(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
イオン性液体中に、リチウム塩が含有されてなるリチウムイオン二次電池用電解液において、
イオン性液体のカチオンが１−エチル−２，３，５−トリメチルピラゾリウムカチオンであり、イオン性液体のアニオンがテトラフルオロボレート、ヘキサフルオロホスフェート、トリフルオロメタンスルフォネート、ビス（トリフルオロメタンスルフォニル）イミド、ビス（ペンタフルオロエタンスルフォニル）イミド、ビス（フルオロスルフォニル）イミドからなる群から選ばれる少なくとも１種であることを特徴とするリチウムイオン二次電池用電解液。
【請求項２】
リチウム塩が、リチウムテトラフルオロボレート、リチウムヘキサフルオロホスフェート、リチウムトリフルオロメタンスルフォネート、リチウムビス（トリフルオロメタンスルフォニル）イミド、リチウムビス（ペンタフルオロエタンスルフォニル）イミド、リチウムビス（フルオロスルフォニル）イミドからなる群から選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする請求項１に記載のリチウムイオン二次電池用電解液。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の電解液を用いたリチウムイオン二次電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はリチウムイオン二次電池及びそれを備えたリチウムイオン二次電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン二次電池は、高電圧で高エネルギー密度を有し、携帯電話、ノート型パソコン、デジタルカメラなどの情報、通信機器の端末機等の電源に使用され、急速に需要が拡大しているとともに、電気自動車の電源としても注目されている。
現在実用化されているリチウムイオン二次電池としては、例えば、正極活物質としてリチウムと遷移金属との複合酸化物を用い、負極活物質として黒鉛などのリチウムをドープ・脱ドープ可能な材料を用いたものが挙げられる。
【０００３】
リチウムイオン二次電池の特性向上のため、正極／負極の特性のみならず、リチウムイオンの移送を担う非水電解液の特性の向上が求められている。かかる非水電解液としては、非プロトン性有機溶媒に、リチウムテトラフルオロボレート、リチウムヘキサフルオロホスフェート、リチウムビス（トリフルオロメタンスルフォニル）イミド、リチウムビス（ペンタフルオロエタンスルフォニル）イミド、リチウムパークロレートなどのリチウム塩を混合した非水溶液が用いられている（非特許文献１）。非プロトン性有機溶媒の代表例として、カーボネート類が知られており、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネートなどの各種のカーボネート化合物の使用が提案されている（特許文献１、特許文献２）。
【０００４】
これらのカーボネート化合物としては、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネートなどの高誘電率を有する環状炭酸エステルと、ジエチルカーボネート、メチルエチルカーボネートや、メチルカーボネートなどの低粘度の鎖状炭酸エステル溶媒が挙げられ、これらの混合物が溶媒として用いられている。
【０００５】
上記の溶媒のうち、特にジメチルカーボネートやジエチルカーボネート、メチルエチルカーボネート等が多く使用されているが、これらは引火点が非常に低いために過充電や短絡時の発熱により、引火や爆発するなどの電池の安全性について大きな問題を抱えており、特に近年では大容量、高出力のリチウムイオン二次電池の開発が急務となり、安全性の問題はますます重要な解決課題となっている。
【０００６】
このため、非水電解液に難燃性の化合物を使用することが種々提案されている。例えば、リン酸エステルとエステル類、特定のリン酸エステル化合物を使用するもの（特許文献３及び４）、あるいは非プロトン性溶媒に特定のフッ素化ケトンを含む電解液（特許文献５）などが開示されているが、その安全性は十分満足するには至っていない。
【０００７】
また、難燃性であるイオン性液体を非水溶媒の代わりに用いることが提案されている。しかしリチウムイオン二次電池では、用いるイオン性液体の電位窓が狭いことやイオン性化合物を溶解した後の粘度が比較的高いため、これらを用いたリチウム二次電池はサイクル特性に問題があったり、放電時に殆ど放電容量が得られなかったりするため、二次電池としての性能は不十分であった。
