(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記一般式（１）
【化１】
0006553997.tif 000011
（式中、ｎは１を表す。Ｒ１、Ｒ２及びＲ３は、それぞれ独立に炭素数１〜１０の直鎖若しくは分岐のアルキル基、アルケニル基または炭素数６〜１０のアリール基を表す。Ｒ２とＲ３は互いに結合し５〜８員環の環状構造をなしていてもよい。）
で表されるリン酸エステルアミドと下記一般式（２）
【化２】
0006553997.tif 000012
（式中、ｍは１〜３の整数を表す。Ｒｆは、炭素数１〜１０の直鎖若しくは分岐の含フッ素アルキル基を表し、Ｒ４は、炭素数１〜１０の直鎖若しくは分岐のアルキル基、アルケニル基または炭素数６〜１０のアリール基を表す。但し、分子全体としてのフッ素原子数の水素原子数に対する比が０．２以上をなす。）
で表される含フッ素リン酸エステルからなる液体組成物であって、前記一般式（２）の含フッ素リン酸エステルが、前記一般式（１）のリン酸エステルアミドよりも低い沸点を有し、且つ前記一般式（２）の含フッ素リン酸エステルの重量分率が液体組成物全体の１０〜９０％であり、該液体組成物が引火点を有さないことを特徴とする非引火性液体組成物。
【請求項２】
前記一般式（２）の含フッ素リン酸エステルの重量分率が、液体組成物全体の３０〜７０％であることを特徴とする請求項１に記載の非引火性液体組成物。
【請求項３】
前記一般式（１）において、Ｒ１、Ｒ２及びＲ３が、それぞれ独立に炭素数１〜４の直鎖または分岐のアルキル基であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の非引火性液体組成物。
【請求項４】
前記一般式（２）において、Ｒ４が炭素数１〜４の直鎖または分岐のアルキル基であり、且つＲｆが炭素数１〜３の直鎖または分岐の含フッ素アルキル基であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の非引火性液体組成物。
【請求項５】
前記一般式（２）において、ｍが２であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の非引火性液体組成物。
【請求項６】
前記一般式（２）において、ｍが３であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の非引火性液体組成物。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の非引火性液体組成物を抽出溶媒として金属イオンを含有する水溶液から金属成分を抽出することを含む、金属抽出方法。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の非引火性液体組成物を含有する溶媒と、当該溶媒に溶解しているリチウム塩と、を含むことを特徴とする非水系二次電池用の非水電解液。
【請求項９】
前記溶媒が環状カーボネートをさらに含有することを特徴とする請求項８に記載の非水系二次電池用の非水電解液。
【請求項１０】
請求項８または請求項９に記載の非水電解液を含むことを特徴とする非水系二次電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リン酸エステル、リン酸エステルアミドまたはリン酸アミドと含フッ素リン酸エステルからなる非引火性液体組成物、及び該液体組成物の用途に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、不燃性で且つ有機化合物との相溶性に優れる溶媒としては、四塩化炭素、１，１，１−トリクロロエタン、クロロホルム、ジクロロメタン等の塩素系溶媒が大量に使用されてきた。しかし、四塩化炭素、１，１，１−トリクロロエタンは、オゾン層破壊に関与する物質であることから先進国では１９９６年以降生産中止となっている。クロロホルムやジクロロメタンについても発癌性等の毒性懸念（非特許文献１）から使用が規制されており、これらに代わる安全で有機化合物の相溶性に優れる代替溶媒が求められている。
【０００３】
このような状況下、リン酸エステル及びリン酸エステルアミド等のリン酸エステル類は、リン原子に由来する難燃性、リン−酸素二重結合部位に由来するドナー性を有しており、有機化合物との相溶性に優れることから、樹脂や非水電解液の難燃剤（特許文献１〜３、非特許文献２）、作動油（特許文献４）、金属抽出剤（特許文献５、非特許文献３）、有機合成用溶媒（非特許文献４）、重合用溶媒（特許文献６）等の多様な用途で利用されている。
【０００４】
しかしながら、液体状のリン酸エステル類は、いずれも引火点を有する可燃性の液体であり、その取扱いの際は十分な注意が必要となる。特に近年、難燃化の用途は多様化且つ高度化している。例えば、使用済み核燃料処理用の抽出溶媒として利用される場合は、火災や爆発といった不慮の事故を招くことのないよう幾重もの安全対策が為されており、溶媒の不燃化に対する要望がある。また、航空機用の油圧作動油として利用される場合においても、高引火点を有するなどの特に安全性の高い材料が求められている（特許文献４）。更には、非水系二次電池用の非水電解液では、万一電解液が漏洩した際に気相部で引火、爆発しないような非引火性の電解液が検討されている（特許文献７）。このような要望に対して、従来のリン酸エステル類は十分とは言えない。
【０００５】
一方、エステル側鎖の一部がフッ素原子で置換された含フッ素リン酸エステルは、リン原子とフッ素原子の相乗効果により、高度な難燃性を有することが知られている（特許文献８）。
【０００６】
しかしながら、含フッ素リン酸エステルの場合、フッ素原子の電子吸引性のため、リン酸エステル部位のドナー性は低下する。このため、有機化合物や塩との相溶性が十分でない場合があり、金属抽出剤等の高いドナー性を必要とする用途ではこれまで利用されていなかった。また、含フッ素リン酸エステルは、電解質塩の溶解性及び溶解させた場合の電解液の導電性が低い等、非水電解液溶媒としての性能も十分でなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開昭５４−１９９１９号公報
【特許文献２】特開平１１−１８１４２８号公報
【特許文献３】特開平１１−２６０４０１号公報
【特許文献４】特開２００８−５１９１４６号公報
【特許文献５】特開２００１−１９２７４６号公報
【特許文献６】特開昭５２−１４１８９５号公報
【特許文献７】特開２０１３−２０７１３号公報
【特許文献８】特開２００７−２５８０６７号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】平成２５年度  化学物質による労働者の健康障害防止措置に係る検討会報告書（厚生労働省）
