JPH05290615A - 固体電解質層の製造方法 - Google Patents
固体電解質層の製造方法Info
- Publication number
- JPH05290615A JPH05290615A JP11533692A JP11533692A JPH05290615A JP H05290615 A JPH05290615 A JP H05290615A JP 11533692 A JP11533692 A JP 11533692A JP 11533692 A JP11533692 A JP 11533692A JP H05290615 A JPH05290615 A JP H05290615A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- solid
- polymer film
- electrolyte
- electrolyte layer
- film
- Prior art date
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- Pending
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-
- Y02E60/12—
Landscapes
- Paints Or Removers (AREA)
- Conductive Materials (AREA)
- Primary Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 水分や不純物の含有が少なくてイオン伝導度
に優れ、品質の安定した電解質含有のエーテル系ポリマ
ー膜を効率よく形成できる固体電解質層の製造方法を得
ること。 【構成】 エーテル系ポリマーとアルカリ金属塩の混合
物を蒸着原料に用いてクラスターイオンビーム方式によ
り基板上に、電解質含有のエーテル系ポリマー膜を形成
する固体電解質層の製造方法。 【効果】 イオン輸送性、アルカリ金属塩の解離性等に
優れてイオン伝導度に優れる固体電解質層を短時間に形
成でき、その形成膜が基板との密着力に優れて電極との
良好な接触状態を形成できる。
に優れ、品質の安定した電解質含有のエーテル系ポリマ
ー膜を効率よく形成できる固体電解質層の製造方法を得
ること。 【構成】 エーテル系ポリマーとアルカリ金属塩の混合
物を蒸着原料に用いてクラスターイオンビーム方式によ
り基板上に、電解質含有のエーテル系ポリマー膜を形成
する固体電解質層の製造方法。 【効果】 イオン輸送性、アルカリ金属塩の解離性等に
優れてイオン伝導度に優れる固体電解質層を短時間に形
成でき、その形成膜が基板との密着力に優れて電極との
良好な接触状態を形成できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、イオン伝導度に優れて
薄型電池等の形成に好適な、電解質含有のエーテル系ポ
リマー膜からなる固体電解質層の製造方法に関する。
薄型電池等の形成に好適な、電解質含有のエーテル系ポ
リマー膜からなる固体電解質層の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ポリエチレンオキシド等のポリエ
ーテルとアルカリ金属塩の混合物を蒸着原料に用いて、
抵抗加熱式真空蒸着方式により基板上に電解質含有のポ
リエーテル膜を形成する固体電解質層の製造方法が知ら
れていた。
ーテルとアルカリ金属塩の混合物を蒸着原料に用いて、
抵抗加熱式真空蒸着方式により基板上に電解質含有のポ
リエーテル膜を形成する固体電解質層の製造方法が知ら
れていた。
【０００３】しかしながら、得られる電解質含有のポリ
エーテル膜における水分や不純物の含有量が、有機溶媒
を用いた溶液によるキャスティング膜に比べれば少ない
ものの充分に軽減されておらず、イオン伝導度に劣る問
題点があつた。
エーテル膜における水分や不純物の含有量が、有機溶媒
を用いた溶液によるキャスティング膜に比べれば少ない
ものの充分に軽減されておらず、イオン伝導度に劣る問
題点があつた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、水分や不純
物の含有が少なくてイオン伝導度に優れ、品質の安定し
た電解質含有のエーテル系ポリマー膜を効率よく形成で
きる固体電解質層の製造方法の開発を課題とする。
物の含有が少なくてイオン伝導度に優れ、品質の安定し
た電解質含有のエーテル系ポリマー膜を効率よく形成で
きる固体電解質層の製造方法の開発を課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、エーテル系ポ
リマーとアルカリ金属塩の混合物を蒸着原料に用いてク
ラスターイオンビーム方式により基板上に、電解質含有
