(57)【要約】  本発明は、電解液注液性およびプロセス接着性に優れる電極を形成可能な非水系二次電池電極用バインダー組成物を提供する。本発明の非水系二次電池電極用バインダー組成物は、芳香族ビニル単量体単位からなるブロック領域を有し、且つ、テトラヒドロフラン不溶分量が５質量％以上４０質量％以下である重合体よりなる粒子状重合体を含む。なお、非水系二次電池電極用バインダー組成物は、親水性基を有し、且つ、重量平均分子量が１５，０００以上５００，０００以下である水溶性重合体を更に含むことが好ましい。【特許請求の範囲】
【請求項１】
芳香族ビニル単量体単位からなるブロック領域を有し、且つ、テトラヒドロフラン不溶分量が５質量％以上４０質量％以下である重合体よりなる粒子状重合体を含む、非水系二次電池電極用バインダー組成物。
【請求項２】
親水性基を有し、且つ、重量平均分子量が１５，０００以上５００，０００以下である水溶性重合体を更に含む、請求項１に記載の非水系二次電池電極用バインダー組成物。
【請求項３】
前記粒子状重合体の含有量が、前記粒子状重合体と前記水溶性重合体との合計含有量の５０質量％以上９９．８質量％以下である、請求項２に記載の非水系二次電池電極用バインダー組成物。
【請求項４】
前記重合体が、更に、カップリング部位を含む、請求項１〜３の何れかに記載の非水系二次電池電極用バインダー組成物。
【請求項５】
前記重合体は、芳香族ビニル単量体単位からなるブロック領域と、脂肪族共役ジエン単量体単位とを含むブロック重合体を架橋してなる、請求項１〜４の何れかに記載の非水系二次電池電極用バインダー組成物。
【請求項６】
電極活物質と、請求項１〜５の何れかに記載の非水系二次電池電極用バインダー組成物とを含む、非水系二次電池電極用スラリー組成物。
【請求項７】
請求項６に記載の非水系二次電池電極用スラリー組成物を用いて形成した電極合材層を備える、非水系二次電池用電極。
【請求項８】
正極、負極、セパレータおよび電解液を有し、
前記正極および前記負極の少なくとも一方が請求項７に記載の非水系二次電池用電極である、非水系二次電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非水系二次電池電極用バインダー組成物、非水系二次電池電極用スラリー組成物、非水系二次電池用電極および非水系二次電池に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン二次電池などの非水系二次電池（以下、単に「二次電池」と略記する場合がある。）は、小型で軽量、且つエネルギー密度が高く、更に繰り返し充放電が可能という特性があり、幅広い用途に使用されている。そのため、近年では、非水系二次電池の更なる高性能化を目的として、電極などの電池部材の改良が検討されている。【０００３】
ここで、リチウムイオン二次電池などの二次電池に用いられる電極は、通常、集電体と、集電体上に形成された電極合材層（正極合材層または負極合材層）とを備えている。そして、この電極合材層は、例えば、電極活物質と、結着材を含むバインダー組成物などとを含むスラリー組成物を集電体上に塗布し、塗布したスラリー組成物を乾燥させることにより形成される。【０００４】
そこで、近年では、二次電池の更なる性能の向上を達成すべく、電極合材層の形成に用いられるバインダー組成物の改良が試みられている。
具体的には、例えば特許文献１では、脂肪族共役ジエン単量体単位からなるブロック領域および芳香族ビニル単量体単位からなるブロック領域を含有し、体積平均粒子径が０．６〜２．５μｍである粒子状のブロック共重合体と、脂肪族共役ジエン単量体単位および芳香族ビニル単量体単位を含有し、体積平均粒子径が０．０１〜０．５μｍである粒子状のランダム共重合体とを所定の割合で含む非水系二次電池電極用バインダー組成物を用いることにより、ピール強度に優れる非水系二次電池用電極およびサイクル特性に優れる非水系二次電池の提供を可能にしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２０１７／０５６４０４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、出力特性等の電池特性を高める観点からは、二次電池の電極には、電解液の注液性に優れていることが求められている。【０００７】
また、二次電池の製造プロセスにおいては、電解液に浸漬する前の電極とセパレータとを圧着させて積層体とし、必要に応じて所望のサイズに切断したり、積層体のまま運搬したりすることがある。そして、当該切断または運搬の際には、圧着された電極とセパレータとが位置ズレなどを起こし、不良の発生、生産性の低下といった問題を生じることがある。従って、二次電池の電極には、電解液に浸漬する前の状態においても、セパレータとの高い接着性（プロセス接着性）を発揮することが求められている。【０００８】
しかし、上記従来の非水系二次電池電極用バインダー組成物では、電解液注液性およびプロセス接着性の双方に優れる電極を形成することができなかった。【０００９】
そこで、本発明は、電解液注液性およびプロセス接着性に優れる電極を形成可能な非水系二次電池電極用バインダー組成物、および、非水系二次電池電極用スラリー組成物を提供することを目的とする。
また、本発明は、電解液注液性およびプロセス接着性に優れる非水系二次電池用電極、並びに、当該電極を備える非水系二次電池を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者は、上記課題を解決することを目的として鋭意検討を行った。そして、本発明者は、芳香族ビニル単量体単位からなるブロック領域を有し、テトラヒドロフラン不溶分量が所定の範囲内にある重合体の粒子を含むバインダー組成物を用いれば、電解液注液性およびプロセス接着性に優れる電極を形成できることを見出し、本発明を完成させた。【００１１】
即ち、この発明は、上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、本発明の非水系二次電池電極用バインダー組成物は、芳香族ビニル単量体単位からなるブロック領域を有し、且つ、テトラヒドロフラン不溶分量が５質量％以上４０質量％以下である重合体よりなる粒子状重合体を含むことを特徴とする。このように、芳香族ビニル単量体単位からなるブロック領域を有し、テトラヒドロフラン不溶分量が５質量％以上４０質量％以下である重合体よりなる粒子状重合体を含有させれば、非水系二次電池電極用バインダー組成物を用いて形成した電極の電解液注液性およびプロセス接着性を向上させることができる。
なお、本発明において、重合体の「単量体単位」とは、「その単量体を用いて得た重合体中に含まれる、当該単量体由来の繰り返し単位」を意味する。また、本発明において、重合体が「単量体単位からなるブロック領域を有する」とは、「その重合体中に、繰り返し単位として、その単量体単位のみが連なって結合した部分が存在する」ことを意味する。
そして、本発明において、重合体の「テトラヒドロフラン不溶分量」は、本明細書の実施例に記載の方法を用いて測定することができる。【００１２】
ここで、本発明の非水系二次電池電極用バインダー組成物は、親水性基を有し、且つ、重量平均分子量が１５，０００以上５００，０００以下である水溶性重合体を更に含むことが好ましい。重量平均分子量が上記範囲内の親水性基を有する水溶性重合体を含有させれば、非水系二次電池電極用バインダー組成物を用いて調製される非水系二次電池電極用スラリー組成物の安定性を高めて塗布密度を向上させると共に、当該スラリー組成物塗布時に粒子状重合体等の配合成分が凝集するのを抑制することができる。
ここで、本発明において、重合体が「水溶性」であるとは、温度２５℃において重合体０．５ｇを１００ｇの水に溶解した際に、不溶分が１．０質量％未満となることを指す。そして、本発明において、水溶性重合体の「重量平均分子量」は、本明細書の実施例に記載の方法を用いて測定することができる。【００１３】
また、本発明の非水系二次電池電極用バインダー組成物は、前記粒子状重合体の含有量が、前記粒子状重合体と前記水溶性重合体との合計含有量の５０質量％以上９９．８質量％以下であることが好ましい。粒子状重合体の含有量と水溶性重合体の含有量との合計中に占める粒子状重合体の含有量の割合が上記範囲内であれば、非水系二次電池電極用バインダー組成物を用いて形成した電極のプロセス接着性を更に向上させることができる。加えて、当該バインダー組成物を用いて調製される非水系二次電池電極用スラリー組成物の安定性を高めて塗布密度を向上させると共に、当該スラリー組成物塗布時に粒子状重合体等の配合成分が凝集するのを抑制することができる。【００１４】
更に、本発明の非水系二次電池電極用バインダー組成物は、前記重合体が、更に、カップリング部位を含んでいてもよい。
なお、本発明において、重合体中の「カップリング部位」とは、「カップリング剤を用いたカップリング反応を経て得られる重合体中に含まれる、当該カップリング剤由来の部位」を意味する。【００１５】
そして、本発明の非水系二次電池電極用バインダー組成物は、前記重合体が、芳香族ビニル単量体単位からなるブロック領域と、脂肪族共役ジエン単量体単位とを含むブロック重合体を架橋してなることが好ましい。芳香族ビニル単量体単位からなるブロック領域および脂肪族共役ジエン単量体単位を含有するブロック重合体を架橋してなる重合体を使用すれば、非水系二次電池電極用バインダー組成物を用いて形成した電極の電解液注液性を更に向上させることができる。【００１６】
また、この発明は、上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、本発明の非水系二次電池電極用スラリー組成物は、電極活物質と、上述した非水系二次電池電極用バインダー組成物の何れかとを含むことを特徴とする。このように、上述した非水系二次電池電極用バインダー組成物の何れかを含有させれば、非水系二次電池電極用スラリー組成物を用いて形成した電極の電解液注液性およびプロセス接着性を向上させることができる。【００１７】
更に、この発明は、上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、本発明の非水系二次電池用電極は、上述した非水系二次電池電極用スラリー組成物を用いて形成した電極合材層を備えることを特徴とする。このように、上述した非水系二次電池電極用スラリー組成物を用いて電極合材層を形成すれば、電解液注液性およびプロセス接着性に優れる電極を得ることができる。【００１８】
