JPWO2014069356A1 - 電気化学デバイス用粘着テープ - Google Patents

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Abstract

活物質の脱落防止等の目的で電気化学デバイスに使用される粘着テープであって、切断しても切断刃への粘着剤の付着を防止することができる電気化学デバイス用粘着テープを提供する。本発明の電気化学デバイス用粘着テープは、電気化学デバイス製造に使用する粘着テープであって、基材の少なくとも一方の面にアクリル系ポリマーをベースポリマーとして含有する粘着剤層を有し、４０℃以上、１５０℃未満の温度で圧着後の１８０°引き剥がし粘着力（対ＳＵＳ３０４ＢＡ板、剥離温度：２５℃、剥離速度：３００ｍｍ／分）が、２５℃で圧着後の１８０°引き剥がし粘着力（対ＳＵＳ３０４ＢＡ板、剥離温度：２５℃、剥離速度：３００ｍｍ／分）の２倍以上であることを特徴とする。

Description

本発明は、リチウムイオン電池、燃料電池、太陽電池、電解コンデンサー、電気二重層キャパシタなどの電気化学デバイス製造の際に使用する粘着テープ、及び該粘着テープを使用した電気化学デバイスの製造方法に関する。
リチウムイオン電池は正極、セパレータ、負極の三層から構成され、これらが電解質に覆われた構造をしている。そして、電極は、一般に、活物質を集電体に塗工（正極の場合はコバルト酸リチウム等の正極活物質をアルミ箔製の集電体に塗工）し、前記活物質の塗布部と未塗布部の境界部分に活物質の脱落防止のために粘着テープを貼着して作製される。活物質が脱落すると、電解液特性が低下することによる電池特性の低下や、サイクル寿命の低下を引き起こすからである。
従来、前記電極は、大判の集電体に活物質を塗布した後、所望のサイズに切断し、その後、活物質の塗布部と未塗布部の境界部分に粘着テープを貼着する方法で作製された（特許文献１等）。しかし、作業効率が悪いことが問題であった。そこで作業効率を向上するため、切断前に粘着テープを貼着し、その後、所望のサイズに切断する方法が検討されたが、粘着テープの粘着剤が切断刃に付着して汚染するため、切断刃の汚染除去に時間を要し、かえって作業効率が低下する結果となった。
特開２００２−０４２８８１号公報
従って、本発明の目的は、活物質の脱落防止等の目的で電気化学デバイスに使用される粘着テープであって、切断しても切断刃への粘着剤の付着を防止することができる電気化学デバイス用粘着テープを提供することにある。
本発明の他の目的は、活物質の脱落防止等の目的で電気化学デバイスに使用される粘着テープであって、貼着により位置ズレが発生しないように活物質を仮固定することができ、且つ切断しても切断刃への粘着剤の付着を防止することができる電気化学デバイス用粘着テープを提供することにある。
本発明の更に他の目的は、上記電気化学デバイス用粘着テープを使用する電気化学デバイスの製造方法を提供することにある。
本発明者等は、上記課題を解決するため鋭意検討した結果、４０℃以上、１５０℃未満の温度で圧着後の１８０°引き剥がし粘着力が、２５℃で圧着後の１８０°引き剥がし粘着力の２倍以上である粘着テープは、リチウムイオン電池の製造の際に、活物質の塗布部と未塗布部の境界部分に活物質の脱落防止のために使用すると、加熱圧着することにより優れた粘着力を発揮することができ活物質の脱落を防止することができ、加熱圧着後は常温において切断刃へ粘着剤が付着することなく切断することができるため、大判の集電体に活物質を塗布した後、活物質の塗布部と未塗布部の境界部分に前記粘着テープを貼着し、その後、所望のサイズに切断する方法により効率よくリチウムイオン電池を製造することができることを見いだした。本発明はこれらの知見に基づいて完成させたものである。
すなわち、本発明は、電気化学デバイス製造に使用する粘着テープであって、基材の少なくとも一方の面にアクリル系ポリマーをベースポリマーとして含有する粘着剤層を有し、４０℃以上、１５０℃未満の温度で圧着後の１８０°引き剥がし粘着力（対ＳＵＳ３０４ＢＡ板、剥離温度：２５℃、剥離速度：３００ｍｍ／分）が、２５℃で圧着後の１８０°引き剥がし粘着力（対ＳＵＳ３０４ＢＡ板、剥離温度：２５℃、剥離速度：３００ｍｍ／分）の２倍以上であることを特徴とする電気化学デバイス用粘着テープを提供する。
前記アクリル系ポリマーを構成するモノマー成分全量（１００重量％）における、ホモポリマーのガラス転移温度が１０℃以上であるモノマー（２種以上含有する場合はその総量）の割合は５重量％以上であることが好ましい。
