JP2002511502A - アオイノマーおよびイオン伝導性組成物 - Google Patents
アオイノマーおよびイオン伝導性組成物Info
- Publication number
- JP2002511502A JP2002511502A JP2000543510A JP2000543510A JP2002511502A JP 2002511502 A JP2002511502 A JP 2002511502A JP 2000543510 A JP2000543510 A JP 2000543510A JP 2000543510 A JP2000543510 A JP 2000543510A JP 2002511502 A JP2002511502 A JP 2002511502A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ionomer
- group
- liquid
- conductive composition
- electrode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 53
- 229920000554 ionomer Polymers 0.000 claims abstract description 66
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 claims abstract description 10
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 72
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 35
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 33
- -1 alkali metal cation Chemical class 0.000 claims description 15
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 claims description 14
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 claims description 13
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 claims description 11
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 11
- 125000001570 methylene group Chemical group [H]C([H])([*:1])[*:2] 0.000 claims description 11
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 10
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 claims description 9
- 125000001183 hydrocarbyl group Chemical group 0.000 claims description 8
- 125000003010 ionic group Chemical group 0.000 claims description 8
- 230000009021 linear effect Effects 0.000 claims description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 8
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 150000005677 organic carbonates Chemical class 0.000 claims description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 6
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 claims description 5
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 claims description 4
- 239000002585 base Substances 0.000 claims description 4
- IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N dimethyl carbonate Chemical compound COC(=O)OC IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229940006487 lithium cation Drugs 0.000 claims description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 4
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 claims description 3
- 125000001434 methanylylidene group Chemical group [H]C#[*] 0.000 claims description 3
- 229920006254 polymer film Polymers 0.000 claims description 3
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 3
- OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N Diethyl carbonate Chemical compound CCOC(=O)OCC OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N Ethylene carbonate Chemical compound O=C1OCCO1 KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000013543 active substance Substances 0.000 claims description 2
- 125000006551 perfluoro alkylene group Chemical group 0.000 claims description 2
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 239000010954 inorganic particle Substances 0.000 claims 2
- 125000000484 butyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 claims 1
- JBTWLSYIZRCDFO-UHFFFAOYSA-N ethyl methyl carbonate Chemical compound CCOC(=O)OC JBTWLSYIZRCDFO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 125000001436 propyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 claims 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 abstract description 16
- 125000001273 sulfonato group Chemical group [O-]S(*)(=O)=O 0.000 abstract description 3
- 125000003709 fluoroalkyl group Chemical group 0.000 abstract 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 70
- 239000010408 film Substances 0.000 description 36
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 24
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 24
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 18
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 15
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 description 13
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 10
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 10
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 10
- YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N Dichloromethane Chemical compound ClCCl YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 238000005481 NMR spectroscopy Methods 0.000 description 9
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 9
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 9
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 8
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 7
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 7
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 7
- WMFOQBRAJBCJND-UHFFFAOYSA-M Lithium hydroxide Chemical class [Li+].[OH-] WMFOQBRAJBCJND-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 6
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 6
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 5
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 5
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 5
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 5
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 5
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 5
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 5
- RFFLAFLAYFXFSW-UHFFFAOYSA-N 1,2-dichlorobenzene Chemical compound ClC1=CC=CC=C1Cl RFFLAFLAYFXFSW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- GVNVAWHJIKLAGL-UHFFFAOYSA-N 2-(cyclohexen-1-yl)cyclohexan-1-one Chemical compound O=C1CCCCC1C1=CCCCC1 GVNVAWHJIKLAGL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 101150065749 Churc1 gene Proteins 0.000 description 4
- 102100038239 Protein Churchill Human genes 0.000 description 4
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 4
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 4
- 125000001153 fluoro group Chemical group F* 0.000 description 4
- 229920002313 fluoropolymer Polymers 0.000 description 4
- 238000005227 gel permeation chromatography Methods 0.000 description 4
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 4
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 4
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N propylene carbonate Chemical compound CC1COC(=O)O1 RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 4-Butyrolactone Chemical compound O=C1CCCO1 YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910013716 LiNi Inorganic materials 0.000 description 3
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ATHHXGZTWNVVOU-UHFFFAOYSA-N N-methylformamide Chemical compound CNC=O ATHHXGZTWNVVOU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 3
- 239000000010 aprotic solvent Substances 0.000 description 3
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 3
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910000071 diazene Inorganic materials 0.000 description 3
- OIBMEBLCOQCFIT-UHFFFAOYSA-N ethanesulfonyl fluoride Chemical compound CCS(F)(=O)=O OIBMEBLCOQCFIT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000005457 ice water Substances 0.000 description 3
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 3
- JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N olefin Natural products CCCCCCCC=C JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 125000005010 perfluoroalkyl group Chemical group 0.000 description 3
- 229920000570 polyether Polymers 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N tetrafluoroethene Chemical group FC(F)=C(F)F BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000003568 thioethers Chemical class 0.000 description 3
- DHKHKXVYLBGOIT-UHFFFAOYSA-N 1,1-Diethoxyethane Chemical compound CCOC(C)OCC DHKHKXVYLBGOIT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920002799 BoPET Polymers 0.000 description 2
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000557 Nafion® Polymers 0.000 description 2
- JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N Pyridine Chemical compound C1=CC=NC=C1 JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002671 adjuvant Substances 0.000 description 2
- 150000008044 alkali metal hydroxides Chemical class 0.000 description 2
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 2
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- IJSDUKZKUCXMRL-UHFFFAOYSA-L dichlorozirconium;1-[2-(1h-inden-1-yl)ethyl]-1h-indene Chemical compound Cl[Zr]Cl.C1=CC2=CC=CC=C2C1CCC1C2=CC=CC=C2C=C1 IJSDUKZKUCXMRL-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 238000000921 elemental analysis Methods 0.000 description 2
- 239000004811 fluoropolymer Substances 0.000 description 2
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 2
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 2
- 229920001903 high density polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 239000004700 high-density polyethylene Substances 0.000 description 2
- AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L hydroxy(oxo)manganese;manganese Chemical compound [Mn].O[Mn]=O.O[Mn]=O AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M lithium chloride Chemical compound [Li+].[Cl-] KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 229910052976 metal sulfide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000012968 metallocene catalyst Substances 0.000 description 2
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 2
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- 229910052596 spinel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011029 spinel Substances 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 125000000472 sulfonyl group Chemical group *S(*)(=O)=O 0.000 description 2
- CIHOLLKRGTVIJN-UHFFFAOYSA-N tert‐butyl hydroperoxide Chemical compound CC(C)(C)OO CIHOLLKRGTVIJN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011135 tin Substances 0.000 description 2
