JPH1097858A - Lithium battery - Google Patents

Lithium battery

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JPH1097858A
JPH1097858A JP8250452A JP25045296A JPH1097858A JP H1097858 A JPH1097858 A JP H1097858A JP 8250452 A JP8250452 A JP 8250452A JP 25045296 A JP25045296 A JP 25045296A JP H1097858 A JPH1097858 A JP H1097858A
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polymer electrolyte
lithium battery
polymer
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学 数原
Takeshi Morimoto
剛 森本
Kazuya Hiratsuka
和也 平塚
Katsuharu Ikeda
克治 池田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a lithium battery having great charge/discharge cycle durability by a method wherein the matrix of an electrolyte is formed by specifying the composition of a copolymer, and the polymer electrolyte contains lithium salt and a solvent capable of dissolving the lithium salt. SOLUTION: A lithium battery having a positive electrode, a negative electrode and an electrolyte includes the matrix of the electrolyte formed from copolymer containing each polymerization unit expressed by the formula I and II, or copolymer containing each polymerization unit expressed by the formula I, II and III. Moreover, lithium salt and the polymer electrolyte capable of dissolving the lithium salt are included. In the formula I, X is a fluorine atom, a chlorine atom, a perfluoroalkyl group or a perfluoroalkoxyl group. In the formula II, R<1> is a hydrogen atom or a methyl group, and R<2> is a straight chain alkyl group, a branch alkyl group or a cycloalkyl group. In the formula III, R<3> is a hydrogen atom or a methyl group, and R<4> is a straight chain alkyl group, a branch alkyl group or a cycloalkyl group.

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】本発明はポリマー電解質を使
用したリチウム電池、特にサイクル寿命に優れるリチウ
ム二次電池に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a lithium battery using a polymer electrolyte, and more particularly to a lithium secondary battery having excellent cycle life.

【0002】[0002]

【従来の技術】電極活物質としてアルカリ金属、アルカ
リ金属イオンを吸蔵、放出可能な材料を用いる電池が、
高エネルギー密度を有するものとして注目されており、
なかでもリチウム二次電池は特にエネルギー密度が高い
ため、電子機器の電源として広く用いられつつある。
2. Description of the Related Art A battery using a material capable of occluding and releasing an alkali metal and an alkali metal ion as an electrode active material has been developed.
Attracting attention as having a high energy density,
Among them, lithium secondary batteries have been particularly widely used as power supplies for electronic devices because of their particularly high energy density.

【0003】近年、一次電池及び二次電池に液状の電解
質を用いることによる漏液の対策、可燃性電解液の着火
性低減対策、電池のフィルム状化による電子機器への組
み込み性の向上とスペースの有効利用等の見地より、ポ
リマー電解質が提案されている(特表平8−50740
7、特表平4−506726等)。
In recent years, measures have been taken to prevent liquid leakage by using liquid electrolytes for primary and secondary batteries, to reduce ignitability of flammable electrolytes, to improve the ease of incorporation into electronic equipment by forming batteries into films, and to reduce space. Polymer electrolytes have been proposed from the standpoint of effective utilization of the polymer (Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-50740).
7, Tokiohei 4-506726, etc.).

【0004】ポリエチレンオキシド系ポリマー電解質は
電気化学的には安定であるが、有機電解液の溶媒の保持
性が低い難点がある。三次元構造のポリアクリレート系
ポリマー電解質は、溶媒の保持性はよいものの電気化学
的に不安定で4V級電池には適さない。ポリフッ化ビニ
リデンからなるポリマー電解質は電気化学的に安定であ
り、フッ素原子を含むのでポリマーが燃えにくい特徴が
あるが、ポリマー電解質の温度を上げると電解液がポリ
マーよりにじみ出る。これに対し、フッ化ビニリデン/
ヘキサフルオロプロピレン共重合体を使用することによ
りこの問題を解決する試みもある。
[0004] Polyethylene oxide-based polymer electrolytes are electrochemically stable, but have the drawback that the solvent retention of the organic electrolyte is low. The polyacrylate-based polymer electrolyte having a three-dimensional structure has good solvent retention, but is electrochemically unstable and is not suitable for a 4V class battery. The polymer electrolyte made of polyvinylidene fluoride is electrochemically stable and has a feature that the polymer is hardly burned because it contains fluorine atoms. However, when the temperature of the polymer electrolyte is increased, the electrolyte oozes out of the polymer. In contrast, vinylidene fluoride /
Attempts have been made to solve this problem by using hexafluoropropylene copolymers.

【0005】さらに、従来のポリマー電解質使用リチウ
ム二次電池は、充放電サイクル耐久性が液体電解質を用
いた電池より劣る欠点があった。
Further, the conventional lithium secondary battery using a polymer electrolyte has a drawback that the charge / discharge cycle durability is inferior to that of a battery using a liquid electrolyte.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明はポリマー電解
質の新規組成を検討することにより、電解質の保持性が
よく、安定で、特にリチウム二次電池の充放電サイクル
耐久性が大きいリチウム電池を提供する。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention provides a lithium battery having a good electrolyte retention and a high stability by examining a new composition of a polymer electrolyte. I do.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は、正極、負極及
び電解質を有するリチウム電池において、前記電解質
が、一般式(a)及び(b)で表される各重合単位を含
む共重合体又は一般式(a)、(b)及び(c)で表さ
れる各重合単位を含む共重合体をマトリックスとし、リ
チウム塩とリチウム塩を溶解できる溶媒とを含有するポ
リマー電解質であることを特徴とするリチウム電池を提
供する。
According to the present invention, there is provided a lithium battery having a positive electrode, a negative electrode and an electrolyte, wherein the electrolyte comprises a copolymer containing each polymerized unit represented by the general formulas (a) and (b). A polymer electrolyte containing a lithium salt and a solvent capable of dissolving the lithium salt as a matrix with a copolymer containing the respective polymerized units represented by the general formulas (a), (b) and (c) as a matrix; To provide a lithium battery.

【0008】[0008]

【化4】 (−CF2 −CFX−) ・・・(a)Embedded image (—CF 2 —CFX—) (a)

【0009】(ただし、Xはフッ素原子、塩素原子、炭
素数1〜3のパーフルオロアルキル基又は炭素数1〜3
のパーフルオロアルコキシル基である。)
(Where X is a fluorine atom, a chlorine atom, a perfluoroalkyl group having 1 to 3 carbon atoms or a 1 to 3 carbon atom)
Is a perfluoroalkoxyl group. )

【0010】[0010]

【化5】 Embedded image

【0011】(ただし、R1 は水素原子又はメチル基で
ある。R2 は直鎖状アルキル基、分岐状アルキル基又は
シクロアルキル基であり、その炭素数は1〜12であっ
て水素原子の一部又は全部がフッ素原子で置換されてい
てもよい。qは0又は1である。)
(Where R 1 is a hydrogen atom or a methyl group; R 2 is a linear alkyl group, a branched alkyl group or a cycloalkyl group, having 1 to 12 carbon atoms and a hydrogen atom Part or all may be substituted by a fluorine atom. Q is 0 or 1.)

