JP5499951B2 - 二次電池用バインダー、製造方法、二次電池負極用組成物、及び二次電池 - Google Patents
二次電池用バインダー、製造方法、二次電池負極用組成物、及び二次電池 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5499951B2 JP5499951B2 JP2010149390A JP2010149390A JP5499951B2 JP 5499951 B2 JP5499951 B2 JP 5499951B2 JP 2010149390 A JP2010149390 A JP 2010149390A JP 2010149390 A JP2010149390 A JP 2010149390A JP 5499951 B2 JP5499951 B2 JP 5499951B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- binder
- secondary battery
- monomer
- polymer
- negative electrode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Description
本発明は、二次電池用バインダー、その製造方法、並びにそれを用いた二次電池負極用組成物及び二次電池に関する。
二次電池用バインダーは、二次電池において、電池を構成する部材の結着のために用いられる材料である。二次電池用バインダーは、通常重合体を主成分とし、主に電極活物質層を製造するための材料に添加される。例えば、二次電池用バインダーは、集電体と電極活物質との結着及び電極活物質の粒子間の結着を目的として、電極活物質層を形成するためのスラリーに添加される。二次電池用バインダーは、二次電池の長寿命化（充放電サイクル特性の向上等）のため、電気化学的な環境下での安定性と、リチウムイオン等の電池内部のイオンの移動に伴う部材の膨張及び収縮に耐える強度が求められる。また、二次電池用バインダーは、少量の添加で強い結着効果を示す物性が求められる。
二次電池用バインダーとしては、従来、ＰＶＤＦのようなフッ素系樹脂が用いられていたが、近年、弾力性を有し膨張及び収縮への耐久性が高い共役ジエン重合体が提案されている（特許文献１）。中でも、水系の分散媒中で重合した共役ジエン重合体は製造工程での取り扱いやすさ、及びバインダーとしての性能の高さから多く用いられる傾向にある。具体的には、共役ジエン重合体は、水系の分散媒中で水溶性の重合開始剤を用いて重合できるため取り扱いが容易でありながら、且つ、重合体自体は親水性が低いものであるため重合の際に残留した水溶性重合開始剤が重合体に残留する割合が低く、その結果親水性の高い重合体に比べれば物性の劣化が比較的発生しにくい。
しかしながら共役ジエン重合体は、電池内部で使用されている間に、軟化、ゲル化等の物性の劣化を起こし易いという問題点がある。このような劣化は、電池の長寿命化の障害となり得る。
かかる劣化を低減させる手段として、バインダーに老化防止剤を添加することが知られている。例えば、特許文献２には、フェノール老化防止剤を乳化したものを添加することが記載されている。
近年、二次電池のさらなる長寿命化が求められている。例えば、電気を動力源とする輸送手段（電気車両、ハイブリッド電気車両等）に用いるために、従来の電池より良好な充放電サイクル特性を有し、且つ、充放電サイクル特性のばらつきが少なく量産しうる二次電池が求められている。
本発明の目的は、製造工程における取り扱いが容易で、少量の添加で結着効果を示し、電極活物質層等の電池を構成する部材に良好な物性を与えることができ、且つ、二次電池の内部での劣化が少なく、寿命の長い二次電池を安定して与えうる二次電池用バインダー、及びその製造方法を提供することにある。
本発明のさらなる目的は、耐久性が高く、寿命の長い二次電池を、充放電サイクル特性のばらつきが少なく量産しうる二次電池用負極用組成物、及びそのような二次電池を提供することにある。
本発明のさらなる目的は、耐久性が高く、寿命の長い二次電池を、充放電サイクル特性のばらつきが少なく量産しうる二次電池用負極用組成物、及びそのような二次電池を提供することにある。
上記課題を解決するために本願発明者らは検討を行ったところ、共役ジエン重合単位を含む重合体を含有する二次電池用バインダーにおけるゲル化等の劣化を防ぐためには、バインダー中の重合開始剤の残留量を所定以下の低い値とすることが有効であることを見出した。この重合開始剤は、バインダーを構成する重合体の重合に際して用いられるものであるが、その残留濃度は特に著しく低減させる必要は無いとこれまで考えられていた。しかしながら、本願発明者の知見によれば、当該残留濃度を、従来考えられていた必要低減レベルよりも、より低いレベルにまで低減し、かつ所定量の老化防止剤をバインダーに添加することにより、ラジカルによるバインダーの分子の切断やゲル化を低減することができ、バインダーの劣化を効果的に抑制できることが分かった。そしてこのバインダーを用いることで上記の課題も全て達成できることを見出した。本発明は、以上の知見に基づいてなされたものである。
即ち、本発明によれば、下記のものが提供される。
即ち、本発明によれば、下記のものが提供される。
〔１〕 共役ジエン単量体及び酸系単量体を含み、前記酸系単量体の割合が５〜２０重量％である単量体組成物を、水系媒体中で水溶性重合開始剤を用いて重合してなる重合体を含む二次電池用バインダーであって、
該バインダー中に残留する前記水溶性重合開始剤の量が、前記重合体に対する重量比で１００ｐｐｍ以下であり、
前記重合体１００重量部に対し老化防止剤を０．０５〜５重量部含むことを特徴とする二次電池用バインダー。
〔２〕 前記老化防止剤が、ベンズイミダゾール系老化防止剤からなる〔１〕に記載の二次電池用バインダー。
〔３〕 前記老化防止剤が、ベンズイミダゾール系老化防止剤及びフェノール系老化防止剤からなる〔１〕に記載の二次電池用バインダー。
〔４〕 前記単量体組成物が、前記共役ジエン単量体及び前記酸系単量体に加えて、芳香族ビニル単量体、ニトリル系単量体、及び（メタ）アクリル酸エステル系単量体よりなる群から選ばれた１種以上の単量体をさらに含む、〔１〕〜〔３〕のいずれか１項に記載の二次電池用バインダー。
〔５〕 該バインダー中に残留する未反応の単量体の量が、前記重合体に対する重量比で５００ｐｐｍ以下である、〔１〕〜〔４〕のいずれか１項に記載の二次電池用バインダー。
〔６〕 〔１〕〜〔５〕のいずれか１項に記載の二次電池用バインダーの製造方法であって、
（Ａ）共役ジエン単量体及び酸系単量体を含み、前記酸系単量体の含有割合が５〜２０重量％である単量体組成物を、水系媒体中で水溶性重合開始剤を用いて重合し、重合体を含む水溶液を得、
（Ｂ）前記水溶液に、前記重合体１００重量部に対し０．０５〜５重量部の老化防止剤を添加する
ことを含む、二次電池用バインダーの製造方法。
〔７〕 前記（Ａ）の後に、
（Ｃ）前記水溶液から、残留する未反応の単量体を除去し、前記水溶液中の前記未反応の単量体量を、前記重合体に対する重量比で５００ｐｐｍ以下とする
ことをさらに含む、〔６〕に記載の二次電池用バインダーの製造方法。
〔８〕 前記（Ａ）の後に、
（Ｄ）前記水溶液に、亜硝酸塩を含む反応停止剤を添加して重合を停止する
ことをさらに含む、〔６〕又は〔７〕に記載の二次電池用バインダーの製造方法。
〔９〕 負極活物質と〔１〕〜〔５〕のいずれか１項に記載の二次電池用バインダーとを含有する二次電池負極用組成物。
〔１０〕 〔９〕に記載の二次電池負極用組成物を用いて製造された二次電池用負極を備える二次電池。
該バインダー中に残留する前記水溶性重合開始剤の量が、前記重合体に対する重量比で１００ｐｐｍ以下であり、
前記重合体１００重量部に対し老化防止剤を０．０５〜５重量部含むことを特徴とする二次電池用バインダー。
〔２〕 前記老化防止剤が、ベンズイミダゾール系老化防止剤からなる〔１〕に記載の二次電池用バインダー。
〔３〕 前記老化防止剤が、ベンズイミダゾール系老化防止剤及びフェノール系老化防止剤からなる〔１〕に記載の二次電池用バインダー。
〔４〕 前記単量体組成物が、前記共役ジエン単量体及び前記酸系単量体に加えて、芳香族ビニル単量体、ニトリル系単量体、及び（メタ）アクリル酸エステル系単量体よりなる群から選ばれた１種以上の単量体をさらに含む、〔１〕〜〔３〕のいずれか１項に記載の二次電池用バインダー。
〔５〕 該バインダー中に残留する未反応の単量体の量が、前記重合体に対する重量比で５００ｐｐｍ以下である、〔１〕〜〔４〕のいずれか１項に記載の二次電池用バインダー。
〔６〕 〔１〕〜〔５〕のいずれか１項に記載の二次電池用バインダーの製造方法であって、
（Ａ）共役ジエン単量体及び酸系単量体を含み、前記酸系単量体の含有割合が５〜２０重量％である単量体組成物を、水系媒体中で水溶性重合開始剤を用いて重合し、重合体を含む水溶液を得、
（Ｂ）前記水溶液に、前記重合体１００重量部に対し０．０５〜５重量部の老化防止剤を添加する
ことを含む、二次電池用バインダーの製造方法。
〔７〕 前記（Ａ）の後に、
（Ｃ）前記水溶液から、残留する未反応の単量体を除去し、前記水溶液中の前記未反応の単量体量を、前記重合体に対する重量比で５００ｐｐｍ以下とする
ことをさらに含む、〔６〕に記載の二次電池用バインダーの製造方法。
〔８〕 前記（Ａ）の後に、
（Ｄ）前記水溶液に、亜硝酸塩を含む反応停止剤を添加して重合を停止する
ことをさらに含む、〔６〕又は〔７〕に記載の二次電池用バインダーの製造方法。
〔９〕 負極活物質と〔１〕〜〔５〕のいずれか１項に記載の二次電池用バインダーとを含有する二次電池負極用組成物。
〔１０〕 〔９〕に記載の二次電池負極用組成物を用いて製造された二次電池用負極を備える二次電池。
本発明の二次電池用バインダーは、水系の媒体内で重合してなるものであるので製造工程における取り扱いが容易でありながら、少量の添加で結着効果を示し、電極活物質層等の電池を構成する部材に良好な物性を与えることができ、且つ、二次電池の内部での劣化が少ない。したがって、本発明の二次電池用バインダーを用いて製造した本発明の二次電池用負極用組成物は、寿命の長い二次電池を安定して与えうる。
本発明の二次電池用バインダーは、所定の組成を有する単量体組成物を、水系媒体中で水溶性重合開始剤を用いて重合してなる重合体（以下において、重合体Ａということがある）を含む。かかる所定の組成を有する単量体組成物を重合してなる重合体においては、それぞれの単量体に基づく重合単位の割合は、通常、単量体組成物におけるそれぞれの単量体の割合と同様となる。
〔単量体組成物；共役ジエン単量体〕
単量体組成物は、共役ジエン単量体及び酸系単量体を含む。
共役ジエン単量体の例としては、１，３−ブタジエン、イソプレン等の化合物を挙げることができる。単量体組成物における共役ジエン単量体の割合は、単量体組成物１００重量％中３０〜９５重量％であることが好ましく、４０〜９５質量％であることがより好ましく、５０〜９５質量％であることがさらにより好ましい。共役ジエン単量体の割合を上記下限以上とすることにより、結着性を良好なものとすることができる。一方、共役ジエン単量体の割合を上記上限以下とすることにより、耐電解液性が向上する。本発明において、単量体組成物は、重合反応により重合体中の重合単位となりうる物質からなるものであり、したがって重合開始剤、分散剤等重合体中の重合単位とならない成分は単量体組成物全量の計算において単量体組成物に含めない。
単量体組成物は、共役ジエン単量体及び酸系単量体を含む。
共役ジエン単量体の例としては、１，３−ブタジエン、イソプレン等の化合物を挙げることができる。単量体組成物における共役ジエン単量体の割合は、単量体組成物１００重量％中３０〜９５重量％であることが好ましく、４０〜９５質量％であることがより好ましく、５０〜９５質量％であることがさらにより好ましい。共役ジエン単量体の割合を上記下限以上とすることにより、結着性を良好なものとすることができる。一方、共役ジエン単量体の割合を上記上限以下とすることにより、耐電解液性が向上する。本発明において、単量体組成物は、重合反応により重合体中の重合単位となりうる物質からなるものであり、したがって重合開始剤、分散剤等重合体中の重合単位とならない成分は単量体組成物全量の計算において単量体組成物に含めない。
〔単量体組成物；酸系単量体〕
本発明において、酸系単量体とは、酸性基を有し前記共役ジエン単量体と共重合し得る単量体である。酸性基としては、具体的には、カルボン酸基、スルホン酸基、又はリン酸基などが挙げられる。また、重合性の炭素−炭素二重結合等により前記共役ジエン単量体と共重合し得るものが挙げられ、共役ジエン構造を有するもの以外のものとすることができる。
本発明において、酸系単量体とは、酸性基を有し前記共役ジエン単量体と共重合し得る単量体である。酸性基としては、具体的には、カルボン酸基、スルホン酸基、又はリン酸基などが挙げられる。また、重合性の炭素−炭素二重結合等により前記共役ジエン単量体と共重合し得るものが挙げられ、共役ジエン構造を有するもの以外のものとすることができる。
酸系単量体の例としては、下記の化合部を挙げることができる。例えば、（メタ）アクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸、メサコン酸、けい皮酸等の脂肪族不飽和カルボン酸；（メタ）アクリル酸２−カルボキシエチル、クロトン酸２−カルボキシエチル、マレイン酸モノメチル、イタコン酸モノオクチル等のカルボキシル基含有不飽和カルボン酸エステル；２−カルボキシプロピオン酸ビニル等のカルボキシル基含有不飽和単量体；スチレンスルホン酸、アリルスルホン酸、アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸等のスルホン酸基含有不飽和単量体；（メタ）アクリル酸−３−クロロ−２−リン酸プロピル、（メタ）アクリル酸−２−リン酸エチル、３−アリロキシ−２−ヒドロキシプロパンリン酸等のリン酸基含有不飽和単量体等の酸基含有不飽和単量体；及びこれらの混合物を挙げることができる。特に、脂肪族不飽和カルボン酸が好ましく、さらに（メタ）アクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、及びこれらの混合物が好ましい。
単量体組成物中の酸系単量体の含有割合は、単量体組成物全量１００重量％中５〜２０重量％であり、６〜１８重量％であることが好ましい。酸系単量体の含有割合を、上記上限以下とすることにより、電極製造の工程における水分除去、乾燥の工程を容易なものとすることができる。一方、酸系単量体の含有割合を、上記下限以上とすることにより、分散性を高めることができ、高いサイクル特性を得ることができる。
単量体組成物中の酸系単量体の含有割合は、単量体組成物全量１００重量％中５〜２０重量％であり、６〜１８重量％であることが好ましい。酸系単量体の含有割合を、上記上限以下とすることにより、電極製造の工程における水分除去、乾燥の工程を容易なものとすることができる。一方、酸系単量体の含有割合を、上記下限以上とすることにより、分散性を高めることができ、高いサイクル特性を得ることができる。
〔単量体組成物：その他の単量体〕
単量体組成物は、前記共役ジエン単量体及び酸系単量体に加えて、必要に応じて他の任意の単量体を含んでもよい。
かかる任意の単量体としては、芳香族ビニル単量体、ニトリル系単量体、及び（メタ）アクリル酸エステル系単量体よりなる群から選ばれた１種以上の単量体であって、上に述べた必須の単量体ではないものを挙げることができる。より具体的には、芳香族ビニル単量体としては、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、ジビニルベンゼンを挙げることができる。ニトリル系単量体としては、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、α−クロルアクリロニトリル、α−エチルアクリロニトリルを挙げることができる。（メタ）アクリル酸エステル系単量体としては、メチルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルアクリレート、エチルメタクリレート、ブチルアクリレート、グリシジルメタクリレート、ジメチルフマレート、ジエチルフマレート、ジメチルマレエート、ジエチルマレエート、ジメチルイタコネート、モノメチルフマレート、モノエチルフマレート、２−エチルヘキシルアクリレートを挙げることができる。（メタ）アクリルとは、アクリル、メタクリル、又はこれらの混合物であることを意味する。これらの単量体を含むことにより、集電体との密着性をより向上させることができる。
単量体組成物中の任意の単量体全体の割合は、共役ジエン単量体及び酸系単量体の残余とすることができる。単量体組成物中の芳香族ビニル単量体の含有割合は、単量体組成物全量１００重量％中好ましくは５〜７０重量％、より好ましくは１０〜６０重量％とすることができる。単量体組成物中のニトリル系単量体の含有割合は、単量体組成物全量１００重量％中好ましくは３〜５０重量％、より好ましくは５〜４０重量％とすることができる。単量体組成物中の（メタ）アクリル酸エステル系単量体の含有割合は、単量体組成物全量１００重量％中好ましくは５０重量％以上、より好ましくは６０重量％以上とすることができる。
単量体組成物は、前記共役ジエン単量体及び酸系単量体に加えて、必要に応じて他の任意の単量体を含んでもよい。
