JP3321201B2 - Ion conductive polymer electrolyte - Google Patents

Ion conductive polymer electrolyte

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JP3321201B2
JP3321201B2 JP22851692A JP22851692A JP3321201B2 JP 3321201 B2 JP3321201 B2 JP 3321201B2 JP 22851692 A JP22851692 A JP 22851692A JP 22851692 A JP22851692 A JP 22851692A JP 3321201 B2 JP3321201 B2 JP 3321201B2
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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ポリマー電
解質に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ion conductive polymer electrolyte.

【0002】[0002]

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】従
来、イオン伝導性ポリマー電解質としては、例えばポリ
エチレンオキシド(PEO)の有機ポリマー電解質、多
官能性ポリエーテル分子構造のポリエチレンオキシド部
分とポリプロピレンオキシド部分とがランダム共重合型
で含まれる有機ポリマー電解質(例えば、特開昭62−
249361号公報参照)、イオン化合物を溶解状態で
含有するエチレンオキシド共重合体からなる固体ポリマ
ー電解質(例えば、特開昭61−83249号公報参
照)、及び熱可塑性で交差結合を持たない単独重合体も
しくは共重合体の分枝鎖から実質的に構成されている可
塑性を持つ高分子固体物質を用いたイオン伝導性ポリマ
ー電解質(例えば、特開昭55−98480号公報参
照)等が知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, ion conductive polymer electrolytes include, for example, an organic polymer electrolyte of polyethylene oxide (PEO), a polyethylene oxide portion and a polypropylene oxide portion of a polyfunctional polyether molecular structure. Is an organic polymer electrolyte contained in a random copolymerization type (for example,
249361), a solid polymer electrolyte comprising an ethylene oxide copolymer containing an ionic compound in a dissolved state (see, for example, JP-A-61-83249), and a thermoplastic homopolymer having no cross-linking or An ion-conductive polymer electrolyte (for example, see Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-98480) using a polymer solid substance having plasticity substantially consisting of a branched chain of a copolymer is known.

【0003】しかしながら、これら従来のイオン伝導性
ポリマー電解質を例えば電池等の電解質に応用しようと
しても、イオン伝導度が不足するという問題があった。
この問題に対し、従来の液体系電解質に用いられている
プロピレンカーボネートなどの非水溶媒をポリマーに含
浸させ、伝導度の向上を図るという提案がなされている
(例えば、特開昭63−94501号公報参照)。この
ようにして得られる固体ポリマー電解質の伝導度は実用
に近いものではあるが、使用環境温度が高温(60℃以
上)になると溶媒が蒸発して性能が著しく低下すると共
に、金属リチウムを用いた電池のように密閉型のもので
は密閉系が破壊されるという危険性がある。従って、こ
の固体ポリマー電解質を高温で動作する大型電池に適用
することはできない。
[0003] However, even if these conventional ion-conductive polymer electrolytes are applied to electrolytes such as batteries, there is a problem that the ion conductivity is insufficient.
To solve this problem, it has been proposed to improve the conductivity by impregnating a polymer with a non-aqueous solvent such as propylene carbonate used in a conventional liquid electrolyte (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-94501). Gazette). Although the conductivity of the solid polymer electrolyte obtained in this way is close to practical use, when the use environment temperature becomes high (60 ° C. or higher), the solvent is evaporated and the performance is remarkably deteriorated. In the case of a closed type such as a battery, there is a risk that the closed system is broken. Therefore, this solid polymer electrolyte cannot be applied to a large battery operated at a high temperature.

【0004】本発明はこのような従来の技術の有する問
題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、比較
的高温でも安全で、しかも高いイオン伝導度を有するイ
オン伝導性ポリマー電解質を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and an object thereof is to provide an ion-conductive polymer electrolyte which is safe even at a relatively high temperature and has a high ionic conductivity. To provide.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の要旨は、一般式で表される平均分子量10
00〜20000の有機化合物を架橋した有機ポリマー
中に可溶性電解質塩化合物を含むことを特徴とするイオ
ン伝導性ポリマー電解質にある。
In order to achieve the above-mentioned object, the gist of the present invention is to provide a compound having an average molecular weight of 10 represented by a general formula.
An ion conductive polymer electrolyte characterized in that a soluble electrolyte salt compound is contained in an organic polymer obtained by cross-linking an organic compound having a molecular weight of from 0000 to 20,000.