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000314 transition metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- HFSKWPUHEMGYMQ-UHFFFAOYSA-N 1,3-dioxolan-2-one Chemical compound O=C1OCCO1.O=C1OCCO1 HFSKWPUHEMGYMQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OCJBOOLMMGQPQU-UHFFFAOYSA-N 1,4-dichlorobenzene Chemical compound ClC1=CC=C(Cl)C=C1 OCJBOOLMMGQPQU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- TUFKHKZLBZWCAW-UHFFFAOYSA-N 2-(1-ethenoxypropan-2-yloxy)ethanesulfonyl fluoride Chemical compound C=COCC(C)OCCS(F)(=O)=O TUFKHKZLBZWCAW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SVQOKUWDNBOKFD-UHFFFAOYSA-N 2-ethenoxyethanesulfonyl fluoride Chemical compound FS(=O)(=O)CCOC=C SVQOKUWDNBOKFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AQZWEFBJYQSQEH-UHFFFAOYSA-N 2-methyloxaluminane Chemical compound C[Al]1CCCCO1 AQZWEFBJYQSQEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YXYFONWVDGFHJH-UHFFFAOYSA-N 3-fluoro-4-fluorosulfonyloxybut-1-ene Chemical compound C=CC(F)COS(F)(=O)=O YXYFONWVDGFHJH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000007173 Abies balsamea Nutrition 0.000 description 1
- 229920003026 Acene Polymers 0.000 description 1
- 229920002126 Acrylic acid copolymer Polymers 0.000 description 1
- NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N Acrylonitrile Chemical compound C=CC#N NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000723367 Conium maculatum Species 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XTHFKEDIFFGKHM-UHFFFAOYSA-N Dimethoxyethane Chemical compound COCCOC XTHFKEDIFFGKHM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical group F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-M Lactate Chemical compound CC(O)C([O-])=O JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910000733 Li alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910008163 Li1+x Mn2-x O4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910011939 Li2.6 Co0.4 N Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910012851 LiCoO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241001282736 Oriens Species 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 description 1
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 1
- 239000004721 Polyphenylene oxide Substances 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-M Propionate Chemical compound CCC([O-])=O XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FKNQFGJONOIPTF-UHFFFAOYSA-N Sodium cation Chemical compound [Na+] FKNQFGJONOIPTF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 1
- RYYWUUFWQRZTIU-UHFFFAOYSA-N Thiophosphoric acid Chemical group OP(O)(S)=O RYYWUUFWQRZTIU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011954 Ziegler–Natta catalyst Substances 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XHCLAFWTIXFWPH-UHFFFAOYSA-N [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[V+5].[V+5] Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[V+5].[V+5] XHCLAFWTIXFWPH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KXKVLQRXCPHEJC-UHFFFAOYSA-N acetic acid trimethyl ester Natural products COC(C)=O KXKVLQRXCPHEJC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 230000004931 aggregating effect Effects 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 229910001413 alkali metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006183 anode active material Substances 0.000 description 1
- 239000011260 aqueous acid Substances 0.000 description 1
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 description 1
- 239000003125 aqueous solvent Substances 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 239000006182 cathode active material Substances 0.000 description 1
- 238000005341 cation exchange Methods 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000428 cobalt oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- IVMYJDGYRUAWML-UHFFFAOYSA-N cobalt(ii) oxide Chemical compound [Co]=O IVMYJDGYRUAWML-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000006854 communication Effects 0.000 description 1
- 239000002482 conductive additive Substances 0.000 description 1
- 238000007334 copolymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 150000004292 cyclic ethers Chemical class 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- RAABOESOVLLHRU-UHFFFAOYSA-N diazene Chemical compound N=N RAABOESOVLLHRU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940117389 dichlorobenzene Drugs 0.000 description 1
- 238000000113 differential scanning calorimetry Methods 0.000 description 1
- UXGNZZKBCMGWAZ-UHFFFAOYSA-N dimethylformamide dmf Chemical compound CN(C)C=O.CN(C)C=O UXGNZZKBCMGWAZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003467 diminishing effect Effects 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- UZZWBUYVTBPQIV-UHFFFAOYSA-N dme dimethoxyethane Chemical compound COCCOC.COCCOC UZZWBUYVTBPQIV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CETRZFQIITUQQL-UHFFFAOYSA-N dmso dimethylsulfoxide Chemical compound CS(C)=O.CS(C)=O CETRZFQIITUQQL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000013505 freshwater Substances 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- 239000005350 fused silica glass Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000007863 gel particle Substances 0.000 description 1
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 description 1
- 239000011491 glass wool Substances 0.000 description 1
- 229920000578 graft copolymer Polymers 0.000 description 1
- 239000002946 graphitized mesocarbon microbead Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 230000003301 hydrolyzing effect Effects 0.000 description 1
- WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N hydroxyacetaldehyde Natural products OCC=O WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003949 imides Chemical class 0.000 description 1
- 239000003014 ion exchange membrane Substances 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 239000001989 lithium alloy Substances 0.000 description 1
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002102 lithium manganese oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910003002 lithium salt Inorganic materials 0.000 description 1
- 159000000002 lithium salts Chemical class 0.000 description 1
- VLXXBCXTUVRROQ-UHFFFAOYSA-N lithium;oxido-oxo-(oxomanganiooxy)manganese Chemical compound [Li+].[O-][Mn](=O)O[Mn]=O VLXXBCXTUVRROQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- COTNUBDHGSIOTA-UHFFFAOYSA-N meoh methanol Chemical compound OC.OC COTNUBDHGSIOTA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002931 mesocarbon microbead Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LGRLWUINFJPLSH-UHFFFAOYSA-N methanide Chemical compound [CH3-] LGRLWUINFJPLSH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011325 microbead Substances 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 229910000476 molybdenum oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 1
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- VWBWQOUWDOULQN-UHFFFAOYSA-N nmp n-methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O.CN1CCCC1=O VWBWQOUWDOULQN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920006120 non-fluorinated polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000009022 nonlinear effect Effects 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 description 1
- 150000002898 organic sulfur compounds Chemical class 0.000 description 1
- PQQKPALAQIIWST-UHFFFAOYSA-N oxomolybdenum Chemical compound [Mo]=O PQQKPALAQIIWST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- 229920003223 poly(pyromellitimide-1,4-diphenyl ether) Polymers 0.000 description 1
- 229920006267 polyester film Polymers 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 1
- UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N pyridine Natural products COC1=CC=CN=C1 UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001415 sodium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011877 solvent mixture Substances 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
- BDHFUVZGWQCTTF-UHFFFAOYSA-M sulfonate Chemical compound [O-]S(=O)=O BDHFUVZGWQCTTF-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 150000003461 sulfonyl halides Chemical class 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- WHRNULOCNSKMGB-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran thf Chemical compound C1CCOC1.C1CCOC1 WHRNULOCNSKMGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001935 vanadium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F8/00—Chemical modification by after-treatment
- C08F8/44—Preparation of metal salts or ammonium salts
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F210/00—Copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond
- C08F210/02—Ethene
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
- C08J5/18—Manufacture of films or sheets
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/34—Silicon-containing compounds
- C08K3/36—Silica
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L101/00—Compositions of unspecified macromolecular compounds
- C08L101/12—Compositions of unspecified macromolecular compounds characterised by physical features, e.g. anisotropy, viscosity or electrical conductivity
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
- C08L23/04—Homopolymers or copolymers of ethene
- C08L23/08—Copolymers of ethene
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
- H01B1/06—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of other non-metallic substances
- H01B1/12—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of other non-metallic substances organic substances
- H01B1/122—Ionic conductors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/052—Li-accumulators
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
- H01M10/0564—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of organic materials only
- H01M10/0565—Polymeric materials, e.g. gel-type or solid-type
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
- H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
- H01M50/411—Organic material
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
- H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
- H01M50/411—Organic material
- H01M50/414—Synthetic resins, e.g. thermoplastics or thermosetting resins
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
- H01M8/1016—Fuel cells with solid electrolytes characterised by the electrolyte material
- H01M8/1018—Polymeric electrolyte materials
- H01M8/102—Polymeric electrolyte materials characterised by the chemical structure of the main chain of the ion-conducting polymer
- H01M8/1023—Polymeric electrolyte materials characterised by the chemical structure of the main chain of the ion-conducting polymer having only carbon, e.g. polyarylenes, polystyrenes or polybutadiene-styrenes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
- H01M8/1016—Fuel cells with solid electrolytes characterised by the electrolyte material
- H01M8/1018—Polymeric electrolyte materials
