JP2000080138A - 高分子固体電解質用樹脂組成物、高分子固体電解質及びポリマー電池 - Google Patents

高分子固体電解質用樹脂組成物、高分子固体電解質及びポリマー電池

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JP2000080138A
JP2000080138A JP10248954A JP24895498A JP2000080138A JP 2000080138 A JP2000080138 A JP 2000080138A JP 10248954 A JP10248954 A JP 10248954A JP 24895498 A JP24895498 A JP 24895498A JP 2000080138 A JP2000080138 A JP 2000080138A
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meth
acrylate
electrolyte
polyalkoxylate
resin composition
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Tetsuya Abe
哲也 安倍
Minoru Yokoshima
実 横島
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Nippon Kayaku Co Ltd
Original Assignee
Nippon Kayaku Co Ltd
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  • Secondary Cells (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】膜強度が良好でイオン伝導度が高く加工性に優
れた高分子固体電解質の提供。 【解決手段】ペンタエリスリトールポリアルコキシレー
トトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールポ
リアルコキシレートテトラ(メタ)アクリレート、ジト
リメチロールパンポリアルコキシレートテトラ(メタ)
アクリレート、ジペンタエリスリトールポリアルコキシ
レートペンタ(メタ)アクリレート及びジペンタエリス
リトールポリアルコキシレートヘキサ(メタ)アクリレ
ートから選択される一種又は2種以上の(メタ)アクリ
レート(A)、可塑剤(C)及び電解質を含有すること
を特徴とする高分子固体電解質用樹脂組成物。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、特定の構造を有す
る(メタ)アクリレート(A)、光重合開始剤(B)、
可塑剤(C)と電解質を含有する高分子固体電解質用樹
脂組成物、高分子固体電解質及びポリマー電池に関す
る。
【0002】従来、電池、キャパシター、センサーなど
の電気化学デバイスを構成する電解質は、イオン伝導性
の点から溶液またはペースト状のものが用いられている
が、液漏れによる機器の損傷の恐れがあること、また電
解液を含浸させるセパレーターが必要とされるので、デ
バイスの超小型化、薄型化に限界があることなどの問題
点が指摘されている。これに対して、固体電解質を用い
た製品はそのような問題がなく、また薄型化することも
容易である。さらに固体電解質は耐熱性にも優れてお
り、電池などの製品の作製工程においても有利である。
【0003】特に高分子を主成分とした固体電解質を使
用したものは、無機物に比較して、電池の柔軟性が増
し、種々の形状に加工できるメリットがある。しかしな
がら、これまで検討されてきたものは、高分子固体電解
質のイオン伝導度が低いため、取り出し電流が小さいと
いう問題を残している。たとえばエピクロルヒドリン系
ゴムと低分子量のポリエチレングリコール誘導体の混合
物に特定のアルカリ金属塩を含有させて高分子固体電解
質に応用する方法(特開平2−235957号)やポリ
エチレングリコールジアクリレートの重合反応により架
橋する方法(特開昭62−285954号)等が提案さ
れているが、フイルムとした場合の強度がなく、支持体
を必要とするという問題があり、フイルム強度、イオン
伝導度、電極との密着性などのパランスにおいてさらに
改良が望まれている。
【0004】さらに、近年、メモリーバックアップ電源
