JP2018005971A - 蓄電デバイス用バインダー組成物の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】分散安定性および密着性が良好であるとともに、蓄電デバイス用電極合剤における良好な均一塗工性が得られる蓄電デバイス用バインダー組成物を提供する。【解決手段】アニオン性乳化剤（Ａ）、水性媒体、およびラジカル重合開始剤の存在下で、含フッ素ビニル単量体を含む単量体混合物を乳化重合して含フッ素重合体を含むラテックスを得る乳化重合工程と、前記ラテックスにノニオン性乳化剤（Ｂ）を添加する後添加工程とを有する蓄電デバイス用バインダー組成物の製造方法。【選択図】なし
Description
本発明は、蓄電デバイス用バインダー組成物の製造方法、該バインダー組成物を用いた蓄電デバイス用電極合剤の製造方法、および該蓄電デバイス用電極合剤を用いた蓄電デバイス用電極の製造方法に関する。
近年、無停電電源、移動体通信機器、携帯機器などに代表される電子機器や、ガソリンおよび電気の両方のエネルギーで駆動可能なハイブリッド自動車や、電気自動車の開発、普及に伴い、その電源として用いられる、二次電池等の蓄電デバイスの高性能化への要求が非常に高まっている。
これらの蓄電デバイスは、通常、電極、非水電解液、セパレーターなどを主要な部材として構成される。蓄電デバイス用電極としては、一般に、電極活物質およびバインダーであるポリマー等を、有機溶媒または水に分散させた蓄電デバイス用電極合剤を、集電体である金属箔表面に塗布し、乾燥させることで製造される。バインダーが充分量の電池活物質を電極に固定できないと初期容量の大きな電池が得られず、また充放電を繰り返すことなどにより、電極から電池活物質が脱落するなどして、電池の容量は低下する。
かかる蓄電デバイス用電極合剤のバインダーとしては、主にポリマーを有機溶剤に溶解させた有機溶媒系バインダー、またはポリマーを水に溶解または分散させた水系バインダーに分けられる。特に昨今、有機溶媒の使用による電極製造コストの低減や、環境負荷、および作業環境を改善できることから、水系バインダーが最近特に注目されている。
かかる蓄電デバイス用電極合剤のバインダーとしては、主にポリマーを有機溶剤に溶解させた有機溶媒系バインダー、またはポリマーを水に溶解または分散させた水系バインダーに分けられる。特に昨今、有機溶媒の使用による電極製造コストの低減や、環境負荷、および作業環境を改善できることから、水系バインダーが最近特に注目されている。
水系バインダーはポリマーを水性媒体中に分散した組成物で供され、特に生産性に優れ、分子量や分散安定性に優れることから、乳化剤を用いた乳化重合法により生産されることが多い。
例えば特許文献１には、ノニオン性乳化剤を用いて乳化重合した、スチレンとアクリル酸２−エチルヘキシルの共重合体を含むリチウムイオン二次電池電極用バインダー組成物が記載されている。
また特許文献２には、耐酸化性に優れる蓄電デバイス用バインダーとして、含フッ素ポリマーを乳化重合により製造した例が提案されている。
例えば特許文献１には、ノニオン性乳化剤を用いて乳化重合した、スチレンとアクリル酸２−エチルヘキシルの共重合体を含むリチウムイオン二次電池電極用バインダー組成物が記載されている。
また特許文献２には、耐酸化性に優れる蓄電デバイス用バインダーとして、含フッ素ポリマーを乳化重合により製造した例が提案されている。
ところで、電極合剤を調製する工程においては、乳化重合により得られた重合体粒子（バインダー）を含むラテックスと、電極活物質等を均一に混合、分散させるために、剪断力などの外力が加えられる。その際の外力が大きいと重合体粒子の凝集が生じやすい。重合体粒子の凝集が生じると、電極合剤内でバインダーが偏在するため、電極活物質間の密着性および電極活物質と集電体との密着性（以下、単に密着性という。）の低下が生じやすい。
そこで本発明者等は、先に、フェニル基を有さないアニオン性乳化剤の存在下で乳化重合して含フッ素重合体を含むラテックスを得、該ラテックスにフェニル基を有するアニオン性乳化剤を添加して蓄電デバイス用バインダー組成物を製造することによって、電極合剤を調製する工程における重合体粒子の凝集を抑制して、密着性を向上させる方法を提案した（特許文献３）。
そこで本発明者等は、先に、フェニル基を有さないアニオン性乳化剤の存在下で乳化重合して含フッ素重合体を含むラテックスを得、該ラテックスにフェニル基を有するアニオン性乳化剤を添加して蓄電デバイス用バインダー組成物を製造することによって、電極合剤を調製する工程における重合体粒子の凝集を抑制して、密着性を向上させる方法を提案した（特許文献３）。
近年、蓄電デバイスの高性能化への要求の高まりに伴って、電極の精度に対する要求も厳しくなり、蓄電デバイス用電極合剤における重合体粒子の凝集が抑制されるだけでなく、電極合剤を集電体上に塗布したときに厚みが均一になる均一塗工性が良好であることも要求される。
本発明者等の知見によれば、特許文献３に記載の方法では、電極合剤を調製する際の重合体粒子の凝集は抑制できるが、得られた電極合剤の均一塗工性は必ずしも充分ではない。
本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、分散安定性が良好で電極合剤を調製する際にも凝集が生じにくく、得られる電極合剤は均一塗工性に優れ、電極における良好な密着性が得られる蓄電デバイス用バインダー組成物の製造方法を提供することを目的とする。
また本発明は、分散安定性および均一塗工性が良好であり、電極における良好な密着性が得られる蓄電デバイス用電極合剤の製造方法、および該蓄電デバイス用電極合剤を用いた蓄電デバイス用電極の製造方法を提供することを目的とする。
本発明者等の知見によれば、特許文献３に記載の方法では、電極合剤を調製する際の重合体粒子の凝集は抑制できるが、得られた電極合剤の均一塗工性は必ずしも充分ではない。
本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、分散安定性が良好で電極合剤を調製する際にも凝集が生じにくく、得られる電極合剤は均一塗工性に優れ、電極における良好な密着性が得られる蓄電デバイス用バインダー組成物の製造方法を提供することを目的とする。
また本発明は、分散安定性および均一塗工性が良好であり、電極における良好な密着性が得られる蓄電デバイス用電極合剤の製造方法、および該蓄電デバイス用電極合剤を用いた蓄電デバイス用電極の製造方法を提供することを目的とする。
本発明は、以下の［１］〜［１２］を要旨とする。
［１］ アニオン性乳化剤（Ａ）、水性媒体、およびラジカル重合開始剤の存在下で、含フッ素ビニル単量体を含む単量体混合物を乳化重合して含フッ素重合体を含むラテックスを得る乳化重合工程と、前記ラテックスにノニオン性乳化剤（Ｂ）を添加する後添加工程と、を有することを特徴とする蓄電デバイス用バインダー組成物の製造方法。
［１］ アニオン性乳化剤（Ａ）、水性媒体、およびラジカル重合開始剤の存在下で、含フッ素ビニル単量体を含む単量体混合物を乳化重合して含フッ素重合体を含むラテックスを得る乳化重合工程と、前記ラテックスにノニオン性乳化剤（Ｂ）を添加する後添加工程と、を有することを特徴とする蓄電デバイス用バインダー組成物の製造方法。
［２］ 前記ラテックス中の含フッ素重合体の１００質量部に対して、前記アニオン性乳化剤（Ａ）の含有量が０．１〜５質量部である、［１］に記載の蓄電デバイス用バインダー組成物の製造方法。
［３］ 前記ラテックス中の含フッ素重合体の１００質量部に対して、前記ノニオン性乳化剤（Ｂ）の含有量が０．１〜１５質量部である、［１］または［２］に記載の蓄電デバイス用バインダー組成物の製造方法。
［４］ 前記ノニオン性乳化剤（Ｂ）が下式（１）で表される化合物の１種以上を含む、［１］〜［３］のいずれか一項に記載の蓄電デバイス用バインダー組成物の製造方法。
Ｒ１−Ｏ−Ａ−Ｈ ・・・（１）
（式中、Ｒ１は炭素数８〜１８のアルキル基であり、Ａはオキシエチレン基数５〜２０およびオキシプロピレン基数０〜２より構成されるポリオキシアルキレン鎖である。）
［５］ 前記アニオン性乳化剤（Ａ）がアルキル硫酸エステル塩、スルホコハク酸塩、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル硫酸エステル塩、およびポリオキシアルキレンアルケニルエーテル硫酸塩からなる群から選ばれる少なくとも１種である、［１］〜［４］のいずれか一項に記載の蓄電デバイス用バインダー組成物の製造方法。
［６］ 前記含フッ素ビニル単量体が、テトラフルオロエチレン、フッ化ビニリデン、およびヘキサフルオロプロピレンからなる群から選ばれる少なくとも１種である、［１］〜［５］のいずれか一項に記載の蓄電デバイス用バインダー組成物の製造方法。
［７］ 前記単量体混合物が、さらに非フッ素ビニル単量体を含む、［１］〜［６］のいずれか一項に記載の蓄電デバイス用バインダー組成物の製造方法。
［８］ 前記含フッ素ビニル単量体がテトラフルオロエチレンであり、前記単量体混合物が、さらにプロピレンを含む、［１］〜［７］のいずれか一項に記載の蓄電デバイス用バインダー組成物の製造方法。
［３］ 前記ラテックス中の含フッ素重合体の１００質量部に対して、前記ノニオン性乳化剤（Ｂ）の含有量が０．１〜１５質量部である、［１］または［２］に記載の蓄電デバイス用バインダー組成物の製造方法。
［４］ 前記ノニオン性乳化剤（Ｂ）が下式（１）で表される化合物の１種以上を含む、［１］〜［３］のいずれか一項に記載の蓄電デバイス用バインダー組成物の製造方法。
Ｒ１−Ｏ−Ａ−Ｈ ・・・（１）
（式中、Ｒ１は炭素数８〜１８のアルキル基であり、Ａはオキシエチレン基数５〜２０およびオキシプロピレン基数０〜２より構成されるポリオキシアルキレン鎖である。）
［５］ 前記アニオン性乳化剤（Ａ）がアルキル硫酸エステル塩、スルホコハク酸塩、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル硫酸エステル塩、およびポリオキシアルキレンアルケニルエーテル硫酸塩からなる群から選ばれる少なくとも１種である、［１］〜［４］のいずれか一項に記載の蓄電デバイス用バインダー組成物の製造方法。
［６］ 前記含フッ素ビニル単量体が、テトラフルオロエチレン、フッ化ビニリデン、およびヘキサフルオロプロピレンからなる群から選ばれる少なくとも１種である、［１］〜［５］のいずれか一項に記載の蓄電デバイス用バインダー組成物の製造方法。
［７］ 前記単量体混合物が、さらに非フッ素ビニル単量体を含む、［１］〜［６］のいずれか一項に記載の蓄電デバイス用バインダー組成物の製造方法。
［８］ 前記含フッ素ビニル単量体がテトラフルオロエチレンであり、前記単量体混合物が、さらにプロピレンを含む、［１］〜［７］のいずれか一項に記載の蓄電デバイス用バインダー組成物の製造方法。
［９］ ［１］〜［８］のいずれか一項に記載の製造方法で蓄電デバイス用バインダー組成物を製造する工程と、得られた蓄電デバイス用バインダー組成物と電極活物質とを混合する工程を有する蓄電デバイス用電極合剤の製造方法。
［１０］ ［９］に記載の製造方法で蓄電デバイス用電極合剤を製造する工程と、得られた蓄電デバイス用電極合剤を用いて集電体上に電極活物質層を形成する工程を有する、蓄電デバイス用電極の製造方法。
［１１］ 正極、負極および電解液を用いてリチウムイオン二次電池を構成する工程を有し、前記正極および前記負極の一方または両方を、［１０］に記載の蓄電デバイス用電極の製造方法で製造する工程を有する、リチウムイオン二次電池の製造方法。
［１２］ アニオン性乳化剤（Ａ）、ノニオン性乳化剤（Ｂ）、含フッ素重合体および水性媒体を含み、前記含フッ素重合体のムーニー粘度が１００以上である、蓄電デバイス用バインダー組成物。
［１０］ ［９］に記載の製造方法で蓄電デバイス用電極合剤を製造する工程と、得られた蓄電デバイス用電極合剤を用いて集電体上に電極活物質層を形成する工程を有する、蓄電デバイス用電極の製造方法。
［１１］ 正極、負極および電解液を用いてリチウムイオン二次電池を構成する工程を有し、前記正極および前記負極の一方または両方を、［１０］に記載の蓄電デバイス用電極の製造方法で製造する工程を有する、リチウムイオン二次電池の製造方法。
［１２］ アニオン性乳化剤（Ａ）、ノニオン性乳化剤（Ｂ）、含フッ素重合体および水性媒体を含み、前記含フッ素重合体のムーニー粘度が１００以上である、蓄電デバイス用バインダー組成物。
本発明の製造方法で得られる蓄電デバイス用バインダー組成物は、重合体粒子の分散安定性が良好で電極合剤を調製する際にも凝集が生じにくく、得られる電極合剤は均一塗工性に優れ、電極における良好な密着性が得られる。
本発明の製造方法で得られる蓄電デバイス用電極合剤は、重合体粒子の分散安定性が良好で、均一塗工性に優れ、電極における良好な密着性が得られる。
本発明の製造方法で得られる蓄電デバイス用電極合剤を用いた蓄電デバイス用電極は、密着性が良好であり、電極活物質層の厚さ均一性に優れる。
本発明の製造方法で得られるリチウムイオン二次電池は、電極における密着性が良好であり、電極活物質層の厚さ均一性に優れる。
本発明の製造方法で得られる蓄電デバイス用電極合剤は、重合体粒子の分散安定性が良好で、均一塗工性に優れ、電極における良好な密着性が得られる。
本発明の製造方法で得られる蓄電デバイス用電極合剤を用いた蓄電デバイス用電極は、密着性が良好であり、電極活物質層の厚さ均一性に優れる。
本発明の製造方法で得られるリチウムイオン二次電池は、電極における密着性が良好であり、電極活物質層の厚さ均一性に優れる。
本明細書において、蓄電デバイスとしては、リチウム一次電池、リチウムイオン二次電池、リチウムポリマー電池、電気二重層キャパシタ、リチウムイオンキャパシタ等が挙げられる。蓄電デバイスとしては、特にリチウムイオン二次電池に用いることが、密着性、耐電解液性、充放電特性等をより効果的に発現でき好ましい。
