JP2001072877A - 新規イオン伝導性高分子、これを用いてなる高分子電解質及び電気化学デバイス - Google Patents

新規イオン伝導性高分子、これを用いてなる高分子電解質及び電気化学デバイス

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JP2001072877A
JP2001072877A JP24888999A JP24888999A JP2001072877A JP 2001072877 A JP2001072877 A JP 2001072877A JP 24888999 A JP24888999 A JP 24888999A JP 24888999 A JP24888999 A JP 24888999A JP 2001072877 A JP2001072877 A JP 2001072877A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電荷キャリアイオンの輸率向上が可能なイオ
ン伝導性高分子、これを用いた高分子電解質及び電気化
学デバイスを提供する。 【解決手段】 イオン伝導性高分子を、高分子骨格中に
少なくとも１つ以上のホウ素原子が存在するものとし、
例えば、次の一般式（１）及び（２）で表されるモノマ
ーの混合物を重合することにより得られるものとする。 【化１】 式（１）中、R１は分子量が１００以上の２価の基を表
わし、Ｙは重合性官能基を表わす。R１１、R１２は、そ
れぞれ互いに同一でも異なっていてもよく、各々水素原
子、ハロゲン原子、又は１価の基を表す。また、
R１１、R１２は、互いに結合して環を形成していてもよ
く、この環は置換基を有していてもよい。式（２）中、
R２は分子量１５０以上の２価の基を表し、Ｙは重合性
官能基を表わす。Ｚは活性水素残基を表わし、ｋは２〜
６の整数を示す。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電荷キャリアイオ
ンの輸率向上を可能にしたイオン伝導性高分子、これを
用いた高分子電解質及び電気化学デバイスに関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】高電圧・高容量の電池の開発に伴い、様
々な系の高分子電解質が数多く提案されている。しか
し、高分子電解質は、水系電解質と比較して、イオン伝
導度が一桁以上低く、また、例えばポリエチレングリコ
ールを用いた高分子電解質は、電荷キャリアイオンの移
動及び輸率が低いといった欠点があり、種々の手法を用
いて改善の試みが為されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記に鑑み
てなされたもので、電解質塩の解離度を高め、かつ電荷
キャリアイオンの輸率向上を可能にしたイオン伝導性高
分子、これを用いた高分子電解質及び電気化学デバイス
を提供することを課題とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明者らは上記課題を
解決すべく鋭意検討を重ねた結果、電解質塩の解離を促
進し、かつ電荷キャリアイオンの対イオンを高分子鎖中
に補足することで電荷キャリアイオンの輸率をコントロ
ールすることに想到し、ルイス酸である三価のホウ素原
子を高分子骨格中に有するイオン伝導性高分子を用いる
ことが、上記課題を解決するための有効な手段であるこ
とを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００５】すなわち、本発明のイオン伝導性高分子
は、高分子骨格中に１個又は２個以上のホウ素原子が存
在するものとする（請求項１）。ホウ素原子は、例えば
高分子側鎖に存在していればよいが（請求項２）、好ま
しくは高分子主鎖及び／又は側鎖の末端に、ホウ素化合
物の一部として結合しているものとし（請求項３）、よ
り好ましくは側鎖末端に有機ホウ素化合物の一部として
結合しているものとする（請求項４）。
【０００６】上記イオン伝導性高分子は、次の一般式
（１）及び（２）でそれぞれ表される化合物の混合物を
重合することにより得られる（請求項５）。
【０００７】
【化４】 式（１）中、R１は分子量が１００以上の２価の基を表
わし、Ｙは重合性官能基を表わす。R１１、R１２は、そ
