JPH10302835A - Polymeric battery - Google Patents

Polymeric battery

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JPH10302835A
JPH10302835A JP9120254A JP12025497A JPH10302835A JP H10302835 A JPH10302835 A JP H10302835A JP 9120254 A JP9120254 A JP 9120254A JP 12025497 A JP12025497 A JP 12025497A JP H10302835 A JPH10302835 A JP H10302835A
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JP
Japan
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membrane
polyolefin
solution
weight
electrolyte
Prior art date
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Pending
Application number
JP9120254A
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Japanese (ja)
Inventor
Koichi Kono
公一 河野
Kotaro Takita
耕太郎 滝田
Norimitsu Kaimai
教充 開米
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Tonen Chemical Corp
Original Assignee
Tonen Sekiyu Kagaku KK
Tonen Chemical Corp
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Publication date
Application filed by Tonen Sekiyu Kagaku KK, Tonen Chemical Corp filed Critical Tonen Sekiyu Kagaku KK
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To facilitate thinning and area enlargement, have superior retentiveness of electrolytic solution within wide temperature range and ensure long stability and improvement in mechanical strength by constituting a polymeric battery of a non-proton electrolytic thin film with a poly-olefin fine porous membrane being a base material and positive and negative electrodes. SOLUTION: A polymeric battery comprises a non-proton electrolytic thin film in which a non-proton solution is solidified in a poly-olefin fine porous membrane and positive and negative electrodes. In particular, as at least one of the positive and negative electrodes, a solidified liquid membrane conductor in which an electrolytic solution is solidified in a polyolefin fine porous membrane containing an electronic conductive material is constituted in combination. The poly-olefin fine porous membrane is 1 to 1,000 μm or preferably 5 to 500 μm in thickness, and a membrane cavity rate is preferably within a range of 30 to 95%. A rupture strength is preferably 200 kg/cm<2> . By employing this conductive thin film, a polymeric battery in which stability can be improved in overcharging can be provided without significantly lowering electronic conductivity.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は電池の電解質に非プ
ロトン性電解質薄膜、正極あるいは負極の少なくとも1
つに固定化液膜導電体を用いたポリマー電池、特にリチ
ウム系電池、中でも充放電可能なリチウム2次電池に関
する。
The present invention relates to an electrolyte for a battery, comprising at least one of an aprotic electrolyte thin film, a positive electrode and a negative electrode.
Finally, the present invention relates to a polymer battery using an immobilized liquid film conductor, particularly to a lithium-based battery, particularly to a rechargeable lithium secondary battery.

【0002】[0002]

【従来の技術】携帯電話、携帯情報端末など携帯電子機
器の性能は搭載される半導体素子、電子回路だけでなく
充電可能な2次電池に大きく依存しており、搭載電池の
容量アップとともに、軽量・コンパクト化を同時に実現
することが望まれている。これまで鉛電池やニッケルカ
ドミウム電池が用いられてきたが、エネルギー密度不足
で軽量・コンパクト化に対応することが困難であった。
そこで、ニッケルカドミウム電池の2倍のエネルギー密
度を有するニッケル水素電池が開発され、次いで、それ
を更に上回るエネルギー密度を有するリチウムイオン電
池が開発され、脚光を浴びている。しかし、いずれの電
池も液体電解質を使用しており、液洩れを防ぐために金
属缶に充填しているため、厚さの限界、軽量化の限界が
あった。
2. Description of the Related Art The performance of portable electronic devices such as mobile phones and personal digital assistants largely depends on not only the semiconductor elements and electronic circuits mounted thereon but also rechargeable rechargeable batteries. -It is desired to achieve compactness at the same time. Until now, lead batteries and nickel cadmium batteries have been used, but it has been difficult to cope with a reduction in weight and size due to insufficient energy density.
Therefore, a nickel-metal hydride battery having an energy density twice as high as that of a nickel cadmium battery has been developed, and then a lithium-ion battery having an energy density even higher than that has been developed and attracted attention. However, all of the batteries use a liquid electrolyte and are filled in a metal can in order to prevent liquid leakage, and thus have limitations in thickness and weight.

【0003】そこで、液状の電解質を固体状にしたポリ
マー電池が注目を集めており、特にポリマーマトリック
スに従来の液体タイプのリチウム電池と同じような塩と
溶媒の溶液を含浸させるゲル状ポリマーとして、架橋し
たポリアルキレンオキシドを電解質に用いる技術(US
P4,303,748など)、ポリアルリレートをゲル
化して電解質に用いる技術(USP4,830,939
など)が提案されている。また、最近では、ポリ弗化ビ
ニリデンとヘキサフルオロプロピレンの共重合体にリチ
ウム塩を溶解したカーボネート系溶液を含浸させたポリ
マーゲルを電解質に用いる技術およびポリ弗化ビニリデ
ンとヘキサフルオロプロピレンの共重合体にLiMn2
4とカーボンブラックあるいは石油コークスとカーボ
ンブラックを混合しリチウム塩を溶解したカーボネート
系溶液を含浸させたポリマーゲルを電池の正極あるいは
負極に用いる技術(USP5,296,318など)が
提案され、有望視されているが、高温に於けるゲル収縮
による電解液の滲み出の問題があり、溶媒保持性に関す
る完全な解決策とはなっていない。
[0003] Therefore, attention has been focused on polymer batteries in which a liquid electrolyte is solidified. In particular, as a gel polymer in which a polymer matrix is impregnated with a salt and solvent solution similar to that of a conventional liquid type lithium battery, Technology for using cross-linked polyalkylene oxide for electrolyte (US
P4, 303, 748, etc., and technology for gelling polyallyllate and using it as an electrolyte (US Pat. No. 4,830,939)
Etc.) have been proposed. Recently, a technique using a polymer gel obtained by impregnating a carbonate-based solution obtained by dissolving a lithium salt in a copolymer of polyvinylidene fluoride and hexafluoropropylene as an electrolyte, and a copolymer of polyvinylidene fluoride and hexafluoropropylene LiMn 2
A technique (USP 5,296,318, etc.) in which a polymer gel impregnated with a carbonate-based solution in which O 4 and carbon black or petroleum coke and carbon black are mixed and in which a lithium salt is dissolved has been proposed has been proposed and is promising. It has been observed that there is a problem of electrolyte oozing out due to gel shrinkage at high temperature, and it is not a complete solution for solvent retention.

【0004】実効抵抗を下げるためには薄膜化も一つの
解決策であり、50μm以下の固体高分子多孔薄膜の
0.1μm以下の微細な空孔中に毛管凝縮を利用して液
体状イオン導電体を固定化する方法(特開平1−158
051号)があるが、これだけでは動作温度の問題は根
本的には解決できない。また、特開平3−87096号
では、ポリエチレンの可塑剤溶液にケッチェンブラック
を混合し、シート成形、延伸の後、可塑剤を除去した多
孔質薄膜に電解液を毛管凝縮力を利用して固定化する方
法が開示されているが、これだけでは電解液保持性に関
する完全な解決策ではない。
In order to reduce the effective resistance, thinning is also one of the solutions, and the liquid ionic conductivity is reduced by utilizing capillary condensation in fine pores of 0.1 μm or less of a solid polymer porous thin film of 50 μm or less. Method for fixing body (Japanese Patent Laid-Open No. 1-158)
However, this alone cannot fundamentally solve the problem of operating temperature. In Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 3-87096, Ketjen Black is mixed with a plasticizer solution of polyethylene, and after forming and stretching a sheet, an electrolytic solution is fixed to the porous thin film from which the plasticizer has been removed by utilizing the capillary condensation force. However, this is not a complete solution for electrolyte retention.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のよう
な問題点を解消し、薄膜化、大面積化が容易で広い温度
範囲で非プロトン性電解質溶媒の保持性に優れ、長期安
定性と機械的強度の向上した非プロトン性電解質薄膜お
よび固定化液膜導電体の少なくともいずれか一方を用い
たポリマー電池とその製造方法を提供することにある。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention solves the above-mentioned problems, is easy to make a thin film and has a large area, has excellent aprotic electrolyte solvent retention over a wide temperature range, and has a long-term stability. Another object of the present invention is to provide a polymer battery using at least one of an aprotic electrolyte thin film having improved mechanical strength and an immobilized liquid membrane conductor, and a method for producing the same.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明者等は、前記従来
技術を克服するために鋭意研究した結果、特定のポリオ
レフィン微多孔膜を基材として用いた電解質薄膜と特定
のポリオレフィン微多孔膜を基材として用いた固定化液
膜導電体を組合せて用いることにより、上記目的を達成
できることを見出した。すなわち、本発明は、ポリオレ
フィン微多孔膜を基材とした非プロトン性電解質薄膜
と、正負電極からなるポリマー電池であり、少なくとも
正負電極の一つとして電子導電性材料を含有するポリオ
レフィン微多孔膜を基材とする固定化液膜導電体からな
るポリマー電池である。
Means for Solving the Problems The inventors of the present invention have conducted intensive studies to overcome the above-mentioned prior art, and have found that an electrolyte thin film using a specific microporous polyolefin membrane as a base material and a specific microporous polyolefin membrane are used. It has been found that the above object can be achieved by using the immobilized liquid film conductor used as the base material in combination. That is, the present invention is a polymer battery comprising an aprotic electrolyte thin film based on a polyolefin microporous membrane as a base material and a positive / negative electrode, and a polyolefin microporous membrane containing an electronic conductive material as at least one of the positive / negative electrodes. This is a polymer battery comprising an immobilized liquid film conductor as a base material.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】本発明のポリマー電池は、ポリオ
レフィン微多孔膜に非プロトン性溶液を固定化した非プ
ロトン性電解質薄膜と正負極からなる電池であり、特に
少なくとも正負極の一つとして、電子導電性材料含有ポ
リオレフィン微多孔膜に電解質溶液を固定化した固定化
液膜導電体を組合せることにより構成される電池であ
る。以下その詳細を説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The polymer battery of the present invention is a battery comprising an aprotic electrolyte thin film in which an aprotic solution is immobilized on a microporous polyolefin membrane and a positive electrode and a negative electrode. This is a battery configured by combining an immobilized liquid membrane conductor in which an electrolyte solution is immobilized on a microporous polyolefin membrane containing an electronic conductive material. The details will be described below.

