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JP2005100966A - High polymer solid electrolyte battery, electrode, manufacturing method for them - Google Patents

High polymer solid electrolyte battery, electrode, manufacturing method for them Download PDF

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JP2005100966A
JP2005100966A JP2004240036A JP2004240036A JP2005100966A JP 2005100966 A JP2005100966 A JP 2005100966A JP 2004240036 A JP2004240036 A JP 2004240036A JP 2004240036 A JP2004240036 A JP 2004240036A JP 2005100966 A JP2005100966 A JP 2005100966A
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formula
electrode
polymer
repeating unit
group
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JP2004240036A
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Kiyoshi Kanemura
聖志 金村
Kiyoshi Kawamura
潔 河村
Takeshi Shintani
武士 新谷
Mikiya Shimada
幹也 島田
Koichiro Aoyanagi
孝一郎 青柳
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Nippon Soda Co Ltd
Original Assignee
Nippon Soda Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a high polymer solid electrolyte battery having excellent thermal characteristics, physical characteristics and ion conductivity, an electrode, and a manufacturing method for them. <P>SOLUTION: (1) This high polymer solid electrolyte battery is provided with a copolymer formed by arranging a block chain A having a repeating unit expressed by the formula (1), a block chain B having a repeating unit expressed by the formula (II), and a block chain C in the order of B, A, and C, and a high polymer electrolyte containing electrolyte salt. (2) This electrode contains an electrode active material, the electrolyte salt, and the copolymer. (3) In addition, the manufacturing method for them is provided. In the formulas (I), (II), R<SB>1</SB>-R<SB>3</SB>, R<SB>6</SB>-R<SB>8</SB>express hydrogen atoms or C<SB>1</SB>-C<SB>10</SB>hydrocarbon groups, and R<SB>1</SB>-R<SB>3</SB>may form a ring by combining each other. R<SB>5</SB>expresses a hydrogen atom, a hydrocarbon, an acyl group, or a cyril group, and R<SB>4a</SB>, R<SB>4b</SB>express hydrogen atoms or methyl groups. m expresses integrals of 2-100. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、2次電池用等として有用な高分子固体電解質電池及び電極、並びにこれらの製造方法に関する。   The present invention relates to a polymer solid electrolyte battery and electrode useful for a secondary battery and the like, and a method for producing them.

従来、高分子固体電解質として、メトキシポリエチレングリコールモノメタクリレート(A成分)とスチレン(B成分)とを、リビングアニオン重合法により共重合させて得られるA−B−A型トリブロック共重合体をマトリックス基材とする高分子固体電解質が提案されている(非特許文献1)。この文献に記載されたマトリックス基材においては、前記A成分はリチウムイオンの拡散輸送空間としてのPEOドメインを形成する成分である。従って、イオン伝導性を高めるためには、マトリックス基材中のA成分の含有量を多くすることが好ましい。   Conventionally, as a polymer solid electrolyte, an ABA type triblock copolymer obtained by copolymerizing methoxypolyethylene glycol monomethacrylate (component A) and styrene (component B) by a living anion polymerization method is used as a matrix. A polymer solid electrolyte as a base material has been proposed (Non-patent Document 1). In the matrix base material described in this document, the component A is a component that forms a PEO domain as a diffusion transport space for lithium ions. Therefore, in order to improve ion conductivity, it is preferable to increase the content of the component A in the matrix base material.

しかし、A成分であるメトキシポリエチレングリコールモノメタクリレートのホモポリマーは高分子量体となっても室温で液状物であるため、A−B−A型共重合体を固体電解質のマトリックス基材とするためには、A成分の含有量には制限がある。また、このことはリチウムイオンの拡散輸送空間としてのPEOドメインの形状及びサイズに制限があることを意味する。実際、前記マトリックス基材の40℃でのイオン伝導性は10−6S/cmと満足のいくものではなかった。 However, since the homopolymer of methoxypolyethyleneglycol monomethacrylate, which is the component A, is a liquid at room temperature even if it has a high molecular weight, in order to use the ABA type copolymer as a matrix substrate for a solid electrolyte Is limited in the content of the component A. This also means that the shape and size of the PEO domain as a lithium ion diffusion transport space are limited. In fact, the ionic conductivity of the matrix substrate at 40 ° C. was not satisfactory at 10 −6 S / cm.

一方、固体型リチウム二次電池の正極の充放電サイクル特性を向上させる方法として、特許文献1には、(i)3V級Mn酸化物、導電助剤、バインダー及び有機溶媒を含む混合物からなる電極層を集電体上に形成する第一工程、(ii)電極層を乾燥することにより有機溶媒を除去して極板を得る第二工程、(iii)極板をプレス成形する第三工程、及び(iv)リチウムイオン伝導性高分子電解質を電極層に含浸させる第四工程を有する固体型リチウム二次電池用複合正極の製造方法が提案されている。   On the other hand, as a method for improving the charge / discharge cycle characteristics of the positive electrode of a solid-state lithium secondary battery, Patent Document 1 discloses (i) an electrode made of a mixture containing a 3V class Mn oxide, a conductive additive, a binder and an organic solvent. A first step of forming a layer on the current collector, (ii) a second step of obtaining an electrode plate by removing the organic solvent by drying the electrode layer, (iii) a third step of press-molding the electrode plate, And (iv) a method for producing a composite positive electrode for a solid-state lithium secondary battery, which has a fourth step of impregnating an electrode layer with a lithium ion conductive polymer electrolyte.

しかし、この文献記載の製造方法により得られる固体型リチウム二次電池用複合正極は、用いる高分子電解質によっては十分な特性が得られない場合があった。   However, the composite positive electrode for a solid state lithium secondary battery obtained by the production method described in this document may not have sufficient characteristics depending on the polymer electrolyte used.

Macromol.Chem.,190,1069(1989)Macromol. Chem. , 190, 1069 (1989) 特開2002−157998号公報JP 2002-157998 A

本発明は、かかる従来技術の実情に鑑みてなされたものであり、イオン伝導度、熱的特性及び物理的特性のすべてに優れた高分子固体電解質電池、及び充放電サイクルに優れた電極、並びにこれらの製造方法を提供することを課題とする。   The present invention has been made in view of the state of the prior art, a polymer solid electrolyte battery excellent in all of ionic conductivity, thermal characteristics and physical characteristics, an electrode excellent in charge / discharge cycles, and It is an object to provide these manufacturing methods.

本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、アルコキシポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート単位からなるブロック鎖を有するトリブロック共重合体であって、その片端又は両端にポリスチレンのごとき剛直なブロック鎖を配した場合には、その擬似架橋効果によりアルコキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート単位の含有量を増加させても固体化が可能であり、高いイオン伝導性を有する高分子固体電解質が得られることを見出した。そして、この共重合体を電解質又は電極に用いることで、イオン伝導度、熱的特性及び物理的特性のすべてに優れた高分子固体電解質電池、及び充放電サイクルに優れた電極を得ることができることを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the present inventors have obtained a triblock copolymer having a block chain composed of alkoxypolyethyleneglycol mono (meth) acrylate units, which is rigid at one end or both ends such as polystyrene. When a simple block chain is arranged, solidification is possible by increasing the content of alkoxy polyethylene glycol (meth) acrylate units due to the pseudo-crosslinking effect, and a solid polymer electrolyte having high ionic conductivity is obtained. I found out that And by using this copolymer for an electrolyte or an electrode, it is possible to obtain a polymer solid electrolyte battery excellent in all of ionic conductivity, thermal characteristics and physical characteristics, and an electrode excellent in charge / discharge cycles. As a result, the present invention has been completed.

かくして本発明の第1によれば、下記(1)〜(20)いずれかの高分子固体電解質電池が提供される。
(1)式(I)
Thus, according to the first aspect of the present invention, there is provided a polymer solid electrolyte battery according to any one of the following (1) to (20).
(1) Formula (I)

Figure 2005100966
Figure 2005100966

(式中、R〜Rは、それぞれ独立して水素原子又はC1〜C10炭化水素基を表し、RとRは結合して環を形成してもよく、R4a及びR4bは、それぞれ独立して水素原子又はメチル基を表し、Rは、水素原子、炭化水素基、アシル基又はシリル基を表す。mは2〜100の整数を表し、R4a同士、R4b同士は、それぞれ同一であっても相異なっていてもよい。)で表される繰り返し単位を有するブロック鎖A、及び式(II) (Wherein R 1 to R 3 each independently represents a hydrogen atom or a C1 to C10 hydrocarbon group, R 1 and R 3 may be bonded to form a ring, and R 4a and R 4b are Each independently represents a hydrogen atom or a methyl group, R 5 represents a hydrogen atom, a hydrocarbon group, an acyl group or a silyl group, m represents an integer of 2 to 100, and R 4a and R 4b represent , Which may be the same or different from each other), and a block chain A having a repeating unit represented by formula (II):

Figure 2005100966
Figure 2005100966

(式中、R〜Rは、それぞれ独立して水素原子又はC1〜C10炭化水素基を表し、Rはアリール基を表す。)で表される繰り返し単位を有するブロック鎖B、及びブロック鎖Cが、B、A、Cの順で配列している共重合体と、電解質塩とを含有する高分子固体電解質を備えることを特徴とする高分子固体電解質電池。
(2)前記ブロック鎖Cが、式(III)
(Wherein R 6 to R 8 each independently represents a hydrogen atom or a C1 to C10 hydrocarbon group, and R 9 represents an aryl group) and a block chain B having a repeating unit represented by A polymer solid electrolyte battery comprising a polymer solid electrolyte in which a chain C contains a copolymer in which B, A, and C are arranged in this order, and an electrolyte salt.
(2) The block chain C is represented by the formula (III)

Figure 2005100966
Figure 2005100966

(式中、R10〜R12は、それぞれ独立して水素原子又はC1〜C10炭化水素基を表し、R13はアリール基又はへテロアリール基を表す。)で表される繰り返し単位を有することを特徴とする(1)の高分子固体電解質電池。
(3)前記共重合体が、前記ブロック鎖A〜Cが、B−A−Cと結合して配列してなる共重合体であることを特徴とする(1)又は(2)の高分子固体電解質電池。
(4)前記式(I)で表される繰り返し単位の重合度が10以上であることを特徴とする(1)〜(3)いずれかの高分子固体電解質電池。
(5)前記式(II)で表される繰り返し単位の重合度が5以上であることを特徴とする(1)〜(4)いずれかの高分子固体電解質電池。
(Wherein R 10 to R 12 each independently represents a hydrogen atom or a C 1 to C 10 hydrocarbon group, and R 13 represents an aryl group or a heteroaryl group). The solid polymer electrolyte battery according to (1), characterized in that
(3) The polymer according to (1) or (2), wherein the copolymer is a copolymer in which the block chains A to C are combined with B-A-C. Solid electrolyte battery.
(4) The polymer solid electrolyte battery according to any one of (1) to (3), wherein the degree of polymerization of the repeating unit represented by the formula (I) is 10 or more.
(5) The polymer solid electrolyte battery according to any one of (1) to (4), wherein the degree of polymerization of the repeating unit represented by the formula (II) is 5 or more.

(6)前記式(III)で表される繰り返し単位の重合度が5以上であることを特徴とする(2)〜(5)いずれかの高分子固体電解質電池。
(7)前記式(I)中、mが5〜100のいずれかの整数であることを特徴とする(1)〜(6)いずれかの高分子固体電解質電池。
(8)前記式(I)中、mが10〜100のいずれかの整数であることを特徴とする(1)〜(7)いずれかの高分子固体電解質電池。
(6) The polymer solid electrolyte battery according to any one of (2) to (5), wherein the degree of polymerization of the repeating unit represented by the formula (III) is 5 or more.
(7) The polymer solid electrolyte battery according to any one of (1) to (6), wherein m is an integer of 5 to 100 in the formula (I).
(8) The solid polymer electrolyte battery according to any one of (1) to (7), wherein in the formula (I), m is an integer of 10 to 100.

(9)前記式(III)におけるR13がアリール基であることを特徴とする(2)〜(8)いずれかの高分子固体電解質電池。
(10)前記式(I)で表される繰り返し単位と、前記式(II)で表される繰り返し単位及び前記ブロック鎖Cに含まれる繰り返し単位の合計とのモル比〔式(I)で表される繰り返し単位/(式(II)で表される繰り返し単位+ブロック鎖Cに含まれる繰り返し単位)〕が、1/30〜30/1の範囲であることを特徴とする(1)〜(9)いずれかの高分子固体電解質電池。
(11)前記式(I)で表される繰り返し単位と、前記式(II)で表される繰り返し単位及び前記式(III)で表される繰り返し単位の合計とのモル比〔式(I)で表される繰り返し単位/(式(II)で表される繰り返し単位+式(III)で表される繰り返し単位)〕が、1/30〜30/1の範囲であることを特徴とする(2)〜(10)いずれかの高分子固体電解質電池。
(9) R < 13 > in said Formula (III) is an aryl group, The polymer solid electrolyte battery in any one of (2)-(8) characterized by the above-mentioned.
(10) Molar ratio between the repeating unit represented by the formula (I) and the sum of the repeating unit represented by the formula (II) and the repeating unit contained in the block chain C [expressed by the formula (I) The repeating unit / (the repeating unit represented by the formula (II) + the repeating unit contained in the block chain C)] is in the range of 1/30 to 30/1. 9) Any polymer solid electrolyte battery.
(11) Molar ratio of the repeating unit represented by the formula (I) to the sum of the repeating unit represented by the formula (II) and the repeating unit represented by the formula (III) [formula (I) (Repeating unit represented by formula (II) + repeating unit represented by formula (III))] is in the range of 1/30 to 30/1 ( The polymer solid electrolyte battery according to any one of 2) to (10).

(12)前記共重合体の数平均分子量が、5,000〜1,000,000の範囲であることを特徴とする(1)〜(11)いずれかの高分子固体電解質電池。
(13)前記共重合体が、ミクロ相分離構造を有することを特徴とする(1)〜(12)いずれかの高分子固体電解質電池。
(14)前記高分子固体電解質が、ミクロ相分離構造を有することを特徴とする(1)〜(13)いずれかの高分子固体電解質電池。
(12) The polymer solid electrolyte battery according to any one of (1) to (11), wherein the copolymer has a number average molecular weight in the range of 5,000 to 1,000,000.
(13) The polymer solid electrolyte battery according to any one of (1) to (12), wherein the copolymer has a microphase separation structure.
(14) The polymer solid electrolyte battery according to any one of (1) to (13), wherein the polymer solid electrolyte has a microphase separation structure.

(15)前記電解質塩が、アルカリ金属塩、4級アンモニウム塩、4級ホスホニウム塩、遷移金属塩、及びプロトン酸からなる群から選ばれる少なくとも一種であることを特徴とする(1)〜(14)いずれかの高分子固体電解質電池。
(16)前記電解質塩が、リチウム塩であることを特徴とする(1)〜(14)いずれかの高分子固体電解質電池。
(17)前記高分子固体電解質中に、前記共重合体を90重量%以上含有することを特徴とする(1)〜(16)いずれかの高分子固体電解質電池。
(15) The electrolyte salt is at least one selected from the group consisting of alkali metal salts, quaternary ammonium salts, quaternary phosphonium salts, transition metal salts, and proton acids (1) to (14) ) Any polymer solid electrolyte battery.
(16) The polymer solid electrolyte battery according to any one of (1) to (14), wherein the electrolyte salt is a lithium salt.
(17) The polymer solid electrolyte battery according to any one of (1) to (16), wherein the polymer solid electrolyte contains 90% by weight or more of the copolymer.

(18)前記共重合体を含有する炭素系電極材からなる炭素系電極を有することを特徴とする(1)〜(17)いずれかの高分子固体電解質電池。
(19)前記共重合体を1〜15重量%の範囲で含有する炭素系電極材からなる炭素系電極を、正極又は負極として備えることを特徴とする(1)〜(18)いずれかの高分子固体電解質電池。
(20)前記高分子固体電解質が、ネットワーク型のミクロ相分離構造を有するイオン伝導性膜であることを特徴とする(1)〜(19)いずれかの高分子固体電解質電池。
(18) The polymer solid electrolyte battery according to any one of (1) to (17), comprising a carbon-based electrode made of a carbon-based electrode material containing the copolymer.
(19) A carbon-based electrode made of a carbon-based electrode material containing the copolymer in an amount of 1 to 15% by weight is provided as a positive electrode or a negative electrode. Molecular solid electrolyte battery.
(20) The polymer solid electrolyte battery according to any one of (1) to (19), wherein the polymer solid electrolyte is an ion conductive membrane having a network type microphase separation structure.

本発明の第2によれば、下記(21)〜(35)いずれかの電極が提供される。
(21)電極活物質、電解質塩、並びに式(I)
According to the second aspect of the present invention, any one of the following electrodes (21) to (35) is provided.
(21) Electrode active material, electrolyte salt, and formula (I)

Figure 2005100966
Figure 2005100966

(式中、R〜Rは、それぞれ独立して水素原子又はC1〜C10炭化水素基を表し、RとRは結合して環を形成してもよく、R4a及びR4bは、それぞれ独立して水素原子又はメチル基を表し、Rは、水素原子、炭化水素基、アシル基又はシリル基を表す。mは2〜100の整数を表し、R4a同士、R4b同士は、それぞれ同一であっても相異なっていてもよい。)で表される繰り返し単位を有するブロック鎖A、式(II) (Wherein R 1 to R 3 each independently represents a hydrogen atom or a C1 to C10 hydrocarbon group, R 1 and R 3 may be bonded to form a ring, and R 4a and R 4b are Each independently represents a hydrogen atom or a methyl group, R 5 represents a hydrogen atom, a hydrocarbon group, an acyl group or a silyl group, m represents an integer of 2 to 100, and R 4a and R 4b represent , Which may be the same or different, each having a repeating unit represented by formula (II)

Figure 2005100966
Figure 2005100966

(式中、R〜Rは、それぞれ独立して水素原子又はC1〜C10炭化水素基を表し、Rはアリール基を表す。)で表される繰り返し単位を有するブロック鎖B、及びブロック鎖Cが、B、A、Cの順で配列している共重合体を含むことを特徴とする電極。
(22)前記ブロック鎖Cが、式(III)
(Wherein R 6 to R 8 each independently represents a hydrogen atom or a C1 to C10 hydrocarbon group, and R 9 represents an aryl group) and a block chain B having a repeating unit represented by An electrode, wherein the chain C includes a copolymer in which B, A, and C are arranged in this order.
(22) The block chain C is represented by the formula (III)

Figure 2005100966
Figure 2005100966

(式中、R10〜R12は、それぞれ独立して水素原子又はC1〜C10炭化水素基を表し、R13はアリール基又はへテロアリール基を表す。)で表される繰り返し単位を有することを特徴とする(21)の電極。
(23)前記共重合体が、前記ブロック鎖A〜CがB−A−Cと結合して配列している共重合体であることを特徴とする(21)又は(22)の電極。
(24)前記式(I)で表される繰り返し単位の重合度が10以上であることを特徴とす(21)〜(23)いずれかの電極。
(25)前記式(II)で表される繰り返し単位の重合度が5以上であることを特徴とす(21)〜(24)いずれかの電極。
(Wherein R 10 to R 12 each independently represents a hydrogen atom or a C 1 to C 10 hydrocarbon group, and R 13 represents an aryl group or a heteroaryl group). (21) The electrode characterized by the above-mentioned.
(23) The electrode according to (21) or (22), wherein the copolymer is a copolymer in which the block chains A to C are combined with B-A-C.
(24) The electrode according to any one of (21) to (23), wherein the degree of polymerization of the repeating unit represented by the formula (I) is 10 or more.
(25) The electrode according to any one of (21) to (24), wherein the degree of polymerization of the repeating unit represented by the formula (II) is 5 or more.

(26)前記式(III)で表される繰り返し単位の重合度が5以上であることを特徴とする(22)〜(25)いずれかの電極。
(27)前記式(I)中、mが5〜100のいずれかの整数であることを特徴とする(21)〜(26)いずれかの電極。
(28)前記式(I)中、mが10〜100のいずれかの整数であることを特徴とする(21)〜(26)いずれかの電極。
(26) The electrode according to any one of (22) to (25), wherein the degree of polymerization of the repeating unit represented by the formula (III) is 5 or more.
(27) The electrode according to any one of (21) to (26), wherein m is an integer of 5 to 100 in the formula (I).
(28) The electrode according to any one of (21) to (26), wherein in the formula (I), m is an integer of any one of 10 to 100.

(29)前記式(III)におけるR13がアリール基であることを特徴とする(22)〜(28)いずれかの電極。
(30)前記式(I)で表される繰り返し単位と、前記式(II)で表される繰り返し単位及び前記ブロック鎖Cに含まれる繰り返し単位の合計とのモル比〔式(I)で表される繰り返し単位/(式(II)で表される繰り返し単位+ブロック鎖Cに含まれる繰り返し単位)〕が、1/30〜30/1の範囲であることを特徴とする(21)〜(29)いずれかの電極。
(31)前記式(I)で表される繰り返し単位と、前記式(II)で表される繰り返し単位及び前記式(III)で表される繰り返し単位の合計とのモル比〔式(I)で表される繰り返し単位/(式(II)で表される繰り返し単位+式(III)で表される繰り返し単位)〕が、1/30〜30/1の範囲であることを特徴とする(22)〜(30)いずれかの電極。
(29) The electrode according to any one of (22) to (28), wherein R 13 in the formula (III) is an aryl group.
(30) Molar ratio of the repeating unit represented by the formula (I) and the sum of the repeating unit represented by the formula (II) and the repeating unit contained in the block chain C [expressed by the formula (I) The repeating unit / (the repeating unit represented by the formula (II) + the repeating unit contained in the block chain C)] is in the range of 1/30 to 30/1 (21) to (21) 29) Any electrode.
(31) Molar ratio of the repeating unit represented by the formula (I) and the sum of the repeating unit represented by the formula (II) and the repeating unit represented by the formula (III) [formula (I) (Repeating unit represented by formula (II) + repeating unit represented by formula (III))] is in the range of 1/30 to 30/1 ( 22)-(30) any electrode.

(32)前記共重合体の数平均分子量が、5,000〜1,000,000の範囲であることを特徴とする(21)〜(31)いずれかの電極。
(33)前記共重合体が、ミクロ相分離構造を有することを特徴とする(21)〜(32)いずれかの電極。
(34)前記共重合体及び電解質塩を合わせて、0.5〜15重量%の範囲で含有することを特徴とする(21)〜(33)いずれかの電極。
(35)正極であり、さらに導電材を含有することを特徴とする(21)〜(34)いずれかの電極。
(32) The electrode according to any one of (21) to (31), wherein the copolymer has a number average molecular weight in the range of 5,000 to 1,000,000.
(33) The electrode according to any one of (21) to (32), wherein the copolymer has a microphase separation structure.
(34) The electrode according to any one of (21) to (33), wherein the copolymer and the electrolyte salt are combined and contained in a range of 0.5 to 15% by weight.
(35) The electrode according to any one of (21) to (34), which is a positive electrode and further contains a conductive material.

本発明の第3によれば、下記(36)及び(37)の高分子固体電解質電池が提供される。
(36)前記(35)の電極を正極、前記(21)〜(34)いずれかの電極又はアルカリ金属を負極として備えることを特徴とする高分子固体電解質電池。
(37)前記(1)〜(20)いずれかの高分子固体電解質電池である(36)の高分子固体電解質電池。
According to a third aspect of the present invention, the following solid polymer electrolyte batteries (36) and (37) are provided.
(36) A solid polymer electrolyte battery comprising the electrode of (35) as a positive electrode and the electrode of any one of (21) to (34) or an alkali metal as a negative electrode.
(37) The polymer solid electrolyte battery according to (36), which is the polymer solid electrolyte battery according to any one of (1) to (20).

本発明の第4によれば、下記(38)〜(45)いずれかの電極の製造方法が提供される。
(38)支持体上に作成された電極活物質を含む層上に、ポリマーと電解質塩を含む溶液をキャスト又は塗布することを特徴とする電極の製造方法。
(39)ポリマーとアルカリ金属塩を含む溶液を複数回キャスト又は塗布することを特徴とする(38)の電極の製造方法。
(40)前記電極活物質を含む層が、電極活物質、並びにバインダー及び電解質として用いられるポリマーから選ばれる少なくとも一種を含有することを特徴とする(38)又は(39)の電極の製造方法。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a method for producing an electrode according to any one of (38) to (45) below.
(38) A method for producing an electrode, comprising casting or applying a solution containing a polymer and an electrolyte salt on a layer containing an electrode active material prepared on a support.
(39) The method for producing an electrode according to (38), wherein a solution containing a polymer and an alkali metal salt is cast or applied a plurality of times.
(40) The method for producing an electrode according to (38) or (39), wherein the layer containing the electrode active material contains at least one selected from an electrode active material and a polymer used as a binder and an electrolyte.

