JPH01169875A - 電池 - Google Patents
電池Info
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- JPH01169875A JPH01169875A JP62330605A JP33060587A JPH01169875A JP H01169875 A JPH01169875 A JP H01169875A JP 62330605 A JP62330605 A JP 62330605A JP 33060587 A JP33060587 A JP 33060587A JP H01169875 A JPH01169875 A JP H01169875A
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- JP
- Japan
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- positive electrode
- battery
- electrode body
- acryloyl
- glycol
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- Pending
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Classifications
-
- 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
- H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
- H01M4/621—Binders
-
- 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
-
- 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
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Primary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、負極の活物質として金属リチウムまたはリチ
ウム合金を用いた電池、特に正極体の結着剤として固体
電解質を用いてなる電池に関する。
ウム合金を用いた電池、特に正極体の結着剤として固体
電解質を用いてなる電池に関する。
リチウム電池の正極体は、種々の形状に加工するため結
着剤を使用するが、結着剤としてよく用いられるポリテ
トラフルオロエチレンなどは、イオン伝導性が小さく、
多量に使用すると正極体物質が該結着剤で被覆され、そ
の結果、正極の内部抵抗が増大して電池特性が低下する
。従って、十分な量の結着剤を使用することができず、
そのため加工性が悪いという欠点があった。
着剤を使用するが、結着剤としてよく用いられるポリテ
トラフルオロエチレンなどは、イオン伝導性が小さく、
多量に使用すると正極体物質が該結着剤で被覆され、そ
の結果、正極の内部抵抗が増大して電池特性が低下する
。従って、十分な量の結着剤を使用することができず、
そのため加工性が悪いという欠点があった。
この問題を解決するため、例えば、特開昭58−852
69号では、高分子固体電解質組成物に有ah ?’j
l媒を添加して、見掛は上は固体状態を保ったままでイ
オン伝導性を有する組成物を、正極の結着剤として用い
る方法が提案されている。
69号では、高分子固体電解質組成物に有ah ?’j
l媒を添加して、見掛は上は固体状態を保ったままでイ
オン伝導性を有する組成物を、正極の結着剤として用い
る方法が提案されている。
しかし、上記方法におては、用いられている有a熔媒の
沸点がさほど高くないことから、使用中に組成物から徐
々に気化してイオン伝導性が低下したり、有機溶媒が組
成物からにじみだしたりするなど長期信頼性に問題があ
った。
沸点がさほど高くないことから、使用中に組成物から徐
々に気化してイオン伝導性が低下したり、有機溶媒が組
成物からにじみだしたりするなど長期信頼性に問題があ
った。
従って、本発明の目的は、従来の結着剤の欠点を改良し
、イオン伝導性、加工性及び長期信頼性等に優れた特性
を有する正極体を備えた電池を提供することにある。
、イオン伝導性、加工性及び長期信頼性等に優れた特性
を有する正極体を備えた電池を提供することにある。
C問題を解決するための手段〕
本発明者等は、種々検討した結果、負極活性物質が特定
の物質からなる電池において、正極体の結着剤として、
特定の重合物及び特定の無機イオン塩を含有する組成物
を用いることにより、上記目的が達成されることを知見
した。