そして、この発明は、上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、本発明の非水系二次電池は、正極、負極、セパレータおよび電解液を有し、前記正極および前記負極の少なくとも一方が上述した非水系二次電池用電極であることを特徴とする。上述した非水系二次電池用電極を使用すれば、出力特性等の電池特性に優れる非水系二次電池を効率良く製造することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の非水系二次電池電極用バインダー組成物および非水系二次電池電極用スラリー組成物によれば、電解液注液性およびプロセス接着性に優れる電極を形成することができる。
また、本発明によれば、電解液注液性およびプロセス接着性に優れる非水系二次電池用電極、並びに、当該電極を備える非水系二次電池を得ることができる。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
ここで、本発明の非水系二次電池電極用バインダー組成物は、本発明の非水系二次電池電極用スラリー組成物の調製に用いることができる。そして、本発明の非水系二次電池電極用バインダー組成物を用いて調製した非水系二次電池電極用スラリー組成物は、リチウムイオン二次電池等の非水系二次電池の電極を製造する際に用いることができる。更に、本発明の非水系二次電池は、本発明の非水系二次電池電極用スラリー組成物を用いて形成した本発明の非水系二次電池用電極を用いたことを特徴とする。
なお、本発明の非水系二次電池電極用バインダー組成物、非水系二次電池電極用スラリー組成物および非水系二次電池用電極は、負極用であることが好ましく、本発明の非水系二次電池は、本発明の非水系二次電池用電極を負極として用いたものであることが好ましい。
【００２１】
（非水系二次電池電極用バインダー組成物）
本発明の非水系二次電池電極用バインダー組成物は、粒子状重合体を含有し、任意に、水溶性重合体、および、バインダー組成物に配合され得るその他の成分を更に含有する。また、本発明の非水系二次電池電極用バインダー組成物は、通常、水などの分散媒を更に含有する。
そして、本発明のバインダー組成物は、粒子状重合体が、芳香族ビニル単量体単位からなるブロック領域を有し、且つ、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）不溶分量が所定の範囲内にある重合体よりなるので、電解液注液性およびプロセス接着性に優れる電極を形成可能である。
【００２２】
なお、電解液注液性およびプロセス接着性に優れる電極を形成可能な非水系二次電池電極用バインダー組成物が得られる理由は、明らかではないが、以下の通りであると推察される。即ち、本発明のバインダー組成物は、ＴＨＦ不溶分量が所定値以上の重合体よりなる粒子状重合体を含有しているので、バインダー組成物を用いて形成した電極合材層中において粒子状重合体が潰れるのを抑制し、電極合材層内に電解液が浸透する空間を十分に確保して電解液注液性を高めることができる。また、バインダー組成物に含まれる粒子状重合体は、芳香族ビニル単量体単位からなるブロック領域を有し、且つ、ＴＨＦ不溶分量が所定値以下であるので、電極合材層を介して電極とセパレータとを圧着させた際に優れた結着力（プロセス接着性）を発揮することができる。
【００２３】
＜粒子状重合体＞
粒子状重合体は、結着材として機能する成分であり、バインダー組成物を含むスラリー組成物を使用して形成した電極合材層において、電極活物質などの成分が電極合材層から脱離しないように保持すると共に、電極合材層を介した電極とセパレータとの接着を可能にする。
そして、粒子状重合体は、所定の重合体により形成される非水溶性の粒子である。なお、本発明において、粒子が「非水溶性」であるとは、温度２５℃において重合体０．５ｇを１００ｇの水に溶解した際に、不溶分が９０質量％以上となることをいう。
【００２４】
［重合体］
粒子状重合体を形成する重合体は、芳香族ビニル単量体単位からなるブロック領域（以下、「芳香族ビニルブロック領域」と略記する場合がある。）と、芳香族ビニル単量体単位以外の繰り返し単位が連なった高分子鎖部分（以下、「その他の領域」と略記する場合がある。）とを有する共重合体である。重合体において、芳香族ビニルブロック領域とその他の領域は互いに隣接して存在する。また、重合体は、芳香族ビニルブロック領域を１つのみ有していてもよく、複数有していてもよい。同様に、重合体は、その他の領域を１つのみ有していてもよく、複数有していてもよい。
そして、粒子状重合体を形成する重合体は、テトラヒドロフラン不溶分量が５質量％以上４０質量％以下であることを必要とする。
【００２５】
−芳香族ビニルブロック領域−
芳香族ビニルブロック領域は、上述したように、繰り返し単位として、芳香族ビニル単量体単位のみを含む領域である。
ここで、１つの芳香族ビニルブロック領域は、１種の芳香族ビニル単量体単位のみで構成されていてもよいし、複数種の芳香族ビニル単量体単位で構成されていてもよいが、１種の芳香族ビニル単量体単位のみで構成されていることが好ましい。
また、１つの芳香族ビニルブロック領域には、カップリング部位が含まれていてもよい（すなわち、１つの芳香族ビニルブロック領域を構成する芳香族ビニル単量体単位は、カップリング部位が介在して連なっていてもよい）。
そして、重合体が複数の芳香族ビニルブロック領域を有する場合、それら複数の芳香族ビニルブロック領域を構成する芳香族ビニル単量体単位の種類および割合は、同一でも異なっていてもよいが、同一であることが好ましい。
【００２６】
重合体の芳香族ビニルブロック領域を構成する芳香族ビニル単量体単位を形成し得る芳香族ビニル単量体としては、例えば、スチレン、スチレンスルホン酸およびその塩、α−メチルスチレン、ｐ−ｔ−ブチルスチレン、ブトキシスチレン、ビニルトルエン、クロロスチレン、並びに、ビニルナフタレンなどの芳香族モノビニル化合物が挙げられる。中でも、スチレンが好ましい。これらは１種を単独で、または、２種以上を組み合わせて用いることができるが、１種を単独で用いることが好ましい。
【００２７】
そして、重合体中の芳香族ビニル単量体単位の割合は、重合体中の全繰り返し単位（単量体単位および構造単位）の量を１００質量％とした場合に、２質量％以上であることが好ましく、１０質量％以上であることがより好ましく、１５質量％以上であることが更に好ましく、５０質量％以下であることが好ましく、４５質量％以下であることがより好ましく、４０質量％以下であることが更に好ましい。重合体中に占める芳香族ビニル単量体単位の割合が２質量％以上であれば、重合体のタック性発現を十分に抑制することができる。従って、電極の電極合材層の高密度化等を目的としてロールプレスにより電極に加圧処理を施した場合であっても、電極合材層がロールに付着することによる不良の発生および生産性の低下が生じるのを抑制することができる。一方、重合体中に占める芳香族ビニル単量体単位の割合が５０質量％以下であれば、重合体の柔軟性が確保され、電極のプロセス接着性を更に向上させることができる。
なお、芳香族ビニル単量体単位が重合体中に占める割合は、通常、芳香族ビニルブロック領域が重合体中に占める割合と一致する。
【００２８】
−その他の領域−
その他の領域は、上述したように、繰り返し単位として、芳香族ビニル単量体単位以外の繰り返し単位（以下、「その他の繰り返し単位」と略記する場合がある。）のみを含む領域である。
ここで、１つのその他の領域は、１種のその他の繰り返し単位で構成されていてもよいし、複数種のその他の繰り返し単位で構成されていてもよい。
また、１つのその他の領域には、カップリング部位が含まれていてもよい（すなわち、１つのその他の領域を構成するその他の繰り返し単位は、カップリング部位が介在して連なっていてもよい）。
更に、その他の領域は、架橋構造を有していてもよい。
そして、重合体が複数のその他の領域を有する場合、それら複数のその他の領域を構成するその他の繰り返し単位の種類および割合は、互いに同一でも異なっていてもよい。
【００２９】
重合体のその他の領域を構成するその他の繰り返し単位としては、特に限定されないが、例えば、電極の電解液注液性を更に向上させる観点からは、脂肪族共役ジエン単量体単位を架橋してなる構造単位を含むことが好ましい。即ち、粒子状重合体を形成する重合体は、芳香族ビニル単量体単位からなるブロック領域と、脂肪族共役ジエン単量体単位とを含むブロック重合体を架橋してなる重合体であることが好ましい。また、重合体は、電極のプロセス接着性および電解液注液性を更に向上させる観点からは、その他の繰り返し単位として、脂肪族共役ジエン単量体単位および／またはアルキレン構造単位と、脂肪族共役ジエン単量体単位を架橋してなる構造単位とを含むことがより好ましい。
【００３０】
ここで、脂肪族共役ジエン単量体単位を形成し得る脂肪族共役ジエン単量体としては、例えば、１，３−ブタジエン、イソプレン、２，３−ジメチル−１，３−ブタジエン、１，３−ペンタジエンなどの炭素数４以上の共役ジエン化合物が挙げられる。これらは１種を単独で、または、２種以上を組み合わせて用いることができる。そしてこれらの中でも、電極のプロセス接着性を更に向上させる観点から、１，３−ブタジエン、イソプレンが好ましく、イソプレンがより好ましい。
【００３１】
そして、脂肪族共役ジエン単量体単位を架橋してなる構造単位は、芳香族ビニル単量体単位からなるブロック領域と、脂肪族共役ジエン単量体単位とを含むブロック重合体を架橋することにより、重合体に導入することができる。
ここで、架橋は、特に限定されることなく、例えば酸化剤と還元剤とを組み合わせてなるレドックス開始剤などのラジカル開始剤を用いて行うことができる。そして、酸化剤としては、例えば、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、ｔ−ブチル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、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、イソブチリルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイドなどの有機過酸化物を用いることができる。また、還元剤としては、硫酸第一鉄、ナフテン酸第一銅等の還元状態にある金属イオンを含有する化合物；メタンスルホン酸ナトリウム等のスルホン酸化合物；ジメチルアニリン等のアミン化合物；等を用いることができる。これらの有機過酸化物および還元剤は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
