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WO2018143383A1 - リチウム電池電極用の結着剤組成物およびそれを用いた電極 - Google Patents

リチウム電池電極用の結着剤組成物およびそれを用いた電極 Download PDF

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WO2018143383A1
WO2018143383A1 PCT/JP2018/003514 JP2018003514W WO2018143383A1 WO 2018143383 A1 WO2018143383 A1 WO 2018143383A1 JP 2018003514 W JP2018003514 W JP 2018003514W WO 2018143383 A1 WO2018143383 A1 WO 2018143383A1
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WO
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carbon atoms
general formula
carbon
preferable
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English (en)
French (fr)
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水田 浩徳
一樹 瀧本
博美 綿引
歌穂 杉本
隆敏 松浦
訓明 岡本
信孝 嶋村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Wako Pure Chemical Corp
Original Assignee
Fujifilm Wako Pure Chemical Corp
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a binder composition, a slurry composition and an electrode used in a lithium battery, and a method for producing the electrode.
  • Lithium batteries are used as power sources for various portable devices such as mobile phones as secondary batteries, but in recent years, research and development of large batteries that are intended for automobile applications and the like have become active. Therefore, it has become indispensable to further increase the energy density of current lithium batteries. Therefore, attention has been focused on using silicon instead of carbon as an active material in order to increase the capacity of lithium batteries.
  • the reason for the high capacity of lithium batteries using silicon is that silicon can cause an alloying reaction with lithium electrochemically at room temperature, resulting in higher electric capacity than when carbon is used. It is considered to be.
  • silicon when silicon is used as an active material, it is known that silicon undergoes a large volume change (enlarged to 3 times or more) during charge and discharge. This volume change causes destruction of the electrode structure during charging and discharging, leading to destruction of the electrode. As a result, there were problems such as a decrease in charge / discharge capacity.
  • Patent Document 1 silicon monoxide (SiO) instead of silicon has been attempted as a method for suppressing volume change.
  • SiO silicon monoxide
  • Patent Document 2 the initial charge / discharge efficiency of silicon monoxide is low, and an excessive battery capacity of the positive electrode considering the amount is required.
  • Various methods have been studied as a solution to this problem. For example, use of carbon-coated silicon monoxide (SiOC) has been reported (Patent Document 2).
  • Patent Documents 3 and 4 various attempts have been made to use a binder for the purpose of increasing the capacity of the battery and improving the stability performance.
  • these target active materials are mainly carbon, and have not been intended to solve the above-described problems in the case of using silicon oxide whose surface is covered with carbon such as SiOC.
  • An object of the present invention is to provide an excellent binder composition that solves the above problems, a slurry composition and an electrode using the same, and a method for producing the electrode.
  • a material containing carbon as an active material in particular, a silicon oxide having a surface coated with carbon such as SiOC
  • the present inventors have studied various binders. I have done it. As a result, by using as a binder a composition comprising a specific copolymer, a divalent to 10-valent alcohol for bonding the copolymers, and water, a silicon oxide whose surface is coated with carbon is obtained. It was found that even when used, an excellent charge / discharge capacity was obtained, and the present invention was completed.
  • the present invention includes the following inventions [i] to [x].
  • [I] a copolymer comprising a monomer unit derived from acrylic acid and one or two monomer units derived from a compound represented by the following general formula (I) or general formula (II) as constituent components, divalent to ten-valent alcohol And a binder composition comprising water (hereinafter sometimes abbreviated as the binder composition of the present invention); [Wherein R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group (provided that when R 2 is a hydrogen atom, R 1 represents a methyl group), R 2 represents a hydrogen atom; an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms.
  • V represents an integer of 2 to 20); or a group represented by the following general formula (V) (Wherein R 5 to R 7 each independently represents an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and R 8 represents an alkylene group having 1 to 3 carbon atoms).
  • a composition according to claim 1 (Wherein, a represents an integer of 1 to 6), [Wherein R 25 and R 26 each independently represent a hydrogen atom or a methyl group, R 21 represents an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, a group represented by the following general formula [2-1] (Wherein R 22 represents an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, and b represents an integer of 1 to 6), or a group represented by the following general formula [2-2] (Wherein R 23 and R 24 each independently represents an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, and c represents an integer of 1 to 22).
  • R 27 to R 33 each independently represents an alkylene group having 1 to 3 carbon atoms
  • R 34 to R 37 each independently represents an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms
  • d represents an integer of 1 to 6
  • e represents an integer of 0 to 6
  • f and g Each independently represents an integer of 0 or 1.
  • R 38 to R 45 each independently represents a hydrogen atom, a vinyl group or a vinyl ketone group, and at least two of these are a vinyl group or a vinyl ketone group).
  • R 46 to R 48 each independently represents an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms
  • ring Ar 1 represents a benzene ring or a naphthalene ring
  • R 49 represents an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms
  • h represents an integer of 2 to 4
  • each of the ring Ar 2 and the ring Ar 3 independently represents a benzene ring or a naphthalene ring
  • R 50 represents an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms).
  • R 56 and R 57 are each independently a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 10 carbon atoms, Alternatively, a group represented by the following general formula [13-1] (Wherein R 58 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, R 59 represents an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, ring Ar 6 represents a benzene ring or a naphthalene ring, and k is Represents an integer of 0 to 5).
  • R 60 represents a substituted or unsubstituted alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, a substituted or unsubstituted arylene group having 6 to 10 carbon atoms, or the following general formula [14-1] Or a group represented by [14-2] (Wherein R 61 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, R 62 represents an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, ring Ar 7 represents a benzene ring or a naphthalene ring, and p is Represents an integer of 0 to 4, or a group represented by the following general formula [14-3] (Wherein R 63 represents an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, and R 61 , R 62 , and rings Ar 7 and p are the same as above), and m represents an integer of 10 to 10,000.
  • a slurry for a lithium battery comprising 1) an active material containing carbon, 2) a conductive auxiliary agent, and 3) a binder composition according to any one of the above inventions [i] to [iii].
  • Composition. [V]
  • the active material containing carbon contains at least one kind of silicon bonded to carbon, silicon coated with carbon on the surface, silicon oxide coated with carbon on the surface, or metal coated with carbon on the surface.
  • the composition according to the invention [iv].
  • the above active material containing carbon contains at least one kind of carbon, silicon coated with carbon on the surface, silicon oxide coated with carbon on the surface, or silicon bonded to metal coated with carbon on the surface
  • [X] A method for producing an electrode for a lithium battery, wherein the slurry composition according to any one of the above inventions [iv] to [vi] is applied on a current collector and then dried.
  • an active material containing carbon particularly when using an active material containing silicon oxide coated with carbon on the surface such as SiOC is used. Even if it exists, provision of the electrode which maintains high charge / discharge capacity is enabled. Further, by using the electrode, it is possible to provide a battery that can maintain a high capacity for a long period of time.
  • the binder solution is a term indicating an aqueous solution in which one or more kinds of polymers and other compounds (additives such as a crosslinking agent) are mixed with water, and the binder refers to the binder solution. It is a term that indicates a state in which moisture has been removed by drying.
  • the binder composition of the present invention is a kind of binder solution, and the binder derived from the binder composition of the present invention is a kind of binder.
  • (meth) acrylic acid is a generic term for acrylic acid, methacrylic acid and mixtures thereof, and the same applies to other similar expressions.
  • n- represents normal-form and i- represents iso-form.
  • the binder composition of the present invention contains a copolymer comprising a monomer unit derived from acrylic acid and one or two monomer units derived from a compound represented by formula (I) or formula (II) as constituent components. (Hereinafter, it may be abbreviated as a copolymer according to the present invention).
  • the alkyl group having 1 to 20 carbon atoms in R 2 of the general formula (I) preferably has 1 to 10 carbon atoms, and more preferably has 1 to 6 carbon atoms. Moreover, any of linear, branched, and cyclic may be sufficient, and linear is preferable.
  • alkyl group having 1 to 20 carbon atoms substituted with a fluorine atom in R 2 of the general formula (I) those having a terminal portion fluorinated are preferred, and a perfluoroalkyl group or a (perfluoroalkyl) alkyl group is Preferably, a (perfluoroalkyl) alkyl group is more preferable. Further, those having 1 to 10 carbon atoms are preferable, and a straight chain is preferable.
  • alkyl group having 1 to 20 carbon atoms substituted with a hydroxy group in R 2 of the general formula (I) those having a terminal portion substituted with a hydroxy group are preferable, and 1 to 2 hydrogen atoms are substituted with a hydroxy group. Those in which one hydrogen is replaced with a hydroxy group are more preferable. Further, those having 1 to 6 carbon atoms are preferred, and a straight chain is preferred.
  • Examples include hydroxyoctadecyl group, hydroxynonadecyl group, hydroxyicosyl group, etc., among which hydroxymethyl group, hydroxyethyl group, dihydroxyethyl , Hydroxypropyl group
  • Examples of the aryl group having 6 to 10 carbon atoms in R 2 of the general formula (I) include a phenyl group and a naphthyl group, and a phenyl group is preferable.
  • the arylalkyl group having 7 to 13 carbon atoms in R 2 of the general formula (I) is preferably one having 7 to 9 carbon atoms.
  • Specific examples include a benzyl group, a phenylethyl group, a phenylpropyl group, a naphthylmethyl group, a naphthylethyl group, a naphthylpropyl group, etc.
  • a benzyl group, a phenylethyl group, and a phenylpropyl group are preferable, and a benzyl group is preferable. More preferred.
  • Examples of the alkoxyalkyl group having 2 to 9 carbon atoms in R 2 of the general formula (I) include methoxymethyl group, methoxyethyl group, methoxypropyl group, methoxybutyl group, methoxypentyl group, methoxyhexyl group, methoxyheptyl group, methoxy Octyl group, ethoxymethyl group, ethoxyethyl group, ethoxypropyl group, ethoxybutyl group, ethoxypentyl group, ethoxyhexyl group, ethoxyheptyl group, propoxymethyl group, propoxyethyl group, propoxypropyl group, propoxybutyl group, propoxypentyl group And propoxyhexyl group.
  • Examples of the alkoxyalkoxyalkyl group having 3 to 9 carbon atoms in R 2 of the general formula (I) include a methoxymethoxymethyl group, a methoxymethoxyethyl group, a methoxymethoxypropyl group, an ethoxymethoxymethyl group, an ethoxymethoxyethyl group, and an ethoxymethoxypropyl group.
  • the aryloxyalkyl group having 7 to 13 carbon atoms in R 2 of the general formula (I) is preferably one having 7 to 9 carbon atoms.
  • Specific examples include a phenoxymethyl group, a phenoxyethyl group, a phenoxypropyl group, a naphthyloxymethyl group, a naphthyloxyethyl group, a naphthyloxypropyl group, etc., among which a phenoxymethyl group, a phenoxyethyl group, and a phenoxypropyl group
  • a phenoxyethyl group is more preferable.
  • Examples of the morpholinoalkyl group having 5 to 7 carbon atoms in R 2 of the general formula (I) include a morpholinomethyl group, a morpholinoethyl group, a morpholinopropyl group, and the like.
  • Examples of the trialkylsilyl group having 3 to 9 carbon atoms in R 2 of the general formula (I) include trimethylsilyl group, triethylsilyl group, tripropylsilyl group, dimethylethylsilyl group, diethylmethylsilyl group and the like.
  • Examples of the alicyclic hydrocarbon group having 6 to 12 carbon atoms having an oxygen atom in R 2 of the general formula (I) include a dicyclopentenyloxyethyl group.
  • Examples of the alicyclic hydrocarbon group having 6 to 12 carbon atoms and having no oxygen atom in R 2 of the general formula (I) include a cyclohexyl group, an isobornyl group, and a dicyclopentanyl group.
  • dialkylaminoalkyl group having 3 to 9 carbon atoms in R 2 of the general formula (I) examples include a dimethylaminomethyl group, a dimethylaminoethyl group, a dimethylaminopropyl group, a diethylaminomethyl group, a diethylaminoethyl group, a diethylaminopropyl group, A propylaminomethyl group, a dipropylaminoethyl group, a dipropylaminopropyl group, etc. are mentioned.
  • the alkyl group of the hexahydrophthalimide-N-alkyl group having 9 to 14 carbon atoms in R 2 of the general formula (I) usually has 1 to 6 carbon atoms, preferably one having 1 to 3 carbon atoms, Those are preferred.
  • Specific examples of the hexahydrophthalimide-N-alkyl group having 9 to 14 carbon atoms include 2-hexahydrophthalimidomethyl group, 2-hexahydrophthalimidoethyl group, 2-hexahydrophthalimidopropyl group, and 2-hexahydrophthalimido group. Examples thereof include hydrophthalimidobutyl group, 2-hexahydrophthalimidopentyl group, and 2-hexahydrophthalimidohexyl group.
  • alkylene group having 1 to 6 carbon atoms having a hydroxy group as a substituent in R 3 of the general formula (IV) one in which one hydrogen is substituted with a hydroxy group is preferable, and one having 1 to 3 carbon atoms is preferred.
  • Specific examples include a hydroxymethylene group, a hydroxyethylene group, a hydroxytrimethylene group, a hydroxytetramethylene group, a hydroxypentamethylene group, and a hydroxyhexamethylene group.
  • a hydroxymethylene group, a hydroxyethylene group, a hydroxytrimethylene group, and the like can be given. Group is preferred, and hydroxytrimethylene group is more preferred.
  • the unsubstituted alkylene group having 1 to 6 carbon atoms in R 3 of the general formula (IV) is preferably one having 2 to 4 carbon atoms.
  • Specific examples include a methylene group, an ethylene group, a trimethylene group, a propylene group, a tetramethylene group, a pentamethylene group, a hexamethylene group, etc., among which an ethylene group, a trimethylene group, a propylene group, and a tetramethylene group are preferable, An ethylene group and a propylene group are more preferable, and an ethylene group is particularly preferable.
  • the alkyl group having 1 to 6 carbon atoms in R 4 of the general formula (IV) preferably has 1 to 3 carbon atoms.
  • any of linear, branched, and cyclic may be sufficient, and linear is preferable.
  • R 3 in the general formula (IV) is preferably an unsubstituted alkylene group having 2 to 6 carbon atoms, more preferably an unsubstituted alkylene group having 2 to 4 carbon atoms, among which an ethylene group, a trimethylene group, a propylene group, A tetramethylene group is preferable, an ethylene group and a propylene group are more preferable, and an ethylene group is particularly preferable.
  • R 4 in the general formula (IV) is preferably a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, more preferably a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and particularly preferably a hydrogen atom or a methyl group.
  • v is preferably an integer of 2 to 10, and more preferably an integer of 4 to 10.
  • the v — (R 3 —O) — groups may be the same or different.
  • Specific examples of the group represented by the general formula (IV) include polyethylene glycol group, methyl polyethylene glycol group, ethyl polyethylene glycol group, n-propyl polyethylene glycol group, isopropyl polyethylene glycol group, phenyl polyethylene glycol group, polytrimethylene glycol.
  • polypropylene glycol group methyl polypropylene glycol group, ethyl polypropylene glycol group, n-propyl polypropylene glycol group, isopropyl polypropylene glycol group, phenyl polypropylene glycol group, polytetramethylene glycol group, polypentamethylene glycol group, polyhexamethylene glycol group
  • Examples of the alkyl group having 1 to 3 carbon atoms in R 5 to R 7 in the general formula (V) include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, and an isopropyl group, and a methyl group is preferable.
  • Examples of the alkylene group having 1 to 3 carbon atoms in R 8 of the general formula (V) include a methylene group, an ethylene group, and a trimethylene group.
  • Specific examples of the group represented by the general formula (V) include trimethyl ammonium methyl group, trimethyl ammonium ethyl group, trimethyl ammonium propyl group, triethyl ammonium methyl group, triethyl ammonium ethyl group, triethyl ammonium propyl group and the like.
  • R 1 in the general formula (I) may be a hydrogen atom or a methyl group, but when R 2 is a hydrogen atom, it represents a methyl group.
  • R 2 in the general formula (I) is a hydrogen atom; an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms; an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms substituted with a fluorine atom or a hydroxy group; an arylalkyl group having 7 to 13 carbon atoms.
  • R 101 represents a hydrogen atom or a methyl group (provided that when R 102 is a hydrogen atom, R 101 represents a methyl group), R 102 represents a hydrogen atom; an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms] An alkyl group having 1 to 20 carbon atoms substituted with a fluorine atom or a hydroxy group; an arylalkyl group having 7 to 13 carbon atoms; an aryloxyalkyl group having 7 to 13 carbon atoms; hexahydrophthalimide having 9 to 14 carbon atoms; An N-alkyl group; or a group represented by the following general formula (IV-I) (Wherein R 103 represents an unsubstituted alkylene group having 2 to 6 carbon atoms, R 104 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and v is the
  • the unsubstituted alkylene group having 2 to 6 carbon atoms in R 103 of the general formula (IV-I) is preferably one having 2 to 4 carbon atoms.
  • ethylene group, trimethylene group, propylene group, tetramethylene group, pentamethylene group, hexamethylene group and the like can be mentioned, among which ethylene group, trimethylene group, propylene group and tetramethylene group are preferable, ethylene group, A propylene group is more preferable, and an ethylene group is particularly preferable.
  • Examples of the alkyl group having 1 to 6 carbon atoms in R 104 of the general formula (IV-I) include the same as the alkyl group having 1 to 6 carbon atoms in R 4 of the general formula (IV). It is.
  • R 104 in formula (IV-I) is preferably a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, more preferably a hydrogen atom or a methyl group.
  • Specific examples of the group represented by the general formula (IV-I) include polyethylene glycol group, methyl polyethylene glycol group, ethyl polyethylene glycol group, n-propyl polyethylene glycol group, isopropyl polyethylene glycol group, polytrimethylene glycol group, polypropylene.
  • Examples include glycol group, methyl polypropylene glycol group, ethyl polypropylene glycol group, n-propyl polypropylene glycol group, isopropyl polypropylene glycol group, polytetramethylene glycol group, polypentamethylene glycol group, polyhexamethylene glycol group, polyethylene glycol group Methyl polyethylene glycol group, polypropylene glycol group and methyl polypropylene glycol group are preferred.
  • Lumpur group more preferably a methyl polyethylene glycol group.
  • R 101 in the general formula (II) may be either a hydrogen atom or a methyl group, but when R 102 is a hydrogen atom, it represents a methyl group.
  • R 102 in the general formula (II) is a hydrogen atom; an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms; an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms substituted with a fluorine atom or a hydroxy group; aryloxyalkyl having 7 to 13 carbon atoms Or a group represented by formula (IV-I) is preferred, a hydrogen atom; or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms substituted with a fluorine atom or a hydroxy group is more preferred, and the number of carbon atoms substituted with a hydroxy group Particularly preferred are 1 to 20 alkyl groups.
  • More preferred specific examples of the compound represented by the general formula (I) include compounds represented by the following general formula (I-II).
  • R 201 represents a hydrogen atom or a methyl group (provided that when R 202 is a hydrogen atom, R 201 represents a methyl group), R 202 represents a hydrogen atom; an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms]
  • R 203 represents an unsubstituted alkylene group having 2 to 4 carbon atoms
  • R 204 represents a hydrogen atom
  • An alkyl group having 1 to 20 carbon atoms in R 202 of formula (I-II); an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms substituted with a fluorine atom or a hydroxy group; and an aryloxyalkyl group having 7 to 13 carbon atoms are the same as those in R 2 of the general formula (I), and preferable ones are also the same.
  • Examples of the unsubstituted alkylene group having 2 to 4 carbon atoms in R 203 of the general formula (IV-II) include an ethylene group, a trimethylene group, a propylene group, and a tetramethylene group. Among them, an ethylene group and a propylene group are preferable. An ethylene group is more preferable.
  • Examples of the alkyl group having 1 to 3 carbon atoms in R204 of the general formula (IV-II) include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, and an isopropyl group, and a methyl group is preferable.
  • R 204 in formula (IV-II) is preferably a hydrogen atom or a methyl group.
  • Specific examples of the group represented by the general formula (IV-II) include polyethylene glycol group, methyl polyethylene glycol group, ethyl polyethylene glycol group, n-propyl polyethylene glycol group, isopropyl polyethylene glycol group, polytrimethylene glycol group, polypropylene.
  • Examples include glycol group, methyl polypropylene glycol group, ethyl polypropylene glycol group, n-propyl polypropylene glycol group, isopropyl polypropylene glycol group, polytetramethylene glycol group, polyethylene glycol group, methyl polyethylene glycol group, polypropylene glycol group, methyl polypropylene glycol.
  • Group is preferable, and polyethylene glycol group and methyl polyethylene glycol group are more preferable.
  • R 201 in the general formula (I-II) may be either a hydrogen atom or a methyl group, but when R 202 is a hydrogen atom, it represents a methyl group.
  • R 202 in the general formula (I-II) is more preferably a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms substituted with a fluorine atom or a hydroxy group, and preferably having 1 to 20 carbon atoms substituted with a hydroxy group. Alkyl groups are particularly preferred.
  • Particularly preferred specific examples of the compound represented by the general formula (I) include, for example, methacrylic acid, (meth) acrylic acid-n-butyl, (meth) acrylic acid-n-pentyl, (meth) acrylic acid-n-hexyl.
  • Examples of the alkyl group having 1 to 6 carbon atoms in R 12 and R 13 of the general formula (II) include the same as the alkyl group having 1 to 6 carbon atoms in R 4 of the general formula (IV). , An ethyl group, an n-propyl group and an isopropyl group are preferable, and an isopropyl group is more preferable.
  • dialkylaminoalkyl group having 3 to 9 carbon atoms in R 13 of the general formula (II) examples include a dimethylaminomethyl group, a dimethylaminoethyl group, a dimethylaminopropyl group, a diethylaminomethyl group, a diethylaminoethyl group, a diethylaminopropyl group, A propylaminomethyl group, a dipropylaminoethyl group, a dipropylaminopropyl group, etc. are mentioned.
  • hydroxyalkyl group having 1 to 6 carbon atoms in R 13 of the general formula (II) those having a terminal portion substituted with a hydroxy group are preferred.
  • one in which one or two hydrogens are substituted with a hydroxy group is preferable, and one in which one hydrogen is substituted with a hydroxy group is more preferable.
  • those having 1 to 3 carbon atoms are preferred, and a straight chain is preferred.
  • a hydroxymethyl group, a hydroxyethyl group, a hydroxypropyl group, a hydroxybutyl group, a hydroxypentyl group, and a hydroxyhexyl group are preferable, and a hydroxyethyl group is more preferable.
  • R 11 in the general formula (II) is preferably a hydrogen atom.
  • R 12 in the general formula (II) is preferably a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, more preferably a hydrogen atom.
  • R 13 in the general formula (II) is preferably a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or a hydroxyalkyl group having 1 to 6 carbon atoms, more preferably a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, A hydrogen atom and an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms are more preferable, and a hydrogen atom is particularly preferable.
  • the compound represented by the general formula (II) include compounds represented by the following general formula (II-I). (Wherein R 113 represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or a hydroxyalkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and R 11 and R 12 are the same as above).
  • Examples of the alkyl group having 1 to 6 carbon atoms and the hydroxyalkyl group having 1 to 6 carbon atoms in R 113 of the general formula (II-I) include the same as those in R 13 of the general formula (II), and are preferable. The same is true.
  • R 113 in formula (II-I) is preferably a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, more preferably a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and particularly preferably a hydrogen atom.
  • More preferred specific examples of the compound represented by the general formula (II) include compounds represented by the following general formula (II-II). (Wherein R 212 and R 213 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and R 11 is the same as above).
  • Examples of the alkyl group having 1 to 3 carbon atoms in R 212 and R 213 in the general formula (II-II) include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, and an isopropyl group, and an isopropyl group is preferable.
  • Particularly preferred specific examples of the compound represented by the general formula (II) include, for example, (meth) acrylamide, N-methyl (meth) acrylamide, N-ethyl (meth) acrylamide, Nn-propyl (meth) acrylamide, N-isopropyl (Meth) acrylamide, N, N-dimethyl (meth) acrylamide, N, N-diethyl (meth) acrylamide, N, N-di-n-propyl (meth) acrylamide, N, N-diisopropyl (meth) acrylamide etc.
  • (Meth) acrylamide N-methyl (meth) acrylamide, N-ethyl (meth) acrylamide, Nn-propyl (meth) acrylamide, N-isopropyl (meth) acrylamide, N, N-dimethyl (meth) acrylamide (Meth) acrylamide is more preferable, and acrylamide is particularly preferable.
  • the compound represented by the general formula (II) may be commercially available or may be appropriately synthesized by a method known per se.
  • the combinations of the constituent components of the copolymer according to the present invention include combinations described in the following table, among which combinations 1 to 4 are preferable, combinations 1, 3 and 4 are more preferable, and combination 1 is particularly preferable. Furthermore, among the combinations 1, a combination comprising a monomer unit derived from acrylic acid and one monomer unit derived from the compound represented by the general formula (II) is preferable, and the monomer unit derived from acrylic acid and the general formula (I-II) The combination which consists of 1 type of monomer units derived from the compound shown by these is more preferable. More specifically, a combination comprising a monomer unit derived from acrylic acid and one kind of monomer unit derived from the compound listed as a particularly preferred specific example of the compound represented by formula (I) is preferable.
  • the copolymer according to the present invention may be neutralized and is preferably neutralized.
  • a part or all of the carboxy groups in the copolymer according to the present invention may be a salt.
  • a copolymer neutralized with an alkali metal such as sodium hydroxide, lithium hydroxide, or potassium hydroxide is preferable, and a copolymer neutralized with sodium hydroxide is more preferable.
  • the degree of neutralization at this time is usually 60 to 100%, preferably 70 to 100%, more preferably 70 to 90%.
  • the copolymer according to the present invention may be cross-linked, and is preferably cross-linked.
  • the crosslinking agent used for crosslinking the copolymer according to the present invention include a crosslinking agent selected from compounds described in the following general formulas [1] to [13] and a polymer described in the general formula [14] (hereinafter referred to as the present invention). Sometimes abbreviated as a cross-linking agent according to the invention). Further, the crosslinked copolymer according to the present invention may be further neutralized.