【0006】[0006]

【化3】 Embedded image

【0007】ただし、Zは活性水素含有化合物残基、R
1 は下記一般式(nは0〜25の整数、Rは炭素数
1〜20のアルキル基、アルケニル基またはアリール
基)で表される基、R2 は水素またはメチル基、末端
基Yは炭素数1〜20のアルキル基、アルケニル基また
はアリール基及び重合反応性官能基からなり、上記アル
キル基、アルケニル基またはアリール基の比率が50〜
98%であって、重合反応性官能基の比率が2〜50%
であり、kは1〜12の整数、pは1〜220の整数、
mは1〜240の整数を示す。
Wherein Z is an active hydrogen-containing compound residue;
1 is a group represented by the following general formula (n is an integer of 0 to 25, R is an alkyl group, alkenyl group or aryl group having 1 to 20 carbon atoms); R 2 is a hydrogen or methyl group; It consists of an alkyl group, an alkenyl group or an aryl group of Formulas 1 to 20 and a polymerization reactive functional group, and the ratio of the alkyl group, alkenyl group or aryl group is 50 to 50.
98%, and the ratio of the polymerization reactive functional group is 2 to 50%
Where k is an integer of 1 to 12, p is an integer of 1 to 220,
m represents an integer of 1 to 240.

【0008】[0008]

【化4】 Embedded image

【0009】上記有機ポリマーの原料として使用される
一般式の有機化合物は、活性水素含有化合物にグリシ
ジルエーテル類をアルキレンオキシド類と共に反応させ
て得たポリエーテル化合物にさらに重合反応性官能基含
有化合物を反応させて、主鎖末端活性水素基にアルキル
基、アルケニル基またはアリール基及び重合反応性官能
基を導入してなるものであり、通常、平均分子量500
00以下であることが好ましい。
The organic compound represented by the general formula used as a raw material of the organic polymer is a polyether compound obtained by reacting an active hydrogen-containing compound with a glycidyl ether together with an alkylene oxide, and further comprising a polymerization reactive functional group-containing compound. It is obtained by introducing an alkyl group, an alkenyl group or an aryl group and a polymerization reactive functional group into a main chain terminal active hydrogen group by reacting, and usually has an average molecular weight of 500
It is preferably at most 00.

【0010】活性水素含有化合物としては、例えば、メ
タノール、エタノール、エチレングリコール、プロピレ
ングリコール、1,4ブタンジオール、グリセリン、ト
リメチロールプロパン、ソルビトール、シュークロー
ズ、ポリグリセリン等の多価アルコール、ブチルアミ
ン、2−エチルヘキシルアミン、エチレンジアミン、ヘ
キサメチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエ
チレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタ
エチレンヘキサミン、アニリン、ベンジルアミン、フェ
ニレンジアミン等のアミン化合物、ビスフェノールA、
ハイドロキノン 、ノボラック等のフェノール性活性水
素化合物、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン
等の一分子中に異種の活性水素含有基を有する化合物等
を挙げることができ、中でも多価アルコールが特に好ま
しい。
Examples of the active hydrogen-containing compound include, for example, polyhydric alcohols such as methanol, ethanol, ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, glycerin, trimethylolpropane, sorbitol, sucrose, and polyglycerin; -Amine compounds such as ethylhexylamine, ethylenediamine, hexamethylenediamine, diethylenetriamine, triethylenetetramine, tetraethylenepentamine, pentaethylenehexamine, aniline, benzylamine, phenylenediamine, bisphenol A,
Examples thereof include phenolic active hydrogen compounds such as hydroquinone and novolak, and compounds having different types of active hydrogen-containing groups in one molecule such as monoethanolamine and diethanolamine. Among them, polyhydric alcohols are particularly preferable.

【0011】次に、活性水素含有化合物と反応させるグ
リシジルエーテル類としては、下記式で示されるアル
キル−、アルケニル−、アリール−またはアルキルアリ
ール−ポリエチレングリコールグリシジルエーテル類を
挙げることができる。
Next, examples of the glycidyl ethers to be reacted with the active hydrogen-containing compound include alkyl-, alkenyl-, aryl- or alkylaryl-polyethylene glycol glycidyl ethers represented by the following formula.

