JP2000017017A - Polymeric particles carrying alkali metal salt - Google Patents

Polymeric particles carrying alkali metal salt

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JP2000017017A
JP2000017017A JP11114598A JP11459899A JP2000017017A JP 2000017017 A JP2000017017 A JP 2000017017A JP 11114598 A JP11114598 A JP 11114598A JP 11459899 A JP11459899 A JP 11459899A JP 2000017017 A JP2000017017 A JP 2000017017A
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alkali metal
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metal salt
polymer fine
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Manabu Kawa
学 加和
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Mitsubishi Chemical Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve ionic conductivity, by providing a particle having, on its surface, an anionic group contg. a group XIII, XV or XVI element of the Periodic Table, and having a specific particle diameter. SOLUTION: A radically polymerizable monomer such as a monofunctional acrylate deriv. and an α,ω-alkylene diol diacrylate deriv. is subjected to emulsion polymerization or micelle polymerization, together with a surfactant having an anionic group contg. an element selected from groups XIII, XV and XVI of the Periodic Table, in a solvent in which the radically polymerizable monomer is insol. or difficultly soluble, in the presence of a radical polymerization initiator, to form a polymer particle represented by formulae I-IV (wherein M1 is a boron atom or an aluminum atom; M2 is a phosphous atom, an arsenic atom or an antimony atom; L is an alkylene having a halogen; Rn is a halogen, an alkoxy, an alkyl or an arom. group; and (n) is 5 or less) with a mol.wt. of 300-50,000, the particle having, on its surface, an anionic group contg. on element selected from groups XIII, XV and XVI of the Periodic Table, with a particulate diameter of 0.001-1 μm, and carrying an alkali metal salt.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、アルカリ金属塩を
担持した高分子微粒子とその製造方法、及びこれを含有
するシート状成形体に関する。該成形体は高い陽イオン
伝導性を示すので、固体電解質としての性能を有し、例
えば二次電池における電解質層等の陽イオン伝導体とし
て使用される。
[0001] The present invention relates to polymer fine particles carrying an alkali metal salt, a method for producing the same, and a sheet-like molded article containing the same. Since the molded body has high cation conductivity, it has performance as a solid electrolyte, and is used as a cation conductor such as an electrolyte layer in a secondary battery.

【0002】[0002]

【従来の技術】イオン伝導性を有する固体、即ち固体電
解質は、充放電可能な蓄電池(二次電池)の安全性や信
頼性を高めるのに有用な材料である。つまり、固体電解
質は、従来広く使用されてきた液体電解質の危険性、例
えば、自動車用電源として汎用されてきた鉛蓄電池の硫
酸水溶液の強酸性や、携帯電話やノート型パソコン等の
電源に使用されるリチウムイオン二次電池の有機溶剤溶
液の可燃性、あるいは、液体電解質に共通する欠点であ
る液漏れや加圧時の噴出災害等の問題を一挙に解決する
可能性を持つ材料と位置づけることができる。従って、
こうした特徴を備える固体電解質は、昨今の世界的規模
での地球環境保護や省エネルギーの要請に応える大容量
の充放電が必要な用途、例えば電気自動車や余剰電力備
蓄施設等を高い信頼性で汎用化するに不可欠の材料であ
り、高いイオン伝導性を有する固体電解質の開発は、極
めて大きな意義を持っている。一方、前記の液体電解質
の欠点を改良する手段として、いわゆる高分子ゲル電解
質が検討されている。これは、液体電解質とこれと強い
相互作用を有する高分子(必要に応じ架橋を施す)を組
み合わせることでゲルを形成せしめて、遊離の液体をな
くすものである。
2. Description of the Related Art Ion-conductive solids, that is, solid electrolytes, are useful materials for improving the safety and reliability of chargeable and dischargeable storage batteries (secondary batteries). In other words, solid electrolytes are used for the dangers of liquid electrolytes that have been widely used in the past, such as the strong acidity of aqueous sulfuric acid solutions in lead-acid batteries, which have been widely used as power supplies for automobiles, and the power supplies for mobile phones and notebook computers. Flammability of the organic solvent solution of the lithium ion secondary battery, or a material that has the potential to solve problems common to liquid electrolytes, such as liquid leakage and jetting disaster at the time of pressurization at once. it can. Therefore,
Solid electrolytes with these characteristics can be widely used with high reliability in applications that require large-capacity charging and discharging in response to global environmental protection and energy saving requirements on recent global scales, such as electric vehicles and surplus power storage facilities. The development of a solid electrolyte that is an indispensable material and has high ionic conductivity is of great significance. On the other hand, a so-called polymer gel electrolyte has been studied as a means for improving the above-mentioned disadvantages of the liquid electrolyte. In this method, a gel is formed by combining a liquid electrolyte and a polymer having a strong interaction with the polymer (cross-linking is performed if necessary) to eliminate free liquid.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、温度や
圧力の変化によるゲルの相転移等によりゲル体積の膨張
と収縮があり得るので、使用条件により遊離の液体を生
ずる可能性があるという本質的な問題を抱えている。リ
チウムイオン二次電池用には、可燃性有機溶剤を使用し
ない液体電解質として常温以上で液体である難燃性の塩
(いわゆる溶融塩)も検討されている。しかし、この場
合、陰イオンも可動性を持っているため、リチウムイオ
ンの輸率が相対的に低下するという本質的な欠点を持っ
ている。
However, since the gel volume may expand and contract due to a phase transition of the gel due to a change in temperature or pressure, there is a possibility that a free liquid may be generated depending on the use conditions. I have a problem. For lithium ion secondary batteries, flame-retardant salts (so-called molten salts) that are liquid at room temperature or higher have been studied as liquid electrolytes that do not use flammable organic solvents. However, in this case, since anions also have mobility, there is an essential disadvantage that the transport number of lithium ions is relatively reduced.

【0004】従来の固体電解質の開発は、電解質を溶
解する非晶性有機高分子マトリクスの利用、及び、イ
オン伝導性無機固体の利用、という2つの観点から主に
行われている。の例として、エチレンオキシドやプロ
ピレンオキシド等のアルキレンオキシドをモノマーとす
る高分子(ポリアルキレンオキシド)に四フッ化ホウ素
リチウムや過塩素酸リチウム等のリチウム塩を溶解する
ことが盛んに検討されてきた。これは、ポリアルキレン
オキシド、特にポリエチレンオキシド構造のリチウムイ
オンへの配位能力と、該高分子鎖のガラス転移点以上の
温度での優れた可動性を生かし、リチウムイオンを移動
させることを原理としている。しかし、高分子鎖のリチ
ウムイオンへの配位が不可欠であり、配位のない遊離の
リチウムイオンとして移動困難であるため、イオン伝導
度は高々0.01mS/cmオーダーに留まっていた。
[0004] Conventional solid electrolytes have been developed mainly from two viewpoints: the use of an amorphous organic polymer matrix for dissolving the electrolyte and the use of an ion-conductive inorganic solid. As an example, dissolving a lithium salt such as lithium boron tetrafluoride or lithium perchlorate in a polymer (polyalkylene oxide) having an alkylene oxide such as ethylene oxide or propylene oxide as a monomer has been actively studied. This is based on the principle that lithium ions move by taking advantage of the coordination ability of a polyalkylene oxide, particularly a polyethylene oxide structure to lithium ions, and excellent mobility at a temperature higher than the glass transition point of the polymer chain. I have. However, coordination of the polymer chain to lithium ions is indispensable, and it is difficult to move as free lithium ions without coordination, so that the ionic conductivity has remained at most on the order of 0.01 mS / cm.

【0005】一方、の例として、例えば特開平6−7
6828号公報にあるように、LiPO4 −Li2 S−
SiS2 等の無機ガラスが最近報告されている。これ
は、配位のない遊離のリチウムイオンが移動する経路を
有する物質であり、バルク状態では数mS/cmという
高いイオン伝導度を有する。しかし、実用的には微粉体
として圧縮成型してシート状とする必要があるため、該
微粉体どうしの接触が必ずしも理想的でないためイオン
伝導度が1mS/cmに満たない場合が多く、また、該
シート状成形体の靱性(しなやかさ)が極端に低いため
ゴム弾性を有する高分子と複合化する必要があり、かか
る場合には更にイオン伝導度が低下するという欠点があ
った。本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、
その目的は、材料自体が高いイオン伝導度を有し、かつ
成形した場合にもイオン伝導度の低下を抑制することの
できる、特に固体電解質として有用な新規材料を提供す
ることにある。
On the other hand, as an example, see, for example,
No. 6828, LiPO 4 —Li 2 S—
Inorganic glasses such as SiS 2 have recently been reported. This is a substance having a pathway for moving free lithium ions without coordination, and has a high ionic conductivity of several mS / cm in a bulk state. However, in practice, since it is necessary to compression-mold a fine powder to form a sheet, the ionic conductivity is often less than 1 mS / cm because the contact between the fine powders is not always ideal. Since the toughness (flexibility) of the sheet-like molded product is extremely low, it is necessary to form a composite with a polymer having rubber elasticity. In such a case, there is a disadvantage that the ionic conductivity is further reduced. The present invention has been made in view of the above circumstances,
It is an object of the present invention to provide a novel material which has a high ionic conductivity itself and can suppress a decrease in ionic conductivity even when molded, and which is particularly useful as a solid electrolyte.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明者は上記の目的を
達成すべく、微粒子表面を積極的にイオン移動経路とし
て利用するという基本的考え方に立ち、サブミクロン粒
子の合成について鋭意系統的な検討を行った結果、アル
カリ金属塩を担持した高分子微粒子、つまり、表面に大
きな陰イオン基を多数結合した高分子微粒子をアルカリ
金属陽イオンで中和した形の新規な高分子微粒子とする
ことにより、従来の固体電解質の欠点を大きく改善する
ことが可能となることを見出して本発明を完成するに至
った。即ち本発明の要旨は、周期表13、15及び16
族よりなる群から選ばれる元素を含む陰イオン基を微粒
子表面に有し、かつ微粒子直径が0.001〜1μmで
あるアルカリ金属塩を担持した高分子微粒子、に存す
る。
Means for Solving the Problems To achieve the above object, the present inventors have taken the basic idea of positively utilizing the surface of fine particles as an ion transfer path, and have systematically studied the synthesis of submicron particles. As a result of the study, it was found that polymer fine particles carrying alkali metal salts, that is, polymer fine particles with a large number of large anionic groups bonded to the surface, were neutralized with alkali metal cations. As a result, they have found that it is possible to greatly improve the disadvantages of the conventional solid electrolyte, and have completed the present invention. That is, the gist of the present invention is that the periodic tables 13, 15, and 16
Polymer fine particles having an anionic group containing an element selected from the group consisting of groups on the surface of the fine particles and supporting an alkali metal salt having a fine particle diameter of 0.001 to 1 μm.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】以下、本発明につきさらに詳細に
説明する。 (高分子微粒子の化学構造)本発明のアルカリ金属塩を
担持した高分子微粒子に用いられる高分子微粒子は、任
意の高分子構造からなり、高分子構造を構成する元素に
は特に制限はない。これは、本発明の効果が、高分子微
粒子表面に結合された多数のアルカリ金属塩に主に起因
し、高分子微粒子内部の構造の影響は小さいためであ
る。高分子構造としては、a)ラジカル付加反応やマイ
ケル付加反応等の重付加によるもの、b)開環重合によ
るもの、c)重縮合によるもの等が例示される。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in more detail. (Chemical Structure of Polymer Fine Particles) The polymer fine particles used for the polymer fine particles carrying the alkali metal salt of the present invention have an arbitrary polymer structure, and the elements constituting the polymer structure are not particularly limited. This is because the effect of the present invention is mainly caused by a large number of alkali metal salts bonded to the surface of the polymer fine particles, and the influence of the structure inside the polymer fine particles is small. Examples of the polymer structure include a) a compound obtained by polyaddition such as a radical addition reaction or a Michael addition reaction, b) a compound obtained by ring-opening polymerization, and c) a compound obtained by polycondensation.

【0008】前記a)の範疇に該当する高分子構造例と
しては、ポリメチルメタクリレートやポリエチルアクリ
レート等のアクリル系樹脂、ポリスチレン、スチレン−
無水マレイン酸共重合体、スチレン−メチルメタクリレ
ート共重合体、あるいはスチレン−アクリロニトリル共
重合体等のスチレン系樹脂、アミンのアクリロニトリル
へのマイケル付加とニトリル基のアミノ基への還元を繰
り返して得られるポリプロピレンイミン構造、等が挙げ
られる。
Examples of the polymer structure falling under the category a) include acrylic resins such as polymethyl methacrylate and polyethyl acrylate, polystyrene, and styrene.
Styrene resins such as maleic anhydride copolymer, styrene-methyl methacrylate copolymer, or styrene-acrylonitrile copolymer, and polypropylene obtained by repeating Michael addition of amine to acrylonitrile and reduction of nitrile group to amino group And an imine structure.

