化合物、非水电解质以及蓄电装置的制作方法
本申请是申请日2014年11月14日，申请号201410645209.3，发明名称为“化合物、非水电解质以及蓄电装置”的发明专利申请的分案申请。
本发明的一个方式涉及化合物、使用该化合物的非水电解质以及使用该非水电解质的蓄电装置。
本发明的一个方式不局限于上述技术领域。本说明书等所公开的发明的一个方式的技术领域涉及物体、方法或制造方法。另外，本发明的一个方式涉及工艺(process)、机器(machine)、制造品(manufacture)或组合物(compositionofmatter)。由此，更具体而言，作为本说明书所公开的本发明的一个方式的技术领域的一个例子可以举出半导体装置、显示装置、发光装置、蓄电装置、存储装置、这些装置的驱动方法或者这些装置的制造方法。
蓄电装置是指具有蓄电功能的所有元件及装置。
背景技术：
近年来，对锂离子二次电池、锂离子电容器及空气电池等各种蓄电装置的研究开发日益火热。尤其是，伴随手机、智能手机、笔记本个人计算机等便携式信息终端、便携式音乐播放机、数码相机等电子设备、医疗设备、混合动力汽车(hev)、电动汽车(ev)或插电式混合动力汽车(phev)等新一代清洁能源汽车等的半导体产业的发展，高输出、高能量密度的锂离子二次电池的需求量剧增，作为能够充电的能量供应源，成为现代信息化社会中不可缺少的物品。
如此，锂离子二次电池在各种领域或用途中使用。其中，锂离子二次电池需要具有高能量密度、优良的循环特性及在各种工作环境下的安全性等特性。
常用的锂离子二次电池大多包括包含非水溶剂和具有锂离子的锂盐的非水电解质(也称为非水电解液)。并且，作为该非水电解质常使用的有机溶剂有具有高介电常数及良好的离子导电性的碳酸亚乙酯等有机溶剂等。
但是，上述有机溶剂具有挥发性及低燃点，当将该有机溶剂用于锂离子二次电池时，由于内部短路或过充电等而使锂离子二次电池的内部温度上升，从而有可能会导致锂离子二次电池的破裂或着火等。
考虑到上述问题，已在研讨将具有阻燃性及难挥发性的离子液体(也称为常温融化盐)用作锂离子二次电池的非水电解质的非水溶剂。作为离子液体，例如有包含乙基甲基咪唑鎓(emi)阳离子的离子液体、包含n-甲基-n-丙基吡咯烷鎓(p13)阳离子的离子液体或者包含n-甲基-n-丙基哌啶鎓(pp13)阳离子的离子液体等(参照专利文献1)。
另外，公开了通过改进离子液体的阴离子成分及阳离子成分，从而使用具有低粘度、低融化点以及高导电性的离子液体的锂离子二次电池(参照专利文献2)。
[现有技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本专利申请公开2003-331918号公报
[专利文献2]国际专利申请公开2005/63773号。
技术实现要素：
作为锂离子二次电池的非水电解质的溶剂，以离子液体为代表的非水溶剂的开发虽然有进展，但是在粘度、融化点、传导性或成本等各种方面还有改善的余地，因此期待更优良的非水溶剂的开发。
例如，作为非水溶剂，当使用阳离子成分采用脂肪族化合物的阳离子的离子液体时，由于该离子液体的粘度高，因此离子(例如锂离子)的传导性低。另外，当将该离子液体用于锂离子二次电池时，在低温环境(尤其是0℃以下)下，该离子液体(具体地，包含该离子液体的电解质)的电阻增高，从而该锂离子电池不能作为电池工作。
另外，包含咪唑鎓阳离子的离子液体在高温下的循环特性有时不好。这可能是因为由于咪唑鎓阳离子的还原电位低导致的还原分解的缘故。因此，大幅度改变具有咪唑环的咪唑鎓阳离子的还原电位可能是不容易的。
鉴于上述问题，本发明的一个方式的目的是提供一种构成离子液体的化合物，该化合物满足如下特性中的至少一个：包含由该化合物构成的离子液体的非水溶剂在低温环境下的锂传导性高；耐热性高；能够使用的温度范围广；凝固点(融化点)低；以及粘度低等特性。另外，本发明的一个方式的目的是提供一种使用包含上述离子液体的非水电解质的蓄电装置，该非水电解质满足如下特性中的至少一个：该非水电解质的锂传导性高；在低温环境下呈现高锂传导性；耐热性高；能够使用的温度范围广；凝固点(融化点)低；以及粘度低等特性。另外，本发明的一个方式的目的是：提供一种改善高温下的蓄电装置的循环特性的化合物。另外，本发明的一个方式的目的是：提供一种还原电位高的化合物。另外，本发明的一个方式的目的是：提供一种新颖的化合物。
另外，本发明的一个方式的目的是：提供一种包含能够制造具有高性能的蓄电装置的化合物的非水溶剂。另外，本发明的一个方式的目的是：提供一种具有高性能的蓄电装置。另外，本发明的一个方式的目的是：提供一种安全性高的蓄电装置。另外，本发明的一个方式的目的是：提供一种新颖的蓄电装置。
注意，这些目的的记载不妨碍其他目的的存在。本发明的一个方式不一定必须要实现所有上述目的。上述以外的目的可从说明书、附图、权利要求书等的记载显而易见，且可以从说明书、附图、权利要求书等的记载中提炼出上述以外的目的。
本发明的一个方式使用粘度低的包含咪唑鎓阳离子的离子液体。本发明的一个方式是一种化合物，其特征在于包括：由通式（g1）表示的阳离子；以及阴离子，其中阴离子为一价氨基阴离子(amideanion)、一价甲基阴离子(methideanion)、氟磺酸根阴离子(so3f-)、全氟烷基磺酸根阴离子、四氟硼酸根阴离子(bf4-)、全氟烷基硼酸根阴离子、六氟磷酸根阴离子(pf6-)和全氟烷基磷酸根阴离子中的任一种。
（r1表示碳原子数为1以上且4以下的烷基，r2至r4分别独立地表示氢原子或碳原子数为1以上且4以下的烷基。另外，式中a1至a4分别独立表示亚甲基或氧原子，并且a1至a4中的至少一个为氧原子。）
本发明的另一个方式是一种化合物，其特征在于包括：由通式（g1）表示的阳离子；以及阴离子，其中阴离子为双（氟磺酰基）氨基阴离子。
（r1表示碳原子数为1以上且4以下的烷基，r2至r4分别独立地表示氢原子或碳原子数为1以上且4以下的烷基。另外，式中a1至a4分别独立表示亚甲基或氧原子，并且a1至a4中的至少一个为氧原子。）
本发明的另一个方式是一种化合物，其特征在于包括：由通式（g1）表示的阳离子；以及阴离子，其中阴离子为双（氟磺酰基）氨基阴离子。
（r1表示碳原子数为1以上且4以下的烷基，r2至r4分别独立地表示氢原子或甲基。另外，式中a1至a4分别独立地表示亚甲基或氧原子，并且a1至a4中的至少一个为氧原子。）
本发明的另一个方式是一种化合物，其包括：由通式（g2）表示的阳离子；以及一价阴离子。
（r1表示碳原子数为1以上且4以下的烷基，r2至r4分别独立地表示氢原子或碳原子数为1以上且4以下的烷基。）
本发明的另一个方式是一种化合物，其特征在于包括：由通式（g2）表示的阳离子；以及阴离子，其中阴离子为一价氨基阴离子、一价甲基阴离子、氟磺酸根阴离子(so3f-)、全氟烷基磺酸根阴离子、四氟硼酸根阴离子(bf4-)、全氟烷基硼酸根阴离子、六氟磷酸根阴离子(pf6-)和全氟烷基磷酸根阴离子中的任一种。
（r1表示碳原子数为1以上且4以下的烷基，r2至r4分别独立地表示氢原子或碳原子数为1以上且4以下的烷基。）
本发明的另一个方式是一种化合物，其特征在于包括：由通式（g3）表示的阳离子；以及阴离子，其中阴离子为一价氨基阴离子、一价甲基阴离子、氟磺酸根阴离子(so3f-)、全氟烷基磺酸根阴离子、四氟硼酸根阴离子(bf4-)、全氟烷基硼酸根阴离子、六氟磷酸根阴离子(pf6-)和全氟烷基磷酸根阴离子中的任一种。
（r1表示碳原子数为1以上且4以下的烷基，r2至r4分别独立地表示氢原子或碳原子数为1以上且4以下的烷基。）
本发明的另一个方式是一种非水电解质，其包括：碱金属盐；以及非水溶剂，其特征在于，所述非水溶剂包含上述化合物中的任一种。
本发明的另一个方式是一种包括离子液体的蓄电装置，该离子液体包括具有五元杂芳环的阳离子及阴离子，其特征在于，所述五元杂芳环具有一个以上的取代基，该一个以上的取代基中的至少一个为四个以上的原子的直链，且包含c、o、si、n、s以及p中的一种或多种。
本发明的另一个方式是一种包括离子液体的蓄电装置，该离子液体包括具有单环式五元杂芳环的阳离子及阴离子，其特征在于，所述五元杂芳环具有一个以上的取代基，该一个以上的取代基中的至少一个为四个以上的原子的直链，且包含c、o、si、n、s以及p中的一种或多种。
在上述结构中，优选对五元杂芳环中的杂原子中的至少一个引入上述直链。
本发明的另一个方式是一种包括离子液体的蓄电装置，该离子液体包括具有五元杂芳环的阳离子及阴离子，其特征在于，所述五元杂芳环由一个以上的氮原子构成并具有一个以上的取代基，该一个以上的取代基中的至少一个为四个以上的原子的直链，且包含c、o、si、n、s以及p中的一种或多种。
本发明的另一个方式是一种包括离子液体的蓄电装置，该离子液体包括具有单环式五元杂芳环的阳离子及阴离子，其特征在于，所述五元杂芳环由一个以上的氮原子构成，并具有一个以上的取代基，该一个以上的取代基中的至少一个为四个以上的原子的直链，且包含c、o、si、n、s以及p中的一种或多种。
在上述结构中，优选对五元杂芳环中的氮原子中的至少一个引入上述直链。
在上述结构中，具有上述单环式五元杂芳环的阳离子为咪唑鎓阳离子。
本发明的另一个方式是一种具有非水电解质的蓄电装置，该非水电解质包括：离子液体，该离子液体包括具有五元杂芳环的阳离子及阴离子；以及碱金属盐，其特征在于，所述五元杂芳环具有一个以上的取代基，该一个以上的取代基中的至少一个为四个以上的原子的直链，且包含c、o、si、n、s以及p中的一种或多种。
本发明的另一个方式是一种具有非水电解质的蓄电装置，该非水电解质包括：离子液体，该离子液体包括具有单环式五元杂芳环的阳离子及阴离子；以及碱金属盐，其特征在于，所述五元杂芳环具有一个以上的取代基，该一个以上的取代基中的至少一个为四个以上的原子的直链，且包含c、o、si、n、s以及p中的一种或多种。
在上述结构中，优选对五元杂芳环的杂原子中的至少一个引入上述直链。
本发明的另一个方式是一种具有非水电解质的蓄电装置，该非水电解质包括：离子液体，该离子液体包括具有五元杂芳环的阳离子及阴离子；以及碱金属盐，其特征在于，所述五元杂芳环由一个以上的氮原子构成并具有一个以上的取代基，该一个以上的取代基中的至少一个为四个以上的原子的直链，且包含c、o、si、n、s以及p中的一种或多种。
本发明的另一个方式是一种具有非水电解质的蓄电装置，该非水电解质包括：离子液体，该离子液体包括具有单环式五元杂芳环的阳离子及阴离子；以及碱金属盐，其特征在于，所述五元杂芳环由一个以上的氮原子构成并具有一个以上的取代基，该一个以上的取代基中的至少一个为四个以上的原子的直链，且包含c、o、si、n、s以及p中的一种或多种。
在上述结构中，优选对五元杂芳环中的杂原子引入上述直链。
在上述结构中，具有所述单环式五元杂芳环的阳离子为咪唑鎓阳离子。
在上述结构中，碱金属盐优选为锂盐。
根据本发明的一个方式，可以提供一种构成能够制造具有高性能的蓄电装置的离子液体的化合物。还可以提供一种具有高性能的蓄电装置。另外，根据本发明的一个方式，可以提供一种安全性高的蓄电装置。另外，根据本发明的一个方式，可以提供一种新颖的化合物。另外，根据本发明的一个方式，可以提供一种新颖的蓄电装置。注意，这些效果的记载不妨碍其他效果的存在。本发明的一个方式不一定必须要具有所有上述效果。上述以外的效果自可从说明书、附图、权利要求书等的记载显而易见，且可以从说明书、附图、权利要求书等的记载中提炼出上述以外的效果。
