であってもよい。
【０１５８】
薄型の蓄電池は図３に限定されず、他の例を図５に示す。図５（Ａ）に示す捲回体９９
３は、負極９９４と、正極９９５と、セパレータ９９６と、を有する。
【０１５９】
捲回体９９３は、セパレータ９９６を挟んで負極９９４と、正極９９５とが重なり合っ
て積層され、該積層シートを捲回したものである。この捲回体９９３を角型の封止容器な
どで覆うことにより角型の二次電池が作製される。
【０１６０】
なお、負極９９４、正極９９５およびセパレータ９９６からなる積層の積層数は、必要
な容量と素子体積に応じて適宜設計すればよい。負極９９４はリード電極９９７およびリ
ード電極９９８の一方を介して負極集電体（図示せず）に接続され、正極９９５はリード
電極９９７およびリード電極９９８の他方を介して正極集電体（図示せず）に接続される
。
【０１６１】
図５（Ｂ）および図５（Ｃ）に示す蓄電装置９８０は、フィルム９８１と、凹部を有す
るフィルム９８２とを熱圧着などにより貼り合わせて形成される空間に上述した捲回体９
９３を収納したものである。捲回体９９３は、リード電極９９７およびリード電極９９８
を有し、フィルム９８１と、凹部を有するフィルム９８２との内部で電解液に含浸される
。
【０１６２】
フィルム９８１と、凹部を有するフィルム９８２は、例えばアルミニウムなどの金属材
料や樹脂材料を用いることができる。フィルム９８１および凹部を有するフィルム９８２
の材料として樹脂材料を用いれば、外部から力が加わったときにフィルム９８１と、凹部
を有するフィルム９８２を変形させることができ、可撓性を有する蓄電池を作製すること
ができる。外部から力が加わったときにフィルム９８１および凹部を有するフィルム９８
２を変形させる場合においても集電体の一部を合金化させることによって集電体と接する
活物質層との高い密着性が実現できる。
【０１６３】
フィルムの凹部は、プレス加工、例えばエンボス加工により形成される。エンボス加工
によりフィルム表面（または裏面）に形成された凹部は、フィルムを封止構造の壁の一部
とする空間の容積が可変な閉塞空間を形成する。この閉塞空間は、フィルムの凹部が蛇腹
構造、ベローズ構造となって形成されるとも言える。また、プレス加工の一種であるエン
ボス加工に限らず、フィルムの一部に浮き彫り（レリーフ）が形成できる手法であればよ
い。
【０１６４】
また、図５（Ｂ）および図５（Ｃ）では２枚のフィルムを用いる例を示しているが、１
枚のフィルムを折り曲げることによって空間を形成し、その空間に上述した捲回体９９３
を収納してもよい。
【０１６５】
また、薄型の蓄電池のみが可撓性を有する蓄電装置ではなく、外装体や、封止容器を樹
脂材料などにすることによって可撓性を有する蓄電装置を作製することができる。ただし
、外装体や、封止容器を樹脂材料にする場合、外部に接続を行う部分は導電材料とする。
【０１６６】
例えば、可撓性を有する角型蓄電池の例を図６に示す。図６（Ａ）の捲回体９９３は、
図５（Ａ）に示したものと同一であるため、詳細な説明は省略することとする。
【０１６７】
図６（Ｂ）および図６（Ｃ）に示す蓄電装置９９０は、外装体９９１の内部に上述した
捲回体９９３を収納したものである。捲回体９９３は、リード電極９９７およびリード電
極９９８を有し、外装体９９１、外装体９９２の内部で電解液に含浸される。外装体９９
１、外装体９９２は、例えばアルミニウムなどの金属材料や樹脂材料を用いることができ
る。外装体９９１、外装体９９２の材料として樹脂材料を用いれば、外部から力が加わっ
たときに外装体９９１、外装体９９２を変形させることができ、可撓性を有する角型蓄電
池を作製することができる。外部から力が加わったときに外装体９９１、外装体９９２を
変形させる場合においても集電体の一部を合金化させることによって集電体と接する活物
質層との高い密着性が実現できる。
【０１６８】
また、蓄電装置（蓄電体）の構造例について、図７、図８、図９を用いて説明する。
【０１６９】
図７（Ａ）および図７（Ｂ）は、蓄電装置の外観図を示す図である。蓄電装置は、回路
基板９００と、蓄電体９１３と、を有する。蓄電体９１３には、ラベル９１０が貼られて
いる。さらに、図７（Ｂ）に示すように、蓄電装置は、端子９５１と、端子９５２と、を
有し、ラベル９１０の裏にアンテナ９１４と、アンテナ９１５と、を有する。
【０１７０】
回路基板９００は、端子９１１と、回路９１２と、を有する。端子９１１は、端子９５
１、端子９５２、アンテナ９１４、アンテナ９１５、および回路９１２に接続される。な
お、端子９１１を複数設けて、複数の端子９１１のそれぞれを、制御信号入力端子、電源
端子などとしてもよい。
【０１７１】
回路９１２は、回路基板９００の裏面に設けられていてもよい。なお、アンテナ９１４
およびアンテナ９１５は、コイル状に限定されず、例えば線状、板状であってもよい。ま
た、平面アンテナ、開口面アンテナ、進行波アンテナ、ＥＨアンテナ、磁界アンテナ、誘
電体アンテナ等のアンテナを用いてもよい。または、アンテナ９１４若しくはアンテナ９
１５は、平板状の導体でもよい。この平板状の導体は、電界結合用の導体の一つとして機
能することができる。つまり、コンデンサの有する２つの導体のうちの一つの導体として
、アンテナ９１４若しくはアンテナ９１５を機能させてもよい。これにより、電磁界、磁
界だけでなく、電界で電力のやり取りを行うこともできる。
【０１７２】
アンテナ９１４の線幅は、アンテナ９１５の線幅よりも大きいことが好ましい。これに
より、アンテナ９１４により受電する電力量を大きくできる。
【０１７３】
蓄電装置は、アンテナ９１４およびアンテナ９１５と、蓄電体９１３との間に層９１６
を有する。層９１６は、例えば蓄電体９１３による電磁界を遮蔽する機能を有する。層９
１６としては、例えば磁性体を用いることができる。
【０１７４】
なお、蓄電装置の構造は、図７に限定されない。
【０１７５】
例えば、図８（Ａ−１）および図８（Ａ−２）に示すように、図７（Ａ）および図７（
Ｂ）に示す蓄電体９１３のうち、対向する一対の面のそれぞれにアンテナを設けてもよい
。図８（Ａ−１）は、上記一対の面の一方側方向から見た外観図であり、図８（Ａ−２）
は、上記一対の面の他方側方向から見た外観図である。なお、図７（Ａ）および図７（Ｂ
）に示す蓄電装置と同じ部分については、図７（Ａ）および図７（Ｂ）に示す蓄電装置の
説明を適宜援用できる。
【０１７６】
図８（Ａ−１）に示すように、蓄電体９１３の一対の面の一方に層９１６を挟んでアン
テナ９１４が設けられ、図８（Ａ−２）に示すように、蓄電体９１３の一対の面の他方に
層９１７を挟んでアンテナ９１５が設けられる。層９１７は、例えば蓄電体９１３による
電磁界を遮蔽する機能を有する。層９１７としては、例えば磁性体を用いることができる
。
【０１７７】
上記構造にすることにより、アンテナ９１４およびアンテナ９１５の両方のサイズを大
きくすることができる。
【０１７８】
または、図８（Ｂ−１）および図８（Ｂ−２）に示すように、図７（Ａ）および図７（
Ｂ）に示す蓄電体９１３のうち、対向する一対の面のそれぞれに別のアンテナを設けても
よい。図８（Ｂ−１）は、上記一対の面の一方側方向から見た外観図であり、図８（Ｂ−
２）は、上記一対の面の他方側方向から見た外観図である。なお、図７（Ａ）および図７
（Ｂ）に示す蓄電装置と同じ部分については、図７（Ａ）および図７（Ｂ）に示す蓄電装
置の説明を適宜援用できる。
【０１７９】
図８（Ｂ−１）に示すように、蓄電体９１３の一対の面の一方に層９１６を挟んでアン
テナ９１４およびアンテナ９１５が設けられ、図８（Ａ−２）に示すように、蓄電体９１
３の一対の面の他方に層９１７を挟んでアンテナ９１８が設けられる。アンテナ９１８は
、例えば、外部機器とのデータ通信を行うことができる機能を有する。アンテナ９１８に
は、例えばアンテナ９１４およびアンテナ９１５に適用可能な形状のアンテナを適用する
ことができる。アンテナ９１８を介した蓄電装置と他の機器との通信方式としては、ＮＦ
