WO2013080938A1 - リチウムイオン二次電池用電極、リチウムイオン二次電池及びスラリー組成物、並びにリチウムイオン二次電池用電極の製造方法 - Google Patents

リチウムイオン二次電池用電極、リチウムイオン二次電池及びスラリー組成物、並びにリチウムイオン二次電池用電極の製造方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2013080938A1
WO2013080938A1 PCT/JP2012/080543 JP2012080543W WO2013080938A1 WO 2013080938 A1 WO2013080938 A1 WO 2013080938A1 JP 2012080543 W JP2012080543 W JP 2012080543W WO 2013080938 A1 WO2013080938 A1 WO 2013080938A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
lithium ion
ion secondary
electrode
secondary battery
active material
Prior art date
Application number
PCT/JP2012/080543
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
智一 佐々木
Original Assignee
日本ゼオン株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=48535393&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=WO2013080938(A1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by 日本ゼオン株式会社 filed Critical 日本ゼオン株式会社
Priority to KR1020147017612A priority Critical patent/KR101991924B1/ko
Priority to CN201280064634.2A priority patent/CN104011919B/zh
Priority to JP2013547147A priority patent/JP6070570B2/ja
Priority to US14/361,525 priority patent/US9461308B2/en
Publication of WO2013080938A1 publication Critical patent/WO2013080938A1/ja

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F220/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F220/02—Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • H01M4/621—Binders
    • H01M4/622—Binders being polymers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • H01M4/621—Binders
    • H01M4/622—Binders being polymers
    • H01M4/623—Binders being polymers fluorinated polymers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F12/00—Homopolymers and copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an aromatic carbocyclic ring
    • C08F12/02—Monomers containing only one unsaturated aliphatic radical
    • C08F12/04—Monomers containing only one unsaturated aliphatic radical containing one ring
    • C08F12/14—Monomers containing only one unsaturated aliphatic radical containing one ring substituted by hetero atoms or groups containing heteroatoms
    • C08F12/30—Sulfur
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/30—Batteries in portable systems, e.g. mobile phone, laptop
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04—Processes of manufacture in general
    • H01M4/0402—Methods of deposition of the material
    • H01M4/0404—Methods of deposition of the material by coating on electrode collectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/139—Processes of manufacture
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Definitions

