(57)【要約】本発明は７６℃より高い引火点を有する難燃性電解質溶液に関する。前記溶液は少なくとも１種の支持電解質を有し、この電解質は溶剤混合物に溶解し、溶剤混合物は、少なくとも１種の高い極性の成分および少なくとも１種の難燃性の低粘性カルバメート成分を有する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
２５℃で２０ｍＳ／ｃｍより大きい導電率および１バールで７６℃より高い引火点を有する電気化学的コンデンサのための難燃性電解質溶液であり、以下の成分：
Ａ）２０より大きい誘電率（ＤＫ）を有する高い極性の少なくとも１種の溶剤、
Ｂ）一般式１のカルバメート：
【化１】
2004531091.tif 000005
（式中、
Ｒ１およびＲ２は互いに独立に同じかまたは異なり、直鎖状Ｃ１〜Ｃ６−アルキル基（Ｒ１およびＲ３はＣｊＨ２ｊ＋１であり、ｊは１〜６である）、分枝状Ｃ３〜Ｃ６−アルキル基（Ｒ１およびＲ３はＣｋＨ２ｋ＋１であり、ｋは３〜６である）またはＣ３〜Ｃ７−シクロアルキル基（Ｒ１およびＲ３はＣｊＨ２ｊ−１であり、ｊは３〜７である）であるか、または
Ｒ１およびＲ２は一般式２：
【化２】
2004531091.tif 000006
により、直接または１個以上の付加的なＮ原子および／またはＯ原子を介して３〜７個の環員子を有する環に結合され、Ｘは組成式（ＣＲ´Ｒ´´）ｍＯｎ（ＮＲ´´´）ｏにより表され、２≦（ｍ＋ｎ＋ｏ）≦６であり、Ｒ´´´はＣｐＨ２ｐ＋１であり、ｐは０〜３であり、基Ｒ１およびＲ２において１個以上の水素原子はフッ素原子により置換されていてもよく、Ｒ´およびＲ´´はＣｒＨ（２ｒ＋１）−ｓＦｓであり、ｒは０〜３であり、ｓは０−（２ｒ＋１）であり、
両方の式中のＲ３は直鎖状Ｃ１〜Ｃ６−アルキル基（Ｒ３はＣｔＨ２ｔ＋１であり、ｔは１〜６である）、分枝状Ｃ３〜Ｃ６−アルキル基（Ｒ３はＣｕＨ２ｕ＋１であり、ｕは３〜６である）、Ｃ３〜Ｃ７−シクロアルキル基（Ｒ３はＣｖＨ２ｖ＋１であり、ｖは３〜７である）または３〜７個の炭素原子を有する部分的にフルオロ化されたまたは過フルオロ化された直鎖状アルキル基であり、前記基は場合により１個以上がＣ１〜Ｃ６−アルキル基により置換されていてもよく、
Ｒ３はＣｗＨ（２ｗ＋１）−ｘＦｘ（ＣｙＨ２ｙ＋１）ｚであり、ｗは３〜７であり、ｘは０−（２ｗ＋１）であり、ｙは１〜６であり、ｚは０−（２ｗ＋１）であり、ｘ＋ｚは２ｗ＋１である）から選択される、粘度を低下するための少なくとも１種の他の溶剤、
Ｃ）リチウムを有しない少なくとも１種の導電性塩
を有する難燃性電解質溶液。
【請求項２】
１０〜６０質量％の割合を有するカルバメートが含まれている請求項１記載の電解質溶液。
【請求項３】
３０〜５０質量％の割合を有するカルバメートが含まれている請求項２記載の電解質溶液。
【請求項４】
成分Ａが１種以上の環状カーボネートを有する請求項１から３までのいずれか１項記載の電解質溶液。
【請求項５】
成分Ａとしてエチレンカーボネートまたはプロピレンカーボネートが含まれている請求項請求項１から４までのいずれか１項記載の電解質溶液。
【請求項６】
成分Ａとしてニトリルが含まれている請求項１から３までのいずれか１項記載の電解質溶液。
【請求項７】
成分Ａが以下のニトリル：
アセトニトリル、
３−メトキシプロピオンニトリル、
グルタロニトリル
スクシノニトリル
から選択される請求項６記載の電解質溶液。
【請求項８】
成分Ａとしてラクトンが含まれている請求項１から３までのいずれか１項記載の電解質溶液。
【請求項９】
成分Ａが以下のラクトン：
γ−ブチロラクトン、
γ−バレロラクトン
から選択される請求項８記載の電解質溶液。
【請求項１０】
成分Ａがプロピレンカーボネートからなり、成分Ｂがメチル−Ｎ，Ｎ−ジメチルカルバメートからなる請求項１から５までのいずれか１項記載の電解質溶液。
