JP2000149660A - Solid polyelectrolyte and electrochemical device using the same - Google Patents

Solid polyelectrolyte and electrochemical device using the same

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JP2000149660A
JP2000149660A JP10327505A JP32750598A JP2000149660A JP 2000149660 A JP2000149660 A JP 2000149660A JP 10327505 A JP10327505 A JP 10327505A JP 32750598 A JP32750598 A JP 32750598A JP 2000149660 A JP2000149660 A JP 2000149660A
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polymer
maleimide
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恒男 桑原
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幸子 平林
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To easily manufacture an electrolyte without using a plasticizer, to enhance ion conductivity and to realize lightening by containing an olefin maleimide copolymer of N-alkyl maleimide and olefin, and an electrolytic solution. SOLUTION: An olefin-maleimide copolymer having a structural unit expressed by formula I and a structural unit expressed by formula II is used for this solid electrolyte. In formula I, R1, R2 and R3 are independently a 1-8C alkyl group or a hydrogen atom. In formula II, R4 represents a 1-18C alkyl group, a 3-12C cycloalkyl group or a hydrogen atom. Preferably, the structural unit expressed by formula I is 70-2 mol% of the olefin-maleimide copolymer, and the structural unit expressed by formula II is 30-98 mol% of the copolymer. The weight average molecular weight of the copolymer is preferably 1×103 to 1×107 when calculated in terms of polystyrene.

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、電池、キャパシ
タ、ディスプレイ、センサー等の電気化学デバイスに好
適に用いられる高分子固体電解質、およびこの高分子固
体電解質を用いた電気化学デバイスに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a polymer solid electrolyte suitably used for electrochemical devices such as a battery, a capacitor, a display, and a sensor, and an electrochemical device using the polymer solid electrolyte.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の電気化学デバイスにおいては、電
解質として水溶液あるいは有機溶媒を用いた非水溶液
(電解液)が多く用いられてきたが、密閉の必要性、安
全性の確保等に問題があるため、柔軟性、弾性、軽量
性、薄膜形成性、透明性等を持ち合わせたイオン伝導性
高分子固体電解質の必要性が増してきている。特に、エ
レクトロニクス製品の重要部品である電池、キャパシタ
等の電気化学デバイスにおいては、軽量化、コンパクト
化、形状自由度、大面積化等の要請から、イオン伝導性
高分子を電解質に用いる電気化学デバイスの開発が積極
的に進められている。
2. Description of the Related Art In a conventional electrochemical device, an aqueous solution or a non-aqueous solution (electrolytic solution) using an organic solvent has been often used as an electrolyte, but there are problems in necessity of sealing, securing of safety, and the like. Therefore, the necessity of an ion conductive polymer solid electrolyte having flexibility, elasticity, light weight, thin film forming property, transparency, and the like is increasing. In particular, electrochemical devices such as batteries and capacitors, which are important components of electronic products, use ion-conductive polymers as electrolytes due to demands for weight reduction, compactness, freedom of shape, and large area. Is actively being developed.

【0003】イオン伝導性高分子を用いた例として、ポ
リエチレンオキシド(PEO)や、ポリプロピレンオキ
シド(PPO)等のポリエーテルおよびその誘導体など
の高分子とLi等を含む電解質塩とよりなるタイプ(均
一型、ドライ型)、高分子に可塑剤を混合して、電気化
学的特性を改善したタイプ(ハイブリッド型・ゲル
型)、また、電解質の複合塩を高分子で保持したタイプ
(PIS:Polymer in Salt )等がある。
As an example using an ion conductive polymer, a type (uniform) composed of a polymer such as polyethylene oxide (PEO) or a polyether such as polypropylene oxide (PPO) or a derivative thereof and an electrolyte salt containing Li or the like is used. Type, dry type), a type in which a plasticizer is mixed with a polymer to improve electrochemical characteristics (hybrid type / gel type), and a type in which a composite salt of an electrolyte is held by a polymer (PIS: Polymer in Salt).

【0004】現在、高分子固体電解質(SPE)を用い
たポリマーバッテリーの開発においては、その高いイオ
ン伝導度から、主にゲル型のSPEが研究の中心であ
り、PEO系、PAN(ポリアクリロニトリル)系、P
VDF(ポリフッ化ビニリデン)系等の高分子が実用性
が高いとされている。
At present, in the development of polymer batteries using solid polymer electrolytes (SPEs), gel-type SPEs are mainly the focus of research due to their high ionic conductivity, and PEO-based, PAN (polyacrylonitrile) System, P
It is said that polymers such as VDF (polyvinylidene fluoride) have high utility.

【0005】この中でも、PVDFは耐熱性、耐薬品性
に優れ、十分な機械的強度を有していることから、古く
からSPEとして研究されている。しかしながら、高分
子の結晶部分は、イオン伝導に寄与しないとされている
ことから、高い結晶性を有しているPVDFは、現状の
ままではSPEとして不利であり、このため、6フッ化
プロピレン(HFP)や、トリフルオロエチレン(Tr
FE)や、テトラフルオロエチレン(TFE)を用い
た、P(VDF−HFP):米国特許第3985574
号明細書、P(VDF−TFE),P(VDF−TrF
E):特開昭58−75779号公報等の共重合体が提
案されている。
[0005] Among them, PVDF has long been studied as an SPE because it has excellent heat resistance and chemical resistance and has sufficient mechanical strength. However, since the crystalline portion of the polymer is not considered to contribute to ion conduction, PVDF having high crystallinity is disadvantageous as an SPE as it is, and therefore, propylene hexafluoride ( HFP), trifluoroethylene (Tr
P (VDF-HFP) using FE) or tetrafluoroethylene (TFE): U.S. Pat. No. 3,985,574
Specification, P (VDF-TFE), P (VDF-TrF
E): Copolymers such as JP-A-58-75779 have been proposed.

【0006】例えば、米国特許第5296318号明細
書には、フッ化ビニリデン(VDF)と8〜25wt%の
6フッ化プロピレン(HFP)の共重合体〔P(VDF
−HFP)〕に、リチウム塩が溶解した溶液が20〜7
0wt%含まれているゲル電解質が開示されている。この
ゲル電解質の導電率は10-3S・cm-1に達する。この
ようなVDF−HFP共重合体は、HFPがPVDFの
結晶化度を低下させているために溶媒を多量に含むこと
が可能であり、また、リチウム塩の結晶析出も抑制さ
れ、さらに強度のあるゲル電解質を作製することができ
る。
For example, US Pat. No. 5,296,318 discloses a copolymer of vinylidene fluoride (VDF) and 8 to 25% by weight of propylene hexafluoride (HFP) [P (VDF
-HFP)], the solution in which the lithium salt is dissolved is 20 to 7
A gel electrolyte containing 0 wt% is disclosed. The conductivity of this gel electrolyte reaches 10 −3 S · cm −1 . Such a VDF-HFP copolymer can contain a large amount of a solvent because HFP lowers the crystallinity of PVDF, and also suppresses the precipitation of lithium salt crystals, and further increases the strength. Certain gel electrolytes can be made.

【0007】ゲル型のSPEの製造方法としては、高分
子を溶媒に溶解し、そこに電解液等を混合して可塑化し
た後、これを種々の方法で基材に塗布し、溶媒を揮発さ
せてSPEフィルムを得る方法が一般的である。また、
高分子を直接電解液に溶解させ、塗布あるいは押出法に
よりSPEフィルムを製造する方法も提案されている。
しかしながら、電気化学デバイスに用いられる有機電解
液は一般に水を嫌うため、これらの方法を用いて工業的
にSPEを製造しようとする場合、全工程をドライな雰
囲気に維持する必要があり、多額な設備投資・維持費が
必要になると共に、工程内の在庫管理も容易ではない。
As a method for producing a gel-type SPE, a polymer is dissolved in a solvent, an electrolytic solution or the like is mixed therewith, plasticized, and then applied to a substrate by various methods to evaporate the solvent. Generally, a method of obtaining an SPE film by performing the method is as follows. Also,
There has also been proposed a method in which a polymer is directly dissolved in an electrolytic solution to produce an SPE film by coating or extrusion.
However, since organic electrolytes used for electrochemical devices generally dislike water, when industrially producing SPE using these methods, it is necessary to maintain all processes in a dry atmosphere, which is expensive. Capital investment and maintenance costs are required, and inventory management in the process is not easy.

【0008】米国特許第5,418,091号には、高
分子溶液に可塑剤を加え、これを基材に塗布後、溶媒を
揮発させてフィルムを作製し、ここから可塑剤を抽出
し、形成された空隙に電解液を含浸させるというSPE
の製造方法が記載されている。この方法では、電解液を
用いるのは含浸工程、封入工程のみで、それより前の工
程では通常環境下で作業できることから、設備投資・維
持費が大幅に低減できる。また、塗布・乾燥後、あるい
は可塑剤抽出後にSPEをフィルム状態でストックでき
るため、在庫管理が容易となる。しかし、この方法では
抽出工程として、多量の溶媒に可塑剤含有高分子フィル
ムを複数回浸漬させる必要があり、この工程が生産性、
量産性を大きく低下させると共に、多量の廃溶剤の処理
が必要となり、環境の点でも問題がある。また、抽出は
可塑剤含有高分子フィルムを減圧下で加熱することでも
達成されるが、この場合も生産性、量産性に大きく影響
し、設備の導入、コストの上昇が不可避である。さら
に、最近では、可塑剤の環境への影響も問題視されてい
る。
In US Pat. No. 5,418,091, a plasticizer is added to a polymer solution, applied to a substrate, and then the solvent is volatilized to produce a film from which the plasticizer is extracted. SPE that impregnates the formed voids with electrolyte
Is described. In this method, the electrolytic solution is used only in the impregnating step and the encapsulating step, and the previous step can be performed in a normal environment, so that the capital investment and maintenance cost can be greatly reduced. Further, since the SPE can be stocked in a film state after coating / drying or after extraction of the plasticizer, inventory management becomes easy. However, in this method, as an extraction step, it is necessary to immerse the plasticizer-containing polymer film in a large amount of a solvent a plurality of times, and this step has the
In addition to greatly reducing mass productivity, a large amount of waste solvent must be treated, which is problematic in terms of the environment. Extraction can also be achieved by heating the plasticizer-containing polymer film under reduced pressure. However, in this case, productivity and mass productivity are greatly affected, and introduction of equipment and an increase in cost are inevitable. Furthermore, recently, the effect of the plasticizer on the environment has been regarded as a problem.

【0009】従って、工業的に簡便で安全にSPEを製
造するためには、可塑剤を用いることなく、SPEを構
成する高分子に後から電解液を十分に含浸させることが
必要であり、高分子には電解液に対する膨潤性が付与さ
れていることが好ましい。
[0009] Therefore, in order to manufacture the SPE industrially simply and safely, it is necessary to sufficiently impregnate the polymer constituting the SPE with the electrolyte later without using a plasticizer. It is preferable that the molecules have a swelling property with respect to the electrolytic solution.

【0010】このような問題点に鑑み、本発明者らは、
特願平9−95030号および特願平10−18693
8号(特願平9−245821号)において高い電解液
膨潤性を有するSPEおよびこれを用いた電気化学デバ
イスを、また、特願平10−256059号(特願平9
−368028号)においてSPEを用いたセパレータ
を提案している。しかし、さらに広範な用途にも対応す
るために新規のSPEの開発が求められている。特に、
電子機器の小型化、軽量化の流れに伴い、電池、キャパ
シタ等の電気化学デバイスにおいても多くの分野から軽
量化が求められている。高イオン伝導度が得られる前記
のPVDF系ポリマーは、密度が比較的高く、高分子固
体電解質の軽量化という点で不十分である。
In view of these problems, the present inventors have:
Japanese Patent Application Nos. 9-95030 and 10-18693
No. 8 (Japanese Patent Application No. 9-245821) discloses an SPE having a high electrolyte swelling property and an electrochemical device using the same, and Japanese Patent Application No. 10-256059 (Japanese Patent Application No.
No. 368028) proposes a separator using SPE. However, development of a new SPE is required to meet a wider range of applications. In particular,
2. Description of the Related Art With the trend of miniaturization and weight reduction of electronic devices, reduction in weight of electrochemical devices such as batteries and capacitors is demanded from many fields. The above-mentioned PVDF-based polymer from which high ionic conductivity can be obtained has a relatively high density and is insufficient in terms of weight reduction of a solid polymer electrolyte.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、可塑
剤を用いることなく容易に製造でき、高いイオン伝導度
が得られ、さらには、軽量化可能な高分子固体電解質、
およびこれを用いることで生産性、量産性が高く、優れ
た特性を有する電気化学デバイスを提供することであ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a polymer solid electrolyte which can be easily produced without using a plasticizer, has a high ionic conductivity, and can be reduced in weight.
An object of the present invention is to provide an electrochemical device having high productivity and mass productivity and excellent characteristics by using the same.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】このような目的は、以下
の本発明の構成により達成される。 (1) N−アルキルマレイミドとオレフィンとのオレ
フィン・マレイミド共重合体と、電解液とを含有する高
分子固体電解質。 (2) 前記オレフィン・マレイミド共重合体が、下記
の式(1)で表される構造単位と、下記の式(2)で表
される構造単位とを有する上記(1)の高分子固体電解
質。
This and other objects are achieved by the present invention which is defined below. (1) A polymer solid electrolyte containing an olefin / maleimide copolymer of an N-alkylmaleimide and an olefin, and an electrolytic solution. (2) The polymer solid electrolyte according to the above (1), wherein the olefin / maleimide copolymer has a structural unit represented by the following formula (1) and a structural unit represented by the following formula (2): .