本発明の蓄電デバイス用バインダー組成物（以下、バインダー組成物ともいう。）の製造方法は、乳化重合法により含フッ素重合体を含むラテックスを製造する乳化重合工程と、前記ラテックスにノニオン性乳化剤（Ｂ）を添加する後添加工程を有する。
＜乳化重合工程＞
乳化重合工程は、アニオン性乳化剤（Ａ）、水性媒体、およびラジカル開始剤の存在下、含フッ素ビニル単量体を含む単量体混合物を乳化重合して含フッ素重合体を含むラテックスを得る工程である。
乳化重合工程は、アニオン性乳化剤（Ａ）、水性媒体、およびラジカル開始剤の存在下、含フッ素ビニル単量体を含む単量体混合物を乳化重合して含フッ素重合体を含むラテックスを得る工程である。
（水性媒体）
水性媒体は、水単独、または水と水溶性有機溶剤との混合物である。水溶性有機溶剤としては、水と任意の割合で溶解できる公知の化合物を適宜用いることができる。水溶性有機溶剤としては、アルコール類が好ましく、ｔｅｒｔ−ブタノール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリプロピレングリコール等が挙げられる。これらのうち、ｔｅｒｔ−ブタノール、プロピレングリコール、またはジプロピレングリコールモノメチルエーテルが好ましい。
水性媒体が水と水溶性有機溶剤との混合物である場合、水性媒体中の水溶性有機溶剤の含有量は少ない方が好ましい。具体的には、水の１００質量部に対して、水溶性有機溶剤の含有量は５質量部未満が好ましく、１質量部以下がより好ましく、０．５質量部以下が特に好ましい。
水溶性有機溶剤の含有量が上記の範囲であると、得られる含フッ素重合体ラテックスを蓄電デバイス用バインダー組成物として用いた場合、蓄電デバイスの製造工程における作業環境対策等の取扱いが容易であることから好ましい。
水性媒体は、水単独、または水と水溶性有機溶剤との混合物である。水溶性有機溶剤としては、水と任意の割合で溶解できる公知の化合物を適宜用いることができる。水溶性有機溶剤としては、アルコール類が好ましく、ｔｅｒｔ−ブタノール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリプロピレングリコール等が挙げられる。これらのうち、ｔｅｒｔ−ブタノール、プロピレングリコール、またはジプロピレングリコールモノメチルエーテルが好ましい。
水性媒体が水と水溶性有機溶剤との混合物である場合、水性媒体中の水溶性有機溶剤の含有量は少ない方が好ましい。具体的には、水の１００質量部に対して、水溶性有機溶剤の含有量は５質量部未満が好ましく、１質量部以下がより好ましく、０．５質量部以下が特に好ましい。
水溶性有機溶剤の含有量が上記の範囲であると、得られる含フッ素重合体ラテックスを蓄電デバイス用バインダー組成物として用いた場合、蓄電デバイスの製造工程における作業環境対策等の取扱いが容易であることから好ましい。
（アニオン性乳化剤（Ａ））
アニオン性乳化剤（Ａ）は特に限定されず、公知の乳化剤が使用できる。
具体的には、ラウリル硫酸ナトリウム、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、アルキルスルホン酸ナトリウム、アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム、コハク酸ジアルキルエステルスルホン酸ナトリウム、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム等の、フッ素原子を含まない炭化水素系乳化剤；
ペルフルオロオクタン酸アンモニウム、ペルフルオロヘキサン酸アンモニウム等の含フッ素アルキルカルボン酸塩；下記式（ｉ）で表わされる化合物；等が挙げられる。
アニオン性乳化剤（Ａ）は特に限定されず、公知の乳化剤が使用できる。
具体的には、ラウリル硫酸ナトリウム、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、アルキルスルホン酸ナトリウム、アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム、コハク酸ジアルキルエステルスルホン酸ナトリウム、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム等の、フッ素原子を含まない炭化水素系乳化剤；
ペルフルオロオクタン酸アンモニウム、ペルフルオロヘキサン酸アンモニウム等の含フッ素アルキルカルボン酸塩；下記式（ｉ）で表わされる化合物；等が挙げられる。
Ｆ（ＣＦ２）ｐＯ（ＣＦ（Ｘ）ＣＦ２Ｏ）ｑＣＦ（Ｘ）ＣＯＯＡ ・・・（ｉ）
式（ｉ）中、Ｘはフッ素原子または炭素数１〜３のペルフルオロアルキル基を表し、Ａは、水素原子、アルカリ金属原子、またはＮＨ４を表し、ｐは１〜１０の整数を表し、ｑは０または１〜３の整数を表す。
Ｘとしては、フッ素原子またはトリフルオロメチル基が好ましい。Ａとしては、ＮａまたはＮＨ４が好ましい。ｐは１〜５が好ましい。ｑは１〜２が好ましい。
式（ｉ）中、Ｘはフッ素原子または炭素数１〜３のペルフルオロアルキル基を表し、Ａは、水素原子、アルカリ金属原子、またはＮＨ４を表し、ｐは１〜１０の整数を表し、ｑは０または１〜３の整数を表す。
Ｘとしては、フッ素原子またはトリフルオロメチル基が好ましい。Ａとしては、ＮａまたはＮＨ４が好ましい。ｐは１〜５が好ましい。ｑは１〜２が好ましい。
アニオン性乳化剤（Ａ）としては、重合特性、分散安定性に優れ、低コストであるため、非フッ素系アニオン性乳化剤が好ましく、更に好ましくは分子中にフェニル基を有さないアニオン性乳化剤である。中でもスルホニル基を有するものが好ましい。
例えば、ラウリル硫酸ナトリウム、ラウリル硫酸アンモニウム、ミリスチル硫酸ナトリウム、ミリスチル硫酸アンモニウム、セチル硫酸ナトリウム、セチル硫酸アンモニウム、ステアリル硫酸ナトリウム、ステアリル硫酸アンモニウム、オレイル硫酸ナトリウム、オレイル硫酸アンモニウムなどの直鎖および分岐アルキル硫酸エステル塩；
ラウリルスルホン酸ナトリウム、ラウリルスルホン酸アンモニウム、ミリスチルスルホン酸ナトリウム、ミリスチルスルホン酸アンモニウム、セチルスルホン酸ナトリウム、セチルスルホン酸アンモニウム、ステアリルスルホン酸ナトリウム、ステアリルスルホン酸アンモニウム、オレイルスルホン酸ナトリウム、オレイルスルホン酸アンモニウムなどの直鎖および分岐アルキルスルホン酸塩；
α−オレフィンスルホン酸ナトリウム、α−オレフィンスルホン酸アンモニウムなどのα−オレフィンスルホン酸塩；
ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム、ジデシルスルホコハク酸ナトリウム、ジヘキシルスルホコハク酸ナトリウム、ジイソブチルスルホコハク酸ナトリウム、ジアミルスルホコハク酸ナトリウム、ジオクチルスルホコハク酸アンモニウムなどのジアルキルスルホコハク酸塩；
ポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸アンモニウム、ポリオキシエチレンミリスチルエーテル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレンミリスチルエーテル硫酸アンモニウム、ポリオキシエチレンセチルエーテル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレンセチルエーテル硫酸アンモニウム、ポリオキシエチレンステアリルエーテル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレンステアリルエーテル硫酸アンモニウム、ポリオキシエチレンオレイルエーテル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレンオレイルエーテル硫酸アンモニウムなどのポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステル塩；
ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレンブロック共重合体の硫酸エステルナトリウム塩、ポリオキシエチレン−ポリオキシブチレンブロック共重合体の硫酸エステルナトリウム塩、ポリオキシエチレン− ポリオキシプロピレンブロック共重合体のアルキルエーテルの硫酸エステルナトリウム塩などのポリオキシアルキレンアルキルエーテル硫酸エステル塩；
ポリオキシエチレン−ポリオキシアルキレンブロック共重合体のアルケニルエーテルの硫酸エステルアンモニウム塩などのポリオキシアルキレンアルケニルエーテル硫酸塩が挙げられる。
例えば、ラウリル硫酸ナトリウム、ラウリル硫酸アンモニウム、ミリスチル硫酸ナトリウム、ミリスチル硫酸アンモニウム、セチル硫酸ナトリウム、セチル硫酸アンモニウム、ステアリル硫酸ナトリウム、ステアリル硫酸アンモニウム、オレイル硫酸ナトリウム、オレイル硫酸アンモニウムなどの直鎖および分岐アルキル硫酸エステル塩；
ラウリルスルホン酸ナトリウム、ラウリルスルホン酸アンモニウム、ミリスチルスルホン酸ナトリウム、ミリスチルスルホン酸アンモニウム、セチルスルホン酸ナトリウム、セチルスルホン酸アンモニウム、ステアリルスルホン酸ナトリウム、ステアリルスルホン酸アンモニウム、オレイルスルホン酸ナトリウム、オレイルスルホン酸アンモニウムなどの直鎖および分岐アルキルスルホン酸塩；
α−オレフィンスルホン酸ナトリウム、α−オレフィンスルホン酸アンモニウムなどのα−オレフィンスルホン酸塩；
ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム、ジデシルスルホコハク酸ナトリウム、ジヘキシルスルホコハク酸ナトリウム、ジイソブチルスルホコハク酸ナトリウム、ジアミルスルホコハク酸ナトリウム、ジオクチルスルホコハク酸アンモニウムなどのジアルキルスルホコハク酸塩；
ポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸アンモニウム、ポリオキシエチレンミリスチルエーテル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレンミリスチルエーテル硫酸アンモニウム、ポリオキシエチレンセチルエーテル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレンセチルエーテル硫酸アンモニウム、ポリオキシエチレンステアリルエーテル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレンステアリルエーテル硫酸アンモニウム、ポリオキシエチレンオレイルエーテル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレンオレイルエーテル硫酸アンモニウムなどのポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステル塩；
ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレンブロック共重合体の硫酸エステルナトリウム塩、ポリオキシエチレン−ポリオキシブチレンブロック共重合体の硫酸エステルナトリウム塩、ポリオキシエチレン− ポリオキシプロピレンブロック共重合体のアルキルエーテルの硫酸エステルナトリウム塩などのポリオキシアルキレンアルキルエーテル硫酸エステル塩；
ポリオキシエチレン−ポリオキシアルキレンブロック共重合体のアルケニルエーテルの硫酸エステルアンモニウム塩などのポリオキシアルキレンアルケニルエーテル硫酸塩が挙げられる。
特に、少量の添加での重合安定性に優れ、比較的高分子量の含フッ素重合体が得られることから、アルキル硫酸エステル塩、ジアルキルスルホコハク酸塩、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル硫酸エステル塩、またはポリオキシアルキレンアルケニルエーテル硫酸塩が好ましい。
特に好ましい例は、ラウリル硫酸ナトリウム、ラウリル硫酸アンモニウム、ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム、ジデシルスルホコハク酸ナトリウム、ジヘキシルスルホコハク酸ナトリウム、ジイソブチルスルホコハク酸ナトリウム、ジアミルスルホコハク酸ナトリウム、ジオクチルスルホコハク酸アンモニウム、またはポリオキシエチレン−ポリオキシアルキレンブロック共重合体のアルケニルエーテルの硫酸エステルアンモニウム塩である。
特に好ましい例は、ラウリル硫酸ナトリウム、ラウリル硫酸アンモニウム、ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム、ジデシルスルホコハク酸ナトリウム、ジヘキシルスルホコハク酸ナトリウム、ジイソブチルスルホコハク酸ナトリウム、ジアミルスルホコハク酸ナトリウム、ジオクチルスルホコハク酸アンモニウム、またはポリオキシエチレン−ポリオキシアルキレンブロック共重合体のアルケニルエーテルの硫酸エステルアンモニウム塩である。
アニオン性乳化剤（Ａ）の含有量（使用量）は、乳化重合工程で生成される含フッ素重合体１００質量部に対して０．１〜５質量部となるように添加することが好ましく、さらに好ましくは０．５〜４質量部、特に好ましくは１〜３質量部である。
アニオン性乳化剤（Ａ）の含有量が上記の範囲にあると、重合安定性に優れ、密着性、分散安定性に優れるバインダー組成物が得られるとともに、該バインダーを使用してなる電極を用いた電池の充放電特性も良好となりやすい。アニオン性乳化剤（Ａ）としては、上記のアニオン性乳化剤のうち１種のみを使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
