JPH02215836A - Polyelectrolyte - Google Patents

Polyelectrolyte

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JPH02215836A
JPH02215836A JP3770789A JP3770789A JPH02215836A JP H02215836 A JPH02215836 A JP H02215836A JP 3770789 A JP3770789 A JP 3770789A JP 3770789 A JP3770789 A JP 3770789A JP H02215836 A JPH02215836 A JP H02215836A
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JP
Japan
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group
polymer
side chain
repeating unit
compound
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Application number
JP3770789A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shoichiro Yasunami
昭一郎 安波
Tadahiko Kubota
忠彦 窪田
Yukio Maekawa
前川 幸雄
Yoshio Idota
義雄 井戸田
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Fujifilm Holdings Corp
Original Assignee
Fuji Photo Film Co Ltd
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Publication date
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    • Y02E60/12

Abstract

PURPOSE:To attempt to form a polyelectrolyte with high ionic conductivity even at a low-temp. region which is at room temp. or lower by compounding a polymeric compd. constituted of a specified repeating unit wherein the main chain is a polysiloxane and ethylene oxide chains exist on the side chain and a specified salt of a metal ion. CONSTITUTION:A polyelectrolyte contg. a polymeric compd. having a repeating unit wherein at least the main chain is a polysiloxane and ethylene oxide chains exist at least on one side chain and a salt of an ion of a group 1a or IIa metal of the periodic table and at least one side chain of this polymeric compd. is connected to the main chain through a silicon-carbon covalent bonding and two or more ethylene oxide groups are incorporated in one side chain. It is pref. that said polymeric compd. has at least a repeating unit of formula I, wherein L1 and L2 are each a divalent bonding group; L3 and L4 are each a trivalent bonding group; R1 and R2 are each hydrogen, an alkyl group, etc.; m is 1-16; m' is 0-16; X1, X2, X3 and X4 are each -O-, -S-, etc.; a, b, c, a', b', n, l and l' are each 0 or 1; d is 1 when l' is 0 and 2 when l' is 1.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は高分子電解質に係り、特に、巾広い温度域での
使用に耐え、化学的に安定な高分子電解質に関するもの
である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to polymer electrolytes, and particularly to polymer electrolytes that can withstand use in a wide temperature range and are chemically stable.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

高分子電解質をプラスチックの静電気防止や電池や電気
化学的デバイスに応用していくためには低温から高温ま
で巾広い温度域にわたって良好なイオン伝導性を示すこ
と、保存安定性が良好であること、材料の製造が容易で
あることが必要である。しかしながら、このような必要
性能を総合的に満足する高分子電解質はこれまで全く開
発されていなかった。
In order to apply polymer electrolytes to static electricity prevention in plastics, batteries, and electrochemical devices, they must exhibit good ionic conductivity over a wide temperature range from low to high temperatures, and have good storage stability. It is necessary that the material be easy to manufacture. However, no polymer electrolyte that comprehensively satisfies these required performances has been developed to date.

例えば、従来は1.2−ジメトキシエタン、プロピレン
カーボネートなどの有機溶剤が巾広く用いられているが
、これらは沸点と蒸気圧の関係で一般的に60〜80℃
が高温域の使用限界(電池の破壊等)となっている、最
近は、これら有機溶剤の短所を改良する方法として、ポ
リエチレンオキシド(以下、PEOと略す)を中心とし
て高分子電解質の研究が活発である。
For example, conventionally, organic solvents such as 1,2-dimethoxyethane and propylene carbonate have been widely used;
Recently, there has been active research into polymer electrolytes, mainly polyethylene oxide (hereinafter abbreviated as PEO), as a way to improve the shortcomings of these organic solvents. It is.

