JP2011238599A - Nonwoven fabric composite polymer solid electrolyte sheet - Google Patents

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正登 天池
Toshiaki Okado
俊明 岡戸
Takeshi Shintani
武士 新谷
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a nonwoven fabric composite polymer solid electrolyte sheet which allows thinning of a polymer solid electrolyte film and exploits an excellent adhesive property of polymer.SOLUTION: A nonwoven fabric composite polymer solid electrolyte sheet comprises a polymer electrolyte carried on a nonwoven fabric. The polymer electrolyte comprises: (A) at least one type of copolymer selected from a group consisting of a block copolymer having a block chain A containing a repeating unit represented by a formula (I) and a block chain B containing -[-C(R)(R)-C(R)(R)-]-, and a multibranched copolymer represented by a formula (III), X[B-Y(AB)](III),(where "AB" represents a random copolymer containing the repeating unit A represented by the formula (I) and the repeating unit B); and (B) an electrolyte salt.

Description

本発明は、高分子電解質を不織布に担持させた、二次電池に有用な不織布複合高分子固体電解質シートに関する。   The present invention relates to a nonwoven fabric composite polymer solid electrolyte sheet useful for a secondary battery in which a polymer electrolyte is supported on a nonwoven fabric.

リチウム二次電池が使用される機器の高性能化に伴い、電池容量の高容量化や長期信頼性の確保だけでなく、形状多様性に対する要求が顕在化してきている。さらに薄く大面積化された電池や積層化された電池、曲面形成された電池等が例として挙げられる。また、近年のハイブリッドカーや電気自動車の車載用途、風力発電や太陽光発電による電力安定化のための電源貯蔵設備に使用される大容量リチウム二次電池の需要が見込まれている。
電池の高容量化、高エネルギー密度化のため、含有活物質の増加やより高電圧の活物質材料を使用するようになり、電池の発熱や発火の危険性が指摘されている。また、電池の薄膜化やフレキシブル化に対し電池筐体のラミネート化が検討されているが、電解液を用いる限り液漏れの心配から逃れられない。
このことから、リチウム二次電池の薄膜化や形状加工性の向上には、電解液を含まない固体電解質に置き換えた電池の研究がなされている。固体電解質のタイプには、高分子固体電解質と無機固体電解質が挙げられる。
With the improvement in performance of devices using lithium secondary batteries, demands for not only high battery capacity and long-term reliability but also shape diversity have become apparent. Further examples include a battery with a thinner and larger area, a stacked battery, a battery with a curved surface, and the like. In addition, demand for large-capacity lithium secondary batteries for use in recent hybrid vehicles and electric vehicles, and power storage facilities for power stabilization by wind power generation or solar power generation is expected.
In order to increase the capacity and energy density of a battery, an increase in the content of active materials and the use of higher-voltage active material materials have been pointed out, and the risk of battery heat generation and ignition has been pointed out. In addition, the battery casing is being laminated to reduce the thickness and flexibility of the battery. However, as long as the electrolytic solution is used, it cannot escape from the risk of liquid leakage.
For this reason, studies have been made on batteries that are replaced with solid electrolytes that do not contain an electrolytic solution in order to reduce the thickness of lithium secondary batteries and improve shape processability. Solid electrolyte types include polymer solid electrolytes and inorganic solid electrolytes.

しかしながら、無機固体電解質は一般に粉末であるため成型加工性が乏しく、さらにイオン伝導は粒子間での界面接触による。従って、大面積での粉末成型シートの作成や粒子間の界面抵抗を制御し品質の均一性を保つことは、非常に困難を伴う。また無機固体電解質は密着性が全くない。よって、電極等の電池部材との界面抵抗が高くなり、さらには電池作成や輸送の際に正極や負極とのずり移動が生じることでの不良品発生や短絡発生、さらには擦れによる電極活物質や成型された固体電解質の欠落の恐れが生じる。   However, since the inorganic solid electrolyte is generally a powder, its molding processability is poor, and ionic conduction is due to interfacial contact between particles. Therefore, it is very difficult to create a powder molded sheet in a large area and to control the interfacial resistance between particles and maintain the uniformity of quality. Also, the inorganic solid electrolyte has no adhesion. Therefore, the interfacial resistance with the battery member such as an electrode is increased, and further, the electrode active material is generated due to a defective product or a short circuit due to shear movement with the positive electrode or the negative electrode during battery preparation or transportation, and further due to rubbing. Or the molded solid electrolyte may be lost.

それに対して、高分子固体電解質は、例えばポリエチレンオキシドやポリプロピレンオキシドのエチレンオキシドユニットを有するポリエーテル系ポリマーを含有する電解質が挙げられる。ポリマー中のエチレンオキシドユニットがリチウムイオンを配位し、ポリマーのセグメント運動にてリチウムイオンが運ばれてイオン導電性が発現される。しかしながら、一般に高分子固体電解質のイオン導電率は低い。
このような高分子固体電解質を有するリチウム二次電池は、正極と負極との電極間距離を近くし電池内部抵抗を低減させる、すなわち固体電解質層を薄くする必要がある。だが、ポリエチレンオキシドやポリプロピレンオキシドといった高分子を有する高分子固体電解質は機械的強度が十分でないため、電解質層の厚さを薄くすると内部短絡の発生頻度が高くなるという問題があった。
On the other hand, examples of the polymer solid electrolyte include an electrolyte containing a polyether polymer having an ethylene oxide unit of polyethylene oxide or polypropylene oxide. The ethylene oxide unit in the polymer coordinates lithium ions, and the lithium ions are transported by the segment motion of the polymer to develop ionic conductivity. However, generally, the ionic conductivity of the polymer solid electrolyte is low.
In a lithium secondary battery having such a polymer solid electrolyte, it is necessary to reduce the battery internal resistance by reducing the distance between the positive electrode and the negative electrode, that is, to make the solid electrolyte layer thin. However, since solid polymer electrolytes having polymers such as polyethylene oxide and polypropylene oxide have insufficient mechanical strength, there has been a problem that the frequency of internal short circuits increases when the thickness of the electrolyte layer is reduced.

そこで、本発明者らは、ポリアルキレンオキシド鎖をエステル部位に有するアクリル酸エステル誘導体の重合体とポリスチレンとの狭分散ブロック共重合体ポリマーを主骨格とし、ミクロ相分離構造を発現させることで、高イオン導電率と膜強度とを兼ね備えたポリマー(MESポリマー)を開発した(特許文献1及び2)。
MESポリマーを用いることで、膜厚50μm程度の固体電解質層からなるリチウム二次電池が得られる。だが、膜厚50μm以下のさらなる薄膜化には困難が伴うこと、そして、電池作成には当該ポリマーとリチウム塩とを有機溶剤に溶解させた混合溶液を正極もしくは負極上にキャストしての成膜を行う必要があった。
Accordingly, the present inventors have a narrow dispersion block copolymer polymer of a polymer of an acrylate derivative having a polyalkylene oxide chain at an ester site and polystyrene as a main skeleton, and by expressing a microphase separation structure, A polymer (MES polymer) having both high ionic conductivity and film strength was developed (Patent Documents 1 and 2).
By using the MES polymer, a lithium secondary battery composed of a solid electrolyte layer having a thickness of about 50 μm can be obtained. However, it is difficult to further reduce the film thickness to 50 μm or less, and for battery production, a mixed solution in which the polymer and lithium salt are dissolved in an organic solvent is cast on the positive electrode or negative electrode. Had to do.

国際公開第2004/009663号パンフレットInternational Publication No. 2004/009663 Pamphlet 国際公開第2006/016665号パンフレットInternational Publication No. 2006/016665 Pamphlet

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は高分子固体電解質のさらなる薄膜化を可能にし、密着性に優れているという特徴を有する不織布複合高分子固体電解質シートを提供することである。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a nonwoven fabric composite polymer solid electrolyte sheet having features of enabling further thinning of the polymer solid electrolyte and excellent adhesion. It is.

本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討の結果、不織布に高分子電解質を担持させることにより、イオン導電率と密着性に優れた薄膜の不織布複合高分子固体電解質シートを得ることができ、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors can obtain a thin film nonwoven fabric composite polymer solid electrolyte sheet having excellent ionic conductivity and adhesion by supporting a polymer electrolyte on the nonwoven fabric. The present invention has been completed.

すなわち、本発明は
(1)不織布に、
(A)式(I)
That is, the present invention is (1) a nonwoven fabric,
(A) Formula (I)

(式中、R、R及びRは、それぞれ独立して、水素原子または炭素数1〜10の炭化水素基を表し、RとRは結合して環を形成してもよい。R4a及びR4bはそれぞれ独立して、水素原子またはメチル基を表し、Rは、水素原子、炭素数1〜10の炭化水素基、炭素数1〜10のアシル基又は炭素数3〜20のトリ置換シリル基を表し、mは2〜100のいずれかの整数を表し、mが2以上のとき、R4a同士及びR4b同士は、同一であっても異なっていてもよい。)で表わされる繰り返し単位を有するブロック鎖A、及び、式(II) (Wherein R 1 , R 2 and R 3 each independently represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, and R 1 and R 3 may combine to form a ring. R 4a and R 4b each independently represent a hydrogen atom or a methyl group, and R 5 represents a hydrogen atom, a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, an acyl group having 1 to 10 carbon atoms, or 3 to 3 carbon atoms. 20 represents a tri-substituted silyl group, m represents an integer of 2 to 100, and when m is 2 or more, R 4a and R 4b may be the same or different. A block chain A having a repeating unit represented by formula (II)

(式中、R〜Rは、それぞれ独立して、水素原子又は炭素数1〜10の炭化水素基を表し、Rは、アリール基を表す。)で表わされる繰り返し単位を有するブロック鎖Bを有するブロック共重合体、及び、式(III)
式 X〔B−Y(A)n1n2 (III)
〔式中、Xは3以上の結合手を有する有機基を表す。Aは、式(I)
(Wherein R 6 to R 8 each independently represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, and R 9 represents an aryl group). A block copolymer having B and the formula (III)
Formula X [B-Y (A) n1 ] n2 (III)
[Wherein, X represents an organic group having 3 or more bonds. A is the formula (I)

(式中、R〜R及びmは前記定義と同じ)で表わされる繰り返し単位、及び、式(II) Wherein R 1 to R 5 and m are the same as defined above, and the formula (II)

(式中、R〜Rは前記定義と同じ)で表わされる繰り返し単位を有するランダム共重合体を表す。Bは式(IV) (Wherein R 6 to R 9 are the same as defined above), and represents a random copolymer having a repeating unit. B is the formula (IV)

(式中、R10、R11及びR12は、それぞれ独立して、水素原子または炭素数1〜10の炭化水素基を表し、R13はアリール基またはヘテロアリール基を表す)で表わされる繰り返し単位を含む重合体を表す。
Yは、A部とB部を連結する基であり、活性ハロゲン原子を有することができる構造の官能基を表す。
n1は1又は2を、n2は2〜16のいずれかの整数を表す。〕で表される多分岐共重合体からなる群より選ばれる少なくとも1種、及び、
(B)電解質塩
を含有する高分子電解質を担持させてなる不織布複合高分子固体電解質シート、
(2)ブロック共重合体の、式(I)で表される繰り返し単位と、式(II)で表される繰り返し単位の合計のモル比((I)/(II))が1/30〜30/1の範囲であることを特徴とする上記(1)に記載の不織布複合高分子固体電解質シート、
(3)ブロック共重合体の、標準としてポリスチレンを用いたGPCによる数平均分子量が、5,000〜1,000,000であることを特徴とする上記(1)又は(2)に記載の不織布複合高分子固体電解質シート、
(4)多分岐共重合体の、Aのランダム共重合体における繰り返し単位(I)及び(II)の重合度が、いずれも30〜2,000であることを特徴とする上記(1)〜(3)のいずれかに記載の不織布複合高分子固体電解質シート、及び、
(5)多分岐共重合体の、GPC−MALLS法による重量平均分子量(Mw)が、10,000〜2,000,000であることを特徴とする上記(1)〜(4)のいずれかに記載の不織布複合高分子固体電解質シートに関する。
(Wherein R 10 , R 11 and R 12 each independently represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, and R 13 represents an aryl group or a heteroaryl group). Represents a polymer containing units.
Y is a group linking the A part and the B part, and represents a functional group having a structure capable of having an active halogen atom.
n1 represents 1 or 2, and n2 represents any integer of 2 to 16. At least one selected from the group consisting of multibranched copolymers represented by:
(B) a nonwoven fabric composite polymer solid electrolyte sheet carrying a polymer electrolyte containing an electrolyte salt;
(2) The total molar ratio ((I) / (II)) of the repeating unit represented by the formula (I) and the repeating unit represented by the formula (II) of the block copolymer is 1/30 to The nonwoven fabric composite polymer solid electrolyte sheet according to (1) above, which is in a range of 30/1,
(3) The nonwoven fabric according to (1) or (2) above, wherein the block copolymer has a number average molecular weight of 5,000 to 1,000,000 by GPC using polystyrene as a standard. Composite polymer solid electrolyte sheet,
(4) The degree of polymerization of the repeating units (I) and (II) in the random copolymer of A in the multi-branched copolymer is 30 to 2,000, respectively. (3) The nonwoven fabric composite polymer solid electrolyte sheet according to any one of the above, and
(5) Any of the above (1) to (4), wherein the multi-branched copolymer has a weight average molecular weight (Mw) by GPC-MALLS method of 10,000 to 2,000,000 The nonwoven fabric composite polymer solid electrolyte sheet described in 1.

本発明によれば、イオン導電率と密着性に優れた薄膜の不織布複合高分子固体電解質シートが得られ、電極間距離を短くした全固体リチウム二次電池を提供することができる。さらには、高分子電解質に用いるポリマーが有する密着性のため、電極との間でのずり移動が生じないことから、効率よく電池を製造することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the thin film nonwoven fabric composite polymer solid electrolyte sheet excellent in ionic conductivity and adhesiveness is obtained, and the all-solid-state lithium secondary battery which shortened the distance between electrodes can be provided. Furthermore, since the polymer used for the polymer electrolyte has adhesiveness, no shear movement between the electrodes occurs, so that the battery can be manufactured efficiently.

60℃〜−20℃の範囲での不織布複合高分子固体電解質シート(1)、(2)のイオン導電率を示す図である。It is a figure which shows the ionic conductivity of the nonwoven fabric composite polymer solid electrolyte sheet (1) and (2) in the range of 60 degreeC--20 degreeC. 不織布複合高分子固体電解質シート(1)を用いたリチウム二次電池のサイクリックボルタンメトリー測定結果を示す図である。It is a figure which shows the cyclic voltammetry measurement result of a lithium secondary battery using a nonwoven fabric composite polymer solid electrolyte sheet (1).

以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の不織布複合高分子固体電解質シートは、不織布に以下に記載の高分子電解質を担持させたものである。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The nonwoven fabric composite polymer solid electrolyte sheet of the present invention is one in which the following polymer electrolyte is supported on a nonwoven fabric.

1 高分子電解質
高分子電解質は、以下の重合体と電解質塩を含有する。
1)重合体
重合体としては、以下に記載のブロック共重合体及び多分岐共重合体の少なくとも1種を使用する。
1 Polymer Electrolyte The polymer electrolyte contains the following polymer and electrolyte salt.
1) Polymer As the polymer, at least one of the following block copolymers and multi-branched copolymers is used.

1−1)ブロック共重合体
本発明において使用されるブロック共重合体は、式(I)
1-1) Block copolymer The block copolymer used in the present invention has the formula (I)

(式中、R、R及びRは、それぞれ独立して、水素原子または炭素数1〜10の炭化水素基を表し、RとRは結合して環を形成してもよい。R4a及びR4bはそれぞれ独立して、水素原子またはメチル基を表し、Rは、水素原子、炭素数1〜10の炭化水素基、炭素数1〜10のアシル基又は炭素数3〜20のトリ置換シリル基を表し、mは2〜100のいずれかの整数を表し、mが2以上のとき、R4a同士及びR4b同士は、同一であっても異なっていてもよい。)で表わされる繰り返し単位を有するブロック鎖A、及び、式(II) (Wherein R 1 , R 2 and R 3 each independently represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, and R 1 and R 3 may combine to form a ring. R 4a and R 4b each independently represent a hydrogen atom or a methyl group, and R 5 represents a hydrogen atom, a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, an acyl group having 1 to 10 carbon atoms, or 3 to 3 carbon atoms. 20 represents a tri-substituted silyl group, m represents an integer of 2 to 100, and when m is 2 or more, R 4a and R 4b may be the same or different. A block chain A having a repeating unit represented by formula (II)

(式中、R〜Rは、それぞれ独立して、水素原子又は炭素数1〜10の炭化水素基を表し、Rは、アリール基を表す。)で表わされる繰り返し単位を有するブロック鎖Bを有するブロック共重合体である。 (Wherein R 6 to R 8 each independently represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, and R 9 represents an aryl group). A block copolymer having B.

