JPH01309205A - Macromolecular gel electrolyte composite - Google Patents

Macromolecular gel electrolyte composite

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JPH01309205A
JPH01309205A JP63138659A JP13865988A JPH01309205A JP H01309205 A JPH01309205 A JP H01309205A JP 63138659 A JP63138659 A JP 63138659A JP 13865988 A JP13865988 A JP 13865988A JP H01309205 A JPH01309205 A JP H01309205A
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森 彰一郎
Mitsumasa Minafuji
皆藤 光雅
Makoto Ukei
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Abstract

PURPOSE:To obtain a solid electrolyte of high ionic conductivity, transparency, mechanical strength and heat resistance by making a matrix polymer, an electrolyte chloride, an organic solvent and a specified 1,3:2,4-dibenzyliden solbitor derivative to be contained in the electrolyte. CONSTITUTION:A matrix polymer consisting of polymerized vinyl monomer, an electrolyte salt compound, an organic solvent and a 1,3:2,4-dibenzyliden solbitor derivative having at least one -COOR radical (R denotes a hydrocarbon radical of 1-20 in carbon number) as a nucleus substitution radical are made to be contained in a solid electrolyte. As for the polymerizable vinyl monomer a methacrylic acid alkylester or the like, as for the electrolyte salt compound a metallic salt of the I and/or the II group in the periodic table or the like, and as for the organic solvent N-methyl formamide or the like can be used respectively. And the solvitor compound can be obtained by the dehydrating condensation reaction of D-solvitor and benzaldehyde under acid catalyzer. Thereby a colorless transparent solid electrolyte of high ionic conductivity, mechanical strength and heat resistance can be obtained.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はイオン伝導性を有する高分子ゲル電解質組成物
に関する。さらに詳しくは、室温で1O−38−cII
K−1以上の高いイオン伝導性と透明性を有し、機械的
強度(可とう性)、耐熱性が優れた薄膜状に成形可能な
固体状電解質であり、固体電解質電池及びエレクトロク
ロミック光示素子(h:cD)などの電解質として好適
に使用できる新規な高分子ゲル電解質に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a polymer gel electrolyte composition having ionic conductivity. More specifically, 1O-38-cII at room temperature
It is a solid electrolyte that can be formed into a thin film with high ionic conductivity and transparency of K-1 or higher, excellent mechanical strength (flexibility) and heat resistance, and is useful for solid electrolyte batteries and electrochromic light displays. The present invention relates to a novel polymer gel electrolyte that can be suitably used as an electrolyte for devices such as (h:cD).

イオン伝導性材料の用途分野としては、−次電池、二次
電池、電解コンデンサ、センナ、ECDなどの成子部品
として幅広い用途に利用できるものである。
Ion-conductive materials can be used in a wide range of applications, such as secondary batteries, secondary batteries, electrolytic capacitors, SENNA, and ECD components.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、イオン伝導性材料は、水または有機溶媒に電解質
を溶解して溶液状にして用いているため、漏液の問題が
あった。この耐漏液性を改良し、高信頼性の固体電解質
電池及びECD等の開発のために液体有機電解質差の高
いイオン伝導率を有し、機械的強度(可とう性)が優れ
、耐熱性の良好な固体電解質の開発が望まれている。そ
のため近年、電解質の固体化研究が盛んに行なわれてい
る。
Conventionally, ion conductive materials have been used in the form of a solution by dissolving an electrolyte in water or an organic solvent, so there has been a problem of leakage. In order to improve this leakage resistance and develop highly reliable solid electrolyte batteries and ECDs, liquid organic electrolytes have high ionic conductivity, excellent mechanical strength (flexibility), and heat resistance. The development of a good solid electrolyte is desired. Therefore, research on solidifying electrolytes has been actively conducted in recent years.

無機系固体電解質としては、リテクム、銀などの・・ロ
ゲン化物をはじめとする各種化合物(特開昭54−12
930号公報)が知られている。また、有機固体電解質
として、クラウンエーテルとハロゲン化アルカリ金属の
錯体系、ポリエチレンオキサイドをマトリックスとして
アルカリ土属塩を複合させた系(ノリツドステートアイ
オニクス)(501id 5tate 1onics 
; 3/1.389(1981) )、ポリアクリロニ
トリルとLictO+及びエチレンカーボネートとの複
合膜(ジャーナルオプボリマーサイエンス) (J、 
Polym、 Set、 ) 、 A2.21.939
(1983))等の報告がある。
As inorganic solid electrolytes, various compounds including RITECUM, silver, etc.
No. 930) is known. In addition, as an organic solid electrolyte, we use a complex system of crown ether and alkali metal halide, and a system in which alkaline earth salt is combined with polyethylene oxide as a matrix (Norite State Ionics) (501id 5tate 1onics).
; 3/1.389 (1981)), Composite membrane of polyacrylonitrile, LictO+ and ethylene carbonate (Journal Oppolymer Science) (J,
Polym, Set, ), A2.21.939
(1983)).