【0012】[0012]

【化5】 Embedded image

【0013】ただし、nは0〜25の整数、Rは炭素数
1〜20のアルキル基、アルケニル基、アリール基また
はアルキルアリール基を示す。代表的なものとしては、
Rは、例えば、メチル基、エチル基、ブチル基等の直鎖
アルキル基、イソプロピル基、sec-ブチル基、tert- ブ
チル基等の分枝アルキル基、ビニル基、アリル基、1−
プロペニル基、1,3−ブタジエニル基等のアルケニル
基、フェニル基、ノニルフェニル基、トリル基、ベンジ
ル基等のアリールまたはアルキルアリール基等を挙げる
ことができる。中でもnが1〜15、Rの炭素数が1〜
12のものが好ましい。
Wherein n is an integer of 0 to 25, and R is an alkyl, alkenyl, aryl or alkylaryl group having 1 to 20 carbon atoms. As a typical one,
R is, for example, a linear alkyl group such as a methyl group, an ethyl group or a butyl group; a branched alkyl group such as an isopropyl group, a sec-butyl group or a tert-butyl group; a vinyl group; an allyl group;
Examples thereof include an alkenyl group such as a propenyl group and a 1,3-butadienyl group, and an aryl or alkylaryl group such as a phenyl group, a nonylphenyl group, a tolyl group, and a benzyl group. Among them, n is 1 to 15, and R has 1 to 1 carbon atom.
Twelve are preferred.

【0014】また、アルキレンオキシド類としては、エ
チレンオキシド、プロピレンオキシド、1,2−エポキ
シブタン、1,2−エポキシペンタン、1,2−エポキ
シヘキサン、1,2−エポキシヘプタン、1,2−エポ
キシオクタン、1,2−エポキシノナン等の炭素数4〜
9のα−オレフィンオキシド、さらに炭素数10以上の
α−オレフィンオキシド、スチレンオキシド類等を挙げ
ることができ、エチレンオキシド及びプロピレンオキシ
ドが好ましい。
The alkylene oxides include ethylene oxide, propylene oxide, 1,2-epoxybutane, 1,2-epoxypentane, 1,2-epoxyhexane, 1,2-epoxyheptane, and 1,2-epoxyoctane. , 1,2-epoxynonane and the like having 4 to 4 carbon atoms
9, α-olefin oxides having 10 or more carbon atoms, styrene oxides, etc., among which ethylene oxide and propylene oxide are preferred.

【0015】本発明の式の有機化合物の末端基Yは、
その一部がアルキル基、アルケニル基、またはアリール
基であり、他の一部が重合反応性官能基である。そし
て、アルキル基、アルケニル基、またはアリール基のう
ち、特にアルキル基が好ましく、さらにアルキル基のう
ち低級なもの、すなわちメチル基、エチル基等が好まし
い。これらの割合は末端基Yに対して50〜98%が好
ましい。また、重合反応性官能基としては、アクリロイ
ル基、メタクリロイル基またはアリル基を挙げることが
でき、アクリロイル基またはメタクリロイル基が好まし
い。重合反応性官能基の割合は末端基Yに対して2〜5
0%が好ましい。というのは、重合反応性官能基が2%
より少ないと、得られるイオン伝導性ポリマーの機械的
強度が低く、一方、50%より多くなると高いイオン伝
導度が得られないからである。
The terminal group Y of the organic compound of the formula of the present invention is
One part is an alkyl group, an alkenyl group, or an aryl group, and the other part is a polymerization reactive functional group. Of the alkyl, alkenyl, and aryl groups, an alkyl group is particularly preferable, and a lower alkyl group, that is, a methyl group, an ethyl group, and the like are more preferable. These proportions are preferably 50 to 98% with respect to the terminal group Y. Examples of the polymerization reactive functional group include an acryloyl group, a methacryloyl group, and an allyl group, and an acryloyl group or a methacryloyl group is preferable. The ratio of the polymerization reactive functional group is 2 to 5 with respect to the terminal group Y.
0% is preferred. This means that the polymerization reactive functional groups are 2%
If the amount is less, the mechanical strength of the obtained ion-conductive polymer is low, while if it is more than 50%, a high ionic conductivity cannot be obtained.

【0016】末端基Yに対してこれらの基を導入する方
法としては、例えば、上記グリシジルエーテル類とアル
キレンオキシド類の重合の後存在する末端の水酸基の一
部をハロゲン化アルキル等を用いてアルコキシル化した
後、残りの水酸基をさらにエステル化等により置換する
方法を採用することができる。
As a method for introducing these groups to the terminal group Y, for example, a part of the terminal hydroxyl groups existing after the polymerization of the above-mentioned glycidyl ethers and alkylene oxides can be converted to an alkoxyl group by using an alkyl halide or the like. After the conversion, a method of further substituting the remaining hydroxyl groups by esterification or the like can be employed.

