JP5890892B2 - コロイド電解質組成物 - Google Patents
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Description
a)第四級化窒素原子を含む1つまたはそれ以上のカチオン性ポリマーから選択される高分子電解質と;
b)メジアン径が10nmから10μmの間である粒子の固体微粒子相と;
c)結合剤分子を含む結合剤系と;
d)場合により、可塑剤と;
e)場合により、加工助剤と;
f)場合により、表面活性剤と
を含む、コロイドを形成する電解質組成物である。
げることもできる。泡沫およびフィラメントの不安定化に加え、固体微粒子相は、例えば電解質層を不透明にするための光学特性の修正のような、または堆積後もしくは固形分が水に結合した後に制御された手法で物質を放出する粒子のような、他の機能を有することができる。
高分子電解質を15〜65質量%の量で;
固体微粒子相を15〜65質量%の量で;
結合剤分子を含む結合剤系を5〜25質量%の量で、それと共に1つまたはそれ以上の開始剤を0.1から5質量%の量で;
加工助剤を5〜35質量%の量で;
可塑剤を1〜30質量%の量で
含む、電解質組成物である。
a)固体微粒子相を、好ましくは均質化によって、例えば機械式均質化または超音波処理によって、高分子電解質溶液に分散させる工程;
b)結合剤分子および開始剤分子を含む、結合剤系を含む溶液を製造する工程;
c)工程a)の高分子電解質−粒子分散体を、工程b)の結合剤溶液と混合する工程
を含む。
a)場合により、基板を用意する工程と;
b)第1の電極を配する工程と;
c)本発明の電解質組成物を用意する工程と;
d)本明細書に記述されるように、電解質組成物を第1の電極上に塗布する工程と;
e)電解質組成物を硬化する工程と;
f)第2の電極を、工程e)により設けられた電解質上に塗布する工程と
を含む。
a)第四級化窒素含有化合物である1つまたはそれ以上のカチオン性ポリマーから選択される高分子電解質と;
b)固体粒子を含む固体微粒子相と;
c)結合剤分子および開始剤分子を含む結合剤系と;
d)場合により、可塑剤と;
e)場合により、加工助剤と;
f)場合により、表面活性剤と
を含み、コロイド状分散体を形成する。
a)第四級化窒素含有化合物;好ましくは第四級化ポリアミンから選択される化合物;より好ましくは、イオネンのような、ポリマー主鎖中に第四級化アミノ基を含むポリアミン、もしくはペンダント第四級化アミノ基を有するポリマーアミンから選択される化合物;または第四級化ビニルイミダゾリウムのコポリマー、好ましくは第四級化ビニルイミダゾリウム繰り返し単位を40〜99モル%含むコポリマー;または第四級化キトサンである、1つまたはそれ以上のカチオン性ポリマーから選択される高分子電解質であって;
最も好ましくはカチオン性ポリマーが、ポリ[(3−メチル−1−ビニルイミダゾリウムクロリド)−co−(1−ビニルピロリドン)]もしくはポリ(塩化ジアリルジメチルアンモニウム)またはこれらのコポリマー;より好ましくは、分子量(Mw)が100000よりも低い、10000から100000の間のような、好ましくは20000から75000の間であり、例えば20000から50000の間であるポリ(塩化ジアリルジメチルアンモニウム)またはそのコポリマーから選択される、高分子電解質と;
b)固体粒子を含み;直径が10nmから10μmの間であり;
好ましくはチタン金属酸化物、酸化亜鉛、または可塑性材料から選択される、固体微粒子相と;
