(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
負極活物質と、ポリアクリル酸と、水とを含み、
前記負極活物質は、シリコン系負極活物質を５質量％以上４０質量％以下の割合で含有し、
前記ポリアクリル酸は、０．５質量％水溶液の粘度が０．３Ｐａ・ｓ以上１０．０Ｐａ・ｓ以下であり、且つ、０．５質量％水溶液の粘度に対する１質量％水溶液の粘度の比（１質量％水溶液の粘度／０．５質量％水溶液の粘度）が２．０以上６．０以下である、
リチウムイオン二次電池負極用スラリー組成物。
【請求項２】
カルボキシメチルセルロース塩を更に含む、請求項１に記載のリチウムイオン二次電池負極用スラリー組成物。
【請求項３】
前記ポリアクリル酸は、１質量％水溶液の粘度が０．６Ｐａ・ｓ以上１５．０Ｐａ・ｓ以下である、請求項１または２に記載のリチウムイオン二次電池負極用スラリー組成物。
【請求項４】
請求項１〜３の何れかに記載のリチウムイオン二次電池負極用スラリー組成物を用いて得られる負極合材層を有する、リチウムイオン二次電池用負極。
【請求項５】
請求項４に記載のリチウムイオン二次電池用負極と、正極と、電解液と、セパレータとを備えるリチウムイオン二次電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リチウムイオン二次電池負極用スラリー組成物、リチウムイオン二次電池用負極およびリチウムイオン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は、小型で軽量、且つエネルギー密度が高く、さら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、リチウムイオン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】
具体的には、リチウムイオン二次電池の負極に用いる負極活物質としてシリコン系負極活物質を採用することによりリチウムイオン二次電池の電池容量を高めることが、検討されている。【０００４】
しかし、シリコン系負極活物質は、高い理論容量を有してリチウムイオン二次電池の電池容量を高めることを可能にする一方で、充放電に伴って大きく膨張および収縮する。従って、シリコン系負極活物質を用いた負極には、充放電の繰り返しに伴うシリコン系負極活物質の膨張および収縮により、シリコン系負極活物質自体の劣化（即ち、シリコン系負極活物質の構造破壊による微細化）、及び／又は、極板構造の破壊が生じて電極内の導電パスが破壊されるという問題があった。即ち、シリコン系負極活物質を用いた負極を備えるリチウムイオン二次電池には、シリコン系負極活物質の大きな膨張および収縮に起因してサイクル特性が低下するという問題があった。【０００５】
そこで、充放電に伴う膨張および収縮がシリコン系負極活物質よりも小さい炭素系負極活物質とシリコン系負極活物質とを併用する技術や、負極用結着材として所定のポリアクリル酸を用いる技術が提案されている（例えば、特許文献１〜３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４６７２９８５号公報
【特許文献２】特許第４８７６４６８号公報
【特許文献３】特開２０００−３４８７３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上記従来の技術では、充放電に伴うシリコン系負極活物質の膨張および収縮を十分に抑制することができず、リチウムイオン二次電池の高容量化とサイクル特性の低下抑制とを高い次元で両立することができなかった。【０００８】
また、通常、リチウムイオン二次電池用負極は、負極活物質と結着材とを分散媒に分散させてなる負極用スラリー組成物を集電体上に塗布し、乾燥させて負極活物質および結着材を含む負極合材層を集電体上に形成することにより製造される。しかし、上記従来のポリアクリル酸を用いた技術には、シリコン系負極活物質の膨張および収縮を抑制するためにポリアクリル酸の配合量や分子量を増加させると、負極用スラリー組成物の粘度が高くなり、塗工性が低下するという問題もあった。【０００９】
そこで、本発明は、負極の形成に使用した場合に充放電に伴うシリコン系負極活物質の膨張および収縮を抑制しつつ電池容量を高めることができ、且つ、塗工性に優れるリチウムイオン二次電池負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、優れた電池容量およびサイクル特性を有するリチウムイオン二次電池を提供することができるリチウムイオン二次電池用負極を提供することを目的とする。
更に、本発明は、電池容量が高く、且つ、サイクル特性に優れるリチウムイオン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、負極活物質中のシリコン系負極活物質の割合を所定の範囲内にし、且つ、所定の粘度性状を有するポリアクリル酸を配合したリチウムイオン二次電池負極用スラリー組成物は、シリコン系負極活物質の膨張および収縮を抑制しつつ電池容量を高めることができ、更に塗工性にも優れていることを見出し、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、本発明のリチウムイオン二次電池負極用スラリー組成物は、負極活物質と、ポリアクリル酸と、水とを含み、前記負極活物質は、シリコン系負極活物質を５質量％以上４０質量％以下の割合で含有し、前記ポリアクリル酸は、０．５質量％水溶液の粘度に対する１質量％水溶液の粘度の比（１質量％水溶液の粘度／０．５質量％水溶液の粘度）が２．０以上であることを特徴とする。このように、シリコン系負極活物質の含有割合が所定の範囲内の負極活物質と、０．５質量％水溶液の粘度に対する１質量％水溶液の粘度の比が所定の大きさを満たすポリアクリル酸とを組み合わせて用いれば、スラリー組成物を使用して負極を形成した際に、シリコン系負極活物質の膨張および収縮を抑制しつつ電池容量を高めることができる。また、当該スラリー組成物は、塗工性にも優れている。
ここで、本発明において、「ポリアクリル酸の水溶液の粘度」とは、Ｂ型粘度計を使用し、ＪＩＳ Ｋ７１１７−１に準拠して、温度２５℃、ｐＨ８、ローターＭ４、回転数６０ｒｐｍの条件下で測定したポリアクリル酸水溶液の粘度を指す。【００１２】
ここで、本発明のリチウムイオン二次電池負極用スラリー組成物は、カルボキシメチルセルロース塩を更に含むことが好ましい。カルボキシメチルセルロース塩を配合すれば、スラリー組成物の保存安定性を向上させることができるからである。【００１３】
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、本発明のリチウムイオン二次電池用負極は、上述したリチウムイオン二次電池負極用スラリー組成物の何れかを用いて得られる負極合材層を有することを特徴とする。上記リチウムイオン二次電池負極用スラリー組成物を用いて形成した負極合材層では、高い理論容量を有するシリコン系負極活物質の充放電に伴う膨張および収縮を抑制することができる。従って、当該負極合材層を有する負極を用いれば、優れた電池容量およびサイクル特性を有するリチウムイオン二次電池を提供することができる。【００１４】
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、本発明のリチウムイオン二次電池は、上述したリチウムイオン二次電池用負極と、正極と、電解液と、セパレータとを備えることを特徴とする。上記リチウムイオン二次電池用負極を用いたリチウムイオン二次電池は、電池容量が高く、且つ、サイクル特性に優れている。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、負極の形成に使用した場合に充放電に伴うシリコン系負極活物質の膨張および収縮を抑制しつつ電池容量を高めることができ、且つ、塗工性に優れるリチウムイオン二次電池負極用スラリー組成物を提供することができる。
また、本発明によれば、優れた電池容量およびサイクル特性を有するリチウムイオン二次電池を提供することができるリチウムイオン二次電池用負極を提供することができる。
更に、本発明によれば、電池容量が高く、且つ、サイクル特性に優れるリチウムイオン二次電池を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
ここで、本発明のリチウムイオン二次電池負極用スラリー組成物は、リチウムイオン二次電池の負極の形成に用いられる。また、本発明のリチウムイオン二次電池用負極は、本発明のリチウムイオン二次電池負極用スラリー組成物を用いて製造することができる。更に、本発明のリチウムイオン二次電池は、本発明のリチウムイオン二次電池用負極を用いたことを特徴とする。
【００１７】
（リチウムイオン二次電池負極用スラリー組成物）
本発明のリチウムイオン二次電池負極用スラリー組成物は、負極活物質と、ポリアクリル酸と、水とを含む水系のスラリー組成物である。そして、本発明のリチウムイオン二次電池負極用スラリー組成物の負極活物質は、シリコン系負極活物質を５質量％以上４０質量％以下の割合で含有する。また、本発明のリチウムイオン二次電池負極用スラリー組成物のポリアクリル酸は、０．５質量％水溶液の粘度に対する１質量％水溶液の粘度の比（１質量％水溶液の粘度／０．５質量％水溶液の粘度）が２．０以上である。なお、本発明のリチウムイオン二次電池負極用スラリー組成物は、負極活物質およびポリアクリル酸以外に、カルボキシメチルセルロース塩や粒子状結着材などのその他の成分を含有していてもよい。
【００１８】
そして、本発明のリチウムイオン二次電池負極用スラリー組成物によれば、負極活物質がシリコン系負極活物質を５質量％以上の割合で含有するので、リチウムイオン二次電池の電池容量を高めることが可能な負極を形成することができる。また、本発明のリチウムイオン二次電池負極用スラリー組成物によれば、負極活物質がシリコン系負極活物質を４０質量％以下の割合で含有し、且つ、ポリアクリル酸の粘度の比（１質量％水溶液の粘度／０．５質量％水溶液の粘度）が２．０以上であるので、スラリー組成物の塗工性の低下を抑制しつつ、負極を形成した際にシリコン系負極活物質の充放電に伴う膨張および収縮を抑制することができる。