附图说明
图1是说明根据实施方式的硬币型二次电池的图；
图2是说明根据实施方式的圆筒型二次电池的图；
图3是说明根据实施方式的薄型二次电池的图；
图4是说明根据实施方式的薄型二次电池的图；
图5是说明根据实施方式的薄型二次电池的图；
图6是说明根据实施方式的方型二次电池的图；
图7是说明根据实施方式的蓄电装置的图；
图8是说明根据实施方式的蓄电装置的图；
图9是说明根据实施方式的蓄电装置的图；
图10是根据实施方式的具有柔性二次电池的电子设备；
图11是根据实施方式的具有二次电池的车辆；
图12是根据本发明的一个方式的离子液体的中间体的1hnmr谱图；
图13是根据本发明的一个方式的离子液体的1hnmr谱图；
图14是根据本发明的一个方式的离子液体的中间体的1hnmr谱图；
图15是根据本发明的一个方式的离子液体的1hnmr谱图；
图16是根据本发明的一个方式的离子液体的1hnmr谱图；
图17是根据本发明的一个方式的离子液体的中间体的1hnmr谱图；
图18是根据本发明的一个方式的离子液体的1hnmr谱图；
图19是根据本发明的一个方式的离子液体的中间体的1hnmr谱图；
图20是根据本发明的一个方式的离子液体的1hnmr谱图；
图21是说明实施例中的硬币电池的结构的图；
图22是示出实施例中的样品的初次充放电特性的测定结果的图；
图23是示出实施例中的样品的初次充放电特性的测定结果的图；
图24是示出实施例中的样品的初次充放电特性的测定结果的图；
图25是示出实施例中的样品的初次充放电特性的测定结果的图；
图26是示出实施例中的样品的初次充放电效率及循环特性的测定结果的图；
图27是说明实施例中的样品的充放电率(rate)特性的测定结果的图；
图28是说明实施例中的样品的老化（ageing）的图；
图29是说明实施例中的样品的循环特性的测定结果的图；
图30是说明实施例中的样品的充放电率特性的测定结果的图；
图31是说明实施例中的样品的充放电率特性的测定结果的图；
图32是说明实施例中的样品的温度特性的测定结果的图；
图33是说明实施例中的样品的温度特性的测定结果的图；
图34是说明实施例的差示扫描量热测定结果的图。
具体实施方式
以下参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。注意，本发明不局限于以下说明，所属技术领域的普通技术人员可以很容易地理解一个事实，就是本发明在不脱离其宗旨及其范围的条件下，其方式及详细内容可以被变换为各种各样的形式。因此，本发明不应该被解释为仅局限于以下所示的实施方式所记载的内容中。当利用附图说明发明的构成时，在不同的附图之间共同使用表示相同对象的符号。另外，有时使用相同的阴影图案表示相同的部分，而不特别附加符号。有时为了容易理解，夸张地显示各附图中所示的各构成要素的大小、层的厚度、区域。从而，并不一定局限于附图中的尺寸。
实施方式1
在本实施方式中，说明用于本发明的一个方式的蓄电装置的非水溶剂。
用于根据本发明的一个方式的蓄电装置的非水溶剂包括离子液体，该离子液体包括含有具有一个以上的取代基的五元杂芳环的阳离子及阴离子。
在上述离子液体的具有五元杂芳环的阳离子中，一个以上的取代基中的至少一个为四个以上的原子的直链，且包含c、o、si、n、s以及p中的一种或多种。该直链也可以具有取代基（包括侧链）。作为对直链引入的取代基，例如可以举出烷基、烷氧基等。
因为该取代基具有上述直链（例如，丁基、乙氧基甲基、1,3-二甲基丁基等），所以离子液体的阳离子物类在空间上变得庞大，使得电池内部的副反应（在充电时阳离子向石墨的嵌入及非水溶剂的分解，伴随该嵌入及分解的气体发生等）可以得到抑制。但是，直链的碳原子数越多，离子液体的粘度越高，因此优选根据所希望的充放电效率及所希望的粘度适当地控制直链的碳原子数。
作为上述离子液体的具有五元杂芳环的阳离子，有苯并咪唑鎓阳离子、苯并噁唑鎓阳离子、苯并噻唑鎓阳离子等。作为具有单环式五元杂芳环的阳离子，有噁唑鎓阳离子、噻唑鎓阳离子、异噁唑鎓阳离子、异噻唑鎓阳离子、咪唑鎓阳离子、吡唑鎓阳离子等。从化合物的稳定性、粘度、离子传导率以及合成简易性的观点来看，优选使用具有单环式五元杂芳环的阳离子，尤其是，咪唑鎓阳离子因会有粘度降低的效果而是优选的。
上述离子液体的阴离子为与具有五元杂芳环的阳离子构成离子液体的一价阴离子。作为该阴离子，例如可以举出一价氨基阴离子、一价甲基阴离子、氟磺酸根阴离子(so3f-)、全氟烷基磺酸根阴离子、四氟硼酸根阴离子(bf4-)、全氟烷基硼酸根阴离子、六氟磷酸根阴离子(pf6-)和全氟烷基磷酸根阴离子等。作为一价氨基阴离子，有(cnf2n+1so2)2n-(n是0以上且3以下)，作为一价环状氨基阴离子，有(cf2so2)2n-等。作为一价甲基阴离子，有(cnf2n+1so2)3c-(n是0以上且3以下)，作为一价环状甲基阴离子，有(cf2so2)2c-(cf3so2)等。作为全氟烷基磺酸根阴离子，有(cmf2m+1so3)-(m是0以上且4以下)等。作为全氟烷基硼酸根阴离子，有{bfn(cmhkf2m＋1-k)4-n}-(n是0以上且3以下，m是1以上且4以下，k是0以上且2m以下)等。作为全氟烷基磷酸根阴离子，有{pfn(cmhkf2m＋1-k)6-n}-(n是0以上且5以下，m是1以上且4以下，k是0以上且2m以下)等。注意，该阴离子不局限于此。
可用于包括在本发明的一个方式的蓄电装置中的非水溶剂的离子液体例如可以由通式(g0)表示。
在通式(g0)中，r1表示碳原子数为1以上且4以下的烷基，r2至r4分别独立地表示氢原子或碳原子数为1以上且4以下的烷基，r5为四个以上的原子的直链，且包含c、o、si、n、s以及p中的一种或多种，并且a－表示一价氨基阴离子、一价甲基阴离子、氟磺酸根阴离子、全氟烷基磺酸根阴离子、四氟硼酸根阴离子、全氟烷基硼酸根阴离子、六氟磷酸根阴离子和全氟烷基磷酸根阴离子中的任何一种。
另外，还可以对由r5表示的直链引入取代基。作为所引入的取代基，例如可以举出烷基、烷氧基等。
在通式(g0)中，r5为四个以上的原子的直链，且包含c、o、si、n、s以及p中的一种或多种，但是本发明不局限于此。也可以是r2或r3为上述构成的直链。另外，上述构成的直链也可以是多个（例如，r1和r5，r2和r5，r2和r3，r1、r2和r5等）。
由通式(g0)表示的阳离子的上述烷基既可为直链状又可为支链状。例如，有乙基、叔丁基。另外，在由通式(g0)表示的阳离子中，r5优选不具有氧-氧键（过氧化物）。氧-氧之间的单键非常容易断裂且反应性高，因此具有此种键的阳离子有可能引起爆炸。由此，具有包含氧-氧键的阳离子的离子液体不适合用于蓄电装置。
用于根据本发明的一个方式的蓄电装置的化合物包括由通式(g1)表示的阳离子及阴离子。
在通式(g1)中，r1表示碳原子数为1以上且4以下的烷基，r2至r4分别独立地表示氢原子或碳原子数为1以上且4以下的烷基，a1至a4分别独立表示亚甲基或氧原子，并且a1至a4中的至少一个为氧原子。
通过具有对咪唑鎓阳离子的氮引入的取代基（通式(g1)中的包含a1至a4的取代基），可以使离子液体的阳离子物类在空间上变得庞大，使得电池内部的副反应（在充电时阳离子向石墨的嵌入及非水溶剂的分解，伴随该嵌入及分解的气体发生等）得到抑制。但是，a1至a4的碳原子数越多，离子液体的粘度越高，因此，优选根据所希望的充放电效率及所希望的粘度适当地控制直链的碳原子数。另外，包含a1至a4的取代基优选不具有氧-氧键（过氧化物）。氧-氧之间的单键非常容易断裂且反应性高，因此具有此种键的阳离子有可能引起爆炸。由此，具有包含氧-氧键的阳离子的离子液体不适合用于蓄电装置。
上述离子液体的阴离子为与咪唑鎓阳离子构成离子液体的一价阴离子。作为该阴离子，可以使用以上举出的阴离子。
上述离子液体的阴离子优选为一价氨基阴离子的双（氟磺酰基）氨基阴离子。双（氟磺酰基）氨基阴离子与阳离子组合使用而得的离子液体具有高导电性及比较低的粘度。使用该离子液体，将石墨用于负极的蓄电装置可进行充放电。
用于根据本发明的一个方式的蓄电装置的化合物包括由通式(g2)表示的阳离子及阴离子。
在通式(g2)中，r1表示碳原子数为1以上且4以下的烷基，r2至r4分别独立地表示氢原子或碳原子数为1以上且4以下的烷基。
上述离子液体的阴离子为与咪唑鎓阳离子构成离子液体的一价阴离子。作为该阴离子，可以使用以上举出的阴离子。
上述离子液体的阴离子优选为一价氨基阴离子的双（氟磺酰基）氨基阴离子。
用于根据本发明的一个方式的蓄电装置的化合物包括由通式(g3)表示的阳离子及阴离子。
在通式(g3)中，r1表示碳原子数为1以上且4以下的烷基，r2至r4分别独立地表示氢原子或碳原子数为1以上且4以下的烷基。
上述离子液体的阴离子为与咪唑鎓阳离子构成离子液体的一价阴离子。作为该阴离子，可以使用以上举出的阴离子。
上述离子液体的阴离子优选为一价氨基阴离子的双（氟磺酰基）氨基阴离子。
作为上述通式（g0）的阳离子的具体例子，例如，可以举出结构式（101）至结构式（143）、结构式（201）至结构式（227）、结构式（301）至结构式（304）、结构式（401）至结构式（427）、结构式（501）至结构式（504）、结构式（601）至结构式（604）、结构式（701）至结构式（704）、结构式（801）至结构式（804）、结构式（901）至结构式（913）。
在本发明的一个方式的蓄电装置中，离子液体也可包括由结构式（101）至结构式（143）、结构式（201）至结构式（227）、结构式（301）至结构式（304）、结构式（401）至结构式（427）、结构式（501）至结构式（504）、结构式（601）至结构式（604）、结构式（701）至结构式（704）、结构式（801）至结构式（804）、结构式（901）至结构式（913）表示的任一化合物的立体异构体。异构体是指虽然化合物不同但具有相同分子式的物质，而立体异构体是指仅在空间上的取向不同(但原子彼此之间的键合关系相同)的特殊种类的异构体。因此，在本说明书等中，立体异构体包括镜像异构体(对映异构体：enantiomer)、几何(顺/反)异构体以及具有两个以上的手性中心且互相不为镜像的化合物的异构体(非对映异构体：diastereomer)。
另外，上述所示的结构式是共轭环式化合物。共轭是指在分子结构中不饱和键与单键交替连接而发生起因于p轨道的相互作用的稳定化或电子的离域化（在共轭系统整体上扩展地存在着电子）等的现象。例如，由以下两种结构式表示的化合物虽然在不同位置上发生电子的离域化，但是为同一化合物。
另外，在本发明的一个方式的蓄电装置中包含的非水溶剂中可使用的离子液体例如也可以为使用多种离子液体的构成。作为使用多种离子液体的构成，例如可以举出使用包含由上述通式(g0)表示的阳离子的离子液体中的一种和包含由上述通式(g0)表示的阳离子的离子液体中的另一种两者的构成等。通过使用多种离子液体，与使用一种离子液体的结构相比，有时非水溶剂的凝固点下降。因此，通过使用包括多种离子液体的非水溶剂，有时在低温环境下也能够工作，从而可以制造能够在广的温度范围工作的蓄电装置。
再者，包含在本发明的一个方式的蓄电装置的非水溶剂中的离子液体的还原电位优选低于作为典型的低电位负极材料的锂的氧化还原电位(li/li+)。
