JPH0280462A - イオン導電性材料およびその製造方法 - Google Patents
イオン導電性材料およびその製造方法Info
- Publication number
- JPH0280462A JPH0280462A JP63231956A JP23195688A JPH0280462A JP H0280462 A JPH0280462 A JP H0280462A JP 63231956 A JP63231956 A JP 63231956A JP 23195688 A JP23195688 A JP 23195688A JP H0280462 A JPH0280462 A JP H0280462A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- group
- component
- polyoxyalkylene
- groups
- conductive material
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000004020 conductor Substances 0.000 title claims abstract description 26
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 12
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 claims abstract description 25
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 claims abstract description 24
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 claims abstract description 19
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 10
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 claims abstract description 10
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims abstract description 10
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 9
- 125000001183 hydrocarbyl group Chemical group 0.000 claims abstract description 8
- 125000002947 alkylene group Chemical group 0.000 claims abstract description 7
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 claims abstract description 7
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims abstract description 6
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 claims abstract description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 16
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000007809 chemical reaction catalyst Substances 0.000 claims description 6
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 claims description 2
- 238000005886 esterification reaction Methods 0.000 abstract description 18
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 abstract description 3
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 abstract description 3
- 230000032050 esterification Effects 0.000 abstract 1
- 150000001455 metallic ions Chemical class 0.000 abstract 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 abstract 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 19
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 18
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- -1 polysiloxane Polymers 0.000 description 12
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 9
- 239000007784 solid electrolyte Substances 0.000 description 9
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 8
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 description 6
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 6
- MHCFAGZWMAWTNR-UHFFFAOYSA-M lithium perchlorate Chemical compound [Li+].[O-]Cl(=O)(=O)=O MHCFAGZWMAWTNR-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 229910001486 lithium perchlorate Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000000047 product Substances 0.000 description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 4
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 4
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 4
- WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N Acetonitrile Chemical compound CC#N WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002841 Lewis acid Substances 0.000 description 3
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 125000004093 cyano group Chemical group *C#N 0.000 description 3
- KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N disiloxane Chemical class [SiH3]O[SiH3] KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 3
- 150000007517 lewis acids Chemical class 0.000 description 3
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical group [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 2
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 2
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 description 2
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 2
- 125000000816 ethylene group Chemical group [H]C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 2
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 2
- 125000004836 hexamethylene group Chemical group [H]C([H])([*:2])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[*:1] 0.000 description 2
- HSZCZNFXUDYRKD-UHFFFAOYSA-M lithium iodide Chemical compound [Li+].[I-] HSZCZNFXUDYRKD-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 125000001570 methylene group Chemical group [H]C([H])([*:1])[*:2] 0.000 description 2
- 125000000962 organic group Chemical group 0.000 description 2
- 125000004817 pentamethylene group Chemical group [H]C([H])([*:2])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[*:1] 0.000 description 2
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 description 2
- 125000001436 propyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 2
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 125000000383 tetramethylene group Chemical group [H]C([H])([*:1])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 2
- RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 1,4-Dioxane Chemical compound C1COCCO1 RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KWKAKUADMBZCLK-UHFFFAOYSA-N 1-octene Chemical group CCCCCCC=C KWKAKUADMBZCLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000000094 2-phenylethyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(C([H])=C1[H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 206010063836 Atrioventricular septal defect Diseases 0.000 description 1
- 229910000873 Beta-alumina solid electrolyte Inorganic materials 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010067482 No adverse event Diseases 0.000 description 1
- 241000920340 Pion Species 0.000 description 1
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 1
- 239000004721 Polyphenylene oxide Substances 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 description 1
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 1
- 108010021119 Trichosanthin Proteins 0.000 description 1
- PAWLCYTYCZYSRO-UHFFFAOYSA-N [Li].P(F)(F)F Chemical compound [Li].P(F)(F)F PAWLCYTYCZYSRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SRLKNPULPPBANK-UHFFFAOYSA-L [Rb+].[Ag+].[I-].[I-] Chemical compound [Rb+].[Ag+].[I-].[I-] SRLKNPULPPBANK-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000000862 absorption spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 125000003545 alkoxy group Chemical group 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011260 aqueous acid Substances 0.000 description 1
- 239000003125 aqueous solvent Substances 0.000 description 1
- 125000003710 aryl alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000001797 benzyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(C([H])=C1[H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 230000001588 bifunctional effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000002915 carbonyl group Chemical group [*:2]C([*:1])=O 0.000 description 1
- 125000004181 carboxyalkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000006482 condensation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- MROCJMGDEKINLD-UHFFFAOYSA-N dichlorosilane Chemical compound Cl[SiH2]Cl MROCJMGDEKINLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 1
- 238000001211 electron capture detection Methods 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000008240 homogeneous mixture Substances 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 1
- 238000006459 hydrosilylation reaction Methods 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 1
- 239000012948 isocyanate Substances 0.000 description 1
- 150000002513 isocyanates Chemical class 0.000 description 1
- IDBFBDSKYCUNPW-UHFFFAOYSA-N lithium nitride Chemical compound [Li]N([Li])[Li] IDBFBDSKYCUNPW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002075 main ingredient Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 125000001624 naphthyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000004957 naphthylene group Chemical group 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 description 1
- 150000001369 organodichlorosilanes Chemical class 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 125000005702 oxyalkylene group Chemical group 0.000 description 1
- 125000000843 phenylene group Chemical group C1(=C(C=CC=C1)*)* 0.000 description 1
- 229920000570 polyether Polymers 0.000 description 1
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 239000002952 polymeric resin Substances 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 238000007151 ring opening polymerisation reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 1
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 1
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 1
- 125000003944 tolyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000005023 xylyl group Chemical group 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M6/00—Primary cells; Manufacture thereof
- H01M6/14—Cells with non-aqueous electrolyte
- H01M6/18—Cells with non-aqueous electrolyte with solid electrolyte
- H01M6/181—Cells with non-aqueous electrolyte with solid electrolyte with polymeric electrolytes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/10—Metal compounds
- C08K3/105—Compounds containing metals of Groups 1 to 3 or Groups 11 to 13 of the Periodic system
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L83/00—Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon only; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L83/04—Polysiloxanes
- C08L83/06—Polysiloxanes containing silicon bound to oxygen-containing groups
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
- H01B1/06—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of other non-metallic substances
- H01B1/12—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of other non-metallic substances organic substances
- H01B1/122—Ionic conductors
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。
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〕
本発明はイオン導電性材料およびその製造方法に関する
。
。
〔従来の技術および発明が解決しようとする課題〕近年
、電池2表示素子(ECD等)等の電子デバイスは、高
性能化、小形化、薄型化が一段と進んでいる。それに伴
いそれらに用いられるイオン導電性材料も高性能化はも
ちろんのこと、固体化、高信頼性、高柔軟性、高成形加
工性、耐湿性など種々の高度な要求がなされている。
、電池2表示素子(ECD等)等の電子デバイスは、高
性能化、小形化、薄型化が一段と進んでいる。それに伴
いそれらに用いられるイオン導電性材料も高性能化はも
ちろんのこと、固体化、高信頼性、高柔軟性、高成形加
工性、耐湿性など種々の高度な要求がなされている。
従来、このようなイオン心電性材料としては、(i)
電解質を水、水性溶剤または有機溶剤に溶解した電解
