電解質組成物
【課題】優れたイオン伝導性及び保液性を有する電解質組成物を提供する。
【解決手段】下記成分（Ａ）及び成分（Ｂ）を含有する、電解質組成物。（Ａ）Ｘ−（−ＯＲ１−）ｎ−Ｙなる式で表わされるエポキシ化合物（ａ1）を、硬化剤（ｃ1）の存在下で反応させることにより得られる高分子化合物（Ｂ）下記式（３）で表される化合物
［式（３）中、Ｒ9〜Ｒ10は、それぞれ独立に、水素原子等を示し、Ｒ11〜Ｒ12は、それぞれ独立に、ハロゲン原子を有していてもよい炭素数１〜６のアルキル基等を示す。］
【解決手段】下記成分（Ａ）及び成分（Ｂ）を含有する、電解質組成物。（Ａ）Ｘ−（−ＯＲ１−）ｎ−Ｙなる式で表わされるエポキシ化合物（ａ1）を、硬化剤（ｃ1）の存在下で反応させることにより得られる高分子化合物（Ｂ）下記式（３）で表される化合物
［式（３）中、Ｒ9〜Ｒ10は、それぞれ独立に、水素原子等を示し、Ｒ11〜Ｒ12は、それぞれ独立に、ハロゲン原子を有していてもよい炭素数１〜６のアルキル基等を示す。］
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イオン液体を含有する電解質組成物、及び当該組成物を用いた電気デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、リチウムイオンバッテリーや電気二重層キャパシタ等の電気デバイスに使用される電解質として、主に有機系溶剤に支持電解質を溶解させて得られる有機電解液が用いられてきたが、有機電解液が可燃性であることから、発火性や液漏れ等の点で問題となっている。
そこで、上記有機電解液を高分子に含浸させ、ゲル電解質とすることで、液漏れを抑える技術の開発が進められているが、発火性等の問題は解消されていない。
一方、溶媒を用いない高分子固体電解質の開発が報告されているが、室温付近でのイオン伝導性が低いという問題があり、実用化に至っていない。
【０００３】
上述した問題が挙げられる中で、常温で液体状の溶融塩であるイオン液体が、難揮発性及び難燃性を有することから、電気化学デバイス用の電解液として注目を集めている。
例えば、非特許文献１及び２には、イオン液体であるビスフルオロスルフォニルイミド（ＦＳＩ-）を電解液として用いた電気化学デバイスが開示されている。
しかしながら、このイオン液体をバッテリーの電解質として用いた場合には液漏れが発生する可能性が高い。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】"Pure ionic liquid electrolytes compatible with a graphitized carbon negative electrode in rechargeable lithium-ion batteries", M. Ishikawa, T. Sugimoto, M. Kikuta, E. Ishiko, and M. Kono, J. Power Sources, 162, 658-662 (2006).
【非特許文献２】"Fast cycling of Li/LiCoO2 cell with low-viscosity ionic liquids based on bis(fluorosulfonyl)imide [FSI]- ", H. Matsumoto, H. Sakaebe, K. Tatsumi, M. Kikuta, E. Ishiko, M. Kono, J. Power Sources, 160, 1308-1313 (2006).
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、本発明は、優れたイオン伝導性及び保液性を有する電解質組成物、及び当該組成物を用いた電気デバイスの提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
そこで、本発明者は、イオン液体を、特定の高分子化合物に含浸させることにより、優れたイオン伝導性及び保液性を有する電解質組成物が得られることを見出し、本発明を完成した。
【０００７】
すなわち、本発明は、下記成分（Ａ）及び成分（Ｂ）を含有する電解質組成物を提供するものである。
【０００８】
（Ａ）少なくとも下記式（１）で表されるエポキシ化合物（ａ1）を、硬化剤（ｃ1）の存在下で反応させることにより得られる高分子化合物
【０００９】
【化１】
【００１０】
［式（１）中、Ｒ1は、メチレン基、置換若しくは非置換の炭素数２〜２０のアルキレン基、又は単結合を示し、Ｘは、エポキシ基を有する基を示し、Ｙは、置換若しくは非置換の炭素数６〜１８の芳香族炭化水素基、又はイオン性官能基を示し、ｎは、１〜１００の整数である（但し、Ｒ1が単結合の場合、ｎは１である。）。］
【００１１】
（Ｂ）下記式（３）で表される化合物
【００１２】
【化２】
【００１３】
［式（３）中、Ｒ9及びＲ10は、それぞれ独立に、水素原子、又は置換若しくは非置換の炭素数１〜２０のアルキル基を示し、Ｒ11及びＲ12は、それぞれ独立に、ハロゲン原子を有していてもよい炭素数１〜６のアルキル基、又はハロゲン原子を示す。］
【００１４】
更に、本発明は、上記電解質組成物を用いてなる、電気デバイスを提供するものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の電解質組成物は、優れたイオン伝導性を有し、かつ液漏れの危険性が少ないだけでなく、優れた難燃性及び熱安定性を有する。したがって、本発明の電解質組成物は、リチウムイオンバッテリーや電気二重層キャパシタ等の電気デバイスの電解質、帯電防止剤等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施例１〜３の電解質組成物の熱重量分析結果を示す図である。
【図２】実施例１〜３の電解質組成物の示差走査熱量分析結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
まず、本発明の電解質組成物の各構成成分について説明する。
［成分（Ａ）］
成分（Ａ）は、少なくとも下記の成分（ａ1）を、硬化剤（ｃ1）（以下、「成分（ｃ1）」とも称する）の存在下で反応させることにより得られる高分子化合物である。
【００１８】
成分（ａ1）は、上記式（１）で表されるエポキシ化合物であり、スペーサーを介してエポキシ基を有する基と、芳香族炭化水素基又はイオン性官能基とを有する。
ここで、上記式（１）において、Ｒ1は、メチレン基、置換若しくは非置換の炭素数２〜２０のアルキレン基、又は単結合を示すが、イオン伝導性、熱安定性、難燃性及び保液性の点から、置換又は非置換の炭素数２〜２０のアルキレン基が特に好ましい。なお、当該アルキレン基は、直鎖状でも分岐鎖状でもよい。
【００１９】
上記アルキレン基の炭素数は、２〜１０であるが、イオン伝導性、熱安定性、難燃性及び保液性の点から、２〜１０が好ましく、２〜６がより好ましく、２〜４が特に好ましい。具体的には、エチレン基、メチルエチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、１，３−ブチレン基、１，２−ブチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、オクタメチレン基等が挙げられる。中でも、エチレン基、メチルエチレン基、トリメチレン基が好ましく、トリメチレン基が特に好ましい。
【００２０】
また、当該アルキレン基に置換し得る基としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等のハロゲン原子；ヒドロキシ基；メトキシ基、エトキシ基等のアルコキシ基；アリール基；アラルキル基等が挙げられる。これら置換基の位置及び数は任意であり、置換基を２個以上有する場合、当該置換基は同一でも異なっていてもよい。
【００２１】
上記式（１）において、ｎは１〜１００の整数であるが、イオン伝導性、熱安定性、難燃性及び保液性の点から、１〜５０が好ましく、１〜２０がより好ましく、１〜１０が更に好ましく、１〜５が特に好ましい。なお、Ｒ1が単結合の場合、ｎは１である。
また、ｎ個の−ＯＲ1−は、それぞれ同一でも異なっていてもよい。
【００２２】
上記式（１）において、Ｘは、エポキシ基を有する基を示す。中でも、イオン伝導性、熱安定性、難燃性及び保液性の点から、エポキシ基、エポキシ基を有する炭素数１〜１０のアルキル基が好ましく、下記式（４）で表される基がより好ましい。なお、当該エポキシ基の数は、１個が好ましい。また、上記アルキル基は、直鎖状でも分岐鎖状でもよい。当該アルキル基の炭素数としては、好ましくは１〜５、より好ましくは１〜３である。具体的には、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基等が挙げられる。
【００２３】
【化３】
【００２４】
［式（４）中、ｋは、０〜５の整数である。］
【００２５】
上記ｋとしては、イオン伝導性、熱安定性、難燃性及び保液性の点から、０〜３が好ましく、０〜１がより好ましく、１が特に好ましい。
【００２６】
また、Ｘの具体例としては、エポキシ基、グリシジル基等が挙げられ、中でも、グリシジル基が特に好ましい。
【００２７】
式（１）において、Ｙは、置換若しくは非置換の炭素数６〜１８の芳香族炭化水素基、又はイオン性官能基を示す。
上記芳香族炭化水素基の炭素数としては、イオン伝導性及び保液性の点から、６〜１２が好ましく、６が特に好ましい。
また、上記芳香族炭化水素基としては、イオン伝導性及び保液性の点から、フェニル基、ビフェニル基、ナフチル基、フェナントリル基等のアリール基が好ましく、フェニル基が特に好ましい。
【００２８】
また、当該芳香族炭化水素基に置換しうる基としては、Ｒ1と同様のものが挙げられる。
【００２９】
また、上記イオン性官能基とは、アニオン性官能基及びカチオン性官能基のいずれをも包含する概念であり、当該アニオン性官能基は、カチオンと結合して塩を形成していてもよく、当該カチオン性官能基は、アニオンと結合して塩を形成していてもよい。
【００３０】
上記アニオン性官能基としては、イオン伝導性の点から、−（ＳＯ2Ｒ14）2Ｎ-、−ＳＯ3-、−ＳＯ4-、−ＣＯＯ-、−ＰＯ42-、−ＳＯ2Ｎ-ＳＯ2Ｒ13等が挙げられる。中でも、イオン伝導性の点から、−ＳＯ3-、−ＳＯ2Ｎ-ＳＯ2Ｒ13、−（ＳＯ2Ｒ14）2Ｎ-が好ましく、−ＳＯ2Ｎ-ＳＯ2Ｒ13が特に好ましい。
【００３１】
ここで、上記Ｒ13は、ハロゲン原子を有していてもよい炭素数１〜１２のアルキル基を示す。当該ハロゲン原子としては、Ｒ1と同様のものが挙げられるが、イオン伝導性の点から、フッ素原子が好ましい。
また、上記アルキル基の炭素数としては、イオン伝導性の点から、１〜６が好ましく、１〜３がより好ましく、１が特に好ましい。なお、Ｒ14はハロゲン原子を有していてもよい炭素数１〜１２のアルキル基を示し、Ｒ13と同様のものが好ましい。
また、−ＳＯ2Ｎ-ＳＯ2Ｒ13としては、イオン伝導性の点から、−ＳＯ2Ｎ-ＳＯ2ＣrＦ2r+1（ここでｒは１〜１２の整数を示す）が好ましく、−ＳＯ2Ｎ-ＳＯ2ＣＦ3が特に好ましい。
また、これらのアニオン性官能基と塩を形成し得るカチオンとしては、アルカリ金属カチオン等の金属カチオン；１−エチル−３−メチルイミダゾリウム等の有機アンモニウムカチオンが好ましく、金属カチオンがより好ましく、Ｎａ+、Ｋ+、Ｌｉ+等のアルカリ金属カチオンが特に好ましい。
【００３２】
アニオン性官能基とカチオンとが形成する塩としては、具体的には、−ＣＯＯ-Ｎａ+、−ＣＯＯ-Ｋ+、−ＳＯ3-Ｎａ+、−ＳＯ3-Ｌｉ+、−ＳＯ2Ｎ-ＳＯ2ＣＦ3・Ｌｉ+、−ＳＯ2Ｎ-ＳＯ2ＣＦ3・Ｎａ+等が挙げられる。
【００３３】
