JP2000082328A - Gel-form electrolyte and lithium secondary battery - Google Patents

Gel-form electrolyte and lithium secondary battery

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JP2000082328A
JP2000082328A JP10247993A JP24799398A JP2000082328A JP 2000082328 A JP2000082328 A JP 2000082328A JP 10247993 A JP10247993 A JP 10247993A JP 24799398 A JP24799398 A JP 24799398A JP 2000082328 A JP2000082328 A JP 2000082328A
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JP
Japan
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electrolyte
gel electrolyte
polymer
gel
monomer
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JP10247993A
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Japanese (ja)
Inventor
Masamichi Onuki
正道 大貫
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Mitsubishi Chemical Corp
Original Assignee
Mitsubishi Chemical Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a gel-form electrolyte for lithium secondary battery, which meets the requirements of high ionic conductivity and excellent mechanical strength compatibly. SOLUTION: This gel-form electrolyte is characterized, in an electrolytic solution included in a polymer, by 1) the polymer consists of multi-functional monomers of polyalkylene glycol base or polyalkylene sulfide base having a plurality of unsaturated double bonds of polymerization and monofunctional monomers having one unsaturated double bond of polymerization, by 2) the polyalkylene glycol unit number or polyalkylene sulfide unit number of multi- functional monomer is no less than 7 in the mean, and by 3) the ratio by weight of the polymer to the gel-form electrolyte ranges form 1 to 18%.

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、ゲル状の高分子固
体電解質に関するものである。詳しくは、放電特性など
に優れたリチウム二次電池を構築できるゲル状電解質に
関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gel polymer solid electrolyte. More specifically, the present invention relates to a gel electrolyte capable of constructing a lithium secondary battery having excellent discharge characteristics and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、リチウム二次電池などに使用
する電解質として、液漏れを原理上完全に抑制できるゲ
ル状の固体電解質を用いる検討が行われている。ポリエ
チレンオキシド(PEO)に代表されるポリエーテル類
は、イオン導電性を有することが見いだされて以来電解
質として長く検討されているが、イオン導電度が低いた
め実用的な電池を与えることはできなかった。そこで最
近ではイオン導電性を改良するために、可塑剤を含有し
た固体電解質が種々提案されている。それらはポリビニ
リデンフルオライド(PVdF)やポリアクリロニトリ
ル(PAN)などのポリマーに電解液を含浸させたタイ
プと電解液の存在下で不飽和2重結合を有するモノマー
を重合させたタイプとに大別される。前者のポリマー含
浸型電解質は含浸時にポリマーを一旦溶解させるために
高温にする必要があるなど生産工程上負荷が大きい。
2. Description of the Related Art Heretofore, studies have been made on using a gel-like solid electrolyte which can completely suppress liquid leakage in principle as an electrolyte used in a lithium secondary battery or the like. Polyethers represented by polyethylene oxide (PEO) have long been considered as electrolytes since they were found to have ionic conductivity, but cannot provide a practical battery due to low ionic conductivity. Was. Therefore, various solid electrolytes containing a plasticizer have recently been proposed in order to improve ionic conductivity. They are roughly classified into a type in which a polymer such as polyvinylidene fluoride (PVdF) or polyacrylonitrile (PAN) is impregnated with an electrolytic solution, and a type in which a monomer having an unsaturated double bond is polymerized in the presence of the electrolytic solution. Is done. The former polymer-impregnated electrolyte has a heavy load in the production process, for example, it needs to be heated to a high temperature to once dissolve the polymer during the impregnation.

【0003】一方、後者のモノマー架橋型電解質は種々
のモノマーを組み合わせることができるなど設計上の自
由度が高い。しかしながら、イオン導電度を高めるべく
モノマー量を少なくすると、ゲル状電解質の強度が低く
なり、固体を形成しない場合すらあるという問題点があ
る。一般にゲル状の電解質は、リチウム塩などの支持電
解質を溶媒に溶解してなる電解液を高分子中に保持する
構造を採用する。従って、その機械的強度を上げるため
には高分子の割合を増やせばよいが、その場合は電解液
の割合が減る分イオン導電性は悪化する。逆に、電解液
の割合を増加させれば、イオン導電性は改善されるがゲ
ルの機械的強度を悪化させることとなる。例えばゲル状
電解質を用いた電池の場合、ゲル状電解質のイオン導電
性は電池の性能に、機械的強度は電池の安全性にそれぞ
れ直接影響する重要な因子である。従って、これらを同
時に実現するゲル状電解質の出現が切望されていた。
On the other hand, the latter monomer-crosslinked electrolyte has a high degree of freedom in design, for example, various kinds of monomers can be combined. However, when the amount of the monomer is reduced to increase the ionic conductivity, there is a problem that the strength of the gel electrolyte is reduced and the solid electrolyte may not be formed. In general, a gel electrolyte adopts a structure in which an electrolyte solution obtained by dissolving a supporting electrolyte such as a lithium salt in a solvent is held in a polymer. Therefore, in order to increase the mechanical strength, the proportion of the polymer may be increased, but in that case, the ionic conductivity is deteriorated by the decrease in the proportion of the electrolytic solution. Conversely, if the proportion of the electrolytic solution is increased, the ionic conductivity is improved, but the mechanical strength of the gel is deteriorated. For example, in the case of a battery using a gel electrolyte, the ionic conductivity of the gel electrolyte is an important factor directly affecting the performance of the battery, and the mechanical strength is an important factor directly affecting the safety of the battery. Therefore, the emergence of a gel electrolyte realizing these simultaneously has been desired.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、高い
イオン導電性と強度を両立する、ゲル状電解質を提供す
ることにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a gel electrolyte which has both high ionic conductivity and strength.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記の課
題を解決すべく鋭意検討した結果、相対的にゲル状電解
質中の高分子濃度の低い領域において、高分子のモノマ
ー成分として重合する部分を1つ有する単官能モノマー
と複数有するポリアルキレングリコール系又はポリアル
キレンスルフィド系の多官能モノマーとを併用し、且
つ、多官能モノマー中のポリアルキレングリコールユニ
ット数又はポリアルキレンスルフィドユニット数(以
下、これらをまとめて「ユニット数」ということがあ
る)を7以上とすることによって、高いイオン導電性と
優れた機械的強度が得られることを見い出した。一般
に、単官能モノマーと多官能モノマーとを併用した場
合、多官能モノマーは、単官能モノマーの鎖状重合体同
志を結合する架橋剤としての機能を有していると考えら
れるので、多官能モノマーのユニット数が多いことは単
位重量当たりの架橋点密度を下げることになるが、それ
にもかかわらず、ゲル状電解質中の高分子濃度が低い領
域においては、ゲルの機械的強度が改善されるというこ
とは、実に驚くべき知見である。
Means for Solving the Problems The present inventors have conducted intensive studies to solve the above-mentioned problems, and as a result, in a region where the polymer concentration in the gel electrolyte is relatively low, the polymer is polymerized as a polymer monomer component. And a polyalkylene glycol-based or polyalkylene sulfide-based polyfunctional monomer having one and a plurality of polyalkylene glycol units or polyalkylene sulfide units (hereinafter referred to as the number of polyalkylene glycol units or polyalkylene sulfide units in the polyfunctional monomer). It has been found that by setting the “unit number” to 7 or more, high ionic conductivity and excellent mechanical strength can be obtained. In general, when a monofunctional monomer and a polyfunctional monomer are used in combination, the polyfunctional monomer is considered to have a function as a cross-linking agent that binds the chain polymers of the monofunctional monomer. The higher the number of units, the lower the crosslinking point density per unit weight, but nevertheless, in regions where the polymer concentration in the gel electrolyte is low, the mechanical strength of the gel is improved. That is a truly surprising finding.

【0006】すなわち、本発明の要旨は、高分子中に電
解液が保持されてなるゲル状電解質において、1)高分
子が、重合性の不飽和二重結合を複数有するポリアルキ
レングリコール又はポリアルキレンスルフィド系の多官
能モノマーと、重合性の不飽和二重結合を1つ有する単
官能モノマーとを含むモノマーを重合して得られる高分
子であり、2)多官能モノマーのポリアルキレングリコ
ールユニット数又はポリアルキレンスルフィドユニット
数は平均で7以上であり、且つ3)高分子のゲル状電解
質に対する重量比が1〜18%である、ことを特徴とす
るゲル状電解質、及びそれを用いたリチウム二次電池に
存する。
[0006] That is, the gist of the present invention is to provide a gel electrolyte in which an electrolytic solution is held in a polymer, wherein 1) the polymer is a polyalkylene glycol or a polyalkylene having a plurality of polymerizable unsaturated double bonds. A polymer obtained by polymerizing a monomer containing a sulfide polyfunctional monomer and a monofunctional monomer having one polymerizable unsaturated double bond, and 2) the number of polyalkylene glycol units of the polyfunctional monomer or A gel electrolyte characterized in that the number of polyalkylene sulfide units is 7 or more on average, and 3) a weight ratio of the polymer to the gel electrolyte is 1 to 18%, and lithium secondary using the same. Exists in batteries.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】以下、本発明について詳述する。
本発明のゲル状電解質は、高分子中に電解液を保持して
なる。そして、該高分子は、重合性の不飽和二重結合を
1つ有する単官能モノマーと、重合性の不飽和二重結合
を複数有するポリアルキレングリコール系又はポリアル
キレンスルフィド系の多官能モノマーとを含むモノマー
を重合して得られる高分子である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The gel electrolyte of the present invention comprises an electrolyte held in a polymer. The polymer comprises a monofunctional monomer having one polymerizable unsaturated double bond and a polyalkylene glycol-based or polyalkylene sulfide-based polyfunctional monomer having a plurality of polymerizable unsaturated double bonds. It is a polymer obtained by polymerizing the containing monomer.

