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JPH05198303A - 電 池 - Google Patents

電 池

Info

Publication number
JPH05198303A
JPH05198303A JP4031451A JP3145192A JPH05198303A JP H05198303 A JPH05198303 A JP H05198303A JP 4031451 A JP4031451 A JP 4031451A JP 3145192 A JP3145192 A JP 3145192A JP H05198303 A JPH05198303 A JP H05198303A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lithium
trifunctional
battery
polymer
solid electrolyte
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP4031451A
Other languages
English (en)
Inventor
Michiyuki Kono
通之 河野
Shigeo Mori
茂男 森
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
DKS Co Ltd
Original Assignee
Dai Ichi Kogyo Seiyaku Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dai Ichi Kogyo Seiyaku Co Ltd filed Critical Dai Ichi Kogyo Seiyaku Co Ltd
Priority to JP4031451A priority Critical patent/JPH05198303A/ja
Priority to US08/119,214 priority patent/US5436090A/en
Priority to JP02626993A priority patent/JP3290229B2/ja
Priority to PCT/JP1993/000064 priority patent/WO1993014529A1/ja
Priority to CA002106205A priority patent/CA2106205C/en
Priority to EP93902505A priority patent/EP0576686B1/en
Priority to DE69330893T priority patent/DE69330893T2/de
Publication of JPH05198303A publication Critical patent/JPH05198303A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052Li-accumulators
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/056Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
    • H01M10/0564Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of organic materials only
    • H01M10/0565Polymeric materials, e.g. gel-type or solid-type
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 大きな電気容量を有すると共に、優れた機械
的強度を備えた電池を提供すること。 【構成】 本発明の電池は、下記一般式(I)で示され
る高分子鎖を含有する三官能性末端アクリロイル変性ア
ルキレンオキシド重合体に対し220 〜950 重量%の溶媒
及び電解質塩を溶解し、活性放射線の照射及び/又は加
熱によって架橋して得られる固体電解質を用いたもので
ある。 【化1】 【効果】 溶媒としてプロピレンカーボネートを、電解
質塩として過塩素酸リチウムを使用した固体電解質リチ
ウム電池は、液体電解質を用いた電池と同等の放電容量
