JP2794524B2 - A laminate of a material having a polar surface and a conductive polymer - Google Patents
A laminate of a material having a polar surface and a conductive polymerInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、各種電気化学素子の電
極材料、エレクトロクロミック素子等の分野において利
用可能な、電極、固体電解質等の極性表面を有する材料
と導電性高分子との積層体及び接合方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laminate of a material having a polar surface such as an electrode or a solid electrolyte and a conductive polymer, which can be used in the fields of electrode materials for various electrochemical devices, electrochromic devices and the like. And a joining method.
【0002】[0002]
【従来の技術】一般に導電性高分子は電解重合により調
製することが可能である。導電性高分子を電極物質とし
て使用する例としては、高分子学会編、高分子新素材便
覧、1989年丸善(株)発行、第191〜192頁に
要約されているように、ポリアニリン、ポリピロール、
ポリアセチレン等が挙げられている。また、導電性高分
子はドープ、脱ドープにより色が変化する特徴を持って
おり、特開昭56−67881号公報に記載のように、
これを利用してエレクトロクロミック素子への応用も考
えられている。また、ポリアニリン等は電池の電極材料
として期待されており、開発が行われている。2. Description of the Related Art Generally, a conductive polymer can be prepared by electrolytic polymerization. Examples of the use of a conductive polymer as an electrode material include polyaniline, polypyrrole, and polyaniline, as summarized in The Society of Polymer Science, Handbook of New Polymers, 1989, published by Maruzen Co., Ltd., pp. 191-192.
Polyacetylene and the like are mentioned. Further, the conductive polymer has a feature that the color is changed by doping and undoping, and as described in JP-A-56-67881,
Utilizing this, application to an electrochromic device is also considered. In addition, polyaniline and the like are expected as electrode materials for batteries and are being developed.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】導電性高分子の電気化
学素子への応用において、導電性高分子は典型的な非極
性表面を持ち、そのため極性表面を持つ固体電解質や電
極に対しては強固な接着力を持ちえない。電解質溶液を
用いる電気化学素子では、導電性高分子表面との接合は
完全に保たれるが、固体電解質を用いた場合には、接着
不良が大きな問題となる。また、ITO等の透明電極も
表面の酸化金属が極性基を多く含み、同様に極性な表面
を持っている。そのため、電極と同様に導電性高分子と
の間に強固な接着を得ることに困難があった。固体高分
子電解質を用いた電気化学素子は液漏れの心配がなく、
大型化に適している。しかしながら、上記のように導電
性高分子と固体電解質や電極との接着に困難があり、剥
離などの問題を起こしていた。特に大面積のエレクトロ
クロミック素子においては有機固体電解質の使用が望ま
しいが、剥離の問題が生じ易かった。In the application of a conductive polymer to an electrochemical device, the conductive polymer has a typical non-polar surface, and is therefore strong against solid electrolytes and electrodes having a polar surface. Cannot have a strong adhesive strength. In an electrochemical device using an electrolyte solution, the bonding with the conductive polymer surface is completely maintained, but when a solid electrolyte is used, poor adhesion is a serious problem. Further, a transparent electrode such as ITO also has a polar surface in which the metal oxide on the surface contains many polar groups, and similarly has a polar surface. Therefore, it has been difficult to obtain strong adhesion between the conductive polymer and the electrode as in the case of the electrode. Electrochemical element using solid polymer electrolyte has no fear of liquid leakage,
Suitable for upsizing. However, as described above, there is a difficulty in bonding the conductive polymer to the solid electrolyte or the electrode, causing a problem such as peeling. Particularly, in the case of a large-area electrochromic device, the use of an organic solid electrolyte is desirable, but the problem of peeling is likely to occur.
