JP2001043896A - Manufacture of polymeric solid electrolyte, polymeric solid electrolyte, and electrochemical device - Google Patents

Manufacture of polymeric solid electrolyte, polymeric solid electrolyte, and electrochemical device

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JP2001043896A
JP2001043896A JP11215473A JP21547399A JP2001043896A JP 2001043896 A JP2001043896 A JP 2001043896A JP 11215473 A JP11215473 A JP 11215473A JP 21547399 A JP21547399 A JP 21547399A JP 2001043896 A JP2001043896 A JP 2001043896A
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JP
Japan
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solid electrolyte
reaction
equivalent
polymeric solid
diisocyanate
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Japanese (ja)
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Satoru Nakazawa
哲 中澤
Hideaki Uehara
秀秋 上原
Hiroyuki Sonobe
宏幸 園部
Kenji Suzuki
健司 鈴木
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Showa Denko Materials Co Ltd
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Hitachi Chemical Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method of a polymeric solid electrolyte excellent in ionic conductivity, mechanical strength, and flexibility, a polymeric solid electrolyte excellent in ionic conductivity, mechanical strength, and flexibility, and an electrochemical device excellent in cycle life. SOLUTION: According to this manufacturing method of a polymeric solid electrolyte, an alkaline metallic salt is dissolved in a polyamide resin. The polyamide resin is obtained by reacting (A) a polyamide resin intermediate obtained by reacting (a) diisocyanate or diamine with (b) dicarboxylic acid, tricarboxylic acid, or tricarboxylic acid unhydride, (B) an epoxy resin, and (C) polyoxyalkylene monoamine, and has a residue of the (C) constituent as a side chain. A polymeric solid electrolyte is manufactured by this manufacturing method, and the polymeric solid electrolyte is used for an electrochemical device.

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、高分子固体電解
質、高分子固体電解質の製造法及び電気化学的デバイス
に関する。
The present invention relates to a solid polymer electrolyte, a method for producing the solid polymer electrolyte, and an electrochemical device.

【0002】[0002]

【従来の技術】電子技術の進歩により、電子機器の性能
が向上し、小型、ポータブル化が進み、電源として高エ
ネルギー密度の電池が望まれている。従来の二次電池と
して、鉛電池、ニッケル−カドミウム電池が挙げられる
が、エネルギー密度を得るという点では未だ不十分であ
る。そこで、これらの電池に替わるものとして、高エネ
ルギー密度のリチウム二次電池が開発され、急速に普及
している。
2. Description of the Related Art With the advance of electronic technology, the performance of electronic equipment has been improved, miniaturization and portability have been advanced, and batteries with high energy density as power sources have been desired. Conventional secondary batteries include lead batteries and nickel-cadmium batteries, but they are still insufficient in obtaining energy density. Therefore, as an alternative to these batteries, lithium secondary batteries with high energy density have been developed and are rapidly spreading.

【0003】リチウム二次電池は、一般に3V以上の高
電圧が得られ、且つ、軽量・高容量であるため、様々な
用途に応用さている。このようなリチウム二次電池は、
正極にコバルト酸リチウム、負極に炭素材料を活物質に
用いたものが多かったが、最近、より高容量化するため
に活物質に関する研究開発が盛んに行われている。ま
た、電解質の開発も積極的に展開されており、イオン伝
導度や耐電圧などの改善が試みられている。リチウムイ
オン二次電池をはじめ、ほとんどのリチウム二次電池の
電解質には有機電解液が使用されている。実際の電池で
は、これをポリプロピレン微多孔膜などのセパレータに
含浸させて、正/負極間のイオン伝導路を確保する。
[0003] Lithium secondary batteries are generally applicable to various applications because they can obtain a high voltage of 3 V or more, and are lightweight and have high capacity. Such a lithium secondary battery is
Many used lithium cobalt oxide for the positive electrode and a carbon material for the negative electrode as an active material. Recently, active materials have been actively researched and developed to increase the capacity. Also, the development of electrolytes has been actively developed, and attempts have been made to improve ionic conductivity and withstand voltage. Organic electrolytes are used as electrolytes in most lithium secondary batteries, including lithium ion secondary batteries. In an actual battery, this is impregnated in a separator such as a microporous polypropylene membrane to secure an ion conduction path between the positive electrode and the negative electrode.

【0004】しかし、リチウム二次電池でしばしば問題
となるのが負極から正極方向に成長するリチウムのデン
ドライト状析出による内部ショートであり、有機電解液
系では特にこのデンドライト析出によるショート事故の
制御が特に困難である。有機電解液自身は流動体であ
り、本質的にデンドライトの成長を抑制することが難し
い。また、セパレータを用いた場合、正/負極間に流れ
る電流は限定されたイオン伝導路であるセパレータの細
孔部に集中するため、結果としてリチウムデンドライト
の成長がセパレータの細孔部で集中的に促進される。
However, a problem often encountered in lithium secondary batteries is an internal short-circuit due to dendritic deposition of lithium growing from the negative electrode to the positive electrode. In an organic electrolyte system, it is particularly necessary to control short-circuit accidents due to the dendrite deposition. Have difficulty. The organic electrolyte itself is a fluid, and it is essentially difficult to suppress the growth of dendrite. When a separator is used, the current flowing between the positive electrode and the negative electrode is concentrated in the pores of the separator, which is a limited ion conduction path. As a result, the growth of lithium dendrite is concentrated in the pores of the separator. Promoted.

【0005】このような状況を打破するため、高分子電
解質を利用する電池系が考案され、現在、開発途上にあ
る。この高分子電解質は、高分子にアルカリ金属塩を均
一に固溶させたイオン伝導体である。これはセパレータ
フリーの固体電解質として機能し、且つ、電解質全面に
電流が均一に流れるため、リチウムデンドライトの発生
・成長を抑制することが可能であると言われている。
In order to overcome such a situation, a battery system using a polymer electrolyte has been devised and is currently under development. This polymer electrolyte is an ionic conductor in which an alkali metal salt is uniformly dissolved in a polymer. It is said that this functions as a separator-free solid electrolyte and that current flows uniformly over the entire surface of the electrolyte, thereby suppressing the generation and growth of lithium dendrite.

【0006】近年、ポリエチレンオキシド成分を有する
高分子固体電解質の研究が盛んに行われている。例え
ば、特許第1898067号公報に記載されているよう
なエチレンオキシドとプロピレンオキシドの共重合物の
両末端を架橋させる方法や、特開平2−7935号公報
に記載されているようなポリエチレングリコール成分を
有するモノマーとウレタン基を有するモノマーを、重合
して高分子量化あるいは三次元架橋化させることによ
り、機械強度を向上させ、反面、結晶化に伴うイオン伝
導度の低下をも防止し、実用性のあるポリマーを得よう
としている。
[0006] In recent years, a solid polymer electrolyte having a polyethylene oxide component has been actively studied. For example, a method of crosslinking both ends of a copolymer of ethylene oxide and propylene oxide as described in Japanese Patent No. 1898067, and a method having a polyethylene glycol component as described in JP-A-2-7935. By polymerizing the monomer and the monomer having a urethane group to increase the molecular weight or three-dimensionally crosslink, the mechanical strength is improved, and on the other hand, the decrease in ionic conductivity due to crystallization is also prevented, and it is practical. You are trying to get a polymer.

【0007】しかしながら、ポリエチレンオキシド成分
を多く含むポリマー類は、本質的に吸水性が高く、リチ
ウム電池に要求される非水系化レベルの含水量とするこ
とが著しく困難である上、得られるポリマーのフィルム
強度は、非結晶性を前提とする限り、低いものにならざ
るを得ない。また、そのイオン伝導度は室温で10-5S/
cm程度であり、有機電解液と比較して2桁以上低いとい
う問題がある。また、ポリエチレンオキシド鎖を含まな
い高分子電解質の検討もなされている。例えば、ポリフ
ッ化ビニリデンを非水電解液で膨潤させることにより、
イオン伝導度を向上させたゲル状高分子電解質である。
しかし、ポリフッ化ビニリデンは、非水電解液による膨
潤性が低く、高いイオン伝導度であるとは言い切れな
い。
However, polymers containing a large amount of polyethylene oxide component have inherently high water absorption, making it extremely difficult to obtain a non-aqueous water content required for a lithium battery. The film strength must be low as long as it is non-crystalline. Also, its ionic conductivity is 10 -5 S / at room temperature.
cm, which is two orders of magnitude lower than that of the organic electrolyte. In addition, a polymer electrolyte containing no polyethylene oxide chain has been studied. For example, by swelling polyvinylidene fluoride with a non-aqueous electrolyte,
It is a gel polymer electrolyte with improved ionic conductivity.
However, polyvinylidene fluoride has a low swelling property with a non-aqueous electrolyte and cannot be said to have high ionic conductivity.

【0008】このような低いイオン伝導度の高分子電解
質を二次電池に適用すると、電池の内部抵抗が高くな
り、充放電時の発熱や高放電レートでの放電時の効率低
下といった問題が起こる。
[0008] When such a polymer electrolyte having a low ionic conductivity is applied to a secondary battery, the internal resistance of the battery increases, causing problems such as heat generation during charging and discharging and a reduction in efficiency during discharging at a high discharge rate. .

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】請求項1記載の発明
は、イオン伝導性、機械強度及び柔軟性が優れる高分子
固体電解質の製造法を提供するものである。請求項2記
載の発明は、請求項1記載の発明の効果を奏し、さらに
イオン伝導性が優れる高分子固体電解質の製造法を提供
するものである。請求項3記載の発明は、請求項1又は
2記載の発明の効果を奏し、さらに機械強度が優れる高
分子固体電解質の製造法を提供するものである。
The object of the present invention is to provide a method for producing a solid polymer electrolyte having excellent ionic conductivity, mechanical strength and flexibility. The invention described in claim 2 provides the method of producing a solid polymer electrolyte having the effects of the invention described in claim 1 and further having excellent ion conductivity. The third aspect of the present invention provides a method for producing a polymer solid electrolyte having the effects of the first or second aspect of the present invention and further having excellent mechanical strength.

【0010】請求項4記載の発明は、イオン伝導性、機
械強度及び柔軟性が優れる高分子固体電解質を提供する
ものである。請求項5の発明は、サイクル寿命が優れる
電気化学的デバイスを提供するものである。
The fourth aspect of the present invention provides a solid polymer electrolyte having excellent ionic conductivity, mechanical strength and flexibility. The invention of claim 5 provides an electrochemical device having excellent cycle life.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明は、(A)(a)
ジイソシアネート又はジアミンと(b)ジカルボン酸、
トリカルボン酸又はトリカルボン酸無水物とを反応させ
て得られるポリアミド系樹脂中間体、(B)エポキシ樹
脂及び(C)ポリオキシアルキレンモノアミンとを反応
させて得られる、側鎖に(C)成分残基を有するポリア
ミド系樹脂にアルカリ金属塩を溶解させることを特徴と
する高分子固体電解質の製造法に関する。
The present invention provides (A) and (a)
Diisocyanate or diamine and (b) dicarboxylic acid,
(C) component residue in the side chain obtained by reacting a polyamide resin intermediate obtained by reacting with tricarboxylic acid or tricarboxylic anhydride, (B) an epoxy resin and (C) a polyoxyalkylene monoamine The present invention relates to a method for producing a solid polymer electrolyte, characterized by dissolving an alkali metal salt in a polyamide resin having the following.