  • the viscosity of the crosslinked copolymer according to the present invention is usually 500 to 50,000 mPa ⁇ S, preferably 1,000 to 50,000 mPa ⁇ S when the rotational speed of the rotational viscometer is 12 rpm.
  • a rotational viscometer having an upper limit viscosity of 50,000 mPa ⁇ S at a rotational speed of 12 rpm was used.
  • the viscosity is a value obtained by dispersing (suspending) the copolymer according to the present invention in water at a concentration of 1% by mass at 20 to 25 ° C. using a B-type rotational viscometer.
  • the weight average molecular weight of the copolymer according to the present invention is usually 1,000 to 10,000,000, preferably 10,000 to 5,000,000.
  • a copolymer crosslinked with the crosslinking agent according to the present invention is preferable, and a copolymer crosslinked with the crosslinking agent according to the present invention and neutralized is more preferable.
  • it is a copolymer comprising a monomer unit derived from acrylic acid and one or two monomer units derived from a compound represented by formula (I) or formula (II) as constituent components.
  • Those crosslinked by the crosslinking agent according to the invention are preferred; the monomer component derived from acrylic acid and one or two monomer units derived from the compound represented by formula (I) or formula (II) are used as constituent components.
  • it is a copolymer, and the copolymer is crosslinked and neutralized by the crosslinking agent according to the present invention.
  • a copolymer comprising a monomer unit derived from acrylic acid and one monomer unit derived from the compound represented by the general formula (I) as constituent components, the copolymer being crosslinked by the crosslinking agent according to the present invention
  • Preferred is a copolymer; a copolymer comprising monomer units derived from acrylic acid and one monomer unit derived from the compound represented by the general formula (II) as constituent components, and the copolymer is crosslinked by the crosslinking agent according to the present invention.
  • the copolymer is a copolymer comprising a monomer unit derived from acrylic acid and one monomer unit derived from the compound represented by formula (I-II) as a constituent component.
  • cross-linked and neutralized by the cross-linking agent according to the invention are those cross-linked and neutralized by the cross-linking agent according to the invention; a monomer unit derived from acrylic acid and a special feature of the compound represented by the general formula (I)
  • crosslinking agent according to the present invention examples include a crosslinking agent selected from compounds represented by the following general formulas [1] to [13] and polymers represented by the following general formula [14].
  • R 25 and R 26 each independently represent a hydrogen atom or a methyl group
  • R 21 represents an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, a group represented by the following general formula [2-1]
  • R 22 represents an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, and b represents an integer of 1 to 6
  • R 23 and R 24 each independently represents an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, and c represents an integer of 1 to 22).
  • R 27 to R 33 each independently represents an alkylene group having 1 to 3 carbon atoms.
  • R 34 to R 37 each independently represents an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, d represents an integer of 1 to 6, e represents an integer of 0 to 6, f and g Each independently represents an integer of 0 or 1.
  • R 38 to R 45 each independently represents a hydrogen atom, a vinyl group or a vinyl ketone group, and at least two of these are a vinyl group or a vinyl ketone group.
  • R 46 to R 48 each independently represents an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms.
  • ring Ar 1 represents a benzene ring or a naphthalene ring
  • R 49 represents an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms
  • h represents an integer of 2 to 4
  • each of the ring Ar 2 and the ring Ar 3 independently represents a benzene ring or a naphthalene ring, and R 50 represents an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms.
  • Ar 4 represents a benzene ring or a naphthalene ring.
  • i represents an integer of 0 to 6.
  • R 51 represents an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms.
  • R 52 represents a substituted or unsubstituted alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, a substituted or unsubstituted arylene group having 6 to 10 carbon atoms, or the following general formula [12-1]
  • Group represented by (Wherein R 53 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, R 54 represents an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, ring Ar 5 represents a benzene ring or a naphthalene ring, j is Represents an integer of 0 to 4, or a group represented by the following general formula [12-2] (Wherein R 55 represents an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, and R 53 , R 54 , and rings Ar 5 and j are the same as above). ]
  • R 56 and R 57 are each independently a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 10 carbon atoms, Alternatively, a group represented by the following general formula [13-1] (Wherein R 58 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, R 59 represents an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, ring Ar 6 represents a benzene ring or a naphthalene ring, and k is Represents an integer of 0 to 5). ]
  • R 60 represents a substituted or unsubstituted alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, a substituted or unsubstituted arylene group having 6 to 10 carbon atoms, or the following general formula [14-1] Or a group represented by [14-2] (Wherein R 61 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, R 62 represents an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, ring Ar 7 represents a benzene ring or a naphthalene ring, and p is Represents an integer of 0 to 4, or a group represented by the following general formula [14-3] (Wherein R 63 represents an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, and R 61 , R 62 , and rings Ar 7 and p are the same as above), and m represents an integer of 10 to 10,000. ]
  • a is preferably an integer of 1 to 3, and more preferably 1.
  • the compound represented by the general formula [1] include, for example, allyl acrylate (acrylic acid-2-propenyl), acrylic acid-3-butenyl, acrylic acid-4-pentenyl, acrylic acid-5-hexynyl, and acrylic acid. -6-heptenyl, -7-octenyl acrylate, and the like, and allyl acrylate is preferred.
  • the alkylene group having 1 to 20 carbon atoms in R 21 of the general formula [2] preferably has 1 to 12 carbon atoms, and more preferably has 1 to 6 carbon atoms. Moreover, any of linear, branched, and cyclic may be sufficient, and linear is preferable.
  • methylene group ethylene group, methylmethylene group, trimethylene group, propylene group, dimethylmethylene group, ethylmethylene group, tetramethylene group, 1-methyltrimethylene group, 2-methyltrimethylene group, 1, 2-dimethylethylene group, 1,1-dimethylethylene group, ethylethylene group, ethylmethylmethylene group, propylmethylene group, pentamethylene group, 1-methyltetramethylene group, 2-methyltetramethylene group, 1-ethyltrimethylene group Group, 2-ethyltrimethylene group, n-propylethylene group, isopropylethylene group, n-butylmethylene group, isobutylmethylene group, tert-butylmethylene group, hexamethylene group, 1-methylpentamethylene group, 2-methylpenta Methylene group, 3-methylpentamethylene group, 1-ethyltetramethylene group, 2-ethyltetramethylene group, 2-ethy
  • methylene group, ethylene group, trimethylene group, tetramethylene group, pentamethylene group, hexamethylene group, heptamethylene group, octamethylene group, nonamethylene group, decamethylene group, undecamethylene group, dodecamethylene group are included.
  • a methylene group, an ethylene group, a trimethylene group, a tetramethylene group, a pentamethylene group, and a hexamethylene group are more preferable.
  • the alkylene group having 1 to 6 carbon atoms in R 22 of the general formula [2-1] preferably has 1 to 3 carbon atoms, and more preferably has 2 to 3 carbon atoms. Moreover, any of linear, branched, and cyclic may be sufficient, and linear is preferable.
  • a methylene group, an ethylene group, and a trimethylene group are preferable, an ethylene group and a trimethylene group are more preferable, and an ethylene group is particularly preferable.
  • an integer of 2 to 6 is preferable, and an integer of 4 to 6 is more preferable.
  • the b — (R 22 —O) — groups may be the same or different, and are preferably all the same.
  • Examples of the alkylene group having 1 to 6 carbon atoms in R 23 and R 24 of the general formula [2-2] include the same as the alkylene group having 1 to 6 carbon atoms in R 22 of the general formula [2-1].
  • the preferred ones are the same.
  • C in the general formula [2-2] is preferably an integer of 2 to 13, and more preferably an integer of 3 to 8.
  • the c — (R 23 —O) — groups may be the same or different, and are preferably all the same.
  • the compound represented by the general formula [2] include compounds represented by the following general formulas [2-01] to [2-14]. Among them, the general formulas [209] to [2-14] The compounds described in general formulas [2-11] and [2-12] are more preferable, and the compounds described in general formula [2-11] are particularly preferable. (Wherein b and c are the same as above, s represents an integer of 1 to 6, preferably an integer of 4 to 6, more preferably 6.)
  • Examples of the alkylene group having 1 to 3 carbon atoms in R 27 to R 33 in the general formula [3] include a methylene group, an ethylene group, and a trimethylene group.
  • a methylene group and an ethylene group are preferable, and a methylene group is more preferable.
  • the compound represented by the general formula [3] include, for example, compounds represented by the following formulas [3-01] to [3-03], and among them, a compound represented by the formula [3-01] is preferable.
  • Examples of the alkylene group having 1 to 6 carbon atoms in R 34 to R 37 of the general formula [4] include the same as the alkylene group having 1 to 6 carbon atoms in R 22 of the general formula [2-1], and are preferable. The same is true.
  • d in the general formula [4] an integer of 1 to 4 is preferable, and 1 or 2 is more preferable.
  • the d — (O—R 34 ) — groups may be the same or different, and are preferably the same.
  • an integer of 0 to 2 is preferable.
  • the e — (R 35 —O) — groups may be the same or different, and are preferably all the same.
  • — (R 35 —O) — represents a bond. That is, it represents that adjacent —O— and — (R 37 ) g — are directly bonded.
  • the bond means the same meaning.
  • f and g each independently represent an integer of 0 or 1, and it is preferable that f and g are the same.
  • f is 0, —R 36 — represents a bond
  • g is 0, —R 37 — represents a bond.
  • the compound represented by the general formula [4] include, for example, the compounds represented by the following general formula [4-1] or [4-2]. Among them, the compounds represented by the general formula [4-1] are exemplified. preferable.
  • R 64 and R 65 each independently represents a methylene group, an ethylene group or a trimethylene group, d ′ represents 1 or 2, and e ′ represents an integer of 0 to 2).
  • R 66 represents a methylene group, ethylene group, trimethylene group, tetramethylene group, pentamethylene group or hexamethylene group, and d ′′ represents an integer of 1 to 4)
  • R 64 and R 65 in the general formula [4-1] are preferably ethylene groups.
  • d ′ and e ′ are preferably the same.
  • the d ′ — (O—R 64 ) — groups may be the same or different, and are preferably the same.
  • the e ′ — (R 65 —O) — groups may be the same or different, and are preferably the same.
  • e ′ is 0, — (R 65 —O) — represents a bond.
  • R 66 in the general formula [4-2] is preferably an ethylene group, a tetramethylene group, or a hexamethylene group.
  • d ′′ is preferably 1 or 2.
  • the d ′′ number of — (O—R 65 ) — groups may be the same or different, and are preferably all the same.
  • More preferred specific examples of the compound represented by the general formula [4] include, for example, compounds represented by the following formulas [4-01] to [4-10], among which the formulas [4-02] to [4-05] The compounds described above are preferred.
  • R 38 to R 45 in the general formula [5] at least two or more are vinyl groups or vinyl ketone groups, preferably 5 to 8 vinyl groups or vinyl ketone groups, and preferably 5 to 7 vinyl groups. Or what is a vinyl ketone group is more preferable.
  • Preferable specific examples of the compound represented by the general formula [5] include, for example, compounds represented by the following formulas [5-01] to [5-06].
  • Examples of the alkylene group having 1 to 6 carbon atoms in R 46 to R 48 of the general formula [6] include the same as the alkylene group having 1 to 6 carbon atoms in R 22 of the general formula [2-1].
  • R 46 and R 48 in the general formula [6] are preferably a methylene group, an ethylene group, a trimethylene group, a propylmethylene group, a pentamethylene group and a hexamethylene group, and more preferably a methylene group, an ethylene group and a trimethylene group.
  • R 47 in the general formula [6] is preferably a cyclopentylene group or a cyclohexylene group, and more preferably a cyclohexylene group.
  • Examples of the alkylene group having 1 to 6 carbon atoms in R 49 of the general formula [7] include the same groups as the alkylene group having 1 to 6 carbon atoms in R 22 of the general formula [2-1].
  • An ethylene group is preferred, and a methylene group is more preferred.
  • the ring Ar 1 in the general formula [7] is preferably a benzene ring.
  • h in the general formula [7] an integer of 3 to 4 is preferable.
  • the h groups represented by the following formulas may be the same or different, and are preferably the same. (In the formula, R 49 is the same as above.)
  • Preferable specific examples of the compound represented by the general formula [7] include, for example, compounds represented by the following formulas [7-01] to [7-02].
  • a benzene ring is preferable.
  • Examples of the alkylene group having 1 to 6 carbon atoms in R 50 of the general formula [8] include the same as the alkylene group having 1 to 6 carbon atoms in R 22 of the general formula [2-1].
  • An ethylene group and a trimethylene group are preferable, and a trimethylene group is more preferable.
  • the compound represented by the general formula [8] include, for example, compounds represented by the following formulas [8-01] to [8-03], and among them, a compound represented by the formula [8-03] is preferable.
  • the ring Ar 4 in the general formula [9] is preferably a benzene ring.
  • the compound represented by the general formula [9] include, for example, compounds represented by the following formulas [9-01] and [9-02], and among them, a compound represented by the formula [9-01] is preferable.
  • I in the general formula [10] is preferably an integer of 0 to 3, more preferably 0.
  • the compound represented by the general formula [10] include, for example, divinylethylene glycol (1,5-hexadiene-3,4-diol), 1,6-heptadiene-3,5-diol, 1,7-octadiene. -3,6-diol, 1,8-nonadiene-3,7-diol and the like, and divinylethylene glycol is preferred.
  • Examples of the alkylene group having 1 to 6 carbon atoms in R 51 of the general formula [11] include the same as the alkylene group having 1 to 6 carbon atoms in R 22 of the general formula [2-1].
  • An ethylene group and a trimethylene group are preferable, and a methylene group is more preferable.
  • the compound represented by the general formula [11] include N, N′-methylenebisacrylamide, N, N′-ethylenebisacrylamide, N, N′-trimethylenebisacrylamide and the like. N'-methylenebisacrylamide is preferred.
  • the alkylene group having 1 to 6 carbon atoms of the “substituted or unsubstituted alkylene group having 1 to 6 carbon atoms” in R 52 of the general formula [12] is represented by R 22 in the general formula [2-1].
  • Examples thereof include the same alkylene groups having 1 to 6 carbon atoms, and among them, a methylene group, an ethylene group, a trimethylene group, a tetramethylene group, a pentamethylene group, and a hexamethylene group are preferable.
  • the above carbon number of 1 to 6 does not include the carbon number of the substituent.
  • the number of carbon atoms of a group having a substituent does not include the number of carbon atoms of the substituent.
  • arylene group having 6 to 10 carbon atoms of the “substituted or unsubstituted arylene group having 6 to 10 carbon atoms” in R 52 of the general formula [12] include, for example, a phenylene group and a naphthylene group. And a phenylene group is preferable.
  • alkylene group having 1 to 6 carbon atoms and the arylene group having 6 to 10 carbon atoms having a substituent in R 52 of the general formula [12] those having 1 or 2 substituents are preferable.
  • substituents include 1 to 6 carbon atoms such as methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, tert-butyl group, n-pentyl group, and n-hexyl group.
  • R 52 in the general formula [12] is preferably an unsubstituted alkylene group having 1 to 6 carbon atoms and an unsubstituted phenylene group having an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms as a substituent.
  • An alkylene group having 1 to 6 carbon atoms is more preferable.
  • Examples of the alkyl group having 1 to 6 carbon atoms in R 53 of the general formulas [12-1] and [12-2] include the same as the alkyl group having 1 to 6 carbon atoms in R 4 of the general formula (IV). The preferred ones are the same.
  • Examples of the alkylene group having 1 to 6 carbon atoms in R 54 of the general formulas [12-1] and [12-2] and R 55 of the general formula [12-2] include R 22 of the general formula [2-1]. The same as the alkylene group having 1 to 6 carbon atoms in FIG.
  • the ring Ar 5 in the general formulas [12-1] and [12-2] is preferably a benzene ring.
  • J in general formulas [12-1] and [12-2] is preferably 0 or 1.
  • j is 0, it means that the benzene ring or naphthalene ring of the ring Ar 5 has no substituent.
  • the compound represented by the general formula [12] include compounds represented by the following general formulas [12-3] to [12-6], and among them, the compound represented by the general formula [12-6] is preferable. . (Wherein R 67 represents an unsubstituted alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, and R 53 to R 55 and j are the same as described above.)
  • Examples of the unsubstituted alkylene group having 1 to 6 carbon atoms in R 67 of the general formula [12-6] include the same as the alkylene group having 1 to 6 carbon atoms in R 22 of the general formula [2-1]. Of these, a methylene group, an ethylene group, a trimethylene group, a tetramethylene group, a pentamethylene group, and a hexamethylene group are preferable.
  • Preferred examples of the compound represented by the general formula [12-6] include 1,2: 4,5-diepoxypentane, 1,2: 5,6-diepoxyhexane, 1,2: 6,7-di- Examples thereof include epoxy heptane, 1,2: 7,8-diepoxyoctane, 1,2: 8,9-diepoxynonane, 1,2: 9,10-diepoxydecane, and the like.
  • Examples of the alkyl group having 1 to 6 carbon atoms of the “substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 6 carbon atoms” in R 56 and R 57 of the general formula [13] include R 4 of the general formula (IV). The same as the alkyl group having 1 to 6 carbon atoms in FIG.
  • aryl group having 6 to 10 carbon atoms of the “substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 10 carbon atoms” in R 56 and R 57 of the general formula [13] include a phenyl group, A naphthyl group etc. are mentioned, A phenyl group is preferable.
  • the alkyl group having 1 to 6 carbon atoms having a substituent and the aryl group having 6 to 10 carbon atoms having a substituent in R 56 and R 57 in the general formula [13] have 1 to 3 substituents Are preferred, and those having two substituents are more preferred. Examples of the substituent are the same as the specific examples of the substituent of R 52 in the general formula [12] “the alkylene group having 1 to 6 carbon atoms having a substituent and the arylene group having 6 to 10 carbon atoms having a substituent”. Things.
  • Examples of the alkyl group having 1 to 6 carbon atoms in R 58 of the general formula [13-1] include the same as the alkyl group having 1 to 6 carbon atoms in R 4 of the general formula (IV). It is.
  • Examples of the alkylene group having 1 to 6 carbon atoms in R 59 of the general formula [13-1] include the same as the alkylene group having 1 to 6 carbon atoms in R 22 of the general formula [2-1]. Is the same.
  • the ring Ar 6 in the general formula [13-1] is preferably a benzene ring.
  • R 56 and R 57 in the general formula [13] it is preferable that R 56 and R 57 are the same, a phenyl group having an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms as a substituent, or a general formula The group represented by [13-1] is preferred.
  • the compound represented by the general formula [13] include the compounds represented by the following general formulas [13-2] and [13-3], and among them, the compounds represented by the general formula [13-2] are preferable. .
  • R 58 , R 59 and k are the same as above, and two R 58 and R 59 may be the same or different.
  • Preferable specific examples of the compound represented by the general formula [13-2] include compounds represented by the following formulas [13-01] to [13-12].
  • Examples of the substituted or unsubstituted alkylene group having 1 to 6 carbon atoms and the substituted or unsubstituted arylene group having 6 to 10 carbon atoms in R 60 of the general formula [14] include those represented by the general formula [12 the same thing can be mentioned as those in R 52 in.
  • Examples of the alkyl group having 1 to 6 carbon atoms in R 61 of the general formulas [14-1] to [14-3] include the same as the alkyl group having 1 to 6 carbon atoms in R 4 of the general formula (IV). It is done.
  • R 62 of the general formulas [14-1] to [14-3] and R 63 of the general formula [14-3] is represented by R 22 in the general formula [2-1]. Examples thereof are the same as the alkylene group having 1 to 6 carbon atoms.
  • the ring Ar 7 in the general formulas [14-1] to [14-3] is preferably a benzene ring.
  • p is preferably 0 or 1.
  • p is 0, it means that the benzene ring or naphthalene ring of the ring Ar 7 has no substituent.
  • R 60 in the general formula [14] is preferably a substituted or unsubstituted alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted phenylene group, and unsubstituted 1 to 6 carbon atoms.
  • An alkylene group and a phenylene group having a substituent are more preferable, and a phenylene group having an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms as a substituent is particularly preferable.
  • M in the general formula [14] is preferably an integer of 10 to 1,000, and more preferably an integer of 10 to 100.
  • polymers represented by the general formula [14] include polymers represented by the following general formulas [14-4] to [14-8], and among them, the polymer represented by the general formula [14-5] is preferable. .
  • R 61 to R 63 , p and m are the same as above, and R 68 represents an unsubstituted alkylene group having 1 to 6 carbon atoms.
  • the unsubstituted alkylene group having 1 to 6 carbon atoms in R 61 of the general formula [14-2] is the same as the unsubstituted alkylene group having 1 to 6 carbon atoms in R 67 of the general formula [12-6]. And preferred examples are also the same.
  • Preferred specific examples of the polymer represented by the general formula [14-5] include polymers represented by the following general formulas [14-01] to [14-04], and the polymers represented by the general formula [14-01] preferable. (Wherein m is the same as above)
  • crosslinking agent compounds represented by the general formulas [2], [3], [4], [9], [10] and [11] and a polymer represented by the general formula [14] are preferable.
  • the compounds described in the formulas [2], [3], [4] and [10] are more preferable, the compounds described in the general formulas [2] and [4] are more preferable, and the compounds described in the general formula [2] are particularly preferable.
  • the cross-linking agent may be a commercially available one, or one appropriately synthesized by a method known per se.
  • the copolymer according to the present invention may be produced by performing a polymerization reaction according to a method known per se. For example, it can be produced by polymerizing acrylic acid and one or two compounds represented by the general formula (I) or the general formula (II) in the presence of a polymerization initiator if necessary.
  • the polymerization reaction may be carried out according to a method known per se. Specifically, it is usually 30 to 200 ° C., preferably 70 to 180 ° C., more preferably 80 to 150 ° C. in a suitable solvent, usually 0
  • the reaction may be performed for 1 to 24 hours, preferably 1 to 10 hours.
  • the polymerization initiator is not particularly limited as long as it is usually used in this field.
  • 2,2′-azobis isobutyronitrile
  • 2,2′-azobis (2,4-dimethylvalero) Nitrile 2,2'-azobis (2-methylpropionate)
  • 2,2'-azobis (2-methylbutyronitrile) benzoyl peroxide, lauroyl peroxide, etc.
  • -Azobis isobutyronitrile
  • the amount of the polymerization initiator used is usually 0.01 to 30% by mass with respect to the total amount of the reaction product.
  • the solvent is not particularly limited as long as it is usually used in this field, and examples thereof include toluene, 1,4-dioxane, tetrahydrofuran, isopropanol, methyl ethyl ketone, propylene glycol monomethyl ether acetate and the like, among which propylene glycol monomethyl Ether acetate is preferred. These may be used alone or in combination of two or more.
  • the amount of the solvent used is 1 to 10 times the volume of the total volume of the reaction product.
  • the amount of the compound represented by the general formula (I) or the general formula (II) is the monomer unit derived from acrylic acid and the compound represented by the general formula (I) or the general formula (II) in the copolymer according to the present invention. What is necessary is just to set suitably so that it may become mass ratio of the monomer unit derived from.
  • the product obtained after the above polymerization reaction may be subjected to general post-treatment operations and purification operations usually performed in this field, if necessary. Specifically, for example, filtration, washing, extraction, concentration under reduced pressure, recrystallization, distillation, column chromatography and the like may be performed.
  • the copolymer according to the present invention When neutralizing the copolymer according to the present invention, it may be neutralized according to a method known per se. For example, 0.5 to 1 mol of an alkali metal such as sodium hydroxide may be added to neutralize 1 mol of the carboxy group in the copolymer according to the present invention.
  • the copolymer according to the present invention to be neutralized may be crosslinked, or may be crosslinked after neutralization.
  • the solvent used for neutralization include the same solvents as those used in the polymerization reaction described above.
  • the copolymer according to the present invention When the copolymer according to the present invention is crosslinked, it may be crosslinked according to a method known per se using the crosslinking agent according to the present invention.
  • the polymerization reaction and the crosslinking reaction may be performed simultaneously by adding a crosslinking agent selected from the compounds described in the general formulas [1] to [11] in the polymerization reaction described above.
  • the obtained copolymer according to the present invention and the compound represented by the general formula [12] or [13] or the polymer represented by the general formula [14] What is necessary is just to perform a crosslinking reaction on reaction conditions (a kind and usage-amount of a solvent, reaction temperature, reaction time, etc.).
  • the amount of the compounds represented by the general formulas [1] to [11] is usually 0.001 to 10 mol%, preferably 0.005 to 1 mol%, more preferably 0.01 to 0, based on 1 mol of the monomer used. .5 mol%.
  • the amount of the compound represented by the general formula [12] or [13] or the polymer represented by the general formula [14] is usually 0.01 to 40% by mass, preferably 0.8%, based on the mass of the copolymer according to the present invention. 05 to 20% by mass, more preferably 0.1 to 10% by mass.
  • the crosslinked copolymer according to the present invention is specifically prepared as follows. That is, acrylic acid, 70 to 30 parts by mass of the compound represented by general formula (I) or general formula (II) with respect to 30 to 70 parts by mass of acrylic acid, and 0 to 1 mol of acrylic acid. 0.01 to 0.5 mol% of a crosslinking agent selected from the compounds represented by the general formulas [1] to [11] in the presence of a polymerization initiator such as 2,2′-azobis (isobutyronitrile) It is dissolved or dispersed in a solvent such as propylene glycol monomethyl ether acetate having a volume of 1 to 10 times the volume.
  • a solvent such as propylene glycol monomethyl ether acetate having a volume of 1 to 10 times the volume.
  • a polymerization reaction and a crosslinking reaction are carried out at 80 to 150 ° C. for 0.1 to 10 hours to prepare a crosslinked copolymer according to the present invention.
  • an alkali metal such as sodium hydroxide is added to 1 mol of the carboxy group of the obtained cross-linked copolymer according to the present invention to cross-link the copolymer salt according to the present invention. It is good.
  • acrylic acid and 70 to 30 parts by mass of the compound represented by the general formula (I) or the general formula (II) with respect to 30 to 70 parts by mass of acrylic acid are combined with 2,2′-azobis.