PEOは種々の周期律表Ia族又はIra族に属する金
属の塩、例えば、L i CF3 SO3、L i L
L iCj! 04 、N a I、NaCFzSOs
、KCFff So、などと錯体を形成し、ある温度領
域では比較的良好なイオン伝導性を示しく例えば、ピー
・バーシュラ(P 、 Vashista) らによっ
てファスト・イオン・トランスポート・イン・ソリッド
 (Fast  Ion  Transport  i
n  5olid)、   1 3 1  真(197
9年)に報告されている)、また、保存安定性も良好で
ある。しかしながら、PEOのイオン伝導性は温度依存
性が大きく、60℃以上では良好なイオン伝導性を示す
ものの20’C以下になるとイオン伝導性が著しく悪化
してしまい、広い温度領域でも使用できるような汎用性
のある商品に組込むことは困難であった。低分子量PE
○を用いてイオン伝導性を向上させる方法として、ビニ
ル系ポリマーの側鎖に低分子量PEOを導入するという
方法が、デイ・ジエイ・バニスター(D、  J 、 
Ban1ster) らによって、ポリマー(Poly
mer)+  25巻、1600頁(1984年)に、
また、ポリフォスフアゼンの側鎖に低分子量PEOを導
入する方法がデイ・エフ・シュライバー(D 、  F
 、 5hriver)らによってジャーナル・オブ・
アメリカン・ケミカル・ソサエティ(JournalO
f  ^merican  Chemical  5o
ciety  )   1 0 6 巻、 6852頁
(1984年)に報告されている。しかしながら、この
高分子材料はLi塩と錯体を形成するものの、20”C
以下でのイオン伝導性が不充分であった。さらに、ポリ
シロキサンの一部に低分子lPE0を導入した材料が渡
辺らによってジャーナル・オブ・パワーソース(Jou
rnal ofPower 5ourse) 20jJ
k、327頁(1987年)に報告されているが、この
材料に於ては低分子量PEOの導入率が低く、このため
大量の高分子材料を使用しなければ応用できないもので
あった。
PEO is a salt of various metals belonging to group Ia or group Ira of the periodic table, such as L i CF3 SO3, L i L
L iCj! 04, N a I, NaCFzSOs
, KCFff So, etc., and exhibits relatively good ion conductivity in a certain temperature range.For example, P. Vashista et al. Transport i
n 5olid), 1 3 1 true (197
(Reported in 1999), and also has good storage stability. However, the ionic conductivity of PEO is highly temperature dependent, and although it shows good ionic conductivity above 60°C, the ionic conductivity deteriorates significantly below 20°C, making it difficult to use it in a wide temperature range. It was difficult to incorporate it into versatile products. Low molecular weight PE
As a method of improving ionic conductivity using ○, a method of introducing low molecular weight PEO into the side chain of a vinyl polymer was proposed by D.G. Bannister (D, J.
Polymer (Polymer)
mer) + vol. 25, p. 1600 (1984),
In addition, a method of introducing low molecular weight PEO into the side chain of polyphosphazene was proposed by D.F. Schreiber (D, F.
Journal of
American Chemical Society (JournalO
f ^merican Chemical 5o
Society), Volume 106, Page 6852 (1984). However, although this polymeric material forms a complex with Li salt,
Ion conductivity was insufficient at: Furthermore, a material in which low-molecular lPE0 is introduced into a part of polysiloxane was published in the Journal of Power Source by Watanabe et al.
rnal ofPower 5ourse) 20jJ
K, p. 327 (1987), but the introduction rate of low molecular weight PEO was low in this material, and therefore it could not be applied unless a large amount of polymeric material was used.

さらに、低分子量PEOとシリコン化合物を交互に組合
わせた高分子材料が長岡らによってジャーナル・オブ・
ポリマー・サイエンス;ポリマー・レター・エデイジョ
ン(Journal or  Po1y+werSci
ence、、  Po1yv+er  Letter 
 Edition)、22巻、752頁(1982年)
に、特開昭60−216462号に報告されており、又
、同じくシリコーン系の材料としてピージ−ホール(P
、 G、Hall)らによってポリ7−・コミュニケー
ション(PaleerCommunication) 
27巻、98頁(1986年)に報告されている。これ
らの高分子材料は20°C以下の低温から60°C以上
の高温まで巾広い温度域にわたって高いイオン伝導性を
与えている。これは、シリコーン系ポリマーが開発され
た他のポリマーより低いガラス転移温度(Tg)を有す
ることにあると考えられている。しかし、これらの高分
子材料に於ては、高分子材料の保存時や、電子機器中で
長期にわたって使用する場合に分解による劣化を免れる
ことができず、実用化していく上で著るしく不利な材料
であった。
Furthermore, a polymer material that alternately combines low molecular weight PEO and silicon compounds was reported by Nagaoka et al. in the Journal of
Polymer Science; Polymer Letter Edition (Journal or Poly+werSci)
ence,, PoIyv+er Letter
Edition), vol. 22, p. 752 (1982)
was reported in Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-216462, and P-G-Hole (P
, G. Hall) et al.
It is reported in Vol. 27, p. 98 (1986). These polymer materials provide high ionic conductivity over a wide temperature range from low temperatures below 20°C to high temperatures above 60°C. This is believed to be due to the fact that silicone-based polymers have lower glass transition temperatures (Tg) than other polymers that have been developed. However, these polymer materials cannot avoid deterioration due to decomposition when they are stored or used for long periods in electronic equipment, which is a significant disadvantage for practical use. It was a great material.

〔発明が解決しようとする課題〕 本発明の第1の目的は、室温以下の低温域でも高いイオ
ン伝導度を有する新規な高分子電解質を提供することに
ある。
[Problems to be Solved by the Invention] A first object of the present invention is to provide a novel polymer electrolyte that has high ionic conductivity even at low temperatures below room temperature.

本発明の第2の目的は、保存時あるいは長期にわたる使
用に於ても劣化しない化学的に安定な新規な高分子電解
質を提供することにある。
A second object of the present invention is to provide a novel chemically stable polymer electrolyte that does not deteriorate during storage or long-term use.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明者らは、上記の問題点を解決するために鋭意検討
した結果、前記の目的は、少なくとも、主鎖がポリシロ
キサンで、少なくとも一本の側鎖がケイ素−炭素共有結
合で主鎖に連結され、該側鎖一本当たりエチレンオキシ
ド基を2本以上有する繰り返し単位を有する高分子化合
物を周期律表Ia又はIla族に属する金属イオンの塩
を含有することを特徴とする高分子電解質によって達成
された。
As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the present inventors have found that at least the main chain is polysiloxane, and at least one side chain is attached to the main chain by a silicon-carbon covalent bond. Achieved by a polymer electrolyte containing a salt of a metal ion belonging to Group Ia or Group Ila of the Periodic Table, which is a polymer compound having repeating units linked together and having two or more ethylene oxide groups per side chain. It was done.