かかる任意の単量体としては、芳香族ビニル単量体、ニトリル系単量体、及び（メタ）アクリル酸エステル系単量体よりなる群から選ばれた１種以上の単量体であって、上に述べた必須の単量体ではないものを挙げることができる。より具体的には、芳香族ビニル単量体としては、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、ジビニルベンゼンを挙げることができる。ニトリル系単量体としては、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、α−クロルアクリロニトリル、α−エチルアクリロニトリルを挙げることができる。（メタ）アクリル酸エステル系単量体としては、メチルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルアクリレート、エチルメタクリレート、ブチルアクリレート、グリシジルメタクリレート、ジメチルフマレート、ジエチルフマレート、ジメチルマレエート、ジエチルマレエート、ジメチルイタコネート、モノメチルフマレート、モノエチルフマレート、２−エチルヘキシルアクリレートを挙げることができる。（メタ）アクリルとは、アクリル、メタクリル、又はこれらの混合物であることを意味する。これらの単量体を含むことにより、集電体との密着性をより向上させることができる。
単量体組成物中の任意の単量体全体の割合は、共役ジエン単量体及び酸系単量体の残余とすることができる。単量体組成物中の芳香族ビニル単量体の含有割合は、単量体組成物全量１００重量％中好ましくは５〜７０重量％、より好ましくは１０〜６０重量％とすることができる。単量体組成物中のニトリル系単量体の含有割合は、単量体組成物全量１００重量％中好ましくは３〜５０重量％、より好ましくは５〜４０重量％とすることができる。単量体組成物中の（メタ）アクリル酸エステル系単量体の含有割合は、単量体組成物全量１００重量％中好ましくは５０重量％以上、より好ましくは６０重量％以上とすることができる。
〔残留単量体量〕
本発明の二次電池用バインダーにおいて、該バインダー中に残留する未反応の単量体の量は、前記重合体Ａに対する重量比で５００ｐｐｍ以下であることが好ましい。即ち、バインダーに含まれる重合体Ａに対する、バインダーに含まれる未反応の単量体の割合が、重量比で５００ｐｐｍ以下であることが好ましい。残留未反応単量体量を上記上限以下とすることにより、電池の使用に際してのバインダーの劣化を低減することができ、電池のサイクル特性を向上させることができる。未反応の単量体の量をこのような低い範囲とする方法としては、後述する水蒸気蒸留法を挙げることができる。
本発明の二次電池用バインダーにおいて、該バインダー中に残留する未反応の単量体の量は、前記重合体Ａに対する重量比で５００ｐｐｍ以下であることが好ましい。即ち、バインダーに含まれる重合体Ａに対する、バインダーに含まれる未反応の単量体の割合が、重量比で５００ｐｐｍ以下であることが好ましい。残留未反応単量体量を上記上限以下とすることにより、電池の使用に際してのバインダーの劣化を低減することができ、電池のサイクル特性を向上させることができる。未反応の単量体の量をこのような低い範囲とする方法としては、後述する水蒸気蒸留法を挙げることができる。
〔老化防止剤〕
本発明の二次電池用バインダーは、重合体Ａに加えて、所定割合の老化防止剤を含む。
かかる老化防止剤としては、ベンズイミダゾール系老化防止剤からなるもの、又はベンズイミダゾール系老化防止剤とフェノール系老化防止剤との混合物からなるものを用いることができる。
ベンズイミダゾール系老化防止剤としては、２−メルカプトベンズイミダゾール、２−メルカプトメチルベンズイミダゾール、又はこれらの混合物を用いることができる。一方、フェノール系老化防止剤としては、ヒンダードフェノール化合物を用いることができ、より具体的には、「ウイングステイＬ」（商品名、p−クレゾールとジシクロペンタジエンのブチル化反応生成物、グッドイヤー社製）を用いることができる。
本発明の二次電池用バインダーは、重合体Ａに加えて、所定割合の老化防止剤を含む。
かかる老化防止剤としては、ベンズイミダゾール系老化防止剤からなるもの、又はベンズイミダゾール系老化防止剤とフェノール系老化防止剤との混合物からなるものを用いることができる。
ベンズイミダゾール系老化防止剤としては、２−メルカプトベンズイミダゾール、２−メルカプトメチルベンズイミダゾール、又はこれらの混合物を用いることができる。一方、フェノール系老化防止剤としては、ヒンダードフェノール化合物を用いることができ、より具体的には、「ウイングステイＬ」（商品名、p−クレゾールとジシクロペンタジエンのブチル化反応生成物、グッドイヤー社製）を用いることができる。
老化防止剤の含有割合は、重合体Ａ１００重量部に対し０．０５〜５重量部であり、好ましくは０．１〜３重量部であり、より好ましくは０．５〜２．５重量部である。即ち、バインダー中に含まれる重合体Ａ１００重量部に対する、バインダーに含まれる老化防止剤の割合が、０．０５〜５重量部であり、好ましくは０．１〜３重量部であり、より好ましくは０．５〜２．５重量部である。かかる老化防止剤の含有割合は、前記ベンズイミダゾール系老化防止剤の量、又は、ベンズイミダゾール系老化防止剤に加えてフェノール系老化防止剤を含む場合はこれらの合計の量を基準とすることができる。より具体的には、老化防止剤の含有割合は、２−メルカプトベンズイミダゾール、２−メルカプトメチルベンズイミダゾール、これらの混合物、または前記のいずれかとヒンダードフェノール化合物との混合物を用いる場合において、これらのいずれかの量を基準とすることができる。
老化防止剤の含有割合を、上記上限以下とすることにより、サイクル特性の劣化を伴わずに老化防止の効果を得ることができる。また、老化防止剤の含有割合を上記下限以上とすることにより、重合体Ａのゲル化を低減することができ、重合体Ａの分子量の変化を低減することができ、その結果、電極活物質層のピール強度を良好に保ちながら、電池のサイクル特性を高めることができる。
〔重合開始剤〕
前記重合体Ａの重合に用いうる水溶性重合開始剤としては、例えば過酸化ラウロイル、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、ジ−２−エチルヘキシルパーオキシジカーボネート、ｔ−ブチルパーオキシピバレート、３，３，５−トリメチルヘキサノイルパーオキサイドなどの有機過酸化物、α，α’−アゾビスイソブチロニトリルなどのアゾ化合物、または過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウムなどがあげられる。重合開始剤の配合割合は、単量体組成物１００質量部に対し０．０１〜５質量部とすることができる。
前記重合体Ａの重合に用いうる水溶性重合開始剤としては、例えば過酸化ラウロイル、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、ジ−２−エチルヘキシルパーオキシジカーボネート、ｔ−ブチルパーオキシピバレート、３，３，５−トリメチルヘキサノイルパーオキサイドなどの有機過酸化物、α，α’−アゾビスイソブチロニトリルなどのアゾ化合物、または過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウムなどがあげられる。重合開始剤の配合割合は、単量体組成物１００質量部に対し０．０１〜５質量部とすることができる。
〔残留重合開始剤量〕
本発明の二次電池用バインダーにおいては、該バインダー中に残留する水溶性重合開始剤の量が、重合体Ａに対する重量比で１００ｐｐｍ以下である。即ち、バインダー中に含まれる重合体Ａに対する、バインダー中に含まれる水溶性重合開始剤の割合が、重量比で１００ｐｐｍ以下である。残留重合開始剤量を上記上限以下とすることにより、電池の使用に際してのバインダーの劣化を低減することができ、電池のサイクル特性を向上させることができる。
本発明の二次電池用バインダーにおいては、該バインダー中に残留する水溶性重合開始剤の量が、重合体Ａに対する重量比で１００ｐｐｍ以下である。即ち、バインダー中に含まれる重合体Ａに対する、バインダー中に含まれる水溶性重合開始剤の割合が、重量比で１００ｐｐｍ以下である。残留重合開始剤量を上記上限以下とすることにより、電池の使用に際してのバインダーの劣化を低減することができ、電池のサイクル特性を向上させることができる。
残留重合開始剤の低減方法は、特に制限されず、例えば、重合開始剤の使用量を減らす、過熱する、反応停止剤を添加する等の方法があるが、以下に述べる、重合開始剤を分解する働きのある反応停止剤を添加する方法が好ましい。また、これらの方法のうち１つを実施してもよく、２以上を組み合わせて実施してもよい。
〔反応停止剤〕
本発明の二次電池用バインダーに含まれる重合体Ａは、前記単量体組成物の重合の後、反応停止剤を添加して重合を停止してなるものであってもよく、この場合、本発明の二次電池用バインダーは、かかる反応停止剤を含んでいてもよい。
反応停止剤としては、用いる重合開始剤及びその他の成分に適合する任意のものを選択しうる。例えば、亜硝酸塩を用いることができる。より具体的には、亜硝酸ナトリウム、亜硝酸カリウム、亜硝酸アンモニウム等を用いることができる。亜硝酸塩は、重合開始剤として例えば過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウムを用いた場合の重合反応の停止及び重合開始剤の分解に、好ましく用いることができる。
本発明の二次電池用バインダーに含まれる重合体Ａは、前記単量体組成物の重合の後、反応停止剤を添加して重合を停止してなるものであってもよく、この場合、本発明の二次電池用バインダーは、かかる反応停止剤を含んでいてもよい。
反応停止剤としては、用いる重合開始剤及びその他の成分に適合する任意のものを選択しうる。例えば、亜硝酸塩を用いることができる。より具体的には、亜硝酸ナトリウム、亜硝酸カリウム、亜硝酸アンモニウム等を用いることができる。亜硝酸塩は、重合開始剤として例えば過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウムを用いた場合の重合反応の停止及び重合開始剤の分解に、好ましく用いることができる。
残留する亜硝酸塩の量は、重合体Ａ１００重量部に対し０．０１重量部以下であることが好ましい。即ち、バインダー中に含まれる重合体Ａ１００重量部に対する、バインダー中に含まれる亜硝酸塩の割合が、０．０１重量部以下であることが好ましい。亜硝酸塩は、後述する重合体に残留する未反応単量体を除去する方法により、未反応単量体と共に除去されるので、当該未反応単量体の除去方法を実施することにより、亜硝酸塩量も同時に低減することができる。残留する亜硝酸塩の量を上記上限以下とすることにより、電池特性の劣化等の不都合な現象を低減することができる。
〔他の成分〕
本発明の二次電池用バインダーは、上に述べた各種の必須及び任意の成分に加えて、必要に応じてさらに他の任意の成分を含むことができる。任意の成分の例としては、防腐剤、分散剤、キレート化合物を挙げることができる。
本発明の二次電池用バインダーは、上に述べた各種の必須及び任意の成分に加えて、必要に応じてさらに他の任意の成分を含むことができる。任意の成分の例としては、防腐剤、分散剤、キレート化合物を挙げることができる。
（防腐剤）
前記防腐剤としては、任意の防腐剤を用いることができるが、特に、下記の一般式（１）で表わされるベンゾイソチアゾリン系化合物、２−メチル−４−イソチアゾリン−３−オン、又はこれらの混合物を用いることが好ましく、特にこれらの混合物であることがより好ましい。
前記防腐剤としては、任意の防腐剤を用いることができるが、特に、下記の一般式（１）で表わされるベンゾイソチアゾリン系化合物、２−メチル−４−イソチアゾリン−３−オン、又はこれらの混合物を用いることが好ましく、特にこれらの混合物であることがより好ましい。
式（１）中、Ｒは水素原子又は炭素数１〜８のアルキル基を表わす。前記式一般式（１）で表されるベンゾイソチアゾリン系化合物と、２−メチル−４−イソチアゾリン−３−オンとの混合物を用いる場合、これらの割合は、質量比で１：１０〜１０：１とすることが好ましい。
本発明の二次電池用バインダー中の防腐剤の含有割合は、重合体Ａ１００質量部を基準として、０．００１〜０．１質量部であることが好ましく、０．００１〜０．０５質量部であることがより好ましく、０．００１〜０．０１質量部であることがより好ましい。
本発明においては、バインダーが水系の媒体において重合してなるものであり、その結果使用の工程において水系の分散液として保持されるので、微生物の繁殖により品質が劣化しやすいところ、かかる防腐剤を含有することにより、そのような品質の劣化を防止することができる。
本発明の二次電池用バインダー中の防腐剤の含有割合は、重合体Ａ１００質量部を基準として、０．００１〜０．１質量部であることが好ましく、０．００１〜０．０５質量部であることがより好ましく、０．００１〜０．０１質量部であることがより好ましい。
本発明においては、バインダーが水系の媒体において重合してなるものであり、その結果使用の工程において水系の分散液として保持されるので、微生物の繁殖により品質が劣化しやすいところ、かかる防腐剤を含有することにより、そのような品質の劣化を防止することができる。
（分散剤）
分散剤は、バインダー中において各成分が分散した状態を保持することを促進するため、又は重合反応に際して用いる単量体組成物等の成分を含む混合物、またはそれに添加するために成分の一部を分散物とした混合物において、媒体中に媒質が分散した状態を保持することを促進する物質である。
前記分散剤は、通常の合成で使用されるものでよく、具体例としては、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ドデシルフェニルエーテルスルホン酸ナトリウムなどのベンゼンスルホン酸塩；ラウリル硫酸ナトリウム、ドデシル硫酸ナトリウム、テトラドデシル硫酸ナトリウムなどのアルキル硫酸塩；ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム、ジヘキシルスルホコハク酸ナトリウムなどのスルホコハク酸塩；ラウリン酸ナトリウムなどの脂肪酸塩；ポリオキシエチレンラウリルエーテルサルフェートナトリウム塩、ポリオキシエチレンノニルフェニルエ−テルサルフェートナトリウム塩などのエトキシサルフェート塩；アルカンスルホン酸塩；アルキルエーテルリン酸エステルナトリウム塩；ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンソルビタンラウリルエステル、ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレンブロック共重合体などの非イオン性乳化剤；ゼラチン、無水マレイン酸−スチレン共重合体、ポリビニルピロリドン、ポリアクリル酸ナトリウム、重合度７００以上かつケン化度７５％以上のポリビニルアルコールなどの水溶性高分子などが例示され、これらは単独でも２種類以上を併用して用いても良い。これらの中でも好ましくは、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ドデシルフェニルエーテルスルホン酸ナトリウムなどのベンゼンスルホン酸塩；ラウリル硫酸ナトリウム、ドデシル硫酸ナトリウム、テトラドデシル硫酸ナトリウムなどのアルキル硫酸塩であり、更に好ましくは、耐酸化性に優れるという点から、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ドデシルフェニルエーテルスルホン酸ナトリウムなどのベンゼンスルホン酸塩である。分散剤の添加量は任意に設定でき、例えば重合反応を行う反応系において、単量体組成物１００重量部に対し０．１〜５重量部の割合で添加することができる。また、老化防止剤の水分散液を調製する場合、老化防止剤１重量部に対して０．０５〜０．８重量部の割合で添加することができ、これがそのまま本発明の二次電池用バインダーに残留していてもよい。
分散剤は、バインダー中において各成分が分散した状態を保持することを促進するため、又は重合反応に際して用いる単量体組成物等の成分を含む混合物、またはそれに添加するために成分の一部を分散物とした混合物において、媒体中に媒質が分散した状態を保持することを促進する物質である。
