JP2022132817A - 液体組成物 - Google Patents

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Abstract

【課題】吐出性が良好であり、かつ乾燥後における塗膜厚さにムラが発生しにくい液体組成物を提供する。【解決手段】アルミナ、および溶剤（Ａ）を含む液体組成物であって、前記アルミナの前記液体組成物に占める割合が２０質量％以上５０質量％以下であり、前記アルミナは、前記アルミナの粒子径が前記アルミナのメジアン径に対して１．５倍を超えるアルミナ粒子を含む、液体組成物。【選択図】なし

Description

本発明は、液体組成物に関する。
従来、リチウムイオン二次電池、電気二重層キャパシタ、リチウムイオンキャパシタ、レドックスキャパシタ等の電気化学素子においては、正極と負極の短絡を防止することを目的として、紙、不織布、多孔質フィルムがセパレータとして使用されている。近年、電極基体上に、電極合材層と、粒子層が順次形成されている電極一体型セパレータが用いられている（例えば、特許文献１、２参照）。
電極一体型セパレータは、一般に、粒子を含有する液体組成物を電極合材層上に塗布することにより、製造されている。この液体組成物は、液体吐出用のヘッドから吐出することにより、均一な粒子層を簡便に塗布することが可能である。
電極上に塗布する液体組成物は、粒子が液体組成物に占める割合が少ないと、溶剤の蒸発に時間がかかるため粒子が動きやすく、乾燥後の塗膜厚さにムラが出やすい傾向にある。そのため、紙上に塗布することに適したインク等の液体組成物と比較して、高い固形分濃度を有することが求められる。
しかしながら、乾燥後における塗膜厚さのムラを抑制するために高濃度化した液体組成物は、攪拌などにより力が加えられたときに粘度上昇が生じる可能性があり、この粘度上昇に伴う液体組成物の吐出性が悪化する懸念がある。また、液体組成物の吐出性が悪化することにより、電極上における粒子層の形成が困難となる。
本発明の課題は、吐出性が良好であり、かつ乾燥後における塗膜厚さにムラが発生しにくい液体組成物を提供することである。
本発明の一態様は、アルミナ、および溶剤（Ａ）を含む液体組成物であって、前記アルミナの前記液体組成物に占める割合が２０質量％以上５０質量％以下であり、前記アルミナは、前記アルミナの粒子径が前記アルミナのメジアン径に対して１．５倍を超えるアルミナ粒子を含む、液体組成物である。
本発明の一態様によれば、吐出性が良好であり、かつ乾燥後における塗膜厚さにムラが発生しにくい液体組成物を提供することができる。
負極の一例を示す断面図である。 負極の製造方法の一例を示す模式図である。 負極の製造方法の他の例を示す模式図である。 図２、３の液体吐出装置の変形例を示す模式図である。 正極の一例を示す断面図である。 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。 電気化学素子の一例を示す断面図である。 液体吐出装置の一例を示す概略構成斜視図である。 セパレータ一体型電極の一例を示す概略構成図である。 図９のＡ－Ａ線断面図である。
以下、本発明の実施の形態について、説明する。
＜液体組成物＞
本実施形態に係る液体組成物は、アルミナ、および溶剤Ａを含む。本実施形態の液体組成物は、任意に、溶剤Ａとは異なる溶剤Ｂや、樹脂を含有してもよい。本実施形態の液体組成物は、アルミナと、溶剤Ａと、必要に応じて樹脂とを含有する分散液に、必要に応じて溶剤Ｂを加えることにより、製造することができる。
本実施形態の液体組成物を分散させる場合、公知の分散装置を用いることができる。分散装置の具体例としては、例えば、攪拌機、ボールミル、ビーズミル、リング式ミル、高圧式分散機、回転式高速せん断装置、超音波分散機等が挙げられる。
［アルミナ］
本実施形態の液体組成物に含まれるアルミナは、絶縁性及び耐熱性が高いことから、セパレータ一体型電極の製造に適している。アルミナは、セパレータ一体型電極の製造に使用する場合において、ジャンク（すなわち、リチウムイオン二次電池等の蓄電素子内で容量フェードを引き起こす化学種）に対するスカベンジャとして機能し得る。
このようなアルミナを本実施形態の液体組成物として用いると、本実施形態の液体組成物を用いて製造された蓄電素子では安全性または電池寿命の点で優れたものとなる。さらに、アルミナは、電解質に対する濡れ性が優れるため、電解質の吸収率が高くなり、リチウムイオン二次電池のサイクル性能を向上させることができる。
液体組成物として用いられるアルミナの種類は、特に限定されず、例えば、αアルミナ、γアルミナ、βアルミナ、フューズドアルミナなどが挙げられる。これらの中でも、αアルミナが、絶縁性や耐擦過性の点から好ましい。
これらのアルミナは、１種または２種以上を混合して用いてもよい。なお、２種以上のアルミナを用いる場合は、アルミナの主成分がαアルミナであることが好ましい。ここで、主成分がαアルミナであるとは、全アルミナ中のαアルミナの含有率が５０質量％以上であることを意味し、この含有率は６０％以上であることが好ましく、７０％以上であることがより好ましい。
本実施形態の液体組成物に含まれるアルミナは、液体組成物に占める割合が２０質量％以上５０質量％以下であり、好ましくは２５質量％以上４８質量％以下、より好ましくは３５質量％以上４５質量％以下である。このようなアルミナの含有量は、紙上に塗布することに適したインク等の液体組成物と比較して、高い固形分濃度を示す。アルミナの含有量をこのような範囲にすることで、乾燥後の塗膜厚さのムラを抑制することができる。
本実施形態の液体組成物に含まれるアルミナは、該アルミナの粒子径がアルミナのメジアン径に対して１．５倍を超えるアルミナ粒子を含む。ここで、メジアン径は、個数基準における頻度の累積が５０％となる粒子径を示す。アルミナの粒子径がアルミナのメジアン径に対して１．５倍を超えるアルミナ粒子は、アルミナの一部が、メジアン径よりも１．５倍を超える粒子径のアルミナ粒子で構成されていることを示す。
