JP2001035251A - High polymer solid electrolyte and electrochemical element using the same - Google Patents

High polymer solid electrolyte and electrochemical element using the same

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JP2001035251A
JP2001035251A JP11205791A JP20579199A JP2001035251A JP 2001035251 A JP2001035251 A JP 2001035251A JP 11205791 A JP11205791 A JP 11205791A JP 20579199 A JP20579199 A JP 20579199A JP 2001035251 A JP2001035251 A JP 2001035251A
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meth
polymer
acrylate
solid electrolyte
urethane
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JP11205791A
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Japanese (ja)
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Takaichiro Saito
鷹逸郎 齋藤
Takuro Nishimura
拓朗 西村
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Nippon Synthetic Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Nippon Synthetic Chemical Industry Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a high polymer solid electrolyte having high ion conductivity, excellent uniformity and sufficient solid strength for use as a solid electrolyte for an electrochemical element, and provide a electrochemical element using it. SOLUTION: This high polymer solid electrolyte is composed of a matrix component (A) of a cross-linking high polymer and electrolyte salt (B) and is produced by polymerizing reaction of the matrix component (A). The high polymer solid electrolyte contains at least urethane (metha-)acrylate compound (A1) as the matrix component (A), and is used in this electrochemical element.

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】本発明は新規な高分子固体電
解質に関し、更に詳しくはイオン伝導性が高く、かつ経
時変化の少ない高分子固体電解質及びそれを用いた電気
化学素子、特に二次電池に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a novel solid polymer electrolyte, and more particularly to a solid polymer electrolyte having high ionic conductivity and little change with time, and an electrochemical device using the same, particularly a secondary battery. Things.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年の電子機器の小型、軽量化、薄型化
の進歩は目覚ましいものがあり、とりわけOA分野にお
いては、デスクトップ型からラップトップ型、ノートブ
ック型へと小型軽量化している。加えて、電子手帳、電
子スチルカメラ等の新しい小型電子機器の分野も出現
し、更には従来のハードディスク、フロッピーディスク
の小型化に加えて、新しい小型のメモリーであるメモリ
ーカードの開発も進められている。このような電子機器
の小型化、軽量化、薄型化の波の中で、これらの電力を
支える二次電池にも高エネルギー密度、高電圧、高出力
等の高性能化が要求されている。
2. Description of the Related Art In recent years, there has been remarkable progress in making electronic devices smaller, lighter, and thinner. Particularly in the OA field, the size and weight of electronic devices have been reduced from desktop types to laptop types and notebook types. In addition, the field of new small electronic devices such as electronic notebooks and electronic still cameras has emerged, and in addition to the miniaturization of conventional hard disks and floppy disks, the development of memory cards, which are new small memories, has been promoted. I have. In the wave of downsizing, lightening, and thinning of such electronic devices, secondary batteries supporting these electric powers are also required to have high performance such as high energy density, high voltage, and high output.

【0003】このような要望の中、薄型、高エネルギー
密度電池として電解質に高分子固体電解質を用いたシー
ト型二次電池の開発が進められており、高分子固体電解
質を用いた二次電池は、液洩がないため信頼性が高く、
形状自在で、大面積で、大変薄い形状にできる等、今ま
での円筒型、角形電池にはない特徴を数多く持ってい
る。しかしながら、高分子固体電解質を用いた二次電池
は未だ実用化されておらず、その大きな要因の一つに、
電極と高分子固体電解質の界面抵抗が電極及び高分子固
体電解質バルクの抵抗に比べ大きいため、電解液を用い
た通常の二次電池に比べ、内部インピーダンスが高く、
大電流での充放電が難しく、又、界面抵抗が経時的に大
きくなる点が指摘されている。
In response to such demands, development of a sheet-type secondary battery using a polymer solid electrolyte as an electrolyte as a thin, high-energy-density battery has been advanced, and a secondary battery using a polymer solid electrolyte has been developed. , High reliability because there is no liquid leakage,
It has many features not found in conventional cylindrical and prismatic batteries, such as being freely shaped, large area, and extremely thin. However, secondary batteries using solid polymer electrolytes have not yet been put to practical use, and one of the major factors is that
Since the interface resistance between the electrode and the polymer solid electrolyte is higher than the resistance of the electrode and the polymer solid electrolyte bulk, the internal impedance is higher than that of a normal secondary battery using an electrolyte,
It has been pointed out that charging and discharging with a large current is difficult, and that the interface resistance increases with time.

【0004】かかる界面抵抗を低減させる目的で、例え
ば、特開平5−290615公報には、電極上に高分子
固体電解質をクラスターイオンビーム方式により蒸着す
る方法が提案されているが、このようにして作製された
高分子固体電解質は電解液に比べ、イオン伝導度が2桁
以上低く、生産性も低いものであった。又、特開平5−
15199号公報には、電極に電解液を含ませて高分子
固体電解質とを貼り合わせることが提案されているが、
電極に含ませた電解液は高分子固体電解質に吸収されて
いくため、時間の経過とともに界面抵抗は上昇していく
ものであった。
For the purpose of reducing the interface resistance, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-290615 proposes a method of depositing a solid polymer electrolyte on an electrode by a cluster ion beam method. The prepared polymer solid electrolyte had an ionic conductivity of at least two orders of magnitude lower than that of the electrolytic solution, and had low productivity. In addition, Japanese Unexamined Patent Publication
No. 15199 proposes that an electrolyte be contained in the electrode and that it be bonded to a solid polymer electrolyte.
Since the electrolyte contained in the electrodes was absorbed by the solid polymer electrolyte, the interface resistance increased with the passage of time.

【0005】更に、特開昭63−94501号公報に
は、アクリロイル変性ポリアルキレンオキシドと電解質
塩と溶媒からなる組成物を紫外線を照射することにより
硬化させた高分子固体電解質が提案されている。この高
分子固体電解質はイオン伝導度が高く、紫外線を照射す
る前の前駆体は液体であるため、電極上に本前駆体をキ
ャストし、紫外線を照射して高分子固体電解質を作製す
れば、電解液と電極との状態に近い界面を作製すること
ができることが期待された。しかしながら、この高分子
固体電解質の電極との界面抵抗は期待される値よりも高
く、かつ経時的に増加する傾向にあり、高分子固体電解
質の強度も低いため、作製した電気化学素子は満足でき
る性能ではなかった。
Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-94501 proposes a solid polymer electrolyte obtained by curing a composition comprising an acryloyl-modified polyalkylene oxide, an electrolyte salt and a solvent by irradiating the composition with ultraviolet rays. Since this polymer solid electrolyte has a high ionic conductivity and the precursor before irradiation with ultraviolet rays is a liquid, if this precursor is cast on an electrode and irradiated with ultraviolet rays to produce a polymer solid electrolyte, It was expected that an interface close to the state between the electrolyte and the electrode could be produced. However, the interface resistance between the polymer solid electrolyte and the electrode is higher than expected, and tends to increase with time, and the strength of the polymer solid electrolyte is low, so that the manufactured electrochemical element is satisfactory. It was not performance.

【0006】かかる界面抵抗の低減やイオン伝導度の向
上を図るべく、特開平9−235479号公報では、電
解質塩と架橋型高分子からなる高分子固体電解質におい
て、2種の異なる弾性率の架橋型高分子の複合物を用い
ることが提案され、更に、特開平10−218913号
公報では、電解質塩と重合性モノマー及び又は重合性オ
リゴマーからなる高分子固体電解質において、未反応の
重合性モノマー及び又は重合性オリゴマーを30重量%
以下にすることが提案されており、重合性モノマーとし
て活性光線により重合する光重合性モノマーが開示され
ている。
In order to reduce the interfacial resistance and improve the ionic conductivity, Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-235479 discloses a polymer solid electrolyte comprising an electrolyte salt and a cross-linked polymer. It has been proposed to use a composite of a type polymer, and further, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-218913, an unreacted polymerizable monomer and a polymer solid electrolyte comprising an electrolyte salt and a polymerizable monomer and / or a polymerizable oligomer are disclosed. Or 30% by weight of polymerizable oligomer
The following is proposed, and a photopolymerizable monomer polymerized by actinic light is disclosed as a polymerizable monomer.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年の
技術の高度化を考慮すれば、上記特開平9−23547
9号公報及び特開平10−218913号公報開示技術
ではまだまだ満足のいくものではなく、イオン伝導度や
電気化学素子用固体電解質としての使用に充分な固体強
度など更なる改良が望まれる。又、電解液の液漏れや外
部応力に対する変形による液漏れ等の問題も懸念される
ものである。そこで、本発明ではこのような背景下にお
いて、電解質の液漏れ等を起こすことなく、イオン伝導
度が高く、均一性に優れ、電気化学素子用固体電解質と
しての使用に充分な固体強度を有する高分子固体電解質
及びそれを用いた電気化学素子、特に二次電池を提供す
ることを目的とするものである。
However, in consideration of the recent advancement of technology, the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-23547 has been proposed.
No. 9 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-218913 are not yet satisfactory, and further improvements such as ionic conductivity and solid strength sufficient for use as a solid electrolyte for electrochemical devices are desired. In addition, there are concerns about problems such as leakage of the electrolyte solution and leakage due to deformation due to external stress. Under such circumstances, the present invention has a high ionic conductivity, excellent uniformity, and a solid strength sufficient for use as a solid electrolyte for electrochemical devices without causing electrolyte leakage or the like under such a background. It is an object of the present invention to provide a molecular solid electrolyte and an electrochemical device using the same, particularly a secondary battery.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】しかるに、本発明者等
は、かかる事情に鑑み、鋭意研究をした結果、架橋型高
分子のマトリクス成分(A)と電解質塩(B)からな
り、該マトリクス成分(A)の重合反応により作製され
た高分子固体電解質において、該マトリクス成分(A)
として少なくともウレタン(メタ)アクリレート系化合
物(A1)を含有させてなる高分子固体電解質が、上記
目的に合致することを見出し、本発明を完成した。
Means for Solving the Problems In view of such circumstances, the present inventors have conducted intensive studies and as a result, have found that a matrix component (A) of a crosslinked type polymer and an electrolyte salt (B) are used. In the solid polymer electrolyte produced by the polymerization reaction of (A), the matrix component (A)
As a result, the present inventors have found that a solid polymer electrolyte containing at least a urethane (meth) acrylate compound (A1) satisfies the above object and completed the present invention.