アニオン性官能基と有機アミンとの塩としては、−ＣＯＯ-ＨＮ+ＲaＲbＲc、−ＳＯ3-ＨＮ+ＲdＲeＲf（Ｒa〜Ｒfは、それぞれ独立に、水素原子、又は置換若しくは非置換の炭素数１〜１２のアルキル基を示す）等が挙げられる。当該炭素数１〜１２のアルキル基としては、炭素数１〜５のアルキル基が好ましく、メチル基、エチル基がより好ましい。また、当該アルキル基に置換し得る基としては、水酸基、スルホンアミド基、炭素数１〜６のアシルオキシ基、炭素数１〜６のアルコキシ基、炭素数２〜７のアルコキシカルボニル基、シアノ基等が挙げられる。
【００３４】
また、上記カチオン性官能基としては、正電荷を帯びていれば特に限定されないが、例えば、金属イオン、下記式（５）〜（８）で表される基等が挙げられる。
【００３５】
【化４】
【００３６】
［式（５）中、Ｒ15〜Ｒ17は、それぞれ独立に、水素原子又は炭素数１〜１２のアルキル基を示す。］
【００３７】
【化５】
【００３８】
［式（６）中、Ｒ18〜Ｒ20は、それぞれ独立に、炭素数１〜１２のアルキル基を示す。］
【００３９】
上記Ｒ15〜Ｒ20としては、炭素数１〜５のアルキル基が好ましい。具体的には、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基等が挙げられ、メチル基が特に好ましい。
【００４０】
【化６】
【００４１】
［式（７）中、Ｒ21〜Ｒ24は、それぞれ独立に、水素原子又は炭素数１〜１２のアルキル基を示す。］
上記Ｒ21〜Ｒ24において、炭素数１〜１２のアルキル基としては、前記Ｒ15と同様のものが好ましい。
【００４２】
【化７】
【００４３】
［式（８）中、Ｒ25及びＲ26は、それぞれ独立に、水素原子又は炭素数１〜１２のアルキル基を示す。］
【００４４】
上記Ｒ25及びＲ26において、炭素数１〜１２のアルキル基としては、前記Ｒ15と同様のものが好ましい。
【００４５】
また、カチオン性官能基と塩を形成し得るアニオンとしては、負電荷を帯びていれば特に限定されないが、例えば、Ｂｒ-、ＡｌＣｌ4-、Ａｌ2Ｃｌ7-、ＮＯ3-、ＢＦ4-、ＰＦ6-、ＣＨ3ＣＯＯ-、ＣＦ3ＣＯＯ-、ＣＦ3ＳＯ3-、（ＣＦ3ＳＯ2）2Ｎ-、（ＣＦ3ＳＯ2）3Ｃ-、ＡｓＦ6-、ＳｂＦ6-、ＣＦ3ＣＦ2ＣＦ2ＣＦ2ＳＯ3-、（ＣＦ3ＣＦ2ＳＯ2）2Ｎ-、ＣＦ3ＣＦ2ＣＦ2ＣＯＯ-等が挙げられる。中でも、融点が低く、耐熱性が高い点から、ＢＦ4-、ＰＦ6-、（ＣＦ3ＳＯ2）2Ｎ-が好ましく、ＰＦ6-、（ＣＦ3ＳＯ2）2Ｎ-がより好ましい。
【００４６】
また、Ｙとしては、イオン伝導性、熱安定性、難燃性及び保液性の点から、フェニル基、イオン性官能基が好ましく、イオン性官能基がより好ましく、アニオン性官能基が特に好ましい。
【００４７】
また、成分（ａ1）としては、イオン伝導性、熱安定性、難燃性及び保液性の点から、グリシジルフェニルエーテル、リチウム ３−グリシジルオキシプロパンスルホネート、リチウム ３−グリシジルオキシプロパンスルホニルトリフルオロメタンスルホニルイミド等が挙げられる。
【００４８】
ここで、成分（Ａ）においては、３次元網目状の架橋構造を有する高分子化合物を得るために、エポキシ化合物として、上記成分（ａ1）の他に、２個以上のエポキシ基を有する化合物（ｂ1）（以下、「成分（ｂ1）」とも称する）を用いるのが好ましい。成分（ｂ1）は、エポキシ基、グリシジル基、グリシジルオキシ基、グリシジルアミノ基等のエポキシ含有基を２個以上有する化合物を包含する概念である。また、エポキシ基の数としては、好ましくは２〜５個、より好ましくは２〜３個、特に好ましくは２個である。
【００４９】
具体的には、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ジエチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、１，６−へキサンジオールジグリシジルエーテル等のグリシジルエーテル系エポキシ化合物；ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、水添ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、水添ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂、臭素化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールアルカン類型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、アミノフェノール型エポキシ樹脂等のフェノール系エポキシ化合物；ビフェニル型エポキシ樹脂；ナフタレン型エポキシ樹脂；フルオレン型エポキシ樹脂；スピロ環型エポキシ樹脂；オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂；臭素化クレゾールノボラック型エポキシ樹脂；トリスヒドロキシメタン型エポキシ樹脂；テトラフェニロールエタン型エポキシ樹脂；脂環型エポキシ樹脂；アルコール型エポキシ樹脂；ヘキサヒドロフタル酸ジグリシジルエーテル；脂肪酸変性エポキシ樹脂；トルイジン型エポキシ樹脂；アニリン型エポキシ樹脂；ヒンダトイン型エポキシ樹脂；ジフェニルエーテル型エポキシ樹脂；ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂；ダイマー酸ジグリシジルエステル；ヘキサヒドロフタル酸ジグリシジルエステル；ダイマー酸ジグリシジルエーテル；シリコーン変性エポキシ樹脂；ケイ素含有エポキシ樹脂；ウレタン変性エポキシ樹脂；ＮＢＲ変性エポキシ樹脂；ＣＴＢＮ変性エポキシ樹脂；エポキシ化ポリブタジエン等が挙げられる。
中でも、イオン伝導性、熱安定性、難燃性及び保液性の点から、２個以上のエポキシ基を有するグリシジルエーテル系エポキシ化合物が好ましく、下記式（９）で表される化合物がより好ましく、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテルが特に好ましい。
【００５０】
【化８】
【００５１】
（上記式（９）中、Ｒ27は、置換又は非置換の炭素数２〜５のアルキレン基を示し、ｐは、１〜１００の整数である。）
【００５２】
上記アルキレン基は、直鎖状でも分岐鎖状でもよく、アルキレン基の炭素数は、２〜５であるが、イオン伝導性、熱安定性、難燃性及び保液性の点から、２〜３が好ましい。具体例としては、Ｒ1と同様のものが挙げられるが、エチレン基が特に好ましい。
また、アルキレン基に置換し得る基としては、Ｒ1と同様のものが挙げられる。
また、上記ｐとしては、保液性の点から、１〜５０が好ましく、１〜２０が特に好ましい。なお、ｐ個の−Ｒ27Ｏ−は、それぞれ同一でも異なっていてもよい。
【００５３】
また、本発明の電解質組成物における成分（ａ1）／成分（ｂ1）のモル比は、イオン伝導性、熱安定性、難燃性及び保液性の点から、０．５〜２が好ましく、０．５〜１．５がより好ましい。
【００５４】
成分（ｃ1）としては、アミン類、酸無水物、フェノール系樹脂、ポリチオール化合物、イソシアネート化合物、ブロックイソシアネート化合物及びアルキド樹脂からなる群から選ばれる少なくとも１種又は２種以上が挙げられる。
【００５５】
アミン類としては、ジアミンが好ましく、下記式（２）で表される化合物がより好ましい。
【００５６】
【化９】
【００５７】
［式（２）中、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4及びＲ5は、それぞれ独立に、水素原子、又は置換若しくは非置換の炭素数１〜２０のアルキル基を示し（但し、式中のＲ2〜Ｒ5の少なくとも３つは水素原子である。）、Ｒ6及びＲ8は、それぞれ独立に、メチレン基、又は置換若しくは非置換の炭素数２〜２０のアルキレン基を示し、Ｒ7は、置換又は非置換の炭素数２〜２０のアルキレン基を示し、ｍは、１〜１００の整数である。］
【００５８】
上記式（２）中、Ｒ2〜Ｒ5は、それぞれ独立に、水素原子、又は置換若しくは非置換の炭素数１〜２０のアルキル基を示すが、Ｒ2〜Ｒ5のうちの少なくとも３つは水素原子である。
また、上記アルキル基は、直鎖状でも分岐鎖状でもよく、アルキル基の炭素数としては、保液性の点から、１〜１０が好ましく、１〜５がより好ましく、１〜３が特に好ましい。好適なアルキル基としては、具体的には、Ｒ15と同様のものが挙げられる。
【００５９】
Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4及びＲ5としては、イオン伝導性、熱安定性、難燃性及び保液性の点から、水素原子が好ましい。
【００６０】
Ｒ6及びＲ8は、それぞれ独立に、メチレン基、又は置換若しくは非置換の炭素数２〜２０のアルキレン基を示す。当該アルキレン基としては、イオン伝導性及び保液性の点から、Ｒ1と同様のものが好ましく、トリメチレン基が特に好ましい。
【００６１】
Ｒ7は、置換又は非置換の炭素数２〜２０のアルキレン基を示す。当該アルキレン基としては、Ｒ1と同様のものが挙げられるが、イオン伝導性及び保液性の点から、エチレン基が特に好ましい。
【００６２】
また、Ｒ2〜Ｒ8における置換基としては、Ｒ1と同様のものが挙げられる。
【００６３】
また、上記式（２）中の−Ｒ6（−ＯＲ7−）mＯＲ8−の具体例としては、Ｃ2-20アルキレンポリ（オキシＣ2-20アルキレン）Ｃ2-20アルキレン基、；Ｃ2-20アルキレンポリ（グリセリン）Ｃ2-20アルキレン基等のヒドロキシ基を有する基；メトキシ、エトキシ、ｎ−プロポキシ等のアルコキシ基置換Ｃ2-20アルキレンポリ（オキシＣ2-20アルキレン）基が挙げられる。中でも、イオン伝導性及び保液性の点から、Ｃ2-20アルキレンポリ（オキシＣ2-20アルキレン）Ｃ2-20アルキレン基が好ましく、トリメチレンポリ（オキシエチレン）トリメチレン基が特に好ましい。
【００６４】
ｍは１〜１００の整数であるが、９〜１００が好ましく、９〜９９がより好ましく、２０〜９９が更に好ましく、３０〜９０が特に好ましい。このような範囲内とすることで、イオン伝導性及び保液性がより一層優れるようになる。このような効果が得られる要因は必ずしも明らかではないが、ｍが大きくなると、ポリマーの機械的強度を保ちつつイオン液体による高い膨潤度が得られ、ポリマーとしての柔軟性が向上するため、ポリマーに固定化されたイオン性官能基の自由度が高くなり、イオン伝導性が向上するためであると、本発明者は推察する。
【００６５】
また、上記式（２）で表される化合物としては、イオン伝導性、熱安定性、難燃性及び保液性の点から、ポリ（エチレングリコール）ビス（３−アミノプロピル）が特に好ましい。
【００６６】
上記式（２）で表される化合物以外のアミン類として、脂肪族アミン（エチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、プロピレンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′‐テトラメチル‐１，４‐ブタンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ジエチルアミノプロピルアミン、スペルミン、スペルミジン、カダベリン、ソラミン、４，７，１０−トリオキサトリデカン−１，１３−ジアミン、ビス(３−アミノプロピル)エーテル、エタノールアミン等）、ポリアミドポリアミン、脂環式化合物（ビス（４−アミノ−３−メチルシクロヘキシル）メタン、ビス（４−ジアミノシクロヘキサン）メタン等）、アリール類（ｍ−キシレンジアミン、ジイミドジフェニルメタン、ジイミドジフェニルスルフォン、メタフェニレンジアミン等）、ジシアノジアミド、アジピン酸ジヒドラジド等が挙げられる。
【００６７】
酸無水物としては、フタル酸無水物、テトラヒドロフタル酸無水物、ヘキサヒドロフタル酸無水物、メチルテトラヒドロフタル酸無水物、メチルヘキサヒドロフタル酸無水物、無水メチルナディック酸、ドデセニル無水コハク酸、無水クロレンド酸、ピロメリット酸二無水物、ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、無水トリメリット酸等が挙げられる。