などに、活性炭、カーボンブラックなどの比表面積の大
きい炭素材料を分極性電極として、その間にイオン伝導
性溶液を配置する電気二重層コンデンサーが多用されて
きている。例えば特開昭63−244570号公報で
は、高電気伝導性を有するRb2Cu33Cl7を無機系
固体電解質として用いるコンデンサが開示されている。
また、「機能材料」1989年2月号33頁には、炭素
系分極性電極と有機電解液を用いたコンデンサが記載さ
れている。しかしながら、現在の電解質溶液を用いた電
気二重層コンデンサでは、長時間の使用や高電圧が印加
される場合などの異常時には、コンデンサの外部への液
漏れなどが発生し易いために長期使用や信頼性に問題が
ある。一方、従来の無機系イオン伝導性物質の分解電圧
が低く、出力電圧が低いという問題があった。
【0005】電池及びコンデンサにおける高分子固体電
解質層は、イオン移動だけを担っており、薄くすればす
るほど電池及びコンデンサ全体の体積を薄くでき、電
池、コンデンサのエネルギー密度を高くすることができ
る。また、高分子固体電解質層を薄くすれば、電池及び
コンデンサの電気抵抗を低下でき、取り出し電流、充電
電流を増加でき、電池のパワー密度を向上させることが
できる。また、イオン、特にアルカリ金属イオンの腐食
が起こりにくく、サイクル寿命が改善される。従って、
できるだけ膜強度が良好で、薄膜化できる高イオン伝導
度の高分子固体電解質が望まれていた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、数十μm程
度の薄膜とした場合にも支持体を必要としない強度を有
し、室温、低温でのイオン伝導度が高く、加工性に優れ
た高分子固体電解質用樹脂組成物を提供することを目的
とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するため鋭意検討した結果、特定の(メタ)アク
リレートを含む組成物と可塑剤及び電解質を含む組成物
を使用することにより目的を達成できることを見い出し
た。さらに、この組成物を硬化して得られる高分子固体
電解質を電池に用いることにより、上記イオン伝導度、
膜強度、加工性等の問題が改善されることを見出し、本
発明を完成させるに至った。即ち、本発明は、(1)ペ
ンタエリスリトールポリアルコキシレートトリ(メタ)
アクリレート、ペンタエリスリトールポリアルコキシレ
ートテトラ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールパ
ンポリアルコキシレートテトラ(メタ)アクリレート、
ジペンタエリスリトールポリアルコキシレートペンタ
(メタ)アクリレート及びジペンタエリスリトールポリ
アルコキシレートヘキサ(メタ)アクリレートから選択
される一種又は2種以上の(メタ)アクリレート
(A)、可塑剤(C)及び電解質を含有することを特徴
とする高分子固体電解質用樹脂組成物、
【0008】(2)光重合開始剤(B)を含有する
(1)記載の高分子固体電解質用樹脂組成物、(3)光
重合開始剤(B)の、波長350〜450nmにおけ
る、最大モル吸光係数が50以上である(2)記載の高
分子固体電解質用樹脂組成物、(4)電解質が、アルカ
リ金属塩、4級アンモニウム塩、4級ホスホニウム塩、
または遷移金属塩から選ばれた少なくとも一種である
(1)ないし(3)のいずれか一項に記載の高分子固体
電解質用樹脂組成物、(5)(1)ないし(4)のいず
れか一項に記載の高分子固体電解質用樹脂組成物の硬化
物からなる高分子固体電解質、(6)シート状である
(5)に記載の高分子固体電解質、(7)(5)または
(6)に記載の高分子固体電解質を有するポリマー電
池、に関する。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明の高分子固体電解質用樹脂
組成物は、ペンタエリスリトールポリアルコキシレート
トリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールポリ
アルコキシレートテトラ(メタ)アクリレート、ジトリ
メチロールパンポリアルコキシレートテトラ(メタ)ア
クリレート、ジペンタエリスリトールポリアルコキシレ
ートペンタ(メタ)アクリレート及びジペンタエリスリ
トールポリアルコキシレートヘキサ(メタ)アクリレー
トから選択される一種又は2種以上の(メタ)アクリレ
ート(A)、可塑剤(C)及び電解質を含有することを