の物質からなる電池において、正極体の結着剤として、
特定の重合物及び特定の無機イオン塩を含有する組成物
を用いることにより、上記目的が達成されることを知見
した。
本発明は、上記知見によりなされたもので、負極の活物
質として金属リチウム又はリチウム合金を用いた電池に
おいて、正極体の結着剤として■アクリロイル変性ポリ
アルキレンオキシドのffi金物及び■リチウムイオン
塩からなる組成物を用いたことを特徴とする電池を提供
するものである。
質として金属リチウム又はリチウム合金を用いた電池に
おいて、正極体の結着剤として■アクリロイル変性ポリ
アルキレンオキシドのffi金物及び■リチウムイオン
塩からなる組成物を用いたことを特徴とする電池を提供
するものである。
以下、本発明の電池について説明する。
本発明の電池は、以下に詳述する組成物を正極体の結着
剤として用いたものである。
剤として用いたものである。
本発明における上記組成物を構成するの成分の重合物の
モノマーである、アクリロイル変性ポリアルキレンオキ
シドとしては、例えば、トリエチレングリコールモノア
クリレート、テトラエチレングリコールモノアクリレー
ト、ポリエチレングリコールモノアクリレート、メトキ
シテトラエチレングリコールモノアクリレート、フェノ
キシテトラエチレングリコールモノアクリレート、メト
キシポリエチレングリコールモノアクリレート、トリエ
チレングリコールモノメタクリレート、ポリエチレング
リコールモノメタクリレート、メトキシポリエチレング
リコールモノメタクリレート、ポリエチレングリコール
ジアクリレート、ポリエチレングリコールジメタクレー
ト、トリエチレングリコールトリメチロールプロパント
リアクリレート、及びこれらの化合物のエチレングリコ
ール構造をプロピレングリコール構造あるいはエチレン
オキサイドとプロピレンオキサイドとの任意割合からな
る共重合構造に代えた化合物などを挙げることができる
。
モノマーである、アクリロイル変性ポリアルキレンオキ
シドとしては、例えば、トリエチレングリコールモノア
クリレート、テトラエチレングリコールモノアクリレー
ト、ポリエチレングリコールモノアクリレート、メトキ
シテトラエチレングリコールモノアクリレート、フェノ
キシテトラエチレングリコールモノアクリレート、メト
キシポリエチレングリコールモノアクリレート、トリエ
チレングリコールモノメタクリレート、ポリエチレング
リコールモノメタクリレート、メトキシポリエチレング
リコールモノメタクリレート、ポリエチレングリコール
ジアクリレート、ポリエチレングリコールジメタクレー
ト、トリエチレングリコールトリメチロールプロパント
リアクリレート、及びこれらの化合物のエチレングリコ
ール構造をプロピレングリコール構造あるいはエチレン
オキサイドとプロピレンオキサイドとの任意割合からな
る共重合構造に代えた化合物などを挙げることができる
。
上記アクリロイル変性ポリアルキレンオキシドは、分子
量に特に制限はなく、通常、分子量2゜O〜30000
、好ましくは250〜3000のものが用いられる。ま
た、上記アクリロイル変性ポリアルキレンオキシドは2
種以上併用することができる。
量に特に制限はなく、通常、分子量2゜O〜30000
、好ましくは250〜3000のものが用いられる。ま
た、上記アクリロイル変性ポリアルキレンオキシドは2
種以上併用することができる。
上記アクリロイル変性ポリアルキレンオキシドの重合物
を得る手段としては、加熱重合による方法などアクリロ
イル化合物の重合方法として、−競市に知られている方
法を用いることができる。
を得る手段としては、加熱重合による方法などアクリロ
イル化合物の重合方法として、−競市に知られている方
法を用いることができる。
加熱重合方法による場合、必要ならば、開始剤として過
酸化物、例えば、ベンゾイルパーオキサイド、メチルエ
チルケトンパーオキサイド、t−ブチルパーオキシピバ
レート、ジイソプロピルパーオキシカーボネートなどを
添加することもできる。
酸化物、例えば、ベンゾイルパーオキサイド、メチルエ
チルケトンパーオキサイド、t−ブチルパーオキシピバ
レート、ジイソプロピルパーオキシカーボネートなどを
添加することもできる。
また、本発明における上記組成物を構成する■成分であ
るリチウムイオン塩としては、特に制限はないが、好ま
しくは、例えば、LiCjl!O* 、 Lir 。
るリチウムイオン塩としては、特に制限はないが、好ま
しくは、例えば、LiCjl!O* 、 Lir 。
LiS CN、 LiB F、 、LjAsFa 、L
iCFsSOz、 。
iCFsSOz、 。
LiPF、などが使用することができる。
上記リチウムイオン塩の含有量は、アクリロイル変性ポ
リアルキレンオキシド及びポリアルキレングリコール又
はその誘導体の中のアルキレンオキシドユニット(以下
