JP3290229B2 - Battery - Google Patents

Battery

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JP3290229B2
JP3290229B2 JP02626993A JP2626993A JP3290229B2 JP 3290229 B2 JP3290229 B2 JP 3290229B2 JP 02626993 A JP02626993 A JP 02626993A JP 2626993 A JP2626993 A JP 2626993A JP 3290229 B2 JP3290229 B2 JP 3290229B2
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茂男 森
武田一成
井土秀一
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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】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、イオン伝導性に優れた
高分子固体電解質を用いた電池に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a battery using a solid polymer electrolyte having excellent ionic conductivity.

【0002】[0002]

【従来の技術】最近のマイクロエレクトロニクス化は、
各種電子機器のメモリーバックアップ用電源に代表され
るように、電池の電子機器内収納、エレクトロニクス素
子および回路との一体化に伴って、電池の小型化、軽量
化、薄型化とさらに高エネルギー密度を有する電池とが
要望されている。1次電池の分野では、既にリチウム電
池などの小型、軽量の電池が実用化されているが、その
用途分野は限られたものである。そこで、従来の鉛電
池、ニッケル−カドミウム電池に代わる電池として、よ
り小型軽量化が可能な非水電解液を用いた二次電池が注
目されているが、電極活物質のサイクル特性、自己放電
特性などの実用物性を満足するものは見いだされていな
い。
2. Description of the Related Art Recent microelectronics are
As typified by the power supply for memory backup of various electronic devices, as batteries are stored in electronic devices and integrated with electronic elements and circuits, batteries have become smaller, lighter, thinner and have higher energy density. There is a demand for a battery having the same. In the field of primary batteries, small and lightweight batteries such as lithium batteries have already been put into practical use, but their application fields are limited. Therefore, secondary batteries using non-aqueous electrolytes, which can be made smaller and lighter, have attracted attention as alternatives to conventional lead batteries and nickel-cadmium batteries. Nothing that satisfies practical properties such as has been found.

【0003】そこで、本発明者等は、イオン伝導性高分
子化合物薄膜を使用して、小型軽量で高エネルギー密度
を有する薄型電池〔単位セル当たりの厚さが100〜5
00μm (シート状電池)〕を製造することを検討して
いるが、上記イオン伝導性高分子化合物を薄膜化して使
用する場合に、それに充分匹敵する品質を有する薄膜状
金属リチウムを作成することが技術的に多少困難なこ
と、電池の製造工程が複雑となることが問題となってき
た。更に、二次電池として使用する場合、リチウムのデ
ンドライトの生成および界面の不動態化と言った問題が
原因で、金属リチウムの使用が制限されるといった問題
も生じてきた。
Therefore, the present inventors have proposed a thin battery having a small and light weight and a high energy density (thickness per unit cell of 100 to 5) using an ion conductive polymer compound thin film.
00 μm (sheet-shaped battery)], but when the ion-conductive polymer compound is used in the form of a thin film, it is necessary to produce a thin-film metallic lithium having a quality sufficiently comparable to that. Some technical difficulties and complicated battery manufacturing processes have become problems. Further, when used as a secondary battery, there has been a problem that the use of metallic lithium is limited due to problems such as generation of lithium dendrite and passivation of the interface.

【0004】そのため、リチウム−アルミニウム、リチ
ウム−鉛、リチウム−スズ合金に代表されるリチウム金
属含有合金の研究が盛んに行われている。しかしなが
ら、リチウム−アルミニウム合金に代表されるように、
これらの合金は合金の強度が低いため、充放電の繰り返
しによって電極のわれや微細化を生じることからサイク
ル特性の向上にはなっていない。
[0004] Therefore, researches on lithium metal-containing alloys represented by lithium-aluminum, lithium-lead, and lithium-tin alloys have been actively conducted. However, as represented by a lithium-aluminum alloy,
Since the strength of these alloys is low, the electrodes are cracked or miniaturized by repeated charging and discharging, and thus the cycle characteristics are not improved.

【0005】また、他のリチウムのデンドライト生成を
抑制する方法としては、電解質塩の選択、セパレータの
改善などの検討が試みられており、セパレータに関して
は従来から使用されているポリプロピレン製不織布、ガ
ラス繊維製不織布などを積層することにより、リチウム
デンドライトの抑制が試みられているが、本質的な解決
には至っていない。
As other methods for suppressing the generation of dendrite of lithium, studies have been made on the selection of an electrolyte salt, improvement of a separator, and the like. Attempts have been made to suppress lithium dendrite by laminating nonwoven fabrics and the like, but the solution has not been essentially solved.

【0006】従って、現在多くの研究機関においては、
電極活物質として層状化合物のインターカレーション、
またはドーピング現象を利用したものについて特に研究
されており、これらは、その充電・放電における電気化
学反応の際に、理論的には複雑な化学反応を起こさない
ことから、極めて優れた充放電サイクル性能が期待され
る。
[0006] Therefore, in many research institutions at present,
Intercalation of layered compounds as electrode active material,
In particular, research has been conducted on the use of doping phenomena, which do not cause a complicated chemical reaction in the course of the electrochemical reaction in charge and discharge, and therefore have extremely excellent charge-discharge cycle performance. There is expected.

【0007】一方、従来、電気化学反応を利用した電池
や電池以外の電気化学デバイス、すなわち電気二重層キ
ャパシタ、エレクトロクロミック素子などの電解質とし
ては、一般的に液体電解質、特に有機電解液にイオン性
化合物を溶解したものが用いられてきたが、液体電解質
は、部品外部への液漏れ、電極物質の溶出、揮発などが
発生しやすいため、長期信頼性などの問題や、封口工程
での電解液の飛散などが問題となった。
On the other hand, conventionally, as a battery utilizing an electrochemical reaction or an electrochemical device other than a battery, that is, an electrolyte such as an electric double layer capacitor or an electrochromic element, a liquid electrolyte, particularly an organic electrolyte, is generally ionic. Liquid compounds have been used, but liquid electrolytes are liable to leak out of components, elute and volatilize electrode materials, and have problems such as long-term reliability. Was a problem.

【0008】これら耐漏液性、長期保存性を改良するた
めには、高いイオン伝導性を有するイオン伝導性高分子
化合物すなわち固体電解質を使用するのが好ましいが、
従来のイオン伝導性高分子化合物の使用では、前述の如
く、電池の製造工程の複雑化、金属リチウムの使用の制
限等の問題があり、長期信頼性および安全性に優れ、し
かも高性能、高エネルギー密度を有する小型軽量電池を
提供することは困難であった。
In order to improve the liquid leakage resistance and the long-term storage stability, it is preferable to use an ion conductive polymer compound having a high ion conductivity, that is, a solid electrolyte.
As described above, the use of the conventional ion-conductive polymer compound has problems such as complicated battery manufacturing processes and restrictions on the use of lithium metal, and has excellent long-term reliability and safety, as well as high performance and high performance. It has been difficult to provide a small and lightweight battery having an energy density.

【0009】例えば、この種の固体電解質としては、末
端アクリロイル変性アルキレンオキシド重合体鎖を有す
る三官能性の高分子、低分子アルキレンオキシド共重合
体、ポリ塩化ビニル及び電解質塩などの組み合わせによ
る高分子固体電解質(特開平3−177409号公報)
や、同じく末端アクリロイル変性アルキレンオキシド重
合体と無機イオン塩及びプロピレンカーボネート等の有
機溶媒とを組み合わせた固体電解質(特開昭63−94
501号公報)などが知られているが、これらは、容量
的にも、機械強度的にも、問題があり、高エネルギー密
度を有する小型軽量電池の製造を可能とするものではな
かった。
For example, this type of solid electrolyte includes a trifunctional polymer having a terminal acryloyl-modified alkylene oxide polymer chain, a low-molecular alkylene oxide copolymer, a polymer obtained by combining polyvinyl chloride, an electrolyte salt, and the like. Solid electrolyte (JP-A-3-177409)
Also, a solid electrolyte obtained by combining a terminal acryloyl-modified alkylene oxide polymer with an inorganic ion salt and an organic solvent such as propylene carbonate (JP-A-63-9463)
No. 501) are known, but they have problems in terms of both capacity and mechanical strength, and have not been able to produce a small and lightweight battery having a high energy density.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、イオン伝導
性高分子化合物を改良し、液漏れの心配が全くなく、長
期信頼性および安全性に優れた、小型であっても、高性
能、高エネルギー密度を有する電池を提供することを課
題とする。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention is directed to an improved ion-conductive polymer compound, which is free from liquid leakage, has excellent long-term reliability and safety, is compact, has high performance, It is an object to provide a battery having a high energy density.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決することを目指して鋭意検討の結果、高分子電解
質として、ある特定数以上の単量体単位からなるアルキ
レンオキシド重合体鎖を有する三官能性末端アクリロイ
ル変性アルキレンオキシド重合体を用い、かつ、これに
特定割合の範囲の溶媒及び電解質塩を加えて、光・電子
などの活性放射線及び/又は加熱によって架橋すること
により、機械的強度に優れると共に、従来の電解液に匹
敵する電気伝導度を有し、溶媒のブリードアウトのない
固体電解質が得られること、及びこれを電池の固体電解
質に用いることにより優れた性能を有する電池が得られ
ることを見出し、本発明を完成した。
Means for Solving the Problems The present inventors have made intensive studies with the aim of solving the above-mentioned problems, and as a result, as a polymer electrolyte, an alkylene oxide polymer chain comprising a specific number or more of monomer units. By using a trifunctional terminal acryloyl-modified alkylene oxide polymer having the following formula, adding a solvent and an electrolyte salt in a specific ratio to the polymer, and crosslinking by actinic radiation such as photoelectrons and / or heating, Battery with excellent electrical strength, electrical conductivity comparable to conventional electrolytes, and a solid electrolyte free of solvent bleed-out, and excellent performance by using this as a solid electrolyte for batteries Were obtained, and the present invention was completed.