本発明の高分子材料は側鎖にエチレンオキシド基を有す
ることから誘電率が高く、支持電解質を溶解、解離する
能力に優れている。また、主鎖がポリシロキサンよりな
っていることからガラス転移点(Fg)が低(、イオン
の移動を容易にしていると考えられる。
Since the polymer material of the present invention has an ethylene oxide group in its side chain, it has a high dielectric constant and has an excellent ability to dissolve and dissociate a supporting electrolyte. Furthermore, since the main chain is made of polysiloxane, the glass transition point (Fg) is low (which is thought to facilitate the movement of ions).

さらに、本発明の高分子材料は、主鎖がポリシロキサン
よりなり、側鎖がケイ素−炭素共有結合で連結されてい
ることにより、従来知られている主鎖又は側鎖にポリエ
チレンオキシドをエーテル結合で導入した化合物に比べ
て驚くべきことに著しく経時での安定性が大幅に向上さ
れた0本発明によって、従来の高分子電解質では達成で
きなかった高温での劣化防止、低温での高イオン伝導性
の確保、化学的な安定性確保が根本的に解決できた。
Furthermore, the main chain of the polymer material of the present invention is made of polysiloxane, and the side chains are linked by silicon-carbon covalent bonds. Surprisingly, the stability over time has been significantly improved compared to the compound introduced in the present invention.The present invention prevents deterioration at high temperatures, which could not be achieved with conventional polymer electrolytes, and has high ionic conductivity at low temperatures. We were able to fundamentally solve the problems of ensuring stability and chemical stability.

本発明の高分子化合物は少な(とも下記一般式〔I〕で
表される繰り返し単位を有することが好ましい。
The polymer compound of the present invention preferably has a small number of repeating units (both represented by the following general formula [I]).

一般式(1) %式% ] (式中、L+及びR2は2価の連結基であり、L、及び
り、は3価の連結基である。R1及びR2は水素、アル
キル基又はアリール基である0mは1から16までの整
数であり、m′は0から16までの整数であり、X+ 
、Xi 、Xi及びX4は、R1 連結基は、一般式(n) で表わされる。
General Formula (1) %Formula%] (In the formula, L+ and R2 are divalent linking groups, L, and are trivalent linking groups. R1 and R2 are hydrogen, an alkyl group, or an aryl group. , 0m is an integer from 1 to 16, m' is an integer from 0 to 16, and X+
, Xi, Xi and X4 are R1 and the linking group is represented by the general formula (n).

アルキル基又はアリール基である。a、b、c。It is an alkyl group or an aryl group. a, b, c.

a’、b’、nSl及び2′はO又は1であり、dはl
又は2である。) 一119式(1)においてL+ 、Lxは2価の連結基
であり同じであっても異なっていても良い、炭素数1か
ら10のアルキレン基、アラルキレン基、オキサアルキ
レン基が好ましい。これらの基は置換されていてもよい
。置換基の例としては水酸基、アルコキシ基、アルキル
基、フッ素原子、塩素原子、臭素原子などがあげられる
。L+ 、Lxで表わされる好ましい2価の連結基の代
表的なものとしては、メチレン、エチレン、プロピレン
、フェネチジンが挙げられる。
a', b', nSl and 2' are O or 1, and d is l
Or 2. ) In formula (1), L+ and Lx are divalent linking groups, which may be the same or different, and are preferably an alkylene group, an aralkylene group, or an oxaalkylene group having 1 to 10 carbon atoms. These groups may be substituted. Examples of substituents include a hydroxyl group, an alkoxy group, an alkyl group, a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and the like. Representative preferred divalent linking groups represented by L+ and Lx include methylene, ethylene, propylene, and phenetidine.

L、及びR4は、3価の連結基で、同じであっても異な
っていてもよい。L、及びR4の好ましいり、は同じで
あっても異なっていてもよく2価の連結基を表わし、ア
ルキレン基、アラルキレン基が好ましく、更に好ましく
は炭素数1〜6のアルキレン基であるa P、q−” 
” を及びUは、それぞれ独自に0又は1である。) L、及びL4の具体例としては、 しい。
L and R4 are trivalent linking groups and may be the same or different. L and R4 are preferably the same or different and represent a divalent linking group, preferably an alkylene group or an aralkylene group, more preferably an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms. ,q−”
” and U are each independently 0 or 1.) As a specific example of L and L4,

R,、R,、R,は水素原子、アルキル基、アリール基
であり、好ましくは炭素数1−10のアルキル基であり
、特に社ましくは炭素数1〜3のこれらの基は炭素数1
〜12のものが好ましく、またこれらの基は置換されて
いてもよム)、置換基の例としてはり、であげた置換基
があげられる。
R,,R,,R,represent a hydrogen atom, an alkyl group, or an aryl group, preferably an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and particularly preferably these groups having 1 to 3 carbon atoms. 1
-12 are preferable, and these groups may be substituted). Examples of the substituent include the substituents listed above.

X1%X□、X、及びx4は−Q−−3−はそれぞれ独
自にO又はlである。好ましくは、aSb、a’ 、b
’がOである0mは1.〜16の整数であり、2〜10
が特に好ましい0m′はOから16までの整数であり、
好ましくは2〜10である。dは1又は2である。
X1%X□, X, and x4 -Q--3- are each independently O or l. Preferably aSb, a', b
0m where ' is O is 1. ~16 integer, 2 to 10
is particularly preferable, 0m' is an integer from O to 16,
Preferably it is 2-10. d is 1 or 2.

