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公開番号2025141119
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-29
出願番号2024040893
出願日2024-03-15
発明の名称絶縁層形成用液体組成物、電極及びその製造方法、電気化学素子、並びにセパレータ及びその製造方法
出願人株式会社リコー
代理人個人,個人
主分類H01M 4/04 20060101AFI20250919BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】膜強度に優れる絶縁層、及び電気化学特性に優れる電気化学素子を得ることができ、かつ吐出性及び保存安定性に優れる絶縁層形成用液体組成物の提供。
【解決手段】絶縁性無機粒子と、下記一般式(1)で表される構造単位を含む構造単位群から選ばれる少なくともいずれかを含む樹脂と、下記一般式(4)で表される構造単位であって、好ましくはR2がポロキサマーである構造単位を含む樹脂と、フッ素原子を含む樹脂と、を含有する絶縁層形成用液体組成物である。前記フッ素原子を含む樹脂は、PVDF、PVDF-HFP、PTFE、及びPEVEから選ばれる少なくともいずれかのフッ素樹脂を含むことが好ましい。
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R3-R2-R4・・・一般式(4)
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
絶縁性無機粒子と、
下記一般式（１）で表される構造単位、下記一般式（２）で表される構造単位、及び下記一般式（３）で表される構造単位から選ばれる少なくともいずれかを含む樹脂と、
下記一般式（４）で表される構造単位を含む樹脂と、
フッ素原子を含む樹脂と、を含有する絶縁層形成用液体組成物であって、
前記一般式（１）で表される構造単位、前記一般式（２）で表される構造単位、及び前記一般式（３）で表される構造単位から選ばれる少なくともいずれかを含む樹脂の含有量は、前記絶縁性無機粒子の全量に対して１質量％以上１０質量％以下であり、
前記一般式（４）で表される構造単位を含む樹脂の含有量は、前記絶縁性無機粒子の全量に対して０．１質量％以上５質量％以下であり、
前記フッ素原子を含む樹脂の含有量は、前記絶縁性無機粒子の全量に対して１質量％以上８質量％以下であることを特徴とする絶縁層形成用液体組成物。
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（一般式（１）～（４）中、＊は、隣接する主鎖構造単位との結合部位を表し、Ｒ２は、ポリウレタン、ポリエステル、ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド、ポロキサマー、ポリカーボネート、シリコーン、ポリブタジエン、及び水素添加ポリブタジエンブタンから選ばれる少なくともいずれかを表し、Ｒ３及びＲ４は、水酸基又はアミノ基を表し、Ｍは、アンモニウム塩を表し、ｎ、ｍ、及びｌは、２～５００の整数を表す）
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記一般式（１）で表される構造単位、前記一般式（２）で表される構造単位、及び前記一般式（３）で表される構造単位から選ばれる少なくともいずれかを含む樹脂、並びに前記一般式（４）で表される構造単位を含む樹脂は、電解液溶媒に単独で溶解する、請求項１に記載の絶縁層形成用液体組成物。
【請求項３】
前記フッ素原子を含む樹脂は、電解液溶媒に単独で分散する、請求項１又は２に記載の絶縁層形成用液体組成物。
【請求項４】
前記フッ素原子を含む樹脂は、ＰＶＤＦ、ＰＶＤＦ－ＨＦＰ、ＰＴＦＥ、及びＰＥＶＥから選ばれる少なくともいずれかのフッ素樹脂を含む、請求項１に記載の絶縁層形成用液体組成物。
【請求項５】
前記フッ素原子を含む樹脂は、ＰＶＤＦ－ＨＦＰを含むフッ素樹脂を含む、請求項１に記載の絶縁層形成用液体組成物。
【請求項６】
前記フッ素原子を含む樹脂は、アクリル樹脂を含む、請求項４又は５に記載の絶縁層形成用液体組成物。
【請求項７】
前記アクリル樹脂は、相互侵入高分子網目構造を含む、請求項６に記載の絶縁層形成用液体組成物。
【請求項８】
前記フッ素樹脂の含有量は、前記フッ素原子を含む樹脂の全量に対して６５質量％以上であり、
前記アクリル樹脂の含有量は、前記フッ素原子を含む樹脂の全量に対して３５質量％以下である、請求項６に記載の絶縁層形成用液体組成物。
【請求項９】
前記一般式（１）で表される構造単位、前記一般式（２）で表される構造単位、及び前記一般式（３）で表される構造単位から選ばれる少なくともいずれかを含む樹脂の含有量は、前記絶縁性無機粒子の全量に対して１．５質量％以上８質量％以下であり、