【0012】本発明の電池は、三官能性高分子化合物
を、電解質塩と共に溶媒に溶解し、活性放射線の照射及
び/又は加熱によって架橋して得られる固体電解質を使
用するものであり、上記三官能性高分子化合物として、
各々の官能性高分子鎖が一般式(1)で示される高分子
鎖である三官能性末端アクリロイル変性アルキレンオキ
シド重合体を使用し、かつ上記溶媒の使用量が該三官能
性末端アクリロイル変性アルキレンオキシド重合体に対
し220〜950重量%であることに特徴を有するもの
である。
The battery of the present invention uses a solid electrolyte obtained by dissolving a trifunctional polymer compound together with an electrolyte salt in a solvent and crosslinking by irradiation with actinic radiation and / or heating. As a functional polymer compound,
A trifunctional terminal acryloyl-modified alkylene oxide polymer in which each functional polymer chain is a polymer chain represented by the general formula (1) is used, and the amount of the solvent used is such that the trifunctional terminal acryloyl-modified alkylene is used. It is characterized in that it is 220 to 950% by weight based on the oxide polymer.

【0013】[0013]

【化2】 (式中、R'は炭素数1〜6のアルキル基、R"は水素又は
メチル基を示す。mおよびnはそれぞれ0または1以上
の数を示し、m+n≧35である。)
Embedded image (In the formula, R ′ represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, R ″ represents hydrogen or a methyl group. M and n each represent 0 or 1 or more, and m + n ≧ 35.)

【0014】本発明において、上記固体電解質は、電極
材料上に、上記重合体と電解質塩と溶媒からなる混合物
(以下、固体電解質組成物と述べる)をコーティング
し、活性放射線の照射及び/又は加熱によって架橋し
て、固体電解質層を形成した状態で使用されてもよい
が、電極活性物質と一体化して、複合電極に構成して使
用するのが好ましい。この場合、電解質層(セパレー
タ)及びカレントコレクターと接触する活性物質の実表
面積を増加させることが可能となり、サイクル特性が向
上した、高性能の電極を得ることができる。
In the present invention, the solid electrolyte is prepared by coating a mixture of the polymer, electrolyte salt and solvent (hereinafter referred to as a solid electrolyte composition) on an electrode material, and irradiating with active radiation and / or heating. May be used in a state where a solid electrolyte layer is formed by cross-linking, but it is preferable that the solid electrolyte layer is integrated with an electrode active material and used as a composite electrode. In this case, it is possible to increase the actual surface area of the active substance in contact with the electrolyte layer (separator) and the current collector, and it is possible to obtain a high-performance electrode with improved cycle characteristics.

【0015】代表的な電池の構成は、上記三官能性末端
アクリロイル変性アルキレンオキシド重合体を、電解質
塩と溶媒と正極活物質と混合し、活性放射線の照射及び
/又は加熱によって、架橋して得た正極活物質と一体化
した固体電解質を複合正極とし、この正極と負極の間
に、上記三官能性末端アクリロイル変性アルキレンオキ
シド重合体と電解質塩と溶媒の混合物を、活性放射線の
照射及び/又は加熱によって、架橋して得た固体電解質
をセパレータとして存在させたものである。
A typical battery configuration is obtained by mixing the above-mentioned trifunctional acryloyl-modified alkylene oxide polymer with an electrolyte salt, a solvent and a positive electrode active material, and irradiating with actinic radiation and / or heating to crosslink. The solid electrolyte integrated with the positive electrode active material is a composite positive electrode, between the positive electrode and the negative electrode, a mixture of the trifunctional terminal acryloyl-modified alkylene oxide polymer, an electrolyte salt, and a solvent is irradiated with actinic radiation and / or The solid electrolyte obtained by crosslinking by heating is present as a separator.

【0016】上記三官能性末端アクリロイル変性アルキ
レンオキシド重合体と電解質塩と溶媒を混合架橋して得
た固体電解質(イオン伝導性高分子化合物)の層をセパ
レータとして使用することにより、負極周辺におけるリ
チウムのデンドライト生成を抑制することが可能とな
り、更に、機械的強度に優れ、熱的、電気化学的に安定
なセパレータの提供が可能となる。
By using as a separator a layer of a solid electrolyte (ion conductive polymer compound) obtained by mixing and cross-linking the above trifunctional terminal acryloyl-modified alkylene oxide polymer, an electrolyte salt and a solvent, lithium around the negative electrode can be obtained. Can be suppressed, and a separator having excellent mechanical strength and being thermally and electrochemically stable can be provided.

【0017】本発明の電池に使用する固体電解質の原料
である「三官能性末端アクリロイル変性アルキレンオキ
シド重合体」は、例えばグリセロール、トリメチロール
プロパン等の三個の活性水素を有する化合物を出発物質
とし、これにアルキレンオキシド類を開環重合させて得
た三官能性アルキレンオキシド重合体に、更にアクリル
酸、メタクリル酸等の不飽和有機酸をエステル化反応さ
せるか、又はアクリル酸クロリド、メタクリル酸クロリ
ド等の酸クロリド類を脱塩酸反応させることによって得
られる化合物であり、具体的には、例えば次式(2)で
示される化合物が例示される。
The "trifunctional terminal acryloyl-modified alkylene oxide polymer", which is a raw material of the solid electrolyte used in the battery of the present invention, is obtained by starting from a compound having three active hydrogens such as glycerol and trimethylolpropane. A trifunctional alkylene oxide polymer obtained by ring-opening polymerization of an alkylene oxide is further subjected to an esterification reaction with an unsaturated organic acid such as acrylic acid or methacrylic acid, or acrylic acid chloride or methacrylic acid chloride. Is a compound obtained by subjecting acid chlorides such as the above to a dehydrochlorination reaction, and specific examples thereof include a compound represented by the following formula (2).

【0018】[0018]

【化3】 (式中、Rは三官能性出発物質の残基、R'は炭素数1〜
6のアルキル基、R"は水素又はメチル基を示す。mおよ
びnはそれぞれ0または1以上の数を示し、m+n≧3
5である。)
Embedded image Wherein R is the residue of a trifunctional starting material, R ′ is
6, an alkyl group R ″ represents hydrogen or a methyl group. M and n each represent 0 or a number of 1 or more, and m + n ≧ 3
5 )

【0019】上記三官能性アルキレンオキシド重合体の
合成に用いるアルキレンオキシド類としては、例えばエ
チレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシ
ド、1,2−エポキシヘキサン、1,2−エポキシオク
タン等を列挙できるが、とりわけエチレンオキシド、プ
ロピレンオキシド又はブチレンオキシドが好ましい。ま
た、その単量体単位数は、三官能性アルキレンオキシド
重合体の各官能性高分子鎖、すなわちポリアルキレンオ
キシド鎖について35以上が必要である。単量体単位数
が35未満である場合には、溶媒を該三官能性末端アク
リロイル変性アルキレンオキシド重合体に対し220重
量%以上混合して架橋することが困難であり、架橋物の
機械的物性が著しく劣ると共に、架橋物表面への溶媒の
ブリードアウトが激しい。
The alkylene oxides used in the synthesis of the trifunctional alkylene oxide polymer include, for example, ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, 1,2-epoxyhexane, 1,2-epoxyoctane and the like. Preference is given to ethylene oxide, propylene oxide or butylene oxide. Further, the number of monomer units is required to be 35 or more for each functional polymer chain of the trifunctional alkylene oxide polymer, that is, for the polyalkylene oxide chain. When the number of monomer units is less than 35, it is difficult to mix the solvent with the trifunctional terminal acryloyl-modified alkylene oxide polymer in an amount of 220% by weight or more to crosslink, and the mechanical properties of the crosslinked product are reduced. And the bleed out of the solvent on the surface of the crosslinked product is severe.

【0020】本発明の電池の固体電解質に用いる「溶
媒」としては、該三官能性末端アクリロイル変性アルキ
レンオキシド重合体に対し相溶性のあるものであれば、
いずれも好適に使用できるが、エチレンカーボネート、
プロピレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、ジメト
キシエタン、ジメチルスルホキシド、ジオキソラン、ス
ルホラン及び水からなる群から選ばれた一種又は二種以
上を使用するのが好ましい。
The "solvent" used for the solid electrolyte of the battery of the present invention may be any one which is compatible with the trifunctional terminal acryloyl-modified alkylene oxide polymer.
Either can be suitably used, but ethylene carbonate,
It is preferable to use one or more selected from the group consisting of propylene carbonate, γ-butyrolactone, dimethoxyethane, dimethyl sulfoxide, dioxolan, sulfolane and water.

【0021】上記溶媒の三官能性末端アクリロイル変性
アルキレンオキシド重合体に対する割合は、220〜9
50重量%であり、220重量%未満の場合には、得ら
れる固体電解質の伝導度が低い。逆に950重量%を越
えると、含浸物の機械的強度が著しく低下する。
The ratio of the solvent to the trifunctional terminal acryloyl-modified alkylene oxide polymer is from 220 to 9
When it is 50% by weight and less than 220% by weight, the conductivity of the obtained solid electrolyte is low. Conversely, if the content exceeds 950% by weight, the mechanical strength of the impregnated material is significantly reduced.

【0022】本発明の電池の固体電解質に用いる「電解
質塩」は、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、硝酸リチウム、チオシアン酸リチ
ウム、過塩素酸リチウム、トリフロロメタンスルホン酸
リチウム、四ホウフッ化リチウム、ビストリフロロメチ
ルスルホニルイミドリチウム、トリストリフロロメチル
スルホニルメチドリチウム、チオシアン酸ナトリウム、
過塩素酸ナトリウム、トリフロロメタンスルホン酸ナト
リウム、四ホウフッ化ナトリウム、チオシアン酸カリウ
ム、過塩素酸カリウム、トリフロロメタンスルホン酸カ
リウム、四ホウフッ化カリウム、チオシアン酸マグネシ
ウム、過塩素酸マグネシウム及びトリフロロメタンスル
ホン酸マグネシウムからなる群から選ばれた少なくとも
一種であり、該電解質塩の使用量は、上記溶媒に対して
1〜30重量%であるのが好ましい。
The "electrolyte salt" used for the solid electrolyte of the battery of the present invention includes lithium fluoride, lithium chloride, lithium bromide, lithium iodide, lithium nitrate, lithium thiocyanate, lithium perchlorate, trifluoromethanesulfonic acid. Lithium, lithium tetrafluoroborate, lithium bistrifluoromethylsulfonylimide, lithium tristrifluoromethylsulfonylmethide, sodium thiocyanate,
Sodium perchlorate, sodium trifluoromethanesulfonate, sodium tetrafluorofluoride, potassium thiocyanate, potassium perchlorate, potassium trifluoromethanesulfonate, potassium tetrafluorofluoride, magnesium thiocyanate, magnesium perchlorate and trifluoromethane It is at least one selected from the group consisting of magnesium sulfonates, and the amount of the electrolyte salt used is preferably 1 to 30% by weight based on the solvent.

