JPH06140052A - ゲル状電解質 - Google Patents

ゲル状電解質

Info

Publication number
JPH06140052A
JPH06140052A JP5206306A JP20630693A JPH06140052A JP H06140052 A JPH06140052 A JP H06140052A JP 5206306 A JP5206306 A JP 5206306A JP 20630693 A JP20630693 A JP 20630693A JP H06140052 A JPH06140052 A JP H06140052A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
oxide
weight
electrolyte
inorganic
film
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
Application number
JP5206306A
Other languages
English (en)
Inventor
Takushi Yamamoto
琢司 山本
Kouji Sekai
孝二 世界
Morio Nakamura
守男 中村
Mio Nishi
美緒 西
Hitoshi Tanaka
田中  均
Hitoshi Ozawa
仁 小澤
Nobuhiro Maeda
暢浩 前田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Seika Chemicals Co Ltd
Sony Corp
Original Assignee
Sumitomo Seika Chemicals Co Ltd
Sony Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Seika Chemicals Co Ltd, Sony Corp filed Critical Sumitomo Seika Chemicals Co Ltd
Priority to JP5206306A priority Critical patent/JPH06140052A/ja
Priority to PCT/JP1993/001272 priority patent/WO1994006165A1/ja
Publication of JPH06140052A publication Critical patent/JPH06140052A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M6/00Primary cells; Manufacture thereof
    • H01M6/22Immobilising of electrolyte
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M6/00Primary cells; Manufacture thereof
    • H01M6/14Cells with non-aqueous electrolyte
    • H01M6/18Cells with non-aqueous electrolyte with solid electrolyte
    • H01M6/181Cells with non-aqueous electrolyte with solid electrolyte with polymeric electrolytes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
  • Primary Cells (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電池および電気化学デバイス用材料などとし
て有用な、イオン伝導率および機械的強度の優れたゲル
状電解質の提供。 【構成】 重量平均分子量が1000〜100万のポリ
アルキレンオキサイドにイソシアネート化合物を反応さ
せて得られる架橋ポリアルキレンオキサイド100重量
部と無機酸化物0.1〜20重量部からなる組成物に、
無機電解質および非水系有機溶剤からなる非水電解質溶
液を含浸させてなるゲル状電解質。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ゲル状電解質に関す
る。さらに詳しくは電池および電気化学デバイス用材料
として好適なゲル状電解質に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、リチウム電池や電気化学用デバイ
スが活発に研究されている。特にリチウム電池は電圧が
高い、電気容量が大きい、放電特性が平坦である、低温
特性がよい、広い温度範囲で使用できる等の特徴を有し
ており、広範囲の用途に用いられている。これらのリチ
ウム電池には、通常LiClO4等の電解質を炭酸エステ
ル等に溶解した非水電解質溶液が用いられている。ま
た、特開平1−112667号には、これらの非水電解
質溶液を固体化して用いる例が記載されている。すなわ
ち、ポリエチレンオキサイドにモノまたはポリイソシア
ネート化合物を反応させて得られる架橋ポリエチレンオ
キサイドに前記非水電解質溶液を吸収させて用いる方法
が記載されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
1−112667号に記載のポリエチレンオキサイドに
モノまたはポリイソシアネート化合物を反応させて得ら
れる架橋ポリエチレンオキサイドを用いるゲル状電解質
のイオン伝導率は室温で10-5Scm-1以下であり、電池
の電解質として要求されている10-4Scm-1以上には程
