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公開番号2025075777
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-15
出願番号2023187176
出願日2023-10-31
発明の名称非水系二次電池電極用スラリー組成物およびその製造方法、非水系二次電池用電極、ならびに非水系二次電池
出願人日本ゼオン株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類H01M 4/139 20100101AFI20250508BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】ピール強度に優れるとともに、非水系二次電池に優れたサイクル特性を発揮させ得る非水系二次電池用電極を形成可能な非水系二次電池電極用スラリー組成物の提供。
【解決手段】電極活物質と、複数本のカーボンナノチューブと、結着材とを含む非水系二次電池電極用スラリー組成物であって、ひずみ1%における損失正接tanδの値が1.0未満であり、ひずみ100%における損失正接tanδの値が1.0超3.0以下である、非水系二次電池電極用スラリー組成物。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
電極活物質と、複数本のカーボンナノチューブと、結着材とを含む非水系二次電池電極用スラリー組成物であって、
ひずみ１％における損失正接ｔａｎδの値が１．０未満であり、
ひずみ１００％における損失正接ｔａｎδの値が１．０超３．０以下である、非水系二次電池電極用スラリー組成物。
続きを表示（約 980 文字）【請求項２】
前記非水系二次電池電極用スラリー組成物の全固形分に対する前記カーボンナノチューブの含有割合が０．００１質量％以上０．５質量％以下である、請求項１に記載の非水系二次電池電極用スラリー組成物。
【請求項３】
ひずみ１００％における貯蔵弾性率Ｇ’の値をＡ（Ｐａ）とし、ひずみ１００％以上１０００％以下の範囲内における貯蔵弾性率Ｇ’の極大値をＢ（Ｐａ）としたとき、
前記極大値が観測されないか、または
前記Ａに対する前記Ｂの比（Ｂ／Ａ）が１．５未満である、請求項１に記載の非水系二次電池電極用スラリー組成物。
【請求項４】
増粘剤を更に含む、請求項１に記載の非水系二次電池電極用スラリー組成物。
【請求項５】
前記増粘剤はポリ（メタ）アクリル酸および／またはその塩を含む、請求項４に記載の非水系二次電池電極用スラリー組成物。
【請求項６】
水を含有する分散媒を更に含む、請求項１に記載の非水系二次電池電極用スラリー組成物。
【請求項７】
請求項１～６の何れかに記載の非水系二次電池電極用スラリー組成物の製造方法であって、
前記複数本のカーボンナノチューブおよび分散媒を含む混合液に対して分散処理を施して、カーボンナノチューブ分散液を得る工程と、
前記カーボンナノチューブ分散液を、前記電極活物質および前記結着材と混合する工程と
を含む、非水系二次電池電極用スラリー組成物の製造方法。
【請求項８】
前記カーボンナノチューブ分散液中で、前記複数本のカーボンナノチューブの少なくとも一部がカーボンナノチューブバンドルを形成しており、
前記カーボンナノチューブバンドルの平均長さが１．５μｍ以上３０μｍ以下であり、
前記カーボンナノチューブバンドルの平均直径が５ｎｍ以上５０ｎｍ以下である、請求項７に記載の非水系二次電池電極用スラリー組成物の製造方法。
【請求項９】
請求項１～６の何れかに記載の非水系二次電池電極用スラリー組成物を用いて形成した電極合材層を備える、非水系二次電池用電極。
【請求項１０】
請求項９に記載の非水系二次電池用電極を備える、非水系二次電池。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、非水系二次電池電極用スラリー組成物およびその製造方法、非水系二次電池用電極、ならびに非水系二次電池に関するものである。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン二次電池などの非水系二次電池（以下、単に「二次電池」と略記する場合がある。）は、小型で軽量、且つエネルギー密度が高く、更に繰り返し充放電が可能という特性があり、幅広い用途に使用されている。そのため、近年では、非水系二次電池の更なる高性能化を目的として、電極などの電池部材の改良が検討されている。