【0017】このようにして得られる有機化合物に、以
下に例示する可溶性電解質塩化合物をドーピングした
後、必要に応じて重合開始剤や増感剤を用いて、光・熱
・電子線等の活性放射線照射下で架橋して本発明のイオ
ン伝導性ポリマー電解質を得ることができる。可溶性電
解質塩化合物としては、例えば、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、過塩素酸マグエンシウ
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1種または2種以上のもの
を用いることができる。
After doping the organic compound thus obtained with a soluble electrolyte salt compound exemplified below, a polymerization initiator or a sensitizer may be used, if necessary, to increase the activity of light, heat, electron beams or the like. The ion conductive polymer electrolyte of the present invention can be obtained by crosslinking under irradiation. As the soluble electrolyte salt compound, for example, 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 And at least one or more selected from the group consisting of magnesium thiocyanate, magnesium perchlorate and magnesium trifluoromethanesulfonate.

【0018】[0018]

【作用】本発明のイオン伝導性ポリマー電解質は、主鎖
同様の側鎖を有する特定構造のポリエーテル化合物を架
橋した有機ポリマーからなるので、イオン伝導に寄与す
る非晶質相を安定化させ、低温から高温まで高いイオン
伝導度を発現する。また、主鎖末端基が適量の重合反応
性官能基を含有することにより、イオン伝導度を低下す
ることなく、一定の機械的強度を維持することができ
る。
The ion-conductive polymer electrolyte of the present invention is composed of an organic polymer obtained by cross-linking a polyether compound having a specific structure having a side chain similar to the main chain, thereby stabilizing an amorphous phase contributing to ion conduction. It exhibits high ionic conductivity from low to high temperatures. In addition, since the main chain terminal group contains an appropriate amount of the polymerization reactive functional group, a certain mechanical strength can be maintained without lowering the ionic conductivity.

【0019】[0019]

【実施例】以下に本発明の実施例を説明する。 (実施例1)グリセリン18gと下記式で表されるメ
チルジエチレングリコールグリシジルエーテル730g
とエチレンオキシド182gとの混合物を、触媒(水酸
化カリウム2g)の存在下で反応させ、脱塩精製を行っ
て、分子量4700(水酸基価より算出)のポリエーテ
ル876gを得た。
Embodiments of the present invention will be described below. (Example 1) 18 g of glycerin and 730 g of methyldiethylene glycol glycidyl ether represented by the following formula
And 182 g of ethylene oxide were reacted in the presence of a catalyst (2 g of potassium hydroxide) and subjected to desalting and purification to obtain 876 g of a polyether having a molecular weight of 4700 (calculated from a hydroxyl value).

【0020】[0020]

【化6】 Embedded image

【0021】そして、このポリエーテルに、その水酸基
数に対して0.72当量のナトリウムメチラートを加
え、100℃でメタノールを除去して末端水酸基をアル
コラート化した後ヨウ化メチルを加え、80℃で6時間
反応させることにより末端水酸基の70%をメトキシ化
した。次いで、残りの水酸基数に対して1.1当量のア
クリル酸、該アクリル酸の20倍量(重量)のトルエン
及び硫酸0.01モル%を80〜90℃で8時間反応さ
せることにより、末端基の70%をメトキシ化し、30
%をアクリレート化したポリエーテルを得た。このよう
にして得た末端変性ポリエーテル3.6gに、過塩素酸
リチウム0.4g及び0.02gの重合開始剤(1−ヒ
ドロキシシクロヘキシルフェニルケトン)を加えて均一
に溶解した後ガラス板上に流下し、窒素雰囲気で7mw
/cm 2の強度で2分間紫外線を照射することにより厚さ
50μmのイオン伝導性ポリマー電解質を得た。
Then, 0.72 equivalents of sodium methylate with respect to the number of hydroxyl groups were added to the polyether, methanol was removed at 100 ° C. to alcoholate terminal hydroxyl groups, and then methyl iodide was added. For 6 hours to methoxylate 70% of the terminal hydroxyl groups. Then, by reacting 1.1 equivalents of acrylic acid with respect to the remaining number of hydroxyl groups, 20 times (by weight) of the acrylic acid, toluene and sulfuric acid 0.01 mol% at 80 to 90 ° C. for 8 hours to obtain a terminal. 70% of the groups are methoxylated to give 30
% Acrylated polyether was obtained. To 3.6 g of the terminal-modified polyether thus obtained, 0.4 g of lithium perchlorate and 0.02 g of a polymerization initiator (1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone) were added, and the mixture was uniformly dissolved. Downflow, 7mw in nitrogen atmosphere
By irradiating ultraviolet rays at an intensity of / cm 2 for 2 minutes, an ion-conductive polymer electrolyte having a thickness of 50 μm was obtained.

