具有其它官能團的化合物。該 反應性化合物可W是芳香族化合物、脂肪族化合物或脂環族化合物,另外,芳香族化合物及 脂環族化合物中的環結構可W是碳環也可W是雜環。作為反應性化合物中的反應性基團的 例子,可列舉具有活化氨的基團,具體可列舉:簇基、或者伯氨基或仲氨基。進而,反應性化 合物的分子中除了具有1個反應性基團W外,還可W進一步具有其它官能團。作為反應性化 合物所具有的其它官能團,也可包含具有促進聚碳二亞胺和/或改性聚碳二亞胺的交聯反 應的作用的基團、反應性化合物1分子中的第2個W后的(即,區別于上述的反應性基團的其 它的)上述的具有活化氨的基團,例如,除了簇酸酢基及叔氨基W外,還可列舉作為具有活 化氨的基團而例示的簇基W及伯氨基或仲氨基等。作為運些其它官能團,在反應性化合物1 分子中可W存在2個W上相同或不同的基團。
[0150] 作為反應性化合物,可列舉例如在日本特開2005-49370號公報中記載的那些。其 中,優選偏苯=酸酢、煙酸。反應性化合物可W單獨使用巧巾,也可W W任意的比率組合使用 巧中W上。
[0151] 用于合成改性聚碳二亞胺的改性反應中反應性化合物的使用量,可根據聚碳二亞 胺及反應性化合物的種類、所得改性聚碳二亞胺所要求的物性等而適當調節。就反應性化 合物的優選使用量而言,相對于聚碳二亞胺的通式(2)所示的重復單元1摩爾,反應性化合 物的使用量是使反應性化合物中的反應性基團的比例為優選0.01摩爾W上、進一步優選 0.02摩爾W上、優選1摩爾W下、進一步優選0.8摩爾W下的量。上述比例低于0.01摩爾時, 可能導致包含改性聚碳二亞胺的漿料組合物的保存穩定性下降。另一方面,上述比例超過1 摩爾時,可能導致聚碳二亞胺固有的特性受損。
[0152] 另外,在改性反應中,反應性化合物中的反應性基團與聚碳二亞胺的通式(2)所示 的重復單元的反應通常會定量地進行,有與該反應性化合物的使用量相匹配的官能團被導 入到改性聚碳二亞胺中。改性反應在無溶劑條件下也能夠實施,但優選在適當的溶劑中實 施。運樣的溶劑沒有特殊限定,可W是相對于聚碳二亞胺及反應性化合物不活潑、并且能夠 將它們溶解的溶劑。作為其例子,可列舉能夠用于上述聚碳二亞胺的合成的酸類溶劑、酷胺 類溶劑、酬類溶劑、芳香族控類溶劑、極性非質子溶劑等。運些溶劑可W單獨使用1種,也可 W W任意的比率組合使用巧巾W上。另外,在改性反應中能夠使用在合成聚碳二亞胺時使用 的溶劑時,也可W直接使用通過其合成而得到的聚碳二亞胺溶液。就改性反應中的溶劑的 使用量而言,相對于反應原料的總量每100質量份,通常為10質量份W上、優選為50質量份 W上,通常為10,000質量份W下、優選為5,000質量份W下。改性反應的溫度可根據聚碳二 亞胺、反應性化合物的種類而適當選擇,但通常為-l〇°C W上,通常為100°C W下、優選為80 °C W下。本發明中的改性聚碳二亞胺的Mn通常為500W上、優選為1 ,OOOW上、進一步優選為 2,000W上,通常為1,000,000W下、優選為400,000?下、進一步優選為200,000?下。
[0153] [1.4.4.交聯劑(D)的性狀等]
[0154] 用于本發明的交聯劑(D)的對應于每1摩爾碳二亞胺基(-N = C = N-)的化學式量 (NCN當量)優選為300W上、更優選為400W上,優選為600W下、更優選為500W下。通過使交 聯劑(D)的NCN當量為300 W上,可W充分確保本發明的漿料組合物的保存穩定性,通過為 600 W下,可W作為交聯劑而使交聯反應良好地進行。
[0155] 交聯劑(D)的NCN當量可W如下地求出:例如,利用凝膠滲透色譜法(GPC)求出碳二 亞胺化合物的聚苯乙締換算數均分子量,同時利用IR(紅外分光法)定量分析每1分子碳二 亞胺化合物中的碳二亞胺基的數量,并采用下式進行計算。
[0156] NCN當量=(碳二亞胺化合物的聚苯乙締換算數均分子量)/(每1分子碳二亞胺化 合物中的碳二亞胺基的數量)
