JP3221694B2 - 導電性組成物および電気化学素子 - Google Patents

導電性組成物および電気化学素子

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JP3221694B2
JP3221694B2 JP20744591A JP20744591A JP3221694B2 JP 3221694 B2 JP3221694 B2 JP 3221694B2 JP 20744591 A JP20744591 A JP 20744591A JP 20744591 A JP20744591 A JP 20744591A JP 3221694 B2 JP3221694 B2 JP 3221694B2
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は導電性組成物および電気
化学素子に関する。さらに詳しくは固体電解質用導電性
組成物ならびにパターン化した固体電解質を有する電気
化学素子に関するものである。
【0002】
【従来の技術およびその問題点】近年、コンデンサー、
電池、エレクトロクロミック素子、センサー、電気化学
ダイオード(ソリオンダイオード)、電気化学FET等
の電気化学素子の固体化が強く望まれている。電解液を
固体化することにより、小型化、信頼性の向上のみなら
ず、電気化学素子の集積化、積層化による高機能化が可
能である。例えば固体電解質インクが提案されているが
(特開平1−104677公報、特開平1−10467
8公報等)、従来の固体電解質はイオン伝導度が不十分
でかつ、薄膜のパターン化が困難で、特に集積化、積層
化、パターン化といった高度な応用を行うことは難かし
かった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は前記問題点を
解決し、電気化学素子の集積化、積層化、パターン化、
生産性の向上に優れる導電性組成物および電気化学素子
を提供することをその課題とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者らは上記事情に
鑑み、電気化学素子の集積化、積層化、パターン化、お
よび生産性の向上について鋭意検討を重ねた結果、本発
明に至った。即ち、特定の組成の固体電解質が高い導電
性を有するパターンに適しており、導電性組成物を印刷
等により特定のパターンを形成し、硬化せしめることに
より固体電解質層とし、電気化学素子の信頼性の向上、
漏液、短絡の防止性に優れ、電気化学素子の集積化、生
産性の向上を図ることができる。また、少なくとも電解
液と、チクソ化剤と、重合性化合物からなる導電性組成
物の粘性が塗工性、印刷性に大きく影響し、更にチクソ
化剤の添加が塗工性の向上に有効であり、その導電性組
成物をスクリーン印刷して硬化せしめることにより導電
性パターンをもつ電気化学素子を提供できることを見い
だした。即ち、本発明は電解質塩(a)1〜40重量
%、下記チクソ化剤(b1)1〜40重量%、下記熱重
合性成分(c1)少なくとも10重量%および溶媒
(d)からなり、固体電解質形成性を有することを特徴
とする導電性組成物。チクソ化剤(b1):炭酸カルシ
ウム、セルロース誘導体、霧状シリカ、水添ヒマシ油、
ジベンジリデンソルビトール、ワックス、アミド類およ
びアミノ酸誘導体からなる群から選ばれたチクソ化剤。
熱重合性成分(c1):ポリオールとポリイソシアネー
トとの組合せからなる熱重合性成分;電解質塩(a)1
〜40重量%、下記チクソ化剤(b2)1〜40重量
%、活性光線重合性化合物(c2)少なくとも10重量
%、光重合性開始剤(c3)および溶媒(d)からな
り、固体電解質形成性を有することを特徴とする導電性
組成物。チクソ化剤(b2):セルロース誘導体、霧状
シリカ、ジベンジリデンソルビトールおよびアミノ酸誘
