JPH05178949A - イオン伝導性高分子化合物 - Google Patents
イオン伝導性高分子化合物Info
- Publication number
- JPH05178949A JPH05178949A JP3360100A JP36010091A JPH05178949A JP H05178949 A JPH05178949 A JP H05178949A JP 3360100 A JP3360100 A JP 3360100A JP 36010091 A JP36010091 A JP 36010091A JP H05178949 A JPH05178949 A JP H05178949A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- polymer compound
- compound
- ion
- conductive polymer
- molecular weight
- 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.)
- Granted
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Primary Cells (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
- Macromonomer-Based Addition Polymer (AREA)
- Conductive Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 高い信頼性を持つ電気化学デバイスを提供す
る。 【構成】 少なくとも１種のイオン性化合物が溶解して
いる高分子化合物により構成されたイオン伝導性高分子
化合物であって、該イオン伝導性高分子化合物が、少な
くとも化１： 【化１】 （Ｒ1 〜Ｒ3 はＨ，Ｃ１以上の低級アルキル基、ｍ、ｎ
はｍ≧３、ｎ≧０、ｎ／ｍ＝０〜５。）で表される有機
化合物または化２： 【化２】 （Ｒ4 〜Ｒ6 はＨ，Ｃ１以上の低級アルキル基、ｋ、ｌ
はｋ≧３、ｌ≧０、ｋ／ｌ＝０〜５。）で表される有機
化合物を重合反応により、架橋ネットワーク構造を形成
する高分子化合物であり、化１の有機化合物の平均分子
量を少なくとも８０００とする。
る。 【構成】 少なくとも１種のイオン性化合物が溶解して
いる高分子化合物により構成されたイオン伝導性高分子
化合物であって、該イオン伝導性高分子化合物が、少な
くとも化１： 【化１】 （Ｒ1 〜Ｒ3 はＨ，Ｃ１以上の低級アルキル基、ｍ、ｎ
はｍ≧３、ｎ≧０、ｎ／ｍ＝０〜５。）で表される有機
化合物または化２： 【化２】 （Ｒ4 〜Ｒ6 はＨ，Ｃ１以上の低級アルキル基、ｋ、ｌ
はｋ≧３、ｌ≧０、ｋ／ｌ＝０〜５。）で表される有機
化合物を重合反応により、架橋ネットワーク構造を形成
する高分子化合物であり、化１の有機化合物の平均分子
量を少なくとも８０００とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、イオン伝導性高分子化
合物に係り、電池、電気二重層キャパシタおよびその他
の電気化学デバイス用材料として有用なイオン伝導性高
分子化合物の改良に関するものである。
合物に係り、電池、電気二重層キャパシタおよびその他
の電気化学デバイス用材料として有用なイオン伝導性高
分子化合物の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】最近のマイクロエレクトロニクス化は、
各種電子機器のメモリーバックアップ用電源に代表され
るように、電池の電子機器内収納、エレクトロニクス素
子および回路との一体化に伴って、電池の小型化、軽量
化、薄型化とさらに高エネルギー密度を有する電池とが
要望されている。一次電池の分野では、既にリチウム電
池などの小型、軽量の電池が実用化されているが、その
用途分野は限れている。
各種電子機器のメモリーバックアップ用電源に代表され
るように、電池の電子機器内収納、エレクトロニクス素
子および回路との一体化に伴って、電池の小型化、軽量
化、薄型化とさらに高エネルギー密度を有する電池とが
要望されている。一次電池の分野では、既にリチウム電
池などの小型、軽量の電池が実用化されているが、その
用途分野は限れている。
【０００３】しかしながら、従来、電気化学反応を利用
した電池や電気二重層キャパシタ、エレクトロクロミッ
ク素子などの電気化学デバイスの電解質としては、一般
的に液体電解質、特に有機電解液にイオン性化合物を溶
解したものが用いられてきたが、液体電解質は、部品外
部への液漏れ、電極物質の溶出、揮発などが発生しやす
いため、長期信頼性などの問題や、封口工程での電解液
の飛散などが問題となっていた。そのため、これら耐漏
液性、長期保存性を向上させるために、高いイオン伝導
性を有するイオン伝導性高分子化合物が報告され、上記
の問題を解決する手段の１つとして、さらに研究が進め
られている。
した電池や電気二重層キャパシタ、エレクトロクロミッ
ク素子などの電気化学デバイスの電解質としては、一般
的に液体電解質、特に有機電解液にイオン性化合物を溶
解したものが用いられてきたが、液体電解質は、部品外
部への液漏れ、電極物質の溶出、揮発などが発生しやす
いため、長期信頼性などの問題や、封口工程での電解液
の飛散などが問題となっていた。そのため、これら耐漏
液性、長期保存性を向上させるために、高いイオン伝導
性を有するイオン伝導性高分子化合物が報告され、上記
の問題を解決する手段の１つとして、さらに研究が進め
られている。
【０００４】現在研究が進められているイオン伝導性高
分子化合物は、エチレンオキシドを基本単位とするホモ
ポリマーまたはコポリマーの直鎖状高分子、網状架橋高
分子または櫛型高分子などであるが、低温でのイオン伝
導度を上げることを目的として、網状架橋高分子または
櫛型高分子にして結晶化を防ぐことが提案され、実施さ
れている。特に上記網状架橋高分子を用いたイオン伝導
性高分子化合物は、機械的強度が大でありかつ低温での
イオン伝導度が良好であるため有用である。
分子化合物は、エチレンオキシドを基本単位とするホモ
ポリマーまたはコポリマーの直鎖状高分子、網状架橋高
分子または櫛型高分子などであるが、低温でのイオン伝
導度を上げることを目的として、網状架橋高分子または
櫛型高分子にして結晶化を防ぐことが提案され、実施さ
れている。特に上記網状架橋高分子を用いたイオン伝導
性高分子化合物は、機械的強度が大でありかつ低温での
イオン伝導度が良好であるため有用である。
【０００５】上記イオン伝導性高分子化合物を電気化学
デバイスの電解質に応用する際、とりわけより小型軽量
で高エネルギー密度を有するフィルム状電池（単位セル
当たりの厚さが１００〜５００μｍ）に応用する際に、
内部抵抗を低くするために電解質の薄膜化が必要となっ
てくる。イオン伝導性高分子化合物の場合、均一な薄膜
を任意の形状に容易に加工することが可能であるが、そ
の方法が問題となってくる。例えば、イオン伝導性高分
子化合物の溶液をキャストして溶媒を蒸発、除去する方
法、あるいは、重合性モノマーあるいはマクロマーを基
板上に塗布して、加熱重合する方法、あるいは活性光線
の照射により硬化させる方法がある。特に活性光線の照
射により硬化させる方法は低温で短時間で処理すること
が可能であるため、作業性が向上するなどの長所があ
る。
デバイスの電解質に応用する際、とりわけより小型軽量
で高エネルギー密度を有するフィルム状電池（単位セル
当たりの厚さが１００〜５００μｍ）に応用する際に、
内部抵抗を低くするために電解質の薄膜化が必要となっ
てくる。イオン伝導性高分子化合物の場合、均一な薄膜
を任意の形状に容易に加工することが可能であるが、そ