前記一般式（４）で表される構造単位を含む樹脂の含有量は、前記絶縁性無機粒子の全量に対して０．３質量％以上４質量％以下であり、
前記フッ素原子を含む樹脂の含有量は、前記絶縁性無機粒子の全量に対して１．５質量％以上７質量％以下である、請求項１又は２に記載の絶縁層形成用液体組成物。
【請求項１０】
前記一般式（４）におけるＲ２は、ポロキサマーである、請求項１又は２に記載の絶縁層形成用液体組成物。
（【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、絶縁層形成用液体組成物、電極及びその製造方法、電気化学素子、並びにセパレータ及びその製造方法に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン二次電池等の電気化学素子は、高いエネルギー密度を示すことから、電気自動車等の大容量電源への展開が期待されている。近年、体積エネルギー密度を向上する目的で、電気化学素子におけるセパレータの薄膜化が進んでおり、更なる安全性が求められている。
【０００３】
安全性確保を目的として、電極合材層上に絶縁粒子層を形成した構造を有する一体型電極の開発が進んでいる。例えば、正極又は負極の活物質層表面に、電気絶縁性をもつセラミックス粉末粒子と電解液に耐性のあるバインダとを含む混合物を塗布することで、活物質層表面に多孔性保護膜を形成する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
また、電池が発熱した場合であっても、正極集電体と負極活物質層との間の短絡を抑制することを目的として、正極集電体の表面の他の一部であって正極活物質層に隣接するように備えられた絶縁層を有し、熱収縮率が特定された非水電解質二次電池が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、膜強度に優れる絶縁層、及び電気化学特性に優れる電気化学素子を得ることができ、かつ吐出性及び保存安定性に優れる絶縁層形成用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】
【０００５】
課題を解決するための手段としての本発明の絶縁層形成用液体組成物は、
絶縁性無機粒子と、
一般式（１）で表される構造単位、一般式（２）で表される構造単位、及び一般式（３）で表される構造単位から選ばれる少なくともいずれかを含む樹脂と、
一般式（４）で表される構造単位を含む樹脂と、
フッ素原子を含む樹脂と、を含有する絶縁層形成用液体組成物であって、
一般式（１）で表される構造単位、一般式（２）で表される構造単位、及び一般式（３）で表される構造単位から選ばれる少なくともいずれかを含む樹脂の含有量は、絶縁性無機粒子の全量に対して１質量％以上１０質量％以下であり、
一般式（４）で表される構造単位を含む樹脂の含有量は、絶縁性無機粒子の全量に対して０．１質量％以上５質量％以下であり、
フッ素原子を含む樹脂の含有量は、絶縁性無機粒子の全量に対して１質量％以上８質量％以下である。
【０００６】
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【０００７】
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【０００８】
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【０００９】
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（一般式（１）～（４）中、＊は、隣接する主鎖構造単位との結合部位を表し、Ｒ２は、ポリウレタン、ポリエステル、ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド、ポロキサマー、ポリカーボネート、シリコーン、ポリブタジエン、及び水素添加ポリブタジエンブタンから選ばれる少なくともいずれかを表し、Ｒ３及びＲ４は、水酸基又はアミノ基を表し、Ｍは、アンモニウム塩を表し、ｎ、ｍ、及びｌは、２～５００の整数を表す）
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、膜強度に優れる絶縁層、及び電気化学特性に優れる電気化学素子を得ることができ、かつ吐出性及び保存安定性に優れる絶縁層形成用液体組成物を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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