ゲル状組成物
【課題】 本発明の課題は、液漏れがなく、かつイオン電導度の高い電解液を提供することである。
【解決手段】イオン性液体（Ａ）及び金属塩（Ｂ）を必須成分とするゲル状組成物、好ましくは金属塩（Ｂ）がアルカリ金属塩（Ｂ１）、さらに好ましくはアルカリ金属塩（Ｂ１）がナトリウム塩（Ｂ１１）であるゲル状組成物を電解液に使用する。該イオン性液体（Ａ）はイミダゾリウム塩（Ａ１）、イミダゾリニウム塩（Ａ２）、ピリミジニウム塩（Ａ３）からなる群より選ばれる少なくとも１種であることが好ましい。
【解決手段】イオン性液体（Ａ）及び金属塩（Ｂ）を必須成分とするゲル状組成物、好ましくは金属塩（Ｂ）がアルカリ金属塩（Ｂ１）、さらに好ましくはアルカリ金属塩（Ｂ１）がナトリウム塩（Ｂ１１）であるゲル状組成物を電解液に使用する。該イオン性液体（Ａ）はイミダゾリウム塩（Ａ１）、イミダゾリニウム塩（Ａ２）、ピリミジニウム塩（Ａ３）からなる群より選ばれる少なくとも１種であることが好ましい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はイオン性液体と金属塩からなるゲル状組成物、およびそれを用いた電解液に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気二重層コンデンサ、リチウムイオン二次電池、アルミ電解コンデンサなどの電気化学的デバイスは、携帯電話やノートパソコンなど広く民生用電気機器に用いられている。
このうち、電気二重層コンデンサ用の電解液としては、耐電圧に優れている有機電解液が多く用いられている。しかしながら液状の電解液が使用されているため、液漏れによる劣化故障を起こすことがあり、安全性、信頼性に問題があった。近年、このような液漏れを低減するために固体電解質を使用することが提案されている。フッ化ビニリデン／フッ化プロピレン共重合体などをマトリックスとし、四級アンモニウム塩、四級ホスホニウム塩、アミジン塩を溶質とする有機系溶質を含むポリマー電解質を有する電気二重層キャパシタが記載されている。(例えば特許文献１)しかしながら高分子電解質であるために、有機電解液と比較しイオン電導度が低く、瞬発的な大電流放電を必要とする用途には適していない。
また、リチウムイオン二次電池用の電解液についても上記と同様な問題点がある。 (例えば特許文献２)
【特許文献１】特開平１１−３０６８５８
【特許文献２】特開平２００２−２１６８４５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の課題は、液漏れがなく、かつ電導度の高い電解液を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、イオン性液体（Ａ）及び金属塩（Ｂ）を必須成分とするゲル状組成物、該ゲル状組成物を用いたゲル状電解液、及び該ゲル状電解液を用いた電気化学素子である。
【発明の効果】
【０００５】
本発明のゲル状組成物を用いたゲル状電解液は、液漏れがなく、かつ電導度が高い。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
本発明のゲル状組成物は、イオン性液体（Ａ）及び金属塩（Ｂ）を必須成分とする。（Ａ）と（Ｂ）の割合は、（Ａ）と（Ｂ）の合計モル数に対して、（Ｂ）のモル数が好ましくは１〜３０ｍｏｌ％、さらに好ましくは２〜２０ｍｏｌ％、特に好ましくは３〜１０ｍｏｌ％である。ゲル化の観点から（Ｂ）の割合は１ｍｏｌ％以上が好ましく、低温特性の観点から３０ｍｏｌ％以下が好ましい。
【０００７】
イオン性液体（Ａ）について説明する。イオン性液体（Ａ）は、１００℃以下、好ましくは５０℃以下、さらに好ましくは２０℃以下においても液体として存在する塩であり、カチオン成分とアニオン成分からなる。カチオン成分として好ましいものは、以下のような含窒素環状化合物の４級塩があげられる。
【０００８】
（１）イミダゾリウムカチオン（Ａ１）（下記一般式（4）で表されるカチオン）
【０００９】
【化４】
Ｒ１７〜Ｒ21は、独立して、水素原子又は炭素数１〜６のアルキル基であって、同じであっても異なっていてもよい。炭素数１〜６のアルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、イソブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ヘキシル基、２−エチルブチル基などがある。好ましいものは水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、ヘキシル基である。
【００１０】
（Ａ１）の具体例としては、１−エチル−３−メチルイミダゾリウム、１−プロピル−３−メチルイミダゾリウム、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム、１−ヘキシル−３−メチルイミダゾリウム、１−ブチル−２，３−ジメチルイミダゾリウム、１−プロピル−２，３−ジメチルイミダゾリウム、１−ヘキシル−２，３−ジメチルイミダゾリウムカチオン、１，３−ジメチルイミダゾリウム、１，３−ジエチルイミダゾリウム、１，２，３−トリメチルイミダゾリウム、１，２，３，４−テトラメチルイミダゾリウム、１，３，４−トリメチル−２−エチルイミダゾリウム、１，３−ジメチル−２，４−ジエチルイミダゾリウム、１，２−ジメチル−３，４−ジエチルイミダゾリウム、１−メチル−２，３，４−トリエチルイミダゾリウム、１，２，３，４−テトラエチルイミダゾリウム、１，３−ジメチル−２−エチルイミダゾリウム、１−エチル−２，３−ジメチルイミダゾリウム、１，２，３−トリエチルイミダゾリウム、１，１−ジメチルイミダゾリウム、１，１，２−トリメチルイミダゾリウム、１，１，２，４−テトラメチルイミダゾリウム及び１，１，２，５−テトラメチルイミダゾリウム等がある。
【００１１】
（２）イミダゾリニウムカチオン（Ａ２）（下記一般式（５）で表されるカチオン）
【００１２】
【化５】
