(57)【要約】【課題】導電助剤を含む二次電池電極形成用組成物において、導電助剤の分散安定性および、合材スラリーの分散安定性に優れた二次電池電極形成用組成物を提供すること。また、これを用いることによって、放電容量に優れた電極と二次電池を提供すること。【解決手段】分散剤（ａ）、炭素材料（ｂ）、活物質（ｃ）、および水性液状媒体（ｄ）とを重合してなる二次電池電極用組成物であり、分散剤（ａ）が、芳香環を有さない、不飽和二重結合を有するモノマー（ｇ）と、（メタ）アクリル酸アルキルエステルのエチレンオキサイド付加物（ｈ）とを含む共重合体であり、さらに分散剤（ａ）の組成物中での曇点が２０℃以上であることを特徴とする、二次電池電極用組成物。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
分散剤（ａ）、炭素材料（ｂ）、活物質（ｃ）、および水性液状媒体（ｄ）を含む二次電池電極用組成物であり、
分散剤（ａ）が、下記式（１）で表されるモノマー（ｇ）と、下記式（２）で表される（メタ）アクリル酸アルキルエステルのエチレンオキサイド付加物（ｈ）とを重合してなる共重合体であり、さらに分散剤（ａ）の組成物中での曇点が２０℃以上であることを特徴とする、
二次電池電極用組成物。
式（１）
【化１】
2015135773.tif 000009
（式中、Ｒ１は水素原子またはメチル基であり、Ｒ３は炭素数４〜３０の飽和の直鎖または分岐鎖の脂肪族炭化水素基を示し、環構造をとっていても良い。）
式（２）
【化２】
2015135773.tif 000010
（式中、Ｒ１は水素原子またはメチル基であり、Ｒ２は水素原子または炭素数１〜３０の飽和もしくは不飽和の直鎖または分岐鎖の脂肪族炭化水素基であり、ｎは平均付加モル数であり、１〜１００の数を示す。）
【請求項２】
さらに、バインダー（ｅ）を含むことを特徴とする、請求項１記載の二次電池電極用組成物。
【請求項３】
さらに、増粘材（ｆ）を含むことを特徴とする、請求項１または２記載の二次電池電極用組成物。
【請求項４】
炭素材料（ｂ）が、窒素の吸着量から求められる比表面積（ＢＥＴ）で、２０ｍ２／ｇ以上、１５００ｍ２／ｇ以下のカーボンブラックであることを特徴とする、請求項１〜３いずれか記載の二次電池電極用組成物。
【請求項５】
（Ｉ）請求項１〜４いずれか記載の二次電池電極用組成物を作製する第一の工程、
（ＩＩ）上記組成物を集電体に塗工する第二の工程、
（ＩＩＩ）上記塗工物を曇天以上の温度で乾燥させる第三の工程、
を経て製造することを特徴とする二次電池用電極の製造方法。
【請求項６】
請求項１〜４いずれか記載の二次電池電極用組成物を集電体に塗工してなる、二次電池用電極。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次電池を構成する電極を作製するための二次電池電極形成用組成物およびそれを用いて得られる二次電池用電極と二次電池に関する。特に、リチウム二次電池を製造するための二次電池電極形成用組成物、二次電池用電極、二次電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、デジタルカメラや携帯電話のような小型携帯型電子機器では、重量を軽くし、容積を最小限にすることが常に求められてきており、搭載される電池においても、軽量、小型でありながら放電容量の大きい電池が求められている。また、自動車搭載用などの大型二次電池においても、従来の鉛蓄電池に代えて、大型の非水電解質二次電池が求められている。
【０００３】
これらの需要に応えるため、リチウム二次電池の開発が活発に行われている。リチウム二次電池の電極としては、正極と負極が使用される。正極は、リチウムイオンを含む正極活物質と導電助剤と有機バインダーなどからなる電極合材を、金属箔の集電体の表面に固着させたものである。一方、負極は、リチウムイオンの脱挿入可能な負極活物質と導電助剤と有機バインダーなどからなる電極合材を金属箔の集電体の表面に固着させたものである。
【０００４】
一般的に、正極活物質としては、コバルト酸リチウム、マンガン酸リチウム等のリチウム遷移金属複合酸化物が用いられているが、これらは電子伝導性が低く、単独での使用では十分な電池性能が得られない。そこで、導電性に優れる材料を導電助剤として添加することで導電性を改善し、電極の内部抵抗を低減することが試みられている。一般に、カーボンブラック（例えば、アセチレンブラック）やグラファイト（黒鉛）等の炭素材料が検討されている。
【０００５】
一方、負極活物質としては、通常黒鉛が用いられている。黒鉛はそれ自身が導電性を有しているものの、黒鉛とともに導電助剤としてアセチレンブラック等のカーボンブラックを添加すると充放電特性が改善されることが知られている。これは、一般に用いられる黒鉛粒子は大きいために、黒鉛単独で使用すると電極層に充填された時の隙間が多くなってしまうが、導電助剤としてカーボンブラックを併用した場合は、微細なカーボンブラック粒子が黒鉛粒子間の隙間を埋めることで接触面積が増え、電気伝導性が高まるためと考えられる。しかしながら、この場合も導電助剤の分散が不十分であると、導電効果が低減する。
【０００６】
この様に、大電流での放電や、充放電の効率を向上させる上で、電極の内部抵抗を低減することは、非常に重要な要素技術の一つとなっている。
しかしながら、導電性に優れた炭素材料（導電助剤）は凝集力が強く、リチウム二次電池の電極合材形成用スラリー中に均一に混合・分散することが困難であり、導電助剤である炭素材料の分散性や粒度の制御が不十分な場合、均一な導電ネットワークが形成さないために電極の内部抵抗の低減が図れず、その結果、活物質であるリチウム遷移金属複合酸化物やグラファイトなどの性能を十分に引き出せず電池性能が低下するという問題が生じる。また、電極合材中の導電助剤の分散が不十分であると、部分的な凝集に起因して電極板上に抵抗分布が生じ、電池として使用した際に電流が集中し、部分的な発熱および劣化が促進される等の不具合が生ずることがある。
【０００７】
また、電極合材形成用スラリーは、時間経過により粒度が増大しやすく、塗工性の低下につながり、電池の生産性が低下するなどの問題が生じる。そのため、炭素材料の分散性や粒度を維持する必要がある。
【０００８】
前述の様な問題や不具合に対して、リチウム二次電池においては、導電助剤である炭素材料の分散が重要な技術の一つと考えられ、いくつかの提案がなされている。例えば、特許文献１には、導電助剤である炭素材料を分散する際に、分散剤として酸性官能基を有する有機色素誘導体や酸性官能基を有するトリアジン誘導体を用いる例が記載されている。また、特許文献２には、分散剤としてポリビニルアセタール樹脂を用いる例が記載されている。特許文献３には、分散剤として芳香族ビニル単量体と（メタ）アクリル酸アルキルエステルのエチレンオキサイド付加物との共重合体が記載されている。
