JPH1153937A - Polymer electrolyte and lithium battery - Google Patents
Polymer electrolyte and lithium batteryInfo
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- JPH1153937A JPH1153937A JP9212277A JP21227797A JPH1153937A JP H1153937 A JPH1153937 A JP H1153937A JP 9212277 A JP9212277 A JP 9212277A JP 21227797 A JP21227797 A JP 21227797A JP H1153937 A JPH1153937 A JP H1153937A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、電池、エレクトロ
クロミック素子、コンデンサ等の電気化学素子用のポリ
マー電解質に関する。The present invention relates to a polymer electrolyte for an electrochemical device such as a battery, an electrochromic device and a capacitor.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来より、一次電池、二次電池、エレク
トロクロミック素子、アルミニウム電解コンデンサ、電
気二重層キャパシタ等の各種電気化学素子の電解質とし
て、有機溶媒に電解質を溶解した液状の電解液が使用さ
れている。しかし、液状である電解液を使用する場合、
素子外部への電解液の漏れ等の発生による信頼性の低
さ、素子の収容ケース封口時の電解液の飛散及び高度な
封口技術の必要性等の課題があり、液漏れを防止し、信
頼性をより高めるために高いイオン伝導度を有するゲル
状のポリマー電解質の開発が行われている。2. Description of the Related Art Conventionally, a liquid electrolyte obtained by dissolving an electrolyte in an organic solvent has been used as an electrolyte for various electrochemical devices such as primary batteries, secondary batteries, electrochromic devices, aluminum electrolytic capacitors, and electric double layer capacitors. Have been. However, when using a liquid electrolyte,
There are issues such as low reliability due to leakage of electrolyte to the outside of the device, scattering of electrolyte at the time of sealing the case of the device, and necessity of advanced sealing technology. In order to further enhance the property, a gel polymer electrolyte having a high ionic conductivity has been developed.
【0003】特に一次電池及び二次電池については、液
状である電解液を用いることによって生じる漏液の対
策、可燃性電解液の着火性低減対策、及び電池のフィル
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、各種ポリマー電解質が提案さ
れている(特表平8−507407、特表平4−506
726)。[0003] In particular, for primary batteries and secondary batteries, measures are taken against leakage caused by using a liquid electrolyte, measures to reduce the ignitability of flammable electrolytes, and integration into electronic equipment by forming batteries into films. Various types of polymer electrolytes have been proposed from the viewpoints of improvement in performance and effective use of space (Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 8-507407 and 4-506).
726).
【0004】そのなかで、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高起電力の電池には適さな
い。Among them, polyethylene oxide-based polymer electrolytes are electrochemically stable, but have a drawback in that the solvent retention of the organic electrolyte is low. A polyacrylate-based polymer electrolyte having a three-dimensional structure has good solvent retention, but is electrochemically unstable and is not suitable for a battery with high electromotive force.
【0005】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
ポリマーが耐熱性が高い特徴があるが、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。[0005] A polymer electrolyte made of polyvinylidene fluoride is electrochemically stable and has a characteristic that the polymer has high heat resistance because it contains fluorine atoms. However, when the temperature of the polymer electrolyte is raised, the electrolyte oozes out of the polymer. On the other hand, there is an attempt to solve this problem by using a vinylidene fluoride / hexafluoropropylene copolymer.
【0006】また、従来のポリマー電解質を、エネルギ
ー密度が高いことを特長とするリチウム二次電池に適用
した場合、液状の電解液を使用したリチウム二次電池に
比べて充放電サイクル耐久性が劣る欠点があった。When a conventional polymer electrolyte is applied to a lithium secondary battery characterized by high energy density, the charge / discharge cycle durability is inferior to that of a lithium secondary battery using a liquid electrolyte. There were drawbacks.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、高いイオン
伝導性を有し、電気化学的にも熱的にも安定であり、電
池、エレクトロクロミック素子、アルミニウム電解コン
デンサ、電気二重層キャパシタ等の各種電気化学素子の
薄型化、小型化、軽量化に対応可能なゲル強度を有する
ポリマー電解質を提供する。DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention has high ion conductivity, is electrochemically and thermally stable, and can be used for batteries, electrochromic devices, aluminum electrolytic capacitors, electric double layer capacitors and the like. Provided is a polymer electrolyte having a gel strength capable of coping with the reduction in thickness, size, and weight of various electrochemical elements.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明は、フルオロオレ
フィンに基づく重合単位とカーボネート結合(−OC
(=O)O−)を有するアルキルビニルエーテル又はア
ルキルアリルエーテル(ただし、ビニル基又はアリル基
の水素原子は、フッ素又は塩素原子と置換されていても
よい。カーボネート結合はアルキル基のC−C結合間に
存在する。アルキル基は直鎖状でも分岐状でも環状でも
よく、アルキル基のC−C結合間にはエーテル性の酸素
原子を有してもよい。)に基づく重合単位とを含む共重
合体をマトリックスとし、電解質を非水溶媒に溶解した
溶液を含有することを特徴とするポリマー電解質、及び
前記ポリマー電解質を有するリチウム電池を提供する。DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention relates to a polymerization unit based on fluoroolefin and a carbonate bond (-OC).
Alkyl vinyl ether or alkyl allyl ether having (= O) O— (where the hydrogen atom of the vinyl group or the allyl group may be substituted with a fluorine or chlorine atom. The carbonate bond is a C—C bond of the alkyl group) The alkyl group may be linear, branched or cyclic, and may have an etheric oxygen atom between the C-C bonds of the alkyl group.) Provided are a polymer electrolyte comprising a polymer as a matrix and a solution in which an electrolyte is dissolved in a non-aqueous solvent, and a lithium battery having the polymer electrolyte.