【0008】単官能モノマーとしては、アクリレート、
メタクリレートなどの不飽和エステル類、エチレン、ス
チレンなどの単純オレフィン類、塩化ビニル、酢酸ビニ
ル、アクリロニトリルなどのビニル化合物などが挙げら
れる。中でもアクリレート及びメタクリレートなどの不
飽和エステル類はラジカル重合がしやすい点で好まし
い。特にアクリレートは反応速度は速く電解質の生産性
向上につながるため好ましい。このような好ましい単官
能モノマーの例として、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やエチレンスルフィド
やプロピレンスルフィド等のアルキレンスルフィドの単
量体や多量体の一方の末端に、アクリロイル基やメタク
リロイル基が結合した化合物を挙げることができる。さ
らに具体的には、下記一般式(I)で表される化合物が
挙げられる。
As monofunctional monomers, acrylates,
Examples include unsaturated esters such as methacrylate, simple olefins such as ethylene and styrene, and vinyl compounds such as vinyl chloride, vinyl acetate and acrylonitrile. Among them, unsaturated esters such as acrylate and methacrylate are preferable because radical polymerization is easy. In particular, acrylate is preferable because the reaction speed is high and the productivity of the electrolyte is improved. As an example of such a preferable monofunctional monomer, an acryloyl group or a methacryloyl group is bonded to one end of an alkylene oxide such as ethylene oxide or propylene oxide or an alkylene sulfide monomer or multimer such as ethylene sulfide or propylene sulfide. Compounds can be mentioned. More specifically, a compound represented by the following general formula (I) can be mentioned.

【0009】[0009]

【化3】 Embedded image

【0010】(ここで、mは1〜4;Xは酸素原子又は
硫黄原子;R1 は水素原子又は低級アルキル基;R2
低級アルキル基又はアリール基;R3 及びR4 はそれぞ
れ水素原子又は低級アルキル基であり、複数のR3 又は
4 はそれぞれ同じであっても異なっていてもよい)こ
の中でも、Xとしては酸素原子が好ましく、mとしては
1又は2であるのが好ましい。R1 は好ましくは水素又
は炭素数1〜4のアルキル基であり、特に好ましくは水
素原子又はメチル基である。また、R2 のアルキル基と
しては、炭素数1〜4のアルキル基が好ましく、さらに
好ましくはメチル基又はエチル基である。R2 のアリー
ル基としては、フェニル基、ナフチル基等が挙げられ、
好ましくはフェニル基である。さらにまた、R3 及びR
4 は水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基が好まし
く、特に好ましくは水素原子又はメチル基であり、水素
原子であるのが最も好ましい。
(Where m is 1 to 4; X is an oxygen atom or a sulfur atom; R 1 is a hydrogen atom or a lower alkyl group; R 2 is a lower alkyl group or an aryl group; R 3 and R 4 are each a hydrogen atom Or a lower alkyl group, and a plurality of R 3 or R 4 may be the same or different.) Among them, X is preferably an oxygen atom, and m is preferably 1 or 2. R 1 is preferably hydrogen or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, particularly preferably a hydrogen atom or a methyl group. The alkyl group for R 2 is preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and more preferably a methyl group or an ethyl group. Examples of the aryl group for R 2 include a phenyl group and a naphthyl group.
Preferably it is a phenyl group. Furthermore, R 3 and R
4 is preferably a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, particularly preferably a hydrogen atom or a methyl group, and most preferably a hydrogen atom.

【0011】好適に用いられるモノマーの具体例として
は、2−メトキシエチルアクリレート、2−エトキシエ
チルアクリレートなどの2−アルコキシエチルアクリレ
ート類、ジエチレングリコールメチルエーテルアクリレ
ート、ジエチレングリコールエチルエーテルアクリレー
トなどのジエチレングリコールアルキルエーテルアクリ
レート類、ポリエチレングリコールフェニルエーテルア
クリレート、ポリエチレングリコールノニルフェニルエ
ーテルアクリレートなどのポリエチレングリコールアリ
ールエーテルアクリレート類、アクリル酸2−(メチル
チオ)エチルなどの含硫黄アクリレート類が挙げられ
る。特に分子量が小さく、しかもエーテルユニットを持
つ2−アルコキシエチルアクリレート類及びジエチレン
グリコールアルキルエーテルアクリレート類は好適に用
いられる。分子量が小さいと単位体積あたりのアクリロ
イル基またはメタクリロイル基等の重合性の不飽和二重
結合を有する部分の割合が増加するので、強度向上につ
ながる。またエーテルユニットはリチウム等の電解液中
の支持電解質の金属イオンとの親和性が高いためイオン
導電度の向上に寄与するので有効である。なお、上記い
ずれのモノマーにおいても、水素原子の一部がハロゲン
原子等によって置換されていてもよい。
Specific examples of preferably used monomers include 2-alkoxyethyl acrylates such as 2-methoxyethyl acrylate and 2-ethoxyethyl acrylate, and diethylene glycol alkyl ether acrylates such as diethylene glycol methyl ether acrylate and diethylene glycol ethyl ether acrylate. And polyethylene glycol aryl ether acrylates such as polyethylene glycol phenyl ether acrylate and polyethylene glycol nonyl phenyl ether acrylate, and sulfur-containing acrylates such as 2- (methylthio) ethyl acrylate. Particularly, 2-alkoxyethyl acrylates and diethylene glycol alkyl ether acrylates having a small molecular weight and having an ether unit are preferably used. When the molecular weight is small, the ratio of a portion having a polymerizable unsaturated double bond such as an acryloyl group or a methacryloyl group per unit volume increases, which leads to an improvement in strength. The ether unit is effective because it has a high affinity for metal ions of a supporting electrolyte in an electrolyte such as lithium and contributes to an improvement in ionic conductivity. In any of the above monomers, a part of the hydrogen atoms may be replaced by a halogen atom or the like.

【0012】また本発明における多官能モノマーは、ポ
リエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等の
アルキレングリコール系の化合物やポリエチレンスルフ
ィドやポリプロピレンスルフィド等のアルキレンスルフ
ィド系の化合物の両末端等にアクリロイル基、メタクリ
ロイル基、ビニル基、アリル基等の不飽和二重結合を有
する基が2つ以上結合したものである。好ましくは、両
末端にアクリロイル基及び/又はメタクリロイル基等の
アクリル系の基が結合したものである。また、そのユニ
ット数は7以上であり、具体的には下記一般式(II)で
表される化合物を挙げることができる。
The polyfunctional monomer in the present invention may be an acryloyl group, a methacryloyl group or a vinyl group at both ends of an alkylene glycol compound such as polyethylene glycol or polypropylene glycol or an alkylene sulfide compound such as polyethylene sulfide or polypropylene sulfide. , Two or more groups having an unsaturated double bond such as an allyl group. Preferably, an acrylic group such as an acryloyl group and / or a methacryloyl group is bonded to both ends. Further, the number of the units is 7 or more, and specific examples include a compound represented by the following general formula (II).

【0013】[0013]

【化4】 Embedded image

【0014】(ここで、nは7以上;R5 は水素原子又
は低級アルキル基であり、複数のR5は互いに同じでも
異なっていてもよい;R6 及びR7 はそれぞれ水素原子
又は低級アルキル基であり、複数のR6 又はR7 はそれ
ぞれ同じでも異なっていてもよい;Xは酸素原子又は硫
黄原子)R5 としては、好ましくは水素原子又は炭素数
1〜4のアルキル基であり、特に好ましくは水素原子又
はメチル基である。また、R6 及びR7 としては、水素
原子又は炭素数1〜4のアルキル基が好ましく、特に好
ましくは水素原子又はメチル基であり、水素原子である
のが最も好ましい。また、Xとしては酸素原子が好まし
い。さらに又、nは7以上であるが、通常7〜100、
好ましくは7〜50である。
(Where n is 7 or more; R 5 is a hydrogen atom or a lower alkyl group; a plurality of R 5 may be the same or different; R 6 and R 7 are each a hydrogen atom or a lower alkyl group) A plurality of R 6 or R 7 may be the same or different; X is an oxygen atom or a sulfur atom) R 5 is preferably a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, Particularly preferred is a hydrogen atom or a methyl group. R 6 and R 7 are preferably a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, particularly preferably a hydrogen atom or a methyl group, and most preferably a hydrogen atom. X is preferably an oxygen atom. Furthermore, n is 7 or more, usually 7 to 100,
Preferably it is 7-50.

【0015】ユニット数nが7よりも小さいと電解質の
強度が弱くなり好ましくない。これは分子量の低下に伴
い単位体積当たりの不飽和二重結合の割合は増加する一
方で、物質移動が起こりやすくなるために多官能モノマ
ー同士での反応が進行し易くなり架橋点が不均質となっ
てしまうためと推定される。すなわち、主骨格である単
官能モノマーと架橋剤である多官能モノマーの反応性の
バランスが釣り合わなくなり不均質で強度の弱い固体電
解質を与えることとなる。またユニット数nが大きすぎ
ると分子量増加に伴い単位重量当たりの架橋点数が少な
くなりすぎるために硬化しにくくなり、しかも溶媒に対
する溶解性が悪くなることがある。なお、購入可能な化
合物の中にはいくつかのユニット数nを有するものの混
合物であるものも存在する。従ってこの場合ユニット数
nは平均値としての値となる。
If the number n of units is smaller than 7, the strength of the electrolyte becomes weak, which is not preferable. This is because while the ratio of unsaturated double bonds per unit volume increases with a decrease in molecular weight, mass transfer tends to occur, so the reaction between polyfunctional monomers easily progresses, and the crosslinking point becomes heterogeneous. It is presumed that it becomes. That is, the balance between the reactivity of the monofunctional monomer as the main skeleton and the reactivity of the polyfunctional monomer as the cross-linking agent is not balanced, and a heterogeneous and weak solid electrolyte is provided. On the other hand, if the number of units n is too large, the number of cross-linking points per unit weight becomes too small as the molecular weight increases, so that curing becomes difficult and the solubility in a solvent may be deteriorated. Some of the commercially available compounds are mixtures of compounds having several units n. Therefore, in this case, the number n of units is a value as an average value.

