JP2011506629A5 - - Google Patents

Claims (15)

1. イオン伝導性重合体を含む、固体重合体電解質またはゲル電解質であって、
   イオン伝導性重合体が、
   

   

   および、
   

   

   から選択される１つ以上のアミド酸部分またはマレイミド部分を重合体骨格内に含む、グラフトまたは架橋したイオン伝導性重合体であり、
   式中、
   ＊は残りの重合体骨格への結合を示し、
   Ｇは、Ｈ、Ｃ_１〜Ｃ_１２のアルキル、金属陽イオン、またはアミノ陽イオンであって、
   Ａ、Ａ’およびＡ”は、他と独立してＣ_１〜Ｃ_２４のアルキレンであり、
   ｘ、ｙ、およびｚのそれぞれは０〜１２５の数であり、
   Ｅは、Ｈ、Ｃ_１〜Ｃ_１２のアルキル、またはＣ_１〜Ｃ_１２のアルキルカルボニルであって、
   Ｒ’はＨまたはＣ_１〜Ｃ_１２のアルキルであって、
   Ｒ”は、Ｈ、Ｃ_１〜Ｃ_１２のアルキル、Ｃ_１〜Ｃ_１２のアルキルカルボニル、Ｃ_６〜Ｃ_１０のアリール、１つ以上のＣ_１〜Ｃ_１２のアルキルによって置換されたＣ_６〜Ｃ_１０のアリール、Ｃ_７〜Ｃ_１２のアラルキル、１つ以上のＣ_１〜Ｃ_１２のアルキルによって置換されたＣ_７〜Ｃ_１２のアラルキル、または下記の基：
   

   

   であって、
   式中、各Ｅ’は独立して、Ｈ、Ｃ_１〜Ｃ_１２のアルキル、またはＣ_１〜Ｃ_１２のアルキルカルボニルであるか、
   あるいは、１つのＥ’は、Ｈ、Ｃ_１〜Ｃ_１２のアルキル、またはＣ_１〜Ｃ_１２のアルキルカルボニルであり、他方は、同一の重合体骨格に、もしくは、化学式Ｉまたは化学式ＩＩの１つ以上のアミド酸部分またはマレイミド部分を重合体骨格内に含む別の重合体鎖の骨格に架橋を形成するカルボニル結合基であるか、
   あるいは、２つのＥ’基は、同一の重合体骨格に、もしくは、化学式Ｉまたは化学式ＩＩの１つ以上のアミド酸部分またはマレイミド部分を重合体骨格内に含む別の重合体鎖の骨格に縮合するマレイミド基をともに形成し、このようにして架橋を形成する、ことを特徴とする固体重合体電解質またはゲル電解質。
2. グラフトまたは架橋したイオン伝導性重合体が、
   

   

   および、
   

   

   から選択される１つ以上のアミド酸部分またはマレイミド部分を重合体骨格内に含み、
   式中、
   各Ｒは、他と独立して、ＨまたはＣ_１〜Ｃ_１２のアルキルであり、ｘ、ｙ、またはｚのうち少なくとも１つは１以上である、
   請求項１に記載の固体重合体電解質またはゲル電解質。
3. Ｇは、Ｈ、Ｃ_１〜Ｃ_１２のアルキル、または、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｍｇ、およびＣａから選択される金属陽イオンであって、
   ＥはＨであって、
   各Ｒは、他と独立して、ＨまたはＣ_１〜Ｃ_１２のアルキルであって、
   Ｒ’はＨまたはメチルであり、Ｒ”はＨまたは下記の基Ｒ’：
   

   

   であり、
   式中、各Ｅ’はＨであるか、あるいは、１つのＥ’はＨであり、他方は、同一の重合体骨格に、もしくは、化学式Ｉまたは化学式ＩＩの１つ以上のアミド酸部分またはマレイミド部分を重合体骨格内に含む別の重合体鎖の骨格に架橋を形成するカルボニル結合基であるか、あるいは、２つのＥ’基は、同一の重合体骨格に、もしくは、化学式Ｉまたは化学式ＩＩの１つ以上のアミド酸部分またはマレイミド部分を重合体骨格内に含む別の重合体鎖の骨格に縮合するマレイミド基をともに形成し、このようにして架橋を形成する、
   請求項２に記載の固体重合体電解質またはゲル電解質。
4. グラフトまたは架橋したイオン伝導性重合体が、
   

