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公開番号2025051161
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-04
出願番号2023160120
出願日2023-09-25
発明の名称蓄電デバイス、および再生負極集電体の製造方法
出願人プライムプラネットエナジー&ソリューションズ株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類H01M 4/13 20100101AFI20250328BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】負極集電体から負極活物質をより分離しやすくすること
【解決手段】蓄電デバイス100は、シート状の負極集電体62と、負極集電体62上に設けられた負極活物質層64と、を有する負極60を備える。負極活物質層64は、第1負極活物質層641と第2負極活物質層642とを備えている。第1負極活物質層641は、負極活物質と、樹脂Aからなるバインダと、樹脂Bと、を含む。第2負極活物質層642は、負極活物質と、バインダと、を含み、樹脂Bの含有量が第1負極活物質層641における樹脂Bの含有量よりも小さい。ここで、樹脂Bは、水溶性と熱可塑性とを有する樹脂である。第1負極活物質層641は、第2負極活物質層642と負極集電体62との間に設けられている。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
シート状の負極集電体と、該負極集電体上に設けられた負極活物質層と、を有する負極を備える蓄電デバイスであって、
前記負極活物質層は、
負極活物質と、樹脂Ａからなるバインダと、樹脂Ｂと、を含む第１負極活物質層と、
前記負極活物質と、前記バインダと、を含み、前記樹脂Ｂの含有量が前記第１負極活物質層における前記樹脂Ｂの含有量よりも小さい第２負極活物質層と、
を有しており、
ここで、
前記樹脂Ｂは、水溶性と熱可塑性とを有する樹脂であり、
前記第１負極活物質層は、前記第２負極活物質層と前記負極集電体との間に設けられている、蓄電デバイス。
続きを表示（約 460 文字）【請求項２】
前記第２負極活物質層における前記樹脂Ｂの含有量は、前記第１負極活物質層における前記樹脂Ｂの含有量の１／４以下である、請求項１に記載の蓄電デバイス。
【請求項３】
前記樹脂Ｂの軟化点は、８０℃以下である、請求項１に記載の蓄電デバイス。
【請求項４】
前記樹脂Ｂは、ポリエチレンオキシドである、請求項１に記載の蓄電デバイス。
【請求項５】
前記樹脂Ｂの重量平均分子量は、１０万～１，０００万である、請求項４に記載の蓄電デバイス。
【請求項６】
前記樹脂Ａは、スチレンブタジエンゴムである、請求項１に記載の蓄電デバイス。
【請求項７】
請求項１～６のいずれか一項に記載の蓄電デバイスから前記負極を取り出し、該負極から前記負極集電体を単離することを含む、再生負極集電体の製造方法。
【請求項８】
前記負極集電体は、前記負極を８０℃以下の水に浸漬させることによって単離される、請求項７に記載の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、蓄電デバイス、および再生負極集電体の製造方法に関する。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
特開２０１７－９８１５５号公報には、非水電解液二次電池の製造方法が開示されている。この製造方法は、数平均分子量が２００万以上のポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、および水を混合して、ＰＥＯおよびＣＭＣの水溶液を調製する工程と、水溶液に、負極活物質および結着剤を添加して混練し、負極ペーストを得る工程と、負極ペーストを負極集電体上に塗布し、乾燥することにより負極を得る工程と、を包含する。同公報には、かかる構成によって、良好な初期抵抗を有し、ハイレートで充放電を繰り返した際の電池抵抗の増加が抑制された非水電解液二次電池を製造することができると記載されている。
【０００３】
特開平９－４５３２８号公報には、負極と正極とをセパレータを間に介して渦巻状に巻回してなる渦巻状電極体と、非水電解液とを備えるリチウム二次電池が開示されている。負極は、炭素粒子からなる粉末と結着剤とを含有する活物質層が金属の箔またはフィルム上に形成されてなる。非水電解液は、ハロゲン含有リチウム塩を溶質として含んでいる。炭素粒子は、表面にポリエチレンオキシド被膜を有している。同公報には、炭素粒子の表面に存在するポリエチレンオキシド被膜が、電池缶内に生成したハロゲン化水素酸と充電状態にある炭素粒子の接触を妨げるので、長期間保存した場合でも自己放電が起こりにくいと記載されている。
