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JPH03196408A - Ion conductive solid electrolyte composition - Google Patents

Ion conductive solid electrolyte composition

Info

Publication number
JPH03196408A
JPH03196408A JP1334886A JP33488689A JPH03196408A JP H03196408 A JPH03196408 A JP H03196408A JP 1334886 A JP1334886 A JP 1334886A JP 33488689 A JP33488689 A JP 33488689A JP H03196408 A JPH03196408 A JP H03196408A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
solid electrolyte
electrolyte composition
conductive solid
polystyrene
composition
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
JP1334886A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toru Takahashi
透 高橋
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.)
Ube Corp
Original Assignee
Ube Industries 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 Ube Industries Ltd filed Critical Ube Industries Ltd
Priority to JP1334886A priority Critical patent/JPH03196408A/en
Publication of JPH03196408A publication Critical patent/JPH03196408A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • 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

Landscapes

  • Electrochromic Elements, Electrophoresis, Or Variable Reflection Or Absorption Elements (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Polyethers (AREA)
  • Conductive Materials (AREA)
  • Primary Cells (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、イオン伝導性固体電解質組成物に関する。本
発明のイオン伝導性固体電解質組成物は、−次電池、二
次電池、エレクトロクロミック表示素子等の電解質とし
て利用できる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Field of Application] The present invention relates to an ionically conductive solid electrolyte composition. The ion conductive solid electrolyte composition of the present invention can be used as an electrolyte for secondary batteries, secondary batteries, electrochromic display elements, etc.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

一次電池、二次電池、エレクトロクロミック表示(以下
、単にECDとする。)素子等の電解質としては従来よ
り液体のものが用いられてきた。
BACKGROUND ART Liquid electrolytes have conventionally been used as electrolytes for primary batteries, secondary batteries, electrochromic display (hereinafter simply referred to as ECD) elements, and the like.

しかしながら、液体電解質は部品外部への液漏れや電極
物質の溶出等が発生し易いため長期信頼性に問題がある
However, liquid electrolytes have problems with long-term reliability because they tend to leak to the outside of the component or elute electrode materials.

それに対し固体電解質は上記のような問題が生ずること
がなく、各装置における部品の構成が簡略化でき、更に
薄膜化により部品の軽量化及び小型化が可能となる等の
利点を有している。
On the other hand, solid electrolytes do not have the above-mentioned problems, can simplify the configuration of parts in each device, and have the advantage of being thinner, allowing parts to be lighter and smaller. .

これら固体電解質の材料には、従来より例えばβ−アル
ミナ、酸化銀、ルビジウム、ヨウ化リチウム等の無機物
が用いられているが、無機物は任意の形状に成形、成膜
するのが困難な場合が多く、かつ一般に高価格であるた
め実用上は問題が多い。
Conventionally, inorganic substances such as β-alumina, silver oxide, rubidium, and lithium iodide have been used as materials for these solid electrolytes, but inorganic substances are sometimes difficult to form into arbitrary shapes and form films. There are many problems and there are many problems in practical use because they are generally expensive.

一方、無機物に代わり高分子をベースとする固体高分子
電解質(以下、単にSPEとする。)は、均一な薄膜で
任意な形状に容易に加工できる長所を有することから、
種々のポリマーをベースに用いるSPEが研究され、ま
たそれらを応用する電池あるいはECD素子が提案され
ている。
On the other hand, solid polymer electrolytes (hereinafter referred to simply as SPE), which are based on polymers instead of inorganic substances, have the advantage of being a uniform thin film that can be easily processed into any shape.
SPEs using various polymers as bases have been studied, and batteries or ECD devices using them have been proposed.

従来からよく知られているSPEとしては、高分子量の
ポリエチレンオキシド(以下、単にPEOとする。)を
ベースポリマーとした無機イオン塩との複合体がある。
A conventionally well-known SPE is a composite of a base polymer of high molecular weight polyethylene oxide (hereinafter simply referred to as PEO) and an inorganic ionic salt.