以下、上記リチウムイオン二次電池負極用スラリー組成物に含まれる各成分について説明する。
【００１９】
＜負極活物質＞
負極活物質は、リチウムイオン二次電池の負極において電子の受け渡しをする物質である。そして、リチウムイオン二次電池の負極活物質としては、通常は、リチウムを吸蔵および放出し得る物質を用いる。
【００２０】
ここで、本発明のリチウムイオン二次電池負極用スラリー組成物は、リチウムイオン二次電池の電池容量を高めるために、シリコン系負極活物質を含む負極活物質を使用する。即ち、本発明のリチウムイオン二次電池負極用スラリー組成物では、負極活物質として、シリコン系負極活物質と、その他の負極活物質とを併用する。
【００２１】
そして、本発明のリチウムイオン二次電池負極用スラリー組成物は、負極活物質中のシリコン系負極活物質の割合が５質量％以上４０質量％以下である必要がある。シリコン系負極活物質の割合が５質量％未満の場合、リチウムイオン二次電池を十分に高容量化することができないからである。また、シリコン系負極活物質の割合が５質量％未満であると、負極全体の膨張・収縮が小さいため後述するポリアクリル酸と組み合わせて用いなくても、サイクル特性が低下し難く、逆にポリアクリル酸と組み合わせて用いることで、負極合材層が硬くなり過ぎてリチウムイオン二次電池のサイクル特性が悪化する虞がある。一方、シリコン系負極活物質の割合が４０質量％超の場合、後述するポリアクリル酸を使用した場合であっても充放電に伴うシリコン系負極活物質の膨張および収縮を抑制することが困難になり、リチウムイオン二次電池のサイクル特性が悪化する虞があるからである。
なお、リチウムイオン二次電池の高容量化とサイクル特性の低下抑制とを更に高い次元で両立する観点からは、負極活物質中のシリコン系負極活物質の含有割合は、３５質量％以下であることが好ましく、３０質量％以下であることが更に好ましく、１０質量％以上であることが好ましく、２０質量％以上であることが更に好ましい。
【００２２】
［シリコン系負極活物質］
ここで、シリコン系負極活物質とは、ケイ素を含む活物質である。そして、シリコン系負極活物質としては、例えば、ケイ素（Ｓｉ）、ケイ素を含む合金、ＳｉＯ、ＳｉＯx、Ｓｉ含有材料を導電性カーボンで被覆または複合化してなるＳｉ含有材料と導電性カーボンとの複合化物などが挙げられる。なお、これらのシリコン系負極活物質は、１種類を単独で用いてもよいし、２種類上を組み合わせて用いてもよい。
【００２３】
ケイ素を含む合金としては、例えば、ケイ素と、チタン、鉄、コバルト、ニッケルおよび銅からなる群より選択される少なくとも一種の元素とを含む合金組成物が挙げられる。
また、ケイ素を含む合金としては、例えば、ケイ素と、アルミニウムと、鉄などの遷移金属とを含み、さらにスズおよびイットリウム等の希土類元素を含む合金組成物も挙げられる。具体的には、ケイ素を含む合金としては、
（Ａ）シリコンを含む非晶相と、
（Ｂ）スズ、インジウム、並びに、イットリウム、ランタニド元素、アクチニド元素、または、これらの組み合わせを含むナノ結晶相と、
の混合物が挙げられる。より具体的には、ケイ素を含む合金としては、下記一般式：
ＳｉaＡｌbＴcＳｎdＩｎeＭfＬｉg
［式中、Ｔは、遷移金属であり、Ｍは、イットリウム、ランタニド元素、アクチニド元素、または、これらの組み合わせであり、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＋ｆの合計が１に等しく、０.３５≦ａ≦０.７０、０.０１≦ｂ≦０.４５、０.０５≦ｃ≦０.２５、０.０１≦ｄ≦０.１５、ｅ≦０.１５、０.０２≦ｆ≦０.１５、０＜ｇ≦｛４．４×（ａ＋ｄ＋ｅ）＋ｂ｝である］
で表される合金組成物が挙げられる。このような合金は、例えば特開２０１３−６５５６９号公報に記載の方法、具体的には溶融紡糸法（meltspun method）により調製することができる。
【００２４】
ＳｉＯxは、ＳｉＯおよびＳｉＯ2の少なくとも一方と、Ｓｉとを含有する化合物であり、ｘは、通常、０．０１以上２未満である。そして、ＳｉＯxは、例えば、一酸化ケイ素（ＳｉＯ）の不均化反応を利用して形成することができる。具体的には、ＳｉＯxは、ＳｉＯを、任意にポリビニルアルコールなどのポリマーの存在下で熱処理し、ケイ素と二酸化ケイ素とを生成させることにより、調製することができる。なお、熱処理は、ＳｉＯと、任意にポリマーとを粉砕混合した後、有機物ガスおよび／または蒸気を含む雰囲気下、９００℃以上、好ましくは１０００℃以上の温度で行うことができる。
【００２５】
Ｓｉ含有材料と導電性カーボンとの複合化物としては、例えば、ＳｉＯと、ポリビニルアルコールなどのポリマーと、任意に炭素材料との粉砕混合物を、例えば有機物ガスおよび／または蒸気を含む雰囲気下で熱処理してなる化合物を挙げることができる。また、ＳｉＯの粒子に対して、有機物ガスなどを用いた化学的蒸着法によって表面をコーティングする方法、ＳｉＯの粒子と黒鉛または人造黒鉛をメカノケミカル法によって複合粒子化（造粒化）する方法などの公知の方法でも得ることができる。
【００２６】
なお、リチウムイオン二次電池の高容量化の観点からは、シリコン系負極活物質としては、ケイ素を含む合金およびＳｉＯxが好ましい。
【００２７】
［その他の負極活物質］
本発明のリチウムイオン二次電池負極用スラリー組成物において上記シリコン系負極活物質と併用する負極活物質としては、炭素系負極活物質および金属系負極活物質などが挙げられる。
【００２８】
［［炭素系負極活物質］］
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い、炭素系負極活物質としては、例えば炭素質材料と黒鉛質材料とが挙げられる。
【００２９】
炭素質材料は、炭素前駆体を２０００℃以下で熱処理して炭素化させることによって得られる、黒鉛化度の低い（即ち、結晶性の低い）材料である。なお、炭素化させる際の熱処理温度の下限は特に限定されないが、例えば５００℃以上とすることができる。
そして、炭素質材料としては、例えば、熱処理温度によって炭素の構造を容易に変える易黒鉛性炭素や、ガラス状炭素に代表される非晶質構造に近い構造を持つ難黒鉛性炭素などが挙げられる。
ここで、易黒鉛性炭素としては、例えば、石油または石炭から得られるタールピッチを原料とした炭素材料が挙げられる。具体例を挙げると、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などが挙げられる。
また、難黒鉛性炭素としては、例えば、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）、ハードカーボンなどが挙げられる。
【００３０】
黒鉛質材料は、易黒鉛性炭素を２０００℃以上で熱処理することによって得られる、黒鉛に近い高い結晶性を有する材料である。なお、熱処理温度の上限は、特に限定されないが、例えば５０００℃以下とすることができる。
そして、黒鉛質材料としては、例えば、天然黒鉛、人造黒鉛などが挙げられる。
ここで、人造黒鉛としては、例えば、易黒鉛性炭素を含んだ炭素を主に２８００℃以上で熱処理した人造黒鉛、ＭＣＭＢを２０００℃以上で熱処理した黒鉛化ＭＣＭＢ、メソフェーズピッチ系炭素繊維を２０００℃以上で熱処理した黒鉛化メソフェーズピッチ系炭素繊維などが挙げられる。
【００３１】
［［金属系負極活物質］］
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。金属系負極活物質としては、例えば、リチウム金属、リチウム合金を形成し得るＳｉ以外の単体金属（例えば、Ａｇ、Ａｌ、Ｂａ、Ｂｉ、Ｃｕ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｉｎ、Ｎｉ、Ｐ、Ｐｂ、Ｓｂ、Ｓｎ、Ｓｒ、Ｚｎ、Ｔｉなど）およびその合金、並びに、それらの酸化物、硫化物、窒化物、炭化物、燐化物などが用いられる。
【００３２】
なお、負極活物質の膨張および収縮を抑制しつつリチウムイオン二次電池を十分に高容量化する観点からは、その他の負極活物質としては、炭素系負極活物質を用いることが好ましく、人造黒鉛を用いることがより好ましい。即ち、負極活物質は、シリコン系負極活物質と、人造黒鉛などの炭素系負極活物質との混合物であることが好ましい。
【００３３】
＜ポリアクリル酸＞
ポリアクリル酸は、本発明のリチウムイオン二次電池負極用スラリー組成物を用いて形成した負極合材層において、負極合材層中の各成分同士または各成分と集電体とを結着させると共に、充放電に伴う負極活物質の膨張および収縮を抑制する。即ち、ポリアクリル酸は、負極合材層において、結着材として機能すると共に、充放電に伴うシリコン系負極活物質の大きな膨張および収縮に起因した導電パスの破壊（シリコン系負極活物質の構造破壊による微細化、及び／又は、極板構造の破壊）を防止してリチウムイオン二次電池のサイクル特性の低下を抑制する。
【００３４】
そして、本発明のリチウムイオン二次電池負極用スラリー組成物に用いるポリアクリル酸は、０．５質量％水溶液の粘度に対する１質量％水溶液の粘度の比（１質量％水溶液の粘度／０．５質量％水溶液の粘度）が２．０以上である必要がある。０．５質量％水溶液の粘度に対する１質量％水溶液の粘度の比（以下、単に「粘度比」と称することがある。）が２．０以上のポリアクリル酸は、ポリアクリル酸濃度が低い条件下では低粘度であるが、ポリアクリル酸濃度が上昇すると、粘度が大幅に増大する。即ち、粘度比が２．０以上のポリアクリル酸を含む負極用スラリー組成物は、ポリアクリル酸濃度が低いスラリー組成物の状態では、粘度が低く、塗工性が良好である。一方で、負極用スラリー組成物中の当該ポリアクリル酸は、ポリアクリル酸濃度が上昇すると粘度が大幅に増大するので、負極用スラリー組成物を乾燥させて負極合材層を形成すると、当該負極合材層中において高い強度を発揮し、負極活物質（特に、シリコン系負極活物質）の膨張および収縮を抑制する。従って、粘度比が２．０以上のポリアクリル酸を使用すれば、負極合材層の形成に使用した際に充放電に伴うシリコン系負極活物質の膨張および収縮を抑制することができ、且つ、塗工性に優れる負極用スラリー組成物を得ることができる。一方、粘度比が２．０未満のポリアクリル酸を使用した場合には、スラリー組成物の塗工性が低下すると共に、充放電に伴うシリコン系負極活物質の大きな膨張および収縮に起因した導電パスの破壊を十分に抑制することができず、リチウムイオン二次電池のサイクル特性が低下する。