Ｒ22〜Ｒ26は、独立して、水素原子又は炭素数１〜６のアルキル基であって、同じであっても異なっていてもよい。炭素数１〜６のアルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、イソブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ヘキシル基、２−エチルブチル基などがある。好ましいものは水素原子、メチル基、エチル基である。
【００１３】
（Ａ２）の具体例としては、１，２，３−トリメチルイミダゾリニウム、１，２，３，４−テトラメチルイミダゾリニウム、１，３，４−トリメチル−２−エチルイミダゾリニウム、１，３−ジメチル−２，４−ジエチルイミダゾリニウム、１，２−ジメチル−３，４−ジエチルイミダゾリニウム、１−メチル−２，３，４−トリエチルイミダゾリニウム、１，２，３，４−テトラエチルイミダゾリニウム、１，３−ジメチル−２−エチルイミダゾリニウム、１−エチル−２，３−ジメチルイミダゾリニウム及び１，２，３−トリエチルイミダゾリニウム等がある。
【００１４】
（３）ピリミジニウムカチオン（Ａ３）（下記一般式（６）で表されるカチオン）
【００１５】
【化６】
Ｒ27〜Ｒ32は、独立して、水素原子又は炭素数１〜６のアルキル基であって、同じであっても異なっていてもよい。炭素数１〜６のアルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、イソブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ヘキシル基、２−エチルブチル基などがある。好ましいものは水素原子、メチル基、エチル基である。
【００１６】
（Ａ３）の具体例としては、１，３−ジメチルピリミジニウム、１−エチル−３−メチルピリミジニウム、１，３−ジエチルピリミジニウム、１，２，３−トリメチルピリミジニウム、１，２，３，４−テトラメチルピリミジニウム、１，３，４−トリメチル−２−エチルイミダゾリウム、１，３−ジメチル−２，４−ジエチルピリミジニウム、１，２−ジメチル−３，４−ジエチルピリミジニウム及び１−メチル−２，３，４−トリエチルピリミジニウム等がある。
【００１７】
（４）ピリジニウムカチオン（Ａ４）（下記一般式（７）で表されるカチオン）
【００１８】
【化７】
Ｒ33〜Ｒ38は、独立して、水素原子又は炭素数１〜６のアルキル基であって、同じであっても異なっていてもよい。炭素数１〜６のアルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、イソブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ヘキシル基、２−エチルブチル基などがある。好ましいものは水素原子、メチル基、エチル基である。
【００１９】
（Ａ４）の具体例としては、Ｎ−メチルピリジニウムカチオン、Ｎ−エチルピリジニウムカチオン、１，２−ジメチルピリジニウムカチオン及び１，３−ジメチルピリジニウムカチオン等がある。
【００２０】
（５）ピリダジニウムカチオン（Ａ５）（下記一般式（８）で表されるカチオン）
【００２１】
【化８】
Ｒ39〜Ｒ44は、独立して、水素原子又は炭素数１〜６のアルキル基であって、同じであっても異なっていてもよい。炭素数１〜６のアルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、イソブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ヘキシル基、２−エチルブチル基などがある。好ましいものは水素原子、メチル基、エチル基である。
【００２２】
（Ａ５）の具体例としては、１、２−ジメチルピリダジニウム、１、２、３−トリメチルピリダジニウム、１、２、４−トリメチルピリダジニウム、１−エチル−２−メチルピリダジニウム及び１−エチル−２、３−ジメチルピリダジニウム等がある。
【００２３】
（６）ピラジニウムカチオン（Ａ６）（下記一般式（９）で表されるカチオン）
【００２４】
【化９】
Ｒ45〜Ｒ50は、独立して、水素原子又は炭素数１〜６のアルキル基であって、同じであっても異なっていてもよい。炭素数１〜６のアルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、イソブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ヘキシル基、２−エチルブチル基などがある。好ましいものは水素原子、メチル基、エチル基である。
【００２５】
（Ａ６）の具体例としては、１，４−ジメチルピラジニウム、１，２，４−トリメチルピリジニウム及び１，２，３，４−トリメチルピリジニウム等がある。
【００２６】
（７）ピラゾリウムカチオン（Ａ７）（下記一般式（１０）で表されるカチオン）
【００２７】
【化１０】
Ｒ51〜Ｒ55は、独立して、水素原子又は炭素数１〜６のアルキル基であって、同じであっても異なっていてもよい。炭素数１〜６のアルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、イソブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ヘキシル基、２−エチルブチル基などがある。好ましいものは水素原子、メチル基、エチル基である。
【００２８】
（Ａ７）の具体例としては、１、２−ジメチルピラゾリウム、１、２、３−ジメチルピラゾリウム、１、２、４−ジメチルピラゾリウム、１、２、３，４−ジメチルピラゾリウム及び１−エチル−２−メチルピラゾリウム等がある。
【００２９】
これらのうち、さらに好ましくは、イミダゾリウムカチオン、イミダゾリニウムカチオン、ピリミジニウムカチオンであり、特に好ましくは、イミダゾリウムカチオンである。
【００３０】
以下に最も好ましいカチオンの具体例を示す。
１−エチル−３−メチルイミダゾリウムカチオン、１−プロピル−３−メチルイミダゾリウムカチオン、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムカチオン、１−ヘキシル−３−メチルイミダゾリウムカチオン等。
【００３１】
上記、イオン性液体（Ａ）のアニオン成分としては以下のアニオンが挙げられる。