の方法が問題となってくる。例えば、イオン伝導性高分
子化合物の溶液をキャストして溶媒を蒸発、除去する方
法、あるいは、重合性モノマーあるいはマクロマーを基
板上に塗布して、加熱重合する方法、あるいは活性光線
の照射により硬化させる方法がある。特に活性光線の照
射により硬化させる方法は低温で短時間で処理すること
が可能であるため、作業性が向上するなどの長所があ
る。
【０００６】しかしながら、上記の方法を用いると均一
な薄膜化は可能であるものの、実際にイオン伝導性高分
子化合物薄膜を電極間に積層して、電池やエレクトロク
ロミック素子などを組み立てたときに、電解質層が圧縮
変形により破損し、微短絡を生じる場合があった。さら
に、イオン伝導性高分子化合物の大面積化を図ると、い
っそう微短絡が生じやすくなる。また、負極活物質にリ
チウム金属を用いた場合、電池の放電時に上記リチウム
金属がリチウムイオンとして溶出し、負極の体積が減少
するとともに正極活物質中にリチウムイオンが取り込ま
れて正極の体積が増加する。これらの変化に対応できう
る特性がイオン伝導性高分子化合物に要求されることに
なる。したがって、電解質層を均一に薄膜化させるに
は、その機械的特性の向上がイオン伝導度（特に室温以
下でのイオン伝導度）とともに重要となっている。
な薄膜化は可能であるものの、実際にイオン伝導性高分
子化合物薄膜を電極間に積層して、電池やエレクトロク
ロミック素子などを組み立てたときに、電解質層が圧縮
変形により破損し、微短絡を生じる場合があった。さら
に、イオン伝導性高分子化合物の大面積化を図ると、い
っそう微短絡が生じやすくなる。また、負極活物質にリ
チウム金属を用いた場合、電池の放電時に上記リチウム
金属がリチウムイオンとして溶出し、負極の体積が減少
するとともに正極活物質中にリチウムイオンが取り込ま
れて正極の体積が増加する。これらの変化に対応できう
る特性がイオン伝導性高分子化合物に要求されることに
なる。したがって、電解質層を均一に薄膜化させるに
は、その機械的特性の向上がイオン伝導度（特に室温以
下でのイオン伝導度）とともに重要となっている。
【０００７】そこで、上記イオン伝導性高分子化合物薄
膜の破損および微短絡を防止する方法として、イオン伝
導性高分子化合物中に無機酸化物を含有させる方法が種
々報告されている。しかしながら無機酸化物表面には、
−ＯＨ基などの官能基が存在するため、これらが電池や
エレクトロクロミック素子などを組み立てた際に副反応
を起こす危険性が極めて高い。この副反応は特に電池の
場合、長期にわたって保存した際に、放電容量低下、サ
イクル特性の低下といった形で顕著に現われる。
膜の破損および微短絡を防止する方法として、イオン伝
導性高分子化合物中に無機酸化物を含有させる方法が種
々報告されている。しかしながら無機酸化物表面には、
−ＯＨ基などの官能基が存在するため、これらが電池や
エレクトロクロミック素子などを組み立てた際に副反応
を起こす危険性が極めて高い。この副反応は特に電池の
場合、長期にわたって保存した際に、放電容量低下、サ
イクル特性の低下といった形で顕著に現われる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術の問題点に鑑みなされたものであり、イオン伝導性高
分子化合物を用いた電池、電気二重層キャパシタおよび
その他の電気化学デバイスにおいて、高い信頼性をもつ
電気化学デバイスを提供することを目的とするものであ
る。
術の問題点に鑑みなされたものであり、イオン伝導性高
分子化合物を用いた電池、電気二重層キャパシタおよび
その他の電気化学デバイスにおいて、高い信頼性をもつ
電気化学デバイスを提供することを目的とするものであ
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するため、少なくとも１種のイオン性化合物が溶解
している高分子物質により構成されたイオン伝導性高分
子化合物であって、該イオン伝導性高分子化合物が、少
なくとも前記の化１で表される有機化合物または前記の
化２で表される有機化合物を重合反応により、架橋ネッ
トワーク構造を形成する高分子化合物であり、化１の有
機化合物の平均分子量が少なくとも８，０００以上であ
ることを第１の発明とし、少なくとも前記の化１または
前記の化２で表される有機化合物を、紫外線、電離性放
射線などの活性光線の照射によって反応させることによ
り、架橋ネットワーク構造を有する高分子化合物となる
ことを第２の発明とする。
解決するため、少なくとも１種のイオン性化合物が溶解
している高分子物質により構成されたイオン伝導性高分
子化合物であって、該イオン伝導性高分子化合物が、少
なくとも前記の化１で表される有機化合物または前記の
化２で表される有機化合物を重合反応により、架橋ネッ
トワーク構造を形成する高分子化合物であり、化１の有
機化合物の平均分子量が少なくとも８，０００以上であ
ることを第１の発明とし、少なくとも前記の化１または
前記の化２で表される有機化合物を、紫外線、電離性放
射線などの活性光線の照射によって反応させることによ
り、架橋ネットワーク構造を有する高分子化合物となる
ことを第２の発明とする。
【００１０】また、上記イオン伝導性高分子化合物の架
橋ネットワーク構造中に、少なくとも高分子量エチレン
オキシド重合体または高分子量エチレンオキシド−プロ
ピレンオキシドランダム共重合体を含有してなることを
第３の発明とし、上記イオン伝導性高分子化合物がポリ
エーテルを架橋した高分子化合物にイオン性化合物を溶
解したものであることを第４の発明とする。
橋ネットワーク構造中に、少なくとも高分子量エチレン
オキシド重合体または高分子量エチレンオキシド−プロ
ピレンオキシドランダム共重合体を含有してなることを
第３の発明とし、上記イオン伝導性高分子化合物がポリ
エーテルを架橋した高分子化合物にイオン性化合物を溶
解したものであることを第４の発明とする。
【００１１】さらに、上記イオン伝導性高分子化合物が
ポリエーテルを架橋した高分子化合物にイオン性化合物
を溶解したものであることを特徴とし、上記イオン伝導
性高分子化合物が、イオン性化合物を溶解することがで
きる物質を含んでいることを特徴とするもので、上記イ
オン伝導性高分子化合物により作製した電解質薄膜を提
供することにより、上記の目的を達成したものである。
ポリエーテルを架橋した高分子化合物にイオン性化合物
を溶解したものであることを特徴とし、上記イオン伝導
性高分子化合物が、イオン性化合物を溶解することがで
きる物質を含んでいることを特徴とするもので、上記イ
オン伝導性高分子化合物により作製した電解質薄膜を提
供することにより、上記の目的を達成したものである。
【００１２】本発明のイオン伝導性高分子化合物薄膜
は、重合性モノマーあるいはマクロマーを基板上に塗布
して、活性光線の照射により硬化させる方法で均一な薄
膜が得られるだけでなく、薄膜化による電極の微短絡が
生じることなく、さらに、薄膜の大面積化を図った際に
も微短絡が生じることがないイオン伝導性高分子化合物
薄膜として、好適に用いることができる。なお、ポリエ
ーテルを架橋した高分子化合物に金属塩を溶解したイオ
ン伝導性高分子化合物は、エーテル結合によって生成し
た架橋ポリマーであるために、分子間水素結合のない、
ガラス転移温度の低い構造となり、溶解した金属塩イオ
ンの泳動がきわめて容易になる。また、ポリエチレング
リコールジメタクリレートまたはジアクリレートとポリ
エチレングリコールモノメタクリレートまたはモノアク
リレートの混合物を反応させた架橋ネットワーク構造の
高分子を用いてもよい。
は、重合性モノマーあるいはマクロマーを基板上に塗布
して、活性光線の照射により硬化させる方法で均一な薄
膜が得られるだけでなく、薄膜化による電極の微短絡が
生じることなく、さらに、薄膜の大面積化を図った際に