c)重合によって架橋網状構造を形成する結合剤分子、ならびに開始剤分子を含み、結合剤分子が、照射により開始されるラジカル重合に適切であり;アルキレングリコールのホモポリマーもしくはコポリマーのモノもしくはジ(メタ)アクリル酸エステル、またはこれらの混合物;好ましくは、ポリエチレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールモノアクリレート、ポリプロピレングリコールモノアクリレートのホモもしくはコポリマー、またはこれらの混合物、および照射によって活性化させた開始剤分子(即ち、ラジカル開始剤)から選択され;ジアリールもしくはモノアリールケトンおよび酸化ホスフィン、好ましくは2−ヒドロキシ−4’−(2−ヒドロキシエトキシ)−2−メチルプロピオフェノンのような水溶性光開始剤、および2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシドのような長波長光により活性化させた光開始剤の群から選択される、結合剤系;あるいは結合剤系が、開始剤分子と、チオール−エン重合によって架橋網状構造に重合できる分子とを含み、チオールは、高沸点を有する二、三、もしくは多官能性チオールの群、好ましくはトリメチロールプロパントリス(2−メルカプトアセテート)、トリメチロールプロパントリス(3−メルカプトプロピオネート)、ペンタエリスリトールテトラキス(3−メルカプトプロピオネート)、ペンタエリスリトールテトラキス(2−メルカプトアセテート)、ペンタエリスリトールテトラキス(3−メルカプトブチレート)、ポリ(エチレングリコール)ジチオール、およびエチレングリコールビスチオグリコレートから選択され;さらに、メタクリレートもしくはアリルタイプの1つもしくはそれ以上の重合性基を保持する分子、好ましくは、ポリエチレングリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコールメタクリレート、ポリエチレングリコールジアリルエーテル、ポリエチレングリコールアリルエーテル、また照射によって活性化したラジカル開始剤を一緒に有する1,3,5−トリアリル−1,3,5−トリアジン−2,4,6(1H,3H,5H)−トリオンのような、水に対して溶解性を有する分子から選択され;または、ジアリールもしくはモノアリールケトンおよび酸化ホスフィン、好ましくは2−ヒドロキシ−4’−(2−ヒドロキシエトキシ)−2−メチルプロピオフェノンのような水溶性光開始剤、および2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシドのような長波長光によって活性化させた光開始剤の群から選択される、アルケン保持分子を含み、
または、水溶性アゾ化合物、ヒドロペルオキシド、および無機ペルオキシド、好ましくは4,4’−アゾビス(4−シアノ吉草酸)、tert−ブチルヒドロペルオキシド、および過硫酸アンモニウム、カリウム、もしくはナトリウムのような水溶性熱開始剤分子の群から選択され、もしくはポリエチレングリコールの単、二官能性アリルエーテルもしくはメタクリル酸エステルから選択される、加熱によって活性化させた開始剤分子を含む、結合剤系と、
d)場合により、好ましくはポリアルキレングリコールから選択され;好ましくはポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、もしくはこれらの混合物から選択され;最も好ましくはポリ(エチレングリコール−ran−プロピレングリコール)であり;または超分岐ポリオールもしくはポリグリセリン(プロパン−1,2,3−トリオール)から選択される、可塑剤と;
e)場合により、好ましくは脂肪族カルボン酸から選択され;最も好ましくは2−ヒドロキシプロピオン酸(DL−乳酸)である、加工助剤と;
f)場合により、好ましくはレシチンおよびポリソルベートから選択され;最も好ましくはポリオキシエチレン(20)ソルビタンモノラウレート(Tween 20)である表面活性剤と
を含む、コロイド状分散体の形態である。
高分子電解質は、組成物中の「活性材料」である。高分子電解質は、電気化学セルの電解質として組成物が機能するのに十分なイオンおよびイオン移動性を与える特性を有する。高分子電解質は、可動性の第2のイオンを提供し、組成物全体は、電気化学デバイス内で電解質を挟む電極間に電解質接続性が生成されるよう、イオンに移動性を与える。これは、電解質内のイオン輸送経路が、電極の電気化学的スイッチにイオン輸送をもたらすのに十分であるべきことを意味する。
