(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄電デバイスに使用される電極を作製するためのバインダー組成物であって、
重合体（Ａ）と、液状媒体（Ｂ）と、を含有し、
前記重合体（Ａ）中に含まれる繰り返し単位の合計を１００質量部としたときに、
共役ジエン化合物に由来する繰り返し単位（Ａ１）を３０〜５０質量部、
芳香族ビニル化合物に由来する繰り返し単位（Ａ２）を１０〜５０質量部、
（メタ）アクリレート化合物に由来する繰り返し単位（Ａ３）を１〜１０質量部、
不飽和カルボン酸に由来する繰り返し単位（Ａ４）を５〜４０質量部、および
α，β−不飽和ニトリル化合物に由来する繰り返し単位（Ａ５）を１〜１０質量部含有し、
前記重合体（Ａ）が重合体粒子であり、
電位差滴定装置を用いて電位差を測定し、滴定した硫酸量から換算することで得られる前記重合体粒子の表面酸量が１ｍｍｏｌ／ｇを超えて６ｍｍｏｌ／ｇ以下である、蓄電デバイス電極用バインダー組成物。
【請求項２】
前記重合体粒子のゼータ電位が−８０ｍＶ〜−１０ｍＶである、請求項１に記載の蓄電デバイス電極用バインダー組成物。
【請求項３】
前記繰り返し単位（Ａ１）の質量をＷＡ１、前記繰り返し単位（Ａ４）の質量をＷＡ４、前記繰り返し単位（Ａ５）の質量をＷＡ５とした場合に、ＷＡ４／ＷＡ１が０．３〜１の範囲内にあり、かつＷＡ４／ＷＡ５が１．８〜２５の範囲内にある、請求項１または請求項２に記載の蓄電デバイス電極用バインダー組成物。
【請求項４】
前記繰り返し単位（Ａ１）の質量をＷＡ１、前記繰り返し単位（Ａ２）の質量をＷＡ２とした場合に、ＷＡ２／ＷＡ１が０．３〜１．５の範囲内にある、請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の蓄電デバイス電極用バインダー組成物。
【請求項５】
前記繰り返し単位（Ａ４）として二種以上の不飽和カルボン酸に由来する繰り返し単位を有する、請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の蓄電デバイス電極用バインダ
ー組成物。
【請求項６】
前記重合体粒子が、平均粒子径５０〜４００ｎｍの粒子である、請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の蓄電デバイス電極用バインダー組成物。
【請求項７】
さらに、イソチアゾリン系化合物（Ｃ）を含有する、請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載の蓄電デバイス電極用バインダー組成物。
【請求項８】
前記バインダー組成物中における前記化合物（Ｃ）の濃度が５０ｐｐｍ以上２００ｐｐｍ未満である、請求項７に記載の蓄電デバイス電極用バインダー組成物。
【請求項９】
前記電極が、活物質としてケイ素材料を含有する、請求項１ないし請求項８のいずれか一項に記載の蓄電デバイス電極用バインダー組成物。
【請求項１０】
請求項１ないし請求項９のいずれか一項に記載の蓄電デバイス電極用バインダー組成物と、活物質と、を含有する、蓄電デバイス電極用スラリー。
【請求項１１】
前記活物質としてケイ素材料を含有する、請求項１０に記載の蓄電デバイス電極用スラリー。
【請求項１２】
曳糸性が３０〜８０％の範囲内にある、請求項１０または請求項１１に記載の蓄電デバイス電極用スラリー。
【請求項１３】
集電体と、前記集電体の表面上に請求項１０ないし請求項１２のいずれか一項に記載の蓄電デバイス電極用スラリーが塗布および乾燥されて形成された活物質層と、を備える蓄電デバイス電極。
【請求項１４】
前記活物質層１００質量部中にシリコン元素を２〜３０質量部含有する、請求項１３に記載の蓄電デバイス電極。
【請求項１５】
前記活物質層の重合体分布係数が０．６〜１．０である、請求項１３または請求項１４に記載の蓄電デバイス電極。
【請求項１６】
請求項１３ないし請求項１５のいずれか一項に記載の蓄電デバイス電極を備える蓄電デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄電デバイス電極用バインダー組成物、該バインダー組成物と活物質とを含む蓄電デバイス電極用スラリー、該スラリーを集電体に塗布および乾燥して作製された蓄電デバイス電極、ならびに該電極を備えた蓄電デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の駆動用電源として、高電圧かつ高エネルギー密度を有する蓄電デバイスが要求されている。このような蓄電デバイスとしては、リチウムイオン電池やリチウムイオンキャパシタなどが期待されている。【０００３】
このような蓄電デバイスに使用される電極は、通常、活物質と、バインダーとして機能する重合体と、を含有する組成物（電極用スラリー）を集電体表面へ塗布・乾燥することにより製造される。バインダーとして使用される重合体に要求される特性としては、活物質同士の結合能力および活物質と集電体との密着能力、電極を巻き取る工程における耐擦性、その後の裁断などによっても、塗布・乾燥された組成物塗膜（以下、「活物質層」ともいう。）から活物質の微粉などが脱落しない粉落ち耐性などを挙げることができる。重合体がこれらの種々の要求特性を満足することにより、得られる電極の折り畳み方法、捲回半径の設定などの蓄電デバイスの構造設計の自由度が高くなり、デバイスの小型化を達成することができる。【０００４】
なお、上記の活物質同士の結合能力および活物質と集電体との密着能力、ならびに粉落ち耐性については、性能の良否がほぼ比例関係にあることが経験上明らかになっている。従って本明細書では、以下、これらを包括して「密着性」という用語を用いて表す場合がある。【０００５】
ところで最近になって、蓄電デバイスの高出力化および高エネルギー密度化の要求を達成する観点から、リチウム吸蔵量の大きい材料を利用する検討が進められている。例えば、より結晶性の高い黒鉛（グラファイト）を活物質として利用することでリチウム吸蔵量を向上させ、炭素材料の理論吸蔵量（約３７０ｍＡｈ／ｇ）に近い容量を実現するアプローチが進められている。一方、特開２００４−１８５８１０号公報には、リチウムの理論吸蔵量が最大で約４，２００ｍＡｈ／ｇであるケイ素材料を活物質として活用するアプローチが開示されている。いずれにしても、このようなリチウム吸蔵量が大きい活物質を活用することで、蓄電デバイスの容量が大幅に向上すると考えられている。【０００６】
しかしながら、このようなリチウム吸蔵量の大きい材料を利用した活物質は、リチウムの吸蔵・放出により大きな体積変化を伴う。このため、従来使用されている電極用バインダーを、このようなリチウム吸蔵量の大きい材料に適用すると、密着性を維持することができずに活物質が剥離するなどし、充放電に伴って顕著な容量低下が発生する。【０００７】
電極用バインダーの密着性を改良するための技術としては、特開２０００−２９９１０９号公報や国際公開第２０１１／０９６４６３号に開示されているバインダー組成を制御する技術、特開２０１０−２０５７２２号公報や特開２０１０−３７０３号公報に開示されているエポキシ基やヒドロキシル基を有するバインダーを用いて上記特性を向上させる技術などが提案されている。また、特開２０１１−１９２５６３号公報や特開２０１１−２０４５９２号公報では、ポリイミドの剛直な分子構造で活物質を束縛し、活物質の体積変化を押さえ込もうとする技術が提案されている。【０００８】
さらに、このような電極用バインダーを実際の製造ラインで使用するためには、充放電特性や密着性が良好であることの他に、倉庫などで長期間に亘って保管した場合でも重合体が沈降するなどして変質しない貯蔵安定性を備える必要がある。特開２０１２−９７７５号公報では、このような貯蔵安定性を向上させるために、防腐剤を添加する技術も提案されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記特許文献に記載されているような電極用バインダーは、リチウム吸蔵量の大きい材料を利用した活物質を実用化するにあたり密着性が十分でなく、充放電を繰り返すことにより電極が劣化するため、実用化に必要な耐久性が十分に得られないという課題があった。【００１０】
一方、特開２０１２−９７７５号公報に記載されている防腐剤を添加した電極用バインダーは、単に重合体粒子分散液（ラテックス）の保存安定性に関して評価されているに過ぎず、貯蔵後の組成物を用いて良好な特性を示す蓄電デバイスを作製できるか否か、という電極用バインダーとしての長期間に亘る貯蔵安定性は依然として不明なままである。【００１１】
そこで、本発明に係る幾つかの態様は、密着性および充放電特性が良好な蓄電デバイス電極を製造できる蓄電デバイス電極用バインダー組成物を提供するものである。【００１２】
さらに、本発明に係る幾つかの態様は、長期間に亘り貯蔵安定性に優れると共に、密着性および充放電特性が良好な蓄電デバイス電極を製造できる蓄電デバイス電極用バインダー組成物を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の態様または適用例として実現することができる。【００１４】
［適用例１］
本発明に係る蓄電デバイス電極用バインダー組成物の一態様は、
蓄電デバイスに使用される電極を作製するためのバインダー組成物であって、
重合体（Ａ）と、液状媒体（Ｂ）と、を含有し、
前記重合体（Ａ）中に含まれる繰り返し単位の合計を１００質量部としたときに、不飽和カルボン酸に由来する繰り返し単位（Ａ４）を５〜４０質量部含有し、
前記重合体（Ａ）が重合体粒子であり、
前記重合体粒子の表面酸量が１ｍｍｏｌ／ｇを超えて６ｍｍｏｌ／ｇ以下であることを特徴とする。【００１５】
［適用例２］
適用例１の蓄電デバイス電極用バインダー組成物において、前記重合体粒子のゼータ電位が−８０ｍＶ〜−１０ｍＶであることができる。【００１６】
［適用例３］
適用例１または適用例２の蓄電デバイス電極用バインダー組成物において、前記重合体（Ａ）中に含まれる繰り返し単位の合計を１００質量部としたときに、該重合体（Ａ）が、共役ジエン化合物に由来する繰り返し単位（Ａ１）を３０〜５０質量部、芳香族ビニル化合物に由来する繰り返し単位（Ａ２）を１０〜５０質量部、（メタ）アクリレート化合物に由来する繰り返し単位（Ａ３）を１〜１０質量部、およびα，β−不飽和ニトリル化合物に由来する繰り返し単位（Ａ５）を１〜１０質量部を含有することができる。【００１７】
［適用例４］
適用例３の蓄電デバイス電極用バインダー組成物において、前記繰り返し単位（Ａ１）の質量をＷＡ１、前記繰り返し単位（Ａ４）の質量をＷＡ４、前記繰り返し単位（Ａ５）の質量をＷＡ５とした場合に、ＷＡ４／ＷＡ１が０．３〜１の範囲内にあり、かつＷＡ４／ＷＡ５が１．８〜２５の範囲内にあることができる。【００１８】
［適用例５］
適用例３または適用例４の蓄電デバイス電極用バインダー組成物において、前記繰り返し単位（Ａ１）の質量をＷＡ１、前記繰り返し単位（Ａ２）の質量をＷＡ２とした場合に、ＷＡ２／ＷＡ１が０．３〜１．５の範囲内にあることができる。【００１９】
［適用例６］
適用例１ないし適用例５のいずれか一例の蓄電デバイス電極用バインダー組成物において、前記繰り返し単位（Ａ４）として二種以上の不飽和カルボン酸に由来する繰り返し単位を有することができる。【００２０】
［適用例７］
適用例１ないし適用例６のいずれか一例の蓄電デバイス電極用バインダー組成物において、前記重合体粒子が、平均粒子径５０〜４００ｎｍの粒子であることができる。【００２１】
［適用例８］
適用例１ないし適用例７のいずれか一例の蓄電デバイス電極用バインダー組成物において、さらに、イソチアゾリン系化合物（Ｃ）を含有することができる。【００２２】
［適用例９］
適用例８の蓄電デバイス電極用バインダー組成物において、
前記バインダー組成物中における前記化合物（Ｃ）の濃度が５０ｐｐｍ以上２００ｐｐｍ未満であることができる。【００２３】
［適用例１０］
適用例１ないし適用例９のいずれか一例の蓄電デバイス電極用バインダー組成物において、前記電極が、活物質としてケイ素材料を含有することができる。【００２４】
［適用例１１］
本発明に係る蓄電デバイス電極用スラリーの一態様は、
適用例１ないし適用例１０のいずれか一例の蓄電デバイス電極用バインダー組成物と、活物質と、を含有することを特徴とする。【００２５】
［適用例１２］
適用例１１の蓄電デバイス電極用スラリーにおいて、前記活物質としてケイ素材料を含有することができる。【００２６】
［適用例１３］
適用例１１または適用例１２の蓄電デバイス電極用スラリーにおいて、曳糸性が３０〜８０％の範囲内にあることができる。【００２７】
［適用例１４］
本発明に係る蓄電デバイス電極の一態様は、
集電体と、前記集電体の表面上に適用例１１ないし適用例１３の蓄電デバイス電極用スラリーが塗布および乾燥されて形成された活物質層と、を備えることを特徴とする。【００２８】
［適用例１５］
適用例１４の蓄電デバイス電極において、前記活物質層１００質量部中にシリコン元素を２〜３０質量部含有することができる。【００２９】
［適用例１６］
適用例１４または適用例１５の蓄電デバイス電極において、前記活物質層の重合体分布係数が０．６〜１．０であることができる。【００３０】
［適用例１７］
本発明に係る蓄電デバイスの一態様は、
適用例１４ないし適用例１６のいずれか一例の蓄電デバイス電極を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３１】
本発明に係る蓄電デバイス電極用バインダー組成物によれば、密着性および充放電特性に優れる蓄電デバイス電極を製造することができる。また、本発明に係る蓄電デバイス電極用バインダー組成物によれば、長期間に亘る貯蔵安定性に優れると共に、密着性および充放電特性に優れる蓄電デバイス電極を製造することができる。本発明に係る蓄電デバイス電極用バインダー組成物は、蓄電デバイス電極が活物質としてリチウム吸蔵量の大きい活物質、例えばグラファイトのような炭素材料やケイ素材料を含有する場合に特に上記の効果を発揮する。【００３２】
さらに、本発明に係る蓄電デバイス電極によれば、集電体とシリコン元素を含有する活物質層との密着能力に優れ、該活物質層の粉落ち性にも優れ、かつ電気的特性にも優れている。また、かかる蓄電デバイス電極を備えた蓄電デバイスによれば、電気的特性の一つである充放電レート特性がとりわけ良好となる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】図１は、本実施の形態に係る蓄電デバイス電極を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、本発明に係る好適な実施形態について詳細に説明する。なお、本発明は、下記に記載された実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において実施される各種の変形例も含むものとして理解されるべきである。なお、本明細書における「（メタ）アクリル酸〜」とは、「アクリル酸〜」および「メタクリル酸〜」の双方を包括する概念である。また、「〜（メタ）アクリレート」とは、「〜アクリレート」および「〜メタクリレート」の双方を包括する概念である。
【００３５】
１．蓄電デバイス電極用バインダー組成物
