JPH05178948A

JPH05178948A - イオン伝導性高分子化合物

Info

Publication number: JPH05178948A
Application number: JP3360099A
Authority: JP
Inventors: Kazunari Takeda; 一成武田
Original assignee: Yuasa Corp; Yuasa Battery Corp
Current assignee: Yuasa Corp
Priority date: 1991-12-27
Filing date: 1991-12-27
Publication date: 1993-07-20

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】イオン伝導性高分子化合物を用いた電池、電
気二重層キャパシタおよびその他の電気化学デバイスに
おいて、高い信頼性を持つ電気化学デバイスを提供す
る。【構成】少なくとも１種のイオン性化合物が溶解して
いる高分子化合物により構成されたイオン伝導性高分子
化合物であって、該イオン伝導性高分子化合物が、少な
くとも式１（Ｒ₁、Ｒ₂、Ｒ₃は水素原子あるいは炭素数１以上の
低級アルキル基、ｍ、ｎはｍ≧３、ｎ≧０の整数、ｎ／
ｍ＝０〜５の範囲の数を示す。）で表される有機化合物
または式２（Ｒ₄、Ｒ₅、Ｒ₆は水素原子あるいは炭素数１以上の
低級アルキル基、ｋ、ｌはｋ≧３、ｌ≧０の整数、ｋ／
ｌ＝０〜５の範囲の数を示す。）で表される有機化合物
を重合反応により、架橋ネットワーク構造を形成する高
分子化合物であり、少なくとも式１または式２で表され
る有機化合物を電離性放射線の照射によって反応させ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、イオン伝導性高分子化
合物に係り、電池、電気二重層キャパシタおよびその他
の電気化学デバイス用材料として有用なイオン伝導性高
分子化合物の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】最近のマイクロエレクトロニクス化は、
各種電子機器のメモリーバックアップ用電源に代表され
るように、電池の電子機器内収納、エレクトロニクス素
子および回路との一体化に伴って、電池の小型化、軽量
化、薄形化とさらに高エネルギー密度を有する電池とが
要望されている。１次電池の分野では、既にリチウム電
池などの小型、軽量の電池が実用化されているが、その
用途分野は限れている。

【０００３】しかしながら、従来、電気化学反応を利用
した電池や電気二重層キャパシタ、エレクトロクロミッ
ク素子などの電気化学デバイスの電解質としては、一般
的に液体電解質、特に有機電解液にイオン性化合物を溶
解したものが用いられてきたが、液体電解質は、部品外
部への液漏れ、電極物質の溶出、揮発などが発生しやす
いため、長期信頼性などの問題や、封口工程での電解液
の飛散などが問題となっていた。そのため、これら耐漏
液性、長期保存性を向上させるために、高いイオン伝導
性を有するイオン伝導性高分子化合物が報告され、上記
の問題を解決する手段の１つとして、さらに研究が進め
られている。

【０００４】現在研究が進められているイオン伝導性高
分子化合物は、エチレンオキシドを基本単位とするホモ
ポリマーまたはコポリマーの直鎖状高分子、網状架橋高
分子または櫛型高分子などであるが、低温でのイオン伝
導度を上げることを目的として、網状架橋高分子または
櫛型高分子にして結晶化を防ぐことが提案され、実施さ
れている。特に上記網状架橋高分子を用いたイオン伝導
性高分子化合物は、機械的強度が大でありかつ低温での
イオン伝導度が良好であるため有用である。

【０００５】上記イオン伝導性高分子化合物を電気化学
デバイスの電解質に応用する際、とりわけより小型軽量
で高エネルギー密度を有する薄型電池（単位セル当たり
の厚さが100 〜500 μm ）に応用する際に、内部抵抗を
低くするために電解質の薄膜化が必要となってくる。イ
オン伝導性高分子化合物の場合、均一な薄膜を任意の形
状に容易に加工することが可能であるが、その方法が問
題となってくる。例えば、イオン伝導性高分子化合物の
溶液をキャストして溶媒を蒸発、除去する方法、あるい
は、重合性モノマーあるいはマクロマーを基板上に塗布
して、加熱重合する方法、あるいは活性光線の照射によ
り硬化させる方法がある。特に活性光線の照射により硬
化させる方法は低温で短時間で処理することが可能であ
るため、作業性が向上するなどの長所がある。さらに、
本発明者らは上記イオン伝導性高分子化合物と電気化学
的活性物質とで構成される複合正極および複合負極の間
に、上記イオン伝導性高分子化合物からなる電解質層を
配置することにより、上記の薄型電池（シート状電池）
の作製を行った。