【0023】本発明の電池で使用する固体電解質は、三
官能性末端アクロイル変性アルキレンオキシド重合体と
電解質塩と溶媒を含む均一混合液を、ナイフコーター、
バーコーター、グラビアコーター、スピンコーター等に
より、基材に均一に塗布した後、紫外線、可視光線、電
子線等の高エネルギー電磁波の照射又は加熱により架橋
させることにより得られる。上記混合液は、三官能性末
端アクロイル変性アルキレンオキシド重合体に、予め電
解質塩を溶解した溶媒を均一に混合する方法で製造して
も、また、三官能性末端アクロイル変性アルキレンオキ
シド重合体に溶媒を均一に混合した後、電解質塩を溶解
する方法で製造してもよい。
The solid electrolyte used in the battery of the present invention is prepared by mixing a uniform mixed solution containing a trifunctional terminal acroyl-modified alkylene oxide polymer, an electrolyte salt and a solvent with a knife coater.
It is obtained by uniformly coating the substrate with a bar coater, gravure coater, spin coater, or the like, followed by crosslinking by irradiation with high energy electromagnetic waves such as ultraviolet rays, visible rays, and electron beams or by heating. The mixed solution may be prepared by uniformly mixing a solvent in which an electrolyte salt is dissolved in advance with a trifunctional terminal acroyl-modified alkylene oxide polymer, or a solvent may be added to the trifunctional terminal acroyl-modified alkylene oxide polymer. May be manufactured by uniformly dissolving the electrolyte salt.

【0024】なお、この混合液には、必要に応じて、ト
リメチルシリルベンゾフェノン、ベンゾイン、2−メチ
ルベンゾイン、4−メトキシベンゾフェノン、ベンゾイ
ンメチルエーテル、アントラキノン等の光重合開始剤や
過酸化ベンゾイル、過酸化メチルエチルケトン等の重合
開始剤を添加してもよい。
If necessary, a photopolymerization initiator such as trimethylsilyl benzophenone, benzoin, 2-methylbenzoin, 4-methoxybenzophenone, benzoin methyl ether, anthraquinone, benzoyl peroxide, methyl ethyl ketone peroxide may be added to the mixture. May be added.

【0025】また、前述した如く、電極活性物質と一体
化して複合電極に形成されるのが好ましいが、この場
合、三官能性末端アクロイル変性アルキレンオキシド重
合体と電解質塩と溶媒を含む均一混合液(固体電解質組
成物)を電極活物質と混合し、活性放射線の照射及び/
又は加熱によって、前記重合体を架橋するのよい。この
際、グラファイト、カーボンブラック、アセチレンブラ
ック等のカーボン、金属粉末、導電性金属酸化物等の電
子伝導性物質が併含されてもよい。
As described above, it is preferable that the composite electrode is formed integrally with the electrode active material. In this case, a homogeneous mixed solution containing a trifunctional terminal acroyl-modified alkylene oxide polymer, an electrolyte salt and a solvent is used. (Solid electrolyte composition) is mixed with an electrode active material and irradiated with actinic radiation and / or
Alternatively, the polymer may be cross-linked by heating. At this time, carbon such as graphite, carbon black, and acetylene black, metal powder, and an electron conductive material such as a conductive metal oxide may be included.

【0026】固体電解質組成物と電極活物質の配合割合
は、電極活物質によって適当に選ばれればよいが、例え
ば、層状化合物のインターカレーションを利用した電池
においては、電解質のイオン伝導度が最大となる付近が
好ましく、またドーピング現象を利用する電池において
は、充放電により、電解質中のイオン濃度が変化に対応
する必要がある。
The mixing ratio between the solid electrolyte composition and the electrode active material may be appropriately selected depending on the electrode active material. For example, in a battery utilizing intercalation of a layered compound, the ionic conductivity of the electrolyte is at a maximum. Is preferable, and in a battery utilizing the doping phenomenon, it is necessary to cope with a change in the ion concentration in the electrolyte due to charging and discharging.

【0027】なお、本発明の電池では、固体電解質組成
物(又はこれと電極活物質の配合物)を電極材料の表面
に、コーティングして、架橋させ、電極表面に均一な固
体電解質層(又は複合電極)を形成するのが好ましい
が、この場合、公知のコーティング手段、例えば、ロー
ルコーティング、ドクターブレードコーティング、スピ
ンコーティング、バーコーティング、キャストコーティ
ングなどがいずれも使用できる。
In the battery of the present invention, the surface of the electrode material is coated with the solid electrolyte composition (or a blend of the electrode active material) and cross-linked, and a uniform solid electrolyte layer (or It is preferable to form a composite electrode), but in this case, any known coating means such as roll coating, doctor blade coating, spin coating, bar coating, cast coating and the like can be used.

【0028】次に、本発明で複合正極に使用する正極活
物質としては、次のような電池電極材料が挙げられる。
例えば、CuO 、Cu2O、Ag2O、CuS 、CuSO4 などのI族金
属化合物、TiS2、SiO2、SnO などのIV族金属化合物、V2
O5、V6O12 、VOX 、Nb2O5 、Bi2O3 、Sb2O3 などのV族
金属化合物、CrO3、Cr2O3 、MoO3、WO3 、SeO2などのVI
族金属化合物、MnO2、Mn2O3 などのVII族金属化合物、
Fe2O3 、FeO 、Fe3O4、Ni2O3 、NiO 、CoO3、CoO など
のVIII族金属化合物、または、一般式LiX MX2、Lix MN
Y X 2 (M、N はIからVIII族の金属、X は酸素、硫黄な
どのカルコゲン化合物を示す)などで表される、例え
ば、リチウム−コバルト系複合酸化物あるいはリチウム
−マンガン系複合酸化物などの金属化合物、さらに、ポ
リピロール、ポリアニリン、ポリパラフェニレン、ポリ
アセチレン、ポリアセン系材料などの導電性高分子化合
物、擬グラファイト構造炭素質材料などであるが、これ
らに限定されるものではない。
Next, examples of the positive electrode active material used in the composite positive electrode of the present invention include the following battery electrode materials.
For example, CuO, Cu 2 O, Ag 2 O, CuS, I metal compounds such as CuSO 4, TiS 2, SiO 2 , IV group metal compounds such as SnO, V 2
O 5, V 6 O 12, VO X, Nb 2 O 5, Bi 2 O 3, V metal compounds such as Sb 2 O 3, CrO 3, Cr 2 O 3, MoO 3, WO 3, SeO such 2 VI
Group VII metal compounds such as MnO 2 and Mn 2 O 3
Fe 2 O 3, FeO, Fe 3 O 4, Ni 2 O 3, NiO, CoO 3, VIII group metal compound such as CoO, or the general formula Li X MX 2, Li x MN
For example, a lithium-cobalt-based composite oxide or a lithium-manganese-based composite oxide represented by Y X 2 (M and N are metals of Group I to VIII, and X is a chalcogen compound such as oxygen and sulfur) Metal compounds such as polypyrrole, polyaniline, polyparaphenylene, polyacetylene, and polyacene-based materials, and conductive materials such as pseudo-graphite structure carbonaceous materials, but are not limited thereto.

【0029】また、本発明の電池の負極に使用する負極
活材料としては、金属リチウム、リチウム−アルミニウ
ム合金、リチウム−鉛、リチウム−スズ、リチウム−ア
ルミニウム−スズ、リチウム−ガリウム、及びウッド合
金等のリチウム金属含有合金等が一般に使用されるが、
これらに限定されるものではなく、金属ナトリウム等の
アルカリ金属又はその合金やポリアセチレン又はポリチ
オフェン等のカチオンドープが可能な導電性高分子等も
使用できる。なお、これらは単独で使用されても2種以
上併用されてもよい。
The negative electrode active material used for the negative electrode of the battery of the present invention includes lithium metal, lithium-aluminum alloy, lithium-lead, lithium-tin, lithium-aluminum-tin, lithium-gallium, wood alloy and the like. Although lithium metal-containing alloys are generally used,
The present invention is not limited to these, and an alkali metal such as sodium metal or an alloy thereof, or a conductive polymer such as polyacetylene or polythiophene, which can be doped with cations, can also be used. These may be used alone or in combination of two or more.

【0030】更に、固体電解質組成物と混合し、硬化し
て複合負極に形成される負極活物質としては、負極に使
用する負極活性材料としれ例示したもの、及びカーボン
等の炭素質材料が挙げられる。勿論これらに限られるも
のではなく、また、これらの負極活物質は単独で使用さ
れても、2種以上併用されてもよい。上記炭素質材料と
しては、X線回折等による分析結果が、 格子面間隔(d002) 3.35から3.40Å a軸方向の結晶子の大きさ La 200Å以上 c軸方向の結晶子の大きさ Lc 200Å以上 真密度 2.35から2.25g/
cm3 で、異方性のピッチを2000℃以上の温度で焼成した
炭素粉末(平均粒子径15μm 以下)、あるいは炭素繊
維であるのが好ましい。
Further, examples of the negative electrode active material which is mixed with the solid electrolyte composition and cured to form a composite negative electrode include those exemplified as the negative electrode active material used for the negative electrode, and carbonaceous materials such as carbon. Can be Of course, the present invention is not limited to these, and these negative electrode active materials may be used alone or in combination of two or more. As for the carbonaceous material, the analysis result by X-ray diffraction or the like indicates that the lattice spacing (d002) is 3.35 to 3.40Å. The crystallite size in the a-axis direction is La 200Å or more. Lc 200mm or more True density 2.35 to 2.25g /
It is preferably carbon powder (average particle diameter of 15 μm or less) or carbon fiber fired at a temperature of 2,000 ° C. or more with anisotropic pitch of cm 3 .