ＰＦ６−、ＢＦ４−、ＡｓＦ６−、Ｆ−、Ｃｌ−、ＰＣｌ６−、ＢＣｌ４−、ＡｓＣｌ６−、ＳｂＣｌ６−、ＴａＣｌ６−、ＮｂＣｌ６−、ＰＢｒ６−、ＢＢｒ６−、ＡｓＢｒ６−、ＡｌＢｒ４−、ＴａＢｒ６−、ＮｂＢｒ６−、ＰＣｌ６−、ＳｂＦ６−、ＡｌＦ４−、ＣｌＯ４−、ＡｌＣｌ４−、ＴａＦ６−、ＮｂＦ６−、ＳｉＦ６−、ＣＮ−、Ｆ（ＨＦ）ｎ−、Ｎ（ＲｆＳＯ３）２−、Ｃ（ＲｆＳＯ３）３−、ＲｆＳＯ３−、ＲｆＣＯ2−（Ｒｆは炭素数１〜６のフルオロアルキル基）、（当該式中、ｎは１以上４以下の数値を表す）が好ましく、さらに好ましくは、ＰＦ６−、ＢＦ４−又はＮ（ＲｆＳＯ３）２−で表される対アニオン、特に好ましくはＰＦ６−又はＢＦ４−で表される対アニオン、最も好ましくはＢＦ４−で表される対アニオンである。 Ｎ（ＲｆＳＯ３）２−、Ｃ（ＲｆＳＯ３）３−、ＲｆＳＯ３−又はＲｆＣＯ2−で表されるアニオンに含まれるＲｆは、炭素数１〜６のフルオロアルキル基を表し、トリフルオロメチル、ペンタフルオロエチル、ヘプタフルオロプロピル及びノナフルオロブチルなどが挙げられる。
【００３２】
イオン性液体（Ａ）として好ましいものを例示すると、以下のイオン性液体が挙げられる。
１−エチル−３−メチルイミダゾリウムテトラフルオロボレート、１−プロピル−３−メチルイミダゾリウムテトラフルオロボレート、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムテトラフルオロボレート、１−ヘキシル−３−メチルイミダゾリウムテトラフルオロボレート、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムヘキサフルオロホスホネート、１−ヘキシル−３−メチルイミダゾリウムヘキサフルオロホスホネート、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムメチルサルフェート、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムメチルサルフェート、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムエチルサルフェート、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムエチルサルフェート、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムテトラクロロアルミネート、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムテトラクロロアルミネート等が挙げられるが、これらに限定されない。なお、これらのうち、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムテトラフルオロボレート、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムテトラフルオロボレートが特に好ましい。
【００３３】
金属塩（Ｂ）としては、アルカリ金属塩（Ｂ１）、アルカリ土類金属塩、遷移金属塩が挙げられる。これらのなかで、アルカリ金属塩（Ｂ１）が好ましい。
アルカリ金属塩（Ｂ１）としては、カチオン成分はナトリウムカチオン、カリウムカチオンが挙げられ、アニオン成分は以下のアニオンが挙げられる。
ＰＦ６−、ＢＦ４−、 ＰＦ６−、ＢＦ４−、ＡｓＦ６−、Ｆ−、Ｃｌ−、ＰＣｌ６−、ＢＣｌ４−、ＡｓＣｌ６−、ＳｂＣｌ６−、ＴａＣｌ６−、ＮｂＣｌ６−、ＰＢｒ６−、ＢＢｒ６−、ＡｓＢｒ６−、ＡｌＢｒ４−、ＴａＢｒ６−、ＮｂＢｒ６−、ＰＣｌ６−、ＳｂＦ６−、ＡｌＦ４−、ＣｌＯ４−、ＡｌＣｌ４−、ＴａＦ６−、ＮｂＦ６−、ＳｉＦ６−、ＣＮ−、Ｆ（ＨＦ）ｎ−、Ｎ（ＲｆＳＯ３）２−、Ｃ（ＲｆＳＯ３）３−、ＲｆＳＯ３−、ＲｆＣＯ2−（Ｒｆは炭素数１〜６のフルオロアルキル基）、（当該式中、ｎは１以上４以下の数値を表す）が好ましく、さらに好ましくは、ＰＦ６−、ＢＦ４−又はＮ（ＲｆＳＯ３）２−で表される対アニオン、特に好ましくはＰＦ６−又はＢＦ４−で表される対アニオン、最も好ましくはＢＦ４−で表される対アニオンである。 Ｎ（ＲｆＳＯ３）２−、Ｃ（ＲｆＳＯ３）３−、ＲｆＳＯ３−又はＲｆＣＯ2−で表されるアニオンに含まれるＲｆは、炭素数１〜６のフルオロアルキル基を表し、トリフルオロメチル、ペンタフルオロエチル、ヘプタフルオロプロピル及びノナフルオロブチルなどが挙げられる。
これらの中で好ましくはナトリウム塩であり、さらに好ましくは、ナトリウムテトラフルオロボレート［（ＮａＢＦ４）］、ナトリウムヘキサフルオロホスホネート［（ＮａＰＦ６）］である。
【００３４】
本発明のゲル状組成物はイオン性液体（Ａ）及び金属塩（Ｂ）を必須成分とするが、さらに任意成分として、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ブチレンカーボネート、スルホラン、メチルスルホラン、アセトニトリル、γ−ブチロラクトン、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネート及びジエチルカーボネートなどの有機溶媒を含有していてもよい。これらの溶媒を添加することにより、さらに電導度を向上することができる。これらの溶媒の割合は、（Ａ）と（Ｂ）と溶媒の合計重量に対して、溶媒の重量が好ましくは５０ｗｔ％以下、さらに好ましくは３０ｗｔ％以下、特に好ましくは２０ｗｔ％以下である。これらの溶媒を５０ｗｔ％以上入れるとゲル状を保てなくなる。
【００３５】
本発明のゲル状組成物の製造方法としては、特に限定されるものではない。
例えば、イオン性液体（Ａ）中に金属塩（Ｂ）を入れ、又は、金属塩（Ｂ）にイオン性液体（Ａ）を入れ、又はイオン性液体（Ａ）と金属塩（Ｂ）を同時に加え、攪拌し、溶解させることにより得られる。攪拌時間は例えば１０分〜２時間、温度は例えば５℃〜４０℃で攪拌することによって得られる。
【００３６】
本発明のゲル状組成物の用途としては、ゲル状電解液、燃料電池用等のプロトン伝導媒体等が挙げられる。
本発明のゲル状組成物を用いたゲル状電解液は、液漏れがなく、かつイオン電導度が高いという効果を有する。