のエーテル系ポリマー膜を形成することを特徴とする固
体電解質層の製造方法を提供するものである。
リマーとアルカリ金属塩の混合物を蒸着原料に用いてク
ラスターイオンビーム方式により基板上に、電解質含有
のエーテル系ポリマー膜を形成することを特徴とする固
体電解質層の製造方法を提供するものである。
【０００６】
【作用】クラスターイオンビーム方式で電解質含有のエ
ーテル系ポリマー膜を形成する上記の方法により、主鎖
の切断で低分子量化したエーテル系ポリマーからなる膜
を形成でき、この低分子量化でセグメント運動を活発化
できてイオン輸送性を向上できること、またイオン化し
た蒸着粒子による膜形成によりアルカリ金属塩の解離を
促進できること、さらにイオン化粒子の加速蒸着による
スパッタリング効果で不純物が混入しにくくて高純度、
高品質の膜を形成できることなどによりイオン伝導度の
向上をはかることができる。しかも、短時間の処理で効
率的に膜形成でき、形成膜が基板との密着力に優れる。
ーテル系ポリマー膜を形成する上記の方法により、主鎖
の切断で低分子量化したエーテル系ポリマーからなる膜
を形成でき、この低分子量化でセグメント運動を活発化
できてイオン輸送性を向上できること、またイオン化し
た蒸着粒子による膜形成によりアルカリ金属塩の解離を
促進できること、さらにイオン化粒子の加速蒸着による
スパッタリング効果で不純物が混入しにくくて高純度、
高品質の膜を形成できることなどによりイオン伝導度の
向上をはかることができる。しかも、短時間の処理で効
率的に膜形成でき、形成膜が基板との密着力に優れる。
【０００７】
【実施例】本発明は、エーテル系ポリマーとアルカリ金
属塩の混合物を蒸着原料に用いてクラスターイオンビー
ム方式により基板上に、電解質含有のエーテル系ポリマ
ー膜を形成して固体電解質層を製造するものである。
属塩の混合物を蒸着原料に用いてクラスターイオンビー
ム方式により基板上に、電解質含有のエーテル系ポリマ
ー膜を形成して固体電解質層を製造するものである。
【０００８】エーテル系ポリマー、アルカリ金属塩とし
ては適宜なものを用いることができる。エーテル系ポリ
マーの例としては、ポリエチレンオキシド、ポリプロピ
レンオキシド、ポリアリレート、ポリエーテルイミド、
ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、
ポリオキシベンゾイン、ポリフェニレンスルフィドなど
があげられる。用いるエーテル系ポリマーの平均分子量
は２万〜３００万が一般的であるが、これに限定されな
い。
ては適宜なものを用いることができる。エーテル系ポリ
マーの例としては、ポリエチレンオキシド、ポリプロピ
レンオキシド、ポリアリレート、ポリエーテルイミド、
ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、
ポリオキシベンゾイン、ポリフェニレンスルフィドなど
があげられる。用いるエーテル系ポリマーの平均分子量
は２万〜３００万が一般的であるが、これに限定されな
い。
【０００９】アルカリ金属塩の例としては、Ｌiイオ
ン、Ｎaイオン、Ｋイオン等の陽イオンと、Ｉイオン、
ＣＦ3ＳＯ3イオン、ＢＦ4イオン、ＣlＯ4イオン、ＡlＣ
l4イオン、ＰＦ6イオン、ＡsＦ6イオン等の陰イオンと
の組合せからなるものなどがあげられる。
ン、Ｎaイオン、Ｋイオン等の陽イオンと、Ｉイオン、
ＣＦ3ＳＯ3イオン、ＢＦ4イオン、ＣlＯ4イオン、ＡlＣ
l4イオン、ＰＦ6イオン、ＡsＦ6イオン等の陰イオンと
の組合せからなるものなどがあげられる。
【００１０】蒸着原料は、エーテル系ポリマーとアルカ
リ金属塩の粉末状混合物などとして得ることができる。
エーテル系ポリマーとアルカリ金属塩の混合割合は、目
的とするエーテル系ポリマー膜における電解質の含有割
合などに応じて適宜に決定することができる。一般に
は、エーテル系ポリマー１００重量部あたり、１〜５０
重量部のアルカリ金属塩が用いられる。
リ金属塩の粉末状混合物などとして得ることができる。
エーテル系ポリマーとアルカリ金属塩の混合割合は、目
的とするエーテル系ポリマー膜における電解質の含有割
合などに応じて適宜に決定することができる。一般に
は、エーテル系ポリマー１００重量部あたり、１〜５０
重量部のアルカリ金属塩が用いられる。
【００１１】クラスターイオンビーム方式による基板上
への電解質含有のエーテル系ポリマー膜の形成は、通例
の処理条件に準じて行うことができる。一般的な処理条
件は、イオン化電圧１０〜１００Ｖ、イオン化電流０〜
１００mA、加速電圧０．０５〜２kV、真空度１／１０5
Ｔorr以下、基板温度−１００℃〜室温などである。な
お蒸着速度は任意であり、膜厚は適宜に決定することが
できる。一般には、０．１〜５００μm程度の厚さとさ
