JP2016128562A5

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Publication number: JP2016128562A5
Application number: JP2015239939A
Authority: JP
Filing date: 2015-12-09
Publication date: 2017-02-16
Anticipated expiration: 2035-12-09

Claims

式（I）

の、ビス（スチリルスルホニルイミド）塩であって、Ｍ ⁺ は、Ｌｉ ⁺ 又はＮａ ⁺ である、ビス（スチリルスルホニルイミド）塩を、アルカリ金属ビニルスルホネートモノマー及びラジカル開始剤、並びに任意にアクリレートモノマーとコポリマー化することによる、
固形導電性ポリマーの製造における架橋モノマーとしての、前記ビス（スチリルスルホニルイミド）塩の使用であって、
前記ラジカル開始剤は、光開始剤、熱開始剤、若しくは光開始剤及び熱開始剤の組み合わせである、使用。
式（I）

の、ビス（スチリルスルホニルイミド）塩であって、Ｍ ⁺ は、Ｌｉ ⁺ 又はＮａ ⁺ である、ビス（スチリルスルホニルイミド）塩を、アルカリ金属ビニルスルホネートモノマー及びラジカル開始剤、並びに任意にアクリレートモノマーとコポリマー化することによる、
固形ポリマー電解質の製造における架橋モノマーとしての、前記ビス（スチリルスルホニルイミド）塩の使用であって、
前記ラジカル開始剤は、光開始剤、熱開始剤、若しくは光開始剤及び熱開始剤の組み合わせである、使用。
架橋モノマーとしての
式（I）

の、ビス（スチリルスルホニルイミド）塩であって、Ｍ ⁺ は、Ｌｉ ⁺ 又はＮａ ⁺ である、ビス（スチリルスルホニルイミド）塩を、アルカリ金属ビニルスルホネートモノマー及びラジカル開始剤、並びに任意にアクリレートモノマーとコポリマー化することによって製造される、固形単一イオン導電性ポリマーであって、
前記ラジカル開始剤は、光開始剤、熱開始剤及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、固形単一イオン導電性ポリマー。
固形ポリマー電解質である、請求項３に記載の固形単一イオン導電性ポリマー。
アクリレートモノマーを使用する、請求項３に記載の固形単一イオン導電性ポリマー。
前記アクリレートモノマーはメタクリレートモノマーである、請求項５に記載の固形単一イオン導電性ポリマー。
前記アクリレートモノマーはメチルメタクリレートである、請求項６に記載の固形単一イオン導電性ポリマー。
前記ビニルスルホネートモノマーは、スチレンスルホン酸塩である、請求項３〜７のいずれか１項に記載の固形単一イオン導電性ポリマー。
前記ラジカル開始剤は、光開始剤、又は光開始剤と熱開始剤との組み合わせである、請求項３〜８のいずれか１項に記載の固形単一イオン導電性ポリマー。
前記ラジカル開始剤は、α−ヒドロキシケトン、ベンゾフェノン、ベンジル誘導体、チオキサントン、アセチルホスファン、アルコキシアミン及びアシルホスファンオキシドからなる群から選択される光開始剤を含む、請求項３〜９のいずれか１項に記載の固形単一イオン導電性ポリマー。
前記光開始剤は、式（II）