このPEOをベースとしたSPEは、常温で結晶性を有
するため良好なイオン伝導性を示さず各種改良がなされ
、側鎖にポリエチレンオキシド構造を有する誘導体や他
のポリマーとのブレンド初等結晶化の起こりにくい高分
子をベースポリマーとし、イオン伝導性の改良・向上を
目的としたSPEが多く提案されている。
Since this PEO-based SPE has crystallinity at room temperature, it does not show good ion conductivity, and various improvements have been made. Many SPEs have been proposed that use difficult polymers as base polymers and aim to improve and improve ion conductivity.

例えば、ベースポリマーとして特開昭58−82477
公報では話合ポリマーと網状構造化ポリマーとのブレン
ド物が、同58−188062公報ではPEOとポリメ
タクロイルオキシベンゾエートとの配合物が、同60−
216462公報ではジメチルシロキサンとPEOとの
共重合物が、同61−47113公報ではポリエチレン
オキシドメタクロイルポリマーとポリメタクリル酸金属
塩の複合物が、同61−260557公報ではリン酸エ
ステルマクロマーが、同62−285954公報ではポ
リエチレングリコールジアクリレートを含む組成物の硬
化物が、同63−136408公報では分枝状PEOが
、同63−136409公報ではエチレンオキシド付加
ポリシロキサン変性物が、特開平1−10747公報で
はアリル化ポリエーテルグリコール重合物がそれぞれ提
案されている。
For example, as a base polymer, JP-A-58-82477
In JP 58-188062, a blend of a conversational polymer and a network-structured polymer is described; in JP 58-188062, a blend of PEO and polymethacroyloxybenzoate is used;
Publication No. 216462 discloses a copolymer of dimethylsiloxane and PEO, Publication No. 61-47113 discloses a composite of polyethylene oxide methacryloyl polymer and metal salt of polymethacrylate, Publication No. 61-260557 discloses a phosphate ester macromer, Publication No. 285954 discloses a cured product of a composition containing polyethylene glycol diacrylate, Publication No. 63-136408 discloses a cured product of a composition containing polyethylene glycol diacrylate, Publication No. 63-136408 discloses a cured product of a composition containing polyethylene glycol diacrylate, Publication No. 63-136409 discloses a modified polysiloxane with ethylene oxide, and Publication No. 1-10747 discloses a cured product of a composition containing polyethylene glycol diacrylate. Allylated polyether glycol polymers have been proposed.

更に、低分子量ポリエチレンオキシドを他のベースポリ
マーに配合してイオン伝導性を改良したSPEが、例え
ば、アメリカ特許第4654279号公報、特開昭63
−139226公報、特開平1−107470公報等に
提案されている。
Furthermore, SPE in which low molecular weight polyethylene oxide is blended with other base polymers to improve ionic conductivity has been disclosed, for example, in U.S. Pat. No. 4,654,279 and JP-A-63
This method has been proposed in JP-A-139226, JP-A-1-107470, and the like.

しかし、この低分子量ポリエチレンオキシドを添加して
イオン伝導性を向上させる方法は、添加量によっては固
体電解質の機械的特性が低下するおそれがある。
However, this method of adding low molecular weight polyethylene oxide to improve ionic conductivity may deteriorate the mechanical properties of the solid electrolyte depending on the amount added.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

