JPH04184811A - Solid electrolyte film - Google Patents
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- JPH04184811A JPH04184811A JP31328590A JP31328590A JPH04184811A JP H04184811 A JPH04184811 A JP H04184811A JP 31328590 A JP31328590 A JP 31328590A JP 31328590 A JP31328590 A JP 31328590A JP H04184811 A JPH04184811 A JP H04184811A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の背景〕
〈産業上の利用分野〉
本発明は、イオン伝導性固体電解質と電子伝導性高分子
化合物とからなっていて、イオン伝導性および電子伝導
性を有する固体電解質膜に関する。[Detailed description of the invention] [Background of the invention] Regarding solid electrolyte membranes.
さらに詳しくは、本発明は、室温で極めて高い導電性を
有し、熱的および電気化学的に安定でかつ柔軟で可とう
性に富む薄膜状の固体電解質であって、電解コンデンサ
の電解質として安全にかつ好適に使用できる、固体電解
質膜に関する。More specifically, the present invention provides a thin film solid electrolyte that has extremely high conductivity at room temperature, is thermally and electrochemically stable, and is highly flexible, and is safe as an electrolyte for electrolytic capacitors. The present invention relates to a solid electrolyte membrane that can be suitably used for various purposes.
〈従来の技術〉
従来、イオン伝導性材料は、水または有機溶媒に電解質
を溶解して溶液状にして用いているために、漏液の問題
があった。この耐漏液性を改良して、高信頼性の機器、
たとえば固体電解コンデンサ、の開発のために、液体有
機電解質並のまたはそれ以上の高い導電率を有し、かつ
熱的および電気化学的に安定であって、柔軟で可とう性
に優れた固体電解質の開発が望まれている。そのため、
近年、電解質の固体化研究が盛んに行なわれている。<Prior Art> Conventionally, ion conductive materials have been used in the form of a solution by dissolving an electrolyte in water or an organic solvent, which has caused a problem of leakage. By improving this leakage resistance, highly reliable equipment,
For example, for the development of solid electrolytic capacitors, solid electrolytes have high conductivity comparable to or higher than liquid organic electrolytes, are thermally and electrochemically stable, and are flexible and flexible. development is desired. Therefore,
In recent years, research on solidifying electrolytes has been actively conducted.
たとえば、有機固体電解質としては、クラウンエーテル
とハロゲン化アルカリ金属との錯体系、ポリエチレンオ
キサイドをマトリックスとしてこれにアルカリ金属塩を
複合させた系(ソリッド中ステート中アイオニクス(S
olid 5tate Ionlcs)、3/1.38
9 (1981)) 、ポリアクリロニトリルとLiC
IO4とエチレンカーボネートとの複合膜(ジャーナル
eオブ争ポリマーサイエンス(J、Po1y■、Sci
、) 、A 2.21.939(1983))等の報告
がある。For example, organic solid electrolytes include a complex system of crown ether and an alkali metal halide, and a system in which an alkali metal salt is complexed with polyethylene oxide as a matrix (solid medium ionics (S
solid 5tate Ionlcs), 3/1.38
9 (1981)), polyacrylonitrile and LiC
Composite membrane of IO4 and ethylene carbonate (Journal of Polymer Science (J, Poly■, Sci.
, ), A 2.21.939 (1983)).
しかしながら、これらの固体電解質は、いずれも室温に
おける導電率が10 ’〜10−2S −am−’であ
り、液体有機電解質(以下、電解液と略記。However, all of these solid electrolytes have electrical conductivities of 10' to 10-2S-am-' at room temperature, and are liquid organic electrolytes (hereinafter abbreviated as electrolytes).
導電率:10〜10−2S10−2S−に対して極めて
小さい。Electrical conductivity: 10-10-2S extremely small compared to 10-2S-.
C発明の概要〕
〈発明が解決しようとする課題〉
特に電解コンデンサへの応用においては、固体電解質が
熱的および電気化学的に安定でかつ柔軟で可とう性に富
み、安全性に優れることが求められている。さらに、電
子機器の高性能化、小型化に伴って、スイッチング電源
の高周波化、電解コンデンサの小型化等、高性能電解コ
ンデンサへの゛ 要求が高まっていることから、高い導
電率を示す固体電解質の開発が重要な問題で課題である
。C. Summary of the Invention〕〈Problems to be Solved by the Invention〉 In particular, when applied to electrolytic capacitors, solid electrolytes are thermally and electrochemically stable, flexible, and have excellent safety. It has been demanded. Furthermore, as electronic devices become more sophisticated and smaller, there is a growing demand for high-performance electrolytic capacitors, such as higher frequency switching power supplies and smaller electrolytic capacitors. development is an important issue and challenge.
く課題を解決するための手段〉
本発明は、上記した課題を解決するためになされたもの
で、電解コンデンサの電解質として好適に使用できる固
体電解質膜を提供するものである。Means for Solving the Problems> The present invention has been made to solve the above problems, and provides a solid electrolyte membrane that can be suitably used as an electrolyte in an electrolytic capacitor.
すなわち、本発明による固体電解質膜は、(a)重合性
とニルモノマーの重合体からなるマトリックスポリマー
と、(b)下記の一般式(m)または/および(mV)
から選ばれた少なくとも一種類の単量体を化学酸化重合
させて得られる導電性高分子化合物と、(C)下記の一
般式(I)または/および(■)で示されるアンモニウ
ムイオンまたは四級ホスホニウムイオンをカチオン成分
とし、酸の共役塩基をアニオン成分とする塩からなる少
なくとも一種類の溶質と、(d)有機溶媒とを含んでな
ること、を特徴とするものである。That is, the solid electrolyte membrane according to the present invention comprises (a) a matrix polymer consisting of a polymer of polymerizable and nil monomers, and (b) the following general formula (m) or/and (mV).
(C) ammonium ion or quaternary compound represented by the following general formula (I) or/and (■); It is characterized in that it contains at least one kind of solute consisting of a salt having a phosphonium ion as a cation component and a conjugate base of an acid as an anion component, and (d) an organic solvent.
(式(1)および(II)中、R1、R2、R3および
R4は同じであっても異なっていてもよく、水素、炭素
数1〜4のアルキル基または炭素数6〜10のアリール
基を表わし、R5は式(II)中の窒素原子と結合して
脂肪族複素環または芳香族複素環を形成する炭素数3〜
10の基を表わす。)(式(m)および式(IV)中、
R6−R13は同じであっても異なっていてもよく、水
素、炭素数1〜4のアルキル基または炭素数6〜10の
アリール基を示しくたソし、R6およびR7の少なくと
も一方は水素である)、R12とR13は互いに環状構
造をとることがある。また、Xは酸素、硫黄またはNR
14を示し、Nは窒素であり、R14は水素、炭素数1
〜4のアルキル基または炭素数6〜10のアリール基を
表わす。)
〈発明の効果〉
本発明による固体電解質膜は、室温で極めて高い導電性
(例えば、5mS−cm−’以上)を示し、電気化学的
に安定で、柔軟で可撓性に富み、かつ耐熱性および安全
性にも優れた固体電解質であって、特に、電解コンデン
サの電解質として好適に利用できるものである。(In formulas (1) and (II), R1, R2, R3 and R4 may be the same or different and represent hydrogen, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 10 carbon atoms. represented, R5 has 3 to 3 carbon atoms which forms an aliphatic heterocycle or an aromatic heterocycle by bonding with the nitrogen atom in formula (II);
Represents 10 groups. ) (in formula (m) and formula (IV),
R6-R13 may be the same or different and represent hydrogen, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 10 carbon atoms, and at least one of R6 and R7 is hydrogen. ), R12 and R13 may each have a cyclic structure. Also, X is oxygen, sulfur or NR
14, N is nitrogen, R14 is hydrogen, carbon number 1
-4 alkyl group or an aryl group having 6 to 10 carbon atoms. ) <Effects of the Invention> The solid electrolyte membrane according to the present invention exhibits extremely high conductivity at room temperature (e.g., 5 mS-cm-' or more), is electrochemically stable, flexible, and heat resistant. It is a solid electrolyte with excellent properties and safety, and is particularly suitable for use as an electrolyte in electrolytic capacitors.
くマトリックスポリマー(成分(a))>本発明で固体
電解質膜の母体ないし連結相を形成するマトリックスポ
リマーは、重合性ビニルモノマーの重合体からなるもの
である。Matrix Polymer (Component (a))> The matrix polymer forming the matrix or linking phase of the solid electrolyte membrane in the present invention is composed of a polymer of polymerizable vinyl monomers.
ここで、重合性とニルモノマーは、好ましくははC1〜
C2のアルキル基である)を有する単量体であって、こ
の単量体の付加重合によって重合体を形成しつるものを
意味する。従って、本発明でいう「ビニルモノマーJは
「エチレン性不飽和モノマー」と同義である。そして、
「重合性とニルモノマーの重合体」というのは、重合性
ビニルモノマ□−の単独重合体および相互の共重合体の
外に、優位量の該重合性とニルモノマーとそれより少量
の共重合可能単量体との共重合体を意味するものである
。Here, the polymerizable and nil monomers are preferably C1 to
It means a monomer having a C2 alkyl group) which forms a polymer by addition polymerization of this monomer. Therefore, "vinyl monomer J" as used in the present invention has the same meaning as "ethylenic unsaturated monomer." and,
"Polymer of polymerizable vinyl monomers and vinyl monomers" means, in addition to homopolymers of polymerizable vinyl monomers and mutual copolymers, a predominant amount of polymerizable vinyl monomers and a smaller amount of copolymerizable monomers. It means a copolymer with a body.
このような重合性ビニルモノマーは極性基をもつもの、
就中ヒドロキシル基または低級アルコキシル基(C1〜
C4程度)、カルボキシル基、アミド基またはアミノ基
を有するもの、が好ましい。Such polymerizable vinyl monomers have polar groups,
Especially hydroxyl group or lower alkoxyl group (C1~
C4 or so), those having a carboxyl group, an amide group, or an amino group are preferred.
そのようなモノマーの具体例としては、アルコキシアル
キル−(メタ)アクリレート、ヒドロキシアルキル−(
メタ)アクリレート、グリセロール−モノ−、ジーおよ
びトリー (メタ)アクリレート、アルキレングリコー
ル−モノ−およびジー(メタ)アクリレート等の(メタ
)アクリル酸エステル、(メタ)アクリロニトリル等の
不飽和ニトリル、スチレン等の芳香族オレフィン、塩化
ビニル、酢酸ビニル等のビニル化合物、N−ビニルピロ
リドン、N−ビニルピペリドン等のN−ビニルラクタム
、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリルアミド等、を
挙げることができる。これらのうち、アルコキシアルキ
ル−(メタ)アクリレート、ヒドロキシアルキル−(メ
タ)アクリレート、グリセロール−モノ−、ジーおよび
トリー (メタ)アクリレートおよびアルキレングリコ
ール−モノ−およびジー (メタ)アクリレートから選
ばれた少なくとも一種類の(メタ)アクリル酸エステル
が好ましく用いられる。Specific examples of such monomers include alkoxyalkyl-(meth)acrylates, hydroxyalkyl-(
(meth)acrylic acid esters such as meth)acrylate, glycerol mono-, di- and tri-(meth)acrylate, alkylene glycol mono- and di(meth)acrylate, unsaturated nitriles such as (meth)acrylonitrile, styrene, etc. Examples include aromatic olefins, vinyl compounds such as vinyl chloride and vinyl acetate, N-vinyl lactams such as N-vinylpyrrolidone and N-vinylpiperidone, (meth)acrylic acid, and (meth)acrylamide. Among these, at least one selected from alkoxyalkyl-(meth)acrylates, hydroxyalkyl-(meth)acrylates, glycerol-mono-, di- and tri-(meth)acrylates, and alkylene glycol-mono- and di-(meth)acrylates. (meth)acrylic acid esters are preferably used.