また、本実施形態の液体組成物に含まれるアルミナは、メジアン径に対して１．５倍を超えるアルミナ粒子の割合が１０個数％以上であることが好ましい。ここで、メジアン径に対して１．５倍を超える粒子の割合は、０．２μｍ以上の粒子径を有する３０００個以上の粒子を画像解析し、解析された全粒子数に対する、粒子径分布において算出されたメジアン径の１．５倍を超える粒子径を有する粒子数の割合（個数％）を示す。
［溶剤Ａ］
溶剤Ａは、液体組成物中のアルミナ粒子が分散し得る。溶剤Ａは、特に限定されないが、アルミナ親和性を有する溶剤であることが好ましい。溶剤Ａとしては、例えば、ラクタム、アルコール、スルホキシド、エステル、又はケトン等が挙げられる。
ラクタムの具体例としては、例えば、１－メチル－２－ピロリドン、２－ピロリドン等が挙げられる。
アルコールの具体例としては、例えば、イソプロピルアルコール、ブタノール、ジアセトンアルコール等が挙げられる。
スルホキシドの具体例としては、例えば、ジメチルスルホキシド等が挙げられる。
エステルの具体例としては、例えば、酢酸エチル、酢酸ブチル、乳酸エチル、エチレングリコールジアセタート等が挙げられる。
ケトンの具体例としては、例えば、ジイソブチルケトン、２－ブタノン、２－ペンタノン、ジアセトンアルコール等が挙げられる。
［溶剤Ｂ］
溶剤Ｂは、溶剤Ａと異なる溶剤である。溶剤Ｂは、溶剤Ａで不足する機能を補う目的で、任意に配合することができる。このような溶剤Ｂとしては、例えば、アルミナ粒子を分散させる機能を有する溶剤、液体吐出ヘッドのノズルの乾燥を防止することを目的とする沸点が高い溶剤、液体吐出ヘッドから吐出する際に適切な粘度や表面張力に調整することを目的とする溶剤、電極合材層へのアルミナ粒子の吸収を抑えることを目的とする溶剤等が挙げられる。
溶剤Ｂは、特に限定されないが、アルミナ親和性を有する溶剤であることが好ましい。溶剤Ｂとしては、例えば、エーテル、グリコール、エステル、アルコール、又はラクタムが挙げられる。
エーテルの具体例としては、例えば、プロピレングリコールモノプロピルエーテル等が挙げられる。
グリコールの具体例としては、例えば、プロピレングリコール、エチレングリコール、トリエチレングリコール、ヘキシレングリコール等が挙げられる。
エステルの具体例としては、例えば、乳酸エチル、エチレンカーボネート、エチレングリコールジアセタート等が挙げられる。
アルコールの具体例としては、例えば、シクロヘキサノール、プロピレングリコールモノプロピルエーテル等が挙げられる。
ラクタムの具体例としては、例えば、２－ピロリドン等が挙げられる。
これらの溶剤Ｂの成分は、１種または２種以上を混合して用いてもよい。なお、溶剤Ｂの配合量は、任意である。
［樹脂］
本実施形態の液体組成物は、樹脂を含んでいてもよい。樹脂を加えることにより成膜された機能膜の強度を向上させることができる。
樹脂の数平均分子量は、通常、１０００～１０００００であり、液体組成物の粘度の上昇を抑制する点から、１０００～１００００であることが好ましく、１０００～５０００であることがさらに好ましい。
樹脂は、分散性基と吸着性基を有する高分子分散剤であることが好ましい。特に、アルミナ粒子が帯電している場合、アルミナ粒子との吸着強度の点で、吸着性基として、アルミナ粒子が帯電している極性とは逆の極性のイオン性基を有する高分子分散剤が好ましい。
イオン性基としては、例えば、スルホン酸基及びその塩（例えば、カリウム塩、ナトリウム塩、リチウム塩、アンモニウム塩、カルボキシル基及びその塩（例えば、カリウム塩、ナトリウム塩、リチウム塩、アンモニウム塩）、１級、２級、３級アミノ基及びその塩等が挙げられる。
イオン性基は、アニオン性基及びカチオン性基のいずれであってもよいが、アルミナ粒子の分散性の面で、アニオン性基であることが好ましい。アニオン性基としては、例えば、カルボキシル基の塩、スルホン酸基の塩、リン酸基の塩等が挙げられる。
イオン性基は、通常、高分子分散剤の側鎖又は両末端に存在するが、液体組成物の粘度の上昇を抑制する点で、高分子分散剤の側鎖にイオン性基が存在することが好ましい。
分散性基としては、溶剤Ａ及び溶剤Ｂに対して溶解性を有する構造であればよいが、リチウムイオン二次電池として使用する場合、イオン伝導性の観点から、オリゴエーテル基が好ましい。オリゴエーテル基とは、エチレングリコール又はプロピレングリコールの重合体の末端からヒドロキシル基を除いた基である。
エチレングリコール又はプロピレングリコールの重合体の分子量は、１００～１００００であることが好ましく、１００～５０００であることがさらに好ましい。エチレングリコール又はプロピレングリコールの重合体の分子量が１００以上であると、アルミナ粒子の分散性が向上し、１００００以下であると、液体組成物の粘度の上昇を抑制することができる。
オリゴエーテル基の結合していない側の末端は、水酸基であってもよいし、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基等であってもよい。なお、オリゴエーテル基を有する樹脂を使用すると、溶剤Ａ及び溶剤Ｂとして、極性が高い溶剤を用いても、アルミナ粒子の分散性を向上させることができる。
高分子分散剤の市販品としては、例えば、ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ－１０３、ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ－１１８、ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ－２１５５（以上、ビッグケミー社製）、ＮＯＰＣＯＳＰＥＲＳＥ－０９２、ＳＮ－ＳＰＥＲＳＥ－２１９０、ＳＮ－ＤＩＳＰＥＲＳＡＮＴ－９２２８（以上、サンノプコ社製）、エスリーム（登録商標）ＡＤ－３１７２Ｍ、エスリーム２０９３、マリアリム（登録商標）ＡＫＭ－０５１３、マリアリムＨＫＭ－５０Ａ、マリアリムＨＫＭ－１５０Ａ、マリアリムＳＣ－０５０５Ｋ、マリアリムＳＣ－１０１５Ｆ、マリアリムＳＣ－０７０８Ａ（以上、日油社製）等が挙げられる。