(41)前記電極活物質を含む層が導電材を含むことを特徴とする(38)〜(40)いずれかの電極の製造方法。
(42)前記電極活物質を含む層が、支持体上に、電極活物質、並びにバインダー及び電解質として用いられるポリマーから選ばれる少なくとも一種を含む溶液を塗布し、乾燥させて得られた層であることを特徴とする(38)〜(41)いずれかの電極の製造方法。
(43)前記ポリマーが、電解質として用いられるものであることを特徴とする(38)〜(42)いずれかの電極の製造方法。
(41) The method for producing an electrode according to any one of (38) to (40), wherein the layer containing the electrode active material contains a conductive material.
(42) The layer containing the electrode active material is a layer obtained by applying a solution containing at least one selected from an electrode active material and a polymer used as a binder and an electrolyte on a support and drying the solution. (38)-(41) Any one of the manufacturing method of the electrode characterized by the above-mentioned.
(43) The method for producing an electrode according to any one of (38) to (42), wherein the polymer is used as an electrolyte.

(44)前記ポリマーとアルカリ金属塩を含む溶液中の固形分濃度が0.5〜10重量%であることを特徴とする(39)〜(43)いずれかの電極の製造方法。
(45)前記(21)〜(35)いずれかの電極を製造するものであることを特徴とする(38)〜(44)いずれかの電極の製造方法。
(44) The method for producing an electrode according to any one of (39) to (43), wherein a solid content concentration in the solution containing the polymer and the alkali metal salt is 0.5 to 10% by weight.
(45) The method for producing an electrode according to any one of (38) to (44), wherein the electrode according to any one of (21) to (35) is produced.

本発明の第5によれば、下記(46)〜(49)いずれかの高分子固体電解質電池の製造方法が提供される。
(46)前記(38)〜(45)いずれかの方法により得られた電極上に、さらにポリマー及び電解質塩を含む溶液をキャスト又は塗布して電解質層を形成し、さらにもう一方の電極を設けることを特徴とする高分子固体電解質電池の製造方法。
(47)前記ポリマー及び電解質塩を含む溶液の溶媒として極性溶媒を用い、前記溶液を加熱処理することを特徴とする(46)の高分子固体電解質電池の製造方法。
(48)前記ポリマー及び電解質塩を含む溶液中の固形分濃度が0.5〜30重量%の範囲であることを特徴とする(46)又は(47)の高分子固体電解質電池の製造方法。
(49)前記(1)〜(20)いずれかの高分子固体電解質電池を製造するものであることを特徴とする(46)〜(48)いずれかの高分子固体電解質電池の製造方法。
According to the fifth aspect of the present invention, there is provided a method for producing a polymer solid electrolyte battery according to any one of the following (46) to (49).
(46) On the electrode obtained by any one of the methods (38) to (45), a solution containing a polymer and an electrolyte salt is further cast or applied to form an electrolyte layer, and another electrode is provided. A method for producing a solid polymer electrolyte battery.
(47) The method for producing a solid polymer electrolyte battery according to (46), wherein a polar solvent is used as a solvent of the solution containing the polymer and the electrolyte salt, and the solution is heat-treated.
(48) The method for producing a solid polymer electrolyte battery according to (46) or (47), wherein the solid content concentration in the solution containing the polymer and the electrolyte salt is in the range of 0.5 to 30% by weight.
(49) The method for producing a polymer solid electrolyte battery according to any one of (46) to (48), wherein the polymer solid electrolyte battery according to any one of (1) to (20) is produced.

本発明の第6によれば、下記(50)及び(51)の固体電解質の製造方法が提供される。
(50)ポリマー及び電解質塩を含む溶液を支持体上にキャスト又は塗布して固体電解質を製造する方法において、溶媒として極性溶媒を用い、溶媒を含む状態で加熱処理する工程を含むことを特徴とする固体電解質の製造方法。
(51)前記ポリマー及び電解質塩を含む溶液中の固形分濃度が0.5〜30重量%の範囲であることを特徴とする(50)の固体電解質の製造方法。
According to the sixth aspect of the present invention, the following (50) and (51) solid electrolyte production methods are provided.
(50) A method for producing a solid electrolyte by casting or coating a solution containing a polymer and an electrolyte salt on a support, and including a step of using a polar solvent as a solvent and performing a heat treatment in a state containing the solvent. A method for producing a solid electrolyte.
(51) The method for producing a solid electrolyte according to (50), wherein the solid content concentration in the solution containing the polymer and the electrolyte salt is in the range of 0.5 to 30% by weight.

本発明の高分子固体電解質電池は、実用レベルの優れた熱的特性、物理的特性及びイオン伝導度を有する。
本発明の電極は、充放電サイクルに優れ、本発明の高分子固体電解質電池に好適に用いられる。
本発明の、高分子固体電解質電池又は固体電解質の製造方法によれば、本発明の高分子固体電解質電池を効率よく簡便に製造することができる。
本発明の電極の製造方法によれば、本発明の電極を、効率よく簡便に製造することができる。
The polymer solid electrolyte battery of the present invention has excellent thermal characteristics, physical characteristics and ionic conductivity at a practical level.
The electrode of the present invention has an excellent charge / discharge cycle, and is suitably used for the polymer solid electrolyte battery of the present invention.
According to the polymer solid electrolyte battery or the method for producing a solid electrolyte of the present invention, the polymer solid electrolyte battery of the present invention can be produced efficiently and simply.
According to the method for producing an electrode of the present invention, the electrode of the present invention can be produced efficiently and simply.

以下、本発明を詳細に説明する。
1)高分子固体電解質電池及びその製造方法
本発明の高分子固体電解質電池は、前記式(I)で表される繰返し単位を有するブロック鎖A、式(II)で表される繰返し単位を有するブロック鎖B、及び任意のブロック鎖Cの各ブロック鎖が、B、A、Cの順で配列してなる共重合体と、電解質塩を含有することを特徴とする。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
1) Polymer solid electrolyte battery and production method thereof The polymer solid electrolyte battery of the present invention has a block chain A having a repeating unit represented by the formula (I) and a repeating unit represented by the formula (II). Each block chain of the block chain B and the arbitrary block chain C contains a copolymer formed by arranging B, A, and C in this order, and an electrolyte salt.

(1)共重合体
本発明の高分子固体電解質電池に用いる共重合体は、前記式(I)で表される繰返し単位を有するブロック鎖A、式(II)で表される繰返し単位を有するブロック鎖B、及び任意のブロック鎖Cの各ブロック鎖が、B、A、Cの順で配列してなる共重合体である。ブロック鎖Bとブロック鎖Cは、同一であっても、相異なっていてもよい。
(1) Copolymer The copolymer used in the polymer solid electrolyte battery of the present invention has a block chain A having a repeating unit represented by the formula (I) and a repeating unit represented by the formula (II). Each block chain of the block chain B and the arbitrary block chain C is a copolymer in which B, A, and C are arranged in this order. Block chain B and block chain C may be the same or different.

前記ブロック鎖A又はBにおいて、式(I)又は(II)で表される繰返し単位を有するとは、各ブロック鎖が対応する繰返し単位以外に、他の繰返し単位を構成単位として含む場合及び含まない場合の両方を意味するものとする。   In the block chain A or B, having a repeating unit represented by the formula (I) or (II) means that each block chain includes other repeating units as a constituent unit in addition to the corresponding repeating unit. It means both in the absence.

他の繰返し単位を構成単位として含む場合、前記式(I)又は(II)で表される繰返し単位と他の繰返し単位との重合形式は特に制限されず、ランダム共重合、ブロック共重合、交互共重合等、どのような重合形式であっても構わない。   When other repeating units are included as constituent units, the polymerization mode of the repeating units represented by the formula (I) or (II) and other repeating units is not particularly limited, and random copolymerization, block copolymerization, alternating Any polymerization method such as copolymerization may be used.

また、各ブロック鎖が、B、A、Cの順で配列しているとは、各ブロック鎖が、直接結合していても、連結基、重合鎖等の他の構成単位を間にはさんで結合していてもよいことを意味する。   In addition, each block chain is arranged in the order of B, A, and C. Even if each block chain is directly bonded, other structural units such as a linking group and a polymer chain are sandwiched between them. Means that they may be bonded together.

前記連結基としては、酸素原子、アルキレン基等が挙げられ、重合鎖としては、ホモポリマーからなる鎖、2元以上の共重合体からなる鎖等が挙げられる。重合鎖を構成する共重合体の種類は特に制限されず、例えば、ランダム共重合体、ブロック共重合体、徐々に成分比が変化するグラジエント共重合体等が挙げられる。   Examples of the linking group include an oxygen atom and an alkylene group, and examples of the polymer chain include a chain made of a homopolymer and a chain made of a binary or higher copolymer. The type of the copolymer constituting the polymer chain is not particularly limited, and examples thereof include a random copolymer, a block copolymer, and a gradient copolymer whose component ratio gradually changes.

なかでも、本発明に用いる共重合体としては、各ブロック鎖が、B−A−Cと結合して配列しているものが好ましい。B−A−Cと結合しているとは、各ブロック鎖が直接結合している場合を意味する。   Especially, as a copolymer used for this invention, what each block chain couple | bonded with BAC and is arranged is preferable. Being bonded to B-A-C means a case where each block chain is directly bonded.

前記式(I)中、R〜Rは、それぞれ独立して、水素原子;又はメチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、フェニル基、ナフチル基、ベンジル基等の炭素数1〜10の炭化水素基;を表す。また、RとRは結合して環を形成してもよい。環としては、シクロプロパン環、シクロペンタン環、シクロヘキサン環等が挙げられる。 In the formula (I), R 1 to R 3 are each independently a hydrogen atom; or a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, a sec-butyl group, an isobutyl group, represents a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms such as a t-butyl group, a phenyl group, a naphthyl group, and a benzyl group. R 1 and R 3 may combine to form a ring. Examples of the ring include a cyclopropane ring, a cyclopentane ring, and a cyclohexane ring.

前記R〜Rの炭化水素基は置換基を有していてもよい。かかる置換基としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子等のハロゲン原子;メチル基、エチル基、n−プロピル基等のアルキル基;フェニル基、ナフチル基等のアリール基;ベンジル基等のアラルキル基;アセチル基、ベンゾイル基等のアシル基;シアノ基;ニトロ基;メトキシ基、エトキシ基等のアルコキシ基;フェノキシ基等のアリールオキシ基;メチルチオ基等のアルキルチオ基;メチルスルフィニル基等のアルキルスルフィニル基;メチルスルホニル基等のアルキルスルホニル基;アミノ基、ジメチルアミノ基等の置換基を有していてもよいアミノ基;アニリノ基;等が挙げられる。 The hydrocarbon groups for R 1 to R 3 may have a substituent. Examples of the substituent include halogen atoms such as fluorine atom, chlorine atom and bromine atom; alkyl groups such as methyl group, ethyl group and n-propyl group; aryl groups such as phenyl group and naphthyl group; aralkyl groups such as benzyl group Acyl groups such as acetyl and benzoyl groups; cyano groups; nitro groups; alkoxy groups such as methoxy groups and ethoxy groups; aryloxy groups such as phenoxy groups; alkylthio groups such as methylthio groups; alkylsulfinyl groups such as methylsulfinyl groups; An alkylsulfonyl group such as a methylsulfonyl group; an amino group optionally having a substituent such as an amino group or a dimethylamino group; an anilino group;

4a、R4bは、それぞれ独立して水素原子又はメチル基を表す。
mは、2〜100のいずれかの整数を表し、5〜100のいずれかの整数が好ましく、さらに10〜100のいずれかの整数が好ましい。各繰返し単位におけるmの値は、同一でも相異なっていてもよい。また、R4a同士、R4b同士は、それぞれ同一であっても、相異なっていてもよい。
R 4a and R 4b each independently represent a hydrogen atom or a methyl group.
m represents an integer of 2 to 100, preferably an integer of 5 to 100, and more preferably an integer of 10 to 100. The value of m in each repeating unit may be the same or different. Further, R 4a and R 4b may be the same or different from each other.

は、水素原子;メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、n−ヘキシル基、フェニル基、置換フェニル基、ナフチル基等の炭化水素基;ホルミル基、アセチル基、プロピオニル基、ブチリル基、ベンゾイル基等のアシル基;トリメチルシリル基、t−ブチルジメチルシリル基等のシリル基等を表す。
の炭化水素基は、前記R〜Rの炭化水素基と同様に置換基を有していてもよい。
R 5 is a hydrogen atom; methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, sec-butyl group, isobutyl group, t-butyl group, n-hexyl group, phenyl group, substituted phenyl group And hydrocarbon groups such as naphthyl group; acyl groups such as formyl group, acetyl group, propionyl group, butyryl group and benzoyl group; silyl groups such as trimethylsilyl group and t-butyldimethylsilyl group.
The hydrocarbon group for R 5 may have a substituent similarly to the hydrocarbon groups for R 1 to R 3 .

式(I)で表される繰返し単位として、具体的には以下の化合物を例示することができる。但し、式(I)で表される繰返し単位に誘導されると考えられる単量体で例示する。   Specific examples of the repeating unit represented by the formula (I) include the following compounds. However, the monomer is considered to be derived from the repeating unit represented by the formula (I).

2−メトキシエチル(メタ)アクリレート、2−エトキシエチル(メタ)アクリレート、2−メトキシプロピル(メタ)アクリレート、2−エトキシプロピル(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール(エチレングリコールの単位数は2〜100)(メタ)アクリレート、エトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリプロピレングリコール(プロピレングリコールの単位数は2〜100)(メタ)アクリレート、エトキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール−ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、オクトキシポリエチレングリコール−ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ラウロキシポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ステアロキシポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、「ブレンマーPMEシリーズ」〔式(I)においてR=R=水素原子、R=メチル基、m=2〜90に相当する単量体〕(日本油脂製)、アセチルオキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ベンゾイルオキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、トリメチルシリルオキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、t−ブチルジメチチルシリルオキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコールシクロヘキセン−1−カルボキシレート、メトキシポリエチレングリコール−シンナメート。 2-methoxyethyl (meth) acrylate, 2-ethoxyethyl (meth) acrylate, 2-methoxypropyl (meth) acrylate, 2-ethoxypropyl (meth) acrylate, methoxypolyethylene glycol (the number of units of ethylene glycol is 2 to 100) (Meth) acrylate, ethoxypolyethylene glycol (meth) acrylate, phenoxypolyethylene glycol (meth) acrylate, methoxypolypropylene glycol (propylene glycol has 2 to 100 units) (meth) acrylate, ethoxypolypropylene glycol (meth) acrylate, phenoxypolypropylene Glycol (meth) acrylate, polyethylene glycol mono (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, poly Propylene glycol mono (meth) acrylate, polyethylene glycol-polypropylene glycol mono (meth) acrylate, octoxy polyethylene glycol-polypropylene glycol mono (meth) acrylate, lauroxy polyethylene glycol mono (meth) acrylate, stearoxy polyethylene glycol mono (meth) Acrylate, “Blemmer PME series” [monomer corresponding to R 1 = R 2 = hydrogen atom, R 3 = methyl group, m = 2 to 90 in formula (I)] (manufactured by NOF Corporation), acetyloxypolyethylene glycol (Meth) acrylate, benzoyloxypolyethylene glycol (meth) acrylate, trimethylsilyloxypolyethylene glycol (meth) acrylate, t-butyldimethylmethylicyl Oxy polyethylene glycol (meth) acrylate, methoxy polyethylene glycol cyclohexene-1-carboxylate, methoxy polyethylene glycol - cinnamate.

これらの繰返し単位は、一種単独であっても、二種以上を組み合わせたものであってもよい。
式(I)で表される繰返し単位の重合度は、mの値にもよるが、10以上が好ましく、20以上がより好ましい。
These repeating units may be a single type or a combination of two or more types.
Although the degree of polymerization of the repeating unit represented by formula (I) depends on the value of m, it is preferably 10 or more, more preferably 20 or more.

前記式(II)中、R〜Rは、それぞれ独立して水素原子又は炭素数1〜10の炭化水素基を表す。炭素数1〜10の炭化水素基としては、前記R〜Rの炭化水素基として例示したものと同様のものが挙げられる。 In said formula (II), R < 6 > -R < 8 > represents a hydrogen atom or a C1-C10 hydrocarbon group each independently. Examples of the hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms include the same as those exemplified as the hydrocarbon group of said R 1 to R 3.

は、フェニル基、ナフチル基、アントラセニル基等のアリール基を表す。これらのアリール基は、アルキル基、ハロゲン原子等置換基を有していてもよい。 R 9 represents an aryl group such as a phenyl group, a naphthyl group, or an anthracenyl group. These aryl groups may have a substituent such as an alkyl group or a halogen atom.

式(II)で表される繰返し単位として、具体的には以下の化合物を例示することができる。但し、式(II)で表される繰返し単位に誘導されると考えられる単量体で例示する。   Specific examples of the repeating unit represented by the formula (II) include the following compounds. However, the monomer is considered to be derived from the repeating unit represented by the formula (II).

スチレン、o−メチルスチレン、p−メチルスチレン、p−t−ブチルスチレン、α−メチルスチレン、p−t−ブトキシスチレン、m−t−ブトキシスチレン、2,4−ジメチルスチレン、m−クロロスチレン、p−クロロスチレン、4−カルボキシスチレン、ビニルアニソール、ビニル安息香酸、ビニルアニリン、ビニルナフタリン、9−ビニルアントラセン等のアリール化合物。   Styrene, o-methylstyrene, p-methylstyrene, pt-butylstyrene, α-methylstyrene, pt-butoxystyrene, mt-butoxystyrene, 2,4-dimethylstyrene, m-chlorostyrene, Aryl compounds such as p-chlorostyrene, 4-carboxystyrene, vinylanisole, vinylbenzoic acid, vinylaniline, vinylnaphthalene, 9-vinylanthracene.

これらの繰返し単位は一種単独であっても、二種以上を組み合わせたものであってもよい。
式(II)で表される繰返し単位の重合度は、5以上が好ましく、10以上がより好ましい。
These repeating units may be used alone or in combination of two or more.
The degree of polymerization of the repeating unit represented by the formula (II) is preferably 5 or more, and more preferably 10 or more.

ブロック鎖Cは、任意の繰返し単位を有するブロック鎖であり、前記式(III)で表される繰返し単位を有するブロック鎖であるのが好ましい。   The block chain C is a block chain having an arbitrary repeating unit, and is preferably a block chain having a repeating unit represented by the formula (III).

前記式(III)中、R10〜R12は、それぞれ独立して水素原子又は炭素数1〜10の炭化水素基を表す。炭素数1〜10の炭化水素基としては、前記R〜Rの炭化水素基として例示したものと同様のものが挙げられる。 In said formula (III), R < 10 > -R < 12 > represents a hydrogen atom or a C1-C10 hydrocarbon group each independently. Examples of the hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms include the same as those exemplified as the hydrocarbon group of said R 1 to R 3.

13は、フェニル基、ナフチル基、アントラセニル基等のアリール基;又は2−ピリジル基、4−ピリジル基等のヘテロアリール基を表し、アリール基であるのが好ましい。
13のアリール基又はへテロアリール基は、適当な炭素原子上に、ハロゲン原子、アルキル基等の置換基を有していてもよい。
R 13 represents an aryl group such as a phenyl group, a naphthyl group, and an anthracenyl group; or a heteroaryl group such as a 2-pyridyl group and a 4-pyridyl group, and is preferably an aryl group.
The aryl group or heteroaryl group of R 13 may have a substituent such as a halogen atom or an alkyl group on an appropriate carbon atom.

式(III)で表される繰返し単位として、具体的には、以下の繰返し単位を有する化合物を例示することができる。但し、式(III)で表される繰返し単位に誘導されると考えられる単量体で例示する。   Specific examples of the repeating unit represented by the formula (III) include compounds having the following repeating units. However, the monomer is considered to be derived from the repeating unit represented by the formula (III).

スチレン、o−メチルスチレン、p−メチルスチレン、p−t−ブチルスチレン、α−メチルスチレン、p−t−ブトキシスチレン、m−t−ブトキシスチレン、2,4−ジメチルスチレン、m−クロロスチレン、p−クロロスチレン、4−カルボキシスチレン、ビニルアニソール、ビニル安息香酸、ビニルアニリン、ビニルナフタリン、9−ビニルアントラセン、2−ビニルピリジン、4−ビニルピリジン、2−ビニルキノリン、4−ビニルキノリン、2−ビニルチオフェン、4−ビニルチオフェン。   Styrene, o-methylstyrene, p-methylstyrene, pt-butylstyrene, α-methylstyrene, pt-butoxystyrene, mt-butoxystyrene, 2,4-dimethylstyrene, m-chlorostyrene, p-chlorostyrene, 4-carboxystyrene, vinylanisole, vinylbenzoic acid, vinylaniline, vinylnaphthalene, 9-vinylanthracene, 2-vinylpyridine, 4-vinylpyridine, 2-vinylquinoline, 4-vinylquinoline, 2- Vinylthiophene, 4-vinylthiophene.

これらの繰返し単位は、一種単独であっても、二種以上を組み合わせたものであってもよい。
式(III)で表される繰返し単位の重合度は、5以上が好ましく、10以上がより好ましい。
These repeating units may be a single type or a combination of two or more types.
The degree of polymerization of the repeating unit represented by the formula (III) is preferably 5 or more, and more preferably 10 or more.

本発明の共重合体は、前記式(I)〜(III)で表される繰返し単位と異なる繰返し単位(以下、「その他の繰返し単位」ということがある。)を構成単位として含んでいてもよい。その他の繰返し単位は、ブロック鎖Cにおいて、式(III)で表される繰返し単位を含まない場合の繰返し単位として用いることもできる。
その他の繰返し単位として以下の化合物を例示することができる。但し、その他の繰返し単位に誘導されると考えられる単量体で例示することする。
The copolymer of the present invention may contain a repeating unit different from the repeating units represented by the above formulas (I) to (III) (hereinafter sometimes referred to as “other repeating units”) as a constituent unit. Good. Other repeating units can also be used as the repeating unit in the block chain C when the repeating unit represented by the formula (III) is not included.
The following compounds can be illustrated as other repeating units. However, the monomer is considered to be derived from other repeating units.

(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n−ブチル、(メタ)アクリル酸t−ブチル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸ベンジル、(メタ)アクリル酸イソボルニル、(メタ)アクリル酸ジシクロペンテニル、(メタ)アクリル酸1−アダマンチル、(メタ)アクリル酸2−メチル−2−アダマンチル、(メタ)アクリル酸1−メチレンアダマンチル、(メタ)アクリル酸1−エチレンアダマンチル、(メタ)アクリル酸3,7−ジメチル−1−アダマンチル、(メタ)アクリル酸トリシクロデカニル、(メタ)アクリル酸ノルボルナン、(メタ)アクリル酸メンチル、(メタ)アクリル酸n−プロピル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸イソデシル、(メタ)アクリル酸イソオクチル、(メタ)アクリル酸ラウリル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸テトラヒドロフラニル、(メタ)アクリル酸テトラヒドロピラニル、(メタ)アクリル酸3−オキソシクロヘキシル、(メタ)アクリル酸ブチロラクトン、(メタ)アクリル酸メバロニックラクトン等の(メタ)アクリル酸;   Methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, t-butyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, (meth) acrylic Isobornyl acid, dicyclopentenyl (meth) acrylate, 1-adamantyl (meth) acrylate, 2-methyl-2-adamantyl (meth) acrylate, 1-methyleneadamantyl (meth) acrylate, (meth) acrylic acid 1 -Ethylene adamantyl, 3,7-dimethyl-1-adamantyl (meth) acrylate, tricyclodecanyl (meth) acrylate, norbornane (meth) acrylate, menthyl (meth) acrylate, n- (meth) acrylate Propyl, isopropyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate , Isodecyl (meth) acrylate, isooctyl (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, tetrahydrofuranyl (meth) acrylate, tetrahydropyranyl (meth) acrylate, (meth) acrylic (Meth) acrylic acid such as acid 3-oxocyclohexyl, (meth) acrylic acid butyrolactone, (meth) acrylic acid mevalonic lactone;

1,3−ブタジエン、イソプレン、2、3−ジメチル−1、3−ブタジエン、1、3−ペンタジエン、2−メチル−1、3−ペンタジエン、1、3−ヘキサジエン、1,6−ヘキサジエン、4、5−ジエチル−1、3−オクタジエン、3−ブチル−1、3−オクタジエン、クロロプレン等の共役ジエン類;N−メチルマレイミド、N−フェニルマレイミド等のα,β−不飽和カルボン酸イミド類、(メタ)アクリロニトリル等のα,β−不飽和ニトリル類;等。
これらの繰返し単位は、一種単独であっても、二種以上を組み合わせたものであってもよい。
1,3-butadiene, isoprene, 2,3-dimethyl-1,3-butadiene, 1,3-pentadiene, 2-methyl-1,3-pentadiene, 1,3-hexadiene, 1,6-hexadiene, 4, Conjugated dienes such as 5-diethyl-1,3-octadiene, 3-butyl-1,3-octadiene and chloroprene; α, β-unsaturated carboxylic imides such as N-methylmaleimide and N-phenylmaleimide; Α, β-unsaturated nitriles such as (meth) acrylonitrile;
These repeating units may be a single type or a combination of two or more types.