【０００６】しかしながら、上記の方法を用いると均一
な薄膜化は可能であるものの、実際にイオン伝導性高分
子化合物薄膜を電極間に積層して、電池やエレクトロク
ロミック素子などを組み立てたときに、電解質層が圧縮
変形により破損し、微短絡を生じる場合があった。さら
に、イオン伝導性高分子化合物の大面積化を図ると、い
っそう微短絡が生じやすくなる。特に、負極活物質にリ
チウム金属を用いた場合、電池の放電時に上記リチウム
金属がリチウムイオンとして溶出し、負極の体積が減少
するとともに正極活物質中にリチウムイオンが取り込ま
れて正極の体積が増加する。これらの変化に対応できう
る特性がイオン伝導性高分子化合物に要求されることに
なる。したがって、電解質層を均一に薄膜化させるに
は、その機械的特性の向上がイオン伝導度（特に室温以
下でのイオン伝導度）とともに重要となっている。

【０００７】そこで、上記イオン伝導性高分子化合物薄
膜の破損および微短絡を防止する方法として、イオン伝
導性高分子化合物中に無機酸化物を含有させる方法が種
々報告されている。（例えば、特開平２−１５５１７
３、特開平２−１７４０７１など）しかしながら上記無
機酸化物表面には、−ＯＨ基などの官能基が存在するた
め、これらが電池やエレクトロクロミック素子などを組
み立てた際に副反応を起こす危険性が極めて高い。この
副反応は特に電池の場合、長期にわたって保存した際
に、放電容量低下、サイクル特性の低下といった形で顕
著に現われる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術の問題点に鑑みなされたものであり、イオン伝導性高
分子化合物を用いた電池、電気二重層キャパシタおよび
その他の電気化学デバイスにおいて、高い信頼性をもつ
電気化学デバイスを提供することを目的とするものであ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するため、少なくとも１種のイオン性化合物が溶解
している高分子化合物により構成されたイオン伝導性高
分子化合物であって、該イオン伝導性高分子化合物が、
少なくとも前記化１で表される有機化合物または前記化
２で表される有機化合物を重合反応により、架橋ネット
ワーク構造を形成する高分子化合物であり、少なくとも
前記化１または前記化２で表される有機化合物を、電離
性放射線の照射によって反応させることにより、架橋ネ
ットワーク構造を有する高分子化合物となることを第１
の発明とする。

【００１０】該イオン伝導性高分子化合物の架橋ネット
ワーク構造中に、高分子量エチレンオキシド重合体また
は高分子量エチレンオキシド−プロピレンオキシドラン
ダム共重合体を含有してなることを第２の発明とする。

【００１１】さらに、上記イオン伝導性高分子化合物が
ポリエーテルを架橋した高分子化合物にイオン性化合物
を溶解したものであることを特徴とし、上記イオン伝導
性高分子化合物が、イオン性化合物を溶解することがで
きる物質を含んでいることを特徴とするもので、上記イ
オン伝導性高分子化合物により作製した電解質薄膜を提
供することにより、上記の目的を達成したものである。

【００１２】本発明のイオン伝導性高分子化合物薄膜
は、重合性モノマーあるいはマクロマーを基板上に塗布
して、活性光線の照射により硬化させる方法で均一な薄
膜が得られるだけでなく、薄膜化による電極の微短絡が
生じることなく、さらに薄膜の大面積化を図った際にも
微短絡が生じることがないイオン伝導性高分子化合物薄
膜として、好適に用いることができる。

【００１３】また、上記高分子量エチレンオキシド重合
体または高分子量エチレンオキシド−プロピレンオキシ
ドランダム共重合体を含むことにより、イオン伝導性高
分子化合物の架橋ネットワーク構造のアモルファス化を
促進し、さらに高分子化合物の結晶化温度が低くなり、
イオンの動きが容易になり、そのため室温以下の温度範
囲においてイオン伝導度が向上し、品質も安定化し、さ
らに多様な形状がとれ、電極面とも密着性の優れたフィ
ルムが作製できる。

