WO1998007772A1 - Solid polyelectrolyte - Google Patents

Solid polyelectrolyte Download PDF

Info

Publication number
WO1998007772A1
WO1998007772A1 PCT/JP1997/002854 JP9702854W WO9807772A1 WO 1998007772 A1 WO1998007772 A1 WO 1998007772A1 JP 9702854 W JP9702854 W JP 9702854W WO 9807772 A1 WO9807772 A1 WO 9807772A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
group
ether
electrolyte according
epoxy
repeating unit
Prior art date
Application number
PCT/JP1997/002854
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Katsuhito Miura
Shigeru Shoji
Takahiro Sakashita
Yasuo Matoba
Original Assignee
Daiso 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 Daiso Co., Ltd. filed Critical Daiso Co., Ltd.
Priority to KR1019980702820A priority Critical patent/KR100558122B1/ko
Priority to JP51057498A priority patent/JP3215440B2/ja
Priority to DE69717246T priority patent/DE69717246T2/de
Priority to AU38657/97A priority patent/AU3865797A/en
Priority to CA002235166A priority patent/CA2235166C/en
Priority to BR9706631-1A priority patent/BR9706631A/pt
Priority to EP97935805A priority patent/EP0856538B1/en
Priority to US09/051,776 priority patent/US6162563A/en
Publication of WO1998007772A1 publication Critical patent/WO1998007772A1/ja

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
    • H01M10/0564—Accumulators 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
    • H01M10/0566—Liquid materials
    • H01M10/0568—Liquid materials characterised by the solutes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G65/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule
    • C08G65/02—Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring
    • C08G65/04—Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring from cyclic ethers only
    • C08G65/22—Cyclic ethers having at least one atom other than carbon and hydrogen outside the ring
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/0008—Organic ingredients according to more than one of the "one dot" groups of C08K5/01 - C08K5/59
    • C08K5/0016—Plasticisers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/54—Silicon-containing compounds
    • C08K5/541—Silicon-containing compounds containing oxygen
    • C08K5/5435—Silicon-containing compounds containing oxygen containing oxygen in a ring
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • H01B1/06—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of other non-metallic substances
    • H01B1/12—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of other non-metallic substances organic substances
    • H01B1/122—Ionic conductors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/54—Electrolytes
    • H01G11/56—Solid electrolytes, e.g. gels; Additives therein
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
    • H01M10/0564—Accumulators 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
    • H01M10/0565—Polymeric materials, e.g. gel-type or solid-type
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M6/00—Primary cells; Manufacture thereof
    • H01M6/14—Cells with non-aqueous electrolyte
    • H01M6/18—Cells with non-aqueous electrolyte with solid electrolyte
    • H01M6/181—Cells with non-aqueous electrolyte with solid electrolyte with polymeric electrolytes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
    • H01M4/52—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of nickel, cobalt or iron
    • H01M4/525—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of nickel, cobalt or iron of mixed oxides or hydroxides containing iron, cobalt or nickel for inserting or intercalating light metals, e.g. LiNiO2, LiCoO2 or LiCoOxFy
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/13—Energy storage using capacitors