【０００４】
特開２０１４－１２７４１７号公報には、リチウムイオン電池の負極活物質層の再利用方法が開示されている。この方法は、工程（１）～（３）を含む。工程（１）では、非水系バインダを含む負極活物質層と、集電体と、を有する負極電極を５０℃より高い温度の水溶液に浸漬する。工程（２）では、剥離した負極活物質層を回収する。工程（３）では、回収した負極活物質層を再び集電体に貼り付ける。同公報には、水溶液を用いて負極活物質層と集電体とを剥離できるため、組成にほとんど変化無く、負極活物質層を回収できると記載されている。同公報には、剥離した負極活物質層を乾燥後、粘度調整溶媒を加えホモジナイザーで撹拌することによりスラリー化して負極集電体に塗布できるため、負極として再利用することができると記載されている。
【０００５】
特開２００６－２２８５０９号公報には、非水電解質二次電池用負極活物質の再利用方法が開示されている。この方法は、非水電解質二次電池から負極板を取り出す工程と、負極板を水を含有する液体で洗浄する工程と、洗浄済みの負極板を負極活物質と結着剤とを含む負極合材と集電基板とに分離する工程と、結着剤を溶解または分散できる溶媒に負極合材を混合して負極ペーストを作製した後に負極集電体上に塗布する工程とを備えている。同公報には、かかる方法によって、使用済みの負極活物質を非水電解質二次電池用負極活物質として再利用することが可能になると記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２０１７－９８１５５号公報
特開平９－４５３２８号公報
特開２０１４－１２７４１７号公報
特開２００６－２２８５０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
近年、蓄電デバイスの普及にともなって、蓄電デバイスを再利用することへの関心が高まり、蓄電デバイスの再利用技術の発展がますます要求されている。そこで、本発明者は、使用済みとなった際に再利用しやすい蓄電デバイスの構成を検討することにした。本発明者は、負極集電体から負極活物質層をより分離しやすくしたい、と考えた。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
ここで開示される蓄電デバイスは、シート状の負極集電体と、負極集電体上に設けられた負極活物質層と、を有する負極を備える。負極活物質層は、第１負極活物質層と第２負極活物質層とを備えている。第１負極活物質層は、負極活物質と、樹脂Ａからなるバインダと、樹脂Ｂと、を含む。第２負極活物質層は、負極活物質と、バインダと、を含み、樹脂Ｂの含有量が第１負極活物質層における樹脂Ｂの含有量よりも小さい。ここで、樹脂Ｂは、水溶性と熱可塑性とを有する樹脂である。第１負極活物質層は、第２負極活物質層と負極集電体との間に設けられている。かかる構成によると、負極集電体から負極活物質層をより分離しやすくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
図１は、蓄電デバイス１００の模式断面図である。
図２は、電極体２０の模式図である。
図３は、負極６０の模式断面図である。
図４は、第１負極活物質層６４１の模式断面図である。
図５は、実施例１のＳＥＭ観察像である。
図６は、実施例１の二値化画像である。
図７は、実施例２のＳＥＭ観察像である。
図８は、実施例２の二値化画像である。
図９は、比較例１のＳＥＭ観察像である。
図１０は、比較例１の二値化画像である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、ここで開示される技術の一実施形態を説明する。ここで説明される実施形態は、特にここで開示される技術を限定することを意図したものではない。ここで開示される技術は、特に言及されない限りにおいて、ここで説明される実施形態に限定されない。図面は模式的に描かれており、必ずしも実物を反映していない。また、同一の作用を奏する部材・部位には、適宜に同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、数値範囲を示す「Ａ～Ｂ」の表記は、特に言及されない限りにおいて「Ａ以上Ｂ以下」を意味するとともに、「Ａを上回り、かつ、Ｂを下回る」の意味をも包含する。
（【００１１】以降は省略されています）

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