を持ち、液体電解質を用いた場合に見られるような漏液
の心配が全くない。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、イオン伝導性に優れた
高分子固体電解質を用いた電池に関する。
【0002】
【従来の技術】(1) 発明の背景 高分子固体電解質は、従来の電解液を使用した電池に比
べて液漏れ等の問題がなく、高信頼性を確保できるとい
う利点があるため、近年脚光を浴びている。しかし固体
電解質は、従来の電解液に比べて電気伝導度が低いた
め、内部抵抗が高くなり、電池用の電解質として用いた
場合には、極めて小容量のものしか得られないという欠
点を有するが、この欠点は、時代の趨勢としての薄型
化、軽量化という要請に沿わないものである。
【0003】(2) 従来技術の問題点 そこで、これらの欠点を解決しようとして、アルキレン
オキシド重合体鎖を有するアクリロイル変性高分子化合
物と電解質塩又はそれらに可溶な溶媒を混合し、熱、光
又は電子線などによって架橋、イオン伝導性を有する固
体電解質を得ることなどが提案されており、実例とし
て、例えば、末端アクリロイル変性アルキレンオキシド
重合体鎖を有する三官能性の高分子、低分子アルキレン
オキシド共重合体、ポリ塩化ビニル及び電解質塩などの
組み合わせによる高分子固体電解質(特開平3−177
409号公報)や、同じく末端アクリロイル変性アルキ
レンオキシド重合体と無機イオン塩及びプロピレンカー
ボネート等の有機溶媒とを組み合わせた固体電解質(特
開昭63−94501号公報)などがあるが、上記の諸
提案は、大容量、高機械的強度という観点から見て必ず
しも満足すべきものではない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】以上の実情に鑑み、本
発明は、大きな電気容量を有すると共に、優れた機械的
強度を備えた電池を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】(1) 発明の概念 本発明者らは、上記課題を解決することを目指して鋭意
検討の結果、高分子電解質としてある特定数の単量体単
位以上からなるアルキレンオキシド重合体鎖を有する三
官能性末端アクリロイル変性高分子化合物を用い、か
つ、これにある特定割合の範囲の溶媒及び電解質塩を加
えて光・電子などの活性放射線及び/又は加熱によって
架橋することにより、機械的強度に優れると共に、従来
の電解液に匹敵する電気伝導度を有し、溶媒のブリード
アウトのない固体電解質が得られること、及びこれを電
池の固体電解質に用いることにより優れた性能を有する
電池が得られることを見出した。
【0006】(2) 発明の概要 以上の知見に基づき、本発明に係る電池は、三官能性高
分子化合物に溶媒及び電解質塩を溶解し、活性放射線の
照射及び/又は加熱によって架橋して得られる固体電解
質において、該三官能性高分子化合物が各々の官能性高
分子鎖として下記一般式(I)で示される高分子鎖を含
有する三官能性末端アクリロイル変性アルキレンオキシ
ド重合体であって、かつ該溶媒の割合が該三官能性末端
アクリロイル変性アルキレンオキシド重合体に対し220
〜950 重量%である固体電解質を用いたことを特徴とす
る。
【0007】
【化2】 以下、発明を構成し及びそれに関連する諸条件等につき
項分けして説明する。
【0008】(3) 固体電解質 本発明の電池の固体電解質に用いる三官能性末端アクリ
ロイル変性アルキレンオキシド重合体は、例えばグリセ
ロール、トリメチロールプロパン等を出発物質として、
これらに以下に記載するアルキレンオキシド類を開環重
合させて得た三官能性アルキレンオキシド重合体に、さ
らにアクリル酸、メタクリル酸等の不飽和有機酸をエス
テル化反応させるか、又はアクリル酸クロリド、メタク
リル酸クロリド等の酸クロリド類を脱塩酸反応させるこ
とによって得られる化合物であり、具体的には、、例え
ば下式(II)で示される化合物が例示される。
【0009】
【化3】
【0010】上記三官能性アルキレンオキシド重合体の
合成に用いるアルキレンオキシド類としては、例えばエ
チレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシ
ド、1,2−エポキシヘキサン、1,2−エポキシオク
タンなどを挙例できるが、とりわけエチレンオキシド、