これらの方法によれば、分散安定性に優れた炭素材料の分散体および合材スラリーを調製することができ、炭素材料の分散効果等に起因すると思われる電池性能の向上が図られているものの、電池を安定して生産するために、分散体の更なる経時安定性が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】国際公開第２００８／１０８３６０号
【特許文献２】特開２０１１−１８４６６４号公報
【特許文献３】国際公開第２０１０／１２３１３７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明が解決しようとする課題は、導電助剤を含む二次電池電極形成用組成物において、導電助剤の分散安定性および、合材スラリーの分散安定性に優れた二次電池電極形成用組成物を提供することにある。また、これを用いることによって、放電容量に優れた電極と二次電池を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討を行った結果、導電助剤としての炭素材料を分散させる際に、分散剤（ａ）を使用することにより、分散安定性に優れ、電極密着性に優れ、二次電池の性能向上に効果を発揮する二次電池電極形成用組成物（分散体および合材スラリー）を得られることを見出し、本発明に至ったものである。
【００１２】
すなわち、本願発明は、分散剤（ａ）、炭素材料（ｂ）、活物質（ｃ）、および水性液状媒体（ｄ）を含む二次電池電極用組成物であり、
分散剤（ａ）が、下記式（１）で表されるモノマー（ｇ）と、下記式（２）で表される（メタ）アクリル酸アルキルエステルのエチレンオキサイド付加物（ｈ）とを重合してなる共重合体であり、さらに分散剤（ａ）の組成物中での曇点が２０℃以上であることを特徴とする、二次電池電極用組成物に関する。
【００１３】
式（１）
【００１４】
【化１】
2015135773.tif 000002
【００１５】
（式中、Ｒ１は水素原子またはメチル基であり、Ｒ３は炭素数４〜３０の飽和の直鎖または分岐鎖の脂肪族炭化水素基を示し、環構造をとっていても良い。）
【００１６】
式（２）
【００１７】
【化２】
2015135773.tif 000003
【００１８】
（式中、Ｒ１は水素原子またはメチル基であり、Ｒ２は水素原子または炭素数１〜３０の飽和もしくは不飽和の直鎖または分岐鎖の脂肪族炭化水素基であり、ｎは平均付加モル数であり、１〜１００の数を示す。）
【００１９】
また本発明は、さらにバインダー（ｅ）を含むことを特徴とする上記二次電池電極用組成物に関する。
また本発明は、さらに増粘材（ｆ）を含むことを特徴とする、上記二次電池電極用組成物に関する。
また本発明は、炭素材料（ｂ）が、窒素の吸着量から求められる比表面積（ＢＥＴ）で、２０ｍ２／ｇ以上、１５００ｍ２／ｇ以下のカーボンブラックであることを特徴とする、上記二次電池電極用組成物に関する。
さらに本発明は、
（Ｉ）上記二次電池電極用組成物を作製する第一の工程、
（ＩＩ）上記組成物を集電体に塗工する第二の工程、
（ＩＩＩ）上記塗工物を曇点以上の温度で乾燥させる第三の工程、
を経て製造することを特徴とする二次電池用電極の製造方法に関する。
くわえて本発明は、上記二次電池電極用組成物を集電体に塗工してなる二次電池用電極に関する。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の好ましい実施態様によれば、活物質や導電助剤の分散性に優れる電極形成用組成物を提供することができる。また、本発明の電極形成用組成物を用いた電極と二次電池は、充放電サイクル特性を向上させることができる。これは、分散剤の使用により分散安定性に優れる炭素材料粒子の分散体および合材スラリーが調製できたためというだけでなく、樹脂、すなわち、モノマー（ｇ）とモノマー（ｈ）を共重合した２０℃以上の曇点を有する分散剤（ａ）を使用し、塗工後の乾燥を曇点以上の温度にして二次電池用電極を作成することによって、電極作製時に活物質（ｃ）と炭素材料（ｂ）の均一で強固な相互作用を引き起こすためと考えられる。したがって、本発明の二次電池電極形成用組成物は、リチウム二次電池、ニッケル水素二次電池、ニッケルカドニウム二次電池、アルカリマンガン電池、鉛電池、燃料電池、キャパシタなどに用いることができるが、特にリチウム二次電池に用いると好適である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明は、分散剤（ａ）、炭素材料（ｂ）、活物質（ｃ）、水性液状媒体（ｄ）、および任意成分としてのバインダー（ｅ）、増粘材（ｆ）からなる二次電池電極用組成物である。
＜分散剤（ａ）＞
本発明に使用される分散剤（ａ）は、下記モノマー（ｇ）と（ｈ）を重合してなる共重合体であり、前記組成物中での（又は水中）曇点が２０℃以上をみたすものである。
＜モノマー（ｇ）＞
下記式（１）で表される（芳香環を有さない不飽和二重結合を有する）化合物
【００２２】
式（１）
【００２３】
【化１】
2015135773.tif 000004
【００２４】
（式中、Ｒ１は水素原子またはメチル基であり、Ｒ３は炭素数４〜３０の飽和の直鎖または分岐鎖の脂肪族炭化水素基を示し、環構造をとっていても良い。）
【００２５】
モノマー（ｇ）の好ましい具体例としては、下記のものが挙げられる。
例えば、ｎ−ブチル（メタ）アクリレート、イソブチル（メタ）アクリレート、ｔ−ブチル（メタ）アクリレート、オクチル（メタ）アクリレート、イソオクチル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、イソアミル（メタ）アクリレート、デシル（メタ）アクリレート、イソデシル（メタ）アクリレート、ウンデシル（メタ）アクリレート、ラウリル（メタ）アクリレート、トリデシル（メタ）アクリレート、テトラデシル（メタ）アクリレート、ペンタデシル（メタ）アクリレート、ヘキサデシル（メタ）アクリレート、ヘプタデシル（メタ）アクリレート、ステアリル（メタ）アクリレート、イソステアリル（メタ）アクリレート、ベヘニル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート等が挙げられる。
上記した中でも、保存安定性の向上をより高度に図るためには、モノマー（ｇ）が、ラウリル（メタ）アクリレート、ステアリル（メタ）アクリレート、ベヘニル（メタ）アクリレートを使用することが好ましい。
＜モノマー（ｈ）＞
下記式（２）で表される（メタ）アクリル酸アルキルエステルのエチレンオキサイド付加物
【００２６】
式（２）
【００２７】
【化２】
2015135773.tif 000005
【００２８】
（式中、Ｒ１は水素原子またはメチル基であり、Ｒ２は水素原子または炭素数１〜３０の飽和もしくわ不飽和の直鎖または分岐鎖の脂肪族炭化水素基であり、ｎは平均付加モル数であり、１〜１００の数を示す。）
