(57)【要約】【課題】フラーレン類を溶解させた汎用性の組成物を提供する。【解決手段】フラーレン類を溶解しつつも汎用の極性溶媒とも相溶する所定の構造を有する化合物αを用いることにより、フラーレン類を様々な溶媒中で相溶させることが可能となり、フラーレン類を溶解させた溶液の使用用途を広げることができる。本発明のフラーレン類及び化合物αを含有する組成物は、様々な用途に用いることができる非常に汎用性の高い組成物である。【選択図】  無し【特許請求の範囲】
【請求項１】
フラーレン類と下記一般式（１）で表される化合物αとを含有する組成物。
【化１】
2004234949.tif 000006
（但し、Ａ１、Ａ２は、それぞれ独立に置換基を有してもよい芳香族炭化水素基又は置換基を有してもよい複素環基を表す。
Ｘは、周期表６族元素、−（ＣＨ２）ｈ−（ただしｈは１から４の整数である。）、−（ＣＨ２）ｍ１−Ｏ−（ＣＨ２）ｍ２−（ただしｍ１及びｍ２は、それぞれ独立に１から４の整数である。）、−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ−Ｏ−（ただしｎは１から４の整数である。）、−（ＣＯ）−Ｏ−（ＣＨ２）ｐ１−、（ただしｐ１は０から４の整数である。）、及び−（ＣＨ２）ｐ２−Ｏ−（ＣＯ）−（ただしｐ２は０から４の整数である。）のいずれかを表す。）
【請求項２】
前記一般式（１）におけるＡ１及びＡ２が置換基を有してもよいフェニル基である請求項１に記載の組成物。
【請求項３】
前記一般式（１）における２価の連結基Ｘが、周期表６族元素、−（ＣＨ２）ｈ−（ただしｈは１から４の整数）、−ＣＨ２−Ｏ−ＣＨ２−、−Ｏ−ＣＨ２−Ｏ−、−（ＣＯ）−Ｏ−、−Ｏ−（ＣＯ）−、−（ＣＯ）−Ｏ−ＣＨ２−、及び−ＣＨ２−Ｏ−（ＣＯ）−のいずれかである請求項１又は２に記載の組成物。
【請求項４】
前記化合物αの分子量が５００以下、及び／又は前記化合物αの融点が４０℃以下である請求項１乃至３のいずれかに記載の組成物。
【請求項５】
正極、負極、及び電解液を有する電池であって、前記電解液に請求項１乃至４のいずれかに記載の組成物を含有することを特徴とする電池。
【請求項６】
リチウムを起電力物質とする請求項５に記載の電池。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フラーレン類（本明細書においては、フラーレン類とはフラーレン及びフラーレン誘導体をいう。）と所定の化合物との組成物に関する。特に、前記所定の化合物にフラーレン類を溶解させた組成物に関し、電池の電解液に含有させる組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
１９９０年にＣ６０の大量合成法が確立されて以来、フラーレンに関する研究が精力的に展開されている。そして、数多くのフラーレン類が合成されると共に、それらの様々な用途への適用が検討されている。
上記検討されている用途としては、例えば、太陽電池、光伝導体、２次電池、紫外線吸収剤等が挙げられ、実際に電池にフラーレン類を含有させた例としては、下記特許文献１〜３がある。
【０００３】
ところで、フラーレン類を各種用途に用いる際には、フラーレン類の製造工程、フラーレン類の精製工程等のプロセスにおいてフラーレン類を溶媒へ溶解する必要が多いため、一般に溶媒への溶解性が高いことが望まれる。このような観点から、フラーレン類の各種溶媒への溶解性を調べた例がある（非特許文献１、２）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平０９−０４５３１２号公報
【特許文献２】
特開平０９−０７４２１６号公報
【特許文献３】
特開平０９−２４６５８０号公報
【非特許文献１】
Ｒ．Ｓ．Ｒｕｏｆｆ他、Ｊ．Ｐｈｙｓ．Ｃｈｅｍ．，  ９７，  ３３７９−３３８３  （１９９３）
【非特許文献２】
Ｗ．Ａ．Ｓｃｒｉｖｅｎｓ他、Ｊ．Ｃｈｅｍ．＿Ｓｏｃ．，  Ｃｈｅｍ．  Ｃｏｍｍｕｎ．，  １２０７−１２０９  （１９９３）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、フラーレン類は一般に溶媒への溶解性が極めて低く、比較的高い溶解性を示す溶媒は、芳香族炭化水素系のごく一部に限られている。この低溶解性がフラーレン類の各種用途への適用の障害となっている。
例えば、本発明者は、フラーレン類が有する高い電子吸引性等の化学的、電気化学的な独特の性質に着目し、フラーレン類を添加した電池用電解液の開発を行ってきた。フラーレン類の上記性質を有効に利用すれば、安全性等の電池性能を向上させることができると期待される。ところが、フラーレン類の低溶解性のため、極性の高い電解液中に十分な量のフラーレン類を含有できないという課題がある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題に鑑み、本発明者等は、フラーレン類を十分に含有させた電池用電解液を得るために、フラーレン類を十分に溶解できるような化合物について検討を行い、本発明を完成させた。
すなわち、本発明の要旨は、フラーレン類と下記一般式（１）で表される化合物αとを含有する組成物に存する。
【０００７】
【化２】
Ａ１−Ｘ−Ａ２                            （１）
（但し、Ａ１、Ａ２は、それぞれ独立に置換基を有してもよい芳香族炭化水素基又は置換基を有してもよい複素環基を表す。
【０００８】
Ｘは、周期表６族元素、−（ＣＨ２）ｈ−（ただしｈは１から４の整数である。）、−（ＣＨ２）ｍ１−Ｏ−（ＣＨ２）ｍ２−（ただしｍ１及びｍ２は、それぞれ独立に１から４の整数である。）、−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ−Ｏ−（ただしｎは１から４の整数である。）、−（ＣＯ）−Ｏ−（ＣＨ２）ｐ１−、（ただしｐ１は０から４の整数である。）、及び−（ＣＨ２）ｐ２−Ｏ−（ＣＯ）−（ただしｐ２は０から４の整数である。）のいずれかを表す。）
また、本発明の他の要旨は、正極、負極、及び電解液を有する電池であって、前記電解液に、フラーレン類と化合物αとを含有する上記組成物を含有することを特徴とする電池に存する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の組成物は、フラーレン類と下記一般式（１）で表される化合物αとを含有する。
【００１０】
【化３】
Ａ１−Ｘ−Ａ２                            （１）
（但し、Ａ１、Ａ２は、それぞれ独立に置換基を有してもよい芳香族炭化水素基又は置換基を有してもよい複素環基を表す。
【００１１】
