(57)【要約】  リチウムイオン二次電池等の電池における、集電体と電極合剤層との接着強度を高めることができる、電極合剤用組成物を提供する。本発明の電極合剤用組成物は、フッ化ビニリデン重合体を９９質量％以上の割合で含む合成樹脂と、少なくとも一部のイソシアネート基がブロック剤でブロックされているポリイソシアネート化合物と、を含む構成を有する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
フッ化ビニリデン重合体を９９質量％以上の割合で含む合成樹脂と、
少なくとも一部のイソシアネート基がブロック剤でブロックされているポリイソシアネート化合物と、を含む、電極合剤用組成物。
【請求項２】
前記ポリイソシアネート化合物が、ヘキサメチレンジイソシアネートから誘導されるイソシアヌレート体、ビュレット体、アダクト体から選択される少なくとも１つの化合物である、請求項１に記載の電極合剤用組成物。
【請求項３】
前記ブロック剤が、オキシム化合物、活性メチレン化合物およびピラゾール化合物からなる群から選択される少なくとも１つのブロック剤である、請求項１または２に記載の電極合剤用組成物。
【請求項４】
前記ブロック剤が、オキシム化合物である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の電極合剤用組成物。
【請求項５】
前記電極合剤用組成物において、前記合成樹脂１００質量部に対する前記ポリイソシアネート化合物の含有量が０．５〜５０質量部である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の電極合剤用組成物。
【請求項６】
前記フッ化ビニリデン重合体がフッ化ビニリデンの単独重合体である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の電極合剤用組成物。
【請求項７】
前記フッ化ビニリデン重合体は、フッ化ビニリデンを主構成成分とし、
不飽和二塩基酸に由来する構造単位、不飽和二塩基酸モノエステルに由来する構造単位、ハロゲン化アルキルビニル化合物に由来する構造単位、以下の式（１）で示される化合物に由来する構造単位、以下の式（２）で示される化合物に由来する構造単位、および、以下の式（３）で示される化合物に由来する構造単位の少なくとも１つの構造単位を含有するフッ化ビニリデン共重合体である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の電極合剤用組成物。
【化１】
2020196148.tif 000007
（式（１）〜（３）において、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３はそれぞれ独立に、水素原子、フッ素原子、塩素原子または炭素数１〜５のアルキル基であり、
式（１）において、Ｘ'は、主鎖が原子数１〜１９で構成される分子量４７２以下の原子団であり、
式（２）において、Ｘ''は、主鎖が原子数１〜１９で構成される分子量４８４以下の原子団であり、
式（３）において、Ｘ'''は、水素または少なくとも一つのヒドロキシル基を含む炭素数１〜５の炭化水素部分である。）
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の電極合剤用組成物と、活物質と、を含む電極合剤。
【請求項９】
請求項８に記載の電極合剤から形成された電極合剤層を集電体上に備える電極。
【請求項１０】
請求項９に記載の電極を備える非水電解質二次電池。
【請求項１１】
集電体に請求項８に記載の電極合剤を塗布する塗布工程と、
前記塗布工程後の集電体を８０℃以上の温度で加熱乾燥させる加熱乾燥工程と、を含む、電極の製造方法。
【請求項１２】
集電体に請求項８に記載の電極合剤を塗布する塗布工程と、
前記塗布工程後の集電体を１１０℃以下の温度で加熱乾燥させる乾燥工程と、
前記乾燥工程後の集電体を乾燥工程の温度より高く、かつ１１０℃以上の温度で処理する熱処理工程を含む、電極の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電極合剤用組成物、電極合剤およびその用途に関する。詳しくは、電極合剤用組成物、電極合剤、電極、非水電解質二次電池、および電極の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子技術の発展はめざましく、小型携帯機器の高機能化が進んでいる。そのため、これらに使用される電源には小型化及び軽量化、すなわち高エネルギー密度化が求められている。高いエネルギー密度を有する電池として、リチウムイオン二次電池等に代表される非水電解質二次電池が、広く使用されている。【０００３】
また、非水電解質二次電池は、地球環境問題及び省エネルギーの観点から、二次電池とエンジンとを組み合わせたハイブリッド自動車、及び二次電池を電源にした電気自動車などにも利用されており、その用途が拡大している。【０００４】
非水電解質二次電池用の電極は、集電体と集電体上に形成される電極合剤層とを有する構造となっている。電極合剤層は、一般に電極活物質と導電助剤と電極合剤用組成物（バインダー組成物）とを含む電極合剤が適当な溶剤または分散媒中に分散されたスラリー状態で集電体上に塗布され、溶剤または分散媒を揮散して形成される。バインダー組成物としては、耐薬品性、耐候性に優れ、優れた電気化学安定性を有することから、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）等のフッ化ビニリデン重合体組成物が主に使用されている。【０００５】
例えば、特許文献１には、有機希釈剤中に分散したフッ化ビニリデン重合体と、（メタ）アクリルポリマー分散剤と、を含むリチウムイオン二次電池の電極バインダーが記載されている。【０００６】
しかしながら、フッ化ビニリデン重合体は電池の集電体である金属箔および活物質等との接着強度が低いことがあり、接着強度を高めることが求められている。【０００７】
また正極活物質（電極活物質）としては、主としてコバルト酸リチウムが用いられてきたが、近年では用途に応じリチウムニッケル複合酸化物およびリン酸鉄リチウム等も正極活物質として知られている。正極活物質としてリチウムニッケル複合酸化物を使用する場合、バインダー組成物としてフッ化ビニリデン重合体を使用すると、電極合剤が保管中に増粘しやすくなる。場合によってはゲル化することもあり、電極合剤の安定性を高めることが求められている。【０００８】
そこで、フッ化ビニリデン重合体の、金属箔等との接着性を改善する方法としては、フッ化ビニリデンとマレイン酸モノメチルエステル等の不飽和二塩基酸のモノエステルとを共重合することにより得られるフッ化ビニリデン系共重合体（例えば、特許文献２および３参照）、フッ化ビニリデンとアクリル酸系化合物とを共重合することにより得られるフッ化ビニリデン系共重合体（例えば、特許文献４参照）が開示されている。【０００９】
また、電極合剤のゲル化を防止する方法としては、フッ化ビニリデンとクロロトリフルオロエチレンを含む共重合体（例えば、特許文献５参照）が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】日本国公開特許公報  特開２０１７−５１００４４号公報
【特許文献２】日本国公開特許公報  特開２００１−１９８９６号公報
【特許文献３】日本国公開特許公報  特開平６−１７２４５２号公報
【特許文献４】日本国公表特許公報  特表２０１０−５２５１２４号公報
