JPH05342906A - 固体電解質の製造方法 - Google Patents
固体電解質の製造方法Info
- Publication number
- JPH05342906A JPH05342906A JP17024192A JP17024192A JPH05342906A JP H05342906 A JPH05342906 A JP H05342906A JP 17024192 A JP17024192 A JP 17024192A JP 17024192 A JP17024192 A JP 17024192A JP H05342906 A JPH05342906 A JP H05342906A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrolyte
- solid electrolyte
- swelling
- base material
- polar polymer
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- Pending
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-
- Y02E60/12—
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- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Conductive Materials (AREA)
- Primary Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 電解質の含有率が高くてイオン伝導度に優れ
る固体電解質の製造方法を得ること。 【構成】 膨潤剤による膨張状態を維持する乾燥状態の
担持基材に、電解質と極性高分子を含有する電解液を含
浸させる固体電解質の製造方法。 【効果】 担持基材中への電解質等の取込み性に優れ
て、電解質と極性高分子を内部にまで分散性よく多量に
含有保持して高出力の電池等を形成できる。
る固体電解質の製造方法を得ること。 【構成】 膨潤剤による膨張状態を維持する乾燥状態の
担持基材に、電解質と極性高分子を含有する電解液を含
浸させる固体電解質の製造方法。 【効果】 担持基材中への電解質等の取込み性に優れ
て、電解質と極性高分子を内部にまで分散性よく多量に
含有保持して高出力の電池等を形成できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、担持基材中への電解質
等の取込み性に優れてイオン伝導度に優れ、薄型電池等
の形成に好適な固体電解質の製造方法に関する。
等の取込み性に優れてイオン伝導度に優れ、薄型電池等
の形成に好適な固体電解質の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、リチウム塩をアルコール等のリチ
ウム塩溶媒に溶解させ、これにポリエチレンオキシドを
加えた電解液をポリシロキサンに含浸させる固体電解質
の製造方法が知られていた。しかしながら、得られる固
体電解質が電解質の含有率に乏しくてイオン伝導度に劣
る問題点があつた。
ウム塩溶媒に溶解させ、これにポリエチレンオキシドを
加えた電解液をポリシロキサンに含浸させる固体電解質
の製造方法が知られていた。しかしながら、得られる固
体電解質が電解質の含有率に乏しくてイオン伝導度に劣
る問題点があつた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、電解質の含
有率が高くてイオン伝導度に優れる固体電解質が得られ
る製造方法の開発を課題とする。
有率が高くてイオン伝導度に優れる固体電解質が得られ
る製造方法の開発を課題とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、膨潤剤による
膨張状態を維持する乾燥状態の担持基材に、電解質と極
性高分子を含有する電解液を含浸させることを特徴とす
る固体電解質の製造方法を提供するものである。
膨張状態を維持する乾燥状態の担持基材に、電解質と極