Ｘは、周期表６族元素、−（ＣＨ２）ｈ−（ただしｈは１から４の整数である。）、−（ＣＨ２）ｍ１−Ｏ−（ＣＨ２）ｍ２−（ただしｍ１及びｍ２は、それぞれ独立に１から４の整数である。）、−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ−Ｏ−（ただしｎは１から４の整数である。）、−（ＣＯ）−Ｏ−（ＣＨ２）ｐ１−、（ただしｐ１は０から４の整数である。）、及び−（ＣＨ２）ｐ２−Ｏ−（ＣＯ）−（ただしｐ２は０から４の整数である。）のいずれかを表す。）
以下、フラーレン類及び化合物αについて説明する。
［Ａ］フラーレン類
フラーレン類としては、フラーレン、フラーレン誘導体、フラーレン及びフラーレン誘導体の混合物を挙げることができる。
【００１２】
フラーレンとは球殻状の炭素分子であり、本発明の目的を満たす限り限定されないが、Ｃ６０、Ｃ７０、Ｃ７６、Ｃ７８、Ｃ８０、Ｃ８２、Ｃ８４、Ｃ８６、Ｃ８８、Ｃ９０、Ｃ９２、Ｃ９４、Ｃ９６、Ｃ９８、Ｃ１００等又はこれら化合物の２量体、３量体等を挙げることができる。これらフラーレンの中でも好ましいのは、Ｃ６０、Ｃ７０、又はこれらの２量体、３量体である。Ｃ６０、Ｃ７０は構造がシンプルであり、一般的に用いられるアーク放電法や燃焼法における生成率が高いため、工業的に必要な量を確保し易い。特にＣ６０は構造が対称であるという利点もある。これらフラーレンは複数を併用してもよいが、複数を併用する場合、好ましいのはＣ６０及びＣ７０を用いることである。
【００１３】
また、フラーレン誘導体とは、フラーレンを構成する少なくとも１つの炭素に有機化合物の一部分を形成する原子団や無機元素からなる原子団が結合した化合物をいう。フラーレン誘導体を得るために用いるフラーレンとしては、本発明の目的を満たす限り限定されず、上記具体的に示したフラーレンのいずれを用いてもよい。
【００１４】
フラーレン誘導体としては、例えば、水素化フラーレン、酸化フラーレン、水酸化フラーレン、ハロゲン（Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ）化フラーレン、フレロイド、メタノフラーレン等を用いることができる。これらフラーレン誘導体のうち、水素化フラーレン、水酸化フラーレン、及び酸化フラーレンを用いることが好ましい。これは、水素化フラーレン、水酸化フラーレン、及び酸化フラーレンは、フラーレンからの基本的な反応により得られるものであり、広く工業的に用いられることが期待されるからである。尚、これらフラーレン誘導体も、複数種類を併用しても構わない。
【００１５】
フラーレンは、例えば、抵抗加熱法、レーザー加熱法、アーク放電法、燃焼法などにより得られたフラーレン含有スートから抽出分離することによって得られる。この際、必ずしも完全に分離する必要はなく、性能を損なわない範囲でフラーレンの含有率を調整することができる。
また、フラーレン誘導体は、フラーレンに対して従来公知の方法を用いて合成することができる。例えば、求核剤との反応（求核付加反応）、環化付加反応、光付加（環化）反応、酸化反応、還元反応、ラジカル反応等を利用して、所望のフラーレン誘導体を得ることができる。
【００１６】
このようにして得られたフラーレン類は、常温（２５℃）、常湿（５０％ＲＨ）では、通常粉末状の性状を有し、その二次粒径は、通常１０ｎｍ以上、好ましくは５０ｎｍ以上、より好ましくは１００ｎｍ以上であり、通常１ｍｍ以下、好ましくは５００μｍ以下、より好ましくは１００μｍ以下である。
［Ｂ］化合物α
本発明においては、化合物αとして下記一般式（１）に示す化合物を用いる。
【００１７】
【化４】
Ａ１−Ｘ−Ａ２                            （１）
（但し、Ａ１、Ａ２は、それぞれ独立に置換基を有してもよい芳香族炭化水素基又は置換基を有してもよい複素環基を表す。
【００１８】
Ｘは、周期表６族元素、−（ＣＨ２）ｈ−（ただしｈは１から４の整数である。）、−（ＣＨ２）ｍ１−Ｏ−（ＣＨ２）ｍ２−（ただしｍ１及びｍ２は、それぞれ独立に１から４の整数である。）、−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ−Ｏ−（ただしｎは１から４の整数である。）、−（ＣＯ）−Ｏ−（ＣＨ２）ｐ１−、（ただしｐ１は０から４の整数である。）、及び−（ＣＨ２）ｐ２−Ｏ−（ＣＯ）−（ただしｐ２は０から４の整数である。）のいずれかを表す。
［Ｂ−１］化合物αを用いる意義
フラーレン類は、共役結合を有する炭素の６員環や５員環を分子内に有し、ベンゼン、トルエン、キシレン、及びトリメチルベンゼン等の非極性の化合物には溶解性を示す。これら化合物のうち、分子量の大きなテトラメチルベンゼンやナフタレン誘導体の一部に対しては特に溶解度が高くなることがあるが、分子量が大きいテトラメチルベンゼンやナフタレン誘導体は、融点が高くなり常温でも固体となることが多くなるため、溶媒として有効に利用できないおそれがある。
【００１９】
また、フラーレン類は、ハロゲン置換の芳香族炭化水素系の溶媒にも高い溶解性を示すが、ハロゲンを含有する物質は環境への影響や安全性の点から好ましい溶媒とはいえない。
一方で、フラーレン類は、主としてアルキル基と極性基の組み合わせからなるケトン、エステル、エーテル、アルコールなど工業的に広く利用されている溶媒に対する溶解性は極めて低い。その理由は、フラーレンは共役系で非極性が強く、これらの溶媒に対する親和性が低いためと思われる。
【００２０】
本発明においては、化合物αに置換基を有してもよい芳香族炭化水素基又は置換基を有してもよい複素環基を導入することにより、化合物αとフラーレン類との親和性を確保する。そして、化合物αの中央に２価の所定の連結基Ｘを用いて、化合物αの両端に位置する上記芳香族炭化水素基又は複素環基の共役関係を切ることにより、化合物α融点の増加を抑制すると共に化合物αに適度な極性を付与することができるようになる。さらに、連結基Ｘによって、化合物αの両端に位置する上記二つの芳香族炭化水素基又は複素環基の共役が断ち切られているため、
それぞれの芳香族炭化水素基又は複素環基の分子平面が相互に回転可能となっている。その結果、芳香族炭化水素基又は複素環基の平面が球状であるフラーレン分子の表面に沿って吸着することが可能となり、フラーレン類とのより高い相互作用が生まれる。
【００２１】
さらに、所定の連結基Ｘについては後ほど詳述するが、連結基Ｘとして、−Ｏ−の構造を有するものを用いれば、化合物αをエーテル化合物とすることができる。また、２価の連結基Ｘとして、−（ＣＯ）−の構造を有するものを用いれば、化合物αをケトン化合物とすることができる。さらに、連結基Ｘとして、−（ＣＯ）−Ｏ−の構造を有するものを用いれば、化合物αをエステル化合物とすることができる。このように、連結基Ｘを自由に選択することにより、化合物αを、工業的に広く利用されるケトン、エステル、エーテル、アルコールなどの極性の強い溶媒と良好に親和させることができるようになる。その結果、化合物αを介して、フラーレン類を工業的に広く利用されている極性の強い溶媒中に多量に含有させることができるようになる。