モノマー（ｈ）の好ましい具体例としては、下記のものが挙げられる。
ポリエチレングリコール（メタ）アクリレート、メトキシジエチレングリコール（メタ）アクリレート、メトキシトリエチレングリコール（メタ）アクリレート、メトキシテトラエチレングリコール（メタ）アクリレート、メトキシポリエチレングリコール（メタ）アクリレート、ラウロキシポリエチレングリコール（メタ）アクリレート、ステアロキシポリエチレングリコール（メタ）アクリレート等が挙げられる。
【００２９】
また、分散剤（ａ）はモノマー（ｇ）、モノマー（ｈ）以外のエチレン性不飽和単量体モノマー（ｉ）を含んでいても良い。
【００３０】
エチレン性不飽和単量体モノマー（ｉ）としては、アクリル単量体とアクリル単量体以外の単量体とが挙げられる。
【００３１】
アクリル単量体としては、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、イソプロピル（メタ）アクリレート等のアルキル（メタ）アクリレート類；
ジシクロペンタニル（メタ）アクリレート、ジシクロペンタニルオキシエチル（メタ９アクリレート、ジシクロペンテニル（メタ）アクリレート、イソボルニル（メタ）アクリレート、及びアダマンチル（メタ）アクリレート等の脂環式アルキル（メタ）アクリレート類；
テトラヒドロフルフリル（メタ）アクリレート、及び３−メチルオキセタニル（メタ）アクリレート等の複素環式置換基を有する（メタ）アクリレート類；
フェニル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、フェノキシエチレンオキサイド変性（メタ）アクリレート、及びパラクミルフェノキシエチレンオキサイド変性（メタ）アクリレート等の芳香族置換基を有する（メタ）アクリレート類；
メトキシポリプロピレングリコール（メタ）アクリレート、及びエトキシポリエチレングリコール（メタ）アクリレート等のアルコキシポリアルキレングリコール（メタ）アクリレート類；並びに、
（メタ）アクリルアミド（なお、「（メタ）アクリルアミド」と表記した場合には、アクリルアミド及び／又はメタクリルアミドを示すものとする。以下同じ。）、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−イソプロピル（メタ）アクリルアミド、ダイアセトン（メタ）アクリルアミド、及びアクリロイルモルホリン等の（メタ）アクリルアミド類等が挙げられる。
【００３２】
また、前記アクリル単量体以外の単量体としては、例えば、
スチレン、及びα−メチルスチレン等のスチレン類；
エチルビニルエーテル、ｎ−プロピルビニルエーテル、イソプロピルビニルエーテル、ｎ−ブチルビニルエーテル、及びイソブチルビニルエーテル等のビニルエーテル類；並びに、
酢酸ビニル、及びプロピオン酸ビニル等の脂肪酸ビニル類等が挙げられる。アクリル単量体以外の前記単量体を、前記アクリル単量体と併用することもできる。
【００３３】
また、カルボキシル基含有エチレン性不飽和単量体を単独で用いるか、もしくは前記単量体と併用することもできる。
【００３４】
カルボキシル基含有エチレン性不飽和単量体としては、例えば、
アクリル酸、メタクリル酸、ε−カプラロラクトン付加アクリル酸、ε−カプラロラクトン付加メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、及びクロトン酸等から１種又は２種以上を選択することができる。
【００３５】
本発明で用いられる分散剤（ａ）中の共重合体を構成する構造単位の比率は、構造単位の合計を１００重量％とした場合に、
モノマー（ｇ）が１〜８０重量％、
モノマー（ｈ）１〜９５重量％、
前記（ｇ）、（ｈ）以外のその他の構造単位が０〜７９重量％である。
好ましくは、（ｇ）：５〜７０重量％、（ｈ）：２０〜９５重量％である。
より好ましくは、（ｇ）：２０〜７０重量％、（ｈ）：３０〜８０重量％である。
各構造単位は１種類であってもよいし、複数種類を組み合わせてもよく、規定した各合計重量の範囲であればその構成比率を自由に変えることができる。
【００３６】
モノマー（ｇ）が、後述する炭素材料（ｂ）や活物質（ｃ）への主たる吸着部位となると推測している。
【００３７】
上記構造単位を有するコポリマーの分子量は特に制限はないが、分散剤（ａ）の固形分２０％水溶液における粘度が、好ましくは５〜１００，０００ｍＰａ・ｓであり、さらに好ましくは１０〜５０，０００ｍＰａ・ｓである。所定範囲の粘度より低く、分散剤（ａ）の分子量が小さすぎる場合、あるいは所定範囲の粘度より高く、分散剤（ａ）の分子量が大きすぎる場合には、活物質（ｃ）もしくは導電助剤である炭素材料（ｂ）の分散不良を引き起こす可能性がある。
尚、本発明における粘度とは、Ｂ型粘度計を用いて２５℃の条件下で測定した値である。
【００３８】
分散剤（ａ）は、種々の製造方法で得ることができる。
例えば、上記構造単位（ｇ）〜（ｉ）を形成する単量体を、水と共沸し得る有機溶剤中で共重合する。その後、水に代表される水性液状媒体を加えて、共沸可能な溶剤を留去し、分散剤（ａ）の水溶液ないし水性分散液を得ることができる。
重合時の有機溶剤としては、水と共沸するものであれば良いが、コポリマーに対し溶解性の高いものが良く、好ましくはエタノール、１−プロパノール、２−プロパノール、１−ブタノール、テトラヒドロフランがあり、さらに好ましくは１−ブタノールがある。
【００３９】
または、上記構造単位（ｇ）〜（ｉ）を形成する単量体の誘導体を、水と共沸し得る有機溶剤中で共重合する。その後、触媒等を用いて上記構造単位（ｇ）〜（ｉ）に変性し、水に代表される水性液状媒体を加えて、更に共沸可能な溶剤を留去し、分散剤（ａ）の水溶液ないし水性分散液を得ることができる。
【００４０】
あるいは、親水性有機溶剤中で共重合し、水を加えて水性化し、親水性有機溶剤は留去せず、親水性有機溶剤と水とを含む水性液状媒体に、分散剤（ａ）が溶解ないし分散した液を得ることができる。
この場合、用いられる親水性有機溶剤としては、コポリマーに対し溶解性の高いものが良く、好ましくはグリコールエーテル類、ジオール類、さらに好ましくは（ポリ）アルキレングリコールモノアルキルエーテル、炭素数３〜６のアルカンジオール類が良い。
【００４１】
分散剤（ａ）は公知の重合開始剤を使用できる。重合開始剤としては、例えば、アゾ系化合物及び有機過酸化物を用いることができる。
【００４２】
アゾ系化合物の例としては、
２，２’−アゾビスイソブチロニトリル、２，２’−アゾビス（２−メチルブチロニトリル）、１，１’−アゾビス（シクロヘキサン１−カルボニトリル）、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（２，４−ジメチル−４−メトキシバレロニトリル）、ジメチル２，２’−アゾビス（２−メチルプロピオネート）、４，４’−アゾビス（４−シアノバレリック酸）、２，２’−アゾビス（２−ヒドロキシメチルプロピオニトリル）、及び２，２’−アゾビス［２−（２−イミダゾリン−２−イル）プロパン］等が挙げられる。
