TW201043672A - Composition for electrochemical-device electrode binder, electrode slurry for electrochemical device, and electrode for electrochemical device - Google Patents

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201043672 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明有關電化學裝置電極黏合劑用組成物、電化學 裝置用電極漿料、電化學裝置用電極及電化學裝置。更詳 言之，係有關可製造與集電體之密著性良好之電極，可製 造在高速放電下之電容量降低爲少、循環特性優異之蓄電 池之電化學裝置電極黏合劑用組成物及電化學裝置用電極 0 漿料，以及有關可製造高速放電下之電容量降低爲少、循 環特性優異之蓄電池，與集電體之密著性良好之電化學裝 置用電極，以及使用該電化學裝置用電極之電化學裝置。 【先前技術】 近幾年來，意識到電子設備之小型化、輕量化，伴隨 於此，亦強烈要求對於成爲電源的電池之小型化、輕量化 。爲滿足等要求而開發有各種蓄電池，例如鎳氫蓄電池、 Q 鋰離子蓄電池等已實用化。 且說，黏合劑爲用以提高包含活性物質之電極層與集 電體之密著性之功能者。然而，使用聚四氟乙烯或聚偏氟 乙烯等之氟樹脂之黏合劑，與集電體之密著性尙無法謂爲 必定充分。使用電極層與集電體之密著性不充分之電極的 蓄電池，而有無法實現以充放電循環特性爲代表之電池特 性之問題。又，使用前述氟樹脂作爲黏合劑之極板由於並 不柔軟，尤其於捲回型電池之製作步驟中，有於極板亦產 生龜裂之問題，而有容易易產生自集電體剝離之問題。 -5- 201043672 作爲抑制該等問題之材料，以往係使用SBR乳膠系 之黏合劑。使用此黏合劑之極板爲柔軟且密著強度高，故 不易產生如前述之剝離、龜裂等。然而，另一方面，由於 聚合物中殘存有源自丁二烯之雙鍵，故有伴隨著通電，因 氧化反應使黏合劑容易變質之問題，仍具有電池充放電循 環特性爲首之電池特性上之問題。 以解決如前述課題爲目的，揭示有調配氟系聚合物與 S B R乳膠而彌補兩聚合物之缺點（例如參照專利文獻1 ) 。然而，以此方法，氟系聚合物與SBR乳膠之混合區域 尺寸除了理論上限定於粒子尺寸以上以外，由於SBR乳 膠與氟系聚合物之比重不同，故極板乾燥時容易分佈不均 ’結果是仍無法彌補兩聚合物之缺點，目前現狀爲仍無法 提闻電池之充放電循環特性。 又，作爲關聯之以往技術，揭示有使用於氫化二烯系 聚合物中導入羧基等官能基之變性聚合物作爲鋰蓄電池用 之黏合劑（例如參照專利文獻2 )。然而，專利文獻2所 揭示之黏合劑亦不能稱爲必然具有充分提高電極層與集電 體之密著性之效果。又，具備密著性不充分之電極之蓄電 池’尤其是在高速放電之電容量降低或因重複充放電（循 環特性）引起之電容量降低變得顯著。 另一方面’作爲改善在高速放電之電容量降低或因重 複充放電（循環特性）引起之電容量降低者，揭示有使含 氟聚合物與具有羧基等官能基之丙烯酸系聚合物複合化而 成之複合化聚合物之水系分散體（例如參考專利文獻3 ) -6- 201043672 ’或揭示包含氟系聚合物與含有源自（甲基）丙烯酸烷酯 之構成單位以及源自選自由含有羧酸基之不飽和單體、含 有醯胺基不飽和單體以及含磺酸基·醯胺基之不飽和單體 所組成組群之至少一種之構成單位之含官能基聚合物之聚 合物組成物（例如參考專利文獻4)。 [先前技術文獻] 0 [專利文獻] [專利文獻1]特許第362492 1號說明書 [專利文獻2]特開平10-17714號公報 [專利文獻3]特許第3601 250號說明書 [專利文獻4]國際公開第2007/088979號 【發明內容】 於專利文獻3、4所揭示之複合化聚合物之水系分散 Q 體或聚合物組成物由於聚合物主鏈中不含有不飽和雙鍵， 因此對氧化反應之耐受性高。但與SBR乳膠系之黏合劑 比較，（甲基）丙烯酸系聚合物之凝集力低，聚合物之弓虽 度不足。因此，所得極板之密著性不充分，現狀爲迄今仍 無法充分提高電池之充放電循環特性。 本發明係鑒於該等以往技術所具有之問題點而完成者 ，其課題在於提供可製造與集電體之密著性良好的電極， 可製造在高速放電下之電容量降低少、循環特性優異之蓄 電池之電化學裝置電極黏合劑用組成物以及電化學裝置用 201043672 電極漿料。又，其課題在於提供可製造在高速放電下之電 容量降低少、循環特性優異之蓄電池，與集電體之密著性 良好的電化學裝置用電極。進而，其課題在於提供具備該 電化學裝置用電極之電化學裝置。 本發明人等爲達成上述課題而積極檢討之結果’發現 藉由含有聚合物粒子及分散介質，可達成上述課題’因而 完成本發明，前述聚合物粒子爲含有含氟原子聚合物以及 包含源自芳香族乙烯基單體之構成單位以及源自共軛二烯 系單體之構成單位之聚合物粒子。 亦即，依據本發明，提供以下所示之電化學裝置電極 用黏合劑用組成物、電化學裝置用電極漿料、電化學裝置 用電極以及電化學裝置。 [1] 一種電化學裝置電極黏合劑用組成物，其特徵爲 含有（A)聚合物粒子及（B)分散介質，該（A)聚合物 粒子含有： (A1)含氟原子聚合物，及 (A2 )含有源自芳香族乙烯基單體之構成單位及源 自共軛二烯系單體之構成單位之聚合物。 [2] 如前述[1 ]所述之電化學裝置電極黏合劑用組成 物，其中利用光散射法測定之前述（A )聚合物粒子之數 平均粒徑爲l〇〇~300nm。 [3] 如前述[1]或[2]所述之電化學裝置電極黏合劑用 組成物，其中前述（A2 )聚合物係使包含（a 1 )芳香族乙 烯基化合物2〇〜5〇質量份，（a2 )共軛二烯化合物25〜60 -8 - 201043672 質量份，（a3 )(甲基）丙烯酸酯化合物5〜40質量份， 及（a4)乙烯性不飽和羧酸單體0.5~6質量份之單體成分 聚合所得者。 [4]如前述[1]至[3]中任一項所述之電化學裝置電極 黏合劑用組成物’其中前述（A )聚合物粒子係以前述（ A1)含氟原子聚合物與前述（A2)聚合物之複合化聚合 物構成。 0 [5]如前述Π]至[4]中任一項所述之電化學裝置電極 黏合劑用組成物’其中前述（A)聚合物粒子係在前述（ A1)含氟原子聚合物之存在下，使包含構成前述（A2) 聚合物之單體之單體成分乳化聚合獲得者。 [6] —種電化學裝置用電極漿料，其特徵爲含有前述 [1]至[5]中任一項所述之電化學裝置電極黏合劑用組成物 及電極活性物質。 [7] —種電化學裝置用電極，其特徵爲具備集電體及 〇 在前述集電 體之表面上塗佈如前述[6]所述之電化學裝置 用電極漿料並經乾燥而形成之電極層。 [8] —種電化學裝置，其係具備如前述[7]所述之電 化學裝置用電極。 本發明之電化學裝置電極黏合劑用組成物爲可發揮可 製造與集電體之密著性良好的電極，可製造在高速放電下 之電容量降低少、循環特性優異之蓄電池之效果者。 