  • the present invention relates to an electrode for a lithium ion secondary battery, a lithium ion secondary battery and a slurry composition, and a method for producing an electrode for a lithium ion secondary battery.
  • the electrode is usually a liquid composition in which a polymer serving as a binder (binder) is dispersed or dissolved in a solvent such as water or an organic solvent, an electrode active material, and optionally conductive carbon or the like.
  • a solvent such as water or an organic solvent
  • an electrode active material such as silver, copper, and zinc.
  • conductive carbon or the like a solvent
  • the conductive material is mixed to obtain a slurry composition, and this slurry composition is applied to a current collector and dried.
  • Japanese Patent No. 4438102 Japanese Patent Laid-Open No. 2003-308841 JP 2003-217573 A JP 2010-146870 A JP 2002-042819 A JP-A-2005-1000066
  • the conventional electrode manufactured using water as a solvent has a problem in the adhesion of the electrode active material to the current collector. If the adhesiveness is low, the electrode active material cannot be held on the current collector, which may be a factor of reducing battery performance. In particular, storage characteristics and cycle characteristics in a high temperature environment may be deteriorated. For this reason, the technique which improves the adhesiveness of the electrode active material with respect to a collector is desired.
  • the present invention was devised in view of the above problems, and is a lithium ion secondary battery excellent in adhesion of an electrode active material to a current collector, and excellent in storage characteristics and cycle characteristics in a high temperature environment;
  • An object of the present invention is to provide a lithium ion secondary battery electrode capable of realizing a secondary battery; a slurry composition capable of producing the lithium ion secondary battery electrode; and a method of producing the lithium ion secondary battery electrode .
  • the present inventor includes an electrode active material, an aromatic vinyl monomer unit, an unsaturated carboxylic acid monomer unit, and a crosslinkable monomer unit in a predetermined ratio.
  • a lithium ion secondary battery electrode manufactured using a water-soluble polymer can improve the adhesion of the electrode active material to the current collector, and is a lithium ion secondary battery with excellent storage characteristics and cycle characteristics in a high temperature environment.
  • the present invention has been completed by finding out that it can be realized. That is, the present invention is as follows.
  • An electrode for a lithium ion secondary battery comprising an electrode active material and a water-soluble polymer,
  • the water-soluble polymer comprises 1 to 30% by weight of an aromatic vinyl monomer unit, 20 to 60% by weight of an unsaturated carboxylic acid monomer unit, and 0.1 to about 0.1% by weight of a crosslinkable monomer unit.
  • the electrode for lithium ion secondary batteries which is a copolymer containing 5 weight%.
  • the water-soluble polymer further contains a fluorine-containing (meth) acrylic acid ester monomer unit, The electrode for a lithium ion secondary battery according to any one of [1] to [3], wherein a ratio of the fluorine-containing (meth) acrylic acid ester monomer unit is 1% by weight to 30% by weight.
  • the content ratio of the water-soluble polymer is 0.1 to 30 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the electrode active material, according to any one of [1] to [4].
  • Electrode for lithium ion secondary battery [6] The lithium ion secondary battery electrode according to any one of [1] to [5], wherein the lithium ion secondary battery electrode further includes a particulate binder. [7] A lithium ion secondary battery comprising a positive electrode, a negative electrode, an electrolytic solution and a separator, A lithium ion secondary battery, wherein at least one of the positive electrode and the negative electrode is the electrode for a lithium ion secondary battery according to any one of [1] to [6].
  • a slurry composition for producing an electrode for a lithium ion secondary battery comprising an electrode active material and a water-soluble polymer,
  • the water-soluble polymer comprises 1 to 30% by weight of an aromatic vinyl monomer unit, 20 to 60% by weight of an unsaturated carboxylic acid monomer unit, and 0.1 to about 0.1% by weight of a crosslinkable monomer unit.
  • a slurry composition which is a copolymer comprising 5% by weight.
  • a method for producing an electrode for a lithium ion secondary battery which comprises applying the slurry composition according to [8] onto a current collector and drying it.
  • the electrode for a lithium ion secondary battery of the present invention can improve the adhesion of the electrode active material to the current collector, and can realize a lithium ion secondary battery excellent in storage characteristics and cycle characteristics in a high temperature environment.
  • the lithium ion secondary battery of the present invention is excellent in storage characteristics and cycle characteristics in a high temperature environment.
  • the slurry composition of the present invention it is possible to produce an electrode for a lithium ion secondary battery excellent in the adhesion of the electrode active material to the current collector, and thus a lithium ion secondary battery excellent in storage characteristics and cycle characteristics in a high temperature environment. It can be realized.
  • the method for producing an electrode for a lithium ion secondary battery of the present invention the lithium ion secondary battery of the present invention can be produced.
  • (meth) acryl means “acryl” or “methacryl”.
  • (Meth) acrylate” means “acrylate” or “methacrylate”.
  • positive electrode active material means an electrode active material for positive electrode
  • negative electrode active material means an electrode active material for negative electrode.
  • the “positive electrode active material layer” means an electrode active material layer provided on the positive electrode
  • the “negative electrode active material layer” means an electrode active material layer provided on the negative electrode.
  • a compound (including a polymer) is water-soluble means that an insoluble content is less than 0.5% by weight when 0.5 g of the compound is dissolved in 100 g of water at 25 ° C. .
  • a compound being water-insoluble means that an insoluble content becomes 90% by weight or more when 0.5 g of the compound is dissolved in 100 g of water at 25 ° C.
  • the electrode for a lithium ion secondary battery of the present invention includes an electrode active material and a water-soluble polymer.
  • the electrode for a lithium ion secondary battery of the present invention comprises a current collector and an electrode active material layer provided on the current collector, and the electrode active material layer comprises an electrode active material and a water-soluble polymer. Including.
  • Electrode active material examples include a positive electrode active material and a negative electrode active material.
  • the positive electrode active material is an electrode active material used in the positive electrode, and is a material that transfers electrons in the positive electrode of the lithium ion secondary battery.
  • As the positive electrode active material a material capable of inserting and removing lithium ions is usually used.
  • Such positive electrode active materials are roughly classified into those made of inorganic compounds and those made of organic compounds.
  • Examples of the positive electrode active material made of an inorganic compound include transition metal oxides, transition metal sulfides, lithium-containing composite metal oxides of lithium and transition metals, and the like.
  • Examples of the transition metal include Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, and Mo.
  • transition metal oxide examples include MnO, MnO 2 , V 2 O 5 , V 6 O 13 , TiO 2 , Cu 2 V 2 O 3 , amorphous V 2 O—P 2 O 5 , and MoO 3.
  • MnO, V 2 O 5 , V 6 O 13 , and TiO 2 are preferable from the viewpoint of cycle stability and capacity.
  • transition metal sulfide examples include TiS 2 , TiS 3 , amorphous MoS 2 , FeS, and the like.
  • lithium-containing composite metal oxide examples include a lithium-containing composite metal oxide having a layered structure, a lithium-containing composite metal oxide having a spinel structure, and a lithium-containing composite metal oxide having an olivine structure.
  • lithium-containing composite metal oxide having a layered structure examples include lithium-containing cobalt oxide (LiCoO 2 ), lithium-containing nickel oxide (LiNiO 2 ), lithium composite oxide of Co—Ni—Mn, Ni—Mn— Examples thereof include lithium composite oxides of Al and lithium composite oxides of Ni—Co—Al.
  • lithium-containing composite metal oxide having a spinel structure examples include lithium manganate (LiMn 2 O 4 ) or Li [Mn 3/2 M] in which a part of Mn of lithium manganate is substituted with another transition metal. 1/2 ] O 4 (where M is Cr, Fe, Co, Ni, Cu, etc.).
  • lithium-containing composite metal oxide having an olivine type structure examples include Li X MPO 4 (wherein M is Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Mg, Zn, V, Ca, Sr, Ba, Ti).
  • Examples of the positive electrode active material made of an organic compound include conductive polymer compounds such as polyacetylene and poly-p-phenylene.
  • a positive electrode active material made of a composite material in which an inorganic compound and an organic compound are combined may be used.
  • a composite material covered with a carbon material may be produced by reducing and firing an iron-based oxide in the presence of a carbon source material, and this composite material may be used as a positive electrode active material.
  • Iron-based oxides tend to have poor electrical conductivity, but can be used as a high-performance positive electrode active material by using a composite material as described above.
  • positive electrode active material what carried out the element substitution of the said compound partially.
  • mixture of said inorganic compound and an organic compound as a positive electrode active material.
  • positive electrode active material one type may be used alone, or two or more types may be used in combination at any ratio.
  • the volume average particle diameter of the positive electrode active material particles is preferably 1 ⁇ m or more, more preferably 2 ⁇ m or more, preferably 50 ⁇ m or less, more preferably 30 ⁇ m or less.
  • the volume average particle diameter of the positive electrode active material particles is in the above range, it becomes easy to adjust the viscosity of the slurry composition to an appropriate viscosity that is easy to apply, and the slurry composition is uniformly applied.
  • the obtained positive electrode can be obtained.
  • the volume average particle diameter can be measured using a laser diffraction particle size distribution measuring apparatus.
  • the negative electrode active material is an electrode active material used in the negative electrode, and is a material that transfers electrons in the negative electrode of the lithium ion secondary battery.
  • a material that can occlude and release lithium is usually used. Examples of the material that can occlude and release lithium include a metal-based active material, a carbon-based active material, and an active material that combines these materials.
  • the metal-based active material is an active material containing a metal, and usually contains an element capable of inserting lithium (also referred to as dope) in the structure, and the theoretical electric capacity per weight when lithium is inserted is 500 mAh.
  • the upper limit of the theoretical electric capacity is not particularly limited, but may be, for example, 5000 mAh / g or less.
  • the metal-based active material for example, lithium metal, a single metal that forms a lithium alloy and an alloy thereof, and oxides, sulfides, nitrides, silicides, carbides, phosphides, and the like thereof are used.
  • the single metal forming the lithium alloy examples include single metals such as Ag, Al, Ba, Bi, Cu, Ga, Ge, In, Ni, P, Pb, Sb, Si, Sn, Sr, Zn, and Ti. Can be mentioned. Moreover, as a single metal alloy which forms a lithium alloy, the compound containing the said single metal is mentioned, for example. Among these, silicon (Si), tin (Sn), lead (Pb), and titanium (Ti) are preferable, and silicon, tin, and titanium are more preferable. Accordingly, a single metal of silicon (Si), tin (Sn), or titanium (Ti), an alloy containing these single metals, or a compound of these metals is preferable.
  • the metallic active material may further contain one or more nonmetallic elements.
  • SiO x C y capable of inserting and detaching lithium (also referred to as dedoping) at a low potential is preferable.
  • SiO x C y can be obtained by firing a polymer material containing silicon.
  • the range of 0.8 ⁇ x ⁇ 3 and 2 ⁇ y ⁇ 4 is preferably used in view of the balance between capacity and cycle characteristics.
  • Lithium metal, elemental metal forming lithium alloy and oxides, sulfides, nitrides, silicides, carbides and phosphides of the alloys include oxides, sulfides, nitrides and silicides of lithium-insertable elements Products, carbides, phosphides and the like.
  • an oxide is particularly preferable.
  • a lithium-containing metal composite oxide containing an oxide such as tin oxide, manganese oxide, titanium oxide, niobium oxide, and vanadium oxide and a metal element selected from the group consisting of Si, Sn, Pb, and Ti atoms is used. .
  • Li x Ti y M z O 4 As the lithium-containing metal composite oxide, a lithium titanium composite oxide represented by Li x Ti y M z O 4 (0.7 ⁇ x ⁇ 1.5, 1.5 ⁇ y ⁇ 2.3, 0 ⁇ z ⁇ 1.6, and M represents an element selected from the group consisting of Na, K, Co, Al, Fe, Ti, Mg, Cr, Ga, Cu, Zn, and Nb.), Li x Mn y M A lithium manganese composite oxide represented by z O 4 (x, y, z and M are the same as defined in the lithium titanium composite oxide). Among these, Li 4/3 Ti 5/3 O 4 , Li 1 Ti 2 O 4 , Li 4/5 Ti 11/5 O 4 , and Li 4/3 Mn 5/3 O 4 are preferable.
  • an active material containing silicon is preferable as the metal-based active material.
  • an active material containing silicon By using an active material containing silicon, the electric capacity of the lithium ion secondary battery can be increased.
  • an active material containing silicon expands and contracts greatly with charge / discharge (for example, about 5 times).
  • the active material containing silicon expands. And the deterioration of battery performance due to shrinkage can be prevented by the water-soluble polymer according to the present invention.
  • SiO x , SiC and SiO x C y are preferable.
  • SiO x , SiC and SiO x C y are preferable.
  • Li insertion and desorption from Si (silicon) occurs at a high potential, and Li insertion and desorption from C (carbon) at a low potential. Is presumed to occur. For this reason, since expansion
  • the carbon-based active material refers to an active material having carbon as a main skeleton into which lithium can be inserted, and examples thereof include a carbonaceous material and a graphite material.
  • the carbonaceous material is generally a carbon material with low graphitization (ie, low crystallinity) obtained by carbonizing a carbon precursor by heat treatment at 2000 ° C. or lower. Although the minimum of the said heat processing is not specifically limited, For example, it is good also as 500 degreeC or more.
  • Examples of the carbonaceous material include graphitizable carbon that easily changes the carbon structure depending on the heat treatment temperature, and non-graphitic carbon having a structure close to an amorphous structure typified by glassy carbon.
  • Examples of the graphitizable carbon include carbon materials made from tar pitch obtained from petroleum or coal. Specific examples include coke, mesocarbon microbeads (MCMB), mesophase pitch carbon fibers, pyrolytic vapor grown carbon fibers, and the like.
  • MCMB is carbon fine particles obtained by separating and extracting mesophase microspheres generated in the process of heating pitches at around 400 ° C.
  • the mesophase pitch-based carbon fiber is a carbon fiber using as a raw material mesophase pitch obtained by growing and coalescing the mesophase microspheres.
  • Pyrolytic vapor-grown carbon fibers are (1) a method of pyrolyzing acrylic polymer fibers, etc., (2) a method of spinning by spinning a pitch, or (3) using nanoparticles such as iron as a catalyst.
  • non-graphitizable carbon examples include phenol resin fired bodies, polyacrylonitrile-based carbon fibers, pseudo-isotropic carbon, furfuryl alcohol resin fired bodies (PFA), and hard carbon.
  • the graphite material is a material having high crystallinity close to that of graphite obtained by heat-treating graphitizable carbon at 2000 ° C. or higher.
  • the upper limit of the said heat processing temperature is not specifically limited, For example, it is good also as 5000 degrees C or less.
  • Examples of the graphite material include natural graphite and artificial graphite.
  • Examples of artificial graphite include artificial graphite mainly heat-treated at 2800 ° C. or higher, graphitized MCMB heat-treated at 2000 ° C. or higher, graphitized mesophase pitch-based carbon fiber heat-treated mesophase pitch-based carbon fiber at 2000 ° C. or higher, etc. Is mentioned.
  • carbonaceous materials are preferable.
  • the resistance of the lithium ion secondary battery can be reduced, and a lithium ion secondary battery having excellent input / output characteristics can be manufactured.
  • the negative electrode active material one type may be used alone, or two or more types may be used in combination at any ratio.
  • the negative electrode active material is preferably particle-sized.
  • a higher density electrode can be formed during electrode molding.
  • the volume average particle diameter of the particle is appropriately selected in consideration of other constituent elements of the lithium ion secondary battery, and is usually 0.1 ⁇ m or more, preferably 1 ⁇ m or more, more preferably It is 5 ⁇ m or more, usually 100 ⁇ m or less, preferably 50 ⁇ m or less, more preferably 20 ⁇ m or less.
  • the 50% cumulative volume diameter of the negative electrode active material particles is usually 1 ⁇ m or more, preferably 15 ⁇ m or more, and usually 50 ⁇ m or less, preferably 30 ⁇ m or less, from the viewpoint of improving battery characteristics such as initial efficiency, load characteristics, and cycle characteristics. It is.
  • the 50% cumulative volume diameter can be obtained as a particle diameter at which the cumulative volume calculated from the small diameter side in the measured particle size distribution is 50% by measuring the particle size distribution by a laser diffraction method.
  • the tap density of the negative electrode active material is not particularly limited, but 0.6 g / cm 3 or more is preferably used.
  • the specific surface area of the negative electrode active material is usually 2 m 2 / g or more, preferably 3 m 2 / g or more, more preferably 5 m 2 / g or more, and usually 20 m 2 / g or less, preferably from the viewpoint of improving the output density. It is 15 m 2 / g or less, more preferably 10 m 2 / g or less.
  • the specific surface area of the negative electrode active material can be measured by, for example, the BET method.
  • the water-soluble polymer is a copolymer containing an aromatic vinyl monomer unit, an unsaturated carboxylic acid monomer unit, and a crosslinkable monomer unit in a specific ratio. Since the water-soluble polymer contains an aromatic vinyl monomer unit, an unsaturated carboxylic acid monomer unit, and a crosslinkable monomer unit in a specific ratio, the lithium ion secondary battery electrode of the present invention is Excellent adhesion of electrode active material to current collector.
  • the water-soluble polymer may further contain a fluorine-containing (meth) acrylic acid ester monomer unit.
  • a water-soluble polymer is usually interposed between electrode active materials and between an electrode active material and a current collector in an electrode for a lithium ion secondary battery, and binds the electrode active material and the current collector. Can be played.
  • the water-soluble polymer is a slurry composition for producing an electrode for a lithium ion secondary battery, and usually has an action of uniformly dispersing an electrode active material and a particulate binder used as necessary, and The effect
  • An aromatic vinyl monomer unit is a structural unit obtained by polymerizing an aromatic vinyl monomer.
  • aromatic vinyl monomers include styrene, ⁇ -methyl styrene, vinyl toluene, divinyl benzene, and sodium p-styrene sulfonate. Of these, styrene and sodium p-styrenesulfonate are preferable. Therefore, as the aromatic vinyl monomer unit, a styrene monomer unit and a sodium styrenesulfonate monomer unit are preferable.
  • an aromatic vinyl monomer and an aromatic vinyl monomer unit may be used individually by 1 type, and may be used combining two or more types by arbitrary ratios.
  • the ratio of the aromatic vinyl monomer unit in the water-soluble polymer is preferably 1% by weight or more, more preferably 2% by weight or more, particularly preferably 5% by weight or more, and preferably 30% by weight or less. More preferably, it is 25 weight% or less, Most preferably, it is 20 weight% or less.
  • the coating film can stably cover the electrode active material. Therefore, decomposition of the electrolytic solution can be suppressed, and high temperature storage characteristics and high temperature cycle characteristics of the lithium ion secondary battery can be improved.
  • the reason why the adsorptivity of the aromatic vinyl monomer unit to the electrode active material can be increased is that the aromatic vinyl monomer unit has high hydrophobicity, and the hydrophobic part of the electrode active material This is probably because it can be adsorbed with high affinity.
  • the ratio of the aromatic vinyl monomer unit in the water-soluble polymer can be adjusted by the ratio (charge ratio) of the aromatic vinyl monomer to the total monomers used for the polymerization of the water-soluble polymer.
  • the ratio of the monomer units coincides with the ratio of the monomers (charge ratio).
  • Unsaturated carboxylic acid monomer unit The unsaturated carboxylic acid monomer unit is a structural unit obtained by polymerizing an unsaturated carboxylic acid monomer.
  • the unsaturated carboxylic acid monomer is a monomer having a carbon-carbon unsaturated bond and having a carboxyl group.
  • the number of carboxyl groups contained in the unsaturated carboxylic acid monomer may be one or two or more.
  • Examples of unsaturated carboxylic acid monomers include unsaturated monocarboxylic acids and derivatives thereof, unsaturated dicarboxylic acids and acid anhydrides, and derivatives thereof.
  • unsaturated monocarboxylic acids include ethylenically unsaturated monocarboxylic acids such as acrylic acid, methacrylic acid, and crotonic acid.
  • unsaturated monocarboxylic acid derivatives include 2-ethylacrylic acid, isocrotonic acid, ⁇ -acetoxyacrylic acid, ⁇ -trans-aryloxyacrylic acid, ⁇ -chloro- ⁇ -E-methoxyacrylic acid, and ⁇ -Derivatives of ethylenically unsaturated monocarboxylic acids, such as diaminoacrylic acid.
  • unsaturated dicarboxylic acids include ethylenically unsaturated dicarboxylic acids such as maleic acid, fumaric acid, and itaconic acid.
  • unsaturated dicarboxylic acid anhydrides include acid anhydrides of ethylenically unsaturated dicarboxylic acids such as maleic anhydride, acrylic anhydride, methyl maleic anhydride, and dimethyl maleic anhydride.
  • Examples of derivatives of unsaturated dicarboxylic acids include methylmaleic acid, dimethylmaleic acid, phenylmaleic acid, chloromaleic acid, dichloromaleic acid, fluoromaleic acid, methylallyl maleate; and diphenyl maleate, nonyl maleate, maleate Examples thereof include maleate esters such as decyl acid, dodecyl maleate, octadecyl maleate, and fluoroalkyl maleate.
  • unsaturated monocarboxylic acids such as acrylic acid and methacrylic acid are preferable. This is because the dispersibility of the water-soluble polymer in water can be further improved. Accordingly, the unsaturated carboxylic acid monomer unit is preferably an unsaturated monocarboxylic acid monomer unit. Moreover, an unsaturated carboxylic acid monomer and an unsaturated carboxylic acid monomer unit may be used individually by 1 type, and may be used combining two or more types by arbitrary ratios.
  • the ratio of unsaturated carboxylic acid monomer units in the water-soluble polymer is preferably 20% by weight or more, more preferably 25% by weight or more, particularly preferably 30% by weight or more, and preferably 60% by weight or less. More preferably, it is 55% by weight or less, particularly preferably 50% by weight or less.
  • the dispersion stability of the slurry composition can be improved. For this reason, it becomes possible to make the distribution of the electrode active material and the particulate binder in the electrode active material layer uniform and improve the adhesion.
  • the hydrophilicity of the water-soluble polymer can be increased as described above, the affinity of the water-soluble polymer for the element having a hydrophilic group such as a current collector can be improved. For this reason, it becomes possible to improve adhesiveness also by this improvement in affinity.
  • the ratio of the unsaturated carboxylic acid monomer unit in the water-soluble polymer can be adjusted by the ratio (charge ratio) of the unsaturated carboxylic acid monomer in the total monomers used for the polymerization of the water-soluble polymer.
  • the ratio of the monomer units is the same as the ratio of the monomers (charge ratio).
  • a crosslinkable monomer unit is a structural unit obtained by polymerizing a crosslinkable monomer.
  • the crosslinkable monomer is a monomer that can form a crosslinked structure during or after polymerization by heating or energy ray irradiation.
  • a monomer having thermal crosslinkability can be usually mentioned. More specifically, a monofunctional crosslinkable monomer having a thermally crosslinkable crosslinkable group and one olefinic double bond per molecule; a polyfunctional monomer having two or more olefinic double bonds per molecule.
  • a functional crosslinkable monomer is mentioned.
  • thermally crosslinkable groups examples include epoxy groups, N-methylolamide groups, oxetanyl groups, oxazoline groups, and combinations thereof.
  • an epoxy group is more preferable in terms of easy adjustment of crosslinking and crosslinking density.
  • crosslinkable monomer having an epoxy group as a thermally crosslinkable group and having an olefinic double bond examples include vinyl glycidyl ether, allyl glycidyl ether, butenyl glycidyl ether, o-allylphenyl glycidyl.
  • Unsaturated glycidyl ethers such as ether; butadiene monoepoxide, chloroprene monoepoxide, 4,5-epoxy-2-pentene, 3,4-epoxy-1-vinylcyclohexene, 1,2-epoxy-5,9-cyclododecadiene Monoepoxides of dienes or polyenes such as; alkenyl epoxides such as 3,4-epoxy-1-butene, 1,2-epoxy-5-hexene, 1,2-epoxy-9-decene; and glycidyl acrylate, glycidyl methacrylate, Glycidyl crotonate, Unsaturated carboxylic acids such as glycidyl-4-heptenoate, glycidyl sorbate, glycidyl linoleate, glycidyl-4-methyl-3-pentenoate, glycidyl este
  • crosslinkable monomer having an N-methylolamide group as a thermally crosslinkable group and having an olefinic double bond have a methylol group such as N-methylol (meth) acrylamide (meta ) Acrylamides.
  • crosslinkable monomer having an oxetanyl group as a thermally crosslinkable group and having an olefinic double bond examples include 3-((meth) acryloyloxymethyl) oxetane, 3-((meth) Acryloyloxymethyl) -2-trifluoromethyloxetane, 3-((meth) acryloyloxymethyl) -2-phenyloxetane, 2-((meth) acryloyloxymethyl) oxetane, and 2-((meth) acryloyloxymethyl) ) -4-Trifluoromethyloxetane.
  • crosslinkable monomer having an oxazoline group as a heat crosslinkable group and having an olefinic double bond examples include 2-vinyl-2-oxazoline, 2-vinyl-4-methyl-2- Oxazoline, 2-vinyl-5-methyl-2-oxazoline, 2-isopropenyl-2-oxazoline, 2-isopropenyl-4-methyl-2-oxazoline, 2-isopropenyl-5-methyl-2-oxazoline, and 2-isopropenyl-5-ethyl-2-oxazoline.
  • crosslinkable monomers having two or more olefinic double bonds per molecule examples include allyl (meth) acrylate, ethylene di (meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, and triethylene glycol di (meth).
  • crosslinkable monomer ethylene dimethacrylate, allyl glycidyl ether, and glycidyl methacrylate are particularly preferable as the crosslinkable monomer.
  • crosslinked monomer unit may be used individually by 1 type, and may be used combining two or more types by arbitrary ratios.
  • the ratio of the crosslinkable monomer unit in the water-soluble polymer is preferably 0.1% by weight or more, more preferably 0.2% by weight or more, particularly preferably 0.5% by weight or more, preferably 5% by weight. % Or less, more preferably 4% by weight or less, and particularly preferably 3% by weight or less.
  • an electrode active material containing Si tends to have a large expansion and contraction associated with charging and discharging, the effect of suppressing the swelling of the electrode for a lithium ion secondary battery is obtained when an electrode active material containing Si is used. This is particularly noticeable.
  • the rigidity of the main chain of a water-soluble polymer can be improved by making the ratio of the crosslinkable monomer unit in a water-soluble polymer more than the lower limit of the said range. Therefore, by combining the crosslinkable monomer unit and the unsaturated carboxylic acid monomer unit capable of improving the adhesion as described above at a predetermined ratio, a water-soluble polymer having an appropriate rigidity can be obtained. The water-soluble polymer can hold the electrode active material firmly.
  • the ratio of the crosslinkable monomer unit in the water-soluble polymer can be equal to or less than the upper limit of the above range, the water-soluble polymer can be improved in water solubility and the dispersibility can be improved.
  • the ratio of the crosslinkable monomer unit in the water-soluble polymer can usually be adjusted by the ratio (charge ratio) of the crosslinkable monomer in the total monomers used for the polymerization of the water-soluble polymer. The ratio of the monomer units coincides with the ratio of the monomers (charge ratio).
  • the fluorine-containing (meth) acrylic acid ester monomer unit is a structural unit obtained by polymerizing a fluorine-containing (meth) acrylic acid ester monomer.
  • Examples of the fluorine-containing (meth) acrylic acid ester monomer include monomers represented by the following formula (I).
  • R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group.
  • R 2 represents a hydrocarbon group containing a fluorine atom.
  • the carbon number of the hydrocarbon group is usually 1 or more and usually 18 or less.
  • the number of fluorine atoms contained in R 2 may be one or two or more.
  • fluorine-containing (meth) acrylic acid ester monomers represented by formula (I) include (meth) acrylic acid alkyl fluoride, (meth) acrylic acid fluoride aryl, and (meth) acrylic acid fluoride.
  • Aralkyl is mentioned. Of these, alkyl fluoride (meth) acrylate is preferable.
  • Such monomers include 2,2,2-trifluoroethyl (meth) acrylate, ⁇ - (perfluorooctyl) ethyl (meth) acrylate, 2,2, (meth) acrylic acid. 3,3-tetrafluoropropyl, (meth) acrylic acid 2,2,3,4,4,4-hexafluorobutyl, (meth) acrylic acid 1H, 1H, 9H-perfluoro-1-nonyl, (meth) 1H, 1H, 11H-perfluoroundecyl acrylate, perfluorooctyl (meth) acrylate, 3 [4 [1-trifluoromethyl-2,2-bis [bis (trifluoromethyl) fluoro (meth) acrylate] (Meth) acrylic acid perfluoroalkyl esters such as methyl] ethynyloxy] benzooxy] 2-hydroxypropyl.
  • fluorine-containing (meth) acrylic acid ester monomer and fluorine-containing (meth) acrylic acid ester monomer unit may be used alone, or two or more types may be used in combination at any ratio. .
  • the ratio of fluorine-containing (meth) acrylic acid ester monomer units in the water-soluble polymer is preferably 1% by weight or more, more preferably 2% by weight or more, particularly preferably 5% by weight or more, preferably 30% by weight. % Or less, more preferably 25% by weight or less, and particularly preferably 20% by weight or less.
  • the ratio of the fluorine-containing (meth) acrylic acid ester monomer unit in the water-soluble polymer is not more than the upper limit of the above range, which is combined with the hydrophilicity improving effect by the unsaturated carboxylic acid monomer unit.
  • the wettability of the water-soluble polymer with respect to the electrolytic solution can be improved.
  • the low temperature output characteristic of the obtained lithium ion secondary battery can be improved.
  • the ratio of the fluorine-containing (meth) acrylate monomer unit in the water-soluble polymer is the ratio of the fluorine-containing (meth) acrylate monomer to the total monomer used for the polymerization of the water-soluble polymer (
  • the ratio of the monomer units is usually the same as the ratio of the monomers (feed ratio).
  • the water-soluble polymer is not limited to the present invention. Any structural unit may be included as long as the effect of is not significantly impaired.
  • arbitrary structural units include (meth) acrylic acid ester monomer units other than fluorine-containing (meth) acrylic acid ester monomer units, amide monomer units, olefin monomer units, halogen atom content Examples include monomer units, vinyl ester monomer units, vinyl ether monomer units, vinyl ketone monomer units, and heterocyclic-containing vinyl compound monomer units. Among these, (meth) acrylic acid ester monomer units are preferable.
  • the (meth) acrylic acid ester monomer unit is a structural unit obtained by polymerizing a (meth) acrylic acid ester monomer.
  • those containing fluorine are distinguished from (meth) acrylate monomers as fluorine-containing (meth) acrylate monomers.
  • Examples of (meth) acrylic acid ester monomers include methyl acrylate, ethyl acrylate, n-propyl acrylate, isopropyl acrylate, n-butyl acrylate, t-butyl acrylate, pentyl acrylate, hexyl acrylate, heptyl acrylate, octyl acrylate, Acrylic acid alkyl esters such as 2-ethylhexyl acrylate, nonyl acrylate, decyl acrylate, lauryl acrylate, n-tetradecyl acrylate, stearyl acrylate; and methyl methacrylate, ethyl methacrylate, n-propyl methacrylate, isopropyl methacrylate, n-butyl methacrylate, t -Butyl methacrylate, pentyl methacrylate, hexyl methacrylate, heptyl
  • the (meth) acrylic acid ester monomer and the (meth) acrylic acid ester monomer unit may be used singly or in combination of two or more at an arbitrary ratio.
  • the water-soluble polymer may have, in addition to each of the above structural units, a structural unit obtained by polymerizing a functional monomer such as a reactive surfactant monomer, Further, a structural unit obtained by polymerizing other copolymerizable monomers may be contained.
  • the reactive surfactant monomer is a monomer having a polymerizable group that can be copolymerized with other monomers and having a surfactant group (hydrophilic group and hydrophobic group).
  • the reactive surfactant unit obtained by polymerizing the reactive surfactant monomer is a structural unit that constitutes a part of the molecule of the water-soluble polymer and can function as a surfactant.
  • the reactive surfactant monomer has a polymerizable unsaturated group, and this group also acts as a hydrophobic group after polymerization.
  • the polymerizable unsaturated group that the reactive surfactant monomer has include a vinyl group, an allyl group, a vinylidene group, a propenyl group, an isopropenyl group, and an isobutylidene group.
  • the type of the polymerizable unsaturated group may be one type or two or more types.
  • the reactive surfactant monomer usually has a hydrophilic group as a portion that exhibits hydrophilicity.
  • Reactive surfactant monomers are classified into anionic, cationic and nonionic surfactants depending on the type of hydrophilic group.
  • anionic hydrophilic group examples include —SO 3 M, —COOM, and —PO (OH) 2 .
  • M represents a hydrogen atom or a cation.
  • cations include alkali metal ions such as lithium, sodium and potassium; alkaline earth metal ions such as calcium and magnesium; ammonium ions; ammonium ions of alkylamines such as monomethylamine, dimethylamine, monoethylamine and triethylamine; and Examples include ammonium ions of alkanolamines such as monoethanolamine, diethanolamine, and triethanolamine.
  • Examples of the cationic hydrophilic group include —Cl, —Br, —I, and —SO 3 ORX.
  • RX represents an alkyl group.
  • Examples of RX include methyl group, ethyl group, propyl group, and isopropyl group.
  • nonionic hydrophilic group is —OH.
  • Suitable reactive surfactant monomers include compounds represented by the following formula (II).
  • R represents a divalent linking group. Examples of R include —Si—O— group, methylene group and phenylene group.
  • R 3 represents a hydrophilic group. An example of R 3 includes —SO 3 NH 4 .
  • n is an integer of 1 or more and 100 or less.
  • Another example of a suitable reactive surfactant has a polymerized unit based on ethylene oxide and a polymerized unit based on butylene oxide, and further has an alkenyl group having a terminal double bond and —SO 3 NH 4 at the terminal.
