JP2017532742A - ゲルポリマー電解質及びこれを含むリチウム二次電池 - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、2014年10月2日付韓国特許出願第10−2014−0133431号及び2015年10月2日付韓国特許出願第10−2015−0139400号に基づいた優先権の利益を主張し、当該韓国特許出願の文献に開示された全ての内容は本明細書の一部として含まれる。
ポリマーネットワーク;及び
前記ポリマーネットワーク上に含浸されている電解液を含み、
前記ポリマーネットワークは、少なくとも一つ以上の共重合性アクリレートまたはアクリル酸を含む単量体から誘導された単位A、ウレタンを含む単位C、及び少なくとも一つのフッ素で置換されたアルキレンを含む単位Eを含むオリゴマーが、3次元構造で結合されて形成されたことを特徴とするゲルポリマー電解質を提供する。
リチウム塩、
電解液溶媒、
重合開始剤、及び
少なくとも一つ以上の共重合性アクリレートまたはアクリル酸を含む単量体から誘導された単位A;ウレタンを含む単位C;及び少なくとも一つのフッ素で置換されたアルキレンを含む単位E;を含むオリゴマーを含むゲルポリマー電解質用組成物を提供する。
リチウムの吸蔵・放出が可能な正極と負極、及び前記正極と負極との間に配置されるゲルポリマー電解質を含み、
前記ゲルポリマー電解質として本発明のゲルポリマー電解質を含むリチウム二次電池を提供する。
A−[C−E]k−C−A (1)
前記式で、
kは1から200の整数である。
R’は、炭素数1から10の線形または非線形アルキレン基、炭素数3から10の置換または非置換されたシクロアルキレン基、炭素数6から20の置換または非置換されたビシクロアルキレン基、炭素数6から20の置換または非置換されたアリーレン基、炭素数6から20の置換または非置換されたビアリーレン基、炭素数6から20の置換または非置換されたアリーレン基、ナフタレン基及びアントラセン基からなる群より選択された少なくとも一つである。
R1及びR2は、炭素数1から5の線形または非線形アルキレン基であり、
R3からR10は、それぞれ独立的に、水素、炭素数1から5のアルキル基、フェニル基、及びフッ素からなる群より選択された一つであり、このうち少なくとも一つは必ずフッ素を含み、
pは、0または1から400の整数であり、
rは、1から400の整数であり、
前記p:rのモル比は、0:100から80:20である。
pは、0または1から400の整数であり、
rは、1から400の整数であり、
前記p:rのモル比は、0:100から80:20である。
前記単位C:単位Eのモル比は、1.005:1から2:1である前記(1)から(7)のうちいずれか一項に記載のゲルポリマー電解質。
*−CO−R’’−O−* (4)
*−O−[R’’’−O]m−* (5)
前記式で、
R’’は、炭素数1から10の置換または非置換された線形のアルキレン基、または炭素数1から10の置換または非置換された非線形のアルキレン基であり、
R’’’は、炭素数1から10の置換または非置換された線形のアルキレン基、または炭素数1から10の置換または非置換された非線形のアルキレン基であり、
mは、1から30の整数である。
*−CO−CH2CH2−O−* (B−i)
*−CO−CHCH3CH2−O−* (B−ii)
*−CO−CH2CH2CH2CH2CH2−O−* (B−iii)
*−CO−CHCH3CH2CH2−O−* (B−iv)
*−O−CH2CH2−O−* (D−i)
*−O−CHCH3CH2−O−* (D−ii)
[A]s−[B]n−[C−E−]k−C−[B]n−A (6a)
[A]s−[C−D−E−D]k−C−A (6b)
[A]s−[B]n−[C−D−E−D]k−C−[B]n−A (6c)
前記式で、
nは、0または1から30の整数であり、
kは、1から200の整数であり、
sは、0または1である。
前記単位B:単位C:単位D:単位Eのモル比は、0から35:2から201:0から35:1から200(このとき、単位B及びDは同時に0ではない)である前記(1)から(12)のうちいずれか一項に記載のゲルポリマー電解質。
kは、1から100の整数であり、
nは、1から30の整数であり、
mは、1から30の整数であり、
rは、1から400の整数である。
