JPH1154151A - イオン伝導体用基材およびイオン伝導体 - Google Patents
イオン伝導体用基材およびイオン伝導体Info
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- JPH1154151A JPH1154151A JP9206506A JP20650697A JPH1154151A JP H1154151 A JPH1154151 A JP H1154151A JP 9206506 A JP9206506 A JP 9206506A JP 20650697 A JP20650697 A JP 20650697A JP H1154151 A JPH1154151 A JP H1154151A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 シングルイオン伝導性室温域でのイオン伝導
度を高めたイオン伝導体用基材およびイオン伝導体を供
給する。 【解決手段】 このイオン伝導用基材はイオン伝導にた
ずさわるイオン伝導分子と該イオン伝導分子に結合され
イオン伝導用電解質塩のアニオンを捕捉するポロキシン
リングとを持つ。ポロキシンリングは、トリアルコキシ
ポロキシンが、イオン伝導分子はエーテル鎖を持つ分子
であることが好ましい。イオン伝導体はこのイオン伝導
体用基材に電解質塩を組み合わせたもので、そのアニオ
ンがポロキシリングに固定され、カチオンのみが輸送さ
れる。
度を高めたイオン伝導体用基材およびイオン伝導体を供
給する。 【解決手段】 このイオン伝導用基材はイオン伝導にた
ずさわるイオン伝導分子と該イオン伝導分子に結合され
イオン伝導用電解質塩のアニオンを捕捉するポロキシン
リングとを持つ。ポロキシンリングは、トリアルコキシ
ポロキシンが、イオン伝導分子はエーテル鎖を持つ分子
であることが好ましい。イオン伝導体はこのイオン伝導
体用基材に電解質塩を組み合わせたもので、そのアニオ
ンがポロキシリングに固定され、カチオンのみが輸送さ
れる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電池の固体伝導体
などに利用できるイオン伝導体用基材およびイオン伝導
体に関する。
などに利用できるイオン伝導体用基材およびイオン伝導
体に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、イオン伝導性高分子は、薄膜への
成形性に優れ、軽量で柔軟性、弾性を有するため全固体
型リチウム二次電池をはじめとする電気化学への応用が
期待されている。ポリエチレンオキシドとアルカリ金属
塩とのコンプレックスがイオン伝導性を持つことから電
池材料として有用であることが知られ、カチオン伝導体
としてのポリエーテル鎖を有する高分子に解離性の良い
アルカリ金属塩を溶かした系が検討されてきた。ポリエ
チレンオキシドは結晶性が高く室温でのイオン伝導度が
低い。そこで、イオン移動を担う高分子鎖のセグメント
運動を高めるため、ポリメタクリル酸エステル、ポリシ
ロキサン、ポリホスファゼンを主鎖にして、側鎖にオリ
ゴエーテル鎖を導入した櫛形高分子などが開発された。
また、イオン伝導度の温度依存性を小さくするため、ポ
リエーテル主鎖にオリゴエーテル側鎖を樹枝状に導入し
た系が注目されている。
成形性に優れ、軽量で柔軟性、弾性を有するため全固体
型リチウム二次電池をはじめとする電気化学への応用が
期待されている。ポリエチレンオキシドとアルカリ金属
塩とのコンプレックスがイオン伝導性を持つことから電
池材料として有用であることが知られ、カチオン伝導体
としてのポリエーテル鎖を有する高分子に解離性の良い
アルカリ金属塩を溶かした系が検討されてきた。ポリエ
チレンオキシドは結晶性が高く室温でのイオン伝導度が
低い。そこで、イオン移動を担う高分子鎖のセグメント
運動を高めるため、ポリメタクリル酸エステル、ポリシ
ロキサン、ポリホスファゼンを主鎖にして、側鎖にオリ
ゴエーテル鎖を導入した櫛形高分子などが開発された。
また、イオン伝導度の温度依存性を小さくするため、ポ
リエーテル主鎖にオリゴエーテル側鎖を樹枝状に導入し
た系が注目されている。
【０００３】しかし、エーテル系高分子とアルカリ金属
塩とのコンプレックスでは、カチオンのみならずアニオ
ンの移動もよく起こり、一般にアニオンに対してブロッ
キング電極を用いるため、アニオンの電極上への堆積が
起こり伝導度が時間とともに小さくなるという現象が生
じる。それ故、イオン伝導体を電池へ応用するにはカチ
オンのみ移動するシングルイオン伝導体の方が優れてい
る。ところが、シングルイオン伝導性とするには、対と
なるアニオンを高分子鎖に固定しておくことが必要であ
る。この場合、固定されたアニオンのイオンペアリング
がカチオンの移動度を阻害して小さくするため、カルボ
