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公開番号2025075657
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-15
出願番号2023186969
出願日2023-10-31
発明の名称組成物、アンダーコート層、電極、及びリチウムイオン二次電池
出願人三井化学株式会社
代理人弁理士法人太陽国際特許事務所
主分類C08L 33/06 20060101AFI20250508BHJP(有機高分子化合物;その製造または化学的加工;それに基づく組成物)
要約【課題】高温条件下での安全性及び短絡時の安全性に優れ、かつ、初期及び高温保存後のDCIR(直流抵抗)が低減されたリチウムイオン二次電池を製造できる組成物を提供する。
【解決手段】導電性炭素材料(A)及び発泡性粒子(B)を含有し、発泡性粒子(B)は、(メタ)アクリル酸エステルに由来する構造単位を含む樹脂を含み、発泡性粒子(B)の25℃における平均粒子径が、1nm～1000nmである、
組成物。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
導電性炭素材料（Ａ）及び発泡性粒子（Ｂ）を含有し、
前記発泡性粒子（Ｂ）は、（メタ）アクリル酸エステルに由来する構造単位を含む樹脂を含み、
前記発泡性粒子（Ｂ）の２５℃における平均粒子径が、１ｎｍ～１０００ｎｍである、
組成物。
続きを表示（約 760 文字）【請求項２】
前記樹脂が、側鎖にターシャリーブチル基を含む、請求項１に記載の組成物。
【請求項３】
前記樹脂が、メタクリル酸ターシャリーブチルに由来する構造単位を含み、
前記樹脂中に占める、前記メタクリル酸ターシャリーブチルに由来する構造単位の割合が、５質量％～９５質量％である、請求項１に記載の組成物。
【請求項４】
前記樹脂が、更に、水酸基を含む構造単位及びカルボキシ基を含む構造単位の少なくとも一方を含む、請求項１に記載の組成物。
【請求項５】
前記樹脂のガラス転移温度が、１２０℃以下である、請求項１に記載の組成物。
【請求項６】
前記樹脂の溶解度パラメータが、１４．０（ｃａｌ／ｃｍ
３
）
１／２
未満である、請求項１に記載の組成物。
【請求項７】
前記発泡性粒子（Ｂ）は、１５０℃以上に加熱されることでイソブテンを発生して発泡する、請求項１に記載の組成物。
【請求項８】
更に、前記オレフィン系樹脂（Ｃ）を含有する、請求項１に記載の組成物。
【請求項９】
前記導電性炭素材料（Ａ）の含有量が、組成物の総量に対して、１質量％～３０質量％であり、
前記発泡性粒子（Ｂ）の含有量が、組成物の総量に対して、１０質量％～６０質量％であり、
前記オレフィン系樹脂（Ｃ）の含有量が、組成物の総量に対して、３０質量％～７０質量％である、
請求項８に記載の組成物。
【請求項１０】
前記オレフィン系樹脂（Ｃ）が、ポリエチレン系樹脂又はポリプロピレン樹脂を含む、請求項８に記載の組成物。
（【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】
本開示は、組成物、アンダーコート層、電極、及びリチウムイオン二次電池に関する。
続きを表示（約 3,100 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、リチウムイオン二次電池は、電子機器、電気自動車、又は電気貯蔵用の電源として広く使用されている。特に最近では、ハブリッド自動車等に搭載可能な、高容量で高出力かつエネルギー密度の高い電池が求められている。このようなリチウムイオン二次電池は、エネルギー密度が高いという利点がある。一方で、リチウム金属及びリチウムイオンを使用することから、安全性に対する十分な対応策が必要となる。
【０００３】
特許文献１は、リチウムイオン二次電池の安全性を向上させたリチウムイオン二次電池用正極を開示している。特許文献１に開示の正極は、正極集電体、及び正極合材層を備える。正極合材層は、正極集電体の少なくとも片面に積層されている。正極合材層は、正極合材層と、アンダーコート層とを有する。アンダーコート層は、正極集電体及び正極合材層との間に形成されている。アンダーコート層は、導電助剤と、バインダーと、熱膨張性マイクロカプセルとを含む。熱膨張性マイクロカプセルは、７０℃以上１８０℃以下の最大体積膨張温度を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
国際公開第２０１９／１８９８６６号
【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、高温条件下での安全性及び短絡時の安全性により優れ、かつ、初期及び高温保存後の電池抵抗がより低減されたリチウムイオン二次電池を製造できる組成物が求められている。
【０００６】
本開示の一実施形態の課題は、高温条件下での安全性及び短絡時の安全性に優れ、かつ、初期及び高温保存後の電池抵抗が低減されたリチウムイオン二次電池、並びに、このリチウムイオン二次電池の製造に好適な、組成物、アンダーコート層、及び電極を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するための手段には、以下の態様が含まれる。