Definitions

  • the present invention relates to a polymer solid electrolyte, and more particularly to a polymer solid electrolyte suitable as a material for electrochemical devices such as batteries, capacitors, and sensors.
  • a polymer solid electrolyte suitable as a material for electrochemical devices such as batteries, capacitors, and sensors.
  • electrolytes that make up electrochemical devices such as batteries, capacitors, and sensors have been in the form of solutions or pastes because of their ionic conductivity.
  • problems have been pointed out, such as limitations on ultra-small and thin devices.
  • solid electrolytes such as inorganic crystalline materials, inorganic glasses, and organic polymer materials have been proposed.
  • Organic polymer-based substances are generally excellent in processability and formability, and the resulting solid electrolyte has flexibility and bendability, and the progress has been made in terms of increasing the degree of freedom in the design of applied devices. Is expected. However, at present, it is inferior to other materials in terms of ion conductivity.
  • An object of the present invention is to provide a solid electrolyte having excellent mechanical properties and ionic conductivity.
  • the present invention is a.
  • R 1 is an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 8 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 8 carbon atoms, an aryl group having 6 to 14 carbon atoms, It is a group selected from 12 aralkyl groups and tetrahydrobilanyl groups, and n is a number from 1 to 12.
  • (C) A repeating unit derived from a monomer having one epoxy group and at least one reactive functional group 0 to 15 mol%
  • a non-protonic organic solvent selected from the group consisting of a linear or branched polyalkylene glycol derivative or metal salt having a number average molecular weight of 200 to 5000 or a metal salt of the derivative.
  • a plasticizer selected from the group consisting of a linear or branched polyalkylene glycol derivative or metal salt having a number average molecular weight of 200 to 5000 or a metal salt of the derivative.
  • a solid polymer electrolyte comprising:
  • the present invention also provides a battery using the solid polymer electrolyte.
  • a crosslinked product of a polyether polymer is used when shape stability at high temperatures is required.
  • the solid polymer electrolyte of the present invention may be in the form of a gel.
  • the gel is a polymer swollen by a solvent.
  • the repeating unit (C) may be derived from a monomer of the formula (III-1) or (II-1-2).
  • R 2 and R 3 are reactive functional group-containing groups.
  • the polymer used in the present invention comprises (A) a repeating unit derived from a monomer represented by the formula (I):
  • R 1 is an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 8 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 8 carbon atoms, an aryl group having 6 to 14 carbon atoms, and 7 to 7 carbon atoms. It is a group selected from 12 aralkyl groups and tetrahydrobiranyl group.
  • the polymer may optionally comprise (C) a repeating unit derived from a monomer having one epoxy group and at least one reactive functional group.
  • the repeating unit (C) derived from the monomer of the formula (II-1-1) or (II-1-2) is represented by the formula (II-1-1) or (II-1'-2):
  • R 2 and R 3 are reactive functional group-containing groups.
  • the reactive functional group in the structural unit (C) is preferably (a) a reactive gayne group, (b) an epoxy group, (c) an ethylenically unsaturated group, or (d) a halogen atom.
  • the polymerization method of the polyether copolymer which may have a crosslinkable side chain according to the present invention is described in JP-A-63-154736 and JP-A-62-169823 of the present applicant. Is performed in the same manner as described above.
  • the polymerization reaction can be performed as follows. Using a catalyst system mainly composed of organic aluminum, a catalyst system mainly composed of organic zinc, a catalyst system composed of an organic tin-ester phosphate condensate, or the like as a catalyst for ring-opening polymerization, each monomer is used in the presence or absence of a solvent. In the presence, the reaction is carried out at a reaction temperature of 10 to 80 ° C with stirring to obtain a polyether copolymer. Among them, an organic tin-phosphate ester condensate catalyst system is particularly preferred in view of the degree of polymerization and the properties of the copolymer to be produced. In the polymerization reaction, the reactive functional groups do not react, and a copolymer having a reactive functional group is obtained.
  • the molar ratio of the repeating unit (A), the repeating unit (B) and the repeating unit (C) is (A) 1 to 99 mol%, for example, 3 to 99 mol%. , Especially 5-90 mol%, (B) 99- :! Mol%, for example, 95 to 1 mol%, especially 90 to 5 mol%, and (C) 0 to 15 mol%, for example, 0 to 10 mol, preferably 0 to 5 mol%, particularly 0.01 to 5 mol%. .
  • the glass transition temperature is increased and the oxyethylene chain is crystallized, and as a result, the ion conductivity of the solid electrolyte is remarkably deteriorated. It is generally known that the ion conductivity is improved by lowering the crystallinity of polyethylene oxide.However, in the case of the polyether copolymer of the present invention, the effect of improving the ion conductivity is remarkably large. . Glass transition temperature and heat of fusion of polyether copolymers are measured by differential scanning calorimetry.
  • the glass transition temperature of the polyether copolymer is -60 ° C or lower, preferably 163 ° C or lower, for example, preferably 165 ° C or lower.
  • the heat of fusion of the polyether copolymer is preferably 90 JZg or less, for example, 70 J or less, for example, 60 J / g or less, particularly preferably 50 J or less.
  • the polyether copolymer of the present invention may be either a block copolymer or a random copolymer. Random copolymers are preferred because they have a greater effect of lowering the crystallinity of polyethylene oxide.
  • the polyether copolymer of the present invention is a polyether copolymer having an oligooxyethylene side chain and, if necessary, a side chain containing a crosslinkable reactive functional group.
  • the polyether copolymer of the present invention is a copolymer formed from two or more types of monomers.
  • the monomer having a reactive gay group forming the repeating unit (C) has the formula (III-a-1):
  • R 2 is a reactive gayne-containing group.
  • R 3 is a reactive gayne-containing group. It is preferable to be represented by
  • the monomer having a reactive gay group represented by (III-a-1) is preferably a compound represented by (III-a-1-1) and (III-a-1-2). is there.
  • the reactive gay group-containing monomer represented by the formula (III-a-2) is preferably a compound represented by (III-a-2-1).
  • Examples of the monomer represented by the formula (III_a—1-1) include 1-glycidoxymethyltrimethoxysilane, 1-glycidoxymethylmethyldimethoxysilane, 2-glycidoxymethyltrimethoxysilane, 2_glycidoxyshethyl methyldimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 4-glycidoxybutylmethyldimethoxysilane, 4-glycidoxybutylmethyltrimethoxysilane, 6-grid Sidoxyhexylmethyldimethoxysilane, 6-daliquindinequinylmethyltrimethoxysilane, and the like.
  • Examples of the monomer represented by the formula (III-a-1-2) include 3- (1,2-epoxy) propyltrimethoxysilane, 3- (1,2-epoxy) propylmethyldimethoxane, 3- (1,2-epoxy) propyldimethylmethoxane orchid, 4- (1,2-epoxy) butyltrimethoxane orchid, 4- (1,2-epoxy) butylmethyldimethoxysilane, 5- (1,2-epoxy) ) Pentyltrimethoxysilane, 5- (1,2-epoxy) pentylmethyldimethoxysilane, 6- (1,2-epoxy) hexyltrimethoxytolane, 6- (1,2-epoxy) hexylmethyldimethoxysilane, etc. Is mentioned.
  • Examples of the monomer represented by the formula (III-a-2-1) include tri (3,4-epoxycyclohexyl) methyltrimethoxysilane and 1- (3,4-epoxycyclohexyl) methylmethyl Dimethoxysilane, 2_ (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethylmethyldimethylmethoxysilane, 3- (3,4-epoxycyclohexyl) propyltrimethyl Toxysilane, 3- (3,4-epoxycyclohexyl) propylmethyldimethoxysilane, 4- (3,4-epoxycyclohexyl) butyltrimethoxysilane, 4- (3,4-epoxycyclohexyl) butylmethyldimethoxysilane, etc. Is raised I can do it.
  • a monomer having two epoxy groups forming a repeating unit (C) has the formula (III-b):
  • R 7 is a divalent organic group.
  • R 7 is preferably an organic group consisting of an element selected from hydrogen, carbon, and oxygen.
  • a 1 and A 2 are hydrogen or a methyl group, Ph is a phenylene group, and m is a number from 0 to 12. ]
  • the monomer having two epoxy groups is preferably a compound represented by the following formulas (III-b-1), (III-b-2) and (III-b-3).
  • the monomers represented by (III-b-1) include 2,3-epoxypropyl-2 ', 3'-epoxy-2'-methylpropyl ether, ethylene glycol-2,3-epoxypropyl-2 ', 3'-Epoxy-2'-methylpropyl ether, and ethylene glycol-2,3-epoxypropyl-2', 3'-epoxy-2'-methylpropyl ether.
  • the monomers represented by the formula (III-b-2) include 2-methyl-1,2,3,4-diepoxybutane, 2-methyl-1,2,4,5-gepoxypentane, and 2-methyl-1,2-diepoxybutane. Methyl-1,2,5,6-diepoxyhexane and the like.
  • the monomers represented by the formula (III-b-3) include hydroquinone-2,3- Epoxypropyl-2 ', 3'-epoxy-2'-methylpropyl ether, and potassium techol-2,3-epoxypropyl-2', 3'-epoxy-2'-methylpropyl ether.
  • 2,3-epoxypropyl-2 ', 3'-epoxy-2'-methylpropyl ether and ethylene glycol-2,3-epoxypropyl-2', 3'-epoxy-2'-methyl Propyl ether is preferred.
  • the monomer having an ethylenically unsaturated group forming the repeating unit (C) is represented by the formula (III—c):
  • R 8 is a group having an ethylenically unsaturated group.
  • Examples of the monomer containing an ethylenically unsaturated group include aryl glycidyl ether, 4-vinylcyclohexyl glycidyl ether, ⁇ -terbinyl glycidyl ether, cyclohexenylmethyl glycidyl ether, ⁇ -vinylinolebenzyl glycidyl ether, and aryl phenyl glycidyl.
  • aryl glycidyl ether, glycidyl acrylate, and glycidyl methacrylate are used.
  • the monomer having a halogen atom (C) is represented by the formula (III_d):
  • R 9 is a group having at least one halogen atom. ] Is preferable.
  • Examples of monomers having a halogen atom include
  • X is a halogen atom, especially bromine (Br) or iodine (I). ].
  • the polymerization degree n of the oxyethylene unit in the side chain in the monomer (I) forming the repeating unit (A) is preferably 1 to 12, for example, 1 to 6. If the degree of polymerization n exceeds 12, the ionic conductivity of the obtained solid electrolyte decreases, which is not preferable.
  • R may be a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, an aryl group, or a cyclohexyl group.
  • the molecular weight of the polyether copolymer is processability, moldability, mechanical strength, flexibility
  • those having a number average molecular weight of 10,000 to 200,000, for example, 50,000 to 200,000, preferably 100,000 to 200,000 are suitable. If the number average molecular weight is less than 10,000, it is necessary to increase the bridge density in order to maintain mechanical strength and to prevent flow at high temperatures, which lowers the ionic conductivity of the obtained electrolyte. If it exceeds 200,000, there will be problems in workability and formability.
  • the copolymer can be crosslinked by reacting the reactive gay group with water.
  • tin compounds such as dibutyltin dilaurate, dibutyltin malate, dibutyltin diacetate, tin octylate, dibutyltin acetyl acetate, tetrabutyl titanate, tetrapropyl titanate, etc.
  • Organometallic compounds such as aluminum compounds such as aluminum such as titanium compounds, aluminum trisacetylacetonate, aluminum trisethyl acetate acetate, disopropoxyaluminum ethyl acetate acetate, or butyramine Octylamine, laurylamine, dibutylamine, monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, diethylenetriamine, triethylenetetraamine, cyclohexylamine, benzylamine, jetty ⁇ Mino propyl ⁇ Min, Guanin, or the like may be used Jifue two Ruguanin like Amin compound as a catalyst.
  • aluminum compounds such as aluminum such as titanium compounds, aluminum trisacetylacetonate, aluminum trisethyl acetate acetate, disopropoxyaluminum ethyl acetate acetate, or butyramine Octylamine, laurylamine, dibutylamine, monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine,
  • Polyamines, acid anhydrides, and the like are used in the method of crosslinking a copolymer in which the reactive functional group is an epoxy group.
  • Polyamines include diethylenetriamine, dipropylenetriamine, triethylenetetramine, tetraethylenepentamine, dimethylaminopropylamine, getylaminopropylamine, dibutylaminopropylamine, hexamethylenediamine, N-aminoethylpiperazine, bis-aminopropylpiperazine, trimethylhexamethylenediamine, Aliphatic polyamines such as sophthalic dihydrazide, 4,4'-diaminodiphenyl ether, diaminodiphenyl sulfone, m-phenylenediamine, 2,4-toluylenediamine, m-toluylenediamine, 0-toluylenediamine And aromatic polyamines such as xylylenediamine.
  • the amount of the polyamine varies depending on the type of the polyamine. Usually, the amount is in the range of 0.1 to 10% by weight of the whole composition
  • Examples of the acid anhydrides include maleic anhydride, dodecenyl succinic anhydride, coumarindene anhydride, phthalic anhydride, pyromellitic anhydride, hexahydro anhydrous phthalic acid, methylhexahydro phthalic anhydride, Examples include ramethylene maleic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, methyltetrahydrophthalic anhydride, trimellitic anhydride and the like.
  • the amount of the acid anhydride to be added varies depending on the type of the acid anhydride, but is usually 0.1 to 10% by weight of the whole composition excluding the plasticizer.
  • Accelerators may be used for these cross-links, and polyamine cross-linking reactions include phenol, cresol, resorcinol, pyrogallol, nonylphenol, 2,4,6-tris (dimethylaminomethyl) phenol, and the like. Benzyl dimethylamine, 2,4,6-tris (dimethylaminomethyl) phenol, 2- (dimethylaminoethyl) phenol, dimethylaniline, 2 -Ethyl-4-methylimidazole and the like. The amount of the accelerator added depends on the accelerator, but is usually in the range of 0.1 to 10% by weight of the crosslinking agent.
  • a radical initiator selected from organic peroxides, azo compounds and the like, and active energy rays such as ultraviolet rays and electron beams are used.
  • a crosslinking agent having a hydrogen hydride can also be used.
  • Organic peroxides include ketone peroxide, baroxy ketal, Those commonly used for cross-linking applications, such as hydroperoxide, dialkyl peroxide, disilver oxide, and peroxyester, are used.Methylethyl ketone peroxide, cyclite Methoxyhexanone peroxyside, 1,1-bis (t-butylperoxy) -3,3,5-trimethylcyclohexane, 2,2-bis (t-butylbarokine) octane, n-butyl-4 4-bis (t-butylperoxy) valerate, t-butylhydroxide, cumenehigh dropoxide, 2.5-dimethylhexane-2,5-dihydropropoxide, di-1-butylperoxide, t-butylcum Ruperoxide, dicumylperoxide, a, bi'-bis (t-butylperoxy-m-isopropyl) benzene
  • azo compound azonitrile compounds, azomido compounds, azamidine compounds and the like, which are usually used for cross-linking applications, are used. If these are listed, 2,2′- ⁇ zobisisobutyronitrile Tolyl, 2, 2'-azobis (2-methylbutyronitrile), 2, 2'-azobis (4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile), 2, 2'-azobis (2, 4- Dimethylvaleronitrile), 1,1'-azobis (cyclohexane-1-carbonitrile), 2- (potamoylazo) isobutyronitrile, 2-phenylazo-4-methoxy-2,4-dimethyl -Valeronitrile, 2,2-azobis (2-methyl-N-phenylpropionamidine) dihydrochloride, 2, 2'-azobis [N- (4-chlorophenyl) -2-methylpropionamidine) Dihydrochloride, 2, 2'-azobis [N-hydroxyphenyl)
  • crosslinking by irradiation with active energy rays such as ultraviolet rays
  • active energy rays such as ultraviolet rays
  • glycidyl ether acrylate, glycidyl ether methacrylate, and glycidyl ether gay cinnamate are particularly preferable among the monomer components represented by the formula (III-c).
  • ethoxyacetophenonone 2-hydroxy-2-methyl-triphenylpropan-1-one, benzyldimethylketal, 1- (4-isopropylpropyl) -2-hydroquin-2-ene Methylpropan-1-one, 4- (2-hydroxyquinethoxy) phenyl- (2-hydroxy-2-propyl) ketone, 2,2-dimethoxy-1,2-diphenylethane-1-one, Acetophenones such as 1-hydroxycyclohexyl-phenylketone, 2-methyl-2-morpholino (4-thiomethylphenyl) propan-1-one, benzoin, benzoin methyl ether, benzo Benzoin ethers such as inethyl ether, benzoin isopropyl ether, benzoin isobutyl ether, benzophenone, methyl 0-benzoyl benzoate, 4-phenylbenzophenone, and hydro Cibenzofu
  • the compound having a hydride that crosslinks the ethylenically unsaturated group a compound having at least two hydrides is used.
  • a polysiloxane compound or a polysilane compound is preferable.
  • the polysiloxane compound include a linear polysiloxane compound represented by the formula (a-1) or (a-2) or a cyclic polysiloxane compound represented by the formula (a-3).
  • R 11 R 12, R 13 , R 14, R 15, R 16, R 17, R 18 and R 19 are a hydrogen atom or a carbon atoms
  • R 11, R 12, R 13 , R 14, R 15, R 16, R 17, R 18 and R 19 are a hydrogen atom or a carbon atoms
  • R 11, R 12, R 13 , R 14, R 15, R 16, R 17, R 18 and R 19 are a hydrogen atom or a carbon atoms
  • R 11, R 12, R 13 , R 14, R 15, R 16, R 17, R 18 and R 19 are a hydrogen atom or a carbon atoms
  • R 11, R 12, R 13 , R 14, R 15, R 16, R 17, R 18 and R 19 are a hydrogen atom or a carbon atoms
  • R 11, R 12, R 13 , R 14, R 15, R 16, R 17, R 18 and R 19 are a hydrogen atom or a carbon atoms
  • R 11, R 12, R 13 , R 14, R 15, R 16, R 17, R 18 and R 19 are a hydrogen atom or a carbon atoms
  • silane compound a linear silane compound represented by the formula (b-1) is used.
  • b-1 a linear silane compound represented by the formula (b-1) is used.
  • R 2 1 , R 2 2, E 23 and R 24 are had or hydrogen atom an alkyl group or an alkoxy group having 1 to 1 2 carbon atoms, ⁇ 2, ⁇ ⁇ 0, 2 ⁇ m + n ⁇ 100.
  • catalysts for the hydronylation reaction include transition metals such as palladium and platinum, or compounds and complexes thereof. Also, peroxides, amines and phosphines are used. The most common catalysts are dichlorobis (acetonitrile) palladium (II), chlorotris (triphenylphosphine) rhodium (I), and chloroplatinic acid.
  • a crosslinking agent such as boramines, mercaptoimidazolines, mercaptopyrimidines, thiopereas, and polymercapbutanes is used.
  • C Polyamine Classes include hexamethylenediaminecarbamate, triethylenetetramine, tetraethylenepentamine, ethylenediaminecarbamate, diethylenetriamine, dipropylenetriamine, dimethylaminopropylamine, getylaminopropylamine, dibutyl Aminopropylamine, hexamethylenediamine, trimethylhexamethylenediamine, diaminodiphenylsulfone, m-phenylenediamine, 2,4-toluylenediamine, m-toluylenediamine, 0- Toru Range Mi emissions, xylylene Renjia Mi emissions, and the like.
  • Mercaptoimidazolines include 2-mercaptoimidazoline, 4-methyl-2-mercaptoimidazoline, 5-ethyl-4-butyl-2 -Mercaptoimidazoline and the like.
  • Examples of mercaptopyrimidines include 2-mercaptopyrimidine, 4,6-dimethyl-2-mercaptopyrimidine, 5-butyl-2-mercaptopyrimidine and the like.
  • Examples of the thiopereas include thiopereas, ethylene thiopereas, dibutyl thiopereas, trimethyl thioperreas, triethyl thioperreas, and triptyl thioperreas.
  • Polymercaptans include 2-dibutylamino-4,6-dimethylcapto-s-triazine, 2-phenylamino-4,6-dimercaptotriazine, 2,5-dimethylcapto-1,3,4-thiabul, 1, Examples include 10-decanedithiol, 2,3-dimethylcaptovirazine, 2,3-dimercaptoquinoxaline, 6-methylquinoxaline-2,3-dithiocarbonate, and the like.
  • the amount of the crosslinking agent varies depending on the type of the crosslinking agent, but is usually in the range of 0.1 to 30% by weight of the whole composition excluding the plasticizer.
  • a metal compound serving as an acid acceptor to the polymer solid electrolyte from the viewpoint of the thermal stability of the halogen-containing polymer.
  • the metal oxide serving as the acid acceptor include oxides, hydroxides, carbonates, carboxylates, gaylates, borates, phosphites, and oxides of metals belonging to Group II of the periodic table. Table V. Oxide, basic carbonate, basic carboxylate, basic phosphite, basic sulfite, tribasic sulfate, etc. of Group la metal.
  • magnesia magnesium hydroxide, barium hydroxide, magnesium carbonate, barium carbonate, quicklime, slaked lime, calcium carbonate, calcium gayate, calcium stearate, zinc stearate, calcium phthalate, magnesium phosphite , Calcium phosphite, zinc white, tin oxide, litharge, leadtan, lead white, dibasic lead phthalate, dibasic lead carbonate, tin stearate, basic lead phosphite, basic tin phosphite, base Lead sulfite, tribasic lead sulfate and the like.
  • the amount of the metal compound serving as the acid acceptor varies depending on the type. However, it is usually in the range of 0.1 to 30% by weight of the whole composition excluding the plasticizer.
  • the electrolyte salt compound used in the present invention is preferably soluble in a mixture of a polyether copolymer or a crosslinked product of the copolymer, and a plasticizer.
  • the following salt compounds are preferably used.o
  • cations selected from metal cations, ammonium ions, amidinium ions, and guanidium ions, chloride ions, bromide ions, iodine ions, perchlorate ions, thiocyanate ions, and tetrafluorophore.
  • XX 2 , X 3 and Y are electron-withdrawing groups.
  • XX 2 , and X 3 are each independently a perfluoroalkyl group or a perfluoroaryl group having 1 to 6 carbon atoms
  • Y is a nitro group, a nitroso group, a carbonyl group, a carboxyl group. Or a cyano group.
  • X 1 , X 2 and X 3 may be the same or different.
  • Transition metal cations can be used as metal cations.
  • Mn, Fe, Co, N i , Cu, Z n and A c g cations of metals selected from metal is used also, L i, Na, K, Rb, C s, Mg, Ca and B
  • a favorable result can be obtained by using a cation of a metal selected from the metals a. It is free to use two or more of the above compounds as electrolyte salt compounds.
  • the plasticizer is a non-protonic organic solvent or a derivative or metal salt of a linear or branched polyalkylene alcohol having a number average molecular weight of 200 to 500, or a metal salt of the derivative.
  • nonprotonic organic solvent nonprotonic ethers and esters are preferable.
  • Examples include tylene carbonate,
  • Triethylene glycol dimethyl ether, triethylene glycol dimethyl ether, tetraethylene glycol dimethyl ether, and tetraethylene glycol dimethyl ether are also particularly preferred organic solvents.
  • the linear or branched polyalkylene glycol derivative or metal salt or the metal salt of the derivative is obtained from a polyalkylene glycol having a number average molecular weight of 200 to 500,000.
  • Polyalkylene glyco Examples of the ester include polyethylene glycol and polypropylene glycol, and derivatives thereof include an ester derivative or an ether derivative comprising an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms and an alkenyl group having 3 to 8 carbon atoms.
  • ether derivatives include diethers such as dimethyl ether, dimethyl ether, dipropyl ether, and diaryl ether
  • ester derivatives include diesters such as dimethacrylate, diacetate, and diacrylate.
  • metal salt of the derivative examples include monomethyl ether, monoethyl ether, monopropyl ether, monobutyl ether, monohexyl ether, mono-2-ethyl-hexyl ether, and monoethers such as monoallyl ether; There are sodium, lithium and dialkylaluminum salts of monoesters such as acetate, monoacrylate and monomeric acrylate.
  • metal salt examples include sodium, lithium and dialkylaluminum salts of polyalkylene glycol.
  • a more preferred range of the number average molecular weight of the polyalkylene glycol used is from 200 to 200.
  • the amount of the electrolyte salt compound used is determined by the value of the number of moles of the electrolyte salt compound / the total number of oxyethylene units (total number of oxyethylene units including the main chain and side chains of the polyether copolymer).
  • the range is from 0.001 to 5, preferably from 0.001 to 0.5. If this value exceeds 5, workability, formability, mechanical strength and flexibility of the obtained solid electrolyte are reduced, and ion conductivity is also reduced.
  • the mixing ratio of the plasticizer is not limited, but may be 1 to 200 parts by weight, for example, 100 to 100 parts by weight, and particularly 100 to 100 parts by weight of the polyether copolymer. ⁇ 500 parts by weight is preferred.
  • a flame retardant can be used.
  • Flame retardants include brominated epoxy compounds, tetrabromobisphenol A, halides such as chlorinated paraffin, antimony trioxide, antimony pentoxide, aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, ester phosphate, polyphosphoric acid An effective amount is selected from salts, and zinc borate.
  • the method for producing the solid polymer electrolyte of the present invention is not particularly limited, but usually the respective components may be mechanically mixed. In the case of a multi-component copolymer that requires cross-linking, the components are manufactured by mechanically mixing the components and then cross-linking. good. As a means for mechanically mixing, various kinds of kneaders, open rolls, extruders and the like can be arbitrarily used.
  • the amount of water used for the cross-linking reaction is not particularly limited, since it is easily caused by moisture in the atmosphere.
  • Crosslinking can also be achieved by passing the mixture through a cold or hot water bath for a short time or by exposing it to a steam atmosphere.
  • the reaction is carried out at a temperature of 10 to 200 ° C for 10 minutes to 20 hours.
  • crosslinking reaction 1 0 ° C ⁇ 2 0 0 e C temperature conditions 1 minute to 2 0 hours to terminate .
  • energy rays such as ultraviolet rays
  • a sensitizer is used.
  • the crosslinking reaction is completed in 0.1 second to 1 hour under the temperature condition of 10 ° C. to 150 ° C.
  • the cross-linking reaction is completed in a temperature of 10 ° C. to 180 ° C. in 10 minutes to 10 hours.
  • the method of mixing the electrolyte salt compound and the plasticizer into the polyether copolymer is not particularly limited, but a method in which the polyether copolymer is immersed in an organic solvent containing the electrolyte salt compound and the plasticizer for a long time to impregnate the electrolyte, A method of mechanically mixing a compound and a plasticizer into a polyether copolymer, a method of dissolving and mixing a polyether copolymer and an electrolyte salt compound in a plasticizer, or a method of once mixing a polyester copolymer with another. After dissolving in an organic solvent, there is a method of mixing a plasticizer.
  • various polar solvents such as tetrahydrofuran, acetone, acetonitril, dimethylformamide, dimethylsulfoxide, dioxane, methylethylketone, and methylisobutylketone are used. Used alone or as a mixture.
  • the polymer solid electrolyte shown in the present invention has excellent mechanical strength and flexibility, and a large area thin film solid electrolyte can be easily obtained by utilizing its properties.
  • a battery using the polymer electrolyte of the present invention can be manufactured.
  • the cathode material lithium-manganese composite oxide, lithium cobaltate, vanadium pentoxide, polyacetylene, polypropylene, polyazirin, polyphenylene, polyphenylene sulfide, polyphenylene oxide, polypyrrole , Polyfuran, polyazulene, etc.
  • the negative electrode material include an interlayer compound in which lithium is inserted between graphite and carbon layers, lithium metal, and a lithium-lead alloy.
  • the polymer solid electrolyte of the present invention is particularly suitable as a material for electrochemical devices such as batteries, capacitors, and sensors.
  • the monomer-converted composition of the copolymer was determined by 1 H NMR spectrum.
  • the molecular weight of the copolymer was measured by gel permeation chromatography, and the molecular weight was calculated in terms of standard polystyrene.
  • Gel permeation chromatography was measured using a Shimadzu Corporation RID-6A, Showa Denko KK Showdex columns KD-807, KD-806, KD-806M and KD-803, and solvent DMF. The test was performed at 60 ° C.
  • Example 1 of Table 1 After removing the polymer by decantation, the polymer was dried at 40 ° C under normal pressure for 24 hours and further under reduced pressure at 45 ° C for 10 hours to obtain 200 g of a polymer.
  • the glass transition temperature of this polymer was 161 ° C
  • the number average molecular weight determined by gel permeation chromatography was 110,000
  • the heat of fusion was 0 J / g.
  • the results of analysis of the composition of this polymer in terms of monomer by R spectrum are as shown in Example 1 of Table 1.
  • Soluble with 1 g of the polyether copolymer of Table 1 polymerized with the organotin-phosphate condensate catalyst system and 0.015 g of dicumyl peroxide crosslinker The number of moles of the electrolyte salt compound 0.7 ml of a propylene carbonate solution of lithium perchlorate was mixed so that the total number of moles of ethylene oxide units became 0.05. This mixed solution was cast on a polytetrafluoroethylene mold, and then heated and pressed at 160 ° C. and 2 OKgwZcm 2 for 10 minutes to obtain a gel film.
  • This film was immersed in an aqueous solution of lithium perchlorate in an esterolactone so that the total number of moles of the soluble electrolyte salt compound was 0.05, and the gel film was impregnated with 2 ml of the electrolyte salt solution. Obtained.
  • the polyether copolymer lg shown in Table 1 polymerized with the organotin-phosphate ester condensate catalyst system, the crosslinking agent diethylenetriamine 5 Omg, and soluble lightning
  • Example 7 a solution of lithium perchlorate in n-lactylactone was used, and in Example 8, lithium perchlorate was used so that the total number of moles of ethylene oxide units was 0.05.
  • 0.5 ml of tetraethylene glycol dimethyl ether solution was mixed.
  • the mixed gel was cast on a mold made of polytetrafluoroethylene, heated and pressed at 160 ° C. and 20 Kgw / cro 2 for 10 minutes to obtain a gel-like film.
  • a gel-like film was obtained in the same manner as in Example 3 except that the polyether copolymer shown in Table 2 polymerized with an organotin-phosphate ester condensate catalyst system was used.
  • Gelled polymeric solid electrolyte obtained in Example 3 as an electrolyte, a lithium metal foil as a negative electrode, and to constitute a secondary battery have use lithium cobalt oxide (LiCoO 2) as a positive electrode.
  • the size of the gelled polymer solid electrolyte is XI mm in the 1 ⁇ 0 zone.
  • the size of the lithium foil is 1 OmmXl OmmX 0.1mm.
  • Lithium cobaltate was prepared by mixing predetermined amounts of lithium carbonate and cobalt carbonate powder and then firing at 900 ° C for 5 hours.
  • the gelled polymer solid electrolyte obtained in Example 3 was The charge and discharge characteristics of the battery were examined while applying pressure of 1 OKgwZcra 2 so that the interface was in close contact with the lithium torate plate.
  • the discharge current at the initial terminal voltage of 3.2 V was 0.5 mA / cra 2 , and charging was possible with 0. niAZcin 2 . Since the battery of this embodiment can be easily manufactured to be thin, the battery is lightweight and has a large capacity.
  • Example 10 of Table 3 The results of the monomer-equivalent composition analysis of this polymer by ' ⁇ ⁇ ⁇ R spectrum are as shown in Example 10 of Table 3. 0.4 g of the obtained polyether copolymer (1 g) and polyethylene glycol monoethyl ether (number average molecular weight as polyalkylene glycol (the same applies to the following Examples and Comparative Examples: 500)).
  • the resulting solution was dissolved in 20 ml of the solution, and a solution of lithium perchlorate in tetrahydrofuran was mixed so that the number of moles of the soluble electrolyte salt compound / the total number of moles of ethylene oxide units became 0.05.
  • a solution of lithium perchlorate in tetrahydrofuran was mixed so that the number of moles of the soluble electrolyte salt compound / the total number of moles of ethylene oxide units became 0.05.
  • Poritetorafu Ruoroechiren mold made on (Tet in this process Rahi Dorofuran was removed), 1 0 0 D C, 2 O KgZcni 2 in 1 0 min heating and pressurizing, the electrolyte A film was obtained.
  • Polyether copolymer lg of Table 3 polymerized with an organic tin-phosphate ester condensate catalyst system, 0.3 g of polyethylene glycol dimethacrylate (Mn1000) and dicumyl peroxyside crosslinking agent 0.0 15 g It was dissolved in 2 Oml of hydrofuran and mixed with 5 ml of a solution of lithium perchlorate in tetrahydrofuran so that the total number of moles of the ethylene oxide units would be 0.05. The mixture was cast on a polytetrafluoroethylene mold and dried, and then heated and pressed at 160 ° C. and 20 Kg / cm 2 for 10 minutes to obtain a film.
  • Mn1000 polyethylene glycol dimethacrylate
  • dicumyl peroxyside crosslinking agent 0.0 15 g It was dissolved in 2 Oml of hydrofuran and mixed with 5 ml of a solution of lithium perchlorate in tetrahydrofuran so that the total number of moles of the
  • Polyether copolymer lg of Table 3 polymerized with an organotin-phosphate ester condensate catalyst system, 0.3 g of polyethylene glycol dimethyl ether (Mn 1000) and 0.015 g of dicumyl peroxyside crosslinking agent were added to tetrahydrofuran.
  • Mn 1000 polyethylene glycol dimethyl ether
  • dicumyl peroxyside crosslinking agent 0.015 g
  • the resulting solution was dissolved in 20 ml, and 5 ml of a solution of lithium perchlorate in tetrahydrofuran was mixed so that the number of moles of the soluble electrolyte salt compound / the total number of moles of ethylene oxide units was 0.05. After casting this solution on a polytetrafluoroethylene mold, it was heated and pressed at 160 at 2 OKgw / cm 2 for 10 minutes to obtain a film.
  • Polyether copolymer lg of Table 3 polymerized with an organotin-phosphate condensate catalyst system, lithium salt of polyethylene glycol (2 times mole of metallic lithium added to polyethylene glycol having a number average molecular weight of 400, room temperature 0.2 g and the cross-linking agent dicumyl peroxide 0.015 g are dissolved in tetrahydrofuran solution 20 ml, and the number of moles of soluble electrolyte salt compound / total number of moles of ethylene oxide unit becomes 0.05.
  • 5 ml of a tetrahydrofuran solution of lithium perchlorate was mixed. After casting this mixture on a polytetrafluoroethylene mold, it was heated and pressed at 160 ° C. and 20 Kw / cm 2 for 10 minutes to obtain a film.
  • Examples 14 and 15 1 g of the polyether copolymer shown in Table 3 polymerized with an organotin-phosphate ester condensate catalyst system, and sodium salt of polyethylene glycol monomethyl ether (polyethylene glycol monoethyl having a number average molecular weight of 500) Ethanol was added with an equimolar amount of metallic sodium and left at room temperature for 3 minutes). 0.2 g of the soluble electrolyte salt compound was adjusted so that the total number of moles of ethylene oxide units was 0.05.
  • Lithium bistrifluoromethanesulfonyl imide was added to 20 ml of a tetrahydrofuran solution, and an equimolar amount of water was added to and mixed with the reactive gayne group-containing component. This was cast on a mold made of polytetrafluoroethylene, and then heated and pressed at 160 ° C. and 20 KgwZcin 2 for 10 minutes to obtain a film.
  • polyether copolymer lg shown in Table 3 polymerized with the organotin-phosphate ester condensate catalyst system, the cross-linking agent diethylenetriamine 5 O mg, and the total number of moles of the soluble electrolyte salt compound / ethylene oxide unit
  • polyethylene glycol dimethyl ether (Mn600) was added in Example 16 and polyethylene glycol was added in Example 17 to add 0.05 ml of a solution of lithium perchlorate in tetrahydrofuran such that the number of moles became 0.05.
  • a film was obtained in the same manner as in Example 12, except that the polyether copolymer shown in Table 4 polymerized with the organotin-phosphate ester condensate catalyst system was used. Examples 18 to 20
  • the size of the polymer solid electrolyte is 1 O mmX 1 O mmX l mm.
  • the size of the lithium foil is 10 x 10 x 0.1.
  • Lithium cobaltate was prepared by mixing predetermined amounts of lithium carbonate and cobalt carbonate powder and then calcining at 900 ° C. for 5 hours.
  • Example 12 Next, this was pulverized, and 12 parts by weight of acetylene black and 3 parts by weight of the crosslinked polymer solid electrolyte obtained in Example 12 were mixed with 85 parts by weight of the obtained lithium cobaltate and mixed with a roll. After that, it was press-formed at a pressure of 300 KgwZcm 2 in 100 ⁇ 10 10 to form a positive electrode of a battery.
  • Example 12 The solid polymer electrolyte obtained in Example 12 was sandwiched between a lithium metal foil and a lithium cobaltate plate, and the charge / discharge characteristics of the battery were examined while applying a pressure of 10 KgwZcm 2 so that the interface was in close contact.
  • the initial terminal voltage 3. discharge current at 2 V is 0. 5 mAZcffl 2, was possible charged with 0. 4 niAZcm 2. Since the battery of this embodiment can be easily manufactured to be thin, the battery is lightweight and has a large capacity.
  • the solid polymer electrolyte of the present invention is excellent in workability, moldability, mechanical strength, flexibility and heat resistance, and has extremely high ionic conductivity. Therefore, it can be applied to solid-state batteries (especially secondary batteries), large-capacity capacitors, and display devices, such as electronic devices such as electronic-port chromic displays.