質溶液: (ii) ベータ・アルミナ(β−A1.O,) 、
窒化リチウム(Li、N) 、 ヨウ化リチウム−ア
ルミナ(LiI−AQ20.)、 ヨウ化銀ルビジウム
等の無機質からなる固体電解質材料二 (■)高分子樹脂マトリックスに周期律表第1族または
第■族金属の塩を溶解、分散させた固体電解質材料: 等が知られている。
電解質を水、水性溶剤または有機溶剤に溶解した電解
質溶液: (ii) ベータ・アルミナ(β−A1.O,) 、
窒化リチウム(Li、N) 、 ヨウ化リチウム−ア
ルミナ(LiI−AQ20.)、 ヨウ化銀ルビジウム
等の無機質からなる固体電解質材料二 (■)高分子樹脂マトリックスに周期律表第1族または
第■族金属の塩を溶解、分散させた固体電解質材料: 等が知られている。
しかし、(i)の電解質溶液は、材料に水または有機溶
剤等の液体を用いているため、電子デバイス外部への漏
液という問題が常に存在し、この漏液によりデバイスの
性能劣化や周辺部品の損傷を引き起こす場合がある。こ
の欠点を改善するために、電解質溶液中に高分子化合物
を混合して糊状あるいはゲル状にしたイオン導電性材料
もあるが。
剤等の液体を用いているため、電子デバイス外部への漏
液という問題が常に存在し、この漏液によりデバイスの
性能劣化や周辺部品の損傷を引き起こす場合がある。こ
の欠点を改善するために、電解質溶液中に高分子化合物
を混合して糊状あるいはゲル状にしたイオン導電性材料
もあるが。
この材料にしても漏液の危険性を完全に払拭できるもの
ではなかった。また、(i)の固体電解質材料は本質的
に高信頼性の長寿命な電子デバイスに適用でき、かつ、
小形、薄型化の要求に応じろる材料である。しかし、現
状では室温で十分に導電性のある材料は得られておらず
、広く実用化されるまでに至っていない、また、(市)
の固体電解質材料は本質的に(n)と同様、漏液という
問題が解決されうるばかりか、有機高分子特有の高柔軟
性、高成形加工性といった優れた特性の付与が期待でき
るので、前述の電子デバイスの広範な要求に応じろる材
料として注目をあびている。かかる固体電解質材料に用
いられる高分子のイオン心電性材料に要求される特性と
しては イ)含有させる電解質(金属塩)の溶解量が十分に大き
く、かつ、イオンに解離させる能力が大きいこと。
ではなかった。また、(i)の固体電解質材料は本質的
に高信頼性の長寿命な電子デバイスに適用でき、かつ、
小形、薄型化の要求に応じろる材料である。しかし、現
状では室温で十分に導電性のある材料は得られておらず
、広く実用化されるまでに至っていない、また、(市)
の固体電解質材料は本質的に(n)と同様、漏液という
問題が解決されうるばかりか、有機高分子特有の高柔軟
性、高成形加工性といった優れた特性の付与が期待でき
るので、前述の電子デバイスの広範な要求に応じろる材
料として注目をあびている。かかる固体電解質材料に用
いられる高分子のイオン心電性材料に要求される特性と
しては イ)含有させる電解質(金属塩)の溶解量が十分に大き
く、かつ、イオンに解離させる能力が大きいこと。
口)解離したイオンが高分子マトリックス中を移動しや
すいこと。
すいこと。
等があげられる6以上の条件を満たす高分子構造として
はPEO(ポリエチレンオキシド)等のポリエーテルセ
グメントを含む架橋体が比較的よい導電性を示すため、
種々検討がなされている。しかし、PEOの単体を架橋
しただけでは分子運動性に限界があり、室温で十分な導
電率が得られていない、そこで、この欠点を改良するた
め、分子運動性の極めて高いシロキサンセグメントとP
EOセグメントとを組み合わせた固体電解質の合成が試
みられている0例えば、特開昭60−216463号公
報、特開昭60−217263号公報および特開昭63
−142061号公報には5i−0−C結合により結合
されたシロキサンとPEOとの共重合体の架橋物にリチ
ウムイオン等を分散させてイオン導電性材料としたもの
が記されている。しかし、Si −0−C結合は水の存
在により容易に切断されるため、材料としての取扱が極
めて不便である。また、ソリッドステルドアイオニクス
(SoQid 5tate Ionics)、 15゜
233 (1985)等にはポリエチレングリコールを
側鎖に有するポリシロキサンを2官能性イソシアナート
により架橋固化させ、金属イオンを分散させでイオン導
電性材料としたものが開示されている。しかし、この場
合、十分な強度を出すまで固化させるには、NCo基の
量をOH基に対して十分に過剰に加えなければならない
が、残存したNCo基は電池などのデバイスに組み込ん
だ場合、電極材と反応を起こす恐れがあり、実用化には
問題があった。さらに、特開昭62−209169号公
報にはシロキサンとPEOとの架橋物の製造方法として
白金触媒によるヒドロシリル化反応や放射線(電子線等
)の照射による架橋方法を挙げ、これらに、金属イオン
を分散させて、イオン導電性材料としたものが開示され
ている。しかし、これらの方法の場合、まず、白金触媒
を用いる場合は。
はPEO(ポリエチレンオキシド)等のポリエーテルセ
グメントを含む架橋体が比較的よい導電性を示すため、
種々検討がなされている。しかし、PEOの単体を架橋
しただけでは分子運動性に限界があり、室温で十分な導
電率が得られていない、そこで、この欠点を改良するた
め、分子運動性の極めて高いシロキサンセグメントとP
EOセグメントとを組み合わせた固体電解質の合成が試
みられている0例えば、特開昭60−216463号公
報、特開昭60−217263号公報および特開昭63
−142061号公報には5i−0−C結合により結合
されたシロキサンとPEOとの共重合体の架橋物にリチ
ウムイオン等を分散させてイオン導電性材料としたもの
が記されている。しかし、Si −0−C結合は水の存
在により容易に切断されるため、材料としての取扱が極
めて不便である。また、ソリッドステルドアイオニクス
(SoQid 5tate Ionics)、 15゜
233 (1985)等にはポリエチレングリコールを
側鎖に有するポリシロキサンを2官能性イソシアナート
により架橋固化させ、金属イオンを分散させでイオン導
電性材料としたものが開示されている。しかし、この場
合、十分な強度を出すまで固化させるには、NCo基の
量をOH基に対して十分に過剰に加えなければならない
が、残存したNCo基は電池などのデバイスに組み込ん
だ場合、電極材と反応を起こす恐れがあり、実用化には
問題があった。さらに、特開昭62−209169号公
報にはシロキサンとPEOとの架橋物の製造方法として
白金触媒によるヒドロシリル化反応や放射線(電子線等
)の照射による架橋方法を挙げ、これらに、金属イオン
を分散させて、イオン導電性材料としたものが開示され
ている。しかし、これらの方法の場合、まず、白金触媒
を用いる場合は。
系内に白金が残留することになり、得られた固体電解質
は着色を呈するので、表示素子には適さないばかりか、
リチウムイオン等のキャリアイオンの移動度を低下させ
る恐れがあった。また、放射線による架橋方法は以上の
ような欠点は除去できるが、設備に莫大な費用がかかる
ため、実用化に至っていない。
は着色を呈するので、表示素子には適さないばかりか、
リチウムイオン等のキャリアイオンの移動度を低下させ
る恐れがあった。また、放射線による架橋方法は以上の
ような欠点は除去できるが、設備に莫大な費用がかかる
ため、実用化に至っていない。
このように、現在まで提案されたポリシロキサンと他の
高分子材料の架橋物からなる固体電解質は、いずれも特
性あるいは製造法に欠点を有しており、前述の電子デバ
イスへの応用としては満足すべきものではなかった。
高分子材料の架橋物からなる固体電解質は、いずれも特
性あるいは製造法に欠点を有しており、前述の電子デバ
イスへの応用としては満足すべきものではなかった。
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、特定の共重合体架橋物中に特定の金かイオンを分散
させてなる材料が、上記のような欠点がなくイオン導電
性に優れることを見出し本発明に到達した。
果、特定の共重合体架橋物中に特定の金かイオンを分散
させてなる材料が、上記のような欠点がなくイオン導電
性に優れることを見出し本発明に到達した。
本発明の目的は電池、表示素子などの電子デバイスの固
体電解質として好適に使用可能なイオン導電性材料およ
びその製造方法を提供するにある。
体電解質として好適に使用可能なイオン導電性材料およ
びその製造方法を提供するにある。
かかる本発明は、
(A)1分子中に少なくとも2個のカルボキシル基含有
炭化水素基を有するオルガノポリシロキサンと(B)1
分子中に少なくとも2個の水酸基を有するポリオキシア
ルキレンとを反応させてなる共重合体架橋物と、(C)
周期律表第■族または第■族の金属イオンとからなり、
該金パイオンが前記共重合体架橋物中に分散しているこ
とを特徴とするイオン導電性材料に関する。
炭化水素基を有するオルガノポリシロキサンと(B)1
分子中に少なくとも2個の水酸基を有するポリオキシア
ルキレンとを反応させてなる共重合体架橋物と、(C)
周期律表第■族または第■族の金属イオンとからなり、
該金パイオンが前記共重合体架橋物中に分散しているこ
とを特徴とするイオン導電性材料に関する。
これについて説明するに、(A)成分のオルガノポリシ
ロキサンは、本発明のイオン導電材料の共重合体架橋物
を構成する主剤となるものであって、該共重合体架橋物
を形成するためには1分子中に2個以上のカルボキシル
基含有炭化水素基を有することか必要であり、また、こ
のカルボキシル基基 含有炭化水へか結合したシロキサン単位とそれ以外のシ
ロキサン単位の比率が0.01〜100の範囲内にある
ものが好ましい。
ロキサンは、本発明のイオン導電材料の共重合体架橋物
を構成する主剤となるものであって、該共重合体架橋物
を形成するためには1分子中に2個以上のカルボキシル
基含有炭化水素基を有することか必要であり、また、こ
のカルボキシル基基 含有炭化水へか結合したシロキサン単位とそれ以外のシ
ロキサン単位の比率が0.01〜100の範囲内にある
ものが好ましい。
本成分の分子構造は直鎖状1分枝状、環状、#1状、三
次元請造の何れでもよいが、共重合体架橋物の形成の容
易さからその半数以上は直鎖状もしくは分枝状であるこ
とが好ましい、また、その分子量は特に限定されないが
、製造の容易さ、共重合体架橋物としての適度の硬さを
得るためには200〜900の範囲内にあることが好ま
しい。
次元請造の何れでもよいが、共重合体架橋物の形成の容
易さからその半数以上は直鎖状もしくは分枝状であるこ
とが好ましい、また、その分子量は特に限定されないが
、製造の容易さ、共重合体架橋物としての適度の硬さを
得るためには200〜900の範囲内にあることが好ま
しい。
(A)成分のカルボキシル基含有炭化水素基としては、
例えば、−数式1100C−R’ (式中、R’はメチ
レン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基。
例えば、−数式1100C−R’ (式中、R’はメチ
レン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基。
ペンチレン基、ヘキシレン基、ヘプチレン基、オクチレ
ン基等の炭素数6〜20のフルキレン基またはフェニレ
ン基、ナフチレン基等の炭素数6〜20のアリール基で
ある。)で示される基が挙げられ。
ン基等の炭素数6〜20のフルキレン基またはフェニレ
ン基、ナフチレン基等の炭素数6〜20のアリール基で
ある。)で示される基が挙げられ。
これらの中でもカルボキシアルキル基が好ましく、カル
ボキシプロピル基が特に好ましい。(A)成分中のカル
ボキシル基含有炭化水素基以外の有機基としては、例え
ば、メチル基、エチル基、プロピル基等のアルキル基;
フェニル基、トリル基、キシリル基等のアリール基;ベ
ンジル基、フェネチル基等のアラルキル基が例示される