【特許文献５】日本国公開特許公報  特開平１１−１９５４１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、特許文献２〜４に記載された重合体であっても、未だ金属箔等との接着性は充分ではない。また、特許文献５に開示されているように、フッ化ビニリデン系重合体と正極活物質とを用いて電極合剤を作製する際に、正極活物質としてニッケルの含有率が高いハイニッケル系の正極活物質を用いて電極合剤を作製すると、ゲル化は抑制されるものの接着性が低下するという問題がある。【００１２】
本発明は、上記従来技術の有する課題を鑑みてされたものであり、従来のフッ化ビニリデン重合体よりも、金属箔等との接着性に優れるバインダー組成物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】
【００１３】
本発明者は、上述の課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、フッ化ビニリデン重合体と、ポリイソシアネート化合物と、を含む電極合剤を用いることによって、意外にも、集電体と電極合剤層との接着強度を高めることができることを見出したことに基づき、本発明をするに至った。【００１４】
すなわち、本発明の一態様に係る電極合剤用組成物は、フッ化ビニリデン重合体を９９質量％以上の割合で含む合成樹脂と、少なくとも一部のイソシアネート基がブロック剤でブロックされているポリイソシアネート化合物と、を含む、電極合剤用組成物である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の一態様によれば、リチウムイオン二次電池等の電池における、集電体と電極合剤層との接着強度を高めることができる、電極合剤用組成物を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
〔電極合剤用組成物〕
本実施形態に係る電極合剤用組成物は、合成樹脂と、ポリイソシアネート化合物と、を含む。
【００１７】
（合成樹脂）
合成樹脂は、フッ化ビニリデン重合体を９９質量％以上の割合で含めばよく、一態様としては、フッ化ビニリデン重合体のみを含む。合成樹脂に他の重合体を含ませる場合、本実施形態の電極合剤用組成物の所望の効果が損なわれない限り特に制限はない。合成樹脂の一態様としては、他の重合体として（メタ）アクリル重合体を含んでいない合成樹脂であり得る。フッ化ビニリデン重合体を９９質量％以上の割合で含むことにより、本実施形態に係る電極合剤用組成物を用いた場合の集電体と電極合剤層との接着強度を高めることができる。また、フッ化ビニリデン重合体を９９質量％以上の割合で含むことは、電気化学的安定性の観点からも好ましい。
【００１８】
（フッ化ビニリデン重合体）
本明細書において「フッ化ビニリデン重合体」とは、フッ化ビニリデンの単独重合体（ホモポリマー）、およびフッ化ビニリデンと共重合可能な単量体（モノマー）とフッ化ビニリデンとの共重合体（コポリマー）の何れをも含むものである。フッ化ビニリデンと共重合可能な単量体としては、例えば、公知の単量体の中から適宜に選ぶことができる。フッ化ビニリデンを共重合させる場合、フッ化ビニリデン単位を５０モル％以上で含有することが好ましく、フッ化ビニリデン単位を８０モル％以上で含有することがより好ましく、フッ化ビニリデン単位を９０モル％以上で含有することが特に好ましい。
【００１９】
フッ化ビニリデン重合体がコポリマーの場合、フッ化ビニリデンを主構成成分とし、不飽和二塩基酸に由来する構造単位、不飽和二塩基酸モノエステルに由来する構造単位、ハロゲン化アルキルビニル化合物に由来する構造単位、以下の式（１）で示される化合物に由来する構造単位、以下の式（２）で示される化合物に由来する構造単位、および、以下の式（３）で示される化合物に由来する構造単位の少なくとも１つの構造単位を含有するフッ化ビニリデン共重合体であることが好ましい。
【００２０】
【化１】
2020196148.tif 000002
【００２１】
本実施形態に係る不飽和二塩基酸として、例えば、フマル酸、マレイン酸、シトラコン酸およびフタル酸等が挙げられる。
【００２２】
本実施形態に係る不飽和二塩基酸モノエステルとして、例えば、フマル酸モノメチル、フマル酸モノエチル、マレイン酸モノメチル、マレイン酸モノエチル、シトラコン酸モノメチル、シトラコン酸モノエチル、フタル酸モノメチル及びフタル酸モノエチル等が挙げられる。
【００２３】
本実施形態に係る上記式（１）で示される化合物において、式（１）中、Ｒ１、Ｒ２、およびＲ３は、それぞれ独立に水素原子、フッ素原子、塩素原子または炭素数１〜５のアルキル基である。
【００２４】
炭素数１〜５のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基およびイソプロピル基等が挙げられる。本実施形態において、Ｒ１は水素原子またはメチル基であることが好ましく、水素原子であることがより好ましい。また、Ｒ２は水素原子またはメチル基であることが好ましく、水素原子であることがより好ましい。また、Ｒ３は水素原子、フッ素原子、またはメチル基であることが好ましく、水素原子であることがより好ましい。
【００２５】
式（１）中、Ｘ'を構成する主鎖は、原子数１〜１９であり、原子数１〜１４であることが好ましく、原子数１〜９であることがより好ましい。このような主鎖を構成する原子としては、例えば、炭素原子およびヘテロ原子等が挙げられる。ヘテロ原子を含む場合、ヘテロ原子は、酸素原子であることが好ましい。なお、本明細書において、主鎖の原子数に水素原子の原子数は含まないものとする。また、主鎖の原子数とは、Ｘ'の右側に記載されたカルボキシル基と、Ｘ'の左側に記載された基（Ｒ１Ｒ２Ｃ＝ＣＲ３−ＣＯ−）とを、最も少ない原子数で結ぶ鎖の骨格部分の原子数を意味するものとする。
【００２６】
式（１）中、Ｘ'の原子団の分子量は４７２以下であればよいが、１７２以下であることが好ましい。また、原子団である場合の分子量の下限としては特に限定はないが、通常は１４程度である。
【００２７】
本実施形態に係る式（１）で表される化合物としては、具体的には、例えば、アクリロイロキシプロピルコハク酸、アクリロイロキシエチルコハク酸、メタクリロイロキシエチルコハク酸、メタクリロイロキシプロピルコハク酸、２−カルボキシエチルアクリレート、２−カルボキシエチルメタクリレート、アクリロイロキシエチルフタル酸、メタクリロイロキシエチルフタル酸、Ｎ−カルボキシエチル（メタ）アクリルアミド、およびカルボキシエチルチオ（メタ）アクリレート等が挙げられる。なかでも、アクリロイロキシプロピルコハク酸およびアクリロイロキシエチルコハク酸が好ましい。
【００２８】
本実施形態に係る上記式（２）で表される化合物において、式（２）中、Ｒ１、Ｒ２、およびＲ３は、それぞれ独立に水素原子、フッ素原子、塩素原子または炭素数１〜５のアルキル基である。好ましい態様は、式（１）におけるＲ１、Ｒ２、およびＲ３と同じである。
【００２９】
式（２）中、Ｘ''を構成する主鎖は、原子数１〜１９であればよいが、好ましくは原子数１〜１４であり、より好ましくは原子数１〜９であり、さらに好ましくは原子数２〜６である。主鎖を構成する原子としては、例えば、炭素原子およびヘテロ原子等が挙げられる。ヘテロ原子を含む場合、ヘテロ原子は、酸素原子であることが好ましい。なお、主鎖の原子数に水素原子の原子数は含まない。また、主鎖の原子数とは、式（２）中、Ｘ''の右側に記載されたカルボキシル基と、Ｘ''の左側に記載された基（Ｒ１Ｒ２Ｃ＝ＣＲ３‐Ｏ‐）とを、最も少ない原子数で結ぶ鎖の骨格部分の原子数を意味している。
【００３０】
式（２）中、Ｘ''の原子団の分子量は４８４以下であればよいが、好ましくは１８４以下であり、さらに好ましくは１５６以下である。また、原子団である場合の分子量の下限としては特に限定はないが、通常は１４程度である。Ｘ''として好ましくは、主鎖が原子数２〜６で構成される分子量１５６以下の原子団である。
【００３１】
