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JPS6031555A - オキシエチレン(メタ)アクリレ−トポリマ−と無機リチウム塩より成るハイブリド系イオン伝導体 - Google Patents

オキシエチレン(メタ)アクリレ−トポリマ−と無機リチウム塩より成るハイブリド系イオン伝導体

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JPS6031555A
JPS6031555A JP13878783A JP13878783A JPS6031555A JP S6031555 A JPS6031555 A JP S6031555A JP 13878783 A JP13878783 A JP 13878783A JP 13878783 A JP13878783 A JP 13878783A JP S6031555 A JPS6031555 A JP S6031555A
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JP
Japan
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lithium salt
meth
polymer
ion conductor
oxyethylene
Prior art date
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Application number
JP13878783A
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English (en)
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JPH0532422B2 (ja
Inventor
Junko Shigehara
淳孝 重原
Hidetoshi Tsuchida
英俊 土田
Norihisa Kobayashi
範久 小林
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Individual
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Publication of JPS6031555A publication Critical patent/JPS6031555A/ja
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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】 本発明は、一般式(1)で示さ扛る側鎖にオリゴエチレ
ンオキシドを有する(メタ)アクリレート系(共)重合
体と、LiCl0+またはL IBF4(またはLiP
Fa)の中から選ばれる無機リチウム塩とを、99/1
〜50150の重量比で混合して成る親規なバイブリド
系イオン伝導体に関する。
〔ここにRはI]またはC八、R′は炭素数1〜6のア
ルキル基、nは5〜20の整数、Xは100〜50%、
 x + y=l OO%〕 高分子−無機リチウム塩バイブリドイオン伝導体は、高
いイオン伝導性を保持しながら良好な成形性が得られる
よう発案されたものであシ、特にエレクトロニクス用部
拐としての用途から考え、薄膜化可能なことが重要な問
題トなる。高分子量のポリエチレンオキシドに、所定量
のLiClO4を分散した固体電解質〔J 、 E、W
estonら+ Sol ld 5tate Ion+
cs+ 2 +347(1981))などの報告がある
が、これらは本発明の・・イブリド系固体イオン伝導体
は側鎖にガラス転移点の非常に低いオリゴエチレンオキ
シドをリチウムイオンとの相互作用基として持ち、成膜
性保持のため(メタ)アクリレート系主鎖を有する式(
11の構成のポリマーと、無機リチウム塩との・・イブ
リドであるため、高いイオン伝導度と良好な膜形成能を
兼ね備えているところに特徴がある。
式(1)において、(メタ)アクリレートアルキルエス
テル共重合単位は、成膜性変化のため導入されたもので
あり、y−0% でちっても良く、また膜を固くするに
はRに長鎖のアルキルを用いてyを50%に近くすれば
良い。
R=!(、Cl−1,で相違はほとんど無いが、■=C
H3の方が若干固い膜が得られる。
本発明で得られる無機リチウム塩は、LiCl0゜、L
iBF、、 LiPF6の中から選ばれ、大巾な相違は
無いが、式(1)のポリマーとの相溶性およびバイブリ
ドのイオン伝導性から鑑み、LiClO4とL i P
F6がLiBF*に優れる。
本発明のバイブリド系固体イオン伝導体は式(1)のポ
リマーと既述のリチウム塩を、テトラヒドロフラン、メ
タノール、アセトンなどに均一溶解してキャスト成膜す
るか、■が炭素数2以下のアルキル基であってy=15
 % 以下であれば、ポリマーと無機リチウム塩を20
0°C程度に加熱、均一混合して、溶融キャストが可能
であり、寸だ加圧および/または加熱成形が可能である
。但し、L i C104を用いるときは爆発の危険が
あるので、806C以上には加熱できない。また、あら
かじめ式(1)に相当する単量体の混合物と無機リチウ
ム塩を混練しておき、不活性雰囲気下に加熱すれば自然
重合が起とシ、目的のバイブリド系固体イオン伝導体が
得られる。
式(1)のポリマーと無機リチウム塩の混合比は、99
/1〜50150の重量比であれば所定の性能を発揮す