また、前記アクリル系ポリマーを構成するモノマー成分全量（１００重量％）における、ホモポリマーのガラス転移温度が１０℃未満であるモノマー（２種以上含有する場合はその総量）の割合は６５〜９４重量％であることが好ましい。
また、前記アクリル系粘着剤を構成するモノマー成分全量（１００重量％）において、カルボキシル基含有モノマー（２種以上含有する場合はその総量）の割合は２重量％以上であることが好ましい。
本発明は、また、下記工程を含む電気化学デバイスの製造方法を提供する。
工程１：集電体に活物質を塗工して集電体／活物質積層体を製造する工程
工程２：集電体／活物質積層体における活物質の塗布部と未塗布部の境界部分に、前記電気化学デバイス用粘着テープを４０℃以上、１５０℃未満の温度で圧着する工程
工程３：電気化学デバイス用粘着テープが圧着された集電体／活物質積層体を切断及び／又は打ち抜き加工する工程
本発明は、また、前記電気化学デバイスの製造方法により得られる電気化学デバイスを提供する。
本発明の電気化学デバイス用粘着テープは、加熱圧着することにより優れた粘着力を発揮することができ、常温では切断しても切断刃への粘着剤の付着を防止することができる。そのため、電気化学デバイスの製造工程において、大判の集電体に活物質を塗工し、活物質の塗布部と未塗布部の境界部分に本発明の電気化学デバイス用粘着テープを加熱圧着した後、常温下で集電体を所望のサイズに切断することにより、切断刃を汚染することなく極めて効率的に電気化学デバイスを製造することができる。
本発明の電気化学デバイス用粘着テープの一例を示す概略断面図である。 本発明の電気化学デバイス用粘着テープの他の一例を示す概略断面図である。 本発明の電気化学デバイスの製造方法の一例を示す概略図である。 ＤＳＣ（示差走査熱量測定）の測定結果からガラス転移点（Ｔｇ）を求める方法を示す図である。
本発明の電気化学デバイス用粘着テープは、基材の少なくとも一方の面にアクリル系ポリマーをベースポリマーとして含有する粘着剤層を有する。
（粘着剤層）
本発明の粘着剤層は、アクリル系ポリマーをベースポリマーとして含有する粘着剤（＝アクリル系粘着剤）からなる。
前記アクリル系ポリマーを構成するモノマー成分には、ホモポリマーのＴｇが１０℃以上（好ましくは３０℃以上、特に好ましくは１００℃以上）であるモノマー（以後、「高Ｔｇモノマー」と称する場合がある）と、ホモポリマーのＴｇが１０℃未満（好ましくは−８２〜８℃、特に好ましくは−７５〜−２０℃）であるモノマー（以後、「低Ｔｇモノマー」と称する場合がある）を含有することが好ましい。尚、Ｔｇは、「アクリル樹脂の合成・設計と新用途開発」（２４７頁の表１、中部経営開発センター出版部、発行日：昭和６０年７月１日）、「粘着ハンドブック（第３版）」（２９頁の表１２、日本粘着テープ工業会、発行日：平成１７年１０月１日）を参照した。上記に記載のない場合には、ＤＳＣ（示差走査熱量測定）を用いて、ＪＩＳ規格（ＪＩＳ Ｋ ７１２１（２０１２年）：プラスチックのガラス転移温度測定方法）に準じて下記条件下で測定した。更に、前記方法では熱分解してＴｇを示すことがないポリマーのＴｇは１００℃以上あるものと判断した。
（ＤＳＣを用いたＴｇの測定方法）
示差走査熱量計：ＴＡ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ製 Ｑ２００
測定速度：１０℃／ｍｉｎ
雰囲気ガス：Ｎ2（５０ｍＬ／ｍｉｎ）
試料重量：３〜４ｍｇ
図４に示すように、ＤＳＣのチャートから元のベースラインと変曲点（上に凸の曲線が下に凸の曲線に変わる点）での接線の交点をガラス転移点（Ｔｇ）とする
尚、上記ホモポリマーの作製は下記の通り行った。
Ｔｇが不明なモノマー１００重量部と開始剤として２，２’−アゾビスイソブチロニトリル（ＡＩＢＮ） ０．１部、溶媒としてトルエン １００重量部を配合し、Ｎ2置換を２時間行った。その後、６０℃で６時間重合を行ってホモポリマーを得た。
ホモホリマーを、剥離処理を施したポリエステルフィルム（５０μｍ）の剥離処理面に、乾燥後の厚みが３０μｍとなるように塗布、乾燥して、ホモポリマーの固形分の試料を作製した。