【0012】[0012]

【化6】 Embedded image

【0013】(ただし、R3 は水素原子又はメチル基で
ある。R4 は直鎖状アルキル基、分岐状アルキル基又は
シクロアルキル基であり、その炭素数は1〜12であっ
て水素原子の一部又は全部が水酸基で置換されていても
よい。pは0又は1であるが、一般式(b)においてq
=0の場合はp=1である。)
(Where R 3 is a hydrogen atom or a methyl group; R 4 is a linear alkyl group, a branched alkyl group or a cycloalkyl group, which has 1 to 12 carbon atoms and a hydrogen atom A part or the whole may be substituted by a hydroxyl group, p is 0 or 1, and in the general formula (b), q
When = 0, p = 1. )

【0014】本発明におけるポリマー電解質のマトリッ
クスは、一般式(a)及び(b)で表される各重合単位
を必須成分とする共重合体又は一般式(a)、(b)及
び(c)で表される各重合単位を必須成分とする共重合
体であるが、その必須成分である重合単位と共重合体を
形成できる他の単量体に基づく重合単位を30モル%を
超えない範囲で適宜含有させた共重合体であってもよ
い。
The matrix of the polymer electrolyte in the present invention may be a copolymer containing the polymerized units represented by the general formulas (a) and (b) as essential components or the general formulas (a), (b) and (c) Is a copolymer containing each polymerized unit represented by the following as an essential component, but the polymerized unit as an essential component and a polymer unit based on another monomer capable of forming a copolymer do not exceed 30 mol%. May be used as appropriate.

【0015】他の単量体としては、例えば、プロピレ
ン、イソブチレン、アクリル酸及びそのアルキルエステ
ル、メタクリル酸及びそのアルキルエステル、フッ化ビ
ニル、ヘキサフルオロプロピレン、クロロエチルビニル
エーテル等が挙げられる。
As other monomers, for example, propylene, isobutylene, acrylic acid and its alkyl ester, methacrylic acid and its alkyl ester, vinyl fluoride, hexafluoropropylene, chloroethyl vinyl ether and the like can be mentioned.

【0016】本発明の電池のポリマー電解質のマトリッ
クスを構成する一般式(a)、(b)の各重合単位のモ
ル比又は一般式(a)、(b)、(c)の各重合単位の
モル比、さらには必要に応じて添加される他の成分のモ
ル比、共重合体の分子量等は、ポリマー電解質形成時に
電解液と混合するために使用する有機溶媒へのマトリッ
クスの溶解性又は分散性、マトリックスの電解液との混
和性及び電解液の保持性、ポリマー電解質の集電体金属
への接着性、強度、成形性、ハンドリング性、マトリッ
クスの入手の容易性などにより任意に選定されうる。
The molar ratio of the polymer units of the general formulas (a) and (b) or the polymer unit of the general formulas (a), (b) and (c) constituting the matrix of the polymer electrolyte of the battery of the present invention. The molar ratio, and also the molar ratio of other components added as necessary, the molecular weight of the copolymer, and the like, depend on the solubility or dispersion of the matrix in the organic solvent used for mixing with the electrolytic solution when forming the polymer electrolyte. Can be arbitrarily selected depending on the properties, miscibility of the matrix with the electrolyte and retention of the electrolyte, adhesion of the polymer electrolyte to the current collector metal, strength, moldability, handleability, availability of the matrix, and the like. .

【0017】本発明において一般式(a)で表される重
合単位は、パーハロゲン化オレフィンに基づく重合単位
であり、そのなかでクロロトリフルオロエチレン又はテ
トラフルオロエチレンに基づく重合単位が特に好ましく
採用される。
In the present invention, the polymerization unit represented by the general formula (a) is a polymerization unit based on a perhalogenated olefin, and among them, a polymerization unit based on chlorotrifluoroethylene or tetrafluoroethylene is particularly preferably employed. You.

【0018】本発明において一般式(b)で表される重
合単位としては、炭素数2〜4の直鎖状又は分岐状のア
ルキル基を有するビニルエーテルに基づく重合単位、シ
クロヘキシルビニルエーテルに基づく重合単位又は炭素
数2〜4のカルボン酸のビニルエステルに基づく重合単
位が好ましい。カルボン酸ビニルエステルに基づく重合
単位のなかでも酢酸ビニルに基づく重合単位、プロピオ
ン酸ビニルに基づく重合単位が特に好ましく採用され
る。
In the present invention, as the polymerized unit represented by the general formula (b), a polymerized unit based on a vinyl ether having a linear or branched alkyl group having 2 to 4 carbon atoms, a polymerized unit based on cyclohexyl vinyl ether or Polymerized units based on vinyl esters of carboxylic acids having 2 to 4 carbon atoms are preferred. Among the polymerization units based on vinyl carboxylate, a polymerization unit based on vinyl acetate and a polymerization unit based on vinyl propionate are particularly preferably employed.

【0019】本発明において一般式(c)で表される重
合単位のうち、特に好ましい重合単位は次の1)〜3)
の各重合単位である。 1)一般式(b)とは異なる、炭素数2〜4のアルキル
基(ただし、直鎖状であっても分岐状であってもよい)
を有するビニルエーテルに基づく重合単位。 2)シクロヘキシル基を有するビニルエーテルに基づく
重合単位。 3)アルキルアリルエーテル(ただし、アルキル基は炭
素数1〜4であり、直鎖状であっても分岐状であっても
よい)に基づく重合単位。 また、ヒドロキシアルキルビニルエーテルに基づく重合
単位は、架橋部位を有するので、ブチル化メラミン、エ
ポキシ変性メラミン、メチル化尿素、長鎖脂肪族ジカル
ボン酸、多価イソシアネート類とともに使用すると、そ
れらと架橋し硬化させうるため、好ましい重合単位であ
る。
In the present invention, among the polymer units represented by the general formula (c), particularly preferable polymer units are the following 1) to 3).
Of each polymerization unit. 1) An alkyl group having 2 to 4 carbon atoms different from the general formula (b) (however, it may be linear or branched)
Polymerized unit based on vinyl ether having 2) Polymerized units based on a vinyl ether having a cyclohexyl group. 3) A polymerized unit based on an alkyl allyl ether (where the alkyl group has 1 to 4 carbon atoms and may be linear or branched). Further, since the polymerization unit based on hydroxyalkyl vinyl ether has a cross-linking site, when used together with butylated melamine, epoxy-modified melamine, methylated urea, long-chain aliphatic dicarboxylic acid, and polyvalent isocyanates, they are cross-linked and cured. Therefore, it is a preferred polymerized unit.