【００１４】なお、ポリエーテルを架橋した高分子化合
物に金属塩を溶解したイオン伝導性高分子化合物は、エ
ーテル結合によって生成した架橋ポリマーであるため
に、分子間水素結合のない、ガラス転移温度の低い構造
となり、溶解した金属塩イオンの泳動がきわめて容易に
なる。

【００１５】また、ポリエチレングリコールジメタクリ
レートまたはジアクリレートとポリエチレングリコール
モノメタクリレートまたはモノアクリレートの混合物を
反応させた架橋ネットワーク構造の高分子を用いてもよ
い。

【００１６】次に、このようにして得られた高分子化合
物に溶解するイオン性化合物としては、例えば、LiCl
O₄、LiBF₄、LIAsF₆、LiPF₆、LiI 、LiBr、Li₂B₁₀C
l₁₀、LiCF₃SO₃、LiCF₃CO₂、LiSCN 、NaI 、NaSCN 、NaB
r、NaClO₄、KClO₄、KSCN、などのLi、Na、またはK の
１種を含む無機イオン塩、(CH₃)₄NBF₄、(CH₃)₄NBr 、(C
₂H₅)₄NClO₄、(C₂H₅)₄NI 、(C₃H₇)₄NBr、(n-C₄H₉)₄NCl
O₄、(n-C₄H₉)₄NI 、(C₂H₅)₄N-maleate、(C₂H₅)₄N-benzo
ate 、(C₂H₅)₄N-phtalate 等の四級アンモニウム塩、ス
テアリルスルホン酸リチウム、オクチルスルホン酸ナト
リウム、ドデシルベンゼンスルホン酸リチウム等の有機
イオン塩が挙げられる。これらのイオン性化合物は、２
種以上を併用してもよい。

【００１７】このようなイオン性化合物の配合割合は、
前述の高分子化合物のエーテル結合酸素に対して、イオ
ン性化合物が０．０００１から５．０モルの割合であ
り、中でも０．００５から２．０モルであることが好ま
しい。このイオン性化合物の使用量があまり多すぎる
と、過剰のイオン性化合物、例えば無機イオン塩が解離
せず、単に混在するのみとなり、イオン伝導度を逆に低
下させる結果となる。

【００１８】また、上記イオン性化合物の配合割合は、
電極活物質によって適当な配合割合が異なる。例えば、
層状化合物のインターカレーションを利用した電池にお
いては、電解質のイオン伝導度が最大となる付近が好ま
しいし、また、ドーピング現象を利用する導電性高分子
を電極活物質として使用する電池においては、充放電に
より電解質中のイオン濃度が変化に対応しうる必要があ
る。

【００１９】このイオン性化合物の含有方法については
特に制限はないが、例えば、メチルエチルケトンやテト
ラヒドロフラン等の有機溶媒に溶解して、有機化合物に
均一に混合した後、有機溶媒を真空減圧により除去する
方法なども挙げられる。

【００２０】さらに、本発明において使用される高分子
量エチレンオキシド重合体または高分子量エチレンオキ
シド−プロピレンオキシドランダム共重合体は、イオン
伝導性高分子化合物の成膜性、機械的強度を向上させる
ためには、できるだけ高分子量であることが望ましく、
平均分子量20,000以上、さらに好ましくは100,000 以上
であることが望ましいが、これらに限定されるものでは
ない。なお、平均分子量がそれ以下だと、得られるイオ
ン伝導性高分子化合物の機械的強度向上の効果がほとん
ど現れない。

【００２１】上記高分子量エチレンオキシド−プロピレ
ンオキシドランダム共重合体におけるエチレンオキシド
ユニット（ＥＯ）とプロピレンオキシドユニット（Ｐ
Ｏ）の組成比（モル比）は、０＜（ＰＯ）／（ＥＯ）≦
５の範囲であることが望ましいが、特に限定されるもの
ではない。

【００２２】次に、本発明では、イオン伝導性高分子化
合物に、該イオン伝導性高分子化合物中に含まれるイオ
ン性化合物を溶解できる物質を含ませてもよく、この種
の物質を含ませることによって、高分子化合物の基本骨
格を変えることなく、イオン伝導度を著しく向上でき
る。

