【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】聚合物固体电解质用组合物、聚合物固体电解质、聚合物、聚合物固体电解质电池、离子导电膜、共聚物及生产该共聚物的方法
本专利技术涉及聚合物固体电解质，其适合用作电化学装置的材料，所述电化学装置例如是电池、电容器、传感器、聚光器、电致变色元件、光电转换元件等。
技术介绍
作为具有在酯基处存在聚环氧烷链的丙烯酸酯衍生物重复单元的共聚物的实例或使用该共聚物的聚合物固体电解质的实例，已知一种包含交联聚合物基体组分(A)和电解质盐(B)的聚合物固体电解质，其特征在于，在由基体组分(A)的聚合反应制得的聚合物固体电解质中，基体组分(A)至少含有氨基甲酸乙酯(甲基)丙烯酸酯化合物(A1)和由下列通式(1)表示的聚合单体(A2)(参见日本特开专利申请No.2002-216845)。而且，已知通过单体混合物共聚得到的多支化聚合物和利用其制造的固体电解质，其中所述单体混合物至少包含由式(2)表示的单体(A)：(其中，R111-R113各自独立代表氢原子或具有1-4个碳原子的烷基，R114代表氢原子、具有1-4个碳原子的烷基或具有1-4个碳原子的酰基；n代表1-20的整数)和由式(3)-...
【技术保护点】
聚合物固体电解质用组合物，包含共聚物和电解质盐，所述共聚物具有式（Ⅰ）代表的重复单元：＊＊＊…（Ⅰ）（其中，Ｒ↓［１］－Ｒ↓［３］各自独立代表氢原子或Ｃ１－Ｃ１０的烃基；Ｒ↓［１］和Ｒ↓［３］可相互键合成环；Ｒ↓［４ａ］ 和Ｒ↓［４ｂ］各自独立代表氢原子或甲基；Ｒ↓［５］代表氢原子、烃基、酰基或甲硅烷基；ｍ是１－１００的整数，当ｍ为２或更大时，每一Ｒ↓［４ａ］和每一Ｒ↓［４ｂ］可以相同或不同）和式（Ⅱ）代表的重复单元：＊＊＊…（Ⅱ）（其中 ，Ｒ↓［６］和Ｒ↓［８］各自独立代表氢原子或Ｃ１－Ｃ１０的烃...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2003-9-12 321155/20031.聚合物固体电解质用组合物，包含共聚物和电解质盐，所述共聚物具有式(I)代表的重复单元：(其中，R1-R3各自独立代表氢原子或C1-C10的烃基；R1和R3可相互键合成环；R4a和R4b各自独立代表氢原子或甲基；R5代表氢原子、烃基、酰基或甲硅烷基；m是1-100的整数，当m为2或更大时，每一R4a和每一R4b可以相同或不同)和式(II)代表的重复单元：(其中，R6和R8各自独立代表氢原子或C1-C10的烃基；R6和R8可相互键合成环；R7代表氢原子、C1-C10的烃基、羟基、烃氧基、羧基、酸酐基、氨基、酯基或具有至少一个选自羟基、羧基、环氧基、酸酐基和氨基的官能团的有机基团；R9代表具有至少一个选自羟基、羧基、环氧基、酸酐基和氨基的官能团的有机基团)。2.根据权利要求1的聚合物固体电解质用组合物，还包含交联剂。3.根据权利要求1或2的聚合物固体电解质用组合物，其中相对于1摩尔式(II)代表的重复单元，交联剂的量为0.01-2摩尔。4.根据权利要求1或2的聚合物固体电解质用组合物，其中相对于1摩尔式(II)代表的重复单元，交联剂的量为0.1-1摩尔。5.根据权利要求1-4中任一项的聚合物固体电解质用组合物，其中在具有式(I)和式(II)代表的重复单元的共聚物中含有5摩尔或更多的式(I)代表的重复单元。-->6.根据权利要求1-5中任一项的聚合物固体电解质用组合物，其中在具有式(I)和式(II)代表的重复单元的共聚物中含有5摩尔或更多的式(II)代表的重复单元。7.根据权利要求1-6中任一项的聚合物固体电解质用组合物，其中式(I)代表的重复单元的摩尔数占共聚物中全部重复单元摩尔数的5-99％，式(II)代表的重复单元的摩尔数占共聚物中全部重复单元摩尔数的1-95％。