［Ｂ−２］化合物αにおけるＡ１及びＡ２
上記一般式（１）で表される化合物αにおけるＡ１及びＡ２は、それぞれ独立に置換基を有してもよい芳香族炭化水素基又は置換基を有してもよい複素環基を表す。ここで、Ａ１又はＡ２において芳香族環又は複素環を構成する炭素又はヘテロ原子は、連結基Ｘと直接結合する。つまり、Ａ１及びＡ２に用いる芳香族炭化水素基又は複素環基は、メチレン基等の置換基を介して連結基Ｘに結合することはない。
【００２２】
Ａ１とＡ２に用いる芳香族炭化水素基又は複素環基は、芳香族環又は複素環に結合している水素の全部又は一部を他の置換基で置換してもよい。このような置換基としては、例えば、ハロゲン原子、炭素数が１以上１０以下の脂鎖式炭化水素基、炭素数が１以上５以下のアルコキシ基、その他極性基を挙げることができる。これら置換基は、化合物αの融点や極性を適宜制御するために用いられる。
【００２３】
ハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素、沃素を挙げることができるが、工業的に得やすい観点からフッ素を用いることが好ましい。
脂鎖式炭化水素基を置換基として用いる場合、脂鎖式炭化水素基を構成する炭素数は、通常１以上１０以下、好ましくは１以上４以下とする。炭素数をこの範囲とすれば、化合物αの融点を良好に制御できるようになる。
【００２４】
炭素数１以上１０以下の脂鎖式炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、セクブチル基、ターシャルブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、ペプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基を挙げることができる。これら脂鎖式炭化水素基のうち、化合物αの融点を制御する点から、炭素数１以上４以下の脂鎖式炭化水素基を用いるのが好ましい。このような脂鎖式炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、セクブチル基、ターシャルブチル基を挙げることができる。
【００２５】
尚、上記脂鎖式炭化水素基においては、水素の全部または一部を、フッ素、臭素、及び沃素のハロゲン原子で置換してもよい。
アルコキシ基を置換基として用いる場合、アルコキシ基を構成する炭素数は、通常１以上５以下、好ましくは１又は２とする。炭素数をこの範囲とすれば、化合物αの融点を良好に制御できるようになる。
【００２６】
炭素数１以上５以下のアルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、ペンチルオキシ基等を挙げることができる。これらアルコキシ基のうち、化合物αの融点を制御する点から、炭素数が１又は２のアルコキシ基を用いるのが好ましい。このようなアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基を挙げることができる。
【００２７】
その他極性基としては、水酸基やシアノ基、ニトロ基、アミノ基、カルボキシ基、アルデヒド基を挙げることができる。これら極性基は、いずれも化合物αの極性を制御できる利点がある。
これら置換基のうち、メチル基又はメトキシ基を用いることが特に好ましい。メチル基及びメトキシ基は、構造が簡単で分子量が小さく、化合物αを溶媒として使用する場合に粘度、融点の増加を小さくすることができる。また、メチル基及びメトキシ基は、芳香族炭化水素基や複素環基への置換数や置換位置により芳香族炭化水素基及び複素環基の電子状態や化合物αの融点を変化させることが可能で、目的に応じて必要となる特性を制御することができる利点もある。
【００２８】
Ａ１及びＡ２に用いる芳香族炭化水素基としては、炭素数が６以上１６以下の芳香族炭化水素基を挙げることができる。Ａ１及びＡ２に用いる芳香族炭化水素基には、通常、炭素数を６以上１６以下のものを用いるが、炭素数を６以上１０以下のものを用いるのが好ましい。上記炭素数の芳香族炭化水素基を用いることにより、化合物αの融点を良好に制御することができるようになる。
【００２９】
炭素数が６以上１６以下の芳香族炭化水素基としては、例えば、フェニル基、１−ナフチル基、２−ナフチル基、１−アントリル基、２−アントリル基、９−アントリル基、１−フェナントリル基、２−フェナントリル基、３−フェナントリル基、４−フェナントリル基、９−フェナントリル基、１−ピレニル基、２−ピレニル基、４−ピレニル基、１−フルオレニル基、２−フルオレニル基、３−フルオレニル基、４−フルオレニル基、９−フルオレニル基、１−インデニル基、２−インデニル基、３−インデニル基、４−インデニル基、５−インデニル基、６−インデニル基、７−インデニル基等を挙げることができる。
【００３０】
フラーレン類との親和性の観点から、これら芳香族炭化水素基の中でも好ましいのは、炭素数が６以上１０以下の芳香族炭化水素基である。このような芳香族炭化水素基としては、例えば、フェニル基、１−ナフチル基、２−ナフチル基、１−インデニル基、２−インデニル基、３−インデニル基、４−インデニル基、５−インデニル基、６−インデニル基、７−インデニル基を挙げることができる。これら芳香族炭化水素基は分子量が小さく化合物αの粘度や融点を低くする傾向があるため、化合物αを溶媒として用いることができるようになる。
【００３１】
これら芳香族炭化水素基の中でも、化合物αの粘度や融点を低く抑える傾向が顕著となる点で最も好ましいのは、芳香族炭化水素基として最も分子量が小さいフェニル基である。
置換基を有する芳香族炭化水素基としては、化合物αの融点や極性の度合いを考慮して、上記置換基と上記芳香族炭化水素基と任意に組み合わせればよいが、化合物αの融点や粘度を低く抑える点から、ｏ−トリル基、ｍ−トリル基、ｐ−トリル基、ｏ−メトキシフェニル基、ｍ−メトキシフェニル基、ｐ−メトキシフェニル基を用いるのが好ましい。
【００３２】
一方、Ａ１及びＡ２としては、置換基を有する複素環基を用いても良い。
複素環基とは、環を構成する元素が炭素原子だけではなく酸素、硫黄、窒素、リン、ヒ素等のヘテロ原子を環内に含む基をいう。本発明においては、これらヘテロ原子のうち、フラーレンとの親和性の観点から、酸素、硫黄、窒素を用いることが好ましい。特に好ましいのは、窒素を用いることである。窒素が有する非共有電子対がフラーレン類と相互作用を起こし、フラーレン類と化合物αとの親和性がより良好になる。さらに、複素環基に用いる複素環は、２種以上のヘテロ原子を含んでもよい。工業的に得やすい点から２種以上のヘテロ原子の組み合わせで好ましいのは、硫黄と窒素である。
【００３３】
また、複素環基中のヘテロ原子の数は、通常１以上５以下である。化合物αの融点や粘度の観点から、ヘテロ原子数は、１以上３以下とすることが好ましく、１又は２とするのが特に好ましく、１とするのが最も好ましい。