特徴とする。
【0010】本発明で使用する(メタ)アクリレート
(A)は、多価アルコールとアルキレンオキサイドとの
反応物の(メタ)アクリレートである。多価アルコール
としては、例えばペンタエリスリトール、ジトリメチロ
ールプロパン、ジペンタエリスリトール等があげられ、
アルキレンオキサイドとしては、例えばエチレンオキサ
イド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド等が
あげられる。多価アルコールとアルキレンオキサイドと
の反応物は、例えば多価アルコール1モルに対してアル
キレンオキサイド1〜30モル,好ましくは1〜20モ
ルを反応させることにより得られる。より具体的には、
ペンタエリスリトールポリアルコキシレートトリ又はテ
トラ(メタ)アクリレート類、ジトリメチロールプロパ
ンポリアルコキシレートテトラ(メタ)アクリレート
類、ジペンタエリスリトールポリアルコキシレートペン
タ又はヘキサ(メタ)アクリレート類を挙げることがで
きる。
【0011】ペンタエリスリトールポリアルコキシレー
トトリ又はテトラ(メタ)アクリレート類としては、例
えばペンタエリスリトールエトキシレートトリ(メタ)
アクリレート、ペンタエリスリトールエトキシレートテ
トラ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールプロ
ポキシレートトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリス
リトールプロポキシレートテトラ(メタ)アクリレー
ト、ペンタエリスリトールポリ(平均値としてn=2)
エトキシレートテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエ
リスリトールポリ(平均値としてn=2)エトキシレー
トテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトール
ポリ(平均値としてn=3〜10)エトキシレートトリ
(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールポリ(平
均値としてn=3〜10)エトキシレートテトラ(メ
タ)アクリレート、ペンタエリスリトールポリ(平均値
としてn=2〜10)プロポキシレートトリ(メタ)ア
クリレート、ペンタエリスリトールポリ(平均値として
n=2〜10)プロポキシレートテトラ(メタ)アクリ
レート、ペンタエリスリトールポリ(n=2〜10)ブ
トキシレートテトラ(メタ)アクリレート等があげられ
る。
【0012】ジトリメチロールプロパンポリアルコキシ
レートテトラ(メタ)アクリレート類としては、例えば
ジトリメチロールプロパンエトキシレートテトラ(メ
タ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンプロポキ
シレートテトラ(メタ)アクリレート、ジトリメチロー
ルプロパンポリ(平均値としてn=2〜10)エトキシ
レートテトラ(メタ)アクリレート、ジトリメチロール
プロパンポリ(平均値としてn=2〜10)プロポキシ
レートテトラ(メタ)アクリレート、ジトリメチロール
プロパンポリ(平均値としてn=2〜10)ブトキシレ
ートテトラ(メタ)アクリレート等があげられる。
【0013】ジペンタエリスリトールポリアルコキシレ
ートペンタ又はヘキサ(メタ)アクリレート類として
は、例えばジペンタエリスリトールポリ(平均値として
n=2〜20)エトキシレートペンタ(メタ)アクリレ
ート、ジペンタエリスリトールポリ(平均値としてn=
2〜20)エトキシレートヘキサ(メタ)アクリレー
ト、ジペンタエリスリトールポリ(平均値としてn=2
〜20)プロポキシレートペンタ(メタ)アクリレー
ト、ジペンタエリスリトールポリ(平均値としてn=2
〜20)プロポキシレートヘキサ(メタ)アクリレー
ト、ジペンタエリスリトールポリ(平均値としてn=2
〜20)ブトキシレートヘキサ(メタ)アクリレート等
を挙げることができる。
【0014】本発明では、前記の(メタ)アクリレート
(A)以外の反応性単量体(D)、反応性オリゴマー
(E)等を併用することもできる。これら反応性単量体
(D)及びオリゴマー(E)の使用量は、(A)成分1
00重量部に対して、各々0〜100重量部を使用する
ことが好ましい。
【0015】反応性単量体(D)としては、例えば、カ
