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公開番号2024121796
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-06
出願番号2024016845
出願日2024-02-07
発明の名称リチウムイオン電池用負極組成物
出願人三洋化成工業株式会社
代理人
主分類H01M 4/62 20060101AFI20240830BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】セル性能(電気抵抗値、クーロン効率、容量維持率)の優れたリチウムイオン電池用負極を得られるリチウムイオン電池用負極組成物を提供すること。
【解決手段】負極活物質、バインダー樹脂、導電助剤及び分散剤を含むリチウムイオン電池用負極組成物であって、前記分散剤が、ビニル基含有芳香族炭化水素(a1)及びエチレン性不飽和カルボン酸(塩)(a2)を構成単量体とする共重合体であり、前記分散剤の重量割合が、前記導電助剤の重量を基準として1～10重量%であることを特徴とするリチウムイオン電池用負極組成物。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
負極活物質、バインダー樹脂、導電助剤及び分散剤を含むリチウムイオン電池用負極組成物であって、
前記分散剤が、ビニル基含有芳香族炭化水素（ａ１）及びエチレン性不飽和カルボン酸（塩）（ａ２）を構成単量体とする共重合体であり、前記（ａ１）単位及び前記（ａ２）単位の合計モル数に基づいて、前記（ａ１）単位の含有量が２５～７０モル％、前記（ａ２）単位の含有量が３０～７５モル％であり、
前記負極活物質の重量割合が、前記リチウムイオン電池用負極組成物の固形分重量を基準として９０～９６重量％であり、前記バインダー樹脂の重量割合が、前記リチウムイオン電池用負極組成物の固形分重量を基準として３～６重量％であり、前記導電助剤の重量割合が、前記リチウムイオン電池用負極組成物の固形分重量を基準として０．５～５重量％であり、
前記分散剤の重量割合が、前記導電助剤の重量を基準として１～１０重量％であることを特徴とするリチウムイオン電池用負極組成物。
続きを表示（約 280 文字）【請求項２】
前記エチレン性不飽和カルボン酸（塩）（ａ２）が、マレイン酸カリウム塩、マレイン酸ナトリウム塩、マレイン酸アンモニウム塩及びフマル酸ナトリウム塩からなる群より選ばれる１種以上である請求項１に記載のリチウムイオン電池用負極組成物。
【請求項３】
前記分散剤が、さらにエチレン性不飽和カルボン酸エステル（ａ３）を構成単量体とする共重合体である請求項１に記載のリチウムイオン電池用負極組成物。
【請求項４】
前記分散剤の重量平均分子量が６，０００～３０，０００である請求項１に記載のリチウムイオン電池用負極組成物。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、リチウムイオン電池用負極組成物に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン電池は、高電圧、高エネルギー密度という特長を持つことから、携帯情報機器分野などにおいて広く利用され、携帯電話、ノート型パソコンを始めとする携帯端末用標準電池としての地位が確立されている。その用途は拡大する一方で、従来用途に加えてハイブリッド自動車や電気自動車などへの適用も検討されており一部では既に実用化されている。これらの更なる普及のためにも二次電池の高容量化、高出力化が求められており様々な技術の適用が試みられている。
【０００３】
リチウムイオン電池を高容量化するには、電極における活物質の割合を増やす必要があり、その他の構成要素であるバインダー樹脂や導電助剤等の使用量は少ない方が好ましい。しかし、単純にこれらの使用量を減らすと、得られる電極の強度や電子伝導性が担保されず電池性能が悪化することから、電池性能を維持しつつバインダー樹脂や導電助剤等の使用量を減らすことができる添加剤（主に分散剤）の検討がなされてきた。
【０００４】
例えば、特許文献１には、ポリマー系分散剤としてメチルセルロース、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコールなどが使用されている。しかし、これらの分散剤、特にポリビニルピロリドンは、正極電位域（３～５Ｖ）においてそれ自身が分解反応を起こし、電池性能を低下させてしまう懸念がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０２２－６３８５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記実情に鑑みて為されたものであり、セル性能（電気抵抗値、クーロン効率、容量維持率）の優れたリチウムイオン電池用負極を得られるリチウムイオン電池用負極組成物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、負極活物質、バインダー樹脂、導電助剤及び分散剤を含むリチウムイオン電池用負極組成物であって、前記分散剤が、ビニル基含有芳香族炭化水素（ａ１）及びエチレン性不飽和カルボン酸（塩）（ａ２）を構成単量体とする共重合体であり、前記（ａ１）単位及び前記（ａ２）単位の合計モル数に基づいて、前記（ａ１）単位の含有量が２５～７０モル％、前記（ａ２）単位の含有量が３０～７５モル％であり、前記負極活物質の重量割合が、前記リチウムイオン電池用負極組成物の固形分重量を基準として９０～９６重量％であり、前記バインダー樹脂の重量割合が、前記リチウムイオン電池用負極組成物の固形分重量を基準として３～６重量％であり、前記導電助剤の重量割合が、前記リチウムイオン電池用負極組成物の固形分重量を基準として０．５～５重量％であり、前記分散剤の重量割合が、前記導電助剤の重量を基準として１～１０重量％であることを特徴とするリチウムイオン電池用負極組成物、に関する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、セル性能（電気抵抗値、クーロン効率、容量維持率）の優れたリチウムイオン電池用負極を得られるリチウムイオン電池用負極組成物を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明のリチウムイオン電池用負極組成物は、負極活物質、バインダー樹脂、導電助剤及び分散剤を含むリチウムイオン電池用負極組成物である。
本発明のリチウムイオン電池用負極組成物は、負極活物質を含む。
本発明において、負極活物質は、リチウムイオン電池の負極活物質として用いることができるものであれば特に制限されない。負極活物質を構成する材料としては、例えば、炭素系材料、珪素系材料等が挙げられる。なかでも、負極活物質は、炭素系材料からなることが好ましい。
【００１０】
炭素系材料としては、例えば、黒鉛、難黒鉛化性炭素、アモルファス炭素、樹脂焼成体（例えばフェノール樹脂及びフラン樹脂等を焼成し炭素化したもの等）、コークス類（例えばピッチコークス、ニードルコークス及び石油コークス等）等が挙げられる。導電性高分子（例えばポリアセチレン及びポリピロール等）、金属酸化物（チタン酸化物及びリチウム・チタン酸化物）及び金属合金（リチウム－スズ合金、リチウム－アルミニウム合金、アルミニウム－マンガン合金等）等と炭素系材料との混合物であってもよい。内部にリチウム又はリチウムイオンを含まない材料については、内部の一部又は全部に、リチウム又はリチウムイオンを含ませるプレドープ処理を施していてもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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