複素環基に用いる複素環の大きさは、３原子環から大環状化合物に至る各種のものを用いることができるが、化合物αの融点や粘度、及び工業的な得易さを考慮すると、３原子環から６原子環のものを用いるのが好ましく、５原子環又は６原子環のいずれかを用いるのが特に好ましい。もちろん、これら複素環は、ベンゼン環と縮合したり、複素環同士で縮合していてもよい。
【００３４】
複素環基に用いる複素環としては、例えば、酸素を含む複素環、硫黄を含む複素環、窒素を含む複素環、硫黄及び窒素を含む複素環を挙げることができる。
酸素を含む複素環としては、例えば、エチレンオキシド、ジオキサン、無水コハク酸、フラン、γ−ピラン、ラクトン類を挙げることができるが、化合物αの融点や粘度を制御する点からは、フランを用いるのが好ましい。
【００３５】
硫黄を含む複素環としては、例えば、チオフェン、γ−チオピランを挙げることができるが、化合物αの融点や粘度を制御する点からは、チオフェンを用いるのが好ましい。
窒素を含む複素環としては、例えば、ピロール、ピロリジン、ピリジン、ピペリジン、イミダゾール、ピリミジン、トリアジン、インドール、キノリン、プリン、ラクタム類を挙げることができるが、化合物αの融点や粘度を制御する点からは、ピロール、ピリジン、イミダゾール、ピリミジン、及びトリアジンのいずれかを用いるのが好ましい。
【００３６】
硫黄及び窒素を含む複素環としては、例えばチアゾールを挙げることができる。
上述の通り、フラーレン類との親和性の観点から、複素環基は、窒素をヘテロ原子として用いる基であることが特に好ましい。このような窒素を含む複素環基としては、複素環中に窒素原子を１以上３以下含む複素環基を挙げることができる。
【００３７】
複素環中に窒素を１原子含む複素環基としては、例えば、１−ピロリル基、２−ピロリル基、３−ピロリル基、２−ピリジル基、３−ピリジル基、４−ピリジル基を挙げることができる。
複素環中に窒素を２原子含む複素環基としては、例えば、１−イミダゾリル基、２−イミダゾリル基、４−イミダゾリル基、２−ピリミジル基、４−ピリミジル基、５−ピリミジル基を挙げることができる。
【００３８】
複素環中に窒素を３原子含む複素環基としては、例えば、トリアジニル基を挙げることができる。
これら窒素を含む複素環基のうち、フラーレンとの親和性を高くできる観点から、複素環中に窒素を１原子含む複素環基を用いるのがより好ましい。そして、複素環中に窒素を１原子含む複素環基のなかでも、２−ピリジル基、３−ピリジル基、及び４−ピリジル基を用いるのが特に好ましい。
［Ｂ−３］連結基Ｘ
上記一般式（１）における連結基Ｘは、周期表６族元素、−（ＣＨ２）ｈ−（ただしｈは１から４の整数である。）、−（ＣＨ２）ｍ１−Ｏ−（ＣＨ２）ｍ２−（ただしｍ１及びｍ２は、それぞれ独立に１から４の整数である。）、−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ−Ｏ−（ただしｎは１から４の整数である。）、−（ＣＯ）−Ｏ−（ＣＨ２）ｐ１−、（ただしｐ１は０から４の整数である。）、及び−（ＣＨ２）ｐ２−Ｏ−（ＣＯ）−（ただしｐ２は０から４の整数である。）のいずれかである。Ｘに非共役系の連結基を用いることにより、化合物αの両端の置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基間の共役関係を断ち切ることができる。
【００３９】
連結基Ｘに用いる周期表６族元素としては、酸素、硫黄、セレン、テルル、及びポロニウムを挙げることができるが、化合物αに適度な極性を付与する点から、酸素又は硫黄を用いることが好ましい。
連結基Ｘに用いる−（ＣＨ２）ｈ−においては、ｈは１から４の整数である。化合物αを溶媒として用いる場合に融点を低く抑える観点から、ｈは１又は２の整数であることが好ましい。具体的には、連結基Ｘがメチレン基又はエチレン基であることが好ましい。
【００４０】
連結基Ｘに用いる−（ＣＨ２）ｍ１−Ｏ−（ＣＨ２）ｍ２−においては、ｍ１及びｍ２は、それぞれ独立に１から４の整数である。化合物αを溶媒として用いる場合に融点を低く抑える観点から、ｍ１及びｍ２は、それぞれ独立に１又は２の整数であることが好ましい。工業的に得やすい観点から、ｍ１及びｍ２が共に１であることが特に好ましい。
【００４１】
連結基Ｘに用いる−Ｏ−（ＣＨ２）ｎ−Ｏ−においては、ｎは１から４の整数である。化合物αを溶媒として用いる場合に融点を低く抑える観点から、ｎは、１又は２の整数であることが好ましく、１であることが特に好ましい。
連結基Ｘに用いる−（ＣＯ）−Ｏ−（ＣＨ２）ｐ１−においては、ｐ１は０から４の整数である。化合物αを溶媒として用いる場合に融点を低く抑える観点から、ｐ１は、０から２の整数であることが好ましく、０又は１であることが特に好ましい。
【００４２】
連結基Ｘに用いる−（ＣＨ２）ｐ２−Ｏ−（ＣＯ）−においては、ｐ２は０から４の整数である。化合物αを溶媒として用いる場合に融点を低く抑える観点から、ｐ２は、０から２の整数であることが好ましく、０又は１であることが特に好ましい。
上記連結基Ｘのうち、特に好ましいのは、周期表６族元素、−（ＣＨ２）ｌ−（ただしｌは１から４の整数）、−ＣＨ２−Ｏ−ＣＨ２−、−Ｏ−ＣＨ２−Ｏ−、−（ＣＯ）−Ｏ−、−Ｏ−（ＣＯ）−、−（ＣＯ）−Ｏ−ＣＨ２−、及び−ＣＨ２−Ｏ−（ＣＯ）−のいずれかである。連結基Ｘを上記の構造のいずれかとすることにより、化合物αの構造がシンプルで分子量も小さくなるため、粘度や融点の増加など溶媒として使用する場合に不利になる因子が少なくなる利点がある。また、連結基Ｘを上記の構造のいずれかとすることにより、両端の置換基を有してもよい芳香族炭化水素基又は複素環基間の共役関係を効果的に断ち切るのみならず化合物αに適度な極性を付与することが可能となり、化合物αと工業的に広く用いられる極性の高い溶媒との親和性を高くすることができる利点もある。さらには、連結基Ｘを上記の構造のいずれかとすることにより、両端の置換基を有してもよい芳香族炭化水素基又は複素環基が連結基Ｘとの結合軸に対して回転自由度を有し、両端の芳香族炭化水素基分子平面が相互に位置関係を変えることができるようになる。このため、球状であるフラーレン分子の表面に沿って芳香族炭化水素基又は複素環基の表面が配位することが可能となり、化合物αとフラーレン類との高い相互作用が生まれるようになる。
［Ｂ−４］化合物αの具体例