【0009】本発明では、架橋型高分子のマトリクス成
分(A)と電解質塩(B)からなる混合物に活性光線を
照射することにより高分子固体電解質とすることが好ま
しい。更には、ウレタンアクリレート系化合物(A1)
が、ポリオールとポリイソシアネートとヒドロキシ(メ
タ)アクリレートを反応させてなるウレタン(メタ)ア
クリレートであることが好ましく、特に該ポリオール
が、分子量が200〜6000で、かつポリエチレンオ
キサイド、ポリプロピレンオキサイド、エチレンオキサ
イド/プロピレンオキサイドのブロック又はランダム共
重合体の少なくとも1種の構造を有するポリエーテルポ
リオールであることが好ましい。又、本発明では、光重
合開始剤(C)を架橋型高分子のマトリクス成分(A)
全体に対して0.5重量%以上含有させてなるとき本発
明の効果を顕著に発揮する。
In the present invention, it is preferable that a mixture comprising a matrix component (A) of a crosslinked type polymer and an electrolyte salt (B) is irradiated with actinic rays to obtain a solid polymer electrolyte. Further, a urethane acrylate compound (A1)
Is preferably a urethane (meth) acrylate obtained by reacting a polyol, a polyisocyanate and a hydroxy (meth) acrylate, and particularly, the polyol has a molecular weight of 200 to 6000, and is a polyethylene oxide, a polypropylene oxide, an ethylene oxide / It is preferably a polyether polyol having at least one structure of a block of propylene oxide or a random copolymer. Further, in the present invention, the photopolymerization initiator (C) is used as a matrix component (A) of a crosslinked type polymer.
When the content is 0.5% by weight or more based on the whole, the effect of the present invention is remarkably exhibited.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下に、本発明を詳細に述べる。
本発明の高分子固体電解質は、架橋型高分子のマトリク
ス成分(A)及び電解質塩(B)からなり、該マトリク
ス成分(A)の重合反応により架橋し作製された高分子
固体電解質である。又、架橋型高分子と電解質塩(B)
に非水溶媒を添加し、作製した高分子固体電解質ゲル
は、電解液に匹敵するイオン伝導度を有するため内部抵
抗の低い電気化学素子を作製するのに最も好ましい。本
発明の高分子固体電解質は単独で電気化学素子に用いて
も何ら問題はないが、短絡を完全に防止するためにセパ
レータと複合化して用いてもよい。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The solid polymer electrolyte of the present invention is a solid polymer electrolyte made of a matrix component (A) of a crosslinked polymer and an electrolyte salt (B), and crosslinked by a polymerization reaction of the matrix component (A). Also, a cross-linked polymer and an electrolyte salt (B)
A non-aqueous solvent is added to the resulting polymer solid electrolyte gel, which has the ionic conductivity comparable to that of the electrolytic solution, and is therefore most preferable for manufacturing an electrochemical device having a low internal resistance. There is no problem if the polymer solid electrolyte of the present invention is used alone in an electrochemical device, but it may be used in combination with a separator in order to completely prevent a short circuit.

【0011】架橋型高分子のマトリクス成分(A)とし
ては、少なくともウレタン(メタ)アクリレート系化合
物(A1)を用いることが必要であり、かかるウレタン
(メタ)アクリレート系化合物(A1)としては、特に
限定されないが、ポリオールとポリイソシアネートとヒ
ドロキシ(メタ)アクリレートを反応させてなるウレタ
ン(メタ)アクリレートが好ましい。
As the matrix component (A) of the crosslinked polymer, it is necessary to use at least a urethane (meth) acrylate compound (A1). Such a urethane (meth) acrylate compound (A1) is particularly preferable. Although not limited, urethane (meth) acrylate obtained by reacting polyol, polyisocyanate and hydroxy (meth) acrylate is preferable.

【0012】かかるポリオールとしては、特に限定され
ることなく、例えば、エチレングリコール、プロピレン
グリコール、ブチレングリコール、1,4−ブタンジオ
ール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコ
ール、シクロヘキサンジメタノール、水素添加ビスフェ
ノールA、ポリカプロラクトン、トリメチロールエタ
ン、トリメチロールプロパン、ポリトリメチロールプロ
パン、ペンタエリスリトール、ポリペンタエリスリトー
ル、ソルビトール、マンニトール、グリセリン、ポリグ
リセリン等の多価アルコールや、ジエチレングリコー
ル、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコー
ル、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコー
ル、ポリプロピレングリコール、ポリブチレングリコー
ル、ポリテトラメチレングリコール等の他、ポリエチレ
ンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、エチレンオ
キサイド/プロピレンオキサイドのブロック又はランダ
ム共重合体の少なくとも1種の構造を有するポリエーテ
ルポリオール、該多価アルコール又はポリエーテルポリ
オールと無水マレイン酸、マレイン酸、フマール酸、無
水イタコン酸、イタコン酸、アジピン酸、イソフタル酸
等の多塩基酸との縮合物であるポリエステルポリオー
ル、カプロラクトン変性ポリテトラメチレンポリオール
等のカプロラクトン変性ポリオール、ポリオレフィン系
ポリオール、水添ポリブタジエンポリオール等のポリブ
タジエン系ポリオール等が挙げられるが、中でも特に、
分子量が200〜6000、好ましくは500〜500
0、更に好ましくは800〜4000で、かつ、ポリエ
チレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、エチレ
ンオキサイド/プロピレンオキサイドのブロック又はラ
ンダム共重合体の少なくとも1種の構造を有するポリエ
ーテルポリオールであることが好ましい。かかる分子量
が200未満では、得られるウレタン(メタ)アクリレ
ート系化合物(A1)の硬化物が脆く伸びを示さないた
め、応力による変形に追従できなくなり割れや欠けの原
因となりやすく、6000を越えると、得られるウレタ
ン(メタ)アクリレート系化合物(A1)の硬化性が悪
くなり、硬化物は外形を保持することが困難となり好ま
しくない。
The polyol is not particularly limited and includes, for example, ethylene glycol, propylene glycol, butylene glycol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, neopentyl glycol, cyclohexanedimethanol, hydrogenated Bisphenol A, polycaprolactone, trimethylolethane, trimethylolpropane, polytrimethylolpropane, pentaerythritol, polypentaerythritol, sorbitol, mannitol, polyhydric alcohols such as glycerin, polyglycerin, diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol , Dipropylene glycol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, polybutylene glycol, polytetramethylene Polyether polyol having at least one structure of polyethylene oxide, polypropylene oxide, ethylene oxide / propylene oxide block or random copolymer, and polyhydric alcohol or polyether polyol, maleic anhydride, maleic acid, etc. , Fumaric acid, itaconic anhydride, itaconic acid, adipic acid, polycondensates with polybasic acids such as isophthalic acid, polyester polyols, caprolactone-modified polyols such as caprolactone-modified polytetramethylene polyol, polyolefin polyols, hydrogenated polybutadiene polyols Polybutadiene-based polyols and the like, among others, among others,
Molecular weight of 200-6000, preferably 500-500
0, more preferably 800 to 4000, and a polyether polyol having at least one structure of polyethylene oxide, polypropylene oxide, a block of ethylene oxide / propylene oxide or a random copolymer. If the molecular weight is less than 200, the obtained cured product of the urethane (meth) acrylate compound (A1) is brittle and does not show elongation, so that it cannot follow deformation due to stress and is likely to cause cracking or chipping. The curability of the obtained urethane (meth) acrylate compound (A1) becomes poor, and it becomes difficult to maintain the outer shape of the cured product, which is not preferable.

【0013】ポリイソシアネートとしては、特に限定さ
れることなく、例えば芳香族系、脂肪族系、環式脂肪族
系、脂環式系等のポリイソシアネートが挙げられ、中で
もトリレンジイソシアネート(TDI)、ジフェニルメ
タンジイソシアネート(MDI)、水添化ジフェニルメ
タンジイソシアネート(H−MDI)、ポリフェニルメ
タンポリイソシアネート(クルードMDI)、変性ジフ
ェニルメタンジイソシアネート(変性MDI)、水添化
キシリレンジイソシアネート(H−XDI)、キシリレ
ンジイソシアネート(XDI)、ヘキサメチレンジイソ
シアネート(HMDI)、トリメチルヘキサメチレンジ
イソシアネート(TMXDI)、テトラメチルキシリレ
ンジイソシアネート(m−TMXDI)、イソホロンジ
イソシアネート(IPDI)、ノルボルネンジイソシア
ネート(NBDI)、1,3−ビス(イソシアナトメチ
ル)シクロヘキサン(H6XDI)等のポリイソシアネ
ート或いはこれらポリイソシアネートの三量体化合物、
これらポリイソシアネートとポリオールの反応生成物等
が好適に用いられる。
The polyisocyanate is not particularly restricted but includes, for example, aromatic, aliphatic, cycloaliphatic and alicyclic polyisocyanates. Among them, tolylene diisocyanate (TDI), Diphenylmethane diisocyanate (MDI), hydrogenated diphenylmethane diisocyanate (H-MDI), polyphenylmethane polyisocyanate (crude MDI), modified diphenylmethane diisocyanate (modified MDI), hydrogenated xylylene diisocyanate (H-XDI), xylylene diisocyanate (XDI), hexamethylene diisocyanate (HMDI), trimethylhexamethylene diisocyanate (TMXDI), tetramethylxylylene diisocyanate (m-TMXDI), isophorone diisocyanate ( PDI), norbornene diisocyanate (NBDI), 1,3-bis (isocyanatomethyl) cyclohexane (H 6 XDI) polyisocyanate or trimer compounds of these polyisocyanates, such as,
Reaction products of these polyisocyanates and polyols are preferably used.

【0014】更に、ヒドロキシ(メタ)アクリレートと
しては、特に限定されることなく、例えば、2−ヒドロ
キシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロ
ピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシブチル(メ
タ)アクリレート、2−ヒドロキシエチルアクリロイル
ホスフェート、4−ブチルヒドロキシ(メタ)アクリレ
ート、2−(メタ)アクリロイロキシエチル−2−ヒド
ロキシプロピルフタレート、2−ヒドロキシ−3−アク
リロイロキシプロピル(メタ)アクリレート、カプロラ
クトン変性2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレー
ト、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、
ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート等
が挙げられ、中でも2−ヒドロキシエチル(メタ)アク
リレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレー
トが好適に用いられる。
Further, the hydroxy (meth) acrylate is not particularly restricted but includes, for example, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 2-hydroxybutyl (meth) acrylate, -Hydroxyethylacryloyl phosphate, 4-butylhydroxy (meth) acrylate, 2- (meth) acryloyloxyethyl-2-hydroxypropylphthalate, 2-hydroxy-3-acryloyloxypropyl (meth) acrylate, caprolactone-modified 2- Hydroxyethyl (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate,
Examples thereof include dipentaerythritol penta (meth) acrylate, and among them, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate and 2-hydroxypropyl (meth) acrylate are preferably used.

