JPH03177410A - 高分子固体電解質 - 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〕 本発明は高分子固体電解質の製造方法に係わり、特に帯
電防止材料や電池及び他の電気化学デバイス用材料とし
て好適な高分子固体電解質の製造方法に関するものであ
る。

〔従来の技術〕

固体電解質を帯電防止用材料や電池をはじめとする電気
化学的デバイスに応用していくためには良好なイオン伝
導性を持つのみならず、製膜性に優れていること、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
も必要である。しかしながら、このような必要性能をす
べて満足する固体電解質はこれまで開発されていなかっ
た。

たとえば、Ｎａ−β−Ａ１ｚＯｓや Ｎ　ａ　＋＋ｍＺ　ｒ　ｚＰ　５−ｔｓ　ｉ　、Ｏ＋ｚ
　（０≦Ｘ≦３）のような無機固体電解質は良好なイオ
ン伝導性を有することが知られている（エム・ニス・ウ
ィッチンガム（Ｍ、Ｓ、Ｗｈｉｔｔｉｎｇｈａｍ）ジャ
ーナル・オブ・ケミカル・フィジックス（Ｊｏｕｒｎａ
ｌ　ｏｆ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｐｈ１−ｓｉｃｓ）　、
　　５４巻、４１４頁（１９７１年）、エイ・クリアフ
ィールド（Ａ、　Ｃ１ｅａｒｆ　１ｅｌｄ）ら、ソリッ
ド・ステート・イオニクス（Ｓｏｌｉｄ　５ｔａｔｅ　
Ｉｏｎｉｃｓ）９／１０巻、８９５頁（１９８３年））
が、機械的強度が著しく弱く、可撓性膜への加工法に劣
るという致命的欠点を持っている。

ポリエチレンオキシド（以下ＰＥＯと略す）は種々の周
期律表Ｉａ族又はＩａ族に属する金属イオンの塩、たと
えばＬ　ｉ　ＣＦｓＳＯｉ　、Ｌ　ｉ　Ｉ、Ｌ　１ｃｌ
ｏｔ　、Ｎａ　Ｉ、ＮａＣＦｓＳＯ＋、ＫＣＦ、ＳＯｓ
などと固体電解質として機能するコンプレックスを形成
し、比較的良好なイオン伝導性を示しくたとえばピー・
バーシスタ（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（Ｆａｓ
ｔ　ｔｏｎ　Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ　１ｎＳｏｌｉｄ）、
　　１３１頁（１９７９年）に報告されている）、また
高分子特有の粘弾性、柔軟性を具備しており、加工性も
良好であるとともに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室温付近に
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み込む
ことは困難であった。このようなＰＥＯ系固体電解質の
持つイオン伝導性が室温付近で著しく悪化するという問
題を克服する方法として特開昭６２−１３９２６６号に
通常の分子量のＰＥＯに分子ｍ１ｏｏｏ以下の低分子量
のＰＥＯを屋台して用いる方法が提案されている。しか
しながら、この方法では従来の問題に対し本質的な解決
手段を提供するに到っていない。すなわち、多量の低分
子量ＰＥＯを混合すれば室温付近のイオン伝導性は良化
するものの製膜性の低下が著しく、フィルム化が困難と
なってしまうものであった。

低分子量ＰＥＯを用いる方広として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
ティー（Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ａｍｅｒｊｃａｎ　Ｃ
ｈｅ＋＋＋１−ｃａｌ　５ｏｃｉｅｔｙ）、１０６巻、
６８５４頁（１９８４年）に報告されているが、この材
料は大量合成が困難であり実用上の適性がなく、また室
温付近におけるイオン伝導性も不十分であった。さらに
ポリシロキサンの一部に低分子量ＰＥＯを導入し、これ
を薄膜化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（Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　ＰｏｗｅｒＳ
ｏｕｒｓｅｓ）、２０巻、３２７頁（１９８７年）に報
告されているが、この材料においては低分子量ＰＥＯの
導入率が低いためにイオン伝導性が低く、実用に供し得
ないものであった。

さらに低分子量ＰＥＯを用いてイオン伝導性を向上させ
る方法として、ビニル系モノマーの側鎖に低分子量ＰＥ
Ｏを導入し高分子化した後に製膜して高分子固体電解質
とする方法が、デイ−・ジエイ・バニスター（Ｄ、　Ｊ
、　Ｂａｎ１ｓｔｅｒ）らによって、ポリマ（Ｐｏｌｙ
ｍｅｒ）、２５巻、１６００頁（１９８４年）に報告さ
れている。しかしながらこの材料においては製膜性が劣
り、イオン伝導性も不十分であった。

さらに低分子量ＰＥＯを用いる方法として架橋した高分
子マトリックスに低分子量ＰＥＯを含有させた材料が特
開昭６３−１３５４７７号に示されている。また、低分
子量ＰＥＯよりもさらにイオン伝導性の高いプロピレン
カーボネート（以下ＰＣと略す）等の極性中性溶媒を架
橋した高分子マトリックスに含有させた材料が特開昭５
４−１０４５４１号、米国特許４，８３０，９３９号に
示されている。しかしながらこれらの材料においてはい
ずれもイオン伝導性を十分に高めるためには多量の低分
子量ＰＥＯ又は極性中性溶媒を含浸させる必要があるが
、多量含浸させることにより製膜性が著しく悪化してし
まい、高イオン伝導性と高製膜性とを共立させることは
不可能であった。

一方、製膜性を向上させるという観点から多孔質膜を用
いてこれにイオン伝導性化合物を含浸させるというアプ
ローチがなされている。たとえばスルホン酸基を持つパ
ーフルオロカーボン系の膜（商品名ナフィオ”ｆｉ　（
Ｎａｆｉｏρ））に代表されるイオン交換膜に低分子量
ＰＥＯを含浸させた材料が上田らによってモレキュラー
クリスタルズ・アンド・リキッドクリスタルズ（Ｍｏｌ
ｅｃｕｌａｒ　Ｃｒｙｓｔａｌｓａｎｄ　Ｌｉｑｕｉｄ
　Ｃｒｙｓｔａｌｓ）、１０６巻、３６１頁（１９８４
年）に、またポリビニルクロリド、ポリエチレン、ポリ
スチレンなどの多孔質膜に低分子量ＰＥＯや極性中性溶
媒を含浸させる方法が、たとえば、特開昭６３−１０２
１０４号、特開昭６４−２２９３２号、特開平１−１５
８０５１号に示されているが、これらの材料においても
いずれもイオン伝導性を十分に高めるためには多量の低
分子量ＰＥＯ又は極性中性溶媒を含浸させる必要がある
が、そうすると液漏れを起こす等の固体電解質として致
命的な欠点を生じるため、これらの材料も実用デバイス
への適用は不可能であった。

これら多孔質膜を用いた材料の欠点を補う方法としてポ
リプロピレンなとの多孔質膜にポリメタクリル酸アルキ
ルを含浸させ、ＰＣなどの極性中性溶媒を添加してゲル
化させた材料が特開昭５４−１３１７２４号、特開昭５
４−１４７４２５号、特開昭５５−１００６６６号、特
開昭５７−１０１３５２号に示されている。しかしなが
ら、この材料はポリマー含浸時に溶媒を必要とし、ポリ
マーの溶解、含浸後の溶媒除去といった煩雑な操作を要
するのみでなく、ポリメタクリル酸アルキルを加熱によ
りゲル化させているためゲルの架橋密度が小さく、やは
り多量の極性中性溶媒を保持できないためイオン伝導性
を十分に高められないという欠点を有している。