Ｃなど、蓄電装置と他の機器の間で用いることができる応答方式などを適用することがで
きる。
【０１８０】
または、図９（Ａ）に示すように、図７（Ａ）および図７（Ｂ）に示す蓄電体９１３に
表示装置９２０を設けてもよい。表示装置９２０は、端子９１９を介して端子９１１に電
気的に接続される。なお、表示装置９２０が設けられる部分にラベル９１０を設けなくて
もよい。なお、図７（Ａ）および図７（Ｂ）に示す蓄電装置と同じ部分については、図７
（Ａ）および図７（Ｂ）に示す蓄電装置の説明を適宜援用できる。
【０１８１】
表示装置９２０には、例えば充電中であるか否かを示す画像、蓄電量を示す画像などを
表示してもよい。表示装置９２０としては、例えば電子ペーパー、液晶表示装置、エレク
トロルミネセンス（ＥＬともいう）表示装置などを用いることができる。例えば、電子ペ
ーパーを用いることにより表示装置９２０の消費電力を低減することができる。
【０１８２】
または、図９（Ｂ）に示すように、図７（Ａ）および図７（Ｂ）に示す蓄電体９１３に
センサ９２１を設けてもよい。センサ９２１は、端子９２２を介して端子９１１に電気的
に接続される。なお、センサ９２１は、ラベル９１０の裏側に設けられてもよい。なお、
図７（Ａ）および図７（Ｂ）に示す蓄電装置と同じ部分については、図７（Ａ）および図
７（Ｂ）に示す蓄電装置の説明を適宜援用できる。
【０１８３】
センサ９２１としては、例えば、力、変位、位置、速度、加速度、角速度、回転数、距
離、光、液、磁気、温度、化学物質、音声、時間、硬度、電場、電流、電圧、電力、放射
線、流量、湿度、傾度、振動、においまたは赤外線を測定する機能を含むものを用いるこ
とができる。センサ９２１を設けることにより、例えば、蓄電装置が置かれている環境を
示すデータ（温度など）を検出し、回路９１２内のメモリに記憶しておくこともできる。
【０１８４】
また、図３、図５、および図６に示した可撓性を有する蓄電池を電子機器に実装する例
を図１０に示す。フレキシブルな形状を備える蓄電装置を適用した電子機器として、例え
ば、テレビジョン装置（テレビ、またはテレビジョン受信機ともいう）、コンピュータ用
などのモニタ、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、デジタルフォトフレーム、携帯
電話機（携帯電話、携帯電話装置ともいう）、携帯型ゲーム機、携帯情報端末、音響再生
装置、パチンコ機などの大型ゲーム機などが挙げられる。
【０１８５】
また、フレキシブルな形状を備える蓄電装置を、家屋やビルの内壁または外壁や、自動
車の内装または外装の曲面に沿って組み込むことも可能である。
【０１８６】
図１０（Ａ）は、携帯電話機の一例を示している。携帯電話機７４００は、筐体７４０
１に組み込まれた表示部７４０２の他、操作ボタン７４０３、外部接続ポート７４０４、
スピーカー７４０５、マイク７４０６などを備えている。なお、携帯電話機７４００は、
蓄電装置７４０７を有している。
【０１８７】
図１０（Ｂ）は、携帯電話機７４００を湾曲させた状態を示している。携帯電話機７４
００を外部の力により変形させて全体を湾曲させると、その内部に設けられている蓄電装
置７４０７も湾曲される。また、その時、曲げられた蓄電装置７４０７の状態を図１０（
Ｃ）に示す。蓄電装置７４０７は薄型の蓄電池である。蓄電装置７４０７は曲げられた状
態で固定されている。なお、蓄電装置７４０７は集電体７４０９と電気的に接続されたリ
ード電極７４０８を有している。例えば、集電体７４０９は銅を主成分として含む金属箔
であり、一部ガリウムと合金化させて、集電体７４０９と接する活物質層との密着性を向
上し、蓄電装置７４０７が曲げられた状態での信頼性が高い構成となっている。
【０１８８】
図１０（Ｄ）は、バングル型の表示装置の一例を示している。携帯表示装置７１００は
、筐体７１０１、表示部７１０２、操作ボタン７１０３、および蓄電装置７１０４を備え
る。また、図１０（Ｅ）に曲げられた蓄電装置７１０４の状態を示す。蓄電装置７１０４
は曲げられた状態で使用者の腕への装着時に、筐体が変形して蓄電装置７１０４の一部ま
たは全部の曲率が変化する。なお、曲線の任意の点における曲がり具合を相当する円の半
径の値で表したものを曲率半径と呼び、曲率半径の逆数を曲率と呼ぶ。具体的には、曲率
半径Ｒが４０ｍｍ以上１５０ｍｍ以下の範囲内で筐体または蓄電装置７１０４の主表面の
一部または全部が変化する。蓄電装置７１０４の主表面における曲率半径Ｒが４０ｍｍ以
上１５０ｍｍ以下の範囲であれば、高い信頼性を維持できる。なお、蓄電装置７１０４は
集電体７１０６と電気的に接続されたリード電極７１０５を有している。例えば、集電体
７１０６は銅を主成分として含む金属箔であり、一部ガリウムと合金化させて、集電体７
１０６と接する活物質層との密着性を向上し、蓄電装置７１０４が曲率を変化させて曲げ
られる回数が多くとも高い信頼性を維持できる構成となっている。
【０１８９】
図１０（Ｆ）は、腕時計型の携帯情報端末の一例を示している。携帯情報端末７２００
は、筐体７２０１、表示部７２０２、バンド７２０３、バックル７２０４、操作ボタン７
２０５、入出力端子７２０６などを備える。
【０１９０】
携帯情報端末７２００は、移動電話、電子メール、文章閲覧および作成、音楽再生、イ
ンターネット通信、コンピュータゲームなどの種々のアプリケーションを実行することが
できる。
【０１９１】
表示部７２０２はその表示面が湾曲して設けられ、湾曲した表示面に沿って表示を行う
ことができる。また、表示部７２０２はタッチセンサを備え、指やスタイラスなどで画面
に触れることで操作することができる。例えば、表示部７２０２に表示されたアイコン７
２０７に触れることで、アプリケーションを起動することができる。
【０１９２】
操作ボタン７２０５は、時刻設定のほか、電源のオン、オフ動作、無線通信のオン、オ
フ動作、マナーモードの実行および解除、省電力モードの実行および解除など、様々な機
能を持たせることができる。例えば、携帯情報端末７２００に組み込まれたオペレーショ
ンシステムにより、操作ボタン７２０５の機能を自由に設定することもできる。
【０１９３】
また、携帯情報端末７２００は、通信規格された近距離無線通信を実行することが可能
である。例えば無線通信可能なヘッドセットと相互通信することによって、ハンズフリー
で通話することもできる。
【０１９４】
また、携帯情報端末７２００は入出力端子７２０６を備え、他の情報端末とコネクタを
介して直接データのやりとりを行うことができる。また、入出力端子７２０６を介して充
電を行うこともできる。なお、充電動作は入出力端子７２０６を介さずに無線給電により
行ってもよい。
【０１９５】
携帯情報端末７２００の表示部７２０２には、本発明の一態様の電極部材を備える蓄電
装置を有している。例えば、図１０（Ｅ）に示した蓄電装置７１０４を、筐体７２０１の
内部に湾曲した状態で、またはバンド７２０３の内部に湾曲可能な状態で組み込むことが
できる。
【０１９６】
また、蓄電池を車両に搭載すると、ハイブリッド車（ＨＥＶ）、電気自動車（ＥＶ）、
またはプラグインハイブリッド車（ＰＨＥＶ）等の次世代クリーンエネルギー自動車を実
現できる。
【０１９７】
図１１において、本発明の一態様を用いた車両を例示する。図１１（Ａ）に示す自動車
８１００は、走行のための動力源として電気モーターを用いる電気自動車である。または
、走行のための動力源として電気モーターとエンジンを適宜選択して用いることが可能な
ハイブリッド自動車である。本発明の一態様を用いることで、航続距離の長い車両を実現
することができる。また、自動車８１００は蓄電装置を有する。蓄電装置は電気モーター
を駆動するだけでなく、ヘッドライト８１０１やルームライト（図示せず）などの発光装
置に電力を供給することができる。
【０１９８】
また、蓄電装置は、自動車８１００が有するスピードメーター、タコメーターなどの表