上記共重合体は、式(I)で表される繰り返し単位を有するブロック鎖Aと式(II)で表される繰り返し単位を有するブロック鎖Bを、それぞれ少なくとも一つ有する。本発明の共重合体は、たとえば、A−B、B−A、A−B−A、B−A−B等の配列を有する共重合体が例示される。   The copolymer has at least one block chain A having a repeating unit represented by the formula (I) and one block chain B having a repeating unit represented by the formula (II). As for the copolymer of this invention, the copolymer which has arrangement | sequences, such as AB, BA, ABAA, BABB, is illustrated, for example.

ここで、「式(I)で表される繰り返し単位を有するブロック鎖A」とは、ブロック鎖Aが式(I)で表される繰り返し単位の一種又は二種以上の繰り返し単位を含むこと、及び、それら以外の他の繰り返し単位を含んでいてもよいことを意味する。「式(II)で表される繰り返し単位を有するブロック鎖B」も同様である。
また、二種以上の式(I)で表される繰り返し単位を含む場合、及び、他の繰り返し単位を構成単位として含む場合、各繰り返し単位の重合形式は特に制限されず、ランダム重合、ブロック重合、交互重合等のいずれの重合形式であっても構わない。
Here, “the block chain A having a repeating unit represented by the formula (I)” means that the block chain A contains one or more repeating units represented by the formula (I), And it means that other repeating units other than those may be included. The same applies to “block chain B having a repeating unit represented by formula (II)”.
In addition, when including two or more kinds of repeating units represented by the formula (I), and when including other repeating units as constituent units, the polymerization mode of each repeating unit is not particularly limited, and random polymerization, block polymerization Any polymerization method such as alternating polymerization may be used.

また、各ブロック鎖がA−B、B−A、A−B−A、B−A−B等の配列を有するとは、各ブロック鎖が、直接結合していても、連結基、重合鎖等の他の構成単位をはさんで結合していてもよいことを意味する。ここで、連結基は、酸素原子、アルキレン基等の低分子の連結基が挙げられ、重合鎖は、ホモポリマーでも、2元以上の共重合体であってもよく、共重合体の場合には、その中の結合状態は特に制限されず、ランダム、ブロック、又は徐々に成分比が変化するグラジエントであってもよい。   In addition, each block chain has a sequence such as A-B, B-A, A-B-A, B-A-B, etc., even if each block chain is directly bonded, a linking group, a polymer chain It means that other structural units may be combined with each other. Here, examples of the linking group include low-molecular linking groups such as an oxygen atom and an alkylene group, and the polymer chain may be a homopolymer or a binary or higher copolymer. There is no particular limitation on the bonding state therein, and it may be random, block, or a gradient in which the component ratio gradually changes.

式(I)で表される繰り返し単位中、R〜Rは、それぞれ独立して、水素原子又は炭素数1〜10の炭化水素基を表す。
ここで、炭素数1〜10の炭化水素基としては、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、シクロアルキル基、アリール基、アリールアルキル基等を表し、具体的には、たとえば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、n−ヘキシル基、n−オクチル基、n−デシル基等のアルキル基;ビニル基、1−プロペニル基、2−プロペニル基、1−ブテニル基、2−ブテニル基、1−ペンテニル基、2−ペンテニル基、1−ヘキセニル基、2−ヘキセニル基等のアルケニル基;エチニル基、1−プロピニル基、2−プロピニル基、1−ブチニル基、2−ブチニル基、1−ペンチニル基、2−ペンチニル基、1−ヘキシニル基、2−ヘキシニル基、1−ヘプチニル基、1−オクチニル基、1−デシニル基等のアルキニル基;シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロへキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基等のシクロアルキル基;フェニル基、ナフチル基等のアリール基;ベンジル基、フェネチル基等アリールアルキル基等が挙げられる。
また、RとRは結合して環を形成してもよい。
In the repeating unit represented by the formula (I), R 1 to R 3 each independently represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms.
Here, as a C1-C10 hydrocarbon group, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an arylalkyl group etc. are represented, for example, a methyl group, an ethyl group, etc. Alkyl groups such as n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, sec-butyl group, isobutyl group, t-butyl group, n-hexyl group, n-octyl group and n-decyl group; vinyl group, 1 -Alkenyl groups such as propenyl group, 2-propenyl group, 1-butenyl group, 2-butenyl group, 1-pentenyl group, 2-pentenyl group, 1-hexenyl group and 2-hexenyl group; ethynyl group, 1-propynyl group 2-propynyl group, 1-butynyl group, 2-butynyl group, 1-pentynyl group, 2-pentynyl group, 1-hexynyl group, 2-hexynyl group, 1-heptini Group, alkynyl group such as 1-octynyl group, 1-decynyl group; cycloalkyl group such as cyclopropyl group, cyclobutyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, cycloheptyl group, cyclooctyl group; phenyl group, naphthyl group, etc. Aryl groups such as benzyl group and phenethyl group.
R 1 and R 3 may combine to form a ring.

4a、及びR4bは、それぞれ独立に水素原子又はメチル基を表し、mは、2〜100のいずれかの整数を表し、5〜100のいずれかの整数が好ましく、さらに10〜100のいずれかの整数が好ましい。各繰り返し単位におけるmの値は、同一でも相異なっていてもよく、R4a同士及びR4b同士は、同一でも、相異なっていてもよい。 R 4a and R 4b each independently represent a hydrogen atom or a methyl group, m represents any integer of 2 to 100, preferably any integer of 5 to 100, and any one of 10 to 100 Such an integer is preferred. The value of m in each repeating unit may be the same or different, and R 4a and R 4b may be the same or different.

は、水素原子、炭素数1〜10の炭化水素基、炭素数1〜10のアシル基又は炭素数3〜20のトリ置換シリル基を表す。
ここで、炭素数1〜10の炭化水素基とは、上記式R〜Rと同様の基が挙げられる。
炭素数1〜10のアシル基としては、ホルミル基、アセチル基、プロピオニル基、ブチリル基、ペンタノイル基、ヘキサノイル基、へプタノイル基、オクタノイル基等が挙げられ、炭素数3〜20のトリ置換シリル基としては、トリメチルシリル基、t−ブチルジメチルシリル基、ジメチルフェニルシリル基等が挙げられる。
R 5 represents a hydrogen atom, a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, an acyl group having 1 to 10 carbon atoms, or a tri-substituted silyl group having 3 to 20 carbon atoms.
Here, examples of the hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms include the same groups as those in the above formulas R 1 to R 3 .
Examples of the acyl group having 1 to 10 carbon atoms include formyl group, acetyl group, propionyl group, butyryl group, pentanoyl group, hexanoyl group, heptanoyl group, octanoyl group and the like, and a trisubstituted silyl group having 3 to 20 carbon atoms. Examples thereof include a trimethylsilyl group, a t-butyldimethylsilyl group, and a dimethylphenylsilyl group.

〜Rにおいて、適当な炭素原子上に置換基を有していてもよく、そのような置換基として具体的には、フッ素原子、クロル原子、又はブロム原子等ハロゲン原子、メチル基、エチル基、n−プロピル基、フェニル基、ナフチル基、ベンジル基等の炭化水素基、アセチル基、ベンゾイル基等のアシル基;ニトリル基、ニトロ基、メトキシ基、フェノキシ基等の炭化水素オキシ基;メチルチオ基、メチルスルフィニル基、メチルスルホニル基、アミノ基、ジメチルアミノ基、アニリノ基等を例示することができる。 R 1 to R 5 may have a substituent on an appropriate carbon atom. Specific examples of such a substituent include a halogen atom such as a fluorine atom, a chloro atom, or a bromine atom, a methyl group, Hydrocarbon groups such as ethyl group, n-propyl group, phenyl group, naphthyl group and benzyl group, acyl groups such as acetyl group and benzoyl group; hydrocarbon oxy groups such as nitrile group, nitro group, methoxy group and phenoxy group; Examples thereof include a methylthio group, a methylsulfinyl group, a methylsulfonyl group, an amino group, a dimethylamino group, and an anilino group.

式(I)で表される繰り返し単位の重合度は、mの値にもよるが、10以上が好ましく、さらに20以上が好ましい。
式(I)で表される繰り返し単位の原料となるモノマーとしては、具体的には以下の化合物を例示することができる。また、これらの繰り返し単位は、一種単独でも、2種以上を混合していても構わない。
2−メトキシエチル(メタ)アクリレート、2−エトキシエチル(メタ)アクリレート、2−メトキシプロピル(メタ)アクリレート、2−エトキシプロピル(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール(エチレングリコールの単位数は2〜100)(メタ)アクリレート、エトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリプロピレングリコール(プロピレングリコールの単位数は2〜100)(メタ)アクリレート、エトキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール−ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、オクトキシポリエチレングリコール−ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ラウロキシポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ステアロキシポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、「ブレンマーPMEシリーズ」〔式(I)においてR=R=水素原子、R=メチル基、m=2〜90に相当する単量体〕(日本油脂製)、アセチルオキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ベンゾイルオキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、トリメチルシリルオキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、t−ブチルジメチチルシリルオキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコールシクロヘキセン−1−カルボキシレート、メトキシポリエチレングリコール−シンナメート。
Although the degree of polymerization of the repeating unit represented by formula (I) depends on the value of m, it is preferably 10 or more, and more preferably 20 or more.
Specific examples of the monomer that is a raw material of the repeating unit represented by the formula (I) include the following compounds. These repeating units may be used alone or in combination of two or more.
2-methoxyethyl (meth) acrylate, 2-ethoxyethyl (meth) acrylate, 2-methoxypropyl (meth) acrylate, 2-ethoxypropyl (meth) acrylate, methoxypolyethylene glycol (the number of units of ethylene glycol is 2 to 100) (Meth) acrylate, ethoxypolyethylene glycol (meth) acrylate, phenoxypolyethylene glycol (meth) acrylate, methoxypolypropylene glycol (propylene glycol has 2 to 100 units) (meth) acrylate, ethoxypolypropylene glycol (meth) acrylate, phenoxypolypropylene Glycol (meth) acrylate, polyethylene glycol mono (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, poly Propylene glycol mono (meth) acrylate, polyethylene glycol-polypropylene glycol mono (meth) acrylate, octoxy polyethylene glycol-polypropylene glycol mono (meth) acrylate, lauroxy polyethylene glycol mono (meth) acrylate, stearoxy polyethylene glycol mono (meth) Acrylate, “Blemmer PME series” [monomer corresponding to R 1 = R 2 = hydrogen atom, R 3 = methyl group, m = 2 to 90 in formula (I)] (manufactured by NOF Corporation), acetyloxypolyethylene glycol (Meth) acrylate, benzoyloxypolyethylene glycol (meth) acrylate, trimethylsilyloxypolyethylene glycol (meth) acrylate, t-butyldimethylmethylicyl Oxy polyethylene glycol (meth) acrylate, methoxy polyethylene glycol cyclohexene-1-carboxylate, methoxy polyethylene glycol - cinnamate.

式(II)で表される繰り返し単位中、R〜Rは、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜10の炭化水素基を表し、炭素数1〜10の炭化水素としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基等のアルキル基;フェニル基、ナフチル基、ベンジル基等のアリール基又はアリールアルキル基等が挙げられる。Rは、フェニル基、フェニル基、ナフチル基、アントラセニル基などの炭素数6〜14のアリール基を表す。 In the repeating unit represented by the formula (II), R 6 to R 8 each independently represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, and the hydrocarbon having 1 to 10 carbon atoms is methyl. Group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, sec-butyl group, isobutyl group, t-butyl group and other alkyl groups; phenyl group, naphthyl group, benzyl group and other aryl groups or arylalkyl Groups and the like. R 9 represents an aryl group having 6 to 14 carbon atoms such as a phenyl group, a phenyl group, a naphthyl group, or an anthracenyl group.

また、R〜Rは、適当な炭素原子上に、置換基を有していてもよく、そのような置換基として、具体的にはフッ素原子、クロル原子、又はブロム原子等ハロゲン原子、メチル基、エチル基、n−プロピル基、フェニル基、ナフチル基、ベンジル基等の炭化水素基、アセチル基、ベンゾイル基等のアシル基、ニトリル基、ニトロ基、メトキシ基、フェノキシ基等の炭化水素オキシ基、メチルチオ基、メチルスルフィニル基、メチルスルホニル基、アミノ基、ジメチルアミノ基、アニリノ基等を例示することができる。 R 6 to R 9 may have a substituent on an appropriate carbon atom, and as such a substituent, specifically, a halogen atom such as a fluorine atom, a chloro atom, or a bromine atom, Hydrocarbon groups such as methyl group, ethyl group, n-propyl group, phenyl group, naphthyl group and benzyl group, acyl groups such as acetyl group and benzoyl group, hydrocarbons such as nitrile group, nitro group, methoxy group and phenoxy group Examples thereof include an oxy group, a methylthio group, a methylsulfinyl group, a methylsulfonyl group, an amino group, a dimethylamino group, and an anilino group.

式(II)で表される繰り返し単位の重合度は、5以上が好ましく、さらに10以上であるのが好ましい。式(II)で表される繰り返し単位の原料となるモノマーとして、具体的には以下の化合物を例示することができる。また、これらの繰り返し単位は、1種単独でも、2種以上を混合していても構わない。
スチレン、o−メチルスチレン、p−メチルスチレン、p−t−ブチルスチレン、α−メチルスチレン、p−t−ブトキシスチレン、m−t−ブトキシスチレン、2,4−ジメチルスチレン、m−クロロスチレン、p−クロロスチレン、4−カルボキシスチレン、ビニルアニソール、ビニル安息香酸、ビニルアニリン、ビニルナフタリン、9−ビニルアントラセン等のアリール化合物。
The degree of polymerization of the repeating unit represented by the formula (II) is preferably 5 or more, and more preferably 10 or more. Specific examples of the monomer that is a raw material for the repeating unit represented by the formula (II) include the following compounds. These repeating units may be used alone or in combination of two or more.
Styrene, o-methylstyrene, p-methylstyrene, pt-butylstyrene, α-methylstyrene, pt-butoxystyrene, mt-butoxystyrene, 2,4-dimethylstyrene, m-chlorostyrene, Aryl compounds such as p-chlorostyrene, 4-carboxystyrene, vinylanisole, vinylbenzoic acid, vinylaniline, vinylnaphthalene, 9-vinylanthracene.

本発明において使用されるブロック共重合体は、式(I)〜(II)で表される繰り返し単位と異なる繰り返し単位を構成単位として含むことができ、そのような繰り返し単位の原料となるモノマーとして以下の化合物を例示することができる。これらの繰り返し単位は、ブロック鎖A及びB中において、あるいは、ブロック鎖A及びB以外のブロック鎖として用いることができる。これらの繰り返し単位は、1種単独でも、2種以上を混合していても構わない。   The block copolymer used in the present invention can contain a repeating unit different from the repeating units represented by the formulas (I) to (II) as a constituent unit, and as a monomer as a raw material of such a repeating unit. The following compounds can be exemplified. These repeating units can be used in the block chains A and B or as a block chain other than the block chains A and B. These repeating units may be used alone or in combination of two or more.

(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n−ブチル、(メタ)アクリル酸t−ブチル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸ベンジル、(メタ)アクリル酸イソボルニル、(メタ)アクリル酸ジシクロペンテニル、(メタ)アクリル酸1−アダマンチル、(メタ)アクリル酸2−メチル−2−アダマンチル、(メタ)アクリル酸1−メチレンアダマンチル、(メタ)アクリル酸1−エチレンアダマンチル、(メタ)アクリル酸3,7−ジメチル−1−アダマンチル、(メタ)アクリル酸トリシクロデカニル、(メタ)アクリル酸ノルボルナン、(メタ)アクリル酸メンチル 、(メタ)アクリル酸n−プロピル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸イソデシル、(メタ)アクリル酸イソオクチル、(メタ)アクリル酸ラウリル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸テトラヒドロフラニル、(メタ)アクリル酸テトラヒドロピラニル、(メタ)アクリル酸3−オキソシクロヘキシル、(メタ)アクリル酸ブチロラクトン、(メタ)アクリル酸メバロニックラクトンなどの(メタ)アクリル酸、1,3−ブタジエン、イソプレン、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエン、1,3−ペンタジエン、2−メチル−1,3−ペンタジエン、1,3−ヘキサジエン、1,6−ヘキサジエン、4,5−ジエチル−1,3−オクタジエン、3−ブチル−1,3−オクタジエン、クロロプレンなどの共役ジエン類、N−メチルマレイミド、N−フェニルマレイミド等のα,β−不飽和カルボン酸イミド類、(メタ)アクリロニトリルなどのα,β−不飽和ニトリル類等。   Methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, t-butyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, (meth) acrylic Isobornyl acid, dicyclopentenyl (meth) acrylate, 1-adamantyl (meth) acrylate, 2-methyl-2-adamantyl (meth) acrylate, 1-methyleneadamantyl (meth) acrylate, (meth) acrylic acid 1 -Ethylene adamantyl, 3,7-dimethyl-1-adamantyl (meth) acrylate, tricyclodecanyl (meth) acrylate, norbornane (meth) acrylate, menthyl (meth) acrylate, n- (meth) acrylate Propyl, isopropyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate , Isomethyl (meth) acrylate, isooctyl (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, tetrahydrofuranyl (meth) acrylate, tetrahydropyranyl (meth) acrylate, (meth) (Meth) acrylic acid such as 3-oxocyclohexyl acrylate, butyrolactone (meth) acrylate, mevalonic lactone (meth) acrylate, 1,3-butadiene, isoprene, 2,3-dimethyl-1,3-butadiene 1,3-pentadiene, 2-methyl-1,3-pentadiene, 1,3-hexadiene, 1,6-hexadiene, 4,5-diethyl-1,3-octadiene, 3-butyl-1,3-octadiene , Conjugated dienes such as chloroprene, N-methylmaleimide, N-phenylmale alpha, such as de, beta-unsaturated carboxylic acid imides, (meth) alpha, such as acrylonitrile, beta-unsaturated nitriles and the like.