以上のように従来知られている固体電解質では、室温付
近のイオン伝導性が著しく低いか又は製膜性に著しく劣
るという問題点を共に解決し満足せしめることができず
、共に解決した高分子固体電解質の提供が望まれていた
。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明の目的は、室温付近でも高いイオン伝導性を示し
、製膜性にも優れ、かつ液のしみ出しのない新規な高分
子固体電解質を提供することにあ〔課題を解決する手段
〕 本発明者らは、上記問題点を解決すべく鋭意検討した結
果、■下記一般式（Ｉ）で表わされる多官能性モノマー
又は、■下記一般式（Ｉ）で表わされる多官能性モノマ
ー及び下記一般式〔ＩＩ〕で表わされる多官能性モノマ
ー、又は、■下記一般式〔Ｉ〕〜（Ｉｆ）で表わされる
少なくともひとつの多官能性モノマー及び下記一般式（
Ｉ［［）〜（Ｖ）で表わされる少なくともひとつの単官
能性モノマーを多孔質膜に含浸せしめ、極性中性溶媒及
び周期律表Ｉａ又はＩＩａ族に属する金属イオンの塩の
存在下にビニル重合して高分子マトリックスに形成せし
めたことを特徴とする高分子固体電解質によって達成さ
れた。

一般式１”Ｉ） 一般式〔■〕 ７ （式中、Ｘ、及びＹ、は、−〇−又は−Ｎ−を表し、Ｒ
７は水素原子又はアルキル基を表す。

Ｘ２及びＹ２はそれぞれＸ、及びＹ、と同義である。Ｒ
１は水素原子、アルキル基、塩素原子又はシアノ基を表
し、Ｒ２は低級アルキレノ基を表す。

Ｌ、は２１価の連結基を表し、２１は２以上の整数であ
る。ｑは１〜３０の整数を表す。

Ｘ、はＸｌと同義であり、Ｌ、はＬｌと同義であり、２
．はｚｌと同義である。Ｒ５はＲ３と同義である。ｌ＋
　、ｉｔはそれぞれ独自に０又はｌである。） 一般式 （ＩＩ［） ５ ＣＨ２＝Ｃ ０＝Ｃ−Ｘ、＋Ｒ，−Ｙ、÷、Ｒ３ 一般式 ［］ 一般式 〔Ｖ〕 （式中、Ｒ６はＲ１と同義である。Ｒ３はＲ２と同義で
ある。Ｒ８は水素原子、アルキル基、アルケニル基、ア
リール基、アラルキル基、−ｃｏＲｔ又は−８Ｏ，Ｒ，
を表し、Ｒ６はアルキル基、アルケニル基、アリール基
又はアラルキル基を表す。

ｐはｑと同義である。

Ｒ１はＲ１と同義であり、Ｒ１２は水素原子、低級アル
キル基又は低級アルコキシ基を表わす。

Ａ、　、Ｂ、及びＤＩはそれぞれ独自に酸素原子又は硫
黄原子である。Ｌ２は２価の連結基を表わし、Ｘ、はＸ
ｌと同義である。ｒ＝０又はｌである。

Ｒ２１はＲ１と同義であり、Ｒ２２、Ｒ２３はそれぞれ
水素原子、低級アルキル基又は低級アルコキシ基を表わ
す。Ｅ、　、Ｆ、はそれぞれ独自に酸素原子又は硫黄原
子である。Ｌ３はＬ２と同義であり、Ｘ、はＸｌと同義
である。Ｓは０又はｌである。）本発明の高分子電解質
は、極性中性溶媒と金属イオンの塩を含有する高分子マ
トリックスと多孔質膜の複合膜からなっているが、多官
能性モノマーを用いて高分子マトリックスを形成させて
いることから多量の極性中性溶媒を保持させることがで
き、イオン伝導性に優れている。また、多孔質と高分子
マトリックスを複合させていることから製膜性にも優れ
ている。すなわち、従来知られてる高分子固体電解質に
比べてイオン伝導性、製膜性ともに著しく良化させるこ
とができたものであいろ。

本発明の高分子固体電解質は、金属イオンの塩及び極性
中性溶媒を該モノマー組成物とともに多孔質膜に含有さ
せた後、ビニル重合させて高分子マトリックス化するも
のであるか又は、該モノマー組成物を多孔質膜に含有さ
せて重合し高分子マトリックスを形成させた後、金属イ
オンの塩及び極性中性溶媒を含浸させるものである。

以下、一般式〔Ｉ〕〜〔Ｖ〕について詳しく説明する。

一般式（Ｉ）において、Ｘ、及びＹｌはそれぞれ同じで
も異なっていてもよく、−〇−又は７ −Ｎ−を表し、Ｒ１は水素原子又はアルキル基を表す。

Ｘｌ及びＹｌとして好ましくは一〇−又は７− キル基）であり、更に好ましくは、−〇−又は７ 一Ｎ−　（Ｒ，が水素原子又は炭素数ｌ〜３のアルキル
基）である。Ｒ１は水素原子、アルキル基、塩素原子又
はシアノ基を表し、アルキル基としては炭素数１〜８の
ものが挙げられる。Ｒ１として好ましくは、水素原子又
は炭素数１〜６のアルキル基であり、更に好ましくは、
水素原子又は炭素数ｌ〜３のアルキル基である。Ｒ２は
低級アルキレン基を表し、詳しくは炭素数１〜６の直鎖
又は分岐状のアルキレン基を表し、好ましくは炭素数１
〜３のアルキレン基であり、特に好ましくはＣＨ。

Ｃ　Ｈ　！　Ｃ　Ｈ　を−又は一ＣＨ．ＣＨ−である。

２は２以上の整数を表し、好ましくは２〜４の整数であ
る。Ｌ，は２，価の連結基を表す。ｚ＝２のとき、Ｌ．
は２価の連結基を表し、例えばアルキレン基、アリーレ
ン基、アラルキレン基、−０−−Ｓ−　　−ＮＨ−又は
−Ｎ　（　Ｃ　Ｈ　ｓ　）−の単独又はこれらの基を組
み合わせた基が挙げられる。２＝２のときのＬｌの好ま
しい例としては、−ＣＨ２−１＋ＣＨ２−）−２、＋Ｃ
Ｈ２−）−、、＋　ＣＨｔ÷、　、−ＣＨ，ＯＣＲ，−
ＣＨ＝　ＣＨ２０ＣＨ２ＣＨを− ＣＨ。

−ＣＨ，ＮＣＨ，−−ＣＨ２ＳＣＨ２−これらの基は炭
素数１〜１６のものが好ましく、またこれらの基は置換
基を有してもよい。アルキレン基の置換基の例としては
ハロゲン原子、シアノ基、スルホ基、ヒドロキシ基、カ
ルボキシル基、アルキル基、アリール基、アラルキル基
、アシルオキシ基、アシルアミノ基、アミノ基、スルホ
ンアミド基、アルコキシ基、アリーロキシ基、アルキル
チオ基、アリールチオ基、カルバモイル基、スルファモ
イル基、アルコキシカルボニル基１．アリーロキシカル
ボニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル
基、アルコキシスルホニル基、アリーロキシスルホニル
基、カルバモイルアミノ基、スルファモイルアミノ基、
カルバモイルオキシ基、アルコキシカルボニルアミノ基
、アリーロキシカルボニルアミノ基などがあげられる。

アリーレン基及びアラルキレン基の置換基の例としては
、炭素数ｌ〜２０のアルキル基、置換アルキル基、ハロ
ゲン原子（例えば、フッソ原子、塩素原子、臭素原子な
ど）、ヒドロキシ基、カルボキシ基、スルホ基、アシル
アミノ基、スルホンアミド基、カルバモイル基、アシル
オキシ基、アルコキシカルボニル基、アシル基、アルコ
キシ基、アリーロキシ基、ニトロ基、ホルミル基、アル
キル及びアリールスルホニル基などを挙げられる。これ
らの置換基は複数有してもよい。