【0031】なお、複合正極及び/又は複合負極を製造
する際に、均一な混合分散液を得るために、分散剤と分
散媒を添加してもよく、また、増粘剤、増量剤、粘着補
助剤等を添加することも可能である。更に、正極集電板
としては、アルミニウム、ステンレス、チタン、銅等の
材質を使用するのが好ましく、また、負極集電板として
は、ステンレス、鉄、ニッケル、銅等の材質を使用する
のが好ましい。
In producing the composite positive electrode and / or the composite negative electrode, a dispersant and a dispersion medium may be added in order to obtain a uniform mixed dispersion. It is also possible to add auxiliary agents and the like. Furthermore, it is preferable to use materials such as aluminum, stainless steel, titanium, and copper as the positive electrode current collector plate, and it is preferable to use materials such as stainless steel, iron, nickel, and copper as the negative electrode current collector plate. preferable.

【0032】[0032]

【実施例】以下、実施例及び比較例により、本発明を更
に具体的に説明するが、本発明はこれらによって限定さ
れるものではない。 〔三官能性末端アクリロイル変性アルキレンオキシド重
合体の合成例〕合成例1(化合物A−1) 7リットル(以下、Lと記載する)のオートクレーブ
に、グリセリン(出発物質)92g、水酸化カリウム
(触媒)9.5g及びエチレンオキシド4,700gを仕
込み、130℃で5時間反応させた後、中和及び脱塩処
理を行って、三官能性エチレンオキシド重合体4,61
0gを得た。このものの分子量は4,720(水酸基価
より算出)であった。2Lの四つ口フラスコに、上記三
官能性エチレンオキシド重合体944g(0.2モル)、
アクリル酸65g(0.9モル)、トルエン500g、及
び触媒として濃硫酸2gを仕込み、攪拌しつつ、還流下
に水を溜去しながら10時間反応させた後、中和及び脱
塩精製を行い、トルエンを溜去して目的の三官能性末端
アクリロイル変性エチレンオキシド重合体を得た。この
ものの分子量は4,890(GPCより算出)であっ
た。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited thereto. [Synthesis Example of Trifunctional Terminal Acryloyl-Modified Alkylene Oxide Polymer] Synthesis Example 1 (Compound A-1 ) In an autoclave of 7 liters (hereinafter, referred to as L), 92 g of glycerin (starting material) and potassium hydroxide (catalyst) 9.5 g) and ethylene oxide (4,700 g) were charged and reacted at 130 ° C. for 5 hours, and then neutralized and desalted to obtain a trifunctional ethylene oxide polymer (4,61 g).
0 g was obtained. Its molecular weight was 4,720 (calculated from the hydroxyl value). In a 2 L four-necked flask, 944 g (0.2 mol) of the above trifunctional ethylene oxide polymer,
65 g (0.9 mol) of acrylic acid, 500 g of toluene and 2 g of concentrated sulfuric acid were charged and reacted for 10 hours while distilling water under reflux while stirring, and then neutralized and desalted and purified. Then, toluene was distilled off to obtain a desired trifunctional terminal acryloyl-modified ethylene oxide polymer. Its molecular weight was 4,890 (calculated from GPC).

【0033】合成例2(化合物A−2) 7Lのオートクレーブに、グリセリン92g、水酸化カ
リウム15.0g、エチレンオキシド3,700g及びプ
ロピレンオキシド1,240gを仕込み、115℃で7
時間反応させた後、中和及び脱塩処理を行って、三官能
性エチレンオキシド−プロピレンオキシドランダム共重
合体4,990gを得た。このものの分子量は5,02
0(水酸基価より算出)であった。2Lの四つ口フラス
コに、上記三官能性エチレンオキシド−プロピレンオキ
シドランダム共重合体1,004g(0.2モル)、アク
リル酸65g(0.9モル)、トルエン500g、及び触
媒として濃硫酸3gを仕込み、攪拌しつつ、還流下に水
を溜去しながら10時間反応させた後、中和及び脱塩精
製を行い、トルエンを溜去して目的の三官能性末端アク
リロイル変性エチレンオキシド−プロピレンオキシドラ
ンダム共重合体を得た。このものの分子量は5,180
(GPCより算出)であった。
Synthesis Example 2 (Compound A-2) A 7 L autoclave was charged with 92 g of glycerin, 15.0 g of potassium hydroxide, 3,700 g of ethylene oxide and 1,240 g of propylene oxide.
After reacting for an hour, neutralization and desalting were performed to obtain 4,990 g of a trifunctional ethylene oxide-propylene oxide random copolymer. Its molecular weight is 5,02
0 (calculated from the hydroxyl value). In a 2 L four-necked flask, 1,004 g (0.2 mol) of the above trifunctional ethylene oxide-propylene oxide random copolymer, 65 g (0.9 mol) of acrylic acid, 500 g of toluene, and 3 g of concentrated sulfuric acid as a catalyst were placed. After charging, stirring, and reacting for 10 hours while distilling water under reflux, neutralization and desalting and purification were carried out, and toluene was distilled off to obtain the desired trifunctional terminal acryloyl-modified ethylene oxide-propylene oxide random. A copolymer was obtained. Its molecular weight is 5,180
(Calculated from GPC).

【0034】合成例3(化合物A−3) 表1に示す如く、エチレンオキシド及びプロピレンオキ
シドの使用量を変化させた以外は、合成例2と同様の方
法で、分子量7,290(GPCより算出)の三官能性
末端アクリロイル変性エチレンオキシド−プロピレンオ
キシドランダム共重合体を得た。
Synthesis Example 3 (Compound A-3) As shown in Table 1, the molecular weight was 7,290 (calculated from GPC) in the same manner as in Synthesis Example 2 except that the amounts of ethylene oxide and propylene oxide were changed. Was obtained as a trifunctional terminal acryloyl-modified ethylene oxide-propylene oxide random copolymer.

【0035】合成例4(化合物A−4) 20Lのオートクレーブに、グリセリン92g、水酸化
カリウム46g、エチレンオキシド7,950g及びプ
ロピレンオキシド5,250gを仕込み、115℃で1
0時間反応させた後、中和及び脱塩処理を行って、三官
能性エチレンオキシド−プロピレンオキシドランダム共
重合体13,270gを得た。このものの分子量は1
3,260(水酸基価より算出)であった。3Lの四つ
口フラスコに、上記三官能性エチレンオキシド−プロピ
レンオキシドランダム共重合体1,326g(0.1モ
ル)、アクリル酸32.5g(0.45モル)、トルエン1
000g、及び触媒としてパラトルエンスルホン酸10
gを仕込み、攪拌しつつ、還流下に水を溜去しながら1
2時間反応させた後、中和及び脱塩精製を行い、トルエ
ンを溜去して目的の三官能性末端アクリロイル変性エチ
レンオキシド−プロピレンオキシドランダム共重合体を
得た。このものの分子量は13,420(GPCより算
出)であった。
Synthesis Example 4 (Compound A-4) In a 20 L autoclave, 92 g of glycerin, 46 g of potassium hydroxide, 7,950 g of ethylene oxide and 5,250 g of propylene oxide were charged.
After reacting for 0 hour, neutralization and desalting were performed to obtain 13,270 g of a trifunctional ethylene oxide-propylene oxide random copolymer. Its molecular weight is 1
3,260 (calculated from the hydroxyl value). In a 3 L four-necked flask, 1,326 g (0.1 mol) of the above trifunctional ethylene oxide-propylene oxide random copolymer, 32.5 g (0.45 mol) of acrylic acid, and 1 part of toluene
000 g, and paratoluenesulfonic acid 10 as a catalyst
g while stirring and distilling water under reflux.
After reacting for 2 hours, neutralization and desalting purification were carried out, and toluene was distilled off to obtain a desired trifunctional terminal acryloyl-modified ethylene oxide-propylene oxide random copolymer. Its molecular weight was 13,420 (calculated from GPC).

【0036】合成例5(化合物A−5) 20Lのオートクレーブに、グリセリン92g、水酸化
カリウム51g、エチレンオキシド3,980g及びプ
ロピレンオキシド10,500gを仕込み、115℃で
12時間反応させた後、中和及び脱塩処理を行って、三
官能性エチレンオキシド−プロピレンオキシドランダム
共重合体14,500gを得た。このものの分子量は1
4,520(水酸基価より算出)であった。3Lの四つ
口フラスコに、上記三官能性エチレンオキシド−プロピ
レンオキシドランダム共重合体1,452g(0.1モ
ル)、アクリル酸32.5g(0.45モル)、トルエン1
000g及び触媒としてパラトルエンスルホン酸10g
を仕込み、攪拌、還流下に水を溜去しながら10時間反
応させた後、中和及び脱塩精製を行い、トルエンを溜去
して目的の三官能性末端アクリロイル変性エチレンオキ
シド−プロピレンオキシドランダム共重合体を得た。こ
のものの分子量は14,680(GPCより算出)であ
った。
Synthesis Example 5 (Compound A-5) In a 20 L autoclave, 92 g of glycerin, 51 g of potassium hydroxide, 3,980 g of ethylene oxide and 10,500 g of propylene oxide were charged, reacted at 115 ° C. for 12 hours, and then neutralized. And a desalting treatment to obtain 14,500 g of a trifunctional ethylene oxide-propylene oxide random copolymer. Its molecular weight is 1
4,520 (calculated from the hydroxyl value). In a 3 L four-necked flask, 1,452 g (0.1 mol) of the above trifunctional ethylene oxide-propylene oxide random copolymer, 32.5 g (0.45 mol) of acrylic acid, and 1 part of toluene
000 g and 10 g of p-toluenesulfonic acid as a catalyst
After stirring for 10 hours while distilling off water under reflux, neutralization and desalting purification were carried out, and toluene was distilled off to obtain the desired trifunctional terminal acryloyl-modified ethylene oxide-propylene oxide random copolymer. A polymer was obtained. Its molecular weight was 14,680 (calculated from GPC).

