(57)【要約】【課題】ゲル電解質およびその前駆体組成物、ならびにバッテリーを提供する。【解決手段】（１）準安定性窒素含有ポリマー、（２）ゲル化プロモーター、（３）炭酸塩化合物、および、（４）金属塩を有するゲル電解質の前駆体組成物が提供される。（１）準安定性窒素含有ポリマーは、（ａ）窒素含有複素環化合物と（ｂ）マレイミド化合物とを反応させることにより形成され、（ａ）窒素含有複素環化合物と、（ｂ）マレイミド化合物とのモル比は、１：０．１〜１：１０である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゲル電解質の前駆体組成物であって、
（１）（ａ）窒素含有複素環化合物と（ｂ）マレイミド化合物とを反応させることにより形成され、前記（ａ）窒素含有複素環化合物と前記（ｂ）マレイミド化合物とのモル比が、１：０．１〜１：１０である準安定性窒素含有ポリマー、
（２）ゲル化プロモーター、
（３）炭酸塩化合物、および、
（４）金属塩
を含有することを特徴とするゲル電解質の前駆体組成物。
【請求項２】
前記（１）準安定性窒素含有ポリマーと前記（２）ゲル化プロモーターとの重量比は、１：１〜１：９であることを特徴とする請求項１に記載の前駆体組成物。
【請求項３】
前記（１）準安定性窒素含有ポリマーと前記（３）炭酸塩化合物との重量比は、１：０．１〜１：１であることを特徴とする請求項１に記載の前駆体組成物。
【請求項４】
前記前駆体組成物中の前記（４）金属塩の濃度は、０．５Ｍ〜２Ｍであることを特徴とする請求項１に記載の前駆体組成物。
【請求項５】
前記（ａ）窒素含有複素環化合物は以下の化学式を有し、
【化１】
2018009149.tif 000037
【化２】
2018009149.tif 000038
【化３】
2018009149.tif 000039
【化４】
2018009149.tif 000040
【化５】
2018009149.tif 000041
【化６】
2018009149.tif 000042
【化７】
2018009149.tif 000043
【化８】
2018009149.tif 000044
【化９】
2018009149.tif 000045
式中、Ｒ１は、水素、アルキル基、アルケニル基、またはフェニル基であり、
Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５およびＲ６は、それぞれ独立して、水素、アルキル基、アルケニル基、ハロゲン、ジメチルアミノまたは−ＮＨ２であることを特徴とする請求項１に記載の前駆体組成物。
【請求項６】
前記（ａ）窒素含有複素環化合物は、イミダゾール、ピロール、ピリジン、４−ｔｅｒｔ−ブチルピリジン、３−ブチルピリジン、４−ジメチルアミノピリジン、２，４，６−トリアミノ−１，３，５−トリアジン、２，４−ジメチル−２−イミダゾリン、ピリダジン、ピリミジン、ピラジン、またはそれらの組み合わせであることを特徴とする請求項１に記載の前駆体組成物。
【請求項７】
前記（ｂ）マレイミド化合物は以下の化学式を有し、
【化１０】
2018009149.tif 000046
【化１１】
2018009149.tif 000047
【化１２】
2018009149.tif 000048
【化１３】
2018009149.tif 000049
式中、前記ｎは、０から４の整数であり、
Ｒ７は、‐Ｒ１０ＣＨ２Ｒ１１‐、−Ｒ１０ＮＨＲ１０−、−Ｃ（Ｏ）ＣＨ２−、−Ｒ１１ＯＲ１２ＯＲ１１−、−ＣＨ２（ＯＣＨ２）ｍ−、−Ｃ（Ｏ）−、−Ｏ−、−Ｏ−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｓ−Ｓ−、−Ｓ（Ｏ）−、−ＣＨ２Ｓ（Ｏ）ＣＨ２−、−（Ｏ）Ｓ（Ｏ）−、−Ｃ６Ｈ４−、−ＣＨ２（Ｃ６Ｈ４）ＣＨ２−、−ＣＨ２（Ｃ６Ｈ４）（Ｏ）−、−Ｃ２Ｈ４−（ＮＨＣ２Ｈ４）−Ｃ２Ｈ４−、シロキシ基、ビフェニレン基、置換フェニレン基、または、置換ビフェニレン基であり、且つ、前記ｍは、１〜１４０の整数であり、Ｒ１０は、Ｃ１−４アルキレン基であり、Ｒ１１は、Ｃ１−４アルキレン基、ビフェニレン基、置換フェニレン基、または置換ビスフェニレン基であり、且つ、Ｒ１２は、Ｃ１−４アルキレン基、置換フェニレン基、または−Ｃ６Ｈ４−Ｃ（ＣＦ３）２−Ｃ６Ｈ４−、ビフェニレン基、または置換ビフェニレン基であり、
Ｒ８は、−ＣＨ２−、−Ｒ１３ＣＨ２−、−ＣＨ２−（Ｏ）−、−Ｃ（ＣＨ３）２−、−Ｏ−、−Ｏ−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｓ−Ｓ−、−（Ｏ）Ｓ（Ｏ）−、−Ｃ（ＣＦ３）２−、または−Ｓ（Ｏ）−、且つ、Ｒ１３は、Ｃ１−４アルキレン基であり、
Ｒ９は、水素、Ｃ１−４アルキル基、フェニル基、ベンジル基、シクロヘキシル基、スルホ基、−Ｃ６Ｈ４ＣＮ、Ｎ−メトキシカルボニル、−Ｃ６Ｈ４−Ｏ（Ｃ２Ｈ４Ｏ）―ＣＨ３、−Ｃ２Ｈ４−（Ｃ２Ｈ４Ｏ）１１−ＯＣＨ３、または−Ｃ（Ｏ）ＣＨ３であることを特徴とする請求項１に記載の前駆体組成物。
【請求項８】
前記（２）ゲル化プロモーターは、以下の化学式を有し、
【化１４】
2018009149.tif 000050
【化１５】
2018009149.tif 000051
【化１６】
2018009149.tif 000052
【化１７】
2018009149.tif 000053
【化１８】
2018009149.tif 000054
【化１９】
2018009149.tif 000055
【化２０】
2018009149.tif 000056
【化２１】
2018009149.tif 000057
【化２２】
2018009149.tif 000058
式中、Ｒ１４は、それぞれ、独立して、水素、アルキル基、あるいは、アルコキシ基であり、
Ｒ１５は、それぞれ、独立して、−ＮＨ２、−ＮＲ１９Ｈ、アクリル基、アクリレート基、アリル基、またはアルコキシカルボニル基であり、Ｒ１９は、Ｃ１−４アルキレン基であり、
Ｒ１６は、それぞれ、独立して、エチレン基、フェニレン基、またはオレフィン基であり、
Ｒ１７は、水素、アルキル基、アルケニル基、またはフェニル基であり、
Ｒ１８は、それぞれ、独立して、水素、アルキル基、アルケニル基、フェニル基、ジメチルアミノ基、ハロゲン、または−ＮＨ２であり、
ｘ、ｙ、および、ｚは、それぞれ、独立して、０から１０の整数であることを特徴とする請求項１に記載の前駆体組成物。
【請求項９】
前記（３）炭酸塩化合物は、以下の化学式を有し、
【化２３】
2018009149.tif 000059
【化２４】
2018009149.tif 000060
【化２５】
2018009149.tif 000061
Ｒ２０は、アルキル基、アルコキシ基、フェノキシ基、またはエステル基であり、
Ｒ２１は、アルキル基、エステル基、またはフェニル基であり、
ｍは、１〜５の整数であり、
Ｒ２２は、酸素、または硫黄であり、
Ｒ２３は、アルキレン基であり、
Ｒ２４およびＲ２５は、それぞれ独立して、水素、アルキル基、またはハロゲンであることを特徴とする請求項１に記載の前駆体組成物。
【請求項１０】