。また、ケイ素原子に結合した基としては、少量の水素
原子。
ボキシプロピル基が特に好ましい。(A)成分中のカル
ボキシル基含有炭化水素基以外の有機基としては、例え
ば、メチル基、エチル基、プロピル基等のアルキル基;
フェニル基、トリル基、キシリル基等のアリール基;ベ
ンジル基、フェネチル基等のアラルキル基が例示される
。また、ケイ素原子に結合した基としては、少量の水素
原子。
アルコキシ基が含まれてもよい、経済性および良好な共
重合体架橋物の形成性の観点からはケイ素原子に結合し
たオルガノ基の半数以上はメチル基であることが好まし
い。かかるオルガノポリシロキサンとしては、例えば1
分子鎖両末端がトリメチルシロキシ基で封鎖されたメチ
ル力ルボキシプロピルシロキサン・ジメチルシロキサン
共重合体、分子鎖両末端がトリメチルシロキシ基で封鎖
されたメチルカルボキシプロピルシロキサン・メチルフ
ェニルシロキサン共重合体が挙げられる。
重合体架橋物の形成性の観点からはケイ素原子に結合し
たオルガノ基の半数以上はメチル基であることが好まし
い。かかるオルガノポリシロキサンとしては、例えば1
分子鎖両末端がトリメチルシロキシ基で封鎖されたメチ
ル力ルボキシプロピルシロキサン・ジメチルシロキサン
共重合体、分子鎖両末端がトリメチルシロキシ基で封鎖
されたメチルカルボキシプロピルシロキサン・メチルフ
ェニルシロキサン共重合体が挙げられる。
かかるオルガノポリシロキサンの合成方法としては種々
の方法が知られているが、その1つの方法としてはシア
ノ基を有するオルガノジクロロシランとシアノ基を有さ
ないジクロロシランとを共加水分解して得られる環状物
を酸水溶液中でかくはんし、シアノ基がカルボキシル基
に転化する反応と開環重合を起させる方法が挙げられる
〔PoQyaaer Co++u++unicatio
ns、 26.249 (1985)参照〕。
の方法が知られているが、その1つの方法としてはシア
ノ基を有するオルガノジクロロシランとシアノ基を有さ
ないジクロロシランとを共加水分解して得られる環状物
を酸水溶液中でかくはんし、シアノ基がカルボキシル基
に転化する反応と開環重合を起させる方法が挙げられる
〔PoQyaaer Co++u++unicatio
ns、 26.249 (1985)参照〕。
(B)成分のポリオキシアルキレンは上記(A)成分の
架橋剤であり、架橋剤としての働きをするためには、1
分子中に少なくとも2個の水酸基を含有することが必要
である。本成分の分子構造および化学構造については特
に限定されないが、共重合体架橋物の形成の容易さ等か
ら一般式HO−(R”0)n−OH(式中、 R1は=
梼#イ本宇基、nは1〜100の整数である。)で示さ
れる分子鎖両末端に水酸基を有するポリオキシアルキレ
ンが好ましい。かかるポリオキシアルキレンは上式中、
R1は、メチレン基、エチレン基、プロピレン基。
架橋剤であり、架橋剤としての働きをするためには、1
分子中に少なくとも2個の水酸基を含有することが必要
である。本成分の分子構造および化学構造については特
に限定されないが、共重合体架橋物の形成の容易さ等か
ら一般式HO−(R”0)n−OH(式中、 R1は=
梼#イ本宇基、nは1〜100の整数である。)で示さ
れる分子鎖両末端に水酸基を有するポリオキシアルキレ
ンが好ましい。かかるポリオキシアルキレンは上式中、
R1は、メチレン基、エチレン基、プロピレン基。
ブチレン基、ペンチレン基、ヘキシレン基、ヘプチレン
基等のアルキレン基 である、nはJ〜 100の範囲内であり、 5〜20の範囲内であること
が好ましい。
基等のアルキレン基 である、nはJ〜 100の範囲内であり、 5〜20の範囲内であること
が好ましい。
(B)成分は上記のような1分子中に少なくとも2個の
水酸基を有するポリオキシアルキレンであるが、より高
いイオン導電性を要求される場合にはアルキル基または
アリール基、 mは1〜100の整数である。)で示さ
れる分子鎖片末端のみに水酸基を有するポリオキシアル
キレンを含有するものであることが好ましい。
水酸基を有するポリオキシアルキレンであるが、より高
いイオン導電性を要求される場合にはアルキル基または
アリール基、 mは1〜100の整数である。)で示さ
れる分子鎖片末端のみに水酸基を有するポリオキシアル
キレンを含有するものであることが好ましい。
かかる分子鎖片末端のみに水酸基を有するポリオキシア
ルキレンは上記(A)成分と縮合反応し、共重合体架橋
物中にポリオキシアルキレンのグラフト鎖を形成させる
働きをする0本発明においては、かかるグラフト鎖が若
干存在した方がイオン導電性が向上する傾向にある。か
かる分子鎖月末あり、 R3はメチル基、エチル基、プ
ロピル基等のアルキル基;フェニル基、ナフチル基等の
7リール基である。
ルキレンは上記(A)成分と縮合反応し、共重合体架橋
物中にポリオキシアルキレンのグラフト鎖を形成させる
働きをする0本発明においては、かかるグラフト鎖が若
干存在した方がイオン導電性が向上する傾向にある。か
かる分子鎖月末あり、 R3はメチル基、エチル基、プ
ロピル基等のアルキル基;フェニル基、ナフチル基等の
7リール基である。
本発明のイオン導電性材料は、上記のような(A)成分
と(B)成分とを反応させてなる共重合体架橋物と(C
)周期律表第■族または第■族の金属イオンからなるも
のであるが、この共重合体架橋物は、主に(A)成分中
のカルボキシル基と(B)成分中の水酸基とのエステル
化反応によって形成されるものであるので、その反応手
段としてはカルボキシル基と水酸基との反応に用いられ
ている従来公知の反応手段、例えば、ルイス酸等のエス
テル化反応触媒を使用し、常温または加熱下に反応させ
る方法が利用できる。
と(B)成分とを反応させてなる共重合体架橋物と(C
)周期律表第■族または第■族の金属イオンからなるも
のであるが、この共重合体架橋物は、主に(A)成分中
のカルボキシル基と(B)成分中の水酸基とのエステル
化反応によって形成されるものであるので、その反応手
段としてはカルボキシル基と水酸基との反応に用いられ
ている従来公知の反応手段、例えば、ルイス酸等のエス
テル化反応触媒を使用し、常温または加熱下に反応させ
る方法が利用できる。
(C)成分はイオン導電性付与剤であり、これは、周期
律表第1族または第■族に属するものであればよく特に
限定されない。かかる金属イオンとしではリチウム、ナ
トリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム等の金
属イオンが例示される。
律表第1族または第■族に属するものであればよく特に
限定されない。かかる金属イオンとしではリチウム、ナ
トリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム等の金
属イオンが例示される。
これらの中でも単位体積あるいは単位重量当りのエネル
ギー密度を大きくするためにはリチウムイオンが好まし
い。また、本発明のイオン導電性材料を電池などに適用
する場合は、用いられる電極材と同種のイオン(例えば
、電極材がリチウムの場合はリチウムイオン)を選択す
る必要がある。
ギー密度を大きくするためにはリチウムイオンが好まし
い。また、本発明のイオン導電性材料を電池などに適用
する場合は、用いられる電極材と同種のイオン(例えば
、電極材がリチウムの場合はリチウムイオン)を選択す
る必要がある。
かかる(C)成分は、通常、金属塩の形態で使用される
。金属塩の種類としては、いずれでもよいが、イオン導
電性を高めるためには過塩素酸リチウム(LiC1O,
) 、ホウフッ化リチウム(LiBF4)。
。金属塩の種類としては、いずれでもよいが、イオン導
電性を高めるためには過塩素酸リチウム(LiC1O,
) 、ホウフッ化リチウム(LiBF4)。
リンフッ化リチウム(LxPFi)−三フッ化メタンス
ルホン酸リチウム(LjcF、5os) + ヨウ化リ
チウム■ (Li番)等が好ましい。
ルホン酸リチウム(LjcF、5os) + ヨウ化リ
チウム■ (Li番)等が好ましい。
また、その分散量は共重合体架橋物中のオキシアルキレ
ン基のモル数[R○]に対する塩のモル数[S](例え
ば[LiCQ04コ等)比[S]/口ROIはo、oo
s〜0.25とすることが好ましく、 より好ましくは
0.01〜0.05である。 これは[S]/[ROコ
が0.25を越えると金属塩が均一に分散し難くなり。
ン基のモル数[R○]に対する塩のモル数[S](例え
ば[LiCQ04コ等)比[S]/口ROIはo、oo
s〜0.25とすることが好ましく、 より好ましくは
0.01〜0.05である。 これは[S]/[ROコ
が0.25を越えると金属塩が均一に分散し難くなり。
また0、005未満になると高いイオン導電性が得難く
なるからである。
なるからである。
本発明のイオン導電性材料は、一般のカルボキシル基を
有する化合物と水酸基を有する化合物とのエステル化反
応に使用されている従来公知の技術手段および高分子物
質中に金属塩を分散させる従来公知の技術手段を組み合
せることによって容易に製造される。これらの1例を挙
げれば1例えば(A)成分と(B)成分との混合物に硫
酸、塩酸等のルイス酸を添加し、常温下または加熱下に
エステル化反応させることにより、(A)成分と(B)
成分とからなる共重合体架橋物を造り、これを有機溶剤
に膨潤させた後、(C)成分を混合し分散させる方法、
(A)成分〜(C)成分からなる混合物にルイス酸を添
加し、これをエステル化反応により架橋して、(A)成
分と(B)成分とからなる共重合体架橋物を造ると同時
に(C)成分を分散させる方法が挙げられるが1本発明
のイオン導電材料を製造するには1次のような製造方法
が好ましい。
有する化合物と水酸基を有する化合物とのエステル化反
応に使用されている従来公知の技術手段および高分子物
質中に金属塩を分散させる従来公知の技術手段を組み合
せることによって容易に製造される。これらの1例を挙
げれば1例えば(A)成分と(B)成分との混合物に硫
酸、塩酸等のルイス酸を添加し、常温下または加熱下に
エステル化反応させることにより、(A)成分と(B)
成分とからなる共重合体架橋物を造り、これを有機溶剤
に膨潤させた後、(C)成分を混合し分散させる方法、
(A)成分〜(C)成分からなる混合物にルイス酸を添
加し、これをエステル化反応により架橋して、(A)成
分と(B)成分とからなる共重合体架橋物を造ると同時
に(C)成分を分散させる方法が挙げられるが1本発明
のイオン導電材料を製造するには1次のような製造方法
が好ましい。
すなわち、
(A)1分子中に少なくとも2個のカルボキシル基含有
炭化水素基を有するオルガノポリシロキサン (B)1分子中に少なくとも2個の水酸基を有するポリ
オキシアルキレン 本成分中の水酸基のモル数と(A)成分中のカルボキシ
ル基のモル数の比率が (1:10)〜(loll)となるような量。
炭化水素基を有するオルガノポリシロキサン (B)1分子中に少なくとも2個の水酸基を有するポリ
オキシアルキレン 本成分中の水酸基のモル数と(A)成分中のカルボキシ
ル基のモル数の比率が (1:10)〜(loll)となるような量。
(C)周期律表第夏衣または第■表の金属塩。
(A)成分と(B)成分の合計量100重量部に対して
0.5〜20重量部、 からなる混合物を、エステル化反応触媒の存在下に加熱
するという方法である。
0.5〜20重量部、 からなる混合物を、エステル化反応触媒の存在下に加熱
するという方法である。
これについて説明するに、ここで使用される(A)成分
と(B)成分は前記イオン導電性材料の説明の項で詳述
した(A)成分と(B)成分と同じである。
と(B)成分は前記イオン導電性材料の説明の項で詳述
した(A)成分と(B)成分と同じである。
(B)成分の配合割合は本成分中の水酸基のモル数と(
A)成分中のカルボキシル基のモル数の比が(1: 1
0)〜(10:1)の範囲内であり、(1,0: 1.