キレートやスルホネートのようにアニオンを高分子鎖に
固定しただけの系ではイオン伝導度はかなり低くなる。
塩とのコンプレックスでは、カチオンのみならずアニオ
ンの移動もよく起こり、一般にアニオンに対してブロッ
キング電極を用いるため、アニオンの電極上への堆積が
起こり伝導度が時間とともに小さくなるという現象が生
じる。それ故、イオン伝導体を電池へ応用するにはカチ
オンのみ移動するシングルイオン伝導体の方が優れてい
る。ところが、シングルイオン伝導性とするには、対と
なるアニオンを高分子鎖に固定しておくことが必要であ
る。この場合、固定されたアニオンのイオンペアリング
がカチオンの移動度を阻害して小さくするため、カルボ
キレートやスルホネートのようにアニオンを高分子鎖に
固定しただけの系ではイオン伝導度はかなり低くなる。
【０００４】前記のイオンペアリングの影響を弱くする
ためには、電子求引性基の導入によりアニオンの電子密
度を低下させる、アニオンの周りに嵩高い置換基を導入
しカチオンの接近を立体的に妨げる、固定アニオン間の
距離を短くしてカチオン移動のエネルギー障壁を低くす
るなどの方法が考えられる。前記のように、固定された
アニオンとのイオンペアリングがカチオンの移動度を小
さくするため、いかにしてイオンペアリングの影響を弱
くするかについて、いくつかの考え方が提案されてい
る。特開平８−３３９８２７号公報には電子求引基を導
入してアニオンの電荷密度を低下させる方法の開示があ
る。これは電子求引基がアニオン中心の電子を求引し
て、アニオン中心の電子密度を低下させ、アニオン中心
から電子を取り出し難くすることにより、アニオンが酸
化されるのを防止するものである。しかし、この場合ア
ニオンが固定されていないためシングルイオン伝導体と
はならない。
ためには、電子求引性基の導入によりアニオンの電子密
度を低下させる、アニオンの周りに嵩高い置換基を導入
しカチオンの接近を立体的に妨げる、固定アニオン間の
距離を短くしてカチオン移動のエネルギー障壁を低くす
るなどの方法が考えられる。前記のように、固定された
アニオンとのイオンペアリングがカチオンの移動度を小
さくするため、いかにしてイオンペアリングの影響を弱
くするかについて、いくつかの考え方が提案されてい
る。特開平８−３３９８２７号公報には電子求引基を導
入してアニオンの電荷密度を低下させる方法の開示があ
る。これは電子求引基がアニオン中心の電子を求引し
て、アニオン中心の電子密度を低下させ、アニオン中心
から電子を取り出し難くすることにより、アニオンが酸
化されるのを防止するものである。しかし、この場合ア
ニオンが固定されていないためシングルイオン伝導体と
はならない。
【０００５】また、電子求引性基としてフルオロアルキ
ル置換したスルホン酸リチウムを高分子に固定した系が
報告されている。（文献 D.Benrabah,S.Sylla,F.Alloi
n,J-Y.Sanchez，M.Armand,Electrochim．Acta.,40，225
9(1995)） しかし、これらの従来の考え方は、いずれもアニオンを
分子中に固定するものである。すなわち、分子を合成す
る際にアニオンが分子中に取り込まれた構造とするもの
である。
ル置換したスルホン酸リチウムを高分子に固定した系が
報告されている。（文献 D.Benrabah,S.Sylla,F.Alloi
n,J-Y.Sanchez，M.Armand,Electrochim．Acta.,40，225
9(1995)） しかし、これらの従来の考え方は、いずれもアニオンを
分子中に固定するものである。すなわち、分子を合成す
る際にアニオンが分子中に取り込まれた構造とするもの
である。
【０００６】このアニオンを分子中に固定した構造に合
成するには、難しい反応をおこなわなけらばならい。ま
た、合成が可能な特定の塩を用いなければならないとい
う制約もある。
成するには、難しい反応をおこなわなけらばならい。ま
た、合成が可能な特定の塩を用いなければならないとい
う制約もある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の事情
に鑑みてなされたもので、シングルイオン伝導性に基づ
いて室温域でのイオン伝導度を高めたイオン伝導体用基
材およびイオン伝導体を提供することを目的とする。
に鑑みてなされたもので、シングルイオン伝導性に基づ
いて室温域でのイオン伝導度を高めたイオン伝導体用基
材およびイオン伝導体を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明のイオン伝導体用
基材は、イオン伝導にたずさわるイオン伝導分子と該イ
オン伝導分子に結合されイオン伝導用電解質塩のアニオ
ンを捕捉するボロキシンリングとを持つことを特徴とす
る。前記ボロキシンリング構造は、トリアルコキシボロ