さらに、本発明に用いる共重合体においては、前記式(I)〜(III)で表される繰返し単位を形成する単量体と共重合が可能な二重結合を有し、かつ、水酸基、カルボキシル基、エポキシ基、酸無水物基、及びアミノ基からなる群から選ばれる少なくとも一種の官能基を分子内に有する化合物由来の繰返し単位を、構成単位として含ませることができる。
そのような繰返し単位として、以下の化合物を例示することができる。但し、そのような繰返し単位に誘導されると考えられる単量体で例示する。
Furthermore, in the copolymer used in the present invention, it has a double bond capable of copolymerization with the monomer that forms the repeating unit represented by the above formulas (I) to (III), and has a hydroxyl group, A repeating unit derived from a compound having in the molecule thereof at least one functional group selected from the group consisting of a carboxyl group, an epoxy group, an acid anhydride group, and an amino group can be included as a constituent unit.
The following compounds can be illustrated as such a repeating unit. However, the monomer is considered to be derived from such a repeating unit.

Figure 2005100966
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これらの繰返し単位は、一種単独であっても、二種以上を組み合わせたものであってもよい。
前記式(I)で表される繰り返し単位と、前記式(II)で表される繰り返し単位及び前記ブロック鎖Cに含まれる繰り返し単位の合計とのモル比〔式(I)で表される繰り返し単位/(式(II)で表される繰り返し単位+ブロック鎖Cに含まれる繰り返し単位)〕が、1/30〜30/1の範囲であるのが好ましい。前記モル比が、1/30未満では充分な導電性が得られず、30/1より大きい場合には、充分な熱的特性、物理的特性が得られないおそれがある。
These repeating units may be a single type or a combination of two or more types.
Molar ratio of the repeating unit represented by the formula (I) and the sum of the repeating unit represented by the formula (II) and the repeating unit contained in the block chain C [repeating represented by the formula (I) Unit / (Repeating unit represented by formula (II) + Repeating unit contained in block chain C)] is preferably in the range of 1/30 to 30/1. If the molar ratio is less than 1/30, sufficient conductivity cannot be obtained, and if it is greater than 30/1, sufficient thermal and physical characteristics may not be obtained.

また、ブロック鎖Cが式(III)で表される繰返し単位を有する場合には、「ブロック鎖Cに含まれる繰返し単位」の代わりに、「式(III)で表される繰返し単位」を当てはめることができる。すなわち、モル比〔式(I)で表される繰り返し単位/(式(II)で表される繰り返し単位+式(III)で表される繰り返し単位)〕は、1/30〜30/1の範囲であるのが好ましい。前記モル比が、1/30未満では充分な導電性が得られず、30/1より大きい場合には、充分な熱的特性、物理的特性が得られないおそれがある。   In addition, when the block chain C has a repeating unit represented by the formula (III), the “repeating unit represented by the formula (III)” is applied instead of the “repeating unit contained in the block chain C”. be able to. That is, the molar ratio [repeating unit represented by formula (I) / (repeating unit represented by formula (II) + repeating unit represented by formula (III))] is 1/30 to 30/1. A range is preferred. If the molar ratio is less than 1/30, sufficient conductivity cannot be obtained, and if it is greater than 30/1, sufficient thermal and physical characteristics may not be obtained.

本発明に用いる共重合体のゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー法により測定した数平均分子量は、特に限定されないが、ポリスチレン換算で、好ましくは、5,000〜1,00,000の範囲である。数平均分子量が5,000より小さい場合には、熱的特性、物理的特性が低下し、1,000,000より大きい場合には、成形性又は成膜性が低下するおそれがある。   Although the number average molecular weight measured by the gel permeation chromatography method of the copolymer used in the present invention is not particularly limited, it is preferably in the range of 5,000 to 1,000,000 in terms of polystyrene. When the number average molecular weight is less than 5,000, thermal characteristics and physical characteristics are deteriorated, and when it is greater than 1,000,000, moldability or film formability may be deteriorated.

本発明に用いる共重合体の重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)の比(Mw/Mn)は、特に制限されないが、後述するミクロ相分離構造を形成する上では、1.01〜2.50の範囲が好ましく、1.01〜1.50の範囲がより好ましい。   The ratio (Mw / Mn) of the weight average molecular weight (Mw) and the number average molecular weight (Mn) of the copolymer used in the present invention is not particularly limited, but is 1.01 in forming the microphase separation structure described later. The range of ˜2.50 is preferable, and the range of 1.01 to 1.50 is more preferable.

本発明に用いる共重合体は、高分子固体電解質として高いイオン導電性を保持するために膜構造中において、ミクロ相分離構造を有するものが好ましく、特に、ネットワーク型のミクロ相分離構造を有するものが好ましい。   The copolymer used in the present invention preferably has a microphase separation structure in the membrane structure in order to maintain high ionic conductivity as a polymer solid electrolyte, and particularly has a network type microphase separation structure. Is preferred.

(2)共重合体の製造方法
本発明に用いる共重合体は、下記式(IV)、式(V)、及びブロック鎖Cとして式(III)で表される繰返し単位を含む場合には、式(VI)で表される化合物を用い、遷移金属錯体を重合触媒、ハロゲン原子を1又は複数含む有機ハロゲン化合物を重合開始剤とするリビングラジカル重合法、安定ラジカルによるリビングラジカル重合法、リビングアニオン重合法等の公知の方法を用いて製造することができる。なかでも、遷移金属錯体を触媒、ハロゲン原子を1又は複数含む有機ハロゲン化合物を重合開始剤とするリビングラジカル重合法が好ましい。
(2) Copolymer Production Method When the copolymer used in the present invention contains the following formula (IV), formula (V), and a repeating unit represented by formula (III) as a block chain C, Living radical polymerization using a compound represented by the formula (VI), using a transition metal complex as a polymerization catalyst, an organic halogen compound containing one or more halogen atoms as a polymerization initiator, a living radical polymerization using a stable radical, a living anion It can manufacture using well-known methods, such as a polymerization method. Of these, a living radical polymerization method using a transition metal complex as a catalyst and an organic halogen compound containing one or more halogen atoms as a polymerization initiator is preferred.

Figure 2005100966
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(式(IV)〜(VI)中、R〜R13は、前記と同じ意味を表す。)
本発明に用いる共重合体の製造方法として、さらに具体的には、
(イ)式(IV)で表される化合物を、リビングラジカル重合法において、2官能開始剤を用いて反応させることにより得られる2官能ブロック鎖等の各ブロック鎖を含むマクロ開始剤に、さらに他のブロック鎖を構成する単量体を反応させて遂次にブロック鎖を伸長して製造する方法、
(ロ)式(IV)の代わりに式(V)で表される化合物を用い、単官能開始剤を用い、他は(イ)と同様に行い、端から順次ブロック鎖を伸長して製造する方法、
(ハ)各ブロック鎖、又は各ブロック鎖の一部を所定の配列で重合した後、カップリング反応により製造する方法、等を例示することができる。
(In formulas (IV) to (VI), R 1 to R 13 represent the same meaning as described above.)
As a method for producing the copolymer used in the present invention, more specifically,
(B) a macroinitiator containing each block chain such as a bifunctional block chain obtained by reacting a compound represented by formula (IV) with a bifunctional initiator in a living radical polymerization method; A method of producing monomers by reacting monomers constituting other block chains and then extending the block chains,
(B) A compound represented by the formula (V) is used instead of the formula (IV), a monofunctional initiator is used, and the others are performed in the same manner as in the (a), and the block chain is sequentially extended from the end to produce Method,
(C) A method of producing each block chain or a part of each block chain by a coupling reaction after polymerizing in a predetermined sequence can be exemplified.

リビングラジカル重合は、遷移金属錯体を重合触媒とし、ハロゲン原子を分子内に1つ以上有する有機ハロゲン化合物を重合開始剤として用いて行うことができる。   Living radical polymerization can be performed using a transition metal complex as a polymerization catalyst and an organic halogen compound having one or more halogen atoms in the molecule as a polymerization initiator.

遷移金属錯体を構成する中心金属としては、マンガン、レニウム、鉄、ルテニウム、ロジウム、ニッケル、銅等の周期律表第7〜11族元素(日本化学会編「化学便覧基礎編I改訂第4版」(1993年)記載の周期律表による)が好ましく挙げられる。なかでも、ルテニウムが好ましい。   As the central metal composing the transition metal complex, periodic table 7th to 11th elements such as manganese, rhenium, iron, ruthenium, rhodium, nickel, copper, etc. (According to the periodic table described in (1993)). Of these, ruthenium is preferable.

これらの金属に配位して錯体を形成する配位子としては、特に限定されないが、例えば、トリフェニルホスフィン、トリナフチルホスフィン等の炭素数18〜54のトリアリールホスフィン、トリエチルホスフィン、トリブチルホスフィン等の炭素数3〜18のトリアルキルホスフィン、トリフェニルホスファイト等のトリアリールホスファイト、ジフェニルホスフィノエタン、ヨウ素、臭素、塩素等のハロゲン原子、一酸化炭素、水素原子、シクロペンタジエン、シクロヘキサジエン、シクロオクタジエン、シクロオクタテトラエン、インデン、ノルボルナジエン、ベンゼン、シメン、フェノール、4−イソプロピルトルエン、シクロペンタジエニルトルエン、インデニルトルエン、サリシリデン、2−メチルペンテン、2−ブテン、アレン、フラン、カルボン酸等を好ましい例として挙げることができる。また、含窒素系配位子やカルコゲナイドも有用である。   Although it does not specifically limit as a ligand which coordinates to these metals and forms a complex, For example, C18-54 triaryl phosphine, such as triphenylphosphine and trinaphthylphosphine, triethylphosphine, tributylphosphine, etc. A triaryl phosphite having 3 to 18 carbon atoms, a triaryl phosphite such as triphenyl phosphite, a halogen atom such as diphenylphosphinoethane, iodine, bromine, chlorine, carbon monoxide, a hydrogen atom, cyclopentadiene, cyclohexadiene, Cyclooctadiene, cyclooctatetraene, indene, norbornadiene, benzene, cymene, phenol, 4-isopropyltoluene, cyclopentadienyltoluene, indenyltoluene, salicylidene, 2-methylpentene, 2-butene, allene , It may be mentioned furan, carboxylic acid, etc. Preferred examples. Nitrogen-containing ligands and chalcogenides are also useful.

以上例示した配位子のうち、炭化水素配位子は、種々の置換基、例えば、アルキル基(メチル基、エチル基等のC1−C4アルキル基等)、アルケニル基(ビニル基、アリル基等のC2−C5アルケニル基等)、アルキニル基、アルコキシ基(メトキシ基等のC1−C4アルコキシ基等)、アルコキシカルボニル基(メトキシカルボニル基等のC1−C4アルコキシ−カルボニル基等)、アシル基(アセチル基等のC2−C5アシル基等)、アシルオキシ基(ホルミル基、アセチルオキシ基等のC2−C5アシルオキシ基等)、カルボキシル基、ヒドロキシル基、アミノ基、アミド基、イミノ基、ニトロ基、シアノ基、チオエステル基、チオケトン基、チオエーテル基、ハロゲン原子(塩素、臭素等)等を有していてもよい。置換基を有する炭化水素配位子としては、例えば、ペンタメチルシクロペンタジエニル基等の1〜5個のメチル基で置換されていてもよい環状炭化水素配位子等が例示できる。   Among the ligands exemplified above, hydrocarbon ligands include various substituents such as alkyl groups (C1-C4 alkyl groups such as methyl groups and ethyl groups), alkenyl groups (vinyl groups, allyl groups, etc.). Alkynyl group, alkoxy group (C1-C4 alkoxy group such as methoxy group), alkoxycarbonyl group (C1-C4 alkoxy-carbonyl group such as methoxycarbonyl group), acyl group (acetyl) C2-C5 acyl group such as a group), acyloxy group (C2-C5 acyloxy group such as formyl group, acetyloxy group, etc.), carboxyl group, hydroxyl group, amino group, amide group, imino group, nitro group, cyano group , A thioester group, a thioketone group, a thioether group, a halogen atom (chlorine, bromine, etc.) and the like. Examples of the hydrocarbon ligand having a substituent include a cyclic hydrocarbon ligand which may be substituted with 1 to 5 methyl groups such as a pentamethylcyclopentadienyl group.

また遷移金属錯体は、前記例示した配位子以外に、水酸基、アルコキシ基(メトキシ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ基等)、アシル基(アセチル、プロピオニル基等)、アルコキシカルボニル基(メトキシカルボニル、エトキシカルボニル基等)、アセチルアセトナート等のβ−ジケトン基、アセチルアセテート等、β−ケトエステル基、擬ハロゲン基[CN、チオシアナート(SCN)、セレノシアナート(SeCN)、テルロシアナート(TeCN)、SCSN、OCN、ONC、アジド(N)等]、酸素原子、HO、窒素含有化合物[NH、NO、NO、NO、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリブチルアミン、1,3−ジイソプロピル−4,5−ジメチルイミダゾール−2−イリデン、ピリジン、フェナントロリン、ジフェナントロリンや置換フェナントロリン、2,2’:6’,2”−ターピリジン、ピリジンイミン、架橋脂肪族ジアミン、4−4’−ジ(5−ノニル)−2,2’−ビピリジン、チオシアネート、O,S,Se,Teの配位したビピリジン、アルキルイミノピリジン、アルキルビピリジニルアミン、アルキル置換トリピリジン、ジ(アルキルアミノ)アルキルピリジン、エチレンジアミンジピリジン、トリ(ピリジニルメチル)アミン等]等を有していてもよい。 In addition to the ligands exemplified above, transition metal complexes include hydroxyl groups, alkoxy groups (methoxy, ethoxy, propoxy, butoxy groups, etc.), acyl groups (acetyl, propionyl groups, etc.), alkoxycarbonyl groups (methoxycarbonyl, ethoxycarbonyl). Group), β-diketone group such as acetylacetonate, acetylacetate, etc., β-ketoester group, pseudohalogen group [CN, thiocyanate (SCN), selenocyanate (SeCN), tellurocyanate (TeCN), SCSN 3 , OCN, ONC, azide (N 3 ), etc.], oxygen atom, H 2 O, nitrogen-containing compound [NH 3 , NO, NO 2 , NO 3 , ethylenediamine, diethylenetriamine, tributylamine, 1,3-diisopropyl-4, 5-dimethylimidazol-2-ylidene, pyridine Phenanthroline, diphenanthroline and substituted phenanthroline, 2,2 ': 6', 2 "-terpyridine, pyridineimine, bridged aliphatic diamine, 4-4'-di (5-nonyl) -2,2'-bipyridine, thiocyanate , O, S, Se, Te coordinated bipyridine, alkyliminopyridine, alkylbipyridinylamine, alkyl-substituted tripyridine, di (alkylamino) alkylpyridine, ethylenediaminedipyridine, tri (pyridinylmethyl) amine, etc.] You may do it.

前記遷移金属錯体として、ルテニウムを中心金属とする遷移金属錯体を代表して例示すると、ジクロロトリス(トリフェニルホスフィン)ルテニウム、ジクロロトリス(トリブチルホスフィン)ルテニウム、ジクロロ(トリアルキルホスフィン)p−シメンルテニウム、ジクロロ−ジ(トリシメンホスフィン)スチリルルテニウム、ジクロロ(シクロオクタジエン)ルテニウム、ジクロロベンゼンルテニウム、ジクロロp−シメンルテニウム、ジクロロ(ノルボルナジエン)ルテニウム、シス−ジクロロビス(2,2’−ビピリジン)ルテニウム、ジクロロトリス(1,10−フェナントロリン)ルテニウム、カルボニルクロロヒドリドトリス(トリフェニルホスフィン)ルテニウム、クロロシクロペンタジエニルビス(トリフェニルホスフィン)ルテニウム、クロロインデニルビス(トリフェニルホスフィン)ルテニウム、ジヒドロテトラ(トリフェニルホスフィン)ルテニウム等が挙げられ、特にジクロロトリス(トリフェニルホスフィン)ルテニウム又はクロロインデニルビス(トリフェニルホスフィン)ルテニウム、ジヒドロテトラキス(トリフェニルホスフィン)ルテニウム等を好ましく例示することができる。   Typical examples of the transition metal complex include a transition metal complex having ruthenium as a central metal, dichlorotris (triphenylphosphine) ruthenium, dichlorotris (tributylphosphine) ruthenium, dichloro (trialkylphosphine) p-cymeneruthenium, Dichloro-di (tricymenephosphine) styrylruthenium, dichloro (cyclooctadiene) ruthenium, dichlorobenzeneruthenium, dichlorop-cymeneruthenium, dichloro (norbornadiene) ruthenium, cis-dichlorobis (2,2'-bipyridine) ruthenium, dichlorotris (1,10-phenanthroline) ruthenium, carbonylchlorohydridotris (triphenylphosphine) ruthenium, chlorocyclopentadienylbis (triphenylphosphine) ) Ruthenium, chloroindenylbis (triphenylphosphine) ruthenium, dihydrotetra (triphenylphosphine) ruthenium, etc., especially dichlorotris (triphenylphosphine) ruthenium or chloroindenylbis (triphenylphosphine) ruthenium, dihydro Preferred examples include tetrakis (triphenylphosphine) ruthenium.

さらに、他の遷移金属錯体として、ジ(トリフェニルホスフィン)二塩化鉄、ジ(トリブチルアミノ)二塩化鉄、トリフェニルホスフィン三塩化鉄、(1−ブロモ)エチルベンゼン−トリエトキシホスフィン−二臭化鉄、(1−ブロモ)エチルベンゼン−トリフェニルホスフィン−二臭化鉄、(1−ブロモ)エチルベンゼン−[4−4’−ジ(5−ノニル)−2,2’−ビピリジン]二臭化鉄、(1−ブロモ)エチルベンゼン−トリ−n−ブチルアミノ−二臭化鉄、(1−ブロモ)エチルベンゼン−トリ−n−ブチルホスフィン−二臭化鉄、トリ−n−ブチルホスフィン−二臭化鉄、[4−4’−ジ(5−ノニル)−2,2’−ビピリジン]二臭化鉄、テトラアルキルアンモニウム三ハロゲン化鉄(II)、ジカルボニルシクロペンタジエニルヨウ化鉄(II)、ジカルボニルシクロペンタジエニル臭化鉄(II)、ジカルボニルシクロペンタジエニル塩化鉄(II)、ジカルボニルインデニルヨウ化鉄(II)、ジカルボニルインデニル臭化鉄(II)、ジカルボニルインデニル塩化鉄(II)、ジカルボニルフルオレニルヨウ化鉄(II)、ジカルボニルフルオレニル臭化鉄(II)、ジカルボニルフルオレニル塩化鉄(II)、1,3−ジイソプロピル−4,5−ジメチルイミダゾール−2−イリデン塩化鉄、1,3−ジイソプロピル−4,5−ジメチルイミダゾール−2−イリデン臭化鉄、等の鉄錯体;   Furthermore, as other transition metal complexes, di (triphenylphosphine) iron dichloride, di (tributylamino) iron dichloride, triphenylphosphine trichloride, (1-bromo) ethylbenzene-triethoxyphosphine-iron dibromide (1-bromo) ethylbenzene-triphenylphosphine-iron dibromide, (1-bromo) ethylbenzene- [4-4′-di (5-nonyl) -2,2′-bipyridine] iron dibromide, ( 1-bromo) ethylbenzene-tri-n-butylamino-iron dibromide, (1-bromo) ethylbenzene-tri-n-butylphosphine-iron dibromide, tri-n-butylphosphine-iron dibromide, [ 4-4′-di (5-nonyl) -2,2′-bipyridine] iron dibromide, tetraalkylammonium iron (III) trihalide, dicarbonylcyclopentadieny Iron (II) iodide, dicarbonylcyclopentadienyl iron bromide (II), dicarbonylcyclopentadienyl iron chloride (II), dicarbonyl indenyl iron iodide (II), dicarbonyl indenyl iron bromide (II), dicarbonyl indenyl iron chloride (II), dicarbonyl fluorenyl iron iodide (II), dicarbonyl fluorenyl iron bromide (II), dicarbonyl fluorenyl iron chloride (II), 1 , 3-diisopropyl-4,5-dimethylimidazol-2-ylidene iron chloride, 1,3-diisopropyl-4,5-dimethylimidazol-2-ylidene iron bromide, and the like;

ジカルボニルシクロペンタジエニルヨウ化ルテニウム(II)、ジカルボニルシクロペンタジエニル臭化ルテニウム(II)、ジカルボニルシクロペンタジエニル塩化ルテニウム(II)、ジカルボニルインデニルヨウ化ルテニウム(II)、ジカルボニルインデニル臭化ルテニウム(II)、ジカルボニルインデニル塩化ルテニウム(II)、ジカルボニルフルオレニルヨウ化ルテニウム(II)、ジカルボニルフルオレニル臭化ルテニウム(II)、ジカルボニルフルオレニル塩化ルテニウム(II)、ジクロロ−ジ−2、6−ビス[(ジメチルアミノ)−メチル](μ−N)ピリジンルテニウム(II)等のルテニウム錯体;カルボニルシクロペンタジエニルヨウ化ニッケル(II)、カルボニルシクロペンタジエニル臭化ニッケル(II)、カルボニルシクロペンタジエニル塩化ニッケル(II)、カルボニルインデニルヨウ化ニッケル(II)、カルボニルインデニル臭化ニッケル(II)、カルボニルインデニル塩化ニッケル(II)、カルボニルフルオレニルヨウ化ニッケル(II)、カルボニルフルオレニルヨウ化ニッケル(II)、カルボニルフルオレニル臭化ニッケル(II)、カルボニルフルオレニル塩化ニッケル(II)、o,o’−ジ(ジメチルアミノメチル)フェニルハロゲン化ニッケル、ジ−トリフェニルホスフィン二臭化ニッケル、ジ(トリn−ブチルアミノ)二臭化ニッケル、1,3−ジアミノフェニル臭化ニッケル、ジ(トリn−ブチルホスフィン)二臭化ニッケル、テトラ(トリフェニルホスフィン)ニッケル等のニッケル錯体; Dicarbonylcyclopentadienyl ruthenium iodide (II), dicarbonylcyclopentadienyl ruthenium bromide (II), dicarbonylcyclopentadienyl ruthenium chloride (II), dicarbonyl indenyl ruthenium iodide (II), di Carbonyl indenyl ruthenium bromide (II), dicarbonyl indenyl ruthenium chloride (II), dicarbonyl fluorenyl ruthenium iodide (II), dicarbonyl fluorenyl ruthenium bromide (II), dicarbonyl fluorenyl chloride Ruthenium complexes such as ruthenium (II), dichloro-di-2,6-bis [(dimethylamino) -methyl] (μ-N 2 ) pyridine ruthenium (II); carbonylcyclopentadienyl nickel iodide (II), Carbonyl cyclopentadienyl nickel bromide (II), carbonylcyclopentadienyl nickel chloride (II), carbonyl indenyl nickel iodide (II), carbonyl indenyl nickel bromide (II), carbonyl indenyl nickel chloride (II), carbonyl fluorenyl iodide Nickel (II), carbonyl fluorenyl nickel iodide (II), carbonyl fluorenyl nickel bromide (II), carbonyl fluorenyl nickel chloride (II), o, o'-di (dimethylaminomethyl) phenyl halogen Nickel bromide, di-triphenylphosphine nickel dibromide, di (tri-n-butylamino) nickel dibromide, 1,3-diaminophenyl nickel bromide, di (tri-n-butylphosphine) nickel dibromide, tetra Nickel complexes such as (triphenylphosphine) nickel;