【0009】前記b)の範疇に該当する高分子構造例と
しては、ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシ
ド、ポリブチレンオキシド、あるいはポリテトラヒドロ
フラン等のポリ環状エーテル類、ポリブチロラクトン、
ポリカプロラクトン等のポリラクトン類、ポリカプロラ
クタム(ナイロン6)等のポリラクタム類、ポリエチレ
ンカーボネート、ポリプロピレンカーボネート、ビスフ
ェノールAの環状オリゴマーの開環重合物等のポリ環状
カーボネート類等が挙げられる。
Examples of the polymer structure falling under the category b) include polycyclic ethers such as polyethylene oxide, polypropylene oxide, polybutylene oxide and polytetrahydrofuran, polybutyrolactone,
Examples include polylactones such as polycaprolactone, polylactams such as polycaprolactam (nylon 6), polycyclic carbonates such as polyethylene carbonate, polypropylene carbonate, and a ring-opening polymer of a cyclic oligomer of bisphenol A, and the like.

【0010】c)重縮合による該高分子構造例として
は、ポリヘキサメチレンアジパミド(ナイロン66)、
テレフタル酸および/またはイソフタル酸とヘキサメチ
レンジアミンとから得られるポリアミド等のポリアミド
類、多価フェノール類を共重合成分として含有しても良
い1種以上のビスフェノール類(例えば、ビスフェノー
ルA)と、ビスアルキルカーボネート、ビスアリールカ
ーボネート、ホスゲン等の炭酸エステル類との反応によ
り製造される芳香族ポリカーボネート類、ポリ(3,5
−ジヒドロキシ安息香酸)等のポリヒドロキシ安息香酸
類、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフ
タレート等のポリアルキレンフタレート類、ポリエチレ
ンナフタレート、ポリブチレンナフタレート等のポリア
ルキレンナフタレート類、ポリ[2,2−ビス(ヒドロ
キシメチル)プロピオン酸]等の脂肪族ポリエステル
類、ポリ(3,5−ジヒドロキシベンジルアルコール)
等のポリベンジルエーテル類やベンゼン環等の芳香族残
基がエーテル結合を介して結ばれた重合体等の芳香族ポ
リエーテル類、ベンゼン環等の芳香族残基がチオエーテ
ル結合を介して結ばれた重合体であるポリアリーレンス
ルフィド類等が挙げられ、その他、テトラエトキシオル
トシリケートやテトラエトキシオルトチタネート等のア
ルコキシメタレートを重縮合して得られるシリカやチタ
ニア組成を含有する金属酸化物高分子等も挙げられる。
C) Examples of the polymer structure by polycondensation include polyhexamethylene adipamide (nylon 66),
A polyamide such as a polyamide obtained from terephthalic acid and / or isophthalic acid and hexamethylenediamine; and one or more bisphenols (for example, bisphenol A) which may contain a polyhydric phenol as a copolymerization component; Aromatic polycarbonates and poly (3,5) produced by reaction with carbonates such as alkyl carbonates, bisaryl carbonates, phosgene, etc.
-Dihydroxybenzoic acid), polyalkylene phthalates such as polyethylene terephthalate and polybutylene terephthalate, polyalkylene naphthalates such as polyethylene naphthalate and polybutylene naphthalate, poly [2,2-bis (hydroxy Methyl) propionic acid], poly (3,5-dihydroxybenzyl alcohol)
Aromatic polyethers such as polymers in which aromatic residues such as polybenzyl ethers and benzene rings are bonded through ether bonds, and aromatic residues such as polymers in which benzene rings are bonded through thioether bonds And other metal oxide polymers containing silica or titania composition obtained by polycondensation of an alkoxymetalate such as tetraethoxy orthosilicate or tetraethoxy orthotitanate. Are also mentioned.

【0011】これらの任意の高分子構造例は、単独の微
粒子中に混在していても良く、また、異種の微粒子が混
合して存在していても構わない。前記の高分子構造のう
ち好適なものとして、アクリル系樹脂、スチレン系樹
脂、ポリ(3,5−ジヒドロキシ安息香酸)やポリ
[2,2−ビス(ヒドロキシメチル)プロピオン酸]等
のポリエステル類、ポリ(3,5−ジヒドロキシベンジ
ルアルコール)等のポリベンジルエーテル類、ポリプロ
ピレンイミン構造等が挙げられ、中でもアクリル系樹
脂、スチレン系樹脂、ポリ(3,5−ジヒドロキシ安息
香酸)やポリ[2,2−ビス(ヒドロキシメチル)プロ
ピオン酸]等のポリエステル類、ポリ(3,5−ジヒド
ロキシベンジルアルコール)等のポリベンジルエーテル
類、ポリプロピレンイミン構造等が更に好適である。
[0011] These optional polymer structures may be mixed in a single fine particle, or different kinds of fine particles may be mixed and present. Preferable examples of the polymer structure include acrylic resins, styrene resins, polyesters such as poly (3,5-dihydroxybenzoic acid) and poly [2,2-bis (hydroxymethyl) propionic acid]; Examples thereof include polybenzyl ethers such as poly (3,5-dihydroxybenzyl alcohol) and a polypropylene imine structure. Among them, acrylic resins, styrene resins, poly (3,5-dihydroxybenzoic acid) and poly [2,2 -Bis (hydroxymethyl) propionic acid], polybenzyl ethers such as poly (3,5-dihydroxybenzyl alcohol), and a polypropyleneimine structure.

【0012】(高分子微粒子の形態)高分子微粒子の大
きさは、直径が0.001〜1μmの範囲である。後述
するように、デンドリマー構造に代表される超分岐高分
子の単独分子を本発明の高分子微粒子として利用すると
好適な場合があり、かかる超分岐高分子を利用する場合
に好適な高分子微粒子の直径は、0.001μm〜0.
020μm、イオン伝導性の点でより好ましくは0.0
02μm〜0.015μm、更に好ましくは0.003
μm〜0.010μm、最も好ましくは0.003μm
〜0.008μmである。一方、直径が0.020μm
〜1μmの範囲の高分子微粒子は、後述するように、乳
化重合またはミセル重合により好適に製造されるが、こ
の場合、イオン伝導性の点で好ましくは0.02μm〜
0.8μm、より好ましくは0.04μm〜0.6μ
m、更に好ましくは0.06μm〜0.5μm、最も好
ましくは0.07μm〜0.4μmである。高分子微粒
子の粒径分布は特に制限はないが、粒径分布のメジアン
値が上述の範囲にあるものが好ましい。
(Form of Polymer Fine Particles) The size of the polymer fine particles is in the range of 0.001 to 1 μm in diameter. As described later, it may be preferable to use a single molecule of a hyperbranched polymer represented by a dendrimer structure as the polymer fine particles of the present invention. The diameter ranges from 0.001 μm to 0.1 μm.
020 μm, more preferably 0.02 μm in terms of ion conductivity.
02 μm to 0.015 μm, more preferably 0.003
μm to 0.010 μm, most preferably 0.003 μm
0.000.008 μm. On the other hand, the diameter is 0.020 μm
The polymer fine particles having a size in the range of 1 to 1 μm are suitably produced by emulsion polymerization or micelle polymerization, as described later.
0.8 μm, more preferably 0.04 μm to 0.6 μm
m, more preferably 0.06 μm to 0.5 μm, and most preferably 0.07 μm to 0.4 μm. The particle size distribution of the polymer fine particles is not particularly limited, but those having a median value of the particle size distribution in the above range are preferable.

【0013】前記の超分岐高分子について、以下説明す
る。ここで超分岐(Hyperbranch)とは樹枝
状分岐のことであり、具体的には、Newkome,
G.R.,et al.,“Dendritic Mo
lecules:Concepts,Synthesi
s,Perspectives”;VCH Verla
gsgesellschaft mbH社刊(Wein
heim,Germany,1996)、Hawke
r,C.J.,et al;J.Chem.Soc.,
Chem.Commun.,1990年,1010頁、
Tomalia,D.A.,et al;Angew.
Chem.Int.Ed.Engl.,29巻,138
頁(1990)、Hawker,C.J.,et a
l;J.Am.Chem.Soc.,112巻,763
8頁(1990)、Frechet,J.M.J.;S
cience,263巻,1710頁(1994)、あ
るいは柿本雅明;化学,50巻,608頁(1995)
等の文献に詳述されているデンドリマー構造に代表され
る概念である。
The hyperbranched polymer will be described below. Here, the hyperbranch (Hyperbranch) is a dendritic branch, and specifically, Newkome,
G. FIG. R. , Et al. , “Dendritic Mo
resources: Concepts, Synthesi
s, Perspectives "; VCH Verla
gsgesellschaft mbH (Wein
heim, Germany, 1996), Hawke.
r, C.I. J. , Et al; Chem. Soc. ,
Chem. Commun. , 1990, p. 1010,
Tomalia, D .; A. Angew., Et al;
Chem. Int. Ed. Engl. , 29, 138
Page (1990), Hawker, C .; J. , Et a
l; Am. Chem. Soc. , 112, 763
8 (1990); Frechet, J .; M. J. ; S
Science, 263, 1710 (1994), or Masaaki Kakimoto; Chemistry, 50, 608 (1995).
And the like, represented by the dendrimer structure described in detail in the literature.

【0014】1つの超分岐構造は、1つのフォーカルポ
イント(Focal point、焦点)を有する。こ
こでフォーカルポイントとは、図1に模式的に表される
ように、樹枝状分岐の開始点、即ち、樹枝状構造の任意
の分岐末端から分岐の収束方向に分子鎖を逆行した場合
の最後の分岐点を意味する。本発明における超分岐高分
子においては、分岐点の数に制限はない。
[0014] One hyperbranched structure has one focal point. Here, the focal point is, as schematically shown in FIG. 1, the starting point of the dendritic branch, that is, the last point when the molecular chain is reversed in the direction of convergence of the branch from an arbitrary branch end of the dendritic structure. Means the branch point. In the hyperbranched polymer of the present invention, the number of branch points is not limited.

【0015】超分岐高分子、特にデンドリマーと呼ばれ
る完全に規則的な分岐構造を有するものは、分子量の増
大と共に分岐末端が急速に込み合ってくるために、球状
高分子となることが知られている。従って、かかる球状
分子は、例えば乳化重合微粒子のような分子集合体の微
粒子の概念としてではなく、単独分子が本発明の高分子
微粒子の一概念として利用される。デンドリマー分子の
直径はその世代数(図1参照)により制御されるが、
0.001〜0.02μm程度の範囲に通常入るので、
かかるデンドリマー分子は、単独分子自体が本発明に用
いられる高分子微粒子として最適である。
It is known that hyperbranched polymers, particularly those having a completely regular branched structure called a dendrimer, become spherical polymers because the branch ends rapidly become crowded with an increase in molecular weight. . Therefore, such a spherical molecule is not used as a concept of a fine particle of a molecular aggregate such as, for example, emulsion polymerization fine particles, but a single molecule is used as a concept of a polymer fine particle of the present invention. The diameter of a dendrimer molecule is controlled by its generation number (see FIG. 1).
Since it usually falls within the range of about 0.001 to 0.02 μm,
Such a dendrimer molecule is most suitable as a polymer fine particle used in the present invention by itself.

【0016】デンドリマー合成を大別すると、Dive
rgent法(デンドリマー球状分子の中心、即ちフォ
ーカルポイントから外に向かって分子を構築して行く方
法)と、Convergent法(デンドリマーの分岐
末端の構成単位をまず合成し、これを順次結合して行く
ことで高分子量化し、最後にフォーカルポイントの構成
単位で結合して完成する方法)に分類でき、本発明に用
いられる高分子微粒子を得るにはいずれの方法を用いて
も構わないが、合成コストの点では前者が好ましい場合
が多い。
The dendrimer synthesis can be roughly classified into Div
rgent method (a method of constructing a molecule from the center of a dendrimer globular molecule, that is, a focal point outward) and Convergent method (a method of first synthesizing a structural unit at a branch end of a dendrimer and sequentially linking them. To obtain a polymer fine particle used in the present invention. However, any method may be used to obtain polymer fine particles used in the present invention. In many respects, the former is preferable.

【0017】デンドリマー合成により、その分子量と分
岐末端基(球状分子の表面に主として存在する)をほぼ
完全に制御できるが、得られる分子サイズとして好まし
い分子量範囲は、通常300〜50000、より好まし
くは500〜40000、更に好ましくは700〜30
000、最も好ましくは1000〜20000である。
分岐末端基については後述する。
Although the molecular weight and the branched terminal groups (mainly present on the surface of the spherical molecule) can be almost completely controlled by the dendrimer synthesis, the preferable molecular weight range for the obtained molecular size is usually 300 to 50,000, more preferably 500 to 500. ~ 40000, more preferably 700 ~ 30
000, most preferably from 1,000 to 20,000.
The branched terminal group will be described later.