【０００８】
イオン性液体のカチオン成分に関しては、これまで、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムをはじめとするイミダゾリウム系カチオン、又は１−ブチルピリジニウムをはじめとするピリジニウム系カチオンが主に検討され、テトラフルオロボレート、ヘキサフルオロホスフェート、トリフルオロメタンスルフェート、ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミド等種々のアニオンを組合せたイオン性液体が多数合成されている（例えば、特許文献６参照）。
【０００９】
また、イミダゾリウム系カチオン、ピリジニウム系カチオン以外の４級アンモニウム系カチオンを用いたイオン性液体に関しては、トリメチルプロピルアンモニウム、トリメチルブチルアンモニウム、トリメチルヘキシルアンモニウム等の鎖状アンモニウムカチオン、あるいは、Ｎ−メチル−Ｎ−プロピルピロリジニウム、Ｎ−メチル−Ｎ−プロピルピペリジニウム等の環状アンモニウムカチオンとビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドとの組合せからなるイオン性液体（例えば、特許文献７、８参照）が報告されている。
【００１０】
上記したイミダゾリウム系カチオン、ピリジニウム系カチオン等のカチオンは、適切なアニオン種との組合せにより、比較的容易に常温付近で液状の塩が得られ、また、高い電導度を示すために放電時にも大きな放電容量が得られるという特徴があるものの、該イオン液体を用いたリチウムイオン二次電池のサイクル安定性が低いという欠点がある。
【００１１】
また、トリメチルプロピルアンモニウム、トリメチルブチルアンモニウム等の鎖状アンモニウムカチオン、又はＮ−メチル−Ｎ−（ｎ−）プロピルピロリジニウム、Ｎ−メチル−Ｎ−（ｎ−）プロピルピペリジニウム等の環状アンモニウムカチオンと、ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドとを組合せたイオン性液体を用いたリチウムイオン二次電池は、サイクル安定性は良いが放電容量値が不十分であるといった問題がある。
【００１２】
また、上記以外のカチオンを含む様々なイオン液体をリチウムイオン二次電池に応用した報告も存在し、本発明者が追試を行ったが、該文献で述べられていた、イミダゾリウム系カチオンが優れていたという結果は得られなかった（特許文献９）。
【００１３】
【特許文献１】特開平４−１８４８７２号公報
【特許文献２】特開平１０−２７６２５号公報
【特許文献３】特開２０００−１９５５４４公報
【特許文献４】特開２００１−１２６７２６号公報
【特許文献５】特開２００５−２７６５１７号公報
【特許文献６】特開平１１−３０７１２１号公報
【特許文献７】特許第２９８１５４５号公報
【特許文献８】特開２００３−３３１９１８号公報
【特許文献９】特開２００４−３０３６４２号公報
【非特許文献１】Ｊｅａｎ−Ｐａｕｌ  Ｇａｂａｎｏ、”Ｌｉｔｈｉｕｍ  Ｂａｔｔｅｒｙ”、ＡＣＡＤＥＭＩＣ  ＰＲＥＳＳ、１９８３年
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明の目的は、難燃性、低粘性及び高安定性という特徴を併せ持つイオン液体を用い、安全性が高く、高電導性のリチウムイオン二次電池用電解液及び該電解液を用いて作製されてなり、大きな放電容量が得られるとともに優れたサイクル安定性を有するリチウムイオン二次電池を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明者等は、鋭意検討を行った結果、カチオンとして特定のピラゾリウム骨格を有するイオン性液体にリチウム塩が含有された電解液が、高電導度かつ高安定性を有し、さらに該電解液を使用したリチウムイオン二次電池が上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１６】
すなわち本発明は以下に示すものである。
【００１７】
第１の発明は、下記一般式〔１〕で示されるイオン性液体中に、リチウム塩が含有されてなることを特徴とするリチウムイオン二次電池用電解液である。
【００１８】
【化１】
0005187826.tif 000002
【００１９】
式中、Ｒ１〜Ｒ４はそれぞれ同一であっても異なっていてもよい炭素数１〜４のアルキル基又はアルコキシ基を示す。Ｒ１及びＲ２の２つの基が連結し環を形成していてもよい。Ａは対アニオンを示す。
【００２０】