【0009】本明細書において、「直鎖状、分岐状又は
環状のアルキル基」には、部分的に環状構造を有する直
鎖状又は分岐状のアルキル基も含まれるものとする。ま
た、アルキレン基についても同様とする。In the present specification, the “straight-chain, branched or cyclic alkyl group” includes a straight-chain or branched alkyl group partially having a cyclic structure. The same applies to the alkylene group.
【0010】本発明において、ポリマー電解質は電解質
を非水溶媒に溶解した溶液をマトリックスに含有させた
ものであり、電解質が溶媒中で解離して導電性を付与す
る機能を有する。そして、マトリックスが電解質溶液を
含有して膨潤し、ゲル状のポリマー電解質となってい
る。In the present invention, the polymer electrolyte contains a solution of the electrolyte dissolved in a non-aqueous solvent in a matrix, and has a function of dissociating the electrolyte in the solvent to impart conductivity. Then, the matrix contains the electrolyte solution and swells to form a gel polymer electrolyte.
【0011】本発明のポリマー電解質のマトリックスに
おいて、フルオロオレフィンに基づく重合単位と前記カ
ーボネート結合を有するアルキルビニルエーテル又はア
ルキルアリルエーテルに基づく重合単位との重量比、さ
らには必要に応じて添加される他の成分の重量比、共重
合体の分子量等は、電解質溶液との混和性及び電解質溶
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
容易性などにより適宜選定できる。また、ポリマー電解
質をフィルム状に成形する場合は、成形するために使用
される有機溶媒へのマトリックスの溶解性又は分散性に
ついても考慮される。In the matrix of the polymer electrolyte of the present invention, the weight ratio of the polymerized unit based on fluoroolefin to the polymerized unit based on the alkyl vinyl ether or alkyl allyl ether having a carbonate bond, and further, if necessary, other The weight ratio of the components, the molecular weight of the copolymer, and the like, the miscibility with the electrolyte solution and the retention of the electrolyte solution, the adhesion of the polymer electrolyte to the current collector metal,
It can be appropriately selected depending on the strength, moldability, handleability, availability of the matrix, and the like. When the polymer electrolyte is formed into a film, the solubility or dispersibility of the matrix in the organic solvent used for the formation is also taken into consideration.
【0012】本発明のポリマー電解質のマトリックスを
形成する共重合体中のフルオロオレフィンに基づく重合
単位と前記カーボネート結合を有するアルキルビニルエ
ーテル又はアルキルアリルエーテル重合単位との含有割
合は、重量比で10/90〜97/3であることが好ま
しい。フルオロオレフィンに基づく重合単位が97%を
超えると、ポリマーの結晶性が高くなって、柔軟性が低
下したり成形に使用する有機溶媒への溶解性がなくなっ
て加工性が低下したり、電解質溶液がポリマー中に侵入
しにくくなり、ポリマー電解質の電気伝導度が低くな
る。In the copolymer forming the matrix of the polymer electrolyte of the present invention, the content ratio of the polymerized unit based on fluoroolefin to the polymerized unit of alkyl vinyl ether or alkyl allyl ether having a carbonate bond is 10/90 by weight. 9797/3 is preferred. When the polymerization unit based on fluoroolefin exceeds 97%, the crystallinity of the polymer increases, the flexibility is reduced, the solubility in the organic solvent used for molding is lost, the processability is reduced, and the electrolyte solution is reduced. Becomes difficult to penetrate into the polymer, and the electric conductivity of the polymer electrolyte decreases.
【0013】また、10%未満であるとポリマー電解質
の柔軟性が高くなりすぎたり、強度が低下するので好ま
しくない。特に強度の高いポリマー電解質を得るために
は、フルオロオレフィンに基づく重合単位と前記カーボ
ネート結合を有するアルキルビニ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との含有割合が重量
比で60/40〜95/5である共重合体が好ましい。On the other hand, if it is less than 10%, the flexibility of the polymer electrolyte becomes too high or the strength is lowered, which is not preferable. In order to obtain a polymer electrolyte having particularly high strength, the content ratio of the polymerization unit based on the fluoroolefin and the polymerization unit based on the alkyl vinyl ether or alkyl allyl ether having a carbonate bond is 60/40 to 95/5 by weight ratio. Certain copolymers are preferred.
【0014】本発明におけるフルオロオレフィンとして
は、フッ素原子を有する種々の不飽和化合物が使用でき
るが、前記カーボネート結合を有するアルキルビニルエ
ーテル又はアルキルアリルエーテルとの共重合性に優れ
るテトラフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレ
ン、フッ化ビニリデン、1,1−ジクロロジフルオロエ
チレン、1,2−ジクロロジフルオロエチレン又はヘキ
サフルオロプロピレンが好ましい。また、これらのフル
オロオレフィンと併用してフッ化ビニル、トリフルオロ
エチレン、(パーフルオロブチル)エチレン、(パーフ
ルオロオクチル)プロピレン等を使用してもよい。As the fluoroolefin in the present invention, various unsaturated compounds having a fluorine atom can be used, but tetrafluoroethylene and chlorotrifluoroethylene which are excellent in copolymerizability with the above-mentioned alkyl vinyl ether or alkyl allyl ether having a carbonate bond. Preferred are ethylene, vinylidene fluoride, 1,1-dichlorodifluoroethylene, 1,2-dichlorodifluoroethylene or hexafluoropropylene. Further, vinyl fluoride, trifluoroethylene, (perfluorobutyl) ethylene, (perfluorooctyl) propylene, or the like may be used in combination with these fluoroolefins.