アルミナ粒子に対する高分子分散剤の質量比は、通常、０．０１％～１０％であるが、アルミナ粒子の分散性を考慮すると、０．１％～１０％であることが好ましい。
なお、樹脂として、高分子分散剤と、バインダを併用してもよい。バインダとしては、例えば、ポリフッ化ビニリデン、スチレンブタジエンゴム、アクリル樹脂等が挙げられる。バインダは、液体組成物中に溶解していてもよいし、分散していてもよい。
なお、バインダの代わりに、バインダの前駆体を用いてもよい。バインダの前駆体としては、例えば、モノマー等が挙げられる。例えば、モノマーを含有し、必要に応じて、重合開始剤をさらに含有する液体組成物を吸収媒体上に塗布した後、加熱する、又は、光を照射することにより、モノマーが重合し、バインダが生成する。
本実施形態の液体組成物は、増粘指数が０．５ｍＰａ・ｓ以下であることが好ましい。本明細書において、増粘指数は、回転数１００ｒｐｍにおける粘度測定を実施し、測定直後の粘度を測定直後から一分後の粘度から差し引いた値として定義される。増粘指数が０．５ｍＰａ・ｓ未満のときに、粘度上昇が抑制されていることを示す。
本実施形態の液体組成物は、粘度の調整、表面張力の調整、溶剤の蒸発制御、添加剤の溶解性向上、アルミナ粒子の分散性向上、殺菌等を目的として、その他の成分（例えば、界面活性剤、ｐＨ調整剤、防錆剤、防腐剤、防黴剤、酸化防止剤、還元防止剤、蒸発促進剤、キレート化剤等）をさらに含有していてもよい。
［液体組成物の塗布方法］
本実施形態に係る液体組成物の塗布方法としては、吐出位置の制御が可能であるという理由から、インクジェット吐出方法などの液体吐出方法を用いることが好ましい。
液体吐出方法における液体組成物を吐出する方式としては、例えば、液体組成物に力学的エネルギーを付与する方式、液体組成物に熱エネルギーを付与する方式等が挙げられる。中でも、液体組成物に力学的エネルギーを付与する方式が分散安定性の点で好ましい。
なお、液体吐出方法を用いる場合は、公知の液体吐出装置の液体吐出原理を用いた技術を応用すればよいが、液体吐出装置に設置される流路及び液体吐出ヘッドのノズルの耐性がある溶剤を、液体組成物に含まれる溶剤Ａ、Ｂとして用いることが好ましい。
［電極の製造方法］
本実施形態に係る液体組成物は、電極の製造に用いることができる。このような電極の製造方法は、本実施形態の液体組成物を、電極基体上に吐出する工程を含む。
電極基体（集電体）を構成する材料としては、導電性を有し、印加される電位に対して安定であれば、特に制限はない。
本実施形態の液体組成物を用いる電極の製造方法は、液体組成物が吐出された電極基体を加圧する工程をさらに含むことが好ましい。これにより、電極構成成分がはがれにくくなり、デバイスの信頼性が向上する。
本実施形態の液体組成物が用いられる電極は、負極と正極を有する。
［負極］
図１に、負極の一例を示す。負極１０は、負極基体１１の片面に、負極活物質及び重合体を含む負極合材層１２が形成されている。なお、負極合材層１２は、負極基体１１の両面に形成されていてもよい。
負極１０の形状としては、特に制限はなく、例えば、平板状等が挙げられる。負極基体１１を構成する材料としては、例えば、ステンレススチール、ニッケル、アルミニウム、銅等が挙げられる。
［負極の製造方法］
図２に、負極の製造方法の一例を示す。負極１０の製造方法は、液体吐出装置３００を用いて、負極基体１１上に、液体組成物１２Ａを吐出する工程を含む。
ここで、液体組成物１２Ａは、負極活物質、分散媒及び重合体を含む。液体組成物１２Ａは、タンク３０７に貯蔵されており、タンク３０７からチューブ３０８を経由して液体吐出ヘッド３０６に供給される。
また、液体吐出装置３００は、液体組成物１２Ａが液体吐出ヘッド３０６から吐出されていない際に、乾燥を防ぐため、ノズルをキャップする機構が設けられていてもよい。
負極１０を製造する際には、加熱することが可能なステージ４００上に、負極基体１１を設置した後、負極基体１１に液体組成物１２Ａの液滴を吐出した後に、加熱する。このとき、ステージ４００が移動してもよく、液体吐出ヘッド３０６が移動してもよい。
また、負極基体１１に吐出された液体組成物１２Ａを加熱する際には、ステージ４００により加熱してもよいし、ステージ４００以外の加熱機構により加熱してもよい。
加熱機構としては、液体組成物１２Ａに直接接触しなければ、特に制限はなく、例えば、抵抗加熱ヒータ、赤外線ヒータ、ファンヒータ等が挙げられる。なお、加熱機構は、複数個設置されていてもよい。
加熱温度は、分散媒を揮発させることが可能な温度であれば、特に制限はなく、消費電力の点から、７０～１５０℃の範囲であることが好ましい。
また、負極基体１１に吐出された液体組成物１２Ａを加熱する際に、紫外光を照射してもよい。
図３に、負極の製造方法の他の例を示す。負極１０の製造方法は、液体吐出装置３００を用いて、負極基体１１上に、液体組成物１２Ａを吐出する工程を含む。
まず、細長状の負極基体１１を準備する。そして、負極基体１１を筒状の芯に巻き付け、負極合材層１２を形成する側が、図中、上側になるように、送り出しローラ３０４と巻き取りローラ３０５にセットする。ここで、送り出しローラ３０４と巻き取りローラ３０５は、反時計回りに回転し、負極基体１１は、図中、右から左の方向に搬送される。
そして、送り出しローラ３０４と巻き取りローラ３０５の間の負極基体１１の上方に設置されている液体吐出ヘッド３０６から、搬送される負極基体１１上に、液体組成物１２Ａの液滴を吐出する。液体組成物１２Ａの液滴は、負極基体１１の少なくとも一部を覆うように吐出される。
なお、液体吐出ヘッド３０６は、負極基体１１の搬送方向に対して、略平行な方向又は略垂直な方向に、複数個設置されてもよい。
次に、液体組成物１２Ａが吐出された負極基体１１は、送り出しローラ３０４と巻き取りローラ３０５によって、加熱機構３０９に搬送される。その結果、負極基体１１上の液体組成物１２Ａに含まれる分散媒が揮発して負極合材層１２が形成され、負極１０が得られる。その後、負極１０は、打ち抜き加工等により、所望の大きさに切断される。