【非特許文献２】Ｊ．Ｆｉｒｅ  Ｒｅｔａｒｄａｎｔ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，５，８６  （１０７８）
【非特許文献３】Ｚｈｕｒｎａｌ  Ａｎａｌｉｔｉｃｈｅｓｋｏｉ  Ｋｈｉｍｉｉ，２４，１３８６  （１９６９）．
【非特許文献４】Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，１２７，１５４５３（２００５）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明はこれら課題に鑑みてなされたものである。即ち、非引火性の高度な難燃性、且つドナー性が高く有機化合物及び塩に対する優れた相溶性を有する液体組成物を提供することを目的とする。更には安全性が高く効率的な金属塩抽出方法、及び安全性が高く導電率の高い非水電解液及びこれを含有する非水系二次電池を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、先の課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、特定構造のリン酸エステル、リン酸エステルアミドまたはリン酸アミドに特定構造、特定物性の含フッ素リン酸エステルを配合させることにより、非引火性の高度な難燃性、且つドナー性が高く有機化合物及び塩に対する優れた相溶性を有する液体組成物が得られることを見出した。更にはこれを溶媒とすることによる安全性が高く効率的な金属塩抽出方法、安全性が高く導電率の高い非水電解液及びこれを含有する非水系二次電池が提供されることを見出し本発明を完成させたものである。即ち、本発明は下記の要旨に係わるものである。
【００１１】
１．下記一般式（１）
【００１２】
【化１】
0006553997.tif 000002
（式中、ｎは０〜３の整数を表す。Ｒ１、Ｒ２及びＲ３は、それぞれ独立に炭素数１〜１０の直鎖若しくは分岐のアルキル基、アルケニル基または炭素数６〜１０のアリール基を表す。Ｒ２とＲ３は互いに結合し５〜８員環の環状構造をなしていてもよい。）
で表されるリン酸エステル、リン酸エステルアミドまたはリン酸アミドと下記一般式（２）
【００１３】
【化２】
0006553997.tif 000003
【００１４】
（式中、ｍは１〜３の整数を表す。Ｒｆは、炭素数１〜１０の直鎖若しくは分岐の含フッ素アルキル基を表し、Ｒ４は、炭素数１〜１０の直鎖若しくは分岐のアルキル基、アルケニル基または炭素数６〜１０のアリール基を表す。但し、分子全体としてのフッ素原子数の水素原子数に対する比が０．２以上をなす。）
で表される含フッ素リン酸エステルからなる液体組成物であって、一般式（２）の含フッ素リン酸エステルが、一般式（１）のリン酸エステル、リン酸エステルアミドまたはリン酸アミドよりも低い沸点を有し、且つ一般式（２）の含フッ素リン酸エステルの重量分率が液体組成物全体の１０〜９０％であり、該液体組成物が引火点を有さないことを特徴とする非引火性液体組成物。
【００１５】
２．一般式（２）の含フッ素リン酸エステルの重量分率が、液体組成物全体の３０〜７０％であることを特徴とする１項に記載の非引火性液体組成物。
【００１６】
３．一般式（１）において、Ｒ１、Ｒ２及びＲ３が、それぞれ独立に炭素数１〜４の直鎖または分岐のアルキル基であることを特徴とする１項または２項に記載の非引火性液体組成物。
【００１７】
４．一般式（１）において、ｎが０であることを特徴とする１項〜３項のいずれか１項に記載の非引火性液体組成物。
【００１８】
５．一般式（１）において、ｎが１であることを特徴とする１項〜３項のいずれか１項に記載の非引火性液体組成物。
【００１９】
６．一般式（２）において、Ｒ４が炭素数１〜４の直鎖または分岐のアルキル基であり、且つＲｆが炭素数１〜３の直鎖または分岐の含フッ素アルキル基であることを特徴とする１項〜５項のいずれか１項に記載の非引火性液体組成物。
【００２０】
７．一般式（２）において、ｍが２であることを特徴とする１項〜６項のいずれか１項に記載の非引火性液体組成物。
【００２１】
８．一般式（２）において、ｍが３であることを特徴とする１項〜６項のいずれか１項に記載の非引火性液体組成物。
【００２２】
９．１項〜８項のいずれか１項に記載の非引火性液体組成物を抽出溶媒として金属イオンを含有する水溶液から金属成分を抽出することを含む、金属抽出方法。
【００２３】
１０．１項〜８項のいずれか１項に記載の非引火性液体組成物を含有する溶媒と、当該溶媒に溶解しているリチウム塩と、を含むことを特徴とする非水系二次電池用の非水電解液。
【００２４】
１１．  溶媒が環状カーボネートをさらに含有することを特徴とする１０項に記載の非水系二次電池用の非水電解液。
【００２５】
１２．１０項または１１項に記載の非水電解液を含むことを特徴とする非水系二次電池。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、特定構造のリン酸エステル、リン酸エステルアミドまたはリン酸アミドに特定構造、特定物性の含フッ素リン酸エステルを配合させることにより、非引火性の高度な難燃性、ドナー性が高く有機化合物及び塩に対する優れた相溶性を有する液体組成物が得られる。更にはこれを溶媒とすることによる安全性が高く効率的な金属塩抽出方法、安全性が高く導電率の高い非水電解液及びこれを含有する非水系二次電池が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】実施例、比較例で使用したコイン型セルのリチウムイオン二次電池を示す模式断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本実施形態の非引火性液体組成物は、上述の一般式（１）のリン酸エステル、リン酸エステルアミドまたはリン酸アミドと上述の一般式（２）の含フッ素リン酸エステルの混合物であり、一般式（２）の含フッ素リン酸エステルが一般式（１）のリン酸エステル、リン酸エステルアミドまたはリン酸アミドよりも低い沸点を有し、且つ一般式（２）の含フッ素リン酸エステルを液体組成物全体に対し重量分率で１０〜９０％含有する液体である。本発明において液体組成物とは、常温または加熱下で液体状態を呈する組成物であり、加熱する場合の温度は通常２０〜１００℃である。上述の一般式（１）のリン酸エステル、リン酸エステルアミドまたはリン酸アミドと上述の一般式（２）の含フッ素リン酸エステルは、互いに非常に相溶性がよく、これらが混合された液体組成物は非引火性の高度な安全性を示す。このメカニズムは明らかでないが、液体組成物の燃焼時にガス化した含フッ素化合物による窒息効果や分解物が燃焼連鎖を停止すること等が関係していると考えられる。また、本実施形態の非引火性液体組成物は、高いドナー性を有し、有機化化合物及び塩との優れた相溶性を有することから、金属抽出溶媒、非水電解液溶媒、洗浄剤等の各用途にて非常に優れた性能を発揮する。