本実施の形態に係る蓄電デバイス電極用バインダー組成物（以下、単に「バインダー組成物」ともいう。）は、蓄電デバイスに使用される電極を作製するためのバインダー組成物であって、重合体（Ａ）と、液状媒体（Ｂ）と、を含有する。以下、本実施の形態に係るバインダー組成物に含まれる各成分について詳細に説明する。
【００３６】
１．１．重合体（Ａ）
本実施の形態に係るバインダー組成物に含まれる重合体（Ａ）は、液状媒体（Ｂ）中に粒子として分散されたラテックス、すなわち重合体粒子である。重合体（Ａ）が粒子であると、活物質と混合して作製される蓄電デバイス電極用スラリー（以下、単に「スラリー」ともいう。）の安定性が良好となり、またスラリーの集電体への塗布性が良好となる。
【００３７】
本実施の形態に係るバインダー組成物に含まれる重合体粒子の表面酸量は１ｍｍｏｌ／ｇを超えて６ｍｍｏｌ／ｇ以下であり、１．５ｍｍｏｌ／ｇ以上５．５ｍｍｏｌ／ｇであることが好ましく、２ｍｍｏｌ／ｇ以上５．５ｍｍｏｌ／ｇ以下であることがより好ましい。重合体粒子の表面酸量が前記範囲であると、安定かつ均質な蓄電デバイス電極用スラリーを作製することができる。このような均質なスラリーを用いて活物質層を形成すると、活物質と重合体粒子とが均一に分散した、厚さのばらつきが小さい活物質層が得られる。その結果、充放電特性の電極内でのばらつきを抑制することができ、良好な充放電特性を示す蓄電デバイスが得られる。
【００３８】
一方、表面酸量が前記範囲にない重合体粒子を用いて作製されたスラリーでは、活物質と重合体粒子とが均一に分散することが困難となり、凝集が発生する。このような凝集が発生したスラリーを用いて活物質層を形成すると、均質な材料組成とはならない。このような不均質な材料組成の活物質層を用いて充放電を行うと、材質が不均質な箇所に局所的に過剰な電圧が印加されるなどしてその不均質な部位の劣化が促進されてしまう。その結果、充放電を繰り返すことにより急速に充放電特性が劣化してしまうため好ましくない。
【００３９】
本実施の形態に係るバインダー組成物に含まれる重合体粒子の表面酸量が前記範囲にある場合にスラリーの凝集を抑制できる機構は明らかでないが、後述するような活物質、特に負極活物質として使用される炭素材料やケイ素材料の表面への吸着が適度に制御されるためと考えられる。例えば、炭素材料の表面はＣ−ＯＨやＣ＝Ｏのような官能基が存在し、またケイ素材料にはＳｉ−ＯＨのような官能基が存在する。このような官能基と、重合体粒子表面に存在する不飽和カルボン酸に由来する繰り返し単位（Ａ４）に起因するカルボキシル基とは水素結合しやすい。この水素結合が強すぎる場合、すなわち重合体粒子の表面酸量が前記範囲を超える場合には、重合体粒子と活物質粒子とが凝集しやすくなる傾向があるため、スラリーの曳糸性が低下し、集電体の表面に活物質層を形成するための均一な塗膜を形成することができなくなる。そのため、良好な充放電特性を示す蓄電デバイスが製造できなくなると考えられる。つまり、重合体粒子の表面酸量を前記範囲とすることでこのような適度な相互作用が生じ、その結果、適切な曳糸性を示すスラリーを作製することができるので、良好な充放電特性を示す蓄電デバイスが製造できると推測している。
【００４０】
一方、重合体粒子の表面酸量は、イオンとの親和性の指標とも考えることができる。この観点から、重合体粒子の表面酸量が前記範囲未満の場合には、重合体粒子はリチウムイオンなど充放電の際に電荷移動を担うイオンとの親和性が低く、電極抵抗を増大させる一因となると考えられる。つまり、重合体粒子の表面酸量を前記範囲とすることで、リチウムイオンのような電荷移動を担うイオンと適度な親和性を生じ、その結果、良好な充放電特性を示す蓄電デバイスが製造できると推測している。
【００４１】
なお、重合体粒子の表面酸量は、重合体（Ａ）を構成する単量体組成に影響を受けることを否定しないが、単量体組成のみで定まるものではないことを付言しておく。すなわち、一般的に同じ単量体組成であっても重合条件等で重合体粒子の表面酸量が変化することが知られており、本願実施例ではその一例を示しているに過ぎない。
【００４２】
例えば、同じ単量体組成であっても、重合反応液に最初から不飽和カルボン酸を全て仕込み、その後他の単量体を順次添加して加える場合と、不飽和カルボン酸以外の単量体を重合反応液へ仕込み、最後に不飽和カルボン酸を添加する場合とでは、得られる重合体粒子の表面に露出する不飽和カルボン酸に由来するカルボン酸の量は異なる。このように重合方法で単量体を加える順番を変更するだけでも、重合体粒子の表面酸量は大きく異なると考えられる。
【００４３】
かかる重合体粒子の表面酸量は、導電率の違いを測定原理とする電位差滴定装置を用いて電位差を測定し、滴定した硫酸量から表面酸量に換算することで得られる値である。このような電位差滴定装置としては、例えばＡＴ−５１０、ＡＴ−６１０（以上、京都電子工業株式会社製）などを挙げることができる。
【００４４】
本実施の形態に係るバインダー組成物に含まれる重合体粒子のゼータ電位は−８０ｍＶ〜−１０ｍＶであることが好ましく、−７５ｍＶ〜−２５ｍＶであることがより好ましく、−６５ｍＶ〜−２０ｍＶであることが特に好ましい。重合体粒子のゼータ電位が前記範囲であると、より安定かつより均質な蓄電デバイス電極用スラリーを作製することができる。このような均質なスラリーを用いて活物質層を形成すると、活物質と重合体粒子とが均一に分散した、厚さのばらつきがより小さい活物質層が得られる。その結果、充放電特性の電極内でのばらつきを抑制することができ、より良好な充放電特性を示す蓄電デバイスが得られる。
【００４５】
なお、重合体粒子のゼータ電位は、重合体（Ａ）を構成する単量体組成に影響を受けることを否定しないが、単量体組成のみで定まるものではないことを付言しておく。すなわち、一般的に同じ単量体組成であっても、バインダー組成物のｐＨや、含有される添加剤や不純物により変化することが知られている。なお、本実施の形態に係るバインダー組成物のｐＨは、重合体粒子および活物質（特に炭素材料やケイ素材料）の分散安定性を確保する観点から、４〜１０であることが好ましく、５〜８であることがより好ましい。
【００４６】
かかる重合体粒子のゼータ電位は、レーザードップラー法を測定原理とするゼータ電位測定装置を用いて常法により測定することできる。このようなゼータ電位測定装置としては、例えばゼータポテンシャルアナライザー（ブルックヘブンインスツルメント社製）などを挙げることができる。
【００４７】
重合体（Ａ）の組成としては、重合体（Ａ）中に含まれる繰り返し単位の合計を１００質量部としたときに、不飽和カルボン酸に由来する繰り返し単位（Ａ４）を５〜４０質量部含有する。これにより、重合体粒子表面にカルボキシル基等の酸性官能基が存在するようになる。また、重合体（Ａ）の組成としては、共役ジエン化合物に由来する繰り返し単位（Ａ１）と、芳香族ビニル化合物に由来する繰り返し単位（Ａ２）と、（メタ）アクリレート化合物に由来する繰り返し単位（Ａ３）と、α，β−不飽和ニトリル化合物に由来する繰り返し単位（Ａ５）と、を有する組成であることが好ましい。以下、重合体（Ａ）を構成する各繰り返し単位について詳細に説明する。
【００４８】
１．１．１．不飽和カルボン酸に由来する繰り返し単位（Ａ４）
重合体（Ａ）が不飽和カルボン酸に由来する繰り返し単位（Ａ４）（以下、「繰り返し単位（Ａ４）」ともいう。）を有することにより、後述するスラリーを作製する際に、活物質を凝集させることなく、活物質が良好に分散したスラリーを作製することができる。これにより、スラリーを塗布・乾燥して作製された活物質層が均一に近い分布となるので、結着欠陥が非常に少ない蓄電デバイス電極を作製することができる。すなわち、活物質同士および活物質層と集電体との密着能力を飛躍的に向上できる。また、活物質の分散安定性が良好となるため、スラリーの貯蔵安定性も向上する。
【００４９】
不飽和カルボン酸の具体例としては、例えばアクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸等のモノまたはジカルボン酸を挙げることができ、これらから選択される一種以上であることができる。なお、重合体（Ａ）は、上記例示した不飽和カルボン酸に由来する繰り返し単位（Ａ４）を二種類以上有することが好ましく、アクリル酸、メタクリル酸等のモノカルボン酸の一種以上と、フマル酸、イタコン酸等のジカルボン酸の一種以上と、を併用することがより好ましい。モノカルボン酸はケイ素材料を含有する活物質同士の結合能力を向上させる効果を高め、ジカルボン酸は活物質層と集電体との密着能力を向上させる効果を高めることができる。そのため、モノカルボン酸とジカルボン酸とを併用することで、重合体（Ａ）の密着性を飛躍的に高めることができる。
【００５０】
不飽和カルボン酸に由来する繰り返し単位（Ａ４）の含有割合は、重合体（Ａ）中の繰り返し単位の合計を１００質量部とした場合に５〜４０質量部であり、１０〜４０質量部であることが好ましく、１５〜３５質量部であることがより好ましく、１６〜３０質量部であることが特に好ましい。繰り返し単位（Ａ４）の含有割合が前記範囲内にあると、重合体（Ａ）は、ケイ素材料を含有する活物質などのように極性官能基を表面に有する活物質同士の結合能力および、活物質層と集電体との密着能力の両方が良好となる。また、スラリー調製時において、活物質の分散安定性が良好となるため、凝集物が生じにくく、経時的なスラリー粘度の上昇も抑えることができる。
【００５１】
一方、繰り返し単位（Ａ４）の含有割合が前記範囲未満であると、得られる重合体（Ａ）を含有するバインダー組成物による、活物質同士の結合能力、および活物質層と集電体との密着能力が不十分となり、活物質の体積収縮や体積膨張等の変化に追従することが困難となる。そのため、充放電を繰り返すことで活物質が剥落したり、活物質層に亀裂が発生するなど電極の劣化が発生する。また、得られる重合体が容易に凝集するため、貯蔵安定性の悪いバインダー組成物となってしまう。逆に、繰り返し単位（Ａ４）の含有割合が前記範囲を超えると、バインダー組成物の粘度が大幅に上昇してしまう。その結果、このバインダー組成物を使用して得られたスラリーの粘度も大幅に上昇するため、活物質層を均質に形成することが困難となる。そうすると、活物質層の不均一な箇所に過剰電位が印加されるなどして活物質層の劣化が進行してしまうため、充放電特性が悪化してしまう。
【００５２】
１．１．２．共役ジエン化合物に由来する繰り返し単位（Ａ１）
重合体（Ａ）が共役ジエン化合物に由来する繰り返し単位（Ａ１）（以下、「繰り返し単位（Ａ１）」ともいう。）を有する場合には、粘弾性および強度に優れたバインダー組成物を製造することが容易となる。すなわち、共役ジエン化合物に由来する繰り返し単位を有すると、得られる重合体に強い結着力を付与することができる。共役ジエン化合物に由来するゴム弾性が重合体に付与されるため、グラファイトのような炭素材料やケイ素材料を含有する活物質の体積収縮や体積膨張等の変化に追従することが可能となる。これにより、さらに密着性を向上させて、さらには長期に充放電特性を維持する耐久性が向上できると考えられる。
【００５３】
共役ジエン化合物としては、例えば１，３−ブタジエン、２−メチル−１，３−ブタジエン、２，３−ジメチル−１，３−ブタジエン、２−クロル−１，３−ブタジエン、置換直鎖共役ペンタジエン類、置換および側鎖共役ヘキサジエン類などを挙げることができ、これらのうちから選択される一種以上であることができる。共役ジエン化合物としては、１，３−ブタジエンが特に好ましい。
【００５４】
共役ジエン化合物に由来する繰り返し単位（Ａ１）の含有割合は、重合体（Ａ）中の繰り返し単位の合計を１００質量部とした場合に３０〜５０質量部であることが好ましく、３２〜４８質量部であることがより好ましく、３５〜４８質量部であることが特に好ましい。繰り返し単位（Ａ１）の含有割合が前記範囲内にあると、粘弾性および強度に優れたバインダー組成物を容易に製造することができる。
【００５５】
なお、重合体（Ａ）中の、共役ジエン化合物に由来する繰り返し単位（Ａ１）の質量をＷＡ１、不飽和カルボン酸に由来する繰り返し単位（Ａ４）の質量をＷＡ４としたときに、質量比ＷＡ４／ＷＡ１が０．３〜１の範囲内にあることが好ましく、０．３２〜０．９の範囲にあることがより好ましく、０．３５〜０．８の範囲にあることが特に好ましい。ＷＡ４／ＷＡ１が前記範囲内にあると、重合体（Ａ）は、グラファイトのような炭素材料やケイ素材料を含有する活物質などのように極性官能基を表面に有する活物質同士の結合能力、および活物質層と集電体との密着能力のバランスがより良好となる。
【００５６】
１．１．３．芳香族ビニル化合物に由来する繰り返し単位（Ａ２）
重合体（Ａ）が芳香族ビニル化合物に由来する繰り返し単位（Ａ２）（以下、「繰り返し単位（Ａ２）」ともいう。）を有する場合には、重合体（Ａ）のガラス転移温度（Ｔｇ）が適度となるため、得られる活物質層の柔軟性が適度となり、集電体と活物質層との密着能力が良好となる。
【００５７】
芳香族ビニル化合物の具体例としては、例えばスチレン、α−メチルスチレン、ｐ−メチルスチレン、ビニルトルエン、クロルスチレン、ジビニルベンゼンなどを挙げることができ、これらのうちから選択される一種以上であることができる。芳香族ビニル化合物としては、上記のうちスチレンであることが特に好ましい。
【００５８】
芳香族ビニル化合物に由来する繰り返し単位（Ａ２）の含有割合は、重合体（Ａ）中の繰り返し単位の合計を１００質量部とした場合に１０〜５０質量部であることが好ましく、１５〜４５質量部であることがより好ましく、２０〜４０質量部であることが特に好ましい。繰り返し単位（Ａ２）の含有割合が前記範囲内にあると、得られる重合体のＴｇが適度となる。その結果、グラファイトのような炭素材料やケイ素材料を含有する活物質同士の結合能力を高めることができる。また、得られる活物質層は、柔軟性や集電体に対する密着能力がより良好なものとなる。
【００５９】
なお、重合体（Ａ）中の、共役ジエン化合物に由来する繰り返し単位（Ａ１）の質量をＷＡ１、芳香族ビニル化合物に由来する繰り返し単位（Ａ２）の質量をＷＡ２としたときに、質量比ＷＡ２／ＷＡ１が０．３〜１．５の範囲内にあることが好ましく、０．３２〜１．２の範囲にあることがより好ましく、０．３４〜１．０の範囲にあることが特に好ましい。ＷＡ２／ＷＡ１が前記範囲内にあると、重合体（Ａ）中の疎水成分において適度な熱可塑性を持たせることができ、電極を加熱乾燥する際の重合体の融着により、特にグラファイトのような炭素材料を活物質として使用する場合、得られる活物質層の密着性がより良好となるため好ましい。
【００６０】
１．１．４．（メタ）アクリレート化合物に由来する繰り返し単位（Ａ３）
重合体（Ａ）が（メタ）アクリレート化合物に由来する繰り返し単位（Ａ３）（以下、「繰り返し単位（Ａ３）」ともいう。）を有する場合には、電解液との親和性が良好となり、蓄電デバイス中で重合体（Ａ）が電気抵抗成分となることによる内部抵抗の上昇を抑制すると共に、電解液を過大に吸収することによる密着性の低下を防ぐことができる。
【００６１】
重合体（Ａ）がα，β−不飽和ニトリル化合物に由来する繰り返し単位（Ａ５）（以下、「繰り返し単位（Ａ５）」ともいう。）を含有する場合、電解液に対する膨潤度が大きくなり電極抵抗が低下する反面、活物質同士および活物質層と集電体との密着性が低下して電極構造を十分に保持できず充放電特性が劣化する場合がある。しかしながら、重合体（Ａ）が繰り返し単位（Ａ３）と繰り返し単位（Ａ５）とを併有することで、それらの相乗効果により電解液に対する膨潤度が大きくなり電極抵抗を低下させると共に、活物質同士および活物質層と集電体との密着性を高めて電極構造をより良好に保持することが可能となる。