式(I)で表される繰り返し単位と、式(II)で表される繰り返し単位の合計のモル比((I)/(II))は、1/30〜30/1の範囲であるのが好ましい。式(I)で表される繰り返し単位が1/30未満では、充分な導電性が得られず、30/1より多い場合には、充分な熱的特性、物理的特性が得られない。式(II)で表される繰り返し単位が1/30未満では、充分な熱的特性、物理的特性が得られず、30/1より多い場合には、充分な導電性が得られない。   The total molar ratio ((I) / (II)) of the repeating unit represented by the formula (I) and the repeating unit represented by the formula (II) is in the range of 1/30 to 30/1. Is preferred. When the repeating unit represented by the formula (I) is less than 1/30, sufficient conductivity cannot be obtained, and when it is more than 30/1, sufficient thermal characteristics and physical characteristics cannot be obtained. When the repeating unit represented by the formula (II) is less than 1/30, sufficient thermal characteristics and physical characteristics cannot be obtained, and when it is more than 30/1, sufficient conductivity cannot be obtained.

また、標準としてポリスチレンを用いたGPCによる、本発明において使用されるブロック共重合体の数平均分子量は、特に限定されないが、5,000〜1,000,000の範囲が好ましい。数平均分子量が5,000より小さい場合には、熱的特性、物理的特性が低下し、1,000,000より大きい場合には、成形性、又は成膜性が低下する。また、重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)の比(Mw/Mn)は、特に制限されないが、後述するミクロ相分離構造を形成するために、1.01〜2.50、さらに1.01〜1.50の範囲が好ましい。   The number average molecular weight of the block copolymer used in the present invention by GPC using polystyrene as a standard is not particularly limited, but is preferably in the range of 5,000 to 1,000,000. When the number average molecular weight is less than 5,000, thermal characteristics and physical characteristics are deteriorated, and when it is larger than 1,000,000, moldability or film formability is deteriorated. Further, the ratio (Mw / Mn) of the weight average molecular weight (Mw) and the number average molecular weight (Mn) is not particularly limited, but in order to form a microphase separation structure described later, 1.01 to 2.50, A range of 1.01-1.50 is preferred.

本発明の共重合体は、不織布複合高分子固体電解質シートとして高いイオン導電性を保持するために膜構造中において、ミクロ相分離構造を発現する構成とすることが好ましく、特に、ネットワーク型のミクロ相分離構造を発現する構成とすることが好ましい。   The copolymer of the present invention is preferably configured to exhibit a microphase separation structure in the membrane structure in order to maintain high ionic conductivity as a nonwoven fabric composite polymer solid electrolyte sheet. It is preferable to adopt a configuration that expresses a phase separation structure.

(ブロック共重合体の製造方法)
本発明において用いられるブロック共重合体は、公知の製造法、例えば、特開2004−107641号公報に記載された方法等により製造することができる。
例えば、以下の様にして製造することができる。
下記式(V)で表される化合物、式(VI)で表される化合物、及び必要に応じて他の共重合しうる化合物を用い、遷移金属錯体を触媒、ハロゲン原子を1又は複数含む有機ハロゲン化合物を重合開始剤とするリビングラジカル重合法、安定ラジカルによるリビングラジカル重合法、リビングアニオン重合法等の公知の方法を用いて製造することができ、中でも、遷移金属錯体を触媒、ハロゲン原子を1又は複数含む有機ハロゲン化合物を重合開始剤とするリビングラジカル重合法を好ましく例示することができる。
(Method for producing block copolymer)
The block copolymer used in the present invention can be produced by a known production method, for example, the method described in JP-A No. 2004-107641.
For example, it can be manufactured as follows.
A compound represented by the following formula (V), a compound represented by the formula (VI), and, if necessary, another copolymerizable compound, a transition metal complex as a catalyst, and an organic containing one or more halogen atoms It can be produced using a known method such as a living radical polymerization method using a halogen compound as a polymerization initiator, a living radical polymerization method using a stable radical, or a living anion polymerization method. A living radical polymerization method using an organic halogen compound containing one or more as a polymerization initiator can be preferably exemplified.

ここで、式(V)及び(VI)中のR〜R及びmは、前記と同じ意味を表す。
さらに具体的に説明すると、
(イ)まず、式(V)で表される化合物を、リビングラジカル重合法において、2官能開始剤を用いて反応させることにより得られる2官能ブロック鎖等の各ブロック鎖を含むマクロ開始剤に、さらに他のブロック鎖を構成する単量体を反応させて遂次にブロック鎖を伸長して製造する方法、
(ロ)式(V)の代わりに式(VI)で表される化合物を用い、単官能開始剤を用い、他は(イ)と同様に行い、端から順次ブロック鎖を伸長して製造する方法、
(ハ)各ブロック鎖、又は、各ブロック鎖の一部を所定の配列で重合した後、カップリング反応により製造する方法、
等を例示することができる。
Here, R 1 to R 9 and m in the formulas (V) and (VI) represent the same meaning as described above.
More specifically,
(I) First, a macroinitiator containing each block chain such as a bifunctional block chain obtained by reacting the compound represented by the formula (V) with a bifunctional initiator in a living radical polymerization method. , A method for producing a block chain by reacting with monomers constituting other block chains and then extending the block chain,
(B) A compound represented by the formula (VI) is used in place of the formula (V), a monofunctional initiator is used, and the others are carried out in the same manner as in (a), and the block chain is sequentially extended from the end to produce. Method,
(C) A method of producing each block chain or a part of each block chain by a coupling reaction after polymerizing in a predetermined sequence,
Etc. can be illustrated.

リビングラジカル重合は、触媒として遷移金属錯体を用い、開始剤としてハロゲン原子を分子内に1つ以上有する有機ハロゲン化合物を用いて行うことができる。   Living radical polymerization can be performed using a transition metal complex as a catalyst and an organic halogen compound having one or more halogen atoms in the molecule as an initiator.

遷移金属錯体として、例えば、ジクロロトリス(トリフェニルホスフィン)ルテニウム又はクロロインデニルビス(トリフェニルホスフィン)ルテニウム、ジヒドロテトラキス(トリフェニルホスフィン)ルテニウム、ジカルボニルシクロペンタジエニルヨウ化ルテニウム(II)等のルテニウム錯体;ジカルボニルシクロペンタジエニルヨウ化鉄(I)、ジ(トリフェニルホスフィン)二塩化鉄、ジ(トリブチルアミノ)二塩化鉄、トリフェニルホスフィン三塩化鉄、(1−ブロモ)エチルベンゼン−トリエトキシホスフィン−二臭化鉄等の鉄錯体;カルボニルシクロペンタジエニルヨウ化ニッケル(II)、カルボニルシクロペンタジエニル臭化ニッケル(II)、カルボニルシクロペンタジエニル塩化ニッケル(II)、カルボニルインデニルヨウ化ニッケル(II)、カルボニルインデニル臭化ニッケル(II)等のニッケル錯体;トリカルボニルシクロペンタジエニルヨウ化モリブデン(II)、トリカルボニルシクロペンタジエニル臭化モリブデン(II)、トリカルボニルシクロペンタジエニル塩化モリブデン(II)、ジNアリール−ジ(2−ジメチルアミノメチルフェニル)リチウムモリブデン等のモリブデン錯体等が挙げられる。これらの遷移金属錯体は、1種又は2種以上組み合わせて使用できる。   Examples of transition metal complexes include dichlorotris (triphenylphosphine) ruthenium or chloroindenylbis (triphenylphosphine) ruthenium, dihydrotetrakis (triphenylphosphine) ruthenium, dicarbonylcyclopentadienylruthenium iodide (II), etc. Ruthenium complex; dicarbonylcyclopentadienyl iron iodide (I), di (triphenylphosphine) iron dichloride, di (tributylamino) iron dichloride, triphenylphosphine iron trichloride, (1-bromo) ethylbenzene-tri Iron complexes such as ethoxyphosphine-iron dibromide; carbonylcyclopentadienyl nickel iodide (II), carbonylcyclopentadienyl nickel bromide (II), carbonylcyclopentadienyl nickel chloride (II), carbonyl Nickel complexes such as nickel (II) iodide and nickel (II) carbonylindenyl bromide; molybdenum (II) tricarbonylcyclopentadienyl molybdenum iodide (II), tricarbonylcyclopentadienyl molybdenum bromide (II), tricarbonylcyclo And molybdenum complexes such as pentadienylmolybdenum chloride (II) and di-Naryl-di (2-dimethylaminomethylphenyl) lithium molybdenum. These transition metal complexes can be used alone or in combination of two or more.

有機ハロゲン化合物は、1〜4個又はそれ以上のハロゲン原子(フッ素、塩素、臭素、ヨウ素など)を含み、遷移金属錯体と作用してラジカル種を発生させることにより重合を開始させる開始剤として用いられる。このような有機ハロゲン化合物は1種又は2種以上組み合わせて使用できる。有機ハロゲン化合物としては、特に制限されず種々の化合物が使用できるが、例えば、ハロゲン化炭化水素、ハロゲン化エステル(ハロゲン含有エステル)、ハロゲン化ケトン(ハロゲン含有ケトン)、スルホニルハライド(ハロゲン化スルホニル化合物)などが含まれる。   Organohalogen compounds contain 1 to 4 or more halogen atoms (fluorine, chlorine, bromine, iodine, etc.) and are used as initiators to initiate polymerization by acting with transition metal complexes to generate radical species It is done. Such organic halogen compounds can be used alone or in combination. The organic halogen compound is not particularly limited and various compounds can be used. For example, halogenated hydrocarbons, halogenated esters (halogen-containing esters), halogenated ketones (halogen-containing ketones), sulfonyl halides (halogenated sulfonyl compounds) ) Etc. are included.

リビングラジカル重合法においては、さらに、金属錯体に作用することにより、ラジカル重合を促進させる活性化剤として、ルイス酸及び/又はアミン類を使用することが出来る。   In the living radical polymerization method, a Lewis acid and / or an amine can be used as an activator for promoting radical polymerization by acting on a metal complex.

ルイス酸としては、例えば、アルミニウムアルコキシド(アルミニウムトリエトキシド、アルミニウムトリイソプロポキシド、アルミニウムトリs−ブトキシド、アルミニウムトリt−ブトキシドなど)、スカンジウムアルコキシド(スカンジウムトリイソプロポキシドなど)、チタンアルコキシド(チタンテトラメトキシド、チタンテトラエトキシド、チタンテトライソプロポキシド、チタンテトラn−ブトキシド、チタンテトラt−ブトキシド、チタンテトラフェノキシドなど)、ジルコニウムアルコキシド(ジルコニウムテトライソプロポキシドなど)、スズアルコキシド(スズテトライソプロポキシドなど)などが挙げられる。   Examples of Lewis acids include aluminum alkoxides (aluminum triethoxide, aluminum triisopropoxide, aluminum tris-butoxide, aluminum tri-toxide, etc.), scandium alkoxides (scandium triisopropoxide, etc.), titanium alkoxides (titanium). Tetramethoxide, titanium tetraethoxide, titanium tetraisopropoxide, titanium tetra n-butoxide, titanium tetra t-butoxide, titanium tetraphenoxide, etc., zirconium alkoxide (zirconium tetraisopropoxide, etc.), tin alkoxide (tin tetraiso Propoxide, etc.).

また、アミン類としては、2級アミン、3級アミン、含窒素芳香族複素環化合物等、含窒素化合物であれば、特に制限されないが、特に、2級アミン、3級アミンを好ましく例示することができる。   The amines are not particularly limited as long as they are nitrogen-containing compounds such as secondary amines, tertiary amines, nitrogen-containing aromatic heterocyclic compounds, etc., but secondary amines and tertiary amines are particularly preferably exemplified. Can do.

リビングラジカル重合法による共重合体の製造方法として、具体的には、
[1]例えば、第一の単量体の転化率が100%に達した後、第二の単量体を添加して重合を完結させ、これを繰り返すことによりブロック共重合体を得る単量体を逐次的に添加する方法、
[2]第一の単量体の転化率が100%に達しなくとも目標の重合度又は分子量に達した段階で第二の単量体を加えて重合を継続し、ブロック鎖間にランダム部分が存在するグラジエント共重合体を得る方法、
[3]第一の単量体の転化率が100%に達しなくとも目標の重合度又は分子量に達した段階で一旦反応を停止、系外に重合体を取り出し、得られた重合体をマクロ開始剤として他の単量体を加えて共重合を断続的に進め、ブロック共重合体を得る方法、
等を例示することができる。
As a method for producing a copolymer by the living radical polymerization method, specifically,
[1] For example, after the conversion rate of the first monomer reaches 100%, the second monomer is added to complete the polymerization, and this is repeated to obtain a block copolymer A method of sequentially adding the body,
[2] Even if the conversion rate of the first monomer does not reach 100%, the polymerization is continued by adding the second monomer at the stage where the target degree of polymerization or molecular weight is reached, and random parts are formed between the block chains. To obtain a gradient copolymer in which
[3] Even when the conversion rate of the first monomer does not reach 100%, the reaction is stopped once the target degree of polymerization or molecular weight is reached, the polymer is taken out of the system, and the resulting polymer is A method of obtaining a block copolymer by intermittently advancing copolymerization by adding other monomers as an initiator,
Etc. can be illustrated.

重合方法は、特に制限されず、慣用の方法、例えば、塊状重合、溶液重合、懸濁重合、又は乳化重合などが採用できるが、溶液重合が特に好ましい。溶液重合を行う場合、溶媒としては特に制限されず、慣用の溶媒、たとえば、芳香族炭化水素類(ベンゼン、トルエン、キシレンなど)、脂環族炭化水素類(シクロヘキサンなど)、脂肪族炭化水素類(ヘキサン、オクタンなど)、ケトン類(アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノンなど)、エーテル類(テトラヒドロフラン、ジオキサンなど)、エステル類(酢酸エチル、酢酸ブチルなど)、アミド類(N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミドなど)、スルホキシド類(ジメチルスルホキシドなど)、アルコール類(メタノール、エタノールなど)、多価アルコール誘導体類(エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテートなど)などが使用できる。このような溶媒は単独又は2種以上混合して使用できる。重合は、通常、真空又は窒素、アルゴン等の不活性ガスの雰囲気下、温度0〜200℃、好ましくは40〜150℃、常圧又は加圧下において行うことができる。   The polymerization method is not particularly limited, and a conventional method such as bulk polymerization, solution polymerization, suspension polymerization, or emulsion polymerization can be adopted, and solution polymerization is particularly preferable. In the case of performing solution polymerization, the solvent is not particularly limited, and a conventional solvent such as an aromatic hydrocarbon (benzene, toluene, xylene, etc.), an alicyclic hydrocarbon (cyclohexane, etc.), an aliphatic hydrocarbon, etc. (Hexane, octane, etc.), ketones (acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, etc.), ethers (tetrahydrofuran, dioxane, etc.), esters (ethyl acetate, butyl acetate, etc.), amides (N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide etc.), sulfoxides (dimethylsulfoxide etc.), alcohols (methanol, ethanol etc.), polyhydric alcohol derivatives (ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monomethyl ether acetate etc.) etc. can be used. These solvents can be used alone or in combination of two or more. The polymerization is usually performed in a vacuum or in an atmosphere of an inert gas such as nitrogen or argon, at a temperature of 0 to 200 ° C, preferably 40 to 150 ° C, at normal pressure or under pressure.