なお、架橋は、ジビニルベンゼン等のポリビニル化合物；ジアリルフタレート、トリアリルトリメリテート、ジエチレングリコールビスアリルカーボネート等のポリアリル化合物；エチレングリコールジアクリレート等の各種グリコール；などの架橋剤の存在下で行ってもよい。また、架橋は、γ線などの活性エネルギー線の照射を用いて行うこともできる。
【００３２】
また、アルキレン構造単位は、一般式：−ＣｎＨ２ｎ−［但し、ｎは２以上の整数］で表わされるアルキレン構造のみで構成される繰り返し単位である。
ここで、アルキレン構造単位は、直鎖状であっても分岐状であってもよいが、アルキレン構造単位は直鎖状、すなわち直鎖アルキレン構造単位であることが好ましい。また、アルキレン構造単位の炭素数は４以上である（即ち、上記一般式のｎが４以上の整数である）ことが好ましい。
【００３３】
なお、重合体へのアルキレン構造単位の導入方法は、特に限定はされない。例えば、芳香族ビニル単量体単位からなるブロック領域と、脂肪族共役ジエン単量体単位とを含むブロック重合体に水素添加することで、脂肪族共役ジエン単量体単位をアルキレン構造単位に変換して重合体を得る方法が、重合体の製造が容易であり好ましい。
【００３４】
そして、水素添加により脂肪族共役ジエン単量体単位をアルキレン構造単位に変換する場合、粒子状重合体を形成する重合体は、芳香族ビニル単量体単位からなるブロック領域と、脂肪族共役ジエン単量体単位とを含むブロック重合体を水素化してなる水素化ブロック重合体を架橋してなる重合体、或いは、芳香族ビニル単量体単位からなるブロック領域と、脂肪族共役ジエン単量体単位とを含むブロック重合体を架橋してなる架橋ブロック重合体を水素化してなる重合体であることが好ましく、芳香族ビニル単量体単位からなるブロック領域と、脂肪族共役ジエン単量体単位とを含むブロック重合体を水素化してなる水素化ブロック重合体を架橋してなる重合体であることがより好ましい。
【００３５】
なお、水素添加により脂肪族共役ジエン単量体単位をアルキレン構造単位に変換する場合、脂肪族共役ジエン単量体単位を水素化して得られる構造単位（脂肪族共役ジエン水素化物単位）であるアルキレン構造単位は、イソプレン単位を水素化して得られる構造単位（イソプレン水素化物単位）であることが好ましい。
【００３６】
また、上述した脂肪族共役ジエン単量体単位の選択的な水素化は、油層水素化法や水層水素化法などの公知の方法を用いて行なうことができる。
【００３７】
そして、粒子状重合体を形成する重合体中における脂肪族共役ジエン単量体単位、脂肪族共役ジエン単量体単位を架橋してなる構造単位およびアルキレン構造単位の合計量は、重合体中の全繰り返し単位の量を１００質量％とした場合に、５０質量％以上であることが好ましく、６５質量％以上であることがより好ましく、７０質量％以上であることが更に好ましく、９８質量％以下であることが好ましく、９５質量％以下であることがより好ましい。即ち、芳香族ビニル単量体単位からなるブロック領域と、脂肪族共役ジエン単量体単位とを含むブロック重合体（水素添加および／または架橋されるブロック重合体）中における脂肪族共役ジエン単量体単位の割合は、ブロック重合体中の全繰り返し単位の量を１００質量％とした場合に、５０質量％以上であることが好ましく、６５質量％以上であることがより好ましく、７０質量％以上であることが更に好ましく、９８質量％以下であることが好ましく、９５質量％以下であることがより好ましい。
重合体中に占める脂肪族共役ジエン単量体単位、脂肪族共役ジエン単量体単位を架橋してなる構造単位およびアルキレン構造単位の割合が５０質量％以上であれば、電極のプロセス接着性を更に向上させることができる。一方、重合体中に占める脂肪族共役ジエン単量体単位、脂肪族共役ジエン単量体単位を架橋してなる構造単位およびアルキレン構造単位の割合が９８質量％以下であれば、重合体の柔軟性を確保して電極のプロセス接着性を更に向上させることができると共に、重合体のタック性発現を十分に抑制することができる。
【００３８】
なお、重合体のその他の領域は、脂肪族共役ジエン単量体単位、脂肪族共役ジエン単量体単位を架橋してなる構造単位およびアルキレン構造単位以外の繰り返し単位を含んでいてもよい。具体的には、重合体のその他の領域は、アクリロニトリル単位やメタクリロニトリル単位等のニトリル基含有単量体単位；アクリル酸アルキルエステル単位やメタクリル酸アルキルエステル単位等の（メタ）アクリル酸エステル単量体単位；並びに、カルボキシル基含有単量体単位、スルホン酸基含有単量体単位およびリン酸基含有単量体単位等の酸性基含有単量体単位；などの他の単量体単位を含んでいてもよい。ここで、本発明において、「（メタ）アクリル酸」とは、アクリル酸および／またはメタクリル酸を意味する。そして、（メタ）アクリル酸エステル単量体単位を形成し得る（メタ）アクリル酸エステル単量体、カルボキシル基含有単量体単位を形成し得るカルボキシル基含有単量体、スルホン酸基含有単量体単位を形成し得るスルホン酸基含有単量体およびリン酸基含有単量体単位を形成し得るリン酸基含有単量体としては、後述する水溶性重合体と同様のものを用いることができる。
【００３９】
そして、ニトリル基含有単量体単位、（メタ）アクリル酸エステル単量体単位、酸性基含有単量体単位などの他の単量体単位は、特に限定されることなく、グラフト重合などの任意の重合方法を用いて重合体に導入することができる。具体的には、他の単量体単位を有する重合体は、例えば、芳香族ビニル単量体単位からなるブロック領域と、脂肪族共役ジエン単量体単位とを含むブロック重合体に水素添加をしてなる重合体を幹部分として、ニトリル基含有単量体、（メタ）アクリル酸エステル単量体、酸性基含有単量体などの他の単量体をグラフト重合し、任意に架橋することにより、得ることができる。或いは、他の単量体単位を有する重合体は、例えば、芳香族ビニル単量体単位からなるブロック領域と、脂肪族共役ジエン単量体単位とを含むブロック重合体を幹部分としてニトリル基含有単量体、（メタ）アクリル酸エステル単量体、酸性基含有単量体などの他の単量体をグラフト重合してなるグラフト重合体に対して任意に架橋および／または水素添加を施すことにより、得ることができる。
【００４０】
−テトラヒドロフラン不溶分量−
そして、粒子状重合体を形成する重合体は、テトラヒドロフラン不溶分量が５質量％以上４０質量％以下であることを必要とし、重合体のテトラヒドロフラン不溶分量は、８質量％以上であることが好ましく、１５質量％以上であることがより好ましく、３８質量％以下であることが好ましく、３５質量％以下であることがより好ましい。重合体のテトラヒドロフラン不溶分量が５質量％未満の場合には、電極の電解液注液性が低下する。一方、重合体のテトラヒドロフラン不溶分量が上記下限値以上であれば、電極の電解液注液性を十分に高めることができる。また、重合体のテトラヒドロフラン不溶分量が４０質量％超の場合には、電極のプロセス接着性が低下する。一方、重合体のテトラヒドロフラン不溶分量が上記上限値以下であれば、電極のプロセス接着性を十分に高めることができる。
なお、重合体のテトラヒドロフラン不溶分量は、重合体の組成を変更することにより調整することができ、例えば重合体に架橋構造を導入すれば、重合体のテトラヒドロフラン不溶分量を増加させることができる。
【００４１】
［粒子状重合体の調製方法］
上述した重合体よりなる粒子状重合体は、例えば、有機溶媒中で上述した単量体をブロック重合して芳香族ビニルブロック領域を有するブロック重合体の溶液を得る工程（ブロック重合体溶液調製工程）と、得られたブロック重合体の溶液に水を添加して乳化することでブロック重合体を粒子化する工程（乳化工程）と、粒子化したブロック重合体を架橋して所定の重合体よりなる粒子状重合体の水分散液を得る工程（架橋工程）と、を経て調製することができる。
【００４２】
−ブロック重合体溶液調製工程−
ブロック重合体溶液調製工程におけるブロック重合の方法は、特に限定されない。例えば、第一の単量体成分を重合させた溶液に、第一の単量体成分とは異なる第二の単量体成分を加えて重合を行い、必要に応じて、単量体成分の添加と重合とを更に繰り返すことより、ブロック重合体を調製することができる。なお、反応溶媒として使用される有機溶媒も特に限定されず、単量体の種類等に応じて適宜選択することができる。
ここで、上記のようにブロック重合して得られたブロック重合体を、後述する乳化工程に先んじて、カップリング剤を用いたカップリング反応に供することが好ましい。カップリング反応を行えば、例えば、ブロック重合体中に含まれるジブロック構造体同士の末端をカップリング剤により結合させて、トリブロック構造体に変換することができる（すなわち、ジブロック量を低減することができる）。
【００４３】
上記カップリング反応に使用し得るカップリング剤としては、特に限定されず、例えば、２官能のカップリング剤、３官能のカップリング剤、４官能のカップリング剤、５官能以上のカップリング剤が挙げられる。
２官能のカップリング剤としては、例えば、ジクロロシラン、モノメチルジクロロシラン、ジクロロジメチルシラン等の２官能性ハロゲン化シラン；ジクロロエタン、ジブロモエタン、メチレンクロライド、ジブロモメタン等の２官能性ハロゲン化アルカン；ジクロロスズ、モノメチルジクロロスズ、ジメチルジクロロスズ、モノエチルジクロロスズ、ジエチルジクロロスズ、モノブチルジクロロスズ、ジブチルジクロロスズ等の２官能性ハロゲン化スズ；が挙げられる。
３官能のカップリング剤としては、例えば、トリクロロエタン、トリクロロプロパンなどの３官能性ハロゲン化アルカン；メチルトリクロロシラン、エチルトリクロロシランなどの３官能性ハロゲン化シラン；メチルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシランなどの３官能性アルコキシシラン；が挙げられる。
４官能のカップリング剤としては、例えば、四塩化炭素、四臭化炭素、テトラクロロエタンなどの４官能性ハロゲン化アルカン；テトラクロロシラン、テトラブロモシランなどの４官能性ハロゲン化シラン；テトラメトキシシラン、テトラエトキシシランなどの４官能性アルコキシシラン；テトラクロロスズ、テトラブロモスズなどの４官能性ハロゲン化スズ；が挙げられる。
５官能以上のカップリング剤としては、例えば、１，１，１，２，２−ペンタクロロエタン、パークロロエタン、ペンタクロロベンゼン、パークロロベンゼン、オクタブロモジフェニルエーテル、デカブロモジフェニルエーテルなどが挙げられる。
これらは１種を単独で、または、２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００４４】