、EOと略称する)に対するリチウムイオン塩のモル%
(リチウムイオン塩/EOx 100)が、好ましく
は0.05〜50モル%の範囲、より好ましくはO,1
〜30モル%の範囲となる量である。上記リチウムイオ
ン塩の含有量が多すぎると、過剰のリチウムイオン塩が
解離せず、単に混在するのみになり、このため電池性能
が逆に低下する。また、含有量が少なすぎても、解離す
るイオンの数が小さくなり、電池性能が低下する。
リアルキレンオキシド及びポリアルキレングリコール又
はその誘導体の中のアルキレンオキシドユニット(以下
、EOと略称する)に対するリチウムイオン塩のモル%
(リチウムイオン塩/EOx 100)が、好ましく
は0.05〜50モル%の範囲、より好ましくはO,1
〜30モル%の範囲となる量である。上記リチウムイオ
ン塩の含有量が多すぎると、過剰のリチウムイオン塩が
解離せず、単に混在するのみになり、このため電池性能
が逆に低下する。また、含有量が少なすぎても、解離す
るイオンの数が小さくなり、電池性能が低下する。
また、上記リチウムイオン塩は、2種以上併用すること
ができる。
ができる。
また、本発明における上記組成物には他の成分を含有さ
せることができ、その−成分としては、前記■成分であ
る前記−殺伐(1)で表されるポリアルキレングリコー
ル又はその誘導体(以下、適宜ポリアルキレングリコー
ル等と略記する)がある。上記ポリアルキレングリコー
ル等としては、例えば、テトラエチレングリコール、ヘ
キサエチレングリコール、オクタエチレングリコール、
及びこれらのモノあるいはジメチルエーテル、およびこ
れらの化合物のエチレングリコール構造をプロピレング
リコール構造あるいはエチレンオキサイドとプロピレン
オキサイドの共重合構造に化工た化合物を挙げることが
できる。
せることができ、その−成分としては、前記■成分であ
る前記−殺伐(1)で表されるポリアルキレングリコー
ル又はその誘導体(以下、適宜ポリアルキレングリコー
ル等と略記する)がある。上記ポリアルキレングリコー
ル等としては、例えば、テトラエチレングリコール、ヘ
キサエチレングリコール、オクタエチレングリコール、
及びこれらのモノあるいはジメチルエーテル、およびこ
れらの化合物のエチレングリコール構造をプロピレング
リコール構造あるいはエチレンオキサイドとプロピレン
オキサイドの共重合構造に化工た化合物を挙げることが
できる。
上記ポリアルキレングリコール等は、2種以上併用する
ことができる。
ことができる。
上記ポリアルキレングリコール等は、分子量が100〜
2000のものが好ましい0分子量が高すぎると、イオ
ン伝導性が低下し、電池性能が低下する。また、分子量
が低すぎると、沸点が低くなり、組成物から徐々に気化
する問題がある。
2000のものが好ましい0分子量が高すぎると、イオ
ン伝導性が低下し、電池性能が低下する。また、分子量
が低すぎると、沸点が低くなり、組成物から徐々に気化
する問題がある。
上記ポリアルキレングリコール等の含有量は、前記アク
リロイル変性ポリアルキレンオキシドに対して、好まし
くは500重量%以下、特に好ましくは400重量%以
下の範囲である。上記ポリアルキレングリコール等の含
有量が多すぎると、組成物の機械的性質が低下し、実用
上好ましくない。
リロイル変性ポリアルキレンオキシドに対して、好まし
くは500重量%以下、特に好ましくは400重量%以
下の範囲である。上記ポリアルキレングリコール等の含
有量が多すぎると、組成物の機械的性質が低下し、実用
上好ましくない。
また、正極体を作成する方法としては、結着剤である前
記組成物、正極活物質および導電剤を混合して正極合剤
を調製し、該正極合剤を加圧形成する方法、あるいは、
さらに上記正極合剤に溶媒を加えてけん濁液とし、該け
ん濁液を集電板に塗布乾燥して作成する方法などを用い
ることができる。
記組成物、正極活物質および導電剤を混合して正極合剤
を調製し、該正極合剤を加圧形成する方法、あるいは、
さらに上記正極合剤に溶媒を加えてけん濁液とし、該け
ん濁液を集電板に塗布乾燥して作成する方法などを用い
ることができる。
上記正極活物質としては、例えば、二酸化マンガン、二
酸化モリブデン、五酸化バナジウムなどの金属酸化物、
又は、チタン若しくはニオブの硫化物などを用いること
ができ、また、上記導電剤としてはアセチレンブラック
、グラファイトなどを用いることができる。尚、上記正
極活物質、導電剤及び前記組成物それぞれの量的関係に
は特に制限はなく、目的に応じて適切な範囲で種々変更
可能である。
酸化モリブデン、五酸化バナジウムなどの金属酸化物、
又は、チタン若しくはニオブの硫化物などを用いること
ができ、また、上記導電剤としてはアセチレンブラック
、グラファイトなどを用いることができる。尚、上記正