前記金属塩は、ＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４、ＬｉＡｓＦ６、ＬｉＳｂＦ６、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＡｌＣｌ４、ＬｉＧａＣｌ４、ＬｉＮＯ３、ＬｉＣ（ＳＯ２ＣＦ３）３、ＬｉＮ（ＳＯ２ＣＦ３）２、ＬｉＳＣＮ、ＬｉＯ３ＳＣＦ２ＣＦ３、ＬｉＣ６Ｆ５ＳＯ３、ＬｉＯ２ＣＣＦ３、ＬｉＳＯ３Ｆ、ＬｉＢ（Ｃ６Ｈ５）４、ＬｉＣＦ３ＳＯ３、または、それらの組み合わせを含むことを特徴とする請求項１に記載の前駆体組成物。
【請求項１１】
ゲル電解質であって、
（１）準安定性窒素含有ポリマー、（２）ゲル化プロモーター、（３）炭酸塩化合物、および、（４）金属塩のゲル化反応の生成物を含有し、
前記（１）準安定性窒素含有ポリマーは、前記（ａ）窒素含有複素環化合物と前記（ｂ）マレイミド化合物との反応により形成されるものであり、前記（ａ）窒素含有複素環化合物と前記（ｂ）マレイミド化合物とのモル比は、１：０．１〜１：１０であることを特徴とするゲル電解質。
【請求項１２】
前記（１）準安定性窒素含有ポリマーと前記（２）ゲル化プロモーターとの重量比は、１：１〜１：９であることを特徴とする請求項１１に記載のゲル電解質。
【請求項１３】
前記（１）準安定性窒素含有ポリマーと前記（３）炭酸塩化合物との重量比は、１：０．１〜１：１であることを特徴とする請求項１１に記載のゲル電解質。
【請求項１４】
前記ゲル電解質中の前記（４）金属塩の濃度は、０．５Ｍ〜２Ｍであることを特徴とする請求項１１に記載のゲル電解質。
【請求項１５】
前記（ａ）窒素含有複素環化合物は、以下の化学式を有し、
【化２６】
2018009149.tif 000062
【化２７】
2018009149.tif 000063
【化２８】
2018009149.tif 000064
【化２９】
2018009149.tif 000065
【化３０】
2018009149.tif 000066
【化３１】
2018009149.tif 000067
【化３２】
2018009149.tif 000068
【化３３】
2018009149.tif 000069
【化３４】
2018009149.tif 000070
式中、Ｒ１は、水素、アルキル基、アルケニル基、またはフェニル基であり、
Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、およびＲ６は、それぞれ、独立して、水素、アルキル基、アルケニル基、ハロゲン、ジメチルアミノ、または−ＮＨ２であることを特徴とする請求項１１に記載のゲル電解質。
【請求項１６】
前記（ａ）窒素含有複素環化合物は、イミダゾール、ピロール、ピリジン、４−ｔｅｒｔ−ブチルピリジン、３−ブチルピリジン、４−ジメチルアミノピリジン、２，４，６−トリアミノ−１，３，５−トリアジン、２，４−ジメチル−２−イミダゾリン、ピリダジン、ピリミジン、ピラジン、またはそれらの組み合わせであることを特徴とする請求項１１に記載のゲル電解質。
【請求項１７】
前記（ｂ）マレイミド化合物は、以下の化学式を有し、
【化３５】
2018009149.tif 000071
【化３６】
2018009149.tif 000072
【化３７】
2018009149.tif 000073
【化３８】
2018009149.tif 000074
式中、前記ｎは、０から４の整数であり、
Ｒ７は、−Ｒ１０ＣＨ２Ｒ１１−、−Ｒ１０ＮＨＲ１０−、−Ｃ（Ｏ）ＣＨ２−、−Ｒ１１ＯＲ１２ＯＲ１１−、−ＣＨ２（ＯＣＨ２）ｍ−、−Ｃ（Ｏ）−、−Ｏ−、−Ｏ−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｓ−Ｓ−、−Ｓ（Ｏ）−、−ＣＨ２Ｓ（Ｏ）ＣＨ２−、−（Ｏ）Ｓ（Ｏ）−、−Ｃ６Ｈ４−、−ＣＨ２（Ｃ６Ｈ４）ＣＨ２−、−ＣＨ２（Ｃ６Ｈ４）（Ｏ）−、−Ｃ２Ｈ４−（ＮＨＣ２Ｈ４）−Ｃ２Ｈ４−、シロキシ基、ビフェニレン基、置換フェニレン基、または置換ビフェニレン基で、且つ、ｍは、１〜１４０の整数であり、Ｒ１０はＣ１−４アルキレン基であり、Ｒ１１は、Ｃ１−４アルキレン基、ビフェニレン基、置換フェニレン基、または置換ビスフェニレン基であり、Ｒ１２は、Ｃ１−４アルキレン基、置換フェニレン基、または、−Ｃ６Ｈ４−Ｃ（ＣＦ３）２−Ｃ６Ｈ４−、ビフェニレン基、または、置換ビフェニレン基であり、
Ｒ８は、−ＣＨ２−、−Ｒ１３ＣＨ２−、−ＣＨ２−（Ｏ）−、−Ｃ（ＣＨ３）２−、−Ｏ−、−Ｏ−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｓ−Ｓ−、−（Ｏ）Ｓ（Ｏ）−、−Ｃ（ＣＦ３）２−、または−Ｓ（Ｏ）−であり、Ｒ１３は、Ｃ１−４アルキレン基であり、
Ｒ９は、水素、Ｃ１−４アルキル基、フェニル基、ベンジル基、シクロヘキシル基、スルホ基、−Ｃ６Ｈ４ＣＮ、Ｎ−メトキシカルボニル、−Ｃ６Ｈ４−Ｏ（Ｃ２Ｈ４Ｏ）−ＣＨ３、−Ｃ２Ｈ４−（Ｃ２Ｈ４Ｏ）１１−ＯＣＨ３、または−Ｃ（Ｏ）ＣＨ３であることを特徴とする請求項１１に記載のゲル電解質。
【請求項１８】
前記（２）ゲル化プロモーターは、以下の化学式を有し、
【化３９】
2018009149.tif 000075
【化４０】
2018009149.tif 000076
【化４１】
2018009149.tif 000077
【化４２】
2018009149.tif 000078
【化４３】
2018009149.tif 000079
【化４４】
2018009149.tif 000080
【化４５】
2018009149.tif 000081
【化４６】
2018009149.tif 000082
【化４７】
2018009149.tif 000083
式中、Ｒ１４は、それぞれ、独立して、水素、アルキル基、またはアルコキシ基であり、
Ｒ１５は、それぞれ、独立して、−ＮＨ２、−ＮＲ１９Ｈ、アクリル基、アクリレート基、アリル基、またはアルコキシカルボニル基であり、Ｒ１９は、Ｃ１−４アルキレン基であり、
Ｒ１６は、それぞれ、独立して、エチレン基、フェニレン基、またはオレフィン基であり、
Ｒ１７は、水素、アルキル基、アルケニル基、またはフェニル基であり、
Ｒ１８は、それぞれ、独立して、水素、アルキル基、アルケニル基、フェニル基、ジメチルアミノ基、ハロゲン、または−ＮＨ２であり、
ｘ、ｙ、および、ｚは、それぞれ、独立して、０から１０の整数であることを特徴とする請求項１１に記載のゲル電解質。
【請求項１９】
前記（３）炭酸塩化合物は、以下の化学式を有し、
【化４８】
2018009149.tif 000084
【化４９】
2018009149.tif 000085
【化５０】
2018009149.tif 000086
式中、Ｒ２０は、アルキル基、アルコキシ基、フェノキシ基、またはエステル基であり、
Ｒ２１は、アルキル基、エステル基、またはフェニル基であり、
ｍは、１〜５であり、
Ｒ２２は、酸素、または硫黄であり、
Ｒ２３は、アルキレン基であり、
Ｒ２４およびＲ２５は、それぞれ、独立して、水素、アルキル基、またはハロゲンであることを特徴とする請求項１１に記載のゲル電解質。
【請求項２０】
