JPS6298577A - 導電性高分子を用いた電子材料 - Google Patents

導電性高分子を用いた電子材料

Info

Publication number
JPS6298577A
JPS6298577A JP60238727A JP23872785A JPS6298577A JP S6298577 A JPS6298577 A JP S6298577A JP 60238727 A JP60238727 A JP 60238727A JP 23872785 A JP23872785 A JP 23872785A JP S6298577 A JPS6298577 A JP S6298577A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
polymer
laminate
solid electrolyte
electrolyte
solid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP60238727A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshiyuki Osawa
利幸 大澤
Koji Ujiie
氏家 孝二
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
Priority to JP60238727A priority Critical patent/JPS6298577A/ja
Publication of JPS6298577A publication Critical patent/JPS6298577A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052Li-accumulators
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/056Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
    • H01M10/0564Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of organic materials only
    • H01M10/0565Polymeric materials, e.g. gel-type or solid-type
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Contacts (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

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、導電性高分子を用いた電子材料に関するもの
である。
従来技術 共役二重結合を有する有機高分子化合物は、電気化学的
にClO4、BF4 、 PF4 、AsF6 などの
アニオン又は1.1.アンモニウム類等のカチオンをド
ーピングすることにより、P型あるいはn型の導電性高
分子になることが知られており、 (J、C,S、Ch
em。
Comm、 (1979)P594−595) 、これ
らの高分子化合物を用いた電気化学系の機能デバイスが
種々検討されている。
このような電気化学を利用したデバイスには、通常これ
らの導電性高分子と電解質と各々層とし。
て組み合わせたものが用いられるが、デバイスとしての
機能が十分発揮されるには、その両者の界面において、
電子とイオンとの交換がすみやかに行なわれる必要があ
る。
又、ffi池の分野においては、電解質とし、て溶液を
用いる場合、その漏液性が問題であることから。
固体電解質の利用が研究されている。例えば、 POI
’VMER,1981,VOL22.November
 P1454〜1455には。
化学的に作製されたポリアセチレンと固体電解質である
ポリエチレンオキサイドとを組み合わせて用いた有機電
池が提案されている。しかしながら、このポリアセチレ
ンのフィルムは、酸化安定性がわるい上にいわゆる繊維
状であるため、ポリエチレンオキサイドとの電子イオン
交換が十分ではないので、電池の構成要素として用いた
場合には電流密度が低いために、電極を非常に大きくと
らなければならない。
一方、電解質として高分子材料を利用した全固体型エレ
ク1−ロクロミック表示装置について例えば、特開昭5
8−163922に提案されている。
ここでは、エレクトロクロミック層として一種以上の合
成高分子中にエレクトロクロミンク材として肋分子の無
機又は有機材料を含有させた膜が用いられているが、こ
のような構成では、応答が遅いなど、実用的なレベルに
至っていない。
充−唄j口七眞 本発明の目的は、上記の欠点を解決した電子材料を提供
することであり、即ち、層界面の密着性が良く、電子と
イオンとの交換がすぐれた電子材料を提供することであ
る。さらに本発明の目的は。
長期安定性のある電子材料を提供することである。
本発明の他の目的は、多様なデバイスに使用可能な電子
材料を提供することである。
及匪左逢戊 本発明者等は、上記の目的を達成するために種々検討し