のアシルホスファンオキシド型光開始剤からなるか又は前記アシルホスファンオキシド型光開始剤を含有し、ここで
ｎは１〜６であり、
ｍは１又は２であり、
Ｘは酸素又は硫黄であり、
Ｒ¹は−Ｃ（Ｒ⁴）₃であり、
ｎ＝１である場合、
全てのＲ⁴は、
‐Ｈ、
‐芳香族基、
‐アルケニル基、
‐脂肪族基
からなる群から互いに独立に選択され、
前記脂肪族基は、非分岐又は分岐型であり、未置換であるか、又は次の基のうち１つ以上：芳香族基、ヘテロ芳香族基、複素環基、エーテル（ポリエチレングリコール若しくはポリエチレンオキシド）、セレン化物、ヒドロキシル、チオール、ケトン、イミン、カルボン酸誘導体、スルホン、スルホキシド、硫酸塩、スルホニウム、スルフィミン、スルホキシイミン、スルホンアミド、アミン、アンモニウム塩、ニトリル、ニトロ、アミジン、カルバミン酸塩、グアニジニウム、ヒドラゾン、ヒドラジド、ヒドラジン、シラン、シロキサン、ポリシロキサン、ホスホニウム、ホスフィン酸塩、ホスフィンオキシド若しくはリン酸基により置換され；
ｎ＞１である場合、
少なくとも１つのＲ⁴は上述のリストから選択される２〜６価の置換基であり、ここで前記アルキルはまた、鎖中に上述の基のうちの１つ、２つ又は３つ以上を含むことができ、即ち前記脂肪族鎖は、上述の官能基によって１回、２回若しくは３回以上割り込まれてよく（若しくは相互に連結されてよく）、又は前記基で１回若しくは２回以上置換されてよく、ここで前記基は少なくとも１つのＣＨ₂基によって分離され、
Ｒ²は、アリール基であり、
Ｒ³は、Ｒ¹に関して上で指定した−Ｃ（Ｒ⁴）₃である、請求項１０に記載の固形単一イオン導電性ポリマー。
ｎは１、２、３又は４である、請求項１１に記載の固形単一イオン導電性ポリマー。
ｎは１又は２である、請求項１２に記載の固形単一イオン導電性ポリマー。
Ｒ²は、２，４，６−トリメチルフェニル（メシチル）である、請求項１１に記載の固形単一イオン導電性ポリマー。
Ｒ²は２，６−ジメトキシフェニルである、請求項１１に記載の固形単一イオン導電性ポリマー。
前記光開始剤は、２つのラジカルを生成するのに適切である、請求項１０〜１５のいずれか１項に記載の固形単一イオン導電性ポリマー。
前記光開始剤は前記式（II）のものであり、
ｎは１であり、
ｍは２であり、
ＸはＯであり、
Ｒ¹は−ＣＨ₂−ＣＨ₂（Ｚ）であり、
Ｚは、−（ＣＨ₂）n1−ＮＭｅ₃Ｘ’+であり、ここでｎ₁は１〜４であり、Ｘ’はＣｌ、Ｂｒ若しくはＩであり、
Ｚは、エステル−（ＣＯ）ＯＲ⁶であり
Ｒ⁶は、鎖若しくはアルキル鎖内において、１つ以上の−Ｏ−により（ポリエチレン基のように）割り込まれること、若しくは−ＳｉＲ⁷ _y（ＯＲ⁸）_3-y等の１つ以上のシロキシ基を担持し、ここでｙは０〜３であること、若しくは−Ｎ（Ｒ⁹）⁴⁺Ｘ’-等の１つ以上のアンモニウム塩基を担持すること、を含むアルキルであり、
Ｒ⁷、Ｒ⁸、Ｒ⁹は、アルキル基であり、
Ｒ²は、メシチル基若しくは２，６−ジメトキシフェニル基であるか、
又は
ｎは２であり、
ｍは２であり、
Ｒ¹は、−（ＣＯ）Ｏ−（ＣＨ₂−ＣＨ₂−Ｏ）x−Ｏ（ＣＯ）−であり、ここでｘは１〜１０００の範囲であり、
Ｒ²は、メシチル基若しくは２，６−ジメトキシフェニル基である、請求項１１〜１６のいずれか１項に記載の固形単一イオン導電性ポリマー。
ｎ₁は１〜３である、請求項１７に記載の固形単一イオン導電性ポリマー。
Ｒ⁷、Ｒ⁸、Ｒ⁹は、Ｃ１〜Ｃ４アルキル基である、請求項１７に記載の固形単一イオン導電性ポリマー。
Ｒ²はメシチル基である、請求項１７に記載の固形単一イオン導電性ポリマー。
ｘは１〜１００である、請求項１７に記載の固形単一イオン導電性ポリマー。
Ｒ ⁶ はバナデートに結合した1つのシロキシ基を有するアルキルである、請求項１７に記載の固形単一イオン導電性ポリマー。
前記光開始剤は、

のうちの１つである、請求項１１〜２２のいずれか１項に記載の固形単一イオン導電性ポリマー。
アルカリ金属スチリルスルホネート：アクリレートの比率は、約１：０〜約１：４である、請求項３〜２３のいずれか１項に記載の固形単一イオン導電性ポリマー。
アルカリ金属スチリルスルホネート：アクリレートの比率は、１：１である、請求項２４に記載の固形単一イオン導電性ポリマー。
前記架橋モノマーは、アクリレート及びスルホネートモノマーの量に対して最大２０ｍｏｌ％の比率で存在する、請求項３〜２５のいずれか１項に記載の固形単一イオン導電性ポリマー。
Ｒ¹は、エステル基で置換されたアルキル基であり、アクリレート：アルカリ金属スチリルスルホネート：架橋モノマーの比率は約１：１：０．２であるか、又は
Ｒ¹は、アンモニウム塩で置換された脂肪族基であり、アクリレート：アルカリ金属スチリルスルホネート：架橋モノマーの比率は約０：１０：１である、請求項１１〜２６のいずれか１項に記載の固形単一イオン導電性ポリマー。
前記光開始剤及び／又は前記熱的に誘導される開始剤は、モノマー全体の約１ｍｏｌ％で存在する、請求項３〜２７のいずれか１項に記載の固形単一イオン導電性ポリマー。
リチウムイオン又はナトリウムイオンバッテリの電解質としての、請求項３〜２８のいずれか１項に記載の固形単一イオン導電性ポリマーの使用。
請求項３〜２８のいずれか１項に記載の固形単一イオン導電性ポリマーを電解質として備える、好ましくはリチウムイオン又はナトリウムイオンバッテリであるバッテリ。
請求項３〜２８のいずれか１項に記載の固形単一イオン導電性ポリマーが、正極又は負極物質並びに任意にグラフェン及び／又は導電性炭素若しくはグラファイトとよく混合されている、正極又は負極。
請求項３〜２８のいずれか１項に記載の固形単一イオン導電性ポリマーが電気活性物質と固定されている、正極。
活性電極物質及び任意に導電性充填剤で放出性支持体を被覆して正極を形成し、次いで請求項３〜２８のいずれか１項に記載の固形単一イオン導電性ポリマーのコーティングで前記正極を被覆する段階を含む、請求項３０に記載のバッテリを製造するための方法。