るが、無機リチウム塩の割合を増加するとゆるやかにイ
オン伝導度は増加するので、なるべ(50150に近づ
けるのが好捷しい。但しこの範囲を越えて無機リチウム
塩量を増加すると微結晶生成により膜がもろくなる。
次に実施例により本発明のバイブリド系固体イオン伝導
体を説明するが、それに先立ち式(I)のポリマー及び
それに相当するX単位部分の単量体の合成を実験例に示
す。
実験例1゜ 分子i1250 (n□、−5)の片末端メチルエーテ
ルオリゴエチレンオキシド202を、無水’l”l(F
 200−に溶解し、那点還流下に金属リチウム52を
加えた。1日反応後、過剰の金属リチウムを除去しOo
Cに冷却しなからメタアクリル酸クロリド1゜2をTH
F50−で希釈した溶液を滴下し、ooCにて2時間、
常温で5時間反応させた。1”00−程度に減圧濃縮し
て、直径10m長さ30cmの塩基性アルミナカラム中
を、CICl3にて展開して過剰のメタアクリル酸クロ
リドと副生じたLiC1を除去し片末端メチルエーテル
オリゴエチレンオキシドメタクリレートのCI(CI、
溶液を得た。この溶液少量を分取して分析した結果、収
量は約229であり核磁気共鳴より de ec f が認められることから式(2)の構造を確認した。
実験例2〜5 実験例1と全く同様に、但し分子量350.(n〒8)
(実験例2)、550(n出13(実験例3)、750
(nキ17)(実験例4)、900 (n出20 ) 
(実験例5)の片末端メチルエーテルオリゴエチレンオ
キシド202ずつを用いて、該当するメタクリレートモ
ノマーを得た。収量はそれぞれ21り、202.199
.199であり、eン“ロトン比が異なる他は、実験例
1と同様の核磁気共鳴スペクトルを与えた。
実験例6〜10 実験例1.〜6と同様に、但しアクリル酸クロリドを用
い、分子量25o(実験例6)、35o(実験例7)、
550(実験例8)、750(実験例9)、900(実
験例10)の片末端メチルエーテルオリゴエチレンオキ
シド20りずつを用いて該当するアクリレ−トモ/7−
211.20ii’、19.5f、192.1872を
得た。実験例1〜5と比較して、式(2)におけるaプ
ロトンの消失のほかは、同様の核磁気共鳴スペクトルを
与えた。
実験例11〜20 実験例1〜10にて得たモノマー溶液がらC1−IC1
3を留去し、そのまま、あるいはコモノマーとともに第
−表に示すモノマー仕込で、脱気下に12時間60°C
にて重合し、生成物を水溶液中に透析した後、減圧乾固
して相当する共重合体を第−表の通りに得た。
重合体中のx%〔式(1)参照〕は、核磁気共鳴法によ
ってめた。
第−表 1、実験飯1) なし 10mnoI O,1rrmol 2眞95 100 
01゜ 実MflX2+ メタクリル酸ブチル o a
 85 63 3゜10mno1 5mno! 13 実MID) メタクリル酸メチル rt tr 
72 □4 。610mmo1 5m+r+o1 14 実験費■4) メタクリル酸ヘキ7ノ # 30
mA 83 77 2315r+vy+ol 5+ym
o1 15 実験flXs) なし 10m+nO] “ 2°d931000.6 実験f
lX6) なし 02rrrno14Dd 98 10
0 020m+no 1 1□ 実験例(71アクリル酸身 ” 20++f 8
8 79 2115mmo1 5mmo! +8 ”験91Xsj なし 0101−0l20.9
7 100 010rm+ol +9 実験911=r) アクリル酸ゾル 。2mno
+ 30++d 85 71 2915mmol 5m
no1 20 実験%X10 7′IJl′酸”” 0.2rr
mo120++d 95 55 4510mmol l
omnol 実施例1〜10 実験例1〜10のモノマーCl−ICl3溶液を減圧留
去してTHF溶媒に変え、無機リチウム塩と第三表に示
す割合で混合し、テフロン板上に展開してT II F
を蒸発させ、減圧下に12時間、60°Cで12時間静
置して重合した。得られた薄膜のイオン伝導度は、グラ
ファイト/膜/グラファイトのセル構成で、100〜2
万)I zの交流電圧印加による電流を測定して複素イ
ンピーダンスプロットを行い、決定した。結果を第三表
にまとめた。
第三表 膜厚 イオン伝導度 実施例 モノマー 無機リチウム塩 THF −(s/
、l)実施例11〜20 実験例11〜20のポリマーを、第三表に示す通り無機
リチウム塩とTHF中またはメタノール中に混合し、テ
フロン板上に展開して溶媒をゆっくシ蒸発させた後、6
0℃にて減圧乾固し、実施例1〜10と同様にイオン伝
導度を測定して第三表に示した。
11 県鰺1tt 2.Or LiCIQ 1.Of 
Tl(F 5.0 0.11 1.lX1O−512/
/ 12 1.0タ LiPF6 0.01F メタノ
ーヅレ 4.0 0.16 6.6X10−’+3 〃
 13 2.Of I、+BF、 0.05f THF
 5.0 (1218,4X10−’14 ” +41
.01F LiPFa 059 l1j10.11 9
.2X10−’15 ” 151.O1’ LiCIQ
 O:3f ” IIO,131,3X1G−’16 
n 16 lot LiBF、 I# メタノール10
.0 0.+7 9.7XIQ−’17 〃17 zo
r LiPF、、t、oy〃+z 0.17 !、3X
10−518 J/ 182.OY LiCIQ 10
9 ’IN(F 10.00.16 1.4X10−5
19 +7 19 2.Or LiCl0. 1.Of
 li/−に+On O,+3 1.3XIO−520
n 201.Of LiPF、029 TT(F5.0