キシンであることが好ましい。
基材は、イオン伝導にたずさわるイオン伝導分子と該イ
オン伝導分子に結合されイオン伝導用電解質塩のアニオ
ンを捕捉するボロキシンリングとを持つことを特徴とす
る。前記ボロキシンリング構造は、トリアルコキシボロ
キシンであることが好ましい。
【０００９】前記イオン伝導分子はエーテル鎖を持つ分
子であることが好ましい。前記エーテル鎖は、（ＣＨ2
−ＣＨ2−Ｏ−）であることが好ましい。イオン伝導分
子は、化１式および／または化２式の構造を有すること
が好ましい。イオン導電体は、イオン伝導体用基材に電
解質塩を組み合わせたものである。電解質塩としてはＬ
ｉ（ＣＦ3ＳＯ2）2Ｎ、ＬｉＣＦ3ＳＯ3、ＬｉＢＦ4、Ｌ
ｉＢｒ、ＬｉＣｌ、ＬｉＰＦ6を採用できる。
子であることが好ましい。前記エーテル鎖は、（ＣＨ2
−ＣＨ2−Ｏ−）であることが好ましい。イオン伝導分
子は、化１式および／または化２式の構造を有すること
が好ましい。イオン導電体は、イオン伝導体用基材に電
解質塩を組み合わせたものである。電解質塩としてはＬ
ｉ（ＣＦ3ＳＯ2）2Ｎ、ＬｉＣＦ3ＳＯ3、ＬｉＢＦ4、Ｌ
ｉＢｒ、ＬｉＣｌ、ＬｉＰＦ6を採用できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明のイオン伝導体用基材は、
イオン伝導にたずさわるイオン伝導分子と、該イオン伝
導分子に結合されイオン伝導用電解質塩のアニオンを捕
捉するボロキシンリングとを持つ。すなわち、このイオ
ン伝導体用基材は、複数のボロキシンリングを有し通常
軟質の固体である。そして、ボロキシンリングが電解質
塩のアニオンを求引し、イオン伝導分子がカチオンの伝
導性を受け持つ。
イオン伝導にたずさわるイオン伝導分子と、該イオン伝
導分子に結合されイオン伝導用電解質塩のアニオンを捕
捉するボロキシンリングとを持つ。すなわち、このイオ
ン伝導体用基材は、複数のボロキシンリングを有し通常
軟質の固体である。そして、ボロキシンリングが電解質
塩のアニオンを求引し、イオン伝導分子がカチオンの伝
導性を受け持つ。
【００１１】イオン伝導分子はエーテル鎖を持つ分子と
することができる。エーテル鎖としては、エチルエーテ
ル鎖、プロピルエーテル鎖が好ましい。具体的にはイオ
ン伝導分子は、化１式および／または化２式の構造を有
することが好ましい。このイオン伝導体用基材は、ポリ
エチレングリコール（ＰＥＧ）とポリエチレングリコー
ルモノメチルエーテル（ＰＥＧＭＭＥ）を所定の混合比
で混合した溶液に所定のモル数の酸化硼素（Ｂ2Ｏ3）を
加えて加熱することで容易に合成することができる。通
常溶媒に溶解した状態で脱水縮合反応をおこなう。さら
にポリエチレングリコールに多官能性のトリオールグリ
セロールプロピオネート（ＧＰ）を添加して架橋点を形
成し生成物をより硬い固状物質とすることもできる。こ
のイオン伝導体用基材の製造に使用するポリエチレング
リコール（ＰＥＧ）は、重合度ｎ数が２から９、好まし
くは３以上のものが利用できる。
することができる。エーテル鎖としては、エチルエーテ
ル鎖、プロピルエーテル鎖が好ましい。具体的にはイオ
ン伝導分子は、化１式および／または化２式の構造を有
することが好ましい。このイオン伝導体用基材は、ポリ
エチレングリコール（ＰＥＧ）とポリエチレングリコー
ルモノメチルエーテル（ＰＥＧＭＭＥ）を所定の混合比
で混合した溶液に所定のモル数の酸化硼素（Ｂ2Ｏ3）を
加えて加熱することで容易に合成することができる。通
常溶媒に溶解した状態で脱水縮合反応をおこなう。さら
にポリエチレングリコールに多官能性のトリオールグリ
セロールプロピオネート（ＧＰ）を添加して架橋点を形
成し生成物をより硬い固状物質とすることもできる。こ
のイオン伝導体用基材の製造に使用するポリエチレング
リコール（ＰＥＧ）は、重合度ｎ数が２から９、好まし
くは３以上のものが利用できる。
【００１２】イオン伝導体用基材製造時のグリコール類
の混合割合は、下記の式のモル数（２＋ａ）で３以下、
好ましくは２．６以下、より好ましくは２．０以下のも
の（例えばテトラエチレングリコール）が利用できる。 ３Ｂ2Ｏ3＋（２＋ａ）ＰＥＧ＋（２−２ａ）ＰＥＧＭＭ
Ｅ→ＰＯＬＹＭＥＲ または、 ３Ｂ2Ｏ3＋（２＋ａ−ｂ）ＰＥＧ＋２ｂ／３ＧＰ＋（２
−２ａ）ＰＥＧＭＭＥ→ＰＯＬＹＭＥＲ イオン伝導体は、上記で得られたイオン伝導体用基材に
電解質塩を加えて形成する。電解質塩は、アニオンがボ
ロキシンリングに捕捉されカチオンが自由にエーテル結
合を介して移動でき室温でも高いイオン伝導性を示すこ
とができる。
の混合割合は、下記の式のモル数（２＋ａ）で３以下、
好ましくは２．６以下、より好ましくは２．０以下のも
の（例えばテトラエチレングリコール）が利用できる。 ３Ｂ2Ｏ3＋（２＋ａ）ＰＥＧ＋（２−２ａ）ＰＥＧＭＭ
