JPS6230147A - イオン伝導性高分子複合体 - 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】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、イオン伝導性高分子複合体に関するものであ
り、詳しくは安定な高いイオン伝導性を有し且つ透明で
加工性に優れ、機械的性質が任意に調節可能なイオン伝
導性高分子複合体に関するものである。

（ロ）従来の技術 イオン伝導性物質としてはＬｉＣＩＯ４、ＬｉＡｌＣｌ
４、ＬｉＢＦｎ　、ＫＰＦ６、ＮａＰＦ、及びＬｉＡｓ
Ｆｂ等をプロピレンカーボネート、γ−ブチロラクトン
、テトラヒドロフラン及びジメトキシエタン等に溶解し
た電解質溶液やＲｂＡｇ４．Ｉ５　、Ｎａ−βＡｌｚＯ
ｉ及びＺｒＯ□等の固体電解質等が知られている。

又、特開昭５７−１４３３５６号公報では比誘電率が４
以上の有機高分子化合物、比誘電率が１０以上の有機溶
媒及び金属塩からなるイオン伝導性固体組成物が提案さ
れている。

（ハ）発明が解決しようとする問題点 上述の電解質溶液は、リチウム電池等で実用化されてい
るが、溶液を使用する為漏洩の問題は避けられない。

固体電解質は真空蒸着法、スパッタリング法及びＣＶＤ
法等の特殊な方法で製造される為高価であり、無機物と
いう性質上成形加工性に劣る欠点がある。

又、固体電解質は一般に高温でのみ作動する為用途が限
定される。

特開昭５７−１４３３５６号公報の系は、有機溶媒が必
須構成要件である為有機溶媒の漏洩及び揮散による導電
率の変化は避けられない。

又、有機溶媒濃度は導電率との兼合いから一義的に決ま
る為、イオン伝導性高分子複合体の機械的物性を有機溶
媒濃度で調節する事は不可能である。

（ニ）問題点を解決するための手段 本発明者らは、上述の欠点を解決すべく鋭意努力検討の
結果、一般式［Ｔ）のポリアルキレンカーボネートがＬ
ｉＣｌ０ａ、ＬｉＡｌＣ１＜　、ＬｉＢＦｎ　、ＫＰＦ
６、ＮａＰＦ６及びＬｉＡｓＦ６等の金属塩の解離を促
進し且つ安定な複合体を形成して高いイオン伝導を発現
する事並びにポリアルキレンカーボネート及び上記金属
塩を溶解する有機溶媒を配合するとイオン伝導性高分子
複合体の機械物性を任意に調節出来る事を見出し本発明
を完成するに至った。

′即ち、本発明は一般式〔■〕で表される（Ｒ＋　、Ｒ
２、Ｒ：ｌ　、Ｒ４は水素原子、炭素数１〜５のアルキ
ル基及びフェニル基から選ばれる置換基であり、Ｘ及び
Ｙはモル分率を示しＸは０〜１、Ｙは０〜１の数で且つ
Ｘ　十Ｙ　＝　１’である。） ポリアルキレンカーボネートと周期律表第１族及び第■
族から選ばれる１種又は２種以上の金属塩並びに上記ポ
リアルキレンカーボネート及び金属塩を溶解する有機溶
媒からなるイオン伝導性高分子複合体に関するものであ
る。

本発明の一般式〔Ｉ〕のポリアルキレンカーボネートの
具体例としては、ガラス転移点が１０℃のポリエチレン
カーボネート及びガラス転移点が３２℃のポリプロピレ
ンカーボネート等が挙げられる。

本発明の周期律表第１族及び第■族から選ばれ　　　′
る金属塩の具体例としては、ＬｉＣ１０いＬｉＡｌＣｌ
４、ＬｉＢＦｎ　、ＫＰＦ６．　ＮａＰＦ、、　、Ｌｉ
ＡｓＰｂ、Ｂａ（ＣｌＯ２）ｚ及びＺｎ１ｚ等が挙げら
れる。

本発明のイオン伝導性高分子複合体の導電率は金属塩配
合量に比例して高くなるが、金属塩の配合量は一般式〔
Ｉ〕のポリアルキレンカーボネート１００重量部に対し
て１〜１００重量部が望ましい。

金属塩の配合量が１重量部未満であると充分な導電性は
得られず、又金属塩の配合量が１００重量部を越えると
得られるイオン伝導性高分子複合体が脆（なり用途によ
っては好ましくない。