ｚ、＝３のとき、Ｌ、は下記−層成［ＶＩ）で表される
。

一般式（ＶＩ） のアルキル基、アルコキシ基である。Ｌｌｌ、Ｌ４、Ｌ
、はそれぞれ同じでも異なっていてもよく、２＝２のと
きのり、と同義である。ａ、ｂ、ｃはそれぞれ独自に０
又は１である。ｚ、＝３のときのり、の好ましい例とし
ては、 ＣＨ，− ＣＨ，ＣＨ２−Ｃ−ＣＨｌ− 烏 ＣＨ，− −ＣＨＩＣＨ２ＮＣＨ２− ＣＨ，− −ＣＨ，Ｃ−ＣＨ２− ＣＨ，− −ＣＨ，ＣＨ，ＮＣｔＪ、Ｃ）ｆ２− ＣＨ，ＣＨ，− −Ｃ−ＣＨ２−ＣＯ− ＣＨ，−ＣＯ− ＣＨｔＣＨｔ− −ＣＨ２ＣＨ２ ＣＯ−Ｎ−ＣＨ２ＣＨ２− Ｈ２ＣＨｔ −ＣＨ，ＣＨ，−０−Ｃ−ＣＨ，− ＣＨ，− などが挙げられる。

これらの基は置換基を有してもよく、置換基の例として
はｚ、＝２のときのＬｌで述べた置換基が挙げられる。

Ｚｌ　＝４のとき、Ｌ、は下記一般式〔■〕で表される
。

一般式〔■〕 ぞれ同じでも異なっていてもよく、 のＬｌと同義である。ｔ、ｕ、ｖ、 独自にＯ又は１である。

Ｚｌ　＝４のとき、Ｌ ＣＨ，− の好ましい例としては ｚ＝２のとき Ｗはそれぞれ ＣＨ２− ＣＨ２− −ＣＨ２−Ｃ−ＣＨ，ＣＨＩ− ＣＨ２− これらの基は置換基を有してもよく、置換基の例として
はＺ１＝２のときのり、で述べた置換基が挙げられる。

ｑは１〜３０の整数を表し、好ましくは１〜２０の整数
であり、更に好ましくは、１〜１６の整数である。

一般式〔ＩＩ〕においてＸ、はＸＩと同義であり、Ｒ８
はＲ１と同義であり、Ｌ、はＬｌと同義であり、２！は
ｚｌと同義である。１１及び１２はそれぞれ独自に０又
はｌである。

一般式〔■〕において、Ｘ２及びＹ！はそれぞれＸｌ及
びＹ、と同義であり、Ｒ６はＲ３と同義である。Ｒ１は
水素原子、アルキル基、アルケニル基、アリール基、ア
ラルキル基、−ｃｏＲａ又は−３Ｏ，Ｒ，を表し、Ｒ８
はアルキル基又はアルケニル基である。アルキル基、ア
ルケニル基は炭素数１〜８が好ましく、これらの基は置
換基を有していてもよい。アルキル基、アルケニル基の
置換基の例としては、ｚ、＝２でり、がアルキレン基の
ときの置換基として述べた置換基が挙げられる。アリー
ル基、アラルキル基は炭素数６〜１２が好ましく、これ
らの基は置換基を有していてもよい。アリール基、アラ
ルキル基の置換基の例としてはＺｌ　＝２でＬｌがアリ
ーレン基又はアラルキレン基のときの置換基として述べ
た置換基が挙げられる。Ｒ８として好ましくは水素原子
、炭素数１〜６の置換されてもよいアルキル基、又は−
ｃＯＲａ（Ｒｅが炭素数１〜６の置換基を有してもよい
アルキル基）であり、更に好ましくは水素原子、炭素数
１〜３の置換されてもよいアルキル基、又は−ｃｏＲｓ
　　（Ｒ，が炭素数１〜３の置換基を有してもよいアル
キル基）である。Ｒ１はＲ３と同義であり、ｐはｑと同
義である。

一般式〔■〕において、 Ａ、　、Ｂ、　、Ｄ、はそれぞれ酸素原子又は硫黄原子
である。ＲｏはＲ３と同義であり、Ｘ、はＸ、と同義で
ある。Ｌ２は２価の連結基を表わし、アルキレン基、−
ＣＨ，−０−基、−ＣＨ，ＣＨ２−〇−基又は＋ＣＨＩ
ＣＨ，−０＋、基であり、ｄは２〜３０の整数である。

Ｌ２として好ましくは、炭素数１〜５のアルキレン基、
−ＣＨ２ＣＨ２−０−基又は＋ＣＨ２ＣＨ２−０−）−
、基（ｅは２〜ＩＯの整数であり、さらに好ましくは、
炭素数１〜３のアルキレン基、−ＣＨ２ＣＨ２Ｏ−基又
は−ＣＨ，ＣＨ２−０−ＣＨＩＣＨ，−０−基である。

ｒはＯ又はｌである。ＲＩ２は水素原子、炭素数ｌ〜６
のアルキル基又は炭素数１〜６のアルコキシ基、を表わ
し、好ましくは水素原子、炭素数１〜３のアルキル基又
は炭素数ｌ〜３のアルコキシ基であり、さらに好ましく
は、水素原子、メチル基、エチル基、メトキシ基又はエ
トキシ基である。

一般式〔Ｖ〕において、 Ｅ、　、Ｆ、はそれぞれ酸素原子又は硫黄原子である。

Ｒ２１はＲ，と同義であり、Ｘ、はＸｌと同義であり、
Ｌ、はり、と同義である。Ｓは０又はｌである。Ｒ２２
、Ｒ２３はそれぞれＲ１□と同義である。

本発明に用いられるモノマーは一般式（Ｉ）〜〔ＩＩ〕
で表わされる多官能性モノマー　−層成［ｌ１１３〜〔
Ｖ〕で表わされる単官能性モノマーの他に他のモノマー
成分を含んでもよい。他のモノマー成分の例としてはア
クリル酸、α−クロロアクリル酸、α−アルアクリル酸
（例えばメタクリル酸など）、これらのアクリル酸類か
ら誘導されるエステルもしくはアミド（例えば、アクリ
ルアミド、メタクリルアミド、ｎ−ブチルアクリルアミ
ド、ｔ−ブチルアクリルアミド、ジアセトンアクリルア
ミド、メチルアクリレート、エチルアクリレート、ｎ−
プロピルアクリレート、ｎ−ブチルアクリレート、ｔ−
ブチルアクリレート、２−エチルへキシルアクリレート
、ｎ−オクチルアクリレート、ラウリルアクリレート、
メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、β−ヒ
ドロキシメタクリレートなど）、ビニルエステル（例え
ばビニルアセテート、ビニルプロピオネート、ビニルラ
ウレートなど）、アクリロニトリル、メタクリレートリ
ル、芳香族ビニル化合物（例えばスチレン及びその誘導
体、例えばビニルトルエン、ジビニルベンゼン、ビニル
アセトフェノン）イタコン酸、シトラコン酸、クロトン
酸、ビニリデンクロリド、ビニルアルキルエーテル（例
えばビニルエチルエーテル）、マレイン酸エステル、Ｎ
−ビニル−２−ピロリドン、Ｎ−ビニルピリジン、２−
及び４−ビニルピリジンなどが挙げられる。

本発明に用いられるモノマーは一般式（Ｉ）、（ＩＩＩ
）、（ＩＶ）及び（Ｖ）で表わされるモノマーを全モノ
マー中５０ａ＋ｏ１％以上含有する。好ましくは７０ｍ
ｏ１％以上であり、さらに好ましくは８０モル％以上で
ある。

また−層成（ＩＩ）で表わされる七ツマ−を用いる場合
は１〜３０ｍｏ１％用いるのが好ましく、さらに好まし
くは２〜２０ｍｏ１％である。

また、これらのモノマーは複数用いてもよい。

以下に一般式（Ｉ）〜（Ｖ）で表わされるモノマーの具
体例を示すが、熱論これらに限定されるものではない。

〇−一般式Ｉ）で表わされるモノマーの具体例Ｍ−１ト
リエチレングリコールジアクリレート Ｍ−２テトラエチレングリコールジアクリレート Ｍ−３ポリエチレングリコール（２００）ジアクリレー
）（２００はポリエチレン グリコール部分の平均分子量を表わす。