性高分子を含有する電解液を含浸させることを特徴とす
る固体電解質の製造方法を提供するものである。
【０００５】
【作用】膨潤剤による膨張状態を維持する乾燥状態の担
持基材を用いることにより、電解質と極性高分子からな
る固体電解質を担持基材の内部にまで分散性よく多量に
含浸させることができ、イオン伝導がスムースな固体電
解質が得られる。その多量含浸効果は、膨潤剤による膨
張処理を経ない担持基材を用いた場合に比べてイオン伝
導度に基づき４桁向上するなど特段のものである。
持基材を用いることにより、電解質と極性高分子からな
る固体電解質を担持基材の内部にまで分散性よく多量に
含浸させることができ、イオン伝導がスムースな固体電
解質が得られる。その多量含浸効果は、膨潤剤による膨
張処理を経ない担持基材を用いた場合に比べてイオン伝
導度に基づき４桁向上するなど特段のものである。
【０００６】
【実施例】本発明は、膨潤剤による膨張状態を維持する
乾燥状態の担持基材に、電解質と極性高分子を含有する
電解液を含浸させて固体電解質を得るものである。
乾燥状態の担持基材に、電解質と極性高分子を含有する
電解液を含浸させて固体電解質を得るものである。
【０００７】膨張状態を維持する乾燥状態の担持基材の
形成は、例えば担持基材を膨潤剤で膨潤させた後、臨界
点乾燥方式等の、被乾燥処理体に生じる表面張力が可及
的に小さくなる乾燥方式などで処理することにより行う
ことができる。臨界点乾燥は例えば、液化炭酸ガス等の
常温気体性物質を用いて膨潤状態の担持基材（被乾燥処
理体）における膨潤剤を乾燥室にて液化炭酸ガス等と置
換した後、液化炭酸ガス等の気・液臨界条件の維持下に
乾燥室のガスを徐々に排気する方式などにより行うこと
ができる。臨界点乾燥方式によれば、膨潤剤による膨張
状態を高度に維持した状態の、通例スポンジ状の乾燥担
持基材が得られる。
形成は、例えば担持基材を膨潤剤で膨潤させた後、臨界
点乾燥方式等の、被乾燥処理体に生じる表面張力が可及
的に小さくなる乾燥方式などで処理することにより行う
ことができる。臨界点乾燥は例えば、液化炭酸ガス等の
常温気体性物質を用いて膨潤状態の担持基材（被乾燥処
理体）における膨潤剤を乾燥室にて液化炭酸ガス等と置
換した後、液化炭酸ガス等の気・液臨界条件の維持下に
乾燥室のガスを徐々に排気する方式などにより行うこと
ができる。臨界点乾燥方式によれば、膨潤剤による膨張
状態を高度に維持した状態の、通例スポンジ状の乾燥担
持基材が得られる。
【０００８】担持基材としては、これが電解質と極性高
分子からなる固体電解質を保持するためのものであるこ
とより、ポリマー等の適宜な物質からなるものを用いう
る。一般には例えば、ポリジメチルシロキサン、ポリメ
チルビニルシロキサン、ポリメチルフェニルビニルシロ
キサンの如きシリコーンゴムないしケイ素樹脂、特に架
橋型のシリコーンゴムないしケイ素樹脂などが用いられ
る。担持基材は、フィルム状やシート状などの任意な形
態で用いることができる。
分子からなる固体電解質を保持するためのものであるこ
とより、ポリマー等の適宜な物質からなるものを用いう
る。一般には例えば、ポリジメチルシロキサン、ポリメ
チルビニルシロキサン、ポリメチルフェニルビニルシロ
キサンの如きシリコーンゴムないしケイ素樹脂、特に架
橋型のシリコーンゴムないしケイ素樹脂などが用いられ
る。担持基材は、フィルム状やシート状などの任意な形
態で用いることができる。
【０００９】膨潤剤としては、担持基材の種類に応じそ
れを膨潤させうる適宜なものを用いうる。好ましい膨潤
剤は、担持基材を膨潤度（容積変化）に基づき１０〜２
５０％、就中５０〜２４０％、特に１００〜２１０％膨
潤せしめうるものである。従って、前記の架橋型のシリ
コーンゴムないしケイ素樹脂の場合には、例えばトルエ
ン、ベンゼン、イソオクタン、酢酸エチル、四塩化炭
素、塩化メチレン、それらの混合物などが好ましく用い
うる。
れを膨潤させうる適宜なものを用いうる。好ましい膨潤
剤は、担持基材を膨潤度（容積変化）に基づき１０〜２
５０％、就中５０〜２４０％、特に１００〜２１０％膨
潤せしめうるものである。従って、前記の架橋型のシリ
コーンゴムないしケイ素樹脂の場合には、例えばトルエ