も微短絡が生じることがないイオン伝導性高分子化合物
薄膜として、好適に用いることができる。なお、ポリエ
ーテルを架橋した高分子化合物に金属塩を溶解したイオ
ン伝導性高分子化合物は、エーテル結合によって生成し
た架橋ポリマーであるために、分子間水素結合のない、
ガラス転移温度の低い構造となり、溶解した金属塩イオ
ンの泳動がきわめて容易になる。また、ポリエチレング
リコールジメタクリレートまたはジアクリレートとポリ
エチレングリコールモノメタクリレートまたはモノアク
リレートの混合物を反応させた架橋ネットワーク構造の
高分子を用いてもよい。
【００１３】次に、このようにして得られた高分子化合
物に含有するイオン性化合物としては、例えばＬｉＣｌ
Ｏ4 、ＬｉＳＣＮ、ＬｉＢＦ4 、ＬｉＡｓＦ6 、ＬｉＣ
Ｆ3 ＳＯ3 、ＬｉＣＦ3 ＣＯ2 、ＮａＩ、ＮａＳＣＮ、
ＮａＢｒ、ＫＳＣＮなどのＬｉ、ＮａまたはＫの１種を
含む無機イオン塩、（ＣＨ3 ）4 ＮＢＦ4 、（ＣＨ3 ）
4 ＮＢｒ、（Ｃ2 Ｈ5 ）4 ＮＣｌＯ4 、（Ｃ2 Ｈ5 ）4
ＮＩ、（Ｃ3 Ｈ7 ）4 ＮＢｒ、（ｎ−Ｃ4 Ｈ9 ）4 ＮＣ
ｌＯ4 、（ｎ−Ｃ4 Ｈ9 ）4 ＮＩ、（Ｃ2 Ｈ5 ）4 Ｎ−
ｍａｌｅａｔｅ、（Ｃ2 Ｈ5 ）4 Ｎ−ｂｅｎｚｏａｔ
ｅ、（Ｃ2 Ｈ5 ）4 Ｎ−ｐｈｔａｌａｔｅ等の四級アン
モニウム塩、ステアリルスルホン酸リチウム、オクチル
スルホン酸ナトリウム、ドデシルベンゼンスルホン酸リ
チウム等の有機イオン塩が挙げられる。これらのイオン
性化合物は、２種以上を併用してもよい。
物に含有するイオン性化合物としては、例えばＬｉＣｌ
Ｏ4 、ＬｉＳＣＮ、ＬｉＢＦ4 、ＬｉＡｓＦ6 、ＬｉＣ
Ｆ3 ＳＯ3 、ＬｉＣＦ3 ＣＯ2 、ＮａＩ、ＮａＳＣＮ、
ＮａＢｒ、ＫＳＣＮなどのＬｉ、ＮａまたはＫの１種を
含む無機イオン塩、（ＣＨ3 ）4 ＮＢＦ4 、（ＣＨ3 ）
4 ＮＢｒ、（Ｃ2 Ｈ5 ）4 ＮＣｌＯ4 、（Ｃ2 Ｈ5 ）4
ＮＩ、（Ｃ3 Ｈ7 ）4 ＮＢｒ、（ｎ−Ｃ4 Ｈ9 ）4 ＮＣ
ｌＯ4 、（ｎ−Ｃ4 Ｈ9 ）4 ＮＩ、（Ｃ2 Ｈ5 ）4 Ｎ−
ｍａｌｅａｔｅ、（Ｃ2 Ｈ5 ）4 Ｎ−ｂｅｎｚｏａｔ
ｅ、（Ｃ2 Ｈ5 ）4 Ｎ−ｐｈｔａｌａｔｅ等の四級アン
モニウム塩、ステアリルスルホン酸リチウム、オクチル
スルホン酸ナトリウム、ドデシルベンゼンスルホン酸リ
チウム等の有機イオン塩が挙げられる。これらのイオン
性化合物は、２種以上を併用してもよい。
【００１４】このようなイオン性化合物の配合割合は、
前述の高分子化合物のエーテル結合酸素数に対して、イ
オン性化合物が０．０００１〜５．０モルの割合であ
り、中でも０．００５〜２．０モルであるのが好まし
い。このイオン性化合物の使用量があまり多すぎると、
過剰のイオン性化合物、例えば無機イオン塩が解離せ
ず、単に混在するのみとなり、イオン伝導度を逆に低下
させる結果となる。また、上記イオン性化合物の配合割
合は、電極活物質によって適当な配合割合が異なる。例
えば、層状化合物のインターカレーションを利用した電
池においては、電解質の伝導度が最大となる付近が好ま
しいし、またドーピング現象を利用する導電性高分子を
電極活物質として使用する電池においては、充放電によ
り電解質中のイオン濃度が変化に対応しうる必要があ
る。このイオン性化合物の含有方法等については特に制
限はないが、例えば、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）や
テトラハイドロフラン（ＴＨＦ）等の有機溶剤に溶解し
て、有機化合物に均一に混合した後、有機溶媒を真空減
圧により除去する方法等が挙げられる。
前述の高分子化合物のエーテル結合酸素数に対して、イ
オン性化合物が０．０００１〜５．０モルの割合であ
り、中でも０．００５〜２．０モルであるのが好まし
い。このイオン性化合物の使用量があまり多すぎると、
過剰のイオン性化合物、例えば無機イオン塩が解離せ
ず、単に混在するのみとなり、イオン伝導度を逆に低下
させる結果となる。また、上記イオン性化合物の配合割
合は、電極活物質によって適当な配合割合が異なる。例
えば、層状化合物のインターカレーションを利用した電
池においては、電解質の伝導度が最大となる付近が好ま
しいし、またドーピング現象を利用する導電性高分子を
電極活物質として使用する電池においては、充放電によ
り電解質中のイオン濃度が変化に対応しうる必要があ
る。このイオン性化合物の含有方法等については特に制
限はないが、例えば、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）や
テトラハイドロフラン（ＴＨＦ）等の有機溶剤に溶解し
て、有機化合物に均一に混合した後、有機溶媒を真空減
圧により除去する方法等が挙げられる。
【００１５】次に、本発明では、イオン伝導性高分子化
合物に、該イオン伝導性高分子化合物中に含まれるイオ
ン性化合物を溶解できる物質を含ませてもよく、この種
の物質を含ませることによって、高分子化合物の基本骨
格を変えることなく、伝導度を著しく向上できる。イオ
ン性化合物を溶解できる物質としては、プロピレンカー
ボネート、エチレンカーボネートなどの環状炭素エステ
ル、γ−ブチロラクトンなどの環状エステル、テトラヒ
ドロフランまたはその誘導体、１，３−ジオキサン、
１，２−ジメトキシエタンなどのエーテル類、アセトニ
トリル、ベンゾニトリルなどのニトリル類、ジオキソラ
ンまたはその誘導体、スルホランまたはその誘導体など
の単独またはそれら２種以上の混合物などが挙げられ
る。しかしこれらに限定されるものではない。またその
配合割合及び配合方法は任意である。
合物に、該イオン伝導性高分子化合物中に含まれるイオ
ン性化合物を溶解できる物質を含ませてもよく、この種
の物質を含ませることによって、高分子化合物の基本骨
格を変えることなく、伝導度を著しく向上できる。イオ
ン性化合物を溶解できる物質としては、プロピレンカー
ボネート、エチレンカーボネートなどの環状炭素エステ
ル、γ−ブチロラクトンなどの環状エステル、テトラヒ
ドロフランまたはその誘導体、１，３−ジオキサン、
１，２−ジメトキシエタンなどのエーテル類、アセトニ
トリル、ベンゾニトリルなどのニトリル類、ジオキソラ
ンまたはその誘導体、スルホランまたはその誘導体など
の単独またはそれら２種以上の混合物などが挙げられ
る。しかしこれらに限定されるものではない。またその
配合割合及び配合方法は任意である。
【００１６】さらに、本発明において使用される高分子
量エチレンオキシド重合体および／または高分子量エチ
レンオキシド−プロピレンオキシドランダム共重合体
は、イオン伝導性高分子化合物の成膜性、機械的強度を
向上させるためには、できるだけ高分子量であることが
望ましく、平均分子量２０．０００以上、さらに好まし
くは１００，０００以上であることが望ましいが、これ
らに限定されるものではない。なお、平均分子量がそれ
以下だと、得られるイオン伝導性高分子化合物の機械的
強度向上の効果がほとんど現れない。
量エチレンオキシド重合体および／または高分子量エチ
レンオキシド−プロピレンオキシドランダム共重合体
は、イオン伝導性高分子化合物の成膜性、機械的強度を
向上させるためには、できるだけ高分子量であることが
望ましく、平均分子量２０．０００以上、さらに好まし
くは１００，０００以上であることが望ましいが、これ
らに限定されるものではない。なお、平均分子量がそれ
以下だと、得られるイオン伝導性高分子化合物の機械的
強度向上の効果がほとんど現れない。
【００１７】上記高分子量エチレンオキシド−プロピレ
ンオキシドランダム共重合体におけるエチレンオキシド
ユニット（ＥＯ）とプロピレンオキソドユニット（Ｐ
Ｏ）の組成比（モル比）は、０＜（ＰＯ）／（ＥＯ）≦
５の範囲であることが望ましいが、特に限定されるもの