れぞれ互いに同一でも異なっていてもよく、各々水素原
子、ハロゲン原子、又は１価の基を表す。R１１、R１２
は、あるいは、互いに結合して環を形成しているものと
する。式（２）中、R２は分子量１５０以上の２価の基
を表し、Ｙは重合性官能基を表す。Ｚは活性水素残基を
表し、ｋは２〜６の整数を示す。
【０００８】一般式（１）中のR１及び／又は（２）中
のR２は、好ましくは次式で表される化合物（Ａ）及び
／又は化合物（Ｂ）の重合体とする（請求項６）。
【０００９】
【化５】 上記R１及び／又はR２は、特に好ましくは、次式で表さ
れる２価の基であるものとする（請求項７）。
【００１０】
【化６】 また、一般式（１）のR１１、R１２は、アルキル基、ア
リール基、これらの誘導体、及びこれらのフッ素置換誘
導体からなる群より選ばれた１種又は２種以上であるこ
とが好ましい（請求項８）。
【００１１】次に、本発明の高分子電解質は、上記いず
れかのイオン伝導性高分子を１種又は２種以上用いてな
るものとする（請求項９）。
【００１２】具体的には、上記いずれかのイオン伝導性
高分子１種又は２種以上と電解質塩とを含有してなるも
のとし（請求項１０）、必要に応じ、非水溶媒をさらに
含有してなるものとする（請求項１１）。
【００１３】上記電解質塩としては、好ましくはリチウ
ム塩を用い（請求項１２）、具体的には、LiＢＦ4、Li
ＰＦ6、LiClＯ4、LiAsＦ6、LiＣＦ3ＳＯ3、LiＮ（ＣＦ3
ＳＯ2）2、LiＮ（Ｃ2Ｆ5ＳＯ2）2、LiＣ（ＣＦ3ＳＯ2）
3、LiCl、LiＦ、LiBr、LiＩおよびこれらの誘導体等か
らなる群より選ばれた１種又は２種以上を用いることが
できる（請求項１３）。
【００１４】上記非水溶媒としては、好ましくは非プロ
トン性溶媒を用い（請求項１４）、具体的には、カーボ
ネート類、ラクトン類、エーテル類、スルホラン類、お
よびジオキソラン類からなる群から選ばれた１種又は２
種以上を用いることができる（請求項１５）。
【００１５】次に、本発明の電気化学デバイスは、上記
のうちいずれかの高分子電解質を用いてなるものとする
（請求項１６）。
【００１６】電気化学デバイスが電池であれば、正極と
負極が、上記のうちいずれかの高分子電解質を介して接
合されてなるものとする（請求項１７）。その場合、正
極はリチウムイオンを吸蔵及び放出することが可能な複
合金属酸化物からなり、負極がリチウム金属、リチウム
合金、もしくはリチウムイオンを可逆的に吸蔵及び放出
することが可能な化合物からなるものとするのが好まし
い（請求項１８）。
【００１７】
【発明の実施の形態】本発明の好ましい形態を以下に挙
げるが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００１８】１．イオン導電性高分子 本発明のイオン伝導性高分子は、上記したように、ホウ
素原子が高分子骨格中に１個又は２個以上存在するもの
であり、好ましくは高分子主鎖及び／又は側鎖の末端
に、ホウ素化合物の一部として結合し、より好ましくは
側鎖末端に有機ホウ素化合物の一部として結合している
ものである。
【００１９】上記高分子骨格中に少なくとも１個のホウ
素原子が存在するイオン導電性高分子は、例えば、次の
一般式（１）及び（２）でそれぞれ表される化合物の混
合物を重合することで得られる。
【００２０】
【化７】 一般式（１）と（２）で表わされる化合物の混合比は、
重量比で1/99〜99/1であり、好ましくは10/90〜90/10で
ある。
【００２１】式中R１は分子量１００以上の２価の基
を、R２は分子量１５０以上の２価の基をそれぞれ表
す。両者の分子量は、好ましくは、R１が１００以上１
７０万以下で、R２が１５０以上１７０万以下である。
【００２２】上記一般式（１）中のR１及び／又は
（２）中のR２は特に限定されないが、次式で表される
化合物（Ａ）及び／又は化合物（Ｂ）の重合体であるこ
とが好ましい。
【００２３】
【化８】
【００２４】上記R１及び／又はR２は、次式で表される
ものであることが特に好ましい。
【００２５】
【化９】
【００２６】式（１）及び（２）中、Ｙは重合性官能基
を表し、その好ましい例としては、(メタ)アクリル酸残
基、アリル基、ビニル基が挙げられる。
【００２７】式（１）中、R１１、R１２は、それぞれ互