25℃温度で1.0×10−4S/cmから2.0×10−2S/cmのLi+イオン伝導度と、
0.3以上のLi+イオン移動係数、及び反応性オリゴマーの全体投入量に比べて未反応オリゴマーの含量が20%以下であるゲルポリマー電解質。
A−[C−E]k−C−A (1)
前記式で、
kは、1から200の整数である。
R’は、炭素数1から10の線形または非線形アルキレン基、炭素数3から10の置換または非置換されたシクロアルキレン基、炭素数6から20の置換または非置換されたビシクロアルキレン基、炭素数6から20の置換または非置換されたアリーレン基、炭素数6から20の置換または非置換されたビアリーレン基、炭素数6から20の置換または非置換されたアリーレン基、ナフタレン基及びアントラセン基からなる群より選択された少なくとも一つである。
R1及びR2は、炭素数1から5の線形または非線形アルキレン基であり、
R3からR10は、それぞれ独立的に、水素、炭素数1から5のアルキル基、フェニル基、及びフッ素からなる群より選択された一つであり、このうち少なくとも一つは必ずフッ素を含み、
pは、0または1から400の整数であり、
rは、1から400の整数であり、
前記p:rのモル比は、0:100から80:20である。
*−CO−R’’−O−* (4)
*−O−[R’’’−O]m−* (5)
前記式で、
R’’は、炭素数1から10の置換または非置換された線形のアルキレン基、または炭素数1から10の置換または非置換された非線形のアルキレン基であり、
R’’’は、炭素数1から10の置換または非置換された線形のアルキレン基、または炭素数1から10の置換または非置換された非線形のアルキレン基であり、
mは、1から30の整数である。
[A]s−[B]n−[C−E−]k−C−[B]n−A (6a)
[A]s−[C−D−E−D]k−C−A (6b)
[A]s−[B]n−[C−D−E−D]k−C−[B]n−A (6c)
前記式で、
nは、0または1から30の整数であり、
kは、1から200の整数であり、
sは、0または1である。
kは、1から100の整数であり、
nは、1から30の整数であり、
mは、1から30の整数であり、
rは、1から400の整数である。
本明細書及び特許請求の範囲に用いられた用語や単語は、通常的かつ辞書的な意味に限定して解釈されてはならず、発明者は自身の発明を最良の方法で説明するために用語の概念を適宜定義することができるとの原則に即して、本発明の技術的思想に適合する意味と概念に解釈されなければならない。
ポリマーネットワーク;及び
前記ポリマーネットワーク上に含浸されている電解液を含み、
前記ポリマーネットワークは、少なくとも一つ以上の共重合性アクリレートまたはアクリル酸を含む単量体から誘導された単位A、ウレタンを含む単位C、及び少なくとも一つのフッ素で置換されたアルキレンを含む単位Eを含む第1オリゴマーが、3次元構造で結合されて形成されたことを特徴とするゲルポリマー電解質を提供する。
A−[C−E]k−C−A (1)
前記式で、
kは、1から200の整数である。
R’は、炭素数1から10の線形または非線形アルキレン基、炭素数3から10の置換または非置換されたシクロアルキレン基、炭素数6から20の置換または非置換されたビシクロアルキレン基、炭素数6から20の置換または非置換されたアリーレン基、炭素数6から20の置換または非置換されたビアリーレン基、炭素数6から20の置換または非置換されたアリーレン基、ナフタレン基及びアントラセン基からなる群より選択された少なくとも一つである。
R1及びR2は、炭素数1から5の線形または非線形アルキレン基であり、
R3からR10は、それぞれ独立的に、水素、炭素数1から5のアルキル基、フェニル基、及びフッ素からなる群より選択された一つであり、このうち少なくとも一つは必ずフッ素を含み、
pは、0または1から400の整数であり、
rは、1から400の整数であり、
前記p:rのモル比は、0:100から80:20である。
pは、0または1から400の整数であり、
rは、1から400の整数であり、
前記p:rのモル比は、0:100から80:20である。
*−CO−R’’−O−* (4)
*−O−[R’’’−O]m−* (5)
前記式で、
R’’は、炭素数1から10の置換または非置換された線形のアルキレン基、または炭素数1から10の置換または非置換された非線形のアルキレン基であり、