当以通式(g0)至通式(g3)表示的阳离子的r1至r4中至少一个是碳原子数为1至4的烷基时，其碳原子数优选为小的。通过使该烷基的碳原子数设定为小的，可以降低离子液体的粘度，从而可以降低包括在根据本发明的一个方式的蓄电装置中的非水溶剂的粘度。
另外，离子液体的氧化电位根据阴离子物类而变化。因此，为了实现具有高氧化电位的离子液体，作为包含于根据本发明的一个方式的蓄电装置的非水溶剂中的离子液体的阴离子优选使用选自(cnf2n+1so2)2n-(n为0以上且3以下)、(cf2so2)2n-或(cmf2m+1so3)-(m为0以上且4以下)中的一价阴离子。另外，高氧化电位意味着抗氧化性(也称为氧化稳定性)得到提高。注意，抗氧化性的提高起因于具有取代基的阳离子与上述阴离子之间的相互作用。
如上所述，通过作为包括在本发明的一个方式的蓄电装置中的非水溶剂使用副反应得到抑制且抗氧化性得到提高的离子液体，能够抑制因充放电操作而发生的非水溶剂(详细地，包含该非水溶剂的非水电解质)的分解。另外，通过降低包括在本发明的一个方式的蓄电装置中的非水溶剂(详细地，包含该非水溶剂的非水电解质)的粘度，能够提高该非水溶剂的离子传导性。因此，通过使用包括在本发明的一个方式的蓄电装置中的非水溶剂，能够制造充放电率特性良好的蓄电装置。
另外，作为可用于包括在本发明的一个方式的蓄电装置中的非水电解质的碱金属盐，例如是具有碱金属离子、碱土金属离子的盐，即可。作为碱金属离子，例如有锂离子、钠离子或钾离子。作为碱土金属离子，例如有钙离子、锶离子或钡离子。另外，在本实施方式中，该盐为含有锂离子的锂盐。作为该锂盐，例如可以举出氯化锂(licl)、氟化锂(lif)、高氯酸锂(liclo4)、氟硼酸锂(libf4)、liasf6、lipf6、li(cf3so3)、li(fso2)2n(所谓的lifsa)、li(cf3so2)2n(所谓的litfsa)等。
通过使离子液体的阳离子物类在空间上变得庞大，可以得到副反应得到抑制、传导性高且阻燃性高的非水溶剂。
因此，使用上述非水溶剂的非水电解质以及使用该非水电解质的蓄电装置具有高安全性及高性能。
这里，说明本实施方式所记载的包含由通式（g0）表示的阳离子的离子液体的合成方法。
<包含由通式(g0)表示的阳离子的离子液体的一个例子的合成方法>
作为本实施方式中记载的离子液体的合成方法可以应用各种反应。例如，可以使用下面所示的合成方法来合成包含以通式(g0)表示的阳离子的离子液体。在此，作为一个例子参照合成路线进行说明。另外，本实施方式中记载的离子液体的合成方法不局限于以下合成方法。
如上述合成路线(a-1)所示，通过咪唑衍生物（化合物1）及卤化物（化合物2）可以得到咪唑鎓盐（化合物3）。在合成路线(a-1)中，r1表示碳原子数为1以上且4以下的烷基，r2至r4分别独立地表示氢原子或碳原子数为1以上且4以下的烷基，r5为四个以上的原子的直链，且包含c、o、si、n、s以及p中的一种或多种，并且x表示卤素。
合成路线(a-1)既可在溶剂下又可在无溶剂下进展。作为可以用于合成路线(a-1)的溶剂，可以举出如乙醇、甲醇等醇类，如乙腈等腈类，如二乙醚、四氢呋喃、1,4-二氧六环等醚类等。但是，可以使用的溶剂不局限于此。
如上述合成路线(a-2)所示，通过使咪唑鎓盐（化合物3）与包含a的所希望的金属盐（化合物4）进行离子交换，可以得到目的物。在合成路线(a-2)中，r1表示碳原子数为1以上且4以下的烷基，r2至r4分别独立地表示氢原子或碳原子数为1以上且4以下的烷基，r5为四个以上的原子的直链，且包含c、o、si、n、s以及p中的一种或多种，并且x表示卤素。
在合成路线(a-2)中，作为a，可以举出一价氨基阴离子、一价甲基阴离子、氟磺酸根阴离子(so3f-)、全氟烷基磺酸根阴离子、四氟硼酸根阴离子(bf4-)、全氟烷基硼酸根阴离子、六氟磷酸根阴离子(pf6-)和全氟烷基磷酸根阴离子中的任一种。但是，可以使用的阴离子不局限于此。
在合成路线(a-2)中，m表示碱金属等。作为碱金属，例如示出钾、钠、锂，但是不局限于此。
合成路线(a-2)既可在溶剂下又可在无溶剂下进展。作为可以用于合成路线(a-2)的溶剂，可以举出水，如乙醇、甲醇等醇类，如乙腈等腈类，如二乙醚、四氢呋喃、1,4-二氧六环等醚类等。但是，可以使用的溶剂不局限于此。
接着，说明在本实施方式中记载的包含由通式（g1）表示的阳离子的离子液体的合成方法。
<包含由通式（g1）表示的阳离子的离子液体的一个例子的合成方法>
作为本实施方式中记载的离子液体的合成方法可以应用各种反应。例如，可以使用下面所示的合成方法来合成包含由通式（g1）表示的阳离子的离子液体。在此，作为一个例子参照合成路线进行说明。另外，本实施方式中记载的离子液体的合成方法不局限于以下合成方法。
如上述合成路线(b-1)所示，通过咪唑衍生物（化合物5）及烷氧基烷基卤化物（化合物6）可以得到咪唑鎓盐（化合物7）。在合成路线(b-1)中，a1至a4分别独立表示亚甲基或氧原子，a1至a4中的至少一个为氧原子，r1表示碳原子数为1以上且4以下的烷基，r2至r4分别独立地表示氢原子或碳原子数为1以上且4以下的烷基，并且x表示卤素。
合成路线(b-1)既可在溶剂下又可在无溶剂下进展。作为可以用于合成路线(b-1)的溶剂，可以举出如乙醇、甲醇等醇类，如乙腈等腈类，如二乙醚、四氢呋喃、1,4-二氧六环等醚类等。但是，可以使用的溶剂不局限于此。
如上述合成路线(b-2)所示，通过使咪唑鎓盐（化合物7）与包含a的所希望的金属盐（化合物8）进行离子交换，可以得到目的物。在合成路线(b-2)中，a1至a4分别独立表示亚甲基或氧原子，a1至a4中的至少一个为氧原子，r1表示碳原子数为1以上且4以下的烷基，r2至r4分别独立地表示氢原子或碳原子数为1以上且4以下的烷基，并且x表示卤素。
在合成路线(b-2)中，作为a，可以举出一价氨基阴离子、一价甲基阴离子、氟磺酸根阴离子(so3f-)、全氟烷基磺酸根阴离子、四氟硼酸根阴离子(bf4-)、全氟烷基硼酸根阴离子、六氟磷酸根阴离子(pf6-)和全氟烷基磷酸根阴离子中的任一种。但是，可以使用的阴离子不局限于此。
在合成路线(b-2)中，m表示碱金属等。作为碱金属，例如示出钾、钠、锂，但是不局限于此。
合成路线(b-2)既可在溶剂下又可在无溶剂下进展。作为可以用于合成路线(b-2)的溶剂，可以举出水，如乙醇、甲醇等醇类，如乙腈等腈类，如二乙醚、四氢呋喃、1,4-二氧六环等醚类等。但是，可以使用的溶剂不局限于此。
经上述步骤，可以制备可以用于本发明的一个方式的蓄电装置的非水溶剂。可以显示阻燃性的非水溶剂作为本发明的一个方式的非水溶剂。另外，可以离子传导性高的非水溶剂作为本发明的一个方式的非水溶剂。因此，使用本发明的一个方式的非水溶剂的蓄电装置可以提供安全性高及充放电率特性良好的蓄电装置。
本实施方式可以与其他实施方式所记载的结构适当地组合。
实施方式2
[硬币型蓄电池]
图1a是硬币型(单层扁平型)蓄电池的外观图，图1b是其截面图。
在硬币型蓄电池300中，兼作正极端子的正极罐(positiveelectrodecan)301和兼作负极端子的负极罐(negativeelectrodecan)302被由聚丙烯等形成的垫片303绝缘密封。正极304由正极集电体305以及与其接触地设置的正极活性物质层306形成。除了正极活性物质以外，正极活性物质层306还可以包含用来提高正极活性物质的粘附性的粘合剂(binder)以及用来提高正极活性物质层的导电性的导电助剂等。作为导电助剂，优选使用比表面积较大的材料，可以使用乙炔黑(ab)等。此外，也可以使用碳纳米管、石墨烯、富勒烯等碳材料。注意，石墨烯为薄片状，并具有高导电性等优越的电特性以及柔软性、机械强度等优越的物理特性。因此，通过将石墨烯用作导电助剂可以增加活性物质彼此之间的接触点和接触面积。在本说明书中，石墨烯包括单层石墨烯或2层以上且100层以下的多层石墨烯。单层石墨烯是指具有π键的1原子层的碳分子的薄片。
负极307由负极集电体308以及与其接触地设置的负极活性物质层309形成。负极活性物质层309还可以包含用来提高负极活性物质的粘附性的粘合剂(binder)，以及用来提高负极活性物质层的导电性的导电助剂等。在正极活性物质层306与负极活性物质层309之间具有隔板310及电解质(未图示)。
作为用于负极活性物质层309的负极活性物质，例如使用镓。作为负极集电体308，例如使用铜，使铜和镓合金化。通过合金化，可以提高集电体与活性物质（镓）之间的粘附性，由此可以防止由膨胀或收缩导致的劣化，或者，可以防止由二次电池的弯折等变形导致的劣化。
另外，作为正极集电体305或负极集电体308等的集电体，可以使用不锈钢、金、铂、锌、铁、镍、铜、铝、钛、钽等金属及这些金属的合金等导电性高且不与锂离子等载流子离子发生合金化的材料。另外，可以使用添加有硅、钛、钕、钪、钼等提高耐热性的元素的铝合金。另外，也可以使用与硅起反应形成硅化物的金属元素形成。作为与硅起反应而形成硅化物的金属元素，可以举出锆、钛、铪、钒、铌、钽、铬、钼、钨、钴、镍等。另外，作为集电体可以适当地使用箔状、板状(片状)、网状、圆柱状、线圈状、冲孔金属网状、拉制金属网状等形状。集电体的厚度优选为10μm以上且30μm以下。
作为用于正极活性物质层306的正极活性物质，例如有具有橄榄石型结晶结构、层状岩盐型结晶结构或者尖晶石型结晶结构的氧化物或复合氧化物等。作为正极活性物质例如可以使用lifeo2、licoo2、linio2、limn2o4、v2o5、cr2o5、mno2等化合物。
或者，可以使用复合材料(通式limpo4(m为fe(ⅱ)、mn(ⅱ)、co(ⅱ)、ni(ⅱ)中的一种以上)。作为通式limpo4的典型例子，可以使用如下锂化合物作为材料，诸如lifepo4、linipo4、licopo4、limnpo4、lifeanibpo4、lifeacobpo4、lifeamnbpo4、liniacobpo4、liniamnbpo4(a+b为1以下，0＜a＜1，0＜b＜1)、lifecnidcoepo4、lifecnidmnepo4、liniccodmnepo4(c+d+e为1以下，0＜c＜1，0＜d＜1，0＜e＜1)、lifefnigcohmnipo4(f+g+h+i为1以下，0＜f＜1，0＜g＜1，0＜h＜1，0＜i＜1)等。
或者，可以使用通式li(2－j)msio4(m为fe(ⅱ)、mn(ⅱ)、co(ⅱ)、ni(ⅱ)中的一种以上，0≤j≤2)等复合材料。作为通式li(2-j)msio4的典型例子，可以使用如下锂化合物作为材料，诸如li(2-j)fesio4、li(2-j)nisio4、li(2-j)cosio4、li(2-j)mnsio4、li(2-j)feknilsio4、li(2-j)fekcolsio4、li(2-j)fekmnlsio4、li(2-j)nikcolsio4、li(2-j)nikmnlsio4(k+l为1以下，0＜k＜1，0＜l＜1)、li(2-j)femnincoqsio4、li(2-j)femninmnqsio4、li(2-j)nimconmnqsio4(m+n+q为1以下，0＜m＜1，0＜n＜1，0＜q＜1)、li(2-j)ferniscotmnusio4(r+s+t+u为1以下，0＜r＜1，0＜s＜1，0＜t＜1，0＜u＜1)等。