以下同じ） Ｍ−４ポリエチレングリコール（２００）ジ−５ −６− ７− −９ −１０ −１１ メタクリレート ポリエチレングリコール（４　０　０）ジアクリレート ポリエチレングリコール（６　０　０）ジアクリレート テトラプロピレングリコールジアクリ レート ポリプロピレングリコール（４　０　０）ジアクリレー
ト テトラエチレングリコールジメタクリ レート ポリエチレングリコール（６　０　０）ジメタクリレー
ト ポリエチレングリコール（４　０　０）ジメタクリレー
ト −１２ Ｃｌｌ０÷ＣＨＩＣＨ！Ｏ）ｔ−Ｃｏ−ＣＨ＝ＣＨ２Ｃ
ＨｓＣＨｌ−Ｃ−ＣＨ＊Ｏ＋ＣＨｔＣＨｔＯ）ｓ−ＣＯ
−Ｃｌｌ”ＣＨｔＣＨ！Ｏ＋ＣＩＩＣ）１１０）！　−
ＣＯ−ＣＨ＝ＣＬＭ−１３ ＣＨ２０＋ＣＩＩＣＨ，０）１−ＣＯ−ＣＩ＝Ｃ）Ｉ。

ＣＨｓＣＨｔ−Ｃ−ＣＨｔＯ％ＣＩ（ｔＣ）ＩｔＯ）＊
−Ｃｏ−ＣＨ＝ＣＨｚＣＨｔＯ＋ＣＩ、ＣＨ２０）４−
ＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ２−１４ ＣＨｔＯ（Ｃ１ｂＣＨ２０）。−Ｃｏ−ＣＨ＝ＣＨ。

ＨＣ−ＣＨｔＯ（ＣＨｔＣＨｔＯ）ｓ−Ｃｏ−ＣＨ−Ｃ
Ｈ＝ＣＨ２０（ＣＨｔＣＨｚＯ）ｓ−Ｃｏ−ＣＨ：ＣＨ
２−１５ Ｃ＋ＣＨ！０（ＣＨＩＣＨｌＯ）！　−ＣＯ−ＣＨ”Ｃ
Ｈｔ　］　。

−１６ ＣＨｔ　”ＣＨＣＨ”ＣＨｔ ＣＯＮＨ（Ｃ）ＩｚＣＨｚＯ）ｚｃＨｔｃＨ２ＮＨｃ。

−１７ 〇一般式 ％式％ 〔ＩＩ〕で表わされるモノマーの具体例エチレングリコ
ールジアクリレート テトラメチレンジオールジアクリレー ト ヘキサメチレンジオールジメタクリレ ート ジエチレングリコールジアクリレート ｐ−ジビニルベンゼン Ｍ−２３１−メチルプロパン−１，３−ジオールジメタ
クリレート ｐ−キシリレンジオールジメタクリレ ート ２．２−ジメチルプロパン−１，３− ジオールジメタクリレート トリメチロールプロパントリメタクリ レート トリメチロールプロパントリアクリレ ート テトラメチロールメタンテトラアクリ レート （ＩＩ［］で表わされるモノマーの具体例ポリエチレン
グリコール（４００）モ ノアクリレート メトキシトリエチレングリコールアク リレート メトキシテトラエチレングリコールア クリレート −２２ 〇一般式 ％式％（２ （３ （４ （６ （４ （６ 〇一般式 トリフルオロメトキシテトラエチレン グリコールアクリレート トーリフルオロメトキシポリエチレングリコール（４０
０）アクリレート （ＩＶ）で表わされるモノマーの具体例−４５ ＣＩ。

−４７ ＣＨ。

Ｍ−４９ ＣＩ。

−５１ −５３ ＣＨ。

−５５ ＣＨ。

−５７ ＣＨ。

〇一般式 で表わされるモノマーの具体例 −５９ Ｈｓ −６１ ＨＩ −６３ −６５ −６７ ＣＨ。

本発明の用いられる高分子マトリックスは相当するモノ
マーの加熱及び／又は放射線照射による重合によって形
成することができる。

相当する七ツマ−の加熱によって高分子マトリックスを
形成する場合には、０．０１〜５モル％の加熱重合開始
剤を加えておくと重合時間を短縮できる。

加熱重合開始剤としては公知の加熱重合開始剤が使用で
き、例としてはアゾビス化合物、パーオキシド、ハイド
ロパーオキシド、レドックス触媒など、例えば過硫酸カ
リウム、過硫酸アンモニウム、ｔ−ブチルパーオクトエ
イト、ベンゾイルパーオキシド、イソプロピルパーカー
ボネート２゜４−ジクロロベンゾイルパーオキシド、メ
チルエチルケトンパーオキシド、クメンハイドロパーオ
キシド、アゾビスイソブチロニトリル、２，２′−アゾ
ビス（２−アミジノプロパン）ハイドロクロリドなどが
挙げられる。

加熱重合温度は４０〜１５０℃が好ましく、更に好まし
くは５０〜１２０℃である。

相当するモノマーの放射線照射によって高分子マトリッ
クスを形成する場合に用いられる放射線としては紫外線
や可視光線、電子線及びＸ線が好ましい。

放射線照射によって反応せしめる際には、放射線増感剤
を加えておくことが反応を速やかに行なわせる上で好ま
しい。この場合に用いることのできる増感剤としては、
カルボニル化合物、アゾビス化合物、パーオキシド、イ
オウ化合物、ハロゲン化合物、酸化還元系化合物、カチ
オン重合開始剤、ベンゾフェノン誘導体、ベンズアンス
ロン誘導体、キノン類、芳香族ニトロ化合物、ナフトチ
アゾリン誘導体、ベンゾチアゾリン誘導体、チオキサン
トン類、ナフトチアゾール誘導体、ケトクマリン化合物
、ベンゾチアゾール誘導体、ナフトフラノン化合物、ピ
リリウム塩、チアピリリウム塩等をあげることが出来る
。具体的には、Ｎ。

Ｎ′−ジエチルアミノベンゾフェノン、ｌ、２−ペンズ
アントラキノン、ベンズアンスロン、（３−メチル−１
，３−ジアザ−１，９−ベンズ）アンスロン、ピクラミ
ド、５−ニトロアセナフテン、２、　６−’）クロロ−
４−ニトロアニリン、ｐ−ニトロアニリン、２−クロル
チオキサントン、２−イソプロビルチオキサントン、ジ
メチルチオキサントン、メチルチオキサントン−１−エ
チルカルボキシレート、２−ニトロフルオレン、２−ジ
ベンゾイルメチレン−３−メチルナフトチアゾリン、３
．３−カルボニル−ビス（７−ジニチルアミノクマリン
）　、２，４．６−ドリフエニルチアピリリウムパーク
ロレート、２−（ｐ−クロルベンゾイル）ナフトチアゾ
ール、エリスロシン、ローズベンガル、エオシン−Ｇ、
ベンゾイン、２−メチルベンゾイン、トリメチルシリル
ベンゾイン４−メトキシベンゾフェノン、ミヒラーズケ
トン、ベンゾインメチルエーテル、アセトフェノン、ア
ントラキノン、ベンジル−２−クロロチオキサントン、
２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン、ベ
ンゾイルパーオキシド、アゾビスプロパン、チオフェノ
ール、２−ブロモプロパン、ｌクロロメチルアフタレン
、ｐ−メトキシフェニル−２，４−ジクロロメチル−１
，３，５−１−リアジン、ベンゾフェノン／トリエタノ
ールアミン系、２−スチルベン−４，６−）リクロロメ
チルルー１，３．５−）リアジン、 が出来る。