ルビトール(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコ
ールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコール
ヒドロキシピバレートジ(メタ)アクリレート、トリメ
チロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエ
リスリトールテトラ(メタ)アクリレート、トリメチロ
ールプロパンポリオキシエチルトリ(メタ)アクリレー
ト等を挙げることができる。
【0016】反応性オリゴマー(E)としては、例えば
ポリエステルポリ(メタ)アクリレート、ウレタン(メ
タ)アクリレート、エポキシ(メタ)アクリレート等を
挙げることができる。
【0017】ポリエステルポリ(メタ)アクリレートと
しては、例えば多価アルコールと多塩基酸あるいはその
無水物からなるポリエステルポリオールと(メタ)アク
リル酸の反応物があげられる。多価アルコールとして
は、例えばエチレングリコール、ネオペンチルグリコー
ル、ポリエチレングリコール、トリメチロールプロパン
等があげられ、多塩基酸としては、例えばコハク酸、ア
ジピン酸、フタル酸、テトラヒドロフタル酸、ヘキサヒ
ドロフタル酸、トリメリット酸等があげられる。
【0018】ウレタン(メタ)アクリレートとしては、
例えばポリオールと有機イソシアネートとモノヒドロキ
シル基含有(メタ)アクリレートの反応物があげられ
る。ポリオールとしては、例えばポリエチレングリコー
ル、ポリプロピレングリコール、ポリエステルポリオー
ル、ポリカプロラクトンポリオール、ポリカーボネート
ポリオール、ポリテトラメチレングリコール等があげら
れ、有機イソシアネートとしては、例えばトリレンジイ
ソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ヘキサメ
チレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシア
ネート、水添ジフェニルメタンジイソシアネート等があ
げられる。また、モノヒドロキシル基含有(メタ)アク
リレートとしては、例えば2−ヒドロキシエチル(メ
タ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)ア
クリレート、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アク
リレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレ
ート等があげられる。
【0019】エポキシ(メタ)アクリレートとしては、
例えば脂肪族ポリグリシジルエーテルと(メタ)アクリ
ル酸の反応物挙げることができる。脂肪族ポリグリシジ
ルエーテルとしては、例えばグリセリンジグリシジルエ
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等
があげられる。
【0020】本発明では、光重合開始剤(B)を用いる
ことができる。光重合開始剤(B)は、公知の全ての光
重合開始剤を用いることができるが、特に波長350〜
450μmの間の最大モル吸光係数が50以上であるも
のを好ましく用いることができる。この光重合開始剤
(B)を使用することにより、本発明の樹脂組成物は紫
外線硬化型の樹脂組成物となる。光重合開始剤(B)を
使用する場合、その使用量は、(A)成分100重量部
に対して、0.5〜70重量部が好ましく、1〜30重
量部が特に好ましい。
【0021】光重合開始剤(B)としては、例えば2−
ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリ
ノフェニル)ブタノン−1(チバ・スペシャリテイーケ
ミカルズ社製、イルガキュアー369)、2,4−ジエ
チルチオキサントン、2−イソプロピルチオキサント
ン、ミヒラーズケトン、4,4’−ビス(ジエチルアミ
ノ)ベンゾフェノン、ビスアシルフォスフィンオキサイ
ド等を挙げることができる。特に好ましいものとして
は、ビスアシルフォスフィンオキサイド等のリン系化合
物を挙げることができる。ビスアシルフォスフィンオキ
サイドとしては、例えばビス(2,4,6−トリメチル
ベンゾイル)−フェニルフォスフィンオキサイド、ビス
