JPH11228902A - フッ化ビニリデン系樹脂の金属基材への接着方法、電極構造体、およびその作製方法 - Google Patents
フッ化ビニリデン系樹脂の金属基材への接着方法、電極構造体、およびその作製方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、ポリフッ化ビニリデン系樹脂が本
来有する耐溶剤性や機械的・熱的性質を損なうことなく
ポリフッ化ビニリデン系樹脂の金属接着性を改良する方
法を提供し、さらに該方法を電池用電極構造体の結着剤
に用いることにより、電極活性物質層と集電体との接着
性を向上させ、性能の優れた非水系電池を得ることを目
的とする。 【構成】 フッ化ビニリデン系樹脂を金属基材へ接着す
るに際し、(a)フッ化ビニリデン系樹脂、(b)金属
に対して結合性あるいは親和性を示す官能基を有するア
クリル系またはメタクリル系重合体、(c)メルカプト
基、チオエーテル基、カルボン酸基、およびカルボン酸
無水物基から選ばれる少なくとも1つの官能基を有する
有機化合物をフッ化ビニリデン樹脂に添加・混合するこ
とを特徴とするフッ化ビニリデン系樹脂の金属基材への
接着方法、集電体の表面に少なくとも電極活性物質と結
着剤からなる電極構成物質層が形成されている電池用電
極において、該接着方法を用いて作製された電極、およ
び該電極を用いた非水系電池。
来有する耐溶剤性や機械的・熱的性質を損なうことなく
ポリフッ化ビニリデン系樹脂の金属接着性を改良する方
法を提供し、さらに該方法を電池用電極構造体の結着剤
に用いることにより、電極活性物質層と集電体との接着
性を向上させ、性能の優れた非水系電池を得ることを目
的とする。 【構成】 フッ化ビニリデン系樹脂を金属基材へ接着す
るに際し、(a)フッ化ビニリデン系樹脂、(b)金属
に対して結合性あるいは親和性を示す官能基を有するア
クリル系またはメタクリル系重合体、(c)メルカプト
基、チオエーテル基、カルボン酸基、およびカルボン酸
無水物基から選ばれる少なくとも1つの官能基を有する
有機化合物をフッ化ビニリデン樹脂に添加・混合するこ
とを特徴とするフッ化ビニリデン系樹脂の金属基材への
接着方法、集電体の表面に少なくとも電極活性物質と結
着剤からなる電極構成物質層が形成されている電池用電
極において、該接着方法を用いて作製された電極、およ
び該電極を用いた非水系電池。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はフッ化ビニリデン樹脂と
これと元来非接着性の金属とを接着・積層させる方法に
関し、耐腐食性、耐候性、あるいは耐薬品性が要求され
る鋼管ライニング、化学プラント部品、電池等の電極の
バインダー等に応用される。
これと元来非接着性の金属とを接着・積層させる方法に
関し、耐腐食性、耐候性、あるいは耐薬品性が要求され
る鋼管ライニング、化学プラント部品、電池等の電極の
バインダー等に応用される。
【0002】
【従来の技術】ポリフッ化ビニリデンやフッ化ビニリデ
ン系共重合体樹脂は、耐候性や耐薬品性等の優れた溶融
成形ができるフッ素系樹脂として、塗料や電気・電子部
品、鋼管ライニング、化学プラント部品、耐候防汚フィ
ルム等に用いられている。しかし他材料との接着性が殆
どないため、他素材との複合や改質が出来にくい欠点が
あった。
ン系共重合体樹脂は、耐候性や耐薬品性等の優れた溶融
成形ができるフッ素系樹脂として、塗料や電気・電子部
品、鋼管ライニング、化学プラント部品、耐候防汚フィ
ルム等に用いられている。しかし他材料との接着性が殆
どないため、他素材との複合や改質が出来にくい欠点が
あった。
【0003】そのため、ポリフッ化ビニリデン系樹脂に
カルボン酸基を導入して親水性の付与、接着性、染色性
分散性等の向上、架橋部位の導入等の試みが種々なされ
た。例えば、カルボン酸基の導入方法として、アクリル
酸、メタクリル酸エステルあるいはこれらのエステル類
のごとくカルボン酸基もしくはこれに変換可能な基を有
する単量体をフッ化ビニリデンモノマーと共重合せしめ
て直接導入する方法(特許公報平2−604号、他)が
公知である。
カルボン酸基を導入して親水性の付与、接着性、染色性
分散性等の向上、架橋部位の導入等の試みが種々なされ
た。例えば、カルボン酸基の導入方法として、アクリル
酸、メタクリル酸エステルあるいはこれらのエステル類
のごとくカルボン酸基もしくはこれに変換可能な基を有
する単量体をフッ化ビニリデンモノマーと共重合せしめ
て直接導入する方法(特許公報平2−604号、他)が
公知である。
【0004】しかしながら、カルボン酸基含有ポリフッ
化ビニリデン系樹脂の製造に際して上記の手法を採用す
る場合には、含フッ素単量体等との共重合特性の面から
カルボン酸基含有単量体として複雑な製造工程を要する
特殊なものを使用しないと重合速度が著しく低下した
り、低分子量物しか得られなくなる場合があり、さら
に、共重合成分の導入により、重合体本来の特性が得ら
れなくなる場合があるなどの難点があった。
化ビニリデン系樹脂の製造に際して上記の手法を採用す
る場合には、含フッ素単量体等との共重合特性の面から
カルボン酸基含有単量体として複雑な製造工程を要する
特殊なものを使用しないと重合速度が著しく低下した
り、低分子量物しか得られなくなる場合があり、さら
に、共重合成分の導入により、重合体本来の特性が得ら
れなくなる場合があるなどの難点があった。
【0005】さらに、公開特許公報昭50−41791
号には、電離性放射線照射下にカルボン酸基含有フッ素
単量体をグラフトさせる方法が開示されていが、該方法
においては放射線の取り扱いという工業的な困難さに加
えて、重合体主鎖の分解あるいは架橋反応の併発という
という難点があった。 このように、含フッ素重合体に
ついて試みられた従来の例においては、いずれも工業的
な実施に際して困難を伴うものであった。
号には、電離性放射線照射下にカルボン酸基含有フッ素
単量体をグラフトさせる方法が開示されていが、該方法
においては放射線の取り扱いという工業的な困難さに加
えて、重合体主鎖の分解あるいは架橋反応の併発という
という難点があった。 このように、含フッ素重合体に
ついて試みられた従来の例においては、いずれも工業的
な実施に際して困難を伴うものであった。
【0006】一方、近年、携帯電話、ビデオカメラ、ノ
ート型パソコン等のポータブル機器に用いられるように
なったリチウム二次電池においては、その負極活性物質
としては、リチウムイオンをドーピング、脱ドーピング