【0016】より具体的な多官能モノマーとしては、ポ
リエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレング
リコールジメタクリレート、ポリプロピレングリコール
ジアクリレート、ポリプロピレングリコールジメタクリ
レート、ポリブチレングリコールジアクリレート、ポリ
ブチレングリコールジメタクリレートなどのポリアルキ
レングリコールジエステル類、ポリエチレングリコール
ジビニルエーテル、ポリプロピレングリコールジビニル
エーテル、ポリブチレングリコールジビニルエーテルな
どのポリアルキレングリコールジビニルエーテル類など
が挙げられる。特にポリエチレングリコールジアクリレ
ート及びポリエチレングリコールジメタクリレート又は
反応性が高く、安価で入手がしやすいことから好適に用
いられる。
More specific polyfunctional monomers include polyalkylene glycol diesters such as polyethylene glycol diacrylate, polyethylene glycol dimethacrylate, polypropylene glycol diacrylate, polypropylene glycol dimethacrylate, polybutylene glycol diacrylate, and polybutylene glycol dimethacrylate. And polyalkylene glycol divinyl ethers such as polyethylene glycol divinyl ether, polypropylene glycol divinyl ether, and polybutylene glycol divinyl ether. In particular, polyethylene glycol diacrylate and polyethylene glycol dimethacrylate are preferably used because they have high reactivity, are inexpensive and easily available.

【0017】多官能モノマーとして、上記の2官能モノ
マー以外に、3官能モノマーやそれ以上の多官能モノマ
ー等も使用できる。3官能モノマーとしては、トリメチ
ロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロ
パントリメタクリレート、トリメチロールプロパンエト
キシレートトリアクリレート、トリメチロールプロパン
エトキシレートトリメタクリレート、トリメチロールプ
ロパンプロポキシレートトリアクリレート、トリメチロ
ールプロパンプロポキシレートトリメタクリレート、ペ
ンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリ
トールトリメタクリレートなどが挙げられる。また、4
官能以上のモノマーとしては、ペンタエリスリトールテ
トラアクリレート、ペンタエリスリトールテトラメタク
リレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレー
ト、ジトリメチロールプロパンテトラメタクリレート、
ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、ジペンタ
エリスリトールペンタメタクリレートなどが挙げられ
る。
As the polyfunctional monomer, besides the above-mentioned bifunctional monomer, a trifunctional monomer or a polyfunctional monomer having a higher functionality can be used. Examples of the trifunctional monomer include trimethylolpropane triacrylate, trimethylolpropane trimethacrylate, trimethylolpropane ethoxylate triacrylate, trimethylolpropane ethoxylate trimethacrylate, trimethylolpropanepropoxylate triacrylate, trimethylolpropanepropanepropoxylate trimethacrylate, Pentaerythritol triacrylate, pentaerythritol trimethacrylate and the like can be mentioned. Also, 4
Functional or higher monomers include pentaerythritol tetraacrylate, pentaerythritol tetramethacrylate, ditrimethylolpropane tetraacrylate, ditrimethylolpropane tetramethacrylate,
Examples include dipentaerythritol pentaacrylate, dipentaerythritol pentamethacrylate, and the like.

【0018】本発明のゲル状電解質中の高分子は、上記
の単官能モノマーと多官能モノマーとを重合させて得る
ことができる。高分子中の単官能モノマーと多官能モノ
マーとのモル比は、通常1/99以上、好ましくは50
/50以上、さらに好ましくは55/45以上であり、
また通常は99/1以下、好ましくは90/10以下で
ある。この割合が大きすぎても小さすぎても、本発明の
効果が十分でなくなる傾向にある。また、モノマー成分
として、上記以外のモノマーを使用することもできる
が、通常は、モノマー成分の90モル%以上を上記の単
官能モノマー又は多官能モノマーとする。
The polymer in the gel electrolyte of the present invention can be obtained by polymerizing the above monofunctional monomer and polyfunctional monomer. The molar ratio between the monofunctional monomer and the polyfunctional monomer in the polymer is usually 1/99 or more, preferably 50
/ 50 or more, more preferably 55/45 or more,
It is usually at most 99/1, preferably at most 90/10. If the ratio is too large or too small, the effect of the present invention tends to be insufficient. As the monomer component, a monomer other than the above may be used, but usually, 90% by mole or more of the monomer component is the above monofunctional monomer or polyfunctional monomer.

【0019】高分子の重量平均分子量は通常1万以上、
好ましくは10万以上、また通常は500万以下、好ま
しくは100万以下である。大きすぎると粘度が高すぎ
て取り扱いが困難になり、小さすぎるとゲルを形成しに
くくなる傾向にある。本発明のゲル状電解質中の高分子
のゲル状電解質全体に占める割合は、1〜18重量%で
ある。この割合が小さすぎるとゲルの機械的強度が不足
する傾向にあるので、好ましくは4重量%以上であり、
また、大きすぎるとイオン導電性が不足し、また本発明
の特異的効果が顕著に表れにくい傾向にあるので、好ま
しくは15重量%以下である。また、高分子の電解液に
対する割合は、通常1重量%以上、好ましくは5重量%
以上、通常25重量%以下、好ましくは20重量%以下
である。この割合が大きすぎたり、小さすぎたりする場
合も上記と同様の傾向がみられる。
The weight average molecular weight of the polymer is usually 10,000 or more,
Preferably it is 100,000 or more, usually 5,000,000 or less, preferably 1,000,000 or less. If it is too large, the viscosity is too high and handling becomes difficult, and if it is too small, gel tends to be difficult to form. The ratio of the polymer in the gel electrolyte of the present invention to the entire gel electrolyte is 1 to 18% by weight. If this ratio is too small, the mechanical strength of the gel tends to be insufficient, so it is preferably at least 4% by weight,
On the other hand, if it is too large, ionic conductivity tends to be insufficient, and the specific effect of the present invention tends to be remarkably hard to appear. Therefore, the content is preferably 15% by weight or less. The ratio of the polymer to the electrolyte is usually 1% by weight or more, preferably 5% by weight.
As described above, it is usually at most 25% by weight, preferably at most 20% by weight. When the ratio is too large or too small, the same tendency as above is observed.

【0020】本発明のゲル状電解質は電解液を含有して
いる。電解液は、非水系の溶媒に支持電解質を溶解した
ものが使用できる。支持電解質としては、リチウム塩、
ナトリウム塩、カリウム塩などの各種のアルカリ金属塩
やアルカリ土類金属塩が使用できるが、好ましくはリチ
ウム塩である。
The gel electrolyte of the present invention contains an electrolytic solution. As the electrolytic solution, a solution in which a supporting electrolyte is dissolved in a non-aqueous solvent can be used. As the supporting electrolyte, lithium salt,
Various alkali metal salts such as sodium salt and potassium salt and alkaline earth metal salts can be used, and lithium salts are preferred.

【0021】リチウム塩としては、特に制限はないが、
LiPF6 、LiAsF6 、LiBF4 、LiSb
6 、LiAlCl4 、LiClO4 、CF3 SO3
i、C49 SO3 Li、CF3 COOLi、(CF3
CO)2 NLi、(CF3 SO22 NLi、(C2
5 SO2 )NLiなどのリチウム塩が挙げられる。特に
溶媒に溶けやすく高い解離度を示すLiPF6 、LiC
lO4 、CF3 SO3 Liは好適に用いられる。これら
は、複数を同時に用いてもよい。
The lithium salt is not particularly limited,
LiPF 6 , LiAsF 6 , LiBF 4 , LiSb
F 6 , LiAlCl 4 , LiClO 4 , CF 3 SO 3 L
i, C 4 F 9 SO 3 Li, CF 3 COOLi, (CF 3
(CO) 2 NLi, (CF 3 SO 2 ) 2 NLi, (C 2 F
5 SO 2 ) NLi and the like. Particularly, LiPF 6 and LiC which are easily soluble in a solvent and exhibit a high degree of dissociation
IO 4 and CF 3 SO 3 Li are preferably used. A plurality of these may be used simultaneously.

【0022】支持電解質の量は、ゲル状電解質に対し
て、通常1重量%以上、好ましくは5重量%以上、また
通常は30重量%以下、好ましくは20重量%以下であ
る。また、電解液に対して、通常0.5〜2.5mol
/Lの濃度とされる。支持電解質の量が少なすぎても多
すぎてもイオン導電度は低下する傾向にある。
The amount of the supporting electrolyte is usually at least 1% by weight, preferably at least 5% by weight, and usually at most 30% by weight, preferably at most 20% by weight, based on the gel electrolyte. Also, usually 0.5 to 2.5 mol with respect to the electrolytic solution
/ L. If the amount of the supporting electrolyte is too small or too large, the ionic conductivity tends to decrease.