【０００３】
ここで、リチウムイオン二次電池などの二次電池用の電極は、通常、集電体と、集電体上に形成された電極合材層とを備えている。そして、電極合材層は、例えば、電極活物質、結着材などを含むスラリー組成物を集電体上に塗布し、乾燥させることにより形成される。
【０００４】
そこで、近年では、二次電池の更なる性能向上を達成すべく、電極合材層の形成に用いられるスラリー組成物の改良が試みられている。
具体的には、特許文献１には、電極活物質と、水系バインダーと、増粘剤と、水系媒体とを含み、所定の条件で測定される損失正接ｔａｎδが所定の範囲内である水系電極スラリーが開示されている。そして、特許文献１によれば、当該水系電極スラリーを用いることにより、接着性に優れたリチウムイオン電池用電極を安定的に得ることができる。
また、特許文献２には、カーボンナノチューブ、所定の重量平均分子量を有するカルボキシメチルセルロースまたはその塩、および水を含み、複素弾性率と位相角の積が所定の範囲内であるＣＮＴ分散液を含む二次電池電極用組成物が開示されている。そして、特許文献２によれば、当該二次電池電極用組成物を用いれば、高い出力かつ良好なサイクル寿命を有する二次電池を得ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
国際公開第２０１９／０８２５８７号
特開２０２３－２４５２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、近年では二次電池の更なる性能向上が求められているところ、上記従来のスラリー組成物には、スラリー組成物を用いて作製した電極のピール強度を高めつつ、当該電極を備える非水系二次電池のサイクル特性を向上させるという点において改善の余地があった。
【０００７】
そこで、本発明は、ピール強度に優れるとともに、非水系二次電池に優れたサイクル特性を発揮させ得る非水系二次電池用電極を形成可能な非水系二次電池電極用スラリー組成物およびその製造方法の提供を目的とする。
また、本発明は、ピール強度に優れるとともに、非水系二次電池に優れたサイクル特性を発揮させ得る非水系二次電池用電極の提供を目的とする。
そして、本発明は、サイクル特性に優れる非水系二次電池の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、上記課題を解決することを目的として鋭意検討を行った。そして、本発明者は、電極活物質、複数本のカーボンナノチューブ（以下、「ＣＮＴ」と略記する場合がある。）、および結着材を含み、ひずみ１％における損失正接ｔａｎδの値が所定値未満であり、ひずみ１００％における損失正接ｔａｎδの値が所定の範囲内であるスラリー組成物を用いれば、ピール強度に優れる電極と、サイクル特性に優れる二次電池とを作製可能であることを見出し、本発明を完成させた。
【０００９】
即ち、この発明は、上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、本発明によれば、下記〔１〕～〔６〕の非水系二次電池電極用スラリー組成物、下記〔７〕～〔８〕の非水系二次電池電極用スラリー組成物の製造方法、下記〔９〕の非水系二次電池用電極、および下記〔１０〕の非水系二次電池が提供される。
【００１０】
〔１〕電極活物質と、カーボンナノチューブと、結着材とを含む非水系二次電池電極用スラリー組成物であって、ひずみ１％における損失正接ｔａｎδの値が１．０未満であり、ひずみ１００％における損失正接ｔａｎδの値が１．０超３．０以下である、非水系二次電池電極用スラリー組成物。
電極活物質、ＣＮＴおよび結着材を含み、ひずみ１％における損失正接ｔａｎδの値が上記値未満であり、そしてひずみ１００％における損失正接ｔａｎδの値が上述の範囲内であるスラリー組成物によれば、ピール強度に優れる電極を良好に作製することができる。また、このように作製された電極によれば、二次電池に、優れたサイクル特性を発揮させることができる。
なお、本発明において、「ひずみ１％における損失正接ｔａｎδの値」および「ひずみ１００％における損失正接ｔａｎδの値」は、それぞれ本明細書の実施例に記載の方法を用いて測定することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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