【0004】従って、本発明の目的は、前記したような
従来技術の問題を解決し、電極や固体電解質等の極性表
面と導電性高分子との極性の違いを解消し、これらの間
を強固に接合した極性表面を有する材料と導電性高分子
との積層体を提供することにある。本発明の他の目的
は、電極、固体電解質や導電性高分子の電気化学的性能
を損なうことなく、極性表面と導電性高分子の双方に対
する親和性を有し、それらの間の接着強度を改善できる
ように、極性表面や導電性高分子の表面を改質できる表
面改質剤を見い出すことにある。Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, to eliminate the difference in polarity between the polar surface of an electrode or a solid electrolyte or the like and the conductive polymer, and to solidify the gap therebetween. It is another object of the present invention to provide a laminate of a material having a polar surface and a conductive polymer bonded thereto. Another object of the present invention is to have an affinity for both the polar surface and the conductive polymer without impairing the electrochemical performance of the electrode, the solid electrolyte and the conductive polymer, and to increase the adhesive strength between them. An object of the present invention is to find a surface modifier capable of modifying a polar surface or a surface of a conductive polymer so as to improve the surface condition.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明によれば、前記目
的を達成するために、電極や固体電解質等の極性表面を
有する材料に導電性高分子を積層するに際して、それら
の接着強度を向上させるために、これらの間に、電解重
合可能な基と極性表面に対する親和性を有する基を含む
化合物を中間層として設けたことを特徴とする積層体が
提供される。ここで、電解重合可能な基とは、芳香族共
役系モノマー(フェニレン、ナフタレン、アントラセ
ン、アズレン等)、複素環式共役系モノマー(チオフェ
ン、セレノフェン、ピロール、ピリジン、フラン等)、
含ヘテロ原子共役系モノマー(アニリン等)、二重結合
を持つオレフィン(エチレン、プロピレン、ブタジエン
等)、及びこれらにアルキル基等を導入し変成したもの
等の単量体又は多量体である。極性表面に対する親和性
を有する基とは、水酸基、アセチル化した水酸基、カル
ボキシル基、アセチル化したカルボキシル基、エーテル
基、エチレングリコール、ポリオキシエチレン等であ
る。According to the present invention, in order to achieve the above object, when a conductive polymer is laminated on a material having a polar surface such as an electrode or a solid electrolyte, the bonding strength thereof is improved. For this purpose, there is provided a laminate characterized in that a compound containing an electropolymerizable group and a group having an affinity for a polar surface is provided as an intermediate layer between them. Here, the group capable of electrolytic polymerization includes aromatic conjugated monomers (phenylene, naphthalene, anthracene, azulene, etc.), heterocyclic conjugated monomers (thiophene, selenophene, pyrrole, pyridine, furan, etc.),
Monomers or multimers such as heteroatom-containing conjugated monomers (aniline, etc.), olefins having double bonds (ethylene, propylene, butadiene, etc.), and those modified by introducing an alkyl group or the like into these. The group having an affinity for a polar surface is a hydroxyl group, an acetylated hydroxyl group, a carboxyl group, an acetylated carboxyl group, an ether group, ethylene glycol, polyoxyethylene, or the like.
【0006】[0006]
【発明の作用及び態様】本発明においては、極性表面を
有する材料と導電性高分子との間に、前記のような電解
重合可能な基と極性表面に対する親和性を有する基を併
有する化合物を中間層として設けることにより、極性表
面を有する材料と導電性高分子との極性の違いを解消
し、強固な接着性を得るものである。電解重合可能な基
と極性表面に対する親和性を有する基を併有する化合物
を導電性高分子上に積層する方法としては、電極上に形
成された導電性高分子膜上に上記化合物を塗布した後、
電気化学反応により該化合物の電解重合可能な基と導電
性高分子を化学的に結合せしめる方法、及び、電極上に
導電性高分子を電解重合により製膜した後、別に調製し
た上記化合物を含む電解浴中にてさらに電解重合を行う
ことにより、導電性高分子膜上に該化合物の層を形成す
る方法がある。このようにして形成された化合物層も導
電性高分子膜として機能し、また極性に対する親和性を
有する基、即ち極性基を有するので、これに極性表面を
持つ固体電解質を接合した場合、強固な接着性を示す。
また、電解重合可能な基と極性表面に対する親和性を有
する基を併有する化合物を電極上に塗布して製膜した
後、電解重合可能なモノマーを用いて電解重合を行い、
上記化合物の膜上に導電性高分子膜を形成することによ
り、電極との密着性の良い導電性高分子膜を得ることが
でき、電池用電極、エレクトロクロミック素子用電極な
どの各種機能性電極として有利に用いることができる。
なお、本発明に係る化合物を電極表面に用いる場合、十
分に薄い膜として用いることが肝要で、厚く塗布した場
合には電極の表面の導電性が失われ、以後の使用が困難
となる。なお、塗布に用いる上記化合物の溶液にあらか
じめ電解質を溶解することにより、上記化合物の膜中に
電解質を包含させることができる。これにより電解重合
時の製膜速度を向上させることができる。In the present invention, a compound having both an electropolymerizable group and a group having an affinity for a polar surface as described above is provided between a material having a polar surface and a conductive polymer. By providing the intermediate layer, the difference in polarity between the material having a polar surface and the conductive polymer is eliminated, and strong adhesion is obtained. As a method of laminating a compound having both an electropolymerizable group and a group having an affinity for a polar surface on a conductive polymer, the method includes applying the compound on a conductive polymer film formed on an electrode. ,
A method of chemically bonding a conductive polymer with a group capable of electrolytic polymerization of the compound by an electrochemical reaction, and after forming a film of the conductive polymer on an electrode by electrolytic polymerization, including the above separately prepared compound There is a method in which a layer of the compound is formed on a conductive polymer film by further performing electrolytic polymerization in an electrolytic bath. The compound layer thus formed also functions as a conductive polymer film, and has a group having affinity for polarity, that is, has a polar group. Shows adhesion.
