JP2757004B2 - イオン伝導性固体電解質 - Google Patents
イオン伝導性固体電解質Info
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- JP2757004B2 JP2757004B2 JP5759389A JP5759389A JP2757004B2 JP 2757004 B2 JP2757004 B2 JP 2757004B2 JP 5759389 A JP5759389 A JP 5759389A JP 5759389 A JP5759389 A JP 5759389A JP 2757004 B2 JP2757004 B2 JP 2757004B2
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- Japan
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- solid electrolyte
- rubber
- ether
- conductive solid
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- Y02E60/12—
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は固体電解質，更に詳しくはイオン伝導性を示
す有機高分子系固体電解質に関するものである。
す有機高分子系固体電解質に関するものである。
〔従来の技術及びその課題〕 従来、電池，キャパシター，センサー等のイオニック
ス素子を構成する電解質は、イオン伝導性の点から溶液
又はペースト状のものが用いられているが、液漏れによ
る機器の損傷の恐れがあること，また電解液を含浸させ
るセパレーターを必要とするので、イオニックス素子の
超小型化，薄型化に限界があること等の問題点が指摘さ
れている。これに対し無機結晶性物質，無機ガラス，有
機高分子系物質等の固体電解質が提案されている。有機
高分子系物質は一般に加工性，成形性に優れ、特にゴム
材料を用いる場合は、電極との密着性が良いことから界
面抵抗を最小にできること，得られる固体電解質が柔軟
性，曲げ加工性を有し、応用される素子の設計の自由度
が高くなること等の点からその進展が期待されている。
しかしながら、イオン伝導性の面では他の材質より劣っ
ているのが現状である。
ス素子を構成する電解質は、イオン伝導性の点から溶液
又はペースト状のものが用いられているが、液漏れによ
る機器の損傷の恐れがあること，また電解液を含浸させ
るセパレーターを必要とするので、イオニックス素子の
超小型化，薄型化に限界があること等の問題点が指摘さ
れている。これに対し無機結晶性物質，無機ガラス，有
機高分子系物質等の固体電解質が提案されている。有機
高分子系物質は一般に加工性，成形性に優れ、特にゴム
材料を用いる場合は、電極との密着性が良いことから界
面抵抗を最小にできること，得られる固体電解質が柔軟
性，曲げ加工性を有し、応用される素子の設計の自由度
が高くなること等の点からその進展が期待されている。
しかしながら、イオン伝導性の面では他の材質より劣っ
ているのが現状である。
例えばエピクロルヒドリン系ゴムに特定のアルカリ金
属塩を含有させてイオン伝導性固体電解質に応用する試
みは既に提案されているが（Effect of some factors o
n conductivities of polymerionic conductors,Chen L
i−quan他,Wuli Xuebao,36巻 1号60−66頁（1987））な
お改善されたイオン伝導性が求められていた。
属塩を含有させてイオン伝導性固体電解質に応用する試
みは既に提案されているが（Effect of some factors o
n conductivities of polymerionic conductors,Chen L
i−quan他,Wuli Xuebao,36巻 1号60−66頁（1987））な
お改善されたイオン伝導性が求められていた。
本発明者らはエピクロルヒドリン系ゴムと特定分子量
範囲のポリ（オキシエチレン）グリコール又はその低級
アルキルエーテルとの組成物に、アルカリ金属塩を含有
させることによって、従来よりも著しくイオン伝導性の
増大した固体電解質が得られることを見出し本発明に到
達したものである。
範囲のポリ（オキシエチレン）グリコール又はその低級
アルキルエーテルとの組成物に、アルカリ金属塩を含有
させることによって、従来よりも著しくイオン伝導性の
増大した固体電解質が得られることを見出し本発明に到
達したものである。
本発明はすなわち（ａ）エピクロルヒドリン単独重合
体ゴム，エピクロルヒドリン−エチレンオキシド共重合
体ゴム又は上記ゴムの混合ゴム80〜99重量％，（ｂ）重
量平均分子量5,000以下のポリ（オキシエチレン）グリ
コール又はその低級アルキルエーテル１〜20重量％，以
上（ａ）と（ｂ）との合計量100重量部に対しアルカリ
金属塩0.5〜20重量部を配合したことを特徴とするイオ