するコークスやグラファイト等の炭素質材料が用いられ
(公開特許公報昭62−90863号)、正極活性物質
としては、マンガン酸化物、五酸化バナジウムのような
遷移金属酸化物、硫化鉄、硫化チタンのような遷移金属
酸化物、さらにこれらとリチウムとの複合化合物(例え
ば、リチウムコバルト複合酸化物、リチウムコバルトニ
ッケル複合酸化物、リチウムマンガン酸化物)などが用
いられている。これらの場合、通常、粉体状の電極活性
材料に結着剤を適当量添加した混合物に溶媒を混ぜてペ
ースト状にしたものを集電体に塗布、乾燥後圧着させて
電極が得られる。
ート型パソコン等のポータブル機器に用いられるように
なったリチウム二次電池においては、その負極活性物質
としては、リチウムイオンをドーピング、脱ドーピング
するコークスやグラファイト等の炭素質材料が用いられ
(公開特許公報昭62−90863号)、正極活性物質
としては、マンガン酸化物、五酸化バナジウムのような
遷移金属酸化物、硫化鉄、硫化チタンのような遷移金属
酸化物、さらにこれらとリチウムとの複合化合物(例え
ば、リチウムコバルト複合酸化物、リチウムコバルトニ
ッケル複合酸化物、リチウムマンガン酸化物)などが用
いられている。これらの場合、通常、粉体状の電極活性
材料に結着剤を適当量添加した混合物に溶媒を混ぜてペ
ースト状にしたものを集電体に塗布、乾燥後圧着させて
電極が得られる。
【0007】このような二次電池の電極に用いる結着剤
には、電解液に用いられる有機溶媒に対する耐性と電極
反応によって生じる活性種への耐性が要求され、さらに
電極を作製する工程上、特定の溶媒への溶解性も必要で
ある。これらを満足する結着剤として、多くの場合、ポ
リフッ化ビニリデン(PVDF)樹脂が用いられる。し
かしながら、PVDF樹脂は元来金属との接着性が悪
く、負極と正極いずれの場合も、活性物質を集電体に圧
着させた後、集電体と活性物質との接着力が十分でない
ために、活性物質が集電体から剥離し易く、電池のサイ
クル特性が悪くなるという問題があった。
には、電解液に用いられる有機溶媒に対する耐性と電極
反応によって生じる活性種への耐性が要求され、さらに
電極を作製する工程上、特定の溶媒への溶解性も必要で
ある。これらを満足する結着剤として、多くの場合、ポ
リフッ化ビニリデン(PVDF)樹脂が用いられる。し
かしながら、PVDF樹脂は元来金属との接着性が悪
く、負極と正極いずれの場合も、活性物質を集電体に圧
着させた後、集電体と活性物質との接着力が十分でない
ために、活性物質が集電体から剥離し易く、電池のサイ
クル特性が悪くなるという問題があった。
【0008】集電体と電極活性物質との接着性を改善す
る方法として、集電体表面を粗面化することが提案され
たが(公開特許公報平5−6766号)、これにおいて
も接着性は十分とは言えず、さらなる改良が求められて
いる。また、フッ化ビニリデンとカルボン酸基を有する
モノマーとの共重合体(公開特許公報平6−17245
2号)が提案されたが、通常、フッ素系モノマーとカル
ボン酸基を有する他のモノマーとの共重合は容易でな
く、量産化が困難で実用的とは言えない。さらに、メル
カプト基等を有する含硫黄有機化合物をペースト状の電
極合剤に添加する方法(公開特許公報平9−82311
号および同平9−82314号)、官能基を有するアク
リル樹脂とPVDF系共重合体のいずれかまたは両方を
PVDF樹脂に混合して結着剤として用いる方法(公開
特許公報平9−199132号、同平9−199134
号、および同平9−199130号)が提案されたが、
これらの方法で得られるものよりさらに強い接着性が求
められている。
る方法として、集電体表面を粗面化することが提案され
たが(公開特許公報平5−6766号)、これにおいて
も接着性は十分とは言えず、さらなる改良が求められて
いる。また、フッ化ビニリデンとカルボン酸基を有する
モノマーとの共重合体(公開特許公報平6−17245
2号)が提案されたが、通常、フッ素系モノマーとカル
ボン酸基を有する他のモノマーとの共重合は容易でな
く、量産化が困難で実用的とは言えない。さらに、メル
カプト基等を有する含硫黄有機化合物をペースト状の電
極合剤に添加する方法(公開特許公報平9−82311
号および同平9−82314号)、官能基を有するアク
リル樹脂とPVDF系共重合体のいずれかまたは両方を
PVDF樹脂に混合して結着剤として用いる方法(公開
特許公報平9−199132号、同平9−199134
号、および同平9−199130号)が提案されたが、
これらの方法で得られるものよりさらに強い接着性が求
められている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、フッ化ビニ
リデン系樹脂が本来有する耐溶剤性や機械的・熱的性質
を損なわずに、しかも、簡便な方法で金属接着性を導入
した金属接着性フッ化ビニリデン系樹脂組成物を提供
し、さらに該組成物を電池用電極の結着剤に用いること
により電極活性物質と集電体との接着性を向上させた電
極構造体を提供することを目的とする。
リデン系樹脂が本来有する耐溶剤性や機械的・熱的性質
を損なわずに、しかも、簡便な方法で金属接着性を導入
した金属接着性フッ化ビニリデン系樹脂組成物を提供
し、さらに該組成物を電池用電極の結着剤に用いること
により電極活性物質と集電体との接着性を向上させた電
極構造体を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、フッ化ビ
ニリデン系樹脂、金属に対して結合性あるいは親和性を
有する官能基を持つアクリル系または/およびメタクリ
ル系重合体、およびメルカプト基、チオエーテル基、カ
ルボン酸基、およびカルボン酸無水物基から選ばれる少
なくとも1つの官能基を有する有機化合物の3つの成分
から特定の組成比で構成される組成物が金属材料に対し
て接着性を示すことを発見し、これらの性質がPVDF
系樹脂と金属からなる複合材料の製造に有用であるばか
りでなく、電極活性物質を集電体に安定に固定するため
に用いられるバインダーとしても有用であることを見出
した。
ニリデン系樹脂、金属に対して結合性あるいは親和性を
有する官能基を持つアクリル系または/およびメタクリ
ル系重合体、およびメルカプト基、チオエーテル基、カ
ルボン酸基、およびカルボン酸無水物基から選ばれる少
なくとも1つの官能基を有する有機化合物の3つの成分
から特定の組成比で構成される組成物が金属材料に対し
て接着性を示すことを発見し、これらの性質がPVDF