In addition, after applying a compound having both an electropolymerizable group and a group having an affinity for a polar surface on the electrode to form a film, electrolytic polymerization is performed using a monomer capable of electrolytic polymerization,
By forming a conductive polymer film on the film of the above compound, a conductive polymer film having good adhesion to an electrode can be obtained, and various functional electrodes such as an electrode for a battery and an electrode for an electrochromic element can be obtained. Can be used advantageously.
When the compound according to the present invention is used on the electrode surface, it is important to use it as a sufficiently thin film. When the compound is applied thickly, the conductivity of the electrode surface is lost, and subsequent use becomes difficult. The electrolyte can be included in the film of the compound by dissolving the electrolyte in a solution of the compound used for coating in advance. Thereby, the film forming speed at the time of electrolytic polymerization can be improved.
【0007】前記のように極性表面や導電性高分子膜の
表面を改質し、それらの間の接着強度を改善するために
用いられる化合物としては、下記化4As described above, compounds used to modify the polar surface or the surface of the conductive polymer film and to improve the adhesive strength between them are as follows:
【化4】 の一般式(1)及び(2)(式中、R1 及びR2 は水素
又はアルキル基、Bは二価の基、Aは電解重合可能な
基、Dは極性を有する基、m及びnは1以上の整数であ
る。)で表わされる高分子化した表面改質剤が好まし
い。Embedded image Wherein R 1 and R 2 are hydrogen or an alkyl group, B is a divalent group, A is an electropolymerizable group, D is a polar group, m and n Is an integer of 1 or more.) Is preferable.
【0008】上記一般式(1)及び(2)において、電
解重合可能な基Aとしては、芳香族共役系モノマー(フ
ェニレン、ナフタレン、アントラセン、アズレン等)、
複素環式共役系モノマー(チオフェン、セレノフェン、
ピロール、ピリジン、フラン等)、含ヘテロ原子共役系
モノマー(アニリン等)、及びこれらにアルキル基等を
導入し変成したもの等の単量体又は多量体に基づく基が
挙げられる。さらには、これらの単量体又は多量体を組
み合わせて用いることも可能である。多量体の重合度は
特に指定されるものではない。三量体までは溶媒に対し
て溶解性を示すが、四量体以上では溶媒への溶解性が低
下する。そのため、四量体以上についてはアルキル鎖を
導入する等の対処が必要である。特に単量体、二量体は
溶解性に優れ、合成原料が安価に入手できることから有
利である。また、上記一般式(2)における二価の基B
としては、エーテル基、エステル基、アミド基、フェニ
レン基、ウレア基、ウレタン基等を用いることができ
る。これらの二価の基のうちフェニレン基を有するモノ
マーは重合性に優れ、95%以上の高い収率で重合物が
得られる。また、フェニレン基は化学的にも安定で、電
気化学素子の支持電解質として用いられるイオンによる
加水分解を受けることもない。さらに、上記一般式
(2)における極性を有する基Dとしては、水酸基、ア
セチル化した水酸基、カルボキシル基、エステル化した
カルボキシル基等が挙げられる。アセチル化した水酸
基、エステル化したカルボキシル基は加水分解により水
酸基、カルボキシル基へと変換可能である。In the above general formulas (1) and (2), the group A capable of electrolytic polymerization includes aromatic conjugated monomers (phenylene, naphthalene, anthracene, azulene, etc.),
Heterocyclic conjugated monomers (thiophene, selenophene,
Groups such as pyrrole, pyridine, and furan), heteroatom-containing monomers (such as aniline), and groups based on monomers or multimers such as those modified by introducing an alkyl group or the like into them. Furthermore, these monomers or multimers can be used in combination. The polymerization degree of the multimer is not particularly specified. Although it shows solubility in a solvent up to the trimer, the solubility in the solvent decreases when the tetramer or more. Therefore, for tetramers or more, it is necessary to take measures such as introducing an alkyl chain. In particular, monomers and dimers are advantageous because they have excellent solubility and synthetic raw materials can be obtained at low cost. Further, the divalent group B in the above general formula (2)
Examples thereof include an ether group, an ester group, an amide group, a phenylene group, a urea group, and a urethane group. Among these divalent groups, monomers having a phenylene group are excellent in polymerizability, and a polymer can be obtained with a high yield of 95% or more. Further, the phenylene group is chemically stable, and does not undergo hydrolysis by ions used as a supporting electrolyte of the electrochemical device. Furthermore, examples of the polar group D in the general formula (2) include a hydroxyl group, an acetylated hydroxyl group, a carboxyl group, and an esterified carboxyl group. An acetylated hydroxyl group and an esterified carboxyl group can be converted into a hydroxyl group and a carboxyl group by hydrolysis.
