JP2001155771A - Electrolyte for the secondary battery and secondary battery - Google Patents

Electrolyte for the secondary battery and secondary battery

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JP2001155771A JP33258699A JP33258699A JP2001155771A JP 2001155771 A JP2001155771 A JP 2001155771A JP 33258699 A JP33258699 A JP 33258699A JP 33258699 A JP33258699 A JP 33258699A JP 2001155771 A JP2001155771 A JP 2001155771A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electrolyte for a secondary battery, made of polymer as materials for an electrochemical device that exhibits high ion conductivity and safety, and a secondary battery using the electrolyte that may improve the charge and discharge cycle properties. SOLUTION: An electrolyte for a secondary battery consists of an ionic compound and an organic polymer compound, characterized in that the organic polymer compound contains ester of boric acid. A secondary battery using the above electrolyte is provided.

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、高分子電解質であ
る二次電池用電解質およびその二次電池用電解質を用い
た二次電池に関し、詳しくは高いイオン伝導度を示す電
池等の電気化学デバイス用の材料として有用な高分子電
解質である二次電池用電解質およびこの電解質を用いた
二次電池に関するものである。
The present invention relates to an electrolyte for a secondary battery which is a polymer electrolyte and a secondary battery using the electrolyte for a secondary battery, and more particularly to an electrochemical device such as a battery having a high ionic conductivity. The present invention relates to an electrolyte for a secondary battery, which is a polymer electrolyte useful as a material for the secondary battery, and a secondary battery using the electrolyte.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、電子製品の高性能化、小型化に対
する要求が強く、そのエネルギー源である電池材料に対
しても、小型化、軽量化でかつ高容量、高エネルギー密
度が求められ、種々の研究開発が行われている。
2. Description of the Related Art In recent years, there has been a strong demand for higher performance and smaller size of electronic products, and battery materials as energy sources have been required to be smaller, lighter, have higher capacity and higher energy density. Various research and developments are underway.

【0003】近年そのような電子製品のエネルギー源と
してリチウムイオン二次電池が用いられている。リチウ
ムイオン二次電池は一般的に金属酸化物を正極、炭素材
料等を負極に、そして極間にセパレータと電解液を挟ん
だ構造をしている。これは高エネルギー密度を有する二
次電池であるが、電解液を使用するために、液漏れの問
題から安全性に課題があり、さらに液漏れを防ぐために
金属缶を外装として用いる必要があるため、軽量化が困
難となっている。電解液を用いた場合の欠点を克服する
ために、高分子化合物を電解質に使用したいわゆる高分
子電解質が種々検討されている。高分子電解質は可堯性
を有し、機械的衝撃にも追従し、さらに電極−電解質間
でのイオン電子交換反応に際して生じる電極の体積変化
にも追従し得る特徴を有している。
In recent years, lithium ion secondary batteries have been used as an energy source for such electronic products. In general, a lithium ion secondary battery has a structure in which a metal oxide is used as a positive electrode, a carbon material or the like is used as a negative electrode, and a separator and an electrolyte are sandwiched between the electrodes. This is a secondary battery with a high energy density, but because of the use of electrolyte, there is a problem in safety due to the problem of liquid leakage, and furthermore, it is necessary to use a metal can as an exterior to prevent liquid leakage , Weight reduction is difficult. In order to overcome the drawbacks of using an electrolytic solution, various types of so-called polymer electrolytes using a polymer compound as an electrolyte have been studied. The polymer electrolyte has the characteristic that it has flexibility, can follow mechanical shock, and can follow the change in the volume of the electrode caused by the ion-electron exchange reaction between the electrode and the electrolyte.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】このような高分子電解
質としては、USP4303748号明細書ではポリア
ルキレンオキシドにアルカリ金属塩またはアルカリ金属
塩を溶解した固体電解質が提案されているが、イオン伝
導度が不十分で、さらに極材との接触抵抗が高いといっ
た課題が残されている。このようにイオン伝導度が不十
分であった場合には、充電および放電時の電流密度が充
分に得られず、大電流を必要とする用途には適用でき
ず、用途が限定されてしまう。これに対して、有機高分
子化合物に非水系有機溶媒を含浸させた、いわゆるゲル
電解質と呼ばれる系が、特公昭61−23945号公
報、特公昭61−23947号公報、USP48309
39号明細書およびUSP5429891号明細書にお
いて提案されている。このようなゲル電解質において
は、電解液がマトリクスとなる高分子化合物に包含され
た形となって、イオン伝導性を担っている。しかしなが
ら電解液の保持性が温度変化によって失われあるいは低
下する問題がある。さらに、高いイオン伝導度を得るた
めには、より多くの電解液を高分子化合物に含浸させる
必要があるが、そのような場合には前記の電解液保持性
の低下やひいては液漏れ発生の可能性が懸念される。本
発明は、高いイオン伝導度を示し、安全性に優れた二次
電池等の電気化学デバイス用の材料として有用な高分子
電解質である二次電池用電解質およびこの電解質を用い
たサイクル特性に優れた二次電池を提供することを目的
とする。
As such a polymer electrolyte, US Pat. No. 4,303,748 proposes a solid electrolyte obtained by dissolving an alkali metal salt or an alkali metal salt in a polyalkylene oxide. However, there remains a problem that the contact resistance with the electrode material is high. If the ionic conductivity is insufficient as described above, a sufficient current density during charging and discharging cannot be obtained, and the application cannot be applied to applications requiring a large current, and the applications are limited. On the other hand, a system called a so-called gel electrolyte in which an organic polymer compound is impregnated with a non-aqueous organic solvent is disclosed in JP-B-61-23945, JP-B-61-23947, and US Pat.
39 and US Pat. No. 5,429,891. In such a gel electrolyte, the electrolyte is in the form of being included in a polymer compound serving as a matrix, and is responsible for ionic conductivity. However, there is a problem that the retention of the electrolyte is lost or deteriorated due to the temperature change. Furthermore, in order to obtain a high ionic conductivity, it is necessary to impregnate a larger amount of the electrolyte into the polymer compound. Is concerned. The present invention has a high ionic conductivity, and is a polymer electrolyte useful as a material for an electrochemical device such as a secondary battery, which is excellent in safety, and a secondary battery electrolyte and excellent cycle characteristics using the electrolyte. Another object of the present invention is to provide a secondary battery.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、 (ア)イオン性化合物および有機高分子化合物からなる
二次電池用電解質において、有機高分子化合物が、式
(1)で示される化合物をホウ酸または無水ホウ酸によ
りエステル化することによって得られるホウ酸エステル
化合物を含有することを特徴とする二次電池用電解質で
あり、 Z1−[(A1O)l−H]a (1) (Z1は1〜6個の水酸基を持つ化合物の残基、A1Oは
炭素数2〜4のオキシアルキレン基の1種または2種以
上の混合物であり、l=0〜600、a=1〜6であ
り、かつla=0〜600である。)
The present invention relates to (a) an electrolyte for a secondary battery comprising an ionic compound and an organic polymer compound, wherein the organic polymer compound comprises a compound represented by the formula (1): An electrolyte for a secondary battery, comprising a borate compound obtained by esterification with an acid or boric anhydride, wherein Z 1 -[(A 1 O) 1 -H] a (1) (Z 1 is a residue of a compound having 1 to 6 hydroxyl groups, A 1 O is one or a mixture of two or more oxyalkylene groups having 2 to 4 carbon atoms, 1 = 0 to 600, a = 1 to 6, and la = 0 to 600.)

【0006】(イ)有機高分子化合物が、ホウ酸エステ
ル化合物および式(2)で示される化合物の重合物から
なる(ア)記載の二次電池用電解質であり、 Z2−[(A2O)m−R1b (2) (Z2は1〜4個の水酸基を持つ化合物の残基または水
酸基であり、A2Oは炭素数2〜4のオキシアルキレン
基の1種または2種以上の混合物であり、m=0〜15
0、b=1〜4であり、かつmb=0〜300であり、
1は水素原子または式(3)で示される基である。)
(A) The electrolyte for a secondary battery according to (A), wherein the organic polymer compound comprises a borate ester compound and a polymer of the compound represented by the formula (2), wherein Z 2 -[(A 2 O) m -R 1] b ( 2) (Z 2 is a residue or hydroxyl compounds having 1-4 hydroxyl groups, a 2 O is one or oxyalkylene group having 2 to 4 carbon atoms A mixture of more than one species, m = 0-15
0, b = 1 to 4 and mb = 0 to 300,
R 1 is a hydrogen atom or a group represented by the formula (3). )

【0007】[0007]

【化2】 Embedded image

【0008】(R2およびR3は水素原子またはメチル基
である。)
(R 2 and R 3 are a hydrogen atom or a methyl group.)

【0009】(ウ)有機高分子化合物が、ホウ酸エステ
ル化合物および式(4)で示される化合物からなる
(ア)記載の二次電池用電解質であり、 Z3−[(A3O)n−H]c (4) (Z3は1〜6個の水酸基を持つ化合物の残基、A3Oは
炭素数2〜4のオキシアルキレン基の1種または2種以
上の混合物であり、n=100〜150,000、c=
1〜6であり、かつnc=100〜150,000であ
る。)
(C) The electrolyte for a secondary battery according to (A), wherein the organic polymer compound comprises a borate compound and a compound represented by the formula (4): Z 3 -[(A 3 O) n —H] c (4) (Z 3 is a residue of a compound having 1 to 6 hydroxyl groups, A 3 O is one or a mixture of two or more oxyalkylene groups having 2 to 4 carbon atoms, and n = 100-150,000, c =
1 to 6 and nc = 100 to 150,000. )

【0010】(エ)イオン性化合物がアルカリ金属塩で
あることを特徴とする(ア)、(イ)または(ウ)記載
の二次電池用電解質であり、
(D) The electrolyte for a secondary battery according to (A), (A) or (C), wherein the ionic compound is an alkali metal salt,

【0011】(オ)(ア)、(イ)、(ウ)または
(エ)記載の二次電池用電解質を用いることを特徴とす
る二次電池である。
(E) A secondary battery characterized by using the electrolyte for a secondary battery described in (A), (A), (C) or (D).