ここで、「(メタ)アクリル酸」および「(メタ)アク
リレート」は、それぞれアクリル酸およびメタクリル酸
、ならびにアクリレートおよびメタクリレート、のいず
れをも意味するものとする。Here, "(meth)acrylic acid" and "(meth)acrylate" mean both acrylic acid and methacrylic acid, and acrylate and methacrylate, respectively.
さて、高導電率を得るための好ましい(メタ)アクリル
酸エステルの一群は、アルコキシアルキル−(メタ)ア
クリレートである。「アルコキシアルキル」基も、それ
ぞれが低級なもの、特に炭素数1〜4程度、好ましくは
、「アルコキシ」基については炭素数1〜3程度、「ア
ルキル」基については炭素数2〜3程度、が好ましい。Now, a group of preferred (meth)acrylic esters for obtaining high electrical conductivity are alkoxyalkyl-(meth)acrylates. Each of the "alkoxyalkyl" groups is a lower one, especially one having about 1 to 4 carbon atoms, preferably about 1 to 3 carbon atoms for an "alkoxy" group, and about 2 to 3 carbon atoms for an "alkyl" group, is preferred.
そのようなアルコキシアルキル−(メタ)アクリレート
の具体例を挙げれば、アクリル酸およびメタクリル酸の
メトキシエチル、エトキシエチルおよびプロポキシエチ
ルエステルがある。Specific examples of such alkoxyalkyl-(meth)acrylates include methoxyethyl, ethoxyethyl and propoxyethyl esters of acrylic and methacrylic acids.
好ましい(メタ)アクリル酸エステルの他の一群は、ヒ
ドロキシアルキル−
トである。この場合の「アルキルj基も、低級なもの、
特に炭素数2〜4程度のもの、が好ましい。Another group of preferred (meth)acrylic esters are hydroxyalkylates. In this case, "the alkyl j group is also a lower one,
In particular, those having about 2 to 4 carbon atoms are preferred.
「ヒドロキシルアルキル」基は、水酸基を1m持つもの
が好ましい。The "hydroxylalkyl" group preferably has 1 m of hydroxyl groups.
そのようなヒドロキシアルキル−(メタ)アクリレート
の具体例を挙げれば、アクリル酸およびメタクリル酸の
ヒドロキシエチルおよびヒドロキシプロピルエステルが
ある。Specific examples of such hydroxyalkyl-(meth)acrylates include hydroxyethyl and hydroxypropyl esters of acrylic and methacrylic acids.
好ましい(メタ)アクリル酸エステルの他の一群は、グ
リセロール−(メタ)アクリレートである。この(メタ
)アクリレートは、グリセロールの3個の水酸基のうち
1個または2個の水酸基がエステル化されたものである
ことが好ましい。Another group of preferred (meth)acrylic esters are glycerol-(meth)acrylates. This (meth)acrylate is preferably one in which one or two of the three hydroxyl groups of glycerol are esterified.
そのようなグリセロール纏(メタ)アクリレートの具体
例を挙げれば、グリセロールモノメタクリレート、グリ
セロールジメタクリレート、およびグリセロールアクリ
レートメタクリレートがある。好ましい(メタ)アクリ
ル酸エステルの他の一群は、アルキレングリコール−(
メタ)アクリレートである。「アルキレン」基は低級、
特にC2〜C3、が好ましく、また「アルキレングリコ
ール」はオリゴアルキレングリコール、特にジー、トリ
ーおよびテトラ−アルキレングリコールからポリアルキ
レングリコール(分子量4、000程度まで)までの重
合体ならびにその末端水酸基(それが存在する場合)の
アルコキシル化誘導体(特に、低級アルコキシル化誘導
体)を含有するものである。Specific examples of such glycerol-covered (meth)acrylates include glycerol monomethacrylate, glycerol dimethacrylate, and glycerol acrylate methacrylate. Another group of preferred (meth)acrylic esters is alkylene glycol-(
meth)acrylate. "Alkylene" group is lower,
In particular, C2 to C3 are preferable, and "alkylene glycol" refers to oligoalkylene glycols, especially polymers ranging from di-, tri-, and tetra-alkylene glycols to polyalkylene glycols (molecular weight up to about 4,000) and their terminal hydroxyl groups ( (if any) alkoxylated derivatives (especially lower alkoxylated derivatives).
そのようなアルキレングリコール−
クリレートの具体例を挙げれば、ジエチレングリコール
−(メタ)アクリレート、トリエチレングリコール−(
メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール−(メタ
)アクリレート(平均分子量200〜2,000程度)
、ジプロピレングリコール−(メタ)アクリレート、ト
リプロピレングリコール−(メタ)アクリレート、ポリ
プロピレングリコール−(メタ)アクリレート(平均分
子量300〜3.000程度)、ポリアルキレングリコ
ール−(メタ)アクリレート(エチレンオキサイド/プ
ロピレンオキサイドブロック共重合体、平均分子量20
0〜3,000程度)、メトキシポリエチレングリコー
ル−(メタ)アクリレート(平均分子量200〜2,0
00程度)、エトキシポリエチレングリコール−(メタ
)アクリレート(平均分子量200〜2,000程度)
、プロポキシポリエチレングリコール−(メタ)アクリ
レート(平均分子量200〜2,000程度)、フェノ
キシポリエチレングリコール−(メタ)アクリレート(
平均分子量300〜2,000程度)メトキシポリプロ
ピレングリコール−(メタ)アクリレート(平均分子量
250〜3,000程度)エトキシポリプロピレングリ
コール−(メタ)アクリレート(平均分子量250〜3
,000程度)およびエチレングリコール−(メタ)ア
クリレートがある。これらのエステルは、所与のヒドロ
キシル基の一部または全部についてのものである。Specific examples of such alkylene glycol-acrylates include diethylene glycol-(meth)acrylate, triethylene glycol-(
meth)acrylate, polyethylene glycol-(meth)acrylate (average molecular weight about 200 to 2,000)
, dipropylene glycol (meth)acrylate, tripropylene glycol (meth)acrylate, polypropylene glycol (meth)acrylate (average molecular weight about 300 to 3.000), polyalkylene glycol (meth)acrylate (ethylene oxide/propylene) Oxide block copolymer, average molecular weight 20
0 to 3,000), methoxypolyethylene glycol-(meth)acrylate (average molecular weight 200 to 2,0
(about 00), ethoxypolyethylene glycol-(meth)acrylate (average molecular weight about 200 to 2,000)
, propoxypolyethylene glycol-(meth)acrylate (average molecular weight approximately 200 to 2,000), phenoxypolyethylene glycol-(meth)acrylate (
average molecular weight 300 to 2,000) methoxypolypropylene glycol-(meth)acrylate (average molecular weight 250 to 3,000) ethoxypolypropylene glycol-(meth)acrylate (average molecular weight 250 to 3
,000) and ethylene glycol (meth)acrylate. These esters are for some or all of a given hydroxyl group.
これらの重合性ビニルモノマーの重合体が少量の共重合
性単量体との共重合体であってもよいことは前記したと
ころであるが、そのような共単量体の具体例を挙げれば
、(イ)単官能性モノマー、たとえば(メタ)アクリル
酸アルキルエステル(アルキル基は、炭素数1〜3程度
のもの)等、(ロ)二官能性モノマー、たとえばエチレ
ングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレング
リコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコ
ールジ(メタ)アクリレート、ポリブロビレングリコー
ルジ(メタ)アクリレート、1.3−ブチレングリコー
ルジ(メタ)アクリレート、ネオベンチルグリコールジ
(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−1,3−ジ(
メタ)アクリロキシプロパン、2−ヒドロキシ−1−ア
クリロキシ−3−メタクリロキシプロパンなど、(ハ)
三官能性モノマー、たとえばトリメチロールプロパント
リ(メタ)アクリレート、テトラメチロールメタントリ
(メタ)アクリレートなど、がある。As mentioned above, the polymer of these polymerizable vinyl monomers may be a copolymer with a small amount of copolymerizable monomer, but specific examples of such comonomers include: (a) Monofunctional monomers, such as (meth)acrylic acid alkyl esters (the alkyl group has about 1 to 3 carbon atoms); (b) difunctional monomers, such as ethylene glycol di(meth)acrylate, Ethylene glycol di(meth)acrylate, polyethylene glycol di(meth)acrylate, polybrobylene glycol di(meth)acrylate, 1,3-butylene glycol di(meth)acrylate, neobentyl glycol di(meth)acrylate, 2- Hydroxy-1,3-di(
(meth)acryloxypropane, 2-hydroxy-1-acryloxy-3-methacryloxypropane, etc.
There are trifunctional monomers such as trimethylolpropane tri(meth)acrylate, tetramethylolmethane tri(meth)acrylate, and the like.
これらの重合性ビニルモノマーを重合開始剤を用いて重
合させることにより、熱的に安定で、柔軟で可とう性に
優れた(a)成分のマトリックスポリマーを得ることが
できる。By polymerizing these polymerizable vinyl monomers using a polymerization initiator, it is possible to obtain a matrix polymer of component (a) that is thermally stable, flexible, and has excellent flexibility.
く導電性高分子化合物(成分(b))>本発明の組成物
において使用される導電性高分子化合物は、下記の一般
式(m)または/および(IV)で示される単量体を化
学酸化重合させて得られる高分子化合物である。Electrically conductive polymer compound (component (b)) It is a polymer compound obtained by oxidative polymerization.
(式(m)および式(IV)中、R6−R13は同じで
あっても異なっていてもよく、水素、炭素数1〜4のア
ルキル基または炭素数6〜10のアリール基を示しくた
ソし、R6およびR7の少なくとも一方は水素である)
、R12とR13は互いに環状構造をとることがある。(In formula (m) and formula (IV), R6-R13 may be the same or different and represent hydrogen, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 10 carbon atoms. and at least one of R6 and R7 is hydrogen)
, R12 and R13 may each have a cyclic structure.
また、Xは酸素、硫黄またはNRを示し、Nは窒素であ
り、R14は水素、炭素数1〜4のアルキル基または炭
素数6〜10のアリール基を表わす。)
ここで「化学酸化重合」とは、前記の一般式(III)
および(IV)で示される複素環化合物などの活性水素
原子を有する化合物を酸化剤とともに反応させると、ラ
ジカルを生成し、脱水素を伴い重合する反応を意味する
。Further, X represents oxygen, sulfur or NR, N is nitrogen, and R14 represents hydrogen, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 10 carbon atoms. ) Here, "chemical oxidative polymerization" refers to the above general formula (III)
When a compound having an active hydrogen atom such as a heterocyclic compound represented by (IV) is reacted with an oxidizing agent, radicals are generated and polymerization is accompanied by dehydrogenation.
式(m)で示される単量体化合物の具体例としては、ア
ニリン、0−メチルアニリン、m−メチルアニリン、0
−エチルアニリン、m−エチルアニリン等のアルキルア
ニリンまたは/およびこれらの水溶性塩を例示すること
ができる。Specific examples of the monomer compound represented by formula (m) include aniline, 0-methylaniline, m-methylaniline, 0
Examples include alkylanilines such as -ethylaniline and m-ethylaniline and/or water-soluble salts thereof.