【0037】合成例6(化合物A−6) 30Lのオートクレーブに、トリメチロールプロパン
(出発物質)134g、水酸化カリウム68g及びエチ
レンオキシド10,600gを仕込み、140℃で11
時間反応させた。次いで、プロピレンオキシド8,80
0gを加え、110℃で更に15時間反応させた後、中
和及び脱塩処理を行って、三官能性エチレンオキシド−
プロピレンオキシドブロック共重合体19,500gを
得た。このものの分子量は19,420(水酸基価より
算出)であった。3Lの四つ口フラスコに、上記三官能
性エチレンオキシド−プロピレンオキシドブロック共重
合体1,942g(0.1モル)、メタクリル酸39g
(0.45モル)、トルエン1,200g及び触媒として
パラトルエンスルホン酸20gを仕込み、攪拌、還流下
に水を溜去しながら10時間反応させた後、中和及び脱
塩精製を行い、トルエンを溜去して目的の三官能性末端
メタクリロイル変性エチレンオキシド−プロピレンオキ
シドブロック共重合体を得た。このものの分子量は1
9,630(GPCより算出)であった。
Synthesis Example 6 (Compound A-6) In a 30 L autoclave, 134 g of trimethylolpropane (starting material), 68 g of potassium hydroxide and 10,600 g of ethylene oxide were charged.
Allowed to react for hours. Then, propylene oxide 8,80
After adding 0 g and reacting at 110 ° C. for further 15 hours, neutralization and desalting were performed to obtain trifunctional ethylene oxide
19,500 g of a propylene oxide block copolymer was obtained. Its molecular weight was 19,420 (calculated from the hydroxyl value). In a 3 L four-necked flask, 1,942 g (0.1 mol) of the above trifunctional ethylene oxide-propylene oxide block copolymer and 39 g of methacrylic acid were added.
(0.45 mol), 1,200 g of toluene and 20 g of p-toluenesulfonic acid as a catalyst were stirred and reacted for 10 hours while distilling off water under reflux, then neutralized and desalted and purified. Was distilled off to obtain a desired trifunctional terminal methacryloyl-modified ethylene oxide-propylene oxide block copolymer. Its molecular weight is 1
9,630 (calculated from GPC).

【0038】合成例7(化合物A−7) 表1に示す如く、アルキレンオキシドとしてプロピレン
オキシドを単独で使用した以外は、合成例2と同様の方
法で、分子量8,970(GPCより算出)の三官能性
末端アクリロイル変性プロピレンオキシド重合体を得
た。
Synthesis Example 7 (Compound A-7) As shown in Table 1, except that propylene oxide was used alone as the alkylene oxide, a compound having a molecular weight of 8,970 (calculated from GPC) was obtained in the same manner as in Synthesis Example 2. A trifunctional terminal acryloyl-modified propylene oxide polymer was obtained.

【0039】合成例8(化合物A−8) 20Lのオートクレーブに、トリメチロールプロパン
(出発物質)134g、水酸化カリウム48g及びブチ
レンオキシド11,900gを仕込み、120℃で18
時間反応させた。次いで、中和及び脱塩処理を行って、
三官能性ブチレンオキシド重合体12,000gを得
た。このものの分子量は12,030(水酸基価より算
出)であった。3Lの四つ口フラスコに、上記三官能性
ブチレンオキシド重合体1,203g(0.1モル)、ア
クリル酸33g(0.46モル)、トルエン1,500g
及び触媒としてパラトルエンスルホン酸30gを仕込
み、攪拌、還流下に水を溜去しながら10時間反応させ
た後、中和及び脱塩精製を行い、トルエンを溜去して目
的の三官能性末端アクリロイル変性ブチレンオキシド重
合体を得た。このものの分子量は12,200(GPC
より算出)であった。
Synthesis Example 8 (Compound A-8) A 20 L autoclave was charged with 134 g of trimethylolpropane (starting material), 48 g of potassium hydroxide and 11,900 g of butylene oxide.
Allowed to react for hours. Next, neutralization and desalting are performed,
12,000 g of a trifunctional butylene oxide polymer was obtained. Its molecular weight was 12,030 (calculated from the hydroxyl value). In a 3 L four-necked flask, 1,203 g (0.1 mol) of the above trifunctional butylene oxide polymer, 33 g (0.46 mol) of acrylic acid, and 1,500 g of toluene
Then, 30 g of paratoluenesulfonic acid was charged as a catalyst, and the mixture was reacted for 10 hours while distilling water under stirring and reflux, then neutralized and desalted and purified, and toluene was distilled off to obtain a target trifunctional terminal. An acryloyl-modified butylene oxide polymer was obtained. Its molecular weight is 12,200 (GPC
Calculated from).

【0040】合成例9(化合物A−9) 表1に示す如く、アルキレンオキシドとしてエチレンオ
キシドとブチレンオキシドを使用した以外は、合成例2
と同様の方法で、分子量7,700(GPCより算出)
の三官能性末端アクリロイル変性エチレンオキシド−ブ
チレンオキシドランダム共重合体を得た。
Synthesis Example 9 (Compound A-9) As shown in Table 1, except that ethylene oxide and butylene oxide were used as the alkylene oxide, Synthesis Example 2 was used.
7,700 molecular weight (calculated from GPC)
Was obtained as a trifunctional terminal acryloyl-modified ethylene oxide-butylene oxide random copolymer.

【0041】合成例10(化合物A−10) 10Lのオートクレーブに、グリセリン92g、水酸化
カリウム24g、プロピレンオキシド6,970g及び
ブチレンオキシド1,100gを仕込み、110℃で1
5時間反応させた。反応終了後、中和及び脱塩処理を行
って、三官能性プロピレンオキシド−ブチレンオキシド
ランダム共重合体8,100gを得た。このものの分子
量は8,145(水酸基価より算出)であった。2Lの
四つ口フラスコに、上記三官能性プロピレンオキシド−
ブチレンオキシドランダム共重合体814.5g(0.1モ
ル)、メタクリル酸39g(0.45モル)、トルエン
1,000g及び触媒として硫酸5gを仕込み、攪拌、
還流下に水を溜去しながら10時間反応させた後、中和
及び脱塩精製を行い、トルエンを溜去して目的の三官能
性末端メタクリロイル変性プロピレンオキシド−ブチレ
ンオキシドランダム共重合体を得た。このものの分子量
は8,360(GPCより算出)であった。
Synthesis Example 10 (Compound A-10) In a 10 L autoclave, 92 g of glycerin, 24 g of potassium hydroxide, 6,970 g of propylene oxide and 1,100 g of butylene oxide were charged.
The reaction was performed for 5 hours. After completion of the reaction, neutralization and desalting were performed to obtain 8,100 g of a trifunctional propylene oxide-butylene oxide random copolymer. Its molecular weight was 8,145 (calculated from the hydroxyl value). In a 2 L four-necked flask, add the above trifunctional propylene oxide-
814.5 g (0.1 mol) of a butylene oxide random copolymer, 39 g (0.45 mol) of methacrylic acid, 1,000 g of toluene and 5 g of sulfuric acid as a catalyst were charged, and stirred.
After reacting for 10 hours while distilling off water under reflux, neutralization and desalting and purification were performed, and toluene was distilled off to obtain a desired trifunctional terminal methacryloyl-modified propylene oxide-butylene oxide random copolymer. Was. Its molecular weight was 8,360 (calculated from GPC).

【0042】合成例11(化合物B−1:比較例) 5Lのオートクレーブに、グリセリン92g、水酸化カ
リウム11g、エチレンオキシド2,640g及びプロ
ピレンオキシド870gを仕込み、115℃で8時間反
応させた。次いで、中和及び脱塩処理を行って、三官能
性エチレンオキシド−プロピレンオキシドランダム共重
合体3,580gを得た。このものの分子量は3,60
0(水酸基価より算出)であった。2Lの四つ口フラス
コに、上記三官能性エチレンオキシド−プロピレンオキ
シドランダム共重合体720g(0.2モル)、アクリル
酸65g(0.9モル)、トルエン1,000g及び触媒
としてパラトルエンスルホン酸5gを仕込み、攪拌、還
流下に水を溜去しながら10時間反応させた後、中和及
び脱塩精製を行い、トルエンを溜去して目的の三官能性
末端アクリロイル変性エチレンオキシド−プロピレンオ
キシドランダム共重合体を得た。このものの分子量は
3,760(GPCより算出)であった。
Synthesis Example 11 (Compound B-1: Comparative Example) In a 5 L autoclave, 92 g of glycerin, 11 g of potassium hydroxide, 2,640 g of ethylene oxide and 870 g of propylene oxide were charged and reacted at 115 ° C. for 8 hours. Next, neutralization and desalting were performed to obtain 3,580 g of a trifunctional ethylene oxide-propylene oxide random copolymer. Its molecular weight is 3,60
0 (calculated from the hydroxyl value). In a 2 L four-necked flask, 720 g (0.2 mol) of the above trifunctional ethylene oxide-propylene oxide random copolymer, 65 g (0.9 mol) of acrylic acid, 1,000 g of toluene, and 5 g of paratoluenesulfonic acid as a catalyst After stirring for 10 hours while distilling off water under reflux, neutralization and desalting purification were carried out, and toluene was distilled off to obtain the desired trifunctional terminal acryloyl-modified ethylene oxide-propylene oxide random copolymer. A polymer was obtained. Its molecular weight was 3,760 (calculated from GPC).

