特許ウォッチ

公開番号2024165418
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-28
出願番号2023081602
出願日2023-05-17
発明の名称接着層用組成物、接着層、接着層付きセパレーター及び二次電池
出願人旭化成株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類C09J 201/00 20060101AFI20241121BHJP(染料;ペイント;つや出し剤;天然樹脂;接着剤;他に分類されない組成物;他に分類されない材料の応用)
要約【課題】耐ブロッキング性に優れ、かつ、電池抵抗が抑制された接着層を得ることができる接着層用組成物を提供する。
【解決手段】粒子状重合体である重合体A、及び、水溶性である重合体Bを少なくとも含有し、重合体A及び重合体Bのガラス転移温度が、それぞれ独立に70℃以上であり、組成物に含まれる全粒子状重合体の合計含有量に対する重合体Aの含有量が、99.0質量%以上である接着層用組成物。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
粒子状重合体である重合体Ａ、及び、水溶性である重合体Ｂを少なくとも含有し、
前記重合体Ａ及び前記重合体Ｂのガラス転移温度が、それぞれ独立に７０℃以上であり、
組成物に含まれる全粒子状重合体の合計含有量に対する前記重合体Ａの含有量が、９９．０質量％以上である接着層用組成物。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記重合体Ａの粒子径が、０．２μｍ以上１０．０μｍ以下である請求項１に記載の接着層用組成物。
【請求項３】
前記重合体Ａは、（メタ）アクリレート単量体由来の単位、ニトリル基含有単量体由来の単位及び芳香族ビニル単量体由来の単位からなる群から選択される少なくとも１つの単位を含有し、
さらに、カルボキシル基含有単量体由来の単位及び多官能性架橋単量体由来の単位の少なくとも一方を含み、
前記カルボキシル基含有単量体由来の単位及び前記多官能性架橋単量体由来の単位の合計含有量が、０．１質量％以上１０．０質量％以下である請求項１に記載の接着層用組成物。
【請求項４】
前記重合体Ｂが、カルボキシメチルセルロース、キサンタンガム、ポリ（メタ）アクリルアミド、水溶性（メタ）アクリルポリマー、ポリ酸無水物、ポリスルホン酸、及びこれらの塩からなる群から選択される少なくとも１種を含む請求項１に記載の接着層用組成物。
【請求項５】
さらに無機粒子を含む請求項１に記載の接着層用組成物。
【請求項６】
粒子状重合体である重合体Ａ、及び、水溶性である重合体Ｂを少なくとも含有し、
前記重合体Ａ及び前記重合体Ｂのガラス転移温度が、それぞれ独立に７０℃以上であり、
接着層に含まれる全粒子状重合体の合計含有量に対する前記重合体Ａの含有量が９９．０質量％以上であり、
前記重合体Ａの少なくとも一部が前記重合体Ｂにより被覆されている接着層。
【請求項７】
前記重合体Ａの粒子径が、０．２０μｍ以上１０．０μｍ以下である請求項６に記載の接着層。
【請求項８】
前記重合体Ａは、（メタ）アクリレート単量体由来の単位、ニトリル基含有単量体由来の単位及び芳香族ビニル単量体由来の単位からなる群から選択される少なくとも１つの単位を含有し、
さらに、カルボキシル基含有単量体由来の単位及び多官能性架橋単量体由来の単位の少なくとも一方を含み、
前記カルボキシル基含有単量体由来の単位及び前記多官能性架橋単量体由来の単位の合計含有量が、０．１質量％以上１０．０質量％以下である請求項６に記載の接着層。
【請求項９】
前記重合体Ｂが、カルボキシメチルセルロース、キサンタンガム、ポリ（メタ）アクリルアミド、水溶性（メタ）アクリルポリマー、ポリ酸無水物、ポリスルホン酸、及びこれらの塩からなる群から選択される少なくとも１種を含む請求項６に記載の接着層。
【請求項１０】
さらに無機粒子を含む請求項６に記載の接着層。
（【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、接着層用組成物、接着層、接着層付きセパレーター及び二次電池に関する。
