JP2003249264A - 高分子電解質及びこれを採用したリチウム電池 - Google Patents

高分子電解質及びこれを採用したリチウム電池

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高分子電解質及びこれを採用したリチウム電
池を提供する 【解決手段】 3つ以上の水酸基(−OH)を有する
(ポリエステル)ポリオールの少なくとも一つの水酸基
が(メタ)アクリル酸エステルに置換されており、少な
くとも一つの水酸基がラジカル反応性のない官能基に置
換されたポリエステル(メタ)アクリレートまたはその
重合体と、炭素数6ないし40の過酸化物と、有機溶媒
及びリチウム塩からなる電解液とを含む高分子電解質。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は高分子電解質及びこ
れを採用したリチウム電池に係り、より詳細にはアノー
ド表面に炭酸リチウム被膜を形成してアノード表面の均
一度に優れつつ、電解液のアノード表面での分解が抑制
された高分子電解質、及びこの高分子電解質を採用する
ことによって充放電特性、スエリング抑制効果及び低温
特性に優れたリチウム電池に関する。
【0002】
【従来の技術】液体電解液を利用したリチウム2次電池
は、電解液を構成する有機溶媒として低温性能を強化さ
せるために低沸点有機溶媒を使用する場合、この低沸点
有機溶媒によって高温の放置条件で電極組立体やパウチ
電池の外装材が膨張する現象が発生する。またこれによ
り高温での電池の信頼性及び安全性が低下する問題点が
ある。
【0003】このような問題点を改善するために高分子
固体電解質を利用する方法が提案された。このように高
分子固体電解質を利用すれば液体電解液を使用する場合
に比べて電解液が外部に漏れる可能性が減って電池の安
全性が高まる利点がある。
【0004】ところで、高分子固体電解質を利用する場
合、液体電解液を使用する場合に比べてイオン伝導度が
低下する。したがって、高分子固体電解質をリチウム2
次電池で実用化させるためにはイオン伝導度が高くて電
気化学的安全性に優れた高分子固体電解質を開発するこ
とが急先務である。
【0005】前記固体高分子電解質形成用イオン伝導性
高分子のモノマーには、エチレンオキシドを基本単位と
するホモポリマーまたはコポリマーの線形高分子や架橋
高分子が主に利用される。
【0006】ところで、このようなモノマーから合成さ
れた高分子は結晶化が容易であり、それにより低温での
特性が不良である。また、前記高分子は電解液との親和
力が強いために電解液が高分子チェーンとの相互作用に
より電解液と共に移動してリチウムイオンの移動度を低
下させる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は前述し
た問題点を解決するために、リチウムイオンの移動度改
善、初期充電時のガス発生抑制、高温放置時のリチウム
電池の膨脹、長期寿命特性の安定性が確保された高分子
電解質及びその製造方法を提供することである。
【0008】本発明の他の目的は、前記高分子電解質を
採用することによって経時的なスエリング抑制効果が優
秀なだけでなく率別放電特性、特に高率放電特性に優れ
たリチウム電池及びその製造方法を提供することであ
る。
【0009】
【課題を解決するための手段】前記第1の目的を達成す
るために本発明では、3つ以上の水酸基(−OH)を有
する(ポリエステル)ポリオールの少なくとも一つの水
酸基が(メタ)アクリル酸エステルに置換されており、
少なくとも一つの水酸基がラジカル反応性のない官能基
に置換されたポリエステル(メタ)アクリレートまたは
その重合体と、炭素数6ないし40の過酸化物と、有機
溶媒及びリチウム塩からなる電解液と、を含むことを特
徴とする高分子電解質を提供する。
【0010】前記ラジカル反応性のない官能基は炭素数
1ないし20の脂肪族炭化水素基、炭素数5ないし20
の芳香族炭化水素基、炭素数1ないし20のエーテル
基、炭素数1ないし20のエステル基であることが望ま
しい。前記ラジカル反応性のない官能基は、−OC(=
O)R′、−OC(=O)ROR′、−O(C=
O)ROC(=O)R′であることが望ましい。
(ここで、mとnとは互いに関係なく1ないし20の整
数であり、Rは(ハロゲン化された)アルキレン基、
(ハロゲン化された)アリレン基、(ハロゲン化され
た)アルキルアリレン基、(ハロゲン化された)アラル
キレン基であり、R′は(ハロゲン化された)アルキル
基、(ハロゲン化された)アリル基、(ハロゲン化され
た)アルキルアリル基、(ハロゲン化された)アラルキ
ル基である。)
【0011】前記(メタ)アクリル酸エステルは−OC
(=O)ROC(=O)CH=CHまたは−OC
(=O)ROC(=O)C(CH)=CHまたは
−O(C=O)RCH=CHである(nは1ないし
20の整数である)。前記メタクリル酸エステル基とラ
ジカル反応性のない官能基とのモル比は1:0.01な
いし1:100であることが望ましい。
【0012】前記過酸化物は、イソブチルパーオキシ
ド、ラウロイルパーオキシド、ベンゾイルパーオキシ
ド、m−トルオイルパーオキシド、t−ブチルパーオキ
シ−2−エチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシ
バイバレート−ブチルオキシネオデカネート、ジイソプ
ロピルパーオキシジカーボネート、ジエトキシパーオキ
シジカーボネート、ビス−(4−t−ブチルシクロヘキ
シル)パーオキシジカーボネート、ジメトキシイソプロ
ピルパーオキシジカーボネート、ジシクロヘキシルパー
オキシジカーボネート及び3,3,5−トリメチルヘキ
サノイルパーオキシドよりなる群から選択されたいずれ
か一つ以上である。また、前記過酸化物の含量は前記ポ
リエステル(メタ)アクリレートまたはその重合体10
0重量部を基準として0.3重量部ないし5重量部であ
る。
【0013】前記ポリエステルポリオールは、トリメチ
ロール、トリエチロール、トリプロピロールから選択さ
れたトリアルキロール類、グリセロール類、及びペンタ
エリトリトール、ジペンタエリトリトールから選択され
たエリトリトール類よりなる群から選択された一つ以上
であることが望ましい。前記ポリエステル(メタ)アク
リレートまたはその重合体と電解液との混合重量比は
1:2ないし1:50であることが望ましい。
【0014】前記リチウム塩はLiPF、LiB
、LiSbF、LiAsF、LiClO、L
iCFSO、Li(CFSON、LiC
SO 、LiAlO、LiAlCl、LiN
(C2x+1SO)(CyF 2y+1SO
(但し、x、yは自然数)、LiCl、LiIよりなる
群から選択された一つ以上であり、前記有機溶媒はエチ
レンカーボネート(EC)、ジエチルカーボネート(D
EC)、γ−ブチロラクトン(GBL)、プロピレンカ