【００４３】
有機過酸化物の例としては、
過酸化ベンゾイル、ｔ−ブチルパーベンゾエイト、クメンヒドロパーオキシド、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、ジ−ｎ−プロピルパーオキシジカーボネート、ジ（２−エトキシエチル）パーオキシジカーボネート、ｔ−ブチルパーオキシネオデカノエート、ｔ−ブチルパーオキシビバレート、（３，５，５−トリメチルヘキサノイル）パーオキシド、ジプロピオニルパーオキシド、及びジアセチルパーオキシド等が挙げられる。
【００４４】
これらの重合開始剤は、単独で、若しくは２種類以上組み合わせて用いることができる。
【００４５】
溶剤としては、例えば、
酢酸エチル、酢酸ｎ−ブチル、酢酸イソブチル、トルエン、キシレン、アセトン、ヘキサン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、及びジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート等が用いられるが、特にこれらに限定されるものではない。これらの重合溶媒は、２種類以上混合して用いてもよい。
【００４６】
使用する溶剤量はエチレン性不飽和単量体１００重量部に対して、０〜３００重量部が好ましく、更には０〜１００重量部が好ましい。使用した溶媒は、反応終了後、蒸留等の操作により取り除くか、あるいはそのまま、分散剤の製品の一部として使用することもできる。
【００４７】
＜合材インキ＞
本発明の二次電池電極形成用組成物の好適な様態の１つである活物質を必須とする合材インキについて説明する。合材インキは、正極合材インキまたは負極合材インキがあり、既に説明したように、それぞれ下記（１）〜（４）に示すような種々の様態がある。
（１）活物質（ｃ）と分散剤（ａ）と水性液状媒体（ｄ）とを含有する合材インキ。
（２）前記（１）に炭素材料（ｂ）をさらに含有する合材インキ。
（３）前記（１）にバインダー（ｅ）をさらに含有する合材インキ。
（４）前記（１）に炭素材料（ｂ）とバインダー（ｅ）とをさらに含有する合材インキ。
【００４８】
＜炭素材料（ｂ）＞
炭素材料（ｂ）としては、導電性を有する炭素材料であれば特に限定されるものではないが、グラファイト、カーボンブラック、導電性炭素繊維（カーボンナノチューブ、カーボンナノファイバー、カーボンファイバー）、フラーレン等を単独で、もしくは２種類以上併せて使用することができる。導電性、入手の容易さ、およびコスト面から、カーボンブラックの使用が好ましい。
【００４９】
カーボンブラックとしては、気体もしくは液体の原料を反応炉中で連続的に熱分解し製造するファーネスブラック、特にエチレン重油を原料としたケッチェンブラック、原料ガスを燃焼させて、その炎をチャンネル鋼底面にあて急冷し析出させたチャンネルブラック、ガスを原料とし燃焼と熱分解を周期的に繰り返すことにより得られるサーマルブラック、特にアセチレンガスを原料とするアセチレンブラックなどの各種のものを単独で、もしくは２種類以上併せて使用することができる。また、通常行われている酸化処理されたカーボンブラックや、中空カーボン等も使用できる。
【００５０】
カーボンの酸化処理は、カーボンを空気中で高温処理したり、硝酸や二酸化窒素、オゾン等で二次的に処理したりすることより、例えばフェノール基、キノン基、カルボキシル基、カルボニル基の様な酸素含有極性官能基をカーボン表面に直接導入（共有結合）する処理であり、カーボンの分散性を向上させるために一般的に行われている。しかしながら、官能基の導入量が多くなる程カーボンの導電性が低下することが一般的であるため、酸化処理をしていないカーボンの使用が好ましい。
【００５１】
用いるカーボンブラックの比表面積は、値が大きいものほど、カーボンブラック粒子どうしの接触点が増えるため、電極の内部抵抗を下げるのに有利となる。具体的には、窒素の吸着量から求められる比表面積（ＢＥＴ）で、２０ｍ２／ｇ以上、１５００ｍ２／ｇ以下、好ましくは５０ｍ２／ｇ以上、１５００ｍ２／ｇ以下、更に好ましくは１００ｍ２／ｇ以上、１５００ｍ２／ｇ以下のものを使用することが望ましい。比表面積が２０ｍ２／ｇを下回るカーボンブラックを用いると、十分な導電性を得ることが難しくなる場合があり、１５００ｍ２／ｇを超えるカーボンブラックは、市販材料での入手が困難となる場合がある。
【００５２】
また、用いるカーボンブラックの粒径は、一次粒子径で０．００５〜１μｍが好ましく、特に、０．０１〜０．２μｍが好ましい。ただし、ここでいう一次粒子径とは、電子顕微鏡で測定された粒子径を平均した値である。
【００５３】
導電助剤である炭素材料（ｂ）の合材インキ中の分散粒径は、０．０３μｍ以上、５μｍ以下に微細化することが望ましい。導電助剤としての炭素材料の分散粒径が０．０３μｍ未満の組成物は、その作製が難しい場合がある。又、導電助剤としての炭素材料の分散粒径が２μｍを超える組成物を用いた場合には、合材塗膜の材料分布のバラつき、電極の抵抗分布のバラつき等の不具合が生じる場合がある。
ここでいう分散粒径とは、体積粒度分布において、粒子径の細かいものからその粒子の体積割合を積算していったときに、５０％となるところの粒子径（Ｄ５０）であり、一般的な粒度分布計、例えば、動的光散乱方式の粒度分布計（日機装社製「マイクロトラックＵＰＡ」）等で測定される。
【００５４】
市販のカーボンブラックとしては、例えば、トーカブラック＃４３００、＃４４００、＃４５００、＃５５００等（東海カーボン社製、ファーネスブラック）、プリンテックスＬ等（デグサ社製、ファーネスブラック）、Ｒａｖｅｎ７０００、５７５０、５２５０、５０００ＵＬＴＲＡIII、５０００ＵＬＴＲＡ等、Ｃｏｎｄｕｃｔｅｘ ＳＣ ＵＬＴＲＡ、Ｃｏｎｄｕｃｔｅｘ ９７５ ＵＬＴＲＡ等（コロンビヤン社製、ファーネスブラック）、＃２３５０、＃２４００Ｂ、＃３００５０Ｂ、＃３０３０Ｂ、＃３２３０Ｂ、＃３３５０Ｂ、＃３４００Ｂ、＃５４００Ｂ等（三菱化学社製、ファーネスブラック）、ＭＯＮＡＲＣＨ１４００、１３００、９００、ＶｕｌｃａｎＸＣ−７２Ｒ、ＢｌａｃｋＰｅａｒｌｓ２０００等（キャボット社製、ファーネスブラック）、Ｅｎｓａｃｏ２５０Ｇ、Ｅｎｓａｃｏ２６０Ｇ、Ｅｎｓａｃｏ３５０Ｇ、ＳｕｐｅｒＰ−Ｌｉ、（ＴＩＭＣＡＬ社製）、ケッチェンブラックＥＣ−３００Ｊ、ＥＣ−６００ＪＤ（アクゾ社製）、デンカブラック、デンカブラックＨＳ−１００、ＦＸ−３５（電気化学工業社製、アセチレンブラック）等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。グラファイトとしては、例えば、人造黒鉛や燐片状黒鉛、塊状黒鉛、土状黒鉛などの天然黒鉛が挙げられるが、これらに限定されるものではなく、２種以上を組み合わせて用いても良い。