【0008】A.非プロトン性電解質薄膜 本発明で用いる非プロトン性電解質薄膜は、非プロトン
性電解質溶液に親和性を有する物質を含有するポリオレ
フィン微多孔膜に、非プロトン性電解質溶液を固定化す
ることにより得られる。非プロトン性電解質溶液に親和
性を有する物質を含有するポリオレフィン微多孔膜の製
法としては、ポリオレフィン微多孔膜に非プロトン性電
解質溶液に親和性を有する物質をグラフト重合する方
法、ポリオレフィンに非プロトン性電解質溶液に親和性
を有する物質ブレンドした組成物から製膜する方法、非
プロトン性電解質溶液に親和性を有する物質表面にコー
ティングする方法等があり、得られた微多孔膜に非プロ
トン性電解質溶液を固定化することにより得られる。例
えば次のような方法によって製造できる。
A. Aprotic electrolyte thin film The aprotic electrolyte thin film used in the present invention is obtained by immobilizing the aprotic electrolyte solution on a polyolefin microporous membrane containing a substance having an affinity for the aprotic electrolyte solution. As a method for producing a microporous polyolefin membrane containing a substance having an affinity for an aprotic electrolyte solution, a method of graft-polymerizing a substance having an affinity for an aprotic electrolyte solution on a polyolefin microporous membrane, an aprotic There is a method of forming a film from a composition blended with a substance having an affinity for an electrolyte solution, a method of coating the surface of a substance having an affinity for an aprotic electrolyte solution, and the like. Are obtained by immobilizing For example, it can be manufactured by the following method.

【0009】1.ポリオレフィン微多孔膜 a.ポリオレフィン ポリオレフィンとしては、ポリエチレン、ポリプロピレ
ン、エチレン−プロピレン共重合体、ポリブテン−1、
ポリ4−メチルペンテン−1などが挙げられる。これら
の中ではポリエチレンが好ましい。このポリエチレンと
しては、超高分子量ポリエチレン、高密度ポリエチレ
ン、中低密度ポリエチレンからなるものを用いることが
できるが、強度、安全性、製膜性などの観点から超高分
子量ポリエチレンまたはその成分を含むものを用いるこ
とが好ましい。また、該ポリオレフィンは、重量平均分
子量が5×105以上、好ましくは1×106〜1×10
7の超高分子量成分を1重量%以上含有し、分子量分布
(重量平均分子量/数平均分子量)が10〜300であ
るのが好ましい。超高分子量ポリオレフィン成分の含有
量が1重量%未満では、膜の延伸性の向上に寄与すると
ころが不十分である。一方、上限は特に限定的ではな
い。また、分子量分布が300を超えると、低分子量成
分による破断が起こり薄膜全体の強度が低下するため好
ましくない。
1. Polyolefin microporous membrane a. Polyolefin Polyolefins include polyethylene, polypropylene, ethylene-propylene copolymer, polybutene-1,
Poly-4-methylpentene-1 and the like. Of these, polyethylene is preferred. As the polyethylene, those made of ultra-high molecular weight polyethylene, high density polyethylene, medium-low density polyethylene can be used, but those containing ultra-high molecular weight polyethylene or components thereof from the viewpoint of strength, safety, film forming property, etc. It is preferable to use The polyolefin has a weight average molecular weight of 5 × 10 5 or more, preferably 1 × 10 6 to 1 × 10 5.
It is preferred that the ultrahigh molecular weight component 7 is contained in an amount of 1% by weight or more and the molecular weight distribution (weight average molecular weight / number average molecular weight) is 10 to 300. When the content of the ultrahigh molecular weight polyolefin component is less than 1% by weight, the portion which contributes to the improvement of the stretchability of the film is insufficient. On the other hand, the upper limit is not particularly limited. On the other hand, if the molecular weight distribution exceeds 300, breakage due to low molecular weight components occurs, and the strength of the entire thin film decreases, which is not preferable.

【0010】b.ポリオレフィン微多孔膜の製法 ポリオレフィン微多孔膜は、ポリオレフィンを製膜する
ことにより得ることができる。製膜は、特開昭60−2
42035号や特開平3−64334号に記載の方法で
行えばよい。例えば次のようにして行うことができる。
超高分子量ポリオレフィンを含有するポリオレフィンを
流動パラフィンのような溶媒に10〜50重量%を加熱
溶解して均一な溶液とし。この溶液からシートを形成
し、冷却してゲル状シートとした後、ポリオレフィンの
融点+10度以下の温度で加熱し、面倍率3倍以上に延
伸する。この延伸膜中に含まれる溶媒を塩化メチレンの
ような揮発性溶剤で抽出除去し、ついで乾燥、熱セット
する。なお、ポリオレフィン微多孔膜には、必要に応じ
て、酸化防止剤、紫外線吸収剤、滑剤、アンチブロッキ
ング剤、顔料、染料、無機充填剤などの各種添加剤を、
本発明の目的を損なわない範囲で添加することができ
る。
B. Method for producing microporous polyolefin membrane A microporous polyolefin membrane can be obtained by forming a polyolefin membrane. The film formation is described in JP-A-60-2
42035 and JP-A-3-64334. For example, it can be performed as follows.
A polyolefin containing an ultrahigh molecular weight polyolefin is heated and dissolved in a solvent such as liquid paraffin at 10 to 50% by weight to form a uniform solution. After forming a sheet from this solution and cooling it into a gel-like sheet, the sheet is heated at a temperature equal to or lower than the melting point of the polyolefin plus 10 degrees, and stretched to an area magnification of 3 times or more. The solvent contained in the stretched film is extracted and removed with a volatile solvent such as methylene chloride, and then dried and heat-set. In addition, the polyolefin microporous membrane, if necessary, antioxidants, ultraviolet absorbers, lubricants, antiblocking agents, pigments, dyes, various additives such as inorganic fillers,
It can be added in a range that does not impair the purpose of the present invention.

【0011】c.物性 ポリオレフィン微多孔膜は、1〜1000μm、好まし
くは5〜500μmの膜厚を有する。厚さが1μm未満
では、機械的強度及び取扱の観点から実用に供すること
が難しい。一方、1000μmを超える場合には、実効
抵抗が大きくなり、体積効率も不利となる。また、膜の
空孔率は、限定的ではないが30〜95%、より好まし
くは50〜90%の範囲のものである。空孔率が30%
未満では、非プロトン性電解質溶液の固定化が不十分に
なる場合があり、一方、空孔率が95%を超えると、膜
の機械的強度が小さくなり実用性に劣る。また、平均孔
径は1μm以下が好ましい。1μmを超えるとグラフト
重合量が少ない場合は、活物質や反応生成物の拡散を防
止することが困難となる。下限は、限定的ではないが平
均孔径が0.005μm未満ではプラズマによるグラフ
ト重合において均一性、重合速度に問題を起こす場合が
ある。さらに、上記ポリオレフィン微多孔膜は、破断強
度を200kg/cm2以上が好ましい。破断強度を2
00kg/cm2以上とすることで、グラフト重合体に
非プロトン性電解質溶液が溶解した際の膨潤に対する耐
変形性が十分となる。
C. Physical properties The polyolefin microporous membrane has a thickness of 1 to 1000 μm, preferably 5 to 500 μm. If the thickness is less than 1 μm, it is difficult to practically use from the viewpoint of mechanical strength and handling. On the other hand, if it exceeds 1000 μm, the effective resistance becomes large and the volume efficiency becomes disadvantageous. The porosity of the film is not limited, but is in the range of 30 to 95%, more preferably 50 to 90%. 30% porosity
If the porosity is less than 95%, the immobilization of the aprotic electrolyte solution may be insufficient. On the other hand, if the porosity exceeds 95%, the mechanical strength of the membrane becomes small, resulting in poor practicability. Further, the average pore size is preferably 1 μm or less. If it exceeds 1 μm, it becomes difficult to prevent the active material and the reaction product from diffusing when the amount of graft polymerization is small. Although the lower limit is not limited, if the average pore diameter is less than 0.005 μm, there may be a problem in uniformity and polymerization rate in graft polymerization by plasma. Further, the microporous polyolefin membrane preferably has a breaking strength of 200 kg / cm 2 or more. Break strength 2
By setting it to be not less than 00 kg / cm 2, the deformation resistance against swelling when the aprotic electrolyte solution is dissolved in the graft polymer becomes sufficient.

【0012】2.グラフト重合法によりポリオレフィン
微多孔膜の表面及び細孔表面に非プロトン性電解質溶液
と親和性を付与する方法。 a.グラフト重合モノマー 非プロトン性電解質溶液と親和性を有するモノマーとし
ては、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸エステ
ル、メタクリル酸エステル、アクリルアミド、アクリル
ニトリル、スチレン及びその誘導体等が用いられる。具
体的には、例えばアクリル酸エステルとしては、アクリ
ル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、ア
クリル酸イソブチル、アクリル酸2−エチルヘキシル、
ラウリルアクリレート、ステアリルアクリレート、エチ
ルデシルアクリレート、エチルヘキサデシルアクリレー
ト、2−エトキシエチルアクリレート、テトラヒドロフ
ルフリルアクリレート、トリメチロールプロパントリア
クリレート、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−
ヒドロキシプロピルアクリレート、1,4−ブタンジオ
ールジアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアク
リレート等のアクリル系モノマーが挙げられ、メタクリ
ル酸エステルとしては、メタクリル酸メチル、メタクリ
ル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸2−エ
チルヘキシル、メタクリル酸トリデシル、メタクリル酸
ステアリル、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル
酸ベンジル、メタクリル酸2−ヒドロキシエチル、メタ
クリル酸2−ヒドロキシプロピル、メタクリル酸グリシ
ジル、ジメタクリル酸エチレングリコール等のメタクリ
ル系モノマーが挙げられる。これらの1種類または複数
種類を選択して用いることができる。また、必要に応じ
てビニルアクリレート、ビニルメタクリレート、ジビニ
ルベンゼン、ビニルアクリル酸ブチル等の架橋性モノマ
ーも用いることができる。上記したモノマーの中ではア
クリル酸、メタクリル酸、またはこれらのエステルから
なるモノマー、アクリルアミドまたはその誘導体からな
るアクリル系モノマーを用いるのが好ましい。
2. A method for imparting affinity to an aprotic electrolyte solution to the surface of a microporous polyolefin membrane and the surface of pores by a graft polymerization method. a. Graft Polymerization Monomer As a monomer having an affinity for the aprotic electrolyte solution, acrylic acid, methacrylic acid, acrylate, methacrylate, acrylamide, acrylonitrile, styrene and derivatives thereof are used. Specifically, for example, acrylates include methyl acrylate, ethyl acrylate, butyl acrylate, isobutyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate,
Lauryl acrylate, stearyl acrylate, ethyl decyl acrylate, ethyl hexadecyl acrylate, 2-ethoxyethyl acrylate, tetrahydrofurfuryl acrylate, trimethylolpropane triacrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxyethyl acrylate
Examples include acrylic monomers such as hydroxypropyl acrylate, 1,4-butanediol diacrylate, and 1,6-hexanediol diacrylate. Examples of methacrylates include methyl methacrylate, ethyl methacrylate, butyl methacrylate, and methacrylic acid. Examples include methacrylic monomers such as 2-ethylhexyl, tridecyl methacrylate, stearyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, benzyl methacrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, 2-hydroxypropyl methacrylate, glycidyl methacrylate, and ethylene glycol dimethacrylate. Can be One or more of these can be selected and used. If necessary, a crosslinkable monomer such as vinyl acrylate, vinyl methacrylate, divinylbenzene, and vinyl butyl acrylate can also be used. Among the above-mentioned monomers, it is preferable to use a monomer composed of acrylic acid, methacrylic acid, or an ester thereof, or an acrylic monomer composed of acrylamide or a derivative thereof.