Ｅ→ＰＯＬＹＭＥＲ または、 ３Ｂ2Ｏ3＋（２＋ａ−ｂ）ＰＥＧ＋２ｂ／３ＧＰ＋（２
−２ａ）ＰＥＧＭＭＥ→ＰＯＬＹＭＥＲ イオン伝導体は、上記で得られたイオン伝導体用基材に
電解質塩を加えて形成する。電解質塩は、アニオンがボ
ロキシンリングに捕捉されカチオンが自由にエーテル結
合を介して移動でき室温でも高いイオン伝導性を示すこ
とができる。
【００１３】使用できる電解質塩は、アルカリ金属塩ま
たはアルカリ土類金属塩が好ましい。具体的には、電解
質塩として、Ｌｉ（ＣＦ3ＳＯ2）2Ｎ、ＬｉＣＦ3Ｓ
Ｏ3、ＬｉＢＦ4、ＬｉＣｌＯ4、ＬｉＢｒ、ＬｉＣｌな
どを挙げることができる。イオン伝導体中のボロキシン
リングと、電解質のカチオンのリチウムイオンとの数の
比は、リチウム１に対してボロキシンリングが１〜２０
の範囲である。特にリチウム：ボロキシンリング＝１：
２近傍がより好ましい。
たはアルカリ土類金属塩が好ましい。具体的には、電解
質塩として、Ｌｉ（ＣＦ3ＳＯ2）2Ｎ、ＬｉＣＦ3Ｓ
Ｏ3、ＬｉＢＦ4、ＬｉＣｌＯ4、ＬｉＢｒ、ＬｉＣｌな
どを挙げることができる。イオン伝導体中のボロキシン
リングと、電解質のカチオンのリチウムイオンとの数の
比は、リチウム１に対してボロキシンリングが１〜２０
の範囲である。特にリチウム：ボロキシンリング＝１：
２近傍がより好ましい。
【００１４】上述のようにして得られるイオン伝導体
は、分子中にアニオンの受け皿（アニオントラップ）と
なるボロキシンリングが適当量存在するので、電解質中
のアニオン電子がアニオントラップに捕まり、カチオン
だけのシングル伝導とすることができる。このイオン伝
導体中に形成されたアニオントラップは、エーテル結合
を介するカチオンのシングル伝導を阻害しないので、カ
チオン伝導性が高まり従来得られていない室温でのイオ
ン伝導度が向上する。
は、分子中にアニオンの受け皿（アニオントラップ）と
なるボロキシンリングが適当量存在するので、電解質中
のアニオン電子がアニオントラップに捕まり、カチオン
だけのシングル伝導とすることができる。このイオン伝
導体中に形成されたアニオントラップは、エーテル結合
を介するカチオンのシングル伝導を阻害しないので、カ
チオン伝導性が高まり従来得られていない室温でのイオ
ン伝導度が向上する。
【００１５】
【実施例】以下、実施例により具体的に説明する。各イ
オン伝導体用基材およびイオン伝導体は、化３式に示す
反応経路に基づいて以下に述べる条件で合成を行った。
オン伝導体用基材およびイオン伝導体は、化３式に示す
反応経路に基づいて以下に述べる条件で合成を行った。
【００１６】
【化３】
【００１７】ａモル量のテトラエチレングリコール（Ｔ
ＥＧ）、ｂモル量のポリエチレングリコールモノメチル
エーテル（ＰＥＧＭＭＥ平均分子量３５０）を６Ｌのテ
トラヒドロフランに溶解し、このテトラヒドロフラン溶
液に３モル量の酸化硼素（Ｂ 2Ｏ3）を加えて、窒素気流
下で攪拌し反応液が透明で粘稠な液体になるまで１２０
℃で加熱した。上記の反応にはほぼ４〜６時間を要し
た。次いで反応液を１２０℃に保持し生成水と溶媒を減
圧下で４時間かけて除去してイオン伝導体用基材を合成
した。
ＥＧ）、ｂモル量のポリエチレングリコールモノメチル
エーテル（ＰＥＧＭＭＥ平均分子量３５０）を６Ｌのテ
トラヒドロフランに溶解し、このテトラヒドロフラン溶
液に３モル量の酸化硼素（Ｂ 2Ｏ3）を加えて、窒素気流
下で攪拌し反応液が透明で粘稠な液体になるまで１２０
℃で加熱した。上記の反応にはほぼ４〜６時間を要し
た。次いで反応液を１２０℃に保持し生成水と溶媒を減
圧下で４時間かけて除去してイオン伝導体用基材を合成
した。
【００１８】得られたイオン伝導体用基材は、ボロキシ
ンリングに対応する所定比率のリチウム塩を含む乾燥テ
トラヒドロフラン溶液中に加え、溶液が均一となるまで
室温で一昼夜攪拌した。その後、溶媒を蒸発乾固させほ
とんど定量的にイオン伝導体を得た。なお、この生成物
は、加水分解を避けるため乾燥窒素またはアルゴン中で
処理した。 （実施例１）上記のイオン伝導体用基材の合成におい
て、組成比を３モルの酸化硼素（Ｂ2Ｏ3）、１．６モル
のポリエチレングリコールモノメチルエーテル（分子量
３５０）と２．２モルのテトラエチレングリコールとし
て合成をおこなった。このポリマーはボロキシンリング
（Ｂｘ）あたり平均０．８の末端オリゴエーテルが結合
していた。このイオン伝導体用基材の赤外線スペクトル
を図１に示す。
ンリングに対応する所定比率のリチウム塩を含む乾燥テ
トラヒドロフラン溶液中に加え、溶液が均一となるまで
室温で一昼夜攪拌した。その後、溶媒を蒸発乾固させほ
とんど定量的にイオン伝導体を得た。なお、この生成物
は、加水分解を避けるため乾燥窒素またはアルゴン中で
処理した。 （実施例１）上記のイオン伝導体用基材の合成におい
