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公開番号2025154210
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-10
出願番号2024057083
出願日2024-03-29
発明の名称複合粉体、複合粉体の製造方法及び乾式電極の製造方法
出願人デンカ株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類H01M 4/36 20060101AFI20251002BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】活物質とカーボンブラックとを含有し、加圧時の体積抵抗率の低い複合粉体を提供すること。
【解決手段】活物質とカーボンブラックとの複合粉体であり、前記カーボンブラックのBET比表面積が200m²/g以上である、複合粉体。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
活物質とカーボンブラックとの複合粉体であり、
前記カーボンブラックのＢＥＴ比表面積が２００ｍ
２
／ｇ以上である、複合粉体。
続きを表示（約 540 文字）【請求項２】
前記カーボンブラックの含有量が、前記複合粉体の全量基準で０．１質量％以上５質量％以下である、請求項１に記載の複合粉体。
【請求項３】
前記カーボンブラックの平均一次粒子径が１５ｎｍ以上５０ｎｍ以下である、請求項１に記載の複合粉体。
【請求項４】
乾式電極形成用である、請求項１に記載の複合粉体。
【請求項５】
活物質と、２００ｍ
２
／ｇ以上のＢＥＴ比表面積を有するカーボンブラックと、を乾式混合して、複合粉体を得る工程を含む、複合粉体の製造方法。
【請求項６】
前記カーボンブラックの量が、前記複合粉体の全量基準で０．１質量％以上５質量％以下である、請求項５に記載の製造方法。
【請求項７】
前記乾式混合が音響ミキサーによる混合である、請求項５に記載の製造方法。
【請求項８】
請求項１～４のいずれか一項に記載の複合粉体と、結着材と、を混合して、乾式電極形成用材料を得る工程と、
前記乾式電極形成用材料を成形してなる合材層を集電体上に設けて、前記集電体及び前記合材層を含む乾式電極を得る工程と、
を含む、乾式電極の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、複合粉体、複合粉体の製造方法及び乾式電極の製造方法に関する。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
環境・エネルギー問題の高まりから、化石燃料への依存度を減らす低炭素社会の実現に向けた技術の開発が盛んに行われている。このような技術開発としては、ハイブリッド電気自動車や電気自動車等の低公害車の開発、太陽光発電や風力発電等の自然エネルギー発電・蓄電システムの開発、電力を効率よく供給し、送電ロスを減らす次世代送電網の開発等があり、多岐に渡っている。
【０００３】
これらの技術に共通して必要となるキーデバイスの一つが電池であり、このような電池に対しては、システムを小型化するための高いエネルギー密度が求められる。また、使用環境温度に左右されずに安定した電力の供給を可能にするための高い出力特性が求められる。さらに、長期間の使用に耐えうる良好なサイクル特性等も求められる。そのため、従来の鉛蓄電池、ニッケル－カドミウム電池、ニッケル－水素電池から、より高いエネルギー密度、出力特性及びサイクル特性を有するリチウムイオン二次電池への置き換えが急速に進んでいる。
【０００４】
従来、リチウムイオン二次電池の正極は、正極活物質、導電材及び結着材（バインダーとも言う）を含有する正極ペーストを集電体に塗工して、合材層を形成することより製造されている。正極活物質としては、コバルト酸リチウム、マンガン酸リチウム等のリチウム含有複合酸化物が用いられてきた。また、正極活物質は導電性に乏しいことから、導電性を付与する目的で、正極ペーストにカーボンブラック等の導電材を添加することが行われてきた（例えば、特許文献１）。
【０００５】
しかし、従来の方法では、正極ペーストに含まれる溶媒を揮発させる際に、合材層中にピンホール、クラック等の欠陥が生じたり、合材層の内部と外部とで溶媒速度に差が生じて合材層の均一性が損なわれる場合があった。このため、近年、溶媒を使用しない乾式電極を製造する方法が検討されている。例えば、特許文献２には、（ａ）活物質、導電材、及びバインダーを含む混合物を製造する段階と、（ｂ）前記バインダーを繊維化するため、前記混合物を７０℃～２００℃の範囲、常圧以上の圧力下で混練して混合物塊を製造する段階と、（ｃ）前記混合物塊を粉砕して電極用粉体を得る段階と、を含む、電極用粉体の製造方法が開示されている（例えば、特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２００８－２２７４８１号公報
特開２０２３－５４７１１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本開示は、活物質とカーボンブラックとを含有し、加圧時の体積抵抗率の低い複合粉体を提供することを目的とする。また、本開示は、当該複合粉体の製造方法、及び、当該複合粉体を用いた乾式電極の製造方法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】
【０００８】
本開示は、例えば、以下の［１］～［８］に関する。
［１］
活物質とカーボンブラックとの複合粉体であり、
前記カーボンブラックのＢＥＴ比表面積が２００ｍ
２
／ｇ以上である、複合粉体。
［２］
前記カーボンブラックの含有量が、前記複合粉体の全量基準で０．１質量％以上５質量％以下である、［１］に記載の複合粉体。
［３］
前記カーボンブラックの平均一次粒子径が１５ｎｍ以上５０ｎｍ以下である、［１］又は［２］に記載の複合粉体。
［４］
乾式電極形成用である、［１］～［３］のいずれか一つに記載の複合粉体。
［５］
活物質と、２００ｍ
２
／ｇ以上のＢＥＴ比表面積を有するカーボンブラックと、を乾式混合して、複合粉体を得る工程を含む、複合粉体の製造方法。
［６］
前記カーボンブラックの量が、前記複合粉体の全量基準で０．１質量％以上５質量％以下である、［５］に記載の製造方法。
［７］
前記乾式混合が音響ミキサーによる混合である、［５］又は［６］に記載の製造方法。
［８］
［１］～［４］のいずれか一つに記載の複合粉体と、結着材と、を混合して、乾式電極形成用材料を得る工程と、
前記乾式電極形成用材料を成形してなる合材層を集電体上に設けて、前記集電体及び前記合材層を含む乾式電極を得る工程と、
を含む、乾式電極の製造方法。
【発明の効果】
【０００９】
本開示によれば、活物質とカーボンブラックとを含有し、加圧時の体積抵抗率の低い複合粉体が提供される。また、本開示によれば、当該複合粉体の製造方法、及び、当該複合粉体を用いた乾式電極の製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
図１は、実施例１－１の複合粉体の卓上型ＳＥＭによる観察結果を示す図である。
図２は、実施例１－４の複合粉体の卓上型ＳＥＭによる観察結果を示す図である。
図３は、比較例１－１の複合粉体の卓上型ＳＥＭによる観察結果を示す図である。
図４は、比較例１－２の複合粉体の卓上型ＳＥＭによる観察結果を示す図である。
図５は、比較例１－３の複合粉体の卓上型ＳＥＭによる観察結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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