れる。
への電解質含有のエーテル系ポリマー膜の形成は、通例
の処理条件に準じて行うことができる。一般的な処理条
件は、イオン化電圧１０〜１００Ｖ、イオン化電流０〜
１００mA、加速電圧０．０５〜２kV、真空度１／１０5
Ｔorr以下、基板温度−１００℃〜室温などである。な
お蒸着速度は任意であり、膜厚は適宜に決定することが
できる。一般には、０．１〜５００μm程度の厚さとさ
れる。
【００１２】電解質含有のエーテル系ポリマー膜を付設
する基板には、使用目的に応じて絶縁体又は導体等から
なる適宜なものを用いることができる。低い基板温度で
付設できることからプラスチック等の有機物からなるも
のも用いうる。基板形態は、フィルムないしシート等の
薄葉体が一般的であるが、これに限定されず適宜な形態
のものを用いうる。なお得られた固体電解質層は、電池
などの種々の製品の形成に用いることができる。
する基板には、使用目的に応じて絶縁体又は導体等から
なる適宜なものを用いることができる。低い基板温度で
付設できることからプラスチック等の有機物からなるも
のも用いうる。基板形態は、フィルムないしシート等の
薄葉体が一般的であるが、これに限定されず適宜な形態
のものを用いうる。なお得られた固体電解質層は、電池
などの種々の製品の形成に用いることができる。
【００１３】実施例１ 平均分子量約１００万のポリエチレンオキシド（ＰＥ
Ｏ）の粉末とトリフルオロメタンスルホン酸リチウムの
粉末を、アルゴンガス雰囲気のグローブボックス中で
（吸湿分解の防止）メノウ製乳鉢を用いて均一に混合し
て、ＰＥＯ中のＯ／Ｌiの原子比が１５となる組成の
（ＰＥＯ）−ＬiＣＦ3ＳＯ3混合物からなる蒸着原料を
調製した。
Ｏ）の粉末とトリフルオロメタンスルホン酸リチウムの
粉末を、アルゴンガス雰囲気のグローブボックス中で
（吸湿分解の防止）メノウ製乳鉢を用いて均一に混合し
て、ＰＥＯ中のＯ／Ｌiの原子比が１５となる組成の
（ＰＥＯ）−ＬiＣＦ3ＳＯ3混合物からなる蒸着原料を
調製した。
【００１４】次に前記の蒸着原料を用いてガラス基板上
にクラスターイオンビーム装置（三菱電機社製 Ｄ１２
型）にてクラスターイオンビーム方式で蒸着処理し、厚
さ約０．２μmの電解質含有のエーテル系ポリマー膜を
有する固体電解質層を得た。なお処理条件は、真空度１
／１０6Ｔorr以下、イオン化電圧１０Ｖ、イオン化電流
１０mA、加速電圧２００Ｖ、基板温度２５℃、蒸着速度
２／１０4μm／秒以下とした。
にクラスターイオンビーム装置（三菱電機社製 Ｄ１２
型）にてクラスターイオンビーム方式で蒸着処理し、厚
さ約０．２μmの電解質含有のエーテル系ポリマー膜を
有する固体電解質層を得た。なお処理条件は、真空度１
／１０6Ｔorr以下、イオン化電圧１０Ｖ、イオン化電流
１０mA、加速電圧２００Ｖ、基板温度２５℃、蒸着速度
２／１０4μm／秒以下とした。
【００１５】形成された電解質含有のエーテル系ポリマ
ー膜は無色ないし薄黄色の緻密な透明膜であり、赤外吸
収スペクトル分析の結果、目的とするＰＥＯ中のＯ／Ｌ
iの原子比が１５となる組成の（ＰＥＯ）−ＬiＣＦ3Ｓ
Ｏ3錯体であることが確認できた。なお確認は、前記蒸
着原料の溶液をキャスティング法で形成した薄膜につい
ての赤外吸収スペクトルと比較することにより行った。
また交流インピーダンスアナライザーにより測定した電
解質含有のエーテル系ポリマー膜のイオン伝導度は、９
／１０3Ｓ／cm（２５℃）であった。
ー膜は無色ないし薄黄色の緻密な透明膜であり、赤外吸
収スペクトル分析の結果、目的とするＰＥＯ中のＯ／Ｌ
iの原子比が１５となる組成の（ＰＥＯ）−ＬiＣＦ3Ｓ
Ｏ3錯体であることが確認できた。なお確認は、前記蒸
着原料の溶液をキャスティング法で形成した薄膜につい
ての赤外吸収スペクトルと比較することにより行った。
また交流インピーダンスアナライザーにより測定した電
解質含有のエーテル系ポリマー膜のイオン伝導度は、９
／１０3Ｓ／cm（２５℃）であった。
【００１６】比較例１ 抵抗加熱式真空蒸着方式により実施例１に準じて固体電
解質層を得た。処理条件は、真空度１／１０6Ｔorr以
下、基板温度２５℃、蒸着速度２／１０4μm／秒以下と
した。なお形成されたエーテル系ポリマー膜のイオン伝
導度は、８／１０4Ｓ／cm（２５℃）であった。
解質層を得た。処理条件は、真空度１／１０6Ｔorr以
下、基板温度２５℃、蒸着速度２／１０4μm／秒以下と
した。なお形成されたエーテル系ポリマー膜のイオン伝
導度は、８／１０4Ｓ／cm（２５℃）であった。
【００１７】比較例２ エチレンオキシドモノマーとＬiＣＦ3ＳＯ3を用いてプ
ラズマＣＶＤ方式により電解質含有のエーテル系ポリマ
ー膜の形成を試みたが、導電性を示す固体電解質層を得
ることができなかった。
ラズマＣＶＤ方式により電解質含有のエーテル系ポリマ