8.根据权利要求1-7中任一项的聚合物固体电解质用组合物，其中式(I)代表的重复单元和式(1I)代表的重复单元是嵌段键合的。9.根据权利要求1-8中任一项的聚合物固体电解质用组合物，其中具有式(I)和式(II)代表的重复单元的共聚物还包含衍生自可聚合不饱和单体的重复单元，其不同于式(I)和式(II)代表的重复单元。10.根据权利要求9的聚合物固体电解质用组合物，其中不同于式(I)和式(II)代表的重复单元的衍生自可聚合不饱和单体的重复单元是选自式(III)和式(IV)代表的重复单元的至少一种：(其中，R10-R12各自代表氢原子或C1-C10的烃基，R13代表芳基或杂芳基)；(其中，R14-R16各自代表氢原子或C1-C10的烃基；R14-R16可相互键合成环；R17代表C1-C12烷基、芳基、脂环族烃基或杂环基团)。11.根据权利要求9或10的聚合物固体电解质用组合物，其中包含5摩尔或更多的不同于式(I)和式(II)代表的重复单元的衍生自可聚合不饱和单体的重复单元。12.根据权利要求9-11中任一项的聚合物固体电解质用组合物，其中式(I)代表的重-->复单元、式(II)代表的重复单元和不同于式(I)和式(II)代表的重复单元的衍生自可聚合不饱和单体的重复单元是嵌段键合的。13.根据权利要求9-12中任一项的聚合物固体电解质用组合物，其中式(I)代表的重复单元和不同于式(I)和式(II)代表的重复单元的衍生自可聚合不饱和单体的重复单元的总摩尔数占共聚物中重复单元总摩尔数的5-99％，式(II)代表的重复单元的摩尔数占共聚物中重复单元总摩尔数的1-95％。14.根据权利要求9-13中任一项的聚合物固体电解质用组合物，其中相对于共聚物中重复单元的总摩尔数，式(I)代表的重复单元的摩尔数占9.9-80％，式(II)代表的重复单元的摩尔数占0.1-50％，不同于式(I)和式(II)代表的重复单元的衍生自可聚合不饱和单体的重复单元占19.9-90％。15.根据权利要求1-14中任一项的聚合物固体电解质用组合物，其中具有式(I)和式(II)代表的重复单元的共聚物是嵌段链以B1、C1、A、C2和B2次序排列的共聚物，其中嵌段链A具有式(I)代表的重复单元；嵌段链B1具有式(II)代表的重复单元，嵌段链B2具有式(II)代表的重复单元并且其与B1可相同或不同；嵌段链C1具有式(III)代表的重复单元：(其中，R10-R12各自代表氢原子或C1-C10的烃基，R13代表芳基或杂芳基)；嵌段链C2具有式(III)代表的重复单元并且其与C1可相同或不同。16.根据权利要求15的聚合物固体电解质用组合物，其中B1、C1、A、C2和B2的排列为键合单元B1-C1-A-C2-B2的排列。17.根据权利要求1-16中任一项的聚合物固体电解质用组合物，其中具有式(I)和式(II)代表的重复单元的共聚物的数均分子量为5000-1000000。18.根据权利要求1-17中任一项的聚合物固体电解质用组合物，其中式(II)代表的重复单元是式(IV)代表的重复单元：-->(其中R18-R20各自独立代表氢原子或C1-C10烃基；R18和R20可相互键合成环；R21代表C1-C6亚烷基、C6-C10二价芳烃基、C3-C10二价脂环族烃基或上述基团复合的二价有机基团)，或式(V)代表的重复单元：(其中，R22-R24各自独立代表氢原子或C1-C10烃基；p代表1-3的整数)，或式(VI)代表的重复单元：(其中，R181、R191和R201各自独立代表氢原子或C1-C10烃基；R181和R201可相互键合成环；R211代表C1-C6亚烷基、C6-C10二价芳烃基、C3-C10二价脂环族烃基或上述基团复合的二价有机基团；R212代表氢原子或C1-C4烷基)，或式(VII)代表的重复单元：-->(其中，R281、R291和R301各自独立代表氢原子或C1-C10烃基；R281和R301可相互键合成环；R311代表氢原子或式(VIII)代表的官能团：-R411-CO2H …(VIII)(其中R411代表C1-C6亚烷基、C6-C10二价芳烃基、C3-C10二价脂环族烃基或上述基团复合的二价有机基团))。