トリカルボニルシクロペンタジエニルヨウ化モリブデン(II)、トリカルボニルシクロペンタジエニル臭化モリブデン(II)、トリカルボニルシクロペンタジエニル塩化モリブデン(II)、ジN−アリール−ジ(2−ジメチルアミノメチルフェニル)リチウムモリブデン、ジNアリール−(2−ジメチルアミノメチルフェニル)−メチル−リチウムモリブデン、ジNアリール−(2−ジメチルアミノメチルフェニル)−トリメチルシリルメチル−リチウムモリブデン、ジN−アリール−(2−ジメチルアミノメチルフェニル)−p−トリル−リチウムモリブデン等のモリブデン錯体;トリカルボニルシクロペンタジエニルヨウ化タングステン(II)、トリカルボニルシクロペンタジエニル臭化タングステン(II)、トリカルボニルシクロペンタジエニル塩化タングステン(II)等のタングステン錯体;ジカルボニルシクロペンタジエニルコバルト(I)等のコバルト錯体;トリカルボニルシクロペンタジエニルマンガン(I)、トリカルボニル(メチルシクロペンタジエニル)マンガン(I)等のマンガン錯体;トリカルボニルシクロペンタジエニルレニウム(I)、ジオキソビス(トリフェニルホスフィン)ヨウ化レニウム等のレニウム錯体、トリ(トリフェニルホスフィン)塩化ロジウム等のロジウム錯体;トリフェニルホスフィンジアセチルパラジウム等のパラジウム錯体;ジフェナンスロリン、置換フェナンスロリン、2,2’:6’,2”−ターピリジン、ピリジンイミン、架橋脂肪族ジアミン、アルキルビピリジニルアミン、アルキル置換トリピリジン、ジ(アルキルアミノ)アルキルピリジン、イミノジピリジン、エチレンジアミンジピリジン、トリス(ピリジニルメチル)アミン等を配位子とする銅錯体;アセチル[4−4’−ジ(5−ノニル)−2,2’−ビピリジン]銅、六フッ化ホスフィン−ジ[4−4’−ジ(5−ノニル)−2,2’−ビピリジン]銅、チオシアネート銅、O,S,Se,Teの配位したビピリジン銅等のその他の銅錯体;等が挙げられる。これらの中でも、ジカルボニルシクロペンタジエニルヨウ化鉄(I)、ジカルボニルシクロペンタジエニルヨウ化ルテニウム(II)、カルボニルシクロペンタジエニルヨウ化ニッケル(II)等が好ましい。これらの遷移金属錯体は、一種又は二種以上組み合わせて使用できる。   Tricarbonylcyclopentadienyl molybdenum iodide (II), tricarbonylcyclopentadienyl molybdenum bromide (II), tricarbonylcyclopentadienyl molybdenum chloride (II), di-N-aryl-di (2-dimethylaminomethyl) Phenyl) lithium molybdenum, di-N aryl- (2-dimethylaminomethylphenyl) -methyl-lithium molybdenum, di-N aryl- (2-dimethylaminomethylphenyl) -trimethylsilylmethyl-lithium molybdenum, di-N-aryl- (2- Molybdenum complexes such as dimethylaminomethylphenyl) -p-tolyl-lithium molybdenum; tricarbonylcyclopentadienyl tungsten iodide (II), tricarbonylcyclopentadienyl tungsten bromide (II), tricarbonyl Tungsten complexes such as clopentadienyl tungsten chloride (II); cobalt complexes such as dicarbonylcyclopentadienyl cobalt (I); tricarbonylcyclopentadienyl manganese (I), tricarbonyl (methylcyclopentadienyl) manganese Manganese complexes such as (I); rhenium complexes such as tricarbonylcyclopentadienylrhenium (I), dioxobis (triphenylphosphine) rhenium iodide, rhodium complexes such as tri (triphenylphosphine) rhodium chloride; triphenylphosphine diacetyl Palladium complexes such as palladium; diphenanthroline, substituted phenanthroline, 2,2 ′: 6 ′, 2 ″ -terpyridine, pyridineimine, bridged aliphatic diamine, alkylbipyridinylamine, alkyl-substituted tripyridine, Copper complexes having (alkylamino) alkylpyridine, iminodipyridine, ethylenediaminedipyridine, tris (pyridinylmethyl) amine, etc. as ligands; acetyl [4-4′-di (5-nonyl) -2,2′-bipyridine ], Hexafluorophosphine-di [4-4′-di (5-nonyl) -2,2′-bipyridine] copper, thiocyanate copper, bipyridine copper coordinated with O, S, Se, Te, etc. Among them, dicarbonylcyclopentadienyl iron iodide (I), dicarbonylcyclopentadienyl ruthenium iodide (II), carbonylcyclopentadienyl nickel iodide (II) These transition metal complexes can be used alone or in combination of two or more.

前記有機ハロゲン化合物は、1〜4個又はそれ以上のハロゲン原子を含み、遷移金属錯体と作用してラジカル種を発生させることにより重合を開始させる重合開始剤として用いられる。用いる有機ハロゲン化合物としては、特に制限されず、例えば、下記式(VII)又は(VIII)で表されるハロゲン化合物等が挙げられる。このような有機ハロゲン化合物は一種又は二種以上組み合わせて使用できる。   The organic halogen compound contains 1 to 4 or more halogen atoms, and is used as a polymerization initiator that initiates polymerization by generating radical species by acting with a transition metal complex. The organic halogen compound to be used is not particularly limited, and examples thereof include a halogen compound represented by the following formula (VII) or (VIII). Such organic halogen compounds can be used singly or in combination.

Figure 2005100966
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Figure 2005100966
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式(VII)、(VIII)中、R14、R15は、それぞれ独立して、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基又はヘテロ原子を含む有機基を表す。
16は、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基、又はヘテロ原子を含む有機基を表す。
In formulas (VII) and (VIII), R 14 and R 15 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group or an organic group containing a hetero atom.
R 16 represents an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group, or an organic group containing a hetero atom.

14〜R16で表されるアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基、又はヘテロ原子を含む有機基は置換基を有していてもよい。
は、ハロゲン原子又はハロゲン原子を含む有機基を表し、Zは、Z、R14又はR15と同様の意味を表す。
The alkyl group, cycloalkyl group, aryl group, aralkyl group, or organic group containing a hetero atom represented by R 14 to R 16 may have a substituent.
Z 1 represents a halogen atom or an organic group containing a halogen atom, and Z 2 represents the same meaning as Z 1 , R 14 or R 15 .

ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が例示でき、塩素原子、臭素原子又はヨウ素原子が好ましい。
アルキル基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基等のC1−C12アルキル基等が例示できる。
シクロアルキル基としては、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロオクチル基等のC4−12シクロアルキル基等が挙げられ、C4−C8シクロアルキル基が好ましい。
Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom, and a chlorine atom, a bromine atom or an iodine atom is preferable.
Examples of the alkyl group include C1-C12 alkyl groups such as methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group and t-butyl group.
Examples of the cycloalkyl group include C4-12 cycloalkyl groups such as a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, and a cyclooctyl group, and a C4-C8 cycloalkyl group is preferable.

アリール基としては、フェニル基、4−メチルフェニル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基等のC6−C12アリール基等が挙げられる。
アラルキル基としては、ベンジル基、フェネチル基等のC7−C14アラルキル基等が挙げられる。
ヘテロ原子を含む有機基は、少なくとも1つのヘテロ原子(窒素、酸素又は硫黄等のヘテロ原子)を含む有機基であり、例えば、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、プロポキシカルボニル基、ブトキシカルボニル基等の脂肪族C1−C10アルコキシカルボニル基;フェノキシカルボニル基等のC6−C12アリールオキシカルボニル基、アセトキシ基、プロピオニルオキシ基等の脂肪族C2−C10アシルオキシ基;ベンゾイルオキシ基等のC6−C12アリールカルボニルオキシ基;ホルミル基、アセチル基等の脂肪族C1−C10アシル基;ベンゾイル基等のC6−C12アリール−カルボニル基;メトキシ基、エトキシ基等の脂肪族C1−C10アルコキシ基;フェノキシ基、1−ナフチルオキシ基、2−ナフチルオキシ基等のC6−C12アリールオキシ基;カルボキシル基;ヒドロキシル基;アミノ基、アミド基、イミノ基、シアノ基、ニトロ基等の含窒素官能基;チオエステル基、チオケトン基、チオエーテル基等の含硫黄官能基;等が挙げられる。
また、前記ハロゲン原子以外のR14、R15は、前記炭化水素配位子の置換基と同様の置換基等を有していてもよい。
Examples of the aryl group include C6-C12 aryl groups such as a phenyl group, a 4-methylphenyl group, a 1-naphthyl group, and a 2-naphthyl group.
Examples of the aralkyl group include C7-C14 aralkyl groups such as a benzyl group and a phenethyl group.
The organic group containing a heteroatom is an organic group containing at least one heteroatom (a heteroatom such as nitrogen, oxygen or sulfur), such as a methoxycarbonyl group, an ethoxycarbonyl group, a propoxycarbonyl group, or a butoxycarbonyl group. Aliphatic C1-C10 alkoxycarbonyl group; C6-C12 aryloxycarbonyl group such as phenoxycarbonyl group, aliphatic C2-C10 acyloxy group such as acetoxy group, propionyloxy group; C6-C12 arylcarbonyloxy group such as benzoyloxy group Aliphatic C1-C10 acyl group such as formyl group and acetyl group; C6-C12 aryl-carbonyl group such as benzoyl group; aliphatic C1-C10 alkoxy group such as methoxy group and ethoxy group; phenoxy group, 1-naphthyloxy Group, 2-naphthyloxy C6-C12 aryloxy groups such as groups; carboxyl groups; hydroxyl groups; nitrogen-containing functional groups such as amino groups, amide groups, imino groups, cyano groups, and nitro groups; sulfur-containing functional groups such as thioester groups, thioketone groups, and thioether groups Group; etc. are mentioned.
Further, R 14 and R 15 other than the halogen atom may have the same substituent as the substituent of the hydrocarbon ligand.

これらの中でも、前記式(VII)で表されるハロゲン化炭化水素、ハロゲン化エステル(ハロゲン含有エステル)、ハロゲン化ケトン(ハロゲン含有ケトン)、ハロゲン含有ニトリル、前記式(VIII)で表されるスルホニルハライド(ハロゲン化スルホニル化合物)等が好ましい。   Among these, the halogenated hydrocarbon represented by the formula (VII), the halogenated ester (halogen-containing ester), the halogenated ketone (halogen-containing ketone), the halogen-containing nitrile, and the sulfonyl represented by the formula (VIII). Halides (halogenated sulfonyl compounds) and the like are preferred.

前記ハロゲン化炭化水素としては、塩化メチル、臭化メチル、ヨウ化メチル、塩化エチル、臭化エチル、ヨウ化エチル、塩化n−プロピル、臭化n−プロピル、ヨウ化n−プロピル、塩化イソプロピル、臭化イソプロピル、ヨウ化イソプロピル、塩化t−ブチル、臭化t−ブチル、ヨウ化t−ブチル等のモノハロC1−C12アルカン;ジクロロメタン、ジブロモメタン、ジヨードメタン、1,1−ジクロロエタン、1,1−ジブロモエタン、1,1−ジヨードエタン、1−ブロモ−1−クロロエタン、2,2−ジクロロプロパン、2,2−ジブロモプロパン、2,2−ジヨードプロパン、2−クロロ−2−ヨードプロパン、2−ブロモ−2−ヨードプロパン等のジハロC1−C12アルカン;シクロヘキシルクロライド、シクロオクチルクロライド等のC5−C10シクロアルキルハライド;クロロベンゼン、ジクロロベンゼン等のハロゲン化C6−C14アリール;塩化ベンジル、臭化ベンジル、ヨウ化ベンジル、塩化ベンズヒドリル、臭化ベンズヒドリル、1−フェニルエチルクロリド、1−フェニルエチルブロミド、1−フェニルエチルヨージド、キシリレンジクロリド、キシリレンジブロミド、キシリレンジヨージド、ジクロロフェニルメタン、ジクロロジフェニルメタン等のC7−C14アラルキルハライド;等が挙げられる。   Examples of the halogenated hydrocarbon include methyl chloride, methyl bromide, methyl iodide, ethyl chloride, ethyl bromide, ethyl iodide, n-propyl chloride, n-propyl bromide, n-propyl iodide, isopropyl chloride, Monohalo C1-C12 alkanes such as isopropyl bromide, isopropyl iodide, t-butyl chloride, t-butyl bromide, t-butyl iodide; dichloromethane, dibromomethane, diiodomethane, 1,1-dichloroethane, 1,1-dibromo Ethane, 1,1-diiodoethane, 1-bromo-1-chloroethane, 2,2-dichloropropane, 2,2-dibromopropane, 2,2-diiodopropane, 2-chloro-2-iodopropane, 2-bromo Dihalo C1-C12 alkanes such as 2-iodopropane; cyclohexyl chloride, cyclooctyl C5-C10 cycloalkyl halides such as rides; C6-C14 aryl halides such as chlorobenzene and dichlorobenzene; benzyl chloride, benzyl bromide, benzyl iodide, benzhydryl chloride, benzhydryl bromide, 1-phenylethyl chloride, 1-phenyl And C7-C14 aralkyl halides such as ethyl bromide, 1-phenylethyl iodide, xylylene dichloride, xylylene dibromide, xylylene diiodide, dichlorophenylmethane, dichlorodiphenylmethane, and the like.

ハロゲン含有エステルとしては、ジクロロ酢酸メチル、トリクロロ酢酸メチル、α−ブロモフェニル酢酸メチル、2−ブロモ−2−メチルプロピオン酸エチル、2−ブロモ−プロピオン酸ヒドロキシエチル、2−ブロモ−プロピオン酸グリシジルメチル、2−ブロモ−プロピオン酸プロペニル、クロロ酢酸ビニル、ブロモラクトン、2−ブロモ−プロピオン酸−p−カルボキシルフェノルエチル、2−クロロイソ酪酸メチル、2−クロロイソ酪酸エチル、2−ブロモイソ酪酸メチル、2−ブロモイソ酪酸エチル、2−ヨードイソ酪酸メチル、2−ヨードイソ酪酸エチル等のハロゲン含有C2−C12モノカルボン酸のC1−C10アルキルエステルや置換アルキルエステルやアルケニルエステル;
2−クロロ−2−メチルマロン酸ジメチル、2−クロロ−2−メチルマロン酸ジエチル、2−ブロモ−2−メチルマロン酸ジメチル、2−ブロモ−2−メチルマロン酸ジエチル、2−ヨード−2−メチルマロン酸ジメチル、2−ヨード−2−メチルマロン酸ジエチル、2−ブロモ−2,4,4,トリメチル−グルタル酸ジメチル等のハロゲン含有C1−C14多価カルボン酸のC1−C10アルキルエステル;
ジクロロ酢酸、ジブロモ酢酸、2−クロロイソ酪酸、2−ブロモイソ酪酸等のハロゲン含有C2−C12カルボン酸等が挙げられる。
Examples of halogen-containing esters include methyl dichloroacetate, methyl trichloroacetate, methyl α-bromophenylacetate, ethyl 2-bromo-2-methylpropionate, hydroxyethyl 2-bromo-propionate, glycidylmethyl 2-bromo-propionate, 2-bromo-propionic acid propenyl, vinyl chloroacetate, bromolactone, 2-bromo-propionic acid-p-carboxylphenol ethyl, 2-chloroisobutyric acid methyl, 2-chloroisobutyric acid ethyl, 2-bromoisobutyric acid, 2-bromoiso C1-C10 alkyl esters, substituted alkyl esters and alkenyl esters of halogen-containing C2-C12 monocarboxylic acids such as ethyl butyrate, methyl 2-iodoisobutyrate, ethyl 2-iodoisobutyrate;
Dimethyl 2-chloro-2-methylmalonate, diethyl 2-chloro-2-methylmalonate, dimethyl 2-bromo-2-methylmalonate, diethyl 2-bromo-2-methylmalonate, 2-iodo-2- C1-C10 alkyl esters of halogen-containing C1-C14 polyvalent carboxylic acids such as dimethyl methylmalonate, diethyl 2-iodo-2-methylmalonate, dimethyl 2-bromo-2,4,4, trimethyl-glutarate;
Examples thereof include halogen-containing C2-C12 carboxylic acids such as dichloroacetic acid, dibromoacetic acid, 2-chloroisobutyric acid, and 2-bromoisobutyric acid.

ハロゲン含有ケトンとしては、2−クロロアセトン、1,1−ジクロロアセトン、エチルクロロメチルケトン、1−ブロモエチルエチルケトン等のハロゲン化C1−C10アルキル−C1−C10アルキルケトン;2,2−ジクロロアセトフェノン、2−ブロモイソブチロフェノン等のハロゲン化C1−C10アルキル−C6−C12アリールケトン等が挙げられる。   Examples of halogen-containing ketones include halogenated C1-C10 alkyl-C1-C10 alkyl ketones such as 2-chloroacetone, 1,1-dichloroacetone, ethylchloromethylketone, 1-bromoethylethylketone; 2,2-dichloroacetophenone And halogenated C1-C10 alkyl-C6-C12 aryl ketones such as 2-bromoisobutyrophenone.

ハロゲン含有ニトリルとしては、2−ブロモプロピオニトリルが挙げられ、その系列としてベンジルチオシアネートも使用できる。   Examples of the halogen-containing nitrile include 2-bromopropionitrile, and benzyl thiocyanate can also be used as its series.

本発明においては、前記式(VII)で表されるハロゲン化合物の他に、3〜4個のハロゲン原子を含む有機ハロゲン化合物も開始剤として用いることができる。3個のハロゲン原子を含むものとしては、クロロホルム等のトリハロC1−C12アルカン;トリクロロフェニルメタン等のC7−14アラルキルハライド;アセチルトリ塩化メタン等のハロゲン含有C2−C12モノカルボン酸のC1−C10アルキルエステル;1,1,1,−トリクロロアセトン等のハロゲン化C1−C10アルキル−C1−C10アルキルケトン等が挙げられる。4個のハロゲン原子を含むものとして、四塩化炭素、ブロモトリ塩化メタン等のテトラハロC1−C12アルカン等が挙げられる。
また、トリフルオロトリ塩化エタンのような4個を超えるハロゲン原子を含むものも用いることができる。
In the present invention, in addition to the halogen compound represented by the formula (VII), an organic halogen compound containing 3 to 4 halogen atoms can also be used as an initiator. Those containing three halogen atoms include trihalo C1-C12 alkanes such as chloroform; C7-14 aralkyl halides such as trichlorophenylmethane; C1-C10 alkyls of halogen-containing C2-C12 monocarboxylic acids such as acetyltrichloromethane. Examples of the ester include halogenated C1-C10 alkyl-C1-C10 alkyl ketone such as 1,1,1, -trichloroacetone. Examples of those containing 4 halogen atoms include tetrahalo C1-C12 alkanes such as carbon tetrachloride and bromotrichloromethane.
Also, those containing more than 4 halogen atoms, such as trifluorotrichloride ethane, can be used.

前記式(VIII)で表されるスルホニルハライドとしては、塩化メタンスルホニル、臭化メタンスルホニル、ヨウ化メタンスルホニル、塩化クロロメタンスルホニル、臭化クロロメタンスルホニル、ヨウ化クロロメタンスルホニル、塩化ジクロロメタンスルホニル、臭化ジクロロメタンスルホニル、ヨウ化ジクロロメタンスルホニル、塩化ブロモメタンスルホニル、臭化ブロモメタンスルホニル、ヨウ化ブロモメタンスルホニル、塩化ジブロモメタンスルホニル、臭化ジブロモメタンスルホニル、ヨウ化ジブロモメタンスルホニル、塩化ヨードメタンスルホニル、臭化ヨードメタンスルホニル、ヨウ化ヨードメタンスルホニル、塩化ジヨードメタンスルホニル、臭化ジヨードメタンスルホニル、ヨウ化ジヨードメタンスルホニル、塩化トリクロロメタンスルホニル等の脂肪族スルホニルハライド;塩化ベンゼンスルホニル、臭化ベンゼンスルホニル、ヨウ化ベンゼンスルホニル、塩化p−メチルベンゼンスルホニル、臭化p−メチルベンゼンスルホニル、ヨウ化p−メチルベンゼンスルホニル、塩化p−クロロベンゼンスルホニル、臭化p−クロロベンゼンスルホニル、ヨウ化p−クロロベンゼンスルホニル、塩化p−メトキシベンゼンスルホニル、臭化p−メトキシベンゼンスルホニル、ヨウ化p−メトキシベンゼンスルホニル、塩化p−ニトロベンゼンスルホニル、臭化p−ニトロベンゼンスルホニル、ヨウ化p−ニトロベンゼンスルホニル、塩化p−フッ化ベンゼンスルホニル、塩化p−カルボキシルベンゼンスルホニル、塩化p−アミノジアゾベンゼンスルホニル、塩化−2,5ジクロロベンゼンスルホニル、塩化−2,5ジメトキシベンゼンスルホニル、塩化−2−ヒドロキシ−3,5−ジクロロベンゼンスルホニル、塩化−1−ナフタレンスルホニル、塩化−2−ナフタレンスルホニル、塩化(5−アミノ−2−ナフタレン)スルホニル、塩化1,4−ジスルホニルベンゼン、二臭化1,4−ジスルホニルベンゼン、二ヨウ化1,4−ジスルホニルベンゼン、二塩化2,6−ジスルホニルナフタレン、二臭化2,6−ジスルホニルナフタレン、二ヨウ化2,6−ジスルホニルナフタレン等の芳香族スルホニルハライド等が挙げられる。   Examples of the sulfonyl halide represented by the formula (VIII) include methanesulfonyl chloride, methanesulfonyl bromide, methanesulfonyl iodide, chloromethanesulfonyl chloride, chloromethanesulfonyl bromide, chloromethanesulfonyl iodide, dichloromethanesulfonyl chloride, odor Dichloromethanesulfonyl iodide, dichloromethanesulfonyl iodide, bromomethanesulfonyl chloride, bromomethanesulfonyl bromide, bromomethanesulfonyl iodide, dibromomethanesulfonyl chloride, dibromomethanesulfonyl bromide, dibromomethanesulfonyl iodide, iodomethanesulfonyl chloride, bromide Iodomethanesulfonyl, iodomethanesulfonyl iodide, diiodomethanesulfonyl chloride, diiodomethanesulfonyl bromide, diiodomethanesulfonyl iodide, trichloride Aliphatic sulfonyl halides such as loromethanesulfonyl; benzenesulfonyl chloride, benzenesulfonyl bromide, benzenesulfonyl iodide, p-methylbenzenesulfonyl chloride, p-methylbenzenesulfonyl bromide, p-methylbenzenesulfonyl iodide, p- Chlorobenzenesulfonyl, p-chlorobenzenesulfonyl bromide, p-chlorobenzenesulfonyl iodide, p-methoxybenzenesulfonyl chloride, p-methoxybenzenesulfonyl bromide, p-methoxybenzenesulfonyl iodide, p-nitrobenzenesulfonyl chloride, p- Nitrobenzenesulfonyl, p-nitrobenzenesulfonyl iodide, p-benzenebenzene chloride, p-carboxylbenzenesulfonyl chloride, p-aminodiazobenzenesulfonyl chloride, chloride 2,5-dichlorobenzenesulfonyl, -2,5-dimethoxybenzenesulfonyl chloride, 2-hydroxy-3,5-dichlorobenzenesulfonyl chloride, 1-naphthalenesulfonyl chloride, 2-naphthalenesulfonyl chloride, (5-amino- 2-Naphthalene) sulfonyl, 1,4-disulfonylbenzene chloride, 1,4-disulfonylbenzene dibromide, 1,4-disulfonylbenzene diiodide, 2,6-disulfonylnaphthalene dichloride, dibromide And aromatic sulfonyl halides such as 2,6-disulfonylnaphthalene and 2,6-disulfonylnaphthalene diiodide.

さらに、ヘテロ原子を有する他のハロゲン化合物としては、2,2−ジクロロエタノール、2,2−ジブロモエタノール等の脂肪族、脂環族又は芳香族ハロゲン化C1−C10アルコール;ジクロロアセトニトリル、ジブロモアセトニトリル等のハロゲン化アセトニトリル等のハロゲン化ニトリル;ハロゲン化アルデヒド;ハロゲン化アミド等が挙げられる。   Furthermore, as other halogen compounds having a hetero atom, aliphatic, alicyclic or aromatic halogenated C1-C10 alcohols such as 2,2-dichloroethanol and 2,2-dibromoethanol; dichloroacetonitrile, dibromoacetonitrile and the like Halogenated nitriles such as halogenated acetonitrile, halogenated aldehydes, halogenated amides, and the like.