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】本発明に用いるホウ酸エステル化
合物の基質となる式(1)で示される化合物において、
1は1〜6個の水酸基を持つ化合物の残基である。1
〜6個の水酸基を持つ化合物としては、メチルアルコー
ル、エチルアルコール、プロピルアルコール、イソプロ
ピルアルコール、n−ブチルアルコール、2−ブチルア
ルコール、t−ブチルアルコール、n−ヘキシルアルコ
ール、n−オクチルアルコール、イソオクチルアルコー
ル、デシルアルコール、ドデシルアルコール、トリデシ
ルアルコール、テトラデシルアルコール、ヘキサデシル
アルコール、オクタデシルアルコール、オクタデセニル
アルコール、イコシルアルコール、テトライコシルアル
コール等のモノオール、エチレングリコール、プロピレ
ングリコール、ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘ
キサンジオール、オクタンジオール等のジオール、グリ
セリン、トリメチロールプロパン等のトリオール、ペン
タエリスリトール、ジグリセリン等のテトラオールなど
が挙げられ、好ましくは炭素数1〜24の化合物であ
り、より好ましくは炭素数1〜5の1〜4個の水酸基を
有する化合物である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In the compound represented by the formula (1) serving as a substrate of a borate compound used in the present invention,
Z 1 is a residue of a compound having 1 to 6 hydroxyl groups. 1
Compounds having up to 6 hydroxyl groups include methyl alcohol, ethyl alcohol, propyl alcohol, isopropyl alcohol, n-butyl alcohol, 2-butyl alcohol, t-butyl alcohol, n-hexyl alcohol, n-octyl alcohol, and isooctyl. Alcohol, decyl alcohol, dodecyl alcohol, tridecyl alcohol, tetradecyl alcohol, hexadecyl alcohol, octadecyl alcohol, octadecenyl alcohol, icosyl alcohol, monool such as tetricosyl alcohol, ethylene glycol, propylene glycol, butanediol Diols such as pentanediol, hexanediol and octanediol, triols such as glycerin and trimethylolpropane, pentaerythritol Including tetraols diglycerol and the like, preferably a compound having 1 to 24 carbon atoms, more preferably a compound having 1-4 hydroxyl groups of 1 to 5 carbon atoms.

【0013】A1Oで示される炭素数2〜4のオキシア
ルキレン基は、オキシエチレン基、オキシプロピレン
基、オキシブチレン基、オキシテトラメチレン基などが
挙げられ、好ましくはオキシエチレン基またはオキシプ
ロピレン基である。またこれらの1種または2種以上の
混合物でもよく、2種以上の時の重合形式はブロック
状、ランダム状のいずれでもよい。lは炭素数2〜4の
オキシアルキレン基の平均付加モル数であり、0〜60
0、好ましくは0〜100である。600を越えるとホ
ウ酸エステル結合の導入量が少なくなり、高いイオン伝
導度が得られにくくなる。aは1〜6であり、好ましく
は1〜4である。laは0〜600であり、好ましくは
0〜100である。600を越えるとホウ酸エステル結
合の導入量が少なくなり、高いイオン伝導度が得られに
くくなる。
The oxyalkylene group having 2 to 4 carbon atoms represented by A 1 O includes an oxyethylene group, an oxypropylene group, an oxybutylene group and an oxytetramethylene group, and is preferably an oxyethylene group or an oxypropylene group. It is. One or a mixture of two or more of these may be used, and when two or more of them are used, the polymerization form may be either block-like or random. 1 is the average number of moles of the added oxyalkylene group having 2 to 4 carbon atoms,
0, preferably 0 to 100. If it exceeds 600, the amount of the borate ester bond introduced becomes small, and it becomes difficult to obtain high ionic conductivity. a is 1 to 6, preferably 1 to 4. la is 0 to 600, preferably 0 to 100. If it exceeds 600, the amount of the borate ester bond introduced becomes small, and it becomes difficult to obtain high ionic conductivity.

【0014】本発明に用いられるホウ酸エステルの基質
となる式(1)で示される化合物は、従来から知られて
いる開環重合により得ることができる。例えば、1〜6
個の水酸基を持つ化合物に、従来から知られている水酸
化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、ナト
リウムメチラート等のアルカリ金属塩、三フッ化ホウ素
エーテラート、四塩化錫、三塩化アルミニウム等のルイ
ス酸等の開環重合触媒を用いて、エチレンオキシド、プ
ロピレンオキシド、ブチレンオキシド、テトラヒドロフ
ランなどの炭素数2〜4のアルキレンオキシドを所定の
モル比で重合させることで合成することができる。
The compound represented by the formula (1) serving as a substrate of the borate ester used in the present invention can be obtained by conventionally known ring-opening polymerization. For example, 1-6
Compounds having two hydroxyl groups include conventionally known alkali metal salts such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, lithium hydroxide and sodium methylate, boron trifluoride etherate, tin tetrachloride, aluminum trichloride and the like. It can be synthesized by polymerizing alkylene oxides having 2 to 4 carbon atoms such as ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide and tetrahydrofuran at a predetermined molar ratio using a ring-opening polymerization catalyst such as a Lewis acid.

【0015】本発明に用いられるホウ酸エステル化合物
は、式(1)で示される化合物にオルトホウ酸、メタホ
ウ酸、ピロホウ酸などのホウ酸または無水ホウ酸を加
え、50〜200℃にて不活性ガス通気下で真空による
脱水反応することで得られる。例えば反応温度60〜1
20℃、10〜50mmHgの真空下において、窒素ガ
スを適当量通気しつつ、撹拌しながら2〜12時間脱水
反応することでホウ酸エステル化合物が生成する。
The borate compound used in the present invention is obtained by adding a boric acid such as orthoboric acid, metaboric acid or pyroboric acid or a boric anhydride to the compound represented by the formula (1) and inactivating at 50 to 200 ° C. It is obtained by performing a dehydration reaction by vacuum under gas ventilation. For example, a reaction temperature of 60 to 1
At 20 ° C. under a vacuum of 10 to 50 mmHg, an appropriate amount of nitrogen gas is passed and a dehydration reaction is performed for 2 to 12 hours with stirring to produce a borate compound.

【0016】式(1)で示される化合物の水酸基1モル
に対して、ホウ素原子1/3モルの比率において、ポリ
アルキレンオキシドホウ酸トリエステルが生成する。ホ
ウ酸エステル化の割合は、水酸基とホウ素原子のモル比
率によって任意に調整可能であるが、式(1)で示され
る化合物の水酸基とホウ素原子のモル比率は、好ましく
は6/1〜3/1の範囲である。また、式(1)で示さ
れる化合物が2つ以上の水酸基を含む場合には、ホウ酸
エステル化の進行に伴って網目状ポリマーの形成が起こ
り得るため、反応系の流動性を保持するためにエステル
化反応に関わらない溶剤を適宜用いることが望ましい。
有機高分子化合物中のホウ酸エステル化合物の含有量は
10〜95重量部用いることが好ましく、20〜80重
量部用いることがより好ましい。
The polyalkylene oxide boric acid triester is formed at a ratio of 1/3 mole of boron atom to 1 mole of hydroxyl group of the compound represented by the formula (1). Although the ratio of boric acid esterification can be arbitrarily adjusted by the molar ratio of hydroxyl group to boron atom, the molar ratio of hydroxyl group to boron atom of the compound represented by the formula (1) is preferably 6/1 to 3 /. 1 range. Further, when the compound represented by the formula (1) contains two or more hydroxyl groups, formation of a network polymer may occur with the progress of boric acid esterification, so that the fluidity of the reaction system is maintained. It is desirable to appropriately use a solvent that is not involved in the esterification reaction.
The content of the borate compound in the organic polymer compound is preferably 10 to 95 parts by weight, more preferably 20 to 80 parts by weight.

【0017】本発明に用いられるホウ酸エステル化合物
は、高分子電解質としての特徴である可堯性の付与の目
的から、式(2)で示される化合物の重合物をマトリク
スとした混合系で用いることが好ましい。
The borate ester compound used in the present invention is used in a mixed system in which a polymer of the compound represented by the formula (2) is used as a matrix for the purpose of imparting flexibility which is a characteristic of a polymer electrolyte. Is preferred.

【0018】本発明に用いられる、式(2)で示される
化合物において、Z2は1〜4個の水酸基を持つ化合物
の残基または水酸基である。1〜4個の水酸基を持つ化
合物としては、メチルアルコール、エチルアルコール、
プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、n−ブ
チルアルコール、2−ブチルアルコール、t−ブチルア
ルコール、n−ヘキシルアルコール、n−オクチルアル
コール、イソオクチルアルコール、デシルアルコール、
ドデシルアルコール、トリデシルアルコール、テトラデ
シルアルコール、ヘキサデシルアルコール、オクタデシ
ルアルコール、オクタデセニルアルコール、イコシルア
ルコール、テトライコシルアルコール等のモノオール、
エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジ
オール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、オクタ
ンジオール等のジオール、グリセリン、トリメチロール
プロパン等のトリオール、ペンタエリスリトール、ジグ
リセリン等のテトラオール、アクリル酸、メタクリル
酸、クロトン酸等の重合性基含有化合物などが挙げられ
る。Z2としては好ましくは水酸基、メチルアルコー
ル、エチレングリコール、プロピレングリコール、グリ
セリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトー
ル、ジグリセリン、アクリル酸およびメタクリル酸の残
基であり、より好ましくは水酸基、もしくはメチルアル
コール、エチレングリコール、プロピレングリコール、
アクリル酸およびメタクリル酸の残基である。
In the compound of the formula (2) used in the present invention, Z 2 is a residue of a compound having 1 to 4 hydroxyl groups or a hydroxyl group. Compounds having 1 to 4 hydroxyl groups include methyl alcohol, ethyl alcohol,
Propyl alcohol, isopropyl alcohol, n-butyl alcohol, 2-butyl alcohol, t-butyl alcohol, n-hexyl alcohol, n-octyl alcohol, isooctyl alcohol, decyl alcohol,
Monools such as dodecyl alcohol, tridecyl alcohol, tetradecyl alcohol, hexadecyl alcohol, octadecyl alcohol, octadecenyl alcohol, icosyl alcohol, tetricosyl alcohol,
Diols such as ethylene glycol, propylene glycol, butanediol, pentanediol, hexanediol and octanediol, triols such as glycerin and trimethylolpropane, tetraols such as pentaerythritol and diglycerin, acrylic acid, methacrylic acid and crotonic acid Examples thereof include a polymerizable group-containing compound. Z 2 is preferably a hydroxyl group, methyl alcohol, ethylene glycol, propylene glycol, glycerin, trimethylolpropane, pentaerythritol, diglycerin, a residue of acrylic acid and methacrylic acid, more preferably a hydroxyl group, or methyl alcohol, ethylene Glycol, propylene glycol,
It is a residue of acrylic acid and methacrylic acid.