【0013】[0013]

【化4】 Embedded image

【0014】[0014]

【化5】 Embedded image

【0015】(式(1)において、R1、R2およびR3
は、それぞれ、炭素数1〜8のアルキル基または水素原
子を表し、式(2)において、R4は、炭素数1〜18
のアルキル基、炭素数3〜12のシクロアルキル基また
は水素原子を表す。) (3) 前記の式(1)で表される構造単位が前記オレ
フィン・マレイミド共重合体の70〜2モル%であり、
前記の式(2)で表される構造単位が前記オレフィン・
マレイミド共重合体の30〜98モル%である上記
(2)の高分子固体電解質。 (4) 前記オレフィン・マレイミド共重合体が下記の
一般式(I)で表される構造単位を有する上記(3)の
高分子固体電解質。
(In the formula (1), R 1 , R 2 and R 3
Represents an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms or a hydrogen atom, respectively, and in the formula (2), R 4 represents 1 to 18 carbon atoms.
Represents a cycloalkyl group having 3 to 12 carbon atoms or a hydrogen atom. (3) The structural unit represented by the formula (1) is 70 to 2 mol% of the olefin / maleimide copolymer,
The structural unit represented by the formula (2) is the olefin.
The polymer solid electrolyte according to the above (2), which is 30 to 98 mol% of the maleimide copolymer. (4) The polymer solid electrolyte according to (3), wherein the olefin / maleimide copolymer has a structural unit represented by the following general formula (I).

【0016】[0016]

【化6】 Embedded image

【0017】(一般式(I)において、R1、R2および
3は、それぞれ、炭素数1〜8のアルキル基または水
素原子を表し、R4は、炭素数1〜18のアルキル基、
炭素数3〜12のシクロアルキル基または水素原子を表
す。) (5) 前記R1が水素であり、前記R2および前記R3
は、それぞれ、メチル基であり、前記R4は、メチル基
である上記(2)〜(4)の高分子固体電解質。 (6) 前記オレフィン・マレイミド共重合体の重量平
均分子量が、ポリスチレン換算で1×103〜1×107
である上記(1)〜(5)の高分子固体電解質。 (7) 上記(1)〜(6)のいずれかの高分子固体電
解質を用いた電気化学デバイス。 (8) リチウム2次電池または電気2重層キャパシタ
である上記(7)の電気化学デバイス。
(In the general formula (I), R 1 , R 2 and R 3 each represent an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms or a hydrogen atom; R 4 represents an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms;
Represents a cycloalkyl group having 3 to 12 carbon atoms or a hydrogen atom. (5) wherein R 1 is hydrogen, R 2 and R 3
Is a methyl group, and R 4 is a methyl group. (2) to (4). (6) The weight average molecular weight of the olefin / maleimide copolymer is from 1 × 10 3 to 1 × 10 7 in terms of polystyrene.
The solid polymer electrolyte according to any one of the above (1) to (5). (7) An electrochemical device using the solid polymer electrolyte according to any one of (1) to (6). (8) The electrochemical device according to (7), which is a lithium secondary battery or an electric double layer capacitor.

【0018】[0018]

【作用】本発明の高分子固体電解質(SPE)は、オレ
フィンとN−アルキルマレイミドとの共重合体(オレフ
ィン・マレイミド共重合体)と、電解液とを含有する。
本発明で用いるオレフィン・マレイミド共重合体は、下
記の式(1)で表される構造単位と、下記の式(2)で
表される構造単位とを有するもので、その重量平均分子
量は、ポリスチレン換算で1×103〜1×107である
ことが好ましい。
The solid polymer electrolyte (SPE) of the present invention contains a copolymer of olefin and N-alkylmaleimide (olefin / maleimide copolymer) and an electrolyte.
The olefin / maleimide copolymer used in the present invention has a structural unit represented by the following formula (1) and a structural unit represented by the following formula (2), and has a weight average molecular weight of: It is preferably 1 × 10 3 to 1 × 10 7 in terms of polystyrene.

【0019】[0019]

【化7】 Embedded image

【0020】[0020]

【化8】 Embedded image

【0021】式(1)において、R1、R2およびR
3は、それぞれ、炭素数1〜8のアルキル基または水素
原子を表し、式(2)において、R4は、炭素数1〜1
8のアルキル基、炭素数3〜12のシクロアルキル基ま
たは水素原子を表す。
In the formula (1), R 1 , R 2 and R
3 represents an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms or a hydrogen atom, and in the formula (2), R 4 represents 1 to 1 carbon atoms.
8 represents an alkyl group, a cycloalkyl group having 3 to 12 carbon atoms, or a hydrogen atom.

【0022】オレフィン・マレイミド共重合体として
は、交互共重合体、つまり、下記の一般式(I)で表さ
れるオレフィン・マレイミド共重合体が好ましい。
The olefin / maleimide copolymer is preferably an alternating copolymer, that is, an olefin / maleimide copolymer represented by the following general formula (I).

【0023】[0023]

【化9】 Embedded image

【0024】一般式(I)において、R1、R2およびR
3は、それぞれ、炭素数1〜8のアルキル基または水素
原子を表し、R4は、炭素数1〜18のアルキル基、炭
素数3〜12のシクロアルキル基または水素原子を表
す。
In the general formula (I), R 1 , R 2 and R
3 represents an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms or a hydrogen atom, and R 4 represents an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 12 carbon atoms, or a hydrogen atom.

【0025】上記のようなオレフィン・マレイミド共重
合体は、マレイミド部分が極性を有しているので、極性
溶媒である電解液との親和性が高い。そのため、この高
分子フィルムを電解液に浸漬することで、高分子は膨潤
し、イオン伝導度の高いSPEゲルが容易に得られる。
本発明で用いる高分子の電解液による膨潤度は2〜5程
度であり、従来のものと同等以上である。前述の通り、
米国特許第5,418,091号等に記載されている生
産性の高い従来の高分子固体電解質は可塑化の工程が必
要であったが、本発明の高分子固体電解質は用いる高分
子を可塑化する必要がない。そのため、生産性、量産性
が高い。また、最近問題になっている環境の面からも好
ましい。
In the olefin / maleimide copolymer described above, the maleimide moiety has polarity, so that it has a high affinity for an electrolytic solution which is a polar solvent. Therefore, by immersing the polymer film in the electrolytic solution, the polymer swells and an SPE gel having high ionic conductivity can be easily obtained.
The degree of swelling of the polymer used in the present invention by the electrolytic solution is about 2 to 5, which is equal to or higher than that of the conventional one. As mentioned above,
The conventional polymer solid electrolyte having high productivity described in U.S. Pat. No. 5,418,091 and the like requires a plasticizing step. There is no need to convert. Therefore, productivity and mass productivity are high. It is also preferable in terms of the environment, which has recently become a problem.

【0026】また、本発明のSPEはイオン伝導度も高
く、従来の可塑化したSPEと同等以上のイオン伝導度
が得られる。
The SPE of the present invention also has a high ionic conductivity, and an ionic conductivity equal to or higher than that of a conventional plasticized SPE can be obtained.

【0027】そして、本発明で用いるオレフィン・マレ
イミド共重合体は、密度が1.1〜1.2g/cm3であ
る。従来用いられているフッ素樹脂(PVDF系ポリマ
ー)は、構造中にフッ素等のハロゲン原子を含み、密度
が1.8g/cm3程度と高い。本発明で用いる高分子は低
密度であるため、SPEの軽量化が可能である。
The olefin / maleimide copolymer used in the present invention has a density of 1.1 to 1.2 g / cm 3 . A conventionally used fluororesin (PVDF-based polymer) contains a halogen atom such as fluorine in its structure, and has a high density of about 1.8 g / cm 3 . Since the polymer used in the present invention has a low density, the weight of the SPE can be reduced.

【0028】さらには、オレフィン・マレイミド共重合
体はガラス転移点(Tg)が105〜230℃程度と高
く、Tgがそれより低いPEO、PVDF(Tg:ともに氷
点下以下)、PMMA(Tg:100℃程度)等を用いた
従来のSPEと比べて、本発明のSPEは耐熱性にも優
れている。
Further, the olefin / maleimide copolymer has a glass transition point (Tg) as high as about 105 to 230 ° C. and a Tg lower than that, PEO, PVDF (Tg: both below freezing point), and PMMA (Tg: 100 ° C.). The SPE of the present invention is superior in heat resistance as compared with the conventional SPE using (degree).

【0029】また、耐薬品性にも優れ、常温では、テト
ラヒドロフラン(THF)、ジメチルホルムアミド(D
MF)、N−メチルピロリドン(NMP)等の限られた
溶媒だけに溶解する。
It also has excellent chemical resistance, and at normal temperature, tetrahydrofuran (THF), dimethylformamide (D
It is soluble only in limited solvents such as MF) and N-methylpyrrolidone (NMP).

【0030】オレフィン・マレイミド共重合体は、マレ
イミド部分が極性を有し、電解液との親和性が高いの
で、可塑剤を用いることなく、電解液に対して高い膨潤
度が得られるが、構造中に−OH基等の電気化学的に不
安定な官能基をもたない。そのため、広い電位窓を有
し、幅広い電圧に対して安定なSPEが得られる。
The olefin / maleimide copolymer has a high degree of swelling with respect to the electrolytic solution without using a plasticizer because the maleimide portion has polarity and has high affinity with the electrolytic solution. It has no electrochemically unstable functional groups such as -OH groups. Therefore, an SPE having a wide potential window and stable over a wide range of voltages can be obtained.

【0031】[0031]

【発明の実施の形態】<高分子>本発明の高分子固体電
解質は、オレフィンとN−アルキルマレイミドとを共重
合した高分子、つまり、上記の式(1)で表される構造
単位と、上記の式(2)で表される構造単位とを有する
オレフィン・マレイミド共重合体を用いる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION <Polymer> The polymer solid electrolyte of the present invention is a polymer obtained by copolymerizing an olefin and an N-alkylmaleimide, that is, a structural unit represented by the above formula (1), An olefin / maleimide copolymer having the structural unit represented by the above formula (2) is used.

【0032】式(1)において、R1、R2およびR
3は、それぞれ、炭素数1〜8のアルキル基または水素
原子を表す。R1、R2およびR3は互いに同一でも異な
っていてもよい。
In the formula (1), R 1 , R 2 and R
3 represents an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms or a hydrogen atom, respectively. R 1 , R 2 and R 3 may be the same or different from each other.

【0033】R1、R2およびR3で表されるアルキル基
は、直鎖状でも分岐を有するものであってもよく、炭素
数1〜3のものが好ましく、特にメチル基が好ましい。
The alkyl group represented by R 1 , R 2 and R 3 may be linear or branched, preferably has 1 to 3 carbon atoms, and particularly preferably is a methyl group.

【0034】式(1)で表される構造単位は、R1が水
素であることが特に好ましい。また、R2、R3はアルキ
ル基、特にメチル基であることが好ましい。中でも、R
1が水素であり、R2およびR3がメチル基であること
が、耐熱性および機械的強度等の点から好ましい。
In the structural unit represented by the formula (1), R 1 is particularly preferably hydrogen. Further, R 2 and R 3 are preferably an alkyl group, particularly a methyl group. Above all, R
It is preferred that 1 is hydrogen and R 2 and R 3 are methyl groups from the viewpoint of heat resistance and mechanical strength.

【0035】式(1)で表される構造単位が2−メチル
−1−ヘプテンのような直鎖アルキル基を有する場合、
柔軟性は優れるが、耐熱性が低下する傾向にある。ま
た、イソオクテンのような嵩高いアルキル基を有する場
合、あるいは、2−メチル−2−ブテンのような3置換
オレフィンの場合、耐熱性は向上するが、機械的強度は
低下する傾向がある。
When the structural unit represented by the formula (1) has a linear alkyl group such as 2-methyl-1-heptene,
Although flexibility is excellent, heat resistance tends to decrease. In the case of having a bulky alkyl group such as isooctene or a trisubstituted olefin such as 2-methyl-2-butene, the heat resistance is improved, but the mechanical strength tends to be reduced.

【0036】式(2)において、R4(N−アルキル置
換基)は、炭素数1〜18のアルキル基、炭素数3〜1
2のシクロアルキル基または水素原子を表す。
In the formula (2), R 4 (N-alkyl substituent) is an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms,
2 represents a cycloalkyl group or a hydrogen atom.

【0037】R4で表されるアルキル基は、直鎖状でも
分岐を有するものであってもよく、炭素数1〜6のも
の、さらには、炭素数1〜3のものが好ましく、特にメ
チル基が耐熱性および機械的特性等の点から好ましい。
4が長鎖になると、柔軟性は優れるが、耐熱性が低下
する傾向にある。
The alkyl group represented by R 4 may be linear or branched, and preferably has 1 to 6 carbon atoms, more preferably 1 to 3 carbon atoms, and particularly preferably methyl. Groups are preferred from the viewpoint of heat resistance and mechanical properties.
When R 4 has a long chain, flexibility is excellent, but heat resistance tends to decrease.

【0038】R4で表されるシクロアルキル基は、炭素
数3〜6のものが好ましく、特にシクロヘキシル基が好
ましい。
The cycloalkyl group represented by R 4 preferably has 3 to 6 carbon atoms, particularly preferably a cyclohexyl group.