示装置に電力を供給することができる。また、蓄電装置は、自動車８１００が有するナビ
ゲーションゲーションシステムなどの半導体装置に電力を供給することができる。
【０１９９】
図１１（Ｂ）に示す自動車８２００は、自動車８２００が有する蓄電装置にプラグイン
方式や非接触給電方式等により外部の充電設備から電力供給を受けて、充電することがで
きる。図１１（Ｂ）に、地上設置型の充電装置８０２１から自動車８２００に搭載された
蓄電装置に、ケーブル８０２２を介して充電を行っている状態を示す。充電に際しては、
充電方法やコネクタの規格等はＣＨＡｄｅＭＯ（登録商標）やコンボ等の所定の方式で適
宜行えばよい。充電装置８０２１は、商用施設に設けられた充電ステーションでもよく、
また家庭の電源であってもよい。例えば、プラグイン技術によって、外部からの電力供給
により自動車８２００に搭載された蓄電装置を充電することができる。充電は、ＡＣＤＣ
コンバータ等の変換装置を介して、交流電力を直流電力に変換して行うことができる。
【０２００】
また、図示しないが、受電装置を車両に搭載し、地上の送電装置から電力を非接触で供
給して充電することもできる。この非接触給電方式の場合には、道路や外壁に送電装置を
組み込むことで、停車中に限らず走行中に充電を行うこともできる。また、この非接触給
電の方式を利用して、２台の車両どうしで電力の送受信を行ってもよい。さらに、車両の
外装部に太陽電池を設け、停車時や走行時に蓄電装置の充電を行ってもよい。このような
非接触での電力の供給には、電磁誘導方式や磁界共鳴方式を用いることができる。
【０２０１】
本発明の一態様によれば、蓄電装置のサイクル特性が良好となり、信頼性を向上させる
ことができる。また、本発明の一態様によれば、蓄電装置の特性を向上することができ、
よって、蓄電装置自体を小型軽量化することができる。蓄電装置自体を小型軽量化できれ
ば、車両の軽量化に寄与するため、航続距離を向上させることができる。また、車両に搭
載した蓄電装置を車両以外の電力供給源として用いることもできる。この場合、電力需要
のピーク時に商用電源を用いることを回避することができる。
【０２０２】
本実施の形態は、少なくともその一部を本明細書中に記載する他の実施の形態と適宜組
み合わせて実施することができる。
【実施例１】
【０２０３】
本実施例では、本発明の一態様である蓄電装置に用いる非水電解質に含まれる非水溶媒
に用いることができる、下記の構造式で表される１−メチル−３−（２−プロポキシエチ
ル）イミダゾリウムビス（フルオロスルホニル）アミド（略称：ｐｏＥＭＩ−ＦＳＡ）の
合成例について説明する。
【０２０４】
【化３４】
2018062514.tif 000035
【０２０５】
＜１−メチル−３−（２−プロポキシエチル）イミダゾリウムクロリドの合成＞
１００ｍＬ三口フラスコに１−メチルイミダゾール８．２７ｇ（１０１ｍｍｏｌ）、２
−クロロエチルプロピルエーテル１３．４ｇ（１０９ｍｍｏｌ）、アセトニトリル５ｍＬ
を加えた。この溶液を窒素気流下、８０℃で６時間、１００℃で８時間撹拌した。反応後
、得られた溶液に酢酸エチルを加えて撹拌し、有機層を除去することで洗浄した。得られ
た水層にアセトニトリル１００ｍＬ、活性炭５．２７ｇを加え、２０時間撹拌した。撹拌
後、この水層をセライト（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５３７−０２３０５）
に通して吸引濾過し、濾液を濃縮した。得られた溶液に水を加え、水層を酢酸エチルで洗
浄した。この水層を濃縮及び乾燥することで、目的物の黄色液体を収量１７．０ｇ、収率
８２％で得た。
【０２０６】
【化３５】
2018062514.tif 000036
【０２０７】
核磁気共鳴法（ＮＭＲ）によって、上記ステップで合成した化合物が目的物である、１
−メチル−３−（２−プロポキシエチル）イミダゾリウムクロリドであることを確認した
。
【０２０８】
得られた化合物の１Ｈ  ＮＭＲデータを以下に示す。
１Ｈ  ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，３００ＭＨｚ）：δ＝０．８８（ｔ、Ｊ＝７．２Ｈｚ、３Ｈ
）、１．５１−１．６３（ｍ、２Ｈ）、３．４２（ｔ、Ｊ＝６．９Ｈｚ、２Ｈ）、３．７
９−３．８２（ｍ、２Ｈ）、４．０８（ｓ、３Ｈ）、４．５９−４．６２（ｍ、２Ｈ）、
７．２１−７．２２（ｍ、１Ｈ）、７．４３−７．４４（ｍ、１Ｈ）、１０．７０（ｓ、
１Ｈ）。
【０２０９】
また、１Ｈ  ＮＭＲチャートを図１２に示す。
【０２１０】
＜ｐｏＥＭＩ−ＦＳＡの合成＞
１００ｍＬナスフラスコに１−メチル−３−（２−プロポキシエチル）イミダゾリウム
クロリド１７．０ｇ（８３．１ｍｍｏｌ）、カリウムビス（フルオロスルホニル）アミド
２０．１ｇ（９１．７ｍｍｏｌ）、水２０ｍＬを加えた。この溶液を室温で２０時間撹拌
した。反応後、得られた溶液に水を加え、水層をジクロロメタンで抽出した。得られた抽
出溶液と有機層を合わせて水で洗浄し、有機層を硫酸マグネシウムで乾燥させた。この溶
液を自然濾過により硫酸マグネシウムを取り除き、濾液を濃縮及び乾燥することで、目的
物の黄色液体を収量２６．２ｇ、収率９０％で得た。
【０２１１】
【化３６】
2018062514.tif 000037
【０２１２】
核磁気共鳴法（ＮＭＲ）によって、上記ステップで合成した化合物が目的物である、ｐ
ｏＥＭＩ−ＦＳＡであることを確認した。
【０２１３】
得られた化合物の１Ｈ  ＮＭＲデータを以下に示す。
１Ｈ  ＮＭＲ（１，１，２，２−テトラクロロエタン−ｄ２，３００ＭＨｚ）：δ＝０．
９０（ｔ、Ｊ＝７．５Ｈｚ、３Ｈ）、１．５３−１．６５（ｍ、２Ｈ）、３．４４（ｔ、
Ｊ＝６．９Ｈｚ、２Ｈ）、３．７４−３．７７（ｍ、２Ｈ）、３．９６（ｓ、３Ｈ）、４
．３３−４．３６（ｍ、２Ｈ）、７．２２−７．２３（ｍ、１Ｈ）、７．４０−７．４１
（ｍ、１Ｈ）、８．５８（ｓ、１Ｈ）。
【０２１４】
また、１Ｈ  ＮＭＲチャートを図１３に示す。
【０２１５】
以上により、ｐｏＥＭＩ−ＦＳＡを合成できることが確認された。
【実施例２】
【０２１６】
本実施例では、本発明の一態様である蓄電装置に用いる非水電解質に含まれる非水溶媒
に用いることができる、下記の構造式で表される１−（４−メトキシブチル）−３−メチ
ルイミダゾリウムビス（フルオロスルホニル）アミド（略称：ｍｏＢＭＩ−ＦＳＡ）の合
成例について説明する。
【０２１７】
【化３７】
2018062514.tif 000038
【０２１８】
＜１−（４−メトキシブチル）−３−メチルイミダゾリウムクロリドの合成＞
１００ｍＬ三口フラスコに１−メチルイミダゾール８．２８ｇ（１０１ｍｍｏｌ）を加
え、窒素気流下で０℃に冷却し、１−クロロ−４−メトキシブタン１２．６ｇ（１０３ｍ
ｍｏｌ）を加えた。この溶液を８０℃で７時間撹拌した。反応後、得られた溶液に酢酸エ
チルを加えて撹拌し、有機層を除去することで洗浄した。得られた水層にアセトニトリル
１００ｍＬ、活性炭６．７４ｇを加え、２０時間撹拌した。撹拌後、この水層をセライト
（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５３７−０２３０５）に通して吸引濾過し、濾
液を濃縮した。得られた溶液に水を加え、水層を酢酸エチルで洗浄した。この水層を濃縮
及び乾燥することで、目的物の淡黄色液体を収量１２．５ｇ、収率６０％で得た。
【０２１９】
【化３８】
2018062514.tif 000039
【０２２０】
核磁気共鳴法（ＮＭＲ）によって、上記ステップで合成した化合物が目的物である、１
−（４−メトキシブチル）−３−メチルイミダゾリウムクロリドであることを確認した。
【０２２１】
得られた化合物の１Ｈ  ＮＭＲデータを以下に示す。
１Ｈ  ＮＭＲ（ＤＭＳＯ−ｄ６，３００ＭＨｚ）：δ＝１．４３−１．５２（ｍ、２Ｈ
）、１．７８−１．８８（ｍ、２Ｈ）、３．２２（ｓ、３Ｈ）、３．３１−３．３５（ｍ
