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公開番号2025085033
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-04
出願番号2022071936
出願日2022-04-25
発明の名称カーボンナノチューブ分散剤、分散液及びその製造方法、電極、並びに電池
出願人東亞合成株式会社
代理人
主分類C08L 1/04 20060101AFI20250528BHJP(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】効率的に分散液が得られ、且つ、導電性に優れる導電性複合体を製造できるCNT分散剤を提供すること。
【解決手段】ナノセルロースを含む、カーボンナノチューブ分散剤であって、
前記ナノセルロースが、次亜塩素酸又はその塩によるセルロース系原料の酸化物を含み、且つ、N-オキシル化合物を実質的に含まない、
カーボンナノチューブ分散剤。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
ナノセルロースを含む、カーボンナノチューブ分散剤であって、
前記ナノセルロースが、次亜塩素酸又はその塩によるセルロース系原料の酸化物を含み、且つ、Ｎ－オキシル化合物を実質的に含まない、
カーボンナノチューブ分散剤。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記ナノセルロースのカルボキシ基の含有量が、０．２ｍｍｏｌ／ｇ以上２．０ｍｍｏｌ／ｇ以下である、
請求項１に記載のカーボンナノチューブ分散剤。
【請求項３】
前記ナノセルロースの平均繊維長が、５０ｎｍ以上７００ｎｍ以下である、
請求項１又は２に記載のカーボンナノチューブ分散剤。
【請求項４】
ナノセルロースを含む、カーボンナノチューブ分散剤であって、
以下の条件にしたがい測定される前記カーボンナノチューブ分散剤の粘度が、１００ｍＰａ・ｓ以下である、
カーボンナノチューブ分散剤：
＜条件＞
直径２５ｍｍのパラレルプレートに厚み１ｍｍとなるよう前記カーボンナノチューブ分散剤の固形分濃度０．６質量％水分散液を載せ、レオメーターを用い、ずり速度０．１～１０（１／ｓ）範囲で粘度測定を行う。
【請求項５】
酸化セルロースを含む、カーボンナノチューブ分散剤であって、
前記酸化セルロースが、次亜塩素酸又はその塩によるセルロース系原料の酸化物を含み、且つ、Ｎ－オキシル化合物を実質的に含まない、
カーボンナノチューブ分散剤。
【請求項６】
前記酸化セルロースのカルボキシ基の含有量が、０．２ｍｍｏｌ／ｇ以上２．０ｍｍｏｌ／ｇ以下である、
請求項５に記載のカーボンナノチューブ分散剤。
【請求項７】
酸化セルロースを含む、カーボンナノチューブ分散剤であって、
以下の条件にしたがい測定される前記分散剤の粘度が、１００ｍＰａ・ｓ以下である、
カーボンナノチューブ分散剤：
＜条件＞
１）前記カーボンナノチューブ分散剤の解繊処理を行い、ナノセルロース分散液を調製する、
２）直径２５ｍｍのパラレルプレートに厚み１ｍｍとなるよう前記ナノセルロース分散液の固形分濃度０．６質量％水分散液を載せ、レオメーターを用い、ずり速度０．１～１０（１／ｓ）範囲で粘度測定を行う。
【請求項８】
請求項１～４のいずれか一項に記載のカーボンナノチューブ分散剤、カーボンナノチューブ、及び分散媒を含む、
分散液。
【請求項９】
請求項５～７のいずれか一項に記載のカーボンナノチューブ分散剤に由来するナノセルロース、カーボンナノチューブ、及び分散媒を含む、
分散液。
【請求項１０】
電池電極を作製に用いる、
請求項８又は９に記載の分散液。
（【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、カーボンナノチューブ分散剤、分散液及びその製造方法、電極、並びに電池に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
従来より、導電性物質であるカーボンナノチューブ（以下、ＣＮＴとも記載する）は分散剤により分散された状態、すなわち、分散液の態様で取り扱われることがある。ＣＮＴ分散液からは、当該分散液を基材に塗工することで導電性複合体を製造することができ、このようにして得られた複合体は蓄電デバイス用電極として用いられる。
【０００３】
導電性物質を分散安定化し、良好な塗工性を付与する分散剤として、カルボキシメチルセルロースが用いられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、ＣＮＴの分散剤としては、微細セルロース繊維（以下、セルロースナノファイバーともいう）であるナノセルロースを用いることが知られている。
【０００５】
例えば、特許文献２には、カーボンナノチューブ、セルロースナノファイバー、及び分散媒を含むカーボンナノチューブ分散液が記載されている。特許文献２のカーボンナノチューブ分散液によれば、カーボンナノチューブの凝集を抑え、高い分散安定性を示すとされている。
【０００６】
特許文献３には、（a）短幅の方の数平均幅が２ｎｍ以上２００ｎｍ以下、（ｂ）アスペクト比が７．５以上２５０以下、及び（ｃ）セルロースＩ型結晶を有し、その結晶化度が７０％以上９５％以下を満たすセルロース繊維を含有することを特徴とする電極塗工液用分散剤が記載されている。特許文献３の電極塗工液用分散剤は、電極活物質や導電材の分散安定性に優れ、弱いせん断力の分散装置を使用しても均一な電極塗工液組成物の作成が可能であるとされている。
【０００７】
特許文献４には、分散媒と、ナトリウム以外の金属を塩の形で含有する含金属酸化セルロースナノファイバーと、単層カーボンナノチューブと、を含む、分散液が記載されている。特許文献４の分散液によれば、単層ＣＮＴ含有量が少量でも高い導電性を有する複合体を作製可能とされている。
【０００８】
さらに、ナノセルロースとＣＮＴを含む導電性複合体として、特許文献５には、カルボキシ基で修飾されたセルロースナノファイバーと、カルボキシ基で修飾されたカーボンナノチューブとを含有することを特徴とする導電性複合体が記載されている。改質微細セルロースと微細カーボンとが分散した分散液は、微細カーボンの分散性が充分とは言えず、微細カーボンの分散状態にムラが生じ、それに起因した透明性のムラ、導電性不良などの問題が生じやすかったところ、特許文献５の導電性複合体によれば、ムラのない優れた透明性や、安定した導電性を有するとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
特開２０１１－１９２６１０号公報
国際公開２０１４／１１５５６０号
特開２０１９－０１６４５７号公報
特開２０２１－０５７２７１号公報
特開２０１３－２１１１０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献１のスラリーはカルボキシメチルセルロースを含み、カルボキシメチルセルロースが導電性物質を分散安定化し良好な塗工性を付与できるとされているが、当該スラリーから得られる電池の性能のさらなる向上、特に導電性を高めることは課題となっている。
（【００１１】以降は省略されています）

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