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公開番号2024175153
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-18
出願番号2021182390
出願日2021-11-09
発明の名称リチウムイオン二次電池負極用組成物
出願人株式会社日本触媒
代理人
主分類H01M 4/134 20100101AFI20241211BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】高いサイクル特性を発現し、さらに電極の生産性にも優れたリチウムイオン二次電池負極用組成物を提供する。
【解決手段】重合体を有するバインダーとケイ素を有する負極活物質とを含むリチウムイオン二次電池負極用組成物であって、該重合体は、20℃における水100gに対する溶解度が2g以上であるエチレン性不飽和単量体に由来する構造単位を有し、該重合体における該構造単位の割合が10質量%以上であり、該重合体の濃度を2質量%とした水分散体の粘度が20mPa・s以下である、リチウムイオン二次電池負極用組成物。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
重合体を有するバインダーと、
ケイ素を有する負極活物質とを含むリチウムイオン二次電池負極用組成物であって、
該重合体は、２０℃における水１００ｇに対する溶解度が２ｇ以上であるエチレン性不飽和単量体に由来する構造単位を有し、
該重合体における該構造単位の割合が１０質量％以上であり、
該重合体の濃度を２質量％とした水分散体の粘度が２０ｍＰａ・ｓ以下である、
リチウムイオン二次電池負極用組成物。
続きを表示（約 350 文字）【請求項２】
前記重合体に、ホモポリマーのガラス転移温度が１０℃以下であるエチレン性不飽和単量体に由来する構造単位を含む、請求項１に記載のリチウムイオン二次電池負極用組成物。
【請求項３】
前記重合体に、架橋性単量体に由来する構造単位を含む、請求項１又は２に記載のリチウムイオン二次電池負極用組成物。
【請求項４】
前記重合体および水を含有する、請求項１～３何れかに記載のリチウムイオン二次電池負極用組成物。
【請求項５】
請求項１～４何れかに記載のリチウムイオン二次電池負極用組成物から形成されてなる負極合材層と集電体を含む、リチウムイオン二次電池負極。
【請求項６】
請求項５に記載の負極を有す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負極用組成物に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、リチウムイオン二次電池のサイクル特性の向上を達成すべく、電極合材層の形成に用いられるバインダーの改良が試みられている。例えば、ビニルアルコールやエチレン性不飽和カルボン酸アルカリ金属中和物等から得られる重合体（特許文献１）や、スチレン、エチレン性不飽和カルボン酸エステル及びエチレン性不飽和カルボン酸等から得られる重合体（特許文献２）が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
国際公報第２０１４／５７６２７号
特開２０１１－２４３４６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
これまでのバインダーでは、サイクル特性と電極の生産性を両立できない課題があった。そこで本発明は、高いサイクル特性を発現し、さらに電極の生産性にも優れたリチウムイオン二次電池負極用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】
【０００５】
本発明者は、上記目的を達成する為に種々検討を行ない、本発明に想到した。すなわち本開示は、重合体を有するバインダーとケイ素を有する負極活物質とを含むリチウムイオン二次電池負極用組成物であって、該重合体は、２０℃における水１００ｇに対する溶解度が２ｇ以上であるエチレン性不飽和単量体に由来する構造単位を有し、該重合体における該構造単位の割合が１０質量％以上であり、該重合体の濃度を２質量％とした水分散体の粘度が２０ｍＰａ・ｓ以下である、リチウムイオン二次電池負極用組成物である。
【発明の効果】
【０００６】
本開示のリチウムイオン二次電池負極用組成物は、優れたサイクル特性を発現し、さらに電極の生産性を高くすることができるリチウムイオン二次電池負極用組成物を提供することを目的とする。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、本発明を詳細に説明する。なお、以下において記載する本発明の個々の好ましい形態を２つ以上組み合わせたものもまた、本発明の好ましい形態である。
【０００８】
［バインダー］
＜エチレン性不飽和単量体に由来する構造単位＞
本開示のバインダーには、エチレン性不飽和単量体に由来する構造単位を有する重合体を有する。
【０００９】
本開示のエチレン性不飽和単量体に由来する構造単位とは、単量体が重合して形成される構造と同じ構造を有する構造単位を言い、通常は、単量体に含まれる炭素炭素不飽和二重結合の少なくとも１つが、炭素炭素単結合に置き換わった構造である。なお、単量体に由来する構造単位は、実際に単量体が重合することにより形成された構造単位である必要は無く、単量体が重合して形成される構造と同じ構造であれば、単量体が重合する以外の方法で形成された構造単位であっても、単量体に由来する構造単位に含まれる。例えば、アクリル酸メチル、ＣＨ
２
＝ＣＨ（－ＣＯＯＣＨ
３
）、であれば、アクリル酸メチルに由来する構造単位は、－ＣＨ
２
－ＣＨ（－ＣＯＯＣＨ
３
）－、で表すことができる。
【００１０】
本開示のエチレン性不飽和単量体は、水との親和性が高いことが好ましい。例えば、水への溶解度が、２０℃において、水１００ｇに対し２ｇ以上であることが好ましく、より好ましくは、５ｇ以上であり、より好ましくは１０ｇ以上であり、さらに好ましくは２０ｇ以上であり、水と完全に混和するものでもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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