【００２３】上記イオン性化合物を溶解できる物質とし
ては、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート
などの環状炭酸エステル；γ−ブチロラクトンなどの環
状エステル；テトラヒドロフランまたはその誘導体、
１，３−ジオキサン、１，２−ジメトキシエタン、メチ
ルジグライムなどのエーテル類；アセトニトリル、ベン
ゾニトリルなどのニトリル類；ジオキサランまたはその
誘導体；スルホランまたはその誘導体などの単独または
それら２種以上の混合物などが挙げられる。しかしこれ
らに限定されるものではない。また、その配合割合およ
び配合方法は任意である。

【００２４】また、本発明のイオン伝導性高分子化合物
の塗布方法については、例えばアプリケータロールなど
のローラコーティング、スクリーンコーティング、ドク
ターブレード法、スピンコーティング、バーコーダーな
どの手段を用いて均一な厚みに塗布することが望ましい
が、これらに限定されるものではない。

【００２５】さらに、上記イオン伝導性高分子化合物を
電解質層（セパレータ）として用いることにより、複合
負極周辺部におけるリチウムのデンドライト生成を抑制
することにが可能であり、かつ機械的強度に優れ、熱
的、電気化学的に安定な電解質層を提供することが可能
である。

【００２６】また、本発明の複合正極に使用する正極活
物質としては、以下の電池電極材料が挙げられる。

【００２７】すなわち、CuO 、Cu₂O、Ag₂O、CuS 、CuSO
₄などのＩ族金属化合物、TiS₂、SiO₂、SnO などのＩＶ
族金属化合物、V₂O₅、V₆O₁₂、VO_X、Nb₂O₅、Bi₂O₃、
Sb₂O₃などのＶ族金属化合物、Cr0₃、Cr₂O₃、MoO₃、WO
₃、SeO₂などのＶＩ族金属化合物、MnO₂、Mn₂O₃などの
ＶＩＩ族金属化合物、Fe₂O₃、FeO 、Fe₃O₄、Ni₂O₃、
NiO 、CoO₃、CoO などのＶＩＩＩ族金属化合物、また
は、一般式 Li _XMX₂、Li_XMN_YX ₂ （M 、N はＩから
ＶＩＩＩ族の金属、X は酸素、硫黄などのカルコゲン化
合物を示す。）などで表される、例えば、リチウム−コ
バルト系複合酸化物あるいはリチウム−マンガン系複合
酸化物などの金属化合物、さらに、ポリピロール、ポリ
アニリン、ポリパラフェニレン、ポリアセチレン、ポリ
アセン系材料などの導電性高分子化合物、擬グラファイ
ト構造炭素質材料などであるが、これらに限定されるも
のではない。

【００２８】さらに、複合負極に使用する負極活物質と
しては、以下の電池電極材料が挙げられる。

【００２９】すなわち、カーボンなどの炭素質材料、〔例えば上記炭素質材料が、Ｘ線回折等による分析結
果；格子面間隔（ｄ002 ） 3.35から3.40Å ａ軸方向の結晶子の大きさＬａ 200 Å以上ｃ軸方向の結晶子の大きさＬｃ 200 Å以上真密度 2.00から2.25ｇ／ｃｍ
³ また、異方性のピッチを2000℃以上の温度で焼成した炭
素粉末（平均粒子径15μｍ以下）あるいは、炭素繊維で
あるものが望ましいが、もちろんこれらの範囲に限定さ
れるものではない。〕あるいはリチウム金属、リチウム
−アルミニウム、リチウム−鉛、リチウム−スズ、リチ
ウム−アルミニウム−スズ、リチウム−ガリウム、およ
びウッド合金などのリチウム金属含有合金などである
が、これらに限定されるものではない。これらの負極活
物質は、単独あるいは２種以上の併用が可能である。

【００３０】電池の正極および負極は、上記活物質を結
着剤で結合してシート状あるいはペレット状としたもの
が一般的に用いられるが、これらの場合、必要に応じ
て、グラファイト、カーボンブラックアセチレンブラッ
クなどのカーボン（ここでいうカーボンとは、上述の負
極活物質におけるカーボンとは全く異なる特性を有する
ものである。）および金属粉末、導電性金属酸化物など
の導電材料を複合正極あるいは複合負極内に混合して、
電子伝導の向上を図ることができる。また、上記複合正
極および複合負極を製造するとき、均一な混合分散系を
得るために、数種の分散剤と分散媒を加えることができ
る。さらに増粘剤、増量剤、粘着補助剤等を添加するこ
とも可能である。