プロピレンオキシド又はブチレンオキシドが好ましい。
またその単量体単位数は、三官能性アルキレンオキシド
重合体の各官能性高分子鎖、すなわちポリアルキレンオ
キシド鎖について35以上が必要である。
【0011】単量体単位数が35未満である場合には、溶
媒を該三官能性末端アクリロイル変性アルキレンオキシ
ド重合体に対し220 重量%以上混合して架橋することが
困難であり、架橋物の機械的物性が著しく劣ると共に、
架橋物表面への溶媒がブリードアウトが激しい。
【0012】(4) 溶媒 本発明の電池の固体電解質に用いる溶媒としては、該三
官能性末端アクリロイル変性アルキレンオキシド重合体
に対し相溶性のあるものであればいずれも好適に用いら
れるが、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネー
ト、γ−ブチロラクトン、ジメトキシエタン、ジメチル
スルホキシド、ジオキソラン、スルホラン及び水から成
る群から選ばれた一種を単用し又は二種以上を混合して
使用することが好ましい。
【0013】上記溶媒の該三官能性末端アクリロイル変
性アルキレンオキシド重合体に対する割合は、220 〜95
0 重量%であり、220 重量%未満の場合には得られる固
体電解質の伝導度が低い。逆に950 重量%を越えると、
含浸物の機械的強度が著しく低下する。
【0014】(5) 電解質塩 本発明電池の固体電解質に用いる電解質塩は、フッ化リ
チウム、塩化リチウム、臭化リチウム、ヨウ化リチウ
ム、硝酸リチウム、チオシアン酸リチウム、過塩素酸リ
チウム、トリフロロメタンスルホン酸リチウム、四ホウ
フッ化リチウム、ビストリフロロメチルスルホニルイミ
ドリチウム、トリストリフロロメチルスルホニルメチド
リチウム、チオシアン酸ナトリウム、過塩素酸ナトリウ
ム、トリフロロメタンスルホン酸ナトリウム、四ホウフ
ッ化ナトリウム、チオシアン酸カリウム、過塩素酸カリ
ウム、トリフロロメタンスルホン酸カリウム、四ホウフ
ッ化カリウム、チオシアン酸マグネシウム、過塩素酸マ
グネシウム及びトリフロロメタンスルホン酸マグネシウ
ムから成る群から選ばれた少なくとも一種又は二種以上
であリ、該電解質塩の溶媒に対する割合は、1〜30重量
%が好ましい。
【0015】(6) 固体電解質の製造 本発明に係る電池における固体電解質は、例えば三官能
性末端アクロイル変性アルキレンオキシド重合体に予め
電解質塩を溶解した溶媒を均一に混合するか又は三官能
性末端アクリロイル変性アルキレンオキシド重合体に溶
媒を均一に混合した後電解質塩を溶解する等の手段で均
一液を作成した後、これをナイフコーター、バーコータ
ー、グラビアコーター、スピンコーター等により基材に
均一に塗布した後、紫外線、可視光線、電子線などの高
エネルギー電磁波の照射又は加熱により架橋させること
により得られる。
【0016】その際、必要に応じて、トリメチルシリル
ベンゾフェノン、ベンゾイン、2−メチルベンゾイン、
4−メトキシベンゾフェノン、ベンソインメチルエーテ
ル、アントラキノン等の光重合開始剤や過酸化ベンゾイ
ル、過酸化メチルエチルケトン等の重合開始剤を添加し
てもよい。
【0017】(7) 極材料 本発明電池の負極材料としては、金属リチウム、リチウ
ム−アルミニウム合金、金属ナトリウムなどのアルカリ
金属又はその合金やポリアセチレン又はポリチオフェン
などのカチオンドープが可能な導電性高分子が挙げられ
る。
【0018】また本発明電池の正極材料としては、例え
ば、TiS2 、MoS2 、V613、V25 、VS
e、NiPS3 などの無機材料やポリアニリン,ポリチ
オフェン、ポリピロールなどの高分子材料が用いられ
る。またこれらの材料を正極に用いる場合には、架橋前
の固体電解質と前記正極材料を適当な割合で混合した
後、架橋することによってシート状で正極材料と固体電
解質が一体になったものが得られる。なお所望により、
これにさらにカーボンブラックなどの導電性粉末を混合
して導電性を向上させてもよい。
【0019】(8) 本発明電池の製作 本発明の電池を構成するには、例えば負極材料上に架橋
前の電解質をキャストした後、前記の方法にて架橋して
薄膜状の固体電解質層を成形せしめ、次いで正極材料を
積層する方法、正極材料上に同様に薄膜状の固体電解質
層を形成させた後、更に負極材料を積層する方法、又は
正負いずれの極材料にも薄膜状の固体電解質層を形成さ
せた後、両層を積層するなどの方法が採用されるが、勿
論これらに限られるものではない。
【0020】
【作用】本発明は、三官能性高分子化合物に溶媒及び電
解質塩を溶解し、活性放射線の照射及び/又は加熱によ
って架橋して得られる固体電解質において、該三官能性
高分子化合物が各々の官能性高分子鎖として上式(I)
で示される高分子鎖を含有する三官能性末端アクリロイ
ル変性アルキレンオキシド重合体であって、かつ該溶媒
の割合が該三官能性末端アクリロイル変性アルキレンオ
キシド重合体に対し220 〜950 重量%である固体電解質
を用いたため、従来提案されている固体電解質を用いる
電池と比較して容量が大きいと同時に機械的強度に優
れ、かつ電解液を用いた従来の電池にみられる漏液の心
配のない信頼性の高い電池を与える。
【0021】
【実施例】以下、実施例及び比較例により本発明をさら
に具体的に説明するが、例示は当然説明用のもので、発
明思想の内包・外延を定義するものではない。
【0022】I(三官能性末端アクリロイル変性アルキ
レンオキシド重合体の合成例) 合成例1(化合物番号A−1) 7 L(“L"は容積(リットル)を意味する。以下同
じ。)オートクレーブに、グリセリン(出発物質)92
g、水酸化カリウム(触媒)9.5 g及びエチレエンオキ
シド4,700 gを仕込み、130 ℃で5時間反応させた後、
中和及び脱塩処理を行って三官能性エチレンオキシド単
独重合体4,610 gを得た。このものの分子量は4,720(水
酸基価より算出)であった。
【0023】2 L容四つ口フラスコに、上記三官能性エ
チレンオキシド重合体944 g(0.2モル)、アクリル酸6
5g(0.9 モル)、トルエン500 g、及び触媒として濃
硫酸2gを仕込み、撹拌しつつ、還流下に水を溜去しな
がら10時間反応させた後、中和及び脱塩精製を行ない、
トルエンを溜去して目的の三官能性末端アクリロイル変
性エチレンオキシド単独重合体を得た。このものの分子
量は4,890 (GPCより算出)であった。
【0024】合成例2(合成物番号A−2) 7 L容オートクレーブに、グリセリン92g、水酸化カリ
ウム15.0g、エチレンオキシド3,700 g及びプロピレン
オキシド1,240 gを仕込み、115 ℃で7時間反応させた
後、中和及び脱塩処理を行なって三官能性エチレンオキ
シド−プロピレンオキシドランダム共重合体4,990 gを
得た。このものの分子量は5,020(水酸基価より算出)で
あった。
【0025】2 L容四つ口フラスコに、上記三官能性エ
チレンオキシド−プロピレンオキシドランダム共重合体
1,004 g(0.2 モル)、アクリル酸65g(0.9 モル)、
トルエン500 g、及び触媒として濃硫酸3gを仕込み、
撹拌、還流下に水を溜去しながら10時間反応させた後、
中和及び脱塩精製を行なって目的の三官能性末端アクリ
ロイル変性エチレンオキシド−プロピレンオキシドラン
ダム共重合体を得た。このものの分子量は5,180(GPC
より算出)であった。
【0026】合成例3(化合物番号A−3) 合成例2に準じて三官能性末端アクリロイル変性エチレ
ンオキシド−プロピレンオキシドランダム共重合体を得
た。
【0027】合成例4(化合物番号A−4) 20 L容オートクレーブに、グリセリン92g、水酸化カリ
ウム46g、エチレンオキシド7950g及びプロピレンオキ
シド5,250 gを仕込み、115 ℃で10時間反応させた後、
中和及び脱塩処理を行なって三官能性エチレンオキシド
−プロピレンオキシドランダム共重合体13,270gを得
た。このものの分子量は13,260(水酸基価より算出)で
あった。
【0028】3 L容四つ口フラスコに、上記三官能性共
重合体1,326 g(0.1 モル)、アクリル酸32.5g(0.45
モル)、トルエン1000g、及び触媒としてパラトルエン
スルホン酸10gを仕込み、撹拌、還流下に水を溜去しな
がら12時間反応させた後、中和及び脱塩精製を行ない、
目的の三官能性末端アクリロイル変性エチレンオキシド
−プロピレンオキシドランダム共重合体を得た。このも
のの分子量は13,420(GPCより算出)であった。
【0029】合成例5(化合物番号A−5) 20 L容オートクレーブに、グリセリン92g、水酸化カリ
ウム51g、エチレンオキシド3980g及びプロピレンオキ
シド10500 gを仕込み、115 ℃で12時間反応させた後、
中和及び脱塩処理を行なって三官能性エチレンオキシド
−プロピレンオキシドランダム共重合体14,500gを得
た。このものの分子量は14,520(水酸基価より算出)で
あった。
【0030】3 L容四つ口フラスコに、上記ランダム共
重合体1,452 g(0.1 モル)、アクリル酸32.5g(0.45
モル)、トルエン1,000 g及び触媒としてパラトルエン
スルホン酸10gを仕込み、以後、合成例3と同様にして
三官能性末端アクリロイル変性エチレンオキシド−プロ
ピレンオキシドランダム共重合体を得た。このものの分
子量は14,680(GPCより算出)であった。
【0031】合成例6(合成物番号A−6) 30 L容オートクレーブに、トリメチロールプロパン(出
発物質)134 g、水酸化カリウム68g及びエチレンオキ
シド10,600gを仕込み、140 ℃で11時間反応させた。次
いで、プロピレンオキシド8,800 gを加え、110 ℃でさ
らに15時間反応させた後、中和及び脱塩処理を行なって
三官能性エチレンオキシド−プロピレンオキシドブロッ
ク共重合体19,500gを得た。このものの分子量は19,420
であった。
【0032】3 L容四つ口フラスコに、上記ブロック重
合体1,942 g(0.1 モル)、メタクリル酸39g(0.45モ
ル)、トルエン1,200 g、及び触媒としてパラトルエン
スルホン酸20gを仕込み、以後、合成例3と同様にして
三官能性末端メタクリロイル変性エチレンオキシド−プ
ロピレンオキシドブロック共重合体を得た。このものの
分子量は19,630(GPCより算出)であった。
【0033】合成例7(化合物番号A−7) 合成例6に準じて三官能性末端アクリロイル変性エチレ
ンオキシド−プロピレンオキシド単独重合体を得た。
【0034】合成例8(合成物番号A−8) 20 L容オートクレーブに、トリメチロールプロパン(出
発物質)134 g、水酸化カリウム48g及びブチレンオキ
シド11900 gを仕込み、120 ℃で18時間反応させた。次
いで中和及び脱塩精製を行なって、三官能性ブチレンオ
キシド単独重合体12,000gを得た。このものの分子量は
12,030(水酸基価より算出)であった。
【0035】3 L容四つ口フラスコに、上記ブチレンオ
キシド重合体1,203 g(0.1 モル)、アクリル酸33g
(0.46モル)、トルエン 1,500g及び触媒としてパラト
ルエンスルホン酸30gを仕込み、以後、合成例3と同様
にして三官能性末端アクリル化ブチレンオキシド単独重
合体を得た。このものの分子量は12,200(GPCより算
出)であった。
【0036】合成例9(化合物番号A−9) 合成例8に準じて三官能性末端アクリロイル変性エチレ
ンオキシド−ブチレンオキシドランダム重合体を得た。
【0037】合成例10(合成物番号A−10) 10 L容オートクレーブに、グリセリン92g、水酸化カリ
ウム24g、プロピレンオキシド 6,970g及びブチレンオ
キシド 1,100gを仕込み、110 ℃で15時間反応を行なっ
た。反応終了後、中和及び脱塩精製を行なって三官能性
プロピレンオキシド−ブチレンオキシドランダム共重合
体8,100 gを得た。このものの分子量は8,145(水酸基価
より算出)であった。
【0038】2 L容四つ口フラスコに、上記ランダム共
重合体814.5 g(0.1 モル)、メタクリル酸39g(0.45
モル)、トルエン1000g、及び触媒として硫酸5gを仕
込み、以後合成例3と同様にして、三官能性メタクリロ
イル化プロピレンオキシド−ブチレンオキシドランダム
共重合体を得た。このものの分子量は8,360(GPCより
算出)であった。以上合成例1〜10で得た三官能性末端
アクリロイル変性アルキレンオキシド重合体の定数等を
下表1に総括して示す。
【0039】
【表1】
【0040】注)*1・・G:グリセリン、T:トリメ
チルロールプロパン、*2・・EO:エチレンオキシ
ド、PO:プロピレンオキシド、BO:ブチレンオキシ
ド。なお、数字はポリアルキレンオキシド鎖1個当りの
単量体単位数を示す。*3・・H:単独重合体、R:ラ
ンダム共重合体、B:ブロック共重合体、*4・・A:
アクリレート、M:メタクリレート。
【0041】II(比較用三官能性末端アクリロイル変性
アルキレンオキシド重合体の合成例) 比較合成例1(化合物番号B−1) 5 L容オートクレーブに、出発物質としてグリセリン92
g、触媒として水酸化カリウム11g、エチレンオキシド
2,640 g及びプロピレンオキシド 870gを仕込み、115
℃で8時間反応を行なった。次いで中和及び脱塩精製を
行なって、三官能性エチレンオキシド−プロピレンオキ
シドランダム共重合体3580gを得た。このものの分子量
は3,600(水酸基価より算出)であった。
【0042】2 L容四つ口フラスコに、上記ランダム共
重合体 720g(0.2 モル)、アクリル酸65g(0.9 モ
ル)、トルエン 1,000g及び触媒としてパラトルエンス
ルホン酸5gを仕込み、撹拌しつつ、還流下に水を溜去
しながら10時間反応を行なった。次いで中和後、脱塩、
精製することにより、目的の三官能性末端アクリロイル
化エチレンオキシド−プロピレンオキシドランダム共重
合体を得た。このものの分子量は3,760 (GPCより算
出)であった。
【0043】比較合成例2(化合物番号B−2) 5 L容オートクレーブに、トリメチルプロパン 134g、
水酸化カリウム 5.4gエチレンオキシド1,320 g及びプ
ロピレンオキシド 350gを仕込み、115 ℃で5時間反応
させた後、中和及び脱塩精製を行ない、三官能性エチレ
ンオキシド−プロピレンオキシドランダム共重合体1,79
0 gを得た。このものの分子量は1,800(水酸基価より
算出)であった。
【0044】3 L容四つ口フラスコに、上記ランダム共
重合体 900g(0.5 モル)、アクリル酸 162g(2.25モ
ル)、トルエン1,000 g及び触媒としてパラトルエンス
ルホン酸5gを仕込み、以下比較合成例1と全く同様に
して三官能性末端アクリロイル化エチレンオキシド−プ
ロピレンオキシドランダム共重合体を得た。このものの
分子量は1,960(GPCより算出)であった。
【0045】比較合成例3(化合物番号B−3) 10 L容オートクレーブに、グリセリン92g、水酸化カリ
ウム20g、エチレンオキシド1,352 g及びプロピレンオ
キシド4,330 gを仕込み、115 ℃で11時間反応させた。
反応後、中和及び脱塩精製を行なって三官能性エチレン
オキシド−ブチレンオキシドランダム共重合体5730gを
得た。このものの分子量は5,740(水酸基価より算出)で
あった。
【0046】2 L容四つ口フラスコに、上記重合体574
g(0.1 モル)、メタクリル酸39g(0.45モル)、トル
エン1000g及び触媒として硫酸5gを仕込み、以下比較
合成例1と全く同様にして、三官能性末端メタクリロイ
ル化エチレンオキシド−ブチレンオキシドランダム共重
合体を得た。このものの分子量は5,930(GPCより算
出)であった。以上の如くにして得た比較用重合体の定
数等を下表2に一括して示す。
【0047】
【表2】
【0048】III(正極活物質の合成例) 撹拌機、温度計、冷却管及び滴下漏斗を備えた1L 容四
つ口フラスコに、アニリン20g、塩酸18 ml 及び水250
mlを加えた。これを0℃に冷却した後、過硫酸アンモニ
ウム49gを水 120gに溶解した液を滴下漏斗より4時間
かけて滴下した。滴下終了後、さらに1時間撹拌した。
撹拌終了後、沈澱物を濾取し、洗液が中性になるまで水
洗した後、さらにエタノールを用いて洗液が透明になる
まで洗浄した。この洗浄物をを真空乾燥し、濃褐色の脱
ドープポリアニリン10.2gを得た。この脱ドープポリア
ニリン10gをN−メチル−2−ピロリドン300 gに溶か
し、フェニルヒドラジン2gを加えて還元した。反応終
了後、アセトンにて再沈殿させ、析出した固体を濾別
後、アセトンで洗浄した後、乾燥して灰色の正極活物質
(以下“還元ポリアニリン”という)8.0 gを得た。
【0049】IV(電池の製作例) 実施例1 前記合成例(III) で得た還元ポリアニリン8gに対し、
化合物A−1 1g 、プロピレンカーボネート4g及び過
塩素酸リチウム0.4 gからなる架橋前の固体電解質組成
物2g及びケッチェンブラック(カ−ボンブラックの商
品名) EC600J2gを加え、窒素零囲気中にてボールミ
ルを用いてよく粉砕、混合した後、厚さ20μm、直径12
m/mのステンレススチール板上へ流延し、エレクトロカ
ーテン式電子線照射装置(出力200 kV、照射線量 5 Mra
d)を用いて架橋させ、厚さ30μmの正極を得た。この正
極上にさらに前記の架橋前の固体電解質組成物をワイヤ
コータにて塗布後、前記と同様に電子線照射装置を用い
て架橋を行ない、厚さ50μmの固体電解質層を形成させ
た。
【0050】次いで、以上の固体電解質層を金属リチウ
ム(厚さ50μm、直径12m/m )と貼り合わせ、図1に示
す弗素樹脂製セル中に密閉して新規リチウム電池を得
た。測定の結果、本電池の開放電圧は3.4 V、放電容量
110 mA・h/gであった。因にこの特性は液体の電解質を用
いた既存のリチウム電池に匹敵する。
【0051】実施例2〜9 架橋前の固体電解質の組成を表3の通りに変更し、これ
を、還元ポリアニリンに対し2g混合した以外は実施例
1と全く同様にして電池を得た。得られた特性を含め、
下表3に一括して示す。
【0052】
【表3】
【0053】*1・・表1参照。*2・・PC:プロピ
レンカーボネート、DME:ジメトキシエタン、GBL
:γ−ブチロラクトン、EC:エチレンカーボネー
ト、SL :スルホラン。
【0054】比較例3 架橋前の固体電解質組成物として、化合物B−1 1g、
プロピレンカーボネート4g及び過塩素酸リチウム0.4
gを用い、実施例1と全く同様にして正極を得ようと試
みたが架橋不十分であった。また、念のため、架橋前の
固体電解質組成物単独で架橋を試みたが固体電解質とな
らず、電池を作製することができなかった。
【0055】比較例4 架橋前の固体電解質組成物として化合物B−2 1g、プ
ロピレンカーボネート3g及び過塩素酸リチウム0.4 g
を用いたが、比較例3と全く同様の結果となった。
【0056】比較例5 架橋前の固体電解質組成物として、化合物B−3 1g、
プロピレンカーボネート3g及び過塩素酸リチウム0.4
gを用いた他は実施例1と全く同様に電池を作製した
が、セルからの液漏れが観察された。
【0057】
【発明の効果】本発明は、以上述べたように、特定の固
体電解質の採択により、液体電解質を用いた場合に懸念
される漏液のない大きな電気容量と優れた機械的強度を
備えた電池を提供できることにより、電子機器のバック
アップ電源、時計用電源、カメラ用電源、ペースメーカ
ー用電源などとして好適な信頼性の高い電池を提供しう
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の電池の特性を評価するための試験セル
の概略図である。
【符号の説明】
11 集電体 12 正極 13 固体電解質 14 負極 15 集電体 16 正極リード線 17 負極リード線

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 三官能性高分子化合物に溶媒及び電解質
    塩を溶解し、活性放射線の照射及び/又は加熱によって
    架橋して得られる固体電解質において、該三官能性高分
    子化合物が各々の官能性高分子鎖として下記一般式
    (I)で示される高分子鎖を含有する三官能性末端アク
    リロイル変性アルキレンオキシド重合体であって、かつ
    該溶媒の割合が該三官能性末端アクリロイル変性アルキ
    レンオキシド重合体に対し220 〜950 重量%である固体
    電解質を用いたことを特徴とする電池。 【化1】
  2. 【請求項2】 溶媒が、エチレンカーボネート、プロピ
    レンカーボネート、γ−ブチロラクトン、ジメトキシエ
    タン、ジメチルスルホキシド、ジオキソラン、スルホラ
    ン及び水からなる群から選ばれた少なくとも一種以上の
    化合物である請求項1の電池。
  3. 【請求項3】 電解質塩が、フッ化リチウム、塩化リチ
    ウム、臭化リチウム、ヨウ化リチウム、硝酸リチウム、
    チオシアン酸リチウム、過塩素酸リチウム、トリフロロ
    メタンスルホン酸リチウム、四ホウフッ化リチウム、ビ
    ストリフロロメチルスルホニルイミドリチウム、トリス
    トリフロロメチルスルホニルメチドリチウム、チオシア
    ン酸ナトリウム、過塩素酸ナトリウム、トリフロロメタ
    ンスルホン酸ナトリウム、四ホウフッ化ナトリウム、チ
    オシアン酸カリウム、過塩素酸カリウム、トリフロロメ
    タンスルホン酸カリウム、四ホウフッ化カリウム、チオ
    シアン酸マグネシウム、過塩素酸マグネシウム及びトリ
    フロロメタンスルホン酸マグネシウムからなる群から選
    ばれた少なくとも一種以上の化合物である請求項1の電
    池。
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