炭酸ジメチル（DMC）、炭酸エチルメチル（EMC）、炭酸ジエチル（DEC）は、主に純品の相転移温度、流動性、揮発性が異なります。EMCとDECの純品の凝固温度はDMCより低く、近い室温条件ではDMCが通常揮発しやすくなります。混合してリチウム塩を加えると、全組成と温度によって液体の性質がさらに変わるため、電解液を目標条件で評価する必要があります。
DMC、EMC、DECの純物質の物性比較
| 純物質 | 融点の参考値（°C） | 近い室温での揮発特性 | 比較の留意点 |
|---|---|---|---|
| DMC | 4.65 | 三者の中では通常揮発しやすい | 純品の相転移温度は比較的高い |
| EMC | ≤ −53 | 通常DMCとDECの中間 | 純品は低温で液体を保つ範囲が比較的広い |
| DEC | −43 | 三者の中では通常揮発が遅い | 防火と組成管理は必要 |
表注：融点は三井ファインケミカルの純品の一般物性表によります。EMCの「≤」は融点の上限を示します。いずれも第三者の参考物性で、Lixingの納入規格ではありません。揮発性の比較は近い室温と同じ暴露条件を前提とし、実際の速度は混合組成によっても変わります。
低温特性：結晶化しないことは最初の条件
炭酸ジメチル（DMC）、炭酸エチルメチル（EMC）、炭酸ジエチル（DEC）の純品は、凝固特性が異なります。EMCとDECの純品の凝固温度はDMCより低いものの、塩を含む混合物の結晶化挙動は全組成で決まり、純品の順序をそのまま当てはめることはできません。
混合液が結晶化しなくても、冷却により粘度が上がり、イオンの移動が遅くなることがあります。電極表面でのリチウムイオンの反応も遅くなる可能性があります。したがって、低温で「液体を維持するか」「イオン伝導率が使用可能な水準か」「電池が必要な出力を供給できるか」は、段階的に踏み込んだ三つの問いです。
炭酸エチレン（EC）の比率、リチウム塩濃度、添加剤はいずれも結果を変えます。二つの配合を比較する際は、溶媒の置換による影響と、他の成分を同時に変えた影響を区別する必要があります。
イオン伝導率：イオンの数と移動能力で決まる
イオン伝導率は、液体が電流を運ぶ能力を表します。電解液では塩がイオンを供給し、溶媒が塩の解離、イオン間相互作用、移動に影響します。低粘度は通常、移動に有利ですが、有効に伝導へ寄与するイオンが減れば、イオン伝導率が高くなるとは限りません。
そのため、DMC、EMC、DECを用いた電解液を比較するには、同じ温度で、塩の種類、濃度、他の溶媒の組成を明示する必要があります。質量比と体積比も混同できません。電極界面や副反応も電池に影響するため、イオン伝導率が高くても、サイクル特性が必ず向上するわけではありません。
揮発性：損失だけでなく組成も変える
近い室温、同じ暴露条件では、DMCは通常EMCやDECより揮発しやすく、DECは比較的遅く揮発します。常圧沸点もこの順に高くなります。沸点は沸騰の条件であり、「この温度未満では揮発しない」という境界ではありません。実際の蒸発は、蒸気圧、換気、露出面積、混合組成にも左右されます。
混合液では各成分の揮発速度が異なるため、失われるのは総量だけではなく、元の配合比も変わる可能性があります。したがって、密閉の程度と操作温度は、原料損失とその後の調液の一貫性に影響します。
DMC、EMC、DECはいずれも引火性に注意が必要です。揮発が遅いことは不燃を意味せず、換気、着火源の管理、適切な静電気対策は引き続き必要です。
例えば、DMCとDECを含む混合液が移送中に揮発損失を生じた場合、蒸発した部分の組成は元の液体と同じとは限りません。DMCが気相へ移りやすい条件では、残液は相対的にDECに富みます。その後、元と同じ総質量を量り取っても、持ち込まれる各成分の比率は変わっている可能性があります。まず損失と組成変化を把握すべきであり、不足した総質量だけから、どの溶媒を補充するかを決めることはできません。