導体からなる群から選ばれたチクソ化剤。;基板上に導
電性組成物をパターン状に印刷し、加熱または活性光線
により硬化せしめた固体電解質を有する電気化学素子で
ある。
【0005】本発明における電気化学素子としてはコン
デンサー、電池、キャパシター、エレクトロクロミック
素子、電気化学ダイオード(ソイオンダイオード)、電
気化学FET、センサー等を例示することができる。
【0006】本発明において、電解質塩(a)としては
通常の電気化学素子に用いるものであれば、特に制限は
ないが、例えばLiClO4 、LiBF4 、LiAS F
6 、LiPF6 、LiSb F6 、LiCF3 SO3 、L
iCF3 COO、NaClO4 、NaBF4 、NaSC
N、KBF4 、Mg(ClO4 2 、Mg(B
4 2 、(C4 9 4 NBF4 、(C2 5 4
BF4 、(C4 9 4 NClO4 等の1種あるいは2
種以上が挙げられる。添加量は溶媒1リットルに対し通
常0.5モル〜7モル、好ましくは1モル〜5モルであ
る。この範囲外ではイオン伝導度が低下する。
【0007】本発明において、チクソ化剤(b1)とし
ては炭酸カルシウム、セルロース誘導体、霧状シリカ、
水添ヒマシ油、ジベンジリデンソルビトール、ワック
ス、アミド類およびアミノ酸誘導体等が挙げられる。こ
れらのうちセルロース誘導体、霧状シリカ、水添ヒマシ
油、アミド類(脂肪酸アミド、メチロールアミド、置換
尿素等)およびアミノ酸誘導体が好ましい。
【0008】本発明において、ポリオールとしては「ポ
リウレタン樹脂ハンドブック」(日刊工業新聞社発行)
99頁〜119頁記載のポリエーテルポリオール、ポリ
エステルポリオール、ポリシロキサンポリオール、末端
アミンポリオールなどがあげられる。これらのうち好ま
しいものは分子量が1000〜10000のポリエーテ
ルポリオールおよびポリエステルポリオールである。こ
の範囲外では良好な力学的強度を示さない。
【0009】ポリオールには必要に応じて架橋剤を併用
してもよい。その例としては前記書籍122頁〜123
頁記載の架橋剤のうちエチレングリコール、1, 4−ブ
タンジオール、トリメチロールプロパンおよび3, 3'
−ジクロロ−4, 4' −ジアミノジフェニルメタンが好
ましい。
【0010】本発明において、ポリイソシアネートとし
ては、従来ポリウレタンの製造に使用されているものが
使用できる。具体的には「ポリウレタン樹脂ハンドブッ
ク」(日刊工業新聞社発行)74頁〜82頁に記載のポ
リイソシアネートのうちTDI、MDI、HDI、IP
DIおよびこれらからのプレポリマーが好ましい。ポリ
イソシアネートのNCO%は通常48%以下、好ましく
は40%以下である。この範囲では固体電解質の力学的
強度が良好である。
【0011】本発明において、ラクトン類としてはγ−
ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、δ−バレロラク
トン、3−メチル−1, 3−オキサゾリジン−2−オ
ン、3−エチル−1, 3−オキサゾリジン−2−オン等
が挙げられる。またカーボネート類としてはプロピレン
カーボネート、エチレンカーボネート、スチレンカーボ
ネート等が挙げられる。ラクトン類とカーボネート類を
併用してもよい。これらのうち、好ましいものはγ−ブ
チロラクトンおよびプロピレンカーボネートである。
【0012】熱重合性成分の反応に際して触媒を使用し
てもよい。その具体例はトリエチレンジアミン、スタナ
スオクトエート等である。この触媒は通常、ポリオール
に添加される。添加量の限定は特になく必要に応じて決
められる。
【0013】熱重合性成分(c1)として好ましいもの
はポリオールとポリイソシアネートとの組合せである。
【0014】本発明において活性光線重合性化合物(c
2)としては(メタ)アクリレート(e)およびポリエ
ン(f)とポリチオール(g)が挙げられ、ポリエン