【００６８】
成分（ｃ1）は、１種又は２種以上を用いることができる。また、成分（ｃ1）たる硬化剤は重合開始剤としての機能を有していてもよい。
【００６９】
また、成分（Ａ）中の成分（ａ1）、成分（ｂ1）及び成分（ｃ1）の各割合は下記式（１１）の関係を満たすことが好ましい。
【００７０】
０．２≦４×Ｍｃ／(Ｍａ＋２×Ｍｂ)≦２ ・・・（11）
【００７１】
［式（１１）中、Ｍａは成分（ａ1）のモル数を、Ｍｂは成分（ｂ1）のモル数を、Ｍｃは成分（ｃ1）のモル数を、それぞれ示す。］
【００７２】
上記式（１１）において、機械的強度、イオン伝導性、熱安定性、難燃性及び保液性の点から、下限値は０．５が好ましく、他方上限値は１．５が好ましい。
【００７３】
また、本発明においては、成分（ｃ1）の他に、必要により硬化促進剤（ｄ1）（以下、「成分（ｄ1）」とも称する）を用いることもできる。成分（ｄ1）としては、三級アミン類及びその塩、四級アンモニウム塩、２，４，６−トリス（ジメチルアミノメチル）フェノール、ジメチルベンジルアミン、イミダゾール類、ｔｅｒｔ−アミルフェノールアンモニウム、モノフェノール類、ポリフェノール類、三フッ化ホウ素及びその有機錯体化合物、リン酸、並びに亜リン酸トリフェニルからなる群から選ばれる少なくとも１種又は２種以上が挙げられる。
【００７４】
次に、成分（Ａ）の製造方法について説明する。
成分（Ａ）の製造方法としては、成分（ａ1）を、成分（ｃ1）の存在下で反応させればよいが、成分（ａ1）及び成分（ｃ1）、必要に応じて成分（ｂ1）及び／又は成分（ｄ1）を混合し、次いで加熱硬化させる方法が好ましい。
また、上記製造方法は、溶媒存在下及び非存在下のいずれでも行うことができるが、溶媒存在下で行うのが好ましい。当該溶媒としては、メタノール等のアルコール系溶媒が挙げられる。また、反応温度は、例えば、５０〜２００℃程度であり、反応時間は、例えば、３０分〜２０時間程度である。
【００７５】
［成分（Ｂ）］
成分（Ｂ）は、上記式（３）で表される化合物であるが、イオンのみで構成され、室温で液体であるという性質を具備する、所謂イオン液体である。
【００７６】
ここで、上記式（３）において、Ｒ9及びＲ10は、それぞれ独立に、水素原子、又は置換若しくは非置換の炭素数１〜２０のアルキル基を示し、イオン伝導性、熱安定性及び難燃性の点から、置換又は非置換の炭素数１〜２０のアルキル基が好ましい。なお、当該アルキル基は、直鎖状でも分岐鎖状でもよい。
上記アルキル基の炭素数としては、イオン伝導性、熱安定性及び難燃性の点から、１〜１０が好ましく、１〜６がより好ましく、１〜３が特に好ましい。具体的には、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基等が挙げられ、中でも、メチル基、エチル基が好ましい。
【００７７】
また、上記アルキル基に置換し得る基としては、Ｒ1と同様のものが挙げられる。
【００７８】
Ｒ11及びＲ12は、それぞれ独立に、ハロゲン原子を有していてもよい炭素数１〜６のアルキル基、又はハロゲン原子を示す。
当該アルキル基の炭素数としては、イオン伝導性、熱安定性及び難燃性の点から、１〜３が好ましく、１が特に好ましい。具体的には、Ｒ9と同様のものが挙げられるが、メチル基が特に好ましい。
上記アルキル基に置換しているハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。中でも、イオン伝導性、熱安定性及び難燃性の点から、フッ素原子が好ましい。なお、ハロゲン原子の位置及び数は任意であり、ハロゲン原子を２以上有する場合、当該ハロゲン原子は同一でも異なっていてもよい。
【００７９】
また、Ｒ11及びＲ12としては、イオン伝導性の点から、ハロゲン原子が好ましい。中でも、上記アルキル基に置換しているハロゲン原子と同様のものが好ましい。
【００８０】
また、上記式（３）で表される化合物としては、イオン伝導性、熱安定性、難燃性の点から、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムビス（フルオロスルホニル）イミドが特に好ましい。
【００８１】
本発明の電解質組成物中の成分（Ａ）及び（Ｂ）の含有質量比[（Ｂ）／（Ａ）]は、イオン伝導性、熱安定性、難燃性の点から、１．５〜５０が好ましく、２〜２０がより好ましい。
【００８２】
［成分（Ｃ）］
本発明の電解質組成物は、イオン伝導性の点から、成分（Ａ）及び（Ｂ）に加えて、更に成分（Ｃ）として支持電解質を含有することが好ましい。
成分（Ｃ）としては、有機スルホニルイミド、カルボン酸、二塩基酸ジヒドラジド、イミダゾール類、有機ボロン、有機ホスフィン、グアニジン類、及びこれらの塩から選ばれる１種又は２種以上等が挙げられる。
中でも、イオン伝導性の点から、有機スルホニルイミド又はその塩が好ましく、下記式（１０）で表されるアニオンと、金属カチオン又は有機アミン由来のカチオンとの塩が好ましい。当該金属カチオン及び有機アミン由来のカチオンとしては、Ｙと同様のものが挙げられるが、イオン伝導性の点から、アルカリ金属カチオンがより好ましく、Ｌｉ+が特に好ましい。
【００８３】
【化１０】
【００８４】
［式（１０）中、Ｒ28は、ハロゲン原子を有していてもよい炭素数１〜６のアルキル基、又はハロゲン原子を示す。］
【００８５】
上記Ｒ28におけるハロゲン原子を有していてもよい炭素数１〜６のアルキル基としては、Ｒ11と同様のものが挙げられるが、三フッ化メチル基が特に好ましい。
【００８６】
本発明の電解質組成物中の成分（Ｂ）と成分（Ｃ）の含有質量比[（Ｃ）／（Ｂ）]は、イオン伝導性、熱安定性、難燃性の点から、０〜４０が好ましく、５〜３０がより好ましい。
なお、上記成分（Ａ）〜（Ｃ）は、（Ａ）〜（Ｃ）に含まれる各化合物を、それぞれ単独で用いてもよく、二種以上用いてもよい。
【００８７】
本発明の電解質組成物には、上記成分の他に、成分（ｃ1）以外のアミン化合物、フェノール類、酸無水物等を含有せしめてもよい。なお、これらは単独で用いてもよく、二種以上用いてもよい。
【００８８】
上記成分（ｃ1）以外のアミン化合物としては、ジエチルアミン、ジエチレントリアミン（ＤＥＴＡ）、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン（ＴＥＰＡ）、１，６−ヘキサメチレンジアミン、ジプロピレントリアミン（ＤＰＴＡ）、１，２−ビス（２−アミノエトキシ）エタン、ジエチルアミノプロピルアミン、アミノエチルピペラジン、メンセンジアミン、メタキシリレンジアミン、ジシアンジアミド、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルスルフォン、メチレンジアニリン、メタフェニレンジアミン、イソホロンジアミン、ｍ−キシレンジアミン、４，４'−メチレンビス（シクロヘキシルアミン）から選ばれる１種又は２種以上等が挙げられる。
【００８９】
上記フェノール類としては、フェノール性水酸基を有するものであれば特に限定されないが、ビフェノール、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、フェノールノボラック、クレゾールノボラック、ビスフェノールＡノボラック、キシレン−ノボラック、メラミン−ノボラック、ｐ−ヒドロキシスチレン（共）重合物、及びこれらのハロゲン化物やアルキル基置換体から選ばれる１種又は２種以上等が挙げられる。
【００９０】
上記酸無水物としては、無水ヘキサヒドロフタル酸（ＨＰＡ）、無水テトラヒドロフタル酸（ＴＨＰＡ）、無水ピロメリット酸（ＰＭＤＡ）、無水クロレンド酸（ＨＥＴ）、無水ナディック酸（ＮＡ）、無水メチルナディック酸（ＭＮＡ）、無水ドデシニルコハク酸（ＤＤＳＡ）、無水フタル酸（ＰＡ）、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸（ＭｅＨＰＡ）、無水マレイン酸から選ばれる１種又は２種以上等がある。
【００９１】
次に、本発明の電解質組成物の製造方法について説明する。
本発明の電解質組成物の製造方法としては、特に限定されないが、成分（Ａ）に、成分（Ｂ）を含浸させるのが好ましい。
【００９２】
また、本発明の電解質組成物はキットの形態とすることが可能であり、その態様としては、例えば、上記成分（Ａ）と成分（Ｂ）と、必要に応じて成分（Ｃ）とを、個別の容器に収容したキット、上記成分（ａ1）と成分（ｂ1）と成分（ｃ1）と成分（Ｂ）と、必要に応じて成分（Ｃ）とを個別の容器に収容した電解質組成物用原料キットが挙げられる。また、他の態様としては、複数に区分けされた容器内に、成分（Ａ）を収容する第一の区分と、成分（Ｂ）を収容する第二の区分と、必要に応じて成分（Ｃ）を収容する第三の区分とを備える電解質組成物用原料キット、成分（ａ1）を収容する第一の区分と、成分（ｂ1）を収容する第二の区分と、成分（ｃ1）を収容する第三の区分と、成分（Ｂ）を収容する第四の区分と、必要に応じて成分（Ｃ）を収容する第五の区分とを備える電解質組成物用原料キットが挙げられる。このようなキットとすることで、優れた貯蔵安定性が得られる。
【００９３】
上記製造方法により得られる本発明の電解質組成物は、下記実施例に示すとおり、優れたイオン伝導性、熱安定性及び難燃性を有し、かつ優れた保液性を有するため、液漏れの危険性が少ない。なお、本発明の電解質組成物の膨潤度としては、イオン伝導性の点から、１．５〜５０が好ましく、２〜２０がより好ましい。
また、本発明の電解質組成物は、イオン伝導性、熱安定性、難燃性及び保液性の点から、好ましくは非水系電解質組成物、より好ましくはゲル状電解質組成物である。更に、好ましい形態としては、フィルム状電解質組成物が好ましく、更に好ましくはフィルム状ゲル電解質組成物である。更に、当該組成物としては、透明のものが好ましい。
【００９４】
したがって、本発明の電解質組成物は、バッテリーやキャパシタ等の電気デバイスの電解質、帯電防止剤；電解質フィルム；その他の成形体等として有用である。
ここで、バッテリーとしては、リチウムイオンバッテリーが挙げられる。
また、キャパシタとしては、リチウムイオンキャパシタ、電気二重層キャパシタ等が挙げられる。
また、電解質フィルムとしては、ほん帯電防止フィルム、耐熱フィルム、難燃フィルム、接着フィルム、イオン伝導性フィルム、導電性フィルム、バッテリー用電解質フィルム、キャパシタ用電解質フィルム等が挙げられる。
本発明の電解質組成物は、イオン性官能基の構造が安定化しており、キャパシタや電池等の充放電に耐えうると推測できるので、バッテリーやキャパシタ等の電気デバイスの電解質、帯電防止剤等として有用である。
【００９５】
なお、本発明の電解質組成物は、上記用途に応じて、リチウム塩等の電解質、無機フィラー、密着助剤、高分子添加剤、反応性希釈剤、レベリング剤、濡れ性改良剤、界面活性剤、可塑剤、帯電防止剤、無機充填剤、防カビ剤、調湿剤、難燃剤などを含んでいてもよい。
【実施例】
【００９６】
以下、実施例を挙げて、本発明の実施の形態を更に具体的に説明する。但し、本発明は、下記実施例に限定されるものではない。
【００９７】
実施例で使用した試薬は以下の通りである。
２，３−エポキシ−１−プロパノール、水素化リチウム、酢酸、アセトニトリル、ジクロロメタン、メタノール（特級）、及びグリシジルフェニルエーテル（ＰｈＧＥ）は、和光純薬工業から購入し、そのまま使用した。
ジメチルスルホキシド(ＤＭＳＯ)は、和光純薬工業から購入し、モレキュラーシーブ４Ａで乾燥して使用した。
３−クロロプロパンスルホニルクロライドは、Ａｌｆａ Ａｅｓａｒから購入し、そのまま使用した。
プロパンサルトン、トリフルオロメタンスルホンアミドは、東京化成工業から購入し、そのまま使用した。
ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル（Ｍｗ＝５２６，ＰＥＧＧＥ）、及びポリ（エチレングリコール）ビス（３−アミノプロピル）（Ｍｗ＝１５００，ＰＥＧＢＡ１５００）は、Ａｌｄｒｉｃｈから購入し、そのまま使用した。