此外，作为正极活性物质，可以使用以通式axm2(xo4)3(a=li、na、mg，m=fe、mn、ti、v、nb、al，x=s、p、mo、w、as、si)表示的钠超离子导体(nasicon)型化合物。作为钠超离子导体型化合物，有fe2(mno4)3、fe2(so4)3、li3fe2(po4)3等。此外，作为正极活性物质，可以使用：以通式li2mpo4f、li2mp2o7、li5mo4(m=fe、mn)表示的化合物；nafef3、fef3等钙钛矿型氟化物；tis2、mos2等金属硫族化合物(硫化物、硒化物、碲化物)；limvo4等具有反尖晶石型结晶结构的氧化物；钒氧化物类(v2o5、v6o13、liv3o8等)；锰氧化物；以及有机硫化物等材料。
当载流子离子是锂离子以外的碱金属离子、碱土金属离子时，作为正极活性物质也可以使用碱金属(例如，钠、钾等)、碱土金属(例如，钙、锶、钡、铍或镁等)代替锂。
作为隔板310，可以使用绝缘体诸如纤维素(纸)、设置有空孔的聚丙烯或设置有空孔的聚乙烯等。
电解液中，作为电解质，使用具有载流子离子的材料。作为电解质的典型例子，可以举出lipf6、liclo4、liasf6、libf4、licf3so3、li(cf3so2)2n、li(c2f5so2)2n等锂盐。这些电解质既可以单独使用，又可以两种以上的任意的组合及比率使用。
另外，当载流子离子是锂离子以外的碱金属离子、碱土金属离子时，作为电解质也可以使用碱金属(例如，钠、钾等)、碱土金属(例如，钙、锶、钡、铍或镁等)代替上述锂盐中的锂。
此外，作为电解液的溶剂，使用载流子离子能够移动的材料。作为电解液的溶剂，优选使用非质子有机溶剂。作为非质子有机溶剂的典型例子，有碳酸亚乙酯(ec)、碳酸亚丙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯(dec)、γ-丁内酯、乙腈、乙二醇二甲醚、四氢呋喃等，可以使用它们中的一种或多种。此外，当作为电解液的溶剂使用凝胶化的高分子材料时，针对漏液性等的安全性得到提高。并且，能够实现蓄电池的薄型化及轻量化。作为凝胶化的高分子材料的典型例子，可以举出硅凝胶、丙烯酸凝胶(acrylicgel)、丙烯腈凝胶、聚环氧乙烷、聚环氧丙烷、氟类聚合物等。另外，通过作为电解液的溶剂使用一种或多种具有阻燃性及难挥发性的离子液体(常温熔融盐)，即使由于蓄电池的内部短路、过充电等而使内部温度上升，也可以防止蓄电池的破裂或起火等。离子液体仅有盐时处于流动状态，离子迁移率(传导率)高。另外，离子液体含有阳离子和阴离子。作为离子液体，可以使用实施方式1所示的离子液体。
此外，可以使用具有硫化物类或氧化物类等的无机材料的固体电解质、具有peo(聚环氧乙烷)类等的高分子材料的固体电解质来代替电解液。当使用固体电解质时，不需要设置隔板或间隔物。另外，可以使电池整体固体化，所以没有漏液的忧虑，安全性得到显著提高。
作为正极罐301、负极罐302，可以使用对电解液具有抗腐蚀性的铝、钛等金属、它们的合金或者它们与其他金属的合金(例如不锈钢等)。另外，为了防止电解液所引起的腐蚀，正极罐301及负极罐302优选被铝等覆盖。正极罐301与正极304电连接，负极罐302与负极307电连接。通过使用包含树脂材料的外包装体代替由金属形成的正极罐301、由金属形成的负极罐302，可以实现具有柔性的硬币型蓄电池300。在使用包含树脂材料的外包装体时，与外部连接的部分设为导电材料。
将这些负极307、正极304及隔板310浸渍到电解质中，如图1b所示的那样，将正极罐301设置在下方，依次层叠正极304、隔板310、负极307、负极罐302，使垫片303介于正极罐301与负极罐302之间并进行压合，由此制造硬币型蓄电池300。
在此，采用图1c说明电池充电时的电流流过的状况。当将使用锂的电池作为一个闭路时，锂离子的迁移的方向和电流流过的方向相同。注意，在使用锂的电池中，由于根据充电及放电，阳极(anode)及阴极(cathode)调换，氧化反应及还原反应调换，所以将反应电位高的电极称为正极，而将反应电位低的电极称为负极。由此，在本说明书中，不管是在充电时，在放电时，在流过反向脉冲电流时，还是在流过充电电流时都将正极称为“正极”或“+极”，而将负极称为“负极”或“-极”。如果使用与氧化反应及还原反应有关的阳极(anode)及阴极(cathode)的用语，则当充电时和放电时阳极及阴极相反，这有可能引起混乱。因此，在本说明书中，不使用阳极及阴极的用语。假如使用阳极(anode)及阴极(cathode)的用语，就需要明确地表示是充电时还是放电时，还需要一并表示对应正极(+极)还是负极(-极)。
图1c所示的两个端子与充电器连接，对蓄电池400进行充电。随着进行蓄电池400的充电，电极之间的电位差增大。在图1c中，将如下电流流过的方向作为正方向，该方向是电流从蓄电池400的外部的端子向正极402流过，并且在蓄电池400中从正极402向负极404流过，然后从负极404向蓄电池400的外部的端子流过的方向。就是说，将充电电流流过的方向作为电流的方向。另外，在正极402与负极404之间设置有隔板408及电解质406。
[圆筒型蓄电池]
接下来，参照图2对圆筒型蓄电池的一个例子进行说明。如图2a所示，圆筒型蓄电池600在顶面具有正极盖(电池盖)601，并在侧面及底面具有电池罐(外包装罐)602。垫片(绝缘垫片)610使上述正极盖(电池盖)601与电池罐(外包装罐)602绝缘。
图2b是示意性地示出圆筒型蓄电池600的截面的图。在中空圆柱状电池罐602的内侧设置有电池元件，在该电池元件中，带状的正极604和带状的负极606之间夹着隔板605被卷绕。虽然未图示，但是电池元件以中心销为中心被卷绕。电池罐602的一端关闭且另一端开着。作为电池罐602可以使用对电解液具有抗腐蚀性的铝、钛等金属、它们的合金或者它们与其他金属的合金(例如不锈钢等)。另外，为了防止电解液所引起的腐蚀，电池罐602优选被铝等覆盖。在电池罐602的内侧，正极、负极及隔板被卷绕而成的电池元件由对置的一对绝缘板608和绝缘板609夹着。另外，在设置有电池元件的电池罐602的内部注入有非水电解液(未图示)。作为非水电解液，可以使用与硬币型蓄电池相同的电解液。通过使用包含树脂材料的外包装体代替由金属形成的电池罐602，可以实现具有柔性的圆筒型蓄电池300。在使用包含树脂材料的外包装体时，与外部连接的部分设为导电材料。
与上述硬币型蓄电池的正极及负极同样地制造正极604及负极606即可，但与硬币型蓄电池的不同之处是：因为用于圆筒型蓄电池的正极及负极被卷绕，所以活性物质形成在集电体的两个面上。正极604与正极端子(正极集电导线)603连接，而负极606与负极端子(负极集电导线)607连接。正极端子603及负极端子607都可以使用铝等金属材料。将正极端子603电阻焊接到安全阀机构612，而将负极端子607电阻焊接到电池罐602底。安全阀机构612与正极盖601通过ptc(positivetemperaturecoefficient：正温度系数)元件611电连接。当电池的内压上升到超过指定的阈值时，安全阀机构612切断正极盖601与正极604的电连接。另外，ptc元件611是在温度上升时其电阻增大的热敏感电阻元件，并通过电阻的增大来限制电流量以防止异常发热。作为ptc元件611，可以使用钛酸钡(batio3)类半导体陶瓷等。
[薄型蓄电池]
接下来，参照图3a对薄型蓄电池的一个例子进行说明。在将薄型蓄电池设为具有柔性的结构，安装在至少一部分具有柔性的电子设备上时，可以使蓄电池与电子设备的变形相应地弯曲。
图3a所示的薄型蓄电池500包括：包含正极集电体501及正极活性物质层502的正极503；包含负极集电体504及负极活性物质层505的负极506；隔板507；电解液508；以及外包装体509。在设置于外包装体509内的正极503与负极506之间设置有隔板507。此外，在外包装体509内充满了电解液508。
在图3a所示的薄型蓄电池500中，正极集电体501及负极集电体504还用作可与外部电接触的端子。因此，也可以配置为使正极集电体501及负极集电体504的一部分露出到外包装体509的外侧。此外，也可以使用导线电极将该导线电极与正极集电体501或负极集电体504进行超声波焊接，使导线电极的一部分露出到外包装体509的外侧，而不使正极集电体501及负极集电体504露出到外包装体509的外侧。
在薄型蓄电池500中，作为外包装体509，例如可以使用如下三层结构的膜：在由聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、离聚物、聚酰胺等的材料构成的膜上设置铝、不锈钢、铜、镍等的高柔性的金属薄膜，并且在该金属薄膜上作为外包装体的外表面设置聚酰胺类树脂、聚酯类树脂等的绝缘性合成树脂膜。例如，可以使用包含树脂膜和金属薄膜的叠层的膜。至少包含树脂膜和金属薄膜的叠层的膜具有高的水分阻挡性，其重量轻，且散热性优良，从而适合用于便携式电子设备的蓄电池。
另外，图3b示出薄型蓄电池500的截面结构的一个例子。为了简化起见，图3a示出包括两个集电体，即一对电极层的例子，但是实际上包括三个以上的电极层。
图3b中，作为一个例子，电极层数目设为16个。另外，即使包括16个电极层，蓄电池500也具有柔性。图3b示出具有8层的负极集电体504和8层的正极集电体501的总和16层的结构。另外，图3b示出负极的提取部的截面，将8层的负极集电体504超声波焊接。例如，使用超声波焊接机对多个电极层进行超声波焊接来使它们电连接。另外，本发明不局限于超声波焊接等焊接，也可以使用螺栓固定来进行集电体彼此的电连接。当然，电极层的个数不局限于16，既可以多于16，又可以少于16。在电极层的个数多的情况下，可以制造具有更多容量的蓄电池。此外，在电极层的个数少的情况下，可以制造能够实现薄型化且具有优良的柔性的蓄电池。
另外，优选将隔板507加工为袋状，以配置为包裹正极503和负极506中的任一方。例如，如图4a所示，以夹有正极503的方式双折隔板507，且在与正极503重叠的区域的外侧使用密封部510密封，从而可以在隔板507内确实地支撑正极503。然后，如图4b所示，优选交替层叠被隔板507包裹的正极503和负极506并将它们配置在外包装体509内，来形成薄型蓄电池500。
在本实施方式中，虽然作为蓄电池示出硬币型、薄型及圆筒型的蓄电池，但是可以使用密封型蓄电池、方型蓄电池等各种形状的其他蓄电池。此外，也可以采用层叠有多个正极、多个负极、多个隔板的结构以及卷绕有正极、负极、隔板的结构。
薄型蓄电池不局限于图3，图5示出其他例子。图5a所示的卷绕体993包括负极994、正极995以及隔板996。
卷绕体993是将夹持隔板996的负极994与正极995层叠、并将该层叠片卷绕而形成的。通过使用方型密封容器等覆盖该卷绕体993，制造方型二次电池。
另外，可以根据所需要的容量和元件体积适当地设计由负极994、正极995及隔板996构成的叠层的层叠数。负极994通过导线电极997和导线电极998中的一方连接于负极集电体（未图示），而正极995通过导线电极997和导线电极998中的另一方连接于正极集电体（未图示）。
图5b和5c所示的蓄电装置980是在由于利用热压合等将膜981和具有凹部的膜982贴合而形成的空间中收纳上述卷绕体993而制造的。卷绕体993具有导线电极997及导线电极998，并在膜981和具有凹部的膜982之间的空间内部被浸在电解液中。