加熱機構３０９としては、液体組成物１２Ａに直接接触しなければ、特に制限はなく、例えば、抵抗加熱ヒータ、赤外線ヒータ、ファンヒータ等が挙げられる。なお、加熱機構３０９は、負極基体１１の上下の何れか一方に設置されてもよいし、複数個設置されていてもよい。
加熱温度は、分散媒を揮発させることが可能な温度であれば、特に制限はなく、消費電力の点から、７０～１５０℃の範囲であることが好ましい。
また、負極基体１１に吐出された液体組成物１２Ａを加熱する際に、紫外光を照射してもよい。
図４に、液体吐出装置３００の変形例を示す。液体吐出装置３００´は、ポンプ３１０と、バルブ３１１、３１２を制御することにより、液体組成物１２Ａが液体吐出ヘッド３０６、タンク３０７、チューブ３０８を循環することが可能である。
また、液体吐出装置３００´は、外部タンク３１４が設けられており、タンク３０７内の液体組成物１２Ａが減少した際に、ポンプ３１０と、バルブ３１１、３１２、３１３を制御することにより、外部タンク３１４からタンク３０７に液体組成物１２Ａを供給することも可能である。
液体吐出装置３００、３００´を用いると、負極基体１１の狙ったところに液体組成物１２Ａを吐出することができる。また、液体吐出装置３００、３００´を用いると、負極基体１１と負極合材層１２の上下に接する面同士を結着することができる。さらに、液体吐出装置３００、３００´を用いると、負極合材層１２の厚さを均一にすることができる。
［正極］
図５に、正極の一例を示す。正極２０は、正極基体２１の片面に、正極活物質及び重合体を含む正極合材層２２が形成されている。なお、正極合材層２２は、正極基体２１の両面に形成されていてもよい。
正極２０の形状としては、特に制限はなく、例えば、平板状等が挙げられる。正極基体２１を構成する材料としては、例えば、ステンレススチール、アルミニウム、チタン、タンタル等が挙げられる。
［正極の製造方法］
正極２０の製造方法は、正極基体２１上に、液体組成物を吐出する以外は、負極１０の製造方法と同様である。ここで、液体組成物は、正極活物質、分散媒及び重合体を含む。
［電気化学素子の製造方法］
電気化学素子の製造方法は、上述した電極の製造方法を用いて電極を製造する工程を含む。
［電極素子］
図６に、本実施形態の電気化学素子を構成する電極素子の一例を示す。電極素子４０は、負極１５と正極２５が、セパレータ３０を介して、積層されている。ここで、正極２５は、負極１５の両側に積層されている。また、負極基体１１には、引き出し線４１が接続されており、正極基体２１には、引き出し線４２が接続されている。
負極１５は、負極基体１１の両面に、負極合材層１２が形成されていること以外は、負極１０と同様である。
正極２５は、正極基体２１の両面に、正極合材層２２が形成されていること以外は、正極２０と同様である。
なお、電極素子４０の負極１５と正極２５の積層数は、特に制限はない。また、電極素子４０の負極１５の個数と正極２５の個数は、同一であってもよいし、異なっていてもよい。
［セパレータ］
セパレータ３０は、負極１５と正極２５の短絡を防ぐために、負極１５と正極２５の間に設けられている。
セパレータ３０としては、例えば、クラフト紙、ビニロン混抄紙、合成パルプ混抄紙等の紙、セロハン、ポリエチレングラフト膜、ポリプロピレンメルトブロー不織布等のポリオレフィン不織布、ポリアミド不織布、ガラス繊維不織布、マイクロポア膜等が挙げられる。
セパレータ３０の大きさは、電気化学素子に使用することが可能であれば、特に制限はない。
セパレータ３０は、単層構造であってもよいし、積層構造であってもよい。
なお、固体電解質を使用する場合は、セパレータ３０を省略することができる。
［電気化学素子］
図７に、本実施形態の電気化学素子の一例として、二次電池を示す。二次電池１は、電極素子４０に、電解質水溶液又は非水電解質を注入することにより、電解質層８１が形成されており、外装８２により封止されている。二次電池１において、引き出し線４１及び４２は、外装８２の外部に引き出されている。
二次電池１は、必要に応じて、その他の部材を有してもよい。二次電池１としては、特に制限はなく、例えば、リチウムイオン二次電池等が挙げられる。
二次電池１の形状としては、特に制限はなく、例えば、ラミネートタイプ、シート電極及びセパレータをスパイラル状にしたシリンダタイプ、ペレット電極及びセパレータを組み合わせたインサイドアウト構造のシリンダタイプ、ペレット電極及びセパレータを積層したコインタイプ等が挙げられる。
［電解質水溶液］
電解質水溶液を構成する電解質塩としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化アンモニウム、塩化亜鉛、酢酸亜鉛、臭化亜鉛、ヨウ化亜鉛、酒石酸亜鉛、過塩化亜鉛等が挙げられる。
［非水電解質］
非水電解質としては、固体電解質又は非水電解液を使用することができる。ここで、非水電解液とは、電解質塩が非水溶媒に溶解している電解液である。
［非水溶媒］
非水溶媒としては、特に制限はなく、例えば、非プロトン性有機溶媒を用いることが好ましい。
非プロトン性有機溶媒としては、鎖状カーボネート、環状カーボネート等のカーボネート系有機溶媒を用いることができる。これらの中でも、電解質塩の溶解力が高い点から、鎖状カーボネートが好ましい。また、非プロトン性有機溶媒は、粘度が低いことが好ましい。
鎖状カーボネートとしては、例えば、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、メチルエチルカーボネート（ＥＭＣ）等が挙げられる。
非水溶媒中の鎖状カーボネートの含有量は、５０質量％以上であることが好ましい。非水溶媒中の鎖状カーボネートの含有量が５０質量％以上であると、鎖状カーボネート以外の非水溶媒が誘電率が高い環状物質（例えば、環状カーボネート、環状エステル）であっても、環状物質の含有量が少なくなる。このため、２Ｍ以上の高濃度の非水電解液を作製しても、非水電解液の粘度が低くなり、非水電解液の電極へのしみ込みやイオン拡散が良好となる。