ポタジウムビス（フルオロスルフォニル）イミド（ＫＦＳＩ）は、三菱マテリアル電子化成株式会社から購入し、そのまま使用した。
１−エチル−３−メチルイミダゾリウムビス（フルオロスルホニル）イミド（ＥＭＩｍＦＳＩ）は、第一工業製薬社製から購入し、そのまま使用した。
リチウム ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド（ＬｉＴＦＳＩ）は、和光純薬工業から購入し、真空下１２０℃にて３時間加熱乾燥して使用した。
炭酸プロピレン（ＰＣ）は、東京化成工業から購入し、水素化カルシウムを用いて蒸留して使用した。
【００９８】
その他、本発明に用いられる試薬の合成例を下記に記す。
【００９９】
［合成例１］
リチウム ３−グリシジルオキシプロパンスルホネート（ＬｉＧＰＳ）の製造
２，３−エポキシ−１−プロパノール（１．４８ｇ，２０．０ｍｍｏｌ）とプロパンサルトン（２．４４ｇ，２０ｍｍｏｌ）のＤＭＦ（４ｍＬ）溶液に、水素化リチウム（１７６ｍｇ，２２ｍｍｏｌ）を加え、これを室温で２０時間攪拌した後、反応混合物にアセトン（１００ｍＬ）を加え生成物を沈殿させた。この沈殿を回収しアセトンで洗浄後、得られた固体を真空乾燥することにより、目的化合物ＬｉＧＰＳ（２．２１ｇ，１０．９ｍｍｏｌ）を収率５４．７％で得た。得られた化合物を下記式に示す。
【０１００】
【化１１】
【０１０１】
ＡＴＲ−ＩＲ：７５１，８００，８５１，８９１，９１０，１０４５，１０７６，１１０４，１１６６，１２２１，２８７６，２９４０ｃｍ-1．
1Ｈ−ＮＭＲ δ ｉｎ ＣＤ3ＯＤ：２．００−２．１３（ｍ，２Ｈ），２．６３（ｄｄ，Ｊ＝２．８，５．２Ｈｚ，１Ｈ），２．８１（ｄｄ，Ｊ＝４．４，５．２Ｈｚ，１Ｈ），２．９２（ｔ，Ｊ＝７．８Ｈｚ，２Ｈ），３．１０−３．２０（ｍ，１Ｈ），３．３７（ｄｄ，Ｊ＝６．０，１１．４Ｈｚ，１Ｈ），３．５７−３．６８（ｍ，２Ｈ），３．７９（ｄｄ，Ｊ＝２．８，１１．４Ｈｚ，１Ｈ）．
【０１０２】
［合成例２］
リチウム ３−グリシジルオキシプロパンスルホニルトリフルオロメタンスルホニルイミド（ＬｉＧＰＳＩ）の製造
室温でトリフルオロメタンスルホンアミド（２．９８ｇ，２０．０ｍｍｏｌ）のアセトニトリル（２０ｍＬ）溶液中に、３−クロロプロパンスルホニルクロライド（３．５４ｇ，２０．０ｍｍｏｌ）と水酸化リチウム一水和物（１．６８ｇ，４０．０ｍｍｏｌ）を加え２０時間撹拌した。この混合物をガラスフィルターでろ過し、ろ液を濃縮した後、ジクロロメタン（３０ｍＬ）を加えて１時間撹拌したところ白色結晶が生成した。この混合物をガラスフィルターでろ過し結晶を回収して真空乾燥し、リチウム ３−クロロプロパンスルホニルトリフルオロメタンスルホニルイミド（５．１８ｇ，１７．５ｍｍｏｌ）を収率８７％で得た。
【０１０３】
酢酸（１．５６ｇ，２６．３ｍｍｏｌ）を純水（１８ｍＬ）に溶解し、水酸化リチウム一水和物（１．１１ｇ，２６．３ｍｍｏｌ）を加えて中和した後、上記のリチウム ３−クロロプロパンスルホニルトリフルオロメタンスルホニルイミド（５．１８ｇ，１７．５ｍｍｏｌ）を加え、１００℃で４２時間加熱撹拌した。この混合物に水酸化リチウム一水和物（９２４ｍｇ，２２．０ｍｍｏｌ）を加え室温で４時間撹拌した。反応混合物を濃縮後、アセトニトリル（３０ｍＬ）を加えて撹拌した。デカンテーションで上澄み液を回収し、沈殿をアセトニトリル（１０ｍＬ）で洗浄した洗液とともに濃縮した後、５０℃に加熱しながら真空乾燥を行ったところ、リチウム ３−ヒドロキシルプロパンスルホニルトリフルオロメタンスルホニルイミド（２．５８ｇ，９．３１ｍｍｏｌ）を収率５３％で得た。
【０１０４】
得られたリチウム ３−ヒドロキシルプロパンスルホニルトリフルオロメタンスルホニルイミド（４４４ｍｇ，１．５０ｍｍｏｌ）をジメチルスルホキシド（１．１ｍＬ）に溶解し、エピブロモヒドリン（４３８ｍｇ，３．２ｍｍｏｌ）と水素化リチウム（６０ｍｇ，７．５ｍｍｏｌ）を加え、５０℃に加熱し４３時間撹拌した。反応混合物に、アセトニトリル（１０ｍＬ）を加え撹拌後、ガラスフィルターでろ過し未反応の水素化リチウムと臭化リチウムを除去した後、トルエン（２０ｍＬ）を加え撹拌した。沈殿した褐色の液体を回収しトルエン（５ｍＬ）で２回洗浄後、真空乾燥を行うことでリチウム ３−グリシジルオキシプロパンスルホニルトリフルオロメタンスルホニルイミド（ＬｉＧＰＳＩ）と、原料であるリチウム ３−ヒドロキシルプロパンスルホニルトリフルオロメタンスルホニルイミドとの混合物である、ジメチルスルホキシド溶液（グリシジル化率８６％，ＬｉＧＰＳＩ含有率２２ｗｔ％）１．６１ｇを得た。得られた化合物を下記式で示す。
【０１０５】
【化１２】
【０１０６】
［実施例１］ フィルム状電解質組成物の製造（１）
１）まず、フッ素樹脂テープ（Ｐｅｒｍａｃｅｌ Ｐ４２２）を用いてスライドガラス上に１６ｍｍ×４２ｍｍ×０．１ｍｍの窪みを作製し、エポキシ硬化用の型枠を得た。
【０１０７】
２）次に、表１に示す成分を用いて、フィルム１を得た。
すなわち、ＬｉＧＰＳＩ、ＰＥＧＧＥ、ＰＥＧＢＡ、及びメタノール（６００ｍｇ）を混合し、これを攪拌した後、上記エポキシ硬化用の型枠に流し込み、メタノールを蒸発留去させた後、１００℃で７時間加熱した。そして、室温まで冷却した後、型枠を外し、エポキシ硬化物を得た。
得られたエポキシ硬化物を、１５ｍｍ×５ｍｍのサイズに切り出しフィルム状にし、メタノール５０ｍＬ中に２時間浸漬した後、フィルムを取り出しメタノールで洗浄した。この操作を３回行った後、一晩風乾し、更に電気乾燥機を用いて１００℃で３時間加熱乾燥し、およそ１５ｍｍ×５ｍｍ×０．３ｍｍサイズのフィルム１を得た。
【０１０８】
３）次に、表２に示す成分を用いて、フィルム状電解質組成物を得た。
すなわち、上記フィルム１の質量を測定した後、５０ｍＬのサンプル瓶に入れた。次いで、支持電解質であるＬｉＴＦＳＩをＥＭＩｍＦＳＩに添加し、ＥＭＩｍＦＳＩ中のＬｉＴＦＳＩが１０質量％の溶液とした。そして、この溶液を上記フィルム１に加え、フィルム１に溶液を含浸させた。
サンプル瓶を５０℃で２４時間加熱後、上記溶液（電解液）で膨潤したフィルムを取り出し、表面の余分な液体をキムワイプでふき取り、フィルム状電解質組成物を得た。
【０１０９】
［実施例２〜６］ 電解質組成物の製造（２）
表１及び２に示す成分を用いて、実施例１と同様に、フィルム及びフィルム状電解質組成物を得た。
【０１１０】
【表１】
【０１１１】
【表２】
【０１１２】
なお、上記実施例１〜６のフィルム状電解質組成物は、いずれもゲル状であった。この結果、実施例１〜６のフィルム状電解質組成物は、保液性を有し、液漏れの危険性が少ないことがわかった。
【０１１３】
［試験例１］ 膨潤度測定
実施例１〜６のフィルム状電解質組成物の質量を測定し、フィルムの質量とフィルム状電解質組成物の質量から、膨潤度を求めた。また、ＥＭＩｍＦＳＩの各フィルムに対する質量比を求めた。結果を表３に示す。
【０１１４】
【表３】
【０１１５】
この結果から、実施例１〜６のフィルム状電解質組成物が優れた膨潤度を有することがわかった。
【０１１６】
［試験例２］ イオン伝導度測定
実施例１〜６のフィルム状電解質組成物を２枚のステンレス製電極に挟み込み、交流４端子法によりインピーダンスを測定し、ナイキストプロットにより解析してイオン伝導度を求めた。結果を表４に示す。
【０１１７】
以下に、イオン伝導度測定の装置と条件を示す。
測定装置：ＨＩＯＫＩ３５３２−８０ Ｃｈｅｍｉｃａｌ ｉｍｐｅｄａｎｃｅ ｍｅｔｅｒ、９１４０ ４端子プローブ
電圧：５０mＶ
測定周波数：４Ｈｚ〜１００ＫＨｚ
【０１１８】
【表４】
【０１１９】
表４の結果から、実施例１〜６のフィルム状電解質組成物が優れたイオン伝導性を有することがわかった。
【０１２０】
［試験例３］ 熱重量分析
実施例１〜３のフィルム状電解質組成物について、熱重量分析（ＴＧＡ）を行った。
すなわち、セイコーインスツルメント社製ＴＧ−ＤＴＡ６２００を用いて、各フィルム状電解質組成物４ｍｇをアルミ製パン内に秤取し、５０ｍＬ／ｍｉｎの窒素気流中、１０℃／ｍｉｎで昇温させて測定した。結果を図１に示す。
図１の結果から、実施例１〜３のフィルム状電解質組成物は、いずれも優れた熱安定性を有することがわかった。
【０１２１】
［試験例４］ 示差走査熱量分析
実施例１〜３のフィルム状電解質組成物について、示差走査熱量分析（ＤＳＣ）を行った。
すなわち、セイコーインスツルメント社製ＤＳＣ６２００を用いて、各フィルム状電解質組成物４ｍｇをアルミ製パン内に秤取し封入し、測定前に７０℃で数分熱処理した後、液体窒素を用いて−１００℃まで急冷した。その後、２０ｍＬ／ｍｉｎの窒素気流中１０℃／ｍｉｎで昇温させて測定した。結果を図２に示す。
図２の結果から、実施例１〜３のフィルム状電解質組成物は、いずれも−１６℃以上でゲル状態になることがわかった。
【０１２２】
［試験例５］ 燃焼性試験
実施例１〜３のフィルム状電解質組成物について、燃焼性試験を行った。
すなわち、実施例１〜３のフィルム状電解質組成物にライターの炎を３秒間接炎して、目視により燃焼性を観察した。
一方、フィルム１を１０ｗｔ％ＬｉＴＦＳＩの炭酸プロピレン溶液で膨潤させて得られた比較試料（Ｘ）に、上記と同様にライターの炎を接炎して、目視により燃焼性を観察した。
その結果、比較試料（Ｘ）は激しく燃え、著しい燃焼性を有するのに対して、実施例１〜３のフィルム状電解質組成物はいずれもすぐに炎が消え、優れた難燃性を有することがわかった。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イオン液体を含有する電解質組成物、及び当該組成物を用いた電気デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、リチウムイオンバッテリーや電気二重層キャパシタ等の電気デバイスに使用される電解質として、主に有機系溶剤に支持電解質を溶解させて得られる有機電解液が用いられてきたが、有機電解液が可燃性であることから、発火性や液漏れ等の点で問題となっている。
そこで、上記有機電解液を高分子に含浸させ、ゲル電解質とすることで、液漏れを抑える技術の開発が進められているが、発火性等の問題は解消されていない。
一方、溶媒を用いない高分子固体電解質の開発が報告されているが、室温付近でのイオン伝導性が低いという問題があり、実用化に至っていない。
【０００３】
上述した問題が挙げられる中で、常温で液体状の溶融塩であるイオン液体が、難揮発性及び難燃性を有することから、電気化学デバイス用の電解液として注目を集めている。
例えば、非特許文献１及び２には、イオン液体であるビスフルオロスルフォニルイミド（ＦＳＩ-）を電解液として用いた電気化学デバイスが開示されている。
しかしながら、このイオン液体をバッテリーの電解質として用いた場合には液漏れが発生する可能性が高い。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】"Pure ionic liquid electrolytes compatible with a graphitized carbon negative electrode in rechargeable lithium-ion batteries", M. Ishikawa, T. Sugimoto, M. Kikuta, E. Ishiko, and M. Kono, J. Power Sources, 162, 658-662 (2006).
【非特許文献２】"Fast cycling of Li/LiCoO2 cell with low-viscosity ionic liquids based on bis(fluorosulfonyl)imide [FSI]- ", H. Matsumoto, H. Sakaebe, K. Tatsumi, M. Kikuta, E. Ishiko, M. Kono, J. Power Sources, 160, 1308-1313 (2006).