遠いものである。さらに近年リチウム電池の厚みが薄型
化しており、両電極に挟まれたゲル状電解質の厚みが1
00μm〜数100μm程度のものが要求されている。従
って、折り曲げた際に両電極が短絡しやすくなってい
る。これを防止するためゲル状電解質としては、ゲル強
度の高いものが要求されている。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決すべく鋭意検討した結果、架橋ポリアルキレンオ
キサイドに無機酸化物を添加した組成物をゲル状電解質
基材として用いた場合に、飛躍的にイオン伝導率が向上
し、ゲル強度が高い、加工性も良好なものが得られるこ
とを見出し、本発明に至った。
【0005】すなわち、本発明は、重量平均分子量が1
000〜100万のポリアルキレンオキサイドにイソシ
アネート化合物を反応させて得られる架橋ポリアルキレ
ンオキサイド100重量部と無機酸化物0.1〜20重
量部からなる組成物に、無機電解質および非水系有機溶
剤からなる非水電解質溶液を含浸させてなるゲル状電解
質を提供するものである。
【0006】本発明で用いられるポリアルキレンオキサ
イドとしては、重量平均分子量が1000〜100万の
ポリアルキレンオキサイドがあげられ、その例としては
ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、
エチレンオキサイド/プロピレンオキサイド共重合体お
よびポリブチレンオキサイド等をあげることができる。
なかでも、重量平均分子量が2000〜10万のポリエ
チレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイドおよびエ
チレンオキサイド/プロピレンオキサイド共重合体等が
好ましく用いられる。重量平均分子量が1000未満の
場合、得られる架橋ポリアルキレンオキサイドをフィル
ム成型する際に加工温度が高くなり、フィルム成型が困
難になるため好ましくない。また、重量平均分子量が1
00万を越えると、得られる架橋ポリアルキレンオキサ
イドの架橋密度が低くなって、ゲル強度が弱くなるため
好ましくない。
【0007】前記したポリアルキレンオキサイドを架橋
するのに用いるイソシアネート化合物とは同一分子内に
イソシアネート基(−NCO)を1個または2個以上含有
する有機化合物であって、たとえば、n−プロピルイソ
シアネート、n−ブチルイソシアネート、n−ヘキシルイ
ソシアネート、ドデシルイソシアネート、シクロヘキシ
ルイソシアネート、ベンジルイソシアネート、フェニル
イソシアネート、4,4−ジフェニルメタンジイソシア
ネート(MDI)、ヘキサメチレンジイソシアネート、
1,8−ジメチルベンゾール−2,4−ジイソシアネー
ト、2,4−トリレンジイソシアネート(TDI)、TD
Iの3量体、ポリメチレンポリフェニルイソシアネー
ト、トリメチロールプロパンなどのポリオールにその活
性水素の数に対応するモル数のジイソシアネートを反応
させて得られるウレタンイソシアネート化合物、ポリイ
ソシアネートアダクト等をあげることができる。好まし
くは、4,4−ジフェニルメタンジイソシアネート(MD
I)、ヘキサメチレンジイソシアネート、2,4−トリレ
ンジイソシアネート(TDI)が用いられる。
【0008】かかるイソシアネート化合物の使用量は、
イソシアネート化合物の種類および反応等の条件によっ
ても異なるが、一般的にはポリアルキレンオキサイドに
対して、1〜80重量%、好ましくは5〜50重量%の
範囲である。1重量%未満の場合、得られる架橋ポリア
ルキレンオキサイドの架橋密度が低くなってゲル強度が
弱くなるため好ましくない。また、80重量%を越える
と、得られる架橋ポリアルキレンオキサイドをフィルム
成型する際に加工温度が高くなり、フィルム成型が困難
になるため好ましくない。
【0009】ポリアルキレンオキサイドにイソシアネー
ト化合物を反応させる方法としては適当な溶媒を用いた
溶液状で反応させる方法が一般的であるが、分散状で反
応させる方法、粉末状または固体状で両者を均一に混合
した後所要温度に加熱して反応させることもできる。反
応温度は通常50〜150℃である。なお、この反応系
にトリエチルアミン、トリエタノールアミン、ジブチル
スズラウレート、ジブチルスズジアセテート、トリエチ
レンジアミンなどを少量添加することにより反応がより
促進されることもある。
【0010】本発明の特徴である無機酸化物としては、
シリカ、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸
化アルミニウム等をあげることができる。これら、無機
酸化物の粒径は、均一分散性の点から通常100μm以
下、好ましくは80μm以下の微細なものが好ましい。
シリカとしては例えば、粉末状の二酸化ケイ素を主成分
とするアモルファスシリカ、表面をメチル基、オクチル
シリル基、あるいはトリメチルシリル基で覆って疎水化
した表面疎水化アモルファスシリカ等を用いることがで
きる。酸化チタンとしては例えば、ルチル型酸化チタ
ン、アナタース型酸化チタンのいずれかを主成分とする
微粒子酸化チタンがあげられる。これら、無機酸化物の
中で好ましくは、シリカ、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化
マグネシウム、酸化アルミニウムがあげられる。
【0011】無機酸化物の添加は、均一に混合できれば
いかなる方法によっても良く、架橋ポリアルキレンオキ
サイドの製造時に撹拌下混合する方法、もしくは架橋ポ
リアルキレンオキサイドと粉体混合した後溶融混合する
方法などいずれの方法でも良い。これら無機酸化物の配
合量は、架橋ポリアルキレンオキサイド100重量部に