前記高Ｔｇモノマーとしては、例えば、メチルメタクリレート（ホモポリマーのＴｇ：１０５℃）、酢酸ビニル（ホモポリマーのＴｇ：３２℃）、アクリル酸（ホモポリマーのＴｇ：１０６℃）、ジエチルアミノエチルメタクリレート（ホモポリマーのＴｇ：１８℃）、ブチルメタクリレート（ホモポリマーのＴｇ：２０℃）、グリシジルメタクリレート（ホモポリマーのＴｇ：４１℃）、２−ヒドロキシエチルメタクリレート（ホモポリマーのＴｇ：５５℃）、ジアセトンアクリルアミド（ホモポリマーのＴｇ：６５℃）、２−ヒドロキシプロピルメタクリレート（ホモポリマーのＴｇ：７６℃）、アクリロニトリル（ホモポリマーのＴｇ：９７℃）、スチレン（ホモポリマーのＴｇ：１００℃）、メタクリル酸（ホモポリマーのＴｇ：１３０℃）、アクリルアミド（ホモポリマーのＴｇ：１６５℃）；イミド類［Ｎ−シクロヘキシルマレイミド、Ｎ−フェニルマレイミド（ホモポリマーのＴｇ：１００℃以上）、Ｎ−（４−アミノフェニル）マレイミドなどのＮ置換マレイミド類；Ｎ−（２−アクリロイルオキシエチル）コハク酸イミド、Ｎ−（２−アクリロイルオキシエチル）マレイミド、Ｎ−（２−アクリロイルオキシエチル）フタル酸イミド、Ｎ−（４−アクリロイルオキシブチル）コハク酸イミド、Ｎ−（４−アクリロイルオキシブチル）マレイミド、Ｎ−（４−アクリロイルオキシブチル）フタル酸イミドなどのアクリルイミド類］等を挙げることができる。これらは１種を単独で、又は２種以上を組み合わせて使用することができる。
本発明の粘着剤層は、常温において適度な硬さを有することが、常温において切断する際に切断刃への粘着剤の付着をより一層低減し、切断刃の汚染による作業効率の低下を極めて小さくすることができる点で好ましく、本発明のアクリル系ポリマーとしては、高Ｔｇモノマーとして前記イミド類（Ｎ置換マレイミド類、アクリルイミド類等）の複素環構造を含むモノマー（なかでも、５員環〜７員環の複素環構造を含むモノマー、特に窒素を含有する複素環構造を含むモノマー）を含有することが好ましく、アクリル系ポリマーを構成するモノマー成分全量（１００重量％）における、前記複素環構造を有するモノマーの割合としては、例えば５重量％以上が好ましく、特に好ましくは５〜２０重量％、最も好ましくは７〜１５重量％である。
前記低Ｔｇモノマーとしては、例えば、アクリル酸ブチル（ホモポリマーのＴｇ：−５５℃）、アクリル酸２−エチルへキシル（ホモポリマーのＴｇ：−７０℃）、アクリル酸イソノニル（ホモポリマーのＴｇ：−８２℃）、アクリル酸エチル（ホモポリマーのＴｇ：−２２℃）、アクリル酸メチル（ホモポリマーのＴｇ：８℃）、アクリル酸２−ヒドロキシエチル（ホモポリマーのＴｇ：−１５℃）等を挙げることができる。これらは１種を単独で、又は２種以上を組み合わせて使用することができる。
アクリル系ポリマーを構成するモノマー成分全量（１００重量％）における、高Ｔｇモノマー（２種以上含有する場合はその総量）の割合としては、例えば５重量％以上、好ましくは５〜３５重量％、更に好ましくは７〜２５重量％である。高Ｔｇモノマーを上記範囲で含有することにより粘着剤に適度な硬さを付与することができ、常温において切断する際に切断刃への粘着剤の付着を防止することができ、切断刃の汚染による作業効率の低下を防止することができる。
アクリル系ポリマーを構成するモノマー成分全量（１００重量％）における、低Ｔｇモノマー（２種以上含有する場合はその総量）の割合としては、例えば６５〜９４重量％程度、好ましくは７０〜９４重量％、特に好ましくは７５〜９２重量％である。低Ｔｇモノマーを上記範囲で含有すると、常温において仮固定できる程度の微粘着性を発揮することができ、例えば貼着時に気泡が入った場合は貼り直しすることができるため、歩留まりの低下を防止することができる。一方、低Ｔｇモノマーの含有量が上記範囲を下回ると、仮固定することが困難となり、貼り付け直後は少しの衝撃で粘着テープに位置ズレが生じる傾向がある。
更に、場合によっては接着性を向上させるために、カルボルシル基含有モノマーを共重合することが好ましく、その場合、アクリル系ポリマーは、酸価が１５ＫＯＨｍｇ／ｇ以上（好ましくは３９〜１５６ＫＯＨｍｇ／ｇ、特に好ましくは６２〜１４０ＫＯＨｍｇ／ｇ）であることが、金属に対する接着性を向上することができる点で好ましい。酸価は、例えば、アクリル系ポリマーを構成するモノマー成分におけるカルボキシル基含有モノマーの含有量により調整することができる。前記カルボキシル基含有モノマーとしては、例えば、（メタ）アクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、クロトン酸、イソクロトン酸、無水マレイン酸、無水イタコン酸等を挙げることができる。これらは、１種を単独で、又は２種以上を組み合わせて使用することがで、この中でも（メタ）アクリル酸を使用することが好ましい。尚、本発明における酸価は中和滴定法（ＪＩＳＫ００７０：１９９２に準拠）によって求められる値である。
