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公開番号2025022533
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-14
出願番号2023127210
出願日2023-08-03
発明の名称負極板及び二次電池
出願人トヨタバッテリー株式会社
代理人個人
主分類H01M 4/13 20100101AFI20250206BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】効率よく合材層の剥離を抑制する。
【解決手段】二次電池の負極板50Nを構成する電極シート35Nは、基材36Nに塗工された負極合材としての合材ペースト37Nが合材層52Nを形成する合材塗工部51Nと、その合材ペースト37Nが塗工されない未塗工部39Nと、を備える。更に、合材ペースト37Nには、負極活物質とともにカルボキシメチルセルロース(CMC)が含まれる。そして、未塗工部39Nとの境界に位置する合材塗工部51Nの端部位置Xeの方が、この端部位置Xeよりも未塗工部39Nから離間した合材塗工部51Nの内側位置Xiよりも多く、その合材層52N中にCMCの未溶解粒子60を含んでいる。
【選択図】図8
特許請求の範囲【請求項１】
基材に塗工された負極合材が合材層を形成する合材塗工部と、
前記負極合材が塗工されない未塗工部と、を備え、
前記負極合材には、負極活物質とともにカルボキシメチルセルロースが含まれるとともに、
前記未塗工部との境界に位置する前記合材塗工部の端部位置の方が、該端部位置よりも前記未塗工部から離間した前記合材塗工部の内側位置よりも多く、前記合材層中に前記カルボキシメチルセルロースの未溶解粒子を含む負極板。
続きを表示（約 360 文字）【請求項２】
前記合材層の顕微鏡画像を二値化することにより得られた前記顕微鏡画像に占める前記未溶解粒子の粒面積比率が、前記合材塗工部の内側位置よりも前記合材塗工部の端部位置の方が大きい請求項１に記載の負極板。
【請求項３】
前記合材塗工部の内側位置における前記粒面積比率を基準に前記合材塗工部の端部位置における前記粒面積比率を指数化した値を粒面積指数として、
前記粒面積指数が、１５０以上である請求項２に記載の負極板。
【請求項４】
前記負極合材における前記カルボキシメチルセルロースの含有量が、
０．１ｗｔ％以上、１．０ｗｔ％以下である請求項１に記載の負極板。
【請求項５】
請求項１～請求項４の何れか一項に記載の負極板を備えた二次電池。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、負極板及び二次電池に関するものである。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
例えば、リチウムイオン二次電池等、二次電池用の極板には、集電体となる基材に電極合材を塗工することにより形成されるものがある。即ち、電極合材には、その電極活物質とともに、結着材や増粘材等が添加される。例えば、負極合材中には、その増粘材としてカルボキシメチルセルロースが含有される。更に、このような二次電池用の極板は、多くの場合、その基材に塗工された電極合材が合材層を形成する合材塗工部と、その基材に対して電極合材が塗工されない未塗工部と、を備えている。そして、その未塗工部を端子接続部として利用する構成が一般的となっている。
【０００３】
また、このような二次電池用の極板においては、その基材に塗工された合材層が剥離し難いこと、つまりは合材層の剥離強度を高めることが重要な課題となっている。この点を踏まえ、例えば、特許文献１には、電極合材の原材料を練り混ぜる混練工程より前の粉体混合工程において粉末状の増粘剤を混合するとともに、混練工程より後の増粘剤水溶液混合工程において水に溶解した液状の増粘剤を混合する構成が開示されている。そして、このように、その異なる状態の増粘剤を二度に分けて混合することによって、非電池反応成分である結着材を増量した場合に見られるような電池性能の低下を招くことなく、その合材層の剥離強度を高めることが可能となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１３－９３２４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、例えば、電動車両等、高水準の電池性能が求められる用途においては、日々、その更なる性能の向上が模索されている。このため、上記従来技術についてもまた、その進化する要求水準を満たすべく、より一層の改善が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決する負極板及び二次電池の各態様を記載する。
態様１は、基材に塗工された負極合材が合材層を形成する合材塗工部と、前記負極合材が塗工されない未塗工部と、を備え、前記負極合材には、負極活物質とともにカルボキシメチルセルロースが含まれるとともに、前記未塗工部との境界に位置する前記合材塗工部の端部位置の方が、該端部位置よりも前記未塗工部から離間した前記合材塗工部の内側位置よりも多く、前記合材層中に前記カルボキシメチルセルロースの未溶解粒子を含む負極板である。
【０００７】
上記構成によれば、合材層の乾燥時、この合材層に含まれたカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）の未溶解粒子によって、その溶媒の蒸発に伴い合材層中に生ずる結着材の上方移動が阻害される。つまりは、マイグレーションを抑制することができる。そして、これにより、その基材に塗工された合材層の剥離強度を高めることができる。特に、合材層の剥離強度が低下しやすい合材塗工部の端部位置に対して、より多く、その合材層中に含まれたＣＭＣの未溶解粒子を偏在させることで、効果的に、剥離強度を高めることができる。そして、これにより、その電極合材に添加する結着材やＣＭＣの増量に伴う電池性能の低下を招くことなく、効率よく、その合材層の剥離を抑制することができる。
【０００８】
態様２は、前記合材層の顕微鏡画像を二値化することにより得られた前記顕微鏡画像に占める前記未溶解粒子の粒面積比率が、前記合材塗工部の内側位置よりも前記合材塗工部の端部位置の方が大きい態様１の負極板である。
【０００９】
上記構成によれば、簡素な構成にて、容易且つ精度よく、合材層に含まれたＣＭＣの未溶解粒子について、その含有量を比較することができる。そして、これにより、効率よく、その合材層の剥離を抑制することのできる負極板を形成することができる。
【００１０】
態様３は、前記合材塗工部の内側位置における前記粒面積比率を基準に前記合材塗工部の端部位置における前記粒面積比率を指数化した値を粒面積指数として、前記粒面積指数が、１５０以上である態様２の負極板である。
（【００１１】以降は省略されています）

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