【0013】b.グラフト重合法 ポリオレフィン微多孔膜の表面及び細孔表面に、上記の
ポリマーをグラフト重合する方法としては、プラズマあ
るいは電子線、γ線などの放射線グラフト重合法を用い
る。ポリオレフィン微多孔膜にラジカルを生成させた後
に選択されたモノマーに接触させる後重合法でも、モノ
マーに接触させた状態でラジカルを生成させる同時重合
法でも良い。プラズマグラフト重合の具体例としては、
10-2〜10mbarの圧力となるアルゴン、ヘリウ
ム、窒素、空気等のガスの存在下でポリオレフィン多孔
膜に対して通常周波数10〜30MHz、出力1〜10
00Wで、1〜1000秒のプラズマ処理を行う。次に
選択された前記モノマーを1〜10容量%、必要に応じ
て架橋助剤を0.01〜2容量%含む無機または有機溶
媒(前記のモノマー及び架橋助剤はこの溶媒に溶解また
は懸濁している)にプラズマ処理を施したポリオレフィ
ン微多孔膜を浸漬し、窒素ガス、アルゴンガス等でバブ
リングしながら、20〜100℃で、1〜60分間グラ
フト重合反応を行う。なお、溶媒としては、水、メタノ
ール等のアルコール、アルコール水溶液等を用いること
ができる。
B. Graft Polymerization Method As a method for graft-polymerizing the above polymer onto the surface of the microporous polyolefin membrane and the surface of the pores, a radiation graft polymerization method such as plasma or electron beam or γ-ray is used. A post-polymerization method in which radicals are generated in the polyolefin microporous membrane and then contacted with a selected monomer, or a simultaneous polymerization method in which radicals are generated in a state in contact with the monomers may be used. Specific examples of plasma graft polymerization include:
In the presence of a gas such as argon, helium, nitrogen, or air at a pressure of 10 -2 to 10 mbar, the polyolefin porous membrane has a frequency of 10 to 30 MHz and an output of 1 to 10
Plasma treatment is performed at 00 W for 1 to 1000 seconds. Next, an inorganic or organic solvent containing the selected monomer in an amount of 1 to 10% by volume and, if necessary, 0.01 to 2% by volume of a crosslinking aid (the monomer and the crosslinking aid are dissolved or suspended in this solvent). ), And the graft polymerization reaction is performed at 20 to 100 ° C for 1 to 60 minutes while bubbling with a nitrogen gas, an argon gas, or the like. In addition, as a solvent, water, alcohol such as methanol, an alcohol aqueous solution, or the like can be used.

【0014】また、電子線グラフト重合法としては、前
記のポリオレフィン微多孔膜、前記選択されたモノマー
及び前記架橋助剤を共存させて同時に電子線を照射する
同時照射法、及び、予めポリオレフィン微多孔膜に電子
線を照射した後に、前記架橋助剤の存在下に前記選択さ
れたモノマーを反応させる前照射法があるが、前記選択
されたモノマーの単独重合を抑制することから前照射法
によるものが好ましい。前照射法では、ポリオレフィン
微多孔膜に加速電圧100〜5000KeVが好まし
く、より好ましくは200〜800KeVの電子線を照
射する。なお、電子線照射は、空気雰囲気下で行うこと
ができる。照射量としては、10〜500KGyが適当
であり、好ましくは50〜200KGyである。10K
Gy未満では前記選択されたモノマーのグラフトが不十
分であり、一方500KGyを超えるとポリオレフィン
微多孔膜が劣化することがある。
As the electron beam graft polymerization method, the above-mentioned microporous polyolefin membrane, the simultaneous irradiation method in which the selected monomer and the cross-linking aid are coexistent, and the simultaneous irradiation with an electron beam, After irradiating the film with an electron beam, there is a pre-irradiation method in which the selected monomer is reacted in the presence of the cross-linking aid, but the pre-irradiation method is used because the homopolymerization of the selected monomer is suppressed. Is preferred. In the pre-irradiation method, the microporous polyolefin membrane is preferably irradiated with an electron beam having an acceleration voltage of 100 to 5000 KeV, more preferably 200 to 800 KeV. Note that the electron beam irradiation can be performed in an air atmosphere. The irradiation amount is suitably from 10 to 500 KGy, preferably from 50 to 200 KGy. 10K
If it is less than Gy, the grafting of the selected monomer is insufficient, while if it exceeds 500 KGy, the microporous polyolefin membrane may deteriorate.

【0015】次いで、電子線照射したポリオレフィン微
多孔膜を、前記架橋助剤の存在下に前記選択されたモノ
マー溶液中に浸漬処理してグラフト重合体を形成する。
このようなグラフト重合で、ポリオレフィン微多孔膜の
表面に選択的にグラフト重合体を形成、あるいはその細
孔内表面に選択的にグラフト重合体を形成、あるいは表
面及びその細孔内表面のいずれにもグラフト重合体を形
成することができる。なお、グラフト重合の過程で副成
されたホモポリマーは、そのまま残しておいても良い
が、トルエンなどの溶剤を用いて完全に洗い流し、グラ
フト重合体のみをポリオレフィン微多孔膜の表面及びそ
の細孔内表面に残しても良い。
Next, the electron beam-irradiated polyolefin microporous membrane is immersed in the selected monomer solution in the presence of the crosslinking aid to form a graft polymer.
By such graft polymerization, a graft polymer is selectively formed on the surface of the microporous polyolefin membrane, or a graft polymer is selectively formed on the inner surface of the pore, or on either the surface or the inner surface of the pore. Can also form a graft polymer. The homopolymer by-produced in the course of the graft polymerization may be left as it is, but it may be completely washed away using a solvent such as toluene, and only the graft polymer is removed from the surface of the polyolefin microporous membrane and its pores. It may be left on the inner surface.

【0016】c.グラフト重合量 グラフト重合量は、ラジカル生成量あるいはモノマー濃
度、その接触時間、温度などの条件で制御することがで
きる。グラフト重合量(単位面積当たりに重合したグラ
フトコポリマー量)は0.02〜35mg/cm2が好
ましく、より好ましくは0.03〜30mg/cm2
ある。ポリオレフィン微多孔膜の膜厚にもよるが、0.
02mg/cm2未満では電解液による溶解、膨潤効果
が不十分となり、35mg/cm2を超えるとポリオレ
フィン多孔膜の変形防止、強度低下防止の効果が不十分
となる。グラフト重合量の増加に伴い、ポリオレフィン
微多孔膜の微細孔は次第に閉塞され多孔性は徐々に失わ
れ、最後には実質的に完全閉塞されることになる。
C. Graft Polymerization Amount The amount of graft polymerization can be controlled by conditions such as the amount of radical generation or monomer concentration, the contact time, and the temperature. Graft polymerization amount (graft amount of polymer polymerized per unit area) is preferably 0.02~35mg / cm 2, more preferably 0.03~30mg / cm 2. Although it depends on the thickness of the microporous polyolefin membrane, it may be in the range of 0.1 to 1.0.
02mg / cm dissolution by electrolyte is less than 2, the swelling effect is insufficient, preventing deformation of the polyolefin porous membrane, the effect of reduction in strength prevent insufficient exceeds 35 mg / cm 2. With an increase in the amount of graft polymerization, the micropores of the polyolefin microporous membrane are gradually closed, the porosity is gradually lost, and finally, the membrane is substantially completely closed.

【0017】3.末端変性ポリプロピレンを含有させて
非プロトン性電解質溶液との親和性を付与する方法 a.末端変性ポリプロピレン 末端変性ポリプロピレンは末端に官能基構造を有するポ
リプロピレンである。ここでポリプロピレンとしては、
プロピレン単独重合体に限らず、プロピレンと他のα−
オレフィン(例えばエチレン、1−ブテン、1−ヘキセ
ン、4−メチル−1−ペンテン等)との1種または2種
以上のブロック共重合体ゴムを包含する。
3. Method of adding terminally modified polypropylene to impart affinity to aprotic electrolyte solution a. Terminal-modified polypropylene Terminal-modified polypropylene is a polypropylene having a functional group structure at the terminal. Here, as polypropylene,
Not limited to propylene homopolymer, propylene and other α-
One or more block copolymer rubbers with olefins (eg, ethylene, 1-butene, 1-hexene, 4-methyl-1-pentene, etc.) are included.