式(IV)で示される単量体化合物の具体例としては、
ピロール、N−メチルビロール、3−メチルビロール、
N−メチル−3−メチルビロール、3.4−ジメチルピ
ロール等のピロール化合物、チオフェン、3−メチルチ
オフェン、3−エチルチオフェン、インチアナフテン等
のチオフェン化合物およびフラン等を例示することがで
きる。Specific examples of the monomeric compound represented by formula (IV) include:
Pyrrole, N-methylvirol, 3-methylvirol,
Examples include pyrrole compounds such as N-methyl-3-methylpyrrole and 3,4-dimethylpyrrole, thiophene compounds such as thiophene, 3-methylthiophene, 3-ethylthiophene, and inthianaphthene, and furan.
これらの単量体は、単独でも、混合しても用いることが
できる。また、特に高導電性高分子化合物を得るための
好ましい単量体は、アニリンおよびピロールが用いられ
る。These monomers can be used alone or in combination. In addition, particularly preferred monomers for obtaining a highly conductive polymer compound are aniline and pyrrole.
また、これらの単量体を酸化重合反応させるための酸化
剤としては、特に制限されるものではないが、−船釣に
は、標準電極電位が0.5V以上である酸化剤を用いる
ことができる。この標準電極電位とは、酸化剤が被酸化
物から電子を得て、自身は還元されるときの化学反応を
、外部回路から電子を受は入れる電極からなる半電池と
みて、この場合の半電池の起電力の大きさをいい、従っ
て、この標準電極電位によって酸化力を定量化すること
ができる。このような標準電極電位の値は、例えば、“
改訂4版電気化学便覧” (電気化学協会編、丸善(1
985)))等に記載されている。In addition, there are no particular restrictions on the oxidizing agent used to cause the oxidative polymerization reaction of these monomers, but - for boat fishing, it is recommended to use an oxidizing agent with a standard electrode potential of 0.5 V or more. can. This standard electrode potential refers to the chemical reaction in which an oxidizing agent obtains electrons from an oxidized substance and is itself reduced, as a half-cell consisting of an electrode that receives and receives electrons from an external circuit. It refers to the magnitude of the electromotive force of a battery, and therefore, the oxidizing power can be quantified using this standard electrode potential. The value of such standard electrode potential is, for example, “
“Revised 4th Edition Electrochemistry Handbook” (edited by the Electrochemistry Association, Maruzen (1)
985))) etc.
具体的には、(イ)塩化鉄(■)、塩化ルテニウム(■
)、塩化モリブデン(■)、塩化アルミニウム(III
)等のルイス酸、(ロ)過酸化水素、過酢酸等の過酸化
物、(ハ)過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム、過硫酸
アンモニウム等の過硫酸塩、(ニ)硫酸、硝酸、フルオ
ロ硫酸等のプロトン酸、(ニ)硫酸、硝酸、フルオロ硫
酸等のプロトン酸、(ホ)酸化セリウム(■)、酸化鉛
(■)、二酸化マンガン等の金属酸化物、(へ)ヨウ素
、臭素、ヨウ化臭素等のハロゲン単体および(ト)四酢
酸鉛、塩化第二銅等の金属塩等を用いることができる。Specifically, (a) iron chloride (■), ruthenium chloride (■
), molybdenum chloride (■), aluminum chloride (III
) Lewis acids such as (b) peroxides such as hydrogen peroxide and peracetic acid, (c) persulfates such as sodium persulfate, potassium persulfate, and ammonium persulfate, (d) sulfuric acid, nitric acid, fluorosulfuric acid, etc. protonic acids, (d) protonic acids such as sulfuric acid, nitric acid, and fluorosulfuric acid, (e) metal oxides such as cerium oxide (■), lead oxide (■), manganese dioxide, etc., (f) iodine, bromine, and iodide. Single halogens such as bromine and metal salts such as lead (tri)tetraacetate and cupric chloride can be used.
〈溶質(成分(c))>
本発明の組成物において使用される(c)成分の溶質は
、後記の(d)成分の有機溶媒中でイオンに電離してイ
オン伝導性を示すものである。このような溶質としては
、カチオン成分である下記の一般式(I)または/およ
び(II)で示されるアンモニウムイオンまたは四級ホ
スホニウムイオンとアニオン成分である酸の共役塩基と
からなる塩が用いられる。<Solute (component (c))> The solute of the component (c) used in the composition of the present invention is one that exhibits ionic conductivity when ionized into ions in the organic solvent of the component (d) described below. . As such a solute, a salt consisting of an ammonium ion or quaternary phosphonium ion represented by the following general formula (I) or/and (II) as a cation component and a conjugate base of an acid as an anion component is used. .
(式(I)および(II)中、R1、R2、R3および
R4は同じであっても異なっていてもよく、水素、炭素
数1〜4のアルキル基または炭素数6〜10のアリール
基(フェニルまたは低級アルキル置換フェニルが好まし
い)を表わし、R5は式(n)中の窒素原子と結合して
脂肪族複素環5〜7員環が好ましい)または芳香族複素
環を形成する炭素数3〜10の基を表わす。)
そして、この溶質としての塩は、一種類であっても二種
類以上を併用するものであってもよい。(In formulas (I) and (II), R1, R2, R3 and R4 may be the same or different, hydrogen, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 10 carbon atoms ( (preferably phenyl or lower alkyl-substituted phenyl), and R5 is bonded to the nitrogen atom in formula (n) to form an aliphatic heterocycle (preferably a 5- to 7-membered aliphatic heterocycle) or an aromatic heterocycle having 3 to 3 carbon atoms. Represents 10 groups. ) The salt as the solute may be one type or a combination of two or more types.
ここで、酸の共役塩基というのは、−船釣な化学の教科
書等にも記載されているように、ブレンステッド−ロー
リ−の酸塩基の理論において、ある酸に対してその酸が
プロトン(H)を失ったものを意味する。Here, the conjugate base of an acid is defined as the conjugate base of an acid, as described in chemistry textbooks, etc., in the Brønsted-Lowry acid-base theory. H) means something that has lost.
このような塩を形成するカチオン成分のアンモニウムイ
オンとしては、上記の一般式(I)および(II)で示
される脂肪族アンモニウムイオン、アンモニウムイオン
、脂環式アンモニウムイオンのほか、含窒素芳香族アン
モニウムイオンがある。Examples of ammonium ions as cationic components that form such salts include aliphatic ammonium ions, ammonium ions, and alicyclic ammonium ions represented by the above general formulas (I) and (II), as well as nitrogen-containing aromatic ammonium ions. There are ions.
(1)式で示されるアンモニウムイオンとして具体的に
は、(イ)テトラエチルアンモニウム、テトラプロピル
アンモニウム、テトラブチルアンモニウム、メチルトリ
エチルアンモニウム、メチルトリプロピルアンモニウム
、メチルトリブチルアンモニウム、ジメチルジエチルア
ンモニウム、ジメチルジプロピルアンモニウム、ジメチ
ルジブチルアンモニウム、エチルトリプロピルアンモニ
ウム、エチルトリブチルアンモニウム、ジエチルジプロ
ピルアンモニウム、ジエチルジブチルアンモニウム、ト
リエチルプロピルアンモニウム、トリエチルブチルアン
モニウム等、四級アンモニウムイオン、たとえば(ロ)
脂肪族アンモニウムイオン、たとえばトリエチルアンモ
ニウム、トリプロピルアンモニウム、トリブチルアンモ
ニウム、メチルジエチルアンモニウム、メチルジプロピ
ルアンモニウム、メチルジブチルアンモニウム、ジメチ
ルエチルアンモニウム、ジメチルプロピルアンモニウム
、ジメチルブチルアンモニウム、エチルジプロピルアン
モニウム、エチルジブチルアンモニウム、ジエチルプロ
ピルアンモニウム、ジエチルブチルアンモニウム、モノ
メチルアンモニウム、モノエチルアンモニウム、モノプ
ロピルアンモニウム、ジメチルアンモニウム、ジエチル
アンモニウム、ジプロピルアンモニウム、ジブチルアン
モニウム、メチルエチルアンモニウム等、および(ハ)
アンモニウムイオン(NH”)、を例示することができ
る。Specifically, the ammonium ions represented by the formula (1) include (a) tetraethylammonium, tetrapropylammonium, tetrabutylammonium, methyltriethylammonium, methyltripropylammonium, methyltributylammonium, dimethyldiethylammonium, dimethyldipropylammonium , dimethyldibutylammonium, ethyltripropylammonium, ethyltributylammonium, diethyldipropylammonium, diethyldibutylammonium, triethylpropylammonium, triethylbutylammonium, etc., quaternary ammonium ions, such as (b)
Aliphatic ammonium ions such as triethylammonium, tripropylammonium, tributylammonium, methyldiethylammonium, methyldipropylammonium, methyldibutylammonium, dimethylethylammonium, dimethylpropylammonium, dimethylbutylammonium, ethyldipropylammonium, ethyldibutylammonium, Diethylpropylammonium, diethylbutylammonium, monomethylammonium, monoethylammonium, monopropylammonium, dimethylammonium, diethylammonium, dipropylammonium, dibutylammonium, methylethylammonium, etc., and (c)
An example is ammonium ion (NH'').
(II)式で示されるアンモニウムイオンとして具体的
には、(イ)脂環式アンモニウムイオン、たとえばN、
N−ジメチルピロリジニウム、N+N−ジメチルピペリ
ジニウム、N−メチル−N−エチルピロリジニウム、N
−メチル−N−エチルピペリジニウム、N、N−テトラ
メチレンピロリジニウム、N、N−ペンタメチレンピペ
リジニウム、N−メチルピペリジニウム、N−メチルピ
ロリジニウム等、(ロ)含窒素芳香族アンモニウムイオ
ン、たとえばN−エチルピリジニウム%N+N−ジメチ
ルイミダゾリウム、ピリジニウム、N−メチルイミダゾ
リウム等、を例示することができる。Specifically, the ammonium ion represented by the formula (II) includes (a) an alicyclic ammonium ion, such as N,
N-dimethylpyrrolidinium, N+N-dimethylpiperidinium, N-methyl-N-ethylpyrrolidinium, N
-Methyl-N-ethylpiperidinium, N,N-tetramethylenepyrrolidinium, N,N-pentamethylenepiperidinium, N-methylpiperidinium, N-methylpyrrolidinium, etc., (b) Nitrogen-containing Aromatic ammonium ions such as N-ethylpyridinium%N+N-dimethylimidazolium, pyridinium, N-methylimidazolium, etc. can be exemplified.