  • a compound for example, trade name “Latemul PD-104”, manufactured by Kao Corporation).
  • a reactive surfactant monomer may be used individually by 1 type, and may be used combining two or more types by arbitrary ratios.
  • the ratio is preferably 0.1 wt% or more, more preferably 0.2 wt% or more, particularly preferably 0.5 wt% or more, Preferably it is 15 weight% or less, More preferably, it is 10 weight% or less, Most preferably, it is 5 weight% or less.
  • the dispersibility of the slurry composition for manufacturing the electrode for lithium ion secondary batteries can be improved by setting the ratio of the reactive surfactant unit in the water-soluble polymer to the lower limit value or more of the above range.
  • the durability of the electrode active material layer can be improved by setting the ratio of the reactive surfactant unit in the water-soluble polymer to not more than the upper limit of the above range.
  • the water-soluble polymer may have include structural units obtained by polymerizing the following monomers. That is, styrene monomers such as styrene, chlorostyrene, vinyl toluene, t-butyl styrene, vinyl benzoic acid, methyl vinyl benzoate, vinyl naphthalene, chloromethyl styrene, hydroxymethyl styrene, ⁇ -methyl styrene and divinyl benzene; Amide monomers such as acrylamide and acrylamide-2-methylpropanesulfonic acid; ⁇ , ⁇ -unsaturated nitrile compound monomers such as acrylonitrile and methacrylonitrile; Olefin monomers such as ethylene and propylene; Vinyl chloride , Halogen atom-containing monomers such as vinylidene chloride; vinyl ester monomers such as vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl butyrate and vinyl benzoate;
  • the water-soluble polymer may have, a structural unit obtained by polymerizing a monomer containing a sulfonic acid group (—SO 3 H) (hereinafter referred to as “sulfonic acid group-containing”).
  • Monomer unit a structural unit obtained by polymerizing a monomer containing a phosphate group (—PO 3 H 2 ) (hereinafter referred to as“ phosphate group-containing monomer unit ”). May also be included).
  • the sulfonic acid group-containing monomer examples include a sulfonic acid group-containing monomer having no functional group other than the sulfonic acid group or a salt thereof, a monomer containing an amide group and a sulfonic acid group, or a salt thereof And monomers containing a hydroxyl group and a sulfonic acid group, or salts thereof.
  • these may be used individually by 1 type and may be used combining two or more types by arbitrary ratios. Therefore, the water-soluble polymer may contain only one type of sulfonic acid group-containing monomer unit, or may contain two or more types in combination at any ratio.
  • the sulfonic acid group-containing monomer having no functional group other than the sulfonic acid group examples include a monomer sulfonated one of conjugated double bonds of a diene compound such as isoprene and butadiene, vinyl sulfonic acid, Examples thereof include styrene sulfonic acid, allyl sulfonic acid, sulfoethyl methacrylate, sulfopropyl methacrylate, and sulfobutyl methacrylate.
  • the salt lithium salt, sodium salt, potassium salt etc. are mentioned, for example. In addition, these may be used individually by 1 type and may be used combining two or more types by arbitrary ratios.
  • Examples of the monomer containing an amide group and a sulfonic acid group include 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid (AMPS).
  • AMPS 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid
  • salt lithium salt, sodium salt, potassium salt etc. are mentioned, for example. In addition, these may be used individually by 1 type and may be used combining two or more types by arbitrary ratios.
  • Examples of the monomer containing a hydroxyl group and a sulfonic acid group include 3-allyloxy-2-hydroxypropanesulfonic acid (HAPS).
  • HAPS 3-allyloxy-2-hydroxypropanesulfonic acid
  • salt lithium salt, sodium salt, potassium salt etc. are mentioned, for example. In addition, these may be used individually by 1 type and may be used combining two or more types by arbitrary ratios.
  • sulfonic acid group-containing monomers include styrene sulfonic acid, 2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid (AMPS), monomers containing amide groups and sulfonic acid groups, or salts thereof. Is preferred.
  • the ratio of the sulfonic acid group-containing monomer unit in the water-soluble polymer is preferably 0.1% by weight or more, more preferably 0.2% by weight or more, while preferably 5% by weight or less, more preferably 3% by weight or less.
  • the sulfonic acid group-containing monomer unit in the water-soluble polymer is contained in the water-soluble polymer within such a range, the dispersibility of the slurry composition for producing an electrode for a lithium ion secondary battery is improved.
  • a cross-linked structure may be formed by the sulfonic acid group in the electrode active material layer, which increases the strength of the electrode active material layer, and also provides high temperature storage characteristics and low temperature output of the secondary battery. In some cases, the characteristics can be improved.
  • the phosphoric acid group that the phosphoric acid group-containing monomer may have includes a monomer having a group —OP ( ⁇ O) (— OR 4 ) —OR 5 group (R 4 and R 5 are independently , Hydrogen atom, or any organic group), or a salt thereof.
  • R 4 and R 5 are independently , Hydrogen atom, or any organic group
  • Specific examples of the organic group as R 4 and R 5 include an aliphatic group such as an octyl group, an aromatic group such as a phenyl group, and the like.
  • Examples of the phosphate group-containing monomer include compounds containing a phosphate group and an allyloxy group, and phosphate group-containing (meth) acrylic acid esters.
  • Examples of the compound containing a phosphoric acid group and an allyloxy group include 3-allyloxy-2-hydroxypropane phosphoric acid.
  • Examples of phosphoric acid group-containing (meth) acrylic acid esters include dioctyl-2-methacryloyloxyethyl phosphate, diphenyl-2-methacryloyloxyethyl phosphate, monomethyl-2-methacryloyloxyethyl phosphate, dimethyl-2-methacryloyloxy Ethyl phosphate, monoethyl-2-methacryloyloxyethyl phosphate, diethyl-2-methacryloyloxyethyl phosphate, monoisopropyl-2-methacryloyloxyethyl phosphate, diisopropyl-2-methacryloyloxyethyl phosphate, mono n-butyl-2 -Methacryloyloxyethyl phosphate, di-n-butyl-2-methacryloyloxyethyl phosphate, monobutoxyethyl-2-methacryloyloxy
  • a phosphate group containing monomer may be used individually by 1 type, and may be used combining two or more types by arbitrary ratios. Therefore, the water-soluble polymer may contain only one type of phosphate group-containing monomer unit, or may contain two or more types in combination at any ratio.
  • the ratio of the phosphate group-containing monomer units in the water-soluble polymer is preferably 0.1% by weight or more, more preferably 0.2% by weight or more, while preferably 10% by weight or less. Preferably it is 5 weight% or less.
  • the phosphoric acid-containing monomer unit in the water-soluble polymer is based on the phosphoric acid group-containing monomer unit such as improved adhesion between the current collector and the electrode active material layer. An effect may be obtained.
  • an appropriate degree of polymerization can be obtained in the polymerization of the water-soluble polymer, and the occurrence of undesirable effects such as a decrease in durability may be prevented.
  • the weight average molecular weight of the water-soluble polymer is usually smaller than that of a polymer to be a particulate binder described later, preferably 100 or more, more preferably 500 or more, particularly preferably 1000 or more, preferably 500000 or less. Preferably it is 250,000 or less, Most preferably, it is 100,000 or less.
  • the weight average molecular weight of the water-soluble polymer is equal to or higher than the lower limit of the above range, it is possible to form a stable protective layer that covers the electrode active material by increasing the strength of the water-soluble polymer. For this reason, for example, the dispersibility of the electrode active material and the high-temperature storage characteristics of the lithium ion secondary battery can be improved.
  • a water-soluble polymer can be softened by setting it as the upper limit of the said range or less. For this reason, for example, suppression of the swelling of the electrode and improvement of the adhesion of the electrode active material layer to the current collector can be achieved.
  • the weight average molecular weight of the water-soluble polymer is polystyrene using gel permeation chromatography (GPC) as a developing solvent, a solution obtained by dissolving 0.85 g / ml sodium nitrate in a 10% by volume aqueous solution of dimethylformamide. It can be obtained as a conversion value.
  • the glass transition temperature of the water-soluble polymer is usually 0 ° C. or higher, preferably 5 ° C. or higher, and is usually 100 ° C. or lower, preferably 50 ° C. or lower. When the glass transition temperature of the water-soluble polymer is in the above range, both electrode adhesion and flexibility can be achieved.
  • the glass transition temperature of the water-soluble polymer can be adjusted by combining various monomers.
  • one type of water-soluble polymer may be used alone, or two or more types may be used in combination at any ratio.
  • the amount of the water-soluble polymer is preferably 0.1 parts by weight or more, more preferably 0.2 parts by weight or more, particularly 100 parts by weight of the electrode active material.
  • the amount is preferably 0.5 parts by weight or more, preferably 30 parts by weight or less, more preferably 25 parts by weight or less, and particularly preferably 20 parts by weight or less.
  • the water-soluble polymer is, for example, a monomer composition containing an aromatic vinyl monomer, an unsaturated carboxylic acid monomer, a crosslinkable monomer, and an optional monomer as necessary in an aqueous solvent. Can be produced by polymerization. At this time, the ratio of each monomer in the monomer composition is usually the same as the ratio of structural units in the water-soluble polymer.
  • the aqueous solvent is not particularly limited as long as it can dissolve the water-soluble polymer.
  • an aqueous solvent having a boiling point at normal pressure of usually 80 ° C. or higher, preferably 100 ° C. or higher, and usually 350 ° C. or lower, preferably 300 ° C. or lower is used. Examples of the aqueous solvent will be given below. In the following examples, the number in parentheses after the solvent name is the boiling point (unit: ° C) at normal pressure, and the value after the decimal point is a value rounded off or rounded down.
  • aqueous solvents examples include water (100); ketones such as diacetone alcohol (169) and ⁇ -butyrolactone (204); ethyl alcohol (78), isopropyl alcohol (82), and normal propyl alcohol (97).
  • Alcohols propylene glycol monomethyl ether (120), methyl cellosolve (124), ethyl cellosolve (136), ethylene glycol tertiary butyl ether (152), butyl cellosolve (171), 3-methoxy-3-methyl-1-butanol (174) ), Ethylene glycol monopropyl ether (150), diethylene glycol monobutyl pyrether (230), triethylene glycol monobutyl ether (271), dipropylene glycol monomethyl ether (18) Glycol ethers, etc.); and 1,3-dioxolane (75), 1,4-dioxolane (101), ethers such as tetrahydrofuran (66) and the like.
  • water is particularly preferable from the viewpoint that it is not flammable and easily obtains a water-soluble polymer.
  • one type of aqueous solvent may be used alone, or two or more types may be used in combination at any ratio.
  • water may be used as the main solvent, and an aqueous solvent other than the above-described water may be mixed and used within a range in which dissolution of the water-soluble polymer can be ensured.
  • the polymerization method is not particularly limited, and any method such as a solution polymerization method, a suspension polymerization method, a bulk polymerization method, and an emulsion polymerization method may be used.
  • a solution polymerization method any method such as ionic polymerization, radical polymerization, and living radical polymerization may be used.
  • the polymerization temperature and the polymerization time can be arbitrarily selected depending on the polymerization method and the kind of the polymerization initiator. Usually, the polymerization temperature is about 30 ° C. or more, and the polymerization time is about 0.5 to 30 hours. Further, additives such as amines may be used as a polymerization aid.
  • a reaction solution containing a water-soluble polymer is obtained by the method described above.
  • the obtained reaction solution is usually acidic, and the water-soluble polymer is often dispersed in an aqueous solvent.
  • the water-soluble polymer dispersed in the aqueous solvent as described above can be usually made soluble in the aqueous solvent by adjusting the pH of the reaction solution to, for example, 7 to 13.
  • the water-soluble polymer may be taken out from the aqueous solution thus obtained.
  • a slurry composition is produced using the water-soluble polymer dissolved in an aqueous solvent, and the electrode is formed using the slurry composition. Can be manufactured.
  • the aqueous solution containing a water-soluble polymer in an aqueous solvent is usually acidic, and may be alkalized to pH 7 to pH 13 as necessary.
  • the handleability of aqueous solution can be improved and the applicability
  • Examples of the method for alkalinizing to pH 7 to pH 13 include alkali metal aqueous solutions such as lithium hydroxide aqueous solution, sodium hydroxide aqueous solution and potassium hydroxide aqueous solution; alkaline earth metal aqueous solutions such as calcium hydroxide aqueous solution and magnesium hydroxide aqueous solution; The method of mixing aqueous alkali solution, such as aqueous ammonia solution, is mentioned.
  • One kind of the alkaline aqueous solution may be used alone, or two or more kinds may be used in combination at any ratio.
  • the electrode for a lithium ion secondary battery of the present invention may contain a particulate binder.
  • the particulate binder is usually contained in the electrode active material layer and has an effect of binding the electrode active material and the current collector.
  • the electrode active material can be held more firmly in the lithium ion secondary battery electrode, so that the electrode active material is detached from the lithium ion secondary battery electrode. Can be further suppressed.
  • the particulate binder can also bind particles other than the electrode active material usually contained in the electrode active material layer, and can also serve to maintain the strength of the electrode active material layer.
  • the particulate binder has a particulate shape, the binding property is particularly high, and the deterioration of the capacity of the lithium ion secondary battery electrode due to repeated charge and discharge can be remarkably suppressed.
  • the particulate binder can be used in a slurry composition for producing an electrode for a lithium ion secondary battery that can exist in a state in which the particle shape is maintained, but the electrode active material layer also has a state in which the particle shape is maintained. Those that can be present are preferred.
  • the “state in which the particle state is maintained” does not have to be a state in which the particle shape is completely maintained, and may be in a state in which the particle shape is maintained to some extent.
  • the compound that forms the particulate binder is not particularly limited as long as it is a compound that can bind the electrode active material and the electrode conductive material described later.
  • a suitable particulate binder is a dispersion-type binder having a property of being dispersible in a solvent. Specific examples thereof include polymer compounds such as a fluoropolymer, a diene polymer, an acrylate polymer, a polyimide, a polyamide, and a polyurethane polymer.
  • a fluoropolymer, a diene polymer, or an acrylate polymer is preferable, and a diene polymer or an acrylate polymer is more preferable in that the withstand voltage can be increased and the energy density of the electrochemical device can be increased.
  • the diene polymer is a homopolymer of a conjugated diene; a copolymer of different types of conjugated dienes; a copolymer obtained by polymerizing a monomer mixture containing a conjugated diene, or a hydrogenated product thereof.
  • the proportion of conjugated diene in the monomer mixture is usually 20% by weight or more, preferably 25% by weight or more.
  • the diene polymer examples include conjugated diene homopolymers such as polybutadiene and polyisoprene; aromatic vinyl / conjugated diene copolymers such as carboxy-modified styrene / butadiene copolymer (SBR); Examples thereof include vinyl cyanide / conjugated diene copolymers such as acrylonitrile / butadiene copolymer (NBR); hydrogenated SBR, hydrogenated NBR, and the like.
  • a conjugated diene may be used individually by 1 type, and may be used combining two or more types by arbitrary ratios.
  • the ratio of the conjugated diene monomer unit in the diene polymer is preferably 20% by weight or more, more preferably 30% by weight or more, preferably 60% by weight or less, more preferably 55% by weight or less.
  • the acrylate polymer has a general formula (III): CH 2 ⁇ CR 6 —COOR 7 (in the general formula (III), R 6 represents a hydrogen atom or a methyl group, and R 7 represents an alkyl group or a cycloalkyl group.
  • acrylate is preferable, and n-butyl acrylate and 2-ethylhexyl acrylate are particularly preferable in that the strength of the electrode for a lithium ion secondary battery can be improved.
  • these monomers may be used individually by 1 type, and may be used combining two or more types by arbitrary ratios.
  • the ratio of monomer units obtained by polymerizing acrylic acid ester and / or methacrylic acid ester in the acrylate polymer is preferably 50% by weight or more, more preferably 70% by weight or more.
  • the heat resistance of the particulate binder can be improved, and the electrode for a lithium ion secondary battery Can reduce the internal resistance.
  • a carboxylic acid group-containing monomer copolymerizable with the compound represented by the general formula (III) is used. Also good.
  • the carboxylic acid group-containing monomer include monobasic acid-containing monomers such as acrylic acid and methacrylic acid; dibasic acid-containing monomers such as maleic acid, fumaric acid, and itaconic acid. .
  • a dibasic acid-containing monomer is preferable, and itaconic acid is particularly preferable in that the binding strength can be improved and the electrode strength can be improved.
  • a carboxylic acid group containing monomer may be used individually by 1 type, and may be used combining two or more types by arbitrary ratios.
  • the amount of the carboxylic acid group-containing monomer is preferably 0.1 parts by weight or more, more preferably 0.5 parts by weight or more, particularly preferably 100 parts by weight of the compound represented by the general formula (III). 1 part by weight or more, preferably 50 parts by weight or less, more preferably 20 parts by weight or less, and particularly preferably 10 parts by weight or less.
  • the amount of the carboxylic acid group-containing monomer is within this range, the binding property can be improved and the electrode strength can be improved.
  • a nitrile group-containing monomer copolymerizable with the compound represented by the general formula (III) may be used.
  • the nitrile group-containing monomer include acrylonitrile and methacrylonitrile. Among them, acrylonitrile is preferable in that the binding strength can be improved and the electrode strength can be improved.
  • a nitrile group containing monomer may be used individually by 1 type, and may be used combining two or more types by arbitrary ratios.
  • the amount of the nitrile group-containing monomer is preferably 0.1 parts by weight or more, more preferably 0.5 parts by weight or more, and particularly preferably 1 part by weight with respect to 100 parts by weight of the compound represented by the general formula (III). It is at least 40 parts by weight, more preferably at most 30 parts by weight, particularly preferably at most 20 parts by weight. When the amount of the nitrile group-containing monomer is within this range, the binding property can be improved and the electrode strength can be improved.
  • the weight average molecular weight of the polymer forming the particulate binder is preferably 10,000 or more, more preferably 20,000 or more, preferably 1,000,000 or less, more preferably 500,000 or less.
  • the weight average molecular weight of the particulate binder can be determined by GPC as a value in terms of polystyrene using tetrahydrofuran as a developing solvent.
  • the glass transition temperature (Tg) of the particulate binder is preferably 50 ° C. or lower, more preferably 0 ° C. or lower, and usually ⁇ 40 ° C. or higher.
  • Tg glass transition temperature
  • the polymer forming the particulate binder is insoluble in water. Therefore, the particulate binder is usually in the form of particles in the slurry composition for producing an electrode for a lithium ion secondary battery, and is included in the electrode for a lithium ion secondary battery while maintaining the particle shape.
  • the number average particle diameter of the particulate binder is usually 0.01 ⁇ m or more, preferably 0.03 ⁇ m or more, more preferably 0.05 ⁇ m or more, and usually 1 ⁇ m or less, preferably 0.8 ⁇ m or less, more preferably 0.00. 5 ⁇ m or less.
  • the number average particle diameter is a number average particle diameter calculated as an arithmetic average value obtained by measuring the diameters of 100 particulate binders randomly selected in a transmission electron micrograph.
  • the shape of the particles may be either spherical or irregular.
  • particulate binder may be used alone, or two or more kinds may be used in combination at any ratio.
  • the amount of the particulate binder is usually 0.1 parts by weight or more, preferably 0.5 parts by weight or more, more preferably 1 part by weight or more, and usually 50 parts by weight or less, relative to 100 parts by weight of the electrode active material. Preferably it is 20 weight part or less, More preferably, it is 10 weight part or less.
  • the particulate binder can be produced, for example, by polymerizing a monomer composition containing the above-described monomer in an aqueous solvent to form polymer particles.
  • the ratio of each monomer in the monomer composition is usually the same as the ratio of structural units in the particulate binder.
  • aqueous solvent examples include those described in the method for producing a water-soluble polymer.
  • any method such as a solution polymerization method, a suspension polymerization method, a bulk polymerization method, and an emulsion polymerization method may be used.
  • a polymerization method any method such as ionic polymerization, radical polymerization, and living radical polymerization may be used. Among them, it is easy to obtain a high molecular weight polymer, and since the polymer is obtained in the form of particles dispersed in water, no redispersion treatment is required, so that an electrode for a lithium ion secondary battery can be produced as it is.
  • the emulsion polymerization method is particularly preferred from the viewpoint of production efficiency, such as being able to be used in the slurry composition.
  • the emulsion polymerization method is usually performed by a conventional method. For example, it can be performed by the method described in “Experimental Chemistry Course” Vol. 28, (Publisher: Maruzen Co., Ltd., edited by The Chemical Society of Japan). That is, water, an additive such as a dispersant, an emulsifier, a crosslinking agent, a polymerization initiator, and a monomer are added to a sealed container equipped with a stirrer and a heating device so as to have a predetermined composition.
  • a method may be used in which the composition is stirred to emulsify monomers and the like in water, and the temperature is increased while stirring to initiate polymerization. Or after emulsifying the said composition, it can put into an airtight container, and the method of starting reaction similarly can be used.
  • polymerization initiator examples include, for example, lauroyl peroxide, diisopropyl peroxydicarbonate, di-2-ethylhexyl peroxydicarbonate, t-butyl peroxypivalate, 3,3,5-trimethylhexanoyl peroxide, and the like.
  • a polymerization initiator may be used individually by 1 type, and may be used combining two or more types by arbitrary ratios.
  • Emulsifiers, dispersants, polymerization initiators, and the like are generally used in these polymerization methods, and the amount used is generally the amount generally used.
  • seed polymerization may be performed using seed particles.
  • the pH of the aqueous dispersion of the particulate binder obtained by these methods may be adjusted to usually be in the range of 5 to 10, preferably 5 to 9.
  • the pH adjustment may be performed by, for example, alkali metal (eg, Li, Na, K, Rb, Cs) hydroxide, ammonia, inorganic ammonium compound (eg, NH 4 Cl), organic amine compound (eg, ethanolamine, It can be carried out by mixing a basic aqueous solution containing diethylamine and the like with an aqueous dispersion of the particulate binder.
  • alkali metal hydroxide eg, Li, Na, K, Rb, Cs
  • ammonia eg, inorganic ammonium compound
  • organic amine compound eg, ethanolamine
  • the particulate binder may be a composite polymer particle composed of two or more kinds of polymers.
  • the composite polymer particles are obtained, for example, by polymerizing at least one monomer component by a conventional method, then polymerizing at least one other monomer component and polymerizing by a conventional method (two-stage polymerization method). ) Or the like. In this way, by polymerizing the monomer stepwise, it is possible to obtain core-shell structured particles having a core layer present inside the particle and a shell layer covering the core layer.
  • the electrode for a lithium ion secondary battery of the present invention may contain any component other than the above-described electrode active material, water-soluble polymer and particulate binder as long as the effects of the present invention are not significantly impaired.
  • the electrode for a lithium ion secondary battery of the present invention may contain an electrode conductive material, a dispersant, a reinforcing material, a leveling agent, nanoparticles, and an additive.
  • these optional components are contained in the electrode active material layer.
  • arbitrary components may be used individually by 1 type, and may be used combining two or more types by arbitrary ratios.
  • Examples of the electrode conductive material include conductive particles of carbon allotrope.
  • Examples of the carbon allotrope forming such a conductive material for an electrode include conductive carbon material black such as furnace black, acetylene black, and ketjen black (registered trademark of Akzo Nobel Chemicals Bethlo Tenfen Note Shap). Is mentioned. Among these, acetylene black and furnace black are preferable.
  • the electrically conductive material for electrodes may be used individually by 1 type, and may be used combining two or more types by arbitrary ratios.
  • the volume average particle diameter of the electrode conductive material is preferably smaller than the volume average particle diameter of the electrode active material.
  • the specific range of the volume average particle diameter of the electrode conductive material is usually 0.001 ⁇ m or more, preferably 0.05 ⁇ m or more, more preferably 0.01 ⁇ m or more, and usually 10 ⁇ m or less, preferably 5 ⁇ m or less, more preferably 1 ⁇ m or less. When the volume average particle diameter of the electrode conductive material is within this range, high conductivity can be obtained with a smaller amount of use.
  • the amount of the electrode conductive material is usually 0.1 parts by weight or more, preferably 0.5 parts by weight or more, more preferably 1 part by weight or more, and usually 50 parts by weight or less, with respect to 100 parts by weight of the electrode active material. , Preferably 15 parts by weight or less, more preferably 10 parts by weight or less.
  • the amount of the electrode conductive material is within this range, the capacity of the lithium ion secondary battery can be increased, and the internal resistance of the electrode for the lithium ion secondary battery can be decreased.
  • the dispersant examples include cellulosic polymers such as carboxymethylcellulose, methylcellulose, ethylcellulose, and hydroxypropylcellulose, and ammonium salts or alkali metal salts thereof; poly (meth) acrylates such as sodium poly (meth) acrylate; Examples include polyvinyl alcohol, modified polyvinyl alcohol, polyethylene oxide, polyvinyl pyrrolidone, polycarboxylic acid, oxidized starch, phosphate starch, casein, and various modified starches. Among these, a cellulose polymer is preferable, and carboxymethyl cellulose or an ammonium salt or an alkali metal salt thereof is particularly preferable.
  • One of these dispersants may be used alone, or two or more thereof may be used in combination at any ratio.
  • the amount of the dispersant is usually 0.1 parts by weight or more, preferably 0.5 parts by weight or more, more preferably 0.8 parts by weight or more, and usually 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the electrode active material.
  • the amount is preferably 5 parts by weight or less, more preferably 2 parts by weight or less.
  • the reinforcing material for example, various inorganic and organic spherical, plate-like, rod-like or fibrous fillers can be used.
  • One type of these reinforcing agents may be used alone, or two or more types may be used in combination at any ratio.
  • a tough and flexible electrode for a lithium ion secondary battery can be obtained, and a lithium ion secondary battery exhibiting excellent long-term cycle characteristics can be realized.
  • the amount of the reinforcing material is usually 0.01 parts by weight or more, preferably 1 part by weight or more, and usually 20 parts by weight or less, preferably 10 parts by weight or less, with respect to 100 parts by weight of the electrode active material.
  • leveling agent examples include surfactants such as alkyl surfactants, silicone surfactants, fluorine surfactants, and metal surfactants.
  • surfactants such as alkyl surfactants, silicone surfactants, fluorine surfactants, and metal surfactants.
  • One of these leveling agents may be used alone, or two or more thereof may be used in combination at any ratio.
  • the amount of the leveling agent is preferably 0.01 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the electrode active material.
  • the leveling agent is within the above range, the productivity, smoothness, and battery characteristics during electrode production are excellent.
  • the dispersibility of an electrode active material etc. can be improved in the slurry composition for manufacturing the electrode for lithium ion secondary batteries by containing surfactant, and also the lithium ion secondary battery obtained by it The smoothness of the electrode can be improved.
  • nanoparticles examples include particles such as fumed silica and fumed alumina. One kind of these nanoparticles may be used alone, or two or more kinds thereof may be used in combination at any ratio. When the nanoparticles are included, the thixotropy of the slurry composition for producing an electrode for a lithium ion secondary battery can be adjusted, thereby improving the leveling property of the obtained electrode for a lithium ion secondary battery. be able to.
  • the amount of nanoparticles is preferably 0.01 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the electrode active material.
  • the stability and productivity of the slurry composition for producing an electrode for a lithium ion secondary battery can be improved, and high battery characteristics can be realized.
  • Examples of the additive include vinylene carbonate.
  • An additive may be used individually by 1 type and may be used combining two or more types by arbitrary ratios. By using the additive, for example, decomposition of the electrolytic solution can be suppressed.
  • the amount of the additive is preferably 0.01 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the electrode active material.
  • the electrode active material, the water-soluble polymer, and the components included as necessary are usually contained in the electrode active material layer.
  • the electrode active material layer is usually provided on the surface of the current collector. At this time, the electrode active material layer may be provided on one side of the current collector, or may be provided on both sides.
  • the current collector is not particularly limited as long as it has electrical conductivity and is electrochemically durable, but a metal material is preferable because it has heat resistance.
  • the material for the current collector include iron, copper, aluminum, nickel, stainless steel, titanium, tantalum, gold, and platinum.
  • the current collector for the positive electrode is preferably aluminum
  • the current collector for the negative electrode is preferably copper.
  • the material of an electrical power collector may be used individually by 1 type, and may be used combining two or more types by arbitrary ratios.
  • the shape of the current collector is not particularly limited, but a sheet shape having a thickness of about 0.001 mm to 0.5 mm is preferable.
  • the current collector is preferably used after the surface is roughened.
  • the roughening method include a mechanical polishing method, an electrolytic polishing method, and a chemical polishing method.
  • a mechanical polishing method usually, a polishing cloth with an abrasive particle fixed thereto, a grindstone, an emery buff, a wire brush provided with a steel wire or the like is used.
  • an intermediate layer may be formed on the surface of the current collector.
  • the thickness of the electrode active material layer is usually 5 ⁇ m or more, preferably 20 ⁇ m or more, more preferably 30 ⁇ m or more, and usually 1000 ⁇ m or less, preferably 500 ⁇ m or less, more preferably 300 ⁇ m or less. When the thickness of the electrode active material layer is in the above range, load characteristics and cycle characteristics can be improved.
  • the content ratio of the electrode active material in the electrode active material layer is preferably 85% by weight or more, more preferably 88% by weight or more, preferably 99% by weight or less, more preferably 97% by weight or less.
  • the density of the electrode active material layer is usually 0.30 g / cm 3 or more, preferably 0.35 g / cm 3 or more, more preferably 0.40 g / cm 3 or more, and usually 10 g / cm 3 or less, preferably 8 .0g / cm 3 or less, more preferably 6.0 g / cm 3 or less.
  • the amount of water in the electrode active material layer is preferably 1000 ppm or less, and more preferably 500 ppm or less.
  • the amount of water can be measured by a known method such as the Karl Fischer method.
  • Such a low water content can be achieved by appropriately adjusting the composition of the structural unit in the water-soluble polymer.
  • the fluorine-containing (meth) acrylic acid ester monomer unit in the range of usually 0.5% by weight or more, preferably 1% by weight or more, and usually 20% by weight or less, preferably 10% by weight or less. , Moisture content can be reduced.
  • the electrode for a lithium ion secondary battery of the present invention can be produced by, for example, a coating method or a powder molding method.
  • the coating method refers to the surface of the current collector by preparing a slurry composition for producing an electrode for a lithium ion secondary battery, applying the slurry composition on the current collector, and drying the slurry composition.
  • an electrode active material layer is formed on a lithium ion battery electrode.
  • the powder molding method refers to preparing a slurry composition for producing an electrode for a lithium ion secondary battery, preparing composite particles containing an electrode active material and a water-soluble polymer from the slurry composition,
  • This is a manufacturing method in which an electrode active material layer is formed by supplying composite particles onto a current collector and further rolling and forming as required to form an electrode for a lithium ion battery.
  • the coating method is preferable in that the electrode active material layer has excellent adhesion to the current collector.
  • the powder molding method is preferable in that the capacity of the electrode for the lithium ion secondary battery is high and the internal resistance is low, the process is simple, and the manufacturing cost is excellent.
  • a slurry composition for producing an electrode for a lithium ion secondary battery is prepared.
  • the slurry composition is a fluid composition containing an electrode active material, a water-soluble polymer, and a solvent.
  • the electrode for a lithium ion secondary battery includes optional components such as a particulate binder, an electrode conductive material, a dispersant, a reinforcing material, a leveling agent, nanoparticles, and an additive