本發明之電化學裝置用電極漿料爲可發揮可製造與集 電體之密著性良好的電極，可製造在高速放電下之電容量 -9- 201043672 降低少、循環特性優異之蓄電池之效果者。 本發明之電化學裝置用電極爲可發揮可製造在高速放 電下之電容量降低少、循環特性優異之蓄電池，與集電體 之密著性良好者。 本發明之電化學裝置係可發揮可較好地適用於要求有 小型化、輕量化之電子設備之電池電源之效果者。 【實施方式】 以下，就本發明之實施形態加以說明，但本發明不限 定於以下實施形態。在不脫離本發明主旨之範圍內，熟知 本技藝者基於一般知識，對以下實施形態所進行之適當變 更、改良等應理解亦包含本發明之範圍內。 1.電化學裝置電極黏合劑用組成物： 本發明之電化學裝置電極黏合劑用組成物爲含有（A )聚合物粒子及（B)分散介質者，該（A)聚合物粒子 含有：（A1)含氟原子聚合物，及（A2)含有源自芳香 族乙烯基單體之構成單位及源自共軛二烯系單體之構成單 位之聚合物。以下，對其進行詳細說明。 1· ( A )聚合物粒子： (A)聚合物粒子係含有（A1)含氟原子聚合物，及 (A2 )含有源自芳香族乙烯基單體之構成單位及源自共 軛二烯系單體之構成單位之聚合物（以下，稱爲「（ A2 -10- 201043672 )聚合物」）者。此處，（A)聚合物粒子不包含含有使 (A1)含氟原子聚合物及（A2)聚合物引起相分離之狀 態或含有構成比例產生局部偏重之狀態者。又，本說明書 中所謂「聚合物粒子」爲聚合物均一分散於分散介質中時 之一個分散單位，係藉由光散射法或電子顯微鏡測定而可 測定之大小者。 0 ( 1 )構成成分： (i ) (A1)含氟原子聚合物： (A1)含氟原子聚合物只要爲含有氟原子之聚合 物，則無特別限制。例如具有源自偏氟乙烯、六氟丙烯、 氟化乙烯、四氟乙烯、全氟烷基乙烯基醚、（甲基）丙烯 酸氟烷酯之構成單位之聚合物。該等中，較好爲具有源自 偏氟乙烯與六氟丙烯之構成單位之聚合物。 (A1)含氟原子聚合物中所含之源自偏氟乙烯之 Q 構成單位之比例較好爲70〜95質量％，更好爲80〜90質量 %，最好爲85~90質量％。源自偏氟乙烯之構成單位之比 例爲70〜95質量％時，（A1 )含氟原子聚合物與構成（A2 )聚合物之單體成分之相溶性良好’且（A1)含氟原子 聚合物之結晶性成爲適度，故就容易獲得以複合化聚合物 構成之（A)聚合物粒子而言爲較佳。 (A1)含氟原子聚合物中所含之源自六氟丙烯之 構成單位之比例較好爲5〜30質量％ ’更好爲1〇~2〇質量°〆。 ，最好爲1 〇~ 1 5質量％。源自六氟丙烯之構成單位之比例 -11 - 201043672 爲5~30質量％時，（A1 )含氟原子聚合物之結晶性高， (A1)含氟原子聚合物與構成（A2)聚合物之單體成分 之相溶性良好，故就容易獲得以複合化聚合物構成之（A )聚合物粒子而言爲較佳。 又，作爲（A1)含氟原子聚合物之構成單位，除含 有氟原子之單體以外，亦可含有源自其他不飽和單體之構 成單位。作爲其他不飽和單體，舉例有例如（甲基）丙烯 酸甲酯、（甲基）丙烯酸乙酯、（甲基）丙烯酸正丙酯、 (甲基）丙烯酸異丙酯、（甲基）丙烯酸正丁酯、（甲基 )丙烯酸異丁酯、（甲基）丙烯酸正戊酯、（甲基）丙烯 酸異戊酯、（甲基）丙烯酸正己酯、（甲基）丙烯酸2-乙基己酯、（甲基）丙烯酸正辛酯、（甲基）丙烯酸正壬 酯、（甲基）丙烯酸正癸酯等之（甲基）丙烯酸烷酯類； 乙二醇二（甲基）丙烯酸酯、丙二醇二（甲基）丙儲 酸酯、三羥甲基丙烷三（甲基）丙烯酸酯、季戊四醇四（ 甲基）丙烯酸酯、二季戊四醇六（甲基）丙烯酸酯等之多 價（甲基）丙烯酸酯類；苯乙烯、α-甲基苯乙烯、二乙嫌 基苯等之芳香族乙烯基化合物；乙酸乙烯酯、丙酸乙烯醋 等之乙烯酯類；氯化乙烯、偏氯乙烯等之鹵化乙烯系化$ 物；丁二烯、異戊間二烯、氯丁二烯等之共軛二烯類·’乙 烯以外之具有特定官能基之不飽和單體等。又，該等其他 不飽和單體可單獨使用一種或組合兩種以上使用。 作爲具有上述特定官能基之不飽和單體中之官能基’ 有例如羧基、羧酸酐基' 醯胺基、胺基、氰基、環氧基' •12- 201043672 乙烯基、磺酸基等。該等中，較好爲羧基、醯胺基、氰基 、環氧基、磺酸基。 至於具有羧基之不飽和單體有例如（甲基）丙稀酸、 巴豆酸等之不飽和單羧酸類；馬來酸、富馬酸、衣康酸、 檸康酸、仲康酸等之不飽和多羧酸類；含有前述不飽和多 羧酸之游離羧基之烷酯類或含有游離羧基之醯胺類等。 作爲具有羧酸酐基之不飽和單體有例如前述不飽和多 0 羧酸之酸酐類等。 作爲具有醯胺基之不飽和單體有例如（甲基）丙烯_ 胺、α-氯丙烯醯胺、N，N’-伸甲基雙（甲基）丙烯醯胺、 N，N’_伸乙基（甲基）丙烯醯胺、N —羥基甲基（甲基）丙 儲醯胺、N-2-羥基乙基（甲基）丙烯醯胺、N-2-羥基丙基 (甲基）丙烯醯胺、N-3-羥基丙烯（甲基）丙烯醯胺、巴 豆酸醯胺、馬來酸二醯胺、富馬酸二醯胺、二丙酮丙烯醯 胺等之不飽和羧酸醯胺類；N-二甲胺基甲基（甲基）丙烯 〇 酿胺、N-2-胺基乙基（甲基）丙烯醯胺、N-2-甲胺基乙基 (甲基）丙烯醯胺、N-2-乙胺基乙基（甲基）丙烯醯胺、 N-2-二甲胺基乙基（甲基）丙烯醯胺、N_2_二乙胺基乙基 (甲基）丙烯醯胺、N-3-胺基丙基（甲基）丙烯醯胺、N-3_甲胺基丙基（甲基）丙烯醯胺、N-3-二甲胺基丙基（甲 基）丙烯醯胺等之不飽和羧酸醯胺等之N-胺基烷基衍生 物類等。 作爲具有胺基之不飽和單體有例如（甲基）丙烯酸胺 基甲酯、（甲基）丙烯酸甲胺基甲酯、（甲基）丙烯酸二 -13- 201043672 甲胺基甲酯、（甲基）丙烯酸2-胺基乙酯、（甲基）丙 烯酸2-甲胺基乙酯、（甲基）丙烯酸2-乙胺基乙酯、（ 甲基）丙烯酸2-二甲胺基乙酯、（甲基）丙烯酸2-二乙 胺基乙酯、（甲基）丙烯酸2-正丙胺基乙酯、（甲基） 丙烯酸2-正丁胺基乙酯、（甲基）丙烯酸2-胺基丙酯、 (甲基）丙烯酸2_甲胺基丙酯、（甲基）丙烯酸2-二甲 胺基丙酯、（甲基）丙烯酸3 -胺基丙酯、（甲基）丙嫌 酸3-甲胺基丙酯、（甲基）丙烯酸3-二甲胺基丙酯等之 不飽和羧酸之胺基烷酯類。 至於具有氰基之不飽和單體有例如（甲基）丙烯腈、 α-氯丙烯腈、氰化亞乙烯等之不飽和羧酸腈類；（甲基） 丙烯酸2-氰基乙酯、（甲基）丙烯酸2-氰基丙酯、（甲 基）丙烯酸3 -氰基丙酯等之不飽和羧酸之氰基烷酯類等 〇 作爲含有環氧基之不飽和單體有例如（甲基）丙烯酸 縮水甘油酯、（甲基）丙烯醯基縮水甘油醚等之含有不飽 和基之縮水甘油基化合物類等。 作爲具有羧酸基之不飽和單體有如2-丙烯醯胺_2_甲 基丙烷磺酸、苯乙烯磺酸（鹽）、異丁二烯磺酸（鹽）' 甲基烯丙氧基苯磺酸（鹽）、烯丙氧基苯磺酸（鹽）、烯 丙基磺酸（鹽）、乙烯基磺酸（鹽）、甲基烯丙基磺酸（ 鹽）、甲基丙烯酸4-磺基丁酯（鹽）等。 (A 1 )含氟原子聚合物中所含之源自其他不飽和單 體之構成單位之比例較好爲25質量。/。以下’更好爲1 0質 -14- 201043672 量％以下，最好爲5質量％以下。