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、本発明は、優れたイオン伝導性及び保液性を有する電解質組成物、及び当該組成物を用いた電気デバイスの提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
そこで、本発明者は、イオン液体を、特定の高分子化合物に含浸させることにより、優れたイオン伝導性及び保液性を有する電解質組成物が得られることを見出し、本発明を完成した。
【０００７】
すなわち、本発明は、下記成分（Ａ）及び成分（Ｂ）を含有する電解質組成物を提供するものである。
【０００８】
（Ａ）少なくとも下記式（１）で表されるエポキシ化合物（ａ1）を、硬化剤（ｃ1）の存在下で反応させることにより得られる高分子化合物
【０００９】
【化１】
【００１０】
［式（１）中、Ｒ1は、メチレン基、置換若しくは非置換の炭素数２〜２０のアルキレン基、又は単結合を示し、Ｘは、エポキシ基を有する基を示し、Ｙは、置換若しくは非置換の炭素数６〜１８の芳香族炭化水素基、又はイオン性官能基を示し、ｎは、１〜１００の整数である（但し、Ｒ1が単結合の場合、ｎは１である。）。］
【００１１】
（Ｂ）下記式（３）で表される化合物
【００１２】
【化２】
【００１３】
［式（３）中、Ｒ9及びＲ10は、それぞれ独立に、水素原子、又は置換若しくは非置換の炭素数１〜２０のアルキル基を示し、Ｒ11及びＲ12は、それぞれ独立に、ハロゲン原子を有していてもよい炭素数１〜６のアルキル基、又はハロゲン原子を示す。］
【００１４】
更に、本発明は、上記電解質組成物を用いてなる、電気デバイスを提供するものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の電解質組成物は、優れたイオン伝導性を有し、かつ液漏れの危険性が少ないだけでなく、優れた難燃性及び熱安定性を有する。したがって、本発明の電解質組成物は、リチウムイオンバッテリーや電気二重層キャパシタ等の電気デバイスの電解質、帯電防止剤等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施例１〜３の電解質組成物の熱重量分析結果を示す図である。
【図２】実施例１〜３の電解質組成物の示差走査熱量分析結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
まず、本発明の電解質組成物の各構成成分について説明する。
［成分（Ａ）］
成分（Ａ）は、少なくとも下記の成分（ａ1）を、硬化剤（ｃ1）（以下、「成分（ｃ1）」とも称する）の存在下で反応させることにより得られる高分子化合物である。
【００１８】
成分（ａ1）は、上記式（１）で表されるエポキシ化合物であり、スペーサーを介してエポキシ基を有する基と、芳香族炭化水素基又はイオン性官能基とを有する。
ここで、上記式（１）において、Ｒ1は、メチレン基、置換若しくは非置換の炭素数２〜２０のアルキレン基、又は単結合を示すが、イオン伝導性、熱安定性、難燃性及び保液性の点から、置換又は非置換の炭素数２〜２０のアルキレン基が特に好ましい。なお、当該アルキレン基は、直鎖状でも分岐鎖状でもよい。
【００１９】
上記アルキレン基の炭素数は、２〜１０であるが、イオン伝導性、熱安定性、難燃性及び保液性の点から、２〜１０が好ましく、２〜６がより好ましく、２〜４が特に好ましい。具体的には、エチレン基、メチルエチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、１，３−ブチレン基、１，２−ブチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、オクタメチレン基等が挙げられる。中でも、エチレン基、メチルエチレン基、トリメチレン基が好ましく、トリメチレン基が特に好ましい。
【００２０】
また、当該アルキレン基に置換し得る基としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等のハロゲン原子；ヒドロキシ基；メトキシ基、エトキシ基等のアルコキシ基；アリール基；アラルキル基等が挙げられる。これら置換基の位置及び数は任意であり、置換基を２個以上有する場合、当該置換基は同一でも異なっていてもよい。
【００２１】
上記式（１）において、ｎは１〜１００の整数であるが、イオン伝導性、熱安定性、難燃性及び保液性の点から、１〜５０が好ましく、１〜２０がより好ましく、１〜１０が更に好ましく、１〜５が特に好ましい。なお、Ｒ1が単結合の場合、ｎは１である。
また、ｎ個の−ＯＲ1−は、それぞれ同一でも異なっていてもよい。
【００２２】
上記式（１）において、Ｘは、エポキシ基を有する基を示す。中でも、イオン伝導性、熱安定性、難燃性及び保液性の点から、エポキシ基、エポキシ基を有する炭素数１〜１０のアルキル基が好ましく、下記式（４）で表される基がより好ましい。なお、当該エポキシ基の数は、１個が好ましい。また、上記アルキル基は、直鎖状でも分岐鎖状でもよい。当該アルキル基の炭素数としては、好ましくは１〜５、より好ましくは１〜３である。具体的には、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基等が挙げられる。
【００２３】
【化３】
【００２４】
［式（４）中、ｋは、０〜５の整数である。］
【００２５】
上記ｋとしては、イオン伝導性、熱安定性、難燃性及び保液性の点から、０〜３が好ましく、０〜１がより好ましく、１が特に好ましい。
【００２６】
また、Ｘの具体例としては、エポキシ基、グリシジル基等が挙げられ、中でも、グリシジル基が特に好ましい。
【００２７】
式（１）において、Ｙは、置換若しくは非置換の炭素数６〜１８の芳香族炭化水素基、又はイオン性官能基を示す。
上記芳香族炭化水素基の炭素数としては、イオン伝導性及び保液性の点から、６〜１２が好ましく、６が特に好ましい。
また、上記芳香族炭化水素基としては、イオン伝導性及び保液性の点から、フェニル基、ビフェニル基、ナフチル基、フェナントリル基等のアリール基が好ましく、フェニル基が特に好ましい。
【００２８】
また、当該芳香族炭化水素基に置換しうる基としては、Ｒ1と同様のものが挙げられる。
【００２９】
また、上記イオン性官能基とは、アニオン性官能基及びカチオン性官能基のいずれをも包含する概念であり、当該アニオン性官能基は、カチオンと結合して塩を形成していてもよく、当該カチオン性官能基は、アニオンと結合して塩を形成していてもよい。
【００３０】
上記アニオン性官能基としては、イオン伝導性の点から、−（ＳＯ2Ｒ14）2Ｎ-、−ＳＯ3-、−ＳＯ4-、−ＣＯＯ-、−ＰＯ42-、−ＳＯ2Ｎ-ＳＯ2Ｒ13等が挙げられる。中でも、イオン伝導性の点から、−ＳＯ3-、−ＳＯ2Ｎ-ＳＯ2Ｒ13、−（ＳＯ2Ｒ14）2Ｎ-が好ましく、−ＳＯ2Ｎ-ＳＯ2Ｒ13が特に好ましい。
【００３１】
ここで、上記Ｒ13は、ハロゲン原子を有していてもよい炭素数１〜１２のアルキル基を示す。当該ハロゲン原子としては、Ｒ1と同様のものが挙げられるが、イオン伝導性の点から、フッ素原子が好ましい。
また、上記アルキル基の炭素数としては、イオン伝導性の点から、１〜６が好ましく、１〜３がより好ましく、１が特に好ましい。なお、Ｒ14はハロゲン原子を有していてもよい炭素数１〜１２のアルキル基を示し、Ｒ13と同様のものが好ましい。
また、−ＳＯ2Ｎ-ＳＯ2Ｒ13としては、イオン伝導性の点から、−ＳＯ2Ｎ-ＳＯ2ＣrＦ2r+1（ここでｒは１〜１２の整数を示す）が好ましく、−ＳＯ2Ｎ-ＳＯ2ＣＦ3が特に好ましい。
また、これらのアニオン性官能基と塩を形成し得るカチオンとしては、アルカリ金属カチオン等の金属カチオン；１−エチル−３−メチルイミダゾリウム等の有機アンモニウムカチオンが好ましく、金属カチオンがより好ましく、Ｎａ+、Ｋ+、Ｌｉ+等のアルカリ金属カチオンが特に好ましい。
【００３２】
アニオン性官能基とカチオンとが形成する塩としては、具体的には、−ＣＯＯ-Ｎａ+、−ＣＯＯ-Ｋ+、−ＳＯ3-Ｎａ+、−ＳＯ3-Ｌｉ+、−ＳＯ2Ｎ-ＳＯ2ＣＦ3・Ｌｉ+、−ＳＯ2Ｎ-ＳＯ2ＣＦ3・Ｎａ+等が挙げられる。
【００３３】
アニオン性官能基と有機アミンとの塩としては、−ＣＯＯ-ＨＮ+ＲaＲbＲc、−ＳＯ3-ＨＮ+ＲdＲeＲf（Ｒa〜Ｒfは、それぞれ独立に、水素原子、又は置換若しくは非置換の炭素数１〜１２のアルキル基を示す）等が挙げられる。当該炭素数１〜１２のアルキル基としては、炭素数１〜５のアルキル基が好ましく、メチル基、エチル基がより好ましい。また、当該アルキル基に置換し得る基としては、水酸基、スルホンアミド基、炭素数１〜６のアシルオキシ基、炭素数１〜６のアルコキシ基、炭素数２〜７のアルコキシカルボニル基、シアノ基等が挙げられる。
【００３４】
また、上記カチオン性官能基としては、正電荷を帯びていれば特に限定されないが、例えば、金属イオン、下記式（５）〜（８）で表される基等が挙げられる。
【００３５】
【化４】
【００３６】
［式（５）中、Ｒ15〜Ｒ17は、それぞれ独立に、水素原子又は炭素数１〜１２のアルキル基を示す。］
【００３７】
【化５】
【００３８】
［式（６）中、Ｒ18〜Ｒ20は、それぞれ独立に、炭素数１〜１２のアルキル基を示す。］
【００３９】
上記Ｒ15〜Ｒ20としては、炭素数１〜５のアルキル基が好ましい。具体的には、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基等が挙げられ、メチル基が特に好ましい。
【００４０】
【化６】
【００４１】
［式（７）中、Ｒ21〜Ｒ24は、それぞれ独立に、水素原子又は炭素数１〜１２のアルキル基を示す。］
上記Ｒ21〜Ｒ24において、炭素数１〜１２のアルキル基としては、前記Ｒ15と同様のものが好ましい。
【００４２】
【化７】
【００４３】
［式（８）中、Ｒ25及びＲ26は、それぞれ独立に、水素原子又は炭素数１〜１２のアルキル基を示す。］
【００４４】
上記Ｒ25及びＲ26において、炭素数１〜１２のアルキル基としては、前記Ｒ15と同様のものが好ましい。
【００４５】
また、カチオン性官能基と塩を形成し得るアニオンとしては、負電荷を帯びていれば特に限定されないが、例えば、Ｂｒ-、ＡｌＣｌ4-、Ａｌ2Ｃｌ7-、ＮＯ3-、ＢＦ4-、ＰＦ6-、ＣＨ3ＣＯＯ-、ＣＦ3ＣＯＯ-、ＣＦ3ＳＯ3-、（ＣＦ3ＳＯ2）2Ｎ-、（ＣＦ3ＳＯ2）3Ｃ-、ＡｓＦ6-、ＳｂＦ6-、ＣＦ3ＣＦ2ＣＦ2ＣＦ2ＳＯ3-、（ＣＦ3ＣＦ2ＳＯ2）2Ｎ-、ＣＦ3ＣＦ2ＣＦ2ＣＯＯ-等が挙げられる。中でも、融点が低く、耐熱性が高い点から、ＢＦ4-、ＰＦ6-、（ＣＦ3ＳＯ2）2Ｎ-が好ましく、ＰＦ6-、（ＣＦ3ＳＯ2）2Ｎ-がより好ましい。
【００４６】
また、Ｙとしては、イオン伝導性、熱安定性、難燃性及び保液性の点から、フェニル基、イオン性官能基が好ましく、イオン性官能基がより好ましく、アニオン性官能基が特に好ましい。
【００４７】
また、成分（ａ1）としては、イオン伝導性、熱安定性、難燃性及び保液性の点から、グリシジルフェニルエーテル、リチウム ３−グリシジルオキシプロパンスルホネート、リチウム ３−グリシジルオキシプロパンスルホニルトリフルオロメタンスルホニルイミド等が挙げられる。
【００４８】
ここで、成分（Ａ）においては、３次元網目状の架橋構造を有する高分子化合物を得るために、エポキシ化合物として、上記成分（ａ1）の他に、２個以上のエポキシ基を有する化合物（ｂ1）（以下、「成分（ｂ1）」とも称する）を用いるのが好ましい。成分（ｂ1）は、エポキシ基、グリシジル基、グリシジルオキシ基、グリシジルアミノ基等のエポキシ含有基を２個以上有する化合物を包含する概念である。また、エポキシ基の数としては、好ましくは２〜５個、より好ましくは２〜３個、特に好ましくは２個である。
【００４９】
具体的には、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ジエチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、１，６−へキサンジオールジグリシジルエーテル等のグリシジルエーテル系エポキシ化合物；ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、水添ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、水添ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂、臭素化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールアルカン類型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、アミノフェノール型エポキシ樹脂等のフェノール系エポキシ化合物；ビフェニル型エポキシ樹脂；ナフタレン型エポキシ樹脂；フルオレン型エポキシ樹脂；スピロ環型エポキシ樹脂；オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂；臭素化クレゾールノボラック型エポキシ樹脂；トリスヒドロキシメタン型エポキシ樹脂；テトラフェニロールエタン型エポキシ樹脂；脂環型エポキシ樹脂；アルコール型エポキシ樹脂；ヘキサヒドロフタル酸ジグリシジルエーテル；脂肪酸変性エポキシ樹脂；トルイジン型エポキシ樹脂；アニリン型エポキシ樹脂；ヒンダトイン型エポキシ樹脂；ジフェニルエーテル型エポキシ樹脂；ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂；ダイマー酸ジグリシジルエステル；ヘキサヒドロフタル酸ジグリシジルエステル；ダイマー酸ジグリシジルエーテル；シリコーン変性エポキシ樹脂；ケイ素含有エポキシ樹脂；ウレタン変性エポキシ樹脂；ＮＢＲ変性エポキシ樹脂；ＣＴＢＮ変性エポキシ樹脂；エポキシ化ポリブタジエン等が挙げられる。