Description

明 細 書 高分子固体電解質 発明の分野
本発明は高分子固体電解質に関し、 特に、 電池、 キャパシター、 センサ 一等の電気化学デバイス用材料として好適な高分子固体電解質に関する。 関連技術
従来、 電池、 キャパシター、 センサーなどの電気化学デバイスを構成す る電解質は、 イオン伝導性の点から溶液またはペースト状のものが用いら れているが、 液漏れによる機器の損傷の恐れがあること、 また電解液を含 浸させるセパレーターを必要とするので、 デバイスの超小型化、 薄型化に 限界があることなどの問題点が指摘されている。 これに対し無機結晶性物 質、 無機ガラス、 有機高分子系物質などの固体電解質が提案されている。 有機高分子系物質は一般に加工性、 成形性に優れ、 得られる固体電解質が 柔軟性、 曲げ加工性を有し、 応用されるデバイスの設計の自由度が高くな ることなどの点からその進展が期待されている。 しかしながら、 イオン伝 導性の面では他の材質より劣っているのが現状である。
たとえばェピクロルヒドリン系ゴムと低分子量のポリエチレングリコー ル誘導体の混合物に特定のアル力リ金属塩を含有させて高分子固体電解質 に応用する試みが本出願人を含む特開平 2— 2 3 5 9 5 7号公報に提案さ れているが、 実用的に充分な伝導度の値は得られていない。
また、 特開平 3— 4 7 8 3 3号公報及び同 4一 6 8 0 6 4号公報記載の、 平均分子量 1 , 0 0 0〜 2 0 , 0 0 0の高分子化合物を架橋した高分子固体 電解質は、 実用温度範囲で比較的良好なイオン伝導性を示すが、 機械的特 性、 イオン伝導性ともにより優れたものが求められている。
発明の要旨
本発明の目的は、 機械的特性およびイオン伝導性が優れた固体電解質を 提供することにある。
本発明は、
(1) (A) 式 （I ) ：
CH2-CH-CH2-0-(CH2CH20)n-R1
\ I ( I )
0
〔式中、 R1は炭素数 1〜12のアルキル基、 炭素数 2〜8のァルケ二 ル基、 炭素数 3 ~8のシクロアルキル基、 炭素数 6~14のァリール基、 炭素数 7〜12のァラルキル基及びテトラヒ ドロビラニル基より選ばれる 基であり、 nは 1〜12の数である。 ]
で示される単量体から誘導される繰り返し単位 1〜99モル％、
(B) 式 （I I ) ：
し 2 - Cfl2
\ I ( I I )
0
で示される単量体から誘導される繰り返し単位 99~1モル％、
(C) 1つのエポキシ基および少なくとも 1つの反応性官能基を有 する単量体から誘導される繰り返し単位 0〜15モル％
を有してなり、 数平均分子量が 1万〜 200万である架橋されていてよい ポリエーテル共重合体、
(2) 電解質塩化合物、 ならびに
(3) 非プロ トン性有機溶媒、 および数平均分子量が 200〜5000の 直鎖型または分岐型のポリアルキレングリコールの誘導体もしくは金属塩 又は該誘導体の金属塩からなる群から選択された可塑剤 からなる高分子固体電解質を提供する。
本発明は、 前記高分子固体電解質を用いた電池をも提供する。
ポリエーテル重合体の架橋体は高温での形状安定性が必要な時に用いら れる。
可塑剤を混入すると、 ポリマーの結晶化が抑制されガラス転移温度が低 下し、 低温でも無定形相が多く形成されるためにイオン伝導度が良くなる 本発明の高分子固体電解質を用いると、 内部抵抗の小さい高性能の電池が 得られることも見いだした。 本発明の高分子固体電解質は、 ゲル状であつ てよい。 ここで、 ゲルとは溶媒によって膨潤したポリマーである。
発明の詳細な説明
繰り返し単位 （C) は、 式 （ I I I一 1) または （ I I I—2) の単量 体から誘導されるものであってよい。
CHz-CH-R2
\ I ( I I 1 - 1)
0
Figure imgf000005_0001
\ /
0
[式中、 R2および R3は反応性官能基含有基である。 ]
本発明で使用する重合体は、 （A) 式 （ I ) の単量体から誘導された繰 り返し単位：
CH2-CH-0 -) -
I (Γ)
CH,-0 -f CH2-CH2-0 -) -JJR1 [式中、 R1は炭素数 1~12のアルキル基、 炭素数 2~8のァルケ二 ル基、 炭素数 3〜 8のシクロアルキル基、 炭素数 6〜14のァリール基、 炭素数 7〜12のァラルキル基及びテトラヒ ドロビラニル基より選ばれる 基である。 ]
(B) 式 （ I I ) の単量体から誘導体された繰り返し単位：
CH„-CH2-0 ( I I ')
を有する。
重合体は、 要すれば （C) 1つのエポキシ基および少なく とも 1つの反 応性官能基を有する単量体から誘導された繰り返し単位
を有する。
式 （I I I—1) または （I I I一 2) の単量体から誘導された繰り返 し単位 （C) は、 式 （I I Γ 一 1) または （I I I' —2) ：
( I I Γ 一 1)
Figure imgf000006_0001
CH,-CH-R
CH CH (I I I' -2)
2
+ CH - CH-0 -) -
[式中、 R2および R3は反応性官能基含有基である。 ]
で示される。 構成単位 （C) における反応性官能基が、 （a) 反応性ゲイ素基、 （b) エポキシ基、 （c) エチレン性不飽和基または （d) ハロゲン原子である ことが好ましい。
本発明の架橋が可能な側鎖を有していてよいポリエーテル共重合体の重 合法は、 本出願人の特開昭 63— 154736号公報および特開昭 62— 169823号公報に記載の方法と同様にして行われる。
重合反応は次のようして行える。 開環重合用触媒として有機アルミニゥ ムを主体とする触媒系、 有機亜鉛を主体とする触媒系、 有機錫-リン酸ェ ステル縮合物触媒系などを用いて、 各モノマーを溶媒の存在下又は不存在 下、 反応温度 10〜80°C、 撹拌下で反応させることによってポリエーテ ル共重合体が得られる。 なかでも、 重合度、 あるいは作られる共重合体の 性質などの点から、 有機錫-リン酸エステル縮合物触媒系が特に好ましい。 重合反応において反応性官能基は反応せず、 反応性官能基を有する共重合 体が得られる.。
本発明のポリエーテル共重合体においては、 繰り返し単位 （A) 、 繰り 返し単位 （B) および繰り返し単位 （C) のモル比が、 （A) 1〜99モ ル％、 例えば 3〜99モル％、 特に 5〜90モル％、 (B) 99〜：！モル %、 例えば 95~1モル％、 特に 90〜5モル％、 及び （C) 0〜15モ ル％、 例えば 0〜10モル 、 好ましくは 0~5モル％、 特に 0.01〜 5モル％である。 繰り返し単位 （B) が 99モル％を越えるとガラス転移 温度の上昇とォキシエチレン鎖の結晶化を招き、 結果的に固体電解質のィ オン伝導性を著しく悪化させることとなる。 一般にポリエチレンォキシド の結晶性を低下させることによりイオン伝導性が向上することは知られて いるが、 本発明のポリエーテル共重合体の場合はイオン伝導性の向上効果 は格段に大きいがわかった。 ポリエーテル共重合体のガラス転移温度及び融解熱量は示差走査熱量計
(DSC) により測定したものである。 本発明においてはポリエーテル共 重合体のガラス転移温度は— 60°C以下、 好ましくは一 63°C以下、 例え ば一 65 °C以下であることが好ましい。 ポリエーテル共重合体の融解熱量 は 90 J Zg以下、 例えば 70 J 以下、 例示すれば 60 J/g以下、 特に 50 J 以下であることが好ましい。
本発明のポリエーテル共重合体はプロック共重合体、 ランダム共重合体 何れの共重台タイプでも良い。 ランダム共重合体の方がよりポリエチレン ォキシドの結晶性を低下させる効果が大きいので好ましい。 本発明のポリ エーテル共重合体は、 オリゴォキシエチレン側鎖、 及び要すれば架橋が可 能な反応性官能基を含む側鎖を有するポリエーテル共重合体である。 本発 明のポリエーテル共重合体は、 2種以上のモノマーから形成される共重合 体である。
繰り返し単位 （C) を形成する反応性ゲイ素基を有する単量体は、 式 (III一 a— 1) ：
CH2-CH-R2
\ I (I I I一 a— 1)
0
[式中、 R2は反応性ゲイ素含有基である。 ]
または式 （III一 a - 2) ：
Figure imgf000008_0001
V
[式中、 R3は反応性ゲイ素含有基である。 ] で示されることが好ましい。
(I I I一 a— 1) で表される反応性ゲイ素基含有モノマーは、 好まし くは （I I I一 a— 1一 1) および （I I I一 a— 1— 2) で示される化 合物である。
CH2-CH-CH2-0- (CH2) ffl-Si-Rs (I I I - a - 1 - 1 )
\ I ；6
0 Λ
I
CHo-CH- (CH2) m-Si-r (I I I一 a— 1— 2)
(I I I -a-2)式で表される反応性ゲイ素基含有モノマーは、 好ま しくは （I I I— a— 2— 1) で示される化合物である。
(I I I一 a— 2— 1)
Figure imgf000009_0001
\ /
0
式 （I I I— a— 1— 1) 、 （I l l -a— 1— 2) および （I I I一 a-2- 1)式において R4、 R5、 R6 は各々同一であっても、 異なって いてもよいが、 少なくとも一個がアルコキシ基であり、 残りがアルキル某 である。 mは 1〜6を表す。
( I I I _ a— 1— 1 ) 式で表されるモノマーの例には、 1-ク"リ シ ドキ シメチル卜 リメ トキシシラン、 1-グリシ ドキシメチルメチルジメ トキシシ ラン、 2-グリ シドキシェチルト リメ トキシシラン、 2_グリ シ ドキシェチル メチルジメ トキシシラン、 3 -グリ シドキシプロピルメチルジメ トキシシラ ン、 3-グリ シ ドキシプロピル卜 リメ トキシシラン、 4-グリ シ ドキシブチル メチルジメ トキシシラン、 4-グリ シドキシブチルメチルトリメ トキシシラ ン、 6-グリ シ ドキシへキシルメチルジメ トキシシラン、 6-ダリ シ ドキンへ キンルメチルトリメ トキシシランなどが挙げられる。
( I I I 一 a— 1— 2 ) 式で表されるモノマーの例には、 3- (1，2—ェポ キシ）プロビルトリメ トキシシラン、 3 -（1, 2—エポキシ）プロピルメチルジ メ トキシンラン、 3-(1, 2—エポキシ）プロピルジメチルメ トキシンラン、 4 -(1, 2—エポキシ）プチルト リメ トキシンラン、 4- (1, 2—エポキシ）ブチル メチルジメ トキシシラン、 5 -（1, 2—エポキシ）ペンチルトリメ トキシシラ . ン、 5- (1, 2—エポキシ）ペンチルメチルジメ トキシシラン、 6- (1, 2—ェポ キシ）へキシルトリメ トキシンラン、 6-(1, 2—エポキシ）へキンルメチルジ メ トキシシランなどが挙げられる。
( I I I - a - 2 - 1 ) 式で表されるモノマーの例には、 卜（3, 4 -ェポ キシシクロへキンル）メチルト リメ トキシシラン、 1- (3, 4-エポキシシクロ へキシル）メチルメチルジメ トキシシラン、 2_(3, 4-エポキシシクロへキシ ノレ）ェチルトリメ トキシシラン、 2- (3, 4-エポキシシクロへキンル）ェチル メチルジメ 卜キシシラン、 3- (3, 4-エポキシシクロへキシル）プロピルトリ メ トキシシラン、 3-(3, 4-エポキシシクロへキシル）プロピルメチルジメ ト キシシラン、 4- (3, 4-エポキシシクロへキシル）ブチルトリメ トキシシラン、 4 -（3, 4-エポキシシクロへキシル）プチルメチルジメ トキシシランなどが挙 げられる。
これらの中で、 3-グリシドキシプロピルトリメ トキシシラン、 3-グリシ ドキシプロピルメチルジメ 卜キシシラン、 4- (1, 2-エポキシ）プチルトリメ トキシシラン、 5-(1, 2-エポキシ）ペンチル卜リメ トキシンラン、 及び 2- (3， 4 -エポキシシクロへキンル）ェチルトリメ トキシシランが特に好ましい。 繰り返し単位 （C) を形成する 2つのエポキシ基を有する単量体は、 式 ( I I I -b) ：
( III一 b )
Figure imgf000011_0001
[式中、 R7は、 2価の有機基である。 ]
で示されることが好ましい。 R7は、 水素、 炭素、 酸素から選ばれた元素 よりなる有機基であることが好ましい。
式 （ I I I一 b) における R 7基が、
一 CH2— 0— (CHA1 - CHA2—〇）m - CH2 -、
_(CH2)
-CH20-Ph-OCH2-
[式中、 A1および A2は水素またはメチル基であり、 Phはフエ二レン基 であり、 mは 0~12の数である。 ]
であることが好ましい。
2つのエポキシ基を有する単量体は、 次式 （ I I I— b— 1) 、 （I I I -b- 2) および （I I I一 b— 3) で示される化合物であることが好 ましい。
Figure imgf000012_0001
( III-b-2 )
Figure imgf000012_0002
Figure imgf000012_0003
上記 （ I I I— b— 1) ( I I I -b-2) および （ I I I— b— 3) において、 、 A2は水素原子又はメチル基であり、 mは 0〜12の数を 表す。
( I I I— b— 1 )で表されるモノマーには、 2, 3-エポキシプロピル- 2', 3' -エポキシ- 2' -メチルプロピルエーテル、 エチレングリ コール- 2, 3-ェポ キシプロピル- 2' , 3' -エポキシ- 2' -メチルプロピルエーテル、 及びジェチ レングリ コ一ル -2, 3-エポキシプロピル -2' , 3' -ェポキシ -2' -メチルプロピ ルエーテルなどが挙げられる。 （ I I I一 b— 2) 式で表されるモノマー には、 2-メチル -1, 2， 3， 4-ジエポキシブタン、 2-メチル -1， 2， 4, 5-ジェポキ シペンタン、 及び 2-メチル -1， 2, 5, 6-ジエポキシへキサンなどが挙げられ る。 （ I I I一 b— 3) 式で表されるモノマーには、 ヒ ドロキノン- 2,3- エポキシプロピル- 2' , 3' -エポキシ- 2' -メチルプロピルエーテル、 及び力 テコール- 2, 3-エポキシプロピル- 2' ， 3' -エポキシ- 2' -メチルプロピルエー テルなどが挙げられる。
その中でも、 特に 2, 3-エポキシプロピル- 2' , 3' -エポキシ- 2' -メチルプ 口ピルエーテル、 及びエチレングリコール- 2， 3-エポキシプロピル- 2' , 3' - エポキシ- 2' -メチルプロピルエーテルが好ましい。
繰り返し単位 （C ) を形成するエチレン性不飽和基を有する単量体は、 式 （ I I I — c ) ：
CH2-CH-R 8
\ I
0
[式中、 R 8はエチレン性不飽和基を有する基である。 ]
で示されることが好ましい。
エチレン性不飽和基含有モノマ一としては、 ァリルグリ シジルエーテル、 4-ビニルシクロへキシルグリ シジルエーテル、 α -テルビ二ルグリ シジル エーテル、 シクロへキセニルメチルグリシジルエーテル、 ρ -ビニノレベン ジルグリシジルエーテル、 ァリルフエ二ルグリ シジルエーテル、 ビニルダ リ シジルエーテル、 3, 4-エポキシ- 1-ブテン、 3, 4-エポキシ- 1-ペンテン、 4, 5-エポキシ- 2-ペンテン、 1, 2-エポキシ- 5， 9-シクロ ドデカジエン、 3, 4- エポキシ- 1-ビニルシクロへキセン、 1, 2-エポキシ- 5-シクロォクテン、 了 ク リル酸グリ シジル、 メタクリル酸グリシジル、 ソルビン酸グリ シジル、 ゲイ皮酸グリ シジル、 クロ トン酸グリ シジル、 グリシジル -4-へキセノエ ー ト、 1 ~ 1 2個のォキシエチレン鎖を持つォリゴエチレングリコールグ リ シジルエーテルァクリ レー ト、 1 〜 1 2個のォキシエチレン鎖を持つォ リゴェチレングリコールグリシジルエーテルメタクリ レー ト、 1 ~ 1 2個 のォキシエチレン鎖を持つォリゴエチレングリコールァリルグリ シジルェ 一テル、 または
Figure imgf000014_0001
(n = 1〜 ： L 2)
が用いられる。 好ましくは、 ァリルグリシジルエーテル、 アクリル酸グリ シジル、 メタクリル酸グリシジルが挙げられる。
ハロゲン原子を有する単量体 （C) は、 式 （ I I I _ d) ：
CHz-CH-R9
\ I ( I I I -d)
0
[式中、 R9は少なくとも 1つのハロゲン原子を有する基である。 ] で示されることが好ましい。
ハロゲン原子を有する単量体の例は、
レ H 2 ~Cn~Cn 2~X
\ I
0
[式中、 Xはハロゲン原子、 特に臭素（Br) またはヨウ素（ I )である。] である。
繰り返し単位 （A) を形成する単量体 （I) における側鎖部分のォキシ エチレン単位の重合度 nは 1〜12、 例えば、 1〜6が好ましい。 重合度 nが 12を越えると得られた固体電解質のイオン伝導性が低下し好ましく ない。 単量体 （I) において Rリま、 メチル基、 ェチル基、 プロピル基、 ブチル基、 ペンチル基、 へキシル基、 ァリル基、 シクロへキシル基であつ てよい。
ポリエーテル共重合体の分子量は、 加工性、 成形性、 機械的強度、 柔軟 性を得るためには数平均分子量 1万〜 2 0 0万、 例えば 5万〜 2 0 0万、 好ましくは 1 0万〜 2 0 0万のものが適する。 数平均分子量が 1万より小 さいと、 機械的強度を維持するため、 また、 高温での流動を防ぐために架 橋密度を高くする必要が生じ、 得られた電解質のイオン伝導性が低下する また 2 0 0万を越えると加工性、 成形性に問題を生ずる。