【００６２】
（メタ）アクリレート化合物の具体例としては、例えばメチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ｎ−プロピル（メタ）アクリレート、ｉ−プロピル（メタ）アクリレート、ｎ−ブチル（メタ）アクリレート、ｉ−ブチル（メタ）アクリレート、ｎ−アミル（メタ）アクリレート、ｉ−アミル（メタ）アクリレート、ヘキシル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、オクチル（メタ）アクリレート、ノニル（メタ）アクリレート、デシル（メタ）アクリレート、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、プロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、アリル（メタ）アクリレート、エチレンジ（メタ）アクリレートなどを挙げることができ、これらのうちから選択される１種以上であることができる。
【００６３】
また、（メタ）アクリレート化合物としては、下記一般式（１）で示される化合物を挙げることができる。
【化１】
0005477610.tif 000002
上記一般式（１）中、Ｒ１は水素原子または一価の炭化水素基であるが、一価の炭化水素基であることが好ましく、炭素数が１〜６の置換もしくは非置換のアルキル基であることがより好ましく、メチル基であることが特に好ましい。また、Ｒ２は二価の炭化水素基であるが、メチレン基または炭素数が２〜６の置換もしくは非置換のアルキレン基であることが好ましい。上記一般式（１）で示される化合物の具体例としては、ヒドロキシメチル（メタ）アクリレート、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、ヒドロキシペンチル（メタ）アクリレート、ヒドロキシヘキシル（メタ）アクリレート等が挙げられる。
【００６４】
上記例示した（メタ）アクリレート化合物のうち、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、ヒドロキシメチル（メタ）アクリレートおよびヒドロキシエチル（メタ）アクリレートから選択される１種以上であることが好ましく、メチル（メタ）アクリレート、ヒドロキシメチル（メタ）アクリレート、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレートであることが特に好ましい。なお、これらの（メタ）アクリレート化合物は、一種単独でまたは二種以上を組み合わせて用いることができる。
【００６５】
（メタ）アクリレート化合物に由来する繰り返し単位（Ａ３）の含有割合は、重合体（Ａ）中の繰り返し単位の合計を１００質量部とした場合に１〜１０質量部であることが好ましく、２〜１０質量部であることがより好ましく、３〜９質量部であることが特に好ましい。繰り返し単位（Ａ３）の含有割合が前記範囲内にあると、得られる重合体（Ａ）は電解液との親和性がより良好となり、蓄電デバイス中で重合体（Ａ）が電気抵抗成分となることによる内部抵抗の上昇を抑制すると共に、電解液を過大に吸収することによる密着性の低下を防ぐことができる。
【００６６】
１．１．５．α，β−不飽和ニトリル化合物に由来する繰り返し単位（Ａ５）
重合体（Ａ）がα，β−不飽和ニトリル化合物に由来する繰り返し単位（Ａ５）を有する場合には、重合体（Ａ）は後述する電解液によって適度に膨潤することができる。すなわち、ニトリル基の存在によって重合体鎖からなる網目構造に電解液が侵入し、網目間隔が広がるため、溶媒和したリチウムイオンがこの網目構造をすり抜けて移動し易くなる。その結果、リチウムイオンの拡散性が向上すると考えられる。これにより、電極抵抗を低減させることができるので、電極のより良好な充放電特性が実現される。
【００６７】
α，β−不飽和ニトリル化合物の具体例としては、例えばアクリロニトリル、メタクリロニトリル、α−クロルアクリロニトリル、α−エチルアクリロニトリル、シアン化ビニリデンなどを挙げることができ、これらから選択される一種以上であることができる。これらのうち、アクリロニトリルおよびメタクリロニトリルから選択される一種以上であることが好ましく、アクリロニトリルであることがより好ましい。
【００６８】
α，β−不飽和ニトリル化合物に由来する繰り返し単位（Ａ５）の含有割合は、重合体（Ａ）中の繰り返し単位の合計を１００質量部とした場合に、１〜１０質量部であることが好ましく、２〜１０質量部であることがより好ましく、３〜９質量部であることが特に好ましい。α，β−不飽和ニトリル化合物に由来する繰り返し単位の含有割合が前記範囲にあると、使用する電解液との親和性により優れ、密着性および強度にもより優れ、かつ機械的特性と電気的特性とのバランスにより優れたバインダー組成物を製造することができる。
【００６９】
なお、重合体（Ａ）中の、不飽和カルボン酸に由来する繰り返し単位（Ａ４）の質量をＷＡ４、α，β−不飽和ニトリル化合物に由来する繰り返し単位（Ａ５）の質量をＷＡ５としたときに、質量比ＷＡ４／ＷＡ５が１．８〜２５の範囲内にあることが好ましく、２〜２０の範囲にあることがより好ましく、３〜１５の範囲にあることが特に好ましい。ＷＡ４／ＷＡ５が前記範囲内にあると、重合体（Ａ）による密着性と電解液親和性とのバランスがより良好となることで、蓄電デバイスの充電容量や充放電レート特性が相乗的に向上する。
【００７０】
特に、後述するようなケイ素材料と炭素材料との混合物を活物質として負極を作製する場合には、ＷＡ４／ＷＡ１が前記範囲内であり、かつＷＡ４／ＷＡ５が前記範囲内にあると、活物質同士を効果的に結着すると同時に、ケイ素材料に由来する充放電に伴う活物質の体積変化の影響を効果的に緩和することができ、活物質層と集電体の密着性をより向上させることができる。その結果、蓄電デバイスの充電容量や充放電レート特性が相乗的に向上する。
【００７１】
１．１．６．その他の繰り返し単位
本実施の形態に係るバインダー組成物に含まれる重合体（Ａ）は、上記繰り返し単位以外に、これらと共重合可能な単量体に由来する繰り返し単位を含有することができる。
【００７２】
共重合可能な単量体としては、例えばフッ化ビニリデン、四フッ化エチレンおよび六フッ化プロピレン等のエチレン性不飽和結合を有する含フッ素化合物；（メタ）アクリルアミド、Ｎ−メチロールアクリルアミド等のエチレン性不飽和カルボン酸のアルキルアミド；酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等のカルボン酸ビニルエステル；エチレン性不飽和ジカルボン酸の酸無水物；アミノエチルアクリルアミド、ジメチルアミノメチルメタクリルアミド、メチルアミノプロピルメタクリルアミド等のエチレン性不飽和カルボン酸のアミノアルキルアミド等を挙げることができ、これらのうちから選択される一種以上であることができる。
【００７３】
１．１．７．重合体（Ａ）の合成方法
重合体（Ａ）の合成方法については特に限定されないが、例えば公知の乳化剤（界面活性剤）、重合開始剤、分子量調整剤などの存在下で行う乳化重合法によることができる。
【００７４】
乳化剤の具体例としては、例えば高級アルコールの硫酸エステル塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸塩、脂肪族スルホン酸塩、脂肪族カルボン酸塩、デヒドロアビエチン酸塩、ナフタレンスルホン酸・ホルマリン縮合物、非イオン性界面活性剤の硫酸エステル塩などのアニオン性界面活性剤；ポリエチレングリコールのアルキルエステル、ポリエチレングリコールのアルキルフェニルエーテル、ポリエチレングリコールのアルキルエーテルなどのノニオン性界面活性剤；パーフルオロブチルスルホン酸塩、パーフルオロアルキル基含有リン酸エステル、パーフルオロアルキル基含有カルボン酸塩、パーフルオロアルキルエチレンオキシド付加物などのフッ素系界面活性剤などを挙げることができ、これらのうちから選択される一種以上を使用することができる。
【００７５】
分子量調節剤の具体例としては、例えばｎ−ヘキシルメルカプタン、ｎ−オクチルメルカプタン、ｔ−オクチルメルカプタン、ｎ−ドデシルメルカプタン、ｔ−ドデシルメルカプタン、ｎ−ステアリルメルカプタンなどのアルキルメルカプタン；ジメチルキサントゲンジサルファイド、ジイソプロピルキサントゲンジサルファイドなどのキサントゲン化合物；ターピノレン、テトラメチルチウラムジスルフィド、テトラエチルチウラムジスルフィド、テトラメチルチウラムモノスルフィドなどのチウラム化合物；２，６−ジ−ｔ−ブチル−４−メチルフェノール、スチレン化フェノールなどのフェノール化合物；アリルアルコールなどのアリル化合物；ジクロルメタン、ジブロモメタン、四臭化炭素などのハロゲン化炭化水素化合物；α−ベンジルオキシスチレン、α−ベンジルオキシアクリロニトリル、α−ベンジルオキシアクリルアミドなどのビニルエーテル化合物などのほか、トリフェニルエタン、ペンタフェニルエタン、アクロレイン、メタアクロレイン、チオグリコール酸、チオリンゴ酸、２−エチルヘキシルチオグリコレート、α−メチルスチレンダイマーなどを挙げることができ、これらのうちから選択される一種以上を使用することができる。
【００７６】
重合開始剤の具体例としては、例えば過硫酸リチウム、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウムなどの水溶性重合開始剤；クメンハイドロパーオキサイド、過酸化ベンゾイル、ｔ−ブチルハイドロパーオキサイド、アセチルパーオキサイド、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド、１，１，３，３−テトラメチルブチルハイドロパーオキサイド、アゾビスイソブチロニトリル、１，１’−アゾビス（シクロヘキサンカルボニトリル）などの油溶性重合開始剤などを適宜選択して用いることができる。これらのうち、特に過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、クメンハイドロパーオキサイドまたはｔ−ブチルハイドロパーオキサイドを使用することが好ましい。また、上記過硫酸塩と重亜硫酸ナトリウムなどの、酸化剤と還元剤を組み合わせたレドックス開始剤を使用することも好ましい。重合開始剤の使用割合は特に制限されないが、単量体組成、重合反応系のｐＨ、他の添加剤などの組み合わせなどを考慮して適宜設定される。
【００７７】
重合体（Ａ）を合成するための乳化重合法は、一段重合によって行ってもよく、二段重合によって行ってもよい。
【００７８】
重合体（Ａ）の合成を一段重合によって行う場合、上記の単量体の混合物を、適当な乳化剤、重合開始剤、分子量調整剤などの存在下で、好ましくは４０〜８０℃において、好ましくは４〜１２時間の乳化重合によることができる。
【００７９】
重合体（Ａ）の合成を二段重合によって行う場合、各段階の重合は、以下のように設定することが好ましい。
【００８０】
一段目重合に使用する単量体の使用割合は、単量体の全質量（一段目重合に使用する単量体の質量と二段目重合に使用する単量体の質量との合計）に対して、５〜５０質量％の範囲とすることが好ましく、１０〜４０質量％の範囲とすることが好ましい。一段目重合をこのような量の単量体で行うことにより、分散安定性に優れ、凝集物が生じ難い重合体（Ａ）の粒子を得ることができると共に、バインダー組成物の経時的な粘度上昇も抑制されることとなり好ましい。
【００８１】
一段目重合に使用する単量体の種類およびその使用割合と、二段目重合に使用する単量体の種類およびその使用割合とは、同じとしてもよく、異ならしめてもよい。しかしながら、単量体として、α，β−不飽和ニトリル化合物のようなジエン系単量体との反応性の高い単量体を使用する場合、急激に重合反応が進むために反応熱が一度に発生し、重合の温度制御が困難となる場合がある。このため、重合の温度制御をより安定化させるために、これらの単量体のうち、好ましくは６０質量％以上、より好ましくは８０質量％以上、二段目重合に供することが好ましい。
【００８２】
各段階の重合条件は、得られる重合体の分散性の観点から、以下のようにすることが好ましい。
・一段目重合；好ましくは４０〜８０℃の温度；好ましくは２〜４時間の重合時間；好ましくは５０質量％以上、より好ましくは６０質量％以上の重合転化率。
・二段目重合；好ましくは４０〜８０℃の温度；好ましくは２〜６時間の重合時間。
【００８３】
乳化重合における全固形分濃度を５０質量％以下とすることにより、得られる重合体の分散安定性が良好な状態で重合反応を進行させることができる。この全固形分濃度は、好ましくは４５質量％以下であり、より好ましくは４０質量％以下である。
【００８４】
重合体（Ａ）の合成を一段重合として行う場合であっても、二段重合法による場合であっても、乳化重合終了後には重合混合物に中和剤を添加することにより、ｐＨを５〜１０程度に調整することが好ましい。このときのｐＨは、５〜９であることがより好ましく、５〜８であることが特に好ましい。ここで使用する中和剤としては、特に限定されるものではないが、例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどの金属水酸化物；アンモニアなどを挙げることができる。上記のｐＨ範囲に設定することにより、重合体（Ａ）の安定性が良好となる。中和処理を行った後に、重合混合物を濃縮することにより、重合体（Ａ）の良好な安定性を維持しながら固形分濃度を高くすることができる。
【００８５】
１．１．８．重合体（Ａ）の物性
１．１．８．１．テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）不溶分
重合体（Ａ）のＴＨＦ不溶分は、８０質量％以上であることが好ましく、９０％質量以上であることがより好ましい。このＴＨＦ不溶分は、蓄電デバイスにおいて使用される電解液に対する不溶分量とほぼ比例することが経験的に確認されている。このため、ＴＨＦ不溶分が前記範囲である重合体（Ａ）を用いて蓄電デバイスを製造すれば、長期間にわたって充放電を繰り返した場合でも電解液への重合体（Ａ）の溶出を抑制できるため好ましい。
【００８６】
１．１．８．２．ガラス転移温度（Ｔｇ）
重合体（Ａ）は、ＪＩＳ  Ｋ７１２１に準拠する示差走査熱量測定（ＤＳＣ）によって測定したときに、−４０〜＋２５℃の温度範囲において吸熱ピークを１つしか有さないものであることが好ましい。この吸熱ピークの温度（すなわちガラス転移温度（Ｔｇ））は、−３０〜＋２０℃の範囲にあることがより好ましく、−２５〜＋１０℃であることがより好ましい。ＤＳＣ分析における重合体（Ａ）の吸熱ピークが１つのみであり、かつ該ピーク温度が上記範囲にある場合、該重合体は良好な密着性を示すとともに、活物質層に対してより良好な柔軟性と粘着性とを付与することができ好ましい。
【００８７】
１．１．８．３．平均粒子径
重合体（Ａ）が液状媒体（Ｂ）中に粒子として分散された重合体粒子の平均粒子径は、５０〜４００ｎｍの範囲にあることが好ましく、１００〜２５０ｎｍの範囲にあることがより好ましい。重合体粒子の平均粒子径が前記範囲内にあることにより、活物質表面への重合体粒子の吸着が効果的になされるため、活物質の移動に伴って重合体粒子も追随して移動しやすくなる。その結果、両者の粒子のうちのどちらかのみが単独でマイグレートすることを抑制できるので、電極の電気的特性の劣化を抑制することができる。