なお、粘度比は、３．０以上であることが好ましく、また、６．０以下であることが好ましく、４．５以下であることが更に好ましい。
【００３５】
ここで、本発明において、１質量％水溶液の粘度と、０．５質量％水溶液の粘度とに着目したのは、以下の理由による。即ち、水溶液の濃度が０．５質量％未満では、粘度の測定値のバラつきが大きくなるからである。また、粘度比が２．０以上のポリアクリル酸は、通常、水に対する溶解度が大きくないため、濃度が１質量％超の水溶液は調製できない場合がある一方、本発明者の種々の検討の結果、１質量％水溶液の粘度が０．５質量％水溶液の粘度の２．０倍以上であれば、負極活物質の膨張および収縮を十分に抑制し得ることが明らかとなったからである。
【００３６】
［０．５質量％水溶液の粘度］
なお、ポリアクリル酸の０．５質量％水溶液の粘度は、０．３Ｐａ・ｓ以上１０．０Ｐａ・ｓ以下であることが好ましい。０．５質量％水溶液の粘度が大き過ぎると、スラリー組成物の塗工性が低下する虞があるからである。また、０．５質量％水溶液の粘度が小さ過ぎると、負極活物質の膨張および収縮を十分に抑制できない虞があるからである。
【００３７】
［１．０質量％水溶液の粘度］
また、ポリアクリル酸の１．０質量％水溶液の粘度は、０．６Ｐａ・ｓ以上１５．０Ｐａ・ｓ以下であることが好ましい。１．０質量％水溶液の粘度が大き過ぎると、スラリー組成物の塗工性が低下する虞があるからである。また、１．０質量％水溶液の粘度が小さ過ぎると、負極活物質の膨張および収縮を十分に抑制できない虞があるからである。
【００３８】
［ポリアクリル酸の調製方法（１）］
上述した粘度性状を有するポリアクリル酸としては、特に限定されることなく、アクリル酸またはその塩と、架橋性単量体と、任意に他の重合性単量体とを共重合して得られる架橋型ポリアクリル酸が挙げられる。なお、架橋型ポリアクリル酸は、共重合体の製造に用いられる単量体全体の７０質量％以上が、アクリル酸またはその塩であることが好ましい。また、架橋型ポリアクリル酸の製造に用いられる架橋性単量体の量は、架橋性単量体以外の単量体の合計量１００質量部に対して２．０質量部以下であることが好ましく、１．０質量部以下であることが更に好ましい。
【００３９】
［［アクリル酸またはその塩］］
ここで、アクリル酸またはその塩としては、アクリル酸、並びに、そのナトリウム塩、カリウム塩等のアルカリ金属塩またはアンモニウム塩などが挙げられる。これらは、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。
【００４０】
［［架橋性単量体］］
また、架橋性単量体としては、ポリアルケニルポリエーテル単量体、多価ビニル単量体などが挙げられる。具体的には、テトラアリルオキシエタン、ペンタエリスリトールテトラアリルエーテル、ペンタエリスリトールトリアリルエーテル、ペンタエリスリトールジアリルエーテル、アリルサッカロース、トリメチロールプロパンジアリルエーテル、トリメチロールプロパントリアリルエーテル、エチレングリコールジアリルエーテル、グリセリンジアリルエーテル、グリセリントリアリルエーテル、トリアリルイソシアヌレート、アクリル酸アリル、メタクリル酸アリル、ジアリルフタレート、エチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、エチレングリコールジメタクリレートおよびポリエチレングリコールジメタクリレートなどが挙げられる。これらは、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。これらの中でも、架橋性単量体としては、エチレングリコールジメタクリレート、テトラアリルオキシエタンおよびペンタエリスリトールトリアリルエーテルが好ましい。
【００４１】
［［その他の重合性単量体］］
その他の重合性単量体としては、例えば、スチレン、アルキルビニルエーテル、塩化ビニリデン、アクリル酸エステル類、メタクリル酸エステル類、アクリルアミド類、メタクリルアミド類、Ｎ−ビニルホルムアミド、Ｎ−ビニルアセトアミド、酢酸ビニル、ビニルピロリドン、アクリロニトリルおよびメタクリロニトリルなどが挙げられる。これらは、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。
【００４２】
ここで、アクリル酸エステル類およびメタクリル酸エステル類の具体例としては、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸ブチル、（メタ）アクリル酸イソブチル、（メタ）アクリル酸オクチルなどの（メタ）アクリル酸アルキルエステル類；２−メトキシエチルアクリレート、２−エトキシエチルアクリレートなどのエーテル結合を有する（メタ）アクリル酸エステル類；２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシプロピルメタクリレートなどのヒドロキシ基含有（メタ）アクリル酸エステル類；グリシジルメタクリレートなどが挙げられる。
また、アクリルアミド類およびメタアクリルアミド類としては、アクリルアミド、メタクリルアミド、ジメチルアクリルアミド、ジエチルアクリルアミド、ジメチルアミノプロピルアクリルアミドなどが挙げられる。
さらに、その他の重合性単量体としては、末端メタクリレートポリメチルメタクリレート、末端スチリルポリメチルメタクリレート、末端メタクリレートポリスチレン、末端メタクリレートポリエチレングリコール、末端メタクリレートアクリロニトリルスチレン共重合体などのマクロモノマー類なども使用可能である。
同様に、その他の重合性単量体としては、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸などのエステル類なども使用でき、また、トリメトキシビニルシラン、トリエトキシビニルシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランなども挙げられる。
これらは、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。これらの中でも、その他の重合性単量体としては、アクリルアミド類が好ましく、アクリルアミドがより好ましい。
なお、本発明において、「（メタ）アクリル」とは、アクリル及び／又はメタクリルを意味する。
【００４３】
そして、上述した架橋型ポリアクリル酸は、一般的なラジカル重合開始剤を使用し、前述した単量体を共重合させて製造することができる。なお、共重合は、特に限定されることなく、単量体は溶解するが重合体は溶解しない有機溶剤中での沈殿重合法を用いて行うことができる。また、ラジカル重合開始剤としては、過酸化物、アゾ系開始剤などから選ばれた化合物またはそれらの混合物が使用できる。
【００４４】
［ポリアクリル酸の調製方法（２）］
また、上述した粘度性状を有するポリアクリル酸としての架橋型ポリアクリル酸は、未架橋型のポリアクリル酸と架橋剤とを混合し、反応させて製造することもできる。具体的な製造方法としては、例えば、未架橋型のポリアクリル酸の水溶液を用意し、これにポリアクリル酸を架橋可能な架橋剤を添加して未架橋型のポリアクリル酸と架橋剤とを反応させる方法が挙げられる。
【００４５】
［［未架橋型のポリアクリル酸］］
未架橋型のポリアクリル酸は、アクリル酸またはその塩と、任意に他の重合性単量体とを既知の手法で重合して得ることができる。なお、「アクリル酸またはその塩」および「他の重合性単量体」としては、上述した「アクリル酸またはその塩」および「その他の重合性単量体」を用いることができる。
【００４６】
ここで、未架橋型のポリアクリル酸としては、負極活物質の分散性に優れると共に沈降を抑制でき、更にはリチウムイオン二次電池のサイクル特性を向上できる観点から、数平均分子量が２０万以上３００万以下のものを用いるのが好ましく、数平均分子量が３０万以上２００万以下のものを用いるのがより好ましく、数平均分子量が５０万以上１５０万以下のものを用いるのが特に好ましい。
なお、「数平均分子量」は、ＧＰＣ（ゲル浸透クロマトグラフィー）を使用し、ポリスチレン換算値として求めることができる。
【００４７】
そして、未架橋型のポリアクリル酸の水溶液における、未架橋型のポリアクリル酸の割合は、好ましくは０．１質量％以上、より好ましくは０．５質量％以上であり、好ましくは１０質量％未満、より好ましくは５質量％未満である。
【００４８】
［［架橋剤］］
未架橋型のポリアクリル酸と反応させる架橋剤としては、多官能エポキシ化合物、オキサゾリン化合物、カルボジイミド化合物等が挙げられる。
【００４９】
多官能エポキシ化合物は、１分子中に２以上のエポキシ基を有する化合物である。そして、多官能エポキシ化合物としては、エポキシ基を、１分子中に好ましくは６未満、より好ましくは４未満有する化合物が好ましい。多官能エポキシ化合物としては、例えば脂肪族ポリグリシジルエーテル、芳香族ポリグリシジルエーテル、ジグリシジルエーテルなどの多官能グリシジルエーテル化合物が好ましい。
【００５０】