対して0.1〜20重量部、好ましくは0.5〜10重量
部である。0.1重量部未満のときは、充分なイオン伝
導率向上の効果が得られず、ゲル状電解質とした場合の
ゲル強度の向上が図れない。また20重量部を越える
と、架橋ポリアルキレンオキサイドと無機酸化物の混合
物を溶融させる際の流動性が悪化し、フィルムの成型が
困難になるため望ましくない。
【0012】本発明における非水電解質溶液とは電解質
を非水有機溶剤に溶解したものである。電解質として
は、LiClO4、LiBF4、LiAsF6、LiCF3
3、LiPF6、LiI、LiBr、LiSCN、NaI、L
i210Cl10、LiCF3CO2、NaBr、NaSCN、K
SCN、MgCl2、Mg(ClO4)2、(CH3)4NBF4
(CH3)4NBr、(C25)4NI、(C37)4NBr、(n−
49)4NI、(n−C511)4NI等をあげることがで
きる。好ましくは、LiClO4、LiBF4が用いられ
る。非水有機溶剤としては、プロピレンカーボネート、
γ−ブチロラクトン、エチレンカーボネート、ブチレン
カーボネート、テトラヒドロフラン、2−テトラヒドロ
フラン、1,3−ジオキソラン、4,4−ジメチル−1,
3−ジオキソラン、スルホラン、3−メチルスルホラ
ン、tert−ブチルエーテル、iso−ブチルエーテル、1,
2−ジメトキシエタン、1,2−エトキシメトキシエタ
ン、メチルジグライム、メチルテトラグライム、エチル
グライム、エチルジグライム等をあげることができる。
好ましくは、プロピレンカーボネートもしくはγ−ブチ
ロラクトンが用いられる。
【0013】ゲル状電解質は、前記架橋ポリアルキレン
オキサイド100重量部および無機酸化物0.1〜20
重量部からなる組成物に、前記無機電解質および非水系
有機溶剤からなる無機電解質濃度(約10-3〜3モル/
l)の非水電解質溶液を架橋ポリアルキレンオキサイド組
成物1gに対し0.001〜20g含浸させて作製する。
【0014】
【実施例】以下に実施例および比較例をあげて本発明を
さらに詳しく説明するが、本発明はこれらに限定される
ものではない。なお、得られた架橋ポリアルキレンオキ
サイド組成物のフィルム化および該フィルムのイオン伝
導率の測定、ゲル強度の測定は、以下の方法に従ってお
こなった。
【0015】<フィルム化>架橋ポリアルキレンオキサ
イドおよび無機酸化物からなる架橋ポリアルキレンオキ
サイド組成物2gを、テフロンシートにはさみ、120
℃、150kg/cm2のプレス条件下で、厚み約100μm
のフィルムを作製した。
【0016】<イオン伝導率の測定>前記で得たフィル
ムを、このフィルムの厚みが200μm程度になるよう
に、1M LiClO4(無水物)または1M LiBF4(無
水物)/プロピレンカーボネート溶液またはγ−ブチロ
ラクトン溶液に24時間浸漬し、含浸させ、このゲル状
電解質のフィルムを直径0.5cmに打ち抜いた。この厚
み200μm程度のフィルムの両面を白金電極ではさ
み、セルを構成し、インピーダンスゲインフェイズアナ
ライザー(Schlumberger Instruments社 1260)に
より、室温にて周波数30MHz〜0.05Hzで交流イ
ンピーダンスを測定し、フィルムに関するイオン伝導率
を σ=(1/Rfilm)(d/s) (但し、Rfilmは測定された交流インピーダンスから求
められるフィルムの電気抵抗、sは面積(cm2)、d
は厚さ(cm)を表す)として求めた。
【0017】<ゲル強度>前記で得たフィルムに、この
フィルムの厚みが200μm程度になるように、1M
LiClO4(無水物)または1M LiBF4(無水物)/プ
ロピレンカーボネート溶液またはγ−ブチロラクトン溶
液に24時間浸漬し、含浸させ、1cm×5cmの大きさに
切り取った。このゲル強度を精密型レオロボット(協和
精工株式会社製 KA−300P)を用いて、以下に示
す条件にて針入度試験法による粘チョウ度により評価し
た。 荷重 20g 変位量 1mm 負荷速度 80μm/min 圧子直径 2mmφ ロードセル 0.1Kg
【0018】実施例1−4 還流冷却器と撹拌翼を備えた1Lの4ツ口セパラブルフ
ラスコに平均分子量20000のポリエチレンオキサイ
ド100gを入れ、トルエン550mlを加えた後、水分
除去のため蒸留により200mlのトルエンを留出させ
た。そこへ、4,4,−ジフェニルメタンジイソシアネー
ト(MDI)12gとトリエチルアミン0.4gを添加し、
80℃にて3時間反応を行った後、ヘキサン175mlを
添加し、室温まで冷却して、ポリマーを析出させた。こ
のスラリーを濾過し、減圧乾燥して白色の架橋ポリエチ
レンオキサイド100gを得た。この架橋ポリエチレン
オキサイド100重量部に対してシリカ(トクシールP
徳山曹達(株)製)を0.5、1、3、6重量部になるよう
に粉体混合した後に、120℃にて溶融混合して各組成
物を得た。得られた各組成物を前記方法によりフィルム
化し、1M LiClO4(無水物)/プロピレンカーボネ
ート溶液を含浸させ前記測定方法に従ってイオン伝導
率、ゲル強度を測定した。結果を表1に示す。
【0019】実施例5 還流冷却器と撹拌翼を備えた1Lの4ツ口セパラブルフ
ラスコに平均分子量20000のポリエチレンオキサイ
ド100gを入れ、トルエン550mlを加えた後、水分
除去のため蒸留により200mlのトルエンを留出させ
た。そこへ、ヘキサメチレンジイソシアネート24gと
トリエチルアミン0.8gを添加し、80℃にて3時間反
応を行った後、ヘキサン175mlを添加し、室温まで冷
却して、ポリマーを析出させた。このスラリーを濾過
し、減圧乾燥して白色の架橋ポリエチレンオキサイド1
00gを得た。この架橋ポリエチレンオキサイド100
重量部に対してシリカ(トクシールP徳山曹達(株)製)を