   

   および、
   

   

   から選択される１つ以上のアミド酸部分またはマレイミド部分を重合体骨格内に含み、
   式中、
   ＊は重合体の結合位置を示し、
   Ｇは、Ｈ、Ｃ_１〜Ｃ_１２のアルキル、または金属陽イオンであって、
   Ｅは、Ｈ、Ｃ_１〜Ｃ_１２のアルキル、またはＣ_１〜Ｃ_１２のアルキルカルボニルであって、
   Ｒ’および各Ｒは独立して、ＨまたはＣ_１〜Ｃ_１２のアルキルであって、
   Ｒ”は、Ｈ、Ｃ_１〜Ｃ_１２のアルキル、またはＣ_１〜Ｃ_１２のアルキルカルボニル、あるいは下記の基：
   

   

   であって、
   式中、各Ｅ’は独立して、Ｈ、Ｃ_１〜Ｃ_１２のアルキル、またはＣ_１〜Ｃ_１２のアルキルカルボニルであるか、
   あるいは、１つのＥ’は、Ｈ、Ｃ_１〜Ｃ_１２のアルキル、またはＣ_１〜Ｃ_１２のアルキルカルボニルであり、他方は、同一の重合体骨格に、もしくは、化学式Ｉまたは化学式ＩＩの１つ以上のアミド酸部分またはマレイミド部分を重合体骨格内に含む別の重合体鎖の骨格に架橋を形成するカルボニル結合基であるか、
   あるいは、２つのＥ’基は、同一の重合体骨格に、もしくは、化学式Ｉまたは化学式ＩＩの１つ以上のアミド酸部分またはマレイミド部分を重合体骨格内に含む別の重合体鎖の骨格に縮合するマレイミド基をともに形成し、このようにして架橋を形成する、
   請求項２に記載の固体重合体電解質またはゲル電解質。
5. グラフトまたは架橋したイオン伝導性重合体が、
   

   

   

   および、
   

   

   から選択される架橋したアミノ酸部分またはマレイミド酸部分を前記骨格内に含み、
   式中、
   Ｇは、Ｈ、Ｃ_１〜Ｃ_１２のアルキル、金属陽イオン、またはアミノ陽イオンであって、
   Ｒ’および各Ｒは独立して、ＨまたはＣ_１〜Ｃ_１２のアルキルである、
   請求項２に記載の固体重合体電解質またはゲル電解質。
6. グラフトまたは架橋したイオン伝導性重合体が、
   下記の化学式、
   

   

   の少なくとも１つのアミンとマレイン酸無水物重合体を反応させることによって得ることができ、
   式中、
   Ａ、Ａ’およびＡ”は、他と独立して、Ｃ_１〜Ｃ_２４のアルキレンであって、
   ｘ、ｙ、およびｚのそれぞれは０〜１２５の数であって、
   Ｅは、Ｈ、Ｃ_１〜Ｃ_１２のアルキル、またはＣ_１〜Ｃ_１２のアルキルカルボニルであって、
   Ｒ’はＨまたはＣ_１〜Ｃ_１２のアルキルであって、
   Ｒ”は、Ｈ、Ｃ_１〜Ｃ_１２のアルキル、Ｃ_１〜Ｃ_１２のアルキルカルボニル、Ｃ_６〜Ｃ_１０のアリール、１つ以上のＣ_１〜Ｃ_１２のアルキルによって置換されたＣ_６〜Ｃ_１０のアリール、Ｃ_７〜Ｃ_１２のアラルキル、１つ以上のＣ_１〜Ｃ_１２のアルキルによって置換されたＣ_７〜Ｃ_１２のアラルキル、または下記の基：
   

   

