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公開番号2025118115
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-13
出願番号2024013244
出願日2024-01-31
発明の名称液体組成物、電極の製造方法、電気化学素子用電極、全固体電気化学素子用電極、電気化学素子、電気機器、移動体及び車両
出願人株式会社リコー
代理人個人,個人
主分類H01M 4/139 20100101AFI20250805BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】液体吐出法によって、優れた屈曲耐性と裁断耐性を有する塗膜を形成することができる液体組成物の提供。
【解決手段】活物質及び固体電解質の少なくともいずれかと、下記一般式(1)で示されるトリブロック共重合体である樹脂と、溶媒と、を備えることを特徴とする液体組成物である。
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(前記一般式(1)中のR¹、R³、R⁵は、直鎖又は分岐のアルキル基を示し、R²、R⁴、R⁶は、水素原子又はアルキル基を示し、xは10以上の整数を示し、yは10以上の整数を示し、zは10以上の整数を示す。)
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
活物質及び固体電解質の少なくともいずれかと、
下記一般式（１）で示されるトリブロック共重合体である樹脂と、
溶媒と、を備えることを特徴とする液体組成物。
JPEG
2025118115000013.jpg
42
116
（前記一般式（１）中のＲ
１
、Ｒ
３
、Ｒ
５
は、直鎖又は分岐のアルキル基を示し、Ｒ
２
、Ｒ
４
、Ｒ
６
は、水素原子又はアルキル基を示し、ｘは１０以上の整数を示し、ｙは１０以上の整数を示し、ｚは１０以上の整数を示す。）
続きを表示（約 900 文字）【請求項２】
前記一般式（１）中のＲ
２
、Ｒ
４
、Ｒ
６
は、水素原子又はメチル基である、請求項１に記載の液体組成物。
【請求項３】
前記一般式（１）中のＲ
２
及びＲ
４
はメチル基であり、Ｒ
６
は水素原子である、請求項１に記載の液体組成物。
【請求項４】
前記一般式（１）における直鎖又は分岐のアルキル基が、メチル基、エチル基、ｉｓｏ－プロピル基、ｎ－プロピル基、ｔｅｒｔ－ブチル基、ｉｓｏ－ブチル基、及びｎ－ブチル基からなる群から選ばれるいずれかである、請求項１又は２に記載の液体組成物。
【請求項５】
前記トリブロック共重合体における両末端のブロックのガラス転移温度は、前記両末端のブロックに挟まれるブロックのガラス転移温度よりも高い、請求項１又は２に記載の液体組成物。
【請求項６】
前記トリブロック共重合体の分子量は、１，０００以上１，０００，０００以下である、請求項１又は２に記載の液体組成物。
【請求項７】
前記活物質が、リチウム含有遷移金属酸化物、及びリチウム含有遷移金属リン酸化合物から選択される少なくとも１種である、請求項１から２のいずれかに記載の液体組成物。
【請求項８】
前記溶媒が非水性溶媒である、請求項１から２のいずれかに記載の液体組成物。
【請求項９】
電極基体上に、請求項１から２のいずれかに記載の液体組成物を吐出して塗膜を形成する工程を含むことを特徴とする電極の製造方法。
【請求項１０】
基体と、
前記基体上に設けられ、活物質を含む電極合材層と、を備え、
前記電極合材層には下記一般式（１）で示されるトリブロック共重合体からなる樹脂を含むことを特徴とする電気化学素子用電極。
JPEG
2025118115000014.jpg
42
116
（【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、液体組成物、電極の製造方法、電気化学素子用電極、全固体電気化学素子用電極、電気化学素子、電気機器、移動体及び車両に関する。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン二次電池をはじめとする電気化学素子は、携帯機器、ハイブリット自動車、電気自動車等へ搭載され、需要が拡大している。また、各種ウェアラブル機器や医療用パッチに搭載する薄型電池に対するニーズも高まってきており、電気化学素子に対する要求が多様化している。
【０００３】
電気化学素子を構成する電極を製造するための電極合材層用液体組成物は、一般に活物質、分散媒、そして得られる電極合材層の結着性を得るためのバインダーを含む。バインダーとしては重合体が使用されることに加え、かつ生産性の向上の観点から電極合材層用液体組成物は高い固形分濃度で調液されるため、粘度が１０
３
ｍＰａ・ｓ～１０
４
ｍＰａ・ｓと極めて高いスラリーである。