3重量部になるように粉体混合した後に、120℃にて
溶融混合し組成物を得た。得られた組成物を前記方法に
よりフィルム化し、1M LiClO4(無水物)/プロピ
レンカーボネート溶液を含浸させ前記測定方法に従って
イオン伝導率、ゲル強度を測定した。結果を表1に示
す。
【0020】実施例6−10 無機酸化物の種類およびその添加量を表1記載のものに
替えた以外は実施例1と同様にして得た組成物を前記方
法によりフィルム化し、1M LiClO4(無水物)/プ
ロピレンカーボネート溶液を含浸させ前記測定方法に従
ってイオン伝導率、ゲル強度を測定した。結果を表1に
示す。
【0021】実施例11 還流冷却器と撹拌翼を備えた1Lの4ツ口セパラブルフ
ラスコに平均分子量8500のポリエチレンオキサイド
100gを入れ、トルエン550mlを加えた後、水分除
去のため蒸留により200mlのトルエンを留出させた。
そこへ、4,4−ジフェニルメタンジイソシアネート3
0gとトリエチルアミン1.0gを添加し、80℃にて3
時間反応を行った後、ヘキサン175mlを添加し、室温
まで冷却して、ポリマーを析出させた。このスラリーを
濾過し、減圧乾燥して白色のポリマー100gを得た。
この架橋ポリエチレンオキサイド100重量部に対して
シリカ(トクシールP徳山曹達(株)製)を3重量部になる
ように粉体混合した後に、120℃にて溶融混合して組
成物を得た。得られた組成物を前記方法によりフィルム
化し、1MLiClO4(無水物)/プロピレンカーボネー
ト溶液を含浸させ前記測定方法に従ってイオン伝導率、
ゲル強度を測定した。結果を表1に示す。
【0022】実施例12 還流冷却器と撹拌翼を備えた1Lの4ツ口セパラブルフ
ラスコに平均分子量8500のポリエチレンオキサイド
100gを入れ、トルエン550mlを加えた後、水分除
去のため蒸留により200mlのトルエンを留出させた。
そこへ、2,4−トリレンジイソシアネート12gとトリ
エチルアミン0.4gを添加し、80℃にて3時間反応を
行った後、ヘキサン175mlを添加し、室温まで冷却し
て、ポリマーを析出させた。このスラリーを濾過し、減
圧乾燥して白色のポリマー100gを得た。この架橋ポ
リエチレンオキサイド100重量部に対して酸化チタン
(MT−500Bテイカ(株)製)を1重量部になるように
粉体混合した後に、120℃にて溶融混合して組成物を
得た。得られた組成物を前記方法によりフィルム化し、
1M LiClO4(無水物)/プロピレンカーボネート溶
液を含浸させ前記測定方法に従ってイオン伝導率、ゲル
強度を測定した。結果を表1に示す。
【0023】実施例13 還流冷却器と撹拌翼を備えた1Lの4ツ口セパラブルフ
ラスコに平均分子量10万のポリエチレンオキサイド1
00gを入れ、トルエン550mlを加えた後、水分除去
のため蒸留により200mlのトルエンを留出させた。そ
こへ、4,4−ジフェニルメタンジイソシアネート6gと
トリエチルアミン0.2gを添加し、80℃にて3時間反
応を行った後、ヘキサン175mlを添加し、室温まで冷
却して、ポリマーを析出させた。このスラリーを濾過
し、減圧乾燥して白色のポリマー100gを得た。この
架橋ポリエチレンオキサイド100重量部に対して酸化
チタン(MT−500Bテイカ(株)製)を3重量部になる
ように粉体混合した後に、120℃にて溶融混合して組
成物を得た。得られた組成物を前記方法によりフィルム
化し、1M LiClO4(無水物)/プロピレンカーボネ
ート溶液を含浸させ前記測定方法に従ってイオン伝導
率、ゲル強度を測定した。結果を表1に示す。
【0024】実施例14 還流冷却器と撹拌翼を備えた1Lの4ツ口セパラブルフ
ラスコに平均分子量3000のポリエチレンオキサイド
100gを入れ、トルエン550mlを加えた後、水分除
去のため蒸留により200mlのトルエンを留出させた。
そこへ、2,4−トリレンジイソシアネート20gとトリ
エチルアミン0.6gを添加し、80℃にて3時間反応を
行った後、ヘキサン175mlを添加し、室温まで冷却し
て、ポリマーを析出させた。このスラリーを濾過し、減
圧乾燥して白色のポリマー100gを得た。この架橋ポ
リエチレンオキサイド100重量部に対してシリカ(ト
クシールP徳山曹達(株)製)を1重量部になるように粉
体混合した後に、120℃に溶融混合して組成物を得
た。得られた組成物を前記方法によりフィルム化し、1
M LiClO4(無水物)/プロピレンカーボネート溶液
を含浸させ前記測定方法に従ってイオン伝導率、ゲル強
度を測定した。結果を表1に示す。
【0025】実施例15 還流冷却器と撹拌翼を備えた1Lの4ツ口セパラブルフ
ラスコに平均分子量15000のエチレンオキサイド/
プロピレンオキサイド共重合体(共重合比=80/20)
100gを入れ、トルエン550mlを加えた後、水分除
去のため蒸留により200mlのトルエンを留出させた。
そこへ、4,4−ジフェニルメタンジイソシアネート6.
5gとトリエチルアミン0.22gを添加し、80℃にて
3時間反応を行った後、ヘキサン175mlを添加し、室
温まで冷却して、ポリマーを析出させた。このスラリー
を濾過し、減圧乾燥して白色のポリマー100gを得
た。この架橋エチレンオキサイド/プロピレンオキサイ
ド共重合体物100重量部に対して酸化チタン(MT−
500Bテイカ(株)製)を6重量部になるように粉体混
合した後に、120℃にて溶融混合して組成物を得た。
得られた組成物を前記方法によりフィルム化し、1M
LiClO4(無水物)/プロピレンカーボネート溶液を含
浸させ前記測定方法に従ってイオン伝導率、ゲル強度を
測定した。結果を表1に示す。
【0026】実施例16 還流冷却器と撹拌翼を備えた1Lの4ツ口セパラブルフ