本明細書に記述される電解質組成物は、固体微粒子相を含む。固体微粒子相は、途切れ、ピン・ホール、および亀裂に対して安定なカチオン性高分子電解質を提供する目的で存在する。
結合剤系(c)とは、本明細書では、結合剤分子、即ち重合反応のための重合性分子および開始剤分子を意味する。重合反応によって、結合剤分子の網状構造が形成され、硬化した被膜の物理的一体性が提供される。結合剤系の目的は、高分子電解質分子を化学的に結合すること、例えば共有結合することではなく、結合剤分子によって形成された結合剤網状構造でのその移動性を低減させることである。
可塑剤(d)は、場合により、硬化した被膜に柔軟性を与えるために、電解質組成物に添加されてもよい。可塑剤は、電解質がスクリーン・メッシュを通してより良好に流動しかつ電解質のより滑らかな表面層を得るのを助けるので、印刷品質を維持し高めるのに使用される。多湿環境では、高分子電解質は、印刷され硬化された組成物の含有物に対して可塑化作用を有する水分子を吸収する。水が存在せず、低湿度では、被膜は硬質になり、イオンを輸送するその能力を失う可能性がある。添加された可塑剤は、そのような被膜に柔軟性を与えることができる。
本発明の電解質組成物は、その加工中、例えば昇温のようなさらなる処理中に組成物をより安定で耐久可能にする、1つまたはそれ以上の加工助剤を含んでいてもよい。加工助剤は、組成物を、崩壊または亀裂を生じることなく処理に耐えるようにすることができる。典型的には、電解質組成物は、数分間にわたり最高140℃の熱処理を持ちこたえることができる。加工助剤は、加熱処理中に、表面層を無傷の状態に保つ。この助剤の例は、乾燥条件下で、したがって水が蒸発したときに、固体粒子を分散した状態に保つために場合により添加されてもよい分散助剤である。粒子は、水中に十分に分散させることができるが、被膜が高温で加工されて水が蒸発するにつれ、低揮発性の分散剤が存在しない限り、粒子は凝集体を形成することがあり、これにより被膜の崩壊をもたらす可能性がある。この目的を有する分散助剤の例は、脂肪族カルボン酸である。好ましくは酸は、高沸点と組み合わせて低融点を有する。より具体的には、加工助剤は、そのDL−形態にある、DL−乳酸とも示される2−ヒドロキシプロピオン酸であってもよい。この乳酸は、12mmHgで融点−53℃および沸点122℃を有する。分散助剤は、固体粒子が凝集してコーティングに亀裂を形成させるのを妨げることができる。
電解質組成物の、別の場合による構成成分は、表面活性剤である。表面活性剤は、0.1から2質量%(乾燥含量)の量で存在していてもよい。表面活性剤は、レシチンおよびポリソルベートから選択されてもよい。ポリソルベートの例は、ポリオキシエチレン(20)ソルビタンモノラウレート(Tween 20)である。
コロイドの形態である電解質組成物は、分散媒体も、したがって、液体も含む。本発明の高分子電解質組成物に含まれる構成成分に応じて、液体を、水もしくは溶媒またはこれらの混合物から選択してもよい。典型的には、液体は水性液体であり、例えば水であり、または水と低級アルコール、例えばエタノールとを混合したものである。
高分子電解質ポリ[(3−メチル−1−ビニルイミダゾリウムクロリド)−co−(1−ビニルピロリドン)](Luviquat Excellence)を15〜65質量%の量で;
二酸化チタンを含む固体微粒子相を15〜65質量%の量で;
ポリ(エチレングリコール)ジアクリレート(PEG−ジアクリレート(700))を結合剤分子として含む結合剤系を5〜25質量%の量で;
1つまたはそれ以上の開始剤Irgacureおよびlucerin−TPOを、総量0.1〜5質量%で;