続きを表示（約 3,600 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、リチウムイオン電池を中心とした非水電解液電池の開発が活発に行われている。
通常、非水電解液電池には、微多孔膜（セパレーター）が正負極間に設けられている。このようなセパレーターは、正負極間の直接的な接触を防ぎ、微多孔中に保持した電解液を通じイオンを透過させる機能を有する。
【０００３】
例えば、特許文献１には、粒子状重合体および溶媒を含む非水系二次電池機能層用スラリー組成物であって、前記粒子状重合体が、コア部および前記コア部の外表面の少なくとも一部を覆うシェル部を備えるコアシェル構造を有し、そして、前記粒子状重合体は、ガラス転移温度が２０℃以上であり、表面酸量が０．０５ｍｍｏｌ／ｇ以上０．５０ｍｍｏｌ／ｇ以下である、非水系二次電池機能層用スラリー組成物が記載されている。
【０００４】
特許文献２には、粒子状重合体Ａを含む非水系二次電池機能層用組成物であって、前記粒子状重合体Ａは、コア部および前記コア部の外表面の少なくとも一部を覆うシェル部を備えるコアシェル構造を有し、前記コア部は、ガラス転移温度が２５℃超８０℃未満の重合体からなり、前記シェル部は、ガラス転移温度が－８０℃以上２５℃以下の重合体からなり、前記コア部と前記シェル部の合計中に占める前記コア部の割合が、３０質量％以上８０質量％以下である、非水系二次電池機能層用組成物が記載されている。
【０００５】
特許文献３には、少なくとも片面に接着層を有する多孔性ポリオレフィンフィルムからなる接着層付セパレーターと、電極活物質および電極用結着剤を含む電極活物質層を有する電極とを、前記接着層と前記電極活物質層とが当接するように積層し、熱圧着する工程を含む、電極／セパレーター積層体の製造方法であって、前記接着層が、ガラス転移温度－５０～５℃である粒子状重合体Ａと、ガラス転移温度５０～１２０℃である粒子状重合体Ｂおよび湿潤剤とを含み、前記粒子状重合体Ａおよび前記粒子状重合体Ｂが、一般式（１）：ＣＨ
2
＝ＣＲ
1
－ＣＯＯＲ
2
（式中、Ｒ
1
は水素原子またはメチル基を、Ｒ
2
はアルキル基またはシクロアルキル基を表す。）で表される化合物由来の単量体単位、ニトリル基含有単量体単位、およびカルボン酸基含有単量体単位を含むアクリル重合体であり、前記接着層の平均厚さが０．２～１．０μｍであり、前記熱圧着を５０～１００℃で行う、電極／セパレーター積層体の製造方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
国際公開第２０２０／１７５０２５号
国際公開第２０１８／０９６９７５号
特開２０１８－５６１４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
二次電池分野において、従来から、電極とセパレーターとを接着する接着層が用いられることが知られている。
接着層を形成する接着層用組成物としては、例えば、第１粒子と、第１粒子に接着される第２粒子又はガラス転移温度（Ｔｇ）が低い水溶性ポリマーと、を含む組成物が挙げられる。
上記第２粒子はＴｇが低いことが多く、粒子径も第１粒子よりも小さいことが多い。また、ガラス転移温度（Ｔｇ）が低い水溶性ポリマーは耐ブロッキングを低下させる傾向にある。
本発明者らによれば、上記のような接着層用組成物によって得られる接着層は、耐ブロッキング性及び電池抵抗がともに上昇し、電池性能の点で改善の余地がある。
すなわち、耐ブロッキング性に優れ、かつ、電池抵抗が抑制された接着層が求められている。
【０００８】
本発明が解決しようとする課題は、耐ブロッキング性に優れ、かつ、電池抵抗が抑制された接着層を得ることができる接着層用組成物、接着層、接着層付きセパレーター及び二次電池を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は以下の態様を含む。