環状カーボネートとしては、例えば、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、エチレンカーボネート（ＥＣ）、ブチレンカーボネート（ＢＣ）、ビニレンカーボネート（ＶＣ）等が挙げられる。
なお、カーボネート系有機溶媒以外の非水溶媒としては、例えば、環状エステル、鎖状エステル等のエステル系有機溶媒、環状エーテル、鎖状エーテル等のエーテル系有機溶媒
等を用いることができる。
環状エステルとしては、例えば、γ－ブチロラクトン（γＢＬ）、２－メチル－γ－ブチロラクトン、アセチル－γ－ブチロラクトン、γ－バレロラクトン等が挙げられる。
鎖状エステルとしては、例えば、プロピオン酸アルキルエステル、マロン酸ジアルキルエステル、酢酸アルキルエステル（例えば、酢酸メチル（ＭＡ）、酢酸エチル）、ギ酸アルキルエステル（例えば、ギ酸メチル（ＭＦ）、ギ酸エチル）等が挙げられる。
環状エーテルとしては、例えば、テトラヒドロフラン、アルキルテトラヒドロフラン、アルコキシテトラヒドロフラン、ジアルコキシテトラヒドロフラン、１，３－ジオキソラン、アルキル－１，３－ジオキソラン、１，４－ジオキソラン等が挙げられる。
鎖状エーテルとしては、例えば、１，２－ジメトシキエタン（ＤＭＥ）、ジエチルエーテル、エチレングリコールジアルキルエーテル、ジエチレングリコールジアルキルエーテル、トリエチレングリコールジアルキルエーテル、テトラエチレングリコールジアルキルエーテル等が挙げられる。
［電解質塩］
電解質塩としては、イオン伝導度が高く、非水溶媒に溶解することが可能であれば、特に制限はない。
電解質塩は、ハロゲン原子を含むことが好ましい。
電解質塩を構成するカチオンとしては、例えば、リチウムイオン等が挙げられる。
電解質塩を構成するアニオンとしては、例えば、ＢＦ４ －、ＰＦ６ －、ＡｓＦ６ －、ＣＦ３ＳＯ３ －、（ＣＦ３ＳＯ２）２Ｎ－、（Ｃ２Ｆ５ＳＯ２）２Ｎ－等が挙げられる。
リチウム塩としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、ヘキサフルオロリン酸リチウム（ＬｉＰＦ６）、ホウフッ化リチウム（ＬｉＢＦ４）、六フッ化ヒ素リチウム（ＬｉＡｓＦ６）、トリフルオロメタスルホン酸リチウム（ＬｉＣＦ３ＳＯ３）、リチウムビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミド（ＬｉＮ（ＣＦ３ＳＯ２）２）、リチウムビス（ペンタフルオロエチルスルホニル）イミド（ＬｉＮ（Ｃ２Ｆ５ＳＯ２）２）等が挙げられる。これらの中でも、イオン伝導度の点から、ＬｉＰＦ６が好ましく、安定性の点から、ＬｉＢＦ４が好ましい。
なお、電解質塩は、単独で使用してもよいし、二種以上を併用してもよい。
非水電解液中の電解質塩の濃度は、目的に応じて適宜選択することができるが、非水系蓄電素子がスイング型である場合、１ｍｏｌ／Ｌ～２ｍｏｌ／Ｌであることが好ましく、非水系蓄電素子がリザーブ型である場合、２ｍｏｌ／Ｌ～４ｍｏｌ／Ｌであることが好ましい。
［電気化学素子の用途］
電気化学素子の用途としては、特に制限はなく、例えば、ノートパソコン、ペン入力パソコン、モバイルパソコン、電子ブックプレーヤー、携帯電話、携帯ファックス、携帯コピー、携帯プリンター、ヘッドホンステレオ、ビデオムービー、液晶テレビ、ハンディークリーナー、ポータブルＣＤ、ミニディスク、トランシーバー、電子手帳、電卓、メモリーカード、携帯テープレコーダー、ラジオ、バックアップ電源、モータ、照明器具、玩具、ゲーム機器、時計、ストロボ、カメラ等が挙げられる。
［液体吐出装置］
図８は、液体吐出装置としてインクジェット印刷装置の一例を示す。インクジェット印刷装置５０は、本体筐体５１、キャリッジ５２、ガイドシャフト５３、５４、タイミングベルト５５、プラテン５６、主走査モータ５７、副走査モータ５８、ギア機構５９を備える。
インクジェット印刷装置５０には、カートリッジ６０が搭載されている。カートリッジ６０には、本実施形態の液体組成物が収容されている。カートリッジ６０は、本体筐体５１内のキャリッジ５２に収納されている。このような状態で、液体組成物が、カートリッジ６０から、キャリッジ５２に搭載されている記録ヘッド５２Ａに供給される。記録ヘッド５２Ａは、液体組成物を吐出することができる。
キャリッジ５２に搭載されている記録ヘッド５２Ａは、主走査モータ５７で駆動されるタイミングベルト５５によって、ガイドシャフト５３、５４に案内されて移動する。一方、吸収媒体は、プラテン５６によって記録ヘッド５２Ａと対面する位置に配置される。
［液体組成物の使用方法］
液体組成物の使用方法は、例えば、液体組成物を吸収媒体上に塗布する。液体組成物を吸収媒体上に塗布する場合は、上述のインクジェット印刷装置５０を用いることができる。
なお、吸収媒体とは、液体組成物を吸収することが可能な媒体を示す。吸収媒体の具体例としては、例えば、多孔質膜が挙げられる。
多孔質膜として、例えば粒子状の電極活物質（負極活物質、正極活物質）を含有する電極合材層（負極合材層、正極合材層）が形成されている電極基体を用いると、電極一体型セパレータを製造することができる。
負極活物質としては、例えば、金属リチウム、リチウム合金、カーボン、グラファイト等のリチウムイオンを放出又は吸蔵することが可能な炭素材料、リチウムイオンをドーピングした導電性高分子等が挙げられる。
正極活物質としては、例えば、一般式（ＣＦｘ）ｎで表されるフッ化黒鉛、ＣｏＬｉＯ２、ＭｎＯ２、Ｖ２Ｏ５、ＣｕＯ、Ａｇ２ＣｒＯ４、ＴｉＯ２等の金属酸化物、ＣｕＳ等の金属硫化物等が挙げられる。
電極基体としては、例えば、銅箔、アルミニウム箔等が挙げられる。
上記以外の吸収媒体としては、例えば、反射型表示素子に用いられる下地、プリンテッドエレクトロニクスに用いられる電極層等が挙げられる。
［セパレータ一体型電極］
図９は、セパレータ一体型電極の一例を示す概略構成図であり、図１０は、図９のＡ－Ａ線断面図である。セパレータ一体型電極は、電極基体上に、電極合材層と、粒子層が順次形成されている電極を示す。セパレータ一体型電極は、本実施形態の液体組成物を塗布することにより形成することができる。