膜981和具有凹部的膜982例如由铝等金属材料或树脂材料构成。在膜981和具有凹部的膜982使用树脂材料作为材料的情况下，膜981和具有凹部的膜982在由外部施加力时能够变形，由此可以制造柔性蓄电池。在膜981和具有凹部的膜982在由外部施加力时能够变形的情况下，也可以通过使集电体的一部分合金化来实现集电体与接触的活性物质层之间的高粘附性。
膜的凹部可以通过压制加工，例如压花（emboss）加工形成。通过压花加工形成在膜表面（或膜背面）的凹部形成封闭空间，其中将膜用作密封结构的壁的一部分的空间的容积可变。上述封闭空间也可以说是通过将膜的凹部形成为手风琴结构、风箱结构而形成。另外，本发明不局限于压制加工之一的压花加工，只要采用能够在膜的一部分形成浮雕（relief）的方法即可。
另外，虽然在图5b和5c中示出使用两个膜的例子，但是也可以弯折一个膜形成空间，并在该空间内收纳上述卷绕体993。
不仅可以使薄型蓄电池为具有柔性的蓄电装置，而且还可以通过将外包装体或密封容器设为树脂材料等而制造具有柔性的蓄电装置。在将外包装体或密封容器设为树脂材料时，与外部连接的部分设为导电材料。
例如，图6示出具有柔性的方型蓄电池的例子。因为图6a所示的卷绕体993与图5a相同，所以省略详细的说明。
图6b和6c所示的蓄电装置990是在外包装体991内部收纳上述卷绕体993而制造的。卷绕体993具有导线电极997及导线电极998，并在外包装体991和外包装体992的内部浸在电解液中。外包装体991和外包装体992例如可以使用铝等金属材料或树脂材料。在外包装体991和外包装体992使用树脂材料作为材料的情况下，外包装体991和外包装体992在由外部施加力时能够变形，由此可以制造柔性方型蓄电池。在外包装体991和外包装体992在由外部施加力时能够变形的情况下，也可以通过使集电体的一部分合金化来实现集电体与接触的活性物质层之间的高粘附性。
以下使用图7、图8、图9说明蓄电装置（蓄电体）的结构例子。
图7a及图7b是显示蓄电装置的外观图的图。蓄电装置包括电路板900及蓄电体913。蓄电体913上贴有签条910。再者，如图7b所示，蓄电装置包括端子951及端子952，签条910的背面包括天线914及天线915。
电路板900包括端子911及电路912。端子911连接于端子951、端子952、天线914、天线915以及电路912。注意，也可以设置多个端子911，并将多个端子911分别用作控制信号输入端子、电源端子等。
电路912也可以设置在电路板900的背面。注意，天线914及天线915不限于线圈状，例如也可以是线状或板状。另外，还可以使用平面天线、口径天线、行波天线、eh天线、磁场天线或介质天线等天线。或者，天线914或天线915也可以是平板状的导体。该平板状的导体可以被用作用于电场耦合的导体中的一个。也就是说，也可以将天线914或天线915用作电容器所包括的两个导体中的一个导体。由此，不仅可以利用电磁场及磁场，还可以利用电场进行电力的发送和接收。
天线914的线宽优选大于天线915的线宽。由此，可以增大由天线914接收的电力量。
蓄电装置在天线914及天线915与蓄电体913之间具有层916。层916例如具有遮蔽蓄电体913所产生的电磁场的功能。作为层916，例如可以使用磁性体。
注意，蓄电装置的结构不局限于图7。
例如，如图8a1及图8a2所示，也可以在图7a及图7b所示的蓄电体913中的对置的一对面上分别设置天线。图8a1是从上述一对面中的一个一侧的方向观察的外观图，图8a2是从上述一对面的另一个一侧的方向观察的外观图。另外，至于与图7a和图7b所示的蓄电装置相同的部分，可以适当地援用图7a和图7b所示的蓄电装置的说明。
如图8a1所示，在蓄电体913的一对面中的一个上以夹着层916的方式设置有天线914，如图8a2所示，在蓄电体913的一对面的另一个上以夹着层917的方式设置有天线915。层917例如具有遮蔽蓄电体913所产生的电磁场的功能。作为层917，例如可以使用磁性体。
通过采用上述结构，可以增大天线914及天线915双方的尺寸。
或者，如图8b1及图8b2所示，在图7a及图7b所示的蓄电体913中，对置的一对面各自也可设置其他天线。图8b1是示出从上述一对面中的一个一侧的方向观察的外观图，图8b2是示出上述一对面中的另一个一侧的方向观察的外观图。另外，与图7a及图7b所示的蓄电装置相同的部分可以适当地援用图7a及图7b所示的蓄电装置的说明。
如图8b1所示，在蓄电体913的一对面中的一个上以夹着层916的方式设置有天线914和天线915，如图8a2所示，在蓄电体913的一对面的另一个上以夹着层917的方式设置有天线918。天线918例如具有能够与外部设备进行数据通信的功能。作为天线918，例如可以使用具有能够应用于天线914及天线915的形状的天线。作为利用天线918的蓄电装置与其他设备之间的通信方法，可以使用nfc等能够在蓄电装置与其他设备之间使用的响应方式等。
或者，如图9a所示，也可以在图7a及图7b所示的蓄电体913上设置显示装置920。显示装置920通过端子919与端子911电连接。另外，也可以在设置有显示装置920的部分不设有签条910。此外，与图7a及图7b所示的蓄电装置相同的部分可以适当地援用图7a及图7b所示的蓄电装置的说明。
在显示装置920上，例如可以显示示出是否在进行充电的图像、示出蓄电量的图像等。作为显示装置920，例如可以使用电子纸、液晶显示装置、电致发光(也称为el)显示装置等。例如，通过使用电子纸可以降低显示装置920的耗电量。
或者，如图9b所示，也可以在图7a及图7b所示的蓄电体913中设置传感器921。传感器921通过端子922与端子911电连接。另外，传感器921也可以设置在签条910的背面一侧。此外，与图7a及图7b所示的蓄电装置相同的部分可以适当地援用图7a及图7b所示的蓄电装置的说明。
传感器921例如可以使用包括能够测量如下因素的功能的传感器：力、位移、位置、速度、加速度、角速度、转数、距离、光、液、磁、温度、化学物质、声音、时间、硬度、电场、电流、电压、电力、辐射线、流量、湿度、斜率、振动、气味或红外线。通过设置传感器921，例如可以检测出示出放置有蓄电装置的环境的数据(温度等)，将其储存在电路912内的存储器中。
另外，图10示出将图3、图5和图6所示的具有柔性的蓄电池安装在电子设备中的例子。作为应用具有柔性形状的蓄电装置的电子设备，例如可以举出电视装置(也称为电视或电视接收机)、用于计算机等的显示器、数码相机、数码摄像机、数码相框、移动电话机(也称为移动电话、移动电话装置)、便携式游戏机、便携式信息终端、声音再现装置、弹珠机等大型游戏机等。
此外，也可以将具有柔性形状的蓄电装置沿着在房屋及高楼的内壁或外壁、汽车的内部装饰或外部装饰的曲面组装。
图10a示出移动电话机的一个例子。移动电话机7400除了组装在框体7401中的显示部7402之外还具备操作按钮7403、外部连接端口7404、扬声器7405、麦克风7406等。另外，移动电话机7400具有蓄电装置7407。
图10b示出使移动电话机7400弯曲的状态。在利用外部的力使移动电话机7400变形而使其整体弯曲时，设置在其内部的蓄电装置7407也被弯曲。图10c示出此时被弯曲的蓄电装置7407的状态。蓄电装置7407是薄型蓄电池。蓄电装置7407在弯曲状态下被固定。蓄电装置7407具有与集电体7409电连接的导线电极7408。例如，集电体7409为含有铜作为主要成分的金属箔，其一部分与镓合金化，由此集电体7409与接触的活性物质层之间的粘附性得到提高，使得蓄电装置7407成为在弯曲状态下的可靠性高的结构。
图10d示出手镯型显示装置的一个例子。便携式显示装置7100具备框体7101、显示部7102、操作按钮7103及蓄电装置7104。另外，图10e示出被弯曲的蓄电装置7104的状态。当蓄电装置7104在弯曲状态下被装于使用者的胳膊时，框体变形，使得蓄电装置7104的部分或全部的曲率变化。由等价圆半径值表示的曲线的任一点上的弯曲程度被称为曲率半径，而曲率半径的倒数被称为曲率。具体地说，框体或蓄电装置7104的主表面的部分或全部在曲率半径r为40mm以上且150mm以下的范围内变化。只要蓄电装置7104的主表面的曲率半径r为40mm以上且150mm以下，就可以保持高可靠性。蓄电装置7104具有与集电体7106电连接的导线电极7105。例如，集电体7106为包含铜作为主要成分的金属箔，其一部分与镓合金化，由此集电体7106与接触的活性物质层之间的粘附性得到提高，并且蓄电装置7104成为即使以曲率变化的方式被弯曲的次数多，也可以保持高可靠性的结构。
图10f是手表型便携式信息终端的一个例子。便携式信息终端7200包括框体7201、显示部7202、带子7203、带扣7204、操作按钮7205、输出输入端子7206等。
便携式信息终端7200可以执行移动电话、电子邮件、文章的阅读及编写、音乐重放、网络通信、电脑游戏等各种应用程序。
显示部7202按其显示面弯曲的方式设置，能够沿着弯曲的显示面进行显示。另外，显示部7202具备触摸传感器，可以用手指或触屏笔等触摸画面来进行操作。例如，通过触摸显示于显示部7202的图标7207，可以启动应用程序。
操作按钮7205除了时刻设定之外，还可以具有电源开关操作、无线通信的开关操作、情景模式的执行及解除、省电模式的执行及解除等各种功能。例如，通过利用组装在便携式信息终端7200中的操作系统，可以自由地设定操作按钮7205的功能。
另外，便携式信息终端7200可以执行被通信标准化的近距离无线通讯。例如，通过与可无线通讯的耳麦相互通信，可以进行免提通话。
另外，便携式信息终端7200具备输出输入端子7206，可以通过连接器直接与其他信息终端进行数据的交换。另外，也可以通过输出输入端子7206进行充电。另外，充电操作也可以利用无线供电进行，而不通过输出输入端子7206。
便携式信息终端7200的显示部7202具有具备根据本发明的一个方式的电极部件的蓄电装置。例如，图10e所示的蓄电装置7104可以在弯曲状态下组装入框体7201的内部，或者，可以在能够弯曲的状态下组装入带子7203的内部。
当将蓄电池安装于车辆时，可以实现混合动力汽车(hev)、电动汽车(ev)或插电式混合动力汽车(phev)等新一代清洁能源汽车。
在图11中，例示出使用本发明的一个方式的车辆。图11a所示的汽车8100是使用电动机作为用来行驶的动力源的电动汽车。或者，汽车8100是能够适当地选择电动机或引擎作为用来行驶的动力源的混合动力汽车。通过使用本发明的一个方式，可以实现续航距离长的车辆。另外，汽车8100包括蓄电装置。蓄电装置不但驱动电动机，而且还可以将电力供应到车头灯8101或室内灯(未图示)等的发光装置。
另外，蓄电装置也可以将电力供应到汽车8100所具有的速度表、转速计等显示装置。此外，蓄电装置也可以将电力供应到汽车8100所具有的导航系统等半导体装置。
在图11b所示的汽车8200中，汽车8200所具有的蓄电装置可以通过利用插电(plug-in)方式或非接触供电方式等接受从外部的充电设备供应的电力。图11b示出从地上设置型的充电装置8021通过电缆8022对安装于汽车8200的蓄电装置进行充电的状态。当进行充电时，作为充电方法、连接器的规格等，根据chademo(注册商标)或联合充电系统“combinedchargingsystem”等规定的方式适当地进行即可。作为充电装置8021，也可以使用设置在商业设施的充电站或家庭的电源。例如，通过利用插电技术从外部供应电力，可以对安装于汽车8200的蓄电装置进行充电。可以通过ac/dc转换器等转换装置将交流电力转换成直流电力来进行充电。