リビングラジカル重合法においては、さらに、金属錯体に作用することにより、ラジカル重合を促進させる活性化剤として、ルイス酸及び/又はアミン類を使用することができる。前記ルイス酸及びアミン類は、一種単独であるいは二種以上を組み合わせて使用することができる。   In the living radical polymerization method, a Lewis acid and / or an amine can be used as an activator for promoting radical polymerization by acting on a metal complex. The Lewis acids and amines can be used singly or in combination of two or more.

ルイス酸の種類は特に制限されず、種々のルイス酸、例えば、下記式(IX)又は(X)で表される化合物等が使用できる。   The kind of Lewis acid is not particularly limited, and various Lewis acids such as compounds represented by the following formula (IX) or (X) can be used.

Figure 2005100966
Figure 2005100966

Figure 2005100966
Figure 2005100966

式(IX)、(X)中、Mは、周期表3族元素又は周期表13族元素を表し、Mは、周期表4族元素又は周期表14族元素を表す。
前記Mとしては、具体的には、スカンジウム(Sc)、イットリウム(Y)等の周期表3族元素;ホウ素(B)、アルミニウム(Al)、ガリウム(Ga)、インジウム(In)等の周期表13族元素;が挙げられる。これらの中でも、Sc、B、Alが好ましく、Sc、Alがより好ましい。
In the formulas (IX) and (X), M 1 represents a periodic table group 3 element or a periodic table group 13 element, and M 2 represents a periodic table group 4 element or a periodic table group 14 element.
Specific examples of the M 1 include periodic group 3 elements such as scandium (Sc) and yttrium (Y); periods such as boron (B), aluminum (Al), gallium (Ga), and indium (In). Table 13 group elements. Among these, Sc, B, and Al are preferable, and Sc and Al are more preferable.

前記Mとしては、具体的には、チタン(Ti)、ジルコニウム(Zr)、ハフニウム(Hf)等の周期表4族元素;ケイ素(Si)、スズ(Sn)、鉛(Pb)等の周期表14族元素;が挙げられる。これらの中でも、Ti、Zr、Sn等が好ましい。 Specific examples of the M 2 include periodic group 4 elements such as titanium (Ti), zirconium (Zr), and hafnium (Hf); periods such as silicon (Si), tin (Sn), and lead (Pb). Table 14 group elements. Among these, Ti, Zr, Sn, etc. are preferable.

17〜R20は、それぞれ独立して、ハロゲン原子;メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基等のC1−C12アルキル基;シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロオクチル基等のC4−C12シクロアルキル基;フェニル基、4−メチルフェニル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基等のC6−C12アリール基;ベンジル基、フェネチル基等のC7−C14アラルキル基;メトキシ基、エトキシ基、イソプロポキシ基等のC1−C12アルコキシ基;シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基、シクロオクチルオキシ基等のC4−C12シクロアルキルオキシ基;フェノキシ基等のC6−C12アリールオキシ基;ベンジルオキシ基、フェネチルオキシ基等のC7−C14アラルキルオキシ基;等を表す。 R 17 to R 20 each independently represent a halogen atom; a C1-C12 alkyl group such as a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, or a t-butyl group; cyclopentyl C4-C12 cycloalkyl groups such as a group, cyclohexyl group, cyclooctyl group; C6-C12 aryl groups such as phenyl group, 4-methylphenyl group, 1-naphthyl group, 2-naphthyl group; benzyl group, phenethyl group, etc. C7-C14 aralkyl group; C1-C12 alkoxy group such as methoxy group, ethoxy group and isopropoxy group; C4-C12 cycloalkyloxy group such as cyclopentyloxy group, cyclohexyloxy group and cyclooctyloxy group; C6 such as phenoxy group -C12 aryloxy group; benzyloxy group, phenethyloxy group The C7-C14 aralkyloxy group; represents a like.

前記ハロゲン原子以外の置換基R17〜R20は、前記炭化水素配位子の置換基と同様の置換基等を有していてもよい。例えば、アリールオキシ基は、芳香環上に置換基、例えばC1−C5アルキル基等を一つ又はそれ以上有していてもよく、このような置換アリールオキシ基の具体例としては、2−メチルフェノキシ基、3−メチルフェノキシ基、4−メチルフェノキシ基、2−エチルフェノキシ基、3−エチルフェノキシ基、4−エチルフェノキシ基、2,6−ジメチルフェノキシ基、2,6−ジエチルフェノキシ基、2,6−ジイソプロピルフェノキシ基、2,6−ジ−n−ブチルフェノキシ基、2,6−ジ−t−ブチルフェノキシ基等が挙げられる。
これらの中でも、R17〜R20としては、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基等が好ましい。
The substituents R 17 to R 20 other than the halogen atom may have the same substituent as the substituent of the hydrocarbon ligand. For example, the aryloxy group may have one or more substituents such as a C1-C5 alkyl group on the aromatic ring. Specific examples of such a substituted aryloxy group include 2-methyl Phenoxy group, 3-methylphenoxy group, 4-methylphenoxy group, 2-ethylphenoxy group, 3-ethylphenoxy group, 4-ethylphenoxy group, 2,6-dimethylphenoxy group, 2,6-diethylphenoxy group, 2 , 6-diisopropylphenoxy group, 2,6-di-n-butylphenoxy group, 2,6-di-t-butylphenoxy group, and the like.
Among these, as R < 17 > -R < 20 >, a halogen atom, an alkyl group, an alkoxy group, etc. are preferable.

前記式(IX)で表される化合物としては、具体的には、アルミニウムアルコキシド[アルミニウムトリエトキシド、アルミニウムトリイソプロポキシド、アルミニウムトリs−ブトキシド、アルミニウムトリt−ブトキシド、アルミニウムトリフェノキシド等のアルミニウムのC1−C4アルコキシド又はアリールオキシド;メチルアルミニウムビス(2,6−ジ−t−ブチルフェノキシド)、エチルアルミニウムビス(2,6−ジ−t−ブチルフェノキシド)、メチルアルミニウムビス(2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノキシド)等のアルキルアルミニウムアリールオキシド等]、アルミニウムハライド(三塩化アルミニウム、三臭化アルミニウム、三ヨウ化アルミニウム等のアルミニウムトリハライド等)等のアルミニウム系ルイス酸;前記アルミニウム系ルイス酸に対応するスカンジウム系ルイス酸(スカンジウムトリイソプロポキシド等のスカンジウムアルコキシド、三塩化スカンジウム、三臭化スカンジウム、三ヨウ化スカンジウム等のスカンジウムハライド等)等が挙げられる。   Specific examples of the compound represented by the formula (IX) include aluminum alkoxide [aluminum triethoxide, aluminum triisopropoxide, aluminum tris-butoxide, aluminum tri-t-butoxide, aluminum triphenoxide, and the like. C1-C4 alkoxide or aryloxide of methylaluminum bis (2,6-di-t-butylphenoxide), ethylaluminum bis (2,6-di-t-butylphenoxide), methylaluminum bis (2,6-dioxy) Alkyl aluminum aryloxide such as -t-butyl-4-methylphenoxide)], aluminum such as aluminum halide (aluminum trihalide such as aluminum trichloride, aluminum tribromide, aluminum triiodide, etc.) Lewis acids; the aluminum-based Lewis acid, scandium-based Lewis acids that correspond to (scandium alkoxides such as scandium triisopropoxide, Three scandium trichloride, tribromide, scandium three scandium halides such as scandium iodide, etc.) and the like.

前記式(X)の化合物としては、具体的には、チタンアルコキシド(チタンテトラメトキシド、チタンテトラエトキシド、チタンテトラn−プロポキシド、チタンテトライソプロポキシド、チタンテトラn−ブトキシド、チタンテトラt−ブトキシド、チタンテトラフェノキシド、クロロチタントリイソプロポキシド、ジクロロチタンジイソプロポキシド、トリクロロチタンイソプロポキシド等);チタンハライド(四塩化チタン、四臭化チタン、四ヨウ化チタン等)等のチタン系ルイス酸;前記チタン系ルイス酸に対応するジルコニウム系ルイス酸(ジルコニウムテトラエトキシド、ジルコニウムテトラn−プロポキシド、ジルコニウムテトライソプロポキシド、ジルコニウムテトラn−ブトキシド、ジルコニウムテトラt−ブトキシド等のジルコニウムアルコキシド、四塩化ジルコニウム、四臭化ジルコニウム、四ヨウ化ジルコニウム等のジルコニウムハライド等);前記チタン系ルイス酸に対応するスズ系ルイス酸(スズテトライソプロポキシド等のスズアルコキシド、四塩化スズ、四臭化スズ、四ヨウ化スズ等のスズハライド等)等が挙げられる。   Specific examples of the compound of the formula (X) include titanium alkoxide (titanium tetramethoxide, titanium tetraethoxide, titanium tetra n-propoxide, titanium tetraisopropoxide, titanium tetra n-butoxide, titanium tetra-t). -Butoxide, titanium tetraphenoxide, chlorotitanium triisopropoxide, dichlorotitanium diisopropoxide, trichlorotitanium isopropoxide, etc.); titanium such as titanium halide (titanium tetrachloride, titanium tetrabromide, titanium tetraiodide, etc.) Lewis acid corresponding to the titanium Lewis acid (zirconium tetraethoxide, zirconium tetra n-propoxide, zirconium tetraisopropoxide, zirconium tetra n-butoxide, zirconium tetra t-butoxide, etc.) Zirconium alkoxide, zirconium tetrachloride, zirconium tetrabromide, zirconium halides such as zirconium tetraiodide); tin-based Lewis acids corresponding to the titanium-based Lewis acids (tin alkoxides such as tin tetraisopropoxide, tin tetrachloride, And tin halides such as tin tetrabromide and tin tetraiodide).

これらの中でも、好ましいルイス酸として、アルミニウム、スカンジウム、チタン、ジルコニウム及びスズから選択された金属化合物(特に金属アルコキシド)が含まれ、例えば、アルミニウムアルコキシド(アルミニウムトリエトキシド、アルミニウムトリイソプロポキシド、アルミニウムトリs−ブトキシド、アルミニウムトリt−ブトキシド等)、スカンジウムアルコキシド(スカンジウムトリイソプロポキシド等)、チタンアルコキシド(チタンテトラメトキシド、チタンテトラエトキシド、チタンテトライソプロポキシド、チタンテトラn−ブトキシド、チタンテトラt−ブトキシド、チタンテトラフェノキシド等)、ジルコニウムアルコキシド(ジルコニウムテトライソプロポキシド等)、スズアルコキシド(スズテトライソプロポキシド等)等が例示できる。   Among these, preferable Lewis acids include metal compounds (particularly metal alkoxides) selected from aluminum, scandium, titanium, zirconium and tin, such as aluminum alkoxides (aluminum triethoxide, aluminum triisopropoxide, aluminum). Tris-butoxide, aluminum tri-t-butoxide, etc.), scandium alkoxide (scandium triisopropoxide, etc.), titanium alkoxide (titanium tetramethoxide, titanium tetraethoxide, titanium tetraisopropoxide, titanium tetra n-butoxide, titanium) Tetra-toxide, titanium tetraphenoxide, etc.), zirconium alkoxide (zirconium tetraisopropoxide, etc.), tin alkoxide (tin tetraisopoxide, etc.) Pokishido) or the like.

またアミン類としては、2級アミン、3級アミン、含窒素芳香族複素環化合物等、含窒素化合物等が挙げられ、2級アミン、3級アミンが好ましい。   Examples of the amines include secondary amines, tertiary amines, nitrogen-containing aromatic heterocyclic compounds, nitrogen-containing compounds, and the like. Secondary amines and tertiary amines are preferred.

2級アミンとしては、具体的には、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジ−n−プロピルアミン、ジ−イソプロピルアミン、ジ−n−ブチルアミン、ピロリジン、ピペリジン、2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、ピペラジン、モルホリン等が挙げられる。
3級アミンとしては、具体的には、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリ−n−プロピルアミン、トリ−n−ブチルアミン、ジイソプロピルエチルアミン、N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン、1,5−ジアザビシクロ[4,3,0]ノン−5−エン、1,4−ジアザビシクロ[2,2,2]オクタン、1,8−ジアザビシクロ[5,4,0]ウンデ−7−セン等が挙げられる。
Specific examples of the secondary amine include dimethylamine, diethylamine, di-n-propylamine, di-isopropylamine, di-n-butylamine, pyrrolidine, piperidine, 2,2,6,6-tetramethylpiperidine, Examples include piperazine and morpholine.
Specific examples of the tertiary amine include trimethylamine, triethylamine, tri-n-propylamine, tri-n-butylamine, diisopropylethylamine, N, N, N ′, N′-tetramethylethylenediamine, 1,5-diazabicyclo [4,3,0] non-5-ene, 1,4-diazabicyclo [2,2,2] octane, 1,8-diazabicyclo [5,4,0] unde-7-cene and the like.

また、同一分子内に、1級アミン部分、2級アミン部分、及び3級アミン部分から選ばれる少なくとも2つ以上を有する化合物をも使用することができる。
そのような化合物として具体的には、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチルペンタミン、4−(2−アミノエチル)ピペリジン等を例示することができる。
Moreover, the compound which has at least 2 or more chosen from a primary amine part, a secondary amine part, and a tertiary amine part in the same molecule can also be used.
Specific examples of such compounds include diethylenetriamine, triethylenetetramine, tetraethylpentamine, and 4- (2-aminoethyl) piperidine.

遷移金属錯体とルイス酸又はアミン類との割合は、前者/後者=0.05/1〜10/1(モル比)、好ましくは0.1/1〜5/1(モル比)程度である。   The ratio of the transition metal complex to the Lewis acid or amine is the former / the latter = 0.05 / 1 to 10/1 (molar ratio), preferably about 0.1 / 1 to 5/1 (molar ratio). .

リビングラジカル重合は、安定ラジカルを用いて行うこともできる。
安定ラジカルとしては、安定フリーラジカル化合物とラジカル重合開始剤との混合物、又は、各種アルコキシアミン類が挙げられる。
Living radical polymerization can also be performed using stable radicals.
Examples of the stable radical include a mixture of a stable free radical compound and a radical polymerization initiator, or various alkoxyamines.

安定フリーラジカル化合物とは、室温又は重合条件下で単独で安定な遊離基として存在し、また重合反応中には生長末端ラジカルと反応して再解離可能な結合を生成することができるものである。   Stable free radical compounds are those that exist as stable free radicals alone at room temperature or under polymerization conditions, and that can react with a growing terminal radical to form a re-dissociable bond during the polymerization reaction. .

安定フリーラジカル化合物としては、例えば、2,2,6,6−テトラメチル−1−ピペリジニルオキシ(TEMPO)、4−アミノ−2,2,6,6−テトラメチル−1−ピペリジニルオキシ、4−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチル−1−ピペルジニルオキシ、4−オキソ−2,2,6,6−テトラメチル−1−ピペリジニルオキシ、4,4’−ジメチル−1,3−オキサゾリン−3−イルオキシ、2,2,5,5−テトラメチル−1−ピロジニルオキシ、ジ−t−ブチルニトロキシド、2,2−ジ(4−t−オクチルフェニル)−1−ピクリルヒドラジル等のニトロキシドラジカルやヒドラジニルラジカルを1〜複数個生成する化合物等が挙げられる。   Examples of stable free radical compounds include 2,2,6,6-tetramethyl-1-piperidinyloxy (TEMPO) and 4-amino-2,2,6,6-tetramethyl-1-piperidinyl. Oxy, 4-hydroxy-2,2,6,6-tetramethyl-1-piperdinyloxy, 4-oxo-2,2,6,6-tetramethyl-1-piperidinyloxy, 4,4 ′ -Dimethyl-1,3-oxazolin-3-yloxy, 2,2,5,5-tetramethyl-1-pyrosinyloxy, di-t-butyl nitroxide, 2,2-di (4-t-octylphenyl) -1 -The compound etc. which produce | generate one or more nitroxide radicals, such as picryl hydrazyl, and a hydrazinyl radical are mentioned.

用いるラジカル重合開始剤としては、分解してフリーラジカルを生成する化合物であれば、特に制限されない。例えば、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス−(2,4−ジメチルバレロニトリル)等のアゾ化合物類、過酸化ベンゾイル等のジアシルパーオキサイド類、メチルエチルケトンパーオキサイド等のケトンパーオキサイド類、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン等のパーオキシケタール類等、キュメンハイドロパーオキサイド等のハイドロパーオキサイド類、ジクミルパーオキサイド等のジアルキルパーオキサイド類、t−ブチルパーオキシピバレート、t−ブチルパーオキシベンゾエート等のパーオキシエステル類の有機過酸化物が例示できる。また、ジメチルアニリンやナフテン酸コバルト等有機過酸化物と組み合わせて用いられる公知の重合促進剤を併用しても良い。
これらのラジカル重合開始剤は、前述の安定フリーラジカル化合物1モルに対して通常0.05〜5モル、好ましくは0.2〜2モルの範囲で用いられる。
The radical polymerization initiator used is not particularly limited as long as it is a compound that decomposes to generate free radicals. For example, azo compounds such as 2,2′-azobisisobutyronitrile, 2,2′-azobis- (2,4-dimethylvaleronitrile), diacyl peroxides such as benzoyl peroxide, methyl ethyl ketone peroxide, etc. Ketone peroxides, peroxyketals such as 1,1-bis (t-butylperoxy) -3,3,5-trimethylcyclohexane, hydroperoxides such as cumene hydroperoxide, dicumyl peroxide And organic peroxides of peroxyesters such as dialkyl peroxides such as t-butyl peroxypivalate and t-butyl peroxybenzoate. Moreover, you may use together the well-known polymerization accelerator used in combination with organic peroxides, such as a dimethylaniline and cobalt naphthenate.
These radical polymerization initiators are generally used in an amount of 0.05 to 5 mol, preferably 0.2 to 2 mol, per 1 mol of the above-mentioned stable free radical compound.

アルコキシアミン類としては、ラジカル重合ハンドブック、107頁(1999年)エヌティエス社、J.Am.Chem.Soc.,121,3904(1999)等の文献に記載されている化合物が挙げられ、特に、下記に示す化合物を好ましく例示することができる。 Examples of alkoxyamines include radical polymerization handbook, page 107 (1999) NTS, J. MoI. Am. Chem. Soc. , 121 , 3904 (1999), and the like, and the following compounds are particularly preferred.

Figure 2005100966
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リビングラジカル重合法による共重合体の製造方法として、具体的には、
(1)第一の単量体の転化率が100%に達した後、第二の単量体を添加して重合を完結させ、これを繰り返すことによりブロック共重合体を得る単量体を逐次的に添加する方法、
(2)第一の単量体の転化率が100%に達しなくとも目標の重合度又は分子量に達した段階で第二の単量体を加えて重合を継続し、ブロック鎖間にランダム部分が存在するグラジエント共重合体を得る方法、
(3)第一の単量体の転化率が100%に達しなくとも目標の重合度又は分子量に達した段階で一旦反応を停止、系外に重合体を取りだし、得られた重合体をマクロ開始剤として他の単量体を加えて共重合を断続的に進め、ブロック共重合体を得る方法、
等を例示することができる。
As a method for producing a copolymer by the living radical polymerization method, specifically,
(1) After the conversion rate of the first monomer reaches 100%, the second monomer is added to complete the polymerization, and the monomer for obtaining the block copolymer by repeating this is obtained. A sequential addition method,
(2) Even if the conversion rate of the first monomer does not reach 100%, the polymerization is continued by adding the second monomer at the stage where the target degree of polymerization or molecular weight has been reached, and random parts between the block chains. To obtain a gradient copolymer in which
(3) Even if the conversion rate of the first monomer does not reach 100%, the reaction is stopped once the target degree of polymerization or molecular weight has been reached, the polymer is taken out of the system, and the resulting polymer is A method of obtaining a block copolymer by intermittently advancing copolymerization by adding other monomers as an initiator,
Etc. can be illustrated.

重合の方法は、特に制限されず、従来公知の方法が採用できる。例えば、塊状重合法、溶液重合法、懸濁重合法、乳化重合法等が採用できるが、溶液重合法が特に好ましい。   The polymerization method is not particularly limited, and a conventionally known method can be employed. For example, a bulk polymerization method, a solution polymerization method, a suspension polymerization method, an emulsion polymerization method and the like can be adopted, and a solution polymerization method is particularly preferable.

溶液重合法を採用する場合、用いる溶媒としては特に制限されず、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類;シクロヘキサン等の脂環族炭化水素類;ヘキサン、オクタン等の脂肪族炭化水素類;アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類;テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類;酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類;N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド等のアミド類;ジメチルスルホキシド等のスルホキシド類;メタノール、エタノール等のアルコール類;エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート等の多価アルコール誘導体類;等が使用できる。これらの溶媒は一種単独で、あるいは二種以上混合して使用できる。   When employing the solution polymerization method, the solvent to be used is not particularly limited. For example, aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and xylene; alicyclic hydrocarbons such as cyclohexane; aliphatic carbonization such as hexane and octane. Hydrogens; Ketones such as acetone, methyl ethyl ketone and cyclohexanone; Ethers such as tetrahydrofuran and dioxane; Esters such as ethyl acetate and butyl acetate; Amides such as N, N-dimethylformamide and N, N-dimethylacetamide; Sulfoxides such as sulfoxide; alcohols such as methanol and ethanol; polyhydric alcohol derivatives such as ethylene glycol monomethyl ether and ethylene glycol monomethyl ether acetate; These solvents can be used alone or in combination of two or more.

重合は、通常、減圧下、又は窒素ガス、アルゴンガス等の不活性ガスの雰囲気下、重合温度0〜200℃、好ましくは40〜150℃で行なうことができる。   The polymerization is usually carried out under reduced pressure or in an atmosphere of an inert gas such as nitrogen gas or argon gas, at a polymerization temperature of 0 to 200 ° C., preferably 40 to 150 ° C.

リビングアニオン重合法においては、アルカリ金属又は有機アルカリ金属を重合開始剤として、通常、減圧下、又は窒素ガス、アルゴンガス等の不活性ガスの雰囲気下、有機溶媒中において、重合温度−100〜+50℃、好ましくは−100〜−20℃において行うことができる。   In the living anion polymerization method, a polymerization temperature of −100 to +50 is usually used in an organic solvent under reduced pressure or in an atmosphere of an inert gas such as nitrogen gas or argon gas using an alkali metal or an organic alkali metal as a polymerization initiator. It can be carried out at ° C, preferably -100 to -20 ° C.

用いるアルカリ金属としては、リチウム、カリウム、ナトリウム、セシウム等を例示することができる。
用いる有機アルカリ金属としては、上記アルカリ金属のアルキル化物、アリル化物、アリール化物等を使用することができる。具体的には、n−ブチルリチウム、sec−ブチルリチウム、t−ブチルリチウム、エチルナトリウム、リチウムビフェニル、リチウムナフタレン、リチウムトリフェニル、ナトリウムナフタレン、α−メチルスチレンジアニオン、1,1−ジフェニルヘキシルリチウム、1,1−ジフェニル−3−メチルペンチルリチウム等が挙げられる。
Examples of the alkali metal used include lithium, potassium, sodium, cesium and the like.
As the organic alkali metal to be used, alkylated products, allylated products, arylated products and the like of the above alkali metals can be used. Specifically, n-butyl lithium, sec-butyl lithium, t-butyl lithium, ethyl sodium, lithium biphenyl, lithium naphthalene, lithium triphenyl, sodium naphthalene, α-methylstyrene dianion, 1,1-diphenylhexyl lithium, 1,1-diphenyl-3-methylpentyl lithium and the like can be mentioned.

リビングアニオン重合法において用いる有機溶媒としては、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類;ヘキサン、オクタン等の肪族炭化水素類;シクロヘキサン、シクロペンタン等の環族炭化水素類;アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のトン類;テトラヒドロフラン、ジオキサン、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、アニソール等のエーテル類;ヘキサメチルホスホルアミド等のアミド類;等のアニオン重合において通常使用される有機溶媒が挙げられる。   Organic solvents used in the living anion polymerization method include aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and xylene; aliphatic hydrocarbons such as hexane and octane; cyclic hydrocarbons such as cyclohexane and cyclopentane; acetone and methyl ethyl ketone And organic solvents usually used in anionic polymerization such as tones such as cyclohexanone; ethers such as tetrahydrofuran, dioxane, ethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether and anisole; amides such as hexamethylphosphoramide;

また、共重合反応を制御することを目的として、公知の添加剤、例えば塩化リチウム等の鉱酸のアルカリ金属塩及び/又はアルカリ土類金属塩を反応系に添加してもよい。   For the purpose of controlling the copolymerization reaction, known additives such as alkali metal salts and / or alkaline earth metal salts of mineral acids such as lithium chloride may be added to the reaction system.