R’’’は、炭素数1から10の置換または非置換された線形のアルキレン基、または炭素数1から10の置換または非置換された非線形のアルキレン基であり、
mは、1から30の整数である。
*−CO−CH2CH2−O−* (B−i)
*−CO−CHCH3CH2−O−* (B−ii)
*−CO−CH2CH2CH2CH2CH2−O−* (B−iii)
*−CO−CHCH3CH2CH2−O−* (B−iv)
*−O−CH2CH2−O−* (D−i)
*−O−CHCH3CH2−O−* (D−ii)
[A]s−[B]n−[C−E−]k−C−[B]n−A (6a)
[A]s−[C−D−E−D]k−C−A (6b)
[A]s−[B]n−[C−D−E−D]k−C−[B]n−A (6c)
前記式で、
nは、0または1から30の整数であり、
kは、1から200の整数であり、
sは、0または1である。
kは、1から100の整数であり、
nは、1から30の整数であり、
mは、1から30の整数であり、
rは、1から400の整数である。
少なくとも一つ以上の共重合性アクリレートまたはアクリル酸を含む単量体から誘導された単位A;
ウレタンを含む単位C;及び
少なくとも一つのフッ素で置換されたアルキレンを含む単位Eを含むゲルポリマー電解質を提供することができる。
少なくとも一つのフッ素で置換されたアルキレンを含む単位Eを含むオリゴマーを含み、
25℃温度で1.0×10−4S/cmから2.0×10−2S/cmのLi+イオン伝導度と、
0.3以上のLi+イオン移動係数、及び
反応性オリゴマーの全体投入量に比べて未反応オリゴマーの含量が20%以下であるゲルポリマー電解質を提供することができる。
リチウム塩、
電解液溶媒、
重合開始剤、及び
少なくとも一つ以上の共重合性アクリレートまたはアクリル酸を含む単量体から誘導された単位A、ウレタンを含む単位C、及び少なくとも一つのフッ素で置換されたアルキレンを含む単位Eを含むオリゴマーを含む本発明のゲルポリマー電解質用組成物を提供することができる。
リチウムの吸蔵・放出が可能な正極と負極、及び前記正極と負極との間に配置されるポリマー電解質を含み、
前記ポリマー電解質として本発明のゲルポリマー電解質を含むリチウム二次電池を提供する。
第1電極、第2電極、電気変色物質及び
本発明のゲルポリマー電解質を含む電気変色素子をさらに提供することもできる。
(式中、Mは、プロトンまたはアルカリ金属陽イオン、例えばLi+である)。
(実施例1)
エチレンカーボネート(EC):エチルメチルカーボネート(EMC):ジメチルカーボネート(DMC)=2:3:5(体積比)の組成を有する非水電解液溶媒に、LiPF6を1M濃度になるように溶解して電解液を準備した。前記式(7a)のオリゴマー(分子量7,800、単位Aは2モル、単位B:単位C:単位D:単位Eのモル比は4.7:33.4:14.3:47.6)5%、及び重合開始剤としてAIBNをオリゴマーの全体含量に比べて0.5重量%、VC 0.5%を添加してゲルポリマー電解質用組成物を製造した。
エチレンカーボネート(EC):エチルメチルカーボネート(EMC):ジメチルカーボネート(DMC)=2:3:5(体積比)の組成を有する非水電解液溶媒に、LiPF6を1M濃度になるように溶解して電解液を準備した。前記式(7b)のオリゴマー(分子量8,500、単位Aは2モル、単位C:単位D:単位Eのモル比は30:26:44)5%、及び重合開始剤としてAIBNをオリゴマーの全体含量に比べて0.5重量%、VC 0.5%を添加してゲルポリマー電解質用組成物を製造した。
エチレンカーボネート(EC):エチルメチルカーボネート(EMC):ジメチルカーボネート(DMC)=2:3:5(体積比)の組成を有する非水電解液溶媒に、LiPF6を1M濃度になるように溶解して電解液を準備した。前記式(7c)のオリゴマー(分子量8,500、単位Aは1モル、単位C:単位D:単位Eのモル比は30:26:44)5%、及び重合開始剤としてAIBNをオリゴマーの全体含量に比べて0.5重量%、VC 0.5%を添加してゲルポリマー電解質用組成物を製造した。
前記式(7a)のオリゴマーを12%含むことを除いては、前記実施例1と同じ方法でゲルポリマー電解質用組成物を製造した。