【0022】(実施例2)グリセリン18gと下記式
で表されるメチルジエチレングリコールグリシジルエー
テル730gとエチレンオキシド182gとの混合物
を、触媒(水酸化カリウム2g)の存在下で反応させ、
脱塩精製を行って、分子量4700(水酸基価より算
出)のポリエーテル876gを得た。
(Example 2) A mixture of 18 g of glycerin, 730 g of methyldiethylene glycol glycidyl ether represented by the following formula, and 182 g of ethylene oxide was reacted in the presence of a catalyst (2 g of potassium hydroxide).
After desalting and purification, 876 g of a polyether having a molecular weight of 4700 (calculated from the hydroxyl value) was obtained.

【0023】[0023]

【化7】 Embedded image

【0024】そして、このポリエーテルに、その水酸基
数に対して0.91当量のナトリウムメチラートを加
え、100℃でメタノールを除去して末端水酸基をアル
コラート化した後ヨウ化メチルを加え、80℃で6時間
反応させることにより末端水酸基の90%をメトキシ化
した。次いで、残りの水酸基数に対して1.1当量のア
クリル酸、該アクリル酸の20倍量(重量)のトルエン
及び硫酸0.01モル%を80〜90℃で8時間反応さ
せることにより、末端基の90%をメトキシ化し、10
%をアクリレート化したポリエーテルを得た。このよう
にして得た末端変性ポリエーテル3.6gに、過塩素酸
リチウム0.4g及び0.02gの重合開始剤(1−ヒ
ドロキシシクロヘキシルフェニルケトン)を加えて均一
に溶解した後ガラス板上に流下し、窒素雰囲気で7mw
/cm 2の強度で2分間紫外線を照射することにより厚さ
50μmのイオン伝導性ポリマー電解質を得た。
To this polyether was added 0.91 equivalent of sodium methylate based on the number of hydroxyl groups, methanol was removed at 100 ° C. to alcoholate the terminal hydroxyl groups, and methyl iodide was added. For 6 hours to methoxylate 90% of the terminal hydroxyl groups. Then, by reacting 1.1 equivalents of acrylic acid with respect to the remaining number of hydroxyl groups, 20 times (by weight) of the acrylic acid, toluene and sulfuric acid 0.01 mol% at 80 to 90 ° C. for 8 hours to obtain a terminal. 90% of the groups are methoxylated and 10
% Acrylated polyether was obtained. To 3.6 g of the terminal-modified polyether thus obtained, 0.4 g of lithium perchlorate and 0.02 g of a polymerization initiator (1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone) were added, and the mixture was uniformly dissolved. Downflow, 7mw in nitrogen atmosphere
By irradiating ultraviolet rays at an intensity of / cm 2 for 2 minutes, an ion-conductive polymer electrolyte having a thickness of 50 μm was obtained.

【0025】(実施例3)ソルビトール20gと下記式
で表されるメチルトリエチレングリコールグリシジル
エーテル1320gとエチレンオキシド30gとの混合
物を、触媒(水酸化カリウム2.7g)の存在下で反応
させ、脱塩精製を行って、分子量12310(水酸基価
より算出)のポリエーテル(上記式で表される化合
物)1251gを得た。ただし、式中のR1 は上記式
で表される基であり、式中の記号Z、p、m、Y、
k、nおよびRの意味は下記式に示す通りである。
Example 3 A mixture of 20 g of sorbitol, 1320 g of methyltriethylene glycol glycidyl ether represented by the following formula, and 30 g of ethylene oxide was reacted in the presence of a catalyst (2.7 g of potassium hydroxide) to remove salts. Purification was performed to obtain 1251 g of a polyether (compound represented by the above formula) having a molecular weight of 12310 (calculated from a hydroxyl value). Here, R 1 in the formula is a group represented by the above formula, and the symbols Z, p, m, Y,
The meanings of k, n and R are as shown in the following formula.