セパレータ一体型電極７０は、電極基体７１上に、電極合材層７２及び粒子層７３が順次形成されており、粒子層７３を形成する際に、本実施形態の液体組成物が使用される。
セパレータ一体型電極７０を用いると、電気化学素子を製造する際に、電極とセパレータを別々に繰り出して巻回したり、積層したりする工程が不要になり、電気化学素子の製造効率が格段に向上することが予想される。
セパレータ一体型電極を用い電気化学素子としては、例えば、リチウムイオン二次電池、マグネシウムイオン二次電池、ナトリウムイオン二次電池、ナトリウム二次電池等が挙げられる。
このような電気化学素子は、例えば、車載電池搭載車両、スマートフォン等に適用することができる。
以下、実施例を示して本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、以下において、「部」及び「％」は、特に断りのない限り、質量基準である。また、各種の試験及び評価は、下記の方法に従う。
［液体組成物］
ビーズミル分散装置として冷却ナノ粉砕機（シンキー製、ＮＰ－１００）のジルコニア製の容器に、アルミナ粒子と、溶剤と、樹脂を所定量投入した後、粒子径０．２ｍｍのビーズを適宜投入して、分散させた。冷却ナノ粉砕機の分散条件は、－２０℃で使用し、１分間１５００ｒｐｍで回転後に１分間４０ｒｐｍで回転させる工程を１サイクルとして、複数サイクル分散を行った。
［液体組成物の粒子径評価］
卓上走査型電子顕微鏡（サーモフィッシャーサイエンティフィック社製、Ｐｈｅｎｏｍ（登録商標） ＰｒｏＸ）を用いて、液体組成物のキャスト膜を撮影した。
撮影されたＳＥＭ画像について、画像解析システム（サーモフィッシャーサイエンティフィック社製Ｐｈｅｎｏｍ（登録商標） Ｐｒｏ Ｓｕｉｔｅ）のパーティクルメトリックソフトウェアを用いて、二値化処理を行った上で粒子径を解析した。二値化処理において、検出する粒子径は０．２μｍ以上とし、３０００個以上の粒子径について解析した。
０．２μｍ以上の粒子径を有する３０００個以上のアルミナ粒子を解析し、粒子径分布におけるメジアン径を算出した上で、解析された全粒子数に対する、メジアン径の１．５倍を超える粒子径を有する粒子数の割合を算出した。
［粘度の評価］
粘度の評価は、粘度計（東機産業社製、ＴＶＥ－２５Ｌ）を用いて実施した。回転数１００ｒｐｍにおける粘度測定を実施し、測定直後の粘度をη１、測定直後から一分後の粘度をη２としたとき、「増粘指数＝η２－η１」の式によって計算される値を増粘指数として定義する。粘度の評価は以下の基準で行う。増粘指数が０．５ｍＰａ・ｓを超えなければ、本発明で得られる効果を満たす条件として十分なものである。
◎：０．０ｍＰａ・ｓ以上０．１ｍＰａ・ｓ未満
○：０．１ｍＰａ・ｓ以上０．５ｍＰａ・ｓ以下
×：０．５ｍＰａ・ｓを超える
［吸収媒体の作製］
負極基体としての、銅箔上に、負極活物質（昭和電工製、ＳＣＭＧ－ＸＲｓ）、水、及び樹脂を混錬して得た負極合材層用スラリーを塗布した後、乾燥させて、負極合材層を形成し、吸収媒体とした。
［負極一体型セパレータの作製］
液体吐出装置（リコー社製、ＥＶ２５００）及び液体吐出ヘッド（リコー社製、ＭＨ５４２１Ｆ）を用いて、吸収媒体上に液体組成物を吐出した後、乾燥させて、粒子層を形成し、負極一体型セパレータを得た。このとき、目付量が１ｍｇ／ｃｍ２になるように、吐出条件を適宜設定した。なお、目付量とは、吸収媒体上に形成された粒子層の単位面積当たりの質量を示す。
［吐出性および塗膜ムラの評価］
前記手法で得られた粒子層に関して、下記の基準にて目視で評価を実施した。なお、吐出性とは、ヘッドから液体組成物を吐出することにより狙い通りの画像を形成できることを指す。塗膜ムラとは、溶剤乾燥後の塗膜厚さにムラが発生しないことを指す。評価は以下の基準で行う。
◎：画像品質が良好である。
○：画像品質に問題はない。
×：画像品質に問題がある。
N.D.：画像形成が不可能であり評価不能。
以下、実施例及び比較例について、説明する。
［実施例１］
０．３０ｇの分散剤（日油製、マリアリムＳＣ－０７０８Ａ）を５．３２ｇの乳酸エチル（溶剤Ａ）中に十分溶解し、分散剤溶液を作製した。この分散剤溶液中に６．００ｇのアルミナ粒子（日本軽金属社製、ＬＳ－７１１ＣＢ）を十分に分散させて、分散液を得た。分散には粒子径０．２ｍｍのジルコニアビーズと、冷却ナノ粉砕機（シンキー社製、ＮＰ－１００）を使用し、分散サイクル数は１０回とした。
分散液に３．５ｇのヘキシレングリコール（溶剤Ｂ）を添加し、十分に混合することで液体組成物を得た。
表１に、アルミナ粒子が液体組成物に占める割合（以下、固形分濃度という）、粒子径がメジアン径に対し１．５倍を超えるものの割合（以下、粗大粒子率という）と、増粘指数、吐出性、塗膜ムラの評価結果を示す。
［実施例２］
ヘキシレングリコールの添加量を５．５ｇに変更した以外は、実施例１と同様にして、液体組成物を得た。結果を表１に示す。
［実施例３］
ヘキシレングリコールの添加量を８．５ｇに変更した以外は、実施例１と同様にして、液体組成物を得た。結果を表１に示す。
［実施例４］
ヘキシレングリコールの添加量を１．８ｇに変更した以外は、実施例１と同様にして、液体組成物を得た。結果を表１に示す。
［実施例５］
ヘキシレングリコールの添加量を１９ｇに変更した以外は、実施例１と同様にして、液体組成物を得た。結果を表１に示す。
［実施例６］
ヘキシレングリコールの添加量を０．５ｇに変更した以外は、実施例１と同様にして、液体組成物を得た。結果を表１に示す。
［実施例７］
分散サイクル数を２０回に変更した以外は、実施例１と同様にして、液体組成物を得た。結果を表１に示す。
［実施例８］
分散サイクル数を１回に変更した以外は、実施例１と同様にして、液体組成物を得た。結果を表１に示す。
［実施例９］
分散サイクル数を５０回に変更した以外は、実施例１と同様にして、液体組成物を得た。結果を表１に示す。
［実施例１０］
分散剤を日油製マリアリムＳＣ－０５０５Ｋに変更した以外は、実施例１と同様にして、液体組成物を得た。結果を表２に示す。