【0015】また、本発明における前記カーボネート結
合を有するアルキルビニ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としては種々のものが使用で
きるが、フルオロオレフィンに基づく重合単位との共重
合性に優れている点から、−(CXY−CZ((CH
2 )a OR1 OC(=O)OR2 )−で表される重合単
位が好ましく採用される。Further, various types of polymer units based on the alkyl vinyl ether or alkyl allyl ether having a carbonate bond in the present invention can be used, but they are excellent in copolymerizability with the polymer units based on fluoroolefin. ,-(CXY-CZ ((CH
2) a OR 1 OC (= O) OR 2) - the polymerization unit represented by is preferably employed.
【0016】ただし、X、Y、Zはそれぞれ独立に水
素、フッ素又は塩素原子であり、aは0又は1である。
R1 は直鎖状、分岐状又は環状のアルキレン基、R2 は
直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基で、R1 とR2 の
炭素数の合計は2〜21であり、R1 はC−C結合間に
エーテル性の酸素原子を含んでもよい。R2 はシクロア
ルキル基を含む場合はシクロアルキル基のC−C結合間
にエーテル性の酸素原子を含んでもよい。そして、R1
又はR2 がエーテル性の酸素原子を含む場合、その酸素
原子数は5個以下であることが好ましい。具体的に例示
すると、下式で表される重合単位が挙げられる。X, Y and Z are each independently hydrogen, fluorine or chlorine, and a is 0 or 1.
R 1 represents a linear, branched or cyclic alkylene group, R 2 represents a linear, branched or cyclic alkyl group, the total carbon number of R 1 and R 2 are 2 to 21, R 1 May contain an etheric oxygen atom between the CC bonds. When R 2 contains a cycloalkyl group, it may contain an etheric oxygen atom between the CC bonds of the cycloalkyl group. And R 1
Alternatively, when R 2 contains an etheric oxygen atom, the number of oxygen atoms is preferably 5 or less. Specific examples include a polymerized unit represented by the following formula.
【0017】[0017]
【化1】−(CH2 −CH(OCH2 CH2 OCOOC
H3 ))− −(CH2 −CH(OCH2 CH(CH3 )OCOOC
H3 ))− −(CH2 −CH(OCH2 CH2 CH2 CH2 OCO
OCH3 ))− −(CH2 −CH(O(CH2 CH2 O)2 COOCH
2 CH3 ))− −(CH2 −CH(O(CH2 CH2 O)4 COOCH
2 CH3 ))−## STR1 ##-(CH 2 —CH (OCH 2 CH 2 OCOOC)
H 3)) - - (CH 2 -CH (OCH 2 CH (CH 3) OCOOC
H 3)) - - (CH 2 -CH (OCH 2 CH 2 CH 2 CH 2 OCO
OCH 3)) - - (CH 2 -CH (O (CH 2 CH 2 O) 2 COOCH
2 CH 3)) - - ( CH 2 -CH (O (CH 2 CH 2 O) 4 COOCH
2 CH 3)) -
【0018】[0018]
【化2】−(CH2 −CH(CH2 OCH2 CH2 OC
OOCH3 ))− −(CH2 −CH(CH2 OCH2 CH(CH3 )OC
OOCH3 ))− −(CH2 −CH(CH2 OCH2 CH2 CH2 CH2
OCOOCH3 ))− −(CH2 −CH(CH2 O(CH2 CH2 O)2 CO
OCH2 CH3 ))− −(CH2 −CH(CH2 O(CH2 CH2 O)4 CO
OCH2 CH3 ))−## STR2 ##-(CH 2 —CH (CH 2 OCH 2 CH 2 OC
OOCH 3)) - - (CH 2 -CH (CH 2 OCH 2 CH (CH 3) OC
OOCH 3)) - - (CH 2 -CH (CH 2 OCH 2 CH 2 CH 2 CH 2
OCOOCH 3)) - - (CH 2 -CH (CH 2 O (CH 2 CH 2 O) 2 CO
OCH 2 CH 3)) - - (CH 2 -CH (CH 2 O (CH 2 CH 2 O) 4 CO
OCH 2 CH 3)) -
【0019】[0019]
【化3】−(CF2 −CF(OCH2 CH2 OCOOC
H3 ))− −(CF2 −CF(OCH2 CH(CH3 )OCOOC
H3 ))− −(CF2 −CF(OCH2 CH2 CH2 CH2 OCO
OCH3 ))− −(CF2 −CF(O(CH2 CH2 O)2 COOCH
2 CH3 ))− −(CF2 −CF(O(CH2 CH2 O)4 COOCH
2 CH3 ))−## STR3 ##-(CF 2 —CF (OCH 2 CH 2 OCOOC)
H 3)) - - (CF 2 -CF (OCH 2 CH (CH 3) OCOOC
H 3)) - - (CF 2 -CF (OCH 2 CH 2 CH 2 CH 2 OCO
OCH 3)) - - (CF 2 -CF (O (CH 2 CH 2 O) 2 COOCH
2 CH 3)) - - ( CF 2 -CF (O (CH 2 CH 2 O) 4 COOCH
2 CH 3)) -
【0020】[0020]
【化4】−(CHF−CF(OCH2 CH2 OCOOC
H3 ))− −(CHF−CF(O(CH2 CH2 O)2 COOCH
3 ))− −(CFCl−CF(OCH2 CH2 OCOOCH
3 ))− −(CFCl−CF(O(CH2 CH2 O)2 COOC
H2 CH3 ))−## STR4 ##-(CHF-CF (OCH 2 CH 2 OCOOC)
H 3)) - - (CHF -CF (O (CH 2 CH 2 O) 2 COOCH
3)) - - (CFCl- CF (OCH 2 CH 2 OCOOCH
3)) - - (CFCl- CF (O (CH 2 CH 2 O) 2 COOC
H 2 CH 3)) -
【0021】フルオロオレフィンに基づく重合単位とカ
ーボネート結合を有するアルキルビニルエーテル又はア
ルキルアリルエーテルに基づく重合単位とを含む共重合
体は、これら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40重量%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 copolymer containing a polymerized unit based on a fluoroolefin and a polymerized unit based on an alkyl vinyl ether or an alkyl allyl ether having a carbonate bond contains a polymerized unit based on another monomer capable of forming a copolymer therewith. It may be a copolymer appropriately contained within a range not exceeding 40% by weight.