アニオン性乳化剤（Ａ）の含有量が上記の範囲にあると、重合安定性に優れ、密着性、分散安定性に優れるバインダー組成物が得られるとともに、該バインダーを使用してなる電極を用いた電池の充放電特性も良好となりやすい。アニオン性乳化剤（Ａ）としては、上記のアニオン性乳化剤のうち１種のみを使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
（ラジカル重合開始剤）
ラジカル重合開始剤としては、水溶性開始剤を適宜用いることができる。水溶性開始剤としては、過硫酸類や水溶性有機過酸化物が挙げられる。具体的に過硫酸類としては、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム等、水溶性有機過酸化物としては、ジコハク酸過酸化物、アゾビスイソブチルアミジン二塩酸塩等が挙げられる。これらのうちで過硫酸類が好ましく、過硫酸アンモニウム塩が特に好ましい。
ラジカル重合反応を開始させるための機構は、以下の２つの系が挙げられる。
（１）ラジカル重合開始剤の存在下で熱を加えてラジカル分解を生じさせる熱分解型ラジカル重合開始剤系。
（２）ラジカル重合開始剤と酸化還元系触媒（いわゆるレドックス触媒）を併用するレドックスラジカル重合開始剤系。
いずれの系でも、ラジカル重合開始剤の使用量は、乳化重合工程で生成される含フッ素重合体の１００質量部に対して、０．０００１〜３質量部が好ましく０．００１〜１質量部がより好ましい。
ラジカル重合開始剤としては、水溶性開始剤を適宜用いることができる。水溶性開始剤としては、過硫酸類や水溶性有機過酸化物が挙げられる。具体的に過硫酸類としては、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム等、水溶性有機過酸化物としては、ジコハク酸過酸化物、アゾビスイソブチルアミジン二塩酸塩等が挙げられる。これらのうちで過硫酸類が好ましく、過硫酸アンモニウム塩が特に好ましい。
ラジカル重合反応を開始させるための機構は、以下の２つの系が挙げられる。
（１）ラジカル重合開始剤の存在下で熱を加えてラジカル分解を生じさせる熱分解型ラジカル重合開始剤系。
（２）ラジカル重合開始剤と酸化還元系触媒（いわゆるレドックス触媒）を併用するレドックスラジカル重合開始剤系。
いずれの系でも、ラジカル重合開始剤の使用量は、乳化重合工程で生成される含フッ素重合体の１００質量部に対して、０．０００１〜３質量部が好ましく０．００１〜１質量部がより好ましい。
（１）熱分解型ラジカル重合開始剤系で用いるラジカル重合開始剤としては、水溶性開始剤であって、１時間半減期温度が５０〜１００℃のものが用いられる。通常の乳化重合に用いられる水溶性開始剤から適宜選択して使用することができる。
（２）レドックスラジカル重合開始剤系で用いるラジカル重合開始剤およびレドックス触媒としては、過硫酸アンモニウムとヒドロキシメタンスルフィン酸ナトリウムとエチレンジアミン四酢酸二ナトリウム塩二水和物と硫酸第一鉄とを併用する系、過マンガン酸カリウムとシュウ酸とを併用する系、臭素酸カリウムと亜硫酸アンモニウムとを併用する系、または過硫酸アンモニウムと亜硫酸アンモニウムとを併用する系が好ましい。これらのうちで、特に過硫酸アンモニウムとヒドロキシメタンスルフィン酸ナトリウム（ロンガリット触媒ともいう。）とエチレンジアミン四酢酸二ナトリウム塩二水和物と硫酸第一鉄とを併用する系がより好ましい。
＜含フッ素重合体＞
本発明における含フッ素重合体は、含フッ素ビニル単量体を含む単量体混合物を乳化重合して製造される。以下、化合物名の後の（アルファベット）は略称である。
含フッ素ビニル単量体としては、例えばテトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）、ヘキサフルオロプロピレン（ＨＦＰ）、パーフルオロ（アルキルビニルエーテル）（ＰＡＶＥ）などのパーフルオロ単量体；フッ化ビニリデン（ＶｄＦ）、クロロトリフルオロエチレン（ＣＴＦＥ）、フッ化ビニル（ＶＦ）、３，３，３−トリフルオロ−１−プロペン（ＴＦＰ）、１，１，２−トリフルオロエチレン（ＴｒＦＥ）、１，３，３，３−テトラフルオロプロペン（ＴｅＦＰ）、１，２−ジフルオロエチレン（ＤｉＦＥ）、３，３，４，４−テトラフルオロ−１−ブテン、３，３，４，４−テトラフルオロ−１−ブテン、３，３，４，４，４−ペンタフルオロ−１−ブテンなどの非パーフルオロ単量体が挙げられる。ＰＡＶＥの具体例としては、ＰＭＶＥ（パーフルオロ（メチルビニルエーテル））、ＰＰＶＥ（パーフルオロ（プロピルビニルエーテル））、パーフルオロ（３，６−ジオキサ−１−ヘプテン）、パーフルオロ（３，６−ジオキサ−１−オクテン）、パーフルオロ（５−メチル−３，６−ジオキサ−１−ノネン）等が挙げられる。
本発明における含フッ素重合体は、含フッ素ビニル単量体を含む単量体混合物を乳化重合して製造される。以下、化合物名の後の（アルファベット）は略称である。
含フッ素ビニル単量体としては、例えばテトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）、ヘキサフルオロプロピレン（ＨＦＰ）、パーフルオロ（アルキルビニルエーテル）（ＰＡＶＥ）などのパーフルオロ単量体；フッ化ビニリデン（ＶｄＦ）、クロロトリフルオロエチレン（ＣＴＦＥ）、フッ化ビニル（ＶＦ）、３，３，３−トリフルオロ−１−プロペン（ＴＦＰ）、１，１，２−トリフルオロエチレン（ＴｒＦＥ）、１，３，３，３−テトラフルオロプロペン（ＴｅＦＰ）、１，２−ジフルオロエチレン（ＤｉＦＥ）、３，３，４，４−テトラフルオロ−１−ブテン、３，３，４，４−テトラフルオロ−１−ブテン、３，３，４，４，４−ペンタフルオロ−１−ブテンなどの非パーフルオロ単量体が挙げられる。ＰＡＶＥの具体例としては、ＰＭＶＥ（パーフルオロ（メチルビニルエーテル））、ＰＰＶＥ（パーフルオロ（プロピルビニルエーテル））、パーフルオロ（３，６−ジオキサ−１−ヘプテン）、パーフルオロ（３，６−ジオキサ−１−オクテン）、パーフルオロ（５−メチル−３，６−ジオキサ−１−ノネン）等が挙げられる。
これらの含フッ素ビニル単量体の中でも、入手の容易さや、バインダーとしての耐電解液性、結着性に優れることから、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、フッ化ビニル、フッ化ビニリデン、クロロトリフルオロエチレン、またはパーフルオロ（アルキルビニルエーテル）が好ましい。特に、テトラフルオロエチレン、フッ化ビニリデン、またはヘキサフルオロプロピレンがより好ましく、テトラフルオロエチレンが好ましい。
含フッ素ビニル単量体は特に限定されず、１種または２種以上が使用できる。
含フッ素ビニル単量体は特に限定されず、１種または２種以上が使用できる。
単量体混合物は、上記含フッ素ビニル単量体に加えて、さらに非フッ素ビニル単量体を含むことが好ましい。
非フッ素ビニル単量体としては、例えばエチレン（Ｅ）、プロピレン（Ｐ）、イソブチレン、ｎ−ブテンなどのオレフィン；エチルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテル、メチルビニルエーテルなどのビニルエーテル；または酢酸ビニル、安息香酸ビニル、ピバリン酸ビニル、ラウリン酸ビニル、ステアリン酸ビニル、シクロヘキシルカルボン酸ビニルなどのビニルエステルが好ましく、エチレン、プロピレン、またはエチルビニルエーテルがより好ましく、プロピレンが特に好ましい。単量体混合物が非フッ素ビニル単量体を含むことで得られる含フッ素重合体は、含フッ素ビニル単量体に基づく構成単位に加え、非フッ素ビニル単量体に基づく構成単位を含有することで、バインダーとしての耐電解液性、耐酸化性、柔軟性が向上する。
非フッ素ビニル単量体としては、例えばエチレン（Ｅ）、プロピレン（Ｐ）、イソブチレン、ｎ−ブテンなどのオレフィン；エチルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテル、メチルビニルエーテルなどのビニルエーテル；または酢酸ビニル、安息香酸ビニル、ピバリン酸ビニル、ラウリン酸ビニル、ステアリン酸ビニル、シクロヘキシルカルボン酸ビニルなどのビニルエステルが好ましく、エチレン、プロピレン、またはエチルビニルエーテルがより好ましく、プロピレンが特に好ましい。単量体混合物が非フッ素ビニル単量体を含むことで得られる含フッ素重合体は、含フッ素ビニル単量体に基づく構成単位に加え、非フッ素ビニル単量体に基づく構成単位を含有することで、バインダーとしての耐電解液性、耐酸化性、柔軟性が向上する。
含フッ素重合体の具体例としては、ＴＦＥ／Ｐ共重合体（ＴＦＥに基づく構成単位とＰに基づく構成単位とからなる共重合体を意味する。ただし、例えば不純物等、特性に影響を与えない範囲でそれら以外の単位を含有することは許容される。以下同様。）、ＴＦＥ／Ｐ／ＶｄＦ共重合体、ＶｄＦ／ＨＦＰ共重合体、ＴＦＥ／ＶｄＦ／ＨＦＰ共重合体、ＴＦＥ／ＰＡＶＥ共重合体、ＴＦＥ／ＰＭＶＥ共重合体、ＴＦＥ／Ｐ／ＴＦＰ共重合体、ＴＦＥ／Ｐ／ＶｄＦ／ＴＦＰ共重合体、ＶｄＦ／ＨＦＰ／ＴＦＰ共重合体、ＴＦＥ／ＶｄＦ／ＨＦＰ／ＴＦＰ共重合体、ＴＦＥ／ＰＰＶＥ共重合体、ＴＦＥ／ＰＭＶＥ／ＰＰＶＥ共重合体、ＶｄＦ／ＰＡＶＥ共重合体、Ｅ／ＰＡＶＥ共重合体、Ｅ／ＨＦＰ共重合体、ＴＦＥ／Ｐ／ＴｅＦＰ共重合体、ＴＦＥ／Ｐ／ＴｒＦＥ共重合体、ＴＦＥ／Ｐ／ＶＦ共重合体、ＴＦＥ／Ｐ／ＤｉＦＥ共重合体等が挙げられる。ＴＦＥ／Ｐ共重合体、ＴＦＥ／Ｐ／ＶｄＦ共重合体、ＶｄＦ／ＨＦＰ共重合体、ＴＦＥ／ＶｄＦ／ＨＦＰ共重合体、ＴＦＥ／Ｐ／ＴＦＰ共重合体、ＴＦＥ／ＰＰＶＥ共重合体、ＴＦＥ／ＰＭＶＥ共重合体、ＴＦＥ／ＰＭＶＥ／ＰＰＶＥ共重合体等が好ましい。
本発明の含フッ素重合体としては、ＴＦＥ／Ｐ共重合体、ＴＦＥ／Ｐ／ＶｄＦ共重合体が特に好ましい。
本発明の含フッ素重合体としては、ＴＦＥ／Ｐ共重合体、ＴＦＥ／Ｐ／ＶｄＦ共重合体が特に好ましい。
前記含フッ素重合体は、以下の共重合組成であることがより好ましい。共重合組成が以下の範囲であると、バインダーとしての耐電解液性、耐酸化性、柔軟性に優れる。
ＴＦＥ／Ｐ共重合体において、ＴＦＥ／Ｐ（ＴＦＥに基づく単位／Ｐに基づく単位のモル比を意味する。単位はモル％であり、合計で１００モル％である。以下同様。）は４０／６０〜６０／４０（モル％）が好ましい。
ＴＦＥ／Ｐ／ＶｄＦ共重合体において、ＴＦＥ／Ｐ／ＶｄＦ＝３０〜６０／６０〜２０／０．０５〜４０（モル％）、ＶｄＦ／ＨＦＰ共重合体において、ＶｄＦ／ＨＦＰ＝１／９９〜９５／５（モル％）、ＴＦＥ／ＶｄＦ／ＨＦＰ共重合体において、ＴＦＥ／ＶｄＦ／ＨＦＰ＝２０〜４０／１〜４０／２０〜４０（モル％）が好ましい。
ＴＦＥ／Ｐ共重合体において、ＴＦＥ／Ｐ（ＴＦＥに基づく単位／Ｐに基づく単位のモル比を意味する。単位はモル％であり、合計で１００モル％である。以下同様。）は４０／６０〜６０／４０（モル％）が好ましい。
ＴＦＥ／Ｐ／ＶｄＦ共重合体において、ＴＦＥ／Ｐ／ＶｄＦ＝３０〜６０／６０〜２０／０．０５〜４０（モル％）、ＶｄＦ／ＨＦＰ共重合体において、ＶｄＦ／ＨＦＰ＝１／９９〜９５／５（モル％）、ＴＦＥ／ＶｄＦ／ＨＦＰ共重合体において、ＴＦＥ／ＶｄＦ／ＨＦＰ＝２０〜４０／１〜４０／２０〜４０（モル％）が好ましい。
ＴＦＥ／ＰＡＶＥ共重合体において、ＴＦＥ／ＰＡＶＥ＝４０／６０〜７０／３０（モル％）、ＴＦＥ／ＰＰＶＥ共重合体において、ＴＦＥ／ＰＰＶＥ＝４０／６０〜７０／３０（モル％）、ＴＦＥ／ＰＭＶＥ／ＰＰＶＥ共重合体において、ＴＦＥ／ＰＭＶＥ／ＰＰＶＥ＝４０〜７０／３〜５７／３〜５７（モル％）、ＶｄＦ／ＰＡＶＥ共重合体において、ＶｄＦ／ＰＡＶＥ＝３／９７〜９５／５（モル％）、Ｅ／ＰＡＶＥ共重合体において、Ｅ／ＰＡＶＥ＝４０／６０〜６０／４０（モル％）が好ましい。
Ｅ／ＨＦＰ共重合体において、Ｅ／ＨＦＰ＝４０／６０〜６０／４０（モル％）、ＴＦＥ／Ｐ／ＴＦＰ共重合体において、ＴＦＥ／Ｐ／ＴＦＰ＝４０〜６０／６０〜４０／０．０５〜２０（モル％）、ＴＦＥ／Ｐ／ＶｄＦ／ＴＦＰ共重合体において、ＴＦＥ／Ｐ／ＶｄＦ／ＴＦＰ＝３０〜６０／６０〜２０／０．０５〜４０／０．０５〜２０（モル％）、ＶｄＦ／ＨＦＰ／ＴＦＰ共重合体においてＶｄＦ／ＨＦＰ／ＴＦＰ＝１〜９５／９９〜５／０．０５〜２０（モル％）が好ましい。
ＴＦＥ／ＶｄＦ／ＨＦＰ／ＴＦＰ共重合体において、ＴＦＥ／ＶｄＦ／ＨＦＰ／ＴＦＰ＝３０〜６０／０．０５〜４０／６０〜２０／０．０５〜２０（モル％）、ＴＦＥ／Ｐ／ＴｅＦＰ共重合体において、ＴＦＥ／Ｐ／ＴｅＦＰ＝３０〜６０／６０〜２０／０．０５〜４０（モル％）、ＴＦＥ／Ｐ／ＴｒＦＥ共重合体において、ＴＦＥ／Ｐ／ＴｒＦＥ＝３０〜６０／６０〜２０／０．０５〜４０（モル％）、ＴＦＥ／Ｐ／ＶＦ共重合体においてＴＦＥ／Ｐ／ＶＦ＝３０〜６０／６０〜２０／０．０５〜４０（モル％）、ＴＦＥ／Ｐ／ＤｉＦＥ共重合体において、ＴＦＥ／Ｐ／ＤｉＦＥ＝３０〜６０／６０〜２０／０．０５〜４０（モル％）が好ましい。
本発明における単量体混合物は、上記含フッ素ビニル単量体に加えて、架橋性単量体として、分子内にビニル基を二つ以上有する単量体を含むことが好ましい。架橋性単量体としては、一般式ＣＦ２＝ＣＦＯＲｆＯＣＦ＝ＣＦ２（式中、Ｒｆは、エーテル性酸素原子を有していてもよい炭素数１〜２５のパーフルオロ飽和炭化水素基を示す。）で表される含フッ素ジビニル単量体などが挙げられ、具体的にはＣＦ２＝ＣＦＯ（ＣＦ２）４ＯＣＦ＝ＣＦ２、ＣＦ２＝ＣＦＯ（ＣＦ２）２ＯＣＦ＝ＣＦ２、ＣＦ２＝ＣＦＯ（ＣＦ２）２ＯＣＦ（ＣＦ３）ＣＦ２ＯＣＦ＝ＣＦ２、などが好ましい。
また、下式（Ｉ）、（ＩＩ）及び（ＩＩＩ）で表される単量体からなる群から選ばれる１種以上の非フッ素ジビニル単量体などが挙げられる。