上述した中でも、カップリング剤としては、ジクロロジメチルシランが好ましい。なお、カップリング剤を用いたカップリング反応によれば、当該カップリング剤に由来するカップリング部位が、ブロック重合体を構成する高分子鎖（例えば、トリブロック構造体）に導入される。
【００４５】
なお、上述したブロック重合および任意に行われるカップリング反応後に得られるブロック重合体の溶液は、そのまま後述する乳化工程に供してもよいが、必要に応じて、ブロック重合体に対し上述した水素添加および／またはグラフト重合を行った後に、乳化工程に供することもできる。
【００４６】
−乳化工程−
乳化工程における乳化の方法は、特に限定されないが、例えば、上述したブロック重合体溶液調製工程で得られたブロック重合体の溶液と、乳化剤の水溶液との予備混合物を転相乳化する方法が好ましい。ここで、転相乳化には、例えば既知の乳化剤および乳化分散機を用いることができる。具体的には、乳化分散機としては、特に限定されることなく、例えば、商品名「ホモジナイザー」（ＩＫＡ社製）、商品名「ポリトロン」（キネマティカ社製）、商品名「ＴＫオートホモミキサー」（特殊機化工業社製）等のバッチ式乳化分散機；商品名「ＴＫパイプラインホモミキサー」（特殊機化工業社製）、商品名「コロイドミル」（神鋼パンテック社製）、商品名「スラッシャー」（日本コークス工業社製）、商品名「トリゴナル湿式微粉砕機」（三井三池化工機社製）、商品名「キャビトロン」（ユーロテック社製）、商品名「マイルダー」（太平洋機工社製）、商品名「ファインフローミル」（太平洋機工社製）等の連続式乳化分散機；商品名「マイクロフルイダイザー」（みずほ工業社製）、商品名「ナノマイザー」（ナノマイザー社製）、商品名「ＡＰＶガウリン」（ガウリン社製）等の高圧乳化分散機；商品名「膜乳化機」（冷化工業社製）等の膜乳化分散機；商品名「バイブロミキサー」（冷化工業社製）等の振動式乳化分散機；商品名「超音波ホモジナイザー」（ブランソン社製）等の超音波乳化分散機；などを用いることができる。なお、乳化分散機による乳化操作の条件（例えば、処理温度、処理時間など）は、特に限定されず、所望の分散状態になるように適宜選定すればよい。
そして、転相乳化後に得られる乳化液から、必要に応じて、既知の方法により有機溶媒を除去する等して、粒子化したブロック重合体の水分散液を得ることができる。
【００４７】
−架橋工程−
架橋工程における架橋の方法は、特に限定されないが、例えば、架橋剤の存在下または不存在下において、レドックス開始剤などのラジカル開始剤を用いて架橋する方法が好ましい。なお、水素化したブロック重合体を架橋する場合には、架橋剤の存在下で架橋することが好ましい。
ここで、架橋条件は、ブロック重合体の組成および所望のテトラヒドロフラン不溶分量の大きさ等に応じて調整することができる。
そして、架橋工程では、芳香族ビニル単量体単位からなるブロック領域を有し、且つ、テトラヒドロフラン不溶分量が５質量％以上４０質量％以下である重合体よりなる粒子状重合体の水分散液を得ることができる。
【００４８】
＜水溶性重合体＞
水溶性重合体は、水系媒体中で、上述した粒子状重合体などの配合成分を良好に分散させうる成分である。従って、バインダー組成物に水溶性重合体を含有させれば、バインダー組成物を含むスラリー組成物を用いて形成した電極合材層の構造が最適化され、電極の電解液注液性を更に高めることができる。
ここで、水溶性重合体としては、親水性基を有し、且つ、重量平均分子量が１５，０００以上５００，０００以下である水溶性重合体が好ましい。そして、水溶性重合体は、特に限定されないが、合成高分子であることが好ましく、付加重合を経て製造される付加重合体であることがより好ましい。なお、水溶性重合体は、塩の形態（水溶性重合体の塩）であってもよい。すなわち、本発明において、「水溶性重合体」には、当該水溶性重合体の塩も含まれる。
【００４９】
［親水性基］
水溶性重合体が有し得る親水性基としては、例えば、カルボキシル基、スルホン酸基、リン酸基、ヒドロキシル基が挙げられる。水溶性重合体は、これらの親水性基を１種類のみ有していてもよく、２種類以上有していてもよい。そしてこれらの中でも、スラリー組成物の安定性を高めて塗布密度を向上させると共に当該スラリー組成物塗布時における粒子状重合体等の凝集を抑制し、更には電極のハンドリング性を一層向上させる観点から、親水性基としては、カルボキシル基、スルホン酸基が好ましく、カルボキシル基がより好ましい。
【００５０】
ここで、水溶性重合体に親水性基を導入する方法は特に限定されず、上述した親水性基を含有する単量体（親水性基含有単量体）を付加重合して重合体を調製し、親水性基含有単量体単位を含む水溶性重合体を得てもよいし、任意の重合体を変性（例えば、末端変性）することにより、上述した親水性基を有する水溶性重合体を得てもよいが、前者が好ましい。
【００５１】
−親水性基含有単量体単位−
そして、水溶性重合体は、スラリー組成物の安定性を高めて塗布密度を向上させると共に当該スラリー組成物塗布時における粒子状重合体等の凝集を抑制し、更には、電極のハンドリング性を一層向上させる観点から、親水性基含有単量体単位として、カルボキシル基含有単量体単位、スルホン酸基含有単量体単位、リン酸基含有単量体単位、および、ヒドロキシル基含有単量体単位からなる群から選択される少なくとも１つを含むことが好ましく、カルボキシル基含有単量体単位とスルホン酸基含有単量体単位との少なくとも一方を含むことがより好ましく、カルボキシル基含有単量体単位を含むことが更に好ましい。なお、水溶性重合体は、上述した親水性基含有単量体単位を１種類のみ含んでいてもよく、２種類以上含んでいてもよい。
【００５２】
ここで、カルボキシル基含有単量体単位を形成しうるカルボキシル基含有単量体としては、モノカルボン酸およびその誘導体や、ジカルボン酸およびその酸無水物並びにそれらの誘導体などが挙げられる。
モノカルボン酸としては、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸などが挙げられる。
モノカルボン酸誘導体としては、２−エチルアクリル酸、イソクロトン酸、α−アセトキシアクリル酸、β−ｔｒａｎｓ−アリールオキシアクリル酸、α−クロロ−β−Ｅ−メトキシアクリル酸などが挙げられる。
ジカルボン酸としては、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸などが挙げられる。
ジカルボン酸誘導体としては、メチルマレイン酸、ジメチルマレイン酸、フェニルマレイン酸、クロロマレイン酸、ジクロロマレイン酸、フルオロマレイン酸や、マレイン酸ブチル、マレイン酸ノニル、マレイン酸デシル、マレイン酸ドデシル、マレイン酸オクタデシル、マレイン酸フルオロアルキルなどのマレイン酸モノエステルが挙げられる。
ジカルボン酸の酸無水物としては、無水マレイン酸、アクリル酸無水物、メチル無水マレイン酸、ジメチル無水マレイン酸、無水シトラコン酸などが挙げられる。
また、カルボキシル基含有単量体としては、加水分解によりカルボキシル基を生成する酸無水物も使用できる。
更に、カルボキシル基含有単量体としては、ブテントリカルボン酸等のエチレン性不飽和多価カルボン酸や、フマル酸モノブチル、マレイン酸モノ２−ヒドロキシプロピル等のエチレン性不飽和多価カルボン酸の部分エステルなども用いることができる。
【００５３】
また、スルホン酸基含有単量体単位を形成しうるスルホン酸基含有単量体としては、例えば、スチレンスルホン酸、ビニルスルホン酸（エチレンスルホン酸）、メチルビニルスルホン酸、（メタ）アリルスルホン酸、３−アリロキシ−２−ヒドロキシプロパンスルホン酸が挙げられる。
なお、本発明において、「（メタ）アリル」とは、アリルおよび／またはメタリルを意味する。
【００５４】
更に、リン酸基含有単量体単位を形成しうるリン酸基含有単量体としては、例えば、リン酸−２−（メタ）アクリロイルオキシエチル、リン酸メチル−２−（メタ）アクリロイルオキシエチル、リン酸エチル−（メタ）アクリロイルオキシエチルが挙げられる。
なお、本発明において、「（メタ）アクリロイル」とは、アクリロイルおよび／またはメタクリロイルを意味する。
【００５５】
ヒドロキシル基含有単量体単位を形成しうるヒドロキシル基含有単量体としては、（メタ）アリルアルコール、３−ブテン−１−オール、５−ヘキセン−１−オールなどのエチレン性不飽和アルコール；アクリル酸−２−ヒドロキシエチル、アクリル酸−２−ヒドロキシプロピル、メタクリル酸−２−ヒドロキシエチル、メタクリル酸−２−ヒドロキシプロピル、マレイン酸ジ−２−ヒドロキシエチル、マレイン酸ジ−４−ヒドロキシブチル、イタコン酸ジ−２−ヒドロキシプロピルなどのエチレン性不飽和カルボン酸のアルカノールエステル類；一般式：ＣＨ2＝ＣＲａ−ＣＯＯ−（ＣqＨ2qＯ）p−Ｈ（式中、ｐは２〜９の整数、ｑは２〜４の整数、Ｒａは水素原子またはメチル基を表す）で表されるポリアルキレングリコールと（メタ）アクリル酸とのエステル類；２−ヒドロキシエチル−２’−（メタ）アクリロイルオキシフタレート、２−ヒドロキシエチル−２’−（メタ）アクリロイルオキシサクシネートなどのジカルボン酸のジヒドロキシエステルのモノ（メタ）アクリル酸エステル類；２−ヒドロキシエチルビニルエーテル、２−ヒドロキシプロピルビニルエーテルなどのビニルエーテル類；（メタ）アリル−２−ヒドロキシエチルエーテル、（メタ）アリル−２−ヒドロキシプロピルエーテル、（メタ）アリル−３−ヒドロキシプロピルエーテル、（メタ）アリル−２−ヒドロキシブチルエーテル、（メタ）アリル−３−ヒドロキシブチルエーテル、（メタ）アリル−４−ヒドロキシブチルエーテル、（メタ）アリル−６−ヒドロキシヘキシルエーテルなどのアルキレングリコールのモノ（メタ）アリルエーテル類；ジエチレングリコールモノ（メタ）アリルエーテル、ジプロピレングリコールモノ（メタ）アリルエーテルなどのポリオキシアルキレングリコールモノ（メタ）アリルエーテル類；グリセリンモノ（メタ）アリルエーテル、（メタ）アリル−２−クロロ−３−ヒドロキシプロピルエーテル、（メタ）アリル−２−ヒドロキシ−３−クロロプロピルエーテルなどの、（ポリ）アルキレングリコールのハロゲンおよびヒドロキシ置換体のモノ（メタ）アリルエーテル；オイゲノール、イソオイゲノールなどの多価フェノールのモノ（メタ）アリルエーテルおよびそのハロゲン置換体；（メタ）アリル−２−ヒドロキシエチルチオエーテル、（メタ）アリル−２−ヒドロキシプロピルチオエーテルなどのアルキレングリコールの（メタ）アリルチオエーテル類；Ｎ−ヒドロキシメチルアクリルアミド（Ｎ−メチロールアクリルアミド）、Ｎ−ヒドロキシメチルメタクリルアミド、Ｎ−ヒドロキシエチルアクリルアミド、Ｎ−ヒドロキシエチルメタクリルアミドなどのヒドロキシル基を有するアミド類などが挙げられる。