【００８８】
かかる平均粒子径は、動的光散乱法を測定原理とする粒度分布測定装置を用いて粒度分布を測定し、光の散乱強度を粒子径の小さい粒子から粒子径の大きい粒子に順に累積したときの散乱強度の累積度数が５０％となる粒子径（Ｄ５０）の値である。このような粒度分布測定装置としては、例えばＨＯＲＩＢＡ  ＬＢ−５５０、ＳＺ−１００シリーズ（以上、株式会社堀場製作所製）、ＦＰＡＲ−１０００（大塚電子株式会社製）などを挙げることができる。これらの粒度分布測定装置は、重合体の一次粒子だけを評価対象とするものではなく、一次粒子が凝集して形成された二次粒子をも評価対象とすることができる。従って、これらの粒度分布測定装置によって測定された粒度分布は、バインダー組成物中に含有される重合体の分散状態の指標とすることができる。なお、重合体粒子の平均粒子径は、後述するスラリーを遠心分離して活物質を沈降させた後、その上澄み液を上記の粒度分布測定装置によって測定する方法によっても測定することができる。
【００８９】
１．２．液状媒体（Ｂ）
本実施の形態に係るバインダー組成物は、液状媒体（Ｂ）を含有する。液状媒体（Ｂ）としては、水を含有する水系媒体であることが好ましい。上記水系媒体には、水以外の非水系媒体を含有させることができる。この非水系媒体としては、例えばアミド化合物、炭化水素、アルコール、ケトン、エステル、アミン化合物、ラクトン、スルホキシド、スルホン化合物などを挙げることができ、これらのうちから選択される一種以上を使用することができる。本実施の形態に係るバインダー組成物は、液状媒体（Ｂ）として水系媒体を使用することにより、環境に対して悪影響を及ぼす程度が低くなり、取扱作業者に対する安全性も高くなる。
【００９０】
水系媒体中に含まれる非水系媒体の含有割合は、水系媒体１００質量部に対して、１０質量部以下であることが好ましく、５質量部以下であることがより好ましく、実質的に含有しないことが特に好ましい。ここで、「実質的に含有しない」とは、液状媒体として非水系媒体を意図的に添加しないという程度の意味であり、バインダー組成物を作製する際に不可避的に混入する非水系媒体を含んでもよい。
【００９１】
１．３．イソチアゾリン系化合物（Ｃ）
本実施の形態に係るバインダー組成物は、イソチアゾリン系化合物（Ｃ）を含有することが好ましい。バインダー組成物中にイソチアゾリン系化合物（Ｃ）を添加することにより、イソチアゾリン系化合物（Ｃ）が防腐剤として作用して、バインダー組成物を貯蔵した際に、細菌や黴などが増殖して異物が発生することを抑制することができる。さらに、蓄電デバイスの充放電時にバインダーの劣化が抑制されるため、蓄電デバイスの充放電特性の低下を抑制することができる。
【００９２】
蓄電デバイスの充放電時にバインダーの劣化が抑制される効果の発現機構は明らかではないが、以下のように考えられる。イソチアゾリン系化合物（Ｃ）と重合体（Ａ）との親和性が良好であるために、電解液に活物質層が浸された場合でもイソチアゾリン系化合物（Ｃ）はバインダーとして機能する重合体（Ａ）に吸着されるなどして保持され、活物質層から電解液へほとんど溶出しないと考えられる。イソチアゾリン系化合物（Ｃ）が重合体（Ａ）に保持されることで、バインダーとして機能する重合体（Ａ）の電解液による劣化が抑制されるとともに電解液自身の変質も抑制され、その結果、充放電特性が劣化しないと推測される。
【００９３】
また、一般的にラテックスのような重合体粒子分散液へ新たな成分を添加すると、その新たな成分がトリガーとなり凝集が発生しやすい。ところが、イソチアゾリン系化合物（Ｃ）は重合体粒子の分散性に与える影響が小さいため、凝集体の発生を抑制することができる。そのため、本願発明のバインダー組成物と活物質とを混合してスラリーを作製する際にトリガーとなる成分が存在しないため、重合体粒子や活物質の凝集を抑制することができる。したがって、集電体の表面により均質な活物質層が形成された電極を作製することができるため、蓄電デバイスの充放電特性がより良好になるものと推測される。
【００９４】
バインダー組成物中のイソチアゾリン系化合物（Ｃ）の濃度は、５０ｐｐｍ以上２００ｐｐｍ未満であることが好ましく、５０ｐｐｍ以上１５０ｐｐｍ以下であることがより好ましい。バインダー組成物中のイソチアゾリン系化合物（Ｃ）の濃度が前記範囲であると、バインダー組成物の長期間に亘る貯蔵安定性が向上すると共に、これを使用して作製されたスラリーをさらに集電体に塗布・乾燥して作製された電極を備える蓄電デバイスは、より良好な充放電特性を示す。
【００９５】
さらに、イソチアゾリン系化合物（Ｃ）の濃度が前記範囲内であることにより、スラリーの流動性を向上させることもできると考えられる。スラリーの流動性が向上する結果、より均一な厚みの活物質層を形成することができ、高いレートで充放電を行った場合でも活物質層の面全体に均一に電圧が印加されるため、安定した充放電特性を発現することができると考えられる。
【００９６】
本実施の形態に係るバインダー組成物に含有されるイソチアゾリン系化合物（Ｃ）としては、イソチアゾリン骨格を有する化合物であれば特に制限されないが、具体的には下記一般式（２）で表される化合物や下記一般式（３）で表される化合物が挙げられる。
【００９７】
【化２】
0005477610.tif 000003
上記式（２）中、Ｒ３は水素原子または炭化水素基であり、Ｒ４、Ｒ５はそれぞれ水素原子、ハロゲン原子または炭化水素基を表す。Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５が炭化水素基である場合、直鎖あるいは分岐鎖のような鎖状の炭素骨格を有していてもよく、環状の炭素骨格を有していてもよい。また、炭化水素基の炭素数は１〜１２であることが好ましく、１〜１０であることがより好ましく、１〜８であることが特に好ましい。このような炭化水素基の具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、オクチル基、２−エチルヘキシル基等が挙げられる。
【００９８】
【化３】
0005477610.tif 000004
上記式（３）中、Ｒ６は水素原子または炭化水素基であり、Ｒ７はそれぞれ独立に水素原子または有機基を表す。Ｒ６が炭化水素基である場合、上記式（２）で説明した炭化水素基と同様の炭化水素基であることができる。また、Ｒ７が有機基である場合、この有機基にはアルキル基やシクロアルキル基である脂肪族基や脂環式基が含まれるが、脂肪族基であることが好ましい。脂肪族基の炭素数は１〜１２であることが好ましく、１〜１０であることがより好ましく、１〜８であることが特に好ましい。これらの脂肪族基および脂環式基は、ハロゲン原子、アルコキシル基、ジアルキルアミノ基、アシル基、アルコキシカルボニル基等の置換基を有していてもよい。前記脂肪族基の具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、オクチル基、２−エチルヘキシル基等が挙げられる。上記式（３）中、ｎは０〜４の整数を表す。
【００９９】
本実施の形態に係るバインダー組成物に含有される成分（Ｃ）の具体例としては、１，２−ベンゾイソチアゾリン−３−オン、２−メチル−４，５−トリメチレン−４−イソチアゾリン−３−オン、２−メチル−４−イソチアゾリン−３−オン、５−クロロ−２−メチル−４−イソチアゾリン−３−オン、Ｎ−ｎ−ブチル−１，２−ベンズイソチアゾリン−３−オン、２−ｎ−オクチル−４−イソチアゾリン−３−オン、４，５−ジクロロ−２−ｎ−オクチル−４−イソチアゾリン−３−オン等が挙げられ、これらの１種または２種以上を用いることができる。これらの中でも、２−メチル−４−イソチアゾリン−３−オン、２−ｎ−オクチル−４−イソチアゾリン−３−オン、５−クロロ−２−メチル−４−イソチアゾリン−３−オン、１，２−ベンゾイソチアゾリン−３−オンよりなる群から選択される少なくとも１種であることが好ましい。
【０１００】
１．４．その他の添加剤
本実施の形態に係るバインダー組成物は、必要に応じて前述した重合体（Ａ）、液状媒体（Ｂ）、イソチアゾリン系化合物（Ｃ）以外の添加剤を含有することができる。このような添加剤としては、例えば重合体（Ａ）以外の重合体や増粘剤等が挙げられる。
【０１０１】
重合体（Ａ）以外の重合体は、スラリー中に含まれる活物質の種類に応じて、該活物質との密着性を向上させる目的などで選択することができ、例えばポリ（メタ）アクリル酸、ポリ（メタ）アクリルアミド、ポリビニルピロリドン、アクリルエマルジョン、スチレンブタジエン共重合体ラテックス等が挙げられる。本実施の形態に係るバインダー組成物に重合体（Ａ）以外の重合体を添加する場合、重合体（Ａ）以外の重合体の含有割合は、質量基準で、重合体（Ａ）：重合体（Ａ）以外の重合体＝１：９９〜８０：２０とすることが好ましい。
【０１０２】
本実施の形態に係るバインダー組成物は、増粘剤を含有することにより、その塗布性や得られる蓄電デバイスの充放電特性等をさらに向上させることができる。
【０１０３】
このような増粘剤としては、例えばカルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロースなどのセルロース化合物；上記セルロース化合物のアンモニウム塩またはアルカリ金属塩；ポリビニルアルコール、変性ポリビニルアルコール、エチレン−ビニルアルコール共重合体などのポリビニルアルコール系（共）重合体；（メタ）アクリル酸、マレイン酸およびフマル酸などの不飽和カルボン酸と、ビニルエステルとの共重合体の鹸化物などの水溶性ポリマーなどを挙げることができる。これらの中でも特に好ましい増粘剤としては、カルボキシメチルセルロースのアルカリ金属塩、ポリ（メタ）アクリル酸のアルカリ金属塩などである。
【０１０４】
これら増粘剤の市販品としては、例えばＣＭＣ１１２０、ＣＭＣ１１５０、ＣＭＣ２２００、ＣＭＣ２２８０、ＣＭＣ２４５０（以上、株式会社ダイセル製）等のカルボキシメチルセルロースのアルカリ金属塩を挙げることができる。
【０１０５】
本実施の形態に係るバインダー組成物が増粘剤を含有する場合、増粘剤の使用割合は、バインダー組成物の全固形分量１００質量部に対して、５質量部以下であることが好ましく、０．１〜３質量部であることがより好ましい。
【０１０６】
２．蓄電デバイス電極用スラリー
上記で説明した本願発明のバインダー組成物を用いて、蓄電デバイス電極用スラリーを作製することができる。蓄電デバイス電極用スラリーとは、集電体の表面上に活物質層を形成するために用いられる分散液のことをいう。本実施の形態に係る蓄電デバイス電極用スラリーは、上述のバインダー組成物と、活物質と、を含有する。以下、本実施の形態に係る蓄電デバイス電極用スラリーに含まれる各材料について説明するが、バインダー組成物については上述の通りであるので説明を省略する。
【０１０７】
２．１．活物質
本実施の形態に係る蓄電デバイス電極用スラリーに使用される活物質としては、例えば炭素材料、ケイ素材料、リチウム原子を含む酸化物、鉛化合物、錫化合物、砒素化合物、アンチモン化合物、アルミニウム化合物などを挙げることができる。
【０１０８】
上記炭素材料としては、例えばアモルファスカーボン、グラファイト、天然黒鉛、メソカーボンマイクロビーズ（ＭＣＭＢ）、ピッチ系炭素繊維などが挙げられる。
【０１０９】
上記ケイ素材料としては、例えばケイ素単体、ケイ素酸化物、ケイ素合金などを挙げることができるほか、例えばＳｉＣ、ＳｉＯｘＣｙ（０＜ｘ≦３、０＜ｙ≦５）、Ｓｉ３Ｎ４、Ｓｉ２Ｎ２Ｏ、ＳｉＯｘ（０＜ｘ≦２）で表記されるＳｉ酸化物複合体（例えば特開２００４−１８５８１０号公報や特開２００５−２５９６９７号公報に記載されている材料など）、特開２００４−１８５８１０号公報に記載されたケイ素材料を使用することができる。上記ケイ素酸化物としては、組成式ＳｉＯｘ（０＜ｘ＜２、好ましくは０．１≦ｘ≦１）で表されるケイ素酸化物が好ましい。上記ケイ素合金としては、ケイ素と、チタン、ジルコニウム、ニッケル、銅、鉄およびモリブデンよりなる群から選ばれる少なくとも１種の遷移金属との合金が好ましい。これらの遷移金属のケイ素合金は、高い電子伝導度を有し、かつ高い強度を有することから好ましく用いられる。また、活物質がこれらの遷移金属を含むことにより、活物質の表面に存在する遷移金属が酸化されて表面に水酸基を有する酸化物となるから、バインダーとの結着力がより良好になる点でも好ましい。ケイ素合金としては、ケイ素−ニッケル合金またはケイ素−チタン合金を使用することがより好ましく、ケイ素−チタン合金を使用することが特に好ましい。ケイ素合金におけるケイ素の含有割合は、該合金中の金属元素の全部に対して１０モル％以上とすることが好ましく、２０〜７０モル％とすることがより好ましい。なお、ケイ素材料は、単結晶、多結晶および非晶質のいずれであってもよい。
【０１１０】
上記リチウム原子を含む酸化物としては、例えばコバルト酸リチウム、ニッケル酸リチウム、マンガン酸リチウム、三元系ニッケルコバルトマンガン酸リチウム、ＬｉＦｅＰＯ４、ＬｉＣｏＰＯ４、ＬｉＭｎＰＯ４、Ｌｉ０．９０Ｔｉ０．０５Ｎｂ０．０５Ｆｅ０．３０Ｃｏ０．３０Ｍｎ０．３０ＰＯ４などが挙げられる。
【０１１１】
また、活物質層中には、以下に例示する活物質を含んでもよい。このような活物質としては、例えばポリアセン等の導電性高分子；ＡＸＢＹＯＺ（但し、Ａはアルカリ金属または遷移金属、Ｂはコバルト、ニッケル、アルミニウム、スズ、マンガン等の遷移金属から選択される少なくとも１種、Ｏは酸素原子を表し、Ｘ、ＹおよびＺはそれぞれ１．１０＞Ｘ＞０．０５、４．００＞Ｙ＞０．８５、５．００＞Ｚ＞１．５の範囲の数である。）で表される複合金属酸化物や、その他の金属酸化物等が例示される。
【０１１２】
本実施の形態に係る蓄電デバイス電極用スラリーは、正極および負極のいずれの蓄電デバイス電極を作製する際にも使用することができる。
【０１１３】
正極を作製する場合には、上記例示した活物質の中でもリチウム原子を含む酸化物を使用することが好ましい。
【０１１４】
負極を作製する場合には、上記例示した活物質の中でもケイ素材料を含有するものであることが好ましい。ケイ素材料は単位重量当たりのリチウムの吸蔵量がその他の活物質と比較して大きいことから、活物質がケイ素材料を含有することにより、得られる蓄電デバイスの蓄電容量を高めることができ、その結果、蓄電デバイスの出力およびエネルギー密度を高くすることができる。また、負極活物質としては、ケイ素材料と炭素材料との混合物からなることがより好ましい。炭素材料は、充放電に伴う体積変化が小さいから、負極活物質としてケイ素材料と炭素材料との混合物を使用することにより、ケイ素材料の体積変化の影響を緩和することができ、活物質層と集電体との密着能力をより向上させることができる。かかる混合物としては、ケイ素材料の表面に炭素材料の被膜が形成された炭素被膜ケイ素材料を用いることもできる。炭素被膜ケイ素材料を用いることで、ケイ素材料の充放電に伴う体積変化の影響を表面に存在する炭素材料によってより効果的に緩和することができるようになるため、活物質層と集電体との密着能力を向上させることが容易となる。
【０１１５】