反応性官能基が反応性ゲイ素基である共重合体の架橋方法としては、 反 応性ゲイ素基と水との反応によって架橋できる。 反応性を高めるには、 ジ ブチルスズジラウレート、 ジブチルスズマレート、 ジブチルスズジァセテ —ト、 ォクチル酸スズ、 ジブチルスズァセチルァセトナー卜等のスズ化合 物、 テトラブチルチタネ一卜、 テトラプロピルチタネート等のチタン化合 物、 アルミニウムトリスァセチルァセトナート、 アルミニウムトリスェチ ルァセトアセテート、 ジィソプロポキシアルミニウムェチルァセトァセテ ―ト等のアルミニウム等のアルミニウム化合物などの有機金属化合物、 あ るいは、 ブチルァミン、 ォクチルァミン、 ラウリルァミン、 ジブチルァミ ン、 モノエタノールァミン、 ジエタノールァミン、 トリエタノールァミン、 ジエチレントリァミン、 トリエチレンテトラァミン、 シクロへキシルアミ ン、 ベンジルァミン、 ジェチルァミノプロピルァミン、 グァニン、 ジフエ 二ルグァニン等のァミン系化合物などを触媒として用いても良い。
反応性官能基がエポキシ基である共重合体の架橋方法においてはポリ アミン類、 酸無水物類などが用いられる。
ポリアミ ン類としては、 ジエチレン卜リアミン、 ジプロピレントリアミ ン、 トリエチレンテトラミン、 テトラエチレンペン夕ミン、 ジメチルアミ ノプロピルァミン、 ジェチルァミノプロピルァミン、 ジブチルァミノプロ ピルァミン、 へキサメチレンジァミン、 N-アミノエチルピペラジン、 ビ ス-ァミノプロピルピぺラジン、 トリメチルへキサメチレンジァミン、 ィ ソフタル酸ジヒ ドラジドなどの脂肪族ポリアミン、 4， 4' -ジアミノジフエ ニルエーテル、 ジァミ ノジフエニルスルホン、 m-フェニレンジァミ ン、 2, 4-トルィレンジアミ ン、 m-卜ルイレンジァミ ン、 0-トルィレンジアミ ン、 キシリレンジァミンなどの芳香族ポリアミン等が挙げられる。 ポリアミン の添加量はポリアミ ンの種類により異なる力 通常、 可塑剤を除いた組成 物全体の 0 . 1〜1 0重量％の範囲である。
酸無水物類としては、 無水マレイン酸、 無水ドデセニルこはく酸、 無水 ク口レンデック酸、 無水フタル酸、 無水ピロメ リッ ト酸、 へキサヒ ドロ無 水フタル酸、 メチルへキサヒ ドロ無水フタル酸、 テ卜ラメチレン無水マレ ィン酸、 テトラヒ ドロ無水フタル酸、 メチルテトラヒ ドロ無水フタル酸、 無水トリメ リ ッ ト酸等が挙げられる。 酸無水物類の添加量は酸無水物の種 類により異なるが、 通常、 可塑剤を除いた組成物全体の 0 . 1〜1 0重量
%の範囲である。 これらの架橋には促進剤を用いても良く、 ポリアミン類 の架橋反応にはフヱノール、 クレゾール、 レゾルシン、 ピロガロール、 ノ ニルフエノール、 2, 4, 6 -卜リス（ジメチルアミ ノメチル）フエノールなどが あり、 酸無水物類の架橋反応にはべンジルジメチルァミ ン、 2， 4， 6-卜リス (ジメチルァミノメチル）フヱノール、 2- (ジメチルァミノェチル）フヱノ一 ル、 ジメチルァニリン、 2-ェチル -4-メチルイミダゾ一ルなどがある。 促 進剤の添加量は促進剤により異なるが、 通常、 架橋剤の 0 . 1〜1 0重量 %の範囲である。
反応性官能基がエチレン性不飽和基である共重合体の架橋方法としては、 有機過酸化物、 ァゾ化合物等から選ばれるラジカル開始剤、 紫外線、 電子 線等の活性エネルギー線が用いられる。 更には、 水素化ゲイ素を有する架 橋剤を用いる事もできる。
有機過酸化物としては、 ケトンパーォキサイ ド、 バーオキシケタール、 ハイ ドロパーォキサイ ド、 ジアルキルパーォキサイ ド、 ジァシルバーォキ サイ ド、 パーォキシエステル等、 通常架橋用途に使用されているものが用 いられ、 これらを列挙すれば、 メチルェチルケトンパーオキサイ ド、 シク 口へキサノンパーォキサイ ド、 1, 1-ビス（t-ブチルパーォキシ）-3, 3, 5 -卜 リメチルシクロへキサン、 2， 2-ビス（t-ブチルバーオキン）オクタン、 n-ブ チル- 4, 4-ビス（t-ブチルパーォキシ）バレレート、 t-ブチルハイ ドロパー ォキサイ ド、 クメンハイ ドロパーォキサイ ド、 2. 5-ジメチルへキサン- 2, 5 -ジハイ ドロパーォキサイ ド、 ジ- 1-ブチルパーォキサイ ド、 t-ブチルクミ ルパーォキサイ ド、 ジクミルパーォキサイ ド、 a ,ひ' -ビス（t-ブチルパー ォキシ - m-ィソプロピル）ベンゼン、 2, 5-ジメチル- 2, 5-ジ（t-ブチルバ一ォ キシ）へキサン、 2, 5-ジメチル- 2, 5-ジ（t-ブチルバ一ォキシ）へキサン、 ベ ンゾィルパ一ォキサイ ド、 t-ブチルパーォキシイソプロピルカーボネート 等が挙げられる。 有機過酸化物の添加量は有機過酸化物の種類により異な るが、 通常、 可塑剤を除いた組成物全体の 0 . 1〜1 0重量％の範囲内で あ 。
ァゾ化合物としてはァゾニ卜リル化合物、 ァゾァミ ド化合物、 ァゾァミ ジン化合物等、 通常架橋用途に使用されているものが用いられ、 これらを 列挙すれば、 2, 2' -Ύゾビスィソブチロニ卜リル、 2, 2' -ァゾビス（2-メチ ルブチロニトリル）、 2, 2' -ァゾビス（4-メ トキシ -2, 4-ジメチルバレロニ卜 リル）、 2, 2' -ァゾビス（2, 4-ジメチルバレロニトリル）、 1， 1' -ァゾビス（シ クロへキサン- 1-カルボ二トリル）、 2- (力ルバモイルァゾ）ィソブチロニト リル、 2-フヱ二ルァゾ -4-メ トキシ -2, 4-ジメチル-バレロ二トリル、 2， 2- ァゾビス（2-メチル -N-フヱニルプロピオンアミジン）二塩酸塩、 2, 2' -ァ ゾビス [N-(4-クロロフヱニル） -2-メチルプロピオンァミジン）二塩酸塩、 2, 2' -ァゾビス [N-ヒ ドロキシフエニル） -2-メチルプロピオンァミジン]二 塩酸塩、 2, 2' -ァゾビス [2-メチル- N- (フヱニルメチル）プロピオンァミ ジ ン]二塩酸塩、 2, 2'-ァゾビス [2メチル- N-(2- 7°口べニル）プロピオンァミ ジン]二塩酸塩、 2,2' -ァゾビス（2-メチルプロピオンァミ ジン）二塩酸塩、 2, 2'-ァゾビス [N-(2-ヒ ドロキシェチル） -2-メチルプロピオンァミ ジン] 二塩酸塩、 2, 2' -ァゾビス [2- (5-メチル -2-ィ ミグゾリ ン -2-ィル）プロパン] 二塩酸塩、 2, 2'-ァゾビス [2-(2-ィ ミダゾリ ン- 2-ィル）プロパン]二塩酸塩、 2, 2'-ァゾビス [2- 5, 6， 7-テトラヒ ドロ- 1H- 1，3-ジァゼピン- 2-ィノレ）プ 口パン]二塩酸塩、 2, 2'-ァゾビス [2- (3, 4， 5， 6-テトラヒ ドロピリ ミ ジン- 2 -ィル）プロパン]二塩酸塩、 2, 2' -ァゾビス [2- (5-ヒ ドロキシ- 3, 4, 5， 6 -テ トラヒ ドロピリ ミ ジン- 2-ィノレ）プロパン]二塩酸塩、 2, 2' -ァゾビス {2 - [ト (2-ヒ ドロキシェチル） -2-ィ ミダゾリ ン- 2 -ィル]プロパン） 二塩酸塩、 2,2 '-ァゾビス [2-(2_ィ ミダゾリ ン- 2-ィル）プロパン]、 2， 2'-ァゾビス {2-メ チル- N- [1,卜ビス（ヒ ドロキシメチル） - 2-ヒ ドロキシェチル]プロピオン アミ ド}、 2,2'-ァゾビス {2メチル - N- [1, 1-ビス （ヒ ドロキシメチル）ェ チル]プロピオンアミ ド}、 2, 2'-ァゾビス [2-メチル -N- (2 -ヒ ドロキシェ チル）プロピオンアミ ド]、 2, 2'-ァゾビス（2-メチルプロピオンアミ ド）ジ ハイ ドレー ト、 2, 2'-ァゾビス（2, 4， 4-トリメチルペンタン）、 2， 2'-ァゾビ ス（2-メチルプロパン）、 ジメチル、 2， 2'-ァゾビスイソブチレ一 卜、 4,4'- ァゾビス（4-シァノ吉草酸）、 2， 2'-ァゾビス [2- (ヒ ドロキシメチル）プロピ ォニトリル]等が挙げられる。 ァゾ化合物の添加量はァゾ化合物の種類に より異なるが、 通常、 可塑剤を除いた組成物全体の 0.1~10重量％の 範囲内である。
紫外線等の活性エネルギー線照射による架橋においては、 （I I I一 c) 式で表されるモノマー成分のうちァクリル酸グリ シジルエーテル、 メタク リル酸グリシジルェ一テル、 ゲイ皮酸グリ シジルェ一テルが特に好ましい。 また、 增感助剤としてジェトキシァセ トフヱノ ン、 2-ヒ ドロキシ- 2-メチ ル-卜フエニルプロパン- 1-オン、 ベンジルジメチルケタール、 1-(4-イソ プロピルフヱニル）- 2-ヒ ドロキン- 2-メチルプロパン- 1-オン、 4- (2-ヒ ド 口キシェトキシ）フヱニル-（2-ヒ ドロキシ- 2-プロピル）ケ トン、 2, 2-ジメ トキシ -1, 2-ジフヱニルエタン- 1-ォン、 1-ヒ ドロキシシクロへキシル -フェ 二ルケ トン、 2-メチル -2-モルホリノ（4-チオメチルフヱニル）プロパン - 1- オン等のァセトフエノ ン類、 ベンゾィン、 ベンゾィンメチルエーテル、 ベ ンゾインェチルエーテル、 ベンゾインイソプロピルエーテル、 ベンゾイン イソブチルエーテル等のベンゾインエーテル類、 ベンゾフエノ ン、 0-ベン ゾィル安息香酸メチル、 4-フヱニルベンゾフヱノ ン、 ヒ ドロキシベンゾフコ ノン、 4-ベンゾィル -4' -メチルージフヱ二ルザルフアイ ド、 アルキル化 ベンゾフエノン、 3， 3' , 4, 4' -テ トラ（t-ブチルパーォキシカルボニル）ベン ゾフヱノン、 4 -べンゾィノレ- N、N-ジメチノレ- N- [2- (卜ォキソ -2 -プロぺニ ルォキシ）ェチル]ベンゼンメタナミニゥムブロミ ド、 （4-ベンゾィルベン ジル）トリメチルアンモニゥムクロイ ド等のベンゾフヱノ ン類、 2-ィソプ ロピルチオキサントン、 2， 4-ジメチルチオキサントン、 2， 4-ジェチルチオ キサントン、 2， 4-ジクロロチォキサントン等のチォキサントン類、 アジド ピレン、 3-スルホニルアジド安息香酸、 4-スルホニルアジド安息香酸、 2， 6-ビス（4' -アジドベンザル）シクロへキサノン -2， 2' -ジスルホン酸 （ナ卜 リゥム塩）、 P-アジドベンズアルデヒ ド、 P-アジ ドアセ トフエノ ン、 P-ァ ジドベンゾィン酸、 P-ァジ ドベンザルァセトフヱノン、 p-ァジ ドベンザル ァセトン、 4， 4' -ジアジドカルコン、 1, 3-ビス（4' -アジ ドベンザル）ァセト ン、 2, 6-ビス（4， -アジドベンザル）シクロへキサノ ン、 2, 6-ビス（4-アジ ド ベンザル） 4 -メチルシクロへキサノ ン、 4， 4' -ジアジ ドスチルベン- 2， 2' -ジ スルホン酸、 1, 3-ビス（4' -アジドベンザル） _2-プロパノン- 2' -スルホン酸、 1, 3-ビス（4' -アジ ドシンナシリデン） -2-プロパノ ン等のアジ ド類等を任意 に用いることができる。
架橋助剤としてエチレングリコールジァク リ レー ト、 エチレングリ コー ルジメ夕ク リ レー ト、 オリゴエチレングリコールジァク リ レー ト、 オリゴ エチレングリコールジメタクリ レー ト、 プロピレングリ コールジァク リ レ ― 卜、 プロピレングリコールジメタク リ レー 卜、 ォリゴプロピレングリコ —ルジァク リ レー ト、 オリゴプロピレングリコールジメタク リ レー ト、 1， 3-ブチレングリコールジァク リ レー 卜、 1, 4-フ"チレングリコールジァク リ レート、 1, 3 -グリセロールジメタク リ レート、 1, 1, 1-ト リメチロールプロ ノヽ 'ンジメタク リ レー ト、 1, 1, 1-トリメチロールエタンジアタ リ レー ト、 ぺ ンタエリスリ トールトリメタク リ レー 卜、 1, 2, 6-へキサン 卜 リアク リ レー 卜、 ソルビトールぺンタメタク リ レー ト、 メチレンビスアク リルアミ ド、 メチレンビスメタク リルァミ ドジビニルベンゼン、 ビニルメタク リ レー ト、 ビニルクロ 卜ネー ト、 ビニルァクリ レー 卜、 ビニルアセチレン、 トリ ビニ ルベンゼン、 トリァリルシアニルスルフィ ド、 ジビニルエーテル、 ジビニ ルスルホエーテル、 ジァリルフタレート、 グリセロールト リ ビニルエーテ ル、 ァリルメタリクレー ト、 ァリルアクレート、 ジァリルマレ一ト、 ジァ リルフマレ一 ト、 ジァリルイタコネ一ト、 メチルメタク リ レー ト、 ブチル ァクリ レー ト、 ェチルァクリ レート、 2-ェチルへキシルァク リ レー ト、 ラ ゥリルメタクリ レー ト、 エチレングリコールァク リ レー ト、 卜リアリルィ ソシァヌ レート、 マレイ ミ ド、 フエニルマレイ ミ ド、 p -キノ ンジォキシム、 無水マレイン酸、 ィタコン酸、 等を任意に用いることができる。
エチレン性不飽和基を架橋する水素化ゲイ素を有する化合物としては、 少なくとも 2個の水素化ゲイ素を有する化合物が用いられる。 特にポリシ ロキサン化合物またはポリシラン化合物が良い。 ポリシロキサン化合物としては （a— 1) 式もしくは （a— 2) 式で表 される線状ポリシロキサン化合物、 又は （a— 3) 式で表される環状ポリ シロキサン化合物がある。
)
Figure imgf000021_0001
但し、 （a— 1) 式〜 （a— 3) 式に於いて R11, R12, R13, R14, R15, R16, R17, R18 および R19は水素原子または炭素数 1〜12のアルキル基 またはアルコキシ基を表し、 n≥2、 m≥0、 2≤m+n 300を表す。 アルキル基としては、 メチル基、 ェチル基などの低級アルキル基が好まし い。 アルコキシ基としては、 メ トキシ基、 エトキン基などの低級アルコキ シ基が好ましい。
シラン化合物としては （b— 1) 式で表される線状シラン化合物が用い られる。
( b — D
Figure imgf000022_0001
但し、 （b— 1 ) 式に於いて E2 (), R2 1 , R2 2, E23及び R24 は水素原子ま たは炭素数 1〜1 2のアルキル基またはアルコキシ基を表し、 η≥2、 αι ≥0、 2≤m + n≤ 1 0 0を表す。
ヒ ドロンリル化反応の触媒の例としては、 パラジウム、 白金などの遷移 金属あるいはそれらの化合物、 錯体が挙げられる。 また、 過酸化物、 アミ ン、 ホスフィンも用いられる。 最も一般的な触媒はジクロ口ビス（ァセト 二ト リル）パラジゥム （ I I ) 、 クロロ ト リス（ト リフエニルホスフィ ン） ロジウム （I ) 、 塩化白金酸が挙げられる。
ハロゲン原子 （例えば、 臭素またはヨウ素原子） 含有の共重合体の架橋 方法としては、 ボリアミ ン類、 メルカプトイミダゾリン類、 メルカプトピ リ ミジン類、 チォゥレア類、 ポリメルカブタン類等の架橋剤が用いられる c ポリアミン類としては、 へキサメチレンジアミンカーバメート、 トリェチ レンテトラミン、 テトラエチレンペンタミン、 エチレンジァミンカーバメ ー ト、 ジエチレントリァミ ン、 ジプロピレント リァミ ン、 ジメチルァミノ プロピルァミン、 ジェチルァミノプロピルァミ ン、 ジブチルァミノプロピ ルァミ ン、 へキサメチレンジァミン、 トリメチルへキサメチレンジァミン、 ジァミノジフエニルスルホン、 m -フエ二レンジァミン、 2, 4-トルィレンジ ァミ ン、 m-トルィレンジァミ ン、 0-トルイレンジアミ ン、 キシリ レンジァ ミ ン等が挙げられる。 メルカプトイミダゾリン類としては 2 -メルカプトイ ミダゾリン、 4-メチル -2-メルカプトイミダゾリン、 5-ェチル -4-ブチル -2 -メルカプトイミダゾリン等が挙げられる。 メルカプトピリ ミジン類とし ては 2-メルカプトピリ ミ ジン、 4， 6-ジメチル- 2-メルカプ卜ピリ ミ ジン、 5 -プチル -2-メルカプトピリ ミジン等が挙げられる。 チォゥレア類としては チォゥレア、 エチレンチォゥレア、 ジブチルチオゥレア、 ト リメチルチオ ゥレア、 トリェチルチオゥレア、 トリプチルチオゥレアなどが挙げられる。 ポリメルカプタン類としては 2-ジブチルァミノ- 4， 6-ジメチルカプト- s - ト リアジン、 2 -フエニルァミ ノ- 4, 6-ジメルカプト トリァジン、 2, 5-ジメ ルカプト- 1, 3, 4-チアブール、 1， 10-デカンジチオール、 2, 3-ジメチルカプ トビラジン、 2, 3-ジメルカプトキノキサリ ン、 6-メチルキノキサリ ン- 2， 3 -ジチォカーボネー卜等が挙げられる。 架橋剤の添加量は架橋剤の種類に より異なるが、 通常、 可塑剤を除いた組成物全体の 0. 1 ~ 3 0重量％の 範囲である。
また、 高分子固体電解質に更に受酸剤となる金属化合物を添加すること は、 ハロゲン含有ポリマーの熱安定性の見地から有効である。 このような 受酸剤となる金属酸化物としては、 周期律表第 II族金属の酸化物、 水酸化 物、 炭酸塩、 カルボン酸塩、 ゲイ酸塩、 ホウ酸塩、 亜リン酸塩、 周期律表 V l a族金属の酸化物、 塩基性炭酸塩、 塩基性カルボン酸塩、 塩基性亜リ ン酸塩、 塩基性亜硫酸塩、 三塩基性硫酸塩等がある。 具体的な例としては、 マグネシア、 水酸化マグネシウム、 水酸化バリウム、 炭酸マグネシウム、 炭酸バリウム、 生石灰、 消石灰、 炭酸カルシウム、 ゲイ酸カルシウム、 ス テアリン酸カルシウム、 ステアリン酸亜鉛、 フタル酸カルシウム、 亜リン 酸マグネシウム、 亜リン酸カルシウム、 亜鉛華、 酸化錫、 リサージ、 鉛丹、 鉛白、 二塩基性フタル酸鉛、 二塩基性炭酸鉛、 ステアリン酸錫、 塩基性亜 リン酸鉛、 塩基性亜リン酸錫、 塩基性亜硫酸鉛、 三塩基性硫酸鉛等を挙げ ることができる。 上記酸受酸剤となる金属化合物の配合量は種類により異 なるが、 通常、 可塑剤を除いた組成物全体の 0.1〜30重量％の範囲で あ 。
本発明において用いられる電解質塩化合物は、 ポリエーテル共重合体又 は該共重合体の架橋体、 および可塑剤からなる混合物に可溶であることが 好ましい。 本発明においては、 以下に挙げる塩化合物が好ましく用いられ o
即ち、 金属陽イオン、 ァンモニゥムイオン、 アミジニゥムイオン、 及び グァニジゥムイオンから選ばれた陽イオンと、 塩素イオン、 臭素イオン、 ヨウ素イオン、 過塩素酸イオン、 チォシアン酸イオン、 テ トラフルォロホ ゥ素酸イオン、 硝酸イオン、 A s F6—、 P F6 、 ステアリルスルホン酸ィ オン、 ォクチルスルホン酸イオン、 ドデシルベンゼンスルホン酸イオン、 ナフタレンスルホン酸イオン、 ドデシルナフタレンスルホン酸イオン、 7， 7,8,8-テトラシァノ-0-キノジメタンィォン、 1503-、