ラスコに平均分子量11000のポリエチレンオキサイ
ド50gと平均分子量4000のポリプロピレンオキサ
イド50gを入れ、トルエン550mlを加えた後、水分
除去のため蒸留により200mlのトルエンを留出させ
た。そこへ、4,4−ジフェニルメタンジイソシアネー
ト18gとトリエチルアミン0.6gを添加し、80℃に
て3時間反応を行った後、ヘキサン175mlを添加し、
室温まで冷却して、ポリマーを析出させた。このスラリ
ーを濾過し、減圧乾燥して白色のポリマー100gを得
た。この架橋ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレン
オキサイド混合物100重量部に対してシリカ(ファイ
ンシールT−32徳山曹達(株)製)を3重量部になるよ
うに粉体混合した後に、120℃にて溶融混合して組成
物を得た。得られた組成物を前記方法によりフィルム化
し、1M LiClO4(無水物)/プロピレンカーボネー
ト溶液を含浸させ前記測定方法に従ってイオン伝導率、
ゲル強度を測定した。結果を表1に示す。
【0027】実施例17 還流冷却器と撹拌翼を備えた1Lの4ツ口セパラブルフ
ラスコに平均分子量20000のポリエチレンオキサイ
ド100gとシリカ(トクシールP徳山曹達(株)製)1.0
gを入れ、トルエン550mlを加えた後、水分除去のた
め蒸留により200mlのトルエンを留出させた。そこ
へ、4,4−ジフェニルメタンジイソシアネート12gと
トリエチルアミン0.4gを添加し、80℃にて3時間反
応を行った後、ヘキサン175mlを添加し、室温まで冷
却し、ポリマーを析出させた。このスラリーを濾過し、
減圧乾燥してポリマー100gを得た。この架橋ポリエ
チレンオキサイドを前記方法によりフィルム化し、1M
LiClO4(無水物)/プロピレンカーボネート溶液を
含浸させ前記測定方法に従ってイオン伝導率、ゲル強度
を測定した。結果を表1に示す。
【0028】実施例18 還流冷却器と撹拌翼を備えた1Lの4ツ口セパラブルフ
ラスコに平均分子量20000のポリエチレンオキサイ
ド100gと微粒子状シリカ(アエロジルR−805 日
本アエロジル(株)製)3.0gを入れ、トルエン550ml
を加えた後、水分除去のため蒸留により200mlのトル
エンを留出させた。そこへ、4,4−ジフェニルメタン
ジイソシアネート30gとトリエチルアミン1.0gを添
加し、80℃にて3時間反応を行った後、ヘキサン17
5mlを添加し、室温まで冷却し、ポリマーを析出させ
た。このスラリーを濾過し、減圧乾燥してポリマー10
0gを得た。この架橋ポリエチレンオキサイドを前記方
法によりフィルム化し、前記測定方法に従ってイオン伝
導率、ゲル強度を測定した。結果を表1に示す。
【0029】
【表1】
【0030】実施例19 実施例1で得た架橋ポリエチレンオキサイド100重量
部に対してシリカ(トクシールP 徳山曹達(株)製)を3
重量部になるように粉体混合した後に、120℃にて溶
融混合して各組成物を得た。得られた組成物を前記方法
によりフィルム化し、1M LiBF4(無水物)/γ−ブ
チロラクトン溶液を含浸させ前記測定方法に従ってイオ
ン伝導率、ゲル強度を測定した。結果を表2に示す。
【0031】実施例20 無機酸化物を酸化チタン(MT−500Bテイカ(株)製)
にし、添加量を1重量部にした以外は、実施例19と同
様にして得た組成物を前記方法によりフィルム化し、前
記測定方法に従ってイオン伝導率、ゲル強度を測定し
た。結果を表2に示す。
【0032】
【表2】
【0033】比較例1 実施例1で得た架橋ポリエチレンオキサイドに無機酸化
物を添加しない以外は実施例1と同様にしてフィルム化
し、前記測定方法に従って、イオン伝導率、ゲル強度を
測定した。結果を表3に示す。
【0034】比較例2 実施例1で得た架橋ポリエチレンオキサイド100重量
部に対してシリカ(トクシールP 徳山曹達(株)製)を
0.05重量部になるよう添加し、粉体混合した後に1
20℃にて溶融混合して組成物を得た。得られた組成物
を前記方法によりフィルム化し、前記測定方法に従って
イオン伝導率、ゲル強度を測定した。結果を表3に示
す。
【0035】
【表3】
【0036】比較例3 実施例1で得た架橋ポリエチレンオキサイド100重量
部に対してシリカ(トクシールP 徳山曹達(株)製)を2
5重量部になるよう添加し、粉体混合した後に120℃
にて溶融混合して組成物を得た。得られた組成物を、前
記方法によりフィルム化しようとしたが、厚みが2mmと
なり薄膜ができなかった。
【0037】
【発明の効果】本発明によって得られるゲル状電解質
は、高いイオン伝導率を有すること、機械的強度が高い
ことより、使用するに際してはその厚みを薄くして使用
できる。そのため電解質に用いた場合には、電池および
電気化学用材料の薄型化、特にリチウム電池のゲル状電
解質に用いた場合は、小型であるにもかかわらず、高電
圧、大電気容量、平坦な放電特性、良好な低温特性を有
し、広い温度範囲で使用できる薄型のリチウム電池が可
能になる。従って本発明によって得られるゲル状電解質
は、電池および他の電気化学デバイス用材料として優れ
ており、特にリチウム電池のゲル状電解質として好適に
用いられる。
フロントページの続き (72)発明者 中村 守男 兵庫県姫路市飾磨区入船町1番地 住友精 化株式会社第2研究所内 (72)発明者 西 美緒 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 田中 均 兵庫県姫路市飾磨区入船町1番地 住友精 化株式会社第2研究所内 (72)発明者 小澤 仁 兵庫県姫路市飾磨区入船町1番地 住友精 化株式会社第2研究所内 (72)発明者 前田 暢浩 兵庫県姫路市飾磨区入船町1番地 住友精 化株式会社第2研究所内