ＣＲ１１Ｒ１２＝ＣＲ１３−Ｏ−Ｒ１４−Ｏ−ＣＲ１５＝ＣＲ１６Ｒ１７ ・・・（Ｉ）
ＣＲ１８Ｒ１９＝ＣＲ２０−ＯＣＯ−Ｒ２１−ＣＯＯ−ＣＲ２２＝ＣＲ２３Ｒ２４・・・（ＩＩ）
ＣＲ２５Ｒ２６＝ＣＲ２７ＣＯＯＣＨ＝ＣＨ２ ・・・（ＩＩＩ）
（式中、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ１５、Ｒ１６、Ｒ１７、Ｒ１８、Ｒ１９、Ｒ２０、Ｒ２２、Ｒ２３、Ｒ２４、Ｒ２７は、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子またはメチル基、Ｒ１４、Ｒ２１は、エーテル性酸素原子を含んでもよい炭素数１〜１０のアルキレン基、Ｒ２５、Ｒ２６は、それぞれ独立に、水素原子、またはエーテル性酸素原子を含んでもよい炭素数１〜１０のアルキル基を示す。）
具体例としては、１，４−ブタンジオールジビニルエーテル、アジピン酸ジビニル、クロトン酸ビニル、メタクリル酸ビニルなどが好ましい。
上記架橋性単量体の割合は、全単量体の合計に対し、３モル％以下であることが好ましい。
また、下式（Ｉ）、（ＩＩ）及び（ＩＩＩ）で表される単量体からなる群から選ばれる１種以上の非フッ素ジビニル単量体などが挙げられる。
ＣＲ１１Ｒ１２＝ＣＲ１３−Ｏ−Ｒ１４−Ｏ−ＣＲ１５＝ＣＲ１６Ｒ１７ ・・・（Ｉ）
ＣＲ１８Ｒ１９＝ＣＲ２０−ＯＣＯ−Ｒ２１−ＣＯＯ−ＣＲ２２＝ＣＲ２３Ｒ２４・・・（ＩＩ）
ＣＲ２５Ｒ２６＝ＣＲ２７ＣＯＯＣＨ＝ＣＨ２ ・・・（ＩＩＩ）
（式中、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ１５、Ｒ１６、Ｒ１７、Ｒ１８、Ｒ１９、Ｒ２０、Ｒ２２、Ｒ２３、Ｒ２４、Ｒ２７は、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子またはメチル基、Ｒ１４、Ｒ２１は、エーテル性酸素原子を含んでもよい炭素数１〜１０のアルキレン基、Ｒ２５、Ｒ２６は、それぞれ独立に、水素原子、またはエーテル性酸素原子を含んでもよい炭素数１〜１０のアルキル基を示す。）
具体例としては、１，４−ブタンジオールジビニルエーテル、アジピン酸ジビニル、クロトン酸ビニル、メタクリル酸ビニルなどが好ましい。
上記架橋性単量体の割合は、全単量体の合計に対し、３モル％以下であることが好ましい。
含フッ素重合体のムーニー粘度は、５〜２００が好ましく、５０〜１８０がより好ましく、７０〜１８０が更に好ましく、１００〜１５０が最も好ましい。
ムーニー粘度は、後述の実施例に測定方法で測定される値であり、主にゴムなどの高分子材料の分子量の目安である。また、ムーニー粘度の値が大きいほど、間接的に高分子量であることを示す。
ムーニー粘度は、後述の実施例に測定方法で測定される値であり、主にゴムなどの高分子材料の分子量の目安である。また、ムーニー粘度の値が大きいほど、間接的に高分子量であることを示す。
（乳化重合の手順）
乳化重合工程は、公知の乳化重合法により行うことができる。例えば以下の手順で行うことができる。
まず耐圧反応器を脱気した後、該反応器内に水性媒体、乳化剤、ラジカル重合開始剤、必要に応じてｐＨ調整剤、及びレドックスラジカル重合開始剤系ではレドックス触媒を仕込む。次いで、所定の重合温度に昇温させた後、単量体を供給する。また必要に応じて触媒（レドックスラジカル重合開始剤系ではロンガリット触媒等）を供給する。ラジカル重合開始剤が活性化されて重合反応が開始されると、反応器内の圧力が低下し始める。すなわち重合反応の開始（反応時間の始点）は反応器内の圧力低下によって確認できる。
反応器内の圧力低下を確認してから、単量体を追加供給し、所定の重合温度及び所定の重合圧力を保ちながら、重合反応を行って含フッ素重合体を生成させる。重合反応期間で追加供給される単量体混合物の合計量が所定の値に達したら、反応器内を冷却して重合反応を停止させて（反応時間の終点）、含フッ素重合体を含むラテックスを得る。こうして得られるラテックスは、水性媒体中に、含フッ素重合体の粒子及び乳化剤を含有する。
本発明において、重合反応期間で追加供給される単量体の合計量と、乳化重合工程で生成される含フッ素重合体の量とは等しいとみなす。
乳化重合工程は、公知の乳化重合法により行うことができる。例えば以下の手順で行うことができる。
まず耐圧反応器を脱気した後、該反応器内に水性媒体、乳化剤、ラジカル重合開始剤、必要に応じてｐＨ調整剤、及びレドックスラジカル重合開始剤系ではレドックス触媒を仕込む。次いで、所定の重合温度に昇温させた後、単量体を供給する。また必要に応じて触媒（レドックスラジカル重合開始剤系ではロンガリット触媒等）を供給する。ラジカル重合開始剤が活性化されて重合反応が開始されると、反応器内の圧力が低下し始める。すなわち重合反応の開始（反応時間の始点）は反応器内の圧力低下によって確認できる。
反応器内の圧力低下を確認してから、単量体を追加供給し、所定の重合温度及び所定の重合圧力を保ちながら、重合反応を行って含フッ素重合体を生成させる。重合反応期間で追加供給される単量体混合物の合計量が所定の値に達したら、反応器内を冷却して重合反応を停止させて（反応時間の終点）、含フッ素重合体を含むラテックスを得る。こうして得られるラテックスは、水性媒体中に、含フッ素重合体の粒子及び乳化剤を含有する。
本発明において、重合反応期間で追加供給される単量体の合計量と、乳化重合工程で生成される含フッ素重合体の量とは等しいとみなす。
（１）熱分解型ラジカル重合開始剤系の場合、重合反応期間における重合温度は５０℃〜１００℃が好ましく、６０℃〜９０℃がより好ましく、６５℃〜８０℃が特に好ましい。重合温度がこの範囲であると、重合速度が適切で制御しやすく、また生産性に優れ、ラテックスの良好な安定性が得られやすい。
（２）レドックスラジカル重合開始剤系の場合、重合反応期間における重合温度は０℃〜１００℃が好ましく１０℃〜９０℃がより好ましく、２０℃〜６０℃が特に好ましい。重合温度がこの範囲であると、重合速度が適切で制御しやすく、また生産性に優れ、ラテックスの良好な安定性が得られやすい。
いずれの系においても、重合反応期間における重合圧力は１．０〜１０ＭＰａＧが好ましく、１．５〜５．０ＭＰａＧがより好ましく、１．７〜３．０ＭＰａＧが特に好ましい。重合圧力が１．０ＭＰａＧ未満であると、重合速度が遅すぎる場合がある。上記の範囲であると重合速度が適切で制御しやすく、また生産性に優れる。
いずれの系においても、重合反応期間における重合圧力は１．０〜１０ＭＰａＧが好ましく、１．５〜５．０ＭＰａＧがより好ましく、１．７〜３．０ＭＰａＧが特に好ましい。重合圧力が１．０ＭＰａＧ未満であると、重合速度が遅すぎる場合がある。上記の範囲であると重合速度が適切で制御しやすく、また生産性に優れる。
（ｐＨ調整剤）
乳化重合工程においてｐＨ調整剤を添加してもよい。ｐＨ調整剤は無機塩が好ましく、乳化重合におけるｐＨ調整剤として公知の無機塩を用いることができる。ｐＨ調整剤としては、具体的に、リン酸水素二ナトリウム、リン酸二水素ナトリウムなどのリン酸塩；炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウムなどの炭酸塩；などが挙げられる。リン酸塩のより好ましい具体例としては、リン酸水素二ナトリウム・２水和物、リン酸水素二ナトリウム・１２水和物等が挙げられる。また、所望のｐＨに調整するために、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどの塩基類；硫酸、塩酸、硝酸などの酸類；などを併用してもよい。
乳化重合工程における水性媒体中のｐＨは、４〜１２が好ましく、６〜１１がより好ましい。なお、本明細書におけるｐＨの値は２５℃における値である。
ｐＨ調整剤を添加することにより、重合速度や、得られるラテックスの安定性を向上させることができる。
本発明の乳化重合工程で得られるラテックス中の含フッ素重合体の含有量は、５〜６０質量％であるのが好ましく、１０〜５０質量％であるのがさらに好ましく、１５〜４０質量％であるのが特に好ましい。
乳化重合工程においてｐＨ調整剤を添加してもよい。ｐＨ調整剤は無機塩が好ましく、乳化重合におけるｐＨ調整剤として公知の無機塩を用いることができる。ｐＨ調整剤としては、具体的に、リン酸水素二ナトリウム、リン酸二水素ナトリウムなどのリン酸塩；炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウムなどの炭酸塩；などが挙げられる。リン酸塩のより好ましい具体例としては、リン酸水素二ナトリウム・２水和物、リン酸水素二ナトリウム・１２水和物等が挙げられる。また、所望のｐＨに調整するために、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどの塩基類；硫酸、塩酸、硝酸などの酸類；などを併用してもよい。
乳化重合工程における水性媒体中のｐＨは、４〜１２が好ましく、６〜１１がより好ましい。なお、本明細書におけるｐＨの値は２５℃における値である。
ｐＨ調整剤を添加することにより、重合速度や、得られるラテックスの安定性を向上させることができる。
本発明の乳化重合工程で得られるラテックス中の含フッ素重合体の含有量は、５〜６０質量％であるのが好ましく、１０〜５０質量％であるのがさらに好ましく、１５〜４０質量％であるのが特に好ましい。
＜後添加工程＞
本発明における後添加工程は、上記乳化重合工程を経て得られる含フッ素重合体を含むラテックスに、ノニオン性乳化剤（Ｂ）を添加する工程である。
（ノニオン性乳化剤（Ｂ））
ノニオン性乳化剤（Ｂ）としては、公知のものを使用できる。下式（１）、（２）または（３）で表される化合物が好ましい。ノニオン性乳化剤（Ｂ）は１種でもよく、２種以上を併用してもよい。
式（１）： Ｒ１−Ｏ−Ａ−Ｈ （式中、Ｒ１は炭素数８〜１８のアルキル基であり、Ａはオキシエチレン基数５〜２０およびオキシプロピレン基数０〜２より構成されるポリオキシアルキレン鎖である。）
式（１）で表されるノニオン性乳化剤が、分子構造の異なる複数物質の混合物である場合、式（１）におけるアルキル基の炭素数、ポリオキシアルキレン鎖におけるオキシエチレン基数およびオキシプロピレン基数は平均値である。
式（２）： Ｒ２−Ｃ６Ｈ４−Ｏ−Ｂ−Ｈ （式中、Ｒ２は炭素数４〜１２のアルキル基であり、Ｂはオキシエチレン基数５〜２０より構成されるポリオキシエチレン鎖である。）
式（２）で表されるノニオン性乳化剤が、分子構造の異なる複数物質の混合物である場合、式（２）におけるアルキル基の炭素数、ポリオキシエチレン鎖におけるオキシエチレン基数は平均値である。
式（３）： Ｒ３−Ｏ−Ｄ−Ｈ （式中、Ｒ３は炭素数８〜１８のアルキル基であり、Ｄはオキシエチレン基数５〜２０およびオキシブチレン基数０．１〜３より構成されるポリオキシアルキレン鎖である。）
式（３）で表されるノニオン性乳化剤が、分子構造の異なる複数物質の混合物である場合、式（３）におけるアルキル基の炭素数、ポリオキシアルキレン鎖におけるオキシエチレン基数およびオキシブチレン基数は平均値である。
本発明における後添加工程は、上記乳化重合工程を経て得られる含フッ素重合体を含むラテックスに、ノニオン性乳化剤（Ｂ）を添加する工程である。
（ノニオン性乳化剤（Ｂ））
ノニオン性乳化剤（Ｂ）としては、公知のものを使用できる。下式（１）、（２）または（３）で表される化合物が好ましい。ノニオン性乳化剤（Ｂ）は１種でもよく、２種以上を併用してもよい。
式（１）： Ｒ１−Ｏ−Ａ−Ｈ （式中、Ｒ１は炭素数８〜１８のアルキル基であり、Ａはオキシエチレン基数５〜２０およびオキシプロピレン基数０〜２より構成されるポリオキシアルキレン鎖である。）
式（１）で表されるノニオン性乳化剤が、分子構造の異なる複数物質の混合物である場合、式（１）におけるアルキル基の炭素数、ポリオキシアルキレン鎖におけるオキシエチレン基数およびオキシプロピレン基数は平均値である。
式（２）： Ｒ２−Ｃ６Ｈ４−Ｏ−Ｂ−Ｈ （式中、Ｒ２は炭素数４〜１２のアルキル基であり、Ｂはオキシエチレン基数５〜２０より構成されるポリオキシエチレン鎖である。）
式（２）で表されるノニオン性乳化剤が、分子構造の異なる複数物質の混合物である場合、式（２）におけるアルキル基の炭素数、ポリオキシエチレン鎖におけるオキシエチレン基数は平均値である。
式（３）： Ｒ３−Ｏ−Ｄ−Ｈ （式中、Ｒ３は炭素数８〜１８のアルキル基であり、Ｄはオキシエチレン基数５〜２０およびオキシブチレン基数０．１〜３より構成されるポリオキシアルキレン鎖である。）
式（３）で表されるノニオン性乳化剤が、分子構造の異なる複数物質の混合物である場合、式（３）におけるアルキル基の炭素数、ポリオキシアルキレン鎖におけるオキシエチレン基数およびオキシブチレン基数は平均値である。
式（１）において、Ｒ１としてのアルキル基の炭素数は８〜１８であり、１０〜１６が好ましく、１２〜１６がさらに好ましく、１２〜１４が特に好ましい。炭素数が上記範囲にあると電極合剤の均一塗工性に優れる。炭素数が１８より大きい場合には流動温度が高いために取扱いにくく、バインダー組成物の保存安定性が低下しやすい。また、炭素数が８より小さい場合には表面張力が高くなり、浸透性やぬれ性が低下しやすい。
式（１）において、親水基であるＡはオキシエチレン基数５〜２０およびオキシプロピレン基数０〜２より構成されるポリオキシアルキレン鎖である。
粘度および安定性、及び電極合剤の均一塗工性に優れる点から、オキシエチレン基数７〜１２およびオキシプロピレン基数０〜２のポリオキシアルキレン鎖が好ましく、オキシエチレン基数８〜９およびオキシプロピレン基数０〜１．５のポリオキシアルキレン鎖が好ましい。
特に親水基Ａ中にオキシプロピレン基数を０．５〜１．５有する場合には泡消え性が良好であり好ましい。