ーボネート(PC)、ジメチルカーボネート(DM
C)、メチルエチルカーボネート(MEC)及びジエチ
ルカーボネート(DEC)、ビニレンカーボネート(V
C)、ブチレンカーボネート、ベンゾニトリル、アセト
ニトリル、テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒド
ロフラン、ジオキソラン、4−メチルジオキソラン、
N,N−ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミ
ド、ジメチルスルホキシド、1,2−ジメトキシエタ
ン、スルホラン、ジクロロエタン、クロロベンゼン、ニ
トロベンゼン、メチルプロピルカーボネート、メチルイ
ソプロピルカーボネート、エチルブチルカーボネート、
ジプロピルカーボネート、ジイソプロピルカーボネー
ト、ジブチルカーボネート、ジエチレングリコール、ジ
メチルエーテルよりなる群から選択された一つ以上であ
る。
【0015】前記電解質には、2−フルオロトルエン、
3−フルオロトルエン、4−フルオロトルエン、2−フ
ルオロベンゼン、3−フルオロベンゼン及び4−フルオ
ロベンゼンよりなる群から選択された一つ以上のフッ素
化された芳香族炭化水素化合物がさらに含まれる。
【0016】本発明の第2の目的は、(a−1)3つ以
上の水酸基(−OH)を有する(ポリエステル)ポリオ
ールの少なくとも一つの水酸基が(メタ)アクリル酸エ
ステルに置換されており、少なくとも一つの水酸基がラ
ジカル反応性のない官能基に置換されたポリエステル
(メタ)アクリレートと、炭素数6ないし40の過酸化
物と、有機溶媒及びリチウム塩からなる電解液とを混合
して高分子電解質形成用組成物を得る段階と、(b−
1)前記高分子電解質形成用組成物を支持基板上にコー
ティングし、これを前記支持基板から剥離する段階と、
を含むことを特徴とする前述した高分子電解質の製造方
法により達成される。
【0017】前記支持基板上にコーティングした後、熱
処理またはUV処理する段階をさらに経ることもある。
前記熱処理は25℃ないし110℃で実施する。
【0018】本発明の第3の目的は、カソードと、アノ
ードと、前記カソードとアノードとの間に介在されてい
る前述した高分子電解質と、を含むことを特徴とするリ
チウム電池により達成される。
【0019】前記カソードとアノードとの間にセパレー
タをさらに含む。前記セパレータは、ポリエチレン及び
ポリプロピレンから選択された一つ以上よりなる単一層
構造または多層構造を有する。
【0020】本発明の第4の目的は、(a−2)3つ以
上の水酸基(−OH)を有する(ポリエステル)ポリオ
ールの少なくとも一つの水酸基が(メタ)アクリル酸エ
ステルに置換されており、少なくとも一つの水酸基がラ
ジカル反応性のない官能基に置換されたポリエステル
(メタ)アクリレートと、炭素数6ないし40の過酸化
物と、有機溶媒及びリチウム塩からなる電解液とを混合
して高分子電解質形成用組成物を得る段階と、(b−
2)前記高分子電解質形成用組成物を支持基板上にコー
ティングした後、これを前記支持基板から剥離して高分
子電解質を得る段階と、(c−2)前記高分子電解質を
カソードとアノードとの間に挿入して電極構造体を形成
した後、これを電池ケースに収納する段階と、を含むこ
とを特徴とするリチウム電池の製造方法により達成され
る。
【0021】前記支持基板上にコーティングした後、熱
処理またはUV照射する段階をさらに経ることもある。
ここで熱処理は25℃ないし110℃で実施する。
【0022】本発明の第5の目的は、(a−3)3つ以
上の水酸基(−OH)を有する(ポリエステル)ポリオ
ールの少なくとも一つの水酸基が(メタ)アクリル酸エ
ステルに置換されており、少なくとも一つの水酸基がラ
ジカル反応性のない官能基に置換されたポリエステル
(メタ)アクリレートと、炭素数6ないし40の過酸化
物と、リチウム塩及び有機溶媒からなる電解液とを混合
して高分子電解質形成用組成物を得る段階と、(b−
3)セパレータをカソードとアノードとの間に挿入して
電極構造体を形成した後、これを電池ケースに収納する
段階と、(c−3)前記(b−3)段階で形成された結
果物に前記高分子電解質形成用組成物を注入する段階
と、を含むことを特徴とするリチウム電池の製造方法に
より達成される。
【0023】前記高分子電解質形成用組成物を注入した
後、熱処理またはUV照射する段階をさらに経ることも
ある。ここで熱処理は、25℃ないし110℃で実施す
る。
【0024】
【発明の実施の形態】以下、添付した図面を参照して本
発明をより詳細に説明する。本発明の高分子電解質は、
(1)3つ以上の水酸基(−OH)を有する(ポリエス
テル)ポリオールの少なくとも一つの水酸基が(メタ)
アクリル酸エステルに置換されており、少なくとも一つ
の水酸基がラジカル反応性のない官能基に置換されたポ
リエステル(メタ)アクリレートまたはその重合体と、
(2)炭素数6ないし40の有機過酸化物と、(3)リ
チウム塩及び有機溶媒からなる電解液と、を含んでな
る。
【0025】本発明のエステル(メタ)アクリレートは
3つ以上の水酸基を有するポリエステルポリオールから
得られる。もし、高分子電解質形成用モノマーとして、
2つ以下の水酸基を有するポリエステルポリオールから
変換されたポリエステル(メタ)アクリレートを使用す
れば、この化合物は物理的に稠密でかつ粘着性がある電
解質を形成してリチウムイオンの移動度を低下させる。
これにより、高率での電池特性や低温での電池特性、長
期的な寿命特性などが低下するので望ましくない。そし
てもし、ポリエステルポリオールの水酸基全部を(メ
タ)アクリル酸エステルに置換した形態の化合物をゲル
状の高分子電解質形成用モノマーとして使用する場合に
は、ゲル化反応が進む過程において構造的にかつ立体的
に邪魔になるので、ポリエステルポリオールの水酸基を
(メタ)アクリル酸エステルに置換するのに必要な化合
物である(メタ)アクリル酸またはその誘導体が未反応
状態で最終的な高分子電解質内に残る。高分子電解質中
にこのように残っている未反応のアクリレート基は反応
性が強いためにリチウム電池の低温特性、高率特性、寿
命特性の劣化を助長する原因になりうる。したがって、
本発明ではポリエステルポリオールの3つ以上の水酸基
のうち一部を(メタ)アクリル酸エステルに置換し、
(メタ)アクリル酸エステルに置換されていない未反応
水酸基をラジカル反応性のない官能基に置換してポリエ
ステル(メタ)アクリレートまたはその重合体を形成す
る。
【0026】前記ポリエステル(メタ)アクリレートの
製造に使われる3つ以上の水酸基を有する(ポリエステ
ル)ポリオールはいかなる製造方法によって合成された
ものを使用しても関係なく、商業的に入手可能な製品を
使用してもよい。3つ以上の水酸基を有するポリエステ
ルポリオールの具体的な例としては、トリメチロール、