2)〜(1,2: 1.0)の範囲内が好ましい。これ
は(A)成分と(B)成分はいずれの比率でもエステル
化反応が起こり、固体化した共重合体架橋物が得られる
が、(A)成分中のカルボキシル基のモル数(B)成分
中の水酸基の比率が大巾に異なると本発明のイオン導電
性材料中に未反応のカルボキシル基または水酸基が残存
した状態となる傾向にある。このようにして得られたイ
オン導電性材料を電池等に応用した場合には、電極材と
の反応等の弊害が起こることが予想されるので、好まし
くない。
A)成分中のカルボキシル基のモル数の比が(1: 1
0)〜(10:1)の範囲内であり、(1,0: 1.
2)〜(1,2: 1.0)の範囲内が好ましい。これ
は(A)成分と(B)成分はいずれの比率でもエステル
化反応が起こり、固体化した共重合体架橋物が得られる
が、(A)成分中のカルボキシル基のモル数(B)成分
中の水酸基の比率が大巾に異なると本発明のイオン導電
性材料中に未反応のカルボキシル基または水酸基が残存
した状態となる傾向にある。このようにして得られたイ
オン導電性材料を電池等に応用した場合には、電極材と
の反応等の弊害が起こることが予想されるので、好まし
くない。
(C)成分は前記イオン導電性材料の説明の項で詳述し
た(C)成分と同じであり、その配合量は(A)成分と
(B)成分との合計量100重量部に対して0.5〜2
0重量部である。これは0.5重量部未満になるとイオ
ン導電性が低下し実用に供さなくなるからであり、一方
、20重量部を越えると均一な混合物として得られない
からである。
た(C)成分と同じであり、その配合量は(A)成分と
(B)成分との合計量100重量部に対して0.5〜2
0重量部である。これは0.5重量部未満になるとイオ
ン導電性が低下し実用に供さなくなるからであり、一方
、20重量部を越えると均一な混合物として得られない
からである。
この方法においては(A)成分〜(C)成分からなる混
合物をエステル化反応用触媒の存在下に加熱するのであ
るが、ここで使用されるエステル化反応用触媒は特に限
定されず、一般にカルボキシルJ&を有する化合物と水
酸基を有する化合物とのエステル化反応に使用されてい
る公知のエステル化反応触媒、例えば、硫酸、塩酸、硝
酸等が使用される。また、加熱はエステル化反応を促進
しすると同時にエステル化反応によって発生した副生物
である水を除去するための技術手段であり、その温度は
通常150℃以下である。
合物をエステル化反応用触媒の存在下に加熱するのであ
るが、ここで使用されるエステル化反応用触媒は特に限
定されず、一般にカルボキシルJ&を有する化合物と水
酸基を有する化合物とのエステル化反応に使用されてい
る公知のエステル化反応触媒、例えば、硫酸、塩酸、硝
酸等が使用される。また、加熱はエステル化反応を促進
しすると同時にエステル化反応によって発生した副生物
である水を除去するための技術手段であり、その温度は
通常150℃以下である。
また、この架橋反応は一般に有機溶剤中で行うことが有
利である。かかる有機溶剤は、(A)〜(C)成分を溶
解あるいは分散し得るものであり。
利である。かかる有機溶剤は、(A)〜(C)成分を溶
解あるいは分散し得るものであり。
かつ、(A)成分と(B)成分とのエステル化反応を阻
害しないものであればよく、特に限定されない。
害しないものであればよく、特に限定されない。
かかる有機溶剤としては、例えばテトラヒドロフラン、
ジオキサン、アセトニトリル、ジメチルホルムアミド、
ジメチルスルホキシドが挙げられる。
ジオキサン、アセトニトリル、ジメチルホルムアミド、
ジメチルスルホキシドが挙げられる。
また、このエステル化反応は副生物として水を生成する
ので、最終的には本発明のイオン導電性材料を減圧下に
置くことが好ましく、例えば常圧下に有機溶剤の沸点以
下でエステル化反応をある程度進行させた後に、有機溶
剤を蒸発させ、しかる後に減圧下で加熱し、生成した水
の除去とエステル化反応の完結を同時に行う方法が推奨
される。
ので、最終的には本発明のイオン導電性材料を減圧下に
置くことが好ましく、例えば常圧下に有機溶剤の沸点以
下でエステル化反応をある程度進行させた後に、有機溶
剤を蒸発させ、しかる後に減圧下で加熱し、生成した水
の除去とエステル化反応の完結を同時に行う方法が推奨
される。
以下、実施例にて、本発明をより詳細に説明する。
なお、イオン導電率の測定は次の方法で行った。
イオン導電性材料をフィルム状に成形し、副室用試料と
した。この試料の厚さをマイクロメーターで測定した後
、試料の両面に直径10の円形プレート状の白金電極を
密着し、この全体を任意の温度に設定できる減圧容器内
に設置し、10−’Torr以下の高真空まで減圧して
試料の状態が十分に平衡に達した後、LCRメーター(
横河ヒューレットパッカード社製4192A )により
5 Hz〜13M Hzの交流電圧を印加し、複素イン
ピーダンス法により導電率を測定した。
した。この試料の厚さをマイクロメーターで測定した後
、試料の両面に直径10の円形プレート状の白金電極を
密着し、この全体を任意の温度に設定できる減圧容器内
に設置し、10−’Torr以下の高真空まで減圧して
試料の状態が十分に平衡に達した後、LCRメーター(
横河ヒューレットパッカード社製4192A )により
5 Hz〜13M Hzの交流電圧を印加し、複素イン
ピーダンス法により導電率を測定した。
実施例1
下記に示される化合物(■0.590 g 、化合物■