另外，虽未图示，但是也可以将受电装置安装在车辆上，并从地上的送电装置非接触地供应电力来进行充电。当利用该非接触供电方式时，通过在公路或外壁中组装送电装置，行驶中也可以进行充电，而不限于停车中。此外，也可以利用该非接触供电方式，在2辆车辆之间进行电力的发送及接收。再者，还可以在车辆的外部装饰部设置太阳能电池，在停车时、行驶时进行蓄电装置的充电。可以利用电磁感应方式或磁场共振方式实现这样的非接触供电。
根据本发明的一个方式，可以使蓄电装置的循环特性良好，并可以提高可靠性。此外，根据本发明的一个方式，可以提高蓄电装置的特性，而可以使蓄电装置本身小型轻量化。如果可以使蓄电装置本身小型轻量化，就有助于实现车辆的轻量化，从而可以延长续航距离。另外，也可以将安装在车辆上的蓄电装置用作车辆以外的电力供应源。此时，可以避免在电力需求高峰时使用商业电源。
本实施方式的至少一部分可以与本说明书所记载的其他实施方式适当地组合而实施。
实施例1
在本实施例中，说明可以用于包含在本发明的一个方式的蓄电装置所用的非水电解质中的非水溶剂的由下述结构式表示的1-甲基-3-（2-丙氧基乙基）咪唑鎓双（氟磺酰基）氨化物（简称：poemi-fsa）的合成例。
<1-甲基-3-（2-丙氧基乙基）咪唑鎓氯化物的合成>
将8.27g（101mmol）的1-甲基-咪唑、13.4g（109mmol）的2-氯乙基丙基醚、5ml的乙腈加入100ml的三口烧瓶中。将这个溶液在氮气流下在80℃下搅拌6小时并在100℃下搅拌8小时。在反应后，对得到的溶液加入乙酸乙酯搅拌，去除有机层，从而清洗。对得到的水层加入100ml的乙腈和5.27g的活性炭搅拌20小时。在搅拌之后，将该水层通过硅藻土（日本和光纯药工业株式会社，目录号码:537-02305）抽滤，并浓缩滤液。对得到的溶液加入水，并使用乙酸乙酯清洗水层。对该水层进行浓缩及干燥，以得到目标物的黄色液体，产量为17.0g，产率为82%。
根据核磁共振法（nmr）可确认：经上述步骤合成的化合物为目标物，即1-甲基-3-（2-丙氧基乙基）咪唑鎓氯化物。
所得到的化合物的1hnmr数据如下：
1hnmr(cdcl3，300mhz):δ=0.88(t、j=7.2hz、3h)、1.51-1.63(m、2h)、3.42(t、j=6.9hz、2h)、3.79-3.82(m、2h)、4.08(s、3h)、4.59-4.62(m、2h)、7.21-7.22(m、1h)、7.43-7.44(m、1h)、10.70(s、1h)。
图12示出1hnmr谱图。
<poemi-fsa的合成>
将17.0g（83.1mmol）的1-甲基-3-（2-丙氧基乙基）咪唑鎓氯化物、20.1g（91.7mmol）的双（氟磺酰基）氨化钾以及20ml的水加入100ml的茄形烧瓶中。将这个溶液在室温下搅拌20小时。在反应后，对得到的溶液加入水，并使用二氯甲烷萃取水层。所得到的萃取液与有机层合并并用水清洗，使用硫酸镁使有机层干燥。对该溶液通过自然过滤去除硫酸镁，对滤液进行浓缩及干燥，以得到目标物的黄色液体，产量为26.2g，产率为90%。
根据核磁共振法（nmr）可确认：经上述步骤合成的化合物为目标物，即poemi-fsa。
所得到的化合物的1hnmr数据如下：
1hnmr(1,1,2,2-四氯乙烷-d2，300mhz):δ=0.90(t、j=7.5hz、3h)、1.53-1.65(m、2h)、3.44(t、j=6.9hz、2h)、3.74-3.77(m、2h)、3.96(s、3h)、4.33-4.36(m、2h)、7.22-7.23(m、1h)、7.40-7.41(m、1h)、8.58(s、1h)。
图13示出1hnmr谱图。
如上所述，可以确认能够合成poemi-fsa。
实施例2
在本实施例中，说明可以用于包含在本发明的一个方式的蓄电装置所用的非水电解质中的非水溶剂的由下述结构式表示的1-（4-甲氧基丁基）-3-甲基咪唑鎓双（氟磺酰基）氨化物（简称：mobmi-fsa）的合成例。
<1-（4-甲氧基丁基）-3-甲基咪唑鎓氯化物的合成>
将8.28g（101mmol）的1-甲基-咪唑加入100ml的三口烧瓶中，在氮气流下冷却到0，并加入12.6g（103mmol）的1-氯-4-甲氧基丁烷。将这个溶液在80°下搅拌7小时。在反应后，对得到的溶液加入乙酸乙酯搅拌，去除有机层，从而清洗。对得到的水层加入100ml的乙腈和6.74g的活性炭搅拌20小时。在搅拌后，将该水层通过硅藻土（日本和光纯药工业株式会社，目录号码:537-02305）抽滤，并浓缩滤液。对得到的溶液加入水，并使用乙酸乙酯清洗水层。对该水层进行浓缩及干燥，以得到目标物的淡黄色液体，产量为12.5g，产率为60%。
根据核磁共振法（nmr）可确认：经上述步骤合成的化合物为目标物，即1-（4-甲氧基丁基）3-甲基咪唑鎓氯化物。
所得到的化合物的1hnmr数据如下：
1hnmr(dmso-d6，300mhz):δ=1.43-1.52(m、2h)、1.78-1.88(m、2h)、3.22(s、3h)、3.31-3.35(m、2h)、3.85(s、3h)、4.17(t、j=7.2hz、2h)、7.70-7.71(m、1h)、7.77-7.78(m、1h)、9.13(s、1h)。
图14示出1hnmr谱图。
<mobmi-fsa的合成>
将12.5g（61.2mmol）的1-（4-甲氧基丁基）-3-甲基咪唑鎓氯化物、13.9g（63.2mmol）的双（氟磺酰基）氨化钾以及30ml的水加入200ml的茄形烧瓶中。将这个溶液在室温下搅拌91小时。在反应后，对得到的溶液加入水，并使用二氯甲烷萃取水层。所得到的萃取液与有机层合并并用水清洗，使用硫酸镁使有机层干燥。对该溶液通过自然过滤去除硫酸镁，对滤液进行浓缩及干燥，以得到目标物的透明液体，产量为17.9g，产率为83%。
根据核磁共振法（nmr）可确认：经上述步骤合成的化合物为目标物，即mobmi-fsa。
所得到的化合物的1hnmr数据如下：
1hnmr(cdcl3，300mhz):δ=1.56-1.65(m、2h)、1.98(quin、j=7.5hz、2h)、3.32(s、3h)、3.43(t、j=6.0hz、2h)、3.95(s、3h)、4.24(t、j=7.5hz、2h)、7.30-7.34(m、2h)、8.62(s、1h)。
图15示出1hnmr谱图。
如上所述，可以确认能够合成mobmi-fsa。
实施例3
在本实施例中，说明可以用于包含在本发明的一个方式的蓄电装置所用的非水电解质中的非水溶剂的由下述结构式表示的1-己基-3-甲基咪唑鎓双（氟磺酰基）氨化物（简称：hmi-fsa）的合成例。
<hmi-fsa的合成>
将22.7g（91.9mmol）的1-己基-3-甲基咪唑鎓溴化物、22.1g（101mmol）的双（氟磺酰基）氨化钾以及40ml的水加入200ml的三角烧瓶中。将这个溶液在室温下搅拌19小时。在反应后，对得到的溶液使用二氯甲烷进行萃取。将得到的萃取液与有机层合并并用水清洗，使用硫酸镁使有机层干燥。对该溶液通过自然过滤去除硫酸镁，对滤液进行浓缩及干燥，以得到目标物的黄色液体，产量为28.6g，产率为89%。
根据核磁共振法（nmr）可确认：经上述步骤合成的化合物为目标物，即hmi-fsa。
所得到的化合物的1hnmr数据如下：
1hnmr(cdcl3，300mhz):δ=0.86-0.91(m、3h)、1.33-1.37(m、6h)、1.83-1.91(m、2h)、3.96(s、3h)、4.18(t、j=7.8hz、2h)、7.27-7.30(m、2h)、8.66(s、1h)。
图16示出1hnmr谱图。
如上所述，可以确认能够合成hmi-fsa。
实施例4
在本实施例中，说明可以用于包含在本发明的一个方式的蓄电装置所用的非水电解质中的非水溶剂的由下述结构式表示的3-[（2-甲氧基乙氧基甲基）]-1-甲基咪唑鎓双（氟磺酰基）氨化物（简称：meom2i-fsa）的合成例。
<3-（2-甲氧基乙氧基甲基）-1-甲基咪唑鎓氯化物的合成>
将8.23g（100mmol）的1-甲基-咪唑及5ml的乙腈加入100ml的三口烧瓶中。将这个溶液在氮气流下冷却到0°，并滴加12.5g（100mmol）的2-甲氧基乙氧基甲基氯化物。在滴加后，使这个溶液的温度上升到室温，搅拌4天。在反应后，对得到的溶液加入乙酸乙酯搅拌，去除有机层，从而清洗。对得到的水层加入100ml的乙腈和6.47g的活性炭搅拌24小时。在搅拌后，将该水层通过硅藻土抽滤，并浓缩滤液。对得到的溶液加入水，并使用乙酸乙酯清洗水层。对该水层进行浓缩及干燥，以得到目标物的透明液体，产量为16.4g，产率为79%。
根据核磁共振法（nmr）可确认：经上述步骤合成的化合物为目标物，即3-（2-甲氧基乙氧基甲基）-1-甲基咪唑鎓氯化物。
所得到的化合物的1hnmr数据如下：
1hnmr(cdcl3，300mhz):δ=3.34(s、3h)、3.54-3.56(m、2h)、3.85-3.88(m、2h)、4.11(s、3h)、5.88(s、2h)、7.25-7.26(m、1h)、7.45-7.47(m、1h)、11.20(s、1h)。
图17示出1hnmr谱图。
<meom2i-fsa的合成>
将16.4g（79.3mmol）的3-（2-甲氧基乙氧基甲基）-3-甲基咪唑鎓氯化物、19.2g（87.4mmol）的双（氟磺酰基）氨化钾以及30ml的水加入200ml的茄形烧瓶中。将这个溶液在室温下搅拌17小时。在反应后，对得到的溶液加入水，并使用二氯甲烷萃取水层。所得到的萃取液与有机层合并并用水清洗，使用硫酸镁使有机层干燥。对该溶液通过自然过滤去除硫酸镁，对滤液进行浓缩及干燥，以得到目标物的透明液体，产量为21.2g，产率为76%。
根据核磁共振法（nmr）可确认：经上述步骤合成的化合物为目标物，即meom2i-fsa。
所得到的化合物的1hnmr数据如下：
1hnmr(dmso-d6，300mhz):δ=3.22(s、3h)、3.43-3.46(m、2h)、3.63-3.66(m、2h)、3.89(s、3h)、5.57(s、2h)、7.75-7.76(m、1h)、7.83-7.84(m、1h)、9.26(s、1h)。
图18示出1hnmr谱图。
如上所述，可以确认能够合成meom2i-fsa。
实施例5
在本实施例中，说明可以用于包含在本发明的一个方式的蓄电装置所用的非水电解质中的非水溶剂的由下述结构式表示的3-[2-（甲氧基甲氧基）乙基）-1-甲基咪唑鎓双（氟磺酰基）氨化物（简称：mo2emi-fsa）的合成例。
<3-[2-（甲氧基甲氧基）乙基）-1-甲基咪唑鎓溴化物的合成>
将7.25g（88.3mmol）的1-甲基咪唑、5ml的乙腈以及10.2g（60.4mmol）的1-溴-2-（甲氧基甲氧基）乙烷加入100ml的三口烧瓶中。将这个溶液在氮气流下在80℃下搅拌7小时。在反应后，对得到的溶液加入乙酸乙酯搅拌，去除有机层，从而清洗。对得到的水层加入100ml的乙腈和6.69g的活性炭搅拌3天。在搅拌后，将该水层通过硅藻土抽滤，并浓缩滤液。对得到的溶液加入水，并使用乙酸乙酯清洗水层。对该水层进行浓缩及干燥，以得到目标物的透明液体，产量为13.2g，产率为87%。