、２Ｈ）、３．８５（ｓ、３Ｈ）、４．１７（ｔ、Ｊ＝７．２Ｈｚ、２Ｈ）、７．７０−
７．７１（ｍ、１Ｈ）、７．７７−７．７８（ｍ、１Ｈ）、９．１３（ｓ、１Ｈ）。
【０２２２】
また、１Ｈ  ＮＭＲチャートを図１４に示す。
【０２２３】
＜ｍｏＢＭＩ−ＦＳＡの合成＞
２００ｍＬナスフラスコに、１−（４−メトキシブチル）−３−メチルイミダゾリウム
クロリド１２．５ｇ（６１．２ｍｍｏｌ）、カリウムビス（フルオロスルホニル）アミド
１３．９ｇ（６３．２ｍｍｏｌ）、水３０ｍＬを加えた。この溶液を室温で９１時間撹拌
した。反応後、得られた溶液に水を加え、水層をジクロロメタンで抽出した。得られた抽
出溶液と有機層を合わせて水で洗浄し、有機層を硫酸マグネシウムで乾燥した。この溶液
を自然ろ過により硫酸マグネシウムを取り除き、濾液を濃縮及び乾燥することで、目的物
の透明液体を収量１７．９ｇ、収率８３％で得た。
【０２２４】
【化３９】
2018062514.tif 000040
【０２２５】
核磁気共鳴法（ＮＭＲ）によって、上記ステップで合成した化合物が目的物である、ｍ
ｏＢＭＩ−ＦＳＡであることを確認した。
【０２２６】
得られた化合物の１Ｈ  ＮＭＲデータを以下に示す。
１Ｈ  ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，３００ＭＨｚ）：δ＝１．５６−１．６５（ｍ、２Ｈ）、
１．９８（ｑｕｉｎ、Ｊ＝７．５Ｈｚ、２Ｈ）、３．３２（ｓ、３Ｈ）、３．４３（ｔ、
Ｊ＝６．０Ｈｚ、２Ｈ）、３．９５（ｓ、３Ｈ）、４．２４（ｔ、Ｊ＝７．５Ｈｚ、２Ｈ
）、７．３０−７．３４（ｍ、２Ｈ）、８．６２（ｓ、１Ｈ）。
【０２２７】
また、１Ｈ  ＮＭＲチャートを図１５に示す。
【０２２８】
以上により、ｍｏＢＭＩ−ＦＳＡを合成できることが確認された。
【実施例３】
【０２２９】
本実施例では、本発明の一態様である蓄電装置に用いる非水電解質に含まれる非水溶媒
に用いることができる、下記の構造式で表される１−ヘキシル−３−メチルイミダゾリウ
ムビス（フルオロスルホニル）アミド（略称：ＨＭＩ−ＦＳＡ）の合成例について説明す
る。
【０２３０】
【化４０】
2018062514.tif 000041
【０２３１】
＜ＨＭＩ−ＦＳＡの合成＞
２００ｍＬ三角フラスコに、１−ヘキシル−３−メチルイミダゾリウムブロミド２２．
７ｇ（９１．９ｍｍｏｌ）、カリウムビス（フルオロスルホニル）アミド２２．１ｇ（１
０１ｍｍｏｌ）、水４０ｍＬを加えた。この溶液を室温で１９時間撹拌した。反応後、得
られた溶液をジクロロメタンで抽出した。得られた抽出溶液と有機層を合わせて水で洗浄
し、有機層を硫酸マグネシウムで乾燥した。この溶液を自然ろ過により硫酸マグネシウム
を取り除き、濾液を濃縮及び乾燥することで、目的物の黄色液体を収量２８．６ｇ、収率
８９％で得た。
【０２３２】
【化４１】
2018062514.tif 000042
【０２３３】
核磁気共鳴法（ＮＭＲ）によって、上記ステップで合成した化合物が目的物である、Ｈ
ＭＩ−ＦＳＡであることを確認した。
【０２３４】
得られた化合物の１Ｈ  ＮＭＲデータを以下に示す。
１Ｈ  ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，３００ＭＨｚ）：δ＝０．８６−０．９１（ｍ、３Ｈ）、
１．３３−１．３７（ｍ、６Ｈ）、１．８３−１．９１（ｍ、２Ｈ）、３．９６（ｓ、３
Ｈ）、４．１８（ｔ、Ｊ＝７．８Ｈｚ、２Ｈ）、７．２７−７．３０（ｍ、２Ｈ）、８．
６６（ｓ、１Ｈ）。
【０２３５】
また、１Ｈ  ＮＭＲチャートを図１６に示す。
【０２３６】
以上により、ＨＭＩ−ＦＳＡを合成できることが確認された。
【実施例４】
【０２３７】
本実施例では、本発明の一態様である蓄電装置に用いる非水電解質に含まれる非水溶媒
に用いることができる、下記の構造式で表される３−［（２−メトキシエトキシメチル）
］−１−メチルイミダゾリウムビス（フルオロスルホニル）アミド（略称：ｍｅｏＭ２Ｉ
−ＦＳＡ）の合成例について説明する。
【０２３８】
【化４２】
2018062514.tif 000043
【０２３９】
＜３−（２−メトキシエトキシメチル）−１−メチルイミダゾリウムクロリドの合成＞
１００ｍＬ三口フラスコに１−メチルイミダゾール８．２３ｇ（１００ｍｍｏｌ）、ア
セトニトリル５ｍＬを加えた。この溶液を窒素気流下で０℃に冷却し、２−メトキシエト
キシメチルクロリド１２．５ｇ（１００ｍｍｏｌ）を滴下した。滴下後、この溶液を室温
まで昇温し、４日間撹拌した。反応後、得られた溶液に酢酸エチルを加えて撹拌し、有機
層を除去することで洗浄した。得られた水層にアセトニトリル１００ｍＬ、活性炭６．４
７ｇを加え、２４時間撹拌した。撹拌後、この水層をセライトで吸引濾過し、濾液を濃縮
した。得られた溶液に水を加え、水層を酢酸エチルで洗浄した。この水層を濃縮及び乾燥
することで、目的物の透明液体を収量１６．４ｇ、収率７９％で得た。
【０２４０】
【化４３】
2018062514.tif 000044
【０２４１】
核磁気共鳴法（ＮＭＲ）によって、上記ステップで合成した化合物が目的物である、３
−（２−メトキシエトキシメチル）−１−メチルイミダゾリウムクロリドであることを確
認した。
【０２４２】
得られた化合物の１Ｈ  ＮＭＲデータを以下に示す。
１Ｈ  ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，３００ＭＨｚ）：δ＝３．３４（ｓ、３Ｈ）、３．５４−
３．５６（ｍ、２Ｈ）、３．８５−３．８８（ｍ、２Ｈ）、４．１１（ｓ、３Ｈ）、５．
８８（ｓ、２Ｈ）、７．２５−７．２６（ｍ、１Ｈ）、７．４５−７．４７（ｍ、１Ｈ）
、１１．２０（ｓ、１Ｈ）。
【０２４３】
また、１Ｈ  ＮＭＲチャートを図１７に示す。
【０２４４】
＜ｍｅｏＭ２Ｉ−ＦＳＡの合成＞
２００ｍＬナスフラスコに、３−（２−メトキシエトキシメチル）−３−メチルイミダ
ゾリウムクロリド１６．４ｇ（７９．３ｍｍｏｌ）、カリウムビス（フルオロスルホニル
）アミド１９．２ｇ（８７．４ｍｍｏｌ）、水３０ｍＬを加えた。この溶液を室温で１７
時間撹拌した。反応後、得られた溶液に水を加え、水層をジクロロメタンで抽出した。得
られた抽出溶液と有機層を合わせて水で洗浄し、有機層を硫酸マグネシウムで乾燥した。
この溶液を自然ろ過により硫酸マグネシウムを取り除き、濾液を濃縮及び乾燥することで
、目的物の透明液体を収量２１．２ｇ、収率７６％で得た。
【０２４５】
【化４４】
2018062514.tif 000045
【０２４６】
核磁気共鳴法（ＮＭＲ）によって、上記ステップで合成した化合物が目的物である、ｍ
ｅｏＭ２Ｉ−ＦＳＡであることを確認した。
【０２４７】
得られた化合物の１Ｈ  ＮＭＲデータを以下に示す。
１Ｈ  ＮＭＲ（ＤＭＳＯ−ｄ６，３００ＭＨｚ）：δ＝３．２２（ｓ、３Ｈ）、３．４
３−３．４６（ｍ、２Ｈ）、３．６３−３．６６（ｍ、２Ｈ）、３．８９（ｓ、３Ｈ）、
５．５７（ｓ、２Ｈ）、７．７５−７．７６（ｍ、１Ｈ）、７．８３−７．８４（ｍ、１
Ｈ）、９．２６（ｓ、１Ｈ）。
【０２４８】
また、１Ｈ  ＮＭＲチャートを図１８に示す。
【０２４９】
以上により、ｍｅｏＭ２Ｉ−ＦＳＡを合成できることが確認された。
【実施例５】
【０２５０】
本実施例では、本発明の一態様である蓄電装置に用いる非水電解質に含まれる非水溶媒
に用いることができる、下記の構造式で表される３−［２−（メトキシメトキシ）エチル
］−１−メチルイミダゾリウムビス（フルオロスルホニル）アミド（略称：ｍｏ２ＥＭＩ
−ＦＳＡ）の合成例について説明する。
【０２５１】
【化４５】
2018062514.tif 000046
【０２５２】
＜３−［２−（メトキシメトキシ）エチル］−１−メチルイミダゾリウムブロミドの合成
＞
１００ｍＬ三口フラスコに１−メチルイミダゾール７．２５ｇ（８８．３ｍｍｏｌ）、
アセトニトリル５ｍＬ、１−ブロモ−２−（メトキシメトキシ）エタン１０．２ｇ（６０