源自其他不飽和單體之 構成單位之比例爲〇~25質量％時，（A1)含氟原子聚合 物與構成（A2)聚合物之單體成分之相溶性良好，故就 容易獲得以複合化聚合物構成之（A)聚合物粒子而言爲 較佳。 (A 1 )含氟原子聚合物之調製方法並未特別限制。 例如首先獲得由偏氟化乙烯及六氟丙烯所構成之混合氣體 0 。接著於所得混合氣體中添加聚合起始劑，在反應溫度 6〇°C、反應系統內壓力1.96MPa之條件下進行聚合反應， 藉此獲得含有（A 1 )含氟原子聚合物之乳膠，隨後使所 得乳膠乾燥之方法等。 (ii ) ( A2 )聚合物： (A2)聚合物爲包含源自芳香族乙烯基單體之構 成單位（以下亦稱爲「芳香族乙烯基單位」）及源自共軛 〇 二烯系單體之構成單位（以下亦稱爲「共軛二烯單位」） 之聚合物。 (芳香族乙烯基單位） 芳香族乙烯基單位爲使（al)芳香族乙烯基化合物聚 合所得之構造單位。作爲（a 1 )芳香族乙烯基化合物有例 如苯乙烯、α-甲基苯乙烯、對-甲基苯乙烯、二乙烯基苯 、乙烯基甲苯、氯苯乙烯等。該等中較好爲苯乙烯。 (a 1 )芳香族乙烯基化合物之使用量，相對於（Α2 ) -15- 201043672 聚合物100質量份，較好爲20〜55質量份，更好爲30〜5 Ο 質量份，最好爲35〜45質量份。（al )芳香族乙烯基化合 物之使用量在20〜5 5質量份時，由於與石墨或導電性碳之 適度相互作用，故電極板之密著性成爲良好。又，黏合劑 之玻璃轉移溫度成爲適當値，所製作之電極板具有適度柔 軟性，難以引起電池製作時於電極板表面產生龜裂等之問 題。 (共軛二烯單位） 共軛二烯單位爲使（a2)共軛二烯化合物聚合所得之 構造單位。至於（a2 )共軛二烯化合物有例如丁二烯、異 戊間二烯、氯丁二烯、2-氯-1,3-丁二烯等。該等中較好爲 丁二烯。 (a2 )共軛二烯化合物之使用量，相對於（A2 )聚合 物1〇〇質量份，較好爲25~65質量份，更好爲30〜65質量 份，最好爲3 5〜60質量份。（a2)共軛二烯化合物之使用 量在25〜65質量份時，黏合劑之玻璃轉移溫度成爲適當値 ，所製作之電極板具有適度柔軟性，難以引起電池製作時 於電極板表面產生龜裂等之問題。又，所製作之電極表面 具有適度黏性，故藉由輥壓製等壓縮電極時，難以發生壓 製污染等步驟之缺陷。 又，（A2 )聚合物較好爲含有源自（a3 )(甲基）丙 烯酸酯化合物之構成單位或源自（a4 )乙烯性不飽和羧酸 單體之構成單位之聚合物。 -16- 201043672 ((a3 )(甲基）丙烯酸酯化合物） 作爲（a3 )(甲基）丙烯酸酯化合物有例如（甲 丙烯酸甲酯、（甲基）丙烯酸乙酯、（甲基）丙烯酸 、（甲基）丙烯酸異丙酯、（甲基）丙烯酸丁酯、（ )丙烯酸異丁酯、（甲基）丙烯酸第三丁酯、（甲基 烯酸戊酯' (甲基）丙烯酸戊酯、（甲基）丙烯酸異 0 、（甲基）丙烯酸己酯、（甲基）丙烯酸庚酯、（甲 丙烯酸辛酯、（甲基）丙烯酸異辛酯、（甲基）丙 2-乙基己酯、（甲基）丙烯酸壬酯、（甲基）丙烯酸 、（甲基）丙烯酸異癸酯、（甲基）丙烯酸十一烷酯 甲基）丙烯酸十二烷酯、（甲基）丙烯酸月桂酯、（ )丙烯酸硬脂酯、（甲基）丙烯酸異硬脂酯等之（甲 丙烯酸烷酯類； (甲基）两稀酸苯氧基乙醋、（甲基）丙燦酸 Q 基-3-苯氧基丙酯等之（甲基）丙烯酸苯氧基烷酯類 甲基）丙烯酸甲氧基乙酯、（甲基）丙烯酸乙氧基乙 (甲基）丙烯酸丙氧基乙酯、（甲基）丙烯酸丁氧基 、（甲基）丙烯酸甲氧基丁酯等之（甲基）丙烯酸烷 烷酯類；聚乙二醇單（甲基）丙烯酸酯、乙氧基二乙 (甲基）丙烯酸酯、甲氧基聚乙二醇（甲基）丙嫌酸 苯氧基聚乙二醇（甲基）丙烯酸、壬基苯氧基聚乙二 甲基）丙烯酸酯等之聚乙二醇（甲基）丙烯酸酯類； 聚丙二醇單（甲基）丙烯酸酯、甲氧基聚丙二醇 基） 丙酯 甲基 )丙 戊酯 基） 烯酸 癸酯 ' ( 甲基 基） 2-羥 ；( 酯、 乙酯 氧基 二醇 酯、 醇（ (甲 -17- 201043672 基）丙烯酸酯、乙氧基聚丙二醇（甲基）丙烯酸酯、壬基 苯氧基聚丙二醇（甲基）丙烯酸等之聚丙二醇（甲基）丙 烯酸酯類；（甲基）丙烯酸環己酯、（甲基）丙烯酸4-丁基環己酯、（甲基）丙烯酸二環戊基酯、（甲基）丙烯 酸二環戊烯酯、（甲基）丙烯酸二環戊二烯酯、（甲基） 丙烯酸冰片酯、（甲基）丙烯酸異冰片酯、（甲基）丙烯 酸三環癸酯等之（甲基）丙烯酸環烷酯類； (甲基）丙烯酸2-氰基乙酯、（甲基）丙烯酸2-氰 基丙酯、（甲基）丙烯酸3 -氰基丙酯之不飽和羧酸之氰 基烷酯類；（甲基）丙烯酸苄酯、（甲基）丙烯酸四氫糠 酯等。 (a3 )(甲基）丙烯酸酯化合物之使用量，相對於（ A2)聚合物100質量份，較好爲5〜40質量份，更好爲 7〜30質量份，最好爲1〇〜20質量份。（a3 )(甲基）丙 烯酸酯化合物之使用量在5-40質量份時，與電解液之親 和性變良好，電池內部電阻難以過度上升。又由於對電解 液不會過度膨潤，故於電解液注入後不易引起電極板之密 著性降低、電極板剝落等之問題。 ((a4 )乙烯性不飽和羧酸單體） 作爲（a4 )乙烯性不飽和羧酸單體，有例如（甲基） 丙烯酸、巴豆酸等之不飽和單羧酸類；馬來酸、富馬酸、 衣康酸、檸康酸、仲康酸等之不飽和多羧酸類；前述不飽 和多羧酸之酸酐類。 -18- 201043672 (a4 )乙烯性不飽和羧酸單體之使用量，相對於（A2 )聚合物100質量份，較好爲0.5~6質量份，更好爲1〜5 質量份，最好爲1 . 5〜4.5質量份。（a4 )乙烯性不飽和羧 酸單體之使用量在0.5 ~6質量份時，黏合劑之分散安定性 良好，不易產生電極漿料製作時之凝集物發生之缺陷或電 極漿料經時增黏等之缺陷。 再者，（A2 )聚合物更好爲包含源自（a5 )氰化乙烯 0 基化合物之構成單位之聚合物。 (氰化乙烯基化合物） 作爲氰化乙烯基化合物有例如丙烯腈、甲基丙烯腈、 α-氯丙烯腈、α-乙基丙烯腈等。該等中，較好爲丙烯腈、 甲基丙烯腈。 氰化乙烯基化合物之使用量，相對於（Α2 )聚合物 1〇〇質量份，較好爲1~30質量份，更好爲2〜20質量份， 〇 最好爲2~15質量份。氰化乙烯基化合物之使用量在1〜30 質量份時，由於與電解液之親和性良好，電池內部電阻難 以過度上升。又由於對電解液不會過度膨潤，故於電解液 注入後不易引起電極板之密著性降低、電極板剝落等之問 題。 又，（Α2 )聚合物亦可爲除上述構成單位以外含有 源自其他單體之構成單位之組成物。作爲其他單體有例如 作爲前述其他不飽和單體所例示之乙烯基酯單體、鹵化乙 烯單體、具有特定官能基之不飽和單體等。 -19- 201043672 其他單體之使用量’相對於（A2)聚合物1〇〇質量 份，較好爲10質量份以下，更好爲0.5-5質量份，最好 爲1〜3質量份。其他單體之使用量在0~ 10質量份時’電 極板之密著性不易降低。 相對於（A1)含氟原子聚合物與（A2)聚合物之合 計100質量份，（A1)含氟原子聚合物之使用量較好爲 3〜70質量份，更好爲5~50質量份。（A1)含氟原子聚合 物之使用量在3〜70質量份時，耐藥品性、電化學之安定 性以及電極板之密著性成爲良好。 (複合化聚合物） (A)聚合物粒子較好由含有（A1)含氟原子聚合物 與（A2 )聚合物之複數聚合物形成爲單一粒子（亦即以 複合化聚合物構成）。藉由此等複合化聚合物所構成之（ A)聚合物粒子並非由單一聚合物（包含嵌段聚合物）所 形成者，而是由2種類以上之聚合物形成單一粒子。混合 2種類以上之聚合物形成粒子時，因聚合物之比重差、粒 子表面張力、表面極性之差異等而有非常難以均勻混合2 情況，但複數種聚合物作爲一個粒子使用時，該等問題得 以消解。 (2 )調製方法： 調製（A )聚合物粒子之方法並未特別限制，但較好 爲在（A1)含氟原子聚合物存在下，使包含構成（A2) -20- 201043672 聚合物之單體之單體成分予以乳化聚合並調製之方法。至 於該等調製方法，有例如特公平4-55441號公報中所記載 之方法。 更具體而言，首先如前述調製（A1)含氟原子聚合 物後’以該（A1 )含氟原子聚合物作爲晶種，使包含構 成（A2)聚合物之單體之單體成分予以乳化聚合即可。 如此調製之（A)聚合物粒子通常係（A1)含氟原子聚合 0 物與（A2 )聚合物經複合化而構成複合化聚合物。此等 複合化聚合物可製造在高速放電之電容降低更少、循環特 性更優異之蓄電池，同時與集電體之密著性更爲良好故而 較佳。於該複合化聚合物中所含有之甲苯不溶份通常爲 20質量％以上，更好爲30〜90質量％。於複合化聚合物中 所含有之甲苯不溶份爲〇〜20質量％時，使用以該複合化 聚合物構成之（A)聚合物粒子所調製之電化學裝置電極 黏合劑用組成物時，於塗佈後之乾燥步驟，由於不易產生 〇 聚合物流動，難以對電極活性物質引起過度被覆，故不易 引起阻礙電極導電性之過電壓故而較佳。又，對於電解液 之耐久性不易降低，電極活性物質不易自集電體脫離故而 亦較佳。 乳化聚合並無特別限制，可在通常之乳化聚合條件下 進行。例如在水介質中添加乳化劑、聚合起始劑、鏈轉移 劑、依據需要之其他螯合化劑、p Η調整劑、溶劑等，在 3 0〜9 0°C之溫度進行1〜30小時之聚合。又，包含構成（ A2)聚合物之單體之單體成分可一起添加於反應容器中 -21 - 201043672 ’亦可分比例添加，亦可連續添加。 作爲乳化劑，有例如陰離子性界面活性劑、非離子界 面活性劑、兩性界面活性劑等。又，該等乳化劑可單獨使 用一種或組合兩種以上使用。 作爲陰離子性界面活性劑，具體而言，可舉例有高級 醇之硫酸酯、烷基苯磺酸鹽、脂肪族磺酸、聚乙二醇烷基 醚之硫酸酯等。又，至於非離子性界面活性劑，具體而言 ’可舉例有烷基酯型、烷基醚型或烷基苯基醚型之聚乙二 醇等。進而。作爲兩性界面活性劑，可舉例有具有羧酸鹽 、硫酸酯鹽、磺酸鹽、磷酸酯鹽作爲陰離子部分者，具有 胺鹽、四級銨鹽作爲陽離子部分者。具體而言，可舉例有 月桂基甜菜鹼、硬脂基甜菜鹼等之甜菜鹼類；月桂基 苯胺、硬脂基-θ -苯胺、月桂基二（胺基乙基）甘胺酸、 辛基二（胺基乙基）甘胺酸等之胺基酸型之化合物等。 又’若使用反應性乳化劑進行聚合，則可減少乳化劑 之使用量。尤其，由於可減低活性物質膏中游離乳化劑之 量’故可獲得起泡少、密著性優異之電化學裝置電極黏合 劑用組成物。作爲反應性乳化劑，可舉例有一分子中具有 例如乙烯性不飽和基作爲自由基反應性基，具有聚氧伸烷 基、羧基或硫酸基作爲親水基，具有烷基作爲疏水基之乳 化劑。 作爲該等反應性乳化劑之市售品，有例如以下之以商 品名「LATEMURU S-180A」、「LATEMURU PD-104」（ 以上爲花王公司製）、「EREMIN OLJS-2」（三洋化成公 -22- 201043672 司製）、「AQUALON HS-10」、「AQUALON BC-10」、 「AQUALON KH-10」（以上爲第一工業製藥公司製）、 「ADEKA REASOAP SE-1 ON」、「ADEKA REAS0AP SR- 1 〇」（以上爲旭電化工業公司製）等之陰離子性反應性乳 化劑、「AQUALON RS-20」（第一工業製藥公司製）、 「ADEKA REASOAP NE-20」（旭電化工業公司製）等之 非離子性反應性乳化劑等。又，該等可單獨使用一種或可 0 組合兩種以上使用。此處，乳化劑之使用量，相對於含有 構成（A2)聚合物之單體之單體成分100質量份，較好 爲0.2〜20質量份。 作爲聚合起始劑，可使用以過硫酸鈉、過硫酸鉀、過 硫酸銨等之過硫酸鹽爲代表之水溶性聚合起始劑，或以異 丙苯基過氧化氫、二異丙基苯過氧化氫、對-萜烷過氧化 氫等之過氧化氫類爲代表之油溶性聚合起始劑。又，該等 水溶性聚合起始劑或油溶性聚合起始劑之使用量，相對於 Q 包含構成（A2)聚合物之單體之單體成分100質量份， 較好爲0.01〜10質量份。 又可單獨使用一種或組合兩種以上使用藉由組合聚合 起始劑與還原劑之氧化還原系聚合起始劑等。作爲還原劑 有異抗壞血酸、異抗壞血酸鈉、異抗壞血酸鉀、抗壞血酸 、抗壞血酸鈉 '抗壞血酸鉀、糖類、雕白粉（rongalite) (次硫酸氫鈉甲醛）、亞硫酸氫鈉、亞硫酸氫鉀、亞硫酸 鈉 '亞硫酸鉀等之亞硫酸鹽、焦亞硫酸氫鈉、焦亞硫酸氫 鉀、焦亞硫酸鈉、焦亞硫酸鉀等之焦亞硫酸鹽、硫代硫酸 -23- 201043672 鈉、硫代硫酸鉀、亞磷酸'亞憐酸鈉、亞磷酸鉀、亞碟酸 氫鈉、亞憐酸氫鉀等之亞磷酸鹽、焦亞磷酸、焦亞碟酸鈉 、焦亞磷酸鉀、焦亞磷酸氫鈉、焦亞磷酸氫鉀等之焦亞磷 酸鹽、硫醇等。又該等還原劑之使用量，相對於包含構成 (A2)聚合物之單體之單體成分100質量份，較好爲 0.01〜10質量份。 聚合起始劑與還原劑之具體添加方法，有例如使兩者 由個別供給配管同時連續添加於聚合反應器內之方法；於 聚合起始劑比還原劑過量存在之聚合系統內連續加還原劑 之方法；於還原劑比聚合起始劑過量存在之聚合系統內連 續加還原劑之方法等。又’聚合起始劑與還原劑之等量比 較好爲100/1〜1/100。又，除了聚合起始劑與還原劑以外 ，亦可於聚合系統內進而添加氧化還原觸媒而進行乳化聚 合。 作爲鏈轉移劑，有例如辛基硫醇、正-十二烷基硫醇 、第三-十二烷基硫醇、正-十六烷基硫醇、正-十四烷基 硫醇、第三-十四烷基硫醇等之硫醇類；二硫化二甲基黃 嘌呤、二硫化二乙基黃嘌呤、二硫化二異丙基黃嘌呤等之 二硫化黃嘌呤類；二硫化四甲基秋蘭姆、二硫化四乙基秋 蘭姆、二硫化四丁基秋蘭姆等之二硫化秋蘭姆類；氯仿、 四氯化碳、溴化乙烯等之鹵化烴類；五苯基乙烷、α-甲基 苯乙烯二聚物等之烴類；丙烯醛、甲基丙烯醛、烯丙醇、 硫代乙醇酸2 -乙基己酯、異松油嫌（terpinolene) 、α -松 油烯、γ-松油烯、雙戊烯（dipentene )等。該等中，可較 -24- 201043672 好地使用硫醇類、二硫化黃原酸類、二硫化秋蘭姆類、四 氯化碳、（X-甲基苯乙烯二聚物等。又，該等鏈轉移劑可單 獨使用一種或組合兩種以上使用。 作爲螯合化劑可舉例有乙二胺四乙酸、氮川三乙酸、 二伸乙三胺五乙酸、羥乙基乙二胺三乙酸等。 作爲溶劑，只要不損及作業性、防災安全性、環境安 全性及製造安全性之範圍內，可使用少量之甲基乙基酮、 0 丙酮、三氯三氟乙烷、甲基異丁基酮、二甲基亞颯、甲苯 、苯二甲酸二丁酯等。