本実施形態に係る式（２）で表される化合物としては、具体的には、例えば、ビニルカルボキシメチルエーテル、およびビニルカルボキシエチルエーテル等が挙げられる。
【００３２】
本実施形態に係る上記式（３）で表される化合物において、式（３）中、Ｒ１、Ｒ２、およびＲ３は、それぞれ独立に水素原子、フッ素原子、塩素原子または炭素数１〜５のアルキル基である。好ましい態様は、式（１）におけるＲ１、Ｒ２、およびＲ３と同じである。
【００３３】
式（３）中、Ｘ'''は、水素原子、または少なくとも一つのヒドロキシル基を含む炭素数１〜５の炭化水素部分である。ヒドロキシル基を含む炭素数１〜５の炭化水素部分としては、例えばヒドロキシエチル基およびヒドロキシプロピル基等が挙げられる。
【００３４】
式（３）で表される化合物としては、具体的には、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、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アクリレート２−ヒドロキシエチルメチルアクリレート、２−ヒドロキシプロピルメタクリレート等が挙げられる。なかでも、２−ヒドロキシエチルアクリレートおよびアクリル酸が好ましい。
【００３５】
また、前記他のモノマーとしては、例えばフッ化ビニリデンと共重合可能なハロゲン化アルキルビニル化合物、フッ素系単量体あるいはエチレン、プロピレン等の炭化水素系単量体、ジメタクリル酸（ポリ）アルキレングリコールエステル、ジアクリル酸（ポリ）アルキレングリコールエステル、及びポリビニルベンゼン等が挙げられる。
【００３６】
ハロゲン化アルキルビニル化合物としては、例えばフッ化アルキルビニル化合物が挙げられ、具体的には、例えば、ヘキサフルオロプロピレン（ＨＦＰ）、クロロトリフルオロエチレン（ＣＴＦＥ）、トリフルオロエチレン（ＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロエチレン、及びフルオロアルキルビニルエーテル等が挙げられ、中でもヘキサフルオロプロピレン、クロロトリフルオロエチレンが好ましい。なお、前記他のモノマーは、１種単独で用いてもよく、２種以上を用いてもよい。
【００３７】
（フッ化ビニリデン重合体の例）
フッ化ビニリデン重合体としては、市販のものを用いることができる。例えば、株式会社クレハ製のＫＦ＃７３００、ＫＦ＃９１００、ＫＦ＃９７００、ＫＦ＃７５００等が挙げられる。
【００３８】
（フッ化ビニリデン重合体のインヘレント粘度（ηｉ））
本実施形態で用いられるフッ化ビニリデン重合体のインヘレント粘度は、特に限定されないが、０．５〜５．０ｄｌ／ｇであることが好ましく、１．０ｄｌ／ｇ以上４．５ｄｌ／ｇ以下であることがより好ましく、１．５ｄｌ／ｇ以上４．０ｄｌ／ｇ以下であることがさらに好ましい。
【００３９】
上記インヘレント粘度（ηｉ）は、フッ化ビニリデン重合体（Ａ）をｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）に溶解させた溶液の３０℃における粘度（η）、ＮＭＰの３０℃における粘度（η０）、および上記溶液におけるフッ化ビニリデン重合体（Ａ）の濃度（Ｃ）から、以下の式により求めることができる。
【００４０】
ηｉ＝（１／Ｃ）・ｌｎ（η／η０）
（フッ化ビニリデン重合体の重合方法）
フッ化ビニリデン重合体の重合方法としては、特に限定はなく、従来公知の重合方法を用いることができる。重合方法としては、例えば懸濁重合、乳化重合、溶液重合等が挙げられるが、その中でも後処理の容易さ等の観点から水系の懸濁重合、乳化重合が好ましく、水系の懸濁重合が特に好ましい。
【００４１】
（ポリイソシアネート化合物）
本実施形態の電極合剤用組成物に含まれるポリイソシアネート化合物は、少なくとも一部のイソシアネート基がブロック剤でブロックされている。すなわち、ポリイソシアネート化合物は、少なくとも１つのブロックイソシアネート基を有する。本明細書において、「ブロックイソシアネート基」は、ブロック剤でブロック（安定化）されているイソシアネート基を示す。
【００４２】
ブロックイソシアネート基は、加熱することによってブロック剤が解離して（脱ブロック化）、イソシアネート基が再生する。集電体と電極合剤層との接着強度向上の点で、全体の６０％以上のイソシアネート基がブロック剤でブロックされていることが好ましく、８０％以上のイソシアネート基がブロック剤でブロックされていることがより好ましく、ポリイソシアネート化合物のイソシアネート基全てがブロック剤でブロックされていることが特に好ましい。
【００４３】
本実施形態の電極合剤用組成物に含まれるポリイソシアネート化合物は、脂肪族ジイソシアネート、脂環族ジイソシアネートおよび芳香族ジイソシアネートからなる群より選ばれる少なくとも１種のジイソシアネートの多量体であって、少なくとも一部のイソシアネート基がブロック剤でブロック（安定化）されている。
【００４４】
脂肪族ジイソシアネート化合物の例としては、ブタンジイソシアネート、ペンタンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネートおよびリジンジイソシアネート等が挙げられる。
【００４５】
脂環族ジイソシアネート化合物の例としては、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、水添キシリレンジイソシアネート、水添ジフェニルメタンジイソシアネートおよび１，４−シクロヘキサンジイソシアネート等が挙げられる。
【００４６】
芳香族ジイソシアネートの例としては、キシリレンジイソシアネート（ＸＤＩ）、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）およびトリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）等が挙げられる。
【００４７】
これらジイソシアネートは１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００４８】
これらのなかでも、脂肪族ジイソシアネートおよび脂環族ジイソシアネートが好ましく、耐候性、および工業的な入手の容易さの観点からヘキサメチレンジイソシアネートおよびイソホロンジイソシアネートが好ましく、ヘキサメチレンジイソシアネートがより好ましい。
【００４９】
ジイソシアネートより誘導されるポリイソシアネートとしては、イソシアヌレート結合、ビュレット結合、ウレタン結合、ウレトジオン結合、ウレア結合、アロハネート結合、オキサジアジントリオン結合およびイミノオキサジアジンジオン結合からなる群より選ばれる少なくとも１種の結合を有するポリイソシアネートが挙げられる。耐候性および耐熱性の観点からイソシアヌレート結合、ビュレット結合、ウレタン結合またはアロハネート結合を有するポリイソシアネートが好ましい。また、これらの結合の２つ以上を含んでいてもよい。
【００５０】
ポリイソシアネートにおけるイソシアネート基（ブロックイソシアネート基を含む）の数は２〜２２が好ましく、３〜１８がより好ましい。
【００５１】
ポリイソシアネートは１種単独で用いても、２種以上のポリイソシアネートを併用してもよい。
【００５２】
ブロック剤の例として、オキシム化合物、活性メチレン化合物、ピラゾール化合物、アルコール化合物、アルキルフェノール化合物、フェノール化合物、メルカプタン化合物、酸アミド化合物、酸イミド化合物、イミダゾール化合物、尿素化合物およびアミン化合物等が挙げられる。
【００５３】
オキシム化合物の例として、ホルムアルドオキシム、アセトアルドオキシム、アセトオキシム、メチルエチルケトオキシム（ＭＥＫオキシム）、メチルイソブチルケトオキシム（ＭＩＢＫオキシム）、ジメチルケトオキシム、ジエチルケトオキシムおよびシクロヘキサノンオキシム等が挙げられる。