- H01M8/1039—Polymeric electrolyte materials halogenated, e.g. sulfonated polyvinylidene fluorides
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
- H01M8/1016—Fuel cells with solid electrolytes characterised by the electrolyte material
- H01M8/1018—Polymeric electrolyte materials
- H01M8/1069—Polymeric electrolyte materials characterised by the manufacturing processes
- H01M8/1081—Polymeric electrolyte materials characterised by the manufacturing processes starting from solutions, dispersions or slurries exclusively of polymers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2300/00—Electrolytes
- H01M2300/0085—Immobilising or gelification of electrolyte
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
- H01M4/621—Binders
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
- H01M8/1016—Fuel cells with solid electrolytes characterised by the electrolyte material
- H01M8/1018—Polymeric electrolyte materials
- H01M8/1058—Polymeric electrolyte materials characterised by a porous support having no ion-conducting properties
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Conductive Materials (AREA)
- Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
本発明は、フルオロアルキルスルホネートのペンダント基を有する官能化ポリオレフィンを含むアイオノマー、および溶媒を添加することによりそれらアイオノマーから調製されるイオン伝導性組成物を開示する。
Description
【0001】 (発明の分野) 本発明は、フルオロアルキルスルホネートのペンダント基を有する官能化され
たポリオレフィンを含むアイオノマー、およびそれらに溶媒を添加することによ
ってそれらから形成されるイオン伝導性組成物に関する。本発明のイオン伝導性
組成物は、バッテリー、燃料電池、電解槽、イオン交換膜、センサー、電気化学
コンデンサー、改質型電極に有用である。
たポリオレフィンを含むアイオノマー、およびそれらに溶媒を添加することによ
ってそれらから形成されるイオン伝導性組成物に関する。本発明のイオン伝導性
組成物は、バッテリー、燃料電池、電解槽、イオン交換膜、センサー、電気化学
コンデンサー、改質型電極に有用である。
【0002】 (発明の背景) 当技術分野において、イオン性ペンダント基を含む有機ポリマーから、イオン
伝導性膜およびゲルを製造することは公知である。そのようなポリマーは、アイ
オノマーとして知られている。一般に普及している商業用途において特に周知の
アイオノマー膜に、E.I.du Pont de Nemours and
Companyから入手可能なNafion(登録商標)膜がある。Nafio
n(登録商標)は、米国特許第3,282,875号に開示されているように、
テトラフルオロエチレン(TFE)と、パーフルオロ(3,6−ジオキサ−4−
メチル−7−オクテンスルホニルフルオリド)との共重合により製造される。米
国特許第4,358,545号に開示されているような、TFEと、パーフルオ
ロ(3−オキサ−4−ペンテンスルホニルフルオリド)との共重合体もまた公知
である。そのように製造された共重合体は、米国特許第3,282,875号に
開示されるように、加水分解により、典型的に適当な水性塩基に曝すことにより
アイオノマーに転換される。当技術分野では、リチウム、ナトリウムおよびカリ
ウムは全て、上記のアイオノマーに適当なカチオンとして周知である。
伝導性膜およびゲルを製造することは公知である。そのようなポリマーは、アイ
オノマーとして知られている。一般に普及している商業用途において特に周知の
アイオノマー膜に、E.I.du Pont de Nemours and
Companyから入手可能なNafion(登録商標)膜がある。Nafio
n(登録商標)は、米国特許第3,282,875号に開示されているように、
テトラフルオロエチレン(TFE)と、パーフルオロ(3,6−ジオキサ−4−
メチル−7−オクテンスルホニルフルオリド)との共重合により製造される。米
国特許第4,358,545号に開示されているような、TFEと、パーフルオ
ロ(3−オキサ−4−ペンテンスルホニルフルオリド)との共重合体もまた公知
である。そのように製造された共重合体は、米国特許第3,282,875号に
開示されるように、加水分解により、典型的に適当な水性塩基に曝すことにより
アイオノマーに転換される。当技術分野では、リチウム、ナトリウムおよびカリ
ウムは全て、上記のアイオノマーに適当なカチオンとして周知である。
【0003】 上記記載のポリマーにおいて、フッ素原子は2以上の利点をもたらす。ペンダ
ント型側鎖におけるスルホニル基に近接の炭素上のフッ素基は、電気陰性度を付
与して、高イオン伝導率をもたらすようにカチオンを十分に反応活性にする。そ
れらのフッ素原子を水素に置換すると、イオン移動度がかなり低下し、その結果
伝導率が低下する。
ント型側鎖におけるスルホニル基に近接の炭素上のフッ素基は、電気陰性度を付
与して、高イオン伝導率をもたらすようにカチオンを十分に反応活性にする。そ
れらのフッ素原子を水素に置換すると、イオン移動度がかなり低下し、その結果
伝導率が低下する。
【0004】 フッ素原子が残存すると、通常フッ素化されたポリマーに伴う化学的および熱
的安定性が上記ポリマーに付与される。これは、公知の「クロロ−アルカリ」工
程のような用途では、かなり重要であることが証明されている。しかしながら、
高い化学的および熱的安定性があまり必要とされない場合では、高度にフッ素化
されたポリマーには欠点もある。フッ素化されたモノマーは、それらに対応する
オレフィンよりも高価格であり、より高温での製造工程が必要になり、そして多
くの場合には高額な耐腐食性の製造装置を必要とする。さらに、フルオロポリマ
ーの溶液および分散液を調製するのは困難である。さらに、フルオロポリマーと
強力な接着結合を形成するのは困難である。例えば、電気化学電池に使用される
材料において、ある程度のコストでより良好な加工性を有することは化学的およ
び熱的安定性にとって有利になるであろう。したがって、非フッ素化ポリマーの
主鎖を有し、反応活性の高いカチオンを持つアイオノマーを開発する理由がここ
にある。
的安定性が上記ポリマーに付与される。これは、公知の「クロロ−アルカリ」工
程のような用途では、かなり重要であることが証明されている。しかしながら、
高い化学的および熱的安定性があまり必要とされない場合では、高度にフッ素化
されたポリマーには欠点もある。フッ素化されたモノマーは、それらに対応する
オレフィンよりも高価格であり、より高温での製造工程が必要になり、そして多
くの場合には高額な耐腐食性の製造装置を必要とする。さらに、フルオロポリマ
ーの溶液および分散液を調製するのは困難である。さらに、フルオロポリマーと
強力な接着結合を形成するのは困難である。例えば、電気化学電池に使用される
材料において、ある程度のコストでより良好な加工性を有することは化学的およ
び熱的安定性にとって有利になるであろう。したがって、非フッ素化ポリマーの
主鎖を有し、反応活性の高いカチオンを持つアイオノマーを開発する理由がここ
にある。
【0005】 ポリマー内で近位にイオン種を有するか、またはイオン性塩との組合わせであ
るポリエーテルが、多くの文献に開示されている。伝導率は、10-5S/cmお
よびそれ未満の範囲である。Le Nest等、Polymer Commun
ication 28、303(1987)には、加水分解されて、対応するリ
チウムアイオノマーになる、ホスフェート部位またはチオホスフェート部位によ
って結合されたポリエーテルグリコールオリゴマーの組成物が開示されている。
炭酸プロピレンとの組合わせでは、1〜10×10-4S/cmの範囲の伝導率が
実現された。関連技術の概説は、Fauteux等、Electrochimi
ca Acta 40、2185(1995)に記載されている。
るポリエーテルが、多くの文献に開示されている。伝導率は、10-5S/cmお
よびそれ未満の範囲である。Le Nest等、Polymer Commun
ication 28、303(1987)には、加水分解されて、対応するリ
チウムアイオノマーになる、ホスフェート部位またはチオホスフェート部位によ
って結合されたポリエーテルグリコールオリゴマーの組成物が開示されている。
炭酸プロピレンとの組合わせでは、1〜10×10-4S/cmの範囲の伝導率が
実現された。関連技術の概説は、Fauteux等、Electrochimi
ca Acta 40、2185(1995)に記載されている。
【0006】 リチウムオキシテトラフルオロスルホネートおよび誘導体により架橋されたポ
リエーテルが、Benrabah等、Electrochimica Acta
40、2259(1995)に開示されている。非プロトン性溶媒は含まれて
いない。リチウム塩の添加により、10-4S/cm未満の伝導率が達成された。
リエーテルが、Benrabah等、Electrochimica Acta
40、2259(1995)に開示されている。非プロトン性溶媒は含まれて
いない。リチウム塩の添加により、10-4S/cm未満の伝導率が達成された。
【0007】 Armand等、米国特許第5,627,292号には、ビニルフルオロエト
キシスルホニルフルオリドまたはフルオロエトキシスルホニルフルオリド基を有
する環状エーテルと、ポリエチレンオキシド、アクリロニトリル、ピリジンおよ
び他のモノマーとから形成される共重合体が開示されている。リチウムスルホネ
ートアイオノマーが形成されている。非プロトン性溶媒は含まれていない。伝導
率は10-4S/cm未満である。
キシスルホニルフルオリドまたはフルオロエトキシスルホニルフルオリド基を有
する環状エーテルと、ポリエチレンオキシド、アクリロニトリル、ピリジンおよ
び他のモノマーとから形成される共重合体が開示されている。リチウムスルホネ
ートアイオノマーが形成されている。非プロトン性溶媒は含まれていない。伝導
率は10-4S/cm未満である。
【0008】 Narang等、米国特許第5,633,098号には、官能化されたポリオ
レフィン主鎖と、テトラフルオロエトキシリチウムスルホネート基を含むペンダ
ント基とを有するアクリル酸共重合体が開示されている。スルホネート基を含む
コモノマーは、モル比50〜100%で存在する。ポリマーと、炭酸プロピレン
、炭酸エチレンおよびジメトキシエタンからなる溶媒混合物とを含む組成物が開
示されている。それら組成物のイオン伝導率は、10-4〜10-3S/cmの範囲
であった。
レフィン主鎖と、テトラフルオロエトキシリチウムスルホネート基を含むペンダ
ント基とを有するアクリル酸共重合体が開示されている。スルホネート基を含む
コモノマーは、モル比50〜100%で存在する。ポリマーと、炭酸プロピレン
、炭酸エチレンおよびジメトキシエタンからなる溶媒混合物とを含む組成物が開
示されている。それら組成物のイオン伝導率は、10-4〜10-3S/cmの範囲
であった。
【0009】 Brookhart等、WO9623010A2には、エテンおよび1,1,
2,2−テトラフルオロ−2−[(1,1,2,2,3,3,4,4−オクタフ
ルオロ−9−デセニル)オキシ]エタンスホニルフルオリドから、ジイミン遷移
金属錯体の触媒反応を経由し形成される共重合体が開示されている。そのように
形成されるポリマーは、1,1,2,2−テトラフルオロ−2−[(1,1,2
,2,3,3,4,4−オクタフルオロ−(大部分は)オクタオキシ]エタンス
ホニルフルオリドおよびアルキル分岐がランダムに分布しているペンダント基を
有するポリエチレン主鎖を含んでいる。
2,2−テトラフルオロ−2−[(1,1,2,2,3,3,4,4−オクタフ
ルオロ−9−デセニル)オキシ]エタンスホニルフルオリドから、ジイミン遷移
金属錯体の触媒反応を経由し形成される共重合体が開示されている。そのように
形成されるポリマーは、1,1,2,2−テトラフルオロ−2−[(1,1,2
,2,3,3,4,4−オクタフルオロ−(大部分は)オクタオキシ]エタンス
ホニルフルオリドおよびアルキル分岐がランダムに分布しているペンダント基を
有するポリエチレン主鎖を含んでいる。
【0010】 (発明の概要) 本発明は、主鎖およびペンダント基を含むアイオノマーを提供するものであり
、前記主鎖は本質的にメチレン単位からなり、前記ペンダント基は下記式 −Rn−Rf−CF2CF2−SO2−X−(SO2Rf)a -M+ [式中、M+は一価の金属カチオンであり;Rf基は、直鎖または分岐のパーフル
オロアルキレン基、OまたはClを含むパーフルオロアルキレン基およびパーフ
ルオロアリール基からなる群から独立に選択され;Rは、ハイドロカルビル(式
中、n=0または1)であり、;a=0〜2であり;そしてX=O、NまたはC
であり;さらに前記イオン性基は、X=Oの場合a=0であり、X=Nの場合a
=1であり、X=Cの場合a=2であると限定される]で表わされるイオン性基
を含む。
、前記主鎖は本質的にメチレン単位からなり、前記ペンダント基は下記式 −Rn−Rf−CF2CF2−SO2−X−(SO2Rf)a -M+ [式中、M+は一価の金属カチオンであり;Rf基は、直鎖または分岐のパーフル
オロアルキレン基、OまたはClを含むパーフルオロアルキレン基およびパーフ
ルオロアリール基からなる群から独立に選択され;Rは、ハイドロカルビル(式
中、n=0または1)であり、;a=0〜2であり;そしてX=O、NまたはC
であり;さらに前記イオン性基は、X=Oの場合a=0であり、X=Nの場合a
=1であり、X=Cの場合a=2であると限定される]で表わされるイオン性基
を含む。
【0011】 本発明はさらに、上述の前記アイオノマーおよびその内部に吸収された液体を
含むイオン伝導性組成物を提供する。
含むイオン伝導性組成物を提供する。
【0012】 本発明はまた、アイオノマーを製造する方法も開示しており、方法は、主鎖お
よびペンダント基を含むポリオレフィンをアルカリ金属塩基の溶液と接触させる
工程を有し、この場合、主鎖はメチレンおよびメチン単位を本質的に含み、ペン
ダント基は下記式、 XSO2−CF2CF2−Rf−Rn− [式中で、XはFまたはClであり、Rfは直鎖または分岐のパーフルオロアル
キレン、OまたはClを含むパーフルオロアルキレンまたはパーフルオロアリー
ル基であり、そしてRは、ハイドロカルビル(式中、n=0または1)である]
で表されるイオン性基を含む、ことを特徴とする。
よびペンダント基を含むポリオレフィンをアルカリ金属塩基の溶液と接触させる
工程を有し、この場合、主鎖はメチレンおよびメチン単位を本質的に含み、ペン
ダント基は下記式、 XSO2−CF2CF2−Rf−Rn− [式中で、XはFまたはClであり、Rfは直鎖または分岐のパーフルオロアル
キレン、OまたはClを含むパーフルオロアルキレンまたはパーフルオロアリー
ル基であり、そしてRは、ハイドロカルビル(式中、n=0または1)である]
で表されるイオン性基を含む、ことを特徴とする。
【0013】 さらに伝導性組成物を製造する方法であって、上記アイオノマーを液体と接触
させることを含む方法を開示している。
させることを含む方法を開示している。
【0014】 本明細書では、少なくとも1つの電極活性物質、物質と混合される本明細書開
示のアイオノマー、およびアイオノマーに吸収される液体を含む電極も包含され
る。
示のアイオノマー、およびアイオノマーに吸収される液体を含む電極も包含され
る。
【0015】 さらに、陽極電極、陰極電極、陽極と陰極との間に設けられるセパレーター、
および電池を外部の付加または電源に接続する手段を含み、この場合、セパレー
ター、陰極および陽極からなる群の少なくとも1つが前記アイオノマーを含むこ
とを特徴とする電気化学電池を開示している。
および電池を外部の付加または電源に接続する手段を含み、この場合、セパレー
ター、陰極および陽極からなる群の少なくとも1つが前記アイオノマーを含むこ
とを特徴とする電気化学電池を開示している。
【0016】 (詳細な説明) 本発明のポリオレフィンアイオノマーの好ましい実施様態において、上記主鎖
は本質的にオレフィン基からなり、基の1〜20モル%は下記式 M+-SO3−CF2CF2−O−[(CFR1CF2)x−Oy]n−(CH2)z− (I) [式中、M+はアルカリ金属カチオンであり、R1はパーフルオロアルキルまたは
フッ素であり、x=0、1、2、または3であり、y=0または1であり、n=
0、1、2または3であり、zは2から6の範囲の整数である]で表される基の
形態のペンダント基を有している。
は本質的にオレフィン基からなり、基の1〜20モル%は下記式 M+-SO3−CF2CF2−O−[(CFR1CF2)x−Oy]n−(CH2)z− (I) [式中、M+はアルカリ金属カチオンであり、R1はパーフルオロアルキルまたは
フッ素であり、x=0、1、2、または3であり、y=0または1であり、n=
0、1、2または3であり、zは2から6の範囲の整数である]で表される基の
形態のペンダント基を有している。
【0017】 最も好ましくは、M+はリチウムカチオンであり、R1はフッ素であり、x=1
であり、y=0であり、n=1または2であり、z=4である。
であり、y=0であり、n=1または2であり、z=4である。
【0018】 本発明のポリオレフィンアイオノマーの主鎖を形成するオレフィン基は、本発
明の好ましい実施形態における、主鎖の1〜20モル%のオレフィン基が基(I
)の形態のペンダント基を有している場合以外は、本質的に置換されない。最も
好ましい実施形態では、主鎖のオレフィン基の2〜10モル%が、基(I)の形
態のペンダント基を有する。
明の好ましい実施形態における、主鎖の1〜20モル%のオレフィン基が基(I
)の形態のペンダント基を有している場合以外は、本質的に置換されない。最も
好ましい実施形態では、主鎖のオレフィン基の2〜10モル%が、基(I)の形
態のペンダント基を有する。
【0019】 当技術分野では公知のように、ポリオレフィンの分岐の程度およびタイプは、
重合時に使用されるモノマーおよび重合が達成される方法に依存する。種々の触
媒法で重合されたエチレンでは、使用する触媒および反応条件に応じて、主鎖中
のメチレン基1000個あたり1未満から約150の頻度で短鎖分岐が生じる。
そのように形成される短鎖分岐は、多くはメチルまたはエチル基である。
重合時に使用されるモノマーおよび重合が達成される方法に依存する。種々の触
媒法で重合されたエチレンでは、使用する触媒および反応条件に応じて、主鎖中
のメチレン基1000個あたり1未満から約150の頻度で短鎖分岐が生じる。
そのように形成される短鎖分岐は、多くはメチルまたはエチル基である。
【0020】 重合するオレフィンモノマーがエチレンより大きい場合、それぞれのモノマー
単位には固有の少なくとも1つの側鎖があるため、分岐数はかなり増大する。
単位には固有の少なくとも1つの側鎖があるため、分岐数はかなり増大する。
【0021】 実施においては、鎖の分岐が、本発明の伝導性組成物のイオン伝導性に大きく
影響を与えることが見出される。最大の伝導性を得るためには、本発明のアイオ
ノマーが本明細書記載の触媒ルートで合成されるポリマーから製造される場合に
、メチレン1000個当たり5〜90個のメチル分岐の分岐頻度が好ましい。ア
イオノマーが、以下に記載のグラフトポリマーのルートで製造される場合には、
より高度の分岐でも、許容され得ると考えられる。
影響を与えることが見出される。最大の伝導性を得るためには、本発明のアイオ
ノマーが本明細書記載の触媒ルートで合成されるポリマーから製造される場合に
、メチレン1000個当たり5〜90個のメチル分岐の分岐頻度が好ましい。ア
イオノマーが、以下に記載のグラフトポリマーのルートで製造される場合には、
より高度の分岐でも、許容され得ると考えられる。
【0022】 本発明の好ましいアイオノマーは、当技術分野で公知の方法に従い、非イオン
性ハロゲン化スルホニル前駆体を水酸化アルカリ金属の溶液と接触させ、それに
よりポリマーを加水分解してアルカリ金属塩にすることにより簡便に製造される
。本発明の実施においては、本発明のアイオノマーの酸形態は、まず最初に非イ
オン性前駆体を水酸化アルカリ金属の溶液で処理し、続いて酸水溶液でイオン交
換することにより、最も容易に製造されることが見出される。銅または銀のよう
な他の1価の金属は、当技術分野で公知のイオン交換法によりアルカリ金属イオ
ンに交換することが可能である。
性ハロゲン化スルホニル前駆体を水酸化アルカリ金属の溶液と接触させ、それに
よりポリマーを加水分解してアルカリ金属塩にすることにより簡便に製造される
。本発明の実施においては、本発明のアイオノマーの酸形態は、まず最初に非イ
オン性前駆体を水酸化アルカリ金属の溶液で処理し、続いて酸水溶液でイオン交
換することにより、最も容易に製造されることが見出される。銅または銀のよう
な他の1価の金属は、当技術分野で公知のイオン交換法によりアルカリ金属イオ
ンに交換することが可能である。
【0023】 本発明の実施において好ましい前駆体ポリマーは、1以上のオレフィン、好ま
しくはエチレンと、好ましくは下記式 FSO2−CF2CF2−O−[(CFR1CF2)x−Oy]n−(CH2)z−C
H=CH2 [式中、R1はパーフルオロアルキルまたはフッ素であり、x=0、1、2また
は3であり、y=0または1であり、n=0、1、2または3であり、zは2か
ら6の範囲の整数である]で表わされる置換オレフィンコモノマーとの共重合に
より製造することができる。最も好ましくは、R1はフッ素であり、x=1であ
り、y=0であり、n=1または2であり、z=4である。このような共重合は
、当技術分野では公知であり、Brookhart等、WO9623010A2
に記載の、および本明細書の以下に記載のような既知の触媒法を用い、容易に達
成できる。
しくはエチレンと、好ましくは下記式 FSO2−CF2CF2−O−[(CFR1CF2)x−Oy]n−(CH2)z−C
H=CH2 [式中、R1はパーフルオロアルキルまたはフッ素であり、x=0、1、2また
は3であり、y=0または1であり、n=0、1、2または3であり、zは2か
ら6の範囲の整数である]で表わされる置換オレフィンコモノマーとの共重合に
より製造することができる。最も好ましくは、R1はフッ素であり、x=1であ
り、y=0であり、n=1または2であり、z=4である。このような共重合は
、当技術分野では公知であり、Brookhart等、WO9623010A2