て、組成比を３モルの酸化硼素（Ｂ2Ｏ3）、１．６モル
のポリエチレングリコールモノメチルエーテル（分子量
３５０）と２．２モルのテトラエチレングリコールとし
て合成をおこなった。このポリマーはボロキシンリング
（Ｂｘ）あたり平均０．８の末端オリゴエーテルが結合
していた。このイオン伝導体用基材の赤外線スペクトル
を図１に示す。
【００１９】この生成物は、図１に示す赤外線スペクト
ルにより、Ｂ−Ｏ結合に基づく１３００〜１４００ｃｍ
-1、９８０〜１０２８ｃｍ-1、ボロキシンリングに基づ
く７１７〜７２１ｃｍ-1のピークの存在により構造を確
認した。このイオン伝導体用基材にＬｉＣＦ3ＳＯ3をボ
ロキシンリング（Ｂｘ）：Ｌｉ比が１：１、１．２５：
１、２：１、３：１、４：１、１０：１、２０：１の割
合で加えて上述の方法でイオン伝導体を合成した。この
イオン導電体ボロキシンリング（Ｂｘ）：Ｌｉ＝２：１
のポリマーの赤外線スペクトルを図２に示す。
ルにより、Ｂ−Ｏ結合に基づく１３００〜１４００ｃｍ
-1、９８０〜１０２８ｃｍ-1、ボロキシンリングに基づ
く７１７〜７２１ｃｍ-1のピークの存在により構造を確
認した。このイオン伝導体用基材にＬｉＣＦ3ＳＯ3をボ
ロキシンリング（Ｂｘ）：Ｌｉ比が１：１、１．２５：
１、２：１、３：１、４：１、１０：１、２０：１の割
合で加えて上述の方法でイオン伝導体を合成した。この
イオン導電体ボロキシンリング（Ｂｘ）：Ｌｉ＝２：１
のポリマーの赤外線スペクトルを図２に示す。
【００２０】イオン伝導体のイオン伝導度（縦軸）とリ
チウムイオンの量（横軸）をボロキシンリング（Ｂ
ｘ）：Ｌｉ比で表した関係を図３に示した。ボロキシン
リング（Ｂ）ｘ：Ｌｉ比が２：１が最高のイオン伝導性
を示した。図４はこのイオン伝導体の伝導度（縦軸）と
温度（１０００／絶対温度）（横軸）との関係を示し
た。この場合もボロキシンリング（Ｂｘ）：Ｌｉ比が
２：１が室温領域でも優れていることを示している。
チウムイオンの量（横軸）をボロキシンリング（Ｂ
ｘ）：Ｌｉ比で表した関係を図３に示した。ボロキシン
リング（Ｂ）ｘ：Ｌｉ比が２：１が最高のイオン伝導性
を示した。図４はこのイオン伝導体の伝導度（縦軸）と
温度（１０００／絶対温度）（横軸）との関係を示し
た。この場合もボロキシンリング（Ｂｘ）：Ｌｉ比が
２：１が室温領域でも優れていることを示している。
【００２１】なお、イオン伝導度は、ステンレス板にサ
ンドイッチ状に試料を挟みＡＣインビータンス法により
測定した。リチウムイオンの輸率はＡＣインビータンス
／ＤＣ分極法で測定した。 （実施例２）グリコールのモル組成比を下式のように設
定しａの値を変えてイオン伝導体用基材を合成した。 ３Ｂ2Ｏ3＋（２＋ａ）ＴＥＧ＋（２−２ａ）ＰＥＧＭＭ
Ｅ（３５０）→ＰＯＬＹＭＥＲ すなわち、ＴＥＧのモル量を、０、１．５、１．８、
２．２、２．３、２．５、３．０として合成したポリマ
ーに、電解質塩の量をボロキシンリング（Ｂｘ）：Ｌｉ
ＣＦ3ＳＯ3＝２：１としてイオン伝導体を作成した。得
られたイオン伝導体の３０℃におけるイオン伝導性とＴ
ＥＧのモル量との関係を図５に、伝導度と温度との関係
を図６に示した。ＴＥＧのモル量の増加すなわち、グリ
コール鎖の増加に伴い伝導度が低下している。また、イ
オン伝導体は、ＴＥＧが０の時は粘稠な液状であるが、
ＴＥＧ量が２に近くなると粘着性の半固体状となり、Ｔ
ＥＧが３モルとなると粘着性固体となる。 （実施例３）使用するポリエチレングリコールの重合度
を変化させたイオン伝導体用基材を合成した。グリコー
ルのモル組成は下記の式のように一定としエチレングリ
コールの重合度（ｎ＝２、３、４、８．７）を変えたも
のを使用した。 ３Ｂ2Ｏ3＋２．２ＨＯ（ＣＨ2ＣＨ2Ｏ）nＨ＋１．６Ｐ
ＥＧＭＭＥ（３５０）→ＰＯＬＹＭＥＲ これによりポリマー構造中に形成される架橋がグリコー
ルの長さにより変化する。このポリマーについて電解質
塩の量をボロキシンリング（Ｂｘ）：ＬｉＣＦ3ＳＯ3＝
２：１としてイオン伝導体を作成した。得られたイオン
伝導体の３０℃におけるイオン伝導度とグリコールの重
合度ｎの関係を図７に示した。図７に示すようにグリコ
ールの重合度が高い方がイオン伝導性は高い値を示し
た。
ンドイッチ状に試料を挟みＡＣインビータンス法により
測定した。リチウムイオンの輸率はＡＣインビータンス
／ＤＣ分極法で測定した。 （実施例２）グリコールのモル組成比を下式のように設
定しａの値を変えてイオン伝導体用基材を合成した。 ３Ｂ2Ｏ3＋（２＋ａ）ＴＥＧ＋（２−２ａ）ＰＥＧＭＭ
Ｅ（３５０）→ＰＯＬＹＭＥＲ すなわち、ＴＥＧのモル量を、０、１．５、１．８、
２．２、２．３、２．５、３．０として合成したポリマ
ーに、電解質塩の量をボロキシンリング（Ｂｘ）：Ｌｉ
ＣＦ3ＳＯ3＝２：１としてイオン伝導体を作成した。得
られたイオン伝導体の３０℃におけるイオン伝導性とＴ