[0157] 另外,交聯劑(D)的1質量%水溶液的粘度優選為SOOOmPa ? sW下、更優選為 TOOmPa ? sW下、特別優選為ISOmPa ? sW下。通過使用1質量%水溶液的粘度在上述范圍內 的交聯劑,可W使負極合材層與集電體之間的密合性優異。交聯劑(D)的1質量%水溶液的 粘度可W利用與上述簇甲基纖維素(鹽)的1質量%水溶液的粘度同樣的方法進行測定。交 聯劑(D)的1質量%水溶液的粘度的下限沒有特別限定,例如可W為IOmPa ? sW上。
[0158] 另外,交聯劑(D)優選為水溶性。通過使交聯劑(D)為水溶性,可W防止在漿料組合 物中交聯劑(D)不均地存在,從而使所得負極合材層形成適宜的交聯結構。因此,能夠在確 保所得二次電池中的負極合材層與集電體之間的密合強度的同時,使循環特性提高,并且 抑制循環后的阻抗升高。進而,可W使負極的耐水性提高。
[0159] 運里,在本說明書中,交聯劑為"水溶性"是指:使包含交聯劑及水的特定的試樣通 過250目的篩時,未通過篩而殘留在篩上的殘渣的固體成分的質量相對于所添加的交聯劑 的固體成分不超過50質量%。
[0160] 運里,特定的試樣是將相對于離子交換水每100質量份添加交聯劑1質量份(W固 體成分相當量計)并進行攬拌而得到的混合物,調整至溫度20°C W上且7(TC W下的范圍內、 且抑為3 W上且12 W下(使用NaOH水溶液和/或HCl水溶液來調整抑)的范圍內的條件中的至 少一條件而成的試樣。
[0161] 即使上述交聯劑和水的混合物在靜置的情況下是分離為二相的乳液狀態,只要滿 足上述定義,即認為該交聯劑為水溶性。從使交聯結構的形成反應良好地進行、使上述負極 合材層與集電體之間的密合強度、循環特性提高的觀點出發,更優選上述交聯劑和水的混 合物不分離為二相(單相水溶狀態),即,更優選交聯劑為單相水溶性。
[0162] [1.5.水及其它溶劑]
[0163] 本發明的漿料組合物包含水。水在漿料組合物中作為溶劑或分散介質發揮功能。 通常,在本發明的漿料組合物中,水溶性增稠劑(B)溶解于水,粒子狀粘結劑(C)分散于水。
[0164] 在本發明的漿料組合物中,作為溶劑,也可W將水W外的溶劑與水組合使用,但從 避免與交聯劑(D)的反應的觀點出發,優選實質上不包含水W外的溶劑。
[0165] 本發明的漿料組合物中的溶劑的量優選設定為使得漿料組合物的固體成分濃度 落在所期望的范圍。具體的漿料組合物的固體成分濃度優選為10質量% ^上、更優選為15 質量% ^上、特別優選為20質量% ^上,優選為80質量% ^下、更優選為75質量% ^下、特 別優選為70質量%^下。運里,所述組合物的固體成分是指,經過該組合物的干燥而殘留的 物質。
[0166] [ 1.6.任意成分:纖維素納米纖維]
[0167] 本發明的漿料組合物中,除了上述成分W外,可W含有作為任意成分的纖維素納 米纖維。纖維素納米纖維是將植物來源的纖維素纖維等纖維素纖維利用機械性的開纖等方 法進行開纖而得到的平均纖維直徑小于Iwii的纖維。平均纖維直徑優選為l(K)nmW下,另一 方面,優選為InmW上。作為纖維素納米纖維,具體可使用例如"CELISH(注冊商標化Y-100G" (大賽踰化學工業公司制)等制品。通過使漿料組合物包含纖維素納米纖維,能夠更為良好 地實現循環特性的提高及阻抗的降低。
[0168] 本發明的漿料組合物包含纖維素納米纖維的情況下,本發明的漿料組合物中相對 于粒子狀粘結劑(C)IOO質量份的纖維素納米纖維的比例優選為0.1質量份W上、更優選為 0.5質量份W上,另一方面,優選為10.0質量份W下、更優選為5.0質量份W下。通過達到該 范圍內的比例,能夠更為良好地實現循環特性的提高及阻抗的降低。
[0169] [1.7.其它成分]
[0170] 本發明的二次電池電極用漿料組合物中除了上述成分W外,還可W含有導電劑、 補強材料、流平劑、電解液添加劑等成分。運些成分只要不會對電池反應造成影響則沒有特 殊限定,可使用公知的材料、例如國際公開第2012/115096號中記載的材料。運些成分可W 單獨使用1種,也可W W任意的比率組合使用巧巾W上。
[0171] [1.8.低聚物成分的比例]
[0172] 在本發明的漿料組合物中,相對于漿料組合物的全部固體成分,利用凝膠滲透色 譜法(GPC)測定的漿料組合物中的分子量3000W下的成分的比例為0.10質量% W下。W下, 也將該特定的成分簡稱為"低聚物成分"。