化合物αとしては、通常、ジフェニルエーテル、ジフェニルスルフィド、ジフェニルメタン、ジベンジル、ジベンジルエーテル、フェニルナフチルエーテル、ジフェノキシメタン、安息香酸フェニル、安息香酸ベンジル、ベンゾフェノン、ジフェニルアミン、ジフェニルホルムアミド、ジフェニルプロパンを挙げることができる。これら化合物αのうち、ジフェニルエーテル、ジフェニルスルフィド、ジフェニルメタン、ジベンジル、ジベンジルエーテル、ジフェノキシメタン、安息香酸フェニル、安息香酸ベンジルを用いることが好ましく、ジフェニルエーテル、ジフェニルスルフィド、ジフェニルメタン、ジベンジルエーテルを用いることが好ましい。これらの化合物は、フラーレン類との親和性を高くすることができる一方で適度な極性を有するため、極性を有するフラーレン溶液や、極性溶媒との混合溶媒として良好に使用することができる。
［Ｂ−５］化合物αの性状と物性
化合物αを溶媒として使用する場合、化合物αの融点、粘度を低くする方が工業的に取り扱いが容易となる。このため、化合物αの分子量を５００以下とすることが好ましく、２５０以下とすることがより好ましい。一方、化合物αの分子量は、通常５０以上とする。
【００４３】
化合物αを溶媒として用いる方がフラーレン類を溶解させやすいため、化合物αは、常温・常湿（２５℃・５０％ＲＨ）において液体状であることが好ましい。
このため、化合物αの融点は４０℃以下であることが好ましい。より好ましくは融点が３０℃以下であることである。一方、化合物αの融点は、通常−５０℃以上とする。
［Ｃ］フラーレン類と化合物αとの量比
化合物α中でのフラーレン類の含有量は、その目的に応じて希薄な溶液から濃厚な溶液、さらには飽和溶液まで、広範にすることが可能である。例えば、フラーレン類と化合物αを他の溶媒と併用する場合や、フラーレン類と化合物αを高分子等に混合する場合等、用いる用途に応じて、特性、工程上に支障無い範囲で、フラーレン類の含有量を適宜調整すればよい。
【００４４】
化合物α中でのフラーレン類の含有量は、通常０．０１ｗｔ％以上、好ましくは０．１ｗｔ％以上、より好ましくは０．２ｗｔ％以上とする。フラーレン類の溶解限界を考慮して上記範囲とすれば、用途に応じて用いる溶媒（化合物α）の量を適切にすることができる。一方、化合物α中でのフラーレン類の含有量は、通常５０ｗｔ％以下、好ましくは１０ｗｔ％以下、より好ましくは２ｗｔ％以下とする。上記範囲とすれば、フラーレン類の含有量が過度に高いことによる溶液の粘度上昇や、フラーレン類の沈殿を良好に抑制することができるようになる。
［Ｄ］フラーレン類を含有する組成物の用途の一例
本発明の化合物αは、フラーレンを溶解させる溶媒として従来から知られている非極性のトルエン等の芳香族炭化水素溶媒と比較して、複数存在する芳香族炭化水素基によってフラーレンへの親和性がより高度に確保される一方で、２価の連結基Ｘにより芳香族炭化水素基の共役結合を切ることにより、融点や共役性の過度な上昇を防いでいる。
【００４５】
また、化合物αに２価の連結基Ｘを導入することによって、化合物αに適度な極性を付与することができる。この適度な極性の付与により、ケトン類等の工業的に広く用いられる極性溶媒との親和性を高めることができる。このため、化合物αにフラーレン類を溶解させることにより、実用上汎用的に用いられている極性溶媒を化合物αと併用することができるようになる。
【００４６】
従って、フラーレン類の製造の際に分離膜、吸着カラム等を使用する場合において、従来の非極性の芳香族炭化水素溶媒中にフラーレンを溶解させた系とは異なり、本発明のフラーレン類を含有する組成物を用いた系は、溶液の極性の程度を調節することが可能となる。このため、上記分離膜や吸着カラム等とフラーレン類との相互作用を変えることができ、分離・吸着される物質、又は分離・吸着されずに残る物質の種類を良好に制御することができるようになる。
【００４７】
また、フラーレン類の用途開発の過程においては、フラーレン類を溶解させた溶液をシリコン基板等に塗布してフラーレン類を含有する塗膜を形成することが考えられる。ここで、塗膜を形成するために適度な極性を有する本発明の組成物を用いれば、上記シリコン基板等に塗布しても溶液と基板とが十分に相互作用をして（溶液のがはじきが低減される）、良好な塗膜を基板上に形成することができる。
【００４８】
さらには、フラーレン類の用途開発の過程おいては、フラーレン類を溶解させた溶液に更に別の物質を溶解して使用することも考えられる。ここで、トルエン等の芳香族炭化水素溶媒を用いた場合は、共溶解させる物質は極性の低いものに制限されるが、本発明の組成物においては、ある程度の極性を有する物質も対象とできる利点もある。
【００４９】
このように、フラーレン類を工業的に汎用性のある溶媒に多量に溶解させることができるようになるため、本発明のフラーレン類を含有する組成物の用途は様々期待される。このような用途としては、例えば、フラーレン類を添加した塗料、高分子の可塑剤、及び潤滑剤を挙げることができる。フラーレン類は、ラジカルトラップ特性や高い紫外線吸収性を有するため、塗膜中や高分子フィルム中にフラーレン類を含有させれば、塗膜や高分子フィルムの耐久性、耐候性の改良が期待される。また、フラーレン類のラジカルトラップ機能は、機械的に切断された分子の副反応を阻害するため、フラーレン類を潤滑剤に用いれば、たとえ潤滑剤に含有される材料が上記のように機械的に切断された場合も、これら材料同士の反応が阻害されることによって潤滑剤の粘度安定性が高くなることが期待される。さらに、フラーレン類の分子が球状であることは、滑り特性の改善につながると想定されるため、フラーレン類を潤滑剤に用いれば摩擦抵抗の低減も期待される。
本発明のフラーレン類を含有する組成物の他の用途としては、電池の電解液としての用途を挙げることができる。以下、電解液としての用途について詳述する。
電解液に用いられる溶媒としては、電気の運び手となるイオン性物質を溶解する必要があることから、通常水や高誘電率有機溶媒など極性の高い溶液を用いるのが一般的である。そのため、非極性であるフラーレン類の電解液中への溶解性は極めて低くなる。また、電解液の溶媒は、フラーレン類を溶解させる溶媒として従来から知られているトルエン等の芳香族炭化水素溶媒との親和性も著しく低い。このため、トルエン等にフラーレンを溶解させてこれを電解液と混合しても、親和性が低く溶液中での分離が生じやすくなり、フラーレン類を電解液中で機能させることは困難である。
【００５０】
これに対して、本発明における化合物αにおいては、芳香族炭化水素基を複数有することによってフラーレンへの親和性を高める。さらに、本発明における化合物αにおいては、両端の芳香族炭化水素基の共役結合を切ることにより、不必要な相互作用の強化による融点の増大を防止し、適度な極性を付与することにより電解液への親和性をも高めている。従って、化合物αを電解液の溶媒に対する副溶媒として使用することにより、本発明のフラーレン類を含有する組成物が電解液と高い親和性を有し、結果として電解液中にフラーレンを有効に溶解させることができるようになる。
【００５１】
以下、本発明のフラーレン類を含有する組成物を電池の電解液に適用する用途について説明する。
［Ｅ］フラーレン類を含有する組成物を電解液に用いる例