同様にカチオン成分の四級ホスホニウムイオンとしては
、(イ)脂肪族四球ホスホニウムイオン、たとえばテト
ラメチルホスホニウム、テトラエチルホスホニウム、テ
トラプロピルホスホニウム、テトラブチルホスホニウム
、メチルトリエチルホスホニウム、メチルトリプロピル
ホスホニウム、メチルトリブチルホスホニウム、ジメチ
ルジエチルホスホニウム、ジメチルジプロピルホスホニ
ウム、ジメチルジブチルホスホニウム、トリメチルエチ
ルホスホニウム、トリメチルプロピルホスホニウム、ト
リメチルブチルホスホニウム、エチルトリプロピルホス
ホニウム、エチルトリブチルホスホニウム、ジエチルジ
プロピルホスホニウム、ジエチルジブチルホスホニウム
、トリエチルプロピルホスホニウム、トリエチルブチル
ホスホニウム、プロピルトリブチルホスホニウム、ジプ
ロピルジブチルホスホニウム、トリプロピルブチルホス
ホニウム等、(ロ)脂環式四級ホスホニウムイオン、た
とえば1.1−ジメチルホスホラニウム、1−メチル−
1−エチルホスホラニウム、1,1−ジエチルホスホラ
ニウム、1,1−ジエチルホスホラニウム、1−メチル
−1−エチルピペリジニウム、1.1−ジエチルホスホ
ラニウム、1.1−ベンタメチレンホスホリナニウム等
、を例示することができる。Similarly, quaternary phosphonium ions as cationic components include (a) aliphatic four-ball phosphonium ions, such as tetramethylphosphonium, tetraethylphosphonium, tetrapropylphosphonium, tetrabutylphosphonium, methyltriethylphosphonium, methyltripropylphosphonium, methyltributylphosphonium; Dimethyldiethylphosphonium, dimethyldipropylphosphonium, dimethyldibutylphosphonium, trimethylethylphosphonium, trimethylpropylphosphonium, trimethylbutylphosphonium, ethyltripropylphosphonium, ethyltributylphosphonium, diethyldipropylphosphonium, diethyldibutylphosphonium, triethylpropylphosphonium, triethylbutylphosphonium , propyltributylphosphonium, dipropyldibutylphosphonium, tripropylbutylphosphonium, etc. (b) Alicyclic quaternary phosphonium ions, such as 1.1-dimethylphosphoranium, 1-methyl-
1-ethylphosphoranium, 1,1-diethylphosphoranium, 1,1-diethylphosphoranium, 1-methyl-1-ethylpiperidinium, 1.1-diethylphosphoranium, 1.1-benta Examples include methylenephosphorinium.
一方、溶質のアニオン成分としては、下記の5つのグル
ープの中から選ばれる酸の共役塩基が好ましく用いられ
る。On the other hand, as the anion component of the solute, a conjugate base of an acid selected from the following five groups is preferably used.
(1) カルボン酸およびフェノール類(2) ホウ酸
、リン酸、亜リン酸、次亜リン酸、炭酸、ケイ酸および
それらの誘導体(3) ピクリン酸およびスルホン酸
(4) 硝酸、硫酸、亜硫酸、チオシアン酸およびそれ
らの誘導体
(5) ハロゲン原子を含む強酸
(1)および(2)のグループから選ばれた酸の共役塩
基であるアニオンは皮膜形成性アニオンとして良好なも
のであり、それを使用した本発明固体電解質膜は低圧用
コンデンサばかりでなく、中高圧用コンデンサにも使用
できるものもある。(1) Carboxylic acids and phenols (2) Boric acid, phosphoric acid, phosphorous acid, hypophosphorous acid, carbonic acid, silicic acid and their derivatives (3) Picric acid and sulfonic acid (4) Nitric acid, sulfuric acid, sulfite , thiocyanic acid and their derivatives (5) Anion which is a conjugate base of an acid selected from the group of strong acids (1) and (2) containing a halogen atom is a good film-forming anion, and it is used. The solid electrolyte membrane of the present invention can be used not only for low voltage capacitors but also for medium and high voltage capacitors.
(3)、(4)および(5)のグループから選ばれたも
のも酸化皮膜形成能を有するが、酸性が強く、酸化皮膜
を腐食しやすいので、固体電解質膜は100v以下の低
圧用コンデンサでのみ使用可能である。特に、(5)の
グループから選ばれたアニオンは、アルミニウムにとっ
て好ましくないハロゲン化物イオンを遊離するので、1
0v以下の低圧用コンデンサでのみ使用可能である。こ
のように使用するコンデンサの用途に応じて、上記(1
)〜(5)の5つのグループの中から適宜好ましいもの
を選択使用することができる。Those selected from groups (3), (4), and (5) also have the ability to form an oxide film, but they are highly acidic and easily corrode the oxide film, so solid electrolyte membranes are used in low-voltage capacitors of 100V or less. Only available. In particular, anions selected from group (5) liberate halide ions that are unfavorable to aluminum;
Can only be used with low voltage capacitors below 0V. Depending on the purpose of the capacitor used in this way, the above (1)
) to (5), a suitable one can be selected and used as appropriate.
グループ(1)のカルボン酸としては、総炭素数が1〜
30、好ましくは2〜20、の脂肪族および芳香族の1
価あるいは多価カルボン酸が好ましい。The carboxylic acid of group (1) has a total carbon number of 1 to
30, preferably 2 to 20, aliphatic and aromatic 1
Preferred are monocarboxylic or polyhydric carboxylic acids.
具体的には、(イ)脂肪族モノカルボン酸、たとえばギ
酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、カプロン酸、エナント
酸、カプリル酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、ウンデカ
ン酸、ウラリン酸、バクセン酸、ガドレイン酸、メタク
リル酸、3−メチルクロトン酸、チグリン酸、メチルペ
ンテン酸、シクロペンタンカルボン酸、シクロヘキサン
カルボン酸等、(ロ)脂肪族ジカルボン酸、たとえばシ
ュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸
、ピメリン酸、スペリン酸、アゼライン酸、セバシン酸
、ウンデカン酸、ドデカンニ酸、トリデカンニ酸、テト
ラデカンニ酸、ペンタデカン二酸、ヘキサデカンニ酸、
ヘプタデカンニ酸、オクタデカンニ酸、ノナデカンニ酸
、エイコサンニ酸、メチルマロン酸、エチルマロン酸、
プロピルマロン酸、ブチルマロン酸、ペンチルマロン酸
、ヘキシルマロン酸、ジメチルマロン酸、メチルエチル
マロン酸、ジエチルマロン酸、メチルプロピルマロン酸
、メチルブチルマロン酸、エチルプロピルマロン酸、ジ
プロピルマロン酸、エチルブチルマロン酸、プロピルブ
チルマロン酸、ジブチルマロン酸、メチルコハク酸、エ
チルコハク酸、2゜2−ジメチルコハク酸、2,3−ジ
メチルコハク酸、2−メチルグルタル酸、3−メチルグ
ルタル酸、3−メチル−3−エチルグルタル酸、3.3
−ジエチルグルタル酸、マレイン酸、シトラコン酸、1
.5−オクタンジカルボン酸、5.6−デカンジカルボ
ン酸、1.7−デカンジカルボン酸1、 4,6−シメ
チルー4−ノネン−1,2−ジカルボン酸、4.6−シ
メチルー1.2−ノナンジカルボン酸、1,7−ドデカ
ンジカルボン酸、5−エチル−1,10−デカンジカル
ボン酸、6−メチル−6−ドデセン−1,12−ジカル
ボン酸、6−メチル−1,12−ドデカンジカルボン酸
、6−エチレン−1,12−ドデカンジカルボン酸、6
−エチル−1,12−ドデカンジカルボン酸、7−メチ
ル−7−テトラデセン−1,14−ジカルボン酸、7−
メチル−1,14−テトラデカンジカルボン酸、3−ヘ
キシル−4−デセン−1゜2−ジカルボン酸、3−へキ
シル−1,2−デカンジカルボン酸、6−ニチレンー9
−へキサデセン−1,16−ジカルボン酸、6−ニチル
ー1゜16−ヘキサデカンジカルボン酸、6−フェニル
−1,12−ドデカンジカルボン酸、7.12−ジメチ
ル−7,11−オクタデカジエン−1゜18−ジカルボ
ン酸、7,12−ジメチル−1゜18−オクタデカンジ
カルボン酸、6.8−ジフェニル−1,14−テトラデ
カンジカルボン酸、1.1−シクロペンタンジカルボン
酸、1.2−シクロペンタンジカルボン酸、1,1−シ
クロヘキサンジカルボン酸、1,2−シクロヘキサンジ
カルボン酸、4−シクロヘキセン−1,2−ジカルボン
酸、5−ノルボルネン−2,3−ジカルボン酸等、(ハ
)芳香族モノカルボン酸(o、 m。Specifically, (a) aliphatic monocarboxylic acids, such as formic acid, acetic acid, propionic acid, butyric acid, caproic acid, enanthic acid, caprylic acid, pelargonic acid, capric acid, undecanoic acid, uralic acid, vaccenic acid, and gadoleic acid. , methacrylic acid, 3-methylcrotonic acid, tiglic acid, methylpentenoic acid, cyclopentanecarboxylic acid, cyclohexanecarboxylic acid, etc., (b) Aliphatic dicarboxylic acids such as oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid , pimelic acid, superric acid, azelaic acid, sebacic acid, undecanoic acid, dodecanoic acid, tridecanoic acid, tetradecandioic acid, pentadecanedioic acid, hexadecanedioic acid,
Heptadecanniic acid, octadecanniic acid, nonadecannic acid, eicosanniic acid, methylmalonic acid, ethylmalonic acid,
Propylmalonic acid, butylmalonic acid, pentylmalonic acid, hexylmalonic acid, dimethylmalonic acid, methylethylmalonic acid, diethylmalonic acid, methylpropylmalonic acid, methylbutylmalonic acid, ethylpropylmalonic acid, dipropylmalonic acid, ethyl Butylmalonic acid, propylbutylmalonic acid, dibutylmalonic acid, methylsuccinic acid, ethylsuccinic acid, 2゜2-dimethylsuccinic acid, 2,3-dimethylsuccinic acid, 2-methylglutaric acid, 3-methylglutaric acid, 3-methyl -3-ethylglutaric acid, 3.3
-diethylglutaric acid, maleic acid, citraconic acid, 1
.. 5-octanedicarboxylic acid, 5.6-decanedicarboxylic acid, 1,7-decanedicarboxylic acid 1, 4,6-dimethyl-4-nonene-1,2-dicarboxylic acid, 4,6-dimethyl-1,2-nonanedicarboxylic acid acid, 1,7-dodecanedicarboxylic acid, 5-ethyl-1,10-decanedicarboxylic acid, 6-methyl-6-dodecene-1,12-dicarboxylic acid, 6-methyl-1,12-dodecanedicarboxylic acid, 6 -ethylene-1,12-dodecanedicarboxylic acid, 6
-ethyl-1,12-dodecanedicarboxylic acid, 7-methyl-7-tetradecene-1,14-dicarboxylic acid, 7-
Methyl-1,14-tetradecanedicarboxylic acid, 3-hexyl-4-decene-1゜2-dicarboxylic acid, 3-hexyl-1,2-decanedicarboxylic acid, 6-nitylene-9
-Hexadecene-1,16-dicarboxylic acid, 6-nityl-1゜16-hexadecanedicarboxylic acid, 6-phenyl-1,12-dodecanedicarboxylic acid, 7,12-dimethyl-7,11-octadecadiene-1゜18-dicarboxylic acid, 7,12-dimethyl-1°18-octadecanedicarboxylic acid, 6,8-diphenyl-1,14-tetradecanedicarboxylic acid, 1,1-cyclopentanedicarboxylic acid, 1,2-cyclopentanedicarboxylic acid , 1,1-cyclohexanedicarboxylic acid, 1,2-cyclohexanedicarboxylic acid, 4-cyclohexene-1,2-dicarboxylic acid, 5-norbornene-2,3-dicarboxylic acid, etc., (iii) aromatic monocarboxylic acid (o , m.
p−各異性体を含む)、たとえば安息香酸、トルイル酸
、エチル安息香酸、プロピル安息香酸、イソプロピル安
息香酸、ブチル安息香酸、イソブチル安息香酸、第ニブ
チル安息香酸、第三ブチル安息香酸、ヒドロキシ安息香
酸、アニス酸、エトキシ安息香酸、プロポキシ安息香酸
、イソプロポキシ安息香酸、ブトキシ安息香酸、イソブ
トキシ安息香酸、第二ブトキシ安息香酸、第三ブトキシ
安息香酸、アミノ安息香酸、N−メチルアミノ安息香酸
、N−エチルアミノ安息香酸、N−プロピルアミノ安息
香酸、N−イソプロピルアミノ安息香酸、N−ブチルア
ミノ安息香酸、N−イソブチルアミノ安息香酸、N−第
二ブチルアミノ安息香酸、N−第三ブチルアミノ安息香
酸、N、N−ジメチルアミノ安息香酸、N、N−ジエチ
ルアミノ安息香酸、ニトロ安息香酸、レゾルシン酸等、
(ニ)芳香族多価カルボン酸、たとえばフタル酸、イソ
フタル酸、テレフタル酸、3−ニトロフタル酸、4−ニ
トロフタル酸、トリメリット酸、ヘミメリット酸、トリ
メシン酸、ピロメリット酸等、を例示することができる
。p-including each isomer), such as benzoic acid, toluic acid, ethylbenzoic acid, propylbenzoic acid, isopropylbenzoic acid, butylbenzoic acid, isobutylbenzoic acid, nibutylbenzoic acid, tertiary-butylbenzoic acid, hydroxybenzoic acid , anisic acid, ethoxybenzoic acid, propoxybenzoic acid, isopropoxybenzoic acid, butoxybenzoic acid, isobutoxybenzoic acid, sec-butoxybenzoic acid, tertiary-butoxybenzoic acid, aminobenzoic acid, N-methylaminobenzoic acid, N- Ethylaminobenzoic acid, N-propylaminobenzoic acid, N-isopropylaminobenzoic acid, N-butylaminobenzoic acid, N-isobutylaminobenzoic acid, N-sec-butylaminobenzoic acid, N-tert-butylaminobenzoic acid , N,N-dimethylaminobenzoic acid, N,N-diethylaminobenzoic acid, nitrobenzoic acid, resorcinic acid, etc.