【００２９】
（リン酸エステル、リン酸エステルアミドまたはリン酸アミド）
上述の一般式（１）において、ｎは０〜３の整数を表す。ｎが０の場合、側鎖にエステル基のみを有するリン酸エステルであり、ｎが１または２の場合、側鎖にエステル基とアミド基を有するリン酸エステルアミドであり、ｎが３の場合が側鎖にアミド基のみを有するリン酸アミドである。
【００３０】
Ｒ１、Ｒ２及びＲ３は、それぞれ独立に炭素数１〜１０の直鎖若しくは分岐のアルキル基、アルケニル基または炭素数６〜１０のアリール基を表し、Ｒ２とＲ３は互いに結合し５〜８員環の環状構造をなしていてもよい。また、Ｒ１、Ｒ２及びＲ３は、それぞれヒドロキシ基、アルコキシ基、エステル基、ケトン基、アミノ基、アミド基、チオール基、チオアルコキシ基等の置換基により置換されていてもよい。
【００３１】
Ｒ１、Ｒ２及びＲ３の例として、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ネオペンチル基、ｎ−ヘキシル基、ｎ−ヘプチル基、ｎ−オクチル基、２−エチルヘキシル基、ｎ−ノニル基、ｎ−デシル基、ビニル基、アリル基、３−ブテニル基、５−ヘキセニル基、フェニル基、２−メチルフェニル基、３−メチルフェニル基、４−メチルフェニル基、２，６−ジメチルフェニル基、２，４，６−トリメチルフェニル基、４−エチルフェニル基、４−ヘキシルフェニル基、４−オクチルフェニル基、ナフチル基等を挙げることができる。
【００３２】
一般式（１）のリン酸エステルまたはリン酸エステルアミドの例として、ｎ＝０の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、リン酸トリｎ−プロピル、リン酸トリイソプロピル、リン酸トリアリル、リン酸トリ−ｎ−ブチル、リン酸トリイソブチル、リン酸トリ−ｔ−ブチル、リン酸トリ−ｎ−ヘキシル、リン酸トリフェニル、リン酸トリ−ｎ−オクチル、リン酸トリス（２−エチルヘキシル）、リン酸トリ−ｎ−デシル等を挙げることができる。
ｎ＝１のリン酸エステルアミドとしては、リン酸ジメチルジメチルアミド、リン酸ジメチルジエチルアミド、リン酸ジメチルジ−ｎ−プロピルアミド、リン酸ジメチルジイソプロピルアミド、リン酸ジメチルジ−ｎ−ブチルアミド、リン酸ジメチルジイソブチルアミド、リン酸ジメチルジ−ｔ−ブチルアミド、リン酸ジメチルジ−ｎ−ペンチルアミド、リン酸ジメチルジネオメンチルアミド、リン酸ジメチルジ−ｎ−ヘキシルアミド、リン酸ジメチルジフェニルアミド、リン酸ジメチルジ−ｎ−オクチルアミド、リン酸ジメチルビス（２−エチルヘキシル）アミド、リン酸ジメチルジ−ｎ−デシルアミド、リン酸ジメチル−Ｎ−メチルエチルアミド、リン酸ジメチル−Ｎ−メチル−ｎ−プロピルアミド、リン酸ジメチル−Ｎ−メチルイソプロピルアミド、リン酸ジメチル−Ｎ−メチルアリルアミド、リン酸ジメチル−Ｎ−メチル−ｎ−ブチルアミド、リン酸ジメチル−Ｎ−メチルイソブチルアミド、リン酸ジメチル−Ｎ−メチル−ｔ−ブチルアミド、リン酸ジメチル−Ｎ−メチル−ｎ−ヘキシルアミド、リン酸ジメチル−Ｎ−メチルフェニルアミド、リン酸ジメチル−Ｎ−メチル−ｎ−オクチルアミド、リン酸ジメチル−Ｎ−メチル（２−エチルヘキシル）アミド、リン酸ジメチル−Ｎ−メチル−ｎ−デシルアミド、リン酸ジエチルジメチルアミド、リン酸ジ−ｎ−プロピルジメチルアミド、リン酸ジイソプロピルジメチルアミド、リン酸ジ−ｎ−ブチルジメチルアミド、リン酸ジイソブチルジメチルアミド、リン酸ジ−ｔ−ブチルジメチルアミド、リン酸ジ−ｎ−ヘキシルジメチルアミド、リン酸ジ−ｎ−オクチルジメチルアミド、リン酸ビス（２−エチルヘキシル）ジメチルアミド、リン酸ジ−ｎ−デシルジメチルアミド、リン酸ジメチルピロリジド、リン酸ジメチルピペリジド、リン酸ジメチルヘプタメチレンイミド、リン酸ジメチルオクタメチレンイミド、リン酸ジメチル（２−メチルピペリジド）、リン酸ジメチル（３−メチルピペリジド）、リン酸ジメチル（４−メチルピペリジド）、リン酸ジメチル（２，６−ジメチルピペリジド）、リン酸ジメチル（２，２，６，６−テトラメチルピペリジド）等を挙げることができる。
ｎ＝２のリン酸エステルアミドとしては、リン酸ビス（ジメチルアミド）メチル、リン酸ビス（ジエチルアミド）メチル、リン酸ビス（ジ−ｎ−プロピルアミド）メチル、リン酸ビス（ジイソプロピルアミド）メチル、リン酸ビス（ジアリルアミド）メチル、リン酸ビス（ジ−ｎ−ブチルアミド）メチル、リン酸ビス（ジイソブチルアミド）メチル、リン酸ビス（ジ−ｔ−ブチルアミド）メチル、リン酸ビス（ジ−ｎ−ペンチルアミド）メチル、リン酸ビス（ジネオペンチルアミド）メチル、リン酸ビス（ジ−ｎ−ヘキシルアミド）メチル、リン酸ビス（ジフェニルアミド）メチル、リン酸ビス（ジ−ｎ−オクチルアミド）メチル、リン酸ビス［ビス（２−エチルヘキシル）アミド］メチル、リン酸ビス（ジ−ｎ−デシルアミド）メチル、リン酸ビス（Ｎ−メチルエチルアミド）メチル、リン酸ビス（Ｎ−メチル−ｎ−プロピルアミド）メチル、リン酸ビス（Ｎ−メチルイソプロピルアミド）メチル、リン酸ビス（Ｎ−メチルアリルアミド）メチル、リン酸ビス（Ｎ−メチル−ｎ−ブチルアミド）メチル、リン酸ビス（Ｎ−メチルイソブチルアミド）メチル、リン酸ビス（Ｎ−メチル−ｔ−ブチルアミド）メチル、リン酸ビス（Ｎ−メチル−ｎ−ヘキシルアミド）メチル、リン酸ビス（Ｎ−メチルフェニルアミド）メチル、リン酸ビス（Ｎ−メチル−ｎ−オクチルアミド）メチル、リン酸ビス［Ｎ−メチル（２−エチルヘキシル）アミド］メチル、リン酸ビス（Ｎ−メチル−ｎ−デシルアミド）メチル、リン酸ビス（ジメチルアミド）エチル、リン酸ビス（ジメチルアミド）−ｎ−プロピル、リン酸ビス（ジメチルアミド）イソプロピル、リン酸ビス（ジメチルアミド）−ｎ−ブチル、リン酸ビス（ジメチルアミド）イソブチル、リン酸ビス（ジメチルアミド）−ｔ−ブチル、リン酸ビス（ジメチルアミド）−ｎ−ヘキシル、リン酸ビス（ジメチルアミド）−ｎ−オクチル、リン酸ビス（ジメチルアミド）−２−エチルヘキシル、リン酸ビス（ジメチルアミド）−ｎ−デシル、リン酸ジピロリジドメチル、リン酸ジピペリジドメチル、リン酸ジヘプタメチレンイミドメチル、リン酸ジオクタメチレンイミドメチル、リン酸ビス（２−メチルピペリジド）メチル、リン酸ビス（３−メチルピペリジド）メチル、リン酸ビス（４−メチルピペリジド）メチル、リン酸ビス（２，６−ジメチルピペリジド）メチル、リン酸ビス（２，２，６，６−テトラメチルピペリジド）メチル等を挙げることができる。また、ｎ＝３のリン酸アミドとしては、ヘキサメチルリン酸トリアミド、ヘキサエチルリン酸トリアミド、ヘキサ−ｎ−ブチルリン酸トリアミド、ヘキサ−ｎ−ヘキシルリン酸トリアミド、ヘキサ−ｎ−オクチルリン酸トリアミド等を挙げることができる。