シリコン（Ｓｉ）を活物質として使用する場合、シリコンは５原子あたり最大２２個のリチウムを吸蔵することができる（５Ｓｉ＋２２Ｌｉ→Ｌｉ２２Ｓｉ５）。この結果、シリコン理論容量は４２００ｍＡｈ／ｇにも達する。しかしながら、シリコンはリチウムを吸蔵する際に大きな体積変化を生じる。具体的には、炭素材料はリチウムを吸蔵することにより最大１．２倍程度に体積膨張するのに対して、ケイ素材料はリチウムを吸蔵することにより最大４．４倍程度に体積膨張する。このためケイ素材料は膨張と収縮の繰り返しによって微粉化、集電体からの剥離や、活物質同士の乖離を引き起こし、活物質層内部の導電ネットワークが寸断される。したがって短時間でサイクル特性が極端に劣化してしまう。
【０１１６】
しかしながら、本実施の形態に係る蓄電デバイス電極では、ケイ素材料を使用した場合でも上述のような問題が発生することなく、良好な電気的特性を示すことができる。これは、重合体（Ａ）がケイ素材料を強固に結着させることができると同時に、リチウムを吸蔵することによりケイ素材料が体積膨張しても重合体（Ａ）が伸び縮みしてケイ素材料を強固に結着させた状態を維持することができるためであると考えられる。
【０１１７】
活物質１００質量％中に占めるケイ素材料の割合は、１質量％以上とすることが好ましく、１〜５０質量％とすることがより好ましく、５〜４５質量％とすることがさらに好ましく、１０〜４０質量％とすることが特に好ましい。
【０１１８】
活物質としてケイ素材料と炭素材料とを併用する場合、ケイ素材料の使用量は、十分な結着性を維持する観点から、活物質の全質量を１００質量部としたときに４〜４０質量部であること好ましく、５〜３５質量部であることがより好ましく、５〜３０質量部であることが特に好ましい。ケイ素材料の使用量が前記範囲であると、リチウムの吸蔵に伴うケイ素材料の体積膨張に対する炭素材料の体積膨張が小さいため、これらの活物質を含有する活物質層の充放電に伴う体積変化を低減させることができ、集電体と活物質層との結着性をより向上させることができる。
【０１１９】
活物質の形状としては、粒状であることが好ましい。活物質の平均粒子径としては、０．１〜１００μｍであることが好ましく、１〜２０μｍであることがより好ましい。
【０１２０】
ここで、活物質の平均粒子径とは、レーザー回折法を測定原理とする粒度分布測定装置を用いて粒度分布を測定し、その粒度分布から算出される体積平均粒子径である。このようなレーザー回折式粒度分布測定装置としては、例えばＨＯＲＩＢＡ  ＬＡ−３００シリーズ、ＨＯＲＩＢＡ  ＬＡ−９２０シリーズ（以上、株式会社堀場製作所製）などを挙げることができる。この粒度分布測定装置は、活物質の一次粒子だけを評価対象とするものではなく、一次粒子が凝集して形成された二次粒子をも評価対象とする。従って、この粒度分布測定装置によって得られた平均粒子径は、蓄電デバイス電極用スラリー中に含まれる活物質の分散状態の指標とすることができる。なお、活物質の平均粒子径は、スラリーを遠心分離して活物質を沈降させた後、その上澄み液を除去し、沈降した活物質を上記の方法により測定することによっても測定することができる。
【０１２１】
活物質の使用割合は、活物質１００質量部に対する重合体（Ａ）の含有割合が、０．１〜２５質量部となるような割合で使用することが好ましく、０．５〜１５質量部となるような割合で使用することがより好ましい。このような使用割合とすることにより、密着性により優れ、しかも電極抵抗が小さく充放電特性により優れた電極を製造することができることとなる。
【０１２２】
２．２．その他の添加剤
本実施の形態に係る蓄電デバイス電極用スラリーには、前述した成分以外に、必要に応じてその他の成分を添加してもよい。このような成分としては、例えば導電付与剤、増粘剤、液状媒体（ただし、バインダー組成物からの持ち込み分を除く。）などが挙げられる。
【０１２３】
２．２．１．導電付与剤
導電付与剤の具体例としては、リチウムイオン二次電池においてはカーボンなどを挙げることができる。カーボンとしては、活性炭、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、黒鉛、炭素繊維、フラーレンなどを挙げることができる。これらの中でも、アセチレンブラック、ファーネスブラックを好ましく使用することができる。導電付与剤の使用割合は、活物質１００質量部に対して、２０質量部以下であることが好ましく、１〜１５質量部であることがより好ましく、２〜１０質量部であることが特に好ましい。
【０１２４】
２．２．２．増粘剤
蓄電デバイス電極用スラリーの塗工性を改善する観点から、増粘剤を添加してもよい。増粘剤の具体例としては、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシエチルメチルセルロースなどのセルロース誘導体；上記セルロース誘導体のアンモニウム塩またはアルカリ金属塩；ポリ（メタ）アクリル酸、変性ポリ（メタ）アクリル酸などのポリカルボン酸；上記ポリカルボン酸のアルカリ金属塩；ポリビニルアルコール、変性ポリビニルアルコール、エチレン−ビニルアルコール共重合体などのポリビニルアルコール系（共）重合体；（メタ）アクリル酸、マレイン酸およびフマル酸などの不飽和カルボン酸と、ビニルエステルとの共重合体の鹸化物などの水溶性ポリマーなどが挙げられる。増粘剤の使用割合は、活物質１００質量部に対して、０．１〜１０質量部であることが好ましく、０．５〜５質量部であることがより好ましい。
【０１２５】
２．２．３．液状媒体
本実施の形態に係る蓄電デバイス電極用スラリーは、上述のバインダー組成物を含有するから、バインダー組成物に含まれていた液状媒体（Ｂ）を含有することとなる。本実施の形態に係る蓄電デバイス電極用スラリーには、バインダー組成物から持ち込まれた液状媒体（Ｂ）に加えて、必要に応じてさらに液状媒体を添加してもよい。
【０１２６】
本実施の形態に係る蓄電デバイス電極用スラリーに追加で添加される液状媒体は、バインダー組成物に含まれていた液状媒体（Ｂ）と同種であってもよく、異なっていてもよいが、バインダー組成物における液状媒体（Ｂ）について上述した液状媒体から選択して使用されることが好ましい。
【０１２７】
本実施の形態に係る蓄電デバイス電極用スラリーにおける液状媒体（バインダー組成物からの持ち込み分を含む。）の使用割合は、スラリー中の固形分濃度（スラリー中の液状媒体以外の成分の合計質量がスラリーの全質量に占める割合をいう。以下同じ。）が、３０〜７０質量％となる割合とすることが好ましく、４０〜６０質量％となる割合とすることがより好ましい。
【０１２８】
２．３．蓄電デバイス電極用スラリーの調製方法
本実施の形態に係る蓄電デバイス電極用スラリーは、上述のバインダー組成物と活物質とを含有するものである限り、どのような方法によって製造されたものであってもよい。
【０１２９】
しかしながら、より良好な分散性および安定性を有するスラリーを、より効率的且つ安価に製造するとの観点から、上述のバインダー組成物に、活物質および必要に応じて用いられる任意的添加成分を加え、これらを混合することにより製造することが好ましい。バインダー組成物とそれ以外の成分とを混合するためには、公知の手法による攪拌によって行うことができる。
【０１３０】
蓄電デバイス電極用スラリーを製造するための混合撹拌としては、スラリー中に活物質粒子の凝集体が残らない程度に撹拌し得る混合機と、必要にして十分な分散条件とを選択する必要がある。分散の程度は粒ゲージにより測定可能であるが、少なくとも１００μｍより大きい凝集物がなくなるように混合分散することが好ましい。このような条件に適合する混合機としては、例えばボールミル、ビーズミル、サンドミル、脱泡機、顔料分散機、擂潰機、超音波分散機、ホモジナイザー、プラネタリーミキサー、ホバートミキサーなどを例示することができる。
【０１３１】
蓄電デバイス電極用スラリーの調製（各成分の混合操作）は、少なくともその工程の一部を減圧下で行うことが好ましい。これにより、得られる活物質層内に気泡が生じることを防止することができる。減圧の程度としては、絶対圧として、５．０×１０３〜５．０×１０５Ｐａ程度とすることが好ましい。
【０１３２】
２．５．蓄電デバイス電極用スラリーの特徴
集電体の表面に蓄電デバイス電極用スラリーを塗布して乾燥させる工程において、重合体（Ａ）の粒子および／または活物質の粒子が表面張力の作用を受けることにより塗膜の厚み方向に沿って移動すること（本明細書において「マイグレーション」ともいう。）が確認されている。具体的には、重合体（Ａ）の粒子および／または活物質の粒子が、塗膜の集電体と接する面とは反対側、すなわち水が蒸発する気固界面側へと移動する傾向がある。
【０１３３】
その結果、重合体（Ａ）の粒子および活物質の粒子の分布が塗膜の厚み方向で不均一となるため、電極特性が劣化したり、集電体と活物質層との密着性が損なわれるなどの問題が発生する。例えばバインダーとして作用する重合体（Ａ）の粒子が活物質層の気固界面側へとブリード（移行）して、集電体と活物質層との界面における重合体（Ａ）の粒子の量が相対的に少なくなる場合には、活物質層への電解液の浸透が阻害されることにより電気的特性が劣化すると共に、集電体と活物質層との密着能力が低下して剥離が発生する傾向がある。さらに、このように重合体（Ａ）の粒子がブリードすることにより、活物質層表面の平滑性が損なわれる傾向がある。
【０１３４】
しかしながら、重合体（Ａ）の粒子の表面酸量が１ｍｍｏｌ／ｇを超えて６ｍｍｏｌ／ｇ以下であると、前述したような問題の発生を抑制することができ、良好な電気的特性と密着性とを両立させた電極の作製が可能となる。この現象は、重合体（Ａ）の粒子の表面酸量が前記範囲であると、活物質の粒子に対して適度に吸着することができ、重合体（Ａ）の粒子が活物質層の気固界面側へとブリードすることが抑制できる結果であると考えられる。
【０１３５】
本実施の形態に係る蓄電デバイス電極用スラリーは、その曳糸性が３０〜８０％であることが好ましく、３３〜７９％であることがより好ましく、３５〜７８％であることが特に好ましい。曳糸性が前記範囲未満であると、スラリーを集電体上へ塗布する際、レベリング性が不足するため、電極厚みの均一性が損なわれる場合がある。厚みが不均一な電極を使用すると、充放電反応の面内分布が発生するため、安定した電池性能の発現が困難となる。一方、曳糸性が前記範囲を超えると、スラリーを集電体上に塗布する際、液ダレが起き易くなり、安定した品質の電極が得られにくい。そこで、曳糸性が前記範囲にあれば、これらの問題の発生を抑制することができ、良好な電気的特性と密着性とを両立させた電極を製造することが容易となるのである。
【０１３６】
本明細書における「曳糸性」とは、以下のようにして測定される物性をいう。まず、底部に直径５．２ｍｍの開口部を有するザーンカップ（太佑機材株式会社製、ザーンビスコシティーカップＮｏ．５）を準備する。この開口部を閉じた状態で、ザーンカップにスラリー４０ｇを流し込む。その後、開口部を開放すると、開口部からスラリーが流れ出す。ここで、開口部を開放した時をＴ０、スラリーの曳糸が終了した時をＴＡ、スラリーの流出が終了した時をＴＢとした場合に、下記式（４）から求めることができる。
曳糸性（％）＝（（ＴＡ−Ｔ０）／（ＴＢ−Ｔ０））×１００  ・・・・・（４）
【０１３７】
３．蓄電デバイス電極
以下、本実施の形態に係る蓄電デバイス電極について、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施の形態に係る蓄電デバイス電極１００（以下、単に「電極」ともいう。）を模式的に示す断面図である。図１に示すように、蓄電デバイス電極１００は、集電体１０と、集電体１０の表面に形成された活物質層２０と、を備えている。活物質層２０は、前記集電体１０の表面上に上述の蓄電デバイス電極用スラリーが塗布および乾燥されて形成された層である。かかる電極１００は、金属箔などの適宜の集電体１０の表面に、上述のスラリーを塗布して塗膜を形成し、次いで該塗膜から液状媒体を乾燥除去して活物質層２０を形成することにより製造することができる。このようにして製造された電極１００は、集電体１０上に、上述の重合体（Ａ）および活物質、さらに必要に応じて使用される任意添加成分を含有する活物質層２０が結着されてなるものである。かかる電極１００は、集電体１０と活物質層２０との密着能力に優れるとともに、電気的特性の一つである充放電レート特性が良好となる。また、活物質の剥落が抑制された良好な電極であり、充電後の電極膜厚変化が小さい点で優れている。
【０１３８】
集電体１０の材質としては、導電性材料からなるものであれば特に制限されない。リチウムイオン二次電池においては、鉄、銅、アルミニウム、ニッケル、ステンレスなどの金属製の集電体が使用されるが、特に正極にアルミニウムを、負極に銅を用いた場合、上述の作用効果が最もよく現れる。ニッケル水素二次電池における集電体としては、パンチングメタル、エキスパンドメタル、金網、発泡金属、網状金属繊維焼結体、金属メッキ樹脂板などが使用される。集電体１０の形状および厚さは特に制限されないが、厚さ０．００１〜０．５ｍｍ程度のシート状のものとすることが好ましい。
【０１３９】
活物質層２０の厚さは特に制限されないが、通常０．００５〜５ｍｍ、好ましくは０．０１〜２ｍｍである。なお、図１における蓄電デバイス電極１００では、集電体１０の一方の面にのみ活物質層２０が形成されているが、集電体１０の両方の面に活物質層２０が形成されてもよい。
【０１４０】
スラリーの集電体１０への塗布方法については、特に制限はない。塗布は、例えばドクターブレード法、ディップ法、リバースロール法、ダイレクトロール法、グラビア法、エクストルージョン法、浸漬法、ハケ塗り法などの適宜の方法によることができる。スラリーの塗布量も特に制限されないが、液状媒体を除去した後に形成される活物質層の厚さが、０．００５〜５ｍｍとなる量とすることが好ましく、０．０１〜２ｍｍとなる量とすることがより好ましい。
【０１４１】
塗布後の塗膜からの液状媒体を乾燥除去する方法についても特に制限されず、例えば温風、熱風、低湿風による乾燥；真空乾燥；（遠）赤外線、電子線などの照射による乾燥などによることができる。乾燥速度としては、応力集中によって活物質層に亀裂が入ったり、活物質層が集電体から剥離したりしない程度の速度範囲の中で、できるだけ速く液状媒体が除去できるように適宜に設定することができる。
【０１４２】
液状媒体を除去した後にさらに塗膜をプレスすることにより、活物質層の密度を高めることが好ましい。プレス方法としては、金型プレス、ロールプレスなどの方法が挙げられる。プレスの条件は、使用するプレス機器の種類および活物質層の密度の所望値によって適宜に設定されるべきである。この条件は、当業者による少しの予備実験により、容易に設定することができるが、例えばロールプレスの場合、ロールプレス機の線圧力は０．１〜１０ｔ／ｃｍ、好ましくは０．５〜５ｔ／ｃｍの圧力において、例えばロール温度が２０〜１００℃において、液状媒体除去後の塗膜の送り速度（ロールの回転速度）が１〜８０ｍ／分、好ましくは５〜５０ｍ／分で行うことができる。
【０１４３】
プレス後の活物質層の密度は、電極を正極として使用する場合には、１．５〜４．０ｇ／ｃｍ３とすることが好ましく、１．７〜３．８ｇ／ｃｍ３とすることがより好ましく；電極を負極として使用する場合には、１．２〜１．９ｇ／ｃｍ３とすることが好ましく、１．３〜１．８ｇ／ｃｍ３とすることがより好ましい。
【０１４４】
プレス後の塗膜は、さらに、減圧下で加熱して液状媒体を完全に除去することが好ましい。この場合の減圧の程度としては、絶対圧として５０〜２００Ｐａとすることが好ましく、７５〜１５０Ｐａとすることがより好ましい。加熱温度としては、１００〜２００℃とすることが好ましく、１２０〜１８０℃とすることがより好ましい。加熱時間は、２〜１２時間とすることが好ましく、４〜８時間とすることがより好ましい。