．４ｍｍｏｌ）を加えた。この溶液を窒素気流下、８０℃で、７時間撹拌した。反応後、
得られた溶液に酢酸エチルを加えて撹拌し、有機層を除去することで洗浄した。得られた
水層にアセトニトリル１００ｍＬ、活性炭６．６９ｇを加え、３日間撹拌した。撹拌後、
この水層をセライトに通して吸引濾過し、濾液を濃縮した。得られた溶液に水を加え、水
層を酢酸エチルで洗浄した。この水層を濃縮及び乾燥することで、目的物の透明液体を収
量１３．２ｇ、収率８７％で得た。
【０２５３】
【化４６】
2018062514.tif 000047
【０２５４】
核磁気共鳴法（ＮＭＲ）によって、上記ステップで合成した化合物が目的物である、３
−［２−（メトキシメトキシ）エチル］−１−メチル−１−イミダゾリウムブロミドであ
ることを確認した。
【０２５５】
得られた化合物の１Ｈ  ＮＭＲデータを以下に示す。
１Ｈ  ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，３００ＭＨｚ）：δ＝３．３２（ｓ、３Ｈ）、３．９３−
３．９６（ｍ、２Ｈ）、４．０９（ｓ、３Ｈ）、４．６３−４．６６（ｍ、４Ｈ）、７．
１６（ｓ、１Ｈ）、７．４０（ｓ、１Ｈ）、１０．７５（ｓ、１Ｈ）。
【０２５６】
また、１Ｈ  ＮＭＲチャートを図１９に示す。
【０２５７】
＜ｍｏ２ＥＭＩ−ＦＳＡの合成＞
２００ｍＬナスフラスコに、３−［２−（メトキシメトキシ）エチル］−１−メチルイ
ミダゾリウムブロミド１３．２ｇ（５２．７ｍｍｏｌ）、カリウムビス（フルオロスルホ
ニル）アミド１２．８ｇ（５８．３ｍｍｏｌ）、水３０ｍＬを加えた。この溶液を室温で
１７時間撹拌した。反応後、得られた溶液に水を加え、水層をジクロロメタンで抽出した
。得られた抽出溶液と有機層を合わせて水で洗浄し、有機層を硫酸マグネシウムで乾燥し
た。この溶液を自然ろ過により硫酸マグネシウムを取り除き、濾液を濃縮及び乾燥するこ
とで、目的物の透明液体を収量１５．０ｇ、収率８１％で得た。
【０２５８】
【化４７】
2018062514.tif 000048
【０２５９】
核磁気共鳴法（ＮＭＲ）によって、上記ステップで合成した化合物が目的物である、ｍ
ｏ２ＥＭＩ−ＦＳＡであることを確認した。
【０２６０】
得られた化合物の１Ｈ  ＮＭＲデータを以下に示す。
１Ｈ  ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，３００ＭＨｚ）：δ＝３．３３（ｓ、３Ｈ）、３．８９−
３．９２（ｍ、２Ｈ）、４．００（ｓ、３Ｈ）、４．４１−４．４５（ｍ、２Ｈ）、４．
６４（ｓ、２Ｈ）、７．２２（ｓ、１Ｈ）、７．４０（ｓ、１Ｈ）、８．８２（ｓ、１Ｈ
）。
【０２６１】
また、１Ｈ  ＮＭＲチャートを図２０に示す。
【０２６２】
以上により、ｍｏ２ＥＭＩ−ＦＳＡを合成できることが確認された。
【実施例６】
【０２６３】
本実施例においては、先の実施の形態で示した非水電解質を用いて蓄電装置を作製し、
該蓄電装置の評価を行った。なお、該蓄電装置は、コイン型リチウムイオン二次電池とし
た。また、本実施例におけるコイン型リチウムイオン二次電池は、一方の電極にリン酸鉄
リチウム（ＬｉＦｅＰＯ４）を用いて、他方の電極に黒鉛を用いたリン酸鉄リチウム−黒
鉛のフルセル構造の蓄電装置を作製した。
【０２６４】
なお、フルセルとは、正極材料および負極材料ともに、Ｌｉ金属以外の活物質を用いた
リチウムイオン二次電池のセルを示す。
【０２６５】
また、非水溶媒の違いを比較するため、上記フルセルと同じセル構造で、非水溶媒の条
件を変えて、試料１乃至試料７を作製した。本実施例で作製した正極、負極、および非水
電解質の条件を表１に示す。
【０２６６】
【表１】
2018062514.tif 000049
【０２６７】
また、非水電解質に含まれるカチオンの構造式を以下に示す。
【０２６８】
【化４８】
2018062514.tif 000050
【０２６９】
試料１の非水電解質としては、イオン液体である１−エチル−３−メチルイミダゾリウ
ムビス（フルオロスルホニル）アミド（略称：ＥＭＩ−ＦＳＡ）に、アルカリ金属塩であ
るＬｉＴＦＳＡ（略称）を濃度１ｍｏｌ／Ｌで溶解させた非水電解質を用いた。
【０２７０】
試料２の非水電解質としては、イオン液体である１−ブチル−３−メチルイミダゾリウ
ムビス（フルオロスルホニル）アミド（略称：ＢＭＩ−ＦＳＡ）に、アルカリ金属塩であ
るＬｉＴＦＳＡを濃度１ｍｏｌ／Ｌで溶解させた非水電解質を用いた。
【０２７１】
試料３の非水電解質としては、イオン液体である１−ヘキシル−３−メチルイミダゾリ
ウムビス（フルオロスルホニル）アミド（略称：ＨＭＩ−ＦＳＡ）に、アルカリ金属塩で
あるＬｉＴＦＳＡを濃度１ｍｏｌ／Ｌで溶解させた非水電解質を用いた。
【０２７２】
試料４の非水電解質としては、イオン液体である３−メチル−１−オクチルイミダゾリ
ウムビス（フルオロスルホニル）アミド（略称：ＭＯＩ−ＦＳＡ）に、アルカリ金属塩で
あるＬｉＴＦＳＡを濃度１ｍｏｌ／Ｌで溶解させた非水電解質を用いた。
【０２７３】
試料５の非水電解質としては、イオン液体である３−メチル−１−ノニルイミダゾリウ
ムビス（フルオロスルホニル）アミド（略称：ＭＮＩ−ＦＳＡ）に、アルカリ金属塩であ
るＬｉＴＦＳＡを濃度１ｍｏｌ／Ｌで溶解させた非水電解質を用いた。
【０２７４】
試料６の非水電解質としては、イオン液体である１−デシル−３−メチルイミダゾリウ
ムビス（フルオロスルホニル）アミド（略称：ＤＭＩ−ＦＳＡ）に、アルカリ金属塩であ
るＬｉＴＦＳＡを濃度１ｍｏｌ／Ｌで溶解させた非水電解質を用いた。
【０２７５】
試料７の非水電解質としては、イオン液体である１−メチル−３−（２−プロポキシエ
チル）イミダゾリウムビス（フルオロスルホニル）アミド（略称：ｐｏＥＭＩ−ＦＳＡ）
に、アルカリ金属塩であるＬｉＴＦＳＡを濃度１ｍｏｌ／Ｌで溶解させた非水電解質を用
いた。
【０２７６】
ここで、表１に示す本実施例で作製した各試料の作製方法について、図２１（Ａ）を用
いて以下説明を行う。なお、図２１（Ａ）は、フルセルの断面構造を示す。
【０２７７】
（試料１乃至試料７：フルセル構造の作製方法）
試料１乃至試料７は、外部端子として機能する筐体１７１および筐体１７２と、正極１
４８と、負極１５０と、リング状絶縁体１７３と、セパレータ１５６、スペーサー１８１
と、ワッシャー１８３とを有する。
【０２７８】
筐体１７１、および筐体１７２は、ステンレス（ＳＵＳ）で形成されているものを用い
た。また、スペーサー１８１、およびワッシャー１８３もステンレス（ＳＵＳ）で形成さ
れているものを用いた。
【０２７９】
正極１４８は、アルミニウム箔（１５．９５８φ）の正極集電体１４２上に、正極活物
質と導電助剤とバインダを９４．４：０．６：５（重量比）の割合で有する正極活物質層
１４３が設けられている。なお、正極活物質にはリン酸鉄リチウム（ＬｉＦｅＰＯ４）を
用いた。また、導電助剤には酸化グラフェン（ＧＯ：Ｇｒａｐｈｅｎｅ  Ｏｘｉｄｅ）を
用いた。また、バインダにはポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）を用いた。なお、正極活
物質層１４３の条件は、膜厚６０μｍ以上７０μｍ以下、正極活物質の担持量７ｍｇ／ｃ
ｍ２以上８ｍｇ／ｃｍ２以下、密度１．８ｇ／ｃｃ以上２．０ｇ／ｃｃ以下とした。
【０２８０】
負極１５０は、アルミニウム箔（１５．９５８φ）の負極集電体１４５上に、負極活物
質と第１のバインダと第２のバインダを９７：１．５：１．５（重量比）の割合で有する
負極活物質層１４６が設けられている。なお、負極活物質には球状化天然黒鉛を用いた。
また、第１のバインダには結着性を有するカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）を用い
た。また、第２のバインダにはスチレン‐ブタジエンゴム（ＳＢＲ）を用いた。なお、負
極活物質層１４６の条件は、膜厚８０μｍ以上９０μｍ以下、負極活物質の担持量８ｍｇ