【0022】他の単量体としては、例えばヘキサフルオ
ロアセトン、パーフルオロ(メチルビニルエーテル)、
パーフルオロ(プロピルビニルエーテル)、エチレン、
プロピレン、イソブチレン、ピバリン酸ビニル、酢酸ビ
ニル、安息香酸ビニル、エチルビニルエーテル、ブチル
ビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテル、エチ
ルアリルエーテル、シクロヘキシルアリルエーテル、ノ
ルボルナジエン、クロトン酸及びそのエステル、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
アルキルエステル等が挙げられる。As other monomers, for example, hexafluoroacetone, perfluoro (methyl vinyl ether),
Perfluoro (propyl vinyl ether), ethylene,
Propylene, isobutylene, vinyl pivalate, vinyl acetate, vinyl benzoate, ethyl vinyl ether, butyl vinyl ether, cyclohexyl vinyl ether, ethyl allyl ether, cyclohexyl allyl ether, norbornadiene, crotonic acid and its esters, acrylic acid and its alkyl esters, methacrylic acid and And the alkyl esters thereof.
【0023】本発明で使用する共重合体の数平均分子量
は1万〜100万が好ましい。分子量が100万を超え
ると、溶解粘度が著しく高く電解質を溶解した溶液との
均一混合が困難となったり、電解質を溶解した溶液の保
持量が少なくなって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。一方、1万未満であると、ポリ
マー電解質の機械的強度が著しく低下するので好ましく
ない。特に好ましくは3万〜50万が採用される。The number average molecular weight of the copolymer used in the present invention is preferably 10,000 to 1,000,000. When the molecular weight exceeds 1,000,000, the dissolution viscosity is extremely high, and it is difficult to uniformly mix the electrolyte with the solution in which the electrolyte is dissolved, or the holding amount of the solution in which the electrolyte is dissolved is reduced, and the electric conductivity of the polymer electrolyte is reduced. Not preferred. On the other hand, if it is less than 10,000, the mechanical strength of the polymer electrolyte is significantly reduced, which is not preferable. Particularly preferably, 30,000 to 500,000 is employed.
【0024】本発明では、マトリックス中に前記電解質
を溶解した溶液が均一に分布したポリマー電解質を使用
するが、ポリマー電解質中の電解質溶液の含有量は30
〜90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。90重量%を超え
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40〜80重量%が採用され
る。In the present invention, a polymer electrolyte in which a solution in which the above-mentioned electrolyte is dissolved in a matrix is used is used, but the content of the electrolyte solution in the polymer electrolyte is 30%.
~ 90% by weight is preferred. If the content is less than 30% by weight, the electric conductivity is undesirably low. If the content exceeds 90% by weight, the polymer electrolyte cannot maintain a solid state, which is not preferable. Particularly preferably, 40 to 80% by weight is employed.
【0025】本発明のポリマー電解質を電池に適用させ
る場合、特に電解質溶液がリチウム塩の溶質と該リチウ
ム塩を溶解できる非水溶媒とからなる溶液であるリチウ
ム電池に好適に適用できる。本発明のポリマー電解質を
有するリチウム電池は、一次電池、二次電池のいずれの
電池としても使用できる。特に二次電池として使用する
場合は、負極へのリチウムの析出がなく安全であること
を考慮すると、負極にリチウムの層間化合物を用いるい
わゆるリチウムイオン二次電池が好ましい。When the polymer electrolyte of the present invention is applied to a battery, it can be suitably applied to a lithium battery in which the electrolyte solution is a solution comprising a solute of a lithium salt and a non-aqueous solvent capable of dissolving the lithium salt. The lithium battery having the polymer electrolyte of the present invention can be used as any of a primary battery and a secondary battery. In particular, when used as a secondary battery, a so-called lithium ion secondary battery using a lithium intercalation compound for the negative electrode is preferable, considering that lithium is not deposited on the negative electrode and safe.
【0026】本発明のポリマー電解質を有するリチウム
電池において、電解質溶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。In the lithium battery having the polymer electrolyte of the present invention, the solvent of the electrolyte solution is preferably a carbonate ester. 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.
【0027】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.
【0028】電解質としては、ClO4 -、CF3 S
O3 -、BF4 -、PF6 -、AsF6 -、SbF6 -、CF3 C
O2 -、(CF3 SO2 )2 N- 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。As the electrolyte, ClO 4 − , CF 3 S
O 3 − , BF 4 − , PF 6 − , AsF 6 − , SbF 6 − , CF 3 C
It is preferable to use at least one of lithium salts having anions such as O 2 − and (CF 3 SO 2 ) 2 N − .
【0029】上記の電解質溶液は、リチウム塩からなる
電解質を前記溶媒に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が選定さ
れる。In the above-mentioned electrolyte solution, it is preferable that an electrolyte comprising a lithium salt is 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, 0.5 to 1.5 mol / l is selected.