【請求項１１】
プロピレンカーボネートおよびメチル−Ｎ，Ｎ−ジメチルカルバメートがほぼ同じ質量部で含まれている請求項１０記載の電解質溶液。
【請求項１２】
成分Ａがエチレンカーボネートからなり、成分Ｂが２，２，２−トリフルオロエチル−Ｎ，Ｎ−ジメチルカルバメートからなる請求項１から５までのいずれか１項記載の電解質溶液。
【請求項１３】
成分Ａおよび成分Ｂからなる溶剤混合物がエチレンカーボネートおよび２，２，２−トリフルオロエチル−Ｎ，Ｎ−ジメチルカルバメートを約２質量部：１質量部の割合で含む請求項１２記載の電解質溶液。
【請求項１４】
成分Ａがプロピレンカーボネートからなり、成分Ｂがエチル−Ｎ，Ｎ−ジメチルカルバメートからなる請求項１から５までのいずれか１項記載の電解質溶液。
【請求項１５】
成分Ａおよび成分Ｂからなる溶剤混合物がプロピレンカーボネートおよびエチル−Ｎ，Ｎ−ジメチルカルバメートを約１.５質量部：１質量部の割合で含む請求項１４記載の電解質溶液。
【請求項１６】
成分Ｃが第四級アンモニウムカチオン、ホスホニウムカチオン、イミダゾリウムカチオン、ピリジニウムカチオン、モルホリニウムカチオンおよび／またはピロリジニウムカチオンとテトラフルオロホウ酸塩、ヘキサフルオロリン酸塩、ヘキサフルオロ砒素酸塩、ヘキサフルオロアンチモン酸塩、ホウ酸塩、ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミド、トリフルオロメチルスルホネート、トリス（トリフルオロメチルスルホニル）メチド、テトラクロロアルミン酸塩、フルオロアルキルリン酸塩、フルオロアルキル砒素酸塩、フルオロアルキルアンチモン酸塩、シュウ酸塩ホウ酸塩およびＢ（ＯＲ）４−からなるアニオンの組み合わせから選択され、前記式中のＲが以下の群：
Ｃ１〜Ｃ６−アルキル基、その際２個のアルキル基は互いに結合してもよく、２個の酸素原子Ｏが橋かけしており、
−ＯＣ−（Ｒ１）ｘ，ｘは０または１であり、Ｒ１はＣ１〜Ｃ６−アルキル基であり、２個の−ＯＣ−（Ｒ１）ｘ−基は炭素原子を介して互いに結合していてもよく、ホウ素原子が接触する２個の酸素原子は橋かけしている
から選択される請求項１から１５までのいずれか１項記載の電解質溶液。
【請求項１７】
成分Ｃがテトラエチルアンモニウムテトラフルオロホウ酸塩またはメチルトリエチルアンモニウムテトラフルオロホウ酸塩または両方の塩の混合物である請求項１から１６までのいずれか１項記載の電解質溶液。
【請求項１８】
成分Ｃが０.７モル／ｌより高い濃度で存在する請求項１から１７までのいずれか１項記載の電解質溶液。
【請求項１９】
成分Ｃとしてテトラエチルアンモニウムテトラフルオロホウ酸塩が０.７モル／ｌより高い濃度で含まれている請求項１１または１３記載の電解質溶液。
【請求項２０】
メチルトリエチルアンモニウムテトラフルオロホウ酸塩が１モル／ｌより高い濃度で含まれている請求項１５記載の電解質溶液。
【請求項２１】
活性炭素布または活性炭素粉末とこの間に存在する多孔質セパレーターからなる電極を有する電気化学的二重層コンデンサにおいて、請求項１から２０までのいずれか１項記載の難燃性電解質溶液を有することを特徴とする電気化学的二重層コンデンサ。
【請求項２２】
前記コンデンサが、金属が浸透された活性炭素布およびこの間に存在する電流コレクターフィルムから形成される電極の交互の層からなり、それぞれの電流コレクターフィルムの一方の端部がそれぞれ１個の活性炭素布の導電性領域と接触し、
それぞれの電流コレクターフィルムの他方の端部が同じ極性の電極の他方の電流コレクターフィルムの端部と束に結合され、電極端部を形成し、電極端部に電位を印加することができ、
異なる極性の電極が多孔質セパレーターから電気的に絶縁されて分離され、