(d) Aromatic polycarboxylic acids, such as phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, 3-nitrophthalic acid, 4-nitrophthalic acid, trimellitic acid, hemimellitic acid, trimesic acid, pyromellitic acid, etc. I can do it.
フェノール類として、具体的には、フェノール、カテコ
ール、レゾルシノール、ハイドロキノン、フロログルシ
ノール、ピロガノール、1. 2.4−トリヒドロキシ
ベンゼン、0−ニトロフェノール、m−ニトロフェノー
ル、p−ニトロフェノール、2,4−ジニトロフェノー
ル、2. 5−ジニトロフェノール、2,6−ジニトロ
フェノール、3.4−ジニトロフェノール、4−ニトロ
カテコールおよび2−ニトロレゾルシノールを例示する
ことができる。Specifically, the phenols include phenol, catechol, resorcinol, hydroquinone, phloroglucinol, pyroganol, 1. 2.4-trihydroxybenzene, 0-nitrophenol, m-nitrophenol, p-nitrophenol, 2,4-dinitrophenol, 2. Examples include 5-dinitrophenol, 2,6-dinitrophenol, 3,4-dinitrophenol, 4-nitrocatechol and 2-nitroresorcinol.
グループ(2)に属するものは、ホウ酸、下記一般式(
V)で示されるホウ酸誘導体、リン酸、下記一般式(V
I)で示されるリン酸エステル、亜リン酸、下記一般式
(■)で示される亜リン酸誘導体、次亜リン酸、下記一
般式(■)で示される次亜リン酸誘導体、炭酸、下記一
般式(IX)で示される炭酸モノエステル、およびケイ
酸である。Those belonging to group (2) include boric acid, the following general formula (
Boric acid derivatives represented by V), phosphoric acid, and the following general formula (V
Phosphoric acid ester represented by I), phosphorous acid, phosphorous acid derivative represented by the following general formula (■), hypophosphorous acid, hypophosphorous acid derivative represented by the following general formula (■), carbonic acid, the following These are carbonic acid monoester represented by general formula (IX) and silicic acid.
C式(V) 〜(DO中、R6−R9は夫々炭素数1〜
10のアルキル基(炭素数1〜6程度が好ましい)また
はアリール基(フェニルまたは低級アルキル置換フェニ
ルが好ましい)を示す。たりし、RあるいはR8の一つ
は水素原子であっても良い。〕
式(V)で示されるホウ酸誘導体の具体例としては、メ
チルホウ酸、エチルホウ酸、フェニルホウ酸等を例示す
ることができる。C formula (V) ~ (in DO, R6-R9 each have 1 to 1 carbon number
10 alkyl group (preferably about 1 to 6 carbon atoms) or aryl group (preferably phenyl or lower alkyl-substituted phenyl). However, one of R or R8 may be a hydrogen atom. ] Specific examples of the boric acid derivative represented by formula (V) include methylboric acid, ethylboric acid, phenylboric acid, and the like.
式(Vl)で示されるリン酸エステルの具体例としては
、モノメチルリン酸、ジメチルリン酸、フェニルリン酸
等を例示することができる。Specific examples of the phosphoric acid ester represented by formula (Vl) include monomethyl phosphoric acid, dimethyl phosphoric acid, phenyl phosphoric acid, and the like.
式(■)で示される亜リン酸誘導体の具体例として、亜
リン酸モノメチルエステル、メチルホスホン酸、メチル
ホスホン酸メチルエステル等を例示することができる。Specific examples of the phosphorous acid derivative represented by formula (■) include phosphorous acid monomethyl ester, methylphosphonic acid, and methylphosphonic acid methyl ester.
式(■)で示される次亜リン酸誘導体の具体例としては
、メチルホスフィン酸、ジメチルホスフィン酸、フェニ
ルホスフィン酸等を例示することができる。Specific examples of the hypophosphorous acid derivative represented by formula (■) include methylphosphinic acid, dimethylphosphinic acid, phenylphosphinic acid, and the like.
式(IX)で示される炭酸モノエステルの具体例として
は、炭酸モノメチルエステル、炭酸モノフェニルエステ
ル等を例示することができる。Specific examples of the carbonate monoester represented by formula (IX) include carbonate monomethyl ester, carbonate monophenyl ester, and the like.
グループ(3)に属するものは、ピクリン酸およびスル
ホン酸である。スルホン酸としては、総炭素数1〜30
、好ましくは1〜20、の脂肪族および芳香族の1価あ
るいは多価スルホン酸が好ましい。Belonging to group (3) are picric acid and sulfonic acid. Sulfonic acid has a total carbon number of 1 to 30
, preferably 1 to 20, aliphatic and aromatic mono- or polyhydric sulfonic acids.
具体的には、メタンスルホン酸、エタンスルホン酸、プ
ロパンスルホン酸、ブタンスルホン酸、ペンタンスルホ
ン酸、ヘキサンスルホン酸、ヘプタンスルホン酸、オク
タンスルホン酸、ノナンスルホン酸、デカンスルホン酸
、ビニルスルホン酸、アリルスルホン酸、1.2−エタ
ンジスルホン酸、1.4−ブタンジスルホン酸、ベンゼ
ンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸、1−エチルベ
ンゼンスルホン酸、キシレンスルホン酸、ナフタレンス
ルホン酸、フェノールスルホン酸、ニトロベンゼンスル
ホン酸、2.4−ジニトロベンゼンスルホン酸、ピクリ
ルスルホン酸、ピリジン−3−スルホン酸、m−ベンゼ
ンスルホン酸、トルエン−3,4−ジスルホン酸等を例
示することができる。Specifically, methanesulfonic acid, ethanesulfonic acid, propanesulfonic acid, butanesulfonic acid, pentanesulfonic acid, hexanesulfonic acid, heptanesulfonic acid, octanesulfonic acid, nonanesulfonic acid, decanesulfonic acid, vinylsulfonic acid, allyl Sulfonic acid, 1,2-ethanedisulfonic acid, 1,4-butanedisulfonic acid, benzenesulfonic acid, p-toluenesulfonic acid, 1-ethylbenzenesulfonic acid, xylene sulfonic acid, naphthalenesulfonic acid, phenolsulfonic acid, nitrobenzenesulfonic acid , 2,4-dinitrobenzenesulfonic acid, picrylsulfonic acid, pyridine-3-sulfonic acid, m-benzenesulfonic acid, toluene-3,4-disulfonic acid, and the like.
グループ(4)に属するものは、硝酸、硫酸、下記一般
式(X)で示される硫酸モノエステル、亜硫酸、下記一
般式(xl)で示される亜硫酸モノエステルおよびチオ
シアン酸である。Those belonging to group (4) are nitric acid, sulfuric acid, sulfuric acid monoester represented by the following general formula (X), sulfurous acid, sulfite monoester represented by the following general formula (xl), and thiocyanic acid.
〔式(X) 〜(XI) 中、R10は炭素数1〜10
のアルキル基(炭素数1〜 程度が好ましい)またはア
リール基を示す。〕
グループ(5)に属するものは、電気陰性度の高いハロ
ゲン原子を含んでいるため、強い酸性を示す酸である。[Formula (X) to (XI), R10 has 1 to 10 carbon atoms
represents an alkyl group (preferably one or more carbon atoms) or an aryl group. ] Those belonging to group (5) are acids that exhibit strong acidity because they contain halogen atoms with high electronegativity.
具体的には、HBF HPF6、HA s F 6
.4ゝ
HSbF CF So H,CF3COH。Specifically, HBF HPF6, HA s F 6
.. 4ゝHSbF CF So H, CF3COH.
6ゝ 33
C4F9S03H1C4F9COOH1HCI04等を
例示することができる。6ゝ33C4F9S03H1C4F9COOH1HCI04 etc. can be exemplified.
く有機溶媒(成分(d))>
本発明の組成物において使用される(d)成分は、有機
溶媒である。この有機溶媒は、上記した(c)成分の溶
質を溶解してイオン伝導性の電解液を形成するためのも
のである。Organic Solvent (Component (d))> The component (d) used in the composition of the present invention is an organic solvent. This organic solvent is for dissolving the solute of component (c) described above to form an ion-conductive electrolyte.
このような有機溶媒としては、たとえば(イ)アミド溶
媒、たとえばN−メチルホルムアミド、N−エチルホル
ムアミド、N、N’ −ジメチルホルムアミド、N、
N−ジエチルホルムアミド、N−メチルアセトアミド、
N−エチルアセトアミド、N、N−ジメチルアセトアミ
ド、N、N−ジエチルアセトアミド、N−メチルピロリ
ジノン等、(ロ)カーバメート溶媒、たとえばN−メチ
ルオ、 キサゾリジノン等、(ハ)ユレア溶媒、たと
えばN、N’−ジメチルイミダゾリジノン等、(ニ)ラ
クトン溶媒、たとえばγ−ブチロラクトン、γ−バレロ
ラクトン等、(ホ)カーボネート溶媒、たとえばエチレ
ンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカ
ーボネート等、(へ)アルコール溶媒、たとえばエチレ
ングリコール、メチルセロソルブ等、(ト)スルホラン
溶媒、たとえばスルホラン、3−メチルスルホラン等、
(チ)ニトリル溶媒、たとえばアセトニトリル、3−メ
トキシプロピオニトリル等、(す)ホスフェート溶媒、
たとえばトリメチルホスフェート等、(ヌ)エーテル溶
媒、たとえば1.2−ジメトキシエタン、テトラヒドロ
フラン、1,3−ジオキソラン等、および(ル)炭化水
素溶媒、たとえばヘキサン、ベンゼン、トルエン等、の
単独あるいは混合溶媒を例示することができる。また、
上記有機溶媒と水との混合溶媒も使用することができる
。Examples of such organic solvents include (a) amide solvents such as N-methylformamide, N-ethylformamide, N,N'-dimethylformamide, N,
N-diethylformamide, N-methylacetamide,
N-ethylacetamide, N,N-dimethylacetamide, N,N-diethylacetamide, N-methylpyrrolidinone, etc., (b) carbamate solvents, such as N-methylo, xazolidinone, etc., (c) urea solvents, such as N,N' -dimethylimidazolidinone, etc., (di)lactone solvents, such as γ-butyrolactone, γ-valerolactone, etc., (e)carbonate solvents, such as ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate, etc., (h)alcohol solvents, such as ethylene glycol , methyl cellosolve, etc., (t)sulfolane solvents, such as sulfolane, 3-methylsulfolane, etc.