［実施例１１］
分散剤を日油製マリアリムＳＣ－０５０５Ｋに変更した以外は、実施例２と同様にして、液体組成物を得た。結果を表２に示す。
［実施例１２］
分散剤を日油製マリアリムＳＣ－０５０５Ｋに変更した以外は、実施例３と同様にして、液体組成物を得た。結果を表２に示す。
［実施例１３］
分散剤を日油製マリアリムＳＣ－０５０５Ｋに変更した以外は、実施例４と同様にして、液体組成物を得た。結果を表２に示す。
［実施例１４］
分散剤を日油製マリアリムＳＣ－０５０５Ｋに変更した以外は、実施例５と同様にして、液体組成物を得た。結果を表２に示す。
［実施例１５］
分散剤を日油製マリアリムＳＣ－０５０５Ｋに変更した以外は、実施例６と同様にして、液体組成物を得た。結果を表２に示す。
［実施例１６］
分散剤を日油製マリアリムＳＣ－０５０５Ｋに変更した以外は、実施例７と同様にして、液体組成物を得た。結果を表２に示す。
［実施例１７］
分散剤を日油製マリアリムＳＣ－０５０５Ｋに変更した以外は、実施例８と同様にして、液体組成物を得た。結果を表２に示す。
［実施例１８］
分散剤を日油製マリアリムＳＣ－０５０５Ｋに変更した以外は、実施例９と同様にして、液体組成物を得た。結果を表２に示す。
［実施例１９］
分散剤を日油製マリアリムＳＣ－１０１５Ｆに変更した以外は、実施例１と同様にして、液体組成物を得た。結果を表３に示す。
［実施例２０］
分散剤を日油製マリアリムＳＣ－１０１５Ｆに変更した以外は、実施例２と同様にして、液体組成物を得た。結果を表３に示す。
［実施例２１］
分散剤を日油製マリアリムＳＣ－１０１５Ｆに変更した以外は、実施例３と同様にして、液体組成物を得た。結果を表３に示す。
［実施例２２］
分散剤を日油製マリアリムＳＣ－１０１５Ｆに変更した以外は、実施例４と同様にして、液体組成物を得た。結果を表３に示す。
［実施例２３］
分散剤を日油製マリアリムＳＣ－１０１５Ｆに変更した以外は、実施例５と同様にして、液体組成物を得た。結果を表３に示す。
［実施例２４］
分散剤を日油製マリアリムＳＣ－１０１５Ｆに変更した以外は、実施例６と同様にして、液体組成物を得た。結果を表３に示す。
［実施例２５］
分散剤を日油製マリアリムＳＣ－１０１５Ｆに変更した以外は、実施例７と同様にして、液体組成物を得た。結果を表３に示す。
［実施例２６］
分散剤を日油製マリアリムＳＣ－１０１５Ｆに変更した以外は、実施例８と同様にして、液体組成物を得た。結果を表３に示す。
［実施例２７］
分散剤を日油製マリアリムＳＣ－１０１５Ｆに変更した以外は、実施例９と同様にして、液体組成物を得た。結果を表３に示す。
［比較例１］
ヘキシレングリコールを添加しなかった以外は、実施例１と同様にして、液体組成物を得た。結果を表１に示す。
［比較例２］
ヘキシレングリコールの添加量を２９ｇに変更した以外は、実施例１と同様にして、液体組成物を得た。結果を表１に示す。
［比較例３］
分散サイクル数を１００回に変更した以外は、実施例１と同様にして、液体組成物を得た。結果を表１に示す。
［比較例４］
分散サイクル数を１００回に変更し、ヘキシレングリコールを添加しなかった以外は、実施例１と同様にして、液体組成物を得た。結果を表１に示す。
［比較例５］
分散剤を日油製マリアリムＳＣ－０５０５Ｋに変更した以外は、比較例１と同様にして、液体組成物を得た。結果を表２に示す。
［比較例６］
分散剤を日油製マリアリムＳＣ－０５０５Ｋに変更した以外は、比較例２と同様にして、液体組成物を得た。結果を表２に示す。
［比較例７］
分散剤を日油製マリアリムＳＣ－０５０５Ｋに変更した以外は、比較例３と同様にして、液体組成物を得た。結果を表２に示す。
［比較例８］
分散剤を日油製マリアリムＳＣ－０５０５Ｋに変更した以外は、比較例４と同様にして、液体組成物を得た。結果を表２に示す。
［比較例９］
分散剤を日油製マリアリムＳＣ－１０１５Ｆに変更した以外は、比較例１と同様にして、液体組成物を得た。結果を表３に示す。
［比較例１０］
分散剤を日油製マリアリムＳＣ－１０１５Ｆに変更した以外は、比較例２と同様にして、液体組成物を得た。結果を表３に示す。
［比較例１１］
分散剤を日油製マリアリムＳＣ－１０１５Ｆに変更した以外は、比較例３と同様にして、液体組成物を得た。結果を表３に示す。
［比較例１２］
分散剤を日油製マリアリムＳＣ－１０１５Ｆに変更した以外は、比較例４と同様にして、液体組成物を得た。結果を表３に示す。
［吸収媒体の作製］
負極基体としての、銅箔上に、負極活物質（昭和電工製、ＳＣＭＧ－ＸＲｓ）、水、及び樹脂を混錬して得た負極合材層用スラリーを塗布した後、乾燥させて、負極合材層を形成し、吸収媒体とした。
［負極一体型セパレータの作製］
液体吐出装置（リコー社製、ＥＶ２５００）及び液体吐出ヘッド（リコー社製、ＭＨ５４２１Ｆ）を用いて、吸収媒体上に液体組成物を吐出した後、乾燥させて、粒子層を形成し、負極一体型セパレータを得た。このとき、目付量が１ｍｇ／ｃｍ２になるように、吐出条件を適宜設定した。なお、目付量とは、吸収媒体上に形成された粒子層の単位面積当たりの質量を示す。
［吐出性および塗膜ムラ］
前記手法で得られた粒子層に関して、下記の基準にて目視で評価を実施した。なお、吐出性とは、ヘッドから液体組成物を吐出することにより狙い通りの画像を形成できることを指す。塗膜ムラとは、溶剤乾燥後の塗膜厚さにムラが発生しないことを指す。
［評価基準］
◎：画像品質が良好である。
○：画像品質に問題はない。
×：画像品質に問題がある。
N.D.：画像形成が不可能であり評価不能。
表１～表３に、アルミナ粒子が液体組成物に占める割合（以下、固形分濃度という）、粒子径がメジアン径に対し１．５倍を超えるものの割合（以下、粗大粒子率という）と、増粘指数、吐出性、塗膜ムラの評価結果を示す。
Figure 2022132817000001
Figure 2022132817000002
Figure 2022132817000003
表１～表３より、実施例の液体組成物を用いると、吐出性および塗膜ムラに問題のない、優れた画像品質を提供できることがわかった。