(X1S02)(X2S02)N\ (X1S02)(X2S02)(X3S02)C\ 及び (X1S02)(X2S02)YC- から選ばれた陰イオンとからなる化合物が 挙げられる。 但し、 X X2、 X3及び Yは電子吸引性基である。 好まし くは X X2、 及び X3は各々独立して炭素数が 1から 6迄のパーフルォ 口アルキル基又はパーフルォロアリール基であり、 Yはニトロ基、 ニトロ ソ基、 カルボニル基、 カルボキシル基又はシァノ基である。 X1、 X2及び X3は各々同一であっても、 異なっていてもよい。 金属陽イオンとしては 遷移金属の陽イオンを用いる事ができる。 好ましくは Mn、 Fe、 Co、 N i、 Cu、 Z n及び A g金属から選ばれた金属の陽イオンが用いられる c 又、 L i、 Na、 K、 Rb、 C s、 Mg、 Ca及び B a金属から選ばれた 金属の陽イオンを用いても好ましい結果が得られる。 電解質塩化合物とし て前述の化合物を 2種類以上併用することは自由である。 可塑剤は、 非プロ トン性有機溶媒、 または数平均分子量が 2 0 0〜5 0 0 0の直鎖型または分岐型のポリアルキレンダリ コールの誘導体もしくは 金属塩又は該誘導体の金属塩である。
非プロ 卜ン性有機溶媒としては、 非プロ トン性のエーテル類及びエステ ル類が好ましい。 具体的には、 プロピレンカーボネー ト、 ァ -プチロラク トン、 ブチレンカーボネー ト、 エチレンカーボネー ト、 ジメチルカーボネ 一卜、 ェチルメチルカーボネート、 ジェチルカ一ボネー ト、 1, 2-ジメ トキ シェタン、 1, 2-ジメ トキプロパン、 3-メチル -2-ォキサゾリ ドン、 テ トラ ヒ ドロフラン、 2-メチルテ トラヒ ドロフラン、 1, 3-ジォキソラン、 4, 4 -メ チル -1, 3-ジォキソラン、 tert-ブチルエーテル、 iso-ブチルエーテル、 1， 2-エトキシメ トキシェタン、 エチレングリコールジメチルエーテル、 ェチ レングリコールジェチルエーテル、 トリエチレングリコールジメチルェ一 テル、 トリエチレングリコールジェチルエーテル、 テ トラエチレングリコ ールジメチルエーテル、 テトラエチレングリコ一ルジェチルエーテル、 ェ チレングライム、 エチレンジグライム、 メチルテトラグライム、 メチルト リグライム、 メチルジグライム、 ギ酸メチル、 酢酸メチル、 プロピオン酸 メチル等が挙げられ、 これらの 2種以上の混合物を用いても良い。 特に好 ましいのはプロピレンカーボネート、 ァ -プチロラク トン、 ブチレンカー ボネート、 3-メチル -2-ォキサゾリ ンである。 又 トリエチレングリコール ジメチルエーテル、 トリエチレングリコ一ルジェチルエーテル、 テトラエ チレングリコールジメチルェ一テル、 テトラエチレングリコールジェチル エーテルも特に好ましい有機溶媒である。
直鎖型または分岐型のポリアルキレングリコールの誘導体あるいは金属 塩、 又は該誘導体の金属塩としては数平均分子量が 2 0 0〜5 0 0 0のポ リアルキレングリコールから得られるものである。 ポリアルキレングリコ —ルとしてはポリエチレングリコール又はポリプロピレングリコール等が 挙げられ、 その誘導体としては炭素数 1 ~ 8のアルキル基、 炭素数 3〜8 のアルケニル基からなるエステル誘導体又はエーテル誘導体がある。
誘導体の内、 エーテル誘導体としてはジメチルエーテル、 ジェチルェ一 テル、 ジプロピルエーテル、 ジァリルエーテル等のジエーテル類、 エステ ル誘導体としてはジメタクリル酸エステル、 ジ酢酸エステル、 ジアクリル 酸エステル等のジエステル類を挙げることができる。
誘導体の金属塩としては、 モノメチルエーテル、 モノェチルエーテル、 モノプロピルエーテル、 モノブチルェ一テル、 モノへキシルエーテル、 モ ノ- 2-ェチル -へキシルエーテル、 モノアリルエーテル等のモノエーテル類、 及びモノ酢酸エステル、 モノアクリル酸エステル、 モノメ夕クリル酸エス テル等のモノエステル類のナトリウム、 リチウム、 ジアルキルアルミニゥ ム塩等がある。
金属塩としてはポリアルキレングリコールのナトリウム、 リチウム、 ジ アルキルアルミニウム塩等を挙げることができる。
使用するポリアルキレングリコールの数平均分子量の更に好ましい範囲 は 2 0 0 ~ 2 0 0 0である。
本発明において、 電解質塩化合物の使用量は、 電解質塩化合物のモル数 /ォキンエチレン単位の総モル数 （ポリエーテル共重合体の主鎖及び側鎖 を含めたォキシエチレン単位の総モル数） の値が 0 . 0 0 0 1〜5、 好ま しくは 0. 0 0 1〜0. 5の範囲がよい。 この値が 5を越えると加工性、 成 形性及び得られた固体電解質の機械的強度や柔軟性が低下し、 さらにィォ ン伝導性も低下する。
可塑剤の配合割合は任意であるが、 ポリエーテル共重合体 1 0 0重量部 に対して、 1〜2 0 0 0重量部、 例えば 1 0〜10 0 0重量部、 特に 1 0 〜5 0 0重量部が好ましい。
高分子固体電解質を使用する際に難燃性が必要な場合には、 難燃剤を使 用できる。 難燃剤として、 臭素化エポキシ化合物、 テ卜ラブロムビスフエ ノール A、 塩素化パラフィ ン等のハロゲン化物、 三酸化アンチモン、 五酸 化アンチモン、 水酸化アルミニウム、 水酸化マグネシウム、 リ ン酸エステ ル、 ポリ リン酸塩、 及びホウ酸亜鉛から選択して有効量を添加する。 本発明の高分子固体電解質の製造方法は特に制約はないが、 通常夫々の 成分を機械的に混合すればよい。 架橋を必要とする多元共重合体の場合に は、 それぞれの成分を機械的に混合後、 架橋させるなどの方法によって製 造されるが、 架橋後に可塑剤に長時間浸潰して含浸させても良い。 機械的 に混合する手段としては、 各種ニーダ一類、 オープンロール、 押出機など を任意に使用できる。
反応性官能基が反応性ゲイ素基である場合に、 架橋反応に用いられる水 の量は、 雰囲気中の湿気によっても容易に起こるので特に制限されない。 短時間冷水又は温水浴に通すか、 又はスチーム雰囲気にさらす事で架橋す る事もできる。
反応性官能基がエポキシ基含有基である共重合体の場合に、 ポリアミ ン 又は酸無水物を利用した場合、 1 0〜2 0 0 °Cの温度の条件下 1 0分〜 2 0時間で架橋反応が終了する。
反応性官能基がエチレン性不飽和基である場合に、 ラジカル開始剤を利 用すると、 1 0 °C〜2 0 0 eCの温度条件下 1分〜 2 0時間で架橋反応が終 了する。 また、 紫外線等のエネルギー線を利用する場合、 一般には增感剤 が用いられる。 通常、 1 0 °C〜1 5 0 °Cの温度条件下 0 . 1秒〜 1時間で 架橋反応が終了する。 水素化ゲイ素を有する架橋剤では 1 0 °C〜1 8 0 °C の温度条件下 1 0分〜 1 0時間で架橋反応が終了する。 電解質塩化合物および可塑剤をポリエーテル共重合体に混合する方法は 特に制約されないが、 電解質塩化合物および可塑剤を含む有機溶媒にポリ エーテル共重合体を長時間浸漬して含浸させる方法、 電解質塩化合物およ び可塑剤をボリエーテル共重合体へ機械的に混合させる方法、 ポリエーテ ル共重合体および電解質塩化合物を可塑剤に溶かして混合させる方法ある いはポリエ一テル共重合体を一度他の有機溶媒に溶かした後、 可塑剤を混 合させる方法などがある。 有機溶媒を使用して製造する場合は、 各種の極 性溶媒、 例えばテトラヒ ドロフラン、 アセトン、 ァセ トニ ト リル、 ジメチ ルホルムアミ ド、 ジメチルスルホキシ ド、 ジォキサン、 メチルェチルケ 卜 ン、 メチルイソプチルケトン等が単独、 或いは混合して用いられる。
本発明で示された高分子固体電解質は機械的強度と柔钦性に優れており、 その性質を利用して大面積薄膜形状の固体電解質とすることが容易に得ら れる。 例えば本発明の高分子電解質を用いた電池の作製が可能である。 こ の場合、 正極材料としてはリチウム-マンガン複合酸化物、 コバルト酸リ チウム、 五酸化バナジウム、 ポリアセチレン、 ポリ ピレン、 ポリア二リ ン、 ポリフ 1二レン、 ポリフヱ二レンサルフアイ ド、 ポリフエ二レンォキサイ ド、 ポリピロール、 ポリフラン、 ポリアズレン等がある。 負極材料として はリチウムがグラフアイ トあるいはカーボンの層間に吸蔵された層間化合 物、 リチウム金属、 リチウム-鉛合金等がある。 また高い電気伝導性を利 用してアルカリ金属イオン、 C uイオン、 C aイオン、 及び Mgイオン等の 陽イオンのイオン電極の隔膜としての利用も考えられる。 本発明の高分子 固体電解質は特に電池、 キャパシター、 センサー等の電気化学デバイス用 材料として好適である。
発明の好ましい態様
以下、 実施例を示し、 本発明を具体的に説明する。 実施例及び比較例の結果を第 1表〜第 5表に記載する。 ガラス転移温度、 融解熱量は理学電気 （株） 製示差走査熱量計 DSC 8230 Bを用い、 窒 素雰囲気中、 温度範囲一 100〜 80 °C、 昇温速度 10 °CZminで測定し た。 導電率びの測定は 20。C、 ゲル状フィルムを白金電極ではさみ、 電圧 0.5V、 周波数範囲 5Ηζ〜1ΜΗζの交流法を用い、 複素インピーダン ス法により算出した。
1 H NMRスぺク トルにより共重合体のモノマー換算組成を求めた。 共重合体の分子量測定にはゲルパーミエーションクロマ卜グラフィー測定 を行い、 標準ポリスチレン換算により分子量を算出した。 ゲルパーミエ一 ションクロマトグラフィー測定は株式会社島津製作所の測定装置 R I D - 6A、 昭和電工 （株） 製ショウデックスカラム KD- 807、 KD- 806、 KD- 806M及び KD- 803、 及び溶媒 DMFを用いて、 60°Cで行つ た。
製造例 （触媒の製造）
攪拌機、 温度計及び蒸留装置を備えた 3つ口フラスコにトリブチル錫ク 口ライ ド 10 g及びトリブチルホスフエ一ト 35 gを入れ、 窒素気流下に 攪拌しながら 250°Cで 20分間加熱して留出物を留去させ残留物として 固体状の縮合物質を得た。 以下の重合反応には本有機錫-リン酸エステル 縮合物質を触媒として使用した。
実施例 1
内容量 3 Lのガラス製 4つ口フラスコの内部を窒素置換し、 これに触媒 として有機錫-リン酸エステル縮合物質 1 gと水分 1 Oppm以下に調整した ジエチレングリコールグリシジルメチルエーテル 42 g及び溶媒として n -へキサン 1, 000 gを仕込み、 エチレンォキシド 200 gはジエチレン グリコールグリシジルメチルエーテルの重合率をガスクロマトグラフィー で追跡しながら、 逐次添加した。 重合反応はメタノールで停止した。 デカ ンテーシヨンによりポリマーを取り出した後、 常圧下 4 0 °Cで 2 4時間、 更に減圧下 4 5 °Cで 1 0時間乾燥してポリマ一 2 0 0 gを得た。 この重合 体のガラス転移温度は一 6 1 °C、 ゲルパーミユエシヨンクロマトグラフィ による数平均分子量は 1 1 0万、 融解熱量は 0 J / gであった。 ΝΜ Rスぺク トルによるこの重合体のモノマー換算組成分析結果は第 1表の実 施例 1のとおりである。 得られたポリエーテル共重合体 1 gを、 可溶性電 解質塩化合物のモル数/共重合体中のェチレンォキシド単位の総モル数が 0. 0 5となるように過塩素酸リチウムのプロピレンカーボネー 卜溶液 1 . 5 ralを混合した。 この混合液をポリテトラフルォロエチレン製モールド上 にキャストした後、 1 0 0 °C、 2 O Kgw/cm2で 1 0分間加熱、 加圧し、 フィルムを得た。
実施例 2
有機錫-リン酸エステル縮合物触媒系で重合した第 1表のポリエーテル 共重合体 1 g、 及び架橋剤ジクミルパーォキサイ ド 0. 0 1 5 gをテトラ ヒ ドロフラン 2 0 mlに溶解し、 可溶性電解質塩化合物のモル数/エチレン ォキシド単位の総モル数が 0. 0 5となるように過塩素酸リチウムのテト ラヒ ドロフラン溶液 5 mlを混合した。 この混合液をポリテトラフルォロェ チレン製モールド上にキャストして乾燥した後、 1 6 0。C、 2 0 Kgw/cm 2で 1 0分間加熱、 加圧し、 フィルムを得た。 このフィルムをプロピレン カーボネート溶液に 2 4時間侵潰し、 0. 5 mlを含浸させた後、 1 0 0 °C で 2 4時間保持してゲル状の電解質のフィルムを得た。
実施例 3
有機錫-リン酸エステル縮合物触媒系で重合した第 1表のポリエーテル 共重合体 1 g、 及び架橋剤ジクミルパーォキサイ ド 0. 0 1 5 gと、 可溶 性電解質塩化合物のモル数 エチレンォキシド単位の総モル数が 0.05 となるように過塩素酸リチウムのプロピレンカーボネート溶液 0.7 mlを 混合した。 この混合液をポリテトラフルォロエチレン製モールド上にキヤ ストした後、 160°C、 2 OKgwZcm2で 10分間加熱、 加圧し、 ゲル状 フィルムを得た。
実施例 4
有機錫-リン酸エステル縮合物触媒系で重合した第 1表のポリエーテル 共重合体 1 g、 及び架橋剤ジクミルパーォキサイ ド 0.015 gをテトラ ヒ ドロフラン 20 mlに溶解し、 この溶液をポリテトラフルォロエチレン製 モールド上にキャストした後、 160°C、 2 OKgwZcm2で 10分間加熱 してテトラヒ ドロフランを除去し、 加圧し、 フィルムを得た。 このフィル ムを可溶性電解質塩化合物のモル数 Zェチレンォキシド単位の総モル数が 0.05となるように過塩素酸リチウムのァ一プチロラク トン溶液に浸漬 し、 電解質塩溶液 2mlを含浸させ、 ゲル状フィルムを得た。
実施例 5および 6
有機錫-リン酸エステル縮合物触媒系で重合した第 1表に示すポリエー テル共重合体 1 gに、 可溶性電解質塩化合物のモル数 エチレンォキシド 単位の総モル数が 0.05となるようにリチウムビス卜リフルォロメタン スルフォニルイミ ドのプロピレンカーボネート溶液 0.6mlを加え、 これ に反応性ゲイ素基含有成分に対し等モル量の水を加え混合した。 この混合 ゲルをポリテトラフルォロエチレン製モールド上にキャストした後、 16 0°C、 2 OKgw/cm2で 10分間加熱、 加圧し、 ゲル状フィルムを得た。 実施例 7および 8
有機錫-リン酸エステル縮合物触媒系で重合した第 1表に示すポリエー テル共重合体 l g、 及び架橋剤ジエチレントリアミン 5 Omgと、 可溶性雷 解質塩化合物のモル数 エチレンォキシド単位の総モル数が 0. 0 5とな るように、 実施例 7では過塩素酸リチウムのァ -プチロラク トン溶液を、 実施例 8では過塩素酸リチウムのテトラエチレングリコールジメチルエー テル溶液を各々 0. 5 ml混合した。 この混合ゲルをポリテトラフルォロェ チレン製モールド上にキャス トした、 1 6 0 °C、 2 0 Kgw/cro2で 1 0分 間加熱、 加圧し、 ゲル状フィルムを得た。
比較例 1
有機錫-リン酸エステル縮合物触媒系で重合した第 2表のポリエチレン ォキシド 1 gに、 可溶性電解質塩化合物のモル数 Zエチレンォキシド単位 の総モル数が 0. 0 0 5となるように過塩素酸リチウムのテトラヒ ドロフ ラン溶液を混合した。 この溶液をポリテトラフルォロエチレン製モールド 上にキャストして、 テトラヒ ドロフランは充分除去されるように乾燥し加 圧成型しフィルムを得た。
比較例 2
有機錫-リン酸エステル縮合物触媒系で重合した第 2表のポリエーテル 重合体を用い、 比較例 1と同様の操作を行ったが、 フィルムにはならなかつ た。
比較例 3
有機錫-リン酸エステル縮合物触媒系で重合した第 2表のポリエーテル 共重合体 1 g、 及び架橋剤ジクミルパーォキサイ ド 0. 0 1 5 gをテトラ ヒ ドロフラン 2 0 nilに溶解し、 可溶性電解質塩化合物のモル数 Zエチレン ォキシド単位の総モル数が 0. 0 5となるように過塩素酸リチウムのテト ラヒ ドロフラン溶液を混合した。 この混合液をポリテトラフルォロェチレ ン製モールド上にキャストしてテトラヒ ドロフランは充分除去されるよう に乾燥した後、 1 6 0 °C、 2 O Kgw/cm2で 1 0分間加熱、 加圧し、 フィ ルムを得た。
比較例 4
有機錫-リン酸エステル縮合物触媒系で重合した第 2表のポリエーテル 共重合体 （実施例 3と同等の共重合体） 1 g及び架橋剤ジクミルパーォキ サイ ド 0.015 と、 可溶性電解質塩化合物のモル数 Zエチレンォキシ ド単位の総モル数が 0.05となるように過塩素酸リチウムのテトラヒ ド 口フラン溶液 5mlを混合した。 この混合液をポリテトラフルォロエチレン 製モールド上にキャス ト して乾燥した後、 160。C、 20KgZcm2で 10 分間加熱し、 フィルムを得た。
比較例 5
有機錫-リン酸エステル縮合物触媒系で重合した第 2表のポリエーテル 共重合体を使用した以外は実施例 3と同様の方法でゲル状のフィルムを得 た。
実施例 9
電解質として実施例 3で得られたゲル状高分子固体電解質、 負極として リチウム金属箔、 及び正極としてコバルト酸リチウム （LiCo02) を用 いて二次電池を構成した。 ゲル状高分子固体電解質のサイズは 1 ΟΠΗΒΧ Ι 0圏 XI mmである。 リチウム箔のサイズは 1 OmmXl OmmX 0.1麵であ る。 コバルト酸リチウムは所定量の炭酸リチウム及び炭酸コバルト粉体を 混合した後 900°Cで 5時間焼成する事により調製した。 次にこれを粉砕 し、 得られたコバルト酸リチウム 85重量部に対してアセチレンブラック 12重量部と実施例 3で得られた架橋高分子固体電解質 3重量部を加え口 —ルで混合した後、 30 OKgw/cm2の圧力で 1 OmmX 1 OmmX 2關にプ レス成形して電池の正極とした。
実施例 3で得られたゲル状高分子固体電解質をリチウム金属箔とコバル ト酸リチウム板ではさみ、 界面が密着するように 1 OKgwZcra2の圧力を かけながら電池の充放電特性を調べた。 初期の端子電圧 3.2 Vでの放電電 流は 0.5mA/cra2であり、 0. niAZcin2で充電可能であった。 本実施例 の電池は容易に薄いものに作製できるので、 軽量でしかも大容量の電池に なる。