【0020】本発明におけるポリマー電解質のマトリッ
クスは、一般式(a)及び(b)で表される各重合単位
を含む共重合体の場合、クロロトリフルオロエチレンに
基づく重合単位とアルキルビニルエーテルに基づく重合
単位とを含む共重合体であることが好ましい。また、一
般式(a)、(b)及び(c)で表される各重合単位を
含む共重合体の場合、クロロトリフルオロエチレンに基
づく重合単位とシクロヘキシルビニルエーテルに基づく
重合単位とアルキルビニルエーテルに基づく重合単位と
を含む共重合体であることが好ましい。
In the case of the copolymer containing the polymer units represented by the general formulas (a) and (b), the matrix of the polymer electrolyte in the present invention is a polymer unit based on chlorotrifluoroethylene and a polymer unit based on an alkyl vinyl ether. It is preferably a copolymer containing a unit. Further, in the case of a copolymer containing each of the polymerization units represented by the general formulas (a), (b) and (c), the copolymer is based on a polymerization unit based on chlorotrifluoroethylene, a polymerization unit based on cyclohexyl vinyl ether, and an alkyl vinyl ether. It is preferably a copolymer containing a polymerized unit.

【0021】本発明で使用される電解液を保持すべきマ
トリックスが、一般式(a)、(b)で表される各重合
単位を含む共重合体である場合、その組成は、一般式
(a)及び(b)の各重合単位をそれぞれ40〜60モ
ル%、及び40〜60モル%含む共重合体であることが
好ましい。
When the matrix used to hold the electrolytic solution used in the present invention is a copolymer containing each of the polymer units represented by the general formulas (a) and (b), the composition is represented by the general formula ( It is preferable that the copolymer contains 40 to 60 mol% and 40 to 60 mol% of each of the polymer units of a) and (b).

【0022】一般式(a)で表される重合単位の含有量
が60モル%超であると、ポリマーの結晶性が高くなり
電解液がポリマー中に侵入しにくくなるため、ポリマー
電解質の電気伝導度が低くなるので好ましくない。ま
た、40モル%未満であると、ポリマー電解質の強度が
低下するので好ましくない。一般式(a)で表される重
合単位のより好ましい含有量は45〜55モル%であ
る。
If the content of the polymerized unit represented by the general formula (a) is more than 60% by mole, the crystallinity of the polymer becomes high and the electrolyte does not easily penetrate into the polymer. It is not preferable because the degree becomes low. On the other hand, if it is less than 40 mol%, the strength of the polymer electrolyte is undesirably reduced. A more preferred content of the polymerized unit represented by the general formula (a) is 45 to 55 mol%.

【0023】一般式(b)で表される重合単位の含有量
が40モル%未満であると、共重合体の有機溶媒への溶
解度が低下し、電解液との均一な混合が困難となり、電
気伝導度が低下するので好ましくない。また、60モル
%超であると、ポリマー電解質強度が低下するので好ま
しくない。一般式(b)で表される重合単位のより好ま
しい含有量は45〜55モル%である。
When the content of the polymerized unit represented by the general formula (b) is less than 40 mol%, the solubility of the copolymer in an organic solvent decreases, and it becomes difficult to uniformly mix the copolymer with an electrolytic solution. It is not preferable because electric conductivity is lowered. On the other hand, if it exceeds 60 mol%, the polymer electrolyte strength is undesirably reduced. A more preferred content of the polymerized unit represented by the general formula (b) is 45 to 55 mol%.

【0024】本発明で使用される電解液を保持すべきマ
トリックスが、一般式(a)、(b)及び(c)で表さ
れる各重合単位を含む共重合体である場合、その組成
は、一般式(a)、(b)及び(c)で表される各重合
単位をそれぞれ、40〜60モル%、5〜55モル%及
び5〜45モル%含むことが好ましい。
When the matrix to be used for holding the electrolytic solution used in the present invention is a copolymer containing the polymerized units represented by the general formulas (a), (b) and (c), the composition is as follows: It is preferable to contain 40-60 mol%, 5-55 mol%, and 5-45 mol% of each polymerization unit represented by general formula (a), (b), and (c), respectively.

【0025】一般式(a)で表される重合単位の含有量
が60モル%超であると、ポリマーの結晶性が高くなり
電解液がポリマー中に侵入しにくくなるため、ポリマー
電解質の電気伝導度が低くなるので好ましくない。ま
た、40モル%未満であると、ポリマー電解質の強度が
低下するので好ましくない。一般式(a)で表される重
合単位のより好ましい含有量は45〜55モル%であ
る。
When the content of the polymerized unit represented by the general formula (a) is more than 60% by mole, the crystallinity of the polymer becomes high and the electrolyte does not easily penetrate into the polymer. It is not preferable because the degree becomes low. On the other hand, if it is less than 40 mol%, the strength of the polymer electrolyte is undesirably reduced. A more preferred content of the polymerized unit represented by the general formula (a) is 45 to 55 mol%.

【0026】一般式(b)で表される重合単位の含有量
が5モル%未満であると、共重合体の有機溶媒への溶解
度が低下し、電解液との均一な混合が困難となり、電気
伝導度が低下するので好ましくない。また、55モル%
超であると、ポリマー電解質強度が低下するので好まし
くない。一般式(b)で表される重合単位のより好まし
い含有量は10〜40モル%である。
When the content of the polymerized unit represented by the general formula (b) is less than 5 mol%, the solubility of the copolymer in an organic solvent is reduced, and it becomes difficult to uniformly mix the copolymer with an electrolytic solution. It is not preferable because electric conductivity is lowered. In addition, 55 mol%
If it is more than 10%, the polymer electrolyte strength is undesirably reduced. The more preferable content of the polymerization unit represented by the general formula (b) is 10 to 40 mol%.

【0027】一般式(c)で表される重合単位の含有量
が5モル%未満であると、ポリマー電解質が脆くなり、
ポリマー電解質の可撓性が不足するので好ましくない。
また、45モル%超であると、フィルムの自立性が低下
するので好ましくない。一般式(c)で表される重合単
位のより好ましい含有量は10〜30モル%である。
When the content of the polymerized unit represented by the general formula (c) is less than 5 mol%, the polymer electrolyte becomes brittle,
It is not preferable because the flexibility of the polymer electrolyte is insufficient.
On the other hand, if it exceeds 45 mol%, the self-sustainability of the film is undesirably reduced. The more preferred content of the polymerized unit represented by the general formula (c) is 10 to 30 mol%.