(f)とポリチオール(g)は組み合わせて使用され
る。
【0015】(メタ)アクリレート(e)としては単官
能(メタ)アクリレート(e1)、多官能(メタ)アク
リレート(e2)が挙げられる。
【0016】単官能(メタ)アクリレート(e1)とし
てはアルキル(メタ)アクリレート[メチル(メタ)ア
クリレート、ブチル(メタ)アクリレート、トリフルオ
ロエチル(メタ)アクリレート等]、複素環式(メタ)
アクリレート[テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリ
レート等]、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート
[ヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシプロピル
アクリレート等]、ヒドロキシポリオキシアルキレン
(オキシアルキレン基の炭素数は好ましくは1〜4)
(メタ)アクリレート[ヒドロキシポリオキシエチレン
(メタ)アクリレート、ヒドロキシポリオキシプロピレ
ン(メタ)アクリレート等]およびアルコキシ(アルコ
キシ基の炭素数は好ましくは1〜4)(メタ)アクリレ
ート[メトキシエチルアクリレート、エトキシエチルア
クリレート、フェノキシエチルアクリレート等]があげ
られる。(e1)のうち好ましいものはアルコキシ(ア
ルコキシ基の炭素数は好ましくは1〜4)アクリレート
および複素環式アクリレートである。
【0017】多官能(メタ)アクリレート(e2)とし
ては、例えばUV、EB硬化技術((株)総合技術セン
ター発行)142頁〜152頁記載の光重合性モノマー
および光重合性プレポリマーが挙げられる。このうち3
官能以上の光重合性モノマー、光重合性プレポリマー
(トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエ
リスリトール(トリ)ペンタアクリレート、ジペンタエ
リスリトールヘキサアクリレート等)が好ましい。
【0018】単官能(メタ)アクリレート(e1)に多
官能(メタ)アクリレート(e2)を混合して使用して
もよい。
【0019】ポリエン(f)としてはポリアリルエーテ
ル化合物(f1)、ポリアリルエステル化合物(f2)
などがあげられる。
【0020】ポリアリルエーテル化合物(f1)の例と
してはアリルアルコールにエポキシ化合物[エチレンオ
キサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイ
ド、スチレンオキサイド、シクロヘキセンオキサイド、
エピハロヒドリン、アリルグリシジルエーテル等]を付
加した化合物が挙げられる。このうち好ましいものはア
リルアルコールにエチレンオキサイド、プロピレンオキ
サイドを付加した化合物である。
【0021】ポリアリルエステル化合物(f2)として
はアリルアルコールまたは上記のポリアリルエーテル化
合物(f1)とカルボン酸との反応生成物があげられ
る。カルボン酸の例としてはモノカルボン酸(酢酸、プ
ロピオン酸、酪酸、オクタン酸、ラウリン酸、ステアリ
ン酸、オレイン酸、安息香酸等)、ジカルボン酸(アジ
ピン酸、フタル酸等)があげられる。このうち好ましい
ものはポリアリルエーテル化合物(f1)と多価カルボ
ン酸の反応生成物である。
【0022】ポリチオール(g)としては例えば液状ポ
リサルファイド(g1)、ポリチオール化合物(g2)
およびメルカプトカルボン酸エステル(g3)があげら
れる。
【0023】液状ポリサルファイド(g1)としてはチ
オコールLPシリーズ(東レチオコール(製))が挙げ
られ、平均分子量は4000以下のものである。
【0024】ポリチオール化合物(g2)の例としては
メタン(ジ)チオール、エタン(ジ)チオール等があげ
られる。
【0025】メルカプトカルボン酸エステル(g3)と
