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公開番号2025005407
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-16
出願番号2024096906
出願日2024-06-14
発明の名称蓄電デバイス電極用分散剤
出願人花王株式会社
代理人弁理士法人池内アンドパートナーズ
主分類H01M 4/62 20060101AFI20250108BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】一態様において、炭素材料系導電材の分散性が良好な導電材スラリーを調製可能とする、蓄電デバイス電極用分散剤を提供する。
【解決手段】式(1)で表される構成単位(A)と式(2)で表される構成単位(B)とを含む重合体であり、重合体の全構成単位に対する(A)のモル分率が0.30以上である蓄電デバイス電極用分散剤。式中、R¹は、H又は水酸基を有していてもよい炭化水素基、R²は、水酸基を有していてもよい炭化水素基、Mは、H、NH₄、金属又は有機アンモニウム、R³は、H又はメチル基、R⁴は、炭化水素基である。
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【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
下記一般式（１）で表される構成単位（Ａ）と、下記一般式（２）で表される構成単位（Ｂ）とを含む重合体であり、前記重合体の全構成単位に対する前記構成単位（Ａ）のモル分率ａが０．３０以上である蓄電デバイス電極用分散剤。
TIFF
2025005407000007.tif
53
159
ただし、上記一般式（１）中、Ｒ
1
は、水素又は水酸基を有していてもよい炭素数が１以上１４以下の炭化水素基であり、Ｒ
2
は、水酸基を有していてもよい炭素数が１以上１４以下の炭化水素基であり、Ｍは、水素、ＮＨ
4
、金属又は有機アンモニウムであり、上記一般式（２）中、Ｒ
3
は、水素又はメチル基であり、Ｒ
4
は、炭素数が１６以上２２以下の炭化水素基である。
続きを表示（約 840 文字）【請求項２】
前記Ｒ
1
またはＲ
2
の炭素数が１以上１４以下の炭化水素基が、直鎖状または分岐鎖状のアルキル基である、請求項１に記載の蓄電デバイス電極用分散剤。
【請求項３】
前記構成単位（Ａ）のモル分率ａが０．５０以下である、請求項１に記載の蓄電デバイス電極用分散剤。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかの項に記載の蓄電デバイス電極用分散剤と、有機溶媒とを含む、蓄電デバイス電極用分散剤組成物。
【請求項５】
前記蓄電デバイス電極用分散剤組成物中の前記蓄電デバイス電極用分散剤の含有量は、１０質量％以上、５０質量％以下である、請求項４に記載の蓄電デバイス電極用分散剤組成物。
【請求項６】
前記有機溶媒が、Ｎ－メチルピロリドンである、請求項４に記載の蓄電デバイス電極用分散剤組成物。
【請求項７】
前記蓄電デバイス電極用分散剤組成物は、さらに、１種または２種以上の、前記有機溶媒に可溶な有機アミンＢ２を含む、請求項４に記載の蓄電デバイス電極用分散剤組成物。
【請求項８】
前記有機アミンＢ２の、ＳＰ値は９．５（cal/cm
3
）
1/2
以上１４．０（cal/cm
3
）
1/2
以下、沸点は２６０℃以下である、請求項７に記載の蓄電デバイス電極用分散剤組成物。
【請求項９】
前記有機アミンＢ２の含有量が、前記蓄電デバイス電極用分散剤１００質量部に対して１０質量部以上３００質量部以下である、請求項７に記載の蓄電デバイス電極用分散剤組成物。
【請求項１０】
請求項１から３のいずれかの項に記載の蓄電デバイス電極用分散剤と、炭素材料系導電材と、有機溶媒とを含む、炭素材料系導電材スラリー。
（【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、蓄電デバイス電極用分散剤に関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、地球温暖化抑制の観点から二酸化炭素を排出しない電気自動車の開発が盛んに行われている。電気自動車には、ガソリン車に比べて、走行距離が短く、バッテリーの充電に時間がかかるという課題がある。充電時間を短くするためには、正極電極中での電子の移動速度を速める必要がある。現在、非水電解質電池用の正極電極には、導電材として、炭素材料が使用されている。しかし、炭素材料を用いると、導電材スラリーや正極ペーストの粘度が高くなり、そのためハンドリング性に問題があり、スラリーやペーストの低粘度化が望まれている。スラリーやペーストの粘度の高低には、炭素材料の分散性の良否が大きく影響している。