  • a polymerization initiator such as (isobutyronitrile)
  • a solvent such as propylene glycol monomethyl ether acetate having a volume of 1 to 10 times the total volume.
  • a polymerization reaction is carried out at 80 to 150 ° C. for 0.1 to 10 hours to prepare a copolymer according to the present invention.
  • the obtained copolymer according to the present invention and 0.1 to 10% by mass of the compound of the general formula [12] or [13] or the polymer of the general formula [14] with respect to the mass of the copolymer It is dissolved or dispersed in a solvent such as propylene glycol monomethyl ether acetate having a volume of 1 to 10 times the total volume. Thereafter, a crosslinking reaction is carried out at 80 to 150 ° C. for 0.1 to 10 hours to prepare a crosslinked copolymer according to the present invention.
  • a solvent such as propylene glycol monomethyl ether acetate having a volume of 1 to 10 times the total volume.
  • the divalent to 10-valent alcohol (hereinafter sometimes abbreviated as the alcohol according to the present invention) in the binder composition of the present invention may be any conventionally known alcohol that is usually used in this field. Are preferably from 6 to 6 valences, more preferably from 2 to 4 valences.
  • R 71 represents an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms
  • R 72 represents a hydroxy group or a hydroxyalkyl group having 1 to 6 carbon atoms
  • R 73 represents a hydrogen atom, 1 to 6 carbon atoms Or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms
  • R 74 represents an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms which may have —O— in the chain
  • r represents 0 to 4 carbon atoms.
  • the alkylene group having 1 to 6 carbon atoms in R 71 of the general formula (B1) is preferably one having 3 to 6 carbon atoms when r is 0, and one having 1 to 6 carbon atoms when r is an integer of 1 to 4. 4 is preferred. Moreover, it may be any of linear, branched and cyclic, preferably linear and branched, and more preferably linear.
  • methylene group ethylene group, methylmethylene group, trimethylene group, propylene group, dimethylmethylene group, ethylmethylene group, tetramethylene group, 1-methyltrimethylene group, 2-methyltrimethylene group, 1, 2-dimethylethylene group, 1,1-dimethylethylene group, ethylethylene group, ethylmethylmethylene group, propylmethylene group, pentamethylene group, hexamethylene group, cyclopropylene group, cyclopentylene group, cyclohexylene group, etc.
  • a methylene group, an ethylene group, a trimethylene group, a tetramethylene group, a pentamethylene group, and a hexamethylene group are preferable.
  • a trimethylene group, a tetramethylene group, a pentamethylene group, and a hexamethylene group are more preferable, and when r is an integer of 1 to 4, a methylene group, an ethylene group, a trimethylene group, and a tetramethylene group are more preferable.
  • Examples of the hydroxyalkyl group having 1 to 6 carbon atoms in R 72 and R 73 of the general formula (B1) include the same as the hydroxyalkyl group having 1 to 6 carbon atoms in R 13 of the general formula (II).
  • a hydroxymethyl group, a hydroxyethyl group, a hydroxypropyl group, and a hydroxybutyl group are preferable, and a hydroxymethyl group and a hydroxyethyl group are more preferable.
  • Examples of the alkyl group having 1 to 6 carbon atoms in R 73 of the general formula (B1) include the same as the alkyl group having 1 to 6 carbon atoms in R 4 of the general formula (IV).
  • N-propyl group and n-butyl group are preferable, and methyl group and ethyl group are more preferable.
  • the alkylene group having 1 to 6 carbon atoms which does not have —O— in the chain in R 74 of the general formula (B1) is the same as the alkylene group having 1 to 6 carbon atoms in R 71 of the general formula (B1).
  • a methylene group, an ethylene group, a trimethylene group, a tetramethylene group, a pentamethylene group, and a hexamethylene group are preferable
  • a methylene group, an ethylene group, a trimethylene group, and a tetramethylene group are more preferable
  • a methylene group and an ethylene group are preferable. Particularly preferred.
  • alkylene group having 1 to 6 carbon atoms having -O- up in chain in R 74 in formula (B1) for example, groups of the following general formula (B1-1) can be mentioned.
  • R 75 and R 76 each independently represents a linear or branched alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, and t represents an integer of 1 to 5, provided that The total number of carbon atoms is 2 to 6, and t R75s may be the same or different.
  • alkylene group having 1 to 5 carbon atoms in R 75 and R 76 in the general formula (B1-1) those having 1 to 3 carbon atoms are preferable.
  • either linear or branched may be sufficient and a linear thing is more preferable.
  • Preferred specific examples of the group represented by the general formula (B1-1) include a group represented by the following general formula (B1-2).
  • R 75 ′ and R 76 ′ each independently represents a linear alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, provided that the total number of carbon atoms in the formula is 2 to 6).
  • Specific examples of the group represented by the general formula (B1-2) include -CH 2 -O-CH 2- , -CH 2 -O-CH 2 CH 2- , -CH 2 -O-CH 2 CH 2 CH 2- , -CH 2 -O-CH 2 CH 2 CH 2 CH 2- , -CH 2 -O-CH 2 CH 2 CH 2 CH 2- , -CH 2 CH 2 -O-CH 2- , -CH 2 CH 2 -O-CH 2 CH 2- , -CH 2 CH 2 -O-CH 2 CH 2 CH 2- , -CH 2 CH 2 -O-CH 2 CH 2 CH 2- , -CH 2 CH 2 -O-CH 2 CH 2 CH 2- , -CH 2 CH 2 CH 2 -O-CH 2- , -CH 2 CH 2 CH 2 -O-CH 2 CH 2- , -CH 2 CH 2 CH 2 -O-CH 2 CH 2- , -CH 2 CH 2 CH 2 -O-CH 2 CH 2- , -CH 2 CH 2 CH
  • R 72 in the general formula (B1) a hydroxy group and a linear hydroxyalkyl group having 1 to 6 carbon atoms are preferable, and a linear group in which a hydroxy group and one hydrogen at a terminal portion are substituted with a hydroxy group are used. And a straight-chain hydroxyalkyl group having 1 to 6 carbon atoms in which one hydrogen atom in the terminal portion is substituted with a hydroxy group is particularly preferable.
  • a hydroxy group, a hydroxymethyl group, a hydroxyethyl group, a hydroxypropyl group, and a hydroxybutyl group are preferable, a hydroxy group, a hydroxymethyl group, and a hydroxyethyl group are more preferable, and a hydroxymethyl group and a hydroxyethyl group are particularly preferable.
  • R 73 in formula (B1) is preferably a hydrogen atom, a linear alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or a linear hydroxyalkyl group having 1 to 6 carbon atoms.
  • a linear alkylalkyl group having 1 to 6 carbon atoms in which an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms and one hydrogen at a terminal portion are substituted with a hydroxy group is more preferable, and one hydrogen at a terminal portion is a hydroxy group.
  • a straight-chain C1-C6 hydroxyalkyl group substituted with is particularly preferred.
  • a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an n-butyl group, a hydroxymethyl group, a hydroxyethyl group, a hydroxypropyl group, and a hydroxybutyl group are preferable, and a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, A hydroxymethyl group and a hydroxyethyl group are more preferable, and a hydroxymethyl group and a hydroxyethyl group are particularly preferable.
  • R 74 in the general formula (B1) is preferably a linear or branched alkylene group having 1 to 6 carbon atoms and a group represented by the general formula (B1-1).
  • the alkylene group of 6 and the group represented by the general formula (B1-2) are more preferable, and a linear alkylene group having 1 to 6 carbon atoms is particularly preferable.
  • methylene group, ethylene group, trimethylene group, tetramethylene group, pentamethylene group, hexamethylene group, -CH 2 -O-CH 2- , -CH 2 -O-CH 2 CH 2- , -CH 2 CH 2 -O-CH 2- , -CH 2 CH 2 -O-CH 2 CH 2- are preferred, methylene group, ethylene group, trimethylene group, tetramethylene group, -CH 2 -O-CH 2- , -CH 2 CH 2 -O-CH 2 CH 2-
  • a methylene group, an ethylene group, and —CH 2 —O—CH 2 — are more preferable, and a methylene group and an ethylene group are particularly preferable.
  • R in the general formula (B1) is preferably an integer of 0 to 2, more preferably 0 or 1.
  • the compound represented by the general formula (B1) include a compound represented by the following general formula (B2).
  • R 71 ⁇ R 73, R 75, R 76 and t are as defined above, R 77 represents a linear or branched alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, r 2 represents 0 or 1, represents r 1 is 0 when r 2 is 0, r 1 when r 2 is 1 represents an integer of 0-3.
  • a plurality of R 72, R 73, R 75 , R 76 and t may be the same or different.
  • Examples of the linear or branched alkylene group having 1 to 6 carbon atoms in R 77 of the general formula (B2) include specific examples of the alkylene group having 1 to 6 carbon atoms in R 71 of the general formula (B1). Examples include straight-chain or branched ones. Among them, a methylene group, an ethylene group, a trimethylene group, a tetramethylene group, a pentamethylene group, and a hexamethylene group are preferable, and a methylene group, an ethylene group, a trimethylene group, and a tetramethylene group are preferable. More preferred are a methylene group and an ethylene group.
  • Preferable specific examples of the compound represented by the general formula (B2) include compounds represented by the following general formulas (B3) to (B5).
  • R 75 ′ and R 76 ′ are the same as above, R 71 ′ and R 77 ′ represent a linear alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, and R 72 ′ represents a hydroxy group Or a linear hydroxyalkyl group having 1 to 6 carbon atoms in which one hydrogen atom in the terminal portion is substituted with a hydroxy group, and R 73 ′ represents a hydrogen atom, a linear alkyl group having 1 to 6 carbon atoms Represents a straight-chain hydroxyalkyl group having 1 to 6 carbon atoms in which one hydrogen in a group or a terminal portion is substituted with a hydroxy group, and r 3 represents an integer of 1 to 3, provided that R 75 ′ and R 76 'total number of carbon atoms of from 2 to 6, a plurality of R 72', R 73 ', R 75
  • linear alkylene group having 1 to 6 carbon atoms in R 71 ′ of the general formulas (B3) to (B5) include a methylene group, an ethylene group, a trimethylene group, a tetramethylene group, a pentamethylene group, A hexamethylene group is mentioned.
  • trimethylene group, tetramethylene group, pentamethylene group and hexamethylene group are preferable.
  • general formula (B4) methylene group, ethylene group, trimethylene group and tetramethylene group are preferable.
  • (B5) a methylene group and an ethylene group are preferable.
  • linear alkylene group having 1 to 6 carbon atoms in R 77 ′ of the general formulas (B4) and (B5) include a methylene group, an ethylene group, a trimethylene group, a tetramethylene group, a pentamethylene group, A hexamethylene group can be mentioned, among which a methylene group, an ethylene group, a trimethylene group and a tetramethylene group are preferable, and a methylene group and an ethylene group are more preferable.
  • Examples of the linear hydroxyalkyl group having 1 to 6 carbon atoms in which one hydrogen at a terminal portion in R 72 ′ and R 73 ′ in the general formulas (B4) and (B5) is substituted with a hydroxy group include Include hydroxymethyl group, hydroxyethyl group, hydroxypropyl group, hydroxybutyl group, hydroxypentyl group, and hydroxyhexyl group. Among them, hydroxymethyl group, hydroxyethyl group, hydroxypropyl group, and hydroxybutyl group are preferable. And a hydroxyethyl group is more preferable.
  • linear alkyl group having 1 to 6 carbon atoms in R 73 ′ of the general formulas (B4) and (B5) include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an n-butyl group, n -Pentyl group and n-hexyl group can be mentioned, among which methyl group, ethyl group, n-propyl group and n-butyl group are preferable, and methyl group and ethyl group are more preferable.
  • R 72 ′ in formula (B4) is preferably a hydroxy group, a hydroxymethyl group, a hydroxyethyl group, a hydroxypropyl group or a hydroxybutyl group, more preferably a hydroxy group, a hydroxymethyl group or a hydroxyethyl group, and a hydroxymethyl group A hydroxyethyl group is particularly preferred.
  • R 73 ′ in the general formula (B4) is preferably a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an n-butyl group, a hydroxymethyl group, a hydroxyethyl group, a hydroxypropyl group, or a hydroxybutyl group.
  • An atom, a methyl group, an ethyl group, a hydroxymethyl group, and a hydroxyethyl group are more preferable, and a hydroxymethyl group and a hydroxyethyl group are particularly preferable.
  • R 72 ′ and R 73 ′ in the general formula (B5) a linear hydroxyalkyl group having 1 to 6 carbon atoms in which one hydrogen at a terminal portion is substituted with a hydroxy group is preferable.
  • a hydroxymethyl group and a hydroxyethyl group are preferred.
  • the compound represented by the general formula (B3) include 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol and 1,6-hexanediol. -Butanediol is preferred.
  • 1,2,4-butanetriol, 1,2,5-pentanetriol, 1,2,6-hexanetriol, trimethylolethane, trimethylolpropane, and pentaerythritol are preferable.
  • 6-hexanetriol, trimethylolpropane, and pentaerythritol are more preferable, and pentaerythritol is particularly preferable.
  • Specific examples of the compound represented by the general formula (B5) include dipentaerythritol, tripentaerythritol, and tetrapentaerythritol, and dipentaerythritol is preferable.
  • the alcohol according to the present invention includes 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1 1,6-hexanediol, 1,2,6-hexanetriol, trimethylolpropane, pentaerythritol, dipentaerythritol are preferred, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, 1 1,2-6-hexanetriol and pentaerythritol are more preferred, 1,4-butanediol and pentaerythritol are more preferred, and pentaerythritol is particularly preferred.
  • the alcohol according to the present invention may be a commercially available one, or one appropriately synthesized by a method known per se.
  • the binder composition of the present invention comprises the copolymer according to the present invention, the alcohol according to the present invention, and water.
  • Each of the copolymer according to the present invention and the alcohol according to the present invention may be used alone or in combination of two or more, and preferably only one is used.
  • the content of the copolymer according to the present invention in the binder composition of the present invention is 70 to 99% by mass, preferably 75 to 99% by mass, based on the total mass of the copolymer according to the present invention and the alcohol according to the present invention. More preferably, it is 80 to 99% by mass.
  • the copolymer which concerns on this invention in combination of 2 or more types those total mass should just become said content.
  • the content of the alcohol according to the present invention in the binder composition of the present invention is 1 to 30% by mass, preferably 1 to 25% by mass, based on the total mass of the copolymer according to the present invention and the alcohol according to the present invention. More preferably, it is 1 to 20% by mass. In addition, when using in combination of 2 or more types of alcohol which concerns on this invention, those total mass should just become said content.
  • the water content in the binder composition of the present invention is such that the total mass of the copolymer according to the present invention and the alcohol according to the present invention is 1 to 50% by mass, preferably 1 to 20% by mass. .
  • the concentration of the copolymer according to the present invention in the binder composition of the present invention may be appropriately set according to the concentration used for electrode preparation, but is usually 1-30%, preferably 1-20. %.
  • the binder composition of the present invention can be produced by mixing the copolymer according to the present invention, the alcohol according to the present invention and water so as to have the above-mentioned contents.
  • the polymerization reaction, neutralization treatment and crosslinking reaction in the method for producing a copolymer according to the present invention must be performed in advance before the binder composition of the present invention is produced. That is, after performing the above-described polymerization reaction and, if necessary, neutralization treatment and / or crosslinking reaction to produce a desired copolymer according to the present invention, the copolymer is mixed with the alcohol according to the present invention and water, It is necessary to produce the binder composition of the present invention.
  • the binder composition of the present invention is obtained by bonding the copolymers according to the present invention through the alcohol according to the present invention (when the alcohol functions as a linking agent) at the time of producing an electrode. It is considered that the active material surface is wrapped evenly on the electrode. Therefore, if an electrode is produced using the binder composition of the present invention, an electrode having excellent cycle characteristics that can utilize most of the active material surface for charge and discharge can be obtained.
  • the active material containing carbon in the slurry composition of the present invention is carbon; or at least an active material material other than carbon whose surface is coated with carbon (hereinafter sometimes abbreviated as active material material coated with carbon). It is sufficient if it contains only one kind, consisting only of carbon; consisting only of an active material material coated with carbon; consisting of a combination of carbon and an active material material coated with carbon; carbon and / or carbon Any of a combination of a coated active material and an active material other than carbon may be used.
  • Examples of the carbon include graphite-based carbon materials (graphite) such as natural graphite, artificial graphite, and expanded graphite, carbon black, activated carbon, carbon fiber, coke, soft carbon, and hard carbon. Of these, graphite such as natural graphite, artificial graphite, and expanded graphite is preferable.
  • Examples of the natural graphite include flaky graphite and massive graphite.
  • Examples of the artificial graphite include massive graphite, vapor-grown graphite, flaky graphite, and fibrous graphite.
  • Examples of the active material other than carbon include silicon, germanium, tin, lead, zinc, aluminum, indium, antimony, and bismuth. Among these, silicon is preferable.
  • silicon in addition to silicon, SiO, silicon oxides such as SiO 2, metal and bonded silicon (SiM: M is magnesium, iron, calcium, cobalt, nickel, boron, copper, manganese, silver, vanadium, Metal such as cerium and zinc).
  • the carbon-coated active material examples include silicon having a surface coated with carbon, silicon oxide having a surface coated with carbon, and silicon bonded to a metal having a surface coated with carbon. Silicon whose surface is coated with carbon and silicon oxide whose surface is coated with carbon are preferable, and silicon oxide whose surface is coated with carbon is more preferable.
  • the active material material coated with carbon may be either one in which the entire surface is coated with carbon, or one in which a part of the surface is coated.
  • the active material containing carbon in the slurry composition of the present invention includes at least carbon, silicon coated with carbon on the surface, silicon oxide coated with carbon on the surface, or silicon combined with metal coated with carbon on the surface.
  • One active material is included. More specifically, carbon; silicon coated with carbon on the surface; silicon oxide coated with carbon on the surface; silicon combined with metal coated with carbon on the surface; a mixture of two or more selected from these; Alternatively, an active material containing at least one of these and a mixture of at least one selected from silicon, germanium, tin, lead, zinc, aluminum, indium, antimony, and bismuth can be given.
  • An active material containing a mixture of at least one selected from silicon, silicon oxide or one or more selected from silicon bonded to a metal is preferable, carbon; silicon coated with carbon; surface coated with carbon More preferable is an active material containing silicon oxide; silicon bonded to a metal coated with carbon on the surface; or a mixture of two or more selected from these; carbon; silicon coated with carbon on the surface; carbon on the surface Or an active material containing a mixture of two or more selected from these, more preferably carbon and More preferably the active material is further containing silicon oxide coated with carbon on the surface, it is particularly preferred active material containing silicon monoxide coated with carbon to carbon and the surface.
  • the average particle diameter of the active material containing carbon in the slurry composition of the present invention varies depending on the type of active material, but is usually 1 nm to 100 ⁇ m, preferably 1 nm to 50 ⁇ m, more preferably 1 nm to 20 ⁇ m. .
  • the carbon content in the active material containing carbon in the slurry composition of the present invention is usually 10 to 100% by mass, preferably 40 to 100% by mass, and more preferably 50 to 100% by mass.
  • Examples of the conductive auxiliary in the slurry composition of the present invention include carbon blacks such as acetylene black, ketjen black, furnace black, and thermal black. Among them, acetylene black and ketjen black are preferable, and acetylene black is more preferable.
  • the slurry composition of the present invention is an electrode preparation composition comprising 1) an active material containing carbon, 2) a conductive additive, and 3) a binder composition of the present invention.
  • the slurry composition of the present invention may be used for preparing an anode or a negative electrode, but is preferably used for preparing a negative electrode.
  • the content of the active material containing carbon in the slurry composition of the present invention is 1 to 98% by mass, preferably 10 to 98% by mass, based on the mass of the slurry composition not containing the solvent.
  • the content of the conductive assistant in the slurry composition of the present invention is 1 to 40% by mass, preferably 1 to 30% by mass, more preferably 1 to 20% by mass with respect to the mass of the slurry composition not containing the solvent. is there.
  • the content of the binder composition of the present invention in the slurry composition of the present invention is 1 to 30% by mass, more preferably 1 to 25% by mass, and still more preferably based on the mass of the slurry composition not containing a solvent. 1 to 20% by mass.
  • the slurry composition of the present invention includes, for example, a supporting salt, an ion conductive polymer, a binder polymer, etc. in addition to 1) an active material containing carbon, 2) a conductive auxiliary agent, and 3) a binder composition of the present invention. (However, the copolymer according to the present invention is excluded).
  • the supporting salt for example, Li (C 2 F 5 SO 2 ) 2 N (LiBETI), LiPF 6, LiBF 4, LiClO 4, LiAsF 6, LiCF 3 SO 3 , and the like.
  • the ion conductive polymer include polyethylene oxide (PEO) -based polymers and polypropylene oxide (PPO) -based polymers.
  • binder polymer examples include polyvinylidene fluoride (PVDF), polytetrafluoroethylene (PTFE), carboxymethyl cellulose (CMC), styrene butadiene copolymer (SBR), acrylonitrile butadiene copolymer (NBR), and polyacrylonitrile (PAN). ), Ethylene vinyl alcohol copolymer (EVOH), polyurethane, polyacrylate, polyvinyl ether, polyimide and the like.
  • PVDF polyvinylidene fluoride
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • CMC carboxymethyl cellulose
  • SBR styrene butadiene copolymer
  • NBR acrylonitrile butadiene copolymer
  • PAN polyacrylonitrile
  • Ethylene vinyl alcohol copolymer Ethylene vinyl alcohol copolymer
  • polyurethane polyacrylate
  • polyvinyl ether polyimide
  • slurry composition of the present invention 1) an active material containing carbon, 2) a conductive auxiliary agent, and 3) a binder composition of the present invention are mixed in an appropriate solvent so as to be within the above-mentioned concentration range.
  • the solvent include water, N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), dimethylformamide, dimethylacetamide, methylformamide, dimethylsulfoxide, acetonitrile, tetrahydrofuran, ⁇ -butyrolactone, toluene, methyl ethyl ketone, ethyl acetate, dioxane and the like.
  • NMP N-methyl-2-pyrrolidone
  • dimethylformamide dimethylacetamide
  • methylformamide dimethylsulfoxide
  • acetonitrile acetonitrile
  • tetrahydrofuran ⁇ -butyrolactone
  • toluene methyl ethyl ketone
  • the current collector according to the present invention includes a foil, a mesh, an expanded grid (expanded metal), a punched metal, and the like using a conductive material such as nickel, copper, and stainless steel (SUS).
  • the mesh opening, wire diameter, number of meshes and the like are not particularly limited, and conventionally known ones can be used.
  • the preferred thickness of the current collector is 5 to 30 ⁇ m. However, a current collector having a thickness outside this range may be used.
  • the size of the current collector is determined according to the intended use of the battery. If a large electrode used for a large battery is manufactured, a current collector having a large area is used. If a small electrode is produced, a current collector with a small area is used.
  • the electrode of the present invention has 1) an active material containing carbon, 2) a conductive additive, 3) a binder derived from the binder composition of the present invention, and 4) a current collector. Specifically, it has a current collector, and an active material layer formed on the surface thereof, including an active material containing carbon, a conductive additive, and a binder derived from the binder composition of the present invention. It is.
  • the electrode of the present invention can be used as a negative electrode or an anode, but is preferably used as a negative electrode.
  • the binder derived from the binder composition of the present invention uniformly disperses the active material containing carbon and the conductive auxiliary agent on the current collector, and has good coverage. Therefore, the electrode of the present invention is excellent in reversibility.
  • the thickness of the active material layer (the thickness of the coating layer) is usually 1 to 500 ⁇ m, preferably 1 to 300 ⁇ m, more preferably 1 to 150 ⁇ m.
  • a method for producing an electrode of the present invention comprises a slurry composition [1) an active material containing carbon, 2) a conductive auxiliary agent, and 3) a composition containing the binder composition of the present invention] as a current collector. It is characterized by being coated on top and dried.
  • the polymer according to the present invention in the binder composition of the present invention binds via a divalent to 10-valent alcohol, and the binder of the present invention.
  • a binder derived from the composition is formed.
  • the amount of the slurry composition of the present invention used may be appropriately set so that the thickness of the active material layer is within the above range after drying.
  • a self-propelled coater for example, an ink jet method, a doctor blade method, a spray method, or a combination thereof may be used. It can. Among these, a doctor blade method and an ink jet method capable of forming a thin layer are preferable, and a doctor blade method is more preferable.
  • the drying method in the method for producing an electrode of the present invention may be performed according to a method known per se, and is usually performed by heat treatment.
  • the drying conditions during heating may be appropriately set according to the coating amount and volatilization rate of the slurry composition of the present invention. Specifically, for example, it may be dried at 80 to 150 ° C., preferably 120 to 150 ° C. in a vacuum, usually for 5 to 20 hours, preferably 6 to 12 hours.
  • press treatment may be performed after drying.
  • the pressing method may be performed according to a method known per se, and examples thereof include a calender roll method and a flat plate press, and the calender roll method is preferable.
  • the electrode of the present invention can be used for a lithium battery, and can be used for any ordinary battery including a positive electrode, an electrolyte, and a negative electrode.
  • Examples of the electrolyte include vinylene carbonate, fluorovinylene carbonate, methyl vinylene carbonate, fluoromethyl vinylene carbonate, ethyl vinylene carbonate, propyl vinylene carbonate, butyl vinylene carbonate, dipropyl vinylene carbonate, 4,5-dimethyl vinylene carbonate, 4,5 -Those having additives such as diethyl vinylene carbonate, vinyl ethylene carbonate, divinyl ethylene carbonate, phenyl ethylene carbonate, diallyl carbonate, fluoroethylene carbonate (FEC), catechol carbonate, 1,3-propane sultone and butane sultone are preferred. Those having ethylene carbonate (FEC) are more preferred.
  • the content of the additive in the electrolyte is usually 0.5% to 15%, preferably 0.5 to 5%.
  • Synthesis Example 2 Preparation of Non-Crosslinked Copolymer Solution E-2
  • a non-crosslinked copolymer was obtained by subjecting it to a polymerization reaction in the same manner as in Synthesis Example 1 (1) except that polyethylene glycol diacrylate was not added.
