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公開番号2024174673
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-17
出願番号2023092628
出願日2023-06-05
発明の名称高分子固体電解質
出願人三洋化成工業株式会社
代理人
主分類H01B 1/06 20060101AFI20241210BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】高い弾性、伸縮性、電解液保持性、難燃性(低引火点)及び高イオン電導性を同時に実現する高分子固体電解質を提供すること。
【解決手段】ウレタン樹脂と電解液とを含む高分子固体電解質であって、前記ウレタン樹脂が、ポリアルキレンオキサイド(A-1)、水酸基を3個以上有するポリオール(A-2)及びイソシアネート(B)を含む組成物の反応物であり、前記ウレタン樹脂の架橋密度が5～21mmol/kgであり、前記電解液が、電解質と電解液溶媒(C)とからなり、前記ポリアルキレンオキサイド(A-1)のSP値と前記電解液溶媒(C)のSP値との差の絶対値が4.0以下であることを特徴とする高分子固体電解質。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
ウレタン樹脂と電解液とを含む高分子固体電解質であって、
前記ウレタン樹脂が、ポリアルキレンオキサイド（Ａ－１）、水酸基を３個以上有するポリオール（Ａ－２）及びイソシアネート（Ｂ）を含む組成物の反応物であり、
前記ウレタン樹脂の架橋密度が５～２１ｍｍｏｌ／ｋｇであり、
前記電解液が、電解質と電解液溶媒（Ｃ）とからなり、
前記ポリアルキレンオキサイド（Ａ－１）のＳＰ値と前記電解液溶媒（Ｃ）のＳＰ値との差の絶対値が４．０以下であることを特徴とする高分子固体電解質。
続きを表示（約 170 文字）【請求項２】
前記ポリアルキレンオキサイド（Ａ－１）が２種以上のポリアルキレンオキサイドからなり、前記イソシアネート（Ｂ）がポリメリックジフェニルメタンジイソシアネートである請求項１に記載の高分子固体電解質。
【請求項３】
前記電解質が、スルホニルイミド系電解質である請求項１又は２に記載の高分子固体電解質。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、高分子固体電解質に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、環境保護のため二酸化炭素排出量の低減が切に望まれている。自動車業界では、電気自動車（ＥＶ）やハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）の導入による二酸化炭素排出量の低減に期待が集まっており、これらの実用化の鍵を握るモータ駆動用二次電池の開発が鋭意行われている。二次電池としては、高エネルギー密度、高出力密度が達成できるリチウムイオン電池に注目が集まっている。
【０００３】
なかでも、有機溶媒が揮発する可能性が低く、充放電時の副反応である有機溶媒の分解反応が進行することによって電池内部にガスが発生して電池を膨脹させる問題のない電池として、高分子固体電解質を用いたリチウムイオン二次電池が検討されている。
例えば、特許文献１には、電池内部での化学的・電気化学的安定性に優れた材料であるポリフッ化ビニリデン－ヘキサフルオロプロピレン共重合体とカーボネート系電解液とを組み合わせたゲル電解質が提示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２００７－１４１４６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ポリフッ化ビニリデン－ヘキサフルオロプロピレン共重合体を用いたゲル電解質は、電解質の伸縮性、弾性が十分ではなく、繰り返しの充放電に伴う電極の膨張収縮に追随できないため、長期使用時に電池容量の著しい低下が見られるという課題があった。また、ポリフッ化ビニリデン－ヘキサフルオロプロピレン共重合体とカーボネート系電解液との馴染みが悪いために電解液の液保持性が悪く、カーボネート系電解液の揮発性が高いこともあり電池の安全性の観点でも改善の余地があった。
【０００６】
本発明は上記実情に鑑みて為されたものであり、高い弾性、伸縮性、電解液保持性、難燃性（低引火点）及び高イオン電導性を同時に実現する高分子固体電解質を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、鋭意検討した結果、本発明に到達した。
本発明は、ウレタン樹脂と電解液とを含む高分子固体電解質であって、前記ウレタン樹脂が、ポリアルキレンオキサイド（Ａ－１）、水酸基を３個以上有するポリオール（Ａ－２）及びイソシアネート（Ｂ）を含む組成物の反応物であり、前記ウレタン樹脂の架橋密度が５～２１ｍｍｏｌ／ｋｇであり、前記電解液が、電解質と電解液溶媒（Ｃ）からなり、前記ポリアルキレンオキサイド（Ａ－１）のＳＰ値と前記電解液溶媒（Ｃ）のＳＰ値との差の絶対値が４．０以下であることを特徴とする高分子固体電解質、である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、高い弾性、伸縮性、電解液保持性、難燃性（低引火点）及び高イオン電導性を同時に実現する高分子固体電解質を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
図１は、高分子固体電解質の伸縮性評価（ヒステリシスロスの測定）の測定結果を図示したものである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の高分子固体電解質は、ウレタン樹脂と電解液とを含み、前記ウレタン樹脂は、ポリアルキレンオキサイド（Ａ－１）、水酸基を３個以上有するポリオール（Ａ－２）及びイソシアネート（Ｂ）を含む組成物の反応物である。
（【００１１】以降は省略されています）

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