ン、ベンゼン、イソオクタン、酢酸エチル、四塩化炭
素、塩化メチレン、それらの混合物などが好ましく用い
うる。
【００１０】膨張状態とした担持基材への電解液の含浸
は、例えば電解液中に担持基材を浸漬する方式や担持基
材に電解液を塗布する方式など、適宜な方式で行ってよ
い。含浸させる電解液は、電解質と極性高分子を含有す
る溶液である。
は、例えば電解液中に担持基材を浸漬する方式や担持基
材に電解液を塗布する方式など、適宜な方式で行ってよ
い。含浸させる電解液は、電解質と極性高分子を含有す
る溶液である。
【００１１】かかる電解液は、例えばメタノール、エタ
ノール、プロパノール、ブタノールの如きアルコール類
やアセトニトリルなどの電解質を溶解しうる溶媒を用い
て形成することができる。なお電解液の形成には、電解
質と共に極性高分子も溶解させる必要があるが、使用の
電解質用の溶媒で極性高分子を溶解できない場合には、
かかる溶媒に相溶性で極性高分子を溶解させる適宜な有
機溶媒を用いてよい。
ノール、プロパノール、ブタノールの如きアルコール類
やアセトニトリルなどの電解質を溶解しうる溶媒を用い
て形成することができる。なお電解液の形成には、電解
質と共に極性高分子も溶解させる必要があるが、使用の
電解質用の溶媒で極性高分子を溶解できない場合には、
かかる溶媒に相溶性で極性高分子を溶解させる適宜な有
機溶媒を用いてよい。
【００１２】電解液における電解質としては、適宜なも
のを用いてよい。一般には例えばＬiイオン、Ｎaイオ
ン、Ｋイオン等の陽イオンと、Ｉイオン、ＣＦ3ＳＯ3イ
オン、ＢＦ4イオン、ＣlＯ4イオン、ＡlＣl4イオン、Ｐ
Ｆ6イオン、ＡsＦ6イオン等の陰イオンとの組合せから
なるアルカリ金属塩などが用いられる。含浸性や高起電
力電池の形成性等の点より好ましく用いうるものは、例
えばＬiＣlＯ4、ＬiＡsＦ6、ＬiＰＦ6、ＬiＢＦ4、Ｌi
Ｂ（Ｃ6Ｈ5）4、ＬiＣl、ＬiＢrの如きリチウム塩であ
る。
のを用いてよい。一般には例えばＬiイオン、Ｎaイオ
ン、Ｋイオン等の陽イオンと、Ｉイオン、ＣＦ3ＳＯ3イ
オン、ＢＦ4イオン、ＣlＯ4イオン、ＡlＣl4イオン、Ｐ
Ｆ6イオン、ＡsＦ6イオン等の陰イオンとの組合せから
なるアルカリ金属塩などが用いられる。含浸性や高起電
力電池の形成性等の点より好ましく用いうるものは、例
えばＬiＣlＯ4、ＬiＡsＦ6、ＬiＰＦ6、ＬiＢＦ4、Ｌi
Ｂ（Ｃ6Ｈ5）4、ＬiＣl、ＬiＢrの如きリチウム塩であ
る。
【００１３】極性高分子としては、電解質を解離させて
キャリアイオンを生成させたり、擬溶媒和を形成させた
りしてキャリアイオンの移動を円滑化しうるものが用い
られる。好ましく用いうる極性高分子としては、例えば
ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド、エチ
レンオキシド・プロピレンオキシド共重合体、ポリエピ
クロロヒドリン、ポリアリレート、ポリスルホン、ポリ
エーテルイミド、ポリエーテルスルホン、ポリエーテル
エーテルケトン、ポリオキシベンゾイン、ポリフェニレ
ンスルフィドの如きエーテル系ポリマーなどがあげられ
る。
キャリアイオンを生成させたり、擬溶媒和を形成させた
りしてキャリアイオンの移動を円滑化しうるものが用い
られる。好ましく用いうる極性高分子としては、例えば
ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド、エチ
レンオキシド・プロピレンオキシド共重合体、ポリエピ
クロロヒドリン、ポリアリレート、ポリスルホン、ポリ
エーテルイミド、ポリエーテルスルホン、ポリエーテル
エーテルケトン、ポリオキシベンゾイン、ポリフェニレ
ンスルフィドの如きエーテル系ポリマーなどがあげられ
る。
【００１４】電解液の調製は、電解質と極性高分子を溶
媒を介し適宜に混合して溶液とすることにより行うこと
ができる。その際、電解質や極性高分子を充分に乾燥さ
せることが好ましい。電解液における電解質ないし極性
高分子の濃度は、適宜に決定してよく、その濃度でイオ
ン伝導度を制御することができる。一般には、電解質の
濃度が２０重量％以下、就中０．０１〜１０重量％の電