中でも、イオン伝導性、熱安定性、難燃性及び保液性の点から、２個以上のエポキシ基を有するグリシジルエーテル系エポキシ化合物が好ましく、下記式（９）で表される化合物がより好ましく、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテルが特に好ましい。
【００５０】
【化８】
【００５１】
（上記式（９）中、Ｒ27は、置換又は非置換の炭素数２〜５のアルキレン基を示し、ｐは、１〜１００の整数である。）
【００５２】
上記アルキレン基は、直鎖状でも分岐鎖状でもよく、アルキレン基の炭素数は、２〜５であるが、イオン伝導性、熱安定性、難燃性及び保液性の点から、２〜３が好ましい。具体例としては、Ｒ1と同様のものが挙げられるが、エチレン基が特に好ましい。
また、アルキレン基に置換し得る基としては、Ｒ1と同様のものが挙げられる。
また、上記ｐとしては、保液性の点から、１〜５０が好ましく、１〜２０が特に好ましい。なお、ｐ個の−Ｒ27Ｏ−は、それぞれ同一でも異なっていてもよい。
【００５３】
また、本発明の電解質組成物における成分（ａ1）／成分（ｂ1）のモル比は、イオン伝導性、熱安定性、難燃性及び保液性の点から、０．５〜２が好ましく、０．５〜１．５がより好ましい。
【００５４】
成分（ｃ1）としては、アミン類、酸無水物、フェノール系樹脂、ポリチオール化合物、イソシアネート化合物、ブロックイソシアネート化合物及びアルキド樹脂からなる群から選ばれる少なくとも１種又は２種以上が挙げられる。
【００５５】
アミン類としては、ジアミンが好ましく、下記式（２）で表される化合物がより好ましい。
【００５６】
【化９】
【００５７】
［式（２）中、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4及びＲ5は、それぞれ独立に、水素原子、又は置換若しくは非置換の炭素数１〜２０のアルキル基を示し（但し、式中のＲ2〜Ｒ5の少なくとも３つは水素原子である。）、Ｒ6及びＲ8は、それぞれ独立に、メチレン基、又は置換若しくは非置換の炭素数２〜２０のアルキレン基を示し、Ｒ7は、置換又は非置換の炭素数２〜２０のアルキレン基を示し、ｍは、１〜１００の整数である。］
【００５８】
上記式（２）中、Ｒ2〜Ｒ5は、それぞれ独立に、水素原子、又は置換若しくは非置換の炭素数１〜２０のアルキル基を示すが、Ｒ2〜Ｒ5のうちの少なくとも３つは水素原子である。
また、上記アルキル基は、直鎖状でも分岐鎖状でもよく、アルキル基の炭素数としては、保液性の点から、１〜１０が好ましく、１〜５がより好ましく、１〜３が特に好ましい。好適なアルキル基としては、具体的には、Ｒ15と同様のものが挙げられる。
【００５９】
Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4及びＲ5としては、イオン伝導性、熱安定性、難燃性及び保液性の点から、水素原子が好ましい。
【００６０】
Ｒ6及びＲ8は、それぞれ独立に、メチレン基、又は置換若しくは非置換の炭素数２〜２０のアルキレン基を示す。当該アルキレン基としては、イオン伝導性及び保液性の点から、Ｒ1と同様のものが好ましく、トリメチレン基が特に好ましい。
【００６１】
Ｒ7は、置換又は非置換の炭素数２〜２０のアルキレン基を示す。当該アルキレン基としては、Ｒ1と同様のものが挙げられるが、イオン伝導性及び保液性の点から、エチレン基が特に好ましい。
【００６２】
また、Ｒ2〜Ｒ8における置換基としては、Ｒ1と同様のものが挙げられる。
【００６３】
また、上記式（２）中の−Ｒ6（−ＯＲ7−）mＯＲ8−の具体例としては、Ｃ2-20アルキレンポリ（オキシＣ2-20アルキレン）Ｃ2-20アルキレン基、；Ｃ2-20アルキレンポリ（グリセリン）Ｃ2-20アルキレン基等のヒドロキシ基を有する基；メトキシ、エトキシ、ｎ−プロポキシ等のアルコキシ基置換Ｃ2-20アルキレンポリ（オキシＣ2-20アルキレン）基が挙げられる。中でも、イオン伝導性及び保液性の点から、Ｃ2-20アルキレンポリ（オキシＣ2-20アルキレン）Ｃ2-20アルキレン基が好ましく、トリメチレンポリ（オキシエチレン）トリメチレン基が特に好ましい。
【００６４】
ｍは１〜１００の整数であるが、９〜１００が好ましく、９〜９９がより好ましく、２０〜９９が更に好ましく、３０〜９０が特に好ましい。このような範囲内とすることで、イオン伝導性及び保液性がより一層優れるようになる。このような効果が得られる要因は必ずしも明らかではないが、ｍが大きくなると、ポリマーの機械的強度を保ちつつイオン液体による高い膨潤度が得られ、ポリマーとしての柔軟性が向上するため、ポリマーに固定化されたイオン性官能基の自由度が高くなり、イオン伝導性が向上するためであると、本発明者は推察する。
【００６５】
また、上記式（２）で表される化合物としては、イオン伝導性、熱安定性、難燃性及び保液性の点から、ポリ（エチレングリコール）ビス（３−アミノプロピル）が特に好ましい。
【００６６】
上記式（２）で表される化合物以外のアミン類として、脂肪族アミン（エチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、プロピレンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′‐テトラメチル‐１，４‐ブタンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ジエチルアミノプロピルアミン、スペルミン、スペルミジン、カダベリン、ソラミン、４，７，１０−トリオキサトリデカン−１，１３−ジアミン、ビス(３−アミノプロピル)エーテル、エタノールアミン等）、ポリアミドポリアミン、脂環式化合物（ビス（４−アミノ−３−メチルシクロヘキシル）メタン、ビス（４−ジアミノシクロヘキサン）メタン等）、アリール類（ｍ−キシレンジアミン、ジイミドジフェニルメタン、ジイミドジフェニルスルフォン、メタフェニレンジアミン等）、ジシアノジアミド、アジピン酸ジヒドラジド等が挙げられる。
【００６７】
酸無水物としては、フタル酸無水物、テトラヒドロフタル酸無水物、ヘキサヒドロフタル酸無水物、メチルテトラヒドロフタル酸無水物、メチルヘキサヒドロフタル酸無水物、無水メチルナディック酸、ドデセニル無水コハク酸、無水クロレンド酸、ピロメリット酸二無水物、ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、無水トリメリット酸等が挙げられる。
【００６８】
成分（ｃ1）は、１種又は２種以上を用いることができる。また、成分（ｃ1）たる硬化剤は重合開始剤としての機能を有していてもよい。
【００６９】
また、成分（Ａ）中の成分（ａ1）、成分（ｂ1）及び成分（ｃ1）の各割合は下記式（１１）の関係を満たすことが好ましい。
【００７０】
０．２≦４×Ｍｃ／(Ｍａ＋２×Ｍｂ)≦２ ・・・（11）
【００７１】
［式（１１）中、Ｍａは成分（ａ1）のモル数を、Ｍｂは成分（ｂ1）のモル数を、Ｍｃは成分（ｃ1）のモル数を、それぞれ示す。］
【００７２】
上記式（１１）において、機械的強度、イオン伝導性、熱安定性、難燃性及び保液性の点から、下限値は０．５が好ましく、他方上限値は１．５が好ましい。
【００７３】
また、本発明においては、成分（ｃ1）の他に、必要により硬化促進剤（ｄ1）（以下、「成分（ｄ1）」とも称する）を用いることもできる。成分（ｄ1）としては、三級アミン類及びその塩、四級アンモニウム塩、２，４，６−トリス（ジメチルアミノメチル）フェノール、ジメチルベンジルアミン、イミダゾール類、ｔｅｒｔ−アミルフェノールアンモニウム、モノフェノール類、ポリフェノール類、三フッ化ホウ素及びその有機錯体化合物、リン酸、並びに亜リン酸トリフェニルからなる群から選ばれる少なくとも１種又は２種以上が挙げられる。
【００７４】
次に、成分（Ａ）の製造方法について説明する。
成分（Ａ）の製造方法としては、成分（ａ1）を、成分（ｃ1）の存在下で反応させればよいが、成分（ａ1）及び成分（ｃ1）、必要に応じて成分（ｂ1）及び／又は成分（ｄ1）を混合し、次いで加熱硬化させる方法が好ましい。
また、上記製造方法は、溶媒存在下及び非存在下のいずれでも行うことができるが、溶媒存在下で行うのが好ましい。当該溶媒としては、メタノール等のアルコール系溶媒が挙げられる。また、反応温度は、例えば、５０〜２００℃程度であり、反応時間は、例えば、３０分〜２０時間程度である。
【００７５】
［成分（Ｂ）］
成分（Ｂ）は、上記式（３）で表される化合物であるが、イオンのみで構成され、室温で液体であるという性質を具備する、所謂イオン液体である。
【００７６】
ここで、上記式（３）において、Ｒ9及びＲ10は、それぞれ独立に、水素原子、又は置換若しくは非置換の炭素数１〜２０のアルキル基を示し、イオン伝導性、熱安定性及び難燃性の点から、置換又は非置換の炭素数１〜２０のアルキル基が好ましい。なお、当該アルキル基は、直鎖状でも分岐鎖状でもよい。
上記アルキル基の炭素数としては、イオン伝導性、熱安定性及び難燃性の点から、１〜１０が好ましく、１〜６がより好ましく、１〜３が特に好ましい。具体的には、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基等が挙げられ、中でも、メチル基、エチル基が好ましい。
【００７７】
また、上記アルキル基に置換し得る基としては、Ｒ1と同様のものが挙げられる。
【００７８】
Ｒ11及びＲ12は、それぞれ独立に、ハロゲン原子を有していてもよい炭素数１〜６のアルキル基、又はハロゲン原子を示す。
当該アルキル基の炭素数としては、イオン伝導性、熱安定性及び難燃性の点から、１〜３が好ましく、１が特に好ましい。具体的には、Ｒ9と同様のものが挙げられるが、メチル基が特に好ましい。
上記アルキル基に置換しているハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。中でも、イオン伝導性、熱安定性及び難燃性の点から、フッ素原子が好ましい。なお、ハロゲン原子の位置及び数は任意であり、ハロゲン原子を２以上有する場合、当該ハロゲン原子は同一でも異なっていてもよい。
【００７９】
また、Ｒ11及びＲ12としては、イオン伝導性の点から、ハロゲン原子が好ましい。中でも、上記アルキル基に置換しているハロゲン原子と同様のものが好ましい。
【００８０】
また、上記式（３）で表される化合物としては、イオン伝導性、熱安定性、難燃性の点から、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムビス（フルオロスルホニル）イミドが特に好ましい。
【００８１】
本発明の電解質組成物中の成分（Ａ）及び（Ｂ）の含有質量比[（Ｂ）／（Ａ）]は、イオン伝導性、熱安定性、難燃性の点から、１．５〜５０が好ましく、２〜２０がより好ましい。
【００８２】
［成分（Ｃ）］
本発明の電解質組成物は、イオン伝導性の点から、成分（Ａ）及び（Ｂ）に加えて、更に成分（Ｃ）として支持電解質を含有することが好ましい。
成分（Ｃ）としては、有機スルホニルイミド、カルボン酸、二塩基酸ジヒドラジド、イミダゾール類、有機ボロン、有機ホスフィン、グアニジン類、及びこれらの塩から選ばれる１種又は２種以上等が挙げられる。
中でも、イオン伝導性の点から、有機スルホニルイミド又はその塩が好ましく、下記式（１０）で表されるアニオンと、金属カチオン又は有機アミン由来のカチオンとの塩が好ましい。当該金属カチオン及び有機アミン由来のカチオンとしては、Ｙと同様のものが挙げられるが、イオン伝導性の点から、アルカリ金属カチオンがより好ましく、Ｌｉ+が特に好ましい。
【００８３】
【化１０】
【００８４】
［式（１０）中、Ｒ28は、ハロゲン原子を有していてもよい炭素数１〜６のアルキル基、又はハロゲン原子を示す。］
【００８５】
上記Ｒ28におけるハロゲン原子を有していてもよい炭素数１〜６のアルキル基としては、Ｒ11と同様のものが挙げられるが、三フッ化メチル基が特に好ましい。