エチレンカーボネート(EC):エチルメチルカーボネート(EMC):ジメチルカーボネート(DMC)=2:3:5(体積比)の組成を有する非水電解液溶媒に、LiPF6を1M濃度になるように溶解して電解液を準備した。オリゴマー(Aは2モル、C:Eのモル比は1:1、平均分子量10,000)5%、及び重合開始剤としてAIBNをオリゴマーの全体含量に比べて0.5重量%、VC 0.5%を添加してゲルポリマー電解質用組成物を製造した。
エチレンカーボネート(EC):エチルメチルカーボネート(EMC):ジメチルカーボネート(DMC)=2:3:5(体積比)の組成を有する非水電解液溶媒に、LiPF6を1M濃度になるように溶解して電解液を準備した。
エチレンカーボネート(EC):エチルメチルカーボネート(EMC):ジメチルカーボネート(DMC)=2:3:5(体積比)の組成を有する非水電解液溶媒に、LiPF6を1M濃度になるように溶解して電解液を準備した。
(実施例6)
正極活物質として(LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2;NCM)94重量%、導電材としてカーボンブラック(carbon black)3重量%、バインダーとしてPVDF 3重量%を溶媒であるN−メチル−2−ピロリドン(NMP)に添加して正極混合物スラリーを製造した。前記正極混合物スラリーを厚さが20μm程度の正極集電体であるアルミニウム(Al)薄膜に塗布し、乾燥して正極を製造した後、ロールプレス(roll press)を行って正極を製造した。
実施例1のゲルポリマー電解質用組成物を注入する代わりに、実施例2のゲルポリマー電解質用組成物を注入することを除いては、前記実施例6と同じ方法でゲルポリマー電解質を含む二次電池を製造した。
実施例1のゲルポリマー電解質用組成物を注入する代わりに、実施例4のゲルポリマー電解質用組成物を注入することを除いては、前記実施例6と同じ方法でゲルポリマー電解質を含む二次電池を製造した。
実施例1のゲルポリマー電解質用組成物を注入する代わりに、実施例5のゲルポリマー電解質用組成物を注入することを除いては、前記実施例7と同じ方法でゲルポリマー電解質を含む二次電池を製造した。
実施例1のゲルポリマー電解質用組成物を注入する代わりに、比較例1のゲルポリマー電解質用組成物を注入することを除いては、前記実施例6と同じ方法でゲルポリマー電解質を含む二次電池を製造した。
比較例1のゲルポリマー電解質用組成物を注入する代わりに、比較例2のゲルポリマー電解質用組成物を注入することを除いては、前記比較例3と同じ方法でゲルポリマー電解質を含む二次電池を製造した。
前記実施例1、2、4及び5で製造されたゲルポリマー電解質用組成物と、比較例1で製造されたゲルポリマー電解質用組成物を用いて13mm厚さのフィルム形態で製造した後、SUS/GPE/SUSセル形態でImpedance測定法を用いてLi+イオン伝導度を測定した。測定装備はBio Logic社のVMP3モデルで、測定条件は10,000−0.1Hz、10mVのamplitude条件にて常温(25℃)で進められた。その結果を下記表1に示した。
前記実施例1、2、4、及び5と比較例1で製造されたゲルポリマー電解質用組成物を、NMR測定用inner tubeを投入し、inner tubeの外側でGPEをpolymerizationさせた後、inner tube内側にacetone−d6を入れた後、Li+イオン移動係数を下記測定方法を用いて測定した。その結果値を下記表2に示した。
前記Li+イオン移動係数=Li+イオン拡散度/(Li+イオン拡散度+陰イオン拡散度)
NMR装備:Varian 500MHz NMR/dual probe
Li+イオン拡散度:7Li diffusion NMRで測定
−Diffusion gradient length: 4.0 msec
−Diffusion delay: 200.0 msec
−Lowest gradient value: 100
−Highest gradient value: 30000
−Number of increments: 16
<19Fdiffusion NMR実験条件>
−Diffusion gradient length: 3.0 msec
−Diffusion delay: 70.0 msec
−Lowest gradient value: 1000
−Highest gradient value: 23000
−Number of increments: 16