トリエチロール、トリプロピロールなどのトリアルキロ
ール類、各種グリセロール類、ペンタエリトリトール、
ジペンタエリトリトールなどのエリトリトール類などを
あげることができる。
【0027】ポリエステルポリオールが有している水酸
基の一部または全部を(メタ)アクリル酸エステルに置
換する方法は、通常のエステル化反応により行える。例
えば、ポリエステルポリオールと、(メタ)アクリル酸
またはその誘導体(例えば、ハロゲン化(メタ)アクリ
ル酸)(以下、(メタ)アクリル酸またはその誘導体は
“MA”と略称する)とを酸触媒または塩基触媒の存在
下で縮合させる方法などを使用する。
【0028】前記方法で、MAの含量はポリエステルポ
リオールの水酸基のモル数を考慮して可変的であるが、
本発明の望ましい実施例によれば、MAの含量はポリエ
ステルポリオールの水酸基1モルに対して0.1モルな
いし10モルであることが望ましく、特に約1モルであ
ることがさらに望ましい。
【0029】また、高分子電解質の性能は、高分子電解
質形成用化合物の末端基を調節することによって目的通
りに改良できる。本発明の高分子電解質の性能はポリエ
ステルポリオールと反応して末端を(メタ)アクリレー
ト基に置換する時に使用するMAと、ポリエステルポリ
オールと反応して末端をラジカル反応性のない官能基に
置換する時に使用する化合物(以下、“RX”と略称す
る)とのモル比によって決定される。前記ポリエステル
ポリオールと反応して末端をラジカル反応性のない官能
基に置換する時に使用する化合物の具体的な例には、炭
素数1ないし20の脂肪族炭化水素基、炭素数5ないし
20の芳香族炭化水素基、炭素数1ないし20のエーテ
ル基、炭素数1ないし20のエステル基を含有するカル
ボニル系化合物やまたは炭素数1ないし20の脂肪族炭
化水素基、炭素数5ないし20の芳香族炭化水素基、炭
素数1ないし20のエーテル基または炭素数1ないし2
0のエステル基を含有するハロゲン化合物をあげること
ができる。
【0030】前記MAとRXとのモル比は1:0.01
ないし1:100であることが望ましくて、特に1:
0.5ないし1:3であることが望ましい。もし、MA
に対するRXの含量が前記範囲未満である場合にはポリ
エステルポリオールの末端が全部(メタ)アクリル酸エ
ステルに置換された形態の構造が形成されて望ましくな
く、RXの含量が前記範囲を超過すれば(メタ)アクリ
ル酸エステル基が非常に少ないために目的とする高分子
電解質を形成し難くなる。
【0031】本発明によるポリエステルポリオールのエ
ステル化反応に使われる塩基性触媒には、トリエチルア
ミン、ピリジン、ジメチルアミンピリジンなどの有機
塩、または炭酸リチウム、炭酸カルシウム、水酸化リチ
ウム、水酸化ナトリウムなどの無機塩がある。この時に
使用される塩基性触媒の含量は総反応溶媒の1重量部に
対して0.0001重量部ないし0.01重量部が望ま
しい。
【0032】本発明によるポリエステルポリオールのエ
ステル化反応に使われる酸性触媒の具体的な例として、
硫酸、塩酸、燐酸、窒酸などがあり、これらの含量は塩
基性触媒の場合と同じである。
【0033】また、前記エステル化反応に使われるポリ
エステルポリオールをラクトン系化合物と共に開環重合
させてポリオールの分子構造を変形できる。このように
ラクトン系化合物と重合させてポリエステルポリオール
の分子構造が変形すれば分子骨格内で反応基として作用
する水酸基を有するアルキル基の長さを調節できて、高
分子電解質の物性を変化させるのに効果がある。
【0034】前記ラクトン系化合物の具体的な例にはε
−カプロラクトン、γ−カプロラクトンなどがあり、そ
の含量はポリエステルポリオールの水酸基のモル数に対
して任意の割合で使用できるが、ラクトン系化合物が置
換されたポリエステルポリオールの溶解性などを考慮し
てポリエステルポリオールの水酸基1モルに対して10
モル以下、特に0.01モルないし10モルであること
が望ましい。
【0035】また前記開環重合反応を促進するための触
媒としては、有機チタン系化合物、有機錫系化合物、各
種金属の有機カルボン酸金属塩などを使用できる。ここ
で前記有機チタン系化合物にはテトラプロピルチタン酸
塩などがある。
【0036】前記開環重合反応を促進するための触媒の
添加量はラクトン系化合物1重量部に対して0.001
重量部ないし0.5重量部であることが望ましい。もし
触媒の含量が前記範囲を外れる場合には開環重合反応の
反応性面で望ましくない。
【0037】前記開環重合反応は有機溶媒の存在なしに
または有機溶媒の存在下で実施できる。この時に使用可
能な有機溶媒には芳香族系化合物、飽和炭化水素系化合
物などを使用でき、有機溶媒の含量はポリエステルポリ
オール1重量部に対して1重量部ないし50重量部、望
ましくは2〜10重量部を使用する。
【0038】前記ポリエステルポリオールに置換された
前記(メタ)アクリル酸エステルは−OC(=O)R
OC(=O)CH=CHまたは−OC(=O)R
C(=O)C(CH)=CHまたは−O(C=O)
CH=CHであることが望ましい。
【0039】前記ラジカル反応性のない官能基は−OC
(=O)R′、−OC(=O)R OR′、−O
(C=O)ROC(=O)R′であることが望まし
い。ここで、m及びnは互いに関係なく1ないし20の
整数であり、Rは(ハロゲン化された)アルキレン基、
(ハロゲン化された)アリレン基、(ハロゲン化され
た)アルキルアリレン基、(ハロゲン化された)アラル
キレン基であり、R′は(ハロゲン化された)アルキル
基、(ハロゲン化された)アリル基、(ハロゲン化され
た)アルキルアリル基、(ハロゲン化された)アラルキ
ル基である。
【0040】前記(メタ)クリル酸エステルと、ラジカ
ル反応性のない官能基とのモル比は1:0.01ないし
1:100であることが望ましく、特に1:0.5ない
し1:3であることが望ましい。
【0041】前記エステル化反応によって置換されたポ
リエステル(メタ)アクリレートまたはその重合体は重
量平均分子量が300ないし100,000であること
が望ましい。
【0042】一方、本発明の高分子電解質を構成する炭
素数6ないし40の有機過酸化物はポリエステル(メ
タ)アクリレートの重合反応を開始する役割をする物質
であって、これは極性部分(親水性部分)である−C
(=O)−O−O−C(=O)−と、非極性部分(疎水
性部分)である炭素数6ないし40の脂肪族または芳香
族炭化水素基領域とに分けられる。このような過酸化物
は、電解液とアノード、特にカーボン系アノードとの間
で界面活性剤の役割を行ってアノード表面と電解液との
界面抵抗を減らすことによってアノード表面で電解液が
分解することを抑制できる。
【0043】また、本発明の炭素数6ないし40の過酸
化物は、2,2′−アゾイソブチロニトリル(AIB
N)のようなアゾベンゼン系開始剤を使用した場合と比