してはメルカプトカルボン酸と多価アルコールのエステ
ル化反応またはメルカプトカルボン酸アルキルエステル
と上記記載の多価アルコールのエステル交換反応により
得られる化合物が挙げられる。メルカプトカルボン酸の
例としては2−メルカプト酢酸、3−メルカプトプロピ
オン酸等があげられる。多価アルコールの例としてはエ
チレングリコール、トリメチロールプロパン、グリセリ
ン、ペンタエリスリトール、ショ糖等およびこれらのア
ルキレンオキサイド付加物(エチレンオキサイド、プロ
ピレンオキサイド、ブチレンオキサイド等)があげられ
る。多価アルコールとして好ましものは3価以上の多価
アルコールでアルキレンオキサイド付加物を含まないも
のである。メルカプトカルボン酸アルキルエステルの例
としては2−メルカプト酢酸エチルエステル、3−メル
カプトプロピオン酸メチルエステル等が挙げられる。
【0026】活性光線重合性化合物(c2)としては
(メタ)アクリレート(e)が好ましい。
【0027】本発明において、光重合開始剤(c3)と
してはカルボニル化合物{ベンゾイン類[ベンゾイン、
ベゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、
ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチ
ルエーテル、α−メチルベンゾイン、α−フェニルベン
ゾイン等]、アントラキノン類[アントラキノン、メチ
ルアントラキノン、クロルアントラキノン等]、その他
の化合物[ベンジル、ジアセチル、アセトフェノン、ベ
ンゾフェノン、メチルベンゾイルフォーメート等]}、
硫黄化合物{ジフェニルサルファイド、ジフェニルスル
フィド、ジチオカーバメート等}、多縮合環系炭化水素
のハロゲン化物{α−クロルメチルナフタリン等}、色
素類{アクリルフラビン、フルオレセン等}、金属塩類
{塩化鉄、塩化銀等}、オニウム塩類{p−メトキシベ
ンゼンジアゾニウム、ヘキサフルオロフォスフェート、
ジフェニルアイオドニウム、トリフェニルスルフォニウ
ム等}などが挙げられる。これらは単独でも、あるいは
2種以上の混合物としても使用できる。これらのうちカ
ルボニウム化合物、硫黄化合物およびオニウム塩類が好
ましい。必要によりラジカル開始剤[アゾビスイソブチ
ロニトリル、ベンゾイルパーオキサイド等]も併用でき
る。
【0028】本発明において、チクソ化剤(b2)とし
てはセルロース誘導体、霧状シリカ、ジベンジリデンソ
ルビトールが好ましく、セルロース誘導体のうちヒドロ
キシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロー
ス、ヒドロキシプロピルメチルセルロースがさらに好ま
しい。
【0029】活性光線重合性化合物(c2)に増感剤、
貯蔵安定剤も必要により併用できる。その具体例として
は「UV、EB硬化技術((株)総合技術センター発
行)」158頁〜159頁記載の増感剤、貯蔵安定剤の
うち前者として尿素、ニトリル化合物[N, N−ジ置換
−p−アミノベンゾニトリル等]、燐化合物[トリ−n
−ブチルホスフィン等]が好ましく、後者として第4級
アンモニウムクロライド、ベンゾチアゾールおよびハイ
ドロキノンが好ましい。
【0030】本発明において溶媒(d)としては水、ア
ミド溶媒(N- メチルホルムアミド、N, N−ジメチル
ホルムアミド、N−メチルアセトアミド、N−メチルピ
ロジリノン等)、アルコール溶媒(メタノール、エタノ
ール等)、多価アルコール溶媒(エチレングリコール、
プロピレングリコール、ジエチレングリコール、1,4
−ブタンジオール、グリセリン、ポリエチレンオキシ
ド、ポリプロピレンオキシド等)、エーテル溶媒(メチ
ラール、1,2−ジメトキシエタン、1−エトキシ−2
−メトキシエタン、1, 2−ジエトキシエタン等)、ラ