ＥＧのモル量との関係を図５に、伝導度と温度との関係
を図６に示した。ＴＥＧのモル量の増加すなわち、グリ
コール鎖の増加に伴い伝導度が低下している。また、イ
オン伝導体は、ＴＥＧが０の時は粘稠な液状であるが、
ＴＥＧ量が２に近くなると粘着性の半固体状となり、Ｔ
ＥＧが３モルとなると粘着性固体となる。 （実施例３）使用するポリエチレングリコールの重合度
を変化させたイオン伝導体用基材を合成した。グリコー
ルのモル組成は下記の式のように一定としエチレングリ
コールの重合度（ｎ＝２、３、４、８．７）を変えたも
のを使用した。 ３Ｂ2Ｏ3＋２．２ＨＯ（ＣＨ2ＣＨ2Ｏ）nＨ＋１．６Ｐ
ＥＧＭＭＥ（３５０）→ＰＯＬＹＭＥＲ これによりポリマー構造中に形成される架橋がグリコー
ルの長さにより変化する。このポリマーについて電解質
塩の量をボロキシンリング（Ｂｘ）：ＬｉＣＦ3ＳＯ3＝
２：１としてイオン伝導体を作成した。得られたイオン
伝導体の３０℃におけるイオン伝導度とグリコールの重
合度ｎの関係を図７に示した。図７に示すようにグリコ
ールの重合度が高い方がイオン伝導性は高い値を示し
た。
【００２２】エチレングリコールの重合度がｎ＝２の時
は黄茶色の硬い固体であるが、ｎ＝８．７となると軟ら
かい粘稠状となるが流動性のない半固体状を示した。 （実施例４）３Ｂ2Ｏ3＋２．２ＴＥＧ＋１．６ＰＥＧＭ
ＭＥ（３５０）→ＰＯＬＹＭＥＲ 上記のモル組成で合成したイオン伝導体用基材に対しボ
ロキシンリング（Ｂｘ）：Ｌｉ塩＝２：１として各種の
リチウム塩を用いてイオン伝導体を作成した。得られた
イオン伝導体の３０℃におけるイオン伝導度とリチウム
イオンの輸率を測定した結果を表１に示す。
は黄茶色の硬い固体であるが、ｎ＝８．７となると軟ら
かい粘稠状となるが流動性のない半固体状を示した。 （実施例４）３Ｂ2Ｏ3＋２．２ＴＥＧ＋１．６ＰＥＧＭ
ＭＥ（３５０）→ＰＯＬＹＭＥＲ 上記のモル組成で合成したイオン伝導体用基材に対しボ
ロキシンリング（Ｂｘ）：Ｌｉ塩＝２：１として各種の
リチウム塩を用いてイオン伝導体を作成した。得られた
イオン伝導体の３０℃におけるイオン伝導度とリチウム
イオンの輸率を測定した結果を表１に示す。
【００２３】
【表１】 リチウム塩としてＬｉ（ＣＦ3ＳＯ2）2Ｎ３．５を用い
たものが最高の伝導度を示した。電解質塩の種類により
伝導度が変化している。
たものが最高の伝導度を示した。電解質塩の種類により
伝導度が変化している。
【００２４】上記の各イオン伝導体についての伝導度と
温度の関係を調べたのが図８である。ＬｉＣｌを含んだ
系でイオン伝導に関して重要な知見が得られた。通常塩
化リチウムは末端ＯＨ基が少ないポリエーテルにはほと
んど溶解しない。塩の溶解はリチウムイオンがエーテル
酸素との関与により、塩の格子エネルギーの喪失を補償
するために溶解しているものと思われる。
温度の関係を調べたのが図８である。ＬｉＣｌを含んだ
系でイオン伝導に関して重要な知見が得られた。通常塩
化リチウムは末端ＯＨ基が少ないポリエーテルにはほと
んど溶解しない。塩の溶解はリチウムイオンがエーテル
酸素との関与により、塩の格子エネルギーの喪失を補償
するために溶解しているものと思われる。
【００２５】通常アニオンはポリマーとの相互作用は示
さないとされる。ところが塩化リチウムを含むイオン伝
導体のリチウムイオンの輸率（Ｔ）が高いことことから
して、塩化リチウムを溶解したポリマーではボロキシン
リングがアニオンを捕捉していると思われる。したがっ
て、化４式のａ、ｂに示すようにボロキシンリングとア
ニオンが結合を形成しリチウムイオンの移動を容易にし
ていると考えられる。
さないとされる。ところが塩化リチウムを含むイオン伝
導体のリチウムイオンの輸率（Ｔ）が高いことことから
して、塩化リチウムを溶解したポリマーではボロキシン
リングがアニオンを捕捉していると思われる。したがっ
て、化４式のａ、ｂに示すようにボロキシンリングとア
ニオンが結合を形成しリチウムイオンの移動を容易にし
ていると考えられる。
【００２６】
【化４】
【００２７】また、ＬｉＢＦ4またはＬｉＣＦ3ＳＯ3を
含んだイオン伝導体をリチウム電極の間にサンドイッチ
状に挟んで３日間定常電流を流した後においてもリチウ
ム電極は、金属光沢を有しており電極は浸食されていな
かった。 （実施例５）ポリマーの機械的特性を変化させるため３
官能性の化５式に示すグリコールを以下の式に示すモル
組成で同様の合成をおこなった。
含んだイオン伝導体をリチウム電極の間にサンドイッチ
状に挟んで３日間定常電流を流した後においてもリチウ
ム電極は、金属光沢を有しており電極は浸食されていな
かった。 （実施例５）ポリマーの機械的特性を変化させるため３
官能性の化５式に示すグリコールを以下の式に示すモル
組成で同様の合成をおこなった。
【００２８】
【化５】