SPEを電池、エレクトロクロミック等に使用する場合
、その特性としてイオン伝導性以外に、その機械的特性
も重要な因子となる。例えば、高分子のフィルム形成能
に着目して、超薄型リチウム電池のイオン伝導性隔膜へ
の応用の開発が進められているが、この場合、SPEフ
ィルムの機械的強度が不充分であると、電池製造時の負
極や正極シート等との積層工程において破損し易く、破
損が生じた場合は負極と正極とがショートし電池性能が
著しく低下することになる。また、リチウム電池におい
て放電の際、負極活物質のリチウム金属がリチウムイオ
ンとして溶出し、負極の体積が減少すると共に正極活物
質中にリチウムイオンが取り込まれて、正極の体積が増
加する。従って、これらの変形にも対応できる機械的特
性がイオン伝導性隔膜として要求される。
When SPE is used in batteries, electrochromics, etc., in addition to ionic conductivity, its mechanical properties are also important factors. For example, focusing on the film-forming ability of polymers, development is underway to apply them to ion-conducting diaphragms for ultra-thin lithium batteries, but in this case, the mechanical strength of the SPE film is insufficient. It is easily damaged during the lamination process with the negative electrode, positive electrode sheet, etc. during battery manufacturing, and if damage occurs, the negative electrode and positive electrode will short-circuit, resulting in a significant drop in battery performance. Furthermore, during discharging in a lithium battery, lithium metal in the negative electrode active material is eluted as lithium ions, and the volume of the negative electrode decreases, while lithium ions are incorporated into the positive electrode active material, increasing the volume of the positive electrode. Therefore, the ion conductive diaphragm is required to have mechanical properties that can accommodate these deformations.

また超薄型リチウム電池のイオン伝導性隔膜ばかりでな
く、SPEをカメラ用の渦巻き型リチウム電池のセパレ
ーターに適用する時には、より厳しい強度等の機械的特
性が更に要求される。
Furthermore, when SPE is applied not only to the ion-conductive diaphragm of ultra-thin lithium batteries but also to the separator of spiral-shaped lithium batteries for cameras, even stricter mechanical properties such as strength are required.

上記したようにSPEは、そのイオン伝導性の向上だけ
でなく、その強度等の機械的特性の向上も併せて要望さ
れているのが現状である。これら要望にあって、上記の
従来から提案されているSPEは、いずれもイオン伝導
性が未だ不充分であったり、機械的強度や安定性等の点
で必ずしも満足のいく特性が得られていない。
As mentioned above, there is currently a demand for SPE not only to improve its ionic conductivity but also to improve its mechanical properties such as strength. In order to meet these demands, all of the SPEs that have been proposed in the past still have insufficient ionic conductivity, or do not necessarily have satisfactory properties in terms of mechanical strength, stability, etc. .

本発明は、従来の固体高分子電解質の欠点を改良し、優
れたイオン伝導性及び機械的特性を併せて有するイオン
伝導性固体電解質組・放物を提供することを目的とする
An object of the present invention is to improve the drawbacks of conventional solid polymer electrolytes and to provide an ion-conductive solid electrolyte set/paraboloid having both excellent ion conductivity and mechanical properties.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明によれば、ポリアルキレングリコールとポリスチ
レンあるいはポリスチレン誘導体とを含むブロック共重
合体と、無機イオン塩からなることを特徴とするイオン
伝導性固体電解質組成物が提供される。
According to the present invention, there is provided an ion conductive solid electrolyte composition comprising a block copolymer containing polyalkylene glycol and polystyrene or a polystyrene derivative, and an inorganic ionic salt.

また、更に下記一般式(1)で表されるポリアルキレン
グリコールまたはその誘導体を上記イオン伝導性固体電
解質組成物に含有せしめたイオン伝導性固体電解質組成
物が提供される。
Furthermore, there is provided an ion conductive solid electrolyte composition in which the above ion conductive solid electrolyte composition further contains a polyalkylene glycol represented by the following general formula (1) or a derivative thereof.

R’ 0−(CHICHRO)、l−R”    ・・
・(1)(但し、R,R’及びR#は水素または低級ア
ルキル基、nは3〜30の整数を示す。)以下、本発明
の組成物について、詳細に説明する。
R' 0-(CHICHRO), l-R"...
-(1) (However, R, R' and R# represent hydrogen or a lower alkyl group, and n represents an integer of 3 to 30.) Hereinafter, the composition of the present invention will be explained in detail.