クトン溶媒(γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクト
ン、δ−バレロラクトン、3−メチル−1,3−オキサ
ゾリジン−2−オン、3−エチル−1, 3−オキサゾリ
ジン−2−オン等)、カーボネート溶媒(プロピレンカ
ーボネート、エチレンカーボネート、スチレンカーボネ
ート等)、ニトリル溶媒(アセトニトリル、3−メトキ
シプロピオニトリル等)、フラン溶媒(2, 5−ジメト
キシテトラヒドロフラン等)、イミダゾリジノン溶媒
(1, 3−ジメチル−2−イミダゾリジノン等)、ピロ
リドン溶媒等およびこれらの2種以上の併用が挙げられ
る。これらのうち水、アルコール溶媒、カーボネート溶
媒、エーテル溶媒、ラクトン溶媒、ニトリル溶媒および
フラン溶媒が好ましい。
【0031】本発明の導電性組成物の成分の配合比につ
いて記載する。電解質塩(a)は導電性組成物中(以下
の数字はこの基準による)、通常1〜40重量%、好ま
しくは10〜35重量%である。チクソ化剤(b1およ
びb2)は通常1〜40重量%、好ましくは5〜30重
量%である。熱重合性成分(c1)および活性光線重合
性化合物(c2)は通常10〜100重量%、好ましく
は20〜80重量%である。溶媒(d)は通常0〜90
重量%、好ましくは20〜80重量%である。この範囲
外ではイオン伝導度、パターン形成性等が悪くなる。光
重合開始剤(c3)は活性光線重合性化合物(c2)に
対して通常0.1〜10重量%、好ましくは0.5〜7
重量%である。この範囲外では適度な反応性が得られな
い。増感剤および貯蔵安定剤は活性光線重合性化合物
(c2)100部に対し通常0.1〜5部である。
【0032】本発明において、基板としては特に限定は
ないが、通常、ガラス、セラミック、金属、紙、プラス
チック等が挙げられる。またこれらの基板上にインジウ
ム錫オキサイド、金属(金、銀、銅等)、カーボン、導
電性高分子(ポリアニリン、ポリピロール等)などを塗
布した導電性基板も挙げられる。
【0033】本発明の電気化学素子の製法としては直接
法と間接法がある。直接法としては電気化学素子を配置
した基板上へ熱重合性化合物を含む導電性組成物を必
要な部分にのみ、スクリーン印刷等により塗布した後、
熱重合反応を行い固体電解質を形成する方法、活性光
線重合性化合物を含む電解液組成物を塗布後、必要な部
分のみに活性光線を照射して固体電解質を形成する方法
(ホトリソグラフィー法)、揮発性溶媒および高分子
を含む導電性組成物をスクリーン印刷等により特定パタ
ーンに塗布後、溶媒を揮発させ固体電解質を形成する方
法が挙げられる。間接法としては、予め特定パターン
を持った固体電解質を作製し、この固体電解質を電気化
学素子を配置した基板へ転写する方法が挙げられる。こ
れらのうちで固体電解質のイオン伝導度、電気化学素子
と固体電解質との界面抵抗の低減および固体電解質パタ
ーンの再現性、量産性の面からあるいはの方法が好
ましい。
【0034】
【実施例】以下、実施例により更に本発明を説明する
が、本発明はこれに限定されるものではない。
【0035】導電性組成物1 プロピレンカーボネート及び1, 2−ジメトキシエタン
を各々重量比6:4の割合で混合した溶媒に3モル/リ
ットルの割合でLiBF4 を溶解せしめて得た電解液を
69.2重量%、エトキシジエチレングリコールアクリ
レートを20.0重量%、メチルベンゾイルフォーメー
トを0.8重量%、チクソ化剤(ヒドロキシプロピルセ
ルロース)10.0重量%を混合した。
【0036】導電性組成物2 プロピレンカーボネート及び1, 2−ジメトキシエタン
を各々重量比6:4の割合で混合した溶媒に3モル/リ
ットルの割合でLiBF4 を溶解せしめて得た電解液を
75.6重量%、エトキシジエチレングリコールアクリ
レートを13.5重量%、トリメチロールプロパントリ
アクリレート0.2重量%、メチルベンゾイルフォーメ