【０１４５】
このようにして製造された蓄電デバイス電極は、集電体と活物質層との間の密着能力に優れるとともに、充放電特性が良好となる。
【０１４６】
本実施の形態に係る蓄電デバイス電極において、活物質としてケイ素材料を用いる場合、活物質層１００質量部中のシリコン元素の含有割合が２〜３０質量部であることが好ましく、２〜２０質量部であることがより好ましく、３〜１０質量部であることが特に好ましい。活物質層中のシリコン元素の含有量が前記範囲であると、それを用いて作製される蓄電デバイスの蓄電容量が向上することに加え、シリコン元素の分布が均一な活物質層が得られる。活物質層中のシリコン元素の含有量が前記範囲未満であると、蓄電デバイスの蓄電容量が低下するため好ましくない。活物質層中のシリコン元素の含有量が前記範囲を超えると、蓄電デバイスの蓄電容量は増大するものの、充放電を繰り返すに従い電極より活物質層が剥離しやすくなり電極劣化が発生する。しかも、シリコン元素含有量が多いと、シリコン元素含有成分同士の凝集が発生しやすく、活物質層内のシリコン元素の分布が不均一となるため、活物質層全体としての結着性に劣り、粉落ち性も不十分となるため好ましくない。
【０１４７】
本願発明において活物質層中のシリコン元素の含有量は、以下の手順により測定することができる。すなわち、
（１）蛍光Ｘ線分析装置（スペクトリス社製、製品名「パナリティカルＭａｇｉｘＰＲＯ」）にて、あらかじめ準備しておいたシリコン元素の含有量既知のサンプルを複数点測定し、検量線を作成する。
（２）蓄電デバイス電極から活物質層の全体（深さ方向の一部のみを採取しないようにする）をスパチュラなどで３ｇ掻き取り、全体が均一になるように乳鉢などで混合した後に直径３ｃｍの円盤状のプレートにプレスする。活物質層単独では成形できない場合は、元素組成既知の凝着剤を適宜使用してもよい。このような凝着剤としては、例えばスチレン・マレイン酸樹脂、ホウ酸粉末、セルロース粉などを使用できる。また、シリコン含有量が高く検量線のリニアリティが確保できない場合も、上記凝着剤を用いてサンプルを希釈して測定することができる。なお、上記凝着剤を使用する際は、マトリックス効果による検量線のズレを回避するため、検量線作成サンプルも同様に凝着剤を使用することが好ましい。
（３）得られたプレートを蛍光Ｘ線分析装置にセットして分析し、上記検量線からシリコン元素含有量を算出する。上記凝着剤を使用した場合は、凝着剤の重量を差し引いた上でシリコン元素含有量を算出する。
【０１４８】
本実施の形態に係る蓄電デバイス電極においては、活物質層の重合体分布係数が０．６〜１．０であることが好ましく、０．７〜１．０であることがより好ましく、０．７５〜０．９５であることが特に好ましい。
【０１４９】
本発明において「重合体分布係数」とは、以下の測定方法から定義される係数である。図１の蓄電デバイス電極１００を参照しながら説明する。すなわち、
（１）上述した方法により、集電体１０の一方の面に活物質層２０を形成させる。これを二つに分割して、同じ活物質層２０を有する蓄電デバイス電極１００を二つ作製する。
（２）あらかじめ準備しておいたアルミ板上に両面テープ（ニチバン株式会社製、品番「ＮＷ−２５」）を貼り付け、さらに同両面テープの上にカプトンテープ（株式会社テラオカ製、品番「６５０Ｓ」）を粘着面が上になるようにして貼り付ける。
（３）（２）で用意したもののカプトンテープの粘着面上に、（１）で作製した電極の一つの活物質層側と貼り合わせ、ローラーで圧着させる。
（４）集電体１０を上に向けて（３）で作製されたアルミ板を水平面に固定した後、集電体１０を上方向にアルミ板との角度が９０度となるように一定速度で引き上げ、集電体１０と活物質層２０との接着面から集電体１０を剥離する。
（５）剥離した界面の両側、すなわち集電体１０に残存した活物質層の表面から深さ１．５μｍ（１．５μｍ以下の厚さしか残存しなかった場合はその残存した全て）までの活物質層２０および、粘着テープ側に残存した活物質層表面から深さ１．５μｍまでの活物質層２０を掻き取り、それを「測定試料Ａ」とする。
（６）（１）で作製したもう一方の蓄電デバイス電極１００から活物質層２０を全て掻き取り、それを「測定試料Ｂ」とする。
（７）測定試料Ａおよび測定試料Ｂのそれぞれについて、高周波誘導加熱方式パイロライザーを有する熱分解ガスクロマトグラフィを用いて分析し、各試料の単位重量当たりの重合体成分の含有量（質量％）を算出する。得られた値を下記式（５）に代入することにより、重合体分布係数を算出する。
重合体分布係数＝（測定試料Ａの重合体含有量：質量％）／（測定試料Ｂの重合体含有量：質量％）  ・・・・・（５）
【０１５０】
なお、上記式（５）によると、重合体分布係数が１であれば、活物質層２０中の重合体成分が均一に分布していることを表す。また、重合体分布係数が１を超える値であれば、集電体１０と活物質層２０との剥離界面近傍に重合体成分が偏在しており、１未満の値であれば、集電体１０と活物質層２０との剥離界面近傍の重合体成分が疎になっていると解釈できる。
【０１５１】
したがって、活物質層の重合体分布係数が０．６〜１．０であると、重合体（Ａ）が集電体と活物質層との界面近傍に十分に存在するため、集電体と活物質層間の結着性が良好となり、粉落ち性に優れ、かつ電気的特性にも優れた蓄電デバイス電極が得られる。活物質層の重合体分布係数が前記範囲未満であると、集電体と活物質層との界面にバインダーとして機能する重合体（Ａ）の量が相対的に少なくなるため、集電体と活物質層との密着性が低下する。また、このようなブリード（移行）が起こることにより、活物質層表面の平滑性が損なわれる傾向がある。一方、重合体分布係数が前記範囲を超えると、集電体と活物質層との界面に絶縁体であるバインダー成分が局在化することにより、電極の内部抵抗が上昇して電気的特性が損なわれる。
【０１５２】
本実施の形態に係る蓄電デバイス電極においては、活物質層の密度が１．３〜１．８ｇ／ｃｍ３であることが好ましく、１．４〜１．８ｇ／ｃｍ３であることがより好ましく、１．５〜１．７ｇ／ｃｍ３であることが特に好ましい。活物質層の密度が前記範囲にあると、集電体および活物質層間の結着性が良好となり、粉落ち性に優れ、かつ電気的特性にも優れた電極が得られやすい。活物質層の密度が前記範囲未満であると、活物質層中において重合体（Ａ）が十分にバインダーとして機能せず、活物質層が凝集剥離するなどして粉落ち性が低下することがある。活物質層の密度が前記範囲を超えると、活物質層中において重合体（Ａ）をバインダーとして活物質の接着が強固になりすぎるため、集電体の柔軟性に活物質層が追随し難くなる。その結果、集電体と活物質層との界面が剥離することがある。
【０１５３】
本願発明において「活物質層の密度」とは、以下の測定方法から測定される値である。すなわち、上述した方法により、集電体の一方の面に、面積Ｃ（ｃｍ２）で厚さＤ（μｍ）の活物質層を形成させて蓄電デバイス電極を作製する。集電体の質量がＡ（ｇ）、作製された蓄電デバイス電極の質量がＢ（ｇ）である場合、活物質層の密度は下記式（６）により算出される。
活物質層の密度（ｇ／ｃｍ３）
＝（Ｂ（ｇ）−Ａ（ｇ））／（Ｃ（ｃｍ２）×Ｄ（μｍ）×１０−４）  ・・・・・（６）
【０１５４】
４．蓄電デバイス
本実施の形態に係る蓄電デバイスは、上述の電極を備えるものであり、さらに電解液を含有し、セパレーターなどの部品を用いて、常法に従って製造することができる。具体的な製造方法としては、例えば、負極と正極とをセパレーターを介して重ね合わせ、これを電池形状に応じて巻く、折るなどして電池容器に収納し、該電池容器に電解液を注入して封口する方法などを挙げることができる。電池の形状は、コイン型、円筒型、角形、ラミネート型など、適宜の形状であることができる。
【０１５５】
電解液は、液状でもゲル状でもよく、活物質の種類に応じて、蓄電デバイスに用いられる公知の電解液の中から電池としての機能を効果的に発現するものを選択すればよい。電解液は、電解質を適当な溶媒に溶解した溶液であることができる。
【０１５６】
上記電解質としては、リチウムイオン二次電池では、従来から公知のリチウム塩のいずれをも使用することができ、その具体例としては、例えばＬｉＣｌＯ４、ＬｉＢＦ４、ＬｉＰＦ６、ＬｉＣＦ３ＣＯ２、ＬｉＡｓＦ６、ＬｉＳｂＦ６、ＬｉＢ１０Ｃｌ１０、ＬｉＡｌＣｌ４、ＬｉＣｌ、ＬｉＢｒ、ＬｉＢ（Ｃ２Ｈ５）４、ＬｉＣＦ３ＳＯ３、ＬｉＣＨ３ＳＯ３、ＬｉＣ４Ｆ９ＳＯ３、Ｌｉ（ＣＦ３ＳＯ２）２Ｎ、低級脂肪酸カルボン酸リチウムなどを例示することができる。ニッケル水素二次電池では、例えば従来公知の濃度が５モル／リットル以上の水酸化カリウム水溶液を使用することができる。
【０１５７】
上記電解質を溶解するための溶媒は、特に制限されるものではないが、その具体例として、例えばプロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ブチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、メチルエチルカーボネート、ジエチルカーボネートなどのカーボネート化合物；γ−ブチルラクトンなどのラクトン化合物；トリメトキシメタン、１，２−ジメトキシエタン、ジエチルエーテル、２−エトキシエタン、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフランなどのエーテル化合物；ジメチルスルホキシドなどのスルホキシド化合物などを挙げることができ、これらのうちから選択される一種以上を使用することができる。電解液中の電解質の濃度としては、好ましくは０．５〜３．０モル／Ｌであり、より好ましくは０．７〜２．０モル／Ｌである。
【０１５８】
５．実施例
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。実施例、比較例中の「部」および「％」は、特に断らない限り質量基準である。
【０１５９】
５．１．実施例１
５．１．１．重合体（Ａ）の合成および評価
（１）重合体（Ａ）の合成
攪拌機を備えた温度調節可能なオートクレーブ中に、水３００質量部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム０．６質量部、過硫酸カリウム１．０質量部、重亜硫酸ナトリウム０．５質量部、α−メチルスチレンダイマー０．２質量部、ドデシルメルカプタン０．２質量部、および表１に示した重合単量体成分である、１，３−ブタジエン４９質量部、スチレン２２質量部、メタクリル酸メチル４質量部、アクリル酸７質量部、イタコン酸１０質量部、アクリロニトリル８質量部を順次仕込み、７０℃にて８時間重合反応を行った。重合単量体成分の添加開始から３時間経過した時点で、α−メチルスチレンダイマー１．０質量部およびドデシルメルカプタン０．３質量部をさらに添加した。その後、オートクレーブ内の温度を８０℃に昇温し、さらに２時間反応を行ってラテックスを得た。その後、ラテックスのｐＨを７．０に調節し、トリポリリン酸ナトリウム５質量部（固形分換算値、濃度１０質量％の水溶液として添加）を加えた。次いで、残留単量体を水蒸気蒸留によって除去し、減圧下で濃縮することにより、重合体（Ａ）の粒子を３５質量％含有する水系分散体を得た。
【０１６０】
（２）平均粒子径の測定
動的光散乱法を測定原理とする粒度分布測定装置（大塚電子株式会社製、型式「ＦＰＡＲ−１０００」）を用いて、上記で得られた水系分散体の粒度分布を測定し、その粒度分布から平均粒子径（Ｄ５０）を求めたところ２２０ｎｍであった。
【０１６１】
（３）ＴＨＦ不溶分の測定
上記で得られた水系分散体の約１０ｇを直径８ｃｍのテフロン（登録商標）シャーレへ秤り取り、１２０℃で１時間加熱して溶媒を除去し、成膜した。得られた膜（重合体）のうちの１ｇをテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）４００ｍＬ中に浸漬して５０℃で３時間振とうした。次いで、ＴＨＦ相を３００メッシュの金網で濾過して不溶分を分離した後、溶解分のＴＨＦを蒸発除去して得た残存物の重量（Ｙ（ｇ））を測定した値から、下記式（７）によってＴＨＦ不溶分を求めたところ、上記重合体（Ａ）のＴＨＦ不溶分は９９％であった。
ＴＨＦ不溶分（質量％）＝（（１−Ｙ）／１）×１００  ・・・・・（７）
【０１６２】
（４）ＤＳＣ分析
上記で得られた水系分散体から重合体（Ａ）を分離し、その重合体（Ａ）をＪＩＳ  Ｋ７１２１に準拠する示差走査熱量計（ＤＳＣ）によって測定したところ、単一のガラス転移温度（Ｔｇ）が−２０℃に１つだけ観測された。
【０１６３】
５．１．２．バインダー組成物の調製および評価
（１）バインダー組成物の調製
上記で得られた重合体（Ａ）を含有する水系分散体１，０００ｇに、５−クロロ−２−メチル−４−イソチアゾリン−３−オンを１％含有する水懸濁液を１０．１ｇ仕込み、３００ｒｐｍで撹拌することにより、バインダー組成物の調製を行った。
【０１６４】
なお、バインダー組成物中における５−クロロ−２−メチル−４−イソチアゾリン−３−オンの含有量は、以下の手順でバインダー組成物を分析することにより確認できる。すなわち、得られたバインダー組成物を２．０ｇ秤量し、硫酸アルミニウム水溶液を加えて凝集させる。次に凝集させた重合体成分をろ過し、高速液体クロマトグラフィー装置（カラム：Ｗａｔｅｒｓ社製、μＢｏｎｄａｓｐｈｅｒｅ  ５μ  Ｃ１８−１００Å（内径：３．９ｍｍ、長さ：１５０ｍｍ）、移動相：蒸留水を用いて調製した０．０１Ｍ酢酸アンモニウム２Ｌにトリフルオロ酢酸を加え、ｐＨを４．０に調整後、高速液体クロマトグラフィー用アセトニトリル５００ｍＬを加え混合したもの、流量：０．６ｍＬ／分）を使用して定量した結果、５−クロロ−２−メチル−４−イソチアゾリン−３−オンの含有量は１００ｐｐｍであることが確認できた。
【０１６５】
（２）重合体粒子の表面酸量の測定
上記で得られたバインダー組成物中に含まれる重合体（Ａ）の粒子の表面酸量を以下のようにして測定した。まず、電位差滴定装置（京都電子工業株式会社製、型式「ＡＴ−５１０」）の滴定ビュレット・本体上部の試薬ビン内に０．００５ｍｏｌ／Ｌの硫酸が充填されていることを確認し、超純水の導電率が２μＳ以下であることを確認した。次いで、ビュレット内の空気抜きのため、パージを行い、さらにノズルの泡抜きを行った。その後、上記のバインダー組成物を固形分換算で約１ｇを３００ｍＬビーカーに採取し、そのサンプル重量を記録しておいた。そこに超純水を加えて２００ｍＬまで希釈した後、１ｍｏｌ／Ｌ水酸化ナトリウム水溶液を滴下した。終点を迎えたら、３０秒ほど攪拌させ、伝導度が落ち着いたことを確認した。測定プログラムのＲＥＳＥＴボタンを押し、測定待機状態にした。測定プログラムのＳＴＡＲＴボタンを押し、０．００５ｍｏｌ／Ｌの硫酸による測定を開始した。終点に達すると自動的に終了されファイルが保存されるので、得られた曲線を解析し、使用した硫酸量から下記式（８）より表面酸量を求めた。その結果、重合体（Ａ）の表面酸量は２．５１ｍｍｏｌ／ｇであった。
表面酸量（ｍｍｏｌ／ｇ）＝粒子表面のカルボン酸区域で使用した酸量［ｍＬ］×酸の濃度［ｍｏｌ／Ｌ］×電離度／サンプル重量［ｇ］／１０００  ・・・・・（８）
【０１６６】
（３）重合体粒子のゼータ電位測定