本発明に用いられる高分子マトリックスは相当するモノ
マーの加熱重合により形成させることが重合度を向上さ
せる上から好ましい。

本発明に用いられる高分子マトリックスを形成する際に
は重合溶媒を用いてもよい。

重合溶媒の具体例としては後述する極性中性溶媒、アル
コール類（エタノール、メタノール、イソプロピルアル
コール、ｔ−ブチルアルコール、ｔ−アミルアルコール
エチレングリコールなど）、ケトン類（アセトン、メチ
ルエチルケトン、シクロヘキサノンなど）、水、エステ
ル類（酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチルなど）、芳
香族類（ベンゼン、トルエン、キシレン、ニトロペンゼ
ノーｐ−クレゾールなど）、ハロゲン系（ジクロロメタ
ン、ｌ、２−ジクロロメタン、クロロホルム、テトラク
ロロエチレン、テトラクロロエタンなど）などが挙げら
れる。

重合時に後述の極性中性溶媒を含浸させる場合は、該当
する極性中性溶媒のみを用いて重合することが好ましい
。

重合後に極性中性溶媒を含浸させる場合は上記の重合溶
媒を用いるか又は用いなくてもよいが、好ましくは後述
の極性中性溶媒を用いる方法である。

本発明に用いられる周期律表Ｉａ族又はＩＩａ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
のイオンがあげられ、代表的な金属イオンの塩としては
ＬｉＣＦｓＳＯｓ　、Ｌｉｌ、ＬｉＰＦ５　、ＬｉＣ１
’Ｏ＋　、ＬｉＢＦ＜、Ｌ　ｉ　ＣＦｓＣＯ＊　１Ｌ　
ｉ　ＳＣＮ、ＮａＣ１０＊、Ｎａｌ、Ｎ　ａ　ＣＦ　ｓ
　Ｓ　Ｏｓ　、Ｎ　ａ　Ｂ　Ｆ　ｓ、ＮａＡｓＦ５　、
ＫＣＦａＳＯｓ　、ＫＳＣＮ。

ＫＰＦｓ　、ＫＣｌ０＊　、ＫＡｓＦａなどが挙げられ
る。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い。

本発明に用いられる極性中性溶媒に対する該金属イオン
の塩の比率は、溶解度以下の量を用いればよいが、おお
むね０．　１〜５ｍｏｌ／１の濃度で用いるのが好まし
く、さらに好ましくは０．　３〜３ｍｏｌ／４７である
。該金属イオンの塩の量が溶解度以上になると析出した
塩の影響でイオン伝導度が低下し、また量が少なすぎる
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。また、Ｎ　Ｂ　ｕ　４８　Ｆ　４などのような池
の電解質を混合して用いてもよい。

本発明に用いられる極性中性溶媒としてはＡ群に属する
少なくとも一種の溶媒が用いられる。

カーボネート類としてはエチレンカーボネート、プロピ
レンカーボネート、ビニレンカーボネート、エチルカー
ボネート、プロピルカーボネート、４゜５−ジメチル−
１，３−ジオキソラン−２−オン、４−メトキシメチル
−１，３−ジオキソラン−２−オン、４，５−ジメトキ
シメチル−１，３−ジオキソラン−２−オン、４−ヒド
ロキシメチル−１，３−ジオキソラン−２−オン、４−
エトキシメチル−１，３−ジオキソラン−２−オン、４
：メトキシエチル−１，３−ジオキソラン−２−オン、
４−クロロ−５−メトキシメチル−１，３−ジオキソラ
ン−２−オン、４−アセトキシメチル−ｌ、３−ジオキ
ソラン−２−オン、１．３−ジオキサン−２−オン、フ
ェニレンカーボネートなどが挙げられる。

ラクトン類としてはγ−ブチロラクトン、γ−バレロラ
クトン、γ−カブリロラクトン、クロトラクトン、γ−
カプロラクトン、δ−バレロラクなどがあげられる。

環状エーテル類としては、テトラヒドロフラン、２−メ
チルテトラヒドロフラン、３−メチルテトラヒドロフラ
ン、２，５−ジメチルテトラヒドロフラン、テトラヒド
ロビラン、２−メチルテトラヒドロビラン、３−メチル
テトラヒドロビラン、ジオキソラン、２−メチルジオキ
ソラン、４−メチルジオキソラン、ｌ、　　３−ジオキ
サン、１．　４−ジオキサン、２−メチル−１，４−ジ
オキサンなどがあげられる。

エーテル類としては、ジエチルエーテル、ジプロピルエ
ーテル、エチルプロピルエーテル、ｔ。

２−ジメトキシエタンなどが挙げられる。

ニトリル類としては、アセトニトリル、プロピオニトリ
ル等が挙げられる。

エステル類としては、ギ酸メチル、ギ酸エチルなどがあ
げられる。

アミド類としては、Ｎ、Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ
、　Ｎ−ジメチルアセトアミドなどがあげられる。以上
の他に、ニトロメタン、塩化チオニル、スルホランなど
を好適に用いることができる。

これらの極性中性溶媒は１種又は２種以上を混合して用
いてもよい。

これらの極性中性溶媒は高分子マトリックスに対して０
．　５〜２０倍（重量比）含浸させるのが好ましくさら
に好ましくは１−１０倍である。含浸量が少ないとイオ
ン伝導度が低くなり、また含浸量が多すぎると液漏れ等
の問題が発生する。

本発明に用いられる多孔質膜としてはポリオレフィンか
らなる多孔質膜が好ましく、より好ましくはポリエチレ
ン又はポリプロピレンからなる多孔質膜であり、たとえ
ばポリプロピレンからなる不織布や、商品名ジュラガー
ド（ポリプラスチック社製）などがあげられる。膜厚は
１〜５００μｍが好ましく、さらに好ましくは５〜４０
０μｍである。膜厚が小さすぎると膜強度が弱くなるし
、また大きすぎると高分子電解質の抵抗が大きくなって
しまう。また、多孔質膜の空孔率は１０〜９０％が好ま
しく、さらに好ましくは２０〜７０％である。空孔率が
小さすぎるとモノマー及び極性溶媒の含浸量が少なくな
り、イオン伝導度が低下するし、空孔率が大きすぎると
膜強度が低下してしまう。

重合後に高分子マトリックスに極性中性溶媒及び金属イ
オンの塩を含浸させる場合は、含浸する前に高分子マト
リックスを精製することが高分子マトリックス中の不純
物たとえば残存モノマー重合開始剤、水などを除去する
上で好ましい。精製する方法としては溶媒中への浸漬洗
浄又はソックスレー洗浄が好ましい。この場合、用いら
れる溶媒としては先に述べた極性中性溶媒が好ましく、
この他にもアセトン、メチルエチルケトン、エタノール
、メタノールなども好ましく用いることが出来る。

溶媒中への浸漬による洗浄の場合、溶媒量は高分子マト
リックスに対して１０倍以上、できれば２０倍以上用い
ることが好ましい。洗浄回数は１〜ｌＯ回が好ましく、
さらに好ましくは２〜５回である。洗浄回数が少ないと
不純物を完全に除去することができないが、通常２回溶
媒浸漬による洗浄を行なうことにより、マトリックス中
の水分量を洗浄前２〜３％含有していたものをｔｏｏｐ
ｐｍ以下に低減することができる。また浸漬時間は１回
につき１時間以上が好ましく、さらに好ましくは２時間
以上である。浸漬時間が１時間より短いと洗浄効果が十
分に発揮されない。さらにこの方法で洗浄する場合、溶
液を攪拌、超音波キャビテーション又は減圧脱気しなが
ら洗浄することが洗浄効率を高める上で好ましく、また
温度を２５〜５０℃に加温することによりさらに洗浄効
果を高めることができる。

ソックスレー洗浄を行なう場合は、洗浄時間は０．５時
間以上が好ましく、さらに好ましくは１時間以上である
。洗浄時間が０．５時間より短い場合は洗浄効果が十分
に発揮されない。