ン伝導性固体電解質である。
体ゴム，エピクロルヒドリン−エチレンオキシド共重合
体ゴム又は上記ゴムの混合ゴム80〜99重量％，（ｂ）重
量平均分子量5,000以下のポリ（オキシエチレン）グリ
コール又はその低級アルキルエーテル１〜20重量％，以
上（ａ）と（ｂ）との合計量100重量部に対しアルカリ
金属塩0.5〜20重量部を配合したことを特徴とするイオ
ン伝導性固体電解質である。
本発明で使用されるエピクロルヒドリン系ゴム（ａ）
のうちエピクロルヒドリン−エチレンオキシド二元共重
合体ゴムにおいては、得られる固体電解質の柔軟性確保
の観点からエチレンオキシドが90モル％以下の共重合体
が好ましい。また以上のエピクロルヒドリン系ゴムは、
加工性，成形性，機械的強度，柔軟性を得るためには重
量平均分子量100,000〜2,000,000のものが好ましい。
のうちエピクロルヒドリン−エチレンオキシド二元共重
合体ゴムにおいては、得られる固体電解質の柔軟性確保
の観点からエチレンオキシドが90モル％以下の共重合体
が好ましい。また以上のエピクロルヒドリン系ゴムは、
加工性，成形性，機械的強度，柔軟性を得るためには重
量平均分子量100,000〜2,000,000のものが好ましい。
また重量平均分子量が5,000以下のポリ（オキシエチ
レン）グリコール又はその低級アルキルエーテル（ｂ）
において、その低級アルキル基は炭素数１〜８のものが
好ましく、例えばポリ（オキシエチレン）グリコールの
モノメチルエーテル，ジメチルエーテル，モノエチルエ
ーテル，ジエチルエーテル，モノプロピルエーテル，モ
ノイソプロピルエーテル，モノ−ｎ−ブチルエーテル，
モノ−ｔ−ブチルエーテル，モノ−ｎ−ペンチルエーテ
ル，モノ−ｎ−ヘキシルエーテル，モノ−ｎ−ヘプチル
エーテル，モノ−２−エチル−ヘキシルエーテル等を挙
げることができる。上記アルキル基において、炭素数が
８を越えるとエピクロルヒドリン系ゴムとの相溶性が低
下して好ましくない。また重量平均分子量が5,000を越
えてもエピクロルヒドリン系ゴムとの相溶性が低下し、
本発明電解質を得ることが困難になる。更に、エピクロ
ルヒドリン系ゴムとの相溶性に関しては、本発明の分子
量範囲内においても、ポリ（オキシエチレン）グリコー
ルよりもそのモノ，或いはジ低級アルキルエーテル類の
方が好ましい。その使用量はエピクロルヒドリン系ゴム
（ａ）の80〜99重量％に対してポリ（オキシエチレン）
グリコール又はその低級アルキルエーテル１〜20重量％
であって、この範囲外では得られる固体電解質のイオン
伝導性が低下する。
レン）グリコール又はその低級アルキルエーテル（ｂ）
において、その低級アルキル基は炭素数１〜８のものが
好ましく、例えばポリ（オキシエチレン）グリコールの
モノメチルエーテル，ジメチルエーテル，モノエチルエ
ーテル，ジエチルエーテル，モノプロピルエーテル，モ
ノイソプロピルエーテル，モノ−ｎ−ブチルエーテル，
モノ−ｔ−ブチルエーテル，モノ−ｎ−ペンチルエーテ
ル，モノ−ｎ−ヘキシルエーテル，モノ−ｎ−ヘプチル
エーテル，モノ−２−エチル−ヘキシルエーテル等を挙
げることができる。上記アルキル基において、炭素数が
８を越えるとエピクロルヒドリン系ゴムとの相溶性が低
下して好ましくない。また重量平均分子量が5,000を越
えてもエピクロルヒドリン系ゴムとの相溶性が低下し、
本発明電解質を得ることが困難になる。更に、エピクロ
ルヒドリン系ゴムとの相溶性に関しては、本発明の分子
量範囲内においても、ポリ（オキシエチレン）グリコー
ルよりもそのモノ，或いはジ低級アルキルエーテル類の
方が好ましい。その使用量はエピクロルヒドリン系ゴム
（ａ）の80〜99重量％に対してポリ（オキシエチレン）
グリコール又はその低級アルキルエーテル１〜20重量％
であって、この範囲外では得られる固体電解質のイオン
伝導性が低下する。
本発明におけるアルカリ金属塩としては、陽イオン半
径の小さいリチウム，ナトリウム，カリウムの金属塩が
一般に用いられる。これらの金属塩を構成する陰イオン
としては、過塩素酸イオン，テトラフロロホウ酸イオ
ン，ヘキサフロロリン酸イオン，トリフロロ酢酸イオ
ン，トリフロロメタンスルホン酸イオン，トルエンスル
ホン酸イオン，チオシアン酸イオン，フッ素イオン，塩
素イオン，ヨウ素イオン等を例示することができる。ア
ルカリ金属塩の解離エネルギーが小さい方が固体電解質
にとって有利であるとの観点からは、過塩素酸イオン，
トリフロロメタンスルホン酸イオン，チオシアン酸イオ
ンが好ましく用いられる。具体的にはリチウム，ナトリ
ウム，カリウムの過塩素酸塩，テトラフロロホウ酸塩，
ヘキサフロロリン酸塩，トリフロロ酢酸塩，トリフロロ
メタンスルホン酸塩，トルエンスルホン酸塩，チオシア
ン酸塩，フッ化リチウム，塩化リチウム，臭化リチウ
ム，ヨウ化リチウム，ヨウ化ナトリウム，ヨウ化カリウ
ム等を挙げることができる。これ等金属塩の使用量は上
記（ａ）と（ｂ）との合計量100重量部に対し0.5〜20重
量部であり、0.5重量部未満ではイオン伝導性が劣り、
また20重量部を越えると加工性，成形性及び得られる固