一方、リビングアニオン重合法においては、アルカリ金属又は有機アルカリ金属を重合開始剤として、通常、真空又は窒素、アルゴン等の不活性ガスの雰囲気下、有機溶媒中において、−100〜50℃、好ましくは−100〜−20℃において行う事が出来る。アルカリ金属としては、リチウム、カリウム、ナトリウム、セシウムなどを例示することができ、有機アルカリ金属としては、上記アルカリ金属のアルキル化物、アリル化物、アリール化物などを使用する事ができ、具体的には、n−ブチルリチウム、sec−ブチルリチウム、t−ブチルリチウム、エチルナトリウム、リチウムビフェニル、リチウムナフタレン、リチウムトリフェニル、ナトリウムナフタレン、α−メチルスチレンジアニオン、1,1−ジフェニルヘキシルリチウム、1,1−ジフェニル−3−メチルペンチルリチウムなどをあげることができる。   On the other hand, in the living anion polymerization method, alkali metal or organic alkali metal is used as a polymerization initiator, and it is usually −100 to 50 ° C. in an organic solvent under an atmosphere of an inert gas such as vacuum or nitrogen or argon, preferably It can be carried out at -100 to -20 ° C. Examples of the alkali metal include lithium, potassium, sodium, cesium, and the like, and examples of the organic alkali metal include alkylated products, allylated products, arylated products, and the like of the above alkali metals. , N-butyllithium, sec-butyllithium, t-butyllithium, ethyl sodium, lithium biphenyl, lithium naphthalene, lithium triphenyl, sodium naphthalene, α-methylstyrene dianion, 1,1-diphenylhexyllithium, 1,1- Examples thereof include diphenyl-3-methylpentyl lithium.

用いる有機溶媒としては、芳香族炭化水素類(ベンゼン、トルエン、キシレンなど)、脂肪族炭化水素類(ヘキサン、オクタンなど)、脂環族炭化水素類(シクロヘキサン、シクロペンタンなど)、ケトン類(アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノンなど)、エーテル類(テトラヒドロフラン、ジオキサン、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテルなど)、アニソール、ヘキサメチルホスホルアミドなどのアニオン重合において通常使用される有機溶媒をあげることができる。また、共重合反応を制御することを目的として、公知の添加剤、例えば、塩化リチウムなどの鉱酸のアルカリ金属塩及び/又はアルカリ土類金属塩を用いてもよい。   Organic solvents used include aromatic hydrocarbons (benzene, toluene, xylene, etc.), aliphatic hydrocarbons (hexane, octane, etc.), alicyclic hydrocarbons (cyclohexane, cyclopentane, etc.), ketones (acetone) , Methyl ethyl ketone, cyclohexanone, etc.), ethers (tetrahydrofuran, dioxane, ethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, etc.), anisole, hexamethylphosphoramide, and other organic solvents usually used. For the purpose of controlling the copolymerization reaction, known additives such as alkali metal salts and / or alkaline earth metal salts of mineral acids such as lithium chloride may be used.

なお、リビングアニオン重合法を用い、分子内に水酸基、カルボキシル基等の活性水素を有する化合物を用いる場合には、シリル化、アセタール化、BOC化等公知の保護化反応により活性水素を保護してから重合反応に供し、重合後、酸、アルカリ等により脱保護化反応を行うことにより製造することができる。   In addition, when using a living anion polymerization method and using a compound having an active hydrogen such as a hydroxyl group or a carboxyl group in the molecule, the active hydrogen is protected by a known protective reaction such as silylation, acetalization or BOC formation. The polymer can be produced by subjecting it to a polymerization reaction and performing a deprotection reaction with an acid, an alkali or the like after the polymerization.

共重合反応過程の追跡及び反応終了の確認は、ガスクロマトグラフィー、液体クロマトグラフィー、ゲル浸透クロマトグラフィー、膜浸透圧法、NMRなどにより容易に行うことができる。共重合反応終了後は、カラム精製、又は、例えば、水や貧溶媒中に投入して析出したポリマー分を濾過、乾燥させるなど、通常の分離精製方法を適用することにより共重合体を得ることができる。   Tracking of the copolymerization reaction process and confirmation of the completion of the reaction can be easily performed by gas chromatography, liquid chromatography, gel permeation chromatography, membrane osmotic pressure method, NMR or the like. After completion of the copolymerization reaction, a copolymer can be obtained by applying a normal separation and purification method such as column purification, or filtering and drying a polymer component deposited in, for example, water or a poor solvent. Can do.

1−2)多分岐共重合体
本発明において使用される多分岐共重合体は、式(III)
X〔B−Y(A)n1n2 (III)
〔式中、
Xは3以上の結合手を有する有機基を表す。
Aは式(I)
1-2) Multibranched copolymer The multibranched copolymer used in the present invention has the formula (III)
X [B-Y (A) n1 ] n2 (III)
[Where,
X represents an organic group having 3 or more bonds.
A is the formula (I)

(式中、R〜R及びmは前記定義と同じ)で表わされる繰り返し単位、及び、式(II) Wherein R 1 to R 5 and m are the same as defined above, and the formula (II)

(式中、R〜Rは前記定義と同じ)で表わされる繰り返し単位を有するランダム共重合体を表す。
Bは式(IV)
(Wherein R 6 to R 9 are the same as defined above), and represents a random copolymer having a repeating unit.
B is the formula (IV)

(式中、R10、R11及びR12は、それぞれ独立して、水素原子または炭素数1〜10の炭化水素基を表し、R13はアリール基またはヘテロアリール基を表す)で表わされる繰り返し単位を含む重合体を表す。
Yは、A部とB部を連結する基であり、活性ハロゲン原子を有することができる構造の官能基を表す。
n1は1又は2を、n2は2〜16のいずれかの整数を表す。〕で表される重合体である。
(Wherein R 10 , R 11 and R 12 each independently represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, and R 13 represents an aryl group or a heteroaryl group). Represents a polymer containing units.
Y is a group linking the A part and the B part, and represents a functional group having a structure capable of having an active halogen atom.
n1 represents 1 or 2, and n2 represents any integer of 2 to 16. It is a polymer represented by

以下に、前記式中の各部について説明する。
(X)
式中、Xは3以上の結合手を有する有機基を表す。
Xの具体例としては、
(i)4個の分岐鎖を有する炭素原子、4個の分岐鎖を有する炭素原子とアルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、フェニレン基又はこれらの2種以上の基との組み合わせ、等の炭素原子を中心とする有機基;
(ii)3個の分岐鎖を有する炭素原子、3個の分岐鎖を有する炭素原子とアルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、フェニレン基又はこれらの2種以上の基との組み合わせ、等の炭素原子を中心とする有機基;
(iii)3個の分岐鎖を有する窒素原子、3個の分岐鎖を有する窒素原子とアルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、フェニレン基又はこれらの2種以上の基との組み合わせ、等の窒素原子を中心とする有機基;
(iv)3個以上の分岐鎖を有するフェニル基、3個以上の分岐鎖を有するフェニル基とアルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、フェニレン基又はこれらの2種以上の基との組み合わせ、等のベンゼン環を中心とする有機基;等が挙げられる。
Below, each part in the said Formula is demonstrated.
(X)
In the formula, X represents an organic group having 3 or more bonds.
As a specific example of X,
(I) a carbon atom having 4 branched chains, a carbon atom having 4 branched chains, and an alkylene group, alkenylene group, alkynylene group, phenylene group, or a combination of two or more of these groups, etc. Organic groups centered on
(Ii) carbon atoms having three branched chains, carbon atoms having three branched chains, and an alkylene group, alkenylene group, alkynylene group, phenylene group, or a combination of two or more of these groups, etc. Organic groups centered on
(Iii) Nitrogen atoms such as a nitrogen atom having three branched chains, a nitrogen atom having three branched chains and an alkylene group, an alkenylene group, an alkynylene group, a phenylene group or a combination of two or more thereof. Organic groups centered on
(Iv) a phenyl group having 3 or more branched chains, a phenyl group having 3 or more branched chains and an alkylene group, an alkenylene group, an alkynylene group, a phenylene group, or a combination of two or more of these groups, etc. And an organic group having a benzene ring as the center.

また、前記「アルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、フェニレン基又はこれらの2種以上の基」は、−O−、−S−、−C(=O)−、−C(=O)O−、−NH−、−NHC(=O)−、−NHC(=S)−、−OC(=O)NH−の1種又は2種以上の基を、任意の位置にさらに有していてもよい。   In addition, the “alkylene group, alkenylene group, alkynylene group, phenylene group or two or more groups thereof” are —O—, —S—, —C (═O) —, —C (═O) O—. , —NH—, —NHC (═O) —, —NHC (═S) —, —OC (═O) NH—, which may further have one or more groups at any position. Good.

(A)
式中、Aは、式(I)
(A)
In the formula, A represents the formula (I)

(式中、R〜R及びmは前記定義と同じ)で表わされる繰り返し単位、及び、式(II) (Wherein R 1 to R 5 and m are the same as defined above), and the formula (II)

(式中、R〜Rは前記定義と同じ)で表わされる繰り返し単位を有するランダム共重合体であり、複数のA同士は同一でも相異なっていてもよい。
前記Aは、上述した繰り返し単位以外に、これらと共重合しうる他の繰り返し単位を有していてもよい。
このような共重合しうる他の繰り返し単位を与える重合性単量体としては、例えば、1,3−ブタジエン、イソプレン、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエン、1,3−ペンタジエン、2−メチル−1,3−ペンタジエン、1,3−ヘキサジエン、1,6−ヘキサジエン、4,5−ジエチル−1,3−オクタジエン、3−ブチル−1,3−オクタジエン、クロロプレン等の共役ジエン類;N−メチルマレイミド、N−フェニルマレイミド等のα,β−不飽和カルボン酸イミド類;(メタ)アクリロニトリル等のα,β−不飽和ニトリル類;等が挙げられる。
(Wherein R 6 to R 9 are the same as defined above), and a plurality of A may be the same or different.
In addition to the above-described repeating units, A may have other repeating units that can be copolymerized therewith.
Examples of such a polymerizable monomer that gives another copolymerizable repeating unit include 1,3-butadiene, isoprene, 2,3-dimethyl-1,3-butadiene, 1,3-pentadiene, -Conjugated dienes such as methyl-1,3-pentadiene, 1,3-hexadiene, 1,6-hexadiene, 4,5-diethyl-1,3-octadiene, 3-butyl-1,3-octadiene, chloroprene; Α, β-unsaturated carboxylic imides such as N-methylmaleimide and N-phenylmaleimide; α, β-unsaturated nitriles such as (meth) acrylonitrile; and the like.

繰り返し単位(I)及び(II)中におけるR〜R及びmは、リニア型共重合体における繰り返し単位(I)及び(II)中におけるR〜R及びmと同様の基を例示することができる。 R 1 to R 9 and m in the repeating units (I) and (II) exemplify the same groups as R 1 to R 9 and m in the repeating units (I) and (II) in the linear copolymer. can do.

上記ランダム共重合体における繰り返し単位(I)及び(II)の重合度は、いずれも30〜2,000であることが好ましく、特に、50〜1,000が好ましい。
また、上記ランダム共重合体における繰り返し単位(I)の割合は、30〜60重量%の範囲であることが好ましく、繰り返し単位(II)の割合は、40〜70重量%の範囲であることが好ましい。
繰り返し単位(I)において、以下の式(VII)で表わされる繰り返し単位部分が30〜60重量%であることが好ましい。
The degree of polymerization of the repeating units (I) and (II) in the random copolymer is preferably 30 to 2,000, and particularly preferably 50 to 1,000.
The proportion of the repeating unit (I) in the random copolymer is preferably in the range of 30 to 60% by weight, and the proportion of the repeating unit (II) is in the range of 40 to 70% by weight. preferable.
In the repeating unit (I), the repeating unit portion represented by the following formula (VII) is preferably 30 to 60% by weight.

(式中、R4a、R4b、及びmは前記定義と同じ。) (Wherein R 4a , R 4b, R 5 and m are the same as defined above.)

(B)
Bは式(IV)
(B)
B is the formula (IV)

で表わされる繰り返し単位を含む重合体を表す。
式中、R10、R11及びR12は、それぞれ独立して、水素原子または炭素数1〜10の炭化水素基を表し、R13はアリール基またはヘテロアリール基を表す。
ここで、R10、R11及びR12における炭素数1〜10の炭化水素基としては、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、シクロアルキル基、アリール基、アリールアルキル基等を表し、具体的には、たとえば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、n−ヘキシル基、n−オクチル基、n−デシル基等のアルキル基;ビニル基、1−プロペニル基、2−プロペニル基、1−ブテニル基、2−ブテニル基、1−ペンテニル基、2−ペンテニル基、1−ヘキセニル基、2−ヘキセニル基等のアルケニル基;エチニル基、1−プロピニル基、2−プロピニル基、1−ブチニル基、2−ブチニル基、1−ペンチニル基、2−ペンチニル基、1−ヘキシニル基、2−ヘキシニル基、1−ヘプチニル基、1−オクチニル基、1−デシニル基等のアルキニル基;シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロへキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基等のシクロアルキル基;フェニル基、ナフチル基等のアリール基;ベンジル基、フェネチル基等のアリールアルキル基等が挙げられる。
また、R13におけるアリール基としては、フェニル基、ナフチル基、アズレニル基、インデニル基、インダニル基、テトラリニル基等が挙げられる。これらのうち、好ましくは、炭素数6−10のアリール基である。
また、R13におけるヘテロアリール基としては、例えば、ピリジニル、イミダゾリル、ピリミジニル、ピラゾリル、トリアゾリル、ピラジニル、テトラゾリル、フリル、チエニル、イソキサゾリル、チアゾリル、オキサゾリル、イソチアゾリル、ピロリル、キノリニル、イソキノリニル、インドリル、ベンゾイミダゾリル、ベンゾフラニル、シンノリニル、インダゾリル、インドリジニル、フタラジニル、ピリダジニル、トリアジニル、イソインドリル、プテリジニル、プリニル、オキサジアゾリル、トリアゾリル、チアジアゾリル、チアジアゾリル、フラザニル、ベンゾフラザニル、ベンゾチオフェニル、ベンゾチアゾリル、ベンゾオキサゾリル、キナゾリニル、キノキサリニル、ナフチリジニル等が挙げられる。
上記重合体における繰り返し単位(IV)の重合度は、10〜500であることが好ましく、特に、50〜200が好ましい。
前記Bは、上述した繰り返し単位以外に、他の重合性単量体から誘導される繰り返し単位を有していてもよい。
このような共重合しうる他の重合性単量体としては、例えば、1,3−ブタジエン、イソプレン、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエン、1,3−ペンタジエン、2−メチル−1,3−ペンタジエン、1,3−ヘキサジエン、1,6−ヘキサジエン、4,5−ジエチル−1,3−オクタジエン、3−ブチル−1,3−オクタジエン、クロロプレン等の共役ジエン類;N−メチルマレイミド、N−フェニルマレイミド等のα,β−不飽和カルボン酸イミド類;(メタ)アクリロニトリル等のα,β−不飽和ニトリル類;等が挙げられる。
The polymer containing the repeating unit represented by these is represented.
In the formula, R 10 , R 11 and R 12 each independently represent a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, and R 13 represents an aryl group or a heteroaryl group.
Here, the hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms in R 10 , R 11 and R 12 represents an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an arylalkyl group or the like, specifically Is, for example, methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, sec-butyl group, isobutyl group, t-butyl group, n-hexyl group, n-octyl group, n-decyl group An alkyl group such as vinyl group, 1-propenyl group, 2-propenyl group, 1-butenyl group, 2-butenyl group, 1-pentenyl group, 2-pentenyl group, 1-hexenyl group, 2-hexenyl group, etc. Group: ethynyl group, 1-propynyl group, 2-propynyl group, 1-butynyl group, 2-butynyl group, 1-pentynyl group, 2-pentynyl group, 1-hexynyl Group, 2-hexynyl group, 1-heptynyl group, 1-octynyl group, 1-decynyl group and the like alkynyl groups; cyclopropyl group, cyclobutyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, cycloheptyl group, cyclooctyl group, etc. Examples thereof include cycloalkyl groups; aryl groups such as phenyl groups and naphthyl groups; arylalkyl groups such as benzyl groups and phenethyl groups.
Examples of the aryl group for R 13 include a phenyl group, a naphthyl group, an azulenyl group, an indenyl group, an indanyl group, and a tetralinyl group. Of these, an aryl group having 6 to 10 carbon atoms is preferable.
Examples of the heteroaryl group for R 13 include pyridinyl, imidazolyl, pyrimidinyl, pyrazolyl, triazolyl, pyrazinyl, tetrazolyl, furyl, thienyl, isoxazolyl, thiazolyl, oxazolyl, isothiazolyl, pyrrolyl, quinolinyl, isoquinolinyl, indolyl, benzoimidazolyl, , Cinnolinyl, indazolyl, indolizinyl, phthalazinyl, pyridazinyl, triazinyl, isoindolyl, pteridinyl, purinyl, oxadiazolyl, triazolyl, thiadiazolyl, thiadiazolyl, furazanyl, benzofurazanyl, benzothiophenyl, benzothiazolyl, benzoxazolyl, quinazolinyl, quinazolinyl, quinazolinyl It is done.
The degree of polymerization of the repeating unit (IV) in the polymer is preferably 10 to 500, and particularly preferably 50 to 200.
The B may have a repeating unit derived from another polymerizable monomer in addition to the repeating unit described above.
Examples of such other polymerizable monomers that can be copolymerized include 1,3-butadiene, isoprene, 2,3-dimethyl-1,3-butadiene, 1,3-pentadiene, and 2-methyl-1. Conjugated dienes such as 1,3-pentadiene, 1,3-hexadiene, 1,6-hexadiene, 4,5-diethyl-1,3-octadiene, 3-butyl-1,3-octadiene, chloroprene; N-methylmaleimide And α, β-unsaturated carboxylic imides such as N-phenylmaleimide; α, β-unsaturated nitriles such as (meth) acrylonitrile; and the like.