【００５４】
活性メチレン化合物の例として、マロン酸ジメチル、マロン酸ジエチル、イソブタノイル酢酸エチル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチルおよびアセチルアセトン等が挙げられる。
【００５５】
ピラゾール化合物の例として、３，５−ジメチルピラゾール、ピラゾールおよび３−メチルピラゾール等が挙げられる。
【００５６】
アルコール化合物の例として、メタノール、エタノール、２−プロパノール、ｎ−ブタノール、ｓｅｃ−ブタノール、２−エチル−１−ヘキサノール、２−メトキシエタノール、２−エトキシエタノールおよび２−ブトキシエタノール等が挙げられる。
【００５７】
アルキルフェノール化合物の例として、炭素原子数４以上のアルキル基を置換基として有するモノアルキルフェノール類およびジアルキルフェノール類等が挙げられる。
【００５８】
フェノール化合物の例として、フェノール、クレゾール、エチルフェノール、スチレン化フェノールおよびヒドロキシ安息香酸エステル等が挙げられる。
【００５９】
メルカプタン化合物の例として、ブチルメルカプタンおよびドデシルメルカプタン等が挙げられる。
【００６０】
酸アミド化合物の例として、アセトアニリド、酢酸アミド、ε−カプロラクタム、δ−バレロラクタムおよびγ−ブチロラクタム等が挙げられる。
【００６１】
酸イミド化合物の例として、コハク酸イミドおよびマレイン酸イミド等が挙げられる。
【００６２】
イミダゾール系化合物の例として、イミダゾールおよび２−メチルイミダゾール等が挙げられる。
【００６３】
尿素化合物の例として、尿素、チオ尿素およびエチレン尿素等が挙げられる。
【００６４】
アミン系化合物の例として、ジフェニルアミン、アニリン、カルバゾール、ジ−ｎ−プロピルアミン、ジイソプロピルアミンおよびイソプロピルエチルアミン等が挙げられる。
【００６５】
ポリイソシアネート化合物のイソシアネート基は、１種類のブロック剤でブロックされていても、２種類以上のブロック剤でブロックされていてもよい。
【００６６】
ブロック剤でイソシアネート基がブロックされているポリイソシアネートは、加熱することによってブロック剤が解離して（脱ブロック化）、イソシアネート基が再生する。ブロック剤は電極用合剤を集電箔に塗布した後、乾燥させる加熱乾燥工程、あるいはその後に熱処理を施す熱処理工程の加熱温度などで解離することが好ましい。そのような観点から、ブロック剤はオキシム化合物、活性メチレン化合物、およびピラゾール化合物が好ましい。中でも、メチルエチルケトオキシム、マロン酸ジメチル、マロン酸ジエチル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、３，５−ジメチルピラゾールおよびピラゾールが好ましい。特に、ブロック剤としてオキシム化合物を用いると、集電体と電極合剤層との接着強度を高めるとともに、電極合剤の増粘を抑制することができる。
【００６７】
少なくとも一部のイソシアネート基がブロック剤でブロックされているポリイソシアネート化合物としては、市販のものを用いることができる。例えば、デュラネートＴＰＡ−Ｂ８０Ｅ（１，６−ヘキサメチレンジイソシアネートのオキシム誘導体ブロックポリイソシアネート）、ＳＢＮ−７０Ｄ（１，６−ヘキサメチレンジイソシアネートのピラゾール誘導体ブロックイソシアネート）、ＭＦ−Ｋ６０Ｂ（１，６−ヘキサメチレンジイソシアネートの活性メチレン誘導体ブロックイソシアネート）（いずれも旭化成ケミカルズ社製）等が挙げられる。
【００６８】
（合成樹脂に対するポリイソシアネート化合物の質量比）
本実施形態の電極合剤用組成物における、合成樹脂１００質量部に対するポリイソシアネート化合物の含有量は、０．５〜５０質量部であることが好ましく、２〜４０質量部であることがより好ましい。合成樹脂に対するポリイソシアネート化合物の質量比が上記範囲内であると、集電体と電極合剤層との接着強度を高めることができる。接着強度を高める観点から、合成樹脂のインヘレント粘度は、合成樹脂の好ましい粘度範囲の中で高いことが好ましい。
【００６９】
本実施形態の電極合剤用組成物の形態は特に限定されず、粉状で合っても、液状であってもよい。また、電極合剤用組成物は、溶媒を含んでいてもよい。溶媒は、非水溶媒であってもよいし、水であってもよい。非水溶媒としては、例えば、Ｎ‐メチルピロリドン、Ｎ，Ｎ‐ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ‐ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、ヘキサメチルホスフォアミド、ジオキサン、テトラヒドロフラン、テトラメチルウレア、トリエチルホスフェイト、トリメチルホスフェイト、アセトン、酢酸エチル、酢酸n-ブチル、nブタノール、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートおよびシクロヘキサノンなどを挙げることができる。これらの溶媒は２種類以上を混合して用いてもよい。
【００７０】
〔電極合剤〕
本実施形態の電極合剤は、上記電極合剤用組成物と、活物質と、を含む。電極合剤は、導電助剤、非水溶媒、顔料分散剤および分散安定剤等を含んでいてもよい。
【００７１】
電極合剤は、塗布対象である集電体の種類等に応じて活物質等の種類を変更することにより、正極用の電極合剤、または負極用の電極合剤とすることができる。フッ化ビニリデン重合体は、一般的に優れた耐酸化性を有しているため、本実施形態の電極合剤は、正極用の電極合剤として好適に用いることができる。また、フッ化ビニリデン重合体は、一般的に優れた耐還元性を有しているため、本実施形態の電極合剤は、負極用の電極合剤として好適に用いることができる。
【００７２】
（活物質）
正極活物質としては、リチウム複合金属酸化物が典型的に用いられる。
【００７３】
リチウム複合金属酸化物としては、例えば、ＬｉＭｎＯ２、ＬｉＭｎ２Ｏ４、ＬｉＣｏＯ２、ＬｉＮｉＯ２、ＬｉＮｉｘＣｏ１−ｘＯ２（０＜ｘ＜１）、ＬｉＮｉｘＣｏｙＭｎ１−ｘ−ｙＯ２（０＜ｘ＜１、０＜ｙ＜１）、ＬｉＮｉｘＣｏｙＡｌＺＯ２（０．５５≦ｘ＜１、０＜ｙ２＜０．５５、０＜ｚ＜０．５５であり、かつｘ／（ｘ＋ｙ＋ｚ）≧０．５５である。）、ＬｉＦｅＰＯ４等を挙げることができる。リチウム複合金属酸化物の具体例として、Ｌｉ１．００Ｎｉ０．５Ｃｏ０．２Ｍｎ０．３Ｏ２（ＮＣＭ５２３）、Ｌｉ１．００Ｎｉ０．６Ｃｏ０．２Ｍｎ０．２Ｏ２（ＮＣＭ６２２）、Ｌｉ１．００Ｎｉ０．８３Ｃｏ０．１２Ｍｎ０．０５Ｏ２（ＮＣＭ８１１）、およびＬｉ１．００Ｎｉ０．８５Ｃｏ０．１５Ａｌ０．０５Ｏ２（ＮＣＡ８１１）を挙げることができる。
【００７４】
負極活物質としては、炭素材料、金属・合金材料、および金属酸化物などをはじめとした従来公知の材料を用いることができる。これらのうち、電池のエネルギー密度をより高める観点から、炭素材料が好ましく、炭素材料としては、人造黒鉛、天然黒鉛、難黒鉛化炭素および易黒鉛化炭素等を挙げることができる。
【００７５】
電極合剤において、活物質を１００質量部としたときに、フッ化ビニリデン重合体が０．２〜１５質量部含まれていることが好ましく、０．５〜１０質量部含まれていることがより好ましい。
【００７６】
（導電助剤）
導電助剤は、ＬｉＣｏＯ２等の電子伝導性の小さい活物質を使用する場合に、電極合剤層の導電性を向上する目的で添加してもよい。導電助剤としては、例えば、カーボンブラック、カーボンナノチューブ、黒鉛微粉末および黒鉛繊維等の炭素質物質、ならびにニッケルおよびアルミニウム等の金属微粉末または金属繊維を用いることができる。
【００７７】
（非水溶媒）