前記分散剤は、通常の合成で使用されるものでよく、具体例としては、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ドデシルフェニルエーテルスルホン酸ナトリウムなどのベンゼンスルホン酸塩；ラウリル硫酸ナトリウム、ドデシル硫酸ナトリウム、テトラドデシル硫酸ナトリウムなどのアルキル硫酸塩；ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム、ジヘキシルスルホコハク酸ナトリウムなどのスルホコハク酸塩；ラウリン酸ナトリウムなどの脂肪酸塩；ポリオキシエチレンラウリルエーテルサルフェートナトリウム塩、ポリオキシエチレンノニルフェニルエ−テルサルフェートナトリウム塩などのエトキシサルフェート塩；アルカンスルホン酸塩；アルキルエーテルリン酸エステルナトリウム塩；ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンソルビタンラウリルエステル、ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレンブロック共重合体などの非イオン性乳化剤；ゼラチン、無水マレイン酸−スチレン共重合体、ポリビニルピロリドン、ポリアクリル酸ナトリウム、重合度７００以上かつケン化度７５％以上のポリビニルアルコールなどの水溶性高分子などが例示され、これらは単独でも２種類以上を併用して用いても良い。これらの中でも好ましくは、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ドデシルフェニルエーテルスルホン酸ナトリウムなどのベンゼンスルホン酸塩；ラウリル硫酸ナトリウム、ドデシル硫酸ナトリウム、テトラドデシル硫酸ナトリウムなどのアルキル硫酸塩であり、更に好ましくは、耐酸化性に優れるという点から、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ドデシルフェニルエーテルスルホン酸ナトリウムなどのベンゼンスルホン酸塩である。分散剤の添加量は任意に設定でき、例えば重合反応を行う反応系において、単量体組成物１００重量部に対し０．１〜５重量部の割合で添加することができる。また、老化防止剤の水分散液を調製する場合、老化防止剤１重量部に対して０．０５〜０．８重量部の割合で添加することができ、これがそのまま本発明の二次電池用バインダーに残留していてもよい。
（キレート化合物）
キレート化合物は、特に限定されないが、好ましくは、アミノカルボン酸系キレート化合物、ホスホン酸系キレート化合物、グルコン酸、クエン酸、リンゴ酸及び酒石酸からなる群より選択される。これらの中でも特に、リチウムイオンを捕捉することなく、重金属イオンを選択的に捕捉可能なキレート化合物が用いられ、特に下記のようなアミノカルボン酸系キレート化合物及びホスホン酸系キレート化合物が好ましく用いられる。
キレート化合物の含有量は、上述の重合体Ａ１００重量部に対し、０．００１〜１．０重量部、好ましくは０．００５〜０．５重量部、より好ましくは０．０１〜０．３重量部である。
キレート化合物は、特に限定されないが、好ましくは、アミノカルボン酸系キレート化合物、ホスホン酸系キレート化合物、グルコン酸、クエン酸、リンゴ酸及び酒石酸からなる群より選択される。これらの中でも特に、リチウムイオンを捕捉することなく、重金属イオンを選択的に捕捉可能なキレート化合物が用いられ、特に下記のようなアミノカルボン酸系キレート化合物及びホスホン酸系キレート化合物が好ましく用いられる。
キレート化合物の含有量は、上述の重合体Ａ１００重量部に対し、０．００１〜１．０重量部、好ましくは０．００５〜０．５重量部、より好ましくは０．０１〜０．３重量部である。
〔バインダーの製造方法〕
本発明の二次電池用バインダーの製造方法は、以下に説明する本発明の二次電池用バインダーの製造方法により製造することができる。
本発明の製造方法は、
（Ａ）共役ジエン単量体及び酸系単量体を含み、前記酸系単量体の含有割合が５〜２０重量％である単量体組成物を、水系媒体中で水溶性重合開始剤を用いて重合し、重合体を含む水溶液を得、
（Ｂ）前記水溶液に、前記重合体１００重量部に対し０．０５〜５重量部の老化防止剤を添加する
ことを含む。
本願においては、便宜上、水系媒体に溶質が溶解しているもののみならず、水系媒体中に水不溶性の物質が分散している分散液をも含め、包括的に「水溶液」と称する。
本発明の二次電池用バインダーの製造方法は、以下に説明する本発明の二次電池用バインダーの製造方法により製造することができる。
本発明の製造方法は、
（Ａ）共役ジエン単量体及び酸系単量体を含み、前記酸系単量体の含有割合が５〜２０重量％である単量体組成物を、水系媒体中で水溶性重合開始剤を用いて重合し、重合体を含む水溶液を得、
（Ｂ）前記水溶液に、前記重合体１００重量部に対し０．０５〜５重量部の老化防止剤を添加する
ことを含む。
本願においては、便宜上、水系媒体に溶質が溶解しているもののみならず、水系媒体中に水不溶性の物質が分散している分散液をも含め、包括的に「水溶液」と称する。
本発明の製造方法は、さらに必要に応じて、任意の操作（例えば任意の成分の添加、一部の成分の除去の操作、及び濃度調整等）を行うことにより製造することができる。具体的には例えば、前記（Ａ）の後に、
（Ｃ）前記水溶液から、残留する未反応の単量体を除去し、前記水溶液中の前記未反応の単量体量を、前記重合体に対する重量比で５００ｐｐｍ以下とする
（Ｄ）前記水溶液に、亜硝酸塩を含む反応停止剤を添加して重合を停止する
といった工程の１以上を行うことができる。
（Ｃ）前記水溶液から、残留する未反応の単量体を除去し、前記水溶液中の前記未反応の単量体量を、前記重合体に対する重量比で５００ｐｐｍ以下とする
（Ｄ）前記水溶液に、亜硝酸塩を含む反応停止剤を添加して重合を停止する
といった工程の１以上を行うことができる。
工程（Ｂ）〜（Ｄ）を行う順序は、特に限定されず、所望の順序で行うことができる。例えば、所望以上の重合反応の進行を抑制する観点からは、工程（Ａ）の完了後工程（Ｄ）をまず行い、その後その他の工程を行うことが好ましい。工程（Ｂ）及び（Ｃ）の順序については、老化防止剤が未反応単量体と共に除去されることを防ぐため、工程（Ｃ）を行い、その後工程（Ｂ）を行うことが好ましい。
〔工程（Ａ）；単量体組成物の重合〕
単量体組成物の重合は、水系媒体中で水溶性重合開始剤を用いて行う。
水系媒体とは、水を含む媒体であり、具体的には、水、ケトン類、アルコール類、グリコール類、グリコールエーテル類、エーテル類及びこれらの混合物を挙げることができる。水系媒体中での重合を行うことにより、製造工程での取り扱いが容易となる。さらに、水系媒体で重合したバインダーを用いることにより、電池に有機溶媒が残留することを低減することができ、その結果、電池の使用における残留有機溶媒の分解ガスの発生によるセルの変形を避けることができる。本発明においては、単量体組成物として上記の組成を有するものを用い、且つ残留重合開始剤量及び老化防止剤含有割合が上記所定要件を満たすことにより、水系において重合させた重合体であっても、バインダーとして良好に機能させることができる。
単量体組成物の重合は、水系媒体中で水溶性重合開始剤を用いて行う。
水系媒体とは、水を含む媒体であり、具体的には、水、ケトン類、アルコール類、グリコール類、グリコールエーテル類、エーテル類及びこれらの混合物を挙げることができる。水系媒体中での重合を行うことにより、製造工程での取り扱いが容易となる。さらに、水系媒体で重合したバインダーを用いることにより、電池に有機溶媒が残留することを低減することができ、その結果、電池の使用における残留有機溶媒の分解ガスの発生によるセルの変形を避けることができる。本発明においては、単量体組成物として上記の組成を有するものを用い、且つ残留重合開始剤量及び老化防止剤含有割合が上記所定要件を満たすことにより、水系において重合させた重合体であっても、バインダーとして良好に機能させることができる。
重合を行う具体的な態様は、溶液重合法、懸濁重合法、乳化重合法などとすることができるが、乳化重合法が特に好ましい。
重合の反応様式は、イオン重合、ラジカル重合、リビングラジカル重合などいずれの様式とすることもできる。
重合の反応様式は、イオン重合、ラジカル重合、リビングラジカル重合などいずれの様式とすることもできる。
水系媒体中での重合は、好ましくは、単量体組成物、水溶性重合開始剤、及び水系媒体を含み、さらに必要に応じて、分散剤等、上で述べた本発明の二次電池用バインダーの任意成分として挙げた成分、及びその他の必要に応じて添加しうる任意の物質を含む重合用混合物中で、単量体組成物を乳化重合することにより行うことができる。
重合の具体的条件は、具体的には通常重合反応温度が０〜１００℃、好ましくは２５〜８０℃である。また、重合反応時間が１〜５０時間、好ましくは５〜２０時間である。単量体の消費量をモニターし、単量体の消費量が所望の量以上となった時点で、下記工程（Ｄ）等の方法により重合反応を停止させることができる。単量体の消費量の測定は、例えばガスクロマトグラフィーにより行うことができる。
〔工程（Ｄ）；亜硝酸塩の添加〕
上記工程（Ａ）により重合反応が進行した水溶液に、必要に応じて、亜硝酸塩を含む反応停止剤を添加し、反応を停止させ、且つ重合開始剤を分解させることができる。亜硝酸塩は、必要に応じて、前記水系媒体等に溶解した溶液として添加することができる。
亜硝酸塩の添加量は、重合体Ａ１００重量部に対し０．００１〜２重量部であることが好ましく、０．００５〜１重量部であることがより好ましく、０．０１〜０．１重量部であることがさらにより好ましい。亜硝酸塩の添加量を上記下限以上とすることにより、反応停止剤としての効果を有効に発現させることができる。また、亜硝酸塩の添加量を上記上限以下とすることにより、残留する亜硝酸塩の量を好ましい範囲とすることができ、その結果、電池特性の劣化等の不都合な現象を低減することができる。
上記工程（Ａ）により重合反応が進行した水溶液に、必要に応じて、亜硝酸塩を含む反応停止剤を添加し、反応を停止させ、且つ重合開始剤を分解させることができる。亜硝酸塩は、必要に応じて、前記水系媒体等に溶解した溶液として添加することができる。
亜硝酸塩の添加量は、重合体Ａ１００重量部に対し０．００１〜２重量部であることが好ましく、０．００５〜１重量部であることがより好ましく、０．０１〜０．１重量部であることがさらにより好ましい。亜硝酸塩の添加量を上記下限以上とすることにより、反応停止剤としての効果を有効に発現させることができる。また、亜硝酸塩の添加量を上記上限以下とすることにより、残留する亜硝酸塩の量を好ましい範囲とすることができ、その結果、電池特性の劣化等の不都合な現象を低減することができる。
〔工程（Ｃ）；未反応単量体の除去〕
工程（Ａ）を行い、必要に応じて工程（Ｄ）を行った後の水溶液から、残留する未反応の単量体を除去し、水溶液中の前記未反応の単量体量を、前記重合体に対する重量比で５００ｐｐｍ以下とすることができる。
かかる未反応の単量体の除去は、水蒸気蒸留法により行うことができる。水蒸気蒸留法は、水溶液の温度を所定の高い温度（好ましくは６０〜１４０℃程度）に保ち、高温（好ましくは１００〜１６０℃）の水蒸気をそれに吹き込むことにより行うことができる。
水蒸気蒸留法のより具体的な実施の態様の例としては、タンク内の重合体を含む水溶液に水蒸気を通気させる方法（スチーム通気法）、及び多段塔内で重合体を含む水溶液と水蒸気を向流接触させるいわゆるスチームストリッピング法を挙げることができる。スチームストリッピング法のさらに具体的な態様としては、多段塔の塔頂から水溶液を流下させ、塔底から水蒸気を吹き込む多段塔ストリッパー方式を挙げることができ、当該方法により、効率的に揮発性物質を除去できる。
未反応の単量体の除去は、他に、減圧下で加熱する方法により行うこともできる。具体的には、工程（Ａ）を行い、必要に応じて工程（Ｄ）を行った後の水溶液を、減圧下で加熱することにより、未反応の単量体を揮発させ、水溶液中の未反応の単量体量を、重合体に対する重量比で５００ｐｐｍ以下とすることができる。減圧下で加熱する場合は、水溶液の温度を８０〜１００℃、水溶液周囲の圧力（例えば水溶液を収容したタンク内の圧力）を６００〜１００ｔｏｒｒとすることが好ましい。
工程（Ａ）を行い、必要に応じて工程（Ｄ）を行った後の水溶液から、残留する未反応の単量体を除去し、水溶液中の前記未反応の単量体量を、前記重合体に対する重量比で５００ｐｐｍ以下とすることができる。
かかる未反応の単量体の除去は、水蒸気蒸留法により行うことができる。水蒸気蒸留法は、水溶液の温度を所定の高い温度（好ましくは６０〜１４０℃程度）に保ち、高温（好ましくは１００〜１６０℃）の水蒸気をそれに吹き込むことにより行うことができる。
水蒸気蒸留法のより具体的な実施の態様の例としては、タンク内の重合体を含む水溶液に水蒸気を通気させる方法（スチーム通気法）、及び多段塔内で重合体を含む水溶液と水蒸気を向流接触させるいわゆるスチームストリッピング法を挙げることができる。スチームストリッピング法のさらに具体的な態様としては、多段塔の塔頂から水溶液を流下させ、塔底から水蒸気を吹き込む多段塔ストリッパー方式を挙げることができ、当該方法により、効率的に揮発性物質を除去できる。
未反応の単量体の除去は、他に、減圧下で加熱する方法により行うこともできる。具体的には、工程（Ａ）を行い、必要に応じて工程（Ｄ）を行った後の水溶液を、減圧下で加熱することにより、未反応の単量体を揮発させ、水溶液中の未反応の単量体量を、重合体に対する重量比で５００ｐｐｍ以下とすることができる。減圧下で加熱する場合は、水溶液の温度を８０〜１００℃、水溶液周囲の圧力（例えば水溶液を収容したタンク内の圧力）を６００〜１００ｔｏｒｒとすることが好ましい。
〔工程（Ｂ）；老化防止剤の添加〕
工程（Ａ）を行い、必要に応じて工程（Ｃ）及び／又は（Ｄ）を行った後の水溶液に、所定量の老化防止剤を添加することができる。老化防止剤の添加量は、得られる本発明の二次電池用バインダー中の老化防止剤の所望の割合（重合体１００重量部に対し０．０５〜５重量部、好ましくは０．１〜３重量部、より好ましくは０．５〜２．５重量部）とすることができる。
老化防止剤は、水分散液として、重合体を含む水溶液に添加することができる。具体的には、１種以上の老化防止剤、及び必要に応じて分散剤等の他の成分を、水系媒体に分散して分散液を調製し、これを、重合体を含む水溶液に添加することにより、工程（Ｂ）を行うことができる。
工程（Ａ）を行い、必要に応じて工程（Ｃ）及び／又は（Ｄ）を行った後の水溶液に、所定量の老化防止剤を添加することができる。老化防止剤の添加量は、得られる本発明の二次電池用バインダー中の老化防止剤の所望の割合（重合体１００重量部に対し０．０５〜５重量部、好ましくは０．１〜３重量部、より好ましくは０．５〜２．５重量部）とすることができる。
老化防止剤は、水分散液として、重合体を含む水溶液に添加することができる。具体的には、１種以上の老化防止剤、及び必要に応じて分散剤等の他の成分を、水系媒体に分散して分散液を調製し、これを、重合体を含む水溶液に添加することにより、工程（Ｂ）を行うことができる。
工程（Ｂ）の終了後、さらに、必要に応じて濃度調整等の処理を行うことにより、本発明の二次電池用バインダーを得ることができる。
〔二次電池用負極用組成物〕
本発明の二次電池負極用組成物は、負極活物質と、前記本発明の二次電池用バインダーとを含有する。本発明の二次電池負極用組成物は、スラリー状の組成物とすることができ、これを用いて、二次電池の負極活物質層を形成することができる。
本発明の二次電池負極用組成物は、負極活物質と、前記本発明の二次電池用バインダーとを含有する。本発明の二次電池負極用組成物は、スラリー状の組成物とすることができ、これを用いて、二次電池の負極活物質層を形成することができる。
〔負極活物質〕
本発明に用いる負極活物質は、二次電池負極内で電子の受け渡しをする物質である。
リチウムイオン二次電池用負極活物質としては、具体的には、アモルファスカーボン、グラファイト、天然黒鉛、メソカーボンマイクロビーズ（ＭＣＭＢ）、及びピッチ系炭素繊維などの炭素質材料；ポリアセン等の導電性高分子などが挙げられる。好ましくは、グラファイト、天然黒鉛、メソカーボンマイクロビーズ（ＭＣＭＢ）などの結晶性炭素質材料である。また、負極活物質としては、ケイ素、錫、亜鉛、マンガン、鉄、ニッケル等の金属やこれらの合金、前記金属又は合金の酸化物や硫酸塩を使用できる。加えて、金属リチウム、Ｌｉ−Ａｌ、Ｌｉ−Ｂｉ−Ｃｄ、Ｌｉ−Ｓｎ−Ｃｄ等のリチウム合金、リチウム遷移金属窒化物、シリコン等も使用できる。上記負極活物質は、単独または２種類以上を組み合わせて使用することができる。
本発明に用いる負極活物質は、二次電池負極内で電子の受け渡しをする物質である。
リチウムイオン二次電池用負極活物質としては、具体的には、アモルファスカーボン、グラファイト、天然黒鉛、メソカーボンマイクロビーズ（ＭＣＭＢ）、及びピッチ系炭素繊維などの炭素質材料；ポリアセン等の導電性高分子などが挙げられる。好ましくは、グラファイト、天然黒鉛、メソカーボンマイクロビーズ（ＭＣＭＢ）などの結晶性炭素質材料である。また、負極活物質としては、ケイ素、錫、亜鉛、マンガン、鉄、ニッケル等の金属やこれらの合金、前記金属又は合金の酸化物や硫酸塩を使用できる。加えて、金属リチウム、Ｌｉ−Ａｌ、Ｌｉ−Ｂｉ−Ｃｄ、Ｌｉ−Ｓｎ−Ｃｄ等のリチウム合金、リチウム遷移金属窒化物、シリコン等も使用できる。上記負極活物質は、単独または２種類以上を組み合わせて使用することができる。
負極活物質は、二次電池負極用組成物及びそれを用いて形成した負極活物質層内において、粒子の形状で存在することができる。
本発明において用いる負極活物質の比表面積は、０．１〜２０ｍ２／ｇの範囲内であるものが好ましく、０．５〜１０ｍ２／ｇの範囲内であるものがより好ましい。負極活物質としての炭素質活物質の比表面積が上記範囲にあることにより、二次電池負極用組成物の作製時におけるバインダー量を少なくすることができ、電池容量の低下を抑制できると共に、二次電池負極用組成物を、塗布するのに適正な粘度に調整することが容易になる。