【0018】末端に官能基構造を有するポリプロピレン
は、次のようにして製造できる。すなわち、特定のバナ
ジウム化合物と有機アルミニウム化合物とからなる触媒
の存在下でプロピレンをリビング重合して得られるリビ
ングポリプロピレンを官能基含有モノマーと反応させる
ことにより製造する。バナジウム化合物としてはV(ア
セチルアセトナト)3、V(2−メチル−1、3−ブタ
ンジオナト)3、V(1、3−ブタンジオナト)3が好ま
しい。有機アルミニウム化合物としては、炭素数1〜1
8個、好ましくは炭素数2〜6個を有する有機アルミニ
ウム化合物またはその混合物または錯化合物であり、例
えばジアルキルアルミニウムモノハライド、モノアルキ
ルアルミニウムジハライド、アルキルアルミニウムセス
キハライドなどが挙げられる。
The polypropylene having a functional group structure at the terminal can be produced as follows. That is, it is produced by reacting a living polypropylene obtained by living polymerization of propylene with a functional group-containing monomer in the presence of a catalyst comprising a specific vanadium compound and an organoaluminum compound. As the vanadium compound, V (acetylacetonato) 3 , V (2-methyl-1,3-butanedionato) 3 and V (1,3-butanedionato) 3 are preferable. As the organic aluminum compound, a compound having 1 to 1 carbon atoms
An organoaluminum compound having 8, preferably 2 to 6 carbon atoms, or a mixture or complex compound thereof, such as dialkylaluminum monohalide, monoalkylaluminum dihalide, and alkylaluminum sesquihalide.

【0019】重合反応は、重合反応に対して不活性で、
かつ重合時に液状である溶媒中で行うのが好ましい。そ
のような溶媒としては、飽和脂肪族炭化水素、飽和脂環
式炭化水素、芳香族炭化水素が挙げられる。プロピレン
の重合時の重合触媒の使用量はプロピレン1モル当たり
バナジウム化合物が1×10-4〜0.1モル、好ましく
は5×10-4〜5×10-2モルで、有機アルミニウム化
合物が1×10-4〜0.5モル、好ましくは1×10-3
〜0.1モルである。なお、バナジウム化合物1モル当
たり、有機アルミニウム化合物は4〜100モル用いら
れるのが望ましい。
The polymerization reaction is inert to the polymerization reaction,
It is preferable to carry out the reaction in a solvent which is liquid at the time of polymerization. Such solvents include saturated aliphatic hydrocarbons, saturated alicyclic hydrocarbons, and aromatic hydrocarbons. The amount of the polymerization catalyst used in the polymerization of propylene is 1 × 10 −4 to 0.1 mol, preferably 5 × 10 −4 to 5 × 10 −2 mol of the vanadium compound per mol of propylene, and 1 mol of the organic aluminum compound. × 10 -4 to 0.5 mol, preferably 1 × 10 -3
~ 0.1 mol. The organic aluminum compound is preferably used in an amount of 4 to 100 mol per 1 mol of the vanadium compound.

【0020】リビング重合は、通常−100℃〜100
℃で、0.5〜50時間行われる。得られるリビングポ
リプロピレンの分子量は反応温度および反応時間を変え
ることにより調節できる。重合温度を低温、特に−30
℃以下にすることにより、単分散に近い分子量分布を持
つポリマーとすることができる。−50℃以下ではMw
(重量平均分子量)/Mn(数平均分子量)が1.05
〜1.40のリビング重合体とすることができる。上記
のようにして、約800〜400,000の数平均分子
量を持ち、単分散に近いリビングポリプロピレンを製造
できる。
The living polymerization is usually carried out at -100 ° C to 100 ° C.
C. for 0.5 to 50 hours. The molecular weight of the obtained living polypropylene can be adjusted by changing the reaction temperature and the reaction time. Lower the polymerization temperature, especially -30
By setting the temperature to not more than ° C, a polymer having a molecular weight distribution close to monodispersion can be obtained. Mw below -50 ° C
(Weight average molecular weight) / Mn (number average molecular weight) is 1.05
It can be a living polymer of from 1.40 to 1.40. As described above, living polypropylene having a number average molecular weight of about 800 to 400,000 and nearly monodisperse can be produced.

【0021】次に、末端に官能基構造を導入するため
に、リビングポリプロピレンと官能基含有モノマーと反
応させる。導入するモノマーとしては、グラフト重合法
の場合と同様のモノマーが用いられる。リビング重合体
を形成する単一モノマーあるいは複数モノマーの配合量
を、電解溶液の溶媒に合わせて調節する。こうすること
により、電解溶液に効果的に膨潤ゲル化し、それを強固
に固定化することができるようになる。ここで、末端変
性リビング重合体を含有する多孔性薄膜は、その表面お
よび細孔表面を覆っているリビング重合官能基に親和性
のある電解液溶媒を選択的に取り込むが、主骨格が耐溶
剤性に優れたポリエチレンから構成されているので、全
体としてその膨潤は適度に抑えられ、大きな変形、強度
の低下を防止できる。
Next, in order to introduce a functional group structure into the terminal, living polypropylene is reacted with a functional group-containing monomer. As the monomers to be introduced, the same monomers as in the case of the graft polymerization method are used. The amount of a single monomer or a plurality of monomers forming a living polymer is adjusted according to the solvent of the electrolytic solution. By doing so, the gel is effectively swollen and gelled in the electrolytic solution, and it can be firmly fixed. Here, the porous thin film containing the terminal-modified living polymer selectively incorporates an electrolyte solvent having an affinity for the living polymerization functional group covering the surface and the pore surface, but the main skeleton has a solvent resistance. Since it is made of polyethylene having excellent properties, its swelling is appropriately suppressed as a whole, and large deformation and reduction in strength can be prevented.

【0022】リビングポリプロピレンと官能基含有モノ
マーとの反応は、リビングポリプロピレンが存在する反
応系にモノマーを供給し、反応させる。反応は通常−1
00℃〜150℃の温度で5分間〜50時間行う。反応
温度を高くするか、反応時間を長くすることにより、モ
ノマーユニットによるポリプロピレン末端の変性率を増
大することができる。リビングポリプロピレン1モルに
対して、通常モノマーを1〜1,000モル使用する。
The reaction between the living polypropylene and the functional group-containing monomer is carried out by supplying the monomer to a reaction system in which the living polypropylene exists. Reaction is usually -1
It is performed at a temperature of 00 ° C to 150 ° C for 5 minutes to 50 hours. By increasing the reaction temperature or lengthening the reaction time, it is possible to increase the modification ratio of the polypropylene terminal with the monomer unit. Usually, 1 to 1,000 mol of a monomer is used per 1 mol of living polypropylene.

【0023】上記のようにして得られた末端変性ポリプ
ロピレンは約800〜500,000の数平均分子量
(Mn)を有し、かつ前記のリビングポリプロピレンそ
のものを踏襲した非常に狭い分子量分布(Mw/Mn=
1.05〜1.40)を有する。しかも、その末端に、平
均して0.1〜500個、好ましくは0.5〜100個の
前記モノマーの末端構造を有する。またこのようにして
製造した末端変性ポリプロピレンは、シンジオタクチッ
クダイアッド分率が0.6以上であることが1つの特徴
である。末端変性リビング重合ポリプロピレンの使用量
は、ポリオレフィンの1〜50重量%で、好ましくは3
〜30重量%である。1重量%未満では電解溶液の溶媒
の含浸、固定化の効果が期待出来ない。一方、50重量
%を超えると機械的強度の低下が著しくなる。
The terminal-modified polypropylene obtained as described above has a number average molecular weight (Mn) of about 800 to 500,000, and has a very narrow molecular weight distribution (Mw / Mn) following the living polypropylene itself. =
1.05 to 1.40). In addition, the terminal has an average of 0.1 to 500, preferably 0.5 to 100 terminal structures of the monomers at the terminal. One feature of the end-modified polypropylene thus produced is that the syndiotactic dyad fraction is 0.6 or more. The amount of the terminal-modified living polymerized polypropylene is 1 to 50% by weight of the polyolefin, preferably
3030% by weight. If it is less than 1% by weight, the effect of impregnation and immobilization of the solvent in the electrolytic solution cannot be expected. On the other hand, if it exceeds 50% by weight, the mechanical strength is significantly reduced.

【0024】b.末端変性ポリプロピレンを含有するポ
リオレフィン微多孔膜の製法 末端変性ポリプロピレンを含有するポリオレフィン微多
孔膜の製造方法としては、ポリオレフィンに上記の末
端変性ポリプロピレンを配合した組成物から、微多孔膜
を製造する方法とポリオレフィンから微多孔膜を製造
し、その表面を末端変性ポリプロピレンで被覆する方法
がある。のポリオレフィンに上記の末端変性ポリプロ
ピレンを配合した組成物から微多孔膜を製造する方法
は、前記ポリオレフィン微多孔膜の製法に準じて行うこ
とができる。ポリオレフィンから微多孔膜を製造し、
その表面を末端変性ポリプロピレンで被覆する方法は、
上記特許に記載の方法にしたがって、得られたポリオレ
フィン微多孔膜の表面を、末端変性ポリプロピレンを芳
香族炭化水素、パラフィン系炭化水素、クロロホルム、
テトラヒドロフラン等の溶媒に溶解した溶液で、含浸、
塗布、又はスプレー等によりコーティングする方法等で
ある。
B. Method for producing microporous polyolefin membrane containing terminal-modified polypropylene As a method for producing a microporous polyolefin membrane containing terminal-modified polypropylene, a method for producing a microporous membrane from a composition obtained by blending the above-mentioned terminal-modified polypropylene with polyolefin, There is a method in which a microporous membrane is produced from polyolefin, and the surface is coated with a terminal-modified polypropylene. The method for producing a microporous membrane from the composition obtained by blending the above-mentioned terminal-modified polypropylene with the polyolefin can be carried out according to the method for producing the above-mentioned microporous polyolefin membrane. Producing a microporous membrane from polyolefin,
The method of coating the surface with terminal-modified polypropylene,
According to the method described in the above patent, the surface of the obtained polyolefin microporous membrane, the terminal-modified polypropylene aromatic hydrocarbon, paraffin hydrocarbon, chloroform,
Impregnation with a solution dissolved in a solvent such as tetrahydrofuran,
It is a method of coating by coating or spraying or the like.