較して電解液に対する溶解性がない窒素の代わりに、電
解液への親和性に優れたCOガスを生じさせることに
よりリチウム電池の初期充放電効率を改善する。
【0044】本発明の炭素数6ないし40の過酸化物の
具体的な例はイソブチルパーオキシド、ラウロイルパー
オキシド、ベンゾイルパーオキシド、t−ブチルパーオ
キシ−2−エチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキ
シバイバレート、m−トルオイルパーオキシド(m−、
t−ブチルオキシネオデカネート、ジイソプロピルパー
オキシジカーボネート、ジエトキシパーオキシジカーボ
ネート、ビス−(4−t−ブチルシクロヘキシル)パー
オキシジカーボネート、ジメトキシイソプロピルパーオ
キシジカーボネート、ジシクロヘキシルパーオキシジカ
ーボネート及び3,3,5−トリメチルヘキサノイルパ
ーオキシドよりなる群から選択された一つ以上であり、
特にラウロイルパーオキシドまたはベンゾイルパーオキ
シドが望ましい。
【0045】リチウム電池の初期充放電効率は電極に形
成される被膜、特にアノード表面に形成される被膜の形
成と密接な関連がある。この被膜の形態は電池の諸般性
能と直結しているが、初期充放電のサイクルが進行した
後の充電状態でアノード極板表面の形態を観察すれば、
電池の初期充放電効率が優秀な場合にはアノード極板表
面が均一であり、初期充放電効率がよくない場合にはア
ノード極板表面のいろいろな所で多量のリチウムが析出
する、ということが分かる。
【0046】下記反応式1を参照して、本発明の望まし
い一実施例によって重合開始剤としてラウロイルパーオ
キシドを使用した場合に、アノード表面に炭酸リチウム
膜が形成される反応メカニズムについて調べれば次の通
りである。
【0047】反応式1から分かるように、ラウロイルパ
ーオキシドが分解されて炭酸ガスが発生し、この炭酸ガ
スがアノード表面で炭酸リチウム被膜を均一に形成す
る。このようにアノード表面に炭酸リチウム被膜が形成
されれば、アノードでの電解液の初期充電時に発生する
電解液分解現象を抑制できるために初期充電後に発生す
る電解液分解ガスの除去過程が不要となる。
【0048】
【化1】
【0049】以下、本発明による高分子電解質の製造方
法を説明する。本発明の高分子電解質形成用組成物は、
水酸基(−OH)を3つ以上を有する(ポリエステル)
ポリオールの少なくとも一つの水酸基が(メタ)アクリ
ル酸エステルに置換されており、少なくとも一つの水酸
基がラジカル反応性のない官能基に置換されたポリエス
テル(メタ)アクリレートと、炭素数6ないし40の有
機過酸化物と、リチウム塩及び有機溶媒からなる電解液
と、を混合して製造する。
【0050】次いで、前記高分子電解質形成用組成物を
電極に含浸ないしはコーティングする。場合によっては
前記結果物を熱処理またはUV照射により重合反応させ
る。ここで熱処理温度は使われる重合開始剤によって差
があるが、常温(25℃)ないし110℃が望ましく、
より望ましくは60℃ないしは85℃が望ましい。もし
熱処理温度が前記範囲未満であれば、未反応モノマーが
多く残留するか、または反応時間が延びて製造工程コス
トが発生する。また、前記範囲を超過すればリチウム塩
の分解量が大きく増加する問題点が発生する。
【0051】前記過程によって得られた高分子電解質
は、ポリエステル(メタ)アクリレートまたはその重合
体と、電解液と、重合開始剤とよりなる。
【0052】前記高分子電解質形成用組成物において、
重合開始剤である炭素数6ないし40の過酸化物の含量
はポリエステル(メタ)アクリレート100重量部を基
準として0.3重量部ないし5重量部であることが望ま
しい。もし、重合開始剤の含量が0.3重量部未満であ
る場合には重合反応性が低下し、5重量部を超過する場
合には重合体の分子量が大きく成長できないために高分
子電解質としての機械的特性が悪くなる。
【0053】前記高分子電解質でポリエステル(メタ)
アクリレートまたはその重合体と電解液との混合重量比
は1:2ないし1:50である。もし、電解液に対して
ポリエステル(メタ)アクリレートまたはその重合体の
含量が前記範囲を超過する場合には高分子電解質のイオ
ンの伝導性が低下し、前記範囲未満である場合にはゲル
が形成されなくて望ましくない。
【0054】また、本発明の高分子電解質形成用組成物
を構成する電解液はリチウム塩と有機溶媒とより構成さ
れるが、この時、有機溶媒にはエチレンカーボネート
(EC)、ジエチルカーボネート(DEC)、γ−ブチ
ロラクトン(GBL)、プロピレンカーボネート(P
C)、ジメチルカーボネート(DMC)、メチルエチル
カーボネート(MEC)及びジエチルカーボネート(D
EC)、ビニレンカーボネート(VC)、ブチレンカー
ボネート、ベンゾニトリル、アセトニトリル、テトラヒ
ドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン、ジオキソ
ラン、4−メチルジオキソラン、N,N−ジメチルホル
ムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシ
ド、1,2−ジメトキシエタン、スルホラン、ジクロロ
エタン、クロロベンゼン、ニトロベンゼン、メチルプロ
ピルカーボネート、メチルイソプロピルカーボネート、
エチルブチルカーボネート、ジプロピルカーボネート、
ジイソプロピルカーボネート、ジブチルカーボネート、
ジエチレングリコール、ジメチルエーテルなどの非水系
溶媒、またはこれら溶媒のうち2種以上を混合した混合
溶媒を例示でき、特にプロピレンカーボネート、エチレ
ンカーボネート、ブチレンカーボネートのうちいずれか
一つを必ず含むと同時に、ジメチルカーボネート、メチ
ルエチルカーボネート、ジエチルカーボネートのうちい
ずれか一つを必ず含むことが望ましい。そしてリチウム
塩と有機溶媒とより構成された電解液の濃度は0.6M
ないし1.5Mであることが望ましい。
【0055】本発明では前記有機溶媒としてフッ素化さ
れた芳香族炭化水素化合物をさらに含むことができる。
このようにフッ素化された芳香族炭化水素化合物をさら
に含む場合に低温特性が改善されるという長所がある。
このフッ素化された芳香族炭化水素化合物の含量は、有
機溶媒とフッ素化された芳香族炭化水素化合物との混合
重量比が99:1ないし70:30であることが望まし
い。この時、前記フッ素化された芳香族炭化水素化合物
は2−フルオロトルエン、3−フルオロトルエン、4−
フルオロトルエン、2−フルオロベンゼン、3−フルオ
ロベンゼン及び4−フルオロベンゼンよりなる群から選
択された一つ以上である。そしてフッ素化された芳香族
炭化水素化合物が前記範囲を超過する場合にはリチウム
塩の溶解度が低下し、前記範囲未満である場合には低温
改善効果がほとんどないので望ましくない。
【0056】本発明で使用するリチウム塩はLiP