本発明のゲル状電解液は、電気化学素子の電解液として使用することができる。電気化学素子としてはリチウムイオン電池用ゲル状電解液、電気二重層コンデンサ、電解コンデンサ、色素増感太陽電池等が挙げられる。
【００３７】
実施例
次に本発明の具体的な実施例について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。例の中で、部は重量部を示す。
【００３８】
実施例１
ガラス製容器に、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムテトラフルオロボレート（Ａ−１）を１００部仕込んだ。次にナトリウムテトラフルオロボレート（Ｂ−１）を２．８部を混入し、２５℃で１時間攪拌すると、本発明のゲル状組成物（Ｇ−１）ができた。このゲル状組成物の３０℃での電導度（以下に測定方法を示した。）は、１５．４ｍＳ／ｃｍであった。
【００３９】
実施例２
ガラス製容器に、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムテトラフルオロボレート（Ａ−２）を１００部仕込んだ。次にナトリウムテトラフルオロボレート（Ｂ−２）を５．６部を混入し、２５℃で１時間攪拌すると、本発明のゲル状組成物（Ｇ−２）ができた。このゲル状組成物の３０℃での電導度は、１５．１ｍＳ／ｃｍであった。
【００４０】
実施例３
ガラス製容器に、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムテトラフルオロボレート（Ａ−３）１００部を仕込んだ。次にナトリウムテトラフルオロボレート（Ｂ−３）を２．８部とプロピレンカーボネート２０部を混入し、１時間攪拌すると、本発明のゲル状組成物（Ｇ−３）ができた。このゲル状組成物の３０℃での電導度は、１６．２ｍＳ／ｃｍであった。
【００４１】
比較例１
単独では固状であるテトラエチルアンモニウムテトラフルオロボレート１７３部をプロピレンカーボネートに均一溶解し全体を１リットルとし電解液の調整を行った。この電解液（Ｇ−１’）の３０℃での電導度は１５．１ｍＳ／ｃｍであった。
【００４２】
比較例２
単独では固状であるトリエチルメチルアンモニウムテトラフルオロボレート１８９部をプロピレンカーボネートに均一溶解し全体を１リットルとし電解液の調整を行った。この電解液（Ｇ−２’）の３０℃での電導度は１５．０ｍＳ／ｃｍであった。
【００４３】
比較例３
ポリフッ化ビニリデンと６フッ化プロピレンの共重合体に１−エチル−３−メチルイミダゾリウムテトラフルオロボレートとプロピレンカーボネートを重量比で３：７：１０になるように調整したこのゲル状電解液（Ｇ−３’）の３０℃での電導度は２．５ｍＳ／ｃｍであった。
【００４４】
＜電導度の測定方法＞
得られた電解液を交流インピーダンス法（３ｋＨｚ）により３０℃での電導度を読み取った。
表１に電導度の測定結果を示した。
【００４５】
【表１】
【００４６】
本発明のゲル状組成物（Ｇ−１）〜(Ｇ−３)、比較のゲル状組成物（Ｇ−１’）〜(Ｇ−３’)をゲル状電解液、又は電解液として用いて、以下のように電気化学素子を作成した。これを用いて、液漏れ試験（以下に測定方法を示した。）を行ない、表１に試験結果を示した。
【００４７】
＜電気化学素子の作成方法＞
電気化学素子の作成方法について、リチウムイオン電池いついて詳細に説明するが、電気二重層コンデンサ、電解コンデンサ、色素増感太陽電池についても従来知られている作成方法で作成できる。リチウムイオン電池には、負極には炭素材料（グラファイト）を用い、正極には、ＬｉＣｏＯ２に導電剤としてアセチレンブラック及び結着剤としてポリフッ化ビニリデン粉末を混合し加圧成形して作成したものを用いた。セパレータにはポリプロピレン製多孔質膜を用いた。ホウフッ化リチウムを溶かし込んだ実施例１〜３、比較例1〜3のゲル状電解液、又は電解液を注入した。
【００４８】
＜液漏れ試験の試験方法＞
上記のように作成したリチウムイオン電池を上限電圧４．２Ｖに設定し１ｍＡで１０時間定電流、定電圧充電し、続いて１ｍＡの低電流で終止電圧を３．０Ｖまで放電し、これを充放電の１サイクルとして、このような充放電を１００サイクル数繰り返した。このとき、意図的に電池上部に穴をあけ液漏れの有無を目視により観察した。
【００４９】
表１に示すように、本発明の実施例１〜３のゲル状電解液は、比較例１、２のような通常の電解液と同等のイオン電導度を示し、かつ液漏れ性がないことから安全な電気化学素子を提供できる。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明のゲル状組成物を用いたゲル状電解液は、リチウムイオン電池用ゲル状電解液、電気二重層コンデンサ、電解コンデンサ、色素増感太陽電池等に適用できるほか、燃料電池用等のプロトン伝導媒体にも適用できる。
【技術分野】
【０００１】
本発明はイオン性液体と金属塩からなるゲル状組成物、およびそれを用いた電解液に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気二重層コンデンサ、リチウムイオン二次電池、アルミ電解コンデンサなどの電気化学的デバイスは、携帯電話やノートパソコンなど広く民生用電気機器に用いられている。
このうち、電気二重層コンデンサ用の電解液としては、耐電圧に優れている有機電解液が多く用いられている。しかしながら液状の電解液が使用されているため、液漏れによる劣化故障を起こすことがあり、安全性、信頼性に問題があった。近年、このような液漏れを低減するために固体電解質を使用することが提案されている。フッ化ビニリデン／フッ化プロピレン共重合体などをマトリックスとし、四級アンモニウム塩、四級ホスホニウム塩、アミジン塩を溶質とする有機系溶質を含むポリマー電解質を有する電気二重層キャパシタが記載されている。(例えば特許文献１)しかしながら高分子電解質であるために、有機電解液と比較しイオン電導度が低く、瞬発的な大電流放電を必要とする用途には適していない。
また、リチウムイオン二次電池用の電解液についても上記と同様な問題点がある。 (例えば特許文献２)
【特許文献１】特開平１１−３０６８５８