【0023】電解液に使用する溶媒としては、支持電解
質を溶解させるものであれば特に限定されないが、高い
イオン導電性を得るために、通常ジメチルカーボネート
(DMC)、エチレンカーボネート(EC)、ジエチル
カーボネート(DEC)、プロピレンカーボネート(P
C)、ブチレンカーボネート(BC)、メチルエチルカ
ーボネート(MEC)などのアルキルカーボネート類、
γ−ブチロラクトン、ギ酸メチルなどのエステル類、
1,2−ジメトキシエタン、テトラヒドロフランなどの
エーテル類、スルホラン、ジメチルスルホキシドなどの
含硫黄化合物類、が用いられる。またこれらの溶媒の混
合液を用いてもよい。またこれらの溶媒に予め所定量の
リチウム塩を溶解させたものが市販されており、これら
を用いてもよい。好ましくは、ジメチルカーボネート、
エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジエ
チルカーボネート、メチルエチルカーボネートからなる
群から選ばれた少なくとも一種である。
The solvent used in the electrolytic solution is not particularly limited as long as it dissolves the supporting electrolyte. However, in order to obtain high ionic conductivity, dimethyl carbonate (DMC), ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate and the like are usually used. (DEC), propylene carbonate (P
C), alkyl carbonates such as butylene carbonate (BC) and methyl ethyl carbonate (MEC);
esters such as γ-butyrolactone and methyl formate,
Ethers such as 1,2-dimethoxyethane and tetrahydrofuran, and sulfur-containing compounds such as sulfolane and dimethylsulfoxide are used. Further, a mixture of these solvents may be used. In addition, those in which a predetermined amount of a lithium salt is previously dissolved in these solvents are commercially available, and these may be used. Preferably, dimethyl carbonate,
It is at least one selected from the group consisting of ethylene carbonate, propylene carbonate, diethyl carbonate, and methyl ethyl carbonate.

【0024】溶媒の量は、ゲル状電解質に対して、通常
50重量%以上、好ましくは70重量%以上、また通常
は95重量%以下、好ましくは90重量%以下である。
溶媒が少なすぎるとイオン導電度が低下し、多すぎると
固体電解質の強度が弱くなる傾向にある。ゲル状電解質
中には、必要に応じて、各種の添加剤等が含有されてい
てもよい。例えば、トリフルオロプロピレンカーボネー
ト、ビニレンカーボネート、カテコールカーボネート、
1,6−Dioxaspiro[4,4]nonane
−2,7−dione、12−クラウン−4−エーテル
等を添加することができる。
The amount of the solvent is usually at least 50% by weight, preferably at least 70% by weight, and usually at most 95% by weight, preferably at most 90% by weight, based on the gel electrolyte.
If the amount of the solvent is too small, the ionic conductivity tends to decrease, and if the amount is too large, the strength of the solid electrolyte tends to decrease. The gel electrolyte may contain various additives, if necessary. For example, trifluoropropylene carbonate, vinylene carbonate, catechol carbonate,
1,6-Dioxaspiro [4,4] nonane
-2,7-done, 12-crown-4-ether and the like can be added.

【0025】本発明のゲル状電解質は、高分子と電解液
とを別々に調製した後、これらを接触させて、必要に応
じてゲル化のための処理を施すことによって製造するこ
とができる。ゲル化のための処理としては、加熱したの
ち冷却する方法や、紫外線などのエネルギー線を照射す
る方法が挙げられる。また、高分子のモノマー成分と電
解液とを混合した組成物を製造し、その後モノマー成分
を重合させることによっても本発明のゲル状電解質を得
ることができ、また好ましい方法である。
The gel electrolyte of the present invention can be produced by separately preparing a polymer and an electrolytic solution, bringing them into contact with each other, and subjecting them to a gelling treatment if necessary. Examples of the treatment for gelation include a method of cooling after heating, and a method of irradiating energy rays such as ultraviolet rays. The gel electrolyte of the present invention can also be obtained by producing a composition in which a polymer monomer component and an electrolytic solution are mixed and then polymerizing the monomer component, which is a preferable method.

【0026】モノマーを重合させる方法としては、重合
開始剤を加えることなく直接電子線やγ線などの放射線
を照射する方法、紫外線重合開始剤の存在下で紫外線を
照射する方法、有機過酸化物などの熱重合開始剤の存在
下で加熱する方法、酸化還元系の開始剤を用いたレドッ
クス系常温硬化法などが挙げられる。特に紫外線を照射
する方法は低温重合が可能で硬化に要する時間が短い点
で、また熱によって重合する方法は特別な装置を必要と
せず簡便である点で好ましい。
As a method of polymerizing the monomer, a method of directly irradiating radiation such as an electron beam or γ-ray without adding a polymerization initiator, a method of irradiating ultraviolet rays in the presence of an ultraviolet polymerization initiator, an organic peroxide, For example, a method of heating in the presence of a thermal polymerization initiator, a redox-based room-temperature curing method using an oxidation-reduction initiator, and the like. In particular, the method of irradiating with ultraviolet rays is preferable in that polymerization at a low temperature is possible and the time required for curing is short, and the method of polymerization by heat is preferable because it does not require a special device and is simple.

【0027】ゲル状電解質の調製に当たっては、水分の
混入には注意すべきであり、通常は各成分に予め脱水処
理を施しておくとともに、調製時の水分の混入を最小限
に止めるのが通常である。ゲル状電解質中の水分は通常
50ppm以下、好ましくは30ppm以下とする。水
分が多すぎると、リチウム二次電池等の非水系電池の用
途に適さない傾向にある。
In preparing the gel electrolyte, care must be taken to prevent the incorporation of moisture. Usually, it is usually to dehydrate each component in advance and to minimize the incorporation of moisture during preparation. It is. The water content in the gel electrolyte is usually 50 ppm or less, preferably 30 ppm or less. Too much water tends to be unsuitable for use in non-aqueous batteries such as lithium secondary batteries.

【0028】本発明におけるゲル状電解質はリチウム二
次電池等の二次電池の電解質層として用いることができ
る。また、電極の活物質層内のイオン移動相としても用
いることもできる。以下、本発明のゲル状電解質を適用
できるリチウム二次電池について説明する。本発明のゲ
ル状電解質を適用できるリチウム二次電池の基本的構成
は、従来公知の電池と同様であり、正極と負極とが電解
質層を介して積層されてケースに収納される。
The gel electrolyte in the present invention can be used as an electrolyte layer of a secondary battery such as a lithium secondary battery. Further, it can also be used as an ion mobile phase in the active material layer of the electrode. Hereinafter, a lithium secondary battery to which the gel electrolyte of the present invention can be applied will be described. The basic configuration of a lithium secondary battery to which the gel electrolyte of the present invention can be applied is the same as that of a conventionally known battery, and a positive electrode and a negative electrode are stacked via an electrolyte layer and housed in a case.

【0029】先ず、正極及び負極について説明する。正
極及び負極は、通常集電体上に設けられたリチウムイオ
ンの吸蔵放出可能な活物質含有層と当該層内に形成され
るイオン移動相とから構成することができる。イオン移
動相は、電解質層を構成するのと同様の電解質から構成
され、正極及び負極のイオン移動相を構成する電解質
は、例えば、活物質、バインダー及び溶剤を含有する電
極用塗料を集電体上に塗布して乾燥することにより空隙
を有する活物質層を形成し、当該活物質層に電解質形成
用の前記本発明の組成物等のゲル前駆体を塗布して空隙
中に含浸させた後にゲル化させる方法により形成され
る。
First, the positive electrode and the negative electrode will be described. The positive electrode and the negative electrode can be composed of an active material-containing layer capable of inserting and extracting lithium ions, usually provided on a current collector, and an ion mobile phase formed in the layer. The ion mobile phase is composed of the same electrolyte as that constituting the electrolyte layer, and the electrolyte constituting the ion mobile phase of the positive electrode and the negative electrode is, for example, a collector for an electrode containing an active material, a binder and a solvent. After forming on the active material layer having a void by applying and drying on, after applying a gel precursor such as the composition of the present invention for the electrolyte formation on the active material layer and impregnating in the voids It is formed by a gelling method.

【0030】集電体としては、通常、アルミ箔や銅箔な
どの金属箔が使用され、その厚さは適宜選択されるが、
通常1〜50μm好ましくは1〜30μmである。集電
体の厚さが薄過ぎる場合は、機械的強度が弱くなり、生
産上問題になり、厚過ぎる場合は、電池全体としての容
量が低下する。集電体は、活物質含有層の接着強度を高
めるため、予め粗面化処理して使用するのが好ましい。
粗面化方法としては、機械的研磨法、電解研磨法、化学
研磨法などが挙げられる。機械的研磨法においては、研
磨剤粒子を固着した研磨布紙、砥石、エメリバフ、鋼線
などを備えたワイヤーブラシ等が使用される。また、活
物質含有層の接着強度や導電性を高めるために、集電体
表面に中間層を形成してもよい。リチウムイオンの吸蔵
放出可能な正極活物質は、無機化合物と有機化合物とに
大別される。
As the current collector, a metal foil such as an aluminum foil or a copper foil is usually used, and its thickness is appropriately selected.
Usually, it is 1 to 50 μm, preferably 1 to 30 μm. If the thickness of the current collector is too small, the mechanical strength becomes weak, which causes a problem in production. If the thickness is too large, the capacity of the battery as a whole decreases. The current collector is preferably used after being subjected to a roughening treatment in advance in order to increase the adhesive strength of the active material-containing layer.
Examples of the surface roughening method include a mechanical polishing method, an electrolytic polishing method, and a chemical polishing method. In the mechanical polishing method, a polishing cloth paper having abrasive particles fixed thereon, a grindstone, an emery buff, a wire brush provided with a steel wire, or the like is used. Further, an intermediate layer may be formed on the surface of the current collector in order to increase the adhesive strength and the conductivity of the active material-containing layer. Positive electrode active materials capable of inserting and extracting lithium ions are roughly classified into inorganic compounds and organic compounds.