前記金属塩は、ＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４、ＬｉＡｓＦ６、ＬｉＳｂＦ６、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＡｌＣｌ４、ＬｉＧａＣｌ４、ＬｉＮＯ３、ＬｉＣ（ＳＯ２ＣＦ３）３、ＬｉＮ（ＳＯ２ＣＦ３）２、ＬｉＳＣＮ、ＬｉＯ３ＳＣＦ２ＣＦ３、ＬｉＣ６Ｆ５ＳＯ３、ＬｉＯ２ＣＣＦ３、ＬｉＳＯ３Ｆ、ＬｉＢ（Ｃ６Ｈ５）４、ＬｉＣＦ３ＳＯ３、またはそれらの組み合わせを有することを特徴とする請求項１１に記載のゲル電解質。
【請求項２１】
バッテリーであって、
正極、
負極、および、
前記正極と前記負極との間に設置される請求項１１に記載のゲル電解質
を備えることを特徴とするバッテリー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゲル電解質およびその前駆体組成物、ならびにバッテリーに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
リチウムイオ二次電池は、主流の商業用製品であり、現在、軽重量、高いエネルギー容量、長い寿命およびバッテリー安全性を有するよう開発されている。しかし、商業用バッテリーに用いられる非水電解質溶液は、漏電や爆発を起こしやすいので、危険性を伴う。また、バッテリーの負極上に存在するデンドライトは、短絡、さらには、爆発を招く可能性もある。さらなる改善によって、日常的な適用における非水電解質溶液の安全性を確実にすることが要求される。一方、高分子ゲル電解質が、非水電解質溶液の安全な代替案として開発されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第６，０６６，６９３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
重合されたゲル電解質の粘性は高いため、真空充填プロセスを用いて、電解質を充填し、バッテリーを製造し難く、製造の障害となる。さらに、従来のゲル電解質における相対的に低い導電率も解決されるべき問題である。本発明は、これらの問題を解決できる、ゲル電解質およびその前駆体組成物、ならびにバッテリーを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一実施態様は、（ａ）窒素含有複素環化合物と（ｂ）マレイミド化合物とを反応させることにより形成され、（１）（ａ）窒素含有複素環化合物、および、（ｂ）マレイミド化合物のモル比が１：０．１〜１：１０である準安定性窒素含有ポリマーと、（２）ゲル化プロモーターと、（３）炭酸塩化合物と、（４）金属塩とを含有するゲル電解質の前駆体組成物を提供する。
【０００６】
本発明の一実施態様は、（１）準安定性窒素含有ポリマー、（２）ゲル化プロモーター、（３）炭酸塩化合物、および、（４）金属塩のゲル化反応の生成物を含有するゲル電解質を提供し、（１）準安定性窒素含有ポリマーは、（ａ）窒素含有複素環化合物と（ｂ）マレイミド化合物とを反応させることにより形成され、（ａ）窒素含有複素環化合物と（ｂ）マレイミド化合物とのモル比は、１：０．１〜１：１０である。
【０００７】
本発明の一実施態様は、正極、負極、および、正極と負極との間に設置される所望のゲル電解質を備えるバッテリーを提供する。
【発明の効果】
【０００８】
ゲル電解質の前駆体組成物は、バッテリーに容易に注入することができ、その後、ゲル化して、ゲル電解質を形成することができ、また、当該ゲル電解質を用いたバッテリーは非常に安全である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下の詳細な説明では、説明の目的のため、多数の特定の詳細を説明して、開示される実施態様の十分な理解を提供する。しかしながら、一つ以上の実施態様は、これらの特定の詳細がなくとも実施できることが明らかである。
【００１０】
本発明の一実施態様は、（１）（ａ）窒素含有複素環化合物と（ｂ）マレイミド化合物とを反応させることにより形成される準安定性窒素含有ポリマーと、（２）ゲル化プロモーターと、（３）炭酸塩化合物と、（４）金属塩とを含有するゲル電解質の前駆体組成物を提供する。一実施態様において、（ａ）窒素含有複素環化合物と（ｂ）マレイミド化合物とのモル比は、１：０．１〜１：１０である。別の実施態様において、（ａ）窒素含有複素環化合物と（ｂ）マレイミド化合物とのモル比は、１：１〜１：３である。（ｂ）マレイミド化合物の比例が高すぎると、溶媒系から析出し易くなり、これにより反応が良好に進行しない可能性がある。（ｂ）マレイミド化合物の比例が低すぎると、過度に低い分子量の準安定性窒素含有ポリマーが形成され、後続の反応に不利である。
【００１１】
一実施態様において、（ａ）窒素含有複素環化合物は、以下の化学式を有する。
【化１】
2018009149.tif 000002
【化２】
2018009149.tif 000003
【化３】
2018009149.tif 000004
【化４】
2018009149.tif 000005
【化５】
2018009149.tif 000006
【化６】
2018009149.tif 000007
【化７】
2018009149.tif 000008
【化８】
2018009149.tif 000009
【化９】
2018009149.tif 000010
式中、Ｒ１は、水素、アルキル基、アルケニル基、またはフェニル基である。Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５およびＲ６は、それぞれ、独立して、水素、アルキル基、アルケニル基、ハロゲン、ジメチルアミノ、または‐ＮＨ２である。一実施態様において、（ａ）窒素含有複素環化合物は、イミダゾール、ピロール、ピリジン、４−ｔｅｒｔ−ブチルピリジン、３−ブチルピリジン、４−ジメチルアミノピリジン、２，４，６−トリアミノ−１，３，５−トリアジン、２，４−ジメチル−２−イミダゾリン、ピリダジン、ピリミジン、ピラジン、またはそれらの組み合わせである。
【００１２】
一実施態様において、（ｂ）マレイミド化合物は以下の化学式を有する。
【化１０】
2018009149.tif 000011
【化１１】
2018009149.tif 000012
【化１２】
2018009149.tif 000013
【化１３】
2018009149.tif 000014
式中、ｎは、０から４の整数である。Ｒ７は、−Ｒ１０ＣＨ２Ｒ１１−、−Ｒ１０ＮＨＲ１０−、−Ｃ（Ｏ）ＣＨ２−、−Ｒ１１ＯＲ１２ＯＲ１１−、−ＣＨ２（ＯＣＨ２）ｍ−、−Ｃ（Ｏ）−、−Ｏ−、−Ｏ−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｓ−Ｓ−、−Ｓ（Ｏ）−、−ＣＨ２Ｓ（Ｏ）ＣＨ２−、−（Ｏ）Ｓ（Ｏ）−、−Ｃ６Ｈ４−、−ＣＨ２（Ｃ６Ｈ４）ＣＨ２−、−ＣＨ２（Ｃ６Ｈ４）（Ｏ）−、−Ｃ２Ｈ４−（ＮＨＣ２Ｈ４）−Ｃ２Ｈ４−、シロキシ基、ビフェニレン基、置換フェニレン基、または置換ビフェニレン基である。ｍは、１〜１４０の整数である。Ｒ１０は、Ｃ１−４アルキレン基、Ｒ１１は、Ｃ１−４アルキレン基、ビフェニレン基、置換フェニレン基、または置換ビスフェニレン基である。Ｒ１２は、Ｃ１−４アルキレン基、置換フェニレン基、または−Ｃ６Ｈ４−Ｃ（ＣＦ３）２−Ｃ６Ｈ４−、ビフェニレン基、または置換ビフェニレン基である。Ｒ８は、−ＣＨ２−、−Ｒ１３ＣＨ２−、−ＣＨ２−（Ｏ）−、−Ｃ（ＣＨ３）２−、−Ｏ−、−Ｏ−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｓ−Ｓ−、−（Ｏ）Ｓ（Ｏ）−、−Ｃ（ＣＦ３）２−、または−Ｓ（Ｏ）―であり、Ｒ１３は、Ｃ１−４アルキレン基である。Ｒ９は、水素、Ｃ１−４アルキル基、フェニル基、ベンジル基、シクロヘキシル基、スルホ基、−Ｃ６Ｈ４ＣＮ、Ｎ−メトキシカルボニル、−Ｃ６Ｈ４−Ｏ（Ｃ２Ｈ４Ｏ）―ＣＨ３、−Ｃ２Ｈ４−（Ｃ２Ｈ４Ｏ）１１−ＯＣＨ３、または−Ｃ（Ｏ）ＣＨ３である。