本発明のフラーレン類を含有する組成物は、正極、負極、及び電解液を有する電池において、前記電解液に含有される。電池は、例えば、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池、ニッケル亜鉛電池、ナトリウム硫黄電池、亜鉛ハロゲン電池、レドックスフロー電池等を挙げることができる。本発明の効果が顕著に発揮される点から好ましいのは、リチウムを起電力物質とするリチウムイオン電池、すなわちリチウム二次電池である。従って、以下電池の一例としてリチウム二次電池を用いて説明する。当然ながら本発明のフラーレン類を含有する組成物を電解液に用いる場合、その用途は、リチウム二次電池に限定されるものではない。
【００５２】
リチウム二次電池は、負極、正極及び電解液を有し、電解液にフラーレン類及び化合物αを有する組成物を含有する。
［Ｅ−１］電解液
リチウム二次電池用の電解液は、フラーレン類と化合物αとを含有する他、通常、支持電解質であるリチウム塩を含有し、必要に応じて非水系溶媒を含有する。
【００５３】
電解液に含有させる支持電解質であるリチウム塩としては、ＬｉＰＦ６、ＬｉＡｓＦ６、ＬｉＳｂＦ６、ＬｉＢＦ４、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＩ、ＬｉＢｒ、ＬｉＣｌ、ＬｉＡｌＣｌ、ＬｉＨＦ２、ＬｉＳＣＮ、ＬｉＳＯ３ＣＦ２等を挙げることができる。これらのうちでは特にＬｉＰＦ６及びＬｉＣｌＯ４が好適である。これら支持電解質の電解液における含有量は、通常０．５〜２．５ｍｏｌ／ｌである。
【００５４】
必要に応じて含有される非水系溶媒としては、比較的高誘電率の溶媒が好適に用いられる。具体的にはエチレンカーボネート、プロピレンカーボネート等の環状カーボネート類、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネートなどの非環状カーボネート類、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン、ジメトキシエタン等のグライム類、γ−ブチルラクトン等のラクトン類、スルフォラン等の硫黄化合物、アセトニトリル等のニトリル類等を挙げることができる。以上の非水系溶媒は、複数種を併用することができる。
【００５５】
また、電解液中には、必要に応じて、電池の性能向上のために各種の添加剤を添加することができる。
電解液は、電解液の保液性を上げて安全性の向上のためにさらにポリマーを含有させることにより固体状、ゲル状の非流動性電解質としてもよい。このようなポリマーとしては、例えば、フッ素性樹脂であるＰＶＤＦ系高分子やアクリル系樹脂であるポリアクリレート系高分子等を挙げることができる。
【００５６】
電解液は、正極と負極との内部、及び正極と負極との間に存在するが、正極と負極との間には、正極と負極との短絡防止のために、多孔質フィルムのような支持体を存在させるのが好ましい。多孔質フィルムとしては、高分子樹脂からなるフィルムや、粉体とバインダーからなる薄膜が好ましく使用でき、より好ましくはポリエチレン、ポリプロピレン等からなる多孔質膜である。
［Ｅ−２］負極
負極は、通常、負極活物質、バインダー及び必要に応じて導電剤等の添加剤を含有する活物質層を集電体上に形成してなる。
【００５７】
負極活物質としては、通常炭素性物質を用いる。炭素性物質としては、例えば、グラファイト等の黒鉛材料；石炭系コークス、石油系コークス；石炭系ピッチ若しくは石油系ピッチの炭化物、又はこれらピッチを酸化処理したものの炭化物；ニードルコークス、ピッチコークス、フェノール樹脂、結晶セルロース等の炭化物を挙げることができる。さらに上記炭素性物質を一部黒鉛化した炭素材、ファーネスブラック、アセチレンブラック、ピッチ系炭素繊維等を挙げることもできる。
【００５８】
上記炭素性物質のうち、好ましいのは、コークス及びグラファイト等の黒鉛材料であるが、容量が大きい点で、グラファイト等の黒鉛材料が特に好ましい。
黒鉛材料としては、人造黒鉛、天然黒鉛等の黒鉛粉末及びその精製品、アセチレンブラック、ケッチェンブラック等の導電性カーボンブラックの黒鉛化品、気相成長炭素繊維等の炭素繊維が挙げられる。このような黒鉛材料ならどれでもよいが、容量の点から好ましいのは人造黒鉛又は天然黒鉛である。電池性能を制御し易いという観点から特に好ましいのは人造黒鉛である。
【００５９】
尚、黒鉛材料は、表面をアモルファス処理してもよい。
黒鉛材料の平均粒径は、通常１μｍ以上、好ましくは５μｍ以上であり、また通常４５μｍ以下、好ましくは３５μｍ以下、さらに好ましくは２５μｍ以下である。平均粒径が過度に小さいと、黒鉛材料の比表面積が増えることとなり不可逆容量が増え電池容量が低下する。一方、平均粒径が過度に大きいと活物質層の膜厚が制限され均一な活物質層を基材の上に形成させることが難しくなる。
【００６０】
黒鉛材料の比表面積は、通常０．１ｍ２／ｇ以上、好ましくは０．３ｍ２／ｇ以上、より好ましくは０．５ｍ２／ｇ以上とする。比表面積が過度に小さいと電池のレート特性が低下する。一方、黒鉛材料の比表面積は、通常３０ｍ２／ｇ以下、好ましくは２０ｍ２／ｇ以下、より好ましくは１０ｍ２／ｇ以下とする。比表面積が過度に大きいと電池の初期効率が低下する。比表面積の測定はＢＥＴ法に従う。
【００６１】
活物質層中の負極活物質の割合は、通常１０重量％以上、好ましくは３０重量％以上、さらに好ましくは５０重量％以上であり、通常９９重量％以下、好ましくは９８重量％以下である。多すぎると電極の機械的強度が劣る傾向にあり、少なすぎると容量等電池性能が劣る傾向にある。
活物質層に使用するバインダーとしては、電解液等に対して安定である必要があり、耐候性、耐薬品性、耐熱性、難燃性等の観点から各種の材料が使用される。具体的には、シリケート、ガラスのような無機化合物や、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ−１，１−ジメチルエチレンなどのアルカン系ポリマー；ポリブタジエン、ポリイソプレンなどの不飽和系ポリマー；ポリスチレン、ポリメチルスチレン、ポリビニルピリジン、ポリ−Ｎ−ビニルピロリドンなどのポリマー鎖中に環構造を有するポリマー；メチルセルロース等のセルロース類が挙げられる。
【００６２】
他の具体例としては、ポリメタクリル酸メチル、ポリメタクリル酸エチル、ポリメタクリル酸ブチル、ポリアクリル酸メチル、ポリアクリル酸エチル、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリアクリルアミドなどのアクリル誘導体系ポリマー；ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素系樹脂；ポリアクリロニトリル、ポリビニリデンシアニドなどのＣＮ基含有ポリマー；ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコールなどのポリビニルアルコール系ポリマー；ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデンなどのハロゲン含有ポリマー；ポリアニリンなどの導電性ポリマーなどが使用できる。