【0009】このような高分子化合物は、ラジカル重合
により重合されるが、エチレンの二重結合に大きな共役
系が結合した場合には、エチレンの二重結合が共役系の
中に取り込まれ、エネルギーが低下し、また共役系が電
子吸引性であることから、反応性が極端に低下する。こ
れに対して、上記一般式(2)で表わされる共重合体の
ように、二価の基Bを二重結合と電解重合可能な共役系
の発達した基Aの間に挾むことにより、二重結合が共役
系の中に組み込まれることを抑え、二重結合の反応性を
維持することができる。これにより、各モノマー成分の
二重結合は、通常用いられるアゾビスイソブチロニトリ
ル等のアゾ化合物、過酸化ベンゾイル等の過酸化物など
の重合開始剤を用いて重合可能となり、重合反応は速や
かに、高収率で行われる。共重合体はブロック共重合体
でも、ランダム共重合体でもよく、2つのモノマー成分
の比は用途により可変である。Such a polymer compound is polymerized by radical polymerization. When a large conjugated system is bonded to the double bond of ethylene, the double bond of ethylene is incorporated into the conjugated system, and the energy is reduced. And the reactivity is extremely reduced because the conjugated system is electron-withdrawing. On the other hand, by sandwiching a divalent group B between a double bond and a group A in which an electropolymerizable conjugated system is developed, as in the copolymer represented by the general formula (2), Incorporation of a double bond into a conjugated system can be suppressed, and the reactivity of the double bond can be maintained. As a result, the double bond of each monomer component can be polymerized using a polymerization initiator such as a commonly used azo compound such as azobisisobutyronitrile and a peroxide such as benzoyl peroxide. In a high yield. The copolymer may be a block copolymer or a random copolymer, and the ratio of the two monomer components is variable depending on the application.
【0010】特に安定性、重合性の点からは、下記化5In particular, from the viewpoint of stability and polymerizability,
【化5】 の一般式(3)で表わされるフェニレン基を導入した共
重合物が優れている。なお、上記一般式(3)におい
て、R1 、R2 、A、D、m及びnは前記と同様の意味
を有する。これらの共重合体はそれぞれの成分比により
溶媒に対する溶解性が異なり、極性を有する基Dを多く
含む場合と、電解重合可能な基Aを多く含む場合では、
溶解する溶媒が異なる。特に水酸基を多く含む場合に
は、ジメチルホルムアミド(DMF)、ジメチルスルホ
キシド(DMSO)等の極性溶媒に溶解し、電解重合可
能な基を多く含む場合には、クロロホルム、トルエン等
の非極性溶媒に溶解する。Embedded image The copolymer having a phenylene group represented by the general formula (3) is excellent. In the general formula (3), R 1 , R 2 , A, D, m and n have the same meaning as described above. These copolymers differ in solubility in solvents depending on their component ratios, and contain a large number of polar groups D and a large number of electrolytically polymerizable groups A,
The solvent to dissolve is different. In particular, when it contains many hydroxyl groups, it dissolves in polar solvents such as dimethylformamide (DMF) and dimethylsulfoxide (DMSO). When it contains many groups capable of electrolytic polymerization, it dissolves in nonpolar solvents such as chloroform and toluene. I do.