ートを0.7重量%、チクソ化剤(ヒドロキシプロピル
セルロース)10.0重量%を混合した。
【0037】導電性組成物3 プロピレンカーボネート、γ−ブチルラクトン及び1,
2−ジメトキシエタンを各々重量比7:1:2の割合で
混合した溶媒に3モル/リットルの割合でLiBF4
溶解せしめて得た電解液を61.8重量%、テトラヒド
ロフルフリルアクリレートを30.0重量%、メチルベ
ンゾイルフォーメートを1.2重量%の割合で混合し、
チクソ化剤(ヒドロキシプロピルセルロース)7.0重
量%を混合した。
【0038】導電性組成物4 γ−ブチルラクトンに3モル/リットルの割合でLiB
F4 を溶解せしめて得た電解液を62.9重量%、ポリ
オキシアルキレンポリオール(グリセリンにエチレンオ
キサイド/プロピレンオキサイド=8/2(重量比)を
付加重合して得た分子量3000のもの)を27.6重
量%、ジブチル錫ジラウレート0.1重量%、チクソ化
剤(水添ヒマシ油)を7.0重量%とトリレンジイソシ
アネート2.4重量%からなるもの。これは、電解質塩
重量:チクソ化剤重量=2.2:1である。
【0039】導電性組成物5 プロピレンカーボネート及び1, 2−ジメトキシエタン
を各々重量比6:4の割合で混合した溶媒に1モル/リ
ットルの割合で過塩素酸テトラブチルアンモニウムを溶
解せしめて得た電解液を46.2重量%、エトキシジエ
チレングリコールアクリレートを45.0重量%、メチ
ルベンゾイルフォーメートを1.8重量%の割合で混合
し、チクソ化剤(ヒドロキシプロピルセルロース)7.
0重量%を混合した。
【0040】導電性組成物6 プロピレンカーボネート及び1, 2−ジメトキシエタン
を各々重量比6:4の割合で混合した溶媒に1.5モル
/リットルの割合でテトラフルオロホウ酸テトラブチル
アンモニウムを溶解せしめて得た電解液を48.4重量
%、エトキシジエチレングリコールアクリレートを4
0.0重量%、メチルベンゾイルフォーメートを1.6
重量%の割合で混合し、チクソ化剤(ヒドロキシプロピ
ルセルロース)7.0重量%を混合した。
【0041】導電性組成物7 プロピレンカーボネート及び1, 2−ジメトキシエタン
を各々重量比6:4の割合で混合した溶媒に1.0モル
/リットルの割合でテトラフルオロホウ酸テトラブチル
アンモニウムを溶解せしめて得た電解液を48.4重量
%、フルフリルアクリレートを40.0重量%、メチル
ベンゾイルフォーメートを1.6重量%の割合で混合
し、チクソ化剤(ヒドロキシプロピルセルロース)1
0.0重量%を混合した。
【0042】導電性組成物8 プロピレンカーボネート、γ−ブチルラクトン及び1,
2−ジメトキシエタンを各々重量比7:1:3の割合で
混合した溶媒に1.0モル/リットルの割合でテトラフ
ルオロホウ酸テトラエチルアンモニウムを溶解せしめて
得た電解液を42.0重量%、エトキシジエチレングリ
コールアクリレートを50.0重量%、、メチルベンゾ
イルフォーメートを2.0重量%の割合で混合し、チク
ソ化剤(ヒドロキシプロピルセルロース)6.0重量%
を混合した。
【0043】導電性組成物9 プロピレンカーボネート及び1, 2−ジメトキシエタン
を各々重量比6:4の割合で混合した溶媒に2.0モル
/リットルの割合でテトラフルオロホウ酸テトラブチル
アンモニウムを溶解せしめて得た電解液を48.4重量
%、エトキシジエチレングリコールアクリレートを4
0.0重量%、メチルベンゾイルフォーメートを1.6
重量%の割合で混合し、チクソ化剤(ヒドロキシプロピ
ルセルロース)10.0重量%を混合した。
【0044】実施例1 図1に示すエレクトロクロミック素子を製造した。透明
ガラス基板(6)にITO(5)を蒸着し透明電極とし
た。エレクトロクロミー層(3)として、通電量40m
C/cm2 で電解重合したポリアニリンを使用した。こ