【0028】本発明で使用するポリマー電解質のマトリ
ックスである共重合体の分子量を反映する固有粘度は、
テトラヒドロフラン(以下THFという)を溶媒として
30℃で測定した場合、0.01〜2dl/gであるこ
とが好ましい。2dl/g超であると、電解液との均一
混合が困難となったり、電解液の保持量が少なくなり、
ポリマー電解質の電気伝導度が低下するので好ましくな
い。0.01dl/g未満であると、ポリマー電解質の
強度が低下するので好ましくない。より好ましくは0.
03〜1dl/gである。
The intrinsic viscosity reflecting the molecular weight of the copolymer which is the matrix of the polymer electrolyte used in the present invention is as follows:
When measured at 30 ° C. using tetrahydrofuran (hereinafter referred to as THF) as a solvent, it is preferably 0.01 to 2 dl / g. When it is more than 2 dl / g, it becomes difficult to uniformly mix the electrolyte and the electrolyte, and the amount of the electrolyte held is reduced.
It is not preferable because the electric conductivity of the polymer electrolyte decreases. If it is less than 0.01 dl / g, the strength of the polymer electrolyte is undesirably reduced. More preferably, 0.
03 to 1 dl / g.

【0029】本発明における負極活物質は、一次電池の
場合はリチウムイオンを放出可能な材料であり、二次電
池の場合はリチウムイオンを吸蔵、放出可能な材料であ
る。これらの負極活物質を形成する材料は特に限定され
ないが、例えばリチウム金属、リチウム合金、炭素材
料、周期表14、15族の半金属を主体とした酸化物、
炭素化合物、炭化ケイ素化合物、酸化ケイ素化合物、硫
化チタン、炭化ホウ素化合物等が挙げられる。炭素材料
としては、様々な熱分解条件で有機物を熱分解したもの
や人造黒鉛、天然黒鉛、土壌黒鉛、膨張黒鉛、鱗片状黒
鉛等を使用できる。また、酸化物としては、酸化スズを
主体とする化合物が使用できる。
The negative electrode active material in the present invention is a material capable of releasing lithium ions in the case of a primary battery, and a material capable of absorbing and releasing lithium ions in the case of a secondary battery. The material forming these negative electrode active materials is not particularly limited, for example, lithium metal, a lithium alloy, a carbon material, an oxide mainly containing a semimetal of Group 14, 15 of the periodic table,
Examples thereof include carbon compounds, silicon carbide compounds, silicon oxide compounds, titanium sulfide, and boron carbide compounds. As the carbon material, those obtained by thermally decomposing organic substances under various thermal decomposition conditions, artificial graphite, natural graphite, soil graphite, expanded graphite, flaky graphite, and the like can be used. As the oxide, a compound mainly composed of tin oxide can be used.

【0030】本発明における正極活物質は一次電池の場
合はリチウムイオンを吸蔵可能な物質であり、二次電池
の場合はリチウムイオンを吸蔵、放出可能な物質であ
る。例えば、周期表4族のTi、Zr、Hf、5族の
V、Nb、Ta、6族のCr、Mo、W、7族のMn、
8族のFe、Ru、9族のCo、10族のNi、11族
のCu、12族のZn、Cd、13族のAl、Ga、I
n、14族のSn、Pb、15族のSb、Bi及び16
族のTe等の金属を主成分とする酸化物及び複合酸化
物、硫化物等のカルコゲン化物、オキシハロゲン化物、
前記金属とリチウムとの複合酸化物等が使用できる。ま
た、ポリアニリン誘導体、ポリピロール誘導体、ポリチ
オフェン誘導体、ポリアセン誘導体、ポリパラフェニレ
ン誘導体、又はそれらの共重合体等の導電性高分子材料
も使用できる。
In the present invention, the positive electrode active material is a material capable of occluding lithium ions in the case of a primary battery, and a material capable of occluding and releasing lithium ions in the case of a secondary battery. For example, Ti, Zr, Hf of Group 4 of the periodic table, V, Nb, Ta of Group 5, Cr, Mo, W of Group 6, Mn of Group 7,
Group 8 Fe, Ru, Group 9 Co, Group 10 Ni, Group 11 Cu, Group 12 Zn, Cd, Group 13 Al, Ga, I
n, Group 14 Sn, Pb, Group 15 Sb, Bi and 16
Oxides and composite oxides containing a metal such as group Te as a main component, chalcogenides such as sulfides, oxyhalides,
A composite oxide of the metal and lithium can be used. Further, a conductive polymer material such as a polyaniline derivative, a polypyrrole derivative, a polythiophene derivative, a polyacene derivative, a polyparaphenylene derivative, or a copolymer thereof can also be used.

【0031】本発明では、リチウムを吸蔵、放出可能な
物質を負極活物質に使用した二次電池とする場合、負極
及び/又は正極にリチウムを含有させる。一般的には正
極活物質の合成時にリチウム含有化合物とし、正極活物
質の固体マトリックス中にリチウムを含有させておく。
また、電池組立前に負極に化学的又は電気化学的方法で
リチウムを含有させたり、電池組立時にリチウム金属を
負極及び/又は正極に接触させて組み込むといった方法
でリチウムを含有させることもできる。正極活物質に使
用するリチウム含有化合物としては、特にリチウムとマ
ンガンの複合酸化物、リチウムとコバルトの複合酸化
物、リチウムとニッケルの複合酸化物が好ましい。
In the present invention, when a secondary battery using a material capable of occluding and releasing lithium as a negative electrode active material is used, lithium is contained in the negative electrode and / or the positive electrode. Generally, a lithium-containing compound is used at the time of synthesis of the positive electrode active material, and lithium is contained in the solid matrix of the positive electrode active material.
Further, lithium can be contained in the negative electrode by a chemical or electrochemical method before assembling the battery, or lithium can be incorporated by bringing lithium metal into contact with the negative electrode and / or the positive electrode when assembling the battery. As the lithium-containing compound used for the positive electrode active material, a composite oxide of lithium and manganese, a composite oxide of lithium and cobalt, and a composite oxide of lithium and nickel are particularly preferable.

【0032】本発明における電解液の溶媒としては炭酸
エステルが好ましい。炭酸エステルは環状、鎖状いずれ
も使用できる。環状炭酸エステルとしてはプロピレンカ
ーボネート、エチレンカーボネート等が例示される。鎖
状炭酸エステルとしてはジメチルカーボネート、ジエチ
ルカーボネート、エチルメチルカーボネート、メチルプ
ロピルカーボネート、メチルイソプロピルカーボネート
等が例示される。
As the solvent of the electrolytic solution in the present invention, a carbonate ester is preferable. Carbonate can be used either cyclic or chain. Examples of the cyclic carbonate include propylene carbonate and ethylene carbonate. Examples of the chain carbonate include dimethyl carbonate, diethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, methyl propyl carbonate, methyl isopropyl carbonate and the like.

