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公開番号2024144262
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-11
出願番号2024045910
出願日2024-03-22
発明の名称リチウムイオン電池用電極組成物
出願人三洋化成工業株式会社
代理人
主分類H01M 4/139 20100101AFI20241003BHJP(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電極を得られるリチウムイオン電池用電極組成物を提供すること。
【解決手段】電極活物質、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電極組成物であって、前記分散剤が、フェノール化合物のアルキレンオキサイド付加物であり、前記分散剤における芳香環骨格を構成する炭素原子と炭素原子に結合した水素原子の合計重量の割合が、前記分散剤の重量を基準として55重量%以下であるリチウムイオン電池用電極組成物。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
電極活物質、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電極組成物であって、
前記分散剤が、フェノール化合物のアルキレンオキサイド付加物であり、
前記分散剤における芳香環骨格を構成する炭素原子と炭素原子に結合した水素原子の合計重量の割合が、前記分散剤の重量を基準として５５重量％以下であり、
前記電極活物質の重量割合が、前記リチウムイオン電池用電極組成物の固形分重量を基準として７８～９７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電極組成物の固形分重量を基準として１～２０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電極組成物の固形分重量を基準として１～５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２～２０重量％であることを特徴とするリチウムイオン電池用電極組成物。
続きを表示（約 140 文字）【請求項２】
前記分散剤の水酸基濃度が、前記分散剤の重量を基準として０．５～１０重量％である請求項１に記載のリチウムイオン電池用電極組成物。
【請求項３】
前記分散剤の重量平均分子量が１，０００～１０，０００である請求項１に記載のリチウムイオン電池用電極組成物。

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電極組成物に関する。
続きを表示（約 2,600 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２０１４－１８１１４０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電極を得られるリチウムイオン電池用電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、電極活物質、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電極組成物であって、前記分散剤が、フェノール化合物のアルキレンオキサイド付加物であり、前記分散剤における芳香環骨格を構成する炭素原子と炭素原子に結合した水素原子の合計重量の割合が、前記分散剤の重量を基準として５５重量％以下であり、前記電極活物質の重量割合が、前記リチウムイオン電池用電極組成物の固形分重量を基準として７８～９７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電極組成物の固形分重量を基準として１～２０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電極組成物の固形分重量を基準として１～５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２～２０重量％であることを特徴とするリチウムイオン電池用電極組成物、である。
【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電極を得られるリチウムイオン電池用電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電極組成物は、電極活物質、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電極組成物である。
本発明のリチウムイオン電池用電極組成物は、電極活物質を含む。
前記電極活物質は、正極活物質であっても、負極活物質であってもよい。本発明のリチウムイオン電池用電極組成物は、電極活物質が正極活物質である場合、リチウムイオン電池用正極組成物として用いることができ、電極活物質が負極活物質である場合、リチウムイオン電池用負極組成物として用いることができる。
【００１０】
正極活物質としては、リチウムイオン電池の正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。
例えば、リチウムと遷移金属との複合酸化物｛遷移金属が１種である複合酸化物（ＬｉＣｏＯ
２
、ＬｉＮｉＯ
２
、ＬｉＡｌＭｎＯ
４
、ＬｉＭｎＯ
２
及びＬｉＭｎ
２
Ｏ
４
等）、遷移金属元素が２種である複合酸化物（例えばＬｉＦｅＭｎＯ
４
、ＬｉＮｉ
１－ｘ
Ｃｏ
ｘ
Ｏ
２
、ＬｉＭｎ
１－ｙ
Ｃｏ
ｙ
Ｏ
２
、ＬｉＮｉ
１／３
Ｃｏ
１／３
Ａｌ
１／３
Ｏ
２
及びＬｉＮｉ
０．８
Ｃｏ
０．１５
Ａｌ
０．０５
Ｏ
２
）及び金属元素が３種以上である複合酸化物［例えばＬｉＭ
ａ
Ｍ’
ｂ
Ｍ’’
ｃ
Ｏ
２
（Ｍ、Ｍ’及びＭ’’はそれぞれ異なる遷移金属元素であり、ａ＋ｂ＋ｃ＝１を満たす。例えばＬｉＮｉ
１／３
Ｍｎ
１／３
Ｃｏ
１／３
Ｏ
２
）等］等｝、リチウム含有遷移金属リン酸塩（例えばＬｉＦｅＰＯ
４
、ＬｉＣｏＰＯ
４
、ＬｉＭｎＰＯ
４
及びＬｉＮｉＰＯ
４
）、遷移金属酸化物（例えばＭｎＯ
２
及びＶ
２
Ｏ
５
）、遷移金属硫化物（例えばＭｏＳ
２
及びＴｉＳ
２
）及び導電性高分子（例えばポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアセチレン及びポリ－ｐ－フェニレン及びポリビニルカルバゾール）等が挙げられ、２種以上を併用してもよい。
なお、リチウム含有遷移金属リン酸塩は、遷移金属サイトの一部を他の遷移金属で置換したものであってもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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