系樹脂と金属からなる複合材料の製造に有用であるばか
りでなく、電極活性物質を集電体に安定に固定するため
に用いられるバインダーとしても有用であることを見出
した。
【0011】即ち、本発明は、フッ化ビニリデン系樹脂
を金属基材へ接着するに際し、(a)フッ化ビニリデン
系樹脂、(b)金属に対して結合性あるいは親和性を示
す官能基を有するアクリル系およびメタクリル系重合体
から選ばれる少なくとも1種類の重合体あるいはそれら
を含有するアクリル系あるいはメタクリル系樹脂組成
物、(c)メルカプト基、チオエーテル基、カルボン酸
基、およびカルボン酸無水物基から選ばれる少なくとも
1つの官能基を有する有機化合物をフッ化ビニリデン樹
脂に添加・混合することを特徴とするフッ化ビニリデン
系樹脂の金属基材への接着方法に関する。
を金属基材へ接着するに際し、(a)フッ化ビニリデン
系樹脂、(b)金属に対して結合性あるいは親和性を示
す官能基を有するアクリル系およびメタクリル系重合体
から選ばれる少なくとも1種類の重合体あるいはそれら
を含有するアクリル系あるいはメタクリル系樹脂組成
物、(c)メルカプト基、チオエーテル基、カルボン酸
基、およびカルボン酸無水物基から選ばれる少なくとも
1つの官能基を有する有機化合物をフッ化ビニリデン樹
脂に添加・混合することを特徴とするフッ化ビニリデン
系樹脂の金属基材への接着方法に関する。
【0012】ここでいうフッ化ビニリデン系樹脂とは、
フッ化ビニリデン単独重合体(ホモポリマー)およびフ
ッ化ビニリデンと共重合可能な他のモノマーとフッ化ビ
ニリデンとの共重合体(フッ化ビニリデン系共重合体)
から選ぶことができ、単独で用いても2種以上の樹脂を
混合して用いてもよい。
フッ化ビニリデン単独重合体(ホモポリマー)およびフ
ッ化ビニリデンと共重合可能な他のモノマーとフッ化ビ
ニリデンとの共重合体(フッ化ビニリデン系共重合体)
から選ぶことができ、単独で用いても2種以上の樹脂を
混合して用いてもよい。
【0013】このようなフッ化ビニリデン系共重合体
は、該共重合体中のフッ化ビニリデン成分比率が50〜
98重量%であればよく、さらに望ましくは、75〜9
6重量%である。ここでフッ化ビニリデンと共重合可能
な他のモノマーとしては、四フッ化エチレン、六フッ化
プロピレン、三フッ化エチレン、三フッ化塩化エチレン
等のフッ素系モノマーが望ましく、これらの1種又は2
種以上を用いることができる。特に、フッ化ビニリデン
単独重合体とフッ化ビニリデン系共重合体とを混合して
用いる場合、フッ化ビニリデン系共重合体は、75〜9
6重量%のフッ化ビニリデン成分比率で、室温(23
℃)での曲げ弾性率が1000MPa以下で破断伸びが
50%以上を示すものであることが望ましい。
は、該共重合体中のフッ化ビニリデン成分比率が50〜
98重量%であればよく、さらに望ましくは、75〜9
6重量%である。ここでフッ化ビニリデンと共重合可能
な他のモノマーとしては、四フッ化エチレン、六フッ化
プロピレン、三フッ化エチレン、三フッ化塩化エチレン
等のフッ素系モノマーが望ましく、これらの1種又は2
種以上を用いることができる。特に、フッ化ビニリデン
単独重合体とフッ化ビニリデン系共重合体とを混合して
用いる場合、フッ化ビニリデン系共重合体は、75〜9
6重量%のフッ化ビニリデン成分比率で、室温(23
℃)での曲げ弾性率が1000MPa以下で破断伸びが
50%以上を示すものであることが望ましい。
【0014】これらフッ化ビニリデン系樹脂は、フッ化
ビニリデンモノマーや他のモノマーを公知の懸濁重合法
あるいは乳化重合法等(文献例、「ふっ素樹脂ハンドブ
ック」里川編、1990年、日刊工業新聞社)で重合す
ることにより得られる。フッ化ビニリデンモノマーと他
のモノマーとの共重合の方法としては、例えば、米国特
許第4,076,929号、同第4,569,978
号、および公開特許公報平6−336510号に記載さ
れている。この場合、モノマー、連鎖移動剤、および重
合開始剤の添加の方法を制御することにより得られる共
重合体のモノマー組成分布を変化させることができる。
公開特許公報平6−336510号には、重合段階でフ
ッ化ビニリデン単独重合体と共重合体との混合物を得る
方法が記載されており、これによって得られるポリマー
は、本発明のフッ化ビニリデン系樹脂として、好ましく
用いられる。これら本発明に用いられるいずれのフッ化
ビニリデン系ポリマーにおいても、230℃、2.16
kg荷重下でのメルトフローレート(MFR)は0.0
03〜300g/10分であることが望ましく、さらに
望ましくは0.01〜30g/10分である。
ビニリデンモノマーや他のモノマーを公知の懸濁重合法
あるいは乳化重合法等(文献例、「ふっ素樹脂ハンドブ
ック」里川編、1990年、日刊工業新聞社)で重合す
ることにより得られる。フッ化ビニリデンモノマーと他
のモノマーとの共重合の方法としては、例えば、米国特
許第4,076,929号、同第4,569,978
号、および公開特許公報平6−336510号に記載さ
れている。この場合、モノマー、連鎖移動剤、および重
合開始剤の添加の方法を制御することにより得られる共
重合体のモノマー組成分布を変化させることができる。
公開特許公報平6−336510号には、重合段階でフ
ッ化ビニリデン単独重合体と共重合体との混合物を得る
方法が記載されており、これによって得られるポリマー
は、本発明のフッ化ビニリデン系樹脂として、好ましく
用いられる。これら本発明に用いられるいずれのフッ化
ビニリデン系ポリマーにおいても、230℃、2.16
kg荷重下でのメルトフローレート(MFR)は0.0
03〜300g/10分であることが望ましく、さらに
望ましくは0.01〜30g/10分である。
【0015】本発明においては、a成分として、フッ化
ビニリデン単独重合体1〜99重量%とフッ化ビニリデ
ン系共重合体樹脂99〜1重量%を混合して用いること
もできる。これらの混合比により、樹脂の柔軟性や耐溶
剤性などの特性が変化し(すなわち、フッ化ビニリデン
系共重合体の割合を増やすことにより柔軟性が増し、一
方溶剤による膨潤が大きくなる)、目的に応じて最適な
ものが使用される。
ビニリデン単独重合体1〜99重量%とフッ化ビニリデ
ン系共重合体樹脂99〜1重量%を混合して用いること
もできる。これらの混合比により、樹脂の柔軟性や耐溶
剤性などの特性が変化し(すなわち、フッ化ビニリデン
系共重合体の割合を増やすことにより柔軟性が増し、一
方溶剤による膨潤が大きくなる)、目的に応じて最適な
ものが使用される。