【００３３】
これらのリン酸エステル、リン酸エステルアミドまたはリン酸アミドのうち、特に一般式（１）におけるＲ１、Ｒ２及びＲ３が、それぞれ独立に炭素数１〜４の直鎖または分岐のアルキル基である場合が、金属抽出溶媒や非水電解液溶媒等の各用途において良好な性能が得られ易い。また、一般式（１）におけるｎ＝０またはｎ＝１であるリン酸エステルまたはリン酸エステルアミドの場合に金属抽出溶媒や非水電解液溶媒等の各用途において良好な性能が得られ易い。特に、本実施形態の液体組成物をＬｉ／Ｌｉ＋を基準として４．２Ｖを超えるような高電位の非水系二次電池の非水電解液溶媒として使用する場合は、ｎ＝０のリン酸エステルを使用することが望ましい。また、本実施形態の非引火性液体組成物を金属抽出溶媒として使用する場合は、ｎ＝１のリン酸エステルアミドを使用すると特に高い抽出効率が得られる。
【００３４】
（含フッ素リン酸エステル）
上述の一般式（２）において、ｍは１〜３の整数である。Ｒ４は、炭素数１〜１０の直鎖若しくは分岐のアルキル基、アルケニル基または炭素数６〜１０のアリール基を表す。また、Ｒ４は、ヒドロキシ基、アルコキシ基、エステル基、ケトン基、アミノ基、アミド基、チオール基、チオアルコキシ基等の置換基により置換されていてもよい。Ｒｆは、炭素数１〜１０の直鎖若しくは分岐の含フッ素アルキル基を表す。
【００３５】
Ｒ４の例として、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ネオペンチル基、ｎ−ヘキシル基、ｎ−ヘプチル基、ｎ−オクチル基、２−エチルヘキシル基、ｎ−ノニル基、ｎ−デシル基、ビニル基、アリル基、３−ブテニル基、５−ヘキセニル基、フェニル基、２−メチルフェニル基、３−メチルフェニル基、４−メチルフェニル基、２，６−ジメチルフェニル基、２，４，６−トリメチルフェニル基、４−エチルフェニル基、４−ヘキシルフェニル基、４−オクチルフェニル基、ナフチル基等を挙げることができる。
【００３６】
Ｒｆの例として、トリフルオロメチル基、２，２−ジフルオロエチル基、２，２，２−トリフルオロエチル基、２，２，３，３−テトラフルオロプロピル基、２，２，３，３，３−ペンタフルオロプロピル基、ヘキサフルオロイソプロピル基、２，２，３，３，４，４，５，５−オクタフルオロペンチル基、２，２，３，３，４，４，５，５，５−ノナフルオロペンチル基、３，３，４，４，５，５，６，６，６−ノナフルオロヘキシル基、２，２，３，３，４，４，５，５，６，６，７，７−ドデカフルオロヘプチル基、２，２，３，３，４，４，５，５，６，６，７，７，８，８，９，９−ヘキサデカフルオロノニル基、３，３，４，４，５，５，６，６，７，７，８，８，９，９，１０，１０，１０−ヘプタデカデシル基等を上げることができる。
【００３７】
ここで、本実施形態に係る含フッ素リン酸エステルは、分子全体としてのフッ素原子数の水素原子数に対する比が０．２以上（Ｆ／Ｈ≧０．２）をなすものであり、且つ上述の一般式（１）のリン酸エステル、リン酸エステルアミドまたはリン酸アミドよりも低い沸点を有するものである。フッ素原子数の水素原子数に対する比が０．２未満の場合、あるいは沸点がリン酸エステル、リン酸エステルアミドまたはリン酸アミドよりも高い場合は、得られる液体組成物において非引火性という高度な安全性が得られにくい。
【００３８】
このような含フッ素リン酸エステルの例としては、ｍ＝１の場合は、リン酸ジメチルトリフルオロメチル、リン酸ジメチル−２，２−ジフルオロエチル、リン酸ジメチル−２，２，２−トリフルオロエチル、リン酸ジメチル−２，２，３，３−テトラフルオロプロピル、リン酸ジメチル−２，２，３，３，３−ペンタフルオロプロピル、リン酸ジメチルヘキサフルオロイソプロピル、リン酸ジメチル−２，２，３，３，４，４，５，５−オクタフルオロペンチル、リン酸ジメチル−２，２，３，３，４，４，５，５，５−ノナフルオロペンチル、リン酸ジメチル−３，３，４，４，５，５，６，６，６−ノナフルオロヘキシル、リン酸ジメチル−２，２，３，３，４，４，５，５，６，６，７，７−ドデカフルオロヘプチル、リン酸ジメチル−２，２，３，３，４，４，５，５，６，６，７，７，８，８，９，９−ヘキサデカフルオロノニル、リン酸ジメチル−３，３，４，４，５，５，６，６，７，７，８，８，９，９，１０，１０，１０−ヘプタデカデシル、リン酸ジエチル−２，２，２−トリフルオロエチル等を挙げることができる。
ｍ＝２の場合は、リン酸ビス（トリフルオロメチル）メチル、リン酸ビス（２，２−ジフルオロエチル）メチル、リン酸ビス（２，２，２−トリフルオロエチル）メチル、リン酸ビス（２，２，３，３−テトラフルオロプロピル）メチル、リン酸ビス（２，２，３，３，３−ペンタフルオロプロピル）メチル、リン酸ビス（ヘキサフルオロイソプロピル）メチル、リン酸ビス（２，２，３，３，４，４，５，５−オクタフルオロペンチル）メチル、リン酸ビス（２，２，３，３，４，４，５，５，５−ノナフルオロペンチル）メチル、リン酸ビス（３，３，４，４，５，５，６，６，６−ノナフルオロヘキシル）メチル、リン酸ビス（２，２，３，３，４，４，５，５，６，６，７，７−ドデカフルオロヘプチル）メチル、リン酸ビス（２，２，３，３，４，４，５，５，６，６，７，７，８，８，９，９−ヘキサデカフルオロノニル）メチル、リン酸ビス（３，３，４，４，５，５，６，６，７，７，８，８，９，９，１０，１０，１０−ヘプタデカデシル）メチル、リン酸ビス（２，２，２−トリフルオロエチル）エチル、リン酸ビス（２，２，２−トリフルオロエチル）−ｎ−プロピル、リン酸ビス（２，２，２−トリフルオロエチル）イソプロピル、リン酸ビス（２，２，２−トリフルオロエチル）アリル、リン酸ビス（２，２，２−トリフルオロエチル）−ｎ−ブチル、リン酸ビス（２，２，２−トリフルオロエチル）イソブチル、リン酸ビス（２，２，２−トリフルオロエチル）−ｔ−ブチル、リン酸ビス（２，２，２−トリフルオロエチル）−ｎ−ヘキシル、リン酸ビス（２，２，２−トリフルオロエチル）−ｎ−オクチル、リン酸ビス（２，２，２−トリフルオロエチル）−ｎ−デシル、リン酸ビス（２，２，２−トリフルオロエチル）フェニル、リン酸ビス（２，２，２−トリオフルオロエチル）４−メチルフェニル、リン酸ビス（２，２，２−トリフルオロエチル）−２，４，６−トリメチルフェニル、リン酸ビス（２，２，２−トリフルオロエチル）ナフチル等を挙げることができる。