高分子マトリックス精製後に周期律表Ｉａ又はＩｌａ族
に属する金属イオンの塩を含む極性中性溶媒を含浸させ
る際、精製後そのまま含浸させてもよいし、洗浄溶媒を
除くために含浸前に高分子マトリックスを加熱及び／又
は減圧乾燥してもよい。

含浸法としては該金属イオンの塩を含む極性中性溶媒に
高分子マ）　ＩＪソックス含浸する方法が好ましく、含
浸時間は１〜３０時間が好ましく、さらに好ましくは２
〜１５時間である。含浸時間が短かすぎると、含浸量が
少なくなり、イオン伝導度が低下するし、悪化する。含
浸に用いる溶媒量は高分子マトリックスに対して１０倍
以上が好ましく、さらに好ましくは２０倍以上である含
浸時に超音波キャビテーション又は減圧脱気を行なうと
含浸を迅速に行なうことができ、生産性向上の上から好
ましい。また含浸温度は００〜６０℃が好ましく、含浸
温度と先に述べた含浸時間の選択により含浸量は任意に
制御される。先に述べたように好ましい含浸量は高分子
マトリックスに対して０．５〜２０倍（重量比）であり
、さらに好ましくは１−１０倍である。

また、高分子マトリックスの溶媒浸漬による洗浄と高分
子マトリックス中への周期律表Ｉａ又はＩＩａ族に属す
る金属イオンの塩を含む極性中性溶媒の含浸を同時に行
なってもよく、生産性向上の上からも好ましい。この場
合は該金属イオンを含む極性中性溶媒中への高分子マト
リックスの浸漬回数は２回以上が好ましい。

以下に本発明の高分子固体電解質の一般的形成法を示す
。

・重合時に金属イオンの塩および極性中性溶媒を含浸す
る方法 当該モノマーおよび周期率表ＩａまたはＵａ族に属する
金属イオンの塩を極性中性溶媒に溶解し、必要により他
の揮発性溶媒を加えて均一な溶液とする。この溶液に必
要によって重合開始剤または光増感剤を加えた後、所定
量をポリオレフィンからなる多孔質膜に含浸させる。こ
の多孔質膜を不活性ガス雰囲気下で加熱及び／又は放射
線照射重合して高分子マトリックス化し、必要により揮
発性溶媒を除去して目的の高分子固体電解質を得る。

加熱重合の場合は４０−１５０℃で０．１−１０時間反
応させるのが好ましく、さらに好ましくは、５０〜１２
０℃で０．　１〜４時間反応させる。また、放射線照射
重合の場合は室温で電子線、高圧水銀灯などの活性光線
を多孔質膜の両面から０゜１〜６０分間照射して反応さ
せる。放射線照射によりマトリックス化する場合は加熱
しながら行うとさらに重合時間が短縮できて好ましい。

また放射線照射による重合を行った後、さらに加熱する
と重合率を向上させる上で好ましい。

・重合後に金属イオンの塩および極性中性溶媒を含浸す
る方法 当該モノマーを所定の溶媒に溶解し、この溶液に必要に
よって重合開始剤または光増感剤を加えた後、所定量を
ポリオレフィンからなる多孔質膜に含浸させる。この多
孔質膜を不活性ガス雰囲気下で加熱及び／又は放射線照
射重合して高分子マトリックス化する。重合条件は上記
と同様である。

この高分子マトリックスを必要によりアセトン等の溶媒
に室温〜５０℃で１時間以上、１〜数回浸漬するか又は
アセトン等の溶媒を用いて０．５時間以上、ソックスレ
ー抽出器を用いて洗浄した。

また必要により、得られた薄膜を０．ｌ〜２００ＩＩＩ
ｆｆｉＨｇの減圧下、２５〜１００℃で０．５〜１０時
間、減圧乾燥した。

得られた薄膜を周期率表Ｉａ又はＩｌａ族に属する金属
イオンの塩を溶解した極性中性溶媒に浸漬し、必要に超
音波キャビテーションまたは減圧脱気を行いながら１０
〜６０℃にて１〜３０時間含浸を行った。必要によりこ
の含浸操作を２〜数回繰り返すことにより目的の高分子
固体電解質を得た。

また本発明の高分子固体電解質を２次電池として用いる
場合、正極活物質として、マンガン、モリブデン、バナ
ジウム、チタン、クロム、ニオブなどの酸化物、硫化物
やセレン化物、活性炭（特開昭６０−１６７．２８０記
載）、炭素繊維（特開昭６１−１０，８８２記載）、ポ
リアニリン、アミノ基置換芳香族ポリマー、複素環ポリ
マーポリアセン、ポリイン化合物などを用いることがで
きる。なかでも、活性炭、γ−Ｍ　ｎ　Ｏｔ　（特開昭
６２−１０８．４５５、同６２−１０８，４５７に記載
）、γ−β−Ｍ　ｎ　Ｏ＊とＬ　ｔ　２　Ｍ　ｎ　Ｏｓ
の混合物（米国特許４，７５８，４８４）、アモルファ
ス状Ｖ　ｔ　Ｏｓ　（特開昭６１−２００，６６７）、
■、０゜、Ｍｏ５ｔ（特開昭６１−６４，０８３）、Ｔ
ｉＳ＊（特開昭６２−２２２，５７８）、ポリアニリン
（特開昭６０−６５．０３１同６０−１４９．６２８、
同６１−２８１，１２８、同６Ｉ−２５８，８３１，同
６２−９０，８７８、同６２−９３，８６８、同６２−
１１９．２３１、同６２−１８１，３３４、同６３−４
６．２２３）、ポリピロール（西独特許３，３０７，９
５４Ａｌ。

同３．３１８，８５７、同３，３３８，９０４、同３，
４２０，８５４Ａｌ、同３．６０９．１３７Ａ１、特開
昭６０−１５２，６９０．同６２７２．７１７、同６２
−９３．８６３、同６２−１４３．３７３）、ポリアセ
ン、ポリアセチレン（特開昭５７−１２１，１６８、同
５７−１２３゜６５９、同５８−４０．７８Ｌ同５８−
４０゜７８１、同６０−１２４，３７０、同６０−１２
７．６６９、同６１−２８５，６７８）、ポリフェニレ
ンが特に有効である。

電極活物質には、通常、カーボン、銀（特開昭６３−１
４８，５５４）あるいはポリフェニレン誘導体（特開昭
５９−２０，９７１）などの導電性材料やテフロンなど
の接合剤を含ませることができる。

負極活物質としては、金属リチウム、ポリアセン、ポリ
アセチレン、ポリフェニレンの他、リチウム合金として
、アルミニウムやマグネシウムなどの合金（特開昭５７
−６５，６７０、同５７９８．９７７）、水銀合金（特
開昭５８−１１１゜２６５）、Ｐｔなどの合金（特開昭
６０−７９゜６７０）　、５ｎ−Ｎｉ合金（特開昭６０
−８６゜７５９）やウッド合金（特開昭６０−１６７．
２７９）、導電性ポリマーとの合金（特開昭６０−２６
２、　３５１）　、Ｐｄ−Ｃｄ−Ｂ　ｉ合金（特開昭６
１−２９，０６９）　、Ｇａ−Ｉｎ合金（特開昭６１−
６６．３６８）　、Ｐｂ−Ｍｇなどの合金（特開昭６１
−６６．３７０）　、Ｚｎなどの合金（特開昭６１−６
８．　８６４）　、Ａｆｆ−Ａｇなどの合金（特開昭６
１−７４．２５８）、Ｃｄ−３ｎなどの合金（特開昭６
１−９１．８６４）、Ａ１−Ｎｉなどの合金（特開昭６
２−１１９．８６５、同６２−１１９．８６６）　、Ａ
ｆ−Ｍｎなどの合金（米国特許４，８２０，５９９号）
などが用いられている。なかでも、リチウム金属あるい
はそのＡ４２合金を用いることが有効である。