上記で得られたバインダー組成物中に含まれる重合体（Ａ）の粒子のゼータ電位をゼータ電位測定装置（ブルックヘブンインスツルメント社製、ゼータポテンシャルアナライザー）を使用して求めた。測定の結果、重合体（Ａ）の粒子のゼータ電位は、−２５ｍＶであった。
【０１６７】
（４）バインダー組成物の腐敗性評価
一般的にバインダー組成物は、蓄電デバイスを製造する工場において、使用に備えて大量に貯蔵され、順次消費される。バインダー組成物の貯蔵中に細菌などが繁殖すると、このバインダー組成物を用いて製造されたスラリーは凝集が発生し易く、得られる電極のクラック耐性や蓄電デバイスの充放電特性を悪化させることがあるため好ましくない。そこで、バインダー組成物の耐腐敗性を以下のようにして評価した。
【０１６８】
上記で得られたバインダー組成物１００ｇに、菌液５ｇを加え、３５℃において２週間貯蔵した後、上記と同じ菌液５ｇを追加して、３５℃において２ヶ月間保存した。この菌液を加えて貯蔵した後のバインダー組成物の菌数を、市販の簡易培地「イージーカルト（ＥＡＳＩＣＵＬＴ）ＴＴＣ」（フィンランド国、Ｏｒｉｏｎ  Ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃａ社製）を用いて２８℃において４８時間恒温器内で培養した後に発生した菌のコロニーの密度を対照表と比較して求めた。なお、上記の菌液としては、上記で調製した、重合体（Ａ）を３５質量％含有する水系分散体へ、指標菌として非発酵陰性桿菌ｃｏｍａｍｏｎａｓ  ａｃｉｄｏｖｏｒａｎｓを添加して腐敗させ、菌数が１０７個／ｍＬとなったものを使用した。
【０１６９】
ここで、貯蔵安定性に優れるバインダー組成物では菌数が少ない。菌数は０個／ｍＬであることが望ましいが、電極を製造する場合には、菌数が１０４個／ｍＬに達しなければ許容することができ、菌数が１０３個／ｍＬ未満であればさらに安定して良好な電極を製造することができる。一方、菌数が１０４個／ｍＬより多くなると、菌によって発生する異物が多くなるため、均質な電極の製造が困難となり、電極の生産性が低下する。これらのことから、菌数の閾値としては、１０４個／ｍＬまでが良好な範囲であると考えられる。以上のことから、評価基準を以下のように設定した。評価結果を表１に併せて示した。
○：菌数が１０３個／ｍＬ未満
△：菌数が１０３個／ｍＬ以上１０４個／ｍＬ未満
×：菌数が１０４個／ｍＬ以上
【０１７０】
（５）バインダー組成物の凍結温度の評価
上述のようにバインダー組成物は、蓄電デバイスを製造する工場において、使用に備えて大量に貯蔵され、順次消費される。バインダー組成物の貯蔵は、コストの観点から環境管理を厳密に行わないことが通常である。このため、冬季には０℃近い低温環境に晒される場合がある。したがって、バインダー組成物が０℃で凍結することは許容できず、凍結温度が−０．５℃以下であることが要求される。以上のことから、凍結温度が−０．５℃以下であるバインダー組成物は、貯蔵安定性が良好であると判断することができる。
【０１７１】
バインダー組成物の凍結温度は、以下のようにして測定した。上記で調製したバインダー組成物をポリビンに１，０００ｇ充填して−１０℃の冷凍庫に保管し、凍結が開始する温度（凍結温度）を測定した。測定結果を表１に併せて示した。
【０１７２】
５．１．３．蓄電デバイス電極用スラリーの調製および評価
（１）ケイ素材料（活物質）の合成
粉砕した二酸化ケイ素粉末（平均粒子径１０μｍ）と炭素粉末（平均粒子径３５μｍ）との混合物を、温度を１，１００〜１，６００℃の範囲に調整した電気炉中で、窒素気流下（０．５ＮＬ／分）、１０時間の加熱処理を行い、組成式ＳｉＯｘ（ｘ＝０．５〜１．１）で表される酸化ケイ素の粉末（平均粒子径８μｍ）を得た。この酸化ケイ素の粉末３００ｇをバッチ式加熱炉内に仕込み、真空ポンプにより絶対圧１００Ｐａの減圧を維持しながら、３００℃／ｈの昇温速度にて室温（２５℃）から１，１００℃まで昇温した。次いで、加熱炉内の圧力を２，０００Ｐａに維持しつつ、メタンガスを０．５ＮＬ／分の流速にて導入しながら、１，１００℃、５時間の加熱処理（黒鉛被膜処理）を行った。黒鉛被膜処理終了後、５０℃／ｈの降温速度で室温まで冷却することにより、黒鉛被膜酸化ケイ素の粉末約３３０ｇを得た。この黒鉛被膜酸化ケイ素は、酸化ケイ素の表面が黒鉛で被覆された導電性の粉末（活物質）であり、その平均粒子径は１０．５μｍであり、得られた黒鉛被膜酸化ケイ素の全体を１００質量％とした場合の黒鉛被膜の割合は２質量％であった。
【０１７３】
（２）スラリーの調製
二軸型プラネタリーミキサー（プライミクス株式会社製、商品名「ＴＫハイビスミックス  ２Ｐ−０３」）に増粘剤（商品名「ＣＭＣ２２００」、株式会社ダイセル製）を１質量部（固形分換算値、濃度２質量％の水溶液として添加）、負極活物質として結晶性の高いグラファイトである人造黒鉛（日立化成工業株式会社製、商品名「ＭＡＧ」）８０質量部（固形分換算値）、上記で得られた黒鉛被覆膜酸化ケイ素の粉末を２０質量部（固形分換算値）、および水６８質量部を投入し、６０ｒｐｍで１時間攪拌を行った。その後、上記で得られたバインダー組成物を、これに含有される重合体（Ａ）２質量部に相当する量だけ加え、さらに１時間攪拌しペーストを得た。得られたペーストに水を投入し、固形分濃度を５０質量％に調整した後、攪拌脱泡機（株式会社シンキー製、商品名「泡とり練太郎」）を使用して、２００ｒｐｍで２分間、１８００ｒｐｍで５分間、さらに減圧下（約２．５×１０４Ｐａ）において１８００ｒｐｍで１．５分間攪拌混合することにより、蓄電デバイス電極用スラリーを調製した。
【０１７４】
（３）スラリーの曳糸性測定
上記で得られたスラリーの曳糸性を、以下のようにして測定した。まず、容器の底辺に直径５．２ｍｍの開口部が存在するザーンカップ（太佑機材株式会社製、ザーンビスコシティーカップＮｏ．５）を準備した。このザーンカップの開口部を閉じた状態で、上記で調製したスラリーを４０ｇ流し込んだ。開口部を開放するとスラリーが流れ出した。このとき、開口部を開放した瞬間の時間をＴ０とし、スラリーが流れ出る際に糸を曳くようにして流出し続けた時間を目視で測定し、この時間をＴＡとした。さらに、糸を曳かなくなってからも測定を継続し、スラリーが流れ出なくなるまでの時間ＴＢを測定した。測定した各値Ｔ０、ＴＡおよびＴＢを下記式（４）に代入して曳糸性を求めた。このスラリーの曳糸性は、上述したように３０〜８０％である場合に集電体上への塗布性が良好であると判断することができる。曳糸性の測定結果を表１に併せて示した。
曳糸性（％）＝（（ＴＡ−Ｔ０）／（ＴＢ−Ｔ０））×１００  ・・・・・（４）
【０１７５】
５．１．４．蓄電デバイス電極の製造および評価
（１）蓄電デバイス電極の製造
厚み２０μｍの銅箔よりなる集電体の表面に、上記で得られたスラリーを、乾燥後の膜厚が８０μｍとなるようにドクターブレード法によって均一に塗布し、６０℃で１０分乾燥し、次いで１２０℃で１０分間乾燥処理した。その後、活物質層の密度が表１に記載の値になるようにロールプレス機によりプレス加工することにより、蓄電デバイス電極（負極）を得た。
【０１７６】
（２）ピール強度の測定
上記で得られた電極から幅２ｃｍ×長さ１２ｃｍの試験片を切り出し、この試験片の活物質層側の表面を、幅２５ｍｍの両面テープ（ニチバン株式会社製、商品名「ナイスタック（登録商標）」）を用いてアルミニウム板に貼り付けた。一方、試験片の集電体の表面に、幅１８ｍｍテープ（ニチバン株式会社製、商品名「セロテープ（登録商標）」、ＪＩＳ  Ｚ１５２２に規定）を貼り付けた。この幅１８ｍｍテープを９０°方向に５０ｍｍ／ｍｉｎの速度で２ｃｍ剥離したときの力（Ｎ／ｍ）を６回測定し、その平均値を密着強度（ピール強度、Ｎ／ｍ）として算出した。このピール強度の値が大きいほど、集電体と活物質層との密着強度が高く、集電体から活物質層が剥離し難いと評価することができる。定量的には、ピール強度の値が７Ｎ／ｍ以上である場合、密着強度が良好であると判断することができる。ピール強度の測定結果を表１に併せて示した。
【０１７７】
（３）活物質層中のシリコン元素含有量の測定
得られた蓄電デバイス電極（負極）における活物質層のシリコン元素の含有量は、以下の方法により測定した。すなわち、
（ｉ）蛍光Ｘ線分析装置（スペクトリス社製、製品名「パナリティカルＭａｇｉｘＰＲＯ」）にて、あらかじめ準備しておいたシリコン元素の含有量既知のサンプル複数点のシリコンの蛍光Ｘ線（Ｋα線）を測定し、検量線を作成した。なお、マトリックス効果による検量線のズレを回避するため、シリコン元素の含有量既知のサンプルは、元素組成既知の凝着剤として用いるスチレン・マレイン酸樹脂（スペクトリス社製、商品名「パナリティカルＰＸパウダー」）にてサンプルを５倍希釈し、乳鉢で均一になるよう混合した後に直径３ｃｍの円盤状のプレートにプレス成形したものを用いた。測定条件は以下のとおりである。照射Ｘ線管球電圧および電流は、それぞれ３２ｋＶ、１２５ｍＡとした。シリコンの蛍光Ｘ線は、分光結晶としてペンタエリスリトール（面間隔＝４．３７５Å  面指数（０，０，２））を使用してブラッグ反射（ブラッグ条件：２θ＝１０９．１２４４°）させることにより分光し、ガスフロー型の検出器にて検出した。
（ii）得られた蓄電デバイス電極（負極）から活物質層の全体（深さ方向の一部のみを採取しないようにする）をスパチュラなどで１ｇ掻き取り、さらに元素組成既知の凝着剤としてスチレン・マレイン酸樹脂（スペクトリス社製、商品名「パナリティカルＰＸパウダー」）を４ｇ加え、全体が均一になるように乳鉢で混合した後に直径３ｃｍの円盤状のプレートにプレス成形した。
（iii）得られたプレートを蛍光Ｘ線分析装置にセットして上記測定条件にて分析し、上記検量線から活物質層のシリコン元素含有量を算出した。
【０１７８】
（４）活物質層の重合体分布係数の測定
得られた蓄電デバイス電極（負極）における活物質層の重合体分布係数を以下のようにして算出した。まず、得られた蓄電デバイス電極を二つに分割した。次いで、あらかじめ準備しておいた７０ｍｍ×１５０ｍｍのアルミ板に、両面テープ（株式会社ニチバン製、品番「ＮＷ−２５」）を１２０ｍｍ、さらに同両面テープの上にカプトンテープ（株式会社テラオカ製、品番「６５０Ｓ」）を粘着面が上になるようにして貼り付けた固定用ステージを作製した。この固定用ステージの上に、得られた蓄電デバイス電極を２０ｍｍ×１００ｍｍの大きさに切り出した試験片の活物質層側を貼り付け、ローラーで圧着させた。この試験片が固定された固定ステージを水平面に載置し、試験片を上方向に固定用ステージとの角度が９０度となるように一定速度で引き上げ、接着面から集電体を剥離させた。その後、集電体側に残存した活物質層の表面から深さ１．５μｍおよび粘着テープ側に残存した活物質層表面から深さ１．５μｍまでの活物質層を掻き取り、これを測定試料Ａとした。一方、分割しておいたもう一つの電極から活物質層を全て掻き取り、これを測定試料Ｂとした。測定試料Ａおよび測定試料Ｂのそれぞれについて、高周波誘導加熱方式パイロライザーを有する熱分解ガスクロマトグラフィにて分析し、各試料の単位重量当たりの重合体成分の含有量（質量％）を算出した。得られた値を下記式（５）に代入することにより、重合体分布係数を算出した。
重合体分布係数＝（測定試料Ａの重合体含有量：質量％）／（測定試料Ｂの重合体含有量：質量％）  ・・・・・（５）
【０１７９】
（５）クラック率の測定
上記で得られた電極から幅２ｃｍ×長さ１０ｃｍの試験片を切り出し、該試験片について直径２ｍｍの丸棒に沿って幅方向に折り曲げ回数１００回にて繰り返し折り曲げ試験を行った。丸棒に沿った部分のクラックの大きさを目視により観察して計測し、クラック率を測定した。クラック率は、下記式（９）によって定義した。
クラック率（％）＝（クラックの入った長さ［ｍｍ］／極板全体の長さ［１００ｍｍ］）×１００  ・・・・・（９）
【０１８０】
ここで、柔軟性や密着性に優れる電極はクラック率が低い。クラック率は０％であることが望ましいが、セパレーターを介して渦巻き状に捲回して極板群を製造する場合には、クラック率が２０％以下であれば許容される。一方、クラック率が２０％より大きくなると、電極が切れ易くなり極板群の製造が不可能となり、極板群の生産性が低下する。このことから、クラック率の閾値として２０％以下が良好な範囲であると考えられる。クラック率の測定結果を表１に併せて示した。
【０１８１】
５．１．５．蓄電デバイスの製造および評価
（１）対極（正極）の製造
二軸型プラネタリーミキサー（プライミクス株式会社製、商品名「ＴＫハイビスミックス  ２Ｐ−０３」）に、電気化学デバイス電極用バインダー（株式会社クレハ製、商品名「ＫＦポリマー＃１１２０」）４．０質量部（固形分換算値）、導電助剤（電気化学工業株式会社製、商品名「デンカブラック５０％プレス品」）３．０質量部、正極活物質として平均粒子径５μｍのＬｉＣｏＯ２（ハヤシ化成株式会社製）１００質量部（固形分換算値）およびＮ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）３６質量部を投入し、６０ｒｐｍで２時間攪拌を行った。得られたペーストにＮＭＰを追加し、固形分濃度を６５質量％に調製した後、攪拌脱泡機（株式会社シンキー製、商品名「泡とり練太郎」）を使用して、２００ｒｐｍで２分間、１，８００ｒｐｍで５分間、さらに減圧下（約２．５×１０４Ｐａ）において１，８００ｒｐｍで１．５分間攪拌混合することにより、正極用スラリーを調製した。アルミニウム箔よりなる集電体の表面に、この正極用スラリーを、溶媒除去後の膜厚が８０μｍとなるようにドクターブレード法によって均一に塗布し、１２０℃で２０分間加熱して溶媒を除去した。その後、活物質層の密度が３．０ｇ／ｃｍ３となるようにロールプレス機によりプレス加工することにより、対極（正極）を得た。
【０１８２】
（２）リチウムイオン電池セルの組立て
露点が−８０℃以下となるようＡｒ置換されたグローブボックス内で、上記で製造した負極を直径１５．９５ｍｍに打ち抜き成形したものを、２極式コインセル（宝泉株式会社製、商品名「ＨＳフラットセル」）上に載置した。次いで、直径２４ｍｍに打ち抜いたポリプロピレン製多孔膜からなるセパレーター（セルガード株式会社製、商品名「セルガード＃２４００」）を載置し、さらに、空気が入らないように電解液を５００μＬ注入した後、上記で製造した正極を直径１６．１６ｍｍに打ち抜き成形したものを載置し、前記２極式コインセルの外装ボディーをネジで閉めて封止することにより、リチウムイオン電池セル（蓄電デバイス）を組み立てた。ここで使用した電解液は、エチレンカーボネート／エチルメチルカーボネート＝１／１（質量比）の溶媒に、ＬｉＰＦ６を１モル／Ｌの濃度で溶解した溶液である。
【０１８３】
（３）充放電レート特性の評価
上記で製造した蓄電デバイスにつき、２５℃に調温された恒温槽にて、定電流（０．２Ｃ）にて充電を開始し、電圧が４．２Ｖになった時点で引き続き定電圧（４．２Ｖ）にて充電を続行し、電流値が０．０１Ｃとなった時点を充電完了（カットオフ）として、０．２Ｃでの充電容量を測定した。次いで、定電流（０．２Ｃ）にて放電を開始し、電圧が２．７Ｖになった時点を放電完了（カットオフ）とし、０．２Ｃでの放電容量を測定した。
【０１８４】
次に、同じセルにつき、定電流（３Ｃ）にて充電を開始し、電圧が４．２Ｖになった時点で引き続き定電圧（４．２Ｖ）にて充電を続行し、電流値が０．０１Ｃとなった時点を充電完了（カットオフ）として３Ｃでの充電容量を測定した。次いで、定電流（３Ｃ）にて放電を開始し、電圧が２．７Ｖになった時点を放電完了（カットオフ）とし、３Ｃでの放電容量を測定した。