【0018】(超分岐高分子の構造例)本発明に使用可
能な超分岐高分子の構造例としては、前記のNewko
me,G.R.ら著の成書に記載の諸構造、例えば、B
uhleier,E.,etal.;Synthesi
s,1978年,155頁、あるいはde Braba
nder−van den Berg,E.M.M.,
et al.;Angew.Chem.Int.Ed.
Engl.,32巻,1308頁(1993)に報告さ
れているポリプロピレンイミン構造、Hawker,
C.J.,etal;J.Chem.Soc.,Che
m.Commun.,1990年,1010頁、あるい
はHawker,C.J.,et al;J.Am.C
hem.Soc.,112巻,7638頁(1990)
に報告されているポリベンジルエーテル構造、Hawk
er,C.J.,et al;J.Am.Chem.S
oc.,113巻,4583頁(1991)に報告され
ている芳香族ポリエステル構造、Malmstrom,
E.,et al.;Macromolecules,
28巻,1698頁(1995)に報告されているポリ
[2,2−ビス(ヒドロキシメチル)プロピオン酸]構
造、Morikawa,A.,et al.;Poly
mer J.,24巻,573頁(1992)に報告さ
れているポリシロキサン構造、Roovers,J.,
et al.;Polym.Preprints,33
巻,182頁(1992)に報告されているポリカルボ
シラン構造、Moore,J.S.,et al.;M
acromolecules,24巻,5893頁(1
991)に報告されているポリフェニルアセチレン構
造、Newkome,G.R.,et al.;J.O
rg.Chem.,50巻,2003頁(1985)に
報告されているポリエーテルアミド構造、Tomali
a,D.A.et al;Angew.Chem.In
t.Ed.Engl.,29巻,138頁(1990)
に報告されているポリアミドアミン構造、あるいはJa
yaraman,M.ら;J.Am.Chem.So
c.、120巻、12996頁(1998)に報告され
ている脂肪族ポリエーテル構造等が挙げられ、合成のし
やすさと安定性から、中でも前記ポリプロピレンイミン
構造、前記ポリベンジルエーテル構造、前記芳香族ポリ
エステル構造、あるいは前記脂肪族ポリエーテル構造等
が更に好ましく、前記ポリプロピレンイミン構造(下記
(5)式参照)は構造安定性からも最も好ましい。
(Structural Example of Hyperbranched Polymer) Examples of the structure of the hyperbranched polymer that can be used in the present invention include the above-mentioned Newko.
me, G. R. Et al., The structures described in the companion book, for example, B
uhleier, E .; , Et al. ; Synthesi
s, 1978, p. 155, or de Braba
nder-van den Berg, E .; M. M. ,
et al. Angew. Chem. Int. Ed.
Engl. 32, p. 1308 (1993), the polypropylene imine structure, Hawker,
C. J. , Et al; Chem. Soc. , Che
m. Commun. , 1990, p. 1010, or Hawker, C .; J. , Et al; Am. C
hem. Soc. 112, 7638 (1990).
Hawk, polybenzyl ether structure reported in
er, C.E. J. , Et al; Am. Chem. S
oc. , 113, p. 4585 (1991), the aromatic polyester structure, Malmstrom,
E. FIG. , Et al. Macromolecules,
28, page 1698 (1995), the poly [2,2-bis (hydroxymethyl) propionic acid] structure, Morikawa, A .; , Et al. ; Poly
mer J .; , 24, p. 573 (1992), by Roovers, J. et al. ,
et al. Polym. Preprints, 33
Vol., P. 182 (1992). S. , Et al. ; M
Acromolecules, 24, 5893 (1
991), the polyphenylacetylene structure described in Newkome, G .; R. , Et al. J .; O
rg. Chem. , 50, p. 2003 (1985).
a, D. A. et al; Angew. Chem. In
t. Ed. Engl. , 29, 138 (1990)
Polyamidoamine structure reported in
Yaraman, M .; J. et al. Am. Chem. So
c. , 120, 12996 (1998). Among them, from the viewpoint of easiness of synthesis and stability, among them, the above-mentioned polypropylene imine structure, the above-mentioned polybenzyl ether structure, and the above-mentioned aromatic polyester structure Or the above-mentioned aliphatic polyether structure is more preferable, and the above-mentioned polypropylene imine structure (see the following formula (5)) is most preferable from the viewpoint of structural stability.

【0019】[0019]

【化2】 Embedded image

【0020】(陰イオン基)本発明のアルカリ金属塩を
担持した高分子微粒子は、その基体である高分子微粒子
の表面に結合した、周期表13、15又は16族のいず
れかに属する元素を含有した陰イオン基を有する。ここ
で言うアルカリ金属塩を担持した高分子微粒子とは、1
つの微粒子表面に少なくともアルカリ金属塩が結合して
いることを表す。固体電解質としての利用を考えた場
合、微粒子表面に担持するアルカリ金属塩の表面密度は
大きければ大きいほど好ましい。かかる陰イオン基の微
粒子表面への担持は、本発明の核心をなすものである。
かかる担持は、微粒子表面での化学結合、あるいは微粒
子を構成する高分子への溶解(例えば、非反応性の界面
活性剤の疎水性末端の乳化重合微粒子への溶解)によっ
ても良い。
(Anionic group) The polymer fine particles carrying the alkali metal salt of the present invention are prepared by removing an element belonging to any one of the groups 13, 15 and 16 of the periodic table, which is bonded to the surface of the polymer fine particles as the base. It has a contained anionic group. The polymer fine particles supporting the alkali metal salt referred to here are 1
It means that at least an alkali metal salt is bonded to the surface of one fine particle. When utilization as a solid electrolyte is considered, the higher the surface density of the alkali metal salt carried on the surface of the fine particles, the better. Supporting such an anionic group on the surface of the fine particles is the core of the present invention.
Such loading may be achieved by chemical bonding on the surface of the fine particles or by dissolution in a polymer constituting the fine particles (for example, dissolution of the hydrophobic terminal of a non-reactive surfactant in the emulsion polymerized fine particles).

【0021】前記の陰イオン基を使用する第一の理由
は、本発明の課題である優れた固体電解質の提供の観点
から、例えば、小さな陽イオン(いわゆるHard−s
oftacid/base理論によれば「硬い」陽イオ
ン)であるリチウムイオンに対して、大きな陰イオン基
(「柔らかい」陰イオン)を用意することにある。換言
すれば、固体電解質中の電荷キャリヤーとして重要なリ
チウムイオン等の「硬い」陽イオンと比較的緩くイオン
結合する性質のある「柔らかい」陰イオンを使用するこ
とで、固体電解質中での陽イオンの可動性を高めること
である。また、第二の理由は、陰イオンを微粒子表面に
固定することにより、実質的に陽イオンのみを固体電解
質中の電荷キャリヤーとすることができ、該陽イオンの
輸率(Transfer number)を極限まで高
めることができることである。
The first reason for using the above-mentioned anionic group is, for example, a small cation (so-called Hard-s) from the viewpoint of providing an excellent solid electrolyte which is an object of the present invention.
According to the offacid / base theory, it is to prepare a large anion group (“soft” anion) for lithium ion which is “hard” cation). In other words, the use of "soft" anions, which have the property of relatively loosely binding to "hard" cations such as lithium ions, which are important as charge carriers in the solid electrolyte, allows the cations in the solid electrolyte to be used. Is to increase the mobility of the vehicle. The second reason is that by immobilizing anions on the surface of the fine particles, substantially only cations can be used as charge carriers in the solid electrolyte, and the transport number of the cations is extremely limited. It can be increased up to.

【0022】かかる陰イオン基の好適なものとして、負
電荷中心として、ホウ素原子(B)、窒素原子(N)、
アルミニウム原子(Al)、リン原子(P)、砒素原子
(As)、アンチモン原子(Sb)のいずれかを有する
もの、例えば、下記一般式(1)ないし(4)のいずれ
かに該当するものが示される。但し、一般式(1)ない
し(4)中、M1 はホウ素原子またはアルミニウム原子
を、M2 はリン原子、砒素原子、又はアンチモン原子
を、Lはハロゲン原子を有するアルキレン基を、R
n (nは5以下の自然数)はそれぞれ独立にハロゲン原
子、アルコキシ基、アルキル基、芳香族基のいずれか
を、それぞれ表す。
Preferable examples of such an anionic group include a boron atom (B), a nitrogen atom (N),
A compound having any of an aluminum atom (Al), a phosphorus atom (P), an arsenic atom (As), and an antimony atom (Sb), for example, a compound corresponding to any of the following general formulas (1) to (4) Is shown. However, in the general formulas (1) to (4), M 1 is a boron atom or an aluminum atom, M 2 is a phosphorus atom, an arsenic atom, or an antimony atom, L is an alkylene group having a halogen atom, R is
n (n is a natural number of 5 or less) independently represents a halogen atom, an alkoxy group, an alkyl group, or an aromatic group.

【0023】[0023]

【化3】 Embedded image

【0024】より具体的には、BF3 - 、BCl3 -
下記一般式(6)ないし(11)で表される構造等のホ
ウ素原子(B)を負電荷中心として有するもの、AlF
3 -、AlCl3 - 、下記一般式(12)ないし(1
7)で表される構造等のアルミニウム原子(Al)を負
電荷中心として有するもの(但し、以下一般式(6)な
いし(17)において、R’は任意のアルキル基または
芳香族基を表し、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、n−ブチル基、イソブチ
ル基、tert−ブチル基等のアルキル基、2,2,2
−トリフルオロエチル基、2,2,2−トリクロロエチ
ル基、2,2,3,3,3−ペンタフルオロ−n−プロ
ピル基、2,2,3,3,4,4,4−n−ヘプタフル
オロブチル基等のハロゲン化アルキル基、フェニル基、
4−メチルフェニル基、ナフチル基等の芳香族基、ペン
タフルオロフェニル基、ペンタクロロフェニル基等のハ
ロゲン化芳香族基等が挙げられ、中でも2,2,2−ト
リフルオロエチル基、2,2,3,3,3−ペンタフル
オロ−n−プロピル基等のフッ素原子を有するアルキル
基、ペンタフルオロフェニル基等のフッ素原子を有する
芳香族基が好ましい)、
More specifically, BF 3 , BCl 3 ,
Those having a boron atom (B) as a center of negative charge, such as structures represented by the following general formulas (6) to (11):
3 -, AlCl 3 -, to the following general formula (12) to (1
A) having an aluminum atom (Al) as a negative charge center, such as the structure represented by 7) (however, in the following general formulas (6) to (17), R ′ represents an arbitrary alkyl group or an aromatic group; Specifically, a methyl group, an ethyl group, n-
Alkyl groups such as propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group and tert-butyl group;
-Trifluoroethyl group, 2,2,2-trichloroethyl group, 2,2,3,3,3-pentafluoro-n-propyl group, 2,2,3,3,4,4,4-n- Halogenated alkyl group such as heptafluorobutyl group, phenyl group,
Examples thereof include an aromatic group such as a 4-methylphenyl group and a naphthyl group, and a halogenated aromatic group such as a pentafluorophenyl group and a pentachlorophenyl group. Among them, a 2,2,2-trifluoroethyl group and a 2,2 An alkyl group having a fluorine atom such as a 3,3,3-pentafluoro-n-propyl group, and an aromatic group having a fluorine atom such as a pentafluorophenyl group are preferable),

【0025】[0025]

【化4】 B(OR’)- (6) BF(OR’)2 - (7) BF2 (OR’)- (8) B(R’)3 - (9) BF(R’)2 - (10) BF2 (R’)- (11) Al(OR’)3 - (12) AlF(OR’)2 - (13) AlF2 (OR’)- (14) Al(R’)3 - (15) AlF(R’)2 - (16) AlF2 (R’)- (17)Embedded image B (OR ′) (6) BF (OR ′) 2 (7) BF 2 (OR ′) (8) B (R ′) 3 (9) BF (R ′) 2 (10) BF 2 (R ′) (11) Al (OR ′) 3 (12) AlF (OR ′) 2 (13) AlF 2 (OR ′) (14) Al (R ′) 3 (15) AlF (R ') 2 - (16) AlF 2 (R') - (17)

【0026】一般式(3)においてR1 がトリフルオロ
メチル基、ペンタフルオロエチル基、ヘプタフルオロプ
ロピル基、ノナフルオロブチル基等のパーフルオロアル
キル基等のフッ素原子を有するアルキル基、あるいはペ
ンタフルオロフェニル基等のフッ素原子を有する芳香族
基であるスルホン酸アミド陰イオン等の窒素原子(N)
を負電荷中心として有するもの、PF5 - 、P(OCH
2 CF3 5 - 等のリン原子(P)を負電荷中心として
有するもの、AsF5 - 、As(OCH2 CF35 -
等の砒素原子(As)を負電荷中心として有するもの、
SbF5 - 、Sb(OCH2 CF3 5 - 等のアンチモ
ン原子(Sb)を負電荷中心として有するもの等が例示
される。
In the general formula (3), R 1 is an alkyl group having a fluorine atom such as a perfluoroalkyl group such as a trifluoromethyl group, a pentafluoroethyl group, a heptafluoropropyl group or a nonafluorobutyl group, or pentafluorophenyl. Nitrogen atom (N) such as sulfonamide anion which is an aromatic group having a fluorine atom such as a group
Having, as a negative charge center, PF 5 , P (OCH
2 CF 3) 5 - having a negative charge around the phosphorus atom (P), such as, AsF 5 -, As (OCH 2 CF 3) 5 -
Having an arsenic atom (As) as a center of negative charge,
Examples include those having an antimony atom (Sb) as a negative charge center, such as SbF 5 and Sb (OCH 2 CF 3 ) 5 .