本発明の固体電解質組成物のベースポリマーであるポリ
アルキレングリコールとポリスチレンあるいはポリスチ
レン誘導体ブロックとを含む共重合体を構成するポリア
ルキレングリコールとしては、次の一般式+(0−(−
CI(2−C1(R−0−)、−Hで、Rが水素または
低級アルキル基であるエチレングリコール、プロピレン
グリコール、l、3−ブチレングリコール等のアルキレ
ングリコールの重合体であって、重合度nが5〜100
0、好ましくは10〜750のものが用いられる。
The polyalkylene glycol constituting the copolymer containing polyalkylene glycol, which is the base polymer of the solid electrolyte composition of the present invention, and polystyrene or a polystyrene derivative block has the following general formula +(0-(-
CI (2-C1 (R-0-), -H, R is hydrogen or a lower alkyl group, a polymer of alkylene glycol such as ethylene glycol, propylene glycol, l, 3-butylene glycol, etc., with a degree of polymerization n is 5 to 100
0, preferably 10 to 750.

本発明の上記ポリアルキレングリコール・ポリ塩化ビニ
ルブロック共重合体は、一般にはポリアルキレングリコ
ールにスチレンモノマーあるいはスチレン誘導体を作用
させるか、あるいはポリスチレンあるいはポリスチレン
誘導体R体にアルキレングリコールを作用させて得るこ
とができる。例えば、アゾビスシアノベンクン酸クロリ
ドを開始剤としてスチレン誘導体モノマーを重合させ、
さらに末端反応性酸クロリドとポリエチレングリコール
と重縮合する方法、あるいは別法としてポリエチレング
リコールとアゾビスシアノベンクン酸クロリドとを重縮
合させて得られるアゾ基含有ポリエチレングリコールを
開始剤としてスチレンモノマーあるいはスチレン誘導体
モノマーをラジカル重合することによりポリエチレング
リコールとポリスチレンあるいはポリスチレン誘導体と
を含むブロック共重合体を得ることができる。
The polyalkylene glycol/polyvinyl chloride block copolymer of the present invention can generally be obtained by reacting polyalkylene glycol with a styrene monomer or styrene derivative, or by reacting polystyrene or polystyrene derivative R form with alkylene glycol. can. For example, a styrene derivative monomer is polymerized using azobiscyanobencuonic acid chloride as an initiator,
Furthermore, a method of polycondensing terminal-reactive acid chloride and polyethylene glycol, or alternatively, using an azo group-containing polyethylene glycol obtained by polycondensing polyethylene glycol and azobiscyanobenconic acid chloride as an initiator, styrene monomer or styrene A block copolymer containing polyethylene glycol and polystyrene or a polystyrene derivative can be obtained by radical polymerizing derivative monomers.

ここで用いられるスチレン誘導体モノマーとしに2 (ここでR,、R,、R3としては、水素、低級アルキ
ル、ハロゲン、アルコキシなどの置換基を示す) 例エバ、メチルスチレン、α−メチルスチレンジクロロ
スチレンなどをあげることができる。
The styrene derivative monomer used here is 2 (here, R,, R,, R3 represents a substituent such as hydrogen, lower alkyl, halogen, alkoxy, etc.) Examples: Eva, methylstyrene, α-methylstyrene dichlorostyrene etc. can be given.

また、ポリスチレン誘導体としては、上記のスチレン誘
導体モノマーの重合体あるいは、これらの2種以上の共
重合体等が挙げられる。
Examples of the polystyrene derivative include polymers of the above-mentioned styrene derivative monomers, copolymers of two or more of these, and the like.