体電解質の機械的強度，柔軟性等が低下する。
径の小さいリチウム，ナトリウム，カリウムの金属塩が
一般に用いられる。これらの金属塩を構成する陰イオン
としては、過塩素酸イオン，テトラフロロホウ酸イオ
ン，ヘキサフロロリン酸イオン，トリフロロ酢酸イオ
ン，トリフロロメタンスルホン酸イオン，トルエンスル
ホン酸イオン，チオシアン酸イオン，フッ素イオン，塩
素イオン，ヨウ素イオン等を例示することができる。ア
ルカリ金属塩の解離エネルギーが小さい方が固体電解質
にとって有利であるとの観点からは、過塩素酸イオン，
トリフロロメタンスルホン酸イオン，チオシアン酸イオ
ンが好ましく用いられる。具体的にはリチウム，ナトリ
ウム，カリウムの過塩素酸塩，テトラフロロホウ酸塩，
ヘキサフロロリン酸塩，トリフロロ酢酸塩，トリフロロ
メタンスルホン酸塩，トルエンスルホン酸塩，チオシア
ン酸塩，フッ化リチウム，塩化リチウム，臭化リチウ
ム，ヨウ化リチウム，ヨウ化ナトリウム，ヨウ化カリウ
ム等を挙げることができる。これ等金属塩の使用量は上
記（ａ）と（ｂ）との合計量100重量部に対し0.5〜20重
量部であり、0.5重量部未満ではイオン伝導性が劣り、
また20重量部を越えると加工性，成形性及び得られる固
体電解質の機械的強度，柔軟性等が低下する。
本発明の固体電解質の製造方法は特に制約はないが、
通常夫々の成分を機械的に混合するか、或いは溶剤に溶
解させて混合した後、溶剤を除去する等の方法によって
製造される。機械的に混合する手段としては、各種ニー
ダー類，オープンロール，押出機等を任意に使用でき
る。溶剤を使用して製造する場合は、各種の極性溶媒，
例えばテトラヒドロフラン，アセトン，アセトニトリ
ル，ジメチルホルムアミド，ジメチルスルホキシド，ジ
オキサン，メチルエチルケトン，メチルイソブチルケト
ン等が単独もしくは混合して用いられる。溶液の濃度は
特に制限はないが１〜50重量％が好ましい。以下実施
例，比較例により本発明を具体的に説明する。
通常夫々の成分を機械的に混合するか、或いは溶剤に溶
解させて混合した後、溶剤を除去する等の方法によって
製造される。機械的に混合する手段としては、各種ニー
ダー類，オープンロール，押出機等を任意に使用でき
る。溶剤を使用して製造する場合は、各種の極性溶媒，
例えばテトラヒドロフラン，アセトン，アセトニトリ
ル，ジメチルホルムアミド，ジメチルスルホキシド，ジ
オキサン，メチルエチルケトン，メチルイソブチルケト
ン等が単独もしくは混合して用いられる。溶液の濃度は
特に制限はないが１〜50重量％が好ましい。以下実施
例，比較例により本発明を具体的に説明する。
実施例１〜６ 比較例1,2 第１表のエピクロルヒドリン系ゴムのテトラヒドロフ
ランに溶解し、同じく表記のアルカリ金属塩及びポリ
（オキシエチレン）グリコールの低級アルキルエーテル
のテトラヒドロフラン溶液を混合した。この混合液をポ
リテトラフルオロエチレン製モールド上にキャストして
充分乾燥し、フィルムを得た。その結果を第１表に併記
する。第１表中導電率σの測定は、白金を電極とし、電
圧0.5V,周波数範囲５〜10,000Hzの交流法を用い、複素
インピーダンス法により算出した。
ランに溶解し、同じく表記のアルカリ金属塩及びポリ
（オキシエチレン）グリコールの低級アルキルエーテル
のテトラヒドロフラン溶液を混合した。この混合液をポ
リテトラフルオロエチレン製モールド上にキャストして
充分乾燥し、フィルムを得た。その結果を第１表に併記
する。第１表中導電率σの測定は、白金を電極とし、電
圧0.5V,周波数範囲５〜10,000Hzの交流法を用い、複素
インピーダンス法により算出した。
本発明電解質が特に優れたイオン伝導性を有すること
は、比較例と対比して明らかである。
は、比較例と対比して明らかである。
〔発明の効果〕 本発明組成物は加工性，成形性，機械強度，柔軟性等
に優れた高分子系固体電解質であり、かつそのイオン伝
導性は著しく改善されている。したがって、固体電池を
はじめ、大容量コンデンサー，表示素子，例えばエレク
トロクロミックディスプレイ等電子機器への応用が期待
される。
に優れた高分子系固体電解質であり、かつそのイオン伝
導性は著しく改善されている。したがって、固体電池を
はじめ、大容量コンデンサー，表示素子，例えばエレク
トロクロミックディスプレイ等電子機器への応用が期待
される。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 北川 紀樹 大阪府高槻市淀の原町49番４号 (72)発明者 上宮 崇文 大阪府大阪市此花区島屋１丁目１番３号 住友電気工業株式会社大阪製作所内 (56)参考文献 特開 平２−199163（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−83249（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−58556（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】（ａ）エピクロルヒドリン単独重合体ゴ