【００５５】
導電性炭素繊維としては、石油由来の原料から焼成して得られるものが良いが、植物由来の原料からも焼成して得られるものも用いることができる。例えば、石油由来の原料で製造される昭和電工社製のＶＧＣＦなどを挙げることができる。
【００５６】
＜活物質（ｃ）＞
本発明の組成物を正極合材もしくは負極合材に用いる場合は、活物質（ｃ）として、少なくとも正極活物質または負極活物質を含んでいてもよい。
【００５７】
リチウムイオン二次電池用の正極活物質としては、特に限定はされないが、リチウムイオンをドーピングまたはインターカレーション可能な金属酸化物、金属硫化物等の金属化合物、および導電性高分子等を使用することができる。
例えば、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｎ等の遷移金属の酸化物、リチウムとの複合酸化物、遷移金属硫化物等の無機化合物等が挙げられる。具体的には、ＭｎＯ、Ｖ２Ｏ５、Ｖ６Ｏ１３、ＴｉＯ２等の遷移金属酸化物粉末、層状構造のニッケル酸リチウム、コバルト酸リチウム、マンガン酸リチウム、スピネル構造のマンガン酸リチウムなどのリチウムと遷移金属との複合酸化物粉末、オリビン構造のリン酸化合物であるリン酸鉄リチウム系材料、ＴｉＳ２、ＦｅＳなどの遷移金属硫化物粉末等が挙げられる。また、ポリアニリン、ポリアセチレン、ポリピロール、ポリチオフェン等の導電性高分子を使用することもできる。また、上記の無機化合物や有機化合物を混合して用いてもよい。
【００５８】
リチウムイオン二次電池用の負極活物質としては、リチウムイオンをドーピングまたはインターカレーション可能なものであれば特に限定されない。例えば、金属Ｌｉ、その合金であるスズ合金、シリコン合金、鉛合金等の合金系、ＬｉＸＦｅ２Ｏ３、ＬｉＸＦｅ３Ｏ４、ＬｉＸＷＯ２、チタン酸リチウム、バナジウム酸リチウム、ケイ素酸リチウム等の金属酸化物系、ポリアセチレン、ポリ−ｐ−フェニレン等の導電性高分子系、ソフトカーボンやハードカーボンといった、アモルファス系炭素質材料や、高黒鉛化炭素材料等の人造黒鉛、あるいは天然黒鉛等の炭素質粉末、カーボンブラック、メソフェーズカーボンブラック、樹脂焼成炭素材料、気層成長炭素繊維、炭素繊維などの炭素系材料が挙げられる。これら負極活物質は、１種または複数を組み合わせて使用することも出来る。
【００５９】
これら活物質（ｃ）の大きさは、平均粒径が０．０５〜１００μmの範囲内であることが好ましく、さらに好ましくは、０．１〜５０μｍの範囲内である。本明細書でいう活物質（ｃ）の平均粒径とは、活物質（ｃ）を電子顕微鏡で測定した粒子径の平均値である。
【００６０】
＜水性液状媒体（ｄ）＞
つぎに、水性液状媒体（ｄ）について説明する。
本発明に使用する水性液状媒体（ｄ）としては、水を使用することが好ましいが、必要に応じて、例えば、集電体への塗工性向上のために、水と相溶する液状媒体を使用しても良い。
水と相溶する液状媒体としては、アルコール類、グリコール類、セロソルブ類、アミノアルコール類、アミン類、ケトン類、カルボン酸アミド類、リン酸アミド類、スルホキシド類、カルボン酸エステル類、リン酸エステル類、エーテル類、ニトリル類等が挙げられ、水と相溶する範囲で使用しても良い。
【００６１】
＜バインダー（ｅ）＞
【００６２】
本願発明の合材インキは、バインダー（ｅ）をさらに含有することもできる。
本発明の中のバインダー（ｅ）とは、導電助剤やその他活物質などの粒子を結着させるために使用されるものであり、それら粒子を溶媒中へ分散させる効果は小さいものである。
【００６３】
バインダー（ｅ）としては、例えば、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、アルキッド樹脂、ホルムアルデヒド樹脂、シリコン樹脂、フッ素樹脂、カルボキシメチルセルロース等のセルロース樹脂、スチレン−ブタジエンゴムやフッ素ゴム等の合成ゴム、ポリアニリンやポリアセチレン等の導電性樹脂等、ポリフッ化ビニリデン、ポリフッ化ビニル、及びテトラフルオロエチレン等のフッ素原子を含む高分子化合物が挙げられる。又、これらの樹脂の変性物、混合物、又は共重合体でも良い。これらバインダーは、１種または複数を組み合わせて使用することも出来る。
【００６４】
＜増粘剤（ｆ）＞
増粘剤（ｆ）としてはセルロース系増粘剤が挙げられる。特に限定はされないが、例えば、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、カルボキシエチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース（ＨＥＣ）、ヒドロキシプロピルセルロース（ＨＰＣ）、エチルヒドロキシエチルセルロース（ＥＨＥＣ）、ヒドロキシメチルエチルセルロース、ヒドロキシヒドロキシプロピルメチルセルロース、メチルセルロース（ＭＣ）、ヒドロキシアルキルメチルセルロース等が挙げられる。
【００６５】
パルプ中のセルロースは、無水グルコース単量体単位が結合されている多糖類であり、１グルコース単量体単位中に３個のヒドロキシ基を持つ。このヒドロキシ基の１つもしくは複数に置換する置換基は、特に限定されずに選択することができるが、水溶性のセルロース系増粘剤であるためには親水性の置換基であることが好ましい。好ましくは、カルボキシアルキル基とヒドロキシアルキル基であり、特に好ましくは、ヒドロキシアルキル基である。
【００６６】
セルロース中のヒドロキシ基に置換する置換基数は、特に限定はされないが、１グルコース単量体単位が有する３個のヒドロキシ基のうち、０．５個以上置換されていることが好ましい。また、セルロース系増粘剤の平均重合度は特に制限されずに選択することができる。
【００６７】
＜分散剤（ａ）とセルロース系増粘剤と併用の効果＞
分散剤（ａ）の効果のひとつとして、添加した分散剤（ａ）が炭素材料表面、活物質材料表面に作用（例えば吸着）することにより、炭素材料表面および活物質材料表面の溶剤に対する濡れが促進され、炭素材料や活物質材料の凝集を解して、分散状態やレオロジー特性を改善するものと考えられる。
【００６８】
また、分散剤（ａ）はセルロース系増粘剤と併用した場合、分散剤（ａ）による分散性やレオロジー特性と、セルロース系増粘剤による増粘効果が、それぞれ損なわれることなく機能し、さらに高い分散安定性を発揮することができる。このとき、分散剤（ａ）の方が炭素材料表面、活物質材料表面に作用（例えば吸着）しやすいため、分散性改善効果とレオロジー特性改善効果を発揮し、セルロース系増粘剤は主に増粘効果を発揮するものと考えられる。
【００６９】
また、セルロース系増粘剤はアニオン性とノニオン性のどちらであっても分散剤（ａ）と併用して使用できるが、合材インキの分散性改善効果とレオロジー特性改善効果を考慮した場合、ノニオン性のセルロース系増粘剤の方がより好ましい。これは、ノニオン性セルロース系増粘剤の方が、炭素材料表面や活物質材料表面への作用、ひいては分散効果が低いため、分散剤（ａ）と併用すると、さらに機能分離して作用するためと思われる。