【0027】これらのうち、合成の容易性、安定性、安
全性の点から好適なのは、BF3 -、B(OCH2 CF
3 3 - 、B(OCH2 CF2 CF3 3 - 等のホウ素
原子を負電荷中心として有するもの、AlF3 - 、Al
(OCH2 CF3 3 - 、Al(OCH2 CF2
3 3 - 等のアルミニウム原子を負電荷中心として有
するもの、N(SO2 CF3 - 、N(SO2 CF2
3 - 等の窒素原子を負電荷中心として有するもの、
PF5 - 、P(OCH2 CF3 5 - 、P(OCH 2
2 CF3 5 - 等のリン原子を負電荷中心として有す
るもの等であり、中でもN(SO2 CF3 - 、N(S
2 CF2 CF3 - 等の窒素原子を負電荷中心として
有するものが最も好ましい。
Of these, ease of synthesis, stability, and safety
Preferred from the point of totality is BFThree -, B (OCHTwoCF
Three)Three -, B (OCHTwoCFTwoCFThree)Three -Etc. Boron
Having an atom as a center of negative charge, AlFThree -, Al
(OCHTwoCFThree)Three -, Al (OCHTwoCFTwoC
FThree)Three -With aluminum atom as the center of negative charge
, N (SOTwoCFThree)-, N (SOTwoCFTwoC
FThree)-Having a nitrogen atom as a center of negative charge,
PFFive -, P (OCHTwoCFThree)Five -, P (OCH TwoC
FTwoCFThree)Five -With phosphorus atom as center of negative charge
And N (SOTwoCFThree)-, N (S
OTwoCFTwoCFThree)-With nitrogen atom as center of negative charge
Are most preferred.

【0028】(高分子微粒子の製造方法)本発明のアル
カリ金属塩を担持した高分子微粒子に用いられる高分子
微粒子の製造方法に特に制限はなく、高分子粒子の粉砕
及び分級等の物理的作用による製造方法も可能である
が、微粒子の大きさを制御するのに好適な手法として、
前記のデンドリマーに代表される超分岐高分子の合成
法、及び乳化重合又はミセル重合等が挙げられる。
(Method for Producing Polymer Fine Particles) The method for producing polymer fine particles used for the polymer fine particles carrying the alkali metal salt of the present invention is not particularly limited, and physical actions such as pulverization and classification of the polymer particles. Although a production method by is also possible, as a suitable method for controlling the size of the fine particles,
Examples include a method for synthesizing a hyperbranched polymer represented by the above-mentioned dendrimer, and emulsion polymerization or micelle polymerization.

【0029】(乳化重合またはミセル重合)本発明の高
分子微粒子ポリアルカリ金属塩に用いられる高分子微粒
子の製造方法として好適な手法として、乳化重合または
ミセル重合が挙げられる。本発明における乳化重合と
は、ラジカル重合性モノマー、界面活性剤、該モノマー
が不溶または難溶である溶媒、及びラジカル開始剤の4
つを要素とする重合形態であり、必要に応じて架橋剤、
可塑剤、熱安定剤、抗酸化剤、紫外線吸収剤、無機フィ
ラー等の任意の添加剤を共存させてもよい。
(Emulsion Polymerization or Micellar Polymerization) Emulsion polymerization or micelle polymerization may be mentioned as a preferable method for producing the polymer fine particles used in the polyalkali metal salt of the polymer fine particles of the present invention. Emulsion polymerization in the present invention refers to a radical polymerizable monomer, a surfactant, a solvent in which the monomer is insoluble or hardly soluble, and a radical initiator.
A polymerization form with one element, if necessary, a crosslinking agent,
Optional additives such as a plasticizer, a heat stabilizer, an antioxidant, an ultraviolet absorber, and an inorganic filler may be allowed to coexist.

【0030】乳化重合に用いられるラジカル重合性モノ
マーとしては、先述の1官能アクリレート誘導体、α,
ω−アルキレンジオールジアクリレート誘導体、ポリア
ルキレングリコールジアクリレート誘導体、α,ω−ポ
リエステルジオールジアクリレート誘導体、多官能アク
リレート誘導体、アクリル酸誘導体、α,β−不飽和ジ
カルボン酸類、スチレン誘導体、ビニルエステル類、ア
リルエステル類、ビニルエーテル類、アリルエーテル
類、不飽和ケトン類、脂肪族オレフィン類等が挙げられ
る。これらモノマーは複数種を同時に用いても良い。
The radically polymerizable monomers used in the emulsion polymerization include the above-mentioned monofunctional acrylate derivatives, α,
ω-alkylene diol diacrylate derivatives, polyalkylene glycol diacrylate derivatives, α, ω-polyester diol diacrylate derivatives, polyfunctional acrylate derivatives, acrylic acid derivatives, α, β-unsaturated dicarboxylic acids, styrene derivatives, vinyl esters, Examples include allyl esters, vinyl ethers, allyl ethers, unsaturated ketones, and aliphatic olefins. A plurality of these monomers may be used at the same time.

【0031】乳化重合に用いられる界面活性剤には特に
制限はないが、好ましいものの例として以下のものが挙
げられる。 A)陰イオン界面活性剤として、下記一般式(18)で
表される脂肪酸塩、下記一般式(19)で表される脂肪
族スルホン酸塩、下記一般式(20)で表されるアルキ
ルベンゼンスルホン酸塩、下記一般式(21)で表され
るアルキルナフタレンスルホン酸塩等が挙げられる。反
応性を有する本発明に好適な陰イオン界面活性剤とし
て、ω−メタクリロイロキシウンデカンスルホン酸のリ
チウム塩、同じくナトリウム塩、ω−クロトノイロキシ
ウンデカンスルホン酸のリチウム塩、同じくナトリウム
塩、ドデシルアリルスルホコハク酸のリチウム塩、同じ
くナトリウム塩(例えば、三洋化成(株)より供給され
るエレミノールJS−2等、但しエレミノールは登録商
標)等が例示される。
The surfactant used in the emulsion polymerization is not particularly limited, but preferred examples include the following. A) As the anionic surfactant, a fatty acid salt represented by the following general formula (18), an aliphatic sulfonate represented by the following general formula (19), and an alkylbenzene sulfone represented by the following general formula (20) And alkylnaphthalenesulfonic acid salts represented by the following general formula (21). As anionic surfactants suitable for the present invention having reactivity, lithium salts of ω-methacryloyloxyundecanesulfonic acid, also sodium salts, lithium salts of ω-crotonoioxyundecanesulfonic acid, also sodium salts, dodecylallyl Examples thereof include lithium salts of sulfosuccinic acid and sodium salts thereof (for example, Eleminol JS-2 or the like supplied by Sanyo Chemical Co., Ltd., provided that Eleminol is a registered trademark).

【0032】[0032]

【化5】 R−COOM (18) R−SO3 M (19) R−Ph−SO3 M (20) R−Np−SO3 M (21)Embedded image R-COOM (18) R-SO 3 M (19) R-Ph-SO 3 M (20) R-Np-SO 3 M (21)

【0033】(式(18)〜(21)中、Rは不飽和結
合を含んでいても良い炭素数6〜30の炭化水素基を、
Mはアルカリ金属を、Phはフェニレン基を、Npはナ
フチレン基をそれぞれ表す。) B)非イオン界面活性剤としてポリオキシエチレンアル
キルエーテル類、ポリエチレングリコール脂肪酸エステ
ル類、ポリオキシエチレン脂肪酸アミド類等が挙げられ
る。 C)その他として、フルオロアルキルカルボン酸塩等の
フッ素系界面活性剤、ポリオキシエチレンアリルグリシ
ジルノニルフェニルエーテル及びその硫酸エステル塩、
ポリオキシエチレンノニルプロペニルフェニルエーテル
及びその硫酸エステル塩等の反応性界面活性剤等も挙げ
られる。これらのうち特に好ましいのは前記一般式(1
8)〜(21)で表される陰イオン界面活性剤で、式中
のMとしてリチウムを有するものである。これら乳化剤
は、複数種を併用しても構わない。
(In the formulas (18) to (21), R represents a hydrocarbon group having 6 to 30 carbon atoms which may contain an unsaturated bond;
M represents an alkali metal, Ph represents a phenylene group, and Np represents a naphthylene group. B) Nonionic surfactants include polyoxyethylene alkyl ethers, polyethylene glycol fatty acid esters, and polyoxyethylene fatty acid amides. C) Others, fluorosurfactants such as fluoroalkyl carboxylate, polyoxyethylene allyl glycidyl nonyl phenyl ether and its sulfate,
Reactive surfactants such as polyoxyethylene nonylpropenyl phenyl ether and its sulfates are also included. Of these, particularly preferred are those represented by the general formula (1)
8) Anionic surfactants represented by (21), which have lithium as M in the formula. These emulsifiers may be used in combination of two or more.

【0034】乳化重合に用いられる溶媒は特に制限はな
いが、水が最も一般的であり、この他必要に応じ、メタ
ノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロピル
アルコール、n−ブタノール、イソブチルアルコール、
tert−ブチルアルコール等のアルコール類、アセト
ン、メチルエチルケトン等のケトン類、酢酸メチル、酢
酸エチル、酢酸n−プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸
ブチル、蟻酸メチル、蟻酸エチル等のエステル類、ジエ
チルエーテル、テトラヒドロフラン(THF)等のエー
テル類、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)、
N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン
等のアミド類、ジメチルスルフォキシド(DMSO)等
のスルフォキシド類等の極性有機溶剤を使用しても良
く、更にこれら極性有機溶剤の水溶液も使用可能であ
る。また、これら極性有機溶剤は複数種を同時に用いて
も構わない。
The solvent used in the emulsion polymerization is not particularly limited, but water is the most common, and if necessary, methanol, ethanol, n-propanol, isopropyl alcohol, n-butanol, isobutyl alcohol,
Alcohols such as tert-butyl alcohol, ketones such as acetone and methyl ethyl ketone, esters such as methyl acetate, ethyl acetate, n-propyl acetate, isopropyl acetate, butyl acetate, methyl formate and ethyl formate, diethyl ether, tetrahydrofuran (THF ), N, N-dimethylformamide (DMF),
Polar organic solvents such as amides such as N, N-dimethylacetamide and N-methylpyrrolidone, and sulfoxides such as dimethyl sulfoxide (DMSO) may be used, and aqueous solutions of these polar organic solvents may also be used. is there. Further, a plurality of these polar organic solvents may be used at the same time.