ｍ＝３の場合は、リン酸トリス（トリフルオロメチル）、リン酸トリス（２，２−ジフルオロエチル）、リン酸トリス（２，２，２−トリフルオロエチル）、リン酸トリス（２，２，３，３−テトラフルオロプロピル）、リン酸トリス（２，２，３，３，３−ペンタフルオロプロピル）、リン酸トリス（ヘキサフルオロイソプロピル）、リン酸トリス（２，２，３，３，４，４，５，５−オクタフルオロペンチル）、リン酸トリス（２，２，３，３，４，４，５，５，５−ノナフルオロペンチル）、リン酸トリス（３，３，４，４，５，５，６，６，６−ノナフルオロヘキシル）、リン酸トリス（２，２，３，３，４，４，５，５，６，６，７，７−ドデカフルオロヘプチル）、リン酸トリス（２，２，３，３，４，４，５，５，６，６，７，７，８，８，９，９−ヘキサデカフルオロノニル）、リン酸トリス（３，３，４，４，５，５，６，６，７，７，８，８，９，９，１０，１０，１０−ヘプタデカデシル等を挙げることができる。
これら含フッ素リン酸エステルのうち、特に一般式（２）における、Ｒ４が炭素数１〜４の直鎖または分岐のアルキル基であり、且つＲｆが炭素数１〜３の直鎖または分岐の含フッ素アルキル基である場合が、金属抽出溶媒や非水電解液溶媒等の各用途において良好な性能が得られ易い。また、特に一般式（２）においてｍ＝２またはｍ＝３である含フッ素リン酸エステルの場合に金属抽出溶媒や非水電解液溶媒等の各用途において良好な性能が得られ易い。
【００３９】
（混合比）
本実施形態の液体組成物は、上述の一般式（１）のリン酸エステル、リン酸エステルアミドまたはリン酸アミドと上述の一般式（２）の含フッ素リン酸エステルを混合させたものであり、一般式（２）の含フッ素リン酸エステルの重量分率が液体組成物全体の１０％〜９０％である。含フッ素リン酸エステルの重量分率が液体組成物全体の１０％未満の場合は、引火点を消失させる効果が十分でない場合がある。また、含フッ素リン酸エステルの重量分率が９０％を超える場合は、ドナー性が十分に高くなく、金属抽出能力や塩や有機化合物の相溶性が十分でない場合がある。また、金属抽出能力をさらに高めることができるため、一般式（２）の含フッ素リン酸エステルの重量分率が液体組成物全体の３０％〜７０％であることがより好ましい。
【００４０】
（金属抽出溶媒）
本実施形態の液体組成物は、非引火性という高度な安全性を有し、且つドナー数が高く有機化合物及び塩の相溶性に優れる特徴を有することから、金属抽出溶媒、非水電解液溶媒、洗浄剤、有機合成溶媒、重合溶媒、作動油等の各種用途において利用可能である。
【００４１】
これら用途のうち、特に好適に利用できる一例として、金属イオンを含有する水溶液から金属成分を抽出する際の抽出溶媒を挙げることができる。本実施形態の非引火性液体組成物を溶媒として用いることにより、高い安全性が得られるのみならず、驚くべきことに金属抽出能力としても非常に優れた性能が発現される。
【００４２】
本実施形態の非引火性液体組成物を溶媒として抽出できる金属種としては、周期律表の３族〜１６族の金属が挙げられる。特に、Ｐｔ、Ｐｄ等の１０族金属、Ｃｏ、Ｉｒ等の９族元素、Ｙ、Ｇｄ、Ｕ、Ｐｕ等の３族金属の抽出において、元素の選択性の点から有効である。金属抽出の具体的な利用例としては、非鉄金属精錬工程等で得られる処理液からＰｔ、Ｉｒの回収、使用済み核燃料のからのウランの回収、希土類金属等のその他各種金属の精製等を挙げることができる。
【００４３】
抽出に使用される上記の金属イオンを含む水溶液は、酸性、中性、塩基性の液を使用できるが、特に、塩酸、硝酸、硫酸等の鉱酸で酸性とした液を使用することが望ましい。該水溶液中の金属イオンの濃度は特に限定されるものではないが、通常、１ｐｐｍ〜５００００ｐｐｍである。また、該水溶液に対する本実施形態の非引火性液体組成物の使用量は特に限定されるものではないが、通常、重量比で０．１〜１０倍量である。
【００４４】
抽出方法としても特に限定されず、例えばバッチ法、向流接触による連続法等のいずれの方法も使用可能である。抽出後、本実施形態の非引火性液体組成物中に抽出された金属成分は、公知の逆抽出法等により回収することができる。
【００４５】
（非水系二次電池用の非水電解液溶媒）
本実施形態の液体組成物は、非引火性であるため安全性に優れ、且つドナー数が高く塩の溶解性に優れる特徴を有することから、非水系二次電池用の非水電解液溶媒として好適に利用することができる。ここで本実施形態に係る非水系二次電池とは、リチウムイオン二次電池及びリチウム二次電池の総称を意味する。
【００４６】
非水電解液に溶解させる電解質塩としては、非水系二次電池に使用される広電位領域において安定であるリチウム塩が使用でき、例えば、ＬｉＢＦ４、ＬｉＰＦ６、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＣＦ３ＳＯ３、ＬｉＮ（ＦＳＯ２）２、ＬｉＮ（ＣＦ３ＳＯ２）２、ＬｉＮ（Ｃ２Ｆ５ＳＯ２）２、ＬｉＣ（ＣＦ３ＳＯ２）３等が挙げられる。非水電解液における電解質塩の濃度は、電池の高率充放電特性を良好なものとするため、０．５〜２．５ｍｏｌ／Ｌ、好ましくは１．０〜２．０ｍｏｌ／Ｌの範囲とすることが望ましい。本実施形態の非引火性液体組成物を溶媒として用いることにより、非水電解液の高度な安全性を確保しながら、電解質塩をこのような高濃度で溶解させ、高い電気伝導度を得ることが可能である。なお、非水電解液中にビニレンカーボネート、フルオロエチレンカーボネート、プロパンスルトン等の被膜形成剤を添加すると、容量維持率が高く、良好な電池性能が得られ易い。
また、非水電解液溶媒として、本実施形態の非引火性液体組成物に加え、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等の環状カーボネート、γ−ブチロラクトン等の環状エステル、スルホラン等の環状スルホン等の溶媒を併用して用いてもよい。これらを併用して用いることにより、非水電解液の電気伝導度がより向上し、高率充放電特性等の特性の向上した非水系二次電池を得ることができる。併用して用いる溶媒としては、特に環状カーボネートが電池性能の点で良好である。なお、本実施形態の非引火性液体組成物に対する環状カーボネート等の使用量は重量比で０．１〜４倍とすることが望ましい。環状カーボネート等の使用量を４倍以下とすることにより、引火点を有さずより高度な安全性を有する非水電解液及び非水系二次電池を得ることができる。
【００４７】
本実施形態に係る非水系二次電池は、上記非水電解液を使用するものであり、少なくとも正極、負極、セパレータから成る。正極材料としては、通常、ＬｉＣｏＯ２、ＬｉＮｉＯ２、ＬｉＭｎＯ２、ＬｉＭｎ２Ｏ４、ＬｉＮｉ１／３Ｃｏ１／３Ｍｎ１／３Ｏ２、ＬｉＮｉ１／４Ｍｎ３／４Ｏ２、ＬｉＦｅＯ２、ＬｉＦｅＰＯ４などのリチウムと遷移金属からなる複合酸化物等を用いることができる。
【００４８】
負極材料として、リチウム二次電池の場合は金属リチウム、リチウム合金、リチウムイオン二次電池の場合は、リチウムイオンをドープ・脱ドープが可能な炭素材料、チタン酸リチウム等の複合酸化物を用いることができる。特に、負極材料としてハードカーボン及びチタン酸リチウムを用いた場合に容量維持率が高く、良好な電池性能が得られ易い。