式（１）で表されるノニオン性乳化剤は、平均分子量が４５０〜８００であるものが好ましく、５００〜７５０であるものがより好ましく、５５０〜７００であるものが特に好ましい。平均分子量が８００より大きい場合にはバインダー組成物の保存安定性が低下しやすい。また、４５０より小さい場合には浸透性やぬれ性が低下しやすい。
式（１）において、親水基であるＡはオキシエチレン基数５〜２０およびオキシプロピレン基数０〜２より構成されるポリオキシアルキレン鎖である。
粘度および安定性、及び電極合剤の均一塗工性に優れる点から、オキシエチレン基数７〜１２およびオキシプロピレン基数０〜２のポリオキシアルキレン鎖が好ましく、オキシエチレン基数８〜９およびオキシプロピレン基数０〜１．５のポリオキシアルキレン鎖が好ましい。
特に親水基Ａ中にオキシプロピレン基数を０．５〜１．５有する場合には泡消え性が良好であり好ましい。
式（１）で表されるノニオン性乳化剤は、平均分子量が４５０〜８００であるものが好ましく、５００〜７５０であるものがより好ましく、５５０〜７００であるものが特に好ましい。平均分子量が８００より大きい場合にはバインダー組成物の保存安定性が低下しやすい。また、４５０より小さい場合には浸透性やぬれ性が低下しやすい。
式（２）において、Ｒ２としてのアルキル基の炭素数は４〜１２であり、６〜１０が好ましく、８〜９がさらに好ましい。炭素数が上記範囲にあると電極合剤の均一塗工性に優れる。
式（２）において、親水基であるＢはオキシエチレン基数５〜２０から構成されるポリオキシエチレン鎖である。オキシエチレン基数は粘度および安定性の点から６〜１６が好ましく、特に好ましくは７〜１２である。
式（２）で表されるノニオン性乳化剤は、平均分子量が４５０〜８００であるものが好ましく、５００〜７５０であるものがより好ましく、５５０〜７００であるものが特に好ましい。平均分子量が８００より大きい場合にはバインダー組成物の保存安定性が低下しやすい。また、４５０より小さい場合には浸透性やぬれ性が低下しやすい。
式（２）において、親水基であるＢはオキシエチレン基数５〜２０から構成されるポリオキシエチレン鎖である。オキシエチレン基数は粘度および安定性の点から６〜１６が好ましく、特に好ましくは７〜１２である。
式（２）で表されるノニオン性乳化剤は、平均分子量が４５０〜８００であるものが好ましく、５００〜７５０であるものがより好ましく、５５０〜７００であるものが特に好ましい。平均分子量が８００より大きい場合にはバインダー組成物の保存安定性が低下しやすい。また、４５０より小さい場合には浸透性やぬれ性が低下しやすい。
上式（３）において、Ｒ３としてのアルキル基の炭素数は８〜１８であり、１０〜１６が好ましく、１２〜１６が特に好ましい。炭素数が上記範囲にあると電極合剤の塗工性に優れる。炭素数が１８より大きい場合にはバインダー組成物の保存安定性が低下しやすい。また、炭素数が８より小さい場合には表面張力が高くなり、浸透性やぬれ性が低下しやすい。
式（３）において、親水基であるＤはオキシエチレン基数５〜２０およびオキシブチレン基数０．１〜３より構成されるポリオキシアルキレン鎖である。オキシエチレン基数７〜１２およびオキシブチレン基数０．１〜３のポリオキシアルキレン鎖が、粘度および安定性、及び電極合剤の塗工性に優れる点から好ましい。親水基Ｄ中にオキシブチレン基数を０．５〜２有する場合には泡消え性が良好でありより好ましい。さらに、オキシブチレン基数は、０．７〜１．７がより好ましく、０．９〜１．５が特に好ましい。オキシエチレン基数は、好ましくは６〜１５であり、特に好ましくは７〜１２である。
式（３）で表されるノニオン性乳化剤は、平均分子量が４５０〜８００であるものが好ましく、５００〜７５０であるものがより好ましく、５５０〜７００であるものが特に好ましい。平均分子量が８００より大きい場合にはバインダー組成物の保存安定性が低下しやすい。また、４５０より小さい場合には浸透性やぬれ性が低下しやすい。
式（３）において、親水基であるＤはオキシエチレン基数５〜２０およびオキシブチレン基数０．１〜３より構成されるポリオキシアルキレン鎖である。オキシエチレン基数７〜１２およびオキシブチレン基数０．１〜３のポリオキシアルキレン鎖が、粘度および安定性、及び電極合剤の塗工性に優れる点から好ましい。親水基Ｄ中にオキシブチレン基数を０．５〜２有する場合には泡消え性が良好でありより好ましい。さらに、オキシブチレン基数は、０．７〜１．７がより好ましく、０．９〜１．５が特に好ましい。オキシエチレン基数は、好ましくは６〜１５であり、特に好ましくは７〜１２である。
式（３）で表されるノニオン性乳化剤は、平均分子量が４５０〜８００であるものが好ましく、５００〜７５０であるものがより好ましく、５５０〜７００であるものが特に好ましい。平均分子量が８００より大きい場合にはバインダー組成物の保存安定性が低下しやすい。また、４５０より小さい場合には浸透性やぬれ性が低下しやすい。
ノニオン性乳化剤（Ｂ）として、特に上式（１）で表される化合物が好ましい。
ノニオン性乳化剤（Ｂ）が、少なくとも上式（１）で表される化合物の１種以上を含むことが好ましい。ノニオン性乳化剤（Ｂ）の合計に対して、上式（１）で表される化合物が５０質量％以上であることが好ましく、８０質量％以上がより好ましい。１００質量％でもよい。
式（１）のノニオン性乳化剤の具体例としては、たとえば、
Ｃ１３Ｈ２７−Ｏ−（Ｃ２Ｈ４Ｏ）９−Ｈ、
Ｃ１３Ｈ２７−Ｏ−（Ｃ２Ｈ４Ｏ）１０−Ｈ、
Ｃ１２Ｈ２５−Ｏ−（Ｃ２Ｈ４Ｏ）１０−Ｈ、
Ｃ１０Ｈ２１ＣＨ（ＣＨ３）ＣＨ２−Ｏ−（Ｃ２Ｈ４Ｏ）９−Ｈ、
Ｃ１３Ｈ２７−Ｏ−（Ｃ２Ｈ４Ｏ）９−ＣＨ（ＣＨ３）ＣＨ２Ｏ−Ｈ、
Ｃ１６Ｈ３３−Ｏ−（Ｃ２Ｈ４Ｏ）１０−Ｈ、
ＨＣ（Ｃ５Ｈ１１）（Ｃ７Ｈ１５）−Ｏ−（Ｃ２Ｈ４Ｏ）９−Ｈ、などの分子構造をもつノニオン性乳化剤が挙げられる。
市販品ではダウ社製タージトール（登録商標）１５Ｓシリーズ、ライオン社製ライオノール（登録商標）ＴＤシリーズ、日本乳化剤社製ニューコール（登録商標）２３００シリーズ、ニューコール（登録商標）１３００シリーズ、ニューコール（登録商標）１６００シリーズ、ニューコール（登録商標）ＮＴシリーズなどが挙げられる。
ノニオン性乳化剤（Ｂ）が、少なくとも上式（１）で表される化合物の１種以上を含むことが好ましい。ノニオン性乳化剤（Ｂ）の合計に対して、上式（１）で表される化合物が５０質量％以上であることが好ましく、８０質量％以上がより好ましい。１００質量％でもよい。
式（１）のノニオン性乳化剤の具体例としては、たとえば、
Ｃ１３Ｈ２７−Ｏ−（Ｃ２Ｈ４Ｏ）９−Ｈ、
Ｃ１３Ｈ２７−Ｏ−（Ｃ２Ｈ４Ｏ）１０−Ｈ、
Ｃ１２Ｈ２５−Ｏ−（Ｃ２Ｈ４Ｏ）１０−Ｈ、
Ｃ１０Ｈ２１ＣＨ（ＣＨ３）ＣＨ２−Ｏ−（Ｃ２Ｈ４Ｏ）９−Ｈ、
Ｃ１３Ｈ２７−Ｏ−（Ｃ２Ｈ４Ｏ）９−ＣＨ（ＣＨ３）ＣＨ２Ｏ−Ｈ、
Ｃ１６Ｈ３３−Ｏ−（Ｃ２Ｈ４Ｏ）１０−Ｈ、
ＨＣ（Ｃ５Ｈ１１）（Ｃ７Ｈ１５）−Ｏ−（Ｃ２Ｈ４Ｏ）９−Ｈ、などの分子構造をもつノニオン性乳化剤が挙げられる。
市販品ではダウ社製タージトール（登録商標）１５Ｓシリーズ、ライオン社製ライオノール（登録商標）ＴＤシリーズ、日本乳化剤社製ニューコール（登録商標）２３００シリーズ、ニューコール（登録商標）１３００シリーズ、ニューコール（登録商標）１６００シリーズ、ニューコール（登録商標）ＮＴシリーズなどが挙げられる。
本発明の蓄電デバイス用バインダー組成物は、水性媒体中に、含フッ素重合体の粒子を含み、さらにアニオン性乳化剤（Ａ）およびノニオン性乳化剤（Ｂ）を含む。
本発明の効果を損なわない範囲で、上記以外の固形分を含んでいてもよい。
また、上記後添加工程において、本発明の効果を損なわない範囲で、ノニオン性乳化剤（Ｂ）だけでなく、例えば、乳化重合工程で用いたアニオン性乳化剤（Ａ）を少量加えてもよい。なお、その場合も、アニオン性乳化剤（Ａ）の使用量は、乳化重合時の使用量と合計して、含フッ素重合体１００質量部に対して０．１〜５質量部であることが好ましく、さらに好ましくは０．５〜４質量部、特に好ましくは１〜３質量部である。
本発明の効果を損なわない範囲で、上記以外の固形分を含んでいてもよい。
また、上記後添加工程において、本発明の効果を損なわない範囲で、ノニオン性乳化剤（Ｂ）だけでなく、例えば、乳化重合工程で用いたアニオン性乳化剤（Ａ）を少量加えてもよい。なお、その場合も、アニオン性乳化剤（Ａ）の使用量は、乳化重合時の使用量と合計して、含フッ素重合体１００質量部に対して０．１〜５質量部であることが好ましく、さらに好ましくは０．５〜４質量部、特に好ましくは１〜３質量部である。
ノニオン性乳化剤（Ｂ）の含有量は、含フッ素重合体の１００質量部に対して０．１〜１５質量部が好ましく、０．５〜１０質量部がより好ましく、１〜５質量部が特に好ましい。ノニオン性乳化剤（Ｂ）の含有量が上記の範囲にあると、密着性、分散安定性に優れるバインダー組成物が得られるとともに、該バインダーを使用してなる電極合剤の均一塗工性に優れ、該バインダーを使用してなる電極を用いた電池の充放電特性も良好となりやすい。
アニオン性乳化剤（Ａ）とノニオン性乳化剤（Ｂ）の含有量の合計は、含フッ素重合体の１００質量部に対し、０．２〜２０質量部が好ましく、０．５〜１５質量部がより好ましく、１〜１０質量部がさらに好ましく、２〜７質量部が特に好ましい。
本発明の蓄電デバイス用バインダー組成物中の含フッ素重合体の含有量は５〜４０質量％が好ましく、１０〜４０質量％がより好ましく、１５〜３５質量％がさらに好ましく、２５〜３５質量％が特に好ましい。該バインダー組成物中の含フッ素重合体の含有量が上記範囲の下限値以上であると、該バインダー組成物を蓄電デバイスのバインダーとして用いて電極合剤を調製したときに、電極合剤の良好な粘度が得られやすく、集電体上に厚みの高い塗工を行うことができる。該バインダー組成物の含有量が上記範囲の上限値以下であると、該バインダー組成物に電極活物質等を分散させて電極合剤を調製する際に、良好な分散安定性が得られやすく、電極合剤の良好な均一塗工性が得られやすい。
＜蓄電デバイス用電極合剤の製造方法＞
本発明の蓄電デバイス用電極合剤（本明細書において、単に「電極合剤」ということもある。）の製造方法は、蓄電デバイス用バインダー組成物を製造する工程と、得られた蓄電デバイス用バインダー組成物と電極活物質とを混合する工程を有する。必要に応じて導電材を含有してもよく、これら以外のその他の成分を含有してもよい。
本発明で用いられる電極活物質は特に限定されず、公知のものを適宜使用できる。
正極活物質としてはＭｎＯ２、Ｖ２Ｏ５、Ｖ６Ｏ１３等の金属酸化物；ＴｉＳ２、ＭｏＳ２、ＦｅＳ等の金属硫化物；ＬｉＣｏＯ２、ＬｉＮｉＯ２、ＬｉＭｎ２Ｏ４等の、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｔｉ等の遷移金属元素を含むリチウム複合金属酸化物等；これらの化合物中の遷移金属元素の一部を他の金属元素で置換した化合物；などが例示される。さらに、ポリアセチレン、ポリ−ｐ−フェニレンなどの導電性高分子材料を用いることもできる。また、これらの表面の一部または全面に、炭素材料や無機化合物を被覆させることができる。
負極活物質としては、例えば、コークス、グラファイト、メソフェーズピッチ小球体、フェノール樹脂、ポリパラフェニレン等の高分子化合物の炭化物；気相生成カーボンファイバー、炭素繊維等の炭素質材料；が挙げられる。また、リチウムと合金化可能なＳｉ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ａｌ、Ｚｎ及びＷなどの金属も挙げられる。例えば、一酸化シリコンに代表される、一般式ＳｉＯｘ（ｘは、０．５から１．５が好ましい）で表されるシリコン酸化物が挙げられる。電極活物質は、機械的改質法などにより表面に導電材を付着させたものも使用できる。
リチウムイオン二次電池用の電極合剤の場合、用いる電極活物質は、電解質中で電位をかけることにより可逆的にリチウムイオンを挿入放出できるものであればよく、無機化合物でも有機化合物でもよい。
本発明の蓄電デバイス用電極合剤（本明細書において、単に「電極合剤」ということもある。）の製造方法は、蓄電デバイス用バインダー組成物を製造する工程と、得られた蓄電デバイス用バインダー組成物と電極活物質とを混合する工程を有する。必要に応じて導電材を含有してもよく、これら以外のその他の成分を含有してもよい。
本発明で用いられる電極活物質は特に限定されず、公知のものを適宜使用できる。
正極活物質としてはＭｎＯ２、Ｖ２Ｏ５、Ｖ６Ｏ１３等の金属酸化物；ＴｉＳ２、ＭｏＳ２、ＦｅＳ等の金属硫化物；ＬｉＣｏＯ２、ＬｉＮｉＯ２、ＬｉＭｎ２Ｏ４等の、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｔｉ等の遷移金属元素を含むリチウム複合金属酸化物等；これらの化合物中の遷移金属元素の一部を他の金属元素で置換した化合物；などが例示される。さらに、ポリアセチレン、ポリ−ｐ−フェニレンなどの導電性高分子材料を用いることもできる。また、これらの表面の一部または全面に、炭素材料や無機化合物を被覆させることができる。
負極活物質としては、例えば、コークス、グラファイト、メソフェーズピッチ小球体、フェノール樹脂、ポリパラフェニレン等の高分子化合物の炭化物；気相生成カーボンファイバー、炭素繊維等の炭素質材料；が挙げられる。また、リチウムと合金化可能なＳｉ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ａｌ、Ｚｎ及びＷなどの金属も挙げられる。例えば、一酸化シリコンに代表される、一般式ＳｉＯｘ（ｘは、０．５から１．５が好ましい）で表されるシリコン酸化物が挙げられる。電極活物質は、機械的改質法などにより表面に導電材を付着させたものも使用できる。
リチウムイオン二次電池用の電極合剤の場合、用いる電極活物質は、電解質中で電位をかけることにより可逆的にリチウムイオンを挿入放出できるものであればよく、無機化合物でも有機化合物でもよい。
特に、正極の製造に使用する電極合剤には導電材を含有させることが好ましい。導電材を含有させることにより、電極活物質同士の電気的接触が向上し、活物質層内の電気抵抗を下げることができ、非水系二次電池の放電レート特性を改善することができる。
導電材としては、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、カーボンブラック、グラファイト、気相成長カーボン繊維、及びカーボンナノチューブ等の導電性カーボンが挙げられる。
電極合剤が、導電材を含有すると、少量の導電材の添加で電気抵抗の低減効果が大きくなり好ましい。
導電材としては、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、カーボンブラック、グラファイト、気相成長カーボン繊維、及びカーボンナノチューブ等の導電性カーボンが挙げられる。
電極合剤が、導電材を含有すると、少量の導電材の添加で電気抵抗の低減効果が大きくなり好ましい。
電極合剤中の電極活物質の含有量は、２０〜９０質量％が好ましく、３０〜８０質量％がより好ましく、４０〜７０質量％が特に好ましい。
電極合剤中の含フッ素重合体の含有量は、０．１〜２０質量％が好ましく、０．５〜１０質量％がより好ましく、１〜８質量％が特に好ましい。
また、電極合剤が導電材を含有する場合には、電極合剤中の導電材の含有量は、０質量％超であり、２０質量％以下が好ましく、１〜１０質量％がより好ましく、３〜８質量％が特に好ましい。
電極合剤中の固形分濃度は、３０〜９５質量％が好ましく、４０〜８５質量％がより好ましく、４５〜８０質量％が特に好ましい。
電極合剤中の含フッ素重合体の含有量は、０．１〜２０質量％が好ましく、０．５〜１０質量％がより好ましく、１〜８質量％が特に好ましい。
また、電極合剤が導電材を含有する場合には、電極合剤中の導電材の含有量は、０質量％超であり、２０質量％以下が好ましく、１〜１０質量％がより好ましく、３〜８質量％が特に好ましい。
電極合剤中の固形分濃度は、３０〜９５質量％が好ましく、４０〜８５質量％がより好ましく、４５〜８０質量％が特に好ましい。
本発明における電極合剤には、電極合剤の安定性、均一塗工性を向上させるために、公知の水溶性増粘剤を用いてもよい、水溶性増粘剤としては、２５℃において水に溶解し増粘性を示す重合体であれば特に限定されないが、具体的には、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロースなどのセルロース系ポリマー及びこれらのアンモニウム塩ならびにアルカリ金属塩、ポリ（メタ）アクリル酸、及びこれらのアンモニウム塩ならびにアルカリ金属塩、ポリビニルアルコール、ポリエチレンオキシド、ポリビニルピロリドン、アクリル酸またはアクリル酸塩とビニルアルコールの共重合体、無水マレイン酸またはマレイン酸もしくはフマル酸と酢酸ビニルの共重合体の完全または部分ケン化物、変性ポリビニルアルコール、変性ポリアクリル酸、ポリエチレングリコール、ポリカルボン酸、エチレン−ビニルアルコール共重合体、酢酸ビニル重合体などの水溶性重合体などが挙げられる。
電極合剤中の水溶性増粘剤の含有量は、電極活物質の１００質量部に対し、好ましくは０．０１〜１０質量部、より好ましくは０．０５〜５質量部、特に好ましくは０．１〜２質量部である。水溶性増粘剤の含有量が上記範囲であることにより、電極合剤中の活物質等の分散性に優れ、安定性の高い電極合剤が得られるとともに、平滑な電極を得ることができ、優れた電池特性を示すことができる。
正極合剤の製造方法において、混合方法や混合順序には特に制限されず、公知の方法にて製造できる。例えば、水溶性増粘剤の水溶液に、正極活物質または負極活物質、導電材等の成分を加え、さらに追加的に水性媒体を加えて混合した後に、含フッ素重合体を含むバインダー組成物を添加して混合する方法を用いることができる。
混合する際に使用する混合機としては、上記成分を均一に混合できる装置であれば、特に限定されず、プラネタリーミキサー、ディスパー、ニーダーなどのブレード型攪拌機、単軸または二軸の押出機、ボールミル、ビーズミル、ロールミル、ヘンシェルミキサー、自転・公転式ミキサー、薄膜旋回型高速攪拌機などが使用できる。これらの中でも、高濃度の分散が可能なことから、ビーズミル、プラネタリーミキサー、自転・公転式ミキサー、薄膜旋回型高速攪拌機などが好ましい。
混合する際に使用する混合機としては、上記成分を均一に混合できる装置であれば、特に限定されず、プラネタリーミキサー、ディスパー、ニーダーなどのブレード型攪拌機、単軸または二軸の押出機、ボールミル、ビーズミル、ロールミル、ヘンシェルミキサー、自転・公転式ミキサー、薄膜旋回型高速攪拌機などが使用できる。これらの中でも、高濃度の分散が可能なことから、ビーズミル、プラネタリーミキサー、自転・公転式ミキサー、薄膜旋回型高速攪拌機などが好ましい。
＜蓄電デバイス用電極の製法方法＞
本発明の蓄電デバイス用電極の製造方法は、前記蓄電デバイス用電極合剤を製造する工程と、得られた蓄電デバイス用電極合剤を用いて集電体上に電極活物質層を形成する工程を有する。すなわち、本発明における蓄電デバイス用電極は、集電体と、該集電体上に、電池活物質と、本発明の蓄電デバイス用バインダー組成物に由来する含フッ素重合体、アニオン性乳化剤（Ａ）、およびノニオン性乳化剤（Ｂ）を含有する電極活物質層を有する。
集電体としては、導電性材料からなるものであれば特に限定されないが、一般的には、アルミニウム、ニッケル、ステンレス鋼、銅等の金属箔、金属網状物、金属多孔体等が挙げられる。正極集電体としては、アルミニウムが好適に、負極集電体としては銅が好適に用いられる。集電体の厚さは１〜１００μｍであることが好ましい。
本発明の蓄電デバイス用電極の製造方法は、前記蓄電デバイス用電極合剤を製造する工程と、得られた蓄電デバイス用電極合剤を用いて集電体上に電極活物質層を形成する工程を有する。すなわち、本発明における蓄電デバイス用電極は、集電体と、該集電体上に、電池活物質と、本発明の蓄電デバイス用バインダー組成物に由来する含フッ素重合体、アニオン性乳化剤（Ａ）、およびノニオン性乳化剤（Ｂ）を含有する電極活物質層を有する。
集電体としては、導電性材料からなるものであれば特に限定されないが、一般的には、アルミニウム、ニッケル、ステンレス鋼、銅等の金属箔、金属網状物、金属多孔体等が挙げられる。正極集電体としては、アルミニウムが好適に、負極集電体としては銅が好適に用いられる。集電体の厚さは１〜１００μｍであることが好ましい。
蓄電デバイス用電極の製造方法としては、例えば、本発明の電極合剤を集電体の少なくとも片面、好ましくは両面に塗布し、乾燥により電極合剤中の媒体を除去し、電極活物質層を形成することにより得られる。必要に応じて、乾燥後の電極活物質層をプレスして、所望の厚みに成形してもよい。
電極合剤を集電体に塗布する方法としては、種々の塗布方法が挙げられる。例えば、ドクターブレード法、ディップ法、リバースロール法、ダイレクトロール法、グラビア法、エクストルージョン法、及びハケ塗り法等の方法が挙げられる。塗布温度は、特に制限ないが、通常は常温付近の温度が好ましい。乾燥は、種々の乾燥法を用いて行うことができ、例えば、温風、熱風、低湿風による乾燥、真空乾燥、（遠）赤外線や電子線等の照射による乾燥法が挙げられる。乾燥温度は、特に制限ないが、加熱式真空乾燥機等では通常室温〜２００℃が好ましい。プレス方法としては金型プレスやロールプレス等を用いて行うことができる。
電極合剤を集電体に塗布する方法としては、種々の塗布方法が挙げられる。例えば、ドクターブレード法、ディップ法、リバースロール法、ダイレクトロール法、グラビア法、エクストルージョン法、及びハケ塗り法等の方法が挙げられる。塗布温度は、特に制限ないが、通常は常温付近の温度が好ましい。乾燥は、種々の乾燥法を用いて行うことができ、例えば、温風、熱風、低湿風による乾燥、真空乾燥、（遠）赤外線や電子線等の照射による乾燥法が挙げられる。乾燥温度は、特に制限ないが、加熱式真空乾燥機等では通常室温〜２００℃が好ましい。プレス方法としては金型プレスやロールプレス等を用いて行うことができる。
＜リチウムイオン二次電池＞
蓄電デバイスとしてのリチウムイオン二次電池は、本発明の製造方法で製造された蓄電デバイス用電極を正極及び負極の少なくとも一方の電極として備えるとともに電解液を備える。さらにセパレーターを備えることが好ましい。
本発明のリチウムイオン二次電池の製造方法は、正極、負極および電解液を用いてリチウムイオン二次電池を構成する工程を有し、正極および負極の一方または両方の電極を、本発明の蓄電デバイス用電極の製造方法で製造する工程を有する。リチウムイオン二次電池を構成する工程において、さらにセパレーターを用いることが好ましい。
電解液は電解質と溶媒を含む。溶媒としては、非プロトン性有機溶媒、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）、及びメチルエチルカーボネート（ＭＥＣ）等のアルキルカーボネート類；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、及びテトラヒドロフラン等のエーテル類；スルホラン、及びジメチルスルホキシド等の含硫黄化合物類；が用いられる。特に高いイオン伝導性が得易く、使用温度範囲が広いため、ジメチルカーボネート、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジエチルカーボネート、またはメチルエチルカーボネートが好ましい。これらは、単独、または２種以上を混合して用いることができる。
電解質としては、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＢＦ４、ＬｉＰＦ６、ＬｉＡｓＦ５、ＣＦ３ＳＯ３Ｌｉ、（ＣＦ３ＳＯ２）２ＮＬｉ等のリチウム塩が挙げられる。
蓄電デバイスとしてのリチウムイオン二次電池は、本発明の製造方法で製造された蓄電デバイス用電極を正極及び負極の少なくとも一方の電極として備えるとともに電解液を備える。さらにセパレーターを備えることが好ましい。
本発明のリチウムイオン二次電池の製造方法は、正極、負極および電解液を用いてリチウムイオン二次電池を構成する工程を有し、正極および負極の一方または両方の電極を、本発明の蓄電デバイス用電極の製造方法で製造する工程を有する。リチウムイオン二次電池を構成する工程において、さらにセパレーターを用いることが好ましい。
電解液は電解質と溶媒を含む。溶媒としては、非プロトン性有機溶媒、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）、及びメチルエチルカーボネート（ＭＥＣ）等のアルキルカーボネート類；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、及びテトラヒドロフラン等のエーテル類；スルホラン、及びジメチルスルホキシド等の含硫黄化合物類；が用いられる。特に高いイオン伝導性が得易く、使用温度範囲が広いため、ジメチルカーボネート、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジエチルカーボネート、またはメチルエチルカーボネートが好ましい。これらは、単独、または２種以上を混合して用いることができる。
電解質としては、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＢＦ４、ＬｉＰＦ６、ＬｉＡｓＦ５、ＣＦ３ＳＯ３Ｌｉ、（ＣＦ３ＳＯ２）２ＮＬｉ等のリチウム塩が挙げられる。
本発明によれば、後述の実施例に示されるように、アニオン性乳化剤（Ａ）を用いて乳化重合を行って含フッ素重合体を含むラテックスを製造した後に、ノニオン性乳化剤（Ｂ）を添加することにより、電極合剤中の蓄電デバイス用バインダー組成物の分散安定性の向上、密着性の向上、および均一塗工性の向上を実現できる。
一方、後述の比較例に示されるように、ノニオン性乳化剤（Ｂ）を含フッ素重合体の乳化重合時に用いると重合体の分子量が低くなる傾向があり、乳化重合時に用いる乳化剤としては適さない。その理由としては、含フッ素重合体を得るための重合反応において、ノニオン性乳化剤（Ｂ）が存在すると連鎖移動反応が生じやすくなり、その結果、生成される含フッ素重合体の分子量が低下しやすく、高分子量化が難しくなると考えられる。含フッ素重合体分子量が低いと良好な密着性（剥離強度）が得られない。
一方、後述の比較例に示されるように、ノニオン性乳化剤（Ｂ）を含フッ素重合体の乳化重合時に用いると重合体の分子量が低くなる傾向があり、乳化重合時に用いる乳化剤としては適さない。その理由としては、含フッ素重合体を得るための重合反応において、ノニオン性乳化剤（Ｂ）が存在すると連鎖移動反応が生じやすくなり、その結果、生成される含フッ素重合体の分子量が低下しやすく、高分子量化が難しくなると考えられる。含フッ素重合体分子量が低いと良好な密着性（剥離強度）が得られない。
以下に本発明を、実施例を挙げて説明するが、本発明は、これらの実施例に限定されない。実施例及び比較例中の試験及び評価は以下の方法で行った。
（１）含フッ素重合体のムーニー粘度
乳化重合により得られたラテックスに１．５質量％の塩化カルシウム水溶液を加え塩析により含フッ素重合体を凝集させた。凝集させた含フッ素重合体を乾燥させた後、ムーニー粘度をＪＩＳ Ｋ６３００に準じて、直径３８．１ｍｍ、厚さ５．５４ｍｍのＬ型ローターを用い、１００℃で、予熱時間を１分間、ローター回転時間を４分間に設定して測定した。
乳化重合により得られたラテックスに１．５質量％の塩化カルシウム水溶液を加え塩析により含フッ素重合体を凝集させた。凝集させた含フッ素重合体を乾燥させた後、ムーニー粘度をＪＩＳ Ｋ６３００に準じて、直径３８．１ｍｍ、厚さ５．５４ｍｍのＬ型ローターを用い、１００℃で、予熱時間を１分間、ローター回転時間を４分間に設定して測定した。
（２）バインダー組成物の分散安定性評価
バインダー組成物を薄膜旋回型高速攪拌機（商品名：Ｔ．Ｋ．フィルミックス４０−４０（プライミクス社製））にて、回転数：１５０００ｒｐｍ（せん断速度１５０００ｓ−１）にて、５分間混練したのち、ステンレス鋼製の金網（２００メッシュ、目開き０．０７５ｍｍ）にて、透過せずに金網上に残った凝集ポリマーを乾燥、質量測定し、下式によりバインダー組成物の凝集率を算出した。凝集率が低いほど、バインダー組成物の分散安定性が高いことを示す。
凝集率［単位：質量％］＝（乾燥後の凝集ポリマー量／バインダー組成物中のポリマー量）×１００
バインダー組成物を薄膜旋回型高速攪拌機（商品名：Ｔ．Ｋ．フィルミックス４０−４０（プライミクス社製））にて、回転数：１５０００ｒｐｍ（せん断速度１５０００ｓ−１）にて、５分間混練したのち、ステンレス鋼製の金網（２００メッシュ、目開き０．０７５ｍｍ）にて、透過せずに金網上に残った凝集ポリマーを乾燥、質量測定し、下式によりバインダー組成物の凝集率を算出した。凝集率が低いほど、バインダー組成物の分散安定性が高いことを示す。
凝集率［単位：質量％］＝（乾燥後の凝集ポリマー量／バインダー組成物中のポリマー量）×１００
（３）均一塗工性
各例において、集電体上に電極合剤をドクターブレードで塗布する方法を用いて製造した電極（大きさ１５０ｍｍ×２５０ｍｍ）から、直径１８ｍｍの円状のサンプルを５０個切り出した。
各サンプルの厚みを測定して平均値を求めた。そして５０個のサンプルの厚みの、平均値からのずれを下記の基準により３段階（Ａ〜Ｃ、Ａが最も良い。）で評価し、塗工性の指標とした。塗工性が良いほどサンプルの厚みは均一になる。
Ａ：平均値厚みの±１０％の厚みに含まれるサンプル数が、全体の８０％以上である。
Ｂ：平均値厚みの±１０％の厚みに含まれるサンプル数が、全体の６０％以上８０％未満である。
Ｃ：平均値厚みの±１０％の厚みに含まれるサンプル数が、全体の６０％未満である。
各例において、集電体上に電極合剤をドクターブレードで塗布する方法を用いて製造した電極（大きさ１５０ｍｍ×２５０ｍｍ）から、直径１８ｍｍの円状のサンプルを５０個切り出した。
各サンプルの厚みを測定して平均値を求めた。そして５０個のサンプルの厚みの、平均値からのずれを下記の基準により３段階（Ａ〜Ｃ、Ａが最も良い。）で評価し、塗工性の指標とした。塗工性が良いほどサンプルの厚みは均一になる。
Ａ：平均値厚みの±１０％の厚みに含まれるサンプル数が、全体の８０％以上である。
Ｂ：平均値厚みの±１０％の厚みに含まれるサンプル数が、全体の６０％以上８０％未満である。
Ｃ：平均値厚みの±１０％の厚みに含まれるサンプル数が、全体の６０％未満である。
（４）密着性（剥離強度）
各例で製造した電極を幅２ｃｍ×長さ１５ｃｍの短冊状に切り、電極合剤の塗膜面を上にして固定した。電極合剤の塗膜面にセロハンテープを貼り付け、テープを１００ｍｍ／ｍｉｎの速度で１８０℃方向に剥離したときの強度（Ｎ）を５回測定し、その平均値を剥離強度とした。この値が大きいほどバインダーによる密着性（結着性）に優れていることを示す。すなわち、バインダーにより結着されている電極活物質間の密着性及び電極活物質と集電体との密着性に優れていることを示す。
各例で製造した電極を幅２ｃｍ×長さ１５ｃｍの短冊状に切り、電極合剤の塗膜面を上にして固定した。電極合剤の塗膜面にセロハンテープを貼り付け、テープを１００ｍｍ／ｍｉｎの速度で１８０℃方向に剥離したときの強度（Ｎ）を５回測定し、その平均値を剥離強度とした。この値が大きいほどバインダーによる密着性（結着性）に優れていることを示す。すなわち、バインダーにより結着されている電極活物質間の密着性及び電極活物質と集電体との密着性に優れていることを示す。
（５）電池特性（充放電特性）
二次電池を作成して充放電特性を評価した。
（二次電池の作成）
平均粒子径１０μｍのＬｉＮｉ０．５Ｍｎ０．２Ｃｏ０．３Ｏ２の１００質量部と、カーボンブラック（電気化学工業社製、商品名「デンカブラック」、０．８ｇ）とを混合し、次いで、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（６．８ｇ）を加えて混合した後、ポリフッ化ビニリデンのＮ−メチル−２−ピロリドン溶液（１２質量％、７．４５ｇ）を加えて撹拌し、正極用の電極合剤とした。
厚さ２０μｍのＡｌ箔上に、前記電極合剤を１００μｍの厚みで塗工し、乾燥した後、直径１８ｍｍの円形に打ち抜いて正極を作成した。
二次電池を作成して充放電特性を評価した。
（二次電池の作成）
平均粒子径１０μｍのＬｉＮｉ０．５Ｍｎ０．２Ｃｏ０．３Ｏ２の１００質量部と、カーボンブラック（電気化学工業社製、商品名「デンカブラック」、０．８ｇ）とを混合し、次いで、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（６．８ｇ）を加えて混合した後、ポリフッ化ビニリデンのＮ−メチル−２−ピロリドン溶液（１２質量％、７．４５ｇ）を加えて撹拌し、正極用の電極合剤とした。
厚さ２０μｍのＡｌ箔上に、前記電極合剤を１００μｍの厚みで塗工し、乾燥した後、直径１８ｍｍの円形に打ち抜いて正極を作成した。
各例で製造した電極（負極）を直径１９ｍｍの円形に切りぬき、これと上記正極、及びポリエチレン製のセパレーターを、正極、セパレーター、負極の順に２０１６型コインセル内に積層して電池要素を作製した。これに非水電解液を添加し、これを密封することによりコイン型非水電解液二次電池を製造した。非水電解液としては、ＬｉＰＦ６が１Ｍの濃度で溶媒（エチルメチルカーボネート：エチレンカーボネート＝１：１（体積比）の混合溶媒）に溶解したものを使用した。
得られたコイン型非水電解液二次電池について、以下の方法で充放電特性を評価した。評価は２５℃で行った。
得られたコイン型非水電解液二次電池について、以下の方法で充放電特性を評価した。評価は２５℃で行った。
（初期充放電特性：初回放電効率）
上記で製造したコイン型非水電解液二次電池について、２５℃において、０．２Ｃに相当する定電流で４．３Ｖ（電圧はリチウムに対する電圧を表す）まで充電し、さらに充電上限電圧において電流値が０．０２Ｃになるまで充電を行い、しかる後に０．２Ｃに相当する定電流で３Ｖまで放電した。初回充電時の充電容量に対する、初回放電時の放電容量の割合から充放電効率（初回充放電効率、単位：％）を求め、電池の初期充放電特性の指標とした。充放電効率が高いほど電池性能に優れる。
なお、１Ｃとは電池の基準容量を１時間で放電する電流値を表し、０．５Ｃとはその１／２の電流値を表す。
上記で製造したコイン型非水電解液二次電池について、２５℃において、０．２Ｃに相当する定電流で４．３Ｖ（電圧はリチウムに対する電圧を表す）まで充電し、さらに充電上限電圧において電流値が０．０２Ｃになるまで充電を行い、しかる後に０．２Ｃに相当する定電流で３Ｖまで放電した。初回充電時の充電容量に対する、初回放電時の放電容量の割合から充放電効率（初回充放電効率、単位：％）を求め、電池の初期充放電特性の指標とした。充放電効率が高いほど電池性能に優れる。
なお、１Ｃとは電池の基準容量を１時間で放電する電流値を表し、０．５Ｃとはその１／２の電流値を表す。
（放電レート特性：初期放電容量比）
上記で製造したコイン型非水電解液二次電池を使用し、２５℃において、０．２Ｃに相当する定電流で４．３Ｖ（電圧はリチウムに対する電圧を表す）まで充電し、さらに充電上限電圧において電流値が０．０２Ｃになるまで充電を行った。次いで、０．２Ｃに相当する定電流で３Ｖまで放電後、上記と同様に充電を行い、３Ｃに相当する定電流で３Ｖまで放電することにより、放電レート特性の評価を行った。０．２Ｃ放電後の放電容量を１００％としたときの、３Ｃ放電後の放電容量の維持率を下式に基づいて算出し、初期放電容量比（単位：ｑ）とした。初期放電容量比が高いと、電極内の抵抗が小さく優れていることを示す。
放電容量比（％）＝（３Ｃ放電容量／０．２Ｃ放電容量）×１００
上記で製造したコイン型非水電解液二次電池を使用し、２５℃において、０．２Ｃに相当する定電流で４．３Ｖ（電圧はリチウムに対する電圧を表す）まで充電し、さらに充電上限電圧において電流値が０．０２Ｃになるまで充電を行った。次いで、０．２Ｃに相当する定電流で３Ｖまで放電後、上記と同様に充電を行い、３Ｃに相当する定電流で３Ｖまで放電することにより、放電レート特性の評価を行った。０．２Ｃ放電後の放電容量を１００％としたときの、３Ｃ放電後の放電容量の維持率を下式に基づいて算出し、初期放電容量比（単位：ｑ）とした。初期放電容量比が高いと、電極内の抵抗が小さく優れていることを示す。
放電容量比（％）＝（３Ｃ放電容量／０．２Ｃ放電容量）×１００
以下の例で用いた乳化剤は以下の通りである。
Ａ１：ラウリル硫酸ナトリウム。
Ａ２：ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム（花王社製、商品名「ネオペレックスＧ」（商品名））。
Ｂ１：Ｃ１３Ｈ２７−Ｏ−（Ｃ２Ｈ４Ｏ）９−ＣＨ（ＣＨ３）ＣＨ２Ｏ−Ｈ（日本乳化剤社製、商品名「ニューコール１３０８ＦＡ」、分子量６１０）。
Ｂ２：Ｃ１３Ｈ２７−Ｏ−（Ｃ２Ｈ４Ｏ）９−Ｈ（日本乳化剤社製、商品名「ニューコール１３１０」、分子量５９６）。
Ａ１：ラウリル硫酸ナトリウム。
Ａ２：ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム（花王社製、商品名「ネオペレックスＧ」（商品名））。
Ｂ１：Ｃ１３Ｈ２７−Ｏ−（Ｃ２Ｈ４Ｏ）９−ＣＨ（ＣＨ３）ＣＨ２Ｏ−Ｈ（日本乳化剤社製、商品名「ニューコール１３０８ＦＡ」、分子量６１０）。
Ｂ２：Ｃ１３Ｈ２７−Ｏ−（Ｃ２Ｈ４Ｏ）９−Ｈ（日本乳化剤社製、商品名「ニューコール１３１０」、分子量５９６）。
［製造例１］含フッ素重合体ａの製造
撹拌用アンカー翼を備えた内容積３２００ｍＬのステンレス鋼製の耐圧反応器の内部を脱気した後、該反応器に、１７００ｇのイオン交換水、アニオン性乳化剤（Ａ）として１８．０ｇのラウリル硫酸ナトリウム（Ａ１）、ｐＨ調整剤としてリン酸水素二ナトリウム１２水和物の６０ｇ及び水酸化ナトリウムの０．９ｇ、並びに開始剤として過硫酸アンモニウムの４．４ｇ（１時間半減期温度８２℃）を加えた。さらに２００ｇのイオン交換水に、レドックス触媒として０．４ｇのエチレンジアミン四酢酸二ナトリウム塩二水和物（以下、ＥＤＴＡと記す。）及び０．３ｇの硫酸第一鉄７水和物を溶解させた水溶液を反応器に加えた。このときの反応器内の水性媒体のｐＨは９．２であった。
次いで、４０℃で、ＴＦＥ／Ｐ＝８８／１２（モル比）の単量体混合ガスを、反応器の内圧が２．５０ＭＰａＧになるように圧入した。アンカー翼を３００ｒｐｍで回転させ、水酸化ナトリウムでｐＨを１０．０に調整したヒドロキシメタンスルフィン酸ナトリウム２水和物（以下、ロンガリットと記す。）を反応器に加え、重合反応を開始させた。
重合温度を４０℃に維持し、適宜ＴＦＥ／Ｐ＝５６／４４（モル比）の単量体混合ガスを自圧で圧入しながら、反応器の内圧を２．５０ＭＰａＧ付近に保持して重合反応を続けた。ＴＦＥ／Ｐの単量体混合ガスの圧入量の総量が９００ｇとなった時点で、反応器の内温を１０℃まで冷却させ、含フッ素重合体ａのラテックスを得た。重合時間は６時間であった。ラテックス中における含フッ素重合体ａの含有量は３１質量％であった。
含フッ素重合体ａの共重合組成は、ＴＦＥに基づく構成単位とＰに基づく構成単位のモル比がＴＦＥ／Ｐ＝５６／４４であった。含フッ素重合体ａのムーニー粘度は１１０であった。
撹拌用アンカー翼を備えた内容積３２００ｍＬのステンレス鋼製の耐圧反応器の内部を脱気した後、該反応器に、１７００ｇのイオン交換水、アニオン性乳化剤（Ａ）として１８．０ｇのラウリル硫酸ナトリウム（Ａ１）、ｐＨ調整剤としてリン酸水素二ナトリウム１２水和物の６０ｇ及び水酸化ナトリウムの０．９ｇ、並びに開始剤として過硫酸アンモニウムの４．４ｇ（１時間半減期温度８２℃）を加えた。さらに２００ｇのイオン交換水に、レドックス触媒として０．４ｇのエチレンジアミン四酢酸二ナトリウム塩二水和物（以下、ＥＤＴＡと記す。）及び０．３ｇの硫酸第一鉄７水和物を溶解させた水溶液を反応器に加えた。このときの反応器内の水性媒体のｐＨは９．２であった。
次いで、４０℃で、ＴＦＥ／Ｐ＝８８／１２（モル比）の単量体混合ガスを、反応器の内圧が２．５０ＭＰａＧになるように圧入した。アンカー翼を３００ｒｐｍで回転させ、水酸化ナトリウムでｐＨを１０．０に調整したヒドロキシメタンスルフィン酸ナトリウム２水和物（以下、ロンガリットと記す。）を反応器に加え、重合反応を開始させた。
重合温度を４０℃に維持し、適宜ＴＦＥ／Ｐ＝５６／４４（モル比）の単量体混合ガスを自圧で圧入しながら、反応器の内圧を２．５０ＭＰａＧ付近に保持して重合反応を続けた。ＴＦＥ／Ｐの単量体混合ガスの圧入量の総量が９００ｇとなった時点で、反応器の内温を１０℃まで冷却させ、含フッ素重合体ａのラテックスを得た。重合時間は６時間であった。ラテックス中における含フッ素重合体ａの含有量は３１質量％であった。
含フッ素重合体ａの共重合組成は、ＴＦＥに基づく構成単位とＰに基づく構成単位のモル比がＴＦＥ／Ｐ＝５６／４４であった。含フッ素重合体ａのムーニー粘度は１１０であった。
［製造例２］含フッ素重合体ｂの製造
乳化剤として、ラウリル硫酸ナトリウム（Ａ１）の代わりにノニオン性乳化剤（Ｂ１）を１８．０ｇ使用し、重合時間を８時間にした以外は、製造例１と同様にして、含フッ素重合体ｂのラテックスを製造した。ラテックス中における含フッ素重合体ｂの含有量は３０質量％であった。含フッ素重合体ｅの共重合組成は、ＴＦＥ／Ｐ＝５６／４４であった。含フッ素重合体ｂのムーニー粘度は８０であった。