【0043】合成例12(化合物B−2:比較例) 5Lのオートクレーブに、トリメチロールプロパン13
4g、水酸化カリウム5.4g、エチレンオキシド1,3
20g及びプロピレンオキシド350gを仕込み、11
5℃で5時間反応させた。次いで、中和及び脱塩処理を
行って、三官能性エチレンオキシド−プロピレンオキシ
ドランダム共重合体1,790gを得た。このものの分
子量は1,800(水酸基価より算出)であった。3L
の四つ口フラスコに、上記三官能性エチレンオキシド−
プロピレンオキシドランダム共重合体900g(0.5モ
ル)、アクリル酸162g(2.25モル)、トルエン
1,000g及び触媒としてパラトルエンスルホン酸5
gを仕込み、攪拌、還流下に水を溜去しながら10時間
反応させた後、中和及び脱塩精製を行い、トルエンを溜
去して目的の三官能性末端アクリロイル変性エチレンオ
キシド−プロピレンオキシドランダム共重合体を得た。
このものの分子量は1,960(GPCより算出)であ
った。
Synthesis Example 12 (Compound B-2: Comparative Example) Trimethylolpropane 13 was placed in a 5 L autoclave.
4 g, potassium hydroxide 5.4 g, ethylene oxide 1,3
20 g and 350 g of propylene oxide were charged.
The reaction was performed at 5 ° C. for 5 hours. Next, neutralization and desalting were performed to obtain 1,790 g of a trifunctional ethylene oxide-propylene oxide random copolymer. Its molecular weight was 1,800 (calculated from the hydroxyl value). 3L
In the four-necked flask, the above trifunctional ethylene oxide
900 g (0.5 mol) of a propylene oxide random copolymer, 162 g (2.25 mol) of acrylic acid, 1,000 g of toluene and paratoluenesulfonic acid 5 as a catalyst
g, and the mixture was reacted for 10 hours while distilling water under stirring and reflux. After neutralization and desalination purification, toluene was distilled off and the desired trifunctional terminal acryloyl-modified ethylene oxide-propylene oxide random was distilled off. A copolymer was obtained.
Its molecular weight was 1,960 (calculated from GPC).

【0044】合成例13(化合物B−3:比較例) 10Lのオートクレーブに、グリセリン92g、水酸化
カリウム20g、エチレンオキシド1,352g及びブ
チレンオキシド4,330gを仕込み、115℃で11
時間反応させた。次いで、中和及び脱塩処理を行って、
三官能性エチレンオキシド−ブチレンオキシドランダム
共重合体5,730gを得た。このものの分子量は5,
740(水酸基価より算出)であった。2Lの四つ口フ
ラスコに、上記三官能性エチレンオキシド−ブチレンオ
キシドランダム共重合体574g(0.1モル)、メタク
リル酸39g(0.45モル)、トルエン1,000g及
び触媒として硫酸5gを仕込み、攪拌、還流下に水を溜
去しながら10時間反応させた後、中和及び脱塩精製を
行い、トルエンを溜去して目的の三官能性末端アクリロ
イル変性エチレンオキシド−ブチレンオキシドランダム
共重合体を得た。このものの分子量は5,930(GP
Cより算出)であった。各合成例で得た三官能性末端ア
クリロイル変性アルキレンオキシド重合体の構成を表1
に示す。
Synthesis Example 13 (Compound B-3: Comparative Example) A 10 L autoclave was charged with 92 g of glycerin, 20 g of potassium hydroxide, 1,352 g of ethylene oxide and 4,330 g of butylene oxide.
Allowed to react for hours. Next, neutralization and desalting are performed,
5,730 g of a trifunctional ethylene oxide-butylene oxide random copolymer was obtained. Its molecular weight is 5,
740 (calculated from the hydroxyl value). A 2-L four-necked flask was charged with 574 g (0.1 mol) of the above trifunctional ethylene oxide-butylene oxide random copolymer, 39 g (0.45 mol) of methacrylic acid, 1,000 g of toluene, and 5 g of sulfuric acid as a catalyst. After reacting for 10 hours while distilling water under stirring and reflux, neutralization and desalting and purification are performed, and toluene is distilled off to obtain a target trifunctional terminal acryloyl-modified ethylene oxide-butylene oxide random copolymer. Obtained. Its molecular weight is 5,930 (GP
C). Table 1 shows the structure of the trifunctional terminal acryloyl-modified alkylene oxide polymer obtained in each synthesis example.
Shown in

【0045】[0045]

【表1】 [Table 1]

【0046】〔正極活物質の合成例〕攪拌機、温度計、
冷却管及び滴下漏斗を備えた1Lの四つ口フラスコに、
アニリン20g、塩酸18ml及び水250mlを加えた。
これを0℃に冷却した後、過硫酸アンモニウム49gを
水120gに溶解した液を滴下漏斗より4時間かけて滴
下した。滴下終了後、更に1時間攪拌した。その後、沈
殿物を濾取し、洗液が中性になるまで水洗した後、更に
エタノールを用いて洗液が透明になるまで洗浄した。こ
の洗浄物を真空乾燥し、濃褐色の脱ドープポリアニリン
10.2gを得た。この脱ドープポリアニリン10gをN
−メチル−2−ピロリドン300gに溶かし、フェニル
ヒドラジン2gを加えて還元した。反応終了後、アセト
ンにて再沈殿させ、析出した固体を濾別後、アセトンで
洗浄した後、乾燥して灰色の正極活物質(以下、「還元
ポリアニリン」という)8.0gを得た。
[Synthesis Example of Positive Electrode Active Material] Stirrer, thermometer,
In a 1 L four-necked flask equipped with a condenser and a dropping funnel,
20 g of aniline, 18 ml of hydrochloric acid and 250 ml of water were added.
After cooling to 0 ° C., a solution of 49 g of ammonium persulfate dissolved in 120 g of water was added dropwise from a dropping funnel over 4 hours. After the addition, the mixture was further stirred for 1 hour. Thereafter, the precipitate was collected by filtration, washed with water until the washing liquid became neutral, and further washed with ethanol until the washing liquid became transparent. The washed material was dried under vacuum to obtain 10.2 g of dark brown undoped polyaniline. 10 g of the undoped polyaniline is added to N
-Methyl-2-pyrrolidone was dissolved in 300 g and reduced by adding 2 g of phenylhydrazine. After completion of the reaction, the precipitate was reprecipitated with acetone. The precipitated solid was separated by filtration, washed with acetone, and dried to obtain 8.0 g of a gray cathode active material (hereinafter, referred to as "reduced polyaniline").

【0047】〔電池の製作例〕実施例1 正極活物質として還元ポリアニリン8gを使用し、これ
に、三官能性末端アクリロイル変性エチレンオキシド重
合体(化合物A−1)1重量部、プロピレンカーボネー
ト4重量部及び過塩素酸リチウム0.4重量部からなる架
橋前の固体電解質組成物2gとカーボンブラック(ケッ
チェンブラックEC600J)2gを加え、窒素雰囲気中に
て、ボールミルを用いてよく粉砕、混合した後、厚さ2
0μm 、直径12mmのステンレススチール板上に流延
し、エレクトロカーテン式電子線照射装置(出力200
KV、照射線量5Mrad) を用いて架橋させ、厚さ30μm
の正極を得た。この正極上に更に前記架橋前の固体電解
質組成物をワイヤコータにて塗布し、前記と同様に電子
線照射装置を用いて架橋を行い、厚さ50μm の固体電
解質層を形成させた。次いで、以上の固体電解質層を金
属リチウム(厚さ50μm 、直径12mm)と貼り合わ
せ、図2に示すフッ素樹脂製セル中に密閉して、新規リ
チウム電池を得た。測定の結果、本電池の開放電圧は3.
4V、放電容量110mA・ h/g であった。因みに、この
特性は液体の電解質を用いた既存のリチウム電池に匹敵
する。
Example of Battery Production Example 1 8 g of reduced polyaniline was used as a positive electrode active material, and 1 part by weight of a trifunctional terminal acryloyl-modified ethylene oxide polymer (Compound A-1) and 4 parts by weight of propylene carbonate were used. And 2 g of a solid electrolyte composition before crosslinking, consisting of 0.4 parts by weight of lithium perchlorate and 2 g of carbon black (Ketjen Black EC600J), and in a nitrogen atmosphere, pulverized and mixed well using a ball mill, Thickness 2
It is cast on a stainless steel plate having a diameter of 0 μm and a diameter of 12 mm, and is subjected to an electro-curtain type electron beam irradiation apparatus (output: 200).
(KV, irradiation dose 5 Mrad)
Was obtained. The solid electrolyte composition before cross-linking was further applied onto the positive electrode by a wire coater, and cross-linked using an electron beam irradiation device in the same manner as above to form a solid electrolyte layer having a thickness of 50 μm. Next, the above solid electrolyte layer was bonded to metallic lithium (thickness: 50 μm, diameter: 12 mm) and sealed in a fluororesin cell shown in FIG. 2 to obtain a new lithium battery. As a result of the measurement, the open circuit voltage of this battery was 3.
The discharge capacity was 4 V and the discharge capacity was 110 mA · h / g. Incidentally, this property is comparable to existing lithium batteries using a liquid electrolyte.

【0048】実施例2〜9及び比較例1、2 架橋前の固体電解質の組成を表2の通りに変更した以外
は、実施例1と全く同様にして電池を得た。得られた電
池の特性を表2に示す。
Examples 2 to 9 and Comparative Examples 1 and 2 Batteries were obtained in exactly the same manner as in Example 1 except that the composition of the solid electrolyte before crosslinking was changed as shown in Table 2. Table 2 shows the characteristics of the obtained battery.

【0049】[0049]

【表2】 [Table 2]

【0050】比較例3 化合物A−1の代わりに化合物B−1を使用した以外
は、実施例1と全く同様の方法で正極を得ようと試みた
が、架橋不十分であった。また、念のため、架橋前の固
体電解質組成物単独で、架橋を試みたが、固体電解質と
ならず、電池を作成することができなかった。
Comparative Example 3 An attempt was made to obtain a positive electrode in exactly the same manner as in Example 1 except that Compound B-1 was used instead of Compound A-1, but crosslinking was insufficient. Also, just in case, cross-linking was attempted with the solid electrolyte composition before cross-linking alone, but it did not become a solid electrolyte and a battery could not be produced.

【0051】比較例4 化合物A−1の代わりに化合物B−2を使用し、プロピ
レンカーボネートの量を3重量部とした以外は、実施例
1と全く同様の方法で正極を得ようと試みた。この場合
も、比較例3と同様の結果となった。
Comparative Example 4 An attempt was made to obtain a positive electrode in exactly the same manner as in Example 1 except that Compound B-2 was used in place of Compound A-1 and the amount of propylene carbonate was changed to 3 parts by weight. . In this case, the same result as in Comparative Example 3 was obtained.

【0052】比較例5 化合物A−1の代わりに化合物B−3を使用し、プロピ
レンカーボネートの量を3重量部とした以外は、実施例
1と全く同様の方法で電池を作成したが、セルからの液
漏れが観察され、実用性ある電池を得ることはできなか
った。
Comparative Example 5 A battery was prepared in exactly the same manner as in Example 1 except that Compound B-3 was used instead of Compound A-1 and the amount of propylene carbonate was changed to 3 parts by weight. Liquid was observed, and a practical battery could not be obtained.