ム，エピクロルヒドリン−エチレンオキシド共重合体ゴ
ム又は上記ゴムの混合ゴム 80〜99重量％ （ｂ）重量平均分子量5,000以下のポリ（オキシエチレ
ン）グリコール又はその低級アルキルエーテル１〜20重
量％ 以上（ａ）と（ｂ）との合計量100重量部に対しアルカ
リ金属塩0.5〜20重量部を配合したことを特徴とするイ
オン伝導性固体電解質。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5759389A JP2757004B2 (ja) | 1989-03-08 | 1989-03-08 | イオン伝導性固体電解質 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5759389A JP2757004B2 (ja) | 1989-03-08 | 1989-03-08 | イオン伝導性固体電解質 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02235957A JPH02235957A (ja) | 1990-09-18 |
| JP2757004B2 true JP2757004B2 (ja) | 1998-05-25 |
Family
ID=13060146
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5759389A Expired - Lifetime JP2757004B2 (ja) | 1989-03-08 | 1989-03-08 | イオン伝導性固体電解質 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2757004B2 (ja) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3414868B2 (ja) * | 1994-12-19 | 2003-06-09 | 日東電工株式会社 | 熱可塑性導電性組成物およびこれを用いてなる電極パッド |
| DE69737057D1 (de) | 1996-05-08 | 2007-01-18 | Daiso Co Ltd | Vernetzter fester polyelektrolyt und seine verwendung |
| JP3215440B2 (ja) * | 1996-08-20 | 2001-10-09 | ダイソー株式会社 | 高分子固体電解質 |
| DE69722890T2 (de) * | 1996-10-28 | 2004-05-13 | Daiso Co., Ltd. | Polyethercopolymer und fester Polymerelektrolyt |
| DE69720980T2 (de) | 1996-12-09 | 2004-02-12 | Daiso Co., Ltd. | Fester polymerelektrolyt aus copolyethern |
| US6201071B1 (en) | 1997-06-25 | 2001-03-13 | Daiso Co., Ltd. | Polyether copolymer, solid polymer electrolyte and battery |
| FR2770034B1 (fr) * | 1997-10-16 | 2000-03-10 | Electricite De France | Nouvel electrolyte polymere solide et ensemble electrochimique multicouche comprenant un tel electrolyte polymere solide |
| JP3301378B2 (ja) * | 1998-03-24 | 2002-07-15 | ダイソー株式会社 | ポリエーテル共重合体および架橋高分子固体電解質 |
| JP3491539B2 (ja) | 1998-10-13 | 2004-01-26 | ダイソー株式会社 | 高分子固体電解質及びその用途 |
| JP3724252B2 (ja) | 1999-04-19 | 2005-12-07 | ダイソー株式会社 | 架橋高分子固体電解質及びその用途 |
| JP4877453B2 (ja) * | 2005-02-24 | 2012-02-15 | 日本ゼオン株式会社 | エピハロヒドリンゴムの製造方法 |
-
1989
- 1989-03-08 JP JP5759389A patent/JP2757004B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02235957A (ja) | 1990-09-18 |
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Legal Events
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