(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2,4,4−トリ
メチルペンチルフォスフィンオキサイド等が挙げられ
る。
【0022】これらの光重合開始剤(B)は他の光重合
開始剤、例えば1−ヒドロキシ−2−シクロヘキシルフ
ェニルケトン、2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオフ
ェノン、メチルフェニルグリオキシレート、2,2−ジ
エトキシアセトフェノン等と併用することもできる。
【0023】本発明では、可塑剤(C)を用いる。本発
明の組成物中に低分子の化合物を可塑剤(C)として添
加すると、硬化して得られる高分子固体電解質のイオン
伝導度がさらに向上するので好ましい。可塑剤(C)の
添加量は、(A)成分100重量部に対して50〜15
00重量部が好ましく、100〜1000重量部が特に
好ましい。この添加量が多いほど高分子固体電解質のイ
オン伝導度は高くなるが、多過ぎると高分子固体電解質
の機械的強度が低下する。
【0024】使用できる可塑剤(C)としては、(A)
成分との相容性が良好で、誘電率が大きく、沸点が70
℃以上であり、電気化学的安定範囲が広い化合物が適し
ている。このような可塑剤(C)としては、トリエチレ
ングリコールメチルエーテル、テトラエチレングリコー
ルジメチルエーテル等のオリゴエーテル類、エチレンカ
ーボネート、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボ
ネート、ジエチルカーボネート、炭酸ビニレン、(メ
タ)アクリロイルカーボネート等のカーボネート類、ベ
ンゾニトリル、トルニトリル等の芳香族ニトリル類、ジ
メチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、N−メチ
ルピロリドン、スルホラン、リン酸エステル類等が挙げ
られる。この中で、オリゴエーテル類及びカーボネート
類が好ましく、カーボネート類が特に好ましい。
【0025】本発明では、電解質を用いる。本発明の組
成物中の電解質の割合は0.1〜50重量%の範囲が好
ましく、1〜30重量%が特に好ましい。電解質が多す
ぎるとイオンの移動が大きく阻害され、逆に少なすぎる
とイオンの絶対量が不足となってイオン伝導度が小さく
なる。
【0026】本発明で使用する電解質としては、特に限
定されるものではなく、電荷でキャリアーとしたいイオ
ンを含んだ電解質を用いればよいが、硬化して得られる
高分子固体電解質中での解離定数が大きいことが望まし
く、アルカリ金属塩、(CH 3)4 NBF6等の4級アン
モニウム塩、(CH3)4 PBF6等の4級ホスホニウム
塩、AgClO4等の遷移金属塩あるいは塩酸、過塩素
酸、ホウフッ化水素酸等のプロトン酸が推奨され、例え
ばアルカリ金属塩、4級アンモニウム塩、4級ホスホニ
ウム塩または遷移金属塩が好ましい。
【0027】アルカリ金属塩としては、例えばLiCF
3SO3、LiPF6、LiClO4、LiI、LiB
4、LiSCN、LiAsF6、NaCF3SO3、Na
PF6、NaClO4 、NaI、NaBF4、NaAsF
6、KCF3SO3、KPF6、KI等を挙げることができ
る。
【0028】本発明の高分子固体電解質用樹脂組成物
は、前記(メタ)アクリレート(A)と光重合開始剤
(B)と可塑剤(C)と電解質と混合し、場合によって
は、前記反応性単量体(D)、オリゴマー(E)、さら
に他のポリマー(F)及び/または溶媒を添加し、均一
に混合することにより得ることができる。溶媒を用いる
場合には、重合を阻害しない溶媒であればいかなる溶媒
でも良く、例えばテトラヒドロフラン、トルエン等を用
いることができる。
【0029】本発明において、場合によって使用できる
前記ポリマー(F)としては、例えばポリエチレングリ
コール、ポリアクリロニトリル、ポリブタジエン、ポリ
(メタ)アクリル酸エステル類、ポリスチレン、ポリホ
スファゼン類、ポリシロキサンあるいはポリシラン等で
ある。これらポリマー(F)の使用量は、(A)成分1
00重量部に対して、0〜100重量部を使用するのが
好ましい。
【0030】本発明の高分子固体電解質は、上記の高分
子固体電解質用樹脂組成物の硬化物からなる。この硬化
物は、上記の高分子固体電解質用樹脂組成物に紫外線等
の電磁波(エネルギー線)を照射して重合させることに
より得られる。特に、上記の高分子固体電解質用樹脂組