【0016】本発明のb成分として用いる金属に対して
結合性あるいは親和性を示す官能基を有するアクリル系
またはメタクリル系重合体は、アルキルアクリレートあ
るいはアルキルメタクリレートを主たる成分とする重合
体であり、主鎖、側鎖、および末端の少なくとも1カ所
に金属に対して結合性あるいは親和性を示す官能基を有
する。このような重合体の例として、アルキルアクリレ
ートおよびアルキルメタクリレートから選ばれる少なく
とも1種類のモノマーおよび金属に対して結合性あるい
は親和性を示す官能基を有するモノマーとから、ラジカ
ル重合、イオン重合、配位重合などの方法により重合さ
れるランダム共重合体、ブロック共重合体、グラフト重
合体がある。
結合性あるいは親和性を示す官能基を有するアクリル系
またはメタクリル系重合体は、アルキルアクリレートあ
るいはアルキルメタクリレートを主たる成分とする重合
体であり、主鎖、側鎖、および末端の少なくとも1カ所
に金属に対して結合性あるいは親和性を示す官能基を有
する。このような重合体の例として、アルキルアクリレ
ートおよびアルキルメタクリレートから選ばれる少なく
とも1種類のモノマーおよび金属に対して結合性あるい
は親和性を示す官能基を有するモノマーとから、ラジカ
ル重合、イオン重合、配位重合などの方法により重合さ
れるランダム共重合体、ブロック共重合体、グラフト重
合体がある。
【0017】金属に対して結合性あるいは親和性を示す
b成分が有する官能基としては、カルボン酸基あるいは
カルボン酸無水物基、エポキシ基(グリシジル基)、メ
ルカプト基、スルフィド基、オキサゾリン基、フェノー
ル基、エステル基等が挙げられる。
b成分が有する官能基としては、カルボン酸基あるいは
カルボン酸無水物基、エポキシ基(グリシジル基)、メ
ルカプト基、スルフィド基、オキサゾリン基、フェノー
ル基、エステル基等が挙げられる。
【0018】上記のアクリル系またはメタクリル系重合
体の一例として、カルボン酸基あるいはカルボン酸無水
物基を有するから選ばれる少なくとも1種類のモノマー
とアルキルアクリレートおよび/あるいはアルキルメタ
クリレートとの共重合体がある。この場合、アルキルア
クリレートおよびアルキルメタクリレートとしては、例
えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリ
ル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル
等が例示される。また、カルボン酸基あるいはカルボン
酸無水物基を有するモノマーとしては、アクリル酸、メ
タクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、アル
ケニルコハク酸、アクリルアミドグリコール酸、1,2
−シクロヘキサンジカルボン酸アリル等の不飽和カルボ
ン酸、および無水マレイン酸、無水アルケニルコハク酸
などの不飽和カルボン酸無水物が例示される。
体の一例として、カルボン酸基あるいはカルボン酸無水
物基を有するから選ばれる少なくとも1種類のモノマー
とアルキルアクリレートおよび/あるいはアルキルメタ
クリレートとの共重合体がある。この場合、アルキルア
クリレートおよびアルキルメタクリレートとしては、例
えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリ
ル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル
等が例示される。また、カルボン酸基あるいはカルボン
酸無水物基を有するモノマーとしては、アクリル酸、メ
タクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、アル
ケニルコハク酸、アクリルアミドグリコール酸、1,2
−シクロヘキサンジカルボン酸アリル等の不飽和カルボ
ン酸、および無水マレイン酸、無水アルケニルコハク酸
などの不飽和カルボン酸無水物が例示される。
【0019】また、このようなアクリル系またはメタク
リル系重合体においては、該重合体の50重量%以上が
アルキルアクリレートおよびアルキルメタクリレートか
ら選ばれる少なくとも1種類のモノマーから構成される
ことが望ましく、さらに望ましくは70〜99重量%で
ある。含有される金属に対して結合性あるいは親和性を
示す官能基の量は、該アクリル系またはメタクリル系重
合体1kgあたり0.01〜2モルであることが望まし
い。この重合体成分がアルキルアクリレートおよびアル
キルメタクリレートから選ばれる少なくとも1種類のモ
ノマーおよびカルボン酸基あるいはカルボン酸無水物基
を有するモノマーとの共重合体である場合、カルボン酸
基あるいはカルボン酸無水物基を有するモノマーの比率
は当該共重合体の0.2〜30重量%であることが望ま
しく、さらに望ましくは1〜20重量%である。また、
この構成成分として、分子鎖中に、上記以外に、スチレ
ンなどのビニル系モノマーあるいはイミド化等の変成体
を含んでもよいが、これらの含量は該重合体の50重量
%以下であり、望ましくは30重量%以下である。
リル系重合体においては、該重合体の50重量%以上が
アルキルアクリレートおよびアルキルメタクリレートか
ら選ばれる少なくとも1種類のモノマーから構成される
ことが望ましく、さらに望ましくは70〜99重量%で
ある。含有される金属に対して結合性あるいは親和性を
示す官能基の量は、該アクリル系またはメタクリル系重
合体1kgあたり0.01〜2モルであることが望まし
い。この重合体成分がアルキルアクリレートおよびアル
キルメタクリレートから選ばれる少なくとも1種類のモ
ノマーおよびカルボン酸基あるいはカルボン酸無水物基
を有するモノマーとの共重合体である場合、カルボン酸
基あるいはカルボン酸無水物基を有するモノマーの比率
は当該共重合体の0.2〜30重量%であることが望ま
しく、さらに望ましくは1〜20重量%である。また、
この構成成分として、分子鎖中に、上記以外に、スチレ
ンなどのビニル系モノマーあるいはイミド化等の変成体
を含んでもよいが、これらの含量は該重合体の50重量
%以下であり、望ましくは30重量%以下である。
【0020】本発明で用いるb成分は、特別な官能基を
持たないアクリル系またはメタクリル系重合体と上述の
金属に対して結合性あるいは親和性を示す官能基を有す
るアクリル系またはメタクリル系重合体とから構成され
る組成物であってもよい。
持たないアクリル系またはメタクリル系重合体と上述の
金属に対して結合性あるいは親和性を示す官能基を有す