(n1及びn2)
上記A部の1又は2個が、Yを介してB部と結合している。また、B−Y(A)n1の2〜16個、好ましくは4〜8個が、Bを介してXと結合している。
(N1 and n2)
One or two of the A parts are bonded to the B part via Y. In addition, 2 to 16, preferably 4 to 8 of BY (A) n1 are bonded to X via B.

(Y)
Yは、A部とB部を連結する基であり、活性ハロゲン原子を有することができる構造の官能基を表す。
ここで、「活性ハロゲン原子を有することができる構造を有する官能基」とは、ハロゲン原子が結合したとするならば、そのハロゲン原子は活性ハロゲン原子となるような構造を有する反応性を有する原子団をいう。
(Y)
Y is a group linking the A part and the B part, and represents a functional group having a structure capable of having an active halogen atom.
Here, the “functional group having a structure capable of having an active halogen atom” means a reactive atom having a structure in which, if a halogen atom is bonded, the halogen atom becomes an active halogen atom. A group.

本発明の多分岐共重合体においては、前記Yの活性ハロゲン原子を有することができる構造の官能基が、下記の式(VIII)、(IX)又は(X)のいずれかであるのが好ましい。   In the multibranched copolymer of the present invention, the functional group having a structure capable of having an active halogen atom of Y is preferably any of the following formulas (VIII), (IX), or (X). .

式(VIII)中、Tは2価の電子吸引性基を表し、R20は、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数7〜12のアラルキル基、炭素数6〜10のアリール基、炭素数1〜10のエステル基又は炭素数1〜10のアシル基を表し、R21は、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数7〜12のアラルキル基、炭素数6〜10のアリール基、炭素数1〜10のエステル基又は炭素数1〜10のアシル基を表す。
式中、*はB部との結合位置を、**はA部との結合位置を示す。式(VIII)、(IX)及び(X)において、活性ハロゲン原子を有することができる位置とは**の付された炭素原子であり、言い換えれば、このことは、A部と結合する前のYの**の炭素原子に活性ハロゲン原子が結合していたことを意味する。
In Formula (VIII), T represents a divalent electron-withdrawing group, and R 20 represents a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms, or 6 to 6 carbon atoms. 10 represents an aryl group, an ester group having 1 to 10 carbon atoms, or an acyl group having 1 to 10 carbon atoms, R 21 represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms, An aryl group having 6 to 10 carbon atoms, an ester group having 1 to 10 carbon atoms, or an acyl group having 1 to 10 carbon atoms is represented.
In the formula, * indicates a binding position with the B part, and ** indicates a binding position with the A part. In the formulas (VIII), (IX) and (X), the position that can have an active halogen atom is a carbon atom to which ** is attached. It means that an active halogen atom was bonded to the carbon atom of ** of Y.

前記式(IX)中、R22は、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数7〜12のアラルキル基、炭素数6〜10のアリール基、炭素数1〜10のエステル基又は炭素数1〜10のアシル基を表し、R23は、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数7〜12のアラルキル基、炭素数6〜10のアリール基、炭素数1〜10のエステル基又は炭素数1〜10のアシル基を表す。
前記式(X)中、R24は水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数7〜12のアラルキル基、炭素数6〜10のアリール基、炭素数1〜10のエステル基又は炭素数1〜10のアシル基を表し、R25は、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数7〜12のアラルキル基、炭素数6〜10のアリール基、炭素数1〜10のエステル基又は炭素数1〜10のアシル基を表す。R26は水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数7〜12のアラルキル基、炭素数6〜10のアリール基、炭素数1〜10のエステル基又は炭素数1〜10のアシル基を表す。
20、R21、R22、R23、R24及びR25において、ハロゲン原子としてはフッ素原子、塩素原子、臭素原子などが挙げられる。
炭素数1〜6のアルキル基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、n−ヘキシル基などが挙げられる。
炭素数7〜12のアラルキル基としては、ベンジル基、フェネチル基等が挙げられる。
炭素数6〜10のアリール基としては、フェニル基、ナフチル基、アズレニル基、インデニル基、インダニル基、テトラリニル基等が挙げられる。
炭素数1〜10のエステル基としては、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、n−プロポキシカルボニル基等のアルコキシカルボニル基;シクロプロピルオキシカルボニル基、シクロペンチルオキシカルボニル基等のシクロアルキルオキシカルボニル基;フェニルオキシカルボニル基、ナフチルオキシカルボニル基等のアリールオキシカルボニル基等を挙げることができ、
炭素数1〜10のアシル基としては、ホルミル基、アセチル基、プロピオニル基、ブチリル基、ペンタノイル基、ヘキサノイル基、へプタノイル基、オクタノイル基、アクリロイル基、ベンゾイル基等が挙げられる。
In the formula (IX), R 22 is a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms, an aryl group having 6 to 10 carbon atoms, or an aryl group having 1 to 10 carbon atoms. Represents an ester group or an acyl group having 1 to 10 carbon atoms, and R 23 represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms, an aryl group having 6 to 10 carbon atoms, and a carbon number. A 1-10 ester group or a C1-C10 acyl group is represented.
In the formula (X), R 24 is a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms, an aryl group having 6 to 10 carbon atoms, or an ester having 1 to 10 carbon atoms. R 25 represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms, an aryl group having 6 to 10 carbon atoms, or 1 carbon atom. Represents an ester group having 10 to 10 carbon atoms or an acyl group having 1 to 10 carbon atoms. R 26 represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms, an aryl group having 6 to 10 carbon atoms, an ester group having 1 to 10 carbon atoms, or an acyl group having 1 to 10 carbon atoms. Represents.
In R 20 , R 21 , R 22 , R 23 , R 24 and R 25 , examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom and a bromine atom.
Examples of the alkyl group having 1 to 6 carbon atoms include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, sec-butyl group, isobutyl group, t-butyl group, and n-hexyl group. It is done.
Examples of the aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms include benzyl group and phenethyl group.
Examples of the aryl group having 6 to 10 carbon atoms include a phenyl group, a naphthyl group, an azulenyl group, an indenyl group, an indanyl group, and a tetralinyl group.
Examples of the ester group having 1 to 10 carbon atoms include alkoxycarbonyl groups such as methoxycarbonyl group, ethoxycarbonyl group and n-propoxycarbonyl group; cycloalkyloxycarbonyl groups such as cyclopropyloxycarbonyl group and cyclopentyloxycarbonyl group; phenyloxy Examples include carbonyl group, aryloxycarbonyl group such as naphthyloxycarbonyl group, etc.
Examples of the acyl group having 1 to 10 carbon atoms include formyl group, acetyl group, propionyl group, butyryl group, pentanoyl group, hexanoyl group, heptanoyl group, octanoyl group, acryloyl group and benzoyl group.

前記式(VIII)中のTとしては、式(t11)又は(t21)で表される基が好ましく、式(t11)で表される基がさらに好ましい。   As T in the formula (VIII), a group represented by the formula (t11) or (t21) is preferable, and a group represented by the formula (t11) is more preferable.

上記式(t11)中、Z11は、酸素原子、硫黄原子、又はNr71(r71は、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、置換基を有していてもよいフェニル基、炭素数1〜10のアルキルカルボニル基、置換基を有していてもよいフェニルカルボニル基、炭素数1〜10のアルキルスルホニル基もしくは置換基を有していてもよいフェニルスルホニル基を表す。)で表される基を表す。
ここで、炭素数1〜6のアルキル基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、s−ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、n−ヘキシル基などが挙げられる。
炭素数1〜10のアルキルカルボニル基としては、アセチル基、プロピオニル基、ブチリル基、ペンタノイル基、ヘキサノイル基、へプタノイル基、オクタノイル基等が挙げられる。
炭素数1〜10のアルキルスルホニル基としては、メチルスルホニル基、エチルスルホニル基、イソプロピルスルホニル基、n−ブチルスルホニル基、s−ブチルスルホニル基、イソブチルスルホニル基、t−ブチルスルホニル基、n−ヘキシルスルホニル基等が挙げられる。
置換基を有してもよいフェニル基、置換基を有していてもよいフェニルカルボニル基及び置換基を有していてもよいフェニルスルホニル基の置換基としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子等のハロゲン原子;メチル基、エチル基、n−プロピル基、フェニル基、ナフチル基、ベンジル基等の炭化水素基;アセチル基、ベンゾイル基等のアシル基;メトキシ基、フェノキシ基等の炭化水素オキシ基;メチルチオ基等のアルキルチオ基;メチルスルフィニル基等のアルキルスルフィニル基;メチルスルホニル基等のアルキルスルホニル基等が挙げられる。
In the above formula (t11), Z 11 is an oxygen atom, a sulfur atom, or Nr 71 (r 71 is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an optionally substituted phenyl group, carbon And an alkylcarbonyl group having 1 to 10 carbon atoms, an optionally substituted phenylcarbonyl group, an alkylsulfonyl group having 1 to 10 carbon atoms, or an optionally substituted phenylsulfonyl group. Represents a group.
Here, as a C1-C6 alkyl group, a methyl group, an ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, s-butyl group, isobutyl group, t-butyl group, n-hexyl group Etc.
Examples of the alkylcarbonyl group having 1 to 10 carbon atoms include acetyl group, propionyl group, butyryl group, pentanoyl group, hexanoyl group, heptanoyl group, octanoyl group and the like.
Examples of the alkylsulfonyl group having 1 to 10 carbon atoms include methylsulfonyl group, ethylsulfonyl group, isopropylsulfonyl group, n-butylsulfonyl group, s-butylsulfonyl group, isobutylsulfonyl group, t-butylsulfonyl group, and n-hexylsulfonyl group. Groups and the like.
As the substituent of the phenyl group which may have a substituent, the phenylcarbonyl group which may have a substituent and the phenylsulfonyl group which may have a substituent, a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom Halogen atoms such as methyl groups, ethyl groups, n-propyl groups, phenyl groups, naphthyl groups, benzyl groups, etc .; acyl groups such as acetyl groups, benzoyl groups; hydrocarbon oxys such as methoxy groups, phenoxy groups, etc. Group; alkylthio group such as methylthio group; alkylsulfinyl group such as methylsulfinyl group; alkylsulfonyl group such as methylsulfonyl group; and the like.

(多分岐共重合体の例)
本発明において使用する多分岐共重合体を例示すると以下のものが挙げられる。
(Example of multi-branched copolymer)
Examples of the multi-branched copolymer used in the present invention include the following.

式中、A、B、Y、n1は前記と同じ定義であり、d1〜d4は、各々独立して任意の自然数を表す。   In the formula, A, B, Y, and n1 have the same definition as described above, and d1 to d4 each independently represent an arbitrary natural number.

特に、本発明の多分岐共重合体としては、下記式(XI)で表されるものが好ましい。   In particular, as the multibranched copolymer of the present invention, those represented by the following formula (XI) are preferable.

式中、Zは(CH2)q又はp−フェニレン基を表し、qは0〜3の整数を表し、各Rは、それぞれ独立して、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数6〜10のアリール基、ハロゲン原子又は炭素数1〜6のアルコキシル基を表し、各n3は、それぞれ独立して0〜3のいずれかの整数を表し、各n4は、それぞれ独立して1〜3のいずれかの整数を表す。
ここで、(CH)qとしては、単結合、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基が挙げられる。
炭素数1〜6のアルキル基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、s−ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基等が挙げられる。
炭素数1〜6のアルコキシル基としては、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、イソプロポキシ基、n−ブトキシ基、s−ブトキシ基、イソブトキシ基、t−ブトキシ基等が挙げられる。
置換基を有していてもよい炭素数6〜10のアリール基としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子等のハロゲン原子;メチル基、エチル基、n−プロピル基、フェニル基、ナフチル基、ベンジル基等の炭化水素基;アセチル基、ベンゾイル基等のアシル基;メトキシ基、フェノキシ基等の炭化水素オキシ基;メチルチオ基等のアルキルチオ基;メチルスルフィニル基等のアルキルスルフィニル基;メチルスルホニル基等のアルキルスルホニル基等により置換されていてもよいフェニル基、ナフチル基等が挙げられる。
Wherein, Z is represents a (CH 2) q or p- phenylene, q represents an integer of 0 to 3, each R is independently hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a substituted An aryl group having 6 to 10 carbon atoms which may have a group, a halogen atom or an alkoxyl group having 1 to 6 carbon atoms, each n3 independently represents an integer of 0 to 3; Each n4 independently represents any integer of 1 to 3.
Here, examples of (CH 2 ) q include a single bond, a methylene group, an ethylene group, and a trimethylene group.
Examples of the alkyl group having 1 to 6 carbon atoms include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, s-butyl group, isobutyl group, and t-butyl group.
Examples of the alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms include methoxy group, ethoxy group, n-propoxy group, isopropoxy group, n-butoxy group, s-butoxy group, isobutoxy group, t-butoxy group and the like.
Examples of the aryl group having 6 to 10 carbon atoms which may have a substituent include halogen atoms such as fluorine atom, chlorine atom and bromine atom; methyl group, ethyl group, n-propyl group, phenyl group, naphthyl group, Hydrocarbon groups such as benzyl groups; acyl groups such as acetyl groups and benzoyl groups; hydrocarbon oxy groups such as methoxy groups and phenoxy groups; alkylthio groups such as methylthio groups; alkylsulfinyl groups such as methylsulfinyl groups; And phenyl group, naphthyl group and the like, which may be substituted by alkylsulfonyl group and the like.

本発明の多分岐共重合体のGPC−MALLS法による重量平均分子量(Mw)は、10,000〜2,000,000、好ましくは50,000〜1,000,000の範囲であり、本発明の多分岐共重合体は分子量が制御されたポリマーである。   The weight average molecular weight (Mw) of the multi-branched copolymer of the present invention by GPC-MALLS method is in the range of 10,000 to 2,000,000, preferably 50,000 to 1,000,000. This multi-branched copolymer is a polymer having a controlled molecular weight.

(多分岐共重合体の製造方法)
本発明において使用する多分岐共重合体の製造方法は、国際公開第2006/016665号パンフレットに記載された方法と同様に製造することができるが、簡単に記載すると以下の通りである。
式 X’[B’−Y’]n2’
で表される化合物と、重合性不飽和結合を有する化合物とを、リビングラジカル重合条件下で重合させる。
(Manufacturing method of multi-branched copolymer)
The production method of the multi-branched copolymer used in the present invention can be produced in the same manner as the method described in International Publication No. 2006/016665 pamphlet, but briefly described as follows.
Formula X ′ [B′−Y ′] n2 ′
And a compound having a polymerizable unsaturated bond are polymerized under living radical polymerization conditions.

前記式X’[B’−Y’]n2’中、X’、B’及びn2’は、各々、前記式X〔B−Y(A)n1n2中のX、B及びn2と同様である。
Y’は、下記に示す式(XII)、式(XIII)又は式(XIV)で表される官能基を表す。
In the formula X ′ [B′-Y ′] n2 ′ , X ′, B ′ and n2 ′ are the same as X, B and n2 in the formula X [BY (A) n1 ] n2 , respectively. is there.
Y ′ represents a functional group represented by the following formula (XII), formula (XIII) or formula (XIV).

上記式(XII)中、Tは前記式(VIII)のTと同様であり、R210、R211は、それぞれ式(VIII)のR20、R21と同様である。
は、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等のハロゲン原子を表す。
前記式(XIII)中、 R212、R213は、前記式(IX)のR22、R23と同様である。
は前記Gと同様のハロゲン原子を表す。
前記式(XIV)中、 R214、R215は、前記式(X)のR24、R25と同様である。
は前記Gと同様のハロゲン原子を表す。
In the formula (XII), T 1 is the same as T in the formula (VIII), and R 210 and R 211 are the same as R 20 and R 21 in the formula (VIII), respectively.
G 1 represents a halogen atom such as a chlorine atom, a bromine atom, or an iodine atom.
In the formula (XIII), R 212 and R 213 are the same as R 22 and R 23 in the formula (IX).
G 2 is a halogen atom the same as the G 1.
In the formula (XIV), R 214 and R 215 are the same as R 24 and R 25 in the formula (X).
G 3 represents the same halogen atom as G 1 .