実施例 以下、実施例を用いて詳細に説明するが、これらに限定
されるものではない。

実施例１ モノマー（Ｍ−２）Ｉｇ及びＬｉＢＦ、０．２８ｇをプ
ロピレンカーボネート（ＰＣ）３ｇに溶解し、これに２
，２′−アゾビス（メチルイソブチレート）１０■を加
えて・均一溶液とした。この溶液１００μｆを直径１．
５ｃｍ、厚さ１８０　μｍ。

空孔率５０％のポリプロピレン製多孔質膜に含浸させ、
アルゴンガス雰囲気下、６０℃で３時間加熱重合して高
分子マトリックス化し、表１に示した薄膜（１）を得た
。さらに同様に加熱重合時に極性中性溶媒を含浸させる
方法で薄膜（２）〜（イ）を得た。

実施例２ モノマー（Ｍ−５）Ｉｇ及びＬｉＣｊ７０．０゜１２ｇ
をγ−ブチロラクトン（γ−ＢＬ）　　１．　２ｇに溶
解し、これにベンゾフェノン２０■を加えて均一溶液と
した。この溶液１５μｌを直径１５ｍｍ、厚さ２５８ｍ
１空孔率４０％のポリプロピレン製多孔質膜に含浸させ
、アルゴンガス雰囲気下、５０℃にてＩＯ分間高圧水銀
灯を照射しく７．５Ｊ／ｃｒｌ）高分子マトリックス化
して表１に示した薄膜（２１）を得た。さらに同様に放
射線照射重合時に極性中性溶媒を含浸させる方法で薄膜
（２２）〜（２７）を得た。

比較例１ 特開昭６３−１３５４７７号に記載された下記の重合体
（Ｅ−１）と表１中記載の低分子量ＰＥＯジメチルエー
テルからなる薄膜（ａｌ〜（Ｃ１を加熱重合によって作
成した。この比較例は高分子マトリックスを形成すると
きに低分子ｆｆ１ＰＥｏを含浸させたものである。

（Ｅ−１） 比較例２ 米国特許４，８３０，９３９号に記載された下記の重合
体（Ｅ−２）と表１中記載の極性中性溶媒からなる薄膜
（ｄ）〜＋ｆ）を放射線照射重合によって作成した。こ
の比較例は高分子マトリックスを形成するときに極性中
性溶媒を含浸させたものである。

（Ｅ−２） このようにして得た薄膜についてステンレス／薄膜／ス
テンレスからなる試料を作成し、ｏ、ｌ〜１ＯＫＨｚで
インピーダンスを測定しＣ０ｆｅ−Ｃｏｌｅプロットか
らイオン伝導度を求めた。

また製膜性は次の方法で求めた。

薄膜を巾１ｃ（０、長さ５ｃｎ＋の長方形に打抜き、長
軸方向に引っ張り試験を行ない、薄膜が切断したときの
荷重を測定し、薄膜の断面積で除して引っ張り強度とし
た。

上記の評価結果を表１に示した。

また薄膜からの液のしみ出しをイオン伝導度測定時に目
視で評価したが、実施例１，２及び比較例！、２いずれ
も液のしみ出しは観察されなかった。

表１つづき（脚注） ＊ｌ　ポリプロピレン ＊２　ポリエチレン ＊３　エチレンカーボネート ＊４　メタクリル酸メチル ＊５　アクリル酸エチル ＊６１．２−ジメトキシエタン ＊７Ｎ、Ｎ−ジメチルアセトアミド ＊８　テトラヒドロフラン ＊９　メタクリル酸エチル ＊ｌＯ室温で放射線重合したもの 表１かられかるように、本発明の実施例１及び２の（１
）〜（２７）は比較例１の（ａ）〜（ｅ）に比べてイオ
ン伝導度及び膜強度において、比較例２の（ｄ）〜（ｆ
）に比べて膜強度において優れていることが明らかであ
る。

実施例３ 化合物例（Ｍ−２）Ｉｇをプロピレンカーボネート３ｇ
に溶解し、これにベンゾイルパーオキシド０．１ｇを添
加して均一溶液とした。この溶液１００μｆを直径１５
ｕｏ、厚さｌ　８０　ａｍ、空孔率５０％のポリプロピ
レン製多孔質膜に含浸させ、アルゴンガス雰囲気下、６
０℃で３時間加熱重合して高分子マトリックス化し、薄
膜を得た。この薄膜をＬ　ｉ　Ｂ　Ｆ　４のＰＣ溶液（
濃度１．　０Ｍ）　５−に室温にて５時間浸漬し、さら
にこの操作をもう２回くり返して薄膜（２８）を得た。

同様に加熱重合にて高分子マトリックス化した薄膜を形
成させた後、金属イオンの塩を含む極性中性溶媒を含浸
させる方法で薄膜（２９）〜（４８〉を得た。

なお、薄膜（４２〉〜（４４）においては重合後アセト
ンを用いて溶媒浸漬による洗浄（室温時間）を１回行な
い、また（４５）〜（４７）においては重合後メチルエ
チルケトンを用いてソックスレー洗浄（３０分）を行な
い精製した後に金属イオンの塩を含む極性中性溶媒を含
浸させた。

実施例４ 化合物例（Ｍ−５）Ｉｇをプロピレンカーボネート３ｇ
に溶解し均一溶液とした。この溶液１２μｌを直径１５
ｍｍ、厚さ２５μｍ、空孔率４５％のポリプロピレン製
多孔質膜に含浸させ、窒素ガス雰囲気下、５０℃にて７
．５メガラツドの電子線を膜の両面に照射させて重合し
、高分子マトリックス化した薄膜を得た。この薄膜をＬ
ｉＢＦ＋のＰＣ溶液（ａ度１．０Ｍ）５ｄに３０°Ｃニ
テ４時間浸漬し、さらにこの操作をもう１回くり返して
薄膜（４９）を得た。同様に放射線重合にて高分子マト
リックス化し、薄膜を形成させた後、金属イオンの塩を
含む極性中性溶媒を含浸させる方法で薄膜（５０）〜（
５４）を得た。

なお、薄膜（５２）、（５３）においては重合後アセト
ンを用いて溶媒浸漬による洗浄（室温、２時間）を１回
行ない、また（５４）においては重合後アセトントリル
を用いてソックスレー洗浄（３０分）を行ない精製した
後に金属イオンの塩を含む極性中性溶媒を含浸させた。

比較例３ 特開昭５７−１０１３５２号に記載された、ポリメタク
リル酸メチルを多孔質膜に含浸させて加熱によりゲル化
させ、これに極性中性溶媒を含浸させた薄膜（ｇ）（ｈ
）（ｉｔを作成した。

比較例４ 特開昭６３−１０２１０４号に記載されて−いるポリ塩
化ビニルの多孔質膜を形成後にＬｉＣｆ０゜を溶解した
低分子量ＰＥＯを含浸させた薄膜（ｊ）（ｋ）を作成し
た。

このようにして得た薄膜について実施例１と同様にして
イオン伝導度、製膜性及び液のしみ出しを評価した。

結果を表２に示す。

表１つづき（脚注） ＊ｌｌ　室温で放射線重合したもの 表２かられかるように、本発明の実施例３．４の（２８
）〜（５４）は比較例３の（ｇ）〜（ｉ）及び比較例４
の（ｊ）（ｋ）に比べてイオン伝導度及び液のくり出し
において優れていることが明らかである。

実施例５ 実施例１〜４で作製した高分子固体電解質を用いて、図
１に示す電池を作成した。正極活物質として、電気化学
５４巻、６９Ｉ頁（１９８６年）に記載されたＶ、Ｏ、
からなる正極ペレット（１５ｍｍφ、２０ｍＡＨの容量
）を用い、負極活物質として金属リチウム（１５ｍｍφ
、４０ｍＡＨの容量）を用い、正極ペレットと負極ベレ
ットの間に実施例１で作製した高分子固体電解質（１）
（１７ｍｍφ）を用いた。このリチウム電池を１．１ｍ
Ａ／ｃｒｌの電流密度で３，１ｖ〜１．７Ｖの範囲で充
放電テストを行なった。その結果充放電容量の変化は図
２の曲線（ａｌであった。