いに同一であっても異なっていてもよく、各々水素原
子、ハロゲン原子、又は１価の基を示し、１価の基の例
としては、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、ア
ルケニル基、アルキニル基、アラルキル基、シクロアル
キル基、シアノ基、ヒドロキシル基、ホルミル基、アリ
ールオキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、アシ
ルオキシ基、スルホニルオキシ基、アミノ基、アルキル
アミノ基、アリールアミノ基、カルボンアミノ基、オキ
シスルホニルアミノ基、スルホンアミド基、オキシカル
ボニルアミノ基、ウレイド基、アシル基、オキシカルボ
ニル基、カルバモイル基、スルホニル基、スルフィニル
基、オキシスルホニル基、スルファモイル基、カルボン
酸基、スルホン酸基、ホスホン酸基、複素環基、−Ｂ
(Ｒa)(Ｒb)、−ＯＢ(Ｒa)(Ｒb)又はＯＳｉ(Ｒa)(Ｒb)
(Ｒc)が挙げられる。ここで、Ｒa、Ｒb及びＲcは、各々
水素原子、ハロゲン原子、又は１価の基を示し、１価の
基の例としては、アルキル基、アルコキシ基、アリール
基、アルケニル基、アルキニル基、アラルキル基、シク
ロアルキル基、シアノ基、ヒドロキシル基、ホルミル
基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ
基、アシルオキシ基、スルホニルオキシ基、アミノ基、
アルキルアミノ基、アリールアミノ基、カルボンアミノ
基、オキシスルホニルアミノ基、スルホンアミド基、オ
キシカルボニルアミノ基、ウレイド基、アシル基、オキ
シカルボニル基、カルバモイル基、スルホニル基、スル
フィニル基、オキシスルホニル基、スルファモイル基、
カルボン酸基、スルホン酸基、ホスホン酸基、複素環
基、及びこれらの誘導体が挙げられる。また、式（１）
中、R１１、R１２は、互いに結合して環を形成してもよ
く、この環は置換基を有していてもよい。また、各基は
置換可能な基によって置換されていてもよい。
【００２８】上記R１１、R１２は、中でも、アルキル
基、アリール基、及びこれらの誘導体、及びこれらのフ
ッ素置換誘導体からなる群より選ばれたものであること
が好ましい。
【００２９】−ＢR１１R１２の具体例としては、以下の
ものが挙げられる。
【００３０】
【化１０】
【００３１】
【化１１】
【００３２】また、一般式（２）中、Ｚは活性水素残基
を表わし、その例としてはエチレングリコール、グリセ
リン、トリメチロールエタン、ジグリセリン、ペンタエ
リトリトール等が挙げられる。ｋは２〜６の整数を示
し、好ましくは２〜４である。
【００３３】２．高分子電解質 本発明の高分子電解質は、上記のうちいずれかのイオン
伝導性高分子１種又は２種以上に、電解質塩及び必要に
応じて非水溶媒を含有させることにより得られる。
【００３４】電解質塩としては、リチウム塩が好まし
く、その例としては、LiＢＦ4、LiＰＦ6、LiClＯ4、LiA
sＦ6、LiＣＦ3ＳＯ3、LiＮ（ＣＦ3ＳＯ2）2、LiＮ（Ｃ2
Ｆ5ＳＯ2）2、LiＣ（ＣＦ3ＳＯ2）3、LiCl、LiＦ、LiB
r、LiＩ、およびこれらの誘導体が挙げられる。これら
リチウム塩は１種を単独で用いてもよく、２種以上を組
み合わせて用いてもよい。
【００３５】上記電解質塩の濃度は、0.01mol/kg〜10mo
l/kgであり、好ましくは0.2mol/kg〜6.0mol/kgである。
【００３６】非水溶媒は非プロトン性溶媒であることが
好ましく、その例としては、カーボネート類、ラクトン
類、エーテル類、スルホラン類、およびジオキソラン類
が挙げられる。これら非水溶媒は１種を単独で用いても
よく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００３７】イオン伝導性高分子と非水溶媒の混合比
は、重量比で1/99〜99/1であり、好ましくは5/95〜95/5
であり、より好ましくは10/90〜90/10である。
【００３８】３．電池 本発明の電池は、正極と負極が上記のいずれかの高分子
電解質を介して接合されてなるものである。
【００３９】ここで正極には、リチウムイオンを吸蔵及
び放出することが可能な複合金属酸化物が用いられ、そ
の例としてはコバルト酸リチウム、ニッケル酸リチウ