非水溶媒は、上述の電極合剤用組成物に含み得る非水溶媒として例示したものを用いることができ、例として、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）等が挙げられる。また、非水溶媒は１種単独でも、２種以上を混合してもよい。
【００７８】
（電極合剤の他の成分）
本実施形態における電極合剤は、上述の成分以外の他の成分を含んでいてもよい。他の成分としては、例えば、ポリビニルピロリドンなどの顔料分散剤等を挙げることができる。
【００７９】
（電極合剤の調製）
本実施形態に係る電極合剤は、例えば、合成樹脂とポリイソシアネート化合物とを含む電極合剤用組成物、および活物質を均一なスラリーとなるように混合すればよく、混合する際の順序は特に限定されない。さらに電極合剤用組成物として溶媒を含む電極合剤用組成物を用いる場合、電極合剤用組成物に当該溶媒を加える前に、電極活物質等を加えてもよい。例えば、電極合剤用組成物に電極活物質を添加し、次いで溶媒を添加し、撹拌混合し、電極合剤を得てもよい。また電極活物質を溶媒に分散し、そこへ電極合剤用組成物を添加し、撹拌混合し、電極合剤を得てもよい。あるいは、電極合剤用組成物として溶媒を含む電極合剤用組成物に電極活物質を添加し、撹拌混合し、電極合剤を得てもよい。
【００８０】
また、ポリイソシアネート化合物と活物質とを混合させたのちに、合成樹脂を混合させることによっても調製することができる。
【００８１】
〔電極〕
本実施形態に係る電極は、上記電極合剤から形成された電極合剤層を集電体上に備える。本明細書等における「電極」とは、特に断りのない限り、本実施形態における電極合剤から形成される電極合剤層が集電体上に形成されている、電池の電極を意味する。
【００８２】
（集電体）
集電体は、電極の基材であり、電気を取り出すための端子である。集電体の材質としては、鉄、ステンレス鋼、鋼、銅、アルミニウム、ニッケル、およびチタン等を挙げることができる。集電体の形状は、箔または網であることが好ましい。電極が正極である場合、集電体としては、アルミニウム箔とすることが好ましい。集電体の厚みは、１μｍ〜１００μｍであることが好ましく、３〜２０μｍがより好ましい。
【００８３】
（電極合剤層）
電極合剤層は、上述した電極合剤を集電体に塗布して、乾燥させることにより得られる層である。電極合剤の塗布方法としては、当該技術分野における公知の方法を用いることができ、バーコーター、ダイコーターまたはコンマコーターなどを用いる方法を挙げることができる。電極合剤層を形成させるための乾燥温度としては、５０℃〜２００℃であることが好ましく、８０℃〜１８０℃であることがより好ましい。電極合剤層は集電体の両面に形成されてもよいし、いずれか一方の面のみに形成されてもよい。
【００８４】
電極合剤層の厚さは、片面当たり通常は２０〜６００μｍであり、好ましくは２０〜３５０μｍである。また、電極合剤層をプレスして密度を高めてもよい。また、電極合剤層の目付量は、通常は２０〜７００ｇ／ｍ２であり、好ましくは３０〜５００ｇ／ｍ２である。
【００８５】
電極は、上述したように、正極用の電極合剤を用いて電極合剤層が得られる場合には正極となり、負極用の電極合剤を用いて電極合剤層が得られる場合には負極となる。本実施形態に係る電極は、例えば、リチウムイオン二次電池等の非水電解質二次電池の正極として用いることができる。あるいは、リチウムイオン二次電池等の非水電解質二次電池の負極として用いることができる。
【００８６】
〔電極の製造方法〕
以下、電極の製造方法の一例を具体的に説明するが、本実施形態に係る電極の製造方法は、以下の方法に限定されるものではない。
【００８７】
（１段階の加熱による電極の製造方法）
本実施形態に係る電極の製造方法は、集電体に上記電極合剤を塗布する塗布工程と、上記塗布工程後の集電体を８０℃以上の温度で加熱乾燥させる加熱乾燥工程と、を含む。
【００８８】
＜塗布工程＞
塗布工程において、電極合剤を集電体に塗布する。電極合剤の塗布方法としては、当該技術分野における公知の方法を用いることができ、バーコーター、ダイコーターまたはコンマコーターなどを用いる方法を挙げることができる。
【００８９】
＜加熱乾燥工程＞
加熱乾燥工程において、上記塗布工程後の集電体を８０℃以上の温度で加熱乾燥させ、好ましくは１１０℃以上の温度で加熱乾燥させる。上記の温度範囲内で加熱乾燥させることによって、ブロックイソシアネート基からブロック剤を解離することができる。また、集電体に塗布された電極合剤の温度が８０℃以上の温度になっていることが好ましい。
【００９０】
ブロック剤が解離する温度およびブロックイソシアネート基の熱安定性はブロック剤の種類によって異なることから、加熱乾燥温度はブロック剤の種類により、適宜選択すればよい。例えば、イソシアネート基をブロックしているブロック剤がオキシム化合物である場合、１１０〜１８０℃で加熱乾燥させることがさらに好ましい。また、イソシアネート基をブロックしているブロック剤が活性メチレン化合物である場合、８０〜１５０℃で加熱乾燥させることがさらに好ましい。また、イソシアネート基をブロックしているブロック剤がピラゾール化合物である場合、８０〜１８０℃で加熱乾燥させることがさらに好ましい。
【００９１】
加熱乾燥時間は、特に限定はないが、１〜３００分が好ましく、加熱温度により適宜選択すればよい。
【００９２】
（複数段階の加熱による電極の製造方法）
また、本実施形態に係る電極の製造方法は、集電体に上記電極合剤を塗布する塗布工程と、上記塗布工程後の集電体を１１０℃以下の温度で加熱乾燥させる乾燥工程と、上記乾燥工程後の集電体を乾燥工程の温度より高く、かつ１１０℃以上の温度で処理する熱処理工程と、を含んでいてもよい。塗布工程は、上記（１段階による加熱による電極の製造方法）の塗布工程と同じである。
【００９３】
＜乾燥工程＞
乾燥工程において、上記塗布工程後の集電体を１１０℃以下の温度で加熱乾燥させる。当該乾燥工程においては、ブロックイソシアネート基から大部分のブロック剤が解離しない温度かつ電極合剤中の溶媒を除去できる温度で加熱乾燥させることが好ましい。具体的には、１１０℃以下の温度で加熱乾燥させることが好ましく、１００℃以下の温度で加熱乾燥させることがより好ましい。また、集電体に塗布された電極合剤の温度が１１０℃以下の温度になっていることが好ましい。
【００９４】
乾燥時間は、特に限定はないが、１〜１００分が好ましい。
【００９５】
＜熱処理工程＞
熱処理工程においては、上記乾燥工程後の集電体を乾燥工程の温度より高く、かつ１１０℃以上の温度で加熱処理する。上記の温度範囲内で加熱処理することによって、大部分のブロックイソシアネート基からブロック剤が解離することができる。また、集電体に塗布された電極合剤の温度が１１０℃以上の温度になっていることが好ましい。
【００９６】
ブロック剤が解離する温度およびブロックイソシアネート基の熱安定性はブロック剤の種類によって異なることから、熱処理温度はブロック剤の種類により、適宜選択すればよい。例えば、イソシアネート基をブロックしているブロック剤がオキシム化合物である場合、１２０〜１８０℃で加熱処理することがさらに好ましい。また、イソシアネート基をブロックしているブロック剤が活性メチレン化合物である場合、１１０〜１５０℃で加熱処理することが好ましい。また、イソシアネート基をブロックしているブロック剤がピラゾール化合物である場合、１２０〜１８０℃で加熱処理することが好ましい。
【００９７】
熱処理時間は、特に限定はないが、１〜３００分が好ましく、加熱温度により適宜選択すればよい。
【００９８】
複数段階の加熱によって製造された電極は、１段階の加熱によって製造された電極よりも、集電体と電極合剤層との接着強度を高めることができる。その理由として、以下のように考えられる。
【００９９】