根据核磁共振法（nmr）可确认：经上述步骤合成的化合物为目标物，即3-[2-（甲氧基甲氧基）乙基]-1-甲基-1-咪唑鎓溴化物。
所得到的化合物的1hnmr数据如下：
1hnmr(cdcl3，300mhz):δ=3.32(s、3h)、3.93-3.96(m、2h)、4.09(s、3h)、4.63-4.66(m、4h)、7.16(s、1h)、7.40(s、1h)、10.75(s、1h)。
图19示出1hnmr谱图。
<mo2emi-fsa的合成>
将13.2g（52.7mmol）的3-[2-（甲氧基甲氧基）乙基）-1-甲基咪唑鎓溴化物、12.8g（58.3mmol）的双（氟磺酰基）氨化钾以及30ml的水加入200ml的茄形烧瓶中。将这个溶液在室温下搅拌17小时。在反应后，对得到的溶液加入水，并使用二氯甲烷萃取水层。所得到的萃取液与有机层合并并用水清洗，使用硫酸镁使有机层干燥。对该溶液通过自然过滤去除硫酸镁，对滤液进行浓缩及干燥，以得到目标物的透明液体，产量为15.0g，产率为81%。
根据核磁共振法（nmr）可确认：经上述步骤合成的化合物为目标物，即mo2emi-fsa。
所得到的化合物的1hnmr数据如下：
1hnmr(cdcl3，300mhz):δ=3.33(s、3h)、3.89-3.92(m、2h)、4.00(s、3h)、4.41-4.45(m、2h)、4.64(s、2h)、7.22(s、1h)、7.40(s、1h)、8.82(s、1h)。
图20示出1hnmr谱图。
如上所述，可以确认能够合成mo2emi-fsa。
实施例6
在本实施例中，使用上述实施方式所示的非水电解质制造蓄电装置，并且对该蓄电装置进行评价。该蓄电装置设为硬币型锂离子二次电池。另外，作为本实施例中的硬币型锂离子二次电池，制造具有将磷酸铁锂(lifepo4)用于一个电极而将石墨用于另一个电极的磷酸铁锂-石墨的全电池(fullcell)结构的蓄电装置。
全电池是指正极材料和负极材料都使用li金属以外的活性物质的锂离子二次电池的电池(cell)。
另外，为了对非水溶剂的不同进行比较，采用与上述全电池相同的电池结构，并且改变非水溶剂的条件，从而制造样品1至样品7。表1示出本实施例所制造的正极、负极以及非水电解质的条件。
[表1]
另外，以下示出包含在非水电解质中的阳离子的结构式。
作为样品1的非水电解质，使用在作为离子液体的1-乙基-3-甲基咪唑鎓双（氟磺酰基）氨化物（简称：emi-fsa）中以1mol/l的浓度溶解有作为碱金属盐的litfsa（简称）的非水电解质。
作为样品2的非水电解质，使用在作为离子液体的1-丁基-3-甲基咪唑鎓双（氟磺酰基）氨化物（简称：bmi-fsa）中以1mol/l的浓度溶解有作为碱金属盐的litfsa的非水电解质。
作为样品3的非水电解质，使用在作为离子液体的1-己基-3-甲基咪唑鎓双（氟磺酰基）氨化物（简称：hmi-fsa）中以1mol/l的浓度溶解有作为碱金属盐的litfsa的非水电解质。
作为样品4的非水电解质，使用在作为离子液体的3-甲基-1-辛基咪唑鎓双（氟磺酰基）氨化物（简称：moi-fsa）中以1mol/l的浓度溶解有作为碱金属盐的litfsa的非水电解质。
作为样品5的非水电解质，使用在作为离子液体的3-甲基-1-壬基咪唑鎓双（氟磺酰基）氨化物（简称：mni-fsa）中以1mol/l的浓度溶解有作为碱金属盐的litfsa的非水电解质。
作为样品6的非水电解质，使用在作为离子液体的1-癸基-3-甲基咪唑鎓双（氟磺酰基）氨化物（简称：dmi-fsa）中以1mol/l的浓度溶解有作为碱金属盐的litfsa的非水电解质。
作为样品7的非水电解质，使用在作为离子液体的1-甲基-3-（2-丙氧基乙基）咪唑鎓双（氟磺酰基）氨化物（简称：poemi-fsa）中以1mol/l的浓度溶解有作为碱金属盐的litfsa的非水电解质。
在此，采用图21a对表1所示的本实施例所制造的各样品的制造方法进行以下说明。图21a示出全电池的截面结构。
(样品1至样品7：全电池结构的制造方法)
样品1至样品7包括用作外部端子的框体171及框体172、正极148、负极150、环状绝缘体173、隔板156、间隔物181以及垫圈183。
作为框体171及框体172使用由不锈钢(sus)形成的框体。另外，作为间隔物181及垫圈183也使用由不锈钢(sus)形成的间隔物及垫圈。
在正极148中，在为铝箔(15.958φ)的正极集电体142上设置有以94.4：0.6：5(重量比)的比例包括正极活性物质、导电助剂及粘合剂的正极活性物质层143。另外，作为正极活性物质使用磷酸铁锂(lifepo4)。此外，作为导电助剂使用氧化石墨烯(go：grapheneoxide)。另外，作为粘合剂使用聚偏氟乙烯(pvdf)。正极活性物质层143的条件是：膜厚度为60μm以上且70μm以下，正极活性物质的负载量为7mg/cm2以上且8mg/cm2以下，密度为1.8g/cc以上且2.0g/cc以下。
在负极150中，在为铝箔(15.958φ)的负极集电体145上设置有以97：1.5：1.5(重量比)的比例包括负极活性物质、第一粘合剂及第二粘合剂的负极活性物质层146。另外，作为负极活性物质使用球状天然石墨。此外，作为第一粘合剂使用具有粘结性的羧甲基纤维素(cmc)。作为第二粘合剂使用丁苯橡胶(sbr)。负极活性物质层146的条件是：膜厚度为80μm以上且90μm以下，负极活性物质的负载量为8mg/cm2以上且9mg/cm2以下，密度为0.9g/cc以上且1.2g/cc以下。
隔板156使用沃特曼公司(whatman公司)制造的玻璃纤维滤纸gf/c。将gf/c的膜厚度设定为260μm。
另外，将正极148、负极150以及隔板156浸渍于样品1至样品7的非水电解质中。
然后，如图21a所示，将框体171放在下面并从底侧依次层叠正极148、隔板156、环状绝缘体173、负极150、间隔物181、垫圈183、框体172，并且使用“硬币型电池敛缝机”将框体171与框体172敛缝，来制造样品1至样品7。
(各样品的初次充放电特性的评价结果)
接着，对上述样品1至样品7的初次充放电进行测定。该测定使用充放电测量仪(日本东洋系统公司(toyosystemco.，ltd.)制造)对样品1至样品7在60℃的恒温槽中进行。此外，作为该测定的充电方式采用恒电流方式，以大约0.1c(0.1ma/cm2)的充电率进行恒电流充电之后，以相同c的放电率进行放电。
图22a示出样品1的初次充放电特性的测定结果，图22b示出样品2的初次充放电特性的测定结果，图23a示出样品3的初次充放电特性的测定结果，图23b示出样品4的初次充放电特性的测定结果，图24a示出样品5的初次充放电特性的测定结果，图24b示出样品6的初次充放电特性的测定结果，并且图25示出样品7的初次充放电特性的测定结果。另外，在图22至图25中，横轴表示正极活性物质重量的单位容量（mah/g），且纵轴表示电压（v）。
如图22至图25所示，各样品的放电特性之一——截止电压(2v)的放电容量分别如下：样品1为62mah/g，样品2为86mah/g，样品3为121mah/g，样品4为110mah/g，样品5为106mah/g，样品6为113mah/g，样品7为101mah/g。
另外，图26a示出各样品的初次充放电效率，而图26b示出各样品的循环特性的测定结果。
由图22至25所示，初次充放电特性中，样品2至样品7均获得良好的结果。如图26a所示，样品2至样品7得到初次充放电效率为50%以上的良好的结果。另外，如图26b所示，样品3至样品7得到良好的循环特性。
如上所述，在本实施例中可以确认到：含有具有四个以上的原子的直链（所述直链包含c和o中的至少一种）的咪唑鎓阳离子的样品2至7的电池特性良好。
实施例7
在本实施例中，使用本发明的一个方式的非水电解质制造蓄电装置，并且对该蓄电装置进行评价。该蓄电装置设为硬币型锂离子二次电池。另外，作为本实施例中的硬币型锂离子二次电池，制造具有将磷酸铁锂(lifepo4)用于一个电极而将li金属用于另一个电极的磷酸铁锂-li金属的半电池(halfcell)的蓄电装置。
半电池是指正极使用li金属以外的活性物质，而负极使用li金属的锂离子二次电池的电池(cell)。在本实施例所示的半电池中，将磷酸铁锂作为活性物质用于正极，将li金属用于负极。
另外，为了对非水溶剂的不同进行比较，采用与上述半电池相同的电池结构，并且改变非水溶剂的条件，从而制造样品8、样品9。表2示出本实施例所制造的正极、负极以及非水电解质的条件。
[表2]
另外，以下表示包含在非水电解质中的阳离子的结构式。
作为样品8的非水电解质，使用在作为离子液体的1-己基-3-甲基咪唑鎓双（氟磺酰基）氨化物（简称：hmi-fsa）中以1mol/l的浓度溶解有作为碱金属盐的litfsa（简称）的非水电解质。
作为样品9的非水电解质，使用在作为离子液体的1-甲基-3-（2-丙氧基乙基）咪唑鎓双（氟磺酰基）氨化物（简称：poemi-fsa）中以1mol/l的浓度溶解有作为碱金属盐的litfsa的非水电解质。
在此，参照图21b说明表2所示的本实施例所制造的各样品的制造方法。图21b示出半电池的截面结构。
(样品8、样品9：半电池结构的制造方法)
样品8、样品9包括用作外部端子的框体171及框体172、正极148、负极149、环状绝缘体173、隔板156、间隔物181以及垫圈183。
作为框体171及框体172使用由不锈钢(sus)形成的框体。另外，作为间隔物181及垫圈183也使用由不锈钢(sus)形成的间隔物及垫圈。
在正极148中，在为铝箔(15.958φ)的正极集电体142上设置有以94.4：0.6：5(重量比)的比例包括正极活性物质、导电助剂及粘合剂的正极活性物质层143。另外，作为正极活性物质使用磷酸铁锂(lifepo4)。此外，作为导电助剂使用氧化石墨烯(go：grapheneoxide)。另外，作为粘合剂使用聚偏氟乙烯(pvdf)。正极活性物质层143的条件是：膜厚度为60μm以上且70μm以下，正极活性物质的负载量为7mg/cm2以上且8mg/cm2以下，密度为1.8g/cc以上且2.0g/cc以下。
作为负极149，使用li金属。
隔板156使用沃特曼公司(whatman公司)制造的玻璃纤维滤纸gf/c。将gf/c的膜厚度设定为260μm。
另外，将正极148、负极149以及隔板156浸渍于上述样品8、样品9的非水电解质中。
然后，如图21b所示，将框体171放在下面并从底侧依次层叠正极148、隔板156、环状绝缘体173、负极149、间隔物181、垫圈183、框体172，并且使用“硬币型电池敛缝机”将框体171与框体172敛缝，来制造样品8、样品9。
接着，对上述样品8、样品9的充放电率特性进行测定。该测定使用充放电测量仪(日本东洋系统公司(toyosystemco.，ltd.)制造)在60℃的恒温槽中进行。充电的上限为4v，以0.1c的充电率进行充电，并以0.1c、0.2c、0.5c、1c、2c的各放电率进行放电。图27示出与各放电率相应的放电容量。在图27中，横轴表示放电率（c），且纵轴表示0.1（c）下的容量。其结果表明：样品9的特性优于样品8。
如上所述，在本实施例中可以确认到：在构成对咪唑鎓阳离子的氮引入的取代基的直链的原子个数相等的情况下，在该取代基包含氧（o）时，可以得到更好的电池特性。