【0011】上記化合物の重合度は特に限定されるもの
では無い。上記一般式(3)で表わされる化合物につい
て、m,nは1であっても本発明の目的を達成すること
ができる。m,nを共に1とした場合、上記化合物の溶
解性が上がり、操作が容易となる。特に電解重合により
導電性高分子膜の表面に積層使用する場合、使用可能な
溶媒がニトロベンゼン等に限定されるため、溶解性を保
持することが重要である。しかし、m,nが1の場合に
は、電解重合の成長端にのみ導入されることになり、全
表面に対して導入される比率が小さくなる。さらに、上
記化合物同士の重合による低分子量物の生成する可能性
が高くなる。極端にm,nが大きく、分子量が極端に大
きい場合には溶解性が低下し、塗布が難しくなる。高分
子量物を塗布により製膜する場合において、1より大き
いm,nについてはm,nの比によって溶解性が異な
る。さらには電解重合可能な基Aの種類によっても溶解
性が異なる。電解重合可能な基Aをチオフェンとした場
合を例に説明すると、m/n=1/10程度であればm
+n=200程度の重合度の共重合体はクロロホルムに
可溶である。m/n=1/1の場合にはm+n=50程
度でも溶解性が低下する。nを大きくし、m/nを小さ
くすると溶解性が向上する。しかし、m/nを小さくす
ると本発明の目的を達成することが困難になる。本発明
の目的を達成する為にはm/n=1/20以上が必要で
ある。m/n=1/20であっても実用的にはm+n=
300程度が限界と考えられる。チオフェンをアルキル
チオフェンとした場合には、m/n=1/1であって
も、m+n=50で十分にクロロホルムに可溶である。The degree of polymerization of the above compound is not particularly limited. With respect to the compound represented by the general formula (3), even if m and n are 1, the object of the present invention can be achieved. When both m and n are set to 1, the solubility of the above compound increases, and the operation becomes easy. In particular, when the conductive polymer film is laminated on the surface of the conductive polymer film by electrolytic polymerization, it is important to maintain the solubility because the usable solvent is limited to nitrobenzene or the like. However, when m and n are 1, they are introduced only at the growth end of the electrolytic polymerization, and the ratio introduced into the entire surface becomes small. Further, there is a high possibility that a low molecular weight product is produced by polymerization of the above compounds. When m and n are extremely large and the molecular weight is extremely large, the solubility is reduced and the coating becomes difficult. When a high molecular weight material is formed by coating, the solubility of m and n greater than 1 varies depending on the ratio of m and n. Further, the solubility differs depending on the type of the group A capable of electrolytic polymerization. The case where the group A capable of electrolytic polymerization is thiophene will be described as an example. If m / n = 1/10, m
A copolymer having a polymerization degree of about + n = 200 is soluble in chloroform. When m / n = 1/1, the solubility decreases even when m + n = about 50. When n is increased and m / n is decreased, solubility is improved. However, if m / n is reduced, it becomes difficult to achieve the object of the present invention. In order to achieve the object of the present invention, m / n = 1/20 or more is required. Even if m / n = 1/20, practically m + n =
About 300 is considered the limit. When thiophene is alkylthiophene, m + n = 50 is sufficiently soluble in chloroform even if m / n = 1/1.
【0012】このような共重合体の溶液を調製し、電極
上に形成された導電性高分子膜に塗布した後乾燥し、さ
らに固体電解質ないしは通常の電解質溶液を用いて電気
化学反応を行うことにより、導電性高分子膜と前記共重
合体を化学的に結合できる。この場合、導電性高分子膜
は、可溶性の導電性高分子の溶液を電極上に塗布乾燥し
て形成したものでも、電解重合により電極上に直接形成
された膜であってもよい。電解重合により電極上に直接
形成された導電性高分子膜に対して、前記化合物を含有
する別の電解質溶液中で再度電解重合を行うことによ
り、導電性高分子膜上に前記化合物の膜を形成すること
ができる。使用する電解質は特に限定されるものではな
いが、LiClO4 、LiAsF6 、LiPF6 、Li
BF4 等が用いられる。電解重合用の溶媒としてはプロ
ピレンカーボネイトが一般的であるが、電位窓が電解重
合に必要な電位を含む溶媒であり、モノマー、支持電解
質を溶解可能であれば特に限定されるものではない。こ
の様にして得られる膜は、電極との密着性に優れ、強い
接着性を示す。A solution of such a copolymer is prepared, applied to a conductive polymer film formed on an electrode, dried, and further subjected to an electrochemical reaction using a solid electrolyte or a normal electrolyte solution. Thereby, the conductive polymer film and the copolymer can be chemically bonded. In this case, the conductive polymer film may be formed by applying and drying a solution of a soluble conductive polymer on the electrode, or may be a film formed directly on the electrode by electrolytic polymerization. For the conductive polymer film directly formed on the electrode by electrolytic polymerization, by performing the electrolytic polymerization again in another electrolyte solution containing the compound, the film of the compound on the conductive polymer film Can be formed. The electrolyte used is not particularly limited, but LiClO 4 , LiAsF 6 , LiPF 6 , Li
BF 4 or the like is used. As a solvent for electrolytic polymerization, propylene carbonate is generally used. However, the solvent is not particularly limited as long as it has a potential window containing a potential necessary for electrolytic polymerization and can dissolve a monomer and a supporting electrolyte. The film obtained in this way has excellent adhesion to electrodes and exhibits strong adhesion.