、LiBF、LiSbF、LiAsF、Li
ClO、LiCFSO、Li(CFSO
N、LiCSO、LiAlO、LiAlCl
、LiN(C2x+1SO )(C2y+1
SO)(但し、x、yは自然数)、LiCl、LiI
よりなる群から選択された一つ以上であることが望まし
い。
【0057】前述した高分子電解質を利用して本発明の
リチウム電池を製造する方法を説明すれば次の通りであ
る。本発明のリチウム電池は下記2つの方法によって製
造できる。まず、最初の方法によれば、ポリエステルポ
リオールの3つ以上の水酸基(−OH)の一部または全
部を(メタ)アクリル酸エステルに置換し、(メタ)ア
クリル酸エステルに置換されていない未反応水酸基をラ
ジカル反応性のない官能基に置換したポリエステル(メ
タ)アクリレートの重合体と、炭素数6ないし40の過
酸化物と、有機溶媒及びリチウム塩よりなる電解液と、
を混合して高分子電解質形成用組成物を得る。
【0058】前記重合開始剤には前述したようにC6〜
C40の過酸化物を使用する。特にC6〜C40の過酸
化物のうちラウロイルパーオキシドまたはベンゾイルパ
ーオキシドが望ましい。
【0059】前記高分子電解質形成用組成物を支持基板
上にコーティングする。次いで、前記結果物を選択的に
熱処理またはUV照射処理して重合反応を実施する。そ
の後、前記支持基板から剥離してフィルム形態の高分子
電解質を得る。
【0060】これと別途に、リチウム電池製造時に使わ
れる通常的な方法によってカソードとアノードとを各々
製造する。この時、カソード活物質にはリチウム複合酸
化物、遷移金属化合物、サルファ化合物などを使用し、
アノード活物質にはリチウム金属、炭素材、黒鉛材など
を使用する。
【0061】それから、前記高分子電解質をカソードと
アノードとの間に挿入して電極構造体を形成した後、こ
れを電池ケースに収納してシーリングすることによって
本発明のリチウム電池を完成できる。
【0062】前記製造工程時、カソードとアノードとの
間にメッシュ構造を有する絶縁性樹脂よりなるセパレー
タをさらに介在できる。
【0063】前記セパレータは、ポリエチレン及びポリ
プロピレン/ポリエチレンよりなる群から選択された一
つ以上よりなる単一層構造または多層構造を有する。セ
パレータの具体的な例には、ポリエチレンセパレータ、
ポリプロピレンセパレータ、ポリエチレン/ポリプロピ
レン2層セパレータ、ポリエチレン/ポリプロピレン/
ポリエチレン3層セパレータまたはポリプロピレン/ポ
リエチレン/ポリプロピレン3層セパレータをあげるこ
とができる。
【0064】本発明によるリチウム電池の第2の製造方
法は次の通りである。前述した最初の方法と同じく高分
子電解質形成用組成物を備える。これと別途に、リチウ
ム電池製造時に使われる通常的な方法によってカソード
とアノードとを各々製造する。この時、カソード活物質
にはリチウム複合酸化物、遷移金属化合物、サルファ化
合物などを使用し、アノード活物質にはリチウム金属、
炭素材、黒鉛材などを使用する。
【0065】その後、前記カソードとアノードとの間に
メッシュ構造を有する絶縁性樹脂よりなるセパレータを
挿入してこれをワインディングするか、スタッキングし
て電極構造体を形成した後、これを電池ケースに入れて
電池を組立てる。
【0066】以後、電極構造対が収納された電池ケース
内に前記高分子電解質形成用組成物を注入した後、選択
的に熱処理またはUV照射処理して電池内重合反応を実
施することによって本発明のリチウム電池を完成させ
る。
【0067】前記製造方法において、熱処理温度は常温
(25℃)ないし110℃、特に60℃ないし85℃で
実施してゲル状の高分子電解質を形成する。前記高分子
電解質の厚さは5μmないし90μmであることが望ま
しく、この範囲では高分子電解質のイオン伝導度などの
特性が優秀である。
【0068】前述した方法によって製造された本発明の
リチウム電池はリチウム1次電池及びリチウム2次電池
のいずれにも適用可能である。
【0069】以下、本発明を下記実施例をあげて説明す
るが、本発明が下記実施例にのみ限定されることではな
い。
【0070】<実施例1>ジペンタエリトリトール1モ
ル、ε−カプロラクトン2モル及びトルエン溶媒の混合
物にテトラプロピルチタン酸塩触媒100mgを付加し
て50℃で反応させて末端の水酸基の一部の構造がペン
チルアルコールに置換されたジペンタエリトリトールの
誘導体を合成した。
【0071】次いで、前記ジペンタエリトリトール誘導
体1モルにアクリル酸4モルとブチルカルボン酸2モル
とを反応させて、前記ジペンタエリトリトール誘導体の
末端に存在する2個の水酸基(−OH)の代わりに−O
C(=O)(CHOC(=O)CH=CHで置
換され、残りの4つの水酸基(−OH)の代わりに−O
C(=O)(CHCHで置換されたポリエステ
ルヘキサアクリレート系化合物を得た。
【0072】1.3mol/LのLiPFが溶解され
たECとDECとの混合溶媒(重量比3:7)30gに
前記ポリエステルヘキサアクリレート系化合物1gとラ
ウロイルパーオキシド10mgとを付加して高分子電解
質形成用組成物を得た。
【0073】N−メチルピロリドン(NMP)50gに
ポリビニリデンフルオライド3gとC−10(日本化学
社)94gとスーパーP3gとを混合してスラリーを製
造した後、このスラリーをアルミニウム基材上に150
μmの厚さにコーティングしてカソードを製造した。メ
ゾカーボンファイバ(Petoca社)90gとポリビ
ニリデンフルオライド10gとを混合してスラリーを製
造した後、これを銅基材上に170μmの厚さにコーテ
ィングしてアノードを製造した。
【0074】前記カソードとアノードとの間にポリエチ
レンセパレータを挿入し、これをワインディングして電
池ケース内に収納した。次いで、前記電池ケース内に前
述した高分子電解質形成用組成物を適正量注入してこれ
を約70℃の温度で約2時間加熱して電池内熱重合を実
施することによってリチウム2次電池を完成させた。
【0075】<実施例2>高分子電解質製造時、ラウロ
イルパーオキシド代わりにベンゾイルパーオキシドを使
用したことを除いては、実施例1と同じ方法によって実
施してリチウム2次電池を完成させた。
【0076】<実施例3>高分子電解質製造時、70℃
で2時間加熱する工程を経ないことを除いては、実施例
1と同じ方法によって実施してリチウム2次電池を完成
させた。
【0077】<比較例1>高分子電解質の製造時、ラウ
ロイルパーオキシドの代わりに2,2′−アゾビスイソ
ブチルニトリル(AIBN)を使用したことを除いて
は、実施例1と同じ方法によって実施してリチウム2次
電池を完成させた。
【0078】<比較例2>高分子電解質形成用組成物の
製造時、ポリエステルヘキサアクリレート系化合物の代
わりにポリエチレングリコールジアクリレートを使用し
たことを除いては、実施例1と同じ方法によって実施し