オキサゾリン化合物としては、オキサゾリン基を２つ以上有するものであれば特に限定されるものではないが、例えば、２，２'−ビス（２−オキサゾリン）、２，２'−ビス（４−メチル−２−オキサゾリン）、２，２'−ビス（４，４−ジメチル−２−オキサゾリン）、２，２'−ビス（４−エチル−２−オキサゾリン）、２，２'−ビス（４，４'−ジエチル−２−オキサゾリン）、２，２'−ビス（４−プロピル−２−オキサゾリン）、２，２'−ビス（４−ブチル−２−オキサゾリン）、２，２'−ビス（４−ヘキシル−２−オキサゾリン）、２，２'−ビス（４−フェニル−２−オキサゾリン）、２，２'−ビス（４−シクロヘキシル−２−オキサゾリン）、２，２'−ビス（４−ベンジル−２−オキサゾリン）などが挙げられる。中でも、より剛直な架橋構造を形成する観点から、２，２'−ビス（２−オキサゾリン）が好ましい。
【００５１】
カルボジイミド化合物は、分子中に一般式（１）：
−Ｎ＝Ｃ＝Ｎ−  ・・・（１）
で表されるカルボジイミド基を有し、ポリアクリル酸間に架橋構造を形成し得る架橋性化合物であれば特に限定されない。そして、このようなカルボジイミド基を有するカルボジイミド化合物としては、例えば、カルボジイミド基を２つ以上有する化合物、具体的には、一般式（２）：
−Ｎ＝Ｃ＝Ｎ−Ｒ1  ・・・（２）
［一般式（２）中、Ｒ1は２価の有機基を示す。］で表される繰返し単位を有するポリカルボジイミドおよび／または変性ポリカルボジイミドが好適に挙げられる。なお、本明細書において変性ポリカルボジイミドとは、ポリカルボジイミドに対して、反応性化合物を反応させることによって得られる樹脂をいう。そして、反応性化合物としては、ポリカルボジイミドとの反応性を有する基（カルボキシル基あるいは第一級もしくは第二級のアミノ基などの、活性水素を有する基）を１つと、さらに他の官能基を有する化合物、例えば特開２００５−４９３７０号公報に記載の化合物が挙げられる。
このようなカルボジイミド化合物としては、例えば日清紡ケミカル製ＳＶ−０２，Ｖ−０２等をあげることができる。
【００５２】
架橋剤としては、これらの中でも、架橋反応を系全体で均質的に進ませるという観点から、オキサゾリン化合物、カルボジイミド化合物を用いることが好ましい。
【００５３】
未架橋型のポリアクリル酸と架橋剤とを混合し、反応させる場合における架橋剤の量は、未架橋型のポリアクリル酸１００質量部に対して、好ましくは０．１質量部以上、より好ましくは０．５質量部以上であり、好ましくは１０質量部以下、より好ましくは５質量部以下である。架橋剤の量が少なすぎると、得られるリチウムイオン二次電池のサイクル特性が低下する虞があり、多すぎるとスラリーにした際に未溶解のゲルが残留し、負極に割れが発生する虞があるからである。
【００５４】
［［粘度比の調整］］
ここで、上述のようにして得られる架橋型ポリアクリル酸の粘度比、０．５質量％水溶液の粘度および１．０質量％水溶液の粘度は、例えば、架橋型ポリアクリル酸の架橋密度や架橋点間距離を変更することにより調整することができる。具体的には、例えば、架橋型ポリアクリル酸の粘度比は、使用する架橋性単量体や架橋剤の量を増加させて架橋密度を高めることにより向上させることができる。
【００５５】
そして、ポリアクリル酸として上述した架橋型ポリアクリル酸を用いた負極用スラリー組成物によれば、負極用スラリー組成物を用いて調製した負極合材層中に存在するポリアクリル酸の吸水性を下げることができる。その結果、リチウムイオン二次電池を形成した際に電解液と負極合材層中の水分とが反応することにより生成するフッ化水素を減らすことができるので、内部抵抗、吸水性およびガス発生量の低い負極合材層を得ることができる。
【００５６】
［ポリアクリル酸の中和度］
なお、本発明のリチウムイオン二次電池負極用スラリー組成物に用いるポリアクリル酸は、分子中に存在するカルボキシル基の少なくとも一部が中和されていることが好ましい。即ち、ポリアクリル酸はポリアクリル酸塩であってもよい。カルボキシル基の少なくとも一部が中和されていれば、ポリアクリル酸の分子鎖が広がり易く、充放電に伴う負極活物質の膨張および収縮を抑制し易いからである。
ここで、ポリアクリル酸の中和に用いる塩は、特に限定されるものではない。特に好ましくは、ポリアクリル酸の分子鎖の広がりを得やすいという観点で、一価の塩基が好ましく、例えば水酸化ナトリウム、水酸化リチウムを挙げることができる。なお、リチウムイオン二次電池の特性の観点からは、水酸化リチウムが好ましい。
【００５７】
ここで、カルボキシル基が中和されてナトリウム塩を形成している場合、ポリアクリル酸の中和度は、０．４以上１．０以下であることが好ましく、０．７以上１．０以下であることが更に好ましい。また、カルボキシル基が中和されてリチウム塩を形成している場合、ポリアクリル酸の中和度は、０．４以上１．０以下であることが好ましく、０．７以上１．０以下であることが更に好ましい。なお、中和度は、下記の中和度の測定方法に従い測定することができる。
［［中和度の測定方法］］
ＪＩＳ Ｋ０１１３−１９９７に準拠する方法によって測定した値から、目的とする中和度を算出する。ここで、ＪＩＳ Ｋ０１１３−１９９７に準拠する方法とは、０．１規定の水酸化カリウム水溶液を滴定液として使用して電位差滴定を行い、変曲点法によって終点を決定する方法である。
なお、アクリル酸を中和した後に重合して得たポリアクリル酸の場合には、上記方法以外に、アクリル酸の中和度（中和後のアクリル酸塩のモル数÷中和前のアクリル酸のモル数）からも中和度を求めることができる。
【００５８】
［ポリアクリル酸の配合量］
そして、本発明のリチウムイオン二次電池負極用スラリー組成物は、負極活物質１００質量部当たり、ポリアクリル酸を、０．５質量部以上の割合で含有することが好ましく、１質量部以上の割合で含有することが更に好ましく、１０質量部以下の割合で含有することが好ましく、５質量部以下の割合で含有することが更に好ましく、３質量部以下の割合で含有することが特に好ましく、２質量部以下の割合で含有することが最も好ましい。負極活物質１００質量部当たりのポリアクリル酸の含有量が０．５質量部以上であれば、充放電に伴う負極活物質（特に、シリコン系負極活物質）の膨張および収縮を十分に抑制することができる。また、ポリアクリル酸の含有量が１０質量部以下であれば、スラリー組成物の粘度が上昇して塗工性が低下するのを十分に抑制することができる。
【００５９】
＜カルボキシメチルセルロース塩＞
本発明のリチウムイオン二次電池負極用スラリー組成物は、カルボキシメチルセルロース塩を含むことが好ましい。ポリアクリル酸とカルボキシメチルセルロース塩とを併用することで、負極活物質等の分散性を良好なものとし、負極用スラリー組成物の保存安定性を向上させることができる。
【００６０】
［カルボキシメチルセルロース塩の種類］
ここで、カルボキシメチルセルロース塩としては、特に限定されることなく、カルボキシメチルセルロースのナトリウム塩、アンモニウム塩を用いることができる。
【００６１】
［カルボキシメチルセルロース塩の１質量％水溶液粘度］
なお、充放電に伴う負極活物質の膨張および収縮を更に抑制する観点からは、カルボキシメチルセルロース塩の１質量％水溶液粘度が、１．０Ｐａ・ｓ以上であることが好ましい。また、負極用スラリー組成物の過度な粘度上昇を抑制して塗工性を確保する観点からは、カルボキシメチルセルロース塩の１質量％水溶液粘度は、１２Ｐａ・ｓ以下であることが好ましく、１０Ｐａ・ｓ以下であることが更に好ましい。なお、カルボキシメチルセルロース塩の１質量％水溶液粘度は、ＪＩＳ Ｚ８８０３（１９９１）に準拠して、単一円筒形回転粘度計（温度２５℃、回転数６０ｒｐｍ、スピンドル形状＝１）により測定することができる。
【００６２】
［カルボキシメチルセルロース塩の配合量］
そして、本発明のリチウムイオン二次電池負極用スラリー組成物は、カルボキシメチルセルロース塩の含有量が、ポリアクリル酸の含有量の０．１倍以上９倍以下であることが好ましく、ポリアクリル酸の含有量の０．２５倍以上４倍以下であることがより好ましく、ポリアクリル酸の含有量の０．２５倍以上２.３倍以下であることが更に好ましい。カルボキシメチルセルロース塩の含有量を上記範囲内とすれば、負極用スラリー組成物の保存安定性を十分に高めつつ、充放電に伴う負極活物質の膨張および収縮を更に抑制することができる。
【００６３】
＜粒子状結着材＞
本発明のリチウムイオン二次電池負極用スラリー組成物は、粒子状結着材を含むことが好ましい。ここで、粒子状結着材は、本発明のリチウムイオン二次電池負極用スラリー組成物を用いて形成した負極合材層において、上述したポリアクリル酸と共に、負極合材層中の各成分同士または各成分と集電体とを結着させる。従って、リチウムイオン二次電池負極用スラリー組成物に粒子状結着材を配合すれば、負極合材層中の各成分同士または各成分と集電体との結着性を更に高めて、負極用スラリー組成物を用いて製造した負極からの粉落ちの発生を抑制することができる。また、負極の柔軟性を確保しつつ、負極合材層と集電体との密着性を高めることができる。
【００６４】
［粒子状結着材の種類］
ここで、上述した粒子状結着材としては、共役ジエン系重合体、アクリル系重合体等の重合体を用いることができる。
【００６５】
［［アクリル系重合体]］
ここで、粒子状結着材として好ましいアクリル系重合体について説明する。アクリル系重合体とは、（メタ）アクリル酸エステル単量体単位を含む重合体である。なお、アクリル系重合体は、（メタ）アクリル酸エステル単量体単位以外に、カルボキシル基含有単量体単位、α，β-不飽和ニトリル単量体単位、および、その他任意の単量体単位を含んでいてもよい。
なお、本発明において「単量体単位を含む」とは、「その単量体を用いて得た重合体中に単量体由来の構造単位が含まれている」ことを意味する。
【００６６】