電極の交互の層が弱い圧力下で容器に充填され、電流コレクターフィルムと活性炭素布の間に大きい接触面が形成される請求項２１記載の電気化学的二重層コンデンサ。
【請求項２３】
金属酸化物電極、または金属酸化物電極および活性炭素布または活性炭素粉末からなる電極の組み合わせおよびこの間に存在する多孔質セパレーターを有するハイブリッドコンデンサであり、前記電極が請求項１から２０までのいずれか１項記載の難燃性電解質溶液を有する、ハイブリッドコンデンサ。
【請求項２４】
導電性ポリマーからなる電極および／または活性炭素布または活性炭素粉末とこの間に存在する多孔質セパレーターからなる電極を有する擬似コンデンサにおいて、前記コンデンサが請求項１から２０までのいずれか１項記載の難燃性電解質溶液を有することを特徴とする擬似コンデンサ。
【請求項２５】
シリンダー形、プリズム形、放射状または軸方向の部品として形成されている請求項２１から２４までのいずれか１項記載の電気化学的コンデンサ。
【請求項２６】
セパレーターとしてポリマーフィルム、フリース、フェルト、ポリマーおよび繊維ガラスからなる織物または紙を有する請求項２１から２５までのいずれか１項記載の電気化学的コンデンサ。
【請求項２７】
請求項１から２０までのいずれか１項記載の難燃性電解質溶液を有する、アルミニウムフィルムと電極の間に配置された多孔質セパレーターからなる電極を有するアルミニウム電解質コンデンサ。
【請求項２８】
２.５Ｖより高いセル電圧のための請求項２１から２６までのいずれか１項記載のコンデンサの使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電気化学的二重層コンデンサのための難燃性電解質溶液に関する。
【０００２】
電気化学的コンデンサは出力供給装置およびエネルギー供給装置として用いられ、その際かなり短い時間で高い電流およびこれと結びついた高い出力およびエネルギーを放出または取り入れることができる。この目的のために、コンデンサの低い電気的内部抵抗が必要である。電気化学的コンデンサの内部抵抗は電極層、セパレーターの材料およびセル構造のほかに、電解質の導電性にかなり依存する。
【０００３】
非水性電解質を有する電気化学的コンデンサは現在の技術水準により有利に少なくとも２個またはそれ以上の成分の溶剤混合物を使用する。混合物は少なくとも１個の強い極性の成分を有し、これはその極性により使用される導電性塩に強い解離作用をする。これらの極性成分として、一般にエチレンカーボネートおよびプロピレンカーボネートが使用される。これらの高い極性の溶剤の欠点はそのかなり高い粘度であり、これは解離した導電性塩イオンの移動を強く阻止し、電解質の導電性が減少する。電解質の粘度を低下するために、高い極性の溶剤のほかに、一般に希釈剤として１種以上の低粘性溶剤を使用する。典型的な希釈剤は、例えば１，２−ジメトキシエタン、１，３−ジオキソラン、２−メチルテトラヒドロフラン、またはジメチルカーボネートである。希釈剤の割合は一般に溶剤混合物の２０〜６０質量％である。この低粘性希釈剤の欠点はその高い揮発性であり、これらの溶剤のきわめて低い引火点である。１，２−ジメトキシエタン（沸点８５℃、引火点−６℃）、１，３−ジオキソラン（沸点７８℃、引火点２℃）、２−メチルテトラヒドロフラン（沸点８０℃、引火点−１２℃）、ジメチルカーボネート（沸点９０℃、引火点１８℃）。この結果として技術水準に相当する溶剤混合物は同様に低い引火点を有する（例えばエチレンカーボネート：ジメチルカーボネートの２：１溶剤混合物では２８.５℃）。特に前記の高い電流で電気化学的コンデンサを使用する場合に現在の技術水準において欠陥が発生して（過充電、短絡）常に加熱されるので、特にコンデンサ容器が引き裂かれ、これと結びついて電解液が排出する場合に、これは相当する重大な結果を伴う引火のかなりの危険を意味する。
【０００４】