2−ヒドロキシプロピオン酸(DL−乳酸)を加工助剤として、より具体的には分散助剤として、5〜35質量%の量で;かつ
ポリ(エチレングリコール−ran−プロピレングリコール)を可塑剤として、1〜30質量%の量で;分散媒体としての水と共に
含む(単位 質量%(乾燥含量))、電解質組成物である。
高分子電解質ポリ[(3−メチル−1−ビニルイミダゾリウムクロリド)−co−(1−ビニルピロリドン)](Luviquat Excellence)を約23質量%(乾燥含量)の量で;
二酸化チタンを含む固体微粒子相を約54質量%の量で;
ポリ(エチレングリコール)ジアクリレート(PEG−ジアクリレート(700))を結合剤分子として含む結合剤系を約6質量%の量で;
1つまたはそれ以上の開始剤Irgacureおよびlucerin−TPOを、総量約0.8質量%で;
2−ヒドロキシプロピオン酸(DL−乳酸)を加工助剤として、より具体的には分散助剤として、約11質量%の量で;かつ
ポリ(エチレングリコール−ran−プロピレングリコール)を可塑剤として、約5質量%の量で;分散媒体としての水と共に
含む(単位 質量%(乾燥含量))、電解質組成物である。
高分子電解質ポリ(塩化ジアリルジメチルアンモニウム)(PDADMA−Cl)を15〜65質量%の量で;
二酸化チタンを含む固体微粒子相を15〜65質量%の量で;
ポリ(エチレングリコール)ジアクリレート(PEG−ジアクリレート(700))を結合剤分子として含む結合剤系を5〜25質量%の量で;
1つまたはそれ以上の開始剤Irgacureおよびlucerin−TPOを、総量0.1〜5質量%で;
加工助剤または分散助剤DL−乳酸を5〜35質量%の量で;
2−ヒドロキシプロピオン酸(DL−乳酸)を加工助剤として、より具体的には分散助剤として、5〜35質量%の量で;かつ
ポリ(エチレングリコール−ran−プロピレングリコール)を可塑剤として、1〜30質量%の量で;分散媒体としての水と共に
含む(単位 質量%(乾燥含量))、電解質組成物である。
高分子電解質ポリ(塩化ジアリルジメチルアンモニウム)(PDADMA−Cl)を約21質量%の量で;
二酸化チタンを含む固体微粒子相を約55質量%の量で;
ポリ(エチレングリコール)ジアクリレート(PEG−ジアクリレート(700))を結合剤分子として含む結合剤系を約6質量%の量で;
1つまたはそれ以上の開始剤Irgacureおよびlucerin−TPOを、総量約0.8質量%で;
2−ヒドロキシプロピオン酸(DL−乳酸)を加工助剤として、より具体的には分散助剤として、約11質量%の量で;かつ
ポリ(エチレングリコール−ran−プロピレングリコール)を可塑剤として、約6質量%の量で;分散媒体としての水と共に
含む(単位 質量%(乾燥含量))、電解質組成物である。
電解質組成物の製造方法は、下記の工程:
a)高分子電解質を含む溶液を用意する工程と;
b)固体微粒子相を、工程a)で用意された高分子電解質溶液中に、例えば機械式ホモジナイザで機械的処理を使用することによって分散させる工程と;
c)場合により開始剤分子を、典型的には光開始剤を含む溶液に結合剤分子を溶解させた結合剤系を用意する工程と;
d)工程b)で用意された高分子電解質および固体微粒子相の分散体を、結合剤系、ならびに加工助剤、可塑剤、および表面活性剤のような他の場合による構成成分も含む工程 c)の溶液と混合する工程と
を含む。混合は、例えばホモジナイザでの機械式混合であってもよい。超音波処理による混合も適用可能であってもよい。
a)高分子電解質を含む溶液、好ましくは水溶液を用意する工程と;
b)固体微粒子相を、工程a)で用意された高分子電解質溶液中に、例えば機械式ホモジナイザのような機械的処理を使用することによって分散させる工程と;
c)結合剤分子および光開始剤を含む、溶液に溶解させた結合剤系を用意する工程と;
d)工程a)で用意された高分子電解質および固体微粒子相の分散体を、結合剤系および他の構成成分も含む工程b)の溶液と混合する工程と