＜１＞導電性炭素材料（Ａ）及び発泡性粒子（Ｂ）を含有し、
前記発泡性粒子（Ｂ）は、（メタ）アクリル酸エステルに由来する構造単位を含む樹脂を含み、
前記発泡性粒子（Ｂ）の２５℃における平均粒子径が、１ｎｍ～１０００ｎｍである、
組成物。
＜２＞前記樹脂が、側鎖にターシャリーブチル基を含む、＜１＞に記載の組成物。
＜３＞前記樹脂が、メタクリル酸ターシャリーブチルに由来する構造単位を含み、
前記樹脂中に占める、前記メタクリル酸ターシャリーブチルに由来する構造単位の割合が、５質量％～９５質量％である、＜１＞又は＜２＞に記載の組成物。
＜４＞前記樹脂が、更に、水酸基を含む構造単位及びカルボキシ基を含む構造単位の少なくとも一方を含む、＜１＞～＜３＞のいずれか１つに記載の組成物。
＜５＞前記樹脂のガラス転移温度が、１２０℃以下である、＜１＞～＜４＞のいずれか１つに記載の組成物。
＜６＞前記樹脂の溶解度パラメータが、１４．０（ｃａｌ／ｃｍ
３
）
１／２
未満である、＜１＞～＜５＞のいずれか１つに記載の組成物。
＜７＞前記発泡性粒子（Ｂ）は、１５０℃以上に加熱されることでイソブテンを発生して発泡する、＜１＞～＜６＞のいずれか１つに記載の組成物。
＜８＞更に、前記オレフィン系樹脂（Ｃ）を含有する、＜１＞～＜７＞のいずれか１つに記載の組成物。
＜９＞前記導電性炭素材料（Ａ）の含有量が、組成物の総量に対して、１質量％～３０質量％であり、
前記発泡性粒子（Ｂ）の含有量が、組成物の総量に対して、１０質量％～６０質量％であり、
前記オレフィン系樹脂（Ｃ）の含有量が、組成物の総量に対して、３０質量％～７０質量％である、
＜８＞に記載の組成物。
＜１０＞前記オレフィン系樹脂（Ｃ）が、ポリエチレン系樹脂又はポリプロピレン樹脂を含む、＜８＞又は＜９＞に記載の組成物。
＜１１＞前記オレフィン系樹脂（Ｃ）の粒径が０．１μｍ～９．０μｍであり、前記オレフィン系樹脂（Ｃ）の軟化点が７０℃以上である、＜８＞～＜１０＞のいずれか１つに記載の組成物。
＜１２＞更に、添加剤（Ｄ）を含有し、
前記添加剤（Ｄ）の含有量が、組成物の総量に対して、１質量％～５０質量％である、
＜１＞～＜１１＞のいずれか１つに記載の組成物。
＜１３＞前記添加剤（Ｄ）が、カルボキシメチルセルロースを含む、＜１２＞に記載の組成物。
＜１４＞前記添加剤（Ｄ）が、７０℃～１８０℃の最大体積膨張温度を有する熱膨張性マイクロカプセルと、無機酸化物フィラーと、の少なくとも一方を含む、＜１２＞又は＜１３＞に記載の組成物。
＜１５＞＜１＞～＜１４＞のいずれか１つに記載の組成物を含む、アンダーコート層。
＜１６＞集電体と、＜１５＞に記載のアンダーコート層と、合材層と、を備える、電極。
＜１７＞＜１６＞に記載の電極を備える、リチウムイオン二次電池。
【発明の効果】
【０００８】
本開示の一実施形態によれば、高温条件下での安全性及び短絡時の安全性に優れ、かつ、初期及び高温保存後の電池抵抗が低減されたリチウムイオン二次電池、並びに、このリチウムイオン二次電池を製造できる、組成物、アンダーコート層、及び電極が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
図１は、本開示の実施形態に係るリチウムイオン二次電池の一例であるラミネート型電池を示す概略断面図である。
図２は、本開示の実施形態に係るリチウムイオン二次電池における正極の断面図である。
図３は、本開示の実施形態に係るリチウムイオン二次電池における負極の断面図である。
図４は、本開示の製造方法に用いられる実施形態に係る３本ロールミルの側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本明細書において、「～」を用いて表される数値範囲は、「～」の前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。
本明細書において、組成物中の各成分の量は、組成物中に各成分に該当する物質が複数存在する場合は、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数の物質の合計量を意味する。
本明細書に段階的に記載されている数値範囲において、ある数値範囲で記載された上限値または下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値または下限値に置き換えてもよく、また、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
本明細書において、「工程」との用語は、独立した工程だけではなく、他の工程と明確に区別できない場合であってもその工程の所期の目的が達成されれば、本用語に含まれる。
本明細書において、（メタ）アクリル酸エステルは、アクリル酸エステル又はメタクリル酸エステルを意味し、（メタ）アクリレートは、アクリレート又はメタクリレートを意味し、（メタ）アクリル酸は、アクリル酸又はメタクリル酸を意味する。
（【００１１】以降は省略されています）

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