【0030】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、マトリックスを形成する共重
合体を有機溶媒に溶解又は均一に分散させ、リチウム塩
を溶媒に溶解させた溶液と混合する(以下、この混合液
をポリマー電解質形成用混合液という)。この2種の溶
液を混合し、ガラス板上にバーコータ又はドクターブレ
ードによる塗布、キャスト又はスピンコートした後、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。乾燥時
にリチウム塩溶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 in the present invention can be prepared by various methods. For example, a copolymer forming a matrix is dissolved or uniformly dispersed in an organic solvent, and mixed with a solution in which a lithium salt is dissolved in a solvent (hereinafter, this mixed liquid is referred to as a mixed liquid for forming a polymer electrolyte). These two solutions are mixed, coated on a glass plate by a bar coater or a doctor blade, cast or spin-coated, and then dried to remove an organic solvent mainly dissolving or dispersing the copolymer, and a polymer electrolyte film. Get. If the solvent used for the lithium salt solution evaporates during drying,
The film is freshly impregnated with the solvent or the film is exposed to the solvent vapor to the desired composition.
【0031】前記共重合体を溶解又は分散させる有機溶
媒としては、テトラヒドロフラン(以下、THFとい
う)、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、
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、ジメチルカーボネート、酢酸エチ
ル、酢酸ブチル等が使用できるが、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 an organic solvent for dissolving or dispersing the copolymer, tetrahydrofuran (hereinafter referred to as THF), methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone,
Toluene, xylene, N-methylpyrrolidone, acetone, acetonitrile, dimethyl carbonate, ethyl acetate, butyl acetate and the like can be used, but in order to selectively remove this organic solvent by drying, the boiling point of THF, acetone or the like is 100 ° C or less. Volatile organic solvents are preferred.
【0032】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。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 metals, lithium alloys, carbon materials, oxides mainly composed of metals of Groups 14 and 15 of the periodic table, carbon compounds, silicon carbide compounds, silicon oxide compounds , Titanium sulfide, boron carbide compounds and the like.
【0033】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。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.
【0034】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 storing lithium ions in the case of a primary battery, and a material capable of storing 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.
【0035】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。In the present invention, when a secondary battery using a material capable of storing 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.
In addition, lithium can be contained in the negative electrode by a chemical or electrochemical method before the battery is assembled, or lithium can be contained by bringing lithium metal into contact with the negative electrode and / or the positive electrode when the battery is assembled.
【0036】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。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.
【0037】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とし、該スラリを金属箔集電
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ポリマー電解質形成用混合液を
含浸させるか又は塗布し、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、ポリマー電解質形成用
混合液をスラリに混合してから金属箔集電体に塗布して
電極を形成してもよい。The positive and negative electrodes of 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 mixed solution for forming a polymer electrolyte is impregnated or applied to the positive electrode and the negative electrode so that the polymer electrolyte penetrates into the inside of the electrode layer. Alternatively, the electrode may be formed by mixing the mixed solution for forming a polymer electrolyte into a slurry and then applying the mixed solution to a metal foil current collector.
【0038】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、その後にリチウム塩溶液
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,
A battery element can also be formed by applying a slurry containing an active material to a metal foil current collector, sandwiching it between a positive electrode and a negative electrode obtained by drying, and then absorbing a lithium salt solution.
【0039】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.
【0040】本発明のポリマー電解質をエレクトロクロ
ミック素子に使用する場合は、本発明によるポリマーマ
トリックスに、有機溶媒として例えばγ−ブチロラクト
ン、プロピレンカーボネート、アセトニトリル等を用
い、電解質として例えばLiClO4 、LiBF4 等を
0.2〜1.5mol/lの濃度で溶解させた溶液を含
有させることによりポリマー電解質を得ることができ
る。When the polymer electrolyte of the present invention is used in an electrochromic device, for example, γ-butyrolactone, propylene carbonate, acetonitrile or the like is used as an organic solvent in the polymer matrix according to the present invention, and LiClO 4 , LiBF 4 or the like is used as an electrolyte. Is contained at a concentration of 0.2 to 1.5 mol / l to obtain a polymer electrolyte.
【0041】本発明のポリマー電解質をアルミニウム電
解コンデンサに使用する場合は、本発明によるポリマー
マトリックスに、有機溶媒として例えばγ−ブチロラク
トン、エチレングリコール、アセトニトリル等を用い、
例えばR1 R2 R3 R4 NOH又はR5 R6 R7 Nの塩
基と有機カルボン酸とからなる塩(ただし、R1 、R
2 、R3 、R4 及びR5 、R6 、R7 はそれぞれ独立に
炭素数1〜5のアルキル基であり、同じでも異なってい
てもよい)を0.2〜1.5mol%溶解させた溶液を
混合することによりポリマー電解質を得ることができ
る。When the polymer electrolyte of the present invention is used for an aluminum electrolytic capacitor, for example, γ-butyrolactone, ethylene glycol, acetonitrile or the like is used as an organic solvent in the polymer matrix of the present invention.
For example, a salt composed of a base of R 1 R 2 R 3 R 4 NOH or R 5 R 6 R 7 N and an organic carboxylic acid (provided that R 1 , R
2 , R 3 , R 4 and R 5 , R 6 , R 7 are each independently an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, which may be the same or different), and 0.2 to 1.5 mol% By mixing the solutions, a polymer electrolyte can be obtained.