を含む。混合は、例えばホモジナイザでの機械式混合であってもよい。
場合により、基板(40)と;
第1の電極(10)と;
第1の電極上に堆積された、本明細書で定義された電解質組成物の1つまたはそれ以上の層(30)と;
第2の電極(20)と
を含み、
電解質組成物の各層は、第2の電解質を塗布させる前に硬化される。
a)場合により、基板(40)を用意する工程と;
b)第1の電極(10)を基板上に設ける工程と;
c)本明細書で定義されるように電解質組成物を用意する工程と;
d)電解質組成物(30)を第1の電極上に堆積する工程と;
e)電解質組成物を、好ましくは照射によってまたは化学もしくは熱処理によって;より好ましくは紫外線照射によって硬化する工程と;
f)第2の電極(20)を、工程e)により設けられた電解質上に塗布させる工程と
を含む。
電気化学セルは、基板上に配置され塗布されてもよい。工程a)の基板は、可塑性材料、任意の繊維質材料、テキスタイル、または紙の基板から選択することができる。基板は、選択される印刷法に適切なものとする。
電極は、基板上に塗布させてもよく、これは本明細書では「第1の電極」と示され、電解質上に塗布させてもよく、これは本明細書では「第2の電極」と示される。本発明の印刷可能な電解質組成物を有する電気化学セルを構築するのに使用することができる、印刷可能な電極材料の例は、Clevios S V3(商標)、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)ポリ(スチレンスルホネート)(PEDOT:PSS)(Heraeusにより提供)をベースにしたスクリーン印刷可能なエレクトロクロミック材料、および炭素をベースにした印刷可能な伝導体(DuPontにより提供されるDuPont 7102)である。
結合剤溶液
溶液を、熱を加えかつ光のない状態で、全ての成分がSigma−Aldrichから購入されたIrgacure 2959 1g、Lucerin−TPO 0.8gを、ポリエチレングリコールジアクリレート700 14gに溶解することによって製造した。溶液を、周囲温度に冷却した。
ポリ[(3−メチル−1−ビニルイミダゾリウムクロリド)−co−(1−ビニルピロリドン)](Luviquat Excellence)をベースにした印刷可能な高分子電解質
Kronos AS、ノルウェーから購入した二酸化チタン、Kronos 2300(メジアン粒度0.36μm)120gを、70mmのロータ・ステータ高剪断インライン・ミキサを備えたATP Engineering B.V.製のYellow Line Laboratoryミキサを使用して、脱イオン水28gの助けを借りて、BASF GmbH、ドイツから購入したLuviquat Excellenceの40%水溶液130g中に20分間分散させた。実施例1により製造された結合剤溶液を添加した。引き続き、Sigma−Aldrichから共に購入したポリ(エチレングリコール−ran−プロピレングリコール)12gおよびDL−乳酸24gを添加した。混合物を、インライン剪断ミキサを使用して10分間均質化した。
ポリ(塩化ジアリルジメチルアンモニウム)(PDADMA−Cl)をベースにした印刷可能な高分子電解質
二酸化チタン、Kronos 2300 120gを、実施例2で記述した混合設備を使用して、Sigma−Aldrichから購入したPDADMA−Cl(「非常に低い分子量」Mw<100000g/モルと標識した)の35%水溶液130g中に20分間分散させた。実施例1により製造された結合剤溶液を添加した。引き続き、ポリ(エチレングリコール−ran−プロピレングリコール)12gおよびDL−乳酸24gを添加した。混合物を、インライン剪断ミキサを使用して、15分間均質化した。
アミン相乗剤を有する印刷可能な高分子電解質組成物