【0031】無機化合物から成る正極活物質としては、
遷移金属酸化物、リチウムと遷移金属との複合酸化物、
遷移金属硫化物などが挙げられる。上記の遷移金属とし
ては、Fe、Co、Ni、Mn等が使用される。正極活
物質に使用される無機化合物の具体例としては、Mn
O、V2 5 、V6 13、TiO2 等の遷移金属酸化
物、ニッケル酸リチウム、コバルト酸リチウム、マンガ
ン酸リチウム等のリチウムと遷移金属との複合酸化物、
TiS2 、FeS、MoS2 等の遷移金属硫化物が挙げ
られる。これらの化合物は、その特性を向上させるた
め、部分的に元素置換したものであってもよい。
As the positive electrode active material composed of an inorganic compound,
Transition metal oxides, composite oxides of lithium and transition metals,
Transition metal sulfide and the like. As the above transition metal, Fe, Co, Ni, Mn and the like are used. Specific examples of the inorganic compound used for the positive electrode active material include Mn
Transition metal oxides such as O, V 2 O 5 , V 6 O 13 and TiO 2 ; composite oxides of lithium and transition metals such as lithium nickelate, lithium cobaltate and lithium manganate;
Transition metal sulfides such as TiS 2 , FeS, and MoS 2 are mentioned. These compounds may be partially elementally substituted in order to improve their properties.

【0032】有機化合物から成る正極活物質としては、
例えば、ポリアニリン、ポリピロール、ポリアセン、ジ
スルフィド系化合物、ポリスルフィド系化合物、N−フ
ルオロピリジニウム塩などが挙げられる。正極活物質
は、上記の無機化合物と有機化合物の混合物であっても
よい。正極活物質の粒径は、電池の他の構成要件との兼
ね合いで適宜選択されるが、レート特性、サイクル特性
などの電池特性の向上の観点から、通常1〜30μm、
好ましくは1〜10μmとされる。
As a positive electrode active material composed of an organic compound,
For example, polyaniline, polypyrrole, polyacene, disulfide-based compounds, polysulfide-based compounds, N-fluoropyridinium salts and the like can be mentioned. The positive electrode active material may be a mixture of the above-mentioned inorganic compound and organic compound. The particle size of the positive electrode active material is appropriately selected in consideration of other components of the battery. From the viewpoint of improving battery characteristics such as rate characteristics and cycle characteristics, the particle size is usually 1 to 30 μm.
Preferably it is 1 to 10 μm.

【0033】リチウムイオンの吸蔵放出可能な負極活物
質としては、グラファイトやコークス等の炭素系活物質
が挙げられる。斯かる炭素系活物質は、金属、金属塩、
酸化物などとの混合体や被覆体の形態で利用することも
出来る。また、負極活物質としては、ケイ素、錫、亜
鉛、マンガン、鉄、ニッケル等の酸化物や硫酸塩、金属
リチウム、Li−Al、Li−Bi−Cd、Li−Sn
−Cd等のリチウム合金、リチウム遷移金属窒化物、シ
リコン等を使用できる。負極活物質の粒径は、電池の他
の構成要件との兼ね合いで適宜選択されるが、初期効
率、レート特性、サイクル特性などの電池特性の向上の
観点から、通常1〜50μm、好ましくは15〜30μ
mとされる。
Examples of the negative electrode active material capable of inserting and extracting lithium ions include carbon-based active materials such as graphite and coke. Such carbon-based active materials include metals, metal salts,
It can also be used in the form of a mixture with an oxide or a coating. Examples of the negative electrode active material include oxides and sulfates such as silicon, tin, zinc, manganese, iron, and nickel, lithium metal, Li-Al, Li-Bi-Cd, and Li-Sn.
A lithium alloy such as -Cd, a lithium transition metal nitride, silicon or the like can be used. The particle size of the negative electrode active material is appropriately selected in consideration of other components of the battery. However, from the viewpoint of improving battery characteristics such as initial efficiency, rate characteristics, and cycle characteristics, it is usually 1 to 50 μm, preferably 15 μm. ~ 30μ
m.

【0034】電極中には、必要に応じ、導電材料、補強
材などの各種の機能を発現する添加剤を含有させること
が出来る。導電材料としては、活物質に適量混合して導
電性を付与できるものであれば特に制限されないが、通
常、アセチレンブラック、カーボンブラック、黒鉛など
の炭素粉末、各種金属のファイバーや箔などが挙げられ
る。また、電池の安定性や寿命を高めるため、トリフル
オロプロピレンカーボネート、ビニレンカーボネート、
カテコールカーボネート、1,6−Dioxaspir
o[4,4]nonane−2,7−dione、12
−クラウン−4−エーテル等が使用できる。更に、補強
材として、各種の無機および有機の球状、板状、棒状ま
たは繊維状のフィラーが使用できる。電極用塗料を構成
するバインダーとしては、シリケートやガラスの様な無
機化合物や各種の樹脂が挙げられる。
[0034] The electrode may optionally contain additives exhibiting various functions such as a conductive material and a reinforcing material. The conductive material is not particularly limited as long as it is capable of imparting conductivity by being mixed in an appropriate amount with the active material, and usually includes acetylene black, carbon black, carbon powder such as graphite, and various metal fibers and foils. . In addition, to increase the stability and life of the battery, trifluoropropylene carbonate, vinylene carbonate,
Catechol carbonate, 1,6-Dioxaspir
o [4,4] nonane-2,7-dione, 12
-Crown-4-ether and the like can be used. Furthermore, various inorganic and organic spherical, plate-like, rod-like or fibrous fillers can be used as the reinforcing material. Examples of the binder constituting the electrode paint include inorganic compounds such as silicate and glass, and various resins.

【0035】上記のバインダー用樹脂としては、例え
ば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ−1,1−ジ
メチルエチレン等のアルカン系ポリマー、ポリブタジエ
ン、ポリイソプレン等の不飽和系ポリマー、ポリスチレ
ン、ポリメチルスチレン、ポリビニルピリジン、ポリ−
N−ビニルピロリドン等の環を有するポリマー、ポリメ
タクリル酸メチル、ポリメタクリル酸エチル、ポリメタ
クリル酸ブチル、ポリアクリル酸メチル、ポリアクリル
酸エチル、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリア
クリルアミド等のアクリル系ポリマー、ポリフッ化ビニ
ル、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレ
ン等のフッ素系樹脂、ポリアクリロニトリル、ポリビニ
リデンシアニド等のCN基含有ポリマー、ポリ酢酸ビニ
ル、ポリビニルアルコール等のポリビニルアルコール系
ポリマー、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン等のハ
ロゲン含有ポリマー、ポリアニリン等の導電性ポリマー
等が挙げられる。また、上記のポリマーの混合物、変成
体、誘導体、ランダム共重合体、交互共重合体、グラフ
ト共重合体、ブロック共重合体などであっても使用でき
る。これらの樹脂の分子量は、通常10000〜300
0000、好ましくは100000〜1000000と
される。分子量が低過ぎる場合は塗膜の強度が低下し、
高過ぎる場合は、粘度が高くなり電極の形成が困難にな
る。
Examples of the binder resin include alkane-based polymers such as polyethylene, polypropylene and poly-1,1-dimethylethylene; unsaturated polymers such as polybutadiene and polyisoprene; polystyrene, polymethylstyrene and polyvinylpyridine. , Poly-
Polymers having a ring such as N-vinylpyrrolidone, acrylics such as polymethyl methacrylate, polyethyl methacrylate, polybutyl methacrylate, polymethyl acrylate, polyethyl acrylate, polyacrylic acid, polymethacrylic acid, polyacrylamide, etc. Polymers, fluorine resins such as polyvinyl fluoride, polyvinylidene fluoride, and polytetrafluoroethylene; CN group-containing polymers such as polyacrylonitrile and polyvinylidene cyanide; polyvinyl alcohol polymers such as polyvinyl acetate and polyvinyl alcohol; and polyvinyl chloride And halogen-containing polymers such as polyvinylidene chloride, and conductive polymers such as polyaniline. Further, a mixture, a modified product, a derivative, a random copolymer, an alternating copolymer, a graft copolymer, a block copolymer or the like of the above-mentioned polymers can be used. The molecular weight of these resins is usually 10,000 to 300
0000, preferably 100,000 to 1,000,000. If the molecular weight is too low, the strength of the coating decreases,
If it is too high, the viscosity becomes high and it becomes difficult to form an electrode.

【0036】電極用塗料の調製において、活物質100
重量部に対するバインダーの配合量は、通常0.1〜3
0重量部、好ましくは1〜15重量部とされる。バイン
ダーの配合量が少な過ぎる場合は電極の強度が低下し、
多過ぎる場合は活物質含有層中の空隙量が低下し、ゲル
状電解質形成用の電解液を含浸させることが困難とな
る。電極用塗料の調製に使用する溶剤の種類は、活物質
に対して不活性であり且つバインダーを溶解し得る限り
特に制限されず、無機または有機の何れの溶剤であって
もよい。好適な溶剤の一例としては、N−メチルピロリ
ドンが挙げられる。また、電極用塗料の調製には、ボー
ルミル、サンドミル、二軸混練機などが使用される。
In preparing the electrode coating material, the active material 100
The compounding amount of the binder with respect to parts by weight is usually 0.1 to 3
0 parts by weight, preferably 1 to 15 parts by weight. If the amount of the binder is too small, the strength of the electrode decreases,
If the amount is too large, the amount of voids in the active material-containing layer will decrease, making it difficult to impregnate the electrolyte for forming a gel electrolyte. The type of solvent used for preparing the electrode coating material is not particularly limited as long as it is inert to the active material and can dissolve the binder, and may be any of inorganic and organic solvents. One example of a suitable solvent is N-methylpyrrolidone. In addition, a ball mill, a sand mill, a twin-screw kneader, or the like is used for preparing the electrode coating material.