【0019】A2Oで示される炭素数2〜4のオキシア
ルキレン基は、オキシエチレン基、オキシプロピレン
基、オキシブチレン基、オキシテトラメチレン基などが
挙げられ、好ましくはオキシエチレン基またはオキシプ
ロピレン基である。またこれらの1種または2種以上の
混合物でもよく、2種以上の時の重合形式はブロック
状、ランダム状のいずれでもよい。mは炭素数2〜4の
オキシアルキレン基の平均付加モル数であり、0〜15
0であり、イオン伝導度を得る目的から好ましくは5〜
100である。150を越えると重合性基の導入量が少
なく、マトリクスとしての機械的強度が得られにくくな
る。bは1〜4であり、好ましくは1〜3である。mb
は0〜300であり、好ましくは0〜150である。3
00を越えると式(3)で示される重合性基の導入量が
少なく、マトリクスとしての機械的強度が得られにくく
なる。
Examples of the oxyalkylene group having 2 to 4 carbon atoms represented by A 2 O include an oxyethylene group, an oxypropylene group, an oxybutylene group, an oxytetramethylene group and the like, preferably an oxyethylene group or an oxypropylene group. It is. One or a mixture of two or more of these may be used, and when two or more of them are used, the polymerization form may be either block-like or random. m is the average number of moles of the oxyalkylene group having 2 to 4 carbon atoms, and 0 to 15
0, preferably 5 to obtain ionic conductivity.
100. If it exceeds 150, the amount of the polymerizable group introduced is small, and it becomes difficult to obtain mechanical strength as a matrix. b is 1 to 4, preferably 1 to 3. mb
Is 0 to 300, preferably 0 to 150. Three
If it exceeds 00, the amount of the polymerizable group represented by the formula (3) is small, and it is difficult to obtain a mechanical strength as a matrix.

【0020】R1は水素原子または式(3)で示される
基である。R1が2個以上ある場合、それぞれ同じであ
っても異なっていてもよい。式(3)で示される基にお
いてR2およびR3は水素原子またはメチル基である。R
2およびR3が水素原子であるアクリロイル基またはR2
が水素原子、R3がメチル基であるメタクリロイル基が
好ましい。式(2)で示される化合物の重合物とは、式
(3)で示される重合性基により重合される重合物であ
る。式(2)は少なくとも1つの重合性基をもつ。具体
的にはZ2がアクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸等
の重合性基含有化合物の残基でない場合、R1の少なく
とも1つは式(3)で示される重合性基をもつ。
R 1 is a hydrogen atom or a group represented by the formula (3). When there are two or more R 1 s , they may be the same or different. In the group represented by the formula (3), R 2 and R 3 are a hydrogen atom or a methyl group. R
An acryloyl group in which 2 and R 3 are hydrogen atoms or R 2
Is preferably a hydrogen atom and R 3 is a methyl group. The polymer of the compound represented by the formula (2) is a polymer polymerized by the polymerizable group represented by the formula (3). Formula (2) has at least one polymerizable group. Specifically, when Z 2 is not a residue of a polymerizable group-containing compound such as acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, at least one of R 1 has a polymerizable group represented by the formula (3).

【0021】本発明に用いられる式(2)で示される化
合物は、アルキレンオキシド誘導体への重合性基を有す
る有機酸によるエステル化、もしくは重合性基を有する
有機酸へのアルキレンオキシドの開環重合で得ることが
できる。例えば、アルキレンオキシド誘導体に、従来か
ら知られているエステル化触媒を用いて、重合性基を有
する有機酸を所定のモル比で反応させることで得ること
ができ、あるいは重合性基を有する有機酸に、従来から
知られている開環重合触媒を用いて、エチレンオキシ
ド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド、テトラヒ
ドロフランなどのアルキレンオキシドを所定のモル比で
重合させることで得られる。式(2)で示される化合物
は、1種または2種以上を混合して使用することができ
る。ホウ酸エステル化合物と式(2)で示される化合物
との混合割合は、高分子電解質としての可尭性の付与と
高いイオン伝導度を得る目的から、好ましくは重量比で
10/90〜95/5であり、より好ましくは20/8
0〜80/20である。
The compound represented by the formula (2) used in the present invention is obtained by esterification of an alkylene oxide derivative with an organic acid having a polymerizable group, or ring-opening polymerization of the alkylene oxide to an organic acid having a polymerizable group. Can be obtained at For example, it can be obtained by reacting an alkylene oxide derivative with an organic acid having a polymerizable group at a predetermined molar ratio using a conventionally known esterification catalyst, or an organic acid having a polymerizable group. In addition, it can be obtained by polymerizing an alkylene oxide such as ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide and tetrahydrofuran at a predetermined molar ratio using a conventionally known ring-opening polymerization catalyst. The compound represented by the formula (2) can be used alone or in combination of two or more. The mixing ratio of the borate compound to the compound represented by the formula (2) is preferably 10/90 to 95 / weight ratio for the purpose of imparting flexibility as a polymer electrolyte and obtaining high ionic conductivity. 5, more preferably 20/8
0 to 80/20.

【0022】本発明に用いられる式(2)で示される化
合物は、これに含まれる重合性基を重合させた形で使用
する。重合は、加熱、紫外線、可視光、電子線などのエ
ネルギーによってなされるが、適宜、既に知られている
重合開始剤を使用しても良い。重合後の数平均分子量は
50,000〜10,000,000であるのが好まし
く、50,000を下回ると高分子電解質としての特徴
である可堯性の発現が得られにくく、10,000,0
00を上回るとイオン伝導の障害となる可能性もある。
The compound represented by the formula (2) used in the present invention is used in a form in which a polymerizable group contained therein is polymerized. Polymerization is performed by energy such as heating, ultraviolet light, visible light, and electron beam, but a known polymerization initiator may be used as appropriate. The number average molecular weight after the polymerization is preferably from 50,000 to 10,000,000, and if it is less than 50,000, it is difficult to obtain the flexibility characteristic of a polymer electrolyte, and it is difficult to obtain 10,000,000. 0
If it exceeds 00, it may be an obstacle to ion conduction.

【0023】本発明に用いられるホウ酸エステル化合物
は、高分子電解質としての特徴である可堯性の付与の目
的から、式(4)で示される化合物をマトリクスとした
混合系で用いるのが好ましい。
The borate compound used in the present invention is preferably used in a mixed system in which the compound represented by the formula (4) is used as a matrix for the purpose of imparting flexibility which is a characteristic of the polymer electrolyte. .

【0024】本発明に用いられる式(4)で示される化
合物において、Z3は1〜6個の水酸基を持つ化合物の
残基である。1〜6個の水酸基を持つ化合物としては、
メチルアルコール、エチルアルコール、プロピルアルコ
ール、イソプロピルアルコール、n−ブチルアルコー
ル、2−ブチルアルコール、t−ブチルアルコール、n
−ヘキシルアルコール、n−オクチルアルコール、イソ
オクチルアルコール、デシルアルコール、ドデシルアル
コール、トリデシルアルコール、テトラデシルアルコー
ル、ヘキサデシルアルコール、オクタデシルアルコー
ル、オクタデセニルアルコール、イコシルアルコール、
テトライコシルアルコール等のモノオール、エチレング
リコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ペ
ンタンジオール、ヘキサンジオール、オクタンジオール
等のジオール、グリセリン、トリメチロールプロパン等
のトリオール、ペンタエリスリトール、ジグリセリン等
のテトラオールなどが挙げられ、好ましくは炭素数1〜
24の化合物であり、より好ましくは炭素数1〜4の化
合物である。
In the compound of the formula (4) used in the present invention, Z 3 is a residue of a compound having 1 to 6 hydroxyl groups. As the compound having 1 to 6 hydroxyl groups,
Methyl alcohol, ethyl alcohol, propyl alcohol, isopropyl alcohol, n-butyl alcohol, 2-butyl alcohol, t-butyl alcohol, n
Hexyl alcohol, n-octyl alcohol, isooctyl alcohol, decyl alcohol, dodecyl alcohol, tridecyl alcohol, tetradecyl alcohol, hexadecyl alcohol, octadecyl alcohol, octadecenyl alcohol, icosyl alcohol,
Monools such as tetricosyl alcohol, diols such as ethylene glycol, propylene glycol, butanediol, pentanediol, hexanediol and octanediol, triols such as glycerin and trimethylolpropane, and tetraols such as pentaerythritol and diglycerin. And preferably has 1 to 1 carbon atoms.
24 compounds, and more preferably a compound having 1 to 4 carbon atoms.

【0025】A3Oは炭素数2〜4のオキシアルキレン
基であり、オキシエチレン基、オキシプロピレン基、オ
キシブチレン基、オキシテトラメチレン基などが挙げら
れ、好ましくはオキシエチレン基またはオキシプロピレ
ン基である。またこれらの1種または2種以上の混合物
でもよく、2種以上の時の重合形式はブロック状、ラン
ダム状のいずれでもよい。nは炭素数2〜4のオキシア
ルキレン基の平均付加モル数であり、100〜150,
000であり、好ましくは200〜120,000であ
る。100より小さいと、イオン性化合物を配合した際
に流動性が発現してマトリクスとしての効果が得られに
くく、150,000を越えるとホウ酸エステル化合物
や電解質フィルムを作成する際に用いる溶剤への溶解性
が不十分であり好ましくない。cは1〜6であり、好ま
しくは1〜4である。ncは100〜150,000で
あり、好ましくは200〜120,000である。10
0より小さいと、イオン性化合物を配合した際に流動性
が発現してマトリクスとしての効果が得られにくく、1
50,000を越えるとホウ酸エステル化合物や電解質
フィルムを作成する際に用いる溶剤への溶解性が不十分
であり好ましくない。ホウ酸エステル化合物と式(4)
で示される化合物との混合割合は、高分子電解質として
の可尭性の付与と高いイオン伝導度を得る目的から、好
ましくは重量比で10/90〜95/5であり、より好
ましくは20/80〜80/20である。
A 3 O is an oxyalkylene group having 2 to 4 carbon atoms, such as an oxyethylene group, an oxypropylene group, an oxybutylene group and an oxytetramethylene group, and preferably an oxyethylene group or an oxypropylene group. is there. One or a mixture of two or more of these may be used, and when two or more of them are used, the polymerization form may be either block-like or random. n is the average number of moles of the oxyalkylene group having 2 to 4 carbon atoms, and 100 to 150,
000, preferably 200 to 120,000. If it is less than 100, fluidity is exhibited when an ionic compound is blended, and it is difficult to obtain an effect as a matrix. If it exceeds 150,000, it may be difficult to use a borate compound or a solvent used for forming an electrolyte film. The solubility is insufficient, which is not preferable. c is 1 to 6, preferably 1 to 4. nc is 100 to 150,000, preferably 200 to 120,000. 10
If it is smaller than 0, the fluidity is developed when the ionic compound is blended, and it is difficult to obtain the effect as a matrix.
If it exceeds 50,000, the solubility in a solvent used for producing a borate compound or an electrolyte film is insufficient, which is not preferable. Borate compound and formula (4)
The mixing ratio with the compound represented by is preferably from 10/90 to 95/5 by weight, more preferably from 20/95, for the purpose of imparting flexibility as a polymer electrolyte and obtaining high ionic conductivity. 80 to 80/20.

