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公開番号2025103890
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-09
出願番号2023221591
出願日2023-12-27
発明の名称正極活物質合剤の製造方法及び電池の製造方法
出願人トヨタバッテリー株式会社
代理人弁理士法人太陽国際特許事務所
主分類H01M 4/139 20100101AFI20250702BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】正極における剥離強度の低下を抑制しかつ導電性を向上させる正極活物質合剤の製造方法及び前記方法を含む電池の製造方法を提供すること。
【解決手段】正極活物質合剤の製造方法であって、複数の正極活物質粒子が凝集した正極活物質二次粒子と、第1結着樹脂及び溶媒を含み、20℃での粘度が3500mPa・s～8000mPa・sの第1結着樹脂溶液と、を混練し、第1スラリーを調製する工程と、前記第1スラリーに、非晶部の割合が20質量%～50質量%である第2結着樹脂及び溶媒を含む第2結着樹脂溶液を添加して混練し、第2スラリーを調製する工程と、を含む、正極活物質合剤の製造方法。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
正極活物質合剤の製造方法であって、
複数の正極活物質粒子が凝集した正極活物質二次粒子と、
第１結着樹脂及び溶媒を含み、２０℃での粘度が３５００ｍＰａ・ｓ～８０００ｍＰａ・ｓの第１結着樹脂溶液と、
を混練し、第１スラリーを調製する工程と、
前記第１スラリーに、非晶部の割合が２０質量％～５０質量％である第２結着樹脂及び溶媒を含む第２結着樹脂溶液を添加して混練し、第２スラリーを調製する工程と、
を含む、正極活物質合剤の製造方法。
続きを表示（約 620 文字）【請求項２】
下記条件Ａ及び条件Ｂの少なくとも一方の条件を満たす、請求項１に記載の正極活物質合剤の製造方法。
条件Ａ：前記第２結着樹脂溶液が導電剤を含有する。
条件Ｂ：前記第１スラリーを調製する工程の後かつ前記第２スラリーを調製する工程の前に、前記第１スラリーに、導電剤及び溶媒を含む導電剤分散液を添加して混練する工程を有する。
【請求項３】
前記第２結着樹脂溶液の２０℃での粘度が３００ｍＰａ・ｓ～１５００ｍＰａ・ｓである、請求項１に記載の正極活物質合剤の製造方法。
【請求項４】
前記正極活物質二次粒子はＢＥＴ比表面積が１．７０ｍ
２
／ｇ～２．００ｍ
２
／ｇである、請求項１に記載の正極活物質合剤の製造方法。
【請求項５】
前記導電剤はカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）である、請求項２に記載の正極活物質合剤の製造方法。
【請求項６】
前記第１結着樹脂は、変性ポリフッ化ビニリデン（変性ＰＶＤＦ）である、請求項１に記載の正極活物質合剤の製造方法。
【請求項７】
前記第２結着樹脂は、ポリ(フッ化ビニリデン-co-ヘキサフルオロプロピレン)である、請求項１に記載の正極活物質合剤の製造方法。
【請求項８】
請求項１～請求項７のいずれか一項に記載の正極活物質合剤の製造方法を含む、電池の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、正極活物質合剤の製造方法及び電池の製造方法に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン二次電池は、電気自動車、小型電子機器類（スマートフォン、パソコン）、及びエネルギー設備等に広く用いられている。
【０００３】
かかるリチウムイオン二次電池の性能向上のために多くの検討がなされている。例えば、リチウムイオン二次電池用正極として、正極における正極活物質の表面を覆う結着剤および導電材の割合がある一定割合を下回らないようにした正極が開示されている（特許文献１）。
【０００４】
上記正極は、構造的に安定した正極活物質を用いることで、サイクル特性の良好なリチウムイオン二次電池を与える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２００１－１１８５６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
正極において、用いる正極活物質粒子の比表面積を大きくすることで、反応面積が増加し、内部抵抗が減少するので、電池のさらなる高出力化が期待できる。しかし、比表面積の大きい正極活物質粒子としては、粒径の小さい一次粒子が集まって凝集した二次粒子が考えられるが、この二次粒子は表面に凹凸部が多い。そのため、正極活物質粒子表面の凹凸部に結着樹脂が入り込むことが多く、正極において、剥離強度の低下及び導電パス不足による導電性の低下が生じることがある。
【０００７】
本開示の一実施形態が解決しようとする課題は、正極における剥離強度の低下を抑制しかつ導電性を向上させる正極活物質合剤の製造方法及び前記方法を含む電池の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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＞正極活物質合剤の製造方法であって、複数の正極活物質粒子が凝集した正極活物質二次粒子と、第１結着樹脂及び溶媒を含み、２０℃での粘度が３５００ｍＰａ・ｓ～８０００ｍＰａ・ｓの第１結着樹脂溶液と、を混練し、第１スラリーを調製する工程と、前記第１スラリーに、非晶部の割合が２０質量％～５０質量％である第２結着樹脂及び溶媒を含む第２結着樹脂溶液を添加して混練し、第２スラリーを調製する工程と、
を含む、正極活物質合剤の製造方法。
＜２＞下記条件Ａ及び条件Ｂの少なくとも一方の条件を満たす、＜１＞に記載の正極活物質合剤の製造方法。
条件Ａ：前記第２結着樹脂溶液が導電剤を含有する。
条件Ｂ：前記第１スラリーを調製する工程の後かつ前記第２スラリーを調製する工程の前に、前記第１スラリーに、導電剤及び溶媒を含む導電剤分散液を添加して混練する工程を有する。
＜３＞前記第２結着樹脂溶液の２０℃での粘度が３００ｍＰａ・ｓ～１５００ｍＰａ・ｓである、＜１＞又は＜２＞に記載の正極活物質合剤の製造方法。
＜４＞前記正極活物質二次粒子はＢＥＴ比表面積が１．７０ｍ
２
／ｇ～２．００ｍ
２
／ｇである、＜１＞～＜３＞のいずれか１つに記載の正極活物質合剤の製造方法。
＜５＞前記導電剤はカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）である、＜２＞～＜４＞のいずれか１つに記載の正極活物質合剤の製造方法。
＜６＞前記第１結着樹脂は、変性ポリフッ化ビニリデン（変性ＰＶＤＦ）である、＜１＞～＜５＞のいずれか１つに記載の正極活物質合剤の製造方法。
＜７＞前記第２結着樹脂は、ポリ(フッ化ビニリデン-co-ヘキサフルオロプロピレン)である、＜１＞～＜６＞のいずれか１つに記載の正極活物質合剤の製造方法。
＜８＞＜１＞～＜７＞のいずれか１つに記載の正極活物質合剤の製造方法を含む、電池の製造方法。
【発明の効果】
【０００９】
本開示の一実施形態によれば、正極における剥離強度の低下を抑制しかつ導電性を向上させる正極活物質合剤の製造方法及び前記方法を含む電池の製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
図１は、本開示の正極活物質合剤の製造方法に係る正極活物質合剤の構造の一例を示す概略断面図である。
図２は、本開示の正極活物質合剤の製造方法に係る正極活物質合剤以外の他の正極活物質合剤の構造の一例を示す概略断面図である。
図３は、本開示の正極活物質合剤の製造方法に係る正極活物質合剤に含まれる正極活物質二次粒子が形成し得る中空構造の一例を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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