【0053】実施例10 下記a)〜c)の手順にしたがって、本発明のシート状
電池を作製した。 a)二酸化マンガン(正極活物質)とアセチレンブラッ
ク(導電剤)の85:15(重量比)混合物Xと、化合
物A−3、過塩素酸リチウム、プロピレンカーボネート
及びアゾビスイソブチロニトリルの10:1:25:0.
05(重量比)混合物Yを準備し、これらの混合物を、
乾燥不活性ガス雰囲気中、10:3(重量比)の割合で
混合した。次いで、この混合物を、ステンレス鋼からな
る正極集電板の表面に導電性カーボン被膜を形成した集
電体上にキャストコーティングし、その後、乾燥不活性
ガス雰囲気中、100℃で1時間放置することにより硬
化させ、複合正極を得た。正極集電板上に形成した複合
正極被膜の厚みは、60μm であった。 b)電池の負極活物質としてリチウム金属を用い、これ
をステンレス鋼からなる負極集電板上に圧着した。次
に、上記リチウム金属上に、化合物A−3と過塩素酸リ
チウムとプロピレンカーボネートとアゾビスイソブチロ
ニトリルの30:6:150:0.05(重量比)混合物
を、キャストコーティングし、乾燥不活性ガス雰囲気
中、100℃で1時間放置して、硬化させた。このよう
にして得た固体電解質層の厚みは、20μm であった。 c)b)で得た固体電解質/リチウム/負極集電板と、
a)で得た正極集電板/複合正極を接触させることによ
り、図1のシート状電池を作製した。図1の1はステン
レス鋼からなる正極集電板で、外装も兼ねており、2は
本発明の固体電解質を用いた複合正極であり、3は本発
明の固体電解質、4は金属リチウムからなる負極、5は
ステンレス鋼からなる負極集電板(外装も兼ねている)
である。なお、6は変性ポリプロピレンからなる封口材
である。
Example 10 A sheet-shaped battery of the present invention was manufactured according to the following procedures a) to c). a) An 85:15 (weight ratio) mixture X of manganese dioxide (cathode active material) and acetylene black (conductive agent), and 10% of compound A-3, lithium perchlorate, propylene carbonate and azobisisobutyronitrile: 1: 25: 0.
05 (weight ratio) mixture Y was prepared, and
They were mixed in a dry inert gas atmosphere at a ratio of 10: 3 (weight ratio). Next, this mixture is cast-coated on a current collector having a conductive carbon film formed on the surface of a positive electrode current collector plate made of stainless steel, and then left at 100 ° C. for 1 hour in a dry inert gas atmosphere. To obtain a composite positive electrode. The thickness of the composite positive electrode film formed on the positive electrode current collector was 60 μm. b) Lithium metal was used as a negative electrode active material of the battery, and was pressed on a negative electrode current collector plate made of stainless steel. Next, a 30: 6: 150: 0.05 (weight ratio) mixture of compound A-3, lithium perchlorate, propylene carbonate, and azobisisobutyronitrile is cast-coated on the lithium metal and dried. It was left at 100 ° C. for 1 hour in an inert gas atmosphere to cure. The thickness of the solid electrolyte layer thus obtained was 20 μm. c) the solid electrolyte / lithium / negative electrode current collector obtained in b);
By contacting the positive electrode current collector plate / composite positive electrode obtained in a), the sheet battery of FIG. 1 was produced. 1 is a positive electrode current collector plate made of stainless steel, which also serves as an exterior, 2 is a composite positive electrode using the solid electrolyte of the present invention, 3 is the solid electrolyte of the present invention, and 4 is metal lithium. Negative electrode, 5 negative electrode current collector plate made of stainless steel (also serves as exterior)
It is. Reference numeral 6 denotes a sealing material made of modified polypropylene.

【0054】比較例6 化合物A−1の代わりにポリエチレングリコールトリア
クリレートを用いた以外は、実施例10と同様の方法で
シート状電池を製造した。実施例10および比較例6の
シート状電池の電極面積は、作製工程によって種々変更
することが可能であるが、本実施例10および比較例6
では、その電極面積を100cm2としたものを作製した。こ
れらのシート状電池を25℃ 0.1mA/cm2で放電したときの
初期放電特性および60℃100 日保存後の放電特性を調べ
た。図3はセル作製直後の放電特性(初期放電特性)、
図4は60℃100 日保存後の放電特性を示したものであ
る。図3および図4の結果から明らかなように、本発明
の実施例10のシート状電池は比較例6のシート状電池
と比較して、初期放電特性および60℃100 日保存後の放
電特性が優れていることが認められる。
Comparative Example 6 A sheet-shaped battery was produced in the same manner as in Example 10 except that polyethylene glycol triacrylate was used instead of Compound A-1. The electrode area of the sheet-shaped battery of Example 10 and Comparative Example 6 can be variously changed depending on the manufacturing process.
Manufactured an electrode having an electrode area of 100 cm 2 . The initial discharge characteristics when these sheet batteries were discharged at 25 ° C. at 0.1 mA / cm 2 and the discharge characteristics after storage at 60 ° C. for 100 days were examined. FIG. 3 shows the discharge characteristics (initial discharge characteristics) immediately after the cell fabrication,
FIG. 4 shows the discharge characteristics after storage at 60 ° C. for 100 days. As is clear from the results shown in FIGS. 3 and 4, the sheet-shaped battery of Example 10 of the present invention had better initial discharge characteristics and discharge characteristics after storage at 60 ° C. for 100 days than the sheet-shaped battery of Comparative Example 6. It is recognized that it is excellent.

【0055】実施例11 下記の手順にしたがって、シート状電池を作製した。 a)五酸化バナジウム(正極活物質)とアセチレンブラ
ック(導電剤)の85:15(重量比)混合物Xと、化
合物A−4、六フッ化ヒ酸リチウム、エチレンカーボネ
ート及び2−メチルテトラヒドロフランの10:1:1
0:30(重量比)混合物Yを準備し、これらの混合物
を、乾燥不活性ガス雰囲気中、10:3の重量比率で混
合した。次いで、得られた混合物を、ステンレス鋼から
なる正極集電板の表面に導電性カーボン被膜を形成した
集電板上にキャストコーティングし、乾燥不活性ガス雰
囲気中、100℃で1時間放置することにより硬化させ
た。正極集電板上に形成した複合正極被膜の厚みは、6
0μm であった。 b)電池の負極活物質としてリチウム金属を用い、これ
をステンレス鋼からなる負極集電板上に圧着した。次
に、上記リチウム金属上に、化合物A−4、六フッ化ヒ
酸リチウム、エチレンカーボネート及び2−メチルテト
ラヒドロフランの30:6:30:60(重量比)混合
物を、キャストコーティングし、乾燥不活性ガス雰囲気
中、100℃で1時間放置することにより硬化させた。
このようにして得た固体電解質層の厚みは、20μm で
あった。 c)b)で得た固体電解質/リチウム/負極集電板と、
a)でた正極集電板/複合正極を接触させることによ
り、実施例10と同様のシート状電池を得た。
Example 11 A sheet-shaped battery was manufactured according to the following procedure. a) An 85:15 (weight ratio) mixture X of vanadium pentoxide (cathode active material) and acetylene black (conductive agent), and 10 parts of compound A-4, lithium hexafluoroarsenate, ethylene carbonate and 2-methyltetrahydrofuran : 1: 1
0:30 (weight ratio) mixture Y was prepared, and these mixtures were mixed in a dry inert gas atmosphere at a weight ratio of 10: 3. Next, the obtained mixture is cast-coated on a current collector having a conductive carbon film formed on the surface of a positive electrode current collector made of stainless steel, and left at 100 ° C. for 1 hour in a dry inert gas atmosphere. And cured. The thickness of the composite positive electrode film formed on the positive electrode current collector plate is 6
It was 0 μm. b) Lithium metal was used as a negative electrode active material of the battery, and was pressed on a negative electrode current collector plate made of stainless steel. Next, a 30: 6: 30: 60 (weight ratio) mixture of compound A-4, lithium hexafluoroarsenate, ethylene carbonate and 2-methyltetrahydrofuran is cast-coated on the lithium metal, and dried and inert. The composition was cured by leaving it at 100 ° C. for 1 hour in a gas atmosphere.
The thickness of the solid electrolyte layer thus obtained was 20 μm. c) the solid electrolyte / lithium / negative electrode current collector obtained in b);
By contacting the positive electrode current collector / composite positive electrode obtained in a), a sheet-shaped battery similar to that in Example 10 was obtained.

【0056】比較例7 化合物A−2の代わりにポリエチレングリコールトリア
クリレートを使用した以外は実施例11と同様の方法で
シート状電池を製造した。実施例11、比較例7のシー
ト状電池の電極面積は、作製工程によって種々変更する
ことが可能であるが、本実施例では、その電極面積を1
00cm2 としたものを作製した。このシート状電池を用
いて、25℃で50μA/cm2 定電流の充放電サイクル試
験を行った。なお、充電終止電圧3.2V、放電終止電圧
2.0Vとして充放電サイクル試験を行った。図5に充放
電サイクル数と電池容量の関係を示す。図5の結果から
明らかなように、本発明の実施例11のシート状電池は
比較例7のシート状電池と比較して、優れた充放電サイ
クル特性を示すことがわかる。
Comparative Example 7 A sheet-like battery was produced in the same manner as in Example 11, except that polyethylene glycol triacrylate was used instead of Compound A-2. The electrode area of the sheet batteries of Example 11 and Comparative Example 7 can be variously changed depending on the manufacturing process.
One having a size of 00 cm 2 was produced. Using this sheet-shaped battery, a charge / discharge cycle test was performed at 25 ° C. and a constant current of 50 μA / cm 2 . The charge end voltage is 3.2V, the discharge end voltage is
A charge / discharge cycle test was performed at 2.0 V. FIG. 5 shows the relationship between the number of charge / discharge cycles and the battery capacity. As is clear from the results of FIG. 5, the sheet-shaped battery of Example 11 of the present invention shows superior charge-discharge cycle characteristics as compared with the sheet-shaped battery of Comparative Example 7.