二酸化チタンKronos 2300 120gを、インライン高剪断ミキサを使用して、脱イオン水28gの助けを借りて、Luviquat Excellence 130g中に20分間分散させた。実施例1で製造した結合剤溶液を添加した。引き続き、ポリ(エチレングリコール−ran−プロピレングリコール)12g、乳酸24g、およびアミン相乗剤、即ちSartomer SAから購入したSartomer CN 3755 3.5gを添加して、紫外線での開始および照射による硬化中の酸素終端を阻止した。混合物を、インライン剪断ミキサで10分間均質化した。
実施例2に記述された電解質組成物62.1gを、ペンタエリスリトールテトラキス(3−メルカプトプロピオネート)1.0gと混合した。
ポリ[(3−メチル−1−ビニルイミダゾリウムクロリド)−co−(1−ビニルピロリドン)](Luviquat Excellence)およびレシチンをベースにした印刷可能な高分子電解質
結合剤溶液を、実施例1の手順に従って、Irgacure 2959 6.98g、Lucerin−TPO 4.95gをポリエチレングリコールジアクリレート700 79.81gに加えて製造した。この結合剤溶液に、Luviquat Excellenceの40%水溶液750.3gを添加し、その後、70mmのロータ・ステータ高剪断インライン・ミキサを備えたATP Engineering B.V.製のYellow Line Laboratoryミキサを使用して、混合した。混合物82.33gに、ポリ(エチレングリコール)400 6.35gを添加した。混合物を、インライン剪断ミキサを使用して10分間均質化した。
実施例2の電解質組成物を使用したエレクトロクロミック試験構造の印刷
Clevios GmbHから購入したPEDOT:PSS、Clevios SV−3の第1の電極パターンを、120−34メッシュ・ウェブを使用して、透明なプラスチック基板(40)上にスクリーン印刷した。引き続き、実施例2の組成物を使用して電解質パターンを印刷し、2回硬化することにより、実施例2に記載される電解質(30)の二重層を得た。電解質パターンを120−34メッシュ・ウェブで印刷し、UV硬化した(Aktiprint T28−1 UVドライヤ、ベルト速度は最大速度の30%に設定)。第2の電極パターン(20)を、DuPontから購入した7102、炭素をベースにした伝導性インクを使用して印刷し、140℃で3分間、熱硬化した。
実施例3の電解質インクを使用したエレクトロクロミック試験構造の印刷
実施例3の電解質組成物を使用すること以外、実施例6の手順に従った。
実施例4の電解質インクを使用したエレクトロクロミック試験構造の印刷
実施例4の電解質組成物を使用すること以外、実施例7の手順に従った。
実施例6の印刷されたエレクトロクロミック・ディスプレイ画素の試験
試験画素を、実施例6で印刷された試験構造から切り取った。電極を電源に接続して、エレクトロクロミックPEDOT:PSS電極が陰極に接続されかつ炭素電極が陽極に接続されるようにした。電圧を印加した後、電流を、経過時間に対してプロットした。エレクトロクロミックPEDOT:PSS画素は、切替え中に還元することにより濃青色に変わった。ここで使用した電圧は3Vであった。
実施例8の印刷されたエレクトロクロミック・ディスプレイ画素の試験
電気化学セル(1)としての試験画素を、実施例9で印刷された試験構造から切り取り、実施例10に記述されるように試験した。
10 電極
20 電極
30 電解質
40 基板
Claims (33)
- コロイド状分散体の形態である電解質組成物であって、
a)第四級化ビニルイミダゾリウム繰り返し単位を有するコポリマー、およびポリ(塩化ジアリルジメチルアンモニウム)またはそのコポリマーからなる群から選択される、第四級化窒素含有化合物である1つまたはそれ以上のカチオン性ポリマーから選択される高分子電解質;
b)1から10000nmの間の直径を有し、電解質組成物に含まれる他の成分に対して不活性である固体粒子を含む微粒子相;