＜１＞粒子状重合体である重合体Ａ、及び、水溶性である重合体Ｂを少なくとも含有し、前記重合体Ａ及び前記重合体Ｂのガラス転移温度が、それぞれ独立に７０℃以上であり、組成物に含まれる全粒子状重合体の合計含有量に対する前記重合体Ａの含有量が、９９．０質量％以上である接着層用組成物。
＜２＞前記重合体Ａの粒子径が、０．２μｍ以上１０．０μｍ以下である＜１＞に記載の接着層用組成物。
＜３＞前記重合体Ａは、（メタ）アクリレート単量体由来の単位、ニトリル基含有単量体由来の単位及び芳香族ビニル単量体由来の単位からなる群から選択される少なくとも１つの単位を含有し、さらに、カルボキシル基含有単量体由来の単位及び多官能性架橋単量体由来の単位の少なくとも一方を含み、前記カルボキシル基含有単量体由来の単位及び前記多官能性架橋単量体由来の単位の合計含有量が、０．１質量％以上１０．０質量％以下である＜１＞又は＜２＞に記載の接着層用組成物。
＜４＞前記重合体Ｂが、カルボキシメチルセルロース、キサンタンガム、ポリ（メタ）アクリルアミド、水溶性（メタ）アクリルポリマー、ポリ酸無水物、ポリスルホン酸、及びこれらの塩からなる群から選択される少なくとも１種を含む＜１＞～＜３＞のいずれか１つに記載の接着層用組成物。
＜５＞さらに無機粒子を含む＜１＞～＜４＞のいずれか１つに記載の接着層用組成物。
＜６＞粒子状重合体である重合体Ａ、及び、水溶性である重合体Ｂを少なくとも含有し、前記重合体Ａ及び前記重合体Ｂのガラス転移温度が、それぞれ独立に７０℃以上であり、接着層に含まれる全粒子状重合体の合計含有量に対する前記重合体Ａの含有量が９９．０質量％以上であり、前記重合体Ａの少なくとも一部が前記重合体Ｂにより被覆されている接着層。
＜７＞前記重合体Ａの粒子径が、０．２０μｍ以上１０．０μｍ以下である＜６＞に記載の接着層。
＜８＞前記重合体Ａは、（メタ）アクリレート単量体由来の単位、ニトリル基含有単量体由来の単位及び芳香族ビニル単量体由来の単位からなる群から選択される少なくとも１つの単位を含有し、さらに、カルボキシル基含有単量体由来の単位及び多官能性架橋単量体由来の単位の少なくとも一方を含み、前記カルボキシル基含有単量体由来の単位及び前記多官能性架橋単量体由来の単位の合計含有量が、０．１質量％以上１０．０質量％以下である＜６＞又は＜７＞に記載の接着層。
＜９＞前記重合体Ｂが、カルボキシメチルセルロース、キサンタンガム、ポリ（メタ）アクリルアミド、水溶性（メタ）アクリルポリマー、ポリ酸無水物、ポリスルホン酸、及びこれらの塩からなる群から選択される少なくとも１種を含む＜６＞～＜８＞のいずれか１つに記載の接着層。
＜１０＞さらに無機粒子を含む＜６＞～＜９＞のいずれか１つに記載の接着層。
＜１１＞前記重合体Ａ、前記重合体Ｂ及び溶媒を含むスラリーを、セパレーターにおける一方又は両方の表面に塗布し、温風又は赤外線により乾燥させて得られ、
前記スラリーに含まれる全粒子状重合体の合計含有量に対する前記重合体Ａの含有量が、９９．０質量％以上である＜６＞～＜１０＞のいずれか１つに記載の接着層。
＜１２＞セパレーターと、前記セパレーターの一方又は両方の表面に含まれる＜６＞～＜１１＞のいずれか１つに記載の接着層と、を含む接着層付きセパレーター。
＜１３＞前記接着層を前記セパレーターの一方の表面に含み、かつ、前記接着層を、前記一方の表面の全面積に対して、面積基準で９０％以下含むか、又は、前記接着層を前記セパレーターの両方の表面に含み、かつ、前記接着層を、前記両方の表面のそれぞれの全面積に対して、面積基準で９０％以下含み、前記接着層は、セパレーター側とは反対側からの投影図において、形状が点状又は線状である＜１２＞に記載の接着層付きセパレーター。
＜１４＞＜１２＞又は＜１３＞に記載の接着層付きセパレーターを備える二次電池。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、耐ブロッキング性に優れ、かつ、電池抵抗が抑制された接着層を得ることができる接着層用組成物、上記接着層用組成物によって得られる接着層、接着層付きセパレーター及び二次電池を提供できる。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許