pulse sequence: stimulated echo with gradient pulse
Gradient amplitude:最高gradient powerであるときのpeak intensityが、最低gradient powerであるときのpeak intensityに比べて約2〜5%程度の水準になるように調節し、この区間をsolution NMRと同様に16段階に分けて各試料に対して16回の異なるamplitudeを適用した。
前記実施例6から9と比較例3で製造された二次電池内でゲルポリマー電解質を具現した後、ゲルポリマー電解質を溶媒(アセトン)抽出した。次いで、抽出された溶媒をNMR測定を介して未反応オリゴマーの残量を分析した。その結果を下記表3に示した。
前記実施例6から9で製造された二次電池セル(設計容量760mAh)及び比較例3の二次電池に対して、1.0Cで電圧が4.15Vに到逹するまで定電流充電し、引き続き、前記電圧で電流が減少して1/20Cに到逹するまで定電圧充電を行った。それ以後、1.0Cで電圧が2.5Vに至るまで定電流で放電した。前記充放電を100回繰り返した。
<式>
100サイクル目における容量維持率=100サイクル目の放電容量/1サイクル目の放電容量
前記実施例1及び比較例2で製造されたそれぞれのゲルポリマー電解液用組成物に対してring方式の測定方法(KRUSS社のtensiometer K11 model装置)を用いて25℃で表面張力を測定した。その結果を下記表5に示した。
前記実施例6と比較例4で製造されたゲルポリマー電解質を含む電池を分解し、ゲルポリマー電解液が含浸されている分離膜を分離した後、分離された分離膜を60℃及び120℃のチャンバに約30分間放置し、熱処理前後の分離膜の収縮(shrink)面積の程度を比較した。その結果(比率)を下記表6に示した。
R’は、炭素数1から10の線形または非線形アルキレン基、炭素数3から10の置換または非置換されたシクロアルキレン基、炭素数6から20の置換または非置換されたビシクロアルキレン基、炭素数6から20の置換または非置換されたアリーレン基、炭素数6から20の置換または非置換されたビアリーレン基、ナフタレン基及びアントラセン基からなる群より選択された少なくとも一つである。
R1及びR2は、炭素数1から5の線形または非線形アルキレン基であり、
R3からR10は、それぞれ独立的に、水素、炭素数1から5のアルキル基、フェニル基、及びフッ素からなる群より選択された一つであり、このうち少なくとも一つは必ずフッ素を含み、
pは、0から400の整数であり、
rは、1から400の整数であり、
前記p:rのモル比は、0:100から80:20である。
pは、0から400の整数であり、
rは、1から400の整数であり、
前記p:rのモル比は、0:100から80:20である。
[A]s−[B]n−[C−E−]k−C−[B]n−A (6a)
[A]s−[C−D−E−D]k−C−A (6b)
[A]s−[B]n−[C−D−E−D]k−C−[B]n−A (6c)
前記式で、
nは、0から30の整数であり、
kは、1から200の整数であり、
sは、0または1である。
R’は、炭素数1から10の線形または非線形アルキレン基、炭素数3から10の置換または非置換されたシクロアルキレン基、炭素数6から20の置換または非置換されたビシクロアルキレン基、炭素数6から20の置換または非置換されたアリーレン基、炭素数6から20の置換または非置換されたビアリーレン基、ナフタレン基及びアントラセン基からなる群より選択された少なくとも一つである。
R1及びR2は、炭素数1から5の線形または非線形アルキレン基であり、
R3からR10は、それぞれ独立的に、水素、炭素数1から5のアルキル基、フェニル基、及びフッ素からなる群より選択された一つであり、このうち少なくとも一つは必ずフッ素を含み、
pは、0から400の整数であり、
rは、1から400の整数であり、
前記p:rのモル比は、0:100から80:20である。
[A]s−[B]n−[C−E−]k−C−[B]n−A (6a)
[A]s−[C−D−E−D]k−C−A (6b)
[A]s−[B]n−[C−D−E−D]k−C−[B]n−A (6c)
前記式で、
nは、0から30の整数であり、
kは、1から200の整数であり、
sは、0または1である。