なお、リビングアニオン重合法又はリビングラジカル法を採用する場合において、分子内に水酸基、カルボキシル基等の活性水素を有する化合物を用いる場合には、必要に応じてシリル化、アセタール化、ベンジルオキシカルボニル化(BOC化)等の公知の保護化反応により活性水素を保護してから重合反応に供し、重合後、酸、アルカリ等により脱保護化反応を行うことにより、より収率よく目的物を製造することができる場合がある。   In addition, when employing a living anion polymerization method or a living radical method and using a compound having an active hydrogen such as a hydroxyl group or a carboxyl group in the molecule, silylation, acetalization, benzyloxycarbonylation may be performed as necessary. The active hydrogen is protected by a known protection reaction such as (BOC conversion), and then subjected to a polymerization reaction. After the polymerization, a deprotection reaction is performed with an acid, an alkali, or the like to produce the target product with higher yield. There are cases where it is possible.

共重合反応の追跡及び反応終了の確認は、ガスクロマトグラフィー、液体クロマトグラフィー、ゲル浸透クロマトグラフィー、膜浸透圧法、NMR等の公知の分析手段を用いることにより容易に行うことができる。
共重合反応終了後は、カラム精製や沈殿法等の通常の分離精製方法を適用することにより、目的とする共重合体を得ることができる。
Tracking of the copolymerization reaction and confirmation of the completion of the reaction can be easily performed by using known analysis means such as gas chromatography, liquid chromatography, gel permeation chromatography, membrane osmotic pressure method, and NMR.
After completion of the copolymerization reaction, the desired copolymer can be obtained by applying a normal separation and purification method such as column purification or precipitation.

(3)高分子固体電解質
本発明の高分子固体電解質電池の高分子固体電解質は、上述した共重合体と電解質塩とを含有してなることを特徴とする。
前記共重合体は、一種単独で、あるいは構成単位が異なる二種以上のものを混合して用いることができる。
前記共重合体中、ブロック鎖Aは、式(I)で表される繰返し単位を有することより、イオン伝導性を有するポリマーセグメント(P1)であるといえ、ブロック鎖Bは、式(II)で表される繰返し単位を含むことより、イオン伝導性を有さないポリマーセグメント(P2)であるといえ、好ましい態様である式(III)で表される繰返し単位を含むブロック鎖Cも、イオン伝導性を有さないポリマーセグメント(P2)であるといえ、ブロック鎖を各ポリマーセグメントで表した場合には、該共重合体は、P2、P1、P2の順で配列しているポリマーであるといえる。
(3) Polymer solid electrolyte The polymer solid electrolyte of the polymer solid electrolyte battery of the present invention is characterized by containing the above-mentioned copolymer and an electrolyte salt.
The said copolymer can be used individually by 1 type or in mixture of 2 or more types from which a structural unit differs.
In the copolymer, the block chain A has a repeating unit represented by the formula (I), and thus can be said to be a polymer segment (P1) having ion conductivity, and the block chain B is represented by the formula (II). It is said that it is a polymer segment (P2) having no ionic conductivity because it contains a repeating unit represented by formula (III), and a block chain C containing a repeating unit represented by formula (III) which is a preferred embodiment is also an ion. It can be said that the polymer segment (P2) has no conductivity, and when the block chain is represented by each polymer segment, the copolymer is a polymer arranged in the order of P2, P1, and P2. It can be said.

前記高分子固体電解質は、前記共重合体に加えて電解質塩を含有してなる。
用いる電解質塩としては、特に限定されず、電荷でキャリアーとしたいイオンを含んだ電解質であればよいが、硬化して得られる高分子固体電解質中での解離定数が大きいことが望ましい。
The polymer solid electrolyte contains an electrolyte salt in addition to the copolymer.
The electrolyte salt to be used is not particularly limited as long as it is an electrolyte containing an ion desired to be a carrier by electric charge, but it is desirable that the dissociation constant in the polymer solid electrolyte obtained by curing is large.

このような電解質塩としては、アルカリ金属塩、(CHNBF等の4級アンモニウム塩;(CHPBF等の4級ホスホニウム塩;AgClO等の遷移金属塩;塩酸、過塩素酸、ホウフッ化水素酸等のプロトン酸;等が挙げられる。これらの電解質塩は一種単独で、あるいは二種以上組み合わせて用いることができる。 Examples of the electrolyte salt include alkali metal salts, quaternary ammonium salts such as (CH 3 ) 4 NBF 6 ; quaternary phosphonium salts such as (CH 3 ) 4 PBF 6 ; transition metal salts such as AgClO 4 ; hydrochloric acid, And protonic acids such as perchloric acid and borohydrofluoric acid. These electrolyte salts can be used alone or in combination of two or more.

これらの中でも、本発明においては、アルカリ金属塩、4級アンモニウム塩、4級ホスホニウム塩又は遷移金属塩が好ましく、アルカリ金属塩がより好ましい。   Among these, in the present invention, an alkali metal salt, a quaternary ammonium salt, a quaternary phosphonium salt, or a transition metal salt is preferable, and an alkali metal salt is more preferable.

アルカリ金属塩の具体例としては、LiCFSO、LiN(CFSO、LiC(CFSO、LiC(CH)(CFSO、LiCH(CFSO、LiCH(CFSO)、LiCSO、LiN(CSO、LiN(CFSO)、LiB(CFSO、LiPF、、LiSbF、LiClO、LiI、LiBF、LiSCN、LiAsF、NaCFSO、NaPF、NaClO 、NaI、NaBF、NaAsF、KCFSO、KPF、KI、LiCFCO、NaClO、NaSCN、KBF、KPF、Mg(ClO、Mg(BF等が挙げられ、リチウム塩が特に好ましい。 Specific examples of the alkali metal salt include LiCF 3 SO 3 , LiN (CF 3 SO 2 ) 2 , LiC (CF 3 SO 2 ) 3 , LiC (CH 3 ) (CF 3 SO 2 ) 2 , LiCH (CF 3 SO 2 ). 2) 2, LiCH 2 (CF 3 SO 2), LiC 2 F 5 SO 3, LiN (C 2 F 5 SO 2) 2, LiN (CF 3 SO 2), LiB (CF 3 SO 2) 2, LiPF 6 ,, LiSbF 6, LiClO 4, LiI , LiBF 4, LiSCN, LiAsF 6, NaCF 3 SO 3, NaPF 6, NaClO 4, NaI, NaBF 4, NaAsF 6, KCF 3 SO 3, KPF 6, KI, LiCF 3 CO 3, NaClO 3, NaSCN, KBF 4, KPF 6, Mg (ClO 4) 2, Mg (BF 4) 2 Hitoshigakyo Is, lithium salts are particularly preferred.

電解質塩の添加量は、共重合体中のアルキレンオキサイドユニットに対して、通常0.005〜80モル%の範囲、好ましくは0.01〜50モル%の範囲である。   The addition amount of the electrolyte salt is usually in the range of 0.005 to 80 mol%, preferably in the range of 0.01 to 50 mol% with respect to the alkylene oxide unit in the copolymer.

前記高分子電解質は、上述した共重合体に電解質塩を添加混合(複合)させることにより製造することができる。添加混合(複合)させる方法には特に制限なく、例えば、共重合体と電解質塩とをテトラヒドロフラン、メチルエチルケトン、アセトニトリル、エタノール、ジメチルホルムアミド等の適当な溶媒に溶解させる方法、共重合体と電解質塩とを常温又は加熱下に機械的に混合する方法等が挙げられ、高分子固体電解質を、シート状、膜状、フイルム状等の形状に成形する方法が好ましい。この方法を採用する場合には、加工面の自由度が広がり、応用上の大きな利点となる。   The polymer electrolyte can be produced by adding and mixing (compositing) an electrolyte salt with the above-described copolymer. There is no particular limitation on the method of adding and mixing (combining), for example, a method in which the copolymer and the electrolyte salt are dissolved in a suitable solvent such as tetrahydrofuran, methyl ethyl ketone, acetonitrile, ethanol, dimethylformamide, the copolymer and the electrolyte salt, and the like. And the like, and a method of molding the polymer solid electrolyte into a sheet shape, a film shape, a film shape or the like is preferable. When this method is adopted, the degree of freedom of the processed surface is widened, which is a great advantage in application.

シート状等の高分子固体電解質を製造する手段としては、例えば、ロールコーター法、カーテンコーター法、スピンコート法、ディップ法、キャスト法等の各種コーティング手段により支持体上に前記高分子固体電解質を成膜させ、その後支持体を除去する方法が挙げられる。   As a means for producing a solid polymer electrolyte such as a sheet, the polymer solid electrolyte is applied on a support by various coating means such as a roll coater method, a curtain coater method, a spin coat method, a dip method, and a cast method. There is a method of forming a film and then removing the support.

支持体上に前記高分子固体電解質を成膜させる方法としては、ポリマー及び電解質塩を含む溶液を支持体上にキャスト又は塗布して成形する方法を例示することができる。   Examples of the method for forming a film of the polymer solid electrolyte on the support include a method in which a solution containing a polymer and an electrolyte salt is cast or coated on the support and then molded.

溶液に用いる溶媒としては、極性溶媒が好ましい。極性溶媒としては、極性を有するものであれば特に限定されないが、具体的には、アセトニトリル、テトラヒドロフラン、アセトン、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキサイド、クロロホルム、N−メチルピロリドン、メタノール等を例示することができる。   The solvent used for the solution is preferably a polar solvent. The polar solvent is not particularly limited as long as it has polarity. Specifically, acetonitrile, tetrahydrofuran, acetone, dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, chloroform, N-methylpyrrolidone, methanol and the like may be exemplified. it can.

用いる溶液の固形分濃度は、特に限定はされないが、0.5〜30重量%の範囲が好ましい。0.5重量%未満では、濃度が希薄すぎて少ない工程で成形体を得ることができず、30重量%より多い場合には、膜厚を制御することができなくなるおそれがある。   The solid content concentration of the solution to be used is not particularly limited, but is preferably in the range of 0.5 to 30% by weight. If it is less than 0.5% by weight, the concentration is too dilute to obtain a molded product in a small number of steps, and if it is more than 30% by weight, the film thickness may not be controlled.

また、キャスト又は塗布後においては、常圧又は減圧留去、加熱乾燥等の方法で溶媒を除去する必要があるが、少なくとも溶媒が含んだ状態で加熱処理するのが好ましい。 ここで溶媒を含んだ状態とは、溶媒が完全に除去される前の状態であり、キャスト、又は塗布した溶液中にしめる固形分に対して、10〜50重量%、好ましくは15〜30重量%の範囲で溶媒が残存している状態である。溶媒が残存した状態で加熱処理することにより、均一にミクロ相分離構造を形成することができる。加熱する温度は特に制限されないが、ガラス転移点温度付近又はそれ以上が好ましい。   In addition, after casting or coating, it is necessary to remove the solvent by a method such as normal pressure or vacuum distillation, heat drying, or the like, but it is preferable to perform heat treatment in a state containing at least the solvent. Here, the state including the solvent is a state before the solvent is completely removed, and is 10 to 50% by weight, preferably 15 to 30% by weight, based on the solid content in the cast or applied solution. In this range, the solvent remains. By performing the heat treatment with the solvent remaining, a microphase separation structure can be formed uniformly. The heating temperature is not particularly limited, but is preferably near or above the glass transition temperature.

以上のようにして得られる高分子固体電解質は、イオン伝導性膜として機能し、該膜は、上記ポリマーセグメントイオン伝導性を有するポリマーセグメント(P1)とイオン伝導性を有さないポリマーセグメント(P2)を含むポリマーを含む膜であって、膜中で、ミクロ相分離構造を形成し、P1からなるミクロドメインとP2からなるミクロドメインが存在することを特徴とする。   The polymer solid electrolyte obtained as described above functions as an ion conductive membrane, and the membrane includes the polymer segment (P1) having the polymer segment ion conductivity and the polymer segment (P2) having no ion conductivity. ), A polymer containing a polymer, wherein a microphase separation structure is formed in the film, and a microdomain composed of P1 and a microdomain composed of P2 exist.

また、イオン伝導性膜中におけるミクロ相分離構造は、ネットワーク型ミクロ相分離構造であることが好ましい。膜中にこの様な構造を有することで、イオン導電性及び、物理的特性、熱的特性、特に膜強度を改善することができる。   The microphase separation structure in the ion conductive membrane is preferably a network type microphase separation structure. By having such a structure in the film, ionic conductivity, physical characteristics, and thermal characteristics, particularly film strength can be improved.

(4)高分子固体電解質電池
本発明の高分子固体電解質電池は、上記高分子固体電解質を備えることを特徴とする。高分子固体電解質電池は、例えば、高分子固体電解質を予めフィルム等の成形体として使用し電極間に組み込む方法、又は電極上に先に述べた共重合体等のポリマーと電解質塩を含む組成物を、ロールコーター法、カーテンコーター法、スピンコート法、ディップ法、キャスト法等の各種コーティング手段により支持体上に前記高分子固体電解質を成膜し、さらに、もう一方の電極を配置する方法等で、製造することができる。
(4) Polymer solid electrolyte battery The polymer solid electrolyte battery of the present invention comprises the polymer solid electrolyte. The polymer solid electrolyte battery is, for example, a method in which a polymer solid electrolyte is used as a molded body such as a film in advance and incorporated between electrodes, or a composition containing a polymer such as a copolymer described above on the electrode and an electrolyte salt. The polymer solid electrolyte is formed on the support by various coating means such as a roll coater method, curtain coater method, spin coat method, dip method, cast method, and the other electrode is disposed. And can be manufactured.

本発明の高分子固体電解質電池は、実用レベルの優れた熱的特性、物理的特性及びイオン伝導度を有する。   The polymer solid electrolyte battery of the present invention has excellent thermal characteristics, physical characteristics and ionic conductivity at a practical level.

2)電極及びその製造方法
(1)電極
本発明の電極は、電極活物質、電解質塩、及び先に述べた共重合体を含有することを特徴とする。また、電極が正極の場合に、さらに導電材を含む場合が好ましい。
2) Electrode and production method thereof (1) Electrode The electrode of the present invention is characterized by containing an electrode active material, an electrolyte salt, and the copolymer described above. Further, when the electrode is a positive electrode, it is preferable that the electrode further contains a conductive material.

本発明に用いる電極活物質は特に制限されず、従来公知の電極活物質を使用することができる。具体的には、金属リチウム、金属銀、金属亜鉛等の単体金属;Li−Al等の合金;黒鉛、カーボンブラック、フッ化グラファイト、ポリアセチレン、焼成、熱分解、CVD等によって得られる各種炭素系材料;MnO、CoO、V、V、TiO、WO、Cr、Cr、CuO、Cu、Bi、BiPB、Mo、LiCoO等の金属酸化物;TiS、TiS、MoS、CuCo、VSe、NbSeCrS、NbSe等のカルコゲン化物;AgCrO、AgMoO、AgIO、Ag等の酸素酸銀、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリ−p−フェニレン等のπ−共役系高分子;等を例示することができる。 The electrode active material used in the present invention is not particularly limited, and a conventionally known electrode active material can be used. Specifically, simple metals such as metallic lithium, metallic silver and metallic zinc; alloys such as Li-Al; various carbon-based materials obtained by graphite, carbon black, fluorinated graphite, polyacetylene, firing, thermal decomposition, CVD, etc. ; MnO 2, CoO 2, V 2 O 5, V 2 O 6, TiO 2, WO 2, Cr 2 O 5, Cr 3 O 8, CuO, Cu 2 V 2 O 7, Bi 2 O 3, Bi 2 PB Metal oxides such as 2 O 5 , Mo 8 O 2 and LiCoO 2 ; chalcogenides such as TiS 2 , TiS 3 , MoS 2 , CuCo 2 S 4 , VSe 2 , NbSe 2 CrS 2 and NbSe 3 ; Ag 2 CrO 4 , Such as silver oxyacids such as Ag 2 MoO 4 , AgIO 3 , Ag 2 P 2 O 7 , polyaniline, polypyrrole, polythiophene, poly-p-phenylene, etc. Examples thereof include conjugated polymers.

用いる電解質塩は、高分子固体電解質に用いられる電解質塩と同様のものを例示することができ、特に、LiClO、LiCFSO、LiBF、LiPF、LiAsF、LiAlCl、LiBr、LiSCN、LiI、LiC(CFSO、LiN(CFSO、NaClO、NaI、NaBF、NaSCN、KPF、KSCN等の各種ハロゲン化アルカリや、有機酸陰イオンをもつアルカリ金属塩が好ましく、リチウム塩がさらに好ましい。 The electrolyte salt to be used can be exemplified by the same electrolyte salt used for the polymer solid electrolyte, and in particular, LiClO 4 , LiCF 3 SO 3 , LiBF 4 , LiPF 4 , LiAsF 6 , LiAlCl 4 , LiBr, LiSCN , LiI, LiC (CF 3 SO 2 ) 3 , LiN (CF 3 SO 2 ) 2 , NaClO 4 , NaI, NaBF 4 , NaSCN, KPF 6 , KSCN, and other alkali halides and organic acid anions Metal salts are preferred, and lithium salts are more preferred.

用いる導電材としては、特に限定されないが、具体的には、ケッチェンブラック、カーボンブラック、アセチレンブラック、グラファイト、コークス粉末末、黒鉛等を例示することができ、中でも、ケッチェンブラック、アセチレンブラック等を好ましく例示することができる。   Although it does not specifically limit as a conductive material to be used, Specifically, ketjen black, carbon black, acetylene black, graphite, coke powder powder, graphite and the like can be exemplified, and among them, ketjen black, acetylene black, etc. Can be preferably exemplified.

本発明の電極に含まれる先に述べた共重合体等のポリマーと電解質塩の量は、特に制限されるわけではないが、電極組成物全体(支持体を除く)の0.5〜15重量%の範囲が好ましい。0.5重量未満では、電解質との接触抵抗が大きく、15重量%以上では、導電性が低下するおそれがある。
本発明の電極は、充放電サイクルに優れ、本発明の高分子固体電解質電池に好適に用いられる。
The amount of the polymer such as the copolymer and the electrolyte salt included in the electrode of the present invention is not particularly limited, but is 0.5 to 15 weight of the entire electrode composition (excluding the support). % Range is preferred. If it is less than 0.5 weight, the contact resistance with the electrolyte is large, and if it is 15 weight% or more, the conductivity may be lowered.
The electrode of the present invention has an excellent charge / discharge cycle, and is suitably used for the polymer solid electrolyte battery of the present invention.

(2)電極の製造方法
本発明の電極の製造方法は、支持体上に作成された電極活物質を含む層上に、ポリマーと電解質塩を含む溶液をキャスト又は塗布することを特徴とする。
用いるポリマーは、電解質塩と複合して導電性を示すポリマーが好ましく、さらに、電解質として用いられるポリマーであるのが好ましい。電解質として用いられるポリマーと、電極として用いられるポリマーは、同一素子内において、同一でも相異なっていてもよいが、同一であるのが好ましい。
(2) Electrode manufacturing method The electrode manufacturing method of the present invention is characterized in that a solution containing a polymer and an electrolyte salt is cast or coated on a layer containing an electrode active material prepared on a support.
The polymer to be used is preferably a polymer that exhibits conductivity when combined with an electrolyte salt, and more preferably a polymer that is used as an electrolyte. The polymer used as the electrolyte and the polymer used as the electrode may be the same or different in the same element, but are preferably the same.

用いる電解質塩は、電解質として用いられる塩であるのが好ましく、電解質として用いられる塩と、電極に用いる電解質塩は、同一素子内において、同一でも相異なっていてもよいが、同一であるのが好ましい。具体的には、先に述べた電解質塩と同様のものを例示することができる。   The electrolyte salt used is preferably a salt used as an electrolyte, and the salt used as an electrolyte and the electrolyte salt used for an electrode may be the same or different in the same element, but are the same. preferable. Specifically, the same electrolyte salt as described above can be exemplified.

ポリマーと電解質塩を含む溶液の固形分濃度は、特に限定されないが、具体的には、0.5〜10重量%の範囲を好ましく例示することができる。   The solid content concentration of the solution containing the polymer and the electrolyte salt is not particularly limited, but specifically, a range of 0.5 to 10% by weight can be preferably exemplified.

電極活物質を含む層は、電極活物質以外に、バインダー及び電解質に用いるポリマーから選ばれる少なくとも一種を含有するのが好ましい。バインダーとしては、電極活物質を支持体上に固定し、導電性に影響を及ぼさない化合物であれば特に制限されないが、具体的には、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素樹脂、スチレンブタジエンゴム等のゴム類等を例示することができる。なかでも、フッ素樹脂(特にPVDF)が好ましい。   In addition to the electrode active material, the layer containing the electrode active material preferably contains at least one selected from polymers used for binders and electrolytes. The binder is not particularly limited as long as it is a compound that fixes an electrode active material on a support and does not affect conductivity. Specifically, fluorine such as polyvinylidene fluoride (PVDF), polytetrafluoroethylene, etc. Examples thereof include resins and rubbers such as styrene butadiene rubber. Among these, a fluororesin (particularly PVDF) is preferable.

電解質として用いるポリマーは、電解質塩と複合して導電性を示すポリマーであれば特に制限されず、電池の電解質として用いられるポリマーと、電極として用いられるポリマーは、同一素子内において、同一でも相異なっていてもよいが、同一であるのが好ましい。   The polymer used as the electrolyte is not particularly limited as long as it is a polymer that is conductive with an electrolyte salt. The polymer used as the battery electrolyte and the polymer used as the electrode may be the same or different in the same element. However, it is preferable that they are the same.

電極活物質を含む層は、例えば、支持体上に、電極活物質、並びにバインダー及び電解質に用いられるポリマーから選ばれる少なくとも一種を含む溶液を塗布し、乾燥させて製造することができる。塗布する方法は特に制限されず、ロールコーター法、カーテンコーター法、スピンコート法、ディップ法、キャスト法等の方法を用いることができる。   The layer containing the electrode active material can be produced, for example, by applying a solution containing at least one kind selected from a polymer used for the electrode active material and the binder and the electrolyte on the support and drying. The coating method is not particularly limited, and methods such as a roll coater method, a curtain coater method, a spin coat method, a dip method, and a cast method can be used.

キャスト又は塗布する回数は、用いる溶液の固形分濃度にも関係するが、複数回行うのが好ましい。塗布する方法は特に制限されないが、ポリマーと電解質塩が電極活物質を含む層に浸透するように、塗布後溶媒が残存する方法が好ましい。溶液をキャスト又は塗布後、常圧、又は減圧下に徐々に溶媒を留去するのが好ましい。   The number of times of casting or coating is related to the solid content concentration of the solution to be used, but it is preferable to carry out multiple times. The method for coating is not particularly limited, but a method in which the solvent remains after coating so that the polymer and the electrolyte salt penetrate into the layer containing the electrode active material is preferable. After casting or coating the solution, the solvent is preferably distilled off gradually under normal pressure or reduced pressure.

以上のようにして、本発明の電極を、効率よく簡便に製造することができる。
本発明の電極は、前述した本発明の高分子固体電解質電池の正極及び/又は負極として好適である。
As described above, the electrode of the present invention can be produced efficiently and simply.
The electrode of the present invention is suitable as the positive electrode and / or the negative electrode of the polymer solid electrolyte battery of the present invention described above.

本発明の高分子固体電解質電池は、前記共重合体を含有する炭素系電極材からなる炭素系電極を有することも好ましい。この電極は、前述した本発明の高分子固体電解質電池の正極及び/又は負極として好適である。   The polymer solid electrolyte battery of the present invention preferably has a carbon-based electrode made of a carbon-based electrode material containing the copolymer. This electrode is suitable as the positive electrode and / or the negative electrode of the polymer solid electrolyte battery of the present invention described above.

前記炭素系電極は、電極活物質として炭素系電極材を、結着剤として前記共重合体を含有する。
炭素系電極材としては、黒鉛、ケッチェンブラック、カーボンブラック、アセチレンブラック、グラファイト、フッ化グラファイト、焼成・熱分解・CVD(Chemical Vapor Deposition)等によって得られる各種炭素系材料を例示することができる。
The carbon-based electrode contains a carbon-based electrode material as an electrode active material and the copolymer as a binder.
Examples of the carbon-based electrode material include various carbon-based materials obtained by graphite, ketjen black, carbon black, acetylene black, graphite, graphite fluoride, firing, thermal decomposition, CVD (Chemical Vapor Deposition), and the like. .