又溶劑之使用量通常對於包含構成 (A2)聚合物之單體之單體成分1〇〇質量份，爲20質量 份以下。 (3 )物性値： (數平均粒徑） (A )聚合物粒子由光散射法所測定之數平均粒徑較 ◎ 好爲100〜300nm，更好爲120〜280nm，最好爲150~250nm 。數平均粒徑若在該範圍內，則黏合劑之安定性良好，且 (A )聚合物粒子之數量，亦即接著點之數量非常多，可 賦予高的密著性故而較佳。 2. ( B )分散介質： 作爲（B )分散介質，於使用水，如前述乳化聚合獲 得（A)聚合物粒子時，可直接使用聚合時之水分散介質 ，可經濃縮使用。又，因應需要可對電極活性物質置換爲 -25- 201043672 有機系分散介質而使用。所使用之有機系分散介質並於特 別限制，舉例有芳香族烴化合物'非芳香族烴化合物、含 氧烴化合物、含氯烴化合物、含氮烴化合物、含硫烴化合 物等。 該等有機系分散介質之具體例可舉例有甲苯、甲基 吡咯啶酮（NMP)、甲基異丁基酮（MIBK)、環己酮、 二甲基亞颯（DMSO)、二甲基甲醯胺（DMF)等。 置換爲有機系分散介質之方法並特別限制，舉例有例 如於（A)聚合物粒子中添加有機系分散介質，藉減壓蒸 餾使水揮發之方法’或使水自（A )聚合物粒子中揮發， 使取出之固體成分再溶解於任意之有機系分散介質中之方 法。 電化學裝置電極黏合劑用組成物中之（A )聚合物粒 子之濃度’依據所使用之（B )分散介質種類而定，可適 宜設定成爲易操作之黏度範圍內。例如（B)分散介質爲 水之情況，通常爲20〜55質量％。若濃度在該範圍，則電 化學裝置電極黏合劑用組成物之黏度不會過高，可在計量 等調配過程中容易操作。又，即使對電極活性物質、導電 碳添加以固體成分換算之規定量之黏合劑，亦不易使電極 漿料之固體成分降低，容易製作所需厚度之電極故而較佳 。又’本說明書中所謂「以固體成分換算計」，意指不含 有（B)分散介質之電化學裝置電極黏合劑用組成物。 本發明之電化學裝置電極黏合劑用組成物，其特性被 活化’而可較好地使用於蓄電池電極用黏合劑、電容器電 -26- 201043672 極用黏合劑等。 II.電化學裝置用電極漿料： 接著對本發明之電化學裝置用電極漿料之一實施形態 加以說明。本實施形態之電化學裝置用電極漿料，爲含有 電化學裝置電極黏合劑用組成物與電極活性物質者。又， 本實施形態之電化學裝置用電極漿料可藉由使電化學裝置 0 電極黏合劑用組成物與電極活性物質與因應需要添加之各 種添加劑一起混合而調製。 1.電化學裝置電極黏合劑用組成物： 電化學裝置電極黏合劑用組成物爲於^ I.電化學裝 置電極黏合劑用組成物」中所記載者。 本實施形態之電化學裝置用電極漿料，對於電極活性 物質100質量份，較好含有以固體成分計爲0」〜；!0質量 〇 份之電化學裝置電極黏合劑用組成物者，更好爲含有 0.5〜10質量份者，最好爲1〜10質量份者。電化學裝置電 極黏合劑用組成物之含量以固體成分換算爲0.1~10質量 份時，密著性良好。又，不會使內部電阻過大，對電池特 定不會產生影響。又電化學裝置電極黏合劑用組成物與電 極活性物質之混合可使用各種混練機、珠磨機、高壓均質 機等。 2.電極活性物質 -27- 201043672 本實施形態之電化學裝置用電極漿料中所含有之電極 活性物質，於水系電池，例如鎳氫電池時，較好使用吸氫 之合金粉末。更具體而言’較好使用以MmNi5爲基質中 ，Ni之一部分經Μη、Al、Co等取代者。又，「Mm」表 示稀土類之混合物之混合金屬（mischmetal )。電極活性 物質其粒徑爲3〜4 00 μηι，較好爲通過1〇〇網目之粉末。又 ，於非水系電池中，可舉例有例如Mn02、Mo03、V205、 V6〇i3 、Fe2〇3 、Fe3〇4 、Li(卜 x>Co〇2、 Li(卜 x).Ni〇2 、 LixC〇ySnz〇2 ' Li(].X)C〇(i-y)Niy〇2 ' T1S2 ' T1S3 ' M0S3 ' FeS2、CuF2、NiF2等之無機化合物；氟化碳、石墨、氣相 沉積碳纖維及/或其粉碎物、PAN系碳纖維及/或其粉碎物 ;瀝青系碳纖維及/或其粉碎物等之碳材料；聚乙炔、聚-對-苯等之導電性高分子等。尤其使用Liu.yCoC^、 L i n _ x) N i 0 2 ' L i x C 0 y S η z 0 2、L i (1 · x) C 0 (1 · y) N i y 〇 2 等之含鋰之 複合氧化物時，可以放電狀態組裝成正負極故而較佳。 至於負極活性物質’作爲較佳例可舉例爲由例如氟化 碳、石墨、氣相沉積碳纖維及/或其粉碎物、PAN系碳纖 維及/或其粉碎物；瀝青系碳纖維及/或其粉碎物等之碳材 料；聚乙炔、聚-對-苯等之導電性高分子、錫氧化物或氣 等之化合物所成之非晶形化合物等。尤其，使用石墨化度 高之天然石墨或人造石墨、石墨化介相碳等之石墨質材料 時’可獲得充放電循環特性良好’電容高之電池。又，使 用碳質材料作爲負極活性物質時，該碳質材料之平均粒徑 ’若考慮電流效率降低、膏之安定性降低、所得電極塗膜 -28- 201043672 內之粒子間電阻增大等，較好爲o.l〜50 μιη，更好爲 1〜4 5μηι，最好爲3〜40μιη之範圍。又，於電容器用電極中 ’除上述非水系電池所例示之活性物質以外，亦可使用活 性碳、多并苯系有機半導體。 3 .添加劑： 本實施形態之電化學裝置用電極漿料中作爲因應需要 〇 添加之各種添加劑，可於添加可溶解於所使用之（Β )分 散介質中之黏度調整用聚合物或石墨等之導電性碳、金屬 粉末等之導電材料等。至於可溶解於所使用之（Β)分散 介質中之黏度調整用聚合物，若舉所使用之（Β)分散介 質爲ΝΜΡ時爲例，可舉例爲乙烯-乙烯醇、聚乙烯醇、聚 乙烯吡咯啶酮、聚丙烯醯胺、聚甲基丙烯酸酯、聚偏氟乙 烯等。 Ο III.電化學裝置用電極： 接著對本發明之電化學裝置用電極之一實施形態加以 說明。本實施形態之電化學裝置用電極，爲具備集電體及 將電化學裝置用電極漿料塗佈在集電體表面上並乾燥所形 成之電極層。 1.集電體 作爲集電體，於水系電池、水系電容器中，有例如 Ni金屬網、鍍鎳之衝孔金屬、多孔金屬網、金網、發泡 -29- 201043672 金屬、網狀金屬纖維燒結體等。又，於非水系電池、非水 系電容器中’可舉例爲鋁箔或銅箔作爲較佳之例。 2.電極層 電極層係在前述之集電體至少一表面上以特定厚度塗 佈「II.電化學裝置用電極漿料」中所記載之電化學裝置 用電極漿料後，經加熱、乾燥所形成者。若形成該等電極 層’可獲得本實施形態之電化學裝置用電極。於集電體表 面上塗佈電化學裝置用電極漿料之方法，可採用逆輥法、 珂瑪（C 0 m m a )塗佈法、凹版法、空氣刀法等之使用任意 塗佈頭之方法。 又’使塗佈在集電體表面上之電化學裝置用電極漿料 加熱、乾燥之方法’例如放置使自然乾燥之方法以外，可 採用使用送風乾燥機、溫風乾燥機、紅外線加熱機或遠紅 外線加熱機等之乾燥方法。乾燥溫度通常較好爲20〜250 °C ’更好爲130〜170 °C。