／ｃｍ２以上９ｍｇ／ｃｍ２以下、密度０．９ｇ／ｃｃ以上１．２ｇ／ｃｃ以下とした。
【０２８１】
セパレータ１５６は、Ｗｈａｔｍａｎ社製のガラス繊維濾紙であるＧＦ／Ｃを用いた。
なお、ＧＦ／Ｃの膜厚は２６０μｍとした。
【０２８２】
なお、上記試料１乃至試料７の非水電解質は、正極１４８、負極１５０、およびセパレ
ータ１５６に含浸させた。
【０２８３】
その後、図２１（Ａ）に示すように、筐体１７１を下にして正極１４８、セパレータ１
５６、リング状絶縁体１７３、負極１５０、スペーサー１８１、ワッシャー１８３、筐体
１７２を底側から順に積層し、「コインかしめ機」で筐体１７１および筐体１７２をかし
め、試料１乃至試料７を作製した。
【０２８４】
（各試料の初回充放電特性評価）
次に、上記試料１乃至試料７の初回充放電について測定を行った。該測定は、充放電測
定機（東洋システム社製）を用いて、試料１乃至試料７については、６０℃の恒温槽で行
った。また、該測定の充電方式は、定電流方式を採用し、概略０．１Ｃ（０．１ｍＡ／ｃ
ｍ２）のレートで定電流充電を行った後、同じＣレートで放電した。
【０２８５】
試料１の初回充放電特性の結果を図２２（Ａ）に、試料２の初回充放電特性の結果を図
２２（Ｂ）に、試料３の初回充放電特性の結果を図２３（Ａ）に、試料４の初回充放電特
性の結果を図２３（Ｂ）に、試料５の初回充放電特性の結果を図２４（Ａ）に、試料６の
初回充放電特性の結果を図２４（Ｂ）に、試料７の初回充放電特性の結果を図２５にそれ
ぞれ示す。なお、図２２乃至図２５は、横軸が正極活物質重量の単位あたりの容量（ｍＡ
ｈ／ｇ）を、縦軸が電圧（Ｖ）を、それぞれ示す。
【０２８６】
図２２乃至図２５に示すように各試料の放電特性の１つであるカットオフ電圧（２Ｖ）
における放電容量は、それぞれ、試料１が６２ｍＡｈ／ｇであり、試料２が８６ｍＡｈ／
ｇであり、試料３が１２１ｍＡｈ／ｇであり、試料４が１１０ｍＡｈ／ｇであり、試料５
が１０６ｍＡｈ／ｇであり、試料６が１１３ｍＡｈ／ｇであり、試料７が１０１ｍＡｈ／
ｇであった。
【０２８７】
また、図２６（Ａ）に各試料の初回充放電効率を、図２６（Ｂ）に各試料のサイクル特
性の測定結果を示す。
【０２８８】
図２２乃至図２５に示すように初回充放電特性においては、試料２乃至試料７において
良好な結果が得られた。また、図２６（Ａ）に示すように試料２乃至試料７は、初回充放
電効率が５０％以上で良好な結果が得られた。また、図２６（Ｂ）に示すように試料３乃
至試料７は、良好なサイクル特性が得られた。
【０２８９】
以上のように、本実施例ではＣ及びＯのうち少なくとも一種を含む４原子以上の直鎖を
有するイミダゾリウムカチオンを含む試料２乃至試料７は、良好な電池特性を有すること
が確認できた。
【実施例７】
【０２９０】
本実施例においては、本発明の一態様である非水電解質を用いて蓄電装置を作製し、該
蓄電装置の評価を行った。なお、該蓄電装置は、コイン型リチウムイオン二次電池とした
。また、本実施例におけるコイン型リチウムイオン二次電池は、一方の電極にリン酸鉄リ
チウム（ＬｉＦｅＰＯ４）を用いて、他方の電極にＬｉ金属を用いたリン酸鉄リチウム−
Ｌｉ金属のハーフセルの蓄電装置を作製した。
【０２９１】
なお、ハーフセルとは、正極にＬｉ金属以外の活物質を用い、負極にＬｉ金属を用いた
リチウムイオン二次電池のセルを示す。本実施例に示すハーフセルは、正極に活物質とし
てリン酸鉄リチウムを用い、負極にはＬｉ金属を用いた。
【０２９２】
また、非水溶媒の違いを比較するため、上記ハーフセルと同じセル構造で、非水溶媒の
条件を変えて、試料８、試料９を作製した。本実施例で作製した正極、負極、および非水
電解質の条件を表２に示す。
【０２９３】
【表２】
2018062514.tif 000051
【０２９４】
また、非水電解質に含まれるカチオンの構造式を以下に示す。
【０２９５】
【化４９】
2018062514.tif 000052
【０２９６】
試料８の非水電解質としては、イオン液体である１−ヘキシル−３−メチルイミダゾリ
ウムビス（フルオロスルホニル）アミド（略称：ＨＭＩ−ＦＳＡ）に、アルカリ金属塩で
あるＬｉＴＦＳＡ（略称）を濃度１ｍｏｌ／Ｌで溶解させた非水電解質を用いた。
【０２９７】
試料９の非水電解質としては、イオン液体である１−メチル−３−（２−プロポキシエ
チル）イミダゾリウムビス（フルオロスルホニル）アミド（略称：ｐｏＥＭＩ−ＦＳＡ）
に、アルカリ金属塩であるＬｉＴＦＳＡを濃度１ｍｏｌ／Ｌで溶解させた非水電解質を用
いた。
【０２９８】
ここで、表２に示す本実施例で作製した各試料の作製方法について、図２１（Ｂ）を用
いて以下説明を行う。なお、図２１（Ｂ）は、ハーフセルの断面構造を示す。
【０２９９】
（試料８、試料９：ハーフセル構造の作製方法）
試料８、試料９は、外部端子として機能する筐体１７１および筐体１７２と、正極１４
８と、負極１４９と、リング状絶縁体１７３と、セパレータ１５６、スペーサー１８１と
、ワッシャー１８３とを有する。
【０３００】
筐体１７１、および筐体１７２は、ステンレス（ＳＵＳ）で形成されているものを用い
た。また、スペーサー１８１、およびワッシャー１８３もステンレス（ＳＵＳ）で形成さ
れているものを用いた。
【０３０１】
正極１４８は、アルミニウム箔（１５．９５８φ）の正極集電体１４２上に、正極活物
質と導電助剤とバインダを９４．４：０．６：５（重量比）の割合で有する正極活物質層
１４３が設けられている。なお、正極活物質にはリン酸鉄リチウム（ＬｉＦｅＰＯ４）を
用いた。また、導電助剤には酸化グラフェン（ＧＯ：Ｇｒａｐｈｅｎｅ  Ｏｘｉｄｅ）を
用いた。また、バインダにはポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）を用いた。なお、正極活
物質層１４３の条件は、膜厚６０μｍ以上７０μｍ以下、正極活物質の担持量７ｍｇ／ｃ
ｍ２以上８ｍｇ／ｃｍ２以下、密度１．８ｇ／ｃｃ以上２．０ｇ／ｃｃ以下とした。
【０３０２】
負極１４９は、Ｌｉ金属を用いた。
【０３０３】
セパレータ１５６は、Ｗｈａｔｍａｎ社製のガラス繊維濾紙であるＧＦ／Ｃを用いた。
なお、ＧＦ／Ｃの膜厚は２６０μｍとした。
【０３０４】
なお、上記試料８、試料９の非水電解質は、正極１４８、負極１４９、およびセパレー
タ１５６に含浸させた。
【０３０５】
その後、図２１（Ｂ）に示すように、筐体１７１を下にして正極１４８、セパレータ１
５６、リング状絶縁体１７３、負極１４９、スペーサー１８１、ワッシャー１８３、筐体
１７２を底側から順に積層し、「コインかしめ機」で筐体１７１および筐体１７２をかし
め、試料８、試料９を作製した。
【０３０６】
次に、上記試料８、試料９のレート特性について測定を行った。該測定は、充放電測定
機（東洋システム社製）を用いて、６０℃の恒温槽で行った。充電は、４Ｖを上限とし、
０．１Ｃのレートで行い、放電は、０．１Ｃと、０．２Ｃと、０．５Ｃと、１Ｃと、２Ｃ
との各々のレートで行った。図２７に各レートに対する放電容量を示す。図２７において
は、横軸を放電レート（Ｃ）とし、縦軸を０．１（Ｃ）での容量で示した。この結果、試
料８よりも試料９の方が良好な特性を示すことが分かった。
【０３０７】
以上のように、イミダゾリウムカチオンの窒素に導入される置換基を構成する直鎖の原
子数が同じ場合、該置換基に酸素（Ｏ）が含まれるほうが良好な電池特性を有することが
確認できた。
【実施例８】
【０３０８】
本実施例では本発明の一態様である蓄電装置の一例として、実施の形態２に示す薄型蓄
電池の特性について説明する。
【０３０９】
正極は、アルミニウムの正極集電体上に、正極活物質と導電助剤とバインダを９４．４
：０．６：５（重量比）の割合で有する正極活物質層が設けられている。なお、正極活物
質にはリン酸鉄リチウム（ＬｉＦｅＰＯ４）を用いた。また、導電助剤には酸化グラフェ
ン（ＧＯ：Ｇｒａｐｈｅｎｅ  Ｏｘｉｄｅ）を用いた。また、バインダにはポリフッ化ビ