【００７０】
また、電荷を有する分散剤（ａ）は親水性が高く、セルロース系増粘剤と相溶性が良い。そのため合材インキの乾燥過程で分散剤（ａ）とセルロース系増粘剤とが相分離することなく、合材インキ塗膜を形成することができ、このため、塗膜中の材料の混合はより均一になって塗膜はより強固となるものと考えられる。その結果、合材層の強度は強くなり、合材層を厚くした際のひび割れが改善（柔軟性が向上）するものと思われる。
【００７１】
さらに、合材インキには、成膜助剤、消泡剤、レベリング剤、防腐剤、ｐＨ調整剤、粘性調整剤などを必要に応じて配合できる。
【００７２】
塗工方法によるが、固形分３０〜９０重量％の範囲で、合材インキの粘度は、１００ｍＰａ・ｓ以上、３０，０００ｍＰａ・ｓ以下とするのが好ましい。
塗工可能な粘度範囲内において、活物質（ｃ）はできるだけ多く含まれることが好ましく、例えば、合材インキ固形分に占める活物質（ｃ）の割合は、８０重量％以上、９９重量％以下が好ましい。
また、合材インキ固形分に占める分散剤（ａ）の割合は、０．１〜１５重量％であることが好ましい。
炭素材料（ｂ）を含む場合、合材インキ固形分に占める炭素材料（ｂ）の割合は、０．１〜１５重量％であることが好ましい。
バインダー（ｅ）を含む場合、合材インキ固形分に占める  バインダー（ｅ）の割合は、０．１〜１５重量％であることが好ましい。
増粘剤（ｆ）を含む場合、合材インキ固形分に占める増粘剤（ｆ）の割合は、０．１〜１５重量％であることが好ましい。
【００７３】
このような合材インキは、種々の方法で得ることができる。
活物質（ｃ）と炭素材料（ｂ）と分散剤（ａ）とバインダー（ｅ）と水性液状媒体（ｄ）とを含有する、合材インキの場合を例にとって説明する。
例えば、
（１）  活物質（ｃ）と分散剤（ａ）と水性液状媒体（ｄ）とを含有する活物質の水性分散体を得、該水性分散体に炭素材料（ｂ）とバインダー（ｅ）とを加え、合材インキを得ることができる。
炭素材料（ｂ）とバインダー（ｅ）は、同時に加えることもできるし、炭素材料（ｂ）を加えた後、バインダー（ｅ）を加えてもよいし、その逆であってもよい。
（２）  炭素材料（ｂ）と分散剤（ａ）と水性液状媒体（ｄ）とを含有する導電助剤の水性分散体を得、該水性分散体に活物質（ｃ）とバインダー（ｅ）とを加え、合材インキを得ることができる。
活物質（ｃ）とバインダー（ｅ）同時に加えることもできるし、活物質（ｃ）を加えた後、バインダー（ｅ）を加えてもよいし、その逆であってもよい。
（３）  活物質（ｃ）と分散剤（ａ）とバインダー（ｅ）と水性液状媒体（ｄ）とを含有する活物質の水性分散体を得、該水性分散体に炭素材料（ｂ）を加え、合材インキを得ることができる。
（４）  炭素材料（ｂ）と分散剤（ａ）とバインダー（ｅ）と水性液状媒体（ｄ）と含有する炭素材料（ｂ）の水性分散体を得、該水性分散体に活物質（ｃ）を加え、合材インキを得ることができる。
（５）  活物質（ｃ）と炭素材料（ｂ）と分散剤（ａ）とバインダー（ｅ）と水性液状媒体（ｄ）とをほとんど同時に混合し、合材インキを得ることができる。
【００７４】
更に、活物質（ｃ）と炭素材料（ｂ）と分散剤（ａ）とバインダー（ｅ）と水性液状媒体（ｄ）と増粘剤（ｆ）とを含有する、合材インキの場合を例にとって説明する。
たとえば、
（１）  活物質（ｃ）と分散剤（ａ）と水性液状媒体（ｄ）と増粘剤（ｆ）とを含有する活物質の水性分散体を得、該水性分散体に炭素材料（ｂ）とバインダー（ｅ）とを加え、合材インキを得ることができる。  
炭素材料（ｂ）とバインダー（ｅ）は、同時に加えることもできるし、炭素材料（ｂ）を加えた後、バインダー（ｅ）を加えてもよいし、その逆であってもよい。
（２）  炭素材料（ｂ）と分散剤（ａ）と水性液状媒体（ｄ）と増粘剤（ｆ）とを含有する導電助剤の水性分散体を得、該水性分散体に活物質（ｃ）とバインダー（ｅ）とを加え、合材インキを得ることができる。  
（３）  活物質（ｃ）と分散剤（ａ）とバインダー（ｅ）と水性液状媒体（ｄ）と増粘剤（ｆ）とを含有する活物質の水性分散体を得、該水性分散体に炭素材料（ｂ）を加え、合材インキを得ることができる。  
（４）  炭素材料（ｂ）と分散剤（ａ）とバインダー（ｅ）と水性液状媒体（ｄ）と増粘剤（ｆ）とを含有する炭素材料（ｂ）の水性分散体を得、該水性分散体に活物質（ｃ）を加え、合材インキを得ることができる。  
（５）  活物質（ｃ）と炭素材料（ｂ）と分散剤（ａ）とバインダー（ｅ）と水性液状媒体（ｄ）と増粘剤（ｆ）とをほとんど同時に混合し、合材インキを得ることができる。  
【００７５】
（分散機・混合機）
合材インキを得る際に用いられる装置としては、顔料分散等に通常用いられている分散機、混合機が使用できる。
例えば、ディスパー、ホモミキサー、若しくはプラネタリーミキサー等のミキサー類；エム・テクニック社製「クレアミックス」、若しくはＰＲＩＭＩＸ社「フィルミックス」等のホモジナイザー類；ペイントコンディショナー（レッドデビル社製）、ボールミル、サンドミル（シンマルエンタープライゼス社製「ダイノミル」等）、アトライター、パールミル（アイリッヒ社製「ＤＣＰミル」等）、若しくはコボールミル等のメディア型分散機；湿式ジェットミル（ジーナス社製「ジーナスＰＹ」、スギノマシン社製「スターバースト」、ナノマイザー社製「ナノマイザー」等）、エム・テクニック社製「クレアＳＳ−５」、若しくは奈良機械社製「ＭＩＣＲＯＳ」等のメディアレス分散機；または、その他ロールミル等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、分散機としては、分散機からの金属混入防止処理を施したものを用いることが好ましい。
【００７６】
例えば、メディア型分散機を使用する場合は、アジテーター及びベッセルがセラミック製又は樹脂製の分散機を使用する方法や、金属製アジテーター及びベッセル表面をタングステンカーバイド溶射や樹脂コーティング等の処理をした分散機を用いることが好ましい。そして、メディアとしては、ガラスビーズ、または、ジルコニアビーズ、若しくはアルミナビーズ等のセラミックビーズを用いることが好ましい。また、ロールミルを使用する場合についても、セラミック製ロールを用いることが好ましい。分散装置は、１種のみを使用しても良いし、複数種の装置を組み合わせて使用しても良い。また、強い衝撃で粒子が割れたり、潰れたりしやすい正または負極活物質の場合は、メディア型分散機よりは、ロールミルやホモジナイザー等のメディアレス分散機が好ましい。また、二次電池電極用組成物を分散剤（ａ）の曇点以下で分散すると分散が進みやすく好ましい。
【００７７】
＜電極＞
本発明の二次電池電極形成用組成物のうち合材インキを、集電体上に塗工・乾燥し、合材層を形成し、二次電池用電極を得ることができる。