又，乾燥時間較好爲1〜120分鐘， 更好爲5〜60分鐘。 本實施形態之電化學裝置用電極，亦可較好地使用作 爲於水系電池、非水系電池之任一電池用之電極。可發揮 作爲水系電池之鎳氫電池電極，作爲非水系電池之鹼性蓄 電池電極或鋰離子電池電極、電性雙層電容器電極、鋰離 子電容器用電極等之優異特性。 使用本實施形態之電化學裝置用電極組裝電池時，作 爲非水系電解液，通常使用將電解質溶解於非水系溶劑者 -30- 201043672 。作爲電解質並無特別限制，但可舉例爲例如Li Cl 04、 L1BF4 ' LiAsFg ' CF3SO3L1 ' LiPFe ' Lil ' L1AICI4 ' NaC104 ' NaBF4、Nal、(n-Bu)4NC104、(n-Bu)4NBF4、 KPF6 等。 又，作爲電解液中使用之非水系溶劑可使用醚類、酮 類、內酯類、腈類、胺類、醯胺類、硫化合物、氯化烴類 、酯類、碳酸酯類、硝基化合物、磷酸酯系化合物、環丁 0 颯（sulfolane)系化合物等。該等中，較好爲酸類、酮類 '腈類、氯化烴類、碳酸酯類、環丁颯系化合物。具體而 言，可舉例有四氫呋喃、2-甲基四氫呋喃、1，4-二噁烷、 苯甲醚、乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚、三乙二醇二甲 醚、乙腈、丙腈、4-甲基-2-戊酮、丁腈、戊腈、苯甲腈 、1,2-二氯乙烷、γ-丁內酯、二甲氧基乙烷、甲酸甲酯、 碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、二甲基甲醯胺、二甲基亞碾、 二甲基硫代甲醯胺、環丁楓、3 -甲基環丁楓、磷酸三甲酯 〇 或磷酸三乙酯，或該等之混合溶劑。又，作爲水系電池用 之電解液，通常使用5當量濃度以上之氫氧化鉀水溶液。 再者，若需要，則使用隔離片、端子、絕緣板等之構 件構成電池。又，作爲電池之構造並未特別限定，但可例 示爲將正極、負極以及若需要之隔離片作成單層或複數層 之薄紙型電池，或將正極、負極以及若需要之隔離片捲成 輥狀之圓筒狀電池等。使用本實施形態之電化學裝置用電 極製造之蓄電池可較好地使用於例如AV設備、0Α設備 、通訊設備等。 -31 - 201043672 VI.電化學裝置 本發明之電化學裝置爲具備「III.電化I 極」中記載之電化學裝置用電極者。電化學裝 於可製造在高速放電之電容降低較少、循環特 電池，與集電體之密著性爲良好者，故可較好 求有小型化、輕量化之近來之電子設備之電源1 [實施例] 以下基於實施例具體說明本發明，但本發 該等實施例。又，實施例、比較例中之「份」 無特別說明，則爲質量基準。又各種物性値之 及諸特性之評價方法表示如下。 [數平均粒徑（nm )]:作爲測定裝置，使 之He-Ne雷射（λ = 63 2.8ηηι)作爲光源之ALV 光散射測定裝置ALV 5 000進行測定。 [電極密著性（N/2cm)]:自蓄電池電極切 長1 2cm之試驗片，於該試驗片之電極層側表 面膠帶貼附於鋁板上。又，在試驗片之集電體 寬18mm膠帶（「玻璃膠帶（Cellotape)(註 )(NICHIBAN 公司製）（依據 JIS Z1522 規 於90°方向以50mm/min之速度剝離膠帶時之強 )，測定6次，算出其平均値作爲剝離強度（ 又，剝離強度値越大，集電體與電極層之密著 可評價爲難以自集電體剝離電極層。 裝置用電 置用電極由 性優異之蓄 地使用於要 池。 明不限定於 及「％」若 測定方法以 用以 22mW 公司製造之 出寬 2 cm X 面，使用雙 表面，貼附 冊商標）」 定），測定 丨度（N/2cm N/2cm )。 強度越高， -32- 201043672 [電極板之柔軟性]:自蓄電池電極切出寬2cmx長 12cm之試驗片，將該試驗片之集電體側抵於2ιηηιφ (直 徑）之SUS軸，藉由光學顯微鏡觀察於上下往復3次時 之塗層狀態，以3階段評價電極層破裂之有無。又，破裂 越少，可評價爲電極板之柔軟性越高。 〇：未見到破裂 △:僅於塗層端部見到破裂 0 X:於塗層全面見到破裂 [循環特性（％)]:於手套箱內，在兩極式鈕釦式電 池（商品名「HS FLAT CELL」（寶泉公司製））內，衝 打出直徑1 6.16mm並載置負極。接著衝打出直徑18mm載 置由聚丙燒製多孔膜所構成之隔離片（商品名「CELL GUARD #2400」（C e 1 g a r d公司製）），同時以不使空氣 進入之方式注入電解液。隨後，衝打出直徑15.95mm載 〇 置正極，外裝體以螺絲封閉並封裝，藉此製作蓄電池。又 ，使用之電解液係將LiPF6以1莫耳/L之濃度溶解於碳酸 乙烯酯/碳酸乙酯甲酯=1 /1之溶劑中所成之溶液。以定電 流（1C )-定電壓（4.2V )方式充電2.5小時，於定電流 (1C)方式放電重複循環，測定第五十次循環之放電電容 量相對於第三次循環之放電電容量之比例（％ )，作爲循 環特性之指標。 ((A1)含氟原子聚合物之調製） -33- 201043672 於具備電磁式攪拌機之內容積約6L之高壓蕃內部以 氮氣充分置換後，饋入脫氧之純水2.5 L以及作爲乳化劑 之全氟癸酸銨25g’邊於3 5 Orpm擾拌邊升溫至60°C。接 著，充塡入由偏氟乙烯（VDF) 70%及六氟丙烯（HFP) 3 0%所構成之混合氣體直到其內壓達到20kg/em2爲止。隨 後，使用氮氣壓入含有作爲聚合起始劑之二異丙基過氧碳 酸酯20%之氟利昂1 13溶液25g，開始聚合。聚合中，逐 次壓入由VDF 60.2%及HFP 39.8%所構成之混合氣體，壓 力維持於20kg/cm2G。又，聚合進行同時爲使聚合速度降 低，於經過3小時後，使用氮氣先壓入同量之聚合起始劑 ，再繼續反應3小時。反應液冷卻之同時停止攪拌，放出 未反應單體使反應停止，獲得（A1)含氟原子聚合物之 乳膠A。（A1)含氟原子聚合物之數平均粒徑爲120nm。 又，由19F-NMR所求得之各單體之質量組成比爲 VdF/HFP = 85/l 5。 (實施例1 ) 於具備攪拌機之可調節溫度之高壓釜中，一起饋入水 200份、十二烷基苯磺酸鈉0」份 '過硫酸鉀1.0份、亞 硫酸氫鈉0.5份、α-甲基苯乙烯二聚物〇.2份、十二烷基 硫醇0.1份、表1所示之第一段單體成分、以及（Α1)含 氟原子聚合物10份（換算爲固體成分），升溫至70。(：進 行2小時聚合反應。確認聚合加成率爲80%以上後，反應 溫度維持在7 0 °C ’以6小時時間添加表丨所示之第二段 -34- 201043672 單體成分。又，自第二段單體成分添加開始經過3小 時點，進一歩添加甲基苯乙烯二聚物0.5份及十 基硫醇〇 · 1份。第二段單體成分添加結束後，溫度升 8〇°C ’再反應2小時。聚合反應結束後，乳膠之ρΗ 至7 · 5 ’以水蒸氣蒸餾處理殘留單體後，減壓下濃縮 體成分50%爲止’獲得電化學裝置電極黏合劑用組成 1 )。所得電化學裝置電極黏合劑用組成物（1 )之數 0 粒徑爲200nm。