本発明において用いる負極活物質の比表面積は、０．１〜２０ｍ２／ｇの範囲内であるものが好ましく、０．５〜１０ｍ２／ｇの範囲内であるものがより好ましい。負極活物質としての炭素質活物質の比表面積が上記範囲にあることにより、二次電池負極用組成物の作製時におけるバインダー量を少なくすることができ、電池容量の低下を抑制できると共に、二次電池負極用組成物を、塗布するのに適正な粘度に調整することが容易になる。
二次電池負極用組成物及びそれを用いて形成した負極活物質層内における負極活物質の粒子径は、通常１〜５０μｍ、好ましくは２〜３０μｍである。負極活物質の粒子径が上記範囲にあることにより、二次電池負極用組成物を調製する際のバインダー量を少なくすることができ、電池の容量の低下を抑制できると共に、二次電池負極用組成物を、塗布するのに適正な粘度に容易に調整することが容易になる。
本発明の二次電池負極用組成物において、負極活物質と二次電池用バインダーとの比率は、負極活物質１００重量部に対する二次電池用バインダー固形分の割合が、０．１〜１０重量部であることが好ましく、０．２〜５重量部であることが好ましく、０．５〜３重量部であることがさらにより好ましい。バインダーの割合を上記上限以下とすることにより、電池においてバインダーが電池反応を阻害することを防ぐことができる。またバインダーの割合を上記下限以上とすることにより、電極活物質層の密着強度を高く保つことができる。
〔任意の成分〕
本発明の二次電池負極用組成物は、前記負極活物質及び前記本発明の二次電池用バインダーに加えて、必要に応じてその他の任意の物質を含むことができる。かかる任意の物質としては、二次電池負極用組成物の粘度を調整するための媒体、増粘剤、導電性付与材、補強材、分散剤、レベリング剤、酸化防止剤、電解液分解抑制等の機能を有する電解液添加剤等の物質を挙げることができる。
本発明の二次電池負極用組成物は、前記負極活物質及び前記本発明の二次電池用バインダーに加えて、必要に応じてその他の任意の物質を含むことができる。かかる任意の物質としては、二次電池負極用組成物の粘度を調整するための媒体、増粘剤、導電性付与材、補強材、分散剤、レベリング剤、酸化防止剤、電解液分解抑制等の機能を有する電解液添加剤等の物質を挙げることができる。
（媒体）
前記媒体としては、重合に際して用いた水系媒体と同様のものを用いることができる。媒体の割合は、特に限定されず、二次電池負極用組成物がその後の工程に適したスラリー状の性状となるよう、適宜調整することができ、具体的には二次電池負極用組成物中の固形分（スラリーの乾燥、加熱を経て電極活物質層の構成成分として残留する物質）の割合が３０〜７０質量％、好ましくは４０〜６０質量％となるよう調整することができる。
前記媒体としては、重合に際して用いた水系媒体と同様のものを用いることができる。媒体の割合は、特に限定されず、二次電池負極用組成物がその後の工程に適したスラリー状の性状となるよう、適宜調整することができ、具体的には二次電池負極用組成物中の固形分（スラリーの乾燥、加熱を経て電極活物質層の構成成分として残留する物質）の割合が３０〜７０質量％、好ましくは４０〜６０質量％となるよう調整することができる。
（増粘剤）
増粘剤としては、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロースなどのセルロース系ポリマーおよびこれらのアンモニウム塩並びにアルカリ金属塩；（変性）ポリ（メタ）アクリル酸およびこれらのアンモニウム塩並びにアルカリ金属塩；（変性）ポリビニルアルコール、アクリル酸又はアクリル酸塩とビニルアルコールの共重合体、無水マレイン酸又はマレイン酸もしくはフマル酸とビニルアルコールの共重合体などのポリビニルアルコール類；ポリエチレングリコール、ポリエチレンオキシド、ポリビニルピロリドン、変性ポリアクリル酸、酸化スターチ、リン酸スターチ、カゼイン、各種変性デンプン、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体水素化物などが挙げられる。本発明において、「（変性）ポリ」は「未変性ポリ」又は「変性ポリ」を意味し、「（メタ）アクリル」は、「アクリル」又は「メタアクリル」を意味する。
二次電池負極用組成物中の増粘剤の含有割合は、好ましくは０．１〜１０質量％である。増粘剤が上記範囲であることにより、スラリー状の二次電池負極用組成物中の活物質等の分散性を高めることができ、平滑な電極を得ることができ、優れた負荷特性及びサイクル特性を示す。
増粘剤としては、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロースなどのセルロース系ポリマーおよびこれらのアンモニウム塩並びにアルカリ金属塩；（変性）ポリ（メタ）アクリル酸およびこれらのアンモニウム塩並びにアルカリ金属塩；（変性）ポリビニルアルコール、アクリル酸又はアクリル酸塩とビニルアルコールの共重合体、無水マレイン酸又はマレイン酸もしくはフマル酸とビニルアルコールの共重合体などのポリビニルアルコール類；ポリエチレングリコール、ポリエチレンオキシド、ポリビニルピロリドン、変性ポリアクリル酸、酸化スターチ、リン酸スターチ、カゼイン、各種変性デンプン、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体水素化物などが挙げられる。本発明において、「（変性）ポリ」は「未変性ポリ」又は「変性ポリ」を意味し、「（メタ）アクリル」は、「アクリル」又は「メタアクリル」を意味する。
二次電池負極用組成物中の増粘剤の含有割合は、好ましくは０．１〜１０質量％である。増粘剤が上記範囲であることにより、スラリー状の二次電池負極用組成物中の活物質等の分散性を高めることができ、平滑な電極を得ることができ、優れた負荷特性及びサイクル特性を示す。
（導電付与材）
導電付与材としては、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、カーボンブラック、気相成長カーボン繊維、カーボンナノチューブ等の導電性カーボンを使用することができる。または、黒鉛などの炭素粉末、各種金属のファイバーや箔などを使用することもできる。これらの材料であって、電極活物質に該当する物質以外の物質を適宜選択することができる。導電性付与材を用いることにより電極活物質同士の電気的接触を向上させることができ、特にリチウムイオン二次電池に用いる場合に放電負荷特性を改善したりすることができる。
導電付与材としては、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、カーボンブラック、気相成長カーボン繊維、カーボンナノチューブ等の導電性カーボンを使用することができる。または、黒鉛などの炭素粉末、各種金属のファイバーや箔などを使用することもできる。これらの材料であって、電極活物質に該当する物質以外の物質を適宜選択することができる。導電性付与材を用いることにより電極活物質同士の電気的接触を向上させることができ、特にリチウムイオン二次電池に用いる場合に放電負荷特性を改善したりすることができる。
（補強材）
補強材としては、各種の無機および有機の球状、板状、棒状または繊維状のフィラーが使用できる。補強材を用いることにより強靭で柔軟な電極を得ることができ、優れた長期サイクル特性を得ることができる。
二次電池負極用組成物中の導電付与材や補強材の含有割合は、活物質１００質量部に対する導電付与材及び補強材の合計として、通常０．０１〜２０質量部、好ましくは１〜１０質量部である。二次電池負極用組成物中の導電付与材や補強材の含有割合が前記範囲であることにより、高い容量と高い負荷特性を示すことができる。
補強材としては、各種の無機および有機の球状、板状、棒状または繊維状のフィラーが使用できる。補強材を用いることにより強靭で柔軟な電極を得ることができ、優れた長期サイクル特性を得ることができる。
二次電池負極用組成物中の導電付与材や補強材の含有割合は、活物質１００質量部に対する導電付与材及び補強材の合計として、通常０．０１〜２０質量部、好ましくは１〜１０質量部である。二次電池負極用組成物中の導電付与材や補強材の含有割合が前記範囲であることにより、高い容量と高い負荷特性を示すことができる。
（分散剤）
分散剤としてはアニオン性化合物、カチオン性化合物、非イオン性化合物、高分子化合物が例示される。分散剤は用いる電極活物質や導電剤に応じて選択される。
二次電池負極用組成物中の分散剤の含有割合は、二次電池負極用組成物中の固形分全量に占める分散剤の割合として、好ましくは０．０１〜１０質量％である。二次電池負極組成物中の分散剤の含有割合が上記範囲であることにより、組成物の安定性に優れ、平滑な電極を得ることができ、高い電池容量を示すことができる。
分散剤としてはアニオン性化合物、カチオン性化合物、非イオン性化合物、高分子化合物が例示される。分散剤は用いる電極活物質や導電剤に応じて選択される。
二次電池負極用組成物中の分散剤の含有割合は、二次電池負極用組成物中の固形分全量に占める分散剤の割合として、好ましくは０．０１〜１０質量％である。二次電池負極組成物中の分散剤の含有割合が上記範囲であることにより、組成物の安定性に優れ、平滑な電極を得ることができ、高い電池容量を示すことができる。
（レベリング剤）
レベリング剤としては、アルキル系界面活性剤、シリコン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤、金属系界面活性剤などの界面活性剤が挙げられる。前記界面活性剤を混合することにより、塗工時に発生するはじきを防止したり、負極の平滑性を向上させることができる。二次電池負極用組成物中のレベリング剤の含有割合は、二次電池負極用組成物中の固形分全量に占めるレベリング剤の割合として、好ましくは０．０１〜１０質量％である。二次電池負極用組成物中のレベリング剤の含有割合が上記範囲であることにより、電極作製時の生産性、平滑性及び電池特性に優れる。
レベリング剤としては、アルキル系界面活性剤、シリコン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤、金属系界面活性剤などの界面活性剤が挙げられる。前記界面活性剤を混合することにより、塗工時に発生するはじきを防止したり、負極の平滑性を向上させることができる。二次電池負極用組成物中のレベリング剤の含有割合は、二次電池負極用組成物中の固形分全量に占めるレベリング剤の割合として、好ましくは０．０１〜１０質量％である。二次電池負極用組成物中のレベリング剤の含有割合が上記範囲であることにより、電極作製時の生産性、平滑性及び電池特性に優れる。
（酸化防止剤）
酸化防止剤としては、フェノール化合物、ハイドロキノン化合物、有機リン化合物、硫黄化合物、フェニレンジアミン化合物、ポリマー型フェノール化合物等が挙げられる。ポリマー型フェノール化合物は、分子内にフェノール構造を有する重合体であり、質量平均分子量が２００〜１０００、好ましくは６００〜７００のポリマー型フェノール化合物が好ましく用いられる。二次電池負極用組成物中の酸化防止剤の含有割合は、二次電池負極用組成物中の固形分全量に占める酸化防止剤の割合として、好ましくは０．０１〜１０質量％、更に好ましくは０．０５〜５質量％である。二次電池負極用組成物中の酸化防止剤の含有割合が上記範囲であることにより、二次電池負極用組成物の安定性、電池容量及びサイクル特性に優れる。
酸化防止剤としては、フェノール化合物、ハイドロキノン化合物、有機リン化合物、硫黄化合物、フェニレンジアミン化合物、ポリマー型フェノール化合物等が挙げられる。ポリマー型フェノール化合物は、分子内にフェノール構造を有する重合体であり、質量平均分子量が２００〜１０００、好ましくは６００〜７００のポリマー型フェノール化合物が好ましく用いられる。二次電池負極用組成物中の酸化防止剤の含有割合は、二次電池負極用組成物中の固形分全量に占める酸化防止剤の割合として、好ましくは０．０１〜１０質量％、更に好ましくは０．０５〜５質量％である。二次電池負極用組成物中の酸化防止剤の含有割合が上記範囲であることにより、二次電池負極用組成物の安定性、電池容量及びサイクル特性に優れる。
〔二次電池負極用組成物の調製方法〕
本発明においては、二次電池負極用組成物の調製方法は、特に限定はされず、前記各成分を混合してスラリーとすることにより調製することができる。混合方法や混合順序は任意であるが、具体的には例えば、前記方法で得られた二次電池用バインダーを含む水溶液を、その他の成分と混合することにより得ることができる。
本発明においては、二次電池負極用組成物の調製方法は、特に限定はされず、前記各成分を混合してスラリーとすることにより調製することができる。混合方法や混合順序は任意であるが、具体的には例えば、前記方法で得られた二次電池用バインダーを含む水溶液を、その他の成分と混合することにより得ることができる。
混合のために用いる装置は、上記成分を均一に混合できる装置であれば特に限定されず、ビーズミル、ボールミル、ロールミル、サンドミル、顔料分散機、擂潰機、超音波分散機、ホモジナイザー、プラネタリーミキサー、フィルミックスなどを使用することができるが、中でも高濃度での分散が可能なことから、ボールミル、ロールミル、顔料分散機、擂潰機、プラネタリーミキサーを使用することが特に好ましい。
二次電池負極用組成物の粘度は、均一塗工性、スラリー経時安定性の観点から、好ましくは１０ｍＰａ・ｓ〜１００，０００ｍＰａ・ｓ、更に好ましくは１００〜５０，０００ｍＰａ・ｓである。前記粘度は、Ｂ型粘度計を用いて２５℃、回転数６０ｒｐｍで測定した時の値である。
二次電池負極用組成物の固形分濃度は、塗布、浸漬が可能な程度でかつ、流動性を有する粘度になる限り特に限定はされないが、一般的には１０〜８０質量％程度である。
二次電池負極用組成物の粘度は、均一塗工性、スラリー経時安定性の観点から、好ましくは１０ｍＰａ・ｓ〜１００，０００ｍＰａ・ｓ、更に好ましくは１００〜５０，０００ｍＰａ・ｓである。前記粘度は、Ｂ型粘度計を用いて２５℃、回転数６０ｒｐｍで測定した時の値である。
二次電池負極用組成物の固形分濃度は、塗布、浸漬が可能な程度でかつ、流動性を有する粘度になる限り特に限定はされないが、一般的には１０〜８０質量％程度である。
〔二次電池；負極活物質層の形成〕
本発明の二次電池は、前記本発明の二次電池負極用組成物を用いて製造された二次電池用負極を備える。
具体的には、二次電池負極用組成物を、集電体（又は本発明の電池において集電体と活物質層との間に介在する層が存在する場合はその層）等の他の部材上に塗布し、さらに必要に応じて乾燥、加熱等することにより、負極活物質層を形成し、集電体及び負極活物質層を備える二次電池用負極を製造することができる。この二次電池用負極を用いて、本発明の二次電池を得ることができる。
二次電池負極用組成物を集電体等の他の部材上に塗布する際の塗布の方法は特に制限されない。例えば、ドクターブレード法、ジップ法、リバースロール法、ダイレクトロール法、グラビア法、エクストルージョン法、ハケ塗り法などの方法が挙げられる。二次電池負極用組成物は、集電体等の片面だけに塗布してもよく、両面に塗布してもよい。
本発明の二次電池は、前記本発明の二次電池負極用組成物を用いて製造された二次電池用負極を備える。
具体的には、二次電池負極用組成物を、集電体（又は本発明の電池において集電体と活物質層との間に介在する層が存在する場合はその層）等の他の部材上に塗布し、さらに必要に応じて乾燥、加熱等することにより、負極活物質層を形成し、集電体及び負極活物質層を備える二次電池用負極を製造することができる。この二次電池用負極を用いて、本発明の二次電池を得ることができる。
二次電池負極用組成物を集電体等の他の部材上に塗布する際の塗布の方法は特に制限されない。例えば、ドクターブレード法、ジップ法、リバースロール法、ダイレクトロール法、グラビア法、エクストルージョン法、ハケ塗り法などの方法が挙げられる。二次電池負極用組成物は、集電体等の片面だけに塗布してもよく、両面に塗布してもよい。
前記塗布により形成された二次電池負極用組成物の層の乾燥の条件は、特に制限されず、例えば１２０℃以上で１時間以上とすることができる。乾燥方法としては例えば温風、熱風、低湿風による乾燥、真空乾燥、（遠）赤外線や電子線などの照射による乾燥法が挙げられる。
集電体（又は集電体と活物質層との間に介在する層が存在する場合はその層）等の他の部材上に二次電池負極用組成物を塗布、乾燥した後、金型プレスやロールプレスなどを用い、加圧処理により電極の空隙率を低くすることが好ましい。空隙率の好ましい範囲は５％〜１５％、より好ましくは７％〜１３％である。空隙率をかかる上限以下とすることにより充電効率や放電効率を高めることができる。空隙率をかかる下限以上とすることにより、高い体積容量を得ることができ、且つ、電極の剥がれを低減することができる。さらに、硬化性の重合体を用いる場合は、乾燥の工程に加えて硬化を行うことが好ましい。
負極活物質層の厚さは、１〜２００μｍであることが好ましく、１０〜１００μｍであることがより好ましい。負極活物質層の厚さをかかる範囲とすることにより、出力密度とエネルギー密度のバランス化を図ることができる。
〔集電体〕
前記負極は、活物質層に加え、任意に、集電体を有することができる。集電体は、電気導電性を有しかつ電気化学的に耐久性のある材料であれば特に制限されないが、耐熱性を有するため金属材料が好ましく、例えば、鉄、銅、アルミニウム、ニッケル、ステンレス鋼、チタン、タンタル、金、白金などが挙げられる。中でも、銅が特に好ましい。集電体の形状は特に制限されないが、厚さ０．００１〜０．５ｍｍ程度のシート状のものが好ましい。集電体は、活物質層との接着強度を高めるため、活物質層（又は集電体と活物質層との間に介在する層が存在する場合はその層）をその上に形成するのに先立ち粗面化処理されたものであることが好ましい。粗面化方法としては、機械的研磨法、電解研磨法、化学研磨法などが挙げられる。機械的研磨法においては、研磨剤粒子を固着した研磨布紙、砥石、エメリバフ、鋼線などを備えたワイヤーブラシ等が使用される。また、合剤の接着強度や導電性を高めるために、集電体表面に中間層を形成してもよい。