【0039】R4としては、炭素数1〜6のアルキル基
または炭素数3〜6のシクロアルキル基が耐熱性におい
て好ましく、さらにはメチル基、エチル基、イソプロピ
ル基またはシクロヘキシル基、特にメチル基であること
が好ましい。R4がシクロアルキル基である場合、R4
アルキル基である場合よりも耐熱性が向上するが、脆く
なる傾向がある。
As R 4 , an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or a cycloalkyl group having 3 to 6 carbon atoms is preferable in terms of heat resistance. Further, a methyl group, an ethyl group, an isopropyl group or a cyclohexyl group, particularly a methyl group is preferable. Preferably, there is. When R 4 is a cycloalkyl group, the heat resistance is improved as compared with the case where R 4 is an alkyl group, but it tends to be brittle.

【0040】R1、R2、R3およびR4を変化させること
によって、電解液との親和性が変化する。また、高分子
固体電解質を軽量化するためには、R1、R2、R3およ
びR4は炭素数が少ない方が好ましい。
By changing R 1 , R 2 , R 3 and R 4 , the affinity with the electrolytic solution changes. In order to reduce the weight of the solid polymer electrolyte, it is preferable that R 1 , R 2 , R 3 and R 4 have a small number of carbon atoms.

【0041】上記の式(1)で表される構造成分を与え
るオレフィンとしては、イソブテン、エチレン、2−メ
チル−1−ブテン、2−メチル−1−ペンテン、2−メ
チル−1−ヘキセン、2−メチル−1−ヘプテン、1−
メチル−1−ヘプテン、1−イソオクテン、2−メチル
−1−オクテン、2−エチル−1−ブテン、2−エチル
−1−ペンテン、2−メチル−2−ブテン、2−メチル
−2−ペンテン、2−メチル−2−ヘキセン等が挙げら
れ、イソブテンを用いることが好ましい。
The olefin which provides the structural component represented by the above formula (1) includes isobutene, ethylene, 2-methyl-1-butene, 2-methyl-1-pentene, 2-methyl-1-hexene, -Methyl-1-heptene, 1-
Methyl-1-heptene, 1-isooctene, 2-methyl-1-octene, 2-ethyl-1-butene, 2-ethyl-1-pentene, 2-methyl-2-butene, 2-methyl-2-pentene, Examples thereof include 2-methyl-2-hexene, and it is preferable to use isobutene.

【0042】上記の式(2)で表される構造成分を与え
るN−アルキルマレイミドとしては、N−メチルマレイ
ミド、N−エチルマレイミド、N−n−プロピルマレイ
ミド、N−i−プロピルマレイミド、N−n−ブチルマ
レイミド、N−i−ブチルマレイミド、N−s−ブチル
マレイミド、N−t−ブチルマレイミド、N−n−ペン
チルマレイミド、N−n−ヘキシルマレイミド、N−n
−ヘプチルマレイミド、N−n−オクチルマレイミド、
N−ラウリルマレイミド、N−ステアリルマレイミド、
N−シクロプロピルマレイミド、N−シクロブチルマレ
イミド、N−シクロペンチルマレイミド、N−シクロヘ
キシルマレイミド、N−シクロヘプチルマレイミド、N
−シクロオクチルマレイミド等が挙げられ、N−メチル
マレイミド、N−エチルマレイミド、N−i−プロピル
マレイミド、N−シクロヘキシルマレイミドを用いるこ
とが好ましい。
Examples of the N-alkylmaleimide which provides the structural component represented by the above formula (2) include N-methylmaleimide, N-ethylmaleimide, Nn-propylmaleimide, Ni-propylmaleimide, and N-alkylmaleimide. n-butylmaleimide, Ni-butylmaleimide, Ns-butylmaleimide, Nt-butylmaleimide, Nn-pentylmaleimide, Nn-hexylmaleimide, Nn
Heptylmaleimide, Nn-octylmaleimide,
N-lauryl maleimide, N-stearyl maleimide,
N-cyclopropylmaleimide, N-cyclobutylmaleimide, N-cyclopentylmaleimide, N-cyclohexylmaleimide, N-cycloheptylmaleimide, N
-Cyclooctylmaleimide and the like, and N-methylmaleimide, N-ethylmaleimide, Ni-propylmaleimide, and N-cyclohexylmaleimide are preferably used.

【0043】本発明で用いるオレフィン・マレイミド共
重合体は、前記の式(1)で表される構造単位がオレフ
ィン・マレイミド共重合体の70〜2モル%、特に50
〜20モル%であることが好ましく、前記の式(2)で
表される構造単位がオレフィン・マレイミド共重合体の
30〜98モル%、特に50〜80モル%であることが
好ましい。式(2)で表されるマレイミド成分がこれよ
り多くなるとポリマーが脆くなる傾向があり、これより
少なくなるとポリマーの耐熱性が低下する傾向がある。
特に、式(1)で表される構造単位が50モル%、式
(2)で表される構造単位が50モル%であることが好
ましく、交互共重合体であることが好ましい。これらの
構成成分の含有量は、重合する際のモノマーの使用量を
調整することによって適宜決定しうる。
In the olefin / maleimide copolymer used in the present invention, the structural unit represented by the above formula (1) is 70 to 2 mol% of the olefin / maleimide copolymer, particularly 50%.
It is preferable that the content of the structural unit represented by the formula (2) is 30 to 98 mol%, particularly 50 to 80 mol% of the olefin / maleimide copolymer. If the amount of the maleimide component represented by the formula (2) is more than this, the polymer tends to become brittle, and if it is less than this, the heat resistance of the polymer tends to decrease.
In particular, the structural unit represented by the formula (1) is preferably 50 mol%, and the structural unit represented by the formula (2) is preferably 50 mol%, and an alternating copolymer is preferable. The content of these components can be determined as appropriate by adjusting the amount of the monomer used in the polymerization.

【0044】なお、式(1)で表されるオレフィン成分
は1種であっても2種以上を用いてもよく、式(2)で
表されるマレイミド成分も1種であっても2種以上を用
いてもよい。
The olefin component represented by the formula (1) may be one kind or two or more kinds. The maleimide component represented by the formula (2) may be one kind or two kinds. The above may be used.

【0045】オレフィン・マレイミド共重合体は、ラン
ダム共重合体、ブロック共重合体であってもよいが、特
に交互共重合体、つまり、上記の一般式(I)で表され
るオレフィン・マレイミド共重合体が好ましい。
The olefin / maleimide copolymer may be a random copolymer or a block copolymer, but is preferably an alternating copolymer, that is, an olefin / maleimide copolymer represented by the above general formula (I). Polymers are preferred.

【0046】一般式(I)において、R1、R2およびR
3は、それぞれ、式(1)のR1、R2およびR3と同義で
あり、好ましいものも同様である。また、一般式(I)
において、R4は、式(2)のR4と同義であり、好まし
いものも同様である。
In the general formula (I), R 1 , R 2 and R
3 has the same meaning as R 1 , R 2 and R 3 in the formula (1), and preferred examples are also the same. In addition, the general formula (I)
In the formula, R 4 has the same meaning as R 4 in formula (2), and preferred examples are also the same.

【0047】用いるオレフィン・マレイミド共重合体の
重量平均分子量は、ポリスチレン換算で1×103〜1
×107、特に1×104〜1×106であることが好ま
しい。分子量がこれより大きくなると成形性が悪くなる
傾向があり、これより小さくなるとポリマーが脆くな
り、耐溶剤性が低下してくる傾向がある。一般式(I)
で表されるオレフィン・マレイミド交互共重合体の重合
度は、通常、1500程度ぐらいまでのものが得られる
The weight average molecular weight of the olefin / maleimide copolymer used is 1 × 10 3 to 1 in terms of polystyrene.
× 10 7 , particularly preferably 1 × 10 4 to 1 × 10 6 . If the molecular weight is higher than this, the moldability tends to deteriorate, and if it is lower than this, the polymer becomes brittle and the solvent resistance tends to decrease. General formula (I)
The degree of polymerization of the olefin / maleimide alternating copolymer represented by is usually up to about 1500.

【0048】一般式(I)で表される共重合体の末端
は、通常、オレフィンモノマーまたはマレイミドモノマ
ーのいずれかの成分が残存している。
At the terminal of the copolymer represented by the general formula (I), usually, either an olefin monomer or a maleimide monomer remains.

【0049】また、本発明で用いるオレフィン・マレイ
ミド共重合体は他のビニル系モノマーを共重合させても
よく、他のビニル系モノマーとしては、スチレン、α−
メチルスチレン、ビニルトルエン、1,3−ブタジエ
ン、イソプレンおよびこれらのハロゲン置換誘導体、メ
タクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸
ブチル、メタクリル酸ヘキシル、メタクリル酸ラウリ
ル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸シクロヘキ
シル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸ベンジル等
のメタクリル酸エステル類、アクリル酸メチル、アクリ
ル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸ブチル、ア
クリル酸ヘキシル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸ス
テアリル、アクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸フェ
ニル、アクリル酸ベンジル等のアクリル酸エステル類、
酢酸ビニル、安息香酸ビニル等のビニルエステル類、メ
チルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、プロピル
ビニルエーテル、ブチルビニルエーテル等のビニルエー
テル類、塩化ビニル、塩化ビニリデン、無水マレイン
酸、N−フェニルマレイミド、N−カルボキシフェニル
マレイミド、アクリロニトリル、エチレン、プロピレ
ン、1−ブテン、2−ブテン、1−ヘキサン等が挙げら
れる。これらのビニルモノマーは、マレイミド類に対し
て、15mol%以下、さらには10mol%以下であること
が好ましい。
Further, the olefin / maleimide copolymer used in the present invention may be obtained by copolymerizing another vinyl monomer. Examples of the other vinyl monomer include styrene and α-
Methylstyrene, vinyltoluene, 1,3-butadiene, isoprene and halogen-substituted derivatives thereof, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, butyl methacrylate, hexyl methacrylate, lauryl methacrylate, stearyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, methacrylic acid Phenyl, methacrylates such as benzyl methacrylate, methyl acrylate, ethyl acrylate, butyl acrylate, butyl acrylate, hexyl acrylate, lauryl acrylate, stearyl acrylate, cyclohexyl acrylate, phenyl acrylate, acrylic acid Acrylates such as benzyl,
Vinyl esters such as vinyl acetate and vinyl benzoate; vinyl ethers such as methyl vinyl ether, ethyl vinyl ether, propyl vinyl ether and butyl vinyl ether; vinyl chloride, vinylidene chloride, maleic anhydride, N-phenylmaleimide, N-carboxyphenylmaleimide, acrylonitrile , Ethylene, propylene, 1-butene, 2-butene, 1-hexane and the like. These vinyl monomers are preferably at most 15 mol%, more preferably at most 10 mol%, based on the maleimides.

【0050】以下に、オレフィン・マレイミド共重合体
の具体例を示すが、本発明はこれらに限定されるもので
はない。なお、化10は、式(1)(2)の表示を用い
て表している。
The following are specific examples of the olefin / maleimide copolymer, but the present invention is not limited to these. In addition, Chemical Formula 10 is represented using the expressions (1) and (2).

【0051】[0051]

【化10】 Embedded image

【0052】このようなオレフィン・マレイミド共重合
体は、N−アルキル置換マレイミドとオレフィンとのラ
ジカル共重合反応によって得られ、公知の重合方法、例
えば、塊状重合法、溶液重合法、懸濁重合法および乳化
重合法のいずれでも合成できるが、特に、原料のN−ア
ルキルマレイミドとオレフィンとは溶解するが、生成す
るポリマーは溶解しない重合溶媒を用いて沈殿重合を行
うことが、製造プロセスの簡略化の点で特に好ましい。
具体的には、特開平4−31407号、同4−3140
8号、同4−50210号、同4−50211号、同4
−50212号、同4−50213号、同4−5021
4号、同4−53810号、同5−117453号、同
5−117461号、同5−117484号、同5−1
40380号、同5−59131号、同5−19460
9号、同5−209004号、同6−220106号等
の各公報に従って、あるいは、準じて合成できる。
Such an olefin / maleimide copolymer is obtained by a radical copolymerization reaction between an N-alkyl-substituted maleimide and an olefin, and is obtained by a known polymerization method, for example, a bulk polymerization method, a solution polymerization method, a suspension polymerization method. And the emulsion polymerization method. In particular, it is possible to carry out precipitation polymerization using a polymerization solvent in which the raw material N-alkylmaleimide and the olefin dissolve but the produced polymer does not dissolve, thereby simplifying the production process. This is particularly preferred in terms of
Specifically, JP-A-4-31407, JP-A-4-3140
No. 8, No. 4-50210, No. 4-50211, No. 4
No.-50212, No.4-50213, No.4-5021
No. 4, 4-53810, 5-117453, 5-117461, 5-117484, 5-1
No. 40380, No. 5-59131, No. 5-19460
No. 9, 5-209004, 6-220106 and the like, or can be synthesized in accordance therewith.