0.+2 7.6X10−’実施例21〜26 実験例11.13.15.16〜18のポリマーに所定
量のLiPF、を加えて、窒素下に200’C程度に加
温して混練し、テフロン板上に溶融キャストした。
冷却後、実験例1〜1oと同様にイオン伝導度を測定し
、第四光に示した。
21 実験例11 2.Of O,52201,27,
6X10−622 tt 13ZOf 1.0 260
 1.3 1.2xlO−523u 154.Or 1
.0 220 0.8 8.4X10−624 Ll 
165.Of 1.0 200 11 6.3XIQ”
2s #/173.IM’ 1.0 240 +、s 
1.3X10−526 ’ 184.Of 1.0 2
60 1.8 9.5X10−’実施例27〜32 実施例21〜26のバイブリドを、キャストせずにその
まま冷却して不定形固体とした。これを適当に細片状と
し、約5 K9/c−の圧力をかけながら60゜Cに加
温して成膜し、イオン伝導度を実施例1〜10と同様に
測定して第五表に示した。
昭和59年 3月 夕日 特許庁長官若杉和夫殿 1 事件の表示 昭和58年特許願第13878.7号
2、発明の名称 オキシエチレン(メタ)アクリレート
ポリマーと無機リチウム塩より成る/\イブリド系イオ
ン伝導体 & 補正をする者 事件との関係 出願人 4、補正命令の日付 昭和58年11月8日 & 補正の対象 (1)明細書の特許請求の範囲 (2)明細書の「発明の詳細な説明」 (3)明細書の「実験例1」 (4)明細書の「実験例1−6」 (5)明細書の「実験例1−io4 (訂正箇所に下線を付した)。
(2)明細書第4頁、下から2行目と1行目の間に、[
なお、ここで用いられる当該ポリマーまたは自然重合で
得られる・・イブリド中のポリマーは、分子量1万から
50万の範囲にある。」 を挿入する。
(3)明細書第6頁、構造式(2)の次の1行削除、代
りに「a:20(8)I)、b、c:a5、fit(2
1()、d:4.2(2H)、e:a6(18H)、f
 : a8 (3H)pl)m(CDC1s中)が認め
られることから、式(2)の構造を確認した。」を挿入
する。
(4) 明細書第8頁、第1表の下に次の文を挿入する
[なお、これら(共)重合体の分子量は光散乱法より、
それぞれ 15000(実施例11)、22000(1
2)、13000(13)、10100(14)、35
000(15)、78000(16)、170000(
17)、495000(18)、82000(19)、
43000(20) であった。」(5)明細書第9頁
、最終行の次に、次の文を挿入する。
[なお、得られた膜の一部を水に溶解、透析を三日間行
ってポリマーのみの溶液を得、光散乱法より分子■1を
めたところ、それぞれ 18000(実施例1)、23
000(2)、26000(8)、34000(4)、
17000(5)、88000を (6)、71000
(7)、122000(8)、65000(9)、44
000(10’) であった。」 特許請求の範囲 一般式 〔ここkRはHまたはCHa、Rは炭素数1〜6のアル
キル基、nは5〜20の整数、Xは100〜50%、x
+y=loo%、分子量は1万〜50万〕 で示されるポリマーと、LiCIO4またはLiBF4
わねLiPF5の中から選ばれる無機リチウム塩とを、
99/l〜50150の重量比で混合して成るバイブリ
ド系イオン伝導体。
手続補正書 昭和 年59.1(A26 日 特許庁長官 志 賀 学 殿 1、事件の表示 特願昭58−138787号 2、発明の名称 オキシエチレン(メタ)アクリレートポリマーと無機リ
チウムJi1より成るバイブリド系イオン伝導体 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 土 1) 英 俊 4、代理人 住所 東京都港区虎ノ門1丁目 26番5号第17森ビル 6、補正の対象 明細書 7、補正の内容 (1)明細書第4頁14〜15行目にある「80°C・
・争できない」を「加熱温度に注意する必要がある」と
訂正する。
(2)明細書第5頁6行目にある「もろくなる。」の次
に「なお1本発明のイオン伝導体は、固体電解質として
、電解コンデンサー、電池、エレクトロクロニック表示
装置等に組込むことができる。また、非帯電性材料とし
ても使用できる。」を挿入する。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 一般式 〔ここにRはI−1またはCl−13,R′は炭素数1
    〜6のアルキル基、nは5〜2oの整数、xは100〜
    50%+ 2+’/=100%〕テ示すレルホリマート
    、L” 104 i タij L r BF4またはL
    iPP6の中から選ばれる無機リチウム塩とを、99/
    1〜50150の重量比で混合して成るバイブリド系イ
    オン伝導体。
JP13878783A 1983-07-29 1983-07-29 オキシエチレン(メタ)アクリレ−トポリマ−と無機リチウム塩より成るハイブリド系イオン伝導体 Granted JPS6031555A (ja)

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JP13878783A JPS6031555A (ja) 1983-07-29 1983-07-29 オキシエチレン(メタ)アクリレ−トポリマ−と無機リチウム塩より成るハイブリド系イオン伝導体

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