JPS60217263A - イオン導電性化合物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明はイオン導電性化合物に関し、特に、電解質を分
散した架橋高分子化合物からなるイオン導電性化合物に
関する。

（従来技術） 近年、電子部品は高性能、小型薄形化とともに高信頼性
が強く要求さ扛ている。この要求を満足させるためには
、電子部品に使用する材料からの開発が必要である。電
池１表示素子等に応用されるイオン導電性材料において
も同様の要求を満たすべく、種々の材料が開発されてい
る。

従来、イオン導電性材料としてはビ）電解質を水。

水溶系溶媒または有機溶媒に溶解した電解質溶液や、（
ロ）ベータ・アルミナ（β−Ａｔ２０３）、窒化リチウ
ム（Ｌｉ３Ｎ）、ヨウ化リチウム−アルミナ（ＬｉＩ−
Ａｔ２０３　）　、ヨウ化銀ルビジウム（ＲｂＡｇ　４
　Ｉ　ｓ　）など急機質から成る固体電解質材料などが
知ら乳ている。

しかし、（イ）の電解質溶液は材料に水、または有機溶
媒などの液体を用いているため、電子部品外部への漏液
という問題が常に存在し、この漏液により部品の性能劣
化や周辺部品の損傷を引き起す場合がある。この欠点を
改善するために電解質溶液中に高分子化合物を混合して
糊状あるいはゲル状にしたイオン導電性材料もあるが、
この材料にしても漏液の危険性を完全に払拭できるもの
ではない。

一方、（ロ）の固体電解質材料は、本質的に高信頼性の
長寿命な電子部品に適用でき、かつ、小型。

薄形化の要求に応じ得る材料である。しかし、現状では
室温で充分に導電性のある材料は得られておらず、広く
実用化されるまでに至っていない。

（発明の目的） 本発明はかかる従来欠点を改善し、室温において実用化
可能な高いイオン導電性を示し、溶液を含まない固体で
あシ、かつ加工性に富む有機高分子化合物を主体とする
イオン導電性化合物を提供するものである。

す（エチレンオキサイド）との共重合体と、周期律表の
■族または■族に属する金属イオンから成る電解質とを
含むことを特徴とするイオン導電性化合物が得られる。

ジメチルシロキサンとポリ（エチレンオキサイド）との
共重合体は、一般的にはジメチルジクロルシランとポリ
（エチレングリコール）トを反Ｅさせ、脱塩酸重縮合反
応で交互共重合体として得う几る。エチレングリコール
、ジ（エチレングリコール）、トリ（エチレングリコー
ル）あるいはテトラ（エチレングリコール）等、繰返し
単位の比較的小さいポリ（エチレングリコール）を使用
した共重合体は液体状を呈する。この共重合体は、エチ
レンオキサイド基を主鎖に有することから容易に過塩素
酸リチウム等の電解質を溶解解離する。

この共重合体を架橋固化し、過塩素酸リチクム等の電解
質を分散させることにより、成形可能な固体で室温高導
電性のイオン導電性化合物が得られる。

（実施例） 以下、本発明を実施例により第１図、第２図を参照して
説明する。

〔実施例１〕 架橋したジメチルシロキサンとテトラ（エチレンオキサ
イド）との共重合体と過塩素酸リテゲムから成る本発明
のイオン導電性化合物の一合成方法と諸物件を示し、本
発明の詳細な説明する。

ジメチルシロキサンとテトラ（エチレンオキサイド）と
の共重合体を以下の手順で合成した。

５５．６ｇのテトラ（エチレングリコール）と６５．１
ｇのジメチルジクロルシランとを窒素雰囲気下のベンゼ
ン中で、温度θ℃を得持して７２時間攪拌反応し、さら
に温度を６０℃に昇温して７２時間反応を促進した後、
温度６０℃の減圧下で４８時間反応させて反応を完結し
た。目的とする反応の進行および完結は核磁気共鳴スペ
クトル（ＮＭ几）により確認した。

つぎに、得らｎた共重合体を以下に示す方法で架橋した
。すなわち、ジメチルシロキサンとテトラ（エチレンオ
キサイド）との共重合体ＬＯｇとトリエチレングリコー
ルジメタアクリレ−）０．１５ｇと過酸化ベンゾイル０
．１２ｇ　の三者を混合、テフロン板上に流延し温度１
２０℃で２４時間加熱して架橋固化することにより厚さ
６０μｍの白色膜を５− 得た。