【００１３】
一実施態様において、（ｂ）マレイミド化合物は、４，４’−ジフェニルメタンビスマレイミド、フェニルメタンマレイミドのオリゴマー、ｍ−フェニレンビスマレイミド、２，２’−ビス［４−（４−マレイミドフェノキシ）フェニル］プロパン、３，３’−ジメチル−５，５’−ジエチル−４，４’−ジフェニルメタンビスマレイミド、４−メチル−１，３−フェニレンビスマレイミド、１，６’−ビスマレイミド−（２，２，４−トリメチル）ヘキサン、４，４’−ジフェニルエーテルビスマレイミド、４，４’−ジフェニルスルホンビスマレイミド、１，３−ビス（３−マレイミドフェノキシ）ベンゼン、１，３−ビス（４−マレイミドフェノキシ）ベンゼン、２，２−ビス（４−（ｐ−マレイミドフェノキシ）−フェニル）−ヘキサ−フルオロ−プロパン、２，２−ビス（ｐ−マレイミドフェニル）−ヘキサ−フルオロプロパン、１，８−ビス−マレイミドジエチレングリコール、ｔｒｉｓ（２−マレイミドエチル）アミン、ポリ（エチレングリコール（１１））４−マレイミドフェニルメチルジエーテル末端、４−マレイミドフェニル、４−マレイミド−ベンゼスルホン酸、ポリ（エチレングリコール（１１））２−マレイミドエチルメチルジエーテル末端、２−マレイミドプロピレングリコール１−（２−メトキシエチル）エーテル、エチレングリコール２−マレイミドプロピルメチルジエーテル、またはポリ（ジメチルポリシロキサン）、ビス（３−マレイミド−プロピル−ジメチルシリル）末端である。
【００１４】
一実施態様において、（１）準安定性窒素含有ポリマーと（２）ゲル化プロモーターとの重量比は１：１〜１：９である。（２）ゲル化プロモーターの比率が低すぎる場合、前駆体組成物はゲル化が不完全となり得る。（２）ゲル化プロモーターの比例が高すぎる場合、固体析出物が形成されやすい。（２）ゲル化プロモーターは以下の化学式を有する。
【化１４】
2018009149.tif 000015
【化１５】
2018009149.tif 000016
【化１６】
2018009149.tif 000017
【化１７】
2018009149.tif 000018
【化１８】
2018009149.tif 000019
【化１９】
2018009149.tif 000020
【化２０】
2018009149.tif 000021
【化２１】
2018009149.tif 000022
【化２２】
2018009149.tif 000023
式中、Ｒ１４は、それぞれ、独立して、水素、アルキル基、またはアルコキシ基である。Ｒ１５は、それぞれ、独立して、−ＮＨ２、−ＮＲ１９Ｈ、アクリル基、アクリレート基、アリル基、またはアルコキシカルボニル基、Ｒ１９は、Ｃ１−４アルキレン基である。Ｒ１６は、それぞれ、独立して、エチレン基、フェニレン基、またはオレフィン基である。Ｒ１７は、水素、アルキル基、アルケニル基、またはフェニル基である。Ｒ１８は、それぞれ、独立して、水素、アルキル基、アルケニル基、フェニル基、ジメチルアミノ基、ハロゲン、または−ＮＨ２である。ｘ、ｙ、および、ｚは、それぞれ、独立して、０から１０の整数である。
【００１５】
一実施態様において、（１）準安定性窒素含有ポリマーと（３）炭酸塩化合物との重量比は１：０．１〜１：１である。（３）炭酸塩化合物の比例が高すぎる場合、固体析出物が形成されやすい。（３）炭酸塩化合物の比例が低すぎると、バッテリーの導電率および電気的特質に悪影響が生じ得る。一実施態様において、（３）炭酸塩化合物は以下の化学式を有する。
【化２３】
2018009149.tif 000024
【化２４】
2018009149.tif 000025
【化２５】
2018009149.tif 000026
式中、Ｒ２０は、アルキル基、アルコキシ基、フェノキシ基、またはエステル基である。Ｒ２１は、アルキル基、エステル基、またはフェニル基である。ｍは、１〜５である。Ｒ２２は、酸素、または硫黄である。Ｒ２３はアルキレン基である。Ｒ２４とＲ２５は、それぞれ、独立して、水素、アルキル基、またはハロゲンである。一実施態様において、（３）炭酸塩化合物は、炭酸ジメチル（ＤＭＣ）、または炭酸ジエチル（ＤＥＣ）である。
【００１６】
一実施態様において、ゲル電解質（および、前駆体組成物）中の（４）金属塩の濃度は、０．５Ｍ〜２Ｍである。（４）金属塩の濃度が高すぎる場合、塩類が析出されやすく、ゲル電解質の電気的特性に悪い影響を与える可能性がある。（４）金属塩の濃度が低すぎる場合、ゲル電解質の導電率が不足する可能性がある。一実施態様において、（４）金属塩は、ＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４、ＬｉＡｓＦ６、ＬｉＳｂＦ６、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＡｌＣｌ４、ＬｉＧａＣｌ４、ＬｉＮＯ３、ＬｉＣ（ＳＯ２ＣＦ３）３、ＬｉＮ（ＳＯ２ＣＦ３）２、ＬｉＳＣＮ、ＬｉＯ３ＳＣＦ２ＣＦ３、ＬｉＣ６Ｆ５ＳＯ３、ＬｉＯ２ＣＣＦ３、ＬｉＳＯ３Ｆ、ＬｉＢ（Ｃ６Ｈ５）４、ＬｉＣＦ３ＳＯ３、またはそれらの組み合わせである。
【００１７】
ゲル電解質の前駆体組成物を用いて、バッテリーを製造することができる。バッテリーは、空洞を規定するケースを備え、当該ケース内に、正極、負極、および、正負極間のゲル電解質が収容される。正極および負極はケース中で組み立てられるとともに、前駆体組成物液体が空洞に注入される。その後、前駆体組成物を加熱して、（１）準安定性窒素含有ポリマー、（２）ゲル化プロモーター、および、（３）炭酸塩化合物のゲル化反応が実行される。これにより、（４）金属塩を含有するゲル生成物、すなわち、ゲル電解質が得られる。低温（４０℃〜６０℃）で、短時間（０．５〜１．５時間）の加熱工程が実行されるため、バッテリーのその他の構成要素は損傷しない。
【００１８】
一実施態様において、正極の活物質は、元素硫黄、有機硫化物、硫黄炭素組成物、アルミニウム、バナジウム、チタニウム、クロミウム、銅、モリブデン、ニオビウム、鉄、ニッケル、コバルト、および、マンガンのリチウム酸化物、硫化リチウム、セレン化リチウム、テルル化リチウム、リン化リチウム、ケイ化リチウム、リチウムアルミニウム組成物、臭化リチウム、またはそれらの組み合わせである。一実施態様において、負極の活物質は、リチウム、リチウム合金、メソカーボンマイクロビーズ（ＭＣＭＢ）、気相成長炭素繊維（ＶＧＣＦ）、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）、グラフェン、硬質コークス、グラファイト、カーボンブラック、アセチレンブラック、カーボンファイバー、ガラス状炭素、リチウムチタニウム酸化物、シリコン、シリコン系合金、スズ、スズ系合金、またはそれらの組み合わせである。