また、本発明の固体電解質組成物を構成する無機イオン
塩としては特に制限されないが、例えば、[,1Cj2
04、Li5CN 、 LiBF4、LiAsF5、L
iCF+SOz、LiPF6、Nal 、Na5CN 
、、NaBr、、KI Cs5CN 、、AgN0*C
uCj! z 、Mg(C120t) 2等のLi、 
Na、 K 、 Cs、 Ag。
In addition, the inorganic ionic salt constituting the solid electrolyte composition of the present invention is not particularly limited, but for example, [,1Cj2
04, Li5CN, LiBF4, LiAsF5, L
iCF+SOz, LiPF6, Nal, Na5CN
,,NaBr,,KI Cs5CN ,,AgN0*C
uCj! z, Mg(C120t) 2nd class Li,
Na, K, Cs, Ag.

Cu及びMgのうちの少なくとも一種を金属イオンとし
て含む無機イオン塩を使用するのが好ましい。
It is preferable to use an inorganic ionic salt containing at least one of Cu and Mg as a metal ion.

また、無機イオン塩は2種以上複数併用して用いてよい
Moreover, two or more types of inorganic ionic salts may be used in combination.

無機イオン塩は、上記ブロック共重合体のポリアルキレ
ングリコールにおけるアルキレンオキシドユニット(以
下、単にEOとする。)に対する無機イオン塩が、好ま
しくは0.05〜50モル%の範囲、より好ましくは0
.1〜30モル%の範囲となるようにするのがよい。
The inorganic ionic salt is preferably in the range of 0.05 to 50 mol%, more preferably 0 to the alkylene oxide unit (hereinafter simply referred to as EO) in the polyalkylene glycol of the block copolymer.
.. The content is preferably in the range of 1 to 30 mol%.

無機イオン塩の含有量が多すぎると、過剰の無機イオン
塩が解離しないで単に混在することになす、そのためイ
オン伝導性が低下するため好ましくない。また、含有量
が少なすぎると、解離するイオンの数が少なくイオン伝
導性が低下することになり、上記範囲の含有量とするの
がよい。
If the content of the inorganic ionic salt is too large, the excess inorganic ionic salt will not dissociate and will simply coexist, which will reduce ionic conductivity, which is not preferable. Moreover, if the content is too small, the number of dissociated ions will be small and the ionic conductivity will be reduced, so the content is preferably within the above range.

本発明のイオン伝導性固体電解質組成物は、上記のブロ
ック共重合体をペースポリマーとして無機イオン塩を添
加混合してなるものである。
The ion conductive solid electrolyte composition of the present invention is formed by adding and mixing the above block copolymer as a pace polymer with an inorganic ionic salt.

本発明においては、上記ブロック共重合体と無機イオン
塩とからなる組成物に、更に前記一般式(1)で表され
るポリアルキレングリコールまたはその誘導体を添加含
有させ、イオン伝導性を高めることができる。
In the present invention, it is possible to further add and contain polyalkylene glycol represented by the general formula (1) or a derivative thereof to the composition consisting of the block copolymer and inorganic ionic salt to enhance ionic conductivity. can.

一般式(I)で表されるポリアルキレングリコール及び
その誘導体としては、例えばテトラエチレングリコール
、ヘキサエチレングリコール、オクタエチレングリコー
ル及びそれらのモノあるいはジメチルエーテル誘導体、
並びに上記のエチレングリコール構造をプロピレングリ
コールまたはエチレンオキシドとプロピレンオキシドの
共重合構造に代えた化合物等が挙げられる。これらポリ
0 アルキレングリコール等は、2種以上の複数を併用して
もよい。
Examples of the polyalkylene glycol represented by the general formula (I) and its derivatives include tetraethylene glycol, hexaethylene glycol, octaethylene glycol and their mono- or dimethyl ether derivatives,
Also included are compounds in which the above ethylene glycol structure is replaced with propylene glycol or a copolymer structure of ethylene oxide and propylene oxide. Two or more types of these poly0 alkylene glycols may be used in combination.

