特許ウォッチ

公開番号2024135742
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-04
出願番号2023046585
出願日2023-03-23
発明の名称リチウムイオン二次電池セパレータ耐熱層用水性樹脂組成物
出願人DIC株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類H01M 50/42 20210101AFI20240927BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】耐熱収縮性及び耐電解液溶解性に優れたセパレータが得られるリチウムイオン二次電池セパレータ耐熱層用水性樹脂組成物を提供する。
【解決手段】(メタ)アクリルアミド、及びN-メチロール(メタ)アクリルアミドを必須原料とするアクリル重合体(A)と、水性媒体(B)とを含有するリチウムイオン二次電池セパレータ耐熱層用水性樹脂組成物であって、前記アクリル重合体(A)の単量体原料中の(メタ)アクリルアミドが90～99.5質量%であり、N-メチロール(メタ)アクリルアミドが0.5～5質量%であることを特徴とするリチウムイオン二次電池セパレータ耐熱層用水性樹脂組成物を用いる。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
（メタ）アクリルアミド、及びＮ－メチロール（メタ）アクリルアミドを必須原料とするアクリル重合体（Ａ）と、水性媒体（Ｂ）とを含有するリチウムイオン二次電池セパレータ耐熱層用水性樹脂組成物であって、前記アクリル重合体（Ａ）の単量体原料中の（メタ）アクリルアミドが９０～９９．５質量％であり、Ｎ－メチロール（メタ）アクリルアミドが０．５～５質量％であることを特徴とするリチウムイオン二次電池セパレータ耐熱層用水性樹脂組成物。
続きを表示（約 260 文字）【請求項２】
前記アクリル重合体（Ａ）の原料中の重合開始剤が、単量体原料１００質量部に対し、０．２質量部以下である請求項１記載のリチウムイオン二次電池セパレータ耐熱層用水性樹脂組成物。
【請求項３】
請求項１又は２記載のリチウムイオン二次電池セパレータ耐熱層用水性樹脂組成物を含有するリチウムイオン二次電池セパレータ耐熱層用スラリー。
【請求項４】
請求項３記載のリチウムイオン二次電池セパレータ耐熱層用スラリーを用いて得られた耐熱層を有するリチウムイオン二次電池用セパレータ。

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セパレータ耐熱層用水性樹脂組成物に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
ポリオレフィン多孔膜は優れた電気絶縁性、イオン透過性を示すことから、電池やコンデンサー等におけるセパレータとして広く利用されている。特に近年では、携帯機器の多機能化、軽量化に伴い、その電源として高出力密度、高容量密度のリチウムイオン二次電池が使用されており、このような電池用セパレータにも主としてポリオレフィン多孔膜が用いられている。
【０００３】
リチウムイオン二次電池は高い出力密度、容量密度を持つ反面、電解液に有機溶媒を用いているために短絡や過充電などの異常事態に伴う発熱によって電解液が分解し、最悪の場合には発火に至ることがある。このような事態を防ぐため、リチウムイオン二次電池にはいくつかの安全機能が組み込まれており、その中の一つに、セパレータのシャットダウン機能がある。シャットダウン機能とは電池が異常発熱を起こした際、セパレータの微多孔が熱溶融等により閉塞して電解液内のイオン伝導を抑制し、電気化学反応の進行をストップさせる機能のことである。一般にシャットダウン温度が低いほど安全性が高いとされ、ポリエチレンがセパレータの成分として用いられている理由の一つに適度なシャットダウン温度を持つという点が挙げられる。
【０００４】
しかし、高いエネルギーを有する電池においては、シャットダウンにより電気化学反応の進行をストップさせても電池内の温度が上昇し続け、その結果、セパレータが熱収縮して破膜し、両極が短絡（ショート）するという問題がある。
【０００５】
安全性の高い電池を製造することを目的として、熱可塑性樹脂を主成分とする第一の多孔層に、耐熱層を積層してセパレータを形成する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
しかしながら、電池の高容量化が進んだ高容量電池は、異常発熱時の発熱量が大きく、より高温環境となり易い。本公報に記載されたセパレータは、耐熱層を有しない通常のセパレータに比して安全性が向上すると考えられるものの、セパレータの熱収縮を高温環境下においても抑制し、セパレータの破膜によって両極が短絡（ショート）するおそれを低減する観点からは、なお改良の余地を有するものであった。
【０００７】
これに対し、単量体群１００モルに対して、（メタ）アクリルアミド基含有化合物を６０モル％以上、及び、ビニル基、又は（メタ）アクリロキシ基を有する二重結合含有トリヒドロキシシリル化合物を０．０５～０．８０モル％含む単量体群の重合物である、水溶性トリヒドロキシシリル基含有ポリ（メタ）アクリルアミドを含む、リチウムイオン電池用バインダー水溶液が提案されている（特許文献２参照）。
【０００８】
この水溶液は、１５０℃におけるセパレータの熱収縮を抑制でき、基材密着性やレート特性も比較的良好なものであったが、近年さらに厳しい耐熱条件（１８０℃）での要求がなされており、これを達成できるものではなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
特許第３７５６８１５号
特許第７０２７９５５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明が解決しようとする課題は、耐熱収縮性及び耐電解液溶解性に優れたセパレータが得られるリチウムイオン二次電池セパレータ耐熱層用水性樹脂組成物を提供することである。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許