JPH03207711A - Solid polyelectrolyte - Google Patents

Solid polyelectrolyte

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JPH03207711A
JPH03207711A JP2001965A JP196590A JPH03207711A JP H03207711 A JPH03207711 A JP H03207711A JP 2001965 A JP2001965 A JP 2001965A JP 196590 A JP196590 A JP 196590A JP H03207711 A JPH03207711 A JP H03207711A
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polypropylene glycol
molecular weight
ester
ionic salt
solid electrolyte
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Shuichi Ido
秀一 井土
Tomohiko Noda
智彦 野田
Hiroshi Imachi
宏 井町
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Yuasa Corp
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Yuasa Battery Corp
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    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Abstract

PURPOSE:To provide the title polyelectrolyte high in ionic conductance, thus useful for cells, etc., consisting of an ionic salt-contg. crosslinked polymer of polypropylene glycol di(meth)acrylic ester with the polypropylene glycol having a specified molecular weight. CONSTITUTION:The objective polyelectrolyte consisting of an ionic salt (e.g. NaI)-contg. crosslinked network polymer synthesized by irradiating a diacrylic ester and/or dimethacrylic ester of polypropylene glycol with e.g. active rays with the polypropylene glycol having a molecular weight of 2000-30000.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は一次電池、二次電池、エレクトロクロミックデ
イスプレィ、電気化学センサー、イオントフォレークス
、コンデンサーその他の電気化学的デバイスに用いるポ
リマー固体電解質に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention relates to polymer solid electrolytes used in primary batteries, secondary batteries, electrochromic displays, electrochemical sensors, iontophores, capacitors, and other electrochemical devices. It is.

従来技術とその問題点 従来のポリマー固体電解質は分子量が2.000より低
いボリエーテ〜の架橋ネットワークが主であった口特に
ジアクリル酸エステル又はジメタクリル酸エステルに変
性したポリエーテルを架橋したものは柔軟性が低いとい
う欠点があった。このため電池等に使用した場合、外部
からの力によって破壊しゃすくショート等の原因となっ
ていた。
Conventional technology and its problems Conventional polymer solid electrolytes mainly consist of a crosslinked network of polyether with a molecular weight lower than 2.000.In particular, those made by crosslinking polyether modified to diacrylate or dimethacrylate are flexible. It had the disadvantage of being of low quality. For this reason, when used in batteries, etc., external forces cause breakage and short circuits.

発明の目的 本発明は上記従来の問題点に鑑みなされたものであり、
機械的強度に優れた、イオン伝導度の高い、ポリマー固
体電解質を提供することを目的とするものである。
Purpose of the Invention The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems.
The purpose of this invention is to provide a polymer solid electrolyte with excellent mechanical strength and high ionic conductivity.

発明の構成 本発明は上記目的を達成するべく) ポリプロピレングリコールのシアクリy酸工ステ〜又は
/及びゾメタクリA’酸エステルの架橋ネットワーク高
分子がイオン性塩を含み、該ポリプロピレングリコール
の分子量が2,000 乃至sa、aaaであることを
特徴とするポリマー固体電解質である。
Structure of the Invention The present invention aims to achieve the above objects.) A crosslinked network polymer of polypropylene glycol cyacrylic acid ester and/or methacrylic A' acid ester contains an ionic salt, and the polypropylene glycol has a molecular weight of 2, 000 to sa, aaa.

又、イオン性塩を相溶することができる化合物を該イオ
ン性塩と共に含有する前記のポリマー固体電解質である
G 又、架橋ネットワークの形成は熱的、活性光線又は電離
性放射線の照射による前記のポリマー固体電解質である
Further, the above-mentioned polymer solid electrolyte G contains a compound capable of dissolving an ionic salt together with the ionic salt. It is a polymer solid electrolyte.

実施例 以下、本発明の詳細について実施例により説明する。Example Hereinafter, the details of the present invention will be explained with reference to Examples.