【００５６】
そして、水溶性重合体中の親水性基含有単量体単位の割合は、水溶性重合体中の全繰り返し単位の量を１００質量％とした場合に、１０質量％以上であることが好ましく、２０質量％以上であることがより好ましく、３０質量％以上であることが更に好ましく、３５質量％以上であることが特に好ましい。水溶性重合体中に占める親水性基含有単量体単位の割合が１０質量％以上であれば、スラリー組成物の安定性を高めて塗布密度を向上させると共に当該スラリー組成物塗布時における粒子状重合体等の凝集を抑制し、加えて、電極のハンドリング性を更に向上させることができる。なお、水溶性重合体中に親水性基含有単量体単位の割合の上限は、特に限定されず、１００質量％以下とすることができる。
【００５７】
−その他の単量体単位−
水溶性重合体は、上述した親水性基含有単量体単位以外の単量体単位（その他の単量体単位）を含んでいてもよい。水溶性重合体に含まれるその他の単量体単位を形成しうるその他の単量体は、上述した親水性基含有単量体と共重合可能であれば特に限定されない。その他の単量体としては、例えば、（メタ）アクリル酸エステル単量体、フッ素含有（メタ）アクリル酸エステル単量体、架橋性単量体が挙げられる。
（メタ）アクリル酸エステル単量体、フッ素含有（メタ）アクリル酸エステル単量体、架橋性単量体としては、例えば、特開２０１５−７０２４５号公報で例示されたものを用いることができる。
なお、その他の単量体は、１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を組み合わせて用いてもよい。
【００５８】
［水溶性重合体の調製方法］
水溶性重合体は、上述した単量体を含む単量体組成物を、例えば水などの水系溶媒中で重合することにより、製造し得る。この際、単量体組成物中の各単量体の含有割合は、水溶性重合体中の各単量体単位の含有割合に準じて定めることができる。
そして、重合様式は、特に制限なく、溶液重合法、懸濁重合法、塊状重合法、乳化重合法などのいずれの方法も用いることができる。また、重合反応としては、イオン重合、ラジカル重合、リビングラジカル重合などいずれの反応も用いることができる。
また、重合に使用される乳化剤、分散剤、重合開始剤、重合助剤、分子量調整剤などの添加剤は、一般に用いられるものを使用しうる。これらの添加剤の使用量も、一般に使用される量としうる。重合条件は、重合方法及び重合開始剤の種類などに応じて適宜調整しうる。
【００５９】
［重量平均分子量］
ここで、水溶性重合体の重量平均分子量は、１５，０００以上であることが好ましく、２０，０００以上であることがより好ましく、２５，０００以上であることが更に好ましく、５００，０００以下であることが好ましく、４００，０００以下であることがより好ましく、３５０，０００以下であることが更に好ましい。水溶性重合体の重量平均分子量が１５，０００以上であれば、スラリー組成物の安定性を高めて塗布密度を向上させることができる。また、水溶性重合体の重量平均分子量が５００，０００以下であれば、スラリー組成物塗布時における粒子状重合体等の凝集を抑制し、電極の電解液注液性およびプロセス接着性を更に高めることができる。
なお、水溶性重合体の重量平均分子量は、重合開始剤および分子量調整剤の量や種類を変更することにより調整することができる。
【００６０】
［粒子状重合体と水溶性重合体との含有量比］
本発明のバインダー組成物における粒子状重合体と水溶性重合体との含有量比（固形分換算）は特に限定されない。例えば、本発明のバインダー組成物中の粒子状重合体の含有量は、粒子状重合体と水溶性重合体の合計含有量（１００質量％）の５０質量％以上であることが好ましく、６０質量％以上であることがより好ましく、７０質量％以上であることが更に好ましく、９０質量％以上であることが特に好ましく、９９．８質量％以下であることが好ましく、９９．６質量％以下であることがより好ましい。粒子状重合体と水溶性重合体の合計含有量に占める粒子状重合体の含有量の割合が５０質量％以上であれば、スラリー組成物塗布時における粒子状重合体等の凝集を抑制することができると共に、電極のプロセス接着性を更に向上させることができる。一方、粒子状重合体と水溶性重合体の合計含有量に占める粒子状重合体の含有量の割合が９９．８質量％以下であれば、スラリー組成物の安定性を高めて塗布密度を向上させつつ、電極のプロセス接着性を更に向上させることができる。
【００６１】
＜水系媒体＞
本発明のバインダー組成物が含有する水系媒体は、水を含んでいれば特に限定されず、水溶液や、水と少量の有機溶媒との混合溶液であってもよい。
【００６２】
＜その他の成分＞
本発明のバインダー組成物は、上記成分以外の成分（その他の成分）を含有することができる。例えば、バインダー組成物は、上述した粒子状重合体以外の、既知の粒子状結着材（スチレンブタジエンランダム共重合体、アクリル重合体など）を含んでいてもよい。また、バインダー組成物は、既知の添加剤を含んでいてもよい。このような既知の添加剤としては、例えば、２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−ｐ−クレゾールなどの酸化防止剤、消泡剤、分散剤（上述した水溶性重合体に該当するものを除く。）が挙げられる。なお、その他の成分は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
【００６３】
＜バインダー組成物の調製方法＞
そして、本発明のバインダー組成物は、特に限定されることなく、粒子状重合体と、任意に用いられる水溶性重合体および／またはその他の成分とを水系媒体の存在下で混合して調製することができる。なお、粒子状重合体の分散液および／または水溶性重合体の水溶液を用いてバインダー組成物を調製する場合には、分散液および／または水溶液が含有している液分をそのままバインダー組成物の水系媒体として利用してもよい。
【００６４】
（非水系二次電池電極用スラリー組成物）
本発明のスラリー組成物は、電極の電極合材層の形成用途に用いられる組成物であり、上述したバインダー組成物を含み、電極活物質を更に含有する。即ち、本発明のスラリー組成物は、上述した粒子状重合体、電極活物質および水系媒体を含有し、任意に、水溶性重合体およびその他の成分を更に含有する。そして、本発明のスラリー組成物は、上述したバインダー組成物を含んでいるので、当該スラリー組成物から形成される電極合材層を備える電極は、電解液注液性およびプロセス接着性に優れる。
【００６５】
＜バインダー組成物＞
バインダー組成物としては、所定の重合体よりなる粒子状重合体を含む、上述した本発明のバインダー組成物を用いる。
なお、スラリー組成物中のバインダー組成物の配合量は、特に限定されない。例えば、バインダー組成物の配合量は、電極活物質１００質量部当たり、固形分換算で、粒子状重合体の量が０．５質量部以上１５質量部以下となる量とすることができる。
【００６６】
＜電極活物質＞
そして、電極活物質としては、特に限定されることなく、二次電池に用いられる既知の電極活物質を使用することができる。具体的には、例えば、二次電池の一例としてのリチウムイオン二次電池の電極合材層において使用し得る電極活物質としては、特に限定されることなく、以下の電極活物質を用いることができる。
【００６７】
［正極活物質］
リチウムイオン二次電池の正極の正極合材層に配合される正極活物質としては、例えば、遷移金属を含有する化合物、例えば、遷移金属酸化物、遷移金属硫化物、リチウムと遷移金属との複合金属酸化物などを用いることができる。なお、遷移金属としては、例えば、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｍｏ等が挙げられる。
具体的には、正極活物質としては、特に限定されることなく、リチウム含有コバルト酸化物（ＬｉＣｏＯ２）、マンガン酸リチウム（ＬｉＭｎ２Ｏ４）、リチウム含有ニッケル酸化物（ＬｉＮｉＯ２）、Ｃｏ−Ｎｉ−Ｍｎのリチウム含有複合酸化物、Ｎｉ−Ｍｎ−Ａｌのリチウム含有複合酸化物、Ｎｉ−Ｃｏ−Ａｌのリチウム含有複合酸化物、オリビン型リン酸鉄リチウム（ＬｉＦｅＰＯ４）、オリビン型リン酸マンガンリチウム（ＬｉＭｎＰＯ４）、Ｌｉ１＋ｘＭｎ２−ｘＯ４（０＜Ｘ＜２）で表されるリチウム過剰のスピネル化合物、Ｌｉ［Ｎｉ０．１７Ｌｉ０．２Ｃｏ０．０７Ｍｎ０．５６］Ｏ２、ＬｉＮｉ０．５Ｍｎ１．５Ｏ４等が挙げられる。
なお、上述した正極活物質は、１種類を単独で使用してもよいし、２種類以上を組み合わせて用いてもよい。
【００６８】
［負極活物質］
リチウムイオン二次電池の負極の負極合材層に配合される負極活物質としては、例えば、炭素系負極活物質、金属系負極活物質、および、これらを組み合わせた負極活物質などが挙げられる。
ここで、炭素系負極活物質とは、リチウムを挿入（「ドープ」ともいう。）可能な、炭素を主骨格とする活物質をいう。そして、炭素系負極活物質としては、具体的には、コークス、メソカーボンマイクロビーズ（ＭＣＭＢ）、メソフェーズピッチ系炭素繊維、熱分解気相成長炭素繊維、フェノール樹脂焼成体、ポリアクリロニトリル系炭素繊維、擬等方性炭素、フルフリルアルコール樹脂焼成体（ＰＦＡ）およびハードカーボンなどの炭素質材料、並びに、天然黒鉛および人造黒鉛などの黒鉛質材料が挙げられる。
また、金属系負極活物質とは、金属を含む活物質であり、通常は、リチウムの挿入が可能な元素を構造に含み、リチウムが挿入された場合の単位質量当たりの理論電気容量が５００ｍＡｈ／ｇ以上である活物質をいう。そして、金属系活物質としては、例えば、リチウム金属、リチウム合金を形成し得る単体金属（例えば、Ａｇ、Ａｌ、Ｂａ、Ｂｉ、Ｃｕ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｉｎ、Ｎｉ、Ｐ、Ｐｂ、Ｓｂ、Ｓｉ、Ｓｎ、Ｓｒ、Ｚｎ、Ｔｉなど）およびそれらの酸化物、硫化物、窒化物、ケイ化物、炭化物、燐化物などが挙げられる。さらに、チタン酸リチウムなどの酸化物を挙げることができる。
なお、上述した負極活物質は、１種類を単独で使用してもよいし、２種類以上を組み合わせて用いてもよい。
【００６９】
＜その他の成分＞
スラリー組成物に配合し得るその他の成分としては、特に限定することなく、導電材や、本発明のバインダー組成物に配合し得るその他の成分と同様のものが挙げられる。なお、その他の成分は、１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
【００７０】
＜スラリー組成物の調製＞
スラリー組成物の調製方法は、特に限定はされない。