[0173] 就運樣的低聚物成分而言,其絕大部分來自于制備聚合物時產生的聚合度低的低 聚物。低聚物成分會與交聯劑(D)反應而消耗交聯劑(D)。因此,運樣的低聚物成分如果大量 地存在,則會導致供給于粒子狀粘結劑(C)等需要進行交聯的物質的交聯的交聯劑(D)的量 相對地減少。在運樣的情況下,如果為了顯示出交聯劑的效果而大量地添加交聯劑,則可能 反而會導致導致剝離強度降低、速率特性、循環特性運樣的特性下降。
[0174] 關于聚合時殘存的未反應單體,在現有技術中也會出于避免不理想的反應等理由 而通過加熱減壓蒸饋進行除去。但本發明人根據研究而發現,即使在進行了運樣的蒸饋的 情況下,交聯劑(D)依然較多地被消耗。并且還發現,其理由之一在于,越是分子量高因而沸 點更高的低聚物,越難W通過蒸饋而除去。因此,通過使低聚物成分的比例為如上所述的特 定比例W下的低值,即使交聯劑(D)的添加量為少量也能夠充分獲得交聯劑(D)的效果,其 結果,能夠獲得高剝離特性、低吸水性等特性,進而能夠使速率特性及循環特性提高。
[0175] 本發明的漿料組合物中的低聚物成分量的上限優選低于0.05質量%、更優選低于 0.03質量份。另一方面,下限優選為0質量%。
[0176] 利用GPC進行的、相對于漿料組合物的全部固體成分的低聚物成分的比例的測定 可W如下所述地進行。稱量漿料組合物約5g,于60°C干燥20分鐘、于11 (TC干燥20分鐘、進一 步在6(TC真空干燥機中干燥10小時,測定干燥后的質量,并由其差值求出固體成分濃度 (WO)。在將漿料組合物約5g利用離屯、分離機化Okusan公司制、商品名:冷卻高速離屯、機化-2000B))冷卻至5±rC的同時,在常壓下、W7000rpm進行10分鐘離屯、分離操作,采集其上清 液。然后,使上清液于60°C真空干燥10小時后,實施基于制備型凝膠滲透色譜(GPC)法的分 子量測定、W及各成分的分離、分別取得(分取)、及質量測定。
[0177] 具體而言,分子量如下地求出:在溶解于四氨巧喃而制成0.2重量%溶液之后,利 用0.45WI1的膜濾器進行過濾,得到測定試樣,并利用下述條件的GPC進行測定,求出標準 PMMA換算的分子量。
[0178] 測定裝置:化C-8220GPC(東曹公司制)
[01巧]色譜柱:TSKgel Multipore冊L-M(東曹公司制)
[0180] 洗脫液:四氨巧喃(THF)
[0181] 洗脫速度:0.3ml/分
[0182] 檢測器:RI(極性( + ))
[018引柱溫:40°C
[0184] 根據運些數據,由色譜中的面積比計算出在漿料組合物中的全部固體成分100質 量%中,分子量3000W下的成分的質量%。能夠利用該測定法檢測到的物質的分子量的下 限為500。
[0185] 在本發明的漿料組合物中,作為交聯劑(D)而含有分子量3000W下的交聯劑的情 況下,運樣的分子量范圍的交聯劑(D)不包含在低聚物成分的質量中。使用運樣的低分子量 的交聯劑化)的情況下,利用除了僅僅不配合交聯劑(D) W外與漿料組合物具有相同組成的 組合物進行上述離屯、分離、基于GPC的測定,并進行低聚物成分的定量,基于該值求出低聚 物成分的比例。
[0186] 運樣,使漿料組合物中的低聚物成分量減少的方法并無特殊限定,可采用任意的 方法。作為具體方法的例子,可列舉使用低聚物成分量少的材料作為制造漿料組合物時使 用的材料。作為減少各材料中的低聚物成分量的方法的例子,可列舉:利用低聚物產生量少 的制備方法制備其材料的方法、在制備各材料之后進行除去低分子量的成分的操作的方 法、W及在市售的制品中利用低聚物含有比例足夠低的制品的方法。更具體而言,可W利用 W下所述的本發明的漿料組合物的制造方法來制造本發明的漿料組合物。
[0187] [ 2.漿料組合物的制造方法]
[0188] 制造本發明的漿料組合物的方法沒有特殊限定,可優選通過如下所述的方法來制 造。W下,將該方法作為本發明的制造方法進行說明。
[0189] 本發明的制造方法包括:將活性物質(A)、具有簇基的水溶性增稠劑(B)、包含粒子 狀粘結劑(C)的組合物(CX)、交聯劑(D)、W及水進行混合的工序。