【特許文献２】特開平２００２−２１６８４５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の課題は、液漏れがなく、かつ電導度の高い電解液を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、イオン性液体（Ａ）及び金属塩（Ｂ）を必須成分とするゲル状組成物、該ゲル状組成物を用いたゲル状電解液、及び該ゲル状電解液を用いた電気化学素子である。
【発明の効果】
【０００５】
本発明のゲル状組成物を用いたゲル状電解液は、液漏れがなく、かつ電導度が高い。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
本発明のゲル状組成物は、イオン性液体（Ａ）及び金属塩（Ｂ）を必須成分とする。（Ａ）と（Ｂ）の割合は、（Ａ）と（Ｂ）の合計モル数に対して、（Ｂ）のモル数が好ましくは１〜３０ｍｏｌ％、さらに好ましくは２〜２０ｍｏｌ％、特に好ましくは３〜１０ｍｏｌ％である。ゲル化の観点から（Ｂ）の割合は１ｍｏｌ％以上が好ましく、低温特性の観点から３０ｍｏｌ％以下が好ましい。
【０００７】
イオン性液体（Ａ）について説明する。イオン性液体（Ａ）は、１００℃以下、好ましくは５０℃以下、さらに好ましくは２０℃以下においても液体として存在する塩であり、カチオン成分とアニオン成分からなる。カチオン成分として好ましいものは、以下のような含窒素環状化合物の４級塩があげられる。
【０００８】
（１）イミダゾリウムカチオン（Ａ１）（下記一般式（4）で表されるカチオン）
【０００９】
【化４】
Ｒ１７〜Ｒ21は、独立して、水素原子又は炭素数１〜６のアルキル基であって、同じであっても異なっていてもよい。炭素数１〜６のアルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、イソブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ヘキシル基、２−エチルブチル基などがある。好ましいものは水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、ヘキシル基である。
【００１０】
（Ａ１）の具体例としては、１−エチル−３−メチルイミダゾリウム、１−プロピル−３−メチルイミダゾリウム、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム、１−ヘキシル−３−メチルイミダゾリウム、１−ブチル−２，３−ジメチルイミダゾリウム、１−プロピル−２，３−ジメチルイミダゾリウム、１−ヘキシル−２，３−ジメチルイミダゾリウムカチオン、１，３−ジメチルイミダゾリウム、１，３−ジエチルイミダゾリウム、１，２，３−トリメチルイミダゾリウム、１，２，３，４−テトラメチルイミダゾリウム、１，３，４−トリメチル−２−エチルイミダゾリウム、１，３−ジメチル−２，４−ジエチルイミダゾリウム、１，２−ジメチル−３，４−ジエチルイミダゾリウム、１−メチル−２，３，４−トリエチルイミダゾリウム、１，２，３，４−テトラエチルイミダゾリウム、１，３−ジメチル−２−エチルイミダゾリウム、１−エチル−２，３−ジメチルイミダゾリウム、１，２，３−トリエチルイミダゾリウム、１，１−ジメチルイミダゾリウム、１，１，２−トリメチルイミダゾリウム、１，１，２，４−テトラメチルイミダゾリウム及び１，１，２，５−テトラメチルイミダゾリウム等がある。
【００１１】
（２）イミダゾリニウムカチオン（Ａ２）（下記一般式（５）で表されるカチオン）
【００１２】
【化５】
Ｒ22〜Ｒ26は、独立して、水素原子又は炭素数１〜６のアルキル基であって、同じであっても異なっていてもよい。炭素数１〜６のアルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、イソブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ヘキシル基、２−エチルブチル基などがある。好ましいものは水素原子、メチル基、エチル基である。
【００１３】
（Ａ２）の具体例としては、１，２，３−トリメチルイミダゾリニウム、１，２，３，４−テトラメチルイミダゾリニウム、１，３，４−トリメチル−２−エチルイミダゾリニウム、１，３−ジメチル−２，４−ジエチルイミダゾリニウム、１，２−ジメチル−３，４−ジエチルイミダゾリニウム、１−メチル−２，３，４−トリエチルイミダゾリニウム、１，２，３，４−テトラエチルイミダゾリニウム、１，３−ジメチル−２−エチルイミダゾリニウム、１−エチル−２，３−ジメチルイミダゾリニウム及び１，２，３−トリエチルイミダゾリニウム等がある。
【００１４】
（３）ピリミジニウムカチオン（Ａ３）（下記一般式（６）で表されるカチオン）
【００１５】
【化６】
Ｒ27〜Ｒ32は、独立して、水素原子又は炭素数１〜６のアルキル基であって、同じであっても異なっていてもよい。炭素数１〜６のアルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、イソブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ヘキシル基、２−エチルブチル基などがある。好ましいものは水素原子、メチル基、エチル基である。
【００１６】
（Ａ３）の具体例としては、１，３−ジメチルピリミジニウム、１−エチル−３−メチルピリミジニウム、１，３−ジエチルピリミジニウム、１，２，３−トリメチルピリミジニウム、１，２，３，４−テトラメチルピリミジニウム、１，３，４−トリメチル−２−エチルイミダゾリウム、１，３−ジメチル−２，４−ジエチルピリミジニウム、１，２−ジメチル−３，４−ジエチルピリミジニウム及び１−メチル−２，３，４−トリエチルピリミジニウム等がある。
【００１７】
（４）ピリジニウムカチオン（Ａ４）（下記一般式（７）で表されるカチオン）
【００１８】
【化７】
Ｒ33〜Ｒ38は、独立して、水素原子又は炭素数１〜６のアルキル基であって、同じであっても異なっていてもよい。炭素数１〜６のアルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、イソブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ヘキシル基、２−エチルブチル基などがある。好ましいものは水素原子、メチル基、エチル基である。