てリチウム2次電池を完成させた。
【0079】<比較例3>N−メチルピロリドン(NM
P)50gにポリビニリデンフルオライド3gと、C−
10(日本化学社)94gと、スーパーP3gとを混合
してスラリーを製造した後、このスラリーをアルミニウ
ム基材上に150μmの厚さにコーティングしてカソー
ドを製造した。メゾカーボンファイバ(Petoca
社)90gとポリビニリデンフルオライド10gとを混
合し、これを銅基材上に170μmの厚さにコーティン
グしてアノードを製造した。
【0080】前記カソードとアノードとの間にポリエチ
レンセパレータを挿入してこれをワインディングして電
池ケース内に収納した。次いで、前記電池ケース内に電
解液(1.3mol/LのLiPFが溶解されたEC
とDECとの混合溶媒(重量比3:7))を注入するこ
とによってリチウム2次電池を完成させた。
【0081】前記実施例1〜3及び比較例1〜3によっ
て製造されたリチウム2次電池において、初期充放電効
率、率別充放電特性、低温特性及び寿命特性を調べた。
その結果は下記表1の通りである。ここで各特性評価条
件は次の通りである。
【0082】まず(0.2C放電/0.2C充電)容量
比に対する測定条件は電池組立て後の1回目の充放電条
件と同じであって、初期充電時に発生し得る電池内の電
解液及びその他の不純物に対する分解傾向及びこのよう
な初期分解による初期充放電時の比可逆容量の変化が分
かる。実験条件は、充電を0.2C、4.2Vカットオ
フ条件で実施した後、30分間常温で放置した後、0.
2C、2.75Vカットオフの条件で放電を実施した場
合に現れる充電容量に対する放電容量の比を示したもの
である。
【0083】(0.2C放電/0.5C充電)容量比に
対する測定条件は、電池組立て後の2回目の充放電条件
と同じであって、組立てられた電池の標準充放電容量に
対する容量比の変化が分かる測定条件である。実験条件
は、0.5C、4.2Vカットオフ条件で実施した後、
30分間常温で放置した後、0.2C、2.75Vカッ
トオフの条件で放電を実施した場合に現れる充電容量に
対する放電容量の比を示したものである。
【0084】(2.0C放電/0.2C放電)容量比に
対する測定条件は、電池組立て後の3回目の充放電条件
と同じであって、組立てられた電池の高率放電容量に対
する容量比の変化が分かる測定条件である。実験条件
は、0.5C、4.2Vカットオフ条件で実施した後、
30分間常温で放置した後、0.2C、2.75Vカッ
トオフの条件で放電を実施した場合及び2.0C、2.
75Vカットオフの条件で放電を実施した場合に現れる
充電容量に対する放電容量の比を示したものである。
【0085】0.2C放電容量比(低温/常温)に対す
る測定条件は、電池組立て後の4回目の充放電条件と同
じであって、組立てられた電池の低温での充放電容量に
対する容量比の変化が分かる測定条件である。実験条件
は、0.5C、4.2Vカットオフ条件で実施した後、
30分間常温で放置した後、0.2C、2.75Vカッ
トオフの条件で放電を実施した場合及び2.0C、2.
75Vカットオフの条件で放電を実施した場合に現れる
充電容量に対する放電容量の比を示したものである。
【0086】(1回/100回)放電容量比に対する測
定条件は、電池組立て後の5回目の充放電条件と同じで
あって、組立てられた電池の寿命特性に対する変化比が
分かる測定条件である。実験条件は、1.0C、4.2
Vカットオフ条件で実施した後、30分間常温で放置し
た後、常温で1.0C、2.75Vカットオフの放電条
件で連続寿命100回に対する実験を実施した場合、寿
命1回目と100回目との放電容量の比を比較した結果
である。
【0087】
【表1】
【0088】前記表1に示されたように、高分子電解質
製造時に重合開始剤としてAIBNを使用した場合(比
較例1)には低温特性及び率別放電容量特性は優秀であ
るが、これを除外した残りの特性評価項目面では実施例
1及び実施例2のようにパーオキシドを使用した場合に
比べて初期充放電効率及び寿命特性が不良であった。そ
して比較例2は、実施例1ないし実施例3の場合に比べ
て寿命及び低温性能が不良であった。その理由は、前記
実施例1ないし実施例3の高分子電解質では、高分子電
解質形成用モノマーであるアクリレート官能基が3つ以
上であるポリエステルヘキサアクリル系化合物が、電極
の表面でリチウムイオンが電極に挿入/脱着する過程で
発生し得るリチウムイオンの移動度に対する抵抗が少な
いために、均一な電極表面を長期間の寿命性能後にも維
持させうるからである。また、液体電解液を使用してい
る比較例3の場合には初期充電時に発生したガスのため
に電池の諸般性能が不良であった。
【0089】また、実施例3の場合には、熱処理工程を
導入して重合したシステム(実施例1及び実施例2)に
比べて全体的な性能面では優秀でないが、本発明で提案
した重合性モノマーや開始剤を添加していない電池シス
テム(比較例1ないし比較例3)に比べて優秀な性能を
示していることが分かる。これは本発明で提案されたモ
ノマーや開始剤だけでも電池性能を向上させうる添加効
果があるということを意味する。
【0090】また前記実施例1ないし実施例3及び比較
例1ないし比較例3によって製造されたリチウム2次電
池の高温放置特性を調べた。その結果は下記表2の通り
である。ここで高温放置特性は90℃で約4時間放置前
/後の厚さ及び開放回路電圧の変化を調べて評価した。
【0091】
【表2】
【0092】前記表2に示されたように、重合開始剤と
してラウロイルパーオキシドまたはベンゾイルパーオキ
シドを使用した場合(実施例1ないし実施例3)には高
温での膨張現象がほとんど発生せず、電圧もあまり変化
しないことが分かる。
【0093】一方、重合開始剤としてAIBNを使用し
た比較例1の場合にも高温での膨張現象はある程度制御
できるが、その膨張抑制効果は実施例1ないし実施例3
の場合に比べて低下した。そして比較例2の場合にも高
温放置特性は優秀であった。
【0094】一方、図1は、前記実施例1及び比較例1
によって製造されたリチウム2次電池における初期充放
電グラフを示したものである。これを参照すれば、実施
例1の場合は比較例1の場合に比べて初期充放電効率が
優秀であることが確認できた。
【0095】次いで、前記実施例1及び比較例1によっ
て製造されたリチウム2次電池において、初期充放電の
サイクルが進んだ後の充電状態でのアノード表面の状態
を調べた結果、初期充放電効率特性に優れた実施例1の
リチウム2次電池はアノード表面が均一であり、実施例
1の場合に比べて初期充放電効率が良くない比較例1の
リチウム2次電池はアノード表面のあちこちで多量のリ
チウムが析出することを観察した。これより、初期充放
電効率とアノード表面被膜の形成との間に密接な関連が
あるということが確認できた。
【0096】前記実施例1及び比較例1によって製造さ
