[发明专利]糊料和将其涂膜作为电解质膜、电极膜的高分子换能器

说明书

技术领域

本发明涉及作为电解质膜和电极膜的材料有用的糊料、和将由其形成的涂膜作为电解质膜、电极膜的高分子换能器。

背景技术

近年来，在医疗设备、微型机器等领域中，如小型且质量轻的促动器、传感器那样将某种类的能量转换为其它种类的能量的换能器的需求不断提高。另外，在产业用机器人、个人机器人等领域中，质量轻且富于柔软性的换能器的需求也在不断提高。

在这样多的领域中，作为质量轻且柔软的换能器，高分子换能器受到关注，报告有各种方式的高分子换能器。

例如，在专利文献1中，公开了包括阳离子交换膜和与该离子交换膜的两面连接的电极的小型且柔软性优异的促动器元件。另外，本发明人等在专利文献2中，利用具有特定的分子结构的高分子固体电解质成分，对柔软性极其优异的高分子换能器进行了公开。专利文献1和2的发明均是相对于高分子固体电解质设有至少一对电极层的结构，具有用非电解镀覆的方法在高分子固体电解质上形成电极层的层叠结构。

另一方面，对于该层叠结构，在专利文献3和4中，公开有使用了含有高分子固体电解质和导电性微粒的组合物作为电极层的高分子换能器。在这些高分子换能器的工作中，高分子固体电解质和例如以非电解镀覆法形成的树突状金属、金属微粒、碳微粒等导电性物质的界面中的双电荷层的形成显示出重要的作用。为了使该双电荷层更多地形成，采用以上述组合物来形成的方法。

通常，非电解镀覆法需要重复数次贵金属掺杂和利用还原剂的还原，还不能说在工业上适用。对于该点，使用专利文献3～4和非专利文献1～3中公开的高分子固体电解质和导电性微粒的组合物，制备使其溶解或分散于适当的介质而成的液体、糊料，并将得到的膜作为电极膜的方法被期待能够工业地/经济地实现。

使用该糊料通过印刷法制造高分子换能器时，为了形成大量的双电荷层，需要以一定的膜厚形成电极膜。另外，对于电解质膜，为了使相对的电极膜确实地电绝缘，需要一定以上的膜厚。这些电极膜和电解质膜通常通过提高糊料的固体成分浓度、多次重复涂布该糊料并使其干燥的步骤来得到所期望的膜厚。但是，存在伴随该固体成分浓度上升的糊料粘度的显著上升、制造步骤中的成本增大等问题。这样所使用的糊料，固体成分浓度的制备、保存稳定性、操作性、涂布性等仍然不充分，因此期待实用性更加优异产品。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平6-6991号公报

专利文献2：日本特开2007-336790号公报

专利文献3：美国专利申请公开第2005/0103706号说明书

专利文献4：美国专利申请公开第2006/0266642号说明书

非专利文献

非专利文献1：未来材料，2005年，第5卷，第10号，p.14～19

非专利文献2：アンゲヴァンテ ケミー インターナショナル エディション（Angewandte Chemie International Edition），2005年，第44卷，p.2410～2413

非专利文献3：ポリマー（Polymer），2002年，第43卷，p.797～802。

发明内容

发明要解决的技术问题

本发明是为了解决前述问题而完成的发明，其目的是提供可制备为高固体成分浓度，操作性、涂布性、保存稳定性优异的糊料；将该涂料通过少数次的涂布、干燥的步骤形成为均匀且具有优异柔软性的所期望的膜厚的涂膜即电解质膜、电极膜；以及可工业性并且经济性地实现、显示出优异性能的高分子换能器。

用于解决技术问题的手段

本发明人等进行了深入研究，结果发现，通过含有特定的粒子而适于高分子换能器的电解质形成用和电极形成用的糊料，将该糊料干燥而得到的涂膜和使用其而得到的高分子换能器具有优异的性能，从而完成了本发明。

为了实现前述目的而完成的、权利要求书的权利要求1所述的糊料，其特征在于，该糊料含有：

由嵌段共聚物构成的高分子固体电解质（A），所述嵌段共聚物含有聚合物嵌段（a-1）和实质上不具有离子基团且在室温下为橡胶状的聚合物嵌段（a-2），所述聚合物嵌段（a-1）含有下述化学式（1）所示的单元

[化1]