本発明の高分子化合物は、−8式(1)の繰り返し単位
を複数持っても良い。
The polymer compound of the present invention may have a plurality of repeating units of the -8 formula (1).

本発明の高分子化合物における残りの繰り返し単位とし
ては、ジアルキルポリシロキサン(例えばジメチルポリ
シロキサンなど)やポリアルキレンオキシドなどがあげ
られ、製膜性などを向上させることができる。
Examples of the remaining repeating units in the polymer compound of the present invention include dialkylpolysiloxane (for example, dimethylpolysiloxane) and polyalkylene oxide, which can improve film-forming properties.

一般式〔I〕で表わされる繰り返し単位は高分子中50
モル%以上含有されるのが好ましい、更に好ましくは、
80モル%以上であり、特に好ましくは100モル%で
ある。
The repeating unit represented by general formula [I] is 50 in the polymer.
It is preferable that the content is mol% or more, more preferably,
It is 80 mol% or more, particularly preferably 100 mol%.

以下に一般式〔I〕で表わされる繰り返し単位の代表例
を示すが、熱論これらに限定されるものではない。
Representative examples of the repeating unit represented by the general formula [I] are shown below, but the repeating unit is not limited to these.

化合物例I  P−1 化合物例3 P−3 イ5i−0)− CH,−0−CIよGHz (OCII*CHzhOC
H3Hs 化合物例4 P−4 CIよ−OCToCHgOCHzCHg  OCH!+
st  o)− CI+!−0−CH意CHxOCHxCHiOCHzC
11゜ 化合物例2 P−2 CHI−0−CH諺CHt(OCHiCIb)r OC
H!CIlよCH3CH2OCR CH□−OCHiCHzOCII□Cl1x  0CH
s化合物例5 P−5 CI+3 化合物例6 P−6 化合物例9 CIll  OCIhCHx  OCHtCHt  O
CH3書 CIItCH*CHt  OCI l CHz  OCHtClh  OCHzCHt  0C
1h化合物例10 OCHtCHt ”(OCIlxCHt)−rS  C
1b化合物例7 +Si  0)− CHt  0CHtCHt云0C11□C1l辻T−3
−CI+3C!HS 化合物例11 化合物例日 一4Si −0)− CHt 45 i −0)= 化合物例12 i2 化合物例15 C1b  C00CHtCHz40CllzCHa]−
5CH3CIl、CIl□CIl□−CONHCHC0
0CHtCHx40CHzCHよF「S  CHsCH
JHCllzCHtOCHzCHzOCHs−fsi−
0+ 化合物例13 化合物例16 CHxSCHzChOCIItCHiOC1lツC11
゜ 化合物例14 CHt  OC1hCHzOCHオC1I□O−C1l
s本発明の高分子化合物の重量平均分子量Mw(ポリス
チレン換算)は2000〜80000が好ましい。
Compound Example I P-1 Compound Example 3 P-3 I5i-0)-CH,-0-CIyoGHz (OCII*CHzhOC
H3Hs Compound Example 4 P-4 CIyo-OCToCHgOCHzCHg OCH! +
sto)-CI+! -0-CH CHiCHxOCHxCHiOCHzC
11゜Compound Example 2 P-2 CHI-0-CH proverb CHt(OCHiCIb)r OC
H! CIlyo CH3CH2OCR CH□-OCHiCHzOCII□Cl1x 0CH
s Compound Example 5 P-5 CI+3 Compound Example 6 P-6 Compound Example 9 CIll OCIhCHx OCHtCHt O
CH3 Book CIItCH*CHt OCI l CHz OCHtClh OCHzCHt 0C
1h Compound Example 10 OCHtCHt”(OCIlxCHt)-rS C
1b Compound Example 7 +Si 0)- CHt 0CHtCHt云0C11□C1l Tsuji T-3
-CI+3C! HS Compound Example 11 Compound Example 14Si -0)- CHt 45 i -0)= Compound Example 12 i2 Compound Example 15 C1b C00CHtCHz40CllzCHa]-
5CH3CIl, CIl□CIl□-CONHCHC0
0CHtCHx40CHzCH yo F"S CHsCH
JHCllzCHtOCHzCHzOCHs-fsi-
0+ Compound Example 13 Compound Example 16 CHxSCHzChOCIItCHiOC11C11
゜Compound Example 14 CHt OC1hCHzOCHOC1I□O-C1l
s The weight average molecular weight Mw (in terms of polystyrene) of the polymer compound of the present invention is preferably 2,000 to 80,000.

本発明に用いられる周期律表Ia族又はIla族に属す
る金属イオンとしては、リチウム、ナトリウム、カリウ
ムのイオンが好ましく、代表的な金属イオンの塩として
は、LiCFsSOs、LiPF*、LiCj!Oa、
Lit、LiBFa、LiCFz COz、Li5CN
、、Nal、NaCF3 SO3、Na C1,Oa 
、Na BF4、NaAsF、 、KCFs SOx 
、KSCN。
The metal ions belonging to Group Ia or Group Ila of the periodic table used in the present invention are preferably lithium, sodium, and potassium ions, and representative metal ion salts include LiCFsSOs, LiPF*, and LiCj! Oa,
Lit, LiBFa, LiCFz COz, Li5CN
,,Nal,NaCF3 SO3,Na C1,Oa
, Na BF4, NaAsF, , KCFs SOx
, K.S.C.N.