【００８６】
本発明の電解質組成物中の成分（Ｂ）と成分（Ｃ）の含有質量比[（Ｃ）／（Ｂ）]は、イオン伝導性、熱安定性、難燃性の点から、０〜４０が好ましく、５〜３０がより好ましい。
なお、上記成分（Ａ）〜（Ｃ）は、（Ａ）〜（Ｃ）に含まれる各化合物を、それぞれ単独で用いてもよく、二種以上用いてもよい。
【００８７】
本発明の電解質組成物には、上記成分の他に、成分（ｃ1）以外のアミン化合物、フェノール類、酸無水物等を含有せしめてもよい。なお、これらは単独で用いてもよく、二種以上用いてもよい。
【００８８】
上記成分（ｃ1）以外のアミン化合物としては、ジエチルアミン、ジエチレントリアミン（ＤＥＴＡ）、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン（ＴＥＰＡ）、１，６−ヘキサメチレンジアミン、ジプロピレントリアミン（ＤＰＴＡ）、１，２−ビス（２−アミノエトキシ）エタン、ジエチルアミノプロピルアミン、アミノエチルピペラジン、メンセンジアミン、メタキシリレンジアミン、ジシアンジアミド、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルスルフォン、メチレンジアニリン、メタフェニレンジアミン、イソホロンジアミン、ｍ−キシレンジアミン、４，４'−メチレンビス（シクロヘキシルアミン）から選ばれる１種又は２種以上等が挙げられる。
【００８９】
上記フェノール類としては、フェノール性水酸基を有するものであれば特に限定されないが、ビフェノール、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、フェノールノボラック、クレゾールノボラック、ビスフェノールＡノボラック、キシレン−ノボラック、メラミン−ノボラック、ｐ−ヒドロキシスチレン（共）重合物、及びこれらのハロゲン化物やアルキル基置換体から選ばれる１種又は２種以上等が挙げられる。
【００９０】
上記酸無水物としては、無水ヘキサヒドロフタル酸（ＨＰＡ）、無水テトラヒドロフタル酸（ＴＨＰＡ）、無水ピロメリット酸（ＰＭＤＡ）、無水クロレンド酸（ＨＥＴ）、無水ナディック酸（ＮＡ）、無水メチルナディック酸（ＭＮＡ）、無水ドデシニルコハク酸（ＤＤＳＡ）、無水フタル酸（ＰＡ）、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸（ＭｅＨＰＡ）、無水マレイン酸から選ばれる１種又は２種以上等がある。
【００９１】
次に、本発明の電解質組成物の製造方法について説明する。
本発明の電解質組成物の製造方法としては、特に限定されないが、成分（Ａ）に、成分（Ｂ）を含浸させるのが好ましい。
【００９２】
また、本発明の電解質組成物はキットの形態とすることが可能であり、その態様としては、例えば、上記成分（Ａ）と成分（Ｂ）と、必要に応じて成分（Ｃ）とを、個別の容器に収容したキット、上記成分（ａ1）と成分（ｂ1）と成分（ｃ1）と成分（Ｂ）と、必要に応じて成分（Ｃ）とを個別の容器に収容した電解質組成物用原料キットが挙げられる。また、他の態様としては、複数に区分けされた容器内に、成分（Ａ）を収容する第一の区分と、成分（Ｂ）を収容する第二の区分と、必要に応じて成分（Ｃ）を収容する第三の区分とを備える電解質組成物用原料キット、成分（ａ1）を収容する第一の区分と、成分（ｂ1）を収容する第二の区分と、成分（ｃ1）を収容する第三の区分と、成分（Ｂ）を収容する第四の区分と、必要に応じて成分（Ｃ）を収容する第五の区分とを備える電解質組成物用原料キットが挙げられる。このようなキットとすることで、優れた貯蔵安定性が得られる。
【００９３】
上記製造方法により得られる本発明の電解質組成物は、下記実施例に示すとおり、優れたイオン伝導性、熱安定性及び難燃性を有し、かつ優れた保液性を有するため、液漏れの危険性が少ない。なお、本発明の電解質組成物の膨潤度としては、イオン伝導性の点から、１．５〜５０が好ましく、２〜２０がより好ましい。
また、本発明の電解質組成物は、イオン伝導性、熱安定性、難燃性及び保液性の点から、好ましくは非水系電解質組成物、より好ましくはゲル状電解質組成物である。更に、好ましい形態としては、フィルム状電解質組成物が好ましく、更に好ましくはフィルム状ゲル電解質組成物である。更に、当該組成物としては、透明のものが好ましい。
【００９４】
したがって、本発明の電解質組成物は、バッテリーやキャパシタ等の電気デバイスの電解質、帯電防止剤；電解質フィルム；その他の成形体等として有用である。
ここで、バッテリーとしては、リチウムイオンバッテリーが挙げられる。
また、キャパシタとしては、リチウムイオンキャパシタ、電気二重層キャパシタ等が挙げられる。
また、電解質フィルムとしては、ほん帯電防止フィルム、耐熱フィルム、難燃フィルム、接着フィルム、イオン伝導性フィルム、導電性フィルム、バッテリー用電解質フィルム、キャパシタ用電解質フィルム等が挙げられる。
本発明の電解質組成物は、イオン性官能基の構造が安定化しており、キャパシタや電池等の充放電に耐えうると推測できるので、バッテリーやキャパシタ等の電気デバイスの電解質、帯電防止剤等として有用である。
【００９５】
なお、本発明の電解質組成物は、上記用途に応じて、リチウム塩等の電解質、無機フィラー、密着助剤、高分子添加剤、反応性希釈剤、レベリング剤、濡れ性改良剤、界面活性剤、可塑剤、帯電防止剤、無機充填剤、防カビ剤、調湿剤、難燃剤などを含んでいてもよい。
【実施例】
【００９６】
以下、実施例を挙げて、本発明の実施の形態を更に具体的に説明する。但し、本発明は、下記実施例に限定されるものではない。
【００９７】
実施例で使用した試薬は以下の通りである。
２，３−エポキシ−１−プロパノール、水素化リチウム、酢酸、アセトニトリル、ジクロロメタン、メタノール（特級）、及びグリシジルフェニルエーテル（ＰｈＧＥ）は、和光純薬工業から購入し、そのまま使用した。
ジメチルスルホキシド(ＤＭＳＯ)は、和光純薬工業から購入し、モレキュラーシーブ４Ａで乾燥して使用した。
３−クロロプロパンスルホニルクロライドは、Ａｌｆａ Ａｅｓａｒから購入し、そのまま使用した。
プロパンサルトン、トリフルオロメタンスルホンアミドは、東京化成工業から購入し、そのまま使用した。
ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル（Ｍｗ＝５２６，ＰＥＧＧＥ）、及びポリ（エチレングリコール）ビス（３−アミノプロピル）（Ｍｗ＝１５００，ＰＥＧＢＡ１５００）は、Ａｌｄｒｉｃｈから購入し、そのまま使用した。
ポタジウムビス（フルオロスルフォニル）イミド（ＫＦＳＩ）は、三菱マテリアル電子化成株式会社から購入し、そのまま使用した。
１−エチル−３−メチルイミダゾリウムビス（フルオロスルホニル）イミド（ＥＭＩｍＦＳＩ）は、第一工業製薬社製から購入し、そのまま使用した。
リチウム ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド（ＬｉＴＦＳＩ）は、和光純薬工業から購入し、真空下１２０℃にて３時間加熱乾燥して使用した。
炭酸プロピレン（ＰＣ）は、東京化成工業から購入し、水素化カルシウムを用いて蒸留して使用した。
【００９８】
その他、本発明に用いられる試薬の合成例を下記に記す。
【００９９】
［合成例１］
リチウム ３−グリシジルオキシプロパンスルホネート（ＬｉＧＰＳ）の製造
２，３−エポキシ−１−プロパノール（１．４８ｇ，２０．０ｍｍｏｌ）とプロパンサルトン（２．４４ｇ，２０ｍｍｏｌ）のＤＭＦ（４ｍＬ）溶液に、水素化リチウム（１７６ｍｇ，２２ｍｍｏｌ）を加え、これを室温で２０時間攪拌した後、反応混合物にアセトン（１００ｍＬ）を加え生成物を沈殿させた。この沈殿を回収しアセトンで洗浄後、得られた固体を真空乾燥することにより、目的化合物ＬｉＧＰＳ（２．２１ｇ，１０．９ｍｍｏｌ）を収率５４．７％で得た。得られた化合物を下記式に示す。
【０１００】
【化１１】
【０１０１】
ＡＴＲ−ＩＲ：７５１，８００，８５１，８９１，９１０，１０４５，１０７６，１１０４，１１６６，１２２１，２８７６，２９４０ｃｍ-1．
1Ｈ−ＮＭＲ δ ｉｎ ＣＤ3ＯＤ：２．００−２．１３（ｍ，２Ｈ），２．６３（ｄｄ，Ｊ＝２．８，５．２Ｈｚ，１Ｈ），２．８１（ｄｄ，Ｊ＝４．４，５．２Ｈｚ，１Ｈ），２．９２（ｔ，Ｊ＝７．８Ｈｚ，２Ｈ），３．１０−３．２０（ｍ，１Ｈ），３．３７（ｄｄ，Ｊ＝６．０，１１．４Ｈｚ，１Ｈ），３．５７−３．６８（ｍ，２Ｈ），３．７９（ｄｄ，Ｊ＝２．８，１１．４Ｈｚ，１Ｈ）．
【０１０２】
［合成例２］
リチウム ３−グリシジルオキシプロパンスルホニルトリフルオロメタンスルホニルイミド（ＬｉＧＰＳＩ）の製造
室温でトリフルオロメタンスルホンアミド（２．９８ｇ，２０．０ｍｍｏｌ）のアセトニトリル（２０ｍＬ）溶液中に、３−クロロプロパンスルホニルクロライド（３．５４ｇ，２０．０ｍｍｏｌ）と水酸化リチウム一水和物（１．６８ｇ，４０．０ｍｍｏｌ）を加え２０時間撹拌した。この混合物をガラスフィルターでろ過し、ろ液を濃縮した後、ジクロロメタン（３０ｍＬ）を加えて１時間撹拌したところ白色結晶が生成した。この混合物をガラスフィルターでろ過し結晶を回収して真空乾燥し、リチウム ３−クロロプロパンスルホニルトリフルオロメタンスルホニルイミド（５．１８ｇ，１７．５ｍｍｏｌ）を収率８７％で得た。
【０１０３】
酢酸（１．５６ｇ，２６．３ｍｍｏｌ）を純水（１８ｍＬ）に溶解し、水酸化リチウム一水和物（１．１１ｇ，２６．３ｍｍｏｌ）を加えて中和した後、上記のリチウム ３−クロロプロパンスルホニルトリフルオロメタンスルホニルイミド（５．１８ｇ，１７．５ｍｍｏｌ）を加え、１００℃で４２時間加熱撹拌した。この混合物に水酸化リチウム一水和物（９２４ｍｇ，２２．０ｍｍｏｌ）を加え室温で４時間撹拌した。反応混合物を濃縮後、アセトニトリル（３０ｍＬ）を加えて撹拌した。デカンテーションで上澄み液を回収し、沈殿をアセトニトリル（１０ｍＬ）で洗浄した洗液とともに濃縮した後、５０℃に加熱しながら真空乾燥を行ったところ、リチウム ３−ヒドロキシルプロパンスルホニルトリフルオロメタンスルホニルイミド（２．５８ｇ，９．３１ｍｍｏｌ）を収率５３％で得た。
【０１０４】
得られたリチウム ３−ヒドロキシルプロパンスルホニルトリフルオロメタンスルホニルイミド（４４４ｍｇ，１．５０ｍｍｏｌ）をジメチルスルホキシド（１．１ｍＬ）に溶解し、エピブロモヒドリン（４３８ｍｇ，３．２ｍｍｏｌ）と水素化リチウム（６０ｍｇ，７．５ｍｍｏｌ）を加え、５０℃に加熱し４３時間撹拌した。反応混合物に、アセトニトリル（１０ｍＬ）を加え撹拌後、ガラスフィルターでろ過し未反応の水素化リチウムと臭化リチウムを除去した後、トルエン（２０ｍＬ）を加え撹拌した。沈殿した褐色の液体を回収しトルエン（５ｍＬ）で２回洗浄後、真空乾燥を行うことでリチウム ３−グリシジルオキシプロパンスルホニルトリフルオロメタンスルホニルイミド（ＬｉＧＰＳＩ）と、原料であるリチウム ３−ヒドロキシルプロパンスルホニルトリフルオロメタンスルホニルイミドとの混合物である、ジメチルスルホキシド溶液（グリシジル化率８６％，ＬｉＧＰＳＩ含有率２２ｗｔ％）１．６１ｇを得た。得られた化合物を下記式で示す。
【０１０５】
【化１２】
【０１０６】
［実施例１］ フィルム状電解質組成物の製造（１）
１）まず、フッ素樹脂テープ（Ｐｅｒｍａｃｅｌ Ｐ４２２）を用いてスライドガラス上に１６ｍｍ×４２ｍｍ×０．１ｍｍの窪みを作製し、エポキシ硬化用の型枠を得た。
【０１０７】
２）次に、表１に示す成分を用いて、フィルム１を得た。
すなわち、ＬｉＧＰＳＩ、ＰＥＧＧＥ、ＰＥＧＢＡ、及びメタノール（６００ｍｇ）を混合し、これを攪拌した後、上記エポキシ硬化用の型枠に流し込み、メタノールを蒸発留去させた後、１００℃で７時間加熱した。そして、室温まで冷却した後、型枠を外し、エポキシ硬化物を得た。
得られたエポキシ硬化物を、１５ｍｍ×５ｍｍのサイズに切り出しフィルム状にし、メタノール５０ｍＬ中に２時間浸漬した後、フィルムを取り出しメタノールで洗浄した。この操作を３回行った後、一晩風乾し、更に電気乾燥機を用いて１００℃で３時間加熱乾燥し、およそ１５ｍｍ×５ｍｍ×０．３ｍｍサイズのフィルム１を得た。
【０１０８】
３）次に、表２に示す成分を用いて、フィルム状電解質組成物を得た。
すなわち、上記フィルム１の質量を測定した後、５０ｍＬのサンプル瓶に入れた。次いで、支持電解質であるＬｉＴＦＳＩをＥＭＩｍＦＳＩに添加し、ＥＭＩｍＦＳＩ中のＬｉＴＦＳＩが１０質量％の溶液とした。そして、この溶液を上記フィルム１に加え、フィルム１に溶液を含浸させた。
サンプル瓶を５０℃で２４時間加熱後、上記溶液（電解液）で膨潤したフィルムを取り出し、表面の余分な液体をキムワイプでふき取り、フィルム状電解質組成物を得た。
【０１０９】
［実施例２〜６］ 電解質組成物の製造（２）
表１及び２に示す成分を用いて、実施例１と同様に、フィルム及びフィルム状電解質組成物を得た。
【０１１０】
【表１】
【０１１１】