第２の発明は、対アニオンＡが、テトラフルオロボレート、ヘキサフルオロホスフェート、トリフルオロメタンスルフォネート、ビス（トリフルオロメタンスルフォニル）イミド、ビス（ペンタフルオロエタンスルフォニル）イミド、ビス（フルオロスルフォニル）イミドからなる群から選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする第１の発明に記載のリチウムイオン二次電池用電解液である。
【００２１】
第３の発明は、リチウム塩が、リチウムテトラフルオロボレート、リチウムヘキサフルオロホスフェート、リチウムトリフルオロメタンスルフォネート、リチウムビス（トリフルオロメタンスルフォニル）イミド、リチウムビス（ペンタフルオロエタンスルフォニル）イミド、リチウムビス（フルオロスルフォニル）イミドからなる群から選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする第１又は２に発明に記載のリチウムイオン二次電池用電解液である。
【００２２】
第４の発明は、第１〜３の発明のいずれかに記載の電解液を用いたリチウムイオン二次電池である。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の電解液は、高電導度及び高安定性という特徴を併せ持ち、該電解液を使用することで、放電容量が高くサイクル安定性に優れたリチウムイオン二次電池を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明について、詳細に説明する。
【００２５】
まず本発明の電解液について説明する。本発明に好適に用いることができるイオン液体は、カチオン成分が下記一般式〔１〕で示されるピラゾリウム塩である。
【００２６】
【化２】
0005187826.tif 000003
【００２７】
上式中、Ｒ１〜Ｒ４はそれぞれ同一であっても異なっていてもよい炭素数１〜４のアルキル基又はアルコキシ基を示す。Ｒ１及びＲ２の２つの基が連結し環を形成していてもよい。Ａは対アニオンを示す。
【００２８】
上式の中でもカチオン成分として具体的には、例えば、１，２，３，５−テトラメチルピラゾリウムイオン、１−エチル−２，３，５−トリメチルピラゾリウムイオン、１−エチル−３−メトキシ−２，５−ジメチルピラゾリウムイオン、３−フェニル−１，２，５−トリメチルピラゾリウムイオン、３−メトキシ−５−フェニルー１−エチル−２−エチルピラゾリウムイオン、１，２−テトラメチレン−３，５−ジメチルピラゾリウムイオン、１，２−テトラメチレン−３−フェニル−５−メチルピラゾリウムイオン、１，２−テトラメチレン−３−メトキシ−５−メチルピラゾリウムイオンがあげられる。
これらの中でも、１位が炭素数１〜４のアルキル基で置換され、その他の２、３及び５位がメチル基で置換されてなる、１−エチル−２，３，５−トリメチルピラゾリウムイオン、１−プロピル−２，３，５−トリメチルピラゾリウムイオン及び１−ブチル−２，３，５−トリメチルピラゾリウムイオンからなる群から選ばれるものが低粘性及び高安定性の面で特に好ましい。
【００２９】
また、イオン性液体に含まれるアニオン成分として好ましくは、テトラフルオロボレート、ヘキサフルオロホスフェート、トリフルオロメタンスルフォネート、ビス（トリフルオロメタンスルフォニル）イミド、ビス（ペンタフルオロエタンスルフォニル）イミド、ビス（フルオロスルフォニル）イミドからなる群から選ばれる１種または２種以上のアニオンである。それらの中でも、テトラフルオロボレート、ヘキサフルオロホスフェート及びビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドからなる群から選ばれる少なくとも１種が特に好ましい。
【００３０】
上記のピラゾリウムカチオンの調製方法は特に限定されるものではないが、ピラゾール誘導体とハロゲン化アルキルとの反応など公知の方法（例えば、特開２００５−０３３０３２号公報、段落００２５〜００２７に記載）を用いることができる。これらの方法によって得られたピラゾリウム化合物は一般的に純度が低く、不純物１０ｐｐｍ以下の好ましいイオン性液体を得るためには、水、有機溶媒などにより適正に精製され用いられる。なお、不純物の確認は、プラズマ発光分析装置（ＩＣＰ）を用いて分析することができる。
【００３１】
本発明のリチウムイオン二次電池用電解液は、上記のピラゾリウム系のイオン性液体中にリチウム塩が支持電解質として含有されたことを特徴とするものである。
【００３２】