【0033】本発明では上記炭酸エステルを単独で又は
2種以上を混合して使用できる。他の溶媒と混合して使
用してもよい。また、負極活物質の材料によっては、鎖
状炭酸エステルと環状炭酸エステルを併用すると、放電
特性、サイクル耐久性、充放電効率が改良できる場合が
ある。
In the present invention, the above-mentioned carbonates can be used alone or in combination of two or more. It may be used by mixing with other solvents. Further, depending on the material of the negative electrode active material, the combined use of a chain carbonate and a cyclic carbonate may improve the discharge characteristics, cycle durability, and charge / discharge efficiency.

【0034】本発明で使用される電解液の溶質として
は、ClO4 -、CF3 SO3 -、BF4 -、PF6 -、AsF
6 -、SbF6 -、CF3 CO2 -、(CF3 SO22-
等をアニオンとするリチウム塩のいずれか1種以上を使
用することが好ましい。
The solutes of the electrolytic solution used in the present invention include ClO 4 , CF 3 SO 3 , BF 4 , PF 6 , AsF
6 -, SbF 6 -, CF 3 CO 2 -, (CF 3 SO 2) 2 N -
It is preferable to use any one or more of lithium salts having, for example, an anion.

【0035】本発明における電解液は、前記溶質を前記
溶媒に0. 2〜2. 0mol/lの濃度で溶解するのが
好ましい。この範囲を逸脱すると、イオン伝導度が低下
し、ポリマー電解質の電気伝導度が低下する。より好ま
しくは0. 5〜1. 5mol/lである。
In the electrolytic solution of the present invention, the solute is preferably dissolved in the solvent at a concentration of 0.2 to 2.0 mol / l. Outside this range, the ionic conductivity decreases and the electrical conductivity of the polymer electrolyte decreases. More preferably, it is 0.5 to 1.5 mol / l.

【0036】本発明では、マトリックス中に前記電解液
が均一に分布したポリマー電解質を使用する。ポリマー
電解質中の電解液の含有量は30〜80重量%が好まし
い。30重量%未満であると電気伝導度が低くなるので
好ましくない。また80重量%超であるとポリマー電解
質が固体状態を保てなくなるので好ましくない。特に好
ましくは40〜65重量%が採用される。
In the present invention, a polymer electrolyte in which the electrolyte is uniformly distributed in a matrix is used. The content of the electrolytic solution in the polymer electrolyte is preferably from 30 to 80% by weight. If the content is less than 30% by weight, the electric conductivity is undesirably low. On the other hand, if it exceeds 80% by weight, the polymer electrolyte cannot be maintained in a solid state, which is not preferable. Particularly preferably, 40 to 65% by weight is employed.

【0037】本発明におけるポリマー電解質は種々の方
法で作製できる。例えば、前記共重合体を有機溶媒に溶
解又は均一に分散させる。次いでリチウム塩を溶媒に溶
解させた電解液を調製する。この2種の溶液を混合し、
ガラス板上にバーコーター又はドクターブレードによる
塗布、キャスト又はスピンコートした後、加熱乾燥して
主として前記共重合体を溶解又は分散させた有機溶媒を
除去し、ポリマー電解質フィルムを得る。加熱乾燥時に
電解液に用いた溶媒が一部蒸発する場合は、該フィルム
に新たにその溶媒を含浸させるか又はフィルムをその溶
媒蒸気に暴露して所望の組成にする。
The polymer electrolyte of the present invention can be prepared by various methods. For example, the copolymer is dissolved or uniformly dispersed in an organic solvent. Next, an electrolytic solution in which a lithium salt is dissolved in a solvent is prepared. Mix the two solutions,
After coating, casting or spin coating on a glass plate with a bar coater or a doctor blade, it is heated and dried to remove mainly the organic solvent in which the copolymer is dissolved or dispersed, thereby obtaining a polymer electrolyte film. When the solvent used in the electrolyte partially evaporates during heating and drying, the film is newly impregnated with the solvent or the film is exposed to the solvent vapor to obtain a desired composition.

【0038】前記共重合体を溶解又は分散させる有機溶
媒としては、THF、メチルエチルケトン、ベンゼン、
トルエン、キシレン、N−メチルピロリドン、アセト
ン、アセトニトリル等が使用でき、加熱乾燥により選択
的にこの有機溶媒を除去するため、THF、アセトン等
の沸点100℃以下の揮発性の有機溶媒が好ましい。
As the organic solvent for dissolving or dispersing the copolymer, THF, methyl ethyl ketone, benzene,
Toluene, xylene, N-methylpyrrolidone, acetone, acetonitrile and the like can be used. In order to selectively remove this organic solvent by heating and drying, a volatile organic solvent having a boiling point of 100 ° C. or lower such as THF and acetone is preferable.

【0039】本発明における正極及び負極は、活物質を
有機溶媒と混練してスラリーとし、該スラリーを金属箔
集電体に塗布、乾燥して得ることが好ましい。より好ま
しくは、前記正極及び負極に電解液と前記共重合体の溶
液又は分散液とを混合した液を含浸又は塗布し、電極層
の内部までポリマー電解質を浸透させるとよい。また、
電解液と前記共重合体の溶液又は分散液とを混合した液
をスラリーに混合してから金属箔集電体に塗布してもよ
い。
The positive electrode and the negative electrode in the present invention are preferably obtained by kneading an active material with an organic solvent to form a slurry, applying the slurry to a metal foil current collector, and drying. More preferably, the positive electrode and the negative electrode are impregnated or coated with a liquid obtained by mixing an electrolytic solution and a solution or dispersion of the copolymer, so that the polymer electrolyte penetrates into the electrode layer. Also,
A liquid obtained by mixing an electrolyte and a solution or dispersion of the copolymer may be mixed with the slurry and then applied to the metal foil current collector.

【0040】また、本発明では、前記共重合体を有機溶
媒に溶解又は分散させずに、多孔質フィルム状に形成
し、活物質を含むスラリーを金属箔集電体に塗布、乾燥
して得た正極及び負極の間にはさみ、しかる後に有機電
解液を吸収せしめて電池素子を形成することもできる。
In the present invention, the copolymer is formed into a porous film without being dissolved or dispersed in an organic solvent, and a slurry containing an active material is applied to a metal foil current collector and dried. Alternatively, the battery element can be formed by sandwiching between the positive electrode and the negative electrode, and then absorbing the organic electrolyte solution.

【0041】本発明のリチウム電池の形状には特に制約
はない。シート状(いわゆるフイルム状)、折り畳み
状、巻回型有底円筒形、ボタン形等が用途に応じて選択
される。
The shape of the lithium battery of the present invention is not particularly limited. A sheet shape (a so-called film shape), a folded shape, a wound-type cylindrical shape with a bottom, a button shape, and the like are selected according to the application.