アクリル系ポリマーを構成するモノマー成分全量（１００重量％）における、前記カルボキシル基含有モノマー（２種以上含有する場合はその総量）の割合としては、例えば２重量％以上、好ましくは５〜２０重量％、特に好ましくは８〜１８重量％である。
上記アクリル系ポリマーは、上記のモノマー成分を公知乃至慣用の重合方法により重合して調製することができ、例えば、溶液重合方法、乳化重合方法、塊状重合方法や活性エネルギー線照射による重合方法（活性エネルギー線重合方法）等を挙げることができる。上記の中でも透明性及び耐水性に優れたアクリル系ポリマーを得ることができ、且つ安価に実施できる点で、溶液重合方法、活性エネルギー線重合方法が好ましく、より好ましくは溶液重合方法である。
上記溶液重合方法においては、各種の一般的な溶剤を用いることができる。前記溶剤としては、例えば、酢酸エチル、酢酸ｎ−ブチル等のエステル類；トルエン、ベンゼン等の芳香族炭化水素類；ｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプタン等の脂肪族炭化水素類；シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン等の脂環式炭化水素類；メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類などの有機溶剤等を挙げることができる。これらは１種を単独で、又は２種以上を組み合わせて使用することができる。
モノマー成分の重合に際しては、重合開始剤を使用することができる。前記重合開始剤としては、例えば、２，２'−アゾビスイソブチロニトリル、２，２'−アゾビス（４−メトキシ−２，４−ジメチルバレロニトリル）、２，２'−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）、２，２'−アゾビス（２−メチルブチロニトリル）、１，１'−アゾビス（シクロヘキサン−１−カルボニトリル）、２，２'−アゾビス（２，４，４−トリメチルペンタン）、ジメチル−２，２'−アゾビス（２−メチルプロピオネート）等のアゾ系重合開始剤；ベンゾイルパーオキサイド、ｔ−ブチルハイドロパーオキサイド、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、ｔ−ブチルパーオキシベンゾエート、ジクミルパーオキサイド、１，１−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、１，１−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）シクロドデカン等の過酸化物系重合開始剤等を挙げることができる。これらは１種を単独で、又は２種以上を組み合わせて使用することができる。重合開始剤の使用量としては、特に限定されず、従来、重合開始剤として利用可能な範囲であればよい。
本発明の粘着剤は、上記アクリル系ポリマーの他に、他の成分（例えば、架橋剤、粘着付与剤、可塑剤、充填剤、酸化防止剤等）を含んでいてもよい。
前記架橋剤としては、例えば、エポキシ系化合物、イソシアネート系化合物、金属キレート化合物、金属アルコキシド、金属塩、アミン化合物、ヒドラジン化合物、アルデヒド系化合物等の各種架橋剤を挙げることができ、これらはアクリル系ポリマーに含有する官能基により適宜選択して使用することができる。本発明においては、なかでもイソシアネート系化合物を使用することが好ましい。
前記イソシアネート系化合物としては、例えば、脂肪族ポリイソシアネート類（例えば、１，４−テトラメチレンジイソシアネ−ト、１，６−ヘキサメチレンジイソシアネ−ト、リジンジイソシアネ−ト）、脂環族ポリイソシアネート類（例えば、シクロペンチルジイソシアネート、シクロヘキシルジイソシアネート、イソホロンジイソシアネ−ト）、芳香族ポリイソシアネ−ト類（例えば、２，４−トリレンジイソシアネ−ト、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネ−ト）、芳香脂肪族ポリイソシアネ−ト類（例えば、キシリレン−１，４−ジイソシアネート）や、これらの二重体、三量体、反応生成物及び重合物［例えば、トリメチロールプロパン／トリレンジイソシアネート３量体付加物（商品名「コロネートＬ」）、トリメチロールプロパン／ヘキサメチレンジイソシアネート３量体付加物（商品名「コロネートＨＬ」）、ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート体（商品名「コロネートＨＸ」）（以上、日本ポリウレタン工業（株）製）、ポリエーテルポリイソシアネート、ポリエステルポリイソシアネート］等を挙げることができる。これらは１種を単独で、又は２種以上を組み合わせて使用することができる。