本発明の一般式Ｃ１）のポリアルキレンカーボネート及
び周期律表第１族及び第■族から選ばれる金属塩を溶解
する有機溶媒の具体例としては、アセトン、酢酸エチル
、テトラヒドロフラン及びプロピレンカーボネート等が
挙げられる。

有機溶媒の配合量は、一般式〔■〕のポリアルキレンカ
ーボネート１００重量部に対して１〜１００重量部が望
ましい。

有機溶媒の配合量が１重量部未満であると顕著な機械物
性の向上は認められず、無添加の場合と差はあまりない
。

又、有機溶媒の配合量が１００重量部を越えると得られ
るイオン伝導性高分子複合体は液体状となってしまう。

本発明のイオン伝導性高分子複合体は、例えば一般式（
１）のポリアルキレンカーボネートと周期律表第ｆ族及
び第■族から選ばれる１種又は２種以上の金属塩を上記
ポリアルキレンカーボネート及び金属塩を溶解する有機
溶媒に均一に溶解し、キャスチング法で成膜後有機溶媒
含有量を所定量に調節する事により容易に製造する事が
出来る。

本発明のイオン伝導性高分子複合体の用途としては、例
えば−次電池、二次電池、センサー及びエレクトロクコ
ミックディスプレイ等が挙げられる。

（ホ）発明の効果 本発明のイオン伝導性高′分子複合体は、一般式（１）
のポリアルキレンカーボネートが周期律表第１族及び第
Ｈ族から選ばれる１種又は２種以上の金属塩の解離を促
進し大部分の金属をイオンとして存在させ且つ安定な複
合体を形成する為、高いイオン伝導性を示す。

又、本発明のイオン伝導性高分子複合体は高い透明性を
有し且つ固体状である為、電解質が漏洩、揮散する事は
ない。

更に、を機溶媒を含有する高分子複合体である為、特に
賦形性に優れ成形性及び後加工性も良い。

例えば、本発明のイオン伝導性高分子複合体上に電極を
形成する場合、電極との接触状態が非常に良好であり界
面に起因する抵抗が低減する利点がある。

本発明のイオン伝導性高分子複合体の機械物性は、一般
式〔Ｉ〕のポリアルキレンカーボネートの置換基Ｒ＋　
、Ｒｚ　、Ｒ３、Ｒ４及びＸ及びＹのモル分率を適宜選
択しガラス転移点等を調節する事により成る程度調節す
る事も出来るが、一般式ＣＩ）のポリアルキレンカーボ
ネート及び周期律表第■族及び第■族から選ばれる金属
塩を溶解する有機溶媒を含有させる事により機械物性を
容易、且つ任意に調節する事が出来る。

くべ）実施例 次に実施例を挙げて本発明の詳細な説明するが、本発明
はこれらに限定されるものではない。

実施例１ ポリプロピレンカーボネートｌ　ｇ　１ＬｉＣＩ０４０
　。

１ｇ及びプロピレンカーボネーｈ５ｇを混合攪拌し均一
溶液とした。

この溶液をステンレス板上にキャスチング後、減圧下９
０℃で４時間乾燥を行い、プロピレンカーボネート配合
量が０．５ｇで厚さ１．３龍の透明な固体状イオン伝導
性高分子複合体を得た。

このイオン伝導性高分子複合体上にステンレス類の主電
極及びガード電極を形成後、イオンの分極を避ける為イ
ンピーダンス法を採用し周波数を１０２〜１０’）（２
まで変化させ導電率の測定を行いＣｏ１ｅ−Ｃｏｌｅプ
ロットにより導電率を算出した。

導電率は５．６Ｘ１０−’Ｓ・ｃｍ　−’であった。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 一般式〔 I 〕で表される ▲数式、化学式、表等があります▼〔 I 〕 （Ｒ＿１、Ｒ＿２、Ｒ＿３、Ｒ＿４は水素原子、炭素数
   １〜５のアルキル基及びフェニル基から選ばれる置換基
   であり、Ｘ及びＹはモル分率を示しＸは０〜１、Ｙは０
   〜１の数で且つＸ＋Ｙ＝１である。） ポリアルキレンカーボネートと周期律表第 I 族及び第
   II族から選ばれる１種又は２種以上の金属塩並びに上記
   ポリアルキレンカーボネート及び金属塩を溶解する有機
   溶媒からなるイオン伝導性高分子複合体。