前記負極は、活物質層に加え、任意に、集電体を有することができる。集電体は、電気導電性を有しかつ電気化学的に耐久性のある材料であれば特に制限されないが、耐熱性を有するため金属材料が好ましく、例えば、鉄、銅、アルミニウム、ニッケル、ステンレス鋼、チタン、タンタル、金、白金などが挙げられる。中でも、銅が特に好ましい。集電体の形状は特に制限されないが、厚さ０．００１〜０．５ｍｍ程度のシート状のものが好ましい。集電体は、活物質層との接着強度を高めるため、活物質層（又は集電体と活物質層との間に介在する層が存在する場合はその層）をその上に形成するのに先立ち粗面化処理されたものであることが好ましい。粗面化方法としては、機械的研磨法、電解研磨法、化学研磨法などが挙げられる。機械的研磨法においては、研磨剤粒子を固着した研磨布紙、砥石、エメリバフ、鋼線などを備えたワイヤーブラシ等が使用される。また、合剤の接着強度や導電性を高めるために、集電体表面に中間層を形成してもよい。
〔導電性接着剤層〕
前記負極は、活物質層と集電体との間に介在する導電性接着剤層をさらに有することができる。かかる導電性接着剤層を有することにより、活物質層と集電体との密着強度を高め、且つ電池の内部抵抗を低減することができる。導電性接着剤層は、導電性接着剤用バインダーと、前記バインダー中に分散する導電性粒子とからなる導電性接着剤組成物を用いて形成することができる。
前記負極は、活物質層と集電体との間に介在する導電性接着剤層をさらに有することができる。かかる導電性接着剤層を有することにより、活物質層と集電体との密着強度を高め、且つ電池の内部抵抗を低減することができる。導電性接着剤層は、導電性接着剤用バインダーと、前記バインダー中に分散する導電性粒子とからなる導電性接着剤組成物を用いて形成することができる。
〔二次電池；その他の構成要素〕
本発明の二次電池は、上で述べた負極活物質層を有する負極に加え、正極、電解液、及びセパレーターを備えることができる。
本発明の二次電池は、上で述べた負極活物質層を有する負極に加え、正極、電解液、及びセパレーターを備えることができる。
〔正極〕
正極は、特に限定される二次電池用の正極として既知のものを用いることができる。例えば、正極活物質を含む正極活物質層と集電体とからなるものを用いることもできる。
正極は、特に限定される二次電池用の正極として既知のものを用いることができる。例えば、正極活物質を含む正極活物質層と集電体とからなるものを用いることもできる。
正極活物質は、リチウムイオンをドープ及び脱ドープ可能な活物質が用いられ、無機化合物からなるものと有機化合物からなるものとに大別される。
無機化合物からなる正極活物質としては、遷移金属酸化物、遷移金属硫化物、リチウムと遷移金属とのリチウム含有複合金属酸化物などが挙げられる。上記の遷移金属としては、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｍｏ等が使用される。
遷移金属酸化物としては、ＭｎＯ、ＭｎＯ２、Ｖ２Ｏ５、Ｖ６Ｏ１３、ＴｉＯ２、Ｃｕ２Ｖ２Ｏ３、非晶質Ｖ２Ｏ−Ｐ２Ｏ５、ＭｏＯ３、Ｖ２Ｏ５、Ｖ６Ｏ１３等が挙げられ、中でもサイクル安定性と容量からＭｎＯ、Ｖ２Ｏ５、Ｖ６Ｏ１３、ＴｉＯ２が好ましい。遷移金属硫化物としては、ＴｉＳ２、ＴｉＳ３、非晶質ＭｏＳ２、ＦｅＳ等が挙げられる。リチウム含有複合金属酸化物としては、層状構造を有するリチウム含有複合金属酸化物、スピネル構造を有するリチウム含有複合金属酸化物、オリビン型構造を有するリチウム含有複合金属酸化物などが挙げられる。
層状構造を有するリチウム含有複合金属酸化物としてはリチウム含有コバルト酸化物（ＬｉＣｏＯ２）、リチウム含有ニッケル酸化物（ＬｉＮｉＯ２）、Ｃｏ−Ｎｉ−Ｍｎのリチウム複合酸化物、Ｎｉ−Ｍｎ−Ａｌのリチウム複合酸化物、Ｎｉ−Ｃｏ−Ａｌのリチウム複合酸化物等が挙げられる。スピネル構造を有するリチウム含有複合金属酸化物としてはマンガン酸リチウム（ＬｉＭｎ２Ｏ４）やＭｎの一部を他の遷移金属で置換したＬｉ［Ｍｎ３／２Ｍ１／２］Ｏ４（ここでＭは、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ等）等が挙げられる。オリビン型構造を有するリチウム含有複合金属酸化物としてはＬｉＸＭＰＯ４（式中、Ｍは、Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｍｇ，Ｚｎ，Ｖ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ，Ｔｉ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｂ及びＭｏから選ばれる少なくとも１種、０≦Ｘ≦２）であらわされるオリビン型燐酸リチウム化合物が挙げられる。
有機化合物としては、例えば、ポリアセチレン、ポリ−ｐ−フェニレンなどの導電性高分子を用いることもできる。電気伝導性に乏しい、鉄系酸化物は、還元焼成時に炭素源物質を存在させることで、炭素材料で覆われた電極活物質として用いてもよい。また、これら化合物は、部分的に元素置換したものであってもよい。二次電池用の正極活物質は、上記の無機化合物と有機化合物の混合物であってもよい。
正極活物質は、正極活物質層内において、粒子の形状で存在することができる。正極活物質層内における正極活物質の粒子径は、通常０．００１〜５０μｍ、好ましくは０．０１〜２５μｍである。正極活物質の粒子径が上記範囲にあることにより、正極スラリー組成物を調製する際のバインダー量を少なくすることができ、電池の容量の低下を抑制できると共に、スラリー組成物を、塗布するのに適正な粘度に容易に調整することが容易になる。
本発明において、正極活物質層としては、正極活物質と、正極バインダーとを含む正極スラリー組成物を集電体等の他の層上に塗布し、硬化させてなるものを用いることができる。かかる正極バインダーとしては、前記本発明の二次電池用バインダーを用いることができるほか、ポリエチレン、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、ポリアクリル酸誘導体、ポリアクリロニトリル誘導体などの樹脂や、アクリル系軟質重合体、オレフィン系軟質重合体、ビニル系軟質重合体等の軟質重合体を用いることもできる。
正極活物質層中の、正極活物質と正極バインダーとの割合は、正極活物質１００質量部に対して、０．１〜５質量部であり、０．５〜５質量部であることが好ましく、１〜５質量部であることがより好ましい。正極バインダーの割合を上記上限以下とすることにより、内部抵抗を低く保ち出力特性を向上することができる。また正極バインダーの割合を上記下限以上とすることにより、密着強度を高く保つことができ、ショートの発生を低減することができる。
かかる組成は、以下に述べる正極スラリー組成物中の正極活物質と正極バインダー固形分との割合をこの範囲に調整することにより達成することができる。
かかる組成は、以下に述べる正極スラリー組成物中の正極活物質と正極バインダー固形分との割合をこの範囲に調整することにより達成することができる。
正極活物質層は、前記正極活物質及び正極バインダーを含む正極用スラリー組成物を用いて形成することができる。正極用スラリー組成物は、前記正極活物質及び正極バインダーに加えて、必要に応じてその他の任意の物質を含むことができる。かかる任意の物質としては、二次電池負極用組成物が含みうるものとして上で述べたものと同様の物質を挙げることができ、それら任意の物質の配合割合も、二次電池負極用組成物におけるそれらの配合割合と同様とすることができる。
正極用スラリー組成物の調製方法、及びそれを用いた正極活物質層の形成方法も、上で述べた二次電池負極用組成物の調製方法及びそれを用いた負極活物質層の形成方法と同様に実施することができる。
集電体（又は集電体と活物質層との間に介在する層が存在する場合はその層）等の他の部材上に正極用スラリー組成物を塗布、乾燥した後、金型プレスやロールプレスなどを用い、加圧処理により電極の空隙率を低くすることが好ましい。空隙率の好ましい範囲は５％〜１５％、より好ましくは７％〜１３％である。空隙率をかかる上限以下とすることにより充電効率や放電効率を高めることができる。空隙率をかかる下限以上とすることにより、高い体積容量を得ることができ、且つ、電極の剥がれを低減することができる。さらに、硬化性の重合体を用いる場合は、乾燥の工程に加えて硬化を行うことが好ましい。
正極活物質層の厚さは、５〜３００μｍであることが好ましく、１０〜２５０μｍであることがより好ましい。正極活物質層の厚さをかかる範囲とすることにより、負荷特性及びエネルギー密度共に高い特性を示す。
正極活物質層と組み合わせて用いる集電体としては、上で述べた負極用の集電体と同様のものを用いることができるが、正極用の集電体としては、アルミニウムが特に好ましい。また、負極と同様に正極においても、活物質層と集電体との間に介在する導電性接着剤層をさらに有することができる。
〔セパレータ〕
本発明の二次電池に用いるセパレーターとしては、電子伝導性がなくイオン伝導性があり、有機溶媒に対する耐性が高い、孔径の微細な多孔質膜を用いることができる。具体的には、樹脂からなる微多孔膜を用いることができる。微多孔膜の材料としては、ポリオレフィン系（ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリ塩化ビニル）の樹脂、及びその他の樹脂、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリシクロオレフィン、ポリエーテルスルフォン、ポリアミド、ポリイミド、ポリイミドアミド、ポリアラミド、ポリシクロオレフィン、ナイロン、ポリテトラフルオロエチレン等の樹脂を挙げることができる。特に、ポリオレフィン系の樹脂のいずれか、これらの混合物あるいは共重合体等の樹脂が、セパレーター膜厚を薄くし電池内の活物質比率を上げて体積あたりの容量を上げることができるため好ましい。
本発明の二次電池に用いるセパレーターとしては、電子伝導性がなくイオン伝導性があり、有機溶媒に対する耐性が高い、孔径の微細な多孔質膜を用いることができる。具体的には、樹脂からなる微多孔膜を用いることができる。微多孔膜の材料としては、ポリオレフィン系（ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリ塩化ビニル）の樹脂、及びその他の樹脂、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリシクロオレフィン、ポリエーテルスルフォン、ポリアミド、ポリイミド、ポリイミドアミド、ポリアラミド、ポリシクロオレフィン、ナイロン、ポリテトラフルオロエチレン等の樹脂を挙げることができる。特に、ポリオレフィン系の樹脂のいずれか、これらの混合物あるいは共重合体等の樹脂が、セパレーター膜厚を薄くし電池内の活物質比率を上げて体積あたりの容量を上げることができるため好ましい。
セパレーターの材料として用いるポリオレフィン系の樹脂としては、より具体的には、ポリエチレン、ポリプロピレン等のホモポリマー、コポリマー、更にはこれらの混合物が挙げられる。ポリエチレンとしては、低密度、中密度、高密度のポリエチレンが挙げられ、突き刺し強度や機械的な強度の観点から、高密度のポリエチレンが好ましい。また、これらのポリエチレンは柔軟性を付与する目的から２種以上を混合しても良い。これらポリエチレンの調製に用いる重合触媒も特に制限はなく、チーグラー・ナッタ系触媒やフィリップス系触媒やメタロセン系触媒などが挙げられる。機械強度と高透過性を両立させる観点から、ポリエチレンの粘度平均分子量は１０万以上１２００万以下が好ましく、より好ましくは２０万以上３００万以下である。ポリプロピレンとしては、ホモポリマー、ランダムコポリマー、ブロックコポリマーが挙げられ、一種類または二種類以上を混合して使用することができる。また重合触媒も特に制限はなく、チーグラー・ナッタ系触媒やメタロセン系触媒などが挙げられる。また立体規則性にも特に制限はなく、アイソタクチックやシンジオタクチックやアタクチックを使用することができるが、安価である点からアイソタクチックポリプロピレンを使用するのが望ましい。さらに本発明の効果を損なわない範囲で、ポリオレフィン系樹脂にはポリエチレン或いはポリプロピレン以外のポリオレフィン及び酸化防止剤、核剤などの添加剤を適量添加してもよい。
セパレーターの厚さは、通常０．５〜４０μｍ、好ましくは１〜３０μｍ、更に好ましくは１〜１０μｍである。この範囲であると電池内でのセパレーターによる抵抗が小さくなり、またセパレーターへの塗工時の作業性が良い。
〔電解液〕
本発明において、電解液としては、有機溶媒に支持電解質を溶解した非水電解液を用いうる。支持電解質としては、リチウム塩を用いることができる。リチウム塩としては、特に制限はないが、ＬｉＰＦ６、ＬｉＡｓＦ６、ＬｉＢＦ４、ＬｉＳｂＦ６、ＬｉＡｌＣｌ４、ＬｉＣｌＯ４、ＣＦ３ＳＯ３Ｌｉ、Ｃ４Ｆ９ＳＯ３Ｌｉ、ＣＦ３ＣＯＯＬｉ、（ＣＦ３ＣＯ）２ＮＬｉ、（ＣＦ３ＳＯ２）２ＮＬｉ、（Ｃ２Ｆ５ＳＯ２）ＮＬｉなどが挙げられる。中でも、溶媒に溶けやすく高い解離度を示すＬｉＰＦ６、ＬｉＣｌＯ４、ＣＦ３ＳＯ３Ｌｉが好ましい。これらは、二種以上を併用してもよい。解離度の高い支持電解質を用いるほどリチウムイオン伝導度が高くなるので、支持電解質の種類によりリチウムイオン伝導度を調節することができる。
本発明において、電解液としては、有機溶媒に支持電解質を溶解した非水電解液を用いうる。支持電解質としては、リチウム塩を用いることができる。リチウム塩としては、特に制限はないが、ＬｉＰＦ６、ＬｉＡｓＦ６、ＬｉＢＦ４、ＬｉＳｂＦ６、ＬｉＡｌＣｌ４、ＬｉＣｌＯ４、ＣＦ３ＳＯ３Ｌｉ、Ｃ４Ｆ９ＳＯ３Ｌｉ、ＣＦ３ＣＯＯＬｉ、（ＣＦ３ＣＯ）２ＮＬｉ、（ＣＦ３ＳＯ２）２ＮＬｉ、（Ｃ２Ｆ５ＳＯ２）ＮＬｉなどが挙げられる。中でも、溶媒に溶けやすく高い解離度を示すＬｉＰＦ６、ＬｉＣｌＯ４、ＣＦ３ＳＯ３Ｌｉが好ましい。これらは、二種以上を併用してもよい。解離度の高い支持電解質を用いるほどリチウムイオン伝導度が高くなるので、支持電解質の種類によりリチウムイオン伝導度を調節することができる。
電解液に使用する有機溶媒としては、支持電解質を溶解できるものであれば特に限定されないが、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、エチレンカーボネート（ＥＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、ブチレンカーボネート（ＢＣ）、メチルエチルカーボネート（ＭＥＣ）などのカーボネート類；γ−ブチロラクトン、ギ酸メチルなどのエステル類；１，２−ジメトキシエタン、テトラヒドロフランなどのエーテル類；スルホラン、ジメチルスルホキシドなどの含硫黄化合物類；が好適に用いられる。またこれらの溶媒の混合液を用いてもよい。中でも、誘電率が高く、安定な電位領域が広いのでカーボネート類が好ましい。用いる溶媒の粘度が低いほどリチウムイオン伝導度が高くなるので、溶媒の種類によりリチウムイオン伝導度を調節することができる。
電解液は、必要に応じて任意の添加剤を含有しうる。添加剤としては、ビニレンカーボネート（ＶＣ）などのカーボネート系の化合物が挙げられる。
電解液は、必要に応じて任意の添加剤を含有しうる。添加剤としては、ビニレンカーボネート（ＶＣ）などのカーボネート系の化合物が挙げられる。
電解液中における支持電解質の濃度は、通常１〜３０質量％、好ましくは５質量％〜２０質量％である。また、支持電解質の種類に応じて、通常０．５〜２．５モル／Ｌの濃度で用いられる。支持電解質の濃度が低すぎても高すぎてもイオン導電度は低下する傾向にある。
なお、本発明において便宜上「電解液」と呼ぶものは、必ずしも液体に限られず、非液体のもので同様の作用を示すものも「電解液」として用いうる。例えば、ポリエチレンオキシド、ポリアクリロニトリルなどのポリマー電解質や前記ポリマー電解質に電解液を含浸したゲル状ポリマー電解質や、ＬｉＩ、Ｌｉ３Ｎなどの無機固体電解質を挙げることができる。
なお、本発明において便宜上「電解液」と呼ぶものは、必ずしも液体に限られず、非液体のもので同様の作用を示すものも「電解液」として用いうる。例えば、ポリエチレンオキシド、ポリアクリロニトリルなどのポリマー電解質や前記ポリマー電解質に電解液を含浸したゲル状ポリマー電解質や、ＬｉＩ、Ｌｉ３Ｎなどの無機固体電解質を挙げることができる。
〔二次電池の構成〕
本発明の二次電池の構成は、前記本発明の二次電池負極用組成物を用いて製造された負極、正極、電解液、及びセパレーターを備えるものとすることができ、通常のリチウムイオン二次電池の構成を適宜採用することができる。例えば、正極と負極とをセパレーターを介して重ね合わせ、これを電池形状に応じて巻く、折るなどして電池容器に入れ、電池容器に電解液を注入して封口し、電池を構成することができる。