【0042】本発明のポリマー電解質を電気二重層キャ
パシタに使用する場合は、本発明によるポリマーマトリ
ックスに、有機溶媒として例えばγ−ブチロラクトン、
プロピレンカーボネート、スルホラン、エチルメチルカ
ーボネート、ジエチルカーボネート等を単独又は混合し
て用い、例えば一般式R1 R2 R3 R4 N+ 又は一般式
R1 R2 R3 R4 P+ で表されるカチオンと、Cl
O4 -、CF3 SO3 -、BF4 -、PF6 -、AsF6 -、Sb
F6 -、CF3 CO2 -、又は(CF3 SO2 )2 N-等の
アニオンを有する4級オニウム塩(ただし、R1 、R
2 、R3 、R4 はそれぞれ炭素数1〜5のアルキル基で
あり、同じでも異なっていてもよい)を電解質として
0.5〜1.5mol/l溶解した溶液を混合すること
によりポリマー電解質を得ることができる。When the polymer electrolyte of the present invention is used for an electric double layer capacitor, the polymer matrix according to the present invention may contain, for example, γ-butyrolactone as an organic solvent.
Propylene carbonate, sulfolane, ethyl methyl carbonate, diethyl carbonate or the like is used alone or as a mixture, and is represented by, for example, a general formula R 1 R 2 R 3 R 4 N + or a general formula R 1 R 2 R 3 R 4 P +. Cation and Cl
O 4 − , CF 3 SO 3 − , BF 4 − , PF 6 − , AsF 6 − , Sb
F 6 -, CF 3 CO 2 -, or (CF 3 SO 2) 2 N - 4 quaternary onium salt having an anion such as (but, R 1, R
2 , R 3 and R 4 are each an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, which may be the same or different). Can be obtained.
【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500mLの撹拌機付きス
テンレス製オートクレーブに、tert−ブタノールを
200g、CH2 =CHOCH2 CH2 OCOOCH3
を87.6g、アゾビスイソブチロニトリルを0.2g
仕込み、気相を充分に窒素置換後、クロロトリフルオロ
エチレン68.7gを仕込んだ。60℃に昇温して、1
0時間重合した。未反応モノマーをパージして得たポリ
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てクロロトリフルオロ
エチレンに基づく重合単位とCH2 =CHOCH2 CH
2 OCOOCH3 に基づく重合単位とからなる共重合体
(重量比で48/52)86gを得た。この共重合体の
固有粘度(THF中、30℃。以下同じ)は0.40d
l/gであった。Example 1 200 g of tert-butanol and CH 2 CHCHOCH 2 CH 2 OCOOCH 3 were placed in a stainless steel autoclave having an internal volume of 500 mL and equipped with a stirrer.
87.6 g and azobisisobutyronitrile 0.2 g
After charging and sufficiently replacing the gas phase with nitrogen, 68.7 g of chlorotrifluoroethylene was charged. Raise the temperature to 60 ° C,
Polymerized for 0 hours. The polymer solution obtained by purging the unreacted monomer is poured into water to precipitate the polymer, followed by washing and drying to recover the polymer, and polymerized units based on chlorotrifluoroethylene and CH 2 CHCHOCH 2 CH
86 g of a copolymer (48/52 by weight) consisting of polymerized units based on 2 OCOOCH 3 was obtained. The intrinsic viscosity of the copolymer (in THF, 30 ° C .; the same applies hereinafter) is 0.40 d.
1 / g.
【0045】アルゴン雰囲気中で、上記共重合体10重
量部をTHF32重量部に撹拌しながら加温して溶解さ
せた。これを溶液1とする。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
気中で溶解させた。これを溶液2とする。In an argon atmosphere, 10 parts by weight of the above copolymer was dissolved in 32 parts by weight of THF by heating while stirring. This is designated as solution 1. Next, LiPF 6 was dissolved at a concentration of 1 mol / l in an argon atmosphere in a solvent in which ethylene carbonate and propylene carbonate were mixed at a volume ratio of 1/1. This is designated as solution 2.
【0046】21重量部の溶液1に5重量部の溶液2を
加え、60℃に加熱し撹拌した。この溶液をガラス板上
にバーコータにて塗布し、40℃で1時間乾燥してTH
F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。5 parts by weight of solution 2 was added to 21 parts by weight of solution 1 and heated to 60 ° C. with stirring. This solution was applied on a glass plate with a bar coater, dried at 40 ° C. for 1 hour, and
F was removed to obtain a transparent polymer electrolyte film having a thickness of 100 μm. The composition of this film is a copolymer, a mixed solvent of ethylene carbonate / propylene carbonate,
LiPF 6 was 50 / 44.3 / 5.7 by weight.
【0047】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
ン雰囲気中で測定した。電気伝導度は6×10-4S/c
mであった。This film was peeled from the glass substrate, and the electrical conductivity was measured by an AC impedance method at 25 ° C. in an argon atmosphere. Electric conductivity is 6 × 10 -4 S / c
m.
【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、上記共重合体を6重量部、溶液2を11重量部、及
びTHF70重量部をアルゴン雰囲気中で混合し、撹拌
しながら加温してスラリを得た。このスラリを厚さ20
μmで表面を粗面化したアルミニウム箔にバーコータに
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 above copolymer, 11 parts by weight of solution 2 and 70 parts by weight of THF were mixed in an argon atmosphere and heated with stirring. Got a slurry. This slurry has a thickness of 20
A bar coater was applied to an aluminum foil whose surface was roughened with a thickness of μm, followed by drying 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、上記共重合
体6重量部、溶液2を11重量部、及びTHF70重量
部をアルゴン雰囲気中で混合し、撹拌しながら加温して
スラリを得た。このスラリを厚さ20μmで表面を粗面
化した銅箔にバーコータにて塗布、乾燥し、負極を得
た。Mesophase carbon fiber powder (average diameter 8 μm, average length 50 μm, (0
02) 12 parts by weight of the spacing 0.336 nm), 6 parts by weight of the above copolymer, 11 parts by weight of solution 2 and 70 parts by weight of THF were mixed in an argon atmosphere and heated with stirring to obtain a slurry. . The slurry was applied to a copper foil having a thickness of 20 μm and the surface of which was roughened using a bar coater, and dried to obtain a negative electrode.