架橋剤の使用量としては、例えば、上記アクリル系ポリマー１００重量部に対して０．０１〜１０重量部程度、好ましくは０．０５〜５重量部、特に好ましくは０．１〜４重量部である。架橋剤の使用量が上記範囲を下回ると、電気化学デバイス内の電解液等に粘着剤成分が溶出し、電気化学デバイスの性能低下を引き起こす恐れがある。一方、架橋剤の使用量が上記範囲を上回ると、白化して透明性が低下し、外観を損ねる場合がある。
粘着剤層の総厚みは、例えば２〜１００μｍ程度（好ましくは２〜５０μｍ、特に好ましくは２〜２０μｍ）である。粘着剤層の厚さが上記範囲を下回ると、加熱圧着後の接着性が不十分となり、活物質の脱落を防止することが困難となる場合がある。一方、粘着剤層の厚さが上記範囲を上回ると、電気化学デバイス内に占める体積が大きくなり過ぎ、電気化学デバイスの小型化・軽量化に対応することが困難となる場合がある。本発明の粘着剤層は、単層であってもよく、２層以上の積層体であってもよい。粘着剤層が２層以上の積層体である場合、各層は同一の組成を有していてもよく、異なる組成の層を組み合わせて積層してもよい。また、基材の両面に粘着剤層を有する場合、それらの粘着剤層は同一の組成を有していてもよく、異なる組成を有していてもよい。
（基材）
基材としては、例えば、繊維系基材、紙系基材、プラスチック系基材、ゴム系基材、発泡体、及びこれらの積層体等を用いることができる。上記プラスチック系基材の素材としては、例えば、ポリエステル（ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリブチレンナフタレートなど）、ポリオレフィン（ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体など）、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニリデン、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリアミド、ポリイミド、セルロース類、フッ素系樹脂、ポリエーテル、ポリエーテルアミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリスチレン系樹脂（ポリスチレンなど）、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン等を挙げることができる。
本発明においては、なかでも、電解液に浸漬しても膨潤しにくく、且つ、電解液の劣化を引き起こしにくい点で、ポリイミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリオレフィン（例えば、ポリプロピレン）等のプラスチック系基材を使用することが好ましく、特に安価である点でポリフェニレンサルファイド、ポリプロピレンが好ましい。
また、基材の表面には、必要に応じて、粘着剤層等との密着性を高めるため、慣用の表面処理（例えば、クロム酸処理、オゾン暴露、火炎暴露、高圧電撃暴露、イオン化放射線処理等の化学的又は物理的方法による酸化処理等）が施されていてもよい。
基材の厚さとしては、特に限定されないが、８〜１００μｍ程度が好ましく、より好ましくは１０〜５０μｍである。基材の厚さが上記範囲を下回ると、粘着テープの強度が不足し、実用性を損なう恐れがある。一方、基材の厚さが上記範囲を上回ると、電気化学デバイス内に占める体積が大きくなり過ぎ、電気化学デバイスの小型化・軽量化に対応することが困難となる傾向がある。
［電気化学デバイス用粘着テープ］
本発明の電気化学デバイス用粘着テープは、上記基材の少なくとも一方の面に上記粘着剤層を有する。本発明の電気化学デバイス用粘着テープは、公知慣用の方法により形成することができ、例えば、上記粘着剤層を構成する粘着剤を必要に応じて溶媒（例えば、トルエン、キシレン、酢酸エチル、メチルエチルケトン等）を使用して希釈してコーティング液を調製し、これを直接基材上に塗布して粘着剤層を形成する方法や、適当なセパレータ（剥離紙など）上に前記コーティング液を塗布して粘着剤層を形成し、これを基材上に転写（移着）する方法等を挙げることができる。転写による場合は、基材との界面にボイド（空隙）が残る場合がある。この場合、オートクレーブ処理等により加温加圧処理を施し、ボイドを拡散させて消滅させることができる。