しかしながら、いずれも室温におけるイオン伝導率は1
0−8〜10−58.cm”であり、液体有機′電解質
(以下、電解液と略記、10〜10  Sつ)に対して
イオン伝導率が極めて小さい。
However, in both cases, the ionic conductivity at room temperature is 1.
0-8 to 10-58. cm", and its ionic conductivity is extremely low compared to liquid organic electrolytes (hereinafter abbreviated as electrolytes, 10 to 10 S).

一方、電解液にゲル化剤(ジベンジリデンソルビトール
化合物等)を添加して、電解液をゲル化させ、耐漏液性
を改良するとともに高イオン伝導性を得る等の報告←特
開昭49−70139号公報、同60−163373号
公報等)がある。しかしながら、従来のゲル化物は願出
(60℃以上)により液状化すること、脆弱で機械的強
度が劣ること、透明性(光線透過J)が劣る等の欠点が
ある。特に表示素子への応用において、透過型ECD等
には固体成解質が無色透明であることも型費な課題であ
る。
On the other hand, it has been reported that a gelling agent (such as a dibenzylidene sorbitol compound) is added to the electrolytic solution to gel the electrolytic solution, thereby improving leakage resistance and obtaining high ionic conductivity. No. 60-163373, etc.). However, conventional gelled products have drawbacks such as being liquefied (at temperatures above 60° C.), being brittle and having poor mechanical strength, and having poor transparency (light transmission J). Particularly in application to display elements, the fact that the solid electrolyte is colorless and transparent for transmission type ECDs and the like is also a problem in terms of mold cost.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明者らはかかる問題点を解決すべく鋭意検討した結
果、固体電解質電池及びECD素子などの電解質として
好適に使用できる下記の高分子ゲル電解質組成物を提供
するに至った。
As a result of intensive studies aimed at solving these problems, the present inventors have come to provide the following polymer gel electrolyte composition that can be suitably used as an electrolyte for solid electrolyte batteries, ECD devices, and the like.

すなわち、本発明は、(a)重合性ビニルモノマーを重
合してなるマトリックスポリマーと、(b)電解質塩化
合物と、(c)有機溶媒と、(d)核置換基として一〇
〇〇R基(Rは、炭素数1〜20の炭化水素基を示す。
That is, the present invention comprises (a) a matrix polymer obtained by polymerizing a polymerizable vinyl monomer, (b) an electrolyte salt compound, (c) an organic solvent, and (d) a 1000R group as a nuclear substituent. (R represents a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms.

)を少なくとも1個有する1、3:2.4−ジベンジリ
デンソルビトール誘導体とを含有してなる高分子ゲル電
解質組成物を提供するものである。
) and a 1,3:2.4-dibenzylidene sorbitol derivative having at least one sorbitol derivative.

本発明の(a)成分のマトリックスポリマーに用いられ
る重合性ビニルモノマーとしては、具体的には、(メタ
)アクリル酸アルキルエステル;(メタ)アクリロニト
リル等の不飽和ニトリル;スチレン等の芳香族オレフィ
ン;塩化ビニル、酢酸ビニル等のビニル化合物;N−ビ
ニルピロリドン、N−ビニルピペリドン等のN−ビニル
ラクタム;(メタ)アクリル酸;(メタ)アクリル酸の
ヒドロキシエチルもしくはヒドコキシグaピルエステル
等のヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート;(メタ
)アクリルアミド;グリセリンのモノ(メタ)アクリレ
ート:ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレー
ト;ポリアルレングリコールジ(メタ)アクリレート;
アルコキシポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリ
レート等を挙げることができる。
Specifically, the polymerizable vinyl monomer used in the matrix polymer of component (a) of the present invention includes (meth)acrylic acid alkyl ester; unsaturated nitrile such as (meth)acrylonitrile; aromatic olefin such as styrene; Vinyl compounds such as vinyl chloride and vinyl acetate; N-vinyl lactams such as N-vinylpyrrolidone and N-vinylpiperidone; (meth)acrylic acid; ) acrylate; (meth)acrylamide; mono(meth)acrylate of glycerin: polyethylene glycol mono(meth)acrylate; polyallene glycol di(meth)acrylate;
Examples include alkoxypolyethylene glycol mono(meth)acrylate.

これらの重合性とニルモノマーを重合開始剤を用いて重
合させることにより(a)成分のマトリックスポリマー
を得ることができる。
The matrix polymer of component (a) can be obtained by polymerizing these polymerizable monomers using a polymerization initiator.

高イオン伝導性を得るためには、ポリアルキレングリコ
ール(メタ)アクリレート、アルコキシポリアルキレン
グリコール(メタ)アクリレート及びシロキサン変性ポ
リアルキレングリコール(メタ)アクリレート等のアル
キレンオキサイド基を含有するモノマーを重合(及び共
重合)して祷られるポリマーであることが好ましい。
In order to obtain high ionic conductivity, monomers containing alkylene oxide groups such as polyalkylene glycol (meth)acrylate, alkoxypolyalkylene glycol (meth)acrylate, and siloxane-modified polyalkylene glycol (meth)acrylate must be polymerized (and co-polymerized). It is preferable that the polymer is a polymer that can be obtained by polymerization.