又，以使所得黏合劑組成物（i )成 體成分濃度約0.04%之方式以水稀釋，滴加於銅製之 網（collodion mesh)中，暴露於餓蒸氣中20分鐘進 染色後，風乾隔夜作成觀察用樣品。該樣品以透過型 顯微鏡（商品名「H-7650」，日立HITECHNOLOGY 製）觀察後，確認（A1)含氟原子聚合物及（A2) 物以複合化聚合物構成。 〇 (實施例2、3 ) 除如表1所示組成以外，與實施例1同樣獲得電 裝置電極黏合劑用組成物（2 )、（ 3 )。又所得電化 置電極黏合劑用組成物（2 )、（ 3 )之數平均粒徑分 150nm、220nm。又，各黏合劑組成物與實施例1同 前述透過型電子顯微鏡觀察後，確認（A1)含氟原 合物及（A2 )聚合物以複合化聚合物構成。 (比較例1 ) 時之 二烷 溫至 調節 至固 物（ 平均 爲固 膠棉 行餓 電子 公司 聚合 化學 學裝 別爲 樣以 子聚 -35- 201043672 於具備攪拌機之可調節溫度之高壓釜中，一起饋入水 2 0 0份、十二烷基苯擴酸鈉〇. 1份、過硫酸鉀1 . 〇份、亞 硫酸氫鈉〇 . 5份、α -甲基苯乙烯二聚物〇. 2份、十二烷基 硫醇0.1份、表1所示之第一段單體成分，升溫至70 °C進 行2小時聚合反應。確認聚合加成率爲80%以上後，反應 溫度維持在7〇 °C，以6小時時間添加表1所示之第二段 單體成分。又’自第二段單體成分添加開始經過3小時之 時點，進一歩添加α -甲基苯乙烯二聚物0.5份及十二烷 基硫醇〇. 1份。第二段單體成分添加結束後，溫度升溫至 80°C ’再反應2小時。聚合反應結束後，乳膠之ρΗ調節 至7 · 5 ’以水蒸氣蒸餾處理殘留單體後，減壓下濃縮至固 體成分50%爲止，獲得電化學裝置電極黏合劑用組成物（ 4 )。所得電化學裝置電極黏合劑用組成物（4 )之數平均 粒徑爲1 8 0 n m。 -36- 201043672 [表1] 調配處方 實施例1 實施例2 實施例3 比較例1 ίΑΙ)含氟原子聚合物 10 25 10 0 (Α2齡物 第一段 單體成分 (a1) 丁二烯 6.0 6.0 6.0 6.0 (a2) 苯乙烯 11.5 11.5 5.0 11.5 (a3) 甲基丙烯酸 甲酯 3.5 3.5 10.0 3.5 (a5) 丙烯腈 0.0 0.0 0.0 0.0 (a4) 丙烯酸 0.5 0.5 0.5 0.5 衣康酸 2.5 2.5 2.5 2.5 第二段 單體成分 (a1) 丁二烯 31.5 31.5 31.5 31.5 (a2) 苯乙烯 35.5 35.5 28.5 31.5 (a3) 甲基丙烯酸 甲酯 8.0 8.0 15.0 8.0 (a5) 丙烯腈 0.0 0.0 0.0 4.0 (a4) 丙烯酸 0.5 0.5 0.5 0.5 衣康酸 0.5 0.5 0.5 0.5 單體成分 合計 (a1) 丁二烯 37.5 37.5 37.5 37.5 (a2) 苯乙烯 47.0 47.0 33.5 43.0 (a3) 甲基丙烯酸 甲酯 11.5 11.5 25.0 11.5 (a5) 丙烯腈 0.0 0.0 0.0 4.0 (a4) 丙烯酸 1.0 1.0 1.0 1.0 衣康酸 3.0 3.0 3.0 3.0 (Α)聚合物粒子 數平均粒徑（nm) 200 150 220 180 (比較例2 ) 容量7L之可分離燒瓶內部以氮氣充分置換後，置入 (A1 )含氟原子聚合物之乳膠150份（換算成固體成分 )及作爲乳化劑之2- ( 1-烯丙基）-4-壬基苯氧基聚乙二 醇硫酸銨3份，升溫至75°C。接著。添加丙烯酸正丁酯 6〇份、甲基丙烯酸甲酯36份、苯乙烯磺酸鈉4份以及適 量的水’在75 °C攪拌30分鐘。隨後，添加作爲聚合起始 劑之過硫酸鈉0 · 5份’在8 5〜9 5。(：聚合2小時。冷卻並停 止反應’於1% NaOH水溶液中調整至pH爲7.0，獲得電 化學裝置電極黏合劑用組成物（5 )。所得電化學裝置電 -37- 201043672 極黏合劑用組成物（5 )之數平均粒徑爲1 40nm。 (比較例3 ) 容量7L之可分離燒瓶內部以氮氣充分置換後，置入 水675份、1 0%十二烷基硫酸鈉水溶液1 .5份（換算成固 體成分）、三聚磷酸鈉〇·8份，邊攪拌邊升溫至75 °C。添 加作爲聚合起始劑之過硫酸鈉2份，接著在2小時內滴加 由丙烯酸2-乙基己酯74份、丙烯酸丁酯20份、丙烯腈5 份及乙二醇二甲基丙烯酸酯1份所構成之混合物。滴加結 束後升溫至8 0 °C，再進行3小時攪拌後，冷卻至室溫， 於10% NH4OH水溶液中調整至pH爲7.0。減壓下濃縮， 將固體成分調節至40%，獲得電化學裝置電極黏合劑用組 成物（6 )。所得電化學裝置電極黏合劑用組成物（6 )之 數平均粒徑爲1 〇〇nm。 (比較例4 ) 將比較例1所得之電化學裝置電極黏合劑用組成物（ 4)與（A1)含氟原子聚合物之乳膠以質量比爲90/10 ( 換算爲固體成分）予以混合，獲得電化學裝置電極黏合劑 用組成物（7 )。所得電化學裝置電極黏合劑用組成物（7 )之數平均粒徑爲140nm。又，由於電化學裝置電極黏合 劑用組成物（7 )於乾燥後之薄膜爲白濁，故推斷（A 1 ) 含氟原子聚合物及（A2 )聚合物引起相分離。 使用實施例1〜3及比較例1〜4所得之電化學裝置電極 -38- 201043672 黏合劑用組成物（1 )〜（7 )或聚偏氟乙烯（ 述所示製造電化學裝置用電極，使用該等測定 之評價及循環特性。 [鋰離子電池負極之製作]:於雙軸型行星 商品名「TK HIVISMIX 2P-03」：PRIMIX 公 投入作爲增黏劑之DIACEL化學公司製造之「 1份（換算爲固體成分）、作爲負極活性物質 〇 份（換算爲固體成分）、水68份，在60rpm 小時。隨後，添加實施例1〜3或比較例1〜4所 裝置電極黏合劑用組成物1份（換算爲固體成 行攪拌1小時。所得膏中投入水3 4份後，使 機（商品名「AWATORI練太郎」：THINKY 以2〇Orpm攪拌2分鐘，以1 800rpm攪拌5分 下於1 800rpm攪拌1.5分鐘予以混合，藉此調 置用電極漿料。在由銅箔所構成之集電體表面 〇 刀法以使乾燥後膜後成爲1 0 ο μιη之方式均句 之電化學裝置用電極漿料，在120 °C乾燥處理 隨後，以使所得電極層密度成爲1.8g/cm3之 壓機壓製加工，藉此獲得鋰離子電池負極電極 置用負極電極）。 又，於使用PVdF代替電化學裝置電極黏 物作爲負極黏合劑時，於前述雙軸行星式混 PVdF 4份（換算爲固體成分）、作爲負極活 墨100份（換算爲固體成分）、N-甲基吡咯陡 P V d F )如下 電極密著性 式混練機（ 司製）中， CMC2200」 之石墨1 0 0 進行攪拌1 得之電化學 分）’再進 用攪拌脫泡 公司製）， 鐘，在真空 製電化學裝 上，藉由刮 塗佈所調製 2 0分鐘。 方式藉由輥 (電化學裝 合劑用組成 練機中投入 性物質之石 酮（以下亦 -39- 201043672 稱爲「NMP」）80份，在60rpm進行攪拌1小時。