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公開番号2025035223
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-13
出願番号2023142136
出願日2023-09-01
発明の名称蓄電デバイス用バインダー組成物、蓄電デバイス電極用スラリー、蓄電デバイス電極、及び蓄電デバイス
出願人株式会社ENEOSマテリアル
代理人個人,個人,個人
主分類H01M 4/62 20060101AFI20250306BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】表面状態、密着性、及びイオン伝導性に優れた蓄電デバイス電極を作製でき、かつ、蓄電デバイスのサイクル寿命特性を向上させることができる蓄電デバイス用バインダー組成物を提供する。
【解決手段】本発明に係る蓄電デバイス用バインダー組成物は、重合体(A)と、ノニオン性界面活性剤(B)と、液状媒体(C)とを含有し、前記重合体(A)中に含まれる繰り返し単位の合計を100質量%としたときに、前記重合体(A)が、α,β-不飽和ニトリル化合物に由来する繰り返し単位(a1)1～50質量%と、共役ジエン化合物に由来する繰り返し単位(a2)25～75質量%とを含有し、前記ノニオン性界面活性剤(B)の含有割合が前記重合体(A)100質量部に対して0.1～10質量部であり、前記液状媒体(C)が、脂肪族炭化水素、脂環式炭化水素、芳香族炭化水素、ケトン類、エステル類、エーテル類、及びラクタム類よりなる群から選択される少なくとも1種である。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
重合体（Ａ）と、ノニオン性界面活性剤（Ｂ）と、液状媒体（Ｃ）と、を含有し、
前記重合体（Ａ）中に含まれる繰り返し単位の合計を１００質量％としたときに、前記重合体（Ａ）が、
α，β－不飽和ニトリル化合物に由来する繰り返し単位（ａ１）１～５０質量％と、
共役ジエン化合物に由来する繰り返し単位（ａ２）２５～７５質量％と、
を含有し、
前記ノニオン性界面活性剤（Ｂ）の含有割合が、前記重合体（Ａ）１００質量部に対して０．１～１０質量部であり、
前記液状媒体（Ｃ）が、脂肪族炭化水素、脂環式炭化水素、芳香族炭化水素、ケトン類、エステル類、エーテル類、及びラクタム類よりなる群から選択される少なくとも１種である、蓄電デバイス用バインダー組成物。
続きを表示（約 750 文字）【請求項２】
前記重合体（Ａ）が重合体粒子であり、
前記重合体粒子の数平均粒子径が、５０ｎｍ以上１，０００ｎｍ以下である、請求項１に記載の蓄電デバイス用バインダー組成物。
【請求項３】
前記重合体（Ａ）が、不飽和カルボン酸に由来する繰り返し単位（ａ３）０．１～１０質量％を更に含有する、請求項１または請求項２に記載の蓄電デバイス用バインダー組成物。
【請求項４】
前記重合体（Ａ）が、芳香族ビニル化合物に由来する繰り返し単位（ａ４）１～５０質量％を更に含有する、請求項１または請求項２に記載の蓄電デバイス用バインダー組成物。
【請求項５】
前記重合体（Ａ）が、（メタ）アクリルアミドに由来する繰り返し単位（ａ６）０．１～１０質量％を更に含有する、請求項１または請求項２に記載の蓄電デバイス用バインダー組成物。
【請求項６】
前記重合体（Ａ）が、スルホン酸基を有する化合物に由来する繰り返し単位（ａ７）０．１～１０質量％を更に含有する、請求項１または請求項２に記載の蓄電デバイス用バインダー組成物。
【請求項７】
請求項１または請求項２に記載の蓄電デバイス用バインダー組成物と、活物質と、を含有する蓄電デバイス電極用スラリー。
【請求項８】
増粘剤を更に含有する、請求項７に記載の蓄電デバイス電極用スラリー。
【請求項９】
前記活物質が正極活物質である、請求項７に記載の蓄電デバイス電極用スラリー。
【請求項１０】
前記正極活物質がオリビン型リチウム含有リン酸化合物である、請求項９に記載の蓄電デバイス電極用スラリー。
（【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、蓄電デバイス用バインダー組成物、蓄電デバイス電極用スラリー、蓄電デバイス電極、及び蓄電デバイスに関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の駆動用電源として、高電圧かつ高エネルギー密度を有する蓄電デバイスが要求されている。このような蓄電デバイスとしては、リチウムイオン電池やリチウムイオンキャパシタなどが期待されている。
【０００３】
このような蓄電デバイスに使用される電極は、活物質と、バインダーとして機能する重合体とを含有する組成物（蓄電デバイス電極用スラリー）を集電体の表面に塗布及び乾燥させることにより製造される。バインダーとして使用される重合体に要求される特性としては、活物質同士の結合能力及び活物質と集電体との密着能力が挙げられる。また、塗布・乾燥された組成物塗膜（以下、「活物質層」ともいう。）を裁断する際、活物質層から活物質の微粉などが脱落しない粉落ち耐性などを挙げることができる。このようなバインダー材料が良好な密着性を発現させて、該バインダー材料に起因する電池の内部抵抗を低減させることで、蓄電デバイスに良好な充放電特性を付与することができる。
【０００４】
なお、上記の活物質同士の結合能力及び活物質と集電体との密着能力、並びに粉落ち耐性については、性能の良否がほぼ比例関係にあることが経験上明らかになっている。したがって、本明細書では、以下これらを包括して「密着性」という用語を用いて表す場合がある。
【０００５】
昨今、容量及び充放電サイクル特性に優れた電気化学デバイスを作製するために、水との反応性が高い正極活物質の使用が検討されている。そして、有機溶剤系の蓄電デバイス電極用バインダーとして最も広く使用されているのは、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）である。ＰＶＤＦは、良好な結着性と耐酸化性を有するものの、フッ素原子を含有するため環境負荷が高く、原料供給の不安定性も顕在化しつつある（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
こうした背景の下、正極用スラリーの諸問題を解決すべく、種々のバインダー材料が提案されている（例えば、特許文献１～２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特開平１０－２９８３８６号公報
特開２０１９－１９４９４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来用いられているＰＶＤＦ又は上記特許文献１に開示されているスルホン化したＰＶＤＦを含有する正極用スラリーを用いる方法では、特に塩基性条件下で、脱ＨＦに伴う架橋体が形成されることが知られている。この架橋体が正極用スラリー中に形成されてしまうと、密着性が阻害される場合があった。また、従来用いられている正極用スラリーを塗布すると、該スラリー中に残留する乳化剤等の影響によって、塗膜の表面に破泡によるクレーターが発生することがあった。このような表面欠陥は、製品の歩留ま
りの低下に繋がるため、防ぐ必要がある。
【０００９】
本発明に係る幾つかの態様は、表面状態、密着性、及びイオン伝導性に優れた蓄電デバイス電極を作製でき、かつ、蓄電デバイスのサイクル寿命特性を向上させることができる蓄電デバイス用バインダー組成物を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下のいずれかの態様として実現することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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