(h) Nitrile solvents, such as acetonitrile, 3-methoxypropionitrile, (h) phosphate solvents,
For example, trimethyl phosphate, etc., (nu)ether solvents such as 1,2-dimethoxyethane, tetrahydrofuran, 1,3-dioxolane, etc., and (li)hydrocarbon solvents such as hexane, benzene, toluene, etc. alone or in combination. I can give an example. Also,
A mixed solvent of the above organic solvent and water can also be used.
これらの中でも、γ−ブチロラクトン、エチレングリコ
ール等を主体溶媒とする電解液が、使用温度範囲が広く
、毒性が低く、耐ハロゲン性が強い等のことから好まし
い。Among these, electrolytic solutions containing γ-butyrolactone, ethylene glycol, etc. as main solvents are preferred because they have a wide usable temperature range, low toxicity, and strong halogen resistance.
く補強材〉
本発明の固体電解質膜の機械的、物理的強度を向上させ
るための、前記(a)成分のマトリックスポリマーと一
体化して用いる多孔性膜または/および不織布としては
、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロ
エチレン、ポリエステル、ポリアクリロニトリル等の樹
脂からなる微孔性フィルムまたは/および不織布、クラ
フト紙、マニラ紙等のセルロース系繊維からなる電解コ
ンデンサ用天然紙、およびセルロース系繊維からなる不
繊布等を用いることができる。これらの中でも、機械的
強度に優れ、耐熱性が高いことおよび薄膜化が容品で内
部抵抗を小さくする目的からは、多孔度の大きい不織布
を用いることが好ましい。Reinforcing material> The porous membrane and/or nonwoven fabric used in combination with the matrix polymer of component (a) to improve the mechanical and physical strength of the solid electrolyte membrane of the present invention include polyethylene, polypropylene, Microporous films and/or nonwoven fabrics made of resins such as polytetrafluoroethylene, polyester, and polyacrylonitrile, natural papers for electrolytic capacitors made of cellulose fibers such as kraft paper and Manila paper, and nonwoven fabrics made of cellulose fibers. can be used. Among these, it is preferable to use a nonwoven fabric with high porosity in order to have excellent mechanical strength, high heat resistance, and to reduce internal resistance while being thinner.
く配合比〉
本発明において、高導電性を有し、熱的、電気化学的に
安定で、かつ柔軟で可撓性に富み、安全性に優れた固体
電解質膜を得るためには、(a)成分に用いられる重合
体は、固体電解質((a)成分〜(d)成分の合計量基
準)に対し、2重量%〜35重量%、好ましくは2.5
重量%〜25重量%、含有するような割合に調製するこ
とが好ましい。Blending ratio> In the present invention, in order to obtain a solid electrolyte membrane that has high conductivity, is thermally and electrochemically stable, is soft and flexible, and has excellent safety, (a The polymer used in component ) is 2% to 35% by weight, preferably 2.5% by weight, based on the total amount of components (a) to (d)
It is preferable to adjust the proportion to include 25% by weight.
また、(a)成分重合体が単官能性および/または多官
能性七ツマ−を共重合させたものであは場合には、単官
能性および/または多官能性モノマーを、重合性モノマ
ーの全量に対し1〜10重量%、好ましくは3〜6重量
%、の範囲で含有させることが、高導電性と柔軟で可撓
性に優れたマトリックスポリマーを得る目的で好ましい
。In addition, when the component polymer (a) is a copolymer of monofunctional and/or polyfunctional monomers, monofunctional and/or polyfunctional monomers may be added to the polymerizable monomers. It is preferable to contain it in a range of 1 to 10% by weight, preferably 3 to 6% by weight based on the total amount, for the purpose of obtaining a matrix polymer with high conductivity, softness, and excellent flexibility.
また、(b)成分に用いられる高分子化合物は、固体電
解質((a)成分〜(d)成分の合計量基準)に対し、
0.1〜50重量%、好ましくは1〜40重量%、含有
するような割合に調製することが好ましい。In addition, the polymer compound used for component (b) has a
It is preferable to adjust the proportion to contain 0.1 to 50% by weight, preferably 1 to 40% by weight.
また、(c)成分の溶質の含有量は、固体電解質((a
)成分〜(d)成分の合計量基準)に対し、−船釣には
飽和濃度以下、好ましくは0.1〜30重量%、である
。より好ましくは、低圧コンデンサ用には5〜25重量
%、中高圧コンデンサ用には1〜20重量%、含有する
ような割合に調製することが好ましい。In addition, the content of the solute of component (c) is the solid electrolyte ((a
(based on the total amount of components (a) to (d)), the concentration is below the saturation concentration for boat fishing, preferably 0.1 to 30% by weight. More preferably, the proportion is adjusted to 5 to 25% by weight for low voltage capacitors, and 1 to 20% by weight for medium and high voltage capacitors.
く固体電解質膜の製造〉
本発明の固体電解質膜は、必要に応じて補強材を使用す
る場合を含めて、合目的的な任意の方法によって製造す
ることができる。具体的には、たとえばあらかじめ重合
性とニルモノマーを重合させてマトリックスポリマー(
a)の膜状物を合成し、該ポリマー中に導電性高分子(
b)形成単量体および酸化剤を含浸させ、化学酸化重合
させて、導電性高分子化合物を含有一体化するとともに
、該膜状物中に溶質及び有機溶媒を添加混合して、固体
電解質膜を得る方法がある。Manufacture of Solid Electrolyte Membrane> The solid electrolyte membrane of the present invention can be manufactured by any suitable method, including the use of a reinforcing material if necessary. Specifically, for example, a matrix polymer (
Synthesize the film-like material of a), and add a conductive polymer (
b) A solid electrolyte membrane is formed by impregnating the forming monomer and an oxidizing agent, carrying out chemical oxidative polymerization to contain and integrate a conductive polymer compound, and adding and mixing a solute and an organic solvent into the membrane-like material. There is a way to get it.
すなわち、重合性ビニルモノマー(成分(a)の前駆体
)を有機溶媒(成分(d))に溶解し、さらに重合開始
剤として、過酸化物またはアゾ化合物等のラジカル重合
開始剤あるいは光(UV)重合開始剤を添加した均一な
溶液を、流延法もしくは注型法により膜状物に成形し、
または必要により不織布等の補強材上に流延し、60〜
90℃の加熱下または光(UV)照射により重合させて
、膜状のマトリックスポリマーを合成する。次いて、該
マトリックスポリマーの膜状物を導電性高分子の単量体
(成分(b)の前駆体)溶液(単量体濃度0.01〜2
. 0iol /リットル程度、好ましくは0.01〜
1.0腸of /リットル程度)中に5分〜24時間程
度浸漬する。次に酸化剤溶液(酸化剤濃度0.01〜3
. 0sol /リットル程度、好ましくは0.1〜2
. 0sol /リットル程度)中に一10〜60℃程
度の温度で1分〜6時間程度浸漬して、該マトリックス
ポリマー中で化学酸化重合させて、導電性高分子化合物
を含有−体化する。なお、この際、単量体と酸化剤の浸
漬手順を逆にしても何ら差し支えない。次に、該導電性
高分子化合物含有膜状物を、溶質(成分(C))を溶解
させた有機溶媒中に浸漬して、固体電解質膜を製造する
ことができる。That is, a polymerizable vinyl monomer (precursor of component (a)) is dissolved in an organic solvent (component (d)), and a radical polymerization initiator such as peroxide or an azo compound or light (UV ) A homogeneous solution containing a polymerization initiator is formed into a film by a casting method or a casting method,
Or, if necessary, cast on a reinforcing material such as non-woven fabric, and
Polymerization is performed under heating at 90° C. or by irradiation with light (UV) to synthesize a film-like matrix polymer. Next, a film-like material of the matrix polymer is added to a conductive polymer monomer (precursor of component (b)) solution (monomer concentration 0.01 to 2).
.. About 0iol/liter, preferably 0.01~
1.0 intestines/liter) for 5 minutes to 24 hours. Next, the oxidizing agent solution (oxidizing agent concentration 0.01-3
.. About 0 sol/liter, preferably 0.1 to 2
.. 0 sol/liter) at a temperature of about -10 to 60° C. for about 1 minute to about 6 hours to carry out chemical oxidative polymerization in the matrix polymer to form a conductive polymer compound. In addition, at this time, there is no problem even if the immersion procedure of the monomer and the oxidizing agent is reversed. Next, a solid electrolyte membrane can be manufactured by immersing the conductive polymer compound-containing membrane in an organic solvent in which a solute (component (C)) is dissolved.
さらには、上記の導電性高分子化合物含有の膜状物を誘
電体酸化皮膜を有する陽極箔と陰極箔の間に設置し、捲
回して電解コンデンサ素子を形成した後、コンデンサ素
子を溶質を溶解させた有機溶媒中に浸漬または含浸する
ことにより、コンデンサ素子と一体化した形で固体電解
質膜を形成することもできる。Furthermore, the film-like material containing the conductive polymer compound described above is placed between an anode foil and a cathode foil having a dielectric oxide film, and is wound to form an electrolytic capacitor element. A solid electrolyte membrane can also be formed integrally with a capacitor element by immersing or impregnating it in an organic solvent.
他の製造方法としては、重合性ビニルモノマーを溶質お
よび有機溶媒の存在下に重合させて、膜状の固体状電解
質を合成し、該膜中に導電性高分子の単量体および酸化
剤を含浸させ、化学酸化重合させて、導電性高分子化合
物を含有一体化した固体電解質膜を製造することもでき
る。Another manufacturing method is to polymerize a polymerizable vinyl monomer in the presence of a solute and an organic solvent to synthesize a membrane-like solid electrolyte, and then add a conductive polymer monomer and an oxidizing agent to the membrane. A solid electrolyte membrane containing a conductive polymer compound can also be produced by impregnation and chemical oxidative polymerization.
すなわち、具体的には、溶質を有機溶媒に溶解した均一
な溶液中に重合性ビニルモノマーを添加混合し、さらに
通常のラジカル重合開始剤あるいは光(U V)重合開
始剤を添加した均一な溶液を、流延法あるいは注型法に
より膜状物に成形し、または必要により不繊布等の補強
材上に流延し、60〜90℃の加熱下または光(U V
)照射により重合させて、固体状電解質膜を合成する。Specifically, a polymerizable vinyl monomer is added and mixed into a homogeneous solution in which a solute is dissolved in an organic solvent, and an ordinary radical polymerization initiator or a photo (UV) polymerization initiator is further added to the homogeneous solution. The material is formed into a film-like material by a casting method or a casting method, or if necessary, it is cast onto a reinforcing material such as nonwoven fabric, and heated at 60 to 90°C or exposed to light (UV
) Polymerize by irradiation to synthesize a solid electrolyte membrane.
次いで、該膜状物を導電性高分子の単量体溶液および酸
化剤溶液に逐次浸漬して、該膜中で化学酸化重合させて
、導電性高分子化合物を含有一体化した固体電解質膜を
得ることができる。Next, the film-like material is sequentially immersed in a monomer solution of a conductive polymer and an oxidizing agent solution, and chemical oxidative polymerization is performed in the film to form an integrated solid electrolyte membrane containing a conductive polymer compound. Obtainable.
なお、固体電解質中の成分割合は、以下に示す方法で求
めたものである。Note that the component ratio in the solid electrolyte was determined by the method shown below.
1〉 有機溶媒存在下で重合性ビニル七ツマ−を重合さ
せて、マトリックスポリマーの膜状物を得る。これを2
5X25關に切り取り、70℃、24時間真空乾燥して
膜重量を測定する。以下、この重量を、「乾燥マトリッ
クスポリマー膜重量(A)」という。1> Polymerizable vinyl hexamer is polymerized in the presence of an organic solvent to obtain a matrix polymer film. This 2
Cut into 5×25 pieces, vacuum dry at 70° C. for 24 hours, and measure the weight of the membrane. Hereinafter, this weight will be referred to as "dry matrix polymer membrane weight (A)."
2) 上記乾燥膜(A)を導電性高分子化合物の単量体
溶液/または酸化剤溶液に1時間浸漬し、つづいて酸化
剤溶液/または単量体溶液に浸漬して、導電性高分子化
合物を含有一体化した膜状物を得る。この膜を洗浄後、
70℃、24時間真空乾燥して膜重量を測定する。以下
、この重量を「乾燥導電性高分子化合物含有層重1 (
B)Jという。2) The above dried film (A) is immersed in a monomer solution of a conductive polymer compound/or an oxidizing agent solution for 1 hour, and then immersed in an oxidizing agent solution/or a monomer solution to remove the conductive polymer. An integrated film containing the compound is obtained. After washing this membrane,
Vacuum dry at 70° C. for 24 hours and measure the weight of the film. Hereinafter, this weight will be referred to as "dry conductive polymer compound-containing layer weight 1 (
B) It's called J.
3)上記乾燥膜(B)を、溶質を有機溶媒に溶解した均
一な電解液中に4時間浸漬して、本発明の固体電解質膜
を得る。表面の付着液を濾紙にて拭き取り、膜重量を測
定する。以下、この重量を「固体電解質膜重量(C)」
という。3) The dried membrane (B) is immersed for 4 hours in a homogeneous electrolytic solution in which a solute is dissolved in an organic solvent to obtain a solid electrolyte membrane of the present invention. Wipe off the liquid adhering to the surface with a filter paper and measure the weight of the membrane. Hereinafter, this weight will be referred to as "solid electrolyte membrane weight (C)"
That's what it means.
4) 上記膜状物(C)を70℃、24時間真空乾燥し
て膜重量を測定する。以下、この重量を「乾燥固体電解
質膜重量(D)」という。4) The film-like material (C) is vacuum-dried at 70° C. for 24 hours and the weight of the film is measured. Hereinafter, this weight will be referred to as "dry solid electrolyte membrane weight (D)".
(重量%) (C)
(上記したところから、上式中のA−Dは、下記の通り
である。(% by weight) (C) (From the above, AD in the above formula is as follows.
A−(a)成分
B−(a)+(b)成分
C−(a)〜(d)成分
D−(a) +(b) 十(c)成分 )〔実 施
例〕
以下の実施例は、本発明をさらに具体的に説明するため
のものである。これらの例によって、本発明の範囲が限
定されるものではない。A- (a) component B- (a) + (b) component C- (a) to (d) component D- (a) + (b) 10 (c) component) [Implementation
Examples] The following examples are provided to further specifically explain the present invention. These examples do not limit the scope of the invention.
く導電性の測定法〉 導電率の測定をつぎの方法で行なった。Measuring method of conductivity The conductivity was measured by the following method.
試料の固体電解質の膜状物の厚さをマイクロメータで測
定したのち、固体電解質膜の両面に直径10+uの円形
状のステンレス製電極を密着し、この全体を25℃に温
度制御された窒素雰囲気内に設置して、マルチφフリケ
ンシLCRメーター(横河ヒューレットパッカード社製
、4274A。After measuring the thickness of the solid electrolyte membrane of the sample with a micrometer, circular stainless steel electrodes with a diameter of 10+U were closely attached to both sides of the solid electrolyte membrane, and the whole was placed in a nitrogen atmosphere with a temperature controlled at 25°C. A multi-φ frequency LCR meter (manufactured by Yokogawa Hewlett-Packard, 4274A) was installed inside the chamber.
4275A)により102〜106H2の交流を印加し
て、複素インピーダンス法により導電率を測定した。4275A), an alternating current of 102 to 106 H2 was applied, and the conductivity was measured by the complex impedance method.
実施例1
γ−ブチロラクトン溶媒(GBL)10gに、重合性と
ニルモノマーとして2−ヒドロキシエチルメタクリレー
ト(HEMA)の10gを添加混合するとともに、重合
開始剤として「バーブチルOJ (PBO1日本油詣
製)20■を添加して均一な溶液とした。Example 1 To 10 g of γ-butyrolactone solvent (GBL), 10 g of 2-hydroxyethyl methacrylate (HEMA) as a polymerizable monomer was added and mixed, and as a polymerization initiator, "Barbutyl OJ (PBO1 manufactured by Nippon Yuko) 20" was added. was added to make a homogeneous solution.
上記調製液の一部をポリエステルフィルムとガラス板で
作製した幅5(!Il+、長さ10cm、厚さ50μm
の空間を有するセル内(セル内面側にポリエステルフィ
ルムを使用し、スペーサーとして50μmのガイドを設
置した)に注入し、窒素雰囲気下、70℃で6時間重合
を行なって、マトリックスポリマー(a)の膜状物を得
た。A portion of the above prepared solution was prepared using a polyester film and a glass plate.
The matrix polymer (a) was injected into a cell having a space of A film-like substance was obtained.
次に、上記膜状物を25X25−■に切り取り、導電性
化合物(b)の単量体としてアニリンの塩酸塩0.1嘗
of /リットルを溶解した1■ol /リットル硫酸
水溶液中に1時間浸漬した後、過硫酸アンモニウム1s
ol/リツトル中に水冷下、10分間浸漬して、アニリ
ンを酸化重合させ、導電性高分子化合物を含有一体化し
た膜状物を得た。この膜を純水で洗浄後、70℃、24
時間真空乾燥した。Next, the above film-like material was cut into a size of 25×25-■, and placed in a 1 OL/liter aqueous sulfuric acid solution containing 0.1 L of aniline hydrochloride as a monomer of the conductive compound (b) for 1 hour. After soaking, ammonium persulfate 1s
The sample was immersed in OL/L for 10 minutes under water cooling to cause oxidative polymerization of aniline, thereby obtaining a film containing an integrated conductive polymer compound. After washing this membrane with pure water, it was heated at 70℃ for 24 hours.
Vacuum dried for hours.
次に、上記乾燥膜を、溶質(c)としてフタル酸モノテ
トラメチルアンモニウム(25重量%)を溶解したGB
L (d)電解液中に4時間浸漬して、固体電解質膜を
得た。得られた固体電解質膜の導電率、外観、性状等の
特佳を測定した結果は、表1に示す通りであった。Next, the dried film was mixed with GB in which monotetramethylammonium phthalate (25% by weight) was dissolved as the solute (c).
L (d) A solid electrolyte membrane was obtained by immersing it in an electrolytic solution for 4 hours. The characteristics of the obtained solid electrolyte membrane, such as conductivity, appearance, and properties, were measured and the results are shown in Table 1.
実施例2
実施例1において、マトリックスポリマー(a)用重合
性ビニルモノマーとしてエトキシエチルメタクリレート
(EEMA)6gおよび2−ヒドロキシエチルメタクリ
レート(HEMA)4gを、導電性高分子化合物(b)
用の単量体としてアニリン塩酸塩0. 2sol /リ
ットルの水溶液を、マトリックスポリマーの補強材とし
て厚さ50μmの長繊維セルロース不織布をセル内に設
置して、不織布を一体化したマトリックスポリマーの膜
状物を調製して用いた他は実施例1同様にして固体電解
質膜を得た。得られた膜は、特性を表1に示す通りであ
った。Example 2 In Example 1, 6 g of ethoxyethyl methacrylate (EEMA) and 4 g of 2-hydroxyethyl methacrylate (HEMA) were used as the polymerizable vinyl monomer for the matrix polymer (a), and as the conductive polymer compound (b).
Aniline hydrochloride as a monomer for 0. 2sol/liter aqueous solution was used as a reinforcing material for the matrix polymer, and a long fiber cellulose nonwoven fabric with a thickness of 50 μm was installed in the cell to prepare a matrix polymer membrane with the nonwoven fabric integrated. A solid electrolyte membrane was obtained in the same manner as in 1. The properties of the obtained film were as shown in Table 1.
実施例3
重合性ビニルモノマーとしてエトキシエチルメタフリレ
ート(EEMA)4gおよび2−ヒドロキシエチルメタ
クリレート(HEMA)6&−を、導電性高分子化合物
用単量体としてアニリンの塩酸塩0. 3io+ /リ
ットル水溶液を用いた他は実施例2と同様にして固体電
解質膜を得た。得られた膜の特性は、表1に示す通りで
あった。Example 3 4 g of ethoxyethyl methacrylate (EEMA) and 6&- of 2-hydroxyethyl methacrylate (HEMA) were used as polymerizable vinyl monomers, and 0.0 g of aniline hydrochloride was used as a monomer for a conductive polymer compound. A solid electrolyte membrane was obtained in the same manner as in Example 2 except that 3io+/liter aqueous solution was used. The properties of the obtained membrane were as shown in Table 1.
実施例4
重合性とニルモノマーとしてグリセロールメタクリレー
ト(GLMA)10gを、溶質としてフタル酸モノトリ
エチルメチルアンモニウム(25重量%)を、それぞれ
用いた他は実施例3と同様にして固体電解質膜を得た。Example 4 A solid electrolyte membrane was obtained in the same manner as in Example 3, except that 10 g of glycerol methacrylate (GLMA) was used as the polymerizable monomer and monotriethylmethylammonium phthalate (25% by weight) was used as the solute.
得られた膜の特性は、表1に示す通りであった。The properties of the obtained membrane were as shown in Table 1.
実施例5
溶質としてマレイン酸モノトリエチルメチルアンモニウ
ム(25重量%)を用いた他は実施例3と同様にして固
体電解質膜を得た。得られた膜の特性は、表1に示す通
りであった。Example 5 A solid electrolyte membrane was obtained in the same manner as in Example 3 except that monotriethylmethylammonium maleate (25% by weight) was used as the solute. The properties of the obtained membrane were as shown in Table 1.
実施例6
実施例3において、導電性高分子化合物用単量体として
ビロール0. 3io+ /リットルを含むp−トルエ
ンスルホン酸0,1鳳o1 /リットル水溶液を調製し
て用いた他は実施例3と同様にして固体電解質膜を得た
。得られた膜の特性は、表2に示す通りであった。Example 6 In Example 3, virol 0.0. A solid electrolyte membrane was obtained in the same manner as in Example 3, except that an aqueous solution of p-toluenesulfonic acid 0.1 o1/liter containing 3io+/liter was prepared and used. The properties of the obtained membrane were as shown in Table 2.
実施例7
重合性ビニル七ツマ−としてヒドロキシプロピルメタク
リレート(HPMA)10.を、溶質として安息香酸ト
リエチルメチルアンモニウム(25重量%)を、それぞ
れ用いた他は実施例6と同様にして固体電解質膜を得た
。得られた膜の特性は、表2に示す通りであった。Example 7 Hydroxypropyl methacrylate (HPMA) as polymerizable vinyl methacrylate (HPMA) 10. A solid electrolyte membrane was obtained in the same manner as in Example 6 except that triethylmethylammonium benzoate (25% by weight) was used as the solute. The properties of the obtained membrane were as shown in Table 2.
実施例8
重合性ビニルモノマーとして2−ヒドロキシエチルアク
リレート(HEA)6gおよびメトキシポリエチレング
リコールメタクリレート(MPEGM CCn−23)
)4を、導電性高分子化合物用単量体としてビロール0
. 5io+ /リットルを含む0. 5io+ /リ
ットル硫酸水溶液を、溶質としてフタル酸モノテトラエ
チルホスホニウム(25重量%)を、それぞれ用いた他
は実施例2と同様にして固体電解質膜を得た。得られた
膜の特性は、表2に示す通りであった。Example 8 6 g of 2-hydroxyethyl acrylate (HEA) and methoxypolyethylene glycol methacrylate (MPEGM CCn-23) as polymerizable vinyl monomers
)4 as a monomer for conductive polymer compounds.
.. 0.5io+/liter. A solid electrolyte membrane was obtained in the same manner as in Example 2, except that a 5io+/liter sulfuric acid aqueous solution and monotetraethylphosphonium phthalate (25% by weight) were used as the solute. The properties of the obtained membrane were as shown in Table 2.
実施例9
重合性とニルモノマーとして2−ヒドロキシエチルメタ
クリレ−) (HEMA)4.3gを、それぞれ重合開
始剤として「パーブチルO」(PBO)12■を用い、
電解液としてアゼライン酸アンモニウム(10重量%)
を溶解したエチレングリコール(EG)溶媒を用いた他
は実施例6と同様にして固体電解質膜を得た。得られた
膜の特性は、表2に示す通りであった。Example 9 Using 4.3 g of 2-hydroxyethyl methacrylate (HEMA) as a polymerizable monomer and 12 μg of "Perbutyl O" (PBO) as a polymerization initiator,
Ammonium azelate (10% by weight) as electrolyte
A solid electrolyte membrane was obtained in the same manner as in Example 6 except that an ethylene glycol (EG) solvent in which EG was dissolved was used. The properties of the obtained membrane were as shown in Table 2.
実施例10
実施例2において、導電性化合物の単量体としてアニリ
ンの塩酸塩0. 5sol /リットル水溶液を、溶質
としてマレイン酸トリエチルアンモニウム(25重量%
)を、それぞれ用いた他は実施例2と同様にして固体電
解質膜を得た。得られた膜の特性は、表2に示す通りで
あった。Example 10 In Example 2, aniline hydrochloride was used as the monomer of the conductive compound. A 5 sol/liter aqueous solution was mixed with triethylammonium maleate (25% by weight) as a solute.
) were used, respectively, and a solid electrolyte membrane was obtained in the same manner as in Example 2. The properties of the obtained membrane were as shown in Table 2.
実施例11
重合性ビニルモノマーとしてヒドロキシプロピルメタク
リレート(HPMA)を、電解液としてアジピン酸アン
モニウム(10重量%)を溶解したエチレングリコール
/水(80/20)混合溶媒を、それぞれ用いた他は実
施例10と同様にして固体電解質膜を得た。得られた膜
の特性は、表2に示す通りであった。Example 11 Example except that hydroxypropyl methacrylate (HPMA) was used as the polymerizable vinyl monomer and an ethylene glycol/water (80/20) mixed solvent in which ammonium adipate (10% by weight) was dissolved was used as the electrolyte. A solid electrolyte membrane was obtained in the same manner as in Example 10. The properties of the obtained membrane were as shown in Table 2.
Claims (4)
リックスポリマーと、 (b)下記の一般式(III)または/および(IV)から
選ばれた少なくとも一種類の単量体を化学酸化重合させ
て得られる導電性高分子化合物と、 (c)下記の一般式( I )または/および(II)で示
されるアンモニウムイオンまたは四級ホスホニウムイオ
ンをカチオン成分とし、酸の共役塩基をアニオン成分と
する塩からなる少なくとも一種類の溶質と、 (d)有機溶媒とを含んでなることを特徴とする、固体
電解質膜。 ▲数式、化学式、表等があります▼( I ) ▲数式、化学式、表等があります▼(II) (式( I )および(II)中、R^1,R^2,R^3
およびR^4は同じであっても異なっていてもよく、水
素、炭素数1〜4のアルキル基または炭素数6〜10の
アリール基を表わし、R^5は式(II)中の窒素原子と
結合して脂肪族複素環または芳香族複素環を形成する炭
素数3〜10の基を表わす。)▲数式、化学式、表等が
あります▼(III) ▲数式、化学式、表等があります▼(IV) (式(III)および式(IV)中、R^6〜R^13は同
じであっても異なっていてもよく、水素、炭素数1〜4
のアルキル基または炭素数6〜10のアリール基を示し
(たゞし、R^6およびR^7の少なくとも一方は水素
である)、R^1^2とR^1^3は互いに環状構造を
とることがある。また、Xは酸素、硫黄またはNR^1
^4を示し、Nは窒素であり、R^1^4は水素、炭素
数1〜4のアルキル基または炭素数6〜10のアリール
基を表わす。)1. (a) A matrix polymer consisting of a polymer of polymerizable vinyl monomers and (b) At least one monomer selected from the following general formula (III) and/or (IV) obtained by chemical oxidation polymerization. and (c) a salt having an ammonium ion or quaternary phosphonium ion represented by the following general formula (I) or/and (II) as a cation component and a conjugate base of an acid as an anion component. (d) an organic solvent; and (d) an organic solvent. ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼(I) ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼(II) (In formulas (I) and (II), R^1, R^2, R^3
and R^4 may be the same or different and represent hydrogen, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 10 carbon atoms, and R^5 is a nitrogen atom in formula (II). represents a group having 3 to 10 carbon atoms that forms an aliphatic heterocycle or aromatic heterocycle by bonding with. ) ▲ There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼ (III) ▲ There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼ (IV) (In formula (III) and formula (IV), R^6 to R^13 are the same. may be different, hydrogen, carbon number 1-4
represents an alkyl group or an aryl group having 6 to 10 carbon atoms (at least one of R^6 and R^7 is hydrogen), and R^1^2 and R^1^3 each have a cyclic structure. may be taken. Also, X is oxygen, sulfur or NR^1
^4, N is nitrogen, and R^1^4 represents hydrogen, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 10 carbon atoms. )
)アクリレート、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレ
ート、グリセロール(メタ)アクリレート、およびアル
キレングリコール(メタ)アクリレートから選ばれた少
なくとも一種類の(メタ)アクリル酸エステルである、
請求項1に記載の固体電解質膜。2. The polymerizable vinyl monomer is at least one type of (meth)acrylic ester selected from alkoxyalkyl (meth)acrylate, hydroxyalkyl (meth)acrylate, glycerol (meth)acrylate, and alkylene glycol (meth)acrylate,
The solid electrolyte membrane according to claim 1.
、ホウ酸、リン酸、亜リン酸、次亜リン酸、炭酸、ケイ
酸、ピクリン酸、スルホン酸、硝酸、硫酸、亜硫酸、チ
オシアン酸、ハロゲン原子を含む強酸、およびそれらの
誘導体から選ばれた少なくとも一種類の酸の共役塩基で
ある、請求項1または2に記載の固体電解質膜。3. Anionic components of solutes include carboxylic acid, phenols, boric acid, phosphoric acid, phosphorous acid, hypophosphorous acid, carbonic acid, silicic acid, picric acid, sulfonic acid, nitric acid, sulfuric acid, sulfite, thiocyanic acid, and halogen atoms. The solid electrolyte membrane according to claim 1 or 2, wherein the solid electrolyte membrane is a conjugate base of at least one acid selected from strong acids containing strong acids and derivatives thereof.
、請求項1、2または3に記載の固体電解質膜。4. The solid electrolyte membrane according to claim 1, 2 or 3, which is integrated with a porous membrane or/and a nonwoven fabric.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31328590A JPH04184811A (en) | 1990-11-19 | 1990-11-19 | Solid electrolyte film |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31328590A JPH04184811A (en) | 1990-11-19 | 1990-11-19 | Solid electrolyte film |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04184811A true JPH04184811A (en) | 1992-07-01 |
Family
ID=18039376
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31328590A Pending JPH04184811A (en) | 1990-11-19 | 1990-11-19 | Solid electrolyte film |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04184811A (en) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0521283A (en) * | 1991-07-10 | 1993-01-29 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Capacitor and manufacturing method thereof |
| US5432237A (en) * | 1989-05-23 | 1995-07-11 | Showa Denko K.K. | Radically polymerizable composition |
| US5661629A (en) * | 1995-06-06 | 1997-08-26 | Macfarlane; Douglas Robert | High conductivity crosslinked electrolyte materials and capacitors incorporating the same |
| US5748439A (en) * | 1995-06-06 | 1998-05-05 | Telectronics Pacing Systems, Inc. | Capacitors having high strength electrolytic capacitor separators |
| US5968210A (en) * | 1997-11-12 | 1999-10-19 | Pacesetter, Inc. | Electrolytic capacitor and method of manufacture |
| WO2006022081A1 (en) * | 2004-08-26 | 2006-03-02 | National University Corporation Yokohama National University | Proton conductor |
| WO2006049074A1 (en) * | 2004-11-01 | 2006-05-11 | Kaneka Corporation | Conductive composition, conductive molded body, conductive gel composition and method for producing same |
| JP5417630B2 (en) * | 2009-07-08 | 2014-02-19 | 綜研化学株式会社 | Composition for solid electrolyte and solar cell using the same |
| JP2014524961A (en) * | 2011-07-19 | 2014-09-25 | オルネクス ベルギウム ソシエテ アノニム | Method for preparing a radiation curable composition |
| JP2024045918A (en) * | 2022-09-22 | 2024-04-03 | カーリットホールディングス株式会社 | Electrolyte for hybrid capacitor and hybrid capacitor |
-
1990
- 1990-11-19 JP JP31328590A patent/JPH04184811A/en active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5432237A (en) * | 1989-05-23 | 1995-07-11 | Showa Denko K.K. | Radically polymerizable composition |
| JPH0521283A (en) * | 1991-07-10 | 1993-01-29 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Capacitor and manufacturing method thereof |
| US5661629A (en) * | 1995-06-06 | 1997-08-26 | Macfarlane; Douglas Robert | High conductivity crosslinked electrolyte materials and capacitors incorporating the same |
| US5748439A (en) * | 1995-06-06 | 1998-05-05 | Telectronics Pacing Systems, Inc. | Capacitors having high strength electrolytic capacitor separators |
| US5968210A (en) * | 1997-11-12 | 1999-10-19 | Pacesetter, Inc. | Electrolytic capacitor and method of manufacture |
| US6246569B1 (en) | 1997-11-12 | 2001-06-12 | Pacesetter, Inc. | Electrolytic capacitor and method of manufacturing |
| WO2006022081A1 (en) * | 2004-08-26 | 2006-03-02 | National University Corporation Yokohama National University | Proton conductor |
| WO2006049074A1 (en) * | 2004-11-01 | 2006-05-11 | Kaneka Corporation | Conductive composition, conductive molded body, conductive gel composition and method for producing same |
| JP5417630B2 (en) * | 2009-07-08 | 2014-02-19 | 綜研化学株式会社 | Composition for solid electrolyte and solar cell using the same |
| JP2014524961A (en) * | 2011-07-19 | 2014-09-25 | オルネクス ベルギウム ソシエテ アノニム | Method for preparing a radiation curable composition |
| JP2024045918A (en) * | 2022-09-22 | 2024-04-03 | カーリットホールディングス株式会社 | Electrolyte for hybrid capacitor and hybrid capacitor |
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