【0057】[0057]

【発明の効果】本発明の電池は、液体電解質を用いた場
合に懸念される漏液がなく、しかも大きな電気容量と優
れた機械的強度を備えているため、電子機器のバックア
ップ電源、時計用電源、カメラ用電源、ペースメーカー
用電源などとして、信頼性よく使用できる。なお、本発
明では、前述の如く特殊な固体電解質組成物を正極活物
質と一体化して複合正極に形成して使用することによ
り、電解質層(セパレータ)及びカレントコレクターと
接触する活性物質の実表面積が増加することとなり、極
めて高性能な電極を得ることができる。また、電解質層
(セパレータ)としても、上記固体電解質を使用するこ
とにより、リチウムのデンドライト生成を抑制すること
が可能で、機械的強度に優れ、熱的、電気化学的に安定
な電解質層(セパレータ)を得ることができる。従っ
て、電気化学的に最適な複合電極及び電解質の製造が可
能となり、電池の製造工程の作業性の改良だけでなく、
電池の性能の向上も可能となる。
The battery of the present invention has no liquid leakage, which is a concern when a liquid electrolyte is used, and has a large electric capacity and excellent mechanical strength. It can be used reliably as a power supply, camera power supply, pacemaker power supply, etc. In the present invention, the specific surface area of the active material in contact with the electrolyte layer (separator) and the current collector is obtained by integrating the special solid electrolyte composition with the positive electrode active material to form a composite positive electrode as described above. Is increased, and an extremely high-performance electrode can be obtained. Also, as the electrolyte layer (separator), the use of the above-mentioned solid electrolyte makes it possible to suppress the generation of lithium dendrite, and has excellent mechanical strength and is thermally and electrochemically stable. ) Can be obtained. Therefore, it is possible to manufacture an electrochemically optimal composite electrode and electrolyte, and not only to improve the workability of the battery manufacturing process,
The performance of the battery can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明のシート状電池の一例を示す断面図であ
る。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a sheet-shaped battery of the present invention.

【図2】本発明の電池の特性を評価するための試験セル
の概略図である。
FIG. 2 is a schematic view of a test cell for evaluating characteristics of the battery of the present invention.

【図3】実施例10及び比較例6で得たシート状電池の
25℃、0.1mA/cm2で放電したときの初期放電特性を示
すグラフである。
FIG. 3 is a graph showing initial discharge characteristics of the sheet batteries obtained in Example 10 and Comparative Example 6 when discharged at 25 ° C. and 0.1 mA / cm 2 .

【図4】実施例10及び比較例6で得たシート状電池の
25℃、0.1mA/cm2で放電したときの60℃、100日
保存後の放電特性を示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing the discharge characteristics of the sheet batteries obtained in Example 10 and Comparative Example 6 after storage at 60 ° C. for 100 days when discharged at 25 ° C. and 0.1 mA / cm 2 .

【図5】実施例11及び比較例7で得たシート状電池の
25℃充放電サイクル数と電池容量の関係を示したグラ
フである。
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the number of charge / discharge cycles at 25 ° C. and the battery capacity of the sheet batteries obtained in Example 11 and Comparative Example 7.

【符号の説明】 1 正極集電板 2 複合正極 3 固体電解質 4 負極 5 負極集電板 6 封口材 11 集電体 12 正極 13 固体電解質 14 負極 15 集電体 16 正極リード線 17 負極リード線[Description of Signs] 1 Positive electrode current collector 2 Composite positive electrode 3 Solid electrolyte 4 Negative electrode 5 Negative electrode current collector 6 Sealing material 11 Current collector 12 Positive electrode 13 Solid electrolyte 14 Negative electrode 15 Current collector 16 Positive electrode lead wire 17 Negative electrode lead wire

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井土秀一 滋賀県甲賀郡甲南町希望ケ丘2丁目1の 18 (56)参考文献 特開 平3−177409(JP,A) 特開 平3−238771(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01M 10/40 H01M 4/02 - 4/04 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Shuichi Ido 2-1-1-18 Kibogaoka, Konan-cho, Koga-gun, Shiga Prefecture (56) References JP-A-3-177409 (JP, A) JP-A-3-238771 (JP , A) (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) H01M 10/40 H01M 4/02-4/04

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 三官能性高分子化合物を電解質塩と溶媒
と混合し、活性放射線の照射及び/又は加熱によって、
架橋して得た固体電解質で、上記三官能性高分子化合物
が各々の官能性高分子鎖として下記一般式(1)で示さ
れる高分子鎖を含有する三官能性末端アクリロイル変性
アルキレンオキシド重合体であり、かつ上記溶媒の使用
割合が上記重合体に対し220〜950重量%であるも
のを使用したことを特徴とする電池。 【化1】 (ただし、R'は炭素数1〜6のアルキル基、R"は水素又
はメチル基を示す。mおよびnはそれぞれ0または1以
上の数を示し、m+n≧35である。)
1. A method comprising mixing a trifunctional polymer compound with an electrolyte salt and a solvent, and irradiating and / or heating with actinic radiation.
A trifunctional terminal acryloyl-modified alkylene oxide polymer in which the trifunctional polymer compound contains a polymer chain represented by the following general formula (1) as each functional polymer chain in a solid electrolyte obtained by crosslinking. Wherein the solvent is used in an amount of 220 to 950% by weight based on the polymer. Embedded image (However, R ′ represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, R ″ represents hydrogen or a methyl group. M and n each represent 0 or 1 or more, and m + n ≧ 35.)
【請求項2】 上記三官能性末端アクリロイル変性アル
キレンオキシド重合体を、電解質塩と溶媒と正極活物質
と混合し、活性放射線の照射及び/又は加熱によって、
架橋して得た正極活物質と一体化した固体電解質を複合
正極とし、この正極と負極の間に、上記三官能性末端ア
クリロイル変性アルキレンオキシド重合体と電解質塩と
溶媒の混合物を、活性放射線の照射及び/又は加熱によ
って、架橋して得た固体電解質をセパレータとして存在
させたことを特徴とする請求項1の電池。
2. The above trifunctional terminal acryloyl-modified alkylene oxide polymer is mixed with an electrolyte salt, a solvent, and a positive electrode active material, and irradiated with active radiation and / or heated.
A solid electrolyte integrated with the positive electrode active material obtained by crosslinking is used as a composite positive electrode, and a mixture of the above-mentioned trifunctional terminal acryloyl-modified alkylene oxide polymer, an electrolyte salt and a solvent is supplied between the positive electrode and the negative electrode. 2. The battery according to claim 1, wherein a solid electrolyte obtained by crosslinking by irradiation and / or heating is present as a separator.
【請求項3】 上記負極が、上記三官能性末端アクリロ
イル変性アルキレンオキシド重合体と電解質塩と溶媒の
混合物を、活性放射線の照射及び/又は加熱によって、
架橋して得た固体電解質を含む複合負極であることを特
徴とする請求項2の電池。
3. The method according to claim 1, wherein the negative electrode comprises a mixture of the trifunctional terminal acryloyl-modified alkylene oxide polymer, an electrolyte salt and a solvent, which is irradiated with actinic radiation and / or heated.
3. The battery according to claim 2, wherein the battery is a composite anode containing a solid electrolyte obtained by crosslinking.
【請求項4】 上記複合正極及び/又は上記複合負極に
電子伝導性物質が含まれることを特徴とする請求項2の
電池。
4. The battery according to claim 2, wherein the composite positive electrode and / or the composite negative electrode contains an electron conductive material.
【請求項5】 上記溶媒が、エチレンカーボネート、プ
ロピレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、ジメトキ
シエタン、ジメチルスルホキシド、ジオキソラン、スル
ホラン及び水からなる群から選ばれた少なくとも一種で
ある請求項1の電池。
5. The battery according to claim 1, wherein the solvent is at least one selected from the group consisting of ethylene carbonate, propylene carbonate, γ-butyrolactone, dimethoxyethane, dimethyl sulfoxide, dioxolan, sulfolane, and water.
【請求項6】 上記電解質塩がフッ化リチウム、塩化リ
チウム、臭化リチウム、ヨウ化リチウム、硝酸リチウ
ム、チオシアン酸リチウム、過塩素酸リチウム、トリフ
ロロメタンスルホン酸リチウム、四ホウフッ化リチウ
ム、ビストリフロロメチルスルホニルイミドリチウム、
トリストリフロロメチルスルホニルメチドリチウム、チ
オシアン酸ナトリウム、過塩素酸ナトリウム、トリフロ
ロメタンスルホン酸ナトリウム、四ホウフッ化ナトリウ
ム、チオシアン酸カリウム、過塩素酸カリウム、トリフ
ロロメタンスルホン酸カリウム、四ホウフッ化カリウ
ム、チオシアン酸マグネシウム、過塩素酸マグネシウム
及びトリフロロメタンスルホン酸マグネシウムからなる
群から選ばれた少なくとも一種である請求項1の電池。
6. The electrolyte salt according to claim 1, wherein the electrolyte salt is lithium fluoride, lithium chloride, lithium bromide, lithium iodide, lithium nitrate, lithium thiocyanate, lithium perchlorate, lithium trifluoromethanesulfonate, lithium tetrafluorofluoride, bistrifluoro. Lithium methylsulfonylimide,
Lithium tristrifluoromethylsulfonylmethide, sodium thiocyanate, sodium perchlorate, sodium trifluoromethanesulfonate, sodium tetrafluorofluoride, potassium thiocyanate, potassium perchlorate, potassium trifluoromethanesulfonate, potassium tetrafluorofluoride 2. The battery according to claim 1, wherein the battery is at least one selected from the group consisting of magnesium thiocyanate, magnesium perchlorate and magnesium trifluoromethanesulfonate.
【請求項7】 上記電解質塩が、上記溶媒に対して1〜
35重量%の割合で使用される請求項1の電池。
7. The method according to claim 1, wherein the electrolyte salt is 1 to 5 with respect to the solvent.
2. The battery according to claim 1, which is used in a proportion of 35% by weight.
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