同様にして、表２に示したリチウム電池（ｂｌ〜（田を
作成し、充放電テストを行なった。表２に示したＮｃＬ
（ａｌ　〜（ｄ）はそれぞれ図２の曲線（ａ）〜（ｄ）
ニ対応し、また表２に示したＮ１１Ｌ（ｅｌ〜（幻は図
３の曲線（ｅ）〜（ｇ）に対応している。

比較例５ 比較例１で作成した高分子固体電解質を用いて、実施例
５と同様にして表２に示したリチウム電池（ア）及び（
イ）を作成し、表２に示した条件で充放電テストを行な
った。テスト結果はそれぞれ図２及び図３の曲線（ア）
及び（イ）であった。

図２及び図３かられかるように本発明の高分子固体電解
質を用いた電池は比較例１の高分子固体電解質を用いた
電池に比べて放電容量の変化において優れていることが
明らかである。

実施例６ 実施例１〜４で作製した高分子固体電解質を用いて、図
４に示す単３型電池を作成した。正極活−物質として電
気化学、５４巻、６９１頁（１９８６年）に記載された
ｖ、Ｏｏからなる正極材（０゜７５ＡＨ）を用い、負極
活物質として金属リチウム（１，５ＡＨ）を用い、正極
ペレットと負極ペレットの間に実施例１で作成した高分
子固体電解質（９）を用いた。この単３型リチウム電池
を１．　１ｍＡ／ａ＃）電流密度テ３．　　ＩＶ−１，
７Ｖノ範囲で充放電テストを行なった。その結果充放電
容量の変化は図５の曲線（ｈ）であった。

同様にして表３に示したリチウム電池（ｉ）〜（１）を
作成し、充放電テストを行なった。表３に示したＮａ（
ｈ）〜（ｊ）はそれぞれ図６の曲線（ｈ）〜（ｊ）に対
応、また表３に示したＮａ（ｋ）〜（１）は図６の曲線
（ｋ）〜（１）に対応している。

比較例６ 比較例３及び４で作威した高分子固体電解質を用いて、
実施例６と同様にして表３に示したりチウム電池（つ）
及び（１）を作威し、表３に示した条件で充放電テスト
を行なった。テスト結果はそれぞれ図５及び図６の曲線
（つ）及び（１）であった。

図５及び図６かられかるように本発明の高分子固体電解
質を用いた電池は比較例３の高分子固体電解質電池を用
いた電池に比べて放電容量の変化において優れているこ
とが明らかである。

〔発明の効果〕

本発明によるとイオン伝導性に優れ、製膜性も良好でか
つ液のしみ出しのない高分子固体電解質を得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

図１は実施例５で作成した電池の概略示す。 図２、図３は実施例５、比較例５の充放電テストによる
放電容量の変化の結果を表わす。 （ａ）〜（鎖が実施例５ （ア）（イ）が比較例５ 図４は実施例６で作成した電池構成を示す。 図５、図６は実施例６、比較例６の充放電テストによる
放電容量の結果を表わす。 （ｈ）〜（ｎｌが実施例６ （つ）（１）が比較例６

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）１　下記一般式〔 I 〕で表わされる多官能性モ
   ノマー又は、 ２　下記一般式〔 I 〕で表わされる多官能性モノマー
   及び下記一般式〔II〕で表わされる多官能性モノマー、
   又は、 ３　下記一般式〔 I 〕〜〔II〕で表わされる少なくと
   もひとつの多官能性モノマー及び下記一般式〔III〕〜
   〔Ｖ〕で表わされる少なくともひとつの単官能性モノマ
   ーを多孔質膜に含浸せしめ、極性中性溶媒及び周期律表
   I ａ又はIIａ族に属する金属イオンの塩の存在下にビ
   ニル重合して高分子マトリックスに形成せしめたことを
   特徴とする高分子固体電解質。 一般式〔 I 〕 ▲数式、化学式、表等があります▼ 一般式〔II〕 ▲数式、化学式、表等があります▼ （式中、Ｘ＿１及びＹ＿１は、−Ｏ−又は−Ｎ−を表し
   、Ｒ＿７は水素原子又はアルキル基を表す。 Ｘ＿２及びＹ＿２はそれぞれＸ＿１及びＹ＿１と同義で
   ある。Ｒ＿１は水素原子、アルキル基、塩素原子又はシ
   アノ基を表し、Ｒ＿２は低級アルキレン基を表す。 Ｌ＿１はｚ＿１価の連結基を表し、ｚ＿１は２以上の整
   数である。ｑは１〜３０の整数を表す。 Ｘ＿５はＸ＿１と同義であり、Ｌ＿４はＬ＿１と同義で
   あり、ｚ＿２はｚ＿１と同義である。Ｒ＿６はＲ＿１と
   同義である。ｌ＿１、ｌ＿２はそれぞれ独自に０又は１
   である。） 一般式〔III〕 ▲数式、化学式、表等があります▼ 一般式〔IV〕 ▲数式、化学式、表等があります▼ 一般式〔Ｖ〕 （式中、Ｒ＿３はＲ＿１と同義である。Ｒ＿４はＲ＿２
   と同義である。Ｒ＿３は水素原子、アルキル基、アルケ
   ニル基、アリール基、アラルキル基、−ＣＯＲ＿６又は
   −ＳＯ＿２Ｒ＿６を表し、Ｒ＿６はアルキル基、アルケ
   ニル基、アリール基又はアラルキル基を表す。 ｐはｑと同義である。 Ｒ＿１＿１はＲ＿１と同義であり、Ｒ＿１＿２は水素原
   子、低級アルキル基又は低級アルコキシ基を表わす。 Ａ＿１、Ｂ＿１及びＤ＿１はそれぞれ独自に酸素原子又
   は硫黄原子である。Ｌ＿２は２価の連結基を表わし、Ｘ
   ＿３とＸ＿１と同義である。ｒ＝０又は１である。 Ｒ＿２＿１はＲ＿１と同義であり、Ｒ＿２＿２、Ｒ＿２
   ＿３はそれぞれ水素原子、低級アルキル基又は低級アル
   コキシ基を表わす。Ｅ＿１、Ｆ＿１はそれぞれ独自に酸
   素原子又は硫黄原子である。Ｌ＿３はＬ＿２と同義であ
   り、Ｘ＿４はＸ＿１と同義である。ｓは０又は１である
   。）
2. （２）１　一般式〔 I 〕で表わされる多官能性モノマ
   ー、又は、 ２　一般式〔 I 〕で表わされる多官能性モノマー及び
   一般式〔II〕で表わされる多官能性モノマー、又は、 ３　一般式〔 I 〕〜〔II〕で表わされる少なくともひ
   とつの多官能性ノモマー及び一般式〔III〕〜〔Ｖ〕で
   表わされる少なくともひとつの単官能性モノマーを多孔
   質膜に含浸せしめてビニル重合して高分子マトリックス
   化した後、極性中性溶媒及び周期律表 I ａ又はIIａ族
   に属する金属イオンの塩を含有せしめることを特徴とす
   る特許請求の範囲第（１）項記載の高分子固体電解質。
3. （３）該多孔質膜がポリオレフィンからなることを特徴
   とする特許請求の範囲第（１）項記載の高分子固体電解
   質。
4. （４）該極性中性溶媒が下記Ｂ群に属する少なくとも一
   種であることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項又
   は第（２）項記載の高分子固体電解質の製造方法。 〔Ｂ群〕 ・カーボネート類 ・ラクトン類 ・環状エーテル類 ・環状ジエーテル類 ・エーテル類 ・グリコール類 ・ニトリル類 ・エステル類 ・アミド類 ・ニトロメタン ・塩化チオニル ・スルホラン