この場合のポリアルキレングリコール及びその誘導体の
分子量は約100〜2000のものが好ましい。この分
子量が高すぎると、イオン伝導性が低下する。一方、こ
の分子量が低すぎると、気化しやすくなり、組成物から
徐々に気化するおそれがあり好ましくない。
In this case, the molecular weight of the polyalkylene glycol and its derivatives is preferably about 100 to 2,000. If this molecular weight is too high, ionic conductivity will decrease. On the other hand, if this molecular weight is too low, it is undesirable because it becomes easy to vaporize and may gradually vaporize from the composition.

また、ポリアルキレングリコール及びその誘導体の組成
物における含有量は、前記ブロック共重合体に対し、5
00重量%以下が好ましく、より好ましくは400重量
%以下で添加含有させる。
Further, the content of polyalkylene glycol and its derivatives in the composition is 5% relative to the block copolymer.
The content is preferably 00% by weight or less, more preferably 400% by weight or less.

この含有量が多すぎると組成物の機械的強度が低下して
実用上望ましくない。
If this content is too large, the mechanical strength of the composition decreases, which is not practically desirable.

本発明の固体電解質組成物は、前記ブロック共重合体に
無機イオン塩を、または無機イオン塩と上記ポリアルキ
レングリコールまたはその誘導体を添加混合して得るこ
とができる。添加混合は、公知のいずれの方法を用いて
行うことができ、特に制限されない。例えば、テトラヒ
ドロフラン、1 ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、アセト
ニトリル等の溶媒を用いて均一に混合してもよいし、常
温または加熱下で機械的に混練し均一化してもよい。
The solid electrolyte composition of the present invention can be obtained by adding and mixing an inorganic ionic salt to the block copolymer, or an inorganic ionic salt and the polyalkylene glycol or its derivative. Addition and mixing can be performed using any known method and is not particularly limited. For example, the mixture may be uniformly mixed using a solvent such as tetrahydrofuran, 1 dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide, acetonitrile, or the like, or may be uniformly kneaded by mechanical kneading at room temperature or under heating.

上記のようにして得られる本発明の固体電解質組成物は
、フィルム状、繊維状、パイプ状、チューブ状に成形し
て用いるか、またはこれら成形したものを更に加工して
用いてもよい。成形加工は、プレス法、押出法、キャス
ト法等のいずれの成形方法を用いてもよい。
The solid electrolyte composition of the present invention obtained as described above may be used after being molded into a film, fiber, pipe, or tube, or these molded products may be further processed and used. For the molding process, any molding method such as a press method, an extrusion method, a casting method, etc. may be used.

〔実施例〕〔Example〕

以下に、本発明の実施例について詳しく説明する。但し
、本発明は、本実施例に限定されるものでない。
Examples of the present invention will be described in detail below. However, the present invention is not limited to this example.

実施例1 〔ポリスチレン・ポリエチレングリコールブロック共重
合体の合成〕 重合開始剤として、アゾビスシアノペンクン酸クロリド
を用いて、所定量のスチレンモノマーを窒素封管中、6
0℃で重合して末端に反応性酸クエ2 0リドを有するポリスチレンを得た。
Example 1 [Synthesis of polystyrene/polyethylene glycol block copolymer] Using azobiscyanopenconic acid chloride as a polymerization initiator, a predetermined amount of styrene monomer was added in a nitrogen-sealed tube for 60 min.
Polystyrene was polymerized at 0°C to obtain polystyrene having reactive acid esters at the ends.

これに、ポリエチレングリコールを混合し、ベンゼン溶
媒中で加熱還流して重縮合を行い、分子量約10万のポ
リスチレン・ポリエチレングリコールブロック共重合体
を得た。
This was mixed with polyethylene glycol and polycondensed by heating under reflux in a benzene solvent to obtain a polystyrene/polyethylene glycol block copolymer having a molecular weight of about 100,000.