本発明の組成物において使用される(b)成分の電解質
塩化合物としては、周期律表第1族および/またはH族
の金属塩、アルミニウム塩、4級アンモニウム塩、4級
ホスホニウム塩等が用いられる。具体的には、Liα0
41 Li BF4 、 LiPF、 。
As the electrolyte salt compound of component (b) used in the composition of the present invention, metal salts of Group 1 and/or Group H of the periodic table, aluminum salts, quaternary ammonium salts, quaternary phosphonium salts, etc. are used. It will be done. Specifically, Liα0
41 LiBF4, LiPF, .

LiAsFa 、  LiCFaSOs 、 KPF6
 * KCNS、 NaPF6 、  ’gcム* A
gCl04e  (czHs)4NBre (c4Hs
)4NCto4+(c4n9)4PBr等から選ばれた
少なくとも1種または2種以上が用いられる。
LiAsFa, LiCFaSOs, KPF6
*KCNS, NaPF6, 'gcm*A
gCl04e (czHs)4NBre (c4Hs
)4NCto4+(c4n9)4PBr and the like are used.

本発明の組成物において使用される(c)成分の有機溶
媒としては、N−メチルホルムアミド、NpN′−ジメ
チルホルムアミド、N−メチルピロリジノン等のアミド
溶媒、N−メチルオキサゾリジノン等のカルバメート溶
媒、N、N’−ジメチルイミダゾリジノン等のユレア溶
媒、γ−ブチロラクトン、T−バレロラクトン等のラク
トン溶媒、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネ
ート、ブチレンカーボネート等のカーボネート溶媒、エ
チレンクリコール、メデルセロソルプ等のアルコール溶
媒、スルホラン、3−メチルスルホラン等のスルホラン
溶媒、アセトニトリル、3−メトキシプロピオニトリル
等のニトリル溶媒、トリメチルホスフェート等のホスフ
ェート溶媒、l、2−ジメトキシエタン、テトラヒドロ
フラン、1,3−ジオキンラン等のエーテル溶媒及びヘ
キサン、ベンゼン、トルエン等の炭化水素溶媒の単独あ
るいは混合溶媒を例示することができる。また、上記有
機溶媒と水との混合溶媒も使用することができる。これ
らの中でもグロビレンカーボネート、エチレンカーボネ
ート、γ−ブチロラクトン、スルホラン、3−メチルス
ルホラン、グライム類等の非プロトン性の高誘電率有機
溶媒を用いることが高イオン伝導性を得る目的で特に好
ましい。
The organic solvent of component (c) used in the composition of the present invention includes amide solvents such as N-methylformamide, NpN'-dimethylformamide, and N-methylpyrrolidinone, carbamate solvents such as N-methyloxazolidinone, N, Urea solvents such as N'-dimethylimidazolidinone, lactone solvents such as γ-butyrolactone and T-valerolactone, carbonate solvents such as ethylene carbonate, propylene carbonate, and butylene carbonate, alcohol solvents such as ethylene glycol and medelcellosolp, sulfolane, Sulfolane solvents such as 3-methylsulfolane, nitrile solvents such as acetonitrile and 3-methoxypropionitrile, phosphate solvents such as trimethylphosphate, ether solvents such as l,2-dimethoxyethane, tetrahydrofuran, 1,3-dioquinrane, and hexane, Examples include hydrocarbon solvents such as benzene and toluene alone or in combination. Moreover, a mixed solvent of the above organic solvent and water can also be used. Among these, it is particularly preferable to use aprotic high dielectric constant organic solvents such as globylene carbonate, ethylene carbonate, γ-butyrolactone, sulfolane, 3-methylsulfolane, and glymes for the purpose of obtaining high ionic conductivity.

本発明の電解質組成物において、(d)成分として用い
られるソルビトール化合物は、D−ソルビトールとベン
ズアルデヒド類とを酸触媒下、脱水縮合反応を行なうこ
とにより得られる。ベンズアルデヒド類は、ソルビトー
ル1モルに対し2モル反応させるが、その際、ベンズア
ルデヒド類の少なくとも1モル以上は、核置換基として
一〇〇〇R置換基を少なくとも1個有するp−ホルミル
安息香酸エステル等のベンズアルデヒド類である。
In the electrolyte composition of the present invention, the sorbitol compound used as component (d) is obtained by subjecting D-sorbitol and benzaldehydes to a dehydration condensation reaction under an acid catalyst. 2 moles of benzaldehydes are reacted with 1 mole of sorbitol, and in this case, at least 1 mole of benzaldehydes is a p-formylbenzoic acid ester having at least one 1000R substituent as a nuclear substituent. benzaldehydes.