【0013】[0013]
【実施例】以下、実施例を示して本発明について具体的
に説明するが、本発明が下記実施例に限定されるもので
ないことはもとよりである。EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples, but it goes without saying that the present invention is not limited to the following Examples.
【0014】実施例1 α−メチル−p−クロロスチレンを用い、ジクロロ−
1,3−ビス(ジフェニルフォスフィノプロパン)ニッ
ケル(II)とモノブロモチオフェン、マグネシウムを用
いてグリニャル反応によりパラ位にチオフェン環を有す
るメチルスチレンを合成した。トルエン3ml中でパラ
位にチオフェン環を有するメチルスチレン0.534g
とビニルアセテート2.29gを、アゾビスイソブチロ
ニトリル0.23gを重合開始剤として共重合を行っ
た。65℃で60時間攪拌した後、ヘキサン500ml
を用いて再沈法により精製した。濾過後、110℃で乾
燥し、収率41.8%で下記化6の共重合物を得た。Example 1 Using α-methyl-p-chlorostyrene, dichloro-
Methylstyrene having a thiophene ring at the para position was synthesized by a Grignard reaction using 1,3-bis (diphenylphosphinopropane) nickel (II), monobromothiophene and magnesium. 0.534 g of methylstyrene having a thiophene ring at the para position in 3 ml of toluene
And 2.29 g of vinyl acetate, and 0.23 g of azobisisobutyronitrile as a polymerization initiator. After stirring at 65 ° C for 60 hours, hexane 500 ml
And purified by a reprecipitation method. After filtration, the resultant was dried at 110 ° C. to obtain a copolymer represented by the following formula 6 in a yield of 41.8%.
【化6】 ベンゾニトリルに過塩素酸リチウム0.2モル/l、チ
オフェン0.2モル/lを溶解した電解質溶液中で、白
金板を対向電極として、ITOガラス上にポリチオフェ
ンを電解重合により製膜した。別途、ベンゾニトリルに
過塩素酸リチウム0.2モル/l、上記共重合体1wt
%を溶解した電解質溶液を用意し、白金板を対向電極と
して、前記ITOガラス上のポリチオフェン電解重合膜
の上に電解重合により上記共重合体の薄膜を設けた。得
られた電解重合膜上に、DMSOにポリビニルアルコー
ルと過塩素酸リチウムを溶解した濃厚溶液をキャスト
し、十分に乾燥した後、ステンレス薄板を加熱圧着し
た。この素子は明瞭なポリチオフェンのエレクトロクロ
ミズムを示し、発色も均一であった。また、導電性高分
子とポリビニルアルコールの接着も良好であった。Embedded image In an electrolyte solution in which 0.2 mol / l of lithium perchlorate and 0.2 mol / l of thiophene were dissolved in benzonitrile, polythiophene was formed on ITO glass by electrolytic polymerization using a platinum plate as a counter electrode. Separately, 0.2 mol / l of lithium perchlorate in benzonitrile, 1 wt% of the above copolymer
% Of an electrolyte solution was prepared, and a thin film of the above copolymer was provided by electrolytic polymerization on the polythiophene electrolytically polymerized film on the ITO glass using a platinum plate as a counter electrode. A concentrated solution of polyvinyl alcohol and lithium perchlorate dissolved in DMSO was cast on the obtained electrolytic polymerized film, dried sufficiently, and then a stainless steel sheet was heat-pressed. This device showed a clear electrochromism of polythiophene and uniform color development. The adhesion between the conductive polymer and polyvinyl alcohol was also good.