前記コーティング液の塗布には慣用のコーター（例えば、グラビヤロールコーター、リバースロールコーター、キスロールコーター、ディップロールコーター、バーコーター、ナイフコーター、スプレーコーター、コンマコーター、ダイレクトコーター等）を使用することができる。
また、基材と上記粘着剤層を構成する粘着剤を溶融押し出し成型することによっても粘着テープを形成することができる。溶融押し出し方法としては、インフレーション法やＴダイ法など任意の公知技術を用いることができる。また、押し出し成型した後は、縦又は横方向への延伸（１軸延伸）処理や、縦及び横方向への逐次又は同時延伸（２軸延伸）処理等を施してもよい。
本発明の電気化学デバイス用粘着テープには、粘着剤層表面の保護、ブロッキング防止の観点などから、粘着剤層表面にセパレータ（剥離ライナー）が設けられていてもよい。セパレータは本発明の電気化学デバイス用粘着テープを被着体に貼着する際に剥がされるものであり、必ずしも設けなくてもよい。用いられるセパレータとしては、特に限定されず、公知慣用の剥離紙などを使用することができる。本発明の電気化学デバイス用粘着テープが両面粘着テープである場合、上記セパレータは、本発明の電気化学デバイス用粘着テープの両方の粘着剤層表面に設けられてもよいし、片方の粘着面に背面剥離層を有するセパレータを設け、シートを巻回することによって、反対側の粘着剤層表面にセパレータの背面剥離層が接するようにしてもよい。
上記方法により得られる本発明の電気化学デバイス用粘着テープは、４０℃以上、１５０℃未満の温度で圧着（例えば、０．５〜１０ｋｇ／ｃｍ2程度の圧力で押圧）後の１８０°引き剥がし粘着力（対ＳＵＳ３０４ＢＡ板、剥離温度：２５℃、剥離速度：３００ｍｍ／分）が、２５℃で圧着後の１８０°引き剥がし粘着力（対ＳＵＳ３０４ＢＡ板、剥離温度：２５℃、剥離速度：３００ｍｍ／分）の２倍以上（好ましくは３倍以上、特に好ましくは５倍以上、最も好ましくは１０倍以上）である。
また、上記方法により得られる本発明の電気化学デバイス用粘着テープは、２５℃で圧着（例えば、０．５〜１０ｋｇ／ｃｍ2程度の圧力で押圧）後の１８０°引き剥がし粘着力（対ＳＵＳ３０４ＢＡ板、剥離温度：２５℃、剥離速度：３００ｍｍ／分）が、例えば０．０５〜２Ｎ／１０ｍｍ程度、好ましくは０．０５〜１．８Ｎ／１０ｍｍ、特に好ましくは０．０５〜１．７Ｎ／１０ｍｍである。
更に、上記方法により得られる本発明の電気化学デバイス用粘着テープは常温下（２５℃）においてプローブタックが例えば５Ｎ以下程度、好ましくは０．１〜５．０Ｎ、特に好ましくは０．５〜４．０Ｎである。そのため、常温下で仮固定することができ、例えば貼着時に気泡が入った場合は貼り直しすることができるので、歩留まりの低下を防止することができる。尚、本発明のプローブタックは、タッキング試験機（（株）レスカ製）を使用して、下記条件下で測定した値である。
＜測定条件＞
温度：２５℃
プローブ材質：ＳＵＳ
プローブ形状：円柱状（５ｍｍφ）
加圧（圧縮）速度：３０ｍｍ／ｍｉｎ
測定（離脱）速度：３０ｍｍ／ｍｉｎ
プリロード：１００ｇｆ
加圧（圧縮）時間：１秒
［電気化学デバイスの製造方法］
本発明の電気化学デバイスの製造方法は、下記工程を含むことを特徴とする（図３参照）。
工程１：集電体に活物質を塗工して集電体／活物質積層体を製造する工程
工程２：集電体／活物質積層体における活物質の塗布部と未塗布部の境界部分に、前記電気化学デバイス用粘着テープを４０℃以上、１５０℃未満の温度で圧着する工程
工程３：電気化学デバイス用粘着テープが圧着された集電体／活物質積層体を切断及び／又は打ち抜き加工する工程
例えばリチウムイオン電池の正極では、集電体としてアルミ箔等が使用され、正極活物質としてコバルト酸リチウム等が使用される。また、負極では、集電体として銅箔等が使用され、負極活物質として黒鉛、カーボンナノチューブ、フラーレン等の炭素材料や、前記炭素材料とスズ化合物やシリコンとの複合体などが使用される。
工程２における電気化学デバイス用粘着テープの圧着温度は４０℃以上、１５０℃未満の温度であり、好ましくは６０〜１４０℃、特に好ましくは７０〜１３０℃である。圧着温度が上記範囲を下回ると、十分な粘着力を発揮することが困難となる傾向がある。一方、圧着温度が上記範囲を上回ると、圧着時に粘着剤がはみ出し、作業性の悪化を招く恐れがある。