【0026】[0026]

【化8】 Embedded image

【0027】[0027]

【化9】 Embedded image

【0028】そして、このポリエーテルに、その水酸基
数に対して0.82当量のナトリウムメチラートを加
え、100℃でメタノールを除去して末端水酸基をアル
コラート化した後ヨウ化メチルを加え、80℃で6時間
反応させることにより末端水酸基の80%をメトキシ化
した。次いで、残りの水酸基数に対して1.1当量のア
クリル酸、該アクリル酸の20倍量(重量)のトルエン
及び硫酸0.01モル%を80〜90℃で8時間反応さ
せることにより、末端基の80%をメトキシ化し、20
%をアクリレート化したポリエーテルを得た。このよう
にして得た末端変性ポリエーテル3.6gに、過塩素酸
リチウム0.4g及び0.02gの重合開始剤(1−ヒ
ドロキシシクロヘキシルフェニルケトン)を加えて均一
に溶解した後ガラス板上に流下し、窒素雰囲気で7mw
/cm 2の強度で2分間紫外線を照射することにより厚さ
50μmのイオン伝導性ポリマー電解質を得た。
Then, 0.82 equivalents of sodium methylate with respect to the number of hydroxyl groups was added to the polyether, methanol was removed at 100 ° C. to alcoholate the terminal hydroxyl groups, and methyl iodide was added. For 6 hours to methoxylate 80% of the terminal hydroxyl groups. Then, by reacting 1.1 equivalents of acrylic acid with respect to the remaining number of hydroxyl groups, 20 times (by weight) of the acrylic acid, toluene and sulfuric acid 0.01 mol% at 80 to 90 ° C. for 8 hours to obtain a terminal. 80% of the groups are methoxylated to give 20
% Acrylated polyether was obtained. To 3.6 g of the terminal-modified polyether thus obtained, 0.4 g of lithium perchlorate and 0.02 g of a polymerization initiator (1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone) were added, and the mixture was uniformly dissolved. Downflow, 7mw in nitrogen atmosphere
By irradiating ultraviolet rays at an intensity of / cm 2 for 2 minutes, an ion-conductive polymer electrolyte having a thickness of 50 μm was obtained.

【0029】(実施例4)エチレンジアミン20gと下
記式で示されるフェニルヘキサエチレングリコールグ
リシジルエーテル5520gとエチレンオキシド117
3gとの混合物を、触媒(水酸化カリウム9.4g)の
存在下で反応させ、脱塩精製を行って、分子量1992
0g(水酸基価より算出)のポリエーテル6590gを
得た。
Example 4 20 g of ethylenediamine, 5520 g of phenylhexaethylene glycol glycidyl ether represented by the following formula, and ethylene oxide 117
The mixture with 3 g was reacted in the presence of a catalyst (9.4 g of potassium hydroxide) and subjected to desalination purification to give a molecular weight of 1992.
0590 g (calculated from the hydroxyl value) of polyether was obtained.

【0030】[0030]

【化10】 Embedded image

【0031】そして、このポリエーテルに、その水酸基
数に対して0.85当量のナトリウムメチラートを加
え、100℃でメタノールを除去して末端水酸基をアル
コラート化した後ヨウ化メチルを加え、80℃で6時間
反応させることにより末端水酸基の85%をメトキシ化
した。次いで、残りの水酸基数に対して1.1当量のア
クリル酸、該アクリル酸の20倍量(重量)のトルエン
及び硫酸0.01モル%を80〜90℃で8時間反応さ
せることにより、末端基の85%をメトキシ化し、15
%をアクリレート化したポリエーテルを得た。このよう
にして得た末端変性ポリエーテル3.6gに、過塩素酸
リチウム0.4g及び0.02gの重合開始剤(1−ヒ
ドロキシシクロヘキシルフェニルケトン)を加えて均一
に溶解した後ガラス板上に流下し、窒素雰囲気で7mw
/cm 2の強度で2分間紫外線を照射することにより厚さ
50μmのイオン伝導性ポリマー電解質を得た。
Then, 0.85 equivalent of sodium methylate was added to the polyether based on the number of hydroxyl groups, methanol was removed at 100 ° C. to alcoholate terminal hydroxyl groups, and methyl iodide was added. For 6 hours to methoxylate 85% of the terminal hydroxyl groups. Then, by reacting 1.1 equivalents of acrylic acid with respect to the remaining number of hydroxyl groups, 20 times (by weight) of the acrylic acid, toluene and sulfuric acid 0.01 mol% at 80 to 90 ° C. for 8 hours to obtain a terminal. 85% of the groups are methoxylated to give 15
% Acrylated polyether was obtained. To 3.6 g of the terminal-modified polyether thus obtained, 0.4 g of lithium perchlorate and 0.02 g of a polymerization initiator (1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone) were added, and the mixture was uniformly dissolved. Downflow, 7mw in nitrogen atmosphere
By irradiating ultraviolet rays at an intensity of / cm 2 for 2 minutes, an ion-conductive polymer electrolyte having a thickness of 50 μm was obtained.