解液とされる。極性高分子の使用量は、電解質１０重量
部あたり５〜１０００重量部が一般的である。なお電解
液には、固体電解質に公知の適宜な添加剤を配合するこ
とができる。
媒を介し適宜に混合して溶液とすることにより行うこと
ができる。その際、電解質や極性高分子を充分に乾燥さ
せることが好ましい。電解液における電解質ないし極性
高分子の濃度は、適宜に決定してよく、その濃度でイオ
ン伝導度を制御することができる。一般には、電解質の
濃度が２０重量％以下、就中０．０１〜１０重量％の電
解液とされる。極性高分子の使用量は、電解質１０重量
部あたり５〜１０００重量部が一般的である。なお電解
液には、固体電解質に公知の適宜な添加剤を配合するこ
とができる。
【００１５】固体電解質は、含浸処理した担持基材を乾
燥させて溶媒を除去することにより得ることができる。
得られた固体電解質は、電池などの種々の製品の形成に
用いることができる。
燥させて溶媒を除去することにより得ることができる。
得られた固体電解質は、電池などの種々の製品の形成に
用いることができる。
【００１６】実施例１ 液化炭酸ガスの注入・急激排出による断熱変化で冷却し
た乾燥室に、ポリジメチルシロキサンからなる厚さ３０
０μmの架橋フィルムをトルエン中に室温で８時間浸漬
させて膨潤度（容積変化）が１６０％となったものを表
面のトルエンを軽く拭き取って配置したのち、液化炭酸
ガスを入れ替えて（４０kg／cm2）架橋フィルム中のト
ルエンと約１．５時間かけて置換させた。ついで、乾燥
室を加熱して４０℃に自動制御しつつ室内圧を８５〜１
００kg／cm2に保持してガス状態を維持する臨界パラメ
ータに調節し、流量１〜１．５リットル／分の条件で徐
々にガスを排出させて臨界点乾燥処理し、膨潤による拡
大状態（膨潤剤による膨張状態）を高度に維持したスポ
ンジ状の乾燥架橋フィルム（膨潤度約１６０％）を得
た。
た乾燥室に、ポリジメチルシロキサンからなる厚さ３０
０μmの架橋フィルムをトルエン中に室温で８時間浸漬
させて膨潤度（容積変化）が１６０％となったものを表
面のトルエンを軽く拭き取って配置したのち、液化炭酸
ガスを入れ替えて（４０kg／cm2）架橋フィルム中のト
ルエンと約１．５時間かけて置換させた。ついで、乾燥
室を加熱して４０℃に自動制御しつつ室内圧を８５〜１
００kg／cm2に保持してガス状態を維持する臨界パラメ
ータに調節し、流量１〜１．５リットル／分の条件で徐
々にガスを排出させて臨界点乾燥処理し、膨潤による拡
大状態（膨潤剤による膨張状態）を高度に維持したスポ
ンジ状の乾燥架橋フィルム（膨潤度約１６０％）を得
た。
【００１７】次に、過塩素酸リチウム２重量部とポリエ
チレンオキシド１０重量部をブタノール１００重量部に
溶解させた電解液（５０℃）に、前記のスポンジ状乾燥
架橋フィルムを８時間浸漬したのち取出し、１／１０3
真空雰囲気下に８０℃で乾燥させて固体電解質を得た。
チレンオキシド１０重量部をブタノール１００重量部に
溶解させた電解液（５０℃）に、前記のスポンジ状乾燥
架橋フィルムを８時間浸漬したのち取出し、１／１０3
真空雰囲気下に８０℃で乾燥させて固体電解質を得た。
【００１８】比較例１ 膨潤・臨界点乾燥処理を経ない架橋フィルムを用いたほ
かは実施例１に準じて固体電解質を得た。なお架橋フィ
ルムのブタノール（５０℃）８時間浸漬による膨潤度は
５％であった。
かは実施例１に準じて固体電解質を得た。なお架橋フィ
ルムのブタノール（５０℃）８時間浸漬による膨潤度は
５％であった。
【００１９】比較例２ 臨界点乾燥方式に代えて、真空乾燥方式により乾燥処理
した架橋フィルムを用いたほかは実施例１に準じて固体
電解質を得た。なお乾燥後の架橋フィルムは見掛け上、
トルエンによる膨潤状態が元に戻った状態であった。
した架橋フィルムを用いたほかは実施例１に準じて固体
電解質を得た。なお乾燥後の架橋フィルムは見掛け上、
トルエンによる膨潤状態が元に戻った状態であった。
【００２０】評価試験 実施例、比較例で得た固体電解質について交流インピー
ダンスアナライザーにより室温におけるイオン伝導度を
測定した。その結果を表１に示す。
ダンスアナライザーにより室温におけるイオン伝導度を
測定した。その結果を表１に示す。