【0015】上記ウレタン(メタ)アクリレートの製造
方法については、ポリオール、ポリイソシアネート、ヒ
ドロキシ(メタ)アクリレートを反応させる方法であれ
ば特に限定されず、公知の方法が採用される。例えば、
ポリオール、ポリイソシアネート、ヒドロキシ(メ
タ)アクリレートの3成分を一括に混合して反応させる
方法、ポリオールとポリイソシアネートを反応させ
て、1分子当たり1個以上のイソシアネート基を含有す
るウレタンイソシアネート中間体を形成した後に該中間
体とヒドロキシ(メタ)アクリレートを反応させる方
法、ポリイソシアネートとヒドロキシ(メタ)アクリ
レートを反応させて1分子当たり1個以上のイソシアネ
ート基を含有するウレタン(メタ)アクリレート中間体
を形成した後に該中間体とポリオールを反応させる方法
等が挙げられる。上記反応においては、反応を促進する
目的でジブチルチンジラウレート等の触媒を用いること
も好ましい。
The method for producing the urethane (meth) acrylate is not particularly limited as long as it is a method of reacting a polyol, a polyisocyanate, and hydroxy (meth) acrylate, and a known method is employed. For example,
A method in which three components of polyol, polyisocyanate and hydroxy (meth) acrylate are mixed and reacted at once, and a polyol and polyisocyanate are reacted to form a urethane isocyanate intermediate containing one or more isocyanate groups per molecule. And reacting the intermediate with hydroxy (meth) acrylate to form a urethane (meth) acrylate intermediate containing one or more isocyanate groups per molecule by reacting polyisocyanate with hydroxy (meth) acrylate. Later, a method of reacting the intermediate with a polyol may be used. In the above reaction, it is also preferable to use a catalyst such as dibutyltin dilaurate for the purpose of accelerating the reaction.

【0016】本発明において、上記ウレタン(メタ)ア
クリレート系化合物(A1)は、架橋型高分子のマトリ
クス成分(A)全体に対して5重量%以上含有すること
が好ましく、より好ましくは10重量%以上、特に好ま
しくは15重量%以上である。かかる含有量が15重量
%未満では活性エネルギー線による架橋反応によって得
られるゲル状物が脆く、応力による変形に追従しなくな
り好ましくない。
In the present invention, the urethane (meth) acrylate compound (A1) is preferably contained in an amount of 5% by weight or more, more preferably 10% by weight, based on the whole matrix component (A) of the crosslinked polymer. The content is particularly preferably 15% by weight or more. If the content is less than 15% by weight, the gel-like substance obtained by the cross-linking reaction with active energy rays is brittle, and does not follow deformation due to stress, which is not preferable.

【0017】更に、本発明では、架橋型高分子のマトリ
クス成分(A)として、上記ウレタン(メタ)アクリレ
ート系化合物(A1)以外に、1分子中に1個以上のエ
チレン性不飽和基を有するモノマー(A2)を含有する
こともできる。
Further, in the present invention, as the matrix component (A) of the crosslinked polymer, one or more ethylenically unsaturated groups are present in one molecule in addition to the urethane (meth) acrylate compound (A1). A monomer (A2) may be contained.

【0018】かかる1分子中に1個以上のエチレン性不
飽和基を有するモノマー(A2)としては、例えば、2
−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ビニル
ピロリドン、アクリロイルモルフォリン、2−ヒドロキ
シブチルビニルエーテル等の単官能モノマー、エチレン
グリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコ
ールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコー
ルジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ
(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メ
タ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メ
タ)アクリレート、ブチレングリコールジ(メタ)アク
リレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレ
ート、エチレンオキサイド変性ビスフェノールA型ジ
(メタ)アクリレート、プロピレンオキサイド変性ビス
フェノールA型ジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキ
サンジオールジ(メタ)アクリレート、グリセリンジ
(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールジ(メ
タ)アクリレート、エチレングリコールジグリシジルエ
ーテルジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコール
ジグリシジルエーテルジ(メタ)アクリレート、フタル
酸ジグリシジルエステルジ(メタ)アクリレート、ヒド
ロキシピバリン酸変性ネオペンチルグリコールジ(メ
タ)アクリレート等の2官能モノマー、トリメチロール
プロパントリ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイ
ド変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレー
ト、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、
ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジ
ペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ジ
ペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ト
リ(メタ)アクリロイルオキシエトキシトリメチロール
プロパン、グリセリンポリグリシジルエーテルポリ(メ
タ)アクリレート等の3官能以上のモノマー等が挙げら
れる。
The monomer (A2) having one or more ethylenically unsaturated groups in one molecule includes, for example, 2
Monofunctional monomers such as -hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-vinylpyrrolidone, acryloyl morpholine, and 2-hydroxybutyl vinyl ether; ethylene glycol di (meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, and tetraethylene glycol di (meth) Acrylate, polyethylene glycol di (meth) acrylate, propylene glycol di (meth) acrylate, polypropylene glycol di (meth) acrylate, butylene glycol di (meth) acrylate, neopentyl glycol di (meth) acrylate, ethylene oxide-modified bisphenol A type di (Meth) acrylate, propylene oxide-modified bisphenol A type di (meth) acrylate, 1,6-hexanediol di (meth) Acrylate, glycerin di (meth) acrylate, pentaerythritol di (meth) acrylate, ethylene glycol diglycidyl ether di (meth) acrylate, diethylene glycol diglycidyl ether di (meth) acrylate, diglycidyl phthalate di (meth) acrylate, hydroxy Bifunctional monomers such as pivalic acid-modified neopentyl glycol di (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, ethylene oxide-modified trimethylolpropane tri (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate,
Trifunctional such as pentaerythritol tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, dipentaerythritol penta (meth) acrylate, tri (meth) acryloyloxyethoxytrimethylolpropane, glycerin polyglycidyl ether poly (meth) acrylate Examples include the above monomers.

【0019】又、その他の(メタ)アクリレートとし
て、例えば、メチルエチレングリコール(メタ)アクリ
レート、エチルエチレングリコール(メタ)アクリレー
ト、プロピルエチレングリコール(メタ)アクリレー
ト、フェニルエチレングリコール(メタ)アクリレー
ト、エトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレー
ト、メトキシエチル(メタ)アクリレート、メトキシジ
エチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシト
リエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシ
トリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキ
シテトラエチレングリコール(メタ)アクリレート等の
アルキルエチレングリコール、エチルプロピレングリコ
ール(メタ)アクリレート、ブチルプロピレングリコー
ル(メタ)アクリレート、メトキシジプロピレングリコ
ール(メタ)アクリレート等のアルキルプロピレングリ
コール(メタ)アクリレート等も挙げられる。上記の中
でも、特にエトキシジエチレングリコール(メタ)アク
リレート、エチレンオキサイド変性トリメチロールプロ
パントリ(メタ)アクリレート等が好適に用いられる。
Other (meth) acrylates include, for example, methylethylene glycol (meth) acrylate, ethylethylene glycol (meth) acrylate, propylethylene glycol (meth) acrylate, phenylethylene glycol (meth) acrylate, ethoxydiethylene glycol ( Alkyl ethylene glycols such as meth) acrylate, methoxyethyl (meth) acrylate, methoxydiethylene glycol (meth) acrylate, methoxytriethylene glycol (meth) acrylate, methoxytriethylene glycol (meth) acrylate, and methoxytetraethylene glycol (meth) acrylate; Ethyl propylene glycol (meth) acrylate, butyl propylene glycol (meth) acrylate Alkyl propylene glycol (meth) acrylates such as methoxy dipropylene glycol (meth) acrylate it may also be mentioned. Among them, ethoxydiethylene glycol (meth) acrylate, ethylene oxide-modified trimethylolpropane tri (meth) acrylate, and the like are particularly preferably used.

【0020】本発明に用いる電解質塩(B)としては、
通常の電解質として用いられるものであれば特に制限は
ないが、例えば、LiBR4(Rはフェニル基、アルキ
ル基)、LiPF6、LiSbF6、LiAsF6、Li
BF4、LiCIO4、CF3SO3Li、(CF3SO2
2NLi、(CF3SO23CLi、C69SO3Li、
817SO3Li、LiAlCl4、リチウムテトラキ
ス[3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニル]ボ
レート等の単独あるいは混合物等が挙げられる。中で
も、CF3SO3Li、(CF3SO22NLi、(CF3
SO23CLi、C 69SO3Li、C8l7SO3Li
等のスルホン酸系アニオンの電解質が好適に用いられ
る。
The electrolyte salt (B) used in the present invention includes:
There is no particular limitation as long as it is used as a normal electrolyte.
No, but for example, LiBRFour(R is a phenyl group, alkyl
Group), LiPF6, LiSbF6, LiAsF6, Li
BFFour, LiCIOFour, CFThreeSOThreeLi, (CFThreeSOTwo)
TwoNLi, (CFThreeSOTwo)ThreeCLi, C6F9SOThreeLi,
C8F17SOThreeLi, LiAlClFour, Lithium tetraki
[3,5-bis (trifluoromethyl) phenyl] bo
Rate or the like alone or as a mixture. Inside
Also CFThreeSOThreeLi, (CFThreeSOTwo)TwoNLi, (CFThree
SOTwo)ThreeCLi, C 6F9SOThreeLi, C8Fl7SOThreeLi
Sulfonic acid-based anion electrolytes are preferably used
You.