【0026】本発明に用いられる式(4)で示される化
合物は、従来から知られている開環重合により得ること
ができる。例えば、活性水素含有化合物に従来から知ら
れている開環重合触媒を用いて、エチレンオキシド、プ
ロピレンオキシド、ブチレンオキシド、テトラヒドロフ
ランなどのアルキレンオキシドを所定のモル比で重合さ
せることで合成することができる。
The compound represented by the formula (4) used in the present invention can be obtained by conventionally known ring-opening polymerization. For example, it can be synthesized by polymerizing an alkylene oxide such as ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, or tetrahydrofuran at a predetermined molar ratio using a conventionally known ring-opening polymerization catalyst on an active hydrogen-containing compound.

【0027】本発明に用いられるイオン性化合物は、本
発明に用いられる有機高分子化合物に対して任意の比率
で混合することができる。本発明に用いられるイオン性
化合物に含まれるアルカリ金属1モルに対して、本発明
に用いられる有機高分子化合物に含まれるオキシアルキ
レン単位の総数2〜30モルの比率となるように混合す
るのが好ましく、アルカリ金属1モルに対してオキシア
ルキレン単位の総数2〜15モルの比率となるように混
合するのが、有機高分子化合物のガラス転移温度低下に
よるイオン伝導度への寄与の点から、より好ましい。イ
オン性化合物としては、例えばLiClO4、LiAs
6、LiPF6、LiBF4、LiCF3SO3、Li
(CF3SO22N、Li(C25SO22N、Li
(CF3SO23C、LiI、LiSCN、NaBr、
NaI、NaSCN、KI、KSCNなどのアルカリ金
属塩が挙げられ、好ましくはLiClO4、LiAs
6、LiPF6、LiBF4、LiCF3SO3、Li
(CF3SO22N、Li(C25SO22N、Li
(CF3SO23C、LiI、LiSCN等のリチウム
塩である。
The ionic compound used in the present invention can be mixed with the organic polymer compound used in the present invention at an arbitrary ratio. One mole of the alkali metal contained in the ionic compound used in the present invention is mixed so that the total number of oxyalkylene units contained in the organic polymer compound used in the present invention is 2 to 30 mol. Preferably, mixing is performed so that the total number of oxyalkylene units is 2 to 15 moles per mole of alkali metal, from the viewpoint of contribution to ionic conductivity due to a decrease in glass transition temperature of the organic polymer compound. preferable. Examples of the ionic compound include LiClO 4 , LiAs
F 6 , LiPF 6 , LiBF 4 , LiCF 3 SO 3 , Li
(CF 3 SO 2 ) 2 N, Li (C 2 F 5 SO 2 ) 2 N, Li
(CF 3 SO 2 ) 3 C, LiI, LiSCN, NaBr,
Examples thereof include alkali metal salts such as NaI, NaSCN, KI, and KSCN, preferably LiClO 4 , LiAs
F 6 , LiPF 6 , LiBF 4 , LiCF 3 SO 3 , Li
(CF 3 SO 2 ) 2 N, Li (C 2 F 5 SO 2 ) 2 N, Li
(CF 3 SO 2 ) 3 C, LiI, LiSCN and other lithium salts.

【0028】さらに本発明の高分子電解質には、イオン
伝導性または強誘電性の塩、ガラスの粉末などを添加す
ることができる。このような塩またはガラスの粉末とし
ては、例えばSnO2、BaTiO3、Al23、Li2
O・3B23、LaTiO3などが挙げられる。
Further, an ion-conductive or ferroelectric salt, glass powder or the like can be added to the polymer electrolyte of the present invention. Examples of such salt or glass powder include SnO 2 , BaTiO 3 , Al 2 O 3 , and Li 2
Such as O · 3B 2 O 3, LaTiO 3 , and the like.

【0029】本発明の高分子電解質は、種々の方法で調
製可能である。その調製方法は特に限定されないが、例
えば、本発明に用いられるホウ酸エステル化合物は、多
くの低沸点有機溶剤に溶解するため、ホウ酸エステル化
合物、イオン性化合物および重合性有機化合物を低沸点
溶剤に溶解して溶液を調製し、これをキャスティングし
て低沸点溶剤を除去しつつ重合性有機化合物を熱重合さ
せることで、力学的強度を有する高分子電解質薄膜を得
ることができる。なお必要に応じて、紫外線、可視光、
電子線等の電磁波を照射することで重合性有機化合物の
重合による薄膜を得ることもできる。また、例えば、本
発明のホウ酸エステル化合物、イオン性化合物および高
分子化合物を低沸点溶剤に溶解して溶液に調整し、これ
をキャスティングして低沸点溶剤を除去することで、高
分子電解質薄膜を得ることができる。有機高分子化合物
は本発明の効果を妨げなければ、他の有機高分子化合物
を混合して使用しても問題ない。他の有機高分子化合物
としては、例えばポリアクリロニトリル、アクリロニト
リル−メタクリル酸共重合体、アクリロニトリル−メタ
クリル酸メチル共重合体、メタクリル酸−スチレン共重
合体、アクリロニトリル−スチレン共重合体、アクリロ
ニトリル−スチレン−メタクリル酸共重合体、アクリロ
ニトリル−スチレン−メタクリル酸メチル共重合体等が
挙げられる。
The polymer electrolyte of the present invention can be prepared by various methods. Although the preparation method is not particularly limited, for example, the borate compound used in the present invention is dissolved in many low-boiling organic solvents, so that the borate compound, the ionic compound and the polymerizable organic compound can be dissolved in a low-boiling solvent. A polymer electrolyte thin film having mechanical strength can be obtained by thermally dissolving the polymerizable organic compound while removing the low-boiling solvent by casting the solution. If necessary, ultraviolet light, visible light,
By irradiating an electromagnetic wave such as an electron beam, a thin film can be obtained by polymerization of a polymerizable organic compound. Further, for example, the borate compound, the ionic compound and the high molecular compound of the present invention are dissolved in a low-boiling solvent to prepare a solution, and the solution is cast to remove the low-boiling solvent. Can be obtained. As long as the effect of the present invention is not impaired, there is no problem even if other organic polymer compounds are mixed and used. Other organic polymer compounds include, for example, polyacrylonitrile, acrylonitrile-methacrylic acid copolymer, acrylonitrile-methyl methacrylate copolymer, methacrylic acid-styrene copolymer, acrylonitrile-styrene copolymer, acrylonitrile-styrene-methacrylic An acid copolymer, an acrylonitrile-styrene-methyl methacrylate copolymer and the like can be mentioned.

【0030】例えば、前記の溶液に可塑剤となり得る有
機溶剤を添加して溶液を調製し、これをキャスティング
することによって低沸点溶剤の除去および重合性有機化
合物の熱重合によって、高分子ゲル電解質薄膜を得るこ
とができる。さらに本発明のホウ酸エステル化合物と重
合性有機化合物を低沸点溶剤に溶解して溶液を調製し、
これをキャスティングして低沸点溶剤を除去しつつ重合
性有機化合物を熱重合させることで得た高分子固体薄膜
に、イオン性化合物を溶解した有機溶剤を含浸させるこ
とで高分子ゲル電解質薄膜を得ることもできる。なお必
要に応じて、紫外線、可視光、電子線等の電磁波を照射
することで重合性有機化合物の重合による薄膜を得るこ
ともできる。
For example, an organic solvent which can serve as a plasticizer is added to the above-mentioned solution to prepare a solution, and the solution is cast to remove a low-boiling solvent and to thermally polymerize a polymerizable organic compound, thereby obtaining a polymer gel electrolyte thin film. Can be obtained. Further, a solution is prepared by dissolving the borate ester compound and the polymerizable organic compound of the present invention in a low-boiling solvent,
A polymer gel electrolyte thin film is obtained by impregnating the polymer solid thin film obtained by thermally polymerizing the polymerizable organic compound while removing the low boiling point solvent by casting it with an organic solvent in which an ionic compound is dissolved. You can also. If necessary, a thin film obtained by polymerizing a polymerizable organic compound can be obtained by irradiating electromagnetic waves such as ultraviolet rays, visible light, and electron beams.

【0031】本発明の高分子電解質と、従来から知られ
ている正極材料および負極材料を組み合わせることで、
イオン伝導度、充放電サイクル特性および安全性に優れ
た二次電池を得ることが可能である。
By combining the polymer electrolyte of the present invention with conventionally known cathode and anode materials,
A secondary battery having excellent ion conductivity, charge / discharge cycle characteristics, and safety can be obtained.

【0032】[0032]

【実施例】以下、実施例により本発明を詳細に説明す
る。なお、以下文中においてLiTFSIはリチウムビ
ス(トリフルオロメタンスルホネート)イミドを示す。
また、比較例3を除く各実施例および各比較例におい
て、ホウ酸エステル化合物、式(2)または式(4)で
示される化合物に含まれるオキシアルキレン単位8モル
に対して、イオン性化合物に含まれるアルカリ金属が1
モルの比率となるように調整した。
The present invention will be described below in detail with reference to examples. In the following text, LiTFSI indicates lithium bis (trifluoromethanesulfonate) imide.
Further, in each of Examples and Comparative Examples except Comparative Example 3, 8 moles of oxyalkylene units contained in the boric acid ester compound, the compound represented by the formula (2) or the formula (4) were added to the ionic compound. Contains 1 alkali metal
The molar ratio was adjusted.

【0033】製造例1 出発物質として分子量550のメトキシポリエチレング
リコール550g(1.0モル)に無水ホウ酸11.6
g(0.167モル)を加え、窒素ガス雰囲気下110
℃まで昇温した。110℃となったのちに系内を徐々に
減圧し、圧力20mmHg以下の状態を3時間保持し、
反応の進行に伴って発生する水を除去した。その後濾過
することでホウ酸エステル化合物(1)が得られた。
Production Example 1 550 g (1.0 mol) of methoxypolyethylene glycol having a molecular weight of 550 as a starting material was added to 11.6 of boric anhydride.
g (0.167 mol) and added under a nitrogen gas atmosphere.
The temperature was raised to ° C. After the temperature reached 110 ° C., the pressure inside the system was gradually reduced, and a state of a pressure of 20 mmHg or less was maintained for 3 hours.
Water generated with the progress of the reaction was removed. Thereafter, filtration was performed to obtain a borate compound (1).