前記式X’[B’−Y’]n2’で表される化合物と、重合性不飽和結合を有する化合物との重合方法としては、前記式X’[B’−Y’]n2’で表される化合物と、重合性不飽和結合を有する化合物、所望により共重合可能な他の単量体及び反応溶媒を含むモノマー液を、一括であるいは反応途中で反応容器に仕込み、窒素やアルゴン等不活性ガス雰囲気下で必要に応じ加熱、市販のラジカル開始剤(アゾ系開始剤、パーオキサイド等)を用いて重合を行うラジカル重合法;前記式X’[B’−Y’]n2’で表される化合物と、重合性不飽和結合を有する化合物、所望により共重合可能な他の単量体及び反応溶媒を含むモノマー液を、一括であるいは反応途中で反応容器に仕込み、窒素やアルゴン等不活性ガス雰囲気で、攪拌しながら、アニオン重合開始剤を滴下して重合を行うアニオン重合法;及びリビングラジカル重合法等が挙げられ、狭分散で、分子量が制御された多分岐ポリマーが効率よく得られる点で、リビングラジカル重合法が好ましい。 The polymerization method of the compound represented by the formula X ′ [B′-Y ′] n2 ′ and the compound having a polymerizable unsaturated bond may be represented by the formula X ′ [B′-Y ′] n2 ′ . A monomer solution containing a compound having a polymerizable unsaturated bond, another monomer that can be copolymerized if desired, and a reaction solvent is charged in a reaction vessel all at once or during the reaction, and nitrogen, argon, etc. Radical polymerization method in which polymerization is performed using a commercially available radical initiator (azo-based initiator, peroxide, etc.) under an active gas atmosphere as necessary; represented by the formula X ′ [B′-Y ′] n2 ′ A monomer solution containing a compound having a polymerizable unsaturated bond, another monomer that can be copolymerized if desired, and a reaction solvent is charged in a reaction vessel all at once or during the reaction, and nitrogen, argon, etc. While stirring in an active gas atmosphere, an anionic polymerization initiator is added. Anionic polymerization performs beat polymerization; and the living radical polymerization method and the like, in a narrow dispersion, in that the hyperbranched polymer molecular weight is controlled can be efficiently obtained, a living radical polymerization method is preferred.

前記式X’[B’−Y’]n2’で表される化合物と、前記重合性不飽和結合を有する化合物とをリビングラジカル重合条件下で重合させる方法としては、
(A)前記式X’[B’−Y’]n2で表される化合物を重合開始剤とし、遷移金属錯体を触媒として重合反応を行うリビングラジカル重合法や、(B)安定ラジカル系開始剤を用いるリビングラジカル重合法、等が挙げられる。なかでも、より効率よく目的とする多分岐共重合体を得ることができる観点から、(A)のリビングラジカル重合法が好ましい。
As a method of polymerizing the compound represented by the formula X ′ [B′-Y ′] n2 ′ and the compound having a polymerizable unsaturated bond under living radical polymerization conditions,
(A) a living radical polymerization method in which a compound represented by the formula X ′ [B′-Y ′] n2 is used as a polymerization initiator and a transition metal complex is used as a catalyst to perform a polymerization reaction; or (B) a stable radical initiator. A living radical polymerization method using Among these, the living radical polymerization method (A) is preferable from the viewpoint of obtaining the target multi-branched copolymer more efficiently.

リビングラジカル重合法によりアーム部を形成する方法としては、
(1)一種のリビングラジカル重合性不飽和結合を有する化合物を用いて、単独重合体からなるアーム部を形成する方法、
(2)複数のリビングラジカル重合性不飽和結合を有する化合物を反応系に同時に添加して、ランダム共重合体からなるアーム部を形成する方法、
(3)複数のリビングラジカル重合性不飽和結合を有する化合物を反応系へ逐次的に添加して、ブロック共重合体からなるアーム部を形成する方法、
(4)複数のリビングラジカル重合性不飽和結合を有する化合物の組成比を経時的に変化させて、グラジエント共重合体からなるアーム部を形成する方法、
等が挙げられる。
As a method of forming the arm portion by the living radical polymerization method,
(1) A method of forming an arm portion composed of a homopolymer using a compound having a kind of living radical polymerizable unsaturated bond,
(2) A method in which a compound having a plurality of living radical polymerizable unsaturated bonds is simultaneously added to the reaction system to form an arm portion made of a random copolymer,
(3) A method in which a compound having a plurality of living radically polymerizable unsaturated bonds is sequentially added to a reaction system to form an arm portion composed of a block copolymer,
(4) A method of changing the composition ratio of a compound having a plurality of living radical polymerizable unsaturated bonds over time to form an arm portion made of a gradient copolymer,
Etc.

なかでも、より狭分散の多分岐共重合体を得ることができることから、(3)のブロック単位で結合したブロック共重合体からなるアーム部を形成する方法が好ましい。この方法によれば、分子内に官能基を有する化合物を重合する場合においても、リビングアニオン重合法のように官能基を保護する必要がなく有利である。   Among these, since a narrower-dispersed multi-branched copolymer can be obtained, the method (3) for forming an arm portion composed of a block copolymer bonded in block units is preferred. According to this method, even when a compound having a functional group in the molecule is polymerized, it is not necessary to protect the functional group as in the living anion polymerization method, which is advantageous.

2)電解質塩
本発明において使用する電解質塩としては、特に限定されるものではなく、電荷でキャリアーとしたいイオンを含んだ電解質塩を用いればよいが、硬化して得られる高分子固体電解質中での解離定数が大きいことが望ましく、アルカリ金属塩、(CHNBF等の4級アンモニウム塩、(CHPBF等の4級ホスホニウム塩、AgClO等の遷移金属塩あるいは塩酸、過塩素酸、ホウフッ化水素酸等のプロトン酸が使用出来、アルカリ金属塩、4級アンモニウム塩、4級ホスホニウム塩又は遷移金属塩の使用が好ましい。
2) Electrolyte salt The electrolyte salt used in the present invention is not particularly limited, and an electrolyte salt containing an ion that is desired to be a carrier by charge may be used, but in a polymer solid electrolyte obtained by curing. It is desirable that the dissociation constant is large, an alkali metal salt, a quaternary ammonium salt such as (CH 3 ) 4 NBF 6 , a quaternary phosphonium salt such as (CH 3 ) 4 PBF 6 , a transition metal salt such as AgClO 4 or hydrochloric acid Protonic acids such as perchloric acid and borohydrofluoric acid can be used, and alkali metal salts, quaternary ammonium salts, quaternary phosphonium salts or transition metal salts are preferably used.

使用しうる電解質塩の具体例としては、例えば、LiCFSO、LiN(CFSO、LiC(CFSO、LiC(CH)(CFSO、LiCH(CFSO、LiCH(CFSO)、LiCSO、LiN(CSO、LiN(CFSO)、LiB(CFSO、LiPF、LiSbF、LiClO、LiI、LiBF、LiSCN、LiAsF、NaCFSO、NaPF、NaClO、NaI、NaBF、NaAsF、KCFSO、KPF、KI、LiCFCO、NaClO、NaSCN、KBF、KPF、Mg(ClO、Mg(BF等の公知のアルカリ金属塩を例示することができ、これら電解質塩は、単独又は2種以上混合して使用してもよく、中でもリチウム塩が好ましい。
これら電解質塩の添加量は、共重合体中のアルキレンオキサイドユニットに対して、0.005〜80モル%、好ましくは0.01〜50モル%の範囲である。
Specific examples of the electrolyte salt that can be used include, for example, LiCF 3 SO 3 , LiN (CF 3 SO 2 ) 2 , LiC (CF 3 SO 2 ) 3 , LiC (CH 3 ) (CF 3 SO 2 ) 2 , LiCH (CF 3 SO 2 ) 2 , LiCH 2 (CF 3 SO 2 ), LiC 2 F 5 SO 3 , LiN (C 2 F 5 SO 2 ) 2 , LiN (CF 3 SO 2 ), LiB (CF 3 SO 2 ) 2, LiPF 6, LiSbF 6, LiClO 4, LiI, LiBF 4, LiSCN, LiAsF 6, NaCF 3 SO 3, NaPF 6, NaClO 4, NaI, NaBF 4, NaAsF 6, KCF 3 SO 3, KPF 6, KI, LiCF 3 CO 3, NaClO 3, NaSCN, KBF 4, KPF 6, Mg (ClO 4) 2, Mg (BF 4 It can be exemplified known alkali metal salts of 2, and these electrolyte salts may be used singly or two or more, among them lithium salts are preferable.
The addition amount of these electrolyte salts is 0.005-80 mol% with respect to the alkylene oxide unit in a copolymer, Preferably it is the range of 0.01-50 mol%.

3)高分子電解質
上記した共重合体及び電解質塩、必要に応じて他の成分、例えば無機フィラーを混合(複合)させることにより製造することができるが、混合させる方法には特に制限なく、例えば、共重合体、電解質塩(及び他の成分)をテトラヒドロフラン、メチルエチルケトン、アセトニトリル、エタノール、ジメチルホルムアミド等の適当な溶媒に溶解させる方法、共重合体、電解質塩(及び他の成分)を常温又は加熱下に機械的に混合する方法等が挙げられる。
3) Polymer electrolyte The above-mentioned copolymer and electrolyte salt can be produced by mixing (compositing) other components as required, for example, an inorganic filler, but the mixing method is not particularly limited. , A method of dissolving a copolymer and an electrolyte salt (and other components) in an appropriate solvent such as tetrahydrofuran, methyl ethyl ketone, acetonitrile, ethanol and dimethylformamide, a copolymer and an electrolyte salt (and other components) at room temperature or heating The method of mixing mechanically below is mentioned.

2 不織布
不織布の材質としては、有機系繊維及び無機系繊維が挙げられる。
有機系繊維として、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン;ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル;ポリフェニレンスルフィド、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリアミド、ポリイミド、アクリル、ナイロン、レーヨン、セルロース等の誘導体;またはこれらを混合したものが好適に用いられる。
無機系繊維としては、ガラス、金属、金属酸化物、セラミクス、炭素等が挙げられる。
特に、ポリエステル(ポリエチレンテレフタレート)、ポレオレフィン(ポリエチレンやポリプロピレンからなる単独繊維や複合繊維、もしくはポリプロピレンを芯にポリエチレンを鞘部からなる芯鞘繊維)が望ましい。
不織布の形態としては、スパンボンド、メルトブロー、スパンレース、ニードルパンチ、カードまたはエアーレイ等の各種乾式不織布、湿式不織布、または縦糸と横糸を織って作製される織布が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
不織布の厚さは、0.5μm〜100μmが好ましい。より好ましくは10〜50μmである。0.5μmより薄いものでは強度的に弱く、高分子固体電解質と複合化させ強度を担保させる役割を果たせない。また、100μmより厚いものでは、高分子固体電解質と複合化させた不織布複合型高分子固体電解質シートの膜厚も厚くなり、電池電極間距離が開きすぎるため抵抗値が高くなり、電池特性の低下を招く。
不織布の多孔性を示す通気度(フラジール型)は、1cm/cm・s〜400cm/cm・sが好ましい。より好ましくは5cm/cm・s〜300cm/cm・sである。
不織布のフラジール通気度が1cm/cm・s未満であると、不織布繊維間に十分な量の固体電解質が存在できず、イオン導電率の低下を招く。また、400cm/cm・sより大きい場合には、不織布繊維同士の絡み合いが少ないため強度が低下する。
2 Nonwoven fabric Examples of the material of the nonwoven fabric include organic fibers and inorganic fibers.
Examples of organic fibers include polyolefins such as polyethylene and polypropylene; polyesters such as polyethylene terephthalate and polybutylene terephthalate; polyphenylene sulfide, polysulfone, polyethersulfone, polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, polyamide, polyimide, acrylic, nylon, Derivatives such as rayon and cellulose; or a mixture thereof are preferably used.
Examples of the inorganic fiber include glass, metal, metal oxide, ceramics, and carbon.
In particular, polyester (polyethylene terephthalate) and polyolefin (single fiber or composite fiber made of polyethylene or polypropylene, or core-sheath fiber made of polypropylene as a core and polyethylene as a sheath) are desirable.
Examples of the form of the nonwoven fabric include, but are not limited to, various dry nonwoven fabrics such as spunbond, melt blow, spunlace, needle punch, card or airlay, wet nonwoven fabric, or woven fabric produced by weaving warp and weft. It is not something.
The thickness of the nonwoven fabric is preferably 0.5 μm to 100 μm. More preferably, it is 10-50 micrometers. If the thickness is less than 0.5 μm, the strength is weak, and it cannot be combined with the solid polymer electrolyte to ensure the strength. On the other hand, when the thickness is larger than 100 μm, the thickness of the non-woven composite polymer solid electrolyte sheet combined with the polymer solid electrolyte is also increased, and the resistance between the battery electrodes is increased because the distance between the battery electrodes is too wide. Invite.
The air permeability (fragile type) indicating the porosity of the nonwoven fabric is preferably 1 cm 3 / cm 2 · s to 400 cm 3 / cm 2 · s. More preferably from 5cm 3 / cm 2 · s~300cm 3 / cm 2 · s.
If the fragile air permeability of the nonwoven fabric is less than 1 cm 3 / cm 2 · s, a sufficient amount of solid electrolyte cannot be present between the nonwoven fabric fibers, leading to a decrease in ionic conductivity. Moreover, when larger than 400 cm < 3 > / cm < 2 > * s, since there is little entanglement of nonwoven fabric fibers, intensity | strength falls.

3 不織布複合高分子固体電解質シート
本発明の不織布複合高分子固体電解質シートは、上記の高分子電解質を不織布に担持させることにより、製造することができる。
高分子電解質を不織布に担持させる方法としては、公知の方法により行うことができるが、例えば、高分子電解質を溶媒に溶解又は分散させた高分子電解質含有液を、不織布に塗布し、常圧下又は減圧下、加熱乾燥することにより行うことができる。塗布する方法としては、特に制限されず、例えば、ロールコーター法、グラビアコーター法、ナイフコーター法、キスコーター法、ダイコーター法、スクリーンコーティング法、ドクターブレード法、バーコーティング法、カーテンコーター法、スピンコート法、ディップ法、キャスト法、スプレー塗工法、押出コーター法等の各種コーティング手段が挙げられる。
3 Nonwoven fabric composite polymer solid electrolyte sheet The nonwoven fabric composite polymer solid electrolyte sheet of the present invention can be produced by supporting the above polymer electrolyte on a nonwoven fabric.
The method for supporting the polymer electrolyte on the nonwoven fabric can be carried out by a known method. For example, a polymer electrolyte-containing solution in which the polymer electrolyte is dissolved or dispersed in a solvent is applied to the nonwoven fabric under normal pressure or It can be carried out by heating and drying under reduced pressure. The coating method is not particularly limited. For example, roll coater method, gravure coater method, knife coater method, kiss coater method, die coater method, screen coating method, doctor blade method, bar coating method, curtain coater method, spin coating Various coating means such as a method, a dipping method, a casting method, a spray coating method, and an extrusion coater method can be mentioned.

本発明を実施例により説明するが、本発明の技術的範囲はこれにより限定されることはない。
なお、以下において、「PME」はメトキシポリエチレングリコールモノメタクリレートを、「DPE−(m−OTBDMS)」は1,1-bis-[(3-tert-butyldimethylsilyloxy)methylphenyl]-ethyleneを、「TBAF」はtetrabutylammonium fluorideを意味する。
The present invention will be described by way of examples, but the technical scope of the present invention is not limited thereby.
In the following, “PME” is methoxypolyethylene glycol monomethacrylate, “DPE- (m-OTBDMS) 2 ” is 1,1-bis-[(3-tert-butyldimethylsilyloxy) methylphenyl] -ethylene, “TBAF” Means tetrabutylammonium fluoride.