イソシアネート基は、活物質および集電体（例えば、アルミニウム箔）に存在するＯＨ基と結合することによって、活物質とフッ化ビニリデン重合体との界面、集電体と電極合剤層との界面における接着性が向上することが考えられる。イソシアネート基は、ＯＨ基よりもアミンと優先的に反応しやすい。よって、ブロックイソシアネート基からブロック剤を解離させ、イソシアネート基を再生したときに、イソシアネート基の周りに分散媒等に含まれるアミンが多く存在すると、活物質および集電体に存在するＯＨ基よりも、イソシアネート基はアミンと反応する。したがって、まず、１段階目の加熱で電極合剤層中の分散媒を除去することによりアミンの存在量を減らす。そして、２段階目以降の加熱でブロックイソシアネート基からブロック剤を解離することによって、再生したイソシアネート基が活物質および集電体に存在するＯＨ基と結合し、接着性が向上すると考えられる。なお、イソシアネート基は、アミン、ＯＨ基、ＣＯＯＨ基の順で反応し易い。
【０１００】
〔非水電解質二次電池〕
本実施形態の非水電解質二次電池は、上記電極を備える。非水電解質二次電池における他の部材については特に限定されるものでなく、例えば、従来用いられている部材を用いることができる。
【０１０１】
非水電解質二次電池の製造方法としては、例えば、負極層と正極層とをセパレータを介して重ね合わせ、電池容器に入れ、電池容器に電解液を注入して封口する方法が挙げられる。この製造方法において、電極液の注入後の熱プレスによって、電極合剤に含有されるフッ化ビニリデン重合体の少なくとも一部が溶融され、セパレータと接着する。
【０１０２】
〔まとめ〕
本実施形態に係る電極合剤用組成物は、フッ化ビニリデン重合体を９９質量％以上の割合で含む合成樹脂と、少なくとも一部のイソシアネート基がブロック剤でブロックされているポリイソシアネート化合物と、を含む、電極合剤用組成物である。
【０１０３】
また、本実施形態に係る電極合剤用組成物において、前記ポリイソシアネート化合物が、ヘキサメチレンジイソシアネートから誘導されるイソシアヌレート体、ビュレット体、アダクト体から選択される少なくとも１つの化合物であることが好ましい。
【０１０４】
また、本実施形態に係る電極合剤用組成物において、前記ブロック剤が、オキシム化合物、活性メチレン化合物およびピラゾール化合物からなる群から選択される少なくとも１つのブロック剤であることが好ましい。
【０１０５】
また、本実施形態に係る電極合剤用組成物において、前記ブロック剤が、オキシム化合物であることがより好ましい。
【０１０６】
また、本実施形態に係る電極合剤用組成物において、前記合成樹脂１００質量部に対する前記ポリイソシアネート化合物の含有量が０．５〜５０質量部であることが好ましい。
【０１０７】
また、本実施形態に係る電極合剤用組成物において、前記フッ化ビニリデン重合体がフッ化ビニリデンの単独重合体であってもよい。
【０１０８】
また、本実施形態に係る電極合剤用組成物において、前記フッ化ビニリデン重合体は、フッ化ビニリデンを主構成成分とし、不飽和二塩基酸に由来する構造単位、不飽和二塩基酸モノエステルに由来する構造単位、ハロゲン化アルキルビニル化合物に由来する構造単位、以下の式（１）で示される化合物に由来する構造単位、以下の式（２）で示される化合物に由来する構造単位、および、以下の式（３）で示される化合物に由来する構造単位の少なくとも１つの構造単位を含有するフッ化ビニリデン共重合体であってもよい。
【０１０９】
【化２】
2020196148.tif 000003
（式（１）〜（３）において、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３はそれぞれ独立に、水素原子、フッ素原子、塩素原子または炭素数１〜５のアルキル基であり、式（１）において、Ｘ'は、主鎖が原子数１〜１９で構成される分子量４７２以下の原子団であり、式（２）において、Ｘ''は、主鎖が原子数１〜１９で構成される分子量４８４以下の原子団であり、式（３）において、Ｘ'''は、水素または少なくとも一つのヒドロキシル基を含む炭素数１〜５の炭化水素部分である。）
【０１１０】
本実施形態に係る電極合剤は、前記電極合剤用組成物と、活物質と、を含む。
【０１１１】
本実施形態に係る電極は、前記電極合剤から形成された電極合剤層を集電体上に備える。
【０１１２】
本実施形態に係る非水電解質二次電池は、前記電極を備える。
【０１１３】
本実施形態に係る電極の製造方法は、集電体に前記電極合剤を塗布する塗布工程と、前記塗布工程後の集電体を８０℃以上の温度で加熱乾燥させる加熱乾燥工程と、を含む。
【０１１４】
また、本実施形態に係る電極の製造方法は、集電体に前記電極合剤を塗布する塗布工程と、前記塗布工程後の集電体を１１０℃以下の温度で加熱乾燥させる乾燥工程と、前記乾燥工程後の集電体を乾燥工程の温度より高く、かつ１１０℃以上の温度で処理する熱処理工程を含む。
【０１１５】
以下に実施例を示し、本発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。もちろん、本発明の以下の実施例に限定されるものではなく、細部については様々な態様が可能であることはいうまでもない。さらに、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、それぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。また、本明細書中に記載された文献の全てが参考として援用される。
【実施例】
【０１１６】
［実施例１］電極合剤の調製
正極活物質として、１００質量部のＬｉ１．０Ｎｉ０．５Ｃｏ０．２Ｍｎ０．３Ｏ２（ＮＣＭ５２３、平均粒子径１１μｍ）を使用した。導電性カーボンブラックとして、２質量部のＳｕｐｅｒ−Ｐ（Ｔｉｍｃａｌ  Ｊａｐａｎ製、平均粒子径４０ｎｍ、比表面積６０ｍ２／ｇ）を使用した。合成樹脂として、２質量部のポリフッ化ビニリデン（株式会社クレハ製  ＫＦ＃９７００）を使用した。ポリイソシアネート化合物として、０．３８質量部のポリイソシアネート（旭化成ケミカルズ株式会社製  デュラネート（商標）  ＴＰＡ−Ｂ８０Ｅ）を使用した。正極活物質、導電性カーボンブラック、合成樹脂およびポリイソシアネート化合物をＮＭＰに分散させて、スラリー状の正極合剤（電極合剤）を調製した。【０１１７】
［実施例２］電極合剤の調製
ポリイソシアネート化合物の量を０．０４質量部とした以外は、実施例１と同様に電極合剤を調製した。【０１１８】
［実施例３］電極合剤の調製
ポリイソシアネート化合物の量を０．１６質量部とした以外は、実施例１と同様に電極合剤を調製した。【０１１９】
［実施例４］電極合剤の調製
ポリイソシアネート化合物の量を０．５７質量部とした以外は、実施例１と同様に電極合剤を調製した。【０１２０】
［実施例５］電極合剤の調製
ポリイソシアネート化合物をＳＢＮ−７０Ｄ（旭化成ケミカルズ株式会社製）とした以外は、実施例１と同様に電極合剤を調製した。【０１２１】
［実施例６］電極合剤の調製
ポリイソシアネート化合物をＭＦ−Ｋ６０Ｂ（旭化成ケミカルズ株式会社製）とした以外は、実施例１と同様に電極合剤を調製した。【０１２２】
［比較例１］電極合剤の調製
合成樹脂の量を２．３８質量部とし、ポリイソシアネート化合物を使用しなかった以外は、実施例１と同様に電極合剤を調製した。【０１２３】
［比較例２］電極合剤の調製
合成樹脂の量を３質量部とし、ポリイソシアネート化合物を使用しなかった以外は、実施例１と同様に電極合剤を調製した。【０１２４】
［比較例３］電極合剤の調製
ポリイソシアネート化合物を２．０４質量部とし、合成樹脂を使用しなかった以外は、実施例１と同様に電極合剤を調製した。【０１２５】
［比較例４］電極合剤の調製
ポリイソシアネート化合物をＳＢＮ−７０Ｄとした以外は、比較例３と同様に電極合剤を調製した。【０１２６】
