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公開番号2025112296
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-31
出願番号2025006995
出願日2025-01-17
発明の名称テトラフルオロエチレン系ポリマー組成物、電気化学デバイス用バインダー、電極合剤、電極、及び、二次電池
出願人ダイキン工業株式会社
代理人弁理士法人WisePlus
主分類H01M 4/62 20060101AFI20250724BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】合剤シートの抵抗を低減することができる電気化学デバイス用バインダー用テトラフルオロエチレン(TFE)系ポリマー組成物等を提供する。
【解決手段】電気化学デバイス用バインダーに使用され、TFE系ポリマーと、一般式(1)及び(2)で示される化合物からなる群より選択される少なくとも1種の化合物と、導電性炭素材料とを含み、固形分に対するTFE系ポリマーの量が10質量%以上であるTFE系ポリマー組成物である。
一般式(1):(H-(CF₂)_m-1-COO)_pM¹
(式中、mは4～20、M¹はH、金属原子、NR⁵ ₄(R⁵は同一でも異なってもよく、H又は炭素数1～10の有機基)等、pは1又は2である。)
一般式(2):(H-(CF₂)_n-SO₃)_qM²
(式中、nは4～20、M²はH、金属原子、NR⁵ ₄(R⁵は前記と同じ)等、qは1又は2である。)
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
電気化学デバイス用バインダーに使用されるテトラフルオロエチレン系ポリマー組成物であって、
テトラフルオロエチレン系ポリマーと、下記一般式（１）で示される化合物及び下記一般式（２）で示される化合物からなる群より選択される少なくとも１種の化合物と、導電性炭素材料とを含み、
前記テトラフルオロエチレン系ポリマー組成物中の固形分に対する前記テトラフルオロエチレン系ポリマーの量が１０質量％以上であるテトラフルオロエチレン系ポリマー組成物。
一般式（１）：（Ｈ－（ＣＦ
２
）
ｍ－１
－ＣＯＯ）
ｐ
Ｍ
１
（式中、ｍは４～２０である。Ｍ
１
は、Ｈ、金属原子、ＮＲ
５
４
（Ｒ
５
は、同一でも異なっていてもよく、Ｈ又は炭素数１～１０の有機基）、置換基を有していてもよいイミダゾリウム、置換基を有していてもよいピリジニウム、又は、置換基を有していてもよいホスホニウムである。ｐは１又は２である。）
一般式（２）：（Ｈ－（ＣＦ
２
）
ｎ
－ＳＯ
３
）
ｑ
Ｍ
２
（式中、ｎは４～２０である。Ｍ
２
はＨ、金属原子、ＮＲ
５
４
（Ｒ
５
は前記と同じ）、置換基を有していてもよいイミダゾリウム、置換基を有していてもよいピリジニウム、又は、置換基を有していてもよいホスホニウムである。ｑは１又は２である。）
続きを表示（約 1,600 文字）【請求項２】
前記テトラフルオロエチレン系ポリマーは、テトラフルオロエチレンのホモポリマー、及び、テトラフルオロエチレン単位とヘキサフルオロプロピレンに基づく重合単位のみからなる変性ポリテトラフルオロエチレンからなる群より選択される少なくとも１種である請求項１記載のテトラフルオロエチレン系ポリマー組成物。
【請求項３】
前記テトラフルオロエチレン系ポリマー組成物中の固形分に対する前記テトラフルオロエチレン系ポリマーの量が、５５質量％以上、９６質量％以下である請求項１又は２記載のテトラフルオロエチレン系ポリマー組成物。
【請求項４】
粉末である請求項１又は２記載のテトラフルオロエチレン系ポリマー組成物。
【請求項５】
リチウムイオン二次電池用バインダーに使用される請求項１又は２記載のテトラフルオロエチレン系ポリマー組成物。
【請求項６】
実質的にテトラフルオロエチレン系ポリマー組成物のみからなる電気化学デバイス用バインダーであって、
前記テトラフルオロエチレン系ポリマー組成物は、テトラフルオロエチレン系ポリマーと、下記一般式（１）で示される化合物及び下記一般式（２）で示される化合物からなる群より選択される少なくとも１種の化合物と、導電性炭素材料とを含み、
前記テトラフルオロエチレン系ポリマー組成物中の固形分に対する前記テトラフルオロエチレン系ポリマーの量が１０質量％以上である電気化学デバイス用バインダー。
一般式（１）：（Ｈ－（ＣＦ
２
）
ｍ－１
－ＣＯＯ）
ｐ
Ｍ
１
（式中、ｍは４～２０である。Ｍ
１
は、Ｈ、金属原子、ＮＲ
５
４
（Ｒ
５
は、同一でも異なっていてもよく、Ｈ又は炭素数１～１０の有機基）、置換基を有していてもよいイミダゾリウム、置換基を有していてもよいピリジニウム、又は、置換基を有していてもよいホスホニウムである。ｐは１又は２である。）
一般式（２）：（Ｈ－（ＣＦ
２
）
ｎ
－ＳＯ
３
）
ｑ
Ｍ
２
（式中、ｎは４～２０である。Ｍ
２
はＨ、金属原子、ＮＲ
５
４
（Ｒ
５
は前記と同じ）、置換基を有していてもよいイミダゾリウム、置換基を有していてもよいピリジニウム、又は、置換基を有していてもよいホスホニウムである。ｑは１又は２である。）