るアクリル系またはメタクリル系重合体とから構成され
る組成物であってもよい。
【0021】本発明でc成分として使用されるメルカプ
ト基、チオエーテル基、カルボン酸基、およびカルボン
酸無水物基から選ばれる少なくとも1つの官能基を有す
る有機化合物は、b成分が高分子であるのに対して、比
較的低分子量の化合物である。その分子量範囲として
は、5000以下、望ましくは2000以下、さらに望
ましくは60〜1000である。
ト基、チオエーテル基、カルボン酸基、およびカルボン
酸無水物基から選ばれる少なくとも1つの官能基を有す
る有機化合物は、b成分が高分子であるのに対して、比
較的低分子量の化合物である。その分子量範囲として
は、5000以下、望ましくは2000以下、さらに望
ましくは60〜1000である。
【0022】これらのうちメルカプト基を有する含硫黄
有機化合物としては、一分子中に複数個(2〜6個)の
メルカプト基をもつ有機化合物、あるいは少なくとも1
つのメルカプト基および少なくとも1つのカルボン酸基
をもつメルカプトカルボン酸類、あるいは少なくとも1
つのメルカプト基および少なくとも1つのエステル基を
もつメルカプトカルボン酸エステル類、あるいは少なく
とも1つのメルカプト基および少なくとも1つのチオー
ル基をもつメルカプトサルファイド類が好ましい。
有機化合物としては、一分子中に複数個(2〜6個)の
メルカプト基をもつ有機化合物、あるいは少なくとも1
つのメルカプト基および少なくとも1つのカルボン酸基
をもつメルカプトカルボン酸類、あるいは少なくとも1
つのメルカプト基および少なくとも1つのエステル基を
もつメルカプトカルボン酸エステル類、あるいは少なく
とも1つのメルカプト基および少なくとも1つのチオー
ル基をもつメルカプトサルファイド類が好ましい。
【0023】これらのうち、一分子中に複数個のメルカ
プト基をもつ有機化合物としては、エタンジチオール、
1,3−プロパンジチオール、ヘキサンジチオール、ペ
ンタエリスリチオール、ジメルカプトジエチルエーテ
ル、1,8−ジメルカプト−3,6−ジオキサオクタ
ン、1,5−または2,7−ジメルカプトナフタレンな
どがある。また、メルカプトカルボン酸類の例として
は、チオグリコール酸、3−メルカプトプロピオン酸が
ある。また、メルカプトカルボン酸エステル類の例とし
て、β−メルカプトプロピオン酸2−エチルヘキシル、
β−メルカプトプロピオン酸3−メトキシブチル、トリ
メチロールプロパントリス(β−チオプロピオネー
ト)、ペンタエリスリテトラ(メルカプトプロピオン酸
エステル)などのメルカプトプロピオン酸の誘導体、チ
オグリコール酸2−エチルヘキシル、チオグリコール酸
イソオクチル、チオグリコール酸ブチル、チオグリコー
ル酸メトキシブチル、トリメチロールプロパントリス
(チオグリコレート)等のチオグリコール酸誘導体があ
る。メルカプトサルファイド類の例として、2,2’−
ジメルカプトジエチルサルファイド、ビス−(2−メル
カプトエチル)サルファイドがある。
プト基をもつ有機化合物としては、エタンジチオール、
1,3−プロパンジチオール、ヘキサンジチオール、ペ
ンタエリスリチオール、ジメルカプトジエチルエーテ
ル、1,8−ジメルカプト−3,6−ジオキサオクタ
ン、1,5−または2,7−ジメルカプトナフタレンな
どがある。また、メルカプトカルボン酸類の例として
は、チオグリコール酸、3−メルカプトプロピオン酸が
ある。また、メルカプトカルボン酸エステル類の例とし
て、β−メルカプトプロピオン酸2−エチルヘキシル、
β−メルカプトプロピオン酸3−メトキシブチル、トリ
メチロールプロパントリス(β−チオプロピオネー
ト)、ペンタエリスリテトラ(メルカプトプロピオン酸
エステル)などのメルカプトプロピオン酸の誘導体、チ
オグリコール酸2−エチルヘキシル、チオグリコール酸
イソオクチル、チオグリコール酸ブチル、チオグリコー
ル酸メトキシブチル、トリメチロールプロパントリス
(チオグリコレート)等のチオグリコール酸誘導体があ
る。メルカプトサルファイド類の例として、2,2’−
ジメルカプトジエチルサルファイド、ビス−(2−メル
カプトエチル)サルファイドがある。
【0024】また、c成分として、下記の構造式1で表
される2−置換−4,6−ジメルカプト−1,3,5−
トリアジン誘導体も好んで用いられる。
される2−置換−4,6−ジメルカプト−1,3,5−
トリアジン誘導体も好んで用いられる。
【化3】 〔ただし、RはOR1、SR2、NR1R2(R1およびR2
は、同一または相異なって、水素、アルキル基、シクロ
アルキル基、アルケニル基、アリール基、アリールアル
キル基、またはアルキルアリール基を示す。)、Mは水
素、アルカリ金属またはアルカリ土類金属を表す。〕で
表される化合物である。
は、同一または相異なって、水素、アルキル基、シクロ
アルキル基、アルケニル基、アリール基、アリールアル
キル基、またはアルキルアリール基を示す。)、Mは水
素、アルカリ金属またはアルカリ土類金属を表す。〕で
表される化合物である。
【0025】ここで、アルキル基としては、メチル、エ
チル、プロピル、ブチル、t−ブチル、ペンチル、ヘキ
シル、オクチル、ノニル、2−エチルヘキシル、ドデシ
ル、あるいはオクタデシル基を、アルケニル基として
は、アリルおよびオレイル基を、アリールアルキル基と
しては、ベンジル、メチルベンジル、フェニルエチル、
あるいはフェニルプロピル基を、アリール基としては、
フェニルあるいはナフチル基を、アルキルアリール基と
しては、エチルフェニル、ブチルフェニル、オクチルフ
ェニル、あるいは4’−ヒドロキシ−3’,5’−ジ−
t−ブチルフェニル基などを例示できる。
チル、プロピル、ブチル、t−ブチル、ペンチル、ヘキ
シル、オクチル、ノニル、2−エチルヘキシル、ドデシ
ル、あるいはオクタデシル基を、アルケニル基として
は、アリルおよびオレイル基を、アリールアルキル基と
しては、ベンジル、メチルベンジル、フェニルエチル、
あるいはフェニルプロピル基を、アリール基としては、
フェニルあるいはナフチル基を、アルキルアリール基と
しては、エチルフェニル、ブチルフェニル、オクチルフ
ェニル、あるいは4’−ヒドロキシ−3’,5’−ジ−
t−ブチルフェニル基などを例示できる。
【0026】また、本発明でc成分として使用されるチ
オエーテル基を有する有機化合物は、チオエーテル基の
他に、カルボン酸基、カルボン酸無水物基、エステル
基、アミド基から選ばれる少なくとも1つの官能基を有
することが望ましい。これらのうち、カルボン酸基ある