1 共重合体の製造
〔参考製造例1〕 ブロック共重合体
ブレンマーPME−1000(日油株式会社製)840.0g(754.5mmol)、トルエン1960gをフラスコに採取し、均一に混合後、脱気した。この混合溶液にジクロロトリス(トリフェニルホスフィン)ルテニウム1.4g(1.5mmol)、ジ−n−ブチルアミン0.78g(6.0mmol)、2,2−ジクロロアセトフェノン0.57g(3.0mmol)を加えた。得られた混合物を80℃に加温することにより重合反応を開始させた。重合反応を開始して67時間後に、反応溶液を0℃に冷却することにより、重合反応を停止させた。NMRより転化率を求めたところ、PME−1000の重合率は81%であった。反応液をカラムにかけ、金属錯体と未反応モノマーを除去した。ポリマー濃度が40%になるまで溶媒を留去し、得られた溶液をそのまま次の反応に用いた。溶液の一部を計り取り、減圧乾燥することにより収量を求めたところ、転化率より求めた理論量に対する回収率は90%であった。また、GPC−MALLSにより分子量を求めたところ、Mw=218,800であった。
先に得られた溶液に、スチレン282.5g(2.7mol)、トルエン1154.1gを加え、均一に混合後、脱気した。この混合溶液にジ−n−ブチルアミン0.73g(5.7mmol)、ジクロロトリス(トリフェニルホスフィン)ルテニウム1.4g(1.5mmol)を加え、100℃に加温することにより重合反応を開始させた。重合反応を開始して71時間後に、反応溶液を0℃に冷却することにより、重合反応を停止させた。NMRより転化率を求めたところ、スチレンの重合率は30%であった。反応液をカラムにかけ、金属錯体を除去した。溶媒を減圧濃縮し得られた粘稠な残渣を60℃で5時間減圧乾燥することにより、696.4gのブロックポリマーを得た。転化率より求めた理論量に対する回収率は98%であった。また、GPC−MALLSにより分子量を求めたところ、Mw=252,200であった。
1 Production of Copolymer [Reference Production Example 1] Block copolymer Blemmer PME-1000 (manufactured by NOF Corporation) 840.0 g (754.5 mmol) and toluene 1960 g were collected in a flask and mixed uniformly. I worried. To this mixed solution, 1.4 g (1.5 mmol) of dichlorotris (triphenylphosphine) ruthenium, 0.78 g (6.0 mmol) of di-n-butylamine, and 0.57 g (3.0 mmol) of 2,2-dichloroacetophenone were added. added. The resulting mixture was heated to 80 ° C. to initiate the polymerization reaction. 67 hours after the start of the polymerization reaction, the reaction solution was cooled to 0 ° C. to stop the polymerization reaction. When the conversion rate was calculated | required from NMR, the polymerization rate of PME-1000 was 81%. The reaction solution was applied to a column to remove the metal complex and unreacted monomers. The solvent was distilled off until the polymer concentration reached 40%, and the resulting solution was used as such for the next reaction. A part of the solution was weighed and the yield was determined by drying under reduced pressure. The recovery rate relative to the theoretical amount determined from the conversion rate was 90%. Moreover, it was Mw = 218,800 when the molecular weight was calculated | required by GPC-MALLS.
To the solution obtained previously, 282.5 g (2.7 mol) of styrene and 1154.1 g of toluene were added, mixed uniformly, and deaerated. To this mixed solution, 0.73 g (5.7 mmol) of di-n-butylamine and 1.4 g (1.5 mmol) of dichlorotris (triphenylphosphine) ruthenium were added, and the polymerization reaction was started by heating to 100 ° C. It was. 71 hours after the start of the polymerization reaction, the reaction solution was cooled to 0 ° C. to stop the polymerization reaction. When the conversion rate was determined by NMR, the polymerization rate of styrene was 30%. The reaction solution was applied to the column to remove the metal complex. The viscous residue obtained by concentrating the solvent under reduced pressure was dried under reduced pressure at 60 ° C. for 5 hours to obtain 696.4 g of a block polymer. The recovery rate with respect to the theoretical amount determined from the conversion rate was 98%. Moreover, it was Mw = 252,200 when molecular weight was calculated | required by GPC-MALLS.

〔参考製造例2〕 多分岐共重合体
1)アームの合成
窒素置換した2000mL四つ口フラスコに、脱水テトラヒドロフラン(以下、THFと略す)113g、脱水トルエン1020g、DPE−(m−OTBDMS)13.75g(29.3mmol)を加えて撹拌下反応系を−40℃に保持した。反応系にn−ブチルリチウム/ヘキサン1.6mol/L溶液(以下、NBLと略す)11.35g(26.7mmol)を加え、30分間撹拌した。その後、反応系にスチレン200g(1920.3mmol)を加えて重合を行った。滴下が終了して20分後にサンプリングを行い、ガスクロマトグラフィー(以下、GCと略す)により重合完結を確認した。
このポリマー溶液をゲルろ過クロマトグラフィー(以下、GPCと略す)により分析したところ、分子量Mn=9400、分散度Mw/Mn=1.049の単峰性ポリマーであった。
[Reference Production Example 2] Multibranched copolymer 1) Synthesis of arm In a nitrogen-substituted 2000 mL four-necked flask, 113 g of dehydrated tetrahydrofuran (hereinafter abbreviated as THF), 1020 g of dehydrated toluene, DPE- (m-OTBDMS) 2 13 .75 g (29.3 mmol) was added and the reaction system was kept at −40 ° C. with stirring. 11.35 g (26.7 mmol) of n-butyllithium / hexane 1.6 mol / L solution (hereinafter abbreviated as NBL) was added to the reaction system and stirred for 30 minutes. Thereafter, 200 g (1920.3 mmol) of styrene was added to the reaction system for polymerization. Sampling was performed 20 minutes after the completion of the dropping, and the completion of polymerization was confirmed by gas chromatography (hereinafter abbreviated as GC).
When this polymer solution was analyzed by gel filtration chromatography (hereinafter abbreviated as GPC), it was a unimodal polymer having a molecular weight Mn = 9400 and a dispersity Mw / Mn = 1.49.

2)スター化反応
この反応系内に脱水THF25mlに溶解させた1,1,2,2-tetrakis-(4-ethoxycarbonylphenyl)ethane1.56g(2.5mmol)を添加し、30分反応を継続した後、メタノールを用いて反応を停止させた。この重合溶液を大量のメタノール中に投じてポリマーを析出させ、ろ過・洗浄後、真空下50℃で5時間乾燥させることにより、白色粉末状のポリマー205g(収率97%)を得た。
分取GPCを用いて、過剰量のアームポリマーを除去することにより、白色粉末状スターポリマーを得た。このポリマーをGPCにより分析したところ、分子量Mn=46,800、分散度Mw/Mn=1.021の単峰性ポリマーであった。また、多角度光散乱検出器(以下、GPC−MALLSと略す)で測定したところ、分子量Mw=81,100、分散度Mw/Mn=1.013であった。
2) Starization reaction 1.56 g (2.5 mmol) of 1,1,2,2-tetrakis- (4-ethoxycarbonylphenyl) ethane dissolved in 25 ml of dehydrated THF was added to the reaction system, and the reaction was continued for 30 minutes. The reaction was stopped using methanol. The polymer solution was poured into a large amount of methanol to precipitate a polymer, filtered and washed, and then dried under vacuum at 50 ° C. for 5 hours to obtain 205 g of a white powdery polymer (yield 97%).
By using preparative GPC, an excess amount of the arm polymer was removed to obtain a white powdery star polymer. When this polymer was analyzed by GPC, it was a unimodal polymer having a molecular weight Mn = 46,800 and a dispersity Mw / Mn = 1.02. Further, when measured with a multi-angle light scattering detector (hereinafter abbreviated as GPC-MALLS), the molecular weight Mw was 81,100 and the degree of dispersion Mw / Mn was 1.013.

3)官能基変換 〔OTBDMS基 ⇒ OH基〕
窒素置換した2000mLフラスコに、脱水THF1500ml、8armスターポリマー200g、TBAF100ml(1.0M in THF)を加えて、室温下で一晩撹拌した。溶媒を半分まで濃縮し、この溶液を大量のメタノール中に投じてポリマーを析出させ、ろ過・洗浄後、真空下50℃で5時間乾燥させることにより、白色粉末状のポリマー195g(収率98%)を得た。
3) Functional group conversion [OTBDMS group ⇒ OH group]
To a 2000 mL flask purged with nitrogen, 1500 mL of dehydrated THF, 200 g of 8 arm star polymer, and 100 mL of TBAF (1.0 M in THF) were added and stirred overnight at room temperature. The solvent was concentrated to half, and this solution was poured into a large amount of methanol to precipitate a polymer. After filtration and washing, the polymer was dried at 50 ° C. for 5 hours under vacuum to obtain 195 g of a white powdery polymer (yield 98%) )

4)官能基変換 〔OH基 ⇒ OBiB基〕
窒素置換した2000mL四つ口フラスコに、脱水THF1200ml、8armスターポリマー(OH基)190g(2.3mmol)、トリエチルアミン5.70g(56.3mmol)を加えて、撹拌下反応系を0℃に保持した。反応系にブロモイソブチリルブロミド11.2g(48.7mmol)を徐々に加え、滴下が終了後、室温に戻して一晩撹拌を行った。ろ過によりTEA臭酸塩を除去後、溶媒を半分まで濃縮し、この溶液を大量のメタノール中に投じてポリマーを析出させ、ろ過・洗浄した。得られたポリマーをTHF/MeOHで分別精製を行った後、大量のMeOHで再沈後、真空下50℃で5時間乾燥させることにより、白色粉末状のポリマー140g(収率74%)を得た。
このポリマー溶液をGPCにより分析したところ、分子量Mn=45,700、分散度Mw/Mn=1.026の単峰性ポリマーであった。また、GPC−MALLSで測定したところ、分子量Mw=82,500、分散度Mw/Mn=1.020であった。
4) Functional group conversion [OH group ⇒ OBiB group]
To a 2000 mL four-necked flask purged with nitrogen, 1200 ml of dehydrated THF, 190 g (2.3 mmol) of 8 arm star polymer (OH group) and 5.70 g (56.3 mmol) of triethylamine were added, and the reaction system was maintained at 0 ° C. with stirring. . To the reaction system, 11.2 g (48.7 mmol) of bromoisobutyryl bromide was gradually added. After completion of the dropwise addition, the mixture was returned to room temperature and stirred overnight. After removing the TEA odorate by filtration, the solvent was concentrated to half, and this solution was poured into a large amount of methanol to precipitate a polymer, followed by filtration and washing. The polymer obtained was subjected to fractional purification with THF / MeOH, reprecipitated with a large amount of MeOH, and then dried at 50 ° C. for 5 hours under vacuum to obtain 140 g of a white powdery polymer (yield 74%). It was.
When this polymer solution was analyzed by GPC, it was a unimodal polymer having a molecular weight Mn = 45,700 and a dispersity Mw / Mn = 1.026. Moreover, it was molecular weight Mw = 82,500 and dispersion degree Mw / Mn = 1.020 when it measured by GPC-MALLS.

5)リビングラジカル重合
100mlフラスコに、先に合成したスターポリマー10.0g、PME−10009.0g(8.1mmol)、トルエン30gを仕込み、脱気した。ジクロロトリス(トリフェニルホスフィン)ルテニウム0.5g(0.5mmol)を加えて、均一に溶解した後、トリブチルアミン0.4g(2.2mmol)を加え、80℃に加温することにより重合反応を開始させた。重合反応を開始して8時間後に、反応溶液を0℃に冷却することにより、重合反応を停止させた。NMRより転化率を求めたところ、PME−1000の転化率は75%であった。反応液をカラムにかけ、金属錯体と未反応モノマーを除去した。溶媒を減圧乾燥することにより、粘性体を得た。このポリマー溶液をGPC−MALLSで測定したところ、分子量Mw=595,100、PEO含有量79.6%であった。
5) Living radical polymerization A 100 ml flask was charged with 10.0 g of the previously synthesized star polymer, PME-1009.0 g (8.1 mmol), and 30 g of toluene, and degassed. Dichlorotris (triphenylphosphine) ruthenium 0.5 g (0.5 mmol) was added and dissolved uniformly, then tributylamine 0.4 g (2.2 mmol) was added, and the polymerization reaction was carried out by heating to 80 ° C. Started. Eight hours after the start of the polymerization reaction, the polymerization reaction was stopped by cooling the reaction solution to 0 ° C. When the conversion rate was calculated | required from NMR, the conversion rate of PME-1000 was 75%. The reaction solution was applied to a column to remove the metal complex and unreacted monomers. The solvent was dried under reduced pressure to obtain a viscous material. When this polymer solution was measured by GPC-MALLS, it had a molecular weight Mw = 595,100 and a PEO content of 79.6%.

2.不織布複合高分子固体電解質シートの作製
〔実施例1〕
操作はアルゴン雰囲気下のグローボックス内で行った。
不織布として、ポリエチレンテレフタレート繊維からなる目付け量7.7g/m、厚さ18μm、通気度37cm/cm・s(フラジール型)のポリエチレンテレフタレート製不織布を用いた。
参考製造例1で得たMESポリマー(Mw.252,000、PEO含有量81.7%) 5.7gをジメトキシエタン溶媒24.3g中に添加し室温下にて溶解させ、ポリマー濃度が18wt%の溶液を得た。次にリチウム塩としてLiTFSI(リチウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド)を1.54g添加し溶解させ混合溶液を得た。このとき、電解質塩のLiとポリマー中のエチレンオキシドユニット(EO)のモル比、すなわち[Li]/[EO]は0.05であった。
シャーレ上に展開した混合溶液中に10cm角に裁断した上記不織布を浸漬させ引き上げるディップコートを行い、軽はく離フィルム上に敷いた。ジメトキシエタン溶媒を除去すべく70℃で1時間、続いて90℃で3時間の加熱真空乾燥を行うことで膜厚36μmの均一な不織布複合高分子固体電解質シート(1)を得た。
2. Fabrication of non-woven composite polymer solid electrolyte sheet [Example 1]
The operation was performed in a glow box under an argon atmosphere.
As the nonwoven fabric, a polyethylene terephthalate nonwoven fabric made of polyethylene terephthalate fiber having a basis weight of 7.7 g / m 2 , a thickness of 18 μm, and an air permeability of 37 cm 3 / cm 2 · s (fragile type) was used.
5.7 g of the MES polymer obtained in Reference Production Example 1 (Mw. 252,000, PEO content 81.7%) was added to 24.3 g of dimethoxyethane solvent and dissolved at room temperature, and the polymer concentration was 18 wt%. Solution was obtained. Next, 1.54 g of LiTFSI (lithium bis (trifluoromethanesulfonyl) imide) as a lithium salt was added and dissolved to obtain a mixed solution. At this time, the molar ratio of Li in the electrolyte salt to ethylene oxide unit (EO) in the polymer, that is, [Li] / [EO] was 0.05.
A dip coat was performed by immersing and pulling up the nonwoven fabric cut into a 10 cm square in the mixed solution spread on the petri dish, and laying on the release film. In order to remove the dimethoxyethane solvent, heating and vacuum drying were performed at 70 ° C. for 1 hour and subsequently at 90 ° C. for 3 hours to obtain a uniform nonwoven fabric composite polymer solid electrolyte sheet (1) having a thickness of 36 μm.

〔実施例2〕
参考製造例2で得たMESポリマー(Mw.595,000、PEO含有量79.6%) 5.4gをジメトキシエタン溶媒24.3g中に添加し室温下にて溶解させた。[Li]/[EO]比が0.05となるべく、LiTFSIを1.42g添加し溶解させて混合溶液を得た後、実施例1と同様の操作を行うことで膜厚42μmの均一な不織布複合高分子固体電解質シート(2)を得た。
[Example 2]
5.4 g of the MES polymer (Mw. 595,000, PEO content 79.6%) obtained in Reference Production Example 2 was added to 24.3 g of dimethoxyethane solvent and dissolved at room temperature. A uniform nonwoven fabric having a film thickness of 42 μm is obtained by performing the same operation as in Example 1 after adding 1.42 g of LiTFSI and dissolving it so that the [Li] / [EO] ratio is 0.05. A composite polymer solid electrolyte sheet (2) was obtained.

〔比較例1〜5〕
以下のポリエチレンオキシド系材料に、[Li]/[EO]比が0.05となるべくLiTFSIを添加し溶解させた混合溶液を作製し、他は実施例1と同様にして不織布複合高分子固体電解質シートを作製した。
(比較例1)
ポリエチレングリコール(Mw.1,000) 10.3gをジメトキシエタン溶媒10.5g中に添加し室温下にて溶解させた。[Li]/[EO]比が0.05となるべくLiTFSIを2.08g添加し溶解させて混合溶液を得た後、実施例1と同様の操作を行うことで膜厚36μmの比較例サンプル(1)を得た。
(比較例2)
ポリエチレングリコール(Mw.20,000) 1.1gをエタノール溶媒24.3g中に添加し室温下にて溶解させた。[Li]/[EO]比が0.05となるべくLiTFSIを0.24g添加し溶解させて混合溶液を得た後、実施例1と同様の操作を行うことで膜厚27μmの比較例サンプル(2)を得た。
(比較例3)
ポリエチレングリコール(Mw.500,000) 0.8gをエタノール溶媒27.0g中に添加し室温下にて溶解させた。[Li]/[EO]比が0.05となるべくLiTFSIを0.19g添加し溶解させて混合溶液を得た後、実施例1と同様の操作を行うことで膜厚22μmの比較例(3)サンプルを得た。
(比較例4)
ポリエチレングリコールジメチルエーテル(Mw.2,000) 10.0gをエタノール溶媒15.3g中に添加し室温下にて溶解させた。[Li]/[EO]比が0.05となるべくLiTFSIを2.30g添加し溶解させて混合溶液を得た後、実施例1と同様の操作を行うことで膜厚41μmの比較例サンプル(4)を得た。
(比較例5)
ポリエチレングリコールメチルエーテルメタクリレート重合体(Mw.180,000,エチレンオキシドユニットの重合度 n≒9) 5.0gをジメトキシエタン溶媒20.2g中に添加し室温下にて溶解させた。[Li]/[EO]比が0.05となるべくLiTFSIを1.30g添加し溶解させて混合溶液を得た後、実施例1と同様の操作を行うことで膜厚38μmの比較例サンプル(5)を得た。
[Comparative Examples 1-5]
A non-woven fabric composite polymer solid electrolyte was prepared in the same manner as in Example 1 except that LiTFSI was added and dissolved in the following polyethylene oxide-based material so that the [Li] / [EO] ratio was 0.05. A sheet was produced.
(Comparative Example 1)
10.3 g of polyethylene glycol (Mw. 1,000) was added to 10.5 g of dimethoxyethane solvent and dissolved at room temperature. After adding 2.08 g of LiTFSI as much as possible to achieve a [Li] / [EO] ratio of 0.05 to obtain a mixed solution, the same operation as in Example 1 was performed to obtain a comparative sample with a film thickness of 36 μm ( 1) was obtained.
(Comparative Example 2)
1.1 g of polyethylene glycol (Mw.20,000) was added to 24.3 g of ethanol solvent and dissolved at room temperature. After 0.24 g of LiTFSI was added and dissolved so that the [Li] / [EO] ratio was 0.05, a mixed solution was obtained, and then the same operation as in Example 1 was performed to make a comparative sample with a film thickness of 27 μm ( 2) was obtained.
(Comparative Example 3)
0.8 g of polyethylene glycol (Mw. 500,000) was added to 27.0 g of an ethanol solvent and dissolved at room temperature. After adding 0.19 g of LiTFSI as much as possible so that the [Li] / [EO] ratio is 0.05 to obtain a mixed solution, the same operation as in Example 1 is performed to perform a comparative example with a film thickness of 22 μm (3 ) A sample was obtained.
(Comparative Example 4)
10.0 g of polyethylene glycol dimethyl ether (Mw. 2,000) was added to 15.3 g of an ethanol solvent and dissolved at room temperature. After adding 2.30 g of LiTFSI as much as possible to obtain a [Li] / [EO] ratio of 0.05 to obtain a mixed solution, the same operation as in Example 1 was performed to make a comparative example sample having a film thickness of 41 μm ( 4) was obtained.
(Comparative Example 5)
Polyethylene glycol methyl ether methacrylate polymer (Mw. 180,000, degree of polymerization of ethylene oxide unit n≈9) 5.0 g was added to 20.2 g of dimethoxyethane solvent and dissolved at room temperature. After 1.30 g of LiTFSI was added and dissolved as much as possible so that the [Li] / [EO] ratio was 0.05, a mixed solution was obtained, and then the same operation as in Example 1 was performed to make a comparative sample with a film thickness of 38 μm ( 5) was obtained.