【００２９】３Ｂ2Ｏ3＋（４．４−３Ｘ）／２ＴＥＧ＋
ＸＧＰ＋１．６ＰＥＧＭＭＥ（３５０）→ＰＯＬＭＥＲ 上記のモル組成で合成したイオン伝導体用基材に対しボ
ロキシンリング（Ｂｘ）：ＬｉＣＦ3ＳＯ3＝２：１とし
て各種のイオン伝導体を作成した。得られたイオン伝導
体の３０℃におけるイオン伝導度を表２に示す。表２に
示すようにＧＰのモル量が０．６の時に伝導度は最高と
なった。このポリマーは最初は軟らかい固体状であった
が、放置により加圧により変形し機械的向上は望めなか
った。
ＸＧＰ＋１．６ＰＥＧＭＭＥ（３５０）→ＰＯＬＭＥＲ 上記のモル組成で合成したイオン伝導体用基材に対しボ
ロキシンリング（Ｂｘ）：ＬｉＣＦ3ＳＯ3＝２：１とし
て各種のイオン伝導体を作成した。得られたイオン伝導
体の３０℃におけるイオン伝導度を表２に示す。表２に
示すようにＧＰのモル量が０．６の時に伝導度は最高と
なった。このポリマーは最初は軟らかい固体状であった
が、放置により加圧により変形し機械的向上は望めなか
った。
【００３０】
【表２】 なお、従来のイオン伝導体として、M.Leveque，J.F.LeN
est,A.Gandini andＨ．Cheradam，J.Power Soureces,1
4,23(1986)に記載されているデータではＬｉＣＦ3ＳＯ3
（１モル）とポリエチレンオキシド（２４エチレンオキ
シド単位相当）とから得られるイオン伝導体についてリ
チウムイオンの輸率は７０〜１２０℃で０．２１であ
る。室温でのイオン伝導度は１×１０-7Ｓｃｍ-1と低
い。
est,A.Gandini andＨ．Cheradam，J.Power Soureces,1
4,23(1986)に記載されているデータではＬｉＣＦ3ＳＯ3
（１モル）とポリエチレンオキシド（２４エチレンオキ
シド単位相当）とから得られるイオン伝導体についてリ
チウムイオンの輸率は７０〜１２０℃で０．２１であ
る。室温でのイオン伝導度は１×１０-7Ｓｃｍ-1と低
い。
【００３１】
【発明の効果】本発明のイオン伝導体は、イオン伝導体
用基材と電解質塩との組み合わせで構成されている。イ
オン伝導用基材の分子中には、アニオンの受け皿（アニ
オントラップ）となる電子対受容体であるボロキシンリ
ング構造が存在している。このため、イオン伝導体と組
み合わされた電解質塩のアニオン電子対が前記の受け皿
のボロキシンリング構造に捕捉され、イオン伝導体中で
はカチオンのみのシングルイオン伝導が可能となる。し
たがって、イオン伝導率が向上しイオン輸率を１に近ず
けることができる。
用基材と電解質塩との組み合わせで構成されている。イ
オン伝導用基材の分子中には、アニオンの受け皿（アニ
オントラップ）となる電子対受容体であるボロキシンリ
ング構造が存在している。このため、イオン伝導体と組
み合わされた電解質塩のアニオン電子対が前記の受け皿
のボロキシンリング構造に捕捉され、イオン伝導体中で
はカチオンのみのシングルイオン伝導が可能となる。し
たがって、イオン伝導率が向上しイオン輸率を１に近ず
けることができる。
【図１】実施例のイオン伝導体用基材の赤外線スペクト
ルである。
ルである。
【図２】実施例イオン伝導体の赤外線スペクトルであ
る。
る。
【図３】実施例１のイオン伝導体のリチウムイオン量と
イオン導電性の関係を示すグラフである。
イオン導電性の関係を示すグラフである。
【図４】実施例１のイオン伝導体の温度とイオン導電性
の関係を示すグラフである。
の関係を示すグラフである。
【図５】実施例２のイオン伝導体のＴＥＧモル量とイオ
ン導電性の関係を示すグラフである。
ン導電性の関係を示すグラフである。
【図６】実施例２のイオン伝導体の温度とイオン導電性
の関係を示すグラフである。
の関係を示すグラフである。
【図７】実施例３のイオン伝導体のエチレングリコール
の重合度とイオン導電性の関係を示すグラフである。
の重合度とイオン導電性の関係を示すグラフである。
【図８】実施例４のイオン伝導体の温度とイオン導電性
の関係を示すグラフである。
の関係を示すグラフである。
Claims (9)
- 【請求項１】 イオン伝導にたずさわるイオン伝導分子
と該イオン伝導分子に結合されイオン伝導用電解質塩の
アニオンを捕捉するボロキシンリングとを持つことを特
徴とするイオン伝導体用基材。 - 【請求項２】 前記ボロキシンリング構造は、トリアル
コキシボロキシンである請求項１に記載のイオン伝導体
用基材。 - 【請求項３】 前記イオン伝導分子はエーテル鎖を持つ
分子であることを特徴とする請求項１に記載のイオン伝
導体用基材。 - 【請求項４】 前記エーテル鎖は、（ＣＨ2−ＣＨ2−Ｏ
−）である請求項３に記載のイオン伝導体用基材。 - 【請求項５】 前記イオン伝導分子は下記の化１式で示
される構造を有することを特徴とするイオン伝導体用基
材。 【化１】 - 【請求項６】 前記イオン伝導分子は、下記の化２式で