【００６３】
また上記のポリマーなどの混合物、変成体、誘導体、ランダム共重合体、交互共重合体、グラフト共重合体、ブロック共重合体などであっても使用できる。これらの樹脂の重量平均分子量は、通常１０，０００〜３，０００，０００、好ましくは１００，０００〜１，０００，０００程度である。低すぎると塗膜の強度が低下する傾向にある。一方、高すぎると負極製造用の塗料の粘度が高くなり電極の形成が困難になることがある。好ましいバインダー樹脂としては、フッ素系樹脂、ＣＮ基含有ポリマーが挙げられ、より好ましくはポリフッ化ビニリデンである。
【００６４】
バインダーの使用量は、負極活物質１００重量部に対して通常０．１重量部以上、好ましくは１重量部以上であり、また通常３０重量部以下、好ましくは２０重量部以下、より好ましくは１０重量部以下である。バインダーの量が少なすぎると活物質層の強度が低下する傾向にあり、バインダーの量が多すぎると電池容量が低下する傾向にある。
【００６５】
活物質層中には、必要に応じて、導電性材料、補強材など各種の機能を発現する添加剤、粉体、充填材などを含有させてもよい。
負極は、上記負極活物質を、バインダーを溶解しうる溶剤を用いて分散塗料化し、その塗料を集電体上に塗布、乾燥することにより製造することができる。
上記溶剤としては、例えばＮ−メチルピロリドンや、ジメチルホルムアミドを挙げることができ、好ましくはＮ−メチルピロリドンである。塗料中の溶剤濃度は、少なくとも１０重量％より大きくするが、通常２０重量％以上、好ましくは３０重量％以上、さらに好ましくは３５重量％以上である。また、上限としては、通常９０重量％以下、好ましくは８０重量％以下である。溶剤濃度が低すぎると塗布が困難になることがあり、高すぎると塗布膜厚を上げることが困難になると共に塗料の安定性が悪化することがある。
【００６６】
分散塗料化には通常用いられる分散機が使用でき、プラネタリーミキサー、ボールミル、サンドミル、二軸混練機などが使用できる。
集電体上に塗料を塗布する塗布装置に関しては特に限定されず、スライドコーターやエクストルージョン型のダイコーター、リバースロール、グラビアコーター、ナイフコーター、キスコーター、マイクログラビアコーター、ロッドコーター、ブレードコーターなどが挙げられるが、ダイコーター、ブレードコーター、及びナイフコーターが好ましく、塗料粘度および塗布膜厚等を考慮するとエクストルージョン型のダイコーター、簡便な点からはブレードコーターが最も好ましい。
【００６７】
上記塗料を集電体上に塗布した後、塗膜を例えば１２０℃程度の温度で１０分間程度の時間乾燥させることよって活物質層が形成される。
活物質層の厚さは、通常１０μｍ以上、好ましくは２０μｍ以上であり、通常２００μｍ以下、好ましくは１５０μｍ以下である。活物質層の厚さが過度に薄いと、電池の容量が小さくなりすぎる。一方、過度に厚いとレート特性が低下しることとなる。
【００６８】
負極に使用される集電体としては、電気化学的に溶出等の問題が生じず、電池の集電体として機能しうる各種のものを使用でき、通常は銅、ニッケル、ステンレス等の金属や合金が用いられる。好ましくは、銅を使用する。集電体の形状は特に制限されず、例えば、板状やメッシュ状の形状を挙げることができる。集電体の厚さは、通常０．１μｍ以上、好ましくは１μｍ以上であり、また通常１００μｍ以下、好ましくは３０μｍ以下、さらに好ましくは２０μｍ以下である。薄すぎると機械的強度が弱くなる傾向にあり、生産上問題になる。厚すぎると電池全体としての容量が低下する。
［Ｅ−３］正極
リチウム二次電池の正極は、通常集電体上に正極活物質を含有する正極活物質層を有する。使用される正極活物質としては、リチウムと遷移金属との複合酸化物が挙げられ、具体的には、ＬｉＮｉＯ２、ＬｉＮｉＣｏＯ２等のリチウムニッケル複合酸化物、ＬｉＣｏＯ２等のリチウムコバルト複合酸化物、ＬｉＭｎ２Ｏ４等のリチウムマンガン複合酸化物が挙げられる。これら複合酸化物の遷移金属サイトの一部は他の元素で置換されていてもよい。遷移金属の一部を他の元素で置換することにより、結晶構造の安定性を向上させることができる。この際の該遷移金属サイトの一部を置換する他元素（以下、置換元素と表記する）としては、Ａｌ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｌｉ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｇａ、Ｚｒ等が挙げられ、好ましくはＡｌ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｌｉ、Ｎｉ、Ｍｇ、Ｇａ、更に好ましくはＡｌである。なお、遷移金属サイトは２種以上の他元素で置換されていてもよい。置換元素による置換割合は通常ベースとなる遷移金属元素の２．５モル％以上、好ましくはベースとなる遷移金属元素の５モル％以上であり、通常ベースとなる遷移金属元素の３０モル％以下、好ましくはベースとなる遷移金属元素の２０モル％以下である。置換割合が少なすぎると結晶構造の安定化が十分図れない場合があり、多すぎると電池にした場合の容量が低下してしまう場合がある。リチウム遷移金属複合酸化物のうち、より好ましくはリチウムコバルト複合酸化物、リチウムニッケル複合酸化物であり、特に好ましくはＬｉＣｏＯ２である。正極活物質の粒径は、レート特性、サイクル特性等の電池特性が優れる点で通常１μｍ以上、一方、通常３０μｍ以下、好ましくは１０μｍ以下である。
【００６９】
正極は、通常正極活物質とバインダーとを有する活物質層を集電体上に形成してなる。正極に使用されるバインダーの種類や活物質層の形成方法は負極の場合と同様とすればよい。
正極に使用される集電体としては、電気化学的に溶出等の問題が生じず、電池の集電体として機能しうる各種のものを使用でき、通常、アルミニウム、銅、ニッケル、錫、ステンレス鋼等の金属、これら金属の合金等を用いることができる。この場合、正極の集電体としては、通常アルミニウムが用いられる。集電体の形状は特に制限されず、例えば、板状やメッシュ状の形状を挙げることができる。集電体の厚みは通常１以上、一方、通常５０μｍ以下、好ましくは３０μｍ以下である。薄すぎると機械的強度が弱くなるが、厚すぎると電池が大きくなり、電池の中で占めるスペースが大きくなってしまい、電池のエネルギー密度が小さくなる。
［Ｅ−４］ケース
正極、負極、及び電解液を含有する電解質を有する電池要素はケースに収納される。電池要素としては、例えば、正極と負極とを電解質層を介して積層した積層体を巻回した形態、正極と負極と電解質層を介して平板状に積層した形態、又は前記平板状に積層した電池要素を複数個用意してさらに積層した形態を挙げることができる。