【請求項７】
前記テトラフルオロエチレン系ポリマー組成物中の固形分に対する前記テトラフルオロエチレン系ポリマーの量が３０質量％以上である請求項６記載の電気化学デバイス用バインダー。
【請求項８】
前記テトラフルオロエチレン系ポリマー組成物中の固形分に対する前記テトラフルオロエチレン系ポリマーの量が、５５質量％以上、９６質量％以下である請求項６又は７記載の電気化学デバイス用バインダー。
【請求項９】
前記テトラフルオロエチレン系ポリマーは、ポリテトラフルオロエチレンである請求項６又は７記載の電気化学デバイス用バインダー。
【請求項１０】
前記テトラフルオロエチレン系ポリマーは、テトラフルオロエチレンのホモポリマー、及び、テトラフルオロエチレン単位とヘキサフルオロプロピレンに基づく重合単位のみからなる変性ポリテトラフルオロエチレンからなる群より選択される少なくとも１種である請求項６又は７記載の電気化学デバイス用バインダー。
（【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、テトラフルオロエチレン系ポリマー組成物、電気化学デバイス用バインダー、電極合剤、電極、及び、二次電池に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン二次電池等の二次電池は、高電圧、高エネルギー密度で、自己放電が少ない、メモリー効果が少ない、超軽量化が可能である、等の理由から、ノート型パソコン、携帯電話、スマートフォン、タブレットパソコン、ウルトラブック等小型で携帯に適した電気・電子機器等に用いられるとともに、更には、自動車用等の駆動用車載電源や定置用大型電源等に至るまでの広範な電源として実用化されつつある。二次電池には、更なる高エネルギー密度化が求められており、電池特性の更なる改善が求められている。
【０００３】
特許文献１～４には、ポリテトラフルオロエチレンと導電性炭素材料とを混合したバインダーが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
国際公開第２０１８／１７５４６５号
国際公開第２０２２／１３８９３９号
国際公開第２０２２／１３８９４０号
国際公開第２０２２／１３８９４２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本開示は、合剤シートの抵抗を低減することができる電気化学デバイス用バインダー用テトラフルオロエチレン系ポリマー組成物、並びに、それを用いた電気化学デバイス用バインダー、電極合剤、電極、及び、二次電池を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示（１）は電気化学デバイス用バインダーに使用されるテトラフルオロエチレン系ポリマー組成物であって、
テトラフルオロエチレン系ポリマーと、下記一般式（１）で示される化合物及び下記一般式（２）で示される化合物からなる群より選択される少なくとも１種の化合物と、導電性炭素材料とを含み、
前記テトラフルオロエチレン系ポリマー組成物中の固形分に対する前記テトラフルオロエチレン系ポリマーの量が１０質量％以上であるテトラフルオロエチレン系ポリマー組成物である。
一般式（１）：（Ｈ－（ＣＦ
２
）
ｍ－１
－ＣＯＯ）
ｐ
Ｍ
１
（式中、ｍは４～２０である。Ｍ
１
は、Ｈ、金属原子、ＮＲ
５
４
（Ｒ
５
は、同一でも異なっていてもよく、Ｈ又は炭素数１～１０の有機基）、置換基を有していてもよいイミダゾリウム、置換基を有していてもよいピリジニウム、又は、置換基を有していてもよいホスホニウムである。ｐは１又は２である。）
一般式（２）：（Ｈ－（ＣＦ
２
）
ｎ
－ＳＯ
３
）
ｑ
Ｍ
２
（式中、ｎは４～２０である。Ｍ
２
はＨ、金属原子、ＮＲ
５
４
（Ｒ
５
は前記と同じ）、置換基を有していてもよいイミダゾリウム、置換基を有していてもよいピリジニウム、又は、置換基を有していてもよいホスホニウムである。ｑは１又は２である。）
【０００７】
本開示（２）は前記テトラフルオロエチレン系ポリマーは、テトラフルオロエチレンのホモポリマー、及び、テトラフルオロエチレン単位とヘキサフルオロプロピレンに基づく重合単位のみからなる変性ポリテトラフルオロエチレンからなる群より選択される少なくとも１種である本開示（１）記載のテトラフルオロエチレン系ポリマー組成物である。
【０００８】
本開示（３）は前記テトラフルオロエチレン系ポリマー組成物中の固形分に対する前記テトラフルオロエチレン系ポリマーの量が、５５質量％以上、９６質量％以下である本開示（１）又は（２）記載のテトラフルオロエチレン系ポリマー組成物である。
【０００９】
本開示（４）は粉末である本開示（１）～（３）のいずれかに記載のテトラフルオロエチレン系ポリマー組成物である。
【００１０】
本開示（５）はリチウムイオン二次電池用バインダーに使用される本開示（１）～（４）のいずれかに記載のテトラフルオロエチレン系ポリマー組成物である。
（【００１１】以降は省略されています）

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