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公開番号2024144273
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-11
出願番号2024046440
出願日2024-03-22
発明の名称電極材、電極スラリー、電極材の製造方法、電極及び電極の製造方法
出願人国立大学法人信州大学,東レエンジニアリング株式会社
代理人弁理士法人前田特許事務所
主分類H01M 4/58 20100101AFI20241003BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】電極容量の低下を抑制し、サイクル特性に優れた二次電池用の電極材、電極スラリー、電極材の製造方法、電極及び電極の製造方法を提供する。
【解決手段】二次電池用の電極材1であって、電極活物質10を含み、電極活物質10の表面全体は、非水系バインダー20で殻状に被覆されている。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
二次電池用の電極材であって、
電極活物質を含み、
前記電極活物質の表面全体は、非水系バインダーで殻状に被覆されている、電極材。
続きを表示（約 760 文字）【請求項２】
前記電極活物質の表面の一部は、金属酸化物で被覆されており、
前記非水系バインダーは、前記金属酸化物を覆うように、前記電極活物質の表面全体を殻状に被覆している、請求項１に記載の電極材。
【請求項３】
二次電池用の電極材であって、
電極活物質を含み、
前記電極活物質の表面全体は、非水系バインダー及び金属酸化物の何れかで、殻状に被覆されている、電極材。
【請求項４】
二次電池用の電極材であって、
電極活物質を含み、
前記電極活物質の表面全体は、金属酸化物で殻状に被覆されており、
前記金属酸化物の表面の一部は、非水系バインダーで被覆されている、電極材。
【請求項５】
前記非水系バインダーは、フッ素系樹脂を含む、請求項１～４の何れか１項に記載の電極材。
【請求項６】
前記電極活物質は、正極活物質からなる、請求項１～４の何れか１項に記載の電極材。
【請求項７】
前記電極活物質は、リチウム含有複合酸化物からなる、請求項１～４の何れか１項に記載の電極材。
【請求項８】
電極合剤を含む電極スラリーであって、
前記電極合剤は、請求項１～４の何れか１項に記載の電極材と、導電助剤とを含み、
前記電極合剤は、水系溶媒に分散されている、電極スラリー。
【請求項９】
前記電極活物質の表面を被覆している前記非水系バインダーは、前記水系溶媒に溶解していない、請求項８に記載の電極スラリー。
【請求項１０】
前記導電助剤は、セルロースナノファイバーを含む、請求項８に記載の電極スラリー。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次電池用の電極材、電極スラリー、電極材の製造方法、電極及び電極の製造方法に関する。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン二次電池等の二次電池を構成する電極は、一般に、電極活物質、バインダー、及び導電助剤を分散させたスラリーを、集電体に塗布し、乾燥することによって作製される。
【０００３】
従来、電極のバインダーとして、機械的強度、接着性、耐酸化性等に優れた特性を有するポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）が広く使用されている。
【０００４】
しかしながら、ＰＶＤＦは、水に溶解しないため、ＰＶＤＦを、Ｎ-メチル-ピロリドン（ＮＭＰ）等の有機溶媒に溶解させたスラリーを作製する必要があり、有機溶媒の使用に伴い環境負荷が増大するという課題がある。そのため、近年は、環境負荷の少ない水系溶媒に分散可能な水系バインダーの開発が要望されている。
【０００５】
負極に使用する水系バインダーとしては、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）や、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）が開発されている。しかしながら、これらの水系バインダーをそのまま正極に使用した場合、正極環境下において酸化劣化するといった課題がある。
【０００６】
特許文献１には、正極に使用する水系バインダーとして、アクリル系重合体で構成されたバインダーが開示されている。この水系バインダーは、水に溶解せず、懸濁粒子として水系溶媒に分散することにより、正極スラリーが作製される。この正極スラリーを集電体に塗布し、乾燥することにより正極を作製したとき、水系バインダーは、粒子形状を保ったまま、正極活物質間の凹部に偏在している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特開２０１７－９１７８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に開示された水系バインダーは、耐酸化性を有する点では有効であるが、正極活物質はリチウムを含むため、この水系バインダーを、正極活物質及び導電助剤とともに、水系溶媒に分散させて正極スラリーを作製したとき、正極活物質のリチウム等の遷移金属が水系溶媒に溶け出すため、正極容量が低下するという課題がある。なお、このような課題は、負極活物質にリチウムを含む材料を用いた負極の場合にも生じ得る。
【０００９】
また、上記水系バインダーは、正極活物質間の凹部に偏在しているだけなので、水系バインダーを正極内で均一に分散させることは難しい。そのため、正極活物質同士や、正極活物質と集電体との結着性が弱くなり、二次電池のサイクル特性が低下するという課題がある。なお、このような課題は、上記水系バインダーを負極に使用した場合にも生じ得る。
【００１０】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたもので、電極容量の低下を抑制し、サイクル特性に優れた二次電池用の電極材、電極スラリー、電極材の製造方法、電極及び電極の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

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