KPF、 、KCj!O,、KASF6などが挙げられ
る。更に好ましくは、上記のLi塩である。これらは1
種又は2種以上を混合してもよく、また、N B u 
a B F a等のような他の電解質と混合して使用し
てもよい。
KPF, ,KCj! O, KASF6, etc. More preferred is the above Li salt. These are 1
species or a mixture of two or more species, and N Bu
It may be used in combination with other electrolytes such as aBFa, etc.

本発明の高分子化合物と金属イオンの塩の比率は、ポリ
エチレンオキシド単位が金属イオンの塩の2〜30倍の
比率で含有されるのが好ましい。
The ratio of the polymer compound of the present invention to the metal ion salt is preferably such that polyethylene oxide units are contained in a ratio of 2 to 30 times that of the metal ion salt.

更に好ましくは、6〜20倍である。比率が高ずぎると
Tgが上りイオン伝導性が低下し、比率が低くすぎると
有効イオン濃度が低下し、イオン伝導性も低下してしま
う。
More preferably, it is 6 to 20 times. If the ratio is too high, the Tg will increase and the ionic conductivity will decrease, and if the ratio is too low, the effective ion concentration will decrease and the ionic conductivity will also decrease.

本発明の高分子電解質は、架橋剤を加えて架橋させても
よく、又、更に高分子化合物、他の両親媒性化合物など
を添加してもよい。
The polymer electrolyte of the present invention may be crosslinked by adding a crosslinking agent, or may further include a polymer compound, other amphipathic compound, etc.

添加してもよい架橋剤としては架橋基として、エポキシ
基、イソシアナート基、酸クロリド基、酸無水物基、活
性エステル基を存するものを用いることができる。以下
に架橋剤の化合物例を示すがこれらに限定されるわけで
はない。
As the crosslinking agent that may be added, those having a crosslinking group such as an epoxy group, an isocyanate group, an acid chloride group, an acid anhydride group, or an active ester group can be used. Examples of crosslinking agent compounds are shown below, but the invention is not limited thereto.

(1)  架橋剤化合物例 化合物例(C−1) CHz CON H(CHz ) h N C○CHs
 CHt  CC0NH(CHt )& NC0CH,
C0NH(CH,)、NCO 化合物例(C−3) NGO OCN  (CHz  )4  CH Co  (CHt )、NGO 添加してもよい高分子化合物としては以下に代表例を示
すものが用いられるが、これらに限定されるわけではな
く、本発明の高分子化合物と相溶しうるものを好ましく
用いることができる。
(1) Crosslinking agent compound example Compound example (C-1) CHz CON H (CHz ) h N C○CHs
CHt CC0NH (CHt ) & NC0CH,
C0NH (CH,), NCO Compound example (C-3) NGO OCN (CHz)4 CH Co (CHt), NGO The following representative examples are used as the polymer compounds that may be added. The polymer compound is not limited to the above, and those which are compatible with the polymer compound of the present invention can be preferably used.

化合物例(C−4) (CH,−CH)。Compound example (C-4) (CH, -CH).

0COCH。0COCH.

化合物例(C−5) (CH,−CH)。Compound example (C-5) (CH, -CH).

ffi 化合物例(C−6) 化合物例(C−7) (CH−CHffi −0) 。ffi Compound example (C-6) Compound example (C-7) (CH-CHffi-0).

CH。CH.

化合物例(C−8) CH。Compound example (C-8) CH.

(CHz−C)。(CHZ-C).

0OCH3 また、添加しうる両親媒性化合物としては、公知の両親
媒性化合物なら添加することができる。
0OCH3 Further, as the amphipathic compound that can be added, any known amphipathic compound can be added.

代表例として以下に示すものがあげられるが、もちろん
これらに限定されるわけではない。
Typical examples include those shown below, but of course they are not limited to these.

化合物例(C−9) C+hH3sO(CHt CHt O) 1sCHz化
合物例(C−10) CtxHzsO(CHt CHz 0)sec+xH*
s化合物例(C−11) (CHz CH1 一〇)。
Compound example (C-9) C+hH3sO(CHt CHtO) 1sCHZ Compound example (C-10) CtxHzsO(CHt CHz 0)sec+xH*
Example of s compound (C-11) (CHz CH1 10).

本発明の高分子化合物と金属イオンの塩を溶解する溶媒
の代表例としてはアセトニトリル、ベンゾニトリル等の
ニトリル類:プロピレンカーボネート、エチレンカーボ
ネート等のカーボネートR:テトラヒドロフラン、3−
メチル−テトラヒドロフラン、2−メチル−テトラヒド
ロフラン、テトラハイドロピラン、1.3−ジオキサン
、1゜4−ジオキソラン、1.2−ジメトキシエタン等
のエーテルW4:r−ブチロラクトン、δ−ブチロラク
トン等のラクトン類ニジメチルスルホキシド、テトラメ
チレンサルフオン、ジメチルホルムアミド等があげられ
るが、必ずしもこれらに限定されるものではない、これ
らの溶媒は、1種または2種以上を混合して使用しても
よい。
Typical examples of solvents for dissolving the polymer compound and metal ion salt of the present invention include nitriles such as acetonitrile and benzonitrile; carbonates such as propylene carbonate and ethylene carbonate; R: tetrahydrofuran, 3-
Ethers such as methyl-tetrahydrofuran, 2-methyl-tetrahydrofuran, tetrahydropyran, 1,3-dioxane, 1゜4-dioxolane, 1,2-dimethoxyethane W4: Lactones such as r-butyrolactone and δ-butyrolactone, dimethyl These solvents include, but are not limited to, sulfoxide, tetramethylene sulfone, dimethylformamide, etc. These solvents may be used alone or in combination of two or more.