〔イオン伝導性固体電解質組成物の製造〕上記の方法で
得られたブロック共重合体1gと無機イオン塩としての
過塩素酸リチウム(LiCβ04)0、05 gをテト
ラヒドロフラン10mAに溶解した。その後、溶解液を
アルミシャーレ中に流延して、溶媒を蒸発除去して乾燥
させ、フィルム状の組成物を得た。
[Production of ion-conductive solid electrolyte composition] 1 g of the block copolymer obtained by the above method and 0.05 g of lithium perchlorate (LiCβ04) as an inorganic ionic salt were dissolved in 10 mA of tetrahydrofuran. Thereafter, the solution was cast into an aluminum petri dish, the solvent was removed by evaporation, and the solution was dried to obtain a film-like composition.

得られたフィルムのイオン伝導度(σ)を、複素インピ
ーダンス法で常温で測定した。その結果、得られたフィ
ルム状組成物は2.9 X 10−’S/amのイオン
伝導度を示した。
The ionic conductivity (σ) of the obtained film was measured at room temperature using a complex impedance method. As a result, the obtained film-like composition exhibited an ionic conductivity of 2.9 x 10-'S/am.

また、得られたフィルムの機械的強度特性を測定するた
め、幅0.4G、厚さ0.04印で打ち抜いた試験片を
作成して、その試験片の引張強度をオートグラフ(島津
製作所製 D−5000)を用3 いて測定した。その結果、引張強度は120kg/−で
あった。
In addition, in order to measure the mechanical strength characteristics of the obtained film, a test piece was punched out with a width of 0.4 G and a thickness of 0.04 mark, and the tensile strength of the test piece was measured using an autograph (manufactured by Shimadzu Corporation). D-5000). As a result, the tensile strength was 120 kg/-.

実施例2 実施例1で得られたブロック共重合体に、ポリエチレン
グリコールジメチルエーテル(分子量400、旭電化■
製0LE−400)をブロック共重合体に対し100重
量%添加下以外は実施例1と同様にしてフィルム状の組
成物を得た。
Example 2 Polyethylene glycol dimethyl ether (molecular weight 400, Asahi Denka ■) was added to the block copolymer obtained in Example 1.
A film-like composition was obtained in the same manner as in Example 1, except that 100% by weight of 0LE-400) was added to the block copolymer.

得られたフィルムのイオン伝導度及び引張強度を実施例
1と同様に測定した。その結果、イオン伝導度は9.3
 X 10−5S/am、引張強度は64kg/dであ
った。
The ionic conductivity and tensile strength of the obtained film were measured in the same manner as in Example 1. As a result, the ionic conductivity was 9.3
X 10-5S/am, and the tensile strength was 64 kg/d.

比較例1 ポリエチレングリコール・ポリスチレンブロック共重合
体に替えて、平均分子量が約10万のポリエチレンオキ
シドを用いた以外は、実施例1と全く同様にしてフィル
ム状の組成物を得て、イオン伝導度及び引張強度も同様
に測定した。
Comparative Example 1 A film-like composition was obtained in exactly the same manner as in Example 1, except that polyethylene oxide having an average molecular weight of about 100,000 was used instead of the polyethylene glycol polystyrene block copolymer, and the ionic conductivity and tensile strength were also measured in the same manner.

その結果、イオン伝導度σは9.5 X 10−”S/
(至)であり、引張強度は250 kg/aiであった
As a result, the ionic conductivity σ is 9.5 x 10-”S/
(up to), and the tensile strength was 250 kg/ai.

4 比較例2 ポリエチレングリコール・ポリスチレンブロック共重合
体に替えて、平均分子量が約10万のポリエチレンオキ
シドを用いた以外は、実施例2と全く同様にしてフィル
ム状の組成物を得て、イオン伝導度及び引張強度につい
ても同様に測定した。
4 Comparative Example 2 A film-like composition was obtained in exactly the same manner as in Example 2, except that polyethylene oxide having an average molecular weight of about 100,000 was used instead of the polyethylene glycol/polystyrene block copolymer, and ion conductive The strength and tensile strength were also measured in the same manner.