[0190] 該混合工序中,添加各成分的順序是任意的,可適當選擇適于混合的添加順序。例 如,可W通過在將上述各成分任選地進行部分預混合之后分散在作為分散介質的水性介質 中來制備,也可W通過在制備包含水溶性增稠劑(B)、交聯劑(D)及粒子狀粘結劑(C)的粘合 劑組合物之后,使該粘合劑組合物和活性物質(A)分散于作為分散介質的水性介質中來制 備。具體而言,優選通過使用球磨機、砂磨機、珠磨機、顏料分散機、磨碎機、超聲波分散機、 均化器、行星式混合機、FILMIX等混合機將上述各成分和水性介質混合來制備漿料組合物。
[0191] 在該混合工序中,相對于活性物質(A)IOO質量份,添加0.1質量份W上且10質量份 W下的水溶性增稠劑(B)。另外,相對于活性物質(A)IOO質量份,添加0.01質量份W上且5質 量份W下的交聯劑(D)。運些成分的添加可適當選擇使用市售材料中包含運些成分且低聚 物成分量足夠少的材料(即,低聚物成分量少至對于使成為制造物的漿料組合物中的低聚 物成分量在全部固體成分中為0.10質量% W下而言充分的程度的材料)。作為活性物質 (A)、水溶性增稠劑(B)及交聯劑(D),由于運樣的材料能夠作為市售的制品而容易地獲取, 因此,通過選擇運樣的材料,能夠容易地獲得低聚物成分量少的漿料組合物。
[0192] 組合物(CX)的添加量使得相對于活性物質(A)IOO質量份,包含0.1質量份W上且5 質量份W下的粒子狀粘結劑(C)。組合物(CX)是下述組合物:相對于組合物(CX)中的全部固 體成分,利用凝膠滲透色譜法測定的上述組合物(CX)中的分子量3000W下的成分的比例為 0.01質量% ^下。就粒子狀粘結劑(C)而言,其在制備時,相比于其它成分,副產的低聚物成 分的比例更加容易變高。因此,作為包含粒子狀粘結劑(C)的材料,通過特別地制備低聚物 成分的混合存在量少的組合物(CX)、并將該組合物用于漿料組合物的制造,可W將漿料組 合物中的低聚物成分量抑制于所期望的較低的量。
[0193] W下,針對獲得運樣的低聚物成分的混合存在量少的組合物(CX)的方法進行說 明。
[0194] (i)在粒子狀粘結劑(C)的水性分散體的制造中,通過減少水溶性單體的使用量, 可W減少所得水性分散體中低聚物成分的混合存在量。
[0195] 例如,在上述說明的制造粒子狀粘結劑(C)的粒子的水性分散體的制造方法中,通 過減少反應性低、容易在水中未反應而殘留的衣康酸等不飽和簇酸的配合量,可W降低所 得水性分散體中的低聚物成分的混合存在量。另外,此時,通過組合使用少量的丙締酸2-徑 基乙醋等含徑基的甲基丙締酸單體等,可W降低水性分散體中的低聚物成分的混合存在 量。
[0196] (ii)在粒子狀粘結劑(C)的水性分散體的制造中,通過利用可提高單體轉化率的 工序進行聚合,可W降低所得水性分散體中的低聚物成分的混合存在量。
[0197] 例如,通過進行減少催化劑的使用量、使聚合溫度為更低溫運樣的調整,可W降低 低聚物成分的混合存在量。
[0198] (iii)通過與上述方法(i)和/或(ii)組合地、對通過粒子狀粘結劑(C)的水性分散 體的制造而得到的水性分散體進一步進行精制工序,能夠降低低聚物成分的混合存在量。 例如,可W進行加熱減壓蒸饋等操作。正如上述說明的,通過運樣的操作,未反應的單體容 易被除去,而另一方面,低聚物不易被除去,但通過將運樣的精制工序與上述方法(i)和/或 (ii)組合使用,可W降低包含單體及低聚物的低聚物成分的混合存在量。
[0199] [3.二次電池用負極]
[0200] 本發明的裡離子二次電池用負極具備由本發明的漿料組合物得到的負極合材層。 本發明的裡離子二次電池用負極通常還包含集電體。本發明的裡離子二次電池用負極通過 具備由本發明的漿料組合物得到的負極合材層,在電池中使用的情況下,可W實現循環特 性的提高及阻抗的降低等效果,此外,能夠實現在加工成可收納于電池的外包裝內的形狀 時掉粉的減少。
[0201] 本發明的二次電池用負極可經由下述工序制造:例如,將本發明的漿料組合物涂 布于集電體上的工序(涂布工序)、將涂布于集電體上的漿料組合物干燥而在集電體上形成 負極