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 重量平均分子量が1000〜100万の
    ポリアルキレンオキサイドにイソシアネート化合物を反
    応させて得られる架橋ポリアルキレンオキサイド100
    重量部と無機酸化物0.1〜20重量部からなる組成物
    に、無機電解質および非水系有機溶剤からなる非水電解
    質溶液を含浸させてなるゲル状電解質。
  2. 【請求項2】 ポリアルキレンオキサイドがポリエチレ
    ンオキサイド、ポリプロピレンオキサイドおよびこれら
    の混合物またはこれらの共重合体からなる群より選ばれ
    た少なくとも1種である請求項1記載のゲル状電解質。
  3. 【請求項3】 イソシアネート化合物が、4,4−ジフ
    ェニルメタンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソ
    シアネートおよび2,4−トリレンジイソシアネートか
    らなる群より選ばれた少なくとも1種である請求項1記
    載のゲル状電解質。
  4. 【請求項4】 無機酸化物が、シリカ、酸化チタン、酸
    化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化アルミニウムからなる
    群より選ばれた少なくとも1種である請求項1記載のゲ
    ル状電解質。
  5. 【請求項5】 無機電解質が、過塩素酸リチウムまたは
    テトラフッ化ホウ素リチウムである請求項1記載のゲル
    状電解質。
  6. 【請求項6】 非水系有機溶剤が、プロピレンカーボネ
    ートまたはγ−ブチロラクトンである請求項1記載のゲ
    ル状電解質。
JP5206306A 1992-09-08 1993-08-20 ゲル状電解質 Pending JPH06140052A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5206306A JPH06140052A (ja) 1992-09-08 1993-08-20 ゲル状電解質
PCT/JP1993/001272 WO1994006165A1 (en) 1992-09-08 1993-09-08 Gel electrolyte