c)ラジカル重合の際ポリマー網状構造を形成することができる結合剤分子、および結合剤分子のラジカル重合を開始することができる開始剤分子を含み、該結合剤分子が多官能性および単官能性のアクリレートもしくはメタクリレートであるか、または二もしくは多官能性のチオールであって、分子は二重結合を有する、結合剤系;
を含み、
ここで上記高分子電解質には、ラジカル重合の条件下で易重合性の基が実質的に存在しない、上記電解質組成物。 - 高分子電解質が、ポリ[(3−メチル−1−ビニルイミダゾリウムクロリド)−co−(1−ビニルピロリドン)]である、請求項1に記載の電解質組成物。
- 高分子電解質が、ポリ(塩化ジアリルジメチルアンモニウム)またはそのコポリマーである、請求項1に記載の電解質組成物。
- 高分子電解質が、100000よりも低い分子量(Mw)を有する、請求項1〜3のいずれか1項に記載の電解質組成物。
- 高分子電解質が、10000から100000の間の分子量(Mw)を有する、請求項4に記載の電解質組成物。
- 高分子電解質が、20000から75000の間の分子量(Mw)を有する、請求項4又は5に記載の電解質組成物。
- 結合剤系が、重合の際架橋網状構造を形成する重合性物質から選択される、1つまたはそれ以上の結合剤分子を含む、請求項1〜6のいずれか1項に記載の電解質組成物。
- 結合剤系が、アルキレングリコールのホモポリマーもしくはコポリマーのモノもしくはジ(メタ)アクリル酸エステル、またはこれらの混合物から選択される、1つまたはそれ以上の結合剤分子を含む、請求項7に記載の電解質組成物。
- 結合剤系が、(エチレングリコール)ジアクリレート、ポリ(プロピレングリコール)ジアクリレート、ポリ(エチレングリコール)モノアクリレート、ポリ(プロピレングリコール)モノアクリレート、のホモもしくはコポリマー、またはこれらの混合物である、1つまたはそれ以上の結合剤分子を含む、請求項7または8に記載の電解質組成物。
- 結合剤系が、ポリエチレングリコールおよび多官能性メルカプタンの単もしくは二官能性アリルエーテルもしくはメタクリル酸エステルから選択される、1つまたはそれ以上の結合剤分子を含む、請求項7〜9のいずれか1項に記載の電解質組成物。
- 結合剤系が、ポリ(エチレングリコール)ジアクリレート、ポリ(プロピレングリコール)ジアクリレート、ポリ(エチレングリコール)モノアクリレート、ポリ(プロピレングリコール)モノアクリレート、のホモもしくはコポリマー、またはこれらの混合物である、1つまたはそれ以上の結合剤分子を含む、請求項7〜10のいずれか1項に記載の電解質組成物。
- 微粒子相が、顔料粒子を含む、請求項1〜11のいずれか1項に記載の電解質組成物。
- 微粒子相が、二酸化チタン(TiO2)顔料粒子または酸化亜鉛 (ZnO)顔料粒子を含む、請求項12に記載の電解質組成物。
- 可塑剤をさらに含む、請求項1〜13のいずれか1項に記載の電解質組成物。
- 可塑剤が、ポリアルキレングリコールまたは超分岐ポリオールもしくはポリグリセリン(プロパン−1,2,3−トリオール)から選択される、請求項14に記載の電解質組成物。
- 可塑剤が、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、もしくはこれらの混合物から選択される、請求項15に記載の電解質組成物。
- 可塑剤が、ポリ(エチレングリコール−ran−プロピレングリコール)である、請求項15または16に記載の電解質組成物。
- 加工助剤をさらに含む、請求項1〜17のいずれか1項に記載の電解質組成物。
- 加工助剤が、脂肪族カルボン酸から選択される、請求項18に記載の電解質組成物。
- 加工助剤が、乳酸である、請求項19に記載の電解質組成物。
- 加工助剤が、2−ヒドロキシプロピオン酸(DL−乳酸)である、請求項19又は20に記載の電解質組成物。
- 表面活性剤をさらに含む、請求項1〜21のいずれか1項に記載の電解質組成物。