【００１９】
（Ａ４）の具体例としては、Ｎ−メチルピリジニウムカチオン、Ｎ−エチルピリジニウムカチオン、１，２−ジメチルピリジニウムカチオン及び１，３−ジメチルピリジニウムカチオン等がある。
【００２０】
（５）ピリダジニウムカチオン（Ａ５）（下記一般式（８）で表されるカチオン）
【００２１】
【化８】
Ｒ39〜Ｒ44は、独立して、水素原子又は炭素数１〜６のアルキル基であって、同じであっても異なっていてもよい。炭素数１〜６のアルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、イソブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ヘキシル基、２−エチルブチル基などがある。好ましいものは水素原子、メチル基、エチル基である。
【００２２】
（Ａ５）の具体例としては、１、２−ジメチルピリダジニウム、１、２、３−トリメチルピリダジニウム、１、２、４−トリメチルピリダジニウム、１−エチル−２−メチルピリダジニウム及び１−エチル−２、３−ジメチルピリダジニウム等がある。
【００２３】
（６）ピラジニウムカチオン（Ａ６）（下記一般式（９）で表されるカチオン）
【００２４】
【化９】
Ｒ45〜Ｒ50は、独立して、水素原子又は炭素数１〜６のアルキル基であって、同じであっても異なっていてもよい。炭素数１〜６のアルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、イソブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ヘキシル基、２−エチルブチル基などがある。好ましいものは水素原子、メチル基、エチル基である。
【００２５】
（Ａ６）の具体例としては、１，４−ジメチルピラジニウム、１，２，４−トリメチルピリジニウム及び１，２，３，４−トリメチルピリジニウム等がある。
【００２６】
（７）ピラゾリウムカチオン（Ａ７）（下記一般式（１０）で表されるカチオン）
【００２７】
【化１０】
Ｒ51〜Ｒ55は、独立して、水素原子又は炭素数１〜６のアルキル基であって、同じであっても異なっていてもよい。炭素数１〜６のアルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、イソブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ヘキシル基、２−エチルブチル基などがある。好ましいものは水素原子、メチル基、エチル基である。
【００２８】
（Ａ７）の具体例としては、１、２−ジメチルピラゾリウム、１、２、３−ジメチルピラゾリウム、１、２、４−ジメチルピラゾリウム、１、２、３，４−ジメチルピラゾリウム及び１−エチル−２−メチルピラゾリウム等がある。
【００２９】
これらのうち、さらに好ましくは、イミダゾリウムカチオン、イミダゾリニウムカチオン、ピリミジニウムカチオンであり、特に好ましくは、イミダゾリウムカチオンである。
【００３０】
以下に最も好ましいカチオンの具体例を示す。
１−エチル−３−メチルイミダゾリウムカチオン、１−プロピル−３−メチルイミダゾリウムカチオン、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムカチオン、１−ヘキシル−３−メチルイミダゾリウムカチオン等。
【００３１】
上記、イオン性液体（Ａ）のアニオン成分としては以下のアニオンが挙げられる。
ＰＦ６−、ＢＦ４−、ＡｓＦ６−、Ｆ−、Ｃｌ−、ＰＣｌ６−、ＢＣｌ４−、ＡｓＣｌ６−、ＳｂＣｌ６−、ＴａＣｌ６−、ＮｂＣｌ６−、ＰＢｒ６−、ＢＢｒ６−、ＡｓＢｒ６−、ＡｌＢｒ４−、ＴａＢｒ６−、ＮｂＢｒ６−、ＰＣｌ６−、ＳｂＦ６−、ＡｌＦ４−、ＣｌＯ４−、ＡｌＣｌ４−、ＴａＦ６−、ＮｂＦ６−、ＳｉＦ６−、ＣＮ−、Ｆ（ＨＦ）ｎ−、Ｎ（ＲｆＳＯ３）２−、Ｃ（ＲｆＳＯ３）３−、ＲｆＳＯ３−、ＲｆＣＯ2−（Ｒｆは炭素数１〜６のフルオロアルキル基）、（当該式中、ｎは１以上４以下の数値を表す）が好ましく、さらに好ましくは、ＰＦ６−、ＢＦ４−又はＮ（ＲｆＳＯ３）２−で表される対アニオン、特に好ましくはＰＦ６−又はＢＦ４−で表される対アニオン、最も好ましくはＢＦ４−で表される対アニオンである。 Ｎ（ＲｆＳＯ３）２−、Ｃ（ＲｆＳＯ３）３−、ＲｆＳＯ３−又はＲｆＣＯ2−で表されるアニオンに含まれるＲｆは、炭素数１〜６のフルオロアルキル基を表し、トリフルオロメチル、ペンタフルオロエチル、ヘプタフルオロプロピル及びノナフルオロブチルなどが挙げられる。
【００３２】
イオン性液体（Ａ）として好ましいものを例示すると、以下のイオン性液体が挙げられる。
１−エチル−３−メチルイミダゾリウムテトラフルオロボレート、１−プロピル−３−メチルイミダゾリウムテトラフルオロボレート、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムテトラフルオロボレート、１−ヘキシル−３−メチルイミダゾリウムテトラフルオロボレート、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムヘキサフルオロホスホネート、１−ヘキシル−３−メチルイミダゾリウムヘキサフルオロホスホネート、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムメチルサルフェート、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムメチルサルフェート、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムエチルサルフェート、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムエチルサルフェート、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムテトラクロロアルミネート、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムテトラクロロアルミネート等が挙げられるが、これらに限定されない。なお、これらのうち、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムテトラフルオロボレート、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムテトラフルオロボレートが特に好ましい。