その結果、イオン伝導度σは7.5 X I O−’S
/印であり、引張強度は10kg/cnTであった。
As a result, the ionic conductivity σ is 7.5
/ mark, and the tensile strength was 10 kg/cnT.

比較例3 実施例2において、ポリエチレングリコールジメチルエ
ーテル0LE−400を1000重量%添加して組成物
を製造したところ、得られたフィルムは膨潤した状態で
、引張強度は極めて低くかった。
Comparative Example 3 In Example 2, when a composition was produced by adding 1000% by weight of polyethylene glycol dimethyl ether OLE-400, the resulting film was in a swollen state and had extremely low tensile strength.

上記の実施例及び比較例より明らかなように、本発明の
ポリアルキレングリコール・ポリスチレンブロック共重
合体をペースポリマーに用い、無機イオン塩または無機
イオン塩及びポリアルキレングリコールあるいはその誘
導体とからなる組成物は、優れたイオン伝導性及び機械
的強度を併せ5 持つことが分かる。
As is clear from the above Examples and Comparative Examples, a composition comprising an inorganic ionic salt or an inorganic ionic salt and a polyalkylene glycol or a derivative thereof using the polyalkylene glycol/polystyrene block copolymer of the present invention as a pace polymer. It can be seen that this material has both excellent ionic conductivity and mechanical strength.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明のイオン伝導性固体電解質組成物は、従来のもの
に比して、イオン伝導性も高く、且つ優れた成形加工性
及び機械的特性を有し、−次電池、二次電池、燃料電池
、エレクトロクロミック表示素子等の使用に適し、特に
引張強度も高くフィルム状にした場合でも破損すること
が少なく、超薄型リチウム電池のイオン伝導性隔膜への
適用にも優れ、工業上極めて有用である。
The ion conductive solid electrolyte composition of the present invention has higher ionic conductivity than conventional ones, and has excellent moldability and mechanical properties, and can be used in secondary batteries, secondary batteries, and fuel cells. It is suitable for use in electrochromic display elements, etc., has particularly high tensile strength, and is less prone to breakage even when made into a film, and is also excellent for application to ion conductive membranes in ultra-thin lithium batteries, making it extremely useful industrially. be.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)ポリアルキレングリコールとポリスチレンあるい
はポリスチレン誘導体とを含むブロック共重合体と、無
機イオン塩からなることを特徴とするイオン伝導性固体
電解質組成物。
(1) An ion conductive solid electrolyte composition comprising a block copolymer containing polyalkylene glycol and polystyrene or a polystyrene derivative, and an inorganic ionic salt.
(2)更に下記一般式( I )で表されるポリアルキレ
ングリコールまたはその誘導体を含有してなる請求項(
1)記載のイオン伝導性固体電解質組成物。 R′O−(CH_2CHRO)_n−R″・・・( I
)(但し、R、R′及びR″は水素または低級アルキル
基、nは3〜30の整数を示す。)
(2) A claim further containing a polyalkylene glycol represented by the following general formula (I) or a derivative thereof (
1) The ionically conductive solid electrolyte composition described above. R'O-(CH_2CHRO)_n-R″...( I
) (However, R, R' and R'' are hydrogen or a lower alkyl group, and n is an integer from 3 to 30.)
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5523180A (en) * 1992-06-16 1996-06-04 Centre National De La Recherche Scientifique Ionically conductive material having a block copolymer as the solvent
JP2021527243A (en) * 2018-09-13 2021-10-11 アンビライト・インコーポレイテッド Method for manufacturing solid-state electrochromic device, solid-state electrochromic device and its application
US12061403B2 (en) 2018-09-13 2024-08-13 Ambilight Inc. Method for fabricating solid state electrochromic device, solid state electrochromic device and its applications

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