本発明の高分子電解質はプラスチック材料の帯電防止用
材料や電池及び、エレクトロクロミック表示装置・コン
デンサーなど各種電気化学デバイス用の材料としても利
用できる。
The polymer electrolyte of the present invention can also be used as an antistatic material for plastic materials, batteries, and materials for various electrochemical devices such as electrochromic displays and capacitors.

本発明の一般式([)で表わされる繰り返し単位を含有
する高分子化合物の代表的な合成例を次に示す。
A typical synthesis example of a polymer compound containing a repeating unit represented by the general formula ([) of the present invention is shown below.

合成例I P−1で表わされる繰り返し単位を100%
含有する化合物(P−1ポ リマー)の合成 Ctlg  OCHzCIIiOCHzCHよ0CH3
CIlオーOCIhCHxOC1hCH*0CHiエピ
クロルヒドリン23. 0 g (0,2’47sol
)をジエチレングリコール七ツメチルエーテル300 
g (2,5sol )と60%油性水素化ナトリウム
12 g (0,3sol )の混合物に対し、60°
Cにて15分間で滴化した0反応後、希塩酸にて中和し
、エーテルで抽出した。エーテル層を水洗し、硫酸マグ
ネシウムで乾燥した後エーテルを留去して褐色溶液を得
た。減圧蒸留(171−182°C/2鋪Hg)にて目
的物を得た。
Synthesis Example I 100% of the repeating unit represented by P-1
Synthesis of containing compound (P-1 polymer) Ctlg OCHzCIIiOCHzCHyo0CH3
CIlOCIhCHxOC1hCH*0CHiEpichlorohydrin23. 0 g (0,2'47sol
) to diethylene glycol methyl ether 300
g (2,5 sol) and 12 g (0,3 sol) of 60% oily sodium hydride at 60°
After a dropwise reaction at C for 15 minutes, the mixture was neutralized with dilute hydrochloric acid and extracted with ether. The ether layer was washed with water, dried over magnesium sulfate, and the ether was distilled off to obtain a brown solution. The target product was obtained by vacuum distillation (171-182°C/2 Hg).

収量44.5g(収率60%) 化学構造はNMR,IR,元素分析、GCにて確認した
Yield: 44.5 g (yield: 60%) The chemical structure was confirmed by NMR, IR, elemental analysis, and GC.

CI意−0−CHzCHgOCIhCHzOljlsC
H−CI−CH*−0−Cll           
(D−2)の合成Cut−0−CHgC11tOCHt
CHiOCHi化合物D  l  log (0,03
4sol )、カリウム−t−ブトキシド5.4g (
0,048舖o1)をt−アミルアルコール50−に溶
解し、アリルブロマイド5.8g (0,048*ol
)を室温にて10分間で滴下した。その後、室温で2時
間、90°Cで2時間反応した0反応後、無機塩を濾別
し、残金をシリカゲルカラム(溶媒:ヘキサン、酢酸エ
チル混合溶媒)にて精製した。
CI-0-CHzCHgOCIhCHzOljlsC
H-CI-CH*-0-Cll
Synthesis of (D-2) Cut-0-CHgC11tOCHt
CHiOCHi compound D l log (0,03
4sol), potassium-t-butoxide 5.4g (
0,048*ol) was dissolved in t-amyl alcohol 50-, and 5.8g of allyl bromide (0,048*ol
) was added dropwise over 10 minutes at room temperature. After that, the reaction was carried out at room temperature for 2 hours and at 90°C for 2 hours, and then the inorganic salt was filtered off, and the residue was purified using a silica gel column (solvent: hexane, ethyl acetate mixed solvent).

収98.4gC収率74%) 化学構造はNMR,IR1元素分析、GCにて確認した
(Yield: 98.4gC, Yield: 74%) The chemical structure was confirmed by NMR, IR1 elemental analysis, and GC.

(3)P−1ポリマーの合成 ポリメチルヒドロシロキサン1.2g (0,8gmo
l) 、化合物D−27,6g (0,027aol)
を混合し、これに塩化白金酸1 osg (0,O1m
■ol )をテトラヒドロフラン54Gこ溶解したちの
を添加した。その後、室温で2時間、60°Cで2時間
反応した0反応後、セファデックスカラム(溶媒:メタ
ノール、エタノール混合溶媒)にて精製した。
(3) Synthesis of P-1 polymer Polymethylhydrosiloxane 1.2g (0.8gmo
l), Compound D-27,6g (0,027aol)
mixed with chloroplatinic acid 1 osg (0,01m
(2) was dissolved in 54 G of tetrahydrofuran and added to the solution. Thereafter, the reaction mixture was reacted at room temperature for 2 hours and at 60°C for 2 hours, and then purified using a Sephadex column (solvent: methanol, ethanol mixed solvent).

収量2.7g(収率49%) Mw+19,000 化学構造はNMl?、IR1元素分析にて確認した。Yield 2.7g (yield 49%) Mw+19,000 Is the chemical structure NML? , confirmed by IR1 elemental analysis.

合成例2 P−4で表わされる繰り返し単位を100%
含有する化合物(P−4ポ リマー)の合成 化合物D−210g (0,034aol )、ジクロ
ロジヒドロシラン1. 7 g (0,017sol)
、塩化白金酸51g (0,005gmol)のテトラ
ヒドロフラン溶液5mを封管中に入れ、室温で2時間、
60°Cで2時間反応した0反応後、内容物を取り出し
、水10mを加えて40゛Cにて2時間激しく攪拌した
。その後、溶媒を減圧留去し、セファデックスカラム(
溶媒:メタノール、エタノール混合溶媒)にて精製した
Synthesis Example 2 100% repeating unit represented by P-4
Synthesis of Compounds Containing (P-4 Polymer) Compound D-210g (0,034aol), dichlorodihydrosilane 1. 7g (0,017sol)
, 5 m of a tetrahydrofuran solution of 51 g (0,005 gmol) of chloroplatinic acid was placed in a sealed tube, and the mixture was heated at room temperature for 2 hours.
After 2 hours of reaction at 60°C, the contents were taken out, 10 ml of water was added, and the mixture was vigorously stirred at 40°C for 2 hours. After that, the solvent was distilled off under reduced pressure, and the Sephadex column (
Solvent: methanol, ethanol mixed solvent).

収量5.2g(44%) 液を得た。(Φ0θ) Mw中24,000 化学構造はNMR1IR1元素分析にてi1認した。Yield 5.2g (44%) I got the liquid. (Φ0θ) 24,000 in Mw The chemical structure was confirmed by NMR1IR1 elemental analysis.

〔実施例〕〔Example〕

以下、実施例を用いて詳細に説明する。 Hereinafter, it will be explained in detail using examples.

実施例I P−1ポリマーとLiChSOsを表1に示した組成比
になるようにアセトンに室温で溶解した。このとき、p
−tポリマーの濃度は10%であった。
Example I P-1 polymer and LiChSOs were dissolved in acetone at room temperature so as to have the composition ratio shown in Table 1. At this time, p
The concentration of -t polymer was 10%.

その後溶媒を真空下(10−”〜10−3torr)で
室温24時間、60℃で24時間処理し、溶媒を完全に
除去して透明な均一粘稠溶液を得た。(@θ更に、P−
1ポリマーのかわりにP−4ポリマーに、LiCFiS
OsのかわりにLiCl!04におきかえた以外は同一
である溶液を得た。(0θ0)比較として、■のP−1
ポリマーのかわりに特開昭61−216462号に記載
された下記の化合物(E−1)におきかえた以外は■と
同一である溶CH。
The solvent was then treated under vacuum (10-'' to 10-3 torr) at room temperature for 24 hours and at 60°C for 24 hours to completely remove the solvent and obtain a clear homogeneous viscous solution. −
1 polymer instead of P-4 polymer, LiCFiS
LiCl instead of Os! An identical solution was obtained except that 04 was substituted. (0θ0) For comparison, P-1 of ■
Molten CH, which is the same as ①, except that the following compound (E-1) described in JP-A No. 61-216462 was used instead of the polymer.

C1+3 Mw÷10,000 さらに、■のP−1ポリマーのがわりにジャーナル・オ
ブ・パワー、ソース(Journal of Powe
rSource)  29巻327頁(1987年)に
報告されている下記の化合物(E−2)におきかえた以
外は■と同一である溶液を得た。(@Φθ)(E−2) このようにして得た粘稠液体を1cmのガラスセルに入
れpt電極を0. 5C11の距離となるようにセット
して浸漬し、0.1Hz−10万H2でインピーダンス
を測定(測定温度20”C)L、Co1eColeプロ
ツトからイオン伝導度を求めた。
C1+3 Mw ÷ 10,000 Furthermore, instead of the P-1 polymer in ■, Journal of Power, Source
A solution was obtained which was the same as ① except that the following compound (E-2) reported in Vol. 29, p. 327 (1987) was substituted. (@Φθ) (E-2) The viscous liquid thus obtained was put into a 1 cm glass cell and a pt electrode was connected to the 0. The impedance was measured at 0.1 Hz to 100,000 H2 (measurement temperature 20''C), and the ionic conductivity was determined from a Co1eCole plot.

また、高分子の安定性を以下の方法で評価した。In addition, the stability of the polymer was evaluated by the following method.

25°CにてPH4,2のアセトニトリル−水系の緩衝
液にそれぞれの化合物を溶解しく濃度5wt%)、ゲル
・パーミェーション・クロマトグラフィー(GPC)に
てモノマーへの分解を追跡した。
Each compound was dissolved in an acetonitrile-water buffer solution with a pH of 4.2 at 25°C (concentration: 5 wt%), and decomposition into monomers was monitored by gel permeation chromatography (GPC).

これらの測定結果を表1及び図1に示した。The results of these measurements are shown in Table 1 and FIG.