【0034】製造例2 出発物質として分子量600のポリエチレングリコール
600g(1.0モル)に反応溶剤としてトルエン60
0mlを加えた後に、無水ホウ酸23.2g(0.33
3モル)を加え、窒素ガス雰囲気下110℃まで昇温し
た。なお反応系には還流管および水分離管を取り付け、
揮発するトルエンの還流および発生する水がトルエンと
の比重差によって分離できるようにした。110℃とな
ったのちに系内を徐々に減圧し、圧力20mmHg以下
の状態を3時間保持し、反応の進行に伴って発生する水
を除去した。得られたホウ酸エステル化合物のトルエン
溶液を濾過し、ステンレスボートに溶液を入れ、このス
テンレスボートを真空乾燥機中にて120℃、10mm
Hg以下の条件で12時間保持することでトルエンを留
去し、ホウ酸エステル化合物(2)が得られた。
Production Example 2 600 g (1.0 mol) of polyethylene glycol having a molecular weight of 600 as a starting material and toluene 60 as a reaction solvent
After adding 0 ml, 23.2 g of boric anhydride (0.33
3 mol), and the temperature was raised to 110 ° C. in a nitrogen gas atmosphere. The reaction system was equipped with a reflux tube and a water separation tube,
The reflux of the volatilized toluene and the generated water can be separated by the difference in specific gravity from the toluene. After the temperature reached 110 ° C., the pressure inside the system was gradually reduced, and the pressure was kept at 20 mmHg or less for 3 hours to remove water generated as the reaction progressed. The toluene solution of the obtained borate compound was filtered, and the solution was put in a stainless steel boat.
Toluene was distilled off by maintaining the temperature for 12 hours or less under the condition of Hg or less to obtain a borate compound (2).

【0035】製造例3 出発物質として分子量750のトリスポリエチレングリ
コールグリセロールエーテル750g(1.0モル)に
反応溶剤としてトルエン600mlを加えた後に、無水
ホウ酸34.8g(0.5モル)を加え、窒素ガス雰囲
気下110℃まで昇温した。なお反応系には還流管およ
び水分離管を取り付け、揮発するトルエンの還流および
発生する水がトルエンとの比重差によって分離できるよ
うにした。110℃となったのちに系内を徐々に減圧
し、圧力20mmHg以下の状態を3時間保持し、反応
の進行に伴って発生する水を除去した。得られたホウ酸
エステル化合物のトルエン溶液を濾過し、ステンレスボ
ートに溶液を入れ、このステンレスボートを真空乾燥機
中にて120℃、10mmHg以下の条件で12時間保
持することでトルエンを留去し、ホウ酸エステル化合物
(3)が得られた。
Preparation Example 3 To 750 g (1.0 mol) of tris polyethylene glycol glycerol ether having a molecular weight of 750 as a starting material, 600 ml of toluene was added as a reaction solvent, and 34.8 g (0.5 mol) of boric anhydride was added. The temperature was raised to 110 ° C. in a nitrogen gas atmosphere. A reflux tube and a water separation tube were attached to the reaction system so that the reflux of the volatilized toluene and the generated water could be separated by the difference in specific gravity from the toluene. After the temperature reached 110 ° C., the pressure inside the system was gradually reduced, and the pressure was kept at 20 mmHg or less for 3 hours to remove water generated as the reaction progressed. The toluene solution of the obtained borate compound was filtered, the solution was put in a stainless steel boat, and the stainless steel boat was kept in a vacuum dryer at 120 ° C. and 10 mmHg or less for 12 hours to distill off toluene. Thus, a borate compound (3) was obtained.

【0036】製造例4 出発物質として分子量1000のテトラキスポリエチレ
ングリコールペンタエリスリトールエーテル1000g
(1.0モル)に反応溶剤としてトルエン600mlを
加えた後に、無水ホウ酸46.4g(0.67モル)を
加え、窒素ガス雰囲気下110℃まで昇温した。なお反
応系には還流管および水分離管を取り付け、揮発するト
ルエンの還流および発生する水がトルエンとの比重差に
よって分離できるようにした。110℃となったのちに
系内を徐々に減圧し、圧力20mmHg以下の状態を3
時間保持し、反応の進行に伴って発生する水を除去し
た。得られたホウ酸エステル化合物のトルエン溶液を濾
過し、ステンレスボートに溶液を入れ、このステンレス
ボートを真空乾燥機中にて120℃、10mmHg以下
の条件で12時間保持することでトルエンを留去し、ホ
ウ酸エステル化合物(4)が得られた。
Production Example 4 1000 g of tetrakis polyethylene glycol pentaerythritol ether having a molecular weight of 1000 as a starting material
After adding 600 ml of toluene as a reaction solvent to (1.0 mol), 46.4 g (0.67 mol) of boric anhydride was added, and the temperature was raised to 110 ° C. under a nitrogen gas atmosphere. A reflux tube and a water separation tube were attached to the reaction system so that the reflux of the volatilized toluene and the generated water could be separated by the difference in specific gravity from the toluene. After the temperature reached 110 ° C., the pressure in the system was gradually reduced.
The solution was kept for a time, and water generated as the reaction proceeded was removed. The toluene solution of the obtained borate compound was filtered, the solution was put in a stainless steel boat, and the stainless steel boat was kept in a vacuum dryer at 120 ° C. and 10 mmHg or less for 12 hours to distill off toluene. Thus, a borate compound (4) was obtained.

【0037】製造例5 出発物質として分子量4000のメトキシポリエチレン
グリコール600g(0.15モル)に、無水ホウ酸
1.74g(0.025モル)を加え、窒素ガス雰囲気
下110℃まで昇温した。110℃となったのちに系内
を徐々に減圧し、圧力20mmHg以下の状態を3時間
保持し、反応の進行に伴って発生する水を除去した。そ
の後濾過することでホウ酸エステル化合物(5)が得ら
れた。
Production Example 5 1.74 g (0.025 mol) of boric anhydride was added to 600 g (0.15 mol) of methoxypolyethylene glycol having a molecular weight of 4000 as a starting material, and the temperature was raised to 110 ° C. in a nitrogen gas atmosphere. After the temperature reached 110 ° C., the pressure inside the system was gradually reduced, and the pressure was kept at 20 mmHg or less for 3 hours to remove water generated as the reaction progressed. Thereafter, filtration was performed to obtain a borate compound (5).

【0038】製造例6 出発物質として分子量4000のメトキシポリエチレン
−プロピレングリコール(エチレンオキシド/プロピレ
ンオキシド=50/50重量比)600g(0.15モ
ル)に、無水ホウ酸1.74g(0.025モル)を加
え、窒素ガス雰囲気下110℃まで昇温した。110℃
となったのちに系内を徐々に減圧し、圧力20mmHg
以下の状態を3時間保持し、反応の進行に伴って発生す
る水を除去した。その後濾過することでホウ酸エステル
化合物(6)が得られた。
Production Example 6 As starting materials, 600 g (0.15 mol) of methoxypolyethylene-propylene glycol (ethylene oxide / propylene oxide = 50/50 weight ratio) having a molecular weight of 4,000 were added to 1.74 g (0.025 mol) of boric anhydride. Was added, and the temperature was raised to 110 ° C. in a nitrogen gas atmosphere. 110 ° C
After that, the pressure inside the system was gradually reduced to 20 mmHg.
The following conditions were maintained for 3 hours to remove water generated with the progress of the reaction. Thereafter, filtration was performed to obtain a borate compound (6).

【0039】実施例1 製造例1で得られたホウ酸エステル化合物(1)3.0
0gに対して、日本油脂(株)製ブレンマーPE−35
0(ポリエチレングリコール(350)モノメタクリレ
ート)を2.00g混合し、支持塩としてLiTFSI
を3.98g添加し、均一に溶解させた後、テフロンボ
ート中に流し込み、アルゴン雰囲気下、ホットプレート
にて110℃で熱重合させ、真空により乾燥することで
厚さ0.50mmの二次電池用電解質を得た。
Example 1 The borate ester compound (1) obtained in Production Example 1 was 3.0
For 0 g, Blemmer PE-35 manufactured by NOF Corporation
0 (polyethylene glycol (350) monomethacrylate) was mixed with 2.00 g, and LiTFSI was used as a supporting salt.
3.98 g was added and uniformly dissolved, then poured into a Teflon boat, thermally polymerized at 110 ° C. on a hot plate under an argon atmosphere, and dried under vacuum to form a 0.50 mm thick secondary battery. An electrolyte was obtained.

【0040】実施例2 製造例1で得られたホウ酸エステル化合物(1)3.0
0gに対して、日本油脂(株)製ブレンマーPDE−6
00(ポリエチレングリコール(600)ジメタクリレ
ート)を2.00g混合し、支持塩としてLiTFSI
を3.59g添加し、均一に溶解させた後、テフロンボ
ート中に流し込み、アルゴン雰囲気下、ホットプレート
にて110℃で熱重合させ、真空により乾燥することで
厚さ0.50mmの二次電池用電解質を得た。
Example 2 The borate compound (1) obtained in Production Example 1 (3.0)
0 g, Blemmer PDE-6 manufactured by NOF Corporation
00 (polyethylene glycol (600) dimethacrylate) as a supporting salt.
Was added and melted uniformly, then poured into a Teflon boat, thermally polymerized at 110 ° C. on a hot plate under an argon atmosphere, and dried by vacuum to form a 0.50 mm thick secondary battery. An electrolyte was obtained.

【0041】実施例3 製造例1で得られたホウ酸エステル化合物(1)2.0
0gに対して、日本油脂(株)製ブレンマーPME−4
00(メトキシポリエチレングリコール(400)メタ
クリレート)を3.00g混合し、支持塩としてLiT
FSIを3.98g添加し、均一に溶解させた後、テフ
ロンボート中に流し込み、アルゴン雰囲気下、ホットプ
レートにて110℃で熱重合させ、真空により乾燥する
ことで厚さ0.50mmの二次電池用電解質を得た。
Example 3 The borate compound (1) obtained in Production Example 1 (2.0)
0 g, Blenmer PME-4 manufactured by NOF Corporation
00 (methoxypolyethylene glycol (400) methacrylate) was mixed with 3.00 g, and LiT was used as a supporting salt.
After adding 3.98 g of FSI and dissolving uniformly, pour into a Teflon boat, thermally polymerize at 110 ° C on a hot plate under an argon atmosphere, and dry by vacuum to obtain a 0.50 mm thick secondary. An electrolyte for a battery was obtained.