ー膜の形成を試みたが、導電性を示す固体電解質層を得
ることができなかった。
【００１８】
【発明の効果】本発明の製造方法によれば、クラスター
イオンビーム方式で膜形成するので、イオン輸送性、ア
ルカリ金属塩の解離性、純度ないし品質の安定性に優れ
てイオン伝導度に優れる固体電解質層を得ることができ
る。またかかる良好な特性を有する固体電解質層を短時
間の処理で効率的に形成でき、その形成膜が基板との密
着力に優れて電極との良好な接触状態を形成することが
できる。
イオンビーム方式で膜形成するので、イオン輸送性、ア
ルカリ金属塩の解離性、純度ないし品質の安定性に優れ
てイオン伝導度に優れる固体電解質層を得ることができ
る。またかかる良好な特性を有する固体電解質層を短時
間の処理で効率的に形成でき、その形成膜が基板との密
着力に優れて電極との良好な接触状態を形成することが
できる。
Claims (1)
- 【請求項１】 エーテル系ポリマーとアルカリ金属塩の
混合物を蒸着原料に用いてクラスターイオンビーム方式
により基板上に、電解質含有のエーテル系ポリマー膜を
形成することを特徴とする固体電解質層の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11533692A JPH05290615A (ja) | 1992-04-07 | 1992-04-07 | 固体電解質層の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11533692A JPH05290615A (ja) | 1992-04-07 | 1992-04-07 | 固体電解質層の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05290615A true JPH05290615A (ja) | 1993-11-05 |
Family
ID=14660028
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11533692A Pending JPH05290615A (ja) | 1992-04-07 | 1992-04-07 | 固体電解質層の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05290615A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003092017A1 (fr) * | 2002-04-26 | 2003-11-06 | Zeon Corporation | Matiere de moulage pour electrolytes solides a poids moleculaire eleve, moulages d'electrolytes solides a poids moleculaire eleve et procede de production de ces moulages, et polymere de polyether et procede de production correspondants |
-
1992
- 1992-04-07 JP JP11533692A patent/JPH05290615A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003092017A1 (fr) * | 2002-04-26 | 2003-11-06 | Zeon Corporation | Matiere de moulage pour electrolytes solides a poids moleculaire eleve, moulages d'electrolytes solides a poids moleculaire eleve et procede de production de ces moulages, et polymere de polyether et procede de production correspondants |
| CN100345222C (zh) * | 2002-04-26 | 2007-10-24 | 日本瑞翁株式会社 | 固体高分子电解质用材料、聚醚聚合物及其制备方法 |
| US7915378B2 (en) | 2002-04-26 | 2011-03-29 | Hideyuki Nishio | Material for solid polymer electrolyte, and polyether polymer and process for producing same |
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