【0035】前記の乳化重合に用いられるラジカル開始
剤としては、過硫酸リチウム、過硫酸ナトリウム、過硫
酸カリウム、過硫酸ルビジウム、過硫酸セシウム、過硫
酸マグネシウム、過硫酸カルシウム、過硫酸ストロンチ
ウム、過硫酸バリウム等の過硫酸塩、クメンヒドロペル
オキシド、tert−ブチルヒドロペルオキシド、ジク
ミルペルオキシド、ジ−tert−ブチルヒドロペルオ
キシド、過酸化水素、過酸化ベンゾイル、過酸化ラウロ
イル等の過酸化物、2,2’−アゾビスイソブチロニト
リル、1−[(1−シアノ−1−メチルエチル)アゾ]
フォルムアミド、1,1’−アゾビス(シクロヘキサン
−1−カルボニトリル)、2,2’−アゾビス(2−メ
チルプロピオンアミジン)二塩酸塩、2,2’−アゾビ
ス(2−メチルブチロニトリル)、2,2’−アゾビス
(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾ
ビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリ
ル)、4,4’−アゾビス(4−シアノ吉草酸)、2,
2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、
ジメチル2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネー
ト)、2,2’−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−
2−イル)プロパン]二塩酸塩、2,2’−アゾビス
[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]、
2,2’−アゾビス{2−メチル−N−[1,1−ビス
(ヒドロキシメチル)−2−ヒドロキシエチル]プロピ
オンアミド}、2,2’−アゾビス{2−メチル−N−
[1,1−ビス(ヒドロキシメチル)エチル]プロピオ
ンアミド}、2,2’−アゾビス[2−メチル−N−
(2−ヒドロキシエチル)プロピオンアミド]、2,
2’−アゾビスイソブチルアミド二水和物、2,2’−
アゾビス[2−(ヒドロキシメチル)プロピオニトリ
ル]、2,2’−アゾビス(2,4,4−トリメチルペ
ンタン)等のアゾ化合物、過酸化水素−第一鉄塩、過硫
酸塩−亜硫酸ナトリウム、クメンヒドロペルオキシド−
第一鉄塩、過酸化ベンゾイル−ジメチルアニリン等のレ
ドックス開始剤系等が挙げられる。これらのうち、溶媒
として水あるいは水溶液を使用する場合には、過硫酸リ
チウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム等の過硫酸
塩、2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオンアミジ
ン)二塩酸塩、4,4’−アゾビス(4−シアノ吉草
酸)、2,2’−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−
2−イル)プロパン]二塩酸塩等の水溶性アゾ化合物等
が好適に用いられる。
The radical initiator used in the emulsion polymerization includes lithium persulfate, sodium persulfate, potassium persulfate, rubidium persulfate, cesium persulfate, magnesium persulfate, calcium persulfate, strontium persulfate, persulfate, and the like. Peroxides such as persulfates such as barium, cumene hydroperoxide, tert-butyl hydroperoxide, dicumyl peroxide, di-tert-butyl hydroperoxide, hydrogen peroxide, benzoyl peroxide, lauroyl peroxide and the like, 2,2 ′ -Azobisisobutyronitrile, 1-[(1-cyano-1-methylethyl) azo]
Formamide, 1,1′-azobis (cyclohexane-1-carbonitrile), 2,2′-azobis (2-methylpropionamidine) dihydrochloride, 2,2′-azobis (2-methylbutyronitrile), 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2′-azobis (4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile), 4,4′-azobis (4-cyanovaleric acid), 2,
2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile),
Dimethyl 2,2'-azobis (2-methylpropionate), 2,2'-azobis [2- (2-imidazoline-
2-yl) propane] dihydrochloride, 2,2′-azobis [2- (2-imidazolin-2-yl) propane],
2,2′-azobis {2-methyl-N- [1,1-bis (hydroxymethyl) -2-hydroxyethyl] propionamide}, 2,2′-azobis {2-methyl-N-
[1,1-bis (hydroxymethyl) ethyl] propionamide}, 2,2′-azobis [2-methyl-N-
(2-hydroxyethyl) propionamide], 2,
2'-azobisisobutyramide dihydrate, 2,2'-
Azo compounds such as azobis [2- (hydroxymethyl) propionitrile] and 2,2′-azobis (2,4,4-trimethylpentane), hydrogen peroxide-ferrous salt, persulfate-sodium sulfite, Cumene hydroperoxide
Redox initiator systems such as ferrous salts and benzoyl peroxide-dimethylaniline. Among these, when water or an aqueous solution is used as a solvent, persulfates such as lithium persulfate, sodium persulfate, and potassium persulfate; 2,2′-azobis (2-methylpropionamidine) dihydrochloride; 4,4'-azobis (4-cyanovaleric acid), 2,2'-azobis [2- (2-imidazoline-
Water-soluble azo compounds such as [2-yl) propane] dihydrochloride are preferably used.

【0036】本発明におけるミセル重合とは、ラジカル
重合性界面活性剤、極性溶媒、及びラジカル開始剤の3
つを必須要素とする重合形態であり、必要に応じて共重
合モノマー、架橋剤、可塑剤、熱安定剤、抗酸化剤、紫
外線吸収剤、無機フィラー等の任意の添加剤を共存させ
ても構わない。本発明におけるミセル重合は、その生成
物の主体がラジカル重合性界面活性剤である点で、前記
の乳化重合(主体はラジカル重合性モノマー)と区別さ
れる。
The micelle polymerization in the present invention is defined as a radical polymerizable surfactant, a polar solvent, and a radical initiator.
It is a polymerization form with one as an essential element, and it is possible to coexist with optional additives such as a copolymer monomer, a crosslinking agent, a plasticizer, a heat stabilizer, an antioxidant, an ultraviolet absorber, and an inorganic filler as necessary. I do not care. The micelle polymerization in the present invention is distinguished from the emulsion polymerization (mainly a radical polymerizable monomer) in that the main component of the product is a radical polymerizable surfactant.

【0037】前記のミセル重合に用いられるラジカル重
合性界面活性剤としては、反応性を有する陰イオン界面
活性剤であるω−メタクリロイロキシウンデカンスルホ
ン酸のリチウム塩、同じくナトリウム塩、ω−クロトノ
イロキシウンデカンスルホン酸のリチウム塩、同じくナ
トリウム塩、ドデシルアリルスルホコハク酸のリチウム
塩、同じくナトリウム塩(例えば、三洋化成(株)より
供給されるエレミノールJS−2等、但しエレミノール
は登録商標)等、あるいは反応性非イオン界面活性剤で
あるポリオキシエチレンアリルグリシジルノニルフェニ
ルエーテル及びその硫酸エステル塩、ポリオキシエチレ
ンノニルプロペニルフェニルエーテル及びその硫酸エス
テル塩等が例示される。これらの化合物は、極性溶媒中
で形成するミセルの内部でラジカル重合を進行させるこ
とにより、該ミセル構造を固定することを目的としてい
る。
Examples of the radical polymerizable surfactant used in the micelle polymerization include a lithium salt of ω-methacryloyloxyundecanesulfonic acid, which is a reactive anionic surfactant, a sodium salt, and ω-crotonoi. Lithium salt of roxyundecanesulfonic acid, also sodium salt, lithium salt of dodecylallylsulfosuccinic acid, sodium salt (e.g., Eleminol JS-2 supplied from Sanyo Chemical Co., Ltd., provided that Eleminol is a registered trademark), or the like, or Examples of the reactive nonionic surfactant include polyoxyethylene allyl glycidyl nonyl phenyl ether and its sulfate, and polyoxyethylene nonyl propenyl phenyl ether and its sulfate. These compounds are intended to fix the micellar structure by advancing radical polymerization inside micelles formed in a polar solvent.

【0038】前記のミセル重合に用いられる極性溶媒と
は、前記のラジカル重合性界面活性剤の親水性構造と親
和性を有する溶媒であり、その具体例は前記の乳化重合
に用いられる溶媒の例示に準ずる。前記のミセル重合に
用いられるラジカル開始剤の具体例は、前記の乳化重合
に用いられるラジカル開始剤の例示に準ずる。
The polar solvent used in the above-mentioned micelle polymerization is a solvent having an affinity for the hydrophilic structure of the above-mentioned radically polymerizable surfactant, and specific examples thereof include the solvents used in the above-mentioned emulsion polymerization. According to. Specific examples of the radical initiator used in the micelle polymerization are in accordance with the examples of the radical initiator used in the emulsion polymerization.

【0039】前記した乳化重合あるいはミセル重合によ
り得られる高分子微粒子は、その重合系中にラジカル架
橋剤を共存させて架橋高分子とすると、耐熱性や機械的
強度の向上により好ましい効果を奏する場合がある。こ
こで言うラジカル架橋剤とは、2つ以上の炭素−炭素不
飽和結合を分子内に有する化合物であり、例えば、前記
したα,ω−アルキレンジオールジアクリレート誘導
体、ポリアルキレングリコールジアクリレート誘導体、
α,ω−ポリエステルジオールジアクリレート誘導体、
多官能アクリレート誘導体、ジビニルベンゼン等のスチ
レン誘導体、2−エチルヘキサン酸ビニル、アジピン酸
ジビニル等のビニルエステル類、トリメリット酸トリア
リル、クロレンド酸ジアリル、ヘキサヒドロフタル酸ジ
アリル等のアリルエステル類等が挙げられる。
When the polymer fine particles obtained by the emulsion polymerization or micelle polymerization described above are used as a crosslinked polymer by coexisting a radical crosslinker in the polymerization system, a favorable effect can be obtained by improving heat resistance and mechanical strength. There is. The radical cross-linking agent referred to herein is a compound having two or more carbon-carbon unsaturated bonds in a molecule, for example, the above-mentioned α, ω-alkylene diol diacrylate derivative, polyalkylene glycol diacrylate derivative,
α, ω-polyesterdiol diacrylate derivative,
Polyfunctional acrylate derivatives, styrene derivatives such as divinylbenzene, vinyl esters such as vinyl 2-ethylhexanoate and divinyl adipate, and allyl esters such as triallyl trimellitate, diallyl chlorendate and diallyl hexahydrophthalate. Can be

【0040】(反応性界面活性剤)本発明のアルカリ金
属塩を担持した高分子微粒子は、前記の乳化重合やミセ
ル重合時において、前記で例示した反応性界面活性剤以
外に、周期表13、15又は16族のいずれかに属する
元素を含む陰イオン基を有する界面活性剤を用いること
により更に好適に製造される。つまり、該界面活性剤
は、前記の周期表13、15又は16族のいずれかに属
する元素を含む陰イオン基を結合しているので、これを
使用して前記の乳化重合やミセル重合を行うことにより
高分子微粒子の形成と同時にかかる陰イオン基が導入さ
れることになる。
(Reactive Surfactant) The polymer fine particles carrying the alkali metal salt of the present invention can be used in addition to the reactive surfactants exemplified above during the emulsion polymerization or micelle polymerization. It is more preferably produced by using a surfactant having an anionic group containing an element belonging to any of Group 15 or 16. That is, since the surfactant binds to an anionic group containing an element belonging to any one of Groups 13, 15, and 16 of the periodic table, the surfactant is used to perform the emulsion polymerization or the micelle polymerization. Thus, such an anionic group is introduced simultaneously with the formation of the polymer fine particles.

【0041】本発明の界面活性剤に好ましく使用される
陰イオン基の例示は、前記の周期表13、15又は16
族のいずれかに属する元素を含む陰イオン基の説明と同
様である。上記界面活性剤は、該陰イオン基が炭素数3
以上のアルキレン基に結合していることが必要である。
但し該アルキレン基は、その末端に置換基としてアルキ
ル基、アシル基、アルコキシ基、及び芳香環のいずれか
を結合する。ここで炭素数3以上のアルキレン基とは、
少なくとも3つのメチレン基(−CH2 −)連鎖を必須
構造とするアルキレン基を意味し、具体的には、n−プ
ロピレン基(−CH 2 −)3 、n−ブチレン基(−CH
2 −)4 、n−ヘキシレン基(−CH2 −) 6 、n−オ
クチレン基(−CH2 −)8 、n−ドデシレン基(−C
2 −)12、n−オクタデシレン基(−CH2 −)18
の直鎖アルキレン基、あるいはこれらに側鎖としてメチ
ル基やエチル基等の任意のアルキル基が結合した構造等
が例示できる。
It is preferably used for the surfactant of the present invention.
Examples of the anionic group are described in the periodic table 13, 15 or 16 above.
As described for anionic groups containing elements belonging to any group
It is like. In the above surfactant, the anionic group has 3 carbon atoms.
It is necessary to bond to the above alkylene group.
However, the alkylene group has an alkyl as a substituent at its terminal.
Any one of a phenyl group, an acyl group, an alkoxy group, and an aromatic ring
To join. Here, the alkylene group having 3 or more carbon atoms means
At least three methylene groups (-CHTwo−) Chain required
Means an alkylene group having a structure, specifically, n-propyl
Ropylene group (-CH Two−)Three, N-butylene group (-CH
Two−)Four, N-hexylene group (-CHTwo−) 6, N-o
Cutylene group (-CHTwo−)8, N-dodecylene group (-C
HTwo−)12, N-octadecylene group (-CHTwo−)18etc
A linear alkylene group or a
Such as a structure in which any alkyl group such as
Can be exemplified.

【0042】該炭素数3以上のアルキレン基の末端に
は、アルキル基(例えばメチル基、イソプロピル基、t
ert−ブチル基等)、アシル基(例えばアセチル基、
アクリロイル基、メタクリロイル基、クロトノイル基、
フマロイル基、マレイノイル基等の炭素−炭素2重結合
構造を有するもの、エチニルカルボニル基の炭素−炭素
2重結合構造を有するもの等であり、かかるアシル基は
酸素原子を介したエステル結合や窒素原子を介したアミ
ド結合で該アルキレン基の末端に結合していても差し支
えない)、アルコキシ基(例えばメトキシ基、エトキシ
基、メトキシエトキシ基、エトキシエトキシ基、ベンジ
ルオキシ基、ビニルオキシ基、アリルオキシ基等)、あ
るいは芳香環(フェニル基、メチルフェニル基(トルイ
ル基)、ビニルフェニル基、ナフチル基等であり、かか
る芳香環は酸素原子を介したエーテル結合で該アルキレ
ン基の末端に結合していても差し支えない)が結合す
る。これらの末端構造のうち好ましいのは、ラジカル重
合性を有する炭素−炭素多重結合構造であり、具体的に
は、アクリロイル基、メタクリロイル基、あるいはクロ
トノイル基等のアシル基、ビニルオキシ基やアリルオキ
シ基等のアルコキシ基、ビニルフェニル基等の芳香環等
が挙げられ、中でも好適な構造は、エステル結合やアミ
ド結合されたアクリロイル基やメタクリロイル基、ある
いはビニルフェニル基である。従って、本発明の界面活
性剤の好ましい具体的構造として、下記式(22)の諸
構造が例示できる。
The alkylene group having 3 or more carbon atoms has an alkyl group (for example, methyl group, isopropyl group, t
ert-butyl group, etc.), acyl group (for example, acetyl group,
Acryloyl group, methacryloyl group, crotonoyl group,
Examples thereof include those having a carbon-carbon double bond structure such as a fumaroyl group and a maleinoyl group, those having a carbon-carbon double bond structure of an ethynylcarbonyl group, and such acyl groups are ester bonds or nitrogen atoms via an oxygen atom. And an alkoxy group (for example, a methoxy group, an ethoxy group, a methoxyethoxy group, an ethoxyethoxy group, a benzyloxy group, a vinyloxy group, an allyloxy group, etc.). Or an aromatic ring (such as a phenyl group, a methylphenyl group (toluyl group), a vinylphenyl group, or a naphthyl group). Such an aromatic ring may be bonded to the terminal of the alkylene group via an ether bond via an oxygen atom. Not). Of these terminal structures, preferred are carbon-carbon multiple bond structures having radical polymerizability, specifically, acryloyl groups, methacryloyl groups, or acyl groups such as crotonoyl groups, vinyloxy groups and allyloxy groups. Aromatic rings such as an alkoxy group and a vinylphenyl group are exemplified. Among them, a preferable structure is an acryloyl group or a methacryloyl group having an ester bond or an amide bond, or a vinylphenyl group. Therefore, various structures of the following formula (22) can be exemplified as preferred specific structures of the surfactant of the present invention.