実施例1 ポリプロピレングリコールのジメタクリル酸エステ/1
/(分子量4.000 ) 100重量部1c Li0
F5JO511,5重量%のプロピレンカーボネート溶
液を100重量部加えて、均一に混合した。この混合液
をガラス板にキャストし、10Mradの電子線を照射
した。この膜の厚みは1100pであり1複素インピー
ダンス法でイオン伝導度を測定した結果、25℃で5x
1o−’ Se?11−’ Tニアツタ。
Example 1 Dimethacrylic acid ester of polypropylene glycol/1
/(molecular weight 4.000) 100 parts by weight 1c Li0
100 parts by weight of a propylene carbonate solution containing 11.5% by weight of F5JO5 was added and mixed uniformly. This mixed solution was cast on a glass plate and irradiated with an electron beam of 10 Mrad. The thickness of this film is 1100p, and the ionic conductivity was measured using the 1-complex impedance method.
1o-' Se? 11-' Tnia ivy.

又・柔軟性テストとして90°折り曲げテストをおこな
った結果、この膜は割れを生じなかった。
Also, as a result of a 90° bending test as a flexibility test, this film did not crack.

別にポリプロピレングリコールのジメタクリル酸エステ
ルの分子量が400.1,000.2.000と10.
000のものを用いて、同様の組成比で厚み100μm
のフィルムを得た。これらのイオン伝導度及び柔軟性テ
ストの結果を表1に示した。
Separately, the molecular weight of dimethacrylate ester of polypropylene glycol is 400.1,000.2.000 and 10.
000, the thickness was 100 μm with the same composition ratio.
obtained the film. The results of these ionic conductivity and flexibility tests are shown in Table 1.

表     1 実施例2 ポリプロピレングリコールのジメタクリ/l’[エステ
/%/(分子量4.000 ) 100重1部にLi0
F3S03N、5i量幅のジメトキンエタン溶液を10
0重量部加えて、均一に混合した。この混合液をガラス
板にキャストし、ジメトキVエタンを蒸発させた。次1
c 10 Mradの電子線を照射した。
Table 1 Example 2 Polypropylene glycol dimethacrylic/l' [esthetics/%/(molecular weight 4.000) 100 parts by weight and Li0
F3S03N, dimethquine ethane solution with 5i amount range 10
0 parts by weight was added and mixed uniformly. This mixed solution was cast on a glass plate, and dimethoxyV-ethane was evaporated. Next 1
It was irradiated with an electron beam of c 10 Mrad.

得られた膜の厚みは100声解であり、複葉インピーダ
ンス法でイオン伝導度を測定した結果、25℃で5X1
0−’S備−1であった。
The thickness of the obtained membrane was 100 mm, and the ionic conductivity was measured using the biplane impedance method, and the thickness was 5×1 at 25°C.
It was 0-'S-1.

又、柔軟性テストとして、90°折り曲げテストをおこ
なった結果、割れを生じなかった。ポリプロピレングリ
コールのジメタクリル酸エステルの分子量が400 、
1.ooo 、 2.000と1o、oo。
Further, as a flexibility test, a 90° bending test was performed, and no cracks were found. The molecular weight of polypropylene glycol dimethacrylate ester is 400,
1. ooo, 2.000 and 1o, oo.

のものを用いて、同様の組成比で厚み100μ解のフィ
ルムを得た。これらのイオン伝導度及び柔軟性テストの
結果を表2に示した。
A film with a thickness of about 100 μm was obtained using the same composition ratio. The results of these ionic conductivity and flexibility tests are shown in Table 2.

以下余白 !12 実施例3 実施例21cおいて、電子線照射に代えて5重量部のア
ゾイソブチロニトリ〜を加えて、80℃で1時間反応す
る。これ以外はすべて、実施例2と同様とした。
Margin below! 12 Example 3 In Example 21c, 5 parts by weight of azoisobutyronitrile ~ is added instead of electron beam irradiation, and the reaction is carried out at 80°C for 1 hour. Everything else was the same as in Example 2.

