JPH02235957A - イオン伝導性固体電解質 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は固体電解貿，更に詳しくはイオン伝導性を示す
有機高分子系固体電解質に関するものである。

〔従来の技術及びその課題〕

従来、電池，キャパシター，センリ−一等のイオニック
ス素子を構成する電解貿は、イオン伝導性の点から溶液
又はペースト状のものが用いられているが、液漏れによ
る機器の損傷の恐れがあること，また電解液を含浸させ
るセパレーターを必要とするので、イオニックス素子の
超小型化，薄型化に限界があること等の問題点が指摘さ
れている。

これに対し無機結晶性物質，無はガラス，有機高分子系
物質等の固体電解貿が提案されている。有機高分子系物
質は一般に加工性，成形性に優れ、特にゴム材料を用い
る場合は、電極との密着性が良いことから界面抵抗を最
小にできること，得られる固体電解質が柔軟性，曲げ加
工性を有し、応用される素子の設計の自由度が高くなる
こと等の点からその進展が期待ざれている。しかしなが
ら、イオン伝導性の面では他の材質より劣っているのが
現状である。

例えばエビクロルヒドリン系ゴムに特定のアルカリ金属
塩を含有させてイオン伝導性固体電解質に応用する試み
は既に提案されているが（Ｅｆｆｅｃｔｏｆ　ｓｏｍｅ
　ｆａｃｔｏｒｓ　ｏｎ　ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｉｅ
ｓ　ｏｆ　ｐｏｌｙｍｅｒｏｎｉｃ　ｃｏｎｄｕｃｔｏ
ｒｓ，　Ｃｈｅｎ　Ｌｉ−ｑｕａｎ仙，　Ｗｕｌｉ　Ｘ
ｕｅｂａｏ，　３６巻１号６０−６６頁（１９８７）　
）なお改善ざれたイオン伝導性か求められていた。

〔課題を解決するだめの手段〕

本発明者らはエビクロルヒドリン系ゴムと特定分子量範
囲のポリ（オキシエチレン）グリニニ』−ル又はその低
級アルキル］ニーテルとの組成物に、アルカリ金属塩を
含有させることによって、従来よりも著しくイオン伝導
性の増大した固体電解貿か得られることを見出し本発明
に到達したものである。

本発明は−り−なわら（ａ）エビクロルヒトリン単独重
合体ゴム，エビクロルヒトリン−エヂレンΔキシド共重
合体ゴム又は上記ゴムの混合ゴム　８０〜９９重量％，
（ｂ）重母平均分子量５，０００以下のボリ（オキシエ
ヂレン）グリコール又はその低級アルキルエーテル　１
〜２０重量％，以」ニ（ａ）と（ｂ）との合計量１００
重量部に対しアルカリ金属塩０．５へ・２０重量部を配
合したことを特徴とするイオン伝導性固体電解貿である
。

本発明で使用されるエビクロルヒドリン系ゴム（ａ）の
うらエピク［侃レじトリン−エチレンオキシド二九共小
合体ゴムにｄ３いて【Ｊ、、得られる固体電解貿の柔軟
性確保の観点からエヂレン刺キシトが９０モル％以■の
共重合体か好ましい。また以上のエビクＤルヒドリン系
ゴムは、加工性，成形性，機械的強ＩＫ，柔軟・１ロ１
を得るためには重量平均分子半１００，　０００〜２，
　０００，　０００のものか好ましい。

また重量平均分子量が５，０００以下のポリ（ΔキシＴ
ヂレン）グリコール又はその低級アルキル丁テルけ））
において、その低級アルキル基は炭素数１〜８のものか
好ましく、例えばポリ（，／Ｉキシ］．ヂレン）ク刀：
１−ルの−Ｌノメブルエーテル，ジメヂルエーテル，モ
ノエヂルエー−フル，ジエヂルエーテル，モノブロビル
エーテル，モノイソブロビルエーデル，モノーｎ−ブヂ
ルエーテル，モノ−　ｔ−プチルニ［一テル，モノーｎ
−ペンチルエテル，モノ−ｎ−ｌ＼キシルエーテル，モ
ノ−ｎへプチルエーテル，モノ−２−エチル−ヘキシル
エーテル等を挙げることかできる。上記アルキル基にお
いて、炭素数か８を越えるとエピクａルヒドリン系ゴム
との相溶性が低下して好ましくない。また重量平均分子
量か５，０００を越えてもエビクロルヒドリン系ゴムと
の相溶性が低下し、本発明電解質を得ることか困勤にな
る。更に、エビクロルヒドリン系ゴムとの相溶性に関し
ては、本発明の分子量範囲内にａ３いても、ポリ（オキ
シエヂレン）グリＴ１−ルよりもその−Ｅノ，或いはジ
低級アルキルエーテル類の方が好ましい。ぞの使用量は
エビクロルじド刀ン系ゴム（ａ）の８０〜９９重量％に
対してポリ（オキシエチレン）グリコール又はその低級
アルキルエーテル１〜２０重量％でおって、この範囲外
で（Ｊ．得られる固体電解質のイオン伝導性が低下する
。