−COOR基のベンゼン核での置換位置は、オルト位、
メタ位、パラ位のいずれでもよいが、パラ位のものが入
手が容易で好ましい。
The substitution position of the -COOR group on the benzene nucleus is the ortho position,
Either the meta or para position may be used, but the para position is preferred because it is easily available.

エステル基の残基Rは、炭素数1〜2oの炭化水素基で
あり、アルキル基、アリール基、アラルキル基のいずれ
でも良いが、低級アルキル基であるものが好ましい。
The residue R of the ester group is a hydrocarbon group having 1 to 2 carbon atoms, and may be an alkyl group, an aryl group, or an aralkyl group, but a lower alkyl group is preferable.

(d)成分の1,3 : 2,4−ジペンジリデンンル
ビトール誘導体の具体例としては、 1.3−(p−メトキシカルボニルベンジリデン)−2
,4−ペンシリテンソルビトール 1.3− (p−メトキシカルボニルベンジリデン)−
2,4−(p−メチルベンジリデン)ソルビトール 1.3− (p−メトキシカルボニルベンジリデン)−
2,4−(p−エチルベンジリチン)ソルビトール 1.3−(p−メトキシカルボニルベンジリデン)−2
,4−(p−メトキシベンジリデン)ソルビトール 1.3−(p−メトキシカルボニルベンジリデン)−2
,4−(p−クロルベンジリデン)ソルビトール 1.3−(p−メトキシカルボニルベンジリデン)−2
,4−(p−カルバモイルベンジリデン)ソルビトール l、a −(p−メトキシカルボニルベンジリデン)−
2,4−(p−N、N−ジメチルカルバモイルベンジリ
デン)ソルビトール 1.3−ベンジリデン−2,4−(p−メトキシカルボ
ニルベンシリテン)ソルビトール 1.3 : 2,4−ビス(p−メトキシカルボニルベ
ンジリデン)ソルビトール 1.3 : 2,4−ビス(p−エトキシカルボニルベ
ンジリデン)ソルビトール 1.3 : 2.4−1:’ス(p−7’ロボキシカル
ボニルベンジリデン)ソルビトール 1.3 : 2.4−ビス(p−ブトキシカルボニルベ
ンジリデン)ソルビトール 1.3 : 2,4−ビス(p−へキシルオキシカルボ
ニルベンジリデン)ソルビトール 1.3 : 2.4−ビス(p−シクロヘキシルオキシ
カルボニルベンジリデン)ソルビトール 1.3 : 2.4−ビス(p−フェノキシカルボニル
ベンジリデン)ソルビトール 等を挙げることができる。
(d) Component 1,3: Specific examples of 2,4-dipenzylidene rubitol derivatives include 1,3-(p-methoxycarbonylbenzylidene)-2
,4-pensyritenesorbitol 1.3- (p-methoxycarbonylbenzylidene)-
2,4-(p-methylbenzylidene)sorbitol 1.3-(p-methoxycarbonylbenzylidene)-
2,4-(p-ethylbenzylitine)sorbitol 1.3-(p-methoxycarbonylbenzylidene)-2
,4-(p-methoxybenzylidene)sorbitol 1.3-(p-methoxycarbonylbenzylidene)-2
,4-(p-chlorobenzylidene)sorbitol 1.3-(p-methoxycarbonylbenzylidene)-2
,4-(p-carbamoylbenzylidene)sorbitol l,a-(p-methoxycarbonylbenzylidene)-
2,4-(p-N,N-dimethylcarbamoylbenzylidene) sorbitol 1.3-benzylidene-2,4-(p-methoxycarbonylbenzylidene) sorbitol 1.3: 2,4-bis(p-methoxycarbonylbenzylidene) ) Sorbitol 1.3: 2,4-bis(p-ethoxycarbonylbenzylidene) Sorbitol 1.3: 2.4-1:'su(p-7'roboxycarbonylbenzylidene) Sorbitol 1.3: 2.4- Bis(p-butoxycarbonylbenzylidene) sorbitol 1.3: 2,4-bis(p-hexyloxycarbonylbenzylidene) sorbitol 1.3: 2,4-bis(p-cyclohexyloxycarbonylbenzylidene) sorbitol 1.3: Examples include 2.4-bis(p-phenoxycarbonylbenzylidene) sorbitol.

これらの中でも、核置換基が1個又は夫々のベンゼン核
に1個ずつ有するものが好ましく、又、他の置換基を有
しないもの及び他の置換基を有する場合には、アルキル
又はアルコキシ置換基でちるものが好ましい。
Among these, those having one nuclear substituent or one each on each benzene nucleus are preferable, and those having no other substituents or those having other substituents, an alkyl or alkoxy substituent Preferably something made by hand.