  • a neutralized non-crosslinked copolymer solution was obtained in the same manner as in Synthesis Example 1 (2) except that 4.6 g of the non-crosslinked copolymer obtained above was used instead of 4.6 g of the crosslinked copolymer (neutralized). Degree 80%). This was designated as non-crosslinked copolymer solution E-2.
  • Synthesis Example 3 Preparation of binder solution K-1 In a 10 mL beaker made of Teflon (registered trademark), 9.9 g of a crosslinked copolymer solution E-1 (0.99 g as a solid content) and 0.01 g of pentaerythritol (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) Then, 90 ⁇ L of ion-exchanged water was added and stirred until a transparent solution was obtained to obtain a binder solution K-1 having a solid content of 10 wt%.
  • Teflon registered trademark
  • pentaerythritol manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
  • Synthesis Examples 5 to 7 Preparation of binder solution K-3 to 5 Instead of 0.1 g of pentaerythritol, 1,3-propanediol (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), 1,4-butanediol (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) Co., Ltd.) or 1,6-hexanediol (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was used in the same manner as in Synthesis Example 4 except that 0.1 g of binder solution K-3 having a solid content of 10 wt% was used. ⁇ 5 were obtained.
  • Synthesis Example 8 Preparation of Binder Solution K-6 The same method as Synthesis Example 3 except that 0.01 g of 1,2,6-hexanetriol (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was used instead of 0.01 g of pentaerythritol. As a result, a binder solution K-6 having a solid content of 10 wt % was obtained.
  • Synthesis Example 9 Preparation of Binder Solution K-7 By the same method as Synthesis Example 4 except that 9 g of non-crosslinked copolymer solution E-2 (0.9 g as solid content) was used instead of 9 g of crosslinked copolymer solution E-1. A binder solution K-7 having a solid content of 10 wt % was obtained.
  • Synthesis Example 10 Preparation of Binder Solution J-1 A solid content of 10 wt. % was obtained in the same manner as in Synthesis Example 4 except that 0.1 g of propanediamine (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was used instead of 0.1 g of pentaerythritol. % Binder solution J-1.
  • Synthesis Example 11 Preparation of Binder Solution J-2 A solid content of 10 wt.% was obtained in the same manner as in Synthesis Example 3 except that 0.01 g of sodium oxalate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was used instead of 0.01 g of pentaerythritol. % Binder solution J-2 was obtained.
  • Example 1 Production of a battery using the electrode of the present invention
  • Carbon-coated silicon monoxide active material (SiOC) 2.1 g (particle size: average particle size 5 ⁇ m, trade name: SiO 1.3C, Osaka Titanium Technologies Co., Ltd.) Manufactured), graphite active material 11.2 g (particle size: average particle size 10 ⁇ m, trade name: SNO-10, manufactured by SEC Carbon Co., Ltd.) and acetylene black (AB) 0.14 g (trade name: DENKA BLACK, DENKA CORPORATION)
  • a rotating and rotating foam stirrer (trade name: Narutaro Awatori, model: AR-250, manufactured by Shinky Co., Ltd.).
  • the slurry composition is a film containing 10 wt% SiOC, 85 wt% graphite, 1 wt% AB, and 4 wt% binder by drying on the current collector.
  • the slurry composition obtained in (1) was prepared using a doctor blade (manufactured by Tester Sangyo Co., Ltd.) and a coating machine (trade name: MINI-COATER MC-20, Takara (Made by Izumi Co., Ltd.) on a 20 ⁇ m-thick copper foil current collector so that the total mass of the active material SiOC and graphite was 5 mg / cm 2 . Thereafter, it was dried at 80 ° C. in air, and then dried at 150 ° C. for 12 hours under vacuum. The thickness of the film on the current collector was about 80-50 ⁇ m as measured with calipers.
  • the obtained current collector was pressed with a roll press (trade name: HSR-60150, manufactured by Hosen Co., Ltd.) to produce an electrode for a lithium battery having an active material density of 1.5 mg / cm 3 .
  • Examples 2 to 7 Production of a battery using the electrode of the present invention In the same manner as in Example 1, except that 5.6 g of binder solution K-2 to 7 was used instead of 5.6 g of binder solution K-1, respectively. A slurry composition, an electrode for a lithium battery, and a coin-type battery were produced.
  • Comparative Example 3 Production of Battery In the same manner as in Example 1 except that 5.6 g of the crosslinked copolymer solution E-1 was used instead of 5.6 g of the binder solution K-1, a slurry composition, a lithium battery electrode, and a coin type A battery was manufactured.
  • the data obtained here mainly represents the force required when the active material layer is peeled from the copper foil. Accordingly, when the peel strength is strong, it means that the active material layer made of the slurry composition (here, SiOC, graphite, AB and binder) is strongly bound to the copper foil of the current collector.
  • the active material layer made of the slurry composition here, SiOC, graphite, AB and binder
  • the slurry compositions of the present invention of Examples 1 to 7 all had good slurry dispersibility, whereas the slurry compositions of Comparative Examples 1 to 3 all had poor slurry dispersibility. I understood. It is an important factor in producing an electrode that the active material and the conductive additive are evenly dispersed in the slurry. When AB, which is a conductive auxiliary agent, does not disperse in the slurry and agglomerates, a conductive path in the electrode is not formed, and battery performance deteriorates. Therefore, since the slurry compositions of Examples 1 to 7 had good slurry dispersibility, it was considered that the electrodes produced using the slurry compositions had improved battery performance as a result of the formation of conductive paths in the electrodes. .
  • any of the batteries of Examples 1 to 7 using the electrode of the present invention showed a higher capacity retention rate than the batteries of Comparative Examples 1 to 3. This is because the copolymers are bonded to each other through the alcohol according to the present invention, and the active material surface is wrapped evenly on the electrode, and as a result, there is no problem such as micro-layer separation where the polymer is in a non-uniform state. This is probably because most of the active material surface was used for charging and discharging.
  • Synthesis Example 13 A polymerization reaction was performed in the same manner as in Synthesis Example 12 except that 0.4 g of 1,4-butanediol (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was further added to the synthesis reaction system of the crosslinked copolymer C-2. To obtain a crosslinked copolymer C-2.
  • Synthesis Example 14 A crosslinking reaction was carried out in the same manner as in Synthesis Example 12, except that 0.4 g of pentaerythritol (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was further added to the synthesis reaction system of the crosslinked copolymer C-3. Copolymer C-3 was obtained.
  • copolymers crosslinked copolymers C-2 and 3 subjected to a polymerization reaction in the presence of a divalent to 10-valent alcohol (1,4-butanediol or pentaerythritol) are water, an aqueous sodium hydroxide solution, and It was found that N-methylpyrrolidone was not soluble in any solvent. That is, in the production of the copolymer according to the present invention, when a polymerization reaction is carried out by adding a divalent to 10-valent alcohol (in other words, a polymerization reaction of the copolymer and a binding reaction with a divalent to 10-valent alcohol are simultaneously performed.
  • a divalent to 10-valent alcohol in other words, a polymerization reaction of the copolymer and a binding reaction with a divalent to 10-valent alcohol are simultaneously performed.
  • the binder composition of the present invention is subjected to a polymerization reaction and, if necessary, a neutralization treatment and / or a crosslinking reaction to produce a desired copolymer according to the present invention, and then the copolymer is added to the present invention. It has been found that it needs to be mixed with such alcohol and water to produce.

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Abstract

本発明は、充放電容量が低下する等の問題を解決する優れた結着剤組成物、それを用いたスラリー組成物及び電極、並びに該電極の作製方法の提供を課題とする。 本発明は、「アクリル酸由来のモノマー単位と、下記一般式(I)等で示される化合物由来のモノマー単位1~2種とを構成成分とするコポリマー、2価~10価のアルコール、及び水を含んでなる結着剤組成物; [式中、R1は、水素原子又はメチル基を表し(但し、R2が水素原子の場合、R1はメチル基を表す)、R2は、水素原子;アルキル基;フッ素原子又はヒドロキシ基で置換されたアルキル基等を表す。]。」、「1)炭素を含有する活物質、2)導電助剤、及び3)上記結着剤組成物を含んでなるリチウム電池用のスラリー組成物」、「1)炭素を含有する活物質、2)導電助剤、3)上記結着剤組成物由来の結着剤、及び4)集電体を有するリチウム電池用の電極」、及び「上記スラリー組成物を集電体上に塗布した後、乾燥させることを特徴とする、リチウム電池用の電極作製方法」に関する。

Description

リチウム電池電極用の結着剤組成物およびそれを用いた電極
 本発明は、リチウム電池において用いられる、結着剤組成物、スラリー組成物及び電極、並びに該電極の作製方法に関する。
 リチウム電池は、二次電池として携帯電話等種々のポータブルデバイスの電源として利用されているが、近年、自動車用途等を想定した大型電池の研究開発が活発になっている。そのため、現行のリチウム電池のエネルギー密度をさらに増大させることが必要不可欠となってきている。そこで、リチウム電池の高容量化のために、活物質として炭素の代わりにシリコンを用いることが注目されている。シリコンを用いたリチウム電池が高容量となる理由としては、シリコンが室温で電気化学的にリチウムと合金反応を起こすことができるため、炭素を用いた場合に比べて高い電気容量をもたらすことに起因すると考えられている。
 しかしながら、シリコンを活物質として用いた場合、充放電の際にシリコンが大きな体積変化(3倍以上に肥大化)を起こすことが知られている。そして、この体積変化により充放電時に電極構造の破壊が起き、電極の破壊につながる。結果として、充放電容量が低下する等の問題を有していた。
 体積変化の抑制方法として、近年ではシリコンの代わりに一酸化シリコン(SiO)の利用が試みられているが、一酸化シリコンを活物質として用いた場合でも体積膨張があり、実用化には課題がある(特許文献1)。さらに、一酸化シリコンは初期の充放電効率が低く、その分を考慮した正極の過剰な電池容量を必要とする。この問題の解決として様々な方法が検討されており、例えば、炭素を被覆した一酸化シリコン(SiOC)の使用などが報告されている(特許文献2)。
 また、電池の高容量化や安定性能の向上を目的として結着剤を用いる種々の試みがなされている(特許文献3、4)。しかしながら、これらの対象活物質は主に炭素であり、SiOCを始めとする表面に炭素を被覆したシリコン酸化物を用いた場合における上記問題の解消を目的としたものではなかった。
特開2015-210962 WO2012/036127 特開2009-80971 特許4851092号
 本発明は、上記の如き問題を解決する優れた結着剤組成物、それを用いたスラリー組成物及び電極、並びに該電極の作製方法の提供を課題とする。
 本発明者らは、活物質として炭素を含有する材料、特にSiOCを始めとする表面に炭素を被覆したシリコン酸化物を用いた場合における上記問題を解決するために、種々の結着剤を検討してきた。その結果、特定のコポリマー、該コポリマー同士を結合させるための2価~10価のアルコール、及び水を含んでなる組成物を結着剤として用いることにより、表面に炭素を被覆したシリコン酸化物を用いた場合であっても、優れた充放電容量が得られることを見出し、本発明を完成させた。
 即ち、本発明は、以下の発明[i]~[x]を内包する。
[i]アクリル酸由来のモノマー単位と、下記一般式(I)又は一般式(II)で示される化合物由来のモノマー単位1~2種とを構成成分とするコポリマー、2価~10価のアルコール、及び水を含んでなる結着剤組成物(以下、本発明の結着剤組成物と略記する場合がある);
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000027
[式中、R1は、水素原子又はメチル基を表し(但し、R2が水素原子の場合、R1はメチル基を表す)、R2は、水素原子;炭素数1~20のアルキル基;フッ素原子又はヒドロキシ基で置換された炭素数1~20のアルキル基;炭素数6~10のアリール基;炭素数7~13のアリールアルキル基;炭素数2~9のアルコキシアルキル基;炭素数3~9のアルコキシアルコキシアルキル基;炭素数7~13のアリールオキシアルキル基;炭素数5~7のモルホリノアルキル基;炭素数3~9のトリアルキルシリル基;酸素原子を有する又は酸素原子を有さない炭素数6~12の脂環式炭化水素基;炭素数3~9のジアルキルアミノアルキル基;炭素数9~14のヘキサヒドロフタルイミド-N-アルキル基;下記一般式(IV)で示される基
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000028
(式中、R3は、ヒドロキシ基を置換基として有する又は無置換の炭素数1~6のアルキレン基を表し、R4は、水素原子、炭素数1~6のアルキル基、又はフェニル基を表し、vは2~20の整数を表す。);或いは、下記一般式(V)で示される基
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000029
(式中、R5~R7は、それぞれ独立して炭素数1~3のアルキル基を表し、R8は、炭素数1~3のアルキレン基を表す。)を表す。]、
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000030
(式中、R11は、水素原子又はメチル基を表し、R12は、水素原子又は炭素数1~6のアルキル基を表し、R13は、水素原子、炭素数1~6のアルキル基、炭素数3~9のジアルキルアミノアルキル基、又は炭素数1~6のヒドロキシアルキル基を表す。)
[ii]2価~10価のアルコールが、下記一般式(B1)で示される化合物である、上記発明[i]記載の組成物;
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000031
(式中、R71は、炭素数1~6のアルキレン基を表し、R72は、ヒドロキシ基又は炭素数1~6のヒドロキシアルキル基を表し、R73は、水素原子、炭素数1~6のアルキル基又は炭素数1~6のヒドロキシアルキル基を表し、R74は、-O-を鎖中に有していてもよい炭素数1~6のアルキレン基を表し、rは0~4の整数を表す。ただし、複数のR72、複数のR73及び複数のR74は、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。)
[iii]コポリマーが、下記一般式[1]~[13]記載の化合物及び下記一般式[14]記載のポリマーから選ばれる架橋剤により架橋されたものである、上記発明[i]又は[ii]記載の組成物;
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000032
(式中、aは1~6の整数を表す。)、
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000033
[式中、R25及びR26は、それぞれ独立して、水素原子又はメチル基を表し、R21は、炭素数1~20のアルキレン基、下記一般式[2-1]で示される基
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000034
(式中、R22は、炭素数1~6のアルキレン基を表し、bは1~6の整数を表す。)、又は下記一般式[2-2]で示される基
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000035
(式中、R23及びR24は、それぞれ独立して、炭素数1~6のアルキレン基を表し、cは1~22の整数を表す。)を表す。]、
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000036
(式中、R27~R33は、それぞれ独立して、炭素数1~3のアルキレン基を表す。)、
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000037
(式中、R34~R37は、それぞれ独立して、炭素数1~6のアルキレン基を表し、dは1~6の整数を表し、eは0~6の整数を表し、f及びgはそれぞれ独立して0又は1の整数を表す。)、
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000038
(式中、R38~R45は、それぞれ独立して、水素原子、ビニル基又はビニルケトン基を表し、これらの少なくとも2つ以上はビニル基又はビニルケトン基である。)、
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000039
(式中、R46~R48は、それぞれ独立して、炭素数1~6のアルキレン基を表す。)、
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000040
(式中、環Ar1は、ベンゼン環又はナフタレン環を表し、R49は、炭素数1~6のアルキレン基を表し、hは2~4の整数を表す。)、
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000041
(式中、環Ar2及び環Ar3は、それぞれ独立して、ベンゼン環又はナフタレン環を表し、R50は、炭素数1~6のアルキレン基を表す。)、
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000042
(式中、環Ar4は、ベンゼン環又はナフタレン環を表す。)、
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000043
(式中、iは0~6の整数を表す。)、
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000044
(式中、R51は、炭素数1~6のアルキレン基を表す。)、
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000045
[式中、R52は、置換基を有する又は無置換の炭素数1~6のアルキレン基、置換基を有する又は無置換の炭素数6~10のアリーレン基、下記一般式[12-1]で示される基
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000046
(式中、R53は、炭素数1~6のアルキル基を表し、R54は、炭素数1~6のアルキレン基を表し、環Ar5は、ベンゼン環又はナフタレン環を表し、jは、0~4の整数を表す。)、或いは、下記一般式[12-2]で示される基
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000047
(式中、R55は、炭素数1~6のアルキレン基を表し、R53、R54、環Ar5及びjは、上記と同じ。)を表す。]、
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000048
[式中、R56及びR57は、それぞれ独立して、置換基を有する又は無置換の炭素数1~6のアルキル基、置換基を有する又は無置換の炭素数6~10のアリール基、或いは、下記一般式[13-1]で示される基
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000049
(式中、R58は、炭素数1~6のアルキル基を表し、R59は、炭素数1~6のアルキレン基を表し、環Ar6は、ベンゼン環又はナフタレン環を表し、kは、0~5の整数を表す。)を表す。]、
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000050
[式中、R60は、置換基を有する又は無置換の炭素数1~6のアルキレン基、置換基を有する又は無置換の炭素数6~10のアリーレン基、下記一般式[14-1]又は[14-2]で示される基
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000051
(式中、R61は、炭素数1~6のアルキル基を表し、R62は、炭素数1~6のアルキレン基を表し、環Ar7は、ベンゼン環又はナフタレン環を表し、pは、0~4の整数を表す。)、或いは、下記一般式[14-3]で示される基
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000052