に記載の、および本明細書の以下に記載のような既知の触媒法を用い、容易に達
成できる。
【0024】 Brookhartにより開示され、本明細書の以下に例示されているような
ジイミン遷移金属錯体は、本発明の方法に好ましい非イオン性前駆体ポリマーの
製造にとって好ましい触媒である。そのように製造されたポリマーでは、主鎖は
本質的に、その1〜20モル%、好ましくは2〜10モル%が、1,1,2,2
−テトラフルオロ−2−[(1,1,2,2,3,3,4,4−オクタフルオロ
−(大部分は)オクトキシ]エタンスルホニルフロライドのペンダント基を有す
るオレフィン基からなり、ポリマーは、メチレン1000個当たり150個未満
、好ましくは5〜90個のアルキルであり、大部分がメチルおよびエチルの分岐
を有している。触媒構造は、分岐鎖の決定効果を有する。本発明の実施に適当な
他の触媒には、メタロセンおよびチーグラーナッタ触媒が含まれる。最も好まし
い触媒は、PMAOとの組合わせで、本明細書で後述する表2において構造Bお
よびDで表されるニッケルジイミン触媒である。これら触媒は、高いポリマー収
率とともに、良好なコモノマー取り込みの速度と、好ましい範囲の分岐レベルと
の望ましい組合わせをもたらす。
ジイミン遷移金属錯体は、本発明の方法に好ましい非イオン性前駆体ポリマーの
製造にとって好ましい触媒である。そのように製造されたポリマーでは、主鎖は
本質的に、その1〜20モル%、好ましくは2〜10モル%が、1,1,2,2
−テトラフルオロ−2−[(1,1,2,2,3,3,4,4−オクタフルオロ
−(大部分は)オクトキシ]エタンスルホニルフロライドのペンダント基を有す
るオレフィン基からなり、ポリマーは、メチレン1000個当たり150個未満
、好ましくは5〜90個のアルキルであり、大部分がメチルおよびエチルの分岐
を有している。触媒構造は、分岐鎖の決定効果を有する。本発明の実施に適当な
他の触媒には、メタロセンおよびチーグラーナッタ触媒が含まれる。最も好まし
い触媒は、PMAOとの組合わせで、本明細書で後述する表2において構造Bお
よびDで表されるニッケルジイミン触媒である。これら触媒は、高いポリマー収
率とともに、良好なコモノマー取り込みの速度と、好ましい範囲の分岐レベルと
の望ましい組合わせをもたらす。
【0025】 好ましいジイミンニッケル触媒の場合、本発明の実施においては、かさ高い触
媒を使用するほど、より高程度のポリマー分岐が得られることが見出されている
。かさ高くない触媒であるほど、高いスルホニル含有置換オレフィンコモノマー
の取り込みと関わる。
媒を使用するほど、より高程度のポリマー分岐が得られることが見出されている
。かさ高くない触媒であるほど、高いスルホニル含有置換オレフィンコモノマー
の取り込みと関わる。
【0026】 本発明の好ましいコモノマーのメタロセン触媒による共重合(例えば、Yan
g等、J.Am.Chem.Soc.116,pp.10015ff,1994
)で達成される分岐度は一般的に低く、その場合、伝導率は低い。しかしながら
、メタロセンまたはチーグラーナッタ触媒との組合わせで、ターモノマー、好ま
しくは鎖中に3以上の炭素を有するオレフィンを使用すると、得られるポリマー
における分岐度は増大し、得られるイオン伝導率はより高くなる。
g等、J.Am.Chem.Soc.116,pp.10015ff,1994
)で達成される分岐度は一般的に低く、その場合、伝導率は低い。しかしながら
、メタロセンまたはチーグラーナッタ触媒との組合わせで、ターモノマー、好ま
しくは鎖中に3以上の炭素を有するオレフィンを使用すると、得られるポリマー
における分岐度は増大し、得られるイオン伝導率はより高くなる。
【0027】 他の手段もまた、本発明のアイオノマーを製造するのに好適である。これらに
は、本質的に非置換のポリオレフィン、好ましくはポリエチレン、にグラフト化
することにより、すなわち下記式 FSO2−CF2CF2−O−[(CFR1CF2)x−Oy]n−(CH2)z− [式中、R1はパーフルオロアルキルまたはフッ素であり、x=0、1、2また
は3であり、y=0または1であり、n=0、1、2または3であり、zは2か
ら6の範囲の整数である]で表わされる基を、ポリエチレンにグラフト化するこ
とにより、本発明のアイオノマーを製造することが含まれる。好ましくは、R1
はフッ素であり、x=1であり、y=0であり、n=1であり、z=2である。
当技術分野では、ポリオレフィンにグラフト化する多くの方法が知られている。
好適であることが見出された1つの方法を、本明細書で以降に例示する。
は、本質的に非置換のポリオレフィン、好ましくはポリエチレン、にグラフト化
することにより、すなわち下記式 FSO2−CF2CF2−O−[(CFR1CF2)x−Oy]n−(CH2)z− [式中、R1はパーフルオロアルキルまたはフッ素であり、x=0、1、2また
は3であり、y=0または1であり、n=0、1、2または3であり、zは2か
ら6の範囲の整数である]で表わされる基を、ポリエチレンにグラフト化するこ
とにより、本発明のアイオノマーを製造することが含まれる。好ましくは、R1
はフッ素であり、x=1であり、y=0であり、n=1であり、z=2である。
当技術分野では、ポリオレフィンにグラフト化する多くの方法が知られている。
好適であることが見出された1つの方法を、本明細書で以降に例示する。
【0028】 他の実施形態では、本質的に下記式 XSO2−CF2CF2−Rf−Rn− [式中、XはFまたはClであり、Rfは直鎖または分岐のパーフルオロアルキ
レン、OまたはClを含むパーフルオロアルキレン、またはパーフルオロアリー
ル基であり、Rはハイドロカルビル(式中、n=0または1)である]で表わさ
れる基の形態のペンダント基を1〜20モル%有するオレフィン基からなる主鎖
を有するポリマーを、J.Fluorine Chem.,52,pp.7ff
,1991記載のDesmarteau教示の方法に従って、下記式 Rf′−SO2−N(Na)SiMe3 と反応させる。得られるポリマーは、本質的に非置換のオレフィン基の主鎖を有
しており、そのオレフィン基の1〜20モル%は、下記式
レン、OまたはClを含むパーフルオロアルキレン、またはパーフルオロアリー
ル基であり、Rはハイドロカルビル(式中、n=0または1)である]で表わさ
れる基の形態のペンダント基を1〜20モル%有するオレフィン基からなる主鎖
を有するポリマーを、J.Fluorine Chem.,52,pp.7ff
,1991記載のDesmarteau教示の方法に従って、下記式 Rf′−SO2−N(Na)SiMe3 と反応させる。得られるポリマーは、本質的に非置換のオレフィン基の主鎖を有
しており、そのオレフィン基の1〜20モル%は、下記式
【0029】
【化1】
【0030】 [式中、RfおよびRf′基は、直鎖または分岐のパーフルオロアルキレン、Oま
たはClを含むパーフルオロアルキレン、またはパーフルオロアリール基で、全
て同じである必要はなく、そしてRはハイドロカルビル(式中、、n=0または
1)である]で表わされる基の構造のペンダント基を有している。そのナトリウ
ムイオンは、当技術分野で公知の簡単なカチオン交換の方法によって、たとえば
リチウムイオンに置換することが可能である。
たはClを含むパーフルオロアルキレン、またはパーフルオロアリール基で、全
て同じである必要はなく、そしてRはハイドロカルビル(式中、、n=0または
1)である]で表わされる基の構造のペンダント基を有している。そのナトリウ
ムイオンは、当技術分野で公知の簡単なカチオン交換の方法によって、たとえば
リチウムイオンに置換することが可能である。
【0031】 さらに他の実施形態では、本質的に下記式 XSO2−CF2CF2−Rf−Rn− [式中、XはFまたはClであり、Rfは直鎖または分岐のパーフルオロアルキ
レン、OまたはClを含むパーフルオロアルキレン、またはパーフルオロアリー
ル基であり、Rはn=0または1の場合ハイドロカルビルである]で表される基
の形態のペンダント基を1〜20モル%有するオレフィン基からなる主鎖を有す
るポリマーを、Inorg.Chem.,27,pp.2135ff,1988
記載のSeppletの方法により調製される下記式 (Rf′−SO2)2−C(MgBr)2 と、THF溶液中で混合し、室温において一晩中攪拌し、その後溶媒を除去し、
HCl水溶液で数時間にわたって処理することによって反応させる。次に、溶液
を濾過し、水洗の後、アルカリ金属塩基の溶液で処理する。得られるポリマーは
、本質的に非置換のオレフィン基の主鎖を有しており、そのオレフィン基の1〜
20モル%は、下記式
レン、OまたはClを含むパーフルオロアルキレン、またはパーフルオロアリー
ル基であり、Rはn=0または1の場合ハイドロカルビルである]で表される基
の形態のペンダント基を1〜20モル%有するオレフィン基からなる主鎖を有す
るポリマーを、Inorg.Chem.,27,pp.2135ff,1988
記載のSeppletの方法により調製される下記式 (Rf′−SO2)2−C(MgBr)2 と、THF溶液中で混合し、室温において一晩中攪拌し、その後溶媒を除去し、
HCl水溶液で数時間にわたって処理することによって反応させる。次に、溶液
を濾過し、水洗の後、アルカリ金属塩基の溶液で処理する。得られるポリマーは
、本質的に非置換のオレフィン基の主鎖を有しており、そのオレフィン基の1〜
20モル%は、下記式
【0032】
【化2】
【0033】 [式中、M+はアルカリ金属であり、RfおよびRf′基は、直鎖または分岐のパ
ーフルオロアルキレン、OまたはClを含むパーフルオロアルキレン、またはパ
ーフルオロアリール基で、全て同じである必要はなく、そしてRはハイドロカル
ビル(式中、n=0または1の場合)である]で表される基の形態のペンダント
基を有している。
ーフルオロアルキレン、OまたはClを含むパーフルオロアルキレン、またはパ
ーフルオロアリール基で、全て同じである必要はなく、そしてRはハイドロカル
ビル(式中、n=0または1の場合)である]で表される基の形態のペンダント
基を有している。
【0034】 本発明の実施において、コモノマーの取り込みの程度が、本発明の伝導性組成
物の伝導率に、非常に大きな非線形の影響を及ぼすことが見出された。約2モル
%未満のコモノマー濃度では、伝導率は、0から約10-5S/cmの範囲であり
、分岐の程度または使用される液体とほとんど無関係である。伝導率が10-5S
/cmまたはそれ未満を示す伝導性組成物は、実用性が比較的限定されてしまう
。
物の伝導率に、非常に大きな非線形の影響を及ぼすことが見出された。約2モル
%未満のコモノマー濃度では、伝導率は、0から約10-5S/cmの範囲であり
、分岐の程度または使用される液体とほとんど無関係である。伝導率が10-5S
/cmまたはそれ未満を示す伝導性組成物は、実用性が比較的限定されてしまう
。
【0035】 コモノマーを約2〜3モル%取り込んだ場合には、イオン伝導率は、かなり増
大し、分岐度および伝導性組成物の製造に使用される液体の選択に、強い依存性
を示す。約3〜10モル%の範囲では、10-5から10-2S/cmの範囲の伝導
率が達成されるが、コモノマー濃度に対して中程度の依存性がみられる。コモノ
マー濃度が、約10モル%と約6〜7モル%の対比では、付加的な利点はほとん
ど見られない。本発明者等は、この「逓減性の戻り(diminishing
returns)」効果の1つに理由が、ポリマーへのより多量のコモノマーの
取り込みを達成するのに必要な触媒が、分岐度のより低いポリマーを生成して、
それら2つの効果がある程度自己相殺するようになるためである、と考えている
。それにもかかわらず、液体として炭酸プロピレンを使用する本発明の伝導率組
成物では、ポリマー中で10モル%未満のコモノマー濃度においては、10-5S
/cmよりも十分に高い伝導率が観測され、これは当技術分野の教示とは全く対
照的である。
大し、分岐度および伝導性組成物の製造に使用される液体の選択に、強い依存性
を示す。約3〜10モル%の範囲では、10-5から10-2S/cmの範囲の伝導
率が達成されるが、コモノマー濃度に対して中程度の依存性がみられる。コモノ
マー濃度が、約10モル%と約6〜7モル%の対比では、付加的な利点はほとん
ど見られない。本発明者等は、この「逓減性の戻り(diminishing
returns)」効果の1つに理由が、ポリマーへのより多量のコモノマーの
取り込みを達成するのに必要な触媒が、分岐度のより低いポリマーを生成して、
それら2つの効果がある程度自己相殺するようになるためである、と考えている
。それにもかかわらず、液体として炭酸プロピレンを使用する本発明の伝導率組
成物では、ポリマー中で10モル%未満のコモノマー濃度においては、10-5S
/cmよりも十分に高い伝導率が観測され、これは当技術分野の教示とは全く対
照的である。
【0036】 本発明の好ましい実施形態では、アイオノマー中に、イオン性官能基は、好ま
しくは1〜10モル%、最も好ましくは3〜7モル%の濃度で存在する。
しくは1〜10モル%、最も好ましくは3〜7モル%の濃度で存在する。
【0037】 本発明のアイオノマーから製造される製品の形状やサイズは限定されるもので
はないが、薄いフィルムまたは膜が特に実用的である。本発明のアイオノマーは
、完全に熱可塑性でなく、アイオノマーを誘導する非イオン性前駆体ポリマーほ
ど加工性が容易ではない。したがって当技術分野で一般に知られており、本明細
書の以下に記載するような方法で、前駆体ポリマーの膜を製造するのが便利であ
ることがわかる。スクリュー押出し機およびフラットダイを用いて、フィルムを
押出すのが、とくに便利である。他の方法として、フィルムを溶融プレスするこ
ともできる。そして、さらに他の方法としては、前駆体の溶液または分散液から
基体上にキャスティングし、凝集させることにより、フィルムをキャスティング
することもできる。他の方法よりも好ましいというような方法はなく、特定の実
施者の必要性に応じて、特定の方法が選択される。
はないが、薄いフィルムまたは膜が特に実用的である。本発明のアイオノマーは
、完全に熱可塑性でなく、アイオノマーを誘導する非イオン性前駆体ポリマーほ
ど加工性が容易ではない。したがって当技術分野で一般に知られており、本明細
書の以下に記載するような方法で、前駆体ポリマーの膜を製造するのが便利であ
ることがわかる。スクリュー押出し機およびフラットダイを用いて、フィルムを
押出すのが、とくに便利である。他の方法として、フィルムを溶融プレスするこ
ともできる。そして、さらに他の方法としては、前駆体の溶液または分散液から
基体上にキャスティングし、凝集させることにより、フィルムをキャスティング
することもできる。他の方法よりも好ましいというような方法はなく、特定の実
施者の必要性に応じて、特定の方法が選択される。
【0038】 本発明のアイオノマーは、乾燥時、約10-7〜10-6S/cmの室温でのイオ
ン伝導率を示す。しかしながら、本発明の実施では、多くの液体が本発明のアイ
オノマーに吸収されると、伝導率を何桁も増大させることがわかる。したがって
、本発明の最も有用な実施形態を達成するために、本発明のアイオノマーに液体
を吸収させた伝導性組成物を形成することは好ましいことが見出された。
ン伝導率を示す。しかしながら、本発明の実施では、多くの液体が本発明のアイ
オノマーに吸収されると、伝導率を何桁も増大させることがわかる。したがって
、本発明の最も有用な実施形態を達成するために、本発明のアイオノマーに液体
を吸収させた伝導性組成物を形成することは好ましいことが見出された。
【0039】 使用する液体は用途により決まる。一般的には、本発明の実施では、液体含有
アイオノマーの伝導率は、取り込み重量%の増大、液体の誘電率の増大および液
体のルイス塩基度の増大とともに大きくなり、一方で伝導率は、粘度の増大およ
び使用する液体の分子サイズの増大にともない、減少することが見出された。し
たがって低粘度で分子サイズが小さいが低誘電率である高塩基性溶媒が、より大
きく、より粘性であり、非常に高誘電率で塩基性の弱い溶媒よりも、所与の膜に
おいて優れた伝導率を付与し得る。もちろん、他の要素も効果を発揮する。たと
えば、アイオノマーの液体中への過度の溶解性は、好ましくない場合もある。あ
るいは、液体は、目的とされる用途において、電気化学的に不安定なこともある
。
アイオノマーの伝導率は、取り込み重量%の増大、液体の誘電率の増大および液
体のルイス塩基度の増大とともに大きくなり、一方で伝導率は、粘度の増大およ
び使用する液体の分子サイズの増大にともない、減少することが見出された。し
たがって低粘度で分子サイズが小さいが低誘電率である高塩基性溶媒が、より大
きく、より粘性であり、非常に高誘電率で塩基性の弱い溶媒よりも、所与の膜に
おいて優れた伝導率を付与し得る。もちろん、他の要素も効果を発揮する。たと
えば、アイオノマーの液体中への過度の溶解性は、好ましくない場合もある。あ
るいは、液体は、目的とされる用途において、電気化学的に不安定なこともある
。
【0040】 とくに好ましい1つの実施形態は、非プロトン性溶媒、好ましくは有機カーボ
ネート、と組み合わせたリチウムアイオノマーを含み、これはリチウム電池にお
いて有用である。
ネート、と組み合わせたリチウムアイオノマーを含み、これはリチウム電池にお
いて有用である。
【0041】 本発明の好ましい電極は、粒子形態の1以上の電極活性物質、本発明のアイオ
ノマー、少なくとも1つの電子伝導性添加剤および少なくとも1つの有機カーボ
ネートを含む。有用なアノード活性物質の例としては、限定されるものではない
が、炭素(グラファイト性、コークスタイプ、メソカーボン(mesocarb
ons)、ポリアセンなど)およびリチウム層間挿入炭素、Li2.6Co0.4Nの
ような窒化リチウム金属、酸化スズ、ベースドガラス(based glass
es)、リチウム金属、およびリチウム合金(例えばリチウムとアルミニウム、
スズ、マグネシウム、ケイ素、スズ、マンガン、鉄および亜鉛との合金)が含ま
れる。炭素を用いたリチウム層間挿入型アノードが好ましい。有用なカソード活
性物質としては、限定されるものではないが、遷移金属酸化物および硫化物、リ
チオ化遷移金属酸化物および硫化物、ならびに有機イオウ化合物が含まれる。こ
れらの例としては、酸化コバルト、酸化マンガン、酸化モリブデン、酸化バナジ
ウム、チタンおよびモリブデンおよびニオブの硫化物、リチオ化酸化物(例えば
、スピネルリチウムマンガネーゼオキシド(Spinel lithium m
anganese oxide)Li1+xMn2-xO4、クロムをドープさせたス
ピネルリチウムマンガネーゼオキシドLixCryMnzO4、LiCoO2、Li
NiO2、LiNixCo1-xO2(式中、xは0<x<1であり、好ましくは0.
5<x<0.95である。)、LiCoVO4ならびにそれらの混合物である。
LiNixCo1-xO2が好ましい。非常に好ましい電子伝導性助材は、1〜10
%の濃度範囲のカーボンブラックであり、好ましくはMMM S.A.Carb
on(ブリュッセル、ベルギー)から入手可能なスーパーPカーボンブラック(
Super P carbon black)である。好ましくは、完成した電
極中におけるリチウムアイオノマーの体積分率は、4から40%である。
ノマー、少なくとも1つの電子伝導性添加剤および少なくとも1つの有機カーボ
ネートを含む。有用なアノード活性物質の例としては、限定されるものではない
が、炭素(グラファイト性、コークスタイプ、メソカーボン(mesocarb
ons)、ポリアセンなど)およびリチウム層間挿入炭素、Li2.6Co0.4Nの
ような窒化リチウム金属、酸化スズ、ベースドガラス(based glass
es)、リチウム金属、およびリチウム合金(例えばリチウムとアルミニウム、
スズ、マグネシウム、ケイ素、スズ、マンガン、鉄および亜鉛との合金)が含ま
れる。炭素を用いたリチウム層間挿入型アノードが好ましい。有用なカソード活
性物質としては、限定されるものではないが、遷移金属酸化物および硫化物、リ
チオ化遷移金属酸化物および硫化物、ならびに有機イオウ化合物が含まれる。こ
れらの例としては、酸化コバルト、酸化マンガン、酸化モリブデン、酸化バナジ
ウム、チタンおよびモリブデンおよびニオブの硫化物、リチオ化酸化物(例えば
、スピネルリチウムマンガネーゼオキシド(Spinel lithium m
anganese oxide)Li1+xMn2-xO4、クロムをドープさせたス
ピネルリチウムマンガネーゼオキシドLixCryMnzO4、LiCoO2、Li
NiO2、LiNixCo1-xO2(式中、xは0<x<1であり、好ましくは0.
5<x<0.95である。)、LiCoVO4ならびにそれらの混合物である。
LiNixCo1-xO2が好ましい。非常に好ましい電子伝導性助材は、1〜10
%の濃度範囲のカーボンブラックであり、好ましくはMMM S.A.Carb
on(ブリュッセル、ベルギー)から入手可能なスーパーPカーボンブラック(
Super P carbon black)である。好ましくは、完成した電
極中におけるリチウムアイオノマーの体積分率は、4から40%である。
【0042】 本発明の電極は、全てのポリマー性成分を通常の溶剤に溶解し、カーボンブラ
ック粒子および電極活性粒子とともに混合することにより、簡便に製造できる。
カソードの場合、好ましい電極活性物質は、LiNixCo1-xO2[式中、xは
0<x<1である]であり、一方、アノードの場合、好ましい電極活性物質は、
グラファイト化メソカーボンマイクロビーズである。例えば、本発明の好ましい
リチウム電池用電極は、本発明のアイオノマーを、アセトンとジメチルホルムア
ミドとの混合物に溶解し、続いて電極活性物質の粒子およびカーボンブラックを
添加し、その後基体上にフィルムを付着させ乾燥させることにより、二次加工し
て調製することができる。得られる好ましい電極は、電極活性物質、伝導性カー
ボンブラックおよび本発明のアイオノマーを含むことになり、この場合、好まし
くは電極活性物質に対するアイオノマーの重量比率は0.05から0.8であり
、電極活性物質に対するカーボンブラックの重量比率は0.01から0.2であ
る。最も好ましくは、電極活性物質に対するアイオノマーの重量比率は、0.1
から0.25であり、電極活性物質に対するカーボンブラックの重量比率は0.
02から0.1である。次にこの電極を、溶液からガラス板または集電装置金属
箔のような好ましい支持体上にキャストし、当技術分野で公知の技術を用いてフ
ィルムに調製することができる。次に、このように調製した電極フィルムを、本
明細書で以降に記載するように積層することによって多層電気化学的電池構造体
に含ませることができる。
ック粒子および電極活性粒子とともに混合することにより、簡便に製造できる。
カソードの場合、好ましい電極活性物質は、LiNixCo1-xO2[式中、xは
0<x<1である]であり、一方、アノードの場合、好ましい電極活性物質は、
グラファイト化メソカーボンマイクロビーズである。例えば、本発明の好ましい
リチウム電池用電極は、本発明のアイオノマーを、アセトンとジメチルホルムア
ミドとの混合物に溶解し、続いて電極活性物質の粒子およびカーボンブラックを
添加し、その後基体上にフィルムを付着させ乾燥させることにより、二次加工し
て調製することができる。得られる好ましい電極は、電極活性物質、伝導性カー
ボンブラックおよび本発明のアイオノマーを含むことになり、この場合、好まし
くは電極活性物質に対するアイオノマーの重量比率は0.05から0.8であり
、電極活性物質に対するカーボンブラックの重量比率は0.01から0.2であ
る。最も好ましくは、電極活性物質に対するアイオノマーの重量比率は、0.1
から0.25であり、電極活性物質に対するカーボンブラックの重量比率は0.