いはカルボン酸無水物基を有するチオエーテルの例とし
て、3,3’−チオジプロピオン酸、カルボキシエチル
チオコハク酸、カルボキシエチルチオコハク酸無水物、
ヒドロキシエチルチオプロピオン酸がある。また、エス
テル基を有するチオエーテルの例として、チオジプロピ
オン酸ジラウリル、チオジプロピオン酸ジステアリル、
チオジプロピオン酸ジオクタデシル、チオジプロピオン
酸ジテトラデシル、チオジプロピオン酸ジドデシルがあ
る。アミド基を有するチオエーテルの例として、ヒドロ
キシエチルチオプロピオンアミドがある。
オエーテル基を有する有機化合物は、チオエーテル基の
他に、カルボン酸基、カルボン酸無水物基、エステル
基、アミド基から選ばれる少なくとも1つの官能基を有
することが望ましい。これらのうち、カルボン酸基ある
いはカルボン酸無水物基を有するチオエーテルの例とし
て、3,3’−チオジプロピオン酸、カルボキシエチル
チオコハク酸、カルボキシエチルチオコハク酸無水物、
ヒドロキシエチルチオプロピオン酸がある。また、エス
テル基を有するチオエーテルの例として、チオジプロピ
オン酸ジラウリル、チオジプロピオン酸ジステアリル、
チオジプロピオン酸ジオクタデシル、チオジプロピオン
酸ジテトラデシル、チオジプロピオン酸ジドデシルがあ
る。アミド基を有するチオエーテルの例として、ヒドロ
キシエチルチオプロピオンアミドがある。
【0027】本発明においては、特に、チオエーテル基
を有する有機化合物として次式
を有する有機化合物として次式
【化4】 (ただし、R3とR4は炭素数2〜20の炭化水素基、m
とnはそれぞれ同一または異なり1〜4の整数)で表さ
れるチオエーテルカルボン酸あるいはその無水物が好ん
で用いられ、さらに好ましくはカルボキシエチルチオコ
ハク酸とカルボキシエチルチオコハク酸無水物である。
とnはそれぞれ同一または異なり1〜4の整数)で表さ
れるチオエーテルカルボン酸あるいはその無水物が好ん
で用いられ、さらに好ましくはカルボキシエチルチオコ
ハク酸とカルボキシエチルチオコハク酸無水物である。
【0028】アミド基を有するチオエーテルとしては、
次式
次式
【化5】 (ただし、R5とR6は炭素数2〜20の炭化水素基)で
表されるチオエーテルアミド類であり、例として、ヒド
ロキシエチルチオプロピオンアミドがある。
表されるチオエーテルアミド類であり、例として、ヒド
ロキシエチルチオプロピオンアミドがある。
【0029】さらに、c成分として、カルボン酸基およ
びカルボン酸無水物から選ばれる少なくとも1つの官能
基をもつ有機化合物も使用可能である。これらの例とし
て、酢酸、アクリル酸、ギ酸、クエン酸、シュウ酸、乳
酸、マレイン酸、プロピオン酸、マロン酸、酪酸等があ
る。
びカルボン酸無水物から選ばれる少なくとも1つの官能
基をもつ有機化合物も使用可能である。これらの例とし
て、酢酸、アクリル酸、ギ酸、クエン酸、シュウ酸、乳
酸、マレイン酸、プロピオン酸、マロン酸、酪酸等があ
る。
【0030】本発明の金属接着性が改善されたフッ化ビ
ニリデン系樹脂組成物は、(a)フッ化ビニリデン系樹
脂100重量部に対して、(b)金属に対して結合性あ
るいは親和性を示す官能基を有するアクリル系またはメ
タクリル系重合体0.5〜50重量部、さらに好ましく
は、1〜20重量部、および(c)メルカプト基、チオ
エーテル基、カルボン酸基、およびカルボン酸無水物基
から選ばれる少なくとも1つの官能基を有する有機化合
物0.01〜5重量部、さらに好ましくは、0.03〜
1重量部を含有する。b成分あるいはc成分の添加量が
少なすぎる場合、金属とフッ化ビニリデン系樹脂組成物
との接着性改善の効果が不十分となり、これらが多すぎ
る場合、フッ化ビニリデン系樹脂が本来有する機械的性
質、耐薬品性、耐溶剤性などが失われてしまう。
ニリデン系樹脂組成物は、(a)フッ化ビニリデン系樹
脂100重量部に対して、(b)金属に対して結合性あ
るいは親和性を示す官能基を有するアクリル系またはメ
タクリル系重合体0.5〜50重量部、さらに好ましく
は、1〜20重量部、および(c)メルカプト基、チオ
エーテル基、カルボン酸基、およびカルボン酸無水物基
から選ばれる少なくとも1つの官能基を有する有機化合
物0.01〜5重量部、さらに好ましくは、0.03〜
1重量部を含有する。b成分あるいはc成分の添加量が
少なすぎる場合、金属とフッ化ビニリデン系樹脂組成物
との接着性改善の効果が不十分となり、これらが多すぎ
る場合、フッ化ビニリデン系樹脂が本来有する機械的性
質、耐薬品性、耐溶剤性などが失われてしまう。
【0031】本発明において、特に、接着プロセスが溶
液塗布法である場合、フッ化ビニリデン系樹脂が1〜1
5重量%のフッ化ビニリデン系共重合体を含有し、フッ
化ビニリデン系樹脂100重量部に対して、b成分のア
クリル系またはメタクリル系重合体の量が0.5〜10
重量部、さらに好ましくは1〜5重量部、c成分の有機
化合物が0.03〜1重量部添加されることが望まし
い。
液塗布法である場合、フッ化ビニリデン系樹脂が1〜1
5重量%のフッ化ビニリデン系共重合体を含有し、フッ
化ビニリデン系樹脂100重量部に対して、b成分のア
クリル系またはメタクリル系重合体の量が0.5〜10
重量部、さらに好ましくは1〜5重量部、c成分の有機
化合物が0.03〜1重量部添加されることが望まし
い。
【0032】また、上述の方法で金属接着性が改善され
たフッ化ビニリデン系樹脂組成物は、フッ化ビニリデン
系樹脂を金属へ接着するに際して、その接着剤として用
いることができる。この場合、接着剤に用いるフッ化ビ
ニリデン系樹脂は必ずしも表面層となるフッ化ビニリデ
ン系樹脂と同一の樹脂から構成される必要はない。
たフッ化ビニリデン系樹脂組成物は、フッ化ビニリデン
系樹脂を金属へ接着するに際して、その接着剤として用
いることができる。この場合、接着剤に用いるフッ化ビ
ニリデン系樹脂は必ずしも表面層となるフッ化ビニリデ
ン系樹脂と同一の樹脂から構成される必要はない。
【0033】本発明の金属接着性組成物は、溶液プロセ
スあるいは溶融プロセスにより作製される。溶液プロセ
スの場合、上記のa、b、cの3成分を所定比率で、N
−メチルピロリドン、N,N−ジメチルホルムアミド、
テトラヒドロフラン、ジメチルアセトアミド、ジメチル
スルホキシド、ヘキサメチルスルホルアミド、テトラメ
チル尿素、アセトン、メチルエチルケトン等の溶媒に使
用する溶媒の沸点より低い温度で溶かせばよい。溶融プ
ロセスの場合、スクリュー混練機を用いて、a、b、c