【0025】4.ワックスを含有させて非プロトン性電
解質溶液に親和性を付与する方法 a.ワックス 非プロトン性電解質溶液に親和性を有するワックスとし
ては、植物系ワックス、動物系ワックス、鉱物系ワック
ス、石油ワックスなどの天然ワックス、合成炭化水素、
変性ワックス、水素化ワックス、脂肪酸、酸アミド、エ
ステル、ケトンなどの合成ワックスを用いることができ
る。中でも、エステル〔RCOO(CH2CH2nCO
OR’〕で表されるエステルワックスのような合成ワッ
クス、〔RCOOR’〕で表される一価アルコール脂肪
酸エステル、〔RCOOCH2CH(OH)CH2OH〕
で表されるグリセリン脂肪酸エステル、〔RCOOCH
2CH2OH〕で表されるエチレングリコールエステル、
ソルビタン脂肪酸エステルなどの油脂系合成ワックス
は、非プロトン性電解質溶液との親和性だけでなく、リ
チウムイオンと一種の錯体を形成しイオン伝導促進効果
が期待される。
4. Method of adding affinity to aprotic electrolyte solution by containing wax a. Waxes As waxes having an affinity for aprotic electrolyte solutions, natural waxes such as vegetable waxes, animal waxes, mineral waxes, petroleum waxes, synthetic hydrocarbons,
Synthetic waxes such as modified waxes, hydrogenated waxes, fatty acids, acid amides, esters and ketones can be used. Among them, the ester [RCOO (CH 2 CH 2 ) n CO
OR ′], a synthetic wax such as an ester wax represented by [RCOOR ′], a monohydric alcohol fatty acid ester represented by [RCOOOR ′], [RCOOCH 2 CH (OH) CH 2 OH]
A glycerin fatty acid ester represented by the formula [RCOOCH
2 CH 2 OH], an ethylene glycol ester represented by the formula:
Fatty oil-based synthetic waxes such as sorbitan fatty acid esters are expected to not only have an affinity for aprotic electrolyte solutions, but also form a kind of complex with lithium ions to promote ionic conduction.

【0026】b.ワックス含有ポリオレフィン微多孔膜
の製法 本発明で用いるの非プロトン性電解質薄膜の製法は、
ポリオレフィン微多孔膜にワックスをコーティングする
方法、ワックスを含有するポリオレフィン組成物から
微多孔膜を製造する方法、の2通りの製法がある。 ポリオレフィン微多孔膜にワックスのコーティング方
法 ワックスは、希釈溶剤で希釈し、上記のポリオレフィン
微多孔膜にコーティングする。コーティング方法として
は、含浸、塗布、スプレーなどを単独あるいは組み合わ
せて使用することができる。また、希釈溶剤としては、
ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、トルエンなどの炭化水
素、塩化メチレン、四塩化炭素などの塩素化炭化水素、
三塩化三フッ化エタンなどのフッ化炭化水素、ジエチル
エーテル、ジオキサンなどのエーテル類、その他、メタ
ノール、エタノールなどのアルコール類などが挙げられ
る。
B. Method for Producing Wax-Containing Polyolefin Microporous Membrane The method for producing the aprotic electrolyte thin film used in the present invention includes:
There are two methods, a method of coating a wax on a polyolefin microporous membrane and a method of manufacturing a microporous membrane from a polyolefin composition containing a wax. Method for coating wax on microporous polyolefin membrane Wax is diluted with a diluting solvent and coated on the above-mentioned microporous polyolefin membrane. As the coating method, impregnation, application, spraying, or the like can be used alone or in combination. In addition, as a diluting solvent,
Hydrocarbons such as pentane, hexane, heptane, and toluene; chlorinated hydrocarbons such as methylene chloride and carbon tetrachloride;
Examples thereof include fluorinated hydrocarbons such as ethane trichloride, ethers such as diethyl ether and dioxane, and alcohols such as methanol and ethanol.

【0027】ワックスを含有するポリオレフィン組成
物から微多孔膜の製造方法 超高分子量ポリオレフィン単独あるいはポリオレフィン
とのポリオレフィン組成物とワックスとの組成比は、全
樹脂組成物に対してワックスが1〜50重量%で、好ま
しくは3〜30重量%である。1重量%未満では電解質
溶液の溶媒の含有固定化の効果が期待できない。一方、
50重量%を超えると機械的強度の低下が著しくなる。
ワックスを含有するポリオレフィン組成物からポリオレ
フィン微多孔膜を作成する方法は、前記方法と同様にし
て行うことができる。
Method for Producing Microporous Membrane from Wax-Containing Polyolefin Composition The composition ratio of the ultra-high molecular weight polyolefin alone or the polyolefin composition with the polyolefin and the wax is such that the wax is 1 to 50% by weight based on the total resin composition. %, Preferably 3 to 30% by weight. If it is less than 1% by weight, the effect of immobilizing the solvent in the electrolyte solution cannot be expected. on the other hand,
If it exceeds 50% by weight, the mechanical strength is significantly reduced.
A method for producing a microporous polyolefin membrane from a wax-containing polyolefin composition can be carried out in the same manner as described above.

【0028】5.オルガノポリシロキサンを含有させて
非プロトン性電解質溶液に親和性を付与する方法 a.オルガノポリシロキサン 本発明で用いるオルガノポリシロキサンは、1個のケイ
素当たり少なくとも1個以上のケイ素−炭素結合を有
し、ケイ素−酸素結合(→Si−O−Si←)を繰り返
し単位とする高分子化合物である。例えばシリコーンオ
イル、シリコーン製ゴムとして市販されている重合度が
10以上、好ましくは10〜10000のものが利用で
きる。重合度が10未満では揮発散逸が無視できなくな
り好ましくない。一方、重合度が100を大きく超える
と高粘度となり、ゲル状成形物へ均一に充填することが
困難となるので、揮発性溶剤で希釈することが好まし
い。
5. A method for imparting affinity to an aprotic electrolyte solution by containing an organopolysiloxane a. Organopolysiloxane The organopolysiloxane used in the present invention is a polymer having at least one silicon-carbon bond per silicon and having a silicon-oxygen bond (→ Si—O—Si ←) as a repeating unit. Compound. For example, commercially available silicone oils and silicone rubbers having a degree of polymerization of 10 or more, preferably 10 to 10,000 can be used. If the degree of polymerization is less than 10, volatilization and dissipation cannot be ignored, which is not preferable. On the other hand, if the degree of polymerization greatly exceeds 100, the viscosity becomes high and it becomes difficult to uniformly fill the gel-like molded product. Therefore, dilution with a volatile solvent is preferred.

【0029】オルガノポリシロキサンの具体例として
は、有機基がメチル基であるポリジメチルシロキサンを
基本として、ポリシロキサン鎖の末端又は内部に水素、
ビニル基、ヒドロキシル基、アミノ基、カルボキシル
基、エポキシ基、メタクリロキシ基、メルカプト基、長
鎖アルキル基、フェニル基、塩素又はフッ素などが結合
した変性ポリシロキサン、更に主鎖に非ポリシロキサン
部分を持つもの、例えばアルキレンオキシド変性ポリシ
ロキサン、シリコーン変性共重合体、アルコキシシラン
変性重合体などが挙げられる。ポリメチルビニルシロキ
サン、ポリメチルフェニルビニルシロキサン、ポリメチ
ルフルオロビニルシロキサンあるいは末端が水酸基封鎖
されたポリジメチルシロキサンなどポリシロキサン鎖の
内部又は末端にビニル基あるいは水酸基などを結合した
変性ポリシロキサンも用いることができるが、−(CH
2CH2O)n−Rのようなエーテル系基を側鎖に持つ変
性ポリシロキサンあるいは−〔(CH2mCOO(CH
2n〕−Rのようなエステル系基を持つ変性ポリシロキ
サンは、非プロトン性電解質溶液との親和性だけでな
く、リチウムイオンと一種の錯体を形成しイオン伝導促
進効果が期待される。
Specific examples of the organopolysiloxane include polydimethylsiloxane in which the organic group is a methyl group, and hydrogen or hydrogen at the terminal or inside of the polysiloxane chain.
Modified polysiloxane to which vinyl group, hydroxyl group, amino group, carboxyl group, epoxy group, methacryloxy group, mercapto group, long-chain alkyl group, phenyl group, chlorine or fluorine are bonded, and non-polysiloxane part in main chain Examples thereof include an alkylene oxide-modified polysiloxane, a silicone-modified copolymer, and an alkoxysilane-modified polymer. Polymethylvinylsiloxane, polymethylphenylvinylsiloxane, polymethylfluorovinylsiloxane, or a modified polysiloxane in which a vinyl group or a hydroxyl group is bonded to the inside or end of a polysiloxane chain, such as a polydimethylsiloxane having a hydroxyl group blocked, may also be used. Yes, but-(CH
2 CH 2 O) n modified polysiloxane or with an ether-based group in the side chain, such as -R - [(CH 2) m COO (CH
2 ) A modified polysiloxane having an ester group such as n ] -R is expected to have not only an affinity with an aprotic electrolyte solution but also a kind of complex with lithium ions to promote ion conduction.

【0030】重合度の高いオルガノポリシロキサンを希
釈する際の揮発性溶剤としては、ペンタン、ヘキサン、
ヘプタン、トルエンなどの炭化水素、塩化メチレン、四
塩化炭素などの塩素化炭化水素、三塩化三フッ化エタン
などのフッ化炭化水素、ジエチルエーテル、ジオキサン
などのエーテル類、その他、メタノール、エタノールな
どのアルコール類が挙げられる。なお、上記のオルガノ
ポリシロキサンまたはその希釈溶液には、必要に応じて
オルガノポリシロキサンの架橋剤、例えば有機過酸化
物、3個以上の官能基を有する有機ケイ素化合物、アル
キルオルソシリケート、金属系触媒あるいは合成シリカ
などの補強材、その他の添加剤を少量調合してもよい。
As the volatile solvent for diluting the organopolysiloxane having a high degree of polymerization, pentane, hexane,
Hydrocarbons such as heptane and toluene, chlorinated hydrocarbons such as methylene chloride and carbon tetrachloride, fluorinated hydrocarbons such as ethane trichloride ethane, ethers such as diethyl ether and dioxane, and others such as methanol and ethanol Alcohols. The above-mentioned organopolysiloxane or its diluted solution may contain, if necessary, a crosslinking agent for the organopolysiloxane, for example, an organic peroxide, an organosilicon compound having three or more functional groups, an alkyl orthosilicate, a metal catalyst. Alternatively, a small amount of a reinforcing material such as synthetic silica and other additives may be prepared.