19.根据权利要求1-18中任一项的聚合物固体电解质用组合物，其中共聚物具有微观相分离结构。20.根据权利要求2-19中任一项的聚合物固体电解质用组合物，其中交联剂为分子中包含2个或更多异氰酸酯基团的聚异氰酸酯化合物或分子中包含2个或更多环氧基团的环氧化合物。21.根据权利要求2-19中任一项的聚合物固体电解质用组合物，其中式(II)代表的重复单元是衍生自具有环氧基团的(甲基)丙烯酸衍生物的重复基团，交联剂为环氧固化剂。22.根据权利要求2-19中任一项的聚合物固体电解质用组合物，其中式(II)代表的重复单元中的R9是具有羧基的有机基团，交联剂是分子中包含2个或更多环氧基团的环氧化合物。23.根据权利要求1-22中任一项的聚合物固体电解质用组合物，其中电解质盐是选自碱金属盐、季铵盐、季盐、过渡金属盐和质子酸中的至少一种。24.根据1-23中任一项的聚合物固体电解质用组合物，其中电解质盐是锂盐。25.一种聚合物固体电解质，包含共聚物和电解质盐，所述共聚物具有式(I)代表的重复单元：-->(其中，R1-R3各自独立代表氢原子或C1-C10的烃基；R1和R3可相互键合成环；R4a和R4b各自独立代表氢原子或甲基；R5代表氢原子、烃基、酰基或甲硅烷基；m是1-100的整数，当m为2或更大时，每一R4a和R4b可以相同或不同)和式(II)代表的重复单元：(其中，R6和R8各自独立代表氢原子或C1-C10的烃基；R6和R8可相互键合成环；R7代表氢原子、C1-C10的烃基、羟基、烃氧基、羧基、酸酐基、氨基、酯基或具有至少一个选自羟基、羧基、环氧基、酸酐基和氨基的官能团的有机基团；R9代表具有至少一个选自羟基、羧基、环氧基、酸酐基和氨基的官能团的有机基团)。26.一种聚合物固体电解质，包含：交联聚合物和电解质盐，所述交联聚合物通过交联剂与具有式(I)代表的重复单元和式(II)代表的重复单元的共聚物反应得到：(其中，R1-R3各自独立代表氢原子或C1-C10的烃基；R1和R3可相互键合成环；R4a和R4b各自独立代表氢原子或甲基；R5代表氢原子、烃基、酰基或甲硅烷基；m是-->1-100的整数，当m为2或更大时，每一R4a和每一R4b可以相同或不同)(其中，R6和R8各自独立代表氢原子或C1-C10的烃基；R6和R8可相互键合成环；R7代表氢原子、C1-C10的烃基、羟基、烃氧基、羧基、酸酐基、氨基、酯基或具有至少一个选自羟基、羧基、环氧基、酸酐基和氨基的官能团的有机基团；R9代表具有至少一个选自羟基、羧基、环氧基、酸酐基和氨基的官能团的有机基团)。27.根据权利要求26的聚合物固体电解质，其中相对于1摩尔式(II)代表的重复单元使用0.01-2摩尔交联剂。28.根据权利要求26的聚合物固体电解质，其中相对于1摩尔式(II)代表的重复单元使用0.1-1摩尔交联剂。29.根据权利要求25-28中任一项的聚合物固体电解质，其中在含有式(I)和式(II)代表的重复单元的共聚物中式(I)代表的重复单元的量为5摩尔或更多。30.根据权利要求25-29中任一项的聚合物固体电解质，其中在含有式(I)和式(II)代表的重复单元的共聚物中式(II)代表的重复单元的量为5摩尔或更多。31.