ではない。また、本発明のイオン伝導性高分子化合物の
塗布方法については、例えばアプリケータロールなどの
ローラコーティング、スクリーンコーティング、ドクタ
ーブレード法、スピンコーティング、バーコーダーなど
の手段を用いて均一な厚みに塗布することが望ましい
が、これらに限定されるものではない。
ンオキシドランダム共重合体におけるエチレンオキシド
ユニット（ＥＯ）とプロピレンオキソドユニット（Ｐ
Ｏ）の組成比（モル比）は、０＜（ＰＯ）／（ＥＯ）≦
５の範囲であることが望ましいが、特に限定されるもの
ではない。また、本発明のイオン伝導性高分子化合物の
塗布方法については、例えばアプリケータロールなどの
ローラコーティング、スクリーンコーティング、ドクタ
ーブレード法、スピンコーティング、バーコーダーなど
の手段を用いて均一な厚みに塗布することが望ましい
が、これらに限定されるものではない。
【００１８】本発明のイオン伝導性高分子化合物を用い
て電池を構成する電池の電極としては、以下の電池電極
材料が挙げられる。正極活物質としては、ＣｕＯ、Ｃｕ
2 Ｏ、Ａｇ2 Ｏ、ＣｕＳ、ＣｕＳＯ4 などのＩ族金属化
合物、ＴｉＳ2 、ＳｉＯ2 、ＳｎＯなどのIV族金属化合
物、Ｖ2 Ｏ5 、Ｖ6 Ｏ12、ＶＯx 、Ｎｂ2 Ｏ5、Ｂｉ2
Ｏ3 、Ｓｂ2 Ｏ3 などのＶ族金属化合物、ＣｒＯ3 、Ｃ
ｒ2 Ｏ、，ＭｏＭ3 、ＭｏＳ2 、ＷＯ3 、ＳｅＯ2 など
のVI族金属化合物、ＭｎＯ2 、Ｍｎ2 Ｏ3 などのVII 族
金属化合物、Ｆｅ2 Ｏ3 、ＦｅＯ、Ｆｅ3 Ｏ4 、Ｎｉ2
Ｏ3 、ＮｉＯ、ＣｏＯ3 、ＣｏＯなどのVIII族金属化合
物、または一般式Ｌｉx ＭＸy 、Ｌｉx ＭＮy Ｘ
2 （Ｍ、ＮはＩ〜VIII族の金属、Ｘは酸素、硫黄などの
カルコゲン化合物を示す。）などで表わされる例えばリ
チウム−コバルト系複合酸化物あるいはリチウム−マン
ガン系複合酸化物などの金属化合物、ポリピロール、ポ
リアニリン、ポリパラフェニレン、ポリアセチレン、ポ
リアセン系材料などの導電性高分子化合物、擬グラファ
イト構造炭素質材料などであるが、これらに限定される
ものではない。
て電池を構成する電池の電極としては、以下の電池電極
材料が挙げられる。正極活物質としては、ＣｕＯ、Ｃｕ
2 Ｏ、Ａｇ2 Ｏ、ＣｕＳ、ＣｕＳＯ4 などのＩ族金属化
合物、ＴｉＳ2 、ＳｉＯ2 、ＳｎＯなどのIV族金属化合
物、Ｖ2 Ｏ5 、Ｖ6 Ｏ12、ＶＯx 、Ｎｂ2 Ｏ5、Ｂｉ2
Ｏ3 、Ｓｂ2 Ｏ3 などのＶ族金属化合物、ＣｒＯ3 、Ｃ
ｒ2 Ｏ、，ＭｏＭ3 、ＭｏＳ2 、ＷＯ3 、ＳｅＯ2 など
のVI族金属化合物、ＭｎＯ2 、Ｍｎ2 Ｏ3 などのVII 族
金属化合物、Ｆｅ2 Ｏ3 、ＦｅＯ、Ｆｅ3 Ｏ4 、Ｎｉ2
Ｏ3 、ＮｉＯ、ＣｏＯ3 、ＣｏＯなどのVIII族金属化合
物、または一般式Ｌｉx ＭＸy 、Ｌｉx ＭＮy Ｘ
2 （Ｍ、ＮはＩ〜VIII族の金属、Ｘは酸素、硫黄などの
カルコゲン化合物を示す。）などで表わされる例えばリ
チウム−コバルト系複合酸化物あるいはリチウム−マン
ガン系複合酸化物などの金属化合物、ポリピロール、ポ
リアニリン、ポリパラフェニレン、ポリアセチレン、ポ
リアセン系材料などの導電性高分子化合物、擬グラファ
イト構造炭素質材料などであるが、これらに限定される
ものではない。
【００１９】また、負極活物質としては、リチウム金
属、リチウム−アルミニウム、リチウム−鉛、リチウム
−スズ、リチウム−アルミニウム−スズ、リチウム−ガ
リウム、およびウッド合金などのリチウム合金、カーボ
ンなどの炭素材料などであるが、これらに限定されるも
のではない。または上記正極活物質として使用するもの
を用いることもできる。
属、リチウム−アルミニウム、リチウム−鉛、リチウム
−スズ、リチウム−アルミニウム−スズ、リチウム−ガ
リウム、およびウッド合金などのリチウム合金、カーボ
ンなどの炭素材料などであるが、これらに限定されるも
のではない。または上記正極活物質として使用するもの
を用いることもできる。
【００２０】電池の正極および負極は、上記活物質を結
着剤で結合してシート状あるいはペレット状としたもの
が一般的に用いられるが、これらの場合、必要に応じ
て、グラファイト、カーボンブラック、アセチレンブラ
ックなどのカーボン（ここでいうカーボンとは、上述の
負極活物質におけるカーボンとは全く異なる特性を有す
るものである。）および金属粉末、導電性金属酸化物な
どの導電材料を複合正極あるいは複合負極内に混合し
て、電子伝導の向上を図ることができる。また、上記複
合正極および複合負極を製造するとき、均一な混合分散
系を得るために、数種の分散剤と分散媒を加えることが
できる。さらに増粘剤、増量剤、粘着補助剤等を添加す
ることも可能である。
着剤で結合してシート状あるいはペレット状としたもの
が一般的に用いられるが、これらの場合、必要に応じ
て、グラファイト、カーボンブラック、アセチレンブラ
ックなどのカーボン（ここでいうカーボンとは、上述の
負極活物質におけるカーボンとは全く異なる特性を有す
るものである。）および金属粉末、導電性金属酸化物な
どの導電材料を複合正極あるいは複合負極内に混合し
て、電子伝導の向上を図ることができる。また、上記複
合正極および複合負極を製造するとき、均一な混合分散
系を得るために、数種の分散剤と分散媒を加えることが
できる。さらに増粘剤、増量剤、粘着補助剤等を添加す
ることも可能である。
【００２１】セパレータは、上記イオン伝導性高分子化
合物を単独でシート状にして正極と負極の間に配置する
か、正極または負極に上記イオン伝導性高分子化合物組
成液を塗布して硬化し、複合化することも可能である。
また、上記電離性放射線とは、γ線、Ｘ線、電子線、中
性子線などが挙げられる。上記イオン伝導性高分子化合
物を架橋する際に、これら電離性放射線を用いる方法は
非常に効率的である。
合物を単独でシート状にして正極と負極の間に配置する
か、正極または負極に上記イオン伝導性高分子化合物組
成液を塗布して硬化し、複合化することも可能である。
また、上記電離性放射線とは、γ線、Ｘ線、電子線、中
性子線などが挙げられる。上記イオン伝導性高分子化合
物を架橋する際に、これら電離性放射線を用いる方法は
非常に効率的である。
【００２２】また、本発明のイオン伝導性高分子化合物
を用いて電気二重層コンデンサを構成する場合、電気二
重層コンデンサの電極材料としては、電解コンデンサに
おける酸化膜誘電体の容量が関与しないような電極材
料、例えば比表面積が大きく、かつ電気化学的に不活性
な活性炭または炭素繊維などが挙げられる。これらのカ
ーボン材料のバインダーとしてイオン伝導性高分子化合
物を用いることが好ましいがイオン伝導性高分子化合物
以外の物質（例えばポリテトラフルオロエチレンなど）
を用いる方法があり、この場合、イオン伝導性高分子化
合物を併用することが可能である。
を用いて電気二重層コンデンサを構成する場合、電気二
重層コンデンサの電極材料としては、電解コンデンサに
おける酸化膜誘電体の容量が関与しないような電極材
料、例えば比表面積が大きく、かつ電気化学的に不活性
な活性炭または炭素繊維などが挙げられる。これらのカ
ーボン材料のバインダーとしてイオン伝導性高分子化合
物を用いることが好ましいがイオン伝導性高分子化合物
以外の物質（例えばポリテトラフルオロエチレンなど）
を用いる方法があり、この場合、イオン伝導性高分子化
合物を併用することが可能である。
【００２３】
【作 用】本発明は、少なくとも１種のイオン性化合物
が溶解している高分子物質により構成されたイオン伝導
性高分子化合物であって、紫外線、電離性放射線などの
活性光線の照射によって反応させることにより架橋ネッ
トワーク構造を形成するため、偏りのない理想的な架橋
ネットワークが実現され、機械的強度およびイオン伝導
性に優れたイオン伝導性高分子化合物の作製が可能とな