R’は、炭素数1から10の線形または非線形アルキレン基、炭素数3から10の置換または非置換されたシクロアルキレン基、炭素数6から20の置換または非置換されたビシクロアルキレン基、炭素数6から20の置換または非置換されたアリーレン基、炭素数6から20の置換または非置換されたビアリーレン基、ナフタレン基及びアントラセン基からなる群より選択された少なくとも一つである。
R1及びR2は、炭素数1から5の線形または非線形アルキレン基であり、
R3からR10は、それぞれ独立的に、水素、炭素数1から5のアルキル基、フェニル基、及びフッ素からなる群より選択された一つであり、このうち少なくとも一つは必ずフッ素を含み、
pは、0から400の整数であり、
rは、1から400の整数であり、
前記p:rのモル比は、0:100から80:20である。
pは、0から400の整数であり、
rは、1から400の整数であり、
前記p:rのモル比は、0:100から80:20である。
[A]s−[B]n−[C−E−]k−C−[B]n−A (6a)
[A]s−[C−D−E−D]k−C−A (6b)
[A]s−[B]n−[C−D−E−D]k−C−[B]n−A (6c)
前記式で、
nは、0から30の整数であり、
kは、1から200の整数であり、
sは、0または1である。
(式中、Mは、プロトンまたはアルカリ金属陽イオン、例えばLi+である)。
Claims (46)
- ポリマーネットワーク;及び
前記ポリマーネットワーク上に含浸されている電解液を含み、
前記ポリマーネットワークは、少なくとも一つ以上の共重合性アクリレートまたはアクリル酸を含む単量体から誘導された単位A、ウレタンを含む単位C、及び少なくとも一つのフッ素で置換されたアルキレンを含む単位Eを含む第1オリゴマーが、3次元構造で結合されて形成されていることを特徴とするゲルポリマー電解質。 - 前記第1オリゴマーは、下記式(1)で表されることを特徴とする請求項1に記載のゲルポリマー電解質:
A−[C−E]k−C−A (1)
前記式で、
kは、1から200の整数である。 - 前記第1オリゴマーの1モルのうち、単位Aは1モルまたは2モルであり、
前記単位C:単位Eのモル比は、1.005:1から2:1であることを特徴とする請求項1に記載のゲルポリマー電解質。 - 前記第1オリゴマーは、選択的に下記式(4)で表される単位B、及び下記式(5)で表される単位Dからなる群より選択された少なくとも一つ以上の単位をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載のゲルポリマー電解質。
*−CO−R’’−O−* (4)
*−O−[R’’’−O]m−* (5)
前記式で、
R’’は、炭素数1から10の置換または非置換された線形のアルキレン基、または炭素数1から10の置換または非置換された非線形のアルキレン基であり、
R’’’は、炭素数1から10の置換または非置換された線形のアルキレン基、または炭素数1から10の置換または非置換された非線形のアルキレン基であり、
mは、1から30の整数である。 - 前記単位Bは、下記グループからなる群より選択された少なくとも一つの化合物であることを特徴とする請求項9に記載のゲルポリマー電解質。
*−CO−CH2CH2−O−* (B−i)
*−CO−CHCH3CH2−O−* (B−ii)
*−CO−CH2CH2CH2CH2CH2−O−* (B−iii)
*−CO−CHCH3CH2CH2−O−* (B−iv) - 前記単位Dは、下記グループからなる群より選択された少なくとも一つの化合物であることを特徴とする請求項9に記載のゲルポリマー電解質。
*−O−CH2CH2−O−* (D−i)
*−O−CHCH3CH2−O−* (D−ii) - 前記第1オリゴマーは、下記式(6a)から(6c)からなる群より選択された少なくとも一つで表されることを特徴とする請求項9に記載のゲルポリマー電解質。
[A]s−[B]n−[C−E−]k−C−[B]n−A (6a)
[A]s−[C−D−E−D]k−C−A (6b)
[A]s−[B]n−[C−D−E−D]k−C−[B]n−A (6c)
前記式で、
nは、0または1から30の整数であり、
kは、1から200の整数であり、
sは、0または1である。 - 前記第1オリゴマーの1モルのうち、前記単位Aは1モルまたは2モルであり、
