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公開番号2025124411
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-26
出願番号2024020448
出願日2024-02-14
発明の名称電極作製用カーボンナノチューブ分散液及び電極作製用スラリー
出願人三菱鉛筆株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類H01M 4/139 20100101AFI20250819BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】製造が容易なカーボンナノチューブ分散液を提供すること、及び、高性能のリチウムイオン二次電池などの電極の作製に好適なカーボンナノチューブ分散液を提供する。
【解決手段】多層カーボンナノチューブ、式(1)で表される構成単位からなるポリアリルアミン誘導体、及び、有機溶媒を含み、
前記多層カーボンナノチューブ1質量部に対して前記ポリアリルアミン誘導体の含有量が0.2質量部以上1.5質量部以下である、電極作製用カーボンナノチューブ分散液。
【化1】
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特許請求の範囲【請求項１】
多層カーボンナノチューブ、式（１）で表される構成単位からなるポリアリルアミン誘導体、及び、有機溶媒を含有し、
前記多層カーボンナノチューブ１質量部に対して前記ポリアリルアミン誘導体の含有量が０．２質量部以上１．５質量部以下である、電極作製用カーボンナノチューブ分散液。
TIFF
2025124411000008.tif
26
49
（式（１）において、Ａ
１
は、一般式（２）、一般式（３）、一般式（４）又は一般式（５）で表される基を表し、複数のＡ
１
は、互いに同一でも異なっていてもよい。ただし、複数のＡ
１
のうちの少なくとも１つは、一般式（４）又は一般式（５）で表される基である。）
TIFF
2025124411000009.tif
93
80
（式（２）及び式（３）において、Ｒ
１
は、置換基を有していてもよいアルキレン基、置換基を有していてもよいアルケニレン基、又は置換基を有していてもよいエーテル結合を有するアルキレン基を表す。
式（４）及び式（５）において、Ｒ
１
は、置換基を有していてもよいアルキレン基、置換基を有していてもよいアルケニレン基、又は置換基を有していてもよいエーテル結合を有するアルキレン基を表し、Ｒ
２
は、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルケニル基、置換基を有していてもよいエーテル結合を有するアルキル基、又は置換基を有していてもよいフェニル基を表す。
式（２）～式（５）において、ａは、０～１００の整数を表す。複数のＲ
１
、Ｒ
２
は、互いに同一でも異なっていてもよい。）
続きを表示（約 360 文字）【請求項２】
前記多層カーボンナノチューブの含有量がカーボンナノチューブ分散液全量に対し０．１質量％～１０．０質量％である請求項１に記載の電極作製用カーボンナノチューブ分散液。
【請求項３】
前記多層カーボンナノチューブ１質量部に対し、前記ポリアリルアミン誘導体を０．３質量部以上１．０質量部以下含有する、請求項１に記載の電極作製用カーボンナノチューブ分散液。
【請求項４】
前記有機溶媒が、水の含有量が５０００ｐｐｍ未満の有機溶媒である、請求項１に記載の電極作製用カーボンナノチューブ分散液。
【請求項５】
請求項１～４のいずれか一項に記載の電極作製用カーボンナノチューブ分散液、及び、少なくとも、正極用活物質又は負極用活物質を含む電極作製用スラリー。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、リチウムイオン二次電池などの二次電池の電極の作製に好適な電極作製用スラリー及びその製造に使用されるカーボンナノチューブ（ＣＮＴと略すことがある）の分散液に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
電気自動車の普及、携帯電話やノート型パーソナルコンピュータなどの携帯機器の小型軽量化及び高性能化に伴い、高いエネルギー密度を有する二次電池、さらに、その二次電池の高出力化、長寿命化が求められている。このような背景の下、高エネルギー密度、高電圧という特徴から非水系電解液を用いるリチウムイオン電池を含む非水系二次電池が多くの機器に使われるようになってきており、開発が盛んに行われている。
【０００３】
リチウムイオン電池を含む非水系二次電池の電極は、電極基板上に炭素材料の分散液を塗布し、これを乾燥させることにより作製される。炭素材料としては、カーボンブラックの他、カーボンナノチューブが使用されることがある。カーボンナノチューブは、その高次構造から、単層カーボンナノチューブと多層カーボンナノチューブに分けられる。単層カーボンナノチューブ及び多層カーボンナノチューブは、それぞれ市販されている。
【０００４】
特許文献１には、単層カーボンナノチューブと、ポリアリルアミン誘導体と、有機溶媒とを含み、前記単層カーボンナノチューブ１００質量部に対し、前記ポリアリルアミン誘導体を４００～４００００質量部、好ましくは５００～３００００質量部、より好ましくは１０００～２００００質量部含むカーボンナノチューブ分散液が開示されている。特許文献１のカーボンナノチューブ分散液においては、前記ポリアリルアミン誘導体は比較的多量に配合される必要がある。
また、単層カーボンナノチューブの分散性は、カーボンブラック、および多層カーボンナノチューブと異なることが、段落［００１７］に記載されている。特許文献１には、カーボンナノチューブを含む分散液の電極への用途については記載されていない。
【０００５】
特許文献２には、特定の化学式で表されるポリマー構成単位を１０～４５０個有する、ポリアリルアミン誘導体が開示され、カーボンブラックを含む液体現像剤等の利用形態が例示されている。しかしながら、カーボンナノチューブを含む分散液の電極への利用については、記載されていない。
【０００６】
特許文献３には、カーボンナノチューブ分散液が開示され、分散剤として種々のビニルアルコール骨格含有樹脂が開示されている。しかしながら、分散剤としてアミノ基を含む樹脂を含有するカーボンナノチューブ分散液は、記載されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特開２０２１－１８７７０１号公報（特許請求の範囲、明細書等）
特開２０１７－２０３１４３号公報（特許請求の範囲、明細書等）
特開２０２０－１１８７３号公報（特許請求の範囲、明細書等）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
カーボンナノチューブ分散液をリチウムイオン二次電池等の電極の作製に用いる際、アルミ箔等の集電体に塗工し、乾燥させることが一般に行われる。その際、分散液に含有される溶媒の量を少なくすることが望まれるが、溶媒の量を減らすと、通常、カーボンナノチューブを含有する分散液の粘度が高くなって、カーボンナノチューブ分散液を調製すること及びこれを均一に塗工することが困難になる。
【０００９】
また、カーボンナノチューブを溶媒に分散する際には、粉体のカーボンナノチューブを溶媒中に混ぜ込み、分散機で分散することが一般的な操作である。その際、使用するカーボンナノチューブの性質によってはカーボンナノチューブ分散液が非常に高い粘度となってしまう為、分散操作に支障が出て、分散処理が困難になる場合がある。
【００１０】
本発明は、電極作製用分散液として製造が容易なカーボンナノチューブ分散液を提供すること、及び、高性能のリチウムイオン二次電池などの電極の作製に好適なカーボンナノチューブ分散液を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

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