   であり、式中、各Ｅ’は独立して、Ｈ、Ｃ_１〜Ｃ_１２のアルキル、またはＣ_１〜Ｃ_１２のアルキルカルボニルであり、１〜９９％の無水物単位がアミンと反応する、
   請求項１に記載の固体重合体電解質またはゲル電解質。
7. グラフトまたは架橋したイオン伝導性重合体が、
   下記の化学式、
   

   

   の少なくとも１つのアミンとマレイン酸無水物重合体を反応させることによって得ることができ、
   式中、各Ｒは、他と独立してＨまたはＣ_１〜Ｃ_１２のアルキルである、
   請求項６に記載の固体重合体電解質またはゲル電解質。
8. グラフトまたは架橋したイオン伝導性重合体が、
   下記の化学式、
   

   

   の少なくとも１つのアミンとマレイン酸無水物重合体を反応させることによって得ることができ、
   式中、
   Ｒはメチルであって、
   Ｒ’はＨまたはメチルであって、
   Ｒ”は、Ｈ、Ｃ_１〜Ｃ_１２のアルキル、Ｃ_１〜Ｃ_１２のアルキルカルボニル、フェニル、１つ以上のＣ_１〜Ｃ_１２のアルキルによって置換されたフェニル、ベンジル、フェネチル、１つ以上のＣ_１〜Ｃ_１２のアルキルによって置換されたベンジルまたはフェネチル、あるいは下記の基：
   

   

   であり、
   式中、各Ｅ’は独立して、Ｈ、Ｃ_１〜Ｃ_１２のアルキル、またはＣ_１〜Ｃ_１２のアルキルカルボニルである、
   請求項６に記載の固体重合体電解質またはゲル電解質。
9. 前記マレイン酸無水物重合体は、スチレン、オレフィン、および、（メタ）アクリル酸のエステルとアミドから選択されるエチレン性不飽和単量体とのマレイン酸無水物共重合体である、請求項６〜８の何れかに記載の固体重合体電解質またはゲル電解質。
10. マレイン酸無水物重合体を、下記の化学式：
    

    

    の少なくとも１つのアミンと反応させ、
    式中、
    Ａ、Ａ’およびＡ”は、他と独立して、Ｃ_１〜Ｃ_２４のアルキレンであって、
    ｘ、ｙ、およびｚのそれぞれは０〜１２５の数であって、
    Ｅは、Ｈ、Ｃ_１〜Ｃ_１２のアルキル、またはＣ_１〜Ｃ_１２のアルキルカルボニルであって、
    Ｒ’はＨまたはＣ_１〜Ｃ_１２のアルキルであって、
    Ｒ”は、Ｈ、Ｃ_１〜Ｃ_１２のアルキル、Ｃ_１〜Ｃ_１２のアルキルカルボニル、Ｃ_６〜Ｃ_１０のアリール、１つ以上のＣ_１〜Ｃ_１２のアルキルによって置換されたＣ_６〜Ｃ_１０のアリール、Ｃ_７〜Ｃ_１２のアラルキル、１つ以上のＣ_１〜Ｃ_１２のアルキルによって置換されたＣ_７〜Ｃ_１２のアラルキル、または下記の基：
    

    

    であり、
    式中、各Ｅ’は独立して、Ｈ、Ｃ_１〜Ｃ_１２のアルキル、またはＣ_１〜Ｃ_１２のアルキルカルボニルである、
    請求項１に記載の固体重合体電解質またはゲル電解質を調製するための方法。
11. 重合体骨格に結合した金属カルボン酸塩、または複合電解質塩を含む、請求項１に記載の固体重合体電解質またはゲル電解質。
12. 陽極と、陰極と、請求項１１に記載の固体重合体電解質またはゲル電解質とを有する電池。
13. 請求項１〜９の何れか１項に記載のグラフトまたは架橋したイオン伝導性重合体を含む成形膜。
14. 固体重合体電解質、またはゲル電解質、または成形膜内における、請求項１〜９の何れか１項に記載のグラフトまたは架橋したイオン伝導性重合体の使用。
15. Ｒはメチルであって、Ｒ’はメチルである請求項８に記載の固体重合体電解質またはゲル電解質。