【0021】更に、本発明では非水系溶媒を用い非水系
電解液を調製するが、該非水系溶媒としては、例えば、
カーボネート溶媒(プロピレンカーボネート、エチレン
カーボネート、ブチレンカーボネート、ジメチルカーボ
ネート、ジエチルカーボネート)、アミド溶媒(N−メ
チホルムアミド、N−エチルホルムアミド、N,N−ジ
メチルホルムアミド、N−メチルアセトアミド、N−エ
チルアセトアミド、N−メチルピロジリノン)、ラクト
ン溶媒(γ−ブチルラクトン、γ−バレロラクトン、5
−バレロラクトン、3−メチル−1,3オキサゾリジン
−2−オン等)、アルコール溶媒(エチレングリコー
ル、プロピレングリコール、グリセリン、メチルセロソ
ルブ、1,2ブタンジオール、1,3ブタンジオール、
1,4ブタンジオール、ジグリセリン、ポリオキシアル
キレングリコールシクロヘキサンジオール、キシレング
リコール等)、エーテル溶媒(メチラール、1,2―ジ
メトキシエタン、1,2−ジエトキシエタン、1−エト
キシ−2−メトキシエタン、アルコキシポリアルキレン
エーテル等)、ニトリル溶媒(ベンゾニトリル、アセト
ニトリル、3−メトキシプロピオニトリル等)、燐酸類
及び燐酸エステル溶媒(正燐酸、メタ燐酸、ピロ燐酸、
ポリ燐酸、亜燐酸、トリメチルホスフェート等)、2−
イミダゾリジノン類(1,3−ジメチル−2−イミダゾ
リジノン等)、ピロリドン類、スルホラン溶媒(スルホ
ラン、テトラメチレンスルホラン)、フラン溶媒(テト
ラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン、2,
5−ジメトキシテトラヒドロフラン)、ジオキソラン、
ジオキサン、ジクロロエタンの単独あるいは2種以上の
混合溶媒が使用できる。これらのうち好ましくはカーボ
ネート類、エーテル類、フラン溶媒である。
Furthermore, in the present invention, a non-aqueous electrolyte is prepared using a non-aqueous solvent.
Carbonate solvents (propylene carbonate, ethylene carbonate, butylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate), amide solvents (N-methylformamide, N-ethylformamide, N, N-dimethylformamide, N-methylacetamide, N-ethylacetamide, N -Methylpyrrolilinone), lactone solvents (γ-butyl lactone, γ-valerolactone, 5
Valerolactone, 3-methyl-1,3 oxazolidin-2-one, etc.), alcohol solvents (ethylene glycol, propylene glycol, glycerin, methyl cellosolve, 1,2 butanediol, 1,3 butanediol,
1,4 butanediol, diglycerin, polyoxyalkylene glycol cyclohexanediol, xylene glycol, etc.), ether solvents (methylal, 1,2-dimethoxyethane, 1,2-diethoxyethane, 1-ethoxy-2-methoxyethane, Alkoxylalkylene ethers, etc.), nitrile solvents (benzonitrile, acetonitrile, 3-methoxypropionitrile, etc.), phosphates and phosphate esters solvents (normal phosphoric acid, metaphosphoric acid, pyrophosphoric acid,
Polyphosphoric acid, phosphorous acid, trimethyl phosphate, etc.), 2-
Imidazolidinones (1,3-dimethyl-2-imidazolidinone etc.), pyrrolidones, sulfolane solvents (sulfolane, tetramethylene sulfolane), furan solvents (tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, 2,2
5-dimethoxytetrahydrofuran), dioxolane,
A single solvent of dioxane and dichloroethane or a mixture of two or more solvents can be used. Of these, carbonates, ethers and furan solvents are preferred.

【0022】非水系電解液中の電解質塩の濃度は非水系
溶媒中、通常1.0〜7.0モル/lの割合が好まし
く、より好ましくは1.0〜5.0モル/lの割合であ
る。かかる割合が1.0モル/l未満では充分な固体強
度を有する固体電解質が得られず、7.0モル/lを越
えると電解質塩の溶解が難しくなり好ましくない。非水
系電解液は、架橋型高分子のマトリクス成分(A)全体
に対し、通常、200重量%以上が好ましく、より好ま
しくは400〜900重量%、特に好ましくは500〜
800重量%である。かかる割合が200重量%未満で
は充分に高いイオン伝導度が得られず、900重量%を
越えると非水系電解液の固体化が困難となり好ましくな
い。
The concentration of the electrolyte salt in the non-aqueous electrolyte is preferably from 1.0 to 7.0 mol / l, more preferably from 1.0 to 5.0 mol / l, in the non-aqueous solvent. It is. If the ratio is less than 1.0 mol / l, a solid electrolyte having a sufficient solid strength cannot be obtained, and if it exceeds 7.0 mol / l, it becomes difficult to dissolve the electrolyte salt, which is not preferable. The non-aqueous electrolyte is usually preferably 200% by weight or more, more preferably 400 to 900% by weight, particularly preferably 500 to 900% by weight, based on the whole matrix component (A) of the crosslinked type polymer.
800% by weight. If the proportion is less than 200% by weight, a sufficiently high ionic conductivity cannot be obtained, and if it exceeds 900% by weight, it is difficult to solidify the non-aqueous electrolyte, which is not preferable.

【0023】本発明による電解液の固体化は、上記架橋
型高分子のマトリクス成分(A)及び電解質塩(B)を
含む非水系電解液を密封容器に注入するか、或いは支持
体(例えば、フィルム、金属、金属酸化物、ガラス等)
にコーティングした後、熱又は活性光線照射で重合する
ことにより達成される。かかる熱により重合する場合
は、アゾビスイソブチロニトリル、ベンゾイルパーオキ
サイド、ラウロイルパーオキサイド、エチルメチルケト
ンペルオキシド、ビス−(4−t−ブチルシクロヘキシ
ル)パーオキシジカーボネート、ジイソプロピルパーオ
キシジカーボネート等のパーオキシジカーボネート等の
熱重合開始剤が用いられが、本発明では活性光線照射で
重合することが好ましく、通常、光、紫外線、電子線、
X線等で照射される。
The solidification of the electrolytic solution according to the present invention can be carried out by injecting a non-aqueous electrolytic solution containing the matrix component (A) of the cross-linked polymer and the electrolyte salt (B) into a sealed container or a support (for example, Film, metal, metal oxide, glass, etc.)
And then polymerized by heat or actinic radiation. When polymerization is carried out by such heat, azobisisobutyronitrile, benzoyl peroxide, lauroyl peroxide, ethyl methyl ketone peroxide, bis- (4-t-butylcyclohexyl) peroxydicarbonate, diisopropylperoxydicarbonate, etc. Although a thermal polymerization initiator such as peroxydicarbonate is used, in the present invention, polymerization is preferably performed by irradiation with actinic rays, and usually, light, ultraviolet light, an electron beam,
It is irradiated with X-rays or the like.

【0024】かかる活性光線照射により重合する場合
は、光重合開始剤(C)を架橋型高分子のマトリクス成
分(A)全体に対して0.5重量%以上、好ましくは
1.0〜10重量%含有させることが好ましい。光重合
開始剤(C)が0.5重量%未満では硬化が不充分とな
り未硬化物を含むため形状安定性が低下するとともに、
電気化学素子としての内部抵抗も高くなり好ましくな
い。
When polymerizing by irradiation with actinic rays, the photopolymerization initiator (C) is used in an amount of 0.5% by weight or more, preferably 1.0 to 10% by weight, based on the whole matrix component (A) of the crosslinked polymer. %. When the photopolymerization initiator (C) is less than 0.5% by weight, the curing is insufficient and the uncured material is included, so that the shape stability is reduced, and
The internal resistance as an electrochemical element is also undesirably increased.