【００３３】
金属塩（Ｂ）としては、アルカリ金属塩（Ｂ１）、アルカリ土類金属塩、遷移金属塩が挙げられる。これらのなかで、アルカリ金属塩（Ｂ１）が好ましい。
アルカリ金属塩（Ｂ１）としては、カチオン成分はナトリウムカチオン、カリウムカチオンが挙げられ、アニオン成分は以下のアニオンが挙げられる。
ＰＦ６−、ＢＦ４−、 ＰＦ６−、ＢＦ４−、ＡｓＦ６−、Ｆ−、Ｃｌ−、ＰＣｌ６−、ＢＣｌ４−、ＡｓＣｌ６−、ＳｂＣｌ６−、ＴａＣｌ６−、ＮｂＣｌ６−、ＰＢｒ６−、ＢＢｒ６−、ＡｓＢｒ６−、ＡｌＢｒ４−、ＴａＢｒ６−、ＮｂＢｒ６−、ＰＣｌ６−、ＳｂＦ６−、ＡｌＦ４−、ＣｌＯ４−、ＡｌＣｌ４−、ＴａＦ６−、ＮｂＦ６−、ＳｉＦ６−、ＣＮ−、Ｆ（ＨＦ）ｎ−、Ｎ（ＲｆＳＯ３）２−、Ｃ（ＲｆＳＯ３）３−、ＲｆＳＯ３−、ＲｆＣＯ2−（Ｒｆは炭素数１〜６のフルオロアルキル基）、（当該式中、ｎは１以上４以下の数値を表す）が好ましく、さらに好ましくは、ＰＦ６−、ＢＦ４−又はＮ（ＲｆＳＯ３）２−で表される対アニオン、特に好ましくはＰＦ６−又はＢＦ４−で表される対アニオン、最も好ましくはＢＦ４−で表される対アニオンである。 Ｎ（ＲｆＳＯ３）２−、Ｃ（ＲｆＳＯ３）３−、ＲｆＳＯ３−又はＲｆＣＯ2−で表されるアニオンに含まれるＲｆは、炭素数１〜６のフルオロアルキル基を表し、トリフルオロメチル、ペンタフルオロエチル、ヘプタフルオロプロピル及びノナフルオロブチルなどが挙げられる。
これらの中で好ましくはナトリウム塩であり、さらに好ましくは、ナトリウムテトラフルオロボレート［（ＮａＢＦ４）］、ナトリウムヘキサフルオロホスホネート［（ＮａＰＦ６）］である。
【００３４】
本発明のゲル状組成物はイオン性液体（Ａ）及び金属塩（Ｂ）を必須成分とするが、さらに任意成分として、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ブチレンカーボネート、スルホラン、メチルスルホラン、アセトニトリル、γ−ブチロラクトン、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネート及びジエチルカーボネートなどの有機溶媒を含有していてもよい。これらの溶媒を添加することにより、さらに電導度を向上することができる。これらの溶媒の割合は、（Ａ）と（Ｂ）と溶媒の合計重量に対して、溶媒の重量が好ましくは５０ｗｔ％以下、さらに好ましくは３０ｗｔ％以下、特に好ましくは２０ｗｔ％以下である。これらの溶媒を５０ｗｔ％以上入れるとゲル状を保てなくなる。
【００３５】
本発明のゲル状組成物の製造方法としては、特に限定されるものではない。
例えば、イオン性液体（Ａ）中に金属塩（Ｂ）を入れ、又は、金属塩（Ｂ）にイオン性液体（Ａ）を入れ、又はイオン性液体（Ａ）と金属塩（Ｂ）を同時に加え、攪拌し、溶解させることにより得られる。攪拌時間は例えば１０分〜２時間、温度は例えば５℃〜４０℃で攪拌することによって得られる。
【００３６】
本発明のゲル状組成物の用途としては、ゲル状電解液、燃料電池用等のプロトン伝導媒体等が挙げられる。
本発明のゲル状組成物を用いたゲル状電解液は、液漏れがなく、かつイオン電導度が高いという効果を有する。
本発明のゲル状電解液は、電気化学素子の電解液として使用することができる。電気化学素子としてはリチウムイオン電池用ゲル状電解液、電気二重層コンデンサ、電解コンデンサ、色素増感太陽電池等が挙げられる。
【００３７】
実施例
次に本発明の具体的な実施例について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。例の中で、部は重量部を示す。
【００３８】
実施例１
ガラス製容器に、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムテトラフルオロボレート（Ａ−１）を１００部仕込んだ。次にナトリウムテトラフルオロボレート（Ｂ−１）を２．８部を混入し、２５℃で１時間攪拌すると、本発明のゲル状組成物（Ｇ−１）ができた。このゲル状組成物の３０℃での電導度（以下に測定方法を示した。）は、１５．４ｍＳ／ｃｍであった。
【００３９】
実施例２
ガラス製容器に、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムテトラフルオロボレート（Ａ−２）を１００部仕込んだ。次にナトリウムテトラフルオロボレート（Ｂ−２）を５．６部を混入し、２５℃で１時間攪拌すると、本発明のゲル状組成物（Ｇ−２）ができた。このゲル状組成物の３０℃での電導度は、１５．１ｍＳ／ｃｍであった。
【００４０】
実施例３
ガラス製容器に、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムテトラフルオロボレート（Ａ−３）１００部を仕込んだ。次にナトリウムテトラフルオロボレート（Ｂ−３）を２．８部とプロピレンカーボネート２０部を混入し、１時間攪拌すると、本発明のゲル状組成物（Ｇ−３）ができた。このゲル状組成物の３０℃での電導度は、１６．２ｍＳ／ｃｍであった。
【００４１】
比較例１
単独では固状であるテトラエチルアンモニウムテトラフルオロボレート１７３部をプロピレンカーボネートに均一溶解し全体を１リットルとし電解液の調整を行った。この電解液（Ｇ−１’）の３０℃での電導度は１５．１ｍＳ／ｃｍであった。
【００４２】
比較例２
単独では固状であるトリエチルメチルアンモニウムテトラフルオロボレート１８９部をプロピレンカーボネートに均一溶解し全体を１リットルとし電解液の調整を行った。この電解液（Ｇ−２’）の３０℃での電導度は１５．０ｍＳ／ｃｍであった。
【００４３】
比較例３