のエレクトロクロミー層(3)に導電性組成物1をスク
リーン印刷で図3に示すようなパターンを印刷し、高圧
水銀灯により活性光線を照射して固体電解質層(2)を
形成し、シール材(1)で封止した。次に透明ガラス基
板(8)上にITO(7)を蒸着した対向極を加圧圧着
した。透明電極を正極とし2Vを印加したところ、パタ
ーン化した固体電解質の部分のみが数百ミリ秒〜数秒で
着色し、−0.3Vを印加したところ速やかに消色し
た。
【0045】実施例2 実施例1においてエレクトロクロミー層(3)にポリア
ニリンの代わりにポリ3メチルチオフェンを用いる以外
は実施例1と同様にしてエレクトロクロミック素子を製
造した。透明電極を正極として2.5Vを印加したとこ
ろ、パターン化した固体電解質の部分のみが数百ミリ秒
〜数秒で青色に着色し、−0.3Vを印加したところ速
やかに赤色に変化した。
【0046】実施例3 エレクトロクロミー層(3)として、WO3 を400n
m蒸着したものを用いた。このエレクトロクロミー層
(3)の上に導電性組成物2をスクリーン印刷で図3に
示すようなパターンを印刷し、高圧水銀灯により活性光
線を照射して固体電解質層(2)を形成した以外は、実
施例1と同様な構造のエレクトロクロミック素子を製造
した。透明電極を負極として2Vを印加したところ、パ
ターン化した固体電解質の部分のみが数百ミリ秒〜数秒
で濃紺色に着色し、逆電界を印加したところ速やかに淡
黄色に変化した。
【0047】実施例4 図2の構造のエレクトロクロミック素子を製造した。透
明ガラス基板(6)に真空蒸着法により、In23
蒸着した(5)。この上にエレクトロクロミー層(3)
としてWO3 を400nm蒸着した。この上にスクリー
ン印刷により図3のような導電性組成物1のパターンを
印刷した。さらに高圧水銀灯により活性光線を照射し
て、パターンを有する固体電解質層(2)を設けた。次
に対向電極(9)としてステンレス基板上にIrO2
スパッタ法により蒸着したものを加圧圧着し、シール材
(1)で封止した。対向電極(9)を正極として2Vを
印加したところ、パターン化した固体電解質の部分のみ
が数百msec〜数secで着色し、逆電界をかけると
速やかに消色した。
【0048】実施例5 図1と同様な構造のエレクトロクロミック素子を製造し
た。透明ガラス基板(6)に真空蒸着法により、In2
3 を蒸着した(5)。この上にエレクトロクロミー層
(3)としてWO3 を400nm蒸着した。この上に導
電性組成物2をスピンコートした。これに図3のパター
ンマスクを用いて活性光線を露光し、固体電解質(2)
のパターンを設けた。未硬化の固体電解質組成物をアセ
トニトリルで洗浄、除去した。次に透明ガラス基板
(8)上にITO(7)を設けた対向電極を加圧圧着し
た。対向電極を正極とし、2Vを印加したところ、パタ
ーン化した固体電解質の部分のみが数百msec〜数s
ecで着色し、逆電界をかけると速やかに消色した。
【0049】実施例6 図2のエレクトロクロミック素子を製造した。導電性組
成物3、対向電極(9)として塩化第2鉄とフェリシア
ン化カリウムを混合した水溶液にステンレスを浸漬し、
5μA/cm2 で電解還元して得たプルシアンブルー−
ステンレス電極を用いる以外は実施例4と同様のエレク
トロクロミック素子を製造した。対向電極(9)を正極
とし2Vを印加したところ、パターン化した固体電解質
の部分のみが数百msec〜数secで着色し、逆電界
をかけると速やかに消色した。
【0050】実施例7 導電性組成物4を用い、固体電解質層(2)として、ス
クリーン印刷により図3のようなパターンを印刷した以
外は実施例4と同様にしてエレクトロクロミック素子を
製造した。対向電極(9)を正極とし、2Vを印加した
ところ、パターン化した固体電解質の部分のみが数百m
sec〜数secで着色し、逆電界をかけると速やかに
消色した。