ここで、アクリル系重合体の製造に使用可能な（メタ）アクリル酸エステル単量体としては、メチルアクリレート、エチルアクリレート、ｎ−プロピルアクリレート、イソプロピルアクリレート、ｎ−ブチルアクリレート、ｔ−ブチルアクリレー卜、ペンチルアクリレート、ヘキシルアクリレート、ヘプチルアクリレート、オクチルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート等のアクリル酸アルキルエステル；メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、ｎ−プロピルメタクリレート、イソプロピルメタクリレート、ｎ−ブチルメタクリレート、ｔ−ブチルメタクリレート、ペンチルメタクリレート、ヘキシルメタクリレート、ヘプチルメタクリレート、オクチルメタクリレート、２−エチルヘキシルメタクリレート等のメタクリル酸アルキルエステルなどが挙げられる。これらは、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。
なお、アクリル系重合体における（メタ）アクリル酸エステル単量体単位の割合は、好ましくは５０質量％以上、より好ましくは５５質量％以上、特に好ましくは５８質量％以上であり、好ましくは９８質量％以下、より好ましくは９７質量％以下、特に好ましくは９６質量％以下である。
【００６７】
また、アクリル系重合体の製造に使用可能なカルボキシル基含有単量体としては、エチレン性不飽和モノカルボン酸及びその誘導体、エチレン性不飽和ジカルボン酸及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。
エチレン性不飽和モノカルボン酸の例としては、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸などが挙げられる。そして、エチレン性不飽和モノカルボン酸の誘導体の例としては、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、β−ジアミノアクリル酸などが挙げられる。
エチレン性不飽和ジカルボン酸の例としては、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸などが挙げられる。そして、エチレン性不飽和ジカルボン酸の酸無水物の例としては、無水マレイン酸、ジアクリル酸無水物、メチル無水マレイン酸、ジメチル無水マレイン酸などが挙げられる。さらに、エチレン性不飽和ジカルボン酸の誘導体の例としては、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、マレイン酸ジフェニル、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が挙げられる。
これらは、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。
なお、アクリル系重合体におけるカルボキシル基含有単量体単位の割合は、好ましくは０．１質量％以上、より好ましくは０．５質量％以上であり、好ましくは１０質量％以下、より好ましくは５質量％以下である。
【００６８】
また、アクリル系重合体の製造に使用可能なα，β−不飽和ニトリル単量体としては、アクリロニトリル、メタクリロニトリルが挙げられる。これらは、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。
なお、アクリル系重合体におけるα，β−不飽和ニトリル単量体単位の割合は、好ましくは１質量％以上、より好ましくは２質量％以上であり、好ましくは５０質量％以下、より好ましくは３５質量％以下である。
【００６９】
任意の単量体としては、上述した単量体と共重合可能な単量体が挙げられる。具体的には、任意の単量体としては、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等のヒドロキシル基含有単量体；アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸等の硫酸エステル基含有単量体；アクリルアミド、メタクリルアミド等のアミド基含有単量体；アリルグリシジルエーテル、アリル（メタ）アクリレート、Ｎ−メチロールアクリルアミドなどの架橋性単量体（架橋可能な単量体）；スチレン、クロロスチレン、ビニルトルエン、ｔ−ブチルスチレン、ビニル安息香酸メチル、ビニルナフタレン、クロロメチルスチレン、α−メチルスチレン、ジビニルベンゼン等のスチレン系単量体；エチレン、プロピレン等のオレフィン類；ブタジエン、イソプレン等のジエン系単量体；塩化ビニル、塩化ビニリデン等のハロゲン原子含有単量体；酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、安息香酸ビニル等のビニルエステル類；メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、ブチルビエルエーテル等のビニルエーテル類；メチルビニルケトン、エチルビニルケトン、ブチルビニルケトン、ヘキシルビニルケトン、イソプロペニルビニルケトン等のビニルケトン類；Ｎ−ビニルピロリドン、ビニルピリジン、ビニルイミダゾール等の複素環含有ビニル化合物；アミノエチルビニルエーテル、ジメチルアミノエチルビニルエーテル等のアミノ基含有単量体；などが挙げられる。これらは、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。
なお、アクリル系重合体における任意の単量体単位の割合は、特に限定されないが、合計量で好ましくは１０質量％以下であり、より好ましくは８質量％以下であり、０．５質量％以上が好ましく、１．０質量％以上がより好ましい。
【００７０】
アクリル系重合体の製造方法は特に限定はされず、例えば、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を用いてもよい。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の付加重合を用いることができる。
【００７１】
［[共役ジエン系重合体]］
次に、粒子状結着材として好ましい共役ジエン系重合体について説明する。共役ジエン系重合体とは、共役ジエン単量体単位を含む重合体であり、それらの水素添加物も含まれる。
共役ジエン系重合体の具体例としては、ポリブタジエンやポリイソプレンなどの脂肪族共役ジエン重合体；スチレン・ブタジエン共重合体（ＳＢＲ）などの芳香族ビニル・脂肪族共役ジエン共重合体；アクリロニトリル・ブタジエン共重合体（ＮＢＲ）などのシアン化ビニル・共役ジエン共重合体；水素化ＳＢＲ、水素化ＮＢＲ等が挙げられる。
以下、共役ジエン系重合体として好ましい芳香族ビニル・脂肪族共役ジエン共重合体の製造に用いられる芳香族ビニル単量体、脂肪族共役ジエン単量体、カルボキシル基含有単量体、ヒドロキシル基含有単量体、その他任意の単量体について詳述する。
【００７２】
ここで、芳香族ビニル・脂肪族共役ジエン共重合体の製造に使用可能な芳香族ビニル単量体としては、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、ジビニルベンゼンなどが挙げられる。これらは、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。
なお、芳香族ビニル・脂肪族共役ジエン共重合体における芳香族ビニル単量体単位の割合は、好ましくは３０質量％以上、より好ましくは３５質量％以上であり、好ましくは７９．５質量％以下、より好ましくは６９質量％以下である。
【００７３】
芳香族ビニル・脂肪族共役ジエン共重合体の製造に使用可能な脂肪族共役ジエン単量体としては、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が挙げられる。これらは、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。
なお、芳香族ビニル・脂肪族共役ジエン共重合体における脂肪族共役ジエン単量体単位の割合は、好ましくは２０質量％以上、より好ましくは３０質量％以上であり、好ましくは７０質量％以下、より好ましくは６０質量％以下、特に好ましくは５５質量％以下である。
【００７４】
芳香族ビニル・脂肪族共役ジエン共重合体の製造に使用可能なカルボキシル基含有単量体としては、上述のアクリル系重合体の製造に使用可能なものとした挙げたものと同様のものが挙げられる。
なお、芳香族ビニル・脂肪族共役ジエン共重合体におけるカルボキシル基含有単量体単位の割合は、好ましくは０．５質量％以上、より好ましくは１．０質量％以上であり、好ましくは１０質量％以下、より好ましくは８質量％以下である。
【００７５】
芳香族ビニル・脂肪族共役ジエン共重合体の製造に使用可能なヒドロキシル基含有単量体としては、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート、ヒドロキシプロピルメタクリレート、ヒドロキシブチルアクリレート、ヒドロキシブチルメタクリレート、３−クロロ−２−ヒドロキシプロピルメタクリレート、ジ−（エチレングリコール）マレエート、ジ−（エチレングリコール）イタコネート、２−ヒドロキシエチルマレエート、ビス（２−ヒドロキシエチル）マレエート、２−ヒドロキシエチルメチルフマレートなどが挙げられる。中でも、２−ヒドロキシエチルアクリレートが好ましい。なお、これらは、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。
なお、芳香族ビニル・脂肪族共役ジエン共重合体におけるヒドロキシル基含有単量体単位の割合は、好ましくは０．５質量％以上、より好ましくは１．０質量％以上であり、好ましくは１０質量％以下、より好ましくは８質量％以下である。
【００７６】
任意の単量体としては、上述した単量体と共重合可能な単量体が挙げられる。具体的には、任意の単量体としては、上述のアクリル系重合体において、その他の単量体として使用可能なものとして挙げたものから、芳香族ビニル単量体、脂肪族共役ジエン単量体およびヒドロキシル基含有単量体に該当するものを除いたもの、並びに、α，β−不飽和ニトリル単量体が使用可能である。これらその他の単量体は、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。