【0043】[0043]

【化6】 Embedded image

【0044】(陰イオン基の微粒子表面への導入手段)
前記に例示された陰イオン基を高分子微粒子表面に導入
する手段に制限はないが、好適な方法として、前記した
ような周期表13、15又は16族のいずれかに属する
元素を含む陰イオン基を有する界面活性剤を使用した前
記記載の乳化重合またはミセル重合が第一例として挙げ
られる。
(Means for Introducing Anionic Groups to the Surface of Fine Particles)
The means for introducing the anionic group exemplified above into the surface of the polymer fine particles is not limited, but a preferable method is to use an anion containing an element belonging to any one of groups 13, 15, or 16 of the periodic table as described above. The first example is the emulsion polymerization or micelle polymerization described above using a surfactant having a group.

【0045】前記の陰イオン基を高分子微粒子表面に導
入する好適な方法として、デンドリマーの分岐末端基の
該陰イオン基への変換が第二例として挙げられる。デン
ドリマーの分岐末端基は、例えば、Leon,J.
W.,et al.;J.Am.Chem.Soc.,
118巻,8847頁(1996)に報告されているよ
うに定量的な化学反応を受け得ることが知られている。
こうした手法の応用例として、アミノ基を分子表面末端
として有するデンドリマー(例えば、前記のポリプロピ
レンイミン構造やポリアミドアミン構造のもの)に対し
て、好ましいスルホン酸無水物(RSO2 )Oあるいは
スルホン酸ハライドRSO2 X(但し、Xはフッ素原
子、塩素原子、臭素原子、あるいはヨウ素原子等のハロ
ゲン原子を、Rは炭素数5以下のフッ化アルキル基、例
えば、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル
基、ヘプタフルオロプロピル基、ノナフルオロブチル基
等のパーフルオロアルキル基等を、それぞれ表す)を作
用させてスルホン酸アミドとし、次いで水酸化リチウ
ム、水酸化ナトリウム、あるいは水酸化カリウム等の苛
性アルカリ、あるいは該金属の炭酸塩等の水溶液で処理
して該アミドのプロトンをアルカリ金属イオンで置換す
ることにより、相当する該スルホン酸アミドのアルカリ
金属塩に変換する反応が例示できる。該アミド化の反応
は、適当な塩基(例えば水酸化リチウム、水酸化ナトリ
ウム、あるいは水酸化カリウム等の苛性アルカリ、炭酸
リチウム、炭酸ナトリウム、あるいは炭酸カリウム等の
アルカリ金属の炭酸塩、トリエチルアミン、ジイソプロ
ピルエチルアミン等の3級アミン類、あるいはピリジン
等)の存在下、水、メタノールやエタノール等のアルコ
ール類、あるいはN,N−ジメチルホルムアミド等の極
性溶媒(あるいはこれらの混合溶媒等)中で好適に行う
ことができる。なお、該塩基のうち、苛性アルカリの使
用は、1工程で目的とするスルホン酸アミドのアルカリ
金属塩に変換できる場合があるので、特に好適である。
As a preferred method for introducing the above-mentioned anionic group into the surface of the polymer fine particles, the conversion of the branched terminal group of the dendrimer into the anionic group is mentioned as a second example. The branched terminal groups of dendrimers are described, for example, in Leon, J .;
W. , Et al. J .; Am. Chem. Soc. ,
It is known that it can undergo a quantitative chemical reaction as reported in Vol. 118, p. 8847 (1996).
As an application example of such a method, for a dendrimer having an amino group as a molecular surface terminal (for example, one having the above-mentioned polypropyleneimine structure or polyamidoamine structure), a preferable sulfonic anhydride (RSO 2 ) O or sulfonic acid halide RSO is used. 2 X (where X is a halogen atom such as a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom or an iodine atom, and R is a fluorinated alkyl group having 5 or less carbon atoms, such as a trifluoromethyl group, a pentafluoroethyl group, A perfluoroalkyl group such as a fluoropropyl group and a nonafluorobutyl group, respectively) to give a sulfonamide, and then a caustic alkali such as lithium hydroxide, sodium hydroxide or potassium hydroxide, or the metal Of the amide by treatment with an aqueous solution of By substituting an alkali metal ion, it is converted into an alkali metal salt of the corresponding said sulfonic acid amide reaction may be exemplified. The amidation reaction is carried out using a suitable base (for example, a caustic alkali such as lithium hydroxide, sodium hydroxide, or potassium hydroxide, an alkali metal carbonate such as lithium carbonate, sodium carbonate, or potassium carbonate, triethylamine, diisopropylethylamine). In the presence of tertiary amines such as pyridine or the like, or water, alcohols such as methanol or ethanol, or polar solvents such as N, N-dimethylformamide (or a mixed solvent thereof). Can be. Of these bases, the use of caustic alkalis is particularly preferred because it can be converted to the desired alkali metal salt of sulfonic acid amide in one step.

【0046】(アルカリ金属種)本発明のアルカリ金属
塩を担持した高分子微粒子に用いるアルカリ金属は、二
次電池用途を想定した場合のエネルギー密度の観点から
は、原子量の小さいものほど好ましい。従って、好まし
くはリチウム、ナトリウム、またはカリウム、より好ま
しくはリチウムまたはナトリウム、最も好ましくはリチ
ウムを用いる。
(Alkali Metal Species) As the alkali metal used for the polymer fine particles carrying the alkali metal salt of the present invention, the smaller the atomic weight is, the more preferable it is from the viewpoint of energy density assuming the use for a secondary battery. Thus, preferably lithium, sodium or potassium is used, more preferably lithium or sodium, most preferably lithium.

【0047】(高分子組成物)本発明のアルカリ金属塩
を担持した高分子微粒子を、良好な機械的物性を持つ成
形体として利用する場合に、適当な高分子マトリクスに
分散した高分子組成物とするのが良い場合がある。かか
るマトリクスに使用される高分子には特に制限はない
が、固体電解質として利用する場合には、電気化学的安
定性、耐熱性等が要求される場合が多い。しかし、従来
の固体電解質に用いられていた高分子のように、金属陽
イオンに対する配位能は必ずしも必要ない。これは、本
発明の高分子微粒子自体が、高いイオン伝導性を発揮す
るためである。
(Polymer composition) When the polymer fine particles carrying the alkali metal salt of the present invention are used as a molded article having good mechanical properties, a polymer composition dispersed in an appropriate polymer matrix Sometimes it is good to do. The polymer used for such a matrix is not particularly limited, but when used as a solid electrolyte, electrochemical stability, heat resistance, and the like are often required. However, unlike a polymer used in a conventional solid electrolyte, coordination ability for a metal cation is not necessarily required. This is because the polymer fine particles of the present invention exhibit high ionic conductivity.

【0048】固体電解質を想定した場合に使用可能なマ
トリクスとしては、ポリエチレンオキシド(PEO)、
ポリプロピレンオキシド、エチレンオキシド−プロピレ
ンオキシド共重合体等のポリアルキレンオキシド類、ポ
リメチルアクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポ
リエチルアクリレート、ポリブチルアクリレート等のア
クリル系樹脂、ポリスチレン、スチレン−ブタジエンブ
ロック共重合体、スチレン−エチレン−ブタジエンブロ
ック共重合体、スチレン−エチレン−プロピレンブロッ
ク共重合体等のスチレン系樹脂、ポリアクリロニトリル
(PAN)、スチレン−アクリロニトリル共重合体(S
AN)、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重
合体(ABS)等のアクリロニトリルをモノマーとする
重合体、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プ
ロピレン共重合体、ブタジエンゴム(NBR)、非晶性
ポリオレフィン等のポリオレフィン類、ビスフェノール
Aポリカーボネート等の芳香族ポリカーボネート樹脂
(PC)、ポリアリレート樹脂(PAR)、ポリイミド
樹脂(PI)、ポリエーテルイミド樹脂(PEI)、ポ
リフェニレンエーテル樹脂(PPE)、ポリエーテルス
ルホン樹脂(PES)等の非晶性エンジニアリングプラ
スチックス、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、架橋型ア
クリル樹脂等の架橋樹脂等が挙げられる。
As a matrix usable when a solid electrolyte is assumed, polyethylene oxide (PEO),
Polyalkylene oxides such as polypropylene oxide, ethylene oxide-propylene oxide copolymer, acrylic resins such as polymethyl acrylate, polymethyl methacrylate, polyethyl acrylate, polybutyl acrylate, polystyrene, styrene-butadiene block copolymer, styrene- Styrene resins such as ethylene-butadiene block copolymer and styrene-ethylene-propylene block copolymer, polyacrylonitrile (PAN), styrene-acrylonitrile copolymer (S
AN), polymers having acrylonitrile as a monomer such as acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer (ABS), polyethylene, polypropylene, ethylene-propylene copolymer, butadiene rubber (NBR), polyolefins such as amorphous polyolefin, Aromatic polycarbonate resin (PC) such as bisphenol A polycarbonate, polyarylate resin (PAR), polyimide resin (PI), polyetherimide resin (PEI), polyphenylene ether resin (PPE), polyether sulfone resin (PES), etc. Examples include amorphous engineering plastics, phenolic resins, epoxy resins, and crosslinked resins such as crosslinked acrylic resins.

【0049】なお、前記の本発明の高分子組成物に、必
要に応じて、公知のリチウム塩、例えば、LiOH、L
2 CO3 、LiCl、LiBr、LiCH3 COO、
LiBF4 、LiPF6 、LiClO4 、LiAs
6 、LiSbF6 、LiAlF 4 、CF3 SO3
i、(CF3 SO2 2 NLi、(C2 5 SO2 2
NLi等を添加しても差し支えない。
The above-mentioned polymer composition of the present invention is indispensable.
If necessary, a known lithium salt such as LiOH, L
iTwoCOThree, LiCl, LiBr, LiCHThreeCOO,
LiBFFour, LiPF6, LiClOFour, LiAs
F6, LiSbF6, LiAlF Four, CFThreeSOThreeL
i, (CFThreeSOTwo)TwoNLi, (CTwoFFiveSOTwo)Two
NLi or the like may be added.

【0050】本発明の高分子組成物には、その効果を著
しく損なわない限りにおいてガラス繊維、ガラスフレー
ク、ガラスビーズ、マイカ、タルク、モンモリロナイ
ト、スメクタイト、合成マイカ、合成スメクタイト、シ
リカ、シリカゲル、チタニア、ジルコニア等の無機フィ
ラー、樹脂ビーズ、中空ビーズ、熱安定剤、酸化防止
剤、紫外線吸収剤、難燃剤、低分子量ポリエチレングリ
コール、ワセリン、グリセリンエステル等の可塑剤や滑
剤、金属粉、半導体粉、黒鉛、樹脂粉、色素、染料、蛍
光染料、相溶化剤等、任意の添加剤を加えても構わな
い。本発明の高分子微粒子ポリアルカリ金属塩の前記マ
トリクス高分子への混合方法は任意であり、例えば、高
分子量化前のモノマー時混合、溶液混合、溶融混合等の
公知の方法が使用可能である。
The polymer composition of the present invention contains glass fibers, glass flakes, glass beads, mica, talc, montmorillonite, smectite, synthetic mica, synthetic smectite, silica, silica gel, titania, as long as the effects are not significantly impaired. Inorganic fillers such as zirconia, resin beads, hollow beads, heat stabilizers, antioxidants, ultraviolet absorbers, flame retardants, plasticizers and lubricants such as low molecular weight polyethylene glycol, petrolatum, glycerin esters, metal powders, semiconductor powders, graphite Any additives such as resin powder, pigment, dye, fluorescent dye, and compatibilizer may be added. The method of mixing the polymer fine-particle polyalkali metal salt of the present invention with the matrix polymer is arbitrary. For example, known methods such as mixing with monomers before high molecular weight, solution mixing, and melt mixing can be used. .