さらに、得られた膜をアセトンに浸漬し、分解生成物、
未架橋物、未反応モノマーなどを洗浄した。つぎに、所
定量の過塩素酸リチウムをアセトンに溶解し、この溶液
を上記の架橋した共重合体に膨潤させたのち、溶媒であ
るアセトンを乾燥、除去して固体のイオン導電性化合物
を得た。導入さｎた過塩素酸り；ウーの量は・−・ゲン
分析により定量した。

得ら扛たイオン導電性化合物の電導度を第１図に示す。

電導度は第１図ａ、ｂに示すように過塩素酸リチウムの
含有量によシ異なり、制御することができる。たとえば
ａの１３重量％の過塩奏酸リチウムを含有する本発明の
イオン導電性化合物では、室温で３Ｘ１０　”８７ａｍ
程度の値が得ら詐ている。な２、電導度測定は、試料を
２枚の金属リチウム箔ではさみ、アルゴンガス雰囲気中
で行った。

〔実施例２〕 架橋したジメチルシロキサンとトリ（エチレン６一 オキサイド）との共重合体と過塩素酸リチウムから成る
本発明のイオン導電性化合物の特性を示す。

実施例１に示したと同様な方法でジメチルジクロルシラ
ントトリ（エチレングリコール）トラ反応させ、ジメチ
ルシロキサンとトリ（エチレンオキサイド）との共重合
体を得た。さらに、この共重合体をトリエチレングリコ
ールジメタアクリレートおよび過酸化ベンゾイルと反応
させ、架橋、固体化した。つぎに、架橋した共重合体に
過塩素酸リチウムのアセトン溶液を膨潤させたのち、ア
セトンを蒸発乾固させて、目的とするイオン導電性化合
物を得た。

第２図に示すようにこのものの導電率は過塩素酸リチウ
ムの含有量の増加とともに増大し、架橋した共重合体に
対する過塩素酸リチウムの重量比が５４Ｎで１０　８７
ｃＭ程度まで上昇する。

本発明のイオン導電性化合物が、液状物質を全ぐ有しな
い固体系でありながら導体性が高いのは、（ 共重合体主鎖中に含まれるジメチルシロキサン基とエチ
レンオキサイド基の効果によっている。す々わち、エチ
レンオキサイド基は電解質となる塩の溶解度を上げ、ジ
メチルシロキサン基は共重合体のガラス転移点を下げ、
イオンの易動度を増す働きをしている。したがって、共
重合体の繰り返し単位中のエチレンオキサイド基の数を
変化させても同様な効果が得られる。

また、本発明の特徴は共重合体中にジメチルシロキサン
基およびエチレンオキサイド基金有すること、２よび、
架橋により固体化したことにある。

したがって、分散させる電解質塩は過塩素酸リチウムに
限定さ扛るものではない。過塩素酸リチウム（Ｌｉ０４
０４）のかわりにチオシアン酸リチウム（ＬｉＳＣＮ）
、ホウフッ化リチウム（ＬｉＢＦ４）、三フッ化メタン
スルホン酸リチウム（ＬｉＣＦａＣＯＯ）等のリチウム
塩、ホウフッ化ナトリウム（ＮａＢＦ４）等のナトリウ
ム塩、チオシアン酸カリウム（Ｋ８ＣＮ）等のカリウム
塩等の１族、■族の金属イオンより成る電解質でも同様
の効果が認めら詐る。

（発明の効果） 以上、本発明により次の効果が得らルる。

（１）固体であるため、漏液等の心配がなく、信頼性に
富んでいる。

（１）室温でのイオン電導度が高い。

（ＩＩＩ）フィルム等への加工が容易である。

【図面の簡単な説明】

第１図は架橋したジメチルシロキサンとテトラ（エチレ
ンオキサイド）との共重合体に過塩素酸リチウムを分散
させた第１の実施例のイオン導電性化合物の導電率σの
温度依存性を表わしたものである、。図中、ａ、ｂｔｉ
過塩素酸リチウムの含有量がそれぞｆ′Ｌ１３重量％、
５重量％の試量を表わす。 第２図は架橋したジメチルシロキサンとトリ（エチレン
オキサイド）との共重合体に過塩素酸リチウムを分散さ
せた第２の実施例のイオン導電性化合物について、過塩
素酸リチウムの添加量と導電率σの相関を示したもので
ある。 ３．２　３．グ　−ｔ、ｔ　ａ、Ｅ？ ｌρρρ／−ｒ　Ｃｓ勺 第１　回

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｅ ｅ わさｎるジメチルシロキサン′とポリ（エチレンオキサ
   イド）との共重合体と、周期律表の１族に属する金属イ
   オンから成る電解質とを含むことを特徴とするイオン導
   電性化合物。