なお、芳香族ビニル・脂肪族共役ジエン共重合体における任意の単量体単位の割合は、特に限定されないが、合計量で好ましくは１０質量％以下であり、より好ましくは８質量％以下であり、０．５質量％以上が好ましく、１．０質量％以上がより好ましい。
【００７７】
共役ジエン系重合体の製造方法は特に限定はされず、例えば、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を用いてもよい。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の付加重合を用いることができる。
【００７８】
［粒子状結着材の配合量］
そして、本発明のリチウムイオン二次電池負極用スラリー組成物は、ポリアクリル酸１００質量部当たり、粒子状結着材を、４質量部以上の割合で含有することが好ましく、２０質量部以下の割合で含有することが好ましく、１０質量部以下の割合で含有することが更に好ましい。ポリアクリル酸１００質量部当たりの粒子状結着材の含有量が４質量部以上であれば、結着性を十分に高めて、負極用スラリー組成物を用いて製造した負極からの粉落ちの発生を抑制することができる。また、ポリアクリル酸の存在比が低下するのを抑制し、負極活物質の膨張よび収縮を良好に抑制する観点からは、ポリアクリル酸１００質量部当たりの粒子状結着材の含有量は２０質量部以下とすることが好ましい。
なお、同様の理由により、粒子状結着材の配合量は、負極活物質１００質量部当たり、例えば０．０５質量部以上とすることが好ましく、０．１質量部以上とすることがより好ましく、１．０質量部以下とすることが好ましく、０．６質量部以下とすることがより好ましく、０．５質量部以下とすることが更に好ましい。
【００７９】
［粒子状結着材の性状］
粒子状結着材は、ゲル含有量が、好ましくは５０質量％以上、より好ましくは８０質量％以上であり、好ましくは９８質量％以下、より好ましくは９５質量％以下である。粒子状結着材のゲル含有量が５０質量％未満の場合、粒子状結着材の凝集力が低下して、集電体などとの密着強度が不十分となる場合がある。一方、粒子状結着材のゲル含有量が９８質量％超の場合、粒子状結着材が靱性を失って脆くなり、結果的に密着強度が不十分となる場合がある。なお、本発明において、粒子状結着材の「ゲル含有量」は、本明細書の実施例に記載の測定方法を用いて測定することができる。
また、粒子状結着材は、ガラス転移温度（Ｔｇ）が、好ましくは−３０℃以上、より好ましくは−２０℃以上であり、好ましくは８０℃以下、より好ましくは３０℃以下である。粒子状結着材のガラス転移温度が−３０℃以上であることで、二次電池負極用スラリー組成物中の配合成分が凝集して沈降するのを防ぎ、スラリー組成物の安定性を確保することができる。また、粒子状結着材のガラス転移温度が８０℃以下であることで、二次電池負極用スラリー組成物を集電体上などに塗布する際の作業性を良好なものとすることができる。なお、本発明において、粒子状結着材の「ガラス転移温度（Ｔｇ）」は、本明細書の実施例に記載の測定方法を用いて測定することができる。
【００８０】
＜その他の成分＞
本発明のリチウムイオン二次電池負極用スラリー組成物は、上記成分の他に、導電材、補強材、レベリング剤、電解液添加剤などの成分を含有していてもよい。これらは、電池反応に影響を及ぼさないものであれば特に限られず、公知のもの、例えば国際公開第２０１２／１１５０９６号に記載のものを使用することができる。これらの成分は、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。
【００８１】
（リチウムイオン二次電池負極用スラリー組成物の調製方法）
本発明のリチウムイオン二次電池負極用スラリー組成物は、上記各成分を分散媒としての水系媒体中に分散させることにより調製することができる。具体的には、ボールミル、サンドミル、ビーズミル、顔料分散機、らい潰機、超音波分散機、ホモジナイザー、プラネタリーミキサー、フィルミックスなどの混合機を用いて上記各成分と水系媒体とを混合することにより、スラリー組成物を調製することができる。
ここで、水系媒体としては、通常は水を用いるが、任意の化合物の水溶液や、少量の有機媒体と水との混合溶液などを用いてもよい。
【００８２】
（リチウムイオン二次電池用負極）
本発明のリチウムイオン二次電池用負極は、本発明のリチウムイオン二次電池負極用スラリー組成物を使用して製造することができる。
ここで、本発明のリチウムイオン二次電池用負極は、集電体と、集電体上に形成された負極合材層とを備え、負極合材層には、少なくとも、負極活物質と、ポリアクリル酸とが含まれている。なお、負極合材層中に含まれている各成分は、本発明のリチウムイオン二次電池負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、負極用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。
そして、本発明のリチウムイオン二次電池用負極は、負極合材層が、シリコン系負極活物質を含む上述した負極活物質と、上述したポリアクリル酸とを含んでいるので、リチウムイオン二次電池のサイクル特性の低下を防止しつつ、電池容量を向上させることができる。
【００８３】
なお、本発明のリチウムイオン二次電池用負極は、例えば、上述したリチウムイオン二次電池負極用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リチウムイオン二次電池負極用スラリー組成物を乾燥して集電体上に負極合材層を形成する工程（乾燥工程）とを経て製造される。
【００８４】
［塗布工程］
上記リチウムイオン二次電池負極用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、負極用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、乾燥して得られる負極合材層の厚みに応じて適宜に設定しうる。
なお、負極合材層の厚さは、好ましくは１〜２００μｍ、より好ましくは３〜１００μｍとすることができる。
【００８５】
ここで、負極用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。中でも、負極に用いる集電体としては銅箔が特に好ましい。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。
【００８６】
［乾燥工程］
集電体上の負極用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、真空乾燥、赤外線や電子線などの照射による乾燥法が挙げられる。このように集電体上の負極用スラリー組成物を乾燥することで、集電体上に負極合材層を形成し、集電体と負極合材層とを備えるリチウムイオン二次電池用負極を得ることができる。
【００８７】
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、負極合材層に加圧処理を施してもよい。加圧処理により、負極合材層と集電体との密着性を向上させることができる。
さらに、負極合材層が硬化性の重合体を含む場合は、負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。
【００８８】
（リチウムイオン二次電池）
本発明のリチウムイオン二次電池は、正極と、負極と、電解液と、セパレータとを備え、負極として、本発明のリチウムイオン二次電池用負極を用いたものである。そして、本発明のリチウムイオン二次電池は、本発明のリチウムイオン二次電池用負極を用いているので、電池容量が高く、且つ、サイクル特性に優れている。
【００８９】
＜正極＞
リチウムイオン二次電池の正極としては、リチウムイオン二次電池用正極として用いられる既知の正極を用いることができる。具体的には、正極としては、例えば、正極合材層を集電体上に形成してなる正極を用いることができる。
なお、集電体としては、アルミニウム等の金属材料からなるものを用いることができる。また、正極合材層としては、既知の正極活物質と、導電材と、結着材とを含む層を用いることができる。
【００９０】
＜電解液＞
電解液としては、溶媒に電解質を溶解した電解液を用いることができる。
ここで、溶媒としては、電解質を溶解可能な有機溶媒を用いることができる。具体的には、溶媒としては、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、γ−ブチロラクトン等のアルキルカーボネート系溶媒に、２，５−ジメチルテトラヒドロフラン、テトラヒドロフラン、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、ジメチルカーボネート、酢酸メチル、ジメトキシエタン、ジオキソラン、プロピオン酸メチル、ギ酸メチル等の粘度調整溶媒を添加したものを用いることができる。
電解質としては、リチウム塩を用いることができる。リチウム塩としては、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。これらのリチウム塩の中でも、有機溶媒に溶解しやすく、高い解離度を示すという点より、電解質としてはＬｉＰＦ6、ＬｉＣｌＯ4、ＣＦ3ＳＯ3Ｌｉが好ましい。
【００９１】
＜セパレータ＞
セパレータとしては、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、リチウムイオン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、ポリオレフィン系の樹脂（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）からなる微多孔膜が好ましい。
【００９２】
（リチウムイオン二次電池の製造方法）