【0015】実施例2 モノブロモビチオフェン、マグネシウム、ジクロロ−
1,3−ビス(ジフェニルフォスフィノプロパン)ニッ
ケル(II)、p−クロロスチレンを用い、グリニャル反
応によりベンゼン環のパラ位にビチオフェンを有するビ
ニル化合物を合成した。トルエン3ml中で該ビニル化
合物0.5gと酢酸ビニル2.31gを、アゾビスイソ
ブチロニトリル0.20gを重合開始剤として共重合を
行った。65℃で72時間攪拌し、ヘキサン500ml
を用いて再沈法により精製した。濾過後、110℃で1
0時間乾燥し、下記化7の共重合物を合成した。Example 2 Monobromobithiophene, magnesium, dichloro-
Using 1,3-bis (diphenylphosphinopropane) nickel (II) and p-chlorostyrene, a vinyl compound having bithiophene at the para-position of the benzene ring was synthesized by a Grignard reaction. In 3 ml of toluene, 0.5 g of the vinyl compound and 2.31 g of vinyl acetate were copolymerized with 0.20 g of azobisisobutyronitrile as a polymerization initiator. Stir at 65 ° C for 72 hours, hexane 500ml
And purified by a reprecipitation method. After filtration, at 110 ° C 1
After drying for 0 hour, a copolymer represented by the following formula 7 was synthesized.
【化7】 ポリオクチルチオフェン1wt%をトルエンに溶解し、
ITOガラス上にキャストして製膜し、さらに、上記共
重合体をDMSOに溶解して該ポリオクチルチオフェン
膜上にキャストした。ベンゾニトリルに過塩素酸リチウ
ム0.2モル/lを溶解した電解質溶液を用い、ポリオ
クチルチオフェンのエレクトロクロミズムによる消発色
を数回繰り返した後、乾燥した。得られた電解重合膜上
に、DMSOにポリビニルアルコール1.5wt%と過
塩素酸リチウム1.5wt%を溶解した濃厚溶液をキャ
ストし、十分に乾燥した後、ステンレス薄板を加熱圧着
した。この素子は明瞭なポリチオフェンのエレクトロク
ロミズムを示し、発色も均一であった。また、導電性高
分子とポリビニルアルコールの接着も良好であった。Embedded image 1 wt% of polyoctylthiophene is dissolved in toluene,
A film was formed by casting on ITO glass, and the above copolymer was dissolved in DMSO and cast on the polyoctylthiophene film. Using an electrolyte solution obtained by dissolving 0.2 mol / l of lithium perchlorate in benzonitrile, the color extinction of polyoctylthiophene by electrochromism was repeated several times and then dried. A concentrated solution in which 1.5 wt% of polyvinyl alcohol and 1.5 wt% of lithium perchlorate were dissolved in DMSO was cast on the obtained electrolytic polymerized film, dried sufficiently, and then a stainless steel plate was heat-pressed. This device showed a clear electrochromism of polythiophene and uniform color development. The adhesion between the conductive polymer and polyvinyl alcohol was also good.
【0016】[0016]
【発明の効果】以上のように、本発明に係る積層体は、
電極や固体電解質等の極性表面を有する材料に導電性高
分子を積層するに際して、これらの間に、電解重合可能
な基と極性表面に対する親和性を有する基を含む化合物
を中間層として設けるものであるため、電極、固体電解
質や導電性高分子の電気化学的性能を損なうことなく、
それらの極性の違いを解消し、接着不良や剥離等の問題
もなく強固に接合することができる。また、このように
形成された化合物層も導電性高分子膜として機能し、得
られた積層体は、エレクトロクロミック素子やその対向
電極、あるいは電池用電極などとして、種々の電気化学
素子において有利に用いることができる。As described above, the laminate according to the present invention comprises:
When a conductive polymer is laminated on a material having a polar surface such as an electrode or a solid electrolyte, a compound containing an electropolymerizable group and a group having an affinity for the polar surface is provided as an intermediate layer between them. Because, without impairing the electrochemical performance of electrodes, solid electrolytes and conductive polymers,
The difference in the polarities can be eliminated, and strong joining can be achieved without problems such as poor adhesion and peeling. In addition, the compound layer thus formed also functions as a conductive polymer film, and the obtained laminate is advantageously used in various electrochemical devices as an electrochromic device or its counter electrode, or a battery electrode. Can be used.
Claims (7)
材料と導電性高分子との間に、電解重合可能な基と極性
表面に対する親和性を有する基を含む化合物を中間層と
して設けたことを特徴とする極性表面を有する材料と導
電性高分子との積層体。1. A compound having a group capable of electrolytic polymerization and a group having an affinity for a polar surface is provided as an intermediate layer between a material having a polar surface such as an electrode and a solid electrolyte and a conductive polymer. A laminate of a material having a polar surface and a conductive polymer.