成物をシート(膜)状等の形状に成形後に電子線や紫外
線等の電磁波を照射して重合させ、シート状重合物とす
ることが好ましく、加工面での自由度が広がり、応用上
の大きなメリットとなる。シート状の高分子固体電解質
を製造する場合、通常ロールコーター、デイップコータ
ー、カーテンコーター等の各種コーター等により支持体
上に上記の高分子固体電解質用樹脂組成物を塗布し、次
いで紫外線等の電磁波を照射して該樹脂組成物を硬化さ
せればよい。支持体としては、例えばアルミ蒸着PET
フィルム等が挙げられる。表面の硬化をより確実にする
ために、その後他の支持体を該樹脂組成物の硬化被膜の
表面に積層し、さらに紫外線等の電磁波を照射してもよ
い。他の支持体としては、例えばポリプロピレンフィル
ム等が挙げられる。支持体は、通常、除去して使用され
る。
【0031】本発明のポリマー電池は、上記の高分子固
体電解質が負極活物質と正極活物質で狭持された構造を
有する。このポリマー電池は、シート状のものが好まし
く、このために高分子固体電解質、負極活物質、正極活
物質のいずれもがシート状のものを使用する。
【0032】電池に用いる負極活物質としては、後述の
ように、アルカリ金属、アルカリ金属合金、炭素材料の
ようなアルカリ金属イオンをキャリアーとする低酸化還
元電位のもの及びこれらの混合物を用いることにより、
高電圧、高容量の電池が得られるので好ましい。従っ
て、かかる負極を用い、アルカリ金属イオンをキャリア
ーとする電池に用いる場合の高分子固体電解質中の電解
質としては、アルカリ金属塩が必要となる。このアルカ
リ金属塩の種類としては、例えば、LiCF3SO3、L
iPF6、LiClO4、LiI、LiBF4、LiSC
N、LiAsF6、NaCF3SO3、NaPF6、NaC
lO4 、NaI、NaBF4、NaAsF 6、KCF3
3、KPF6、KI等を挙げることができる。この中で
負極活物質としてアルカリ金属またはアルカリ金属合金
を使用する場合、負極活物質としてはリチウムまたはリ
チウム合金を用いた場合が高電圧、高容量であり、かつ
薄膜化が可能である点から最も好ましい。この場合、ア
ルカリ金属塩の種類としては、例えばリチウム塩が好ま
しい。また、炭素材負極の場合には、アルカリ金属塩だ
けでなく、4級アンモニウム塩、4級ホスホニウム塩、
遷移金属塩、各種プロトン酸が使用できる。
【0033】電池の構成において、負極にアルカリ金
属、アルカリ金属合金、炭素材料のようなアルカリ金属
イオンをキャリアーとする低酸化還元電位の電極活物質
(負極活物質)を用いることにより、高電圧、高容量の
電池が得られるので好ましい。このような電極活物質の
中では、リチウム金属あるいはリチウム/アルミニウム
合金、リチウム/鉛合金、リチウム/アンチモン合金等
のリチウム合金類が最も低酸化還元電位であるため特に
好ましい。また、炭素材料もLiイオンを吸蔵した場
合、低酸化還元電位となり、しかも安定、安全であると
いう点で特に好ましい。Liイオンを吸蔵放出できる炭
素材料としては、天然黒鉛、人造黒鉛、気相法黒鉛、石
油コークス、石炭コークス、ピッチ系炭素、ポリアセ
ン、C60 、C7 0 等のフラーレン類等が挙げられる。
【0034】電池の構成において、正極に金属酸化物、
金属硫化物、導電性高分子あるいは炭素材料のような高
酸化還元電位の電極活物質(正極活物質)またはこれち
の混合物を用いることにより、高電圧、高容量の電池が
得られるので好ましい。このような電極活物質の中で
は、充填密度が高くなり、体積容量密度が高くなるとい
う点では、酸化コバルト、酸化マンガン、酸化バナジウ
ム、酸化ニッケル、酸化モリブデン等の金属酸化物、硫
化モリブデン、硫化チタン、硫化バナジウム等の金属硫
化物が好ましく、特に酸化マンガン、酸化ニッケル、酸
化コバルト等が高容量、高電圧という点から好ましい。
これらを電極活物質としてリチウム電池に使用する場
合、電池の製造時に、例えば、LixCoO2やLix
nO2等の形でLi元素を金属酸化物あるいは金属硫化
物に挿入(複合)した状態で用いるのが好ましい。この
ようなLi元素を挿入する方法や、米国特許第4357
215号に記載されているように、Li2CO3等の塩と
金属酸化物を混合、加熱処理する方法によって正極の材
料が調製できる。
【0035】また柔軟で、薄膜にし易いという点では、
正極に導電性高分子を使用することが好ましい。導電性
高分子としては、例えばポリアニリン、ポリアセチレン
及びその誘導体、ポリピロール及びその誘導体、ポリチ