【００３１】セパレータは、上記イオン伝導性高分子化
合物を単独でシート状にして正極と負極の間に配置する
か、正極または負極に上記イオン伝導性高分子化合物組
成液を塗布して硬化し、複合化することも可能である。

【００３２】請求項記載の上記電離性放射線とは、γ
線、Ｘ線、電子線、中性子線などが挙げられる。上記イ
オン伝導性高分子化合物を架橋する際に、これら電離性
放射線を用いる方法は非常に効率的である。すなわち、
上記電離性放射線のエネルギー効率だけでなく、例え
ば、種々の複合電極および電解質を形成する際に、上記
イオン伝導性高分子化合物の架橋度を容易にコントロー
ルすることができるため、上記電離性放射線の照射量を
制御することにより、電気化学的に最適な電極および電
解質を作製することができる。なお、上記電離性放射線
の照射によって反応させることにより架橋ネットワーク
構造を形成するため、偏りのない理想的な架橋ネットワ
ークが実現され、機械的強度およびイオン伝導性に優れ
たイオン伝導性高分子化合物の作製が可能となる。

【００３３】また、本発明のイオン伝導性高分子化合物
を用いて電気二重層コンデンサを構成する場合、電気二
重層コンデンサの電極材料としては、電解コンデンサに
おける酸化膜誘電体の容量が関与しないような電極材
料、例えば比表面積が大きく、かつ電気化学的に不活性
な活性炭または炭素繊維などが挙げられる。これらのカ
ーボン材料のバインダーとしてイオン伝導性高分子化合
物を用いることが好ましいがイオン伝導性高分子化合物
以外の物質（例えばポリテトラフルオロエチレンなど）
を用いる方法があり、この場合、イオン伝導性高分子化
合物を併用することが可能である。

【００３４】

【実施例】以下、本発明の詳細について、実施例により
説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

【００３５】なお、本実施例で得たサンプルの評価は、
下記の試験方法でイオン伝導度を測定した。［イオン伝導度測定］本実施例で得られたイオン伝導性
高分子化合物薄膜を１３ｍｍφに打ち抜いた後、Ｐｔ電
極を用いた導電率測定セルを用いて、電極間の交流イン
ピーダンスを測定し、この薄膜のイオン伝導度を複素イ
ンピーダンス解析を行った。測定装置としては、Solato
rn社製1286 ELECTROCHEMICAL INTER- FACE、1255 HF FR
EQUENCY RESPONSE ANALYZER を用いた。

【００３６】［引っ張り強度測定］本実施例で得られた
イオン伝導性高分子化合物薄膜を幅４. ０ｍｍ、厚み１
００μｍの形状に切り抜いた試験片を島津製作所製オー
トグラフＤＣＳ−２０００を用いた。

【００３７】（実施例１）ポリエチレングリコールジア
クリレート（分子量：５０００）とポリエチレングリコ
ールモノアクリレート（分子量：４００）を６：４に
混合した有機化合物３０重量部と過塩素酸リチウム６重
量部およびプロピレンカーボネート６４重量部を混合し
たもの１００重量部とポリエチレンオキシド（平均分子
量：１５０, ０００）０．２重量部を混合した。この液
をガラス板上にキャストして不活性ガス雰囲気中１０Ｍ
ｒａｄの電子線を照射して硬化した。得られたイオン伝
導性高分子化合物薄膜の厚みは１００μｍであった。こ
の薄膜を１３ｍｍφに打ち抜いた後、Ｐｔ電極を用いた
導電率測定セルを用いて、この薄膜のイオン伝導度を複
素インピーダンス法により測定した結果、２５℃で１.
７×１０^-3 Ｓｃｍ^-1、０℃で７. ０×１０^-4 Ｓｃｍ
^-1、−２０℃で２. ２×１０^-4 Ｓｃｍ^-1 であった。

【００３８】また、このイオン伝導性高分子化合物の柔
軟性については、９０°折り曲げと１８０°折り曲げ試
験を実施した結果、いずれの場合も割れを生じなかっ
た。さらに、上記イオン伝導性高分子化合物の引っ張り
試験を行なったところ、１. ７Ｋｇ／ｃｍ²であった。