【0051】(シート状成形体)本発明のアルカリ金属
塩を担持した高分子微粒子、又は上記記載の高分子組成
物は、公知の任意方法でシート状成形体とすることがで
き、例えば、二次電池用固体電解質等として非常に有用
である。二次電池用固体電解質として本発明のシート状
成形体を利用する場合には、成形体の厚みは、通常0.
1〜500μm、好ましくは0.2〜200μm、更に
好ましくは0.5〜100μm以下とする。成形方法と
しては、Tダイ押出製膜やインフレーション製膜等の溶
融法、バーコーター製膜やスピンキャスト等の溶液キャ
スト法等が例示できる。
(Sheet-shaped molded article) The polymer fine particles carrying the alkali metal salt of the present invention or the polymer composition described above can be formed into a sheet-shaped molded article by any known method. It is very useful as a solid electrolyte for a secondary battery. When the sheet-shaped molded article of the present invention is used as a solid electrolyte for a secondary battery, the thickness of the molded article is usually 0.1 mm.
The thickness is 1 to 500 μm, preferably 0.2 to 200 μm, and more preferably 0.5 to 100 μm. Examples of the forming method include a melting method such as T-die extrusion film formation and inflation film formation, and a solution cast method such as bar coater film formation and spin casting.

【0052】[0052]

【実施例】以下に本発明の具体的態様を実施例によりさ
らに詳細に説明するが、本発明はその要旨を越えない限
り、これらの実施例によって限定されるものではない。
EXAMPLES Specific embodiments of the present invention will be described below in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples unless it exceeds the gist thereof.

【0053】[測定方法] <FT−IR>日本分光工業社製FT/IR−8000
型FT−IR、KBr結晶上にサンプル溶液のキャスト
フィルムを作成して測定。 <NMR>日本電子社製JNM−EX270型FT−N
MR( 1H:270MHz,13C:67.8MHz)。 <乳化重合微粒子の粒径>島津製作所製SALD−20
00J型光散乱測定器を使用。 <イオン伝導度測定>下記実施例の各種固体電解質の水
溶液を、内径約1.5cmのSUS製の皿(厚み既知)
と直径1cmの円形の銅箔(厚み既知)に塗布し、温風
で乾燥後、190℃の窒素気流オーブンに30分間水平
に静置して絶乾状態とした。これらを乾燥窒素雰囲気
下、塗布した電解質膜どうしを張り合わせるように重
ね、直径1cmのSUS製円盤で圧縮しながら、再度、
190℃の窒素気流オーブン中で5分間圧着した。得ら
れた試料を、乾燥アルゴンで満たしたチャンバー内に移
送し、前記のSUS製の皿とSUS製の円盤との間に周
波数可変の交流電圧を印加して、インピーダンス測定を
行った。成形した電解質膜の厚みd(単位:cm)を実
測し、前記銅箔の面積A(単位:cm2 )、及び100
kHzでのインピーダンスの実数部分R(単位:Ω)よ
り、イオン伝導度(単位:S/cm)をd/(A・R)
なる計算により算出した。
[Measurement Method] <FT-IR> FT / IR-8000 manufactured by JASCO Corporation
Type FT-IR, cast film of sample solution was prepared on KBr crystal and measured. <NMR> JNM-EX270 type FT-N manufactured by JEOL Ltd.
MR (1 H: 270MHz, 13 C: 67.8MHz). <Particle size of emulsion polymerization fine particles> SALD-20 manufactured by Shimadzu Corporation
Use a 00J light scattering meter. <Measurement of Ionic Conductivity> A SUS dish with an inner diameter of about 1.5 cm (thickness known) was prepared by using aqueous solutions of various solid electrolytes of the following examples.
And a 1 cm-diameter circular copper foil (thickness known), dried with warm air, and allowed to stand horizontally in a nitrogen air oven at 190 ° C. for 30 minutes to make it completely dry. Under an atmosphere of dry nitrogen, these are stacked so that the applied electrolyte membranes are bonded together, and compressed again with a SUS disk having a diameter of 1 cm.
Crimping was performed in a nitrogen stream oven at 190 ° C. for 5 minutes. The obtained sample was transferred into a chamber filled with dry argon, and an AC voltage having a variable frequency was applied between the SUS plate and the SUS disk to perform impedance measurement. The thickness d (unit: cm) of the formed electrolyte membrane was measured, and the area A (unit: cm 2 ) of the copper foil and 100
From the real part R (unit: Ω) of the impedance at kHz, the ion conductivity (unit: S / cm) is expressed as d / (A · R)
It was calculated by the following calculation.

【0054】[実施例1:界面活性剤の合成]3,3’
−ジアミノジプロピルアミン(1.0当量)、水酸化リ
チウム1水和物(4.1当量)を18%メタノール水溶
液に溶解し、室温で攪拌しながらノナフルオロブチルス
ルホニルフルオリドC4 9 SO2 F(Aldrich
社より供給されるもの;2.0当量)の塩化メチレン溶
液を滴下した。この時、室温以下の温度を保つために、
アイスバスを適宜用いて冷却した。一晩室温で放置した
後濃縮し、得られた残渣をTHF/水系の混合溶媒に溶
解して水酸化リチウム1水和物(1.25当量)を加
え、攪拌しながら、アクリロイルクロリドCH2 CHC
OCl(1.1当量)を室温で滴下した。一晩放置し濃
縮した残渣を、逆相クロマトグラフィ(ポリスチレン樹
脂HP20SS;三菱化学製、水系)で精製して、目的
とする前記式(22)の化合物b(以下LiAmと略)
を得た。該構造は、FT−IRにおいて、スルホンアミ
ドに帰属される吸収帯が1160cm -1付近に現れたこ
と、1 H−NMR(溶媒:CD3 OD)にて低磁場シフ
トしたメチレン水素のシグナルが観測されたこと、及び
13C−NMR(溶媒:CD3 OD)にてノナフルオロブ
チル基の炭素原子に由来するシグナルが観測されたこと
から確認した。
Example 1 Synthesis of Surfactant 3,3 '
-Diaminodipropylamine (1.0 equivalent),
18% methanol aqueous solution of lithium monohydrate (4.1 equivalent)
Dissolve in the solution and stir at room temperature
Ruphonyl fluoride CFourF9SOTwoF (Aldrich
(Equivalent to 2.0 equivalents)
The solution was added dropwise. At this time, to keep the temperature below room temperature,
It cooled using the ice bath suitably. Left at room temperature overnight
After concentration, the resulting residue was dissolved in a mixed solvent of THF / water.
And added lithium hydroxide monohydrate (1.25 equivalents).
Eh, while stirring, acryloyl chloride CHTwoCHC
OCI (1.1 eq) was added dropwise at room temperature. Leave overnight and concentrate
The condensed residue is subjected to reverse phase chromatography (polystyrene resin
Fat HP20SS; Mitsubishi Chemical, water-based)
A compound b of the formula (22) (hereinafter abbreviated as LiAm)
I got The structure is represented by sulfonamide in FT-IR.
Absorption band attributed to C is 1160cm -1What appeared near
When,1H-NMR (solvent: CDThreeOD) Low field shift
That the signal of methylene hydrogen was observed, and
13C-NMR (solvent: CDThreeNonafluorobu at OD)
A signal derived from the carbon atom of the chill group was observed
Confirmed from.

【0055】[実施例2:スルホン酸アミド塩担持ラテ
ックス微粒子の合成]水(523.5g)、実施例1で
合成したLiAm(8.85g;0.0116モル)、
及び過硫酸アンモニウム(1.22g;0.00535
モル)を窒素気流ガラス容器中に装入し、40℃で機械
的攪拌を開始した。ここに、スチレン(156.85
g;1.51モル)、メタクリル酸(7.16g;0.
0832モル)、及びジビニルベンゼン(4.98g;
0.0383モル)の混合液(以下モノマー液と称す
る)のうち、まず36mLを5分間で滴下した。次いで
70℃に昇温し、15分間攪拌した後、モノマー液の残
りを5.5時間かけて滴下し、その後85℃に昇温し更
に4時間攪拌を継続し、エマルション(以下エステルエ
マルションと称する)を得た。このエマルション微粒子
の粒径の数平均メディアンは、0.5μmであった。こ
のエマルションを分子量12,000〜14,000以
下を分画する半透膜(三光純薬(株)製、UC36−3
2−100)により透析精製した(以下LiAmエマル
ションと称する)。このLiAmエマルションの濃縮固
形分の元素分析でリチウムとフッ素が検出された。ま
た、このLiエマルションに希塩酸を加え液性を酸性に
し、次いで前記の透析精製を行って得た濃縮固形分の元
素分析によるとリチウムが実質的に含まれていなかった
(つまり、プロトンと容易にイオン交換されるリチウム
陽イオンが存在)ことから、該エマルション粒子表面に
LiAmの構造に相当するスルホンアミドのLi+ 塩が
担持されているものと結論した。
Example 2 Synthesis of Latex Fine Particles Supporting Sulfonamide Salt Water (523.5 g), LiAm synthesized in Example 1 (8.85 g; 0.0116 mol),
And ammonium persulfate (1.22 g; 0.00535)
Mol) was charged into a nitrogen flow glass container and mechanical stirring was started at 40 ° C. Here, styrene (156.85)
g; 1.51 mol), methacrylic acid (7.16 g;
0832 mol), and divinylbenzene (4.98 g;
First, 36 mL of a mixed liquid (0.0383 mol) (hereinafter referred to as a monomer liquid) was added dropwise over 5 minutes. Next, the temperature was raised to 70 ° C., and the mixture was stirred for 15 minutes. Then, the rest of the monomer liquid was added dropwise over 5.5 hours. Thereafter, the temperature was raised to 85 ° C., and stirring was further continued for 4 hours to obtain an emulsion (hereinafter referred to as an ester emulsion). ) Got. The number average median of the particle size of the emulsion fine particles was 0.5 μm. A semi-permeable membrane (UC36-3, manufactured by Sanko Junyaku Co., Ltd.) that fractionates this emulsion to a molecular weight of 12,000 to 14,000 or less.
2-100) (hereinafter referred to as LiAm emulsion). Lithium and fluorine were detected by elemental analysis of the concentrated solids of this LiAm emulsion. Further, di-hydrochloric acid was added to the Li emulsion to make the liquid acidic, and then elemental analysis of the concentrated solid obtained by the above-mentioned dialysis purification revealed that lithium was substantially not contained (that is, protons and protons were easily contained). (The presence of lithium cations to be ion-exchanged), it was concluded that a Li + salt of sulfonamide corresponding to the structure of LiAm was carried on the surface of the emulsion particles.