【0037】また、空隙を有する活物質層は、活物質を
バインダーとの混合物を加熱により軟化させた状態で集
電体上に圧着または吹き付ける方法によっても形成する
ことが出来る。この場合も活物質100重量部に対する
バインダーの配合量は上記の範囲とされる。更に、集電
体上に活物質のみを焼き付ける方法も採用することが出
来る。
The active material layer having voids can also be formed by a method in which a mixture of the active material and a binder is softened by heating and then pressed or sprayed onto a current collector. Also in this case, the blending amount of the binder with respect to 100 parts by weight of the active material is in the above range. Further, a method of baking only the active material on the current collector can be adopted.

【0038】正極および負極のイオン移動相の電解質
は、好ましくは活物質層に電解質形成用の組成物を塗布
して空隙中に含浸させた後にゲル化させる方法により形
成することができる。無論、活物質層を形成する成分と
前記の組成物を混合したものを塗布した後に重合してゲ
ル化する方法や、前記の組成物を重合すること等によっ
てゲル状電解質を作成し、これを加熱して粘度を下げた
状態で活物質層に含浸させて後冷却する方法も採用でき
る。イオン移動相の電解質として本発明のゲル状電解質
を使用する場合、前記組成物として、高分子の原料とな
るモノマー成分と電解液とを含む組成物を使用すること
ができる。前記好ましい方法は、電解液の粘度が低いた
め、活物質層の空隙中に電解液を含浸させるのが容易で
ある。活物質層の厚さは通常1mm以下であるため、電
解液の含浸は速やかに完了する。また、何れの方法によ
る場合も塗膜にカレンダー処理を加えることにより、塗
膜を圧密し活物質の充填量を高めることが出来る。
The electrolyte of the ion mobile phase of the positive electrode and the negative electrode can be preferably formed by a method in which a composition for forming an electrolyte is applied to the active material layer, impregnated into voids, and then gelled. Needless to say, a method of polymerizing and gelling after applying a mixture of the components forming the active material layer and the above-described composition, or forming a gel electrolyte by polymerizing the above-described composition and the like, A method of impregnating the active material layer in a state where the viscosity is reduced by heating and then cooling after that can be adopted. When the gel electrolyte of the present invention is used as the electrolyte of the ion mobile phase, a composition containing a monomer component serving as a raw material of a polymer and an electrolytic solution can be used as the composition. In the preferred method, since the viscosity of the electrolytic solution is low, it is easy to impregnate the voids in the active material layer with the electrolytic solution. Since the thickness of the active material layer is usually 1 mm or less, impregnation with the electrolytic solution is completed quickly. In any case, by applying a calender treatment to the coating film, the coating film can be compacted and the filling amount of the active material can be increased.

【0039】次に、電解質層について説明する。電解質
層は、本発明のゲル状電解質で構成することができる。
この際、電解質は、多孔膜等の構造体に含浸、保持され
ることができる。上記の電解質層用構造体は、電解質層
の保液性を一層高めるため圧縮に対する初期弾性率が1
×105 (N/m2 )以上であることが好ましい。斯か
る初期弾性率は、応力−歪み曲線における、応力0近傍
の線形応答領域の直線の傾きから求められる。そして、
初期弾性率の値が高いことは、荷重が小さい段階から構
造体の変形が少ないことを意味する。従って、初期弾性
率の値が高い構造体の使用により、ゲル状電解質に加わ
る圧力を効果的に支えることが可能となる。
Next, the electrolyte layer will be described. The electrolyte layer can be composed of the gel electrolyte of the present invention.
At this time, the electrolyte can be impregnated and held in a structure such as a porous membrane. The above-mentioned structure for an electrolyte layer has an initial elastic modulus to compression of 1 in order to further enhance the liquid retaining property of the electrolyte layer.
It is preferably at least × 10 5 (N / m 2 ). Such an initial elastic modulus is obtained from a slope of a straight line in a linear response region near zero stress in a stress-strain curve. And
A high value of the initial elastic modulus means that the deformation of the structure is small from the stage where the load is small. Therefore, by using a structure having a high initial elastic modulus, it is possible to effectively support the pressure applied to the gel electrolyte.

【0040】また、上記の電解質層用構造体の空隙は、
イオン移動度を高めるため、大部分が垂直方向(電極方
向)に通じた構造になっていることが好ましい。構造体
の空隙率は、60〜90体積%の範囲が好ましく、特に
70〜90体積%の範囲が好ましい。空隙率が60%よ
り小さい場合は、イオン伝導度が低下し、しかも、電解
液の滲み込み量が低下してゲル状電解質の形成が困難に
なることがある。空隙率が90%を超える場合は構造体
が柔らかくなり過ぎ、電解質層の製造工程に困難を生じ
る様になる。上記の空隙率は、体積と重さから見掛け比
重を算出し、構造体の材質の真比重との比較から算出す
ることが出来る。
The voids in the structure for an electrolyte layer are as follows:
In order to increase the ion mobility, it is preferable that most of the structure has a structure extending in the vertical direction (electrode direction). The porosity of the structure is preferably in the range of 60 to 90% by volume, particularly preferably in the range of 70 to 90% by volume. If the porosity is smaller than 60%, the ion conductivity may be reduced, and the amount of the electrolyte bleeding may be reduced, making it difficult to form a gel electrolyte. If the porosity exceeds 90%, the structure becomes too soft, which causes difficulty in the manufacturing process of the electrolyte layer. The porosity can be calculated by calculating the apparent specific gravity from the volume and the weight, and comparing it with the true specific gravity of the material of the structure.

【0041】上記の電解質層用構造体の材質は、上記の
物性を満足する限り特に制限されず、例えば、洋紙、和
紙などの紙類、各種の天然、合成繊維から作られる布
類、分離精製などに使用される市販のフィルター類など
が挙げられる。特にフィルター類は構造が緻密で均質で
あるために好適に使用される。構造体の厚みは、通常5
〜200μm、好ましくは10〜60μmである。厚み
が5μm未満の場合は、強度が低下し安全上問題にな
り、しかも、柔らかくなり過ぎて電池製作時の位置決め
等が困難になる。厚みが200μmを超える場合は、電
解質部分の抵抗が高くなると共に電池全体としての容量
が低下する。電解質層用構造体の電解液と接触する部分
は、電解液との親和性をコントロールするため表面処理
することも出来る。
The material of the above-mentioned structure for the electrolyte layer is not particularly limited as long as it satisfies the above-mentioned physical properties. Examples thereof include papers such as paper and Japanese paper, cloths made from various natural and synthetic fibers, and separation and purification. Commercially available filters used for such purposes. In particular, filters are preferably used because their structures are dense and homogeneous. The thickness of the structure is usually 5
200200 μm, preferably 10-60 μm. When the thickness is less than 5 μm, the strength is reduced and a safety problem is caused. In addition, it becomes too soft, and it becomes difficult to perform positioning and the like during battery production. When the thickness exceeds 200 μm, the resistance of the electrolyte portion increases and the capacity of the battery as a whole decreases. The portion of the structure for the electrolyte layer which comes into contact with the electrolyte may be subjected to a surface treatment in order to control the affinity with the electrolyte.

【0042】電解質層用構造体に電解質を含有させる方
法は、正極および負極のイオン移動層の電解質の形成方
法と同様の方法を採用することが出来る。電解質層の電
解質は、その全てが電解質層用構造体の内部に取り込ま
れていなくてもよい。構造体−電解質複合体から成る電
解質層の表面にある程度の厚みの電解質単独層が存在す
ることは、電解質層と電極との積層界面の抵抗の低減に
も寄与し得る。従って、電解質層全体としての液保持性
に支障が生じない限り、電解質の全てが電解質層用構造
体の内部に取り込まれていなくてもよい。
As a method for causing the electrolyte to be contained in the structure for the electrolyte layer, the same method as that for forming the electrolyte for the ion transfer layer of the positive electrode and the negative electrode can be adopted. Not all of the electrolyte in the electrolyte layer may be incorporated into the electrolyte layer structure. The existence of the electrolyte single layer of a certain thickness on the surface of the electrolyte layer composed of the structure-electrolyte composite can contribute to the reduction of the resistance at the lamination interface between the electrolyte layer and the electrode. Therefore, all of the electrolyte does not need to be taken into the electrolyte layer structure as long as the liquid retention of the entire electrolyte layer is not hindered.

【0043】次に、リチウム二次電池について説明す
る。リチウム二次電池においては、前記の様に構成され
た正極と負極とが電解質層を介して積層されてケースに
収納される。ケースとしては、柔軟性、屈曲性、可撓性
などを有する形状可変性のケースが好適に使用される。
その材質としては、プラスチック、高分子フィルム、金
属フィルム、ゴム、薄い金属板などが挙げられる。ケー
スの具体例としては、ビニール袋の様な高分子フィルム
から成る袋、高分子フィルムから成る真空包装用袋もし
くは真空パック、金属箔と高分子フィルムのラミネート
素材から成る真空包装用袋もしくは真空パック、プラス
チックで形成された缶、または、プラスチック板で挟ん
で周囲を溶着、接着、はめ込み等で固定したケース等が
挙げられる。
Next, the lithium secondary battery will be described. In a lithium secondary battery, the positive electrode and the negative electrode configured as described above are stacked via an electrolyte layer and housed in a case. As the case, a shape-changeable case having flexibility, flexibility, flexibility, and the like is suitably used.
Examples of the material include a plastic, a polymer film, a metal film, rubber, and a thin metal plate. Specific examples of the case include a bag made of a polymer film such as a plastic bag, a vacuum packaging bag or a vacuum pack made of a polymer film, a vacuum packaging bag or a vacuum pack made of a laminated material of metal foil and a polymer film. , A can formed of plastic, or a case in which the periphery is fixed by welding, bonding, fitting, or the like sandwiched between plastic plates.