【0012】また、本発明は、ポリアミド系樹脂中の
(C)ポリオキシアルキレンモノアミンの配合割合が、
ポリアミド系樹脂総量に対して、1〜20モル%である
前記高分子固体電解質の製造法に関する。また、本発明
は、アルカリ金属塩がLiClO4、LiBF4、LiP
6及びLiN(CF3SO2)2からなる群から選択された
少なくとも1種である前記高分子固体電解質の製造法に
関する。
Further, the present invention provides a polyamide resin, wherein the compounding ratio of (C) polyoxyalkylene monoamine is as follows:
The present invention relates to a method for producing the polymer solid electrolyte, which is 1 to 20 mol% based on the total amount of the polyamide-based resin. In the present invention, the alkali metal salt may be LiClO 4 , LiBF 4 , LiP
The present invention relates to a method for producing the polymer solid electrolyte, which is at least one selected from the group consisting of F 6 and LiN (CF 3 SO 2 ) 2 .

【0013】また、本発明は、前記高分子固体電解質の
製造法により製造された高分子固体電解質に関する。ま
た、本発明は、前記高分子固体電解質を用いた電気化学
的デバイスに関する。
[0013] The present invention also relates to a solid polymer electrolyte produced by the above method for producing a solid polymer electrolyte. Further, the present invention relates to an electrochemical device using the solid polymer electrolyte.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、本発明について詳述する。
本発明の高分子固体電解質の製造法は、(A)(a)ジ
イソシアネート又はジアミンと(b)ジカルボン酸、ト
リカルボン酸又はトリカルボン酸無水物とを反応させて
得られるポリアミド系樹脂中間体、(B)エポキシ樹脂
及び(C)ポリオキシアルキレンモノアミンとを反応さ
せて得られる、側鎖に(C)成分残基を有するポリアミ
ド系樹脂にアルカリ金属塩を溶解させる必要がある。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The method for producing a polymer solid electrolyte of the present invention comprises: (A) a polyamide resin intermediate obtained by reacting (a) a diisocyanate or a diamine with (b) a dicarboxylic acid, a tricarboxylic acid, or a tricarboxylic anhydride; ) It is necessary to dissolve an alkali metal salt in a polyamide resin having a (C) component residue in a side chain obtained by reacting an epoxy resin and (C) a polyoxyalkylene monoamine.

【0015】上記(A)ポリアミド系樹脂中間体として
は、(a)ジイソシアネート又はジアミンと(b)ジカ
ルボン酸、トリカルボン酸又はトリカルボン酸無水物と
を反応させて得られるものであることが必要である。
The above (A) polyamide resin intermediate must be obtained by reacting (a) diisocyanate or diamine with (b) dicarboxylic acid, tricarboxylic acid or tricarboxylic anhydride. .

【0016】上記ジイソシアネートとしては、例えば、
4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネート、2,6
−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソ
シアネート、2,4−トリレンジイソシアネート、1,
5−ナフタレンジイソシアネート、トリジンジイソシア
ネート、p−フェニレンジイソシアネート、4,4′−
ジフェニルエーテルジイソシアネート、m−キシリレン
ジイソシアネート、m−テトラメチルキシリレンジイソ
シアネート等の芳香族ジイソシアネート、1,6−ヘキ
サメチレンジイソシアネート、2,2,4−トリメチル
ヘキサメチレンジイソシアネート、2,4,4−トリメ
チルヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイソシ
アネート等の脂肪族ジイソシアネート、イソホロンジイ
ソシアネート、4,4′−ジシクロヘキシルメタンジイ
ソシアネート、トランスシクロヘキサン−1,4−ジイ
ソシアネート、水添化m−キシリレンジイソシアネート
等の脂環式ジイソシアネート、3,9−ビス(3−イソ
シアネートプロピル)−2,4,8,10−テトラスピ
ロ[5,5]ウンデカン等の複素環式ジイソシアネート
などが挙げられ、耐熱性向上の見地からは芳香族ジイソ
シアネートが好ましい。これらは単独で又は2種類以上
を組み合わせて使用される。
The diisocyanate includes, for example,
4,4'-diphenylmethane diisocyanate, 2,6
-Tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, 2,4-tolylene diisocyanate, 1,
5-naphthalene diisocyanate, tolidine diisocyanate, p-phenylene diisocyanate, 4,4'-
Aromatic diisocyanates such as diphenyl ether diisocyanate, m-xylylene diisocyanate, and m-tetramethyl xylylene diisocyanate, 1,6-hexamethylene diisocyanate, 2,2,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, 2,4,4-trimethylhexamethylene Aliphatic diisocyanates such as diisocyanate and lysine diisocyanate, isophorone diisocyanate, alicyclic diisocyanates such as 4,4'-dicyclohexylmethane diisocyanate, transcyclohexane-1,4-diisocyanate, hydrogenated m-xylylene diisocyanate, and 3,9- Heterocyclic diisocyanates such as bis (3-isocyanatopropyl) -2,4,8,10-tetraspiro [5,5] undecane; Aromatic diisocyanates are preferred from the standpoint of heat improved. These are used alone or in combination of two or more.

【0017】前記ジアミンとしては、例えば、アルキレ
ンジアミン、ジアミノポリジメチルシロキサン、ポリオ
キシアルキレンジアミン等の脂肪族ジアミン、イソホロ
ンジアミン、4,4′−ジシクロヘキシルメタンジアミ
ン等の脂環式ジアミン、3,9−ビス(3−アミノプロ
ピル)−2,4,8,10−テトラスピロ[5,5]ウ
ンデカン等の複素環式ジアミン、p−フェニレンジアミ
ン、m−フェニレンジアミン、p−キシリレンジアミ
ン、m−キシリレンジアミン、4,4′−ジアミノジフ
ェニルメタン3,4′−ジアミノジフェニルメタン、
3,3′−ジアミノジフェニルメタン、2,4′−ジア
ミノジフェニルメタン、2,2′−ジアミノジフェニル
メタン、4,4′−ジアミノジフェニルエーテル、3,
4′−ジアミノジフェニルエーテル、3,3′−ジアミ
ノジフェニルエーテル、2,4′−ジアミノジフェニル
エーテル、2,2′−ジアミノジフェニルエーテル、
4,4′−ジアミノジフェニルスルホン、3,4′−ジ
アミノジフェニルスルホン、3,3′−ジアミノジフェ
ニルスルホン、2,4′−ジアミノジフェニルスルホ
ン、2,2′−ジアミノジフェニルスルホン、4,4′
−ジアミノジフェニルスルフィド、3,4′−ジアミノ
ジフェニルスルフィド、3,3′−ジアミノジフェニル
スルフィド、2,4′−ジアミノジフェニルスルフィ
ド、2,2′−ジアミノジフェニルスルフィド、4,
4′−ベンゾフェノンジアミン、3,3′−ベンゾフェ
ノンジアミン、2,2−ビス[4(4−アミノフェノキ
シ)フェニル]プロパン、4,4′−ジアミノベンズア
ニリド等の芳香族ジアミンなどが挙げられる。これらは
単独で又は2種類以上を組み合わせて使用される。
Examples of the diamine include aliphatic diamines such as alkylenediamine, diaminopolydimethylsiloxane and polyoxyalkylenediamine, alicyclic diamines such as isophoronediamine, 4,4'-dicyclohexylmethanediamine, and 3,9-diamine. Heterocyclic diamines such as bis (3-aminopropyl) -2,4,8,10-tetraspiro [5,5] undecane, p-phenylenediamine, m-phenylenediamine, p-xylylenediamine, m-xylylenediamine Amines, 4,4'-diaminodiphenylmethane 3,4'-diaminodiphenylmethane,
3,3'-diaminodiphenylmethane, 2,4'-diaminodiphenylmethane, 2,2'-diaminodiphenylmethane, 4,4'-diaminodiphenylether, 3,
4'-diaminodiphenyl ether, 3,3'-diaminodiphenyl ether, 2,4'-diaminodiphenyl ether, 2,2'-diaminodiphenyl ether,
4,4'-diaminodiphenylsulfone, 3,4'-diaminodiphenylsulfone, 3,3'-diaminodiphenylsulfone, 2,4'-diaminodiphenylsulfone, 2,2'-diaminodiphenylsulfone, 4,4 '
-Diaminodiphenyl sulfide, 3,4'-diaminodiphenyl sulfide, 3,3'-diaminodiphenyl sulfide, 2,4'-diaminodiphenyl sulfide, 2,2'-diaminodiphenyl sulfide, 4,
Examples thereof include aromatic diamines such as 4'-benzophenonediamine, 3,3'-benzophenonediamine, 2,2-bis [4 (4-aminophenoxy) phenyl] propane, and 4,4'-diaminobenzanilide. These are used alone or in combination of two or more.

【0018】前記(a)ジイソシアネート又はジアミン
はどちらを使用してもよいが、(A)成分の製造容易
性、収率向上等の見地からジイソシアネートが好まし
い。
Either diisocyanate or diamine (a) may be used, but diisocyanate is preferred from the viewpoint of easy production of component (A) and improvement in yield.

【0019】前記(b)ジカルボン酸、トリカルボン酸
又はトリカルボン酸無水物としては、例えば、コハク
酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、アゼライン
酸、セバシン酸、ドデカン二酸、エイコサン二酸、アル
キレンエーテル結合含有ジカルボン酸、アルキレンカー
ボネート結合含有ジカルボン酸、ブタジエン結合含有ジ
カルボン酸、水添ブタジエン結合含有ジカルボン酸、ジ
メチルシロキサン結合含有ジカルボン酸等の脂肪族ジカ
ルボン酸、ダイマー酸、1,4−シクロヘキサンジカル
ボン酸等の脂環式ジカルボン酸、ピリジンジカルボン酸
等の複素環式ジカルボン酸、イソフタル酸、テレフタル
酸、フタル酸、1,5−ナフタレンジカルボン酸、4,
4′−ジフェニルエーテルジカルボン酸、4,4′−ジ
フェニルスルホンジカルボン酸、4,4′−ベンゾフェ
ノンジカルボン酸、ビス(4−カルボキシメトキシフェ
ニル)ジメチルメタン、トリメリット酸無水物/ジアミ
ン=2モル/1モル反応生成物であるイミド結合含有ジ
カルボン酸等の芳香族ジカルボン酸、トリメリット酸無
水物等の芳香族トリカルボン酸などが挙げられる。これ
らは単独で又は2種類以上を組み合わせて使用される。
The dicarboxylic acid, tricarboxylic acid or tricarboxylic anhydride (b) includes, for example, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, azelaic acid, sebacic acid, dodecane diacid, eicosane diacid, alkylene ether Bond-containing dicarboxylic acids, alkylene carbonate bond-containing dicarboxylic acids, butadiene bond-containing dicarboxylic acids, hydrogenated butadiene bond-containing dicarboxylic acids, dimethylsiloxane bond-containing dicarboxylic acids, and other aliphatic dicarboxylic acids, dimer acids, 1,4-cyclohexanedicarboxylic acids, and the like. Alicyclic dicarboxylic acid, heterocyclic dicarboxylic acid such as pyridine dicarboxylic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, phthalic acid, 1,5-naphthalenedicarboxylic acid, 4,
4'-diphenyl ether dicarboxylic acid, 4,4'-diphenyl sulfone dicarboxylic acid, 4,4'-benzophenone dicarboxylic acid, bis (4-carboxymethoxyphenyl) dimethylmethane, trimellitic anhydride / diamine = 2 mol / 1 mol Examples of the reaction product include an aromatic dicarboxylic acid such as an imide bond-containing dicarboxylic acid and an aromatic tricarboxylic acid such as trimellitic anhydride which are reaction products. These are used alone or in combination of two or more.