【0051】実施例8〜12 導電性組成物5〜9を用いる以外は実施例1と同様にし
てエレクトロクロミック素子を製造した。いずれのエレ
クトロクロミック素子も透明電極を正極にして2Vを印
加したところ、パターン化した固体電解質の部分のみが
数百msec〜数secで着色し、−0.3Vを印加し
たところ速やかに消色した。
【0052】
【発明の効果】本発明の導電性組成物および電気化学素
子は電気化学素子がパターン化された固体電解質を有
し、その固体電解質が電解液と、チクソ化剤と、重合性
化合物からなる導電性組成物の硬化物からなることか
ら、電気化学素子の集積化、積層化、パターン化等に効
果を発揮するので、コンデンサー、電池、キャパシタ
ー、エレクトロクロミック素子、センサー、電気化学ダ
イオード(ソイオンダイオード)、電気化学FET等の
軽量化、小型化および生産性の向上に貢献できるという
効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 エレクトロクロミック素子の断面図である。
【図2】 エレクトロクロミック素子の断面図である。
【図3】 パターンの図である。
【符号の説明】
1 …… シール材 2 …… 固体電解質層 3 …… エレクトロクロミー層 4 …… エレクトロクロミー層 5 …… ITO 6 …… 透明ガラス基板 7 …… ITO 8 …… 透明ガラス基板 9 …… 対向電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加幡 利幸 東京都太田区中馬込1丁目3番6号 株 式会社リコー内 (56)参考文献 特開 平2−138364(JP,A) 特開 昭46−7423(JP,A) 特開 昭62−48716(JP,A) 特開 平1−124903(JP,A) 特開 昭51−7036(JP,A) 特開 昭63−94501(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01B 1/06 C08L 75/04 H01M 6/18 H01M 10/40

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電解質塩(a)1〜40重量%、下記チ
    クソ化剤(b1)1〜40重量%、下記熱重合性成分
    (c1)少なくとも10重量%および溶媒(d)からな
    り、固体電解質形成性を有することを特徴とする導電性
    組成物。 チクソ化剤(b1):炭酸カルシウム、セルロース誘導
    体、霧状シリカ、水添ヒマシ油、ジベンジリデンソルビ
    トール、ワックス、アミド類およびアミノ酸誘導体から
    なる群から選ばれたチクソ化剤。 熱重合性成分(c1):ポリオールとポリイソシアネー
    トとの組合せからなる熱重合性成分。
  2. 【請求項2】 電解質塩(a)1〜40重量%、下記チ
    クソ化剤(b2)1〜40重量%、活性光線重合性化合
    物(c2)少なくとも10重量%、光重合性開始剤(c
    3)および溶媒(d)からなり、固体電解質形成性を有
    することを特徴とする導電性組成物。チクソ化剤(b
    2):セルロース誘導体、霧状シリカ、ジベンジリデン
    ソルビトールおよびアミノ酸誘導体からなる群から選ば
    れたチクソ化剤。
  3. 【請求項3】 基板上に請求項1記載の導電性組成物を
    パターン状に印刷し、加熱硬化せしめた固体電解質を有
    する電気化学素子。
  4. 【請求項4】 基板上に請求項2記載の導電性組成物を
    パターン状に印刷し、活性光線で硬化せしめた固体電解
    質を有する電気化学素子。
  5. 【請求項5】 該印刷がスクリーン印刷である請求項3
    または4記載の電気化学素子。
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