例えば、バインダー組成物と、電極活物質と、必要に応じて用いられるその他の成分とを、水系媒体の存在下で混合してスラリー組成物を調製することができる。
なお、スラリー組成物の調製の際に用いる水系媒体には、バインダー組成物に含まれていたものも含まれる。また、混合方法は特に制限されないが、通常用いられうる撹拌機や、分散機を用いて混合することができる。
【００７１】
（非水系二次電池用電極）
本発明の非水系二次電池用電極は、上述した非水系二次電池電極用スラリー組成物を用いて形成した電極合材層を備える。従って、電極合材層は、上述したスラリー組成物の乾燥物よりなり、通常、電極活物質と、粒子状重合体に由来する成分とを含有し、任意に、水溶性重合体やその他の成分を含有する。なお、電極合材層中に含まれている各成分は、上記非水系二次電池電極用スラリー組成物中に含まれていたものであり、それら各成分の好適な存在比は、スラリー組成物中の各成分の好適な存在比と同じである。また、粒子状重合体は、スラリー組成物中では粒子形状で存在するが、スラリー組成物を用いて形成された電極合材層中では、粒子形状であってもよいし、その他の任意の形状であってもよい。
そして、本発明の非水系二次電池用電極は、上述した非水系二次電池電極用スラリー組成物を使用して電極合材層を形成しているので、電解液注液性およびプロセス接着性に優れている。
【００７２】
＜非水系二次電池用電極の製造＞
ここで、本発明の非水系二次電池用電極の電極合材層は、例えば、以下の方法を用いて形成することができる。
１）本発明のスラリー組成物を集電体の表面に塗布し、次いで乾燥する方法；
２）本発明のスラリー組成物に集電体を浸漬後、これを乾燥する方法；および
３）本発明のスラリー組成物を離型基材上に塗布し、乾燥して電極合材層を製造し、得られた電極合材層を集電体の表面に転写する方法。
これらの中でも、前記１）の方法が、電極合材層の層厚制御をしやすいことから特に好ましい。前記１）の方法は、詳細には、スラリー組成物を集電体上に塗布する工程（塗布工程）と、集電体上に塗布されたスラリー組成物を乾燥させて集電体上に電極合材層を形成する工程（乾燥工程）を含む。
【００７３】
［塗布工程］
上記スラリー組成物を集電体上に塗布する方法としては、特に限定されず公知の方法を用いることができる。具体的には、塗布方法としては、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、ハケ塗り法などを用いることができる。この際、スラリー組成物を集電体の片面だけに塗布してもよいし、両面に塗布してもよい。塗布後乾燥前の集電体上のスラリー膜の厚みは、乾燥して得られる電極合材層の厚みに応じて適宜に設定しうる。
【００７４】
ここで、スラリー組成物を塗布する集電体としては、電気導電性を有し、かつ、電気化学的に耐久性のある材料が用いられる。具体的には、集電体としては、例えば、鉄、銅、アルミニウム、ニッケル、ステンレス鋼、チタン、タンタル、金、白金などからなる集電体を用い得る。なお、前記の材料は、１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
【００７５】
［乾燥工程］
集電体上のスラリー組成物を乾燥する方法としては、特に限定されず公知の方法を用いることができ、例えば温風、熱風、低湿風による乾燥法、真空乾燥法、赤外線や電子線などの照射による乾燥法を用いることができる。このように集電体上のスラリー組成物を乾燥することで、集電体上に電極合材層を形成し、集電体と電極合材層とを備える非水系二次電池用電極を得ることができる。
【００７６】
なお、乾燥工程の後、金型プレスまたはロールプレスなどを用い、電極合材層に加圧処理を施してもよい。加圧処理により、電極合材層と集電体との密着性を向上させると共に得られる電極合材層をより一層高密度化することができる。また、電極合材層が硬化性の重合体を含む場合は、電極合材層の形成後に前記重合体を硬化させることが好ましい。
【００７７】
（非水系二次電池）
本発明の非水系二次電池は、正極と、負極と、電解液と、セパレータとを備えており、上述した非水系二次電池用電極を正極および負極の少なくとも一方として用いる。そして、本発明の非水系二次電池は、上述した非水系二次電池用電極を正極および負極の少なくとも一方として用いて製造されるため、製造プロセスにおける不良の発生が抑制されると共に、優れた電池特性を発揮し得る。
なお、以下では、一例として二次電池がリチウムイオン二次電池である場合について説明するが、本発明は下記の一例に限定されるものではない。
【００７８】
＜電極＞
ここで、本発明の非水系二次電池で使用し得る、上述した本発明の非水系二次電池用電極以外の電極としては、特に限定されることなく、二次電池の製造に用いられている既知の電極を用いることができる。具体的には、上述した本発明の非水系二次電池用電極以外の電極としては、既知の製造方法を用いて集電体上に電極合材層を形成してなる電極などを用いることができる。
【００７９】
＜電解液＞
電解液としては、通常、有機溶媒に支持電解質を溶解した有機電解液が用いられる。リチウムイオン二次電池の支持電解質としては、例えば、リチウム塩が用いられる。リチウム塩としては、例えば、ＬｉＰＦ６、ＬｉＡｓＦ６、ＬｉＢＦ４、ＬｉＳｂＦ６、ＬｉＡｌＣｌ４、ＬｉＣｌＯ４、ＣＦ３ＳＯ３Ｌｉ、Ｃ４Ｆ９ＳＯ３Ｌｉ、ＣＦ３ＣＯＯＬｉ、（ＣＦ３ＣＯ）２ＮＬｉ、（ＣＦ３ＳＯ２）２ＮＬｉ、（Ｃ２Ｆ５ＳＯ２）ＮＬｉなどが挙げられる。なかでも、溶媒に溶けやすく高い解離度を示すので、ＬｉＰＦ６、ＬｉＣｌＯ４、ＣＦ３ＳＯ３Ｌｉが好ましい。なお、電解質は１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。通常は、解離度の高い支持電解質を用いるほどリチウムイオン伝導度が高くなる傾向があるので、支持電解質の種類によりリチウムイオン伝導度を調節することができる。
【００８０】
電解液に使用する有機溶媒としては、支持電解質を溶解できるものであれば特に限定されないが、例えば、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、エチレンカーボネート（ＥＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、ブチレンカーボネート（ＢＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）、ビニレンカーボネート（ＶＣ）等のカーボネート類；γ−ブチロラクトン、ギ酸メチル等のエステル類；１，２−ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン等のエーテル類；スルホラン、ジメチルスルホキシド等の含硫黄化合物類；などが好適に用いられる。またこれらの溶媒の混合液を用いてもよい。中でも、誘電率が高く、安定な電位領域が広いので、カーボネート類を用いることが好ましい。通常、用いる溶媒の粘度が低いほどリチウムイオン伝導度が高くなる傾向があるので、溶媒の種類によりリチウムイオン伝導度を調節することができる。
なお、電解液中の電解質の濃度は適宜調整することができる。また、電解液には、既知の添加剤を添加することができる。
【００８１】
＜セパレータ＞
セパレータとしては、特に限定されることなく、例えば特開２０１２−２０４３０３号公報に記載のものを用いることができる。これらの中でも、セパレータ全体の膜厚を薄くすることができ、これにより、二次電池内の電極活物質の比率を高くして体積あたりの容量を高くすることができるという点より、ポリオレフィン系（ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリ塩化ビニル）の樹脂からなる微多孔膜が好ましい。
【００８２】
そして、本発明の二次電池は、例えば、正極と、負極とを、セパレータを介して重ね合わせ、これを必要に応じて電池形状に応じて巻く、折るなどして電池容器に入れ、電池容器に電解液を注入して封口することにより製造することができる。ここで、本発明の非水系二次電池では、正極および負極の少なくとも一方、好ましくは負極として、上述した非水系二次電池用電極を使用する。なお、本発明の非水系二次電池には、二次電池の内部の圧力上昇、過充放電等の発生を防止するために、必要に応じて、ヒューズ、ＰＴＣ素子等の過電流防止素子、エキスパンドメタル、リード板などを設けてもよい。二次電池の形状は、例えば、コイン型、ボタン型、シート型、円筒型、角形、扁平型など、何れであってもよい。
【実施例】
【００８３】
以下、本発明について実施例に基づき具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。なお、以下の説明において、量を表す「％」および「部」は、特に断らない限り、質量基準である。
また、複数種類の単量体を重合して製造される重合体において、ある単量体を重合して形成される単量体単位の前記重合体における割合は、別に断らない限り、通常は、その重合体の重合に用いる全単量体に占める当該ある単量体の比率(仕込み比)と一致する。
そして、実施例および比較例において、粒子状重合体を形成する重合体のテトラヒドロフラン不溶分量、水溶性重合体の重量平均分子量、並びに、電極のプロセス接着性および電解液注液性は、以下の方法で評価した。【００８４】
＜重合体のテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）不溶分量＞
得られた粒子状重合体の水分散液を、５０％湿度、２３〜２５℃の環境下で乾燥させて、厚み約０．３ｍｍに成膜した。成膜したフィルムを３ｍｍ角に裁断し、精秤した。
裁断により得られたフィルム片の質量をｗ０とする。このフィルム片を、１００ｇのテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）に２４時間、２５℃にて浸漬した。その後、ＴＨＦから引き揚げたフィルム片を１０５℃で３時間真空乾燥して、不溶分の質量ｗ１を計測した。
そして、下記式にしたがってＴＨＦ不溶分量（質量％）を算出した。
ＴＨＦ不溶分量（質量％）＝（ｗ１／ｗ０）×１００
＜水溶性重合体の重量平均分子量＞
準備した水溶性重合体の水溶液を、下記の溶離液で０．０５質量％に希釈し、測定試料を得た。得られた測定試料を、以下の条件のゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）により分析し、水溶性重合体の重量平均分子量を求めた。
・ＧＰＣ装置：東ソー社製「ＨＬＣ−８２２０」
・分離カラム：昭和電工社製「Ｓｈｏｄｅｘ  ＯＨｐａｋ  ＳＢ−８０７ＨＱ，ＳＢ−８０６Ｍ  ＨＱ」（温度４０℃）