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP23941892 1992-09-08
JP4-239418 1992-09-08
JP5206306A JPH06140052A (ja) 1992-09-08 1993-08-20 ゲル状電解質

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH06140052A true JPH06140052A (ja) 1994-05-20

Family

ID=26515574

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5206306A Pending JPH06140052A (ja) 1992-09-08 1993-08-20 ゲル状電解質

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JPH06140052A (ja)
WO (1) WO1994006165A1 (ja)

Cited By (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5965299A (en) * 1997-06-23 1999-10-12 North Carolina State University Composite electrolyte containing surface modified fumed silica
WO2000056797A1 (fr) * 1999-03-23 2000-09-28 Nisshinbo Industries, Inc. Compose polymere, resine liante, composition pour electrolyte polymere conducteur d'ions, et cellule secondaire
US6190805B1 (en) 1997-09-10 2001-02-20 Showa Denko Kabushiki Kaisha Polymerizable compound, solid polymer electrolyte using the same and use thereof
US6544689B1 (en) 1999-06-30 2003-04-08 North Carolina State University Composite electrolytes based on smectite clays and high dielectric organic liquids and electrodes
US6673273B2 (en) 2001-10-24 2004-01-06 3M Innovative Properties Company Crosslinked polymer electrolyte compositions
JP2006086102A (ja) * 2004-08-17 2006-03-30 Ohara Inc リチウムイオン二次電池および固体電解質
EP1760819A2 (en) 2005-08-31 2007-03-07 Ohara Inc. Lithium ion secondary battery and solid electrolyte therefor
EP1775789A2 (en) 2005-10-13 2007-04-18 Ohara Inc. Lithium ion conductive solid electrolyte and method for manufacturing the same
EP2086036A2 (en) 2008-01-31 2009-08-05 Ohara Inc. Solid battery and a method for manufacturing an electrode thereof
JP2011222354A (ja) * 2010-04-12 2011-11-04 Nippon Soda Co Ltd 高分子固体電解質
US8383273B2 (en) 2009-04-27 2013-02-26 Sony Corporation Nonaqueous electrolyte composition and nonaqueous electrolyte secondary battery
JP2014523068A (ja) * 2011-06-30 2014-09-08 エルジー ケム. エルティーディ. 新規なポリマー電解質及びそれを含むリチウム二次電池
KR20150042350A (ko) 2013-10-10 2015-04-21 한양대학교 산학협력단 전고상 리튬이차전지용 탄소섬유 시트 집전체의 제조방법 및 탄소섬유 시트 집전체를 포함하는 전고상 리튬이차전지
US9343775B2 (en) 2010-03-02 2016-05-17 Sony Corporation Nonaqueous electrolyte composition and nonaqueous electrolyte battery
US9698444B2 (en) 2009-02-23 2017-07-04 Sony Corporation Nonaqueous electrolyte composition, nonaqueous electrolyte secondary battery, and method for manufacturing nonaqueous electrolyte secondary battery
JP2019046806A (ja) * 2010-12-10 2019-03-22 株式会社半導体エネルギー研究所 蓄電装置
JP2019102301A (ja) * 2017-12-04 2019-06-24 学校法人 工学院大学 固体電解質形成用組成物、高分子固体電解質、固体電解質形成用組成物の製造方法、高分子固体電解質の製造方法及び全固体電池
KR20200092307A (ko) 2017-12-04 2020-08-03 스미토모 세이카 가부시키가이샤 휘발성 물질 방산용 조성물
WO2023047996A1 (ja) 2021-09-21 2023-03-30 リンテック株式会社 固体電解質、固体電解質の製造方法、および電池

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5529707A (en) * 1994-11-17 1996-06-25 Kejha; Joseph B. Lightweight composite polymeric electrolytes for electrochemical devices
CN112271326B (zh) * 2020-10-09 2022-03-29 中国科学院青岛生物能源与过程研究所 一种具有水清除功能的聚合物电解质及其应用
CN116505065B (zh) * 2023-05-08 2024-04-02 深圳飞扬骏研新材料股份有限公司 一种固态聚合物电解质及其制备方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2593320B2 (ja) * 1987-10-23 1997-03-26 住友精化株式会社 非水電解質溶液の固体化法
JP3152305B2 (ja) * 1991-01-31 2001-04-03 株式会社ユアサコーポレーション 高分子固体電解質