本発明のリチウムイオン二次電池は、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。リチウムイオン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。リチウムイオン二次電池の形状は、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】
【００９３】
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「％」及び「部」は、特に断らない限り、質量基準である。
実施例および比較例において、ポリアクリル酸の粘度比、粒子状結着材のゲル含有率およびガラス転移温度、負極の平滑性、耐粉落ち性および設計容量、並びに、リチウムイオン二次電池の初期効率およびサイクル特性は、それぞれ以下の方法を使用して評価した。【００９４】
＜粘度比＞
ポリアクリル酸の０．５質量％水溶液および１．０質量％水溶液について、Ｂ型粘度計（東機産業株式会社製、TVB-10M）を用いて、温度２５℃、ｐＨ８．０、回転速度６０ｒｐｍ（ローター：Ｍ４）での粘度をＪＩＳ Ｋ７１１７−１に準拠して測定した。そして、粘度比（＝１質量％水溶液の粘度／０．５質量％水溶液の粘度）を算出した。なお、ｐＨの調整は、水酸化ナトリウムまたは水酸化リチウムを用いて行った。
＜ガラス転移温度＞
粒子状結着材を含む水分散液を、湿度５０％、温度２３〜２６℃の環境下で３日間乾燥させて、厚み１±０．３ｍｍのフィルムを得た。このフィルムを、温度６０℃の真空乾燥機で１０時間乾燥させた。その後、乾燥させたフィルムをサンプルとして、ＪＩＳ Ｋ７１２１に準拠し、測定温度：−１００℃〜１８０℃、昇温速度：５℃／分の条件下、示差走査熱量分析計（ナノテクノロジー社製、ＤＳＣ６２２０ＳＩＩ）を用いてガラス転移温度を測定した。
＜ゲル含有量＞
粒子状結着材を含む水分散液を用意し、この水分散液を湿度５０％、温度２３〜２５℃の環境下で乾燥させて、厚み１±０．３ｍｍのフィルムに成膜した。このフィルムを、温度６０℃の真空乾燥機で１０時間乾燥させた。その後、乾燥させたフィルムを３〜５ｍｍ角に裁断し、約１ｇを精秤した。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、５０ｇのテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）に２４時間浸漬した。その後、ＴＨＦから引き揚げたフィルム片を温度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、下記式に従ってゲル含有量（質量％）を算出した。
ゲル含有量（質量％）＝（ｗ１／ｗ０）×１００
＜負極の平滑性＞
負極原反について、塗布量を長さ方向に１０ｍｍ毎に１０点測定した。１０点の測定値の最小値と最大値の差を下記基準に従って評価した。差が小さいほど、負極の形成に用いた負極用スラリー組成物の塗工性が優れていることを示す。
Ａ：差が０．５ｍｇ／ｃｍ2未満
Ｂ：差が０．５ｍｇ／ｃｍ2以上
＜負極の耐粉落ち性＞
シート状負極を１０ｃｍ角に切断して、得られた試料片の質量（Ｙ０）を測定した。その後、φ１６ｍｍの円形打ち抜き機を用いて試料片を５か所打ち抜いた。その後、エアーブラシをかけ、打ち抜いた試料片と、打ち抜かれた試料片との合計の質量（Ｙ１）を測定し、下記式に従って粉落ち残存率を算出した。
粉落ち残存率＝（Ｙ１／Ｙ０）×１００（％）
そして、下記基準に従って耐粉落ち性を評価した。粉落ち残存率の値が大きいほど、負極の端部の割れ、はがれが少ないことを示す。
Ａ：粉落ち残存率が９９．９８％以上
Ｂ：粉落ち残存率が９９．９６％以上９９．９８％未満
Ｃ：粉落ち残存率が９９．９６％未満
＜負極の設計容量＞
用いた負極活物質の質量平均の理論容量（ｍＡｈ／ｇ）を算出し、以下の基準で評価した。
Ａ：理論容量が８００ｍＡｈ／ｇを超える
Ｂ：理論容量が４７０ｍＡｈ／ｇを超え、８００ｍＡｈ／ｇ以下
Ｃ：理論容量が４７０ｍＡｈ／ｇ以下
＜初期効率＞
作製したラミネートセル型のリチウムイオン二次電池を、電解液注液後、温度２５℃で５時間静置してから、温度２５℃の条件下、０．２Ｃの定電流法によってセル電圧３．６５Ｖまで充電（充電量を「Ｃ１(ｍＡｈ)」と定義する。）した。その後、温度６０℃で１２時間エージング処理を行い、温度２５℃の条件下、０．２Ｃの定電流法によってセル電圧２．７５Ｖまで放電（放電量を「Ｄ１(ｍＡｈ)」と定義する。）した。
その後、０．２Ｃの定電流にてＣＣ−ＣＶ充電（上限セル電圧４．２０Ｖ）を行い（充電量を「Ｃ２(ｍＡｈ)」と定義する。）、０．２Ｃの定電流にてＣＣ放電（下限セル電圧２．７５Ｖ）を実施（放電量を「Ｄ２(ｍＡｈ)」と定義する）した。
初期効率を下記式に従って算出し、以下の基準により評価した。
初期効率＝｛（Ｄ１＋Ｄ２）／（Ｃ１＋Ｃ２）｝×１００（％）
Ａ：初期効率が８８％以上
Ｂ：初期効率が８５％以上８８％未満
Ｃ：初期効率が８１％以上８５％未満
Ｄ：初期効率が８１％未満
＜サイクル特性＞
初期効率の評価で用いたリチウムイオン二次電池を、温度２５℃の条件下、０．１Ｃの定電流法にてセル電圧２．７５Ｖまで放電した。その後、温度４５℃の条件下、充電電圧４．２Ｖ、放電電圧２．７５Ｖ、０．５Ｃの充放電レートにて１００サイクル充放電の操作を行った。そのとき、１サイクル目の放電容量（初期放電容量Ｘ１）および１００サイクル目の放電容量Ｘ２を測定し、ΔＣ´＝（Ｘ２／Ｘ１）×１００（％）で示される容量変化率ΔＣ´を求め、以下の基準により評価した。この容量変化率ΔＣ´の値が高いほど、サイクル特性に優れることを示す。
Ａ：ΔＣ´が８５％以上
Ｂ：ΔＣ´が８３％以上８５％未満
Ｃ：ΔＣ´が８０％以上８３％未満
Ｄ：ΔＣ´が８０％未満【００９５】
（実施例１）
＜負極活物質の準備＞
炭素系負極活物質としての人造黒鉛（日立化成製、理論容量：３６０ｍＡｈ／ｇ）と、シリコン系負極活物質としてのＳｉＯx（信越化学製、理論容量：２３００ｍＡｈ／ｇ）とを準備した。
＜ポリアクリル酸１の準備＞
架橋型ポリアクリル酸ナトリウム（東亜合成株式会社製、レオジック２６０Ｈ）の１質量％水溶液を準備した。
＜カルボキシメチルセルロース塩の準備＞
カルボキシメチルセルロース塩としてＭＡＣ８００ＬＣ（日本製紙ケミカル製、カルボキシメチルセルロースのナトリウム塩、１質量％水溶液粘度６．７〜９．２Ｐａ・ｓ）を準備した。
＜粒子状結着材の調製＞
攪拌機付き５ＭＰａ耐圧容器に、芳香族ビニル単量体としてスチレン６２部、脂肪族共役ジエン単量体として１，３−ブタジエン３５部、カルボキシル基含有単量体としてイタコン酸２部、ヒドロキシル基含有単量体としてアクリル酸−２−ヒドロキシエチル（２−ヒドロキシエチルアクリレート）１部、分子量調整剤としてｔ−ドデシルメルカプタン０．３部、乳化剤としてドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム５部、溶媒としてイオン交換水１５０部、及び重合開始剤として過硫酸カリウム１部を入れ、十分に攪拌した後、５５℃に加温して重合を開始した。
モノマー消費量が９５．０％になった時点で冷却し、反応を停止した。こうして得られた重合体を含んだ水分散液に、５％水酸化ナトリウム水溶液を添加して、ｐＨ８に調整した。その後、加熱減圧蒸留によって未反応単量体の除去を行った。さらにその後、３０℃以下まで冷却し、粒子状結着材の水分散液を得た。得られた粒子状結着材の水分散液を用いて、上述した方法により、ゲル含有量、及び、ガラス転移温度を測定した。測定の結果、ゲル含有量は９２％、ガラス転移温度（Ｔｇ）は１０℃であった。
＜リチウムイオン二次電池負極用スラリー組成物の調製＞
プラネタリーミキサーに、炭素系負極活物質としての人造黒鉛９０部、シリコン系負極活物質としてのＳｉＯx（信越化学製）１０部、架橋型ポリアクリル酸ナトリウム（東亜合成株式会社製、レオジック２６０Ｈ）の１質量％水溶液を固形分相当で１．５部、カルボキシメチルセルロース塩（ＭＡＣ８００ＬＣ、日本製紙ケミカル製、カルボキシメチルセルロースのナトリウム塩）の１質量％水溶液を固形分相当で１．５部投入し、回転速度４０ｒｐｍで３０分間混合した。その後、粒子状結着材の水分散液を固形分相当で０．１０部投入し、Ｂ型粘度計（東機産業株式会社製、TVB-10M）を用いて、温度２５℃、回転速度６０ｒｐｍ（ローターＭ４）の条件でスラリー組成物の粘度が４．０Ｐａ・ｓとなるようにイオン交換水を加えて混合し、負極活物質、架橋型ポリアクリル酸ナトリウム、カルボキシメチルセルロース塩（ＣＭＣ）、粒子状結着材を含んでなるリチウムイオン二次電池負極用スラリー組成物を調製した。
＜負極の製造＞
上述のリチウムイオン二次電池負極用スラリー組成物を、コンマコーターで、厚さ２０μｍの銅箔（集電体）の上に塗付量が９．２〜９．８ｍｇ／ｃｍ2となるように塗布した。このリチウムイオン二次電池負極用スラリー組成物が塗布された銅箔を、０．２ｍ／分の速度で、温度６０℃のオーブン内を２分間、さらに温度１１０℃のオーブン内を２分間かけて搬送することにより、銅箔上のスラリー組成物を乾燥させ、負極原反を得た。
そして、得られた負極原反をロールプレス機にて密度が１．６３〜１．６７ｇ／ｃｍ3となるようプレスし、さらに、水分の除去および架橋のさらなる促進を目的として、真空条件下、温度１２０℃の環境に１０時間置き、負極を得た。得られた負極について、平滑性および耐粉落ち性を評価した。結果を表１に示す。
＜正極の製造＞
プラネタリーミキサーに、正極活物質としてのＬｉＣｏＯ2１００部、導電材としてのアセチレンブラック２部（電気化学工業（株）製、ＨＳ−１００）、結着材としてのＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン、（株）クレハ化学製、ＫＦ−１１００）２部、および溶媒としての２−メチルピリロドンを、全固形分濃度が６７％となるように加えて混合し、リチウムイオン二次電池正極用スラリー組成物を調製した。
得られたリチウムイオン二次電池正極用スラリー組成物を、コンマコーターで、厚さ２０μｍのアルミ箔の上に塗付量が３０．５〜３１．５ｍｇ／ｃｍ2となるように塗布した。その後、リチウムイオン二次電池正極用スラリー組成物が塗布されたアルミ箔を、０．５ｍ／分の速度で温度６０℃のオーブン内を２分間かけて搬送することにより、乾燥させた。その後、温度１２０℃にて２分間加熱処理して、正極原反を得た。