【0053】また、オレフィンとマレイン酸とを重合し
た後、この共重合体をR4(N−アルキル置換基)に対
応するアルキルアミン等を用いて後イミド化することに
よっても合成できる。このような後イミド化反応は、例
えば、無水マレイン酸−オレフィン共重合体を溶融状
態、あるいは、メタノール、エタノール、プロパノー
ル、ブタノールアルコール溶媒やベンゼン、トルエン、
キシレン等の芳香族溶媒等に溶解あるいは分散させ、メ
チルアミン、エチルアミン、n−プロピルアミン、イソ
プロピルアミン、n−ブチルアミン、s−ブチルアミ
ン、t−ブチルアミン、シクロヘキシルアミン等の一級
アミンと100〜350℃の温度で反応させることによ
り行う。また、アンモニア、ジメチル尿素、ジエチル尿
素等の加熱処理等により容易にアミンを発生する化合物
を使用することもできる。具体的には、特開平6−24
8018号、同7−138318号、同7−13831
9号、同8−27221号等の各公報に従って、あるい
は、準じて合成すればよい。
Alternatively, the copolymer can be synthesized by polymerizing an olefin and maleic acid and then imidizing the copolymer with an alkylamine or the like corresponding to R 4 (N-alkyl substituent). Such a post-imidization reaction, for example, a maleic anhydride-olefin copolymer in a molten state, or methanol, ethanol, propanol, butanol alcohol solvent or benzene, toluene,
Dissolve or disperse in an aromatic solvent such as xylene or the like, and react with a primary amine such as methylamine, ethylamine, n-propylamine, isopropylamine, n-butylamine, s-butylamine, t-butylamine, cyclohexylamine at 100 to 350 ° C. The reaction is carried out at a temperature. Further, a compound which easily generates an amine by heat treatment of ammonia, dimethyl urea, diethyl urea, or the like can also be used. Specifically, Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-24 / 1994
No. 8018, No. 7-138318, No. 7-13831
The compound may be synthesized according to or according to each gazette such as No. 9 or No. 8-27221.

【0054】このような重合体の同定は、元素分析、赤
外吸収スペクトル(IR)、核磁気共鳴スペクトル(N
MR)等によって行うことができる。また、重量平均分
子量(Mw)は、光散乱法、ゲルパーミエーションクロ
マトグラフィー(GPC)等によって求めることができ
る。
The identification of such a polymer is carried out by elemental analysis, infrared absorption spectrum (IR), nuclear magnetic resonance spectrum (N
MR) or the like. The weight average molecular weight (Mw) can be determined by a light scattering method, gel permeation chromatography (GPC), or the like.

【0055】また、本発明で用いるオレフィン・マレイ
ミド共重合体は、さらに反応性基によって変性されてい
てもよい。このような反応性基としては、カルボン酸お
よびその誘導体あるいは金属塩、酸無水物、エポキシ
基、アミノ基、ヒドロキシル基、チオール基、アルコキ
シシリル基、イソシアネート基等が挙げられる。この場
合、反応性基の含量は25mol%以下、特に0.01〜
20mol%、さらには0.02〜10mol%、さらに特に
は0.02〜5mol%であることが好ましい。反応性基
が25mol%を超えると、ポリマーの熱安定性や機械的
強度が低下する傾向がある。
The olefin / maleimide copolymer used in the present invention may be further modified with a reactive group. Examples of such a reactive group include carboxylic acids and derivatives thereof, metal salts, acid anhydrides, epoxy groups, amino groups, hydroxyl groups, thiol groups, alkoxysilyl groups, and isocyanate groups. In this case, the content of the reactive group is 25 mol% or less, especially 0.01 to
It is preferably 20 mol%, more preferably 0.02 to 10 mol%, even more preferably 0.02 to 5 mol%. When the reactive group exceeds 25 mol%, the thermal stability and mechanical strength of the polymer tend to decrease.

【0056】このような変性されたポリマーは、例え
ば、無水マレイン酸、無水シトラコン酸、無水イタコン
酸、(メタ)アクリル酸、イタコン酸、フマル酸、グリ
シジル(メタ)アクリレート、アミノメチル(メタ)ア
クリレート、アミノエチル(メタ)アクリレート、ヒド
ロキシエチル(メタ)アクリレート、トリエトキシシリ
ルプロピル(メタ)アクリレート、アミノスチレン、ア
リルアミン等のモノマーを共重合あるいはグラフト重合
することにより製造できる。また、4,4’−アゾビス
(4−シアノ吉草酸)、2,2’−アゾビス(2−シア
ノプロパノール)、2,2’−アゾビスイソブチルアミ
ドのような反応性基を有する開始剤、あるいは、メルカ
プト酢酸、メルカプトプロピオン酸のような反応性基を
有する連鎖移動剤を用いることによりポリマー末端に反
応性基を導入することも可能である。また、オレフィン
と無水マレイン酸とを重合した後、この共重合体をイミ
ド化してオレフィン・マレイミド共重合体を得る場合に
は、イミド化量を調整することにより酸無水物単位を残
存させることができる。
Such modified polymers include, for example, maleic anhydride, citraconic anhydride, itaconic anhydride, (meth) acrylic acid, itaconic acid, fumaric acid, glycidyl (meth) acrylate, aminomethyl (meth) acrylate And aminoethyl (meth) acrylate, hydroxyethyl (meth) acrylate, triethoxysilylpropyl (meth) acrylate, aminostyrene, allylamine and the like. Further, an initiator having a reactive group such as 4,4′-azobis (4-cyanovaleric acid), 2,2′-azobis (2-cyanopropanol), 2,2′-azobisisobutylamide, or It is also possible to introduce a reactive group into the polymer terminal by using a chain transfer agent having a reactive group such as mercaptoacetic acid and mercaptopropionic acid. In addition, after polymerizing an olefin and maleic anhydride, when obtaining an olefin / maleimide copolymer by imidizing the copolymer, it is possible to leave an acid anhydride unit by adjusting the amount of imidization. it can.

【0057】また、本発明では、オレフィン・マレイミ
ド共重合体に加えて、オレフィン系樹脂、アクリル樹
脂、ポリスチレン、塩化ビニル樹脂、ポリフェニレンエ
ーテル、ポリアセタール、ポリアミド、ポリエステル、
ポリフェニレンスルフィド、ポリイミド、ポリカーボネ
ート、ポリサルフォン、フッ素系樹脂、スチレン・マレ
イミド共重合体、ジエン系、オレフィン系、アクリル
系、ウレタン系、フッ素系、シリコン系等のエラストマ
ー、および、これらのランダム重合体、ブロック重合
体、グラフト重合体等、さらには、ジアミノジフェニル
エーテル等のジアミンあるいはポリアミンのようなポリ
アミン化合物、フタル酸ジグリシジル、フタル酸ジグリ
シジルエーテル、レゾルシンジグリシジルエーテル等の
ジエポキシ化合物あるいはエポキシ樹脂等を40wt%以
下、好ましくは5〜30wt%を含有していてもよい。構
造の異なるポリマーを混合、あるいは、溶融混練するこ
とによってブレンドし、成形性、柔軟性を向上させるこ
とができる。
In the present invention, in addition to the olefin / maleimide copolymer, an olefin resin, an acrylic resin, a polystyrene, a vinyl chloride resin, a polyphenylene ether, a polyacetal, a polyamide, a polyester,
Polyphenylene sulfide, polyimide, polycarbonate, polysulfone, fluorine-based resin, styrene / maleimide copolymer, diene-based, olefin-based, acrylic, urethane-based, fluorine-based, silicone-based elastomer, and random polymers and blocks thereof Polymers, graft polymers, etc., and polyamine compounds such as diamines or polyamines such as diaminodiphenyl ether; diepoxy compounds such as diglycidyl phthalate, diglycidyl ether phthalate, resorcin diglycidyl ether; , Preferably 5 to 30% by weight. By blending or melt-kneading polymers having different structures, they can be blended to improve moldability and flexibility.

【0058】オレフィン系樹脂としては、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン、ポリ4−メチル−1−ペンテンお
よびこれらの変性物等が挙げられる。
Examples of the olefin resin include polyethylene, polypropylene, poly-4-methyl-1-pentene and modified products thereof.

【0059】ここで、ポリエチレンとは、エチレン単位
を主とする樹脂であり、エチレン単位が樹脂全体の60
mol%以上、好ましくは75mol%以上、さらに好ましく
は80mol%以上、特に好ましくは85mol%以上、さら
に好ましくは90mol%以上である重合物をいう。ポリ
エチレンには、共重合可能な他の不飽和単量体、例え
ば、プロピレン、1−ブテン、1−ヘキセン等のα−オ
レフィン類、ビニルエーテル類、酢酸ビニル、プロピオ
ン酸ビニル等のビニルエステル類、(メタ)アクリル酸
エステル類、アクリロニトリル等が共重合あるいはグラ
フト重合されていてもよい。
Here, polyethylene is a resin mainly composed of ethylene units.
It refers to a polymer having a mol% or more, preferably 75 mol% or more, more preferably 80 mol% or more, particularly preferably 85 mol% or more, and further preferably 90 mol% or more. Polyethylene includes other copolymerizable unsaturated monomers such as α-olefins such as propylene, 1-butene and 1-hexene, vinyl ethers, vinyl esters such as vinyl acetate and vinyl propionate, ( A (meth) acrylic acid ester, acrylonitrile, or the like may be copolymerized or graft-polymerized.

【0060】ポリプロピレンとは、プロピレン単位を主
とする樹脂であり、プロピレン単位が樹脂全体の80mo
l%以上である重合物をいい、共重合可能な他の不飽和
単量体、例えば、エチレン、1−ブテン、1−ヘキセン
等のα−オレフィン類、ビニルエーテル類、酢酸ビニ
ル、プロピオン酸ビニル等のビニルエステル類、(メ
タ)アクリル酸エステル類、アクリロニトリル等が共重
合あるいはグラフト重合されていてもよい。
Polypropylene is a resin mainly composed of propylene units.
1% or more, and refers to other copolymerizable unsaturated monomers such as α-olefins such as ethylene, 1-butene and 1-hexene, vinyl ethers, vinyl acetate, vinyl propionate and the like. May be copolymerized or graft-polymerized with vinyl esters, (meth) acrylates, acrylonitrile, and the like.

【0061】ポリ4−メチル−1−ペンテンとは、4−
メチル−1−ペンテン単位を主とする樹脂であり、共重
合可能な他の不飽和単量体、例えば、エチレン、プロピ
レン、1−ブテン、1−ヘキセン等のα−オレフィン
類、ビニルエーテル類、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニ
ル等のビニルエステル類、(メタ)アクリル酸エステル
類、アクリロニトリル等が共重合あるいはグラフト重合
されていてもよい。
Poly-4-methyl-1-pentene is defined as 4-
A resin mainly containing methyl-1-pentene unit, and other copolymerizable unsaturated monomers such as α-olefins such as ethylene, propylene, 1-butene, and 1-hexene, vinyl ethers, and acetic acid. Vinyl esters such as vinyl and vinyl propionate, (meth) acrylates, and acrylonitrile may be copolymerized or graft-polymerized.

【0062】また、これらオレフィン系樹脂は種々の反
応性基によって変性されていてもよく、この場合の反応
性基としては、酸無水物、カルボン酸およびその誘導
体、ヒドロキシル基、チオール基、アミノ基、エポキシ
基、アルコキシシリル基、イソシアネート基等が挙げら
れる。これら反応性基による変性量は25mol%以下、
特に20mol%以下、さらには0.01〜15mol%、さ
らに特には0.02〜5mol%であることが好ましい。
反応性基が25mol%を超えると、ポリマーの熱安定性
や機械的強度が低下する傾向がある。
These olefin resins may be modified with various reactive groups. In this case, the reactive groups include acid anhydrides, carboxylic acids and derivatives thereof, hydroxyl groups, thiol groups, and amino groups. , An epoxy group, an alkoxysilyl group, an isocyanate group and the like. The amount of modification by these reactive groups is 25 mol% or less,
In particular, it is preferably at most 20 mol%, more preferably 0.01 to 15 mol%, even more preferably 0.02 to 5 mol%.
When the reactive group exceeds 25 mol%, the thermal stability and mechanical strength of the polymer tend to decrease.

【0063】これらの変性は、例えば、無水マレイン
酸、無水シトラコン酸、無水イタコン酸、(メタ)アク
リル酸、(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチル、(メ
タ)アクリル酸アミノエチル、(メタ)アクリル酸グリ
シジル等を用い、共重合あるいはグラフト重合すること
により製造できる。
These modifications include, for example, maleic anhydride, citraconic anhydride, itaconic anhydride, (meth) acrylic acid, hydroxyethyl (meth) acrylate, aminoethyl (meth) acrylate, glycidyl (meth) acrylate Can be produced by copolymerization or graft polymerization.

【0064】ポリプロピレンの場合、無水マレイン酸あ
るいは(メタ)アクリル酸等をグラフト化した変性ポリ
プロピレンが好ましい。
In the case of polypropylene, a modified polypropylene grafted with maleic anhydride or (meth) acrylic acid is preferred.