【0025】該光重合開始剤(C)としては、特に限定
されず、公知の光重合開始剤を用いることができるが、
例えば、ベンゾフェノン、P,P′−ビス(ジメチルア
ミノ)ベンゾフェノン、P,P′−ビス(ジエチルアミ
ノ)ベンゾフェノン、P,P′−ビス(ジブチルアミ
ノ)ベンゾフェノン、ベンゾイン、ベンゾインメチルエ
ーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプ
ロピルエーテル、ベンゾインn−ブチルエーテル、ベン
ゾインフェニルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテ
ル、ベンゾイル安息香酸、ベンゾイル安息香酸メチル、
ベンジルジフェニルジスルフィド、ベンジルジメチルケ
タール、ジベンジル、ジアセチル、アントラキノン、ナ
フトキノン、3,3’−ジメチル−4−メトキシベンゾ
フェノン、ジクロロアセトフェノン、2−クロロチオキ
サントン、2−メチルチオキサントン、2,4−ジエチ
ルチオキサントン、2,2−ジエトキシアセトフェノ
ン、2,2−ジクロロ−4−フェノキシアセトフェノ
ン、フェニルグリオキシレート、α−ヒドロキシイソブ
チルフェノン、ジベンゾスパロン、1−(4−イソプロ
ピルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチル−1−プ
ロパノン、2−メチル−[4−(メチルチオ)フェニ
ル]−2−モルフォリノ−1−プロパノン、トリブロモ
フェニルスルホン、トリブロモメチルフェニルスルホ
ン、更には2,4,6−[トリス(トリクロロメチ
ル)]−1,3,5−トリアジン、2,4−[ビス(ト
リクロロメチル)]−6−(4’−メトキシフェニル)
−1,3,5−トリアジン、2,4−[ビス(トリクロ
ロメチル)]−6−(4’−メトキシナフチル)−1,
3,5−トリアジン、2,4−[ビス(トリクロロメチ
ル)]−6−(ピペロニル)−1,3,5−トリアジ
ン、2,4−[ビス(トリクロロメチル)]−6−
(4’−メトキシスチリル)−1,3,5−トリアジン
等のトリアジン誘導体、アクリジン及び9−フェニルア
クリジン等のアクリジン誘導体、2,2’−ビス(o−
クロロフェニル)−4,5,4’,5’−テトラフェニ
ル−1,2’−ビイミダゾール、2,2’−ビス(o−
クロロフェニル)−4,5,4’,5’−テトラフェニ
ル−1,1’−ビイミダゾール、2,2’−ビス(o−
フルオロフェニル)−4,5,4’,5’−テトラフェ
ニル−1,1’−ビイミダゾール、2,2’−ビス(o
−メトキシフェニル)−4,5,4’,5’−テトラフ
ェニル−1,1’−ビイミダゾール、2,2’−ビス
(p−メトキシフェニル)−4,5,4’,5’−テト
ラフェニル−1,1’−ビイミダゾール、2,4,
2’,4’−ビス[ビ(p−メトキシフェニル)]−
5,5’−ジフェニル−1,1’−ビイミダゾール、
2,2’−ビス(2,4−ジメトキシフェニル)−4,
5,4’,5’−ジフェニル−1,1’−ビイミダゾー
ル、2,2’−ビス(p−メチルチオフェニル)−4,
5,4’,5’−ジフェニル−1,1’−ビイミダゾー
ル、ビス(2,4,5−トリフェニル)−1,1’−ビ
イミダゾール等や特公昭45−37377号公報に開示
される1,2’−、1,4’−、2,4’−で共有結合
している互変異性体等のヘキサアリールビイミダゾール
誘導体、トリフェニルフォスフィン、そのほかにも2−
ベンゾイル−2−ジメチルアミノ−1−[4−モルフォ
リノフェニル]−ブタン等が挙げられ、これら1種又は
2種以上が用いられる。
The photopolymerization initiator (C) is not particularly limited, and known photopolymerization initiators can be used.
For example, benzophenone, P, P'-bis (dimethylamino) benzophenone, P, P'-bis (diethylamino) benzophenone, P, P'-bis (dibutylamino) benzophenone, benzoin, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, benzoin Isopropyl ether, benzoin n-butyl ether, benzoin phenyl ether, benzoin isobutyl ether, benzoylbenzoic acid, methyl benzoylbenzoate,
Benzyldiphenyldisulfide, benzyldimethylketal, dibenzyl, diacetyl, anthraquinone, naphthoquinone, 3,3′-dimethyl-4-methoxybenzophenone, dichloroacetophenone, 2-chlorothioxanthone, 2-methylthioxanthone, 2,4-diethylthioxanthone, 2, 2-diethoxyacetophenone, 2,2-dichloro-4-phenoxyacetophenone, phenylglyoxylate, α-hydroxyisobutylphenone, dibenzosparone, 1- (4-isopropylphenyl) -2-hydroxy-2-methyl-1- Propanone, 2-methyl- [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholino-1-propanone, tribromophenylsulfone, tribromomethylphenylsulfone, and further 2,4,6- [to Scan (trichloromethyl)] - 1,3,5-triazine, 2,4 [bis (trichloromethyl) - 6- (4'-methoxyphenyl)
-1,3,5-triazine, 2,4- [bis (trichloromethyl)]-6- (4′-methoxynaphthyl) -1,
3,5-triazine, 2,4- [bis (trichloromethyl)]-6- (piperonyl) -1,3,5-triazine, 2,4- [bis (trichloromethyl)]-6
Triazine derivatives such as (4'-methoxystyryl) -1,3,5-triazine, acridine derivatives such as acridine and 9-phenylacridine, 2,2'-bis (o-
(Chlorophenyl) -4,5,4 ', 5'-tetraphenyl-1,2'-biimidazole, 2,2'-bis (o-
(Chlorophenyl) -4,5,4 ', 5'-tetraphenyl-1,1'-biimidazole, 2,2'-bis (o-
Fluorophenyl) -4,5,4 ′, 5′-tetraphenyl-1,1′-biimidazole, 2,2′-bis (o
-Methoxyphenyl) -4,5,4 ', 5'-tetraphenyl-1,1'-biimidazole, 2,2'-bis (p-methoxyphenyl) -4,5,4', 5'-tetra Phenyl-1,1′-biimidazole, 2,4
2 ', 4'-bis [bi (p-methoxyphenyl)]-
5,5′-diphenyl-1,1′-biimidazole,
2,2′-bis (2,4-dimethoxyphenyl) -4,
5,4 ′, 5′-diphenyl-1,1′-biimidazole, 2,2′-bis (p-methylthiophenyl) -4,
5,4 ', 5'-diphenyl-1,1'-biimidazole, bis (2,4,5-triphenyl) -1,1'-biimidazole and the like and disclosed in JP-B-45-37377. Hexaarylbiimidazole derivatives such as tautomers covalently bonded at 1,2′-, 1,4′- and 2,4′-, triphenylphosphine, and 2-
Benzoyl-2-dimethylamino-1- [4-morpholinophenyl] -butane and the like, and one or more of these are used.

【0026】更に、必要に応じて、増感剤、貯蔵安定剤
等も併用される。増感剤としては、尿素、ニトリル化合
物(N,N−ジ置換−P−アミノベンゾニトリル等)、
燐化合物(トリ−n−ブチルホスフィン等)が好まし
く、貯蔵安定剤としては、第4級アンモニウムクロライ
ド、ベンゾチアゾール、ハイドロキノンが好ましい。
Further, if necessary, a sensitizer, a storage stabilizer and the like are used in combination. Examples of the sensitizer include urea, nitrile compounds (N, N-disubstituted-P-aminobenzonitrile, etc.),
Phosphorus compounds (such as tri-n-butylphosphine) are preferred, and quaternary ammonium chloride, benzothiazole, and hydroquinone are preferred as storage stabilizers.

【0027】かくして、架橋型高分子のマトリクス成分
(A)と電解質塩(B)からなり、該マトリクス成分
(A)の重合反応により作製された高分子固体電解質が
得られるが、本発明の高分子固体電解質は、液漏れ等を
起こすことなく、電極との界面抵抗が低くすることがで
き、イオン伝導度が高く、固体強度に優れるため、一次
電池、二次電池、センサー、エレクトロクロミック素
子、電気化学FET等の電気化学反応を利用した電気化
学素子に用いることができ、特に二次電池に応用した場
合には大きな効果を示す。
Thus, a polymer solid electrolyte comprising the matrix component (A) of the crosslinked type polymer and the electrolyte salt (B) and produced by the polymerization reaction of the matrix component (A) is obtained. The molecular solid electrolyte can reduce the interface resistance with the electrode without causing liquid leakage, etc., has high ionic conductivity, and has excellent solid strength, so that primary batteries, secondary batteries, sensors, electrochromic devices, It can be used for an electrochemical device utilizing an electrochemical reaction such as an electrochemical FET, and particularly when applied to a secondary battery, a great effect is exhibited.

【0028】本発明の電気化学素子に用いる電極は、必
要によりバインダー、導電剤を用いて成型される。バイ
ンダーとしてはポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ
化ピニリデン等の有機フッ素高分子、ポリエチレン、ポ
リプロピレン等のポリオレフィン、ポリアニリン、ポリ
アルキルチオフェン等の可溶性導電性高分子を例示でき
るが、これらに限定されるものではない。導電剤として
はグラファイト、カーボンブラック、アセチレンブラッ
ク、ケッチエンブラック等の導電性炭素、ニッケル、
銅、チタン、ステンレス鋼等の金属あるいは合金、酸化
チタン、酸化インジウム等の導電性酸化物等、ポリピロ
ール等の導電性高分子材料が挙げられるが、導電性炭素
が少量の添加量で導電性を改善することができ好まし
い。
The electrode used in the electrochemical device of the present invention is molded by using a binder and a conductive agent as required. Examples of the binder include, but are not limited to, organic fluoropolymers such as polytetrafluoroethylene and polyvinylidene fluoride, polyolefins such as polyethylene and polypropylene, and soluble conductive polymers such as polyaniline and polyalkylthiophene. . As a conductive agent, conductive carbon such as graphite, carbon black, acetylene black, ketchen black, nickel,
Metals or alloys such as copper, titanium, and stainless steel; conductive oxides such as titanium oxide and indium oxide; and conductive polymer materials such as polypyrrole, and the like. It can be improved and is preferable.

【0029】本発明の二次電池は、基本的には正極、負
極及び高分子固体電解質から構成され、必要によりセパ
レータを用いてもよい。セパレータとしては、電解質溶
液のイオン移動に対して低抵抗であり、かつ、溶液保持
性に優れたものが用いられ、例えば、ポリエステル、ポ
リテトラフルオロエチレン、ポリプロピレン、ポリエチ
レン、ポリビニルアルコール、エチレン−酢酸ビニル系
共重合体ケン化物等の1種以上の材質から選ばれる不織
布又は織布が挙げられ、短絡を完全に防止することがで
きる。本発明の高分子固体電解質そのものにセパレータ
としての機能を持たせる場合はこれらは不要である。
The secondary battery of the present invention basically comprises a positive electrode, a negative electrode and a solid polymer electrolyte, and may use a separator if necessary. As the separator, a separator having low resistance to ion migration of the electrolyte solution and having excellent solution retention properties is used, for example, polyester, polytetrafluoroethylene, polypropylene, polyethylene, polyvinyl alcohol, and ethylene-vinyl acetate. Nonwoven fabrics or woven fabrics selected from one or more materials such as saponified copolymers can be used to completely prevent short circuits. These are unnecessary when the polymer solid electrolyte of the present invention itself has a function as a separator.

【0030】本発明の二次電池の正極活物質としては、
無機系活物質、有機系活物質、これらの複合体が例示で
きるが、無機系活物質あるいは無機系活物質と有機系活
物質の複合体が、特にエネルギー密度が大きくなる点か
ら好ましい。
As the positive electrode active material of the secondary battery of the present invention,
Examples thereof include an inorganic active material, an organic active material, and a composite thereof. However, an inorganic active material or a composite of an inorganic active material and an organic active material is preferable because the energy density is particularly increased.

【0031】無機系活物質としては、MnO2、Mn2
3、CoO2、NiO2、TiO2、V 25、V38、Cr
23、Fe2(SO43、Fe2(MoO23、Fe
2(WO23等の金属酸化物、TiS2、MoS2、Fe
S等の金属硫化物、これらの化合物とリチウムの複合酸
化物が挙げられる。有機系活物質としてはポリアセチレ
ン、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポ
リアルキルチオフェン、ポリカルバゾール、ポリアズレ
ン、ポリジフェニルベンジン等の導電性高分子、炭素体
から選ばれる1種又はそれ以上の複合体等が挙げられ
る。
As the inorganic active material, MnOTwo, MnTwoO
Three, CoOTwo, NiOTwo, TiOTwo, V TwoOFive, VThreeO8, Cr
TwoOThree, FeTwo(SOFour)Three, FeTwo(MoOTwo)Three, Fe
Two(WOTwo)ThreeMetal oxides such as TiSTwo, MoSTwo, Fe
Metal sulfides such as S, complex acid of these compounds and lithium
Compounds. Polyacetylene as an organic active material
Polyaniline, polypyrrole, polythiophene,
Lialkylthiophene, polycarbazole, polyazure
Conductive polymers such as polystyrene, polydiphenylbenzine, carbon
One or more complexes selected from
You.

【0032】本発明の二次電池の負極活物質としては、
リチウム、ナトリウム等のアルカリ金属、アルミニウ
ム、鉛、シリコン、マグネシウム等の金属とリチウムと
の合金、ポリピリジン、ポリアセチレン、ポリチオフェ
ンあるいはこれらの誘導体のカチオンドープ可能な導電
性高分子、リチウムを吸蔵可能な炭素体、SnO2、T
iO2等の金属酸化物が挙げられ、中でも炭素体がサイ
クル寿命、エネルギー密度の点で最も好ましい。炭素体
としては、天然黒鉛、石炭コークス、石油コークスの
他、有機化合物を原料とした熱分解炭素、天然高分子、
合成性高分子を焼成することにより得られる炭素体が挙
げられる。本発明の二次電池の形態は、特に限定するも
のではないが、コイン、シート、円筒、ガム等、種々の
形態の電池に実装することができる。
As the negative electrode active material of the secondary battery of the present invention,
Alkali metals such as lithium and sodium; alloys of lithium with metals such as aluminum, lead, silicon and magnesium; polypyridine, polyacetylene, polythiophene or conductive polymers capable of cation doping of these derivatives, and carbon bodies capable of storing lithium , SnO 2 , T
Metal oxides such as iO 2 are exemplified, and among them, carbon bodies are most preferable in terms of cycle life and energy density. Examples of carbon bodies include natural graphite, coal coke, and petroleum coke, as well as pyrolytic carbon made from organic compounds, natural polymers,
A carbon body obtained by calcining a synthetic polymer is exemplified. Although the form of the secondary battery of the present invention is not particularly limited, it can be mounted on various forms of batteries such as coins, sheets, cylinders, gums, and the like.

【0033】[0033]

【実施例】以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明
する。なお、実施例中「%」、「部」とあるのは、断り
のない限り重量基準を意味する。
The present invention will be specifically described below with reference to examples. In the examples, “%” and “part” mean on a weight basis unless otherwise specified.

【0034】ウレタン(メタ)アクリレート系化合物
(A1−1)の製造 撹拌機、温度計、冷却管及び空気ガス導入管を装備した
反応容器に乾燥空気ガスを導入させた後、イソホロンジ
イソシアネート(ダイセル・ヒュルス社製、「VEST
ANAT IPDI」)160部、エチレンオキサイド
/プロピレンオキサイドブロックポリエーテルポリオー
ル(旭電化工業社製、「CM−211」、重量平均分子
量約2100)755部を仕込み、70℃に昇温後、2
−ヒドロキシエチルアクリレート85部、ハイドロキノ
ンモノメチルエーテル0.4部、及びジブチルチンジラ
ウレート(東京ファインケミカル社製、「LIOI」)
0.1部の混合液体を3時間かけて均一滴下し、反応を
行った。滴下完了後、約5時間反応を続けた後、IR測
定の結果によりイソシアネートの消失を確認し反応を終
了し、ウレタン(メタ)アクリレート系化合物(A1−
1)を得た(固形分:99.8%、数平均分子量:30
00)。
Urethane (meth) acrylate compound
Production of (A1-1) After introducing dry air gas into a reaction vessel equipped with a stirrer, thermometer, cooling pipe and air gas introduction pipe, isophorone diisocyanate (VEST, manufactured by Daicel Huls Co., Ltd.)
160 parts of ANAT IPDI), and 755 parts of ethylene oxide / propylene oxide block polyether polyol (manufactured by Asahi Denka Kogyo Co., Ltd., "CM-211", weight average molecular weight of about 2100).
-85 parts of hydroxyethyl acrylate, 0.4 parts of hydroquinone monomethyl ether, and dibutyltin dilaurate ("LIOI" manufactured by Tokyo Fine Chemical Co., Ltd.)
0.1 part of the mixed liquid was uniformly dropped over 3 hours to carry out a reaction. After the completion of the dropwise addition, the reaction was continued for about 5 hours. After the disappearance of the isocyanate was confirmed by the result of IR measurement, the reaction was terminated, and the urethane (meth) acrylate compound (A1-
1) (solid content: 99.8%, number average molecular weight: 30)
00).

【0035】ウレタン(メタ)アクリレート系化合物
(A1−2)の製造 撹拌機、温度計、冷却管及び空気ガス導入管を装備した
反応容器に乾燥空気ガスを導入させた後、イソホロンジ
イソシアネート(ダイセル・ヒュルス社製、「VEST
ANAT IPDI」)115部、エチレンオキサイド
/プロピレンオキサイドブロックポリエーテルポリオー
ル(旭電化工業社製、「AM−505」、重量平均分子
量約4800)825部を仕込み、70℃に昇温後、2
−ヒドロキシエチルアクリレート60部、ハイドロキノ
ンモノメチルエーテル0.4部、及びジブチルチンジラ
ウレート(東京ファインケミカル社製、「LIOI」)
0.1部の混合液体を3時間かけて均一滴下し、反応を
行った。滴下完了後、約5時間反応を続けた後、IR測
定の結果によりイソシアネートの消失を確認し反応を終
了し、ウレタン(メタ)アクリレート系化合物(A1−
2)を得た(固形分:99.7%、数平均分子量:58
00)。
Urethane (meth) acrylate compound
Production of (A1-2) After introducing dry air gas into a reaction vessel equipped with a stirrer, thermometer, cooling pipe and air gas introduction pipe, isophorone diisocyanate (VEST, manufactured by Daicel Huls Co., Ltd.)
ANAT IPDI ") 115 parts, ethylene oxide / propylene oxide block polyether polyol (manufactured by Asahi Denka Kogyo Co., Ltd.," AM-505 ", weight average molecular weight about 4800) 825 parts, and after heating to 70 ° C, 2 parts were added.
-60 parts of hydroxyethyl acrylate, 0.4 parts of hydroquinone monomethyl ether, and dibutyltin dilaurate ("LIOI" manufactured by Tokyo Fine Chemical Co., Ltd.)
0.1 part of the mixed liquid was uniformly dropped over 3 hours to carry out a reaction. After the completion of the dropwise addition, the reaction was continued for about 5 hours. After the disappearance of the isocyanate was confirmed by the result of IR measurement, the reaction was terminated, and the urethane (meth) acrylate compound (A1-
2) (solid content: 99.7%, number average molecular weight: 58)
00).

【0036】ウレタン(メタ)アクリレート系化合物
(A1−3)の製造 撹拌機、温度計、冷却管及び空気ガス導入管を装備した
反応容器に乾燥空気ガスを導入させた後、イソホロンジ
イソシアネート(ダイセル・ヒュルス社製、「VEST
ANAT IPDI」)101部、エチレンオキサイド
/プロピレンオキサイドランダムポリエーテルポリオー
ル(旭電化工業社製、「PR−3007」、重量平均分
子量約3000)681部を仕込み、70℃に昇温後、
ペンタエリスリトールトリアクリレート(大阪有機化学
工業社製、「ビスコート#300」)218部、ハイド
ロキノンモノメチルエーテル0.4部、及びジブチルチ
ンジラウレート(東京ファインケミカル社製、「LIO
I」)0.1部の混合液体を3時間かけて均一滴下し、
反応を行った。滴下完了後、約5時間反応を続けた後、
IR測定の結果によりイソシアネートの消失を確認し反
応を終了し、ウレタン(メタ)アクリレート系化合物
(A1−3)を得た(固形分:98.0%、数平均分子
量:4400)。
Urethane (meth) acrylate compounds
Production of (A1-3) After introducing dry air gas into a reaction vessel equipped with a stirrer, thermometer, cooling pipe and air gas introduction pipe, isophorone diisocyanate (VEST, manufactured by Daicel Huls Co., Ltd.)
ANAT IPDI ") 101 parts, 681 parts of ethylene oxide / propylene oxide random polyether polyol (" PR-3007 ", weight average molecular weight about 3000, manufactured by Asahi Denka Kogyo Co., Ltd.), and after heating to 70 ° C,
218 parts of pentaerythritol triacrylate (“Biscoat # 300” manufactured by Osaka Organic Chemical Industry Co., Ltd.), 0.4 parts of hydroquinone monomethyl ether, and dibutyltin dilaurate (manufactured by Tokyo Fine Chemical Company, “LIO”
I ") 0.1 part of the mixed liquid was dripped uniformly over 3 hours,
The reaction was performed. After the completion of dropping, the reaction was continued for about 5 hours.
The disappearance of the isocyanate was confirmed by the result of IR measurement, and the reaction was terminated to obtain a urethane (meth) acrylate compound (A1-3) (solid content: 98.0%, number average molecular weight: 4400).

【0037】ウレタン(メタ)アクリレート系化合物
(A1−4)の製造 撹拌機、温度計、冷却管及び空気ガス導入管を装備した
反応容器に乾燥空気ガスを導入させた後、イソホロンジ
イソシアネート(ダイセル・ヒュルス社製、「VEST
ANAT IPDI」)61部、エチレンオキサイド/
プロピレンオキサイドブロックポリエーテルポリオール
(旭電化工業社製、「PR−5007」、重量平均分子
量約4700)857部を仕込み、70℃に昇温後、ペ
ンタエリスリトールトリアクリレート(大阪有機化学工
業社製、「ビスコート#300」)82部、ハイドロキ
ノンモノメチルエーテル0.4部、及びジブチルチンジ
ラウレート(東京ファインケミカル社製、「LIO
I」)0.1部の混合液体を3時間かけて均一滴下し、
反応を行った。滴下完了後、約5時間反応を続けた後、
IR測定の結果によりイソシアネートの消失を確認し反
応を終了し、ウレタン(メタ)アクリレート系化合物
(A1−4)を得た(固形分:98.0%、数平均分子
量:11000)。
Urethane (meth) acrylate compounds
Production of (A1-4) After introducing dry air gas into a reaction vessel equipped with a stirrer, thermometer, cooling pipe and air gas introduction pipe, isophorone diisocyanate (“VEST” manufactured by Daicel Huls Co., Ltd.)
ANAT IPDI ") 61 parts, ethylene oxide /
857 parts of a propylene oxide block polyether polyol (manufactured by Asahi Denka Kogyo Co., Ltd., "PR-5007", weight average molecular weight of about 4700) was charged, the temperature was raised to 70 ° C., and pentaerythritol triacrylate (manufactured by Osaka Organic Chemical Industry, Inc. 82 parts of Viscoat # 300, 0.4 parts of hydroquinone monomethyl ether, and dibutyltin dilaurate ("LIO", manufactured by Tokyo Fine Chemical Co., Ltd.)
I ") 0.1 part of the mixed liquid was dripped uniformly over 3 hours,
The reaction was performed. After the completion of dropping, the reaction was continued for about 5 hours.
The disappearance of the isocyanate was confirmed by the result of IR measurement, and the reaction was terminated to obtain a urethane (meth) acrylate compound (A1-4) (solid content: 98.0%, number average molecular weight: 11000).

【0038】ウレタン(メタ)アクリレート系化合物
(A1−5)の製造 撹拌機、温度計、冷却管及び空気ガス導入管を装備した
反応容器に乾燥空気ガスを導入させた後、イソホロンジ
イソシアネート(ダイセル・ヒュルス社製、「VEST
ANAT IPDI」)137部、エチレングリコール
/1,4−ブタンジオール/アジピン酸からなるポリエ
ステルポリオール(旭電化工業社製、「V14−9
0」、重量平均分子量約1800)815部を仕込み、
70℃に昇温後、2−ヒドロキシエチルアクリレート4
8部、ハイドロキノンモノメチルエーテル0.4部、及
びジブチルチンジラウレート(東京ファインケミカル社
製、「LIOI」)0.1部の混合液体を3時間かけて
均一滴下し、反応を行った。滴下完了後、約5時間反応
を続けた後、IR測定の結果によりイソシアネートの消
失を確認し反応を終了し、ウレタン(メタ)アクリレー
ト系化合物(A1−5)を得た(固形分:97.0%、
数平均分子量:4500)。
Urethane (meth) acrylate compounds
Production of (A1-5) After introducing dry air gas into a reaction vessel equipped with a stirrer, thermometer, cooling pipe and air gas introduction pipe, isophorone diisocyanate (VEST, manufactured by Daicel Huls Co., Ltd.)
ANAT IPDI "), 137 parts, a polyester polyol composed of ethylene glycol / 1,4-butanediol / adipic acid (manufactured by Asahi Denka Kogyo KK," V14-9 ").
0 ", weight average molecular weight about 1800) 815 parts,
After the temperature was raised to 70 ° C, 2-hydroxyethyl acrylate 4
A mixed liquid of 8 parts, 0.4 part of hydroquinone monomethyl ether, and 0.1 part of dibutyltin dilaurate ("LIOI", manufactured by Tokyo Fine Chemical Co., Ltd.) was dropped uniformly over 3 hours to carry out a reaction. After completion of the dropping, the reaction was continued for about 5 hours, and the disappearance of the isocyanate was confirmed by the result of IR measurement. The reaction was terminated to obtain a urethane (meth) acrylate compound (A1-5) (solid content: 97. 0%,
Number average molecular weight: 4500).

【0039】実施例1 プロピレンカーボネート/エチレンカーボネート/ジメ
チルカーボネート(体積比=2/5/3)からなる非水
系溶媒に溶解した1.8モル/lのLiN(CF3
22溶液と、0.2モル/lのLiBF4溶液の当量
混合物(I)70部に、単官能モノマーとしエトキシジ
エチレングリコールアクリレート9部、ウレタン(メ
タ)アクリレート(A1−1)2.5部、光重合開始剤
(C)としてベンゾインイソプロピルエーテル0.2部
を添加混合し溶解して、光重合性溶液(イ−1)を調製
した。
Example 1 1.8 mol / l LiN (CF 3 S) dissolved in a non-aqueous solvent consisting of propylene carbonate / ethylene carbonate / dimethyl carbonate (volume ratio = 2/5/3)
To 70 parts of an equivalent mixture (I) of an O 2 ) 2 solution and a 0.2 mol / l LiBF 4 solution, 9 parts of ethoxydiethylene glycol acrylate as a monofunctional monomer and 2.5 parts of urethane (meth) acrylate (A1-1) 2.5 Parts, benzoin isopropyl ether (0.2 parts) as a photopolymerization initiator (C) was added, mixed and dissolved to prepare a photopolymerizable solution (a-1).

【0040】そして、光重合性溶液(イ−1)をイオン
伝導度測定用セルに入れ、コールドミラー集光装置付高
圧水銀灯にて照射し、電解液を固体化した。得られた高
分子固体電解質のイオン伝導度を測定したところ、3.
1×10-3s/cmであり、又、複素ずり弾性率を測定
したところ、530Paであり充分な固体強度が得られ
た。
Then, the photopolymerizable solution (a-1) was placed in a cell for measuring ionic conductivity, and irradiated with a high-pressure mercury lamp equipped with a cold mirror condensing device to solidify the electrolytic solution. The ionic conductivity of the obtained solid polymer electrolyte was measured.
It was 1 × 10 −3 s / cm, and the complex shear modulus was measured. As a result, it was 530 Pa, and sufficient solid strength was obtained.

【0041】実施例2 実施例1において、ウレタン(メタ)アクリレート(A
1−1)をウレタン(メタ)アクリレート(A1−2)
に変更した以外は同様に行い、光重合性溶液(イ−2)
を調製し、実施例1と同様に固体化し、高分子固体電解
質を得た。得られた高分子固体電解質のイオン伝導度を
測定したところ、1.9×10-3s/cmであり、又、
複素ずり弾性率を測定したところ、950Paであり充
分な固体強度が得られた。
Example 2 In Example 1, the urethane (meth) acrylate (A
1-1) is a urethane (meth) acrylate (A1-2)
Photopolymerizable solution (a-2) except that was changed to
Was prepared and solidified in the same manner as in Example 1 to obtain a solid polymer electrolyte. When the ionic conductivity of the obtained solid polymer electrolyte was measured, it was 1.9 × 10 −3 s / cm.
When the complex shear modulus was measured, it was 950 Pa, and sufficient solid strength was obtained.

【0042】実施例3 実施例1において、ウレタン(メタ)アクリレート(A
1−1)をウレタン(メタ)アクリレート(A1−3)
に変更した以外は同様に行い、光重合性溶液(イ−3)
を調製し、実施例1と同様に固体化し、高分子固体電解
質を得た。得られた高分子固体電解質のイオン伝導度を
測定したところ、4.2×10-3s/cmであり、又、
複素ずり弾性率を測定したところ、420Paであり充
分な固体強度が得られた。
Example 3 In Example 1, the urethane (meth) acrylate (A
1-1) is a urethane (meth) acrylate (A1-3)
Photopolymerizable solution (a-3)
Was prepared and solidified in the same manner as in Example 1 to obtain a solid polymer electrolyte. When the ionic conductivity of the obtained solid polymer electrolyte was measured, it was 4.2 × 10 −3 s / cm.
When the complex shear modulus was measured, it was 420 Pa, and sufficient solid strength was obtained.

【0043】実施例4 プロピレンカーボネート/エチレンカーボネート/ジメ
チルカーボネート(体積比=2/5/3)からなる非水
系溶媒に溶解した2モル/lのLiN(CF3SO22
溶液70部に、単官能モノマーとしてエトキシジエチレ
ングリコールアクリレート12部、ウレタン(メタ)ア
クリレート(A1−4)3部、光重合開始剤(C)とし
てベンゾインイソプロピルエーテル0.2部を添加混合
し溶解して、光重合性溶液(イ−4)を調製した後、実
施例1と同様に固体化し、高分子固体電解質を得た。
Example 4 2 mol / l LiN (CF 3 SO 2 ) 2 dissolved in a non-aqueous solvent consisting of propylene carbonate / ethylene carbonate / dimethyl carbonate (volume ratio = 2/5/3)
To 70 parts of the solution, 12 parts of ethoxydiethylene glycol acrylate as a monofunctional monomer, 3 parts of urethane (meth) acrylate (A1-4), and 0.2 part of benzoin isopropyl ether as a photopolymerization initiator (C) are added, mixed and dissolved. After preparing a photopolymerizable solution (a-4), the solidification was performed in the same manner as in Example 1 to obtain a polymer solid electrolyte.

【0044】得られた高分子固体電解質のイオン伝導度
を測定したところ、3.7×10-3s/cmであり、
又、複素ずり弾性率を測定したところ、450Paであ
り充分な固体強度が得られた。
When the ionic conductivity of the obtained solid polymer electrolyte was measured, it was 3.7 × 10 −3 s / cm.
When the complex shear modulus was measured, it was 450 Pa and sufficient solid strength was obtained.

【0045】実施例5 実施例1において、ウレタンアクリレート(A1−1)
をウレタンアクリレート(A1−5)に変更し、光重合
開始剤(C)をベンゾインエチルエーテルに変更した以
外は同様に行い、光重合性溶液(イ−5)を調製し、実
施例1と同様に固体化し、高分子固体電解質を得た。得
られた高分子固体電解質のイオン伝導度を測定したとこ
ろ、1.1×10-3s/cmであり、又、複素ずり弾性
率を測定したところ、1200Paであり充分な固体強
度が得られた。
Example 5 In Example 1, the urethane acrylate (A1-1) was used.
Was changed to urethane acrylate (A1-5), and the photopolymerization initiator (C) was changed to benzoin ethyl ether in the same manner to prepare a photopolymerizable solution (a-5). To obtain a solid polymer electrolyte. When the ionic conductivity of the obtained polymer solid electrolyte was measured, it was 1.1 × 10 −3 s / cm, and when the complex shear modulus was measured, it was 1200 Pa, indicating that sufficient solid strength was obtained. Was.

【0046】比較例1 実施例1において、ウレタン(メタ)アクリレート(A
1−1)をトリメチロールプロパントリアクリレートに
変更した以外は同様に行い、光重合性溶液(イ−6)を
調製し、実施例1と同様に固体化し、高分子固体電解質
を得た。得られた高分子固体電解質のイオン伝導度を測
定したところ、6.8×10-4s/cmであり、又、複
素ずり弾性率を測定したところ、3500Paであっ
た。これは固体強度については充分なものであったが、
イオン伝導度についてはかなり劣るものであった。
Comparative Example 1 In Example 1, the urethane (meth) acrylate (A
A photopolymerizable solution (a-6) was prepared and solidified in the same manner as in Example 1, except that 1-1) was changed to trimethylolpropane triacrylate, to obtain a solid polymer electrolyte. The ionic conductivity of the obtained polymer solid electrolyte was measured to be 6.8 × 10 −4 s / cm, and the complex shear modulus was measured to be 3500 Pa. This was sufficient for solid strength,
The ionic conductivity was rather poor.