前記単位B:単位C:単位D:単位Eのモル比は、0から35:2から201:0から35:1から200(このとき、単位B及びDは同時に0ではない)であることを特徴とする請求項9に記載のゲルポリマー電解質。 - 前記ゲルポリマー電解質は、メチルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルアクリレート、エチルメタクリレート、ピロピルアクリレート、ピロピルメタクリレート、ブチルアクリレート、ブチルメタクリレート、ヘキシルアクリレート、ヘキシルメタクリレート、エチルヘキシルアクリレート、エチルヘキシルメタクリレート、2,2,2−トリフルオロエチルアクリレート、2,2,2−トリフルオロエチルメタクリレート、2,2,3,3−テトラフルオロプロピルアクリレート、及び2,2,3,3−テトラフルオロプロピルメタクリレートからなる群より選択された少なくとも一つから誘導された単位を含む第2オリゴマーをさらに含むことを特徴とする請求項1に記載のゲルポリマー電解質。
- 前記第2オリゴマーは、第1オリゴマーの全体含量を基準として50重量%以下に含まれることを特徴とする請求項15に記載のゲルポリマー電解質。
- 前記ポリマーネットワークは、ポリマーネットワーク上に無機物粒子をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載のゲルポリマー電解質。
- 前記第1オリゴマーの重量平均分子量は、1,000から100,000であることを特徴とする請求項1に記載のゲルポリマー電解質。
- 前記ゲルポリマー電解質は、25℃温度で1.0×10−4S/cmから2.0×10−2S/cmのLi+イオン伝導度を有することを特徴とする請求項1に記載のゲルポリマー電解質。
- 前記ゲルポリマー電解質は、25℃温度で0.3以上のLi+イオン移動係数を有することを特徴とする請求項1に記載のゲルポリマー電解質。
- 前記ゲルポリマー電解質は、25℃温度でゲル含量が1重量%以上であることを特徴とする請求項1に記載のゲルポリマー電解質。
- 前記ゲルポリマー電解質は、25℃温度で反応性オリゴマーの全体投入量に比べて未反応オリゴマーの含量が20%以下であることを特徴とする請求項1に記載のゲルポリマー電解質。
- 少なくとも一つ以上の共重合性アクリレートまたはアクリル酸を含む単量体から誘導された単位A;
ウレタンを含む単位C;及び
少なくとも一つのフッ素で置換されたアルキレンを含む単位Eを含むことを特徴とするゲルポリマー電解質。 - 少なくとも一つのフッ素で置換されたアルキレンを含む単位を含有するオリゴマーを含み、
25℃温度で1.0×10−4S/cmから2.0×10−2S/cmのLi+イオン伝導度と、
0.3以上のLi+イオン移動係数、及び
反応性オリゴマーの全体投入量に比べて未反応オリゴマーの含量が20%以下であることを特徴とするゲルポリマー電解質。 - リチウム塩、
電解液溶媒、
重合開始剤、及び
少なくとも一つ以上の共重合性アクリレートまたはアクリル酸を含む単量体から誘導された単位A、ウレタンを含む単位C、及び少なくとも一つのフッ素で置換されたアルキレンを含む単位Eを含む第1オリゴマーを含むゲルポリマー電解質を含む請求項1に記載のゲルポリマー電解質用組成物。 - 前記第1オリゴマーは、ゲルポリマー電解質用組成物の全体重量に対して0.5重量%から20重量%で含まれることを特徴とする請求項25に記載のゲルポリマー電解質用組成物。
- 前記第1オリゴマーは、下記式(1)で表されることを特徴とする請求項25に記載のゲルポリマー電解質用組成物:
A−[C−E]k−C−A (1)
前記式で、
kは、1から200の整数である。 - 前記第1オリゴマーの1モルのうち、単位Aは1モルまたは2モルであり、
前記単位C:単位Eのモル比は、1.005:1から2:1であることを特徴とする請求項25に記載のゲルポリマー電解質用組成物。 - 前記第1オリゴマーは、選択的に下記式(4)で表される単位B、及び下記式(5)で表される単位Dからなる群より選択された少なくとも一つ以上の単位をさらに含むことを特徴とする請求項25に記載のゲルポリマー電解質用組成物。
*−CO−R’’−O−* (4)
*−O−[R’’’−O]m−* (5)
前記式で、
R’’は、炭素数1から10の置換または非置換された線形のアルキレン基、または炭素数1から10の置換または非置換された非線形のアルキレン基であり、