得られた正極原反をロールプレス機にてプレス後の密度が３．４０〜３．５０ｇ／ｃｍ3になるようにプレスし、さらに、水分の除去を目的として、真空条件下、温度１２０℃の環境に３時間置き、正極を得た。
＜リチウムイオン二次電池の製造＞
単層のポリプロピレン製セパレータ（幅６５ｍｍ、長さ５００ｍｍ、厚さ２５μｍ；乾式法により製造；気孔率５５％）を用意し、５ｃｍ×５ｃｍの正方形に切り抜いた。また、電池の外装として、アルミ包材外装を用意した。
そして、作製した正極を、３．８ｃｍ×２．８ｃｍに切り出し、集電体側の表面がアルミ包材外装に接するように配置した。次に、正極の正極合材層の面上に、上記の正方形のセパレータを配置した。さらに、作製した負極を、４．０ｃｍ×３．０ｃｍに切り出し、これをセパレータ上に、負極合材層側の表面がセパレータに向かい合うよう配置した。その後、電解液として濃度１．０ＭのＬｉＰＦ6溶液（溶媒は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）の混合溶媒、添加剤としてビニレンカーボネート２体積％含有）を充填した。さらに、１５０℃のヒートシールをしてアルミ包材外装の開口を密封閉口し、ラミネートセル型のリチウムイオン二次電池を製造した。そして、リチウムイオン二次電池の初期効率およびサイクル特性を評価した。結果を表１に示す。【００９６】
（実施例２）
炭素系負極活物質としての人造黒鉛の配合量を７５部とし、シリコン系負極活物質としてのＳｉＯxの配合量を２５部とした以外は実施例１と同様にして、リチウムイオン二次電池負極用スラリー組成物、負極、正極およびリチウムイオン二次電池を作製した。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。【００９７】
（実施例３）
炭素系負極活物質としての人造黒鉛の配合量を６５部とし、シリコン系負極活物質としてのＳｉＯxの配合量を３５部とした以外は実施例１と同様にして、リチウムイオン二次電池負極用スラリー組成物、負極、正極およびリチウムイオン二次電池を作製した。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。【００９８】
（実施例４）
カルボキシメチルセルロース塩を配合しなかった以外は実施例１と同様にして、リチウムイオン二次電池負極用スラリー組成物、負極、正極およびリチウムイオン二次電池を作製した。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。【００９９】
（実施例５）
粒子状結着材を配合しなかった以外は実施例１と同様にして、リチウムイオン二次電池負極用スラリー組成物、負極、正極およびリチウムイオン二次電池を作製した。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。【０１００】
（実施例６）
粒子状結着材の配合量を固形分相当で０．２２５部とした以外は実施例１と同様にして、リチウムイオン二次電池負極用スラリー組成物、負極、正極およびリチウムイオン二次電池を作製した。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。【０１０１】
（実施例７）
ポリアクリル酸として架橋型ポリアクリル酸ナトリウム（レオジック２６０Ｈ）１．５部に替えて下記のポリアクリル酸２を３部用い、さらにカルボキシメチルセルロース塩および粒子状結着材を配合しなかった以外は実施例１と同様にして、リチウムイオン二次電池負極用スラリー組成物、負極、正極およびリチウムイオン二次電池を作製した。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。
＜ポリアクリル酸２の準備＞
反応容器に、未架橋型のポリアクリル酸（アルドリッチ製、数平均分子量：１２５万）を固形分濃度２％で溶解し、撹拌した。その後、反応容器を６０℃に加熱し、カルボジイミド化合物（日清紡ケミカル社製、ＳＶ−０２、固形分濃度０．５％に希釈したもの）を１時間かけて徐々に滴下し、滴下終了後、さらに８時間撹拌した。その後、１％水酸化ナトリウム水溶液にて、ｐＨ＝８．０に調整し、得られた水溶液を６０℃、真空乾燥条件下で水を蒸発させて、ポリアクリル酸２を得た。【０１０２】
（実施例８）
ポリアクリル酸として架橋型ポリアクリル酸ナトリウム（レオジック２６０Ｈ）１．５部に替えて下記のポリアクリル酸３を３部用い、さらにカルボキシメチルセルロース塩および粒子状結着材を配合しなかった以外は実施例１と同様にして、リチウムイオン二次電池負極用スラリー組成物、負極、正極およびリチウムイオン二次電池を作製した。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。
＜ポリアクリル酸３の準備＞
反応容器に、未架橋型のポリアクリル酸（アルドリッチ製、数平均分子量：１２５万）を固形分濃度２％で溶解し、撹拌した。その後、反応容器を６０℃に加熱し、カルボジイミド化合物（日清紡ケミカル社製、ＳＶ−０２、固形分濃度０．５％に希釈したもの）を１時間かけて徐々に滴下し、滴下終了後、さらに８時間撹拌した。その後、１％水酸化リチウム水溶液にて、ｐＨ＝８．０に調整し、得られた水溶液を６０℃、真空乾燥条件下で水を蒸発させて、ポリアクリル酸３を得た。【０１０３】
（実施例９）
カルボキシメチルセルロース塩の１質量％水溶液の配合量を固形分相当で０．３７５部とした以外は実施例１と同様にして、リチウムイオン二次電池負極用スラリー組成物、負極、正極およびリチウムイオン二次電池を作製した。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。【０１０４】
（比較例１）
負極活物質として人造黒鉛１００部のみを使用し、シリコン系負極活物質としてのＳｉＯxを使用しなかった以外は実施例１と同様にして、リチウムイオン二次電池負極用スラリー組成物、負極、正極およびリチウムイオン二次電池を作製した。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。【０１０５】
（比較例２）
炭素系負極活物質としての人造黒鉛の配合量を５０部とし、シリコン系負極活物質としてのＳｉＯxの配合量を５０部とした以外は実施例１と同様にして、リチウムイオン二次電池負極用スラリー組成物、負極、正極およびリチウムイオン二次電池を作製した。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。【０１０６】
（比較例３）
ポリアクリル酸として架橋型ポリアクリル酸ナトリウム（レオジック２６０Ｈ）に替えてポリアクリル酸４（アルドリッチ製、非架橋型ポリアクリル酸ナトリウム、重量平均分子量＝４５万、１質量％水溶液をＮａＯＨ（和光純薬、特級試薬）でｐＨ＝８に調整したもの）を使用した以外は実施例１と同様にして、リチウムイオン二次電池負極用スラリー組成物、負極、正極およびリチウムイオン二次電池を作製した。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。【０１０７】
（比較例４）
ポリアクリル酸として架橋型ポリアクリル酸ナトリウム（レオジック２６０Ｈ）に替えてポリアクリル酸５（アルドリッチ製、非架橋型ポリアクリル酸ナトリウム、重量平均分子量＝３００万、１質量％水溶液をＮａＯＨ（和光純薬、特級試薬）でｐＨ＝８に調整したもの）を使用した以外は実施例１と同様にして、リチウムイオン二次電池負極用スラリー組成物、負極、正極およびリチウムイオン二次電池を作製した。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。【０１０８】
（比較例５）
ポリアクリル酸として架橋型ポリアクリル酸ナトリウム（レオジック２６０Ｈ）に替えてポリアクリル酸６（東亜合成株式会社製、架橋型ポリアクリル酸ナトリウム、レオジック２６２Ｌ）を使用した以外は実施例１と同様にして、リチウムイオン二次電池負極用スラリー組成物、負極、正極およびリチウムイオン二次電池を作製した。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。【０１０９】
（比較例６）
ポリアクリル酸を配合せず、カルボキシメチルセルロース塩の１質量％水溶液の配合量を固形分相当で３．０部とした以外は実施例１と同様にして、リチウムイオン二次電池負極用スラリー組成物、負極、正極およびリチウムイオン二次電池を作製した。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。
【０１１０】
【表１】
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【０１１１】
表１より、実施例１〜９では、電池容量が高く、且つ、サイクル特性に優れるリチウムイオン二次電池が得られることが分かる。一方、表１より、比較例１では、電池容量を十分に高めることができず、比較例２〜６ではサイクル特性が低下してしまうことが分かる。
なお、表１より、特に実施例１〜３および９では、負極の耐粉落ち性に優れると共に、電池容量、初期効率およびサイクル特性の全てに優れるリチウムイオン二次電池が得られることが分かる。
【産業上の利用可能性】
【０１１２】
本発明によれば、負極の形成に使用した場合に充放電に伴うシリコン系負極活物質の膨張および収縮を抑制しつつ電池容量を高めることができ、且つ、塗工性に優れるリチウムイオン二次電池負極用スラリー組成物を提供することができる。
また、本発明によれば、優れた電池容量およびサイクル特性を有するリチウムイオン二次電池を提供することができるリチウムイオン二次電池用負極を提供することができる。
更に、本発明によれば、電池容量が高く、且つ、サイクル特性に優れるリチウムイオン二次電池を提供することができる。