电解质、使用该电解质的电解液和电化学元件的制作方法
【专利摘要】本发明的目的在于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、使用该电解质的电解液和电化学元件。本发明含有磷螺环型化合物的电解质；电解液由电解质和非水溶剂组成；电化学元件使用上述电解液。本发明含有本发明的电解质的超级电容器有机电解液，可以满足超级电容器的电化学和化学稳定性的要求。
【专利说明】电解质、使用该电解质的电解液和电化学元件
【【技术领域】】
[0001]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】】
[0002]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。
[0003]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。
[0004]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。
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【发明内容】
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[0005]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。
[0006]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。
[0007]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。`
[0008]下面对含有磷螺环型化合物(A)的电解质(B)进行说明。
[0009]通式(I)表示的磷螺环型化合物(A):
[0010]
【权利要求】
1.一种电解质(B)，其特征在于:所述电解质(B)含有通式(I)表示的磷螺环型化合物(A)，^^-(CR9R10)e (CR1R2)a f(R12RnC)/(CR3R4)bI X I x ⑴g(Rl4Rl3C)-^ / \ ^(CR5R6)c _(CR15R16)h(CR7R8)d_其中，R1~R16为碳原子数I~5的烷基、碳原子数I~5的氟烷基、氢原子或卤原子， R1~R16可以相同也可以不同；P为磷原子；a、b、C、d、e、f、j、h和为O~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；X_表示电荷平衡阴离子。
2.根据权利要求1所述的电解质(B)，其特征在于:所述的(a+b+c+d)和(e+f+j+h)为 2~5的整数。
3.根据权利要求2所述的电解质(B)，其特征在于:所述的(a+b+c+d)和(e+f+j+h)为4。
4.根据权利要求书3所述的电解质(B)，其特征在于:所述磷螺环型化合物(A)为通式⑵。COx' (2)
5.根据权利要求书I所述的电解质(B)，其特征在于:通式(I)中，电荷平衡平衡阴离子 r 为选自 BF4' PF6' AsF6' PCl6' BCl4' AsCl6' SbCl6' TaCl6' NbCl6' PBr6' BBr4' AsBr6'AlBr4' TaBr' NbBr6' SbFpAlF4' ClO4'AlC V、TaF6_、NbF6_、CN' F (HF) ;、N (RfSO3) 2、 C(RfSO3)3' RfSO3-或RfCO2-中的至少一种，所述的m为I~4的整数，Rf为碳原子数I~` 12的氣烷基。
6.根据权利要求5所述的电解质(B)，其特征在于:通式⑴中，电荷平衡阴离子X—为选自 BF4'PF6'AsF6'SbF6'N (RfSO3)2'C (RfSO3)2'RfSO3-中的至少一种，所述的 Rf 为碳原子数I~12的氟烷基。
7.—种电解液,其特征在于:所述电解液含有权利要求1~6中任一项所述的电解质(B)和非水溶剂(C)。
8.根据权利要求7所述的电解液，其特征在于:所述非水溶剂(C)为选自碳酸丙烯酯、 碳酸乙烯酯、碳酸丁烯酯、甲酸甲酯、甲酸乙酯、甲酸丙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、 丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、环丁砜、3-甲基环丁砜、乙腈、Y-丁内酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、二甲苯、氯苯、1，2-二氯苯、1，3-二氯苯、1，4_ 二氯苯中的至少一种。
9.一种电化学元件，其特征在于:所述电化学元件使用权利要求7中所述的电解液。
10.一种双电层电容器，其特征在于:所述双电层电容器使用权利要求7中所述的电解液。
【文档编号】H01G11/62GK103578792SQ201210284529
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2012年8月10日 优先权日:2012年8月10日
【发明者】关士友, 王丽侠, 施苏萍, 熊鲲, 郭军, 袁翔云, 李建中 申请人:张家港保税区超威电化技术服务有限公司