【0065】ポリアミド樹脂としては、ε−カプロラク
タム、ω−ドデカラクタム等のラクタム類の開環重合に
より得られるポリアミド;6−アミノカプロン酸、11
−アミノウンデカン酸、12−アミノドデカン酸等のア
ミノ酸から得られるポリアミド;エチレンジアミン、テ
トラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ウン
デカメチレンジアミン、ドデカメチレンジアミン、2,
2,4−トリメチルヘキサメチレンジアミン、1,3−
または1,4−ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、
ビス(4,4’−アミノシクロヘキシル)メタン、メタ
キシレンジアミン、パラキシレンジアミン等の脂肪族、
脂環族、芳香族ジアミンと、アジピン酸、スペリン酸、
セバシン酸、ドデカン二酸、1,4−シクロヘキサンジ
カルボン酸、イソフタル酸、テレフタル酸等の脂肪族、
脂環族、芳香族ジカルボン酸とから得られるポリアミド
およびこれらの共重合体およびこれらの混合物が挙げら
れる。これらのうち、ナイロン6、ナイロン66、ナイ
ロン610、ナイロン612、ナイロン11、ナイロン
12、ナイロン46が好ましい。ポリアミドの分子量と
しては、通常、10000以上のものが好ましい。
Examples of the polyamide resin include polyamides obtained by ring-opening polymerization of lactams such as ε-caprolactam and ω-dodecalactam; 6-aminocaproic acid, 11
Polyamides obtained from amino acids such as -aminoundecanoic acid and 12-aminododecanoic acid; ethylenediamine, tetramethylenediamine, hexamethylenediamine, undecamethylenediamine, dodecamethylenediamine, 2,
2,4-trimethylhexamethylenediamine, 1,3-
Or 1,4-bis (aminomethyl) cyclohexane,
Aliphatics such as bis (4,4′-aminocyclohexyl) methane, metaxylenediamine, paraxylenediamine,
Alicyclic and aromatic diamines, adipic acid, speric acid,
Sebacic acid, dodecane diacid, 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, isophthalic acid, aliphatics such as terephthalic acid,
Examples include polyamides obtained from alicyclic and aromatic dicarboxylic acids, copolymers thereof, and mixtures thereof. Of these, nylon 6, nylon 66, nylon 610, nylon 612, nylon 11, nylon 12, and nylon 46 are preferred. Usually, the molecular weight of the polyamide is preferably 10,000 or more.

【0066】ポリエステル樹脂としては、ポリブチレン
テレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリア
リレート、液晶性ポリエステル等が挙げられる。
Examples of the polyester resin include polybutylene terephthalate, polyethylene terephthalate, polyarylate, and liquid crystalline polyester.

【0067】エラストマーとしては、ガラス転移温度が
10℃以下の高分子であれば特に限定されず、ジエン系
エラストマーおよびその水添物、オレフィン系エラスト
マーおよびその水添物、アクリル系エラストマー、ウレ
タン系エラストマー、フッ素系エラストマー、シリコン
系エラストマー、アミド系エラストマー、エステル系エ
ラストマー等が挙げられ、耐候性および機械的特性の点
からオレフィン系エラストマーおよびアクリル系エラス
トマーが好ましい。
The elastomer is not particularly limited as long as it is a polymer having a glass transition temperature of 10 ° C. or lower, and is a diene elastomer and its hydrogenated product, an olefin elastomer and its hydrogenated product, an acrylic elastomer, a urethane elastomer. And fluorine-based elastomers, silicone-based elastomers, amide-based elastomers, ester-based elastomers, and the like, and olefin-based elastomers and acrylic-based elastomers are preferred in view of weather resistance and mechanical properties.

【0068】オレフィン系エラストマーとしては、ブチ
ルゴムやエチレン系エラストマーが挙げられる。ここ
で、ブチルゴムとは、ポリイソブチレンを主体とするエ
ラストマーであり、エチレン系エラストマーとは、ポリ
エチレンおよびその共重合体であり、エチレン単位がエ
ラストマー全体の好ましくは50mol%以上、さらに好
ましくは75mol%以上である重合物をいう。エチレン
と共重合可能な他の不飽和単量体としては、例えば、プ
ロピレン、1−ブテン、1−ヘキセン等のα−オレフィ
ン類、ビニルエーテル類、酢酸ビニル、プロピオン酸ビ
ニル等のビニルエステル類、(メタ)アクリル酸エステ
ル類、アクリロニトリル等が挙げられ、これらは共重合
あるいはグラフト重合されていてもよい。
Examples of the olefin elastomer include butyl rubber and ethylene elastomer. Here, butyl rubber is an elastomer mainly composed of polyisobutylene, and ethylene-based elastomer is polyethylene and its copolymer, and the ethylene unit is preferably at least 50 mol%, more preferably at least 75 mol% of the whole elastomer. Is referred to as a polymer. Other unsaturated monomers copolymerizable with ethylene include, for example, α-olefins such as propylene, 1-butene and 1-hexene, vinyl ethers, vinyl esters such as vinyl acetate and vinyl propionate, and ( Examples thereof include (meth) acrylic esters, acrylonitrile, and the like, which may be copolymerized or graft-polymerized.

【0069】アクリル系エラストマーとは、アクリル酸
のメチルエステル、エチルエステルあるいはブチルエス
テル等のアクリル酸エステルを主体とするエラストマー
であり、その他の共重合可能な成分としては、スチレン
等の芳香族モノマー、メタクリル酸エステル類、酢酸ビ
ニル等が挙げられる。
The acrylic elastomer is an elastomer mainly composed of an acrylic ester such as methyl ester, ethyl ester or butyl ester of acrylic acid. Other copolymerizable components include aromatic monomers such as styrene. Methacrylic acid esters, vinyl acetate and the like can be mentioned.

【0070】また、これらエラストマーは種々の反応性
基によって変性されていることが好ましく、この場合の
反応性基としては、酸無水物、カルボン酸およびその誘
導体、ヒドロキシル基、チオール基、アミノ基、エポキ
シ基、アルコキシシリル基、イソシアネート基等が挙げ
られる。これら反応性基による変性量は30mol%以
下、さらには0.001〜25mol%、特に0.01〜
20mol%、さらには0.02〜15mol%、さらに特に
は0.05〜5mol%であることが好ましい。
These elastomers are preferably modified with various reactive groups. Examples of the reactive groups include acid anhydrides, carboxylic acids and derivatives thereof, hydroxyl groups, thiol groups, amino groups, Examples include an epoxy group, an alkoxysilyl group, and an isocyanate group. The amount of modification by these reactive groups is 30 mol% or less, more preferably 0.001 to 25 mol%, and particularly 0.01 to 25 mol%.
It is preferably 20 mol%, more preferably 0.02 to 15 mol%, even more preferably 0.05 to 5 mol%.

【0071】これらの変性は、例えば、無水マレイン
酸、無水シトラコン酸、無水イタコン酸、(メタ)アク
リル酸、イタコン酸、フマル酸、(メタ)アクリル酸ヒ
ドロキシエチル、(メタ)アクリル酸アミノエチル、
(メタ)アクリル酸グリシジル、3−(トリエトキシシ
リル)プロピルメタクリレート、アリルアミン等を用
い、共重合あるいはグラフト重合することにより製造で
きる。
These modifications include, for example, maleic anhydride, citraconic anhydride, itaconic anhydride, (meth) acrylic acid, itaconic acid, fumaric acid, hydroxyethyl (meth) acrylate, aminoethyl (meth) acrylate,
It can be produced by copolymerization or graft polymerization using glycidyl (meth) acrylate, 3- (triethoxysilyl) propyl methacrylate, allylamine, or the like.

【0072】これらエラストマーをさらに具体的に例示
すると、ポリブタジエン、スチレン/ブタジエン共重合
体、アクリロニトリル/ブタジエン共重合体、アクリロ
ニトリル/スチレン/ブタジエン共重合体、メタクリル
酸メチル/スチレン/ブタジエン共重合体、ポリイソプ
レン、ポリクロロプレン等のジエン系エラストマーおよ
びその酸無水物変性体、エポキシ変性体あるいはヒドロ
キシ変性体、上記のようなジエン系エラストマーの水添
体およびその酸無水物変性体、エポキシ変性体あるいは
カルボキシ変性体、エチレン/プロピレン(エチリデン
ノルボルネン)ゴム、ブチルゴム、エチレン/酢酸ビニ
ルゴム、エチレン/アクリル酸メチル等のオレフィン系
エラストマーおよびその酸無水物変性体、エポキシ変性
体、カルボキシ変性体あるいはヒドロキシ変性体、グリ
シジルメタクリレート変性体、アクリル酸エチルを主体
とするアクリルゴムおよびその酸無水物変性体、エポキ
シ変性体、アミノ基変性体、ポリシロキサンのエポキシ
変性体、ヒドロキシ変性体、アミノ基変性体、エチレン
/アクリル酸共重合体、エチレン/グリシジルメタクリ
レート共重合体、エチレン/アクリル酸エチル/グリシ
ジルメタクリレート共重合体、エチレン/アクリル酸エ
チル/無水マレイン酸共重合体、エチレン/酢酸ビニル
/無水マレイン酸共重合体、エチルアクリレート/グリ
シジルメタクリレート共重合体、エチルアクリレート/
ブチルアクリレート/無水マレイン酸共重合体等が挙げ
られる。
These elastomers are more specifically exemplified by polybutadienes, styrene / butadiene copolymers, acrylonitrile / butadiene copolymers, acrylonitrile / styrene / butadiene copolymers, methyl methacrylate / styrene / butadiene copolymers, Diene-based elastomers such as isoprene and polychloroprene and their acid anhydride-modified, epoxy- or hydroxy-modified products, hydrogenated products of the above-mentioned diene-based elastomers and their acid anhydride-modified, epoxy-modified or carboxy-modified products Olefin elastomers such as ethylene / propylene (ethylidene norbornene) rubber, butyl rubber, ethylene / vinyl acetate rubber, ethylene / methyl acrylate, and modified acid anhydrides, epoxy modified, carboxy Or hydroxy-modified, glycidyl methacrylate-modified, acrylic rubber mainly composed of ethyl acrylate and its anhydride-modified, epoxy-modified, amino-modified, polysiloxane-epoxy-modified, hydroxy-modified, amino-group Modified product, ethylene / acrylic acid copolymer, ethylene / glycidyl methacrylate copolymer, ethylene / ethyl acrylate / glycidyl methacrylate copolymer, ethylene / ethyl acrylate / maleic anhydride copolymer, ethylene / vinyl acetate / anhydride Maleic acid copolymer, ethyl acrylate / glycidyl methacrylate copolymer, ethyl acrylate /
Butyl acrylate / maleic anhydride copolymer;

【0073】ジエン系エラストマー変性体を用いると低
温衝撃性が、オレフィン系エラストマー変性体およびア
クリル系エラストマー変性体を用いると耐候性および耐
衝撃性が向上する。
When a modified diene elastomer is used, the low temperature impact resistance is improved, and when a modified olefin elastomer or acrylic elastomer is used, weather resistance and impact resistance are improved.

【0074】また、オレフィンとマレイミドとの重合を
ゴム状重合体存在下で行い、グラフト重合体として使用
することも可能である。ここで、ゴム状共重合体とは、
ポリブタジエン、ポリイソプレン、スチレン/ブタジエ
ン共重合体、アクリロニトリル/ブタジエン共重合体等
のジエン系ゴム、オレフィン系ゴム、アクリル系ゴム、
シリコン系ゴム等が挙げられる。
It is also possible to carry out the polymerization of the olefin and the maleimide in the presence of a rubbery polymer and use it as a graft polymer. Here, the rubbery copolymer is
Diene rubbers such as polybutadiene, polyisoprene, styrene / butadiene copolymer, acrylonitrile / butadiene copolymer, olefin rubber, acrylic rubber,
Silicone rubber and the like can be mentioned.

【0075】なお、本発明で用いるオレフィン・マレイ
ミド共重合体は、必要に応じてヒンダードフェノール、
有機リン酸エステルのような熱安定剤、ベンゾトリアゾ
ール系紫外線吸収剤、ヒンダードアミン系紫外線安定
剤、各種潤滑剤、各種フィラーを添加してもよい。
The olefin / maleimide copolymer used in the present invention may contain a hindered phenol,
A heat stabilizer such as an organic phosphate, a benzotriazole-based UV absorber, a hindered amine-based UV stabilizer, various lubricants, and various fillers may be added.

【0076】本発明で用いるオレフィン・マレイミド共
重合体は、マレイミド部分が極性を有しているので、極
性溶媒である電解液との親和性が高い。本発明で用いる
高分子の電解液による膨潤度は2〜5程度、好ましくは
2〜4である。膨潤度とは、高分子材料に電解液を含
浸、膨潤させた前後の重量比とする。つまり、膨潤度が
2とは、電解液の含浸により高分子の重量が2倍になっ
たことを示し、膨潤後の電解液/高分子材料重量比が1
/1であることを示す。なお、本発明のSPEは、高膨
潤度であるが、十分な強度および保液性が得られる。こ
の共重合体は、可塑化しなくても十分な膨潤度が得ら
れ、従来の生産性の高いゲル電解質では必須の可塑剤を
使用しなくてもよく、生産性、量産性が向上するのみな
らず、環境への影響が軽減するので好ましい。
The olefin / maleimide copolymer used in the present invention has a high affinity for an electrolyte, which is a polar solvent, since the maleimide moiety has polarity. The degree of swelling of the polymer used in the present invention with the electrolytic solution is about 2 to 5, preferably 2 to 4. The degree of swelling is defined as the weight ratio before and after the polymer material is impregnated with the electrolyte and swelled. That is, a swelling degree of 2 means that the weight of the polymer was doubled by the impregnation of the electrolyte, and the weight ratio of the electrolyte / polymer material after swelling was 1
/ 1. Although the SPE of the present invention has a high degree of swelling, sufficient strength and liquid retention can be obtained. This copolymer can obtain a sufficient degree of swelling without plasticization, and does not require the use of an essential plasticizer in conventional high-productivity gel electrolytes, as long as productivity and mass productivity only improve. It is preferable because the influence on the environment is reduced.