【0044】上記の中では、気密性および形状可変性の
点で高分子フィルムから成る真空包装用袋もしくは真空
パック、または、金属箔と高分子フィルムのラミネート
素材から成る真空包装用袋もしくは真空パックが好まし
い。これらのケースは、金属缶の様な重量や剛性がな
く、柔軟性、屈曲性、可撓性であるため、電池の収納後
に曲げたり出来る形状自由性があると共に軽量化が図れ
るという利点を有する。本発明のリチウム二次電池は、
円筒型、箱形、ペーパー型、カード型など種々の形状を
軽量で実現できる。勿論、電池の機器への装着などの利
便を図るため、形状可変性のケースに電池を封入して好
ましい形状に変形した後、剛性の外装ケースに収納する
ことも可能である。好ましい一態様としては、正極と電
解質層と負極が平板的に積層され且つ形状可変性のケー
スに真空シールされて収納されているリチウム二次電池
が挙げられる。
In the above, a vacuum packaging bag or a vacuum pack made of a polymer film in terms of airtightness and shape changeability, or a vacuum packaging bag or a vacuum pack made of a laminated material of a metal foil and a polymer film Is preferred. These cases do not have the weight and rigidity of a metal can and are flexible, bendable, and flexible, so they have the advantage of being able to bend after storage of the battery and having the shape freedom and lightening. . The lithium secondary battery of the present invention,
Various shapes such as a cylinder, a box, a paper, and a card can be realized with a light weight. Of course, for convenience such as mounting the battery on the device, it is also possible to enclose the battery in a shape-variable case, deform it into a preferable shape, and then store it in a rigid outer case. As a preferred embodiment, there is a lithium secondary battery in which a positive electrode, an electrolyte layer, and a negative electrode are laminated in a flat plate and housed in a shape-variable case by vacuum sealing.

【0045】[0045]

【実施例】以下、実施例を挙げて本発明を更に具体的に
説明するが、本発明はその要旨を越えない限りこれらの
実施例により限定されるものではない。 実施例1 ジエチレングリコールエチルエーテルアクリレート(ア
ルドリッチ社製)1.80g、ポリエチレングリコール
ジメタクリレート(アルドリッチ社製、平均エチレング
リコールユニット数13.3)0.60g、ソルライト
(三菱化学社製、プロピレンカーボネートとエチレンカ
ーボネートの等重量混合液にLiClO 4 を1mol/
Lの濃度となるように溶解させたもの)17.40g、
及び過酸化ベンゾイル(キシダ化学社製)0.2gを3
角フラスコに秤取し不活性な雰囲気下で混合した。この
組成物18gをビーカーに秤取し密閉した後、オーブン
に入れ90℃で20分間熱処理した。得られたゲル状の
固体(厚さ10mm)の圧縮破断試験をレオメーター
(レオテック社製、RT−2020D・D、直径1mm
進入弾性棒使用)により実施したところ、破断強度は9
170g/cm2 であった。また、上記固体を白金電極
間に注入し、90℃で20分間熱処理させたものを交流
インピーダンス法(25℃)により伝導度を測定したと
ころ、3.7mS/cmであった。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples.
Although the present invention will be described, the present invention is not limited to these.
It is not limited by the embodiment. Example 1 Diethylene glycol ethyl ether acrylate (A
1.80 g, polyethylene glycol
Dimethacrylate (Aldrich, average ethylene glycol
Recall unit number 13.3) 0.60 g, Solulite
(Mitsubishi Chemical's propylene carbonate and ethylene carbonate
LiClO in an equal weight mixture of carbonate FourTo 1 mol /
17.40 g, dissolved to a concentration of L)
And 0.2 g of benzoyl peroxide (manufactured by Kishida Chemical Co.)
The mixture was weighed into a square flask and mixed under an inert atmosphere. this
After weighing 18 g of the composition in a beaker and sealing, the oven
And heat-treated at 90 ° C. for 20 minutes. The resulting gel-like
Rheometer for compression rupture test of solid (10mm thickness)
(Manufactured by Leotech, RT-2020D / D, diameter 1mm
(Using an elastic rod), the breaking strength was 9
170 g / cmTwoMet. In addition, the above solid is a platinum electrode
And heat-treated at 90 ° C for 20 minutes.
Conductivity was measured by the impedance method (25 ° C)
At this time, it was 3.7 mS / cm.

【0046】実施例2 ジエチレングリコールエチルエーテルアクリレート(ア
ルドリッチ社製)1.80g、ポリエチレングリコール
ジメタクリレート(アルドリッチ社製、平均エチレング
リコールユニット数8.7)0.60g、ソルライト
(三菱化学社製、プロピレンカーボネートとエチレンカ
ーボネートの等重量混合液にLiClO4を1mol/
Lの濃度となるように溶解させたもの)17.40g、
及び過酸化ベンゾイル(キシダ化学社製)0.2gを3
角フラスコに秤取し不活性な雰囲気下で混合した。この
組成物18gをビーカーに秤取し密閉した後、オーブン
に入れ90℃で20分間熱処理した。得られたゲル状の
固体の圧縮破断試験を実施例1と同様に行ったところ、
破断強度は2040g/cm2 であった。また伝導度
は、3.5mS/cmであった。
Example 2 1.80 g of diethylene glycol ethyl ether acrylate (manufactured by Aldrich), 0.60 g of polyethylene glycol dimethacrylate (manufactured by Aldrich, average number of ethylene glycol units: 8.7), sollite (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, propylene carbonate) LiClO 4 in a mixture of equal weights of
17.40 g, dissolved to a concentration of L)
And 0.2 g of benzoyl peroxide (manufactured by Kishida Chemical Co.)
The mixture was weighed into a square flask and mixed under an inert atmosphere. After 18 g of this composition was weighed and sealed in a beaker, it was placed in an oven and heat-treated at 90 ° C. for 20 minutes. When a compression rupture test of the obtained gel-like solid was performed in the same manner as in Example 1,
The breaking strength was 2040 g / cm 2 . The conductivity was 3.5 mS / cm.

【0047】比較例1 ジエチレングリコールエチルエーテルアクリレート(ア
ルドリッチ社製)1.80g、テトラエチレングリコー
ルジメタクリレート(キシダ化学社製、エチレングリコ
ールユニット数4)0.60g、ソルライト(三菱化学
社製、プロピレンカーボネートとエチレンカーボネート
の等重量混合液にLiClO4 を1mol/Lの濃度と
なるように溶解させたもの)17.40g、及び過酸化
ベンゾイル(キシダ化学社製)0.2gを3角フラスコ
に秤取し不活性な雰囲気下で混合した。この組成物18
gをビーカーに秤取し密閉した後、オーブンに入れ90
℃で20分間熱処理した。得られたゲル状の固体の圧縮
破断試験を実施例1と同様に行ったところ、破断強度は
検出限界以下(200g/cm2 以下)であった。また
伝導度は、3.5mS/cmであった。
Comparative Example 1 1.80 g of diethylene glycol ethyl ether acrylate (manufactured by Aldrich), 0.60 g of tetraethylene glycol dimethacrylate (manufactured by Kishida Chemical Co., Ltd., number of ethylene glycol units: 4), sollite (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, propylene carbonate) 17.40 g of a solution obtained by dissolving LiClO 4 at a concentration of 1 mol / L in an equal weight mixture of ethylene carbonate and 0.2 g of benzoyl peroxide (manufactured by Kishida Chemical Co., Ltd.) were weighed into a triangular flask. Mix under an inert atmosphere. This composition 18
g in a beaker, sealed and placed in an oven.
Heat treated at 20 ° C. for 20 minutes. When a compression rupture test was performed on the obtained gel-like solid in the same manner as in Example 1, the rupture strength was below the detection limit (200 g / cm 2 or less). The conductivity was 3.5 mS / cm.

【0048】実施例3 ジエチレングリコールエチルエーテルアクリレート(ア
ルドリッチ社製)1.20g、ポリエチレングリコール
ジアクリレート(ポリサイエンス社製、平均エチレング
リコールユニット数9.1)0.60g、ソルライト
(三菱化学社製、プロピレンカーボネートとエチレンカ
ーボネートの等重量混合液にLiClO4を1mol/
Lの濃度となるように溶解させたもの)17.40g、
及び過酸化ベンゾイル(キシダ化学社製)0.2gを3
角フラスコに秤取し不活性な雰囲気下で混合した。この
組成物18gをビーカーに秤取し密閉した後、オーブン
に入れ90℃で20分間熱処理した。得られたゲル状の
固体の圧縮破断試験を実施例1と同様に行ったところ、
破断強度は1300g/cm2 であった。また伝導度
は、4.2mS/cmであった。
Example 3 1.20 g of diethylene glycol ethyl ether acrylate (manufactured by Aldrich), 0.60 g of polyethylene glycol diacrylate (manufactured by Polyscience, average number of ethylene glycol units: 9.1), sollite (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, propylene) LiClO 4 was added to an equal weight mixture of carbonate and ethylene carbonate at 1 mol / mol.
17.40 g, dissolved to a concentration of L)
And 0.2 g of benzoyl peroxide (manufactured by Kishida Chemical Co.)
The mixture was weighed into a square flask and mixed under an inert atmosphere. After 18 g of this composition was weighed and sealed in a beaker, it was placed in an oven and heat-treated at 90 ° C. for 20 minutes. When a compression rupture test of the obtained gel-like solid was performed in the same manner as in Example 1,
The breaking strength was 1300 g / cm 2 . The conductivity was 4.2 mS / cm.