前記炭素系電極は、支持体上に炭素系電極材、前記共重合体を含む溶液又はスラリーを塗布又はキャストすることにより形成することができる。   The carbon-based electrode can be formed by applying or casting a carbon-based electrode material, a solution or slurry containing the copolymer on a support.

前記炭素系電極に含まれる前記共重合体の量は、特に制限されるわけではないが、電極組成物全体(支持体を除く)の1〜15重量%の範囲が好ましく、3〜10重量%の範囲がより好ましい。1重量未満では、結着剤としての効果が十分に発揮できず、15重量%以上では、電極自体の導電性が低下する等炭素系電極として好ましくない。   The amount of the copolymer contained in the carbon-based electrode is not particularly limited, but is preferably in the range of 1 to 15% by weight of the entire electrode composition (excluding the support), and 3 to 10% by weight. The range of is more preferable. If it is less than 1 weight, the effect as a binder cannot fully be exhibited, and if it is 15% by weight or more, it is not preferable as a carbon-based electrode because the conductivity of the electrode itself is lowered.

以下、実施例を用いて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明の範囲は実施例に限定されるものではない。
(実施例1)
<ブロック鎖Aをポリ−メトキシポリエチレングリコールモノメタクリレート、ブロック鎖Bをポリスチレンとする、B−A−B型多分岐高分子化合物を含む高分子固体電解質>
(1)ブロック鎖Aの合成
アルゴン雰囲気下において、トルエン89.40gにジクロロトリス(トリフェニルホスフィン)ルテニウム0.05g(0.05mmol)、メトキシポリエチレングリコールモノメタクリレート(日本油脂社製、ブレンマーPME−400、前記式(XI)においてm=9)22.35g(45.0mmol)を加えて均一に混合後、ジ−n−ブチルアミン0.03g(0.2mmol)、2,2−ジクロロアセトフェノン0.02g(0.1mmol)を加え、攪拌下、80℃に加温して重合反応を開始させた。重合反応を開始して22時間経過後に、重合反応系を0℃に冷却することにより重合反応を停止させた。重合率は55.0%であった。ついで重合液のカラム精製を行って金属錯体、未反応モノマー等を除去した後、トルエンを減圧下に留去してポリ−メトキシポリエチレングリコールモノメタクリレート(P−PME400−1と略す)を得た。得られたP−PME400−1は、数平均分子量(Mn)=122,500の単峰性ポリマーであった。
EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated further in detail using an Example, the scope of the present invention is not limited to an Example.
(Example 1)
<Polymer Solid Electrolyte Containing B-A-B Type Multibranched Polymer Compound in which Block Chain A is Poly-methoxypolyethyleneglycol Monomethacrylate and Block Chain B is Polystyrene>
(1) Synthesis of Block Chain A Under argon atmosphere, 89.40 g of toluene, 0.05 g (0.05 mmol) of dichlorotris (triphenylphosphine) ruthenium, methoxypolyethylene glycol monomethacrylate (Nippon Yushi Co., Ltd., Blenmer PME-400) In the formula (XI), m = 9) 22.35 g (45.0 mmol) was added and mixed uniformly, and then 0.03 g (0.2 mmol) of di-n-butylamine and 0.02 g of 2,2-dichloroacetophenone. (0.1 mmol) was added, and the polymerization reaction was started by heating to 80 ° C. with stirring. After 22 hours from the start of the polymerization reaction, the polymerization reaction system was cooled to 0 ° C. to stop the polymerization reaction. The polymerization rate was 55.0%. Subsequently, column purification of the polymerization solution was performed to remove metal complexes, unreacted monomers, and the like, and then toluene was distilled off under reduced pressure to obtain poly-methoxypolyethylene glycol monomethacrylate (abbreviated as P-PME400-1). The obtained P-PME400-1 was a unimodal polymer having a number average molecular weight (Mn) of 122,500.

(2)B−A−B型多分岐高分子化合物の合成
アルゴン雰囲気下において、トルエン20.37gに、クロロペンタメチルシクロペンタジエニルビス(トリフェニルホスフィン)ルテニウム0.01g(0.01mmol)、P−PME400−1 6.13g(0.05mmol)、スチレン2.60g(25mmol)、n−オクタン0.57g(5.0mmol)を加えて均一に混合後、ジ−n−ブチルアミン0.01g(0.1mmol)を加え、攪拌下、100℃に加温して重合反応を開始させた。重合反応を開始して22時間経過後に、重合反応系を0℃に冷却することにより重合反応を停止させた。スチレンの重合率は26%であった。重合液のカラム精製を行って金属錯体、未反応モノマーを除去した後、トルエンを減圧下に留去して、メトキシポリエチレングリコールをグラフト鎖とするポリ−(スチレン−b−PME−400−b−スチレン)の構造を有する多分岐高分子化合物を得た。この高分子のブロック鎖Cは、ブロック鎖Bと同じものである。
(2) Synthesis of B-A-B type multi-branched polymer compound Under an argon atmosphere, 20.37 g of toluene was added to 0.01 g (0.01 mmol) of chloropentamethylcyclopentadienylbis (triphenylphosphine) ruthenium, P-PME400-1 6.13 g (0.05 mmol), styrene 2.60 g (25 mmol), n-octane 0.57 g (5.0 mmol) were added and mixed uniformly, and then di-n-butylamine 0.01 g ( 0.1 mmol) was added and heated to 100 ° C. with stirring to initiate the polymerization reaction. After 22 hours from the start of the polymerization reaction, the polymerization reaction system was cooled to 0 ° C. to stop the polymerization reaction. The polymerization rate of styrene was 26%. After column purification of the polymerization solution to remove the metal complex and unreacted monomer, toluene was distilled off under reduced pressure, and poly- (styrene-b-PME-400-b-) having methoxypolyethylene glycol as the graft chain was removed. A multi-branched polymer compound having a structure of (styrene) was obtained. This polymer block chain C is the same as the block chain B.

得られた多分岐高分子化合物は、ブロック鎖Aとブロック鎖Bとの比率がA/B=2.06/1(重合度比)、Mn=135,000の単峰性ポリマーであった。また、得られた多分岐高分子化合物をアセトンに溶解して成膜したフィルムの断面を透過型電子顕微鏡(TEM)で観察したところ、ネットワーク型のミクロ相分離構造を有することがわかった。   The obtained multi-branched polymer compound was a unimodal polymer having a ratio of block chain A to block chain B of A / B = 2.06 / 1 (polymerization degree ratio) and Mn = 13,000. Moreover, when the cross section of the film formed by dissolving the obtained multibranched polymer compound in acetone was observed with a transmission electron microscope (TEM), it was found that it had a network type micro phase separation structure.

(3)高分子固体電解質膜の作製及び物性評価
アルゴン雰囲気下において、上記の操作で得られた多分岐高分子化合物1gをアセトン25mlに溶解させ、得られた溶液に電解質塩としてLiClO0.03gを加えて均一に溶解させた後、ポリテトラフルオロエチレン板上に流延し、室温で24時間放置した後、60℃で24時間減圧乾燥して均一な固体電解質膜を得た(膜厚140μm)。アルゴン雰囲気下において、この膜を白金板に挟み、周波数5H〜10MHzのインピーダンスアナライザー(Solartron−1260型)を用いて複素インピーダンス解析によりイオン伝導度を測定した。その結果、イオン伝導度は、23℃で4.5×10−4S/cmであった。
(3) Production of solid polymer electrolyte membrane and evaluation of physical properties In an argon atmosphere, 1 g of the multi-branched polymer compound obtained by the above operation was dissolved in 25 ml of acetone, and LiClO 4 0. After 03 g was added and uniformly dissolved, it was cast on a polytetrafluoroethylene plate, allowed to stand at room temperature for 24 hours, and then dried under reduced pressure at 60 ° C. for 24 hours to obtain a uniform solid electrolyte membrane (film thickness) 140 μm). In an argon atmosphere, this film was sandwiched between platinum plates, and ion conductivity was measured by complex impedance analysis using an impedance analyzer (Solartron-1260 type) having a frequency of 5H to 10 MHz. As a result, the ionic conductivity was 4.5 × 10 −4 S / cm at 23 ° C.

また、得られた高分子固体電解質の断面を透過型電子顕微鏡(TEM)で観察を行った。その結果を図1に示す。図1より、膜構造はネットワーク型ミクロ相分離構造であることがわかる。   Moreover, the cross section of the obtained polymer solid electrolyte was observed with the transmission electron microscope (TEM). The result is shown in FIG. FIG. 1 shows that the membrane structure is a network type microphase separation structure.

<電極の作製>
(1)LiCoO粉末(日本化学工業社製、セルシードC−10、粒径10〜15μm)340mgとケッチェンブラック(KB:ケッチェンブラックインターナショナル社製)40mgを秤取り乳鉢で良く混合した。これに、ポリフッ化ビニリデン(PVdF:アルドリッチ社製、分子量:534,000)のN−メチルピロリドン(NMP)12重量%溶液170mgを加えスパチェラで良く混合し、80mm×200mm×50μm厚のアルミ箔集電体上に、幅40mm、間隙50μmのドクターブレードで塗布し、100℃、24時間真空乾燥し、20Mpa/cmでプレスして正極層を作製した。正極厚みは32μmであり、LiCoOの含有量は5mg/cmであった。
<Production of electrode>
(1) 340 mg of LiCoO 2 powder (manufactured by Nippon Chemical Industry Co., Ltd., Cellseed C-10, particle size 10 to 15 μm) and 40 mg of ketjen black (KB: manufactured by ketjen black international) were weighed and mixed well in a mortar. To this, 170 mg of a 12% by weight N-methylpyrrolidone (NMP) solution of polyvinylidene fluoride (PVdF: Aldrich, molecular weight: 534,000) was added and mixed well with a spatula, and an aluminum foil collection having a thickness of 80 mm × 200 mm × 50 μm A positive electrode layer was prepared by applying a doctor blade having a width of 40 mm and a gap of 50 μm on the electric conductor, followed by vacuum drying at 100 ° C. for 24 hours, and pressing at 20 Mpa / cm 2 . The positive electrode thickness was 32 μm, and the content of LiCoO 2 was 5 mg / cm 2 .

上記製造したB−A−B型ブロックグラフトポリマー200mgをテトラヒドロフラン(THF:和光純薬社製、特級試薬)に溶解し、2重量%濃度とした溶液に、無水LiClO(和光純薬社製、特級試薬)0.02gを溶解して、ポリマー及び電解質塩を含む溶液を調製した。この溶液1mlを先に調製した塗布面積40mm×50mm正極シート上にキャストし、200torrの減圧下で1時間溶媒除去を行い、ポリマー及び電解質塩を正極層に浸透させた。キャスト−減圧乾燥操作を3回繰返した後、80℃、3時間真空乾燥を行いポリマー含有正極を作製した。 200 mg of the B-A-B type block graft polymer produced above was dissolved in tetrahydrofuran (THF: manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., a special grade reagent) and dissolved in a 2 wt% concentration. Anhydrous LiClO 4 (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., 0.02 g of a special grade reagent) was dissolved to prepare a solution containing a polymer and an electrolyte salt. 1 ml of this solution was cast on a positive electrode sheet having a coating area of 40 mm × 50 mm prepared in advance, and the solvent was removed under a reduced pressure of 200 torr for 1 hour, so that the polymer and the electrolyte salt were infiltrated into the positive electrode layer. The cast-vacuum drying operation was repeated three times, followed by vacuum drying at 80 ° C. for 3 hours to produce a polymer-containing positive electrode.

<高分子固体電解質膜の作製>
この正極上に、上記調製したB−A−B型ブロックグラフトポリマーの20重量%THF溶液1gとLiClO0.02gをアセトニトリル(AN:和光純薬社製、特級試薬)0.5gに溶解した液を混合した液をキャストし、窒素雰囲気下80℃で2時間、更に真空下80℃で1時間アニールすることによりミクロ相分離構造を形成させた後、120℃で5時間真空乾燥して、約40μm厚の固体電解質膜付き正極を作製した。
<Preparation of polymer solid electrolyte membrane>
On this positive electrode, 1 g of a 20 wt% THF solution of the B-A-B type block graft polymer prepared above and 0.02 g of LiClO 4 were dissolved in 0.5 g of acetonitrile (AN: Wako Pure Chemical Industries, Ltd., special grade reagent). The liquid mixture was cast, and after forming a microphase separation structure by annealing at 80 ° C. for 2 hours under a nitrogen atmosphere and further for 1 hour at 80 ° C. under vacuum, it was vacuum dried at 120 ° C. for 5 hours, A positive electrode with a solid electrolyte membrane having a thickness of about 40 μm was produced.

<充放電試験>
上記固体電解質膜付き正極に、Li金属シート(フルウチ化学社製、2000μm厚)を貼り付け、2016型コインセルを組立て、充放電試験を行った。その結果をまとめて第1表に示す。
<Charge / discharge test>
A Li metal sheet (manufactured by Furuuchi Chemical Co., Ltd., 2000 μm thickness) was attached to the positive electrode with a solid electrolyte membrane, a 2016 coin cell was assembled, and a charge / discharge test was performed. The results are summarized in Table 1.

(実施例2)
実施例1の正極シートの作製において、PVdF/NMP溶液の代わりに参考例1で調製したポリマー0.2gとLiClO0.02gを溶解させた固形分が10重量%NMP溶液200mgを用いる以外、実施例1と同様の方法で正極を作製した。正極厚みは30μm、LiCoO4.5mg/cmの含有量であった。引き続き、実施例1と同様に、固体電解質膜、及びコインセルを作製し、充放電試験を行った。その結果をまとめて第1表に示す。
(Example 2)
In the production of the positive electrode sheet of Example 1, a solid content obtained by dissolving 0.2 g of the polymer prepared in Reference Example 1 and 0.02 g of LiClO 4 instead of the PVdF / NMP solution was used except that 200 mg of a 10 wt% NMP solution was used. A positive electrode was produced in the same manner as in Example 1. The positive electrode thickness was 30 μm and the content of LiCoO 2 4.5 mg / cm 2 . Subsequently, in the same manner as in Example 1, a solid electrolyte membrane and a coin cell were produced, and a charge / discharge test was performed. The results are summarized in Table 1.

(実施例3)
正極層の組成として、LiCoO280mg、KB60mg、12%PVdF/NMP溶液250mg用い、さらに実施例2において調製したLiClO添加ポリマー/NMP溶液を300mg用いた以外は、実施例1と同様の方法で正極を作成した。正極厚みは30μmであり、LiCoOの含有量は48mg/cmであった。引き続き、実施例1と同様に、固体電解質膜及びコインセルを作製し、充放電試験を行った。その結果を第1表にまとめて示す。
(Example 3)
The composition of the positive electrode layer was the same as in Example 1 except that 280 mg of LiCoO 2 , 60 mg of KB, 250 mg of 12% PVdF / NMP solution was used, and 300 mg of the LiClO 4 added polymer / NMP solution prepared in Example 2 was used. A positive electrode was prepared. The thickness of the positive electrode was 30 μm, and the content of LiCoO 2 was 48 mg / cm 2 . Subsequently, in the same manner as in Example 1, a solid electrolyte membrane and a coin cell were produced, and a charge / discharge test was performed. The results are summarized in Table 1.

(実施例4)
負極活物質として、天然グラファイト(中越黒鉛工業所、LF−18A)270mgと12%PVdF/NMF溶液250mgを混合して良く練合わせたものを80mm×200mm×50μm厚の銅箔集電体上に、幅40mm、間隙50μmのドクターブレードで塗布し、100℃、24時間真空乾燥し、20Mpa/cmでプレスして負極シートを作成した。負極厚みは40μm、グラファイト4mg/cmの含有量であった。この負極に実施例1で用いたポリマー液を用いてキャスト−乾燥の操作を3回繰返し実施してポリマー含有負極を作製した。
Example 4
As a negative electrode active material, 270 mg of natural graphite (Chuetsu Graphite Industries, LF-18A) and 250 mg of 12% PVdF / NMF solution were mixed and kneaded well on a copper foil current collector of 80 mm × 200 mm × 50 μm thickness. The negative electrode sheet was prepared by coating with a doctor blade having a width of 40 mm and a gap of 50 μm, vacuum drying at 100 ° C. for 24 hours, and pressing at 20 Mpa / cm 2 . The negative electrode thickness was 40 μm and the content of graphite was 4 mg / cm 2 . A cast-drying operation was repeated three times using the polymer solution used in Example 1 for this negative electrode to produce a polymer-containing negative electrode.

実施例1で用いたLi金属シートの代わりに、このグラファイト負極を用いること以外は実施例1と同様にしてコインセルを組立て、充放電試験を行った。その結果を第1表にまとめて示す。   A coin cell was assembled in the same manner as in Example 1 except that this graphite negative electrode was used instead of the Li metal sheet used in Example 1, and a charge / discharge test was performed. The results are summarized in Table 1.

(実施例5,6)
また、実施例2及び3において、Li金属シートの代わりに実施例4で調製したポリマー含有グラファイト負極を使用してコインセルを組立て、充放電試験を行った。その結果を第1表にまとめて示す。
(Examples 5 and 6)
In Examples 2 and 3, a coin cell was assembled using the polymer-containing graphite negative electrode prepared in Example 4 instead of the Li metal sheet, and a charge / discharge test was performed. The results are summarized in Table 1.

<充放電試験方法>
(1)試験条件
電圧範囲:3.0〜4.2V、電流値:0.2C、室温、20サイクル
(2)測定値
初期放電容量、放電電圧、充放電効率、20サイクル後の放電容量、電圧、効率
<Charging / discharging test method>
(1) Test conditions Voltage range: 3.0 to 4.2 V, current value: 0.2 C, room temperature, 20 cycles (2) measured values Initial discharge capacity, discharge voltage, charge / discharge efficiency, discharge capacity after 20 cycles, Voltage, efficiency

(実施例7)炭素系電極の作製
電極活物質として、天然グラファイト(中越黒鉛工業所社製、LF−18A)10.2g、MCMB(大阪ガスケミカル社製、MCMB10−10)10.5g、12%PVdF(ポリフッ化ビニリデン、呉羽化学工業社製、KFポリマーL#1110)/NMP(N−メチルピロリドン)溶液18.7g、及び実施例1で得られた20%多分岐高分子化合物/THF(テトラヒドロフラン)溶液3.1gを混合して良く練合わせた後、50mm×500mm×50μm厚の銅箔集電体上に、幅40mm、間隙50μmのドクターブレードで塗布し、100℃、20時間真空乾燥し、20MPa/cmでプレスして電極シートを作製した。
(Example 7) Production of carbon-based electrode As electrode active materials, 10.2 g of natural graphite (manufactured by Chuetsu Graphite Industries Co., Ltd., LF-18A), 10.5 g of MCMB (manufactured by Osaka Gas Chemical Company, MCMB10-10), 12 % PVdF (polyvinylidene fluoride, manufactured by Kureha Chemical Industry Co., Ltd., KF polymer L # 1110) / NMP (N-methylpyrrolidone) solution 18.7 g, and 20% multibranched polymer compound / THF obtained in Example 1 ( Tetrahydrofuran) solution (3.1 g) was mixed and kneaded well, and then applied onto a 50 mm × 500 mm × 50 μm thick copper foil collector with a doctor blade having a width of 40 mm and a gap of 50 μm, and vacuum dried at 100 ° C. for 20 hours. And it pressed at 20 MPa / cm < 2 > and produced the electrode sheet.

<C−B−A−B−C型ブロックグラフトポリマーの合成>
アルゴン雰囲気下において、トルエン607.3gにジクロロトリス(トリフェニルホスフィン)ルテニウム0.55g(0.6mmol)、メトキシポリエチレングリコールモノメタクリレート(日本油脂社製、ブレンマーPME−1000、前記式(XI)においてm=23)203.6g(189mmol)を加えて均一に混合後、ジ−n−ブチルアミン0.29g(2.2mmol)、2,2−ジクロロアセトフェノン0.20g(1.1mmol)を加え、攪拌下、80℃に加温して重合反応を開始させた。重合反応を開始して20時間経過後に、重合反応系を0℃に冷却することにより重合反応を停止させた。重合率は65.0%であった。ついで重合液のカラム精製を行って、金属錯体及び未反応モノマー等を除去した後、トルエンを減圧下に留去して、ポリ−メトキシポリエチレングリコールモノメタクリレート(以下、「P−PME1000−1」と略す)を得た。得られたP−PME1000−1は、数平均分子量(Mn)=125,000の単峰性ポリマーであった。
<Synthesis of C-B-A-B-C type block graft polymer>
Under an argon atmosphere, dichlorotris (triphenylphosphine) ruthenium 0.55 g (0.6 mmol) in 607.3 g of toluene, methoxypolyethylene glycol monomethacrylate (manufactured by NOF Corporation, Blemmer PME-1000, m in the above formula (XI)) = 23) After adding 203.6 g (189 mmol) and mixing uniformly, 0.29 g (2.2 mmol) of di-n-butylamine and 0.20 g (1.1 mmol) of 2,2-dichloroacetophenone were added and stirred. The polymerization reaction was started by heating to 80 ° C. After 20 hours from the start of the polymerization reaction, the polymerization reaction was stopped by cooling the polymerization reaction system to 0 ° C. The polymerization rate was 65.0%. Subsequently, column purification of the polymerization solution was performed to remove the metal complex and unreacted monomers, and then toluene was distilled off under reduced pressure to obtain poly-methoxypolyethylene glycol monomethacrylate (hereinafter referred to as “P-PME1000-1”). Abbreviated). The obtained P-PME1000-1 was a unimodal polymer having a number average molecular weight (Mn) of 125,000.

アルゴン雰囲気下において、トルエン509.9gに、クロロペンタメチルシクロペンタジエニルビス(トリフェニルホスフィン)ルテニウム0.40g(0.49mmol)、「P−PME1000−1」127.7g(1.02mmol)、スチレン45.1g(432mmol)を加えて均一に混合後、ジ−n−ブチルアミン0.36g(2.9mmol)を加え、攪拌下、100℃に加温して重合反応を開始させた。重合反応を開始して22時間経過後に、重合反応系を0℃に冷却することにより重合反応を停止させた。スチレンの重合率は24%であった。重合液のカラム精製を行って金属錯体、未反応モノマーを除去した後、トルエンを減圧下に留去して、メトキシポリエチレングリコールをグラフト鎖とするポリ−(スチレン−b−PME−1000−b−スチレン)の構造を有する多分岐高分子化合物を得た。   Under an argon atmosphere, toluene (509.9 g), chloropentamethylcyclopentadienylbis (triphenylphosphine) ruthenium (0.40 g, 0.49 mmol), “P-PME1000-1” (127.7 g, 1.02 mmol), After 45.1 g (432 mmol) of styrene was added and mixed uniformly, 0.36 g (2.9 mmol) of di-n-butylamine was added and heated to 100 ° C. with stirring to initiate the polymerization reaction. After 22 hours from the start of the polymerization reaction, the polymerization reaction system was cooled to 0 ° C. to stop the polymerization reaction. The polymerization rate of styrene was 24%. After column purification of the polymerization solution to remove the metal complex and unreacted monomer, toluene was distilled off under reduced pressure, and poly (styrene-b-PME-1000-b-) having methoxypolyethylene glycol as the graft chain was removed. A multi-branched polymer compound having a structure of (styrene) was obtained.

得られた多分岐高分子化合物は、ブロック鎖Aとブロック鎖Bとの比率がA/B=11.5/1(重合度比)、Mn=148,000の単峰性ポリマーであった。また、得られた多分岐高分子化合物をアセトンに溶解して成膜したフィルムの断面を透過型電子顕微鏡(TEM)で観察したところ、ネットワーク型のミクロ相分離構造を有することがわかった。   The obtained multibranched polymer compound was a unimodal polymer in which the ratio of block chain A to block chain B was A / B = 11.5 / 1 (polymerization degree ratio) and Mn = 148,000. Moreover, when the cross section of the film formed by dissolving the obtained multibranched polymer compound in acetone was observed with a transmission electron microscope (TEM), it was found that it had a network type micro phase separation structure.