分子量4.000で厚さ100声解の農は、イオン伝導
度が25℃で2 X 1O−68on−fであり、90
゜折り曲げテストにおいて割れは生じなかった。
A material with a molecular weight of 4.000 and a thickness of 100 mm has an ionic conductivity of 2 x 1O-68 on-f at 25°C, and is 90
゜No cracks occurred in the bending test.

実施例4 実施例21Cおいて、電子線照射に代えて2重量部のベ
ンゾフェノンと2重量部のトリエチμアミンを加えて、
1Kwの水銀フンデで15cm1の距離から50秒間、
紫外線を照射した。これ以外はすべて実施例2と同様と
した。
Example 4 In Example 21C, 2 parts by weight of benzophenone and 2 parts by weight of triethyl μamine were added instead of electron beam irradiation,
For 50 seconds from a distance of 15 cm with a 1Kw mercury funde,
Irradiated with ultraviolet light. Everything else was the same as in Example 2.

分子量4.000で厚さ100μmの膜は、イオン伝導
度が25℃でzxlo−6sc南−1であり、90゜折
り曲げテストにおいて割れは生じなかった。
A membrane with a molecular weight of 4.000 and a thickness of 100 μm had an ionic conductivity of zxlo-6scminami-1 at 25° C. and did not crack in the 90° bending test.

実施例5 実施例1において、ポリプロピレングリコールのジメタ
クリy酸エステルに代えて、ジアクリル酸エステル(分
子量4,000)を用いた。
Example 5 In Example 1, diacrylic acid ester (molecular weight 4,000) was used instead of dimethacrylic acid ester of polypropylene glycol.

これ以外はすべて、実施例1と同様とした◇得られた厚
み100声肩の膜は、イオン伝導度が5X 10−’ 
5an−1であり(25℃)、90’折’l Eltl
げテストにおいても割れを生じなかった。
Everything else was the same as in Example 1 ◇The obtained membrane with a thickness of 100 mm had an ionic conductivity of 5X 10-'
5an-1 (25°C), 90'l Eltl
No cracking occurred in the peeling test.

又、イオン性塩を相溶することができる化合物(溶剤)
をポリマー固体電解質は含有する。
Also, a compound (solvent) that can dissolve ionic salts.
The polymer solid electrolyte contains.

必要に応じて、溶剤を固体電解質に含ませることによっ
て、イオン伝導性を高めることが可能である。この場合
、ポリエーテ〜の分子量が高くなると、多くの溶剤を含
ませることができ、イオン伝導性についても有利になり
、さらに溶剤によって膨潤した架橋ネットワーク高分子
の強度を改善できる。
Ionic conductivity can be increased by including a solvent in the solid electrolyte, if necessary. In this case, when the molecular weight of the polyether is high, it can contain a large amount of solvent, which is advantageous in terms of ionic conductivity, and further improves the strength of the crosslinked network polymer swollen by the solvent.

尚、イオン性塩としては、Licgo4. LiBF4
゜LiASF6. LiCF3SO3,LiPF6. 
LiI  LiBrLi5GN  NaI、 Li2B
l(10110,LiCF3CO2,NaBr。
In addition, as an ionic salt, Licgo4. LiBF4
゜LiASF6. LiCF3SO3, LiPF6.
LiI LiBrLi5GN NaI, Li2B
l(10110, LiCF3CO2, NaBr.

Na5ON、KSON、Mg01z、Mg(C104)
2゜((H5)4NBF4. (C115)4NBr、
 (02H5)4NOIO4゜(02H5)4NI、 
(C3H7)4NBr  (n−04Hp)4N工(n
−05H11)4)fIが好ましいが限定しない。
Na5ON, KSON, Mg01z, Mg(C104)
2゜((H5)4NBF4.(C115)4NBr,
(02H5)4NOIO4゜(02H5)4NI,
(C3H7)4NBr (n-04Hp)4N Engineering (n
-05H11) 4) fI is preferred but not limited.