【0042】実施例4 製造例1で得られたホウ酸エステル化合物(1)3.5
0gに対して、日本油脂(株)製ブレンマーPDE−6
00(ポリエチレングリコール(600)ジメタクリレ
ート)を0.75g、日本油脂(株)製ブレンマーPM
E−4000(メトキシポリエチレングリコール(40
00)メタクリレート)を0.75g混合し、支持塩と
してLiTFSIを3.21g添加し、均一に溶解させ
た後、テフロンボート中に流し込み、アルゴン雰囲気
下、ホットプレートにて110℃で熱重合させ、真空に
より乾燥することで厚さ0.50mmの二次電池用電解
質を得た。
Example 4 Borate compound (1) 3.5 obtained in Production Example 1
0 g, Blemmer PDE-6 manufactured by NOF Corporation
0.75 g of 00 (polyethylene glycol (600) dimethacrylate), Blemmer PM manufactured by NOF Corporation
E-4000 (methoxypolyethylene glycol (40
After mixing 0.75 g of (00) methacrylate), adding 3.21 g of LiTFSI as a supporting salt and uniformly dissolving the mixture, pouring the mixture into a Teflon boat, and performing thermal polymerization at 110 ° C. on a hot plate under an argon atmosphere; By drying in a vacuum, an electrolyte for a secondary battery having a thickness of 0.50 mm was obtained.

【0043】実施例5 製造例1で得られたホウ酸エステル化合物(1)3.0
0gに対して、日本油脂(株)製ブレンマーPDE−6
00(ポリエチレングリコール(600)ジメタクリレ
ート)を1.00g、日本油脂(株)製ブレンマーPM
E−4000(メトキシポリエチレングリコール(40
00)メタクリレート)を1.00g混合し、支持塩と
してLiTFSIを3.77g添加し、均一に溶解させ
た後、テフロンボート中に流し込み、アルゴン雰囲気
下、ホットプレートにて110℃で熱重合させ、真空に
より乾燥することで厚さ0.50mmの二次電池用電解
質を得た。
Example 5 Boric ester compound (1) obtained in Production Example 1 (3.0)
0 g, Blemmer PDE-6 manufactured by NOF Corporation
1.00 g of polyethylene glycol (600) dimethacrylate, manufactured by NOF Corporation
E-4000 (methoxypolyethylene glycol (40
1.00 g of (00) methacrylate), 3.77 g of LiTFSI was added as a supporting salt, and after uniformly dissolving, it was poured into a Teflon boat and thermally polymerized at 110 ° C. on a hot plate under an argon atmosphere. By drying in a vacuum, an electrolyte for a secondary battery having a thickness of 0.50 mm was obtained.

【0044】実施例6 製造例1で得られたホウ酸エステル化合物(1)3.0
0gに対して、日本油脂(株)製ブレンマーPE−35
0(ポリエチレングリコール(350)モノメタクリレ
ート)を2.00g混合し、支持塩として過塩素酸リチ
ウムを1.35g添加し、均一に溶解させた後、テフロ
ンボート中に流し込み、アルゴン雰囲気下、ホットプレ
ートにて110℃で熱重合させ、真空により乾燥するこ
とで厚さ0.50mmの二次電池用電解質を得た。
Example 6 Boric ester compound (1) obtained in Production Example 1 (3.0)
For 0 g, Blemmer PE-35 manufactured by NOF Corporation
1.00 g of polyethylene glycol (350) monomethacrylate), and 1.35 g of lithium perchlorate as a supporting salt was added and uniformly dissolved. The mixture was poured into a Teflon boat and placed on a hot plate under an argon atmosphere. At 110 ° C. and dried under vacuum to obtain a 0.50 mm thick electrolyte for a secondary battery.

【0045】実施例7 製造例1で得られたホウ酸エステル化合物(1)3.0
0gに対して、日本油脂(株)製ブレンマーPDE−6
00(ポリエチレングリコール(600)ジメタクリレ
ート)を2.00g混合し、支持塩として過塩素酸リチ
ウムを1.33g添加し、均一に溶解させた後、テフロ
ンボート中に流し込み、アルゴン雰囲気下、ホットプレ
ートにて110℃で熱重合させ、真空により乾燥するこ
とで厚さ0.50mmの二次電池用電解質を得た。
Example 7 Boric ester compound (1) obtained in Production Example 1 (3.0)
0 g, Blemmer PDE-6 manufactured by NOF Corporation
2.00 g of poly (ethylene glycol (600) dimethacrylate), 1.33 g of lithium perchlorate as a supporting salt was added, and the mixture was uniformly dissolved. The mixture was poured into a Teflon boat and placed on a hot plate under an argon atmosphere. At 110 ° C. and dried under vacuum to obtain a 0.50 mm thick electrolyte for a secondary battery.

【0046】実施例8 製造例1で得られたホウ酸エステル化合物(1)3.0
0gに対して、日本油脂(株)製ブレンマーPME−4
00(メトキシポリエチレングリコール(400)メタ
クリレート)を2.00g混合し、支持塩として過塩素
酸リチウムを1.36g添加し、均一に溶解させた後、
テフロンボート中に流し込み、アルゴン雰囲気下、ホッ
トプレートにて110℃で熱重合させ、真空により乾燥
することで厚さ0.50mmの二次電池用電解質を得
た。
Example 8 The borate compound (1) obtained in Production Example 1 (3.0)
0 g, Blenmer PME-4 manufactured by NOF Corporation
After mixing 2.00 g of 00 (methoxypolyethylene glycol (400) methacrylate) and adding 1.36 g of lithium perchlorate as a supporting salt and uniformly dissolving,
The mixture was poured into a Teflon boat, thermally polymerized at 110 ° C. on a hot plate under an argon atmosphere, and dried under vacuum to obtain a 0.50 mm thick electrolyte for a secondary battery.

【0047】実施例9 製造例1で得られたホウ酸エステル化合物(1)3.0
0gに対して、日本油脂(株)製ブレンマーPDE−6
00(ポリエチレングリコール(600)モノメタクリ
レート)を1.00g、日本油脂(株)製ブレンマーP
ME−4000(メトキシポリエチレングリコール(4
000)メタクリレート)を1.00g混合し、支持塩
として過塩素酸リチウムを1.40g添加し、均一に溶
解させた後、テフロンボート中に流し込み、アルゴン雰
囲気下、ホットプレートにて110℃で熱重合させ、真
空により乾燥することで厚さ0.50mmの二次電池用
電解質を得た。
Example 9 The borate compound (1) obtained in Production Example 1 (3.0)
0 g, Blemmer PDE-6 manufactured by NOF Corporation
1.00 g of polyethylene glycol (600) monomethacrylate, Blemmer P manufactured by NOF Corporation
ME-4000 (methoxypolyethylene glycol (4
000) methacrylate), and 1.40 g of lithium perchlorate as a supporting salt was added and uniformly dissolved. The mixture was poured into a Teflon boat, and heated at 110 ° C. on a hot plate under an argon atmosphere. By polymerizing and drying by vacuum, an electrolyte for a secondary battery having a thickness of 0.50 mm was obtained.

【0048】実施例10 製造例1で得られたホウ酸エステル化合物(1)2.0
0gに対して、和光純薬(株)製ポリエチレンオキシド
(500,000)を2.00g混合し、アセトニトリ
ル10.0gに加えて溶液として、支持塩として過塩素
酸リチウムを1.21g添加し、均一に溶解させた後、
テフロンボート中に流し込み、アルゴン雰囲気下、ホッ
トプレートにて110℃で加熱し、真空により溶剤を揮
発させることで厚さ0.50mmの二次電池用電解質を
得た。
Example 10 The borate compound (1) obtained in Production Example 1 (2.0)
To 0 g, 2.00 g of polyethylene oxide (500,000) manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. was mixed and added to 10.0 g of acetonitrile to form a solution, and 1.21 g of lithium perchlorate was added as a supporting salt, After dissolving uniformly,
The mixture was poured into a Teflon boat, heated at 110 ° C. on a hot plate under an argon atmosphere, and the solvent was evaporated by vacuum to obtain a 0.50 mm thick electrolyte for a secondary battery.

【0049】実施例11 製造例1で得られたホウ酸エステル化合物(1)1.5
0gに対して、和光純薬(株)製ポリエチレンオキシド
(500,000)を3.00g混合し、アセトニトリ
ル15.0gに加えて溶液として、支持塩として過塩素
酸リチウムを1.36g添加し、均一に溶解させた後、
テフロンボート中に流し込み、アルゴン雰囲気下、ホッ
トプレートにて110℃で加熱し、真空により溶剤を揮
発させることで厚さ0.50mmの二次電池用電解質を
得た。
Example 11 Borate ester compound (1) obtained in Production Example 1 (1.5)
To 0 g, 3.00 g of polyethylene oxide (500,000) manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. was mixed, and added to 15.0 g of acetonitrile to form a solution, and 1.36 g of lithium perchlorate as a supporting salt was added. After dissolving uniformly,
The mixture was poured into a Teflon boat, heated at 110 ° C. on a hot plate under an argon atmosphere, and the solvent was evaporated by vacuum to obtain a 0.50 mm thick electrolyte for a secondary battery.

【0050】実施例12 製造例2で得られたホウ酸エステル化合物(2)2.0
0gに対して、和光純薬(株)製ポリエチレンオキシド
(500,000)を2.00g混合し、アセトニトリ
ル10.0gに加えて溶液として、支持塩として過塩素
酸リチウムを1.21g添加し、均一に溶解させた後、
テフロンボート中に流し込み、アルゴン雰囲気下、ホッ
トプレートにて110℃で加熱し、真空により溶剤を揮
発させることで厚さ0.50mmの二次電池用電解質を
得た。
Example 12 The borate compound (2) obtained in Production Example 2 (2.0)
To 0 g, 2.00 g of polyethylene oxide (500,000) manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. was mixed and added to 10.0 g of acetonitrile to form a solution, and 1.21 g of lithium perchlorate was added as a supporting salt, After dissolving uniformly,
The mixture was poured into a Teflon boat, heated at 110 ° C. on a hot plate under an argon atmosphere, and the solvent was evaporated by vacuum to obtain a 0.50 mm thick electrolyte for a secondary battery.