【0031】b.オルガノポリシロキサン含有ポリオレ
フィン微多孔膜の製法 オルガノポリシロキサン含有ポリオレフィン微多孔膜の
製法は、ポリオレフィン微多孔膜にオルガノポリシロ
キサンをコーティングする方法、ポリオレフィン組成
物からなるゲル状成形物にオルガノポリシロキサンを充
填して製膜する方法、の2通りの製法がある。 オルガノポリシロキサンのコーティング方法 オルガノポリシロキサンのコーティング方法としては、
上記のポリオレフィン微多孔膜に対して非溶媒である有
機溶剤に溶解したオルガノポリシロキサンの溶液をポリ
オレフィン微多孔膜へスプレー、塗布あるいは該膜を液
中に浸漬、その他のコーティング操作が挙げられる。有
機溶剤を蒸発固化させた膜はさらに架橋を行うことがよ
り好ましい。コーティングの厚さは、複合膜として1〜
1000μmとすることが好ましい。
B. Manufacturing method of organopolysiloxane-containing microporous polyolefin membrane Manufacturing method of organopolysiloxane-containing polyolefin microporous membrane is a method of coating organopolysiloxane on polyolefin microporous membrane, and filling organopolysiloxane into gel-like molded product composed of polyolefin composition. And a method of forming a film. Coating method of organopolysiloxane As a coating method of organopolysiloxane,
Spraying and applying a solution of an organopolysiloxane dissolved in an organic solvent which is a non-solvent to the above-mentioned microporous polyolefin membrane to the polyolefin microporous membrane, or dipping the membrane into the liquid, and other coating operations. More preferably, the film obtained by evaporating and solidifying the organic solvent is further crosslinked. The thickness of the coating is from 1 to
Preferably it is 1000 μm.

【0032】ポリオレフィン組成物から成るゲル状成
形物にオルガノポリシロキサンを充填して製膜し、電解
質溶液を固定化する方法 ポリオレフィン組成物からなるゲル状シートを得、次い
でゲル状シート中の溶媒を除去する。除去方法として
は、ゲル状シートの加熱による溶媒の蒸発除去、圧縮に
よる除去、揮発性の溶剤による溶媒の抽出除去、凍結乾
燥によりゲル状シートの網状組織を保ったままでの溶媒
の除去などが挙げられるが、ゲル状シートの構造を著し
く変化させることなく溶媒を除去するためには、揮発性
溶剤による抽出除去が好ましい。また、ゲル状シート中
の溶媒は1重量%以下まで除去することが好ましい。
A method for filling a gel-like molded product comprising a polyolefin composition with an organopolysiloxane to form a film and fixing an electrolyte solution to obtain a gel-like sheet comprising a polyolefin composition, and then removing the solvent in the gel-like sheet Remove. Examples of the removal method include removal of the solvent by evaporation of the gel-like sheet by heating, removal by compression, extraction and removal of the solvent by a volatile solvent, and removal of the solvent while maintaining the network structure of the gel-like sheet by freeze-drying. However, in order to remove the solvent without significantly changing the structure of the gel-like sheet, extraction and removal with a volatile solvent is preferable. Further, it is preferable to remove the solvent in the gel-like sheet to 1% by weight or less.

【0033】オルガノポリシロキサンの充填は、脱溶媒
処理を行ったゲル状シートを、脱溶媒処理の揮発性溶剤
の存在下又は不存在下においてオルガノポリシロキサン
液もしくはその希釈溶液中に浸漬またはそれをコーティ
ングすることによって行われる。また、脱溶媒処理を施
していない未処理のゲル状シートの場合であっても、オ
ルガノポリシロキサン液もしくはその希釈溶液を圧入す
ることによって充填することができる。しかし、脱溶媒
処理後の揮発性溶媒存在下でゲル状シートを浸漬する方
が容易に充填できるため、より好ましい。
The filling of the organopolysiloxane is carried out by immersing the gelled sheet subjected to the desolvation treatment in an organopolysiloxane solution or a dilute solution thereof in the presence or absence of a volatile solvent for the desolvation treatment, or by immersing the gel sheet. This is done by coating. Further, even in the case of an untreated gel-like sheet that has not been subjected to a solvent removal treatment, it can be filled by injecting an organopolysiloxane solution or a diluted solution thereof. However, it is more preferable to immerse the gel-like sheet in the presence of the volatile solvent after the desolvation treatment, because it can be easily filled.

【0034】オルガノポリシロキサン希釈溶液の希釈濃
度は、ゲル状シート中に充填するオルガノポリシロキサ
ンの量によって異なるが、少なくとも0.05重量%以
上が好ましく、特に0.5重量%以上が好ましい。濃度
が0.05重量%未満ではゲル状シート中に充填される
オルガノポリシロキサンが不足し、延伸時にピンホール
が生じやすくなる。また、溶液粘度は、ゲル状シート全
体にわたって均一に充填するために、25℃において5
00cSt未満が好ましく、特に100cSt未満が好
ましい。ゲル状シートへのオルガノポリシロキサンの充
填量は、5〜90重量%が好ましく、特に10〜80重
量%が好ましい。次に、得られたオルガノポリシロキサ
ン含有ゲル状シートを延伸して、オルガノポリシロキサ
ンを含有したポリオレフィン微多孔膜を得る。
The dilution concentration of the dilute organopolysiloxane solution varies depending on the amount of the organopolysiloxane to be filled in the gel sheet, but is preferably at least 0.05% by weight or more, particularly preferably 0.5% by weight or more. If the concentration is less than 0.05% by weight, the amount of the organopolysiloxane filled in the gel-like sheet is insufficient, and pinholes are easily generated during stretching. The solution viscosity is 5 at 25 ° C. in order to uniformly fill the entire gel sheet.
It is preferably less than 00 cSt, particularly preferably less than 100 cSt. The filling amount of the organopolysiloxane in the gel sheet is preferably from 5 to 90% by weight, particularly preferably from 10 to 80% by weight. Next, the obtained organopolysiloxane-containing gel-like sheet is stretched to obtain a polyolefin microporous membrane containing an organopolysiloxane.

【0035】6.非プロトン性電解質溶液に親和性を有
するポリオレフィン微多孔膜への非プロトン性電解質溶
液の固定化 a.電解質溶液 非プロトン性電解質溶液の電解質としては、アルカリ金
属塩、アルカリ土類金属塩が用いられ、例えばLiF、
NaI、LiI、LiClO4、LiAsF6、LiPF
6、LiBF4、LiCF3SO3、NaSCN等が挙げら
れる。また、非プロトン性電解質溶液の電解質を溶解す
る非プロトン性溶媒としては、アルカリ金属に対して安
定な溶媒で、具体的には、プロピレンカーボネート、エ
チレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、ジメトキシ
エタン、アセトニトリル、フォルムアミド、テトラヒド
ロフラン、ジエチルエーテル等の非プロトン性の高誘電
率溶媒が、単独又は2種以上の組み合わせで使用され
る。
6. Immobilization of aprotic electrolyte solution on polyolefin microporous membrane having affinity for aprotic electrolyte solution a. Electrolyte solution As an electrolyte of the aprotic electrolyte solution, an alkali metal salt, an alkaline earth metal salt is used, for example, LiF,
NaI, LiI, LiClO 4 , LiAsF 6 , LiPF
6 , LiBF 4 , LiCF 3 SO 3 , NaSCN and the like. Further, as the aprotic solvent for dissolving the electrolyte of the aprotic electrolyte solution, a solvent stable to an alkali metal, specifically, propylene carbonate, ethylene carbonate, γ-butyrolactone, dimethoxyethane, acetonitrile, form An aprotic high dielectric constant solvent such as amide, tetrahydrofuran, diethyl ether or the like is used alone or in combination of two or more.

【0036】b.固定化法 ポリオレフィン微多孔膜に非プロトン性電解質溶液を固
定化し非プロトン性電解質薄膜とする方法としては、含
浸、塗布またはスプレーなどを単独あるいは組み合わせ
て使用することができる。また、電解質溶液を固定化す
るのは、電池に組み込む前でもよいし、電池組立途中工
程でもよいし、電池組立最終工程でもよい。中でも、電
池組立時の取扱性、皺などの混入防止、正負極板表面と
の密着性などの観点と、従来の電池組立工程をそのまま
適用できることから、電池組立途中工程あるいは電池組
立最終工程で電解質溶液を固定化する方法が好ましい。
B. Immobilization Method As a method of immobilizing an aprotic electrolyte solution on a polyolefin microporous membrane to form an aprotic electrolyte thin film, impregnation, coating, spraying or the like can be used alone or in combination. In addition, the electrolyte solution may be fixed before being incorporated into the battery, during the battery assembly process, or at the final battery assembly process. Among them, in view of the ease of handling during battery assembly, the prevention of wrinkles and the like, the adhesion to the positive and negative electrode surfaces, and the fact that the conventional battery assembly process can be applied as it is, the electrolyte may be used during the battery assembly process or the final battery assembly process. The method of immobilizing the solution is preferred.

【0037】B.固定化液膜導電体 本発明で用いる固定化液膜導電体は、電子導電性材料及
び非プロトン性電解質溶液に親和性を有する物質を含有
するポリオレフィン微多孔膜に非プロトン性電解質溶液
を固定することによって製造できる。電子導電性材料及
び非プロトン性電解質溶液に親和性を有する物質を含有
するポリオレフィン微多孔膜の製造方法としては、電子
導電性材料を含有するポリオレフィン組成物から得られ
たポリオレフィン微多孔膜に非プロトン性電解質溶液に
親和性を有する物質をグラフト重合する方法、電子導電
性材料を含有するポリオレフィンに非プロトン性電解質
溶液に親和性を有する物質ブレンドした組成物から製膜
する方法、非プロトン性電解質溶液に親和性を有する物
質を表面にコーティングする方法等があり、得られた微
多孔膜に非プロトン性電解質溶液を固定化することによ
り得られる。これらの方法は、ポリオレフィンに次に述
べる電子導電性材料をブレンドし、前述の非プロトン性
電解質薄膜の製造方法に準じて行うことができる。
B. Immobilized liquid membrane conductor The immobilized liquid membrane conductor used in the present invention fixes an aprotic electrolyte solution to a polyolefin microporous membrane containing an electron conductive material and a substance having an affinity for an aprotic electrolyte solution. It can be manufactured by A method for producing a microporous polyolefin membrane containing an electron conductive material and a substance having an affinity for an aprotic electrolyte solution includes a non-proton microporous membrane obtained from a polyolefin composition containing an electronic conductive material. Method of graft-polymerizing a substance having affinity for aprotic electrolyte solution, method of forming a film from a composition in which a polyolefin containing an electroconductive material is blended with a substance having affinity for aprotic electrolyte solution, aprotic electrolyte solution There is a method of coating the surface with a substance having an affinity for, and the like, which can be obtained by immobilizing an aprotic electrolyte solution on the obtained microporous membrane. These methods can be carried out in accordance with the above-mentioned method for producing an aprotic electrolyte thin film by blending an electronic conductive material described below with polyolefin.