該リチウム塩としては、リチウムテトラフルオロボレート、リチウムヘキサフルオロホスフェート、リチウムトリフルオロメタンスルフォネート、リチウムビス（トリフルオロメタンスルフォニル）イミド、リチウムビス（ペンタフルオロエタンスルフォニル）イミド、リチウムビス（フルオロスルフォニル）イミドからなる群から選ばれる少なくとも１種であることが好ましい。
【００３３】
上記イオン液体中のリチウム系支持電解質の濃度は、０．２ｍｏｌ／Ｌ超、３．０ｍｏｌ／Ｌ以下、好ましくは、０．５ｍｏｌ／Ｌ超、２．０ｍｏｌ／Ｌ以下である。０．２ｍｏｌ／Ｌ以下では、電導度が不足し不都合であり、また、３．０ｍｏｌ／Ｌ超では、低温特性が著しく低下するとともに、経済性に劣り不都合である。
【００３４】
次に本発明のリチウム二次電池について説明する。本発明に係るリチウム二次電池は、正極と負極、この正極と負極との間に設けられ両者を隔離するセパレータと、上式〔１〕からなるイオン液体にリチウム系支持電解質を溶解した非水電解液とで構成される。
【００３５】
本発明に用いられる正極の活物質としては、リチウムイオンの挿入、脱離が可能であるものであれば、特に制限されることはない。例えば、正極活物質としては、ＣｕＯ、Ｃｕ２Ｏ、ＭｎＯ２、ＭｏＯ３、Ｖ２Ｏ５、ＣｒＯ３、ＭｏＯ３、Ｆｅ２Ｏ３、Ｎｉ２Ｏ３、ＣｏＯ３等の金属酸化物、ＬｉｘＣｏＯ２、ＬｉｘＮｉＯ２、ＬｉＸＦｅＰＯ４、ＬｉｘＭｎ２Ｏ４等のリチウムと遷移金属との複合酸化物や、ＴｉＳ２、ＭｏＳ２、ＮｂＳｅ３等の金属カルコゲン化物、ポリアセン、ポリパラフェニレン、ポリピロール、ポリアニリン等の導電性高分子化合物またはこれらの複合物等が挙げられる。
【００３６】
また、これらのリチウム複合酸化物に、少量のフッ素、ホウ素、アルミニウム、クロム、ジルコニウム、モリブデン、鉄などの元素をドーブしたものでもよい。
【００３７】
また、リチウム複合酸化物の粒子表面を、炭素、ＭｇＯ、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２等で表面処理したものでもよい。
【００３８】
これらの正極活物質は２種類以上を併用することも可能である。
【００３９】
負極の活物質には、リチウムイオンの挿入、脱離が可能な活物質が使用される。このような活物質としては、上記正極に用いられる金属化合物や導電性高分子化合物を同様に使用することができるが、本発明においては金属リチウム、ＬｉＡｌなどのリチウム系合金、アモルファスカーボン、メソカーボンマイクロビーズ（ＭＣＭＢ）、グラファイト、天然黒鉛等の炭素材料、これらの炭素材料の表面修飾物、酸化スズ、ＳｉＯ２などのＳｉ系負極等が好適であり、さらに炭素材料としては活性炭、炭素繊維、カーボンブラック等が挙げられる。そのなかで、金属リチウム、リチウム系合金、炭素材料、Ｓｉ系負極が特に好ましい。これらの活物質は２種類以上を併用してもよい。
【００４０】
上記正極及び負極には導電剤が用いられる。導電剤としては、電池性能に悪影響を及ぼさない電子伝導性材料であれば使用することができる。通常、アセチレンブラックやケッチンブラック等のカーボンブラックが使用されるが、天然黒鉛（鱗状黒鉛、鱗片状黒鉛、土状黒鉛など）、人造黒鉛、カーボンウイスカー、炭素繊維や金属（銅、ニッケル、アルミニウム、銀、金など）粉、金属繊維、導電性セラミックス材料等の導電性材料でもよい。これらは２種類以上の混合物として含ませることができる。その添加量は活物質量に対して１〜３０重量％が好ましく、特に２〜２０重量％が好ましい。
【００４１】
また、電極活物質の集電体としては、構成された電池において悪影響を及ぼさない電子伝導体であれば何でもよい。例えば、正極用集電体としては、アルミニウム、チタン、ステンレス鋼、ニッケル、焼成炭素、導電性高分子、導電性ガラス等の他に、接着性、導電性、耐酸化性向上の目的で、アルミニウムや銅等の表面をカーボン、ニッケル、チタンや銀等で処理した物を用いることができる。
【００４２】
負極用集電体としては、銅、ステンレス鋼、ニッケル、アルミニウム、チタン、焼成炭素、導電性高分子、導電性ガラス、Ａｌ−Ｃｄ合金等の他に、接着性、導電性、耐酸化性向上の目的で、銅等の表面をカーボン、ニッケル、チタンや銀等で処理したものを用いることができる。
【００４３】
これらの集電体材料は表面を酸化処理することも可能である。これらの形状については、フォイル状の他、フィルム状、シート状、ネット状、パンチ又はエキスパンドされた物、ラス体、多孔質体、発泡体等の成形体も用いられる。厚みは特に限定はないが、１〜１００μｍのものが用いられる。
【００４４】
上記活物質を正極や負極に結着させるバインダーとしては、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ＰＶＤＦとヘキサフルオロプロピレン（ＨＦＰ）やパーフルオロメチルビニルエーテル（ＰＦＭＶ）及びテトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）との共重合体などのＰＶＤＦ共重合体樹脂、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、フッ素ゴムなどのフッ素系樹脂や、スチレン―ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、エチレン−プロピレンゴム（ＥＰＤＭ）スチレン―アクリロニトリル共重合体などのポリマーが挙げられ、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）等の多糖類、ポリイミド樹脂等の熱可塑性樹脂などを併用することができるが、これに限定されるものではない。また、これらは２種類以上を混合して用いてもよい。その添加量としては、活物質量に対して１〜３０重量％が好ましく、特に２〜２０重量％が好ましい。
【００４５】
また、セパレータとしては、多孔性の膜が使用され、通常微多孔性ポリマーフィルムや不織布が好適に使用される。特に、ポリオレフィンポリマーからなる多孔性フィルムが好ましい。具体的にはポリエチレン、ポリプロピレン製フィルムの微多孔膜、多孔性のポリエチレンフィルムとポリプロピレンとの多層フィルム、ポリエステル繊維、アラミド繊維、ガラス繊維等からなる不織布、及びそれらの表面にシリカ、アルミナ、チタニア等のセラミック微粒子を付着させたものが挙げられる。
【００４６】
また、本発明のリチウムイオン二次電池は、フィルム型、コイン型、円筒型、箱形などの形状に作製することができ、特に限定されない。
【実施例】
【００４７】
以下、実施例を挙げ、本発明を更に詳しく説明する。なお、本発明は実施例によりなんら限定されない。
【００４８】
各実施例、比較例のリチウム二次電池を作製した。正極、負極の調製、電池の作製方法を以下に述べる。使用した材料は下記の通りである。
【００４９】
［使用材料］
・導電剤、アセチレンブラック：電気化学工業（株）、デンカブラック
・負極活物質、ＭＣＭＢ：大阪ガスケミカル（株）、ＭＣＭＢ ２５−２８
・バインダー、ＰＶＤＦ：（株）クレハ、ＫＦバインダー
【００５０】
［正極の作製］
正極活物質であるＬｉＭｎ２Ｏ４１００ｇと導電剤としてのアセチレンブラック５ｇ，バインダーとしてＰＶＤＦ６ｇ、分散媒としてＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）９７．５ｇを遊星型ミキサーで混合し、固形分（ＮＭＰを除く成分）５３．２％の正極塗工液を調製した。この塗工液を塗工機で厚み２０μｍのアルミニウム箔上にコーティングを行い、１３０℃で乾燥後ロールプレス処理を行い、正極活物質重量１６ｍｇ／ｃｍ２の電極を得た。
【００５１】
［負極の作製］
負極活物質であるＭＣＭＢ１００ｇと導電剤としてアセチレンブラック１０ｇ、バインダーとしてＰＶＤＦ５ｇ、分散媒としてＮＭＰ１０７．５ｇを遊星型ミキサーで混合し、固形分（ＮＭＰを除く成分）５０％の負極塗工液を調製した。この塗工液を塗工機で厚み１０μｍの銅箔上にコーティングを行い、１３０℃で乾燥後ロールプレス処理を行い、負極活物質重量７ｍｇ／ｃｍ２の電極を得た。
【００５２】
［実施例１］
得られた正極、負極とポリプロピレン製セパレータを用いて、正極面積４ｃｍ２、負極面積４．４１ｃｍ２のリチウム二次電池を作製した。そこに、１−エチル−２，３，５−トリメチルピラゾリウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドに０．８モルのリチウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドを溶解した電解液を注入した後、注入口を密封し電池を作製した。
【００５３】
［参考例１］
イオン液体のカチオンに１−プロピル−２，３，５−トリメチルピラゾリウムを用いた以外は実施例１と同様にして電池を作製した。
【００５４】
［参考例２］
イオン液体のカチオンに１−ブチル−２，３，５−トリメチルピラゾリウムを用いた以外は実施例１と同様にして電池を作製した。
【００５５】
［実施例２］
イオン液体のアニオンにヘキサフルオロホスフェートを用い、リチウム系支持電解質にリチウムヘキサフルオロホスフェートを用いた以外は実施例１と同様にして電池を作製した。
【００５６】
［参考例３］