表1かられかるように本発明の実施例■〜0及び比較例
ΦOOは室温付近でのイオン伝導性が良好であるが、第
1図から比較例(E−1)は比べて七ツマ−への分解を
著しく悪いことがわかる。
As can be seen from Table 1, Examples 1 to 0 of the present invention and Comparative Example ΦOO have good ionic conductivity near room temperature, but from FIG. It can be seen that the decomposition into is significantly worse.

E−2は七ツマ−への分解は良いのだが、イオン伝導性
が悪い。本発明ではこれらが同時に改善されていること
が明らかであろう。
E-2 has good decomposition into seven molecules, but has poor ionic conductivity. It will be clear that these are simultaneously improved in the present invention.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によると、室温以下でのイオン伝導性に優れ、安
定性良好な高分子電解質を得ることができる。
According to the present invention, a polymer electrolyte with excellent ionic conductivity at room temperature or lower and good stability can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、実施例1におけるP−1ポリマーP−4ポリ
マー、E−1及びE−2の化合物の七ツマ−への分解を
示したものである。 第 図 時間(hr) 特許出願人 富士写真フィルム株式会社手続補正書 事件の表示 発明の名称 補正をする者 事件との関係 平成7年費願第37707号 高分子電解質
FIG. 1 shows the decomposition of the compounds P-1 polymer, P-4 polymer, E-1 and E-2 in Example 1 to seven polymers. Figure Time (hr) Patent Applicant Fuji Photo Film Co., Ltd. Procedural Amendment Case Relationship with the Person Amending the Name of the Described Invention Case 1995 Application No. 37707 Polymer Electrolyte

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)少なくとも、主鎖がポリシロキサンで、少なくと
も一本の側鎖にエチレンオキシド基を有する繰り返し単
位を有する高分子化合物と、周期律表 I aまたはIIa
族に属する金属イオンの塩を含有する高分子電解質にお
いて、該高分子化合物の少なくとも一本の側鎖が、ケイ
素−炭素共有結合で主鎖に連結され、該側鎖一本当たり
エチレンオキシド基を2本以上有することを特徴とする
高分子電解質。
(1) At least a polymer compound whose main chain is polysiloxane and has a repeating unit having an ethylene oxide group in at least one side chain, and a polymer compound whose main chain is polysiloxane and which has a repeating unit having an ethylene oxide group in at least one side chain;
In a polymer electrolyte containing a salt of a metal ion belonging to the above group, at least one side chain of the polymer compound is connected to the main chain by a silicon-carbon covalent bond, and each side chain has two ethylene oxide groups. A polymer electrolyte characterized by having more than 100% of the electrolyte.
(2)該高分子化合物が少なくとも下記一般式〔 I 〕
で表わされる繰り返し単位を有する特許請求の範囲第1
項記載の高分子電解質。 一般式〔 I 〕 ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中、L_1及びL_2は2価の連結基であり、L_
3及びL_4は3価の連結基である、R_1及びR_2
は水素、アルキル基又はアリール基である、mは1から
16までの整数であり、m′は0から16までの整数で
あり、X_1、X_2、X_3及びX_4は、−O−、
−S−、または▲数式、化学式、表等があります▼であ
る。R_3は水素、アルキル基又はアリール基である。 a、b、c、a′、b′、n、l及びl′は、それぞれ
独自に0または1であり、dは1又は2である。)
(2) The polymer compound has at least the following general formula [I]
Claim 1 having a repeating unit represented by
Polyelectrolyte as described in section. General formula [I] ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼ (In the formula, L_1 and L_2 are divalent linking groups, and L_
3 and L_4 are trivalent linking groups, R_1 and R_2
is hydrogen, an alkyl group, or an aryl group, m is an integer from 1 to 16, m' is an integer from 0 to 16, and X_1, X_2, X_3 and X_4 are -O-,
-S- or ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼. R_3 is hydrogen, an alkyl group, or an aryl group. a, b, c, a', b', n, l and l' are each independently 0 or 1, and d is 1 or 2. )
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0581296A2 (en) * 1992-07-30 1994-02-02 Dow Corning Toray Silicone Co., Ltd. Ionically conductive organosiloxane polymer compositions
JP2000198928A (en) * 1998-10-28 2000-07-18 Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd Curable composition for polymer solid electrolite
JP2003331645A (en) * 2002-05-17 2003-11-21 Toyota Motor Corp Proton-conductive material
JP2003335818A (en) * 2002-05-17 2003-11-28 Toyota Motor Corp Proton conductive material
US6858351B2 (en) * 2001-11-07 2005-02-22 Daiso Co., Ltd. Polyethylene oxide-based electrolyte containing silicon compound

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0581296A2 (en) * 1992-07-30 1994-02-02 Dow Corning Toray Silicone Co., Ltd. Ionically conductive organosiloxane polymer compositions
EP0581296A3 (en) * 1992-07-30 1994-04-27 Dow Corning Toray Silicone
JP2000198928A (en) * 1998-10-28 2000-07-18 Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd Curable composition for polymer solid electrolite
US6858351B2 (en) * 2001-11-07 2005-02-22 Daiso Co., Ltd. Polyethylene oxide-based electrolyte containing silicon compound
JP2003331645A (en) * 2002-05-17 2003-11-21 Toyota Motor Corp Proton-conductive material
JP2003335818A (en) * 2002-05-17 2003-11-28 Toyota Motor Corp Proton conductive material

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