ニリデン（ＰＶｄＦ）を用いた。なお、正極活物質層の条件は、膜厚４７μｍ以上５３μ
ｍ以下、正極活物質の担持量８．５ｍｇ／ｃｍ２以上９．１ｍｇ／ｃｍ２以下、密度１．
６９ｇ／ｃｃ以上２．０６ｇ／ｃｃ以下とした。
【０３１０】
負極は、銅の負極集電体上に、負極活物質と第１のバインダと第２のバインダを９７：
１．５：１．５（重量比）の割合で有する負極活物質層が設けられている。なお、負極活
物質には球状化天然黒鉛を用いた。また、第１のバインダには結着性を有するカルボキシ
メチルセルロース（ＣＭＣ）を用いた。また、第２のバインダにはスチレン‐ブタジエン
ゴム（ＳＢＲ）を用いた。なお、負極活物質層の条件は、膜厚５４μｍ以上５８μｍ以下
、担持量４．９ｍｇ／ｃｍ２以上５．７ｍｇ／ｃｍ２以下、密度０．９３ｇ／ｃｃ以上１
．０７ｇ／ｃｃ以下とした。
【０３１１】
次に、正極と、負極とを用いて、薄型蓄電池Ａ乃至薄型蓄電池Ｅを作製した。外装体と
して熱溶着樹脂で覆われたアルミのフィルムを用いた。また、セパレータには厚さ５０μ
ｍの溶剤紡糸再生セルロース繊維（ＴＦ４０，日本高度紙工業株式会社製）を用いた。
【０３１２】
薄型蓄電池一つにつき、電極として正極と、負極とを１枚ずつ用い、セパレータを介し
て、それぞれの活物質層が形成されている面を向いあわせた。
【０３１３】
また、薄型蓄電池Ａの非水電解質として、イオン液体である１−エチル−３−メチルイ
ミダゾリウムビス（フルオロスルホニル）アミド（略称：ＥＭＩ−ＦＳＡ）に、アルカリ
金属塩であるＬｉＴＦＳＡ（略称）を濃度１ｍｏｌ／Ｌで溶解させた非水電解質を用いた
。
【０３１４】
また、薄型蓄電池Ｂの非水電解質として、イオン液体である３−メチル−１−プロピル
イミダゾリウムビス（フルオロスルホニル）アミド（略称：ＭＰＩ−ＦＳＡ）に、アルカ
リ金属塩であるＬｉＴＦＳＡを濃度１ｍｏｌ／Ｌで溶解させた非水電解質を用いた。
【０３１５】
また、薄型蓄電池Ｃの非水電解質として、イオン液体である１−ブチル−３−メチルイ
ミダゾリウムビス（フルオロスルホニル）アミド（略称：ＢＭＩ−ＦＳＡ）に、アルカリ
金属塩であるＬｉＴＦＳＡを濃度１ｍｏｌ／Ｌで溶解させた非水電解質を用いた。
【０３１６】
また、薄型蓄電池Ｄの非水電解質として、イオン液体である１−ヘキシル−３−メチル
イミダゾリウムビス（フルオロスルホニル）アミド（略称：ＨＭＩ−ＦＳＡ）に、アルカ
リ金属塩であるＬｉＴＦＳＡを濃度１ｍｏｌ／Ｌで溶解させた非水電解質を用いた。
【０３１７】
また、薄型蓄電池Ｅの非水電解質として、イオン液体である１−メチル−３−（２−プ
ロポキシエチル）イミダゾリウムビス（フルオロスルホニル）アミド（略称：ｐｏＥＭＩ
−ＦＳＡ）に、アルカリ金属塩であるＬｉＴＦＳＡを濃度１ｍｏｌ／Ｌで溶解させた非水
電解質を用いた。
【０３１８】
また、薄型蓄電池Ｄのイオン液体の粘度および非水電解質の粘度、薄型蓄電池Ｅのイオ
ン液体の粘度および非水電解質の粘度を測定した。ＨＭＩ−ＦＳＡの粘度は４８ｍＰａ・
ｓ、ＨＭＩ−ＦＳＡにＬｉＴＦＳＡを濃度１ｍｏｌ／Ｌで溶解させた非水電解質の粘度は
、１０２ｍＰａ・ｓであった。ｐｏＥＭＩ−ＦＳＡの粘度は３６．４ｍＰａ・ｓ、ｐｏＥ
ＭＩ−ＦＳＡにＬｉＴＦＳＡを濃度１ｍｏｌ／Ｌで溶解させた非水電解質の粘度は、８６
．２ｍＰａ・ｓであった。
【０３１９】
また、薄型蓄電池Ｄの非水電解質のリチウムイオンの拡散係数は、２５℃で９．０８×
１０−１２ｍ２／ｓ、１０℃で４．３６×１０−１２ｍ２／ｓ、０℃で２．８０×１０−
１２ｍ２／ｓ、‐１０℃で１．３１×１０−１２ｍ２／ｓ、−２５℃で３．２７×１０−
１３ｍ２／ｓであった。また、薄型蓄電池Ｅの非水電解質のリチウムイオンの拡散係数は
、２５℃で１．０５×１０−１１ｍ２／ｓ、１０℃で４．９０×１０−１２ｍ２／ｓ、０
℃で２．７０×１０−１２ｍ２／ｓ、‐１０℃で１．２６×１０−１２ｍ２／ｓ、−２５
℃で３．０７×１０−１３ｍ２／ｓであった。
【０３２０】
次に、作製した薄型蓄電池Ａ乃至薄型蓄電池Ｅのエージングを行った。なお、レートの
算出は正極活物質重量あたり１７０ｍＡ／ｇの電流値を１Ｃとした。
【０３２１】
エージングのフローについて説明する。まず、２５℃において３．２Ｖを上限電圧とし
て０．０１Ｃのレートで充電を行う（Ｓｔｅｐ１）。
【０３２２】
次に、ガス抜きを行った後、再封止を行う（Ｓｔｅｐ２）。
【０３２３】
次に２５℃において、４Ｖを上限電圧として０．０５Ｃのレートで充電を行った後、２
Ｖを下限電圧として０．２Ｃのレートで放電を行う（Ｓｔｅｐ３）。
【０３２４】
次に、２５℃において、充電及び放電を２回ずつ交互に行った。充電の条件は上限電圧
を４Ｖ、レートを０．２Ｃとした。放電の条件は下限電圧を２Ｖ、レートを０．２Ｃとし
た（Ｓｔｅｐ４）。
【０３２５】
次に、作製した薄型蓄電池Ａ乃至薄型蓄電池Ｅの充放電サイクル試験を行った。測定温
度は２５℃とした。ここで、充放電サイクル試験とは、１回の充電と、充電に続く１回の
放電と、を１サイクルとし、繰り返し行うことを指す。初回サイクルは、０．１Ｃのレー
トで充放電を行った。次に、０．２Ｃのレートで２００サイクルの充放電を行った後、０
．１Ｃのレートで１サイクルの充放電を行った。その後、０．２Ｃのレートで２００サイ
クルを行う毎に０．１Ｃのレートで１サイクルの充放電を行うことを繰り返した。
【０３２６】
図２８に薄型蓄電池Ａ乃至薄型蓄電池Ｅのエージングの測定結果を示す。また、図２９
に薄型蓄電池Ａ乃至薄型蓄電池Ｅの各サイクルの放電容量の推移を示す。
【０３２７】
図２９に示すように、薄型蓄電池Ｃ乃至薄型蓄電池Ｅにおいて良好なサイクル特性が得
られた。
【０３２８】
以上のように、本実施例ではＣ及びＯのうち少なくとも一種を含む４原子以上の直鎖を
有するイミダゾリウムカチオンを含む薄型蓄電池Ｃ乃至薄型蓄電池Ｅは、良好な電池特性
を有することが確認できた。
【０３２９】
また、薄型蓄電池Ｄおよび薄型蓄電池Ｅにおいて、負極に含まれる物質を変えて薄型蓄
電池Ｄ１および薄型蓄電池Ｅ１を作製した。
【０３３０】
負極は、銅の負極集電体上に、負極活物質と第１のバインダと第２のバインダと導電助
剤を９５：１．５：１．５：２（重量比）の割合で有する負極活物質層が設けられている
。なお、負極活物質には球状化天然黒鉛を用いた。また、第１のバインダには結着性を有
するカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）を用いた。また、第２のバインダにはスチレ
ン‐ブタジエンゴム（ＳＢＲ）を用いた。また、導電助剤には気相成長炭素繊維（ＶＧＣ
Ｆ：Ｖａｐｏｒ−Ｇｒｏｗｎ  Ｃａｒｂｏｎ  Ｆｉｂｅｒ）を用いた。なお、負極活物質
層の条件は、膜厚４９μｍ以上５５μｍ以下、担持量４．０７ｍｇ／ｃｍ２以上４．４２
ｍｇ／ｃｍ２以下、密度０．８５ｇ／ｃｃ以上０．９２ｇ／ｃｃ以下とした。
【０３３１】
作製した薄型蓄電池Ｄ１および薄型蓄電池Ｅ１のレート特性について測定を行った。該
測定は、充放電測定機（東洋システム社製）を用いて、６０℃の恒温槽で行った。充電は
、４Ｖを上限とし、０．１Ｃのレートで行い、放電は、０．１Ｃと、０．２Ｃと、０．５
Ｃと、１Ｃと、２Ｃとの各々のレートで行った。図３０（Ａ）に薄型蓄電池Ｄ１の充放電
特性を示し、図３１（Ａ）に薄型蓄電池Ｅ１の充放電特性を示す。なお、図３０（Ａ）お
よび図３１（Ａ）は、横軸が正極活物質重量の単位あたりの容量（ｍＡｈ／ｇ）を、縦軸
が電圧（Ｖ）を、それぞれ示す。また、図３０（Ｂ）に薄型蓄電池Ｄ１の各レートに対す
る放電容量を示し、図３１（Ｂ）に薄型蓄電池Ｅ１の各レートに対する放電容量を示す。
図３０（Ｂ）および図３１（Ｂ）においては、横軸を放電レート（Ｃ）とし、縦軸を０．
１（Ｃ）での放電容量で示す。この結果、薄型蓄電池Ｄ１のよりも薄型蓄電池Ｅ１の方が
良好な特性を示すことが分かった。
【０３３２】
また、薄型蓄電池Ｄ１および薄型蓄電池Ｅ１の充放電特性の温度依存性について、測定