工程３の電気化学デバイス用粘着テープが圧着された集電体／活物質積層体の切断及び／又は打ち抜き加工は、４０℃未満の温度で行うことが好ましく、特に常温（例えば５〜３５℃）で行うことが好ましい。切断に使用する切断刃としては、商品名「NT Spare Blade DISPENSER A」（エヌティ（株）製）等、電気化学デバイス製造において、切断・打ち抜き加工を行う際に使用する切断刃を特に制限なく使用することができる。
工程３を経て得られた電極は、陽極と負極をセパレータを介して円柱状、楕円形状等に巻回して渦巻き状電極群を作製し、正極及び負極の所定部分に正極リード及び負極リードを溶接し、電解液と共に外装体に封入することにより電気化学デバイスを製造することができる。
本発明の電気化学デバイスの製造方法においては、活物質の脱落防止用粘着テープとして上記電気化学デバイス用粘着テープを使用するため、４０℃以上、１５０℃未満の温度下で加熱圧着後は、優れた粘着力を発揮して活物質の脱落を防止することができる。更に、一旦加熱した後であっても、常温付近においては粘着剤が適度な硬さを有するため、切断刃への粘着剤の付着を防止することができ、極めて効率的に電気化学デバイスを製造することができる。
更に、高Ｔｇモノマーと低Ｔｇモノマーを上記特定の範囲で含有する電気化学デバイス用粘着テープを使用する場合は、常温下で仮固定することができ、例えば貼着時に気泡が入った場合は貼り直しすることができ、貼り合わせミスによる歩留まりの低下を防止することができる。
以下、実施例により本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。
実施例１
アクリル酸ブチル（ＢＡ）／メチルメタクリレート（ＭＭＡ）／アクリル酸（ＡＡ）（８１．３重量部／６．５重量部／１２．２重量部）、開始剤として２，２’−アゾビスイソブチロニトリル（ＡＩＢＮ）０．１部、溶媒としてトルエン１００重量部を配合し、Ｎ2置換を２時間行った。その後、６０℃で６時間重合を行って、酸価９４ＫＯＨｍｇ／ｇのアクリル系共重合体（１）１００重量部に、イソシアネート系架橋剤（商品名「コロネートＬ」、日本ポリウレタン（株）製）を１重量部添加し、トルエンで希釈してコーティング液（１）を得た。
得られたコーティング液（１）を、厚さ２０μｍのポリプロピレンフィルム（ＯＰＰ）（商品名「トレファンＢＯ２５４８」、東レ（株）製）上に、乾燥後の厚みが１０μｍとなるように塗布、乾燥して、粘着テープ（１）を得た。
実施例２
アクリル酸ブチル（ＢＡ）／酢酸ビニル（ＶＡｃ）／アクリル酸（ＡＡ）（７９．３重量部／４．８重量部／１５．９重量部）、開始剤として２，２’−アゾビスイソブチロニトリル（ＡＩＢＮ）０．１部、溶媒としてトルエン１００重量部を配合し、Ｎ2置換を２時間行った。その後、６０℃で６時間重合を行って、酸価１２４ＫＯＨｍｇ／ｇのアクリル系共重合体（２）を作製した。
アクリル系共重合体（１）に代えてアクリル系共重合体（２）を使用した以外は実施例１と同様にして粘着テープ（２）を得た。
実施例３
アクリル酸エチル（ＥＡ）／アクリル酸２−エチルヘキシル（２−ＥＨＡ）／Ｎ−フェニルマレイミド（ＰＭＩ）／アクリル酸２−ヒドロキシエチル（ＨＥＡ）（２６．３重量部／６１．４重量部／８．８重要部／３．５重量部）、開始剤として２，２’−アゾビスイソブチロニトリル（ＡＩＢＮ）０．１部、溶媒としてトルエン１００重量部を配合し、Ｎ2置換を２時間行った。その後、６０℃で６時間重合を行って、アクリル系共重合体（３）作製した。
アクリル系共重合体（１）に代えてアクリル系共重合体（３）を使用した以外は実施例１と同様にして粘着テープ（３）を得た。
比較例１
アクリル酸２−エチルヘキシル（２−ＥＨＡ）／アクリル酸（ＡＡ）（９５．２重量部／４．８重量部）、開始剤として２，２’−アゾビスイソブチロニトリル（ＡＩＢＮ）０．１部、溶媒としてトルエン１００重量部を配合し、Ｎ2置換を２時間行った。その後、６０℃で６時間重合を行って、酸価３７ＫＯＨｍｇ／ｇのアクリル系共重合体（４）を作製しした。
アクリル系共重合体（１）に代えてアクリル系共重合体（４）を使用した以外は実施例１と同様にして粘着テープ（４）を得た。
実施例及び比較例で得られた粘着テープについて、下記方法により、プローブタック、粘着力、及び切断刃への付着性を評価した。
＜プローブタックの測定方法＞