エニレン及びその誘導体、ポリピリジンジイル及びその
誘導体、ポリイソチアナフテニレン及びその誘導体、ポ
リフリレン及びその誘導体、ポリセレノフェン及びその
誘導体、ポリパラフェニレンビニレン、ポリチエニレン
ビニレン、ポリフリレンビニレン、ポリナフテニレンビ
ニレン、ポリセレノフェンビニレン、ポリピリジンジイ
ルビニレン等のポリアリレーンビニレン及びそれらの誘
導体等が挙げられる。中でも有機溶媒に可溶性のアニリ
ン誘導体の重合体が特に好ましい。これらの電池あるい
は電極において電極活物質として用いられる導電性高分
子は、後述のような化学的あるいは電気化学的方法ある
いはその他の公知の方法に従って製造される。
【0036】また、正極に使用できる炭素材料として
は、例えば天然黒鉛、人造黒鉛、気相法黒鉛、石油コー
クス、石炭コークス、フッ化黒鉛、ビッチ系炭素、ポリ
アセン等が挙げられる。また、本発明の電池あるいは電
極において電極活物質として用いられる炭素材料は、市
販のものを用いることができ、あるいは公知の方法に従
って製造される。本発明の電極あるいは電池における正
極活物質として、有機溶媒可溶性のアニリン系重合体を
用いると、成形を溶液塗布で行なうことができるので有
利であり、薄膜電池を作製する場合に極めて有利であ
る。アニリン系重合体としては、例えばポリアニリン、
ポリ−o−トルイジン、ポリ−m−トルイジン、ポリ−
o−アニシジン、ポリ−m−アニシジン、ポリキシリジ
ン類、ポリ−2,5−ジメトキシアニリン、ポリ−2,
6−ジメトキシアニリン、ポリ−2,5−ジエトキシア
ニリン、ポリ−2,6−ジエトキシアニリン、ポリ−o
−エトキシアニリン、ポリ−m−エトキシアニリン及び
これらの共重合体を挙げることができるが、特にこれら
に限定されるものではなく、アニリン誘導体から導かれ
る繰り返し単位を有する重合体であれば良い。また、有
機溶媒可溶性のアニリン系重合体の側鎖の導入量は、多
いほど溶解性という点では都合が良いが、導入量が増加
するほど、正極としての重量あたりの容量が低下すると
いうマイナス面が表れる。従って、好ましいアニリン重
合体としては、例えば、ポリアニリン、ポリ−o−トル
イジン、ポリ−m−トルイジン、ポリ−o−アニシジ
ン、ポリ−m−アニシジン、ポリキシリジン類が挙げら
れる。
【0037】本発明のポリマー電池は、例えばシート状
にした本発明の高分子電解質にシート状にした負極及び
正極を貼り合わせれることにより得られる。なお、シー
ト状の負極や正極は、例えば正極活物質または負極活物
質をシート状にした後、本発明の高分子固体電解質用樹
脂組成物を含浸させ、次いで電子線や紫外線等の電磁波
を照射して硬化させることにより得られる。
【0038】
【実施例】以下に本発明について代表的な例を示しさら
に具体的に説明する。なお、これらは説明のための単な
る例示であって、本発明はこれらに何等制限されるもの
ではない。
【0039】実施例1 ペンタエリスリトールポリ(平均値としてn=8)エト
キシレートテトラアクリレート1.5g、エチレンカー
ボネート(EC)2.00g、プロピレンカーボネート
(PC)1.00g、LiClO4 0.30g、ビス
(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2,4,4−トリ
メチルペンチルフォスフィンオキサイド(光重合開始
剤)0.05gをアルゴン雰囲気中でよく混合し、電解
質混合液を得た。この混合液をアルゴン雰囲気下、アル
ミ蒸着PETフィルム(30μm)のアルミ上にコータ
ーを用いて厚さ30μmに塗布後、高圧水銀灯で200
mJ/cm2照射することにより、高分子固体電解質を
形成させた後、この高分子固体電解質層の上からポリプ
ロピレンフィルム(30μm)を積層し、さらに300
mJ/cm2 高圧水銀灯を照射後、上下層のフィルムか
ら剥離することにより、約30μmの透明な自立フィル
ムとして高分子固体電解質を得た。このフィルムの25
℃、−20℃でのイオン伝導度を測定したところ、1×
10-3 s/cm(25℃)、4×10-4 s/cm(−
20℃)であった。
【0040】実施例2 ジトリメチロールプロパンポリ(平均値としてn=1
0)エトキシレートテトラアクリレート0.70g、ジ
ペンタエリスリトールポリ(平均値としてn=12)エ
トキシレートヘキサアクリレート0.80g、エチレン
カーボネート2.00g、プロピレンカーボネート1.