【００１９】
一実施態様において、電解質をガラスコンテナに入れる。粘度計（ＢＲＯＯＫＦＩＥＬＤ  ＬＶＤＶＩＩ＋）の探針を電解質に入れて回転させる。回転した探針のトルク値が４５％〜８０％で安定するとき、電解質の粘性を読み取ることができる。ゲル電解質は、上述の方法の測定により、２５℃において２００ｃｐ以上の粘性を有さなければならない。粘性が低すぎる電解質は、ゲルというよりは液体となり得る。一方、電解質の導電率は、ＡＣインピーダンスアナライザー（Ｂｉｏ−Ｌｏｇｉｃ  ＳＡＳ  ＳＰ−３００）により分析され、その導電率は、１０ｍＳ／ｃｍ以上でなければならない。一般の液体の電解質と比較して、電解質の導電率が低すぎる場合、バッテリーの電気的特性および寿命を著しく悪くする可能性がある。適切な粘性および導電率を有するゲル電解質を用いたバッテリーは、良好な電気的特性を有し、且つ、非常に安全である。
【００２０】
以下には、当業者が容易に実現できるよう、いくつかの実施態様を詳細に記述する。本発明の概念は、各種形式で具体化されてよく、説明される実施態様に限定されない。周知の部分の記述は説明を簡潔にするため省略され、且つ、類似する要素には類似記号を用いる。
【実施例】
【００２１】
以下の例において、米国特許第８，２５８，３２４号公報にしたがって、ＢＭＩ−ＰＥＧ４００およびＢＭＩ−ＰＥＧ４Ｋを合成した。
【００２２】
［実施例１］
マレイミド化合物（大和化成工業社から市販されるＢＭＩ１１００）を、エチレンカーボネート／プロピレンカーボネート（ＥＣ／ＰＣ，ｖ／ｖ＝３／２）の共溶媒に溶解し、溶液を調製した。このＢＭＩ１１００溶液を１３０℃まで加熱し、２，４−ジメチル−２−イミダゾリン（Ｔｓｉｏ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社から市販されるＤ２４２）を、ＢＭＩ１１００溶液中にゆっくりと滴下しながら加えた。Ｄ２４２を、ＢＭＩ１１００溶液中に完全に加えた後、その混合物を１３０℃で８時間反応させて、準安定性窒素含有ポリマーａ１を得た。Ｄ２４２とＢＭＩ１１００との重量比は１：２であった。Ｄ２４２およびＢＭＩ１１００の総重量とＥＣ／ＰＣの総重量との重量比は３：１００であった。ＢＭＩ１１００は以下の化学式を有する。
【化２６】
2018009149.tif 000027
Ｄ２４２は以下の化学式を有する。
【化２７】
2018009149.tif 000028
【００２３】
準安定性窒素含有ポリマーａ１を、ガラスコンテナに入れ、粘度計（ＢＲＯＯＫＦＩＥＬＤ  ＬＶＤＶＩＩ＋）の探針を電解質に入れて回転させた。回転した探針のトルク値が、４５％〜８０％で安定したとき、準安定性窒素含有ポリマーａ１の粘性を読み取った（２５℃で、２ｃｐ〜２５ｃｐ）。準安定性窒素含有ポリマーａ１をゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）により分析して、そのピーク時を測定した（２４．４２分および２４．４５分）。
【００２４】
［実施例２］
ＢＭＩ１１００を、ＰＣに溶解し、溶液を調製した。このＢＭＩ１１００溶液を、その後、１３０℃まで加熱するとともに、Ｄ２４２をＢＭＩ１１００溶液中にゆっくりと滴下しながら加えた。Ｄ２４２をＢＭＩ１１００溶液中に完全に加えた後、その混合物を１３０℃で８時間反応させて、準安定性窒素含有ポリマーａ２を得た。Ｄ２４２とＢＭＩ１１００との重量比は１：２であった。Ｄ２４２およびＢＭＩ１１００の総重量とＰＣの重量との重量比は、３：１００であった。
【００２５】
実施例１の測定方法と同様の方法により、準安定性窒素含有ポリマーａ２の粘度（２５℃で、２ｃｐ〜２５ｃｐ）およびＧＰＣピーク時間（２４．８０分）を測定した。
【００２６】
［実施例３］
マレイミド化合物（大和化成工業社から市販されるＢＭＩ２３００）を、ＥＣ／ＰＣ（ｖ／ｖ＝３／２）の共溶媒に溶解し、溶液を調製した。このＢＭＩ２３００溶液を１３０℃まで加熱するとともに、Ｄ２４２を、ＢＭＩ２３００溶液中にゆっくりと滴下しながら加えた。Ｄ２４２をＢＭＩ１１００溶液中に完全に加えた後、その混合物を１３０℃で８時間反応させて、準安定性窒素含有ポリマーａ３を得た。Ｄ２４２とＢＭＩ２３００との重量比は１：２であった。Ｄ２４２およびＢＭＩ２３００の総重量とＥＣ／ＰＣの総重量との重量比は３：１００であった。ＢＭＩ２３００は以下の化学式を有する。
【化２８】
2018009149.tif 000029
式中、ｎは、０〜４である。
【００２７】
実施例１の測定方法と同様の方法により、準安定性窒素含有ポリマーａ３の粘度（２５℃で、２ｃｐ〜２５ｃｐ）およびＧＰＣピーク時間（２４．２５分）を測定した。
【００２８】
［実施例４］
ＢＭＩ２３００を、ＰＣに溶解し、溶液を調製した。このＢＭＩ２３００溶液を、その後、１３０℃まで加熱するとともに、Ｄ２４２をＢＭＩ２３００溶液中にゆっくりと滴下しながら加えた。Ｄ２４２をＢＭＩ２３００溶液に完全に加えた後、その混合物を１３０℃で８時間反応させて、準安定性窒素含有ポリマーａ４を得た。Ｄ２４２とＢＭＩ２３００との重量比は１：２であった。Ｄ２４２およびＢＭＩ２３００の総重量とＰＣの重量との重量比は３：１００であった。
【００２９】
実施例１の測定方法と同様の方法により、準安定性窒素含有ポリマーａ４の粘度（２５℃で、２ｃｐ〜２５ｃｐ）およびＧＰＣピーク時間（２４．１０分）を測定した。
【００３０】
［実施例５］
マレイミド化合物（ＢＭＩ−ＰＥＧ４００）を、ＥＣ／ＰＣ（ｖ／ｖ＝３／２）の共溶媒に溶解し、溶液を調製した。このＢＭＩ−ＰＥＧ４００溶液を１３０℃まで加熱するとともに、Ｄ２４２を、ＢＭＩ−ＰＥＧ４００溶液中にゆっくりと滴下しながら加えた。Ｄ２４２をＢＭＩ−ＰＥＧ４００溶液に完全に加えた後、その混合物を１３０℃で８時間反応させて、準安定性窒素含有ポリマーａ５を得た。Ｄ２４２とＢＭＩ−ＰＥＧ４００との重量比は１：２であった。Ｄ２４２およびＢＭＩ−ＰＥＧ４００の総重量とＥＣ／ＰＣの総重量との重量比は３：１００であった。ＢＭＩ−ＰＥＧ４００は以下の化学式を有する。
【化２９】
2018009149.tif 000030
式中、ｎは、７〜８である。
【００３１】
実施例１の測定方法と同様の方法により、準安定性窒素含有ポリマーａ５の粘度（２５℃で、２ｃｐ〜２５ｃｐ）およびＧＰＣピーク時間（２５．０３分）を測定した。
【００３２】
［実施例６］
ＢＭＩ−ＰＥＧ４００を、ＰＣに溶解し、溶液を調製した。このＢＭＩ−ＰＥＧ４００溶液を、その後、１３０℃まで加熱するとともに、Ｄ２４２を、ＢＭＩ−ＰＥＧ４００溶液中にゆっくりと滴下しながら加えた。Ｄ２４２をＢＭＩ−ＰＥＧ４００溶液に完全に加えた後、その混合物を１３０℃で８時間反応させて、準安定性窒素含有ポリマーａ６を得た。Ｄ２４２とＢＭＩ−ＰＥＧ４００との重量比は１：２であった。Ｄ２４２およびＢＭＩ−ＰＥＧ４００の総重量とＰＣの重量との重量比は、３：１００であった。
【００３３】
実施例１の測定方法と同様の方法により、準安定性窒素含有ポリマーａ６の粘度（２５℃で、２ｃｐ〜２５ｃｐ）およびＧＰＣピーク時間（２５．４６分）を測定した。