【００４９】
また、セパレータとしては、微多孔性膜等が用いられ、材料としては、例えばポリエチレン等のポリオレフィン系樹脂、ポリフッ化ビニリデン等のフッ素系樹脂を挙げることができる。
【００５０】
なお、本実施形態に係る非水系二次電池の形状、形態等は特に限定されるものではなく、円筒型、角型、コイン型、カード型、大型など本発明の範囲内で任意に選択することができる。
【実施例】
【００５１】
以下に実施例を用いて本発明を詳細に説明するが、本発明はこの実施例によって限定されるものではない。
液体組成物のドナー数及び引火点
【００５２】
実施例１
リン酸トリブチル（沸点２８９℃）４．５ｇとリン酸トリス（２，２，２−トリフルオロエチル）（沸点２０４℃、Ｆ／Ｈ比＝１．５０）２５．５ｇを混合した。混合液は均一相となった。なお、本明細書で記載する沸点は減圧蒸留下における沸点実測値を沸点換算図表（Ｓｃｉｅｎｃｅ  ｏｆ  Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ，Ｖｏｌ．ＩＩ  １２８１（１９３８））を用いて常圧換算した値を示すものである。
【００５３】
実施例２
リン酸トリブチル（沸点２８９℃）９．０ｇとリン酸トリス（２，２，２−トリフルオロエチル）（沸点２０４℃、Ｆ／Ｈ比＝１．５０）２１．０ｇを混合した。混合液は均一相となった。
【００５４】
実施例３
リン酸トリブチル（沸点２８９℃）１５．０ｇとリン酸トリス（２，２，２−トリフルオロエチル）（沸点２０４℃、Ｆ／Ｈ比＝１．５０）１５．０ｇを混合した。混合液は均一相となった。
【００５５】
実施例４
リン酸トリブチル（沸点２８９℃）２１．０ｇとリン酸トリス（２，２，２−トリフルオロエチル）（沸点２０４℃、Ｆ／Ｈ比＝１．５０）９．０ｇを混合した。混合液は均一相となった。
【００５６】
実施例５
リン酸トリブチル（沸点２８９℃）４．５ｇとリン酸トリス（２，２，２−トリフルオロエチル）（沸点２０４℃、Ｆ／Ｈ比＝１．５０）２５．５ｇを混合した。混合液は均一相となった。
【００５７】
実施例６
リン酸トリエチル（沸点２１０℃）１５．０ｇとリン酸トリス（２，２，２−トリフルオロエチル）（沸点２０４℃、Ｆ／Ｈ比＝１．５０）１５．０ｇを混合した。混合液は均一相となった。
【００５８】
実施例７
リン酸トリブチル（沸点２８９℃）１５．０ｇとリン酸ビス（２，２，２−トリフルオロエチル）エチル（沸点１８５℃、Ｆ／Ｈ比＝０．６７）１５．０ｇを混合した。混合液は均一相となった。
【００５９】
実施例８
リン酸トリエチル（沸点２１０℃）１５．０ｇとリン酸ビス（２，２，２−トリフルオロエチル）エチル（沸点１８５℃、Ｆ／Ｈ比＝０．６７）１５．０ｇを混合した。混合液は均一相となった。
【００６０】
実施例９
リン酸トリス（２−エチルヘキシル）（沸点４００℃）１５．０ｇとリン酸トリス（２，２，３，３−テトラフルオロプロピル）（沸点３４５℃、Ｆ／Ｈ比＝１．３３）１５．０ｇを混合した。混合液は均一相となった。
【００６１】
実施例１０
リン酸ジエチルジイソプロピルアミド（沸点２３０℃）１５．０ｇとリン酸トリス（２，２，２−トリフルオロエチル）（沸点２０４℃、Ｆ／Ｈ比＝１．５０）１５．０ｇを混合した。混合液は均一相となった。
【００６２】
実施例１１
リン酸エチルビスジメチルアミド（沸点２１４℃）１５．０ｇとリン酸トリス（２，２，２−トリフルオロエチル）（沸点２０４℃、Ｆ／Ｈ比＝１．５０）１５．０ｇを混合した。混合液は均一相となった。
【００６３】
実施例１２
ヘキサメチルリン酸トリアミド（沸点２３５℃）１５．０ｇとリン酸トリス（２，２，２−トリフルオロエチル）（沸点２０４℃、Ｆ／Ｈ＝１．５０）１５．０ｇを混合した。混合液は均一相となった。
【００６４】
比較例１
リン酸トリス（２，２，２−トリフルオロエチル）（沸点２０４℃、Ｆ／Ｈ比＝１．５０）単独液体。
【００６５】
比較例２
リン酸トリブチル（沸点２８９℃）１．５ｇとリン酸トリス（２，２，２−トリフルオロエチル）（沸点２０４℃、Ｆ／Ｈ比＝１．５０）２８．５ｇを混合した。混合液は均一相となった。
【００６６】
比較例３
リン酸トリブチル（沸点２８９℃）２８．５ｇとリン酸トリス（２，２，２−トリフルオロエチル）（沸点２０４℃、Ｆ／Ｈ比＝１．５０）１．５ｇを混合した。混合液は均一相となった。
【００６７】
比較例４
リン酸トリブチル（沸点２８９℃）単独液体
【００６８】
比較例５
リン酸トリエチル（沸点２１０℃）１．５ｇとリン酸トリス（２，２，２−トリフルオロエチル）（沸点２０４℃、Ｆ／Ｈ比＝１．５０）２８．５ｇを混合した。混合液は均一相となった。
【００６９】
比較例６
リン酸トリエチル（沸点２８９℃）２８．５ｇとリン酸トリス（２，２，２−トリフルオロエチル）（沸点２０４℃、Ｆ／Ｈ比＝１．５０）１．５ｇを混合した。混合液は均一相となった。
【００７０】
比較例７
リン酸トリメチル（沸点１９７℃）１５．０ｇとリン酸トリス（２，２，２−トリフルオロエチル）（沸点２０４℃、Ｆ／Ｈ比＝１．５０）１５．０ｇを混合した。混合液は均一相となった。
【００７１】
比較例８
リン酸トリエチル（沸点２１０℃）１５．０ｇとリン酸ビス（２−フルオロエチル）エチル（沸点２０５℃、Ｆ／Ｈ比＝０．１５）１５．０ｇを混合した。混合液は均一相となった。
【００７２】
比較例９
リン酸トリエチル（沸点２１０℃）４．５ｇとトリス（パーフルオロプロピル）アミン２５．５ｇを混合した。混合液は二層液となった。
【００７３】
比較例１０
リン酸トリエチル（沸点２１０℃）１５．０ｇとトリス（パーフルオロプロピル）アミン１５．０ｇを混合した。混合液は二層液となった。
【００７４】
比較例１１
リン酸トリエチル（沸点２１０℃）２５．５ｇとトリス（パーフルオロプロピル）アミン４．５ｇを混合した。混合液は二層液となった。
【００７５】
比較例１２
リン酸ジエチルジイソプロピルアミド（沸点２３０℃）１５．０ｇとトリス（パーフルオロプロピル）アミン１５．０ｇを混合した。混合液は二層液となった。
【００７６】
比較例１３
リン酸トリエチル（沸点２１０℃）１５．０ｇとパーフルオロヘキサン１５．０ｇを混合した。混合液は二層液となった。
【００７７】
実施例１〜１２及び比較例１〜８の各液体組成物について、Ｊ．Ｏｒｇａｎｏｍｅｔ．Ｃｈｅｍ．，１０８，１５３  （１０７６）の方法に従い、ドナー数を測定した。即ち、サンプル瓶にジフェニルシランジオール  ０．１５ｇを採取し、液体組成物３ｍｌを加え溶解させた。次に溶液を１０ｍｍφのテフロン製チューブに移し、２９Ｓｉ  ＮＭＲを測定した（Ｖａｒｉａｎ製  ＶＮＭＲＳ−４００型、積算回数２５６回、外部基準ＴＭＳ）。観測されたシグナルの化学シフト値から、ＤＭＳＯ（−３４．０ｐｐｍ、ドナー数＝２９．８）及びアセトン（−３１．９ｐｐｍ、ドナー数＝１７．０）の測定結果から得られた検量線を用いてドナー数を算出した。