・溶離液：０．１ｍｏｌ／Ｌ硝酸ナトリウム（ＮａＮＯ３）水溶液
・流速：０．５ｍＬ／分
・標準試料：標準ポリエチレンオキシド
＜プロセス接着性＞
負極合材層を介した負極とセパレータのプロセス接着性を、以下の通りピール強度を測定することで評価した。
まず、負極およびセパレータを、それぞれ長さ５０ｍｍ、幅１０ｍｍに裁断した。裁断した負極およびセパレータを、負極合材層を介して積層させた。そして、得られた積層片を、温度７０℃、圧力２０ＭＰａの条件下、平板プレスでプレスして、試験片を得た。
この試験片を、負極の集電体側の面を下にして、負極の表面にセロハンテープ（ＪＩＳ Ｚ１５２２に規定されるもの）を貼り付けた。なお、セロハンテープは水平な試験台に固定しておいた。そして、引張り速度５０ｍｍ／分で、セパレータの一端を鉛直上方に引っ張って剥がしたときの応力を測定した。この測定を３回行い、測定された合計３回の応力の平均値をピール強度（Ｎ／ｍ）として求め、負極合材層を介した負極とセパレータとのプロセス接着性として下記の基準で評価した。ピール強度が大きいほど、プロセス接着性が良好であることを示す。
Ａ：ピール強度が２Ｎ／ｍ以上
Ｂ：ピール強度が１Ｎ／ｍ以上２Ｎ／ｍ未満
Ｃ：ピール強度が１Ｎ／ｍ未満
＜電解液注液性＞
作製した負極（負極合材層密度：１．７５ｇ／ｃｍ３）の負極合材層側の表面に、電解液（溶媒：エチレンカーボネート（ＥＣ）／エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）＝３／７（体積比）、電解質：濃度１ＭのＬｉＰＦ６）を１μＬ滴下し、滴下してから電解液が負極合材層中へ浸透し表面の液がなくなるまでの時間（浸透時間）を測定し、以下の基準により評価した。浸透時間が短いほど、当該負極を用いて二次電池を作製した際の電解液注液性に優れることを示す。
Ａ：浸透時間が３００秒未満
Ｂ：浸透時間が３００秒以上４５０秒未満
Ｃ：浸透時間が４５０秒以上【００８５】
（実施例１）
＜粒子状重合体の調製＞
［ブロック重合体のシクロヘキサン溶液の調製］
耐圧反応器に、シクロヘキサン２３３．３ｋｇ、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルエチレンジアミン（ＴＭＥＤＡ）５４．２ｍｍｏｌ、および芳香族ビニル単量体としてのスチレン２５．０ｋｇを添加した。そしてこれらを４０℃で攪拌しているところに、重合開始剤としてのｎ−ブチルリチウム１８０６．５ｍｍｏｌを添加し、５０℃に昇温しながら１時間重合した。スチレンの重合転化率は１００％であった。引き続き、５０〜６０℃を保つように温度制御しながら、耐圧反応器に、脂肪族共役ジエン単量体としてのイソプレン７５．０ｋｇを１時間にわたり連続的に添加した。イソプレンの添加を完了後、重合反応を更に１時間継続した。イソプレンの重合転化率は１００％であった。次いで、耐圧反応器に、カップリング剤としてのジクロロジメチルシラン７４０．６ｍｍｏｌを添加して２時間カップリング反応を行った。その後、活性末端を失活させるべく、反応液にメタノール３６１２．９ｍｍｏｌを添加してよく混合した。次いで、この反応液１００部（重合体成分を３０．０部含有）に、酸化防止剤として、２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−ｐ−クレゾール０．３部を加えて混合した。得られた混合溶液を、８５〜９５℃の温水中に少しずつ滴下することで溶媒を揮発させて、析出物を得た。そして、この析出物を粉砕し、８５℃で熱風乾燥することにより、ブロック重合体を含む乾燥物を回収した。
そして、回収した乾燥物をシクロヘキサンに溶解し、ブロック重合体の濃度が２５％であるブロック重合体溶液を調製した。
［転相乳化］
アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキルスルホコハク酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸ナトリウムを１：１：１（質量基準）で混合した混合物をイオン交換水に溶解し、濃度５％の水溶液を調製した。
そして、得られたブロック重合体溶液５００ｇと得られた水溶液５００ｇとをタンク内に投入し撹拌させることで予備混合を行った。続いて、タンク内から、予備混合物を、定量ポンプを用いて１００ｇ／分の速度で連続式高能率乳化分散機（太平洋機工社製、製品名「マイルダー  ＭＤＮ３０３Ｖ」）へ移送し、回転数１５０００ｒｐｍで撹拌することにより、予備混合物を転相乳化した乳化液を得た。
次に、得られた乳化液中のシクロヘキサンをロータリーエバポレータにて減圧留去した。その後、留去した乳化液をコック付きのクロマトカラム中で１日静置分離させ、分離後の下層部分を除去することで濃縮を行った。
最後に、上層部分を１００メッシュの金網で濾過し、粒子状のブロック重合体を含有する水分散液（ブロック重合体ラテックス）を得た。
［架橋］
得られたブロック重合体ラテックス１００部に対し、蒸留水８５０部を添加して希釈した。そして、希釈されたブロック重合体ラテックスを窒素置換された撹拌機付き重合反応容器に投入し、撹拌しながら温度を３０℃にまで加温した。
更に、別の容器を用い、還元剤として硫酸第一鉄（中部キレスト社製、商品名「フロストＦｅ」）０．０１部を含む溶液を調製した。得られた溶液を重合反応容器内に添加した後、酸化剤としての１，１，３，３−テトラメチルブチルハイドロパーオキサイド（日本油脂社製、商品名「パーオクタＨ」）０．５部を添加し、３０℃で１時間反応させた後、更に７０℃で２時間反応させた。
そして、ブロック重合体を架橋してなる重合体よりなる粒子状重合体の水分散液を得た。
得られた粒子状重合体の水分散液を用いて、粒子状重合体を形成する重合体のＴＨＦ不溶分量を測定した。結果を表１に示す。
＜水溶性重合体の準備＞
ポリメタクリル酸（和光純薬社製、重量平均分子量：１０万）の水溶液を準備した。
そして、準備した水溶液を用いて水溶性重合体の重量平均分子量を測定した。結果を表１に示す。
＜非水系二次電池負極用バインダー組成物の調製＞
上述で得られた粒子状重合体の水分散液と、水溶性重合体の水溶液とを、固形分換算の質量比が粒子状重合体：水溶性重合体＝９９：１となるように容器へ投入して混合物を得た。得られた混合物を撹拌機（新東科学社製、製品名「スリーワンモータ」）を用いて１時間撹拌することにより、負極用バインダー組成物を得た。
＜非水系二次電池負極用スラリー組成物の調製＞
ディスパー付きのプラネタリーミキサーに、負極活物質としての人造黒鉛（容量：３６０ｍＡｈ／ｇ）１００部、導電材としてのカーボンブラック（ＴＩＭＣＡＬ社製、製品名「Ｓｕｐｅｒ  Ｃ６５」）１部、増粘剤としてのカルボキシメチルセルロース（日本製紙ケミカル社製、製品名「ＭＡＣ−３５０ＨＣ」）の２％水溶液を固形分相当で１．２部加えて混合物を得た。得られた混合物をイオン交換水で固形分濃度６０％に調整した後、２５℃で６０分間混合した。次に、イオン交換水で固形分濃度５２％に調整した後、さらに２５℃で１５分間混合し混合液を得た。得られた混合液に、上述で調製されたバインダー組成物を固形分相当量で２．０部、およびイオン交換水を入れ、最終固形分濃度が４８％となるように調整した。さらに１０分間混合した後、減圧下で脱泡処理することにより、流動性の良い負極用スラリー組成物を得た。
＜負極の形成＞
得られた負極用スラリー組成物を、コンマコーターで、集電体である厚さ１５μｍの銅箔の上に、乾燥後の目付が１１ｍｇ／ｃｍ２になるように塗布し、乾燥させた。この乾燥は、銅箔を０．５ｍ／分の速度で６０℃のオーブン内を２分間かけて搬送することにより行った。その後、１２０℃にて２分間加熱処理して、負極原反を得た。
そして、負極原反をロールプレスで圧延して、負極合材層の密度が１．７５ｇ／ｃｍ３の負極を得た。
得られた負極を用いて電解液注液性を評価した。結果を表１に示す。
＜正極の形成＞
正極活物質としての体積平均粒子径１２μｍのＬｉＣｏＯ２を１００部と、導電材としてのアセチレンブラック（電気化学工業社製、製品名「ＨＳ−１００」）を２部と、結着材としてのポリフッ化ビニリデン（クレハ社製、製品名「＃７２０８」）を固形分相当で２部と、溶媒としてのＮ−メチルピロリドンとを混合して全固形分濃度を７０％とした。これらをプラネタリーミキサーにより混合し、正極用スラリー組成物を得た。
得られた正極用スラリー組成物を、コンマコーターで、集電体である厚さ２０μｍのアルミ箔の上に、乾燥後の目付が２３ｍｇ／ｃｍ２になるように塗布し、乾燥させた。この乾燥は、アルミ箔を０．５ｍ／分の速度で６０℃のオーブン内を２分間かけて搬送することにより行った。その後、１２０℃にて２分間加熱処理して、正極原反を得た。
そして、正極原反をロールプレスで圧延して、正極合材層の密度が４．０ｇ／ｃｍ３の正極を得た。
＜セパレータの準備＞
セパレータとして、単層のポリプロピレン製セパレータ（セルガード社製、製品名「セルガード２５００」）を準備した。
そして、このセパレータと、上述で得られた負極とを用いてプロセス接着性を評価した。結果を表１に示す。
＜リチウムイオン二次電池の作製＞
得られた正極を４９ｃｍ×５ｃｍの長方形に切り出して正極合材層側の表面が上側になるように置き、その正極合材層上に１２０ｃｍ×５．５ｃｍに切り出したセパレータを、正極がセパレータの長手方向左側に位置するように配置した。更に、得られた負極を５０×５．２ｃｍの長方形に切り出し、セパレータ上に、負極合材層側の表面がセパレータに向かい合うように、かつ、負極がセパレータの長手方向右側に位置するように配置した。そして、得られた積層体を捲回機により捲回し、捲回体を得た。この捲回体を電池の外装としてのアルミ包材外装で包み、電解液（溶媒：エチレンカーボネート／ジエチルカーボネート／ビニレンカーボネート＝６８．５／３０／１．５（体積比）、電解質：濃度１ＭのＬｉＰＦ6）を空気が残らないように注入し、更にアルミ包材外装の開口を１５０℃のヒートシールで閉口して、容量８００ｍＡｈの捲回型リチウムイオン二次電池を製造した。そして、このリチウムイオン二次電池が良好に動作することを確認した。【００８６】
（実施例２）
非水系二次電池負極用バインダー組成物の調製時に、水溶性重合体としてのポリメタクリル酸（和光純薬社製）を使用せず、粒子状重合体の水分散液をそのまま非水系二次電池負極用バインダー組成物として用いた以外は実施例１と同様にして、粒子状重合体、負極用バインダー組成物、負極用スラリー組成物、負極、正極、セパレータおよびリチウムイオン二次電池を準備または作製した。そして、実施例１と同様にして評価を行った。結果を表１に示す。【００８７】
（実施例３）