(式中、R63は、炭素数1~6のアルキレン基を表し、R61、R62、環Ar7及びpは、上記と同じ。)を表し、mは10~10000の整数を表す。]。
[iv]1)炭素を含有する活物質、2)導電助剤、及び3)上記発明[i]~[iii]の何れかに記載の結着剤組成物を含んでなるリチウム電池用のスラリー組成物。
[v]炭素を含有する活物質が、炭素、表面に炭素を被覆したシリコン、表面に炭素を被覆したシリコン酸化物、又は表面に炭素を被覆した金属と結合したシリコンを少なくとも1種含有する上記発明[iv]記載の組成物。
[vi]負極作製用である、上記発明[iv]又は[v]記載の組成物。
[vii]1)炭素を含有する活物質、2)導電助剤、3)上記発明[i]~[iii]の何れかに記載の結着剤組成物由来の結着剤、及び4)集電体を有するリチウム電池用の電極。
[viii]炭素を含有する活物質が、炭素、表面に炭素を被覆したシリコン、表面に炭素を被覆したシリコン酸化物、又は表面に炭素を被覆した金属と結合したシリコンを少なくとも1種含有する上記発明[vii]記載の電極。
[ix]電極が負極である、上記発明[vii]又は[viii]記載の電極。
[x]上記発明[iv]~[vi]の何れかに記載のスラリー組成物を集電体上に塗布した後、乾燥させることを特徴とする、リチウム電池用の電極作製方法。
 本発明の結着剤組成物を用いてリチウム電極を作製することにより、炭素を含有する活物質、特にSiOCを始めとする表面に炭素を被覆したシリコン酸化物を含む活物質を用いた場合であっても高い充放電容量を維持する電極の提供を可能とする。また、該電極を用いることにより、長期にわたり高容量を保持し得る電池の提供を可能とする。
 本明細書において、バインダー溶液とは、1種以上のポリマーとその他の化合物(架橋剤等の添加剤)とを水に混合させてなる水溶液を示す用語であり、バインダーとは、該バインダー溶液を乾燥させ水分を除去した状態を示す用語である。本発明の結着剤組成物はバインダー溶液の一種であり、本発明の結着剤組成物由来の結着剤はバインダーの一種である。
 本明細書において、(メタ)アクリル酸とは、アクリル酸、メタクリル酸及びそれらの混合物を総称する用語であり、他の類似の表現についても同様である。
 また、本明細書において、n-はnormal-体を、i-はiso-体を、それぞれ表す。
[アクリル酸由来のモノマー単位と、一般式(I)又は一般式(II)で示される化合物由来のモノマー単位1~2種とを構成成分とするコポリマー]
 本発明の結着剤組成物は、アクリル酸由来のモノマー単位と、一般式(I)又は一般式(II)で示される化合物由来のモノマー単位1~2種とを構成成分とするコポリマーを含むものである(以下、本発明に係るコポリマーと略記する場合がある)。
 一般式(I)のR2における炭素数1~20のアルキル基としては、炭素数1~10のものが好ましく、炭素数1~6のものがより好ましい。また、直鎖状、分枝状及び環状のうちいずれであってもよく、直鎖状が好ましい。具体的には例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、シクロブチル基、n-ペンチル基、イソペンチル基、sec-ペンチル基、tert-ペンチル基、ネオペンチル基、2-メチルブチル基、1,2-ジメチルプロピル基、シクロペンチル基、n-ヘキシル基、イソヘキシル基、sec-ヘキシル基、tert-ヘキシル基、ネオヘキシル基、2-メチルペンチル基、1,2-ジメチルブチル基、2,3-ジメチルブチル基、シクロヘキシル基、n-ヘプチル基、イソヘプチル基、sec-ヘプチル基、tert-ヘプチル基、ネオヘプチル基、シクロヘプチル基、n-オクチル基、イソオクチル基、sec-オクチル基、tert-オクチル基、ネオオクチル基、シクロオクチル基、n-ノニル基、イソノニル基、sec-ノニル基、tert-ノニル基、ネオノニル基、シクロノニル基、n-デシル基、イソデシル基、sec-デシル基、tert-デシル基、ネオデシル基、シクロデシル基、n-ウンデシル基、n-ドデシル基、n-トリデシル基、n-テトラデシル基、n-ペンタデシル基、n-ヘキサデシル基、n-ヘプタデシル基、n-オクタデシル基、n-ノナデシル基、n-イコシル基等が挙げられ、中でもメチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、n-ペンチル基、イソペンチル基、sec-ペンチル基、tert-ペンチル基、ネオペンチル基、2-メチルブチル基、1,2-ジメチルプロピル基、n-ヘキシル基、イソヘキシル基、sec-ヘキシル基、tert-ヘキシル基、ネオヘキシル基、2-メチルペンチル基、1,2-ジメチルブチル基、2,3-ジメチルブチル基が好ましく、メチル基、エチル基、n-プロピル基、n-ブチル基、n-ペンチル基、n-ヘキシル基がより好ましく、n-ブチル基、n-ペンチル基、n-ヘキシル基が特に好ましい。
 一般式(I)のR2におけるフッ素原子で置換された炭素数1~20のアルキル基としては、末端部分がフッ素化されたものが好ましく、パーフルオロアルキル基又は(パーフルオロアルキル)アルキル基が好ましく、(パーフルオロアルキル)アルキル基がより好ましい。また、炭素数1~10のものが好ましく、直鎖状が好ましい。具体的には例えば、フルオロエチル基、フルオロプロピル基、フルオロブチル基、フルオロペンチル基、フルオロヘキシル基、フルオロヘプチル基、フルオロオクチル基、フルオロノニル基、フルオロデシル基、フルオロウンデシル基、フルオロドデシル基、フルオロトリデシル基、フルオロテトラデシル基、フルオロペンタデシル基、フルオロヘキサデシル基、フルオロヘプタデシル基、フルオロオクタデシル基、フルオロノナデシル基、フルオロイコシル基、トリフルオロメチル基、トリフルオロエチル基、トリフルオロプロピル基、トリフルオロブチル基、トリフルオロペンチル基、トリフルオロヘキシル基、パーフルオロエチル基、パーフルオロプロピル基、パーフルオロブチル基、パーフルオロペンチル基、パーフルオロヘキシル基、(パーフルオロブチル)メチル基、(パーフルオロブチル)エチル基、(パーフルオロブチル)プロピル基、(パーフルオロヘキシル)メチル基、(パーフルオロヘキシル)エチル基、(パーフルオロヘキシル)プロピル基等が挙げられ、中でもトリフルオロメチル基、トリフルオロエチル基、トリフルオロプロピル基、トリフルオロブチル基、トリフルオロペンチル基、トリフルオロヘキシル基、パーフルオロエチル基、パーフルオロプロピル基、パーフルオロブチル基、パーフルオロペンチル基、パーフルオロヘキシル基、(パーフルオロブチル)メチル基、(パーフルオロブチル)エチル基、(パーフルオロブチル)プロピル基、(パーフルオロヘキシル)メチル基、(パーフルオロヘキシル)エチル基、(パーフルオロヘキシル)プロピル基が好ましく、トリフルオロメチル基、トリフルオロエチル基、(パーフルオロブチル)メチル基、(パーフルオロブチル)エチル基、(パーフルオロヘキシル)メチル基、(パーフルオロヘキシル)エチル基がより好ましく、(パーフルオロブチル)エチル基、(パーフルオロヘキシル)エチル基が特に好ましい。
 一般式(I)のR2におけるヒドロキシ基で置換された炭素数1~20のアルキル基としては、末端部分がヒドロキシ基で置換されたものが好ましく、1~2個の水素がヒドロキシ基で置換されたものが好ましく、1個の水素がヒドロキシ基で置換されたものがより好ましい。また、炭素数1~6のものが好ましく、直鎖状が好ましい。具体的には例えば、ヒドロキシメチル基、ヒドロキシエチル基、ジヒドロキシエチル基、ヒドロキシプロピル基、ジヒドロキシプロピル基、ヒドロキシブチル基、ジヒドロキシブチル基、ヒドロキシペンチル基、ジヒドロキシペンチル基、ヒドロキシヘキシル基、ジヒドロキシヘキシル基、ヒドロキシヘプチル基、ヒドロキシオクチル基、ヒドロキシノニル基、ヒドロキシデシル基、ヒドロキシウンデシル基、ヒドロキシドデシル基、ヒドロキシトリデシル基、ヒドロキシテトラデシル基、ヒドロキシペンタデシル基、ヒドロキシヘキサデシル基、ヒドロキシヘプタデシル基、ヒドロキシオクタデシル基、ヒドロキシノナデシル基、ヒドロキシイコシル基等が挙げられ、中でもヒドロキシメチル基、ヒドロキシエチル基、ジヒドロキシエチル基、ヒドロキシプロピル基、ジヒドロキシプロピル基、ヒドロキシブチル基、ジヒドロキシブチル基、ヒドロキシペンチル基、ジヒドロキシペンチル基、ヒドロキシヘキシル基、ジヒドロキシヘキシル基が好ましく、ヒドロキシメチル基、ヒドロキシエチル基、ヒドロキシプロピル基、ヒドロキシブチル基、ヒドロキシペンチル基、ヒドロキシヘキシル基がより好ましく、ヒドロキシメチル基、ヒドロキシエチル基、ヒドロキシプロピル基、ヒドロキシブチル基がさらに好ましく、ヒドロキシエチル基が特に好ましい。
 一般式(I)のR2における炭素数6~10のアリール基としては、フェニル基、ナフチル基等が挙げられ、フェニル基が好ましい。
 一般式(I)のR2における炭素数7~13のアリールアルキル基としては、炭素数7~9のものが好ましい。具体的には例えば、ベンジル基、フェニルエチル基、フェニルプロピル基、ナフチルメチル基、ナフチルエチル基、ナフチルプロピル基等が挙げられ、中でもベンジル基、フェニルエチル基、フェニルプロピル基が好ましく、ベンジル基がより好ましい。
 一般式(I)のR2における炭素数2~9のアルコキシアルキル基としては、メトキシメチル基、メトキシエチル基、メトキシプロピル基、メトキシブチル基、メトキシペンチル基、メトキシヘキシル基、メトキシヘプチル基、メトキシオクチル基、エトキシメチル基、エトキシエチル基、エトキシプロピル基、エトキシブチル基、エトキシペンチル基、エトキシヘキシル基、エトキシヘプチル基、プロポキシメチル基、プロポキシエチル基、プロポキシプロピル基、プロポキシブチル基、プロポキシペンチル基、プロポキシヘキシル基等が挙げられる。
 一般式(I)のR2における炭素数3~9のアルコキシアルコキシアルキル基としては、メトキシメトキシメチル基、メトキシメトキシエチル基、メトキシメトキシプロピル基、エトキシメトキシメチル基、エトキシメトキシエチル基、エトキシメトキシプロピル基、プロポキシメトキシメチル基、プロポキシメトキシエチル基、プロポキシメトキシプロピル基、メトキシエトキシメチル基、メトキシエトキシエチル基、メトキシエトキシプロピル基、エトキシエトキシメチル基、エトキシエトキシエチル基、エトキシエトキシプロピル基、プロポキシエトキシメチル基、プロポキシエトキシエチル基、プロポキシエトキシプロピル基、メトキシプロポキシメチル基、メトキシプロポキシエチル基、メトキシプロポキシプロピル基、エトキシプロポキシメチル基、エトキシプロポキシエチル基、エトキシプロポキシプロピル基、プロポキシプロポキシメチル基、プロポキシプロポキシエチル基、プロポキシプロポキシプロピル基等が挙げられる。
 一般式(I)のR2における炭素数7~13のアリールオキシアルキル基としては、炭素数7~9のものが好ましい。具体的には例えば、フェノキシメチル基、フェノキシエチル基、フェノキシプロピル基、ナフチルオキシメチル基、ナフチルオキシエチル基、ナフチルオキシプロピル基等が挙げられ、中でもフェノキシメチル基、フェノキシエチル基、フェノキシプロピル基が好ましく、フェノキシエチル基がより好ましい。
 一般式(I)のR2における炭素数5~7のモルホリノアルキル基としては、例えばモルホリノメチル基、モルホリノエチル基、モルホリノプロピル基等が挙げられる。
 一般式(I)のR2における炭素数3~9のトリアルキルシリル基としては、例えばトリメチルシリル基、トリエチルシリル基、トリプロピルシリル基、ジメチルエチルシリル基、ジエチルメチルシリル基等が挙げられる。
 一般式(I)のR2における酸素原子を有する炭素数6~12の脂環式炭化水素基としては、ジシクロペンテニルオキシエチル基等が挙げられる。
 一般式(I)のR2における酸素原子を有さない炭素数6~12の脂環式炭化水素基としては、シクロヘキシル基、イソボルニル基、ジシクロペンタニル基等が挙げられる。
 一般式(I)のR2における炭素数3~9のジアルキルアミノアルキル基としては、ジメチルアミノメチル基、ジメチルアミノエチル基、ジメチルアミノプロピル基、ジエチルアミノメチル基、ジエチルアミノエチル基、ジエチルアミノプロピル基、ジプロピルアミノメチル基、ジプロピルアミノエチル基、ジプロピルアミノプロピル基等が挙げられる。
 一般式(I)のR2における炭素数9~14のヘキサヒドロフタルイミド-N-アルキル基のアルキル基は通常炭素数1~6であり、炭素数1~3のものが好ましく、直鎖状のものが好ましい。炭素数9~14のヘキサヒドロフタルイミド-N-アルキル基としては、具体的には例えば、2-ヘキサヒドロフタルイミドメチル基、2-ヘキサヒドロフタルイミドエチル基、2-ヘキサヒドロフタルイミドプロピル基、2-ヘキサヒドロフタルイミドブチル基、2-ヘキサヒドロフタルイミドペンチル基、2-ヘキサヒドロフタルイミドヘキシル基等が挙げられる。
 一般式(IV)のR3におけるヒドロキシ基を置換基として有する炭素数1~6のアルキレン基としては、1個の水素がヒドロキシ基で置換されたものが好ましく、炭素数1~3のものが好ましい。具体的には例えば、ヒドロキシメチレン基、ヒドロキシエチレン基、ヒドロキシトリメチレン基、ヒドロキシテトラメチレン基、ヒドロキシペンタメチレン基、ヒドロキシヘキサメチレン基等が挙げられ、中でもヒドロキシメチレン基、ヒドロキシエチレン基、ヒドロキシトリメチレン基が好ましく、ヒドロキシトリメチレン基がより好ましい。
 一般式(IV)のR3における無置換の炭素数1~6のアルキレン基としては、炭素数2~4のものが好ましい。具体的には例えば、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、プロピレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基等が挙げられ、中でもエチレン基、トリメチレン基、プロピレン基、テトラメチレン基が好ましく、エチレン基、プロピレン基がより好ましく、エチレン基が特に好ましい。
 一般式(IV)のR4における炭素数1~6のアルキル基としては、炭素数1~3が好ましい。また、直鎖状、分枝状及び環状のうちいずれであってもよく、直鎖状が好ましい。具体的には例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、シクロブチル基、n-ペンチル基、イソペンチル基、sec-ペンチル基、tert-ペンチル基、ネオペンチル基、2-メチルブチル基、1,2-ジメチルプロピル基、シクロペンチル基、n-ヘキシル基、イソヘキシル基、sec-ヘキシル基、tert-ヘキシル基、ネオヘキシル基、2-メチルペンチル基、1,2-ジメチルブチル基、2,3-ジメチルブチル基、シクロヘキシル基等が挙げられ、中でもメチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基が好ましく、メチル基がより好ましい。
 一般式(IV)のR3としては、無置換の炭素数2~6のアルキレン基が好ましく、無置換の炭素数2~4のアルキレン基がより好ましく、中でもエチレン基、トリメチレン基、プロピレン基、テトラメチレン基が好ましく、エチレン基、プロピレン基がより好ましく、エチレン基が特に好ましい。
 一般式(IV)のR4としては、水素原子、炭素数1~6のアルキル基が好ましく、水素原子、炭素数1~3のアルキル基がより好ましく、水素原子、メチル基が特に好ましい。
 一般式(IV)のvとしては、2~10の整数が好ましく、4~10の整数がより好ましい。また、v個の-(R3-O)-基は、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。
 一般式(IV)で示される基の具体例としては、ポリエチレングリコール基、メチルポリエチレングリコール基、エチルポリエチレングリコール基、n-プロピルポリエチレングリコール基、イソプロピルポリエチレングリコール基、フェニルポリエチレングリコール基、ポリトリメチレングリコール基、ポリプロピレングリコール基、メチルポリプロピレングリコール基、エチルポリプロピレングリコール基、n-プロピルポリプロピレングリコール基、イソプロピルポリプロピレングリコール基、フェニルポリプロピレングリコール基、ポリテトラメチレングリコール基、ポリペンタメチレングリコール基、ポリヘキサメチレングリコール基等が挙げられ、ポリエチレングリコール基、メチルポリエチレングリコール基、ポリプロピレングリコール基、メチルポリプロピレングリコール基が好ましく、ポリエチレングリコール基、メチルポリエチレングリコール基がより好ましい。
 一般式(V)のR5~R7における炭素数1~3のアルキル基としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基等が挙げられ、メチル基が好ましい。
 一般式(V)のR8における炭素数1~3のアルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基等が挙げられる。
 一般式(V)で示される基の具体例としては、トリメチルアンモニウムメチル基、トリメチルアンモニウムエチル基、トリメチルアンモニウムプロピル基、トリエチルアンモニウムメチル基、トリエチルアンモニウムエチル基、トリエチルアンモニウムプロピル基等が挙げられる。
 一般式(I)のR1としては、水素原子又はメチル基のいずれでもよいが、R2が水素原子の場合、メチル基を表す。
 一般式(I)のR2としては、水素原子;炭素数1~20のアルキル基;フッ素原子又はヒドロキシ基で置換された炭素数1~20のアルキル基;炭素数7~13のアリールアルキル基;炭素数7~13のアリールオキシアルキル基;炭素数9~14のヘキサヒドロフタルイミド-N-アルキル基;或いは一般式(IV)で示される基が好ましく、水素原子;炭素数1~20のアルキル基;フッ素原子又はヒドロキシ基で置換された炭素数1~20のアルキル基;炭素数7~13のアリールオキシアルキル基;或いは一般式(IV)で示される基がより好ましく、水素原子;或いはフッ素原子又はヒドロキシ基で置換された炭素数1~20のアルキル基がさらに好ましく、ヒドロキシ基で置換された炭素数1~20のアルキル基が特に好ましい。
 一般式(I)で示される化合物の好ましい具体例としては、下記一般式(I-I)で示される化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000053
[式中、R101は、水素原子又はメチル基を表し(但し、R102が水素原子の場合、R101はメチル基を表す)、R102は、水素原子;炭素数1~20のアルキル基;フッ素原子又はヒドロキシ基で置換された炭素数1~20のアルキル基;炭素数7~13のアリールアルキル基;炭素数7~13のアリールオキシアルキル基;炭素数9~14のヘキサヒドロフタルイミド-N-アルキル基;或いは下記一般式(IV-I)で示される基
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000054
(式中、R103は、無置換の炭素数2~6のアルキレン基を表し、R104は、水素原子又は炭素数1~6のアルキル基を表し、vは上記と同じ。)を表す。]
 一般式(I-I)のR102における炭素数1~20のアルキル基;フッ素原子又はヒドロキシ基で置換された炭素数1~20のアルキル基;炭素数7~13のアリールアルキル基;炭素数7~13のアリールオキシアルキル基;及び炭素数9~14のヘキサヒドロフタルイミド-N-アルキル基としては、一般式(I)のR2におけるそれらと同じものが挙げられ、好ましいものも同じである。
 一般式(IV-I)のR103における無置換の炭素数2~6のアルキレン基としては、炭素数2~4のものが好ましい。具体的には例えば、エチレン基、トリメチレン基、プロピレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基等が挙げられ、中でもエチレン基、トリメチレン基、プロピレン基、テトラメチレン基が好ましく、エチレン基、プロピレン基がより好ましく、エチレン基が特に好ましい。
 一般式(IV-I)のR104における炭素数1~6のアルキル基としては、一般式(IV)のR4における炭素数1~6のアルキル基と同じものが挙げられ、好ましいものも同じである。
 一般式(IV-I)のR104としては、水素原子、炭素数1~3のアルキル基が好ましく、水素原子、メチル基がより好ましい。
 一般式(IV-I)で示される基の具体例としては、ポリエチレングリコール基、メチルポリエチレングリコール基、エチルポリエチレングリコール基、n-プロピルポリエチレングリコール基、イソプロピルポリエチレングリコール基、ポリトリメチレングリコール基、ポリプロピレングリコール基、メチルポリプロピレングリコール基、エチルポリプロピレングリコール基、n-プロピルポリプロピレングリコール基、イソプロピルポリプロピレングリコール基、ポリテトラメチレングリコール基、ポリペンタメチレングリコール基、ポリヘキサメチレングリコール基等が挙げられ、ポリエチレングリコール基、メチルポリエチレングリコール基、ポリプロピレングリコール基、メチルポリプロピレングリコール基が好ましく、ポリエチレングリコール基、メチルポリエチレングリコール基がより好ましい。
 一般式(I-I)のR101としては、水素原子又はメチル基のいずれでもよいが、R102が水素原子の場合、メチル基を表す。
 一般式(I-I)のR102としては、水素原子;炭素数1~20のアルキル基;フッ素原子又はヒドロキシ基で置換された炭素数1~20のアルキル基;炭素数7~13のアリールオキシアルキル基;或いは一般式(IV-I)で示される基が好ましく、水素原子;或いはフッ素原子又はヒドロキシ基で置換された炭素数1~20のアルキル基がより好ましく、ヒドロキシ基で置換された炭素数1~20のアルキル基が特に好ましい。
 一般式(I)で示される化合物のより好ましい具体例としては、下記一般式(I-II)で示される化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000055
[式中、R201は、水素原子又はメチル基を表し(但し、R202が水素原子の場合、R201はメチル基を表す)、R202は、水素原子;炭素数1~20のアルキル基;フッ素原子又はヒドロキシ基で置換された炭素数1~20のアルキル基;炭素数7~13のアリールオキシアルキル基;或いは一般式(IV-II)で示される基
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000056
(式中、R203は、無置換の炭素数2~4のアルキレン基を表し、R204は、水素原子又は炭素数1~3のアルキル基を表し、vは上記と同じ。)を表す。]
 一般式(I-II)のR202における、炭素数1~20のアルキル基;フッ素原子又はヒドロキシ基で置換された炭素数1~20のアルキル基;及び炭素数7~13のアリールオキシアルキル基としては、一般式(I)のR2におけるそれらと同じものが挙げられ、好ましいものも同じである。
 一般式(IV-II)のR203における無置換の炭素数2~4のアルキレン基としては、エチレン基、トリメチレン基、プロピレン基、テトラメチレン基等が挙げられ、中でもエチレン基、プロピレン基が好ましく、エチレン基がより好ましい。
 一般式(IV-II)のR204における炭素数1~3のアルキル基としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基等が挙げられ、メチル基が好ましい。
 一般式(IV-II)のR204としては、水素原子、メチル基が好ましい。
 一般式(IV-II)で示される基の具体例としては、ポリエチレングリコール基、メチルポリエチレングリコール基、エチルポリエチレングリコール基、n-プロピルポリエチレングリコール基、イソプロピルポリエチレングリコール基、ポリトリメチレングリコール基、ポリプロピレングリコール基、メチルポリプロピレングリコール基、エチルポリプロピレングリコール基、n-プロピルポリプロピレングリコール基、イソプロピルポリプロピレングリコール基、ポリテトラメチレングリコール基が挙げられ、ポリエチレングリコール基、メチルポリエチレングリコール基、ポリプロピレングリコール基、メチルポリプロピレングリコール基が好ましく、ポリエチレングリコール基、メチルポリエチレングリコール基がより好ましい。
 一般式(I-II)のR201としては、水素原子又はメチル基のいずれでもよいが、R202が水素原子の場合、メチル基を表す。
 一般式(I-II)のR202としては、水素原子、或いはフッ素原子又はヒドロキシ基で置換された炭素数1~20のアルキル基がより好ましく、ヒドロキシ基で置換された炭素数1~20のアルキル基が特に好ましい。
 一般式(I)で示される化合物の特に好ましい具体例としては、例えばメタクリル酸、(メタ)アクリル酸-n-ブチル、(メタ)アクリル酸-n-ペンチル、(メタ)アクリル酸-n-ヘキシル、(メタ)アクリル酸トリフルオロメチル、(メタ)アクリル酸トリフルオロエチル、(メタ)アクリル酸(パーフルオロブチル)メチル、(メタ)アクリル酸-2-(パーフルオロブチル)エチル、(メタ)アクリル酸(パーフルオロヘキシル)メチル、(メタ)アクリル酸-2-(パーフルオロヘキシル)エチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシメチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシペンチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシヘキシル、(メタ)アクリル酸フェノキシメチル、(メタ)アクリル酸フェノキシエチル、(メタ)アクリル酸フェノキシプロピル、ポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノメチルエーテル(メタ)アクリレート等が挙げられ、中でも、メタクリル酸、(メタ)アクリル酸-2-(パーフルオロブチル)エチル、(メタ)アクリル酸-2-(パーフルオロヘキシル)エチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシメチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシペンチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシヘキシルが好ましく、(メタ)アクリル酸ヒドロキシメチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシブチルがより好ましく、(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチルが特に好ましい。一般式(I)で示される化合物は、市販のものでも、自体公知の方法によって適宜合成したものでもよい。
 一般式(II)のR12及びR13における炭素数1~6のアルキル基としては、一般式(IV)のR4における炭素数1~6のアルキル基と同じものが挙げられ、中でもメチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基が好ましく、イソプロピル基がより好ましい。
 一般式(II)のR13における炭素数3~9のジアルキルアミノアルキル基としては、ジメチルアミノメチル基、ジメチルアミノエチル基、ジメチルアミノプロピル基、ジエチルアミノメチル基、ジエチルアミノエチル基、ジエチルアミノプロピル基、ジプロピルアミノメチル基、ジプロピルアミノエチル基、ジプロピルアミノプロピル基等が挙げられる。
 一般式(II)のR13における炭素数1~6のヒドロキシアルキル基としては、末端部分がヒドロキシ基で置換されたものが好ましい。また、1~2個の水素がヒドロキシ基で置換されたものが好ましく、1個の水素がヒドロキシ基で置換されたものがより好ましい。さらに、炭素数1~3のものが好ましく、直鎖状が好ましい。具体的には例えば、ヒドロキシメチル基、ヒドロキシエチル基、ジヒドロキシエチル基、ヒドロキシプロピル基、ジヒドロキシプロピル基、ヒドロキシブチル基、ジヒドロキシブチル基、ヒドロキシペンチル基、ジヒドロキシペンチル基、ヒドロキシヘキシル基、ジヒドロキシヘキシル基が挙げられ、中でもヒドロキシメチル基、ヒドロキシエチル基、ヒドロキシプロピル基、ヒドロキシブチル基、ヒドロキシペンチル基、ヒドロキシヘキシル基が好ましく、ヒドロキシエチル基がより好ましい。
 一般式(II)のR11としては、水素原子が好ましい。
 一般式(II)のR12としては、水素原子、炭素数1~3のアルキル基が好ましく、水素原子がより好ましい。
 一般式(II)のR13としては、水素原子、炭素数1~6のアルキル基、炭素数1~6のヒドロキシアルキル基が好ましく、水素原子、炭素数1~6のアルキル基がより好ましく、水素原子、炭素数1~3のアルキル基がさらに好ましく、水素原子が特に好ましい。
 一般式(II)で示される化合物の好ましい具体例としては、下記一般式(II-I)で示される化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000057
(式中、R113は、水素原子、炭素数1~6のアルキル基又は炭素数1~6のヒドロキシアルキル基を表し、R11及びR12は上記と同じ。)
 一般式(II-I)のR113における炭素数1~6のアルキル基及び炭素数1~6のヒドロキシアルキル基としては、一般式(II)のR13におけるそれらと同じものが挙げられ、好ましいものも同じである。
 一般式(II-I)のR113としては、水素原子、炭素数1~6のアルキル基が好ましく、水素原子、炭素数1~3のアルキル基がより好ましく、水素原子が特に好ましい。
 一般式(II)で示される化合物のより好ましい具体例としては、下記一般式(II-II)で示される化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000058
(式中、R212及びR213は、それぞれ独立して水素原子又は炭素数1~3のアルキル基を表し、R11は上記と同じ。)
 一般式(II-II)のR212及びR213における炭素数1~3のアルキル基としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基等が挙げられ、イソプロピル基が好ましい。
 一般式(II-II)のR212及びR213としては、水素原子が好ましい。
 一般式(II)で示される化合物の特に好ましい具体例としては、例えば(メタ)アクリルアミド、N-メチル(メタ)アクリルアミド、N-エチル(メタ)アクリルアミド、N-n-プロピル(メタ)アクリルアミド、N-イソプロピル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジエチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジ-n-プロピル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジイソプロピル(メタ)アクリルアミド等が挙げられ、(メタ)アクリルアミド、N-メチル(メタ)アクリルアミド、N-エチル(メタ)アクリルアミド、N-n-プロピル(メタ)アクリルアミド、N-イソプロピル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチル(メタ)アクリルアミドが好ましく、(メタ)アクリルアミドがより好ましく、アクリルアミドが特に好ましい。一般式(II)で示される化合物は、市販のものでも、自体公知の方法によって適宜合成したものでもよい。
 本発明に係るコポリマーの構成成分の組合せとしては、下記表記載の組合せが挙げられ、中でも組合せ1~4が好ましく、組合せ1、3及び4がより好ましく、組合せ1が特に好ましい。さらに、組合せ1の中でも、アクリル酸由来のモノマー単位と一般式(I-I)で示される化合物由来のモノマー単位1種とからなる組合せが好ましく、アクリル酸由来のモノマー単位と一般式(I-II)で示される化合物由来のモノマー単位1種とからなる組合せがより好ましい。より具体的には、アクリル酸由来のモノマー単位と、一般式(I)で示される化合物の特に好ましい具体例として挙げられている化合物由来のモノマー単位1種とからなる組合せが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000059
