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公開番号2025137115
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-19
出願番号2024036125
出願日2024-03-08
発明の名称リチウムイオン電池の電極用バインダー
出願人株式会社カネカ
代理人弁理士法人有古特許事務所
主分類H01M 4/62 20060101AFI20250911BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】集電体への塗工性が良好で、かつ、リチウムイオン電池の内部抵抗の低減が可能な、リチウムイオン電池の電極用バインダーを提供すること。
【解決手段】リチウムイオン電池の電極用バインダーであって、コアと、該コアの外側に位置するシェル層を含むコアシェル粒子を含み、前記コアはゴムから構成され、前記シェル層は、スルホン酸基又はスルホン酸塩基を有する化合物を単量体単位として含むシェル形成重合体から構成され、前記シェル形成重合体中のスルホン酸基又はスルホン酸塩基を有する前記化合物単位の含有割合が4重量%以上30重量%以下である、電極用バインダー。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
リチウムイオン電池の電極用バインダーであって、
コアと、該コアの外側に位置するシェル層を含むコアシェル粒子を含み、
前記コアはゴムから構成され、
前記シェル層は、スルホン酸基又はスルホン酸塩基を有する化合物を単量体単位として含むシェル形成重合体から構成され、
前記シェル形成重合体中のスルホン酸基又はスルホン酸塩基を有する前記化合物単位の含有割合が４重量％以上３０重量％以下である、電極用バインダー。
続きを表示（約 640 文字）【請求項２】
前記シェル形成重合体は、メタクリル酸アルキルエステル単位、及び、芳香族ビニル化合物単位を更に含む、請求項１に記載の電極用バインダー。
【請求項３】
前記シェル形成重合体中の前記芳香族ビニル化合物単位の含有割合が３０～９５重量％である、請求項２に記載の電極用バインダー。
【請求項４】
前記シェル形成重合体は、ガラス転移温度が４０℃以上である、請求項１又は２に記載の電極用バインダー。
【請求項５】
前記シェル形成重合体は、非架橋の重合体である、請求項１又は２に記載の電極用バインダー。
【請求項６】
前記ゴムは、脂肪族共役ジエン化合物単位、及び、芳香族ビニル化合物単位を含む、請求項１又は２に記載の電極用バインダー。
【請求項７】
前記ゴムは、ガラス転移温度が－５０℃～２０℃である、請求項１又は２に記載の電極用バインダー。
【請求項８】
前記コアシェル粒子全体に対する前記コアの割合は、５０～９５重量％である、請求項１又は２に記載の電極用バインダー。
【請求項９】
前記コアシェル粒子は、体積平均粒子径が１００ｎｍ以上である、請求項１又は２に記載の電極用バインダー。
【請求項１０】
前記電極用バインダーは、前記コアシェル粒子のラテックスである、請求項１又は２に記載の電極用バインダー。
（【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】
本発明は、リチウムイオン電池の電極用バインダー、リチウムイオン電池の電極及びその製造方法、並びに、リチウムイオン電池に関する。
続きを表示（約 1,200 文字）【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン電池は、軽量でありながら、エネルギー密度が高く、繰り返し充放電が可能という特性があり、パソコンやスマートフォンの電源、電気自動車やハイブリッド車の動力源などの幅広い用途に使用されている。
【０００３】
リチウムイオン電池の負極では、金属箔などの集電体の上に、グラファイトなどの電極活物質と、スチレン／ブタジエンゴム（ＳＢＲ）などのバインダーとからなる電極活物質層が形成されている。電極活物質層は、通常、電極活物質とバインダーと溶媒とを混合して調製したスラリーを、集電体に塗工し、乾燥させことで製造される。
【０００４】
このような電極活物質層で使用されるバインダーは、電極活物質同士の結着性（接着性）、及び、電極活物質と集電体との結着性を維持する機能が求められる。このバインダーを改良することで、結着性を担保しつつ、二次電池の特性を向上させるための検討が行われている。
【０００５】
例えば、特許文献１では、ブタジエンなどの脂肪族共役ジエン単量体単位と、カルボン酸基含有単量体単位又は（メタ）アクリル酸エステル単量体単位とを特定割合で含む粒子状重合体を、二次電池電極用のバインダーとして使用することが記載されている。
【０００６】
特許文献２では、コア部が、脂肪族共役ジエン単量体及び芳香族ビニル単量体単位を含む重合体から構成され、シェル部が、（メタ）アクリル酸エステル単量体単位を４０重量％以上含む重合体から構成される、コアシェル構造を有する粒子状重合体が、二次電池電極用のバインダーとして記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
国際公開第２０１７／１４１７９１号
国際公開第２０１７／０５６４６６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来のバインダーを含むスラリーを集電体に塗工すると塗工性が十分ではなく、形成された電極活物質層表面の平滑性が低い場合があった。また、リチウムイオン電池では、高い作動電圧を保てるよう、内部抵抗が低いことが望ましい。
【０００９】
本発明は、上記現状に鑑み、集電体への塗工性が良好で、かつ、リチウムイオン電池の内部抵抗の低減が可能な、リチウムイオン電池の電極用バインダー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】
【００１０】
本発明者らが上記課題を解決すべく鋭意検討したところ、ゴムから構成されるコアと、特定のモノマー単位を含む重合体から構成されるシェル層とを有するコアシェル粒子を、リチウムイオン電池の電極用バインダーとして使用することで、前記目的を達成できることを見出し、本発明に至った。
（【００１１】以降は省略されています）

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