【0050】上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面積1cm×1cm
の正極と負極を対向させ、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、その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組み立てた。この操作もすべてア
ルゴン雰囲気中で行った。The above-mentioned polymer electrolyte film was 1.5 cm
Formed into corners, through which the effective electrode area 1 cm x 1 cm
The positive electrode and the negative electrode were opposed to each other, sandwiched and clamped between two 1.5 cm-thick 3 cm square polytetrafluoroethylene back plates, and the outside thereof was covered with an exterior film to assemble a lithium ion secondary battery element. This operation was all performed in 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86%であった。The charge / discharge cycle test was performed under the conditions of 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 86%.
【0052】[例2]内容積500mLの撹拌機付きス
テンレス製オートクレーブに、tert−ブタノールと
CH2 =CHOCH2 CH2 OCOOCH3 とを仕込む
かわりに、CHFClCF2 CF2 Cl(旭硝子社製、
商品名:アサヒクリンAK−225cb)を200gと
CF2 =CFOCH2 CH2 OCOOCH3 を120g
とを仕込んだ以外は例1と同様にして、クロロトリフル
オロエチレンに基づく重合単位とCF2 =CFOCH2
CH2 OCH3 に基づく重合単位とからなる共重合体
(重量比で63/37)58gを得た。この共重合体の
固有粘度は0.37dl/gであった。Example 2 Instead of charging tert-butanol and CH 2 CHCHOCH 2 CH 2 OCOOCH 3 to a stainless steel autoclave with an internal volume of 500 mL and equipped with a stirrer, CHFCClCF 2 CF 2 Cl (manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.)
Product Name: Asahi Clean AK-225cb) and a 200g and CF 2 = CFOCH 2 CH 2 OCOOCH 3 120g
And a polymerized unit based on chlorotrifluoroethylene and CF 2 CFCFOCH 2 were prepared in the same manner as in Example 1.
58 g of a copolymer composed of polymerized units based on CH 2 OCH 3 (63/37 by weight) was obtained. The intrinsic viscosity of this copolymer was 0.37 dl / g.
【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。A polymer electrolyte film having a thickness of 100 μm was obtained in the same manner as in Example 1 except that this copolymer was used.
The electric conductivity of this film was measured in the same manner as in Example 1 and found to be 3 × 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
87%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 87%.
【0055】[例3]CH2 =CHOCH2 CH2 OC
OOCH3 のかわりにCH2 =CHOCH2CH2 CH2
CH2 OCOOCH3 を73g仕込む以外は例1と同
様にして、クロロトリフルオロエチレンに基づく重合単
位とCH2 =CHOCH2 CH2 CH2 CH2 OCOO
CH3 に基づく重合単位とからなる共重合体(組成は重
量比で43/57、固有粘度0.3dl/g)を得た。Example 3 CH 2 CHCHOCH 2 CH 2 OC
Instead of OOCH 3 CH 2 = CHOCH 2 CH 2 CH 2
In the same manner as in Example 1 except that 73 g of CH 2 OCOOCH 3 was charged, a polymerization unit based on chlorotrifluoroethylene and CH 2 CHCHOCH 2 CH 2 CH 2 CH 2 OCOO
A copolymer comprising polymerized units based on CH 3 (composition: 43/57 by weight, intrinsic viscosity: 0.3 dl / g) was obtained.
【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8×10-4S/cmであった。A polymer electrolyte film having a thickness of 100 μm was obtained in the same manner as in Example 1 except that this copolymer was used.
The electrical conductivity of this film was measured in the same manner as in Example 1 and found to be 8 × 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
85%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 85%.
【0058】[例4]CH2 =CHOCH2 CH2 OC
OOCH3 のかわりにCH2 =CHO(CH2 CH2
O)2 COOCH3 132gを仕込む以外は例1と同
様にして、クロロトリフルオロエチレンに基づく重合単
位とCH2 =CHO(CH2 CH2 O)2 COOCH3
に基づく重合単位とからなる共重合体(組成は重量比で
38/62、固有粘度0.3dl/g)を得た。Example 4 CH 2 CHCHOCH 2 CH 2 OC
CH 2 CHCHO (CH 2 CH 2 instead of OOCH 3 )
O) 2 COOCH 3 Polymerized units based on chlorotrifluoroethylene and CH 2 CHCHO (CH 2 CH 2 O) 2 COOCH 3 were prepared in the same manner as in Example 1 except that 132 g of COOCH 3 were charged.
(Polymer composition: 38/62 by weight, intrinsic viscosity: 0.3 dl / g).
【0059】この共重合体を用いた以外は例1と同様に
して厚さ100μm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8×10-4S/cmであった。A polymer electrolyte film having a thickness of 100 μm was obtained in the same manner as in Example 1 except that this copolymer was used.
The electrical conductivity of this film was measured in the same manner as in Example 1 and found to be 8 × 10 −4 S / cm.
【0060】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
85%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 85%.
【0061】[例5]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、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84%であった。Example 5 A lithium secondary battery element was assembled 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, and a charge / discharge cycle test was performed as in Example 1. The capacity retention after 500 cycles was 84%.