00g、LiPF6 0.35g、ビス(2,4,6−
トリメチルベンゾイル)−フェニルフォスフィンオキサ
イド(光重合開始剤)0.05gをアルゴン雰囲気中で
よく混合し、電解質混合液を得た。この混合液をアルゴ
ン雰囲気下、アルミ蒸着PETフィルム(30μm)の
アルミ上にコーターを用いて厚さ30μmに塗布後、高
圧水銀灯で200mJ/cm 2 照射することにより、高
分子固体電解質を形成させた後、この高分子固体電解質
層の上からポリプロピレンフィルム(30μm)を積層
し、さらに300mJ/cm2 高圧水銀灯を照射後、上
下層のフィルムから剥離することにより、約30μmの
透明な自立フィルムとして高分子固体電解質を得た。こ
のフィルムの25℃、−20℃でのイオン伝導度を測定
したところ、1×10-3 s/cm(25℃)、3×1
-4 s/cm(−20℃)であった。
【0041】上記の結果より、本発明の樹脂組成物を硬
化して得られた高分子固体電解質は、支持体から剥離で
きる強度を有しており、薄膜強度が良好で高イオン伝導
性を有していることは明らかである。
【0042】
【発明の効果】本発明の高分子固体電解質用樹脂組成物
は、特定の(メタ)アクリレート(A)と光重合開始剤
(B)と可塑剤(C)と電解質から構成されており、薄
膜加工性に優れ、膜強度が良好な薄膜が得られ易く、こ
の樹脂組成物を硬化して得られた高分子固体電解質は、
膜強度も良好で、また高イオン伝導性という特徴を有し
ている。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01M 10/40 H01G 9/00 301G Fターム(参考) 4J027 AB01 AC02 AC03 AC04 AC06 AE01 AG01 AJ08 BA07 BA19 BA27 CA10 CA13 CA14 CA15 CA17 CA20 CA25 CA26 CA27 CA29 CA33 CB10 CC05 4J100 AL67P AL67Q BA04P BA04Q BA08P BA08Q CA01 CA04 JA43 5H024 AA01 AA02 AA12 CC04 EE09 FF19 FF21 HH00 5H029 AJ01 AJ11 AK02 AK03 AK05 AL06 AL12 AM07 AM16 BJ04 EJ12 HJ00

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ペンタエリスリトールポリアルコキシレー
    トトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールポ
    リアルコキシレートテトラ(メタ)アクリレート、ジト
    リメチロールパンポリアルコキシレートテトラ(メタ)
    アクリレート、ジペンタエリスリトールポリアルコキシ
    レートペンタ(メタ)アクリレート及びジペンタエリス
    リトールポリアルコキシレートヘキサ(メタ)アクリレ
    ートから選択される一種又は2種以上の(メタ)アクリ
    レート(A)、可塑剤(C)及び電解質を含有すること
    を特徴とする高分子固体電解質用樹脂組成物。
  2. 【請求項2】光重合開始剤(B)を含有する請求項1記
    載の高分子固体電解質用樹脂組成物。
  3. 【請求項3】光重合開始剤(B)の、波長350〜45
    0nmにおける、最大モル吸光係数が50以上である請
    求項2記載の高分子固体電解質用樹脂組成物。
  4. 【請求項4】電解質が、アルカリ金属塩、4級アンモニ
    ウム塩、4級ホスホニウム塩、または遷移金属塩から選
    ばれた少なくとも一種である請求項1ないし3のいずれ
    か一項に記載の高分子固体電解質用樹脂組成物。
  5. 【請求項5】請求項1ないし4のいずれか一項に記載の
    高分子固体電解質用樹脂組成物の硬化物からなる高分子
    固体電解質。
  6. 【請求項6】シート状である請求項5に記載の高分子固
    体電解質。
  7. 【請求項7】請求項5または6に記載の高分子固体電解
    質を有するポリマー電池。
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