本発明の二次電池の構成は、前記本発明の二次電池負極用組成物を用いて製造された負極、正極、電解液、及びセパレーターを備えるものとすることができ、通常のリチウムイオン二次電池の構成を適宜採用することができる。例えば、正極と負極とをセパレーターを介して重ね合わせ、これを電池形状に応じて巻く、折るなどして電池容器に入れ、電池容器に電解液を注入して封口し、電池を構成することができる。
本発明の二次電池は、必要に応じてエキスパンドメタルや、ヒューズ、ＰＴＣ素子などの過電流防止素子、リード板などの任意の構成要素を備えることができ、これらを備えることにより、電池内部の圧力上昇、過充放電の防止をする事もできる。
電池の外形の形状は、コイン型、ボタン型、シート型、円筒型、角形、積層型などが挙げられる。
電池の外形の形状は、コイン型、ボタン型、シート型、円筒型、角形、積層型などが挙げられる。
〔用途〕
本発明の二次電池の用途は、特に限定されず、従来の二次電池と同様の用途に用いうる。特に、大容量であり、急速な充放電や、低温環境における充放電においても高い容量を維持することができ、且つ安全性が高いという特性を生かし、携帯電話やノート型パーソナルコンピュータなどの小型の電子機器、及び電気自動車などの大型の機器の電源として用いることができる。
本発明の二次電池の用途は、特に限定されず、従来の二次電池と同様の用途に用いうる。特に、大容量であり、急速な充放電や、低温環境における充放電においても高い容量を維持することができ、且つ安全性が高いという特性を生かし、携帯電話やノート型パーソナルコンピュータなどの小型の電子機器、及び電気自動車などの大型の機器の電源として用いることができる。
以下において、実施例を参照して本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されない。
以下の実施例において、物質の量比に関する「部」及び「％」は、別に断らない限り質量比を表す。実施例において、諸般の物性の測定は、下記の通り行った。
以下の実施例において、物質の量比に関する「部」及び「％」は、別に断らない限り質量比を表す。実施例において、諸般の物性の測定は、下記の通り行った。
（残留過硫酸イオンの測定）
二次電池用バインダー中の残留過硫酸イオン量を、以下の手順にてヨウ素の還元滴定により定量した。
試料（二次電池用バインダー）３００ｍｌを−４０℃で凍結凝固させた後、４０℃の恒温槽に６時間放置した。これを吸引ろ過し、凝固物とろ液とを分離した。
得られたろ液に、硫酸及びヨウ化カリウムを添加して反応させ、ヨウ素（Ｉ２）を遊離させた。遊離させたヨウ素（Ｉ２）を濃度既知のチオ硫酸ナトリウムにて滴定した。滴定の終点は、液の褐色が透明になった点を目視で判断し終点とした。滴定値より過硫酸塩量を算出し過硫酸イオン量とした。本滴定の反応式は下記の通りである。
Ｋ２Ｓ２Ｏ８ ＋ ２ＫＩ → Ｉ２ ＋ ２Ｋ２ＳＯ４
Ｉ２ ＋ ２Ｎａ２Ｓ２Ｏ３ →２Ｉ− ＋Ｓ４Ｏ６ ２− ＋ ４Ｎａ＋
二次電池用バインダー中の残留過硫酸イオン量を、以下の手順にてヨウ素の還元滴定により定量した。
試料（二次電池用バインダー）３００ｍｌを−４０℃で凍結凝固させた後、４０℃の恒温槽に６時間放置した。これを吸引ろ過し、凝固物とろ液とを分離した。
得られたろ液に、硫酸及びヨウ化カリウムを添加して反応させ、ヨウ素（Ｉ２）を遊離させた。遊離させたヨウ素（Ｉ２）を濃度既知のチオ硫酸ナトリウムにて滴定した。滴定の終点は、液の褐色が透明になった点を目視で判断し終点とした。滴定値より過硫酸塩量を算出し過硫酸イオン量とした。本滴定の反応式は下記の通りである。
Ｋ２Ｓ２Ｏ８ ＋ ２ＫＩ → Ｉ２ ＋ ２Ｋ２ＳＯ４
Ｉ２ ＋ ２Ｎａ２Ｓ２Ｏ３ →２Ｉ− ＋Ｓ４Ｏ６ ２− ＋ ４Ｎａ＋
（残留する未反応の単量体の測定）
ガスクロマトグラフィー（カラム：キャピラリーカラムＴＣ−１７０１、長さ３０ｍｍ×外径０．３ｍｍ、島津製作所（株）製、カラム温度：１２０℃、検出器：ＦＩＤ）にて測定した。
ガスクロマトグラフィー（カラム：キャピラリーカラムＴＣ−１７０１、長さ３０ｍｍ×外径０．３ｍｍ、島津製作所（株）製、カラム温度：１２０℃、検出器：ＦＩＤ）にて測定した。
（ピール強度）
負極を、それぞれ、幅１ｃｍ×長さ１０ｃｍの矩形に切って試験片とした。試験片を、負極活物質層面を上にして固定した。試験片の負極活物質層の表面にセロハンテープを貼り付けた後、試験片の一端からセロハンテープを５０ｍｍ／分の速度で１８０°方向に引き剥がしたときの応力を測定した。測定を１０回行い、その平均値を求めてこれをピール強度とし、下記基準にて判定を行った。この値が大きいほど、負極の密着強度が大きいことを示す。
Ａ：６．５Ｎ／ｍ以上
Ｂ：５．５Ｎ／ｍ以上〜６．５Ｎ／ｍ未満
Ｃ：４．５Ｎ／ｍ以上〜５．５Ｎ／ｍ未満
Ｄ：３．５Ｎ／ｍ以上〜４．５Ｎ／ｍ未満
Ｅ：２．５Ｎ／ｍ以上〜３．５Ｎ／ｍ未満
Ｆ：２．５Ｎ／ｍ未満
負極を、それぞれ、幅１ｃｍ×長さ１０ｃｍの矩形に切って試験片とした。試験片を、負極活物質層面を上にして固定した。試験片の負極活物質層の表面にセロハンテープを貼り付けた後、試験片の一端からセロハンテープを５０ｍｍ／分の速度で１８０°方向に引き剥がしたときの応力を測定した。測定を１０回行い、その平均値を求めてこれをピール強度とし、下記基準にて判定を行った。この値が大きいほど、負極の密着強度が大きいことを示す。
Ａ：６．５Ｎ／ｍ以上
Ｂ：５．５Ｎ／ｍ以上〜６．５Ｎ／ｍ未満
Ｃ：４．５Ｎ／ｍ以上〜５．５Ｎ／ｍ未満
Ｄ：３．５Ｎ／ｍ以上〜４．５Ｎ／ｍ未満
Ｅ：２．５Ｎ／ｍ以上〜３．５Ｎ／ｍ未満
Ｆ：２．５Ｎ／ｍ未満
（充放電サイクル特性）
ハーフセルコイン型のリチウムイオン二次電池について、２５℃で、所定の充放電サイクルにより、充放電を繰り返した。充放電サイクルは、０．１Ｃの定電流定電圧充電（０．０２Ｖになるまで定電流で充電、その後定電圧で充電）と、その後の０．１Ｃの定電流での１．５Ｖまでの放電を１サイクルとした。充放電を５５サイクルまで行い、初期放電容量に対する５５サイクル目の放電容量の比を容量維持率とし、下記の基準で判定した。この値が大きいほど繰り返し充放電による容量減が少ない、すなわち充放電サイクル特性に優れることを示す。
Ａ：８０％以上
Ｂ：７０％以上８０％未満
Ｃ：６０％以上７０％未満
Ｄ：５０％以上６０％未満
Ｅ：４０％以上５０％未満
Ｆ：４０％未満
ハーフセルコイン型のリチウムイオン二次電池について、２５℃で、所定の充放電サイクルにより、充放電を繰り返した。充放電サイクルは、０．１Ｃの定電流定電圧充電（０．０２Ｖになるまで定電流で充電、その後定電圧で充電）と、その後の０．１Ｃの定電流での１．５Ｖまでの放電を１サイクルとした。充放電を５５サイクルまで行い、初期放電容量に対する５５サイクル目の放電容量の比を容量維持率とし、下記の基準で判定した。この値が大きいほど繰り返し充放電による容量減が少ない、すなわち充放電サイクル特性に優れることを示す。
Ａ：８０％以上
Ｂ：７０％以上８０％未満
Ｃ：６０％以上７０％未満
Ｄ：５０％以上６０％未満
Ｅ：４０％以上５０％未満
Ｆ：４０％未満
（サイクル特性のばらつき）
上記に示した充放電サイクル特性の試験を、複数のサンプル（ｎ＝１０）でおこない、容量維持率のばらつきを確かめた。最も容量維持率が高かったサンプルの容量維持率と、最も容量維持率が低かったサンプルの容量維持率との差を求め、全サンプルの容量維持率の平均値に対する当該差の値の割合（％）を求め、下記の基準で判定した。この値が小さいほど安定した電池の供給が可能であることを示す。
Ａ：５％未満
Ｂ：５％以上１０％未満
Ｃ：１０％以上１５％未満
Ｄ：１５％以上
上記に示した充放電サイクル特性の試験を、複数のサンプル（ｎ＝１０）でおこない、容量維持率のばらつきを確かめた。最も容量維持率が高かったサンプルの容量維持率と、最も容量維持率が低かったサンプルの容量維持率との差を求め、全サンプルの容量維持率の平均値に対する当該差の値の割合（％）を求め、下記の基準で判定した。この値が小さいほど安定した電池の供給が可能であることを示す。
Ａ：５％未満
Ｂ：５％以上１０％未満
Ｃ：１０％以上１５％未満
Ｄ：１５％以上
（実施例１）
（１−１：老化防止剤水分散液の調製）
イオン交換水２．０部、ベンズイミダゾール系老化防止剤としての２−メルカプトベンズイミダゾール１．３部、フェノール系老化防止剤（商品名「ウイングステイＬ」、商品名、p−クレゾールとジシクロペンタジエンのブチル化反応生成物、グッドイヤー社製）０．３部、及び分散剤としてドデシル硫酸ナトリウム０．００８部を混合した。混合溶液を高速ビーズミルで粉砕し、老化防止剤水分散液（固形分濃度：４５％、重量最頻粒子径：１．３μｍ）を得た。
（１−１：老化防止剤水分散液の調製）
イオン交換水２．０部、ベンズイミダゾール系老化防止剤としての２−メルカプトベンズイミダゾール１．３部、フェノール系老化防止剤（商品名「ウイングステイＬ」、商品名、p−クレゾールとジシクロペンタジエンのブチル化反応生成物、グッドイヤー社製）０．３部、及び分散剤としてドデシル硫酸ナトリウム０．００８部を混合した。混合溶液を高速ビーズミルで粉砕し、老化防止剤水分散液（固形分濃度：４５％、重量最頻粒子径：１．３μｍ）を得た。
（１−２：バインダーの製造）
攪拌機付き５ＭＰaオートクレーブに、スチレン４５部、１，３−ブタジエン４５部、メタクリル酸１０部、ｔ−ドデシルメルカプタン０．８部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム５部、イオン交換水１５０部及び重合開始剤として過硫酸カリウム０．３部を入れ、十分に攪拌した後、５０℃に加温して重合を開始した。このときの単量体合計は１００部である。単量体の消費量をガスクロマトグラフィー（カラム：キャピラリーカラムＴＣ−１７０１、長さ３０ｍｍ×外径０．３ｍｍ、島津製作所（株）製、カラム温度：１２０℃、検出器：ＦＩＤ）にてモニターし、単量体の消費量が９５．０％になった時点で、イオン交換水にて１．０％に調整した亜硝酸ナトリウム水溶液を、重合体１００部に対して０．０２５部（固形分基準）添加した後、冷却し反応を停止し、重合体粒子分散液（ｉ）を得た。
得られた重合体粒子分散液（ｉ）を、外部熱交換器に投入し、蒸発タンク内の重合体粒子分散液を８０℃まで加熱し、そして蒸発タンク内の圧力を１５０ｔｏｒｒに減圧しながら、１１０℃（飽和温度）の水蒸気を１２００ｋｇ／時間で８時間吹き込むことにより、未反応の単量体を除去し、重合体粒子分散液（ｉｉ）を得た。
得られた重合体粒子分散液（ｉｉ）に、上記（１−１）で調製した老化防止剤水分散液を添加し（添加量は、重合体１００部に対して２−メルカプトベンズイミダゾール１．３部、フェノール系老化防止剤０．３部（重量比８１：１９、合計１．６部）となる割合とした）、さらにイオン交換水を加えて濃度調整をし、固形分濃度４０％の二次電池用バインダー（ａ）を得た。得られた二次電池用バインダー（ａ）中の残留過硫酸カリウム濃度は、重合体に対する重量比で２０ｐｐｍであった。二次電池用バインダー（ａ）中に残留する未反応の単量体量は、重合体に対する重量比で４００ｐｐｍであった。
攪拌機付き５ＭＰaオートクレーブに、スチレン４５部、１，３−ブタジエン４５部、メタクリル酸１０部、ｔ−ドデシルメルカプタン０．８部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム５部、イオン交換水１５０部及び重合開始剤として過硫酸カリウム０．３部を入れ、十分に攪拌した後、５０℃に加温して重合を開始した。このときの単量体合計は１００部である。単量体の消費量をガスクロマトグラフィー（カラム：キャピラリーカラムＴＣ−１７０１、長さ３０ｍｍ×外径０．３ｍｍ、島津製作所（株）製、カラム温度：１２０℃、検出器：ＦＩＤ）にてモニターし、単量体の消費量が９５．０％になった時点で、イオン交換水にて１．０％に調整した亜硝酸ナトリウム水溶液を、重合体１００部に対して０．０２５部（固形分基準）添加した後、冷却し反応を停止し、重合体粒子分散液（ｉ）を得た。
得られた重合体粒子分散液（ｉ）を、外部熱交換器に投入し、蒸発タンク内の重合体粒子分散液を８０℃まで加熱し、そして蒸発タンク内の圧力を１５０ｔｏｒｒに減圧しながら、１１０℃（飽和温度）の水蒸気を１２００ｋｇ／時間で８時間吹き込むことにより、未反応の単量体を除去し、重合体粒子分散液（ｉｉ）を得た。
得られた重合体粒子分散液（ｉｉ）に、上記（１−１）で調製した老化防止剤水分散液を添加し（添加量は、重合体１００部に対して２−メルカプトベンズイミダゾール１．３部、フェノール系老化防止剤０．３部（重量比８１：１９、合計１．６部）となる割合とした）、さらにイオン交換水を加えて濃度調整をし、固形分濃度４０％の二次電池用バインダー（ａ）を得た。得られた二次電池用バインダー（ａ）中の残留過硫酸カリウム濃度は、重合体に対する重量比で２０ｐｐｍであった。二次電池用バインダー（ａ）中に残留する未反応の単量体量は、重合体に対する重量比で４００ｐｐｍであった。
（１−３：リチウムイオン二次電池負極用スラリー組成物の製造）
増粘剤として、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ、第一工業製薬社製、商品名「セロゲンＢＳＨ−１２」）を用い、０．７％ＣＭＣ水溶液を調製した。
ディスパー付きのプラネタリーミキサーに、負極活物質として人造黒鉛（平均粒子径：２４．５μｍ）１００部及び上記１％のＣＭＣ水溶液１部（固形分基準）を入れ、イオン交換水で固形分濃度５５％に調整した後、２５℃で６０分間撹拌した。次に、イオン交換水で固形分濃度５２％に調整した後、さらに２５℃で１５分間撹拌し、混合液を得た。
増粘剤として、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ、第一工業製薬社製、商品名「セロゲンＢＳＨ−１２」）を用い、０．７％ＣＭＣ水溶液を調製した。
ディスパー付きのプラネタリーミキサーに、負極活物質として人造黒鉛（平均粒子径：２４．５μｍ）１００部及び上記１％のＣＭＣ水溶液１部（固形分基準）を入れ、イオン交換水で固形分濃度５５％に調整した後、２５℃で６０分間撹拌した。次に、イオン交換水で固形分濃度５２％に調整した後、さらに２５℃で１５分間撹拌し、混合液を得た。
上記混合液に、上記（１−２）で得たバインダー（ａ）１部（人造黒鉛１００部に対するバインダー（ａ）中の固形分量）、及びイオン交換水を入れ、最終固形分濃度４２％となるように調整し、さらに１０分間混合した。これを減圧下で脱泡処理して流動性の良いリチウムイオン二次電池負極用スラリー組成物を得た。
（１−４：電池の製造）
上記（１−３）で得たリチウムイオン二次電池負極用スラリー組成物を、コンマコーターで、厚さ２０μｍの銅箔の上に、乾燥後の膜厚が２００μｍ程度になるように塗布し、２分間乾燥（０．５ｍ／分の速度、６０℃）し、２分間加熱処理（１２０℃）して電極原反を得た。この電極原反をロールプレスで圧延して負極活物質層の厚みが８０μｍのリチウムイオン二次電池負極を得た。
上記（１−３）で得たリチウムイオン二次電池負極用スラリー組成物を、コンマコーターで、厚さ２０μｍの銅箔の上に、乾燥後の膜厚が２００μｍ程度になるように塗布し、２分間乾燥（０．５ｍ／分の速度、６０℃）し、２分間加熱処理（１２０℃）して電極原反を得た。この電極原反をロールプレスで圧延して負極活物質層の厚みが８０μｍのリチウムイオン二次電池負極を得た。
上記負極を直径１５ｍｍの円盤状に切り抜いた。
別途、直径１８ｍｍ、厚さ２５μｍの円盤状のポリプロピレン製多孔膜からなるセパレータ、及び正極として用いる直径１６ｍｍ、厚さ５００μｍの円盤状の金属リチウムを用意した。
円盤状の負極の負極活物質層側の面上に、円盤状のセパレータ、円盤状の金属リチウムを順次載置した。さらに、円盤状の金属リチウム上に、エキスパンドメタルを載置した。これらを、ポリプロピレン製パッキンを設置したステンレス鋼製のコイン型外装容器（直径２０ｍｍ、高さ１．８ｍｍ、ステンレス鋼厚さ０．２５ｍｍ）中に収納した。この容器中に電解液を注入した。容器内に空気が残らないように、ポリプロピレン製パッキンを介して外装容器に厚さ０．２ｍｍのステンレス鋼のキャップをかぶせて固定し、電池缶を封止して、直径２０ｍｍ、厚さ約２ｍｍのハーフセルを作製した。
上記電解液としてはエチレンカーボネート（ＥＣ）：ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）＝１：２混合溶媒（２０℃での容積比）にＬＩＰＦ６を１モル／リットルの濃度で溶解させた溶液を用いた。
別途、直径１８ｍｍ、厚さ２５μｍの円盤状のポリプロピレン製多孔膜からなるセパレータ、及び正極として用いる直径１６ｍｍ、厚さ５００μｍの円盤状の金属リチウムを用意した。
円盤状の負極の負極活物質層側の面上に、円盤状のセパレータ、円盤状の金属リチウムを順次載置した。さらに、円盤状の金属リチウム上に、エキスパンドメタルを載置した。これらを、ポリプロピレン製パッキンを設置したステンレス鋼製のコイン型外装容器（直径２０ｍｍ、高さ１．８ｍｍ、ステンレス鋼厚さ０．２５ｍｍ）中に収納した。この容器中に電解液を注入した。容器内に空気が残らないように、ポリプロピレン製パッキンを介して外装容器に厚さ０．２ｍｍのステンレス鋼のキャップをかぶせて固定し、電池缶を封止して、直径２０ｍｍ、厚さ約２ｍｍのハーフセルを作製した。
上記電解液としてはエチレンカーボネート（ＥＣ）：ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）＝１：２混合溶媒（２０℃での容積比）にＬＩＰＦ６を１モル／リットルの濃度で溶解させた溶液を用いた。