そのため、従来、電気化学素子を構成する電極の製造方法としては、例えば、ダイコーター、コンマコーター、リバースロールコーター等を用いて、電極合材層用液体組成物を塗布することにより、電極基体上に電極合材層を形成している。また、電極基体上に電極合材層用液体組成物をスクリーン印刷することにより、電極合材層を形成することが行われている。
【０００４】
しかしながら、ニーズに合わせた形状にスクリーン印刷するためには、ニーズ毎に版を作製する必要がある。そこで、液体吐出装置を用いて、電極基体上に、電極合材層用液体組成物を吐出することにより、電極合材層を形成する方法が検討されている（例えば、特許文献１及び２参照）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、優れた屈曲耐性と裁断耐性を有する塗膜を形成することができる液体組成物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】
課題を解決するための手段としての本発明の液体組成物は、
活物質及び固体電解質の少なくともいずれかと、
下記一般式（１）で示されるトリブロック共重合体である樹脂と、
溶媒と、を備えることを特徴とする。
JPEG
2025118115000001.jpg
42
116
（前記一般式（１）中のＲ
１
、Ｒ
３
、Ｒ
５
は、直鎖又は分岐のアルキル基を示し、Ｒ
２
、Ｒ
４
、Ｒ
６
は、水素原子又はアルキル基を示し、ｘは１０以上の整数を示し、ｙは１０以上の整数を示し、ｚは１０以上の整数を示す。）
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、優れた屈曲耐性と裁断耐性を有する塗膜を形成することができる液体組成物を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
図１は、本発明の一実施形態に係る正極の一例を示す断面図である。
図２は、本発明の一実施形態に係る正極の製造装置の一例を示す模式図である。
図３は、本発明の一実施形態に係る正極の製造装置の他の例を示す模式図である。
図４は、図２及び３に示す本発明の一実施形態に係る液体吐出装置の変形例を示す模式図である。
図５Ａは、本発明の一実施形態に係る負極の一例を示す断面図である。
図５Ｂは、本発明の一実施形態に係る電気化学素子用電極を示す概略断面図である。
図５Ｃは、本発明の一実施形態に係る電極積層体を示す概略断面図である。
図５Ｄは、本発明の他の実施形態に係る電極積層体を示す概略断面図である。
図５Ｅは、本発明のさらに他の実施形態に係る電極積層体を示す概略断面図である。
図６は、本発明の一実施形態に係る電気化学素子を構成する電極素子の一例を示す断面図である。
図７は、本発明の一実施形態に係る電気化学素子の一例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
従来の液体吐出法により吐出するための液体組成物は、例えば、活物質、導電助剤、バインダーに加え、吐出するための液体組成物を安定に保持するために必要な分散剤、溶剤などから形成される。
しかしながら、分散剤やバインダーの添加は、素子の電気化学特性の悪化を招く懸念があるため、使用量の低減が望まれており、特にバインダーの少量の使用でも膜の剥離、屈曲又は裁断に対する強度を保つことが要求される。特に、高容量化のために膜を厚膜化すると、屈曲耐性が非常に悪くなり、応力によって膜の剥がれやひび割れが発生したり、また裁断の衝撃によって断面からの剥がれやひび割れが発生しやすくなったりすることが問題となる。
また、液体吐出法により吐出可能な液体組成物を得るうえで、環境負荷の低減及びプロセスの最適化等の観点から、分散媒等の材料の選択の自由度の向上も重要となる。
特に最近では、一般的にリチウムイオン二次電池の製造に使用されているＮＭＰ溶剤の使用を削減し、その代替が望まれている状況である。
さらに、近年リチウムイオン二次電池の安全性向上の目的から、可燃性の電解液の代わりに固体電解質を用いた全固体型の電池の登場が望まれている。固体電解質の中でも特にイオン伝導度が高く良好な特性を有する硫化物系の固体電解質は、プロトン性の溶媒との接触により硫化水素を発生してしまい、またＮＭＰなどの高極性の溶媒中では分解が起こることが知られている。そのため硫化物系の固体電解質のスラリーを作る場合には電解質にダメージを与えない低極性の非プロトン性溶媒を用いる必要がある。
【００１０】
本発明の液体組成物は、従来技術における各種懸念事項を十分に解消することができる。より具体的には、優れた屈曲耐性と裁断耐性を有する塗膜を形成することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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