【００３９】（比較例１）実施例１においてポリエチレ
ンオキシド（平均分子量：１５０, ０００）を用いない
ほかは、同様の条件、方法でイオン伝導性高分子化合物
を作製した。得られたイオン伝導性高分子化合物薄膜の
厚みは１００μｍであった。この薄膜のイオン伝導度を
複素インピーダンス法により測定した結果、２５℃で
１. ５×１０ ^-3 Ｓｃｍ^-1、０℃で６. ４×１０^-4 Ｓ
ｃｍ^-1、−２０℃で１. ９×１０^-4Ｓｃｍ^-1 であっ
た。しかしながら、Ｐｔ電極を用いた導電率測定セルを
用いてイオン伝導度を測定する際に、イオン伝導性高分
子化合物薄膜が破損しやすく、また均一な薄膜が得られ
にくいなどの問題が生じた。その結果、測定サンプル８
０セル中、１２セルは薄膜の破損、短絡が生じた。さら
に、上記イオン伝導性高分子化合物の引っ張り試験を行
なったところ、０. ８Ｋｇ／ｃｍ²であった。

【００４０】（実施例２）実施例１のイオン伝導性高分
子化合物を用いてシート状電池を試作した。以下、ａ）
〜ｃ）の順にシート状電池の作製方法を示す。ａ）電池の正極活物質として二酸化マンガンを、導電剤
としてアセチレンブラックを用い、そしてポリエチレン
グリコールジアクリレート（分子量：５０００）とポリ
エチレングリコールモノアクリレート（分子量：４０
０）を６：４に混合した有機化合物とポリエチレンオキ
シド（平均分子量：１５０, ０００）０．２重量部とを
混合したものを正極コンポジットとして使用した。

【００４１】この正極コンポジットの作製方法は以下の
通りである。すなわち二酸化マンガンとアセチレンブラ
ックを８５：１５の比率で混合したものに、上記有機化
合物１０重量部に過塩素酸リチウム１重量部およびプロ
ピレンカーボネート２０重量部を混合させたものを、乾
燥不活性ガス雰囲気中、１０：３の割合で混合した。こ
れらの混合物を、ステンレス鋼からなる正極集電板の表
面に導電性カーボン被膜を形成した集電体の上にキャス
トして、不活性ガス雰囲気中１０Ｍｒａｄの電子線を照
射することにより硬化させた。ステンレス集電体上に形
成した正極コンポジット被膜の厚さは、６０μｍであっ
た。

【００４２】ｂ）電池の負極活物質としてリチウム金属
を用い、これをステンレス鋼からなる負極集電板に圧着
した。次に上記リチウム金属上に本発明のイオン伝導性
高分子化合物層を形成させるべく、上記有機化合物３０
重量部と過塩素酸リチウム６重量部およびプロピレンカ
ーボネート６４重量部を混合したもの１００重量部とポ
リエチレンオキシド（平均分子量：１５０, ０００）
０．２重量部とを混合したものを上記リチウム金属上に
キャストし、１０Ｍｒａｄの電子線を照射して硬化させ
た。これによって得られた電解質層の厚みは、２０μｍ
であった。

【００４３】ｃ）ｂ）で得られた電解質／リチウム／負
極集電体と、ａ）で得られた正極集電体／正極コンポジ
ットを接触させることにより、それぞれシート状電池を
作製した。

【００４４】図１は、本発明のイオン伝導性高分子化合
物を用いたシート状電池の断面図である。図中１はステ
ンレス鋼からなる正極集電板で、２は正極コンポジット
であり、正極活物質に二酸化マンガンを、導電剤として
アセチレンブラックを、結着剤としてポリエチレングリ
コールジアクリレートとポリエチレングリコールモノア
クリレートおよびポリエチレンオキシドを混合した有機
化合物を用いた。また、３は、本発明のイオン伝導性高
分子化合物からなる電解質層である。４は、金属リチウ
ムであり、５は、ステンレス鋼からなる負極集電板で、
外装も兼ねている。６は、変性ポリプロピレンからなる
封口材である。