【0077】オレフィン・マレイミド共重合体は吸水率
が1wt%程度なので、使用に際して100℃以下で常圧
あるいは真空乾燥を行う。
Since the olefin / maleimide copolymer has a water absorption of about 1% by weight, it is dried at 100 ° C. or less at normal pressure or under vacuum when used.

【0078】前記共重合体は、常温ではエチレンカーボ
ネート、ジエチルカーボネート等の電解液に溶解するこ
ともなく、このような共重合体による高分子固体電解質
をリチウム2次電池、電気2重層キャパシタ等の電気化
学デバイスに用いた場合、保存特性が良好となる。
At room temperature, the copolymer does not dissolve in an electrolyte such as ethylene carbonate or diethyl carbonate, and the polymer solid electrolyte of such a copolymer is used for lithium secondary batteries, electric double layer capacitors, etc. When used for an electrochemical device, the storage characteristics are good.

【0079】<電解質塩>電解液は一般に電解質塩と溶
媒よりなる。リチウム電池への応用を考えると電解質塩
にはLiが含まれる必要があり、具体的には、LiBF
4 、LiPF6 、LiAsF6 、LiSO3 CF3 、L
iClO4 、LiN(SO2 CF32 等のリチウム塩
が適用できる。また、電気2重層キャパシタに用いる場
合は、上記のLi塩を含むアルカリ金属塩以外に、過塩
素酸テトラエチルアンモニウム、ホウフッ化テトラエチ
ルアンモニウム等の四級アンモニウム塩等が適用でき
る。その他、応用する電気化学デバイスに応じて、後述
の溶媒と相溶する電解質塩を適宜選択すればよい。この
ような電解質塩は単独で用いてもよいし、複数の塩を所
定の比率で混合して用いてもよい。
<Electrolyte Salt> The electrolyte generally comprises an electrolyte salt and a solvent. Considering application to lithium batteries, the electrolyte salt needs to contain Li, and specifically, LiBF
4, LiPF 6, LiAsF 6, LiSO 3 CF 3, L
Lithium salts such as iClO 4 and LiN (SO 2 CF 3 ) 2 can be used. When used for an electric double layer capacitor, a quaternary ammonium salt such as tetraethylammonium perchlorate and tetraethylammonium borofluoride can be used in addition to the alkali metal salt containing the Li salt. In addition, an electrolyte salt compatible with a solvent described below may be appropriately selected depending on an applied electrochemical device. Such an electrolyte salt may be used alone, or a plurality of salts may be mixed at a predetermined ratio.

【0080】<溶媒>電解液の溶媒としては、前述の共
重合体、電解質塩との相溶性が良好なものであれば特に
制限はされないが、リチウム電池等では高い動作電圧で
も分解の起こらない極性有機溶媒、例えば、エチレンカ
ーボネート(略称EC)、プロピレンカーボネート(略
称PC)、ブチレンカーボネート、ジメチルカーボネー
ト(略称DMC)、ジエチルカーボネート、エチルメチ
ルカーボネート等のカーボネート類、テトラヒドロフラ
ン(THF)、2−メチルテトラヒドロフラン等の環式
エーテル、1,3−ジオキソラン、4−メチルジオキソ
ラン等の環式エーテル、γ−ブチロラクトン等のラクト
ン、スルホラン等が好適に用いられる。3−メチルスル
ホラン、ジメトキシエタン、ジエトキシエタン、エトキ
シメトキシエタン、エチルジグライム等を用いてもよ
い。その他、応用するデバイスに応じて公知の溶媒の中
から適宜選択すればよい。
<Solvent> The solvent of the electrolytic solution is not particularly limited as long as it has good compatibility with the above-mentioned copolymer and electrolyte salt. However, in a lithium battery or the like, decomposition does not occur even at a high operating voltage. Polar organic solvents, for example, ethylene carbonate (abbreviated as EC), propylene carbonate (abbreviated as PC), butylene carbonate, dimethyl carbonate (abbreviated as DMC), carbonates such as diethyl carbonate and ethyl methyl carbonate, tetrahydrofuran (THF), 2-methyltetrahydrofuran Cyclic ethers such as 1,3-dioxolane and 4-methyldioxolane; lactones such as γ-butyrolactone; and sulfolane. 3-Methylsulfolane, dimethoxyethane, diethoxyethane, ethoxymethoxyethane, ethyldiglyme and the like may be used. In addition, a known solvent may be appropriately selected according to a device to be applied.

【0081】溶媒と電解質塩とで電解液を構成すると考
えた場合の電解質塩の濃度は、好ましくは0.3〜5mo
l/lである。通常、1mol/l辺りで最も高いイオン伝
導性を示す。また、SPEの組成を共重合体/電解液で
示した場合、膜の強度、イオン伝導度の点から、電解液
の比率は40〜90wt%が好ましい。
When it is considered that the electrolyte is composed of the solvent and the electrolyte salt, the concentration of the electrolyte salt is preferably 0.3 to 5 mol.
l / l. Usually, it exhibits the highest ionic conductivity at around 1 mol / l. When the composition of the SPE is represented by a copolymer / electrolyte solution, the ratio of the electrolyte solution is preferably 40 to 90% by weight in view of the strength of the membrane and the ionic conductivity.

【0082】<SPEの調製>次に、高分子固体電解質
の具体的な作製方法を述べる。
<Preparation of SPE> Next, a specific method for producing a solid polymer electrolyte will be described.

【0083】本発明では、オレフィン・マレイミド共重
合体の膨潤度が高いので、予めシート化した高分子フィ
ルムを電解液に含浸することで、容易にSPEが得られ
る。しかも、高分子は可塑化しなくてよい。従来では、
すべての工程を水分の少ないドライルームあるいはグロ
ーブボックス中で行わなければならなかったが、本発明
では、高分子フィルムを電解液に含浸させて以降のみを
グローブボックス中等で行えばよい。
In the present invention, since the swelling degree of the olefin / maleimide copolymer is high, the SPE can be easily obtained by impregnating the polymer film formed into a sheet in advance with the electrolytic solution. Moreover, the polymer need not be plasticized. Traditionally,
Although all the steps have to be performed in a dry room or a glove box with low moisture content, in the present invention, only the steps after the polymer film is impregnated with the electrolytic solution may be performed in the glove box or the like.

【0084】オレフィン・マレイミド共重合体をシート
化するには、まず、オレフィン・マレイミド共重合体を
溶媒に分散・溶解させる。このときの溶媒はオレフィン
・マレイミド共重合体が溶解可能な各種溶媒から適宜選
択すればよく、例えば、テトラヒドロフラン(TH
F)、ジメチルホルムアミド(DMF)、N−メチルピ
ロリドン(NMP)などを用いることが好ましい。溶媒
に対するオレフィン・マレイミド共重合体の濃度は好ま
しくは5〜30wt%である。分散・溶解方法は、単に室
温でマグネチックスターラー等を用いて撹拌するだけで
溶解する。また、短時間でオレフィン・マレイミド共重
合体を溶解するために溶媒の沸点以下で加熱してもよ
い。
In order to make the olefin / maleimide copolymer into a sheet, first, the olefin / maleimide copolymer is dispersed and dissolved in a solvent. The solvent at this time may be appropriately selected from various solvents in which the olefin / maleimide copolymer can be dissolved, for example, tetrahydrofuran (TH
F), dimethylformamide (DMF), N-methylpyrrolidone (NMP) and the like are preferably used. The concentration of the olefin / maleimide copolymer in the solvent is preferably 5 to 30% by weight. The dispersing and dissolving method is to dissolve simply by stirring at room temperature using a magnetic stirrer or the like. In order to dissolve the olefin / maleimide copolymer in a short time, heating may be performed at a temperature lower than the boiling point of the solvent.

【0085】次に、このオレフィン・マレイミド共重合
体溶液を基材上に塗布、流延してシート状にする。この
基材は平滑なものなら何でもよい。例えば、ポリエステ
ルフィルム、ガラス、ポリテトラフルオロエチレンフィ
ルム等である。オレフィン・マレイミド共重合体溶液を
基材に塗布するための手段は特に限定されず、基材の材
質や形状などに応じて適宜決定すればよい。一般に、メ
タルマスク印刷法、ディップコート法、スプレーコート
法、ロールコート法、ドクターブレード法、グラビアコ
ート法、スクリーン印刷法等が使用されている。
Next, this olefin / maleimide copolymer solution is applied on a substrate and cast to form a sheet. The substrate may be any smooth material. For example, polyester film, glass, polytetrafluoroethylene film, and the like. The means for applying the olefin / maleimide copolymer solution to the substrate is not particularly limited, and may be appropriately determined according to the material and shape of the substrate. Generally, a metal mask printing method, a dip coating method, a spray coating method, a roll coating method, a doctor blade method, a gravure coating method, a screen printing method, and the like are used.

【0086】このようにして得たシートを、放置あるい
は熱処理してオレフィン・マレイミド共重合体を溶解し
たときの溶媒を蒸発させる。そして、このシート化した
オレフィン・マレイミド共重合体フィルムに電解液を含
浸させれば本発明のSPEが得られる。含浸は、通常、
高分子フィルムに電解液を均一に滴下し、室温で放置し
て電解液を高分子に膨潤させるが、高分子フィルムを電
解液に浸してもよい。電解液としては、リチウム電池、
電気2重層キャパシタ等に使用され、前記共重合体と相
溶性が良好なものであれば、いずれであってもよい。
The sheet thus obtained is left or heat-treated to evaporate the solvent used when the olefin / maleimide copolymer is dissolved. Then, the SPE of the present invention can be obtained by impregnating the sheeted olefin / maleimide copolymer film with an electrolytic solution. Impregnation is usually
The electrolyte solution is uniformly dropped on the polymer film and left at room temperature to swell the electrolyte solution into the polymer. Alternatively, the polymer film may be immersed in the electrolyte solution. Lithium batteries,
Any material may be used as long as it is used for an electric double layer capacitor or the like and has good compatibility with the copolymer.

【0087】また、従来の方法、つまり、オレフィン・
マレイミド共重合体を溶媒に溶解させ、電解液を混合
し、このオレフィン・マレイミド共重合体溶液を基材上
に塗布、流延してシート状にし、このシートを放置ある
いは熱処理してオレフィン・マレイミド共重合体を溶解
したときの溶媒を蒸発させてもSPEが得られる。
The conventional method, that is, olefin
The maleimide copolymer is dissolved in a solvent, the electrolytic solution is mixed, the olefin / maleimide copolymer solution is applied to a substrate, cast into a sheet, and the sheet is left or heat-treated to leave the olefin / maleimide. SPE can also be obtained by evaporating the solvent used to dissolve the copolymer.

【0088】また、オレフィン・マレイミド共重合体を
直接電解液に溶解させてもよい。
The olefin / maleimide copolymer may be directly dissolved in the electrolyte.

【0089】本発明のSPEの厚さは、通常、10〜5
00μmとする。
The thickness of the SPE of the present invention is usually 10 to 5
00 μm.

【0090】<充填剤>上記のSPEの強度、剛性、耐
圧性、粘着性等に不都合がある場合は、SPEにシリ
カ、アルミナ等の無機または有機の充填剤(フィラー)
を添加することでそれらを改善することができる。加え
る充填剤の材質、粒度、形状、充填量に特に制限はない
が、SPEのイオン伝導度は本質的に充填量とともに低
下する。充填量は30wt%以下にすることが好ましい。
<Filler> If the strength, rigidity, pressure resistance, adhesiveness, etc. of the above-mentioned SPE are inconvenient, an inorganic or organic filler (filler) such as silica or alumina is added to the SPE.
Can improve them. The material, particle size, shape and filling amount of the filler to be added are not particularly limited, but the ionic conductivity of the SPE essentially decreases with the filling amount. It is preferable that the filling amount is 30% by weight or less.

【0091】また、SPEの自立性に不都合のある場合
は、SPEの支持体として不織布等をSPE中に包含さ
せてもよい。
If the SPE is not self-sustaining, a nonwoven fabric or the like may be included in the SPE as a support for the SPE.

【0092】<電気化学デバイス>本発明のSPEは、
電池、キャパシタ、ECディスプレイ、センサ等の電気
化学デバイスに用いることができ、特にリチウム2次電
池、電気2重層キャパシタに好適に用いることができ
る。
<Electrochemical Device> The SPE of the present invention comprises:
It can be used for electrochemical devices such as batteries, capacitors, EC displays, sensors and the like, and can be particularly suitably used for lithium secondary batteries and electric double layer capacitors.

【0093】<リチウム2次電池>本発明の高分子固体
電解質を使用したリチウム2次電池の構造は特に限定さ
れないが、通常、正極および負極と、SPEとから構成
され、積層型電池や円筒型電池等に適用される。
<Lithium Secondary Battery> Although the structure of a lithium secondary battery using the polymer solid electrolyte of the present invention is not particularly limited, it is usually composed of a positive electrode, a negative electrode, and SPE, and is usually a laminated battery or a cylindrical battery. Applied to batteries and the like.

【0094】SPEと組み合わせる電極は、リチウムイ
オン2次電池の電極として公知のものの中から適宜選択
して使用すればよく、電極活物質とSPEとの組成物を
用いることも可能である。
The electrode to be combined with SPE may be appropriately selected from those known as electrodes for a lithium ion secondary battery, and a composition of an electrode active material and SPE may be used.

【0095】負極は、炭素、リチウム金属、リチウム合
金あるいは酸化物材料のような負極活物質からなり、正
極は、リチウムイオンがインターカレート・デインター
カレート可能な酸化物または炭素のような正極活物質か
らなる。このような電極を用いることにより、良好な特
性のリチウム2次電池を得ることができる。
The negative electrode comprises a negative electrode active material such as carbon, lithium metal, lithium alloy or oxide material, and the positive electrode comprises a positive electrode such as oxide or carbon capable of intercalating / deintercalating lithium ions. Made of active material. By using such an electrode, a lithium secondary battery having excellent characteristics can be obtained.

【0096】活物質として用いる炭素は、例えば、天然
あるいは人造の黒鉛、樹脂焼成炭素材料、炭素繊維など
から適宜選択すればよい。これらは粉末で用いられる。
これらのうち好ましいものは、黒鉛であり、その平均粒
子径は1〜30μm 、特に5〜25μm であることが好
ましい。平均粒子径が小さすぎると、充放電サイクル寿
命が短くなり、また、容量のばらつき(個体差)が大き
くなる傾向にある。平均粒子径が大きすぎると、容量の
ばらつきが著しく大きくなり、平均容量が小さくなって
しまう。平均粒子径が大きい場合に容量のばらつきが生
じるのは、黒鉛と集電体との接触や黒鉛同士の接触にば
らつきが生じるためと考えられる。
The carbon used as the active material may be appropriately selected from, for example, natural or artificial graphite, resin-fired carbon material, carbon fiber and the like. These are used in powder.
Of these, graphite is preferred, and its average particle size is preferably 1 to 30 μm, particularly preferably 5 to 25 μm. If the average particle size is too small, the charge / discharge cycle life tends to be short and the variation in capacity (individual difference) tends to be large. If the average particle size is too large, the dispersion of the capacity becomes extremely large, and the average capacity becomes small. It is considered that the capacity variation occurs when the average particle size is large because the contact between the graphite and the current collector and the contact between the graphites vary.

【0097】リチウムイオンがインターカレート・デイ
ンターカレート可能な酸化物としては、リチウムを含む
複合酸化物が好ましく、例えば、LiCoO2、LiM
24、LiNiO2、LiV24などが挙げられる。
これらの酸化物の粉末の平均粒子径は1〜40μm 程度
であることが好ましい。
The oxide capable of intercalating / deintercalating lithium ions is preferably a composite oxide containing lithium, for example, LiCoO 2 , LiM
n 2 O 4, LiNiO 2, LiV 2 O 4 and the like.
The average particle diameter of these oxide powders is preferably about 1 to 40 μm.

【0098】電極には、必要により導電助剤が添加され
る。導電助剤としては、好ましくは黒鉛、カーボンブラ
ック、炭素繊維、ニッケル、アルミニウム、銅、銀等の
金属が挙げられ、特に黒鉛、カーボンブラックが好まし
い。
A conductive assistant is added to the electrode if necessary. Preferred examples of the conductive auxiliary agent include metals such as graphite, carbon black, carbon fiber, nickel, aluminum, copper, and silver. Particularly, graphite and carbon black are preferable.

【0099】電極組成は、バインダとしてゲル電解質を
加える場合、正極では、重量比で、活物質:導電助剤:
ゲル電解質=10〜50:0〜20:30〜90の範囲
が好ましく、負極では、重量比で、活物質:導電助剤:
ゲル電解質=10〜50:0〜20:30〜90の範囲
が好ましい。ゲル電解質を含まない電極も好適に用いら
れる。この場合、バインダとしてはフッ素樹脂、フッ素
ゴム等を用いることができ、バインダの量は3〜30wt
%程度とする。
The electrode composition is such that when a gel electrolyte is added as a binder, the weight ratio of active material: conductive additive:
The gel electrolyte is preferably in the range of 10 to 50: 0 to 20:30 to 90. In the negative electrode, the active material: the conductive auxiliary agent:
The gel electrolyte is preferably in the range of 10 to 50: 0 to 20:30 to 90. An electrode containing no gel electrolyte is also preferably used. In this case, a fluorine resin, a fluorine rubber, or the like can be used as the binder, and the amount of the binder is 3 to 30 wt.
%.

【0100】本発明では、上記負極活物質および/また
は正極活物質、好ましくは両活物質を、好ましくは上述
したバインダ溶液中に混合して集電体表面に接着させ
る。バインダとしてゲル電解質を用いる場合、本発明の
SPEと同じ組成のものを用いても、それ以外の組成の
ものを用いてもよい。
In the present invention, the above-mentioned negative electrode active material and / or positive electrode active material, preferably both active materials, are preferably mixed in the above-mentioned binder solution and adhered to the surface of the current collector. When a gel electrolyte is used as the binder, one having the same composition as the SPE of the present invention or one having another composition may be used.

【0101】電極の製造は、まず、活物質と必要に応じ
て導電助剤を、バインダ溶液に分散し、塗布液を調製す
る。
In manufacturing an electrode, first, an active material and, if necessary, a conductive auxiliary are dispersed in a binder solution to prepare a coating solution.

【0102】そして、この電極塗布液を集電体に塗布す
る。塗布する手段は特に限定されず、集電体の材質や形
状などに応じて適宜決定すればよい。一般に、メタルマ
スク印刷法、静電塗装法、ディップコート法、スプレー
コート法、ロールコート法、ドクターブレード法、グラ
ビアコート法、スクリーン印刷法等が使用されている。
その後、必要に応じて、平板プレス、カレンダーロール
等により圧延処理を行う。
Then, this electrode coating solution is applied to the current collector. The means for applying is not particularly limited, and may be determined as appropriate according to the material and shape of the current collector. Generally, a metal mask printing method, an electrostatic coating method, a dip coating method, a spray coating method, a roll coating method, a doctor blade method, a gravure coating method, a screen printing method, and the like are used.
Thereafter, if necessary, a rolling treatment is performed by a flat plate press, a calender roll, or the like.

【0103】集電体は、電池の使用するデバイスの形状
やケース内への集電体の配置方法などに応じて、適宜通
常の集電体から選択すればよい。一般に、正極にはアル
ミニウム等が、負極には銅、ニッケル等が使用される。
なお、集電体は、通常、金属箔、金属メッシュなどが使
用される。金属箔よりも金属メッシュの方が電極との接
触抵抗が小さくなるが、金属箔でも十分小さい接触抵抗
が得られる。
The current collector may be appropriately selected from ordinary current collectors according to the shape of the device used by the battery, the method of arranging the current collector in the case, and the like. Generally, aluminum or the like is used for the positive electrode, and copper, nickel, or the like is used for the negative electrode.
Note that a metal foil, a metal mesh, or the like is usually used as the current collector. Although the metal mesh has a smaller contact resistance with the electrode than the metal foil, a sufficiently small contact resistance can be obtained with the metal foil.

【0104】そして、溶媒を蒸発させ、電極を作製す
る。塗布厚は、50〜1,000μm程度とすることが
好ましい。
Then, the solvent is evaporated to form an electrode. The coating thickness is preferably about 50 to 1,000 μm.

【0105】<電気2重層キャパシタ>本発明の高分子
固体電解質が使用される電気2重層キャパシタの構造は
特に限定されないが、通常、一対の分極性電極がSPE
を介して配置されており、分極性電極およびSPEの周
辺部には絶縁性ガスケットが配置されている。このよう
な電気2重層キャパシタはコイン型、ペーパー型、積層
型等と称されるいずれのものであってもよい。
<Electric Double Layer Capacitor> The structure of the electric double layer capacitor using the solid polymer electrolyte of the present invention is not particularly limited.
And an insulating gasket is arranged around the polarizable electrode and the SPE. Such an electric double layer capacitor may be any type called a coin type, a paper type, a laminated type, or the like.

【0106】分極性電極としては、活性炭、活性炭素繊
維等を導電性活物質とし、これにバインダとしてフッ素
樹脂、フッ素ゴム等を加える。そして、この混合物をシ
ート状電極に形成したものを用いることが好ましい。バ
インダの量は5〜15wt%程度とする。また、バインダ
としてゲル電解質を用いてもよく、その場合、ゲル電解
質は、本発明のSPEと同じ組成のものを用いても、そ
れ以外の組成のものを用いてもよい。
For the polarizable electrode, activated carbon, activated carbon fiber, or the like is used as a conductive active material, and a fluororesin, a fluororubber, or the like is added as a binder. Then, it is preferable to use the mixture formed on a sheet-like electrode. The amount of the binder is about 5 to 15 wt%. Further, a gel electrolyte may be used as the binder. In this case, the gel electrolyte may have the same composition as the SPE of the present invention or may have another composition.

【0107】分極性電極に用いられる集電体は、白金、
導電性ブチルゴム等の導電性ゴムなどであってよく、ま
たアルミニウム、ニッケル等の金属の溶射によって形成
してもよく、上記電極層の片面に金属メッシュを付設し
てもよい。
The current collector used for the polarizable electrode is platinum,
It may be a conductive rubber such as a conductive butyl rubber or the like, may be formed by spraying a metal such as aluminum or nickel, or may be provided with a metal mesh on one surface of the electrode layer.

【0108】電気2重層キャパシタには、上記のような
分極性電極と、上記SPEとを組み合わせる。
The electric double layer capacitor is obtained by combining the above-mentioned polarizable electrode and the above-mentioned SPE.

【0109】電解質塩としては、(C254 NB
4 、(C253 CH3 NBF4 、(C254 PB
4 等が挙げられる。
As the electrolyte salt, (C 2 H 5 ) 4 NB
F 4 , (C 2 H 5 ) 3 CH 3 NBF 4 , (C 2 H 5 ) 4 PB
F 4, and the like.

【0110】電解液に用いる非水溶媒は、公知の種々の
ものであってよく、電気化学的に安定な非水溶媒である
プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、γ−
ブチロラクトン、アセトニトリル、ジメチルホルムアミ
ド、1,2−ジメトキシエタン、スルホラン単独または
混合溶媒が好ましい。
The non-aqueous solvent used for the electrolytic solution may be various known ones, and propylene carbonate, ethylene carbonate, γ-
Butyrolactone, acetonitrile, dimethylformamide, 1,2-dimethoxyethane, sulfolane alone or a mixed solvent is preferred.

【0111】このような非水溶媒系の電解質溶液におけ
る電解質の濃度は、0.1〜3mol/lとすればよい。
The concentration of the electrolyte in such a non-aqueous solvent-based electrolyte solution may be 0.1 to 3 mol / l.

【0112】絶縁性ガスケットとしては、ポリプロピレ
ン、ブチルゴム等の絶縁体を用いればよい。
As the insulating gasket, an insulator such as polypropylene or butyl rubber may be used.

【0113】[0113]

【実施例】以下、本発明について、実施例を挙げて具体
的に説明する。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described specifically with reference to examples.

【0114】[実施例1]下記のオレフィン・マレイミ
ド共重合体フィルム(厚さ80μm )を十分乾燥し、直
径19mmにカットした。
Example 1 The following olefin / maleimide copolymer film (thickness: 80 μm) was sufficiently dried and cut into a diameter of 19 mm.

【0115】[0115]

【化11】 Embedded image

【0116】そして、アルゴンガスを充填したグローブ
ボックス内で、このオレフィン・マレイミド共重合体フ
ィルムに、50mgの1mol/l−(C254 NBF4
プロピレンカーボネート(略称PC)電解液を均一に滴
下し、室温で12時間放置して電解液を膨潤させ、ゲル
型SPEを作製した。
Then, in a glove box filled with argon gas, 50 mg of 1 mol / l- (C 2 H 5 ) 4 NBF 4 /
A propylene carbonate (abbreviation: PC) electrolytic solution was uniformly dropped, and the solution was allowed to stand at room temperature for 12 hours to swell the electrolytic solution, thereby producing a gel-type SPE.

【0117】そして、膨潤前後の重量変化率(膨潤度)
Swを求め、イオン伝導度σを下記の方法で測定した。
The weight change rate before and after swelling (swelling degree)
Sw was determined, and the ionic conductivity σ was measured by the following method.

【0118】<イオン伝導度測定法>得られたSPE膜
から1cm2 の試験片を切り出し、SUS電極を用いた導
電率測定セルを用いて、グローブボックス内で電極間の
交流インピーダンスを測定した(周波数1〜106 H
z)。イオン伝導度は複素インピーダンス解析により求
めた。測定装置はソーラトロン社製SI1255型イン
ピーダンスアナライザを用いた。
<Ion Conductivity Measurement Method> A test piece of 1 cm 2 was cut out from the obtained SPE film, and the AC impedance between the electrodes was measured in a glove box using a conductivity measurement cell using SUS electrodes ( Frequency 1 to 10 6 H
z). Ionic conductivity was determined by complex impedance analysis. The measuring apparatus used was a SI1255 type impedance analyzer manufactured by Solartron.

【0119】測定したサンプルの膨潤度Swおよびイオ
ン伝導度σを表1に示す。
Table 1 shows the measured swelling degree Sw and ionic conductivity σ of the sample.

【0120】[0120]

【表1】 [Table 1]

【0121】[実施例2]電解液に1mol/l−LiPF
6 /エチレンカーボネート(EC)+ジメチルカーボネ
ート(DMC)(EC:DMC=1:1)電解液を用い
た他は、実施例1と同様にしてSPEを作製し、評価し
た。その結果を表1に示す。
[Example 2] 1 mol / l-LiPF
6 / Ethylene carbonate (EC) + dimethyl carbonate (DMC) (EC: DMC = 1: 1) An SPE was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that an electrolytic solution was used. Table 1 shows the results.

【0122】[比較例1]VDF:HFP=90:10
wt%のVDF−HFP共重合体(KynarFlex 2801エルフ
・アトケム社製)6g をメチルエチルケトン30g に溶
解し、1M(C254 NBF4 /PC溶液14g を
加えて混合した後、PETフィルム上に塗布・流延し、
溶媒を乾燥除去してSPE(厚さ80μm )を作製し
た。以上の操作は、アルゴンガスを充填したグローブボ
ックス内で行った。そして、実施例1と同様に評価し
た。その結果を表1に示す。
Comparative Example 1 VDF: HFP = 90: 10
6 g of a wt% VDF-HFP copolymer (manufactured by KynarFlex 2801 Elf Atochem) is dissolved in 30 g of methyl ethyl ketone, and 14 g of a 1M (C 2 H 5 ) 4 NBF 4 / PC solution is added and mixed. Coating and casting
The solvent was removed by drying to produce an SPE (80 μm thickness). The above operation was performed in a glove box filled with argon gas. And it evaluated similarly to Example 1. Table 1 shows the results.

【0123】本発明のSPEは、比較例のものと同等以
上の膨潤性とイオン伝導度が得られた。また、実施例
1、2のSPEは、VDF−HFP共重合体を用いた比
較例1のSPEに比べて約20%軽量であった。
The SPE of the present invention exhibited a swelling property and ionic conductivity equal to or higher than those of the comparative example. The SPEs of Examples 1 and 2 were about 20% lighter than the SPE of Comparative Example 1 using the VDF-HFP copolymer.

【0124】また、化10のNo.3のオレフィン・マレ
イミド共重合体を用いても同等の結果が得られた。
The same result was obtained by using the olefin / maleimide copolymer of No. 3 in Chemical formula 10.

【0125】[実施例3]実施例1のSPEを用いた電
気2重層キャパシタを以下のようにして作製した。
Example 3 An electric double-layer capacitor using the SPE of Example 1 was manufactured as follows.

【0126】ホモジナイザーの容器に所定量のN、N−
ジメチルホルムアミド(DMF)とセントラル硝子社製
セフラルソフトG180(フッ化ビニリデン−3フッ化
エチレン共重合体を主鎖、側鎖にポリフッ化ビニリデン
により構成されている)とを入れ、これを加温しながら
3500rpmから7000rpmで分散溶解させた。この溶
液にさらにDMFを添加し、2500rpmから7000r
pmで分散溶解させた。セフラルソフト溶液の濃度は10
wt%とした。
A predetermined amount of N, N-
While dimethylformamide (DMF) and Cefralsoft G180 manufactured by Central Glass Co., Ltd. (comprising vinylidene fluoride-3fluoroethylene copolymer as the main chain and polyvinylidene fluoride in the side chain) were added thereto, and the mixture was heated. It was dispersed and dissolved at 3500 rpm to 7000 rpm. Further DMF was added to this solution,
Dispersed and dissolved at pm. The concentration of Cefral soft solution is 10
wt%.

【0127】上記セフラルソフト溶液40gに、電極活
物質として粉末状のヤシガラ活性炭(平均粒径10μm
)20gおよびアセチレンブラック1gを加えて混合
した。そして、このペーストをステンレス箔上に塗布
し、DMFを乾燥除去して分極性電極を得た。
Powdery coconut shell activated carbon (average particle size: 10 μm) was added to 40 g of the above Cefral soft solution as an electrode active material.
20) and 1 g of acetylene black were added and mixed. Then, this paste was applied on a stainless steel foil, and DMF was removed by drying to obtain a polarizable electrode.

【0128】この分極性電極を直径15mmの円形状に2
枚切り抜き、直径20mmに切り抜いた実施例1のSPE
膜をこの一対の電極で挟み、これをアルミラミネート袋
に挿入し、リード取り出し部をヒートシールして電気2
重層キャパシタを作製した。
The polarizable electrode was formed into a circular shape having a diameter of 15 mm.
SPE of Example 1 cut out to 20 mm in diameter
The film is sandwiched between the pair of electrodes, inserted into an aluminum laminate bag, and the lead take-out portion is heat-sealed to remove the electricity.
A multilayer capacitor was manufactured.

【0129】このキャパシタは、1mA/cm2の電流密度
で1−2V間で充放電が確認でき、SPEと両電極との
密着性に問題のないことがわかった。また、3日後も特
性の劣化は見られなかった。
With this capacitor, charge / discharge was confirmed between 1-2 V at a current density of 1 mA / cm 2 , and it was found that there was no problem in the adhesion between the SPE and both electrodes. No deterioration of the characteristics was observed even after 3 days.

【0130】[実施例4]実施例2のSPEを用いたリ
チウムイオン2次電池を以下のようにして作製した。
Example 4 A lithium ion secondary battery using the SPE of Example 2 was manufactured as follows.

【0131】実施例3で作製したセフラルソフト溶液4
0gをホモジナイザーの容器に入れ、正極活物質として
コバルト酸リチウム(セイミケミカル社製、粒径2〜3
μm)43gおよびアセチレンブラック(電気化学工業
社製商品名HS−100)3gを添加し、12000rp
mで5分間室温で分散・混合して正極用塗布液とした。
Cefral soft solution 4 prepared in Example 3
0 g was placed in a container of a homogenizer, and lithium cobaltate (manufactured by Seimi Chemical Co., particle size 2-3) was used as a positive electrode active material.
μm) and 3 g of acetylene black (trade name: HS-100, manufactured by Denki Kagaku Kogyo KK).
The mixture was dispersed and mixed at room temperature for 5 minutes at room temperature to obtain a coating solution for a positive electrode.

【0132】この塗布液をアルミ箔(縦30mm、横30
mm、厚み30μm )にメタルマスク印刷機で直径15mm
の円形状に印刷し、24時間放置してDMFを蒸発さ
せ、正極とした。この電極の膜厚は0.15mmであっ
た。
This coating solution was applied to an aluminum foil (30 mm long, 30 mm wide).
mm, thickness 30μm) with a metal mask printing machine to a diameter of 15mm
, And left for 24 hours to evaporate DMF to obtain a positive electrode. The thickness of this electrode was 0.15 mm.

【0133】上記セフラルソフト溶液40gをホモジナ
イザーの容器に入れ、負極活物質として黒鉛(ロンザ社
製、商品名SFG25、90%累積粒径25μm )9g
を添加し、12000rpmで5分間室温で分散・混合し
て負極用塗布液とした。
40 g of the above cefral soft solution was placed in a homogenizer container, and 9 g of graphite (trade name: SFG25, manufactured by Lonza, 90% cumulative particle size 25 μm) was used as a negative electrode active material.
Was added and dispersed and mixed at 12,000 rpm for 5 minutes at room temperature to obtain a coating solution for a negative electrode.

【0134】この塗布液を銅箔(縦30mm、横30mm、
厚み30μm )にメタルマスク印刷機で直径15mmの円
形状に印刷し、24時間放置してDMFを蒸発させ、負
極とした。この電極の膜厚は0.15mmであった。
This coating solution was coated with copper foil (length 30 mm, width 30 mm,
It was printed in a circular shape with a diameter of 15 mm on a metal mask printer at a thickness of 30 μm) and left for 24 hours to evaporate DMF to obtain a negative electrode. The thickness of this electrode was 0.15 mm.

【0135】この両金属箔を直径15mmの円形に切り出
し、両塗布膜の間に実施例2で作製した直径17mmのS
PE膜を挟み、周囲をポリオレフィン系のホットメルト
接着剤でシールしてコイン型リチウムイオン2次電池を
作製した。
The two metal foils were cut into a circle having a diameter of 15 mm, and the S foil having a diameter of 17 mm prepared in Example 2 was cut between the coating films.
A coin-type lithium ion secondary battery was fabricated by sandwiching the PE film and sealing the periphery with a polyolefin-based hot melt adhesive.

【0136】このリチウムイオン電池は0.1mA/cm2
の電流密度で2−4V 間での充放電が可能で、電池とし
て正常に駆動していることが確認でき、SPEと両電極
との密着性に問題のないことがわかった。
This lithium ion battery has a capacity of 0.1 mA / cm 2
It was possible to charge and discharge between 2 and 4 V at a current density of, and it was confirmed that the battery was operated normally, and it was found that there was no problem in the adhesion between the SPE and both electrodes.

【0137】[0137]

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、可塑剤
を用いることなく容易に製造でき、高いイオン伝導度が
得られ、さらには、軽量化可能な高分子固体電解質、お
よびこれを用いることで生産性、量産性が高く、優れた
特性を有する電気化学デバイスを提供できる。
As described above, according to the present invention, a polymer solid electrolyte which can be easily produced without using a plasticizer, has a high ionic conductivity and can be reduced in weight, and By using this, it is possible to provide an electrochemical device having high productivity and mass productivity and excellent characteristics.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大江 一英 東京都中央区日本橋一丁目13番1号 ティ ーディーケイ株式会社内 Fターム(参考) 5G301 CA08 CA16 CA30 CD01 5H024 AA01 AA02 FF23 5H026 CX04 EE05 EE08 EE12 EE18 5H029 AJ14 AK02 AK06 AL02 AL06 AL12 AM03 AM04 AM07 AM16 EJ12  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Kazuhide Oe 1-1-13 Nihonbashi, Chuo-ku, Tokyo FDT term in TDK Corporation (reference) 5G301 CA08 CA16 CA30 CD01 5H024 AA01 AA02 FF23 5H026 CX04 EE05 EE08 EE12 EE18 5H029 AJ14 AK02 AK06 AL02 AL06 AL12 AM03 AM04 AM07 AM16 EJ12

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 N−アルキルマレイミドとオレフィンと
のオレフィン・マレイミド共重合体と、電解液とを含有
する高分子固体電解質。
1. A polymer solid electrolyte containing an olefin / maleimide copolymer of an N-alkylmaleimide and an olefin, and an electrolytic solution.
【請求項2】 前記オレフィン・マレイミド共重合体
が、下記の式(1)で表される構造単位と、下記の式
(2)で表される構造単位とを有する請求項1の高分子
固体電解質。 【化1】 【化2】 (式(1)において、R1、R2およびR3は、それぞ
れ、炭素数1〜8のアルキル基または水素原子を表し、
式(2)において、R4は、炭素数1〜18のアルキル
基、炭素数3〜12のシクロアルキル基または水素原子
を表す。)
2. The polymer solid according to claim 1, wherein the olefin / maleimide copolymer has a structural unit represented by the following formula (1) and a structural unit represented by the following formula (2). Electrolytes. Embedded image Embedded image (In the formula (1), R 1 , R 2 and R 3 each represent an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms or a hydrogen atom,
In the formula (2), R 4 represents an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 12 carbon atoms, or a hydrogen atom. )
【請求項3】 前記の式(1)で表される構造単位が前
記オレフィン・マレイミド共重合体の70〜2モル%で
あり、前記の式(2)で表される構造単位が前記オレフ
ィン・マレイミド共重合体の30〜98モル%である請
求項2の高分子固体電解質。
3. The structural unit represented by the formula (1) is 70 to 2 mol% of the olefin / maleimide copolymer, and the structural unit represented by the formula (2) is the olefin / maleimide. 3. The polymer solid electrolyte according to claim 2, which is 30 to 98 mol% of the maleimide copolymer.
【請求項4】 前記オレフィン・マレイミド共重合体が
下記の一般式(I)で表される構造単位を有する請求項
3の高分子固体電解質。 【化3】 (一般式(I)において、R1、R2およびR3は、それ
ぞれ、炭素数1〜8のアルキル基または水素原子を表
し、R4は、炭素数1〜18のアルキル基、炭素数3〜
12のシクロアルキル基または水素原子を表す。)
4. The polymer solid electrolyte according to claim 3, wherein the olefin / maleimide copolymer has a structural unit represented by the following general formula (I). Embedded image (In the general formula (I), R 1 , R 2 and R 3 each represent an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms or a hydrogen atom, and R 4 represents an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms and 3 carbon atoms. ~
Represents 12 cycloalkyl groups or hydrogen atoms. )
【請求項5】 前記R1が水素であり、前記R2および前
記R3は、それぞれ、メチル基であり、前記R4は、メチ
ル基である請求項2〜4の高分子固体電解質。
5. The polymer solid electrolyte according to claim 2, wherein R 1 is hydrogen, R 2 and R 3 are each a methyl group, and R 4 is a methyl group.
【請求項6】 前記オレフィン・マレイミド共重合体の
重量平均分子量が、ポリスチレン換算で1×103〜1
×107である請求項1〜5の高分子固体電解質。
6. The weight average molecular weight of the olefin / maleimide copolymer is from 1 × 10 3 to 1 in terms of polystyrene.
The solid polymer electrolyte according to any one of claims 1 to 5, which is × 10 7 .
【請求項7】 請求項1〜6のいずれかの高分子固体電
解質を用いた電気化学デバイス。
7. An electrochemical device using the solid polymer electrolyte according to claim 1.
【請求項8】 リチウム2次電池または電気2重層キャ
パシタである請求項7の電気化学デバイス。
8. The electrochemical device according to claim 7, which is a lithium secondary battery or an electric double layer capacitor.
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