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公開番号2025119681
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-15
出願番号2024014599
出願日2024-02-02
発明の名称湿潤粉粒体、二次電池用の合剤スラリー、二次電池用の電極および二次電池の製造方法
出願人東レエンジニアリング株式会社
代理人弁理士法人前田特許事務所
主分類H01M 4/139 20100101AFI20250807BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】リチウムイオンの活物質外部への流出を防止する活物質の粉粒体を提供する。
【解決手段】二次電池用の電極材料である湿潤粉粒体であって、リチウムイオンを含有する粉粒体である活物質および水素イオンが実質的に解離しない液体から構成されているとともにバインダを内包しておらず、前記液体は前記粉粒体である前記活物質の表面に存在している。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
二次電池用の電極材料である湿潤粉粒体であって、
リチウムイオンを含有する粉粒体である活物質および水素イオンが実質的に解離しない液体から構成されているとともにバインダを内包しておらず、
前記液体は前記粉粒体である前記活物質の表面に存在している、湿潤粉粒体。
続きを表示（約 530 文字）【請求項２】
前記液体の含有量は２質量％以上２０質量％以下である、請求項１に記載の湿潤粉粒体。
【請求項３】
スラリー作製用溶剤に、請求項１又は２に記載の湿潤粉粒体とバインダとが分散されている、二次電池用の合剤スラリー。
【請求項４】
前記スラリー作製用溶剤は、水素イオンが解離可能な液体を含んでいる、請求項３に記載の合剤スラリー。
【請求項５】
リチウムイオンを含有する粉粒体である活物質およびバインダを含む合剤が集電体上に被覆されている二次電池用の電極であって、
前記活物質の表面には、水素イオンが実質的に解離しない液体が存在している、二次電池用の電極。
【請求項６】
リチウムイオンを含有する粉粒体である活物質に水素イオンが実質的に解離しない液体を加えて、前記液体が前記粉粒体である前記活物質の表面に存在している湿潤粉粒体とする工程と、
前記湿潤粉粒体に、バインダとスラリー作製用溶剤とを加えて合剤スラリーを作製する工程と、
前記合剤スラリーを集電体上に塗布した後、前記合剤スラリーからなる塗布膜を乾燥させる工程と
を含む、二次電池の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、湿潤粉粒体、二次電池用の合剤スラリー、二次電池用の電極および二次電池の製造方法に関するものである。
続きを表示（約 1,300 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、軽量かつ高エネルギー密度であるためＥＶの駆動用電源等として広く用いられている。
【０００３】
そして、リチウムイオン二次電池等の二次電池を構成する電極は、一般に活物質、バインダ、導電助剤等を所定の溶媒に分散させた合剤スラリーを金属箔等からなる集電体の表面に塗布し、この塗膜を乾燥させることによって作製される。また、二次電池の重量とエネルギー密度をさらに高めるために、材料や製造方法などについて様々な検討が行われている。
【０００４】
正極の活物質の多くはリチウムイオンを含んだ金属酸化物であり、例えばコバルト酸リチウム（ＬＣＯ）、ニッケル・コバルト・マンガン酸リチウム（ＮＣＭ）、ニッケル・コバルト・アルミニウム酸リチウム（ＮＣＡ）、リン酸鉄リチウム（ＬＦＰ）等を挙げることができる。負極の活物質は、グラファイト、チタン酸リチウム（ＬＴＯ）、シリコン等を挙げることができる。
【０００５】
所定の溶媒は水や非水系の有機溶剤が用いられる。正極に多く用いられるバインダであるポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）は水に溶解しないため、Ｎ－メチルピロリドン（ＮＭＰ）を溶剤として用いるが、乾燥のためのエネルギーが多量に必要なため、水系の溶媒にすることが検討されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２０１７－０９１７８９号公報
特開２０２２－１１５０１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、リチウムイオンを含む正極又は負極の活物質を水系の溶媒を用いて合剤スラリーにすると活物質中のリチウムイオンが溶媒中の水素イオン置き換わり、リチウムイオンが溶媒の中に溶け出していってしまうため電極の容量が低下してしまう。また、リチウムイオンを含む正極又は負極の活物質は粉粒体として製造され、貯蔵・運搬を経て合剤スラリーの製造工程に投入されるのであるが、貯蔵・運搬の際に吸湿してしまい活物質からリチウムイオンが水分の中に溶け出していって、同様に電極の容量が低下してしまうことが生じてしまう。
【０００８】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、リチウムイオンの活物質外部への流出を防止する活物質の粉粒体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するため、本発明の湿潤粉粒体は、二次電池用の電極材料である湿潤粉粒体であって、リチウムイオンを含有する粉粒体である活物質および水素イオンが実質的に解離しない液体から構成されているとともにバインダを内包しておらず、前記液体は前記粉粒体である前記活物質の表面に存在している特徴を備えている。
【００１０】
前記液体の含有量は２質量％以上２０質量％以下であることが好ましい。
（【００１１】以降は省略されています）

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