[发明专利]电解质、使用该电解质的电解液和电化学元件

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种含有磷螺环型化合物的电解质。更具体而言，本发明涉及一种适合于电化学元件用电解液的电解质。

【背景技术】

电化学元件是一种将电化学能储存到元件内部的装置，具体而言，是指将元件内部储存的化学能转化为电能输出到外部的电池、将元件内部储存的静电能转化为电能输出到外部的电容器、以及染料敏化太阳能电池等。

近年来，季铵盐作为超级电容器的非水电解质，包括脂肪族季铵盐离子(CN：1503778)和芳香族季铵盐离子(CN：1361716和CN：1524853)已被广泛研究并应用于超级电容器中(US：5086374；JP：2004-146592)。在这种情况下，为了改善经时的性能劣化(长期可靠性)，已知有使用螺(spiro)型铵电解质的电化学电容器用非水电解液(特开2005-175239号公报)。另一方面，以具有高导电性、经时的性能劣化、长期可靠性得到改善为目的，已知有含有具有特定的环状结构的阳离子和脂肪族饱和二羧酸阴离子的电解电容器用电解液。

但在特别苛刻的条件下、且大电流下使用的混合动力汽车等新的应用领域，开发长期可靠性优良、耐电压高、并具有高导电性的电解质成为当务之急。

【发明内容】

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种长期可靠性优良、耐电压高且具有高导电性的电解质。

本发明人为了解决上述课题进行了深入研究，结果完成了本发明。即，本发明的要旨是含有磷螺环型化合物(A)的电解质(B)、含有该电解质(B)的电解液和使用该电解液的电化学元件。

本发明的电解质由于耐电压性高，且电解质阳离子中含有磷元素，具有阻燃的性能。所以能够容易地制造性能经时劣化少、长期可靠性优良的电化学元件。因此，通过使用本发明的电解质，能够容易地得到能量密度大、充放电循环特性优良、安全性能好的的电化学元件。

下面对含有磷螺环型化合物(A)的电解质(B)进行说明。

通式(1)表示的磷螺环型化合物(A)：

其中，R₁～R₁₆为碳原子数1～5的烷基、碳原子数1～5的氟烷基、氢原子或卤原子。

所述的碳原子数1～5的烷基(R₁～R₁₆)包括直链脂肪烃基、支链脂肪烃基等，具体例子列举如下。

作为直链脂肪烃基，可以举出甲基、乙基、正丙基、正丁基、正戊基等。

作为支链脂肪烃基，可以举出异丙基、2-甲基丙基、2-丁基、2-戊基、2-甲基丁基、3-甲基丁基、3-戊基等。

所述的碳原子数1～5的氟烷基可以用C_nF_2n+1(n为1～5的整数)表示，可以举出三氟甲基、五氟乙基、七氟丙基等。

所述的卤原子可以举出氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等。

其中，优选甲基、乙基、正丙基、三氟甲基、五氟乙基、七氟丙基、氢原子、氟原子，更加优选甲基、三氟甲基、氢原子、氟原子，特别优选氢原子、氟原子，最优选氢原子。

R₁～R₁₆可以相同也可以不同。

所述的a、b、c、d、e、f、j、h和为0～6的整数，可以相同也可以不同；(a+b+c+d)和(e+f+j+h)为2～6的整数，更加优选2～5的整数，最优选4。

构成通式(1)表示的磷螺环型化合物(A)的阳离子，可以举出下表所示的物质等。表中H表示氢原子。

[表1]