このハーフセル（リチウムイオン二次電池）について、ピール強度、充放電サイクル特性、及び充放電サイクル特性のばらつきを評価した。結果を表１に示す。
（実施例２）
下記の点を変更した他は、実施例１と同様に操作し、バインダー及びリチウムイオン二次電池を製造した。
・工程（１−１）において、イオン交換水の量を０．７４部に変更し、２−メルカプトベンズイミダゾールの量を０．３３部に変更し、フェノール系老化防止剤の量を０．２７部に変更し、ドデシル硫酸ナトリウムの量を０．００３部に変更した。
・工程（１−２）において、老化防止剤水分散液の添加量を、重合体１００部に対して２−メルカプトベンズイミダゾール０．３３部、フェノール系老化防止剤０．２７部（合計０．６部、重量比５５：４５）となる割合とした。
得られたバインダーの残留過硫酸カリウム濃度および残留未反応単量体量、並びに得られたリチウムイオン二次電池のピール強度、充放電サイクル特性、及び充放電サイクル特性のばらつきを、実施例１と同様に評価した。結果を表１に示す。
下記の点を変更した他は、実施例１と同様に操作し、バインダー及びリチウムイオン二次電池を製造した。
・工程（１−１）において、イオン交換水の量を０．７４部に変更し、２−メルカプトベンズイミダゾールの量を０．３３部に変更し、フェノール系老化防止剤の量を０．２７部に変更し、ドデシル硫酸ナトリウムの量を０．００３部に変更した。
・工程（１−２）において、老化防止剤水分散液の添加量を、重合体１００部に対して２−メルカプトベンズイミダゾール０．３３部、フェノール系老化防止剤０．２７部（合計０．６部、重量比５５：４５）となる割合とした。
得られたバインダーの残留過硫酸カリウム濃度および残留未反応単量体量、並びに得られたリチウムイオン二次電池のピール強度、充放電サイクル特性、及び充放電サイクル特性のばらつきを、実施例１と同様に評価した。結果を表１に示す。
（実施例３）
下記の点を変更した他は、実施例１と同様に操作し、バインダー及びリチウムイオン二次電池を製造した。
・工程（１−１）において、イオン交換水の量を２．９５部に変更し、２−メルカプトベンズイミダゾールの量を１．３２部に変更し、フェノール系老化防止剤の量を１．０８部に変更し、ドデシル硫酸ナトリウムの量を０．０１２部に変更した。
・工程（１−２）において、老化防止剤水分散液の添加量を、重合体１００部に対して２−メルカプトベンズイミダゾール１．３２部、フェノール系老化防止剤１．０８部（合計２．４部、重量比５５：４５）となる割合とした。
得られたバインダーの残留過硫酸カリウム濃度および残留未反応単量体量、並びに得られたリチウムイオン二次電池のピール強度、充放電サイクル特性、及び充放電サイクル特性のばらつきを、実施例１と同様に評価した。結果を表１に示す。
下記の点を変更した他は、実施例１と同様に操作し、バインダー及びリチウムイオン二次電池を製造した。
・工程（１−１）において、イオン交換水の量を２．９５部に変更し、２−メルカプトベンズイミダゾールの量を１．３２部に変更し、フェノール系老化防止剤の量を１．０８部に変更し、ドデシル硫酸ナトリウムの量を０．０１２部に変更した。
・工程（１−２）において、老化防止剤水分散液の添加量を、重合体１００部に対して２−メルカプトベンズイミダゾール１．３２部、フェノール系老化防止剤１．０８部（合計２．４部、重量比５５：４５）となる割合とした。
得られたバインダーの残留過硫酸カリウム濃度および残留未反応単量体量、並びに得られたリチウムイオン二次電池のピール強度、充放電サイクル特性、及び充放電サイクル特性のばらつきを、実施例１と同様に評価した。結果を表１に示す。
（実施例４）
下記の点を変更した他は、実施例１と同様に操作し、バインダー及びリチウムイオン二次電池を製造した。
・工程（１−１）において、２−メルカプトベンズイミダゾールの量を１．６部に変更し、フェノール系老化防止剤を添加しなかった。
・工程（１−２）において、老化防止剤水分散液の添加量を、重合体１００部に対して２−メルカプトベンズイミダゾール１．６部となる割合とした。
得られたバインダーの残留過硫酸カリウム濃度および残留未反応単量体量、並びに得られたリチウムイオン二次電池のピール強度、充放電サイクル特性、及び充放電サイクル特性のばらつきを、実施例１と同様に評価した。結果を表１に示す。
下記の点を変更した他は、実施例１と同様に操作し、バインダー及びリチウムイオン二次電池を製造した。
・工程（１−１）において、２−メルカプトベンズイミダゾールの量を１．６部に変更し、フェノール系老化防止剤を添加しなかった。
・工程（１−２）において、老化防止剤水分散液の添加量を、重合体１００部に対して２−メルカプトベンズイミダゾール１．６部となる割合とした。
得られたバインダーの残留過硫酸カリウム濃度および残留未反応単量体量、並びに得られたリチウムイオン二次電池のピール強度、充放電サイクル特性、及び充放電サイクル特性のばらつきを、実施例１と同様に評価した。結果を表１に示す。
（実施例５）
工程（１−２）において、メタクリル酸の添加量を１５部に変更した他は、実施例１と同様に操作し、バインダー及びリチウムイオン二次電池を製造した。
得られたバインダーの残留過硫酸カリウム濃度および残留未反応単量体量、並びに得られたリチウムイオン二次電池のピール強度、充放電サイクル特性、及び充放電サイクル特性のばらつきを、実施例１と同様に評価した。結果を表１に示す。
工程（１−２）において、メタクリル酸の添加量を１５部に変更した他は、実施例１と同様に操作し、バインダー及びリチウムイオン二次電池を製造した。
得られたバインダーの残留過硫酸カリウム濃度および残留未反応単量体量、並びに得られたリチウムイオン二次電池のピール強度、充放電サイクル特性、及び充放電サイクル特性のばらつきを、実施例１と同様に評価した。結果を表１に示す。
（実施例６）
工程（１−２）において、亜硝酸ナトリウム水溶液の添加を０．０１部に変更した他は、実施例１と同様に操作し、バインダー及びリチウムイオン二次電池を製造した。
得られたバインダーの残留過硫酸カリウム濃度および残留未反応単量体量、並びに得られたリチウムイオン二次電池のピール強度、充放電サイクル特性、及び充放電サイクル特性のばらつきを、実施例１と同様に評価した。結果を表１に示す。
工程（１−２）において、亜硝酸ナトリウム水溶液の添加を０．０１部に変更した他は、実施例１と同様に操作し、バインダー及びリチウムイオン二次電池を製造した。
得られたバインダーの残留過硫酸カリウム濃度および残留未反応単量体量、並びに得られたリチウムイオン二次電池のピール強度、充放電サイクル特性、及び充放電サイクル特性のばらつきを、実施例１と同様に評価した。結果を表１に示す。
（実施例７）
工程（１−３）において、バインダー（ａ）の添加量を３部に変更した他は、実施例１と同様に操作し、バインダー及びリチウムイオン二次電池を製造した。
得られたバインダーの残留過硫酸カリウム濃度および残留未反応単量体量、並びに得られたリチウムイオン二次電池のピール強度、充放電サイクル特性、及び充放電サイクル特性のばらつきを、実施例１と同様に評価した。結果を表１に示す。
工程（１−３）において、バインダー（ａ）の添加量を３部に変更した他は、実施例１と同様に操作し、バインダー及びリチウムイオン二次電池を製造した。
得られたバインダーの残留過硫酸カリウム濃度および残留未反応単量体量、並びに得られたリチウムイオン二次電池のピール強度、充放電サイクル特性、及び充放電サイクル特性のばらつきを、実施例１と同様に評価した。結果を表１に示す。
（実施例８）
工程（１−２）において、２−メルカプトベンズイミダゾールに代えて２−メルカプトメチルベンズイミダゾールを用いた他は、実施例１と同様に操作し、バインダー及びリチウムイオン二次電池を製造した。
得られたバインダーの残留過硫酸カリウム濃度および残留未反応単量体量、並びに得られたリチウムイオン二次電池のピール強度、充放電サイクル特性、及び充放電サイクル特性のばらつきを、実施例１と同様に評価した。結果を表２に示す。
工程（１−２）において、２−メルカプトベンズイミダゾールに代えて２−メルカプトメチルベンズイミダゾールを用いた他は、実施例１と同様に操作し、バインダー及びリチウムイオン二次電池を製造した。
得られたバインダーの残留過硫酸カリウム濃度および残留未反応単量体量、並びに得られたリチウムイオン二次電池のピール強度、充放電サイクル特性、及び充放電サイクル特性のばらつきを、実施例１と同様に評価した。結果を表２に示す。
（実施例９）
工程（１−２）において、メタクリル酸に代えてアクリル酸を用いた他は、実施例１と同様に操作し、バインダー及びリチウムイオン二次電池を製造した。
得られたバインダーの残留過硫酸カリウム濃度および残留未反応単量体量、並びに得られたリチウムイオン二次電池のピール強度、充放電サイクル特性、及び充放電サイクル特性のばらつきを、実施例１と同様に評価した。結果を表２に示す。
工程（１−２）において、メタクリル酸に代えてアクリル酸を用いた他は、実施例１と同様に操作し、バインダー及びリチウムイオン二次電池を製造した。
得られたバインダーの残留過硫酸カリウム濃度および残留未反応単量体量、並びに得られたリチウムイオン二次電池のピール強度、充放電サイクル特性、及び充放電サイクル特性のばらつきを、実施例１と同様に評価した。結果を表２に示す。
（実施例１０）
工程（１−２）において、メタクリル酸に代えてイタコン酸を用いた他は、実施例１と同様に操作し、バインダー及びリチウムイオン二次電池を製造した。
得られたバインダーの残留過硫酸カリウム濃度および残留未反応単量体量、並びに得られたリチウムイオン二次電池のピール強度、充放電サイクル特性、及び充放電サイクル特性のばらつきを、実施例１と同様に評価した。結果を表２に示す。
工程（１−２）において、メタクリル酸に代えてイタコン酸を用いた他は、実施例１と同様に操作し、バインダー及びリチウムイオン二次電池を製造した。
得られたバインダーの残留過硫酸カリウム濃度および残留未反応単量体量、並びに得られたリチウムイオン二次電池のピール強度、充放電サイクル特性、及び充放電サイクル特性のばらつきを、実施例１と同様に評価した。結果を表２に示す。
（実施例１１）
工程（１−２）において、重合体粒子分散液（ｉ）から重合体粒子分散液（ｉｉ）を得る工程を下記の通りとした他は、実施例１と同様に操作し、バインダー及びリチウムイオン二次電池を製造した。
重合体粒子分散液（ｉ）を、外部熱交換器に投入し、蒸発タンク内の重合体粒子分散液を９０℃まで加熱し、そして蒸発タンク内の圧力を１５０ｔｏｒｒに減圧し、この温度及び圧力の状態を１０時間保つことにより、重合体粒子分散液（ｉｉ）を得た。
得られたバインダーの残留過硫酸カリウム濃度、並びに得られたリチウムイオン二次電池のピール強度、充放電サイクル特性、及び充放電サイクル特性のばらつきを、実施例１と同様に評価した。結果を表２に示す。なお、二次電池用バインダー（ａ）中に残留する未反応の単量体量は重合体に対する重量比で８５０ｐｐｍであった。
工程（１−２）において、重合体粒子分散液（ｉ）から重合体粒子分散液（ｉｉ）を得る工程を下記の通りとした他は、実施例１と同様に操作し、バインダー及びリチウムイオン二次電池を製造した。
重合体粒子分散液（ｉ）を、外部熱交換器に投入し、蒸発タンク内の重合体粒子分散液を９０℃まで加熱し、そして蒸発タンク内の圧力を１５０ｔｏｒｒに減圧し、この温度及び圧力の状態を１０時間保つことにより、重合体粒子分散液（ｉｉ）を得た。
得られたバインダーの残留過硫酸カリウム濃度、並びに得られたリチウムイオン二次電池のピール強度、充放電サイクル特性、及び充放電サイクル特性のばらつきを、実施例１と同様に評価した。結果を表２に示す。なお、二次電池用バインダー（ａ）中に残留する未反応の単量体量は重合体に対する重量比で８５０ｐｐｍであった。
（実施例１２）
工程（１−２）において、亜硝酸ナトリウム水溶液の添加を行わなかった他は、実施例１と同様に操作し、バインダー及びリチウムイオン二次電池を製造した。
得られたバインダーの残留過硫酸カリウム濃度および残留未反応単量体量、並びに得られたリチウムイオン二次電池のピール強度、充放電サイクル特性、及び充放電サイクル特性のばらつきを、実施例１と同様に評価した。結果を表１に示す。
工程（１−２）において、亜硝酸ナトリウム水溶液の添加を行わなかった他は、実施例１と同様に操作し、バインダー及びリチウムイオン二次電池を製造した。
得られたバインダーの残留過硫酸カリウム濃度および残留未反応単量体量、並びに得られたリチウムイオン二次電池のピール強度、充放電サイクル特性、及び充放電サイクル特性のばらつきを、実施例１と同様に評価した。結果を表１に示す。
（比較例１）
工程（１−２）において、過硫酸カリウムの添加量を２重量部に変更した他は、実施例１と同様に操作し、バインダー及びリチウムイオン二次電池を製造した。
得られたバインダーの残留過硫酸カリウム濃度および残留未反応単量体量、並びに得られたリチウムイオン二次電池のピール強度、充放電サイクル特性、及び充放電サイクル特性のばらつきを、実施例１と同様に評価した。結果を表２に示す。
工程（１−２）において、過硫酸カリウムの添加量を２重量部に変更した他は、実施例１と同様に操作し、バインダー及びリチウムイオン二次電池を製造した。
得られたバインダーの残留過硫酸カリウム濃度および残留未反応単量体量、並びに得られたリチウムイオン二次電池のピール強度、充放電サイクル特性、及び充放電サイクル特性のばらつきを、実施例１と同様に評価した。結果を表２に示す。
（比較例２）
下記の点を変更した他は、実施例１と同様に操作し、バインダー及びリチウムイオン二次電池を製造した。
・工程（１−１）において、イオン交換水の量を７．３７部に変更し、２−メルカプトベンズイミダゾールの量を４．８６部に変更し、フェノール系老化防止剤の量を１．１４部に変更し、ドデシル硫酸ナトリウムの量を０．０３部に変更した。
・工程（１−２）において、老化防止剤水分散液の添加量を、重合体１００部に対して２−メルカプトベンズイミダゾール４．８６部、フェノール系老化防止剤１．１４部（合計６部、重量比８１：１９）となる割合とした。
得られたバインダーの残留過硫酸カリウム濃度および残留未反応単量体量、並びに得られたリチウムイオン二次電池のピール強度、充放電サイクル特性、及び充放電サイクル特性のばらつきを、実施例１と同様に評価した。結果を表２に示す。
下記の点を変更した他は、実施例１と同様に操作し、バインダー及びリチウムイオン二次電池を製造した。
・工程（１−１）において、イオン交換水の量を７．３７部に変更し、２−メルカプトベンズイミダゾールの量を４．８６部に変更し、フェノール系老化防止剤の量を１．１４部に変更し、ドデシル硫酸ナトリウムの量を０．０３部に変更した。
・工程（１−２）において、老化防止剤水分散液の添加量を、重合体１００部に対して２−メルカプトベンズイミダゾール４．８６部、フェノール系老化防止剤１．１４部（合計６部、重量比８１：１９）となる割合とした。
得られたバインダーの残留過硫酸カリウム濃度および残留未反応単量体量、並びに得られたリチウムイオン二次電池のピール強度、充放電サイクル特性、及び充放電サイクル特性のばらつきを、実施例１と同様に評価した。結果を表２に示す。
（比較例３）
工程（１−２）において、老化防止剤水分散液の添加を行わなかった他は、実施例１と同様に操作し、バインダー及びリチウムイオン二次電池を製造した。
得られたバインダーの残留過硫酸カリウム濃度および残留未反応単量体量、並びに得られたリチウムイオン二次電池のピール強度、充放電サイクル特性、及び充放電サイクル特性のばらつきを、実施例１と同様に評価した。結果を表２に示す。
工程（１−２）において、老化防止剤水分散液の添加を行わなかった他は、実施例１と同様に操作し、バインダー及びリチウムイオン二次電池を製造した。
得られたバインダーの残留過硫酸カリウム濃度および残留未反応単量体量、並びに得られたリチウムイオン二次電池のピール強度、充放電サイクル特性、及び充放電サイクル特性のばらつきを、実施例１と同様に評価した。結果を表２に示す。
（比較例４）
工程（１−２）において、メタクリル酸の添加量を１部に変更した他は、実施例１と同様に操作し、バインダー及びリチウムイオン二次電池を製造した。
得られたバインダーの残留過硫酸カリウム濃度および残留未反応単量体量、並びに得られたリチウムイオン二次電池のピール強度、充放電サイクル特性、及び充放電サイクル特性のばらつきを、実施例１と同様に評価した。結果を表２に示す。
工程（１−２）において、メタクリル酸の添加量を１部に変更した他は、実施例１と同様に操作し、バインダー及びリチウムイオン二次電池を製造した。
得られたバインダーの残留過硫酸カリウム濃度および残留未反応単量体量、並びに得られたリチウムイオン二次電池のピール強度、充放電サイクル特性、及び充放電サイクル特性のばらつきを、実施例１と同様に評価した。結果を表２に示す。
表中の略号が示すものは、それぞれ以下の通りである。
ＭＡＡ：メタクリル酸
ＡＡ：アクリル酸
ＩＡＡ：イタコン酸
２−ＭＢＩ：２−メルカプトベンズイミダゾール
２−ＭＭＢＩ：２−メルカプトメチルベンズイミダゾール
ＷＳ：「ウイングステイＬ」（商品名、p−クレゾールとジシクロペンタジエンのブチル化反応生成物、グッドイヤー社製）