【表１】
【００２１】
【発明の効果】本発明によれば、膨潤剤による膨張状態
を維持させた担持基材に電解液を含浸させるようにした
ので、担持基材中への電解質等の取込み性に優れて、電
解質と極性高分子を内部にまで分散性よく多量に含有保
持してイオン伝導度に特段に優れる固体電解質を得るこ
とができ、高出力の電池等を形成することができる。
を維持させた担持基材に電解液を含浸させるようにした
ので、担持基材中への電解質等の取込み性に優れて、電
解質と極性高分子を内部にまで分散性よく多量に含有保
持してイオン伝導度に特段に優れる固体電解質を得るこ
とができ、高出力の電池等を形成することができる。
Claims (1)
- 【請求項１】 膨潤剤による膨張状態を維持する乾燥状
態の担持基材に、電解質と極性高分子を含有する電解液
を含浸させることを特徴とする固体電解質の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17024192A JPH05342906A (ja) | 1992-06-04 | 1992-06-04 | 固体電解質の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17024192A JPH05342906A (ja) | 1992-06-04 | 1992-06-04 | 固体電解質の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05342906A true JPH05342906A (ja) | 1993-12-24 |
Family
ID=15901290
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17024192A Pending JPH05342906A (ja) | 1992-06-04 | 1992-06-04 | 固体電解質の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05342906A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997018596A1 (fr) * | 1995-11-15 | 1997-05-22 | Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha | Electrolyte polymere composite et dispositif electrochimique non aqueux |
-
1992
- 1992-06-04 JP JP17024192A patent/JPH05342906A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997018596A1 (fr) * | 1995-11-15 | 1997-05-22 | Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha | Electrolyte polymere composite et dispositif electrochimique non aqueux |
| AU703077B2 (en) * | 1995-11-15 | 1999-03-11 | Asahi Kasei Emd Corporation | Hybrid polymeric electrolyte and non-aqueous electrochemical device comprising the same |
| US6284412B1 (en) | 1995-11-15 | 2001-09-04 | Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha | Hybrid polymeric electrolyte and non-aqueous electrochemical device comprising the same |
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