低粘性希釈剤の他の欠点はかなり低い誘電率（ＤＫ）およびこれと結びついた低い導電率である。前記の希釈剤に関して３〜７を生じる。
【０００５】
前記希釈剤に関して電気化学的コンデンサの電解質において目下のところ等価の代用物は存在しない。現在の技術水準により電解質溶液の減少した引火性は特に結合剤または充填剤による電解質溶液の粘度の上昇によりもしくは室温でほとんど固体のポリマー電解質の使用により達成される。これらすべてのゲル状固体電解質は、その高い粘度により、液体の電解質溶液より電解質に溶解した塩のイオンの移動が少ないことが共通し、部分的にもはや高い出力密度の電気化学的コンデンサに必要な導電性が達成されない。
【０００６】
ドイツ特許第１９７２４７０９号および欧州特許第０５７５１９１号にはリチウム電池の引火しにくい電解質溶液のための希釈剤成分より高い引火点および低い粘度を有するフッ素もしくはアルキル置換されたカルバメートが記載されている。これはエチレンカーボネートまたはプロピレンカーボネートのような従来の高い粘性および極性の溶剤と組み合わせて使用することができる。しかし室温で２.８〜６.７ｍＳ／ｃｍの値を有するこの電解質溶液の導電性は二重層電解質コンデンサに使用するには低すぎる。高い出力密度の二重層コンデンサには２０ｍＳ／ｃｍより高い導電率を有する電解質が必要である。電気化学的コンデンサにおいて、リチウム電池の金属酸化物電極より電解質で湿潤しない、きわめて大きい表面積を有する活性炭素電極を使用する。この理由から電気化学的コンデンサに使用するための電解質溶液が電極の良好な湿潤を保証するほど最適にすることが有利である。更にリチウム電池に使用されるリチウム導電性塩は、金属リチウムがコンデンサの活性炭素電極に堆積し、この機能が損われるので、電気化学的コンデンサに不適当である。
【０００７】
本発明の課題は、公知電解質溶液の前記欠点を回避した難燃性電解質溶液を提供することである。
【０００８】
前記課題は、本発明により、請求項１に記載の電解質溶液により解決される。本発明の有利な実施態様、および本発明の電解質溶液を使用することができる電気化学的コンデンサは他の請求項の対象である。
【０００９】
本発明の電解質溶液は圧力１バールで７６℃より高い引火点および２５℃で２０ｍＳ／ｃｍより高い導電率を有し、３種の成分Ａ、ＢおよびＣを有する。
【００１０】
成分Ａは少なくとも１種の高い極性の溶剤を有する。溶剤はその極性により導電性塩に強い解離作用をする。本発明の範囲で高い極性を有する溶剤は２０より高い誘電率（ＤＫ）を有する。溶剤の誘電率は当業者に知られた方法を用いてデカメーターで決定することができる。前記方法は、例えばＲｏｅｍｐｐ  Ｃｈｅｍｉｅｌｅｘｉｋｏｎ（第９版）のＤｉｅｌｅｋｒｉｚｉｔａｅｔｓｋｏｎｓｔａｎｔｅ（９５５〜９５６頁）に記載され、その内容は完全に本発明に含まれる。
【００１１】
従来の電解質溶液と異なり、本発明により高い引火点を有する低粘性希釈剤（成分Ｂ）を使用し、難燃性電解質溶液が生じる。本発明の範囲で低粘性とは２５℃で２ｃｐより低い粘度を有する溶剤のことである。溶剤の粘度は、例えばウベローデ粘度計（Ｕｂｂｅｌｏｈｄｅ  Ｖｉｓｋｏｓｉｍｅｔｅｒ）により測定することができる。
【００１２】
溶剤成分Ｂとしてアルキルまたはフルオロ置換カルバメートを使用する。前記カルバメートは一般式１：
【００１３】
【化１】
2004531091.tif 000002
により特徴づけられ、
式中、
Ｒ１およびＲ２は互いに独立に同じかまたは異なり、直鎖状Ｃ１〜Ｃ６−アルキル基（Ｒ１およびＲ３はＣｊＨ２ｊ＋１であり、ｊは１〜６である）、分枝状Ｃ３〜Ｃ６−アルキル基（Ｒ１およびＲ３はＣｋＨ２ｋ＋１であり、ｋは３〜６である）またはＣ３〜Ｃ７−シクロアルキル基（Ｒ１およびＲ３はＣｊＨ２ｊ−１であり、ｊは３〜７である）であるか、または