 本発明に係るコポリマーにおける、アクリル酸由来のモノマー単位と、一般式(I)又は一般式(II)で示される化合物由来のモノマー単位の比率は、質量比として通常、アクリル酸由来のモノマー単位/一般式(I)又は一般式(II)で示される化合物由来のモノマー単位=30/70~70/30であり、好ましくは40/60~60/40である。
 本発明に係るコポリマーは中和されたものであってもよく、中和されたものが好ましい。言い換えれば、本発明に係るコポリマー中のカルボキシ基の一部又は全部が塩になっていてもよい。中和された本発明に係るコポリマーとしては、水酸化ナトリウム、水酸化リチウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属で中和されたものが好ましく、水酸化ナトリウムで中和されたものがより好ましい。このような中和された本発明に係るコポリマーを用いると電極部材の分散性が向上し、活物質と導電性化合物とを集電体上に均一に分布させることができるため、電極の電気特性をより向上させることが可能となる。この際の中和度は、通常60~100%、好ましくは70~100%、より好ましくは70~90%である。
 本発明に係るコポリマーは架橋されたものであってもよく、架橋されたものが好ましい。本発明に係るコポリマーの架橋に用いられる架橋剤としては、後述する一般式[1]~[13]記載の化合物及び一般式[14]記載のポリマーから選ばれる架橋剤が挙げられる(以下、本発明に係る架橋剤と略記する場合がある)。また、架橋された本発明に係るコポリマーは、さらに中和されたものであってもよい。
 架橋された本発明に係るコポリマーの粘度としては、回転粘度計の回転速度が12rpmの場合、通常500~50,000mPa・S、好ましくは1,000~50,000mPa・Sである。尚、回転粘度計は、回転速度12rpmにおいて上限粘度が50,000mPa・Sであるものを用いた。該粘度は、本発明に係るコポリマーを1質量%の濃度で水に分散(懸濁)させたものを、20~25℃でB型回転粘度計にて測定した値である。
 本発明に係るコポリマーの重量平均分子量は、通常1,000~10,000,000、好ましくは10,000~5,000,000である。
 本発明に係るコポリマーとしては、本発明に係る架橋剤により架橋されたものが好ましく、本発明に係る架橋剤により架橋され、且つ中和されたものがより好ましい。
 具体的には、アクリル酸由来のモノマー単位と、一般式(I)又は一般式(II)で示される化合物由来のモノマー単位1~2種とを構成成分とするコポリマーであり、該コポリマーが本発明に係る架橋剤により架橋されたものが好ましく;アクリル酸由来のモノマー単位と、一般式(I)又は一般式(II)で示される化合物由来のモノマー単位1~2種とを構成成分とするコポリマーであり、該コポリマーが本発明に係る架橋剤により架橋され、且つ中和されたものがより好ましい。その中でも、アクリル酸由来のモノマー単位と一般式(I)で示される化合物由来のモノマー単位1種とを構成成分とするコポリマーであり、該コポリマーが本発明に係る架橋剤により架橋され、且つ中和されたものが好ましく;アクリル酸由来のモノマー単位と一般式(I-I)で示される化合物由来のモノマー単位1種とを構成成分とするコポリマーであり、該コポリマーが本発明に係る架橋剤により架橋され、且つ中和されたものがより好ましく;アクリル酸由来のモノマー単位と一般式(I-II)で示される化合物由来のモノマー単位1種とを構成成分とするコポリマーであり、該コポリマーが本発明に係る架橋剤により架橋され、且つ中和されたものがさらに好ましく;アクリル酸由来のモノマー単位と、一般式(I)で示される化合物の特に好ましい具体例として挙げられている化合物由来のモノマー単位1種とを構成成分とするコポリマーであり、該コポリマーが本発明に係る架橋剤により架橋され、且つ中和されたものが特に好ましい。
[本発明に係る架橋剤]
 本発明に係るコポリマーの架橋に用いられる架橋剤としては、下記一般式[1]~[13]記載の化合物及び下記一般式[14]記載のポリマーから選ばれる架橋剤が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000060
(式中、aは1~6の整数を表す。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000061
[式中、R25及びR26は、それぞれ独立して、水素原子又はメチル基を表し、R21は、炭素数1~20のアルキレン基、下記一般式[2-1]で示される基
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000062
(式中、R22は、炭素数1~6のアルキレン基を表し、bは1~6の整数を表す。)、又は下記一般式[2-2]で示される基
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000063
(式中、R23及びR24は、それぞれ独立して、炭素数1~6のアルキレン基を表し、cは1~22の整数を表す。)を表す。]
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000064
(式中、R27~R33は、それぞれ独立して、炭素数1~3のアルキレン基を表す。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000065
(式中、R34~R37は、それぞれ独立して、炭素数1~6のアルキレン基を表し、dは1~6の整数を表し、eは0~6の整数を表し、f及びgはそれぞれ独立して0又は1の整数を表す。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000066
(式中、R38~R45は、それぞれ独立して、水素原子、ビニル基又はビニルケトン基を表し、これらの少なくとも2つ以上はビニル基又はビニルケトン基である。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000067
(式中、R46~R48は、それぞれ独立して、炭素数1~6のアルキレン基を表す。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000068
(式中、環Ar1は、ベンゼン環又はナフタレン環を表し、R49は、炭素数1~6のアルキレン基を表し、hは2~4の整数を表す。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000069
(式中、環Ar2及び環Ar3は、それぞれ独立して、ベンゼン環又はナフタレン環を表し、R50は、炭素数1~6のアルキレン基を表す。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000070
(式中、環Ar4は、ベンゼン環又はナフタレン環を表す。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000071
(式中、iは0~6の整数を表す。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000072
(式中、R51は、炭素数1~6のアルキレン基を表す。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000073
[式中、R52は、置換基を有する又は無置換の炭素数1~6のアルキレン基、置換基を有する又は無置換の炭素数6~10のアリーレン基、下記一般式[12-1]で示される基
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000074
(式中、R53は、炭素数1~6のアルキル基を表し、R54は、炭素数1~6のアルキレン基を表し、環Ar5は、ベンゼン環又はナフタレン環を表し、jは、0~4の整数を表す。)、或いは、下記一般式[12-2]で示される基
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000075
(式中、R55は、炭素数1~6のアルキレン基を表し、R53、R54、環Ar5及びjは、上記と同じ。)を表す。]
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000076
[式中、R56及びR57は、それぞれ独立して、置換基を有する又は無置換の炭素数1~6のアルキル基、置換基を有する又は無置換の炭素数6~10のアリール基、或いは、下記一般式[13-1]で示される基
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000077
(式中、R58は、炭素数1~6のアルキル基を表し、R59は、炭素数1~6のアルキレン基を表し、環Ar6は、ベンゼン環又はナフタレン環を表し、kは、0~5の整数を表す。)を表す。]
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000078
[式中、R60は、置換基を有する又は無置換の炭素数1~6のアルキレン基、置換基を有する又は無置換の炭素数6~10のアリーレン基、下記一般式[14-1]又は[14-2]で示される基
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000079
(式中、R61は、炭素数1~6のアルキル基を表し、R62は、炭素数1~6のアルキレン基を表し、環Ar7は、ベンゼン環又はナフタレン環を表し、pは、0~4の整数を表す。)、或いは、下記一般式[14-3]で示される基
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000080
(式中、R63は、炭素数1~6のアルキレン基を表し、R61、R62、環Ar7及びpは、上記と同じ。)を表し、mは10~10000の整数を表す。]
 一般式[1]におけるaとしては、1~3の整数が好ましく、1がより好ましい。
 一般式[1]記載の化合物の具体例としては、例えばアクリル酸アリル(アクリル酸-2-プロペニル)、アクリル酸-3-ブテニル、アクリル酸-4-ペンテニル、アクリル酸-5-ヘキシニル、アクリル酸-6-ヘプテニル、アクリル酸-7-オクテニル等が挙げられ、アクリル酸アリルが好ましい。
 一般式[2]のR21における炭素数1~20のアルキレン基としては、炭素数1~12のものが好ましく、炭素数1~6のものがより好ましい。また、直鎖状、分枝状及び環状のうちいずれであってもよく、直鎖状が好ましい。具体的には例えば、メチレン基、エチレン基、メチルメチレン基、トリメチレン基、プロピレン基、ジメチルメチレン基、エチルメチレン基、テトラメチレン基、1-メチルトリメチレン基、2-メチルトリメチレン基、1,2-ジメチルエチレン基、1,1-ジメチルエチレン基、エチルエチレン基、エチルメチルメチレン基、プロピルメチレン基、ペンタメチレン基、1-メチルテトラメチレン基、2-メチルテトラメチレン基、1-エチルトリメチレン基、2-エチルトリメチレン基、n-プロピルエチレン基、イソプロピルエチレン基、n-ブチルメチレン基、イソブチルメチレン基、tert-ブチルメチレン基、ヘキサメチレン基、1-メチルペンタメチレン基、2-メチルペンタメチレン基、3-メチルペンタメチレン基、1-エチルテトラメチレン基、2-エチルテトラメチレン基、1-n-プロピルトリメチレン基、1-イソプロピルトリメチレン基、2-n-プロピルトリメチレン基、2-イソプロピルトリメチレン基、n-ブチルエチレン基、イソブチルエチレン基、tert-ブチルエチレン基、n-ペンチルメチレン基、イソペンチルメチレン基、ヘプタメチレン基、オクタメチレン基、ノナメチレン基、デカメチレン基、ウンデカメチレン基、ドデカメチレン基、トリデカメチレン基、テトラデカメチレン基、ペンタデカメチレン基、ヘキサデカメチレン基、ヘプタデカメチレン基、オクタデカメチレン基、ノナデカメチレン基、イコサメチレン基、シクロプロピレン基、シクロペンチレン基、シクロヘキシレン基、シクロヘプチレン基、シクロオクチレン基、シクロノニレン基、シクロデシレン基、シクロウンデシレン基、シクロドデシレン基、シクロトリデシレン基、シクロヘキサデシレン基、シクロオクタデシレン基、シクロイコシレン基、-C610-CH2-基、-C610-C24-基、-C610-C36-基、-C610-C48-基、-C610-C510-基、-C610-C612-基等が挙げられ、中でも、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、ヘプタメチレン基、オクタメチレン基、ノナメチレン基、デカメチレン基、ウンデカメチレン基、ドデカメチレン基が好ましく、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基がより好ましい。
 一般式[2-1]のR22における炭素数1~6のアルキレン基としては、炭素数1~3のものが好ましく、炭素数2~3のものがより好ましい。また、直鎖状、分枝状及び環状のうちいずれであってもよく、直鎖状が好ましい。具体的には例えば、メチレン基、エチレン基、メチルメチレン基、トリメチレン基、プロピレン基、ジメチルメチレン基、エチルメチレン基、テトラメチレン基、1-メチルトリメチレン基、2-メチルトリメチレン基、1,2-ジメチルエチレン基、1,1-ジメチルエチレン基、エチルエチレン基、エチルメチルメチレン基、プロピルメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、シクロプロピレン基、シクロペンチレン基、シクロヘキシレン基等が挙げられ、中でも、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基が好ましく、エチレン基、トリメチレン基がより好ましく、エチレン基が特に好ましい。
 一般式[2-1]のbとしては、2~6の整数が好ましく、4~6の整数がより好ましい。bが2以上の場合、b個の-(R22-O)-基は、それぞれ同一であっても異なっていてもよく、全て同一であるのが好ましい。
 一般式[2-1]で示される基の好ましい具体例としては、例えば下記一般式[2-1-1]~[2-1-3]で示される基等が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000081
(式中、bは上記と同じ。)
 一般式[2-2]のR23及びR24における炭素数1~6のアルキレン基としては、一般式[2-1]のR22における炭素数1~6のアルキレン基と同じものが挙げられ、好ましいものも同じである。
 一般式[2-2]のcとしては、2~13の整数が好ましく、3~8の整数がより好ましい。cが2以上の場合、c個の-(R23-O)-基は、それぞれ同一であっても異なっていてもよく、全て同一であるのが好ましい。
 一般式[2-2]で示される基の好ましい具体例としては、例えば下記一般式[2-2-1]~[2-2-3]で示される基等が挙げられ、中でも一般式[2-2-2]で示される基が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000082
(式中、cは上記と同じ。)
 一般式[2]記載の化合物の好ましい具体例としては、下記一般式[2-01]~[2-14]記載の化合物等が挙げられ、中でも一般式[2-09]~[2-14]記載の化合物が好ましく、一般式[2-11]及び[2-12]記載の化合物がより好ましく、一般式[2-11]記載の化合物が特に好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000083
(式中、b及びcは上記と同じであり、sは1~6の整数を表し、4~6の整数が好ましく、6がより好ましい。)
 一般式[3]のR27~R33における炭素数1~3のアルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基等が挙げられ、メチレン基、エチレン基が好ましく、メチレン基がより好ましい。
 一般式[3]記載の化合物の好ましい具体例としては、例えば下記式[3-01]~[3-03]記載の化合物等が挙げられ、中でも式[3-01]記載の化合物が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000084
 一般式[4]のR34~R37における炭素数1~6のアルキレン基としては、一般式[2-1]のR22における炭素数1~6のアルキレン基と同じものが挙げられ、好ましいものも同じである。
 一般式[4]のdとしては、1~4の整数が好ましく、1又は2がより好ましい。dが2以上の場合、d個の-(O-R34)-基は、それぞれ同一であっても異なっていてもよく、全て同一であるのが好ましい。
 一般式[4]のeとしては、0~2の整数が好ましい。eが2以上の場合、e個の-(R35-O)-基は、それぞれ同一であっても異なっていてもよく、全て同一であるのが好ましい。尚、eが0の場合、-(R35-O)-は結合手(ボンド)を表す。即ち、隣接する-O-と-(R37)g-とが直接結合することを表す。以下、結合手とは同様の意味を表す。
 一般式[4]のf及びgは、それぞれ独立して0又は1の整数を表し、fとgが同じであるのが好ましい。尚、fが0の場合、-R36-は結合手を表し、gが0の場合、-R37-は、結合手を表す。
 一般式[4]記載の化合物の好ましい具体例としては、例えば下記一般式[4-1]又は[4-2]記載の化合物等が挙げられ、中でも一般式[4-1]記載の化合物が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000085
(式中、R64及びR65はそれぞれ独立して、メチレン基、エチレン基又はトリメチレン基を表し、d'は1又は2を表し、e'は0~2の整数を表す。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000086
(式中、R66はメチレン基、エチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基又はヘキサメチレン基を表し、d''は1~4の整数を表す。)
 一般式[4-1]のR64及びR65としては、エチレン基が好ましい。
 一般式[4-1]のd'及びe'は、同じであるのが好ましい。d'が2の場合、d'個の-(O-R64)-基は、同一であっても異なっていてもよく、同一であるのが好ましい。e'が2の場合、e'個の-(R65-O)-基は、同一であっても異なっていてもよく、同一であるのが好ましい。尚、e'が0の場合、-(R65-O)-は結合手を表す。
 一般式[4-2]のR66としては、エチレン基、テトラメチレン基、ヘキサメチレン基が好ましい。
 一般式[4-2]のd''としては、1又は2が好ましい。d''が2以上の場合、d''個の-(O-R65)-基は、それぞれ同一であっても異なっていてもよく、全て同一であるのが好ましい。
 一般式[4]記載の化合物のより好ましい具体例としては、例えば下記式[4-01]~[4-10]記載の化合物等が挙げられ、中でも式[4-02]~[4-05]記載の化合物が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000087
 一般式[5]におけるR38~R45のうち、少なくとも2つ以上がビニル基又はビニルケトン基であり、5~8個がビニル基又はビニルケトン基であるものが好ましく、5~7個がビニル基又はビニルケトン基であるものがより好ましい。
 一般式[5]記載の化合物の好ましい具体例としては、例えば下記式[5-01]~[5-06]記載の化合物等が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000088
 一般式[6]のR46~R48における炭素数1~6のアルキレン基としては、一般式[2-1]のR22における炭素数1~6のアルキレン基と同じものが挙げられる。
 一般式[6]のR46及びR48としては、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、プロピルメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基が好ましく、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基がより好ましい。
 一般式[6]のR47としては、シクロペンチレン基、シクロヘキシレン基が好ましく、シクロヘキシレン基がより好ましい。
 一般式[6]記載の化合物の好ましい具体例としては、例えば下記式[6-01]~[6-03]記載の化合物等が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000089
 一般式[7]のR49における炭素数1~6のアルキレン基としては、一般式[2-1]のR22における炭素数1~6のアルキレン基と同じものが挙げられ、中でもメチレン基、エチレン基が好ましく、メチレン基がより好ましい。
 一般式[7]の環Ar1としては、ベンゼン環が好ましい。
 一般式[7]のhとしては、3~4の整数が好ましい。h個の下記式で示される基は、それぞれ同一であっても異なっていてもよく、全て同一であるのが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000090
(式中、R49は上記と同じ。)
 一般式[7]記載の化合物の好ましい具体例としては、例えば下記式[7-01]~[7-02]記載の化合物等が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000091
 一般式[8]の環Ar2及び環Ar3としては、ベンゼン環が好ましい。
 一般式[8]のR50における炭素数1~6のアルキレン基としては、一般式[2-1]のR22における炭素数1~6のアルキレン基と同じものが挙げられ、中でもメチレン基、エチレン基、トリメチレン基が好ましく、トリメチレン基がより好ましい。
 一般式[8]記載の化合物の好ましい具体例としては、例えば下記式[8-01]~[8-03]記載の化合物等が挙げられ、中でも式[8-03]記載の化合物が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000092
 一般式[9]の環Ar4としては、ベンゼン環が好ましい。
 一般式[9]記載の化合物の好ましい具体例としては、例えば下記式[9-01]及び[9-02]記載の化合物等が挙げられ、中でも式[9-01]記載の化合物が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000093
 一般式[10]のiとしては、0~3の整数が好ましく、0がより好ましい。
 一般式[10]記載の化合物の好ましい具体例としては、例えばジビニルエチレングリコール(1,5-ヘキサジエン-3,4-ジオール)、1,6-ヘプタジエン-3,5-ジオール、1,7-オクタジエン-3,6-ジオール、1,8-ノナジエン-3,7-ジオール等が挙げられ、ジビニルエチレングリコールが好ましい。
 一般式[11]のR51における炭素数1~6のアルキレン基としては、一般式[2-1]のR22における炭素数1~6のアルキレン基と同じものが挙げられ、中でもメチレン基、エチレン基、トリメチレン基が好ましく、メチレン基がより好ましい。
 一般式[11]記載の化合物の好ましい具体例としては、例えばN,N'-メチレンビスアクリルアミド、N,N'-エチレンビスアクリルアミド、N,N'-トリメチレンビスアクリルアミド等が挙げられ、N,N'-メチレンビスアクリルアミドが好ましい。
 一般式[12]のR52における「置換基を有する又は無置換の炭素数1~6のアルキレン基」の炭素数1~6のアルキレン基としては、一般式[2-1]のR22における炭素数1~6のアルキレン基と同じものが挙げられ、中でもメチレン基、エチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基が好ましい。尚、上記炭素数1~6は、置換基の炭素数を含まない。以下同様に、置換基を有する基の炭素数は、置換基の炭素数を含まないものとする。
 一般式[12]のR52における「置換基を有する又は無置換の炭素数6~10のアリーレン基」の炭素数6~10のアリーレン基としては、具体的には例えばフェニレン基、ナフチレン基等が挙げられ、フェニレン基が好ましい。
 一般式[12]のR52における置換基を有する炭素数1~6のアルキレン基及び置換基を有する炭素数6~10のアリーレン基としては、1又は2個の置換基を有するものが好ましい。その置換基としては、例えばメチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基、n-ペンチル基、n-ヘキシル基等の炭素数1~6のアルキル基;フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等のハロゲン原子;メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、tert-ブトキシ基、プロポキシ基、ヘキシルオキシ基等の炭素数1~6のアルコキシ基;フェニル基等の炭素数6~10のアリール基;ヒドロキシエチル基、ヒドロキシプロピル基等の炭素数1~6のヒドロキシアルキル基;メトキシエチル基、エトキシエチル基、エトキシプロピル基、ブトキシエチル基等の炭素数2~7のアルコキシアルキル基;2-ヒドロキシエトキシ基等の炭素数1~6のヒドロキシアルコキシ基;2-メトキシエトキシ基、2-エトキシエトキシ基等の炭素数2~7のアルコキシアルコキシ基;2-スルホエチル基等の炭素数1~6のスルホアルキル基;カルボキシメチル基、カルボキシエチル基、カルボキシプロピル基、カルボキシブチル基、カルボキシペンチル基、カルボキシヘキシル基等の炭素数2~7のカルボキシアルキル基;シアノメチル基、シアノエチル基、シアノプロピル基、シアノブチル基、シアノペンチル基、シアノヘキシル基等の炭素数2~7のシアノアルキル基;スルホ基等が挙げられ、炭素数1~6のアルキル基が好ましい。
 一般式[12]のR52としては、無置換の炭素数1~6のアルキレン基、及び炭素数1~6のアルキル基を置換基として有する又は無置換のフェニレン基が好ましく、直鎖状の炭素数1~6のアルキレン基がより好ましい。
 一般式[12-1]及び[12-2]のR53における炭素数1~6のアルキル基としては、一般式(IV)のR4における炭素数1~6のアルキル基と同じものが挙げられ、好ましいものも同じである。
 一般式[12-1]及び[12-2]のR54、並びに一般式[12-2]のR55における炭素数1~6のアルキレン基としては、一般式[2-1]のR22における炭素数1~6のアルキレン基と同じものが挙げられ、好ましいものも同じである。
 一般式[12-1]及び[12-2]の環Ar5としては、ベンゼン環が好ましい。
 一般式[12-1]及び[12-2]のjとしては、0又は1が好ましい。jが0の場合、環Ar5のベンゼン環又はナフタレン環は置換基を有していないことを意味する。
 一般式[12]記載の化合物の好ましい具体例としては、下記一般式[12-3]~[12-6]記載の化合物等が挙げられ、中でも一般式[12-6]記載の化合物が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000094
(式中、R67は、無置換の炭素数1~6のアルキレン基を表し、R53~R55及びjは、上記と同じ。)
 一般式[12-6]のR67における無置換の炭素数1~6のアルキレン基としては、一般式[2-1]のR22における炭素数1~6のアルキレン基と同じものが挙げられ、中でもメチレン基、エチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基が好ましい。
 一般式[12-6]記載の化合物の好ましい具体例としては、1,2:4,5-ジエポキシペンタン、1,2:5,6-ジエポキシヘキサン、1,2:6,7-ジエポキシヘプタン、1,2:7,8-ジエポキシオクタン、1,2:8,9-ジエポキシノナン、1,2:9,10-ジエポキシデカン等が挙げられる。
 一般式[13]のR56及びR57における「置換基を有する又は無置換の炭素数1~6のアルキル基」の炭素数1~6のアルキル基としては、一般式(IV)のR4における炭素数1~6のアルキル基と同じものが挙げられ、好ましいものも同じである。
 一般式[13]のR56及びR57における「置換基を有する又は無置換の炭素数6~10のアリール基」の炭素数6~10のアリール基としては、具体的には例えばフェニル基、ナフチル基等が挙げられ、フェニル基が好ましい。
 一般式[13]のR56及びR57における置換基を有する炭素数1~6のアルキル基及び置換基を有する炭素数6~10のアリール基としては、1~3個の置換基を有するものが好ましく、2個の置換基を有するものがより好ましい。その置換基としては、一般式[12]のR52における「置換基を有する炭素数1~6のアルキレン基及び置換基を有する炭素数6~10のアリーレン基」の置換基の具体例と同じものが挙げられる。
 一般式[13-1]のR58における炭素数1~6のアルキル基としては、一般式(IV)のR4における炭素数1~6のアルキル基と同じものが挙げられ、好ましいものも同じである。
 一般式[13-1]のR59における炭素数1~6のアルキレン基としては、一般式[2-1]のR22における炭素数1~6のアルキレン基と同じものが挙げられ、好ましいものも同じである。
 一般式[13-1]の環Ar6としては、ベンゼン環が好ましい。
 一般式[13-1]のkとしては、1~3の整数が好ましく、2がより好ましい。kが0の場合、環Ar6のベンゼン環又はナフタレン環は置換基を有していないことを意味する。
 一般式[13]のR56及びR57としては、R56とR57が同一であるのが好ましく、炭素数1~6のアルキル基を置換基として有する又は無置換のフェニル基、及び一般式[13-1]で示される基が好ましい。
 一般式[13]記載の化合物の好ましい具体例としては、下記一般式[13-2]及び[13-3]記載の化合物等が挙げられ、中でも一般式[13-2]記載の化合物が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000095
(式中、R58、R59及びkは、上記と同じであり、2個のR58及びR59は、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。)
 一般式[13-2]記載の化合物の好ましい具体例としては、下記式[13-01]~[13-12]記載の化合物等が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000096
 一般式[14]のR60における置換基を有する又は無置換の炭素数1~6のアルキレン基、及び置換基を有する又は無置換の炭素数6~10のアリーレン基としては、一般式[12]のR52におけるそれらと同じものが挙げられる。
 一般式[14-1]~[14-3]のR61における炭素数1~6のアルキル基としては、一般式(IV)のR4における炭素数1~6のアルキル基と同じものが挙げられる。
 一般式[14-1]~[14-3]のR62及び一般式[14-3]のR63における炭素数1~6のアルキレン基としては、一般式[2-1]のR22における炭素数1~6のアルキレン基と同じものが挙げられる。
 一般式[14-1]~[14-3]の環Ar7としては、ベンゼン環が好ましい。
 一般式[14-1]~[14-3]のpとしては、0又は1が好ましい。pが0の場合、環Ar7のベンゼン環又はナフタレン環は置換基を有していないことを意味する。