【0032】(実施例5)ペンタエチレンヘキサミン3
0gと下記式で示されるメチルトリエチレングリコー
ルグリシジルエーテル480gとエチレンオキシド46
0gとの混合物を、触媒(水酸化カリウム6.9g)の
存在下で反応させ、脱塩精製を行って、分子量7250
(水酸基価より算出)のポリエーテル(上記式で表さ
れる化合物)850gを得た。ただし、式中のR1
上記式で表される基であり、式中の記号Z、p、
m、Y、k、nおよびRの意味は下記式に示す通りで
ある。
Example 5 Pentaethylenehexamine 3
0 g, 480 g of methyltriethylene glycol glycidyl ether represented by the following formula, and ethylene oxide 46
0 g of the mixture was reacted in the presence of a catalyst (6.9 g of potassium hydroxide), desalted and purified to give a molecular weight of 7250.
850 g of a polyether (calculated from the hydroxyl value) (compound represented by the above formula) was obtained. Here, R 1 in the formula is a group represented by the above formula, and the symbols Z, p,
The meanings of m, Y, k, n and R are as shown in the following formula.

【0033】[0033]

【化11】 Embedded image

【0034】[0034]

【化12】 Embedded image

【0035】そして、このポリエーテルに、その水酸基
数に対して0.51当量のナトリウムメチラートを加
え、100℃でメタノールを除去して末端水酸基をアル
コラート化した後ヨウ化メチルを加え、80℃で6時間
反応させることにより末端水酸基の50%をメトキシ化
した。次いで、残りの水酸基数に対して1.1当量のア
クリル酸、該アクリル酸の20倍量(重量)のトルエン
及び硫酸0.01モル%を80〜90℃で8時間反応さ
せることにより、末端基の50%をメトキシ化し、50
%をアクリレート化したポリエーテルを得た。このよう
にして得た末端変性ポリエーテル3.6gに、過塩素酸
リチウム0.4g及び0.02gの重合開始剤(1−ヒ
ドロキシシクロヘキシルフェニルケトン)を加えて均一
に溶解した後ガラス板上に流下し、窒素雰囲気で7mw
/cm 2の強度で2分間紫外線を照射することにより厚さ
50μmのイオン伝導性ポリマー電解質を得た。
To this polyether was added 0.51 equivalent of sodium methylate based on the number of hydroxyl groups, methanol was removed at 100 ° C. to alcoholate terminal hydroxyl groups, and methyl iodide was added. For 6 hours to methoxylate 50% of the terminal hydroxyl groups. Then, by reacting 1.1 equivalents of acrylic acid with respect to the remaining number of hydroxyl groups, 20 times (by weight) of the acrylic acid, toluene and sulfuric acid 0.01 mol% at 80 to 90 ° C. for 8 hours to obtain a terminal. 50% of the groups are methoxylated to give 50
% Acrylated polyether was obtained. To 3.6 g of the terminal-modified polyether thus obtained, 0.4 g of lithium perchlorate and 0.02 g of a polymerization initiator (1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone) were added, and the mixture was uniformly dissolved. Downflow, 7mw in nitrogen atmosphere
By irradiating ultraviolet rays at an intensity of / cm 2 for 2 minutes, an ion-conductive polymer electrolyte having a thickness of 50 μm was obtained.

【0036】(比較例)分子量4700のポリエーテル
の代わりに、エチレンオキシド:プロピレンオキシド=
8:2、平均分子量3000のランダムエーテルを用い
て、その末端を完全にアクリレート化したポリエーテル
を製造した以外は実施例1と同様の方法でイオン伝導性
ポリマー電解質を得た。
Comparative Example In place of polyether having a molecular weight of 4700, ethylene oxide: propylene oxide =
An ion-conductive polymer electrolyte was obtained in the same manner as in Example 1 except that a random ether having an average molecular weight of 3000 was used at 8: 2 to produce a polyether whose terminal was completely acrylated.