第 1表 実 施 例
1 2 3 4 5 6 生成 #雷合体の組成 （モル％)
( 1 ) 式のモノマ一 95 10 9 8 9.9 14.7 ェチレノ才千ン卜 5 90 90 87 90 85 ァリルグリシジルエーテル 1
メ夕クリル酸グリシジル 5
Tーグリシドキシプロビルメチルジメトキシシラン 0.3 τーグリシドキシプロビルトリメトキシシラン 0.1 1 i iffl親 sii の才午ンェナレノ早 iat
•m A
2 2 2 4 8.5 2 茧換基 R ' -CH3 - CH。- CHKH - CH3 - CH3 -CH3 / \
-C \H ノ CHク
Z 共重合体の数平均分子 S "0万 30万 35万 66万 17万 39万 共重合体のガラス転移温度 C) -61 -67 -67 -68 -63 -61 共重合体の融解熱量 （J /g) 0 39 47 38 10 7 ポリマー 1 g当たりの有機溶媒の S (g) 1.5 0.5 0.7 Z 0.6 0.6 固体霜解質フイルムの導電率
(S/c m)
ト
2 0*C 1 1.1X10"2 9.8X10一3 ト
Figure imgf000035_0001
注： （1 ) 式のモノマー CH2-CH-CH2-0-(CH2-CH2-0)n-R1 (1)
O
1 第 1表 （つづき） 実 施 例
7 8 生成共重合体の組成 （モル％)
( 1 ) 式のモノマー 45 15 τ午レ、ノォ: ^ μ CO
丄 " / Π 0
2, 3—エポキシプロビルー2 ', 3 '—エポキシ一 3
2'—メチルプロビルエーテル
ジエチレングリコール 2， 3—エポキシプロビル一 7
2 ', 3 '一エポキシ— 2 '一メチルプロピルエーテル
( 1 ) 式側鎖部分の才キシエチレン単位
重合度 n 3 2 置換基 R ' -CH.
Z 3 3 共重合体の数平均分子量 32万 28万 共重合体のガラス転移温度 （ ） -70 -68 共重合体の融解熱量 （J Zg) 3 13 ポリマー〗 g当たりの有機溶媒の量 （g ) 0.5 0. 5 固体電解 フィル厶の導電率
(S/c m)
2 0。C 3.0X10"2 7.6X10"3 注： （1 ) 式のモノマー CH2 - CH-CH2-0-(CH2-CH2-0)n-R 1 (1)
O
第 2表 比 絞 例
1 2 3 4 5 生成共重合体の組成 （モル％)
( 1 ) 式のモノマー 100 9
エチレン才キシド 100 98 90 58 ァリルダリシジルエーテル 2 1 3 ェピクロロヒドリン 39
( 1 ) 式側鎖部分のォキシエチレン単位
重合度 η 2 2 置換基 R 1 -CHn -CH,
J J 共重合体の数平均分子量 20万 10万 95万 35万 22万 共重合体のガラス転移温度 （°c) -59 -74 -62 -67 -49 共重合体の融解熱量 （JZg) 164 0 153 47 0 ポリマー〗 g当たりの有機溶媒の量 （g) 0 0 0 0 0.7 固体電解質フィルムの導電率
(S/c m) フイルム
2 0°C 1. 1X10"° 形成不能 1. 8X10— 6 1. 5Χ10"1· 8.5X10-5 注： （1 ) 式のモノマー： CH2 - CH-CH2-0-(CH2-CH2-0)n-R1 (1)
0
実施例 1 0
内容量 3 Lのガラス製 4つ口フラスコの内部を窒素置換し、 これに触媒 として有機錫-リン酸エステル縮合物質 1 gと水分 1 O ppm以下に調整した ジエチレングリコールグリシジルメチルエーテル 4 2 g及び溶媒として n -へキサン 1 , 0 0 0 gを仕込み、 エチレンォキシド 2 0 0 gはジエチレン グリコールグリシジルメチルエーテルの重合率をガスク口マトグラフィー で追跡しながら、 逐次添加した。 重合反応はメタノールで停止した。 デカ ンテーシヨンによりポリマーを取り出した後、 常圧下 4 0 °Cで 2 4時間、 更に減圧下 4 5 °Cで 1 0時間乾燥してポリマー 2 0 0 gを得た。 この重合 体のガラス転移温度は一 6 1 °C、 ゲルパーミエイシヨ ンクロマ トグラフィ による数平均分子量は 1 1 0万、 融解熱量は 0 J / であった。 ' Η Ν Μ Rスぺク トルによるこの重合体のモノマ一換算組成分析結果は第 3表の実 施例 1 0のとおりである。 得られたポリエーテル共重合体 1 gおよびポリ エチレングリコ一ルジェチルエーテル （ポリアルキレングリコールとして の数平均分子量 （以下の実施例及び比較例も同様） ： 5 0 0 ) 0. 4 g をテトラヒ ドロフラン溶液 2 0 mlに溶解し、 可溶性電解質塩化合物のモル 数/エチレンォキシド単位の総モル数が 0. 0 5となるように過塩素酸リ チウムのテトラヒ ドロフラン溶液を混合した。 この混合液をポリテトラフ ルォロエチレン製モールド上にキャストして乾燥した後 （この過程でテト ラヒ ドロフランは除去された）、 1 0 0 DC、 2 O KgZcni2で 1 0分間加熱 及び加圧し、 電解質のフィルムを得た。
実施例 1 1
有機錫-リン酸エステル縮合物触媒系で重合した第 3表のポリエーテル 共重合体 l g、 ポリエチレングリコールジメタクリル酸エステル （Mn 1 0 0 0 ) 0. 3 g及び架橋剤ジクミルパーォキサイ ド 0. 0 1 5 gをテトラ ヒ ドロフラン 2 Omlに溶解し、 可溶性電解質塩化合物のモル数ノエチレン ォキシド単位の総モル数が 0.05となるように過塩素酸リチウムのテ卜 ラヒ ドロフラン溶液 5 mlを混合した。 この混合液をポリテトラフルォロェ チレン製モールド上にキャストして乾燥した後、 160°C、 20 Kg/cm2 で 10分間加熱及び加圧しフィルムを得た。
実施例 12
有機錫-リン酸エステル縮合物触媒系で重合した第 3表のポリエーテル 共重合体 l g、 ポリエチレングリコールジメチルエーテル （Mn 100 0) 0.3 g及び架橋剤ジクミルパーォキサイ ド 0.015 gをテトラヒ ド 口フラン 20mlに溶解し、 可溶性電解質塩化合物のモル数/エチレンォキ シド単位の総モル数が 0.05となるように過塩素酸リチウムのテトラヒ ドロフラン溶液 5mlを混合した。 この溶液をポリテトラフルォロエチレン 製モールド上にキャストした後、 160で、 2 OKgw/cm2で 10分間加 熱及び加圧し、 フィルムを得た。
実施例 13
有機錫-リン酸エステル縮合物触媒系で重合した第 3表のポリエーテル 共重合体 l g、 ポリエチレングリコールのリチウム塩 （数平均分子量 40 0のポリエチレングリコールに 2倍モルの金属リチウムを加えて、 室温で 3日間放置したもの） 0.2 g及び架橋剤ジクミルパーォキサイ ド 0.01 5 gをテトラヒ ドロフラン溶液 20mlに溶解し、 可溶性電解質塩化合物の モル数/エチレンォキシド単位の総モル数が 0.05となるように過塩素 酸リチウムのテトラヒ ドロフラン溶液 5 mlを混合した。 この混合液をポリ テトラフルォロエチレン製モールド上にキャストした後、 160°C、 20 K w/cm 2で 10分間加熱及び加圧しフィルムを得た。
実施例 14および 15 有機錫-リン酸エステル縮合物触媒系で重合した第 3表に示すポリエー テル共重合体 1 g、 ポリエチレングリコールモノメチルェ一テルのナトリ ゥム塩 （数平均分子量 5 0 0のポリエチレングリコールモノェチルエーテ ルに等モルの金属ナトリウムを加えて、 室温で 3曰間放置したもの） 0 . 2 gを可溶性電解質塩化合物のモル数 エチレンォキシド単位の総モル数 が 0. 0 5となるようにリチウムビストリフルォロメタンスルフォニルイ ミ ドのテトラヒ ドロフラン溶液 2 0 ml中に加え、 これに反応性ゲイ素基含 有成分に対し等モル量の水を加え混合した。 これをポリテトラフルォロェ チレン製モールド上にキャストした後、 1 6 0 °C、 2 0 KgwZcin2で 1 0 分間加熱及び加圧し、 フィルムを得た。
実施例 1 6および 1 7
有機錫-リン酸エステル縮合物触媒系で重合した第 3表に示すポリエー テル共重合体 l g、 及び架橋剤ジエチレントリアミン 5 O mgと、 可溶性電 解質塩化合物のモル数/エチレンォキシド単位の総モル数が 0 . 0 5とな るように過塩素酸リチウムのテトラヒ ドロフラン溶液 1 0 mlを加え、 実施 例 1 6ではポリエチレングリコールジメチルエーテル（M n 6 0 0 )、 実 施例 1 7ではポリエチレングリコールのジォクチルアルミニウム塩 （数平 均分子量 4 0 0のポリエチレングリコールに 2倍モルの卜リオクチルアル ミニゥムを加え、 減圧下で乾燥したもの） を各々 0 . 2 g混合した。 これ 等を各々ポリテトラフルォロエチレン製モールド上にキャス卜した。 各々 1 6 0 °C、 2 O KgwZcm2で 1 0分間加熱及び加圧し、 フィルムを得た。 比較例 6
有機錫-リン酸エステル縮合物触媒系で重合した第 4表のポリエチレン ォキシド 1 gに、 可溶性電解質塩化合物のモル数 エチレンォキシド単位 の総モル数が 0. 0 0 5となるように過塩素酸リチウムのテトラヒ ドロフ ラン溶液を混合した。 更に、 ポリエチレングリコールジメチルエーテル （M n 1 0 0 0 ) 0 . 2 gをテトラヒ ドロフラン 2 0 mlに溶解この溶液を添加 した。 ポリテトラフルォロエチレン製モールド上にキャストして、 加圧成 型しフィルムを得た。
比較例 7
有機錫-リン酸エステル縮合物触媒系で重合した第 4表のポリエーテル 重合体を用いた以外は比較例 6と同様の操作を行ったが、 フィルムにはな らな力、つた。
比較例 8
有機錫-リン酸エステル縮合物触媒系で重合した第 4表のポリエーテル 共重合体 1 g、 及び架橋剤ジクミルパーォキサイ ド 0. 0 1 5 gをテトラ ヒ ドロフラン 2 0 mlに溶解し、 可溶性電解質塩化合物のモル数ノエチレン ォキシド単位の総モル数が 0. 0 5となるように過塩素酸リチウムのテ卜 ラヒ ドロフラン溶液を混合した。 更に、 ポリエチレングリコールジメチル エーテル （Mn 1 0 0 0 ) 0. 2 gをテトラヒ ドロフラン 2 0 mlに溶解こ の溶液を添加した。 この混合液をポリテトラフルォロエチレン製モールド 上にキャストしてテトラヒ ドロフランは充分除去されるように乾燥した後、 1 6 0 °C、 2 0 Kgw/cm2で 1 0分間加熱、 加圧し、 フィルムを得た。
比較例 9
有機錫-リン酸エステル縮合物触媒系で重合した第 4表のポリエーテル 共重合体 （実施例 1 2と同等の共重合体） 1 g及び架橋剤ジクミルバーオ キサイ ド 0. 0 1 5 gと、 可溶性電解質塩化合物のモル数ノエチレンォキ シド単位の総モル数が 0 . 0 5となるように過塩素酸リチウムのテトラヒ ドロフラン溶液 5 mlを混合した。 この混合液をポリテトラフルォロェチレ ン製モールド上にキャストして乾燥した後、 1 6 0 °C、 2 0 1 8ノ(：1112で1 0分間加熱し、 フィルムを得た。
比較例 10
有機錫-リン酸エステル縮合物触媒系で重合した第 4表のポリエーテル 共重合体を使用した以外は実施例 12と同様の方法でフィルムを得た。 実施例 18〜 20
有機錫-リン酸エステル縮合物触媒で重合した第 5表のポリエーテル共 重合体 1 と、 可溶性電解質塩化合物のモル数 エチレンォキシド単位の 総モル数が 0.1となるように過塩素酸リチウムのァセトニトリル溶液 1 5mLを加え、 実施例 18では （10) 式、 実施例 19では （11) 式、 実施例 20では （12) で示される分岐型のエチレングリコール誘導体を 各々 0.3 g混合し、 混合液を調製した。 混合液をポリテトラフルォロェ チレン製モールド上にキャストした。 160°C、 20 Kg/cm2で 10分間 加熱及び加圧しフィルムを得た。 フィルムの特性を第 5表に示す。
Figure imgf000042_0001
-i-CH,-CH2-0 - —— (-CH2-CH-0 ―
I ( 1 1 )
CH2-0十 CH2- CH2- 0 ~ CH
Mn 560, q/(p+q) = 0.1
- -CH2-CH2-0
Figure imgf000042_0002
Hn 880, s/(r+s) = 0.1 実施例 2 1
電解質として実施例 1 2で得られた高分子固体電解質、 負極としてリチ ゥム金属箔、 及び正極としてコバルト酸リチウム （L i C o02) を用いて 二次電池を構成した。 高分子固体電解質のサイズは 1 O mmX 1 O mmX l mm である。 リチウム箔のサイズは 1 0關 X 1 0隨 X 0. 1 である。 コバル ト酸リチウムは所定量の炭酸リチウム及び炭酸コバルト粉体を混合した後 9 0 0 °Cで 5時間焼成する事により調製した。 次にこれを粉砕し、 得られ たコバル卜酸リチウム 8 5重量部に対してアセチレンブラック 1 2重量部 と実施例 1 2で得られた架橋高分子固体電解質 3重量部を加えロールで混 合した後、 3 0 0 KgwZcm2の圧力で 1 0圆 X 1 0議 20111にプレス成形 して電池の正極とした。
実施例 1 2で得られた高分子固体電解質をリチウム金属箔とコバル卜酸 リチウム板ではさみ、 界面が密着するように 1 0 KgwZcm2の圧力をかけ ながら電池の充放電特性を調べた。 初期の端子電圧 3. 2 Vでの放電電流 は 0. 5 mAZcffl2であり、 0. 4 niAZcm2で充電可能であった。 本実施例の 電池は容易に薄いものに作製できるので、 軽量でしかも大容量の電池にな る。
第 3表 実 施
10 11 12 13 14 15 生成共重合体の組成 （モル％)
( 1 ) 式のモノマー 95 10 9 8 9.9 14.7 エチレン才キシド 5 90 90 87 90 85 ァリルグリシジルエーテル 1
メ夕クリル Kグリシジル 5
ァーグリシドキシプロビルメチルジメ 卜キシシラン 0.3 ァーグリシドキシプロピル卜リメ 卜キシシラン 0.1
( 1 ) 式 員部分の才キシエチレン単位
重合度 π 2 2 2 4 8.5 2 t 置換基 R ' -CH3 - C"3 共重合体の数平均分子貴 no万 30万 35万 66万 17万 39万 共重合体のガラス転移 S度 （"C) -61 -67 -67 -68 -63 -61 共重合体の ¾解熱 S ( J/g ) 0 1 o 39 47 38 10 7 共重合体 ig当たりのポリアルキレン
グリコール系化合物の S (9) 0.4 o
0.3 0.3 0.2 0.2 0.2 固体 S解 Kフィルムの導鼋率
( S/c m)
20 C 6.5X10— 3 4.2X10"3 4.7X10"3 1.3X10 •3 1.1X10— 3 .4X10" 注： （1 ) 式のモノマー： CH2-CH-CH2-0-(CH2-CH2-0)n-R1 (1)
\ /
0
/ \ェ 第 3表（つづき） 実 施 例
16 17 生成共重合体の組成 （モル％)
( 1 ) 式のモノマー 45 15 ェチレン才キシド 52 78
2 , 3—エポキシプロピル一 2' , 3 '—エポキシ一 3
2'—メチルプロピルエーテル
ジエチレングリコール 2 , 3—エポキシプロビル一
2'， 3'—エポキシ一 2'—メチルプロピルエーテル
( 1 ) 式側鎖部分の才キシエチレン単位
重合度 n 置換基 R -CH -(CH2),-CH, 共重合体の数平均分子 fi 32万 28万 共重合体のガラス転移温度 （で） -70 -68 共重合体の融解熱 S ( J/g ) 3 13 共重合体 1g当たりのポリアルキレングリ
コール系化合物の量 （ g) 0.2 0.2 固体鼋解質フィルムの導電率
( S/c m)
20。C 4.7X10" 1.0X10' 注： （〗） 式のモノマー CH2 - CH-CH2-0-(CH2-CH2-0)n-R1 (1)
0
第 4表 比 較 例
6 7 8 g 10 生成共重合体の組成 （モル％)
( 1 ) 式のモノマ一 100 9
て千レ、, " ·+ Φ、 k r* 1 fin au 58 ァリルグリシジルエーテル 2 1 3 ェビクロロヒドリン 39
( 1 ) 式側羝部分の才キシエチレン単位
重合度 π 2 2 置換基 R ' - CH3 -CH3 共重合体の数平均分子量 20万 10万 95万 35万 22万 共重合体のガラス転移温度 （ ） -59 -74 -62 -67 -49 共重合体の S解熱 S ( J/g ) 164 0 153 47 0 共重合体 1g当たりのポリアルキレングリ
コール系化合物の量 （ 9 ) 0.2 0.2 0.2 0 0.7 固体電解質フィルムの導鼋率
( S/c m) フィルム
2 0 C 形成不能 1.5X10"4 1.2X10— 6 注： （1 ) 式のモノマー： CH2 -CH-CH2-0-(CH2-CH2-0)n-R1 (1)
0
第 5表
実施例
18 19 20 ji PXt . C3 ιψ- J tr 7oノ
( 1 ) 式のモノマー 11 20 24 エチレン才キン ト 89 80 76
( 1 ) 式側側鎖部分のォキシエチレン単位
重合度：η 3 2 2 置換基： R1 - CH3 - CH3 -CH3 共重合体の重量平均分子 S 130万 120万 88万 共重合体のガラス転移温度 （°c) -68 -69 -73 共重合体の融解熱量 （ J / g ) 40 17 9 共重合体 1 g当たりのポリアルキレン
グリコール系化合物の量 （ g ) 0.3 0,3 0.3 固体電解 gフィルムの導電率
( S / c m)
2 0 'C 7.6X10— 3 5.2X10一3 注： （1 ) 式のモノマー CH2 - CH-CH2-0-(CH2-CH2-0)n-R1 (1)
0
o
発明の効果
本発明の高分子固体電解質は加工性、 成形性、 機械的強度、 柔軟性ゃ耐 熱性などに優れており、 かつそのイオン伝導性は著しく高い。 したがって 固体電池 （特に、 二次電池） をはじめ、 大容量コンデンサー、 表示素子、 例えばエレク 卜口クロミックディスプレイなど電子機器へ応用できる。