れたリチウム2次電池において、率別による電池の容量
変化を調べた。その結果は図2に示した通りである。図
2を参照すれば、実施例1のリチウム2次電池は全般的
に放電特性に優れ、特に比較例1の場合に比べて高率特
性が向上した。
【0097】
【発明の効果】本発明によれば、高分子電解質形成用重
合開始剤である炭素数6ないし40の過酸化物の分解に
よって発生した炭酸ガスがアノード表面に炭酸リチウム
被膜を形成し、そのアノード表面は均一である。このよ
うにアノード表面に炭酸リチウム被膜を形成してアノー
ド表面の均一度が優秀で、かつ電解液がアノード表面で
分解することを抑制することによってリチウムイオンの
イオン伝導度が改善され、充放電特性、スエリング抑制
効果及び低温特性に優れたリチウム電池を得ることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施例1及び比較例1によって製造
されたリチウム2次電池において、初期充放電容量を示
したグラフである。
【図2】 実施例1及び比較例1によって製造されたリ
チウム2次電池において、率別放電容量変化を示したグ
ラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金 基▲ホ▼ 大韓民国忠清南道天安市新富洞(番地な し) 大林ハンドゥルアパート208棟1402 号 (72)発明者 宋 義煥 大韓民国忠清南道天安市星井洞823番地 鮮京アパート3棟1704号 (72)発明者 梁 斗景 大韓民国大田広域市儒城区新城洞(番地な し) ラッキーハナアパート109棟506号 (72)発明者 李 庚嬉 大韓民国忠清南道天安市聖城洞(番地な し) 宇成アパート107棟405号 (72)発明者 李 鎔範 大韓民国漢城市江南区開浦洞12番地 大峙 アパート219棟1212号 (72)発明者 林 ▲ヒュン▼廷 大韓民国仁川広域市桂陽区暁星2洞273番 地 裕承グリーンアパート101棟905号 (72)発明者 山口 滝太郎 神奈川県横浜市鶴見区菅沢町2番地7号 (72)発明者 清水 龍一 神奈川県横浜市鶴見区菅沢町2番地7号 Fターム(参考) 5H029 AJ02 AJ12 AK03 AL06 AM00 AM02 AM03 AM04 AM05 AM07 AM16 BJ02 BJ14 CJ02 CJ22 DJ04 EJ12 HJ01 HJ02 HJ14

Claims (24)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 3つ以上の水酸基(−OH)を有する
    (ポリエステル)ポリオールの少なくとも一つの水酸基
    が(メタ)アクリル酸エステルに置換されており、少な
    くとも一つの水酸基がラジカル反応性のない官能基に置
    換されたポリエステル(メタ)アクリレートまたはその
    重合体と、 炭素数6ないし40の過酸化物と、 有機溶媒及びリチウム塩からなる電解液と、を含むこと
    を特徴とする高分子電解質。
  2. 【請求項2】 前記ラジカル反応性のない官能基は炭素
    数1ないし20の脂肪族炭化水素基、炭素数5ないし2
    0の芳香族炭化水素基、炭素数1ないし20のエーテル
    基、炭素数1ないし20のエステル基であることを特徴
    とする請求項1に記載の高分子電解質。
  3. 【請求項3】 前記(メタ)アクリル酸エステルは−O
    C(=O)ROC(=O)CH=CHまたは−OC
    (=O)ROC(=O)C(CH)=CHまたは
    −O(C=O)RCH=CHであり(nは1ないし
    20の整数である)、 前記ラジカル反応性のない官能基は−OC(=O)R′
    、−OC(=O)R OR′、または−O(C=
    O)ROC(=O)R′である(mとnとは互いに
    関係なく1ないし20の整数であり、Rは(ハロゲン化
    された)アルキレン基、(ハロゲン化された)アリレン
    基、(ハロゲン化された)アルキルアリレン基、(ハロ
    ゲン化された)アラルキレン基であり、R′は(ハロゲ
    ン化された)アルキル基、(ハロゲン化された)アリル
    基、(ハロゲン化された)アルキルアリル基、(ハロゲ
    ン化された)アラルキル基である)ことを特徴とする請
    求項1に記載の高分子電解質。
  4. 【請求項4】 前記メタクリル酸エステル基とラジカル
    反応性のない官能基とのモル比は1:0.01ないし
    1:100であることを特徴とする請求項1に記載の高
    分子電解質。
  5. 【請求項5】 前記過酸化物は、 イソブチルパーオキシド、ラウロイルパーオキシド、ベ
    ンゾイルパーオキシド、m−トルオイルパーオキシド、
    t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、t
    −ブチルパーオキシバイバレート−ブチルオキシネオデ
    カネート、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、
    ジエトキシパーオキシジカーボネート、ビス−(4−t
    −ブチルシクロヘキシル)パーオキシジカーボネート、
    ジメトキシイソプロピルパーオキシジカーボネート、ジ
    シクロヘキシルパーオキシジカーボネート及び3,3,
    5−トリメチルヘキサノイルパーオキシドよりなる群か
    ら選択されたいずれか一つ以上であることを特徴とする
    請求項1に記載の高分子電解質。
  6. 【請求項6】 前記過酸化物の含量は前記ポリエステル
    (メタ)アクリレートまたはその重合体100重量部を
    基準として0.3重量部ないし5重量部であることを特
    徴とする請求項1に記載の高分子電解質。
  7. 【請求項7】 前記ポリエステルポリオールは、 トリメチロール、トリエチロール、トリプロピロールか
    ら選択されたトリアルキロール類、グリセロール類、及
    びペンタエリトリトール、ジペンタエリトリトールから
    選択されたエリトリトール類よりなる群から選択された
    一つ以上であることを特徴とする請求項1に記載の高分
    子電解質。
  8. 【請求項8】 前記ポリエステル(メタ)アクリレート
    またはその重合体と前記電解液との混合重量比は1:2
    ないし1:50であることを特徴とする特徴とする請求
    項1に記載の高分子電解質。
  9. 【請求項9】 前記リチウム塩はLiPF、LiBF
    、LiSbF、LiAsF、LiClO、Li
    CFSO、Li(CFSON、LiC
    SO、LiAlO、LiAlCl、LiN(C
    2x+1SO)(CyF2y+1SO)(但
    し、x、yは自然数)、LiCl、LiIよりなる群か