02から0.1である。次にこの電極を、溶液からガラス板または集電装置金属
箔のような好ましい支持体上にキャストし、当技術分野で公知の技術を用いてフ
ィルムに調製することができる。次に、このように調製した電極フィルムを、本
明細書で以降に記載するように積層することによって多層電気化学的電池構造体
に含ませることができる。
【0043】 本発明のセパレーター組成物に、それら成分同士の結合性を向上させるか、あ
るいはそれから二次加工される製品の構造的な完全性の向上を付与するといった
目的に有用であり得るような補助剤を含ませるのが好ましい場合もある。特に好
ましい追加物質の1つはSiO2であり、SiO2は、本明細書で上述したように
、セパレーターが形成されるのと同じ溶液にその粒子を単に分散させることによ
り含ませてもよい。好ましくは、平均粒径1.0マイクロメーター未満のシリカ
粒子であり、シリカは、混合物中に全体の重量で50%以下で存在する。
るいはそれから二次加工される製品の構造的な完全性の向上を付与するといった
目的に有用であり得るような補助剤を含ませるのが好ましい場合もある。特に好
ましい追加物質の1つはSiO2であり、SiO2は、本明細書で上述したように
、セパレーターが形成されるのと同じ溶液にその粒子を単に分散させることによ
り含ませてもよい。好ましくは、平均粒径1.0マイクロメーター未満のシリカ
粒子であり、シリカは、混合物中に全体の重量で50%以下で存在する。
【0044】 別の方法では、電極活性物質ならびに任意のカーボンブラックおよび他の補助
剤の分散液を、最初に表面上にキャストし、続いて有機カーボネート溶液中の本
発明のアイオノマーを添加することが可能である。
剤の分散液を、最初に表面上にキャストし、続いて有機カーボネート溶液中の本
発明のアイオノマーを添加することが可能である。
【0045】 本発明を、以下の具体的な実施例でさらに説明する。
【0046】 (実施例) 本明細書以下に記載の前駆体非イオン性ポリマーI〜XIVは、エチレンと、
下記式 FSO2−CF2CF2−O−(CF2)n(CH2)4CH=CH2 [式中、n=2または4である]で表されるコモノマーとを共重合させることに
より形成した。使用した溶媒はトルエンであったが、ポリマーXIの合成の場合
にはジクロロメタンであった。
下記式 FSO2−CF2CF2−O−(CF2)n(CH2)4CH=CH2 [式中、n=2または4である]で表されるコモノマーとを共重合させることに
より形成した。使用した溶媒はトルエンであったが、ポリマーXIの合成の場合
にはジクロロメタンであった。
【0047】 表1に関し、ポリマーI〜XおよびXIVは、窒素パージしたドライボックス
内のシュレンク(Schlenk)フラスコ中に、指示された触媒、コモノマー
および溶媒の指示量を混合することにより合成した。指定の触媒の構造を表2に
示す。次に混合物をドライボックスから取り出し、エチレンの1気圧下に放置し
た。混合物を、氷水バス中に浸漬することにより冷却しながら、15分間にわた
ってエチレンでパージした。次に7.1%のポリメチルアルモキサン(poly
methylalumoxane)(PMAO)のトルエン溶液2.2ml(ポ
リマーVIIおよびXIVでは4.4mL)を導入して、反応を開始させ、混合
液を指示された時間にわたって攪拌した。指示された時間の最後に、5mlのメ
タノールを、反応混合液に徐々に添加し、その後混合液を150mlのメタノー
ル中に注ぎ、続いて1.5mlの濃塩酸水溶液を添加した。得られた混合液を約
30分間攪拌した。得られる白色固形ポリマーを濾過し、メタノールの20ml
アリコートで6回洗浄し、減圧乾燥した。
内のシュレンク(Schlenk)フラスコ中に、指示された触媒、コモノマー
および溶媒の指示量を混合することにより合成した。指定の触媒の構造を表2に
示す。次に混合物をドライボックスから取り出し、エチレンの1気圧下に放置し
た。混合物を、氷水バス中に浸漬することにより冷却しながら、15分間にわた
ってエチレンでパージした。次に7.1%のポリメチルアルモキサン(poly
methylalumoxane)(PMAO)のトルエン溶液2.2ml(ポ
リマーVIIおよびXIVでは4.4mL)を導入して、反応を開始させ、混合
液を指示された時間にわたって攪拌した。指示された時間の最後に、5mlのメ
タノールを、反応混合液に徐々に添加し、その後混合液を150mlのメタノー
ル中に注ぎ、続いて1.5mlの濃塩酸水溶液を添加した。得られた混合液を約
30分間攪拌した。得られる白色固形ポリマーを濾過し、メタノールの20ml
アリコートで6回洗浄し、減圧乾燥した。
【0048】 ポリマーXIは、指定された触媒、コモノマーおよびジクロロメタン溶媒の指
定量を、シュレンクフラスコ中で混合することにより合成した。室温にて1気圧
エチレン下で混合物を放置することにより、反応を開始させた。PMAOは添加
しなかった。反応を、4,260分間、攪拌下で進めた。得られたポリマーは、
油状液体であった。反応物を濾過した。濾過物に、攪拌下350mlのメタノー
ルを添加した。油状析出物を抽出し、100mlのジクロロメタンに再溶解させ
、続いて350mlのメタノールを添加した。淡黄色油状生成物を抽出し、減圧
乾燥した。このように調製した物質は、ガラス転移温度が−66℃であり、融点
は無かった。
定量を、シュレンクフラスコ中で混合することにより合成した。室温にて1気圧
エチレン下で混合物を放置することにより、反応を開始させた。PMAOは添加
しなかった。反応を、4,260分間、攪拌下で進めた。得られたポリマーは、
油状液体であった。反応物を濾過した。濾過物に、攪拌下350mlのメタノー
ルを添加した。油状析出物を抽出し、100mlのジクロロメタンに再溶解させ
、続いて350mlのメタノールを添加した。淡黄色油状生成物を抽出し、減圧
乾燥した。このように調製した物質は、ガラス転移温度が−66℃であり、融点
は無かった。
【0049】 ポリマーXIIおよびXIIIは、指定された触媒、コモノマーおよび溶媒の
指定量を、ドライボックス内のシュレンクフラスコ中で混合することにより調製
した。混合物を、1気圧のエチレン下に放置し、15分間エチレンでパージした
。7.1%のPMAOのトルエン溶液10mlを添加して、反応を開始し、指示
された温度で指示された時間にわたって攪拌下で反応を継続した。350mlの
メタノールを反応混合物に、徐々に添加し、続いて5mlの濃HClを添加した
。白色固体ポリマーを濾過し、メタノールで洗浄し、減圧乾燥した。
指定量を、ドライボックス内のシュレンクフラスコ中で混合することにより調製
した。混合物を、1気圧のエチレン下に放置し、15分間エチレンでパージした
。7.1%のPMAOのトルエン溶液10mlを添加して、反応を開始し、指示
された温度で指示された時間にわたって攪拌下で反応を継続した。350mlの
メタノールを反応混合物に、徐々に添加し、続いて5mlの濃HClを添加した
。白色固体ポリマーを濾過し、メタノールで洗浄し、減圧乾燥した。
【0050】 分子量を、ゲル浸透クロマトグラフィーで、ポリエチレン標準を用い、決定し
た。融点を、デュポン912型(DuPont model 912)の示差走
査熱量計を用い、−100℃まで冷却後、150℃まで10℃/分で昇温するこ
とにより、測定した。本明細書で後述する実施例では、ポリマーをローマ数字I
〜XVIIに従って命名する。使用する触媒は、表2記載の触媒と対応する文字
標記により、表1で命名する。ポリマー中のコモノマーの比率(%)は、プロト
ンおよび13C核磁気共鳴を組合わせて求めた。
た。融点を、デュポン912型(DuPont model 912)の示差走
査熱量計を用い、−100℃まで冷却後、150℃まで10℃/分で昇温するこ
とにより、測定した。本明細書で後述する実施例では、ポリマーをローマ数字I
〜XVIIに従って命名する。使用する触媒は、表2記載の触媒と対応する文字
標記により、表1で命名する。ポリマー中のコモノマーの比率(%)は、プロト
ンおよび13C核磁気共鳴を組合わせて求めた。
【0051】
【表1】
【0052】
【表2−1】
【0053】
【表2−2】
【0054】 本明細書で後述される前駆体非イオン性ポリマーXVおよびXVIは、プロピ
レンと、下記式 FSO2−CF2CF2−O−(CF2)2−(CH2)4CH=CH2 で表されるコモノマーとを共重合することにより調製した。使用した溶媒はトル
エンであった。
レンと、下記式 FSO2−CF2CF2−O−(CF2)2−(CH2)4CH=CH2 で表されるコモノマーとを共重合することにより調製した。使用した溶媒はトル
エンであった。
【0055】 ポリマーXVは、ドライボックス内のシュレンクフラスコ中で、2.3mg(
0.0055mmol)の触媒rac−エチレンビス(インデニル)ジルコニウ
ム(IV)ジクロライド、2.72g(7.11mmol)のCH2=CH(C
H2)4(CF2)2O(CF2)2SO2Fおよび25mLのトルエンを混合するこ
とにより合成した。これを氷水浴中で3psigのプロピレン下に放置し、10
分間プロピレンでパージした。PMAO(7.2mLの7.1重量%のトルエン
溶液)を混合物に添加した。0℃で1時間、3psigのプロピレン下で攪拌後
、メタノール(150mL)を反応混合物に、徐々に添加し、続いて5mLの濃
HClを添加した。白色固体ポリマーを濾過し、メタノールで洗浄し、減圧乾燥
した。コポリマー(1.35g)が得られた。ポリマーは、13C NMRによる
とアイソタクチックである。2.9モル%のコモノマーが取り込まれていること
が、1H NMR(TCE−d2)により示された。コポリマーでは、示差走査熱
量計による融点は133℃である。ゲル浸透クロマトグラフィー(TCB、13
5℃、ポリエチレン標準)では、Mw=23,200;Mn=11,000;M
w/Mn=2.1である。
0.0055mmol)の触媒rac−エチレンビス(インデニル)ジルコニウ
ム(IV)ジクロライド、2.72g(7.11mmol)のCH2=CH(C
H2)4(CF2)2O(CF2)2SO2Fおよび25mLのトルエンを混合するこ
とにより合成した。これを氷水浴中で3psigのプロピレン下に放置し、10
分間プロピレンでパージした。PMAO(7.2mLの7.1重量%のトルエン
溶液)を混合物に添加した。0℃で1時間、3psigのプロピレン下で攪拌後
、メタノール(150mL)を反応混合物に、徐々に添加し、続いて5mLの濃
HClを添加した。白色固体ポリマーを濾過し、メタノールで洗浄し、減圧乾燥
した。コポリマー(1.35g)が得られた。ポリマーは、13C NMRによる
とアイソタクチックである。2.9モル%のコモノマーが取り込まれていること
が、1H NMR(TCE−d2)により示された。コポリマーでは、示差走査熱
量計による融点は133℃である。ゲル浸透クロマトグラフィー(TCB、13
5℃、ポリエチレン標準)では、Mw=23,200;Mn=11,000;M
w/Mn=2.1である。
【0056】 ポリマーXVIは、ドライボックス内のシュレンクフラスコ中で、2.3mg
(0.0055mmol)の触媒rac−エチレンビス(インデニル)ジルコニ
ウム(IV)ジクロライド、5.5g(0.0144mmol)のCH2=CH
(CH2)4(CF2)2O(CF2)2SO2Fおよび25mLのトルエンを混合す
ることにより合成した。これを氷水浴中で3psigのプロピレン下に放置し、
10分間プロピレンでパージした。PMAO(4.0mLの12.9重量%のト
ルエン溶液)を混合物に添加した。0℃で2時間、3psigのプロピレン下で
攪拌後、メタノール(5mL)を反応混合物に徐々に添加した。次いで、混合物
を150mLのメタノール中に注ぎ、続いて5mLの濃HClを添加した。室温
で20分間攪拌後、白色固体ポリマーを濾過し、メタノールで洗浄し、減圧乾燥
した。コポリマー(4.6g)を得た。ポリマーは、13C NMRによるとアイ
ソタクチックである。3.8モル%のコモノマーが取り込まれていることが、1
H NMR(TCE−d2)により示された。コポリマーは、示差走査熱量計に
よる融点が124℃である。ゲル浸透クロマトグラフィー(TCB、135℃、
ポリエチレン標準);Mw=39,200;Mn=20,900;Mw/Mn=
1.9である。
(0.0055mmol)の触媒rac−エチレンビス(インデニル)ジルコニ
ウム(IV)ジクロライド、5.5g(0.0144mmol)のCH2=CH
(CH2)4(CF2)2O(CF2)2SO2Fおよび25mLのトルエンを混合す
ることにより合成した。これを氷水浴中で3psigのプロピレン下に放置し、
10分間プロピレンでパージした。PMAO(4.0mLの12.9重量%のト
ルエン溶液)を混合物に添加した。0℃で2時間、3psigのプロピレン下で
攪拌後、メタノール(5mL)を反応混合物に徐々に添加した。次いで、混合物
を150mLのメタノール中に注ぎ、続いて5mLの濃HClを添加した。室温
で20分間攪拌後、白色固体ポリマーを濾過し、メタノールで洗浄し、減圧乾燥
した。コポリマー(4.6g)を得た。ポリマーは、13C NMRによるとアイ
ソタクチックである。3.8モル%のコモノマーが取り込まれていることが、1
H NMR(TCE−d2)により示された。コポリマーは、示差走査熱量計に
よる融点が124℃である。ゲル浸透クロマトグラフィー(TCB、135℃、
ポリエチレン標準);Mw=39,200;Mn=20,900;Mw/Mn=
1.9である。
【0057】 本明細書で後述される前駆体非イオン性ポリマーXVIIは、高密度ポリエチ
レン上に、CH2=CH(CF2)2O(CF2)2SO2Fをグラフト化させること
により調製した。
レン上に、CH2=CH(CF2)2O(CF2)2SO2Fをグラフト化させること
により調製した。
【0058】 ポリマーXVIIは、125℃の13.03gの高密度ポリエチレン(Ald
rich、Mw=125,000)の100mlのo−ジクロロベンゼン溶液と
、10.15gのCH2=CH(CF2)2O(CF2)2SO2Fとを窒素下で混合
し、続いてtert−ブチルペルオキシドのジクロロベンゼン溶液(20mLの
o−ジクロロベンゼン中に、1.23gのtBuOOtBu)を徐々に添加するこ
とにより合成した。添加を7時間で終了した。続いて溶液を一晩中攪拌した。溶
液を500mLのメタノールに注ぎ、実験室混合機で混合後濾過した。メタノー
ル溶解、混合および濾過の工程を、トータルで4回実施した。その後、固形ポリ
マーをメタノールで3回洗浄し、真空で乾燥した。白色ポリマー(21.3g)
を得た。1H NMR測定によると、コモノマーの取り込みモル比率は5.4%
であった。NMR測定によると、分岐頻度は7Me/1000CH2であった。
GPC(TCB、135℃、PE標準)では;Mw=65,700;Mn=4,
820;P/D=15.3である。コポリマーは、DSCによると融点が118
℃である。
rich、Mw=125,000)の100mlのo−ジクロロベンゼン溶液と
、10.15gのCH2=CH(CF2)2O(CF2)2SO2Fとを窒素下で混合
し、続いてtert−ブチルペルオキシドのジクロロベンゼン溶液(20mLの
o−ジクロロベンゼン中に、1.23gのtBuOOtBu)を徐々に添加するこ
とにより合成した。添加を7時間で終了した。続いて溶液を一晩中攪拌した。溶
液を500mLのメタノールに注ぎ、実験室混合機で混合後濾過した。メタノー
ル溶解、混合および濾過の工程を、トータルで4回実施した。その後、固形ポリ
マーをメタノールで3回洗浄し、真空で乾燥した。白色ポリマー(21.3g)
を得た。1H NMR測定によると、コモノマーの取り込みモル比率は5.4%
であった。NMR測定によると、分岐頻度は7Me/1000CH2であった。
GPC(TCB、135℃、PE標準)では;Mw=65,700;Mn=4,
820;P/D=15.3である。コポリマーは、DSCによると融点が118
℃である。
【0059】 本発明のF1〜F16、F19、F21〜F23と示されるフィルムを、本発
明のポリマーから作製した。
明のポリマーから作製した。
【0060】 ポリマーVIは、おそらく低分子量のためにさらなる取り扱いができないほど
非常に脆いことがわかり、支えなしで立つほどのフィルムに作製することはでき
なかった。ポリマーXIは、油状であり、室温で支えなしで立つほどのフィルム
に作製することはできなかった。
非常に脆いことがわかり、支えなしで立つほどのフィルムに作製することはでき
なかった。ポリマーXIは、油状であり、室温で支えなしで立つほどのフィルム
に作製することはできなかった。
【0061】 本明細書で上述したポリマーI〜VおよびポリマーVII〜XおよびXII〜
XVIIと示した他の全てのポリマーをフィルム形状に作製した。表3で「MP
」と示した3.75cm×3.75cmから7.5cm×7.5cmのサイズの
溶融プレスしたフィルムは、約0.25〜5.0gの乾燥ポリマーを、DuPo
nt(Wilmington、DE)から入手できる2枚のKapton(登録
商標)ポリイミドフィルムの間に入れ、Omron Electronic I
nc.(Schaumburg、IL)のE5CS温度制御装置を備えた油圧機
(P218C型、Pasadena Hydlauric Industrie
s(City of Industry、CA))の定盤の間に挿入することに
より製造した。ポリマーを2分間予備加熱し、その後2分間圧縮し、続いて加圧
下で冷却した。得られたフィルムは、約63から127マイクロメーターの膜厚
の範囲であった。用いた特定の温度および圧力を、表3に示す。
XVIIと示した他の全てのポリマーをフィルム形状に作製した。表3で「MP
」と示した3.75cm×3.75cmから7.5cm×7.5cmのサイズの
溶融プレスしたフィルムは、約0.25〜5.0gの乾燥ポリマーを、DuPo
nt(Wilmington、DE)から入手できる2枚のKapton(登録
商標)ポリイミドフィルムの間に入れ、Omron Electronic I
nc.(Schaumburg、IL)のE5CS温度制御装置を備えた油圧機
(P218C型、Pasadena Hydlauric Industrie
s(City of Industry、CA))の定盤の間に挿入することに
より製造した。ポリマーを2分間予備加熱し、その後2分間圧縮し、続いて加圧
下で冷却した。得られたフィルムは、約63から127マイクロメーターの膜厚
の範囲であった。用いた特定の温度および圧力を、表3に示す。
【0062】 表3で「溶液」と示した溶液からのキャストフィルムは、0.25〜5.0g
のポリマーが指定した溶剤に溶解するまで加熱し溶解させ、2.5cm×2.5
cmの穴を有するガラス製キャストトレー上にキャストすることにより調製した
。溶剤を室温で蒸発させ、膜厚が約25〜127マイクロメーターの範囲のポリ
マーフィルムを得た。
のポリマーが指定した溶剤に溶解するまで加熱し溶解させ、2.5cm×2.5
cmの穴を有するガラス製キャストトレー上にキャストすることにより調製した
。溶剤を室温で蒸発させ、膜厚が約25〜127マイクロメーターの範囲のポリ
マーフィルムを得た。
【0063】
【表3】
【0064】 (実施例1〜22) 表3に記載のフィルム試料F1〜F16、F19、F21〜23の各々と、ポ
リマーXIの2つの油状のアリコートとを、LiOHの1:1の水メタノール飽
和溶液で処理し、続いて室温にて1:1の水メタノールですすぐことにより加水
分解し、その後新たに調製した1:1の水/メタノール混合液中で加熱した。そ
の後、とくに言及しない限りVWR Scientific、West Che
ster、PAから入手できる型1430真空オーブンで、約220トール圧力
下で、試料を乾燥させた。表4には、フィルムをLiOH溶液に曝す時間および
温度、室温すすぎをする時間、加熱すすぎをする温度および時間、加水分解フィ
ルムの乾燥の温度と時間を示した。
リマーXIの2つの油状のアリコートとを、LiOHの1:1の水メタノール飽
和溶液で処理し、続いて室温にて1:1の水メタノールですすぐことにより加水
分解し、その後新たに調製した1:1の水/メタノール混合液中で加熱した。そ
の後、とくに言及しない限りVWR Scientific、West Che
ster、PAから入手できる型1430真空オーブンで、約220トール圧力
下で、試料を乾燥させた。表4には、フィルムをLiOH溶液に曝す時間および
温度、室温すすぎをする時間、加熱すすぎをする温度および時間、加水分解フィ
ルムの乾燥の温度と時間を示した。
【0065】
【表4−1】
【0066】
【表4−2】
【0067】
【表4−3】
【0068】 (実施例23) 実施例XIVに記載のように調製された、重合ポリマー片のままの形態のポリ
マーXIV試料4.43gを、予め70℃に加熱した1:1の水/メタノールの
飽和LiOH溶液の過剰量に2時間浸漬することにより加水分解に供し、続いて
75℃まで加熱し、さらに2時間保持し、その後室温まで冷却し、12時間維持
し、続いて再度75℃まで加熱し、4時間維持した。得られた加水分解ポリマー
を、その後、水/メタノールの1:1混合液中で、室温にて12時間すすぎに供
し、続いて新鮮な水/メタノールの1:1混合液中で、80℃で4時間すすぎ、
ついで水/メタノールの1:1混合液中で、室温にて12時間すすぎに供した。
マーXIV試料4.43gを、予め70℃に加熱した1:1の水/メタノールの
飽和LiOH溶液の過剰量に2時間浸漬することにより加水分解に供し、続いて
75℃まで加熱し、さらに2時間保持し、その後室温まで冷却し、12時間維持
し、続いて再度75℃まで加熱し、4時間維持した。得られた加水分解ポリマー
を、その後、水/メタノールの1:1混合液中で、室温にて12時間すすぎに供
し、続いて新鮮な水/メタノールの1:1混合液中で、80℃で4時間すすぎ、
ついで水/メタノールの1:1混合液中で、室温にて12時間すすぎに供した。
【0069】 その後加水分解ポリマーをTHFに溶解し、ガラス板上にキャストし、ついで
THFを蒸発させ、板からフィルムを分離することによりフィルムをキャストし
た。そのように調製した加水分解フィルムを、本明細書で以降、試験片S20と
して示す。
THFを蒸発させ、板からフィルムを分離することによりフィルムをキャストし
た。そのように調製した加水分解フィルムを、本明細書で以降、試験片S20と
して示す。
【0070】 (実施例24) 本明細書中上記記載のように調製した0.2817gのリチオ化ポリマー試験
片S19を、10mLのTHF中に置き、溶解するまで穏やかに暖めた。0.0
56gのCabot Cab−o−sil(登録商標)TS530を添加し、分
散するまで攪拌した。分散物を、直径50mmのTeflon(登録商標)PF
Aの円形のペトリ皿上にキャストし、溶媒を蒸発させて、本明細書で以降、試験
片S24として示される加水分解フィルムを形成した。
片S19を、10mLのTHF中に置き、溶解するまで穏やかに暖めた。0.0
56gのCabot Cab−o−sil(登録商標)TS530を添加し、分
散するまで攪拌した。分散物を、直径50mmのTeflon(登録商標)PF
Aの円形のペトリ皿上にキャストし、溶媒を蒸発させて、本明細書で以降、試験
片S24として示される加水分解フィルムを形成した。
【0071】 (実施例25〜181) 実施例1〜24、S1〜S24の乾燥加水分解フィルムを、まだ暖かいまま密
閉した容器に移し、そして乾燥窒素で加圧にされている球状のボックスにいれ、
そこで密閉した容器から膜を取出し、室温になるまで放置した。引き続き球状の
ボックス内で、その後、膜を1.0cm×1.5cmのサイズの数個の切片に切
り分けた。典型的には、そのように調製した試験片を、真空下で、24〜48時
間にわたって100℃に加熱した。
閉した容器に移し、そして乾燥窒素で加圧にされている球状のボックスにいれ、
そこで密閉した容器から膜を取出し、室温になるまで放置した。引き続き球状の
ボックス内で、その後、膜を1.0cm×1.5cmのサイズの数個の切片に切
り分けた。典型的には、そのように調製した試験片を、真空下で、24〜48時
間にわたって100℃に加熱した。
【0072】 冷却した1.0cm×1.5cmの膜試料を、その後、密閉ガラスビン内で、
1以上の過剰の液体中で、室温にて24時間浸漬した。使用した液体は、全て市
販されており、そのままで使用した。浸漬後、膜試料を液体浴から取出し、ペー
パータオルで吸い取って過剰の液体を除き、試験した。
1以上の過剰の液体中で、室温にて24時間浸漬した。使用した液体は、全て市
販されており、そのままで使用した。浸漬後、膜試料を液体浴から取出し、ペー
パータオルで吸い取って過剰の液体を除き、試験した。
【0073】 イオン伝導率は、Y.Sone等、[Proton Conductivit
y of Nafion 117 As Measured by a Fou
r−Electrode AC Impendance Method」、J.
Electrochem.Soc.、143、1254(1996)という表題
の文献記載のいわゆる4点プローブ法を用い測定した。記載されている方法を、
水性電解液膜に適用した。この方法は、本明細書中で報告する非水性溶媒につい
ての測定値を得る目的のために、水への暴露を最小限にするために乾燥窒素で密
閉球状ボックスをパージしている記載の装置を設置することにより修正を加えた
。方法はまた、試験試料の全幅を横断する並行な線状プローブを、文献報告の方
法で使用された点状プローブに置き換えることによっても修正を加えた。
y of Nafion 117 As Measured by a Fou
r−Electrode AC Impendance Method」、J.
Electrochem.Soc.、143、1254(1996)という表題
の文献記載のいわゆる4点プローブ法を用い測定した。記載されている方法を、
水性電解液膜に適用した。この方法は、本明細書中で報告する非水性溶媒につい
ての測定値を得る目的のために、水への暴露を最小限にするために乾燥窒素で密
閉球状ボックスをパージしている記載の装置を設置することにより修正を加えた
。方法はまた、試験試料の全幅を横断する並行な線状プローブを、文献報告の方
法で使用された点状プローブに置き換えることによっても修正を加えた。
【0074】 1.0cm×1.5cmのフィルムを、吸い取り乾燥させ、伝導率電池中に設
置した。電池のインピーダンスを、10Hzから100,000Hzの範囲で測
定し、高周波数領域(通常500〜5000Hz)の位相角ゼロでの値を、オー
ムで示す試料のバルク抵抗値とみなした。次に元の抵抗値を、電池定数と液体で
膨潤したフィルム厚を用い、伝導率、S/cmに変換した。
置した。電池のインピーダンスを、10Hzから100,000Hzの範囲で測
定し、高周波数領域(通常500〜5000Hz)の位相角ゼロでの値を、オー
ムで示す試料のバルク抵抗値とみなした。次に元の抵抗値を、電池定数と液体で
膨潤したフィルム厚を用い、伝導率、S/cmに変換した。
【0075】 以下の略語を使用した: DEC 炭酸ジエチル DEE ジエトキシエタン DMC 炭酸ジメチル DME 1,2−ジメトキシエタン DMF N,N−ジメチルホルムアミド DMSO ジメチルスルホキシド EC 炭酸エチレン(1,3−ジオキソラン−2−オン) GBL γ−ブチロラクトン MA 酢酸メチル MeOH メタノール MG グリコール酸メチル NMF N−メチルホルムアミド NMP N−メチルピロリドン PC 炭酸プロピレン PEG ポリエチレングリコール THF テトラヒドロフラン (実施例25〜138) 実施する伝導率試験において、本発明の加水分解フィルムS1〜S24は、指
定された液体と組み合わされて、本発明の伝導性組成物を形成する。記載される
ように表5に示す組成物は、10-5S/cmを超える室温イオン伝導率を発現す
ることが見出された。
定された液体と組み合わされて、本発明の伝導性組成物を形成する。記載される
ように表5に示す組成物は、10-5S/cmを超える室温イオン伝導率を発現す
ることが見出された。
【0076】
【表5】
【0077】 本明細書で上述した実施例で使用したS15の試験片は、表5に記載の多くの
溶剤に浸漬されている間は、とくに高程度に物理的な結合性を維持することが観
察された。
溶剤に浸漬されている間は、とくに高程度に物理的な結合性を維持することが観
察された。
【0078】 (実施例139〜140) 加水分解フィルムサンプルS2、S4、S5、S6およびS7の各々の試験片
を、表6に示したように曝す時間が2時間または54時間のいずれかである以外
は、本明細書で上述した方法に従いPCに浸漬した。
を、表6に示したように曝す時間が2時間または54時間のいずれかである以外
は、本明細書で上述した方法に従いPCに浸漬した。
【0079】
【表6】
【0080】 (実施例141〜150) ポリマーXIの加水分解により形成した重合性油状物質を、表7に示した溶剤
と混合し、指定の温度でゲルを形成した。伝導率測定を、オリエン(Orien
)液体浸漬伝導率プローブを用い実施した。結果を表7に示す。
と混合し、指定の温度でゲルを形成した。伝導率測定を、オリエン(Orien
)液体浸漬伝導率プローブを用い実施した。結果を表7に示す。
【0081】
【表7】
【0082】 (実施例150〜173) 表8に指定の加水分解フィルムの試験片を、本明細書で上述したように調製し
たリチオ化形態および酸形態の両方で、水性媒体中で伝導率を評価した。酸形態
の膜を、リチウム形態の膜から、膜を過剰の1.0M硝酸(試薬グレート、EM
Science、Gibbstown、NJ)に1時間にわたって浸漬し、そ
の後脱イオン水で1時間、T=80℃ですすぎ、その後、脱イオン水中で冷却す
ることにより調製した。
たリチオ化形態および酸形態の両方で、水性媒体中で伝導率を評価した。酸形態
の膜を、リチウム形態の膜から、膜を過剰の1.0M硝酸(試薬グレート、EM
Science、Gibbstown、NJ)に1時間にわたって浸漬し、そ
の後脱イオン水で1時間、T=80℃ですすぎ、その後、脱イオン水中で冷却す
ることにより調製した。
【0083】 次に、フィルムを脱イオン水中に浸漬し、2時間でT=80℃まで加熱し、続
いて室温まで冷却した。全ての測定を球状ボックスの外側で実施した以外は、上
記と同じ手法を用いて伝導率を測定した。
いて室温まで冷却した。全ての測定を球状ボックスの外側で実施した以外は、上
記と同じ手法を用いて伝導率を測定した。
【0084】
【表8】
【0085】 (実施例174) 参照することにより本明細書に組み込まれるDesmarteau、J.Fl
ourine Chem.52、pp7ff(1991)で教示している方法に
従い、本明細書で上記に開示したように合成したポリマーIXを、CF3CF2S
O2NNaSi(CH3)3と反応させた。このように調製したポリマーを、30
%を超えるH2SO4と、室温で6時間にわたって処理し、プロトン(H+)形態
のポリマーを調製した。このように調製したプロトン形態ポリマーを、その後、
直ぐに大過剰の0.1MのLiOH50/50水メタノール溶液を用いて、室温
下で5時間にわたってイオン交換した。得られたアイオノマーは、本質的に非置
換のエチレン主鎖と、3.9モル%の下記式
ourine Chem.52、pp7ff(1991)で教示している方法に
従い、本明細書で上記に開示したように合成したポリマーIXを、CF3CF2S
O2NNaSi(CH3)3と反応させた。このように調製したポリマーを、30
%を超えるH2SO4と、室温で6時間にわたって処理し、プロトン(H+)形態
のポリマーを調製した。このように調製したプロトン形態ポリマーを、その後、
直ぐに大過剰の0.1MのLiOH50/50水メタノール溶液を用いて、室温
下で5時間にわたってイオン交換した。得られたアイオノマーは、本質的に非置
換のエチレン主鎖と、3.9モル%の下記式
【0086】
【化3】
【0087】 で表される基からなるペンダント基とを有するポリマーである。Liイミドアイ
オノマーを、NMRおよび元素分析より同定した。
オノマーを、NMRおよび元素分析より同定した。
【0088】 (実施例175) Seppelt、Inorg.Chem.27、pp.2135ff(198
8)の方法に従い、CH2(SO2CF2CF3)2およびCH3MgBrから、(C
F3CF2SO2)2C(BrMg)2を合成した。本明細書で上記に開示したよう
に合成したポリマーIXの攪拌させたTHF溶液に、(CF3CF2SO2)2C(
BrMg)2を0℃で添加した。添加が終了した後、反応混合物を室温にて一晩
中攪拌した。その後、THFを汲みだし、3MのHClを添加し、溶液を数時間
攪拌し、濾過した。無機塩を除去するため得られた固体を水で洗浄し、その後、
0.1MのLiClの50/50水/MeOH溶液で、室温にて1昼夜処理した
。RfSO2C(Li)(SO2CF3)2を得た。
8)の方法に従い、CH2(SO2CF2CF3)2およびCH3MgBrから、(C
F3CF2SO2)2C(BrMg)2を合成した。本明細書で上記に開示したよう
に合成したポリマーIXの攪拌させたTHF溶液に、(CF3CF2SO2)2C(
BrMg)2を0℃で添加した。添加が終了した後、反応混合物を室温にて一晩
中攪拌した。その後、THFを汲みだし、3MのHClを添加し、溶液を数時間
攪拌し、濾過した。無機塩を除去するため得られた固体を水で洗浄し、その後、
0.1MのLiClの50/50水/MeOH溶液で、室温にて1昼夜処理した
。RfSO2C(Li)(SO2CF3)2を得た。
【0089】 得られたアイオノマーは、本質的に非置換のポリエチレン主鎖と、3.9モル
%の下記式
%の下記式
【0090】
【化4】
【0091】 で表される基からなるペンダント基を有するポリマーである。Liメチドアイオ
ノマーを、NMRおよび元素分析より同定した。
ノマーを、NMRおよび元素分析より同定した。
【0092】 (実施例176) 実施例23の加水分解ポリマーの乾燥試料0.5gを、12gのテトラヒドロ
フラン(THF)とともに密閉フラスコに入れ、温度65℃で4時間にわたって
400rpmで攪拌した。溶融シリカ(0.125gのTS530、Cabot
社(Boston、MA))を添加し、数分にわたり攪拌を継続して、シリカを
分散させた。懸濁液をガラスウールのプラグに通過させて濾過し、いかなるゲル
粒子をも除去し、0.05インチのゲート高を有するドクターブレードを用いて
、DuPontで販売されているMylar(登録商標)のポリエステルフィル
ム上にキャストした。THFを周囲温度で蒸発させ、厚さ32から40μのフィ
ルムを得た。そのように調製したフィルムを、本明細書で後述するバッテリー構
造体のセパレーターフィルムとして使用した。
フラン(THF)とともに密閉フラスコに入れ、温度65℃で4時間にわたって
400rpmで攪拌した。溶融シリカ(0.125gのTS530、Cabot
社(Boston、MA))を添加し、数分にわたり攪拌を継続して、シリカを
分散させた。懸濁液をガラスウールのプラグに通過させて濾過し、いかなるゲル
粒子をも除去し、0.05インチのゲート高を有するドクターブレードを用いて
、DuPontで販売されているMylar(登録商標)のポリエステルフィル
ム上にキャストした。THFを周囲温度で蒸発させ、厚さ32から40μのフィ
ルムを得た。そのように調製したフィルムを、本明細書で後述するバッテリー構
造体のセパレーターフィルムとして使用した。
【0093】 実施例23の加水分解ポリマーの第2の試料を、本明細書で後述するバッテリ
ーで使用される陽極電極の製造に使用した。0.2gの乾燥アイオノマーを、7
gのテトラヒドロフラン(THF)とともに密閉フラスコ中に入れ、温度70℃
で2時間、400rpmで攪拌した。カーボンブラック(0.05gのSPブラ
ック、MMM S.A.Carbon、ブリュッセル、ベルギー)およびグラフ
ァイト(0.75gのメゾフェーズカーボンミクロビーズMCMB25〜28、
大阪ガス、日本)を添加し、さらに15分間攪拌した。スラリーを、DuPon
tで販売されているシラン化Mylar(登録商標)の上にキャストし、THF
を周囲温度で蒸発させた。
ーで使用される陽極電極の製造に使用した。0.2gの乾燥アイオノマーを、7
gのテトラヒドロフラン(THF)とともに密閉フラスコ中に入れ、温度70℃
で2時間、400rpmで攪拌した。カーボンブラック(0.05gのSPブラ
ック、MMM S.A.Carbon、ブリュッセル、ベルギー)およびグラフ
ァイト(0.75gのメゾフェーズカーボンミクロビーズMCMB25〜28、
大阪ガス、日本)を添加し、さらに15分間攪拌した。スラリーを、DuPon
tで販売されているシラン化Mylar(登録商標)の上にキャストし、THF
を周囲温度で蒸発させた。
【0094】 円形の12mm直径の陽極電極を、グラファイトフィルムから打ち抜き、10
0℃減圧乾燥させたところ、質量が11.6mg(8.7gのグラファイト)で
、160μの厚さの電極を得た。セパレーター(11.5mgの質量、43μの
厚さ、直径19mmの円形)を、上記のセパレーターフィルムから打ち抜いた。
これらを過剰量の無水のEC/DMCに10分間浸漬し、これらに21.8mg
の液体を吸収させた。それらは、リチウム箔陰極電極とともにサイズ2325の
コイン状電池に組み立てた。電池を、定常電流0.5mAで、電圧0.01Vま
で放電し、その時点で電流が0.05mA未満に低下するまで電圧を維持した。
最初の放電での放電容量は、2.42mAhであり、これはグラファイトの陽極
電極材料の1g当たり280mAhに相当した。電池を定格0.5mAで1.2
Vまで充電し、その後、充電電流が0.05mA未満に低下するまで、電圧は1
.2Vで一定に維持した。充電容量は、1.97mAhであり、これは最初の放
電/充電サイクルの電気化学的効率が81%であることを示している。電池を、
上記と同様な方法で放電および充電を繰り返し、14回での放電容量は1.85
mAhであった。
0℃減圧乾燥させたところ、質量が11.6mg(8.7gのグラファイト)で
、160μの厚さの電極を得た。セパレーター(11.5mgの質量、43μの
厚さ、直径19mmの円形)を、上記のセパレーターフィルムから打ち抜いた。
これらを過剰量の無水のEC/DMCに10分間浸漬し、これらに21.8mg
の液体を吸収させた。それらは、リチウム箔陰極電極とともにサイズ2325の
コイン状電池に組み立てた。電池を、定常電流0.5mAで、電圧0.01Vま
で放電し、その時点で電流が0.05mA未満に低下するまで電圧を維持した。
最初の放電での放電容量は、2.42mAhであり、これはグラファイトの陽極
電極材料の1g当たり280mAhに相当した。電池を定格0.5mAで1.2
Vまで充電し、その後、充電電流が0.05mA未満に低下するまで、電圧は1
.2Vで一定に維持した。充電容量は、1.97mAhであり、これは最初の放
電/充電サイクルの電気化学的効率が81%であることを示している。電池を、
上記と同様な方法で放電および充電を繰り返し、14回での放電容量は1.85
mAhであった。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,SD,SL,SZ,UG,ZW),E A(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU,TJ ,TM),AE,AL,AU,BA,BB,BG,BR ,CA,CN,CU,CZ,EE,GD,GE,HR, HU,ID,IL,IN,IS,JP,KP,KR,L C,LK,LR,LT,LV,MG,MK,MN,MX ,NO,NZ,PL,RO,SG,SI,SK,SL, TR,TT,UA,UZ,VN,YU,ZA (72)発明者 ドイル クリストファー マーク アメリカ合衆国 19711 デラウェア州 ニューアーク ブライドル ブルック レ ーン 52 (72)発明者 ロウロフズ マーク ジャーリット アメリカ合衆国 19707 デラウェア州 ホッケシン ヘムロック ドライブ 514 (72)発明者 ワン リン アメリカ合衆国 19707 デラウェア州 ホッケシン ブルック ラン 112 (72)発明者 ヤン ジェン−ユ アメリカ合衆国 19810 デラウェア州 ウィルミントン マーヒル ドライブ 2609 Fターム(参考) 4F071 AA78 AB26 AE17 AH15 BA02 BB02 BC01 4J100 AA02P AE56Q BA08Q BA57Q BB07Q BB12Q BB13Q CA04 CA31 HA31 HB39 JA43 5G301 CA08 CA16 CA17 CA30 CD01 5H050 AA07 BA18 CA02 CA07 CA08 CA09 CA11 CA29 CB01 CB02 CB07 CB08 CB12 DA10 DA13 DA19 EA10 EA24 HA01
Claims (28)
- 【請求項1】 主鎖およびペンダント基を含むアイオノマーであって、 前記主鎖は本質的にメチレンおよびメチン単位を含み、 前記ペンダント基は下記式 −Rn−Rf−CF2CF2−SO2−X−(SO2Rf)a -M+ [式中、M+は一価の金属カチオンであり;Rf基は、直鎖または分岐のパーフル
オロアルキレン基、OまたはClを含むパーフルオロアルキレン基およびパーフ
ルオロアリール基からなる群から独立に選択され;Rは、ハイドロカルビルであ
り、n=0または1であり;a=0〜2であり;X=O、NまたはCであり;さ
らに前記イオン性基は、X=Oの場合a=0、X=Nの場合a=1、X=Cの場
合a=2と限定される]で表されるイオン性基を含む、ことを特徴とする上記ア
イオノマー。 - 【請求項2】 a=0であり;X=Oであり;Rfが下記式 −O−[(CFRf′CF2)x−Oy]m− [式中、Rf′はパーフルオロアルキルまたはフッ素であり、x=0、1、2ま
たは3であり、y=0または1であり、m=0、1、2または3である]で表わ
され、Rnが下記式 −(CH2)z− [式中、zは2から6の範囲の整数である]で表わされる、ことを特徴とする請
求項1に記載のアイオノマー。 - 【請求項3】 M+がアルカリ金属カチオンであり、Rf′がフッ素であり、
x=1または2であり、y=0であり、m=1または2であり、z=4であり、
Rがエチル、プロピルまたはブチルであることを特徴とする請求項2に記載のア
イオノマー。 - 【請求項4】 M+がリチウムカチオンであることを特徴とする請求項3に
記載のアイオノマー。 - 【請求項5】 前記イオン性基の濃度が、1〜20モル%であることを特徴
とする請求項1に記載のアイオノマー。 - 【請求項6】 前記イオン性基の濃度が、2〜10モル%であることを特徴
とする請求項1に記載のアイオノマー。 - 【請求項7】 前記主鎖中に、メチレン基1000個あたり、最大150個
の短鎖分岐をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載のアイオノマー。 - 【請求項8】 前記主鎖中に、メチレン基1000個あたり5〜90個の短
鎖分岐があることを特徴とする請求項1に記載のアイオノマー。 - 【請求項9】 フィルムまたはシートの形態であることを特徴とする請求項
1に記載のアイオノマー。 - 【請求項10】 さらに無機物の粒子が混合されていることを特徴とする請
求項1に記載のアイオノマー。 - 【請求項11】 前記無機物の粒子が、平均粒径1.0マイクロメーター未
満のシリカ粒子であり、シリカが、混合物中に全体の50重量%まで存在するこ
とを特徴とする請求項10に記載のアイオノマー。 - 【請求項12】 請求項1に記載のアイオノマーおよびそれに吸収された液
体を含むことを特徴とするイオン伝導性組成物。 - 【請求項13】 前記液体が水またはメタノールであることを特徴とする請
求項12に記載のイオン伝導性組成物。 - 【請求項14】 前記液体が非プロトン性であることを特徴とする請求項1
2に記載のイオン伝導性組成物。 - 【請求項15】 前記液体が有機カーボネートおよびそれらの混合物からな
る群から選択されることを特徴とする請求項14に記載のイオン伝導性組成物。 - 【請求項16】 前記液体が、炭酸エチレンと、炭酸ジメチル、炭酸メチル
エチルおよび炭酸ジエチルからなる群から選択された少なくとも1つの液体との
混合物であることを特徴とする請求項13に記載のイオン伝導性組成物。 - 【請求項17】 M+がリチウムカチオンであり、Rn=(CH2)4であり、
Rf=(CF2)xであり、X=Oであり、a=0であり、前記イオン性基の濃度
が2〜10モル%であり、さらに前記主鎖中にメチレン単位1000個あたり最
大150個の短鎖分岐を含み、前記液体が有機カーボネート(複数)およびそれ
らの混合物からなる群から選択されることを特徴とする請求項12に記載のイオ
ン伝導性組成物。 - 【請求項18】 フィルム、シートおよびゲルからなる群から選択される形
態であることを特徴とする請求項12に記載のイオン伝導性組成物。 - 【請求項19】 フィルム、シートおよびゲルからなる群から選択される形
態であることを特徴とする請求項17に記載のイオン伝導性組成物。 - 【請求項20】 さらに微孔質の電気的絶縁性ポリマーフィルムまたはシー
トであって、微孔質内に前記ゲルが吸収されているフィルムまたはシートを含む
ことを特徴とする請求項18に記載のイオン伝導性組成物。 - 【請求項21】 さらに微孔質の電気的絶縁性ポリマーフィルムまたはシー
トであって、その微孔質内に前記ゲルが吸収されている、フィルムまたはシート
を含むことを特徴とする請求項19に記載のイオン伝導性組成物。 - 【請求項22】 主鎖およびペンダント基を含むポリオレフィンをアルカリ
金属塩基の溶液と接触させる工程を有するアイオノマーを製造する方法であって
、 前記主鎖は本質的にメチレンおよびメチン単位からなり、 前記ペンダント基は下記式 XSO2−CF2CF2−Rf−Rn− [式中、XはFまたはClであり、Rfは直鎖または分岐のパーフルオロアルキ
レン、OまたはClを含むパーフルオロアルキレンまたはパーフルオロアリール
基であり、Rは、ハイドロカルビル(式中、n=0または1)である]で表わさ
れるイオン性基を含む、ことを特徴とするアイオノマーを製造する方法。 - 【請求項23】 請求項1に記載のアイオノマーを液体と接触させる工程を
有することを特徴とする伝導性組成物を製造する方法。 - 【請求項24】 少なくとも1つの電極活性物質、電極活性物質と混合され
た請求項1に記載のアイオノマーおよび電極活性物質内に吸収された液体を含む
ことを特徴とする電極。 - 【請求項25】 M+がリチウムカチオンであり、Rn=(CH2)4であり、
Rf=(CF2)xであり、X=Oであり、a=0であり、前記イオン性基の濃度
が2〜10モル%であり、さらに前記主鎖中にメチレン単位1000個あたり最
大150個の短鎖分岐を含み、前記液体が有機カーボネートおよびそれらの混合
物からなる群から選択されることを特徴とする請求項24に記載の電極。 - 【請求項26】 さらにカーボンブラックを含むことを特徴とする請求項2
5に記載の電極。 - 【請求項27】 電極活性物質に対するアイオノマーの重量比率が0.05
と0.8の間であり、電極活性物質に対するカーボンブラックの重量比率が0.
01と0.2の間であることを特徴とする請求項26に記載の電極。 - 【請求項28】 陽極電極、陰極電極、陽極と陰極との間に設けたセパレー
ター、および電池を外部の負荷または電源に接続する手段を含む電気化学電池で
あって、 前記セパレーター、前記陰極および前記陽極からなる群の少なくとも1つが請
求項1に記載のアイオノマーを含んでいることを特徴とする電気化学電池。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US09/061,132 | 1998-04-16 | ||
US09/061,132 US6100324A (en) | 1998-04-16 | 1998-04-16 | Ionomers and ionically conductive compositions |
PCT/US1999/008255 WO1999052954A1 (en) | 1998-04-16 | 1999-04-15 | Ionomers and ionically conductive compositions |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002511502A true JP2002511502A (ja) | 2002-04-16 |
Family
ID=22033801
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000543510A Withdrawn JP2002511502A (ja) | 1998-04-16 | 1999-04-15 | アオイノマーおよびイオン伝導性組成物 |
Country Status (9)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US6100324A (ja) |
EP (1) | EP1082358B1 (ja) |
JP (1) | JP2002511502A (ja) |
KR (1) | KR100541312B1 (ja) |
CN (1) | CN1297457A (ja) |
AU (1) | AU3645599A (ja) |
CA (1) | CA2326845A1 (ja) |
DE (1) | DE69918107T2 (ja) |
WO (1) | WO1999052954A1 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005531891A (ja) * | 2002-06-28 | 2005-10-20 | ピレリ・アンド・チ・ソチエタ・ペル・アツィオーニ | 照射によりグラフトしたポリマー電解質膜を内蔵する燃料電池 |
Families Citing this family (67)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6100324A (en) * | 1998-04-16 | 2000-08-08 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Ionomers and ionically conductive compositions |
WO2001053368A1 (en) * | 2000-01-19 | 2001-07-26 | E.I. Dupont De Nemours And Company | Process for making graft copolymers |
CN1444609A (zh) | 2000-07-28 | 2003-09-24 | 纳幕尔杜邦公司 | 聚烯烃的接枝共聚 |
EP1220344B2 (en) | 2000-12-26 | 2012-08-01 | Asahi Glass Company, Limited | Solid polymer electrolyte membrane, solid polymer fuel cell and fluorpolymer |
US6727019B2 (en) * | 2001-03-22 | 2004-04-27 | Ilion Technology | Electrochemical cell having an ionomer binder of Li-AMPS and associated fabrication |
DE60228303D1 (de) | 2001-10-15 | 2008-09-25 | Du Pont | Festpolymermembran für eine brennstoffzelle mit darin eingebettetem polyvinylamin für verringerte methanoldurchlässigkeit |
US7094851B2 (en) | 2001-12-06 | 2006-08-22 | Gore Enterprise Holdings, Inc. | Low equivalent weight ionomer |
US6861489B2 (en) | 2001-12-06 | 2005-03-01 | Gore Enterprise Holdings, Inc. | Low equivalent weight ionomer |
US6679979B2 (en) * | 2001-12-12 | 2004-01-20 | Ballard Power Systems Inc. | Aqueous ionomeric gels and products and methods related thereto |
WO2003067691A2 (en) * | 2002-02-06 | 2003-08-14 | Battelle Memorial Institute | Polymer electrolyte membranes for use in fuel cells |
AU2003210939A1 (en) * | 2002-02-06 | 2003-09-02 | Battelle Memorial Institute | Polymer electrolyte membrane fuel cell system |
US20050053818A1 (en) * | 2002-03-28 | 2005-03-10 | Marc St-Arnaud | Ion exchange composite material based on proton conductive functionalized inorganic support compounds in a polymer matrix |
JP4464277B2 (ja) | 2002-09-24 | 2010-05-19 | イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー | 導電性有機ポリマー/ナノ粒子複合材料およびその使用方法 |
US7317047B2 (en) | 2002-09-24 | 2008-01-08 | E.I. Du Pont De Nemours And Company | Electrically conducting organic polymer/nanoparticle composites and methods for use thereof |
WO2004029128A2 (en) | 2002-09-24 | 2004-04-08 | E.I. Du Pont De Nemours And Company | Water dispersible polythiophenes made with polymeric acid colloids |
KR101148285B1 (ko) | 2002-09-24 | 2012-05-21 | 이 아이 듀폰 디 네모아 앤드 캄파니 | 전기적 응용을 위한 중합체성 산 콜로이드로 제조된수분산성 폴리아닐린 |
US7390438B2 (en) | 2003-04-22 | 2008-06-24 | E.I. Du Pont De Nemours And Company | Water dispersible substituted polydioxythiophenes made with fluorinated polymeric sulfonic acid colloids |
US7351358B2 (en) | 2004-03-17 | 2008-04-01 | E.I. Du Pont De Nemours And Company | Water dispersible polypyrroles made with polymeric acid colloids for electronics applications |
WO2005089422A2 (en) | 2004-03-17 | 2005-09-29 | California Institute Of Technology | Methods for purifying carbon materials |
US8147962B2 (en) | 2004-04-13 | 2012-04-03 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Conductive polymer composites |
US8652704B2 (en) * | 2004-06-30 | 2014-02-18 | Tdk Corporation | Direct alcohol fuel cell with cathode catalyst layer containing silver and method for producing the same |
JP4506403B2 (ja) * | 2004-10-15 | 2010-07-21 | ダイキン工業株式会社 | イオン伝導体 |
US7727421B2 (en) | 2005-06-27 | 2010-06-01 | E. I. Du Pont De Nemours And Company Dupont Displays Inc | Electrically conductive polymer compositions |
EP1896515A4 (en) | 2005-06-27 | 2010-03-10 | Du Pont | ELECTRICALLY CONDUCTIVE POLYMER COMPOSITIONS |
CN101208369B (zh) | 2005-06-28 | 2013-03-27 | E.I.内穆尔杜邦公司 | 高功函数透明导体 |
CN101595532B (zh) | 2005-06-28 | 2013-07-31 | E.I.内穆尔杜邦公司 | 缓冲组合物 |
WO2007041415A2 (en) | 2005-09-30 | 2007-04-12 | Battelle Memorial Institute | Polymers for use in fuel cell components |
US7563542B2 (en) * | 2005-10-05 | 2009-07-21 | California Institute Of Technology | Subfluorinated graphite fluorides as electrode materials |
US8232007B2 (en) | 2005-10-05 | 2012-07-31 | California Institute Of Technology | Electrochemistry of carbon subfluorides |
US7794880B2 (en) * | 2005-11-16 | 2010-09-14 | California Institute Of Technology | Fluorination of multi-layered carbon nanomaterials |
US8377586B2 (en) | 2005-10-05 | 2013-02-19 | California Institute Of Technology | Fluoride ion electrochemical cell |
US20100221603A1 (en) * | 2006-03-03 | 2010-09-02 | Rachid Yazami | Lithium ion fluoride battery |
US20070218364A1 (en) * | 2005-10-05 | 2007-09-20 | Whitacre Jay F | Low temperature electrochemical cell |
US7560497B2 (en) * | 2005-10-24 | 2009-07-14 | Yuan Ze University | Perfluorocarbon ionomer membrane with high proton conductivity and preparation thereof |
US8216680B2 (en) | 2006-02-03 | 2012-07-10 | E I Du Pont De Nemours And Company | Transparent composite conductors having high work function |
EP2360200A1 (en) | 2006-06-01 | 2011-08-24 | E. I. du Pont de Nemours and Company | Conductive polymer compositions |
JP5061184B2 (ja) | 2006-06-05 | 2012-10-31 | イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー | 有機発光ダイオードの形成方法、およびその方法によって製造されたデバイス |
KR101387894B1 (ko) | 2006-06-30 | 2014-04-25 | 이 아이 듀폰 디 네모아 앤드 캄파니 | 전도성 중합체 및 부분적으로 플루오르화된 산 중합체의 안정화된 조성물 |
US8658309B2 (en) * | 2006-08-11 | 2014-02-25 | California Institute Of Technology | Dissociating agents, formulations and methods providing enhanced solubility of fluorides |
EP2067198A2 (en) | 2006-09-25 | 2009-06-10 | Board of Regents, The University of Texas System | Cation-substituted spinel oxide and oxyfluoride cathodes for lithium ion batteries |
US7456314B2 (en) * | 2006-12-21 | 2008-11-25 | E.I. Du Pont De Nemours And Company | Partially fluorinated ionic compounds |
US20080191172A1 (en) | 2006-12-29 | 2008-08-14 | Che-Hsiung Hsu | High work-function and high conductivity compositions of electrically conducting polymers |
WO2008113023A1 (en) * | 2007-03-14 | 2008-09-18 | California Institute Of Technology | High discharge rate batteries |
US20080232032A1 (en) * | 2007-03-20 | 2008-09-25 | Avx Corporation | Anode for use in electrolytic capacitors |
US7649730B2 (en) | 2007-03-20 | 2010-01-19 | Avx Corporation | Wet electrolytic capacitor containing a plurality of thin powder-formed anodes |
US20080251768A1 (en) | 2007-04-13 | 2008-10-16 | Che-Hsiung Hsu | Electrically conductive polymer compositions |
US8241526B2 (en) | 2007-05-18 | 2012-08-14 | E I Du Pont De Nemours And Company | Aqueous dispersions of electrically conducting polymers containing high boiling solvent and additives |
WO2009055628A1 (en) | 2007-10-26 | 2009-04-30 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Process and materials for making contained layers and devices made with same |
US8216685B2 (en) | 2008-05-16 | 2012-07-10 | E I Du Pont De Nemours And Company | Buffer bilayers for electronic devices |
CN102203984A (zh) * | 2008-11-04 | 2011-09-28 | 加州理工学院 | 具有可溶性阳极的混合型电化学发生器 |
CN102239526B (zh) | 2008-12-09 | 2013-07-24 | E.I.内穆尔杜邦公司 | 导电聚合物组合物 |
JP2012511623A (ja) | 2008-12-09 | 2012-05-24 | イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー | 導電性ポリマー組成物 |
US8461758B2 (en) | 2008-12-19 | 2013-06-11 | E I Du Pont De Nemours And Company | Buffer bilayers for electronic devices |
US8785913B2 (en) | 2008-12-27 | 2014-07-22 | E I Du Pont De Nemours And Company | Buffer bilayers for electronic devices |
US8766239B2 (en) | 2008-12-27 | 2014-07-01 | E I Du Pont De Nemours And Company | Buffer bilayers for electronic devices |
CN102349115B (zh) | 2009-03-12 | 2013-06-19 | E.I.内穆尔杜邦公司 | 用于涂层应用的导电聚合物组合物 |
US8223473B2 (en) | 2009-03-23 | 2012-07-17 | Avx Corporation | Electrolytic capacitor containing a liquid electrolyte |
KR101581990B1 (ko) | 2009-04-21 | 2015-12-31 | 이 아이 듀폰 디 네모아 앤드 캄파니 | 전기 전도성 중합체 조성물 및 그로부터 제조된 필름 |
US8945427B2 (en) | 2009-04-24 | 2015-02-03 | E I Du Pont De Nemours And Company | Electrically conductive polymer compositions and films made therefrom |
WO2010142772A1 (en) * | 2009-06-12 | 2010-12-16 | Solvay Solexis S.P.A. | Fluoroionomers dispersions having low surface tension, low liquid viscosity and high solid content |
CN102470660B (zh) | 2009-07-27 | 2014-11-19 | E.I.内穆尔杜邦公司 | 制造围阻层的方法和材料以及由其制成的器件 |
US10975025B2 (en) * | 2011-12-06 | 2021-04-13 | 3M Innovative Properties Company | Fluorinated oligomers having pendant functional groups |
CN104798244B (zh) | 2013-10-31 | 2017-07-28 | 株式会社Lg化学 | 锂二次电池 |
WO2017196012A1 (ko) | 2016-05-09 | 2017-11-16 | 주식회사 엘지화학 | 고분자 전해질용 조성물 및 이를 포함하는 리튬 이차전지 |
KR102217106B1 (ko) | 2016-05-09 | 2021-02-22 | 주식회사 엘지화학 | 고분자 전해질용 조성물 및 이를 포함하는 리튬 이차전지 |
KR102290839B1 (ko) | 2016-05-27 | 2021-08-17 | 주식회사 엘지화학 | 도전성 중합체 조성물에서의 디헤테로 아민 |
CN114450831A (zh) * | 2019-09-30 | 2022-05-06 | 可隆工业株式会社 | 具有高分散稳定性的离聚物分散体、其制造方法及使用其制造的聚合物电解质膜 |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3282875A (en) * | 1964-07-22 | 1966-11-01 | Du Pont | Fluorocarbon vinyl ether polymers |
GB1034197A (en) * | 1963-09-13 | 1966-06-29 | Du Pont | Sulphonic acid derivatives of fluorocarbon vinyl ethers, and polymers thereof |
JPS568047B2 (ja) * | 1972-07-14 | 1981-02-21 | ||
US4358545A (en) * | 1980-06-11 | 1982-11-09 | The Dow Chemical Company | Sulfonic acid electrolytic cell having flourinated polymer membrane with hydration product less than 22,000 |
JPS5785826A (en) * | 1980-11-17 | 1982-05-28 | Japan Atom Energy Res Inst | Cation exchange membrane |
JPS57131376A (en) * | 1981-02-06 | 1982-08-14 | Japan Atom Energy Res Inst | Electrolyzing method for water |
US5627292A (en) * | 1992-02-21 | 1997-05-06 | Centre National De La Recherche Scientifique | Monomers derived from perhalogenated sultones and polymers obtained from these monomers |
US5548055A (en) * | 1995-01-13 | 1996-08-20 | Sri International | Single-ion conducting solid polymer electrolytes |
CZ235197A3 (en) * | 1995-01-24 | 1997-12-17 | Du Pont | Alpha olefins, olefin polymers and process for preparing thereof |
US5798417A (en) * | 1996-10-15 | 1998-08-25 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | (Fluorovinyl ether)-grafted high-surface-area polyolefins and preparation thereof |
US6100324A (en) * | 1998-04-16 | 2000-08-08 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Ionomers and ionically conductive compositions |
-
1998
- 1998-04-16 US US09/061,132 patent/US6100324A/en not_active Expired - Lifetime
-
1999
- 1999-04-15 CA CA002326845A patent/CA2326845A1/en not_active Abandoned
- 1999-04-15 EP EP99918576A patent/EP1082358B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1999-04-15 AU AU36455/99A patent/AU3645599A/en not_active Abandoned
- 1999-04-15 DE DE69918107T patent/DE69918107T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1999-04-15 CN CN99805082A patent/CN1297457A/zh active Pending
- 1999-04-15 WO PCT/US1999/008255 patent/WO1999052954A1/en active IP Right Grant
- 1999-04-15 JP JP2000543510A patent/JP2002511502A/ja not_active Withdrawn
- 1999-04-15 KR KR1020007011363A patent/KR100541312B1/ko not_active IP Right Cessation
-
2000
- 2000-06-07 US US09/588,885 patent/US6268430B1/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005531891A (ja) * | 2002-06-28 | 2005-10-20 | ピレリ・アンド・チ・ソチエタ・ペル・アツィオーニ | 照射によりグラフトしたポリマー電解質膜を内蔵する燃料電池 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE69918107T2 (de) | 2005-01-27 |
KR20010042662A (ko) | 2001-05-25 |
EP1082358A1 (en) | 2001-03-14 |
EP1082358B1 (en) | 2004-06-16 |
KR100541312B1 (ko) | 2006-01-16 |
WO1999052954A1 (en) | 1999-10-21 |
CA2326845A1 (en) | 1999-10-21 |
US6100324A (en) | 2000-08-08 |
CN1297457A (zh) | 2001-05-30 |
US6268430B1 (en) | 2001-07-31 |
DE69918107D1 (de) | 2004-07-22 |
AU3645599A (en) | 1999-11-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2002511502A (ja) | アオイノマーおよびイオン伝導性組成物 | |
EP1095071B1 (en) | Aromatic polymers with pendant fluorinated ionic groups | |
JP2002527544A (ja) | フルオロシクロブチル環を含むポリマー及びその製造 | |
CN113285118A (zh) | 一种基于mof三维骨架支撑的复合物固态电解质及其制备方法 | |
Hu et al. | Hydroxyl-rich single-ion conductors enable solid hybrid polymer electrolytes with excellent compatibility for dendrite-free lithium metal batteries | |
JP2005528327A (ja) | グラフトオリゴマー電解質 | |
Ghahramani et al. | Novel Single-ion conducting gel polymer electrolyte with honeycomb-like morphology prepared using brush copolymer for lithium-ion battery application | |
WO2011030921A1 (ja) | ビフェニルテトラスルホン酸化合物、その製造方法、重合体及び高分子電解質 | |
CN109286040A (zh) | 四臂支化聚合离子液体凝胶电解质隔膜及其制备方法 | |
JP3843505B2 (ja) | 高分子電解質及び電池 | |
Iojoiu et al. | Ionic liquids and polymers for battery and fuel cells | |
US9184459B2 (en) | Sulfonated polymers useful for forming fuel cell membranes | |
MXPA00010034A (en) | Ionomers and ionically conductive compositions | |
CN113764723B (zh) | 聚合物电解质、聚合物电解质层及全固态锂离子电池 | |
CN113540559B (zh) | ZIF-8@PEGMEM-co-AMPS-Li单离子聚合物固体电解质及制备 | |
CN111013669B (zh) | 阳离子交换膜及其制备方法和应用 | |
KR100214887B1 (ko) | 메틸메타크릴레이트 및 말레산금속염이 공중합된 이오노머를 포함하는 고분자 전해질 조성물 및 그의 제조방법 | |
WO2020119750A1 (zh) | 聚合物、聚合物电解质、聚合物电解质膜、非水电解液及锂离子电池 | |
CN116742115A (zh) | 离子型聚合物电解质ion-PE、离子型聚合物纳米纤维膜的制备和应用 | |
CN116979136A (zh) | 一种部分氟化固态电解质的制备方法及锂离子电池 | |
KR100297923B1 (ko) | 폴리아크릴로니트릴 이오노머 고분자 전해질 및 그의 제조방법 | |
WO2024107405A1 (en) | Polymer composition and methods for making same | |
KR100228029B1 (ko) | 고무탄성 공중합체의 제조방법, 이를 함유하는 이온전도성 박막 조성물, 이온전도성 박막 및 그의 제조방법, 그리고 이를 함유하는 고체 전기화학소자 | |
CN117936888A (zh) | 一种mof离子导体填充的聚离子液体复合凝胶电解质、电池及其制备方法和应用 | |
JPH1060210A (ja) | 高分子電解質とその製造法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060417 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20060417 |
|
A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20060809 |