【0051】実施例13 製造例3で得られたホウ酸エステル化合物(3)2.0
0gに対して、和光純薬(株)製ポリエチレンオキシド
(500,000)を2.00g混合し、アセトニトリ
ル10.0gに加えて溶液として、支持塩として過塩素
酸リチウムを1.13g添加し、均一に溶解させた後、
テフロンボート中に流し込み、アルゴン雰囲気下、ホッ
トプレートにて110℃で加熱し、真空により溶剤を揮
発させることで厚さ0.50mmの二次電池用電解質を
得た。
Example 13 The borate ester compound (3) obtained in Production Example 3 (2.0)
To 0 g, 2.00 g of polyethylene oxide (500,000) manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. was mixed, added to 10.0 g of acetonitrile to form a solution, and 1.13 g of lithium perchlorate as a supporting salt was added. After dissolving uniformly,
The mixture was poured into a Teflon boat, heated at 110 ° C. on a hot plate under an argon atmosphere, and the solvent was evaporated by vacuum to obtain a 0.50 mm thick electrolyte for a secondary battery.

【0052】実施例14 製造例4で得られたホウ酸エステル化合物(4)2.0
0gに対して、和光純薬(株)製ポリエチレンオキシド
(500,000)を2.00g混合し、アセトニトリ
ル10.0gに加えて溶液として、支持塩として過塩素
酸リチウムを0.61g添加し、均一に溶解させた後、
テフロンボート中に流し込み、アルゴン雰囲気下、ホッ
トプレートにて110℃で加熱し、真空により溶剤を揮
発させることで厚さ0.50mmの二次電池用電解質を
得た。
Example 14 The boric acid ester compound (4) obtained in Production Example 4 (2.0)
To 0 g, 2.00 g of polyethylene oxide (500,000) manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. was mixed and added to 10.0 g of acetonitrile to form a solution, and 0.61 g of lithium perchlorate was added as a supporting salt, After dissolving uniformly,
The mixture was poured into a Teflon boat, heated at 110 ° C. on a hot plate under an argon atmosphere, and the solvent was evaporated by vacuum to obtain a 0.50 mm thick electrolyte for a secondary battery.

【0053】実施例15 製造例5で得られたホウ酸エステル化合物(5)2.0
0gに対して、和光純薬(株)製ポリエチレンオキシド
(500,000)を2.00g混合し、アセトニトリ
ル10.0gに加えて溶液として、支持塩として過塩素
酸リチウムを1.21g添加し、均一に溶解させた後、
テフロンボート中に流し込み、アルゴン雰囲気下、ホッ
トプレートにて110℃で加熱し、真空により溶剤を揮
発させることで厚さ0.50mmの二次電池用電解質を
得た。
Example 15 The borate ester compound (5) obtained in Production Example 5 (2.0)
To 0 g, 2.00 g of polyethylene oxide (500,000) manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. was mixed and added to 10.0 g of acetonitrile to form a solution, and 1.21 g of lithium perchlorate was added as a supporting salt, After dissolving uniformly,
The mixture was poured into a Teflon boat, heated at 110 ° C. on a hot plate under an argon atmosphere, and the solvent was evaporated by vacuum to obtain a 0.50 mm thick electrolyte for a secondary battery.

【0054】実施例16 製造例6で得られたホウ酸エステル化合物(6)2.0
0gに対して、和光純薬(株)製ポリエチレンオキシド
(500,000)を2.00g混合し、アセトニトリ
ル10.0gに加えて溶液として、支持塩として過塩素
酸リチウムを1.21g添加し、均一に溶解させた後、
テフロンボート中に流し込み、アルゴン雰囲気下、ホッ
トプレートにて110℃で加熱し、真空により溶剤を揮
発させることで厚さ0.50mmの二次電池用電解質を
得た。
Example 16 The borate compound (6) obtained in Production Example 6 (2.0)
To 0 g, 2.00 g of polyethylene oxide (500,000) manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. was mixed and added to 10.0 g of acetonitrile to form a solution, and 1.21 g of lithium perchlorate was added as a supporting salt, After dissolving uniformly,
The mixture was poured into a Teflon boat, heated at 110 ° C. on a hot plate under an argon atmosphere, and the solvent was evaporated by vacuum to obtain a 0.50 mm thick electrolyte for a secondary battery.

【0055】比較例1 日本油脂(株)製ブレンマーPDE−400(ポリエチ
レングリコール(400)ジメタクリレート)4.00
gに、支持塩としてLiTFSIを2.19g添加し、
均一に溶解させた後、テフロンボート中に流し込み、ア
ルゴン雰囲気下、ホットプレートにて110℃で熱重合
させ、真空により乾燥することで厚さ0.50mmの二
次電池用電解質を得た。
Comparative Example 1 Blenmer PDE-400 (polyethylene glycol (400) dimethacrylate) manufactured by NOF Corporation 4.00
g, 2.19 g of LiTFSI was added as a supporting salt,
After uniformly dissolving, the mixture was poured into a Teflon boat, thermally polymerized at 110 ° C. on a hot plate under an argon atmosphere, and dried under vacuum to obtain a 0.50 mm-thick secondary battery electrolyte.

【0056】比較例2 日本油脂(株)製ポリエチレングリコール#4000
(分子量4000)4.00gに、支持塩としてLiT
FSIを3.26g添加し、均一に溶解させた後、テフ
ロンボート中に流し込み、アルゴン雰囲気下、ホットプ
レートにより110℃で加熱し、真空により溶剤を揮発
させることで厚さ0.50mmの二次電池用電解質を得
た。
Comparative Example 2 Polyethylene glycol # 4000 manufactured by NOF Corporation
(Molecular weight 4000) to 4.00 g of LiT as a supporting salt
After adding 3.26 g of FSI and dissolving uniformly, pour into a Teflon boat, heat at 110 ° C. on a hot plate under an argon atmosphere, and volatilize the solvent by vacuum to obtain a 0.50 mm thick secondary. An electrolyte for a battery was obtained.

【0057】比較例3 ポリ(アクリロニトリル/メタクリル酸=93/7重量
部)(分子量200000、ランダム状共重合体)4.
00gをジメチルホルムアミド10.0gに溶解させ、
支持塩として過塩素酸リチウムを3.73g添加し、均
一に溶解させた後、テフロンボート中に流し込み、アル
ゴン雰囲気下、ホットプレートにて110℃で加熱し、
真空により溶剤を揮発させることで厚さ0.50mmの
二次電池用電解質を得た。
Comparative Example 3 Poly (acrylonitrile / methacrylic acid = 93/7 parts by weight) (molecular weight 200000, random copolymer)
00 g in dimethylformamide 10.0 g,
3.73 g of lithium perchlorate was added as a supporting salt, and after uniformly dissolving, poured into a Teflon boat and heated at 110 ° C. on a hot plate under an argon atmosphere,
The solvent for the secondary battery having a thickness of 0.50 mm was obtained by volatilizing the solvent by vacuum.

【0058】比較例4 日本油脂(株)製ブレンマーPME−400(メトキシ
ポリエチレングリコール(400)メタクリレート)
4.00gに、支持塩として過塩素酸リチウムを0.9
8g添加し、均一に溶解させた後、テフロンボート中に
流し込み、アルゴン雰囲気下、ホットプレートにて11
0℃で熱重合させ、真空により乾燥することで厚さ0.
50mmの二次電池用電解質を得た。
Comparative Example 4 Blemmer PME-400 (methoxypolyethylene glycol (400) methacrylate) manufactured by NOF Corporation
4.00 g of lithium perchlorate as a supporting salt in 0.9 g
After adding 8 g and dissolving uniformly, the mixture was poured into a Teflon boat and placed on a hot plate under an argon atmosphere.
Thermal polymerization is carried out at 0 ° C., and dried by vacuum to obtain a thickness of 0.1 mm.
A 50 mm electrolyte for a secondary battery was obtained.

【0059】比較例5 日本油脂(株)製ブレンマーPDE−400(ポリエチ
レングリコール(400)ジメタクリレート)4.00
gに、支持塩として過塩素酸リチウムを0.81g添加
し、均一に溶解させた後、テフロンボート中に流し込
み、アルゴン雰囲気下、ホットプレートにて110℃で
熱重合させ、真空により乾燥することで厚さ0.50m
mの二次電池用電解質を得た。
Comparative Example 5 Blenmer PDE-400 (polyethylene glycol (400) dimethacrylate) manufactured by NOF Corporation 4.00
To 0.8 g, add 0.81 g of lithium perchlorate as a supporting salt, uniformly dissolve, pour into a Teflon boat, thermally polymerize at 110 ° C on a hot plate under an argon atmosphere, and dry under vacuum. 0.50m thick
m of secondary battery electrolyte was obtained.

【0060】実施例および比較例で得られた高分子電解
質のフィルム成形性およびイオン伝導度の評価を下記の
方法で行った。 (1)フィルム成形性 ○:何ら問題無くフィルムが得られる ×:硬化不良、もしくはフィルム形成不可能 (2)イオン伝導度 高分子電解質をステンレス電極に挟み込み、アルゴン雰
囲気下、温度を変化させ、各温度における交流複素イン
ピーダンス測定を行い、得られた複素平面上のプロット
(Cole−Coleプロット)のバルク抵抗成分の半
円の直径をイオン伝導度として求めた。
The polymer electrolytes obtained in Examples and Comparative Examples were evaluated for film formability and ionic conductivity by the following methods. (1) Film formability ○: A film can be obtained without any problem ×: Poor curing or film formation impossible (2) Ionic conductivity A polymer electrolyte is sandwiched between stainless steel electrodes, and the temperature is changed under an argon atmosphere to change each temperature. An AC complex impedance measurement at a temperature was performed, and the diameter of the semicircle of the bulk resistance component in the obtained plot on a complex plane (Cole-Cole plot) was determined as ionic conductivity.

【0061】製造例で得られたホウ酸エステル化合物の
組成を表1、実施例および比較例のホウ酸エステル化合
物および有機高分子化合物の組成およびイオン性化合物
の種類を表2、フィルム成形性、25℃、50℃および
80℃におけるイオン伝導度の評価結果を表3に示す。
Table 1 shows the composition of the borate compound obtained in the Production Example, and Table 2 shows the composition of the borate compound and the organic polymer compound and the type of the ionic compound in Examples and Comparative Examples. Table 3 shows the evaluation results of the ionic conductivity at 25 ° C., 50 ° C., and 80 ° C.

【0062】[0062]

【表1】 [Table 1]

【0063】※[ / ]はランダム状付加を示す。* [/] Indicates random addition.

