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公開番号2025010218
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-20
出願番号2024188310,2022556421
出願日2024-10-25,2021-08-04
発明の名称塗工液、多孔質フィルム、およびリチウムイオン電池
出願人株式会社日本製鋼所,ATTACCATO合同会社
代理人弁理士法人筒井国際特許事務所
主分類H01M 50/403 20210101AFI20250109BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】リチウムイオン電池のセパレータなどに用いられる多孔質フィルムの特性を向上させる。
【解決手段】本発明の多孔質フィルム(セパレータ)は、多孔質基材Sと前記多孔質基材の表面に設けられた塗工膜CFとを有する多孔質フィルムであって、塗工膜は、アルカリ珪酸塩と第1フィラーとを有し、前記第1フィラーは、無機粒子よりなり、前記アルカリ珪酸塩を前記無機粒子に対して0.05重量%以上含有する。そして、前記無機粒子は、ナノシリカ、マイクロシリカ、カーボンナノチューブ、タルク、アルミナ、ベーマイト、水酸化アルミニウムおよびガラス繊維から選択される材料を有し、前記無機粒子に対して0.05重量%以上の第2フィラー(セルロースの親水基が、疎水基に置換されたもの)を有する。上記多孔質フィルムを用いることで、耐熱性、サイクル特性などの電池特性を向上させることができる。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
アルカリ珪酸塩と第１フィラーとを有する非水電解質二次電池のセパレータの多孔質フィルム用の塗工液であって、
前記第１フィラーは、無機粒子よりなり、
前記アルカリ珪酸塩を前記無機粒子に対して０．０５重量％以上含有し、
前記無機粒子に対して０．０５重量％以上の第２フィラーを有し、
前記第２フィラーは、セルロースのＯＨ基が、ＣＯＯＨ基に置換されたものである、多孔質フィルム用の塗工液。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
請求項１記載の塗工液において、
前記無機粒子は、ナノシリカ、マイクロシリカ、カーボンナノチューブ、タルク、アルミナ、ベーマイト、水酸化アルミニウムおよびガラス繊維から選択される材料である、多孔質フィルム用の塗工液。
【請求項３】
請求項２記載の塗工液において、
前記第２フィラーは、以下に示すＴＥＭＰＯ酸化セルロースである、多孔質フィルム用の塗工液。
TIFF
2025010218000009.tif
45
170
【請求項４】
請求項１記載の塗工液において、
前記第２フィラーは、前記無機粒子に対して１２．４重量％以下である、多孔質フィルム用の塗工液。
【請求項５】
多孔質基材と前記多孔質基材の表面に設けられた塗工膜とを有する非水電解質二次電池のセパレータの多孔質フィルムであって、
前記塗工膜は、アルカリ珪酸塩と第１フィラーとを有し、
前記第１フィラーは、無機粒子よりなり、
前記アルカリ珪酸塩を前記無機粒子に対して０．０５重量％以上含有し、
前記塗工膜は、前記無機粒子に対して０．０５重量％以上の第２フィラーを有し、
前記第２フィラーは、セルロースのＯＨ基が、ＣＯＯＨ基に置換されたものである、多孔質フィルム。
【請求項６】
請求項５記載の多孔質フィルムにおいて、
前記無機粒子は、ナノシリカ、カーボンナノチューブ、タルク、アルミナおよびガラス繊維から選択される材料である、多孔質フィルム。
【請求項７】
請求項６記載の多孔質フィルムにおいて、
前記第２フィラーは、以下に示すＴＥＭＰＯ酸化セルロースである、多孔質フィルム。
TIFF
2025010218000010.tif
45
170
【請求項８】
請求項６記載の多孔質フィルムにおいて、
前記塗工膜は、Ａ
２
ＣＯ
３
またはＡＨＣＯ
３
（Ａ＝Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ，Ｒｂ）を含む、多孔質フィルム。
【請求項９】
請求項８記載の多孔質フィルムにおいて、
前記Ａ
２
ＣＯ
３
または前記ＡＨＣＯ
３
は、前記塗工膜に対して１重量％以上、５０重量％以下である、多孔質フィルム。
【請求項１０】
請求項５記載の多孔質フィルムにおいて、
前記第２フィラーは、前記無機粒子に対して１２．４重量％以下である、多孔質フィルム。
（【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、電池のセパレータなどに用いられる多孔質フィルム用の塗工液に関し、塗工液、多孔質フィルム、およびリチウムイオン電池に利用できるものである。
続きを表示（約 1,100 文字）【背景技術】
【０００２】
二次電池の利用分野は、電子機器から自動車、大型蓄電システムなどへと展開しており、中でも、小型、軽量化が可能で、高エネルギー密度を有するリチウムイオン電池（二次電池）が注目されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、セルロースナノファイバーと熱可塑性フッ素系樹脂とを複合化したリチウムイオン電池用の電極における非水系のバインダであって、セルロースナノファイバーが、繊維径（直径）が０．００２μｍ以上１μｍ以下、繊維の長さが０．５μｍ以上１０ｍｍ以下、アスペクト比（セルロースナノファイバーの繊維長／セルロースナノファイバーの繊維径）が、２以上１０００００以下のセルロースであるバインダが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
国際公開第２０１９／０６４５８３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
リチウムイオン電池の高容量化・高出力化に伴い、より一層の安全性の向上が求められている。本発明者は、電池のセパレータなどに用いられる多孔質フィルムについての研究開発に従事しており、特性の良好な多孔質フィルムについて鋭意検討している。
【０００６】
追って詳細に説明するように、電池の正極と負極との間に設けられるセパレータは、リチウムイオンが通る程度の微細孔を複数有し、この孔を通ってリチウムイオンが正極と負極の間を移動することで、充電と放電を繰り返すことができる。このセパレータは、正極と負極を分離させて、短絡を防ぐ役割を有する。また、電池の内部が何らかの原因で高温となった場合には、セパレータの微細孔が閉じることで、リチウムイオンの移動を停止し、電池機能を停止させる（シャットダウン機能）。
【０００７】
このようにセパレータは、電池の安全装置の役割を担っており、安全性を向上するためには、セパレータの機械的強度や耐熱性を向上することが不可欠である。
【０００８】
よって、電池特性を維持しつつ、セパレータの機械的強度や耐熱性を向上させる技術の検討が望まれる。
【０００９】
その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本願の一実施の形態において開示される多孔質フィルム用の塗工液は、無機粒子と、前記無機粒子に対して０．０５重量％以上のアルカリ珪酸塩を含有する。
（【００１１】以降は省略されています）

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