隨後 ，再投入NMP 20份後，使用前述攪拌脫泡機，以200rpm 攪拌2分鐘，以1 800rpm攪拌5分鐘，在真空下於 1 800rpm攪拌1.5分鐘予以混合，藉此調製電極漿料。在 由銅箔所構成之集電體表面上，藉由刮刀法以使乾燥後膜 後成爲150μιη之方式均勻塗佈所調製之電極漿料，在120 t乾燥處理20分鐘。隨後，以使所得電極層密度成爲 1. 8 g/cm3之方式藉由輥壓機壓製加工，藉此獲得鋰離子電 池負極電極。 [鋰離子電池正極之製作]:於前述雙軸型行星式混練 機中，投入作爲增黏劑之 DIACEL化學公司製造之「 CMC2200」1份（換算爲固體成分）、作爲正極活性物質 之磷酸鐵鋰100份（換算爲固體成分）、作爲導電劑之乙 炔黑5份（換算爲固體成分）、水25份，在6〇rpm進行 攪拌1小時。隨後，添加實施例1 ~3或比較例1〜4所得之 電化學裝置電極黏合劑用組成物2份（換算爲固體成分） ，再進行攪拌1小時。所得膏中投入水1 〇份後，使用前 述攪拌脫泡機，以200rpm攪拌2分鐘，以1 800rpm攪拌 5分鐘，在真空下於1 8 00rpm攪拌1.5分鐘予以混合，藉 此調製電化學裝置用電極漿料。在由鋁箔所構成之集電體 表面上，藉由刮刀法以使乾燥後膜後成爲90μηι之方式均 勻塗佈所調製之電化學裝置用電極漿料，在1 20°C乾燥處 理20分鐘。隨後，以使所得電極層密度成爲3. 5 g/cm3之 方式藉由輥壓機壓製加工，藉此獲得鋰離子電池正極電極 -40- 201043672 (電化學裝置用正極電極）。 又，於使用PVdF代替電化學裝置電極 物作爲正極黏合劑時，於前述雙軸行星式 PVdF 4份（換算爲固體成分）、作爲正極 酸鐵鋰100份（換算爲固體成分）、作爲導 5份（換算爲固體成分）、NMP 25份，在 拌1小時。隨後，再投入NMP 10份後，使 〇 泡機，以200rpm攪拌2分鐘，以1 800rpm 在真空下於1 800rPm攪拌1.5分鐘予以混合 極漿料。在由鋁箔所構成之集電體表面上， 使乾燥後膜後成爲90μηι之方式均勻塗佈所 料’在l2〇°C乾燥處理20分鐘。隨後，以 密度成爲3.8 g/cm3之方式藉由輥壓機壓製 得錐離子電池正極電極。 〇 (實施例4 ) 此用實施例1所得之電化學裝置電極黏 製造電池電極’使用該電極製作蓄電池，進 結果，正極之密著性爲0.54N/2cm，柔軟性 」。且，負極之密著性爲0.39N/2cm，柔軟 〇」。再者，循環特性爲90%。 (實施例5〜6、比較例5〜9 ) 使用表2所記載之電化學裝置電極黏合 黏合劑用組成 混練機中投入 活性物質之磷 電劑之乙炔黑 60rpm進行攪 用前述攪拌脫 攪拌5分鐘， ，藉此調製電 藉由刮刀法以 調製之電極漿 使所得電極層 加工，藉此獲 合劑用組成物 行其評價。其 之評價爲^〇 性之評價爲「 劑用組成物或 -41 - 201043672 PVdF製造電池電極，使用其製作蓄電池，進行其評價。 評價結果一倂記載於表2。 [表2] 實施例4 實施例5 實施例6 比較例5 比較例ό 比較例7 比較例8 比較例9 黏合劑 正極 實施例1 實施例2 實施例3 比較例1 PVdF 比較例2 比較例3 比較例4 負極 實施例1 實施例2 實施例3 比較例1 PVdF 比較例2 比較例3 比較例4 正極 密著性(N/2cm) 0.54 0.49 0.54 0.49 0.098 0.25 0.18 0.25 柔軟性 〇 〇 〇 〇 X 〇 〇 Δ 負極 密著性(N/2cm) 0.39 0.44 0.39 0.49 0.059 0.20 0.15 0.20 柔軟性 〇 〇 〇 〇 X 〇 〇 Δ 循環特性(％) 90 90 90 60 80 85 65 65 如由表2所知，使用本發明之電化學裝置電極黏合劑 用組成物製造之電池電極之循環特性及柔軟性均優異，同 時與集電體之密著性亦良好。另一方面，使用不含（A1 )含氟原子聚合物之（A)聚合物粒子時，循環特性差（ 比較例5 )。且使用聚偏氟乙烯作爲黏合劑時，密著性顯 著變差（比較例6)。再者，使用不含有源自共軛二烯之 構成單位之黏合劑組成物時’爲密著性差者（比較例7 ) 。又，使用不含有（A1)含氟原子聚合物及源自共軛二 烯化合物之構成單位及源自芳香族乙烯基化合物之構成單 位之黏合劑組成物時，密著性更差（比較例8)。再者， 僅單純混合（A 1 )含氟原子聚合物及（A2 )聚合物而未 形成複合化聚合物時’爲循環特性或柔軟性及密著性差者 (比較例9 ) -42- 201043672 [產業上之可能利用性] 若使用本發明之電化學裝置電極黏合劑用組成物，可 提供在高速放電下之電容降低少、循環特性優異而可較好 地使用於AV設備、OA設備、通訊設備等之蓄電池。

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Claims (1)

1. 201043672 七、申請專利範圍： 1· 一種電化學裝置電極黏合劑用組成物，其特徵爲含 有（A)聚合物粒子及（b)分散介質，該（A)聚合物粒 子含有： (A1)含氟原子聚合物，及 (A2)含有源自芳香族乙烯基單體之構成單位及源 自共軛二烯系單體之構成單位之聚合物。 2 _如申請專利範圍第1項之電化學裝置電極黏合劑用 組成物’其中利用光散射法測定之前述（A )聚合物粒子 之數平均粒徑爲100〜300 nm。 3. 如申請專利範圍第1或2項之電化學裝置電極黏合 劑用組成物’其中前述（A2 )聚合物係使包含下列之單 體成分（其中’單體成分之合計爲100質量份）聚合所得 者： (al)芳香族乙烯基化合物20~50質量份， (a2)共軛二烯化合物25〜60質量份 (a3 )(甲基）丙烯酸酯化合物5-40質量份，及 (a4)乙烯性不飽和羧酸單體〇·5〜6質量份。 4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之電化學裝置 電極黏合劑用組成物，其中前述（A )聚合物粒子係以前 述（A1)含氟原子聚合物與前述（A2)聚合物之複合化 聚合物構成。 5 .如申請專利範圍第1至4項中任一項之電化學裝置 電極黏合劑用組成物，其中前述（A )聚合物粒子係在前 -44 - 201043672 1 述（A1)含氟原子聚合物之存在下，使包含構成前述（ A2 )聚合物之單體之單體成分乳化聚合獲得者。 6. —種電化學裝置用電極漿料，其特徵爲含有申請專 利範圍第1至5項中任一項之電化學裝置電極黏合劑用組 成物與電極活性物質。 7. —種電化學裝置用電極，其特徵爲具備集電體與在 前述集電體之表面上塗佈申請專利範圍第6項之電化學裝 0 置用電極漿料並經乾燥而形成之電極層。 8 . —種電化學裝置，其特徵爲具備申請專利範圍第7 項之電化學裝置用電極。 〇 -45- 201043672 四、指定代表圖： (一） 本案指定代表圖為：無。 (二） 本代表圖之元件符號簡單說明：無

   〇 201043672 五、本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵的化學 式：無