【0047】尚、イオン伝導度の測定は、測定温度25
℃で、対極として、底面を除いた内周面を絶縁テープで
被覆したSUS製円筒状容器(内径20mm)を用い、
この容器内に固体電解質を充填し、その固体電解質表面
に、作用極として、直径18mmのSUS製円柱体を圧
着させることによって行った(イオン伝導度測定用セ
ル)。複素ずり弾性率は、貯蔵弾性率(G1)と損失弾
性率(G2)から次式で求められる。(TA Inst
ruments社製のAR−1000を用い、測定温度
30℃、測定周波数10-2〜1(Hz)にて測定し
た。)
The ion conductivity was measured at a measurement temperature of 25.
At ℃, as a counter electrode, using a SUS cylindrical container (20 mm inner diameter) whose inner peripheral surface except for the bottom surface was covered with insulating tape,
This container was filled with a solid electrolyte, and a SUS cylindrical body having a diameter of 18 mm was pressed as a working electrode on the surface of the solid electrolyte (cell for measuring ion conductivity). The complex shear modulus is obtained from the following equation from the storage modulus (G 1 ) and the loss modulus (G 2 ). (TA Inst
The measurement was performed at a measurement temperature of 30 ° C. and a measurement frequency of 10 −2 to 1 (Hz) using AR-1000 manufactured by R.R. )

【0048】実施例6電気化学素子の作製 ・正極の作製 硫酸及び酸化剤として過硫酸アンモニウムを用いて化学
重合で合成したポリアニリン12部をN−メチルピロリ
ドン60部に溶解し、該溶液に結晶性五酸化バナジウム
(平均粒径2.5μm)を加えて、不活性雰囲気下でロ
ールラミ法を用いて混合分散して正極用塗料を調製し
た。これを大気中にワイヤーバーを用いて20μmアル
ミニウム電解箔上に塗布し、100℃15分間乾燥さ
せ、膜厚30μmの正極を作製した。
Example 6 Preparation of Electrochemical Element / Preparation of Positive Electrode 12 parts of polyaniline synthesized by chemical polymerization using sulfuric acid and ammonium persulfate as an oxidizing agent were dissolved in 60 parts of N-methylpyrrolidone, Vanadium oxide (average particle size: 2.5 μm) was added, and mixed and dispersed by a roll lamination method under an inert atmosphere to prepare a coating for a positive electrode. This was applied on a 20 μm aluminum electrolytic foil in the air using a wire bar, and dried at 100 ° C. for 15 minutes to produce a 30 μm-thick positive electrode.

【0049】・負極の作製 ポリフッ化ビニリデン(呉羽化学KF−1000)15
部をN−メチルピロリドン35部に溶解し、更に溶液に
天然黒鉛を50部加えた組成物をロールミル法にて不活
性雰囲気下で混合分散して、負極用塗料を調製した。こ
れを大気中にてワイヤーバーにて20μm銅箔上に塗布
し、80℃20分間乾燥させ、膜厚60μmの電極を作
製した。
Preparation of Negative Electrode Polyvinylidene Fluoride (Kureha Chemical KF-1000) 15
Was dissolved in 35 parts of N-methylpyrrolidone, and a solution obtained by adding 50 parts of natural graphite to the solution was mixed and dispersed under an inert atmosphere by a roll mill method to prepare a paint for a negative electrode. This was applied on a 20 μm copper foil with a wire bar in the air and dried at 80 ° C. for 20 minutes to produce an electrode having a thickness of 60 μm.

【0050】上記正極及び負極に光重合性溶液(イ−
1)を浸透させ、高圧水銀灯を照射して、電解液を固体
化した。これを、発電素子部に均一に圧力をかけつつ三
辺を封止し、残りの一辺を減圧下、封止して電池を作製
した。充放電試験は北斗電工社製HJ−201B充放電
測定装置を用いて、0.7mAの電流で、電池電圧が0
Vになるまで充電し、1時間の休止後、0.7mAの電
流で電池電圧が0.8Vまで放電し、この充放電を繰り
返した。この時の初期と100サイクル目の放電容量
は、初期が12.6mAhで、100サイクル後が1
2.4mAhであった。又、短絡しない充分な固体強度
をもった電気化学素子が作製できた。
A photopolymerizable solution (I-
1) was permeated and irradiated with a high-pressure mercury lamp to solidify the electrolytic solution. The battery was fabricated by sealing the three sides while uniformly applying pressure to the power generating element, and sealing the remaining side under reduced pressure. The charge / discharge test was carried out using a Hokuto Denko HJ-201B charge / discharge measurement device at a current of 0.7 mA and a battery voltage of 0.
After charging for 1 hour, the battery voltage was discharged to 0.8 V at a current of 0.7 mA, and the charging and discharging were repeated. At this time, the discharge capacity at the initial stage and the 100th cycle was 12.6 mAh in the initial stage, and 1 after the 100th cycle.
It was 2.4 mAh. In addition, an electrochemical device having sufficient solid strength without short circuit was produced.

【0051】[0051]

【発明の効果】本発明は、架橋型高分子のマトリクス成
分(A)及び電解質塩(B)からなり、該マトリクス成
分(A)の重合反応により架橋し作製された高分子固体
電解質において、該マトリクス成分(A)として少なく
ともウレタン(メタ)アクリレート系化合物(A1)を
含有させてなるため、液漏れ等を起こすことなく、イオ
ン伝導度が高く、均一性に優れ、電気化学素子用固体電
解質としての使用に充分な固体強度を有する高分子固体
電解質が得られるものであり、該高分子固体電解質を用
いた電気化学素子、特に、二次電池は非常に有用であ
る。
According to the present invention, there is provided a polymer solid electrolyte comprising a crosslinked polymer matrix component (A) and an electrolyte salt (B), which is crosslinked by a polymerization reaction of the matrix component (A). Since it contains at least a urethane (meth) acrylate-based compound (A1) as the matrix component (A), it has high ionic conductivity and excellent uniformity without causing liquid leakage or the like, and is used as a solid electrolyte for electrochemical devices. Thus, a polymer solid electrolyte having a solid strength sufficient for the use of a polymer solid electrolyte can be obtained, and an electrochemical device using the polymer solid electrolyte, particularly a secondary battery, is very useful.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4J027 AC03 AC04 AC06 AE04 AG03 AG04 AG05 AG09 AG12 AG13 AG14 AG15 AG23 AG24 AG27 AJ01 AJ08 BA07 BA08 BA19 BA20 BA21 BA23 BA24 BA26 CA13 CA14 CA15 CA16 CB03 CB09 CB10 CC02 CC05 CC06 CC08 CD00 5G301 CA16 CA30 CD01 5H024 FF21 FF31 5H029 AJ02 AM02 AM07 AM16 EJ14 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page F term (reference) 4J027 AC03 AC04 AC06 AE04 AG03 AG04 AG05 AG09 AG12 AG13 AG14 AG15 AG23 AG24 AG27 AJ01 AJ08 BA07 BA08 BA19 BA20 BA21 BA23 BA24 BA26 CA13 CA14 CA15 CA16 CB03 CB09 CB10 CC02 CC05 CC06 CC08 CD00 5G301 CA16 CA30 CD01 5H024 FF21 FF31 5H029 AJ02 AM02 AM07 AM16 EJ14

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 架橋型高分子のマトリクス成分(A)と
電解質塩(B)からなり、該マトリクス成分(A)の重
合反応により作製された高分子固体電解質において、該
マトリクス成分(A)として少なくともウレタン(メ
タ)アクリレート系化合物(A1)を含有させてなるこ
とを特徴とする高分子固体電解質。
1. A polymer solid electrolyte comprising a matrix component (A) of a crosslinked type polymer and an electrolyte salt (B) produced by a polymerization reaction of the matrix component (A), wherein the matrix component (A) A polymer solid electrolyte comprising at least a urethane (meth) acrylate compound (A1).
【請求項2】 架橋型高分子のマトリクス成分(A)と
電解質塩(B)からなる混合物に活性光線を照射されて
なることを特徴とする請求項1記載の高分子固体電解
質。
2. The polymer solid electrolyte according to claim 1, wherein the mixture comprising the matrix component (A) of the cross-linked polymer and the electrolyte salt (B) is irradiated with an actinic ray.
【請求項3】 ウレタン(メタ)アクリレート系化合物
(A1)の含有量が、架橋型高分子のマトリクス成分
(A)全体に対して5重量%以上であることを特徴とす
る請求項1又は2記載の高分子固体電解質。
3. The composition according to claim 1, wherein the content of the urethane (meth) acrylate compound (A1) is at least 5% by weight based on the whole matrix component (A) of the crosslinked polymer. The solid polymer electrolyte according to the above.
【請求項4】 ウレタン(メタ)アクリレート系化合物
(A1)が、ポリオールとポリイソシアネートとヒドロ
キシ(メタ)アクリレートを反応させてなるウレタン
(メタ)アクリレートであることを特徴とする請求項1
〜3いずれか記載の高分子固体電解質。
4. The urethane (meth) acrylate compound according to claim 1, wherein the urethane (meth) acrylate compound (A1) is a urethane (meth) acrylate obtained by reacting a polyol, a polyisocyanate and a hydroxy (meth) acrylate.
4. The polymer solid electrolyte according to any one of claims 1 to 3.
【請求項5】 ポリオールが、分子量が200〜600
0で、かつポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオ
キサイド、エチレンオキサイド/プロピレンオキサイド
のブロック又はランダム共重合体の少なくとも1種の構
造を有するポリエーテルポリオールであることを特徴と
する請求項4記載の高分子固体電解質。
5. A polyol having a molecular weight of 200 to 600.
5. The polymer solid electrolyte according to claim 4, which is a polyether polyol having a structure of at least one of polyethylene oxide, polypropylene oxide, an ethylene oxide / propylene oxide block or a random copolymer.
【請求項6】 架橋型高分子のマトリクス成分(A)と
して、更に1分子中に1個以上のエチレン性不飽和基を
有するモノマー(A2)を含有させてなることを特徴と
する請求項1〜5いずれか記載の高分子固体電解質。
6. The cross-linkable polymer matrix component (A) further comprises a monomer (A2) having one or more ethylenically unsaturated groups in one molecule. 6. The solid polymer electrolyte according to any one of claims 5 to 5.
【請求項7】 更に、光重合開始剤(C)を架橋型高分
子のマトリクス成分(A)全体に対して0.5重量%以
上含有させてなることを特徴とする請求項1〜6いずれ
か記載の高分子固体電解質。
7. The method according to claim 1, wherein the photopolymerization initiator (C) is contained in an amount of 0.5% by weight or more based on the whole matrix component (A) of the crosslinked polymer. The solid polymer electrolyte according to any one of the above.
【請求項8】 請求項1〜7いずれか記載の高分子固体
電解質を構成要素として有することを特徴とする電気化
学素子。
8. An electrochemical device comprising the polymer solid electrolyte according to claim 1 as a constituent element.
【請求項9】 請求項1〜7いずれか記載の高分子固体
電解質を用いることを特徴とする二次電池。
9. A secondary battery comprising the polymer solid electrolyte according to claim 1.
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