【0038】a.電子導電性材料 電子導電性材料としては、各種の金属や半導体、酸化物
系及び硫化物系の電子導電性材料、及びカーボンもしく
はグラファイトが挙げられる。これらは粒子状、繊維
状、フィブリル状、ウイスカー状等のいかなる形状であ
ってもよい。特に好ましいものは、TiS3、TiS2
TiO2、V25、NbSe3、MnO2、LiCoO2
LiNiO2、LiMn24、PbO2、NiOOHなど
の電池正極活物質、石油コークス、天然グラファイト、
カーボンファイバー、Pb、Cdなどの電池負極活物質
及びアセチレンブラック、ケッチェンブラック(Akz
oChemic社商標)、カーボンウィスカー、グラフ
ァイトウィスカー、グラファイトフィブリル等の導電剤
がある。
A. Electronic conductive material Examples of the electronic conductive material include various metals and semiconductors, oxide and sulfide electronic conductive materials, and carbon or graphite. These may be in any shape such as a particle shape, a fiber shape, a fibril shape, a whisker shape and the like. Particularly preferred are TiS 3 , TiS 2 ,
TiO 2 , V 2 O 5 , NbSe 3 , MnO 2 , LiCoO 2 ,
Battery positive electrode active materials such as LiNiO 2 , LiMn 2 O 4 , PbO 2 , NiOOH, petroleum coke, natural graphite,
Battery negative electrode active materials such as carbon fiber, Pb and Cd, acetylene black, Ketjen black (Akz
oChemic), carbon whiskers, graphite whiskers, graphite fibrils and the like.

【0039】b.固定化液膜導電体の比導電率 上記によって構成される本発明の固定化液膜導電体は、
10-5Scm-1以上、好ましくは10-3Scm-1以上の
比導電率を有する。比導電率が10-5Scm-1未満では
実効抵抗が大きくなり実用的でない。例えば、膜厚1μ
mのときの実効抵抗は1μm/10-5Scm-1、即ち1
0Ωcm2となる。
B. The specific conductivity of the immobilized liquid film conductor The immobilized liquid film conductor of the present invention constituted by the above,
It has a specific conductivity of 10 -5 Scm -1 or more, preferably 10 -3 Scm -1 or more. If the specific conductivity is less than 10 -5 Scm -1 , the effective resistance becomes large and is not practical. For example, film thickness 1μ
m, the effective resistance is 1 μm / 10 −5 Scm −1 , that is, 1
It becomes 0 Ωcm 2 .

【0040】C.ポリマー電池 上記で得られたゲル状電解質である非プロトン性電解質
薄膜を、従来の正極及び負極と組み合わせることによ
り、ポリマー電池がえられる。特に、上記で得られた非
プロトン性電解質薄膜を電子導電性材料の正極活物質を
含む正極固定化液膜導電体と電子導電性材料として負極
活物質を含む負極固化液膜導電体の少なくとも一つとを
組み合わせることにより、従来の液体電解質を用いる電
池よりも、安全で、経済性にも優れるポリマー電池が得
られる。
C. Polymer Battery A polymer battery is obtained by combining the above-obtained aprotic electrolyte thin film, which is a gel electrolyte, with a conventional cathode and anode. In particular, the aprotic electrolyte thin film obtained above is at least one of a positive electrode fixed liquid film conductor containing a positive electrode active material of an electron conductive material and a negative electrode fixed liquid film conductor containing a negative electrode active material as an electron conductive material. By combining them, a polymer battery that is safer and more economical than a battery using a conventional liquid electrolyte can be obtained.

【0041】すなわち、この導電性薄膜あるいは固定化
液膜導電体を応用し、軽量で可とう性に優れた複合電極
を利用し、充填ポリマーの溶解性により電解液溶媒を固
定化し、ポリオレフィンでできた多孔膜基材骨格により
その過度な膨潤を抑えることにより、広い温度範囲で安
定的に電解液溶媒を保持することが出来るとともに、電
解液溶媒の蒸発速度を極めて低く保つことが出来ること
により、良好な導電性を広い温度にわたり維持できる。
即ち、電子導電性を著しく低下させることなく、過充電
での安全性を向上することが出来るポリマー電池を製造
することができる。
That is, the conductive thin film or the immobilized liquid film conductor is applied, a lightweight and highly flexible composite electrode is used, the electrolyte solvent is immobilized by the solubility of the filling polymer, and the polyolefin is used. By suppressing the excessive swelling by the porous membrane substrate skeleton, the electrolyte solvent can be stably held in a wide temperature range, and the evaporation rate of the electrolyte solvent can be kept extremely low, Good conductivity can be maintained over a wide temperature range.
That is, it is possible to manufacture a polymer battery capable of improving safety in overcharging without significantly lowering the electronic conductivity.

【0042】これにより、リチウムイオン導電性ポリマ
ー膜細孔中に有機電解液を含有させることができるの
で、電解液内のみでなくポリマー電解質内をもリチウム
イオンが通過可能となり、従来の液体電解質リチウム電
池よりも高率での放電が可能となる。さらに、多孔性ポ
リマー電解質の細孔中の電解液によって、イオンが速く
拡散する通路が確保されているため、従来のポリマー電
解質リチウム電池よりも高率での放電が可能となる。ま
た、正極および負極と電解質との界面の一部または全体
を多孔性リチウムイオン導電性ポリマーで覆うことによ
って、高電圧電池であるために問題となる正極および負
極による有機電解液の酸化および還元を減少させること
ができ、充電放電特性を改善することができる。この場
合においても、リチウムイオン導電性ポリマーが多孔性
であるが故に、高率での放電が可能となる。
Thus, the organic electrolyte can be contained in the pores of the lithium ion conductive polymer membrane, so that lithium ions can pass not only in the electrolyte but also in the polymer electrolyte. It is possible to discharge at a higher rate than a battery. In addition, the electrolyte in the pores of the porous polymer electrolyte secures a passage through which ions diffuse rapidly, so that a higher rate of discharge can be achieved than in a conventional polymer electrolyte lithium battery. In addition, by covering a part or the whole of the interface between the positive electrode and the negative electrode and the electrolyte with a porous lithium ion conductive polymer, oxidation and reduction of the organic electrolytic solution by the positive electrode and the negative electrode, which are problematic for a high-voltage battery, can be prevented. The charge and discharge characteristics can be improved. Also in this case, since the lithium ion conductive polymer is porous, high-rate discharge is possible.

【0043】[0043]

【実施例】本発明を以下の具体的な実施例によりさらに
詳細に説明するが、本発明は実施例に特に限定されるも
のではない。なお実施例における試験方法は次の通りで
ある。 (1)膜厚:断面を走査型電子顕微鏡により測定。 (2)空孔率:重量法により測定。 (3)引張強度:ASTM D882に準拠して測定。
EXAMPLES The present invention will be described in more detail with reference to the following specific examples, but the present invention is not particularly limited to these examples. In addition, the test method in an Example is as follows. (1) Film thickness: The cross section was measured by a scanning electron microscope. (2) Porosity: measured by a gravimetric method. (3) Tensile strength: measured according to ASTM D882.

【0044】実施例1 ポリエチレン微多孔膜(重量平均分子量110万、分子
量分布20、膜厚25μm、空孔率40%、引張強度1
049kg/cm2)にメチルアクリレートをプラズマ
グラフト重合法により重合した。アルゴン雰囲気下で
0.1mbar、10W、60秒プラズマを照射し、メ
チルアクリレート水溶液(モノマー濃度を4vol%と
して、溶媒として水を使用)に30℃、15min接触
させてグラフト重合を行なった。反応終了後、トルエン
で洗浄し、50℃オーブンにて乾燥した。重合前後の重
量変化から、単位基材面積当りに重合したグラフトポリ
マー量は、3.9mg/cm2であった。得られたグラ
フト重合を施したPE微多孔膜10×10mm角を25
℃の1MのLiPF6を含むプロピレンカーボネートに
1時間浸漬し、膨潤率(重量増加率)134%の非プロ
トン性電解質薄膜とした。
Example 1 Microporous polyethylene membrane (weight average molecular weight 1.1 million, molecular weight distribution 20, film thickness 25 μm, porosity 40%, tensile strength 1
049 kg / cm 2 ), and methyl acrylate was polymerized by a plasma graft polymerization method. Under an argon atmosphere, plasma irradiation was performed at 0.1 mbar, 10 W, and 60 seconds, and the polymer was brought into contact with a methyl acrylate aqueous solution (water concentration was 4 vol% and water was used as a solvent) at 30 ° C. for 15 minutes to perform graft polymerization. After the reaction, the resultant was washed with toluene and dried in an oven at 50 ° C. From the weight change before and after the polymerization, the amount of the graft polymer polymerized per unit base material area was 3.9 mg / cm 2 . The obtained graft-polymerized microporous PE membrane 10 × 10 mm square is 25
It was immersed in propylene carbonate containing 1M LiPF 6 at 1 ° C. for 1 hour to obtain an aprotic electrolyte thin film having a swelling ratio (weight increase ratio) of 134%.