アルゴン雰囲気下において、上記多分岐高分子化合物131.0g(0.89mmol)、トルエン522.3gにクロロペンタメチルシクロペンタジエニルビス(トリフェニルホスフィン)ルテニウム0.45g(0.58mmol)、ヒドロキシエチルアクリレート(HEA)43.9g(375mmol)を加えて均一に混合後、ジ−n−ブチルアミン0.35g(2.7mmol)を加え、攪拌下、80℃に加温して重合反応を開始させた。重合反応を開始して22時間経過後に、重合反応系を0℃に冷却することにより重合反応を停止させた。重合率は68.0%であった。ついで重合液のカラム精製を行って金属錯体、未反応モノマー等を除去した後、トルエンを減圧下に留去して、ポリ−(HEA−スチレン−b−PME−1000−b−スチレン−HEA)の構造を有するブロックグラフトポリマーを得た。
得られた多分岐高分子化合物は、ブロック鎖A、ブロック鎖B、ブロック鎖Cの比率がA/B/C=11/1/2.3(重合度比)であった。
Under an argon atmosphere, 131.0 g (0.89 mmol) of the multibranched polymer compound, 522.3 g of toluene, 0.45 g (0.58 mmol) of chloropentamethylcyclopentadienylbis (triphenylphosphine) ruthenium, hydroxyethyl 43.9 g (375 mmol) of acrylate (HEA) was added and mixed uniformly, then 0.35 g (2.7 mmol) of di-n-butylamine was added, and the mixture was heated to 80 ° C. with stirring to initiate the polymerization reaction. . After 22 hours from the start of the polymerization reaction, the polymerization reaction system was cooled to 0 ° C. to stop the polymerization reaction. The polymerization rate was 68.0%. Next, column purification of the polymerization solution was performed to remove metal complexes, unreacted monomers, etc., and then toluene was distilled off under reduced pressure to obtain poly- (HEA-styrene-b-PME-1000-b-styrene-HEA). A block graft polymer having the following structure was obtained.
In the obtained multibranched polymer compound, the ratio of block chain A, block chain B, and block chain C was A / B / C = 11/1 / 2.3 (polymerization degree ratio).

<高分子固体電解質膜の作成>
このブロックグラフトポリマーの20重量%脱水THF溶液5gとLiClO0.08gを脱水アセトン(和光純薬製特級試薬)5gに溶解した液を混合した溶液を調製した。この溶液にトリレン2,4−ジイソシアネート(TDI:和光純薬社製)の10重量%脱水THF溶液0.6gを加えて、溶液を10重量%に調整した。
この溶液2gを前記炭素系電極上に、キャストし、窒素雰囲気下室温で溶媒を除去し、引き続き窒素雰囲気下、60℃で1時間加熱した。
<Preparation of polymer solid electrolyte membrane>
A solution in which 5 g of a 20 wt% dehydrated THF solution of the block graft polymer and 0.08 g of LiClO 4 were dissolved in 5 g of dehydrated acetone (special grade reagent manufactured by Wako Pure Chemical Industries) was mixed. To this solution was added 0.6 g of a 10% by weight dehydrated THF solution of tolylene 2,4-diisocyanate (TDI: manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) to adjust the solution to 10% by weight.
2 g of this solution was cast on the carbon-based electrode, the solvent was removed at room temperature in a nitrogen atmosphere, and subsequently heated at 60 ° C. for 1 hour in a nitrogen atmosphere.

<充放電試験>
炭素系電極を正極に用い、キャストして形成した電極の高分子固体電解質膜側にLi金属シート(フルウチ化学製、250μm厚)を張付け、2016型コインセルを組立て、充放電試験を行った。その結果、初期充電容量338mAh/g、初期放電容量104mAh/g、充放電効率31%であった。
<Charge / discharge test>
A carbon-based electrode was used as the positive electrode, a Li metal sheet (manufactured by Furuuchi Chemical Co., 250 μm thickness) was stuck on the polymer solid electrolyte membrane side of the electrode formed by casting, a 2016 coin cell was assembled, and a charge / discharge test was performed. As a result, the initial charge capacity was 338 mAh / g, the initial discharge capacity was 104 mAh / g, and the charge / discharge efficiency was 31%.

Figure 2005100966
Figure 2005100966

以上の充放電試験から、正極にポリマーを含有させることで活物質とポリマーとの接触が改善され、固体電解質電池でも実用的な電池容量が得られることがわかった。同様に、グラファイト負極においても、ポリマーを含有させることで実用的な電池容量が得られる事が確認された。また、炭素系電極を正極に用いた場合にも良好なコインセルを形成することが確認された。   From the above charge / discharge test, it was found that the contact between the active material and the polymer was improved by containing the polymer in the positive electrode, and a practical battery capacity was obtained even in the solid electrolyte battery. Similarly, it was confirmed that a practical battery capacity can be obtained by incorporating a polymer in the graphite negative electrode. It was also confirmed that a good coin cell was formed when a carbon-based electrode was used for the positive electrode.

実施例1で得たB−A−B型多分岐高分子化合物を含む電解質膜の断面の透過型電子顕微鏡写真図である。1 is a transmission electron micrograph of a cross section of an electrolyte membrane containing a B-A-B type multibranched polymer compound obtained in Example 1. FIG.

Claims (51)

式(I)
Figure 2005100966
(式中、R〜Rは、それぞれ独立して水素原子又はC1〜C10炭化水素基を表し、RとRは結合して環を形成してもよく、R4a及びR4bは、それぞれ独立して水素原子又はメチル基を表し、Rは、水素原子、炭化水素基、アシル基又はシリル基を表す。mは2〜100の整数を表し、R4a同士、R4b同士は、それぞれ同一であっても相異なっていてもよい。)で表される繰り返し単位を有するブロック鎖A、及び式(II)
Figure 2005100966
(式中、R〜Rは、それぞれ独立して水素原子又はC1〜C10炭化水素基を表し、Rはアリール基を表す。)で表される繰り返し単位を有するブロック鎖B、及びブロック鎖Cが、B、A、Cの順で配列している共重合体と、電解質塩とを含有する高分子固体電解質を備えることを特徴とする高分子固体電解質電池。
Formula (I)
Figure 2005100966
(Wherein R 1 to R 3 each independently represents a hydrogen atom or a C1 to C10 hydrocarbon group, R 1 and R 3 may be bonded to form a ring, and R 4a and R 4b are Each independently represents a hydrogen atom or a methyl group, R 5 represents a hydrogen atom, a hydrocarbon group, an acyl group or a silyl group, m represents an integer of 2 to 100, and R 4a and R 4b represent , Which may be the same or different from each other), and a block chain A having a repeating unit represented by formula (II):
Figure 2005100966
(Wherein R 6 to R 8 each independently represents a hydrogen atom or a C1 to C10 hydrocarbon group, and R 9 represents an aryl group) and a block chain B having a repeating unit represented by A polymer solid electrolyte battery comprising a polymer solid electrolyte in which a chain C contains a copolymer in which B, A, and C are arranged in this order, and an electrolyte salt.
前記ブロック鎖Cが、式(III)
Figure 2005100966
(式中、R10〜R12は、それぞれ独立して水素原子又はC1〜C10炭化水素基を表し、R13はアリール基又はへテロアリール基を表す。)で表される繰り返し単位を有することを特徴とする請求項1に記載の高分子固体電解質電池。
The block chain C is represented by the formula (III)
Figure 2005100966
(Wherein R 10 to R 12 each independently represents a hydrogen atom or a C 1 to C 10 hydrocarbon group, and R 13 represents an aryl group or a heteroaryl group). The polymer solid electrolyte battery according to claim 1, wherein
前記共重合体が、前記ブロック鎖A〜Cが、B−A−Cと結合して配列してなる共重合体であることを特徴とする請求項1又は2に記載の高分子固体電解質電池。   3. The polymer solid electrolyte battery according to claim 1, wherein the copolymer is a copolymer in which the block chains A to C are combined with B-A-C. . 前記式(I)で表される繰り返し単位の重合度が10以上であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の高分子固体電解質電池。   The polymer solid electrolyte battery according to any one of claims 1 to 3, wherein a degree of polymerization of the repeating unit represented by the formula (I) is 10 or more. 前記式(II)で表される繰り返し単位の重合度が5以上であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の高分子固体電解質電池。   The polymer solid electrolyte battery according to any one of claims 1 to 4, wherein the degree of polymerization of the repeating unit represented by the formula (II) is 5 or more. 前記式(III)で表される繰り返し単位の重合度が5以上であることを特徴とする請求項2〜5のいずれかに記載の高分子固体電解質電池。   The polymer solid electrolyte battery according to any one of claims 2 to 5, wherein the degree of polymerization of the repeating unit represented by the formula (III) is 5 or more. 前記式(I)中、mが5〜100のいずれかの整数であることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の高分子固体電解質電池。   In the said formula (I), m is an integer in any one of 5-100, The polymer solid electrolyte battery in any one of Claims 1-6 characterized by the above-mentioned. 前記式(I)中、mが10〜100のいずれかの整数であることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の高分子固体電解質電池。   In the said formula (I), m is an integer in any one of 10-100, The polymer solid electrolyte battery in any one of Claims 1-7 characterized by the above-mentioned. 前記式(III)におけるR13がアリール基であることを特徴とする請求項2〜8のいずれかに記載の高分子固体電解質電池。 The polymer solid electrolyte battery according to claim 2, wherein R 13 in the formula (III) is an aryl group. 前記式(I)で表される繰り返し単位と、前記式(II)で表される繰り返し単位及び前記ブロック鎖Cに含まれる繰り返し単位の合計とのモル比〔式(I)で表される繰り返し単位/(式(II)で表される繰り返し単位+ブロック鎖Cに含まれる繰り返し単位)〕が、1/30〜30/1の範囲であることを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載の高分子固体電解質電池。   Molar ratio of the repeating unit represented by the formula (I) and the sum of the repeating unit represented by the formula (II) and the repeating unit contained in the block chain C [repeating represented by the formula (I) Unit / (repeat unit represented by formula (II) + repeat unit contained in block chain C)] is in the range of 1/30 to 30/1. The solid polymer electrolyte battery described in 1. 前記式(I)で表される繰り返し単位と、前記式(II)で表される繰り返し単位及び前記式(III)で表される繰り返し単位の合計とのモル比〔式(I)で表される繰り返し単位/(式(II)で表される繰り返し単位+式(III)で表される繰り返し単位)〕が、1/30〜30/1の範囲であることを特徴とする請求項2〜10のいずれかに記載の高分子固体電解質電池。   Molar ratio of the repeating unit represented by the formula (I) and the sum of the repeating unit represented by the formula (II) and the repeating unit represented by the formula (III) [represented by the formula (I) The repeating unit / (repeating unit represented by formula (II) + repeating unit represented by formula (III))] is in the range of 1/30 to 30/1. The polymer solid electrolyte battery according to any one of 10. 前記共重合体の数平均分子量が、5,000〜1,000,000の範囲であることを特徴とする請求項1〜11のいずれかに記載の高分子固体電解質電池。   The polymer solid electrolyte battery according to claim 1, wherein the copolymer has a number average molecular weight in the range of 5,000 to 1,000,000. 前記共重合体が、ミクロ相分離構造を有することを特徴とする請求項1〜12のいずれかに記載の高分子固体電解質電池。   The polymer solid electrolyte battery according to claim 1, wherein the copolymer has a microphase separation structure. 前記高分子固体電解質が、ミクロ相分離構造を有することを特徴とする請求項1〜13のいずれかに記載の高分子固体電解質電池。   The polymer solid electrolyte battery according to claim 1, wherein the polymer solid electrolyte has a microphase separation structure. 前記電解質塩が、アルカリ金属塩、4級アンモニウム塩、4級ホスホニウム塩、遷移金属塩、及びプロトン酸からなる群から選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする請求項1〜14のいずれかに記載の高分子固体電解質電池。   The electrolyte salt is at least one selected from the group consisting of alkali metal salts, quaternary ammonium salts, quaternary phosphonium salts, transition metal salts, and protonic acids. The solid polymer electrolyte battery described in 1. 前記電解質塩が、リチウム塩であることを特徴とする請求項1〜14のいずれかに記載の高分子固体電解質電池。   The polymer electrolyte electrolyte according to claim 1, wherein the electrolyte salt is a lithium salt. 前記高分子固体電解質中に、前記共重合体を90重量%以上含有することを特徴とする請求項1〜16のいずれかに記載の高分子固体電解質電池。   The polymer solid electrolyte battery according to any one of claims 1 to 16, wherein the polymer solid electrolyte contains 90% by weight or more of the copolymer. 前記共重合体を含有する炭素系電極材からなる炭素系電極を有することを特徴とする請求項1〜17のいずれかに記載の高分子固体電解質電池。   The polymer solid electrolyte battery according to claim 1, comprising a carbon-based electrode made of a carbon-based electrode material containing the copolymer. 前記共重合体を1〜15重量%の範囲で含有する炭素系電極材からなる炭素系電極を、正極又は負極として備えることを特徴とする請求項1〜18のいずれかに記載の高分子固体電解質電池。   The polymer solid according to claim 1, comprising a carbon-based electrode made of a carbon-based electrode material containing the copolymer in an amount of 1 to 15% by weight as a positive electrode or a negative electrode. Electrolyte battery. 前記高分子固体電解質が、ネットワーク型のミクロ相分離構造を有するイオン伝導性膜であることを特徴とする請求項1〜19のいずれかに記載の高分子固体電解質電池。   The polymer solid electrolyte battery according to claim 1, wherein the polymer solid electrolyte is an ion conductive membrane having a network type microphase separation structure. 電極活物質、電解質塩、並びに式(I)
Figure 2005100966
(式中、R〜Rは、それぞれ独立して水素原子又はC1〜C10炭化水素基を表し、RとRは結合して環を形成してもよく、R4a及びR4bは、それぞれ独立して水素原子又はメチル基を表し、Rは、水素原子、炭化水素基、アシル基又はシリル基を表す。mは2〜100の整数を表し、R4a同士、R4b同士は、それぞれ同一であっても相異なっていてもよい。)で表される繰り返し単位を有するブロック鎖A、式(II)
Figure 2005100966
(式中、R〜Rは、それぞれ独立して水素原子又はC1〜C10炭化水素基を表し、Rはアリール基を表す。)で表される繰り返し単位を有するブロック鎖B、及びブロック鎖Cが、B、A、Cの順で配列している共重合体を含むことを特徴とする電極。
Electrode active material, electrolyte salt, and formula (I)
Figure 2005100966
(Wherein R 1 to R 3 each independently represents a hydrogen atom or a C1 to C10 hydrocarbon group, R 1 and R 3 may be bonded to form a ring, and R 4a and R 4b are Each independently represents a hydrogen atom or a methyl group, R 5 represents a hydrogen atom, a hydrocarbon group, an acyl group or a silyl group, m represents an integer of 2 to 100, and R 4a and R 4b represent , Which may be the same or different, each having a repeating unit represented by formula (II)
Figure 2005100966
(Wherein R 6 to R 8 each independently represents a hydrogen atom or a C1 to C10 hydrocarbon group, and R 9 represents an aryl group) and a block chain B having a repeating unit represented by An electrode, wherein the chain C includes a copolymer in which B, A, and C are arranged in this order.
前記ブロック鎖Cが、式(III)
Figure 2005100966
(式中、R10〜R12は、それぞれ独立して水素原子又はC1〜C10炭化水素基を表し、R13はアリール基又はへテロアリール基を表す。)で表される繰り返し単位を有することを特徴とする請求項21に記載の電極。
The block chain C is represented by the formula (III)
Figure 2005100966
(Wherein R 10 to R 12 each independently represents a hydrogen atom or a C 1 to C 10 hydrocarbon group, and R 13 represents an aryl group or a heteroaryl group). The electrode according to claim 21, characterized in that
前記共重合体が、前記ブロック鎖A〜CがB−A−Cと結合して配列している共重合体であることを特徴とする請求項21又は22に記載の電極。   The electrode according to claim 21 or 22, wherein the copolymer is a copolymer in which the block chains A to C are combined with B-A-C. 前記式(I)で表される繰り返し単位の重合度が10以上であることを特徴とする請求項21〜23のいずれかに記載の電極。   24. The electrode according to claim 21, wherein the degree of polymerization of the repeating unit represented by the formula (I) is 10 or more. 前記式(II)で表される繰り返し単位の重合度が5以上であることを特徴とする請求項21〜24のいずれかに記載の電極。   The electrode according to any one of claims 21 to 24, wherein the degree of polymerization of the repeating unit represented by the formula (II) is 5 or more. 前記式(III)で表される繰り返し単位の重合度が5以上であることを特徴とする請求項22〜25のいずれかに記載の電極。   The electrode according to any one of claims 22 to 25, wherein the degree of polymerization of the repeating unit represented by the formula (III) is 5 or more. 前記式(I)中、mが5〜100のいずれかの整数であることを特徴とする請求項21〜26のいずれかに記載の電極。   27. The electrode according to any one of claims 21 to 26, wherein m is an integer of 5 to 100 in the formula (I). 前記式(I)中、mが10〜100のいずれかの整数であることを特徴とする請求項21〜26のいずれかに記載の電極。   27. The electrode according to any one of claims 21 to 26, wherein in the formula (I), m is an integer of 10 to 100. 前記式(III)におけるR13がアリール基であることを特徴とする請求項22〜28のいずれかに記載の電極。 The electrode according to any one of claims 22 to 28, wherein R 13 in the formula (III) is an aryl group. 前記式(I)で表される繰り返し単位と、前記式(II)で表される繰り返し単位及び前記ブロック鎖Cに含まれる繰り返し単位の合計とのモル比〔式(I)で表される繰り返し単位/(式(II)で表される繰り返し単位+ブロック鎖Cに含まれる繰り返し単位)〕が、1/30〜30/1の範囲であることを特徴とする請求項21〜29のいずれかに記載の電極。   Molar ratio of the repeating unit represented by the formula (I) and the sum of the repeating unit represented by the formula (II) and the repeating unit contained in the block chain C [repeating represented by the formula (I) 30. The unit / (repeating unit represented by formula (II) + repeating unit contained in block chain C)] is in the range of 1/30 to 30/1. Electrode. 前記式(I)で表される繰り返し単位と、前記式(II)で表される繰り返し単位及び前記式(III)で表される繰り返し単位の合計とのモル比〔式(I)で表される繰り返し単位/(式(II)で表される繰り返し単位+式(III)で表される繰り返し単位)〕が、1/30〜30/1の範囲であることを特徴とする請求項22〜30のいずれかに記載の電極。   Molar ratio of the repeating unit represented by the formula (I) and the sum of the repeating unit represented by the formula (II) and the repeating unit represented by the formula (III) [represented by the formula (I) The repeating unit / (repeating unit represented by formula (II) + repeating unit represented by formula (III))] is in the range of 1/30 to 30/1. 30. The electrode according to any one of 30. 前記共重合体の数平均分子量が、5,000〜1,000,000の範囲であることを特徴とする請求項21〜31のいずれかに記載の電極。   The electrode according to any one of claims 21 to 31, wherein the copolymer has a number average molecular weight in the range of 5,000 to 1,000,000. 前記共重合体が、ミクロ相分離構造を有することを特徴とする請求項21〜32のいずれかに記載の電極。   The electrode according to claim 21, wherein the copolymer has a microphase separation structure. 前記共重合体及び電解質塩を合わせて、0.5〜15重量%の範囲で含有することを特徴とする請求項21〜33のいずれかに記載の電極。   The electrode according to any one of claims 21 to 33, wherein the copolymer and the electrolyte salt are combined in a range of 0.5 to 15% by weight. 正極であり、さらに導電材を含有することを特徴とする請求項21〜34のいずれかに記載の電極。   The electrode according to any one of claims 21 to 34, which is a positive electrode and further contains a conductive material. 正極が請求項35に記載の電極であり、負極が請求項21〜34のいずれかに記載の電極又はアルカリ金属からなることを特徴とする高分子固体電解質電池。   36. A polymer solid electrolyte battery, wherein the positive electrode is the electrode according to claim 35, and the negative electrode is made of the electrode according to any of claims 21 to 34 or an alkali metal. 請求項1〜20のいずれかに記載の高分子固体電解質電池であることを特徴とする請求項36に記載の高分子固体電解質電池。   The polymer solid electrolyte battery according to claim 36, which is the polymer solid electrolyte battery according to claim 1. 支持体上に作成された電極活物質を含む層上に、ポリマーと電解質塩を含む溶液をキャスト又は塗布することを特徴とする電極の製造方法。   A method for producing an electrode, comprising casting or coating a solution containing a polymer and an electrolyte salt on a layer containing an electrode active material prepared on a support. ポリマーとアルカリ金属塩を含む溶液を複数回キャスト又は塗布することを特徴とする請求項38に記載の電極の製造方法。   The method for producing an electrode according to claim 38, wherein a solution containing a polymer and an alkali metal salt is cast or applied a plurality of times. 前記電極活物質を含む層が、電極活物質、並びにバインダー及び電解質として用いられるポリマーから選ばれる少なくとも1種を含有することを特徴とする請求項38又は39に記載の電極の製造方法。   40. The method for producing an electrode according to claim 38 or 39, wherein the layer containing the electrode active material contains at least one selected from an electrode active material and a polymer used as a binder and an electrolyte. 前記電極活物質を含む層が導電材を含むことを特徴とする請求項38〜40のいずれかに記載の電極の製造方法。   The method for manufacturing an electrode according to any one of claims 38 to 40, wherein the layer containing the electrode active material contains a conductive material. 前記電極活物質を含む層が、支持体上に、電極活物質、並びにバインダー及び電解質として用いられるポリマーから選ばれる少なくとも1種を含む溶液を塗布し、乾燥させて得られた層であることを特徴とする請求項38〜41のいずれかに記載の電極の製造方法。   The layer containing the electrode active material is a layer obtained by applying a solution containing at least one selected from an electrode active material and a polymer used as a binder and an electrolyte on a support and drying the solution. The method for producing an electrode according to any one of claims 38 to 41, wherein: 前記ポリマーが、電解質として用いられるものであることを特徴とする請求項38〜42のいずれかに記載の電極の製造方法。   The method for producing an electrode according to any one of claims 38 to 42, wherein the polymer is used as an electrolyte. 前記ポリマーとアルカリ金属塩を含む溶液中の固形分濃度が0.5〜10重量%であることを特徴とする請求項39〜43のいずれかに記載の電極の製造方法。   44. The method for producing an electrode according to claim 39, wherein a solid content concentration in the solution containing the polymer and the alkali metal salt is 0.5 to 10% by weight. 請求項21〜35のいずれかに記載の電極を製造するものであることを特徴とする請求項38〜44のいずれかに記載の電極の製造方法。   The electrode manufacturing method according to any one of claims 38 to 44, wherein the electrode according to any one of claims 21 to 35 is manufactured. 請求項38〜45のいずれかに記載の方法により得られた電極上に、さらにポリマー及び電解質塩を含む溶液をキャスト又は塗布して電解質層を形成し、さらにもう一方の電極を設けることを特徴とする高分子固体電解質電池の製造方法。   A solution containing a polymer and an electrolyte salt is further cast or applied on the electrode obtained by the method according to any one of claims 38 to 45 to form an electrolyte layer, and another electrode is provided. A method for producing a polymer solid electrolyte battery. 前記ポリマー及び電解質塩を含む溶液の溶媒として極性溶媒を用い、前記溶液を加熱処理することを特徴とする請求項46に記載の高分子固体電解質電池の製造方法。   47. The method for producing a polymer solid electrolyte battery according to claim 46, wherein a polar solvent is used as a solvent of the solution containing the polymer and the electrolyte salt, and the solution is heat-treated. 前記ポリマー及び電解質塩を含む溶液中の固形分濃度が0.5〜30重量%の範囲であることを特徴とする請求項46又は47のいずれかに記載の高分子固体電解質電池の製造方法。   48. The method for producing a solid polymer electrolyte battery according to claim 46, wherein a solid content concentration in the solution containing the polymer and the electrolyte salt is in the range of 0.5 to 30% by weight. 請求項1〜20のいずれかに記載の高分子固体電解質電池を製造するものであることを特徴とする請求項46〜48のいずれかに記載の高分子固体電解質電池の製造方法。   The method for producing a polymer solid electrolyte battery according to any one of claims 46 to 48, wherein the polymer solid electrolyte battery according to any one of claims 1 to 20 is produced. ポリマー及び電解質塩を含む溶液を支持体上にキャスト又は塗布して固体電解質を製造する方法において、溶媒として極性溶媒を用い、溶媒を含む状態で加熱処理する工程を含むことを特徴とする固体電解質の製造方法。   A method for producing a solid electrolyte by casting or coating a solution containing a polymer and an electrolyte salt on a support, comprising a step of heat-treating a polar solvent as a solvent and containing the solvent. Manufacturing method. 前記ポリマー及び電解質塩を含む溶液中の固形分濃度が0.5〜30重量%の範囲であることを特徴とする請求項50に記載の固体電解質の製造方法。   51. The method for producing a solid electrolyte according to claim 50, wherein the solid content concentration in the solution containing the polymer and the electrolyte salt is in the range of 0.5 to 30% by weight.
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