あるいは、集電体上に導電性向上や腐食防止などを目的とした下地層を設け、該下地層上に本発明の二次電池電極形成用組成物のうち合材インキを塗工・乾燥し、合材層を形成し、二次電池用電極を得ることもできる。
【００７８】
（集電体）
電極に使用する集電体の材質や形状は特に限定されず、各種二次電池にあったものを適宜選択することができる。
例えば、集電体の材質としては、アルミニウム、銅、ニッケル、チタン、又はステンレス等の金属や合金が挙げられる。リチウムイオン電池の場合、特に正極材料としてはアルミニウムが、負極材料としては銅が、それぞれ好ましい。
又、形状としては、一般的には平板上の箔が用いられるが、表面を粗面化したものや、穴あき箔状のもの、及びメッシュ状の集電体も使用できる。
【００７９】
集電体上に合材インキを塗工する方法としては、特に制限はなく公知の方法を用いることができる。
具体的には、ダイコーティング法、ディップコーティング法、ロールコーティング法、ドクターコーティング法、ナイフコーティング法、スプレーコティング法、グラビアコーティング法、スクリーン印刷法または静電塗装法等が挙げる事ができ、乾燥方法としては放置乾燥、送風乾燥機、温風乾燥機、赤外線加熱機、遠赤外線加熱機などが使用できるが、特にこれらに限定されるものではない。
又、塗布後に平版プレスやカレンダーロール等による圧延処理を行っても良い。電極合材層の厚みは、一般的には１μｍ以上、５００μｍ以下であり、好ましくは１０μｍ以上、３００μｍ以下である。また、下地層を具備する場合には下地層と合材層との厚みの合計は、一般的には１μｍ以上、５００μｍ以下であり、好ましくは１０μｍ以上、３００μｍ以下である。
【００８０】
＜二次電池＞
正極もしくは負極の少なくとも一方に上記の電極を用い、二次電池を得ることができる。
二次電池としては、リチウムイオン二次電池の他、アルカリ二次電池、鉛蓄電池、ナトリウム硫黄二次電池、リチウム空気二次電池等が挙げられ、それぞれの二次電池で従来から知られている、電解液やセパレーター等を適宜用いることができる。
【００８１】
（電解液）
リチウムイオン二次電池の場合を例にとって説明する。電解液としては、リチウムを含んだ電解質を非水系の溶剤に溶解したものを用いる。
電解質としては、ＬｉＢＦ４、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＰＦ６、ＬｉＡｓＦ６、ＬｉＳｂＦ６、ＬｉＣＦ３ＳＯ３、Ｌｉ（ＣＦ３ＳＯ２）２Ｎ、ＬｉＣ４Ｆ９ＳＯ３、Ｌｉ（ＣＦ３ＳＯ２）３Ｃ、ＬｉＩ、ＬｉＢｒ、ＬｉＣｌ、ＬｉＡｌＣｌ、ＬｉＨＦ２、ＬｉＳＣＮ、又はＬｉＢＰｈ４等が挙げられるがこれらに限定されない。
【００８２】
非水系の溶剤としては特に限定はされないが、例えば、
エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、及びジエチルカーボネート等のカーボネート類；
γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、及びγ−オクタノイックラクトン等のラクトン類；
テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン、１，３−ジオキソラン、４−メチル−１，３−ジオキソラン、１，２−メトキシエタン、１，２−エトキシエタン、及び
１，２−ジブトキシエタン等のグライム類；
メチルフォルメート、メチルアセテート、及びメチルプロピオネート等のエステル類；
ジメチルスルホキシド、及びスルホラン等のスルホキシド類；並びに、
アセトニトリル等のニトリル類等が挙げられる。又これらの溶剤は、それぞれ単独で使用しても良いが、２種以上を混合して使用しても良い。
【００８３】
さらに上記電解液を、ポリマーマトリクスに保持しゲル状とした高分子電解質とすることもできる。ポリマーマトリクスとしては、ポリアルキレンオキシドセグメントを有するアクリレート系樹脂、ポリアルキレンオキシドセグメントを有するポリホスファゼン系樹脂、及びポリアルキレンオキシドセグメントを有するポリシロキサン等が挙げられるがこれらに限定されない。
【００８４】
（セパレーター）
セパレーターとしては、例えば、ポリエチレン不織布、ポリプロピレン不織布、ポリアミド不織布及びそれらに親水性処理を施したものが挙げられるが、特にこれらに限定されるものではない。
【００８５】
（電池構造・構成）
本発明の組成物を用いたリチウムイオン二次電池の構造については特に限定されないが、通常、正極及び負極と、必要に応じて設けられるセパレーターとから構成され、ペーパー型、円筒型、ボタン型、積層型等、使用する目的に応じた種々の形状とすることができる。
【実施例】
【００８６】
以下に、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、以下の実施例は本発明の権利範囲を何ら制限するものではない。尚、実施例および比較例における「部」は「重量部」を表す。
【００８７】
（合成例１）
ガス導入管、コンデンサー、攪拌翼、及び温度計を備え付けた反応槽に、ブタノール６３．８部を仕込み、窒素置換しながら１１０℃に昇温した。滴下槽にブチルメタクリレート４０部、メトキシポリエチレングリコールモノメタクリレート（日油株式会社製、ブレンマーＰＭＥ−４００）６０部、及び２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）を３部仕込み、均一になるまで攪拌した後、反応槽へ２時間かけて滴下し、その後同温度で３時間反応を継続し、樹脂の溶液を得た。室温まで冷却した後、樹脂溶液約２ｇをサンプリングして１８０℃、２０分加熱乾燥して不揮発分を測定し、先に合成した樹脂溶液に不揮発分が５１．７重量％になるようにブタノールを添加して、数平均分子量６，３００の分散剤溶液を得た。
（合成例２〜７、比較合成例１〜３）
表１に示す配合組成で、合成例１と同様の方法で合成し、合成例２〜７、比較合成例１〜３の分散剤を得た。
【００８８】
【表１】
2015135773.tif 000006
【００８９】
表１中の略称について以下に示す。
ＢＭＡ：ｎ−ブチルメタクリレート
ＣＨＭＡ：シクロヘキシルメタクリレート
ＬＭＡ：ラウリルメタクリレート
ＳｔＭＡ：ステアリルメタクリレート
VA：べヘニルアクリレート
ＰＭＥ−４００：メトキシポリエチレングリコールモノメタクリレート（日油株式会社製、ブレンマーＰＭＥ−４００
ＰＭＥ−１０００：メトキシポリエチレングリコールモノメタクリレート（日油株式会社製、ブレンマーＰＭＥ−１０００
ＭＭＡ：メチルメタクリレート
２ＨＥＡ：２−ヒドロキシエチルアクリレート
ＮＩＰＡｍ：イソプロピルアクリルアミド
【００９０】
＜分散剤の曇点測定＞
２５℃で１重量％の分散剤水溶液を調整した後、透明なガラス容器に前記分散剤水溶液を１０ｇ秤取り、５℃刻みのオーブンに入れ、水溶液が濁り始めた温度を目視で観察し、曇点とした。