【０００３】
特許文献１は、ジイソブチレンと無水マレイン酸の共重合体にアンモニアまたは飽和低級アミンをほとんど１００％の反応率で反応させて得た、非水系の極性溶媒中で使用される分散剤を開示している。
特許文献２は、ジイソブチレンと無水マレイン酸の共重合体のステアリルアミンによる１００％アミド化物と、有機溶剤としてメチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）を含む印刷インキ用分散剤組成物を開示している。
特許文献３は、ジイソブチレンと無水マレイン酸の共重合体のオレイルアミンによるアミド化物と、有機溶剤としてプロピレングリコールメチルエーテルアセテート（ＰＥＧＭＡ）を含む電子材料用油中分散剤組成物を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特公昭４１－１７８５２号公報
特開２０１８―１６８２８５号公報
特開２００９－１３８１１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１では、非水溶媒中での炭素材料の分散のために用いられる分散剤として、非極性溶媒中では長鎖アルキル基を導入した分散剤が、極性溶媒中では短鎖アルキル基を導入した分散剤が特に有効であるとされている。一方、炭素材料系導電材の良好な分散性に起因する蓄電池デバイス用電極の更なる抵抗低減が望まれているなかで、特許文献１で、カーボンブラックの分散に有効であるとされている短鎖アルキル基を導入した分散剤は、蓄電池デバイス用電極の製造に使用される極性溶媒中での分散性が低いという課題がある。この課題は、炭素材料系導電材が、高いアスペクト比を有するカーボンナノチューブである場合に特に顕著である。
【０００６】
近年、低抵抗の正極塗膜の形成のために、正極ペーストの粘度低減が課題となっており、そのため正極ペーストの調製に使用される導電材スラリーにおける炭素材料系導電材の分散性のさらなる向上が望まれている。炭素材料系導電材の分散性は支配因子として、正極ペーストの粘度の高低に大きく影響するからである。
【０００７】
特許文献２および特許文献３は、特許文献１と同様に分散剤としてジイソブチレンと無水マレイン酸の共重合体のアミド化物を開示し、特許文献２では、顔料としてカーボンブラックを含む印刷インキ用分散剤組成物を、特許文献３では、カーボンブラックを含む電子材料用分散剤組成物を開示している。しかし、これらの開示は、蓄電池デバイス用電極の製造に使用される極性溶媒中での炭素材料系導電材の分散性の向上には関係しない。
【０００８】
そこで、本開示は、一態様において、炭素材料系導電材の分散性が良好な導電材スラリーを調製可能とする蓄電デバイス電極用分散剤を提供する。また、当該蓄電デバイス電極用分散剤を含む、蓄電デバイス電極用分散剤組成物、導電材スラリー、および正極ペーストを提供する。
また、本開示は、当該正極ペーストを用いて作製する蓄電デバイス用正極電極の製造方法、当該蓄電デバイス用正極電極を用いて作製する蓄電デバイスの製造方法を提供する。
また、本開示は、炭素材料系導電材の有機溶媒中での良好な分散を可能とする炭素材料用分散剤を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本開示は、一態様において、下記一般式（１）で表される構成単位（Ａ）と、下記一般式（２）で表される構成単位（Ｂ）とを含む重合体であり、前記重合体の全構成単位に対する前記構成単位（Ａ）のモル分率ａが０．３０以上である蓄電デバイス電極用分散剤に関する。
TIFF
2025005407000001.tif
53
159
ただし、上記一般式（１）中、Ｒ
1
は、水素、又は水酸基を有していてもよい炭素数が１以上１４以下の炭化水素基であり、Ｒ
2
は、水酸基を有していてもよい炭素数が１以上１４以下の炭化水素基であり、Ｍは、水素、ＮＨ
4
、金属又は有機アンモニウムであり、上記一般式（２）中、Ｒ
3
は、水素又はメチル基であり、Ｒ
4
は、炭素数が１６以上２２以下の炭化水素基である。
【００１０】
本開示は、一態様において、本開示の蓄電デバイス電極用分散剤と、有機溶媒とを含む、蓄電デバイス電極用分散剤組成物に関する。
（【００１１】以降は省略されています）

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