Claims

請 求 の 範 囲
1. (1) (A) 式 （I) ：
CHz-CH-CHz-O-CCHzCHaOn-R1
\ I (I) 0
[式中、 R1は炭素数 1~12のアルキル基、 炭素数 2〜8のァルケ二 ル基、 炭素数 3 ~8のシクロアルキル基、 炭素数 6〜14のァリール基、 炭素数 7〜12のァラルキル基及びテトラヒ ドロビラニル基より選ばれる 基であり、 nは 1〜12の数である。 ]
で示される単量体から誘導される繰り返し単位 1~99モル％、
(B) 式 （I I) ：
し H2一し
\ / (I I)
0
で示される単量体から誘導される繰り返し単位 99〜1モル％、
(C) 1つのエポキシ基および少なくとも 1つの反応性官能基を有 する単量体から誘導される繰り返し単位 0〜15モル％
を有してなり、 数平均分子量が 1万〜 200万である架橋されていてよい ポリエーテル共重合体、
(2)電解質塩化合物、 ならびに
(3)非プロ トン性有機溶媒、 および数平均分子量が 200〜5000の 直鎖型または分岐型のポリアルキレングリコールの誘導体もしくは金属塩 又は該誘導体の金属塩からなる群から選択された可塑剤
からなる高分子固体電解質。
2. ポリエーテル共重合体において、 示差走査熱量計 （DSC) で測定 したガラス転移温度が一 60°C以下、 融解熱量が 90 J Zg以下である請 求項 1に記載の高分子固体電解質。
3. 構成単位 （C) における反応性官能基が、 （a) 反応性ゲイ素基、 (b) エポキシ基、 （c) エチレン性不飽和基または （d) ハロゲン原子 である請求項 1に記載の高分子固体電解質。
4. 繰り返し単位 （C) 力、 式 （ I I I—1) または （ I I I—2):
P I
CH2-CH-R2 6
\ I ( I I I ) 0 D I
6
CH.-CH-R'
CH CH,
2 ( I I I -2)
CH -CH
\ /
0
[式中、 R2および R3は反応性官能基を含有する基である。 ]
の単量体から誘導されるものである請求項 1に記載の高分子固体電解質 c
5. 繰り返し単位 （C) を形成する反応性ゲイ素基を有する単量体が、 式 （III一 a— 1一 1)、 （III一 a— 1— 2)または（III一 a— 2— 1) ： r I
CH2-CH-CH2-0-(CH2)_-Si-r (III一 a— 1 - 1)
\ /
0
CHゥ -CH-(CH。）B- Si-E' (III— a— 1— 2)
\ /
0 o (III- a -2-1)
Figure imgf000051_0001
[式中、 R4、 R5、 R6 は各々同一であっても、 異なっていてもよいが、 少なくとも一個がアルコキシ基であり、 残りがアルキル基である。 mは 1 〜6を表す。 ]
で示される請求項 1に記載の高分子固体電解質。
6. 繰り返し単位 （C) を形成する反応性ゲイ素基を有する単量体は、 3-グリシドキシプロピルトリメ トキシシラン、 3-グリシドキシプロピルメ チルジメ トキシシラン、 4-(1, 2-エポキシ）プチルトリメ トキシシラン、 5- (1,2-エポキシ）ペンチルトリメ トキシシラン、 及び 2- (3, 4-エポキシシク 口へキシル）ェチルトリメ トキシシランである請求項 1に記載の高分子固 体電解質。
7. 繰り返し単位 （C) を形成する 2つのエポキシ基を有する単量体が、 式 （I I I—b) ：
( III-b )
Figure imgf000051_0002
[式中、 R7は、 2価の有機基である。 ] で示されるものである請求項 1に記載の高分子固体電解質。
8. 式 （ I I I— b) における R 7基が、
一 CH2 - 0 -（CHA1 - CHA2— 0)m— CH2—、
一（CH2)m -、
一 CH20— P h - OCH2 -
[式中、 A1および A2は水素またはメチル基であり、 Phはフヱニレン基 であり、 mは 0〜12の数である。 ]
である請求項 7に記載の高分子固体電解質。
9. 繰り返し単位 （C) を形成する 2つのエポキシ基を有する単量体が、 2, 3-ェポキシプロピル- 2' , 3' -エポキシ- 2' -メチルプロピルエーテル、 ま たはエチレングリコール- 2， 3-エポキシプロピル- 2', 3' -エポキシ- 2'-メチ ルプロピルエーテルである請求項 1に記載の共重合体。
10. 繰り返し単位 （C) を形成するエチレン性不飽和基を有する単量 体が、 式 （ I I I一 c ) ：
CH2-CH-R8
\ I ( I I I— c)
0
[式中、 R8はエチレン性不飽和基を有する基である。 ]
で示される請求項 1に記載の高分子固体電解質。
11. 繰り返し単位 （C) を形成するエチレン性不飽和基を有する単量 体が、 ァリルグリ シジルエーテル、 4-ビニルシクロへキンルグリシジルェ 一テル、 な-テルビニルグリ シジルエーテル、 シクロへキセニルメチルグ リシジルエーテル、 p-ビニルベンジルグリ シジルエーテル、 ァリルフエ二 ルグリシジルエーテル、 ビニルダリ シジルエーテル、 3，4-エポキシ- 1-ブ テン、 3， 4-エポキシ- 1-ペンテン、 4,5-エポキシ- 2-ペンテン、 1，2-ェポキ シ- 5, 9-シクロ ドデカジエン、 3,4-エポキシ- 1-ビニルシクロへキセン、 1, 2-エポキシ- 5-シクロォクテン、 ァクリル酸グリシジル、 メタクリル酸グ リシジル、 ソルビン酸グリシジル、 ゲイ皮酸グリシジル、 クロ トン酸グリ シジル、 グリシジル- 4-へキセノエート、 1〜12個のォキシエチレン鎖 を持つォリゴエチレングリコールグリシジルエーテルァクリレート、 1〜 12個のォキシエチレン鎖を持つォリゴエチレングリコールグリシジルェ 一テルメタクリ レート、 1〜12個のォキシエチレン鎖を持つォリゴェチ レンダリコ一ルァリルグリシジルエーテル、 または
Figure imgf000053_0001
(n = l〜l 2)
である請求項 1に記載の高分子固体電解質。
12. 繰り返し単位 （C) を形成するハロゲン原子を有する単量体が、 式 （I I I一 d) ：
CHz-CH-R9
\ I (I I I一 d)
0
[式中、 R9は少なくとも 1つのハロゲン原子を有する基である。 ] で示される請求項 1に記載の高分子固体電解質。
13. ハロゲン原子を有する単量体が、
CH2-CH-CH2-X
\ I
0
[式中、 Xは、 臭素原子 （Br) またはヨウ素原子 （I) である。 ] である請求項 1に記載の高分子固体電解質。
14. ポリエーテル共重合体が、 繰り返し単位 （A) 3〜99モル％、 繰り返し単位 （B) 95〜1モル％、 及び繰り返し単位 （C) 0~5モル %からなる請求項 1に記載の高分子固体電解質。
15. 電解質塩化合物が金属陽イオン、 アンモニゥムイオン、 アミジニ ゥムイオン、 及びグァニジゥムイオンから選ばれた陽イオンと、 塩素ィォ ン、 臭素イオン、 ヨウ素イオン、 過塩素酸イオン、 チォシアン酸イオン、 テトラフルォロホウ素酸イオン、 硝酸イオン、 As F6—、 PF6 、 ステア リルスルホン酸イオン、 ォクチルスルホン酸イオン、 ドデシルベンゼンス ルホン酸イオン、 ナフタレンスルホン酸イオン、 ドデシルナフタレンスル ホン酸イオン、 7, 7, 8, 8-テトラシァノ -P-キノジメタンイオン、
XlS05 (X1S02)(X2S02)N -、 (X1S02)(X2S02)(X3S02) C 及び （X'SOaXXzSOi YC- (但し、 X1、 X2、 X3、 及び Yは 電子吸引性基である。） 力、ら選ばれた陰イオンとからなる化合物である請 求項 1に記載の高分子固体電解質。
16. X1、 X2、 及び X3 は各々独立して炭素数が 1から 6迄のパーフ ルォロアルキル基又はパーフルォロアリール基であり、 Υがニトロ基、 二 トロソ基、 カルボニル基、 カルボキシル基、 又はシァノ基である請求項 1
5に記載の高分子固体電解質。
17. 金属陽イオンが L i, N a， K, Rb, C s， Mg, C a、 及び B aから選ばれた金属の陽イオンである請求項 15に記載の高分子固体電 解質。
18. 金属陽イオンが遷移金属の陽イオンである請求項 15に記載の高 分子固体電解質。
19. 金属陽イオンが、 Mn、 F e、 C o、 N i、 C u、 Zn、 及び A から選ばれた金属の陽ィォンである請求項 15に記載の高分子固体電解 質。
20. 電解質塩化合物とボリエーテル共重合体の配合割合が電解質塩化 合物のモル数 z共重合体中のォキシエチレン単位の総モル数の値が 0. 0
0 0 1〜5である請求項 1に記載の高分子固体電解質。
2 1. 非プロ トン性有機溶媒がエーテル類又はエステル類から選ばれた 非プロ トン性有機溶媒である請求項 1に記載の高分子固体電解質。
2 2. 非プロ トン性有機溶媒がプロピレンカーボネート、 7 -プチロラ ク トン、 ブチレンカーボネート、 3-メチル -2-ォキサゾリ ドンから選ばれ た有機溶媒である請求項 1に記載の高分子固体電解質。
2 3. 非プロ トン性有機溶媒がトリエチレングリコールジメチルェ一テ ル、 トリエチレングリコ一ルジェチルエーテル、 テトラエチレングリコー ルジメチルエーテル、 テトラエチレングリコ一ルジェチルエーテルから:！ ばれた有機溶媒である請求項 1に記載の高分子固体電解質。
2 4. ポリアルキレングリコールの数平均分子量が 2 0 0〜 2 0 0 0で ある請求項 1に記載の高分子固体電解質。
2 5. ポリアルキレングリコールがポリェチレングリコール又はポリプ ロピレングリコールである請求項 1に記載の高分子固体電解質。
2 6. ポリアルキレンダリコ一ルの誘導体がエーテル誘導体又はエステ ル誘導体である請求項 1に記載の高分子固体電解質。
2 7. ポリアルキレンダリコールのエーテル誘導体がポリエチレングリ コールジメチルエーテル、 ポリエチレングリコールジェチルエーテル、 ポ リエチレングリコールジァリルエーテルのいずれかである請求項 2 6に記 載の高分子固体電解質。
2 8. ポリアルキレングリコールのエステル誘導体がポリエチレングリ コールジメタクリル酸エステル、 ポリエチレングリコールジァクリル酸ェ ステル、 ポリエチレングリコール酢酸エステルのいずれかである請求項 2 6に記載の高分子固体電解質。
2 9. ポリアルキレングリコールの金属塩がナトリウム塩、 リチウム塩、 又はジアルキルアルミニウム塩のいずれかである請求項 1に記載の高分子 固体電解質。
3 0. ポリアルキレングリコールの金属塩はポリエチレングリコールの リチウム塩、 ポリエチレングリコールのジアルキルアルミニウム塩のいず れかである請求項 1に記載の高分子固体電解質。
3 1 . ポリアルキレングリコール誘導体の金属塩がポリエチレングリコ —ルモノメチルエーテルのリチウム塩、 ポリエチレングリコールモノェチ ルエーテルのリチウム塩、 ポリエチレングリコールモノアリルエーテルの リチウム塩のいずれかである請求項 1に記載の高分子固体電解質。
3 2. ポリアルキレングリコール誘導体の金属塩がポリエチレングリコ ールモノメチルエーテルのジォクチルアルミニウム塩、 ポリエチレングリ コールモノェチルエーテルのジォクチルアルミニウム塩、 ポリエチレング リコールモノァリルエーテルのジォクチルアルミニウム塩のいずれかであ る請求項 1に記載の高分子固体電解質。
3 3. ポリエーテル共重合体 1 0 0重量部に対して可塑剤が 1 ~ 2 0 0 0重量部である請求項 1に記載の高分子固体電解質。
3 4. 請求項 1に記載の高分子固体電解質、 正極および負極を有してな る電池。
補正書の請求の範囲
[ 1 998年 1月 9日 （09. 01. 98 ) 国際事務局受理：出願当初の請求の範囲 1は補正され た；他の請求の範囲は変更なし。 （ 1頁） ]
1. (補正後） （1) (A)式 （I) ：
CH 2-CH-CH 2- 0- (CH2CH20)n-R 1
\ I (I)
0
[式中、 R1は炭素数 1〜12のアルキル基、 炭素数 2〜8のァルケ二 ル基、 炭素数 3〜8のシクロアルキル基、 炭素数 6〜14のァリール基、 炭素数 7〜12のァラルキル基及びテトラヒ ドロビラニル基より選ばれる 基であり、 nは:！〜 12の数である。 ]
で示される単量体から誘導される繰り返し単位 1〜 99モル％、
(B) 式 （I I) ：
し - CH2
\ I (I I)
0
で示される単量体から誘導される繰り返し単位 99~1モル％、
(C) 1つのエポキシ基および少なくとも 1つの反応性官能基を有 する単量体から誘導される繰り返し単位 0~15モル％
を有してなり、 数平均分子量が 1万〜 200万であり、 架橋されていてよ く、 ランダム共重合体であるポリエーテル共重合体、
(2)電解質塩化合物、 ならびに
(3)非プロトン性有機溶媒、 および数平均分子量が 200〜 5000の 直鎖型または分岐型のポリアルキレングリコールの誘導体もしくは金属塩 又は該誘導体の金属塩からなる群から選択された可塑剤
からなる高分子固体電解質。
2. ポリエーテル共重合体において、 示差走査熱量計 （DSC) で測定 したガラス転移温度が— 60°C以下、 融解熱量が 90 J /g以下である請
55 補正された用紙 (条約第 19条）
PCT/JP1997/002854 1996-08-20 1997-08-19 Solid polyelectrolyte WO1998007772A1 (en)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019980702820A KR100558122B1 (ko) 1996-08-20 1997-08-19 고분자고체전해질
JP51057498A JP3215440B2 (ja) 1996-08-20 1997-08-19 高分子固体電解質
DE69717246T DE69717246T2 (de) 1996-08-20 1997-08-19 Fester polyelektrolyt
AU38657/97A AU3865797A (en) 1996-08-20 1997-08-19 Solid polyelectrolyte
CA002235166A CA2235166C (en) 1996-08-20 1997-08-19 Polymer solid electrolyte
BR9706631-1A BR9706631A (pt) 1996-08-20 1997-08-19 Eletrólito de polìmero sólido
EP97935805A EP0856538B1 (en) 1996-08-20 1997-08-19 Solid polyelectrolyte
US09/051,776 US6162563A (en) 1996-08-20 1997-08-19 Polymer Solid Electrolyte

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8/218575 1996-08-20
JP21857596 1996-08-20
JP8/249358 1996-09-20
JP24935896 1996-09-20

Related Child Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US09/051,776 A-371-Of-International US6162563A (en) 1996-08-20 1997-08-19 Polymer Solid Electrolyte
US09/739,241 Continuation US20020012849A1 (en) 1996-08-20 2000-12-19 Polymer solid electrolyte

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO1998007772A1 true WO1998007772A1 (en) 1998-02-26

Family

ID=26522637

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP1997/002854 WO1998007772A1 (en) 1996-08-20 1997-08-19 Solid polyelectrolyte

Country Status (12)

Country Link
US (2) US6162563A (ja)
EP (1) EP0856538B1 (ja)
JP (1) JP3215440B2 (ja)
KR (1) KR100558122B1 (ja)
CN (1) CN1096481C (ja)
AU (1) AU3865797A (ja)
BR (1) BR9706631A (ja)
CA (1) CA2235166C (ja)
DE (1) DE69717246T2 (ja)
ES (1) ES2187803T3 (ja)
TW (1) TW446731B (ja)
WO (1) WO1998007772A1 (ja)

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000063292A1 (en) * 1999-04-19 2000-10-26 Daiso Co., Ltd. Solid crosslinked-polymer electrolyte and use thereof
KR100344910B1 (ko) * 1999-10-14 2002-07-19 한국화학연구원 열가교형 폴리실록산 전해질 조성물 및 이를 이용한 고체 고분자 전해질 박막의 제조방법
WO2003028144A1 (en) * 2001-09-21 2003-04-03 Daiso Co., Ltd. Element using polymer gel electrolyte
JP2003208815A (ja) * 2002-01-15 2003-07-25 Daiso Co Ltd ポリマー電解質と該電解質を用いたポリマー二次電池
WO2004092269A1 (ja) * 2003-04-15 2004-10-28 Daiso Co. Ltd. 電解質組成物および電池
JP2006134817A (ja) * 2004-11-09 2006-05-25 Sumitomo 3M Ltd 電解質組成物および電池
JP2006522432A (ja) * 2003-04-03 2006-09-28 ロディア・シミ 電解質用の架橋性組成物
JP2006269414A (ja) * 2005-02-28 2006-10-05 Shin Etsu Chem Co Ltd 電解質膜用硬化性樹脂組成物、電解質膜の製造方法及び電解質膜・電極接合体の製造方法
JP2008510861A (ja) * 2004-08-27 2008-04-10 ヴァーサマトリックス・アクティーゼルスカブ ポリエーテルポリマーマトリックス
WO2010024219A1 (ja) * 2008-08-27 2010-03-04 日本ゼオン株式会社 ポリエーテル重合体
WO2011068209A1 (ja) * 2009-12-03 2011-06-09 株式会社日本触媒 水溶性単量体用中間体含有組成物及びその製造方法、水溶性単量体含有組成物、水溶性単量体用中間体、水溶性単量体及びその製造方法
JP2011137135A (ja) * 2009-12-03 2011-07-14 Nippon Shokubai Co Ltd 水溶性単量体用中間体含有組成物及びその製造方法、水溶性単量体用中間体、カチオン性基含有単量体及びその製造方法
JP2012226937A (ja) * 2011-04-19 2012-11-15 Daiso Co Ltd 非水電解質二次電池