【００９１】
［実施例１］
導電助剤である炭素材料としてアセチレンブラック（デンカブラックＨＳ−１００）１０部、合成例（１）に記載の分散剤（ａ）の水溶液ないし水性分散体を固形分として２部、水８０部をミキサーに入れて混合し、更にサンドミルに入れて分散を行い、二次電池電極用炭素材料分散体（１）を得た。
【００９２】
［実施例２］
導電助剤である炭素材料としてアセチレンブラック（デンカブラックＨＳ−１００）１０部、合成例（２）に記載の分散剤を固形分として２部、水８０部をニーダーに入れて分散を行い、二次電池電極用炭素材料分散体（２）を得た。
【００９３】
［実施例３〜８］、［比較例１〜３］
表２に示す導電助剤である炭素材料、分散剤を使用して、二次電池電極用炭素材料分散体（１）と同様の方法で、実施例３〜８の二次電池電極用炭素材料分散体（３）〜（８）と、比較例１〜３の二次電池電極用炭素材料分散体（９）〜（１１）とを得、以下の方法にて、炭素材料分散体としての分散度を求めた。
【００９４】
（二次電池電極用炭素材料分散体及び合材インキの分散度の判定）
二次電池電極用炭素材料分散体及び合材インキの分散度は、グラインドゲージによる判定（ＪＩＳＫ５６００−２−５に準ず）より求めた。
評価結果を炭素材料分散体の場合の結果を表２に示す。表中の数字は粗大粒子の大きさを示し、数値が小さいほど分散性に優れ、均一な二次電池電極用炭素材料分散体であることを示している。
【００９５】
＜分散体の評価＞
（分散安定性の評価）
分散体の分散性評価には、その指標として分散粒径を使用した。結果を表２に示す。分散粒径の測定は、動的光散乱方式の粒度分布計（日機装社製「マイクロトラックＵＰＡ」）を用い、体積粒度分布において、粒径の小さいものからその粒子の体積割合を積算した際に、５０％となるところの粒径（Ｄ５０）を求めた。この粒径（Ｄ５０）は、炭素材料（ｂ）の分散粒径に該当する。
測定用のサンプル液は、以下のようにして調製した。水１００ｇをディスパー攪拌しつつ、その液に、上記で得られた各種分散体を１乃至４滴添加し、１，０００ｒｐｍで５分攪拌した。当該測定用サンプル液を上記の粒度分布計にセットし、ローディングインデックス（レーザーの散乱強度）が０．８〜１．２の範囲に入っていることを確認してから分散粒径を測定した。上記の調製方法でローディングインデックスが１．２を超える場合は、０．８〜１．２の範囲になるよう、当該サンプル液を水で適宜希釈してから測定した。測定時間は６０秒／１回とし、３回連続で測定して得られた値の平均値を使用した。
分散体の分散性評価結果を表２に示した。数値が小さいものほど、分散性に優れ、均一で良好な分散体であることを示す。尚、分散体の分散粒径は、各種分散体の製造直後および、当該分散体を２０℃で１０日間保存した後の２回測定を行った。
表２において、「保存安定性２／１」とは、「２０℃で１０日間保存した分散体の分散粒径／製造直後の分散体の分散粒径」の比を意味し、１．００からの乖離が小さいほど保存安定性に優れていることを示す。
【００９６】
【表２】
2015135773.tif 000007
【００９７】
Ａ：アセチレンブラック、デンカブラックＨＳ−１００（電気化学工業社製）
Ｆ：ファーネスブラック、Ｓｕｐｅｒ−Ｐ  Ｌｉ  （TIMCAL社製）
【００９８】
表２に示すように、実施例１〜８の本発明の二次電池電極用炭素材料分散体を用いた場合、導電助剤である炭素材料（ｂ）の分散性に優れ、均一な二次電池電極用炭素材料分散体であることが明らかとなった。分散剤（ａ）を使用することにより、炭素材料の種類、混錬方法が異なっても、分散性に優れた均一な二次電池電極用炭素材料分散体を得ることが分かる。
【００９９】
＜正極合材インキ＞、＜正極＞、＜コイン型電池＞
［実施例９］
実施例１で調製した二次電池電極用炭素材料分散体（１）５０部（アセチレンブラック固形分量として５部）に対して、正極活物質としてＬｉＦｅＰＯ４  ４５部、バインダー（ポリテトラフルオロエチレン３０−Ｊ：三井・デュポンフロロケミカル社製、６０％水系分散体）８．３部、水５０部を混合して、正極用の二次電池電極用合材インキを作製した。合材インキの分散度を、前述の炭素材料分散体の分散度の場合と同様にして求めた。
そして、この正極用の二次電池電極用合材インキを、集電体となる厚さ２０μｍのアルミ箔上にドクターブレードを用いて塗布した後、減圧加熱乾燥して電極の厚みが１００μｍとなるよう調整した。
【０１００】
次に、得られた正極を、直径１６ｍｍに打ち抜き作用極と、金属リチウム箔対極と、作用極及び対極の間に挿入されるセパレーター（多孔質ポリプロピレンフィルム）と、電解液（エチレンカーボネートとジエチルカーボネートを１：１（体積比）の割合で混合した混合溶媒にＬｉＰＦ6を１Ｍの濃度で溶解させた非水系電解液）とからなるコイン型電池を作製した。コイン型電池はアルゴンガス置換したグロ−ブボックス内で行い、コイン型電池作製後、所定の電池特性評価を行った。
【０１０１】
（充放電保存特性）
得られたコイン型電池について、充放電装置（北斗電工社製ＳＭ−８）を用い、充放電測定を行った。
使用する活物質がＬｉＦｅＰＯ４の場合は、充電電流１．２ ｍＡにて充電終止電圧４．２Ｖまで定電流充電を続けた。電池の電圧が４．２Ｖに達した後、放電電流１．２ｍＡで放電終止電圧２．０Ｖに達するまで定電流放電を行った。これらの充電・放電サイクルを１サイクルとして５サイクルの充電・放電を繰り返し、５サイクル目の放電容量を初回放電容量とした。（初回放電容量を維持率１００％とする）。
【０１０２】
次に、５サイクル目までと同様に充電を行った後、６０℃恒温槽にて１００時間保存後に、放電電流１．２ｍＡで放電終止電圧2．０Ｖに達するまで定電流放電を行い、変化率を算出した（１００％に近いほど良好）。
○：「変化率が９５％以上。特に優れている。」
○△：「変化率が９０％以上、９５％未満。全く問題なし。」
△：「変化率が８５％以上、９０％未満。問題はあるが使用可能なレベル。」
×：「変化率が８５％未満。実用上問題あり、使用不可。」
【０１０３】
また、使用する活物質が、ＬｉＣｏＯ２の場合は、充電電流１．２ｍＡ、充電終止電圧４．３Ｖ、放電電流１．２ ｍＡ，放電終止電圧２．８Ｖとした以外は、ＬｉＦｅＰＯ４の場合と同様に充放電保存特性を測定出来る。
【０１０４】
［実施例１０〜１５］、［比較例４〜６］
表３に示すように二次電池電極用炭素材料分散体（２）〜（１０）を用いた以外は実施例９と同様にして、正極二次電池電極用合材インキ、および正極を得、同様に評価した。
【０１０５】
【表３】
2015135773.tif 000008
【０１０６】
表３に示すように、本発明の二次電池電極用合材インキを用いた場合、導電助剤である炭素材料または活物質が合材インキ中で均一に分散されているため、分散性がよく、電池特性においても、６０℃、１００時間後の放電容量低下が抑制されている。