イオン性塩を溶解することができる化合物とはテトフヒ
ドロフラン、2−メチ〜テトフヒドロ7フン、1.5−
ジオキソラン、4,4−ジメチ/%/−L3−!/オキ
ソラン、r−プチロヲクトン、エチレンカーボネート、
プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート1.X
μホツンS 5−メチ〜ス〃ホフン、t6rt、−ブチ
〜エーテ〃、igo−ブチ1vx−テ#%1,2−$’
メトキyエタン、1,2−エトキシメトキシエタン、メ
チμジグライム、メチNトリグツイム、メチルテトラグ
ライム、エチルグツイム、エチμノグツイム等があるが
限定はしない。
Compounds that can dissolve ionic salts include tetofhydrofuran, 2-methy~tetofhydrofuran, 1.5-
Dioxolane, 4,4-dimethy/%/-L3-! /Oxolane, r-butyrolocton, ethylene carbonate,
Propylene carbonate, butylene carbonate 1. X
μ Hotsun S 5-Methi~S〃Hofun, t6rt, -buti~ete〃,igo-buti1vx-te#%1,2-$'
Examples include, but are not limited to, methoxyethane, 1,2-ethoxymethoxyethane, methyμdiglyme, methyN triglyme, methyltetraglyme, ethylglyme, ethyμnoglyme, and the like.

ポリプロピレングリコ−μの分子量を上げることによっ
て、柔軟性と強度をさらに上げることができる。しかし
分子量を上げすぎると叉応速度が低下し、生産性が悪く
なることと、結晶化し易くなるために、伝導度の低下を
招き問題である。従って分子量は2.[)00乃至!l
o、clooが好ましい。
By increasing the molecular weight of polypropylene glyco-μ, flexibility and strength can be further increased. However, if the molecular weight is increased too much, the reaction rate decreases, productivity deteriorates, and crystallization tends to occur, resulting in a decrease in conductivity, which is a problem. Therefore, the molecular weight is 2. [)00~! l
o, cloo are preferred.

発明の効果 上述した如く、本発明は機械的強度に優れた)イオン伝
導度の高いポリマー固体電解質を提供することができる
ので、その工業的価値は極めて大である。
Effects of the Invention As described above, the present invention can provide a polymer solid electrolyte with excellent mechanical strength and high ionic conductivity, and therefore has extremely great industrial value.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 (1)ポリプロピレングリコールのジアクリル酸エステ
ル又は/及びジメタクリル酸エステルの架橋ネットワー
ク高分子がイオン性塩を含み、該ポリプロピレングリコ
ールの分子量が2,000乃至30,000であること
を特徴とするポリマー固体電解質。 (2)イオン性塩を相溶することができる化合物を該イ
オン性塩と共に含有する請求項1記載のポリマー固体電
解質。 (5)架橋ネットワークの形成は熱的、活性光線又は電
離性放射線の照射による請求項1記載のポリマー固体電
解質。
Scope of Claims: (1) The crosslinked network polymer of diacrylic ester and/or dimethacrylic ester of polypropylene glycol contains an ionic salt, and the molecular weight of the polypropylene glycol is from 2,000 to 30,000. A polymer solid electrolyte featuring: (2) The polymer solid electrolyte according to claim 1, which contains, together with the ionic salt, a compound that is compatible with the ionic salt. (5) The polymer solid electrolyte according to claim 1, wherein the crosslinked network is formed thermally, by irradiation with actinic rays or ionizing radiation.
JP2001965A 1990-01-09 1990-01-09 Polymer solid electrolyte Expired - Lifetime JPH07101564B2 (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5516339A (en) * 1993-02-05 1996-05-14 Eveready Battery Company, Inc. Process for making electrochemical cells using a polymer electrolyte

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5516339A (en) * 1993-02-05 1996-05-14 Eveready Battery Company, Inc. Process for making electrochemical cells using a polymer electrolyte
US5660950A (en) * 1993-02-05 1997-08-26 Eveready Battery Company Electrochemical cells using a polymer electrolyte

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