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公開番号2025035295
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-13
出願番号2023142245
出願日2023-09-01
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 4/139 20100101AFI20250306BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】一態様において、炭素材料系導電材を高度に分散可能とする蓄電デバイス電極用分散剤およびその製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】本開示は、一態様において、炭素材料系導電材を分散媒中に分散させるための蓄電デバイス電極用分散剤であり、炭素数が1以上10以下の炭化水素基を有する、カルボキシメチルセルロース及びその塩のうちの少なくとも1種の変性ポリマーである、蓄電デバイス電極用分散剤に関する。前記変性ポリマーにおけるカルボキシメチル基及びその塩の置換度が、好ましくは、セルロースの無水グルコースユニット1モルに対して0.3モル以上1.0モル以下である。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
炭素材料系導電材を分散媒中に分散させるための蓄電デバイス電極用分散剤であって、
炭素数が１以上１０以下の炭化水素基を有する、カルボキシメチルセルロース及びその塩のうちの少なくとも１種の変性ポリマーである、蓄電デバイス電極用分散剤。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記変性ポリマーにおける、カルボキシメチル基及びその塩の置換度が、セルロースの無水グルコースユニット１モルに対して０．３モル以上１．０モル以下である、請求項１に記載の蓄電デバイス電極用分散剤。
【請求項３】
前記変性ポリマーは、下記式（１）で表される構成単位と下記式（２）で表される構成単位とを含む、請求項１または２に記載の蓄電デバイス電極用分散剤。
JPEG
2025035295000003.jpg
101
159
但し、上記式（１）中のＲ
1
のうちの少なくとも１つはＣＨ
2
ＣＯＯＸであり、残りのＲ
1
は各々同一または異なって、ＣＨ
2
ＣＯＯＸまたはＨであり、
上記式（２）中のＲ
2
のうちの少なくとも１つはＣＨ
2
ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ
2
ＯＹであり、残りのＲ
2
は各々同一または異なって、ＣＨ
2
ＣＯＯＸ、ＣＨ
2
ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ
2
ＯＹまたはＨであり、
Ｘは、水素原子、アルカリ金属、アルカリ土類金属、またはアンモニウム塩であり、
Ｙは、炭素数が１以上１０以下の炭化水素基である。
【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、炭素材料系導電材と、水系溶媒とを含む電極用導電材組成物。
【請求項５】
上記炭素材料系導電材が、繊維状炭素材料である、請求項４に記載の電極用導電材組成物。
【請求項６】
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、活物質と、バインダーと、水系溶媒とを含む、電極塗膜材料組成物。
【請求項７】
前記活物質が、グラファイト，ケイ素材料およびリン酸鉄リチウムから選ばれる少なくとも１種である、請求項６に記載の電極塗膜材料組成物。
【請求項８】
前記バインダーが、スチレン－ブタジエン系樹脂、ポリアクリルアミド樹脂、または架橋ポリアクリル酸樹脂である、請求項６または７に記載の電極塗膜材料組成物。
【請求項９】
炭素数が１以上１０以下の炭化水素基を含む化合物と、カルボキシメチルセルロース及びその塩のうちの少なくとも１種のポリマーとを反応させて、変性ポリマーを得る工程を含む、蓄電デバイス電極用分散剤の製造方法。
【請求項１０】
前記化合物が、炭素数が１以上１０以下の炭化水素基を含むグリシジルエーテルである、請求項９に記載の蓄電デバイス電極用分散剤の製造方法。
（【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およびその製造方法、並びに当該蓄電デバイス電極用分散剤を含む、電極用導電材組成物または電極塗膜材料組成物に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン二次電池などの電極を構成する導電材として、カーボンナノチューブやカーボンブラックなどの炭素材料系導電材が用いられている。これらの炭素材料系導電材は凝集性が強いために、水に均一に分散することは困難である。炭素材料導電材の難分散性のために、電極抵抗を下げることが難しい。
【０００３】
水系において、カーボンナノチューブやカーボンブラックなどの炭素材料系導電材の分散性を向上するために、分散剤として、カルボキシメチルセルロース（塩を含む）を用いることが知られている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、エーテル化度が０．６５～０．８５、重量平均分子量が１２万～２５万の、カルボキシメチルセルロース及び／又はその塩を用いた単層カーボンナノチューブ分散液とその製造方法が開示されている。
特許文献２には、エーテル化度が０．５～１．２のカルボキシメチルセルロース及び／又はその塩を用いたカーボンナノチューブ分散液と当該分散液を含む非水電解質二次電池用電極組成物が開示されている。
特許文献３には、アルカリ金属元素由来の陽イオン量が４０，０００～７０，０００ｐｐｍ、カルボキシメチル置換度が０．４５～１．４のカルボキシメチルセルロース及び／又はその塩が開示されている。
特許文献４には、カルボキシル基含有多糖類とエポキシ化合物との反応生成物を含む電極形成材料とその製造方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特許第７１９４８６０号
国際公開第２０２２／０７０８１０号
特開２０２２－１８２３８４
国際公開第２０１６／０３９２７１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１、２には、カーボンナノチューブの分散剤として、カルボキシメチルエーテル置換度等を規定したカルボキシメチルセルロース及び／又はその塩が開示されているが、より分散性を高めることができる分散剤が求められる。
特許文献３、４には、カルボキシメチルセルロース及び／又はその塩がバインダーとして使用されることが開示されている。しかし、これらの文献では、炭素材料系導電材の分散性向上について言及されていない。
【０００７】
本開示は、炭素材料系導電材を高度に分散可能とする蓄電デバイス電極用分散剤およびその製造方法、並びに、当該蓄電デバイス電極用分散剤を含む、電極用導電材組成物または電極塗膜材料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】
【０００８】
本開示は、一態様において、炭素材料系導電材を分散媒中に分散させるための蓄電デバイス電極用分散剤であって、炭素数が１以上１０以下の炭化水素基を有する、カルボキシメチルセルロース及びその塩のうちの少なくとも１種の変性ポリマーである、蓄電デバイス電極用分散剤に関する。
【０００９】
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、炭素材料系導電材と、水系溶媒とを含む電極用導電材組成物に関する。
【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、炭素材料系導電材と、活物質と、バインダーと、水系溶媒とを含む、電極塗膜材料組成物に関する。
（【００１１】以降は省略されています）

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