［比較例５］電極合剤の調製
ポリイソシアネート化合物を、イソシアネート化合物ＭＯＩ−ＢＰ（昭和電工株式会社製）とした以外は、実施例１と同様に電極合剤を調製した。【０１２７】
［比較例６］電極合剤の調製
ポリイソシアネート化合物を、イソシアネート基がブロックされていないポリイソシアネート化合物２４Ａ−１００（旭化成株式会社製）とした以外は、実施例１と同様に電極合剤を調製した。【０１２８】
［実施例７］電極合剤の調製
合成樹脂をＫＦ＃７３００（株式会社クレハ製）とした以外は、実施例１と同様に電極合剤を調製した。【０１２９】
［比較例７］電極合剤の調製
合成樹脂をＫＦ＃７３００とした以外は、比較例１と同様に電極合剤を調製した。【０１３０】
［実施例８］電極合剤の調製
合成樹脂をＫＦ＃９１００（株式会社クレハ製）とした以外は、実施例１と同様に電極合剤を調製した。【０１３１】
［比較例８］電極合剤の調製
合成樹脂をＫＦ＃９１００とした以外は、比較例１と同様に電極合剤を調製した。【０１３２】
［実施例９］電極合剤の調製
合成樹脂をＫＦ＃７５００（株式会社クレハ製）とした以外は、実施例１と同様に電極合剤を調製した。【０１３３】
［比較例９］電極合剤の調製
合成樹脂をＫＦ＃７５００（株式会社クレハ製）とした以外は、比較例１と同様に電極合剤を調製した。【０１３４】
［実施例１０］電極合剤の調製
正極活物質をＬｉＣｏＯ２（ＬＣＯセルシードＣ５Ｈ、日本化学工業株式会社製、平均粒子径５μｍ）とした以外は、実施例１と同様に電極合剤を調製した。【０１３５】
［比較例１０］電極合剤の調製
正極活物質をＬＣＯとした以外は、比較例１と同様に電極合剤を調製した。【０１３６】
［実施例１１］電極合剤の調製
正極活物質をＬｉＦｅＰＯ４（ＬＦＰ、平均粒子径１．２μｍ、比表面積１４．７ｍ２／ｇ）とした以外は、実施例１と同様に電極合剤を調製した。【０１３７】
［比較例１１］電極合剤の調製
正極活物質をＬＦＰとした以外は、比較例１と同様に電極合剤を調製した。【０１３８】
［実施例１２］電極合剤の調製
正極活物質をＬｉ１．０Ｎｉ０．８５Ｃｏ０．１５Ａｌ０．０５Ｏ２（ＮＣＡ８１１、平均粒子径１４．７μｍ、比表面積０．１７ｍ２／ｇ）とした以外は、実施例１と同様に電極合剤を調製した。【０１３９】
［実施例１３］電極合剤の調製
ポリイソシアネート化合物をＳＢＮ−７０Ｄとした以外は、実施例１２と同様に電極合剤を調製した。【０１４０】
［比較例１２］電極合剤の調製
正極活物質をＮＣＡとした以外は、比較例１と同様に電極合剤を調製した。【０１４１】
［実施例１４］電極合剤の調製
負極活物質として、９５質量部の天然黒鉛（ＢＴＲ ＮＥＷ ＥＮＥＲＧＹ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ ＩＮＣ社製、ＢＴＲ（登録商標）９１８）を使用した。合成樹脂として、４．５質量部のポリフッ化ビニリデン（株式会社クレハ製  ＫＦ＃９７００）を使用した。ポリイソシアネート化合物として、０．５質量部のポリイソシアネート（旭化成ケミカルズ株式会社製  デュラネート（商標）  ＴＰＡ−Ｂ８０Ｅ）を使用した。負極活物質、合成樹脂およびポリイソシアネート化合物をＮＭＰに分散させて、スラリー状の負極合剤（電極合剤）を調製した。【０１４２】
［比較例１３］電極合剤の調製
合成樹脂の量を５．０質量部とし、ポリイソシアネート化合物を使用しなかった以外は、実施例１４と同様に電極合剤を調製した。【０１４３】
［実施例１５］電極合剤の調製
合成樹脂をＫＦ＃７３００（株式会社クレハ製）とした以外は、実施例１４と同様に電極合剤を調製した。【０１４４】
［比較例１４］電極合剤の調製
合成樹脂をＫＦ＃７３００（株式会社クレハ製）とした以外は、比較例１３と同様に電極合剤を調製した。【０１４５】
［評価例１］剥離強度の測定
各実施例および比較例で得られた正極合剤をそれぞれ、厚み１５μｍのＡｌ箔上にバーコーターで塗布し、１１０℃で３０分加熱乾燥させた。さらに１３０℃で２時間熱処理し、片面目付量が２００ｇ／ｍ２の片面塗工電極を作製した。【０１４６】
上記片面塗工電極を、長さ５０ｍｍ、幅２０ｍｍに切り出し、ＪＩＳ  Ｋ６８５４−１に準じて、引張試験機（株式会社オリエンテック製  ＵＮＩＶＥＲＳＡＬ  ＴＥＳＴＩＮＧ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ  ＭＯＤＥＬ：ＳＴＡ−１１５０）を使用し、ヘッド速度１０ｍｍ／分で９０度剥離試験を行い、剥離強度（ｇｆ／ｍｍ）を測定した。剥離強度の測定結果を表１に示す。【０１４７】
［評価例２］電極合剤の粘度測定
実施例１２、１３および比較例１２で得られた正極合剤のスラリー粘度を、Ｂ型粘度計（BROOKFIELD製  デジタル粘度計 LV DV-E）でスピンドルＮｏ.６４を用いて測定した。０．５ｒｐｍで１分間の予備攪拌後、１．０ｒｐｍで２分間、６．０ｒｐｍで２分間、１２ｒｐｍで２分間測定した。１．０ｒｐｍにおける２分後の粘度の値をスラリー粘度とした。【０１４８】
２５℃、窒素雰囲気下で上記スラリー状の正極合剤を保存しながら、上記スラリー粘度の測定を一定時間（保存開始時点を０時間とし、３時間、６時間、２４時間、４８時間、７２時間）ごとに行った。スラリー粘度が４０００００ｍＰａ・ｓを超えたときに、上記正極合剤がゲル化したと判断した。【０１４９】
７２時間経過後もゲル化しなかったときを「◎」（電極合剤の増粘が十分に抑制されている）と判定した。４８時間までゲル化しなかったときを「○」（電極合剤の増粘が抑制されている）と判定した。２４時間以内にゲル化したときを「×」（電極合剤の増粘が抑制されなかった）と判定した。粘度測定の結果を表１に示す。【０１５０】
【表１】
2020196148.tif 000004
【０１５１】
表１に示すように、実施例１〜１３の電極合剤を使用したとき、高い剥離強度を示した。一方、ポリイソシアネート化合物が含まれていない比較例１、２、７〜１２の電極合剤を使用したとき、剥離強度は低かった。合成樹脂が含まれていない比較例３〜４の電極合剤を使用したときも、剥離強度は低かった。【０１５２】
また、実施例１、比較例５および６を比較すると、少なくとも一部のイソシアネート基がブロックイソシアネート基である、ポリイソシアネート化合物が含まれている実施例１の電極合剤を使用したとき、十分に高い剥離強度を示した。一方、ポリイソシアネート化合物ではない、ブロックイソシアネート基を有するイソシアネート化合物が含まれている比較例５の電極合剤を使用したとき、剥離強度が十分ではなかった。また、イソシアネート基がブロックされていないポリイソシアネート化合物が含まれている比較例６の電極合剤を使用したときも剥離強度が十分ではなかった。これらの結果から、少なくとも一部のイソシアネート基がブロックイソシアネート基である、ポリイソシアネート化合物を電極合剤に用いることによって、集電体と電極合剤層との間の接着強度を高めることができることが分かった。【０１５３】
また、実施例１２、１３および比較例１２を比較すると、ポリイソシアネート化合物が含まれている実施例１２および１３の電極合剤において、増粘を抑制することができた。特に、オキシム化合物によって少なくとも一部のイソシアネート基がブロックされているポリイソシアネート化合物が含まれている実施例１２の電極合剤において、増粘が十分に抑制されていた。一方、ポリイソシアネート化合物が含まれていない比較例１２の電極合剤において、増粘は抑制されなかった。【０１５４】
［評価例３］加熱乾燥温度による剥離強度の検討
合成樹脂の量を１．６８質量部、ポリイソシアネート化合物の量を０．３２質量部とした以外は、実施例５と同様に電極合剤を調製した。次に、加熱乾燥温度を９０℃にし、熱処理を行わなかった以外は、評価例１と同様に剥離強度を測定した。【０１５５】