を行った。該測定は、充放電測定機（東洋システム社製）を用いて恒温槽中で行った。な
お、測定温度は、２５℃、１０℃、０℃、−１０℃、および−２５℃の温度条件振りとし
た。また、該測定の充電方式は、定電流方式を採用し、０．１Ｃのレートで定電流充電を
行った後、０．２Ｃのレートで放電した。なお、充電時の温度は、２５℃とした。
【０３３３】
測定結果を図３２および図３３に示す。図３２（Ａ）に薄型蓄電池Ｄ１の充放電特性、
図３３（Ａ）に薄型蓄電池Ｅ１の充放電特性をそれぞれ示す。なお、図３２（Ａ）および
図３３（Ａ）中のグラフそれぞれは左から順に−２５℃、−１０℃、０℃、１０℃、およ
び２５℃の結果である。また、図３２（Ｂ）に薄型蓄電池Ｄ１の温度と０．２Ｃでの放電
容量の関係を示し、図３３（Ｂ）に薄型蓄電池Ｅ１の温度と０．２Ｃでの放電容量の関係
を示す。この結果、薄型蓄電池Ｄ１のよりも薄型蓄電池Ｅ１の方が０℃以下の低温でも良
好な特性を示すことが分かった。
【０３３４】
以上のように、イミダゾリウムカチオンの窒素に導入される置換基を構成する直鎖の原
子数が同じ場合、該置換基に酸素（Ｏ）が含まれるほうが良好な電池特性を有することが
確認できた。
【実施例９】
【０３３５】
本実施例では、本発明の一態様である非水電解質に含まれる非水溶媒であるＨＭＩ−Ｆ
ＳＡ（略称）およびｐｏＥＭＩ−ＦＳＡ（略称）の示差走査熱量測定（ＤＳＣ測定：（Ｄ
ｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｃａｌｏｒｉｍｅｔｒｙ））について説明
する。
【０３３６】
なお、ＤＳＣ測定の測定方法としては、各試料をそれぞれ大気雰囲気で室温から−１２
０℃付近まで降温速度−１０℃／ｍｉｎで冷却し、その後、−１２０℃付近から１００℃
まで昇温速度１０℃／ｍｉｎで加熱した。その後、各試料をさらに１００℃から−１００
℃まで冷却し、−１００℃から１００℃まで昇温速度１０℃／ｍｉｎで加熱し、その後−
１２０℃まで冷却し、再び−１００℃から１００℃まで測定を行った。
【０３３７】
ＨＭＩ−ＦＳＡのＤＳＣ測定結果を図３４（Ａ）、ｐｏＥＭＩ−ＦＳＡのＤＳＣ測定結
果を図３４（Ｂ）にそれぞれ示す。なお、図３４において、縦軸が熱量［ｍＷ］を、横軸
が温度［℃］を、それぞれ示す。
【０３３８】
図３４より、ＨＭＩ−ＦＳＡは‐１１．２℃付近に融点を有するのが確認され、ｐｏＥ
ＭＩ−ＦＳＡ‐２９．８℃付近に融点を有するのが確認された。
【０３３９】
以上のように、イミダゾリウムカチオンの窒素に導入される置換基を構成する直鎖の原
子数が同じ場合、該置換基に酸素（Ｏ）が含まれるほうがより低い融点を有することが確
認できた。
【符号の説明】
【０３４０】
１４２    正極集電体
１４３    正極活物質層
１４５    負極集電体
１４６    負極活物質層
１４８    正極
１４９    負極
１５０    負極
１５６    セパレータ
１７１    筐体
１７２    筐体
１７３    リング状絶縁体
１８１    スペーサー
１８３    ワッシャー
３００    蓄電池
３０１    正極缶
３０２    負極缶
３０３    ガスケット
３０４    正極
３０５    正極集電体
３０６    正極活物質層
３０７    負極
３０８    負極集電体
３０９    負極活物質層
３１０    セパレータ
４００    蓄電池
４０２    正極
４０４    負極
４０６    電解質
４０８    セパレータ
５００    蓄電池
５０１    正極集電体
５０２    正極活物質層
５０３    正極
５０４    負極集電体
５０５    負極活物質層
５０６    負極
５０７    セパレータ
５０８    電解液
５０９    外装体
５１０    封止部
６００    蓄電池
６０１    正極キャップ
６０２    電池缶
６０３    正極端子
６０４    正極
６０５    セパレータ
６０６    負極
６０７    負極端子
６０８    絶縁板
６０９    絶縁板
６１１    ＰＴＣ素子
６１２    安全弁機構
９００    回路基板
９１０    ラベル
９１１    端子
９１２    回路
９１３    蓄電体
９１４    アンテナ
９１５    アンテナ
９１６    層
９１７    層
９１８    アンテナ
９１９    端子
９２０    表示装置
９２１    センサ
９２２    端子
９５１    端子
９５２    端子
９８１    フィルム
９８２    フィルム
９８０    蓄電装置
９９０    蓄電装置
９９１    外装体
９９２    外装体
９９３    捲回体
９９４    負極
９９５    正極
９９６    セパレータ
９９７    リード電極
９９８    リード電極
７１００    携帯表示装置
７１０１    筐体
７１０２    表示部
７１０３    操作ボタン
７１０４    蓄電装置
７１０５    リード電極
７１０６    集電体
７２００    携帯情報端末
７２０１    筐体
７２０２    表示部
７２０３    バンド
７２０４    バックル
７２０５    操作ボタン
７２０６    入出力端子
７２０７    アイコン
７４００    携帯電話機
７４０１    筐体
７４０２    表示部
７４０３    操作ボタン
７４０４    外部接続ポート
７４０５    スピーカー
７４０６    マイク
７４０７    蓄電装置
７４０８    リード電極
７４０９    集電体
８０２１    充電装置
８０２２    ケーブル
８１００    自動車
８１０１    ヘッドライト
８２００    自動車
【図１】
2018062514.tif 000063
【図２】
2018062514.tif 000064
【図３】
2018062514.tif 000065
【図４】
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【図５】
2018062514.tif 000067
【図６】
2018062514.tif 000068
【図７】
2018062514.tif 000069
【図８】
2018062514.tif 000070
【図９】
2018062514.tif 000071
【図１０】
2018062514.tif 000072
【図１１】
2018062514.tif 000073
【図１２】
2018062514.tif 000074
【図１３】
2018062514.tif 000075
【図１４】
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【図１５】
2018062514.tif 000077
【図１６】
2018062514.tif 000078
【図１７】
2018062514.tif 000079
【図１８】
2018062514.tif 000080
【図１９】
2018062514.tif 000081
【図２０】
2018062514.tif 000082
【図２１】
2018062514.tif 000083
【図２２】
2018062514.tif 000084
【図２３】
2018062514.tif 000085
【図２４】
2018062514.tif 000086
【図２５】
2018062514.tif 000087
【図２６】
2018062514.tif 000088
【図２７】
2018062514.tif 000089
【図２８】
2018062514.tif 000090
【図２９】
2018062514.tif 000091
【図３０】
2018062514.tif 000092
【図３１】
2018062514.tif 000093
【図３２】
2018062514.tif 000094
【図３３】
2018062514.tif 000095
【図３４】
2018062514.tif 000096