 一般式[14]のR60としては、置換基を有する又は無置換の炭素数1~6のアルキレン基、置換基を有する又は無置換のフェニレン基が好ましく、無置換の炭素数1~6のアルキレン基、置換基を有するフェニレン基がより好ましく、炭素数1~6のアルキル基を置換基として有するフェニレン基が特に好ましい。
 一般式[14]のmは、10~1000の整数が好ましく、10~100の整数がより好ましい。
 一般式[14]記載のポリマーの好ましい具体例としては、下記一般式[14-4]~[14-8]記載のポリマー等が挙げられ、中でも一般式[14-5]記載のポリマーが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000097
(式中、R61~R63、p及びmは、上記と同じであり、R68は、無置換の炭素数1~6のアルキレン基を表す。)
 一般式[14-2]のR61における無置換の炭素数1~6のアルキレン基としては、一般式[12-6]のR67における無置換の炭素数1~6のアルキレン基と同じものが挙げられ、好ましいものも同じである。
 一般式[14-5]記載のポリマーの好ましい具体例としては、下記一般式[14-01]~[14-04]記載のポリマー等が挙げられ、一般式[14-01]記載のポリマーが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000098
(式中、mは上記と同じ。)
 本発明に係る架橋剤としては、一般式[2]、[3]、[4]、[9]、[10]及び[11]記載の化合物並びに一般式[14]記載のポリマーが好ましく、一般式[2]、[3]、[4]及び[10]記載の化合物がより好ましく、一般式[2]及び[4]記載の化合物がさらに好ましく、一般式[2]記載の化合物が特に好ましい。上記架橋剤は、市販のものでも、自体公知の方法によって適宜合成したものでもよい。
[本発明に係るコポリマーの製造方法]
 本発明に係るコポリマーは、自体公知の方法に準じて重合反応を行い製造すればよい。例えば、アクリル酸と、一般式(I)又は一般式(II)で示される化合物1~2種とを、要すれば重合開始剤の存在下で、重合反応させることにより製造し得る。
 上記重合反応は、自体公知の方法に準じて行えばよく、具体的には、適当な溶媒中、通常30~200℃、好ましくは70~180℃、より好ましくは80~150℃で、通常0.1~24時間、好ましくは1~10時間反応させればよい。
 上記重合開始剤としては、通常この分野で用いられるものであれば得に限定されず、例えば2,2'-アゾビス(イソブチロニトリル)、2,2'-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)、2,2'-アゾビス(2-メチルプロピオネート)、2,2'-アゾビス(2-メチルブチロニトリル)、過酸化ベンゾイル、過酸化ラウロイル等が挙げられ、中でも2,2'-アゾビス(イソブチロニトリル)が好ましい。これらはそれぞれ単独で用いても、2種以上組み合わせて用いてもよい。該重合開始剤の使用量は、反応物の全量に対して通常0.01~30質量%である。
 上記溶媒としては、通常この分野で用いられるものであれば得に限定されず、例えばトルエン、1,4-ジオキサン、テトラヒドロフラン、イソプロパノール、メチルエチルケトン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等が挙げられ、中でもプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートが好ましい。これらはそれぞれ単独で用いても、2種以上組み合わせて用いてもよい。該溶媒の使用量は、反応物の総容量に対して1~10倍容量である。
 一般式(I)又は一般式(II)で示される化合物の使用量は、本発明に係るコポリマーにおける、アクリル酸由来のモノマー単位と、一般式(I)又は一般式(II)で示される化合物由来のモノマー単位の質量比となるように適宜設定されればよい。
 上記重合反応後に得られた生成物に対し、必要に応じて、通常この分野で行われる一般的な後処理操作及び精製操作を行ってもよい。具体的には例えば、ろ過、洗浄、抽出、減圧濃縮、再結晶、蒸留、カラムクロマトグラフィ-等を行ってもよい。
 本発明に係るコポリマーを中和する場合には、自体公知の方法に準じて中和すればよい。例えば、本発明に係るコポリマー中のカルボキシ基1molに対して水酸化ナトリウム等のアルカリ金属0.5~1molを添加し、中和すればよい。中和する本発明に係るコポリマーは架橋しているものであってもよく、中和後に架橋するものでもよい。中和する際に用いられる溶媒としては、上述した重合反応において用いられる溶媒と同じものが挙げられる。
 本発明に係るコポリマーを架橋する場合には、本発明に係る架橋剤を用いて、自体公知の方法に準じて架橋すればよい。
 例えば、上述した重合反応においてさらに一般式[1]~[11]記載の化合物から選ばれる架橋剤を加えることにより、重合反応と架橋反応を同時に行えばよい。或いは、上述した重合反応の後に、得られた本発明に係るコポリマーと、一般式[12]もしくは[13]記載の化合物又は一般式[14]記載のポリマーとを、上述した重合反応と同様の反応条件(溶媒の種類及び使用量、反応温度、反応時間等)で架橋反応を行えばよい。
 一般式[1]~[11]記載の化合物の使用量は、使用するモノマー1molに対して、通常0.001~10mol%、好ましくは0.005~1mol%、より好ましくは0.01~0.5mol%である。
 一般式[12]もしくは[13]記載の化合物又は一般式[14]記載のポリマーの使用量は、本発明に係るコポリマーの質量に対して、通常0.01~40質量%、好ましくは0.05~20質量%、より好ましくは0.1~10質量%である。
 架橋された本発明に係るコポリマーは、具体的には以下の如く調製される。
 即ち、アクリル酸と、アクリル酸30~70質量部に対して70~30質量部の一般式(I)又は一般式(II)で示される化合物1~2種と、アクリル酸1molに対して0.01~0.5mol%の一般式[1]~[11]記載の化合物から選ばれる架橋剤とを、2,2'-アゾビス(イソブチロニトリル)等の重合開始剤の存在下、総容量に対して1~10倍容量のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等の溶媒に、溶解又は分散させる。その後、80~150℃で0.1~10時間重合反応及び架橋反応させ、架橋された本発明に係るコポリマーを調製する。また、要すれば、得られた架橋された本発明に係るコポリマーのカルボキシ基1molに対して0.5~1molの水酸化ナトリウム等のアルカリ金属を添加し、架橋された本発明に係るコポリマー塩としてもよい。
 或いは、アクリル酸と、アクリル酸30~70質量部に対して70~30質量部の一般式(I)又は一般式(II)で示される化合物1~2種とを、2,2'-アゾビス(イソブチロニトリル)等の重合開始剤の存在下、総容量に対して1~10倍容量のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等の溶媒に、溶解又は分散させる。その後、80~150℃で0.1~10時間重合反応させ、本発明に係るコポリマーを調製する。次いで、得られた本発明に係るコポリマーと、コポリマーの質量に対して0.1~10質量%の一般式[12]もしくは[13]記載の化合物又は一般式[14]記載のポリマーとを、総容量に対して1~10倍容量のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等の溶媒中に、溶解又は分散させる。その後、80~150℃で、0.1~10時間架橋反応させ、架橋された本発明に係るコポリマーを調製する。また、要すれば、得られた架橋された本発明に係るコポリマーのカルボキシ基1molに対して0.5~1molの水酸化ナトリウム等のアルカリ金属を添加し、架橋された本発明に係るコポリマー塩としてもよい。
[2価~10価のアルコール]
 本発明の結着剤組成物における2価~10価のアルコール(以下、本発明に係るアルコールと略記する場合がある)としては、通常この分野で用いられる従来公知のアルコールであればよく、2価~6価のものが好ましく、2価~4価のものがより好ましい。
 本発明に係るアルコールの具体例としては、例えば下記一般式(B1)で示される化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000099
(式中、R71は、炭素数1~6のアルキレン基を表し、R72は、ヒドロキシ基又は炭素数1~6のヒドロキシアルキル基を表し、R73は、水素原子、炭素数1~6のアルキル基又は炭素数1~6のヒドロキシアルキル基を表し、R74は、-O-を鎖中に有していてもよい炭素数1~6のアルキレン基を表し、rは0~4の整数を表す。ただし、複数のR72、複数のR73及び複数のR74は、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。)
 一般式(B1)のR71における炭素数1~6のアルキレン基としては、rが0の場合、炭素数3~6のものが好ましく、rが1~4の整数の場合、炭素数1~4のものが好ましい。また、直鎖状、分枝状及び環状のうちいずれであってもよく、直鎖状及び分枝状のものが好ましく、直鎖状のものがより好ましい。具体的には例えば、メチレン基、エチレン基、メチルメチレン基、トリメチレン基、プロピレン基、ジメチルメチレン基、エチルメチレン基、テトラメチレン基、1-メチルトリメチレン基、2-メチルトリメチレン基、1,2-ジメチルエチレン基、1,1-ジメチルエチレン基、エチルエチレン基、エチルメチルメチレン基、プロピルメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、シクロプロピレン基、シクロペンチレン基、シクロヘキシレン基等が挙げられ、中でもメチレン基、エチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基が好ましい。rが0の場合、トリメチレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基がより好ましく、rが1~4の整数の場合、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基がより好ましい。
 一般式(B1)のR72及びR73における炭素数1~6のヒドロキシアルキル基としては、一般式(II)のR13における炭素数1~6のヒドロキシアルキル基と同じものが挙げられ、中でもヒドロキシメチル基、ヒドロキシエチル基、ヒドロキシプロピル基、ヒドロキシブチル基が好ましく、ヒドロキシメチル基、ヒドロキシエチル基がより好ましい。
 一般式(B1)のR73における炭素数1~6のアルキル基としては、一般式(IV)のR4における炭素数1~6のアルキル基と同じものが挙げられ、中でもメチル基、エチル基、n-プロピル基、n-ブチル基が好ましく、メチル基、エチル基がより好ましい。
 一般式(B1)のR74における-O-を鎖中に有さない炭素数1~6のアルキレン基としては、一般式(B1)のR71における炭素数1~6のアルキレン基と同じものが挙げられ、中でもメチレン基、エチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基が好ましく、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基がより好ましく、メチレン基、エチレン基が特に好ましい。
 一般式(B1)のR74における-O-を鎖中に有する炭素数1~6のアルキレン基としては、例えば下記一般式(B1-1)で示される基等が挙げられる。
-(R75-O-)-R76-   (B1-1)
(式中、R75及びR76はそれぞれ独立して、直鎖状又は分枝状の炭素数1~5のアルキレン基を表し、tは、1~5の整数を表す。ただし、式中の炭素数の総数は2~6であり、t個のR75はそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。)
 一般式(B1-1)のR75及びR76における炭素数1~5のアルキレン基としては、炭素数1~3のものが好ましい。また、直鎖状又は分枝状のいずれであってもよく、直鎖状のものがより好ましい。具体的には例えば、メチレン基、エチレン基、メチルメチレン基、トリメチレン基、プロピレン基、ジメチルメチレン基、エチルメチレン基、テトラメチレン基、1-メチルトリメチレン基、2-メチルトリメチレン基、1,2-ジメチルエチレン基、1,1-ジメチルエチレン基、エチルエチレン基、エチルメチルメチレン基、プロピルメチレン基、ペンタメチレン基等が挙げられ、中でもメチレン基、エチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基が好ましく、メチレン基、エチレン基がより好ましい。
 一般式(B1-1)のtとしては、1又は2が好ましく、1がより好ましい。
 一般式(B1-1)で示される基の好ましい具体例としては、下記一般式(B1-2)で示される基が挙げられる。
-R75'-O-R76'-   (B1-2)
(式中、R75'及びR76'はそれぞれ独立して、直鎖状の炭素数1~5のアルキレン基を表す。ただし、式中の炭素数の総数は2~6である。)
 一般式(B1-2)のR75'及びR76'における直鎖状の炭素数1~5のアルキレン基としては、具体的にはメチレン基、エチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基が挙げられ、中でもメチレン基、エチレン基が好ましい。
 一般式(B1-2)で示される基としては、具体的には例えば
-CH2-O-CH2-、-CH2-O-CH2CH2-、-CH2-O-CH2CH2CH2-、
-CH2-O-CH2CH2CH2CH2-、-CH2-O-CH2CH2CH2CH2CH2-、
-CH2CH2-O-CH2-、-CH2CH2-O-CH2CH2-、-CH2CH2-O-CH2CH2CH2-、-CH2CH2-O-CH2CH2CH2CH2-、
-CH2CH2CH2-O-CH2-、-CH2CH2CH2-O-CH2CH2-、-CH2CH2CH2-O-CH2CH2CH2-、
-CH2CH2CH2CH2-O-CH2-、-CH2CH2CH2CH2-O-CH2CH2-、-CH2CH2CH2CH2CH2-O-CH2-、
等が挙げられ、中でも
-CH2-O-CH2-、-CH2-O-CH2CH2-、-CH2CH2-O-CH2-、-CH2CH2-O-CH2CH2-
が好ましく、
-CH2-O-CH2-、-CH2CH2-O-CH2CH2-がより好ましく、-CH2-O-CH2-が特に好ましい。
 一般式(B1)のR72としては、ヒドロキシ基及び直鎖状の炭素数1~6のヒドロキシアルキル基が好ましく、ヒドロキシ基及び末端部分の1個の水素がヒドロキシ基で置換された直鎖状の炭素数1~6のヒドロキシアルキル基がより好ましく、末端部分の1個の水素がヒドロキシ基で置換された直鎖状の炭素数1~6のヒドロキシアルキル基が特に好ましい。具体的にはヒドロキシ基、ヒドロキシメチル基、ヒドロキシエチル基、ヒドロキシプロピル基、ヒドロキシブチル基が好ましく、ヒドロキシ基、ヒドロキシメチル基、ヒドロキシエチル基がより好ましく、ヒドロキシメチル基、ヒドロキシエチル基が特に好ましい。
 一般式(B1)のR73としては、水素原子、直鎖状の炭素数1~6のアルキル基及び直鎖状の炭素数1~6のヒドロキシアルキル基が好ましく、水素原子、直鎖状の炭素数1~6のアルキル基及び末端部分の1個の水素がヒドロキシ基で置換された直鎖状の炭素数1~6のヒドロキシアルキル基がより好ましく、末端部分の1個の水素がヒドロキシ基で置換された直鎖状の炭素数1~6のヒドロキシアルキル基が特に好ましい。具体的には水素原子、メチル基、エチル基、n-プロピル基、n-ブチル基、ヒドロキシメチル基、ヒドロキシエチル基、ヒドロキシプロピル基、ヒドロキシブチル基が好ましく、水素原子、メチル基、エチル基、ヒドロキシメチル基、ヒドロキシエチル基がより好ましく、ヒドロキシメチル基、ヒドロキシエチル基が特に好ましい。
 一般式(B1)のR74としては、直鎖状又は分枝状の炭素数1~6のアルキレン基及び一般式(B1-1)で示される基が好ましく、直鎖状の炭素数1~6のアルキレン基及び一般式(B1-2)で示される基がより好ましく、直鎖状の炭素数1~6のアルキレン基が特に好ましい。具体的にはメチレン基、エチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、
-CH2-O-CH2-、-CH2-O-CH2CH2-、-CH2CH2-O-CH2-、-CH2CH2-O-CH2CH2-
が好ましく、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、
-CH2-O-CH2-、-CH2CH2-O-CH2CH2-
がより好ましく、メチレン基、エチレン基、-CH2-O-CH2-がさらに好ましく、メチレン基、エチレン基が特に好ましい。
 一般式(B1)のrとしては、0~2の整数が好ましく、0又は1がより好ましい。
 一般式(B1)で示される化合物の好ましい具体例としては、下記一般式(B2)で示される化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000100
(式中、R71~R73、R75、R76及びtは、上記と同じであり、R77は、直鎖状又は分枝状の炭素数1~6のアルキレン基を表し、r2は0又は1を表し、r2が0のときr1は0を表し、r2が1のときr1は0~3の整数を表す。ただし、複数のR72、R73、R75、R76及びtは、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。)
 一般式(B2)のR77における直鎖状又は分枝状の炭素数1~6のアルキレン基としては、一般式(B1)のR71における炭素数1~6のアルキレン基の具体例のうち直鎖状又は分枝状のものが挙げられ、中でもメチレン基、エチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基が好ましく、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基がより好ましく、メチレン基、エチレン基が特に好ましい。
 一般式(B2)のr2としては、0又は1が好ましい。
 一般式(B2)で示される化合物の好ましい具体例としては、下記一般式(B3)~(B5)で示される化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000101
(式中、R75'及びR76'は、上記と同じであり、R71'及びR77'は、直鎖状の炭素数1~6のアルキレン基を表し、R72'は、ヒドロキシ基又は末端部分の1個の水素がヒドロキシ基で置換された直鎖状の炭素数1~6のヒドロキシアルキル基を表し、R73'は、水素原子、直鎖状の炭素数1~6のアルキル基又は末端部分の1個の水素がヒドロキシ基で置換された直鎖状の炭素数1~6のヒドロキシアルキル基を表し、r3は、1~3の整数を表す。ただし、R75'及びR76'の炭素数の総数は2~6であり、複数のR72'、R73'、R75'及びR76'はそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。)
 一般式(B3)~(B5)のR71'における直鎖状の炭素数1~6のアルキレン基としては、具体的にはメチレン基、エチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基が挙げられる。一般式(B3)においては、トリメチレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基が好ましく、一般式(B4)においては、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基が好ましく、一般式(B5)においては、メチレン基、エチレン基が好ましい。
 一般式(B4)及び(B5)のR77'における直鎖状の炭素数1~6のアルキレン基としては、具体的にはメチレン基、エチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基が挙げられ、中でもメチレン基、エチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基が好ましく、メチレン基、エチレン基がより好ましい。
 一般式(B4)及び(B5)のR72'及びR73'における末端部分の1個の水素がヒドロキシ基で置換された直鎖状の炭素数1~6のヒドロキシアルキル基としては、具体的にはヒドロキシメチル基、ヒドロキシエチル基、ヒドロキシプロピル基、ヒドロキシブチル基、ヒドロキシペンチル基、ヒドロキシヘキシル基が挙げられ、中でもヒドロキシメチル基、ヒドロキシエチル基、ヒドロキシプロピル基、ヒドロキシブチル基が好ましく、ヒドロキシメチル基、ヒドロキシエチル基がより好ましい。
 一般式(B4)及び(B5)のR73'における直鎖状の炭素数1~6のアルキル基としては、具体的にはメチル基、エチル基、n-プロピル基、n-ブチル基、n-ペンチル基、n-ヘキシル基が挙げられ、中でもメチル基、エチル基、n-プロピル基、n-ブチル基が好ましく、メチル基、エチル基がより好ましい。
 一般式(B4)のR72'としては、ヒドロキシ基、ヒドロキシメチル基、ヒドロキシエチル基、ヒドロキシプロピル基、ヒドロキシブチル基が好ましく、ヒドロキシ基、ヒドロキシメチル基、ヒドロキシエチル基がより好ましく、ヒドロキシメチル基、ヒドロキシエチル基が特に好ましい。
 一般式(B4)のR73'としては、水素原子、メチル基、エチル基、n-プロピル基、n-ブチル基、ヒドロキシメチル基、ヒドロキシエチル基、ヒドロキシプロピル基、ヒドロキシブチル基が好ましく、水素原子、メチル基、エチル基、ヒドロキシメチル基、ヒドロキシエチル基がより好ましく、ヒドロキシメチル基、ヒドロキシエチル基が特に好ましい。
 一般式(B5)のR72'及びR73'としては、末端部分の1個の水素がヒドロキシ基で置換された直鎖状の炭素数1~6のヒドロキシアルキル基が好ましく、具体的にはヒドロキシメチル基、ヒドロキシエチル基が好ましい。
 一般式(B5)のr3としては、1が好ましい。
 一般式(B3)で示される化合物の好ましい具体例としては、1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオールが挙げられ、1,4-ブタンジオールが好ましい。
 一般式(B4)で示される化合物の好ましい具体例としては、下記式で示される化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000102
 下記具体例の中でも、1,2,4-ブタントリオール、1,2,5-ペンタントリオール、1,2,6-ヘキサントリオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトールが好ましく、1,2,6-ヘキサントリオール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトールがより好ましく、ペンタエリスリトールが特に好ましい。
 一般式(B5)で示される化合物の好ましい具体例としては、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、テトラペンタエリスリトールが挙げられ、ジペンタエリスリトールが好ましい。
 本発明に係るアルコールとしては、一般式(B3)~(B5)で示される化合物の好ましい具体例の中でも、1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,2,6-ヘキサントリオール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトールが好ましく、1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,2,6-ヘキサントリオール、ペンタエリスリトールがより好ましく、1,4-ブタンジオール、ペンタエリスリトールがさらに好ましく、ペンタエリスリトールが特に好ましい。本発明に係るアルコールは、市販のものでも、自体公知の方法によって適宜合成したものでもよい。
[本発明の結着剤組成物]
 本発明の結着剤組成物は、本発明に係るコポリマー、本発明に係るアルコール及び水を含んでなるものである。尚、本発明に係るコポリマー及び本発明に係るアルコールはそれぞれ、1種のみ用いても2種以上を組み合わせて用いてもよく、1種のみ用いるのが好ましい。
 本発明の結着剤組成物における本発明に係るコポリマーの含有量は、本発明に係るコポリマーと本発明に係るアルコールの総質量に対して70~99質量%、好ましくは75~99質量%、より好ましくは80~99質量%である。尚、本発明に係るコポリマーを2種以上組み合わせて用いる場合には、それらの総質量が上記含有量になればよい。
 本発明の結着剤組成物における本発明に係るアルコールの含有量は、本発明に係るコポリマーと本発明に係るアルコールの総質量に対して1~30質量%、好ましくは1~25質量%、より好ましくは1~20質量%である。尚、本発明に係るアルコールを2種以上組み合わせて用いる場合には、それらの総質量が上記含有量になればよい。
 本発明の結着剤組成物における水の含有量は、本発明に係るコポリマーと本発明に係るアルコールの総質量が全体の1~50質量%、好ましくは1~20質量%となる量である。この時、本発明の結着剤組成物中の本発明に係るコポリマーの濃度は、電極調製に用いられる濃度に合わせて適宜設定されればよいが、通常1~30%、好ましくは1~20%である。
 本発明の結着剤組成物は、本発明に係るコポリマー、本発明に係るアルコール及び水を、それぞれ上記含有量となるように混合することにより製造し得る。このとき、本発明に係るコポリマーの製造方法における重合反応、中和処理及び架橋反応は、本発明の結着剤組成物を製造する前に予め行う必要がある。すなわち、上述した重合反応、並びに、要すれば中和処理及び/又は架橋反応を行い、所望の本発明に係るコポリマーを製造した上で、該コポリマーを本発明に係るアルコール及び水と混合し、本発明の結着剤組成物を製造する必要がある。なぜなら、例えば上述した本発明に係るコポリマーの製造方法において、本発明に係るアルコールを加えて重合反応を行った場合、得られたコポリマーが水を始めとする種々の溶媒に溶解しないという問題が生じ、該コポリマーを電極作製に用いることが出来ないためである。
 本発明の結着剤組成物は、電極作製時に本発明に係るコポリマー同士が本発明に係るアルコールを介して結合することにより(該アルコールが連結剤として働くことにより)、本発明に係るコポリマーが電極に均等に配置されて活物質表面を包み込むと考えられる。そのため、本発明の結着剤組成物を用いて電極を作製すれば、活物質表面のほとんどを充放電に活用できるサイクル特性に優れた電極を得ることが出来る。
[炭素を含有する活物質]
 本発明のスラリー組成物における炭素を含有する活物質は、炭素;或いはその表面に炭素を被覆した炭素以外の活物質材料(以下、炭素を被覆した活物質材料と略記する場合がある)を少なくとも1種含有するものであればよく、炭素のみからなるもの;炭素を被覆した活物質材料のみからなるもの;炭素と炭素を被覆した活物質材料との組合せからなるもの;炭素及び/又は炭素を被覆した活物質材料と炭素以外の活物質材料との組合せからなるもののいずれであってもよい。
 上記炭素としては、例えば、天然黒鉛、人造黒鉛、膨張黒鉛等の黒鉛系炭素材料(黒鉛)、カーボンブラック、活性炭、カーボンファイバー、コークス、ソフトカーボン、ハードカーボン等が挙げられる。中でも天然黒鉛、人造黒鉛、膨張黒鉛等の黒鉛が好ましい。該天然黒鉛としては、鱗片状黒鉛、塊状黒鉛等が挙げられる。該人造黒鉛としては、塊状黒鉛、気相成長黒鉛、鱗片状黒鉛、繊維状黒鉛等が挙げられる。
 上記炭素以外の活物質材料としては、シリコン、ゲルマニウム、錫、鉛、亜鉛、アルミニウム、インジウム、アンチモン、ビスマスなどが挙げられ、中でもシリコンが好ましい。該シリコンとしては、シリコンの他に、SiO、SiO等のシリコン酸化物、金属と結合したシリコン(SiM:Mはマグネシウム、鉄、カルシウム、コバルト、ニッケル、ホウ素、銅、マンガン、銀、バナジウム、セリウム、亜鉛等の金属)等が挙げられる。
 上記炭素を被覆した活物質材料としては、具体的には例えば、表面に炭素を被覆したシリコン、表面に炭素を被覆したシリコン酸化物、表面に炭素を被覆した金属と結合したシリコン等が挙げられ、表面に炭素を被覆したシリコン、表面に炭素を被覆したシリコン酸化物が好ましく、表面に炭素を被覆したシリコン酸化物がより好ましい。尚、炭素を被覆した活物質材料は、その表面の全部が炭素に被覆されたものであっても、その表面の一部が被覆されたものであってもいずれでもよい。
 本発明のスラリー組成物における炭素を含有する活物質としては、炭素、表面に炭素を被覆したシリコン、表面に炭素を被覆したシリコン酸化物、又は表面に炭素を被覆した金属と結合したシリコンを少なくとも1種含有する活物質が挙げられる。より具体的には、炭素;表面に炭素を被覆したシリコン;表面に炭素を被覆したシリコン酸化物;表面に炭素を被覆した金属と結合したシリコン;これらから選ばれる2種以上を混合したもの;或いはこれらのうち少なくとも1種と、シリコン、ゲルマニウム、錫、鉛、亜鉛、アルミニウム、インジウム、アンチモン、ビスマスから選ばれる1種以上を混合したものを含有する活物質が挙げられる。中でも、炭素;表面に炭素を被覆したシリコン;表面に炭素を被覆したシリコン酸化物;表面に炭素を被覆した金属と結合したシリコン;これらから選ばれる2種以上を混合したもの;或いはこれらのうち少なくとも1種と、シリコン、シリコン酸化物又は金属と結合したシリコンから選ばれる1種以上を混合したものを含有する活物質が好ましく、炭素;表面に炭素を被覆したシリコン;表面に炭素を被覆したシリコン酸化物;表面に炭素を被覆した金属と結合したシリコン;或いはこれらから選ばれる2種以上を混合したものを含有する活物質がより好ましく、炭素;表面に炭素を被覆したシリコン;表面に炭素を被覆したシリコン酸化物;或いはこれらから選ばれる2種以上を混合したものを含有する活物質がさらに好ましく、炭素及び表面に炭素を被覆したシリコン酸化物を含有する活物質がさらにより好ましく、炭素及び表面に炭素を被覆した一酸化シリコンを含有する活物質が特に好ましい。
 本発明のスラリー組成物における炭素を含有する活物質の平均粒子径は、活物質の種類により異なるが、通常1nm~100μmであり、好ましくは1nm~50μmであり、より好ましくは1nm~20μmである。
 本発明のスラリー組成物における炭素を含有する活物質中の炭素の含量は、通常10~100質量%であり、好ましくは40~100質量%であり、より好ましくは50~100質量%である。
[導電助剤]
 本発明のスラリー組成物における導電助剤は、例えば、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、ファーネスブラック、サーマルブラック等のカーボンブラックが挙げられ、中でもアセチレンブラック、ケッチェンブラックが好ましく、アセチレンブラックがより好ましい。
[本発明のスラリー組成物]
 本発明のスラリー組成物は、1)炭素を含有する活物質、2)導電助剤、及び3)本発明の結着剤組成物を含んでなる、電極作製用の組成物である。本発明のスラリー組成物は、陽極作製用であっても負極作製用であってもよいが、負極作製用として用いられるのが好ましい。
 本発明のスラリー組成物における炭素を含有する活物質の含有量は、溶媒を含まないスラリー組成物の質量に対して1~98質量%、好ましくは10~98質量%である。
 本発明のスラリー組成物における導電助剤の含有量は、溶媒を含まないスラリー組成物の質量に対して1~40質量%、好ましくは1~30質量%、より好ましくは1~20質量%である。