実施例及び比較例で得られた粘着テープをガラス板上に固定（基材面に両面粘着テープを貼着して固定）し、タッキング試験機（（株）レスカ製）を使用して、下記条件でプローブを粘着テープに押しつけ、引き離す過程での粘着力（Ｎ）を測定した。
測定条件
温度：２５℃
プローブ材質：ＳＵＳ
プローブ形状：円柱状（５ｍｍφ）
加圧（圧縮）速度：３０ｍｍ／ｍｉｎ
測定（離脱）速度：３０ｍｍ／ｍｉｎ
プリロード：１００ｇｆ
加圧（圧縮）時間：１秒
＜粘着力の測定方法＞
ＳＵＳ３０４ＢＡ板にヒートプレス機（商品名「ＴＰ−７０１−Ｂ ヒートシールテスター上下温調ＴＹＰＥ」、テスター産業（株）製）使用して、下記条件下にて実施例及び比較例で得られた粘着テープ（幅１０ｍｍ、長さ１００ｍｍ）の圧着を行い、２５℃にて３０分以上放置したあと、１８０°引き剥がし粘着力（２５℃、Ｎ／１０ｍｍ）を測定した。
圧着条件
温度：２５℃、８０℃
圧力：０．４ＭＰａ
圧縮時間：１秒
＜切断刃への付着性評価方法＞
アルミホイル（商品名「ニッパクホイル」、日本製箔（株）製）に実施例及び比較例で得られた粘着テープ（幅１５ｍｍの短冊状）を下記条件下にて圧着し、粘着テープの基材側から切断刃（商品名「NT Spare Blade DISPENSER A」、エヌティ（株）製）を使用し、１０ｍｍ間隔で１００回切断して切断刃への粘着剤付着を目視により確認し、下記基準により付着性を評価した。
圧着条件
温度：８０℃
圧力：０．４ＭＰａ
圧縮時間：１秒
評価基準
◎：２００回の切断において、切断刃への粘着剤付着無し
○：１００回以上、２００回未満の切断において、切断刃への粘着剤付着無し
×：１００回の切断で、切断刃へ粘着剤が付着
上記評価結果を下記表１にまとめて示す。
Figure 2014069356
本発明の電気化学デバイス用粘着テープは、加熱圧着することにより優れた粘着力を発揮することができ、常温では切断しても切断刃への粘着剤の付着を防止することができる。そのため、電気化学デバイスの製造工程において、大判の集電体に活物質を塗工し、活物質の塗布部と未塗布部の境界部分に本発明の電気化学デバイス用粘着テープを加熱圧着した後、常温下で集電体を所望のサイズに切断することにより、切断刃を汚染することなく極めて効率的に電気化学デバイスを製造することができる。
１ 基材
２、２１、２２ 粘着剤層
３、３１、３２ 電気化学デバイス用粘着テープ
４ 集電体
５ 活物質
６ 切断部
７ 電極

Claims (6)

  1. 電気化学デバイス製造に使用する粘着テープであって、基材の少なくとも一方の面にアクリル系ポリマーをベースポリマーとして含有する粘着剤層を有し、４０℃以上、１５０℃未満の温度で圧着後の１８０°引き剥がし粘着力（対ＳＵＳ３０４ＢＡ板、剥離温度：２５℃、剥離速度：３００ｍｍ／分）が、２５℃で圧着後の１８０°引き剥がし粘着力（対ＳＵＳ３０４ＢＡ板、剥離温度：２５℃、剥離速度：３００ｍｍ／分）の２倍以上であることを特徴とする電気化学デバイス用粘着テープ。
  2. アクリル系ポリマーを構成するモノマー成分全量（１００重量％）における、ホモポリマーのガラス転移温度が１０℃以上であるモノマー（２種以上含有する場合はその総量）の割合が５重量％以上である請求項１に記載の電気化学デバイス用粘着テープ。
  3. アクリル系ポリマーを構成するモノマー成分全量（１００重量％）における、ホモポリマーのガラス転移温度が１０℃未満であるモノマー（２種以上含有する場合はその総量）の割合が６５〜９４重量％である請求項１又は２に記載の電気化学デバイス用粘着テープ。
  4. アクリル系ポリマーを構成するモノマー成分全量（１００重量％）における、カルボキシル基含有モノマー（２種以上含有する場合はその総量）の割合が２重量％以上である請求項１〜３の何れか１項に記載の電気化学デバイス用粘着テープ。
  5. 下記工程を含む電気化学デバイスの製造方法。
    工程１：集電体に活物質を塗工して集電体／活物質積層体を製造する工程
    工程２：集電体／活物質積層体における活物質の塗布部と未塗布部の境界部分に、請求項１〜４の何れか１項に記載の電気化学デバイス用粘着テープを４０℃以上、１５０℃未満の温度で圧着する工程
    工程３：電気化学デバイス用粘着テープが圧着された集電体／活物質積層体を切断及び／又は打ち抜き加工する工程
  6. 請求項５に記載の電気化学デバイスの製造方法により得られる電気化学デバイス。
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