【0020】前記(A)ポリアミド系中間体は、例え
ば、(a)ジイソシアネート又はジアミンと(b)ジカ
ルボン酸、トリカルボン酸又はトリカルボン酸無水物を
カルボキシル基/イソシアネート基又はアミノ基が1当
量/1当量未満となるような配合割合で反応させて得る
ことができる。上記配合割合は1当量/1当量未満であ
ることが好ましく、1当量/0.5当量〜1当量/0.
97当量とすることがより好ましく、1当量/0.67
当量〜1当量/0.95当量とすることが特に好まし
く、1当量/0.75当量〜1当量/0.91当量とす
ることが極めて好ましい。この配合割合が1当量/1当
量以上では(a)成分が未反応物として残留しやすい傾
向があり、また、反応生成物の末端がカルボン酸となり
にくく、(A)成分の収率が低下する傾向がある。これ
らの(A)成分は単独で又は2種類以上を組み合わせて
使用される。
The (A) polyamide-based intermediate may be prepared, for example, by mixing (a) a diisocyanate or a diamine and (b) a dicarboxylic acid, a tricarboxylic acid or a tricarboxylic anhydride with a carboxyl group / isocyanate group or an amino group of 1 equivalent / 1 equivalent. It can be obtained by reacting at a compounding ratio such that it becomes less than. The mixing ratio is preferably less than 1 equivalent / 1 equivalent, preferably 1 equivalent / 0.5 equivalent to 1 equivalent / 0.1 equivalent.
More preferably 97 equivalents, 1 equivalent / 0.67
It is particularly preferable to set the equivalent to 1 equivalent / 0.95 equivalent, and it is extremely preferable to set the equivalent to 1 equivalent / 0.75 equivalent to 1 equivalent / 0.91 equivalent. When the mixing ratio is 1 equivalent / 1 equivalent or more, the component (a) tends to remain as an unreacted product, and the terminal of the reaction product is unlikely to become a carboxylic acid, and the yield of the component (A) is reduced. Tend. These components (A) are used alone or in combination of two or more.

【0021】前記(a)成分と(b)成分との反応は、
例えば、有機溶媒中で行うことができる。上記有機溶媒
としては、例えば、N−メチル−2−ピロリドン、N,
N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムア
ミド等のアミド系溶媒、N,N−ジメチルエチレンウレ
ア、N,N−ジメチルプロピレンウレア、テトラメチル
尿素等の尿素系溶媒、γ−ブチロラクトン、γ−カプロ
ラクトン等のラクトン系溶媒、プロピレンカーボネート
等のカーボネート系溶媒、メチルエチルケトン、メチル
イソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶
媒、酢酸エチル、酢酸n−ブチル、ブチルセロソルブア
セテート、ブチルカルビトールアセテート、エチルセロ
ソルブアセテート、エチルカルビトールアセテート等の
エステル系溶媒、ジグライム、トリグライム、テトラグ
ライム等のグライム系溶媒、トルエン、キシレン、シク
ロヘキサン等の炭化水素系溶媒、スルホラン等のスルホ
ン系溶媒などが挙げられ、その中でも、高溶解性、高反
応促進性等の見地からアミド系溶媒又は尿素系溶媒が好
ましく、これらの中では、(a)成分と(b)成分の反
応を阻害しやすい活性水素をもたない等の見地からN−
メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミ
ド、N,N−ジメチルエチレンウレア、N,N−ジメチ
ルプロピレンウレア又はテトラメチル尿素がより好まし
く、これらの中では、N−メチル−2−ピロリドンが特
に好ましい。これらは単独で又は2種類以上を組み合わ
せて使用される。
The reaction between the component (a) and the component (b) is as follows:
For example, it can be performed in an organic solvent. Examples of the organic solvent include N-methyl-2-pyrrolidone, N,
Amide solvents such as N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide, urea solvents such as N, N-dimethylethyleneurea, N, N-dimethylpropyleneurea, tetramethylurea, γ-butyrolactone, γ-caprolactone, etc. Lactone solvents, carbonate solvents such as propylene carbonate, ketone solvents such as methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone and cyclohexanone, ethyl acetate, n-butyl acetate, butyl cellosolve acetate, butyl carbitol acetate, ethyl cellosolve acetate, ethyl carbitol acetate Ester solvents such as diglyme, triglyme, and tetraglyme; hydrocarbon solvents such as toluene, xylene and cyclohexane; and sulfone solvents such as sulfolane. Among them, amide-based solvents or urea-based solvents are preferred from the viewpoint of high solubility, high reaction promoting properties, etc. Among these, active hydrogen which easily inhibits the reaction between the component (a) and the component (b) is preferable. N- from the point of view
Methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylethyleneurea, N, N-dimethylpropyleneurea or tetramethylurea are more preferred, and among these, N-methyl-2-pyrrolidone is particularly preferred. preferable. These are used alone or in combination of two or more.

【0022】上記有機溶媒の使用量は、(a)成分及び
(b)成分の総量100重量部に対して、30〜200
0重量部とすることが好ましく、50〜1000重量部
とすることがより好ましく、70〜400重量部とする
ことが特に好ましい。この使用量が30重量部未満では
溶解性が乏しく、反応系の不均一化や高粘度化を起こし
やすい傾向があり、2000重量部を超えると反応が進
みにくく、反応が完結しにくい傾向がある。
The amount of the organic solvent used is 30 to 200 parts by weight based on 100 parts by weight of the total of the components (a) and (b).
It is preferably 0 parts by weight, more preferably 50 to 1000 parts by weight, and particularly preferably 70 to 400 parts by weight. If the amount is less than 30 parts by weight, the solubility is poor, and the reaction system tends to be non-uniform or highly viscous. If the amount exceeds 2,000 parts by weight, the reaction does not easily proceed and the reaction tends to be difficult to complete. .

【0023】前記(a)成分と(b)成分との反応温度
は、40〜300℃とすることが好ましく、100〜2
50℃とすることがより好ましく、120〜220℃と
することが特に好ましい。この反応温度が40℃未満で
は反応が進みにくく、反応が完結しにくい傾向があり、
反応温度が300℃を超えると副反応によるゲル化等が
起こりやすく、反応が制御しにくい傾向がある。前記
(a)成分と(b)成分との反応時間は10分〜50時
間程度であることが好ましく、20分〜40時間程度で
あることがより好ましく、30分〜30時間程度である
ことが特に好ましい。
The temperature of the reaction between the components (a) and (b) is preferably 40 to 300 ° C., and 100 to 2 ° C.
The temperature is more preferably set to 50 ° C, particularly preferably 120 to 220 ° C. If the reaction temperature is lower than 40 ° C., the reaction does not easily proceed, and the reaction tends to be difficult to complete,
If the reaction temperature exceeds 300 ° C., gelation or the like due to a side reaction is likely to occur, and the reaction tends to be difficult to control. The reaction time between the component (a) and the component (b) is preferably about 10 minutes to 50 hours, more preferably about 20 minutes to 40 hours, and about 30 minutes to 30 hours. Particularly preferred.

【0024】本発明における(B)エポキシ樹脂として
は例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、テトラブ
ロモビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノール
F型エポキシ樹脂、ビスフェノールAD型エポキシ樹
脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ
樹脂、テトラメチルビフェニル型エポキシ樹脂等の二官
能芳香族グリシジルエーテル、フェノールノボラック型
エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、
ジシクロペンタジエン−フェノール型エポキシ樹脂、テ
トラフェニロールエタン型エポキシ樹脂等の多官能芳香
族グリシジルエーテル、ポリエチレングリコール型エポ
キシ樹脂、ポリプロピレングリコール型エポキシ樹脂、
ネオペンチルグリコール型エポキシ樹脂、ジブロモネオ
ペンチルグリコール型エポキシ樹脂、ヘキサンジオール
型エポキシ樹脂等の二官能脂肪族グリシジルエーテル、
水添化ビスフェノールA型エポキシ樹脂等の二官能脂環
式グリシジルエーテル、トリメチロールプロパン型エポ
キシ樹脂、ソルビトール型エポキシ樹脂、グリセリン型
エポキシ樹脂等の多官能脂肪族グリシジルエーテル、フ
タル酸ジグリシジルエステル等の二官能芳香族グリシジ
ルエステル、テトラヒドロフタル酸ジグリシジルエステ
ル、ヘキサヒドロフタル酸ジグリシジルエステル、ダイ
マー酸ジグリシジルエステル等の二官能脂環式グリシジ
ルエステル、N,N−ジグリシジルアニリン、N,N−
ジグリシジルトリフルオロメチルアニリン等の二官能芳
香族グリシジルアミン、N,N,N′,N′−テトラグ
リシジル−4,4−ジアミノジフェニルメタン、1,3
−ビス(N,N−グリシジルアミノメチル)シクロヘキ
サン、N,N,O−トリグリシジル−p−アミノフェノ
ール等の多官能芳香族グリシジルアミン、アリサイクリ
ックジエポキシアセタール、アリサイクリックジエポキ
シアジペート、アリサイクリックジエポキシカルボキシ
レート、ビニルシクロヘキセンジオキシド等の二官能脂
環式エポキシ樹脂、ジグリシジルヒダントイン等の二官
能複素環式エポキシ樹脂、トリグリシジルイソシアヌレ
ート等の多官能複素環式エポキシ樹脂、オルガノポリシ
ロキサン型エポキシ樹脂等の二官能又は多官能ケイ素含
有エポキシ樹脂などが挙げられ、それらの中でも、反応
の制御しやすさ等の見地から二官能のエポキシ樹脂が好
ましく、二官能のエポキシ樹脂の中でも、耐熱性向上等
の見地から二官能芳香族グリシジルエーテルがより好ま
しく、それらの中でも、廉価等の見地からビスフェノー
ルA型エポキシ樹脂が特に好ましい。これらは単独で又
は2種類以上を組み合わせて使用される。
Examples of the epoxy resin (B) in the present invention include bisphenol A epoxy resin, tetrabromobisphenol A epoxy resin, bisphenol F epoxy resin, bisphenol AD epoxy resin, naphthalene epoxy resin, and biphenyl epoxy resin. , Bifunctional aromatic glycidyl ethers such as tetramethylbiphenyl type epoxy resin, phenol novolak type epoxy resin, cresol novolak type epoxy resin,
Dicyclopentadiene-phenol type epoxy resin, polyfunctional aromatic glycidyl ether such as tetraphenylolethane type epoxy resin, polyethylene glycol type epoxy resin, polypropylene glycol type epoxy resin,
Bifunctional aliphatic glycidyl ethers such as neopentyl glycol type epoxy resin, dibromoneopentyl glycol type epoxy resin, hexanediol type epoxy resin,
Bifunctional alicyclic glycidyl ethers such as hydrogenated bisphenol A type epoxy resin, trimethylol propane type epoxy resin, sorbitol type epoxy resin, polyfunctional aliphatic glycidyl ether such as glycerin type epoxy resin, diglycidyl phthalate, etc. Bifunctional alicyclic glycidyl esters such as bifunctional aromatic glycidyl ester, tetrahydrophthalic acid diglycidyl ester, hexahydrophthalic acid diglycidyl ester, dimer acid diglycidyl ester, N, N-diglycidylaniline, N, N-
Bifunctional aromatic glycidylamine such as diglycidyltrifluoromethylaniline, N, N, N ', N'-tetraglycidyl-4,4-diaminodiphenylmethane, 1,3
Polyfunctional aromatic glycidylamine such as -bis (N, N-glycidylaminomethyl) cyclohexane, N, N, O-triglycidyl-p-aminophenol, alicyclic diepoxy acetal, alicyclic diepoxy adipate, ali Bifunctional alicyclic epoxy resins such as cyclic diepoxycarboxylate and vinylcyclohexene dioxide; bifunctional heterocyclic epoxy resins such as diglycidylhydantoin; polyfunctional heterocyclic epoxy resins such as triglycidyl isocyanurate; organopoly Examples include a bifunctional or polyfunctional silicon-containing epoxy resin such as a siloxane-type epoxy resin, and among them, a bifunctional epoxy resin is preferable from the viewpoint of easy control of the reaction, and among the bifunctional epoxy resins, Bifunctional from the viewpoint of improving heat resistance More preferably aromatic glycidyl ether, among them, bisphenol A type epoxy resin from the viewpoint of inexpensive are particularly preferred. These are used alone or in combination of two or more.