［評価例４］加熱乾燥温度による剥離強度の検討
加熱乾燥温度を１００℃にした以外は、評価例３と同様に剥離強度を測定した。【０１５６】
［評価例５］加熱乾燥温度による剥離強度の検討
合成樹脂の量を２質量部とし、ポリイソシアネート化合物を使用しなかった以外は、実施例５と同様に電極合剤を調製した。次に、評価例３と同様に剥離強度を測定した。【０１５７】
［評価例６］熱処理温度による剥離強度の検討
合成樹脂の量を１．６８質量部、ポリイソシアネート化合物の量を０．３２質量部とした以外は、実施例１と同様に電極合剤を調製した。次に、加熱乾燥温度を１００℃にした以外は、評価例１と同様に剥離強度を測定した。【０１５８】
［評価例７］熱処理温度による剥離強度の検討
加熱乾燥温度を１１０℃にした以外は、評価例６と同様に剥離強度を測定した。【０１５９】
［評価例８］熱処理温度による剥離強度の検討
加熱乾燥温度を１３０℃にした以外は、評価例６と同様に剥離強度を測定した。【０１６０】
［評価例９］熱処理温度による剥離強度の検討
合成樹脂の量を２質量部とし、ポリイソシアネート化合物を使用しなかった以外は、実施例１と同様に電極合剤を調製した。次に、評価例１と同様に剥離強度を測定した。【０１６１】
評価例３〜９における剥離強度の測定結果を表２に示す。【０１６２】
【表２】
2020196148.tif 000005
【０１６３】
表２に示すように、評価例３〜４では高い剥離強度を示し、ポリイソシアネート化合物が含まれていない電極合剤を使用した評価例５では低い剥離強度を示した。また、評価例３と４を比較すると、加熱乾燥温度を１００℃にした評価例４の剥離強度がもっとも高かった。【０１６４】
また、表２に示すように、評価例６〜８では高い剥離強度を示し、ポリイソシアネート化合物が含まれていない電極合剤を使用した評価例９では低い剥離強度を示した。また、評価例６〜８を比較すると、加熱乾燥温度を１００℃にした評価例６の剥離強度がもっとも高かった。【０１６５】
評価例６〜８で使用したポリイソシアネート化合物は、少なくとも一部のイソシアネート基がブロック剤でブロックされている、ポリイソシアネート化合物である。そして、当該ポリイソシアネート化合物を１３０℃前後で加熱すると、ブロック剤がイソシアネート基から解離して、イソシアネート基が再生する。【０１６６】
評価例８においては、加熱乾燥温度を１３０℃としたことにより、加熱乾燥工程において、大部分のブロックイソシアネート基からブロック剤が解離したと考えられる。一方、加熱乾燥温度を１１０℃以下にした評価例６〜７においては、加熱乾燥工程ではブロックイソシアネート基からのブロック剤の解離は少なく、熱処理工程において、大部分のブロックイソシアネート基からブロック剤が解離したと考えられる。【０１６７】
評価例６〜９の結果から、ブロックイソシアネート基からブロック剤の解離が少ない温度以下で乾燥させてから、ブロックイソシアネート基から大部分のブロック剤が解離する温度以上で乾燥（熱処理）することによって、集電体と電極合剤層との間の接着強度をより高めることができることが分かった。【０１６８】
［評価例１０］剥離強度の測定
実施例１４および１５ならびに比較例１３および１４で得られた負極合剤をそれぞれ、厚み１０μｍのＣｕ箔上にバーコーターで塗布し、１１０℃で３０分加熱乾燥させた。さらに１３０℃で２時間熱処理し、片面目付量が１５０ｇ／ｍ２の片面塗工電極を作製した。【０１６９】
上記片面塗工電極を、長さ５０ｍｍ、幅２０ｍｍに切り出し、ＪＩＳ  Ｋ６８５４−１に準じて、引張試験機（株式会社オリエンテック製  ＵＮＩＶＥＲＳＡＬ  ＴＥＳＴＩＮＧ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ  ＭＯＤＥＬ：ＳＴＡ−１１５０）を使用し、ヘッド速度１０ｍｍ／分で９０度剥離試験を行い、剥離強度（ｇｆ／ｍｍ）を測定した。剥離強度の測定結果を表３に示す。【０１７０】
【表３】
2020196148.tif 000006
【産業上の利用可能性】
【０１７１】
本発明は、非水電解質二次電池の電極の製造において、集電体に塗布される電極合剤として利用することができる。
【手続補正書】
【提出日】令和3年6月7日(2021.6.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フッ化ビニリデン重合体を９９質量％以上の割合で含む合成樹脂と、
少なくとも一部のイソシアネート基がブロック剤でブロックされているポリイソシアネート化合物と、を含む、電極合剤用組成物であって、
前記フッ化ビニリデン重合体がフッ化ビニリデン単独重合体およびフッ化ビニリデン共重合体から選択される少なくとも１つであって、
前記フッ化ビニリデン共重合体は、フッ化ビニリデンを主構成成分とし、
フッ化ビニリデンと、不飽和二塩基酸に由来する構造単位、不飽和二塩基酸モノエステルに由来する構造単位、ハロゲン化アルキルビニル化合物に由来する構造単位、以下の式（１）で示される化合物に由来する構造単位、以下の式（２）で示される化合物に由来する構造単位、および、以下の式（３）で示される化合物に由来する構造単位の少なくとも１つの構造単位との共重合体である、電極合剤用組成物。
【化１】
2020196148.tif 000008
（式（１）〜（３）において、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３はそれぞれ独立に、水素原子、フッ素原子、塩素原子または炭素数１〜５のアルキル基であり、
式（１）において、Ｘ'は、主鎖が原子数１〜１９で構成される分子量４７２以下の原子団であり、
式（２）において、Ｘ''は、主鎖が原子数１〜１９で構成される分子量４８４以下の原子団であり、
式（３）において、Ｘ'''は、水素または少なくとも一つのヒドロキシル基を含む炭素数１〜５の炭化水素部分である。）
【請求項２】
前記ポリイソシアネート化合物が、ヘキサメチレンジイソシアネートから誘導されるイソシアヌレート体、ビュレット体、アダクト体から選択される少なくとも１つの化合物である、請求項１に記載の電極合剤用組成物。
【請求項３】
前記ブロック剤が、オキシム化合物、活性メチレン化合物およびピラゾール化合物からなる群から選択される少なくとも１つのブロック剤である、請求項１または２に記載の電極合剤用組成物。
【請求項４】
前記ブロック剤が、オキシム化合物である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の電極合剤用組成物。
【請求項５】
前記電極合剤用組成物において、前記合成樹脂１００質量部に対する前記ポリイソシアネート化合物の含有量が０．５〜５０質量部である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の電極合剤用組成物。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の電極合剤用組成物と、活物質と、を含む電極合剤。
【請求項７】
請求項６に記載の電極合剤から形成された電極合剤層を集電体上に備える電極。
【請求項８】
請求項７に記載の電極を備える非水電解質二次電池。
【請求項９】
集電体に請求項６に記載の電極合剤を塗布する塗布工程と、
前記塗布工程後の集電体を８０℃以上の温度で加熱乾燥させる加熱乾燥工程と、を含む、電極の製造方法。
【請求項１０】
集電体に請求項６に記載の電極合剤を塗布する塗布工程と、
前記塗布工程後の集電体を１１０℃以下の温度で加熱乾燥させる乾燥工程と、
前記乾燥工程後の集電体を乾燥工程の温度より高く、かつ１１０℃以上の温度で処理する熱処理工程を含む、電極の製造方法。
【国際調査報告】
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