本発明にお（プるアルカリ金属塩としては、陽イオン半
径の小さいリヂウム，ナ１〜リウム，カリウムの金属塩
が一般に用いられる。これらの金属塩を構成する陰イオ
ンとしては、過塩素酸イオン，デ１〜ラフ口口ホウ酸イ
Ａン，ヘキザフロロリン酸イΔン，トリフ１」口酎酸イ
オン，トリフロロメタンスルホン酸イΔン，トルエンス
ルホン酸イオン，ヂオシアン酸イオン，フッ素イオン，
塩素イオン，ヨウ素イオン等を例示１るこどかでぎる。

アルカリ金属塩の解離下ネルギーが小さい方が固体電解
貿にとって４１利であるどの観点からは、過塩素醸イオ
ン，トリフロロメタンスルホン酸イオン，チＡシアン酸
イオンか好ましく用いられる。具体的にはリチウム，ナ
］〜リウム，カリウムの過塩素酸塩，テ１〜ラフ口口ホ
ウ酸塩，ヘキリノ口口リン酸塩，１・リフ［１口ｍ酸塩
，ｉ〜リフロロメタンスルホン酸塩，１〜ルエンスルホ
ン酸塩，チ詞シアン酸塩，フッ化リヂ１クム，塩化リチ
ウム，臭化リチウム，ヨ『ク化リヂウム，ヨウ化ナ１〜
リウム，ヨウ化カリウム等を挙げることかできる。これ
等金属塩の使用量は上記（ａ）と（　ｂ　）との合計量
１００重最部に対し０，５〜２０重量部であり、０．５
重量部未満てはイオン伝導性が劣り、また２０重ω部を
越えると加工性，成形性及び１＠られる固体電解買の｝
幾械的強度，柔軟性等が低下する。

本発明の固体電解買の製造方法は特に制約はないが、通
常夫々の成分を機械的に混合するか、或いは溶剤に溶解
さけて混合した後、溶剤を除去する等の方法によって製
造される。機械的に混合ずる手段としては、各種二−ダ
ー類，オープンロル，押出ａ等を任意に使用Ｃぎる。溶
剤を使用して製造する場合は、各種の極性溶媒，例えば
テトラヒド口フラン，アセトン，アセトニトリル，ジメ
チルホルムアミト，ジメチルスルホキシド，ジオキサン
，メチルエチルケトン，メヂルイソブチルケトン等が単
独もし＜（ｊ，混合して用いられる。

溶液の濃度は特に制限はないか１〜５０重吊％が好まし
い。以下実施例，比較例により本発明を具体的に説明す
る。

実施例１〜Ｇ　　比較例１，２ 第１表のエビクロルヒド刀ン系ゴムをテ１へラヒド口フ
ランに溶解し、同じく表記のアルカリ金属塩及びポリ（
オキシエヂレン）グリコールの低級アルキルエーテルの
テ１〜ラヒドロフラン溶液を混合した。この混合液をポ
リテ］〜ラフルオロエチレン製モールド上にキャス］〜
して充分乾燥し、フィルムを得た。その結果を第１表に
併記する。第１表中導電率σの測定は、白金を電極とし
、電圧０．５Ｖ，周波数範囲５〜１０，　０００ｔｌｚ
の交流法を用い、複素インピーダンス法により算出した
。

本発明電ｆＩ！ｉ′質が特に優れたイオン伝導性を有ず
ることは、比較例と対比して明らかである。

〔発明の効果］

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （ａ）エピクロルヒドリン単独重合体ゴム、エピクロル
   ヒドリン−エチレンオキシド共重合体ゴム又は上記ゴム
   の混合ゴム８０〜９９重量％ （ｂ）重量平均分子量５，０００以下のポリ（オキシエ
   チレン）グリコール又はその低級アルキルエーテル１〜
   ２０重量％ 　以上（ａ）と（ｂ）との合計量１００重量部に対しア
   ルカリ金属塩０．５〜２０重量部を配合したことを特徴
   とするイオン伝導性固体電解質。