Cited By (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5965299A (en) * 1997-06-23 1999-10-12 North Carolina State University Composite electrolyte containing surface modified fumed silica
US6190805B1 (en) 1997-09-10 2001-02-20 Showa Denko Kabushiki Kaisha Polymerizable compound, solid polymer electrolyte using the same and use thereof
WO2000056797A1 (fr) * 1999-03-23 2000-09-28 Nisshinbo Industries, Inc. Compose polymere, resine liante, composition pour electrolyte polymere conducteur d'ions, et cellule secondaire
US6576372B1 (en) 1999-03-23 2003-06-10 Nisshinbo Industries, Inc. Polymer compound, binder resin, composition for ion-conductive polymer electrolyte, and secondary cell
US6544689B1 (en) 1999-06-30 2003-04-08 North Carolina State University Composite electrolytes based on smectite clays and high dielectric organic liquids and electrodes
US6673273B2 (en) 2001-10-24 2004-01-06 3M Innovative Properties Company Crosslinked polymer electrolyte compositions
JP2006086102A (ja) * 2004-08-17 2006-03-30 Ohara Inc リチウムイオン二次電池および固体電解質
EP1760819A2 (en) 2005-08-31 2007-03-07 Ohara Inc. Lithium ion secondary battery and solid electrolyte therefor
EP1775789A2 (en) 2005-10-13 2007-04-18 Ohara Inc. Lithium ion conductive solid electrolyte and method for manufacturing the same
EP2086036A2 (en) 2008-01-31 2009-08-05 Ohara Inc. Solid battery and a method for manufacturing an electrode thereof
US9705149B2 (en) 2009-02-23 2017-07-11 Sony Corporation Nonaqueous electrolyte composition, nonaqueous electrolyte secondary battery, and method for manufacturing nonaqueous electrolyte secondary battery
US9698444B2 (en) 2009-02-23 2017-07-04 Sony Corporation Nonaqueous electrolyte composition, nonaqueous electrolyte secondary battery, and method for manufacturing nonaqueous electrolyte secondary battery
US8383273B2 (en) 2009-04-27 2013-02-26 Sony Corporation Nonaqueous electrolyte composition and nonaqueous electrolyte secondary battery
US8647779B2 (en) 2009-04-27 2014-02-11 Sony Corporation Nonaqueous electrolyte composition and nonaqueous electrolyte secondary battery
US9343775B2 (en) 2010-03-02 2016-05-17 Sony Corporation Nonaqueous electrolyte composition and nonaqueous electrolyte battery
JP2011222354A (ja) * 2010-04-12 2011-11-04 Nippon Soda Co Ltd 高分子固体電解質
JP2019046806A (ja) * 2010-12-10 2019-03-22 株式会社半導体エネルギー研究所 蓄電装置
JP2014523068A (ja) * 2011-06-30 2014-09-08 エルジー ケム. エルティーディ. 新規なポリマー電解質及びそれを含むリチウム二次電池
KR20150042350A (ko) 2013-10-10 2015-04-21 한양대학교 산학협력단 전고상 리튬이차전지용 탄소섬유 시트 집전체의 제조방법 및 탄소섬유 시트 집전체를 포함하는 전고상 리튬이차전지
JP2019102301A (ja) * 2017-12-04 2019-06-24 学校法人 工学院大学 固体電解質形成用組成物、高分子固体電解質、固体電解質形成用組成物の製造方法、高分子固体電解質の製造方法及び全固体電池
KR20200092307A (ko) 2017-12-04 2020-08-03 스미토모 세이카 가부시키가이샤 휘발성 물질 방산용 조성물
WO2023047996A1 (ja) 2021-09-21 2023-03-30 リンテック株式会社 固体電解質、固体電解質の製造方法、および電池
KR20240063913A (ko) 2021-09-21 2024-05-10 린텍 가부시키가이샤 고체 전해질, 고체 전해질의 제조 방법 및 전지

Also Published As

Publication number Publication date
WO1994006165A1 (en) 1994-03-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH06140052A (ja) ゲル状電解質
KR100332080B1 (ko) 고형전해질과전지
EP0842216B1 (en) Rechargeable battery polymeric electrolyte
US5527639A (en) Galvanic cell
US5622792A (en) Additives for extruding polymer electrolytes
US4620944A (en) Macromolecular material of ionic conduction for producing electrolytes or electrodes
EP3261165B1 (en) Polymer electrolyte, method of preparing the polymer electrolyte, and lithium metal battery including the same
KR20040070307A (ko) 이온전도성 전해질 및 그것을 사용한 전지
JP6475317B2 (ja) 固体電解質組成物、電池用電極シート及びその製造方法、並びに、全固体二次電池及びその製造方法
WO2004057690A2 (en) Cr0sslinked polymer electroltyes and method of making such crosslinked polymers
JP6854347B2 (ja) 固体電解質組成物、固体電解質含有シート及び全固体二次電池、並びに、固体電解質含有シート及び全固体二次電池の製造方法
EP3664210B1 (en) Secondary battery solid electrolyte composition and solid electrolyte prepared therefrom
US20210005928A1 (en) Solid polymer electrolyte
JP2001502840A (ja) 強靱化剤を含む固体電解質及びそれにより作製した電解槽
EP3657586A1 (en) Solid electrolyte composition, solid electrolyte-containing sheet, all-solid-state secondary battery, and production method for solid electrolyte-containing sheet and all-solid-state secondary battery
US5346787A (en) Allyl carbonate polymer solid electrolytes
EP1363346B1 (en) Gel electrolyte, process for producing the same, and use thereof
JP3481685B2 (ja) ゲル状電解質
KR100388563B1 (ko) 블록화된 이소시아네이트를 이용한 열경화형 전해질조성물 및 이로부터 폴리우레탄계 고분자 겔 전해질을제조하는 방법
US6159639A (en) Triple-polymer based composite electrolyte
JP4462012B2 (ja) 電解質組成物および電池
KR100457093B1 (ko) 리튬 유황 전지용 고분자 전해질의 제조 방법 및 이로부터제조된 고분자 전해질을 포함하는 하나의 평탄 전압을갖는 상온형 리튬 폴리머 유황 전지
JPH0588482B2 (ja)
JPH0224975A (ja) リチウムイオン伝導性ポリマー電解質
JP4560721B2 (ja) 電解質組成物および電池