ム、マンガン酸リチウム、五酸化バナジウム等が挙げら
れる。
【００４０】また負極には、リチウム金属、リチウム合
金、もしくはリチウムイオンを可逆的に吸蔵及び放出す
ることが可能な物質が用いられ、そのような物質の例と
してはカーボン等が挙げられる。
【００４１】
【実施例】以下、実施例により本発明をさらに詳細に説
明するが、本発明はこれらの実施例によって限定される
ものではない。
【００４２】モノマー（化合物(Ｂ)）の製造 モノマーＡ 出発物質エチレングリコールモノブチルエーテル1molに
水酸化カリウム0.01molを加え攪拌しながら窒素置換を
行った後、真空ポンプを用いて系内を減圧にした。次い
で、120℃に昇温し、モノマーとしてエチレンオキサイ
ド1molを用いて反応させた。反応終了後、系内の温度が
室温になるまで冷却し、ナトリウムメチラート1.1molの
メタノール溶液を添加し、減圧しながら50℃までゆっく
り昇温した。メタノールを完全に除去した後、エピクロ
ロヒドリン1.2molを加え、4時間反応させた。反応終了
後、吸着処理を行い、減圧脱水後濾過することにより目
的物を得た。
【００４３】モノマーＢ 出発物質としてエチレングリコールモノメチルエーテル
を用い、モノマーとしてエチレンオキサイド9molを用い
た以外はモノマーＡと同様にして目的物を得た。
【００４４】モノマーＣ 出発物質としてエチレングリコールモノプロピルエーテ
ルを用い、モノマーとしてエチレンオキサイド2molを用
いた以外はモノマーＡと同様にして目的物を得た。
【００４５】モノマーＤ 出発物質としてエチレングリコールモノエチルエーテル
を用い、モノマーとしてエチレンオキサイド49molを用
いた以外はモノマーＡと同様にして目的物を得た。
【００４６】モノマーＥ 出発物質としてエチレングリコールモノメチルエーテル
を用い、モノマーとしてエチレンオキサイド9molを用い
た以外はモノマーＡと同様にして目的物を得た。
【００４７】一般式（１）で表される化合物（化合物Ａ
-1〜Ａ-10）の製造 化合物Ａ-1 トルエン500gに水酸化カリウム1molを加え、攪拌しなが
ら窒素置換し、真空ポンプを用いて系内を減圧にした。
120℃に昇温しモノマーとしてエチレンオキサイド220mo
lを用いて反応させた。反応終了後、系内の温度が室温
になるまで冷却し、ナトリウムメチラート1.1molのメタ
ノール溶液を添加し、減圧しながら50℃までゆっくり昇
温した。メタノールを完全に除去した後、放冷してトル
エン1kgを添加し、アクリル酸クロライド1molを加え、4
時間反応させた。酸・アルカリ吸着処理を行った後濾過
し、減圧下トルエンを除去することで重合性官能基を持
つモノオールを得た。得られたモノオール1mol、メタノ
ール2molとボラン1molをジクロロメタン中室温で反応さ
せることにより目的物を得た。
【００４８】化合物Ａ-2 プロピレンオキサイド240molをモノマーとして用い、ア
クリル酸クロライドの代わりにメタクリル酸クロライド
を用いた以外は化合物Ａ-1と同様にして重合性官能基を
持つモノオールを合成した。得られたモノオール1mol、
オクタノール2molとボラン1molをジクロロメタン中室温
で反応させることにより目的物を得た。
【００４９】化合物Ａ-3 エチレンオキサイド30molと1,2-エポキシヘキサン8mol
をモノマーとして用い、アクリル酸クロライドの代わり
に塩化アリルを用いた以外は化合物Ａ-1と同様にして重
合性官能基を持つモノオールを合成した。得られたモノ
オール1mol、ビフェニル-2,2'-ジオール1molとボラン1m
olをジクロロメタン中室温で反応させることにより目的
物を得た。
【００５０】化合物Ａ-4 エチレンオキサイド3molをモノマーとして用い、アクリ
ル酸クロライドの代わりに塩化ビニルを用いた以外は化
合物Ａ-1と同様にして重合性官能基を持つモノオールを
合成した。得られたモノオール1mol、カテコール1molと
ボラン1molをジクロロメタン中室温で反応させることに
より目的物を得た。
【００５１】化合物Ａ-5 エチレンオキサイド15molと1,2-エポキシペンタン4mol
をモノマーとして用いた以外は化合物Ａ-1と同様にして
重合性官能基を持つモノオールを合成した。得られたモ
ノオール1mol、3,4-ジフルオロブロモベンゼン2molとボ