【００３４】
［実施例７］
マレイミド化合物（ＢＭＩ−ＰＥＧ４Ｋ）を、ＥＣ／ＰＣ（ｖ／ｖ＝３／２）の共溶媒に溶解し、溶液を調製した。ＢＭＩ−ＰＥＧ４Ｋ溶液を１３０℃まで加熱するとともに、Ｄ２４２を、ＢＭＩ−ＰＥＧ４Ｋ溶液中にゆっくりと滴下しながら加えた。Ｄ２４２をＢＭＩ−ＰＥＧ４Ｋ溶液に完全に加えた後、その混合物を１３０℃で８時間反応させて、準安定性窒素含有ポリマーａ７を得た。Ｄ２４２とＢＭＩ−ＰＥＧ４Ｋとの重量比は１：２であった。Ｄ２４２およびＢＭＩ−ＰＥＧ４Ｋの総重量とＥＣ／ＰＣの総重量との重量比は３：１００であった。ＢＭＩ−ＰＥＧ４Ｋは以下の化学式を有する。
【化３０】
2018009149.tif 000031
式中、ｎは、８８〜９０である。
【００３５】
実施例１の測定方法と同様の方法により、準安定性窒素含有ポリマーａ７の粘度（２５℃で、２ｃｐ〜２５ｃｐ）およびＧＰＣピーク時間（２６．８１分）を測定した。
【００３６】
［実施例８］
ＢＭＩ−ＰＥＧ４Ｋを、ＰＣに溶解し、溶液を調製した。このＢＭＩ−ＰＥＧ４Ｋ溶液を、その後、１３０℃まで加熱するとともに、Ｄ２４２を、ＢＭＩ−ＰＥＧ４Ｋ溶液中にゆっくりと滴下しながら加えた。Ｄ２４２をＢＭＩ−ＰＥＧ４Ｋ溶液に完全に加えた後、その混合物を１３０℃で８時間反応させて、準安定性窒素含有ポリマーａ８を得た。Ｄ２４２とＢＭＩ−ＰＥＧ４Ｋとの重量比は１：２であった。Ｄ２４２およびＢＭＩ−ＰＥＧ４Ｋの総重量とＰＣの重量との重量比は３：１００であった。
【００３７】
実施例１の測定方法と同様の方法により、準安定性窒素含有ポリマーａ８の粘度（２５℃で、２ｃｐ〜２５ｃｐ）およびＧＰＣピーク時間（２７．１５分）を測定した。
【００３８】
表１に示されるように、準安定性窒素含有ポリマーａ１〜ａ８の粘性は低く（２５℃で、２ｃｐ〜２５ｐ）、液体であった。リチウム塩を準安定性窒素含有ポリマーａ１〜ａ８に加えて、電解質としても、これらの電解質は液体で、ゲル電解質ではない。
【表１】
2018009149.tif 000032
【００３９】
［実施例９］
炭酸ジエチル（ＤＥＣ）をリチウム塩ＬｉＰＦ６と混合して、ＬｉＰＦ６溶液を調製した。このＬｉＰＦ６溶液を、実施例１の準安定性窒素含有ポリマーａ１に滴下して加え、混合物を調製した。準安定性窒素含有ポリマーａ１とＤＥＣとの重量比は、１：１であった。この例において、ゲル化プロモーターは加えなかった。混合物をオーブンに入れるとともに、５０℃まで加熱し、５０℃で１時間反応させ、電解質ａ１−０を得た。電解質ａ１−０のＬｉＰＦ６濃度は、１．１Ｍであった。電解質ａ１−０を、ガラスコンテナに入れ、粘度計（ＢＲＯＯＫＦＩＥＬＤ  ＬＶＤＶＩＩ＋）の探針を電解質ａ１−０に入れて、回転させた。回転した探針のトルク値が、４５％〜８０％で安定したとき、電解質ａ１−０の粘性を読み取った（２５℃で、２５ｃｐ〜２００ｃｐ）。準安定性窒素含有ポリマーａ１を、ＡＣインピーダンスアナライザー（Ｂｉｏ−Ｌｏｇｉｃ  ＳＡＳ  ＳＰ−３００）により分析して、その導電率（１１．９７ｍＳ／ｃｍ）を測定した。電解質ａ１−０は、粘性が低いため、液体であった。
【００４０】
［実施例１０］
ＤＥＣをリチウム塩ＬｉＰＦ６と混合して、ＬｉＰＦ６溶液を調製した。このＬｉＰＦ６溶液を、実施例１の準安定性窒素含有ポリマーａ１に滴下して加え、混合物を調製した。準安定性窒素含有ポリマーａ１とＤＥＣとの重量比は、１：１であった。ゲル化プロモーターとなるＤ２４２を、上記混合物に加え、その後、オーブンに入れて、５０℃まで加熱し、５０℃で１時間反応させて、電解質ａ１−１を得た。準安定性窒素含有ポリマーａ１とゲル化プロモーターＤ２４２との重量比は１：１．７６であった。電解質ａ１−１のＬｉＰＦ６濃度は、１．１Ｍであった。実施例９と同様の方法により、電解質ａ１−１の粘性（２５℃で、２００ｃｐ〜１０００ｃｐ）および導電率（１１．９６ｍＳ／ｃｍ）を測定した。
【００４１】
［実施例１１］
ＤＥＣをリチウム塩ＬｉＰＦ６と混合して、ＬｉＰＦ６溶液を調製した。このＬｉＰＦ６溶液を、実施例１の準安定性窒素含有ポリマーａ１に滴下して加え、混合物を調製した。準安定性窒素含有ポリマーａ１とＤＥＣとの重量比は、１０：１であった。ゲル化プロモーターとなるＤ２４２を、混合物に加え、その後、オーブンに入れて、５０℃まで加熱し、５０℃で１時間反応させて、電解質ａ１−２を得た。準安定性窒素含有ポリマーａ１とゲル化プロモーターＤ２４２との重量比は１：１．２３であった。電解質ａ１−２のＬｉＰＦ６濃度は、１．１Ｍであった。実施例９と同様の方法により、電解質ａ１−２の粘性（２５℃で、１０００ｃｐより大きい）および導電率（１２．４０ｍＳ／ｃｍ）を測定した。
【００４２】
［実施例１２］
ＤＥＣをリチウム塩ＬｉＰＦ６と混合して、ＬｉＰＦ６溶液を調製した。このＬｉＰＦ６溶液を、実施例１の準安定性窒素含有ポリマーａ１に滴下して加え、混合物を調製した。準安定性窒素含有ポリマーａ１とＤＥＣとの重量比は、１：１０であった。ゲル化プロモーターとなるＤ２４２を、混合物に加え、その後、オーブンに入れて、５０℃まで加熱し、５０℃で１時間反応させて、電解質ａ１−３を得た。準安定性窒素含有ポリマーａ１とゲル化プロモーターＤ２４２との重量比は１：９．７７であった。電解質ａ１−３のＬｉＰＦ６濃度は、１．１Ｍであった。実施例９と同様の方法により、電解質ａ１−３の粘性（２５℃で、２５ｃｐ〜２００ｃｐ）および導電率（７．６９ｍＳ／ｃｍ）を測定した。電解質ａ１−３は、粘性が低いため、液体であった。
【００４３】
［実施例１３］
炭酸ジメチル（ＤＭＣ）をリチウム塩ＬｉＰＦ６と混合して、ＬｉＰＦ６溶液を調製した。このＬｉＰＦ６溶液を、実施例１の準安定性窒素含有ポリマーａ１に滴下して加え、混合物を調製した。準安定性窒素含有ポリマーａ１とＤＭＣとの重量比は１０：１であった。ゲル化プロモーターとなるＤ２４２を、混合物に加え、その後、オーブンに入れて、５０℃まで加熱し、５０℃で１時間反応させて、電解質ａ１−４を得た。準安定性窒素含有ポリマーａ１とゲル化プロモーターＤ２４２との重量比は１：１．２４であった。電解質ａ１−４のＬｉＰＦ６濃度は、１．１Ｍであった。実施例９と同様の方法により、電解質ａ１−４の粘性（２５℃で、２００ｃｐ〜１０００ｃｐ）および導電率（１２．２９ｍＳ／ｃｍ）を測定した。
【００４４】
［実施例１４］
ＤＥＣをリチウム塩ＬｉＰＦ６と混合して、ＬｉＰＦ６溶液を調製した。このＬｉＰＦ６溶液を、実施例１の準安定性窒素含有ポリマーａ１に滴下して加え、混合物を調製した。準安定性窒素含有ポリマーａ１とＤＭＣとの重量比は１：１０であった。ゲル化プロモーターとなるＤ２４２を、混合物に加え、その後、オーブンに入れて、５０℃まで加熱し、５０℃で１時間反応させて、電解質ａ１−５を得た。準安定性窒素含有ポリマーａ１とゲル化プロモーターＤ２４２との重量比は１：１０．６であった。電解質ａ１−５のＬｉＰＦ６濃度は、１．１Ｍであった。実施例９と同様の方法により電解質ａ１−５の粘性（２５℃で、２５ｃｐ〜２００ｃｐ）および導電率（１４．５３ｍＳ／ｃｍ）を測定した。電解質ａ１−５は、粘性が低いため、液体であった。
【００４５】
［実施例１５］