ポリフッ化ビニリデンと６フッ化プロピレンの共重合体に１−エチル−３−メチルイミダゾリウムテトラフルオロボレートとプロピレンカーボネートを重量比で３：７：１０になるように調整したこのゲル状電解液（Ｇ−３’）の３０℃での電導度は２．５ｍＳ／ｃｍであった。
【００４４】
＜電導度の測定方法＞
得られた電解液を交流インピーダンス法（３ｋＨｚ）により３０℃での電導度を読み取った。
表１に電導度の測定結果を示した。
【００４５】
【表１】
【００４６】
本発明のゲル状組成物（Ｇ−１）〜(Ｇ−３)、比較のゲル状組成物（Ｇ−１’）〜(Ｇ−３’)をゲル状電解液、又は電解液として用いて、以下のように電気化学素子を作成した。これを用いて、液漏れ試験（以下に測定方法を示した。）を行ない、表１に試験結果を示した。
【００４７】
＜電気化学素子の作成方法＞
電気化学素子の作成方法について、リチウムイオン電池いついて詳細に説明するが、電気二重層コンデンサ、電解コンデンサ、色素増感太陽電池についても従来知られている作成方法で作成できる。リチウムイオン電池には、負極には炭素材料（グラファイト）を用い、正極には、ＬｉＣｏＯ２に導電剤としてアセチレンブラック及び結着剤としてポリフッ化ビニリデン粉末を混合し加圧成形して作成したものを用いた。セパレータにはポリプロピレン製多孔質膜を用いた。ホウフッ化リチウムを溶かし込んだ実施例１〜３、比較例1〜3のゲル状電解液、又は電解液を注入した。
【００４８】
＜液漏れ試験の試験方法＞
上記のように作成したリチウムイオン電池を上限電圧４．２Ｖに設定し１ｍＡで１０時間定電流、定電圧充電し、続いて１ｍＡの低電流で終止電圧を３．０Ｖまで放電し、これを充放電の１サイクルとして、このような充放電を１００サイクル数繰り返した。このとき、意図的に電池上部に穴をあけ液漏れの有無を目視により観察した。
【００４９】
表１に示すように、本発明の実施例１〜３のゲル状電解液は、比較例１、２のような通常の電解液と同等のイオン電導度を示し、かつ液漏れ性がないことから安全な電気化学素子を提供できる。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明のゲル状組成物を用いたゲル状電解液は、リチウムイオン電池用ゲル状電解液、電気二重層コンデンサ、電解コンデンサ、色素増感太陽電池等に適用できるほか、燃料電池用等のプロトン伝導媒体にも適用できる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
イオン性液体（Ａ）及び金属塩（Ｂ）を必須成分とするゲル状組成物。
【請求項２】
金属塩（Ｂ）がアルカリ金属塩（Ｂ１）である請求項１に記載のゲル状組成物。
【請求項３】
アルカリ金属塩（Ｂ１）がナトリウム塩（Ｂ１１）である請求項２に記載のゲル状組成物。
【請求項４】
イオン性液体（Ａ）が一般式（１）で表されるイミダゾリウム塩（Ａ１）、一般式（２）で表されるイミダゾリニウム塩（Ａ２）、一般式（３）で表されるピリミジニウム塩（Ａ３）からなる群より選ばれる少なくとも１種である請求項１〜３のいずれか１項に記載のゲル状組成物。
［式（１）〜（３）のＲ１〜Ｒ１６は水素原子又は炭素数１〜６のアルキル基であって、同じであっても異なっていてもよい。Ｘ−は対アニオンを示す。］
【化１】
【化２】
【化３】
【請求項５】
イオン性液体（Ａ）が１−エチル−３−メチルイミダゾリウムテトラフルオロボレートであり、金属塩（Ｂ）がナトリウムテトラフルオロボレートである請求項１〜４のいずれか１項に記載のゲル状組成物。
【請求項６】
さらに有機溶媒を含有する請求項１〜５のいずれか１項に記載のゲル状組成物。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載のゲル状組成物を用いたゲル状電解液。
【請求項８】
請求項７に記載のゲル状電解液を用いることを特徴とする電気化学素子。
【請求項１】
イオン性液体（Ａ）及び金属塩（Ｂ）を必須成分とするゲル状組成物。
【請求項２】
金属塩（Ｂ）がアルカリ金属塩（Ｂ１）である請求項１に記載のゲル状組成物。
【請求項３】
アルカリ金属塩（Ｂ１）がナトリウム塩（Ｂ１１）である請求項２に記載のゲル状組成物。
【請求項４】
イオン性液体（Ａ）が一般式（１）で表されるイミダゾリウム塩（Ａ１）、一般式（２）で表されるイミダゾリニウム塩（Ａ２）、一般式（３）で表されるピリミジニウム塩（Ａ３）からなる群より選ばれる少なくとも１種である請求項１〜３のいずれか１項に記載のゲル状組成物。
［式（１）〜（３）のＲ１〜Ｒ１６は水素原子又は炭素数１〜６のアルキル基であって、同じであっても異なっていてもよい。Ｘ−は対アニオンを示す。］
【化１】
【化２】
【化３】
【請求項５】
イオン性液体（Ａ）が１−エチル−３−メチルイミダゾリウムテトラフルオロボレートであり、金属塩（Ｂ）がナトリウムテトラフルオロボレートである請求項１〜４のいずれか１項に記載のゲル状組成物。
【請求項６】
さらに有機溶媒を含有する請求項１〜５のいずれか１項に記載のゲル状組成物。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載のゲル状組成物を用いたゲル状電解液。
【請求項８】
請求項７に記載のゲル状電解液を用いることを特徴とする電気化学素子。
【公開番号】特開２００７−２５０４７３（Ｐ２００７−２５０４７３Ａ）
【公開日】平成１９年９月２７日（２００７．９．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−７５５６１（Ｐ２００６−７５５６１）
【出願日】平成１８年３月１７日（２００６．３．１７）
【出願人】（０００００２２８８）三洋化成工業株式会社 (1,719)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年９月２７日（２００７．９．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年３月１７日（２００６．３．１７）
【出願人】（０００００２２８８）三洋化成工業株式会社 (1,719)
【Ｆターム（参考）】
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