【0042】本発明によるリチウム電池は、ポリマー電
解質が電解液の保持性がよく良好な電気伝導度を保ちつ
つ、かつポリマー電解質と電極活物質との密着性がよい
ので、充放電サイクル耐久性が向上する。したがって、
本発明のリチウム電池は、正極活物質及び負極活物質の
選択により、一次電池、二次電池両方に適用できる。
The lithium battery according to the present invention has good charge / discharge cycle durability because the polymer electrolyte has good retention of the electrolyte and good electrical conductivity, and also has good adhesion between the polymer electrolyte and the electrode active material. improves. Therefore,
The lithium battery of the present invention can be applied to both primary batteries and secondary batteries depending on the selection of the positive electrode active material and the negative electrode active material.

【0043】[0043]

【実施例】以下に実施例により本発明を具体的に説明す
るが、本発明はこれらの実施例に限定されない。
EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

【0044】[例1]内容積200mlの撹拌機付きス
テンレスオートクレーブを用いて、t−ブタノールを溶
媒とし、シクロヘキシルビニルエーテル、エチルビニル
エーテル及びアゾビスイソブチロニトリルを仕込み、液
体窒素による固化、脱気により溶存空気を除去した後、
クロロトリフルオロエチレンを導入しつつ昇温すること
により重合を行った。しかる後、未反応モノマーをパー
ジし、オートクレーブを開放した。得られたポリマー溶
液を水に投入し、ポリマーを析出させた後、洗浄、乾燥
を行いポリマーを回収した。
Example 1 Using a stainless steel autoclave with an internal volume of 200 ml and equipped with a stirrer, t-butanol was used as a solvent, cyclohexyl vinyl ether, ethyl vinyl ether and azobisisobutyronitrile were charged, followed by solidification with liquid nitrogen and degassing. After removing the dissolved air,
Polymerization was performed by raising the temperature while introducing chlorotrifluoroethylene. Thereafter, the unreacted monomer was purged, and the autoclave was opened. The obtained polymer solution was poured into water to precipitate a polymer, which was then washed and dried to recover the polymer.

【0045】得られたポリマーは、クロロトリフルオロ
エチレン/シクロヘキシルビニルエーテル/エチルビニ
ルエーテル共重合体(モル比で52/25/23)であ
った。この共重合体の固有粘度はTHF中、30℃で
0.39dl/gであった。
The obtained polymer was a chlorotrifluoroethylene / cyclohexyl vinyl ether / ethyl vinyl ether copolymer (52/25/23 in molar ratio). The intrinsic viscosity of this copolymer was 0.39 dl / g at 30 ° C. in THF.

【0046】アルゴン雰囲気中でこのポリマー10重量
部をキシレン8重量部とメチルエチルケトン24重量部
の混合溶媒に撹拌しながら加温して溶解させた。次にエ
チレンカーボネートとプロピレンカーボネートを体積比
で1:1に混合した溶媒にLiPF6 を1mol/lの
濃度でアルゴン雰囲気下で溶解し、電解液とした。前記
共重合体溶液21重量部にこの電解液を5重量部加え、
60℃に加熱し撹拌した。この溶液をガラス板上にバー
コーターにて塗布し、40℃で1時間乾燥してメチルエ
チルケトンとキシレンを除去し、厚さ100μmの透明
なポリマー電解質フィルムを得た。このフィルムの組成
は、共重合体、エチレンカーボネート/プロピレンカー
ボネート混合溶媒、LiPF6 が重量比で50/44.
3/5.7であった。
In an argon atmosphere, 10 parts by weight of the polymer was dissolved in a mixed solvent of 8 parts by weight of xylene and 24 parts by weight of methyl ethyl ketone while heating with stirring. Next, LiPF 6 was dissolved in a solvent in which ethylene carbonate and propylene carbonate were mixed at a volume ratio of 1: 1 at a concentration of 1 mol / l under an argon atmosphere to prepare an electrolytic solution. 5 parts by weight of this electrolytic solution was added to 21 parts by weight of the copolymer solution,
The mixture was heated to 60 ° C. and stirred. This solution was applied on a glass plate with a bar coater, and dried at 40 ° C. for 1 hour to remove methyl ethyl ketone and xylene, to obtain a 100 μm thick transparent polymer electrolyte film. The composition of this film was such that the copolymer, ethylene carbonate / propylene carbonate mixed solvent, and LiPF 6 were 50/44.
3 / 5.7.

【0047】次いでこのフィルムをガラス基板より剥離
し、交流インピーダンス法により電気伝導度を25℃、
アルゴン雰囲気下で測定した。電気伝導度は4×10-4
S/cmであった。
Next, the film was peeled off from the glass substrate, and the electric conductivity was adjusted to 25 ° C. by the AC impedance method.
The measurement was performed under an argon atmosphere. Electric conductivity is 4 × 10 -4
S / cm.

【0048】正極活物質としてLiCoO2 粉末を11
重量部、導電材としてアセチレンブラックを1. 5重量
部、前記共重合体を6重量部、前記電解液を11重量
部、及びメチルエチルケトン70重量部をアルゴン雰囲
気下で混合し、撹拌しながら加温してスラリーを得た。
このスラリーを厚さ20μmで表面を粗面化したアルミ
ニウム箔にバーコーターにて塗布、乾燥し、正極を得
た。
As a positive electrode active material, LiCoO 2 powder
Parts by weight, 1.5 parts by weight of acetylene black as a conductive material, 6 parts by weight of the copolymer, 11 parts by weight of the electrolytic solution, and 70 parts by weight of methyl ethyl ketone were mixed under an argon atmosphere and heated with stirring. Thus, a slurry was obtained.
The slurry was applied to a 20 μm-thick aluminum foil having a roughened surface by a bar coater and dried to obtain a positive electrode.

【0049】負極活物質としてメソフェーズカーボンフ
ァイバ粉末(平均直径8μm、平均長さ50μm、(0
02)面間隔0.336nm)12重量部、前記共重合
体6重量部、前記電解液11重量部、及びメチルエチル
ケトン70重量部をアルゴン雰囲気下で混合し、撹拌し
ながら加温してスラリーを得た。このスラリーを厚さ2
0μmで表面を粗面化した銅箔にバーコーターにて塗
布、乾燥し、負極を得た。
Mesophase carbon fiber powder (average diameter 8 μm, average length 50 μm, (0
02) A spacing of 0.336 nm) 12 parts by weight of the copolymer, 6 parts by weight of the copolymer, 11 parts by weight of the electrolytic solution, and 70 parts by weight of methyl ethyl ketone were mixed in an argon atmosphere, and heated with stirring to obtain a slurry. Was. Thick this slurry 2
A copper foil having a surface roughened at 0 μm was applied with a bar coater and dried to obtain a negative electrode.