る。しかも前記化１の平均分子量が８，０００以上の有
機化合物を使用すると、機械的強度が飛躍的に向上させ
ることが可能である。
が溶解している高分子物質により構成されたイオン伝導
性高分子化合物であって、紫外線、電離性放射線などの
活性光線の照射によって反応させることにより架橋ネッ
トワーク構造を形成するため、偏りのない理想的な架橋
ネットワークが実現され、機械的強度およびイオン伝導
性に優れたイオン伝導性高分子化合物の作製が可能とな
る。しかも前記化１の平均分子量が８，０００以上の有
機化合物を使用すると、機械的強度が飛躍的に向上させ
ることが可能である。
【００２４】また、イオン性化合物を高分子化合物に含
有したイオン伝導性高分子化合物の架橋ネットワーク構
造中に、高分子量エチレンオキシド重合体および／また
は高分子量エチレンオキシド−プロピレンオキシドラン
ダム共重合体を含んでいるため、均一なイオン伝導性高
分子化合物薄膜が得られるだけでなく、薄膜化による電
極の微短絡が生じることなく、さらに薄膜の大面積化を
図った際にも微短絡が生じることがないイオン伝導性高
分子化合物薄膜を提供することが可能である。
有したイオン伝導性高分子化合物の架橋ネットワーク構
造中に、高分子量エチレンオキシド重合体および／また
は高分子量エチレンオキシド−プロピレンオキシドラン
ダム共重合体を含んでいるため、均一なイオン伝導性高
分子化合物薄膜が得られるだけでなく、薄膜化による電
極の微短絡が生じることなく、さらに薄膜の大面積化を
図った際にも微短絡が生じることがないイオン伝導性高
分子化合物薄膜を提供することが可能である。
【００２５】また、上記高分子量エチレンオキシド重合
体および／または高分子量エチレンオキシド−プロピレ
ンオキシドランダム共重合体を含むことにより、イオン
伝導性高分子化合物の架橋ネットワーク構造のアモルフ
ァス化を促進し、さらに高分子化合物の結晶化温度が低
くなり、イオンの動きが容易になり、そのため室温以下
の温度範囲においてイオン伝導度が向上し、品質も安定
化し、さらに多様な形状がとれ、電極面とも密着性の優
れたフィルムが作製できる。また、外部への液漏れの心
配が全くないため、長期信頼性および安全性が極めて高
い。したがって、信頼性、作業性、および低温特性を改
良した、非常に優れた実用的なイオン伝導性高分子化合
物を提供することか可能である。
体および／または高分子量エチレンオキシド−プロピレ
ンオキシドランダム共重合体を含むことにより、イオン
伝導性高分子化合物の架橋ネットワーク構造のアモルフ
ァス化を促進し、さらに高分子化合物の結晶化温度が低
くなり、イオンの動きが容易になり、そのため室温以下
の温度範囲においてイオン伝導度が向上し、品質も安定
化し、さらに多様な形状がとれ、電極面とも密着性の優
れたフィルムが作製できる。また、外部への液漏れの心
配が全くないため、長期信頼性および安全性が極めて高
い。したがって、信頼性、作業性、および低温特性を改
良した、非常に優れた実用的なイオン伝導性高分子化合
物を提供することか可能である。
【００２６】
【実施例】以下、本発明の詳細について、実施例により
説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
なお、本実施例で得たサンプルの評価は、下記の試験方
法でイオン伝導度を測定した。
説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
なお、本実施例で得たサンプルの評価は、下記の試験方
法でイオン伝導度を測定した。
【００２７】
【イオン伝導度測定】本実施例で得られたイオン伝導性
高分子化合物薄膜を１３ｍｍφに打ち抜いた後、Ｐｔ電
極を用いた導電率測定セルを用いて、電極間の交流イン
ピーダンスを測定し、この薄膜のイオン伝導度を複素イ
ンピーダンス解析を行った。測定装置としては、Solato
rn社製1286 ELECTROCHEMICAL INTER-FACE 、1255HF FRE
QUENCY RESPONSE ANALYZERを用いた。
高分子化合物薄膜を１３ｍｍφに打ち抜いた後、Ｐｔ電
極を用いた導電率測定セルを用いて、電極間の交流イン
ピーダンスを測定し、この薄膜のイオン伝導度を複素イ
ンピーダンス解析を行った。測定装置としては、Solato
rn社製1286 ELECTROCHEMICAL INTER-FACE 、1255HF FRE
QUENCY RESPONSE ANALYZERを用いた。
【００２８】
【引っ張り強度測定】本実施例で得られたイオン伝導性
高分子化合物薄膜を幅４．０ｍｍ、厚み１００μｍの形
状に切り抜いた試験片を島津製作所製オートグラフＤＣ
Ｓ−２０００を用いた。
高分子化合物薄膜を幅４．０ｍｍ、厚み１００μｍの形
状に切り抜いた試験片を島津製作所製オートグラフＤＣ
Ｓ−２０００を用いた。
【００２９】（実施例１）ポリエチレングリコールジア
クリレート（分子量：１００００）とポリエチレングリ
コールモノアクリレート（分子量：４００）を６：４に
混合した有機化合物３０重量部と過塩素酸リチウム６重
量部およびプロピレンカーボネート６４重量部を混合し
た。この液をガラス板上にキャストして１０Ｍｒａｄの
電子線を照射して硬化した。イオン伝導性高分子化合物
薄膜の厚みは１００μｍであった。複素インピーダンス
法により測定した結果、２５℃で１．７×１０-3Ｓｃｍ
-1、０℃で７．０×１０-4Ｓｃｍ-1、−２０℃で２．２
×１０-4Ｓｃｍ-1であった。また、このイオン伝導性高
分子化合物の柔軟性については、９０°折り曲げと１８
０°折り曲げ試験を実施した結果、いずれの場合も割れ
を生じなかった。さらに、上記イオン伝導性高分子化合
物の引っ張り試験を行なったところ、１．９Ｋｇ／ｃｍ
2 であった。
クリレート（分子量：１００００）とポリエチレングリ
コールモノアクリレート（分子量：４００）を６：４に
混合した有機化合物３０重量部と過塩素酸リチウム６重
量部およびプロピレンカーボネート６４重量部を混合し
た。この液をガラス板上にキャストして１０Ｍｒａｄの
電子線を照射して硬化した。イオン伝導性高分子化合物
薄膜の厚みは１００μｍであった。複素インピーダンス
法により測定した結果、２５℃で１．７×１０-3Ｓｃｍ
-1、０℃で７．０×１０-4Ｓｃｍ-1、−２０℃で２．２
×１０-4Ｓｃｍ-1であった。また、このイオン伝導性高
分子化合物の柔軟性については、９０°折り曲げと１８
０°折り曲げ試験を実施した結果、いずれの場合も割れ
を生じなかった。さらに、上記イオン伝導性高分子化合
物の引っ張り試験を行なったところ、１．９Ｋｇ／ｃｍ
2 であった。
【００３０】（実施例２）ポリエチレングリコールジア
クリレート（分子量：１００００）とポリエチレングリ
コールモノアクリレート（分子量：４００）を６：４に
混合した有機化合物３０重量部と過塩素酸リチウム６重
量部およびプロピレンカーボネート６４重量部を混合し
たもの１００重量部とポリエチレンオキシド（平均分子
量：１５０，０００）０．２重量部を混合した。この液
をガラス板上にキャストして１０Ｍｒａｄの電子線を照
射して硬化した。イオン伝導性高分子化合物薄膜の厚み
は１００μｍであった。複素インピーダンス法により測
定した結果、２５℃で１．８×１０-3Ｓｃｍ-1、０℃で
７．２×１０-4Ｓｃｍ-1、−２０℃で２．４×１０-4Ｓ
ｃｍ-1であった。上述のようにイオン伝導度については
大きな向上がみられなかったが、このイオン伝導性高分
子化合物の柔軟性については、９０°折り曲げと１８０
°折り曲げ試験を実施した結果、いずれの場合も割れを
生じなかった。さらに、上記イオン伝導性高分子化合物
の引っ張り試験を行なったところ、２．１Ｋｇ／ｃｍ2
であった。
クリレート（分子量：１００００）とポリエチレングリ
コールモノアクリレート（分子量：４００）を６：４に