    ら選択された一つ以上であり、 前記有機溶媒はエチレンカーボネート、ジエチルカーボ
    ネート、γ−ブチロラクトン、プロピレンカーボネー
    ト、ジメチルカーボネート、メチルエチルカーボネート
    及びジエチルカーボネート、ビニレンカーボネート、ブ
    チレンカーボネート、ベンゾニトリル、アセトニトリ
    ル、テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラ
    ン、ジオキソラン、4−メチルジオキソラン、N,N−
    ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチ
    ルスルホキシド、1,2−ジメトキシエタン、スルホラ
    ン、ジクロロエタン、クロロベンゼン、ニトロベンゼ
    ン、メチルプロピルカーボネート、メチルイソプロピル
    カーボネート、エチルブチルカーボネート、ジプロピル
    カーボネート、ジイソプロピルカーボネート、ジブチル
    カーボネート、ジエチレングリコール、ジメチルエーテ
    ルよりなる群から選択された一つ以上である、ことを特
    徴とする請求項1に記載の高分子電解質。
  10. 【請求項10】 2−フルオロトルエン、3−フルオロ
    トルエン、4−フルオロトルエン、2−フルオロベンゼ
    ン、3−フルオロベンゼン及び4−フルオロベンゼンよ
    りなる群から選択された一つ以上のフッ素化された芳香
    族炭化水素化合物をさらに含むことを特徴とする請求項
    9に記載の高分子電解質。
  11. 【請求項11】 (a−1)3つ以上の水酸基(−O
    H)を有する(ポリエステル)ポリオールの少なくとも
    一つの水酸基が(メタ)アクリル酸エステルに置換され
    ており、少なくとも一つの水酸基がラジカル反応性のな
    い官能基に置換されたポリエステル(メタ)アクリレー
    トと、炭素数6ないし40の過酸化物と、有機溶媒及び
    リチウム塩からなる電解液とを混合して高分子電解質形
    成用組成物を得る段階と、 (b−1)前記高分子電解質形成用組成物を支持基板上
    にコーティングし、これを前記支持基板から剥離する段
    階と、を含むことを特徴とする請求項1ないし10のう
    ちいずれか1項に記載の高分子電解質の製造方法。
  12. 【請求項12】 前記支持基板上にコーティングした
    後、熱処理またはUV処理する段階をさらに経ることを
    特徴とする請求項11に記載の高分子電解質の製造方
    法。
  13. 【請求項13】 前記熱処理を25℃ないし110℃で
    実施することを特徴とする請求項12に記載の高分子電
    解質の製造方法。
  14. 【請求項14】 カソードと、 アノードと、 前記カソードとアノードとの間に介在されており、3つ
    以上の水酸基(−OH)を有する(ポリエステル)ポリ
    オールの少なくとも一つの水酸基が(メタ)アクリル酸
    エステルに置換されており、少なくとも一つの水酸基が
    ラジカル反応性のない官能基に置換されたポリエステル
    (メタ)アクリレートまたはその重合体と、 炭素数6ないし40の過酸化物と、 有機溶媒及びリチウム塩からなる電解液と、を含む高分
    子電解質を含むことを特徴とするリチウム電池。
  15. 【請求項15】 前記カソードとアノードとの間にセパ
    レータをさらに含むことを特徴とする請求項14に記載
    のリチウム電池。
  16. 【請求項16】 前記セパレータは、ポリエチレン及び
    ポリプロピレンから選択された一つ以上よりなる単一層
    構造または多層構造を有することを特徴とする請求項1
    5に記載のリチウム電池。
  17. 【請求項17】 (a−2)3つ以上の水酸基(−O
    H)を有する(ポリエステル)ポリオールの少なくとも
    一つの水酸基が(メタ)アクリル酸エステルに置換され
    ており、少なくとも一つの水酸基がラジカル反応性のな
    い官能基に置換されたポリエステル(メタ)アクリレー
    トと、炭素数6ないし40の過酸化物と、有機溶媒及び
    リチウム塩からなる電解液とを混合して高分子電解質形
    成用組成物を得る段階と、 (b−2)前記高分子電解質形成用組成物を支持基板上
    にコーティングした後、これを前記支持基板から剥離し
    て高分子電解質を得る段階と、 (c−2)前記高分子電解質をカソードとアノードとの
    間に挿入して電極構造体を形成した後、これを電池ケー
    スに収納する段階と、を含むことを特徴とするリチウム
    電池の製造方法。
  18. 【請求項18】 前記支持基板上にコーティングした
    後、熱処理またはUV照射する段階をさらに経ることを
    特徴とする請求項17に記載のリチウム電池の製造方
    法。
  19. 【請求項19】 前記熱処理を25℃ないし110℃で
    実施することを特徴とする請求項18に記載のリチウム
    電池の製造方法。
  20. 【請求項20】 (a−3)3つ以上の水酸基(−O
    H)を有する(ポリエステル)ポリオールの少なくとも
    一つの水酸基が(メタ)アクリル酸エステルに置換され
    ており、少なくとも一つの水酸基がラジカル反応性のな
    い官能基に置換されたポリエステル(メタ)アクリレー
    トと、炭素数6ないし40の過酸化物と、リチウム塩及
    び有機溶媒からなる電解液とを混合して高分子電解質形
    成用組成物を得る段階と、 (b−3)セパレータをカソードとアノードとの間に挿
    入して電極構造体を形成した後、これを電池ケースに収
    納する段階と、 (c−3)前記(b−3)段階で形成された結果物に前
    記高分子電解質形成用組成物を注入する段階と、を含む
    ことを特徴とするリチウム電池の製造方法。
  21. 【請求項21】 前記高分子電解質形成用組成物を注入
    した後、熱処理またはUV照射する段階をさらに経るこ
    とを特徴とする請求項20に記載のリチウム電池の製造
    方法。
  22. 【請求項22】 前記熱処理を25℃ないし110℃で
    実施することを特徴とする請求項21に記載のリチウム
    電池の製造方法。
  23. 【請求項23】 前記カソードとアノードとの間にセパ
    レータをさらに介在させることを特徴とする請求項17
    に記載のリチウム電池の製造方法。
  24. 【請求項24】 前記セパレータは、ポリエチレン及び
    ポリプロピレンから選択された一つ以上よりなる単一層
    構造または多層構造を有することを特徴とする請求項2
    3に記載のリチウム電池。
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