Families Citing this family (59)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3951039B2 (ja) * 1998-09-22 2007-08-01 第一工業製薬株式会社 固体電解質及びその製造方法
JP3491539B2 (ja) * 1998-10-13 2004-01-26 ダイソー株式会社 高分子固体電解質及びその用途
JP2000285929A (ja) * 1999-03-31 2000-10-13 Sony Corp 固体電解質電池
US6447952B1 (en) * 1999-06-07 2002-09-10 Eltron Research, Inc. Polymer electrolytes
TW502267B (en) * 2000-01-28 2002-09-11 Matsushita Electric Ind Co Ltd Solid eleotrolytic capacitors and method for manufacturing the same
JP4418126B2 (ja) * 2000-05-16 2010-02-17 三星エスディアイ株式会社 ゲル状の高分子電解質及びこれを採用しているリチウム電池
KR100337889B1 (ko) * 2000-06-22 2002-05-24 김순택 리튬 2차전지
KR20030012876A (ko) * 2000-06-09 2003-02-12 엔터테인먼트 프로그래메스 피티와이 리미티드 내기 게임
US6956083B2 (en) * 2001-05-31 2005-10-18 The Regents Of The University Of California Single ion conductor cross-linked polymeric networks
US7101643B2 (en) * 2001-05-31 2006-09-05 The Regents Of The University Of California Polymeric electrolytes based on hydrosilyation reactions
US6933078B2 (en) * 2002-12-18 2005-08-23 Valence Technology, Inc. Crosslinked polymer electrolytes and method of making such crosslinked polymers
JP4632651B2 (ja) * 2003-10-08 2011-02-16 三洋電機株式会社 固体電解コンデンサ
KR100599719B1 (ko) 2004-11-24 2006-07-12 삼성에스디아이 주식회사 연료 전지용 고분자 전해질 막 및 이를 포함하는 연료전지 시스템
KR100705262B1 (ko) * 2004-12-07 2007-04-09 주식회사 엘지화학 산소 음이온을 포함하는 비수계 전해액 및 이를 이용한리튬 이차 전지
KR100616673B1 (ko) * 2005-02-14 2006-08-28 삼성전기주식회사 절연코팅층을 갖는 반도성 칩 소자 및 그 제조방법
JP5004475B2 (ja) * 2006-01-30 2012-08-22 三洋電機株式会社 非水電解質二次電池
US8883354B2 (en) 2006-02-15 2014-11-11 Optodot Corporation Separators for electrochemical cells
US20070189959A1 (en) * 2006-02-15 2007-08-16 Steven Allen Carlson Methods of preparing separators for electrochemical cells
JP2007220496A (ja) * 2006-02-17 2007-08-30 Hitachi Vehicle Energy Ltd カルボン酸無水有機化合物を電解液に含むリチウム二次電池
KR101082152B1 (ko) * 2006-06-20 2011-11-09 주식회사 엘지화학 고온 수명 특성을 개선하는 전해액 및 이를 포함하는 리튬이차 전지
WO2008102699A1 (ja) * 2007-02-21 2008-08-28 Nippon Shokubai Co., Ltd. エチレンオキシド系共重合体、重合体組成物、及びリチウム二次電池
CN101471453B (zh) * 2007-12-26 2010-12-08 财团法人工业技术研究院 胶态高分子电解液前体组合物及包含其的二次电池
CN101783422B (zh) * 2009-01-16 2012-11-21 比亚迪股份有限公司 一种添加剂及含该添加剂的电解液及锂离子电池
KR101002653B1 (ko) * 2009-03-31 2010-12-20 삼성에스디아이 주식회사 리튬 이차 전지용 전해질 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지
CN102460772A (zh) 2009-05-26 2012-05-16 奥普图多特公司 利用直接涂覆在纳米孔隔板上的电极的电池
JP5429829B2 (ja) * 2010-02-10 2014-02-26 国立大学法人三重大学 固体電解質用組成物、固体電解質、リチウムイオン二次電池及びリチウムイオン二次電池の製造方法
WO2012011944A2 (en) 2010-07-19 2012-01-26 Optodot Corporation Separators for electrochemical cells
CN103201676B (zh) * 2010-10-05 2016-11-16 阿克里奥瑞典信息和通信技术研究（Ict)公司 显示装置
US9709867B2 (en) 2010-10-05 2017-07-18 Rise Acreo Ab Display device
EP2695020B1 (en) 2011-04-05 2016-05-18 Acreo Swedish ICT AB Process for manufacturing an electrochemically active device based on self-alignment of electrolytes on electrodes
EP2780404B1 (en) * 2011-11-17 2016-04-06 Solvay Specialty Polymers Italy S.p.A. Method for manufacturing a polymer electrolyte separator and polymer electrolyte separator therefrom
TWI460203B (zh) * 2011-12-30 2014-11-11 Eternal Materials Co Ltd 電解質材料調配物、由此形成之電解質材料組合物及其用途
US9819053B1 (en) 2012-04-11 2017-11-14 Ionic Materials, Inc. Solid electrolyte high energy battery
US10559827B2 (en) 2013-12-03 2020-02-11 Ionic Materials, Inc. Electrochemical cell having solid ionically conducting polymer material
CN104937748B (zh) * 2013-02-27 2019-03-08 株式会社大阪曹达 正极及非水电解质二次电池
CN103165938B (zh) * 2013-02-28 2015-07-08 上海交通大学 亲水性聚四氟乙烯微孔膜支撑的交联凝胶聚合物电解质膜
KR102236436B1 (ko) 2013-04-29 2021-04-06 옵토도트 코포레이션 증가된 열 전도율을 갖는 나노기공성 복합체 분리기들
DE102013216787A1 (de) 2013-08-23 2015-02-26 Evonik Degussa Gmbh Guanidingruppen aufweisende semi-organische Siliciumgruppen enthaltende Verbindungen
JP6396105B2 (ja) * 2013-09-30 2018-09-26 パナソニック株式会社 非水電解質二次電池
JP7109879B2 (ja) 2014-04-01 2022-08-01 イオニツク・マテリアルズ・インコーポレーテツド 高容量高分子の陰極および該陰極を含む高エネルギー密度の再充電可能な電池
DE102014212439A1 (de) 2014-06-27 2015-12-31 TRUMPF Hüttinger GmbH + Co. KG Verfahren zum Betrieb eines Leistungsgenerators und Leistungsgenerator
JP6590186B2 (ja) * 2014-07-30 2019-10-16 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 非水電解質二次電池
AU2016201331A1 (en) * 2015-03-17 2016-10-06 Dow Global Technologies Llc Sorbic acid ester containing coatings composition
DE102015104439B4 (de) * 2015-03-24 2019-02-21 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Elektrochromes Element mit verbesserter Elektrolytschicht, Verfahren zu dessen Herstellung, Fahrzeugverglasung sowie Fahrzeug
US10381623B2 (en) 2015-07-09 2019-08-13 Optodot Corporation Nanoporous separators for batteries and related manufacturing methods
JP6944379B2 (ja) 2015-06-04 2021-10-06 イオニツク・マテリアルズ・インコーポレーテツド 固体状バイポーラ電池
US11342559B2 (en) 2015-06-08 2022-05-24 Ionic Materials, Inc. Battery with polyvalent metal anode
TWI570989B (zh) 2015-08-21 2017-02-11 財團法人工業技術研究院 電解液組合物、與鈉二次電池
EP3262094B1 (de) * 2015-08-26 2018-12-26 Evonik Degussa GmbH Verwendung bestimmter polymere als ladungsspeicher
JP6793997B2 (ja) * 2017-01-12 2020-12-02 エルジー・ケム・リミテッド 非水電解液およびそれを含むリチウム二次電池
WO2018140552A1 (en) * 2017-01-26 2018-08-02 Ionic Materials, Inc. Alkaline battery cathode with solid polymer electrolyte
CN108659152B (zh) * 2017-03-29 2019-07-12 中国科学院化学研究所 一种带有功能化官能团的环形强聚电解质的合成方法
CN108148156B (zh) * 2017-12-27 2020-10-30 吉晟光电（深圳）有限公司 一种基于聚乙烯醇缩丁醛的改性聚合物及其应用
CN109546209B (zh) * 2018-11-07 2021-10-29 南京工业大学 一种全固态聚合物电解质及可充电氯离子电池
CN110071327A (zh) * 2019-04-10 2019-07-30 深圳新宙邦科技股份有限公司 一种固态电解质及聚合物锂离子电池
CN111834667A (zh) * 2019-04-16 2020-10-27 深圳新宙邦科技股份有限公司 一种聚合物电解质膜的制备方法
CN112038690B (zh) * 2019-06-04 2022-12-06 北京卫蓝新能源科技有限公司 一种含硼聚合物固态电解质及其应用
EP3930047A1 (en) * 2020-06-23 2021-12-29 Fundación Centro de Investigación Cooperativa de Energías Alternativas, CIC Energigune Fundazioa Single-ion conductor salt electrochemical cell
CN114230789B (zh) * 2021-12-24 2023-10-13 重庆硕盈峰新能源科技有限公司 一种超支化聚合物及其制备方法和应用

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3297783A (en) * 1962-11-16 1967-01-10 Union Carbide Corp Vinyl halide resin plasticized with a linear copolymer of a diepoxide with a 1, 2-alkylene oxide
JPS62169823A (ja) * 1986-01-20 1987-07-27 Osaka Soda Co Ltd 側鎖にエポキシ基を有するポリエ−テル共重合体およびその製造法
JPH02295004A (ja) * 1989-05-09 1990-12-05 Hitachi Maxell Ltd リチウムイオン伝導性ポリマー電解質
JPH0347833A (ja) * 1989-04-13 1991-02-28 Dai Ichi Kogyo Seiyaku Co Ltd イオン導伝性ポリマー電解質
JPH05304051A (ja) * 1992-04-28 1993-11-16 Yuasa Corp 電気二重層コンデンサ

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4059474A (en) * 1976-05-10 1977-11-22 Molins Machine Company Inc. Glue mechanism
FR2442512A1 (fr) * 1978-11-22 1980-06-20 Anvar Nouveaux materiaux elastomeres a conduction ionique
US4578326A (en) * 1983-03-11 1986-03-25 Societe Nationale Elf Aquitaine Novel macromolecular material for use in realizing electrolytes and/or electrodes
US4758483A (en) * 1983-03-11 1988-07-19 Societe Nationale Elf Aquitaine Novel macromolecular material for use in realizing electrolytes and/or electrodes
FR2570224B1 (fr) * 1984-09-11 1987-03-20 Elf Aquitaine Electrolyte solide polymere constitue par un copolymere reticule
US4711950A (en) * 1985-11-05 1987-12-08 Osaka Soda Co., Ltd. Polyether polymer or copolymer, monomer therefor, and process for production thereof
JPS62249361A (ja) * 1986-04-21 1987-10-30 Yuasa Battery Co Ltd 有機固体電解質
EP0260847A1 (en) * 1986-09-19 1988-03-23 Imperial Chemical Industries Plc Solid electrolytes
FR2606218A1 (fr) * 1986-10-30 1988-05-06 Elf Aquitaine Nouveau materiau a conduction ionique
JPH0768336B2 (ja) * 1986-12-18 1995-07-26 ダイソー株式会社 オリゴオキシエチレン側鎖を有するポリエーテル共重合体の製法
JP2757004B2 (ja) * 1989-03-08 1998-05-25 ダイソー株式会社 イオン伝導性固体電解質
US5116541A (en) * 1989-04-13 1992-05-26 Dai-Ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd. Ion-conductive polymer electrolyte
IT1236512B (it) * 1989-10-06 1993-03-11 Eniricerche Spa Elettrolita polimerico solido a base poliepossidica.
JP2923542B2 (ja) * 1990-07-06 1999-07-26 第一工業製薬株式会社 イオン導伝性ポリマー電解質
US5268243A (en) * 1992-01-27 1993-12-07 Dai-Ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd. Galvanic cell
CA2175950C (en) * 1995-05-08 2008-12-02 Shinzo Kohjiya Polymer solid electrolyte
AU2651097A (en) * 1996-05-08 1997-11-26 Daiso Co. Ltd. Cross-linked solid polyelectrolyte and use thereof
JP3047833B2 (ja) * 1996-10-11 2000-06-05 日本電気株式会社 ６価クロムの処理方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3297783A (en) * 1962-11-16 1967-01-10 Union Carbide Corp Vinyl halide resin plasticized with a linear copolymer of a diepoxide with a 1, 2-alkylene oxide
JPS62169823A (ja) * 1986-01-20 1987-07-27 Osaka Soda Co Ltd 側鎖にエポキシ基を有するポリエ−テル共重合体およびその製造法
JPH0347833A (ja) * 1989-04-13 1991-02-28 Dai Ichi Kogyo Seiyaku Co Ltd イオン導伝性ポリマー電解質
JPH02295004A (ja) * 1989-05-09 1990-12-05 Hitachi Maxell Ltd リチウムイオン伝導性ポリマー電解質
JPH05304051A (ja) * 1992-04-28 1993-11-16 Yuasa Corp 電気二重層コンデンサ

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP0856538A4 *

Cited By (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6677084B1 (en) 1999-04-19 2004-01-13 Daiso Co., Ltd. Solid crosslinked-polymer electrolyte and use thereof
WO2000063292A1 (en) * 1999-04-19 2000-10-26 Daiso Co., Ltd. Solid crosslinked-polymer electrolyte and use thereof
KR100344910B1 (ko) * 1999-10-14 2002-07-19 한국화학연구원 열가교형 폴리실록산 전해질 조성물 및 이를 이용한 고체 고분자 전해질 박막의 제조방법
WO2003028144A1 (en) * 2001-09-21 2003-04-03 Daiso Co., Ltd. Element using polymer gel electrolyte
JP4501328B2 (ja) * 2002-01-15 2010-07-14 ダイソー株式会社 ポリマー電解質と該電解質を用いたポリマー二次電池
JP2003208815A (ja) * 2002-01-15 2003-07-25 Daiso Co Ltd ポリマー電解質と該電解質を用いたポリマー二次電池
JP2006522432A (ja) * 2003-04-03 2006-09-28 ロディア・シミ 電解質用の架橋性組成物
JP4640172B2 (ja) * 2003-04-15 2011-03-02 ダイソー株式会社 電解質組成物および電池
JPWO2004092269A1 (ja) * 2003-04-15 2006-07-06 ダイソー株式会社 電解質組成物および電池
WO2004092269A1 (ja) * 2003-04-15 2004-10-28 Daiso Co. Ltd. 電解質組成物および電池
JP2008510861A (ja) * 2004-08-27 2008-04-10 ヴァーサマトリックス・アクティーゼルスカブ ポリエーテルポリマーマトリックス
JP2006134817A (ja) * 2004-11-09 2006-05-25 Sumitomo 3M Ltd 電解質組成物および電池
JP2006269414A (ja) * 2005-02-28 2006-10-05 Shin Etsu Chem Co Ltd 電解質膜用硬化性樹脂組成物、電解質膜の製造方法及び電解質膜・電極接合体の製造方法
WO2010024219A1 (ja) * 2008-08-27 2010-03-04 日本ゼオン株式会社 ポリエーテル重合体
JP5609645B2 (ja) * 2008-08-27 2014-10-22 日本ゼオン株式会社 ポリエーテル重合体
WO2011068209A1 (ja) * 2009-12-03 2011-06-09 株式会社日本触媒 水溶性単量体用中間体含有組成物及びその製造方法、水溶性単量体含有組成物、水溶性単量体用中間体、水溶性単量体及びその製造方法
JP2011137135A (ja) * 2009-12-03 2011-07-14 Nippon Shokubai Co Ltd 水溶性単量体用中間体含有組成物及びその製造方法、水溶性単量体用中間体、カチオン性基含有単量体及びその製造方法
US8921584B2 (en) 2009-12-03 2014-12-30 Nippon Shokubai Co, Ltd Composition containing intermediate for water-soluble monomer and process for production thereof, composition containing water-soluble monomer, intermediate for water-soluble monomer, and water-soluble monomer and process for production thereof
JP2012226937A (ja) * 2011-04-19 2012-11-15 Daiso Co Ltd 非水電解質二次電池

Also Published As

Publication number Publication date
TW446731B (en) 2001-07-21
DE69717246D1 (de) 2003-01-02
AU3865797A (en) 1998-03-06
CA2235166A1 (en) 1998-02-26
JP3215440B2 (ja) 2001-10-09
US20020012849A1 (en) 2002-01-31
CA2235166C (en) 2008-11-25
US6162563A (en) 2000-12-19
ES2187803T3 (es) 2003-06-16
DE69717246T2 (de) 2003-08-28
EP0856538A4 (en) 2001-01-17
EP0856538A1 (en) 1998-08-05
KR20000064280A (ko) 2000-11-06
BR9706631A (pt) 1999-11-23
CN1096481C (zh) 2002-12-18
EP0856538B1 (en) 2002-11-20
CN1199408A (zh) 1998-11-18
KR100558122B1 (ko) 2006-05-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO1998007772A1 (en) Solid polyelectrolyte
JP3223978B2 (ja) ポリエーテル共重合体および高分子固体電解質
JP3215436B2 (ja) 架橋高分子固体電解質及びその用途
JP3301378B2 (ja) ポリエーテル共重合体および架橋高分子固体電解質
EP0838487B1 (en) Polyether copolymer and polymer solid electrolyte
JP3491539B2 (ja) 高分子固体電解質及びその用途
JP4164131B2 (ja) ポリエーテル共重合体、高分子固体電解質および電池
JP3484974B2 (ja) 新規なリチウムポリマー電池
JP3282565B2 (ja) 架橋高分子固体電解質及びその用途
JPH10176105A (ja) 高分子固体電解質
JP3427730B2 (ja) リチウムポリマー電池
JP4269648B2 (ja) 電解質組成物および電池
JP4640172B2 (ja) 電解質組成物および電池
JP2000150308A (ja) 電気二重層キャパシタ
JP2006134817A (ja) 電解質組成物および電池

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 97191109.6

Country of ref document: CN

AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AM AT AU AZ BA BB BG BR BY CA CH CN CU CZ DE DK EE ES FI GB GE GH HU IL IS JP KE KG KR KZ LC LK LR LS LT LU LV MD MG MK MN MW MX NO NZ PL PT RO RU SD SE SG SI SK SL TJ TM TR TT UA UG US UZ VN YU ZW AM AZ BY KG KZ MD RU TJ TM

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): GH KE LS MW SD SZ UG ZW AT BE CH DE DK ES FI FR GB GR IE IT LU MC NL PT

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2235166

Country of ref document: CA

Ref document number: 2235166

Country of ref document: CA

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1019980702820

Country of ref document: KR

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1997935805

Country of ref document: EP

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 1997935805

Country of ref document: EP

REG Reference to national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: 8642

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 09051776

Country of ref document: US

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 1019980702820

Country of ref document: KR

WWG Wipo information: grant in national office

Ref document number: 1997935805

Country of ref document: EP

WWG Wipo information: grant in national office

Ref document number: 1019980702820

Country of ref document: KR