【表２】
【０１１２】
なお、上記実施例１〜６のフィルム状電解質組成物は、いずれもゲル状であった。この結果、実施例１〜６のフィルム状電解質組成物は、保液性を有し、液漏れの危険性が少ないことがわかった。
【０１１３】
［試験例１］ 膨潤度測定
実施例１〜６のフィルム状電解質組成物の質量を測定し、フィルムの質量とフィルム状電解質組成物の質量から、膨潤度を求めた。また、ＥＭＩｍＦＳＩの各フィルムに対する質量比を求めた。結果を表３に示す。
【０１１４】
【表３】
【０１１５】
この結果から、実施例１〜６のフィルム状電解質組成物が優れた膨潤度を有することがわかった。
【０１１６】
［試験例２］ イオン伝導度測定
実施例１〜６のフィルム状電解質組成物を２枚のステンレス製電極に挟み込み、交流４端子法によりインピーダンスを測定し、ナイキストプロットにより解析してイオン伝導度を求めた。結果を表４に示す。
【０１１７】
以下に、イオン伝導度測定の装置と条件を示す。
測定装置：ＨＩＯＫＩ３５３２−８０ Ｃｈｅｍｉｃａｌ ｉｍｐｅｄａｎｃｅ ｍｅｔｅｒ、９１４０ ４端子プローブ
電圧：５０mＶ
測定周波数：４Ｈｚ〜１００ＫＨｚ
【０１１８】
【表４】
【０１１９】
表４の結果から、実施例１〜６のフィルム状電解質組成物が優れたイオン伝導性を有することがわかった。
【０１２０】
［試験例３］ 熱重量分析
実施例１〜３のフィルム状電解質組成物について、熱重量分析（ＴＧＡ）を行った。
すなわち、セイコーインスツルメント社製ＴＧ−ＤＴＡ６２００を用いて、各フィルム状電解質組成物４ｍｇをアルミ製パン内に秤取し、５０ｍＬ／ｍｉｎの窒素気流中、１０℃／ｍｉｎで昇温させて測定した。結果を図１に示す。
図１の結果から、実施例１〜３のフィルム状電解質組成物は、いずれも優れた熱安定性を有することがわかった。
【０１２１】
［試験例４］ 示差走査熱量分析
実施例１〜３のフィルム状電解質組成物について、示差走査熱量分析（ＤＳＣ）を行った。
すなわち、セイコーインスツルメント社製ＤＳＣ６２００を用いて、各フィルム状電解質組成物４ｍｇをアルミ製パン内に秤取し封入し、測定前に７０℃で数分熱処理した後、液体窒素を用いて−１００℃まで急冷した。その後、２０ｍＬ／ｍｉｎの窒素気流中１０℃／ｍｉｎで昇温させて測定した。結果を図２に示す。
図２の結果から、実施例１〜３のフィルム状電解質組成物は、いずれも−１６℃以上でゲル状態になることがわかった。
【０１２２】
［試験例５］ 燃焼性試験
実施例１〜３のフィルム状電解質組成物について、燃焼性試験を行った。
すなわち、実施例１〜３のフィルム状電解質組成物にライターの炎を３秒間接炎して、目視により燃焼性を観察した。
一方、フィルム１を１０ｗｔ％ＬｉＴＦＳＩの炭酸プロピレン溶液で膨潤させて得られた比較試料（Ｘ）に、上記と同様にライターの炎を接炎して、目視により燃焼性を観察した。
その結果、比較試料（Ｘ）は激しく燃え、著しい燃焼性を有するのに対して、実施例１〜３のフィルム状電解質組成物はいずれもすぐに炎が消え、優れた難燃性を有することがわかった。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記成分（Ａ）及び成分（Ｂ）を含有する、電解質組成物。
（Ａ）少なくとも下記式（１）で表されるエポキシ化合物（ａ1）を、硬化剤（ｃ1）の存在下で反応させることにより得られる高分子化合物
【化１】
［式（１）中、
Ｒ1は、メチレン基、置換若しくは非置換の炭素数２〜２０のアルキレン基、又は単結合を示し、
Ｘは、エポキシ基を有する基を示し、
Ｙは、置換若しくは非置換の炭素数６〜１８の芳香族炭化水素基、又はイオン性官能基を示し、
ｎは、１〜１００の整数である（但し、Ｒ1が単結合の場合、ｎは１である。）。］
（Ｂ）下記式（３）で表される化合物
【化２】
［式（３）中、
Ｒ9及びＲ10は、それぞれ独立に、水素原子、又は置換若しくは非置換の炭素数１〜２０のアルキル基を示し、
Ｒ11及びＲ12は、それぞれ独立に、ハロゲン原子を有していてもよい炭素数１〜６のアルキル基、又はハロゲン原子を示す。］
【請求項２】
Ｘが、エポキシ基、又はエポキシ基を有する炭素数１〜１０のアルキル基であり、Ｙが、置換若しくは非置換の炭素数６〜１８のアリール基、又はイオン性官能基である、請求項１に記載の電解質組成物。
【請求項３】
Ｙが、置換若しくは非置換の炭素数６〜１８のアリール基であるか、又は−ＳＯ3-、−ＳＯ2Ｎ-ＳＯ2Ｒ13（Ｒ13は、ハロゲン原子を有していてもよい炭素数１〜１２のアルキル基を示す。）、若しくは−（ＳＯ2Ｒ14）2Ｎ-（Ｒ14は、Ｒ13と同義である。）と、金属カチオンとの塩である、請求項１に記載の電解質組成物。
【請求項４】
前記硬化剤（ｃ1）が、下記式（２）で表される化合物である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の電解質組成物。
【化３】
［式（２）中、
Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4及びＲ5は、それぞれ独立に、水素原子、又は置換若しくは非置換の炭素数１〜２０のアルキル基を示し（但し、式中のＲ2〜Ｒ5の少なくとも３つは水素原子である。）、
Ｒ6及びＲ8は、それぞれ独立に、メチレン基、又は置換若しくは非置換の炭素数２〜２０のアルキレン基を示し、
Ｒ7は、置換又は非置換の炭素数２〜２０のアルキレン基を示し、
ｍは、１〜１００の整数である。］
【請求項５】
Ｒ6、Ｒ7及びＲ8が、それぞれ独立に、エチレン基、メチルエチレン基及びトリメチレン基から選ばれる基である請求項４に記載の電解質組成物。
【請求項６】
前記成分（Ａ）が、前記成分（ａ1）と、２個以上のエポキシ基を有する化合物（ｂ1）とを、前記硬化剤（ｃ1）の存在下で反応させることにより高分子化合物である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の電解質組成物。
【請求項７】
前記化合物（ｂ1）が、２個のエポキシ基を有するグリシジルエーテル系エポキシ化合物である、請求項６に記載の電解質組成物。
【請求項８】
更に、成分（Ｃ）として支持電解質を含有する、請求項１〜７のいずれか１項に記載の電解質組成物。
【請求項９】
前記成分（Ｃ）が、有機スルホニルイミド、カルボン酸、二塩基酸ジヒドラジド、イミダゾール類、有機ボロン、有機ホスフィン、グアニジン類、及びこれらの塩から選ばれる少なくとも１種である、請求項８に記載の電解質組成物。
【請求項１０】
非水系である、請求項１〜９のいずれか１項に記載の電解質組成物。
【請求項１１】
フィルム状である、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の電解質組成物。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の電解質組成物を用いてなる、電気デバイス。
【請求項１】
下記成分（Ａ）及び成分（Ｂ）を含有する、電解質組成物。
（Ａ）少なくとも下記式（１）で表されるエポキシ化合物（ａ1）を、硬化剤（ｃ1）の存在下で反応させることにより得られる高分子化合物
【化１】
［式（１）中、
Ｒ1は、メチレン基、置換若しくは非置換の炭素数２〜２０のアルキレン基、又は単結合を示し、
Ｘは、エポキシ基を有する基を示し、
Ｙは、置換若しくは非置換の炭素数６〜１８の芳香族炭化水素基、又はイオン性官能基を示し、
ｎは、１〜１００の整数である（但し、Ｒ1が単結合の場合、ｎは１である。）。］
（Ｂ）下記式（３）で表される化合物
【化２】
［式（３）中、
Ｒ9及びＲ10は、それぞれ独立に、水素原子、又は置換若しくは非置換の炭素数１〜２０のアルキル基を示し、
Ｒ11及びＲ12は、それぞれ独立に、ハロゲン原子を有していてもよい炭素数１〜６のアルキル基、又はハロゲン原子を示す。］
【請求項２】
Ｘが、エポキシ基、又はエポキシ基を有する炭素数１〜１０のアルキル基であり、Ｙが、置換若しくは非置換の炭素数６〜１８のアリール基、又はイオン性官能基である、請求項１に記載の電解質組成物。
【請求項３】
Ｙが、置換若しくは非置換の炭素数６〜１８のアリール基であるか、又は−ＳＯ3-、−ＳＯ2Ｎ-ＳＯ2Ｒ13（Ｒ13は、ハロゲン原子を有していてもよい炭素数１〜１２のアルキル基を示す。）、若しくは−（ＳＯ2Ｒ14）2Ｎ-（Ｒ14は、Ｒ13と同義である。）と、金属カチオンとの塩である、請求項１に記載の電解質組成物。
【請求項４】
前記硬化剤（ｃ1）が、下記式（２）で表される化合物である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の電解質組成物。
【化３】
［式（２）中、
Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4及びＲ5は、それぞれ独立に、水素原子、又は置換若しくは非置換の炭素数１〜２０のアルキル基を示し（但し、式中のＲ2〜Ｒ5の少なくとも３つは水素原子である。）、
Ｒ6及びＲ8は、それぞれ独立に、メチレン基、又は置換若しくは非置換の炭素数２〜２０のアルキレン基を示し、
Ｒ7は、置換又は非置換の炭素数２〜２０のアルキレン基を示し、
ｍは、１〜１００の整数である。］
【請求項５】
Ｒ6、Ｒ7及びＲ8が、それぞれ独立に、エチレン基、メチルエチレン基及びトリメチレン基から選ばれる基である請求項４に記載の電解質組成物。
【請求項６】
前記成分（Ａ）が、前記成分（ａ1）と、２個以上のエポキシ基を有する化合物（ｂ1）とを、前記硬化剤（ｃ1）の存在下で反応させることにより高分子化合物である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の電解質組成物。
【請求項７】
前記化合物（ｂ1）が、２個のエポキシ基を有するグリシジルエーテル系エポキシ化合物である、請求項６に記載の電解質組成物。
【請求項８】
更に、成分（Ｃ）として支持電解質を含有する、請求項１〜７のいずれか１項に記載の電解質組成物。
【請求項９】
前記成分（Ｃ）が、有機スルホニルイミド、カルボン酸、二塩基酸ジヒドラジド、イミダゾール類、有機ボロン、有機ホスフィン、グアニジン類、及びこれらの塩から選ばれる少なくとも１種である、請求項８に記載の電解質組成物。
【請求項１０】
非水系である、請求項１〜９のいずれか１項に記載の電解質組成物。
【請求項１１】
フィルム状である、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の電解質組成物。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の電解質組成物を用いてなる、電気デバイス。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１２−１２３５０（Ｐ２０１２−１２３５０Ａ）
【公開日】平成２４年１月１９日（２０１２．１．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１５１７４０（Ｐ２０１０−１５１７４０）
【出願日】平成２２年７月２日（２０１０．７．２）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り 平成２２年５月１１日、社団法人 高分子学会「高分子学会予稿集 ５９巻１号〔２０１０〕」に発表 平成２２年５月２７日、社団法人 高分子学会「第５９回高分子学会」に文書をもって発表 平成２２年６月１６日、ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ３．ｉｎｔｅｒｓｃｉｅｎｃｅ．ｗｉｌｅｙ．ｃｏｍ／ｊｏｕｒｎａｌ／１１７９３２４６７／ｇｒｏｕｐｈｏｍｅ／ｈｏｍｅ．ｈｔｍｌを通じて発表
【出願人】（０００００４１７８）ＪＳＲ株式会社 (3,320)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月１９日（２０１２．１．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月２日（２０１０．７．２）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り 平成２２年５月１１日、社団法人 高分子学会「高分子学会予稿集 ５９巻１号〔２０１０〕」に発表 平成２２年５月２７日、社団法人 高分子学会「第５９回高分子学会」に文書をもって発表 平成２２年６月１６日、ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ３．ｉｎｔｅｒｓｃｉｅｎｃｅ．ｗｉｌｅｙ．ｃｏｍ／ｊｏｕｒｎａｌ／１１７９３２４６７／ｇｒｏｕｐｈｏｍｅ／ｈｏｍｅ．ｈｔｍｌを通じて発表
【出願人】（０００００４１７８）ＪＳＲ株式会社 (3,320)
【Ｆターム（参考）】
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