【0037】(リチウムイオン伝導度試験)次に、この
ようにして得た実施例1〜5および比較例のイオン伝導
性ポリマー電解質のイオン伝導度を測定するために、各
ポリマー電解質を白金板で挟み、電極間の交流インピー
ダンスを測定し、複素インピーダンス解析を行った。そ
の結果を以下の表1に示す。また、密閉条件下で100
℃で100日保存後のイオン伝導度を併せて表1に示
す。なお、測定機としては、横河ヒューレットパッカー
ド社製のインピーダンスアナライザー(形式:4192
A)を使用し、その測定条件としては、印加電圧=10
mV、測定使用周波数=5Hz〜13MHzとした。
(Lithium ion conductivity test) Next, in order to measure the ion conductivity of the ion-conductive polymer electrolytes of Examples 1 to 5 and Comparative Example thus obtained, each polymer electrolyte was plated with a platinum plate. The AC impedance between the electrodes was measured, and a complex impedance analysis was performed. The results are shown in Table 1 below. In addition, 100
Table 1 also shows the ionic conductivity after storage at 100 ° C for 100 days. The measuring instrument used was an impedance analyzer (model: 4192) manufactured by Yokogawa Hewlett-Packard Company.
A) was used, and the measurement conditions were as follows: applied voltage = 10
mV, measurement use frequency = 5 Hz to 13 MHz.

【0038】[0038]

【表1】 [Table 1]

【0039】表1に明らかなように、本発明のイオン伝
導性ポリマー電解質は優れたイオン伝導度を示し、特に
比較的高温におけるイオン伝導度が優れている。
As is evident from Table 1, the ion-conductive polymer electrolyte of the present invention exhibits excellent ionic conductivity, particularly at relatively high temperatures.

【0040】[0040]

【発明の効果】本発明に係るイオン伝導性ポリマー電解
質は、低温から高温まで安定して高いイオン伝導度を示
す。また、架橋系のポリマー電解質であるため、従来の
熱可塑性ポリマー電解質に見られる流動性もなく、高温
下でも安全に使用できる。
The ionic conductive polymer electrolyte according to the present invention exhibits high ionic conductivity stably from low to high temperatures. In addition, since it is a crosslinked polymer electrolyte, it does not have the fluidity found in conventional thermoplastic polymer electrolytes and can be used safely even at high temperatures.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01B 1/06 H01M 6/18 H01M 10/40 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01B 1/06 H01M 6/18 H01M 10/40

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 一般式で表される平均分子量1000
〜20000の有機化合物を架橋した有機ポリマー中に
可溶性電解質塩化合物を含むことを特徴とするイオン伝
導性ポリマー電解質。 【化1】 ただし、Zは活性水素含有化合物残基、R1 は下記一
般式(nは0〜25の整数、Rは炭素数1〜20のア
ルキル基、アルケニル基またはアリール基)で表される
基、R2 は水素またはメチル基、末端基Yは炭素数1
〜20のアルキル基、アルケニル基またはアリール基及
び重合反応性官能基からなり、上記アルキル基、アルケ
ニル基またはアリール基の比率が50〜98%であっ
て、重合反応性官能基の比率が2〜50%であり、kは
1〜12の整数、pは1〜220の整数、mは1〜24
0の整数を示す。 【化2】
1. An average molecular weight of 1000 represented by the general formula
An ion-conductive polymer electrolyte comprising a soluble electrolyte salt compound in an organic polymer obtained by crosslinking an organic compound of up to 20,000. Embedded image Wherein Z is an active hydrogen-containing compound residue, R 1 is a group represented by the following general formula (n is an integer of 0 to 25, R is an alkyl group, alkenyl group or aryl group having 1 to 20 carbon atoms); 2 is a hydrogen or methyl group, terminal group Y is 1 carbon atom
To 20 alkyl groups, alkenyl groups or aryl groups and a polymerization reactive functional group;
The ratio of the phenyl group or the aryl group is 50 to 98%;
Wherein the ratio of the polymerization reactive functional groups is 2 to 50%, k is an integer of 1 to 12, p is an integer of 1 to 220, and m is 1 to 24.
Indicates an integer of 0. Embedded image
【請求項2】 末端基Yを構成する重合反応性官能基が
アクリロイル基、メタクリロイル基またはアリル基であ
ることを特徴とする請求項1記載のイオン伝導性ポリマ
ー電解質。
2. The ion conductive polymer electrolyte according to claim 1, wherein the polymerization reactive functional group constituting the terminal group Y is an acryloyl group, a methacryloyl group or an allyl group.
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