【0064】[0064]

【表2】 [Table 2]

【0065】※ MAAはメタクリル酸もしくはメタク
リル酸残基、EOはオキシエチレン基をそれぞれ示す。 *1:分子量200000、ランダム状共重合物
* MAA represents methacrylic acid or a methacrylic acid residue, and EO represents an oxyethylene group. * 1: 200,000 molecular weight, random copolymer

【0066】[0066]

【表3】 [Table 3]

【0067】比較例においてはフィルム成形性とイオン
伝導性の両方を満足するものは得られていないのに対
し、本発明の高分子電解質では、良好なフィルム成形性
が得られ、かつ高いイオン伝導度が得られることが確か
められた。
In the comparative example, a film satisfying both the film formability and the ion conductivity was not obtained, whereas the polymer electrolyte of the present invention provided good film formability and high ion conductivity. It was confirmed that the degree could be obtained.

【0068】実施例17 本発明の二次電池用電解質を用いた二次電池を作製し、
充放電試験の評価を次の方法で行った。正極活物質とし
てLiMn粉末75重量部と、バインダーポリマ
ーとしてポリフッ化ビニリデン粉末5重量部、導電材と
して炭素粉末20重量部を良く混練し、アルミ箔上にホ
ットプレス法にて厚さ0.10mm、直径10mmの正
極材料を得た。アルカリ金属イオン吸蔵材として厚さ約
0.08mm、直径10mmの金属リチウム箔を負極材
料とした。実施例4の二次電池用電解質を直径10mm
に打ち抜き、前述の正極材料および負極材料にて挟み込
み、さらにステンレス電極にて挟み込んで二次電池を得
た。
Example 17 A secondary battery using the secondary battery electrolyte of the present invention was prepared.
The charge / discharge test was evaluated by the following method. 75 parts by weight of LiMn 2 O 4 powder as a positive electrode active material, 5 parts by weight of polyvinylidene fluoride powder as a binder polymer, and 20 parts by weight of carbon powder as a conductive material are well kneaded, and a thickness of 0 is formed on an aluminum foil by hot pressing. A positive electrode material having a diameter of 10 mm and a diameter of 10 mm was obtained. A lithium metal foil having a thickness of about 0.08 mm and a diameter of 10 mm was used as the negative electrode material as an alkali metal ion storage material. The electrolyte for a secondary battery of Example 4 was 10 mm in diameter.
, And sandwiched between the above-described positive electrode material and negative electrode material, and further sandwiched between stainless steel electrodes to obtain a secondary battery.

【0069】比較例6 LIPASTE EDEC(富山薬品(株)製、エチレ
ンカーボネート/ジエチルカーボネート(1/1体積
比)混合溶液、指示塩:過塩素酸リチウム、指示塩濃
度:1モル/リットル)を電解液とした。上記の電解液
を、厚さ0.50mmの多孔質ポリテトラフルオロエチ
レン製セパレータを挟み込んだ密閉型セル内に充填し、
前述の正極材料および負極材料にて挟み込み、さらにス
テンレス電極にて挟み込んで二次電池を得た。
Comparative Example 6 LIPASTE EDEC (manufactured by Toyama Pharmaceutical Co., Ltd., mixed solution of ethylene carbonate / diethyl carbonate (1/1 volume ratio), indicator salt: lithium perchlorate, indicator salt concentration: 1 mol / l) was electrolyzed. Liquid. Filling the above electrolyte solution into a closed cell sandwiching a 0.50 mm thick porous polytetrafluoroethylene separator,
A secondary battery was obtained by sandwiching between the above-described positive electrode material and negative electrode material, and further between stainless steel electrodes.

【0070】各二次電池について、50℃にて電流密度
155mA/m2にて4.35Vまで充電した後、電流
密度155mA/m2にて3.50Vまで放電する充放
電を30サイクル繰り返し、各電池の1サイクル目、1
5サイクル目、30サイクル目の正極1kg当たりの放
電容量を求めた。充放電試験の評価結果を表4に示す。
After charging each secondary battery at 50 ° C. at a current density of 155 mA / m 2 to 4.35 V, charging and discharging at a current density of 155 mA / m 2 to 3.50 V were repeated 30 cycles. First cycle of each battery, 1
The discharge capacity per 1 kg of the positive electrode at the 5th cycle and the 30th cycle was determined. Table 4 shows the evaluation results of the charge / discharge test.

【0071】[0071]

【表4】 [Table 4]

【0072】本発明の高分子電解質を用いた二次電池で
は、初期の放電容量は、極材との界面抵抗成分のために
若干劣るものの、比較例6は液体であり、サイクルに伴
う容量低下が著しいのに対して、優れたサイクル特性を
有することが確認された。
In the secondary battery using the polymer electrolyte of the present invention, although the initial discharge capacity was slightly inferior due to the interfacial resistance component with the electrode material, Comparative Example 6 was a liquid, and the capacity decreased with the cycle. , But excellent cycle characteristics were confirmed.

【0073】[0073]

【発明の効果】本発明の高分子電解質である二次電池用
電解質は、高いイオン伝導度が得られ、安全性に優れて
いるため電池等の電気化学デバイス用の材料として有用
であり、この電解質を用いた場合に、広い温度範囲に亘
って高いイオン伝導度を有し、サイクル特性および安全
性に優れた二次電池デバイスを得ることができる。
The electrolyte for a secondary battery, which is a polymer electrolyte of the present invention, has high ionic conductivity and is excellent in safety, and therefore is useful as a material for electrochemical devices such as batteries. When the electrolyte is used, a secondary battery device having high ionic conductivity over a wide temperature range and excellent in cycle characteristics and safety can be obtained.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 イオン性化合物および有機高分子化合物
からなる二次電池用電解質において、有機高分子化合物
が、式(1)で示される化合物をホウ酸または無水ホウ
酸によりエステル化することによって得られるホウ酸エ
ステル化合物を含有することを特徴とする二次電池用電
解質。 Z1−[(A1O)l−H]a (1) (Z1は1〜6個の水酸基を持つ化合物の残基、A1Oは
炭素数2〜4のオキシアルキレン基の1種または2種以
上の混合物であり、l=0〜600、a=1〜6であ
り、かつla=0〜600である。)
1. An electrolyte for a secondary battery comprising an ionic compound and an organic polymer compound, wherein the organic polymer compound is obtained by esterifying a compound represented by the formula (1) with boric acid or boric anhydride. An electrolyte for a secondary battery, comprising a boric acid ester compound. Z 1 -[(A 1 O) 1 -H] a (1) (Z 1 is a residue of a compound having 1 to 6 hydroxyl groups, A 1 O is one kind of an oxyalkylene group having 2 to 4 carbon atoms) Or a mixture of two or more, wherein l = 0 to 600, a = 1 to 6, and la = 0 to 600.)
【請求項2】 有機高分子化合物が、ホウ酸エステル化
合物および式(2)で示される化合物の重合物からなる
請求項1記載の二次電池用電解質。 Z2−[(A2O)m−R1b (2) (Z2は1〜4個の水酸基を持つ化合物の残基または水
酸基であり、A2Oは炭素数2〜4のオキシアルキレン
基の1種または2種以上の混合物であり、m=0〜15
0、b=1〜4であり、かつmb=0〜300であり、
1は水素原子または式(3)で示される基である。) 【化1】 (R2およびR3は水素原子またはメチル基である。)
2. The electrolyte for a secondary battery according to claim 1, wherein the organic polymer compound comprises a borate compound and a polymer of the compound represented by the formula (2). Z 2 -[(A 2 O) m -R 1 ] b (2) (Z 2 is a residue or a hydroxyl group of a compound having 1 to 4 hydroxyl groups, and A 2 O is an oxy group having 2 to 4 carbon atoms. A mixture of one or more alkylene groups, m = 0 to 15;
0, b = 1 to 4 and mb = 0 to 300,
R 1 is a hydrogen atom or a group represented by the formula (3). ) (R 2 and R 3 are a hydrogen atom or a methyl group.)
【請求項3】 有機高分子化合物が、ホウ酸エステル化
合物および式(4)で示される化合物からなる請求項1
記載の二次電池用電解質。 Z3−[(A3O)n−H]c (4) (Z3は1〜6個の水酸基を持つ化合物の残基、A3Oは
炭素数2〜4のオキシアルキレン基の1種または2種以
上の混合物であり、n=100〜150,000、c=
1〜6であり、かつnc=100〜150,000であ
る。)
3. The organic polymer compound comprising a borate compound and a compound represented by the formula (4).
The electrolyte for a secondary battery as described in the above. Z 3 -[(A 3 O) n -H] c (4) (Z 3 is a residue of a compound having 1 to 6 hydroxyl groups, A 3 O is one kind of an oxyalkylene group having 2 to 4 carbon atoms) Or a mixture of two or more, n = 100 to 150,000, c =
1 to 6 and nc = 100 to 150,000. )
【請求項4】 イオン性化合物がアルカリ金属塩である
ことを特徴とする請求項1、請求項2または請求項3記
載の二次電池用電解質。
4. The electrolyte for a secondary battery according to claim 1, wherein the ionic compound is an alkali metal salt.
【請求項5】 請求項1、請求項2、請求項3または請
求項4記載の二次電池用電解質を用いることを特徴とす
る二次電池。
5. A secondary battery using the electrolyte for a secondary battery according to claim 1, 2, 3, or 4.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6998465B2 (en) 2001-09-28 2006-02-14 Nof Corporation Process for producing boric ester compound, electrolyte for electrochemical device, and secondary battery
US20130157145A1 (en) * 2011-12-17 2013-06-20 Li Wang Method for making solid electrolyte
US20130157146A1 (en) * 2011-12-17 2013-06-20 Li Wang Solid electrolyte and lithium based battery using the same
JP2014120512A (en) * 2012-12-13 2014-06-30 Nof Corp Electrolyte for electrolytic capacitor

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6998465B2 (en) 2001-09-28 2006-02-14 Nof Corporation Process for producing boric ester compound, electrolyte for electrochemical device, and secondary battery
US20130157145A1 (en) * 2011-12-17 2013-06-20 Li Wang Method for making solid electrolyte
US20130157146A1 (en) * 2011-12-17 2013-06-20 Li Wang Solid electrolyte and lithium based battery using the same
US9359454B2 (en) * 2011-12-17 2016-06-07 Tsinghua University Method for making solid electrolyte
US9815914B2 (en) * 2011-12-17 2017-11-14 Tsinghua University Solid electrolyte and lithium based battery using the same
JP2014120512A (en) * 2012-12-13 2014-06-30 Nof Corp Electrolyte for electrolytic capacitor

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