0.410gおよび過塩素酸リチウム28.4111g
をテトラヒドロフラン2−と混合し、超音波を照射して
十分に溶解せせた。この溶液を31四方のテフロン製の
皿に流し込み、ホットプレート上で120℃で2時間加
熱した後、真空乾燥器にて140℃で4日間真空乾燥し
たところ、0.3mの厚さの透明なフィルムを得た。こ
のフィルムの赤外吸収スペクトルを調べたところ、水酸
基に由来するピークが認めら九ないことと、カルボニル
基に由来するピークが1740a++−1に位置するこ
とがら、エステル化反応はほぼ完全に行おれていること
がわかった。フィルムのイオン導電率を測定したところ
、25℃で5.6×l0−sS−all−1の値が得ら
れた。各測定温度と導電率の関係は図1に示すとおりで
ある。
0.410gおよび過塩素酸リチウム28.4111g
をテトラヒドロフラン2−と混合し、超音波を照射して
十分に溶解せせた。この溶液を31四方のテフロン製の
皿に流し込み、ホットプレート上で120℃で2時間加
熱した後、真空乾燥器にて140℃で4日間真空乾燥し
たところ、0.3mの厚さの透明なフィルムを得た。こ
のフィルムの赤外吸収スペクトルを調べたところ、水酸
基に由来するピークが認めら九ないことと、カルボニル
基に由来するピークが1740a++−1に位置するこ
とがら、エステル化反応はほぼ完全に行おれていること
がわかった。フィルムのイオン導電率を測定したところ
、25℃で5.6×l0−sS−all−1の値が得ら
れた。各測定温度と導電率の関係は図1に示すとおりで
ある。
化合物■:
(CH,入−〇Xll
化合物■:
HO−(CH,CH20)、−H
実施例2
実施例1で使用した化合物の0.514 g 、化合物
■0.239 g 、下記に示される化合物■0.24
7gおよび過塩素酸リチウム33.2!gをテトラヒド
ロフラン2mQと混合し、超音波を照射して十分に溶解
せしめ、実施例1と同様な加熱乾燥処理を行ったところ
、 0.3mmの厚さの透明なフィルムを得た。さら
に、イオン導電率を測定したところ、25℃で7.8
X 10−’ S−ロー1の値が得られた。
■0.239 g 、下記に示される化合物■0.24
7gおよび過塩素酸リチウム33.2!gをテトラヒド
ロフラン2mQと混合し、超音波を照射して十分に溶解
せしめ、実施例1と同様な加熱乾燥処理を行ったところ
、 0.3mmの厚さの透明なフィルムを得た。さら
に、イオン導電率を測定したところ、25℃で7.8
X 10−’ S−ロー1の値が得られた。
化合物■:
HO−(CH,CH,O)、 −CH。
実施例3
下記に示される化合物(イ)0.518g、実施例1で
使用した化合物■0.482gおよび過塩素酸リチウム
33.4■をテトラヒドロフラン2InQと混合し、超
音波を照射して十分に溶解せしめ、実施例1と同様な加
熱乾燥処理を行ったところ、0.3nnの厚さの透明な
フィルムを得た。イオン導電率を測定したトコロ、25
℃テ3.2X10−sS−3−”(1)値が得うレタ。
使用した化合物■0.482gおよび過塩素酸リチウム
33.4■をテトラヒドロフラン2InQと混合し、超
音波を照射して十分に溶解せしめ、実施例1と同様な加
熱乾燥処理を行ったところ、0.3nnの厚さの透明な
フィルムを得た。イオン導電率を測定したトコロ、25
℃テ3.2X10−sS−3−”(1)値が得うレタ。
化合物に):
実施例4
上記の化合物に)0.442g、化合物■0.274
g 、化合物(90,284gおよび過塩素酸リチウム
31.7■をテトラヒドロフラン2−と混合し、超音波
を照射して十分に溶解せしめ、実施例1と同様な加熱乾
燥処理を行ったところ、0.3mの厚さの透明なフィル
ムを得た。イオン導電率を測定したところ、25℃で7
.4 X 10−’ S−cm−”の値が得られた。
g 、化合物(90,284gおよび過塩素酸リチウム
31.7■をテトラヒドロフラン2−と混合し、超音波
を照射して十分に溶解せしめ、実施例1と同様な加熱乾
燥処理を行ったところ、0.3mの厚さの透明なフィル
ムを得た。イオン導電率を測定したところ、25℃で7
.4 X 10−’ S−cm−”の値が得られた。
実施例5
上記の化合物■0.530g、下記に示される化合物Q
190.470gおよび過塩素酸リチウム28.4■を
テトラヒドロフラン2allと混合し、超音波を照射し
て十分に溶解せしめ、実施例1と同様な加熱乾燥処理を
行ったところ、0.3Smの厚さの透明なフィルムを得
た。イオン導電率を測定したところ、25℃で1.5
X 10−10−5S−”の値が得られた。
190.470gおよび過塩素酸リチウム28.4■を
テトラヒドロフラン2allと混合し、超音波を照射し
て十分に溶解せしめ、実施例1と同様な加熱乾燥処理を
行ったところ、0.3Smの厚さの透明なフィルムを得
た。イオン導電率を測定したところ、25℃で1.5
X 10−10−5S−”の値が得られた。
化合物(ハ):
HO−(CH,C)1.0)&−(C)I、CHO)、
−8CH。
−8CH。
実施例6
上記の化合物■0.59 g 、 化合物■0.41
0 gおよび三フッ化メタンスルホン酸リチウム28.
4■をテトラヒドロフラン2mQと混合し、超音波を照
射して十分に溶解せしめ、実施例1と同様な加熱乾燥処
理を行ったところ、0.31の厚さの透明なフィルムを
得た。イオン導電率を測定したところ、25℃で1.8
X10−sS−cs−”の値が得られた。
0 gおよび三フッ化メタンスルホン酸リチウム28.