の間の中間層として、下記化1 【化1】 の一般式(1)(式中、R1 及びR2 は水素又はアルキ
ル基、Aは電解重合可能な基、Dは極性表面に対する親
和性を有する基、m及びnは1以上の整数である。)で
表わされる化合物を用いることを特徴とする請求項1に
記載の積層体。2. An intermediate layer between a material having a polar surface and a conductive polymer as shown below. Wherein R 1 and R 2 are hydrogen or an alkyl group, A is an electropolymerizable group, D is a group having an affinity for a polar surface, and m and n are integers of 1 or more. 2. The laminate according to claim 1, wherein a compound represented by the formula: is used.
の間の中間層として、下記化2 【化2】 の一般式(2)(式中、R1 及びR2 は水素又はアルキ
ル基、Bは二価の基、Aは電解重合可能な基、Dは極性
表面に対する親和性を有する基、m及びnは1以上の整
数である。)で表わされる化合物を用いることを特徴と
する請求項1に記載の積層体。3. An intermediate layer between a material having a polar surface and a conductive polymer as shown below. Wherein R 1 and R 2 are hydrogen or alkyl groups, B is a divalent group, A is an electropolymerizable group, D is a group having an affinity for a polar surface, m and n Is an integer of 1 or more.) The laminate according to claim 1, wherein the compound is represented by the following formula:
の間の中間層として、下記化3 【化3】 (式中、Rは水素又はアルキル基、k、m及びnは1以
上の整数である。)で表わされる化合物を用いることを
特徴とする請求項1に記載の積層体。4. As an intermediate layer between a material having a polar surface and a conductive polymer, The compound according to claim 1, wherein a compound represented by the formula: wherein R is hydrogen or an alkyl group, and k, m and n are integers of 1 or more.
の間に、電解重合可能な基と極性表面に対する親和性を
有する基を含む化合物を中間層として設け、電気化学反
応により該化合物の電解重合可能な基と導電性高分子と
の間に化学結合を生じさせたことを特徴とする請求項1
乃至4のいずれか一項に記載の積層体。5. A compound containing an electropolymerizable group and a group having an affinity for a polar surface is provided as an intermediate layer between a material having a polar surface and a conductive polymer, and the compound is formed by an electrochemical reaction. 2. A chemical bond is formed between an electropolymerizable group and a conductive polymer.
The laminate according to any one of claims 1 to 4.
に製膜した後、電解重合可能な基と極性表面に対する親
和性を有する基を含む化合物を溶解した電解質溶液中で
さらに電解重合を行い、電解重合膜の表面を改質した
後、固体電解質と接合したことを特徴とする請求項1乃
至4のいずれか一項に記載の積層体。6. After forming a conductive polymer on an electrode surface by electrolytic polymerization, electrolytic polymerization is further performed in an electrolyte solution in which a compound containing a group having an electrolytically polymerizable group and a group having an affinity for a polar surface is dissolved. The laminate according to any one of claims 1 to 4, wherein a surface of the electropolymerized film is modified and then bonded to a solid electrolyte.
和性を有する基を含む化合物を電極上に塗布して製膜し
た後、電解重合可能なモノマーを用いて電解重合を行
い、上記化合物の膜上に導電性高分子を製膜したことを
特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の積層
体。7. A film containing a compound containing an electropolymerizable group and a group having an affinity for a polar surface is formed on an electrode, and then subjected to electrolytic polymerization using an electropolymerizable monomer. The laminate according to any one of claims 1 to 4, wherein a conductive polymer is formed on the film.
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5302209A JP2794524B2 (en) | 1993-11-09 | 1993-11-09 | A laminate of a material having a polar surface and a conductive polymer |
DE69425104T DE69425104T2 (en) | 1993-11-09 | 1994-11-03 | Polymerizable macromolecular compound with an electrolytic polymerizable group |
EP94117367A EP0652242B1 (en) | 1993-11-09 | 1994-11-03 | Polymerizable macromolecular compound containing electrolytically polymerizable group |
US08/884,071 US5789600A (en) | 1993-11-09 | 1997-06-27 | Polymerizable monomer containing electrolytically polymerizable groups |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07134317A JPH07134317A (en) | 1995-05-23 |
JP2794524B2 true JP2794524B2 (en) | 1998-09-10 |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Country Status (1)
Country | Link |
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-
1993
- 1993-11-09 JP JP5302209A patent/JP2794524B2/en not_active Expired - Lifetime
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