  • the slurry composition also includes Include optional ingredients.
  • the ratio of the electrode active material, the water-soluble polymer, and optional components in the slurry composition is usually the same as the ratio of each component contained in the electrode active material layer.
  • solvent water may be used, an organic solvent may be used, or a combination of water and an organic solvent may be used. These solvents function as a solvent or a dispersion medium in the slurry composition, and can disperse the electrode active material, disperse the particulate binder, or dissolve the water-soluble polymer.
  • organic solvent examples include alkyl alcohols such as methyl alcohol, ethyl alcohol and propyl alcohol; alkyl ketones such as acetone and methyl ethyl ketone; ethers such as tetrahydrofuran, dioxane and diglyme; diethylformamide, dimethylacetamide and N-methyl- Amides such as 2-pyrrolidone and dimethylimidazolidinone; sulfur solvents such as dimethyl sulfoxide and sulfolane; and the like.
  • alcohols are preferable as the organic solvent.
  • One of these may be used alone, or two or more of these may be used in combination at any ratio.
  • water is preferable as the solvent because it is easy to dry the electrode active material layer and is excellent in environmental load.
  • water is used as the solvent, in the slurry composition, a part of the water-soluble polymer is dissolved in water, but another part of the water-soluble polymer is adsorbed on the surface of the electrode active material, Since the electrode active material is covered with a stable layer of a water-soluble polymer, the dispersibility of the electrode active material in water can be improved. For this reason, the coating property of a slurry composition can be made favorable.
  • the dispersibility of the particulate binder and the solubility of the water-soluble polymer can be adjusted depending on the amount or type of the organic solvent used in combination with water.
  • the production efficiency can be improved.
  • an organic solvent that dissolves the particulate binder and the water-soluble polymer is combined with water, the dispersion of the electrode active material is stabilized by adsorbing the particle binder and the water-soluble polymer on the surface of the electrode active material. Therefore, it is preferable.
  • the amount of the solvent is such that the solid content in the slurry composition is usually 1% by weight or more, preferably 5% by weight or more, more preferably 10% by weight or more, and usually 90% by weight or less, preferably 85%. It is the range which becomes weight% or less, More preferably, it is 80 weight% or less. When the solid content concentration is in this range, each component is uniformly dispersed, which is preferable.
  • the viscosity of the slurry composition is usually 10 mPa ⁇ s or more, preferably 30 mPa ⁇ s or more, more preferably 50 mPa ⁇ s or more, and usually 100,000 mPa ⁇ s or less, preferably 50,000 mPa ⁇ s at room temperature. Hereinafter, it is more preferably 20,000 mPa ⁇ s or less. When the viscosity is in this range, productivity can be increased.
  • a slurry composition for producing an electrode for a lithium ion secondary battery can be produced by mixing an electrode active material, a water-soluble polymer and a solvent, and components used as necessary.
  • the specific procedure at this time is arbitrary.
  • the electrode active material, the water-soluble polymer, the electrode conductive material, and the particulate binder are used as a solvent.
  • a method in which a water-soluble polymer is dissolved in a solvent, a particulate binder dispersed in a solvent is mixed, and then an electrode active material and a conductive material for an electrode are mixed; particles dispersed in a solvent For example, a method in which an electrode active material and an electrode conductive material are mixed in a binder and a water-soluble polymer dissolved in a solvent is mixed in the mixture.
  • Examples of the mixing means include mixing equipment such as a ball mill, a sand mill, a bead mill, a pigment disperser, a grinder, an ultrasonic disperser, a homogenizer, a homomixer, and a planetary mixer.
  • the mixing is usually carried out at room temperature to 80 ° C. for 10 minutes to several hours.
  • the slurry composition of the present invention includes a water-soluble polymer containing an aromatic vinyl monomer unit, an unsaturated carboxylic acid monomer unit, and a crosslinkable monomer unit at a specific ratio, and thus has excellent dispersion stability. . Therefore, the slurry composition can be easily applied uniformly.
  • Application method is not limited, and examples thereof include a doctor blade method, a dip method, a reverse roll method, a direct roll method, a gravure method, an extrusion method, and a brush coating method.
  • a film of the slurry composition is formed on the surface of the current collector.
  • membrane of a slurry composition can be suitably set according to the thickness of the target electrode active material layer.
  • the electrode active material layer containing an electrode active material and a water-soluble polymer is formed in the surface of an electrical power collector, and the electrode for lithium ion secondary batteries of this invention is obtained.
  • drying method examples include drying with warm air, hot air, low-humidity air or the like; vacuum drying; (far) drying method by irradiation with infrared rays or electron beams. Among these, a drying method by irradiation with far infrared rays is preferable.
  • the drying temperature and the drying time are preferably a temperature and a time at which the solvent in the slurry composition applied to the current collector can be completely removed.
  • the drying temperature is usually 100 ° C. or higher, preferably 120 ° C. or higher, and usually 300 ° C. or lower, preferably 250 ° C. or lower.
  • drying time it is 10 minutes or more normally, Preferably it is 20 minutes or more, and is 100 hours or less normally, Preferably it is 20 hours or less.
  • the electrode active material layer may be subjected to pressure treatment using, for example, a die press or a roll press as necessary.
  • the porosity of the electrode active material layer can be lowered.
  • the porosity is preferably 5% or more, more preferably 7% or more, preferably 30% or less, more preferably 20% or less.
  • the polymer may be cured after the electrode active material layer is formed.
  • a slurry composition for producing an electrode for a lithium ion secondary battery can be prepared.
  • the slurry composition may be prepared in the same manner as the coating method.
  • a solvent for the slurry composition it is preferable to use a combination of water and an organic solvent having a boiling point lower than that of water. Thereby, the drying speed can be increased during spray drying.
  • composite particles are prepared from the slurry composition. Since the composite particles are prepared from the slurry composition, they are particles in which components such as an electrode active material and a water-soluble polymer contained in the slurry composition are integrated.
  • the components such as the electrode active material and the particulate binder contained in the slurry composition do not exist as separate and independent particles, but a plurality of components such as the electrode active material and the particulate binder are combined.
  • One particle is formed. Specifically, two or more particles (primary particles) are bonded, and secondary particles are formed as a lump of bonded primary particles.
  • it is preferable that a plurality (preferably several to several tens) of electrode active materials are bound by a water-soluble polymer and a particulate binder used as necessary to form composite particles. .
  • the adhesiveness of the electrode active material layer in the electrode for lithium ion secondary batteries can be made higher, and the internal resistance of the lithium ion secondary battery can be reduced.
  • Composite particles can be produced by granulating the slurry composition.
  • composite particle granulation methods include, for example, spray drying granulation method, rolling bed granulation method, compression granulation method, stirring granulation method, extrusion granulation method, crushing granulation method, fluidized bed granulation method.
  • the granulation method include a granulation method, a fluidized bed multifunctional granulation method, a pulse combustion drying method, and a melt granulation method.
  • the spray-drying granulation method is preferable because the composite particles in which the water-soluble polymer, the particulate binder used as necessary, and the electrode conductive material are unevenly distributed near the surface of the composite particles can be easily obtained.
  • an electrode for a lithium ion secondary battery can be obtained with high productivity.
  • the internal resistance of the lithium ion secondary battery electrode can be further reduced.
  • the slurry composition is spray dried and granulated to obtain composite particles.
  • Spray drying is performed by spraying and drying the slurry composition in hot air.
  • An example of an apparatus used for spraying the slurry composition is an atomizer. There are two types of atomizers: a rotating disk method and a pressure method.
  • the rotating disk system is a system in which a slurry composition is introduced almost at the center of a disk that rotates at high speed, and the slurry composition is released out of the disk by the centrifugal force of the disk, and the slurry composition is atomized at that time.
  • the rotation speed of the disk depends on the size of the disk, and is usually 5,000 rpm or more, preferably 15,000 rpm or more, and usually 40,000 rpm or less, preferably 40,000 rpm or less. The lower the rotational speed of the disk, the larger the spray droplets and the larger the weight average particle diameter of the resulting composite particles.
  • the rotating disk type atomizer there are a pin type and a vane type, and a pin type atomizer is particularly preferable.
  • the pin-type atomizer is a kind of centrifugal spraying device using a spraying plate, and the spraying plate has a plurality of spraying rollers removably mounted on a concentric circle along its periphery between the upper and lower mounting disks. Consists of things. The slurry composition is introduced from the center of the spray disc, adheres to the spraying roller by centrifugal force, moves outward on the roller surface, and finally sprays away from the roller surface.
  • the pressurization method is a method in which the slurry composition is pressurized and sprayed from a nozzle to be dried.
  • the temperature of the sprayed slurry composition is usually room temperature, but it may be heated to room temperature or higher.
  • the temperature of the hot air during spray drying is usually 80 ° C. or higher, preferably 100 ° C. or higher, and is usually 250 ° C. or lower, preferably 200 ° C. or lower.
  • a hot air blowing method for example, a method in which the hot air and the spray direction flow in the horizontal direction, a method in which the hot air is sprayed at the top of the drying tower and descends with the hot air, a method in which the sprayed droplets and the hot air are in countercurrent contact A method in which sprayed droplets first flow in parallel with hot air, then drop by gravity and make countercurrent contact, and the like.
  • the shape of the composite particles is preferably substantially spherical. That is, the sphericity of the composite particles is preferably 80% or more, and more preferably 90% or more.
  • the value of (1 ⁇ (L1 ⁇ Ls) / La) ⁇ 100 is defined as sphericity (%).
  • Ls represents the minor axis diameter of the composite particle
  • Ll represents the major axis diameter of the composite particle
  • La (Ls + Ll) / 2.
  • the short axis diameter Ls and the long axis diameter Ll are values measured from a transmission electron micrograph image.
  • the volume average particle diameter of the composite particles is usually 10 ⁇ m or more, preferably 20 ⁇ m or more, more preferably 30 ⁇ m or more, and usually 100 ⁇ m or less, preferably 80 ⁇ m or less, more preferably 60 ⁇ m or less.
  • the obtained composite particles are supplied onto a current collector.
  • a feeder is usually used.
  • This feeder is preferably a quantitative feeder capable of supplying composite particles quantitatively.
  • it can be quantitatively supplied that composite particles are continuously supplied using such a feeder, the supply amount is measured a plurality of times at regular intervals, and the average value m of the measured values and the standard deviation ⁇ m are obtained.
  • the quantitative feeder examples include gravity feeders such as a table feeder and a rotary feeder; mechanical force feeders such as a screw feeder and a belt feeder. Of these, the rotary feeder is preferred.
  • the composite particles supplied to the current collector are molded to form an electrode active material layer containing an electrode active material and a water-soluble polymer on the surface of the current collector.
  • the electrode for the lithium ion secondary battery of the present invention Get.
  • the current collector and the supplied composite particles are pressed with a pair of rolls to form, and an electrode active material layer is formed on the current collector as a layer of composite particles.
  • the supplied composite particles are heated.
  • the specific temperature of the supplied composite particles is preferably 40 ° C. or higher, more preferably 70 ° C. or higher, preferably 160 ° C. or lower, more preferably 140 ° C. or lower.
  • the temperature of the composite particles is within this range, slippage of the composite particles on the roll surface is suppressed, and the composite particles are continuously and uniformly supplied to the roll. For this reason, an electrode active material layer having a uniform film thickness and small variations in electrode density can be obtained.
  • the molding temperature is usually 0 ° C. to 200 ° C.
  • the molding temperature is preferably higher than the melting point or glass transition temperature of the particulate binder, and more preferably 20 ° C. higher than the melting point or glass transition temperature.
  • the forming speed by the roll is usually larger than 0.1 m / min, preferably 35 m / min or more, and preferably 70 m / min or less.
  • the press linear pressure between the pair of rolls is usually 0.2 kN / cm or more, preferably 0.5 kN / cm or more, and usually 30 kN / cm or less, preferably 10 kN / cm or less.
  • the arrangement of the pair of rolls is not particularly limited, but is preferably arranged substantially horizontally or substantially vertically.
  • the current collector is continuously supplied between a pair of rolls, and the composite particles are supplied to at least one of the rolls so that the composite particles are supplied to the gap between the current collector and the rolls.
  • the electrode active material layer can be formed by pressurization.
  • the current collector is transported in the horizontal direction, the composite particles are supplied onto the current collector, the supplied composite particles are leveled with a blade or the like as necessary, and then the current collectors are paired.
  • the electrode active material layer can be formed by supplying between the rolls and pressing.
  • the electrode active material layer contains a curable polymer
  • the lithium ion secondary battery of the present invention includes a positive electrode, a negative electrode, an electrolytic solution, and a separator.
  • the lithium ion secondary battery of the present invention at least one of the positive electrode and the negative electrode is the electrode for the lithium ion secondary battery of the present invention. Since the lithium ion secondary battery of this invention is equipped with the electrode for lithium ion secondary batteries of this invention, it is excellent in the storage characteristic and cycling characteristics in a high temperature environment. Moreover, the lithium ion secondary battery of this invention can suppress the swelling of the electrode accompanying charging / discharging normally, and is excellent in a low temperature output characteristic.
  • Electrolyte As the electrolytic solution, for example, a solution obtained by dissolving a lithium salt as a supporting electrolyte in a non-aqueous solvent may be used.
  • the lithium salt include LiPF 6 , LiAsF 6 , LiBF 4 , LiSbF 6 , LiAlCl 4 , LiClO 4 , CF 3 SO 3 Li, C 4 F 9 SO 3 Li, CF 3 COOLi, (CF 3 CO) 2 NLi , (CF 3 SO 2 ) 2 NLi, (C 2 F 5 SO 2 ) NLi, and other lithium salts.
  • LiPF 6 , LiClO 4 , and CF 3 SO 3 Li that are easily soluble in a solvent and exhibit a high degree of dissociation are preferably used.
  • One of these may be used alone, or two or more of these may be used in combination at any ratio.
  • the amount of the supporting electrolyte is usually 1% by weight or more, preferably 5% by weight or more, and usually 30% by weight or less, preferably 20% by weight or less with respect to the electrolytic solution. If the amount of the supporting electrolyte is too small or too large, the ionic conductivity is lowered, and the charging characteristics and discharging characteristics of the lithium ion secondary battery may be lowered.
  • the solvent used in the electrolytic solution is not particularly limited as long as it can dissolve the supporting electrolyte.
  • the solvent include alkyl carbonates such as dimethyl carbonate (DMC), ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC), propylene carbonate (PC), butylene carbonate (BC), and methyl ethyl carbonate (MEC); Esters such as butyrolactone and methyl formate; ethers such as 1,2-dimethoxyethane and tetrahydrofuran; sulfur-containing compounds such as sulfolane and dimethyl sulfoxide; In particular, dimethyl carbonate, ethylene carbonate, propylene carbonate, diethyl carbonate, and methyl ethyl carbonate are preferred because high ion conductivity is easily obtained and the use temperature range is wide.
  • a solvent may be used individually by 1 type and may be used combining two or more types by arbitrary ratios.
  • an additive may be included in the electrolytic solution as necessary.
  • carbonate compounds such as vinylene carbonate (VC) are preferable.
  • An additive may be used individually by 1 type and may be used combining two or more types by arbitrary ratios.
  • electrolytic solution other than the above examples include a gel polymer electrolyte obtained by impregnating a polymer electrolyte such as polyethylene oxide and polyacrylonitrile with an electrolytic solution; an inorganic solid electrolyte such as lithium sulfide, LiI, and Li 3 N;
  • separator As the separator, a porous substrate having a pore portion is usually used.
  • separators include (a) a porous separator having pores, (b) a porous separator having a polymer coating layer formed on one or both sides, and (c) a porous resin coat containing inorganic ceramic powder. And a porous separator having a layer formed thereon. Examples of these are for solid polymer electrolytes such as polypropylene-based, polyethylene-based, polyolefin-based or aramid-based porous separators, polyvinylidene fluoride, polyethylene oxide, polyacrylonitrile or polyvinylidene fluoride hexafluoropropylene copolymer.
  • a polymer film for a gel polymer electrolyte a separator coated with a gelled polymer coat layer; a separator coated with a porous film layer composed of an inorganic filler and an inorganic filler dispersant; and the like.
  • the manufacturing method of the lithium ion secondary battery of the present invention is not particularly limited.
  • the above-described positive electrode and negative electrode may be overlapped via a separator, and this may be wound or folded in accordance with the shape of the battery and placed in the battery container, and the electrolyte may be injected into the battery container and sealed.
  • an expanded metal; an overcurrent prevention element such as a fuse or a PTC element; a lead plate or the like may be inserted to prevent an increase in pressure inside the battery or overcharge / discharge.
  • the shape of the battery may be any of, for example, a laminate cell type, a coin type, a button type, a sheet type, a cylindrical type, a square type, and a flat type.
  • Adhesion strength after measurement of high-temperature cycle characteristics After the evaluation of “3. High-temperature cycle characteristics” above, the cell of the lithium ion secondary battery was disassembled, and the electrode was taken out. Were dried under reduced pressure. The adhesion strength of the dried electrode was measured in the same manner as in “1. Adhesion strength”. However, the dimensions of the test piece were 40 mm in length and 10 mm in width.
  • Example 1 (1-1. Production of water-soluble polymer) In a 5 MPa pressure vessel with a stirrer, 10 parts of sodium styrene sulfonate as an aromatic vinyl monomer, 35 parts of methacrylic acid as an unsaturated carboxylic acid monomer, 0.8 part of ethylene dimethacrylate as a crosslinkable monomer, fluorine-containing 10 parts of 2,2,2-trifluoroethyl methacrylate as a (meth) acrylic acid ester monomer, 44.2 parts of ethyl acrylate as an optional monomer, 150 parts of ion-exchanged water as a solvent, and excess as a polymerization initiator After 0.5 parts of potassium sulfate was added and sufficiently stirred, the polymerization was started by heating to 60 ° C.
  • aqueous sodium hydroxide solution After adding 5% aqueous sodium hydroxide solution to the mixture containing the particulate binder and adjusting the pH to 8, the unreacted monomer is removed by heating under reduced pressure, and then cooled to 30 ° C. or lower to obtain a desired content. An aqueous dispersion containing a particulate binder was obtained.
  • the aqueous solution containing the water-soluble polymer obtained in (1-1. Production of water-soluble polymer) was diluted with ion-exchanged water to adjust the concentration to 5%.
  • a composition was obtained.
  • the aqueous dispersion as the binder composition obtained in (1-2. Production of binder composition) was added to the mixed liquid.
  • the amount of the binder composition was 2 parts by the amount of the particulate binder with respect to 100 parts of the total amount of the negative electrode active material.
  • ion exchange water was added to adjust the final solid content concentration to 50% and mixed for 10 minutes. This was defoamed under reduced pressure to obtain a negative electrode slurry composition having good fluidity.
  • the negative electrode slurry composition obtained in the above (1-3. Production of negative electrode slurry composition) is dried on a copper foil having a thickness of 20 ⁇ m, which is a current collector, with a comma coater, and the film thickness after drying is about 150 ⁇ m. It was applied and dried. This drying was performed by conveying the copper foil in an oven at 60 ° C. at a speed of 0.5 m / min for 2 minutes. Then, the negative electrode original fabric was obtained by heat-processing at 120 degreeC for 2 minute (s). This negative electrode original fabric was rolled with a roll press to obtain a negative electrode having a negative electrode active material layer thickness of 80 ⁇ m. The adhesion strength of the obtained negative electrode was measured.
  • a 40% aqueous dispersion of an acrylate polymer having a glass transition temperature Tg of ⁇ 40 ° C. and a number average particle diameter of 0.20 ⁇ m was prepared.
  • This acrylate polymer is a copolymer obtained by emulsion polymerization of a monomer mixture containing 78% by weight of 2-ethylhexyl acrylate, 20% by weight of acrylonitrile, and 2% by weight of methacrylic acid.
  • the above positive electrode slurry composition was applied on a copper foil having a thickness of 20 ⁇ m as a current collector by a comma coater so that the film thickness after drying was about 200 ⁇ m and dried. This drying was performed by conveying the copper foil in an oven at 60 ° C. at a speed of 0.5 m / min for 2 minutes. Then, it heat-processed for 2 minutes at 120 degreeC, and obtained the positive electrode.
  • the obtained lithium ion secondary battery was evaluated for high temperature storage characteristics, high temperature cycle characteristics, electrode plate swelling characteristics, adhesion strength after measurement of high temperature cycle characteristics, and low temperature output characteristics.
  • Example 2 In the above (1-2. Production of binder composition), a 40% aqueous dispersion of an acrylate polymer similar to that used as the binder for the positive electrode of Example 1 was used as the aqueous dispersion containing the particulate binder. Using. A lithium ion secondary battery was manufactured and evaluated in the same manner as in Example 1 except for the above items.
  • Example 3 In the above (1-2. Production of binder composition), an aqueous dispersion containing a diene polymer having a glass transition temperature of ⁇ 36 ° C. and a number average particle size of 0.15 ⁇ m as an aqueous dispersion containing a particulate binder. was used.
  • This diene polymer is a copolymer obtained by emulsion polymerization of a monomer mixture containing 18.5% by weight of acrylonitrile, 78.5% by weight of 1,3-butadiene and 3% by weight of itaconic acid.
  • a lithium ion secondary battery was manufactured and evaluated in the same manner as in Example 1 except for the above items.
  • Example 4 In the above (1-1. Production of water-soluble polymer), the amount of sodium styrenesulfonate, which is an aromatic vinyl monomer, is changed to 2 parts, and the amount of ethyl acrylate, which is an optional monomer, is changed to 52 parts. Changed to 2 parts. A lithium ion secondary battery was manufactured and evaluated in the same manner as in Example 1 except for the above items.
  • Example 5 In the above (1-1. Production of water-soluble polymer), the amount of sodium styrenesulfonate as an aromatic vinyl monomer was changed to 27 parts, and the amount of ethyl acrylate as an arbitrary monomer was changed to 27 parts. Changed to 2 parts. A lithium ion secondary battery was manufactured and evaluated in the same manner as in Example 1 except for the above items.
  • Example 6 In the above (1-1. Production of water-soluble polymer), styrene was used in place of sodium styrenesulfonate as the aromatic vinyl monomer. A lithium ion secondary battery was manufactured and evaluated in the same manner as in Example 1 except for the above items.
  • Example 7 In the above (1-1. Production of water-soluble polymer), the amount of unsaturated carboxylic acid monomer methacrylic acid was changed to 22 parts, and the amount of optional monomer ethyl acrylate 57. Changed to 2 parts. A lithium ion secondary battery was manufactured and evaluated in the same manner as in Example 1 except for the above items.
  • Example 8 In the above (1-1. Production of water-soluble polymer), the amount of methacrylic acid as an unsaturated carboxylic acid monomer was changed to 58 parts, and the amount of ethyl acrylate as an arbitrary monomer was changed to 21. Changed to 2 parts. A lithium ion secondary battery was manufactured and evaluated in the same manner as in Example 1 except for the above items.
  • Example 9 In the above (1-1. Production of water-soluble polymer), acrylic acid was used in place of methacrylic acid as the unsaturated carboxylic acid monomer. A lithium ion secondary battery was manufactured and evaluated in the same manner as in Example 1 except for the above items.
  • Example 10 In the above (1-1. Production of water-soluble polymer), allyl glycidyl ether was used in place of ethylene dimethacrylate as the crosslinkable monomer. A lithium ion secondary battery was manufactured and evaluated in the same manner as in Example 1 except for the above items.
  • Example 11 In the above (1-1. Production of water-soluble polymer), glycidyl methacrylate was used in place of ethylene dimethacrylate as the crosslinkable monomer. A lithium ion secondary battery was manufactured and evaluated in the same manner as in Example 1 except for the above items.
  • Example 12 In the above (1-1. Production of water-soluble polymer), the amount of ethylene dimethacrylate as a crosslinkable monomer was changed to 0.1 part, and the amount of ethyl acrylate as an optional monomer was changed to 44 parts. Changed to 9 parts. A lithium ion secondary battery was manufactured and evaluated in the same manner as in Example 1 except for the above items.
  • Example 13 In the above (1-1. Production of water-soluble polymer), the amount of ethylene dimethacrylate as a crosslinkable monomer was changed to 1.8 parts, and the amount of ethyl acrylate as an arbitrary monomer was changed to 43 parts. Changed to 2 parts. A lithium ion secondary battery was manufactured and evaluated in the same manner as in Example 1 except for the above items.
  • Example 14 In the above (1-1. Production of water-soluble polymer), 2,2,2-trifluoroethyl methacrylate, which is a fluorine-containing (meth) acrylic acid ester monomer, is not used. The amount of certain ethyl acrylate was changed to 54.2 parts. A lithium ion secondary battery was manufactured and evaluated in the same manner as in Example 1 except for the above items.
  • Example 15 In the above (1-1. Production of water-soluble polymer), the amount of 2,2,2-trifluoroethyl methacrylate which is a fluorine-containing (meth) acrylic acid ester monomer is changed to 2 parts, The amount of monomeric ethyl acrylate was changed to 52.2 parts. A lithium ion secondary battery was manufactured and evaluated in the same manner as in Example 1 except for the above items.
  • Example 16 In the above (1-1. Production of water-soluble polymer), the amount of 2,2,2-trifluoroethyl methacrylate, which is a fluorine-containing (meth) acrylic acid ester monomer, was changed to 28 parts. The amount of monomeric ethyl acrylate was changed to 26.2 parts. A lithium ion secondary battery was manufactured and evaluated in the same manner as in Example 1 except for the above items.
  • Example 17 In the above (1-2. Production of binder composition), when the aqueous solution containing the water-soluble polymer and the aqueous dispersion containing the particulate binder are mixed, the mixing ratio is equivalent to the solid content of the water-soluble polymer: Particulate binder was changed to 0.2: 2 (weight ratio). A lithium ion secondary battery was manufactured and evaluated in the same manner as in Example 1 except for the above items.
  • Example 18 In the above (1-2. Production of binder composition), when the aqueous solution containing the water-soluble polymer and the aqueous dispersion containing the particulate binder are mixed, the mixing ratio is equivalent to the solid content of the water-soluble polymer: Particulate binder was changed to 28: 2 (weight ratio). A lithium ion secondary battery was manufactured and evaluated in the same manner as in Example 1 except for the above items.
  • Example 19 In the above (1-3. Production of negative electrode slurry composition), 100 parts of artificial graphite (average particle size: 24.5 ⁇ m) having a specific surface area of 4 m 2 / g was used as the negative electrode active material, and SiO x (average particle size: 5 ⁇ m) was not used. A lithium ion secondary battery was manufactured and evaluated in the same manner as in Example 1 except for the above items.
  • Example 20 In the above (1-3. Production of negative electrode slurry composition), the amount of artificial graphite as the negative electrode active material was changed to 50 parts, and the amount of SiO x was changed to 50 parts. A lithium ion secondary battery was manufactured and evaluated in the same manner as in Example 1 except for the above items.
  • Example 21 (21-1. Production of binder composition) As an aqueous dispersion containing a particulate binder, a 40% aqueous dispersion of an acrylate polymer similar to that used as the positive electrode binder of Example 1 was used. Except for the above, a binder composition was obtained in the same manner as in Example 1-2 (1-2. Production of binder composition).
  • the positive electrode slurry composition obtained in (21-2. Production of positive electrode slurry composition) is dried on a copper foil having a thickness of 20 ⁇ m, which is a current collector, with a comma coater, and the film thickness after drying is about 120 ⁇ m. It was applied and dried. This drying was performed by conveying the copper foil in an oven at 60 ° C. at a speed of 0.5 m / min for 2 minutes. Thereafter, heat treatment was performed at 120 ° C. for 2 minutes to obtain a positive electrode raw material.
  • This positive electrode original fabric was rolled with a roll press to obtain a positive electrode having a positive electrode active material layer thickness of 75 ⁇ m. The adhesion strength of the obtained positive electrode was measured.
  • the above-described negative electrode slurry composition was applied on a copper foil having a thickness of 20 ⁇ m as a current collector by a comma coater so that the film thickness after drying was about 100 ⁇ m and dried. This drying was performed by conveying the copper foil in an oven at 60 ° C. at a speed of 0.5 m / min for 2 minutes. Then, it heat-processed for 2 minutes at 120 degreeC, and obtained the negative electrode.
  • the obtained lithium ion secondary battery was evaluated for high temperature storage characteristics, high temperature cycle characteristics, electrode plate swelling characteristics, adhesion strength after measurement of high temperature cycle characteristics, and low temperature output characteristics.
  • Example 22 In the above (21-2. Production of positive electrode slurry composition), lithium manganate having a volume average particle diameter of 15 ⁇ m was used as the positive electrode active material. A lithium ion secondary battery was produced and evaluated in the same manner as in Example 21 except for the above items.
  • Example 23 (23-1. Production of negative electrode)
  • the negative electrode slurry composition obtained in Example 1 (1-3. Production of negative electrode slurry composition) was spray dried and granulated to obtain spherical composite particles having a volume average particle diameter of 47 ⁇ m and a sphericity of 91%.
  • the spray-drying granulation uses a spray dryer (OC-16; manufactured by Okawara Chemical Co., Ltd.), a rotating disk type atomizer (diameter 65 mm), a rotational speed of 25,000 rpm, a hot air temperature of 150 ° C., and a particle recovery outlet. The temperature was 90 ° C.
  • the composite particles are supplied together with a 20 ⁇ m-thick copper foil to a roll (roll temperature rough surface heat roll; manufactured by Hirano Giken Co., Ltd.) (roll temperature: 100 ° C., press linear pressure: 3.9 kN / cm).
  • a sheet-shaped electrode material was formed at a speed of 20 m / min.
  • This electrode original fabric was rolled with a roll press to obtain a secondary battery negative electrode having a layer configuration of (copper foil) / (negative electrode active material layer) and a thickness of the negative electrode active material layer of 80 ⁇ m.
  • the adhesion strength of the obtained negative electrode was measured.
  • the negative electrode was replaced with the negative electrode obtained in the above (23-1. Production of negative electrode) in place of that obtained in Example 1-4 (1-4. Production of negative electrode). 1-5. Production of Positive Electrode) to (1-7. Lithium Ion Secondary Battery) were produced and evaluated for lithium ion secondary batteries.
  • Example 24 (24-1. Production of positive electrode)
  • the cathode slurry composition obtained in Example 21 (21-2. Production of cathode slurry composition) was spray-dried and granulated to obtain spherical composite particles having a volume average particle size of 53 ⁇ m and a sphericity of 94%.
  • the spray-drying granulation uses a spray dryer (OC-16; manufactured by Okawara Chemical Co., Ltd.), a rotating disk type atomizer (diameter 65 mm), a rotational speed of 25,000 rpm, a hot air temperature of 150 ° C., and a particle recovery outlet. The temperature was 90 ° C.
  • the composite particles are supplied together with a 20 ⁇ m-thick copper foil to a roll (roll temperature rough surface heat roll; manufactured by Hirano Giken Co., Ltd.) (roll temperature: 100 ° C., press linear pressure: 3.9 kN / cm).
  • a sheet-shaped electrode material was formed at a speed of 20 m / min. This raw electrode roll was rolled with a roll press to obtain a secondary battery positive electrode having a layer configuration of (copper foil) / (positive electrode active material layer) and a positive electrode active material layer thickness of 75 ⁇ m. The adhesion strength of the obtained positive electrode was measured.
  • Comparative Example 8 What was prepared in Comparative Example 7 instead of the aqueous solution containing the water-soluble polymer obtained in (1-1. Production of water-soluble polymer) in (21-1. Production of binder composition). Was used. A lithium ion secondary battery was manufactured and evaluated in the same manner as in Example 21 except for the above items.
  • Example 20 uses a negative electrode active material having a large degree of expansion and contraction.
  • the peel strength obtained in Example 20 should be evaluated as sufficiently high peel strength considering that the negative electrode active material is used as a material having a large degree of expansion and contraction. Should be evaluated as being played.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)

Abstract

　電極活物質及び水溶性重合体を含むリチウムイオン二次電池用電極であって、前記水溶性重合体が、芳香族ビニル単量体単位１重量％～３０重量％、不飽和カルボン酸単量体単位２０重量％～６０重量％及び架橋性単量体単位０．１重量％～５重量％を含む共重合体である、リチウムイオン二次電池用電極。

Description

リチウムイオン二次電池用電極、リチウムイオン二次電池及びスラリー組成物、並びにリチウムイオン二次電池用電極の製造方法
　本発明は、リチウムイオン二次電池用電極、リチウムイオン二次電池及びスラリー組成物、並びにリチウムイオン二次電池用電極の製造方法に関する。
　近年、ノート型パソコン、携帯電話、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ　Ｄｉｇｉｔａｌ　Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）などの携帯端末の普及が著しい。これら携帯端末の電源として用いられている二次電池には、例えばニッケル水素二次電池、リチウムイオン二次電池などが多用されている。携帯端末は、より快適な携帯性が求められて小型化、薄型化、軽量化および高性能化が急速に進み、その結果、携帯端末は様々な場で利用されるようになっている。また、二次電池に対しても、携帯端末に対するのと同様に、小型化、薄型化、軽量化および高性能化が要求されている。
　二次電池の高性能化のために、電極、電解液およびその他の電池部材の改良が検討されている。このうち、電極は、通常、水や有機溶媒等の溶媒にバインダー（結着剤）となる重合体を分散または溶解させた液状の組成物に、電極活物質および必要に応じて導電性カーボン等の導電材を混合してスラリー組成物を得、このスラリー組成物を集電体に塗布し、乾燥して製造される。
　前記の溶媒として、従来は、有機溶媒を使用することが多かった。しかし、有機溶媒を使用することには、有機溶媒のリサイクルに費用を要したり、有機溶媒を使用することにより安全性確保を要したりするという課題がある。そのため、近年では、溶媒として水を用いて電極を製造することが検討されている（特許文献１～６参照）。
特許第４４３８１０２号公報 特開２００３－３０８８４１号公報 特開２００３－２１７５７３号公報 特開２０１０－１４６８７０号公報 特開２００２－０４２８１９号公報 特開２００５－１００６６１号公報
　しかしながら、溶媒として水を用いて製造した従来の電極は、集電体に対する電極活物質の密着性に課題があった。密着性が低いと、電極活物質を集電体に保持できなくなり、電池性能を低下させる要因となりえる。特に、高温環境における保存特性及びサイクル特性が低下する可能性がある。このため、集電体に対する電極活物質の密着性を改善する技術が望まれていた。
　本発明は上記の課題に鑑みて創案されたもので、集電体に対する電極活物質の密着性に優れ、また、高温環境における保存特性及びサイクル特性に優れるリチウムイオン二次電池；そのリチウムイオン二次電池を実現しうるリチウムイオン二次電池用電極；そのリチウムイオン二次電池用電極を製造しうるスラリー組成物；並びにそのリチウムイオン二次電池用電極の製造方法を提供することを目的とする。
　本発明者は上記の課題を解決するべく鋭意検討した結果、電極活物質と、芳香族ビニル単量体単位、不飽和カルボン酸単量体単位及び架橋性単量体単位を所定の比率で含む水溶性重合体とを用いて製造されたリチウムイオン二次電池用電極は、集電体に対する電極活物質の密着性を改善でき、高温環境における保存特性及びサイクル特性に優れるリチウムイオン二次電池を実現しうることを見出し、本発明を完成させた。
　すなわち、本発明は以下の通りである。
〔１〕　電極活物質及び水溶性重合体を含むリチウムイオン二次電池用電極であって、
　前記水溶性重合体が、芳香族ビニル単量体単位１重量％～３０重量％、不飽和カルボン酸単量体単位２０重量％～６０重量％及び架橋性単量体単位０．１重量％～５重量％を含む共重合体である、リチウムイオン二次電池用電極。
〔２〕　前記芳香族ビニル単量体単位が、スチレン単量体単位又はスチレンスルホン酸ナトリウム単量体単位である、〔１〕記載のリチウムイオン二次電池用電極。
〔３〕　前記不飽和カルボン酸単量体単位が、不飽和モノカルボン酸単量体単位である、〔１〕又は〔２〕記載のリチウムイオン二次電池用電極。
〔４〕　前記水溶性重合体が、さらにフッ素含有（メタ）アクリル酸エステル単量体単位を含み、
　前記フッ素含有（メタ）アクリル酸エステル単量体単位の比率が、１重量％～３０重量％である、〔１〕～〔３〕のいずれか一項に記載のリチウムイオン二次電池用電極。
〔５〕　前記水溶性重合体の含有割合が、電極活物質１００重量部に対して、０．１重量部～３０重量部である、〔１〕～〔４〕のいずれか一項に記載のリチウムイオン二次電池用電極。
〔６〕　前記リチウムイオン二次電池用電極が、さらに粒子状バインダーを含む、〔１〕～〔５〕のいずれか一項に記載のリチウムイオン二次電池用電極。
〔７〕　正極、負極、電解液及びセパレータを備えるリチウムイオン二次電池であって、
　正極及び負極の少なくとも一方が、〔１〕～〔６〕のいずれか一項に記載のリチウムイオン二次電池用電極である、リチウムイオン二次電池。
〔８〕　電極活物質及び水溶性重合体を含む、リチウムイオン二次電池用電極を製造するためのスラリー組成物であって、
　前記水溶性重合体が、芳香族ビニル単量体単位１重量％～３０重量％、不飽和カルボン酸単量体単位２０重量％～６０重量％及び架橋性単量体単位０．１重量％～５重量％を含む共重合体である、スラリー組成物。
〔９〕　〔８〕記載のスラリー組成物を、集電体上に塗布し、乾燥することを含む、リチウムイオン二次電池用電極の製造方法。
　本発明のリチウムイオン二次電池用電極は、集電体に対する電極活物質の密着性を改善でき、高温環境における保存特性及びサイクル特性に優れるリチウムイオン二次電池を実現しうる。
　本発明のリチウムイオン二次電池は、高温環境における保存特性及びサイクル特性に優れる。
　本発明のスラリー組成物によれば、集電体に対する電極活物質の密着性に優れるリチウムイオン二次電池用電極を製造でき、ひいては高温環境における保存特性及びサイクル特性に優れるリチウムイオン二次電池を実現しうる。
　本発明のリチウムイオン二次電池用電極の製造方法によれば、本発明のリチウムイオン二次電池を製造しうる。
　以下、実施形態及び例示物等を示して本発明について詳細に説明する。ただし、本発明は以下に示す実施形態及び例示物等に限定されるものではなく、本発明の特許請求の範囲及びその均等の範囲を逸脱しない範囲において任意に変更して実施してもよい。
　本明細書において、「（メタ）アクリル」は「アクリル」又は「メタクリル」を意味する。また、「（メタ）アクリレート」は「アクリレート」又は「メタクリレート」を意味する。また、「正極活物質」とは正極用の電極活物質を意味し、「負極活物質」とは負極用の電極活物質を意味する。さらに、「正極活物質層」とは正極に設けられる電極活物質層を意味し、「負極活物質層」とは負極に設けられる電極活物質層を意味する。
　また、化合物（重合体も含む）が水溶性であるとは、２５℃において、その化合物０．５ｇを１００ｇの水に溶解した際に、不溶分が０．５重量％未満であることをいう。他方、化合物が非水溶性であるとは、２５℃において、その化合物０．５ｇを１００ｇの水に溶解した際に、不溶分が９０重量％以上となることをいう。
［１．リチウムイオン二次電池用電極］
　本発明のリチウムイオン二次電池用電極は、電極活物質及び水溶性重合体を含む。通常、本発明のリチウムイオン二次電池用電極は、集電体と当該集電体上に設けられた電極活物質層とを備え、この電極活物質層が電極活物質及び水溶性重合体を含む。
　［１．１．電極活物質］
　電極活物質としては、正極活物質と負極活物質とが挙げられる。
　正極活物質は、正極において用いられる電極活物質であり、リチウムイオン二次電池の正極において電子の受け渡しをする物質である。正極活物質としては、通常、リチウムイオンの挿入及び脱離が可能な物質が用いられる。このような正極活物質は、無機化合物からなるものと有機化合物からなるものとに大別される。
　無機化合物からなる正極活物質としては、例えば、遷移金属酸化物、遷移金属硫化物、リチウムと遷移金属とのリチウム含有複合金属酸化物などが挙げられる。上記の遷移金属としては、例えばＴｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｍｏ等が挙げられる。
　遷移金属酸化物としては、例えば、ＭｎＯ、ＭｎＯ２、Ｖ２Ｏ５、Ｖ６Ｏ１３、ＴｉＯ２、Ｃｕ２Ｖ２Ｏ３、非晶質Ｖ２Ｏ－Ｐ２Ｏ５、ＭｏＯ３等が挙げられ、中でもサイクル安定性と容量からＭｎＯ、Ｖ２Ｏ５、Ｖ６Ｏ１３、ＴｉＯ２が好ましい。
　遷移金属硫化物としては、例えば、ＴｉＳ２、ＴｉＳ３、非晶質ＭｏＳ２、ＦｅＳ等が挙げられる。
　リチウム含有複合金属酸化物としては、例えば、層状構造を有するリチウム含有複合金属酸化物、スピネル構造を有するリチウム含有複合金属酸化物、オリビン型構造を有するリチウム含有複合金属酸化物などが挙げられる。
　層状構造を有するリチウム含有複合金属酸化物としては、例えば、リチウム含有コバルト酸化物（ＬｉＣｏＯ２）、リチウム含有ニッケル酸化物（ＬｉＮｉＯ２）、Ｃｏ－Ｎｉ－Ｍｎのリチウム複合酸化物、Ｎｉ－Ｍｎ－Ａｌのリチウム複合酸化物、Ｎｉ－Ｃｏ－Ａｌのリチウム複合酸化物等が挙げられる。
　スピネル構造を有するリチウム含有複合金属酸化物としては、例えば、マンガン酸リチウム（ＬｉＭｎ２Ｏ４）、又は、マンガン酸リチウムのＭｎの一部を他の遷移金属で置換したＬｉ［Ｍｎ３／２Ｍ１／２］Ｏ４（ここでＭは、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ等）等が挙げられる。
　オリビン型構造を有するリチウム含有複合金属酸化物としては、例えば、ＬｉＸＭＰＯ４（式中、Ｍは、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｖ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｂ及びＭｏからなる群より選ばれる少なくとも１種を表し、Ｘは０≦Ｘ≦２を満たす数を表す。）で表されるオリビン型燐酸リチウム化合物が挙げられる。
　有機化合物からなる正極活物質としては、例えば、ポリアセチレン、ポリ－ｐ－フェニレンなどの導電性高分子化合物が挙げられる。
　また、無機化合物及び有機化合物を組み合わせた複合材料からなる正極活物質を用いてもよい。例えば、鉄系酸化物を炭素源物質の存在下において還元焼成することで、炭素材料で覆われた複合材料を作製し、この複合材料を正極活物質として用いてもよい。鉄系酸化物は電気伝導性に乏しい傾向があるが、前記のような複合材料にすることにより、高性能な正極活物質として使用できる。
　さらに、前記の化合物を部分的に元素置換したものを正極活物質として用いてもよい。
　また、上記の無機化合物と有機化合物との混合物を正極活物質として用いてもよい。
　正極活物質は、１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
　正極活物質の粒子の体積平均粒子径は、好ましくは１μｍ以上、より好ましくは２μｍ以上であり、好ましくは５０μｍ以下、より好ましくは３０μｍ以下である。正極活物質の粒子の体積平均粒子径を上記範囲にすることにより、正極活物質層を調製する際の水溶性重合体及び粒子状バインダーの量を少なくすることができ、リチウムイオン二次電池の容量の低下を抑制できる。また、正極活物質層を形成するためには、正極活物質及び水溶性重合体を含むスラリー組成物を用意することがある。この際、正極活物質の粒子の体積平均粒子径を上記範囲にすると、かかるスラリー組成物の粘度を塗布し易い適正な粘度に調整することが容易になって、かかるスラリー組成物が均一に塗布された正極を得ることができる。ここで、体積平均粒子径は、レーザー回折式粒度分布測定装置を用いて測定することができる。
　また、負極活物質は、負極において用いられる電極活物質であり、リチウムイオン二次電池の負極において電子の受け渡しをする物質である。負極活物質として、通常は、リチウムを吸蔵及び放出しうる物質を用いる。このようにリチウムを吸蔵及び放出しうる物質としては、例えば、金属系活物質、炭素系活物質、及びこれらを組み合わせた活物質などが挙げられる。
　金属系活物質とは、金属を含む活物質であり、通常は、リチウムの挿入（ドープともいう）が可能な元素を構造に含み、リチウムが挿入された場合の重量あたりの理論電気容量が５００ｍＡｈ／ｇ以上である活物質をいう。当該理論電気容量の上限は、特に限定されないが、例えば５０００ｍＡｈ／ｇ以下でもよい。金属系活物質としては、例えば、リチウム金属、リチウム合金を形成する単体金属及びその合金、並びにそれらの酸化物、硫化物、窒化物、珪化物、炭化物、燐化物等が用いられる。
　リチウム合金を形成する単体金属としては、例えば、Ａｇ、Ａｌ、Ｂａ、Ｂｉ、Ｃｕ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｉｎ、Ｎｉ、Ｐ、Ｐｂ、Ｓｂ、Ｓｉ、Ｓｎ、Ｓｒ、Ｚｎ、Ｔｉ等の単体金属が挙げられる。また、リチウム合金を形成する単体金属の合金としては、例えば、上記単体金属を含有する化合物が挙げられる。これらの中でもケイ素（Ｓｉ）、スズ（Ｓｎ）、鉛（Ｐｂ）及びチタン（Ｔｉ）が好ましく、ケイ素、スズ及びチタンがより好ましい。したがって、ケイ素（Ｓｉ）、スズ（Ｓｎ）又はチタン（Ｔｉ）の単体金属若しくはこれら単体金属を含む合金、または、それらの金属の化合物が好ましい。
　金属系活物質は、さらに、一つ以上の非金属元素を含有していてもよい。例えば、ＳｉＣ、ＳｉＯｘＣｙ（０＜ｘ≦３、０＜ｙ≦５）、Ｓｉ３Ｎ４、Ｓｉ２Ｎ２Ｏ、ＳｉＯｘ（０＜ｘ≦２）、ＳｎＯｘ（０＜ｘ≦２）、ＬｉＳｉＯ、ＬｉＳｎＯ等が挙げられる。中でも、低電位でリチウムの挿入及び脱離（脱ドープともいう）が可能なＳｉＯｘＣｙが好ましい。例えば、ＳｉＯｘＣｙは、ケイ素を含む高分子材料を焼成して得ることができる。ＳｉＯｘＣｙの中でも、容量とサイクル特性の兼ね合いから、０．８≦ｘ≦３、２≦ｙ≦４の範囲が好ましく用いられる。
　リチウム金属、リチウム合金を形成する単体金属及びその合金の酸化物、硫化物、窒化物、珪化物、炭化物、燐化物としては、リチウムの挿入可能な元素の酸化物、硫化物、窒化物、珪化物、炭化物、燐化物等が挙げられる。その中でも、酸化物が特に好ましい。例えば、酸化スズ、酸化マンガン、酸化チタン、酸化ニオブ、酸化バナジウム等の酸化物と、Ｓｉ、Ｓｎ、ＰｂおよびＴｉ原子よりなる群から選ばれる金属元素とを含むリチウム含有金属複合酸化物が用いられる。
　リチウム含有金属複合酸化物としては、更にＬｉｘＴｉｙＭｚＯ４で示されるリチウムチタン複合酸化物（０．７≦ｘ≦１．５、１．５≦ｙ≦２．３、０≦ｚ≦１．６であり、Ｍは、Ｎａ、Ｋ、Ｃｏ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｍｇ、Ｃｒ、Ｇａ、Ｃｕ、Ｚｎ及びＮｂからなる群より選ばれる元素を表す。）、ＬｉｘＭｎｙＭｚＯ４で示されるリチウムマンガン複合酸化物（ｘ、ｙ、ｚ及びＭは、リチウムチタン複合酸化物における定義と同様である。）が挙げられる。中でも、Ｌｉ４／３Ｔｉ５／３Ｏ４、Ｌｉ１Ｔｉ２Ｏ４、Ｌｉ４／５Ｔｉ１１／５Ｏ４、Ｌｉ４／３Ｍｎ５／３Ｏ４が好ましい。
　これらの中でも、金属系活物質としては、ケイ素を含有する活物質が好ましい。ケイ素を含有する活物質を用いることにより、リチウムイオン二次電池の電気容量を大きくすることが可能となる。また、一般にケイ素を含有する活物質は充放電に伴って大きく（例えば５倍程度に）膨張及び収縮するが、本発明のリチウムイオン二次電池用電極においては、ケイ素を含有する活物質の膨張及び収縮による電池性能の低下を、本発明に係る水溶性重合体によって防ぐことができる。
　ケイ素を含有する活物質の中でも、ＳｉＯｘ、ＳｉＣ及びＳｉＯｘＣｙが好ましい。これらの中で、Ｓｉ及びＣを組み合わせて含む活物質においては、高電位でＳｉ（ケイ素）へのＬｉの挿入及び脱離が起こり、低電位でＣ（炭素）へのＬｉの挿入及び脱離が起こると推測される。このため、他の金属系活物質よりも膨張及び収縮が抑制されるので、リチウムイオン二次電池の充放電サイクル特性を向上させることができる。
　炭素系活物質とは、リチウムが挿入可能な炭素を主骨格とする活物質をいい、例えば炭素質材料と黒鉛質材料が挙げられる。
　炭素質材料は、一般的には、炭素前駆体を２０００℃以下で熱処理して炭素化させた、黒鉛化の低い（即ち、結晶性の低い）炭素材料である。前記の熱処理の下限は特に限定されないが、例えば５００℃以上としてもよい。
　炭素質材料としては、例えば、熱処理温度によって炭素の構造を容易に変える易黒鉛性炭素、ガラス状炭素に代表される非晶質構造に近い構造を持つ難黒鉛性炭素などが挙げられる。
　易黒鉛性炭素としては、例えば、石油又は石炭から得られるタールピッチを原料とした炭素材料が挙げられる。具体例を挙げると、コークス、メソカーボンマイクロビーズ（ＭＣＭＢ）、メソフェーズピッチ系炭素繊維、熱分解気相成長炭素繊維などが挙げられる。ＭＣＭＢとは、ピッチ類を４００℃前後で加熱する過程で生成したメソフェーズ小球体を分離抽出した炭素微粒子である。メソフェーズピッチ系炭素繊維とは、前記メソフェーズ小球体が成長、合体して得られるメソフェーズピッチを原料とする炭素繊維である。熱分解気相成長炭素繊維とは、（１）アクリル高分子繊維などを熱分解する方法、（２）ピッチを紡糸して熱分解する方法、又は（３）鉄などのナノ粒子を触媒として用いて炭化水素を気相熱分解する触媒気相成長（触媒ＣＶＤ）法により得られた炭素繊維である。
　難黒鉛性炭素としては、例えば、フェノール樹脂焼成体、ポリアクリロニトリル系炭素繊維、擬等方性炭素、フルフリルアルコール樹脂焼成体（ＰＦＡ）、ハードカーボンなどが挙げられる。
　黒鉛質材料とは、易黒鉛性炭素を２０００℃以上で熱処理することによって得られた黒鉛に近い高い結晶性を有する材料である。前記の熱処理温度の上限は、特に限定されないが、例えば５０００℃以下としてもよい。
　黒鉛質材料としては、例えば、天然黒鉛、人造黒鉛等が挙げられる。人造黒鉛としては、例えば、主に２８００℃以上で熱処理した人造黒鉛、ＭＣＭＢを２０００℃以上で熱処理した黒鉛化ＭＣＭＢ、メソフェーズピッチ系炭素繊維を２０００℃以上で熱処理した黒鉛化メソフェーズピッチ系炭素繊維などが挙げられる。
　前記の炭素系活物質の中でも、炭素質材料が好ましい。炭素質材料を用いることで、リチウムイオン二次電池の抵抗を低減することができ、入出力特性の優れたリチウムイオン二次電池を作製することが可能となる。
　負極活物質は、１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
　負極活物質は、粒子状に整粒されたものが好ましい。粒子の形状が球形であると、電極成形時に、より高密度な電極が形成できる。
　負極活物質が粒子である場合、その粒子の体積平均粒子径は、リチウムイオン二次電池の他の構成要件との兼ね合いで適宜選択され、通常０．１μｍ以上、好ましくは１μｍ以上、より好ましくは５μｍ以上であり、通常１００μｍ以下、好ましくは５０μｍ以下、より好ましくは２０μｍ以下である。
　負極活物質の粒子の５０％累積体積径は、初期効率、負荷特性、サイクル特性などの電池特性の向上の観点から、通常１μｍ以上、好ましくは１５μｍ以上であり、通常５０μｍ以下、好ましくは３０μｍ以下である。５０％累積体積径は、レーザー回折法によって粒径分布を測定し、測定された粒径分布において小径側から計算した累積体積が５０％となる粒子径として求めることができる。
　負極活物質のタップ密度は、特に制限されないが、０．６ｇ／ｃｍ３以上のものが好適に用いられる。
　負極活物質の比表面積は、出力密度向上の観点から、通常２ｍ２／ｇ以上、好ましくは３ｍ２／ｇ以上、より好ましくは５ｍ２／ｇ以上であり、通常２０ｍ２／ｇ以下、好ましくは１５ｍ２／ｇ以下、より好ましくは１０ｍ２／ｇ以下である。負極活物質の比表面積は、例えばＢＥＴ法により測定できる。
　［１．２．水溶性重合体］
　水溶性重合体は、芳香族ビニル単量体単位と、不飽和カルボン酸単量体単位と、架橋性単量体単位とを、特定の比率で含む共重合体である。水溶性重合体が芳香族ビニル単量体単位と不飽和カルボン酸単量体単位と架橋性単量体単位とを特定の比率で組み合わせて含むので、本発明のリチウムイオン二次電池用電極は、集電体に対する電極活物質の密着性に優れる。また、水溶性重合体は、更にフッ素含有（メタ）アクリル酸エステル単量体単位を含んでいてもよい。
　水溶性重合体は、リチウムイオン二次電池用電極において、通常、電極活物質同士の間並びに電極活物質と集電体との間に介在し、電極活物質及び集電体を結着する作用を奏しうる。また、水溶性重合体は、リチウムイオン二次電池用電極を製造するためのスラリー組成物において、通常、電極活物質及び必要に応じて用いられる粒子状バインダーを均一に分散させる作用、及び、当該スラリー組成物の粘度を調整する作用を奏しうる。
　・芳香族ビニル単量体単位
　芳香族ビニル単量体単位は、芳香族ビニル単量体を重合して得られる構造単位である。芳香族ビニル単量体の例としては、スチレン、α－メチルスチレン、ビニルトルエン、ジビニルベンゼン、及びｐ－スチレンスルホン酸ナトリウムが挙げられる。中でも、スチレン及びｐ－スチレンスルホン酸ナトリウムが好ましい。したがって、芳香族ビニル単量体単位としては、スチレン単量体単位及びスチレンスルホン酸ナトリウム単量体単位が好ましい。
　また、芳香族ビニル単量体及び芳香族ビニル単量体単位は、１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
　水溶性重合体における芳香族ビニル単量体単位の比率は、好ましくは１重量％以上、より好ましくは２重量％以上、特に好ましくは５重量％以上であり、また、好ましくは３０重量％以下、より好ましくは２５重量％以下、特に好ましくは２０重量％以下である。
　芳香族ビニル単量体単位の比率を前記範囲の下限値以上とすることにより、水溶性重合体の電極活物質に対する吸着性を高めることができるので、電極活物質同士の密着性や電極活物質と集電体との密着性を高め、電極活物質を電極活物質層に安定して保持することが可能となる。また、通常、リチウムイオン二次電池用電極において、水溶性重合体は電極活物質の表面に被膜を形成しうる。この際、水溶性重合体の電極活物質に対する吸着性が高いことにより、前記の被膜は電極活物質を安定して覆うことが可能である。したがって、電解液の分解を抑制して、リチウムイオン二次電池の高温保存特性及び高温サイクル特性を向上させることができる。ここで、芳香族ビニル単量体単位の電極活物質に対する吸着性を高めることができる理由は、芳香族ビニル単量体単位は高い疎水性を有し、電極活物質の疎水性の部位に対して高い親和性で吸着しうるためと推察される。
　一方、芳香族ビニル単量体単位の比率を前記範囲の上限値以下とすることにより、水溶性重合体の疎水性が過剰に高くなることを抑制し、水溶性重合体に水溶性を発現させることができる。
　水溶性重合体における芳香族ビニル単量体単位の比率は、水溶性重合体の重合に用いる全単量体に占める芳香族ビニル単量体の比率（仕込み比）により調整することができ、通常は、前記単量体単位の比率は、前記単量体の比率（仕込み比）と一致する。
　・不飽和カルボン酸単量体単位
　不飽和カルボン酸単量体単位は、不飽和カルボン酸単量体を重合して得られる構造単位である。不飽和カルボン酸単量体は、炭素－炭素不飽和結合を有し、且つ、カルボキシル基を有する単量体である。ここで、不飽和カルボン酸単量体が有するカルボキシル基の数は、１つでもよく、２つ以上でもよい。
　不飽和カルボン酸単量体の例としては、不飽和モノカルボン酸及びその誘導体、不飽和ジカルボン酸及びその酸無水物並びにそれらの誘導体が挙げられる。
　不飽和モノカルボン酸の例としては、アクリル酸、メタクリル酸、及びクロトン酸等の、エチレン性不飽和モノカルボン酸が挙げられる。
　不飽和モノカルボン酸の誘導体の例としては、２－エチルアクリル酸、イソクロトン酸、α－アセトキシアクリル酸、β－ｔｒａｎｓ－アリールオキシアクリル酸、α－クロロ－β－Ｅ－メトキシアクリル酸、及びβ－ジアミノアクリル酸等の、エチレン性不飽和モノカルボン酸の誘導体が挙げられる。
　不飽和ジカルボン酸の例としては、マレイン酸、フマル酸、及びイタコン酸等の、エチレン性不飽和ジカルボン酸が挙げられる。
　不飽和ジカルボン酸の酸無水物の例としては、無水マレイン酸、アクリル酸無水物、メチル無水マレイン酸、及びジメチル無水マレイン酸等の、エチレン性不飽和ジカルボン酸の酸無水物が挙げられる。
　不飽和ジカルボン酸の誘導体の例としては、メチルマレイン酸、ジメチルマレイン酸、フェニルマレイン酸、クロロマレイン酸、ジクロロマレイン酸、フルオロマレイン酸等のマレイン酸メチルアリル；並びにマレイン酸ジフェニル、マレイン酸ノニル、マレイン酸デシル、マレイン酸ドデシル、マレイン酸オクタデシル、マレイン酸フルオロアルキル等のマレイン酸エステルが挙げられる。
　これらの中でも、アクリル酸、メタクリル酸等の不飽和モノカルボン酸が好ましい。水溶性重合体の水に対する分散性をより高めることができるからである。したがって、不飽和カルボン酸単量体単位としては、不飽和モノカルボン酸単量体単位が好ましい。
　また、不飽和カルボン酸単量体及び不飽和カルボン酸単量体単位は、１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
　水溶性重合体における不飽和カルボン酸単量体単位の比率は、好ましくは２０重量％以上、より好ましくは２５重量％以上、特に好ましくは３０重量％以上であり、また、好ましくは６０重量％以下、より好ましくは５５重量％以下、特に好ましくは５０重量％以下である。
　水溶性重合体における不飽和カルボン酸単量体単位の比率を前記範囲の下限値以上とすることにより、水溶性重合体の親水性を高め、水溶性重合体が水に溶解しうるようにできる。また、リチウムイオン二次電池用電極を製造するためのスラリー組成物において、水溶性重合体と電極活物質及び粒子状バインダーとの静電反発作用により、電極活物質及び粒子状バインダーの偏り及び凝集を抑制して、当該スラリー組成物の分散安定性を向上させることができる。このため、電極活物質層における電極活物質及び粒子状バインダーの分布を均一化して、密着性を向上させることが可能となる。さらに、前記のように水溶性重合体の親水性を高めることができるので、集電体等の親水基を有する要素に対する水溶性重合体の親和性を向上させることができる。このため、この親和性の向上によっても、密着性を向上させることが可能となる。
　一方、水溶性重合体における不飽和カルボン酸単量体単位の比率を前記範囲の上限値以下とすることにより、リチウムイオン二次電池において水溶性重合体のカルボキシル基と電解液との過度の接触を避けることができ、リチウムイオン二次電池の耐久性を向上させることができる。
　水溶性重合体における不飽和カルボン酸単量体単位の比率は、水溶性重合体の重合に用いる全単量体に占める不飽和カルボン酸単量体の比率（仕込み比）により調整することができ、通常は、前記単量体単位の比率は、前記単量体の比率（仕込み比）と一致する。
　・架橋性単量体単位
　架橋性単量体単位は、架橋性単量体を重合して得られる構造単位である。また、架橋性単量体は、加熱又はエネルギー線照射により、重合中又は重合後に架橋構造を形成しうる単量体である。架橋性単量体の例としては、通常は、熱架橋性を有する単量体を挙げることができる。より具体的には、熱架橋性の架橋性基及び１分子あたり１つのオレフィン性二重結合を有する単官能の架橋性単量体；１分子あたり２つ以上のオレフィン性二重結合を有する多官能の架橋性単量体が挙げられる。
　熱架橋性の架橋性基の例としては、エポキシ基、Ｎ－メチロールアミド基、オキセタニル基、オキサゾリン基、及びこれらの組み合わせが挙げられる。これらの中でも、エポキシ基が、架橋及び架橋密度の調節が容易な点でより好ましい。
　熱架橋性の架橋性基としてエポキシ基を有し、且つオレフィン性二重結合を有する架橋性単量体の例としては、ビニルグリシジルエーテル、アリルグリシジルエーテル、ブテニルグリシジルエーテル、ｏ－アリルフェニルグリシジルエーテルなどの不飽和グリシジルエーテル；ブタジエンモノエポキシド、クロロプレンモノエポキシド、４，５－エポキシ－２－ペンテン、３，４－エポキシ－１－ビニルシクロヘキセン、１，２－エポキシ－５，９－シクロドデカジエンなどのジエンまたはポリエンのモノエポキシド；３，４－エポキシ－１－ブテン、１，２－エポキシ－５－ヘキセン、１，２－エポキシ－９－デセンなどのアルケニルエポキシド；並びにグリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレート、グリシジルクロトネート、グリシジル－４－ヘプテノエート、グリシジルソルベート、グリシジルリノレート、グリシジル－４－メチル－３－ペンテノエート、３－シクロヘキセンカルボン酸のグリシジルエステル、４－メチル－３－シクロヘキセンカルボン酸のグリシジルエステルなどの不飽和カルボン酸のグリシジルエステル類が挙げられる。
　熱架橋性の架橋性基としてＮ－メチロールアミド基を有し、且つオレフィン性二重結合を有する架橋性単量体の例としては、Ｎ－メチロール（メタ）アクリルアミドなどのメチロール基を有する（メタ）アクリルアミド類が挙げられる。
　熱架橋性の架橋性基としてオキセタニル基を有し、且つオレフィン性二重結合を有する架橋性単量体の例としては、３－（（メタ）アクリロイルオキシメチル）オキセタン、３－（（メタ）アクリロイルオキシメチル）－２－トリフロロメチルオキセタン、３－（（メタ）アクリロイルオキシメチル）－２－フェニルオキセタン、２－（（メタ）アクリロイルオキシメチル）オキセタン、及び２－（（メタ）アクリロイルオキシメチル）－４－トリフロロメチルオキセタンが挙げられる。
　熱架橋性の架橋性基としてオキサゾリン基を有し、且つオレフィン性二重結合を有する架橋性単量体の例としては、２－ビニル－２－オキサゾリン、２－ビニル－４－メチル－２－オキサゾリン、２－ビニル－５－メチル－２－オキサゾリン、２－イソプロペニル－２－オキサゾリン、２－イソプロペニル－４－メチル－２－オキサゾリン、２－イソプロペニル－５－メチル－２－オキサゾリン、及び２－イソプロペニル－５－エチル－２－オキサゾリンが挙げられる。
　１分子あたり２つ以上のオレフィン性二重結合を有する架橋性単量体の例としては、アリル（メタ）アクリレート、エチレンジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、テトラエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパン－トリ（メタ）アクリレート、ジプロピレングリコールジアリルエーテル、ポリグリコールジアリルエーテル、トリエチレングリコールジビニルエーテル、ヒドロキノンジアリルエーテル、テトラアリルオキシエタン、トリメチロールプロパン－ジアリルエーテル、前記以外の多官能性アルコールのアリルまたはビニルエーテル、トリアリルアミン、メチレンビスアクリルアミド、及びジビニルベンゼンが挙げられる。
　これらの例示物の中でも、架橋性単量体としては、特に、エチレンジメタクリレート、アリルグリシジルエーテル、及びグリシジルメタクリレートが好ましい。
　また、架橋性単量体及び架橋性単量体単位は、１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
　水溶性重合体における架橋性単量体単位の比率は、好ましくは０．１重量％以上、より好ましくは０．２重量％以上、特に好ましくは０．５重量％以上であり、好ましくは５重量％以下、より好ましくは４重量％以下、特に好ましくは３重量％以下である。
　水溶性重合体における架橋性単量体単位の比率を前記範囲の下限値以上とすることにより、電解液による水溶性重合体の膨潤を抑制し、リチウムイオン二次電池用電極の膨らみを抑制できる。一般にＳｉを含む電極活物質は充放電に伴う膨張及び収縮が大きい傾向があるので、前記のリチウムイオン二次電池用電極の膨らみを抑制できる効果は、Ｓｉを含む電極活物質を用いた場合に特に顕著である。また、水溶性重合体における架橋性単量体単位の比率を前記範囲の下限値以上としたことにより、水溶性重合体の主鎖の剛性を高めることができる。したがって、架橋性単量体単位と、上述したように密着性を高める作用を奏しうる不飽和カルボン酸単量体単位とを所定の比率で組み合わせることにより、適度の剛性を有する水溶性重合体とし、かかる水溶性重合体によって電極活物質を強固に保持できる。これにより、電極活物質が電極から容易に脱離しないようにできるので、高温保存特性及び高温サイクル特性を向上させることができる。
　一方、水溶性重合体における架橋性単量体単位の比率を前記範囲の上限値以下とすることにより、水溶性重合体の水に対する可溶性を高め、分散性を良好にすることができる。
　水溶性重合体における架橋性単量体単位の比率は、通常、水溶性重合体の重合に用いる全単量体に占める架橋性単量体の比率（仕込み比）により調整することができ、通常は、前記単量体単位の比率は、前記単量体の比率（仕込み比）と一致する。
　・フッ素含有（メタ）アクリル酸エステル単量体単位
　フッ素含有（メタ）アクリル酸エステル単量体単位は、フッ素含有（メタ）アクリル酸エステル単量体を重合して得られる構造単位である。フッ素含有（メタ）アクリル酸エステル単量体としては、例えば、下記の式（Ｉ）で表される単量体が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
　前記の式（Ｉ）において、Ｒ１は、水素原子またはメチル基を表す。
　前記の式（Ｉ）において、Ｒ２は、フッ素原子を含有する炭化水素基を表す。炭化水素基の炭素数は、通常１以上であり、通常１８以下である。また、Ｒ２が含有するフッ素原子の数は、１個でもよく、２個以上でもよい。
　式（Ｉ）で表されるフッ素含有（メタ）アクリル酸エステル単量体の例としては、（メタ）アクリル酸フッ化アルキル、（メタ）アクリル酸フッ化アリール、及び（メタ）アクリル酸フッ化アラルキルが挙げられる。なかでも（メタ）アクリル酸フッ化アルキルが好ましい。
　このような単量体の具体例としては、（メタ）アクリル酸２，２，２－トリフルオロエチル、（メタ）アクリル酸β－（パーフルオロオクチル）エチル、（メタ）アクリル酸２，２，３，３－テトラフルオロプロピル、（メタ）アクリル酸２，２，３，４，４，４－ヘキサフルオロブチル、（メタ）アクリル酸１Ｈ，１Ｈ，９Ｈ－パーフルオロ－１－ノニル、（メタ）アクリル酸１Ｈ，１Ｈ，１１Ｈ－パーフルオロウンデシル、（メタ）アクリル酸パーフルオロオクチル、（メタ）アクリル酸３[４〔１－トリフルオロメチル－２，２－ビス〔ビス（トリフルオロメチル）フルオロメチル〕エチニルオキシ〕ベンゾオキシ]２－ヒドロキシプロピル等の（メタ）アクリル酸パーフルオロアルキルエステルが挙げられる。
　フッ素含有（メタ）アクリル酸エステル単量体及びフッ素含有（メタ）アクリル酸エステル単量体単位は、１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
　水溶性重合体におけるフッ素含有（メタ）アクリル酸エステル単量体単位の比率は、好ましくは１重量％以上、より好ましくは２重量％以上、特に好ましくは５重量％以上であり、好ましくは３０重量％以下、より好ましくは２５重量％以下、特に好ましくは２０重量％以下である。
　水溶性重合体におけるフッ素含有（メタ）アクリル酸エステル単量体単位の比率を前記範囲の下限値以上とすることにより、水溶性重合体に、電解液に対する反発力を与えることができ、膨潤度を適切な範囲内とすることができる。
　一方、水溶性重合体におけるフッ素含有（メタ）アクリル酸エステル単量体単位の比率を前記範囲の上限値以下とすることにより、不飽和カルボン酸単量体単位による親水性の向上効果と組み合わさって、水溶性重合体の電解液に対する濡れ性を向上させることができる。これにより、イオン伝導度が高まるので、得られるリチウムイオン二次電池の低温出力特性を向上させることができる。
　水溶性重合体におけるフッ素含有（メタ）アクリル酸エステル単量体単位の比率は、水溶性重合体の重合に用いた全単量体に占めるフッ素含有（メタ）アクリル酸エステル単量体の比率（仕込み比）により調整することができ、通常は、前記単量体単位の比率は、前記単量体の比率（仕込み比）と一致する。
　水溶性重合体は、上述した芳香族ビニル単量体単位、不飽和カルボン酸単量体単位、架橋性単量体単位及びフッ素含有（メタ）アクリル酸エステル単量体単位以外にも、本発明の効果を著しく損なわない限り任意の構造単位を含んでいてもよい。
　任意の構造単位の例としては、フッ素含有（メタ）アクリル酸エステル単量体単位以外の（メタ）アクリル酸エステル単量体単位、アミド単量体単位、オレフィン類単量体単位、ハロゲン原子含有単量体単位、ビニルエステル類単量体単位、ビニルエーテル類単量体単位、ビニルケトン類単量体単位、及び複素環含有ビニル化合物単量体単位などが挙げられる。中でも、（メタ）アクリル酸エステル単量体単位が好ましい。
　（メタ）アクリル酸エステル単量体単位は、（メタ）アクリル酸エステル単量体を重合して得られる構造単位である。ただし、（メタ）アクリル酸エステル単量体の中でもフッ素を含有するものは、フッ素含有（メタ）アクリル酸エステル単量体として（メタ）アクリル酸エステル単量体とは区別する。
　（メタ）アクリル酸エステル単量体の例としては、メチルアクリレート、エチルアクリレート、ｎ－プロピルアクリレート、イソプロピルアクリレート、ｎ－ブチルアクリレート、ｔ－ブチルアクリレート、ペンチルアクリレート、ヘキシルアクリレート、ヘプチルアクリレート、オクチルアクリレート、２－エチルヘキシルアクリレート、ノニルアクリレート、デシルアクリレート、ラウリルアクリレート、ｎ－テトラデシルアクリレート、ステアリルアクリレート等のアクリル酸アルキルエステル；並びにメチルメタクリレート、エチルメタクリレート、ｎ－プロピルメタクリレート、イソプロピルメタクリレート、ｎ－ブチルメタクリレート、ｔ－ブチルメタクリレート、ペンチルメタクリレート、ヘキシルメタクリレート、ヘプチルメタクリレート、オクチルメタクリレート、２－エチルヘキシルメタクリレート、ノニルメタクリレート、デシルメタクリレート、ラウリルメタクリレート、ｎ－テトラデシルメタクリレート、ステアリルメタクリレート等のメタクリル酸アルキルエステルが挙げられる。中でも、アクリル酸アルキルエステルが好ましく、エチルアクリレート、ｎ－ブチルアクリレート、２－エチルヘキシルアクリレートがより好ましい。
　また、（メタ）アクリル酸エステル単量体及び（メタ）アクリル酸エステル単量体単位は、１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
　水溶性重合体が有しうる任意の構造単位として、上記の任意の各構造単位に加え、反応性界面活性剤単量体などの機能性を有する単量体を重合して得られる構造単位や、その他の共重合可能な単量体を重合して得られる構造単位が含まれていてもよい。
　反応性界面活性剤単量体は、他の単量体と共重合しうる重合性の基を有し、且つ、界面活性基（親水性基及び疎水性基）を有する単量体である。反応性界面活性剤単量体を重合することにより得られる反応性界面活性剤単位は、水溶性重合体の分子の一部を構成し、且つ界面活性剤として機能しうる構造単位である。
　通常、反応性界面活性剤単量体は重合性不飽和基を有し、この基が重合後に疎水性基としても作用する。反応性界面活性剤単量体が有する重合性不飽和基の例としては、ビニル基、アリル基、ビニリデン基、プロペニル基、イソプロペニル基、及びイソブチリデン基が挙げられる。かかる重合性不飽和基の種類は、１種類でもよく、２種類以上でもよい。
　また、反応性界面活性剤単量体は、親水性を発現する部分として、通常は親水性基を有する。反応性界面活性剤単量体は、親水性基の種類により、アニオン系、カチオン系、ノニオン系の界面活性剤に分類される。
　アニオン系の親水性基の例としては、－ＳＯ３Ｍ、－ＣＯＯＭ、及び－ＰＯ（ＯＨ）２が挙げられる。ここでＭは、水素原子又はカチオンを示す。カチオンの例としては、リチウム、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属イオン；カルシウム、マグネシウム等のアルカリ土類金属イオン；アンモニウムイオン；モノメチルアミン、ジメチルアミン、モノエチルアミン、トリエチルアミン等のアルキルアミンのアンモニウムイオン；並びにモノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアルカノールアミンのアンモニウムイオンが挙げられる。
　カチオン系の親水基の例としては、－Ｃｌ、－Ｂｒ、－Ｉ、及び－ＳＯ３ＯＲＸが挙げられる。ここでＲＸは、アルキル基を示す。ＲＸの例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、及びイソプロピル基が挙げられる。
　ノニオン系の親水基の例としては、－ＯＨが挙げられる。
　好適な反応性界面活性剤単量体の例としては、下記の式（II）で表される化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
　式（II）において、Ｒは２価の結合基を表す。Ｒの例としては、－Ｓｉ－Ｏ－基、メチレン基及びフェニレン基が挙げられる。式（II）において、Ｒ３は親水性基を表す。Ｒ３の例としては、－ＳＯ３ＮＨ４が挙げられる。式（II）において、ｎは１以上１００以下の整数である。
　好適な反応性界面活性剤の別の例としては、エチレンオキシドに基づく重合単位及びブチレンオキシドに基づく重合単位を有し、さらに末端に、末端二重結合を有するアルケニル基及び－ＳＯ３ＮＨ４を有する化合物（例えば、商品名「ラテムルＰＤ－１０４」、花王株式会社製）を挙げることができる。
　反応性界面活性剤単量体は、１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
　水溶性重合体が反応性界面活性剤単位を含む場合、その比率は、好ましくは０．１重量％以上、より好ましくは０．２重量％以上、特に好ましくは０．５重量％以上であり、好ましくは１５重量％以下、より好ましくは１０重量％以下、特に好ましくは５重量％以下である。水溶性重合体における反応性界面活性剤単位の比率を前記範囲の下限値以上とすることにより、リチウムイオン二次電池用電極を製造するためのスラリー組成物の分散性を向上させることができる。一方、水溶性重合体における反応性界面活性剤単位の比率を前記範囲の上限値以下とすることにより、電極活物質層の耐久性を向上させることができる。
　水溶性重合体が有しうる任意の構造単位のさらなる例としては、下記の単量体を重合して得られる構造単位が挙げられる。即ち、スチレン、クロロスチレン、ビニルトルエン、ｔ－ブチルスチレン、ビニル安息香酸、ビニル安息香酸メチル、ビニルナフタレン、クロロメチルスチレン、ヒドロキシメチルスチレン、α－メチルスチレン、ジビニルベンゼン等のスチレン系単量体；アクリルアミド、アクリルアミド－２－メチルプロパンスルホン酸等のアミド系単量体；アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のα，β－不飽和ニトリル化合物単量体；エチレン、プロピレン等のオレフィン類単量体；塩化ビニル、塩化ビニリデン等のハロゲン原子含有単量体；酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、安息香酸ビニル等のビニルエステル類単量体；メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル等のビニルエーテル類単量体；メチルビニルケトン、エチルビニルケトン、ブチルビニルケトン、ヘキシルビニルケトン、イソプロペニルビニルケトン等のビニルケトン類単量体；並びにＮ－ビニルピロリドン、ビニルピリジン、ビニルイミダゾール等の複素環含有ビニル化合物単量体の１以上を重合して得られる単位が挙げられる。水溶性重合体におけるこれらの構造単位の割合は、好ましくは０重量％～１０重量％、より好ましくは０重量％～５重量％である。
　また、水溶性重合体が有しうる任意の構造単位のさらなる例として、スルホン酸基（－ＳＯ３Ｈ）を含有する単量体を重合して得られる構造単位（以下、「スルホン酸基含有単量体単位」ということがある。）、リン酸基（－ＰＯ３Ｈ２）を含有する単量体を重合して得られる構造単位（以下、「リン酸基含有単量体単位」ということがある。）も挙げられる。
　スルホン酸基含有単量体の例としては、スルホン酸基以外に官能基をもたないスルホン酸基含有単量体またはその塩、アミド基とスルホン酸基とを含有する単量体またはその塩、並びに、ヒドロキシル基とスルホン酸基とを含有する単量体またはその塩などが挙げられる。なお、これらは１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。したがって、水溶性重合体は、スルホン酸基含有単量体単位を、１種類だけ含んでいてもよく、２種類以上を任意の比率で組み合わせて含んでいてもよい。
　スルホン酸基以外に官能基をもたないスルホン酸基含有単量体としては、例えば、イソプレン及びブタジエン等のジエン化合物の共役二重結合の１つをスルホン化した単量体、ビニルスルホン酸、スチレンスルホン酸、アリルスルホン酸、スルホエチルメタクリレート、スルホプロピルメタクリレート、スルホブチルメタクリレートなどが挙げられる。また、その塩としては、例えば、リチウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩などが挙げられる。なお、これらは、１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
　アミド基とスルホン酸基とを含有する単量体としては、例えば、２－アクリルアミド－２－メチルプロパンスルホン酸（ＡＭＰＳ）などが挙げられる。また、その塩としては、例えば、リチウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩などが挙げられる。なお、これらは、１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
　ヒドロキシル基とスルホン酸基とを含有する単量体としては、例えば、３－アリロキシ－２－ヒドロキシプロパンスルホン酸（ＨＡＰＳ）などが挙げられる。また、その塩としては、例えば、リチウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩などが挙げられる。なお、これらは、１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
　これらの中でも、スルホン酸基含有単量体としては、スチレンスルホン酸、２－アクリルアミド－２－メチルプロパンスルホン酸（ＡＭＰＳ）、並びに、アミド基とスルホン酸基とを含有する単量体またはその塩が好ましい。
　水溶性重合体におけるスルホン酸基含有単量体単位の比率は、好ましくは０．１重量％以上、より好ましくは０．２重量％以上であり、一方、好ましくは５重量％以下、より好ましくは３重量％以下である。水溶性重合体におけるスルホン酸基含有単量体単位が、かかる範囲内で水溶性重合体に含まれることにより、リチウムイオン二次電池用電極を製造するためのスラリー組成物の分散性が向上する場合がある。また、電極を製造する際に、電極活物質層でスルホン酸基により架橋構造が形成される場合があり、電極活物質層の強度を強くし、また、二次電池の高温保存特性及び低温出力特性を改善することができる場合がある。
　リン酸基含有単量体が有しうるリン酸基としては、基－Ｏ－Ｐ（＝Ｏ）（－ＯＲ４）－ＯＲ５基を有する単量体（Ｒ４及びＲ５は、独立に、水素原子、又は任意の有機基である。）、又はこの塩を挙げることができる。Ｒ４及びＲ５としての有機基の具体例としては、オクチル基等の脂肪族基、フェニル基等の芳香族基等が挙げられる。
　リン酸基含有単量体としては、例えば、リン酸基及びアリロキシ基を含む化合物、及びリン酸基含有（メタ）アクリル酸エステルを挙げることができる。リン酸基及びアリロキシ基を含む化合物としては、例えば、３－アリロキシ－２－ヒドロキシプロパンリン酸を挙げることができる。リン酸基含有（メタ）アクリル酸エステルとしては、ジオクチル－２－メタクリロイロキシエチルホスフェート、ジフェニル－２－メタクリロイロキシエチルホスフェート、モノメチル－２－メタクリロイロキシエチルホスフェート、ジメチル－２－メタクリロイロキシエチルホスフェート、モノエチル－２－メタクリロイロキシエチルホスフェート、ジエチル－２－メタクリロイロキシエチルホスフェート、モノイソプロピル－２－メタクリロイロキシエチルホスフェート、ジイソプロピル－２－メタクリロイロキシエチルホスフェート、モノｎ－ブチル－２－メタクリロイロキシエチルホスフェート、ジｎ－ブチル－２－メタクリロイロキシエチルホスフェート、モノブトキシエチル－２－メタクリロイロキシエチルホスフェート、ジブトキシエチル－２－メタクリロイロキシエチルホスフェート、モノ（２－エチルヘキシル）－２－メタクリロイロキシエチルホスフェート、ジ（２－エチルヘキシル）－２－メタクリロイロキシエチルホスフェートなどが挙げられる。
　なお、リン酸基含有単量体は１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。したがって、水溶性重合体は、リン酸基含有単量体単位を、１種類だけ含んでいてもよく、２種類以上を任意の比率で組み合わせて含んでいてもよい。
　水溶性重合体におけるリン酸基含有単量体単位の比率は、好ましくは０．１重量％以上、より好ましくは０．２重量％以上であり、一方、好ましくは１０重量％以下であり、より好ましくは５重量％以下である。水溶性重合体におけるリン酸含有単量体単位が、かかる範囲内で含まれることにより、集電体と電極活物質層との密着性の向上等の、リン酸基含有単量体単位に基づく効果を得ることができる場合がある。また、水溶性重合体の重合に際し適切な重合度を得ることができ、耐久性の低下等の不所望な効果の発現を防止できる場合がある。
　水溶性重合体の重量平均分子量は、後述する粒子状バインダーとなる重合体よりも通常は小さく、好ましくは１００以上、より好ましくは５００以上、特に好ましくは１０００以上であり、好ましくは５０００００以下、より好ましくは２５００００以下、特に好ましくは１０００００以下である。水溶性重合体の重量平均分子量を上記範囲の下限値以上とすることにより、水溶性重合体の強度を高くして電極活物質を覆う安定な保護層を形成できる。このため、例えば電極活物質の分散性並びにリチウムイオン二次電池の高温保存特性などを改善できる。一方、上記範囲の上限値以下とすることにより、水溶性重合体を柔らかくできる。このため、例えば電極の膨らみの抑制、電極活物質層の集電体への密着性の改善などが可能となる。
　ここで、水溶性重合体の重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）によって、ジメチルホルムアミドの１０体積％水溶液に０．８５ｇ／ｍｌの硝酸ナトリウムを溶解させた溶液を展開溶媒としたポリスチレン換算の値として求めうる。
　水溶性重合体のガラス転移温度は、通常０℃以上、好ましくは５℃以上であり、通常１００℃以下、好ましくは５０℃以下である。水溶性重合体のガラス転移温度が上記範囲であることにより、電極の密着性と柔軟性とを両立させることができる。水溶性重合体のガラス転移温度は、様々な単量体を組み合わせることによって調整可能である。
　本発明のリチウムイオン二次電池用電極において、水溶性重合体は、１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
　本発明のリチウムイオン二次電池用電極において、水溶性重合体の量は、電極活物質１００重量部に対して、好ましくは０．１重量部以上、より好ましくは０．２重量部以上、特に好ましくは０．５重量部以上であり、好ましくは３０重量部以下、より好ましくは２５重量部以下、特に好ましくは２０重量部以下である。水溶性重合体の量を前記範囲の下限値以上とすることにより、集電体に対する電極活物質の密着性を向上させ、高温環境における保存特性及びサイクル特性に優れるリチウムイオン二次電池を実現できる。一方、水溶性重合体の量を前記範囲の上限値以下とすることにより、電極活物質の量を相対的に増やして、リチウムイオン二次電池の容量を大きくできる。
　水溶性重合体は、例えば、芳香族ビニル単量体、不飽和カルボン酸単量体、架橋性単量体及び必要に応じて任意の単量体を含む単量体組成物を、水系溶媒中で重合して、製造しうる。この際、単量体組成物中の各単量体の比率は、通常、水溶性重合体における構造単位の比率と同様にする。
　水系溶媒としては、水溶性重合体を溶解しうるものであれば格別限定されることはない。通常、常圧における沸点が通常８０℃以上、好ましくは１００℃以上であり、通常３５０℃以下、好ましくは３００℃以下の水系溶媒を用いる。以下、その水系溶媒の例を挙げる。以下の例示において、溶媒名の後のカッコ内の数字は常圧での沸点（単位℃）であり、小数点以下は四捨五入または切り捨てられた値である。
　水系溶媒の例としては、水（１００）；ダイアセトンアルコール（１６９）、γ－ブチロラクトン（２０４）等のケトン類；エチルアルコール（７８）、イソプロピルアルコール（８２）、ノルマルプロピルアルコール（９７）等のアルコール類；プロピレングリコールモノメチルエーテル（１２０）、メチルセロソルブ（１２４）、エチルセロソルブ（１３６）、エチレングリコールターシャリーブチルエーテル（１５２）、ブチルセロソルブ（１７１）、３－メトキシ－３－メチル－１－ブタノール（１７４）、エチレングリコールモノプロピルエーテル（１５０）、ジエチレングリコールモノブチルピルエーテル（２３０）、トリエチレングリコールモノブチルエーテル（２７１）、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル（１８８）等のグリコールエーテル類；並びに１，３－ジオキソラン（７５）、１，４－ジオキソラン（１０１）、テトラヒドロフラン（６６）等のエーテル類が挙げられる。中でも水は可燃性がなく、水溶性重合体を容易に得やすいという観点から特に好ましい。
　また、水系溶媒は１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。例えば、主溶媒として水を使用して、水溶性重合体の溶解が確保可能な範囲において上記記載の水以外の水系溶媒を混合して用いてもよい。
　重合方法は、特に限定されず、例えば溶液重合法、懸濁重合法、塊状重合法、乳化重合法などのいずれの方法を用いてもよい。また、重合方法としては、例えばイオン重合、ラジカル重合、リビングラジカル重合などいずれの方法も用いてもよい。
　重合温度および重合時間は、重合方法及び重合開始剤の種類などにより任意に選択でき、通常、重合温度は約３０℃以上、重合時間は０．５時間～３０時間程度である。
　また、アミン類などの添加剤を重合助剤として用いてもよい。
　上述した方法により、水溶性重合体を含む反応液が得られる。得られた反応液は通常は酸性であり、水溶性重合体は水系溶媒に分散していることが多い。このように水系溶媒に分散した水溶性重合体は、通常、その反応液のｐＨを、例えば７～１３に調整にすることにより、水系溶媒に可溶にできる。こうして得られた水溶液から水溶性重合体を取り出してもよいが、通常は、水系溶媒に溶解した状態の水溶性重合体を用いてスラリー組成物を製造し、そのスラリー組成物を用いて電極を製造しうる。
　前記のように、水溶性重合体を水系溶媒中に含む前記の水溶液は、通常は酸性であり、必要に応じて、ｐＨ７～ｐＨ１３にアルカリ化してもよい。これにより、水溶液の取り扱い性を向上させることができ、また、リチウムイオン二次電池用電極を製造するためのスラリー組成物の塗工性を改善することができる。ｐＨ７～ｐＨ１３にアルカリ化する方法としては、例えば、水酸化リチウム水溶液、水酸化ナトリウム水溶液、水酸化カリウム水溶液等のアルカリ金属水溶液；水酸化カルシウム水溶液、水酸化マグネシウム水溶液等のアルカリ土類金属水溶液；アンモニア水溶液などのアルカリ水溶液を混合する方法が挙げられる。前記のアルカリ水溶液は、１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
　［１．３．粒子状バインダー］
　本発明のリチウムイオン二次電池用電極は、粒子状バインダーを含んでいてもよい。粒子状バインダーは、通常は電極活物質層に含まれて、電極活物質及び集電体を結着させる作用を奏する。水溶性重合体に加えて粒子状バインダーを含むことにより、リチウムイオン二次電池用電極では、電極活物質を更に強固に保持できるので、リチウムイオン二次電池用電極からの電極活物質の脱離を更に抑制できる。また、粒子状バインダーは通常は電極活物質層に含まれる電極活物質以外の粒子をも結着し、電極活物質層の強度を維持する役割も果たしうる。特に、粒子状バインダーは、その形状が粒子形状であることにより、結着性が特に高く、リチウムイオン二次電池用電極の容量低下及び充放電の繰り返しによる劣化を顕著に抑えることができる。粒子状バインダーは、リチウムイオン二次電池用電極を製造するためのスラリー組成物中で粒子形状を保持した状態で存在できるものを用いうるが、電極活物質層においても粒子形状を保持した状態で存在できるものが好ましい。本発明において、「粒子状態を保持した状態」とは、完全に粒子形状を保持した状態である必要はなく、その粒子形状をある程度保持した状態であればよい。
　粒子状バインダーを形成する化合物は、電極活物質及び後述する電極用導電材を相互に結着させることができる化合物であれば、特に制限はない。好適な粒子状バインダーは、溶媒に分散しうる性質を有する分散型のバインダーである。その具体例を挙げると、フッ素重合体、ジエン重合体、アクリレート重合体、ポリイミド、ポリアミド、ポリウレタン重合体等の高分子化合物が挙げられる。中でも、フッ素重合体、ジエン重合体又はアクリレート重合体が好ましく、ジエン重合体又はアクリレート重合体が、耐電圧を高くでき、かつ電気化学素子のエネルギー密度を高くすることができる点でより好ましい。
　ジエン重合体は、共役ジエンの単独重合体；異なる種類の共役ジエン同士の共重合体；共役ジエンを含む単量体混合物を重合して得られる共重合体、またはそれらの水素添加物である。
　前記単量体混合物における共役ジエンの割合は通常２０重量％以上、好ましくは２５重量％以上である。前記ジエン重合体の具体例としては、ポリブタジエンやポリイソプレンなどの共役ジエン単独重合体；カルボキシ変性されていてもよいスチレン・ブタジエン共重合体（ＳＢＲ）などの芳香族ビニル・共役ジエン共重合体；アクリロニトリル・ブタジエン共重合体（ＮＢＲ）などのシアン化ビニル・共役ジエン共重合体；水素化ＳＢＲ、水素化ＮＢＲ等が挙げられる。なお、共役ジエンは、１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。ジエン重合体における共役ジエン単量体単位の割合は、好ましくは２０重量％以上、より好ましくは３０重量％以上であり、好ましくは６０重量％以下、より好ましくは５５重量％以下である。
　前記アクリレート重合体は、一般式（III）：ＣＨ２＝ＣＲ６－ＣＯＯＲ７（一般式（III）中、Ｒ６は水素原子またはメチル基を表し、Ｒ７はアルキル基またはシクロアルキル基を表す。）で表される化合物を含む単量体混合物を重合して得られる重合体である。
　一般式（III）で表される化合物の具体例としては、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸ｎ－ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸ｔ－ブチル、アクリル酸ｎ－アミル、アクリル酸イソアミル、アクリル酸ｎ－ヘキシル、アクリル酸２－エチルヘキシル、アクリル酸ヘキシル、アクリル酸ノニル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸ステアリルなどのアクリレート；メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸ｎ－ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸ｔ－ブチル、メタクリル酸ｎ－アミル、メタクリル酸イソアミル、メタクリル酸ｎ－ヘキシル、メタクリル酸２－エチルヘキシル、メタクリル酸オクチル、メタクリル酸イソデシル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸トリデシル、メタクリル酸ステアリルなどのメタアクリレート等が挙げられる。これらの中でも、アクリレートが好ましく、アクリル酸ｎ－ブチルおよびアクリル酸２－エチルヘキシルが、リチウムイオン二次電池用電極の強度を向上できる点で、特に好ましい。また、これらの単量体は、１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
　前記アクリレート重合体中のアクリル酸エステル及び／又はメタクリル酸エステルを重合して得られる単量体単位の比率は、好ましくは５０重量％以上、より好ましくは７０重量％以上である。前記アクリル酸エステル及び／又はメタクリル酸エステルを重合して得られる単量体単位の比率を前記範囲にすると、粒子状バインダーの耐熱性を向上させることができ、また、リチウムイオン二次電池用電極の内部抵抗を小さくできる。
　前記アクリレート重合体の単量体としては、一般式（III）で表される化合物の他に、一般式（III）で表される化合物と共重合可能なカルボン酸基含有単量体を用いてもよい。カルボン酸基含有単量体の具体例としては、アクリル酸、メタクリル酸などの一塩基酸含有単量体；マレイン酸、フマル酸、イタコン酸などの二塩基酸含有単量体；などが挙げられる。中でも二塩基酸含有単量体が好ましく、結着性を高めて電極強度を向上させることができる点で、イタコン酸が特に好ましい。また、カルボン酸基含有単量体は、１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
　カルボン酸基含有単量体の量は、一般式（III）で表される化合物１００重量部に対して、好ましくは０．１重量部以上、より好ましくは０．５重量部以上、特に好ましくは１重量部以上であり、好ましくは５０重量部以下、より好ましくは２０重量部以下、特に好ましくは１０重量部以下である。カルボン酸基含有単量体の量がこの範囲であると、結着性を高めて電極強度を向上させることができる。
　前記アクリレート重合体の単量体としては、一般式（III）で表される化合物の他に、一般式（III）で表される化合物と共重合可能なニトリル基含有単量体を用いてもよい。ニトリル基含有単量体の具体例としては、アクリロニトリル、メタクリロニトリルなどが挙げられる。中でもアクリロニトリルが、結着性を高めて電極強度を向上させることができる点で好ましい。また、ニトリル基含有単量体は、１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
　ニトリル基含有単量体の量は、一般式（III）で表される化合物１００重量部に対して、好ましくは０．１重量部以上、より好ましくは０．５重量部以上、特に好ましくは１重量部以上であり、好ましくは４０重量部以下、より好ましくは３０重量部以下、特に好ましくは２０重量部以下である。ニトリル基含有単量体の量がこの範囲であると、結着性を高めて電極強度を向上させることができる。
　粒子状バインダーを形成する重合体の重量平均分子量は、好ましくは１００００以上、より好ましくは２００００以上であり、好ましくは１００００００以下、より好ましくは５０００００以下である。粒子状バインダーを形成する重合体の重量平均分子量が上記範囲にあることにより、リチウムイオン二次電池用電極の強度及び電極活物質の分散性を良好にし易い。粒子状バインダーの重量平均分子量は、ＧＰＣによって、テトラヒドロフランを展開溶媒としたポリスチレン換算の値として求めうる。
　粒子状バインダーのガラス転移温度（Ｔｇ）は、好ましくは５０℃以下、さらに好ましくは０℃以下であり、通常－４０℃以上である。粒子状バインダーのガラス転移温度（Ｔｇ）がこの範囲にあると、少量の使用量で結着性に優れ、電極強度が強く、柔軟性に富み、電極形成時のプレス工程により電極密度を容易に高めることができる。
　通常、粒子状バインダーを形成する重合体は、非水溶性である。したがって、通常、粒子状バインダーは、リチウムイオン二次電池用電極を製造するためのスラリー組成物において粒子状となっており、その粒子形状を維持したままリチウムイオン二次電池用電極に含まれる。
　粒子状バインダーの個数平均粒子径は、通常は０．０１μｍ以上、好ましくは０．０３μｍ以上、より好ましくは０．０５μｍ以上であり、通常１μｍ以下、好ましくは０．８μｍ以下、より好ましくは０．５μｍ以下である。粒子状バインダーの個数平均粒子径がこの範囲であることにより、少量の使用でも優れた結着力を発現しうる。ここで、個数平均粒子径は、透過型電子顕微鏡写真で無作為に選んだ粒子状バインダー１００個の径を測定し、その算術平均値として算出される個数平均粒子径である。粒子の形状は、球形及び異形のどちらでもかまわない。
　また、粒子状バインダーは、１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
　粒子状バインダーの量は、電極活物質１００重量部に対して、通常０．１重量部以上、好ましくは０．５重量部以上、より好ましくは１重量部以上であり、通常５０重量部以下、好ましくは２０重量部以下、より好ましくは１０重量部以下である。粒子状バインダーの量をこの範囲にすることにより、密着性を充分に確保でき、リチウムイオン二次電池の容量を高くでき、且つ、リチウムイオン二次電池用電極の内部抵抗を低くすることができる。
　粒子状バインダーは、例えば、上述した単量体を含む単量体組成物を水系溶媒中で重合し、重合体の粒子とすることにより製造しうる。単量体組成物中の各単量体の比率は、通常、粒子状バインダーにおける構造単位の比率と同様にする。
　水系溶媒としては、水溶性重合体の製造方法において説明したものと同様のものが挙げられる。
　重合方法としては、例えば溶液重合法、懸濁重合法、塊状重合法、乳化重合法などのいずれの方法を用いてもよい。また、重合方法としては、例えばイオン重合、ラジカル重合、リビングラジカル重合などいずれの方法を用いてもよい。中でも、高分子量の重合体が得やすいこと、並びに、重合体が水に分散した粒子の状態で得られるので再分散化の処理が不要であり、そのままリチウムイオン二次電池用電極を製造するためのスラリー組成物に供することができることなど、製造効率の観点から、乳化重合法が特に好ましい。
　乳化重合法は、通常は常法により行う。例えば、「実験化学講座」第２８巻、（発行元：丸善（株）、日本化学会編）に記載された方法で行いうる。すなわち、攪拌機及び加熱装置付きの密閉容器に、水と、分散剤、乳化剤、架橋剤などの添加剤と、重合開始剤と、単量体とを所定の組成になるように加え、容器中の組成物を攪拌して単量体等を水に乳化させ、攪拌しながら温度を上昇させて重合を開始する方法を用いうる。あるいは、上記組成物を乳化させた後に密閉容器に入れ、同様に反応を開始させる方法を用いうる。
　重合開始剤の例としては、例えば、過酸化ラウロイル、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、ジ－２－エチルヘキシルパーオキシジカーボネート、ｔ－ブチルパーオキシピバレート、３，３，５－トリメチルヘキサノイルパーオキサイド等の有機過酸化物；α，α’－アゾビスイソブチロニトリル等のアゾ化合物；過硫酸アンモニウム；並びに過硫酸カリウムが挙げられる。重合開始剤は、１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
　乳化剤、分散剤、重合開始剤などは、これらの重合法において一般的に用いられるものであり、通常はその使用量も一般に使用される量とする。また重合に際しては、シード粒子を採用してシード重合を行ってもよい。
　さらに、これらの方法によって得られる粒子状バインダーの水系分散液のｐＨを、通常５～１０、好ましくは５～９の範囲になるように調整してもよい。前記のｐＨの調整は、例えば、アルカリ金属（例えば、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ）の水酸化物、アンモニア、無機アンモニウム化合物（例えばＮＨ４Ｃｌなど）、有機アミン化合物（例えばエタノールアミン、ジエチルアミンなど）などを含む塩基性水溶液と前記粒子状バインダーの水系分散液との混合により行いうる。なかでも、アルカリ金属水酸化物によるｐＨ調整は、集電体と電極活物質との結着性を向上させるので、好ましい。
　また、粒子状バインダーは、２種類以上の重合体からなる複合重合体粒子であってもよい。複合重合体粒子は、例えば、少なくとも１種類の単量体成分を常法により重合し、引き続き、他の少なくとも１種の単量体成分を重合し、常法により重合させる方法（二段重合法）などによっても得ることができる。このように単量体を段階的に重合することにより、粒子の内部に存在するコア層と、当該コア層を覆うシェル層とを有するコアシェル構造の粒子を得ることができる。
　［１．４．任意の成分］
　本発明のリチウムイオン二次電池用電極は、上述した電極活物質、水溶性重合体及び粒子状バインダー以外にも、本発明の効果を著しく損なわない限り任意の成分を含んでいてもよい。例えば、本発明のリチウムイオン二次電池用電極は、電極用導電材、分散剤、補強材、レベリング剤、ナノ粒子及び添加剤を含んでいてもよい。通常、これらの任意の成分は電極活物質層に含まれる。また、任意の成分は、１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
　電極用導電材としては、例えば、導電性を有する、炭素の同素体からなる粒子が挙げられる。このような電極用導電材を形成する炭素の同素体としては、例えば、ファーネスブラック、アセチレンブラック、及びケッチェンブラック（アクゾノーベルケミカルズベスローテンフェンノートシャップ社の登録商標）などの導電性炭素材料ブラックが挙げられる。これらの中でも、アセチレンブラック及びファーネスブラックが好ましい。また、電極用導電材は、１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
　電極用導電材の体積平均粒子径は、電極活物質の体積平均粒子径よりも小さいことが好ましい。電極用導電材の体積平均粒子径の具体的範囲は、通常０．００１μｍ以上、好ましくは０．０５μｍ以上、より好ましくは０．０１μｍ以上であり、通常１０μｍ以下、好ましくは５μｍ以下、より好ましくは１μｍ以下である。電極用導電材の体積平均粒子径がこの範囲にあると、より少ない使用量で高い導電性が得られる。
　電極用導電材の量は、電極活物質１００重量部に対して、通常０．１重量部以上、好ましくは０．５重量部以上、より好ましくは１重量部以上であり、通常５０重量部以下、好ましくは１５重量部以下、より好ましくは１０重量部以下である。電極用導電材の量がこの範囲にあることにより、リチウムイオン二次電池の容量を高くでき、また、リチウムイオン二次電池用電極の内部抵抗を低くすることができる。
　分散剤としては、例えば、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、エチルセルロースおよびヒドロキシプロピルセルロースなどのセルロース系ポリマー、ならびにこれらのアンモニウム塩またはアルカリ金属塩；ポリ（メタ）アクリル酸ナトリウムなどのポリ（メタ）アクリル酸塩；ポリビニルアルコール、変性ポリビニルアルコール、ポリエチレンオキシド、ポリビニルピロリドン、ポリカルボン酸、酸化スターチ、リン酸スターチ、カゼイン、各種変性デンプンなどが挙げられる。中でも、セルロース系ポリマーが好ましく、カルボキシメチルセルロースまたはそのアンモニウム塩もしくはアルカリ金属塩が特に好ましい。これらの分散剤は、１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
　分散剤の量は、電極活物質１００重量部に対して、通常は０．１重量部以上、好ましくは０．５重量部以上、より好ましくは０．８重量部以上であり、通常１０重量部以下、好ましくは５重量部以下、より好ましくは２重量部以下である。
　補強材としては、例えば、各種の無機および有機の球状、板状、棒状または繊維状のフィラーを使用しうる。これらの補強剤は、１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。補強材を用いることにより、強靭で柔軟なリチウムイオン二次電池用電極を得ることができ、優れた長期サイクル特性を示すリチウムイオン二次電池を実現できる。
　補強材の量は、電極活物質の量１００重量部に対して、通常０．０１重量部以上、好ましくは１重量部以上であり、通常２０重量部以下、好ましくは１０重量部以下である。補強剤の量を上記範囲とすることにより、リチウムイオン二次電池は高い容量と高い負荷特性を示すことができる。
　レベリング剤としては、例えば、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、金属系界面活性剤などの界面活性剤が挙げられる。これらのレベリング剤は、１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。レベリング剤を用いることにより、リチウムイオン二次電池用電極を製造するためのスラリー組成物の塗布時に発生するはじきを防止したり、リチウムイオン二次電池用電極の平滑性を向上させたりすることができる。
　レベリング剤の量は、電極活物質の量１００重量部に対して、好ましくは０．０１重量部～１０重量部である。レベリング剤が上記範囲であることにより電極作製時の生産性、平滑性及び電池特性に優れる。また、界面活性剤を含有させることによりリチウムイオン二次電池用電極を製造するためのスラリー組成物において電極活物質等の分散性を向上することができ、さらにそれにより得られるリチウムイオン二次電池用電極の平滑性を向上させることができる。
　ナノ粒子としては、例えば、フュームドシリカ及びフュームドアルミナなどの粒子が挙げられる。これらのナノ粒子は、１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。ナノ粒子を含む場合にはリチウムイオン二次電池用電極を製造するためのスラリー組成物のチキソ性を調整することができるので、それにより得られるリチウムイオン二次電池用電極のレベリング性を向上させることができる。
　ナノ粒子の量は、電極活物質の量１００重量部に対して、好ましくは０．０１重量部～１０重量部である。ナノ粒子が上記範囲であることにより、リチウムイオン二次電池用電極を製造するためのスラリー組成物の安定性及び生産性を改善し、高い電池特性を実現できる。
　添加剤としては、例えば、ビニレンカーボネートなどが挙げられる。添加剤は、１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。添加剤を用いることにより、例えば電解液の分解を抑制することができる。
　添加剤の量は、電極活物質の量１００重量部に対して、好ましくは０．０１重量部～１０重量部である。添加剤の量を上記範囲にすることにより、サイクル特性及び高温特性に優れたリチウムイオン二次電池を実現できる。
　［１．５．集電体及び電極活物質層］
　電極活物質及び水溶性重合体、並びに必要に応じて含まれる成分は、上述したように、通常、電極活物質層に含まれる。電極活物質層は、通常、集電体の表面に設けられる。この際、電極活物質層は、集電体の片面に設けられていてもよく、両面に設けられていてもよい。
　集電体は、電気導電性を有し、且つ、電気化学的に耐久性のある材料であれば特に制限されないが、中でも耐熱性を有するため金属材料が好ましい。集電体の材料としては、例えば、鉄、銅、アルミニウム、ニッケル、ステンレス鋼、チタン、タンタル、金、白金などが挙げられる。中でも、正極用の集電体としてはアルミニウムが好ましく、負極用の集電体としては銅が好ましい。また、集電体の材料は、１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
　集電体の形状は特に制限されないが、厚さ０．００１ｍｍ～０．５ｍｍ程度のシート状のものが好ましい。
　集電体は、電極活物質層との接着強度を高めるため、表面に予め粗面化処理して使用することが好ましい。粗面化方法としては、例えば、機械的研磨法、電解研磨法、化学研磨法などが挙げられる。機械的研磨法においては、通常、研磨剤粒子を固着した研磨布紙、砥石、エメリバフ、鋼線などを備えたワイヤーブラシ等が使用される。また、電極活物質層の接着強度及び導電性を高めるために、集電体の表面に中間層を形成してもよい。
　電極活物質層の厚みは、通常５μｍ以上、好ましくは２０μｍ以上、より好ましくは３０μｍ以上であり、通常１０００μｍ以下、好ましくは５００μｍ以下、より好ましくは３００μｍ以下である。電極活物質層の厚みが上記範囲にあることにより、負荷特性及びサイクル特性を良好にすることができる。
　電極活物質層における電極活物質の含有割合は、好ましくは８５重量％以上、より好ましくは８８重量％以上であり、好ましくは９９重量％以下、より好ましくは９７重量％以下である。電極活物質の含有割合を上記範囲とすることにより、高い容量を示しながらも柔軟性、結着性を示すリチウムイオン二次電池用電極を実現できる。
　電極活物質層の密度は、通常０．３０ｇ／ｃｍ３以上、好ましくは０．３５ｇ／ｃｍ３以上、より好ましくは０．４０ｇ／ｃｍ３以上であり、通常１０ｇ／ｃｍ３以下、好ましくは８．０ｇ／ｃｍ３以下、より好ましくは６．０ｇ／ｃｍ３以下である。電極活物質層の密度を上記範囲とすることにより、高容量化と高出力化のバランス化を図ることができる。
　電極活物質層における水分量は、１０００ｐｐｍ以下であることが好ましく、５００ｐｐｍ以下であることがより好ましい。電極活物質層の水分量を上記範囲内とすることにより、耐久性に優れるリチウムイオン二次電池用電極を実現できる。水分量は、カールフィッシャー法等の既知の方法により測定しうる。
　このような低い水分量は、水溶性重合体中の構造単位の組成を適宜調整することにより達成しうる。特に、フッ素含有（メタ）アクリル酸エステル単量体単位を通常０．５重量％以上、好ましくは１重量％以上、また、通常２０重量％以下、好ましくは１０重量％以下の範囲にすることにより、水分量を低減することができる。
［２．電極の製造方法］
　本発明のリチウムイオン二次電池用電極は、例えば、塗布法又は粉体成型法により製造しうる。
　ここで、塗布法とは、リチウムイオン二次電池用電極を製造するためのスラリー組成物を用意し、そのスラリー組成物を集電体上に塗布し、乾燥させることにより、集電体の表面に電極活物質層を形成して、リチウムイオン電池用電極を得る製造方法である。
　また、粉体成型法とは、リチウムイオン二次電池用電極を製造するためのスラリー組成物を用意し、そのスラリー組成物から電極活物質及び水溶性重合体を含む複合粒子を調製し、その複合粒子を集電体上に供給し、所望により更にロールプレスして成形することにより電極活物質層を形成して、リチウムイオン電池用電極を得る製造方法である。
　これらのうち、電極活物質層の集電体に対する密着性に優れる点では塗布法が好ましい。また、リチウムイオン二次電池用電極の容量が高く内部抵抗が低く、さらにプロセスが簡単で製造コストに優れる点では粉体成型法が好ましい。
　［２．１．塗布法］
　塗布法においては、まず、リチウムイオン二次電池用電極を製造するためのスラリー組成物を用意する。スラリー組成物は、電極活物質、水溶性重合体及び溶媒を含む流体状の組成物である。また、リチウムイオン二次電池用電極が例えば粒子状バインダー、電極用導電材、分散剤、補強材、レベリング剤、ナノ粒子及び添加剤等の任意の成分を含む場合には、スラリー組成物にも任意の成分を含ませる。スラリー組成物における電極活物質、水溶性重合体及び任意の成分の比率は、通常は、電極活物質層に含まれる各成分の比率と同様にする。
　溶媒としては、水を用いてもよく、有機溶媒を用いてもよく、水と有機溶媒とを組み合わせて用いてもよい。これらの溶媒は、スラリー組成物において溶媒又は分散媒として機能し、電極活物質を分散させたり、粒子状バインダーを分散させたり、水溶性重合体を溶解させたりしうる。
　有機溶媒としては、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、プロピルアルコール等のアルキルアルコール類；アセトン、メチルエチルケトン等のアルキルケトン類；テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジグライム等のエーテル類；ジエチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、Ｎ－メチル－２－ピロリドン、ジメチルイミダゾリジノン等のアミド類；ジメチルスルホキサイド、スルホラン等のイオウ系溶媒；等が挙げられる。この中でも有機溶媒としては、アルコール類が好ましい。これらは、１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
　これらの中でも、溶媒としては、電極活物質層の乾燥の容易さと環境への負荷に優れる点から、水が好ましい。溶媒として水を用いた場合、スラリー組成物では、一部の水溶性重合体は水に溶解しているが、別の一部の水溶性重合体が電極活物質の表面に吸着することによって、電極活物質が水溶性重合体の安定な層で覆われるので、電極活物質の水中での分散性を向上させることができる。このため、スラリー組成物の塗工性を良好にできる。
　さらに、水と有機溶媒とを組み合わせる場合、水と併用する有機溶媒の量または種類によって、粒子状バインダーの分散性及び水溶性重合体の溶解性を調整しうるので、スラリー組成物の粘度及び流動性を調整することができ、生産効率を向上させることができる。
　また、特に粒子状バインダー及び水溶性重合体を溶解する有機溶媒を水と組み合わせると、粒子バインダー及び水溶性重合体が電極活物質の表面に吸着することにより、電極活物質の分散が安定化するので、好ましい。
　溶媒の量は、スラリー組成物に含まれる固形分の濃度が、通常１重量％以上、好ましくは５重量％以上、より好ましくは１０重量％以上となり、また、通常９０重量％以下、好ましくは８５重量％以下、より好ましくは８０重量％以下となる範囲である。固形分濃度がこの範囲にあるときに、各成分が均一に分散するため、好適である。
　また、スラリー組成物の粘度は、室温において、通常１０ｍＰａ・ｓ以上、好ましくは３０ｍＰａ・ｓ以上、より好ましくは５０ｍＰａ・ｓ以上であり、通常１００，０００ｍＰａ・ｓ以下、好ましくは５０，０００ｍＰａ・ｓ以下、より好ましくは２０，０００ｍＰａ・ｓ以下である。粘度がこの範囲にあると、生産性を上げることができる。
　リチウムイオン二次電池用電極を製造するためのスラリー組成物は、電極活物質、水溶性重合体及び溶媒、並びに必要に応じて用いられる成分を混合して製造しうる。この際の具体的な手順は任意である。例えば、電極活物質、水溶性重合体、粒子状バインダー及び電極用導電材を含むスラリー組成物を製造する場合には、溶媒に電極活物質、水溶性重合体及び電極用導電材及び粒子状バインダーを同時に混合する方法；溶媒に水溶性重合体を溶解した後、溶媒に分散させた粒子状バインダーを混合し、その後で電極活物質および電極用導電材を混合する方法；溶媒に分散させた粒子状バインダーに電極活物質及び電極用導電材を混合し、この混合物に溶媒に溶解させた水溶性重合体を混合する方法；などが挙げられる。
　混合の手段としては、例えば、ボールミル、サンドミル、ビーズミル、顔料分散機、らい潰機、超音波分散機、ホモジナイザー、ホモミキサー、プラネタリーミキサー等の混合機器が挙げられる。また混合は、通常、室温～８０℃の範囲で、１０分～数時間行う。
　スラリー組成物を用意してから、そのスラリー組成物を、集電体上に塗布する。本発明のスラリー組成物は、芳香族ビニル単量体単位、不飽和カルボン酸単量体単位及び架橋性単量体単位を特定の比率で含む水溶性重合体を含むので、分散安定性に優れる。したがって、スラリー組成物は、均一な塗布が容易である。
　塗布方法に制限は無く、例えばドクターブレード法、ディップ法、リバースロール法、ダイレクトロール法、グラビア法、エクストルージョン法、ハケ塗り法などの方法が挙げられる。スラリー組成物を塗布することにより、集電体の表面に、スラリー組成物の膜が形成される。この際、スラリー組成物の膜の厚みは、目的とする電極活物質層の厚みに応じて適宜に設定しうる。
　その後、乾燥により、スラリー組成物の膜から水等の液体を除去する。これにより、電極活物質及び水溶性重合体を含む電極活物質層が集電体の表面に形成され、本発明のリチウムイオン二次電池用電極が得られる。
　乾燥方法としては、例えば、温風、熱風、低湿風等の風による乾燥；真空乾燥；（遠）赤外線又は電子線などの照射による乾燥法、が挙げられる。中でも、遠赤外線の照射による乾燥法が好ましい。
　乾燥温度と乾燥時間は、集電体に塗布したスラリー組成物中の溶媒を完全に除去できる温度と時間が好ましい。具体的な範囲を挙げると、乾燥温度は通常１００℃以上、好ましくは１２０℃以上であり、通常３００℃以下、好ましくは２５０℃以下である。また、乾燥時間としては、通常１０分以上、好ましくは２０分以上であり、通常１００時間以下、好ましくは２０時間以下である。
　集電体の表面に電極活物質層を形成した後で、必要に応じて、例えば金型プレス又はロールプレスなどを用い、電極活物質層に加圧処理を施してもよい。加圧処理により、電極活物質層の空隙率を低くすることができる。空隙率は、好ましくは５％以上、より好ましくは７％以上であり、好ましくは３０％以下、より好ましくは２０％以下である。空隙率を前記範囲の下限値以上とすることにより、高い体積容量が得易くなり、電極活物質層を集電体から剥がれ難くすることができ、また、上限値以下とすることにより高い充電効率及び放電効率が得られる。
　さらに、電極活物質層が硬化性の重合体を含む場合は、電極活物質層の形成後に前記重合体を硬化させてもよい。
　［２．２．粉体成型法］
　粉体成型法においては、まず、リチウムイオン二次電池用電極を製造するためのスラリー組成物を用意しうる。スラリー組成物は、塗布法と同様にして用意してもよい。ただし、スラリー組成物の溶媒としては、水と、水よりも沸点の低い有機溶媒とを組み合わせて用いることが好ましい。これにより、噴霧乾燥時に、乾燥速度を速くすることができる。
　スラリー組成物を用意した後、そのスラリー組成物から複合粒子を調製する。複合粒子は、スラリー組成物から調製されるものであるため、スラリー組成物に含まれる電極活物質及び水溶性重合体等の成分が一体化した粒子となる。
　複合粒子においては、スラリー組成物に含まれる電極活物質及び粒子状バインダー等の成分がそれぞれ別個に独立した粒子として存在するのではなく、電極活物質及び粒子状バインダー等の複数の成分が合わさって一粒子を形成している。具体的には、２個以上の粒子（一次粒子）が結合し、結合した一次粒子の塊として二次粒子が形成されている。中でも、複数個（好ましくは数個～数十個）の電極活物質が、水溶性重合体及び必要に応じて用いられる粒子状バインダーによって結着されて、複合粒子を形成しているものが好ましい。これにより、リチウムイオン二次電池用電極における電極活物質層の密着性をより高くできると共に、リチウムイオン二次電池の内部抵抗を低減することができる。
　複合粒子は、スラリー組成物を造粒することにより製造しうる。複合粒子の造粒方法としては、例えば、噴霧乾燥造粒法、転動層造粒法、圧縮型造粒法、攪拌型造粒法、押出し造粒法、破砕型造粒法、流動層造粒法、流動層多機能型造粒法、パルス燃焼式乾燥法、および溶融造粒法などの造粒法が挙げられる。
　中でも、水溶性重合体並びに必要に応じて用いられる粒子状バインダー及び電極用導電材が複合粒子の表面付近に偏在した複合粒子を容易に得られるので、噴霧乾燥造粒法が好ましい。噴霧乾燥造粒法で得られる複合粒子を用いると、リチウムイオン二次電池用電極を高い生産性で得ることができる。また、リチウムイオン二次電池用電極の内部抵抗をより低減することができる。
　噴霧乾燥造粒法では、スラリー組成物を噴霧乾燥して造粒し、複合粒子を得る。噴霧乾燥は、熱風中にスラリー組成物を噴霧して乾燥することにより行う。
　スラリー組成物の噴霧に用いる装置としては、例えばアトマイザーが挙げられる。アトマイザーは、回転円盤方式と加圧方式との二種類の装置がある。
　回転円盤方式は、高速回転する円盤のほぼ中央にスラリー組成物を導入し、円盤の遠心力によってスラリー組成物を円盤の外に放ち、その際にスラリー組成物を霧状にする方式である。円盤の回転速度は、円盤の大きさに依存し、通常５，０００ｒｐｍ以上、好ましくは１５，０００ｒｐｍ以上であり、通常４０，０００ｒｐｍ以下、好ましくは４０，０００ｒｐｍ以下である。円盤の回転速度が低いほど、噴霧液滴が大きくなり、得られる複合粒子の重量平均粒子径が大きくなる傾向がある。
　また、回転円盤方式のアトマイザーとしては、ピン型とベーン型とが挙げられ、中でもピン型アトマイザーが好ましい。ピン型アトマイザーは、噴霧盤を用いた遠心式の噴霧装置の一種であり、該噴霧盤が上下取付円板の間に、その周縁に沿ったほぼ同心円上に着脱自在に複数の噴霧用コロを取り付けたもので構成されている。スラリー組成物は噴霧盤中央から導入され、遠心力によって噴霧用コロに付着し、コロ表面を外側へと移動し、最後にコロ表面から離れ噴霧される。
　一方、加圧方式は、スラリー組成物を加圧してノズルから霧状にして乾燥する方式である。
　噴霧されるスラリー組成物の温度は、通常は室温であるが、加温して室温以上にしたものであってもよい。
　また、噴霧乾燥時の熱風の温度は、通常８０℃以上、好ましくは１００℃以上であり、通常２５０℃以下、好ましくは２００℃以下である。
　噴霧乾燥において、熱風の吹き込み方式としては、例えば、熱風と噴霧方向とが横方向に並流する方式、乾燥塔頂部で噴霧され熱風と共に下降する方式、噴霧した滴と熱風が向流接触する方式、噴霧した滴が最初熱風と並流し次いで重力落下して向流接触する方式等が挙げられる。
　複合粒子の形状は、実質的に球形であることが好ましい。すなわち、複合粒子の球形度が８０％以上であることが好ましく、９０％以上であることがより好ましい。ここで、（１－（Ｌｌ－Ｌｓ）／Ｌａ）×１００の値を球形度（％）とする。また、Ｌｓは複合粒子の短軸径を表し、Ｌｌは複合粒子の長軸径を表し、Ｌａ＝（Ｌｓ＋Ｌｌ）／２である。さらに、短軸径Ｌｓおよび長軸径Ｌｌは、透過型電子顕微鏡写真像より測定される値である。
　複合粒子の体積平均粒子径は、通常１０μｍ以上、好ましくは２０μｍ以上、より好ましくは３０μｍ以上であり、通常１００μｍ以下、好ましくは８０μｍ以下、より好ましくは６０μｍ以下である。
　得られた複合粒子は、集電体上に供給される。複合粒子を集電体上に供給する工程では、通常、フィーダーを用いる。このフィーダーは、複合粒子を定量的に供給しうる定量フィーダーであることが好ましい。ここで、定量的に供給しうるとは、かかるフィーダーを用いて複合粒子を連続的に供給し、一定間隔で供給量を複数回測定し、その測定値の平均値ｍと標準偏差σｍから求められるＣＶ値（＝σｍ／ｍ×１００）が４以下であることをいう。特に、ＣＶ値が２以下であることが好ましい。
　定量フィーダーの具体例としては、テーブルフィーダー、ロータリーフィーダーなどの重力供給機；スクリューフィーダー、ベルトフィーダーなどの機械力供給機などが挙げられる。これらのうちロータリーフィーダーが好適である。
　その後、集電体に供給された複合粒子を成形して、電極活物質及び水溶性重合体を含む電極活物質層を集電体の表面に形成し、本発明のリチウムイオン二次電池用電極を得る。通常は、集電体と供給された複合粒子とを、一対のロールで加圧して成形し、集電体上に複合粒子の層として電極活物質層を形成する。
　ここで、供給される複合粒子は、加温されていることが好ましい。供給される複合粒子の具体的な温度は、好ましくは４０℃以上、より好ましくは７０℃以上であり、好ましくは１６０℃以下、より好ましくは１４０℃以下である。複合粒子の温度がこの範囲にあると、ロール表面での複合粒子の滑りが抑制され、複合粒子が連続的かつ均一にロールに供給される。このため、膜厚が均一で、電極密度のばらつきが小さい、電極活物質層を得ることができる。
　成形時の温度は、通常０℃～２００℃である。また、粒子状バインダーを用いる場合には、成形時の温度は粒子状バインダーの融点またはガラス転移温度より高いことが好ましく、融点またはガラス転移温度より２０℃以上高いことがより好ましい。
　ロールによる成形速度は、通常０．１ｍ／分より大きく、好ましくは３５ｍ／分以上、また、好ましくは７０ｍ／分以下である。
　さらに、一対のロール間のプレス線圧は、通常０．２ｋＮ／ｃｍ以上、好ましくは０．５ｋＮ／ｃｍ以上であり、通常３０ｋＮ／ｃｍ以下、好ましくは１０ｋＮ／ｃｍ以下である。
　粉体成型法では、一対のロールの配置は特に限定されないが、略水平または略垂直に配置されることが好ましい。略水平に配置する場合は、集電体を一対のロール間に連続的に供給し、該ロールの少なくとも一方に複合粒子を供給することで、集電体とロールとの間隙に複合粒子が供給され、加圧により電極活物質層を形成できる。略垂直に配置する場合は、集電体を水平方向に搬送させ、集電体上に複合粒子を供給し、供給された複合粒子を必要に応じブレード等で均した後、集電体を一対のロール間に供給し、加圧により電極活物質層を形成できる。
　さらに、電極活物質層が硬化性の重合体を含む場合は、電極活物質層の形成後に、前記重合体を硬化させることが好ましい。
［３．リチウムイオン二次電池］
　本発明のリチウムイオン二次電池は、正極、負極、電解液及びセパレータを備える。また、本発明のリチウムイオン二次電池においては、正極及び負極の少なくとも一方が、本発明のリチウムイオン二次電池用電極である。
　本発明のリチウムイオン二次電池は、本発明のリチウムイオン二次電池用電極を備えるので、高温環境における保存特性及びサイクル特性に優れる。また、本発明のリチウムイオン二次電池は、通常、充放電に伴う電極の膨らみを抑制でき、また、低温出力特性に優れる。
　［３．１．電解液］
　電解液としては、例えば、非水系の溶媒に支持電解質としてリチウム塩を溶解したものを使用してもよい。リチウム塩としては、例えば、ＬｉＰＦ６、ＬｉＡｓＦ６、ＬｉＢＦ４、ＬｉＳｂＦ６、ＬｉＡｌＣｌ４、ＬｉＣｌＯ４、ＣＦ３ＳＯ３Ｌｉ、Ｃ４Ｆ９ＳＯ３Ｌｉ、ＣＦ３ＣＯＯＬｉ、（ＣＦ３ＣＯ）２ＮＬｉ、（ＣＦ３ＳＯ２）２ＮＬｉ、（Ｃ２Ｆ５ＳＯ２）ＮＬｉなどのリチウム塩が挙げられる。特に溶媒に溶けやすく高い解離度を示すＬｉＰＦ６、ＬｉＣｌＯ４、ＣＦ３ＳＯ３Ｌｉは好適に用いられる。これらは１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
　支持電解質の量は、電解液に対して、通常１重量％以上、好ましくは５重量％以上であり、また、通常３０重量％以下、好ましくは２０重量％以下である。支持電解質の量が少なすぎても多すぎてもイオン導電度は低下し、リチウムイオン二次電池の充電特性及び放電特性が低下する可能性がある。
　電解液に使用する溶媒としては、支持電解質を溶解させるものであれば特に限定されない。溶媒としては、例えば、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、エチレンカーボネート（ＥＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、ブチレンカーボネート（ＢＣ）、メチルエチルカーボネート（ＭＥＣ）等のアルキルカーボネート類；γ－ブチロラクトン、ギ酸メチル等のエステル類；１，２－ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン等のエーテル類；スルホラン、ジメチルスルホキシド等の含硫黄化合物類；などが用いられる。特に高いイオン伝導性が得易く、使用温度範囲が広いため、ジメチルカーボネート、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジエチルカーボネート及びメチルエチルカーボネートが好ましい。溶媒は、１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
　また、電解液には必要に応じて添加剤を含有させてもよい。添加剤としては、例えばビニレンカーボネート（ＶＣ）などのカーボネート系の化合物が好ましい。添加剤は、１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
　また、上記以外の電解液として、例えば、ポリエチレンオキシド、ポリアクリロニトリルなどのポリマー電解質に電解液を含浸したゲル状ポリマー電解質；硫化リチウム、ＬｉＩ、Ｌｉ３Ｎなどの無機固体電解質；などが挙げられる。
　［３．２．セパレーター］
　セパレーターとしては、通常、気孔部を有する多孔性基材を用いる。セパレーターの例を挙げると、（ａ）気孔部を有する多孔性セパレーター、（ｂ）片面または両面に高分子コート層が形成された多孔性セパレーター、（ｃ）無機セラミック粉末を含む多孔質の樹脂コート層が形成された多孔性セパレーター、などが挙げられる。これらの例としては、ポリプロピレン系、ポリエチレン系、ポリオレフィン系、またはアラミド系多孔性セパレーター、ポリビニリデンフルオリド、ポリエチレンオキシド、ポリアクリロニトリルまたはポリビニリデンフルオリドヘキサフルオロプロピレン共重合体などの固体高分子電解質用またはゲル状高分子電解質用の高分子フィルム；ゲル化高分子コート層がコートされたセパレーター；無機フィラーと無機フィラー用分散剤とからなる多孔膜層がコートされたセパレーター；などが挙げられる。
　［３．３．二次電池の製造方法］
　本発明のリチウムイオン二次電池の製造方法は、特に限定されない。例えば、上述した正極と負極とをセパレーターを介して重ね合わせ、これを電池形状に応じて巻く、折るなどして電池容器に入れ、電池容器に電解液を注入して封口してもよい。さらに、必要に応じてエキスパンドメタル；ヒューズ、ＰＴＣ素子などの過電流防止素子；リード板などを入れ、電池内部の圧力上昇、過充放電の防止をしてもよい。電池の形状は、例えば、ラミネートセル型、コイン型、ボタン型、シート型、円筒型、角形、扁平型などいずれであってもよい。
　以下、実施例を示して本発明について具体的に説明する。ただし、本発明は以下に示す実施例に限定されるものではなく、本発明の特許請求の範囲及びその均等の範囲を逸脱しない範囲において任意に変更して実施してもよい。
　以下の説明において、量を表す「％」及び「部」は、別に断らない限り重量基準である。また、以下に説明する操作は、別に断らない限り、常温及び常圧の条件において行った。
〔評価方法〕
　１．密着強度
　実施例および比較例で製造した電極を、長さ１００ｍｍ、幅１０ｍｍの長方形に切り出して試験片とした。この試験片を、電極活物質層の表面を下にして、電極活物質層の表面にセロハンテープを貼り付けた。この際、セロハンテープとしてはＪＩＳ　Ｚ１５２２に規定されるものを用いた。また、セロハンテープは試験台に固定しておいた。その後、集電体の一端を鉛直上方に引張り速度５０ｍｍ／分で引っ張って剥がしたときの応力を測定した。この測定を３回行い、その平均値を求めて、当該平均値をピール強度とした。ピール強度が大きいほど、電極活物質層の集電体への結着力が大きいこと、すなわち、密着強度が大きいことを示す。
　２．高温保存特性
　実施例および比較例で製造したラミネート型セルのリチウムイオン二次電池を２４時間静置した後に、２５℃環境下、充電レート０．１Ｃにて、４．２Ｖまで充電し、放電レート０．１Ｃにて、３．０Ｖまで放電することにより、初期容量Ｃ０を測定した。さらに、２５℃環境下、充電レート０．１Ｃにて４．２Ｖまで充電し、その後、６０℃で７日間保存した後、２５℃環境下、放電レート０．１Ｃにて、３．０Ｖまで放電することにより、高温保存後の容量Ｃ１を測定した。高温保存特性は、ΔＣＳ＝Ｃ１／Ｃ０×１００（％）で示す容量維持率ΔＣＳにて評価した。この容量維持率ΔＣＳの値が高いほど、高温保存特性に優れることを示す。
　３．高温サイクル特性
　実施例および比較例で製造したラミネート型セルのリチウムイオン二次電池を２４時間静置した後に、２５℃環境下、充電レート０．１Ｃにて、４．２Ｖまで充電し、放電レート０．１Ｃにて、３．０Ｖまで放電することにより、初期容量Ｃ０を測定した。さらに、６０℃の環境下で、充電レート０．１Ｃにて、４．２Ｖまで充電し、放電レート０．１Ｃにて、３．０Ｖまで放電する充放電サイクルを１００回（１００サイクル）繰り返し、１００サイクル後の容量Ｃ２を測定した。高温サイクル特性は、ΔＣＣ＝Ｃ２／Ｃ０×１００（％）で示す容量維持率ΔＣＣにて評価した。この容量維持率ΔＣＣの値が高いほど、高温サイクル特性に優れることを示す。
　４．極板膨らみ特性
　前記の「２．高温保存特性」の評価の後でリチウムイオン二次電池のセルを解体し、電極の極板の厚みｄ１を測定した。リチウムイオン二次電池のセルの作製前における電極の極板の厚みをｄ０として、電極の極板膨らみ率（（ｄ１－ｄ０）／ｄ０）×１００（％）を算出した。この値が低いほど、極板膨らみ特性に優れることを示す。
　５．高温サイクル特性測定後の密着強度
　前記の「３．高温サイクル特性」の評価の後でリチウムイオン二次電池のセルを解体し、電極を取り出し、これを、６０℃、２４時間、０．１ＭＰａ以下の減圧下で乾燥させた。乾燥させた電極について「１．密着強度」と同様にして密着強度を測定した。但し、試験片の寸法は長さ４０ｍｍ、幅１０ｍｍとした。
　６．低温出力特性
　実施例および比較例で製造したラミネート型セルのリチウムイオン二次電池を２４時間静置した後に、２５℃の環境下で、０．１Ｃ、５時間の充電操作を行い、このときの電圧Ｖ０を測定した。その後、－２５℃の環境下で、０．１Ｃの放電の操作を行い、放電開始１０秒後の電圧Ｖ１０を測定した。低温出力特性は、ΔＶ＝Ｖ０－Ｖ１０で示す電圧変化ΔＶにて評価した。この電圧変化ΔＶの値が小さいほど、低温出力特性に優れることを示す。
〔実施例１〕
　（１－１．水溶性重合体の製造）
　攪拌機付き５ＭＰａ耐圧容器に、芳香族ビニル単量体としてスチレンスルホン酸ナトリウム１０部、不飽和カルボン酸単量体としてメタクリル酸３５部、架橋性単量体としてエチレンジメタクリレート０．８部、フッ素含有（メタ）アクリル酸エステル単量体として２，２，２－トリフルオロエチルメタクリレート１０部、任意の単量体としてエチルアクリレート４４．２部、溶媒としてイオン交換水１５０部、及び重合開始剤として過硫酸カリウム０．５部を入れ、十分に攪拌した後、６０℃に加温して重合を開始した。
　重合転化率が９６％になった時点で冷却し反応を停止して、水溶性重合体を含む混合物を得た。上記水溶性重合体を含む混合物に、１０％アンモニア水を添加して、ｐＨ８に調整し、所望の水溶性重合体を含む水溶液を得た。
　（１－２．バインダー組成物の製造）
　攪拌機付き５ＭＰａ耐圧容器に、１，３－ブタジエン３３部と、メタクリル酸１．５部と、スチレン６５．５部と、乳化剤としてドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム４部と、イオン交換水１５０部と、重合開始剤として過硫酸カリウム０．５部とを入れ、十分に攪拌した後、５０℃に加温して重合を開始した。
　重合転化率が９６％になった時点で冷却し反応を停止して、粒子状バインダー（スチレンブタジエンゴム）を含む混合物を得た。上記粒子状バインダーを含む混合物に、５％水酸化ナトリウム水溶液を添加して、ｐＨ８に調整後、加熱減圧蒸留によって未反応単量体の除去を行った後、３０℃以下まで冷却し、所望の粒子状バインダーを含む水分散液を得た。
　上記（１－１．水溶性重合体の製造）で得られた水溶性重合体を含む水溶液をイオン交換水で希釈して濃度を５％に調整した。この希釈した水溶液を、上記で得られた粒子状バインダーを含む水分散液に、固形分相当で水溶性重合体：粒子状バインダー＝１０：２（重量比）となるように混合して、バインダー組成物を得た。
　（１－３．負極スラリー組成物の製造）
　ディスパー付きのプラネタリーミキサーに、負極活物質として比表面積４ｍ２／ｇの人造黒鉛（体積平均粒子径：２４．５μｍ）９０部及びＳｉＯｘ（信越化学社製；体積平均粒子径５μｍ）１０部と、分散剤としてカルボキシメチルセルロースの１％水溶液（第一工業製薬株式会社製「ＢＳＨ－１２」）を固形分相当で１部とを加え、イオン交換水で固形分濃度５５％に調整した後、２５℃で６０分混合した。次に、イオン交換水で固形分濃度５２％に調整した後、さらに２５℃で１５分混合し混合液を得た。
　上記混合液に、上記（１－２．バインダー組成物の製造）で得られたバインダー組成物としての水分散液を加えた。バインダー組成物の量は、負極活物質の合計量１００部に対して、粒子状バインダーの量で２部とした。さらにイオン交換水を加え、最終固形分濃度５０％となるように調整し、１０分間混合した。これを減圧下で脱泡処理して流動性の良い負極スラリー組成物を得た。
　（１－４．負極の製造）
　上記（１－３．負極スラリー組成物の製造）で得られた負極スラリー組成物を、コンマコーターで、集電体である厚さ２０μｍの銅箔の上に、乾燥後の膜厚が１５０μｍ程度になるように塗布し、乾燥させた。この乾燥は、銅箔を０．５ｍ／分の速度で６０℃のオーブン内を２分間かけて搬送することにより行った。その後、１２０℃にて２分間加熱処理して負極原反を得た。この負極原反をロールプレスで圧延して、負極活物質層の厚みが８０μｍの負極を得た。
　得られた負極について、密着強度を測定した。
　（１－５．正極の製造）
　正極用のバインダーとして、ガラス転移温度Ｔｇが－４０℃で、個数平均粒子径が０．２０μｍのアクリレート重合体の４０％水分散体を用意した。このアクリレート重合体は、アクリル酸２－エチルヘキシル７８重量％、アクリロニトリル２０重量％、及びメタクリル酸２重量％を含む単量体混合物を乳化重合して得られた共重合体である。
　正極活物質として体積平均粒子径１０μｍのコバルト酸リチウムを１００部と、分散剤としてカルボキシメチルセルロースの１％水溶液（第一工業製薬株式会社製「ＢＳＨ－１２」）を固形分相当で１部と、バインダーとして上記のアクリレート重合体の４０％水分散体を固形分相当で５部と、イオン交換水とを混合した。イオン交換水の量は、全固形分濃度が４０％となる量とした。これらをプラネタリーミキサーにより混合し、正極スラリー組成物を調製した。
　上記の正極スラリー組成物を、コンマコーターで、集電体である厚さ２０μｍの銅箔の上に、乾燥後の膜厚が２００μｍ程度になるように塗布し、乾燥させた。この乾燥は、銅箔を０．５ｍ／分の速度で６０℃のオーブン内を２分間かけて搬送することにより行った。その後、１２０℃にて２分間加熱処理して、正極を得た。
　（１－６．セパレーターの用意）
　単層のポリプロピレン製セパレーター（幅６５ｍｍ、長さ５００ｍｍ、厚さ２５μｍ、乾式法により製造、気孔率５５％）を、５ｃｍ×５ｃｍの正方形に切り抜いた。
　（１－７．リチウムイオン二次電池）
　電池の外装として、アルミニウム包材外装を用意した。上記（１－５．正極の製造）で得られた正極を、４ｃｍ×４ｃｍの正方形に切り出し、集電体側の表面がアルミニウム包材外装に接するように配置した。正極の正極活物質層の面上に、上記（１－６．セパレーターの用意）で得られた正方形のセパレーターを配置した。さらに、上記（１－４．負極の製造）で得られた負極を、４．２ｃｍ×４．２ｃｍの正方形に切り出し、これをセパレーター上に、負極活物質層側の表面がセパレーターに向かい合うよう配置した。これに、電解液として濃度１．０ＭのＬｉＰＦ６溶液（溶媒はＥＣ／ＤＥＣ＝１／２（体積比）の混合溶媒）を充填した。さらに、アルミニウム包材の開口を密封するために、１５０℃のヒートシールをしてアルミニウム外装を閉口し、リチウムイオン二次電池を製造した。
　得られたリチウムイオン二次電池について、高温保存特性、高温サイクル特性、極板膨らみ特性、高温サイクル特性測定後の密着強度、及び低温出力特性を評価した。
〔実施例２〕
　前記の（１－２．バインダー組成物の製造）において、粒子状バインダーを含む水分散液として、実施例１の正極用のバインダーとして用いたものと同様のアクリレート重合体の４０％水分散体を用いた。以上の事項以外は、実施例１と同様にして、リチウムイオン二次電池を製造し、評価した。
〔実施例３〕
　前記の（１－２．バインダー組成物の製造）において、粒子状バインダーを含む水分散液として、ガラス転移温度が－３６℃、数平均粒子径が０．１５μｍのジエン重合体を含む水分散液を用いた。このジエン重合体は、アクリロニトリル１８．５重量％、１，３－ブタジエン７８．５重量％及びイタコン酸３重量％を含む単量体混合物を乳化重合して得られる共重合体である。以上の事項以外は、実施例１と同様にして、リチウムイオン二次電池を製造し、評価した。
〔実施例４〕
　前記の（１－１．水溶性重合体の製造）において、芳香族ビニル単量体であるスチレンスルホン酸ナトリウムの量を２部に変更し、任意の単量体であるエチルアクリレートの量を５２．２部に変更した。以上の事項以外は、実施例１と同様にして、リチウムイオン二次電池を製造し、評価した。
〔実施例５〕
　前記の（１－１．水溶性重合体の製造）において、芳香族ビニル単量体であるスチレンスルホン酸ナトリウムの量を２７部に変更し、任意の単量体であるエチルアクリレートの量を２７．２部に変更した。以上の事項以外は、実施例１と同様にして、リチウムイオン二次電池を製造し、評価した。
〔実施例６〕
　前記の（１－１．水溶性重合体の製造）において、芳香族ビニル単量体として、スチレンスルホン酸ナトリウムの代わりにスチレンを用いた。以上の事項以外は、実施例１と同様にして、リチウムイオン二次電池を製造し、評価した。
〔実施例７〕
　前記の（１－１．水溶性重合体の製造）において、不飽和カルボン酸単量体であるメタクリル酸の量を２２部に変更し、任意の単量体であるエチルアクリレートの量を５７．２部に変更した。以上の事項以外は、実施例１と同様にして、リチウムイオン二次電池を製造し、評価した。
〔実施例８〕
　前記の（１－１．水溶性重合体の製造）において、不飽和カルボン酸単量体であるメタクリル酸の量を５８部に変更し、任意の単量体であるエチルアクリレートの量を２１．２部に変更した。以上の事項以外は、実施例１と同様にして、リチウムイオン二次電池を製造し、評価した。
〔実施例９〕
　前記の（１－１．水溶性重合体の製造）において、不飽和カルボン酸単量体として、メタクリル酸の代わりにアクリル酸を用いた。以上の事項以外は、実施例１と同様にして、リチウムイオン二次電池を製造し、評価した。
〔実施例１０〕
　前記の（１－１．水溶性重合体の製造）において、架橋性単量体として、エチレンジメタクリレートの代わりにアリルグリシジルエーテルを用いた。以上の事項以外は、実施例１と同様にして、リチウムイオン二次電池を製造し、評価した。
〔実施例１１〕
　前記の（１－１．水溶性重合体の製造）において、架橋性単量体として、エチレンジメタクリレートの代わりにグリシジルメタクリレートを用いた。以上の事項以外は、実施例１と同様にして、リチウムイオン二次電池を製造し、評価した。
〔実施例１２〕
　前記の（１－１．水溶性重合体の製造）において、架橋性単量体であるエチレンジメタクリレートの量を０．１部に変更し、任意の単量体であるエチルアクリレートの量を４４．９部に変更した。以上の事項以外は、実施例１と同様にして、リチウムイオン二次電池を製造し、評価した。
〔実施例１３〕
　前記の（１－１．水溶性重合体の製造）において、架橋性単量体であるエチレンジメタクリレートの量を１．８部に変更し、任意の単量体であるエチルアクリレートの量を４３．２部に変更した。以上の事項以外は、実施例１と同様にして、リチウムイオン二次電池を製造し、評価した。
〔実施例１４〕
　前記の（１－１．水溶性重合体の製造）において、フッ素含有（メタ）アクリル酸エステル単量体である２，２，２－トリフルオロエチルメタクリレートを使用せず、任意の単量体であるエチルアクリレートの量を５４．２部に変更した。以上の事項以外は、実施例１と同様にして、リチウムイオン二次電池を製造し、評価した。
〔実施例１５〕
　前記の（１－１．水溶性重合体の製造）において、フッ素含有（メタ）アクリル酸エステル単量体である２，２，２－トリフルオロエチルメタクリレートの量を２部に変更し、任意の単量体であるエチルアクリレートの量を５２．２部に変更した。以上の事項以外は、実施例１と同様にして、リチウムイオン二次電池を製造し、評価した。
〔実施例１６〕
　前記の（１－１．水溶性重合体の製造）において、フッ素含有（メタ）アクリル酸エステル単量体である２，２，２－トリフルオロエチルメタクリレートの量を２８部に変更し、任意の単量体であるエチルアクリレートの量を２６．２部に変更した。以上の事項以外は、実施例１と同様にして、リチウムイオン二次電池を製造し、評価した。
〔実施例１７〕
　前記の（１－２．バインダー組成物の製造）において、水溶性重合体を含む水溶液と粒子状バインダーを含む水分散液とを混合する際、混合比を、固形分相当で水溶性重合体：粒子状バインダー＝０．２：２（重量比）に変更した。以上の事項以外は、実施例１と同様にして、リチウムイオン二次電池を製造し、評価した。
〔実施例１８〕
　前記の（１－２．バインダー組成物の製造）において、水溶性重合体を含む水溶液と粒子状バインダーを含む水分散液とを混合する際、混合比を、固形分相当で水溶性重合体：粒子状バインダー＝２８：２（重量比）に変更した。以上の事項以外は、実施例１と同様にして、リチウムイオン二次電池を製造し、評価した。
〔実施例１９〕
　前記の（１－３．負極スラリー組成物の製造）において、負極活物質として比表面積４ｍ２／ｇの人造黒鉛（平均粒子径：２４．５μｍ）１００部を用い、ＳｉＯｘ（平均粒子径：５μｍ）を用いなかった。以上の事項以外は、実施例１と同様にして、リチウムイオン二次電池を製造し、評価した。
〔実施例２０〕
　前記の（１－３．負極スラリー組成物の製造）において、負極活物質である人造黒鉛の量を５０部に変更し、ＳｉＯｘの量を５０部に変更した。以上の事項以外は、実施例１と同様にして、リチウムイオン二次電池を製造し、評価した。
〔実施例２１〕
　（２１－１．バインダー組成物の製造）
　粒子状バインダーを含む水分散液として、実施例１の正極用のバインダーとして用いたのと同様のアクリレート重合体の４０％水分散体を用いた。以上の事項以外は、実施例１の（１－２．バインダー組成物の製造）と同様にして、バインダー組成物を得た。
　（２１－２．正極スラリー組成物の製造）
　負極活物質の代わりに正極活物質として体積平均粒子径１０μｍのコバルト酸リチウム１００部を用いた。また、前記（１－２．バインダー組成物の製造）で得られたバインダー組成物の代わりに前記（２１－１．バインダー組成物の製造）で得られたバインダー組成物を用いた。以上の事項以外は、実施例１の（１－３．負極スラリー組成物の製造）と同様にして、正極スラリー組成物を得た。
　（２１－３．正極の製造）
　前記（２１－２．正極スラリー組成物の製造）で得られた正極スラリー組成物を、コンマコーターで、集電体である厚さ２０μｍの銅箔の上に、乾燥後の膜厚が１２０μｍ程度になるように塗布し、乾燥させた。この乾燥は、銅箔を０．５ｍ／分の速度で６０℃のオーブン内を２分間かけて搬送することにより行った。その後、１２０℃にて２分間加熱処理して正極原反を得た。この正極原反をロールプレスで圧延して、正極活物質層の厚みが７５μｍの正極を得た。
　得られた正極について、密着強度を測定した。
　（２１－４．負極の製造）
　負極用のバインダーとして、実施例１の正極用のバインダーとして用いたのと同様のアクリレート重合体の４０％水分散体を用意した。
　負極活物質として体積平均粒子径１５μｍの黒鉛と体積平均粒子径５μｍのＳｉＯｘとを重量比９：１で混合した混合物１００部と、分散剤としてカルボキシメチルセルロースの１％水溶液（第一工業製薬株式会社製「ＢＳＨ－１２」）を固形分相当で１部と、バインダーとして上記のアクリレート重合体の４０％水分散体を固形分相当で５部と、イオン交換水とを混合した。イオン交換水の量は、全固形分濃度が４０％となる量とした。これらをプラネタリーミキサーにより混合し、負極スラリー組成物を調製した。
　上記の負極スラリー組成物を、コンマコーターで、集電体である厚さ２０μｍの銅箔の上に、乾燥後の膜厚が１００μｍ程度になるように塗布し、乾燥させた。この乾燥は、銅箔を０．５ｍ／分の速度で６０℃のオーブン内を２分間かけて搬送することにより行った。その後、１２０℃にて２分間加熱処理して、負極を得た。
　（２１－５．リチウムイオン二次電池）
　電池の外装として、アルミニウム包材外装を用意した。上記（２１－４）で得られた負極を、４ｃｍ×４ｃｍの正方形に切り出し、集電体側の表面がアルミニウム包材外装に接するように配置した。負極の負極活物質層の面上に、実施例１と同様の正方形のセパレーターを配置した。さらに、上記（２１－３）で得られた正極を、４．２ｃｍ×４．２ｃｍの正方形に切り出し、これをセパレーター上に、正極活物質層側の表面がセパレーターに向かい合うよう配置した。これに、電解液として濃度１．０ＭのＬｉＰＦ６溶液（溶媒はＥＣ／ＤＥＣ＝１／２（体積比）の混合溶媒）を充填した。さらに、アルミニウム包材の開口を密封するために、１５０℃のヒートシールをしてアルミニウム外装を閉口し、リチウムイオン二次電池を製造した。
　得られたリチウムイオン二次電池について、高温保存特性、高温サイクル特性、極板膨らみ特性、高温サイクル特性測定後の密着強度、及び低温出力特性を評価した。
〔実施例２２〕
　前記（２１－２．正極スラリー組成物の製造）において、正極活物質として体積平均粒子径１５μｍのマンガン酸リチウムを用いた。以上の事項以外は実施例２１と同様にして、リチウムイオン二次電池を製造し、評価した。
〔実施例２３〕
　（２３－１．負極の製造）
　実施例１の（１－３．負極スラリー組成物の製造）で得られた負極スラリー組成物の噴霧乾燥造粒を行い、体積平均粒子径４７μｍ、球形度９１％の球状の複合粒子を得た。前記の噴霧乾燥造粒は、スプレー乾燥機（ＯＣ－１６；大川原化工機社製）を使用し、回転円盤方式のアトマイザー（直径６５ｍｍ）の回転数２５，０００ｒｐｍ、熱風温度１５０℃、粒子回収出口の温度が９０℃の条件で行った。
　ロールプレス機（押し切り粗面熱ロール；ヒラノ技研社製）のロール（ロール温度１００℃、プレス線圧３．９ｋＮ／ｃｍ）に、上記複合粒子を、厚さ２０μｍの銅箔とともに供給し、成形速度２０ｍ／分でシート状の電極原反を成形した。この電極原反をロールプレスで圧延して、（銅箔）／（負極活物質層）の層構成を有し、負極活物質層の厚みが８０μｍの二次電池負極を得た。
　得られた負極について、密着強度を測定した。
　（２３－２．二次電池等の製造及び評価）
　負極として、実施例１の（１－４．負極の製造）で得られたものに代えて上記（２３－１．負極の製造）で得られたものを用いた他は、実施例１の（１－５．正極の製造）～（１－７．リチウムイオン二次電池）と同様にして、リチウムイオン二次電池を作製し、評価した。
　〔実施例２４〕
　（２４－１．正極の製造）
　実施例２１の（２１－２．正極スラリー組成物の製造）で得られた正極スラリー組成物の噴霧乾燥造粒を行い、体積平均粒子径５３μｍ、球形度９４％の球状の複合粒子を得た。前記の噴霧乾燥造粒は、スプレー乾燥機（ＯＣ－１６；大川原化工機社製）を使用し、回転円盤方式のアトマイザー（直径６５ｍｍ）の回転数２５，０００ｒｐｍ、熱風温度１５０℃、粒子回収出口の温度が９０℃の条件で行った。
　ロールプレス機（押し切り粗面熱ロール；ヒラノ技研社製）のロール（ロール温度１００℃、プレス線圧３．９ｋＮ／ｃｍ）に、上記複合粒子を、厚さ２０μｍの銅箔とともに供給し、成形速度２０ｍ／分でシート状の電極原反を成形した。この電極原反をロールプレスで圧延して、（銅箔）／（正極活物質層）の層構成を有し、正極活物質層の厚みが７５μｍの二次電池正極を得た。
　得られた正極について、密着強度を測定した。
　（２４－２．二次電池等の製造及び評価）
　正極として、実施例２１の（２１－３．正極の製造）で得られたものに代えて上記（２４－１．正極の製造）で得られたものを用いた他は、実施例２１の（２１－４．負極の製造）～（２１－５．リチウムイオン二次電池）と同様にして、リチウムイオン二次電池を作製し、評価した。
〔比較例１〕
　前記の（１－２．バインダー組成物の製造）において、水溶性重合体を含む水溶液を混合せず、粒子状バインダーを含む水分散液をそのままバインダー組成物とした。以上の事項以外は、実施例１と同様にして、リチウムイオン二次電池を製造し、評価した。
〔比較例２〕
　前記の（１－２．バインダー組成物の製造）において、上記（１－１．水溶性重合体の製造）で得られた水溶性重合体の代わりに、ポリアクリル酸ナトリウム（重量平均分子量２５００００）を用いた。以上の事項以外は、実施例１と同様にして、リチウムイオン二次電池を製造し、評価した。
〔比較例３〕
　前記の（１－１．水溶性重合体の製造）において、芳香族ビニル単量体としてスチレンスルホン酸ナトリウムの代わりにスチレン５０部を用い、メタクリル酸の代わりに無水マレイン酸５０部を用い、エチレンジメタクリレート、２，２，２－トリフルオロエチルメタクリレート及びエチルアクリレートを用いなかった。以上の事項以外は、実施例１と同様にして、リチウムイオン二次電池を製造し、評価した。
〔比較例４〕
　前記の（１－１．水溶性重合体の製造）において、芳香族ビニル単量体としてスチレンスルホン酸ナトリウムの代わりにスチレン５０部を用い、不飽和カルボン酸単量体であるメタクリル酸の量を１０部に変更し、任意の単量体としてエチルアクリレートの代わりにアクリロニトリル４０部を用い、エチレンジメタクリレート及び２，２，２－トリフルオロエチルメタクリレートを用いなかった。以上の事項以外は、実施例１と同様にして、リチウムイオン二次電池を製造し、評価した。
〔比較例５〕
　前記の（１－１．水溶性重合体の製造）において、芳香族ビニル単量体としてスチレンスルホン酸ナトリウムの代わりにスチレン１０部を用い、不飽和カルボン酸単量体であるメタクリル酸の量を４０部に変更し、任意の単量体としてエチルアクリレートの代わりにアクリロニトリル５０部を用い、エチレンジメタクリレート及び２，２，２－トリフルオロエチルメタクリレートを用いなかった。以上の事項以外は、実施例１と同様にして、リチウムイオン二次電池を製造し、評価した。
〔比較例６〕
　前記の（１－１．水溶性重合体の製造）において、芳香族ビニル単量体としてスチレンスルホン酸ナトリウムの代わりにスチレン１０部を用い、不飽和カルボン酸単量体であるメタクリル酸の量を４０部に変更し、架橋性単量体としてエチレンジメタクリレートの代わりにグリシジルメタクリレート１０部を用い、任意の単量体としてエチルアクリレートの代わりにアクリロニトリル４０部を用い、２，２，２－トリフルオロエチルメタクリレートを用いなかった。以上の事項以外は、実施例１と同様にして、リチウムイオン二次電池を製造し、評価した。
〔比較例７〕
　前記の（１－１．水溶性重合体の製造）において、芳香族ビニル単量体としてスチレンスルホン酸ナトリウムの代わりにスチレン１０部を用い、不飽和カルボン酸単量体であるメタクリル酸の量を４０部に変更し、任意の単量体としてエチルアクリレートの代わりにアクリロニトリル５０部を用い、エチレンジメタクリレート及び２，２，２－トリフルオロエチルメタクリレートを用いなかった。また、前記の（１－３．負極スラリー組成物の製造）において、負極活物質として比表面積４ｍ２／ｇの人造黒鉛（平均粒子径：２４．５μｍ）１００部を用い、ＳｉＯｘ（平均粒子径：５μｍ）を用いなかった。以上の事項以外は、実施例１と同様にして、リチウムイオン二次電池を製造し、評価した。
〔比較例８〕
　前記の（２１－１．バインダー組成物の製造）において、水溶性重合体を含む水溶液として上記（１－１．水溶性重合体の製造）で得られたものの代わりに比較例７で製造したものを用いた。以上の事項以外は、実施例２１と同様にして、リチウムイオン二次電池を製造し、評価した。
〔結果〕
　前記の実施例及び比較例の結果を、以下の表１～表８に示す。下記の表において用いた略称の対応は、以下の通りである。
　ＳＢＲ：スチレンブタジエンゴム
　ＡＣＲ：アクリルゴム
　ＮＢＲ：アクリロニトリルブタジエンゴム
　ＮａＳＳ：スチレンスルホン酸ナトリウム
　ＳＴ：スチレン
　ＭＡＡ：メタクリル酸
　ＡＡ：アクリル酸
　ＥＤＭＡ：エチレンジメタクリレート
　ＡＧＥ：アリルグリシジルエーテル
　ＧＭＡ：グリシジルメタクリレート
　３ＦＭ：２，２，２－トリフルオロエチルメタクリレート
　ＥＡ：エチルアクリレート
　ＡＮ：アクリロニトリル
　ＬＣＯ：コバルト酸リチウム
　ＬＭＯ：マンガン酸リチウム
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000009
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000010
〔検討〕
　実施例と比較例とを比べると、比較例よりも実施例の方が、ピール強度が高く、また高温保存特性及び高温サイクル特性に優れることが分かる。ここで、負極に係る実施例１～２０及び２３と、正極に係る実施例２１、２２及び２４とのいずれにおいても良好な結果が得られていることから、前記の効果は、正極及び負極のいずれにおいても奏しうることが分かる。さらに、塗布法に係る実施例１～２２と、粉体成型法に係る実施例２３及び２４のいずれにおいても良好な結果が得られていることから、前記の効果は、塗布法及び粉体成型法のいずれにおいても奏しうることがわかる。
　ところで、実施例２０においては、他の実施例よりもピール強度が劣っている。これは、他の実施例とは異なり、実施例２０においては膨張及び収縮の程度が大きい負極活物質を用いているためと考えられる。実施例２０において得られたピール強度は、負極活物質として膨張及び収縮の程度が大きいものと用いていることを考慮すれば、十分にピール強度が大きいと評価すべきであり、本発明の効果が奏されていると評価すべきである。

