JP2586667B2 - ポリマー固体電解質 - Google Patents
ポリマー固体電解質Info
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Classifications
-
- 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
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Macromonomer-Based Addition Polymer (AREA)
- Conductive Materials (AREA)
- Primary Cells (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Polymerisation Methods In General (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は一次電池、二次電池、エレクトロクロミック
ディスプレイ、電気化学センサー、イオントフォレーシ
ス、コンデンサーその他の電気化学的デバイスに用いる
ポリマー固体電解質に関するものである。
ディスプレイ、電気化学センサー、イオントフォレーシ
ス、コンデンサーその他の電気化学的デバイスに用いる
ポリマー固体電解質に関するものである。
従来技術とその問題点 従来のポリマー固体電解質は分子量が2,000より低い
ポリエーテルの架橋ネットワークが主であった。特にジ
アクリル酸エステル又はジメタクリル酸エステルに変性
したポリエーテルを架橋したものは柔軟性が低いという
欠点があった。このため電池等に使用した場合、外部か
らの力によって破壊しやすくショート等の原因となって
いた。
ポリエーテルの架橋ネットワークが主であった。特にジ
アクリル酸エステル又はジメタクリル酸エステルに変性
したポリエーテルを架橋したものは柔軟性が低いという
欠点があった。このため電池等に使用した場合、外部か
らの力によって破壊しやすくショート等の原因となって
いた。
発明の目的 本発明は上記従来の問題点に鑑みなされたものであ
り、機械的強度に優れた、イオン伝導度の高い、ポリマ
ー固体電解質を提供することを目的とするものである。
り、機械的強度に優れた、イオン伝導度の高い、ポリマ
ー固体電解質を提供することを目的とするものである。
発明の構成 本発明は上記目的を達成するべく、 ポリエチレングリコールのジアクリル酸エステル又は
／及びジメタクリル酸エステルと、エチレンオキシドと
プロピレンオキシドの共重合体のモノアクリル酸エステ
ル又は／及びモノメタクリル酸エステルの混合物を反応
させて架橋ネットワーク構造とした高分子がイオン性塩
を含むポリマー固体電解質であって、該ポリエチレング
リコールの分子量が2000乃至30000であることを特徴と
するポリマー固体電解質である。
／及びジメタクリル酸エステルと、エチレンオキシドと
プロピレンオキシドの共重合体のモノアクリル酸エステ
ル又は／及びモノメタクリル酸エステルの混合物を反応
させて架橋ネットワーク構造とした高分子がイオン性塩
を含むポリマー固体電解質であって、該ポリエチレング
リコールの分子量が2000乃至30000であることを特徴と
するポリマー固体電解質である。
又、イオン性塩を相溶することができる化合物を該イ
オン性塩と共に含有する前記のポリマー固体電解質であ
る。
オン性塩と共に含有する前記のポリマー固体電解質であ
る。
又、架橋ネットワークの形成は熱的、活性光線、又は
電離性放射線の照射による前記のポリマー固体電解質で
ある。
電離性放射線の照射による前記のポリマー固体電解質で
ある。
実施例 以下、本発明の詳細について実施例により説明する。
実施例１ ポリエチレングリコールのジアクリル酸エステル（分
子量4,000）50重量部とメトキシ化ジエチレングリコー
ルのモノアクリル酸エステル50重量部を混合した液に、
LiCF3SO311.5重量％のプロピレンカーボネート溶液を10
0重量部加えて、均一に混合した。この液をガラス板上
にキャストし、6Mradの電子線を照射した。
子量4,000）50重量部とメトキシ化ジエチレングリコー
ルのモノアクリル酸エステル50重量部を混合した液に、
LiCF3SO311.5重量％のプロピレンカーボネート溶液を10
0重量部加えて、均一に混合した。この液をガラス板上
にキャストし、6Mradの電子線を照射した。
この膜の厚みは100μｍで複素インピーダンス法によ
り測定したイオン伝導度は３×10-4Scm-1（25℃）であ
った。又、柔軟性テストとして180゜折り曲げテストに
よっても、この膜は割れを生じなかった。
り測定したイオン伝導度は３×10-4Scm-1（25℃）であ
った。又、柔軟性テストとして180゜折り曲げテストに
よっても、この膜は割れを生じなかった。
ポリエチレングリコールのジアクリル酸エステルの分
子量を400,1,000,2,000と10,000のものについての性能
を表１にまとめた。
子量を400,1,000,2,000と10,000のものについての性能
を表１にまとめた。