ラン1molをジクロロメタン中室温で反応させることによ
り目的物を得た。
【００５２】化合物Ａ-6 モノマーＡ 240molをモノマーとして用いた以外は化合
物Ａ-1と同様にして重合性官能基を持つモノオールを合
成した。得られたモノオール1mol、エチレングリコール
モノメチルエーテル2molとボラン1molをジクロロメタン
中室温で反応させることにより目的物を得た。
【００５３】化合物Ａ-7 エチレンオキサイド15molとモノマーＢ 5molをモノマー
として用いた以外は化合物Ａ-2と同様にして重合性官能
基を持つモノオールを合成した。得られたモノオール1m
ol、フェノール2molとボラン1molをジクロロメタン中室
温で反応させることにより目的物を得た。
【００５４】化合物Ａ-8 エチレンオキサイド1molとモノマーＣ 1molをモノマー
として用いた以外は化合物Ａ-3と同様にして重合性官能
基を持つモノオールを合成した。得られたモノオール1m
ol、p-ニトロフェノール2molとボラン1molをジクロロメ
タン中室温で反応させることにより目的物を得た。
【００５５】化合物Ａ-9 エチレンオキサイド10molとモノマーＤ 3molをモノマー
として用いた以外は化合物Ａ-4と同様にして重合性官能
基を持つモノオールを合成した。得られたモノオール1m
ol、1,8-ジナフトール1molとボラン1molをジクロロメタ
ン中室温で反応させることにより目的物を得た。
【００５６】化合物Ａ-10 エチレンオキサイド10molとモノマーＥ 2molをモノマー
として用いた以外は化合物Ａ-5と同様にして重合性官能
基を持つモノオールを合成した。得られたモノオール1m
ol、ブロモベンゼン2molとボラン1molをジクロロメタン
中室温で反応させることにより目的物を得た。
【００５７】一般式（２）で表される化合物（化合物Ｂ
-1〜Ｂ-10）の製造 化合物Ｂ-1 出発物質エチレングリコール0.5molに水酸化カリウム0.
01molを加え、攪拌しながら窒素置換し、真空ポンプを
用いて系内を減圧にした。次いで120℃に昇温し、モノ
マーとしてエチレンオキサイド38000molを用いて反応さ
せた。反応終了後、系内の温度が室温になるまで冷却
し、ナトリウムメチラート1.1molのメタノール溶液を添
加し、減圧しながら50℃までゆっくり昇温した。メタノ
ールを完全に除去して放冷した後、トルエン1kgを添加
し、アクリル酸クロライド1molを加えて4時間反応させ
た。酸・アルカリ吸着処理を行った後濾過し、減圧下ト
ルエンを除去することで目的物を得た。
【００５８】化合物Ｂ-2 出発物質としてグリセリン0.33molを用い、プロピレン
オキサイド28000molをモノマーとして用い、アクリル酸
クロライドの代わりにメタクリル酸クロライドを用いた
以外は化合物Ｂ-1と同様にして目的物を得た。
【００５９】化合物Ｂ-3 出発物質としてジグリセリン0.25molを用い、エチレン
オキサイド150molと1,2-エポキシヘキサン600molをモノ
マーとして用い、アクリル酸クロライドの代わりに塩化
アリルを用いた以外は化合物Ｂ-1と同様にして目的物を
得た。
【００６０】化合物Ｂ-4 出発物質としてエチレングリコール0.5molを用い、エチ
レンオキサイド2molとブチレンオキサイド1molをモノマ
ーとして用い、アクリル酸クロライドの代わりに塩化ビ
ニルを用いた以外は化合物Ｂ-1と同様にして目的物を得
た。
【００６１】化合物Ｂ-5 出発物質としてグリセリン0.33molを用い、エチレンオ
キサイド300molと1,2-エポキシペンタン20molをモノマ
ーとして用いた以外は化合物Ｂ-1と同様にして目的物を
得た。
【００６２】化合物Ｂ-6 モノマーＡ 600molをモノマーとして用いた以外は化合
物Ｂ-1と同様にして目的物を得た。
【００６３】化合物Ｂ-7 エチレンオキサイド50molとモノマーＢ 15molをモノマ
ーとして用いた以外は化合物Ｂ-2と同様にして目的物を
得た。
【００６４】化合物Ｂ-8 エチレンオキサイド1molとモノマーＣ 1molをモノマー
として用いた以外は化合物Ｂ-3と同様にして目的物を得
た。
【００６５】化合物Ｂ-9 エチレンオキサイド1600molとモノマーＤ 400molをモノ