【０１８５】
上記の測定値を用いて、０．２Ｃでの充電容量に対する３Ｃでの充電容量の割合（百分率％）を計算することにより充電レート（％）を、０．２Ｃでの放電容量に対する３Ｃでの放電容量の割合（百分率％）を計算することにより放電レート（％）を、それぞれ算出した。充電レートおよび放電レートのいずれもが８０％以上のとき、充放電レート特性は良好であると評価することができる。測定された充電レートおよび放電レートの値を、表１にそれぞれ示した。
【０１８６】
なお、測定条件において「１Ｃ」とは、ある一定の電気容量を有するセルを定電流放電して１時間で放電終了となる電流値のことを示す。例えば「０．１Ｃ」とは、１０時間かけて放電終了となる電流値のことであり、１０Ｃとは０．１時間かけて放電完了となる電流値のことをいう。
【０１８７】
（４）長期貯蔵後の充放電レート特性の評価
バインダー組成物の貯蔵は数ヶ月〜数年程度の長期間にわたる場合があり、長期間貯蔵した後のバインダー組成物を使用した場合であっても、得られる蓄電デバイスの性能が一定となる必要がある。したがって、長期間貯蔵後のバインダー組成物を用いて製造された蓄電デバイスが、調製直後のバインダー組成物を用いて製造された蓄電デバイスと遜色ない充放電特性を示す場合には、該バインダー組成物の長期貯蔵安定性が良好であると判断することができる。
【０１８８】
上記で得られたバインダー組成物をポリビンに１，０００ｇ充填し、２℃に設定した冷蔵庫で５ヶ月間貯蔵した。この貯蔵後のバインダー組成物を使用したこと以外は、上記で得られた蓄電デバイスと同様にして蓄電デバイスを製造し、充放電レート特性の評価を行った。測定された充電レートおよび放電レートの値を、表１にそれぞれ示した。
【０１８９】
（５）活物質層の膜厚変化の評価
上記で得られた蓄電デバイスにつき、定電流（０．２Ｃ）にて充電を開始し、電圧が４．２Ｖになった時点で引き続き定電圧（４．２Ｖ）にて充電を継続し、電流値が０．０１Ｃとなった時点を充電完了（カットオフ）とした。次いで、定電流（０．２Ｃ）にて放電を開始し、電圧が２．７Ｖになった時点を放電完了（カットオフ）として、初回充放電を終了した。次に、初回充放電を行った上記蓄電デバイスにつき、定電流（０．２Ｃ）にて充電を開始し、電圧が４．２Ｖになった時点で引き続き定電圧（４．２Ｖ）にて充電を継続し、電流値が０．０１Ｃとなった時点を充電完了（カットオフ）とした。
【０１９０】
この蓄電デバイスを露点が−６０℃以下のドライルーム内（室温２５℃）で解体し、蓄電デバイス電極（負極）を取り出した。取り出した充電後の電極の活物質層膜厚を測定し、予め測定しておいた製造直後の電極（未充電状態）の活物質層膜厚に対する充電後の電極の活物質層膜厚の比率を、下記式（１０）によって算出した。評価結果を表１に併せて示した。
膜厚比率（％）＝（充電後の膜厚／製造直後の膜厚）×１００  ・・・・・（１０）
【０１９１】
この値が１４０％を超える場合には、活物質層において、充電に伴う活物質の体積膨張が緩和されていないことを示し、活物質に機械的応力が加えられると活物質が剥落する懸念がある。一方、この値が１４０％以下であると、充電に伴って活物質が体積膨張するにもかかわらず活物質が活物質層内に強固に保持されていることを示しており、活物質の剥落が抑制された良好な電極であると評価することができる。
【０１９２】
５．２．実施例２〜８、比較例１〜３
上記実施例１の「５．１．１．重合体（Ａ）の合成」において、各単量体の種類および量を、それぞれ表１〜表２に記載の通りとした以外は、実施例１と同様にして固形分濃度３５質量％の重合体（Ａ）の粒子を含有する水系分散体をそれぞれ調製した。
【０１９３】
次いで、上記で調製した重合体（Ａ）の粒子を含有する水系分散体を用い、成分（Ｃ）を表１に記載の化合物および添加量とした以外は、実施例１と同様にして蓄電デバイス電極用バインダー組成物をそれぞれ調製した。
【０１９４】
さらに、上記で調製したバインダー組成物を用い、活物質の含有割合を表１〜表２に記載の通りとした以外は実施例１と同様にして、蓄電デバイス電極用スラリーをそれぞれ調製し、蓄電デバイス電極および蓄電デバイスをそれぞれ作製した。
【０１９５】
各種測定および評価方法は、上記実施例１と全く同様にした。
【０１９６】
５．３．実施例９
攪拌機を備えた温度調節可能なオートクレーブ中に、水３００質量部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム０．６質量部、過硫酸カリウム１．０質量部、重亜硫酸ナトリウム０．５質量部、α−メチルスチレンダイマー０．２質量部、ドデシルメルカプタン０．２質量部、および表１に示した重合単量体成分である、アクリロニトリル８質量部、イタコン酸１２質量部、アクリル酸２５質量部、メタクリル酸２−ヒドロキシエチル２質量部、メタクリル酸メチル３質量部、スチレン１２質量部、１，３−ブタジエン３８質量部、を順次仕込み、７０℃にて８時間重合反応を行った。
【０１９７】
つまり、実施例９は、実施例５と同じ組成であるが、重合単量体成分の添加順序を逆とした。実施例５では上述したように実施例１と同じ添加順序であるため、表１に示した重合単量体成分の添加順序が、１，３−ブタジエン３８質量部、スチレン１２質量部、メタクリル酸メチル３質量部、アクリル酸２５質量部、イタコン酸１２質量部、アクリロニトリル８質量部の順となる。このように重合単量体成分の添加順序を制御することで、重合体粒子表面に１，３−ブタジエンに由来する繰り返し単位を偏在させることができ、実施例９は実施例５と同じ組成でありながら、重合体粒子の表面酸量を低下させることができる。
【０１９８】
次いで、重合単量体成分の添加開始から３時間経過した時点で、α−メチルスチレンダイマー１．０質量部およびドデシルメルカプタン０．３質量部をさらに添加した。その後、オートクレーブ内の温度を８０℃に昇温し、さらに２時間反応を行ってラテックスを得た。その後、ラテックスのｐＨを７．０に調節し、トリポリリン酸ナトリウム５質量部（固形分換算値、濃度１０質量％の水溶液として添加）を加えた。次いで、残留単量体を水蒸気蒸留によって除去し、減圧下で濃縮することにより、重合体（Ａ）の粒子を３５質量％含有する水系分散体を得た。
【０１９９】
次いで、上記で調製した重合体（Ａ）の粒子を含有する水系分散体を用い、成分（Ｃ）を表１に記載の化合物および添加量とした以外は、実施例１と同様にして蓄電デバイス電極用バインダー組成物をそれぞれ調製した。
【０２００】
さらに、上記で調製したバインダー組成物を用い、活物質の含有割合を表１に記載の通りとした以外は実施例１と同様にして、蓄電デバイス電極用スラリーをそれぞれ調製し、蓄電デバイス電極および蓄電デバイスをそれぞれ作製した。
【０２０１】
各種測定および評価方法は、上記実施例１と全く同様にした。
【０２０２】
５．４．実施例１０、比較例４〜９
上記実施例９において、各単量体の種類および量を、それぞれ表１〜表２に記載の通りとした以外は、実施例９と同様にして固形分濃度３５質量％の重合体（Ａ）の粒子を含有する水系分散体をそれぞれ調製した。つまり、各重合単量体成分の添加順序を実施例１〜８および比較例１〜３と逆にして、重合体粒子表面に１，３−ブタジエンに由来する繰り返し単位を偏在させる合成方法を用いた。
【０２０３】
次いで、上記で調製した重合体（Ａ）の粒子を含有する水系分散体を用い、成分（Ｃ）を表１〜表２に記載の化合物および添加量とした以外は、実施例１と同様にして蓄電デバイス電極用バインダー組成物をそれぞれ調製した。
【０２０４】
さらに、上記で調製したバインダー組成物を用い、活物質の含有割合を表１〜表２に記載の通りとした以外は実施例１と同様にして、蓄電デバイス電極用スラリーをそれぞれ調製し、蓄電デバイス電極および蓄電デバイスをそれぞれ作製した。
【０２０５】
各種測定および評価方法は、上記実施例１と全く同様にした。
【０２０６】
５．５．実施例１１
攪拌機を備えた温度調節可能なオートクレーブ中に、水３００質量部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム０．６質量部、過硫酸カリウム１．０質量部、重亜硫酸ナトリウム０．５質量部、α−メチルスチレンダイマー０．２質量部、ドデシルメルカプタン０．２質量部、および表１に示した重合単量体成分である、１，３−ブタジエン３５質量部、スチレン４０質量部、メタクリル酸メチル８質量部、アクリロニトリル１０質量部、アクリル酸２質量部、メタクリル酸５質量部を順次仕込み、７０℃にて８時間重合反応を行った。つまり、実施例１１においては、アクリル酸およびメタクリル酸の添加順序を最後にすることで、重合体粒子表面にアクリル酸およびメタクリル酸に由来する繰り返し単位を偏在させることにより、重合体粒子の表面酸量を増加させた。
【０２０７】
次いで、重合単量体成分の添加開始から３時間経過した時点で、α−メチルスチレンダイマー１．０質量部およびドデシルメルカプタン０．３質量部をさらに添加した。その後、オートクレーブ内の温度を８０℃に昇温し、さらに２時間反応を行ってラテックスを得た。その後、ラテックスのｐＨを７．０に調節し、トリポリリン酸ナトリウム５質量部（固形分換算値、濃度１０質量％の水溶液として添加）を加えた。次いで、残留単量体を水蒸気蒸留によって除去し、減圧下で濃縮することにより、重合体（Ａ）の粒子を３５質量％含有する水系分散体を得た。
【０２０８】
次いで、上記で調製した重合体（Ａ）の粒子を含有する水系分散体を用い、成分（Ｃ）を表１に記載の化合物および添加量とした以外は、実施例１と同様にして蓄電デバイス電極用バインダー組成物をそれぞれ調製した。
【０２０９】
さらに、上記で調製したバインダー組成物を用い、活物質の含有割合を表１に記載の通りとした以外は実施例１と同様にして、蓄電デバイス電極用スラリーをそれぞれ調製し、蓄電デバイス電極および蓄電デバイスをそれぞれ作製した。
【０２１０】
各種測定および評価方法は、上記実施例１と全く同様にした。
【０２１１】
５．６．実施例１２
上記実施例１で合成した重合体（Ａ）８０質量部（固形分換算）と、ポリアクリル酸（ＡＣＲＯＳ社製、品番「１８５０１２５００」、平均分子量２４０，０００）２０質量部（固形分換算）と、を混合・撹拌し、適宜水を加えて固形分濃度３５質量％の水系分散体を調製した。この水系分散体を用い、成分（Ｃ）として２−ｎ−オクチル−４−イソチアゾリン−３−オンを使用し、その含有量を５０ｐｐｍとした以外は、実施例１と全く同様にしてバインダー組成物を調製した。このようにして得られたバインダー組成物を用い、活物質の含有割合を表３に記載の通りとした以外は実施例１と同様にして、蓄電デバイス電極用スラリーを調製し、蓄電デバイス電極および蓄電デバイスを作製した。各種測定および評価方法は、上記実施例１と全く同様にした。評価結果について表３に示した。
【０２１２】
５．７．実施例１３
上記実施例１で合成した重合体（Ａ）４０質量部（固形分換算）と、ポリビニルピロリドン（株式会社日本触媒製、商品名「ポリビニルピロリドンＫ−３０」）６０質量部（固形分換算）と、を混合・撹拌し、適宜水を加えて固形分濃度３５質量％の水系分散体を調製した。この水系分散体を用い、成分（Ｃ）として２−ｎ−オクチル−４−イソチアゾリン−３−オンを使用し、その含有量を５０ｐｐｍとした以外は、実施例１と全く同様にしてバインダー組成物を調製した。このようにして得られたバインダー組成物を用い、活物質の含有割合を表３に記載の通りとした以外は実施例１と同様にして、蓄電デバイス電極用スラリーを調製し、蓄電デバイス電極および蓄電デバイスを作製した。各種測定および評価方法は、上記実施例１と全く同様にした。評価結果について表３に示した。
【０２１３】
５．８．実施例１４
上記実施例１で合成した重合体（Ａ）１０質量部（固形分換算）と、上記実施例１１で合成した重合体９０質量部（固形分換算）を混合・撹拌し、固形分濃度３５質量％の水系分散体を調製した。この水系分散体を用い、成分（Ｃ）として２−ｎ−オクチル−４−イソチアゾリン−３−オンを使用し、その含有量を８０ｐｐｍとした以外は、実施例１と全く同様にしてバインダー組成物を調製した。このようにして得られたバインダー組成物を用い、活物質の含有割合を表３に記載の通りとした以外は実施例１と同様にして、蓄電デバイス電極用スラリーを調製し、蓄電デバイス電極および蓄電デバイスを作製した。各種測定および評価方法は、上記実施例１と全く同様にした。評価結果について表３に示した。
【０２１４】
５．９．評価結果
下表１〜２に、実施例１〜１１および比較例１〜９で使用した重合体（Ａ）組成、バインダー組成物およびスラリーの組成、ならびに各種評価結果をまとめた。下表３に、実施例１２〜１４の各種評価結果をまとめた。
【０２１５】
【表１】
0005477610.tif 000005
【０２１６】
【表２】
0005477610.tif 000006
【０２１７】
上表１〜２における単量体の略称は、それぞれ以下の意味である。
・ＢＤ：１，３−ブタジエン
・ＳＴ：スチレン
・ＭＭＡ：メタクリル酸メチル
・ＨＥＭＡ：メタクリル酸２−ヒドロキシエチル
・ＡＡ：アクリル酸
・ＭＡＡ：メタクリル酸
・ＦＡ：フマル酸
・ＴＡ：イタコン酸
・ＡＮ：アクリロニトリル
【０２１８】
上表１〜２における活物質の略称は、それぞれ以下の意味である。
・Ｃ／ＳｉＯ：上記で合成した黒鉛被覆酸化ケイ素
・グラファイト：日立化成工業株式会社製、商品名「ＭＡＧ」
【０２１９】
【表３】
0005477610.tif 000007
【０２２０】
上表１〜３から明らかなように、実施例１〜１４に示した本発明に係るバインダー組成物を用いて調製されたスラリーは、比較例１〜９の場合と比較して、クラック率が低く、密着性に優れる電極を与えた。また、これらの電極を備える蓄電デバイス（リチウムイオン二次電池）は、充放電レート特性が良好となることが分かった。また、表１〜２に示す実施例１〜１４に係る電極は、表２に示す比較例１〜９の場合と比較して、充電による活物質層の膜厚変化を低減できていることから、活物質層内に活物質を強固に保持でき、活物質の剥落が抑制できると推測される。
【０２２１】
また、本発明に係るバインダー組成物を２℃の冷蔵庫で５ヶ月間貯蔵した後に使用して製造された電極を備える蓄電デバイス（リチウムイオン二次電池）は、調製直後のバインダー組成物を使用した場合と比較して遜色のない充放電レート特性を示すことが確認され、本発明に係るバインダー組成物が極めて高度な長期貯蔵安定性を示すことが分かった。
【０２２２】
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法および結果が同一の構成、あるいは目的および効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成または同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
【符号の説明】
【０２２３】
１０…集電体、２０…活物質層、１００…蓄電デバイス電極
【要約】
本発明に係る蓄電デバイス電極用バインダー組成物は、重合体（Ａ）と、液状媒体（Ｂ）と、を含有し、前記重合体（Ａ）中に含まれる繰り返し単位の合計を１００質量部としたときに、不飽和カルボン酸に由来する繰り返し単位（Ａ４）を５〜４０質量部含有し、前記重合体（Ａ）が重合体粒子であり、前記重合体粒子の表面酸量が１ｍｍｏｌ／ｇを超えて６ｍｍｏｌ／ｇ以下であることを特徴とする。【図１】
0005477610.tif 000008