4■をテトラヒドロフラン2mQと混合し、超音波を照
射して十分に溶解せしめ、実施例1と同様な加熱乾燥処
理を行ったところ、0.31の厚さの透明なフィルムを
得た。イオン導電率を測定したところ、25℃で1.8
X10−sS−cs−”の値が得られた。
本発明のイオン電性材料は、(A)成分と(B)成分と
からなる特定の共重合体架橋物中に(C)成分の金属イ
オンが分散しているので室温で高いイオン導電性を示し
、これを電子デバイス等へ適用した際には液漏れ、副作
用等の弊害がない等の特徴を有する。したがって高信頼
性の製品が得られるほか、無色透明のため幅広い用途が
期待できる。
からなる特定の共重合体架橋物中に(C)成分の金属イ
オンが分散しているので室温で高いイオン導電性を示し
、これを電子デバイス等へ適用した際には液漏れ、副作
用等の弊害がない等の特徴を有する。したがって高信頼
性の製品が得られるほか、無色透明のため幅広い用途が
期待できる。
また、その製造方法は、簡便さ、省エネルギー性等に優
れるほか、設備投資に必要な経費が低減できる等の特徴
を有する。
れるほか、設備投資に必要な経費が低減できる等の特徴
を有する。
図1は本発明の実施例1で得られたイオン導電性材料の
測定温度と導電率の関係を示したものである。なあ・、
図1にといてのはイオ〉導電率τあり、■は把灯Sir
である。
測定温度と導電率の関係を示したものである。なあ・、
図1にといてのはイオ〉導電率τあり、■は把灯Sir
である。
Claims (6)
- (1)(A)1分子中に少なくとも2個のカルボキシル
基含有炭化水素基を有するオルガノポリシロキサンと(
B)1分子中に少なくとも2個の水酸基を有するポリオ
キシアルキレンとを反応させてなる共重合体架橋物と、
(C)周期律表第 I 族または第II族の金属イオンとか
らなり、該金属イオンが前記共重合体架橋物中に分散し
ていることを特徴とするイオン導電性材料。 - (2)(B)成分のポリオキシアルキレンが一般式HO
−(R^1O)_n−H (式中、R^1はアルキレン
基,nは1〜100の整数である。)で示されるもので
ある、特許請求の範囲第1項記載のイオン導電性材料。 - (3)(B)成分のポリオキシアルキレンが、一般式H
O−(R^2O)_m−R^3(式中、R^2はアルキ
レン基,R^3はアルキル基またはアリール基,mは1
〜100の整数である。)で示される分子鎖片末端のみ
に水酸基を有するポリオキシアルキレンを含有するもの
である、特許請求の範囲第1項記載のイオン導電性材料
。 - (4)(A)1分子中に少なくとも2個のカルボキシル
基含有炭化水素基を有するオルガノポリシロキサン、 (B)1分子中に少なくとも2個の水酸基を有するポリ
オキシアルキレン 本成分中の水酸基のモル数と(A)成 分中のカルボキシル基のモル数の比 率が(1:10)〜(10:1)となるような量。 (C)周期律表第 I 族または第II族の金属塩、(A)
成分と(B)成分の合計量100重量部に対して0.5
〜20重量部、 からなる混合物を、エステル反応用触媒の存在下に加熱
することを特徴とする、イオン導電性材料の製造方法。 - (5)(B)成分のポリオキシアルキレンが一般式HO
−(R^1O)_m−OH(式中、R^2はアルキレン
基,nは1〜100の整数である。)で示されるもので
ある、特許請求の範囲第4項記載のイオン導電性材料の
製造方法。 - (6)(B)成分のポリオキシアルキレンが一般式HO
−(R^2O)−R^3(式中、R^2はアルキレン基
,R^3はアルキル基またはアリール基,mは1〜10
0の整数である。)で示される分子鎖片末端のみに水酸
基を有するポリオキシアルキレンを含有するものである
、特許請求の範囲第4項記載のイオン導電性材料の製造
方法。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63231956A JPH0280462A (ja) | 1988-09-16 | 1988-09-16 | イオン導電性材料およびその製造方法 |
US07/404,706 US5194180A (en) | 1988-09-16 | 1989-09-08 | Ionically conductive material and method for its preparation |
AU41353/89A AU635500B2 (en) | 1988-09-16 | 1989-09-15 | Ionically conductive material and method for its preparation |
CA000611569A CA1325825C (en) | 1988-09-16 | 1989-09-15 | Ionically conductive material and method for its preparation |
EP89117118A EP0362593A1 (en) | 1988-09-16 | 1989-09-15 | Ionically conductive material and method for its preparation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63231956A JPH0280462A (ja) | 1988-09-16 | 1988-09-16 | イオン導電性材料およびその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0280462A true JPH0280462A (ja) | 1990-03-20 |
Family
ID=16931695
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63231956A Pending JPH0280462A (ja) | 1988-09-16 | 1988-09-16 | イオン導電性材料およびその製造方法 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5194180A (ja) |
EP (1) | EP0362593A1 (ja) |
JP (1) | JPH0280462A (ja) |
AU (1) | AU635500B2 (ja) |
CA (1) | CA1325825C (ja) |
Cited By (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5112512A (en) * | 1989-09-28 | 1992-05-12 | Dow Corning Toray Silicone Company, Ltd. | Solid polymer electrolyte of an organopolysiloxane crosslinked with polyalkylene oxide |
US5419854A (en) * | 1992-12-25 | 1995-05-30 | Yoshida Kogyo K.K. | Organic solid electrolyte and coloring-discoloring device using the same |
JP2002252030A (ja) * | 2001-02-22 | 2002-09-06 | Fuji Photo Film Co Ltd | 電解質組成物及びその製造方法、非水電解質二次電池 |
US6887619B2 (en) | 2002-04-22 | 2005-05-03 | Quallion Llc | Cross-linked polysiloxanes |
US7226702B2 (en) | 2002-03-22 | 2007-06-05 | Quallion Llc | Solid polymer electrolyte and method of preparation |
US7473491B1 (en) | 2003-09-15 | 2009-01-06 | Quallion Llc | Electrolyte for electrochemical cell |
US7498102B2 (en) | 2002-03-22 | 2009-03-03 | Bookeun Oh | Nonaqueous liquid electrolyte |
US7588859B1 (en) | 2004-02-11 | 2009-09-15 | Bookeun Oh | Electrolyte for use in electrochemical devices |
US7695860B2 (en) | 2002-03-22 | 2010-04-13 | Quallion Llc | Nonaqueous liquid electrolyte |
US7718321B2 (en) | 2004-02-04 | 2010-05-18 | Quallion Llc | Battery having electrolyte including organoborate salt |
US8076032B1 (en) | 2004-02-04 | 2011-12-13 | West Robert C | Electrolyte including silane for use in electrochemical devices |
US8076031B1 (en) | 2003-09-10 | 2011-12-13 | West Robert C | Electrochemical device having electrolyte including disiloxane |
US8153307B1 (en) | 2004-02-11 | 2012-04-10 | Quallion Llc | Battery including electrolyte with mixed solvent |
US8715863B2 (en) | 2004-05-20 | 2014-05-06 | Quallion Llc | Battery having electrolyte with mixed solvent |
US8765295B2 (en) | 2004-02-04 | 2014-07-01 | Robert C. West | Electrolyte including silane for use in electrochemical devices |
US9786954B2 (en) | 2004-02-04 | 2017-10-10 | Robert C. West | Electrolyte including silane for use in electrochemical devices |
JP2018070794A (ja) * | 2016-10-31 | 2018-05-10 | 信越化学工業株式会社 | ポリエーテル変性シロキサン及び増粘剤 |
JP2018070790A (ja) * | 2016-10-31 | 2018-05-10 | 信越化学工業株式会社 | ヒドロキシル基含有シロキサン又はカルボキシ基含有シロキサンのエステル化方法 |
Families Citing this family (2)
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 |
KR100344910B1 (ko) * | 1999-10-14 | 2002-07-19 | 한국화학연구원 | 열가교형 폴리실록산 전해질 조성물 및 이를 이용한 고체 고분자 전해질 박막의 제조방법 |
Family Cites Families (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3560544A (en) * | 1968-04-01 | 1971-02-02 | Dow Corning | Triorganosiloxy endblocked polyoxyalkylene siloxane polymers |
US3957843A (en) * | 1971-03-30 | 1976-05-18 | Union Carbide Corporation | Non-isomerizable olefinic polyoxyalkylene polymers and siloxane-polyoxyalkylene copolymer derivatives thereof |
US3703489A (en) * | 1971-04-06 | 1972-11-21 | Union Carbide Corp | Process for producing polyurethane foams |