【0062】[0062]
【発明の効果】実施例の結果から明らかなように、本発
明によれば、イオン伝導度の高いポリマー電解質を得る
ことができ、このポリマー電解質を使用するとサイクル
特性が優れたリチウム二次電池が得られる。As is clear from the results of the examples, according to the present invention, a polymer electrolyte having high ionic conductivity can be obtained. When this polymer electrolyte is used, a lithium secondary battery having excellent cycle characteristics can be obtained. can get.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 (72)発明者 数原 学 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 (72)発明者 平塚 和也 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 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (72) Inventor Katsuharu Ikeda 1150 Hazawa-cho, Kanagawa-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture Inside the Central Research Laboratory of Asahi Glass Co., Ltd. (72) Inventor Kazuya Hiratsuka 1150 Hazawacho, Kanagawa-ku, Yokohama-shi, Kanagawa-ken Asahi Glass Co., Ltd.
Claims (6)
ーボネート結合(−OC(=O)O−)を有するアルキ
ルビニルエーテル又はアルキルアリルエーテル(ただ
し、ビニル基又はアリル基の水素原子は、フッ素原子又
は塩素原子と置換されていてもよい。カーボネート結合
はアルキル基のC−C結合間に存在する。アルキル基は
直鎖状でも分岐状でも環状でもよく、アルキル基のC−
C結合間にはエーテル性の酸素原子を有してもよい。)
に基づく重合単位とを含む共重合体をマトリックスと
し、電解質を非水溶媒に溶解した溶液を含有することを
特徴とするポリマー電解質。An alkyl vinyl ether or an alkyl allyl ether having a carbonate unit (-OC (= O) O-) and a polymerization unit based on a fluoroolefin, wherein a hydrogen atom of the vinyl group or the allyl group is a fluorine atom or a chlorine atom. The carbonate bond is present between the C—C bonds of the alkyl group.The alkyl group may be linear, branched or cyclic,
An etheric oxygen atom may be present between the C bonds. )
A polymer electrolyte comprising a matrix containing a copolymer containing polymerized units based on a polymer and a solution in which the electrolyte is dissolved in a non-aqueous solvent.
づく重合単位と前記アルキルビニ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との重量比が10/
90〜97/3である請求項1記載のポリマー電解質。2. The copolymer according to claim 1, wherein the weight ratio of the polymer units based on the fluoroolefin and the polymer units based on the alkyl vinyl ether or alkyl allyl ether is 10/20.
The polymer electrolyte according to claim 1, which has a molecular weight of 90 to 97/3.
チレン、クロロトリフルオロエチレン、フッ化ビニリデ
ン、ジクロロジフルオロエチレン又はヘキサフルオロプ
ロピレンである請求項1又は2記載のポリマー電解質。3. The polymer electrolyte according to claim 1, wherein the fluoroolefin is tetrafluoroethylene, chlorotrifluoroethylene, vinylidene fluoride, dichlorodifluoroethylene or hexafluoropropylene.
アリルエーテルに基づく重合単位が、−(CXY−CZ
((CH2 )a OR1 OC(=O)OR2 )−で表され
る(ただし、X、Y、Zはそれぞれ独立に水素原子、フ
ッ素原子又は塩素原子であり、aは0又は1。R1 は直
鎖状、分岐状又は環状のアルキレン基、R2 は直鎖状、
分岐状又は環状のアルキル基で、R1 とR2 の炭素数の
合計は2〜21であり、R1 はC−C結合間にエーテル
性の酸素原子を含んでもよく、R2 はシクロアルキル基
を含む場合はシクロアルキル基のC−C結合間にエーテ
ル性の酸素原子を含んでもよい。)請求項1、2又は3
記載のポリマー電解質。4. The polymerization unit based on the alkyl vinyl ether or alkyl allyl ether is-(CXY-CZ).
((CH 2 ) a OR 1 OC (= O) OR 2 ) — (however, X, Y and Z are each independently a hydrogen atom, a fluorine atom or a chlorine atom, and a is 0 or 1. R 1 is a linear, branched or cyclic alkylene group, R 2 is a linear,
A branched or cyclic alkyl group, wherein the total number of carbon atoms of R 1 and R 2 is 2 to 21, R 1 may contain an etheric oxygen atom between C—C bonds, and R 2 is cycloalkyl When it contains a group, it may contain an etheric oxygen atom between CC bonds of the cycloalkyl group. ) Claim 1, 2 or 3
A polymer electrolyte as described in the above.
を30〜90重量%含有する請求項1、2、3又は4記
載のポリマー電解質。5. The polymer electrolyte according to claim 1, wherein the polymer electrolyte contains 30 to 90% by weight of a solution in which the electrolyte is dissolved.
池において、前記電解質が、請求項1、2、3、4又は
5記載のポリマー電解質であることを特徴とするリチウ
ム電池。6. A lithium battery having a positive electrode, a negative electrode and an electrolyte, wherein the electrolyte is the polymer electrolyte according to claim 1, 2, 3, 4 or 5.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9212277A JPH1153937A (en) | 1997-08-06 | 1997-08-06 | Polymer electrolyte and lithium battery |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9212277A JPH1153937A (en) | 1997-08-06 | 1997-08-06 | Polymer electrolyte and lithium battery |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1153937A true JPH1153937A (en) | 1999-02-26 |
Family
ID=16619946
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9212277A Pending JPH1153937A (en) | 1997-08-06 | 1997-08-06 | Polymer electrolyte and lithium battery |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1153937A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006260972A (en) * | 2005-03-17 | 2006-09-28 | Ricoh Co Ltd | High ion-conductive resin material and its manufacturing method, and fuel cell using ion conductor film made of the material, power supply system and electronic device |
-
1997
- 1997-08-06 JP JP9212277A patent/JPH1153937A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2006260972A (en) * | 2005-03-17 | 2006-09-28 | Ricoh Co Ltd | High ion-conductive resin material and its manufacturing method, and fuel cell using ion conductor film made of the material, power supply system and electronic device |
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