【００７８】
実施例１〜１２及び比較例１〜８の各液体組成物について、セタ式引火点試験器（ＥＲＤＣＯ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製  ＲＴ−１型）を用いて引火点を測定した。即ち、ＲＴ−１試験器を所定温度まで昇温し、温度が一定になったところで、電解液４ｍｌを注入した。２分経過後、開閉器より内部を見ながら試験炎をのぞかせ、引火の有無を観察した。結果を表１に示す。
【００７９】
【表１】
0006553997.tif 000004
【００８０】
表１において、実施例１〜１２に示されるように、Ｆ／Ｈ比が０．２以上で且つリン酸エステル、リン酸エステルアミドまたはリン酸トリアミドよりも沸点の低い含フッ素リン酸エステルを、重量分率で１０〜９０％混合させた場合、ドナー数はリン酸エステル、リン酸エステルアミドまたはリン酸トリアミド単独の場合に近い高い値を示すにもかかわらず、混合液体が非引火性の高度な難燃性を示すことが判る。一方、比較例３〜４、６のように含フッ素リン酸エステル存在量が重量分率で１０％未満の場合、比較例８のようにＦ／Ｈ比が０．２未満の含フッ素リン酸エステルを１０％以上混合した場合、あるいは比較例７のようにリン酸エステルよりも沸点の高い含フッ素リン酸エステルを１０％以上混合した場合は、いずれも引火点が観測され難燃性が不十分である。また、比較例１〜２、５のように含フッ素リン酸エステル存在量が重量比で９０％を超える場合は、ドナー性が非常に低いためにジフェニルシランジオールが溶解せず、ドナー数の測定を行うことができなかった。また、比較例９〜１３のように、引火点を有さない既知の液体としてトリス（パーフルオロプロピル）アミンまたはパーフルオロヘキサンを混合させた場合は、液は二層液となり、均一の液体組成物を得ることができなかった。
【００８１】
実施例１３〜２２、比較例１４〜１９
液体組成物による金属抽出例
実施例１〜７、実施例１０〜１２、比較例１〜６の液体組成物を用い、下記操作によりＰｔ（白金）の抽出を行った。それぞれ、実施例１４〜２２、比較例１４〜１９として表２に結果を示す。
【００８２】
分液ロートに塩化白金酸を溶解させた４Ｎ塩酸（Ｐｔ濃度０．５７ｗｔ％）１０ｇを入れ、各液体組成物１０ｍｌを加え、１分間振り混ぜた。５分間静置後、二層分離し、水層の重量を測り、Ｐｔ濃度をＩＣＰ法で測定した。下式によりＰｔの抽出率を算出した。
【００８３】
抽出率（％）＝［０．０５７（ｇ）−抽出後の水層の重量（ｇ）×Ｐｔ濃度（ｗｔ％）］／０．０５７×１００
【００８４】
【表２】
0006553997.tif 000005
【００８５】
表２から、本実施形態の液体組成物を用いた実施例１４〜２２は、引火点を有さず高度な難燃性を有している上、Ｐｔの抽出率においても含フッ素リン酸エステルを９０％を超えて含有する場合（比較例１４〜１５、１８）に比べ格段に優れていることが判る。また、実施例１４〜２２は、含フッ素リン酸エステルを１０％未満含有し引火点を有する液体を溶媒として使用した場合（比較例１６〜１７、１９）に比べてもＰｔ抽出率に優れていることが判る。なお、比較例１９では液が均一となり抽出が不能であった。
【００８６】
実施例２３〜２６、比較例２０〜２２
液体組成物を溶媒とするリチウムイオン二次電池用の非水電解液例
実施例６、実施例８、比較例５及び比較例６の液体組成物を溶媒として用い、ＬｉＰＦ６を電解質塩としてそれぞれ１ｍｏｌ／Ｌ溶解させた。また、実施例６及び実施例８の液体組成物を溶媒として用い、ＬｉＮ（ＣＦ３ＳＯ２）２を電解質塩としてそれぞれ１ｍｏｌ／Ｌ溶解させた。
【００８７】
また、リン酸トリエチル１０．０ｇとメチルパーフルオロヘキシルエーテル１０．０ｇを混合し、ＬｉＰＦ６を１ｍｏｌ／Ｌの濃度となるように添加し混合した。
【００８８】
次に、上記各非水電解液について、セタ式引火点試験器（ＥＲＤＣＯ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製  ＲＴ−１型）を用いて引火点を測定し、電気伝導度計（京都電子製  ＣＭ−１１７型）を用いて２５℃での電気伝導度を測定した。それぞれ、実施例２３〜２６、比較例２０〜２２として表３に結果を示す。
【００８９】
【表３】
0006553997.tif 000006
【００９０】
表３に示されるように、本実施形態の非引火性液体組成物を溶媒として使用した実施例２３〜２６の非水電解液はいずれも非引火性の高度な難燃性を有する非水電解液である上、電解質塩を１ｍｏｌ／Ｌの濃度で溶解でき、高い電気伝導度を示した。一方、含フッ素リン酸エステルの重量分率が１０％未満である比較例２０の電解液は引火点が観測され、難燃性が不十分であった。また、含フッ素リン酸エステルの重量分率が９０％を超える液体組成物を溶媒とした比較例２１は、著しく低い電気伝導度を示した。また、引火点を有さない既知の液体であるメチルパーフルオロヘキシルエーテルを用いた比較例２２は、混合液が二層液となったため引火点及び電気伝導度の測定ができず電解液として適さない状態であった。
【００９１】
実施例２７〜３０、比較例２３〜２４
液体組成物を溶媒とする非水電解液を用いたリチウムイオン二次電池例
リチウムイオン二次電池の作成
正極活物質としてコバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ２）を用い、これに導電助剤としてカーボンブラック、バインダーとしてポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）をＬｉＣｏＯ２：カーボンブラック：ＰＶＤＦ＝８５：７：８となるように配合し、１−メチル−２−ピロリドンを用いてスラリー化したものをアルミ製集電体上に一定の膜厚で塗布し、乾燥させて正極を得た。負極活物質としてはハードカーボンを用い、バインダーとしてＰＶＤＦをグラファイト：ＰＶＤＦ＝９：１となるように配合し、１−メチル−２−ピロリドンを用いてスラリー化したものを銅製集電体上に一定の膜厚で塗布し、乾燥させて負極を得た。セパレータは無機フィラー含浸ポリオレフィン多孔質膜を用いた。
【００９２】
以上の構成要素を用いて、図１に示した構造のコイン型セルを用いたリチウム二次電池を作成した。リチウム二次電池はセパレータ６を挟んで正極１、負極４を対向配置し、負極ステンレス製キャップ３にステンレス製板バネ５を設置し、負極４、セパレータ６および正極１からなる積層体をコイン型セル内に収納した。この積層体に実施例２３〜２６及び比較例２０〜２１の非水電解液を注入した後、ガスケット７を配置後、正極ステンレス製キャップ２をかぶせ、コイン型セルケースをかしめることで作成した。
【００９３】