【0050】前記ポリマー電解質フィルムを1. 5cm
角に成形し、これを介して有効電極1cm×1cmの前
記正極及び負極を対向させ、厚さ1. 5mmで3cm角
の2枚のポリテトラフルオロエチレン背板で挟み締め付
け、外側を外装フィルムで覆うことによりリチウムイオ
ン二次電池素子をアルゴン雰囲気下で組み立てた。
The polymer electrolyte film was 1.5 cm
The positive electrode and the negative electrode having an effective electrode of 1 cm × 1 cm are opposed to each other, and are sandwiched and fastened between two 1.5 cm-thick 3 cm square polytetrafluoroethylene back plates. By covering, the lithium ion secondary battery element was assembled under an argon atmosphere.

【0051】充放電条件は、0. 5Cの定電流で、充電
電圧は4.2Vまで、放電電圧は2.5Vまでの電位規
制で充放電サイクル試験を行った。その結果、500サ
イクル後の容量維持率は94%であった。
A charge / discharge cycle test was performed under the conditions of charge / discharge at a constant current of 0.5 C, a charge voltage up to 4.2 V, and a discharge voltage up to 2.5 V. As a result, the capacity retention after 500 cycles was 94%.

【0052】[例2]シクロヘキシルビニルエーテルと
エチルビニルエーテルのかわりに酢酸ビニルとプロピル
ビニルエーテルを仕込んだ以外は、例1と同様にして重
合を行い、クロロトリフルオロエチレン/酢酸ビニル/
プロピルビニルエーテル共重合体(モル比で50/37
/13)を得た。この共重合体の固有粘度はTHF中、
30℃で0.25dl/gであった。
Example 2 Polymerization was carried out in the same manner as in Example 1 except that vinyl acetate and propyl vinyl ether were charged instead of cyclohexyl vinyl ether and ethyl vinyl ether.
Propyl vinyl ether copolymer (50/37 in molar ratio)
/ 13). The intrinsic viscosity of this copolymer in THF is
It was 0.25 dl / g at 30 ° C.

【0053】この共重合体を用いた以外は例1と同様に
して厚さ100μmで、共重合体、エチレンカーボネー
ト/プロピレンカーボネート混合溶媒、LiPF6 が重
量比で50/44.3/5.7の組成のポリマー電解質
フィルムを得た。このフィルムの電気伝導度を例1と同
様にして測定したところ、4×10-4S/cmであっ
た。
Except that this copolymer was used, the thickness was 100 μm in the same manner as in Example 1, and the copolymer, ethylene carbonate / propylene carbonate mixed solvent, and LiPF 6 were in a weight ratio of 50 / 44.3 / 5.7. Was obtained. When the electric conductivity of this film was measured in the same manner as in Example 1, it was 4 × 10 −4 S / cm.

【0054】このポリマー電解質を用いた以外は例1と
同様にして電池素子を組み立て、例1と同様に充放電サ
イクル試験を行った。500サイクル後の容量維持率は
88%であった。
A battery element was assembled in the same manner as in Example 1 except that this polymer electrolyte was used, and a charge / discharge cycle test was performed in the same manner as in Example 1. The capacity retention after 500 cycles was 88%.

【0055】[例3]シクロヘキシルビニルエーテルと
エチルビニルエーテルのかわりにイソブチルビニルエー
テルとエチルアリルエーテルを仕込んだ以外は、例1と
同様にして重合を行い、クロロトリフルオロエチレン/
イソブチルビニルエーテル/エチルアリルエーテル共重
合体(モル比で50/22/28)を得た。この共重合
体の固有粘度はTHF中、30℃で0.42dl/gで
あった。
[Example 3] Polymerization was carried out in the same manner as in Example 1 except that isobutyl vinyl ether and ethyl allyl ether were charged instead of cyclohexyl vinyl ether and ethyl vinyl ether.
An isobutyl vinyl ether / ethyl allyl ether copolymer (50/22/28 in molar ratio) was obtained. The intrinsic viscosity of this copolymer was 0.42 dl / g at 30 ° C. in THF.

【0056】この共重合体を用いた以外は例1と同様に
して厚さ100μmで、共重合体、エチレンカーボネー
ト/プロピレンカーボネート混合溶媒、LiPF6 が重
量比で50/44.3/5.7の組成のポリマー電解質
フィルムを得た。このフィルムの電気伝導度を例1と同
様にして測定したところ、3×10-4S/cmであっ
た。
Except that this copolymer was used, the thickness was 100 μm in the same manner as in Example 1, and the copolymer, a mixed solvent of ethylene carbonate / propylene carbonate and LiPF 6 were in a weight ratio of 50 / 44.3 / 5.7. Was obtained. When the electric conductivity of this film was measured in the same manner as in Example 1, it was 3 × 10 −4 S / cm.

【0057】このポリマー電解質を用いた以外は例1と
同様にして電池素子を組み立て、例1と同様に充放電サ
イクル試験を行った。500サイクル後の容量維持率は
90%であった。
A battery element was assembled in the same manner as in Example 1 except that this polymer electrolyte was used, and a charge / discharge cycle test was performed in the same manner as in Example 1. The capacity retention after 500 cycles was 90%.

【0058】[例4]負極として厚さ100μmのリチ
ウム/アルミニウム合金箔を用いた他は例1と同様にし
てリチウム二次電池素子を組み立て充放電サイクル試験
を行った。500サイクル後の容量維持率は82%であ
った。
Example 4 A lithium secondary battery element was assembled and subjected to a charge / discharge cycle test in the same manner as in Example 1, except that a lithium / aluminum alloy foil having a thickness of 100 μm was used as a negative electrode. The capacity retention rate after 500 cycles was 82%.

【0059】[例5]シクロヘキシルビニルエーテルを
仕込まなかった以外は、例1と同様にして重合を行い、
クロロトリフルオロエチレン/エチルビニルエーテル共
重合体(モル比で47/53)を得た。この共重合体の
固有粘度はTHF中、30℃で0.42dl/gであっ
た。
Example 5 Polymerization was carried out in the same manner as in Example 1 except that cyclohexyl vinyl ether was not charged.
A chlorotrifluoroethylene / ethyl vinyl ether copolymer (47/53 in molar ratio) was obtained. The intrinsic viscosity of this copolymer was 0.42 dl / g at 30 ° C. in THF.

【0060】この共重合体を用いた以外は例1と同様に
して厚さ100μmで、共重合体、エチレンカーボネー
ト/プロピレンカーボネート混合溶媒、LiPF6 が重
量比で58.8/36.5/4.7の組成のポリマー電
解質フィルムを得た。このフィルムの電気伝導度を例1
と同様にして測定したところ、1×10-4S/cmであ
った。
Except that this copolymer was used, the thickness was 100 μm in the same manner as in Example 1, and the copolymer, ethylene carbonate / propylene carbonate mixed solvent, and LiPF 6 were 58.8 / 36.5 / 4 by weight. A polymer electrolyte film having a composition of 0.7 was obtained. The electrical conductivity of this film was measured in Example 1.
Was 1 × 10 −4 S / cm.