Ｒ１およびＲ２は一般式２：
【００１４】
【化２】
2004531091.tif 000003
により、直接または１個以上の付加的なＮ原子および／またはＯ原子を介して３〜７個の環員子を有する環に結合され、Ｘは組成式（ＣＲ´Ｒ´´）ｍＯｎ（ＮＲ´´´）ｏにより表され、２≦（ｍ＋ｎ＋ｏ）≦６であり、場合により環に存在する付加的なＮ原子はＣ１〜Ｃ３―アルキル基により飽和され（Ｒ´´´はＣｐＨ２ｐ＋１であり、ｐは０〜３である）、環炭素原子はＣ１〜Ｃ３−アルキル基を有していてもよく、基Ｒ１およびＲ２において１個以上の水素原子はフッ素原子により置換されていてもよく（Ｒ´およびＲ´´はＣｒＨ（２ｒ＋１）−ｓＦｓであり、ｒは０〜３であり、ｓは０−（２ｒ＋１）である）、
両方の式中のＲ３は直鎖状Ｃ１〜Ｃ６−アルキル基（Ｒ３はＣｔＨ２ｔ＋１であり、ｔは１〜６である）、分枝状Ｃ３〜Ｃ６−アルキル基（Ｒ３はＣｕＨ２ｕ＋１であり、ｕは３〜６である）、Ｃ３〜Ｃ７−シクロアルキル基（Ｒ３はＣｖＨ２ｖ＋１であり、ｖは３〜７である）または３〜７個の炭素原子を有する部分的にフルオロ化されたまたは過フルオロ化された直鎖状アルキル基であり、前記基は場合により１個以上がＣ１〜Ｃ６−アルキル基により置換されていてもよく、
Ｒ３はＣｗＨ（２ｗ＋１）−ｘＦｘ（ＣｙＨ２ｙ＋１）ｚであり、ｗは３〜７であり、ｘは０−（２ｗ＋１）であり、ｙは１〜６であり、ｚは０−（２ｗ＋１）であり、ｘ＋ｚは２ｗ＋１である。
【００１５】
成分Ｂは本発明により少なくとも１種の低い粘度を有する前記の一般式の難燃性カルバメートを有する。カテゴリーＡの高い極性の溶剤の多くは電解質溶液の十分に高い導電率の達成を阻止する高い粘度を有するので、成分Ｂは溶剤混合物の粘度を低下するために使用する。１バールで７６℃より高い引火点および高い出力密度の従来のコンデンサに匹敵するかまたはこれより高い導電率（２５℃で２０ｍＳ／ｃｍより高い）を有する本発明による溶剤混合物が生じる。その際最大の導電率を有する成分ＡおよびＢからなる溶剤混合物は大きいから最大までの誘電率（ＤＫ）により表される最大多孔度を有するのでなく、最大でないＤＫおよび組み合わせて最大導電率を生じる最小でない粘度を互いに決定する。本発明により成分Ｂは高い引火点を有するので、技術水準に相当する溶剤混合物と異なり難燃性である高い導電率を有する溶剤混合物が生じる。成分Ｃとして、本発明によりリチウムを有しない導電性塩を使用する。これにより金属リチウムが活性炭素電極に堆積し、その機能が損なわれることが回避される。更にリチウム不含の電解質溶液はリチウム導電性塩を有する電解質溶液より高い導電率を有する。
【００１６】
成分Ａのための高い極性の高粘性溶剤は、例えばエチレンカーボネートまたはプロピレンカーボネートのような環状カーボネートの群から選択することができる。成分Ａは以下のニトリルから選択することができる。アセトニトリル、３−メトキシプロピオンニトリル、グルタロニトリル、およびスクシノニトリル。成分Ａはラクトン、例えばγ―ブチロラクトンおよび／またはγ―バレロラクトンであってもよい。本発明による電解質溶液において前記溶剤を任意に混合することが可能であり、例えばプロピレンカーボネートおよびアセトニトリルの混合物が成分Ａであってもよい。
【００１７】
有利には２，２，２−トリフルオロエチル−Ｎ，Ｎ−ジメチルカルバメート、２，２，２−トリフルオロエチル−Ｎ，Ｎ−ジエチルカルバメート、メチル−Ｎ，Ｎ−ジメチルカルバメート、エチル−Ｎ，Ｎ−ジメチルカルバメート、およびメチル−Ｎ，Ｎ−ジエチルカルバメートを使用することができる。これらは従来の低粘性希釈剤と異なり、かなり高い引火点を有するが、ほぼ一定の低い粘度で高い誘電率を有する（例えばメチル−Ｎ，Ｎ−ジメチルカルバメートはジメチルカルバメートが２.１の誘電率であるのに対して１２.５である）。本発明により使用されるカルバメートは一般に１０〜６０質量％の濃度範囲で使用することができ、その際最大導電率を有する溶剤混合物は同時に１バールで７６℃より高い引火点を有して、有利に前記カルバメート３０〜５０質量％含有する。
【００１８】
成分Ｃとして特に中心原子として窒素または燐を有するオニウム塩を基礎とするリチウム不含の導電性塩を使用することができる。例えば第四級アンモニウムカチオンまたはホスホニウムカチオン、例えばテトラエチルアンモニウムまたはメチルトリエチルアンモニウムをアニオン、例えばテトラフルオロホウ酸塩、ヘキサフルオロ燐酸塩、ヘキサフルオロ砒素酸塩、ヘキサフルオロアンチモン酸塩、ホウ酸塩、例えばシュウ酸塩ホウ酸塩、ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミド、トリフルオロメチルスルホネート、トリス（トリフルオロメチルスルホニル）メチドまたはテトラクロロアルミネートと組み合わせて使用することができる。たとえばイミダゾリウムカチオンまたはピロリジニウムカチオンを基礎とする有機カチオンと前記アニオンを組み合わせた溶融した導電性塩の使用も可能である。更にピリジニウムカチオンおよびモルホリニウムカチオンおよびアニオンとして一般式Ｂ（ＯＲ）４−のホウ酸塩を使用することができ、Ｒは以下の置換基から選択される：
Ｃ１〜Ｃ６−アルキル基、
−ＯＣ−（Ｒ１）ｘ（ｘは０または１であり、Ｒ１はＣ１〜Ｃ６−アルキル基である）。
【００１９】
それぞれ２つの置換基が炭素原子を介して互いに結合することが可能であり、それぞれホウ素原子が接触する２つの酸素原子は橋かけしている。例えば４個のすべての置換基Ｒが−ＯＣ−（Ｒ１）ｘ（ｘは０である）基であり、それぞれ２つの置換基がケト基の炭素原子を介して互いに結合している場合は、前記のシュウ酸塩ホウ酸塩Ｂ（ＯＯＣＣＯＯ）２−が生じる。
【００２０】
複数の導電性塩の混合物の使用も該当する。十分に高い導電率を有する良好な結果が標準的導電性塩、例えばテトラアルキルアンモニウムテトラフルオロホウ酸塩を使用して達成することができる。前記リチウム塩と異なりこれらの導電性塩は達成炭素電極に沈着せず、電気化学的コンデンサに使用するために特に適している。導電性塩は本発明の電解質溶液に有利なやり方で０.７モル／ｌより高い濃度で、有利に１モル／ｌより高い濃度で使用する。
【００２１】
電解質溶液の粘度は、異なる成分を添加する場合に、同時に炭素電極の良好な湿潤が保証されるように調節する。
【００２２】
カルバメートは従来の低粘性希釈剤に比べて改良された電気化学的安定性を有するので、本発明による前記カルバメートを有する電解質溶液を有する電気化学的コンデンサは２.５Ｖより高い、有利に２.７Ｖより高い、特に３Ｖより高いセル電圧で運転することができる。高いセル電圧によりこれらの電気化学的コンデンサは有利なより高い出力密度およびエネルギー密度を有する。電解質溶液の難燃性により本発明の電解質混合物を有するコンデンサは通常のコンデンサより高い温度で使用することができる。コンデンサ容器から電解質を排出する際に、更に現在の技術水準によるコンデンサよりコンデンサ電解質が引火する危険が少ない。
【００２３】
以下に本発明を実施例により詳細に説明する。表１に若干の選択したカルバメートの物理的特性を記載した。その際誘電率、粘度、および沸点を記載し、沸点は直接引火点と相関する（高い沸点は高い引火点を生じる）。
【００２４】
【表１】
2004531091.tif 000004
【００２５】
例１
メチル−Ｎ，Ｎ−ジメチルカルバメートを基礎とする難燃性電解質溶液の製造
成分ＡおよびＢとしてプロピレンカーボネートおよびメチル−Ｎ，Ｎ−ジメチルカルバメートを１：１の質量比で混合する。導電性塩（成分Ｃ）として１.４モルテトラエチルアンモニウムテトラフルオロホウ酸塩を添加する。この電解質溶液は室温で２１ｍＳ／ｃｍより高い導電率および１３１℃より高い沸点を有する。
【００２６】
例２
２，２，２−トリフルオロエチル−Ｎ，Ｎ−ジメチルカルバメートを基礎とする難燃性電解質溶液の製造
成分ＡおよびＢとしてエチレンカーボネートおよび２，２，２−トリフルオロエチル−Ｎ，Ｎ−ジメチルカルバメートを２：１の質量比で混合する。導電性塩として１モルテトラエチルアンモニウムテトラフルオロホウ酸塩を添加する。この電解質溶液は８５℃より高い引火点を有する。
【００２７】
例３
エチル−Ｎ，Ｎ−ジメチルカルバメートを基礎とする難燃性電解質溶液の製造
成分ＡおよびＢとしてプロピレンカーボネートおよびエチル−Ｎ，Ｎ−ジメチルカルバメートを１.５：１の質量比で混合する。導電性塩として１.４モルメチルトリエチルアンモニウムテトラフルオロホウ酸塩を添加する。この電解質溶液は室温で２１ｍＳ／ｃｍより高い導電率および９０℃より高い引火点を有する。
【００２８】
本発明の電解質溶液は有利なやり方で米国特許第６０９４７８８号に開示されているように、低い内部抵抗を有する電気化学的二重層コンデンサに使用することができ、前記文献の内容は完全に本発明に属する。
【００２９】
この二重層コンデンサの電極は有利にはそれぞれ複数の金属浸透活性炭素布から形成され、それぞれの活性炭素布は電流コレクターフィルムのそれぞれ一方の端部と導電性に接触している。これらのフィルムは活性炭素電極の内部抵抗を低下するために使用する。同じ極性の電極の電流コレクターフィルムのそれぞれ他方の端部はそれぞれ１つの束に結合され、アノードおよびカソードのために電極末端が形成され、電極末端に電位を印加することができる。反対の極性の電極は作業電解質をしみ込ませた多孔質セパレーターにより電気的に絶縁して分離される。交互の活性炭素布および多孔質セパレーターからなる生じるスタックは弱い圧力で容器に充填され、電流コレクターフィルムと活性炭素電極のできるだけ大きい接触面が生じる。前記の実施例において炭素粉末電極の使用も可能である。
【００３０】
更に本発明の電解質溶液は金属酸化物電極、または金属酸化物電極と活性炭素布または活性炭粉末の形の電極との組み合わせを有するハイブリッドコンデンサに使用することができる。導電性ポリマーまたは導電性ポリマーと活性炭素布または活性炭素粉末の形の電極との組み合わせまたは金属酸化物電極と組み合わせた活性炭素粉末または導電性ポリマーを有する擬似コンデンサも該当する。電気化学的コンデンサの形はシリンダー形またはプリズム形の部品を有することができる。電極接続部が一方の面に配置されている放射状コンデンサまたは部品の上面および下面にそれぞれ１個の接続部が存在する軸状コンデンサも可能である。
【００３１】
本発明の対象は更に本発明の電解質溶液を有するアルミニウム電解質コンデンサであり、前記コンデンサはその電解質溶液により高い作業温度で使用することができる。アルミニウム電解質コンデンサはアルミニウムフィルムを有する電極を有する。電極の間に多孔質セパレーターが配置され、電極およびセパレーターからなる層順序が形成される。電極およびセパレーターは電解質溶液と接触する。電極およびセパレーターからなる層順序はしばしばコンデンサコイルに巻きつける。
【００３２】
前記のすべてのコンデンサタイプのセパレーターとして有利には多孔質フィルム、フリース、フェルト、またはポリマーまたは繊維ガラスからなる織物または吸収性紙を使用することができる。
【００３３】
実施例は例として示したにすぎない、電解質の組成に関しておよび使用される電気化学的コンデンサに関して変形が可能である。
【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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