R’’’は、炭素数1から10の置換または非置換された線形のアルキレン基、または炭素数1から10の置換または非置換された非線形のアルキレン基であり、
mは、1から30の整数である。 - 前記オリゴマーは、下記式(6a)から(6c)からなる群より選択された少なくとも一つで表されることを特徴とする請求項32に記載のゲルポリマー電解質用組成物。
[A]s−[B]n−[C−E−]k−C−[B]n−A (6a)
[A]s−[C−D−E−D]k−C−A (6b)
[A]s−[B]n−[C−D−E−D]k−C−[B]n−A (6c)
前記式で、
nは、0または1から30の整数であり、
kは、1から200の整数であり、
sは、0または1である。 - 前記オリゴマー1モルのうち、単位Aは1モルまたは2モルであり、
単位B:単位C:単位D:単位Eのモル比は、0から35:2から201:0から35:1から200(このとき、単位B及びDは同時に0ではない)であることを特徴とする請求項32に記載のゲルポリマー電解質。 - 前記ポリマーネットワークは、ポリマーネットワーク上に無機物粒子をさらに含むことを特徴とする請求項25に記載のゲルポリマー電解質用組成物。
- 前記オリゴマーの重量平均分子量は、1,000から100,000であることを特徴とする請求項25に記載のゲルポリマー電解質用組成物。
- 前記重合開始剤は、ベンゾイルペルオキシド、アセチルペルオキシド、ジラウリルペルオキシド、ジ−tert−ブチルペルオキシド、t−ブチルペルオキシ−2−エチル−ヘキサノーエイト、クミルヒドロペルオキシド、ヒドロゲンペルオキシド、2,2’−アゾビス(2−シアノブタン)、2,2’−アゾビス(メチルブチロニトリル)、AIBN(2,2’−Azobis(iso−butyronitrile))及びAMVN(2,2’−Azobisdimethyl−Valeronitrile)からなる群より選択される単一物または2種以上の混合物であることを特徴とする請求項25に記載のゲルポリマー電解質用組成物。
- 前記重合開始剤は、オリゴマーの全体含量に対して0.01重量%から2重量%で含まれることを特徴とする請求項25に記載のゲルポリマー電解質用組成物。
- 前記リチウム塩は、LiPF6、LiBF4、LiSbF6、LiAsF6、LiClO4、LiN(C2F5SO2)2、LiN(CF3SO2)2、CF3SO3Li、LiC(CF3SO2)3、LiC4BO8、LiTFSI、LiFSI、及びLiClO4からなる群より選択されるいずれか一つまたはこれらのうち2種以上の混合物であることを特徴とする請求項25に記載のゲルポリマー電解質用組成物。
- 前記リチウム塩は、前記重合開始剤とオリゴマーの全体含量に対して10から50重量%を含むことを特徴とする請求項25に記載のゲルポリマー電解質用組成物。
- 前記電解液溶媒は、線形カーボネート、環形カーボネートまたはこれらの組み合わせであることを特徴とする請求項25に記載のゲルポリマー電解質用組成物。
- 前記線形カーボネートは、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジプロピルカーボネート、エチルメチルカーボネート、メチルピロピルカーボネート及びエチルピロピルカーボネートからなる群より選択されるいずれか一つまたはこれらのうち2種以上の混合物を含み、前記環形カーボネートは、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、1,2−ブチレンカーボネート、2,3−ブチレンカーボネート、1,2−ペンチレンカーボネート、2,3−ペンチレンカーボネート、ビニレンカーボネート、及びこれらのハロゲン化物からなる群より選択されるいずれか一つまたはこれらのうち2種以上の混合物を含むことを特徴とする請求項42に記載のゲルポリマー電解質用組成物。
- リチウムの吸蔵・放出が可能な正極と負極、及び前記正極と負極との間に配置されるポリマー電解質を含み、
前記ポリマー電解質は、請求項1に記載のゲルポリマー電解質を含むことを特徴とするリチウム二次電池。 - 前記リチウム二次電池の充電電圧は、2.5Vから5.0Vであることを特徴とする請求項44に記載のリチウム二次電池。
- 第1電極、第2電極、電気変色物質及び
請求項1に記載のゲルポリマー電解質を含む電気変色素子。
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