充放電試験
上記電池作成例の方法で作成したリチウムイオン二次電池を２５℃の恒温条件下、０．１Ｃの充電電流で上限電圧を４．２Ｖとして充電し、続いて０．１Ｃの放電電流で３．０Ｖとなるまで放電した。この操作を３回行った後に２５℃の恒温条件下、０．２Ｃの充電電流で４．２Ｖの定電流−定電圧充電を行い、０．２Ｃの放電電流で終止電圧３．０Ｖまで定電流放電を行った。このときの放電容量を初期放電容量とし、この操作を２５回繰り返した際の放電容量を測定し、２５サイクル後の放電容量／初期放電容量比を容量維持率として比較を行った。結果を表４にそれぞれ実施例２７〜３０、比較例２３〜２４として示す。
【００９４】
実施例３１〜３２
正極活物質としてＬｉＮｉ１／４Ｍｎ３／４Ｏ２を用い、非水電解液として実施例２３〜２４の非水電解液を使用した以外は実施例２７〜３０と同様の方法で非水系二次電池を作成した。また、上限電圧を４．５Ｖとした以外は実施例２７〜３０と同様の方法で充放電試験を行った。結果を表４に実施例３１〜３２として示す。
【００９５】
実施例３３〜３４
負極活物質としてチタン酸リチウム（ＬｉＴｉＯ２）を用い、非水電解液として実施例２３及び実施例２４の非水電解液を用いた以外は実施例２７〜３０と同様の方法で非水系二次電池を作成した。また、実施例２７〜３０と同様の方法で充放電試験を行った。結果を表４に実施例３３〜３４として示す。
【００９６】
【表４】
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【００９７】
表４から本実施形態の非引火性液体組成物を非水電解液溶媒として含有するリチウムイオン二次電池である実施例２７〜３４は、含フッ素リン酸エステルの重量分率が１０％未満である液体組成物を溶媒として用いた比較例２３及び含フッ素リン酸エステルの重量分率が９０％を超える液体組成物を溶媒として使用した非水電解液を含む比較例２４に対し、容量維持率が高く優れた電池性能が発揮されることが判る。また、本実施形態の非引火性液体組成物を非水電解液溶媒として用いた実施例３１及び実施例３２は上限電圧４．５Ｖの充放電においても良好な容量維持率を示すことが判る。更に、負極活物質としてチタン酸リチウムを用いた実施例３３及び実施例３４は、非常に良好な容量維持率を示した。
【００９８】
実施例３５〜３６
液体組成物及び環状カーボネートを溶媒とするリチウムイオン二次電池用の非水電解液例
リン酸トリエチル、リン酸トリス（２，２，２−トリフルオロエチル）及びエチレンカーボネートを重量比で３５：３５：３０の比率で混合し、この混合液体にＬｉＰＦ６を電解質塩としてそれぞれ１ｍｏｌ／Ｌ溶解させた（実施例３５）。同様に、リン酸トリエチル、リン酸ビス（２，２，２−トリフルオロエチル）エチル及びエチレンカーボネートを重量比で３５：３５：３０の比率で混合し、この混合液体にＬｉＰＦ６を電解質塩としてそれぞれ１ｍｏｌ／Ｌ溶解させた（実施例３６）。
【００９９】
次に、上記各非水電解液について、セタ式引火点試験器（ＥＲＤＣＯ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製  ＲＴ−１型）を用いて引火点を測定し、電気伝導度計（京都電子製  ＣＭ−１１７型）を用いて２５℃での電気伝導度を測定した。結果を表５に示す。
【０１００】
【表５】
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【０１０１】
表５に示されるように、実施例３５、３６の非引火性液体組成物及び環状カーボネートを溶媒とする非水電解液は、非引火性の高度な難燃性を有する。また、本実施形態の非引火性液体組成物に加えて環状カーボネートを溶媒として含有することで、より高い電気伝導度を示すことが判る。
【０１０２】
実施例３７〜４０
液体組成物及び環状カーボネートを溶媒とする非水電解液を用いたリチウムイオン二次電池例
実施例２３、２４、３５及び３６の非水電解液を用い、実施例２７〜３０と同様の方法で非水系二次電池を作成した。次に、これら非水系二次電池を２５℃の恒温条件下、０．１Ｃの充電電流で上限電圧を４．２Ｖとして充電し、続いて０．１Ｃの放電電流で３．０Ｖとなるまで放電した。この操作を３回行った後に２５℃の恒温条件下、０．２Ｃの充電電流で４．２Ｖの定電流−定電圧充電を行い、０．２Ｃの放電電流で終止電圧３．０Ｖまで定電流放電を行った。次に、２５℃の恒温条件下、０．５Ｃの充電電流で４．２Ｖの定電流−定電圧充電を行い、０．５Ｃの放電電流で終止電圧３．０Ｖまで定電流放電を行った。０．２Ｃでの放電容量に対する０．５Ｃでの放電容量を容量比（％）として求めた。結果を表６に示す。
【０１０３】
【表６】
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【０１０４】
表６に示されるように、本実施形態の非引火性液体組成物及び環状カーボネートを溶媒とする非水電解液を用いた非水系二次電池（実施例３８、４０）は、環状カーボネートを含まない実施例３７及び３９以上に良好に充放電を行うことができ、環状カーボネートの併用により、高率での充放電特性が向上することが判る。
実施例４１〜４３、比較例２５
液体組成物を溶媒とするオイルの溶解例
実施例３、実施例９〜１０及び比較例２の液体組成物それぞれ１．０ｇをサンプル瓶に採取し、ポンプオイルＭＲ−１００（ＭＯＲＥＳＣＯ製）０．１ｇを加えて振り混ぜた。静置後液体の状態を目視にて確認した。結果をそれぞれ実施例４１〜４３、比較例２５として表７に示す。
【０１０５】
【表７】
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【０１０６】
本実施形態の非引火性液体組成物を用いた実施例４１〜４３は、いずれも有機化合物との相溶性が優れているため、ポンプオイルを溶解し、非引火性の高度な難燃性を有する洗浄剤として利用できることが示された。これに対し、含フッ素リン酸エステルを９０％を超えて含有する比較例２５は、有機化合物との相溶性が十分でないため、ポンプオイルを溶解しなかった。
【産業上の利用可能性】
【０１０７】
本発明の非引火性液体組成物は、非引火性の高度な難燃性を有し、且つドナー性が高く有機化合物及び塩に対する優れた相溶性を有しているため、これを溶媒とすることによる安全性が高く効率的な金属塩抽出方法、及び安全性が高く導電率の高い非水電解液及びこれを含有する非水系二次電池等が提供され、極めて有用である。
【符号の説明】
【０１０８】
１  正極
２  正極ステンレス製キャップ
３  負極ステンレス製キャップ
４  負極
５  ステンレス製バネ
６  無機フィラー含浸ポリオレフィン多孔質セパレータ
７  ガスケット
【図１】
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