た結果、電気化学的に重合し、た主鎖に共役二重結合を
有する高分子と高分子固体電解質との積層体が全固体型
電気化学デバイス用電子材料として優れた機能を示すこ
とを見いだし、た。即ち。
本発明の積層体の構成は、電気化学的に重合された主鎖
に共役二重結合を有する高分子と高分子固体重質とから
なるものである。
以下に本発明を構成する材料について説明する。
例えば共役二重結合を有する高分子とし5ては、ピロー
ル、チオフェン、フラン、セレノフェン、アニリン、ア
ズレン、フェニレンなどの重合体あるいはこれらの誘導
体の重合体をあげられることができる。
ピロール重合体を得る場合は、ピロールのはかN−メチ
ルピロール、3−メチルピロールなどの誘導体、チオフ
ェン重合体の場合は、チオフェンのほか3−メチルチオ
フェン、3−クロルチオフェン、3,4−ジメチルチオ
フェン、3,4−ジクロルチオフェンなどの誘導体、フ
ェニレン重合体の場合はベンゼン、ジフェニル、ターフ
ェニルなどの誘導体のような各jlt量体が選択使用さ
れる。
該共役ブ1重結合を有する高分子は電気化学的に得ら負
るものであり、即ちこれらの単量体と電解質とを溶媒に
溶解し、て得るいわゆる電解溶液に電流を通し、で作製
されるものである。
ここで用いられる電解質としては、ClO4,PF、 
AsF’;、 、 BF4 、パラトルエンスルホンヘ
ンセンスルホン酸アニオン、F e ( C N % 
 、 C r ( C N )(。
なとの錯7ニオンと 水素,Na,に、Liなとのアル
カリ金属、(C)+3)やN 、(C2.)1,)4N
 。
十    。
( C3 H7 )4 Nなとのアンモニウムとの塩あ
るいは。
Δlc13. FeC13、GaC13などのルイス酸
等をあげることができる。これらの少なくとも一種を所
望の共役二重結合重合体の特性により適宜選択される。
電解溶液に用いる溶剤としては、水、メタノール、アセ
トニトリル、ベンゾニトリル、プロピレンカーボネー]
−、γーブチルラクトン、ニトロベンゼン、ニトロメタ
ン、ジオキサン、ジメチルホルムアミド、アセトン、ジ
クロルメタン、等を挙げろことかできる。
溶媒とこれら単,辰体及び電解質を7容解せし,めた溶
液を所定の′屯解槽に入れた後,陽極酸化により電解重
合反応させることによって,上記高分子が製造される,
さらに必要な場合には、触媒などの添加剤を加えてもよ
い。
電解液を構成する単量体の量は,約0.1〜2モルが好
まし,<、−力量解質の量は,2モル以下が好まし,い
。また電解重合反応の際の通電量は、作製される共役二
重結合を有する高分子の膜厚を決定するパラメーターと
なる7 電解重合時の電極を構成する材料とし,では、例えば^
u. PIZ. Ni等の金属、SnO□、Inz03
などの金属酸化物、二tらの複合電極またはコーティン
グ電極を挙げることができ,特に金属酸化物を陽極に用
いると、重合錯体の強い瞑が得られるので好ましいっ 電解は定電圧、定電位、あるいは定電流のいずれの方法
でも行なうことができるが,電流量による膜のモルホロ
ジーが大きく変化するために,用途により電流をコント
ロールできる定電流電解法を用いることが特に好まし、
い。
一方、本発明の構成要素である高分子固体電解質とは、
イオン伝導性が良好で、かつ電子伝導性の低い高分子材
料である。代表的にはポリアクリロニトリル、ポリアル
キレンオキサイド等があげられる。特にポリエチレンオ
キサイドをはじめとする主鎖にエーテル結合を含有する
高分子又はその架橋体に塩を溶解せし、めたものは、好
まし、い。
このようなポリアルキレンオキサイドとしては例えば下
記一般式で表わされるものをあげることができる。
六C112CIIiO−″′□     −(−CI(
、CH−OTnC)13 −(−CH2C)12C)I2CH7LO″″TFI高
分子固体電解質を構成する塩としては8F4゜CIO;
 、 PF4. 、 A5F6 、5CN−などのアニ
オンとし1、Na 、 K 、 (Bu)4N+などの
カチオンとの塩があげられる。
これらの塩を、約0.1〜2モル程度溶解し7て用いる
と、特に良好な導電率あるいは強固な積層体が得ること
ができるので好ましい。
本発明の積層体は、電気化学的に重合された共役二重結
合を有する高分子と高分子固体電解質とが積層さ狙た状
態の構成になっているが、積層方法とし、では、双方の
フィルム状物を単に圧着せしめる方法、電気化学的に重
合した共役二重結合を有する高分子膜表面に溶媒に溶解
せしめた高分子固体電解質を塗布後乾燥あるいは加熱溶
融により密着せしめる方法などを挙げろことができるが
次の方法によっても積層体の作成は可能である。
すなわち、白金板、ネサガラス等の表面を高分子固体電
解質で被覆し、たちのを陽極にし1.電解重合方法によ
って共役二重結合を有する単量体を重合させると、該重
合膜は電極と高分子固体電解質との間で成長し固体電解
質と密着した状態で形成さ負る。また膜状固体電解質に
重合液を含浸して′心棒を高分子固体電解質の両面に密
着させて電解を行っても同様の積層体が得られる。
発明の効果 本発明の積層体は、主鎖に共役二重結合を有する高分子
の層と高分子固体電解質の層との界面の密着性が良く、
イオンと電子との交換が非常にすぐれたものである。従
って例えばスイッチング素子、固体電M質電池、エレク
トロクロミンク素子。
レーザー光等による光記録媒体等の種々のデバイスの素
材として応用可能である。
スイッチング素子の場合には1例えば該積層体の両表面
をネサガラスのような電極で挟持固定し。
て、固体電解質電池の場合には1例えば該積層体の高分
子固体電解質表面にリチウムシートを圧着したものをス
テンレス缶に封入し、で、エレクトロクロミンク素子の
場合には5例えば該積層体の両表面を電極で挟持固定し
かつ該電極の一方を透明電極にして、さらに光記録媒体
の場合には1例えば該積層体の両表面を電極で挟持固定
し、かつ高分子固体電解質面側を透明電極にする(この
場合高分子固体電解質としてガラス転移温度が約80℃
以上であるものが好ましい)かあるいは共役二重結合を
有する高分子膜面側を半導体基板上に配置するなどして
、本発明の積層体を各々利用することができる。
次に本発明を実施例等でさらに詳細に説明する。
先ず本発明の積層体を次の1)及び2)に1ルづいて作
成する。
l)共役二重結合を有する高分子膜の製造法及び積層体
の形成法 +工+ 30Ω/C−のネサガラスを陽極、ニッケルを
陰極とし1表−1に示される各組成よりなる電解液を電
解槽に入れ、 2mA/cイの定電流電解(通電量; 
0.13 CIcnマ)を行なって、ネサガラス上に共
役二重結合を有する高分子の膜を製造し、た2このよう
にして製造し、た高分子の膜をネサガラスから剥離した
後、下記2)に示されろ高分子固体電解質の調製液を塗
布乾燥し、で、積層化を形成した3(高分子固体電解質
の層厚;約3007zm、  約50mg/cr& )
+’!+  3QΩ/cnfのネサガラスの表面を下記
■)に示される高分子固体電解質の調製液で塗布乾燥し
7て被覆し、たちのを陽極、ニッケルを陰極とし、表−
1に示される各組成よりなる電解液を電解槽に入れ、1
mA/−の定電流電解(通電量;0.13C/cm)を
行なって、ネサガラスと高分子固体電解質の膜との間に
共役−重結合を有する高分子の層を形成した。ネサガラ
スから剥離して積層体を得た。(高分子固体電解質の層
厚;約3001zm、  約50mB#nf )2)高
分子固体電解質の調製液 (1)  ポリエチレンオキサイドをアセトニトリルに
溶解し1.さらにLiBtを加えて溶解する。
(≧) 数平均分子i 3000のトリソール型ポリプ
ロピレンオキサイドとトリレン−2,4−ジイソシアネ
ートから重合付加反応により、ポリプロピレンオキサイ
ド架橋体を得た後、浸漬法によってLiBFを架橋体中
に溶解させる。
(;()  ポリアクリロニトリルをジメチルホルムア
ミドに加熱溶解した後、さらにテ1へラブチルアンモニ
ウムテトラフルオロボレートを溶解する。
このようにして作製した本発明の積層体を5スイツチソ
ング素子及び固体電解質電池に応用した5以下および表
−■にその内容を示す。
A)スイッチソング素子 積層体の両表面に、30Ω/cntのネサガラスを圧着
してスイッチソング素子を作製し7た(該素子の構成;
ネサガラス/高分子膜/高分子固体電解質膜/ネサガラ
ス)。
こうして作製したスイッチソング素子は、無機材料を用
いた従来のものに比べて、有機材料を用いるため色の選
択性がはるかに広く、固体電解質を利用しているので漏
液性が皆無であるばかりでなく、表−1に示すような色
変化が速くスイッチソング素子としての応答性にすぐれ
たものである。
応答性については次のような試験を行なって、実施例に
示したものはすべて満足すべき結果になろことを確認し
た。
応答性試験 電圧をOvから3vに切り換えた時に、800 rv+
の光の透過率が172になるまでの時間が1秒以下で、
かつ3vから−0,5vに切り換えた時の、光の透過率
が2倍になるまでの時間が1秒以下であれば、満足すべ
きものと認定した5 B)固体電解質電池 積層体の高分子固体電解質膜側の表面にリチウムシート
を圧着し、たちのを、ステンレス缶に入れ。
口を7スフアルトによって封じて、固体電解質電池を作
製した。該電池を断面図で示す(図−1)。
こうして作製した電池について、開放電圧、エネルギー
密度および短絡電流を測定した。表−1に示した測定値
からも明らかのように5本発明の積層体を応用したもの
は、電池としてすぐれたものであることがわかる。
【図面の簡単な説明】
図−1は1本発明の積層体を応用し、て作製した固体電
解質電池の断面図を示す。 1  共役二重結合を有する高分子膜 2  高分子固体電解質膜 3  リチウ11シート 4  ステンレス缶 5  アスファルト 特許出願人      株式会社リコー図−1 ′又5(アスファルト)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 電気化学的に重合した主鎖に共役二重結合を有する高分
    子と、高分子固体電解質との積層体電子材料。
JP60238727A 1985-10-25 1985-10-25 導電性高分子を用いた電子材料 Pending JPS6298577A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60238727A JPS6298577A (ja) 1985-10-25 1985-10-25 導電性高分子を用いた電子材料

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60238727A JPS6298577A (ja) 1985-10-25 1985-10-25 導電性高分子を用いた電子材料

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS6298577A true JPS6298577A (ja) 1987-05-08

Family

ID=17034357

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP60238727A Pending JPS6298577A (ja) 1985-10-25 1985-10-25 導電性高分子を用いた電子材料

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS6298577A (ja)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62296376A (ja) * 1986-06-16 1987-12-23 Yuasa Battery Co Ltd 高分子固体電解質電池の製造法
JPS62296375A (ja) * 1986-06-16 1987-12-23 Yuasa Battery Co Ltd 高分子複合材料の製造法
JPS6398902A (ja) * 1986-10-15 1988-04-30 キヤノン株式会社 導電性ハイブリツド重合体及び該重合体の製造方法
JPS6454673A (en) * 1987-08-24 1989-03-02 Japan Storage Battery Co Ltd Lithium battery
JPH01109324A (ja) * 1987-10-23 1989-04-26 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電界効果型液晶表示パネル
JPH01175600A (ja) * 1987-12-29 1989-07-12 Katsumi Yoshino 宇宙飛翔体
JPH01241766A (ja) * 1988-03-23 1989-09-26 Asahi Chem Ind Co Ltd 有機固体電解質二次電池
JPH01319268A (ja) * 1988-06-21 1989-12-25 Ricoh Co Ltd 二次電池

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58163922A (ja) * 1982-03-24 1983-09-28 Nec Corp 全固体型エレクトロクロミツク表示装置及びその製造方法
JPS59127381A (ja) * 1983-01-04 1984-07-23 Hitachi Maxell Ltd 電池
JPS60172178A (ja) * 1984-02-17 1985-09-05 Showa Denko Kk 二次電池

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58163922A (ja) * 1982-03-24 1983-09-28 Nec Corp 全固体型エレクトロクロミツク表示装置及びその製造方法
JPS59127381A (ja) * 1983-01-04 1984-07-23 Hitachi Maxell Ltd 電池
JPS60172178A (ja) * 1984-02-17 1985-09-05 Showa Denko Kk 二次電池

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62296376A (ja) * 1986-06-16 1987-12-23 Yuasa Battery Co Ltd 高分子固体電解質電池の製造法
JPS62296375A (ja) * 1986-06-16 1987-12-23 Yuasa Battery Co Ltd 高分子複合材料の製造法
JPS6398902A (ja) * 1986-10-15 1988-04-30 キヤノン株式会社 導電性ハイブリツド重合体及び該重合体の製造方法
JPS6454673A (en) * 1987-08-24 1989-03-02 Japan Storage Battery Co Ltd Lithium battery
JPH01109324A (ja) * 1987-10-23 1989-04-26 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電界効果型液晶表示パネル
JPH01175600A (ja) * 1987-12-29 1989-07-12 Katsumi Yoshino 宇宙飛翔体
JPH01241766A (ja) * 1988-03-23 1989-09-26 Asahi Chem Ind Co Ltd 有機固体電解質二次電池
JPH01319268A (ja) * 1988-06-21 1989-12-25 Ricoh Co Ltd 二次電池

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4948685A (en) Sheet-shaped electrode, method of producing the same, and secondary battery using the sheet-shaped electrode
US5340368A (en) Method for in situ preparation of an electrode composition
JP5197905B2 (ja) 電気化学構造部材用フィルム及びそのフィルムの製造方法
JP3434872B2 (ja) 重合体電解質を使用する電気化学電池
JPH09309173A (ja) イオン伝導性積層物、その製造方法及び用途
EP0358239B1 (en) Solid electrolytic capacitor and method of manufacturing the same
US5536601A (en) Current collectors for electrochemical cells and batteries
PT99897A (pt) Electrolito solido catodo e processo para a sua preparacao
JP5219320B2 (ja) 電気化学構造要素及び層用のナノ結晶性材料を有するペースト状物質体及びそれから製造される電気化学構造要素
JPS6298577A (ja) 導電性高分子を用いた電子材料
JP3400453B2 (ja) 酸化還元共重合体及びその混合伝導性材料の作成における使用
US5501921A (en) Fabrication of alkane polymer electrolyte
JPH02168560A (ja) シート状電極、その製造方法およびそれを用いた二次電池
US3916267A (en) Solid capacitor with electrolyte of organic semiconductor and polymer
EP0956603B1 (en) Ion conductive laminate and production method and use thereof
JPH07302586A (ja) 電池用電極およびその製造法
US5011749A (en) Thin ribbonlike flexible rechargeable zinc/halide cell
JPS618854A (ja) 電池およびその製造方法
JP3066426B2 (ja) 電気化学素子及びその製造法
JP4048063B2 (ja) プロトン伝導性高分子固体電解質、該電解質の製造方法、該電解質からなる電解質膜、該電解質膜の製造方法、該電解質及び/又は該電解質膜を用いた電気化学素子並びに該電気化学素子の製造方法
JPH07134987A (ja) 二次電池用正極部材および該部材を使用した二次電池
JPS63181273A (ja) 電池の製造法
JPS63205063A (ja) 電池の製造方法
JPS62115663A (ja) 有機電解液二次電池
JPS63110561A (ja) 電池