混合した有機化合物３０重量部と過塩素酸リチウム６重
量部およびプロピレンカーボネート６４重量部を混合し
たもの１００重量部とポリエチレンオキシド（平均分子
量：１５０，０００）０．２重量部を混合した。この液
をガラス板上にキャストして１０Ｍｒａｄの電子線を照
射して硬化した。イオン伝導性高分子化合物薄膜の厚み
は１００μｍであった。複素インピーダンス法により測
定した結果、２５℃で１．８×１０-3Ｓｃｍ-1、０℃で
７．２×１０-4Ｓｃｍ-1、−２０℃で２．４×１０-4Ｓ
ｃｍ-1であった。上述のようにイオン伝導度については
大きな向上がみられなかったが、このイオン伝導性高分
子化合物の柔軟性については、９０°折り曲げと１８０
°折り曲げ試験を実施した結果、いずれの場合も割れを
生じなかった。さらに、上記イオン伝導性高分子化合物
の引っ張り試験を行なったところ、２．１Ｋｇ／ｃｍ2
であった。
【００３１】（比較例１）実施例１においてポリエチレ
ングリコールジアクリレート（分子量：１０，０００）
の代わりに、ポリエチレングリコールジアクリレート
（分子量：５０００）を用いたほかは、同様の条件、方
法でイオン伝導性高分子化合物を作製した。得られたイ
オン伝導性高分子化合物薄膜の厚みは１００μｍであっ
た。この薄膜のイオン伝導度を複素インピーダンス法に
より測定した結果、２５℃で１．５×１０-3Ｓｃｍ-1、
０℃で６．４×１０-4Ｓｃｍ-1、−２０℃で１．９×１
０-4Ｓｃｍ-1であった。しかしながら、Ｐｔ電極を用い
た導電率測定セルを用いてイオン伝導度を測定する際
に、イオン伝導性高分子化合物薄膜が破損しやすく、ま
た均一な薄膜が得られにくいなどの問題が生じた。その
結果、測定サンプル８０セル中、１２セルは薄膜の破
損、短絡が生じた。さらに、上記イオン伝導性高分子化
合物の引っ張り試験を行なったところ、０．８Ｋｇ／ｃ
ｍ2 であった。
ングリコールジアクリレート（分子量：１０，０００）
の代わりに、ポリエチレングリコールジアクリレート
（分子量：５０００）を用いたほかは、同様の条件、方
法でイオン伝導性高分子化合物を作製した。得られたイ
オン伝導性高分子化合物薄膜の厚みは１００μｍであっ
た。この薄膜のイオン伝導度を複素インピーダンス法に
より測定した結果、２５℃で１．５×１０-3Ｓｃｍ-1、
０℃で６．４×１０-4Ｓｃｍ-1、−２０℃で１．９×１
０-4Ｓｃｍ-1であった。しかしながら、Ｐｔ電極を用い
た導電率測定セルを用いてイオン伝導度を測定する際
に、イオン伝導性高分子化合物薄膜が破損しやすく、ま
た均一な薄膜が得られにくいなどの問題が生じた。その
結果、測定サンプル８０セル中、１２セルは薄膜の破
損、短絡が生じた。さらに、上記イオン伝導性高分子化
合物の引っ張り試験を行なったところ、０．８Ｋｇ／ｃ
ｍ2 であった。
【００３２】（実施例３）実施例１のイオン伝導性高分
子化合物を用いてシート状電池を試作した。以下、ａ）
〜ｃ）の順にシート状電池の作製方法を示す。 ａ）電池の正極活物質として二酸化マンガンを、導電剤
としてアセチレンブラックを用い、そしてポリエチレン
グリコールジアクリレート（分子量：１００００）とポ
リエチレングリコールモノアクリレート（分子量：４０
０）を６：４に混合した有機化合物とを混合したものを
正極コンポジットとして使用した。この正極コンポジッ
トの作製方法は以下の通りである。すなわち二酸化マン
ガンとアセチレンブラックを８５：１５の比率で混合し
たものに、上記有機化合物１０重量部に過塩素酸リチウ
ム１重量部およびプロピレンカーボネート２０重量部を
混合させたものを、乾燥不活性ガス雰囲気中、１０：３
の割合で混合した。これらの混合物を、ステンレス鋼か
らなる正極集電板の表面に導電性カーボン被膜を形成し
た集電体の上にキャストして、不活性ガス雰囲気中です
ることにより硬化させた。ステンレス集電体上に形成し
た正極コンポジット被膜の厚さは、６０μｍであった。
子化合物を用いてシート状電池を試作した。以下、ａ）
〜ｃ）の順にシート状電池の作製方法を示す。 ａ）電池の正極活物質として二酸化マンガンを、導電剤
としてアセチレンブラックを用い、そしてポリエチレン
グリコールジアクリレート（分子量：１００００）とポ
リエチレングリコールモノアクリレート（分子量：４０
０）を６：４に混合した有機化合物とを混合したものを
正極コンポジットとして使用した。この正極コンポジッ
トの作製方法は以下の通りである。すなわち二酸化マン
ガンとアセチレンブラックを８５：１５の比率で混合し
たものに、上記有機化合物１０重量部に過塩素酸リチウ
ム１重量部およびプロピレンカーボネート２０重量部を
混合させたものを、乾燥不活性ガス雰囲気中、１０：３
の割合で混合した。これらの混合物を、ステンレス鋼か
らなる正極集電板の表面に導電性カーボン被膜を形成し
た集電体の上にキャストして、不活性ガス雰囲気中です
ることにより硬化させた。ステンレス集電体上に形成し
た正極コンポジット被膜の厚さは、６０μｍであった。
【００３３】ｂ）電池の負極活物質としてリチウム金属
を用い、これをステンレス鋼からなる負極集電板に圧着
した。次に上記リチウム金属上に本発明のイオン伝導性
高分子化合物層を形成させるべく、上記有機化合物３０
重量部と過塩素酸リチウム６重量部およびプロピレンカ
ーボネート６４重量部を混合したもの１００重量部を混
合したものを上記リチウム金属上にキャストし、６Ｍｒ
ａｄの電子線を照射して硬化させた。これによって得ら
れた電解質層の厚みは、２０μｍであった。
を用い、これをステンレス鋼からなる負極集電板に圧着
した。次に上記リチウム金属上に本発明のイオン伝導性
高分子化合物層を形成させるべく、上記有機化合物３０
重量部と過塩素酸リチウム６重量部およびプロピレンカ
ーボネート６４重量部を混合したもの１００重量部を混
合したものを上記リチウム金属上にキャストし、６Ｍｒ
ａｄの電子線を照射して硬化させた。これによって得ら
れた電解質層の厚みは、２０μｍであった。
【００３４】ｃ）ｂ）で得られた電解質／リチウム／負
極集電体と、ａ）で得られた正極集電体／正極コンポジ
ットを接触させることにより、それぞれシート状電池を
作製した。
極集電体と、ａ）で得られた正極集電体／正極コンポジ
ットを接触させることにより、それぞれシート状電池を
作製した。
【００３５】図１は、本発明のイオン伝導性高分子化合
物を用いたシート状電池の断面図である。図中１はステ
ンレス鋼からなる正極集電板で、２は正極コンポジット
であり、正極活物質に二酸化マンガンを、導電剤として
アセチレンブラックを、結着剤としてポリエチレングリ
コールジアクリレートとポリエチレングリコールモノア
クリレートおよびポリエチレンオキシドを混合した有機
化合物を用いた。また、３は本発明のイオン伝導性高分
子化合物からなる電解質層である。４は金属リチウムで
あり、５はステンレス鋼からなる負極集電板で、外装も
兼ねている。６は、変性ポリプロピレンからなる封口材
である。
物を用いたシート状電池の断面図である。図中１はステ
ンレス鋼からなる正極集電板で、２は正極コンポジット
であり、正極活物質に二酸化マンガンを、導電剤として
アセチレンブラックを、結着剤としてポリエチレングリ
コールジアクリレートとポリエチレングリコールモノア
クリレートおよびポリエチレンオキシドを混合した有機
化合物を用いた。また、３は本発明のイオン伝導性高分
子化合物からなる電解質層である。４は金属リチウムで
あり、５はステンレス鋼からなる負極集電板で、外装も
兼ねている。６は、変性ポリプロピレンからなる封口材
である。
【００３６】本発明のイオン伝導性高分子化合物を用い
たシート状電池の電極面積は、作製工程によって種々変
更することが可能であるが、本実施例では、その電極面
積を１００ｃｍ2 としたものを作製した。実施例１のイ
オン伝導性高分子化合物を用いたシート状電池を以下電