極活物質、導電剤及び前記組成物それぞれの量的関係に
は特に制限はなく、目的に応じて適切な範囲で種々変更
可能である。
実施例1
負極の活物質として40×4011II111厚さ70
μmの金属リチウム箔板を用いる。一方、正極は次のよ
うに作成する。メトキシポリエチレングリコールモノア
クリレート(AM−90G:新中村化学■製)に開始剤
としてベンゾイルパーオキサイド0.14wt%添加し
て、窒素雰囲気下、75°C110分間反応して、AM
−900の重合物を得た。二酸化マンガン、アセチレン
ブラック、AM−90C,の上記重合物及び過塩素酸リ
チウムを、それぞれ75.15.7.5及び1.0重量
部混合して調製した正極合剤を、加圧成形して26mm
X26a、厚さ300μmの正極シートを得た。
μmの金属リチウム箔板を用いる。一方、正極は次のよ
うに作成する。メトキシポリエチレングリコールモノア
クリレート(AM−90G:新中村化学■製)に開始剤
としてベンゾイルパーオキサイド0.14wt%添加し
て、窒素雰囲気下、75°C110分間反応して、AM
−900の重合物を得た。二酸化マンガン、アセチレン
ブラック、AM−90C,の上記重合物及び過塩素酸リ
チウムを、それぞれ75.15.7.5及び1.0重量
部混合して調製した正極合剤を、加圧成形して26mm
X26a、厚さ300μmの正極シートを得た。
また、電解質用の組成物として、上記AM−9OCを0
.75 g、 M−9G (新中村化学■製ポリエチレ
ングリコールジメタクリレート)を0.25g1過塩素
酸リチウムのポリエチレングリコールジメチルエーテル
(地雷化製CLE−400、分子量400)溶液(濃度
0.75mol八〇を1へ1、及び光増感剤としての2
.2−ジメトキシアセトフェノンを0.01gそれぞれ
を混合してなる混合液(電解質溶液)を準備した。この
電解質溶液8μ2を負極を構成する前記リチウム金属箔
に塗布し、250Wの超高圧水銀灯を用い、5IIIW
/c11の照度で3分間照射して厚さ50μ鋼の硬化フ
ィルムからなる固体電解質を形成した。これに前記正極
シートを積層することにより電池を作った。この電池に
ついて250μAで定電流放電試験を行ったところ、電
池容量は15.6mAhであった。
.75 g、 M−9G (新中村化学■製ポリエチレ
ングリコールジメタクリレート)を0.25g1過塩素
酸リチウムのポリエチレングリコールジメチルエーテル
(地雷化製CLE−400、分子量400)溶液(濃度
0.75mol八〇を1へ1、及び光増感剤としての2
.2−ジメトキシアセトフェノンを0.01gそれぞれ
を混合してなる混合液(電解質溶液)を準備した。この
電解質溶液8μ2を負極を構成する前記リチウム金属箔
に塗布し、250Wの超高圧水銀灯を用い、5IIIW
/c11の照度で3分間照射して厚さ50μ鋼の硬化フ
ィルムからなる固体電解質を形成した。これに前記正極
シートを積層することにより電池を作った。この電池に
ついて250μAで定電流放電試験を行ったところ、電
池容量は15.6mAhであった。
実施例2
実施例1において、正極合剤の成分として、さらに、過
塩素酸リチウムのポリエチレングリコールジメチルエー
テル(地雷化製CLE−400)溶液(濃度5.0wt
%)を16重量部加えた他は、実施例1と同様にして正
極を形成し、電池を作った。この電池について実施例1
と同様の放電試験を行ったところ、電池容量は33.3
mAhであった。
塩素酸リチウムのポリエチレングリコールジメチルエー
テル(地雷化製CLE−400)溶液(濃度5.0wt
%)を16重量部加えた他は、実施例1と同様にして正
極を形成し、電池を作った。この電池について実施例1
と同様の放電試験を行ったところ、電池容量は33.3
mAhであった。
比較例1
実施例1において、結着剤としてポリテトラフルオロエ
チレンを用い、それ以外は実施例1と同様にして正極を
形成し、電池を作った。この電池について実施例1と同
様の放電試験を行ったところ、電池容量は3.5mAh
であった。
チレンを用い、それ以外は実施例1と同様にして正極を
形成し、電池を作った。この電池について実施例1と同
様の放電試験を行ったところ、電池容量は3.5mAh
であった。
以上説明した実施例から明らかなように、本発明によれ
ば、優れた機械的特性及び電気的特性等を有する正極体
を備えた極めて電池容量の大きな電池を提供できた。
ば、優れた機械的特性及び電気的特性等を有する正極体
を備えた極めて電池容量の大きな電池を提供できた。
本発明の電池は、高分子化合物を主成分とする固体電解
質が正極体の結着剤として使用され、正極体がイオン伝
導性、加工性、機械的性質が良好であり、且つ、液漏れ
などの欠点がないので、電気的特性、長期信tiI性等
に優れ、しかも大きな電池容量を有している。