【００４５】本発明のイオン伝導性高分子化合物を用い
たシート状電池の電極面積は、作製工程によって種々変
更することが可能であるが、本実施例では、その電極面
積を１００ｃｍ²としたものを作製した。実施例１のイ
オン伝導性高分子化合物を用いたシート状電池を以下電
池Ａと称する。

【００４６】（比較例２）比較例１のイオン伝導性高分
子化合物を用いて、実施例３の方法と同様の条件、方法
でシート状電池を試作した。なお、電極面積を１００ｃ
ｍ²としたものを作製した。このようにして作製したシ
ート状電池を、以下電池Ｂと称する。

【００４７】（実験）上記本発明の実施例２の電池Ａ、
および比較例２の電池Ｂにおいて、初期の放電特性を調
べた。その結果を図２に示した。なお、図２は電池組立
後、 25 ℃、負荷 3k Ωで放電したときの初期放電特性
である。図２から明らかなように、本発明の電池Ａは比
較例２の電池Ｂと比べて、初期放電特性が優れているこ
とが認められる。この原因については、電池Ａおよび電
池Ｂの両者のイオン伝導性高分子化合物の電極への密着
性の違いか、あるいは、本発明のイオン伝導性高分子化
合物では、均一な薄膜が得られるだけでなく、薄膜化に
よる電極の微短絡が生じることがないが、比較例のイオ
ン伝導性高分子化合物では電極の微短絡が生じているた
めと考えられる。

【００４８】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のイオン伝導性高分子化合物は、イオン伝導性高分子化
合物の架橋ネットワーク構造中に、高分子量エチレンオ
キシド重合体または高分子量エチレンオキシド−プロピ
レンオキシドランダム共重合体を含むため、均一なイオ
ン伝導性高分子化合物薄膜が得られるだけでなく、薄膜
化による電極の微短絡が生じることなく、さらに薄膜の
大面積化を図った際にも微短絡が生じることがないため
作業性に優れ、かつイオン伝導性にすぐれたイオン伝導
性高分子化合物を作製することができる。これらのこと
から、イオン伝導性高分子化合物の性能を向上させるこ
とができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のイオン伝導性高分子化合物を用いたシ
ート状電池の断面図である。

【図２】本発明の電池Ａおよび比較例の電池Ｂにおいて
25 ℃、負荷 3k Ωで放電したときの初期放電特性を示
す放電曲線を示すグラフである。

【符号の説明】

１正極集電体２正極コンポジット３電解質４金属リチウム５負極集電体６封口材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０１Ｍ 4/60 6/18 Ｅ 10/40 Ｂ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも１種のイオン性化合物が溶解し
ている高分子化合物により構成されたイオン伝導性高分
子化合物であって、該イオン伝導性高分子化合物が、少
なくとも化１：【化１】（Ｒ₁、Ｒ₂、Ｒ₃は水素原子あるいは炭素数１以上の
低級アルキル基、ｍ、ｎはｍ≧３、ｎ≧０の整数、ｎ／
ｍ＝０〜５の範囲の数を示す。）で表される有機化合物
または化２：【化２】（Ｒ₄、Ｒ₅、Ｒ₆は水素原子あるいは炭素数１以上の
低級アルキル基、ｋ、ｌはｋ≧３、ｌ≧０の整数、ｋ／
ｌ＝０〜５の範囲の数を示す。）で表される有機化合物
を重合反応により、架橋ネットワーク構造を形成する高
分子化合物であり、少なくとも前記化１または前記化２
で表される有機化合物を電離性放射線の照射によって反
応させることにより、架橋ネットワーク構造を有する高
分子化合物としたことを特徴とするイオン伝導性高分子
化合物。
【請求項２】前記イオン伝導性高分子化合物の架橋ネッ
トワーク構造中に、高分子量エチレンオキシド重合体ま
たは高分子量エチレンオキシド−プロピレンオキシドラ
ンダム共重合体を含有してなることを特徴とする請求項
１記載のイオン伝導性高分子化合物。
【請求項３】前記イオン伝導性高分子化合物がポリエー
テルを架橋した高分子化合物にイオン性化合物を溶解し
たものであることを特徴とする請求項１または２記載の
イオン伝導性高分子化合物。
【請求項４】前記イオン伝導性高分子化合物が、イオン
性化合物を溶解することができる物質を含んでいること
を特徴とする請求項１、２または３記載のイオン伝導性
高分子化合物。