池Ａと称する。
たシート状電池の電極面積は、作製工程によって種々変
更することが可能であるが、本実施例では、その電極面
積を１００ｃｍ2 としたものを作製した。実施例１のイ
オン伝導性高分子化合物を用いたシート状電池を以下電
池Ａと称する。
【００３７】（比較例２）比較例１のイオン伝導性高分
子化合物を用いて、実施例３の方法と同様の条件、方法
でシート状電池を試作した。なお、電極面積を１００ｃ
ｍ2 としたものを作製した。このようにして作製したシ
ート状電池を、以下電池Ｂと称する。
子化合物を用いて、実施例３の方法と同様の条件、方法
でシート状電池を試作した。なお、電極面積を１００ｃ
ｍ2 としたものを作製した。このようにして作製したシ
ート状電池を、以下電池Ｂと称する。
【００３８】（実験）上記本発明の実施例３の電池Ａ、
および比較例２の電池Ｂにおいて、初期の放電特性を調
べた。その結果を図２に示した。なお、図２は電池組立
後、２５℃、負荷３ｋΩで放電したときの初期放電特性
である。図２から明らかなように、本発明の電池Ａは比
較例２の電池Ｂと比べて、初期放電特性が優れているこ
とが認められる。この原因については、電池Ａおよび電
池Ｂの両者のイオン伝導性高分子化合物の電極への密着
性の違いか、あるいは、本発明のイオン伝導性高分子化
合物では、均一な薄膜が得られるだけでなく、薄膜化に
よる電極の微短絡が生じることがないが、比較例のイオ
ン伝導性高分子化合物では電極の微短絡が生じているた
めと考えられる。
および比較例２の電池Ｂにおいて、初期の放電特性を調
べた。その結果を図２に示した。なお、図２は電池組立
後、２５℃、負荷３ｋΩで放電したときの初期放電特性
である。図２から明らかなように、本発明の電池Ａは比
較例２の電池Ｂと比べて、初期放電特性が優れているこ
とが認められる。この原因については、電池Ａおよび電
池Ｂの両者のイオン伝導性高分子化合物の電極への密着
性の違いか、あるいは、本発明のイオン伝導性高分子化
合物では、均一な薄膜が得られるだけでなく、薄膜化に
よる電極の微短絡が生じることがないが、比較例のイオ
ン伝導性高分子化合物では電極の微短絡が生じているた
めと考えられる。
【００３９】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のイオン伝導性高分子化合物は、前記化１の平均分子量
が８，０００以上の有機化合物を使用するため、機械的
強度が飛躍的に向上させることができる。さらに、イオ
ン伝導性高分子化合物の架橋ネットワーク構造中に、高
分子量エチレンオキシド重合体および／または高分子量
エチレンオキシド−プロピレンオキシドランダム共重合
体を含んでいるため、均一なイオン伝導性高分子化合物
薄膜が得られるだけでなく、薄膜化による電極の微短絡
が生じることなく、さらに薄膜の大面積化を図った際に
も微短絡が生じることがないため作業性に優れ、かつイ
オン伝導性にすぐれたイオン伝導性高分子化合物を作製
することができる。これらのことから、イオン伝導性高
分子化合物の性能を向上させることができるという効果
を奏する。
のイオン伝導性高分子化合物は、前記化１の平均分子量
が８，０００以上の有機化合物を使用するため、機械的
強度が飛躍的に向上させることができる。さらに、イオ
ン伝導性高分子化合物の架橋ネットワーク構造中に、高
分子量エチレンオキシド重合体および／または高分子量
エチレンオキシド−プロピレンオキシドランダム共重合
体を含んでいるため、均一なイオン伝導性高分子化合物
薄膜が得られるだけでなく、薄膜化による電極の微短絡
が生じることなく、さらに薄膜の大面積化を図った際に
も微短絡が生じることがないため作業性に優れ、かつイ
オン伝導性にすぐれたイオン伝導性高分子化合物を作製
することができる。これらのことから、イオン伝導性高
分子化合物の性能を向上させることができるという効果
を奏する。
【図１】本発明のイオン伝導性高分子化合物を用いたシ
ート状電池の断面図である。
ート状電池の断面図である。
【図２】本発明電池Ａおよび比較例電池Ｂにおいて、２
５℃、負荷３ｋΩで放電したときの初期放電特性を示す
図である。
５℃、負荷３ｋΩで放電したときの初期放電特性を示す
図である。
１ 正極集電体 ２ 正極コンポジット ３ 電解質 ４ 金属リチウム ５ 負極集電体 ６ 封口材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｍ 10/40 Ｂ
Claims (5)
- 【請求項１】 少なくとも１種のイオン性化合物が溶解
している高分子物質により構成されたイオン伝導性高分
子化合物であって、該イオン伝導性高分子化合物が、少
なくとも化１： 【化１】 （Ｒ1 、Ｒ2 、Ｒ3 は水素原子あるいは炭素数１以上の
低級アルキル基、ｍ、ｎは、ｍ≧３、ｎ≧０の整数、ｎ
／ｍ＝０〜５の範囲の数を示す。）で表される有機化合
物または化２： 【化２】 （Ｒ4 、Ｒ5 、Ｒ6 は水素原子あるいは炭素数１以上の
低級アルキル基、ｋ、ｌは、ｋ≧３、ｌ≧０の整数、ｋ
／ｌ＝０〜５の範囲の数を示す。）で表される有機化合
物を重合反応により、架橋ネットワーク構造を形成する
高分子化合物であり、化１の有機化合物の平均分子量
が、少なくとも８０００であることを特徴とするイオン
伝導性高分子化合物。 - 【請求項２】 少なくとも前記化１または前記化２で表
される有機化合物を活性光線の照射によって反応させる
ことにより、架橋ネットワーク構造を有する高分子化合
物としたことを特徴とする請求項１記載のイオン伝導性
高分子化合物。 - 【請求項３】 前記イオン伝導性高分子化合物の架橋ネ
ットワーク構造中に、少なくとも高分子量エチレンオキ
シド重合体または高分子量エチレンオキシド−プロピレ
ンオキシドランダム共重合体を含有してなることを特徴
とする請求項１又は２記載のイオン伝導性高分子化合
物。 - 【請求項４】 前記イオン伝導性高分子化合物が、ポリ
エーテルを架橋した高分子化合物にイオン性化合物を溶
解したものであることを特徴とする請求項１、２又は３
記載のイオン伝導性高分子化合物。 - 【請求項５】 前記イオン伝導性高分子化合物が、イオ
ン性化合物を溶解することができる物質を含んでいるこ
とを特徴とする請求項１、２、３又は４記載のイオン伝
導性高分子化合物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36010091A JP3235157B2 (ja) | 1991-12-27 | 1991-12-27 | イオン伝導性高分子電解質 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36010091A JP3235157B2 (ja) | 1991-12-27 | 1991-12-27 | イオン伝導性高分子電解質 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05178949A true JPH05178949A (ja) | 1993-07-20 |
| JP3235157B2 JP3235157B2 (ja) | 2001-12-04 |
Family
ID=18467901
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP36010091A Expired - Fee Related JP3235157B2 (ja) | 1991-12-27 | 1991-12-27 | イオン伝導性高分子電解質 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3235157B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000010213A1 (fr) * | 1998-08-11 | 2000-02-24 | Yuasa Corporation | Batterie au lithium, electrolyte polymere, materiau electrolyte, ester di(meth)acrylique et polymere di(meth)acrylate |
