(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリビニルイミダゾリニウム化合物を陽イオン成分とする塩を電解質とした電解液。
【請求項２】
ポリビニルイミダゾリニウム化合物が以下化式１で表される化合物である請求項１に記載の電解液。
【化１】
0004022961.tif 000003
（ｎは２以上の整数を、Ｒ1 、Ｒ2 は炭素数１〜４のアルキル基を、Ｒ3 は水素又は炭素数１〜４のアルキル基を示す）
【請求項３】
ポリビニルイミダゾリニウム化合物を陽イオン成分とする塩を構成する酸がカルボン酸、無機酸からなる群から選ばれる１種以上である請求項１または請求項２に記載の電解液。
【請求項４】
ポリビニルイミダゾリニウム化合物が架橋した重合体である請求項１乃至請求項３のいずれかの請求項に記載の電解液。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電解コンデンサー、電気二重層コンデンサー、二次電池、エレクトロクロミック表示素子などに使用する電解液に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電解液、特に電解コンデンサーなどの電解液として、特開昭６２−１４５７１５号公報には、芳香族カルボン酸の四級アンモニウム塩を電解質としたもの、特開昭６２−１４５７１４号公報には、脂肪族モノカルボン酸の四級アンモニウム塩を電解質としたもの、特開昭６２−２４８２１７号公報には、脂肪族モノカルボン酸の四級アンモニウム塩を電解質としたものが知られている。これらの四級アンモニウム塩を電解質とした電解液は、四級アンモニウムの電気化学的な変質により、電気化学素子を形成する材料、例えば樹脂、ゴム、金属を劣化させたり、腐食させるなどの問題があった。
【０００３】
これらの問題を解決するものとして、特開平８−３２１４４０号公報には低分子のイミダゾリン化合物を電解質とする方法が示されている。しかし、低分子のイミダゾリン化合物を電解質とする方法では、液もれを完全に抑制することができない。また、液もれの可能性があるために、電気化学素子の薄型化、積層化が困難であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記の様に、従来提案されてきた電解液は、電気化学素子を形成する材料を劣化させ、完全には液もれを抑制することができなかった。そのため電気化学素子の薄型化、積層化が可能な液漏れのない電解液の開発が望まれていた。
【０００５】
本発明は、電気化学素子を形成する材料を劣化させず、電気化学素子の薄型化、積層化が可能な液漏れのない電解液を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、電解液について鋭意検討した結果、ポリビニルイミダゾリニウム化合物を陽イオン成分とする塩を電解質として使用することによって、液漏れの無い電解液が得られるという新規な事実を見いだし、本発明を完成させるに至った。
【０００７】
すなわち、本発明は、ポリビニルイミダゾリニウム化合物を陽イオン成分とする塩を電解質とした電解液である。
【０００８】
以下に本発明をさらに詳細に説明する。
【０００９】
本発明の電解液において使用されるポリビニルイミダゾリニウム化合物は、以下の化式２で示される化合物である。
【００１０】
【化２】
0004022961.tif 000002
【００１１】
（ｎは２以上の整数を、Ｒ1 、Ｒ2 は炭素数１〜４のアルキル基を、Ｒ3 は水素又は炭素数１〜４のアルキル基を示す）。
【００１２】
アルキル基としては、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、セカンダリーブチル、ターシャリーブチル基が例示される。
【００１３】
ポリビニルイミダゾリニウム化合物は架橋していても良いし、架橋していなくても良いが、架橋した方が電解液の保持力が高く、好ましい。
【００１４】
本発明の電解液に用いるポリビニルイミダゾリニウムの対イオンの例としては、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバチン酸、デカンジカルボン酸、マレイン酸、フマル酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、トリメリット酸、ピロメリット酸、テトラヒドロフタル酸、ヘキサヒドロフタル酸、シトコラン酸、ジメチルマレイン酸、ニトロフタル酸、チオプロピオン酸、蟻酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、イソ酪酸、吉草酸、カプロン酸、エナント酸、カプリル酸、ペラルゴン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、ステアリル酸、ベヘン酸、アクリル酸、メタクリル酸、オレイン酸、安息香酸、ニトロ安息香酸、けい皮酸、ナフトエ酸、サリチル酸、マンデル酸、レゾルシル酸などのカルボン酸イオン、リン酸、ホウ酸、塩化物、フッ化物、臭化物、ヨウ化物、ホウフッ酸、過塩素酸、フッ化リン酸イオンなどが挙げられる。これらの中で好ましいのは、熱的に安定で、電導度の高いマレイン酸、フタル酸、アジピン酸、安息香酸であり、さらに好ましいのはマレイン酸、フタル酸である。
【００１５】
本発明の電解液に用いる溶媒としては、ブチルアルコール、ベンジルアルコール、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、グリセリンなどのアルコール類、エチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテルなどのエーテル類、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチルピロリドンなどのアミド類、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン、３−メチルオキサゾリジン−２−オン、ジメチルスルホキシド、γ−ブチロラクトン、炭酸ジメチルなどが挙げられる。これらの中で特に好ましいのは、電導度が高く、熱的に安定なエチレングリコール、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン、３−メチルオキサゾリジン−２−オン、ブチロラクトンである。これらは単独で使用しても良いし、２種以上を混合して使用しても良い。
【００１６】
【実施例】
以下、本発明を実施例にて説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００１７】
実施例１
ポリアクリロニトリル（平均分子量８万６千）２４０ｇ，エチレンジアミン１２００ｇ，酢酸１４４ｇを２Ｌのフラスコに入れ、窒素置換した後、昇温を開始した。９０℃で１２時間加熱した後、これを冷却し、粘調な赤色溶液を取り出し、アセトン中に注ぐと、淡黄色の固体となった。これを乾燥すると一部が架橋した５７５ｇの淡黄色のポリビニルイミダゾリン粉末が得られた。これを炭酸ジメチルと反応させ、炭酸ポリビニルジメチルイミダゾリニウムを得た。さらにこれをマレイン酸と反応させ、マレイン酸ポリビニルジメチルイミダゾリニウムを得た。
【００１８】
このマレイン酸ポリビニルジメチルイミダゾリニウムに対し、重量で０．６倍のエチレングリコールと２．４倍のγ−ブチロラクトンの混合液を加えると、マレイン酸ポリビニルジメチルイミダゾリニウムは混合液の全量を吸液し、ゲル状となった。
【００１９】
このゲル状電解質の３０℃における電導度は１０．１ｍｓ／ｃｍであった。
【００２０】
比較例１
マレイン酸１，２，３−トリメチルイミダゾリニウムに対し、重量で０．６倍のエチレングリコールと２．４倍のγ−ブチロラクトンの混合液を加えても、マレイン酸１，２，３−トリメチルイミダゾリニウムはゲル化せず、液状のままであった。
【００２１】
実施例２
実施例１で得た炭酸ポリビニルジメチルイミダゾリニウムをフタル酸と反応させ、フタル酸ポリビニルジメチルイミダゾリニウムを得た。このフタル酸ポリビニルジメチルイミダゾリニウムに対し、重量で０．６倍のエチレングリコールと２．４倍のγ−ブチロラクトンの混合液を加えると、フタル酸ポリビニルジメチルイミダゾリニウムは混合液の全量を吸液し、ゲル状となった。
【００２２】
このゲル状電解質の３０℃における電導度は１１．２ｍｓ／ｃｍであった。
【００２３】
【発明の効果】
本発明の電解液は、液漏れがせず、電導度が高く、電気化学素子を形成する材料を劣化させず、電気化学素子の薄型化、積層化が可能な液漏れのない電解液として使用することが可能である。