Claims (9)

  1. 　電極活物質及び水溶性重合体を含むリチウムイオン二次電池用電極であって、
    　前記水溶性重合体が、芳香族ビニル単量体単位１重量％～３０重量％、不飽和カルボン酸単量体単位２０重量％～６０重量％及び架橋性単量体単位０．１重量％～５重量％を含む共重合体である、リチウムイオン二次電池用電極。
  2. 　前記芳香族ビニル単量体単位が、スチレン単量体単位又はスチレンスルホン酸ナトリウム単量体単位である、請求項１記載のリチウムイオン二次電池用電極。
  3. 　前記不飽和カルボン酸単量体単位が、不飽和モノカルボン酸単量体単位である、請求項１又は２記載のリチウムイオン二次電池用電極。
  4. 　前記水溶性重合体が、さらにフッ素含有（メタ）アクリル酸エステル単量体単位を含み、
    　前記フッ素含有（メタ）アクリル酸エステル単量体単位の比率が、１重量％～３０重量％である、請求項１～３のいずれか一項に記載のリチウムイオン二次電池用電極。
  5. 　前記水溶性重合体の含有割合が、電極活物質１００重量部に対して、０．１重量部～３０重量部である、請求項１～４のいずれか一項に記載のリチウムイオン二次電池用電極。
  6. 　前記リチウムイオン二次電池用電極が、さらに粒子状バインダーを含む、請求項１～５のいずれか一項に記載のリチウムイオン二次電池用電極。
  7. 　正極、負極、電解液及びセパレータを備えるリチウムイオン二次電池であって、
    　正極及び負極の少なくとも一方が、請求項１～６のいずれか一項に記載のリチウムイオン二次電池用電極である、リチウムイオン二次電池。
  8. 　電極活物質及び水溶性重合体を含む、リチウムイオン二次電池用電極を製造するためのスラリー組成物であって、
    　前記水溶性重合体が、芳香族ビニル単量体単位１重量％～３０重量％、不飽和カルボン酸単量体単位２０重量％～６０重量％及び架橋性単量体単位０．１重量％～５重量％を含む共重合体である、スラリー組成物。
  9. 　請求項８記載のスラリー組成物を、集電体上に塗布し、乾燥することを含む、リチウムイオン二次電池用電極の製造方法。
PCT/JP2012/080543 2011-11-29 2012-11-27 リチウムイオン二次電池用電極、リチウムイオン二次電池及びスラリー組成物、並びにリチウムイオン二次電池用電極の製造方法 WO2013080938A1 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020147017612A KR101991924B1 (ko) 2011-11-29 2012-11-27 리튬 이온 2 차 전지용 전극, 리튬 이온 2 차 전지 및 슬러리 조성물, 그리고 리튬 이온 2 차 전지용 전극의 제조 방법
CN201280064634.2A CN104011919B (zh) 2011-11-29 2012-11-27 锂离子二次电池用电极、锂离子二次电池、浆料组合物、以及锂离子二次电池用电极的制造方法
JP2013547147A JP6070570B2 (ja) 2011-11-29 2012-11-27 リチウムイオン二次電池用電極、リチウムイオン二次電池及びスラリー組成物、並びにリチウムイオン二次電池用電極の製造方法
US14/361,525 US9461308B2 (en) 2011-11-29 2012-11-27 Electrode for lithium ion secondary battery, lithium ion secondary battery, slurry composition, and method for producing electrode for lithium ion secondary battery

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011260455 2011-11-29
JP2011-260455 2011-11-29

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2013080938A1 true WO2013080938A1 (ja) 2013-06-06

Family

ID=48535393

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2012/080543 WO2013080938A1 (ja) 2011-11-29 2012-11-27 リチウムイオン二次電池用電極、リチウムイオン二次電池及びスラリー組成物、並びにリチウムイオン二次電池用電極の製造方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9461308B2 (ja)
JP (1) JP6070570B2 (ja)
KR (1) KR101991924B1 (ja)
CN (1) CN104011919B (ja)
WO (1) WO2013080938A1 (ja)

Cited By (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013131368A (ja) * 2011-12-21 2013-07-04 Toyo Kagaku Kk 電極用バインダー
WO2014024937A1 (ja) * 2012-08-09 2014-02-13 日本ゼオン株式会社 二次電池用負極、二次電池、スラリー組成物、及び製造方法
WO2014112618A1 (ja) * 2013-01-21 2014-07-24 昭和電工株式会社 リチウムイオン二次電池電極用バインダー、スラリー、電極、及びリチウムイオン二次電池
JP2015018776A (ja) * 2013-07-12 2015-01-29 株式会社日本触媒 電池用水系電極組成物用バインダー
JP2015053152A (ja) * 2013-09-06 2015-03-19 日立マクセル株式会社 非水電解液二次電池
JP2015201444A (ja) * 2014-04-08 2015-11-12 奇美實業股▲分▼有限公司 リチウムイオン電池負極用樹脂、樹脂組成物、スラリー、負極およびリチウムイオン電池
JP2016024984A (ja) * 2014-07-22 2016-02-08 日本ゼオン株式会社 電気化学素子電極用複合粒子、電気化学素子電極、電気化学素子、電気化学素子電極用複合粒子の製造方法及び電気化学素子電極の製造方法
JP2016024985A (ja) * 2014-07-22 2016-02-08 日本ゼオン株式会社 電気化学素子電極用複合粒子、電気化学素子電極、電気化学素子、電気化学素子電極用複合粒子の製造方法及び電気化学素子電極の製造方法
JP2016029628A (ja) * 2014-07-22 2016-03-03 日本ゼオン株式会社 電気化学素子電極用複合粒子、電気化学素子電極、電気化学素子、電気化学素子電極用複合粒子の製造方法及び電気化学素子電極の製造方法
JP2016058185A (ja) * 2014-09-08 2016-04-21 Jsr株式会社 蓄電デバイス電極用バインダー組成物、蓄電デバイス電極用スラリー、蓄電デバイス電極、および蓄電デバイス
WO2016067633A1 (ja) * 2014-10-31 2016-05-06 日本ゼオン株式会社 リチウムイオン二次電池負極用ペースト組成物、リチウムイオン二次電池負極用複合粒子、リチウムイオン二次電池負極用スラリー組成物、リチウムイオン二次電池用負極およびリチウムイオン二次電池
WO2016067635A1 (ja) * 2014-10-31 2016-05-06 日本ゼオン株式会社 リチウムイオン二次電池正極用バインダー組成物、リチウムイオン二次電池正極用スラリー組成物、リチウムイオン二次電池用正極およびリチウムイオン二次電池
WO2016067632A1 (ja) * 2014-10-31 2016-05-06 日本ゼオン株式会社 電気化学素子用電極の製造方法、電気化学素子用電極および電気化学素子
JP2016076296A (ja) * 2014-10-02 2016-05-12 トヨタ自動車株式会社 非水電解液二次電池およびその製造方法
JPWO2014196547A1 (ja) * 2013-06-04 2017-02-23 日本ゼオン株式会社 リチウムイオン二次電池電極用バインダー組成物、リチウムイオン二次電池電極用スラリー組成物、リチウムイオン二次電池用電極及びリチウムイオン二次電池
WO2018179916A1 (ja) * 2017-03-30 2018-10-04 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 非水電解質二次電池用正極活物質
WO2019017315A1 (ja) * 2017-07-21 2019-01-24 東亞合成株式会社 非水電解質二次電池電極用バインダー及びその用途
WO2019017317A1 (ja) * 2017-07-21 2019-01-24 東亞合成株式会社 非水電解質二次電池電極用バインダー及びその用途
JPWO2017169970A1 (ja) * 2016-03-30 2019-02-14 日本電気株式会社 電池用電極の製造方法および電極製造装置
JP2020184414A (ja) * 2019-04-26 2020-11-12 三星エスディアイ株式会社Samsung SDI Co., Ltd. 非水電解質二次電池用バインダー組成物、二次電池負極用スラリー、二次電池用負極、および二次電池
US20200403276A1 (en) * 2018-03-30 2020-12-24 Mitsui Chemicals, Inc. Negative electrode including microcapsule and lithium ion secondary battery including the negative electrode
CN113228399A (zh) * 2018-12-20 2021-08-06 三星Sdi株式会社 用于锂二次电池的隔板和包括其的锂二次电池
WO2021200350A1 (ja) 2020-03-31 2021-10-07 日本ゼオン株式会社 非水二次電池用バインダー組成物、非水二次電池電極用スラリー組成物、非水二次電池用電極および非水二次電池
KR20220108791A (ko) 2020-01-08 2022-08-03 아사히 가세이 가부시키가이샤 무기 도공층 가교 세퍼레이터

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016132872A1 (ja) * 2015-02-20 2016-08-25 富士フイルム株式会社 固体電解質組成物、これを用いた電池用電極シートおよび全固体二次電池、ならびに電池用電極シートおよび全固体二次電池の製造方法
US20180102542A1 (en) * 2015-04-22 2018-04-12 Toagosei Co., Ltd. Binder for nonaqueous electrolyte secondary battery electrode, and use thereof
JP6838551B2 (ja) * 2015-04-23 2021-03-03 日本ゼオン株式会社 リチウムイオン二次電池電極用バインダー組成物、リチウムイオン二次電池電極用スラリー組成物、リチウムイオン二次電池用電極およびリチウムイオン二次電池
US10361423B2 (en) * 2016-01-18 2019-07-23 Grst International Limited Method of preparing battery electrodes
WO2017141791A1 (ja) 2016-02-17 2017-08-24 日本ゼオン株式会社 非水系二次電池電極用バインダー組成物、非水系二次電池電極用スラリー組成物、非水系二次電池用電極および非水系二次電池
JP7056642B2 (ja) * 2017-03-13 2022-04-19 日本ゼオン株式会社 電気化学素子電極用導電材分散液、電気化学素子電極用スラリー組成物およびその製造方法、電気化学素子用電極、並びに、電気化学素子
KR102211109B1 (ko) * 2017-09-15 2021-02-02 주식회사 엘지화학 실리콘 전극 바인더
KR101970648B1 (ko) 2018-01-04 2019-04-22 주식회사 엘지화학 이차 전지용 바인더 조성물, 이를 포함하는 전극 슬러리 조성물, 전극 및 이차 전지
CN108470886A (zh) * 2018-02-05 2018-08-31 多氟多（焦作）新能源科技有限公司 一种锂离子电池负极浆料及其制备方法、负极极片、锂离子电池
CN108808068B (zh) 2018-05-10 2019-09-27 宁德时代新能源科技股份有限公司 二次电池
KR102260940B1 (ko) * 2019-11-15 2021-06-04 아라까와 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 리튬이온전지용 도전성 탄소재료 분산제, 리튬이온전지 전극용 슬러리, 리튬이온전지용 전극 및 리튬이온전지
CN112375179B (zh) * 2020-11-10 2023-03-24 珠海冠宇动力电池有限公司 一种双分子量分布的负极用粘结剂及其制备方法和用途
CN113527572B (zh) * 2020-11-13 2023-03-31 深圳市研一新材料有限责任公司 一种锂离子电池用水性增稠分散剂、水性粘结剂及其制备方法
WO2022241067A1 (en) * 2021-05-14 2022-11-17 Arkema Inc. Binder composition for negative electrode and applications thereof

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11167921A (ja) * 1997-12-02 1999-06-22 Nippon Zeon Co Ltd 電池用バインダー、電池電極用スラリー、リチウム二次電池用電極およびリチウム二次電池
JP2002042819A (ja) * 2000-07-31 2002-02-08 Nippon Zeon Co Ltd 二次電池電極用バインダー、二次電池電極および二次電池
JP2005100661A (ja) * 2003-08-28 2005-04-14 Arakawa Chem Ind Co Ltd 二次電池電極用バインダー、二次電池電極用ペースト及び二次電池電極
JP2010146870A (ja) * 2008-12-19 2010-07-01 Nippon A&L Inc 二次電池電極用バインダー

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4281118B2 (ja) * 1997-11-14 2009-06-17 日本ゼオン株式会社 電池用バインダー組成物、電池電極用スラリー、リチウム二次電池用電極およびリチウム二次電池
JP2003217573A (ja) 2002-01-22 2003-07-31 Hitachi Powdered Metals Co Ltd 非水系二次電池の負極塗膜形成用スラリーおよび該スラリーの調整方法
JP2003308841A (ja) 2002-04-16 2003-10-31 Hitachi Powdered Metals Co Ltd 非水系二次電池の負極塗膜形成用スラリー
CN101156264B (zh) * 2005-04-07 2011-05-25 Lg化学株式会社 用于锂二次电池的具有优良的倍率特性和长期循环性能的粘合剂
WO2006123892A1 (en) * 2005-05-17 2006-11-23 Lg Chem, Ltd. Polymer binder for electrochemcal device comprising multiply stacked electrochemical cells
KR101161145B1 (ko) * 2010-01-20 2012-06-29 주식회사 엘지화학 접착력과 사이클 특성이 우수한 이차전지용 바인더
KR101077870B1 (ko) * 2010-02-26 2011-10-28 주식회사 엘지화학 접착력이 우수한 이차전지용 바인더
JP5701519B2 (ja) * 2010-05-19 2015-04-15 昭和電工株式会社 リチウムイオン二次電池電極用バインダー、これら電極用バインダーを用いて得られるスラリー、これらスラリーを用いて得られる電極およびこれら電極を用いて得られるリチウムイオン二次電池
JP5234082B2 (ja) * 2010-11-01 2013-07-10 日本ゼオン株式会社 二次電池電極用スラリー、電池用電極および二次電池

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11167921A (ja) * 1997-12-02 1999-06-22 Nippon Zeon Co Ltd 電池用バインダー、電池電極用スラリー、リチウム二次電池用電極およびリチウム二次電池
JP2002042819A (ja) * 2000-07-31 2002-02-08 Nippon Zeon Co Ltd 二次電池電極用バインダー、二次電池電極および二次電池
JP2005100661A (ja) * 2003-08-28 2005-04-14 Arakawa Chem Ind Co Ltd 二次電池電極用バインダー、二次電池電極用ペースト及び二次電池電極
JP2010146870A (ja) * 2008-12-19 2010-07-01 Nippon A&L Inc 二次電池電極用バインダー

Cited By (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013131368A (ja) * 2011-12-21 2013-07-04 Toyo Kagaku Kk 電極用バインダー
WO2014024937A1 (ja) * 2012-08-09 2014-02-13 日本ゼオン株式会社 二次電池用負極、二次電池、スラリー組成物、及び製造方法
JP6007263B2 (ja) * 2013-01-21 2016-10-12 昭和電工株式会社 リチウムイオン二次電池電極用バインダー、スラリー、電極、及びリチウムイオン二次電池
WO2014112618A1 (ja) * 2013-01-21 2014-07-24 昭和電工株式会社 リチウムイオン二次電池電極用バインダー、スラリー、電極、及びリチウムイオン二次電池
JPWO2014112618A1 (ja) * 2013-01-21 2017-01-19 昭和電工株式会社 リチウムイオン二次電池電極用バインダー、スラリー、電極、及びリチウムイオン二次電池
JPWO2014196547A1 (ja) * 2013-06-04 2017-02-23 日本ゼオン株式会社 リチウムイオン二次電池電極用バインダー組成物、リチウムイオン二次電池電極用スラリー組成物、リチウムイオン二次電池用電極及びリチウムイオン二次電池
JP2015018776A (ja) * 2013-07-12 2015-01-29 株式会社日本触媒 電池用水系電極組成物用バインダー
JP2015053152A (ja) * 2013-09-06 2015-03-19 日立マクセル株式会社 非水電解液二次電池
JP2015201444A (ja) * 2014-04-08 2015-11-12 奇美實業股▲分▼有限公司 リチウムイオン電池負極用樹脂、樹脂組成物、スラリー、負極およびリチウムイオン電池
JP2016029628A (ja) * 2014-07-22 2016-03-03 日本ゼオン株式会社 電気化学素子電極用複合粒子、電気化学素子電極、電気化学素子、電気化学素子電極用複合粒子の製造方法及び電気化学素子電極の製造方法
JP2016024984A (ja) * 2014-07-22 2016-02-08 日本ゼオン株式会社 電気化学素子電極用複合粒子、電気化学素子電極、電気化学素子、電気化学素子電極用複合粒子の製造方法及び電気化学素子電極の製造方法
JP2016024985A (ja) * 2014-07-22 2016-02-08 日本ゼオン株式会社 電気化学素子電極用複合粒子、電気化学素子電極、電気化学素子、電気化学素子電極用複合粒子の製造方法及び電気化学素子電極の製造方法
JP2016058185A (ja) * 2014-09-08 2016-04-21 Jsr株式会社 蓄電デバイス電極用バインダー組成物、蓄電デバイス電極用スラリー、蓄電デバイス電極、および蓄電デバイス
JP2016076296A (ja) * 2014-10-02 2016-05-12 トヨタ自動車株式会社 非水電解液二次電池およびその製造方法
WO2016067632A1 (ja) * 2014-10-31 2016-05-06 日本ゼオン株式会社 電気化学素子用電極の製造方法、電気化学素子用電極および電気化学素子
WO2016067635A1 (ja) * 2014-10-31 2016-05-06 日本ゼオン株式会社 リチウムイオン二次電池正極用バインダー組成物、リチウムイオン二次電池正極用スラリー組成物、リチウムイオン二次電池用正極およびリチウムイオン二次電池
JPWO2016067635A1 (ja) * 2014-10-31 2017-08-10 日本ゼオン株式会社 リチウムイオン二次電池正極用バインダー組成物、リチウムイオン二次電池正極用スラリー組成物、リチウムイオン二次電池用正極およびリチウムイオン二次電池
JPWO2016067632A1 (ja) * 2014-10-31 2017-08-10 日本ゼオン株式会社 電気化学素子用電極の製造方法、電気化学素子用電極および電気化学素子
JPWO2016067633A1 (ja) * 2014-10-31 2017-08-10 日本ゼオン株式会社 リチウムイオン二次電池負極用ペースト組成物、リチウムイオン二次電池負極用複合粒子、リチウムイオン二次電池負極用スラリー組成物、リチウムイオン二次電池用負極およびリチウムイオン二次電池
WO2016067633A1 (ja) * 2014-10-31 2016-05-06 日本ゼオン株式会社 リチウムイオン二次電池負極用ペースト組成物、リチウムイオン二次電池負極用複合粒子、リチウムイオン二次電池負極用スラリー組成物、リチウムイオン二次電池用負極およびリチウムイオン二次電池
JPWO2017169970A1 (ja) * 2016-03-30 2019-02-14 日本電気株式会社 電池用電極の製造方法および電極製造装置
WO2018179916A1 (ja) * 2017-03-30 2018-10-04 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 非水電解質二次電池用正極活物質
JPWO2018179916A1 (ja) * 2017-03-30 2020-02-06 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 非水電解質二次電池用正極活物質
WO2019017317A1 (ja) * 2017-07-21 2019-01-24 東亞合成株式会社 非水電解質二次電池電極用バインダー及びその用途
WO2019017315A1 (ja) * 2017-07-21 2019-01-24 東亞合成株式会社 非水電解質二次電池電極用バインダー及びその用途
JPWO2019017315A1 (ja) * 2017-07-21 2020-07-16 東亞合成株式会社 非水電解質二次電池電極用バインダー及びその用途
JP7078047B2 (ja) 2017-07-21 2022-05-31 東亞合成株式会社 非水電解質二次電池電極用バインダー及びその用途
US20200403276A1 (en) * 2018-03-30 2020-12-24 Mitsui Chemicals, Inc. Negative electrode including microcapsule and lithium ion secondary battery including the negative electrode
US11784355B2 (en) * 2018-03-30 2023-10-10 Mitsui Chemicals, Inc. Negative electrode including microcapsule and lithium ion secondary battery including the negative electrode
CN113228399A (zh) * 2018-12-20 2021-08-06 三星Sdi株式会社 用于锂二次电池的隔板和包括其的锂二次电池
CN113228399B (zh) * 2018-12-20 2023-11-24 三星Sdi株式会社 用于锂二次电池的隔板和包括其的锂二次电池
JP2020184414A (ja) * 2019-04-26 2020-11-12 三星エスディアイ株式会社Samsung SDI Co., Ltd. 非水電解質二次電池用バインダー組成物、二次電池負極用スラリー、二次電池用負極、および二次電池
JP7461110B2 (ja) 2019-04-26 2024-04-03 三星エスディアイ株式会社 非水電解質二次電池用バインダー組成物、二次電池負極用スラリー、二次電池用負極、および二次電池
KR20220108791A (ko) 2020-01-08 2022-08-03 아사히 가세이 가부시키가이샤 무기 도공층 가교 세퍼레이터
WO2021200350A1 (ja) 2020-03-31 2021-10-07 日本ゼオン株式会社 非水二次電池用バインダー組成物、非水二次電池電極用スラリー組成物、非水二次電池用電極および非水二次電池

Also Published As

Publication number Publication date
CN104011919B (zh) 2017-09-01
US20140342226A1 (en) 2014-11-20
JP6070570B2 (ja) 2017-02-01
US9461308B2 (en) 2016-10-04
CN104011919A (zh) 2014-08-27
KR20140106614A (ko) 2014-09-03
KR101991924B1 (ko) 2019-06-21
JPWO2013080938A1 (ja) 2015-04-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6070570B2 (ja) リチウムイオン二次電池用電極、リチウムイオン二次電池及びスラリー組成物、並びにリチウムイオン二次電池用電極の製造方法
JP5991321B2 (ja) 二次電池負極用バインダー組成物、二次電池用負極、負極用スラリー組成物、製造方法及び二次電池
KR102060429B1 (ko) 리튬 이온 이차 전지
EP2953193B1 (en) Slurry for lithium ion secondary battery positive electrodes
JP6007973B2 (ja) 二次電池負極用複合粒子、その用途及び製造方法、並びにバインダー組成物
JP5761197B2 (ja) 二次電池負極用バインダー組成物、二次電池負極用スラリー組成物、二次電池負極、二次電池及び二次電池負極用バインダー組成物の製造方法
KR101628430B1 (ko) 리튬 이온 이차 전지 부극 및 리튬 이온 이차 전지
JP6011608B2 (ja) 二次電池負極用バインダー組成物、二次電池用負極、二次電池負極用スラリー組成物、製造方法及び二次電池
JP6168051B2 (ja) リチウムイオン二次電池
CN108780894B (zh) 电化学元件电极用粘结剂组合物、电化学元件电极用浆料组合物、电化学元件用电极以及电化学元件
KR102184050B1 (ko) 리튬 이온 2 차 전지
JP6052290B2 (ja) リチウムイオン二次電池電極用のスラリー組成物、リチウムイオン二次電池用電極及びリチウムイオン二次電池
JP2014056813A (ja) 二次電池用スラリー
WO2014014006A1 (ja) 二次電池用負極及び二次電池

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 12853043

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2013547147

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 14361525

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20147017612

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 12853043

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1