| WO2001020698A1 (en) * | 1999-09-16 | 2001-03-22 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Electrochemical capacitor |
| WO2004036599A1 (ja) * | 2002-10-03 | 2004-04-29 | Daikin Industries, Ltd. | 含フッ素エーテル鎖を含む含フッ素ポリマーからなる固体電解質 |
| JP2008239833A (ja) * | 2007-03-28 | 2008-10-09 | Tokai Rubber Ind Ltd | 紫外線硬化型導電性組成物ならびに電子写真機器用部材、電子写真機器用導電性ロールおよび電子写真機器用導電性ベルト |
-
1991
- 1991-12-27 JP JP36010091A patent/JP3235157B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000010213A1 (fr) * | 1998-08-11 | 2000-02-24 | Yuasa Corporation | Batterie au lithium, electrolyte polymere, materiau electrolyte, ester di(meth)acrylique et polymere di(meth)acrylate |
| US6569572B1 (en) | 1998-08-11 | 2003-05-27 | Yuasa Corporation | Lithium battery, polymer electrolyte, electrolyte material, di(meth)acrylic ester, and di(meth)acrylate polymer |
| WO2001020698A1 (en) * | 1999-09-16 | 2001-03-22 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Electrochemical capacitor |
| US6665171B1 (en) | 1999-09-16 | 2003-12-16 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Electrochemical capacitor |
| WO2004036599A1 (ja) * | 2002-10-03 | 2004-04-29 | Daikin Industries, Ltd. | 含フッ素エーテル鎖を含む含フッ素ポリマーからなる固体電解質 |
| US7682753B2 (en) | 2002-10-03 | 2010-03-23 | Daikin Industries, Ltd. | Solid electrolyte comprising fluorine-containing polymer having fluorine-containing ether chains |
| JP2008239833A (ja) * | 2007-03-28 | 2008-10-09 | Tokai Rubber Ind Ltd | 紫外線硬化型導電性組成物ならびに電子写真機器用部材、電子写真機器用導電性ロールおよび電子写真機器用導電性ベルト |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3235157B2 (ja) | 2001-12-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5279910A (en) | Battery | |
| US5240790A (en) | Lithium-based polymer electrolyte electrochemical cell | |
| US6096234A (en) | Cross-linked polymer solid electrolyte, method of manufacturing cross-linked solid polymer electrolyte, composite solid electrolyte, and thin solid cell employing composite solid electrolyte | |
| JP3099838B2 (ja) | 二次電池 | |
| JP3152305B2 (ja) | 高分子固体電解質 | |
| JP3446205B2 (ja) | 二次電池 | |
| JP3306150B2 (ja) | イオン伝導性高分子電解質 | |
| JP3290229B2 (ja) | 電 池 | |
| JP3235157B2 (ja) | イオン伝導性高分子電解質 | |
| JPH05178948A (ja) | イオン伝導性高分子化合物 | |
| JP3496287B2 (ja) | イオン伝導性高分子化合物を用いた電池 | |
| JP3136610B2 (ja) | 電池及びその製造方法 | |
| JP3141362B2 (ja) | 電池の製造法 | |
| JP3298960B2 (ja) | 電 池 | |
| JPH05303980A (ja) | イオン伝導性高分子化合物及びその製造方法 | |
| JP2626350B2 (ja) | イオン伝導性高分子化合物 | |
| JPH05290883A (ja) | 電 池 | |
| JP3503657B2 (ja) | イオン伝導性高分子化合物を用いた電池 | |
| JP2581338B2 (ja) | 高分子固体電解質およびこれを用いた電池 | |
| JP3215478B2 (ja) | 電 池 | |
| JP3146655B2 (ja) | 電 池 | |
| JPH06104012A (ja) | 電 池 | |
| JPH0714608A (ja) | 電 池 | |
| JP2003217666A (ja) | 二次電池用高分子固体電解質の製造方法と二次電池 | |
| JPH0822838A (ja) | イオン伝導性高分子化合物を用いた電池 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
| R371 | Transfer withdrawn |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R371 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070928 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080928 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080928 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090928 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100928 Year of fee payment: 9 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |