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公開番号2024122208
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-09
出願番号2023029635
出願日2023-02-28
発明の名称リチウムイオン二次電池用バインダー、リチウムイオン二次電池用負極及びリチウムイオン二次電池
出願人TDK株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類H01M 4/62 20060101AFI20240902BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】サイクル特性に優れるリチウムイオン二次電池を提供することを目的とする。
【解決手段】このリチウムイオン二次電池用バインダーは、所定の化学式(1)と、化学式(1)中のCOOLiがCOOHに置き換わった化学式(2)と、化学式(1)中のCOOLiがCOX₁X₂に置き換わった化学式(3)とのうち少なくとも一つと、を単位構造として有するポリアクリル酸化合物を有する。このリチウムイオン二次電池用バインダーは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーで測定する重量平均分子量と数平均分子量の比が1.5以上6.0以下である。
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【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
化学式（１）と、化学式（２）と化学式（３）とのうち少なくとも一つと、を単位構造として有するポリアクリル酸化合物を有し、
前記化学式（１）、前記化学式（２）及び前記化学式（３）において、
Ｒは、ＨとＣＨ
３
とのうちのいずれかであり、
Ｘ
１
は、Ｏ、ＯＣＨ
２
、ＮＨ、ＮＣＨ
３
からなる群から選択されるいずれかであり、
Ｘ
２
は、炭素数６以上１６以下の芳香環、炭素数２以上１８以下のアルキル基、炭素数５以上３５以下のポリエチレンオキサイド、炭素数７以上３７以下のポリプロピレンオキサイド、炭素数５以上３５以下のポリエチレンイミンからなる群から選択されるいずれか、または、これらの一部が置換元素で置換されたものであり、
前記化学式（１）、前記化学式（２）及び前記化学式（３）の合計を１００とした際に、前記化学式（１）のモル比は６０％以上９０％以下であり、前記化学式（２）のモル比は０％以上２０％以下であり、前記化学式（３）のモル比は０％以上３０％以下であり、
ゲルパーミエーションクロマトグラフィーで測定する重量平均分子量と数平均分子量の比が１．５以上６．０以下である、リチウムイオン二次電池用バインダー。
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続きを表示（約 170 文字）【請求項２】
請求項１に記載のリチウムイオン二次電池用バインダーと、Ｓｉを含む負極活物質と、を含む、リチウムイオン二次電池用負極。
【請求項３】
正極と、負極と、前記正極と前記負極との間にあるセパレータと、電解液と、を有し、
前記負極は、請求項２に記載のリチウムイオン二次電池用負極である、リチウムイオン二次電池。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、リチウムイオン二次電池用バインダー、リチウムイオン二次電池用負極及びリチウムイオン二次電池に関する。
続きを表示（約 940 文字）【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン二次電池は、携帯電話、ノートパソコン等のモバイル機器やハイブリットカー等の動力源としても広く用いられている。
【０００３】
リチウムイオン二次電池の容量は主に電極の活物質に依存する。負極活物質には、一般に黒鉛が利用されているが、より高容量な負極活物質が求められている。そのため、黒鉛の理論容量（３７２ｍＡｈ／ｇ）に比べてはるかに大きな理論容量をもつシリコン（Ｓｉ）が注目されている。
【０００４】
Ｓｉを含む負極活物質は充電時に大きな体積膨張を伴う。負極活物質の体積膨張は、電池のサイクル特性の低下の原因となる。負極活物質が体積膨張すると、例えば、負極活物質の間の導電パスが切断したり、負極活物質層と集電体の界面で剥離が生じたり、ＳＥＩ（ＳｏｌｉｄＥｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅＩｎｔｅｒｐｈａｓｅ）被膜にクラックが生じ電解液の分解等が生じる。これらは、電池のサイクル特性を低下させる。
【０００５】
電池のサイクル特性を向上させるために、負極活物質層にバインダーが用いられる。例えば、特許文献１には、ポリアクリル酸をバインダーに用いたリチウムイオン二次電池が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２００６－２１０２０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
サイクル特性の更なる向上が求められている。
【０００８】
本開示は上記問題に鑑みてなされたものであり、リチウムイオン二次電池のサイクル特性を向上させることができる構成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】
【０００９】
上記課題を解決するため、以下の手段を提供する。
【００１０】
（１）第１の態様にかかるリチウムイオン二次電池用バインダーは、以下の化学式（１）と、化学式（２）と化学式（３）とのうち少なくとも一つと、を単位構造として有するポリアクリル酸化合物を有する。
（【００１１】以降は省略されています）

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