 本発明のスラリー組成物における本発明の結着剤組成物の含有量は、溶媒を含まないスラリー組成物の質量に対して1~30質量%、より好ましくは1~25質量%、さらに好ましくは1~20質量%である。この範囲で本発明の結着剤組成物を含有させることにより、電極作製時に活物質及び導電助剤を集電体上に均一に分散させ、且つ、活物質膨張時であっても電極構造を維持することができる。
 本発明のスラリー組成物は、1)炭素を含有する活物質、2)導電助剤、及び3)本発明の結着剤組成物以外に、例えば、支持塩、イオン伝導性ポリマー、バインダーポリマー等を含んでいてもよい(ただし、本発明に係るコポリマーを除く)。該支持塩としては、例えばLi(C2F5SO2)2N(LiBETI)、LiPF6、LiBF4、LiClO4、LiAsF6、LiCF3SO3等が挙げられる。該イオン伝導性ポリマーとしては、例えばポリエチレンオキシド(PEO)系のポリマー、ポリプロピレンオキシド(PPO)系のポリマー等が挙げられる。該バインダーポリマーとしては、例えばポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、カルボキシメチルセルロース(CMC)、スチレンブタジエン共重合体(SBR)、アクリロニトリルブタジエン共重合体(NBR)、ポリアクリロニトリル(PAN)、エチレンビニルアルコール共重合体(EVOH)、ポリウレタン、ポリアクリレート、ポリビニルエーテル、ポリイミド等が挙げられる。これら支持塩、イオン伝導性ポリマー及びバインダーポリマーの含有量は、通常この分野で用いられる量に準じて設定されればよい。
 本発明のスラリー組成物は、1)炭素を含有する活物質、2)導電助剤、及び3)本発明の結着剤組成物を適当な溶媒中でそれぞれ上記濃度範囲となるように混合することにより得られる。該溶媒としては、例えば、水、N-メチル-2-ピロリドン(NMP)、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、メチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、アセトニトリル、テトラヒドロフラン、γ-ブチロラクトン、トルエン、メチルエチルケトン、酢酸エチル、ジオキサン等が挙げられ、水が好ましい。
[集電体]
 本発明に係る集電体は、ニッケル、銅、ステンレス(SUS)などの導電性の材料を用いた箔、メッシュ、エキスパンドグリッド(エキスパンドメタル)、パンチドメタル等から構成される。メッシュの目開き、線径、メッシュ数等は特に制限されず、従来公知のものが使用できる。集電体の好ましい厚さは、5~30μmである。ただし、この範囲を外れる厚さの集電体を用いてもよい。
 集電体の大きさは、電池の使用用途に応じて決定される。大型の電池に用いられる大型の電極を作製するのであれば、面積の大きな集電体が用いられる。小型の電極を作製するのであれば、面積の小さな集電体が用いられる。
[本発明の電極]
 本発明の電極は、1)炭素を含有する活物質、2)導電助剤、3)本発明の結着剤組成物由来の結着剤、及び4)集電体を有するものである。具体的には、集電体と、その表面に形成された、炭素を含有する活物質、導電助剤及び本発明の結着剤組成物由来の結着剤を含む活物質層とを有するものである。本発明の電極は、負極としても陽極としても用いることができるが、負極として用いるのが好ましい。
 上記活物質層においては、本発明の結着剤組成物由来の結着剤が、炭素を含有する活物質と導電助剤とを集電体上に均一に分散し、且つ、良好な被覆性を保つため、本発明の電極は可逆性に優れる。
 上記活物質層の厚さ(塗布層の厚さ)は、通常1~500μmであり、好ましくは1~300μmであり、より好ましくは1~150μmである。
 本発明の電極の作製方法は、本発明のスラリー組成物〔1)炭素を含有する活物質、2)導電助剤及び3)本発明の結着剤組成物を含む組成物〕を集電体上に塗布し、乾燥させることを特徴とする。該作製方法において本発明のスラリー組成物を乾燥させることにより、本発明の結着剤組成物中の本発明に係るポリマーが2~10価のアルコールを介して結合し、本発明の結着剤組成物由来の結着剤を形成する。
 該作製方法において、本発明のスラリー組成物の使用量は、乾燥後に活物質層の厚さが上記範囲になるよう適宜設定すればよい。
 本発明の電極の作製方法における本発明のスラリー組成物を集電体に塗布する方法としては、例えば、自走型コータ、インクジェット法、ドクターブレード法、スプレー法、またはこれらの組み合わせを用いることができる。中でも、薄い層を形成できるドクターブレード法やインクジェット法が好ましく、ドクターブレード法がより好ましい。
 本発明の電極の作製方法における乾燥方法としては、自体公知の方法に準じてなされればよく、通常加熱処理によりなされる。加熱時の乾燥条件(真空の要否、乾燥時間、乾燥温度)は、本発明のスラリー組成物の塗布量や揮発速度に応じて適宜設定されればよい。具体的には例えば、真空中、通常80~150℃、好ましくは120~150℃で、通常5~20時間、好ましくは6~12時間乾燥させればよい。
 本発明の電極の作製方法において、要すれば乾燥後にプレス処理を行ってもよい。該プレス方法としては、自体公知の方法に準じてなされればよく、例えばカレンダーロール法、平板プレス等が挙げられ、カレンダーロール法が好ましい。
 本発明の電極は、リチウム電池に用いることができるものであり、正極、電解質、負極で構成される通常の電池であれば何れにも用いることができる。
 該電解質としては、ビニレンカーボネート、フルオロビニレンカーボネート、メチルビニレンカーボネート、フルオロメチルビニレンカーボネート、エチルビニレンカーボネート、プロピルビニレンカーボネート、ブチルビニレンカーボンネード、ジプロピルビニレンカーボネート、4,5-ジメチルビニレンカーボネート、4,5-ジエチルビニレンカーボネート、ビニルエチレンカーボネート、ジビニルエチレンカーボネート、フェニルエチレンカーボネート、ジアリルカーボネート、フルオロエチレンカーボネート(FEC)、カテコールカーボネート、1,3-プロパンスルトン及びブタンスルトン等の添加剤を有するものが好ましく、中でもフルオロエチレンカーボネート(FEC)を有するものがより好ましい。電解質中の添加剤の含有量は、通常0.5%~15%であり、0.5~5%が好ましい。
 以下、実施例により本発明を詳細に説明するが、本発明はこれにより限定されるものではない。
合成例1 架橋コポリマー溶液E-1の調製
(1)架橋コポリマーの合成
 攪拌装置、冷却管、温度計、窒素導入管及び滴下装置を備えた200mLの丸底フラスコに、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート70g(530mmol、和光純薬工業(株)製)を入れ、窒素気流下で内温が90℃になるまで加熱した。次いで、アクリル酸9.2g(128mmol、和光純薬工業(株)製)、アクリル酸-2-ヒドロキシエチル(HEA)9.2g(79mmol、和光純薬工業(株)製)、ポリエチレングリコールジアクリレート0.06g(0.2mmol、新中村化学工業(株)製)、2,2’-アゾビス(イソブチルニトリル)0.04g(0.2mmol、和光純薬工業(株)製)及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート30g(227mmol)を混合した溶液を、2時間かけて丸底フラスコに滴下した。その後、得られた溶液を90℃で5時間反応させた。反応後、室温まで冷却し、架橋されたコポリマーを得た。25mmHg(約33.3hPa)減圧下で得られたコポリマーからプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを除去して固形状物を得た後、さらに真空乾燥して、モノマー組成比がアクリル酸:HEA=1:1の固形分(架橋コポリマー)を得た。
(2)架橋コポリマー溶液の調製
 100mLのガラス製ビーカーに、(1)で得られた架橋コポリマー4.6g、及びイオン交換水30mLを加え、2時間撹拌して分散させた。得られた分散液に50%水酸化ナトリウム溶液(和光純薬工業(株)製)を加えてpHを6.8に調整した後、イオン交換水で全量が50gになるように調整し、固形分が10wt%の中和した架橋コポリマーの溶液50gを得た(中和度80%)。これを、架橋コポリマー溶液E-1とした。
合成例2 非架橋コポリマー溶液E-2の調製
 ポリエチレングリコールジアクリレートを添加しない以外は合成例1(1)と同様の方法で重合反応に付し、非架橋コポリマーを得た。
 架橋コポリマー4.6gの代わりに、上記で得られた非架橋コポリマー4.6gを用いた以外は、合成例1(2)と同様の方法により、中和した非架橋コポリマーの溶液を得た(中和度80%)。これを、非架橋コポリマー溶液E-2とした。
実験例1 各種コポリマー溶液の粘度測定
 合成例1で得られた架橋コポリマー溶液E-1及び合成例2で得られた非架橋コポリマー溶液E-2の粘度を、B型回転粘度計(商品名:B8L、株式会社東京計器社製)でローターNo.4を使用して、回転速度12rpm、測定温度20℃で測定した。
 得られた結果を中和度と合わせて表1に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000103
合成例3 バインダー溶液K-1の調整
 テフロン(登録商標)製10mLのビーカーに架橋コポリマー溶液E-1 9.9g(固形分として0.99g)、ペンタエリスリトール0.01g(和光純薬工業(株)製)及びイオン交換水90μLを加えて、透明な溶液になるまで撹拌し、固形分が10wt%のバインダー溶液K-1を得た。
合成例4 バインダー溶液K-2の調整
 テフロン(登録商標)製10mLのビーカーに架橋コポリマー溶液E-1 9g(固形分として0.9g)、ペンタエリスリトール0.1g及びイオン交換水900μLを加えて、透明な溶液になるまで撹拌し、固形分が10wt%のバインダー溶液K-2を得た。
合成例5~7 バインダー溶液K-3~5の調整
 ペンタエリスリトール0.1gの代わりに、1,3-プロパンジオール(和光純薬工業(株)製)、1,4-ブタンジオール(和光純薬工業(株)製)又は1,6-ヘキサンジオール(和光純薬工業(株)製)をそれぞれ0.1g用いた以外は合成例4と同様の方法により、固形分が10wt%のバインダー溶液K-3~5を得た。
合成例8 バインダー溶液K-6の調整
 ペンタエリスリトール0.01gの代わりに、1,2,6-ヘキサントリオール0.01g(和光純薬工業(株)製)を用いた以外は合成例3と同様の方法により、固形分が10wt%のバインダー溶液K-6を得た。
合成例9 バインダー溶液K-7の調整
 架橋コポリマー溶液E-1 9gの代わりに、非架橋コポリマー溶液E-2 9g(固形分として0.9g)を用いた以外は合成例4と同様の方法により、固形分が10wt%のバインダー溶液K-7を得た。
合成例10 バインダー溶液J-1の調整
 ペンタエリスリトール0.1gの代わりにプロパンジアミン0.1g(和光純薬工業(株)製)を用いた以外は合成例4と同様の方法により、固形分が10wt%のバインダー溶液J-1を得た。
合成例11 バインダー溶液J-2の調整
 ペンタエリスリトール0.01gの代わりにシュウ酸ナトリウム0.01g(和光純薬工業(株)製)を用いた以外は合成例3と同様の方法により、固形分が10wt%のバインダー溶液J-2を得た。
実施例1 本発明の電極を用いた電池の製造
(1)本発明のスラリー組成物の製造
 炭素が被覆された一酸化ケイ素活物質(SiOC)2.1g(粒子サイズ:平均粒径5μm、商品名:SiO 1.3C、(株)大阪チタニウムテクノロロジーズ製)、黒鉛活物質11.2g(粒子サイズ:平均粒径10μm、商品名:SNO-10、SECカーボン(株)製)及びアセチレンブラック(AB)0.14g(商品名:デンカブラック、デンカ(株)製)を計りとり、自転公転泡攪拌機(商品名:泡とり練太郎、型式:AR-250、(株)シンキー製)を用いて回転速度2000rpmで10分間混合した。次いで、バインダー溶液K-1を5.6g加え、自転公転泡攪拌機を用いて2000rpmで3時間混合した。次いでイオン交換水6gを加え、自転公転泡攪拌機を用いて2000rpmで10分間混合した。次いで、自転公転泡攪拌機で5分間脱泡し、得られた混合物(固形分質量比でSiOC:黒鉛:AB:バインダー溶液の固形分=10:85:1:4)をスラリー組成物とした。該スラリー組成物は、集電体上に塗布した後に乾燥させることにより、SiOCを10wt%、黒鉛を85wt%、ABを1wt%、バインダーを4wt%含有する被膜となるものである。
(2)本発明のリチウム電池用電極の作製
 (1)で得られたスラリー組成物を、ドクターブレード(テスター産業(株)製)と塗工機(商品名:MINI-COATER MC-20、宝泉(株)製)を用いて、厚さ20μmの銅箔集電体上に活物質のSiOCと黒鉛の総質量が5mg/cm2になるように塗布した。その後、空気中にて80℃で乾燥し、次いで真空下にて150℃で12時間乾燥した。集電体上の膜の厚さは、ノギスで測定し、約80~50μmであった。
 得られた集電体をロールプレス機(商品名:HSR-60150、宝泉(株)製)でプレスし、活物質密度1.5mg/cm3のリチウム電池用電極を作製した。
(3)コイン型電池の製造
 (2)で得られた電極、リチウム箔電極、1MのLiPF6を含む炭酸エチレン(EC)/炭酸ジメチル(DMC)(体積比で1:1)溶液及びセパレータからなるコイン型電池を、アルゴンで満たしたグローブボックス中で組み立てた。
実施例2~7 本発明の電極を用いた電池の製造
 バインダー溶液K-1 5.6gの代わりに、バインダー溶液K-2~7 5.6gをそれぞれ用いた以外は実施例1と同様の方法により、スラリー組成物、リチウム電池用電極及びコイン型電池を製造した。
比較例1,2 電池の製造
 バインダー溶液K-1 5.6gの代わりに、バインダー溶液J-1又はJ-2 5.6gをそれぞれ用いた以外は実施例1と同様の方法により、スラリー組成物、リチウム電池用電極及びコイン型電池を製造した。
比較例3 電池の製造
 バインダー溶液K-1 5.6gの代わりに、架橋コポリマー溶液E-1 5.6gを用いた以外は実施例1と同様の方法により、スラリー組成物、リチウム電池用電極及びコイン型電池を製造した。
実験例2 各種スラリー組成物を用いたスラリー分散性の測定
 ガラス製の目盛付き50mL遠沈管に実施例1~7及び比較例1~3において作製したスラリー組成物5gを加え、さらにイオン交換水20mLを加えた。10分間振とう機で撹拌した後、60分間静置し、遠沈管の背面に青い紙を設置した。遠沈管の目盛0~20mLの全て範囲において背景の青色が見えない場合を○(分散性が良好)、0~15mLの範囲においては背景の青色が見えないが、15~20mLの範囲においては背景の青色が見える場合を△(沈降物が僅かにある)、5~20mLの範囲において背景の青色が見える場合を×(分散性が悪い)とした。
 得られた結果を表2に示す。
実験例3 各種電極を用いた剥離強度の測定
 実施例1~7及び比較例1~3において作製した電極を幅5mm・長さ約50mmの短冊状にカッターで切断し、電極端5mmを残すように、両面テープを貼ったガラス製スライドグラスに貼り付けた。残した電極端5mm部分にカプトンテープを貼り、該電極端とは反対側の端を、剥離角が90度になるように剥離試験機(商品名:FGS-TV、型番:デジタルフォースゲージ FGP-0.5、日本電産シンポ(株)製)にセットし、10mm/分の速さで引き上げた。得られたデータの30mm分の平均値を剥離強度(単位:N)とした。
 得られた結果を表2に示す。
 尚、ここで得られたデータは、主に活物質層を銅箔から剥がす時に必要な力を表している。従って、剥離強度が強い場合は、スラリー組成物(ここではSiOC、黒鉛、AB及びバインダー)からなる活物質層が集電体の銅箔と強く結着していることを意味する。
実験例4 各種電池を用いた充放電試験
 実施例1~7及び比較例1~3において作製したコイン型電池を用いて、下記条件で定電流充放電試験を行った。
充放電の条件を下記に示す。
・対極:Li箔
・電解液:1M LiPF EC/DMC混合溶液(体積比1:1)
・測定装置:ABE1024-5V 0.1A-4充放電試験装置(エレクトロフィールド社製)
・電位及び電流密度
  電位範囲 2.0-0.0V(vs.Li/Li)
  電流密度 初回50mA/g、2回以降50mA/g
 各電池を用いて得られた初回充放電での負極の放電容量および5回目サイクル後の負極の放電容量の値から、下記式を用いて容量維持率(%)を算出した。
容量維持率(%)=5回サイクル後の放電容量÷初回の放電容量×100
 得られた結果を表2に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000104
 表2より、実施例1~7の本発明のスラリー組成物はいずれもスラリー分散性が良好であったのに対し、比較例1~3のスラリー組成物はいずれもスラリー分散性が悪いことが分かった。活物質や導電助剤がスラリー中で均等に分散することは、電極を作製する上で重要な要素である。導電助剤であるABがスラリー中で分散せずに凝集を起こした場合、電極内の導電パスが形成されず、電池性能は低下する。従って、実施例1~7のスラリー組成物はそのスラリー分散性が良好であったため、これを用いて作製した電極は、電極内の導電パスが形成された結果、電池性能が向上したと考えられる。
 また、実施例1~7の本発明の電極はいずれも、比較例1~3の電極と同等以上の剥離強度を示すことが分かった。これは、本発明に係るアルコールが集電体との結着を向上させていることや、コポリマー同士が本発明に係るアルコールを介して結合することで電極に均等に配置され、集電体の銅や活物質同士の結着が高まったためと考えられる。
 さらに、本発明の電極を用いた実施例1~7の電池はいずれも、比較例1~3の電池よりも高い容量維持率を示すことが分かった。これは、コポリマー同士が本発明に係るアルコールを介して結合することで、電極に均等に配置されて活物質表面を包み込んだ結果、ポリマーが不均一な状態のミクロ層分離のような不具合が無いことにより、活物質表面のほとんどが充放電に活用されたためと考えられる。
合成例12 架橋コポリマーC-1の合成
 攪拌装置、冷却管、温度計、窒素導入管及び滴下装置を備えた200mLの丸底フラスコに、メチルエチルケトン(MEK)20mL(和光純薬工業(株)製)を入れ、次いで、アクリル酸2g(28mmol、和光純薬工業(株)製)、アクリル酸-2-ヒドロキシエチル(HEA)2g(17mmol、和光純薬工業(株)製)、ポリエチレングリコールジアクリレート0.014g(0.05mmol、新中村化学工業(株)製)及びジメチル2,2’-アゾビス(2-メチルプロピオネート)0.01g(0.04mmol、和光純薬工業(株)製)を加えて撹拌した。その後、窒素気流下、70℃で4時間反応させた。反応中、MEKがわずかに揮発するため、必要に応じてMEKを追加した。反応後、室温まで冷却し、白色固体を得た。得られた白色固体を真空乾燥して、モノマー組成比がアクリル酸:HEA=1:1の架橋されたコポリマーを得た。これを架橋コポリマーC-1とした。
合成例13 架橋コポリマーC-2の合成
 反応系中に、さらに1,4-ブタンジオール0.4g(和光純薬工業(株)製)を添加した以外、合成例12と同様の方法で重合反応に付し、架橋コポリマーC-2を得た。
合成例14 架橋コポリマーC-3の合成
 反応系中に、さらにペンタエリスリトール0.4g(和光純薬工業(株)製)を添加した以外、合成例12と同様の方法で重合反応に付し、架橋コポリマーC-3を得た。
実験例5 各種ポリマーの溶解性試験
 合成例12~14において得られた架橋コポリマーC-1~3について、下記(1)~(3)の溶解性試験を行った。溶媒に完全に溶解した場合を○、不溶であった場合を×とした。
 得られた結果を、架橋コポリマーC-1~3のモノマー含有量及び2価~10価のアルコール含有量と合わせて、表3に示す。
(1)水に対する溶解性試験
 架橋コポリマーC-1~3の濃度が5%となる量のイオン交換水(HO)を加え、室温にて溶解性試験を行った。
(2)水酸化ナトリウム水溶液に対する溶解性試験
 架橋コポリマーC-1~3の中和度が80%となる量の水酸化ナトリウム水溶液(NaOH)(和光純薬工業(株)製)を加え、室温にて溶解性試験を行った。
(3)N-メチルピロリドンに対する溶解性試験
 架橋コポリマーC-1~3の濃度が5%となる量のN-メチルピロリドン(NMP)(和光純薬工業(株)製)を加え、室温にて溶解性試験を行った。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000105
 表3より、2価~10価のアルコール(1,4-ブタンジオール又はペンタエリスリトール)の共存下で重合反応を行ったコポリマー(架橋コポリマーC-2及び3)は、水、水酸化ナトリウム水溶液及びN-メチルピロリドンのいずれの溶媒にも溶解しないことが分かった。すなわち、本発明に係るコポリマーの製造において、2価~10価のアルコールを加えて重合反応を行った場合(言い換えれば、該コポリマーの重合反応と2価~10価のアルコールによる結合反応を同時に行った場合)、得られたコポリマーは水を始めとする種々の溶媒に溶解しないため、該コポリマーを電極作製に用いることが出来ないことが分かった。
 従って、本発明の結着剤組成物は、重合反応、並びに、要すれば中和処理及び/又は架橋反応を行い、所望の本発明に係るコポリマーを製造した上で、該コポリマーを本発明に係るアルコール及び水と混合し、製造する必要があることが分かった。

Claims (10)

  1. アクリル酸由来のモノマー単位と、下記一般式(I)又は一般式(II)で示される化合物由来のモノマー単位1~2種とを構成成分とするコポリマー、2価~10価のアルコール、及び水を含んでなる結着剤組成物;
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000001
    [式中、R1は、水素原子又はメチル基を表し(但し、R2が水素原子の場合、R1はメチル基を表す)、R2は、水素原子;炭素数1~20のアルキル基;フッ素原子又はヒドロキシ基で置換された炭素数1~20のアルキル基;炭素数6~10のアリール基;炭素数7~13のアリールアルキル基;炭素数2~9のアルコキシアルキル基;炭素数3~9のアルコキシアルコキシアルキル基;炭素数7~13のアリールオキシアルキル基;炭素数5~7のモルホリノアルキル基;炭素数3~9のトリアルキルシリル基;酸素原子を有する又は酸素原子を有さない炭素数6~12の脂環式炭化水素基;炭素数3~9のジアルキルアミノアルキル基;炭素数9~14のヘキサヒドロフタルイミド-N-アルキル基;下記一般式(IV)で示される基
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000002
    (式中、R3は、ヒドロキシ基を置換基として有する又は無置換の炭素数1~6のアルキレン基を表し、R4は、水素原子、炭素数1~6のアルキル基、又はフェニル基を表し、vは2~20の整数を表す。);或いは、下記一般式(V)で示される基
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000003
    (式中、R5~R7は、それぞれ独立して炭素数1~3のアルキル基を表し、R8は、炭素数1~3のアルキレン基を表す。)を表す。]、
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000004
    (式中、R11は、水素原子又はメチル基を表し、R12は、水素原子又は炭素数1~6のアルキル基を表し、R13は、水素原子、炭素数1~6のアルキル基、炭素数3~9のジアルキルアミノアルキル基、又は炭素数1~6のヒドロキシアルキル基を表す。)。
  2. 2価~10価のアルコールが、下記一般式(B1)で示される化合物である、請求項1記載の組成物;
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000005
    (式中、R71は、炭素数1~6のアルキレン基を表し、R72は、ヒドロキシ基又は炭素数1~6のヒドロキシアルキル基を表し、R73は、水素原子、炭素数1~6のアルキル基又は炭素数1~6のヒドロキシアルキル基を表し、R74は、-O-を鎖中に有していてもよい炭素数1~6のアルキレン基を表し、rは0~4の整数を表す。ただし、複数のR72、複数のR73及び複数のR74は、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。)
  3. コポリマーが、下記一般式[1]~[13]記載の化合物及び下記一般式[14]記載のポリマーから選ばれる架橋剤により架橋されたものである、請求項1記載の組成物;
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000006
    (式中、aは1~6の整数を表す。)、
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000007
    [式中、R25及びR26は、それぞれ独立して、水素原子又はメチル基を表し、R21は、炭素数1~20のアルキレン基、下記一般式[2-1]で示される基
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000008
    (式中、R22は、炭素数1~6のアルキレン基を表し、bは1~6の整数を表す。)、又は下記一般式[2-2]で示される基
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000009
    (式中、R23及びR24は、それぞれ独立して、炭素数1~6のアルキレン基を表し、cは1~22の整数を表す。)を表す。]、
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000010
    (式中、R27~R33は、それぞれ独立して、炭素数1~3のアルキレン基を表す。)、
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000011
    (式中、R34~R37は、それぞれ独立して、炭素数1~6のアルキレン基を表し、dは1~6の整数を表し、eは0~6の整数を表し、f及びgはそれぞれ独立して0又は1の整数を表す。)、
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000012
    (式中、R38~R45は、それぞれ独立して、水素原子、ビニル基又はビニルケトン基を表し、これらの少なくとも2つ以上はビニル基又はビニルケトン基である。)、
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000013
    (式中、R46~R48は、それぞれ独立して、炭素数1~6のアルキレン基を表す。)、
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000014
    (式中、環Ar1は、ベンゼン環又はナフタレン環を表し、R49は、炭素数1~6のアルキレン基を表し、hは2~4の整数を表す。)、
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000015
    (式中、環Ar2及び環Ar3は、それぞれ独立して、ベンゼン環又はナフタレン環を表し、R50は、炭素数1~6のアルキレン基を表す。)、
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000016
    (式中、環Ar4は、ベンゼン環又はナフタレン環を表す。)、
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000017
    (式中、iは0~6の整数を表す。)、
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000018
    (式中、R51は、炭素数1~6のアルキレン基を表す。)、
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000019
    [式中、R52は、置換基を有する又は無置換の炭素数1~6のアルキレン基、置換基を有する又は無置換の炭素数6~10のアリーレン基、下記一般式[12-1]で示される基
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000020
    (式中、R53は、炭素数1~6のアルキル基を表し、R54は、炭素数1~6のアルキレン基を表し、環Ar5は、ベンゼン環又はナフタレン環を表し、jは、0~4の整数を表す。)、或いは、下記一般式[12-2]で示される基
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000021
    (式中、R55は、炭素数1~6のアルキレン基を表し、R53、R54、環Ar5及びjは、上記と同じ。)を表す。]、
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000022
    [式中、R56及びR57は、それぞれ独立して、置換基を有する又は無置換の炭素数1~6のアルキル基、置換基を有する又は無置換の炭素数6~10のアリール基、或いは、下記一般式[13-1]で示される基
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000023
    (式中、R58は、炭素数1~6のアルキル基を表し、R59は、炭素数1~6のアルキレン基を表し、環Ar6は、ベンゼン環又はナフタレン環を表し、kは、0~5の整数を表す。)を表す。]、
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000024
    [式中、R60は、置換基を有する又は無置換の炭素数1~6のアルキレン基、置換基を有する又は無置換の炭素数6~10のアリーレン基、下記一般式[14-1]又は[14-2]で示される基
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000025
    (式中、R61は、炭素数1~6のアルキル基を表し、R62は、炭素数1~6のアルキレン基を表し、環Ar7は、ベンゼン環又はナフタレン環を表し、pは、0~4の整数を表す。)、或いは、下記一般式[14-3]で示される基
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000026
    (式中、R63は、炭素数1~6のアルキレン基を表し、R61、R62、環Ar7及びpは、上記と同じ。)を表し、mは10~10000の整数を表す。]。
  4. 1)炭素を含有する活物質、2)導電助剤、及び3)請求項1記載の結着剤組成物を含んでなるリチウム電池用のスラリー組成物。
  5. 炭素を含有する活物質が、炭素、表面に炭素を被覆したシリコン、表面に炭素を被覆したシリコン酸化物、又は表面に炭素を被覆した金属と結合したシリコンを少なくとも1種含有する請求項4記載の組成物。
  6. 負極作製用である、請求項4記載の組成物。
  7. 1)炭素を含有する活物質、2)導電助剤、3)請求項1記載の結着剤組成物由来の結着剤、及び4)集電体を有するリチウム電池用の電極。
  8. 炭素を含有する活物質が、炭素、表面に炭素を被覆したシリコン、表面に炭素を被覆したシリコン酸化物、又は表面に炭素を被覆した金属と結合したシリコンを少なくとも1種含有する請求項7記載の電極。
  9. 電極が負極である、請求項7記載の電極。
  10. 請求項4記載のスラリー組成物を集電体上に塗布した後、乾燥させることを特徴とする、リチウム電池用の電極作製方法。
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