マーとして用いた以外は化合物Ｂ-4と同様にして目的物
を得た。
【００６６】化合物Ｂ-10 エチレンオキサイド10molとモノマーＥ 10molをモノマ
ーとして用いた以外は化合物Ｂ-5と同様にして目的物を
得た。
【００６７】上記により得られた一般式（１）で表わさ
れる化合物A-1〜A-10、及び一般式（２）で表わされる
化合物Ｂ-1〜Ｂ-10の構造は、次の化学式及び表に示す
通りである。
【００６８】一般式（１）で表される化合物
【化１２】
【００６９】
【化１３】
【００７０】一般式（２）で表される化合物
【化１４】
【００７１】
【化１５】
【００７２】さらに、上記一般式（２）で表される化合
物の具体的な構造は以下の通りである。
【００７３】
【化１６】
【００７４】
【化１７】
【００７５】
【化１８】
【００７６】高分子電解質の製造 実施例1 化合物Ａ-1 1gとＢ-10 9g、LiBF4 1mol／kg、アゾイソ
ブチロニトリル(AIBN)0.01gをγ−ブチロラクトン(GBL)
1.2gに加えて40℃で溶解させ、ガラス板間に流し込ん
だ後、80℃で2時間放置することで、厚さ500μｍの高分
子電解質を得た。
【００７７】実施例2 化合物Ａ-2 2gとＢ-8 8g、LiPF6 0.01mol／kg、AIBN 0.
01gをアセトニトリル0.2gに40℃で溶解させ、ガラス板
間に流し込んで80℃で2時間放置後、アセトニトリルを
減圧留去することで、厚さ500μｍの高分子電解質を得
た。
【００７８】実施例3〜9 上記一般式（１）又は（２）で表される化合物、塩の種
類及び量として下表１にそれぞれ示したものを用いた以
外は実施例2と同様にして高分子電解質を得た。
【００７９】実施例10〜12 上記一般式（１）又は（２）で表される化合物、塩、非
プロトン性溶媒の種類及び量として下表１にそれぞれ示
したものを用いた以外は実施例1と同様にして高分子電
解質を得た。
【００８０】比較例1，2 上記一般式（１）又は（２）で表される化合物、塩の種
類及び量として下表１にそれぞれ示したものを用いた以
外は実施例2と同様にして高分子電解質を得た。
【００８１】比較例3 分子量が100万のポリエチレンオキシド(PEO)1g、LiBF41
mol／kgをアセトニトリル0.2gに40℃で溶解させ、ガラ
ス板間に流し込んだ後、アセトニトリルを減圧留去する
ことで、厚さ500μｍの高分子電解質を得た。
【００８２】リチウムイオン輸率の測定 上記実施例及び比較例により得られた高分子電解質を直
径13ｍｍの円形に打ち抜き、同径のリチウム金属電極で
挟み、直流分極法によりリチウムイオン輸率を測定し
た。結果を表１に併せ示す。
【００８３】
【表１】
【００８４】
【発明の効果】本発明のイオン導電性高分子を用いた高
分子電解質によれば、ルイス酸である三価のホウ素原子
を高分子骨格中に有することで電解質塩の解離が促進さ
れ、その結果電荷キャリアイオン輸率が大幅に向上す
る。
【００８５】従って、これを用いることにより、例え
ば、従来のものよりさらに高電圧・高容量の電池を得る
ことが可能になる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｂ 1/06 Ｈ０１Ｂ 1/06 Ａ Ｈ０１Ｍ 10/40 Ｈ０１Ｍ 10/40 Ｂ Ｆターム(参考） 4J002 BE04X BG07W BG07X CH05W CH05X CQ02W DD006 DD036 DD046 DD086 DE196 DH006 DK006 EV216 FD206 GQ00 HA05 4J005 AA04 AA09 BD04 4J031 AA53 AB04 AC15 AF25 AF30 5G301 CA16 CA30 CD01 5H029 AJ02 AK03 AL12 AM03 AM04 AM07 AM16 EJ12

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 高分子骨格中に１個又は２個以上のホウ
    素原子が存在することを特徴とするイオン伝導性高分
    子。
  2. 【請求項２】 前記ホウ素原子が高分子側鎖に存在して
    いることを特徴とする、請求項１に記載のイオン伝導性
    高分子。
  3. 【請求項３】 前記ホウ素原子が、高分子主鎖及び／又
    は側鎖の末端に、ホウ素化合物の一部として結合してい
    ることを特徴とする、請求項１又は２に記載のイオン伝
    導性高分子。
  4. 【請求項４】 前記ホウ素原子が、高分子側鎖末端に有
    機ホウ素化合物の一部として結合していることを特徴と
    する、請求項１〜３のいずれか１項に記載のイオン伝導
    性高分子。
  5. 【請求項５】 次の一般式（１）及び（２）でそれぞれ
    表される化合物の混合物を重合することにより得られる
    ことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載
    のイオン伝導性高分子。 【化１】 式（１）中、R１は分子量が１００以上の２価の基を表
    わし、Ｙは重合性官能基を表わす。R１１、R１２は、そ
    れぞれ互いに同一でも異なっていてもよく、各々水素原
    子、ハロゲン原子、又は１価の基を表わす。または、R
    １１、R１２は、互いに結合して環を形成しているもの
    とする。式（２）中、R２は分子量１５０以上の２価の
    基を表わし、Ｙは重合性官能基を表わす。Ｚは活性水素
    残基を表わし、ｋは２〜６の整数を示す。
  6. 【請求項６】 前記一般式（１）中のR１及び／又は
    （２）中のR２が、次式で表される化合物（Ａ）及び／
    又は化合物（Ｂ）の重合体であることを特徴とする、請
    求項５に記載のイオン伝導性高分子。 【化２】
  7. 【請求項７】 前記一般式（１）中のR１及び／又は
    （２）中のR２が、次式で表される２価の基であること
    を特徴とする、請求項１〜６に記載のイオン伝導性高分
    子。 【化３】
  8. 【請求項８】 前記一般式（１）中のR１１、R１２が、
    アルキル基、アリール基、これらの誘導体、及びこれら
    のフッ素置換誘導体からなる群より選ばれた１種又は２
    種以上であることを特徴とする、請求項１〜７のいずれ
    か１項に記載のイオン伝導性高分子。
  9. 【請求項９】 請求項１〜８のいずれか１項に記載のイ
    オン伝導性高分子を１種又は２種以上用いてなる高分子
    電解質。
  10. 【請求項１０】 請求項１〜８のいずれか１項に記載の
    イオン伝導性高分子１種又は２種以上と電解質塩とを含
    有してなる高分子電解質。
  11. 【請求項１１】 非水溶媒をさらに含有してなる、請求
    項１０に記載の高分子電解質。
  12. 【請求項１２】 前記電解質塩がリチウム塩であること
    を特徴とする、請求項１０又は１１に記載の高分子電解
    質。
  13. 【請求項１３】 前記リチウム塩が、LiＢＦ4、LiＰ
    Ｆ6、LiClＯ4、LiAsＦ6、LiＣＦ3ＳＯ3、LiＮ（ＣＦ3Ｓ
    Ｏ2）2、LiＮ（Ｃ2Ｆ5ＳＯ2）2、LiＣ（ＣＦ3Ｓ
    Ｏ2）3、LiCl、LiＦ、LiBr、LiＩ、およびこれらの誘導
    体等からなる群より選ばれた１種又は２種以上であるこ
    とを特徴とする、請求項１２に記載の高分子電解質。
  14. 【請求項１４】 前記非水溶媒が非プロトン性溶媒であ
    ることを特徴とする、請求項１１〜１３のいずれか１項
    に記載の高分子電解質。
  15. 【請求項１５】 前記非プロトン性溶媒が、カーボネー
    ト類、ラクトン類、エーテル類、スルホラン類、および
    ジオキソラン類からなる群から選ばれた１種又は２種以
    上であることを特徴とする、請求項１４に記載の高分子
    電解質。
  16. 【請求項１６】 請求項９〜１５のいずれか１項に記載
    の高分子電解質を用いてなる電気化学デバイス。
  17. 【請求項１７】 正極と負極が、請求項９〜１５のいず
    れか１項に記載の高分子電解質を介して接合されてなる
    電池。
  18. 【請求項１８】 前記正極がリチウムイオンを吸蔵及び
    放出することが可能な複合金属酸化物からなり、負極が
    リチウム金属、リチウム合金、もしくはリチウムイオン
    を可逆的に吸蔵及び放出することが可能な化合物からな
    ることを特徴とする、請求項１７に記載の電池。
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