また、表中において、酸単量体及び水溶性重合開始剤の添加量は、スチレン４５部及び１，３−ブタジエン４５部に対する相対量であり、残留水溶性重合開始剤のｐｐｍは、重合体に対する重量比であり、老化防止剤及び亜硝酸塩の添加量は、重合体１００部に対する相対量であり、残留未反応単量体量のｐｐｍは、重合体に対する重量比であり、負極バインダー添加量は、人造黒鉛１００部に対するバインダー（ａ）中の固形分量である。
ＭＡＡ：メタクリル酸
ＡＡ：アクリル酸
ＩＡＡ：イタコン酸
２−ＭＢＩ：２−メルカプトベンズイミダゾール
２−ＭＭＢＩ：２−メルカプトメチルベンズイミダゾール
ＷＳ：「ウイングステイＬ」（商品名、p−クレゾールとジシクロペンタジエンのブチル化反応生成物、グッドイヤー社製）
また、表中において、酸単量体及び水溶性重合開始剤の添加量は、スチレン４５部及び１，３−ブタジエン４５部に対する相対量であり、残留水溶性重合開始剤のｐｐｍは、重合体に対する重量比であり、老化防止剤及び亜硝酸塩の添加量は、重合体１００部に対する相対量であり、残留未反応単量体量のｐｐｍは、重合体に対する重量比であり、負極バインダー添加量は、人造黒鉛１００部に対するバインダー（ａ）中の固形分量である。
表１及び表２の結果から、酸系単量体の含有割合、残留する重合開始剤の量及び老化防止剤の割合が本発明の規定の範囲内である実施例１〜１０においては、ピール強度、サイクル特性及びサイクル特性のばらつきの全てにおいてバランスがとれた良好な結果が得られたことが分かる。
Claims (10)
- 共役ジエン単量体及び酸系単量体を含み、前記酸系単量体の割合が５〜２０重量％である単量体組成物を、水系媒体中で水溶性重合開始剤を用いて重合してなる重合体を含む二次電池用バインダーであって、
該バインダー中に残留する前記水溶性重合開始剤の量が、前記重合体に対する重量比で１００ｐｐｍ以下であり、
前記重合体１００重量部に対し老化防止剤を０．０５〜５重量部含むことを特徴とする二次電池用バインダー。 - 前記老化防止剤が、ベンズイミダゾール系老化防止剤からなる請求項１に記載の二次電池用バインダー。
- 前記老化防止剤が、ベンズイミダゾール系老化防止剤及びフェノール系老化防止剤からなる請求項１に記載の二次電池用バインダー。
- 前記単量体組成物が、前記共役ジエン単量体及び前記酸系単量体に加えて、芳香族ビニル単量体、ニトリル系単量体、及び（メタ）アクリル酸エステル系単量体よりなる群から選ばれた１種以上の単量体をさらに含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の二次電池用バインダー。
- 該バインダー中に残留する未反応の単量体の量が、前記重合体に対する重量比で５００ｐｐｍ以下である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の二次電池用バインダー。
- 請求項１〜５のいずれか１項に記載の二次電池用バインダーの製造方法であって、
（Ａ）共役ジエン単量体及び酸系単量体を含み、前記酸系単量体の含有割合が５〜２０重量％である単量体組成物を、水系媒体中で水溶性重合開始剤を用いて重合し、重合体を含む水溶液を得、
（Ｂ）前記水溶液に、前記重合体１００重量部に対し０．０５〜５重量部の老化防止剤を添加する
ことを含む、二次電池用バインダーの製造方法。 - 前記（Ａ）の後に、
（Ｃ）前記水溶液から、残留する未反応の単量体を除去し、前記水溶液中の前記未反応の単量体量を、前記重合体に対する重量比で５００ｐｐｍ以下とする
ことをさらに含む、請求項６に記載の二次電池用バインダーの製造方法。 - 前記（Ａ）の後に、
（Ｄ）前記水溶液に、亜硝酸塩を含む反応停止剤を添加して重合を停止する
ことをさらに含む、請求項６又は７に記載の二次電池用バインダーの製造方法。 - 負極活物質と請求項１〜５のいずれか１項に記載の二次電池用バインダーとを含有する二次電池負極用組成物。
- 請求項９に記載の二次電池負極用組成物を用いて製造された二次電池用負極を備える二次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2010149390A JP5499951B2 (ja) | 2010-06-30 | 2010-06-30 | 二次電池用バインダー、製造方法、二次電池負極用組成物、及び二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2010149390A JP5499951B2 (ja) | 2010-06-30 | 2010-06-30 | 二次電池用バインダー、製造方法、二次電池負極用組成物、及び二次電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2012014920A JP2012014920A (ja) | 2012-01-19 |
| JP5499951B2 true JP5499951B2 (ja) | 2014-05-21 |
Family
ID=45601119
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2010149390A Active JP5499951B2 (ja) | 2010-06-30 | 2010-06-30 | 二次電池用バインダー、製造方法、二次電池負極用組成物、及び二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5499951B2 (ja) |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5861845B2 (ja) * | 2011-03-18 | 2016-02-16 | 日本ゼオン株式会社 | リチウムイオン二次電池負極用スラリー組成物、リチウムイオン二次電池負極、及びリチウムイオン二次電池 |
| KR101762604B1 (ko) | 2012-03-02 | 2017-07-28 | 제온 코포레이션 | 2 차 전지용 정극 및 2 차 전지 |
| JP6226355B2 (ja) * | 2012-12-04 | 2017-11-08 | 三星エスディアイ株式会社ＳＡＭＳＵＮＧ ＳＤＩ Ｃｏ．， ＬＴＤ． | リチウムイオン二次電池用バインダ、リチウムイオン二次電池用負極活物質層、及びリチウムイオン二次電池 |
| JP2015230796A (ja) * | 2014-06-04 | 2015-12-21 | ユニチカ株式会社 | セパレータ用コーティング材料、セパレータ形成用スラリー、セパレータ、および二次電池 |
| CN107112540B (zh) | 2014-11-18 | 2021-06-01 | 日本瑞翁株式会社 | 锂离子二次电池电极用粘结剂组合物 |
| KR20160097706A (ko) | 2015-02-09 | 2016-08-18 | 인천대학교 산학협력단 | 가역적인 산-염기 상호작용을 통해 물리적으로 가교된 실리콘 음극용 고분자 바인더 |
| EP3322009B1 (en) | 2015-07-09 | 2022-06-15 | Sumitomo Seika Chemicals Co., Ltd. | Binder for lithium ion secondary battery positive electrodes |
| KR101817006B1 (ko) * | 2016-07-26 | 2018-01-09 | 인천대학교 산학협력단 | 실리콘 음극용 고분자 바인더 및 이의 제조 방법 |
| JP7264062B2 (ja) | 2017-11-30 | 2023-04-25 | 日本ゼオン株式会社 | 電気化学素子用導電材ペースト、電気化学素子正極用スラリー組成物及びその製造方法、電気化学素子用正極、並びに電気化学素子 |
| US20230178737A1 (en) * | 2020-03-17 | 2023-06-08 | Eneos Materials Corporation | Binder composition for all-solid-state secondary batteries, slurry for all-solid-state secondary batteries, solid electrolyte sheet for all-solid-state secondary batteries, method for producing said solid electrolyte sheet for all-solid-state secondary batteries, all-solid-state secondary battery, and method for producing said all-solid-state secondary battery |
| JP7729332B2 (ja) * | 2020-03-31 | 2025-08-26 | 日本ゼオン株式会社 | 二次電池機能層用有機粒子分散液、二次電池機能層用組成物、二次電池用電池部材、及び二次電池 |
| CN116615496A (zh) | 2020-12-25 | 2023-08-18 | 日本瑞翁株式会社 | 非水系二次电池负极用黏结剂组合物、非水系二次电池负极用浆料组合物、非水系二次电池用负极及其制造方法、以及非水系二次电池 |
| CN119275381B (zh) * | 2024-10-31 | 2025-10-17 | 江苏欧力特能源科技有限公司 | 一种高功率铅酸电池电解液及其制备方法 |
| WO2025095138A1 (ja) * | 2024-12-25 | 2025-05-08 | 三洋化成工業株式会社 | アルカリ電池用ゲル化剤 |
| WO2025116041A1 (ja) * | 2024-12-25 | 2025-06-05 | 三洋化成工業株式会社 | アルカリ電池用ゲル化剤 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5298048A (en) * | 1976-02-13 | 1977-08-17 | Japan Synthetic Rubber Co Ltd | Copolymer composition |
| JPS60144345A (ja) * | 1983-12-30 | 1985-07-30 | Tatsuta Electric Wire & Cable Co Ltd | ポリオレフイン組成物 |
| JP4552235B2 (ja) * | 1998-04-03 | 2010-09-29 | 日本ゼオン株式会社 | リチウムイオン二次電池用電極および二次電池 |
| JP2005206753A (ja) * | 2004-01-26 | 2005-08-04 | Nippon A & L Kk | ジエン系ゴム質重合体ラテックスの製造方法 |
| JP4778719B2 (ja) * | 2005-03-30 | 2011-09-21 | Ｊｓｒ株式会社 | 缶シーリング材用共重合体ラテックス |
| KR101526017B1 (ko) * | 2007-01-16 | 2015-06-04 | 제온 코포레이션 | 결착제 조성물, 전극용 슬러리, 전극 및 비수 전해질 2 차 전지 |
| JP5255340B2 (ja) * | 2007-10-22 | 2013-08-07 | 積水化学工業株式会社 | 多孔質中空ポリマー粒子、多孔質中空ポリマー粒子の製造方法、香料担持ポリマー粒子、及び、香料担持ポリマー粒子の製造方法 |
| JP5381974B2 (ja) * | 2008-02-29 | 2014-01-08 | 日本ゼオン株式会社 | 非水電解質二次電池電極用バインダー組成物および非水電解質二次電池 |
| JP5365836B2 (ja) * | 2008-11-27 | 2013-12-11 | Ｊｓｒ株式会社 | エネルギーデバイス電極用バインダーおよびその製造方法 |
-
2010
- 2010-06-30 JP JP2010149390A patent/JP5499951B2/ja active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2012014920A (ja) | 2012-01-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5499951B2 (ja) | 二次電池用バインダー、製造方法、二次電池負極用組成物、及び二次電池 | |
| JP6638658B2 (ja) | 非水系二次電池正極用バインダー組成物、非水系二次電池正極用組成物、非水系二次電池用正極および非水系二次電池、並びに、非水系二次電池正極用組成物、非水系二次電池用正極および非水系二次電池の製造方法 | |
| JP6149730B2 (ja) | 二次電池用正極及びその製造方法、スラリー組成物、並びに二次電池 | |
| JP5381974B2 (ja) | 非水電解質二次電池電極用バインダー組成物および非水電解質二次電池 | |
| KR101654448B1 (ko) | 이차 전지 전극용 바인더 수지 조성물, 이차 전지 전극용 슬러리, 이차 전지용 전극, 및 리튬 이온 이차 전지 | |
| JP6168051B2 (ja) | リチウムイオン二次電池 | |
| JP6369473B2 (ja) | リチウムイオン二次電池正極用スラリー組成物、リチウムイオン二次電池用正極およびリチウムイオン二次電池 | |
| JP7740228B2 (ja) | 導電材分散液、二次電池正極用スラリー、二次電池用正極及び二次電池 | |
| JP6645101B2 (ja) | リチウムイオン二次電池電極用スラリー組成物、リチウムイオン二次電池用電極およびリチウムイオン二次電池 | |
| JP5652313B2 (ja) | リチウム二次電池用負極スラリー組成物、リチウム二次電池用負極の製造方法、リチウム二次電池用負極及びリチウム二次電池 | |
| JPWO2018168615A1 (ja) | 電気化学素子電極用導電材分散液、電気化学素子電極用スラリー組成物およびその製造方法、電気化学素子用電極、並びに、電気化学素子 | |
| JP2011076981A (ja) | 二次電池用正極の製造方法、二次電池正極用スラリー及び二次電池 | |
| JP6774415B2 (ja) | リチウムイオン二次電池の正極用スラリー、リチウムイオン二次電池の正極用スラリーを用いて得られるリチウムイオン二次電池用正極およびその製造方法、並びに、リチウムイオン二次電池用正極を備えたリチウムイオン二次電池およびその製造方法 | |
| JP2014089834A (ja) | リチウムイオン二次電池負極用スラリー組成物及びその製造方法、リチウムイオン二次電池用負極、並びにリチウムイオン二次電池 | |
| JP2015162384A (ja) | リチウムイオン二次電池正極用バインダー組成物、リチウムイオン二次電池正極用スラリー組成物、リチウムイオン二次電池用正極、およびリチウムイオン二次電池 | |
| US8802289B2 (en) | Composition for electrode comprising an iron compound with carbon and a (meth)acrylate-nitrile copolymer | |
| JP2015128012A (ja) | 二次電池正極用スラリーの製造方法、二次電池用正極の製造方法、及び二次電池 | |
| JPWO2014203767A1 (ja) | 蓄電デバイス用組成物、蓄電デバイス用スラリー、蓄電デバイス電極およびその製造方法、保護膜およびその製造方法、ならびに蓄電デバイス | |
| JP2014146471A (ja) | 二次電池負極用スラリー組成物、その製造方法、二次電池用負極、及び二次電池 | |
| WO2020137591A1 (ja) | 二次電池電極用バインダー組成物、二次電池電極用導電材ペースト組成物、二次電池電極用スラリー組成物、二次電池用電極、及び二次電池 | |
| CN106471654A (zh) | 蓄电设备用粘合剂组合物 | |
| WO2014112436A1 (ja) | リチウムイオン二次電池用正極およびリチウムイオン二次電池 | |
| WO2025206220A1 (ja) | 非水系二次電池電極用バインダー組成物、非水系二次電池電極用スラリー組成物、非水系二次電池用電極、および非水系二次電池 | |
| JP2017107792A (ja) | 蓄電デバイス電極用組成物、蓄電デバイス電極用スラリー、蓄電デバイス電極及び蓄電デバイス |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20130312 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20140129 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20140212 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140225 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5499951 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |