WO2011145595A1 - 二次電池用シール材組成物、その製造方法およびそれを用いた二次電池 - Google Patents

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sealing
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耕一郎 前田
吉田　直樹
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Definitions

  • the present invention is a secondary battery that is particularly excellent in hermetic sealing at high temperatures used in nickel-hydrogen secondary batteries and nickel-cadmium secondary batteries (hereinafter sometimes referred to as “alkali secondary batteries”) and lithium secondary batteries.
  • the present invention relates to a battery sealing material composition, a method for producing the same, and a secondary battery using the same.
  • an alkaline secondary battery includes a positive electrode plate obtained by applying and drying a paste mainly composed of nickel oxide on a substrate, and a negative electrode plate obtained by applying and drying a paste mainly composed of cadmium or a hydrogen storage alloy powder on a substrate.
  • the separator which is the nonwoven fabric which consists of etc. is interposed, and it winds in the shape of a spiral, and is set as the electric power generation element.
  • a separator is interposed between the positive electrode plate and the negative electrode plate having an active material layer capable of reversibly occluding / releasing lithium ions, and wound in a spiral shape to form a power generation element.
  • This power generation element is press-inserted into a cylindrical or rectangular metal container having an enlarged opening, and a high-concentration, high-viscosity electrolyte is injected, and the sealing element such as a sealing lid is sealed through an insulating gasket.
  • the opening of the metal container is reduced in diameter, and the opening end is bent inward to seal the battery.
  • a sealing layer is formed between the insulating gasket and the inner surface of the opening of the metal container by applying a sealing material composition to make the sealing more complete.
  • the surface inside the opening of a metal container that is usually used has fine unevenness in the vertical direction formed at the time of drawing processing, and the adhesive sealing material composition is sufficiently filled up to the valley bottom of the unevenness.
  • the electrolyte injected into the battery may crawl up due to electrocapillarity and leak outside the battery. For this reason, there is a problem that not only the battery performance is impaired, but also the used device is damaged by the alkaline electrolyte.
  • an organic solvent is used as a solvent for the electrolytic solution, and it is known that the cycle characteristics are greatly deteriorated when moisture enters the battery.
  • Alkaline secondary batteries and lithium secondary batteries have been widely used in vehicles in recent years, and with the expansion of the range of use, higher safety than ever has been required even in extremely harsh environments. For example, even if the secondary battery becomes abnormally hot or the inside of the battery becomes high pressure, it is strongly desired that there is no damage to the equipment due to leakage of the electrolyte. In order to obtain such performance, various methods have been studied, but the sealing material composition is still not sufficient, and the stability of the sealing material itself at a high temperature and the application to an electrolytic solution and a metal container material are not yet sufficient. Higher levels are being required for stability and electrolyte leakage prevention.
  • sealing materials pitch, tar, asphalt; a mixture of polysulfonated ethylene with tar, asphalt, etc .; mercaptan represented by RSH (R is an alkyl group); polyvinylidene fluoride; calcium, lithium, and barium Composition in which grease containing metal soap containing one or more selected metals is added to asphalt:
  • the sealing portion is sealed with a sealing material mainly composed of one or two or more kinds of rubbers selected from a rubber having a polymethylene type saturated main chain and a diene rubber. It is described that an alkaline secondary battery excellent in safety free from moisture permeation and electrolyte leakage can be obtained.
  • Patent Document 2 describes a thermoplastic elastomer composed of a block copolymer characterized by having a glass transition temperature of 2 or more. However, the sealing material composition of Patent Document 2 has a high temperature region. Insufficient sealing.
  • Patent Document 3 describes a method of sealing with an elastomer in which an appropriate amount of a curing agent is mixed in advance with a liquid liquid urethane based on polybutadiene, but the sealing material composition of Patent Document 3 has a sealing property in a low temperature region. Is insufficient, and further improvements are needed.
  • Patent Document 4 describes that by using a battery sealing material whose main component is a rubber having a saturated main chain of polymethylene type, a secondary battery having improved sealing performance and extremely high safety can be obtained. ing.
  • Patent Document 5 discloses a secondary battery that can be used in a wide range of environments by using a battery sealing material mainly composed of a diene rubber having a weight average molecular weight of 10,000 to 1500,000 to improve hermeticity at high temperatures. It is stated that it is obtained.
  • Japanese Patent Laid-Open No. 11-40118 Japanese translation of PCT publication No. 8-507898 (corresponding US publication: US Pat. No. 5,332,633) Japanese Unexamined Patent Publication No. 64-071057 Japanese Patent Laid-Open No. 10-321200 Japanese Patent Laid-Open No. 10-55789
  • the present invention has been made in view of the prior art as described above, and is a battery sealing material composition that is excellent in the adhesion of a seal portion, does not leak an electrolyte, and can form a safe sealing layer.
  • the purpose is to provide.
  • the present inventors have reduced the number of coarse particles in the sealing material composition to reduce the number of coarse parts in the sealing part. It has been found that the above-mentioned object can be achieved by reducing the gap and sealing the leakage path of the electrolyte, and the present invention has been completed based on this finding.
  • the present invention for solving the above-mentioned problems includes the following matters as a gist.
  • a composition comprising a diene rubber, a thermoplastic elastomer, carbon and an organic liquid substance, and the number of coarse particles having a maximum diameter of 10 ⁇ m or more contained in 3 mL of the composition is 10 or less.
  • a sealing material composition for a secondary battery wherein
  • the weight ratio of the diene rubber to the thermoplastic elastomer is 60/40 to 99/1, and any one of (1) to (3)
  • the sealing material composition for secondary batteries as described.
  • the organic liquid substance is an organic liquid substance having a boiling point of 50 to 170 ° C. and an SP value of 14.0 to 20.0 MPa 1/2 at normal pressure.
  • the sealing material composition for secondary batteries in any one of.
  • an organic liquid substance solution containing a diene rubber and / or a thermoplastic elastomer In an organic liquid substance solution containing a diene rubber and / or a thermoplastic elastomer, The manufacturing method of the sealing material composition for secondary batteries as described in (1) including the process of melt
  • a secondary battery comprising a sealing layer made of the sealing material composition for a secondary battery according to any one of 6).
  • the sealing material composition of the present invention has fewer coarse particles than the conventional sealing material composition and is excellent in hermeticity, such a sealing material composition can provide a highly safe battery.
  • the sealing material composition for a secondary battery of the present invention comprises a coarse particle having a maximum diameter of 10 ⁇ m or more, which comprises a diene rubber, a thermoplastic elastomer, carbon, and an organic liquid substance, and is contained in 3 mL of the composition.
  • the number is 10 or less.
  • the diene rubber used in the present invention is a polymer containing 50% by mass or more of a diene monomer unit, a diene monomer homopolymer or copolymer, or a diene monomer and the same. A random copolymer with other copolymerizable monomers.
  • the diene monomer is not particularly limited, and specific examples thereof include butadiene, chloroprene, and isoprene. Unlike the thermoplastic elastomer described later, the diene rubber used in the present invention does not exhibit fluidity at high temperatures.
  • Other monomers copolymerizable with the diene monomer include ethylene, propylene, styrene, acrylonitrile and the like.
  • the ratio of the other monomer copolymerizable with the diene monomer in the copolymer is less than 50% by mass, preferably 45% by mass or less, more preferably 40% by mass from the viewpoint of heat resistance of the sealing material. It is as follows.
  • the copolymer can take various structures such as a random structure and a branched structure. Further, a mixture of a plurality of these diene rubbers may be used.
  • polybutadiene and polyisoprene are preferable, and polybutadiene is particularly preferable because of resistance to dissolution in an electrolytic solution.
  • butadiene rubber as the diene rubber, the flexibility of the sealing material is improved, and a sealing material composition with high hermeticity can be obtained.
  • polybutadiene having a 1,4-cis content of 90% or more is particularly preferably used.
  • the ratio of 1,4-bond units (5.4-5.6 ppm) to 1,2-bond units (5.0-5.1 ppm) was determined by 1 H-NMR analysis. This can be determined by determining the ratio of cis bond (28 ppm) and trans bond (38 ppm) from 13 C-NMR analysis.
  • the 1,4-cis content in the diene structure portion in the polybutadiene rubber is more preferably 93% or more, and still more preferably 95% or more.
  • the weight average molecular weight of the diene rubber used in the present invention is a polystyrene equivalent weight average molecular weight (Mw) measured by gel permeation chromatography (GPC) using toluene as a solvent, and is usually 10,000 to 1,500. , Preferably 20,000 to 800,000, more preferably 50,000 to 700,000.
  • Mw polystyrene equivalent weight average molecular weight measured by gel permeation chromatography
  • GPC gel permeation chromatography
  • thermoplastic elastomer in the present invention has the same properties as vulcanized rubber at the use temperature, but exhibits fluidity at a high temperature like thermoplastic resins such as polypropylene and can be melt-molded or re-molded. This is different from the above-mentioned diene rubber.
  • styrene thermoplastic elastomers such as block polymers of aromatic vinyl monomers and conjugated diene monomers or mixtures of block polymers, and hydrogenated products thereof.
  • thermoplastic elastomer a styrene thermoplastic elastomer (a copolymer of an aromatic vinyl monomer and a conjugated diene monomer and a hydrogenated product thereof) is preferable because of good carbon dispersibility.
  • the copolymer of the aromatic vinyl monomer and the conjugated diene monomer is preferably a block copolymer.
  • the block copolymer may be a linear block copolymer or a radial block copolymer.
  • diblock type block polymers such as styrene-butadiene block copolymer and styrene-isoprene block polymer; styrene-butadiene-styrene Triblock type block polymers such as block polymers, styrene-isoprene-styrene block polymers, styrene-butadiene-isoprene block polymers; styrene-butadiene-styrene-butadiene block polymers, styrene-isoprene-styrene-isoprene block polymers, styrene-butadiene- Multiblock styrene-containing block polymers such as isoprene-styrene block polymers, styrene-butadiene-styren
  • These polymers may be used alone, or two or more types may be mixed and used by appropriately setting the mixing ratio according to the purpose.
  • those which can be uniformly kneaded with diene rubber in the range of 100 ° C. to 200 ° C. and can be dissolved in an organic liquid substance are preferable.
  • the weight ratio of the diene rubber to the thermoplastic elastomer is preferably 70/30 to 97/3, more preferably 80/20 to 95/5.
  • Carbon in the present invention refers to particles made of carbon having a primary particle diameter of 1 ⁇ m or less as measured by a scanning electron microscope (SEM). Specific examples include carbon powders such as acetylene black, carbon black, channel black, and graphite.
  • carbon black particularly carbon black having a primary particle size of 0.1 ⁇ m or less, such as furnace black and channel black is preferable.
  • carbon When carbon is added, it must be dissolved or dispersed sufficiently uniformly in the composition.
  • the amount of carbon added is usually 0.01 to 20 parts by mass, preferably 0.01 to 5 parts by mass, more preferably 0.02 to 3 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the diene rubber. It is. By making the addition amount of carbon within the above range, a sealed layer having flexibility and less occurrence of cracks can be obtained.
  • the organic liquid substance in the present invention is an organic compound that is in a liquid state at normal temperature (25 ° C.) and normal pressure.
  • organic compound that is in a liquid state at normal temperature (25 ° C.) and normal pressure.
  • hydrocarbon compounds nitrogen-containing organic compounds, oxygen-containing organic compounds, chlorine-containing organic compounds, And sulfur-containing organic compounds.
  • the organic liquid substance is preferably an organic liquid substance having a boiling point of 50 to 170 ° C. and an SP value (solubility parameter) of 14.0 to 20.0 MPa 1/2 at normal pressure.
  • the boiling point at normal pressure of the organic liquid material constituting the sealing material composition of the present invention is preferably 60 to 160 ° C., more preferably 70 to 150 ° C. If the boiling point is too low, the volatility is too high and the operability may be reduced. Conversely, if the boiling point is too high, it takes time to dry after coating, resulting in poor productivity.
  • the SP value of the organic liquid material constituting the sealing material composition of the present invention is preferably that which dissolves a diene rubber or a thermoplastic elastomer from the viewpoint of applicability and the like, specifically, 14.0 to 20.0 MPa 1 / 2 are preferable, and those of 15.0 to 19.0 MPa 1/2 are more preferable.
  • the number before the parenthesis described after the compound name is the boiling point (° C) at normal pressure, and the value after the decimal point is rounded off or rounded down. When the boiling point had a width, it was confirmed that the lower limit was 70 ° C. or higher, and the upper limit was described. Moreover, the number after having described in parenthesis is SP value (MPa ⁇ 1/2 >). In other words, “compound names (boiling point (° C.), SP value (MPa 1/2 ))” are shown below. Two or more of these organic liquid substances may be used in combination.
  • n-hexane (69 ° C., 15.1), cyclohexane (81 ° C., 16.8), n-heptane (98 ° C., 15.1), n-octane (125 ° C., 15.6), isooctane (117 ° C.) 14.1), benzene (80 ° C., 18.8), toluene (111 ° C., 18.2), o-xylene (144 ° C., 18.5), m-xylene (139 ° C., 18.0), p-xylene (138 ° C, 18.0), styrene (145 ° C, 19.0), ethylbenzene (136 ° C, 18.0), methyl isoamyl ketone (145 ° C, 17.2), methyl isobutyl ketone (145 ° C) 17.2), ethyl acetate (76.5-77.5 ° C., 18.6),
  • the sealing material composition of the present invention may further contain other components such as a dispersant, a leveling agent, an antiaging agent, an ultraviolet absorber, and an adhesion improver. These are not particularly limited as long as they do not deteriorate the performance of the insulating gasket, do not react with the electrolytic solution, and do not dissolve in the electrolytic solution.
  • the dispersant examples include anionic compounds, cationic compounds, nonionic compounds, and polymer compounds.
  • the dispersant is selected according to the diene rubber and thermoplastic elastomer used.
  • the content of the dispersant in the sealing material composition is preferably 0.01 to 10% by mass. Since the amount of the dispersant is within the above range, the sealing material slurry is excellent in stability and can be applied uniformly, so that a thin sealing layer can be formed and liquid leakage is effectively prevented. be able to.
  • leveling agent examples include surfactants such as alkyl surfactants, silicone surfactants, fluorine surfactants, and metal surfactants. By mixing the surfactant, it is possible to prevent repelling that occurs during coating and to improve the smoothness of the seal portion.
  • the content of the leveling agent in the sealing material composition is preferably 0.01 to 10% by mass. When the amount of the leveling agent is within the above range, it is possible to form a sealing layer with excellent productivity and uniformity at the time of sealing, and to prevent liquid leakage effectively.
  • Antiaging agents include phenolic stabilizers, phosphorus stabilizers and hindered amine stabilizers.
  • the content of the anti-aging agent in the sealing material composition is preferably 0.01 to 10% by mass.
  • the amount of the anti-aging agent is in the above range, it is possible to prevent aging such as cracking, discoloration, curing, and softening due to the action of oxygen, sunlight, heat, bending action, ozone, etc., and to prolong the life.
  • UV absorbers examples include benzotriazole UV absorbers, benzoate UV absorbers, benzophenone UV absorbers, acrylate UV absorbers, metal complex UV absorbers, organic substances such as salicylic acid esters, or particulate oxidation. Inorganic materials such as zinc, cerium oxide, and titanium oxide can be used.
  • the content of the ultraviolet absorber in the sealing material composition is preferably 0.01 to 10% by mass. When the ultraviolet absorber is in the above range, deterioration due to ultraviolet rays can be prevented.
  • the adhesion improver is not particularly limited, but an imidazole compound is preferable.
  • the imidazole compound include alkyl group-containing imidazole compounds, benzene-containing imidazole compounds, cyano group-containing imidazole compounds, trimellitate-containing imidazole compounds, triazine-containing imidazole compounds, isocyanuric acid-containing imidazole compounds, and hydroxyl group-containing imidazole compounds.
  • alkyl group-containing imidazole compound examples include 2-methylimidazole, 2-undecylimidazole, 2-heptadecylimidazole, 1,2-dimethylimidazole, and 2-ethyl-4-methylimidazole.
  • Examples of the benzene-containing imidazole compound include 2-phenylimidazole, 2-phenyl-4-methylimidazole, 1-benzyl-2-methylimidazole, and 1-benzyl-2-phenylimidazole.
  • cyano group-containing imidazole compounds include 1-cyanoethyl-2-methylimidazole, 1-cyanoethyl-2-undecylimidazole, 1-cyanoethyl-2-ethyl-4-methylimidazole, and 1-cyanoethyl-2-phenylimidazole. It is done.
  • trimellitate-containing imidazole compounds examples include 1-cyanoethyl-2-undecylimidazolium trimellitate and 1-cyanoethyl-2-phenylimidazolium trimellitate.
  • triazine-containing imidazole compound examples include 2,4-diamino-6- [2'-methylimidazolyl- (1 ')]-ethyl-s-triazine isocyanuric acid adduct and 2-phenylimidazole isocyanuric acid adduct.
  • hydroxyl group-containing imidazole compound examples include 2-phenyl-4,5-dihydroxymethylimidazole and 2-phenyl-4-methyl-5-hydroxymethylimidazole.
  • an alkyl group-containing imidazole compound and a benzene-containing imidazole compound are preferable from the viewpoint of solubility in an organic liquid medium used for a sealing material, and among these, a melting point is 50 ° C. or less.
  • a melting point is 50 ° C. or less.
  • -Dimethylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, 1-benzyl-2-methylimidazole, 1-benzyl-2-phenylimidazole, or 1-cyanoethyl-2-undecylimidazole is more preferred, and diene rubber or heat Considering compatibility with the plastic elastomer, 1,2-dimethylimidazole is particularly preferable.
  • One imidazole compound may be used alone, or two or more thereof may be used.
  • the content ratio of the imidazole compound in the sealing material composition of the present invention is preferably 0.5 to 20 parts by mass, more preferably 1 to 10 parts by mass with respect to a total of 100 parts by mass of the diene rubber and the thermoplastic elastomer. Part.
  • the content ratio of the imidazole compound is within the above range, the adhesion between the insulating gasket and the metal container attached to the opening of the metal container containing the power generation element and between the insulating gasket and the sealing body is further improved. To do.
  • the thixotropy of the sealing material composition can be controlled by mixing nanoparticles such as fumed silica and fumed alumina, and the leveling property of the resulting sealing layer can be improved.
  • the content ratio of the nanoparticles in the sealing material composition is preferably 0.01 to 10% by mass.
  • the total solid content concentration including other additives in the sealing material composition of the present invention is 0.1% by mass to 50% by mass in the total amount of the composition, preferably 0.5% by mass to 40% by mass, More preferably, it is 1% by mass to 30% by mass.
  • the total amount of the diene rubber and the thermoplastic elastomer in the sealing material composition of the present invention is 0.1% by mass to 50% by mass, preferably 0.5% by mass to 40% by mass, based on the total amount of the composition.
  • the amount is preferably 1% by mass to 30% by mass.
  • the coarse particles in the sealing material composition of the present invention are primary particles having a maximum diameter of 10 ⁇ m or more, which is observed using a particle gauge for measurement of 0 to 25 ⁇ m with respect to 3 mL of the sufficiently stirred sealing material composition, or Secondary particles.
  • “sufficient agitation” means that the sealing material composition that is agitated at a constant rate is agitated until the time when the number of coarse particles is measured at a certain time and there is no significant change and converges to a constant value. Means to do.
  • the number of coarse particles contained in 3 mL of the sealing material composition of the present invention is 10 or less, preferably 7 or less, and more preferably 3 or less.
  • the sealing material composition for a secondary battery of the present invention kneads carbon and a diene rubber and / or a thermoplastic elastomer to prepare a master batch, and separately contains the diene rubber and / or the thermoplastic elastomer.
  • An organic liquid substance solution is prepared, and the master batch is obtained by dissolving or dispersing the master batch in the organic liquid substance solution together with a residual amount of a diene rubber and / or a thermoplastic elastomer as necessary.
  • the master batch of carbon and diene rubber and / or thermoplastic elastomer is obtained by dispersing the carbon in diene rubber and / or the thermoplastic elastomer.
  • the organic liquid substance solution of diene rubber and / or thermoplastic elastomer is obtained by dissolving the diene rubber and / or thermoplastic elastomer in the organic liquid substance using a mixer or the like.
  • a masterbatch of the carbon and the diene rubber and / or the thermoplastic elastomer is pre-kneaded and then dissolved or dispersed in an organic liquid substance solution, whereby a strong force is exerted on the carbon contained in the sealing material composition.
  • the carbon can be highly dispersed, and the number of coarse particles in the sealing material composition can be reduced.
  • the kneading method for obtaining the master batch in the present invention is not particularly limited, and examples thereof include a method using a mixing apparatus such as a stirring type, a shaking type, and a rotary type.
  • a method using a dispersion kneading apparatus such as a homogenizer, a ball mill, a bead mill, a planetary mixer, a sand mill, a roll mill, a biaxial roll, a Banbury mixer, an anisotropic biaxial kneader, and a planetary kneader can be mentioned. From the viewpoint that the particles can be crushed, a method using a biaxial roll, a Banbury mixer, or an anisotropic biaxial kneader is preferred.
  • the kneading temperature in the step of obtaining the master batch is not particularly limited, but is preferably 100 ° C. to 200 ° C., more preferably 120 ° C. to 190 ° C., and particularly preferably 140 ° C. to 180 ° C.
  • the temperature at the time of kneading within the above range, the viscosity of the diene rubber or thermoplastic elastomer is lowered, and the viscosity becomes suitable for kneading carbon.
  • the kneading temperature is too low, the viscosity of the diene rubber or thermoplastic elastomer does not decrease, carbon dispersion becomes insufficient, and too much torque is applied, so the main chain of the diene rubber or thermoplastic elastomer Disconnection may occur. On the contrary, when the temperature at the time of kneading is too high, there is a risk that oxidation of the diene rubber or thermoplastic elastomer may occur.
  • the kneading time in the step of obtaining the master batch is not particularly limited, but is preferably 5 minutes or longer and 30 minutes or shorter, and more preferably 10 minutes or longer and 25 minutes or shorter.
  • the carbon can be sufficiently dispersed. If the kneading time is too long, the carbon may reagglomerate and the number of coarse particles may increase.
  • the energy consumption during kneading is preferably 500 to 30,000 MJ / m 3 , more preferably 1,000 to 10,000 MJ / m 3 , and particularly preferably 2,000 to 3,000. 8,000 MJ / m 3 .
  • the energy consumption means the specific energy required for kneading per unit volume, which is calculated by dividing the amount of power consumption of the mixing apparatus used for kneading by the amount of kneaded material.
  • the method for mixing the diene rubber and / or the thermoplastic elastomer and the organic liquid substance is not particularly limited, and examples thereof include a method using a mixing apparatus such as a stirring type, a shaking type, and a rotary type.
  • the solid content concentration of the organic liquid substance solution is not particularly limited, but is preferably 1 to 10% by mass, more preferably 3 to 7% by mass.
  • the sealing material composition for secondary batteries of this invention is obtained by melt
  • the method of dissolution or dispersion is not particularly limited, and examples thereof include a method in which an organic liquid substance solution is added to a master batch and mixed using a mixing apparatus such as a stirring type, a shaking type, and a rotary type. Further, when mixing the masterbatch and the organic liquid material solution, the residual amount of diene rubber and / or thermoplastic as necessary so that the obtained secondary battery sealing composition has the above-mentioned predetermined concentration.
  • An elastomer may be added, and the carbon, additives, and organic liquid substances described above may be added.
  • the secondary battery according to the present invention is not particularly limited, but is suitable for an alkaline secondary battery and a lithium secondary battery.
  • FIG. 1 a schematic configuration diagram of an alkaline secondary battery according to a preferred embodiment of the present invention is an insulating gasket attached to a sealing body 5 that closes an opening of a metal container 4 containing a power generation element. 6 and the metal container 4 and / or between the insulating gasket 6 and the sealing body 5 have a sealing layer made of the secondary battery sealing material composition 7 of the present invention.
  • 1 is a negative electrode plate
  • 2 is a separator
  • 3 is a positive electrode plate.
  • the electrolyte solution should just be a battery of alkaline aqueous solution, and the raw material of the metal container, a power generation element, and an insulation gasket may be generally used.
  • the power generation element of the alkaline secondary battery includes: a positive electrode plate 3 in which a paste mainly composed of nickel oxide is applied to a substrate and dried; and a negative electrode plate 1 in which a paste mainly composed of cadmium or hydrogen storage alloy powder is applied to a substrate and dried.
  • produces by the chemical reaction which interposes the separator 2 which is a nonwoven fabric which consists of polyethylene, a polypropylene, etc. between them and winds in a spiral shape is shown.
  • Lithium secondary battery The schematic configuration of a lithium secondary battery which is another preferred embodiment of the present invention is the same as that of the alkaline secondary battery, and as shown in FIG. 1, the opening of the metal container 4 containing the power generation element is provided.
  • a sealing layer made of the sealing material composition 7 for a secondary battery of the present invention is provided between the insulating gasket 6 and the metal container 4 mounted on the sealing body 5 to be closed and / or between the insulating gasket 6 and the sealing body 5.
  • 1 is a negative electrode plate
  • 2 is a separator
  • 3 is a positive electrode plate.
  • the supporting electrolyte contained in the electrolytic solution for example, a compound that is easily hydrolyzed by reacting with water, such as a lithium-based compound such as LiPF 6 , LiBF 4 , and LiClO 4 is used.
  • a lithium-based compound such as LiPF 6 , LiBF 4 , and LiClO 4
  • the organic electrolyte solvent for example, a flammable organic compound such as propylene carbonate, ethylene carbonate, or diethyl carbonate is used.
  • the material of the metal container, the power generation element, and the insulating gasket may be those generally used.
  • the power generation element of the lithium secondary battery includes a positive electrode plate 3 obtained by applying and drying a paste containing a positive electrode active material such as lithium cobalt oxide and lithium manganate on a substrate, and a paste containing a negative electrode active material such as graphite applied and dried on the substrate.
  • produces by the chemical reaction formed by interposing the separator 2 which is the nonwoven fabric which consists of polyethylene, a polypropylene, etc. between the negative electrode plate 1 wound in the shape of a spiral is shown.
  • the metal container 4 is a metal outer can for storing the power generation element, and is usually a negative electrode metal container joined to the negative electrode in the power generation element, but is not limited thereto.
  • the shape may be any of buttons, coins, sheets, cylinders, corners, and the like.
  • the insulating gasket 6 is a material that retains insulation between the metal container 4 and the sealing body 5 and is not particularly limited as long as it can prevent leakage of the electrolytic solution. PP, EPDM, PFA, PTFE, nylon 66 and the like can be mentioned.
  • the sealing body 5 is a metal material that covers a power generation element and an electrolytic solution in a negative electrode metal can and then covers the opened portion, and is usually bonded to the positive electrode in the power generation element.
  • the sealing material composition of the present invention is used as a sealing material for a secondary battery is not particularly limited.
  • the sealing material layer may be formed by the following procedure.
  • a sealing material layer is formed on the surface of the insulating gasket 6 by applying and drying the sealing material composition 7 using a quantitative dispenser.
  • a power generation element formed by winding the positive electrode plate 3 and the negative electrode plate 1 through the separator 2 in a metal container is pressure-inserted.
  • a bead is formed in the vicinity of the opening of the container to fix the sealing portion.
  • the sealing material composition is applied to a portion of the bead portion that comes into contact with the insulating gasket and dried using a quantitative dispenser to form a sealing material layer.
  • an electrolytic solution is injected, and a sealing lid is fitted into the opening of the metal container via an insulating gasket having a sealing material layer formed on the surface, and a secondary battery is manufactured by sealing.
  • a power generation element of an alkaline secondary battery obtained by winding a positive electrode plate and a negative electrode plate through a separator in an AA size metal container was press-inserted.
  • a bead portion was formed in the vicinity of the opening of the container for fixing the sealing portion.
  • the sealing material composition was applied and dried using a quantitative dispenser so that the thickness of the sealing material composition layer after drying was 13 microns, thereby forming a sealing material composition layer. .
  • FIG. 1 shows a schematic configuration diagram of an alkaline secondary battery.
  • the alkaline secondary battery was aged at 45 ° C. for 24 hours, and then charged for the first time. Twenty batteries that were initially charged were produced. CR test paper that changes from yellow to purple by alkali is attached to 10 batteries, and left in a constant temperature and humidity chamber at a temperature of 95 ° C and a humidity of 90% for 48 hours, and the alkaline electrolyte leaks. The presence or absence of a battery with discolored test paper was examined (high temperature and high humidity test). For the remaining 10 batteries, the direction of the battery was kept constant from a height of 2.5 m, dropped 10 times, then each battery was washed thoroughly with 50 mL of water, and the CR test paper was added to the water after washing.
  • Example 1 Polybutadiene rubber polymerization
  • To a 10 liter autoclave equipped with a stirrer 5,000 g of toluene and 810 g of butadiene were added and sufficiently stirred. Then, 0.27 mol of diethylaluminum chloride and 0.6 mmol of chromium chloride / pyridine complex were added, and the mixture was polymerized while stirring at 60 ° C. for 3 hours. . Thereafter, 100 mL of methanol was added to stop the polymerization. After the polymerization was stopped, after cooling to room temperature, the polymerization solution was taken out. The obtained polymerization solution was steam-coagulated and then vacuum-dried at 60 ° C.
  • butadiene rubber had a weight average molecular weight of 390,000. From the result of 13 C-NMR spectrum, the 1,4-cis isomer content of this polymer was 97%.
  • a master batch was obtained by kneading 308 g of butadiene rubber and 77 g of carbon (trade name “Dia Black I” manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) for 10 minutes at an initial setting temperature of 160 ° C. using a biaxial roll.
  • the energy consumption during the masterbatch kneading was 4,980 MJ / m 3 .
  • the resin temperature during kneading increased with the progress of kneading and was 170 to 180 ° C.
  • a solution (concentration 5%) of 110 g of styrene-isoprene block polymer (trade name “Quintac 3421” manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.), which is a thermoplastic elastomer, in 2,090 g of xylene (hereinafter referred to as “solution”).
  • solution 2,090 g of xylene
  • masterbatch prepared above, styrene-isoprene block polymer solution, 957 g of butadiene rubber and 10,980 g of xylene were added, and the mixture was stirred with a disper for 8 hours.
  • 1,2-dimethylimidazole manufactured by Shikoku Kasei Co., Ltd., hereinafter sometimes referred to as “1,2-DMZ” as an imidazole compound is added to 100 parts of butadiene rubber / styrene-isoprene block polymer.
  • the average number of coarse particles of 10 ⁇ m or more in the obtained sealing material composition was 0.
  • the number of batteries in which the test paper did not change color due to leakage of alkaline electrolyte in a constant temperature and humidity chamber of 95 ° C. and 90% humidity for 48 hours Is 10 out of 10 cells, the direction of the battery is fixed from a height of 2.5 m, and the number of batteries in which the CR test paper did not change color after washing each battery with 50 mL of water is 10 out of 10 It was a piece.
  • Example 2 A sealing material composition (concentration 10%) was obtained in the same manner as in Example 1 except that the master batch kneading time was 30 minutes. The energy consumption during the kneading of the master batch was 12,310 MJ / m 3 . The obtained sealing material composition was evaluated in the same manner as in Example 1. As a result, the average number of coarse particles was 4, and the number of batteries in which the CR test paper was not discolored in the high temperature and high humidity test was 10 out of 10. The number of the batteries in which the CR test paper was not discolored in 10 drop tests was 9 out of 10.
  • Example 3 The sealing material composition was the same as in Example 1 except that cyclohexane was used instead of xylene, the masterbatch kneading method was changed from a biaxial roll to a Banbury mixer, and the set temperature during kneading was changed to 170 ° C. (Concentration 10%) was obtained. The energy consumption during this masterbatch kneading was 4,910 MJ / m 3 . The obtained sealing material composition was evaluated in the same manner as in Example 1. As a result, the average number of coarse particles was 0, and the number of batteries in which the CR test paper was not discolored in the high temperature and high humidity test was 10 out of 10. Nine and the number of batteries in which the CR test paper did not change in the drop test was 8 out of 10.
  • Example 4 The sealing material composition (concentration: 10%) was the same as in Example 1 except that the master batch kneading method was changed from a biaxial roll to a different-direction biaxial kneader and the set temperature during kneading was set to 170 ° C. Got. The energy consumption during the masterbatch kneading was 5,320 MJ / m 3 .
  • the obtained sealing material composition was evaluated in the same manner as in Example 1. As a result, the average number of coarse particles was 2, and the number of batteries in which the CR test paper was not discolored in the high temperature and high humidity test was 10 out of 10. The number of the batteries in which the CR test paper was not discolored in 10 drop tests was 9 out of 10.
  • Example 5 The sealing material composition (concentration of 10) was changed in the same manner as in Example 1 except that the ratio of butadiene rubber to thermoplastic elastomer was changed from 92/8 to 85/15 and the set temperature at the time of kneading the master batch was 150 ° C. %). The energy consumption during the kneading of the master batch was 4,230 MJ / m 3 .
  • the obtained sealing material composition was evaluated in the same manner as in Example 1. As a result, the average number of coarse particles was 1, and the number of batteries in which the CR test paper was not discolored in the high temperature and high humidity test was 10 out of 10. The number of batteries in which the CR test paper was not discolored in 8 drop tests was 7 out of 10.
  • Example 6 Example 5 except that the ratio of butadiene rubber to thermoplastic elastomer was changed from 85/15 to 75/25, the kneading time of the masterbatch was changed from 10 minutes to 3 minutes, and the set temperature was changed to 130 ° C.
  • the sealing material composition (concentration 10%) was obtained by the method described above. The energy consumption during the masterbatch kneading was 610 MJ / m 3 .
  • the obtained sealing material composition was evaluated in the same manner as in Example 1. As a result, the average number of coarse particles was 8, and the number of batteries in which the CR test paper was not discolored in the high temperature and high humidity test was 10 out of 10. The number of batteries in which the CR test paper did not change in the drop test was 6 out of 10.
  • Example 7 A sealing material composition (concentration: 10%) was obtained in the same manner as in Example 6 except that no imidazole compound was added. The energy consumption during the masterbatch kneading was 630 MJ / m 3 . The obtained sealing material composition was evaluated in the same manner as in Example 1. As a result, the average number of coarse particles was 8, and the number of batteries in which the CR test paper was not discolored in the high temperature and high humidity test was 10 out of 10. The number of the batteries in which the CR test paper did not change in the drop test was 5 out of 10.
  • Example 1 A sealing material composition (concentration: 10%) was obtained in the same manner as in Example 1 except that the stirring method was changed from a biaxial roll to a disper, the set temperature was set to 55 ° C., and the raw materials were batch-produced. The energy consumption during this kneading was 490 MJ / m 3 .
  • the obtained sealing material composition was evaluated in the same manner as in Example 1. As a result, the average number of coarse particles was 30, and the number of batteries in which the test paper did not discolor in the high temperature and high humidity test was 1 out of 10. The number of batteries in which the test paper was not discolored in the drop test was 0 out of 10.
  • Comparative Example 2 A sealing material composition (concentration: 10%) was obtained in the same manner as in Comparative Example 1 except that the stirring time was changed from 10 minutes to 60 minutes and the set temperature was changed to 60 ° C. The energy consumption during this kneading was 470 MJ / m 3 .
  • the obtained sealing material composition was evaluated in the same manner as in Example 1. As a result, the average number of coarse particles was 15, and the number of batteries in which the test paper was not discolored in the high temperature and high humidity test was 2 out of 10. The number of batteries in which the test paper did not change color in the drop test was 2 out of 10.
  • a power generation element of a lithium secondary battery obtained by winding a positive electrode plate and a negative electrode plate through a separator in an AA size metal container was press-inserted.
  • a bead portion was formed in the vicinity of the opening of the container for fixing the sealing portion.
  • the sealing material composition was applied and dried using a quantitative dispenser so that the thickness of the sealing material composition layer after drying was 13 microns, thereby forming a sealing material composition layer. .
  • FIG. 1 shows a schematic configuration diagram of a lithium secondary battery.
  • the lithium secondary battery was aged at 45 ° C. for 24 hours, and then charged for the first time. Twenty batteries that were initially charged were produced. Ten of these batteries were left in a constant temperature and humidity chamber at 60 ° C and 90% humidity for 48 hours, then stored in a glass container and checked for electrolyte leakage using a VOC (Volatile Organic Compounds) tester. (High temperature and high humidity test). In addition, the remaining 10 batteries were fixed 10 minutes from the height of 2.5 m, dropped 10 times, then each battery was thoroughly washed with 50 mL of water, stored in a glass container, and stored in a VOC tester. The presence or absence of leakage of the electrolyte was confirmed (drop test).
  • VOC Volatile Organic Compounds
  • Example 8 A lithium secondary battery was produced using the sealant composition obtained in Example 1. When a high-temperature and high-humidity test was conducted on a lithium secondary battery using this sealing material composition, the number of batteries in which the electrolyte did not leak was 10 out of 10, and the electrolyte leaked in the drop test. The number of missing batteries was 10 out of 10.
  • Example 9 A lithium secondary battery was produced in the same manner as in Example 8, except that the sealant composition obtained in Example 7 was used. When a high-temperature and high-humidity test was performed on a lithium secondary battery using this sealing material composition, the number of batteries in which the electrolyte did not leak was 6 out of 10, and the electrolyte leaked in the drop test. The number of missing batteries was 6 out of 10.
  • Comparative Example 3 A lithium secondary battery was produced in the same manner as in Example 8, except that the sealant composition obtained in Comparative Example 1 was used.
  • the sealant composition obtained in Comparative Example 1 was used.
  • the number of batteries in which the electrolyte did not leak was 2 out of 10, and the electrolyte leaked in the drop test.
  • the number of missing batteries was 1 in 10.

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Abstract

　【課題】　シール部の密着性に優れ、電解液の漏出がなく、安全な密閉層を形成しうる二次電池用シール材組成物を提供すること。　【解決手段】　本発明に係る二次電池用シール材組成物は、ジエン系ゴム、熱可塑性エラストマー、カーボン及び有機液状物質を含んでなり、かつ該組成物３ｍＬ中に含まれる最大径１０μｍ以上である粗大粒子の数が１０個以下であることを特徴としている。　

Description

二次電池用シール材組成物、その製造方法およびそれを用いた二次電池
　本発明は、ニッケル水素二次電池やニッケルカドミウム二次電池（以下、「アルカリ二次電池」とよぶことがある。）及びリチウム二次電池に用いられる高温時の密閉性に特に優れた二次電池用シール材組成物、その製造方法およびそれを用いた二次電池に関するものである。
　従来、アルカリ二次電池は、酸化ニッケルを主とするペーストを基板に塗布乾燥した正極板と、カドミウム又は水素吸蔵合金粉を主とするペーストを基板に塗布乾燥した負極板とを、ポリエチレン、ポリプロピレンなどからなる不織布であるセパレータを間に介在させ、渦巻状に捲回して発電要素としている。
　また、リチウム二次電池では、リチウムイオンを可逆的に吸蔵／放出可能な活物質層を有する正極板および負極板との間にセパレータを間に介在させ、渦巻状に捲回して発電要素としている。
　この発電要素を、開口部を拡口した円筒形又は角形の金属容器に圧挿入し、高濃度で粘度の高い電解液を注液し、絶縁ガスケットを介して封口蓋等の封口体で封口し、金属容器の開口部を縮径しさらに開口端を内方へ折曲して、電池を密閉している。絶縁ガスケットと金属容器の開口部の内面との間には、封口をより完全にするためシール材組成物を塗布介在させて密閉層を形成している。
　しかしながら、通常用いられている金属容器の開口部の内側の表面には、絞り加工の時に形成された縦方向の細かい凹凸があり、粘着性のシール材組成物が充分に凹凸の谷底まで埋めることができていないことがあるので、電池内部に注液された電解液が電気毛管現象により這い上り電池外部へ漏液することがある。このため電池性能を損なうのみならず、使用機器までアルカリ電解液により損傷させてしまうといった問題がある。また、リチウム二次電池では、電解液の溶媒として有機溶媒が使用されており、電池内に水分が浸入することで、サイクル特性が大幅に劣化することが知られている。
　アルカリ二次電池およびリチウム二次電池は近年車載用に多用されており、その使用範囲の拡大に伴い、非常に過酷な環境下においても、従来以上に高い安全性が要求されて来ている。例えば万一二次電池が異常に高温となったり、電池内部が高圧になったりした場合においても、電解液の漏液による機器の損傷が全くないことが強く望まれている。こうした性能を得るため、各種の方法が検討されているが、シール材組成物についても、従来のものではまだ充分でなく、高温でのシール材そのものの安定性や電解液や金属容器材料への安定性、及び電解液の漏液防止性について、より高いレベルが要求されつつある。
　このような要求を満足させるために、特殊なシール材の使用、クリンプ型の改良、封口圧の強化、絶縁ガスケット材質の改良等が試みられている。例えばシール材としてはピッチ、タール、アスファルト；ポリスルフォン化エチレンにタールやアスファルトなどを混合したもの；ＲＳＨ（Ｒはアルキル基）で表わされるメルカプタン；ポリフッ化ビニリデン；カルシウム、リチウムおよびバリウムからなる群から選択された一種以上の金属を含有する金属石ケンを含むグリスをアスファルトに添加した組成物：ポリブタジエンをベースとしたウレタン液状ゴムに硬化剤を混合したもの：更には溶剤に溶解もしくは分散せしめたポリアミド樹脂等を生乾燥状態としたもの等によって電解液の漏液の防止等が図られている。
　さらに、例えば、特許文献１には、ポリメチレンタイプの飽和主鎖を持つゴムおよびジエン系ゴムより選ばれる１種または２種以上のゴムを主成分とするシール材で封口部を密封することによって水分の浸入や電解液の漏液のない安全性に優れたアルカリ二次電池が得られると記載されている。
　特許文献２には、２以上のガラス転移温度を有することによって特徴づけられるブロック共重合体から構成される熱可塑性エラストマーが記載されているが、特許文献２のシール材組成物では高温領域においてのシール性が不十分である。
　特許文献３ではポリブタジエンをベースとしたウレタン液状ゴムに、あらかじめ適当量の硬化剤を混合したエラストマーでシールする方法が記載されているが、特許文献３のシール材組成物では低温領域でのシール性が不十分である為、さらなる改善が必要となってきている。
　特許文献４には、ポリメチレンタイプの飽和主鎖を持つゴムを主成分とする電池用シール材を用いることで、シール性が向上し安全性の極めて高い二次電池が得られる旨が記載されている。
　特許文献５には、重量平均分子量が１００００～１５０００００のジエン系ゴムを主成分とする電池用シール材を用いることで、高温時の密閉性が向上し、幅広い環境で使用可能な二次電池が得られる旨が記載されている。
特開平１１－４０１１８号公報 特表平８－５０７８９８号公報（対応米国公報：米国特許第５３３２６３３号明細書） 特開昭６４－０７１０５７号公報 特開平１０－３２１２００号公報 特開平１０－５５７８９号公報
　本発明は、上記のような従来技術に鑑みてなされたものであって、シール部の密着性に優れ、電解液の漏出がなく、安全な密閉層を形成しうる電池用シール材組成物を提供することを目的とする。
　本発明者らは、シール部の密着性に優れ、電解液の漏出防止性に優れたシール材組成物について鋭意検討した結果、シール材組成物中の粗大粒子数を減少させることによりシール部の隙間を低減でき、電解液の漏出径路を密閉させることによって上記目的が達成できることを見出し、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。
　上記課題を解決する本発明は、下記事項を要旨として含む。
（１）ジエン系ゴム、熱可塑性エラストマー、カーボン及び有機液状物質を含んでなる組成物であって、かつ該組成物３ｍＬ中に含まれる最大径が１０μｍ以上である粗大粒子の数が１０個以下であることを特徴とする二次電池用シール材組成物。
（２）前記ジエン系ゴムがブタジエンゴムであることを特徴とする（１）記載の二次電池用シール材組成物。
（３）前記ブタジエンゴムが１，４－シス含有量９０％以上のブタジエンゴムであることを特徴とする（２）に記載の二次電池用シール材組成物。
（４）前記ジエン系ゴムと熱可塑性エラストマーとの重量比率（ジエン系ゴム／熱可塑性エラストマー）が６０／４０～９９／１であることを特徴とする（１）～（３）のいずれかに記載の二次電池用シール材組成物。
（５）前記有機液状物質が、常圧で５０～１７０℃の沸点と１４．０～２０．０ＭＰａ１／２のＳＰ値とを有する有機液状物質であることを特徴とする（１）～（４）のいずれかに記載の二次電池用シール材組成物。
（６）さらにイミダゾール化合物を含有することを特徴とする（１）～（５）のいずれかに記載の二次電池用シール材組成物。
（７）カーボンと、ジエン系ゴム及び／又は熱可塑性エラストマーとを混練しマスターバッチを得る工程、
　ジエン系ゴム及び／又は熱可塑性エラストマーを含む有機液状物質溶液に、
前記マスターバッチを、必要に応じ残余量のジエン系ゴム及び／又は熱可塑性エラストマーとともに、溶解または分散する工程、を含む（１）に記載の二次電池用シール材組成物の製造方法。
（８）前記マスターバッチを得る工程における混練時の温度が１００℃～２００℃であることを特徴とする（７）に記載の二次電池用シール材組成物の製造方法。
（９）前記マスターバッチを得る工程における混練時の消費エネルギーが５００～３０，０００ＭＪ／ｍ３であることを特徴とする（７）に記載の二次電池用シール材組成物の製造方法。
（１０）発電要素を収納した金属容器の開口部を塞ぐ封口体に装着された絶縁ガスケットと前記金属容器との間、および／または前記絶縁ガスケットと前記封口体との間に（１）～（６）のいずれかに記載の二次電池用シール材組成物からなる密閉層を有することを特徴とする二次電池。
　本発明のシール材組成物は、従来のシール材組成物よりも、粗大粒子数が少なく、密閉性に優れるため、かかるシール材組成物によれば安全性の高い電池が得られる。
二次電池の概略構成図である。
　本発明の二次電池用シール材組成物は、ジエン系ゴム、熱可塑性エラストマー、カーボン及び有機液状物質を含んでなり、かつ該組成物３ｍＬ中に含まれる最大径が１０μｍ以上である粗大粒子の数が１０個以下であることを特徴とする。
　まず、本発明で使用するジエン系ゴム、熱可塑性エラストマー、カーボン及び有機液状物質について説明する。
（ジエン系ゴム）
　本発明で用いるジエン系ゴムとは、ジエン系単量体単位を５０質量％以上含有する重合体であり、ジエン系単量体の単独重合体若しくは共重合体又はジエン系単量体とこれと共重合可能な他の単量体とのランダム共重合体である。ジエン系単量体は、特に限定されず、その具体例としては、ブタジエン、クロロプレンまたはイソプレンが挙げられる。本発明で用いるジエン系ゴムは、後述する熱可塑性エラストマーとは異なり、高温では流動性を示さないものである。
　ジエン系単量体と共重合可能な他の単量体としては、エチレン、プロピレン、スチレン、アクリロニトリルなどが挙げられる。共重合体におけるジエン系単量体と共重合可能な他の単量体の比率は５０質量％未満であり、シール材の耐熱性の観点から好ましくは４５質量％以下、より好ましくは４０質量％以下である。
　また、共重合体はランダム構造、分岐型構造など様々な構造をとりうる。また、これらの複数のジエン系ゴムの混合物であってもよい。
　これらの中でも電解液への耐溶解性の理由から、ポリブタジエン、ポリイソプレンが好ましく、特にポリブタジエンが好ましい。ジエン系ゴムとして、ブタジエンゴムを用いることにより、シール材の柔軟性が向上し、密閉性の高いシール材組成物が得られる。
（１，４－シス含有量）
　ポリブタジエンとしては、特に１，４－シス含有量が９０％以上のポリブタジエンが好ましく用いられる。１，４－シス含有量は、１Ｈ－ＮＭＲ分析により１，４－結合単位（５．４－５．６ｐｐｍ）と１，２－結合単位（５．０－５．１ｐｐｍ）の比を求め、１３Ｃ－ＮＭＲ分析からシス結合（２８ｐｐｍ）とトランス結合（３８ｐｐｍ）の比を求めることによって決定することができる。ポリブタジエンゴム中のジエン構造部分における１，４－シス含有量は、より好ましくは９３％以上、更に好ましくは９５％以上である。シス体含量が高い方が密閉性の良いシール材組成物が得られる。
（分子量）
　本発明で使用するジエン系ゴムの重量平均分子量は、トルエンを溶媒とするゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）で測定されるポリスチレン換算の重量平均分子量（Ｍｗ）で、通常１０，０００～１，５００，０００、好ましくは２０，０００～８００，０００、より好ましくは５０，０００～７００，０００である。重量平均分子量が１，５００，０００を超えると、ジエン系ゴムを有機溶媒に溶解させ、シール材組成物としたとき、粘度が高くなりすぎて、絶縁ガスケットに塗布する際のシール材層の厚さの制御が困難となる。逆に重量平均分子量が１０，０００未満になると、シール材としての強度が弱く、絶縁ガスケットを装着する際、シール材層に亀裂が入り、シール効果が悪くなるおそれがある。
（熱可塑性エラストマー）
　本発明における熱可塑性エラストマーは、使用温度では加硫ゴムと同様の性質を持つが、高温ではポリプロピレンなどの熱可塑性樹脂と同様に流動性を示し、溶融成形または再成形することができるものであり、上述のジエン系ゴムとは異なるものである。
　具体例としては、芳香族ビニル系モノマーと共役ジエン系モノマーのブロックポリマーまたはブロックポリマーの混合物、その水素添加物などのスチレン系熱可塑性エラストマーが挙げられる。
　これらの中でも、熱可塑性エラストマーとしては、スチレン系熱可塑性エラストマー（芳香族ビニル系モノマーと共役ジエン系モノマーとの共重合体、およびその水素添加物）は、カーボンの分散性が良いので好ましい。芳香族ビニル系モノマーと共役ジエン系モノマーとの共重合体はブロック共重合体が良い。ブロック共重合体は、直鎖状ブロック共重合体でも放射状ブロック共重合体でもよい。具体的には、例えば芳香族ビニル系モノマーと共役ジエン系モノマーとの共重合体としては、スチレン－ブタジエンブロック共重合体、スチレン－イソプレンブロックポリマー等のジブロック型ブロックポリマー；スチレン－ブタジエン－スチレンブロックポリマー、スチレン－イソプレン－スチレンブロックポリマー、スチレン－ブタジエン－イソプレンブロックポリマー等のトリブロック型ブロックポリマー；スチレン－ブタジエン－スチレン－ブタジエンブロックポリマー、スチレン－イソプレン－スチレン－イソプレンブロックポリマー、スチレン－ブタジエン－イソプレン－スチレンブロックポリマー、スチレン－ブタジエン－スチレン－イソプレンブロックポリマーなどのようなマルチブロック型スチレン含有ブロックポリマーおよびこれらの水素添加物または部分水素添加物などが挙げられる。これらのポリマーは単独で用いても、混合比を目的に応じ適宜設定して２種類以上を混合して用いてもよい。これらの中でも１００℃～２００℃の範囲でジエン系ゴムと均一に混練可能で、また有機液状物質に溶解するものが好ましい。
（ジエン系ゴム／熱可塑性エラストマー比率）
　本発明において、前記ジエン系ゴムと熱可塑性エラストマーとの重量比率は、ジエン系ゴム／熱可塑性エラストマー＝６０／４０～９９／１であることが好ましい。
　ジエン系ゴムと熱可塑性エラストマーとの重量比率（ジエン系ゴム／熱可塑性エラストマー）は、好ましくは７０／３０～９７／３、より好ましくは８０／２０～９５／５である。ジエン系ゴムと熱可塑性エラストマーとの重量比率を上記範囲にすることにより、高温での密閉性が良好なシール材を得ることができる。
（カーボン）
　本発明におけるカーボンとは、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）によって測定した一次粒子径が１μｍ以下である炭素からなる粒子をいう。具体例としては、アセチレンブラック、カーボンブラック、チャンネルブラック、黒鉛などの炭素粉末が挙げられる。
　なかでもカーボンブラック、特にファーネスブラック、チャンネルブラック等の一次粒子径が０．１μｍ以下であるカーボンブラックが好ましい。カーボンを添加する場合、組成物中で十分均一に溶解または分散させる必要がある。カーボンの添加量は、ジエン系ゴム１００質量部に対して通常０．０１質量部～２０質量部、好ましくは０．０１質量部～５質量部、より好ましくは０．０２質量部～３質量部である。カーボンの添加量を上記範囲にすることにより、柔軟性を有し、ひび割れの発生の少ない密閉層を得ることができる。
（有機液状物質）
　本発明における有機液状物質とは、常温（２５℃）、常圧下で液状状態にある有機化合物であり、例えば炭化水素化合物、含窒素系有機化合物、含酸素系有機化合物、含塩素系有機化合物、含硫黄系有機化合物などである。
　本発明において、前記有機液状物質が、常圧で５０～１７０℃の沸点と１４．０～２０．０ＭＰａ１／２のＳＰ値（溶解度パラメータ）とを有する有機液状物質であることが好ましい。
　本発明のシール材組成物を構成する有機液状物質の常圧での沸点は、好ましくは６０～１６０℃、より好ましくは７０～１５０℃のものである。沸点が低すぎると揮発性が高すぎて操作性が低下するおそれがあり、逆に沸点が高すぎると塗布後の乾燥に時間がかかり生産性に劣る。
　本発明のシール材組成物を構成する有機液状物質のＳＰ値は、ジエン系ゴム、熱可塑性エラストマーを溶解するものが塗布性などの点から好ましく、具体的には１４．０～２０．０ＭＰａ１／２のものが好ましく、１５．０～１９．０ＭＰａ１／２のものがより好ましい。
　有機液状物質の具体例を以下に挙げる。化合物名の後ろに記載された括弧内に記載した前の数字は常圧での沸点（℃）であり、小数点以下は四捨五入又は切り捨てされた値である。沸点に幅がある場合は下限が７０℃以上であることを確認して上限を記載した。また、括弧内に記載した後の数字はＳＰ値（ＭＰａ１／２）である。すなわち、下記では、「化合物名（沸点（℃）、ＳＰ値（ＭＰａ１／２））を示した。これらの有機液状物質は２種類以上混合して用いても良い。
　ｎ－ヘキサン（６９℃、１５．１）、シクロヘキサン（８１℃、１６．８）、ｎ－ヘプタン（９８℃、１５．１）、ｎ－オクタン（１２５℃、１５．６）、イソオクタン（１１７℃、１４．１）、ベンゼン（８０℃、１８．８）、トルエン（１１１℃、１８．２）、ｏ－キシレン（１４４℃、１８．５）、ｍ－キシレン（１３９℃、１８．０）、ｐ－キシレン（１３８℃、１８．０）、スチレン（１４５℃、１９．０）、エチルベンゼン（１３６℃、１８．０）、メチルイソアミルケトン（１４５℃、１７．２）、メチルイソブチルケトン（１４５℃、１７．２）、酢酸エチル（７６．５～７７．５℃、１８．６）、ｎ－酢酸ブチル（１２４～１２６℃、１８．０）などが挙げられる。
（その他の添加剤）
　さらに本発明のシール材組成物には上記成分のほかに、さらに分散剤、レベリング剤、老化防止剤、紫外線吸収剤、密着性向上剤等、その他の成分が含まれていてもよい。これらは絶縁ガスケットの性能を劣化させず、電解液と反応せず、また電解液に溶解しないものであれば特に限られない。
　分散剤としてはアニオン性化合物、カチオン性化合物、非イオン性化合物及び高分子化合物が例示される。分散剤は用いるジエン系ゴムや熱可塑性エラストマーに応じて選択される。シール材組成物中の分散剤の含有割合は、好ましくは０．０１～１０質量％である。分散剤量が上記範囲であることによりシール材スラリーの安定性に優れ、均一に塗工することができるため、厚みの薄い密閉層を形成することができ、かつ液漏れを効果的に防止することができる。
　レベリング剤としてはアルキル系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤及び金属系界面活性剤などの界面活性剤が挙げられる。前記界面活性剤を混合することにより、塗工時に発生するはじきを防止し、シール部の平滑性を向上させることができる。シール材組成物中のレベリング剤の含有割合は、好ましくは０．０１～１０質量％である。レベリング剤量が上記範囲であることによりシール時の生産性、均一性に優れ、厚みの薄い密閉層を形成することができ、かつ液漏れを効果的に防止することができる。
　老化防止剤としては、フェノール系安定剤、リン系安定剤及びヒンダートアミン系安定剤が挙げられる。シール材組成物中の老化防止剤の含有割合は、好ましくは０．０１～１０質量％である。老化防止剤量が上記範囲であることにより、酸素、日光、熱、折り曲げ作用、オゾンなどの作用による、ひび割れ、変色、硬化、軟化といった老化を防ぎ、寿命を著しく長くすることができる。
 紫外線吸収剤としては例えば、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、ベンゾエート系紫外線吸収剤、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤、アクリレート系紫外線吸収剤、金属錯体系紫外線吸収剤、サリチル酸エステル等の有機物、又は微粒子状の酸化亜鉛、酸化セリウム、酸化チタン等の無機物が使用できる。シール材組成物中の紫外線吸収剤の含有割合は、好ましくは０．０１～１０質量％である。紫外線吸収剤が上記範囲であることにより紫外線による劣化を防ぐことができる。
　密着向上剤としては、特に制限されないが、イミダゾ－ル化合物が好ましい。イミダゾール化合物の具体例としては、アルキル基含有イミダゾール化合物、ベンゼン含有イミダゾール化合物、シアノ基含有イミダゾール化合物、トリメリテイト含有イミダゾール化合物、トリアジン含有イミダゾール化合物、イソシアヌル酸含有イミダゾール化合物、水酸基含有イミダゾール化合物などが挙げられる。
　アルキル基含有イミダゾール化合物としては、２－メチルイミダゾール、２－ウンデシルイミダゾール、２－ヘプタデシルイミダゾール、１，２－ジメチルイミダゾール、２－エチル－４－メチルイミダゾールが挙げられる。
　ベンゼン含有イミダゾール化合物としては、２－フェニルイミダゾール、２－フェニル－４－メチルイミダゾール、１－ベンジル－２－メチルイミダゾール、１－ベンジル－２－フェニルイミダゾールが挙げられる。
　シアノ基含有イミダゾール化合物としては、１－シアノエチル－２－メチルイミダゾール、１－シアノエチル－２－ウンデシルイミダゾール、１－シアノエチル－２－エチル－４－メチルイミダゾール、１－シアノエチル－２－フェニルイミダゾールが挙げられる。
　トリメリテイト含有イミダゾール化合物としては、１－シアノエチル－２－ウンデシルイミダゾリウムトリメリテイト、１－シアノエチル－２－フェニルイミダゾリウムトリメリテイトが挙げられる。
　トリアジン含有イミダゾール化合物としては、２，４－ジアミノ－６－〔２’－メチルイミダゾリル－（１’）〕－エチル－ｓ－トリアジンイソシアヌル酸付加物、２－フェニルイミダゾール　イソシアヌル酸付加物が挙げられる。
　水酸基含有イミダゾール化合物としては、２－フェニル－４，５－ジヒドロキシメチルイミダゾール、２－フェニル－４－メチル－５－ヒドロキシメチルイミダゾールが挙げられる。
　その他特殊系として、２，３－ジヒドロ－１Ｈ－ピロロ［１，２－ａ］ベンズイミダゾール、１－ドデシル－２－メチル－３－ベンジルイミダゾリウムクロライドなどが挙げられる。
　これらのイミダゾール化合物の中でも、シール材に用いる有機液状媒体への溶解性の点より、アルキル基含有イミダゾール化合物、ベンゼン含有イミダゾール化合物が好ましく、これらの中でも、融点が５０℃以下である、１，２－ジメチルイミダゾール、２－エチル－４－メチルイミダゾール、１－ベンジル－２－メチルイミダゾール、１－ベンジル－２－フェニルイミダゾール、又は１－シアノエチル－２－ウンデシルイミダゾールが更に好ましく、ジエン系ゴム又は熱可塑性エラストマーとの相溶性も考慮すると、１，２-ジメチルイミダゾールが特に好ましい。イミダゾール化合物は、１種を単独で用いてもよく、これらを２種以上用いてもよい。
　本発明のシール材組成物におけるイミダゾール化合物の含有割合は、ジエン系ゴムと熱可塑性エラストマーの合計１００質量部に対して０．５～２０質量部であることが好ましく、更に好ましくは１～１０質量部である。イミダゾール化合物の含有割合が、前記範囲にあることで、発電要素を収納した金属容器の開口部に装着された絶縁ガスケットと金属容器との間、および絶縁ガスケットと封口体との密着性がより向上する。
　その他には、フュームドシリカやフュームドアルミナなどのナノ微粒子を混合することによりシール材組成物のチキソ性をコントロールすることができ、さらにそれにより得られる密閉層のレベリング性を向上させることができる。シール材組成物中のナノ微粒子の含有割合は、好ましくは０．０１～１０質量％である。ナノ微粒子が上記範囲であることにより、シール材組成物スラリーの安定性、生産性、均一性に優れ、厚みの薄い密閉層を形成することができ、かつ液漏れを効果的に防止することができる。
（シール材組成物）
　本発明のシール材組成物中のその他の添加剤も含めての全固形分濃度は、組成物全量中において０．１質量％～５０質量％、好ましくは０．５質量％～４０質量％、より好ましくは１質量％～３０質量％である。シール剤組成物の固形分濃度を上記範囲にすることにより、密閉層形成時の乾燥時間を短くすることができる。
　本発明のシール材組成物中におけるジエン系ゴムと熱可塑性エラストマーの合計量は、組成物全量中において、０．１質量％～５０質量％、好ましくは０．５質量％～４０質量％、より好ましくは１質量％～３０質量％である。本発明のシール材組成物中におけるジエン系ゴムと熱可塑性エラストマーの合計量を上記範囲にすることにより塗布に適した粘度のシール材組成物を得ることができる。
　本発明のシール材組成物における粗大粒子とは、十分に撹拌した３ｍＬのシール材組成物について０～２５μｍ測定用の粒ゲージを用いて観察される、最大径が１０μｍ以上である一次粒子、もしくは二次粒子である。ここで、「十分に攪拌」とは、一定速度で攪拌しているシール材組成物について一定時間毎に、粗大粒子数を測定した際に、有意な変化がなく一定値に収束する時間まで攪拌を行うことを意味する。本発明のシール材組成物３ｍＬ中に含まれる粗大粒子数は、１０個以下であり、好ましくは７個以下であり、さらに好ましくは３個以下である。組成物中における粗大粒子数を上記範囲にすることにより、金属容器の開口部を塞ぐ封口体に装着された絶縁ガスケットと金属容器との間の密閉性を向上することができ、電解液の漏出径路を減らすことができる。
（二次電池用シール材組成物の製造方法）
　本発明の二次電池用シール材組成物は、カーボンと、ジエン系ゴム及び／又は熱可塑性エラストマーとを混練しマスターバッチを準備し、これとは別にジエン系ゴム及び／又は熱可塑性エラストマーを含む有機液状物質溶液を準備し、前記マスターバッチを、前記有機液状物質溶液に、必要に応じ残余量のジエン系ゴム及び／又は熱可塑性エラストマーとともに、溶解または分散することで得られる。
　カーボンとジエン系ゴム及び／又は熱可塑性エラストマーのマスターバッチとは、ジエン系ゴム及び／又は前記熱可塑性エラストマーに前記カーボンを分散させたものである。
　ジエン系ゴム及び／又は熱可塑性エラストマーの有機液状物質溶液とは、前記ジエン系ゴム及び／又は前記熱可塑性エラストマーを前記有機液状物質にミキサー等を用いて溶解させたものである。
　前記カーボンと、前記ジエン系ゴム及び／又は前記熱可塑性エラストマーとのマスターバッチを、予備混練した後に有機液状物質溶液へ溶解または分散することにより、シール材組成物中に含まれる前記カーボンに強い力を加えることができ、前記カーボンを高分散することが可能となり、シール材組成物中の粗大粒子数を低減することができる。
（マスターバッチ組成）
　マスターバッチにおける前記ジエン系ゴム及び／又は前記熱可塑性エラストマーと前記カーボンとの重量比率は、ジエン系ゴムと熱可塑性エラストマーとの合計／カーボン＝５０／５０～９０／１０が好ましい。上記範囲にすることにより該カーボンを高分散することができる。
（マスターバッチ混練方法）
　本発明におけるマスターバッチを得るための混練法は、特に限定はされないが、例えば、撹拌式、振とう式、および回転式などの混合装置を使用した方法が挙げられる。また、ホモジナイザー、ボールミル、ビーズミル、プラネタリーミキサー、サンドミル、ロールミル、２軸ロール、バンバリーミキサー、異方性２軸混練機および遊星式混練機などの分散混練装置を使用した方法が挙げられ、二次粒子を解砕できるという観点から２軸ロール、バンバリーミキサー、異方性２軸混練機を使用した方法が好ましい。
（混練温度）
　上記のマスターバッチを得る工程における、混練時の温度としては特に限定はされないが、好ましくは１００℃～２００℃、さらに好ましくは１２０℃～１９０℃、特に好ましくは１４０℃～１８０℃である。混練時の温度を上記範囲内とすることで、ジエン系ゴム又は熱可塑性エラストマーの粘度が下がり、カーボンを混練させる為に適した粘度となる。混練時の温度が低すぎる場合には、ジエン系ゴム又は熱可塑性エラストマーの粘度が下がらず、カーボンの分散が不十分になり、またトルクがかかり過ぎる為、ジエン系ゴム又は熱可塑性エラストマーの主鎖切断が起きるおそれがある。逆に、混練時の温度が高すぎる場合には、ジエン系ゴム又は熱可塑性エラストマーの酸化劣化が起こるおそれがある。
（混練時間）
　上記のマスターバッチを得る工程における、これらの混練時間としては特に限定はされないが、好ましくは５分以上３０分以下、さらに好ましくは１０分以上２５分以下である。マスターバッチの混練時間を上記範囲内とすることで、カーボンを十分に分散することが可能である。混練時間が長すぎる場合には、カーボンが再凝集し、粗大粒子数が増加するおそれがある。
（消費エネルギー）
　上記のマスターバッチを得る工程における、混練時における消費エネルギーは、好ましくは５００～３０，０００ＭＪ／ｍ３であり、さらに好ましくは１，０００～１０，００００ＭＪ／ｍ３、特に好ましくは２，０００～８，０００ＭＪ／ｍ３である。上記範囲内とすることで、カーボンを十分に分散でき、ポリマー分子の切断による劣化の抑制が可能である。前記消費エネルギーは、混練に使用する混合装置の消費電力量を混練した材料の量で割ることに算出される、単位容積あたりの混練に要する比エネルギーを意味する。
　なお、マスターバッチの混練に際しては、少量の有機液状物質を用いても良いが、剪断力が低下することがあるため、有機液状物質を使用せずに、マスターバッチを調製することが好ましい。
（ジエン系ゴム及び／又は熱可塑性エラストマーの有機液状物質溶液）
　前記ジエン系ゴム及び／又は前記熱可塑性エラストマーと有機液状物質の混合方法は特に限定はされないが、例えば、撹拌式、振とう式、および回転式などの混合装置を使用した方法が挙げられる。
　有機液状物質溶液の固形分濃度は特に限定はされないが、好ましくは１～１０質量％、さらに好ましくは３～７質量％である。
（マスターバッチと有機液状物質溶液との混合）
　上記マスターバッチを、有機液状物質溶液に、溶解または分散することで、本発明の二次電池用シール材組成物が得られる。溶解または分散の方法は特に限定はされず、たとえばマスターバッチに有機液状物質溶液を加え、撹拌式、振とう式、および回転式などの混合装置などを使用して混合する方法があげられる。また、マスターバッチと有機液状物質溶液との混合の際に、得られる二次電池用シール組成物が、前記した所定濃度となるように、必要に応じ残余量のジエン系ゴム及び／又は熱可塑性エラストマーを追加してもよく、また前述したカーボン、添加剤、有機液状物質を加えても良い。
　本発明に係る二次電池としては、特に制限されないが、アルカリ二次電池やリチウム二次電池に好適である。
（アルカリ二次電池）
　本発明の好適な実施態様であるアルカリ二次電池は、その概略構成図を図１に示したように、発電要素を収納した金属容器４の開口部を塞ぐ封口体５に装着された絶縁ガスケット６と金属容器４との間、および／または絶縁ガスケット６と封口体５との間に本発明の二次電池用シール材組成物７からなる密閉層を有する。なお、図１において、１は負極板、２はセパレータ、３は正極板である。また、電解液はアルカリ性水溶液の電池であればよく、その金属容器の素材、発電要素、絶縁ガスケットは、一般に使用されているものでよい。
　アルカリ二次電池の発電要素とは、酸化ニッケルを主とするペーストを基板に塗布乾燥した正極板３と、カドミウムもしくは水素吸蔵合金粉を主とするペーストを基板に塗布乾燥した負極板１とを、ポリエチレン、ポリプロピレンなどからなる不織布であるセパレータ２を、間に介在させ、渦巻状に捲回してからなる化学反応によって電子が発生する要素を示す。
（リチウム二次電池）
　本発明の他の好適な実施態様であるリチウム二次電池の概略構成は、前記アルカリ二次電池と同様であり、図１に示したように、発電要素を収納した金属容器４の開口部を塞ぐ封口体５に装着された絶縁ガスケット６と金属容器４との間、および／または絶縁ガスケット６と封口体５との間に本発明の二次電池用シール材組成物７からなる密閉層を有する。なお、図１において、１は負極板、２はセパレータ、３は正極板である。また、電解液に含まれる支持電解質としては、例えば、ＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４、ＬｉＣｌＯ４などのリチウム系化合物などのような水と反応して加水分解しやすい化合物が用いられている。また有機電解液溶媒としては、例えば、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ジエチルカーボネート等の可燃性有機化合物が用いられている。その金属容器の素材、発電要素、絶縁ガスケットは、一般に使用されているものでよい。
　リチウム二次電池の発電要素とは、コバルト酸リチウム、マンガン酸リチウムなどの正極活物質を含むペーストを基板に塗布乾燥した正極板３と、グラファイトなどの負極活物質を含むペーストを基板に塗布乾燥した負極板１とを、ポリエチレン、ポリプロピレンなどからなる不織布であるセパレータ２を、間に介在させ、渦巻状に捲回してからなる化学反応によって電子が発生する要素を示す。
　金属容器４とは、発電要素を収納する為の金属製の外装缶であり、通常は発電要素内の負極と接合された負極金属容器であるが、これに限定はされない。形状はボタン、コイン、シート、シリンダー、角などのいずれでも良い。
　絶縁ガスケット６とは、金属容器４と封口体５の間において絶縁性を保持する材料であり、また、電解液の漏出を防ぐことができればよく、特に限定されるものではないが、材質としてはＰＰ，ＥＰＤＭ、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ナイロン６６などが挙げられる。
　封口体５とは、発電要素並びに電解液を負極金属缶内に収納した後、開口した部分に蓋をする金属材料であり、通常は発電要素内の正極と接合されたものを示す。
　金属容器４、絶縁ガスケット６、封口体５、シール材組成物７によって密閉された空間内に、外気とは隔てられた発電要素、電解液が収納され、二次電池が構成される。
　本発明のシール材組成物を二次電池用のシール材に用いる場合は特に限定されるものではないが、例えば、以下の手順でシール材の層を形成すればよい。絶縁ガスケット６表面に、定量ディスペンサーを使用してシール材組成物７の塗布、乾燥を行い、シール材層を形成する。これとは別に金属容器内に正極板３と負極板１を、セパレータ２を介して捲回してなる発電要素を、圧挿入する。この容器の開口部近傍に封口部固定のため、ビードを形成する。このビード部の絶縁ガスケットと接触する部分へ、前記シール材組成物を、定量ディスペンサーを使用して塗布、乾燥を行い、シール材の層を形成する。この後、電解液を注入し、前記の表面にシール材層を形成された絶縁ガスケットを介して、金属容器の開口部に封口蓋板を嵌合し、封口して二次電池を作製する。
　以下に、実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例により何ら限定されるものではない。
　なお、本実施例において、「部」及び「％」は、特に断りのない限り、それぞれ、「質量部」及び「質量％」である。
　各特性は、以下の方法により評価する。
（シール材組成物中の粗大粒子測定方法）
　ＪＩＳ　Ｋ５６００－２－５に基づき、３ｍＬのシール材組成物について２５μｍの粒ゲージを用いて各３回測定し、１０μｍ以上の粗大粒子数の平均を算出した。
（アルカリ二次電池の製造方法）
　ＡＡサイズの金属容器内に正極板と負極板とをセパレータを介して捲回してなるアルカリ二次電池の発電要素を圧挿入した。この容器の開口部近傍に、封口部固定のため、ビード部を形成した。このビード部上へ、前記シール材組成物を、定量ディスペンサーを使用して、乾燥後のシール材組成物層厚が１３ミクロンとなるように塗布、乾燥を行い、シール材組成物層を形成した。この後、７規定のＫＯＨ及び１規定のＬｉＯＨからなる電解液を注入し、ビード部表面に絶縁ガスケットを介して、金属容器に封口体である封口蓋板を嵌合し、封口してアルカリ二次電池とした。アルカリ二次電池の概略構成図を図１に示す。
（アルカリ二次電池における密閉性試験）
　アルカリ二次電池を４５℃で２４時間エージングした後、初充電を行った。初充電が施された電池２０個を作製した。その内１０個の電池に、アルカリによって黄色から紫に変色するＣＲ試験紙を付着し、温度９５℃、湿度９０％の恒温恒湿槽で、４８時間放置し、アルカリ電解液が漏液して試験紙が変色した電池の有無を調べた（高温高湿試験）。また残りの電池１０個は、２．５ｍの高さから電池の方向を一定にし、１０回落下させた後、各々の電池を５０ｍＬの水で充分に水洗し、水洗後の水にＣＲ試験紙をひたして、その変色の有無から、アルカリ電解液の漏液の有無を調べた（落下試験）。これらを密閉性の評価基準とし、以下の基準で評価する。この値が高いほど密着性、密閉性に優れている。
Ａ：全て変色しない
Ｂ：変色しない電池　７個以上１０個未満
Ｃ：変色しない電池　５個以上７個未満
Ｄ：変色しない電池　３個以上５個未満
Ｅ：変色しない電池　１個以上３個未満
Ｆ：全て変色
（実施例１）
（ブタジエンゴムの重合）