実施例２ ポリエチレングリコールのジアクリル酸エステル（分
子量4,000）50重量部とメトキシ化ジエチレングリコー
ルのモノアクリル酸エステル50重量部を混合した液に、
LiOF3SO311.5重量％のジメトキシエタン溶液を100重量
部加えて、均一に混合した。この液をガラス板上にキャ
ストし、ジメトキシエタンを蒸発させた。その後、6Mra
dの電子線を照射した。
子量4,000）50重量部とメトキシ化ジエチレングリコー
ルのモノアクリル酸エステル50重量部を混合した液に、
LiOF3SO311.5重量％のジメトキシエタン溶液を100重量
部加えて、均一に混合した。この液をガラス板上にキャ
ストし、ジメトキシエタンを蒸発させた。その後、6Mra
dの電子線を照射した。
この膜の厚みは100μｍで複素インピーダンス法によ
り測定したイオン伝導度は７×10-6Scm-1（25℃）であ
った。180゜折り曲げテストで割れは生じなかった。ポ
リエチレングリコールのジアクリル酸エステルの分子量
を400,1,000,2,000と10,000のものについても調査した
結果を表２に示した。
り測定したイオン伝導度は７×10-6Scm-1（25℃）であ
った。180゜折り曲げテストで割れは生じなかった。ポ
リエチレングリコールのジアクリル酸エステルの分子量
を400,1,000,2,000と10,000のものについても調査した
結果を表２に示した。
実施例３ 実施例２において電子線照射に代えて、５重量部のア
ゾイソブチロニトリルを加えて80℃で１時間反応させ
た。これ以外は、すべて、実施例２に同じとした。
ゾイソブチロニトリルを加えて80℃で１時間反応させ
た。これ以外は、すべて、実施例２に同じとした。
ここで得られた膜は、厚みが100μｍであり、イオン
伝導度は７×10-6Scm-1（25℃）であった。又、180゜折
り曲げテストにおいても割れは生じなかった。尚、この
時のポリエチレングリコールのジアクリル酸エステルの
分子量は4,000であった。
伝導度は７×10-6Scm-1（25℃）であった。又、180゜折
り曲げテストにおいても割れは生じなかった。尚、この
時のポリエチレングリコールのジアクリル酸エステルの
分子量は4,000であった。
実施例４ 実施例２において、電子線照射に代えて、２重量部の
ベンゾフェノンと２重量部のトリエチルアミンを加え
て、1KWの水銀ランプで15cmの距離から30秒間紫外線を
照射した。これ以外はすべて、実施例２に同じとした。
ベンゾフェノンと２重量部のトリエチルアミンを加え
て、1KWの水銀ランプで15cmの距離から30秒間紫外線を
照射した。これ以外はすべて、実施例２に同じとした。
ここで得られた膜は、ポリエチレングリコールのジア
クリル酸エステルの分子量が4,000であり、膜の厚みが1
00μｍ、イオン伝導度は７×10-6Scm-1（25℃）、180゜
折り間でテストで割れは生じなかった。
クリル酸エステルの分子量が4,000であり、膜の厚みが1
00μｍ、イオン伝導度は７×10-6Scm-1（25℃）、180゜
折り間でテストで割れは生じなかった。
実施例５ 実施例１において、ポリエチレングリコールのジアク
リル酸エステルに代えて、ポリエチレングリコールのジ
メタクリル酸エステル（分子量4,000）を用いた。これ
以外はすべて同じとした。得られた膜は、厚さが100μ
ｍ、イオン伝導度は５×10-4Scm-1（25℃）であり、180
゜折り曲げテストにおいて割れが生じなかった。
リル酸エステルに代えて、ポリエチレングリコールのジ
メタクリル酸エステル（分子量4,000）を用いた。これ
以外はすべて同じとした。得られた膜は、厚さが100μ
ｍ、イオン伝導度は５×10-4Scm-1（25℃）であり、180
゜折り曲げテストにおいて割れが生じなかった。
実施例６ ポリエチレングリコールのジメタクリル酸エステル
（分子量4,000）50重量部とモノメトキシ化したエチレ
ンオキシドとプロピレンオキシドの共重合体（プロピレ
ンオキシド20モル％含む、分子量400）50重量部を混合
した液に、LiCF3SO311.5重量％のプロピレンカーボネー
ト溶液を100重量部加えて、均一に混合した。この液を
ガラス板上にキャストし、6Mradの電子線を照射した。
この膜の厚みは100μｍでイオン伝導度は６×10-4Scm-1
（25℃）であった。又、180゜折り曲げテストにおいて
も割れは生じなかった。
（分子量4,000）50重量部とモノメトキシ化したエチレ
ンオキシドとプロピレンオキシドの共重合体（プロピレ
ンオキシド20モル％含む、分子量400）50重量部を混合
した液に、LiCF3SO311.5重量％のプロピレンカーボネー
ト溶液を100重量部加えて、均一に混合した。この液を
ガラス板上にキャストし、6Mradの電子線を照射した。
この膜の厚みは100μｍでイオン伝導度は６×10-4Scm-1
（25℃）であった。又、180゜折り曲げテストにおいて
も割れは生じなかった。
又、イオン性塩を相溶することができる化合物（溶
剤）をポリマー固体電解質は含有する。必要に応じて、
溶剤を固体電解質に含ませることによって、イオン伝導