の3成分を所定比率で加熱混練するという従来の方法で
製造することができる。ここで、溶融混練の方法として
は従来公知の方法を用いることができ、例えば、バンバ
リーミキサー、ゴムロール機、一軸もしくは二軸の押し
出し機等を用い、通常100〜300℃、好ましくは組
成にもよるが150〜260℃の温度で溶融混練して樹
脂組成物が得られる。
スあるいは溶融プロセスにより作製される。溶液プロセ
スの場合、上記のa、b、cの3成分を所定比率で、N
−メチルピロリドン、N,N−ジメチルホルムアミド、
テトラヒドロフラン、ジメチルアセトアミド、ジメチル
スルホキシド、ヘキサメチルスルホルアミド、テトラメ
チル尿素、アセトン、メチルエチルケトン等の溶媒に使
用する溶媒の沸点より低い温度で溶かせばよい。溶融プ
ロセスの場合、スクリュー混練機を用いて、a、b、c
の3成分を所定比率で加熱混練するという従来の方法で
製造することができる。ここで、溶融混練の方法として
は従来公知の方法を用いることができ、例えば、バンバ
リーミキサー、ゴムロール機、一軸もしくは二軸の押し
出し機等を用い、通常100〜300℃、好ましくは組
成にもよるが150〜260℃の温度で溶融混練して樹
脂組成物が得られる。
【0034】本発明で接着する基材として用いる金属材
料の例としては、鉄、ステンレス、アルミニウム、銅、
ニッケル、チタン、鉛、銀、クロム、各種合金などが挙
げられ、それらの形は特に限定されない。
料の例としては、鉄、ステンレス、アルミニウム、銅、
ニッケル、チタン、鉛、銀、クロム、各種合金などが挙
げられ、それらの形は特に限定されない。
【0035】
【作用】以上説明したように、本発明により、フッ化ビ
ニリデン系樹脂と金属材料との接着を容易に改善でき、
金属材料とフッ化ビニリデン系樹脂との複合材料を容易
に得ることが可能となる。この方法で得られる複合材料
としては、フィルム、シート、板、パイプ、棒、ストラ
ンド、モノフィラメント、繊維など様々な形状のものが
可能であり、作製手法としては、カレンダ加工、押出ラ
ミネーション、多層射出、流動浸漬塗装、デッピング、
スプレイ塗装、溶融プレスなどがある。また、本発明の
方法は、フッ化ビニリデン系樹脂を溶媒に溶解あるいは
分散して用いるフッ素系塗料やフッ化ビニリデン系樹脂
による電線被覆にも利用できる。
ニリデン系樹脂と金属材料との接着を容易に改善でき、
金属材料とフッ化ビニリデン系樹脂との複合材料を容易
に得ることが可能となる。この方法で得られる複合材料
としては、フィルム、シート、板、パイプ、棒、ストラ
ンド、モノフィラメント、繊維など様々な形状のものが
可能であり、作製手法としては、カレンダ加工、押出ラ
ミネーション、多層射出、流動浸漬塗装、デッピング、
スプレイ塗装、溶融プレスなどがある。また、本発明の
方法は、フッ化ビニリデン系樹脂を溶媒に溶解あるいは
分散して用いるフッ素系塗料やフッ化ビニリデン系樹脂
による電線被覆にも利用できる。
【0036】さらに、本発明のポリフッ化ビニリデン系
樹脂の金属基材への接着方法は、集電体の表面に少なく
とも電極活性物質と結着剤からなる電極構成物質層が形
成されている電池用電極構造体の製造に応用することが
でき、これにより電極活性物質と集電体との接着性が改
善され、電池の製造の途中での電極活性物質の集電体か
らの脱落を防止できるばかりでなく、最終的にサイクル
特性が改善された電池用電極が得られるようになる。特
に、非水系の二次電池、例えば、リチウムイオン二次電
池の電極の結着剤として有用である。
樹脂の金属基材への接着方法は、集電体の表面に少なく
とも電極活性物質と結着剤からなる電極構成物質層が形
成されている電池用電極構造体の製造に応用することが
でき、これにより電極活性物質と集電体との接着性が改
善され、電池の製造の途中での電極活性物質の集電体か
らの脱落を防止できるばかりでなく、最終的にサイクル
特性が改善された電池用電極が得られるようになる。特
に、非水系の二次電池、例えば、リチウムイオン二次電
池の電極の結着剤として有用である。
【0037】この場合、電極の集電体としては、金属
箔、金属メッシュ、三次元多孔体等があるが、この集電
体に用いる金属としては、リチウムと合金ができ難い金
属が望ましく、特に、鉄、ニッケル、コバルト、銅、ア
ルミニウム、チタン、バナジウム、クロム、マンガンが
単独、あるいはこれらの合金が用いられる。
箔、金属メッシュ、三次元多孔体等があるが、この集電
体に用いる金属としては、リチウムと合金ができ難い金
属が望ましく、特に、鉄、ニッケル、コバルト、銅、ア
ルミニウム、チタン、バナジウム、クロム、マンガンが
単独、あるいはこれらの合金が用いられる。
【0038】電極活性物質のうち負極活性物質として
は、リチウムイオンをドーピング、脱ドーピングし得る
材料であればよい。このような材料として、石油系コー
クスや炭素系コークスなどのコークス材料、アセチレン
ブラックなどのカーボンブラック類、グラファイト、ガ
ラス状炭素、活性炭、炭素繊維、有機高分子を非酸化性
雰囲気中で焼成して得られる有機高分子焼成体等の炭素
質材料がある。また、これらに酸化銅を添加する場合も
ある。
は、リチウムイオンをドーピング、脱ドーピングし得る
材料であればよい。このような材料として、石油系コー
クスや炭素系コークスなどのコークス材料、アセチレン
ブラックなどのカーボンブラック類、グラファイト、ガ
ラス状炭素、活性炭、炭素繊維、有機高分子を非酸化性
雰囲気中で焼成して得られる有機高分子焼成体等の炭素
質材料がある。また、これらに酸化銅を添加する場合も
ある。
【0039】また、正極活性物質としては、上述の一般
に使用されるものであり、特に限定されない。さらに、
これに導電体を添加してもよい。
に使用されるものであり、特に限定されない。さらに、
これに導電体を添加してもよい。
【0040】電極を作製するプロセス例として、所定量
の電極活性物質、および結着剤として(a)上記のフッ
化ビニリデン系樹脂、(b)金属に対して結合性あるい
は親和性を示す官能基を有する上述のアクリル系または
メタクリル系重合体、および(c)メルカプト基、チオ
エーテル基、カルボン酸基、およびカルボン酸無水物基
から選ばれる少なくとも1つの官能基を有する上述の有
機化合物を溶媒の存在下で混練して得られたスラリーを
電極集電体に塗布した後、乾燥後、必要に応じてプレス
して電極が得られる。この場合、スラリーを塗布後、必
要に応じて、60〜250℃、さらに望ましくは80〜
200℃で、1分間〜10時間、加熱処理することが望