【0049】比較例2 ジエチレングリコールエチルエーテルアクリレート(ア
ルドリッチ社製)1.20g、テトラエチレングリコー
ルジアクリレート(アルドリッチ社製、エチレングリコ
ールユニット数4)0.60g、ソルライト(三菱化学
社製、プロピレンカーボネートとエチレンカーボネート
の等重量混合液にLiClO4 を1mol/Lの濃度と
なるように溶解させたもの)17.40g、及び過酸化
ベンゾイル(キシダ化学社製)0.2gを3角フラスコ
に秤取し不活性な雰囲気下で混合した。この組成物18
gをビーカーに秤取し密閉した後、オーブンに入れ90
℃で20分間熱処理したが、硬化せず粘性のある液体の
ままであった。
Comparative Example 2 1.20 g of diethylene glycol ethyl ether acrylate (manufactured by Aldrich), 0.60 g of tetraethylene glycol diacrylate (manufactured by Aldrich, number of ethylene glycol units: 4), sollite (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, propylene carbonate and ethylene) 17.40 g of a solution obtained by dissolving LiClO 4 at a concentration of 1 mol / L in a mixed solution of an equal weight of carbonate) and 0.2 g of benzoyl peroxide (manufactured by Kishida Chemical Co., Ltd.) were weighed into a triangular flask and unweighed. Mix under an active atmosphere. This composition 18
g in a beaker, sealed and placed in an oven.
Heat treatment at 20 ° C. for 20 minutes did not cure and remained a viscous liquid.

【0050】比較例3 ポリエチレングリコールジメタクリレート(アルドリッ
チ社製、平均エチレングリコールユニット数13.3)
1.20g、ソルライト(三菱化学社製、プロピレンカ
ーボネートとエチレンカーボネートの等重量混合液にL
iClO4 を1mol/Lの濃度となるように溶解させ
たもの)18.60g、及び過酸化ベンゾイル(キシダ
化学社製)0.2gを3角フラスコに秤取し不活性な雰
囲気下で混合した。この組成物18gをビーカーに秤取
し密閉した後、オーブンに入れ90℃で20分間熱処理
したが、硬化せず粘性のある液体のままであった。この
ように2官能モノマー単独使用の場合は、アルキレング
リコールユニット数が7以上であるモノマーを使用する
効果は認められないことが分かる。以上の結果をまとめ
て表−1に示す。
Comparative Example 3 Polyethylene glycol dimethacrylate (manufactured by Aldrich, average number of ethylene glycol units: 13.3)
1.20 g, Sollite (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, mixed with an equal weight mixture of propylene carbonate and ethylene carbonate)
18.60 g of iClO 4 dissolved at a concentration of 1 mol / L) and 0.2 g of benzoyl peroxide (manufactured by Kishida Chemical Co., Ltd.) were weighed into a triangular flask and mixed under an inert atmosphere. . After 18 g of this composition was weighed and sealed in a beaker, the composition was placed in an oven and heat-treated at 90 ° C. for 20 minutes. However, the composition was not cured and remained a viscous liquid. Thus, it can be seen that when the bifunctional monomer is used alone, the effect of using the monomer having 7 or more alkylene glycol units is not recognized. Table 1 summarizes the above results.

【0051】[0051]

【表1】 [Table 1]

【0052】参考例1〜2 表−2に示した材料を表−2に示した量用いたこと以外
実施例1と同様にして、ゲル状電解質を製造し、破断強
度を測定した。結果を表−2に示す。
Reference Examples 1-2 A gel electrolyte was produced and the breaking strength was measured in the same manner as in Example 1 except that the materials shown in Table-2 were used in the amounts shown in Table-2. Table 2 shows the results.

【0053】[0053]

【表2】 *破断強度以外の数値は、その配向量を重量比で示したもの[Table 2] * Figures other than breaking strength indicate the amount of orientation by weight.

【0054】表−1から明らかなように、多官能モノマ
ーを単独で使用した場合(比較例3)や、単官能モノマ
ーとの併用であっても、多官能モノマーのユニット数が
7より小さい場合(比較例1、2)は良好なゲル状電解
質が得られないことが分かる。また、表−2の参考例1
と2とを比較すると、高分子の濃度が20(=15+
5)重量%と高い場合、多官能モノマーのユニット数が
7以上の場合でも7未満の場合でも同程度の破断強度を
示しており、上記のような効果は、高分子の量が相対的
に少ない場合に特有の効果であることが分かる。
As is apparent from Table 1, when the polyfunctional monomer is used alone (Comparative Example 3), or when the number of units of the polyfunctional monomer is smaller than 7, even when used together with the monofunctional monomer. It can be seen that (Comparative Examples 1 and 2) cannot obtain a good gel electrolyte. Reference Example 1 in Table-2
Comparing and 2, the polymer concentration was 20 (= 15 +
5) When it is as high as% by weight, the same level of breaking strength is exhibited when the number of units of the polyfunctional monomer is 7 or more or less than 7; It can be seen that the effect is unique when the amount is small.

【0055】なお、参考例において、実施例よりも大き
な破断強度を示しているのは、単に高分子の使用量が多
いからである。また、参考例では、電解液濃度が低いた
め実施例に比べて極めて低いイオン導電性を示すことは
明らかである。
In the reference example, the reason why the breaking strength is higher than that of the example is simply that the amount of the polymer used is large. Further, it is apparent that the reference example has extremely low ionic conductivity as compared with the example because the concentration of the electrolytic solution is low.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 高分子中に電解液が保持されてなるゲル
状電解質において、 1)高分子が、重合性の不飽和二重結合を複数有するポ
リアルキレングリコール又はポリアルキレンスルフィド
系の多官能モノマーと、重合性の不飽和二重結合を1つ
有する単官能モノマーとを含むモノマーを重合して得ら
れる高分子であり、 2)多官能モノマーのポリアルキレングリコールユニッ
ト数又はポリアルキレンスルフィドユニット数は平均で
7以上であり、且つ 3)高分子のゲル状電解質に対する重量比が1〜18%
である、ことを特徴とするゲル状電解質。
1. A gel electrolyte in which an electrolyte is held in a polymer. 1) The polymer is a polyalkylene glycol or a polyalkylene sulfide-based polyfunctional monomer having a plurality of polymerizable unsaturated double bonds. And a polymer obtained by polymerizing a monomer containing a monofunctional monomer having one polymerizable unsaturated double bond, and 2) the number of polyalkylene glycol units or polyalkylene sulfide units of the polyfunctional monomer is 3) The weight ratio of the polymer to the gel electrolyte is 1 to 18% on average.
A gel electrolyte, characterized in that:
【請求項2】 単官能モノマーが、下記一般式(I)で
示される請求項1に記載のゲル状電解質。 【化1】 (ただし、mは1〜4;Xは酸素原子または硫黄原子;
1 は水素原子または低級アルキル基;R2 は低級アル
キル基またはアリール基;R3 及びR4 はそれぞれ水素
原子又は低級アルキル基であり、複数のR3 又はR4
それぞれ同じであっても異なっていてもよい)
2. The gel electrolyte according to claim 1, wherein the monofunctional monomer is represented by the following general formula (I). Embedded image (Where m is 1-4; X is an oxygen atom or a sulfur atom;
R 1 is a hydrogen atom or a lower alkyl group; R 2 is a lower alkyl group or an aryl group; a R 3 and R 4 are each a hydrogen atom or a lower alkyl group, even more R 3 or R 4 is the same respectively May be different)
【請求項3】 多官能モノマーが、下記一般式(II)で
示される請求項1又は2に記載のゲル状電解質。 【化2】 (ただし、R5 は水素原子または低級アルキル基であ
り、複数のR5 は互いに同じでも異なってもよい;Xは
酸素原子または硫黄原子;R6 及びR7 はそれぞれ水素
原子又は低級アルキル基であり、複数のR6 又はR7
それぞれ同じでも異なっていてもよい;nは7以上)
3. The gel electrolyte according to claim 1, wherein the polyfunctional monomer is represented by the following general formula (II). Embedded image (Provided that R 5 is a hydrogen atom or a lower alkyl group, a plurality of R 5 may be the same or different from each other; X is an oxygen atom or a sulfur atom; R 6 and R 7 are each a hydrogen atom or a lower alkyl group) And a plurality of R 6 or R 7 may be the same or different; n is 7 or more)
【請求項4】 電解液がリチウム塩と溶媒とを含有する
請求項1乃至3のいずれか1つに記載のゲル状電解質。
4. The gel electrolyte according to claim 1, wherein the electrolyte contains a lithium salt and a solvent.
【請求項5】 リチウム塩が、LiPF6 、LiClO
4 及びCF3 SO2Liからなる群から選ばれた少なく
とも1種である請求項4に記載のゲル状電解質。
5. The lithium salt is LiPF 6 , LiClO.
4 and gel electrolyte according to claim 4 is at least one selected from the group consisting of CF 3 SO 2 Li.
【請求項6】 溶媒がジメチルカーボネート、エチレン
カーボネート、プロピレンカーボネート、ジエチルカー
ボネート、メチルエチルカーボネートからなる群から選
ばれた少なくとも1種を含有する請求項4又は5に記載
のゲル状電解質。
6. The gel electrolyte according to claim 4, wherein the solvent contains at least one selected from the group consisting of dimethyl carbonate, ethylene carbonate, propylene carbonate, diethyl carbonate, and methyl ethyl carbonate.
【請求項7】 請求項4乃至6のいずれか1つに記載の
ゲル状電解質を使用したリチウム2次電池。
7. A lithium secondary battery using the gel electrolyte according to any one of claims 4 to 6.
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