根据权利要求25-30中任一项的聚合物固体电解质，式(I)代表的重复单元的摩尔数占共聚物中全部重复单元摩尔数的5-99％，式(II)代表的重复单元的摩尔数占共聚物中全部重复单元摩尔数的1-95％。32.根据权利要求25-31中任一项的聚合物固体电解质，其中式(I)代表的重复单元和式(II)代表的重复单元是嵌段键合的。33.根据权利要求25-32中任一项的聚合物固体电解质，其中具有式(I)和式(II)代表的重复单元的共聚物还包含衍生自可聚合不饱和单体的重复单元，其不同于式(I)和式(II)代表的重复单元。34.根据权利要求33的聚合物固体电解质，其中不同于式(I)和式(II)代表的重复单元的衍生自可聚合不饱和单体的重复单元是选自式(III)和式(IV)代表的重复单元中的至少一种：-->(其中，R10-R12各自代表氢原子或C1-C10的烃基，R13代表芳基或杂芳基)；(其中，R14-R16各自代表氢原子或C1-C10的烃基；R14-R16可相互键合成环；R17代表C1-C12烷基、芳基、脂环族烃基或杂环基团)。35.根据权利要求33或34的聚合物固体电解质，其中包含5摩尔或更多的不同于式(I)和式(II)代表的重复单元的衍生自可聚合不饱和单体的重复单元。36.根据权利要求33-35中任一项的聚合物固体电解质，其中式(I)代表的重复单元、式(II)代表的重复单元和不同于式(I)和式(II)代表的重复单元的衍生自可聚合不饱和单体的重复单元是嵌段键合的。37.根据权利要求33-36中任一项的聚合物固体电解质，其中式(I)代表的重复单元和不同于式(I)和式(II)代表的重复单元的衍生自可聚合不饱和单体的重复单元的总摩尔数占共聚物中重复单元总摩尔数的5-99％，式(II)代表的重复单元占共聚物中重复单元总摩尔数的1-95％。38.根据权利要求33-37中任一项的聚合物固体电解质，其中相对于共聚物中重复单元的总摩尔数，式(I)代表的重复单元的摩尔数占9.9-80％，式(II)代表的重复单元的摩尔数占0.1-50％，不同于式(I)和式(II)代表的重复单元的衍生自可聚合不饱和单体的重复单元占19.9-90％。39.根据权利要求25-38中任一项的聚合物固体电解质，其中具有式(I)和式(II)代表的重复单元的共聚物是嵌段链以B1、C1、A、C2和B2次序排列的共聚物，其中嵌-->段链A具有式(I)代表的重复单元；嵌段链B1具有式(II)代表的重复单元，嵌段链B2具有式(II)代表的重复单元并且其与B1可相同或不同；嵌段链C1具有式(III)代表的重复单元：(其中，R10-R12各自代表氢原子或C1-C10的烃基，R13代表芳基或杂芳基)；嵌段链C2具有式(III)代表的重复单元并且其与C1可相同或不同。40.根据权利要求39的聚合物固体电解质，其中B1、C1、A、C2和B2的排列为键合单元B1-C1-A-C2-B2的排列。41.根据权利要求25-40中任一项的聚合物固体电解质，其中具有式(I)和式(II)代表的重复单元的共聚物的数均分子量为5000-1000000。42.根据权利要求25-41中任一项的聚合物固体电解质，其中式(II)代表的重复单元是式(IV)代表的重复单元：(其中R18-R20各自独立代表氢原子或C1-C10烃基；R18和R20可相互键合成环；R21代表C1-C6亚烷基、C6-C10二价芳烃基、C3-C10二价脂环族烃基或上述基团复合的二价有机基团)，或式(V...
【专利技术属性】
技术研发人员：村本博雄，新谷武士，青柳孝一郎，
申请(专利权)人：日本曹达株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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