ＤＥＣをリチウム塩ＬｉＰＦ６と混合して、ＬｉＰＦ６溶液を調製した。このＬｉＰＦ６溶液を、実施例１の準安定性窒素含有ポリマーａ１に滴下して加え、混合物を調製した。準安定性窒素含有ポリマーａ１とＤＥＣとの重量比は、１：１であった。ゲル化プロモーターとなるＤ２４２を、混合物に加え、その後、オーブンに入れて、５０℃まで加熱し、５０℃で１時間反応させて、電解質ａ１−６を得た。準安定性窒素含有ポリマーａ１とゲル化プロモーターＤ２４２との重量比は１：２．９であった。電解質ａ１−６のＬｉＰＦ６濃度は、１．１Ｍであった。実施例９と同様の方法により、電解質ａ１−６の粘性（２５℃で、２００ｃｐ〜１０００ｃｐ）および導電率（１１．７９ｍＳ／ｃｍ）を測定した。
【００４６】
［実施例１６］
ＤＥＣをリチウム塩ＬｉＰＦ６と混合して、ＬｉＰＦ６溶液を調製した。このＬｉＰＦ６溶液を、実施例１の準安定性窒素含有ポリマーａ１に滴下して加え、混合物を調製した。準安定性窒素含有ポリマーａ１とＤＥＣとの重量比は、１：１であった。ゲル化プロモーターとなるＤ２４２を、混合物に加え、その後、オーブンに入れて、５０℃まで加熱し、５０℃で１時間反応させて、電解質ａ１−７を得た。準安定性窒素含有ポリマーａ１とゲル化プロモーターＤ２４２との重量比は１：５．８１であった。電解質ａ１−７のＬｉＰＦ６濃度は、１．１Ｍであった。実施例９と同様の方法により、電解質ａ１−７の粘性（２５℃で、２００ｃｐ〜１０００ｃｐ）および導電率（１０．０８ｍＳ／ｃｍ）を測定した。
【００４７】
［実施例１７］
ＤＥＣをリチウム塩ＬｉＰＦ６と混合して、ＬｉＰＦ６溶液を調製した。このＬｉＰＦ６溶液を、実施例１の準安定性窒素含有ポリマーａ１に滴下して加え、混合物を調製した。準安定性窒素含有ポリマーａ１とＤＥＣとの重量比は、１：１であった。ゲル化プロモーターとなるメチルメタクリレート（ＭＭＡ）を混合物に加え、その後、オーブンに入れて、５０℃まで加熱し、５０℃で１時間反応させて、電解質ａ１−８を得た。準安定性窒素含有ポリマーａ１とゲル化プロモーターＭＭＡとの重量比は１：２．０９であった。電解質ａ１−８のＬｉＰＦ６濃度は、１．１Ｍであった。実施例９と同様の方法により、電解質ａ１−８の粘性（２５℃で、２００ｃｐ〜１０００ｃｐ）および導電率（１３．４４ｍＳ／ｃｍ）を測定した。
【００４８】
［実施例１８］
ＤＥＣをリチウム塩ＬｉＰＦ６と混合して、ＬｉＰＦ６溶液を調製した。このＬｉＰＦ６溶液を、実施例１の準安定性窒素含有ポリマーａ１に滴下して加え、混合物を調製した。準安定性窒素含有ポリマーａ１とＤＥＣとの重量比は、１：１であった。ゲル化プロモーターとなるポリ（エチレングリコール）メチルエーテルアクリレート（ＰＥＧ−Ａ，ＣＡＳ♯  ３２１７１−３９−４）を混合物に加え、その後、オーブンに入れて、５０℃まで加熱し、５０℃で１時間反応させて、電解質ａ１−９を得た。準安定性窒素含有ポリマーａ１とゲル化プロモーターＰＥＧ−Ａとの重量比は１：２．１であった。電解質ａ１−９のＬｉＰＦ６濃度は、１．１Ｍであった。実施例９と同様の方法により、電解質ａ１−９の粘性（２５℃で、２００ｃｐ〜１０００ｃｐ）および導電率（１２．８６ｍＳ／ｃｍ）を測定した。
【００４９】
［実施例１９］
ＤＥＣをリチウム塩ＬｉＰＦ６と混合して、ＬｉＰＦ６溶液を調製した。このＬｉＰＦ６溶液を、実施例１の準安定性窒素含有ポリマーａ１に滴下して加え、混合物を調製した。準安定性窒素含有ポリマーａ１とＤＥＣとの重量比は、１：１であった。ゲル化プロモーターとなる、Ｄ２４２およびＢＭＩ１１００（ｗ／ｗ＝１／１０）を、混合物に加え、その後、オーブンに入れて、５０℃まで加熱し、５０℃で１時間反応させて、電解質ａ１−１０を得た。準安定性窒素含有ポリマーａ１と、ゲル化プロモーターＤ２４２およびＢＭＩ１１００との重量比は１：１．７８であった。電解質ａ１−１０のＬｉＰＦ６濃度は、１．１Ｍであった。実施例９と同様の方法により、電解質ａ１−１０の粘性（２５℃で、２００ｃｐ〜１０００ｃｐ）および導電率（１１．３２ｍＳ／ｃｍ）を測定した。
【００５０】
［実施例２０］
ＤＥＣをリチウム塩ＬｉＰＦ６と混合して、ＬｉＰＦ６溶液を調製した。このＬｉＰＦ６溶液を、実施例１の準安定性窒素含有ポリマーａ１に滴下して加え、混合物を調製した。準安定性窒素含有ポリマーａ１とＤＥＣとの重量比は、１：１であった。ゲル化プロモーターとなる、ビス（４−ｔｅｒｔ−ブチルシクロヘキシル）パーオキシジカーボネート（ＢＣＨＰＣ，ＣＡＳ♯  １５５２０−１１−３）およびＭＭＡ（ｗ／ｗ＝１／１０）を、混合物に加え、その後、オーブンに入れて、５０℃まで加熱し、５０℃で１時間反応させて、電解質ａ１−１１を得た。準安定性窒素含有ポリマーａ１と、ゲル化プロモーターＢＣＨＰＣおよびＭＭＡとの重量比は１：１．７４であった。電解質ａ１−１１のＬｉＰＦ６濃度は、１．１Ｍであった。実施例９と同様の方法により、電解質ａ１−１１の粘性（２５℃で、２００ｃｐ〜１０００ｃｐ）と導電率（１０．３７ｍＳ／ｃｍ）を測定した。
【００５１】
［実施例２１］
ＤＥＣをリチウム塩ＬｉＰＦ６と混合して、ＬｉＰＦ６溶液を調製した。このＬｉＰＦ６溶液を、実施例１の準安定性窒素含有ポリマーａ１に滴下して加え、混合物を調製した。準安定性窒素含有ポリマーａ１とＤＥＣとの重量比は、１：１であった。ゲル化プロモーターとなる、ＢＣＨＰＣおよびＰＥＧ−Ａ（ｗ／ｗ＝１／１０）を、混合物に加え、その後、オーブンに入れて、５０℃まで加熱し、５０℃で１時間反応させて、電解質ａ１−１２を得た。準安定性窒素含有ポリマーａ１と、ゲル化プロモーターＢＣＨＰＣおよびＰＥＧ−Ａとの重量比は、１：１．７６であった。電解質ａ１−１２のＬｉＰＦ６濃度は、１．１Ｍであった。実施例９と同様の方法により、電解質ａ１−１２の粘性（２５℃で、２００ｃｐ〜１０００ｃｐ）および導電率（１２．１７ｍＳ／ｃｍ）を測定した。
【表２】
2018009149.tif 000033
【００５２】
［実施例２２］
ＤＥＣをリチウム塩ＬｉＰＦ６と混合して、ＬｉＰＦ６溶液を調製した。このＬｉＰＦ６溶液を、実施例２の準安定性窒素含有ポリマーａ２に滴下して加え、混合物を得た。準安定性窒素含有ポリマーａ２とＤＥＣとの重量比は１：１であった。ゲル化プロモーターとなるＤ２４２を、混合物に加え、その後、オーブンに入れて、５０℃まで加熱し、５０℃で１時間反応させて、電解質ａ２−１を得た。準安定性窒素含有ポリマーａ２とゲル化プロモーターＤ２４２との重量比は１：１．８１であった。電解質ａ２−１のＬｉＰＦ６濃度は、１．１Ｍであった。実施例９と同様の方法により、電解質ａ２−１の粘性（２５℃で、２００ｃｐ〜１０００ｃｐ）および導電率（１１．１８ｍＳ／ｃｍ）を測定した。
【００５３】
［実施例２３］
ＤＥＣをリチウム塩ＬｉＰＦ６と混合して、ＬｉＰＦ６溶液を調製した。このＬｉＰＦ６溶液を、実施例３の準安定性窒素含有ポリマーａ３に滴下して加え、混合物を調製した。準安定性窒素含有ポリマーａ３とＤＥＣとの重量比は１：１であった。ゲル化プロモーターとなるＤ２４２を、混合物に加え、その後、オーブンに入れて、５０℃まで加熱し、５０℃で１時間反応させて、電解質ａ３−１を得た。準安定性窒素含有ポリマーａ３とゲル化プロモーターＤ２４２との重量比は１：１．７４であった。電解質ａ３−１のＬｉＰＦ６濃度は、１．１Ｍであった。実施例９と同様の方法により、電解質ａ３−１の粘性（２５℃で、１０００ｃｐより大きい）および導電率（１２．６４ｍＳ／ｃｍ）を測定した。