質が正極体の結着剤として使用され、正極体がイオン伝
導性、加工性、機械的性質が良好であり、且つ、液漏れ
などの欠点がないので、電気的特性、長期信tiI性等
に優れ、しかも大きな電池容量を有している。
特許出願人 宇部興産株式会社
Claims (2)
- (1)負極の活物質として金属リチウム又はリチウム合
金を用いた電池において、正極体の結着剤として [1]アクリロイル変性ポリアルキレンオキシドの重合
物及び [2]リチウムイオン塩からなる組成物を用いたことを
特徴とする電池。 - (2)上記組成物が、下記の一般式 R′O(CH_2CHRO)n−R″〔 I 〕 (但し、R、R′、R″は水素または低級アルキル基、
nは3〜30の整数を示す)で表されるポリアルキレン
グリコール又はその誘導体を含有している、特許請求の
範囲第(1)項記載の電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62330605A JPH01169875A (ja) | 1987-12-25 | 1987-12-25 | 電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62330605A JPH01169875A (ja) | 1987-12-25 | 1987-12-25 | 電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01169875A true JPH01169875A (ja) | 1989-07-05 |
Family
ID=18234525
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62330605A Pending JPH01169875A (ja) | 1987-12-25 | 1987-12-25 | 電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01169875A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03207752A (ja) * | 1990-01-08 | 1991-09-11 | Yuasa Battery Co Ltd | ポリマー固体電解質 |
| EP0576686A4 (en) * | 1992-01-21 | 1995-04-26 | Dai Ichi Kogyo Seiyaku Co Ltd | CELL. |
| EP1244157A4 (en) * | 1999-07-15 | 2003-07-30 | Zeon Corp | BINDING COMPOSITION FOR LITHIUM SECONDARY BATTERY ELECTRODES AND THEIR USE |
| KR100421356B1 (ko) * | 2001-01-19 | 2004-03-06 | 엘지전자 주식회사 | 고체 고분자 전해질, 그 제조방법 및 이를 포함하는전기변색소자 |
| JP2007048462A (ja) * | 2005-07-13 | 2007-02-22 | Nippon Soda Co Ltd | 電極作製用結着剤、電極及びポリマー電池 |
-
1987
- 1987-12-25 JP JP62330605A patent/JPH01169875A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03207752A (ja) * | 1990-01-08 | 1991-09-11 | Yuasa Battery Co Ltd | ポリマー固体電解質 |
| EP0576686A4 (en) * | 1992-01-21 | 1995-04-26 | Dai Ichi Kogyo Seiyaku Co Ltd | CELL. |
| EP1244157A4 (en) * | 1999-07-15 | 2003-07-30 | Zeon Corp | BINDING COMPOSITION FOR LITHIUM SECONDARY BATTERY ELECTRODES AND THEIR USE |
| KR100421356B1 (ko) * | 2001-01-19 | 2004-03-06 | 엘지전자 주식회사 | 고체 고분자 전해질, 그 제조방법 및 이를 포함하는전기변색소자 |
| JP2007048462A (ja) * | 2005-07-13 | 2007-02-22 | Nippon Soda Co Ltd | 電極作製用結着剤、電極及びポリマー電池 |
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