DE2501441C3 (de) * | 1975-01-15 | 1979-03-08 | Wacker-Chemie Gmbh, 8000 Muenchen | Zusatz von Siliciumverbindungen für zu Elastomeren vernetzbare Massen |
DE3481360D1 (de) * | 1983-12-09 | 1990-03-15 | Nat Res Dev | Polymere materialien. |
JPS60216463A (ja) * | 1984-04-09 | 1985-10-29 | Nec Corp | 電池 |
JPS60217263A (ja) * | 1984-04-11 | 1985-10-30 | Nec Corp | イオン導電性化合物 |
JPH0635545B2 (ja) * | 1986-03-11 | 1994-05-11 | 住友電気工業株式会社 | イオン導電性高分子組成物 |
JPS63142061A (ja) * | 1986-12-04 | 1988-06-14 | Mitsubishi Petrochem Co Ltd | イオン伝導性高分子固体電解質組成物 |
US4798773A (en) * | 1986-11-21 | 1989-01-17 | Mitsubishi Petrochemical Co., Ltd. | Solid polymer electrolyte composition |
JPH0821389B2 (ja) * | 1987-01-07 | 1996-03-04 | 住友電気工業株式会社 | 電 池 |
US4855077A (en) * | 1988-04-20 | 1989-08-08 | Takiron Co., Ltd. | Sticking agent of ionic-conductive polymer |
US4990360A (en) * | 1988-12-09 | 1991-02-05 | Dow Corning Corporation | Electrically conductive compositions containing acrylate functional organosiloxane/oxyalkylene copolymers and solubilized lithium salt |
US4906718A (en) * | 1988-12-09 | 1990-03-06 | Dow Corning Corporation | Acrylate functional organosiloxane/oxyalkylene copolymers and electrically conductive compositions containing same and a solubilized lithium salt |
-
1988
- 1988-09-16 JP JP63231956A patent/JPH0280462A/ja active Pending
-
1989
- 1989-09-08 US US07/404,706 patent/US5194180A/en not_active Expired - Fee Related
- 1989-09-15 EP EP89117118A patent/EP0362593A1/en not_active Withdrawn
- 1989-09-15 AU AU41353/89A patent/AU635500B2/en not_active Ceased
- 1989-09-15 CA CA000611569A patent/CA1325825C/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5112512A (en) * | 1989-09-28 | 1992-05-12 | Dow Corning Toray Silicone Company, Ltd. | Solid polymer electrolyte of an organopolysiloxane crosslinked with polyalkylene oxide |
US5419854A (en) * | 1992-12-25 | 1995-05-30 | Yoshida Kogyo K.K. | Organic solid electrolyte and coloring-discoloring device using the same |
JP2002252030A (ja) * | 2001-02-22 | 2002-09-06 | Fuji Photo Film Co Ltd | 電解質組成物及びその製造方法、非水電解質二次電池 |
US7695860B2 (en) | 2002-03-22 | 2010-04-13 | Quallion Llc | Nonaqueous liquid electrolyte |
US7498102B2 (en) | 2002-03-22 | 2009-03-03 | Bookeun Oh | Nonaqueous liquid electrolyte |
US7226702B2 (en) | 2002-03-22 | 2007-06-05 | Quallion Llc | Solid polymer electrolyte and method of preparation |
US6887619B2 (en) | 2002-04-22 | 2005-05-03 | Quallion Llc | Cross-linked polysiloxanes |
US8076031B1 (en) | 2003-09-10 | 2011-12-13 | West Robert C | Electrochemical device having electrolyte including disiloxane |
US7473491B1 (en) | 2003-09-15 | 2009-01-06 | Quallion Llc | Electrolyte for electrochemical cell |
US8765295B2 (en) | 2004-02-04 | 2014-07-01 | Robert C. West | Electrolyte including silane for use in electrochemical devices |
US7718321B2 (en) | 2004-02-04 | 2010-05-18 | Quallion Llc | Battery having electrolyte including organoborate salt |
US8076032B1 (en) | 2004-02-04 | 2011-12-13 | West Robert C | Electrolyte including silane for use in electrochemical devices |
US9786954B2 (en) | 2004-02-04 | 2017-10-10 | Robert C. West | Electrolyte including silane for use in electrochemical devices |
US7588859B1 (en) | 2004-02-11 | 2009-09-15 | Bookeun Oh | Electrolyte for use in electrochemical devices |
US8153307B1 (en) | 2004-02-11 | 2012-04-10 | Quallion Llc | Battery including electrolyte with mixed solvent |
US8715863B2 (en) | 2004-05-20 | 2014-05-06 | Quallion Llc | Battery having electrolyte with mixed solvent |
JP2018070794A (ja) * | 2016-10-31 | 2018-05-10 | 信越化学工業株式会社 | ポリエーテル変性シロキサン及び増粘剤 |
JP2018070790A (ja) * | 2016-10-31 | 2018-05-10 | 信越化学工業株式会社 | ヒドロキシル基含有シロキサン又はカルボキシ基含有シロキサンのエステル化方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0362593A1 (en) | 1990-04-11 |
CA1325825C (en) | 1994-01-04 |
AU635500B2 (en) | 1993-03-25 |
US5194180A (en) | 1993-03-16 |
AU4135389A (en) | 1990-03-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPH0280462A (ja) | イオン導電性材料およびその製造方法 | |
US5112512A (en) | Solid polymer electrolyte of an organopolysiloxane crosslinked with polyalkylene oxide | |
JP3301378B2 (ja) | ポリエーテル共重合体および架橋高分子固体電解質 | |
Wei et al. | Composites of electronically conductive polyaniline with polyacrylate-silica hybrid sol-gel materials | |
WO2000031186A1 (en) | Ionically conductive composition and a cell manufactured by using the same | |
EP0372584B1 (en) | Acrylate functional organosiloxane/oxyalkylene copolymers and electrically conductive compositions containing same and a solubilized lithium salt | |
JPH02163110A (ja) | 高分子固体電解質及びその製造方法 | |
JPS62500334A (ja) | 高分子電解質 | |
EP0581296A2 (en) | Ionically conductive organosiloxane polymer compositions | |
JPH03139566A (ja) | イオン導電性材料およびその製造方法 | |
JPS62209169A (ja) | イオン導電性高分子組成物 | |
JP3282565B2 (ja) | 架橋高分子固体電解質及びその用途 | |
EP0880189B1 (en) | Solid electrolyte | |
JPH07233243A (ja) | イオン導電性材料 | |
JP2921765B2 (ja) | イオン導電性高分子組成物 | |
JPH02105855A (ja) | イオン伝導性組成物 | |
Wang et al. | Synthesis of functionalized copolymer electrolytes based on polysiloxane and analysis of their conductivity | |
JPH0270756A (ja) | イオン導電性材料およびその製造方法 | |
US4990360A (en) | Electrically conductive compositions containing acrylate functional organosiloxane/oxyalkylene copolymers and solubilized lithium salt | |
Tsutsumi et al. | Novel single and double ion type siloxane polymeric solid electrolytes prepared by same prepolymers | |
JPH0453872A (ja) | イオン導電性高分子組成物 | |
JP3027756B2 (ja) | イオン導電性材料 | |
JPS6355810A (ja) | イオン伝導性固体電解質組成物 | |
JPH0588482B2 (ja) | ||
JPH02210707A (ja) | イオン導電性材料 |