【0056】[実施例3:デンドリマーポリリチウム塩
の合成]Aldrich社より市販のポリプロピレンイ
ミンデンドリマーであるAstramol−Am−64
(カタログ名はDAB−Am−64,第5世代、理論分
子量7168、重水中の慣性半径1.39nm、分子表
面に64個の1級アミノ基を有する)を乾燥したN,N
−ジメチルホルムアミド(DMF)に溶解し、少量の乾
燥トルエンを加えて該トルエンを蒸留除去することによ
り、残存する水分や低沸点溶剤を除去した。次いで、粉
砕した無水炭酸カリウム(1級アミノ基に対し1.2当
量)を加え、撹拌・氷冷しながらトリフルオロメタンス
ルホン酸無水物(1級アミノ基に対し1.1当量)を滴
下して、該デンドリマーの表面末端アミノ基をトリフル
オロメタンスルホン酸アミド基に変換した。反応の進行
は、FT−IRにおいて、スルホンアミドに帰属される
吸収帯が1160cm-1付近に現れたことから確認され
た。この生成物は、シリカゲルカラムクロマトグラフィ
(アセトン/塩化メチレン系)で精製し、1 H−NMR
(溶媒:CDCl3 )にて3.17ppmと3.67p
pmに低磁場シフトした2種のシグナルが観測されたこ
と、及び13C−NMR(溶媒:CDCl3 )にて113
ppm、118ppm、123ppm、及び127pp
mにトリフルオロメチル基の炭素原子に由来するシグナ
ル(3つのF原子によりカルテットに分裂)が観測され
たことから、64個の1級アミノ基がトリフルオロスル
ホンアミドに変換された目的とする構造の生成を確認し
た。次いで、これをメタノールに溶解し、過剰当量の水
酸化リチウム水溶液を作用させることにより、上記のト
リフルオロメタンスルホン酸アミド基のプロトンをリチ
ウム陽イオンに変換した相当するリチウム塩に変換し
た。分子量3,500以下を分画する半透膜(Spec
trum Medical Industries,I
nc.製Spectra/Por Membrane
MWCO:3,500)により透析することにより、過
剰の水酸化リチウム等の低分子量水溶性成分を除去して
精製し、濃縮して、目的とするデンドリマーポリリチウ
ム塩(以下、PLS−Dと略)を得た。
Example 3 Synthesis of Dendrimer Polylithium Salt Astramol-Am-64, a polypropyleneimine dendrimer commercially available from Aldrich
(Catalog name is DAB-Am-64, 5th generation, theoretical molecular weight 7168, radius of inertia in heavy water 1.39 nm, having 64 primary amino groups on the molecular surface), dried N, N
-The residue was dissolved in dimethylformamide (DMF), a small amount of dry toluene was added, and the toluene was distilled off to remove residual water and low boiling point solvents. Then, pulverized anhydrous potassium carbonate (1.2 equivalents based on the primary amino group) was added, and trifluoromethanesulfonic anhydride (1.1 equivalents based on the primary amino group) was added dropwise while stirring and cooling with ice. The surface terminal amino group of the dendrimer was converted to a trifluoromethanesulfonic acid amide group. The progress of the reaction was confirmed by the fact that an absorption band attributed to sulfonamide appeared at about 1160 cm -1 in FT-IR. This product was purified by silica gel column chromatography (acetone / methylene chloride system), and 1 H-NMR
(Solvent: CDCl 3 ) 3.17 ppm and 3.67 p
the two signals which downfield shifts were observed in pm, and 13 C-NMR (solvent: CDCl 3) at 113
ppm, 118 ppm, 123 ppm, and 127 pp
Since a signal derived from a carbon atom of a trifluoromethyl group (split into quartets by three F atoms) was observed in m, the target structure in which 64 primary amino groups were converted to trifluorosulfonamide Generation was confirmed. Next, this was dissolved in methanol, and an excess of an aqueous solution of lithium hydroxide was allowed to act on the solution to convert the proton of the trifluoromethanesulfonic acid amide group into a lithium salt corresponding to a lithium cation. Semi-permeable membrane (Spec
trum Medical Industries, I
nc. Spectra / Por Membrane
MWCO: 3,500) to remove and purify and remove excess low molecular weight water-soluble components such as lithium hydroxide and the like, and concentrate the resulting dendrimer polylithium salt (hereinafter abbreviated as PLS-D). ) Got.

【0057】[シート状成形体の調製とイオン伝導度測
定]イオン伝導度測定の結果は、表1にまとめた。
[Preparation of Sheet-shaped Molded Body and Measurement of Ionic Conductivity] The results of the ionic conductivity measurement are summarized in Table 1.

【0058】<実施例4>平均分子量300,000の
ポリエチレンオキシドとスルホンイミドリチウム塩であ
る(C2 5 SO2 2 NLi(以下BETIと略)と
を61:39の重量比で水中で溶液混合した(以下、こ
の水溶液を「水溶液A」と称する)。次いで、水溶液A
と実施例2で得たLiAmエマルションとを、前者と後
者のそれぞれに溶解している固形分の重量比が50:5
0となるよう混合した。この水溶液を原料として用いて
前記のイオン伝導度測定を行ったところ、6.3mS/
cmの測定値を得た。
Example 4 A mixture of polyethylene oxide having an average molecular weight of 300,000 and a sulfonimide lithium salt (C 2 F 5 SO 2 ) 2 NLi (hereinafter abbreviated as BETI) in water at a weight ratio of 61:39 was used. The solution was mixed (hereinafter, this aqueous solution is referred to as “aqueous solution A”). Then, aqueous solution A
And the LiAm emulsion obtained in Example 2 were dissolved in the former and the latter, respectively, in a weight ratio of solids of 50: 5.
0 was mixed. The ionic conductivity was measured using this aqueous solution as a raw material.
cm measurements were obtained.

【0059】<実施例5>実施例3で得たPLS−Dの
水溶液を原料として用いて前記のイオン伝導度測定を行
ったところ、0.041mS/cmの測定値を得た。
Example 5 The ionic conductivity measurement was performed using the aqueous solution of PLS-D obtained in Example 3 as a raw material, and a measured value of 0.041 mS / cm was obtained.

【0060】<実施例6>実施例3で得たPLS−Dの
DMF溶液に、Roux.C.;et al.,Mac
romol.Symp.,114巻,211−216頁
(1997)に記載の方法に準じて合成した重量平均分
子量が約60万のポリプロピレンオキシド(以下、PP
Oと略)を溶解した。但し、PLS−DとPPOとの重
量比が75:25となるように配合した。こうして得た
溶液を圧延ニッケル箔(厚さ50μm、福田金属社製)
上に塗布し、乾燥窒素雰囲気下加熱してDMFを除去し
ながら製膜した。得られた厚さ約300μmのシート状
成形体のイオン伝導度は0.032mS/cmであっ
た。
<Example 6> A solution of Roux.D in the DMF solution of PLS-D obtained in Example 3 was added. C. Et al. , Mac
romol. Symp. 114, 211-216 (1997), a polypropylene oxide having a weight average molecular weight of about 600,000 (hereinafter referred to as PP).
O). However, they were blended so that the weight ratio between PLS-D and PPO was 75:25. The solution thus obtained is rolled nickel foil (thickness: 50 μm, manufactured by Fukuda Metal Co., Ltd.)
It was applied on the upper surface and heated under a dry nitrogen atmosphere to form a film while removing DMF. The ion conductivity of the obtained sheet-like molded product having a thickness of about 300 µm was 0.032 mS / cm.

【0061】[比較例]実施例4の水溶液Aを原料とし
て用いて前記のイオン伝導度測定を行ったところ、0.
010mS/cmの測定値を得た。
[Comparative Example] The ionic conductivity was measured using the aqueous solution A of Example 4 as a raw material.
A measurement of 010 mS / cm was obtained.

【0062】[0062]

【表1】実験番号 固体電解質組成(wt/wt) イオン伝導度(mS/cm) マトリクス ポリリチウム塩 実施例4 50(PEO/BETI) 50 (C4F9SO2NLi担持LTX ) 6.3 実施例5 0 100 (CF3SO2NLi 担持デンドリマー) 0.041 実施例6 25(PPO) 75 (CF3SO2NLi 担持デンドリマー) 0.032 比較例 100(PEO/BETI) 0 0.010[Table 1] Experiment number Solid electrolyte composition (wt / wt) Ion conductivity (mS / cm) matrix Polylithium salt Example 4 50 (PEO / BETI) 50 (LTX supported on C 4 F 9 SO 2 NLi) 6.3 Example 5 0 100 (dendrimer supported on CF 3 SO 2 NLi) 0.041 Example 6 25 (PPO) 75 (CF 3 SO 2 NLi supported dendrimer) 0.032 Comparative example 100 (PEO / BETI) 0 0.010

【0063】(但し、表1においてLTX は乳化重合微粒
子を意味する略号である。)
(However, in Table 1, LTX is an abbreviation meaning emulsion polymerized fine particles.)

【0064】[0064]

【発明の効果】本発明のアルカリ金属塩を担持した高分
子微粒子は、例えばシート状成形体とした場合、イオン
伝導性を示す固体電解質となるので、二次電池用部材等
としての実用価値は極めて大である。
The polymer fine particles carrying the alkali metal salt of the present invention become a solid electrolyte exhibiting ionic conductivity when formed into a sheet, for example. Very large.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】デンドロンの世代とフォーカルポイントを示す
模式図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing dendron generations and focal points.

Claims (14)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 周期表13、15及び16族よりなる群
から選ばれる元素を含む陰イオン基を微粒子表面に有
し、かつ微粒子直径が0.001〜1μmであるアルカ
リ金属塩を担持した高分子微粒子。
The present invention relates to a high-pressure carrier having an anion group containing an element selected from the group consisting of Groups 13, 15, and 16 on the surface of fine particles and supporting an alkali metal salt having a fine particle diameter of 0.001 to 1 μm. Molecular fine particles.
【請求項2】 陰イオン基の負電荷中心元素が、ホウ素
原子、窒素原子、アルミニウム原子、リン原子、砒素原
子、及びアンチモン原子よりなる群より選ばれるもので
ある請求項1に記載のアルカリ金属塩を担持した高分子
微粒子。
2. The alkali metal according to claim 1, wherein the negative charge center element of the anionic group is selected from the group consisting of boron, nitrogen, aluminum, phosphorus, arsenic, and antimony atoms. Polymer fine particles supporting salt.
【請求項3】 陰イオン基が、下記一般式(1)〜
(4)よりなる群より選ばれるものである請求項1また
は2に記載のアルカリ金属塩を担持した高分子微粒子。 【化1】 (但しここで、M1 はホウ素原子またはアルミニウム原
子を、M2 はリン原子、砒素原子、又はアンチモン原子
を、Lはハロゲン原子を有するアルキレン基を、R
n (nは5以下の自然数)はそれぞれ独立にハロゲン原
子、アルコキシ基、アルキル基、及び芳香族基のいずれ
かを表す。)
3. An anionic group represented by the following general formula (1):
The polymer fine particles carrying an alkali metal salt according to claim 1 or 2, which are selected from the group consisting of (4). Embedded image (Where M 1 is a boron atom or an aluminum atom, M 2 is a phosphorus atom, an arsenic atom, or an antimony atom, L is an alkylene group having a halogen atom,
n (n is a natural number of 5 or less) independently represents any one of a halogen atom, an alkoxy group, an alkyl group, and an aromatic group. )
【請求項4】 アルカリ金属が、リチウムである請求項
1〜3のいずれかに記載のアルカリ金属塩を担持した高
分子微粒子。
4. The polymer particles carrying an alkali metal salt according to claim 1, wherein the alkali metal is lithium.
【請求項5】 高分子微粒子が、超分岐高分子である請
求項1〜4のいずれかに記載のアルカリ金属塩を担持し
た高分子微粒子。
5. The polymer fine particle carrying an alkali metal salt according to claim 1, wherein the polymer fine particle is a hyperbranched polymer.
【請求項6】 超分岐高分子が、デンドリマー構造を有
するものである請求項5に記載のアルカリ金属塩を担持
した高分子微粒子。
6. The polymer fine particles carrying an alkali metal salt according to claim 5, wherein the hyperbranched polymer has a dendrimer structure.
【請求項7】 デンドリマー構造が、ポリプロピレンイ
ミンデンドリマー構造である請求項6に記載のアルカリ
金属塩を担持した高分子微粒子。
7. The polymer fine particles supporting an alkali metal salt according to claim 6, wherein the dendrimer structure is a polypropylene imine dendrimer structure.
【請求項8】 高分子微粒子を乳化重合またはミセル重
合により製造することを特徴とする請求項1〜7のいず
れかに記載のアルカリ金属塩を担持した高分子微粒子の
製造方法。
8. The method for producing polymer fine particles carrying an alkali metal salt according to claim 1, wherein the polymer fine particles are produced by emulsion polymerization or micelle polymerization.
【請求項9】 乳化重合またはミセル重合時に周期表1
3、15及び16族よりなる群から選ばれる元素を含む
陰イオン基を有する界面活性剤を使用する、請求項8に
記載のアルカリ金属塩を担持した高分子微粒子の製造方
法。
9. Periodic Table 1 during emulsion polymerization or micelle polymerization.
The method for producing polymer fine particles supporting an alkali metal salt according to claim 8, wherein a surfactant having an anionic group containing an element selected from the group consisting of groups 3, 15, and 16 is used.
【請求項10】 陰イオン基が、上記一般式(1)〜
(4)よりなる群より選ばれるものである請求項9に記
載のアルカリ金属塩を担持した高分子微粒子の製造方
法。
10. The method according to claim 1, wherein the anionic group is represented by the general formula (1):
The method for producing polymer fine particles supporting an alkali metal salt according to claim 9, which is selected from the group consisting of (4).
【請求項11】 デンドリマーの分岐末端基を上記一般
式(1)〜(4)よりなる群から選ばれる陰イオン基に
変換することを特徴とする請求項6又は7に記載のアル
カリ金属塩を担持した高分子微粒子の製造方法。
11. The alkali metal salt according to claim 6, wherein the branched terminal group of the dendrimer is converted into an anionic group selected from the group consisting of the general formulas (1) to (4). A method for producing supported polymer fine particles.
【請求項12】 陰イオン基がスルホン酸アミド結合を
有するものである請求項9〜11のいずれかに記載のア
ルカリ金属塩を担持した高分子微粒子の製造方法。
12. The method for producing polymer fine particles carrying an alkali metal salt according to claim 9, wherein the anionic group has a sulfonic acid amide bond.
【請求項13】 請求項1〜7のいずれかに記載のアル
カリ金属塩を担持した高分子微粒子を含有してなるシー
ト状成形体。
13. A sheet-shaped molded article containing the polymer fine particles carrying the alkali metal salt according to claim 1. Description:
【請求項14】 請求項1〜7のいずれかに記載のアル
カリ金属塩を担持した高分子微粒子を用いたリチウムイ
オン二次電池。
14. A lithium ion secondary battery using the polymer fine particles carrying the alkali metal salt according to claim 1.
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