JPH03212415A - ポリマー固体電解質 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 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
イスプレィ、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２．０ＤＣ＋より
低いポリエーテｙの架橋ネットワークが主であった。特
にシアクリ／Ｉ’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ーート等の原因
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◎ 発明の構成 本発明は上記目的を達成するべく、 ポリプロピレングリコ−ｙのシアクリル駿エステ〃又は
／及びジメタクリμ酸エステルとポリエーテルのセノア
クリ〜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
子がイオン性塩な含むことを特徴とするポリマー固体電
解質である。

又）ポリプロピレングリコ−μの分子量が２．０００乃
至３０，０００である前記のポリマー固体電解質である
。

又、ポリエーテルがポリエチレングリコ−μ、ポリプロ
ピレングリコ−ｙ１エチレンオキＶドとプロピレンオキ
シドの共重合体の中より選んだ１種又は混合物である前
記の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
。

又１架橋ネツトフークの形成は熱的、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。

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 ポリプロピレングリコールのジアクリル酸エヌテ、ｌｖ
（分子量４，０ＤＤ）５０重量部とメトキシ化ジエチレ
ングリコ−μのモノアクリｙ酸エステ１ｖ５０重量部を
混合した液Ｃ１Ｉ、１０Ｆ５ＳＯ３１１，５重量％のプ
ロピレンカーボネート溶液ヲ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、８Ｍｒ
ａｄの電子線を照射した。この膜の厚みは１００声−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２
　Ｘ　ｊＯ−４８ＣＩｍ−１（２５℃）でありだ・又・
柔軟性テストとして１８００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。

ポリプロピレングリコ−μのシアクリＮ酸エステルの分
子量を４００．１，０００．２．０００とＩＱ、０００
のものについての性能を表１にまとめた。

表　　　　　１ 実施例２ ポリプロピレングリコ−ｙのシアクリｙ駿エステＮ（分
子量４，０００）５０重量部とメトキシ化ジエチレング
リコ−〜のモノアクリル酸エステル５０重量部を混合し
た液に、Ｌｉ０Ｆ３ＳＯ５１１，５重量％のジメトキシ
エタンＭＩ［’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、８　ａｒａａの電子線を照射した
。

この膜の厚みは１００μ調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５Ｘ１０−’８　ｏｓ−＋−
ｙた。１８０°折り曲げテスＦで割れは生じなかった。

ポリプロピレングリコ−ｙのシアクリＮ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実施例５ 実施例２において電子線照射に代えて１５重量部のアゾ
イソブチロニトリμ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１００声調であり、イオン
伝導度は４Ｘ１０−’　５ｅｌｌ−’　（２５℃）であ
った０又・１８０°折り曲げテス）においても割れは生
じなかった。尚、この時のポリプロピレングリコ−ｙ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＠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、
１罰の水銀ランプで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、ポリプロピレングリコ−ｙ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１００声解、イオン伝導度は４　Ｘ　１０−６８Ｃ
ＩＩ−’　（２５℃）、１８０’　折り曲げ？Ｘトで割
れは生じなかった。

実施例５ 実施例１において、ポリプロピレングリコーｙのジアク
リル酸エステルに代えて、ポリプロピレングリコ−μの
ジメタクリ〃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鯛、イオン伝導度は３Ｘ１０−’Ｓ備−１（２
５℃）であり、１８０°折り曲げテス）において割れが
生じなかった０ 実施例６ ポリプロピレングリコー〜のジメタクリル酸エステル（
分子量４，０００）５０重量部と屹ツメＦ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
ピレンオキノド２０モＡ／％含む、分子量４００）５０
重量部を混合した液に、ｃｉｃｙ３ｓｏ３１１．５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１００
μ解でイオン伝導度は４Ｘ１０−’　Ｓ備−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
、ボリエーテ〃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、Ｌｉ０１０４．　ＬｉＢＦ４
゜ＬｉＡＢＦ６．　Ｌｉ０Ｆ５ＳＯ５，ＬｉＰＦ６．　
ＬｉＩ　、　ＬｉＢｒＬｉ５（Ｎ　ＮａＩ　　Ｌｉ２Ｂ
ｌ０Ｃ１１（１，Ｌｉ０Ｆ、５００２．ＮａＢｒＮａ５
ＯＮ、　ＫＳＣＮ、　ＭｇＣｌ２．　Ｎ９（（ＪＯ４）
２゜（ＣＨ３）４ＮＢＦ４．　（ａｎ５）４ＮＢｒ、　
（０２Ｈ５）４ＮｃＪＯ４゜（Ｃ２Ｈ５）４ＮＩ　　（
Ｃ５Ｈ７）４ＮＢｒ　　（ｎ−０４Ｈ９）４ＮＩ（ｎ−
ＣζＨ＊＜）ａＮＩ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
ドロフフン、２−メチルテトラヒドロフフン、１，３−
ジオキソフン、４，４−ジメチ１ｖ−１，３−ジオキソ
ヲン、ｒ−プチロフクトン、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μホ
フン％３−メチルスルホフン、ｔｅｒｔ、−７’千〜エ
ーテ〜、１ｓｏ−ブチμエーテμ、１，２−ジメトキシ
エタン、１．２−エトキンメトキシエタン１メチμジグ
フイふ、メチμトリグフイム、メチルテトラグライム、
エチルグツイム、エチルジグフイム等があるが限定はし
ない。

ポリプロピレングリコールの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ｚｏｏｏ乃至５０，０
００が好ましい。

発明の効果 上述した如（、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。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）ポリプロピ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ポリエーテルの
   モノジメタクリル酸エステル又は／及びモノアクリル酸
   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ことを特徴とするポリマ
   ー固体電解質。
2. （２）ポリプロピレングリコールの分子量が２，０００
   乃至３０，０００である請求項１記載のポリマー固体電
   解質。
3. （３）ポリエーテルがポリエチレングリコール、ポリプ
   ロピレングリコール、エチレンオキシドとプロピレンオ
   キシドの共重合体の中より選んだ１種又は混合物である
   請求項１記載のポリマー固体電解質。
4. （４）イオン性塩を相溶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。
5. （５）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。