3 試験
[1] 成膜性の確認
不織布複合高分子固体電解質シートの成膜状況の確認を行った。成膜と乾燥後、はく離フィルム基材上から不織布複合高分子固体電解質シートをはく離させ、自立膜形成の可否や膜質、そしてはく離フィルムへのポリマーの残留の有無を確認した。
表1には、得られた不織布複合高分子固体電解質シートの膜厚と膜質、そして自立膜形成の可非とはく離フィルムへのポリマーの残留を○×で示した。
自立膜が形成でき、作製プロセスで用いるはく離フィルムからのはく離性がよく、かつ密着性を有するものは、実施例(1)、(2)より得られた不織布複合高分子固体電解質シートのみであった。
比較例のサンプルは全て上記目的となる特性を満たすものはなかった。
3 Exam
[1] Confirmation of film forming property The film forming state of the nonwoven fabric composite polymer solid electrolyte sheet was confirmed. After the film formation and drying, the nonwoven fabric composite polymer solid electrolyte sheet was peeled off from the release film substrate, and whether or not a self-supporting film was formed, the film quality, and the presence or absence of the polymer on the release film were confirmed.
In Table 1, the film thickness and film quality of the obtained nonwoven fabric composite polymer solid electrolyte sheet, and the residual polymer on the peelable film for forming a self-supporting film are indicated by ○ ×.
The nonwoven fabric composite polymer solid electrolyte sheet obtained from Examples (1) and (2) was the only one that could form a self-supporting film, had good peelability from the release film used in the production process, and had good adhesion. It was.
None of the samples of the comparative examples satisfy the above-mentioned characteristics.

[2]シート膜強度
実施例の不織布複合高分子固体電解質シート(1)、(2)から引張り試験片(100mm×25mm)を作製し、25℃における200mm/minの速度にて卓上形精密万能試験機(オートグラフAGS−J、(株)島津製作所)を用いて引張試験を行った。膜強度には、試験片が破断したときの破断力を用いた。表.2に示す。
表2の結果からわかるとおり、不織布複合高分子固体電解質シート(1)、(2)は不織布単独よりも高い引張膜強度を示した。高分子固体電解質と不織布の複合化の効果が現れている。特に、不織布複合高分子固体電解質シート(1)が高い膜強度を示した。
[2] Sheet film strength Tensile test pieces (100 mm × 25 mm) were produced from the nonwoven fabric composite polymer solid electrolyte sheets (1) and (2) of the examples, and a desktop precision universal at a rate of 200 mm / min at 25 ° C. A tensile test was performed using a testing machine (Autograph AGS-J, Shimadzu Corporation). For the film strength, the breaking force when the test piece broke was used. table. It is shown in 2.
As can be seen from the results in Table 2, the nonwoven fabric composite polymer solid electrolyte sheets (1) and (2) showed higher tensile membrane strength than the nonwoven fabric alone. The effect of combining the polymer solid electrolyte and the nonwoven fabric appears. In particular, the nonwoven fabric composite polymer solid electrolyte sheet (1) showed high membrane strength.

[3]シートの密着性
不織布複合高分子固体電解質シート(1)、(2)について、基材に対する180度引きはがし粘着力(JIS Z 0237)を求め、シートの密着性の指標とした。
試験片(250mm×25mm、試験片長さは縦方向)を作製し基材に圧着させ、JIS Z 0237記載の測定ジグを作製した。25℃における300mm/minの速度にて卓上形精密万能試験機(オートグラフAGS−J、(株)島津製作所)を用いて引きはがし試験をいった。基材には、電池用正極集電体であるアルミ箔(膜厚18μm,日本製箔(株)製)、電池用負極集電体の圧延銅箔(膜厚18μm,日本製箔(株)製)、そしてPETフィルム(ポリエチレンテレフタレートフィルム,膜厚100μm,東レ(株)製)を用いた。
各種基材に対する粘着力測定結果を表3に示す。
[3] Adhesiveness of sheet About nonwoven fabric composite polymer solid electrolyte sheet (1), (2), 180 degree peeling adhesive strength (JIS Z 0237) with respect to a base material was calculated | required, and it was set as the parameter | index of the adhesiveness of a sheet | seat.
A test piece (250 mm × 25 mm, test piece length in the vertical direction) was prepared and pressure-bonded to the base material to prepare a measurement jig described in JIS Z 0237. The peeling test was performed using a desktop precision universal testing machine (Autograph AGS-J, Shimadzu Corporation) at a speed of 300 mm / min at 25 ° C. For the base material, aluminum foil (film thickness: 18 μm, manufactured by Nippon Foil Co., Ltd.), which is a positive electrode current collector for batteries, and rolled copper foil (film thickness: 18 μm, manufactured by Nippon Foil Co., Ltd.) for negative electrodes for batteries And a PET film (polyethylene terephthalate film, film thickness 100 μm, manufactured by Toray Industries, Inc.).
Table 3 shows the results of measurement of adhesive strength with respect to various substrates.

表3からの結果からわかるとおり、不織布複合高分子固体電解質シート(1)、(2)は、各種基材に対し良好な粘着力を示した。   As can be seen from the results from Table 3, the non-woven fabric composite polymer solid electrolyte sheets (1) and (2) exhibited good adhesion to various substrates.

[4]イオン導電率
不織布複合高分子固体電解質シート(1)、(2)についてイオン導電率測定を行った。
不織布複合高分子固体電解質シートを直径1cmφの白金電極で挟み測定セルを組んだ。測定セルの作製はアルゴン雰囲気下のグローブボックス内で行った。周波数100〜10MHzの範囲でインピーダンスアナライザー(Solartron−1260型、(株)東陽テクニカ)を用いて複素インピーダンス解析によりイオン導電率を測定した。結果を表.2に、イオン導電率のグラフを図1に示す。
表4の結果からもわかるとおり、膜厚が36μmの不織布複合高分子固体電解質シート(1)、並びに膜厚が42μmの不織布複合高分子固体電解質シート(2)は、膜厚が薄いのにも関わらず短絡は起こすことなく良好なイオン導電率が得られていることが注目される。
[4] Ionic conductivity The ionic conductivity of the nonwoven fabric composite polymer solid electrolyte sheet (1) and (2) was measured.
A measurement cell was assembled by sandwiching a non-woven composite polymer solid electrolyte sheet between platinum electrodes having a diameter of 1 cmφ. The measurement cell was produced in a glove box under an argon atmosphere. The ionic conductivity was measured by complex impedance analysis using an impedance analyzer (Solartron-1260 type, Toyo Technica Co., Ltd.) in the frequency range of 100 to 10 MHz. Table of results. 2 shows a graph of ionic conductivity in FIG.
As can be seen from the results in Table 4, the non-woven fabric composite polymer solid electrolyte sheet (1) having a film thickness of 36 μm and the non-woven fabric composite polymer solid electrolyte sheet (2) having a film thickness of 42 μm are thin. Nevertheless, it is noted that good ionic conductivity is obtained without causing a short circuit.

[5]電池試験
不織布複合高分子固体電解質シート(1)を用いたリチウム二次電池についてコイン電池を作製し、電池作動評価をサイクリックボルタンメトリー測定より行った。
(正極電極の作製)
燐酸鉄リチウムとケッチェンブラックとポリフッ化ビニリデンとを重量比80:10:10で、N−メチル−2−ピロリドンに十分に分散させて正極合剤スラリーとした。
つぎに、正極合剤スラリーを正極集電体のアルミ箔(膜厚18μm)上に塗布し、N−メチル−2−ピロリドンを加熱真空乾燥にて除去した後、一定圧力で圧縮成型して正極シート(膜厚38μm)を作製した。
[5] Battery test A coin battery was prepared for a lithium secondary battery using the nonwoven fabric composite polymer solid electrolyte sheet (1), and battery operation was evaluated by cyclic voltammetry measurement.
(Preparation of positive electrode)
Lithium iron phosphate, ketjen black, and polyvinylidene fluoride were sufficiently dispersed in N-methyl-2-pyrrolidone at a weight ratio of 80:10:10 to obtain a positive electrode mixture slurry.
Next, the positive electrode mixture slurry is applied onto an aluminum foil (film thickness: 18 μm) of the positive electrode current collector, N-methyl-2-pyrrolidone is removed by heating and vacuum drying, and then compression molding is performed at a constant pressure. A sheet (film thickness 38 μm) was prepared.

(コイン電池の作製)
コイン電池の作製はアルゴン雰囲気下のグローボックス内で行った。上記正極シート、負極のリチウムシート(膜厚250μm)、及び不織布複合高分子固体電解質シート(1)を円形状に打ち抜き、正極と負極の間に不織布複合高分子固体電解質シートを挟み、2016型コイン電池を作製した。
(Production of coin battery)
The coin battery was produced in a glow box under an argon atmosphere. The positive electrode sheet, the negative electrode lithium sheet (thickness 250 μm), and the non-woven fabric composite polymer solid electrolyte sheet (1) are punched into a circular shape, and the non-woven composite polymer solid electrolyte sheet is sandwiched between the positive electrode and the negative electrode. A battery was produced.

(サイクリックボルタンメトリー測定)
この試験セルの自然電位(開回路電圧)が安定した後、自然電位をスタートとし、25℃にて+4.0V〜+2.0V(vs.Li/Li)の範囲でサイクリックボルタンメトリー測定(CV測定)をオートマチック ポラリゼーションシステム(HSV−110、北斗電工(株))を用いて行った。スイープ速度:10mV/で行い、CV曲線を得た。結果を図2に示す。
図2の結果からわかるとおり、不織布複合高分子固体電解質シート(1)を用いた電池は短絡することなく、良好に電池作動することを確認した。
(Cyclic voltammetry measurement)
After the natural potential (open circuit voltage) of this test cell is stabilized, the natural potential is started, and cyclic voltammetry measurement (CV) is performed in the range of +4.0 V to +2.0 V (vs. Li / Li + ) at 25 ° C. Measurement) was performed using an automatic polarization system (HSV-110, Hokuto Denko Co., Ltd.). The sweep speed was 10 mV / and a CV curve was obtained. The results are shown in FIG.
As can be seen from the results of FIG. 2, it was confirmed that the battery using the nonwoven fabric composite polymer solid electrolyte sheet (1) operates well without short-circuiting.

Claims (5)

不織布に、
(A)式(I)

(式中、R、R及びRは、それぞれ独立して、水素原子または炭素数1〜10の炭化水素基を表し、RとRは結合して環を形成してもよい。R4a及びR4bはそれぞれ独立して、水素原子またはメチル基を表し、Rは、水素原子、炭素数1〜10の炭化水素基、炭素数1〜10のアシル基又は炭素数3〜20のトリ置換シリル基を表し、mは2〜100のいずれかの整数を表し、mが2以上のとき、R4a同士及びR4b同士は、同一であっても異なっていてもよい。)で表わされる繰り返し単位を有するブロック鎖A、及び、式(II)

(式中、R〜Rは、それぞれ独立して、水素原子又は炭素数1〜10の炭化水素基を表し、Rは、アリール基を表す。)で表わされる繰り返し単位を有するブロック鎖Bを有するブロック共重合体、及び、式(III)
式 X〔B−Y(A)n1n2 (III)
〔式中、Xは3以上の結合手を有する有機基を表す。Aは、式(I)

(式中、R〜R及びmは前記定義と同じ)で表わされる繰り返し単位、及び、式(II)

(式中、R〜Rは前記定義と同じ)で表わされる繰り返し単位を有するランダム共重合体を表す。Bは式(IV)

(式中、R10、R11及びR12は、それぞれ独立して、水素原子または炭素数1〜10の炭化水素基を表し、R13はアリール基またはヘテロアリール基を表す)で表わされる繰り返し単位を含む重合体を表す。
Yは、A部とB部を連結する基であり、活性ハロゲン原子を有することができる構造の官能基を表す。
n1は1又は2を、n2は2〜16のいずれかの整数を表す。〕で表される多分岐共重合体からなる群より選ばれる少なくとも1種、及び
(B)電解質塩
を含有する高分子電解質を担持させてなる不織布複合高分子固体電解質シート。
On the nonwoven fabric
(A) Formula (I)

(Wherein R 1 , R 2 and R 3 each independently represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, and R 1 and R 3 may combine to form a ring. R 4a and R 4b each independently represent a hydrogen atom or a methyl group, and R 5 represents a hydrogen atom, a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, an acyl group having 1 to 10 carbon atoms, or 3 to 3 carbon atoms. 20 represents a tri-substituted silyl group, m represents an integer of 2 to 100, and when m is 2 or more, R 4a and R 4b may be the same or different. A block chain A having a repeating unit represented by formula (II)

(Wherein R 6 to R 8 each independently represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, and R 9 represents an aryl group). A block copolymer having B and the formula (III)
Formula X [B-Y (A) n1 ] n2 (III)
[Wherein, X represents an organic group having 3 or more bonds. A is the formula (I)

Wherein R 1 to R 5 and m are the same as defined above, and the formula (II)

(Wherein R 6 to R 9 are the same as defined above), and represents a random copolymer having a repeating unit. B is the formula (IV)

(Wherein R 10 , R 11 and R 12 each independently represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, and R 13 represents an aryl group or a heteroaryl group). Represents a polymer containing units.
Y is a group linking the A part and the B part, and represents a functional group having a structure capable of having an active halogen atom.
n1 represents 1 or 2, and n2 represents any integer of 2 to 16. A non-woven fabric composite polymer solid electrolyte sheet comprising a polymer electrolyte containing at least one selected from the group consisting of a multi-branched copolymer represented by the formula (B) and an electrolyte salt.
ブロック共重合体の、式(I)で表される繰り返し単位と、式(II)で表される繰り返し単位の合計のモル比((I)/(II))が1/30〜30/1の範囲であることを特徴とする請求項1に記載の不織布複合高分子固体電解質シート。 The molar ratio ((I) / (II)) of the repeating unit represented by the formula (I) and the repeating unit represented by the formula (II) of the block copolymer is 1/30 to 30/1. The nonwoven fabric composite polymer solid electrolyte sheet according to claim 1, characterized in that ブロック共重合体の、標準としてポリスチレンを用いたGPCによる数平均分子量が、5,000〜1,000,000であることを特徴とする請求項1又は2に記載の不織布複合高分子固体電解質シート。 The nonwoven fabric composite polymer solid electrolyte sheet according to claim 1 or 2, wherein the block copolymer has a number average molecular weight of 5,000 to 1,000,000 by GPC using polystyrene as a standard. . 多分岐共重合体の、Aのランダム共重合体における繰り返し単位(I)及び(II)の重合度が、いずれも30〜2,000であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の不織布複合高分子固体電解質シート。 The degree of polymerization of the repeating units (I) and (II) in the random copolymer of A of the multi-branched copolymer is 30 to 2,000, respectively. The nonwoven fabric composite polymer solid electrolyte sheet as described in 2. 多分岐共重合体の、GPC−MALLS法による重量平均分子量(Mw)が、10,000〜2,000,000であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の不織布複合高分子固体電解質シート。 The nonwoven fabric composite height according to any one of claims 1 to 4, wherein the multi-branched copolymer has a weight average molecular weight (Mw) by GPC-MALLS method of 10,000 to 2,000,000. Molecular solid electrolyte sheet.
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