乳化剤として、ラウリル硫酸ナトリウム（Ａ１）の代わりにノニオン性乳化剤（Ｂ１）を１８．０ｇ使用し、重合時間を８時間にした以外は、製造例１と同様にして、含フッ素重合体ｂのラテックスを製造した。ラテックス中における含フッ素重合体ｂの含有量は３０質量％であった。含フッ素重合体ｅの共重合組成は、ＴＦＥ／Ｐ＝５６／４４であった。含フッ素重合体ｂのムーニー粘度は８０であった。
［実施例１］
製造例１で得られた含フッ素重合体ａのラテックスの５０ｇにノニオン性乳化剤（Ｂ１）を濃度１０質量％で含む水溶液の３．１ｇを加え、蓄電デバイス用バインダー組成物を得た。
得られたバインダー組成物中の、含フッ素重合体ａの１００質量部に対する各乳化剤の含有量の質量比（計算値、単位：質量部）を表１に示す（以下、同様）。
得られたバインダー組成物の分散安定性を、上記の方法で評価した。評価結果を表１に示す（以下、同様）。
製造例１で得られた含フッ素重合体ａのラテックスの５０ｇにノニオン性乳化剤（Ｂ１）を濃度１０質量％で含む水溶液の３．１ｇを加え、蓄電デバイス用バインダー組成物を得た。
得られたバインダー組成物中の、含フッ素重合体ａの１００質量部に対する各乳化剤の含有量の質量比（計算値、単位：質量部）を表１に示す（以下、同様）。
得られたバインダー組成物の分散安定性を、上記の方法で評価した。評価結果を表１に示す（以下、同様）。
得られたバインダー組成物を用いて電極合剤を調製した。
すなわち、負極活物質として人造黒鉛の１００質量部、粘度調整剤として濃度１質量％のカルボキシメチルセルロース水溶液の４０質量部を加え混練したのち、上記バインダー組成物を負極活物質１００質量部に対して含フッ素重合体ａが５質量部となるように加え、電極合剤を得た。
電極合剤中の、電極活物質の含有量は６４質量％、含フッ素重合体ａの含有量は３．２質量％、固形分濃度は６７質量％である。
得られた電極合剤を厚さ２０μｍの銅箔（集電体）に、ドクターブレードで塗布し、１２０℃の真空乾燥機に入れて乾燥したのちロールプレスにて８０μｍになるように圧延し負極を得た。
上記の方法で、均一塗工性および密着性（剥離強度）を評価した。評価結果を表１に示す（以下、同様）。
すなわち、負極活物質として人造黒鉛の１００質量部、粘度調整剤として濃度１質量％のカルボキシメチルセルロース水溶液の４０質量部を加え混練したのち、上記バインダー組成物を負極活物質１００質量部に対して含フッ素重合体ａが５質量部となるように加え、電極合剤を得た。
電極合剤中の、電極活物質の含有量は６４質量％、含フッ素重合体ａの含有量は３．２質量％、固形分濃度は６７質量％である。
得られた電極合剤を厚さ２０μｍの銅箔（集電体）に、ドクターブレードで塗布し、１２０℃の真空乾燥機に入れて乾燥したのちロールプレスにて８０μｍになるように圧延し負極を得た。
上記の方法で、均一塗工性および密着性（剥離強度）を評価した。評価結果を表１に示す（以下、同様）。
［実施例２］
実施例１において、ノニオン性乳化剤（Ｂ１）の水溶液３．１ｇに代えて、ノニオン性乳化剤（Ｂ２）を濃度１０質量％で含む水溶液の３．１ｇを用いた以外は、実施例１と同様に、蓄電デバイス用バインダー組成物を得た。
以下、実施例１と同様にして電極合剤および電極を調製し、同様に評価した。
実施例１において、ノニオン性乳化剤（Ｂ１）の水溶液３．１ｇに代えて、ノニオン性乳化剤（Ｂ２）を濃度１０質量％で含む水溶液の３．１ｇを用いた以外は、実施例１と同様に、蓄電デバイス用バインダー組成物を得た。
以下、実施例１と同様にして電極合剤および電極を調製し、同様に評価した。
［比較例１］
本例は、ノニオン性乳化剤（Ｂ１）の存在下で乳化重合した後、アニオン性乳化剤（Ａ１）を添加した例である。
すなわち実施例１において含フッ素重合体ａのラテックスに代えて、製造例２で得られた含フッ素重合体ｂのラテックスを用い、アニオン性乳化剤（Ａ１）を濃度１０質量％で含む水溶液３．０ｇを加えた。それ以外は実施例１と同様にして蓄電デバイス用バインダー組成物を得た。
以下、実施例１と同様にして電極合剤及び電極を調製し、同様に評価した。
本例は、ノニオン性乳化剤（Ｂ１）の存在下で乳化重合した後、アニオン性乳化剤（Ａ１）を添加した例である。
すなわち実施例１において含フッ素重合体ａのラテックスに代えて、製造例２で得られた含フッ素重合体ｂのラテックスを用い、アニオン性乳化剤（Ａ１）を濃度１０質量％で含む水溶液３．０ｇを加えた。それ以外は実施例１と同様にして蓄電デバイス用バインダー組成物を得た。
以下、実施例１と同様にして電極合剤及び電極を調製し、同様に評価した。
［比較例２］
本例は乳化重合後に乳化剤を加えない例である。
すなわち、製造例１で得られた含フッ素重合体ａのラテックスに乳化剤を加えずに、蓄電デバイス用バインダー組成物としてそのまま使用した以外は実施例１と同様にして電極合剤及び電極を調製し、同様に評価した。
本例は乳化重合後に乳化剤を加えない例である。
すなわち、製造例１で得られた含フッ素重合体ａのラテックスに乳化剤を加えずに、蓄電デバイス用バインダー組成物としてそのまま使用した以外は実施例１と同様にして電極合剤及び電極を調製し、同様に評価した。
［比較例３］
本例は、特許文献３に記載されているように、乳化重合後に、フェニル基を有するアニオン性乳化剤（Ａ２）を添加した例である。
すなわち実施例１において、ノニオン性乳化剤（Ｂ１）の水溶液３．１ｇに代えて、フェニル基を有するアニオン性乳化剤（Ａ２）を濃度１０質量％で含む水溶液の３．１ｇを用いた以外は、実施例１と同様にして蓄電デバイス用バインダー組成物を得た。
以下、実施例１と同様にして電極合剤および電極を調製し、同様に評価した。
本例は、特許文献３に記載されているように、乳化重合後に、フェニル基を有するアニオン性乳化剤（Ａ２）を添加した例である。
すなわち実施例１において、ノニオン性乳化剤（Ｂ１）の水溶液３．１ｇに代えて、フェニル基を有するアニオン性乳化剤（Ａ２）を濃度１０質量％で含む水溶液の３．１ｇを用いた以外は、実施例１と同様にして蓄電デバイス用バインダー組成物を得た。
以下、実施例１と同様にして電極合剤および電極を調製し、同様に評価した。
［比較例４］
本例は、乳化重合後に、フェニル基を有さないアニオン性乳化剤（Ａ１）を添加した例である。
すなわち実施例１において、ノニオン性乳化剤（Ｂ１）の水溶液３．１ｇに代えて、アニオン性乳化剤（Ａ１）を濃度１０質量％で含む水溶液３．１ｇを用いた以外は、実施例１と同様にして蓄電デバイス用バインダー組成物を得た。
以下、実施例１と同様にして電極合剤および電極を調製し、同様に評価した。
本例は、乳化重合後に、フェニル基を有さないアニオン性乳化剤（Ａ１）を添加した例である。
すなわち実施例１において、ノニオン性乳化剤（Ｂ１）の水溶液３．１ｇに代えて、アニオン性乳化剤（Ａ１）を濃度１０質量％で含む水溶液３．１ｇを用いた以外は、実施例１と同様にして蓄電デバイス用バインダー組成物を得た。
以下、実施例１と同様にして電極合剤および電極を調製し、同様に評価した。
［電池特性の評価］
実施例１および比較例２について、上記の方法で電池特性を評価した。結果を表１に示す。
実施例１および比較例２について、上記の方法で電池特性を評価した。結果を表１に示す。
表１の結果に示されるように、実施例１、２は、アニオン性乳化剤（Ａ）を用いて乳化重合した含フッ素重合体を含むラテックスに、ノニオン性乳化剤（Ｂ）を加えて蓄電デバイス用バインダー組成物を調製した例である。バインダー組成物としての分散安定性が良好で外力を受けたときにも凝集が生じにくく、かつ、得られる電極合剤は均一塗工性に優れ、電極における密着性が良好であった。
また実施例１の電極合剤を用いて製造したリチウムイオン二次電池の電池特性は、問題ないことが確認された。
また実施例１の電極合剤を用いて製造したリチウムイオン二次電池の電池特性は、問題ないことが確認された。
これに対して、比較例１は、ノニオン性乳化剤（Ｂ）を用いて乳化重合した含フッ素重合体を含むラテックスに、アニオン性乳化剤（Ａ）を加えて蓄電デバイス用バインダー組成物を調製した例である。含フッ素重合体のムーニー粘度が著しく低いことから、含フッ素重合体の分子量が低いことがわかる。バインダー組成物の分散安定性は良好であったが電極合剤の均一塗工性が劣り、電極における密着性も不充分であった。
アニオン性乳化剤（Ａ）を用いて乳化重合されたラテックスに、ノニオン性乳化剤（Ｂ）を加えなかった比較例２は、凝集率が著しく高く、バインダー組成物としての分散安定性が悪かった。
比較例２の電極合剤を用いて製造したリチウムイオン二次電池の電池特性に比べて、実施例１の電極合剤を用いて製造したリチウムイオン二次電池は、初期レート特性（初期放電容量比）の向上が認められた。
比較例２の電極合剤を用いて製造したリチウムイオン二次電池の電池特性に比べて、実施例１の電極合剤を用いて製造したリチウムイオン二次電池は、初期レート特性（初期放電容量比）の向上が認められた。
比較例３、４は、アニオン性乳化剤（Ａ）を用いて乳化重合した含フッ素重合体を含むラテックスに、アニオン性乳化剤（Ａ）を加えた例である。
特許文献３に記載されているように、乳化重合時はフェニル基を有さないアニオン性乳化剤（Ａ１）を用い、乳化重合後はフェニル基を有するアニオン性乳化剤（Ａ２）を用いた比較例３は、乳化重合時も乳化重合後もフェニル基を有さないアニオン性乳化剤（Ａ１）を用いた比較例４に比べると、密着性および分散安定性は向上したが、均一塗工性は不充分であった。
特許文献３に記載されているように、乳化重合時はフェニル基を有さないアニオン性乳化剤（Ａ１）を用い、乳化重合後はフェニル基を有するアニオン性乳化剤（Ａ２）を用いた比較例３は、乳化重合時も乳化重合後もフェニル基を有さないアニオン性乳化剤（Ａ１）を用いた比較例４に比べると、密着性および分散安定性は向上したが、均一塗工性は不充分であった。
本発明の製造方法で得られる蓄電デバイス用バインダー組成物を含有する蓄電デバイス用電極合剤を用いた電極は、リチウム一次電池、リチウムイオン二次電池、リチウムポリマー電池、電気二重層キャパシタ、リチウムイオンキャパシタ等の蓄電デバイス、特にリチウムイオン二次電池の電極として広く用いることができる。
Claims (12)
- アニオン性乳化剤（Ａ）、水性媒体、およびラジカル重合開始剤の存在下で、含フッ素ビニル単量体を含む単量体混合物を乳化重合して含フッ素重合体を含むラテックスを得る乳化重合工程と、前記ラテックスにノニオン性乳化剤（Ｂ）を添加する後添加工程と、を有することを特徴とする蓄電デバイス用バインダー組成物の製造方法。
- 前記ラテックス中の含フッ素重合体の１００質量部に対して、前記アニオン性乳化剤（Ａ）の含有量が０．１〜５質量部である、請求項１に記載の蓄電デバイス用バインダー組成物の製造方法。
- 前記ラテックス中の含フッ素重合体の１００質量部に対して、前記ノニオン性乳化剤（Ｂ）の含有量が０．１〜１５質量部である、請求項１または２に記載の蓄電デバイス用バインダー組成物の製造方法。
- 前記ノニオン性乳化剤（Ｂ）が下式（１）で表される化合物の１種以上を含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の蓄電デバイス用バインダー組成物の製造方法。
Ｒ１−Ｏ−Ａ−Ｈ ・・・（１）
（式中、Ｒ１は炭素数８〜１８のアルキル基であり、Ａはオキシエチレン基数５〜２０およびオキシプロピレン基数０〜２より構成されるポリオキシアルキレン鎖である。） - 前記アニオン性乳化剤（Ａ）がアルキル硫酸エステル塩、スルホコハク酸塩、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル硫酸エステル塩、およびポリオキシアルキレンアルケニルエーテル硫酸塩からなる群から選ばれる少なくとも１種である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の蓄電デバイス用バインダー組成物の製造方法。
- 前記含フッ素ビニル単量体が、テトラフルオロエチレン、フッ化ビニリデン、およびヘキサフルオロプロピレンからなる群から選ばれる少なくとも１種である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の蓄電デバイス用バインダー組成物の製造方法。
- 前記単量体混合物が、さらに非フッ素ビニル単量体を含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の蓄電デバイス用バインダー組成物の製造方法。
- 前記含フッ素ビニル単量体がテトラフルオロエチレンであり、前記単量体混合物が、さらにプロピレンを含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載の蓄電デバイス用バインダー組成物の製造方法。
- 請求項１〜８のいずれか一項に記載の製造方法で蓄電デバイス用バインダー組成物を製造する工程と、得られた蓄電デバイス用バインダー組成物と電極活物質とを混合する工程を有する蓄電デバイス用電極合剤の製造方法。
- 請求項９に記載の製造方法で蓄電デバイス用電極合剤を製造する工程と、得られた蓄電デバイス用電極合剤を用いて集電体上に電極活物質層を形成する工程を有する、蓄電デバイス用電極の製造方法。
- 正極、負極および電解液を用いてリチウムイオン二次電池を構成する工程を有し、前記正極および前記負極の一方または両方を、請求項１０に記載の蓄電デバイス用電極の製造方法で製造する工程を有する、リチウムイオン二次電池の製造方法。
- アニオン性乳化剤（Ａ）、ノニオン性乳化剤（Ｂ）、含フッ素重合体および水性媒体を含み、前記含フッ素重合体のムーニー粘度が１００以上である、蓄電デバイス用バインダー組成物。
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