实施例8
在本实施例中，说明作为本发明的一个方式的蓄电装置的一个例子的实施方式2所示的薄型蓄电池的特性。
在正极中，在铝的正极集电体上设置有以94.4：0.6：5(重量比)的比例包括正极活性物质、导电助剂及粘合剂的正极活性物质层。另外，作为正极活性物质使用磷酸铁锂(lifepo4)。此外，作为导电助剂使用氧化石墨烯(go：grapheneoxide)。另外，作为粘合剂使用聚偏氟乙烯(pvdf)。正极活性物质层的条件是：膜厚度为47μm以上且53μm以下，正极活性物质的负载量为8.5mg/cm2以上且9.1mg/cm2以下，密度为1.69g/cc以上且2.06g/cc以下。
在负极中，在铜的负极集电体上设置有以97：1.5：1.5(重量比)的比例包括负极活性物质、第一粘合剂及第二粘合剂的负极活性物质层。另外，作为负极活性物质使用球状天然石墨。此外，作为第一粘合剂使用具有粘结性的羧甲基纤维素(cmc)。作为第二粘合剂使用丁苯橡胶(sbr)。负极活性物质层的条件是：膜厚度为54μm以上且58μm以下，负载量为4.9mg/cm2以上且5.7mg/cm2以下，密度为0.93g/cc以上且1.07g/cc以下。
接着，使用正极和负极制造薄型蓄电池a至e。作为外包装体，使用由热熔接树脂覆盖的铝薄膜。作为隔板使用厚度为50μm的溶剂纺丝再生纤维素纤维(tf40，日本高度纸工业株式会社制造)。
在一个薄型蓄电池中，作为电极使用一个正极和一个负极，隔着隔板使它们各自形成有活性物质层的面面对面。
作为薄型蓄电池a的非水电解质，使用在作为离子液体的1-乙基-3-甲基咪唑鎓双（氟磺酰基）氨化物（简称：emi-fsa）中以1mol/l的浓度溶解有作为碱金属盐的litfsa（简称）的非水电解质。
作为薄型蓄电池b的非水电解质，使用在作为离子液体的3-甲基-1-丙基咪唑鎓双（氟磺酰基）氨化物（简称：mpi-fsa）中以1mol/l的浓度溶解有作为碱金属盐的litfsa的非水电解质。
作为薄型蓄电池c的非水电解质，使用在作为离子液体的1-丁基-3-甲基咪唑鎓双（氟磺酰基）氨化物（简称：bmi-fsa）中以1mol/l的浓度溶解有作为碱金属盐的litfsa的非水电解质。
作为薄型蓄电池d的非水电解质，使用在作为离子液体的1-己基-3-甲基咪唑鎓双（氟磺酰基）氨化物（简称：hmi-fsa）中以1mol/l的浓度溶解有作为碱金属盐的litfsa的非水电解质。
作为薄型蓄电池e的非水电解质，使用在作为离子液体的1-甲基-3-（2-丙氧基乙基）咪唑鎓双（氟磺酰基）氨化物（简称：poemi-fsa）中以1mol/l的浓度溶解有作为碱金属盐的litfsa的非水电解质。
另外，对薄型蓄电池d的离子液体的粘度及非水电解质的粘度、薄型蓄电池e的离子液体的粘度及非水电解质的粘度进行测定。hmi-fsa的粘度为48mpa·s，而在hmi-fsa中以1mol/l的浓度溶解有litfsa的非水电解质粘度为102mpa·s。poemi-fsa的粘度为36.4mpa·s，而在poemi-fsa中以1mol/l的浓度溶解有litfsa的非水电解质粘度为86.2mpa·s。
薄型蓄电池d的非水电解质的锂离子的扩散系数在25℃下为9.08×10-12m2/s，在10℃下为4.36×10-12m2/s，在0℃下为2.80×10-12m2/s，-10℃下为1.31×10-12m2/s，并在-25℃下为3.27×10-13m2/s。薄型蓄电池e的非水电解质的锂离子的扩散系数在25℃下为1.05×10-11m2/s，在10℃下为4.90×10-12m2/s，在0℃下为2.70×10-12m2/s，-10℃下为1.26×10-12m2/s，并在-25℃下为3.07×10-13m2/s。
接着，对所制造的薄型蓄电池a至e进行老化（ageing）。在计算充放电率时，将相对于正极活性物质重量为170ma/g的电流值设定为1c。
首先，说明老化（ageing）的流程。首先，在25℃下，以3.2v为上限电压且以0.01c的充电率进行充电(步骤1)。
接着，在进行脱气之后，再次进行密封(步骤2)。
然后，在25℃下，以4v为上限电压且以0.05c的充电率进行充电，然后以2v为下限电压且以0.2c的放电率进行放电(步骤3)。
接着，在25℃下交替进行充电及放电各两次。充电的条件为：上限电压为4v；充电率为0.2c。放电的条件为：下限电压为2v；放电率为0.2c(步骤4)。
接着，进行所制造的薄型蓄电池a至e的充放电循环测试。将测量温度设定为25℃。在此，充放电循环测试是指以一次充电和充电之后的一次放电为一个循环，而反复进行该循环。在初次循环中，以0.1c的充放电率进行充放电。接着，在以0.2c的充放电率进行200循环的充放电之后，以0.1c的充放电率进行1循环的充放电。然后，反复进行如下充放电：每隔以0.2c的充放电率进行200循环的充放电，以0.1c的充放电率进行1循环的充放电。
图28示出对薄型蓄电池a至e的老化（ageing）的测定结果。图29示出薄型蓄电池a至e的各循环的放电容量的推移。
如图29所示，薄型蓄电池c至e的循环特性良好。
如上所述，在本实施例中可以确认到：含有具有包含c和o中的至少一种的四个以上的原子的直链的咪唑鎓阳离子的薄型蓄电池c至e的电池特性良好。
另外，在薄型蓄电池d及e中，改变包含在负极中的物质来制造薄型蓄电池d1及e1。
在负极中，在铜的负极集电体上设置有以95：1.5：1.5：2(重量比)的比例包括负极活性物质、第一粘合剂、第二粘合剂以及导电助剂的负极活性物质层。另外，作为负极活性物质使用球状天然石墨。此外，作为第一粘合剂使用具有粘结性的羧甲基纤维素(cmc)。作为第二粘合剂使用丁苯橡胶(sbr)。作为导电助剂，使用气相生长碳纤维（vgcf:vapor-growncarbonfiber）。负极活性物质层的条件是：膜厚度为49μm以上且55μm以下，负载量为4.07mg/cm2以上且4.42mg/cm2以下，密度为0.85g/cc以上且0.92g/cc以下。
接着，对所制造的薄型蓄电池d1及e1的充放电率特性进行测定。该测定使用充放电测量仪(日本东洋系统公司(toyosystemco.，ltd.)制造)在60℃的恒温槽中进行。充电的上限为4v，以0.1c的充电率进行；并以0.1c、0.2c、0.5c、1c、2c的各放电率进行放电。图30a示出薄型蓄电池d1的充放电特性，而图31a示出薄型蓄电池e1的充放电特性。在图30a及图31a中，横轴表示正极活性物质重量的单位容量（mah/g），且纵轴表示电压（v）。图30b示出薄型蓄电池d1的与各放电率相应的放电容量，而图31b示出薄型蓄电池e1的与各放电率相应的放电容量。在图30b及31b中，横轴表示放电率（c），且纵轴表示0.1（c）下的放电容量。其结果表明：薄型蓄电池e1的特性优于薄型蓄电池ｄ1。
另外，对薄型蓄电池d1及e1的充放电特性的温度依赖性进行测定。该测定使用充放电测量仪(日本东洋系统公司(toyosystemco.，ltd.)制造)在恒温槽中进行。测定温度设为25℃、10℃、0℃、-10℃以及-25℃的温度条件。作为该测定的充电方式采用恒电流方式，以0.1c的充电率进行恒电流充电，然后，以0.2c的放电率进行放电。充电时的温度为25℃。
图32至33示出测定结果。图32a示出薄型蓄电池d1的充放电特性的测定结果，而图33a示出薄型蓄电池e1的充放电特性的测定结果。图32a及33a所示的曲线从左边依次分别为-25℃、-10℃、0℃、10℃以及25℃的结果。图32b示出薄型蓄电池d1的温度与0.2c下的放电容量的关系，而图33b示出薄型蓄电池e1的温度与0.2c下的放电容量的关系。其结果表明：薄型蓄电池e1在0℃以下的低温下也显示优于薄型蓄电池ｄ1的特性。
如上所述，可以确认到：在构成对咪唑鎓阳离子的氮引入的取代基的直链的原子个数相等的情况下，在该取代基包含氧（o）时，可以得到更好的电池特性。
实施例9
在本实施例中，说明本发明的一个方式的非水电解质所包含的非水溶剂，即hmi-fsa（简称）及poemi-fsa（简称）的差示扫描量热测定(dsc测定：differentialscanningcalorimetry)。
dsc测定的测定方法通过如下步骤进行：在大气气氛下将各样品分别以降温速度-10℃/min从室温冷却至-120℃左右，然后以升温速度10℃/min从-120℃左右加热至100℃。然后，将各样品进一步从100℃冷却至-100℃，以升温速度10℃/min从-100℃加热至100℃，然后冷却至-120℃，再从-100℃加热至100℃，进行测定。
图34a示出hmi-fsa的dsc测定结果，而图34b示出poemi-fsa的dsc测定结果。另外，在图34中，纵轴表示热量[mw]，横轴表示温度[℃]。
由图34确认到：hmi-fsa的融化点在-11.2℃附近，而poemi-fsa的融化点在-29.8℃附近。
如上所述，可以确认到：在构成对咪唑鎓阳离子的氮引入的取代基的直链的原子个数相等的情况下，在该取代基包含氧（o）时，可以得到更低的融化点。
符号说明
142 正极集电体
143 正极活性物质层
145 负极集电体
146 负极活性物质层
148 正极
149 负极
150 负极
156 隔板
171 框体
172 框体
173 环状绝缘体
181 间隔物
183 垫圈
300 蓄电池
301 正极罐
302 负极罐
303 垫片
304 正极
305 正极集电体
306 正极活性物质层
307 负极
308 负极集电体
309 负极活性物质层
310 隔板
400 蓄电池
402 正极
404 负极
406 电解质
408 隔板
500 蓄电池
501 正极集电体
502 正极活性物质层
503 正极
504 负极集电体
505 负极活性物质层
506 负极
507 隔板
508 电解液
509 外包装体
510 密封部
600 蓄电池
601 正极盖
602 电池罐
603 正极端子
604 正极
605 隔板
606 负极
607 负极端子
608 绝缘板
609 绝缘板
611 ptc元件
612 安全阀机构
900 电路板
910 签条
911 端子
912 电路
913 蓄电体
914 天线
915 天线
916 层
917 层
918 天线
919 端子
920 显示装置
921 传感器
922 端子
951 端子
952 端子
981 膜
982 膜
980 蓄电装置
990 蓄电装置
991 外包装体
992 外包装体
993 卷绕体
994 负极
995 正极
996 隔板
997 导线电极
998 导线电极
7100 便携式显示装置
7101 框体
7102 显示部
7103 操作按钮
7104 蓄电装置
7105 导线电极
7106 集电体
7200 便携式信息终端
7201 框体
7202 显示部
7203 带子
7204 带扣
7205 操作按钮
7206 输入输出端子
7207 图标
7400 移动电话机
7401 框体
7402 显示部
7403 操作按钮
7404 外部连接端口
7405 扬声器
7406 麦克风
7407 蓄电装置
7408 导线电极
7409 集电体
8021 充电装置
8022 电缆
8100 汽车
8101 车头灯
8200 汽车。
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