粒子状重合体の調製時に、１，１，３，３−テトラメチルブチルハイドロパーオキサイド（商品名「パーオクタＨ」、日本油脂社製）の使用量を０．６部に変更して架橋を行った以外は実施例１と同様にして、粒子状重合体、水溶性重合体、負極用バインダー組成物、負極用スラリー組成物、負極、正極、セパレータおよびリチウムイオン二次電池を準備または作製した。そして、実施例１と同様にして評価を行った。結果を表１に示す。【００８８】
（実施例４）
粒子状重合体の調製時に、ブロック重合体のシクロヘキサン溶液の調製および架橋を以下のようにして行った以外は実施例１と同様にして、粒子状重合体、水溶性重合体、負極用バインダー組成物、負極用スラリー組成物、負極、正極、セパレータおよびリチウムイオン二次電池を準備または作製した。そして、実施例１と同様にして評価を行った。結果を表１に示す。
［ブロック重合体のシクロヘキサン溶液の調製］
耐圧反応器に、シクロヘキサン２３３．３ｋｇ、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルエチレンジアミン（ＴＭＥＤＡ）５４．２ｍｍｏｌ、および芳香族ビニル単量体としてのスチレン２５．０ｋｇを添加した。そしてこれらを４０℃で攪拌しているところに、重合開始剤としてのｎ−ブチルリチウム１８０６．５ｍｍｏｌを添加し、５０℃に昇温しながら１時間重合した。スチレンの重合転化率は１００％であった。引き続き、５０〜６０℃を保つように温度制御しながら、耐圧反応器に、脂肪族共役ジエン単量体としてのイソプレン７５．０ｋｇを１時間にわたり連続的に添加した。イソプレンの添加を完了後、重合反応を更に１時間継続した。イソプレンの重合転化率は１００％であった。次いで、耐圧反応器に、カップリング剤としてのジクロロジメチルシラン７４０．６ｍｍｏｌを添加して２時間カップリング反応を行った。その後、活性末端を失活させるべく、反応液にメタノール３６１２．９ｍｍｏｌを添加してよく混合した。
次に、得られた混合溶液を、撹拌装置を備えた耐圧反応器に移送し、水素化触媒としてのシリカ−アルミナ担持型ニッケル触媒（日揮化学工業社製、Ｅ２２Ｕ、ニッケル担持量６０％）４．０部および脱水シクロヘキサン１００部を添加して混合した。反応器内部を水素ガスで置換し、さらに溶液を撹拌しながら水素を供給し、温度１７０℃、圧力４．５ＭＰａにて６時間水素化反応を行った。
水素化反応終了後、反応溶液をろ過して水素化触媒を除去した後、ゼータプラス（登録商標）フィルター３０Ｈ（キュノー社製、孔径０．５〜１μｍ）および金属ファイバー製フィルター（ニチダイ社製、孔径０．４μｍ）にて順次濾過して、微小な固形分を除去した。その後、円筒型濃縮乾燥器（日立製作所社製、コントロ）を用いて、温度２６０℃、圧力０．００１ＭＰａ以下で、溶液から溶媒であるシクロヘキサンおよびその他の揮発成分を除去し、円筒型濃縮乾燥器に直結したダイから水素化ブロック重合体を溶融状態でストランド状に押出した。冷却後、ペレタイザーでカットして、水素化ブロック重合体を得た。
そして、水素化ブロック重合体をシクロヘキサンに溶解し、次いで、得られた溶液（重合体成分を３０．０部含有）に、酸化防止剤として、２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−ｐ−クレゾール０．３部を加えて混合し、水素化ブロック重合体の濃度が２５％であるブロック重合体溶液を調製した。
なお、水素化反応前後に１Ｈ−ＮＭＲスペクトルを測定し、水素化反応前後での主鎖・側鎖部分の不飽和結合および芳香環の不飽和結合に対応するシグナルの積分値の減少量を元に水素化率を算出したところ、得られた水素化ブロック重合体の水素化率は９９．９％であった。
［架橋］
実施例１と同様にして転相乳化することにより得られたブロック重合体ラテックス１００部に対し、蒸留水８５０部を添加して希釈した。そして、希釈されたブロック重合体ラテックスを窒素置換された撹拌機付き重合反応容器に投入し、撹拌しながら温度を３０℃にまで加温した。
更に、別の容器を用い、還元剤としての硫酸第一鉄（中部キレスト社製、商品名「フロストＦｅ」）０．０１部と、架橋剤としてのジビニルベンゼン０．２部とを含む溶液を調製した。得られた溶液を重合反応容器内に添加した後、酸化剤としての１，１，３，３−テトラメチルブチルハイドロパーオキサイド（日本油脂社製、商品名「パーオクタＨ」）０．６部を添加し、３０℃で１時間反応させた。
そして、ブロック重合体を架橋してなる重合体よりなる粒子状重合体の水分散液を得た。【００８９】
（実施例５）
水溶性重合体としてポリアクリル酸（シグマアルドリッチ社製、重量平均分子量：４５万）を準備した以外は実施例１と同様にして、粒子状重合体、水溶性重合体、負極用バインダー組成物、負極用スラリー組成物、負極、正極、セパレータおよびリチウムイオン二次電池を準備または作製した。そして、実施例１と同様にして評価を行った。結果を表１に示す。【００９０】
（実施例６）
粒子状重合体の調製時に、１，１，３，３−テトラメチルブチルハイドロパーオキサイド（商品名「パーオクタＨ」、日本油脂社製）の使用量を０．１部に変更して架橋を行った以外は実施例１と同様にして、粒子状重合体、水溶性重合体、負極用バインダー組成物、負極用スラリー組成物、負極、正極、セパレータおよびリチウムイオン二次電池を準備または作製した。そして、実施例１と同様にして評価を行った。結果を表１に示す。【００９１】
（実施例７）
粒子状重合体の調製時に、架橋剤としてのジビニルベンゼンを使用しなかった以外は実施例４と同様にして、粒子状重合体、水溶性重合体、負極用バインダー組成物、負極用スラリー組成物、負極、正極、セパレータおよびリチウムイオン二次電池を準備または作製した。そして、実施例１と同様にして評価を行った。結果を表１に示す。【００９２】
（実施例８）
非水系二次電池負極用バインダー組成物の調製時に、粒子状重合体の水分散液と、水溶性重合体の水溶液とを、固形分換算の質量比が粒子状重合体：水溶性重合体＝７５：２５となるように容器へ投入し、非水系二次電池負極用スラリー組成物の調製時に、バインダー組成物の量を固形分相当量で２．９１部に変更した以外は実施例１と同様にして、粒子状重合体、水溶性重合体、負極用バインダー組成物、負極用スラリー組成物、負極、正極、セパレータおよびリチウムイオン二次電池を準備または作製した。そして、実施例１と同様にして評価を行った。結果を表１に示す。【００９３】
（比較例１）
粒子状重合体の調製時に、以下のようにして粒子状重合体の水分散液を得た以外は実施例１と同様にして、粒子状重合体、水溶性重合体、負極用バインダー組成物、負極用スラリー組成物、負極、正極、セパレータおよびリチウムイオン二次電池を準備または作製した。そして、実施例１と同様にして評価を行った。結果を表１に示す。
＜粒子状重合体の調製＞
反応器に、イオン交換水１５０部、乳化剤としてのドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム水溶液（濃度１０％）３０部、芳香族ビニル単量体としてのスチレン２５部、分子量調整剤としてのｔ−ドデシルメルカプタン２．５部を、この順に投入した。次いで、反応器内部の気体を窒素で３回置換した後、脂肪族共役ジエン単量体としての１，３−ブタジエン７５部を投入した。
次に、６０℃に保った反応器に、重合開始剤としての過硫酸カリウム０．５部を投入して重合反応を開始し、撹拌しながら重合反応を継続した。重合転化率が９６％になった時点で冷却し、重合停止剤としてのハイドロキノン水溶液（濃度１０％）０．１部を加えて重合反応を停止した。
その後、水温６０℃のロータリーエバポレータを用いて残留単量体を除去し、粒子状のランダム重合体（粒子状重合体）の水分散液を得た。【００９４】
（比較例２）
粒子状重合体の調製時に、架橋を以下のようにして行った以外は実施例１と同様にして、粒子状重合体、水溶性重合体、負極用バインダー組成物、負極用スラリー組成物、負極、正極、セパレータおよびリチウムイオン二次電池を準備または作製した。そして、実施例１と同様にして評価を行った。結果を表１に示す。
［架橋］
転相乳化により得られたブロック重合体ラテックス１００部に対し、蒸留水８５０部を添加して希釈した。そして、希釈されたブロック重合体ラテックスを窒素置換された撹拌機付き重合反応容器に投入し、撹拌しながら温度を３０℃にまで加温した。
更に、別の容器を用い、還元剤としての硫酸第一鉄（中部キレスト社製、商品名「フロストＦｅ」）０．０１部と、架橋剤としてのジビニルベンゼン０．５部とを含む溶液を調製した。得られた溶液を重合反応容器内に添加した後、酸化剤としての１，１，３，３−テトラメチルブチルハイドロパーオキサイド（日本油脂社製、商品名「パーオクタＨ」）０．６部を添加し、３０℃で１時間反応させた後、更に７０℃で２時間反応させた。
そして、ブロック重合体を架橋してなる重合体よりなる粒子状重合体の水分散液を得た。【００９５】
（比較例３）
粒子状重合体の調製時に、ブロック重合体の架橋を行わず、粒子状のブロック重合体を含有する水分散液（ブロック重合体ラテックス）をそのまま粒子状重合体の水分散液として用いた以外は実施例１と同様にして、粒子状重合体、水溶性重合体、負極用バインダー組成物、負極用スラリー組成物、負極、正極、セパレータおよびリチウムイオン二次電池を準備または作製した。そして、実施例１と同様にして評価を行った。結果を表１に示す。【００９６】
【表１】
2019107209.tif 000002
【００９７】
表１より、実施例１〜８の負極は、電解液注液性およびプロセス接着性に優れていることが分かる。また、表１より、ランダム重合体よりなる粒子状重合体を用いた比較例１の負極では、電解液注液性およびプロセス接着性を十分に高めることができず、テトラヒドロフラン不溶分量が多い重合体よりなる粒子状重合体を用いた比較例２の負極では、プロセス接着性を十分に高めることができず、テトラヒドロフラン不溶分量がゼロの重合体よりなる粒子状重合体を用いた比較例３の負極では、電解液注液性を十分に高めることができないことが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００９８】
本発明の非水系二次電池電極用バインダー組成物および非水系二次電池電極用スラリー組成物によれば、電解液注液性およびプロセス接着性に優れる電極を形成することができる。
また、本発明によれば、電解液注液性およびプロセス接着性に優れる非水系二次電池用電極、並びに、当該電極を備える非水系二次電池を得ることができる。
【国際調査報告】
2019107209.tif 000003
2019107209.tif 000004
2019107209.tif 000005