【0045】ポリエチレン(重量平均分子量40万のポ
リエチレン10重量部と重量平均分子量200万のポリ
エチレン2重量部)12重量部と石油コーク粉末15重
量部とケッチェンブラック粉末3重量部と流動パラフィ
ン70重量部を含む混合物10重量部に酸化防止剤0.
37重量部を加えて2軸押し出し機で加熱混練した。こ
れを長方形の口金を有するダイスから吐出し、チルロー
ルで引き取り1mm厚のシートとした。このシートをバ
ッチ式2軸延伸機を用いて120℃の度で5×5倍に同
時2軸延伸し、残留する流動パラフィンをn−ヘキサン
で洗浄後、金枠に固定した状態で120℃で乾燥、熱セ
ットして電子導電性材料を含有するポリエチレン膜を得
た。得られた電子導電性材料を含有するポリエチレン膜
(膜厚30μm)にアルゴン雰囲気下で0.1mba
r、10W、60秒プラズマを照射し、メチルアクリレ
ート水溶液(モノマー濃度を4vol%とし、溶媒とし
て水を使用)に30℃で15分間接触させてグラフト重
合を行った。反応終了後、トルエンで洗浄し、50℃オ
ーブンにて乾燥し、グラフト重合を施した電子導電性材
料を含有するポリエチレン膜を得た。重合前後の重量変
化から、単位面積当たりで重合したグラフトポリマー量
は、2.5mg/cm2であった。得られたグラフト重
合を施した電子導電性材料を含有するポリエチレン膜を
25℃の1MのLiPF6を含むプロピレンカーボネー
ト溶液に1時間浸漬し、膨潤率(重量増加率)126%
の負極固定化液膜導電体を得た。
12 parts by weight of polyethylene (10 parts by weight of polyethylene having a weight average molecular weight of 400,000, and 2 parts by weight of polyethylene having a weight average molecular weight of 2,000,000), 15 parts by weight of petroleum coke powder, 3 parts by weight of Ketjen black powder, and 70 parts by weight of liquid paraffin 10 parts by weight of a mixture containing 0.1 parts by weight of an antioxidant.
37 parts by weight were added and the mixture was heated and kneaded with a twin screw extruder. This was discharged from a die having a rectangular die and taken up by a chill roll to form a 1 mm thick sheet. This sheet was simultaneously biaxially stretched 5 × 5 times at a temperature of 120 ° C. using a batch type biaxial stretching machine, and the remaining liquid paraffin was washed with n-hexane and then fixed at 120 ° C. while being fixed to a metal frame. After drying and heat setting, a polyethylene film containing an electronic conductive material was obtained. The obtained polyethylene film (thickness: 30 μm) containing the electronic conductive material was coated with 0.1 mba under an argon atmosphere.
Irradiated with plasma for 10 seconds at 10 W for 30 minutes at 30 ° C. for 15 minutes with a methyl acrylate aqueous solution (having a monomer concentration of 4 vol% and using water as a solvent) to perform graft polymerization. After the completion of the reaction, the resultant was washed with toluene and dried in a 50 ° C. oven to obtain a polyethylene film containing a graft-polymerized electronic conductive material. From the weight change before and after the polymerization, the amount of the graft polymer polymerized per unit area was 2.5 mg / cm 2 . The obtained polyethylene film containing the electroconductive material subjected to the graft polymerization is immersed in a propylene carbonate solution containing 1 M LiPF 6 at 25 ° C. for 1 hour, and the swelling ratio (weight increase ratio) is 126%.
Of the negative electrode-immobilized liquid film conductor was obtained.

【0046】同様に、ポリエチレン(重量平均分子量4
0万のポリエチレン10重量部と重量平均分子量200
万のポリエチレン2重量部)12重量部とLiMn24
15重量部とケッチェンブラック粉末3重量部と流動パ
ラフィン70重量部を含む混合物10重量部に酸化防止
剤0.37重量部を加えて2軸押し出し機で加熱混練し
た。これを長方形の口金を有するダイスから吐出し、チ
ルロールで引き取り1mm厚のシートとした。このシー
トをバッチ式2軸延伸機を用いて120℃の度で5×5
倍に同時2軸延伸し、残留する流動パラフィンをn−ヘ
キサンで洗浄後、金枠に固定した状態で120℃で乾
燥、熱セットして電子導電性材料を含有するポリエチレ
ン膜を得た。得られた電子導電性材料を含有するポリエ
チレン膜(膜厚30μm)にアルゴン雰囲気下で0.1
mbar、10W、60秒プラスマを照射し、メチルア
クリレート水溶液(モノマー濃度を4vol%とし、溶
媒として水を使用)に30℃で15分間接触させてグラ
フト重合を行った。反応終了後、トルエンで洗浄し、5
0℃オーブンにて乾燥し、グラフト重合を施した電子導
電性材料を含有するポリエチレン膜を得た。重合前後の
重量変化から、単位面積当たりで重合したグラフトポリ
マー量は、3.1mg/cm2であった。得られたグラ
フト重合を施した電子導電性材料を含有するポリエチレ
ン膜を25℃の1MのLiPF6を含むプロピレンカー
ボネート溶液に1時間浸漬し、膨潤率(重量増加率)1
04%の正極固定化液膜導電体を得た。
Similarly, polyethylene (weight average molecular weight 4
100,000 polyethylene 10 parts by weight and weight average molecular weight 200
2 parts by weight of polyethylene) 12 parts by weight and LiMn 2 O 4
0.37 parts by weight of an antioxidant was added to 10 parts by weight of a mixture containing 15 parts by weight, 3 parts by weight of Ketjen black powder and 70 parts by weight of liquid paraffin, and the mixture was heated and kneaded by a twin screw extruder. This was discharged from a die having a rectangular die and taken up by a chill roll to form a 1 mm thick sheet. The sheet was subjected to 5 × 5 at 120 ° C. using a batch type biaxial stretching machine.
The film was simultaneously biaxially stretched twice, and the remaining liquid paraffin was washed with n-hexane, dried at 120 ° C. while being fixed to a metal frame, and heat-set to obtain a polyethylene film containing an electronic conductive material. A polyethylene film (thickness: 30 μm) containing the obtained electronically conductive material was coated with 0.1 μm under an argon atmosphere.
Irradiated with mbar, 10 W, 60 seconds plasma, and contacted with methyl acrylate aqueous solution (monomer concentration was 4 vol%, water was used as solvent) at 30 ° C. for 15 minutes to perform graft polymerization. After the reaction is complete, wash with toluene and
After drying in an oven at 0 ° C., a polyethylene film containing an electron conductive material subjected to graft polymerization was obtained. From the weight change before and after the polymerization, the amount of the graft polymer polymerized per unit area was 3.1 mg / cm 2 . The resulting polyethylene film containing the graft-polymerized electronic conductive material is immersed in a propylene carbonate solution containing 1 M LiPF 6 at 25 ° C. for 1 hour, and a swelling ratio (weight increase ratio) of 1 is obtained.
A positive electrode-immobilized liquid film conductor of 04% was obtained.

【0047】得られた負極固定化液膜導電体(膜厚57
μm、40×30mm)と正極固定化液膜導電体(膜厚
51μm、40×30mm)の間に非プロトン性電解質
薄膜(膜厚49μm、42×33mm)を積層し、この
積層体を金属板で挟み、端部をシールした。2mAの放
電で約400mAhの容量を有し、充放電を50回繰り
返したが容量の劣化は見られなかった。
The obtained negative electrode fixing liquid film conductor (film thickness 57
μm, 40 × 30 mm) and a positive electrode-immobilized liquid membrane conductor (51 μm, 40 × 30 mm) and an aprotic electrolyte thin film (49 μm, 42 × 33 mm). , And the ends were sealed. It had a capacity of about 400 mAh at a discharge of 2 mA, and charging and discharging were repeated 50 times, but no deterioration of the capacity was observed.

【0048】[0048]

【発明の効果】本発明による電池においては、電解液内
のみでなくポリマー電解質内をもリチウムイオンが通過
可能となり、従来の液体電解質リチウム電池よりも高率
での放電が可能となる。また、本発明による電池におい
ては、多孔性ポリマー電解質の細孔中の電解液によっ
て、イオンが速く拡散する通路が確保されているため、
従来のポリマー電解質リチウム電池よりも高率での放電
が可能となる。また、正極および負極と電解質との界面
の一部または全体を多孔性リチウムイオン導電性ポリマ
ーで覆うことによって、高電圧電池であるために問題と
なる正極および負極による有機電解液の酸化および還元
を減少させることができ、充電放電特性を改善すること
ができる。この場合においても、リチウムイオン導電性
ポリマーが多孔性であるが故に、高率での放電が可能と
なる。これにより、従来の非水系電解液電池よりも、低
温で高率放電性能がよく、高温においても自己放電が少
なく、長期の充電放置特性に優れたポリマー電池とする
ことができる。
In the battery according to the present invention, lithium ions can pass not only in the electrolyte but also in the polymer electrolyte, and discharge at a higher rate than the conventional liquid electrolyte lithium battery is possible. Further, in the battery according to the present invention, the electrolyte solution in the pores of the porous polymer electrolyte secures a path through which ions diffuse rapidly,
Discharge at a higher rate than conventional polymer electrolyte lithium batteries is possible. In addition, by covering a part or the whole of the interface between the positive electrode and the negative electrode and the electrolyte with a porous lithium ion conductive polymer, oxidation and reduction of the organic electrolytic solution by the positive electrode and the negative electrode, which are problematic for a high-voltage battery, can be prevented. The charge and discharge characteristics can be improved. Also in this case, since the lithium ion conductive polymer is porous, high-rate discharge is possible. This makes it possible to provide a polymer battery having better high-rate discharge performance at low temperatures and less self-discharge even at high temperatures than conventional non-aqueous electrolyte batteries, and having excellent long-term charge storage characteristics.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ポリオレフィン微多孔膜を基材とした非
プロトン性電解質薄膜と、正負電極からなるポリマー電
池。
1. A polymer battery comprising an aprotic electrolyte thin film based on a microporous polyolefin membrane and positive and negative electrodes.
【請求項2】 少なくとも正負電極の一つとして電子導
電性材料を含有するポリオレフィン微多孔膜を基材とす
る固定化液膜導電体からなる請求項1のポリマー電池。
2. The polymer battery according to claim 1, wherein at least one of the positive and negative electrodes comprises an immobilized liquid film conductor having a microporous polyolefin film containing an electron conductive material as a base material.
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