示される構造を有することを特徴とする請求項５に記載
のイオン伝導用基材。 【化２】 - 【請求項７】 前記請求項１から６のイオン伝導体用基
材に電解質塩を組み合わせたイオン伝導体。 - 【請求項８】 前記電解質塩はＬｉ（ＣＦ3ＳＯ2）
2Ｎ、ＬｉＣＦ3ＳＯ3、ＬｉＢＦ4、ＬｉＣｌＯ4、Ｌｉ
Ｂｒ、ＬｉＣｌ、ＬｉＰＦ6の少なくとも一種である請
求項７記載のイオン伝導体。 - 【請求項９】 前記ボロキシンリングと前記電解質塩の
リチウムイオンとの数の比は、リチウム１に対してボロ
キシンリングが１〜２０の範囲である請求項８記載のイ
オン伝導体。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20650697A JP3563929B2 (ja) | 1997-07-31 | 1997-07-31 | イオン伝導体用基材およびイオン伝導体 |
| EP98114309A EP0898319A1 (en) | 1997-07-31 | 1998-07-30 | Substrate for ion conductor and ion conductor |
| US09/124,904 US6210838B1 (en) | 1997-07-31 | 1998-07-30 | Substrate for ion conductor and ion conductor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20650697A JP3563929B2 (ja) | 1997-07-31 | 1997-07-31 | イオン伝導体用基材およびイオン伝導体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1154151A true JPH1154151A (ja) | 1999-02-26 |
| JP3563929B2 JP3563929B2 (ja) | 2004-09-08 |
Family
ID=16524505
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20650697A Expired - Fee Related JP3563929B2 (ja) | 1997-07-31 | 1997-07-31 | イオン伝導体用基材およびイオン伝導体 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6210838B1 (ja) |
| EP (1) | EP0898319A1 (ja) |
| JP (1) | JP3563929B2 (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| WO2001018094A1 (fr) * | 1999-09-02 | 2001-03-15 | Dai-Ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd. | Polymere ioniquement conducteur, electrolyte polymerique et dispositif electrolytique |
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Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| USRE40302E1 (en) | 1999-09-02 | 2008-05-06 | Dai-Ichi Kogyo Seiyaku Co. Ltd. | Polyelectrolyte, non-aqueous electrolyte, and electrical device containing the same |
| US7504473B2 (en) | 2000-06-16 | 2009-03-17 | Arizona Board Of Regents For And On Behalf Of Arizona State University | Conductive polymeric compositions for lithium batteries |
| US7527899B2 (en) | 2000-06-16 | 2009-05-05 | Arizona Board Of Regents For And On Behalf Of Arizona State University | Electrolytic orthoborate salts for lithium batteries |
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