　１０リットルの攪拌機付きオートクレーブにトルエン５，０００ｇ及びブタジエン８１０ｇを加え、十分攪拌した後、ジエチルアルミニウムクロライド０．２７ｍｏｌ及び塩化クロム・ピリジン錯体０．６ｍｍｏｌを加え、６０℃で３時間攪拌しながら重合した。その後、メタノール１００ｍＬを加えて重合を停止した。重合停止後、室温まで冷却した後、重合液を取り出した。得られた重合液を水蒸気凝固した後、６０℃で４８時間真空乾燥してブタジエンゴムを７８０ｇ得た。得られたブタジエンゴムの重量平均分子量は３９０，０００であった。また、１３Ｃ－ＮＭＲスペクトルの結果からこのポリマーの１，４－シス体含量は９７％であった。
（シール材組成物の調製）
　ブタジエンゴム３０８ｇとカーボン（三菱化学社製　商品名『ダイアブラックＩ』）７７ｇとを、２軸ロールを用いて装置の初期設定温度１６０℃で１０分間混練し、マスターバッチを得た。このマスターバッチ混練時の消費エネルギーは４，９８０ＭＪ／ｍ３であった。混練中の樹脂温度は、混練の経過にともない上昇し、１７０～１８０℃であった。
　これとは別に熱可塑性エラストマーであるスチレン－イソプレンブロックポリマー（日本ゼオン社製　商品名『Ｑｕｉｎｔａｃ３４２１』）１１０ｇをキシレン２，０９０ｇに溶解させた溶液（濃度５％）（以下、『溶液』という。）を調製した。さらに上記で調整したマスターバッチ、スチレン－イソプレンブロックポリマー溶液、ブタジエンゴム９５７ｇ及びキシレン１０，９８０ｇを加え、ディスパーで８時間攪拌した。上記で得られた溶液に、イミダゾール化合物として１，２-ジメチルイミダゾール（四国化成製、以下「１，２－ＤＭＺ」と記すことがある。）をブタジエンゴム／スチレン－イソプレンブロックポリマー１００部に対して５部になるように添加し、さらにディスパーで１時間攪拌し、ブタジエンゴム／スチレン－イソプレンブロックポリマー＝９２／８のシール材組成物（濃度１０％）を得た。得られたシール材組成物中の１０μｍ以上の粗大粒子数の平均は０個であった。また、このシール材組成物を用いた電池において、温度９５℃、湿度９０％の恒温恒湿槽で、４８時間放置し、アルカリ電解液が漏液して試験紙が変色しなかった電池の数は１０個中１０個であり、２．５ｍの高さから電池の方向を一定にし、各々の電池を５０ｍＬの水で水洗後のＣＲ試験紙が変色しなかった電池の数は１０個中１０個であった。
（実施例２）
　マスターバッチの混練時間を３０分間にした以外は、実施例１と同様の方法でシール材組成物（濃度１０％）を得た。このマスターバッチ混練時の消費エネルギーは１２，３１０ＭＪ／ｍ３であった。得られたシール材組成物について、実施例１と同様の評価を行なったところ、粗大粒子数の平均は４個、高温高湿試験でＣＲ試験紙が変色しなかった電池の数は１０個中１０個、落下試験でＣＲ試験紙が変色しなかった電池の数は１０個中９個であった。
（実施例３）
　キシレンに代えてシクロヘキサンを使用し、マスターバッチの混練方法を２軸ロールからバンバリーミキサーに変更し、混練時の設定温度を１７０℃にした以外は、実施例１と同様の方法でシール材組成物（濃度１０％）を得た。このマスターバッチ混練時の消費エネルギーは４，９１０ＭＪ／ｍ３であった。得られたシール材組成物について、実施例１と同様の評価を行なったところ、粗大粒子数の平均は０個、高温高湿試験でＣＲ試験紙が変色しなかった電池の数は１０個中９個、落下試験でＣＲ試験紙が変色のしなかった電池の数は１０個中８個であった。
（実施例４）
　マスターバッチの混練方法を２軸ロールから異方向２軸混練機に変更し、混練時の設定温度を１７０℃にした以外は、実施例１と同様の方法でシール材組成物（濃度１０％）を得た。このマスターバッチ混練時の消費エネルギーは５，３２０ＭＪ／ｍ３であった。得られたシール材組成物について、実施例１と同様の評価を行なったところ、粗大粒子数の平均は２個、高温高湿試験でＣＲ試験紙が変色しなかった電池の数は１０個中１０個、落下試験でＣＲ試験紙が変色しなかった電池の数は１０個中９個であった。
（実施例５）
　ブタジエンゴムと熱可塑性エラストマーとの比率を９２／８から８５／１５に変更し、マスターバッチ混練時の設定温度を１５０℃にした以外は実施例１と同様の方法でシール材組成物（濃度１０％）を得た。このマスターバッチ混練時の消費エネルギーは４，２３０ＭＪ／ｍ３であった。得られたシール材組成物について、実施例１と同様の評価を行なったところ、粗大粒子数の平均は１個、高温高湿試験でＣＲ試験紙が変色しなかった電池の数は１０個中８個、落下試験でＣＲ試験紙が変色しなかった電池の数は１０個中７個であった。
（実施例６）
　ブタジエンゴムと熱可塑性エラストマーとの比率を８５／１５から７５／２５に変更し、マスターバッチの混練時間を１０分間から３分間に変更し、設定温度を１３０℃にした以外は実施例５と同様の方法でシール材組成物（濃度１０％）を得た。このマスターバッチ混練時の消費エネルギーは６１０ＭＪ／ｍ３であった。得られたシール材組成物について、実施例１と同様の評価を行なったところ、粗大粒子数の平均は８個、高温高湿試験でＣＲ試験紙が変色しなかった電池の数は１０個中７個、落下試験でＣＲ試験紙が変色しなかった電池の数は１０個中６個であった。
（実施例７）
　イミダゾール化合物を添加しないこと以外は実施例６と同様の方法でシール材組成物（濃度１０％）を得た。このマスターバッチ混練時の消費エネルギーは６３０ＭＪ／ｍ３であった。得られたシール材組成物について、実施例１と同様の評価を行なったところ、粗大粒子数の平均は８個、高温高湿試験でＣＲ試験紙が変色しなかった電池の数は１０個中５個、落下試験でＣＲ試験紙が変色しなかった電池の数は１０個中５個であった。
（比較例１）
　攪拌方法を２軸ロールからディスパーに変更し、設定温度を５５℃にし、原料を一括投入で製造した以外は実施例１と同様の方法でシール材組成物（濃度１０％）を得た。この混練時の消費エネルギーは４９０ＭＪ／ｍ３であった。得られたシール材組成物について、実施例１と同様の評価を行なったところ、粗大粒子数の平均は３０個、高温高湿試験で試験紙が変色しなかった電池の数は１０個中１個、落下試験で試験紙の変色のしなかった電池の数は１０個中０個であった。
（比較例２）
　攪拌時間を１０分間から６０分間に変更し、設定温度を６０℃にした以外は比較例１と同様の方法でシール材組成物（濃度１０％）を得た。この混練時の消費エネルギーは４７０ＭＪ／ｍ３であった。得られたシール材組成物について、実施例１と同様の評価を行なったところ、粗大粒子数の平均は１５個、高温高湿試験で試験紙が変色しなかった電池の数は１０個中２個、落下試験で試験紙の変色のしなかった電池の数は１０個中２個であった。
（リチウム二次電池の製造方法）
　ＡＡサイズの金属容器内に正極板と負極板とをセパレータを介して捲回してなるリチウム二次電池の発電要素を圧挿入した。この容器の開口部近傍に、封口部固定のため、ビード部を形成した。このビード部上へ、前記シール材組成物を、定量ディスペンサーを使用して、乾燥後のシール材組成物層厚が１３ミクロンとなるように塗布、乾燥を行い、シール材組成物層を形成した。この後、エチレンカーボネート／ジエチルカーボネート＝１／２（ｖｏｌ％／ｖｏｌ％）の混合溶媒に、ＬｉＰＦ６を加え、ＬｉＰＦ６濃度が１ｍｏｌ／ｌになるように調整した電解液を注入し、ビード部表面に絶縁ガスケットを介して、金属容器に封口体である封口蓋板を嵌合し、封口してリチウム二次電池とした。リチウム二次電池の概略構成図を図１に示す。
（リチウム二次電池における密閉性試験）
　リチウム二次電池を４５℃で２４時間エージングした後、初充電を行った。初充電が施された電池２０個を作製した。その内１０個の電池に、温度６０℃、湿度９０％の恒温恒湿槽で４８時間放置した後、ガラス容器に収納しＶＯＣ（Volatile Organic Compounds）試験器にて電解液の漏洩の有無を確認した（高温高湿試験）。また残りの電池１０個は、２．５ｍの高さから電池の方向を一定にし、１０回落下させた後、各々の電池を５０ｍＬの水で充分に水洗し、ガラス容器に収納しＶＯＣ試験器にて電解液の漏洩の有無を確認した（落下試験）。これらを密閉性の評価基準とし、以下の基準で評価する。この値が高いほど密着性、密閉性に優れている。
Ａ：全て漏洩しない
Ｂ：漏洩しない電池　７個以上１０個未満
Ｃ：漏洩しない電池　５個以上７個未満
Ｄ：漏洩しない電池　３個以上５個未満
Ｅ：漏洩しない電池　１個以上３個未満
Ｆ：全て漏洩
（実施例８）
　実施例１で得られたシール剤組成物を用いてリチウム二次電池を作製した。このシール材組成物を用いたリチウム二次電池について高温高湿試験を行ったところ、電解液が漏液しなかった電池の数は１０個中１０個であり、落下試験で電解液が漏洩しなかった電池の数は１０個中１０個であった。
（実施例９）
　実施例７で得られたシール剤組成物を用いたこと以外は、実施例８と同様の方法でリチウム二次電池を作製した。このシール材組成物を用いたリチウム二次電池について高温高湿試験を行ったところ、電解液が漏液しなかった電池の数は１０個中６個であり、落下試験で電解液が漏洩しなかった電池の数は１０個中６個であった。
（比較例３）
　比較例１で得られたシール剤組成物を用いたこと以外は、実施例８と同様の方法でリチウム二次電池を作製した。このシール材組成物を用いたリチウム二次電池について高温高湿試験を行ったところ、電解液が漏液しなかった電池の数は１０個中２個であり、落下試験で電解液が漏洩しなかった電池の数は１０個中１個であった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　表１および表２の結果から、本発明によれば実施例１～７及び実施例８，９に示すように、シール材組成物中に含まれる１０μｍ以上の粗大粒子が１０個以下の場合、絶縁ガスケットと金属容器の封口部位の高い密着性が得ることができ、シール性に優れる。また、実施例の中でも溶剤に沸点が１３８～１４４℃でＳＰ値が１８．０～１８．５であるキシレンを用い、１，４－シス含有量が９７％以上のブタジエンゴムを用いた実施例１が最も絶縁ガスケットとの密着性が高く、恒温恒湿試験及び落下試験において、最もシール性が優れている。一方、粗大粒子数の平均が３０個である比較例１及び３、１５個である比較例２においては粗大粒子が多い為、密閉性が著しく劣化する。
１・・・負極板
２・・・セパレータ
３・・・正極板
４・・・金属容器
５・・・封口体
６・・・絶縁ガスケット
７・・・シール材組成物（密閉層）

Claims (10)

  1. 　ジエン系ゴム、熱可塑性エラストマー、カーボン及び有機液状物質を含んでなる組成物であって、かつ該組成物３ｍＬ中に含まれる最大径が１０μｍ以上である粗大粒子の数が１０個以下であることを特徴とする二次電池用シール材組成物。
  2. 　前記ジエン系ゴムがブタジエンゴムであることを特徴とする請求項１記載の二次電池用シール材組成物。
  3. 　前記ブタジエンゴムが１，４－シス含有量９０％以上のブタジエンゴムであることを特徴とする請求項２に記載の二次電池用シール材組成物。
  4. 　前記ジエン系ゴムと熱可塑性エラストマーとの重量比率（ジエン系ゴム／熱可塑性エラストマー）が６０／４０～９９／１であることを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の二次電池用シール材組成物。
  5. 　前記有機液状物質が、常圧で５０～１７０℃の沸点と１４．０～２０．０ＭＰａ１／２のＳＰ値とを有する有機液状物質であることを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の二次電池用シール材組成物。
  6. 　さらにイミダゾール化合物を含有することを特徴とする請求項１～５のいずれか１項に記載の二次電池用シール材組成物。
  7. 　カーボンと、ジエン系ゴム及び／又は熱可塑性エラストマーとを混練しマスターバッチを得る工程、
    　ジエン系ゴム及び／又は熱可塑性エラストマーを含む有機液状物質溶液に、前記マスターバッチを、必要に応じ残余量のジエン系ゴム及び／又は熱可塑性エラストマーとともに、溶解または分散する工程、を含む請求項１に記載の二次電池用シール材組成物の製造方法。
  8. 　前記マスターバッチを得る工程における混練時の温度が１００℃～２００℃であることを特徴とする請求項７に記載の二次電池用シール材組成物の製造方法。
  9. 　前記マスターバッチを得る工程における混練時の消費エネルギーが、５００～３０，０００ＭＪ／ｍ３であることを特徴とする請求項７に記載の二次電池用シール材組成物の製造方法。
  10. 　発電要素を収納した金属容器の開口部を塞ぐ封口体に装着された絶縁ガスケットと前記金属容器との間、および／または前記絶縁ガスケットと前記封口体との間に請求項１～６のいずれか１項に記載の二次電池用シール材組成物からなる密閉層を有することを特徴とする二次電池。
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