本発明において、高イオン伝導性と透明性を有し、機械
的強度(可とう性)、耐熱性の優れた固体状電解質を得
るためには、(a)成分に用いられる重合性ビニルモノ
マーの割合はくb)成分及び(c)成分よりなる電解液
に対し、5重量%〜50重量%、好ましくは10重駄%
〜30重量%含有するように調製することが好ましい。
In the present invention, in order to obtain a solid electrolyte having high ionic conductivity and transparency, and excellent mechanical strength (flexibility) and heat resistance, it is necessary to Proportion: 5% to 50% by weight, preferably 10% by weight, based on the electrolytic solution consisting of component b) and component (c).
It is preferable to prepare the content so as to contain up to 30% by weight.

(4#)成分のソルビトール化合物の割合は上記電解液
に対し、0・5重量%〜10重量%、好ましくは1重量
%〜5重量%含有するように調製することが好ましい。
The proportion of the sorbitol compound (4#) is preferably adjusted to be 0.5% to 10% by weight, preferably 1% to 5% by weight, based on the electrolytic solution.

一方、上記電解液において用いられる(b)成分の電解
質塩化合物の割合は、(c)成分の有機溶媒に対し、5
重量%〜30重量%、好ましくは10重量%〜25重量
%含有するように調製することが好ましい。
On the other hand, the ratio of the electrolyte salt compound as the component (b) used in the above electrolyte solution is 5% to the organic solvent as the component (c).
It is preferable to prepare the content so that the content is from 10% to 25% by weight, preferably from 10% to 25% by weight.

本発明の高分子ゲル電解質組成物の製造方法とシテは、
重合性ビニルモノマーを電解液及びソルビトール化合物
の存在下に重合させ固体状電解質組成物を得る方法があ
る。
The method and material for producing the polymer gel electrolyte composition of the present invention are as follows:
There is a method of obtaining a solid electrolyte composition by polymerizing a polymerizable vinyl monomer in the presence of an electrolyte and a sorbitol compound.

すなわち、ソルビトール化合物を電解液に添加し、加温
溶解した均一な溶液中に重合性ビニルモノマーを添加混
合し、さらに重合開始剤として、過酸化物、アゾ化合物
等のラジカル重合開始剤あるいは光(UV)重合開始剤
を添加した均一な溶液を流延法あるいは注型法により膜
状物等に成形し、60〜90℃の加熱下、または光(U
V)照射により重合させ、固体状電解質組成物の薄膜を
得る。
That is, a sorbitol compound is added to an electrolytic solution, a polymerizable vinyl monomer is added and mixed into the homogeneous solution heated and dissolved, and a radical polymerization initiator such as peroxide or an azo compound or light ( A homogeneous solution containing a UV) polymerization initiator is formed into a film-like product by a casting method or a casting method, and heated at 60 to 90°C or exposed to light (UV).
V) Polymerization by irradiation to obtain a thin film of the solid electrolyte composition.

他の製造方法としては、あらかじめ重合性ビニルモノマ
ーを重合させてマトリックスポリマーを合成し、該ポリ
マー中に電解液及びソルビトール化合物を添加混合する
方法がある。具体的には、重合性ビニルモノマーを溶媒
中に溶解し、通常のラジカル重合開始剤を添加し、不活
性雰囲気下、40〜80℃にて4〜1 shr、加熱攪
拌してマトリックスポリマーを合成し、膜状物に成形し
た後、該マトリックスポリマーの膜状物を、ソルビトー
ル化合物を加温溶解させた電解液中に浸漬して、高分子
ゲル電解質組成物の薄膜を製造することもできる。
Another manufacturing method is to synthesize a matrix polymer by polymerizing a polymerizable vinyl monomer in advance, and then add and mix an electrolyte and a sorbitol compound into the polymer. Specifically, a polymerizable vinyl monomer is dissolved in a solvent, a normal radical polymerization initiator is added, and a matrix polymer is synthesized by heating and stirring at 40 to 80°C for 4 to 1 shr in an inert atmosphere. However, after forming the matrix polymer into a membrane, a thin film of the polymer gel electrolyte composition can also be produced by immersing the membrane of the matrix polymer in an electrolytic solution in which a sorbitol compound is heated and dissolved.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明の高分子ゲル電解質組成物は、無色透明でかつ、
室温でL ms −cm−”以上の高いイオン伝導性を
示し、機械的強度(可とう性)が優れ、加温(〜120
℃)に対し液状化することのない耐熱性の良好な固体状
電解質膜が得られ、特に固体電解質電池、ECD素子及
び電解コンデンサ等の電解質として好適に利用できるも
のである。
The polymer gel electrolyte composition of the present invention is colorless and transparent, and
It exhibits high ionic conductivity of L ms -cm-" or more at room temperature, excellent mechanical strength (flexibility), and
A solid electrolyte membrane with good heat resistance that does not liquefy when exposed to temperatures (°C) is obtained, and can be particularly suitably used as an electrolyte for solid electrolyte batteries, ECD devices, electrolytic capacitors, and the like.

〔実施例〕〔Example〕

以下に実施例をもって本発明を説明する。これらの例で
は本発明の範囲について限定をするものではない。
The present invention will be explained below with reference to Examples. These examples are not intended to limit the scope of the invention.

伺イオン伝導度の測定はつぎの方法で行なった。The ionic conductivity was measured using the following method.

試料の高分子ゲル電解質組成物の膜状物の厚さをマイク
ロメータで測定したのち、固体状電解質の両面に直径6
++amの円形状の金メツキ測定用電極を密着し、この
全体を25℃に温度制御された窒素雰囲気内に設置して
、LC′fLメータ(横筒ヒューレットパツカード社製
、4274A、4275A)により10”〜lO@Hz
の交流を印加し、複素インピーダンス法によや伝導度を
測定した。
After measuring the thickness of the membrane of the polymer gel electrolyte composition of the sample with a micrometer,
A circular gold-plated measuring electrode of ++am was placed in close contact with the whole, and the whole was placed in a nitrogen atmosphere whose temperature was controlled at 25°C. 10”~lO@Hz
AC was applied and the conductivity was measured using the complex impedance method.

また、耐熱性の評価法としては、所定のセルを110℃
雰囲気下に20時間設置した後、室温(20〜25℃)
に4時間設置するヒートサイクルテストを実施し、外観
(変色、状態等)異常の有無を目視した。
In addition, as a heat resistance evaluation method, a predetermined cell is heated to 110°C.
After being placed in the atmosphere for 20 hours, the room temperature (20-25℃)
A heat cycle test was conducted in which the product was installed for 4 hours, and the presence or absence of any abnormality in appearance (discoloration, condition, etc.) was visually observed.

実施例1 (1)  1.3−(p−メトキシカルボニルベンジリ
デン)−2,4−ベンジリデンソルビトールの製造20
0ゴのフラスコにD−ソルビトール36.4f (0,
2モル)、水24.d、ベンズアルデヒド21.2 f
 (0,2モル)及びp−)ルエンスルホン酸−水和物
2.3f(0,012モル)を入れ、窒素雰囲気下、3
5℃にて6時間攪拌した。20℃まで冷却した後、白色
のクリーム状反応液に水100d及び水酸化す) IJ
クム0.5?を入れ、室温にて攪拌した。この白色スラ
リーを濾過して得られた白色固体を水及びエーテルにて
十分に洗浄し、乾燥して2.4−ベンジリデンソルビト
ールの白色粉末46.49を得た。(収″185.9%
)次に、ディーンスターク壓分留管及び強力な攪拌機を
装着した2tのフラスコに2.4−ベンジリデンソルビ
トール46.4f(0,17モル)、p−ホルミル安息
香酸メチル27.9t(0,17モル)、ベンゼンg 
o o f!Lt及’lJ p−)ルエンスルホン酸−
水和物0.32 ? (1,7ミリモル)を入れ、窒素
雰囲気下、ベンゼン還流温度(77℃)にて6時間、加
熱攪拌した。反応中、分留管に留出してきた水は必要に
応じ、抜き出した。反応後室部まで冷却した後、白色ゲ
ル状反応液に、水300d及び水酸化ナトリウム70〜
を加えて室温にて攪拌した。
Example 1 (1) 1. Production of 3-(p-methoxycarbonylbenzylidene)-2,4-benzylidene sorbitol 20
D-sorbitol 36.4f (0,
2 mol), water 24. d, benzaldehyde 21.2 f
(0.2 mol) and 2.3f (0.012 mol) of p-)luenesulfonic acid hydrate were added, and under nitrogen atmosphere,
The mixture was stirred at 5°C for 6 hours. After cooling to 20°C, add 100 d of water and hydroxide to the white creamy reaction liquid)
Kumu 0.5? and stirred at room temperature. The white solid obtained by filtering this white slurry was thoroughly washed with water and ether, and dried to obtain 46.49 g of white powder of 2,4-benzylidene sorbitol. (Yield: 185.9%
) Next, in a 2 t flask equipped with a Dean-Stark distillation tube and a strong stirrer, 46.4 f (0.17 mol) of 2,4-benzylidene sorbitol and 27.9 t (0.17 mol) of methyl p-formylbenzoate were added. mole), benzene g
o o f! Lt and 'lJ p-) luenesulfonic acid-
Hydrate 0.32? (1.7 mmol) was added, and the mixture was heated and stirred at a benzene reflux temperature (77° C.) for 6 hours under a nitrogen atmosphere. During the reaction, water distilled into the fractionating tube was extracted as necessary. After the reaction was cooled to the chamber, 300 d of water and 70 to 70 ml of sodium hydroxide were added to the white gel-like reaction solution.
was added and stirred at room temperature.

この白色スラリーを濾過して得られた白色固体を約70
℃の温水及び、エタノールで十分に洗浄し、乾燥して目
的の1.3−(p−メトキシカルボニルベンジリデン)
 −2,4−ベンジリデンソルビトールの白色粉末65
.8Fを得た(例1)。(収率92.0%)(D−ソル
ビトールよ抄の通算収率79.0%) (2)高分子ゲル電解質組成物の製造 γ−ブチロラクトン(GBL)3.oaf(高分子ゲル
電解質に対する組成重量比として60.5wt%)ニ過
塩素酸り+ ラム(LiCl0a ) tD 0.6 
f (12wt%)を溶解した電解液中に、上記ソルビ
トール化合物(例1)の0.075P(1,5wt%)
を添加混合し、70℃にて3時間加温して完全に溶解さ
せた。次いで重合性とニルモノマーとして、メトキシポ
リエチレングリコールメタクリレート(n中2s)(M
PBGM)の1.3 f (26,0wt%)を該溶液
中に添加混合するとともに、重合開始剤としてパーブチ
ル0(PBO1日本油脂製)4■を添加して均一な溶液
とした。
The white solid obtained by filtering this white slurry was about 70%
Thoroughly wash with warm water at ℃ and ethanol and dry to obtain the desired 1,3-(p-methoxycarbonylbenzylidene).
-2,4-benzylidene sorbitol white powder 65
.. 8F was obtained (Example 1). (Yield 92.0%) (Total yield of D-sorbitol yosho 79.0%) (2) Production of polymer gel electrolyte composition γ-butyrolactone (GBL) 3. oaf (composition weight ratio to polymer gel electrolyte: 60.5 wt%) diperchloric acid + ram (LiCl0a) tD 0.6
0.075P (1.5 wt%) of the above sorbitol compound (Example 1) was added to the electrolytic solution in which f (12 wt%) was dissolved.
were added and mixed and heated at 70°C for 3 hours to completely dissolve. Next, methoxypolyethylene glycol methacrylate (2s in n) (M
1.3 f (26.0 wt%) of PBGM) was added and mixed into the solution, and 4 µm of Perbutyl 0 (PBO1 manufactured by NOF Corporation) was added as a polymerization initiator to form a homogeneous solution.

上記調製液の一部をポリエステルフィルムとガラス板で
作製した巾2濡、長さ5偲、厚み1■の空間を有するセ
ル内(セル内面側にポリエステルフィルムを使用し、ス
ペーサーとして10簡のシリコンシートを使用)に注入
し、窒素雰囲気下、80℃で16時間重合を行ないシー
ト状の高分子ゲル電解質組成物を得た。得られた組成物
の特性を表1に示す。
A portion of the above prepared solution was placed inside a cell made of a polyester film and a glass plate with a space of 2 mm wide, 5 mm long, and 1 mm thick (using a polyester film on the inner surface of the cell, and 10 strips of silicone as a spacer). The polymer gel electrolyte composition was polymerized in a nitrogen atmosphere at 80° C. for 16 hours to obtain a sheet-like polymer gel electrolyte composition. Table 1 shows the properties of the obtained composition.

実施例2 ベンズアルデヒドの代りにp−トルアルデヒドを用いて
実施例1−(1)と同様にして得られた1、3−(p−
メトキシカルボニルベンジリデン)−2,4−(p−メ
チルベンジリデン)ソルビトール(例2 ) (L2w
t%)を用い、75℃にて3時間加温して完全に溶解し
た他は実施例1と同様にして固体状電解質膜を得た。得
られた組成物の特性を表1に示す。
Example 2 1,3-(p-
methoxycarbonylbenzylidene)-2,4-(p-methylbenzylidene)sorbitol (Example 2) (L2w
A solid electrolyte membrane was obtained in the same manner as in Example 1, except that the solution was completely dissolved by heating at 75° C. for 3 hours. Table 1 shows the properties of the obtained composition.

実施例3 1.3 : 2,4−ビス(p−メトキシカルボニルベ
ンジリデン)ソルビトール(例3)を用い、加温及び熱
重合温度を90℃Kかえた他は実施例2と同様にして固
体状電解質膜を得た。得られた組成物の特性を表1に示
す。
Example 3 1.3: Using 2,4-bis(p-methoxycarbonylbenzylidene) sorbitol (Example 3), a solid state was prepared in the same manner as in Example 2, except that the heating and thermal polymerization temperatures were changed by 90°C. An electrolyte membrane was obtained. Table 1 shows the properties of the obtained composition.

比較例1 1.3 : 2.4−ジペンジリデンンルビトール(D
BS)0.60?(12wt%)を用いた他は実施例1
と同様にして固体状電解質膜を製造した。得られた組成
物の特性を表1に示す。(尚、電解液をゲル化させるに
は10wt%以上のDBS添加量を要した。) 比較列2 ソルビトール化合物を用いなかった他は、実施例1と同
様にして固体状電解質膜を製造した。得られた組成物の
特性を表1に示す。
Comparative Example 1 1.3: 2.4-dipenzylidene rubitol (D
BS) 0.60? Example 1 except that (12 wt%) was used.
A solid electrolyte membrane was manufactured in the same manner as described above. Table 1 shows the properties of the obtained composition. (In order to gel the electrolytic solution, it was necessary to add DBS in an amount of 10 wt% or more.) Comparative row 2 A solid electrolyte membrane was produced in the same manner as in Example 1, except that the sorbitol compound was not used. Table 1 shows the properties of the obtained composition.

比較例3 γ−ブチロラクトン3.89 (76wt%)に過塩素
酸リチウム0.6 f (12wt%)を溶解した電解
液中に、DBSo、6(1’(12wt%)を添加し、
70℃にて3時間加温して完全に溶解させた。次いで上
記調製液の一部を実施例1と同様にして所定のセルに注
入し、室温圧冷却して1昼夜放置してゲル状電解質膜を
製造した。得られた組成物の特性を表1に示す。ゲルは
白濁状態の脆弱なゲルで機械的強度が劣るとともに、再
加温(60℃以上)で液状化した。
Comparative Example 3 DBSo, 6(1' (12 wt%)) was added to an electrolytic solution in which 0.6 f (12 wt%) of lithium perchlorate was dissolved in 3.89 (76 wt%) of γ-butyrolactone,
The mixture was heated at 70° C. for 3 hours to completely dissolve it. Next, a part of the above prepared solution was injected into a predetermined cell in the same manner as in Example 1, cooled to room temperature and left to stand for one day and night to produce a gel electrolyte membrane. Table 1 shows the properties of the obtained composition. The gel was a cloudy, brittle gel with poor mechanical strength, and liquefied upon reheating (at 60° C. or higher).

実施例4 実施例1において、メトキシポリエチレングリコールメ
タクリレート(MP B GM、  26 wt%)の
かわりに2−ヒドロキシエチルメタクリレート(HEM
A、  13 wt%)を用い、モノマー/溶媒重量比
の(30/70)を(15/85)にかえた他は実施例
1と同様にして固体状電解質膜を得だ。得られた組成物
の特性を表2に示す。
Example 4 In Example 1, 2-hydroxyethyl methacrylate (HEM
A solid electrolyte membrane was obtained in the same manner as in Example 1, except that the monomer/solvent weight ratio (30/70) was changed to (15/85). Table 2 shows the properties of the obtained composition.

実施例5 実施例3において、メトキシポリエチレングリコールメ
タクリレート(MP EGM、  26 wt%)のか
わりにN−ビニルピロリドン(NVP、26wt%)を
用いた他は実施例3と同様にして固体状電解質膜を得た
。得られた組成物の特性を表2に示す。
Example 5 A solid electrolyte membrane was prepared in the same manner as in Example 3, except that N-vinylpyrrolidone (NVP, 26 wt%) was used instead of methoxypolyethylene glycol methacrylate (MP EGM, 26 wt%). Obtained. Table 2 shows the properties of the obtained composition.

実施例6 重合性ビニルモノマーとして、2−ヒドロキシエチルメ
タクリレート(HEMA、  10.4 wt%)とメ
トキシポリエチレングリコールメタクリレ−) (MP
 EGM、  6.9 wt%)の2種(7)モ/?−
ヲ用い、電解質塩化合物としてトリフルオロメタンスル
ホン酸リチウム(LiCFsSO3)用いるとともにモ
ノマー/溶媒重量比を(20/80 )とした他は実施
例1と同様にして固体状電解質膜を得た。
Example 6 As polymerizable vinyl monomers, 2-hydroxyethyl methacrylate (HEMA, 10.4 wt%) and methoxypolyethylene glycol methacrylate (MP
EGM, 6.9 wt%) type (7) mo/? −
A solid electrolyte membrane was obtained in the same manner as in Example 1, except that lithium trifluoromethanesulfonate (LiCFsSO3) was used as the electrolyte salt compound and the monomer/solvent weight ratio was (20/80).

得られた組成物の特性を表2に示す。The properties of the obtained composition are shown in Table 2.

実施例7 実施例6において、γ−ブチロラクトン(GBL、  
69.2 wt%)のかわしにプロピレンカーボネート
(PC,69,2wt%)を用いた他は実施例6と同様
にして固体状電解質膜を得た。得られた組成物の特性を
表2に示す。
Example 7 In Example 6, γ-butyrolactone (GBL,
A solid electrolyte membrane was obtained in the same manner as in Example 6, except that propylene carbonate (PC, 69.2 wt%) was used as a substitute for 69.2 wt%). Table 2 shows the properties of the obtained composition.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (a)重合性ビニルモノマーを重合してなるマトリック
スポリマーと、(b)電解質塩化合物と、(c)有機溶
媒と、(d)核置換基として−COOR基(Rは、炭素
数1〜20の炭化水素基を示す。)を少なくとも1個有
する1,3:2,4−ジベンジリデンソルビトール誘導
体とを含有してなる高分子ゲル電解質組成物。
(a) a matrix polymer obtained by polymerizing a polymerizable vinyl monomer, (b) an electrolyte salt compound, (c) an organic solvent, and (d) a -COOR group as a nuclear substituent (R is a carbon number of 1 to 20 A polymer gel electrolyte composition comprising: a 1,3:2,4-dibenzylidene sorbitol derivative having at least one hydrocarbon group.
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