【0025】本発明における(C)ポリオキシアルキレ
ンモノアミンとしては、例えば、一般式(I)
The polyoxyalkylene monoamine (C) in the present invention includes, for example, a compound represented by the following general formula (I):

【化1】 (式中、Rは各々独立に水素原子又はメチル基を示し、
nは正の整数である)で表されるポリオキシアルキレン
モノアミン等が挙げられる。上記一般式(I)で表され
るポリオキシアルキレンモノアミンの中でも、より低弾
性率で柔軟性に優れた樹脂が得られる等の見地からポリ
オキシアルキレンモノアミンの分子量は600〜200
0のものが好ましい。
Embedded image (Wherein, R independently represents a hydrogen atom or a methyl group,
and n is a positive integer). Among the polyoxyalkylene monoamines represented by the general formula (I), the molecular weight of the polyoxyalkylene monoamine is from 600 to 200 from the viewpoint of obtaining a resin having a lower elastic modulus and excellent flexibility.
0 is preferred.

【0026】上記一般式(I)で表されるポリオキシア
ルキレンモノアミンとしては、例えば、ハンツマンコー
ポレーション社製商品名ジェファーミンM−600、M
−1000、M−2005、M−2070等が挙げられ
る。これらは単独で又は2種類以上を組み合わせて使用
される。
Examples of the polyoxyalkylene monoamine represented by the general formula (I) include, for example, Jeffamine M-600, M, manufactured by Huntsman Corporation.
-1000, M-2005, M-2070 and the like. These are used alone or in combination of two or more.

【0027】(A)成分、(B)成分及び(C)成分
は、((B)成分中のエポキシ基)/((A)成分中の
カルボキシル基由来の活性水素と(C)成分中のアミノ
基由来の活性水素の総量)が1当量/1当量未満となる
ようにすることが好ましく、1当量/0.25当量〜1
当量/0.90当量となるようにすることがより好まし
く、1当量/0.33当量〜1当量/0.83当量とな
るようにすることが特に好ましく、1当量/0.45当
量〜1当量/0.67当量となるようにすることが極め
て好ましい。この配合割合が1当量/1当量以上である
と、熱硬化性が損われやすく、耐薬品性が低下する傾向
がある。
The components (A), (B) and (C) are (epoxy group in the component (B)) / (active hydrogen derived from the carboxyl group in the component (A) and active hydrogen in the component (C). (Equivalent amount of active hydrogen derived from amino groups) is preferably less than 1 equivalent / 1 equivalent, preferably 1 equivalent / 0.25 equivalent to 1 equivalent.
Equivalent / 0.90 equivalent is more preferable, and 1 equivalent / 0.33 equivalent to 1 equivalent / 0.83 equivalent is particularly preferable, 1 equivalent / 0.45 equivalent to 1 equivalent. It is extremely preferable to make the equivalent weight / 0.67 equivalent. If the mixing ratio is 1 equivalent / 1 equivalent or more, the thermosetting property tends to be impaired, and the chemical resistance tends to decrease.

【0028】本発明におけるポリアミド系樹脂における
(C)成分の配合割合は、ポリアミド系樹脂総量に対し
て、1〜20モル%であることが好ましく、2〜15モ
ル%であることがより好ましい。この配合割合が1モル
%未満ではイオン伝導性が低下する傾向があり、20モ
ル%を超えるとゲル組成物の機械強度が低下する傾向が
ある。
The compounding ratio of the component (C) in the polyamide resin in the present invention is preferably from 1 to 20 mol%, more preferably from 2 to 15 mol%, based on the total amount of the polyamide resin. When the compounding ratio is less than 1 mol%, the ion conductivity tends to decrease, and when it exceeds 20 mol%, the mechanical strength of the gel composition tends to decrease.

【0029】(A)成分、(B)成分及び(C)成分の
反応においては、(A)成分と(C)成分とは直接反応
させないことが好ましい。具体的には、(B)成分と
(C)成分とを反応させた後に、この反応生成物に
(A)成分を反応させることがより好ましく、(A)成
分と(B)成分とを反応させた後に、この反応生成物に
(C)成分を反応させることが特に好ましい。(A)成
分と(C)成分とを直接反応させると、末端に(C)成
分残基を有する樹脂が副生し易く、側鎖に(C)成分残
基を有する本発明の熱硬化性ポリアミド系樹脂の収率が
低下する傾向がある。
In the reaction of the components (A), (B) and (C), it is preferred that the components (A) and (C) are not directly reacted. Specifically, after reacting the component (B) and the component (C), it is more preferable to react the component (A) with the reaction product, and to react the component (A) with the component (B). After the reaction, it is particularly preferable to react the component (C) with the reaction product. When the component (A) and the component (C) are directly reacted, a resin having a component (C) residue at a terminal is easily produced as a by-product, and the thermosetting resin of the present invention having a component (C) residue in a side chain. The yield of the polyamide resin tends to decrease.

【0030】(A)成分、(B)成分及び(C)成分の
反応は、有機溶媒中で実施される。上記有機溶媒として
は、例えば、先に述べた(A)成分を製造する際に用い
ることのできる有機溶媒がそのまま挙げられる。これら
の中では、高溶解性、高反応促進性等の見地からアミド
系溶媒、尿素系溶媒等の含窒素系極性溶媒が好ましく、
これらの中では、(A)成分、(B)成分及び(C)成
分の反応を阻害しやすい活性水素をもたない等の見地か
らN−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルアセ
トアミド、N,N−ジメチルエチレンウレア、N,N−
ジメチルプロピレンウレア又はテトラメチル尿素がより
好ましく、この中では、N−メチル−2−ピロリドンが
特に好ましい。これらは単独で又は2種類以上を組み合
わせて使用される。
The reaction of the components (A), (B) and (C) is carried out in an organic solvent. As the organic solvent, for example, the organic solvent that can be used when producing the above-mentioned component (A) can be used as it is. Among these, amide solvents, nitrogen-containing polar solvents such as urea solvents are preferable from the viewpoint of high solubility, high reaction promotion, and the like,
Among them, N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, and the like from the viewpoint that they do not have active hydrogen that easily inhibits the reaction of the components (A), (B) and (C). N, N-dimethylethylene urea, N, N-
Dimethylpropylene urea or tetramethyl urea is more preferred, of which N-methyl-2-pyrrolidone is particularly preferred. These are used alone or in combination of two or more.

【0031】有機溶媒の使用量は、(A)成分、(B)
成分及び(C)成分の総量100重量部に対して、30
〜2000重量部とすることが好ましく、50〜100
0重量部とすることがより好ましく、70〜400重量
部とすることが特に好ましい。この使用量が30重量部
未満では溶解性が乏しく、反応系の不均一化や高粘度化
を起こしやすい傾向があり、2000重量部を超えると
反応が進みにくく、反応が完結しにくい傾向がある。
The amount of the organic solvent used is as follows: component (A), component (B)
With respect to 100 parts by weight of the total amount of the component and the component (C), 30
2,000 parts by weight, preferably 50-100 parts by weight.
It is more preferably 0 parts by weight, particularly preferably 70 to 400 parts by weight. If the amount is less than 30 parts by weight, the solubility is poor, and the reaction system tends to be non-uniform or highly viscous. If the amount exceeds 2,000 parts by weight, the reaction does not easily proceed and the reaction tends to be difficult to complete. .

【0032】前記(A)成分、(B)成分及び(C)成
分の反応温度は、40〜300℃とすることが好まし
く、100〜250℃とすることがより好ましく、12
0〜220℃とすることが特に好ましい。この反応温度
が40℃未満では反応が進みにくく、反応が完結しにく
い傾向があり、反応温度が300℃を超えると副反応に
よるゲル化等が起こりやすく、反応が制御しにくい傾向
がある。前記(A)成分、(B)成分及び(C)成分の
反応時間は10分〜50時間程度であることが好まし
く、20分〜40時間程度であることがより好ましく、
30分〜30時間程度であることが特に好ましい。
The reaction temperature of the components (A), (B) and (C) is preferably 40 to 300 ° C., more preferably 100 to 250 ° C., and 12
It is particularly preferable that the temperature be 0 to 220 ° C. If the reaction temperature is lower than 40 ° C., the reaction does not easily proceed and the reaction tends to be difficult to complete. If the reaction temperature exceeds 300 ° C., gelation or the like due to side reactions tends to occur, and the reaction tends to be difficult to control. The reaction time of the components (A), (B) and (C) is preferably about 10 minutes to 50 hours, more preferably about 20 minutes to 40 hours,
It is particularly preferable that the heating time is about 30 minutes to 30 hours.

【0033】本発明における反応において、必要に応じ
て触媒等を用いることができる。上記触媒としては、例
えば、トリエチルアミン、トリエチレンジアミン、N,
N−ジメチルアニリン、N,N−ジエチルアニリン、
N,N−ジメチルベンジルアミン、N−メチルモルフォ
リン、N−エチルモルフォリン、N,N′−ジメチルピ
ペラジン、ピリジン、ピコリン、1,8−ジアザビシク
ロ[5,4,0]ウンデセン−7等の三級アミン、2−
メチルイミダゾール、2−エチルイミダゾール、2−エ
チル−4−メチルイミダゾール、2−メチル−4−メチ
ルイミダゾール、1−シアノエチル−2−メチルイミダ
ゾール、1−シアノエチル−2−フェニルイミダゾー
ル、2−フェニル−4−メチル−5−ヒドロキシメチル
イミダゾール、2−フェニル−4,5−ジヒドロキシメ
チルイミダゾール、1−アジン−2−メチルイミダゾー
ル等のイミダゾール化合物、ジブチルチンジラウレー
ト、1,3−ジアセトキシテトラブチルジスタノキサン
等の有機スズ化合物、臭化テトラエチルアンモニウム、
臭化テトラブチルアンモニウム、塩化ベンジルトリエチ
ルアンモニウム、塩化トリオクチルメチルアンモニウ
ム、臭化セチルトリメチルアンモニウム、ヨウ化テトラ
ブチルアンモニウム、ヨウ化ドデシルトリメチルアンモ
ニウム、ベンジルジメチルテトラデシルアンモニウムア
セテート、塩化テトラフェニルホスホニウム、塩化トリ
フェニルメチルホスホニウム、臭化テトラメチルホスホ
ニウム等の四級オニウム塩、3−メチル−1−フェニル
−2−ホスフォレン−1−オキシド等の有機リン化合
物、安息香酸ナトリウム、安息香酸カリウム等の有機酸
アルカリ金属塩、塩化亜鉛、塩化鉄、塩化リチウム、臭
化リチウム等の無機塩、オクタカルボニル二コバルト
(コバルトカルボニル)等の金属カルボニル化合物など
が挙げられる。これらは単独で又は2種類以上を組み合
わせて使用される。
In the reaction of the present invention, a catalyst or the like can be used as necessary. Examples of the catalyst include triethylamine, triethylenediamine, N,
N-dimethylaniline, N, N-diethylaniline,
N, N-dimethylbenzylamine, N-methylmorpholine, N-ethylmorpholine, N, N'-dimethylpiperazine, pyridine, picoline, 1,8-diazabicyclo [5,4,0] undecene-7 and the like Secondary amine, 2-
Methylimidazole, 2-ethylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, 2-methyl-4-methylimidazole, 1-cyanoethyl-2-methylimidazole, 1-cyanoethyl-2-phenylimidazole, 2-phenyl-4- Imidazole compounds such as methyl-5-hydroxymethylimidazole, 2-phenyl-4,5-dihydroxymethylimidazole, 1-azine-2-methylimidazole, dibutyltin dilaurate, 1,3-diacetoxytetrabutyldistannoxane, etc. Organic tin compounds, tetraethylammonium bromide,
Tetrabutylammonium bromide, benzyltriethylammonium chloride, trioctylmethylammonium chloride, cetyltrimethylammonium bromide, tetrabutylammonium iodide, dodecyltrimethylammonium iodide, benzyldimethyltetradecylammonium acetate, tetraphenylphosphonium chloride, triphenyl chloride Quaternary onium salts such as methylphosphonium and tetramethylphosphonium bromide; organic phosphorus compounds such as 3-methyl-1-phenyl-2-phospholene-1-oxide; alkali metal salts of organic acids such as sodium benzoate and potassium benzoate Inorganic salts such as zinc chloride, iron chloride, lithium chloride and lithium bromide; and metal carbonyl compounds such as octacarbonyldicobalt (cobaltcarbonyl). These are used alone or in combination of two or more.

【0034】以上に述べた製造法により得られるポリア
ミド系樹脂は、そのアミド結合の窒素原子と炭素原子の
結合間に高い極性と強い水素結合を有し、大きな結合エ
ネルギーを持っていることから、耐熱性、接着性及び耐
電解液性に優れている。また、側鎖の(C)ポリオキシ
アルキレンモノアミン成分残基により可とう性に優れて
いる。
The polyamide resin obtained by the production method described above has a high polarity and a strong hydrogen bond between the nitrogen atom and the carbon atom of the amide bond, and has a large binding energy. Excellent heat resistance, adhesiveness and electrolyte resistance. Further, flexibility is excellent due to the polyoxyalkylene monoamine component residue of the side chain (C).

【0035】また、本発明におけるポリアミド系樹脂の
重量平均分子量は、10,000〜500,000であ
ることが好ましく、30,000〜300,000であ
ることがより好ましく、50,000〜300,000
であることが特に好ましい。この重量平均分子量が1
0,000未満では可とう性及び機械強度が低下する傾
向があり、500,000を超えると有機溶媒に対する
溶解性が低下し、樹脂溶液の高粘度化及び樹脂の析出が
生じ、取扱性が低下する傾向がある。なお、本発明にお
いて、重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマ
トグラフィーによって測定し、標準ポリスチレンの検量
線を用いて換算した値である。
The weight average molecular weight of the polyamide resin in the present invention is preferably from 10,000 to 500,000, more preferably from 30,000 to 300,000, and more preferably from 50,000 to 300,000. 000
Is particularly preferred. This weight average molecular weight is 1
If it is less than 000, the flexibility and mechanical strength tend to decrease. If it exceeds 500,000, the solubility in an organic solvent decreases, the viscosity of the resin solution increases and the resin precipitates, and the handleability decreases. Tend to. In the present invention, the weight average molecular weight is a value measured by gel permeation chromatography and converted using a standard polystyrene calibration curve.

【0036】本発明におけるアルカリ金属塩としては、
例えば、LiClO4、LiBF4、LiPF6、LiA
sF6、LiCF3SO3、LiC29SO3、LiN(C
3SO2)2等のリチウム化合物などが好ましく挙げら
れ、LiClO4、LiBF4、LiPF6及びLiN(C
3SO2)2がより好ましい。これらは単独で又は2種類
以上を組み合わせて使用される。
As the alkali metal salt in the present invention,
For example, LiClO 4 , LiBF 4 , LiPF 6 , LiA
sF 6 , LiCF 3 SO 3 , LiC 2 F 9 SO 3 , LiN (C
Preferred examples thereof include lithium compounds such as F 3 SO 2 ) 2 , and LiClO 4 , LiBF 4 , LiPF 6 and LiN (C
F 3 SO 2 ) 2 is more preferred. These are used alone or in combination of two or more.

【0037】本発明におけるアルカリ金属塩の配合量
は、ポリアミド系樹脂、アルカリ金属塩及び非水電解液
の総量に対して、1〜40重量%とすることが好まし
く、3〜30重量%とすることがより好ましく、5〜2
0重量%とすることが特に好ましい。この配合量が1重
量%未満ではイオン伝導度が低下する傾向があり、40
重量%を超えるとイオン伝導度が低下する傾向がある。
The amount of the alkali metal salt used in the present invention is preferably 1 to 40% by weight, more preferably 3 to 30% by weight, based on the total amount of the polyamide resin, the alkali metal salt and the non-aqueous electrolyte. More preferably, 5-2
It is particularly preferred that the content be 0% by weight. If the amount is less than 1% by weight, the ionic conductivity tends to decrease.
If the content is more than 10% by weight, the ionic conductivity tends to decrease.

【0038】本発明における非水電解液は、アルカリ金
属塩を溶解可能であり、化学的に安定で非水系であるこ
とが好ましく、例えば、エチレンカーボネート、プロピ
レンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカ
ーボネート、メチルエチルカーボネート等のカーボネー
ト化合物、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジメトキ
シエタン、ポリエチレンオキシド等のエーテル化合物、
γ−ブチロラクトン、プロピロラクトン等のラクトン化
合物等が挙げられる。これらは単独で又は2種類以上を
組み合わせて使用される。
The non-aqueous electrolytic solution in the present invention is preferably a non-aqueous system which can dissolve an alkali metal salt, is chemically stable, and is, for example, ethylene carbonate, propylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, methyl ethyl. Carbonate compounds such as carbonate, tetrahydrofuran, dioxane, dimethoxyethane, ether compounds such as polyethylene oxide,
Lactone compounds such as γ-butyrolactone and propylpyrolactone. These are used alone or in combination of two or more.

【0039】本発明における非水電解液の配合量は、ポ
リアミド系樹脂、アルカリ金属塩及び非水電解液の総量
に対して、10〜95重量%とすることが好ましく、2
0〜90重量%とすることがより好ましく、30〜85
重量%とすることが特に好ましい。この配合量が10重
量%未満ではイオン伝導度が低下する傾向があり、95
重量%を超えると機械強度が低下する傾向がある。
The amount of the non-aqueous electrolyte in the present invention is preferably 10 to 95% by weight based on the total amount of the polyamide resin, the alkali metal salt and the non-aqueous electrolyte.
The content is more preferably 0 to 90% by weight, and 30 to 85% by weight.
It is particularly preferable to set the weight%. If the amount is less than 10% by weight, the ionic conductivity tends to decrease.
If the content exceeds% by weight, the mechanical strength tends to decrease.

【0040】本発明の高分子固体電解質は、例えば、前
記(A)成分、(B)成分及び(C)成分から調製され
たポリアミド系樹脂にアルカリ金属塩を溶解させ、離形
性に優れる基板に所望の形状にコーティングした後、熱
架橋させることによりポリマーフィルムを得ることがで
きる。
The solid polymer electrolyte of the present invention is prepared, for example, by dissolving an alkali metal salt in a polyamide resin prepared from the above components (A), (B) and (C) to obtain a substrate having excellent mold releasability. After coating in a desired shape, a polymer film can be obtained by thermal crosslinking.

【0041】本発明の高分子固体電解質は、電気化学的
デバイスに使用することができる。上記電気化学的デバ
イスとは、例えば、電気化学的変化によりエネルギーを
蓄積、増減、放出等するものであれば特に制限はなく、
リチウム電池、ニッケル水素電池、燃料電池等の電池、
電気化学センサーなどの電気化学的デバイス等が挙げら
れる。また、本発明の高分子固体電解質は、電位差によ
る色調変化を発現することから室内温度調整用の調光ガ
ラス等の調光材料、記録材料などの光電気化学的デバイ
ス、これらを応用した機器などにも応用できる。上記電
池は、携帯電話、PHS、ノート型パソコン、携帯端末
等の小型電子機器の主電源又はバックアップ用電源とし
て用いることができ、さらに、据え置き型のロードレベ
リング用電源、停電時のバックアップ用電源、電気自動
車用電池等に広く用いることができる。
The solid polymer electrolyte of the present invention can be used for an electrochemical device. The electrochemical device, for example, is not particularly limited as long as it accumulates energy by electrochemical change, increases / decreases, releases, etc.
Batteries such as lithium batteries, nickel-metal hydride batteries, and fuel cells;
Examples include an electrochemical device such as an electrochemical sensor. Further, the polymer solid electrolyte of the present invention exhibits a change in color tone due to a potential difference. Therefore, a light control material such as a light control glass for room temperature control, a photoelectrochemical device such as a recording material, and a device using the same are used. It can also be applied to The battery can be used as a main power supply or a backup power supply for small electronic devices such as a mobile phone, a PHS, a notebook computer, and a portable terminal.In addition, a stationary load leveling power supply, a backup power supply during a power failure, It can be widely used for batteries for electric vehicles and the like.

【0042】本発明の高分子固体電解質を用いた電池
は、例えば、非水電解液で膨潤したフィルム状の本発明
の高分子固体電解質を、通常の電解液型リチウムイオン
二次電池で用いる正極集電体シート上に正極材料をキャ
スティングした正極シート及び負極集電体シート上に負
極材料をキャスティングした負極シートで挟み、加熱又
は加圧することによって、正極シートと本発明の高分子
固体電解質と負極シートを密着させて電池の電池反応を
起こす部分を作製し、その後、得られた電池反応を起こ
す部分を大気中の湿気、酸素、窒素等から隔離するため
に、例えば、アルミニウム製の絶縁された入れ物等で密
封するが、この際、正極シート及び負極シートに形成さ
れた電極を通じて充電・放電が可能なように、電極部分
はアルミニウム製の絶縁された入れ物の外部に露出させ
ておくことによって製造することができる。こうして得
られた本発明の高分子固体電解質を用いた電池は充電・
放電を交互に行うことが可能な二次電池となる。
The battery using the solid polymer electrolyte of the present invention may be, for example, a positive electrode using the solid polymer electrolyte of the present invention in the form of a film swollen with a non-aqueous electrolyte in a usual electrolyte type lithium ion secondary battery. The positive electrode sheet, the polymer solid electrolyte of the present invention, and the negative electrode are sandwiched between a positive electrode sheet obtained by casting a positive electrode material on a current collector sheet and a negative electrode sheet obtained by casting a negative electrode material on a negative electrode current collector sheet, and heated or pressed. The sheet is brought into close contact to form a portion that causes a battery reaction of the battery, and then, in order to isolate the obtained portion that causes the battery reaction from atmospheric moisture, oxygen, nitrogen, etc., for example, an insulated aluminum material is used. The container is sealed with a container or the like. At this time, the electrode portion is made of aluminum so that charging and discharging can be performed through the electrodes formed on the positive electrode sheet and the negative electrode sheet. Can be prepared by leaving exposed to the outside edge has been container. The battery using the polymer solid electrolyte of the present invention thus obtained is charged and charged.
The secondary battery can be discharged alternately.

【0043】上記正極集電体は、例えば、アルミニウム
箔、ニッケル箔、金箔、銀箔、チタン箔等が挙げられる
が、高電位に対する安定性の見地からはアルミニウム箔
であることが好ましい。
The positive electrode current collector includes, for example, aluminum foil, nickel foil, gold foil, silver foil, titanium foil and the like, and is preferably aluminum foil from the viewpoint of high potential stability.

【0044】前記正極材料としては、例えば、Li1-x
CoO2、Li1-xNiO2、Li1-xMn24、Li1-x
MO2(0<x<1、MはCo,Ni,Mn,Fe等の
の複合体)、Li2-yMn24(0<y<2)、Li1-x
25(0<x<1)、Li2- y25(0<y<
2)、Li1-x'Nb25(0<x’<1.2)等の酸化
物、Li1-xTiS2、Li1-xMoS2、Li1-zNbS
3(0<z<3)等の金属カルコゲナイド、ジチオー
ル誘導体、ジスルフィド誘導体などの有機化合物などが
挙げられる。これらは単独で又は2種類以上を組み合わ
せて使用される。
As the positive electrode material, for example, Li 1-x
CoO 2 , Li 1-x NiO 2 , Li 1-x Mn 2 O 4 , Li 1-x
MO 2 (0 <x <1, M is a complex of Co, Ni, Mn, Fe, etc.), Li 2-y Mn 2 O 4 (0 <y <2), Li 1-x
V 2 O 5 (0 <x <1), Li 2- y V 2 O 5 (0 <y <
2), oxides such as Li 1-x ′ Nb 2 O 5 (0 <x ′ <1.2), Li 1-x TiS 2 , Li 1-x MoS 2 , and Li 1-z NbS
Examples thereof include metal chalcogenides such as e 3 (0 <z <3) and organic compounds such as dithiol derivatives and disulfide derivatives. These are used alone or in combination of two or more.

【0045】前記負極集電体としては、例えば、銅箔、
ニッケル箔、金箔、銀箔等が挙げられ、良好な電子伝導
性及び廉価性の見地からは銅箔であることが好ましい。
As the negative electrode current collector, for example, copper foil,
Nickel foil, gold foil, silver foil and the like can be mentioned, and copper foil is preferable from the viewpoint of good electron conductivity and low cost.

【0046】前記負極材料としては、例えば、金属リチ
ウム、アルミ・リチウム合金、マグネシウム・アルミ・
リチウム合金等の金属リチウム、AlSb、Mg2
e、NiSi2等の金属間化合物、グラファイト、コー
クス、低温焼成高分子等の炭素系材料、SnM′系酸化
物(M′はSi、Ge、Pb等を示す)、Si1-yM″y
z(M″はW、Sn、Pb、B等を示す)等のの複合
酸化物、酸化チタン、酸化鉄などの金属酸化物のリチウ
ム固溶体、Li7MnN4、Li3FeN4、Li3-xCox
N、Li3-xNiN、Li3-xCoxN、Li3-xCu
xN、Li3BN2、Li3AlN2、Li3SiN3等の窒
化物などのセラミックスなどが挙げられる。これらは単
独で又は2種類以上を組み合わせて使用される。
As the negative electrode material, for example, metallic lithium, aluminum / lithium alloy, magnesium / aluminum /
Lithium metal such as lithium alloy, AlSb, Mg 2 G
e, an intermetallic compound such as NiSi 2 , graphite, coke, a carbon-based material such as a low-temperature fired polymer, a SnM′-based oxide (M ′ indicates Si, Ge, Pb, etc.), Si 1-y M ″ y
O z (M "is W, Sn, Pb, shows etc. B) composite oxides of such as titanium oxide, lithium metal oxides such as iron oxide solid solution, Li 7 MnN 4, Li 3 FeN 4, Li 3 -x Co x
N, Li 3-x NiN, Li 3-x Co x N, Li 3-x Cu
Ceramics such as nitrides such as xN , Li 3 BN 2 , Li 3 AlN 2 , and Li 3 SiN 3 are exemplified. These are used alone or in combination of two or more.

【0047】[0047]

【実施例】以下、本発明の実施例及びその比較例によっ
て本発明を更に具体的に説明する。
The present invention will be more specifically described below with reference to examples of the present invention and comparative examples.

【0048】本実施例で得られた高分子固体電解質の評
価方法を以下に示す。 <イオン伝導度>イオン伝導度の測定は、25℃におい
て高分子固体電解質をステンレス鋼電極で挟み込むこと
で電気化学セルを構成し、電極間に交流を印加して抵抗
成分を測定する交流インピーダンス法を用いて行い、コ
ール・コールプロットの実数インピーダンス切片から計
算した。
The method for evaluating the solid polymer electrolyte obtained in this example is described below. <Ion conductivity> The ion conductivity is measured by an AC impedance method in which an electrochemical cell is constructed by sandwiching a solid polymer electrolyte between stainless steel electrodes at 25 ° C, and an alternating current is applied between the electrodes to measure the resistance component. And calculated from the real impedance intercept of the Cole-Cole plot.

【0049】<圧縮弾性率>2cm×2cm、厚さ500μ
mの高分子固体電解質を、0.25cm2のプローブによ
り、圧縮変形速度1mm/secで圧縮した時の圧縮弾性率を
測定して機械強度を評価した。
<Compression modulus> 2 cm × 2 cm, thickness 500 μm
m of the solid polymer electrolyte was measured with a probe of 0.25 cm 2 at a compression deformation rate of 1 mm / sec, and the mechanical strength was evaluated by measuring the compression modulus.

【0050】<柔軟性>2cm×2cm、厚さ100μmの
高分子固体電解質を、折り曲げた時の状態を以下のよう
に評価した。 ○:180度折り曲げても割れは生じず、形状を元に戻
す弾性を有する。 △:90度折り曲げても割れは生じないが、それ以上折
り曲げると割れる。 ×:45度折り曲げても割れは生じないが、それ以上折
り曲げると割れる。
<Flexibility> The state of a polymer solid electrolyte having a size of 2 cm × 2 cm and a thickness of 100 μm when bent was evaluated as follows. :: No crack occurs even when bent 180 degrees, and has elasticity to return to its original shape. C: No cracking occurs when bent at 90 degrees, but cracks when bent further. ×: No cracking occurs when bent at 45 degrees, but cracks when bent further.

【0051】<充放電特性>コバルト酸リチウム、黒鉛
及びポリフッ化ビニリデンを、80:10:10体積%
の割合で混合し、N−メチル−2−ピロリドンに投入混
合して、スラリー状の溶液を作製した。厚さ20μmの
アルミニウム箔にこの溶液を塗布、乾燥した。合剤塗布
量は、289g/m2であった。合剤かさ密度が3.6g/cm
3になるようにプレスし、1cm×1cmに切断して正極を
作製した。負極には金属リチウムを用いて、高分子固体
電解質を正極及び負極の間に挟み、空気が入らない密閉
構造の簡易電池を作製した。20℃において、充電電流
0.5mAで4.2Vまで定電流充電を行い、電圧が4.
2Vに達した後、放電電流0.5mAで放電終止電圧3.
5Vに至るまで定電流放電を行った。この条件での充電
・放電を1サイクルとして、初回放電容量の70%以下
に至るまで充放電を繰り返した。
<Charge / Discharge Characteristics> Lithium cobaltate, graphite, and polyvinylidene fluoride were used in an amount of 80: 10: 10% by volume.
And mixed with N-methyl-2-pyrrolidone to prepare a slurry-like solution. This solution was applied to an aluminum foil having a thickness of 20 μm and dried. The mixture application amount was 289 g / m 2 . The mixture has a bulk density of 3.6 g / cm
3 and cut into 1 cm × 1 cm to form a positive electrode. Using lithium metal as the negative electrode, a solid polymer electrolyte was sandwiched between the positive electrode and the negative electrode, and a simple battery with a closed structure in which air did not enter was produced. At 20 ° C., constant current charging was performed up to 4.2 V with a charging current of 0.5 mA, and the voltage was changed to 4.
After reaching 2V, the discharge current is 0.5mA and the discharge end voltage is 3.
Constant current discharge was performed up to 5V. The charge / discharge under these conditions was defined as one cycle, and the charge / discharge was repeated until the initial discharge capacity reached 70% or less.

【0052】実施例1 撹拌機、温度計、冷却コンデンサー及び窒素ガス導入管
を装備した1リットルのセパラブルフラスコ内に窒素雰
囲気下、(a)ジイソシアネートとして4,4′−ジフ
ェニルメタンジイソシアネート 75.07g(0.3
0モル)、(b)ジカルボン酸としてアジピン酸 1
5.78g(0.10モル)、セバシン酸29.12g
(0.14モル)及びドデカン二酸 24.87g
(0.10モル)並びに有機溶媒としてN−メチル−2
−ピロリドン 177.68gを仕込んで130℃まで
昇温した。途中、約100℃で反応系が均一な溶液状態
になり、アミド化反応にともなう炭酸ガスが発生しはじ
めた。130℃で2時間、次いで170℃で2時間反応
を進めると炭酸ガスの発生がなくなり、(A)ポリアミ
ド系樹脂中間体の溶液が得られた。
Example 1 In a 1-liter separable flask equipped with a stirrer, thermometer, cooling condenser and nitrogen gas inlet tube, under nitrogen atmosphere, (a) 75.07 g of 4,4'-diphenylmethane diisocyanate (a) as a diisocyanate 0.3
0 mol), (b) adipic acid as dicarboxylic acid 1
5.78 g (0.10 mol), 29.12 g sebacic acid
(0.14 mol) and 24.87 g of dodecanedioic acid
(0.10 mol) and N-methyl-2 as an organic solvent
-177.68 g of pyrrolidone was charged and heated to 130 ° C. On the way, the reaction system became a homogeneous solution at about 100 ° C., and carbon dioxide gas began to be generated due to the amidation reaction. When the reaction was allowed to proceed at 130 ° C. for 2 hours and then at 170 ° C. for 2 hours, the generation of carbon dioxide gas disappeared, and a solution of (A) a polyamide resin intermediate was obtained.

【0053】続いて、この(A)ポリアミド系樹脂中間
体の溶液を170℃に保温した状態とし、これに(B)
エポキシ樹脂としてN−メチル−2−ピロリドン 20
7.00gに溶解させたビスフェノールA型エポキシ樹
脂(エポキシ当量187g/eq)138.00g(0.3
69モル)の溶液を5分間かけて滴下した。同温度で1
時間反応を進めたところで、ここに、(C)ポリオキシ
アルキレンモノアミンとしてN−メチル−2−ピロリド
ン216.90gに溶解させたハンツマンコーポレーシ
ョン製商品名ジェファーミンM−1000(前記一般式
(I)でn:22、R:水素原子/メチル基=19/
3、一級アミノ基換算分子量:1205(以上カタログ
値))144.60g(0.12モル)の溶液を5分間
かけて滴下した。同温度でさらに1時間反応を進めた
後、反応を終了させLiPF6 69gを加え、ポリア
ミド系樹脂の溶液を得た。
Subsequently, the solution of the (A) polyamide-based resin intermediate was kept at 170 ° C.
N-methyl-2-pyrrolidone 20 as an epoxy resin
138.00 g (0.3) of bisphenol A type epoxy resin (epoxy equivalent: 187 g / eq) dissolved in 7.00 g
69 mol) was added dropwise over 5 minutes. 1 at the same temperature
When the time reaction was advanced, (C) Jeffamine M-1000 (trade name, manufactured by Huntsman Corporation) (trade name of the above-described general formula (I)) dissolved in 216.90 g of N-methyl-2-pyrrolidone as a polyoxyalkylene monoamine was used. n: 22, R: hydrogen atom / methyl group = 19 /
3. A solution of 144.60 g (0.12 mol) of a primary amino group-equivalent molecular weight: 1,205 (the above catalog value) was added dropwise over 5 minutes. After further proceeding the reaction at the same temperature for 1 hour, the reaction was terminated, and 69 g of LiPF 6 was added to obtain a polyamide resin solution.

【0054】この溶液をポリエチレンテレフタレート製
の基板上にアプリケーターで塗布した後、90℃で10
分間予備乾燥し、次いで、150℃で1時間乾燥、熱架
橋させて、膜厚100μmのポリマーフィルムを作製し
てイオン伝導度、圧縮弾性率、柔軟性を測定した。ま
た、この溶液を結着剤、および電解質として先に示した
方法により簡易電池を作製して初回充放電特性を評価し
た。実施例1により作成した高分子固体電解質のイオン
伝導度、圧縮弾性率、柔軟性及び初回充放電特性の結果
を表1に示す。
This solution was applied on a substrate made of polyethylene terephthalate using an applicator, and then heated at 90 ° C. for 10 minutes.
Preliminary drying for 1 minute, followed by drying at 150 ° C. for 1 hour and thermal crosslinking to prepare a polymer film having a thickness of 100 μm, and measured for ionic conductivity, compression modulus and flexibility. Further, a simple battery was prepared by using the solution as a binder and an electrolyte by the method described above, and the initial charge / discharge characteristics were evaluated. Table 1 shows the results of the ionic conductivity, compression modulus, flexibility, and initial charge / discharge characteristics of the polymer solid electrolyte prepared in Example 1.

【0055】実施例2 撹拌機、温度計、冷却コンデンサー及び窒素ガス導入管
を装備した1リットルのセパラブルフラスコ内に窒素雰
囲気下、(a)ジイソシアネートとして4,4′−ジフ
ェニルメタンジイソシアネート 62.56g(0.2
5モル)、(b)ジカルボン酸としてポリエチレングリ
コール ビスカルボキシメチル エーテル 75.00
g(数平均分子量250、0.3モル)及び有機溶媒と
してN−メチル−2−ピロリドン 173.34gを仕
込んで130℃まで昇温した。途中、約100℃で反応
系が均一な溶液状態になり、アミド化反応にともなう炭
酸ガスが発生しはじめた。130℃で2時間、次いで1
70℃で2時間反応を進めると炭酸ガスの発生がなくな
り、(A)ポリアミド系樹脂中間体の溶液が得られた。
Example 2 62.56 g of 4,4'-diphenylmethane diisocyanate (a) as a diisocyanate was placed in a 1-liter separable flask equipped with a stirrer, a thermometer, a cooling condenser and a nitrogen gas inlet tube under a nitrogen atmosphere. 0.2
5 mol), (b) polyethylene glycol biscarboxymethyl ether 75.00 as a dicarboxylic acid
g (number average molecular weight: 250, 0.3 mol) and 173.34 g of N-methyl-2-pyrrolidone as an organic solvent were charged and the temperature was raised to 130 ° C. On the way, the reaction system became a homogeneous solution at about 100 ° C., and carbon dioxide gas began to be generated due to the amidation reaction. 2 hours at 130 ° C, then 1
When the reaction was allowed to proceed at 70 ° C. for 2 hours, generation of carbon dioxide was stopped, and a solution of (A) a polyamide resin intermediate was obtained.

【0056】続いて、この(A)ポリアミド系樹脂中間
体の溶液を170℃に保温した状態とし、これに(B)
エポキシ樹脂としてN−メチル−2−ピロリドン 17
2.50gに溶解させたビスフェノールA型エポキシ樹
脂(エポキシ当量187g/eq)115.00g(0.3
0モル)の溶液を5分間かけて滴下した。同温度で1時
間反応を進めたところで、ここに、(C)ポリオキシア
ルキレンモノアミンとしてN−メチル−2−ピロリドン
180.75gに溶解させたハンツマンコーポレーシ
ョン製商品名ジェファーミンM−1000(前記一般式
(I)でn:22、R:水素原子/メチル基=19/
3、一級アミノ基換算分子量:1205(以上カタログ
値)) 120.50g(0.10モル)の溶液を5分
間かけて滴下した。同温度でさらに1時間反応を進めた
後、反応を終了させLiPF669gを加えポリアミド
系樹脂の溶液を得た。
Subsequently, the solution of the (A) polyamide resin intermediate was kept at 170 ° C.
N-methyl-2-pyrrolidone 17 as an epoxy resin
Bisphenol A type epoxy resin dissolved in 2.50 g (epoxy equivalent: 187 g / eq) 115.00 g (0.3
0 mol) was added dropwise over 5 minutes. When the reaction was allowed to proceed for 1 hour at the same temperature, the product was dissolved in 180.75 g of (C) N-methyl-2-pyrrolidone as a polyoxyalkylene monoamine. In (I), n: 22, R: hydrogen atom / methyl group = 19 /
3. Molecular weight in terms of primary amino group: 1205 (catalog value) 120.50 g (0.10 mol) of the solution was added dropwise over 5 minutes. After further proceeding the reaction at the same temperature for 1 hour, the reaction was terminated, and 69 g of LiPF 6 was added to obtain a solution of a polyamide resin.

【0057】この溶液をポリエチレンテレフタレート製
の基板上にアプリケーターで塗布した後、90℃で10
分間予備乾燥し、次いで、150℃で1時間乾燥、熱架
橋させて、膜厚100μmのポリマーフィルムを作製し
てイオン伝導度、圧縮弾性率、柔軟性を測定した。また
この溶液を結着剤、および電解質として先に示した方法
により簡易電池を作製して初回充放電特性を評価した。
実施例2により作成した高分子固体電解質のイオン伝導
度、圧縮弾性率、柔軟性及び初回充放電特性の結果を表
1に示す。
This solution was applied on a substrate made of polyethylene terephthalate using an applicator, and then heated at 90 ° C. for 10 minutes.
Preliminary drying for 1 minute, followed by drying at 150 ° C. for 1 hour and thermal crosslinking to prepare a polymer film having a thickness of 100 μm, and measured for ionic conductivity, compression modulus and flexibility. Further, a simple battery was prepared by using the solution as a binder and an electrolyte by the method described above, and the initial charge / discharge characteristics were evaluated.
Table 1 shows the results of the ionic conductivity, compression modulus, flexibility, and initial charge / discharge characteristics of the polymer solid electrolyte prepared in Example 2.

【0058】実施例3 撹拌機、温度計、冷却コンデンサー及び窒素ガス導入管
を装備した1リットルのセパラブルフラスコ内に窒素雰
囲気下、(a)ジイソシアネートとして4,4′−ジフ
ェニルメタンジイソシアネート 50.05g(0.2
0モル)、(b)ジカルボン酸としてポリエチレングリ
コール ビスカルボキシメチル エーテル 144.0
0g(数平均分子量600、0.24モル)及び有機溶
媒としてN−メチル−2−ピロリドン 264.67g
を仕込んで130℃まで昇温した。途中、約100℃で
反応系が均一な溶液状態になり、アミド化反応にともな
う炭酸ガスが発生しはじめた。130℃で2時間、次い
で170℃で2時間反応を進めると炭酸ガスの発生がな
くなり、(A)ポリアミド系樹脂中間体の溶液が得られ
た。
Example 3 50.05 g of 4,4'-diphenylmethane diisocyanate (a) as a diisocyanate was placed in a 1-liter separable flask equipped with a stirrer, a thermometer, a cooling condenser and a nitrogen gas introduction tube under a nitrogen atmosphere. 0.2
0 mol), and (b) polyethylene glycol biscarboxymethyl ether 144.0 as the dicarboxylic acid.
0 g (number average molecular weight 600, 0.24 mol) and N-methyl-2-pyrrolidone 264.67 g as an organic solvent
And heated to 130 ° C. On the way, the reaction system became a homogeneous solution at about 100 ° C., and carbon dioxide gas began to be generated due to the amidation reaction. When the reaction was allowed to proceed at 130 ° C. for 2 hours and then at 170 ° C. for 2 hours, the generation of carbon dioxide gas disappeared, and a solution of (A) a polyamide resin intermediate was obtained.

【0059】続いて、この(A)ポリアミド系樹脂中間
体の溶液を170℃に保温した状態とし、これに(B)
エポキシ樹脂としてN−メチル−2−ピロリドン 13
8.00gに溶解させたビスフェノールA型エポキシ樹
脂(エポキシ当量187g/eq)92.00g(0.24
モル)の溶液を5分間かけて滴下した。同温度で1時間
反応を進めたところで、ここに、(C)ポリオキシアル
キレンモノアミンとしてN−メチル−2−ピロリドン
144.60gに溶解させたハンツマンコーポレーショ
ン製商品名ジェファーミンM−1000(前記一般式
(1)でn:22、R:水素原子/メチル基=19/
3、一級アミノ基換算分子量:1205(以上カタログ
値))96.40g(0.08モル)の溶液を5分間か
けて滴下した。同温度でさらに1時間反応を進めた後、
反応を終了させ、LiPF6 69gを加え、ポリアミ
ド系樹脂の溶液を得た。
Subsequently, the solution of the polyamide-based resin intermediate (A) was kept at 170 ° C.
N-methyl-2-pyrrolidone 13 as an epoxy resin
92.00 g (0.24 g) of bisphenol A type epoxy resin (epoxy equivalent: 187 g / eq) dissolved in 8.00 g
Mol) was added dropwise over 5 minutes. When the reaction was allowed to proceed for 1 hour at the same temperature, (C) N-methyl-2-pyrrolidone was used as the polyoxyalkylene monoamine.
Jeffamine M-1000 (trade name, manufactured by Huntsman Corporation) dissolved in 144.60 g (n: 22, R: hydrogen atom / methyl group = 19 / in the general formula (1))
3. A solution of 96.40 g (0.08 mol) of a primary amino group-equivalent molecular weight: 1,205 (the above catalog value) was added dropwise over 5 minutes. After proceeding the reaction at the same temperature for another hour,
The reaction was terminated, and 69 g of LiPF 6 was added to obtain a polyamide resin solution.

【0060】この溶液をポリエチレンテレフタレート製
の基板上にアプリケーターで塗布した後、90℃で10
分間予備乾燥し、次いで、150℃で1時間乾燥、熱架
橋させて、膜厚100μmのポリマーフィルムを作製し
てイオン伝導度、圧縮弾性率、柔軟性を測定した。また
この溶液を結着剤、および電解質として先に示した方法
により簡易電池を作製して初回充放電特性を評価した。
実施例3により作成した高分子固体電解質のイオン伝導
度、圧縮弾性率、柔軟性及び初回充放電特性の結果を表
1に示す。
This solution was applied on a substrate made of polyethylene terephthalate using an applicator, and then heated at 90 ° C. for 10 minutes.
Preliminary drying for 1 minute, followed by drying at 150 ° C. for 1 hour and thermal crosslinking to prepare a polymer film having a thickness of 100 μm, and measured for ionic conductivity, compression modulus and flexibility. Further, a simple battery was prepared by using the solution as a binder and an electrolyte by the method described above, and the initial charge / discharge characteristics were evaluated.
Table 1 shows the results of the ionic conductivity, compression modulus, flexibility, and initial charge / discharge characteristics of the polymer solid electrolyte prepared in Example 3.

【0061】実施例4 LiPF6 69gの代わりにLiBF4 42gを加え
る以外は、実施例3と同様にした。実施例4により作成
した高分子固体電解質のイオン伝導度、圧縮弾性率、柔
軟性及び初回充放電特性を評価した。この結果を表1に
示す。
Example 4 The procedure of Example 3 was repeated, except that 42 g of LiBF 4 was added instead of 69 g of LiPF 6 . The ionic conductivity, compression modulus, flexibility, and initial charge / discharge characteristics of the polymer solid electrolyte prepared in Example 4 were evaluated. Table 1 shows the results.

【0062】実施例5 LiPF6 69gの代わりにLiN(CF3SO2)2
30gを加える以外は、実施例3と同様にした。実施例
5により作成した高分子固体電解質のイオン伝導度、圧
縮弾性率、柔軟性及び初回充放電特性を評価した。この
結果を表1に示す。
[0062] LiN replacing Example 5 LiPF 6 69g (CF 3 SO 2) 2 1
Same as Example 3 except that 30 g was added. The ionic conductivity, compression modulus, flexibility, and initial charge / discharge characteristics of the polymer solid electrolyte prepared in Example 5 were evaluated. Table 1 shows the results.

【0063】実施例6 LiPF6 69gの代わりにLiClO4 48gを加
える以外は、実施例3と同様にした。実施例6により作
成した高分子固体電解質のイオン伝導度、圧縮弾性率、
柔軟性及び初回充放電特性を評価した。この結果を表1
に示す。
Example 6 The procedure of Example 3 was repeated, except that 48 g of LiClO 4 was added instead of 69 g of LiPF 6 . The ionic conductivity, compression modulus, and the like of the polymer solid electrolyte prepared according to Example 6
Flexibility and initial charge / discharge characteristics were evaluated. Table 1 shows the results.
Shown in

【0064】比較例1 数平均分子量600,000のポリエチレンオキシド
1gとLiPF6 0.23gとをアセトニトリル
6.4gに溶解し、マグネティックスターラーで均一に
撹拌した。この溶液をガラス基板上に特定のアプリケー
ターで塗布し、常圧下アルゴン雰囲気中2時間放置した
後、真空下100℃で12時間熱処理してアセトニトリ
ルを除去し、膜厚100μmのシート状の高分子固体電
解質を得た。得られた比較例1による高分子固体電解質
のイオン伝導度、圧縮弾性率及び柔軟性を測定した。次
にこの溶液を結着剤、および電解質として先に示した方
法により簡易電池を作製して初回充放電特性を評価した
結果を表1に示す。
Comparative Example 1 Polyethylene oxide having a number average molecular weight of 600,000
1 g of LiPF 6 and 0.23 g of acetonitrile
The solution was dissolved in 6.4 g, and uniformly stirred with a magnetic stirrer. This solution is applied on a glass substrate with a specific applicator, left in an argon atmosphere at normal pressure for 2 hours, and then heat-treated at 100 ° C. for 12 hours under vacuum to remove acetonitrile, and form a sheet-like polymer solid having a thickness of 100 μm. An electrolyte was obtained. The ionic conductivity, compression modulus and flexibility of the obtained solid polymer electrolyte according to Comparative Example 1 were measured. Next, this solution was used as a binder and an electrolyte to prepare a simple battery by the method described above, and the results of initial charge / discharge characteristics evaluation are shown in Table 1.

【0065】[0065]

【表1】 [Table 1]

【0066】表1に示すように、実施例1〜6の高分子
固体電解質は、比較例1と比べてイオン伝導度が高く、
圧縮弾性率及び柔軟性にも優れていることが分かる。ま
た、実施例1〜6の高分子固体電解質を用いた電池は比
較例1の高分子固体電解質を用いた比べて初回充放電容
量も優れていることが分かる。
As shown in Table 1, the solid polymer electrolytes of Examples 1 to 6 had higher ionic conductivity than Comparative Example 1,
It can be seen that the compression modulus and flexibility are also excellent. Also, it can be seen that the batteries using the solid polymer electrolytes of Examples 1 to 6 also have better initial charge / discharge capacities than those using the solid polymer electrolyte of Comparative Example 1.

【0067】[0067]

【発明の効果】請求項1記載の高分子固体電解質の製造
法は、イオン伝導性、機械強度及び柔軟性が優れる。請
求項2記載の高分子固体電解質の製造法は、請求項1記
載の発明の効果を奏し、さらにイオン伝導性が優れる。
請求項3記載の高分子固体電解質の製造法は、請求項1
又は2記載の発明の効果を奏し、さらに機械強度が優れ
る。
The method for producing a solid polymer electrolyte according to the first aspect is excellent in ionic conductivity, mechanical strength and flexibility. The method for producing a solid polymer electrolyte according to the second aspect has the effects of the invention according to the first aspect, and further has excellent ion conductivity.
The method for producing a solid polymer electrolyte according to claim 3 is the method according to claim 1.
Or the effect of the invention described in 2 is achieved, and the mechanical strength is further excellent.

【0068】請求項4記載の高分子固体電解質は、イオ
ン伝導性、機械強度及び柔軟性が優れる。請求項5の電
気化学的デバイスは、サイクル寿命が優れる。
The solid polymer electrolyte according to the fourth aspect is excellent in ionic conductivity, mechanical strength and flexibility. The electrochemical device of claim 5 has an excellent cycle life.

フロントページの続き (72)発明者 園部 宏幸 茨城県日立市東町四丁目13番1号 日立化 成工業株式会社総合研究所内 (72)発明者 鈴木 健司 茨城県日立市東町四丁目13番1号 日立化 成工業株式会社総合研究所内 Fターム(参考) 4J002 CD01X CD02X CD04X CD05X CD06X CD11X CD12X CD13X CH02Y CH05Y CL03W DE186 FD116 GQ02 4J036 AA01 AD08 FB12 FB13 5G301 DA22 DA28 DD10 5H029 AJ11 AK03 AK05 AL02 AL03 AL06 AL07 AL12 AM03 AM04 AM05 AM07 AM16 CJ11 EJ11 EJ12 HJ01 Continued on the front page (72) Inventor Hiroyuki Sonobe 4-13-1, Higashicho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture Inside Hitachi Chemical Co., Ltd. Chemical Industry Co., Ltd. Research Laboratory F-term (reference) 4J002 CD01X CD02X CD04X CD05X CD06X CD11X CD12X CD13X CH02Y CH05Y CL03W DE186 FD116 GQ02 4J036 AA01 AD08 FB12 FB13 5G301 DA22 DA28 DD10 5H029 AJ11 AM05 AL03 AM05 AL02 AM16 CJ11 EJ11 EJ12 HJ01

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 (A)(a)ジイソシアネート又はジア
ミンと(b)ジカルボン酸、トリカルボン酸又はトリカ
ルボン酸無水物とを反応させて得られるポリアミド系樹
脂中間体、(B)エポキシ樹脂及び(C)ポリオキシア
ルキレンモノアミンとを反応させて得られる、側鎖に
(C)成分残基を有するポリアミド系樹脂にアルカリ金
属塩を溶解させることを特徴とする高分子固体電解質の
製造法。
1. A (A) polyamide-based resin intermediate obtained by reacting (a) a diisocyanate or a diamine with (b) a dicarboxylic acid, a tricarboxylic acid or a tricarboxylic anhydride, (B) an epoxy resin, and (C) A method for producing a solid polymer electrolyte, comprising dissolving an alkali metal salt in a polyamide resin having a component (C) residue in a side chain obtained by reacting with a polyoxyalkylene monoamine.
【請求項2】 ポリアミド系樹脂中の(C)ポリオキシ
アルキレンモノアミンの配合割合が、ポリアミド系樹脂
総量に対して、1〜20モル%である請求項1記載の高
分子固体電解質の製造法。
2. The method for producing a solid polymer electrolyte according to claim 1, wherein the blending ratio of the polyoxyalkylene monoamine (C) in the polyamide resin is 1 to 20 mol% based on the total amount of the polyamide resin.
【請求項3】 アルカリ金属塩がLiClO4、LiB
4、LiPF6及びLiN(CF3SO2)2からなる群か
ら選択された少なくとも1種である請求項1又は2記載
の高分子固体電解質の製造法。
3. The method according to claim 1, wherein the alkali metal salt is LiClO 4 , LiB.
The method for producing a polymer solid electrolyte according to claim 1, wherein the method is at least one selected from the group consisting of F 4 , LiPF 6 and LiN (CF 3 SO 2 ) 2 .
【請求項4】 請求項1、2及び3記載の高分子固体電
解質の製造法により製造された高分子固体電解質。
4. A polymer solid electrolyte produced by the method for producing a polymer solid electrolyte according to claim 1, 2 or 3.
【請求項5】 請求項4記載の高分子固体電解質を用い
た電気化学的デバイス。
5. An electrochemical device using the polymer solid electrolyte according to claim 4.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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