【0061】このポリマー電解質を用いた以外は例1と
同様にして電池素子を組み立て、例1と同様に充放電サ
イクル試験を行った。500サイクル後の容量維持率は
82%であった。
A battery element was assembled in the same manner as in Example 1 except that this polymer electrolyte was used, and a charge / discharge cycle test was performed in the same manner as in Example 1. The capacity retention rate after 500 cycles was 82%.

【0062】[0062]

【発明の効果】実施例の結果から明らかなように、本発
明により、サイクル特性が優れた、ポリマー電解質使用
二次電池が得られる。
As is clear from the results of the examples, according to the present invention, a secondary battery using a polymer electrolyte having excellent cycle characteristics can be obtained.

フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H01M 10/40 H01M 10/40 A B (72)発明者 池田 克治 神奈川県横浜市神奈川区羽沢町1150番地 旭硝子株式会社中央研究所内Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification symbol FI H01M 10/40 H01M 10/40 AB (72) Inventor Katsuharu Ikeda 1150 Hazawacho, Kanagawa-ku, Kanagawa-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture Asahi Glass Co., Ltd. Central Research Laboratory

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】正極、負極及び電解質を有するリチウム電
池において、前記電解質が、一般式(a)及び(b)で
表される各重合単位を含む共重合体又は一般式(a)、
(b)及び(c)で表される各重合単位を含む共重合体
をマトリックスとし、リチウム塩とリチウム塩を溶解で
きる溶媒とを含有するポリマー電解質であることを特徴
とするリチウム電池。 【化1】 (−CF2 −CFX−) ・・・(a) (ただし、Xはフッ素原子、塩素原子、炭素数1〜3の
パーフルオロアルキル基又は炭素数1〜3のパーフルオ
ロアルコキシル基である。) 【化2】 (ただし、R1 は水素原子又はメチル基である。R2
直鎖状アルキル基、分岐状アルキル基又はシクロアルキ
ル基であり、その炭素数は1〜12であって水素原子の
一部又は全部がフッ素原子で置換されていてもよい。q
は0又は1である。) 【化3】 (ただし、R3 は水素原子又はメチル基である。R4
直鎖状アルキル基、分岐状アルキル基又はシクロアルキ
ル基であり、その炭素数は1〜12であって水素原子の
一部又は全部が水酸基で置換されていてもよい。pは0
又は1であるが、一般式(b)においてq=0の場合は
p=1である。)
1. A lithium battery having a positive electrode, a negative electrode and an electrolyte, wherein the electrolyte comprises a copolymer containing each polymerized unit represented by the general formulas (a) and (b) or a general formula (a):
A lithium battery, comprising a polymer electrolyte containing a lithium salt and a solvent capable of dissolving the lithium salt, using a copolymer containing each of the polymerized units represented by (b) and (c) as a matrix. Embedded image (—CF 2 —CFX—) (a) (where X is a fluorine atom, a chlorine atom, a perfluoroalkyl group having 1 to 3 carbon atoms, or a perfluoroalkoxyl group having 1 to 3 carbon atoms) (2) (However, R 1 is a hydrogen atom or a methyl group. R 2 is a linear alkyl group, a branched alkyl group, or a cycloalkyl group, and has 1 to 12 carbon atoms and a part of a hydrogen atom or All may be substituted with a fluorine atom.
Is 0 or 1. ) (However, R 3 is a hydrogen atom or a methyl group. R 4 is a linear alkyl group, a branched alkyl group, or a cycloalkyl group, and has 1 to 12 carbon atoms and a part of a hydrogen atom or All may be substituted with a hydroxyl group, p is 0
Or 1, when p = 0 in the general formula (b), p = 1. )
【請求項2】ポリマー電解質のマトリックスが、一般式
(a)で表される重合単位を40〜60モル%、一般式
(b)で表される重合単位を40〜60モル%含む共重
合体である請求項1記載のリチウム電池。
2. A copolymer wherein the matrix of the polymer electrolyte contains 40 to 60 mol% of the polymerized unit represented by the general formula (a) and 40 to 60 mol% of the polymerized unit represented by the general formula (b). The lithium battery according to claim 1, wherein
【請求項3】ポリマー電解質のマトリックスが、一般式
(a)で表される重合単位を40〜60モル%、一般式
(b)で表される重合単位を5〜55モル%、一般式
(c)で表される重合単位を5〜45モル%含む共重合
体である請求項1記載のリチウム電池。
3. A polymer electrolyte matrix comprising 40 to 60 mol% of a polymer unit represented by the general formula (a), 5 to 55 mol% of a polymer unit represented by the general formula (b), The lithium battery according to claim 1, which is a copolymer containing 5 to 45 mol% of the polymerized unit represented by c).
【請求項4】一般式(a)で表される重合単位がクロロ
トリフルオロエチレン又はテトラフルオロエチレンに基
づく重合単位であり、一般式(b) で表される重合単位
がビニルエステル又はシクロヘキシルビニルエーテルに
基づく重合単位であり、一般式(c)で表される重合単
位がアルキルビニルエーテル、ジアリルエーテル又はア
ルキルアリルエーテルに基づく重合単位である請求項
1、2又は3記載のリチウム電池。
4. The polymerization unit represented by the general formula (a) is a polymerization unit based on chlorotrifluoroethylene or tetrafluoroethylene, and the polymerization unit represented by the general formula (b) is a vinyl ester or cyclohexyl vinyl ether. 4. The lithium battery according to claim 1, wherein the polymer unit is a polymer unit based on alkyl vinyl ether, diallyl ether or alkyl allyl ether.
【請求項5】ポリマー電解質に含有される溶媒が、炭酸
エステルである請求項1、2、3又は4記載のリチウム
電池。
5. The lithium battery according to claim 1, wherein the solvent contained in the polymer electrolyte is a carbonate ester.
【請求項6】ポリマー電解質が、リチウムを溶解した溶
液を30〜80重量%含有する請求項1、2、3、4又
は5記載のリチウム電池。
6. The lithium battery according to claim 1, wherein the polymer electrolyte contains 30 to 80% by weight of a solution in which lithium is dissolved.
【請求項7】ポリマー電解質のマトリックスが、30
℃、テトラヒドロフラン中における固有粘度が0.01
〜2dl/gの共重合体である請求項1、2、3、4、
5又は6記載のリチウム電池。
7. A polymer electrolyte comprising a matrix of 30
° C, intrinsic viscosity in tetrahydrofuran is 0.01
1, 2, 3, 4, or 4 dl / g of a copolymer.
7. The lithium battery according to 5 or 6.
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