性を高めることが可能である。この場合、ポリエーテル
の分子量が高くなると、多くの溶剤を含ませることがで
き、イオン伝導性についても有利になり、さらに溶剤に
よって膨潤した架橋ネットワーク高分子の強度を改善で
きる。
剤）をポリマー固体電解質は含有する。必要に応じて、
溶剤を固体電解質に含ませることによって、イオン伝導
性を高めることが可能である。この場合、ポリエーテル
の分子量が高くなると、多くの溶剤を含ませることがで
き、イオン伝導性についても有利になり、さらに溶剤に
よって膨潤した架橋ネットワーク高分子の強度を改善で
きる。
尚、イオン性塩としては、LiClO4,LiBF4,LiASF6,LiCF
3SO3,LiPF6,LiI,LiBr,LiSCN,NaI,Li2B10Cl10,LiCF3CO2,
NaBr,NaSCN,KSCN,MgCl2,Mg（ClO4）2,（CH3）4NBF4,（C
H3）4NBr,（C2H5）4NClO4,（C2H5）4NI,（C3H7）4NBr,
（ｎ−C4H9）4NI,（ｎ−C5H11）4NIが好ましいが限定し
ない。
3SO3,LiPF6,LiI,LiBr,LiSCN,NaI,Li2B10Cl10,LiCF3CO2,
NaBr,NaSCN,KSCN,MgCl2,Mg（ClO4）2,（CH3）4NBF4,（C
H3）4NBr,（C2H5）4NClO4,（C2H5）4NI,（C3H7）4NBr,
（ｎ−C4H9）4NI,（ｎ−C5H11）4NIが好ましいが限定し
ない。
イオン性塩を溶解することができる化合物とはテトラ
ヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン、1,3−
ジオキソラン、4,4−ジメチル−1,3−ジオキソラン、γ
−ブチロラクトン、エチレンカーボネート、プロピレン
カーボネート、ブチレンカーボネート、スルホラン、３
−メチルスルホラン、tert.−ブチルエーテル、iso−ブ
チルエーテル、1,2−ジメトキシエタン、1,2−エトキシ
メトキシエタン、メチルジグライム、メチルトリグライ
ム、メチルテトラグライム、エチルグライム、エチルジ
グライム等があるが限定はしない。
ヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン、1,3−
ジオキソラン、4,4−ジメチル−1,3−ジオキソラン、γ
−ブチロラクトン、エチレンカーボネート、プロピレン
カーボネート、ブチレンカーボネート、スルホラン、３
−メチルスルホラン、tert.−ブチルエーテル、iso−ブ
チルエーテル、1,2−ジメトキシエタン、1,2−エトキシ
メトキシエタン、メチルジグライム、メチルトリグライ
ム、メチルテトラグライム、エチルグライム、エチルジ
グライム等があるが限定はしない。
ポリエチレングリコールを分子量を上げることによっ
て、柔軟性と強度をさらに上げることができる。しかし
分子量を上げすぎると反応速度が低下し、生産性が悪く
なることと、結晶化し易くなるために、伝導度の低下を
招き問題である。従って分子量は2,000乃至30,000が好
ましい。
て、柔軟性と強度をさらに上げることができる。しかし
分子量を上げすぎると反応速度が低下し、生産性が悪く
なることと、結晶化し易くなるために、伝導度の低下を
招き問題である。従って分子量は2,000乃至30,000が好
ましい。
発明の効果 上述した如く、本発明は機械的強度に優れた、イオン
伝導度の高いポリマー固体電解質を提供することができ
るので、その工業的価値は極めて大である。
伝導度の高いポリマー固体電解質を提供することができ
るので、その工業的価値は極めて大である。
Claims (3)
- 【請求項１】ポリエチレングリコールのジアクリル酸エ
ステル又は／及びジメタクリル酸エステルと、エチレン
オキシドとプロピレンオキシドの共重合体のモノアクリ
ル酸エステル又は／及びモノメタクリル酸エステルの混
合物を反応させて架橋ネットワーク構造とした高分子が
イオン性塩を含むポリマー固体電解質であって、該ポリ
エチレングリコールの分子量が2000乃至30000であるこ
とを特徴とするポリマー固体電解質。 - 【請求項２】イオン性塩を相溶することができる化合物
を該イオン性塩と共に含有する請求項１記載のポリマー
固体電解質。 - 【請求項３】架橋ネットワークの形成は熱的、活性光
線、又は電離性放射線の照射による請求項１又は２記載
のポリマー固体電解質。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006011A JP2586667B2 (ja) | 1990-01-11 | 1990-01-11 | ポリマー固体電解質 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006011A JP2586667B2 (ja) | 1990-01-11 | 1990-01-11 | ポリマー固体電解質 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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