【００５４】
［実施例２４］
ＤＥＣをリチウム塩ＬｉＰＦ６と混合して、ＬｉＰＦ６溶液を調製した。このＬｉＰＦ６溶液を、実施例４の準安定性窒素含有ポリマーａ４を滴下して加え、混合物を調製した。準安定性窒素含有ポリマーａ４とＤＥＣとの重量比は１：１であった。ゲル化プロモーターとなるＤ２４２を、混合物に加え、その後、オーブンに入れて、５０℃まで加熱し、５０℃で１時間反応させて、電解質ａ４−１を得た。準安定性窒素含有ポリマーａ４とゲル化プロモーターＤ２４２との重量比は１：１．７９であった。電解質ａ４−１のＬｉＰＦ６濃度は、１．１Ｍであった。実施例９と同様の方法により、電解質ａ４−１の粘性（２５℃で、１０００ｃｐより大きい）および導電率（１２．０６ｍＳ／ｃｍ）を測定した。
【００５５】
［実施例２５］
ＤＥＣをリチウム塩ＬｉＰＦ６と混合して、ＬｉＰＦ６溶液を調製した。このＬｉＰＦ６溶液を、実施例５の準安定性窒素含有ポリマーａ５に滴下して加え、混合物を調製した。準安定性窒素含有ポリマーａ５とＤＥＣとの重量比は１：１であった。ゲル化プロモーターとなるＤ２４２を、混合物に加え、その後、オーブンに入れて、５０℃まで加熱し、５０℃で１時間反応させて、電解質ａ５−１を得た。準安定性窒素含有ポリマーａ５とゲル化プロモーターＤ２４２との重量比は１：１．７５であった。電解質ａ５−１のＬｉＰＦ６濃度は、１．１Ｍであった。実施例９と同様の方法により、電解質ａ５−１の粘性（２５℃で、２００ｃｐ〜１０００ｃｐ）および導電率（１２．４７ｍＳ／ｃｍ）を測定した。
【００５６】
［実施例２６］
ＤＥＣをリチウム塩ＬｉＰＦ６と混合して、ＬｉＰＦ６溶液を調製した。このＬｉＰＦ６溶液を、実施例６の準安定性窒素含有ポリマーａ６に滴下して加え、混合物を調製した。準安定性窒素含有ポリマーａ６とＤＥＣとの重量比は１：１であった。ゲル化プロモーターとなるＤ２４２を、混合物に加え、その後、オーブンに入れて、５０℃まで加熱し、５０℃で１時間反応させて、電解質ａ６−１を得た。準安定性窒素含有ポリマーａ５とゲル化プロモーターＤ２４２との重量比は１：１．７８であった。電解質ａ６−１のＬｉＰＦ６濃度は、１．１Ｍであった。実施例９と同様の方法により、電解質ａ６−１の粘性（２５℃で、２００ｃｐ〜１０００ｃｐ）および導電率（１２．３９ｍＳ／ｃｍ）を測定した。
【００５７】
［実施例２７］
ＤＥＣをリチウム塩ＬｉＰＦ６と混合して、ＬｉＰＦ６溶液を調製した。このＬｉＰＦ６溶液を、実施例７の準安定性窒素含有ポリマーａ７に滴下して加え、混合物を調製した。準安定性窒素含有ポリマーａ７とＤＥＣとの重量比は１：１であった。ゲル化プロモーターとなるＤ２４２を、混合物に加え、その後、オーブンに入れて、５０℃まで加熱し、５０℃で１時間反応させて、電解質ａ７−１を得た。準安定性窒素含有ポリマーａ７とゲル化プロモーターＤ２４２との重量比は１：１．７３であった。電解質ａ７−１のＬｉＰＦ６濃度は、１．１Ｍであった。実施例９と同様の方法により、電解質ａ７−１の粘性（２５℃で、２００ｃｐ〜１０００ｃｐ）と導電率（１３．４６ｍＳ／ｃｍ）および測定した。
【００５８】
［実施例２８］
ＤＥＣをリチウム塩ＬｉＰＦ６と混合して、ＬｉＰＦ６溶液を調製した。このＬｉＰＦ６溶液を、実施例８の準安定性窒素含有ポリマーａ８に滴下して加え、混合物を調製した。準安定性窒素含有ポリマーａ８とＤＥＣとの重量比は１：１であった。ゲル化プロモーターとなるＤ２４２を、混合物に加え、その後、オーブンに入れて、５０℃まで加熱し、５０℃で１時間反応させて、電解質ａ８−１を得た。準安定性窒素含有ポリマーａ８とゲル化プロモーターＤ２４２との重量比は１：１．７８であった。電解質ａ８−１のＬｉＰＦ６濃度は、１．１Ｍであった。実施例９と同様の方法により、電解質ａ８−１の粘性（２５℃で、２００ｃｐ〜１０００ｃｐ）および導電率（１１．５０ｍＳ／ｃｍ）を測定した。
【表３】
2018009149.tif 000034
【００５９】
［実施例２９］
９０ｗｔ％の人造黒鉛（artificial Graphite）ＭＣＭＢ（直径が約１〜３０μｍ）、約５ｗｔ％の導電性添加剤、および、約５ｗｔ％の接着剤を、ＮＭＰに溶解させて、均一に攪拌し、その後、所定の空間を有するブレードにより、銅のホイルロール上に３００ｍ×３５ｃｍ×１２μｍのサイズでコートし、これにより、負極ロールを得た。その後、負極ロールをロールプレスして、ストライプを形成し、その後、１１０℃で４時間、真空下で乾燥させて、負極板を得た。９１．３ｗｔ％の活物質ＬｉＣｏＯ２、５ｗｔ％のバインダーＰＶＤＦ−ＨＦＰ、および、３．７ｗｔ％の導電性カーボンを混合して、ＮＭＰに溶解させて、正極スラリーを準備した。当該スラリーを、所定の空間を有するブレードを用いて、アルミホイル上に約１５μｍの厚さでコートし、その後、１１０℃で約８時間乾燥させるとともに、ロールプレスして、厚さ６０μｍの電極層を有する正極板を得た。正極板と負極板とを組み立てて、ボタン電池バッテリーＣＲ２０３２を形成した。
【００６０】
ＤＥＣをリチウム塩ＬｉＰＦ６と混合して、ＬｉＰＦ６溶液を調製した。このＬｉＰＦ６溶液を、実施例１の準安定性窒素含有ポリマーａ１に滴下して加え、混合物を調製した。準安定性窒素含有ポリマーａ１とＤＥＣとの重量比は、１：１であった。ゲル化プロモーターとなるＤ２４２を、混合物に加え、その後、ボタン電池バッテリーＣＲ２０３２中の正極板と負極板との間の空間に注入して、５０℃まで加熱し、５０℃で１時間反応させて、ゲル電解質ａ１−１を得た。バッテリーの充放電特性を表４に示した。鉄くぎによりバッテリーに穴をあけ、瞬間火花を２秒だけ発生させた。穴をあけたバッテリーは完全な形状を有し、穴をあけた点は完全且つきれいな断面を有していた。したがって、ゲル電解質ａ１−１を用いたバッテリーは非常に安全であった。
【表４】
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【００６１】
［実施例３０］
ＤＥＣをリチウム塩ＬｉＰＦ６と混合して、ＬｉＰＦ６溶液を調製した。このＬｉＰＦ６溶液を、実施例１の準安定性窒素含有ポリマーａ１に滴下して加え、混合物を調製した。準安定性窒素含有ポリマーａ１とＤＥＣとの重量比は、１：１であった。その後、混合物を、ボタン電池バッテリーＣＲ２０３２中の正極板と負極板と間の空間に注入して、５０℃まで加熱し、５０℃で１時間反応させて、液体電解質ａ１−０を得た。バッテリーの充放電特性を表５に示した。表４と表５との比較によると、ゲル電解質を用いたバッテリーと液体電解質を用いたバッテリーとは、同じ電気的特性（たとえば、保持率）を有した。鉄くぎにより、バッテリーに穴をあけ、バッテリーを激しく燃焼させ、３０秒間燃やした。穴をあけた点からの爆発で、穴をあけたバッテリーはひどく変形した。よって、液体電解質ａ１−０を用いたバッテリーの安全性は、ゲル電解質ａ１−１を用いたバッテリーより悪かった。
【表５】
2018009149.tif 000036
【００６２】
本発明では好ましい実施例を前述の通り開示したが、これらは決して本発明に限定するものではなく、当該技術を熟知する者なら誰でも、本発明の精神と領域を脱しない範囲内で各種の変動や潤色を加えることができ、従って本発明の保護範囲は、特許請求の範囲で指定した内容を基準とする。