イオン液体のカチオンに１−プロピル−２，３，５−トリメチルピラゾリウムを用いた以外は実施例２と同様にして電池を作製した。
【００５７】
［参考例４］
イオン液体のカチオンに１−ブチル−２，３，５−トリメチルピラゾリウムを用いた以外は実施例２と同様にして電池を作製した。
【００５８】
［実施例３］
イオン液体のアニオンにテトラフルオロボレートを用い、リチウム系支持電解質にリチウムテトラフルオロボレートを用いた以外は実施例１と同様にして電池を作製した。
【００５９】
［参考例５］
イオン液体のカチオンに１−プロピル−２，３，５−トリメチルピラゾリウムを用いた以外は実施例３と同様にして電池を作製した。
【００６０】
［参考例６］
イオン液体のカチオンに１−ブチル−２，３，５−トリメチルピラゾリウムを用いた以外は実施例３と同様にして電池を作製した。
【００６１】
［比較例１］
イオン液体のカチオンに１−エチル−３−メチルイミダゾリウムを用いた以外は実施例１と同様にして電池を作製した。
【００６２】
［比較例２］
イオン液体のアニオンにヘキサフルオロホスフェートを用いたところ、２５℃で固体となり、電池を作製することができなかった。
【００６３】
［比較例３］
イオン液体のアニオンにテトラフルオロボレートを用い、リチウム系支持電解質にリチウムテトラフルオロボレートを用いた以外は比較例１と同様にして電池を作製した。
【００６４】
［比較例４］
イオン液体のカチオンに１−ブチルピリジニウムを用いた以外は実施例１と同様にして電池を作製した。
【００６５】
［比較例５］
イオン液体のアニオンにヘキサフルオロホスフェートを用い、リチウム系支持電解質にリチウムヘキサフルオロホスフェートを用いた以外は比較例５と同様にして電池を作製した。
【００６６】
［比較例６］
イオン液体のアニオンにテトラフルオロボレートを用い、リチウム系支持電解質にリチウムテトラフルオロボレートを用いた以外は比較例５と同様にして電池を作製した。
【００６７】
［比較例７］
イオン液体のカチオンにジエチルメチル（２−メトキシエチル）アンモニウムを用いた以外は実施例１と同様にして電池を作製した。
【００６８】
［比較例８］
イオン液体のアニオンにヘキサフルオロホスフェートを用いたところ、２５℃で固体となり、電池を作製することができなかった。
【００６９】
［比較例９］
イオン液体のアニオンにテトラフルオロボレートを用い、リチウム系支持電解質としてリチウムテトラフルオロボレートを用いた以外は比較例７と同様にして電池を作製した。
【００７０】
表１に、実施例及び比較例に用いたイオン液体の２５℃における電導度および粘性率を示す。
【００７１】
【表１】
0005187826.tif 000004
【００７２】
作製したリチウム二次電池について、２５℃における性能試験を行った。評価方法は下記の通りである。結果を表２に示す。
【００７３】
［性能試験］
充放電試験装置を用いて、充電を０．５時間率、放電を１時間率の条件で、電池性能及び放電平均電圧を確認した。さらに、充電及び放電を１時間率の条件で５００サイクルのサイクル特性試験を行い、サイクル試験初回の放電容量に対して容量が８０％に低下するサイクル数を確認した。表２に示すサイクル試験結果は、初回の正極活物質当たりの放電容量を基準とした。
【００７４】
【表２】
0005187826.tif 000005
【００７５】
表１および表２に示されるように、イオン液体のカチオンにピラゾリウムを用いている本発明の各実施例は、イオン液体として比較的高い電導度と低い粘性率を併せ持つことから、該イオン液体を用いてなるリチウムイオン二次電池も大きな放電容量と優れたサイクル安定性を併せ持っていることが分かる。これに対し、比較例１乃至６のようにイオン液体のカチオンにイミダゾリウムやピリジニウムを用いているものは、イオン液体として非常に高い電導度と低い粘性率を有するために、該イオン液体を用いてなるリチウムイオン二次電池も高い放電容量を有する一方、サイクル安定性に乏しい結果となった。また、比較例７乃至９のようにイオン液体のカチオンにアンモニウムを用いているものは、イオン液体としては非常に低い電導度と高い粘性率を有するために、該イオン液体を用いてなるリチウムイオン二次電池はサイクル特性には優れる一方、高い放電容量を有することができない結果となった。
【００７６】
本発明のイオン液体を用いたリチウムイオン二次電池は、高い放電容量と優れたサイクル安定性を併せ持ち、該イオン液体を用いて作製されてなることを特徴とするリチウムイオン二次電池は、小型電子機器から大型自動車用途まで、広範な産業分野においての使用が可能である。