これに対して比較例１、４、５、８、９、１２では、固形分濃度が５０ｗｔ％を超えており、増粘指数が０．５ｍＰａ・ｓを超えているため、吐出不良が発生し画像形成することができなかった。
比較例２、６、１０では、固形分濃度が２０ｗｔ％を下回るため、溶剤蒸発に比較的時間がかかり粒子が動くことで、乾燥後の塗膜ムラが発生した。
比較例３、４、７、８、１１、１２では、粗大粒子率が０％であり、増粘指数が０．５ｍＰａ・ｓを超えているため、吐出不良が発生し画像形成することができなかった。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内において、種々の変形、変更が可能である。
１０ 負極
１１ 負極基体
１２ 負極合材層
１２Ａ 液体組成物
２０ 正極
２１ 正極基体
２２ 正極合材層
３００、３００´ 液体吐出装置
３０４ 送り出しローラ
３０５ 巻き取りローラ
３０６ 液体吐出ヘッド
３０７ タンク
３０８ チューブ
３０９ 加熱機構
３１０ ポンプ
３１１、３１２、３１３ バルブ
３１４ 外部タンク
４００ ステージ
５０ インクジェット印刷装置
５１ 本体筐体
５２ キャリッジ
５２Ａ 記録ヘッド
５３、５４ 、ガイドシャフト
５５ タイミングベルト
５６ プラテン
５７ 主走査モータ
５８ 副走査モータ
５９ ギア機構
６０ カートリッジ
７０ セパレータ一体型電極
７１ 電極基体
７２ 電極合材層
７３ 粒子層
特開２０００－２７７３８６号公報 特開２００６－１７３００１号公報

Claims (9)

  1. アルミナ、および溶剤（Ａ）を含む液体組成物であって、
    前記アルミナの前記液体組成物に占める割合が２０質量％以上５０質量％以下であり、
    前記アルミナは、前記アルミナの粒子径が前記アルミナのメジアン径に対して１．５倍を超えるアルミナ粒子を含む、液体組成物。
  2. 前記アルミナ粒子の割合が１０個数％以上である、請求項１に記載の液体組成物。
  3. 前記アルミナの主成分がαアルミナである、請求項１または２に記載の液体組成物。
  4. 前記アルミナがαアルミナである、請求項１または２に記載の液体組成物。
  5. 前記アルミナの前記液体組成物に占める割合が３５質量％以上４５質量％以下であることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の液体組成物。
  6. さらに樹脂を含む、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の液体組成物。
  7. 前記樹脂は、分散性基と吸着性基を有する分散剤である、請求項６に記載の液体組成物。
  8. 前記溶剤（Ａ）と異なる溶剤（Ｂ）をさらに含む、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の液体組成物。
  9. 増粘指数が０．５ｍＰａ・ｓ以下である、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の液体組成物。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2024121442A1 (es) * 2022-12-05 2024-06-13 Graphenano Energy, S.L. Dispositivo de almacenamiento y/o conversión de energía y método para la fabricación de dicho dispositivo

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6194098B1 (en) * 1998-12-17 2001-02-27 Moltech Corporation Protective coating for separators for electrochemical cells
JP2000277386A (ja) 1999-03-23 2000-10-06 Toyota Motor Corp 電気二重層キャパシタセパレータおよびその製造方法
JP4734912B2 (ja) * 2004-12-17 2011-07-27 日産自動車株式会社 リチウムイオン電池およびその製造方法
JP2009114411A (ja) * 2007-11-09 2009-05-28 Toshiba Corp アルミナ含有２液性注型樹脂組成物、アルミナ含有２液性注型樹脂組成物の製造方法およびガス絶縁開閉装置
US10840492B2 (en) * 2016-10-24 2020-11-17 Sumitomo Chemical Company, Limited Separator and secondary battery including the separator
CN111490229A (zh) * 2019-01-25 2020-08-04 株式会社理光 电极及其制造方法，电极元件，电化学元件
WO2020158545A1 (en) * 2019-01-28 2020-08-06 Ricoh Company, Ltd. Liquid composition
WO2020175079A1 (ja) * 2019-02-28 2020-09-03 日本ゼオン株式会社 電気化学素子用機能層、電気化学素子用機能層付きセパレータ、及び電気化学素子
CN113613768B (zh) * 2019-03-29 2024-07-05 爱天思株式会社 分散剂、分散体、组合物、浆料、电极膜及二次电池
US11254631B2 (en) 2019-08-21 2022-02-22 Evonik Operations Gmbh Process for oligomerization of olefins with optimized distillation

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