- 表面活性剤が、レシチンおよび1つまたはそれ以上のポリソルベートから選択される、請求項22に記載の電解質組成物。
- 高分子電解質を10から65質量%の量で;
固体微粒子相を15〜65質量%の量で;
結合剤分子を含む結合剤系を5〜25質量%の量で;
1つまたはそれ以上の開始剤を0.1から5質量%の量で;
加工助剤を5〜35質量%の量で;
可塑剤を1から30質量%の量で;かつ
表面活性剤を0.1から2質量%の量で
含む(乾燥含量として)、請求項1〜23のいずれか1項に記載の電解質組成物。 - 高分子電解質を10から25質量%の量で;
固体微粒子相を40から60質量%の量で;
結合剤分子を含む結合剤系を5から10質量%の量で;
1つまたはそれ以上の開始剤を0.1から2質量%の量で;
加工助剤を6から14質量%の量で;
可塑剤を1から10質量%の量;かつ
表面活性剤を0.1から2質量%の量で
含む(乾燥含量として)、請求項24に記載の電解質組成物。 - 高分子電解質を20質量%の量で;
固体微粒子相を50から55質量%の量で;
結合剤分子を含む結合剤系を5から10質量%の量で;
1つまたはそれ以上の開始剤を0.1から2質量%の量で;
加工助剤を6から14質量%の量で;
可塑剤を3から8質量%の量で;かつ
表面活性剤を0.1から2質量%の量で
含む(乾燥含量として)、請求項24又は25に記載の電解質組成物。 - スクリーン印刷、フラットベッド印刷、または輪転印刷のための、請求項1〜26のいずれかに記載の電解質組成物の使用。
- 下記の工程:
a)第四級化ビニルイミダゾリウム繰り返し単位を有するコポリマー、およびポリ(塩化ジアリルジメチルアンモニウム)またはこれらのコポリマーからなる群から選択される、第四級化窒素含有化合物である1つまたはそれ以上のカチオン性ポリマーから選択され、ラジカル重合の条件下で易重合性の基が実質的に存在しない、高分子電解質を含む溶液を用意する工程と;
b)1から10000nmの間の直径を有し、電解質組成物に含まれる他の成分に対して不活性である固体粒子を含む微粒子相を、工程a)で用意された高分子電解質溶液中に分散させる工程と;
c)ラジカル重合の際ポリマー網状構造を形成することができる結合剤分子、および結合剤分子のラジカル重合を開始することができる開始剤分子を含み、該結合剤分子が多官能性および単官能性のアクリレートもしくはメタクリレートであるか、または二もしくは多官能性のチオールであって、分子は二重結合を有する、溶液に溶解させた結合剤系を用意する工程と;
d)工程b)で用意された高分子電解質および固体微粒子相の分散体を、結合剤系を含む工程c)の溶液と混合する工程と;
を含む、請求項1〜26のいずれかに定義された電解質組成物の製造方法。 - 基板(40);
第1の電極(10);
第1の電極上に塗布された、電解質組成物(30)の1つまたはそれ以上の層;
第2の電極(20);
を含み:
電解質組成物は、請求項1〜26のいずれかに記載の通りである、電気化学セル(1)。 - a)基板(40)を用意する工程と;
b)第1の電極(10)を基板上に配する工程と;
c)請求項1〜13のいずれかに定義された通りの電解質組成物を用意する工程と;
d)電解質組成物を第1の電極上に塗布する工程と;
e)電解質組成物(30)を硬化する工程と;
f)第2の電極(20)を、工程e)により設けられた電解質上に塗布する工程と
を含む、請求項29に記載の電気化学セル(1)の製造方法。 - 電解質組成物(30)を照射によって硬化する、請求項30に記載の電気化学セル(1)の製造方法。
- 電解質組成物(30)を紫外線放射によって硬化する、請求項31に記載の電気化学セル(1)の製造方法。
- 工程d)およびe)の繰り返しをさらに含む、請求項30〜32のいずれか1項に記載の電気化学セルの製造方法。
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