【００７０】
電池要素を収納するケースは、通常、コインセルや乾電池用の金属缶や形状可変性を有するケースを挙げることができる。
［Ｅ−５］リチウム二次電池の用途
リチウム二次電池が電源として使用される電気機器としては、例えば、携帯用パーソナルコンピュータ（本明細書においては、パーソナルコンピュータを単にパソコンという場合がある。）、ペン入力パソコン、モバイルパソコン、電子ブックプレーヤー、携帯電話、コードレスフォン子機、ページャー、ハンディーターミナル、携帯ファックス、携帯コピー、携帯プリンター、ヘッドフォンステレオ、ビデオムービー、液晶テレビ、ハンディークリーナー、ポータブルＣＤ、ミニディスク、電気シェーバー、トランシーバー、電子手帳、電卓、メモリーカード、携帯テープレコーダー、ラジオ、バックアップ電源、モーター、照明器具、玩具、ゲーム機器、ロードコンディショナー、時計、ストロボ、カメラ、医療機器（ペースメーカー、補聴器、肩もみ機など）等を挙げることができる。また、リチウム二次電池は、電気自動車用の電源として用いることもできる。
【００７１】
【実施例】
本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明はその要旨を越えない限り以下の実施例に限定されるものではない。
（実施例１〜６、比較例１〜１４）
下記表−１中に記載の化合物Ｉ（２５℃／５０％ＲＨにおいて液体）を用いて、フラーレン（東京化成工業（株）製のＣ６０）の溶解度を測定した。
【００７２】
フラーレンの溶解度は、十分な量のフラーレンを化合物Ｉ中に投入して十分混合してフラーレン溶液を作成した後、この溶液を室温において２週間放置した。そして、溶液中で溶け残りのフラーレンが沈殿した状態において、上澄み溶液中のフラーレンの濃度を紫外吸光分析装置（島津製作所社製  紫外線可視分光光度計  ＵＶ−１６５０−ＰＣ）により測定した。そして、紫外吸光分析によって測定される溶解度を飽和溶解度（以下、単に溶解度という。）とした。
【００７３】
また、化合物Ｉのうちのいくつかについては、ＬＣＲメータ（ヒューレットパッカード社製  ＬＣＲメータ  ４２６３Ｂ）により比誘電率を測定した。
このようにして得られた溶解度及び比誘電率の結果を表−１に示す。
【００７４】
【表１】
2004234949.tif 000002
尚、表−１中の＊で示されたデータのうち、溶解度のデータは、「Ｒ．Ｓ．Ｒｕｏｆｆ他、Ｊ．Ｐｈｙｓ．Ｃｈｅｍ．，  ９７，  ３３７９−３３８３  （１９９３）」又は「Ｗ．Ａ．Ｓｃｒｉｖｅｎｓ他、Ｊ．Ｃｈｅｍ．＿Ｓｏｃ．，  Ｃｈｅｍ．  Ｃｏｍｍｕｎ．，  １２０７−１２０９  （１９９３）」に掲載されている値を用いた。また、表−１中の＊で示されたデータのうち、比誘電率のデータは、「新版  溶剤ポケットブック  社団法人有機合成化学協会編  オーム社発行  平成６年６月１０日  第１版第１刷発行」に掲載されている値を用いた。
【００７５】
比較例１から７の結果より明らかなように、ベンゼン等の芳香族炭化水素の溶媒に対するフラーレンの溶解度は高いが、これら溶媒の比誘電率は２．７以下であり、溶媒として非極性が強いことがわかる。
一方、比較例８から１４の結果より明らかなように、アルコール、エーテル、エステル、ケトン等の塗料等に幅広く用いられる汎用性の高い溶媒は、比誘電率がテトラヒドロフランや酢酸エチルで５〜１０、リチウム電池の副溶媒として用いられる鎖状カーボネートでも２．８以上である。従って、非極性の強い芳香族炭化水素中にフラーレンを溶解させた溶液は、これら汎用溶媒との親和性は極めて低いといえる。さらに、これらの汎用の極性溶媒に対するフラーレンの溶解度は０．１ｍｇ／ｍｌを大きく下回る。これは、フラーレンが非極性であるため汎用の極性溶媒との親和性が低いことが原因と考えられる。
【００７６】
これに対して実施例１から６の結果より明らかなように、芳香族炭化水素基を両端に有し中央に２価の連結基を有する化合物αを用いることにより、フラーレンの溶解度が０．６〜１８．６ｍｇ／ｍｌと高くなることがわかる。さらに、化合物αの比誘電率も２．６〜５．３であり、化合物αが適度な極性を有していることがわかる。従って、上記アルコール等の汎用性の高い極性溶媒と化合物αとは良好に相溶するといえる。
【００７７】
尚、実施例１〜６に用いた化合物αの分子量及び融点を表−２に示す。
【００７８】
【表２】
2004234949.tif 000003
（実施例７、８及び比較例１５、１６）
エチレンカーボネート、プロピレンカーボネートの１：１の混合液中でのフラーレンの溶解度を測定した。
【００７９】
まず、エチレンカーボネート：プロピレンカーボネート＝１：１の混合液中に、表−３に示す化合物ＩＩを添加して前記化合物の溶解限界を測定した。ここで、溶解限界は、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネートの１：１の混合液１０重量部に、化合物ＩＩをそれぞれ０．５重量部刻みで加えていくことにより測定した。そして、エチレンカーボネート：プロピレンカーボネート＝１：１の混合液が白濁したときの化合物ＩＩの含有量の一つ手前における含有量を溶解限界（重量部）とした。例えば、化合物ＩＩをｚ重量部含有させたときに電解液が白濁したとすれば、（ｚ−０．５）重量部を溶解限界とした。
【００８０】
【表３】
2004234949.tif 000004
次に、化合物ＩＩを溶解限界まで溶解させたエチレンカーボネート及びプロピレンカーボネートの混合溶媒に対するフラーレンの溶解度を測定した。測定方法は、実施例１〜６及び比較例１〜１４で用いた方法と同様とした。
【００８１】
結果を表−４に示す。
【００８２】
【表４】
2004234949.tif 000005
表−４の結果から、化合物α（フェニルエーテル、ジフェニルスルフィド）を副溶媒として用いることにより、Ｃ６０の溶解性が良い溶媒であると従来から知られている１２４トリメチルベンゼンや１メチルナフタレンを副溶媒として用いた場合と比較して、極性が非常に高いエチレンカーボネート、プロピレンカーボネート中でのＣ６０の溶解度を２倍以上とすることができるようになることがわかる。
【００８３】
【発明の効果】
本発明によれば、フラーレン類を溶解しつつも汎用の極性溶媒とも相溶する化合物αを用いることにより、フラーレン類を様々な溶媒中で溶解させることが可能となり、フラーレン類を溶解させた溶液の使用用途を広げることができる。すなわち、本発明のフラーレン類及び化合物αを含有する組成物は、様々な用途に用いることができる非常に汎用性の高い組成物となる。
【００８４】
本発明のフラーレン類及び化合物αを含有する組成物は、電池の電解液、特にリチウム二次電池の電解液に用いることによって、フラーレン類の高い電子吸引性を利用した高性能な電池を得ることができるようになると考えられる。