ましい。電極構成物質層には、必要に応じて、導電性付
与剤やその他添加剤(酸化銅等)等を添加してもよい。
の電極活性物質、および結着剤として(a)上記のフッ
化ビニリデン系樹脂、(b)金属に対して結合性あるい
は親和性を示す官能基を有する上述のアクリル系または
メタクリル系重合体、および(c)メルカプト基、チオ
エーテル基、カルボン酸基、およびカルボン酸無水物基
から選ばれる少なくとも1つの官能基を有する上述の有
機化合物を溶媒の存在下で混練して得られたスラリーを
電極集電体に塗布した後、乾燥後、必要に応じてプレス
して電極が得られる。この場合、スラリーを塗布後、必
要に応じて、60〜250℃、さらに望ましくは80〜
200℃で、1分間〜10時間、加熱処理することが望
ましい。電極構成物質層には、必要に応じて、導電性付
与剤やその他添加剤(酸化銅等)等を添加してもよい。
【0041】ここで、電極集電体に塗布するスラリーを
得るために用いられる溶媒としては、N−メチルピロリ
ドン、N,N−ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフ
ラン、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、
ヘキサメチルスルホルアミド、テトラメチル尿素、アセ
トン、メチルエチルケトン等の有機溶媒や水であればよ
く、これらを単独で用いても、混合して用いてもよい。
これらのうち、N−メチルピロリドンが特に好んで用い
られる。また、必要に応じて分散剤を添加してもよい。
この場合、ノニオン系の分散剤が好んで用いられる。
得るために用いられる溶媒としては、N−メチルピロリ
ドン、N,N−ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフ
ラン、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、
ヘキサメチルスルホルアミド、テトラメチル尿素、アセ
トン、メチルエチルケトン等の有機溶媒や水であればよ
く、これらを単独で用いても、混合して用いてもよい。
これらのうち、N−メチルピロリドンが特に好んで用い
られる。また、必要に応じて分散剤を添加してもよい。
この場合、ノニオン系の分散剤が好んで用いられる。
【0042】また、電極活性物質に添加する結着剤(a
成分とb成分の合計)の量は、電極活性物質100重量
部に対して、1〜50重量部であることが望ましく、さ
らに望ましくは3〜40重量部である。この添加量の最
適量は電池や電極の型によって異なる。a、b、c成分
の相互の比率は、上述の如くである。
成分とb成分の合計)の量は、電極活性物質100重量
部に対して、1〜50重量部であることが望ましく、さ
らに望ましくは3〜40重量部である。この添加量の最
適量は電池や電極の型によって異なる。a、b、c成分
の相互の比率は、上述の如くである。
【0043】好ましいa成分のフッ化ビニリデン系樹脂
は、電池や電極に要求される性質によって異なり、フッ
化ビニリデン単独重合体、上述のフッ化ビニリデン系共
重合体、あるいはフッ化ビニリデン単独重合体1〜99
重量%とフッ化ビニリデン系共重合体樹脂99〜1重量
%からなる混合物から選択される。例えば、電極に柔軟
性が必要な薄型電池や角型電池の場合、フッ化ビニリデ
ンと六フッ化プロピレンとの共重合体などのフッ化ビニ
リデン系共重合体やこのようなフッ化ビニリデン系共重
合体とフッ化ビニリデン系単独重合体との混合物が好ん
で用いられ、柔軟性がそれほで必要とされない場合は、
フッ化ビニリデン系単独重合体が好んで用いられる。本
発明の方法は、いずれのフッ化ビニリデン系樹脂を用い
た場合においても、集電体と電極活性層との接着を高め
るのに有効である。特に、a成分が、フッ化ビニリデン
単独重合体80〜99重量%とフッ化ビニリデン系共重
合体樹脂20〜1重量%の混合物の場合、リチウム電池
に通常用いられるカーボネート系溶媒に対する膨潤性
は、フッ化ビニリデン単独重合体と同程度であり、柔軟
性はフッ化ビニリデン単独重合体に比べ改善されるの
で、液体型リチウム電池に好んで使用される。
は、電池や電極に要求される性質によって異なり、フッ
化ビニリデン単独重合体、上述のフッ化ビニリデン系共
重合体、あるいはフッ化ビニリデン単独重合体1〜99
重量%とフッ化ビニリデン系共重合体樹脂99〜1重量
%からなる混合物から選択される。例えば、電極に柔軟
性が必要な薄型電池や角型電池の場合、フッ化ビニリデ
ンと六フッ化プロピレンとの共重合体などのフッ化ビニ
リデン系共重合体やこのようなフッ化ビニリデン系共重
合体とフッ化ビニリデン系単独重合体との混合物が好ん
で用いられ、柔軟性がそれほで必要とされない場合は、
フッ化ビニリデン系単独重合体が好んで用いられる。本
発明の方法は、いずれのフッ化ビニリデン系樹脂を用い
た場合においても、集電体と電極活性層との接着を高め
るのに有効である。特に、a成分が、フッ化ビニリデン
単独重合体80〜99重量%とフッ化ビニリデン系共重
合体樹脂20〜1重量%の混合物の場合、リチウム電池
に通常用いられるカーボネート系溶媒に対する膨潤性
は、フッ化ビニリデン単独重合体と同程度であり、柔軟
性はフッ化ビニリデン単独重合体に比べ改善されるの
で、液体型リチウム電池に好んで使用される。
【0044】以上の様にして作製された負極構造体と陽
極構造体とを、透液性のセパレータ(例えば、ポリエチ
レンあるいはポリプロピレン製の多孔性フィルム)を間
に介して、配置し、これに非水系の電解液を含浸せしめ
ることにより非水系二次電池が形成される。また、両面
に活性層が形成された負極構造体/セパレータ/両面に
活性層が形成された正極構造体/セパレータからなる積
層体をロール状(渦巻状)に巻回して得られる構造体を
有底の金属ケーシングに収容し、負極を負極端子に、正
極を正極端子に接続し、電解液を含浸せしめた後、ケー
シングを封止することにより筒状の二次電池が得られ
る。
極構造体とを、透液性のセパレータ(例えば、ポリエチ
レンあるいはポリプロピレン製の多孔性フィルム)を間
に介して、配置し、これに非水系の電解液を含浸せしめ
ることにより非水系二次電池が形成される。また、両面
に活性層が形成された負極構造体/セパレータ/両面に
活性層が形成された正極構造体/セパレータからなる積
層体をロール状(渦巻状)に巻回して得られる構造体を
有底の金属ケーシングに収容し、負極を負極端子に、正
極を正極端子に接続し、電解液を含浸せしめた後、ケー
シングを封止することにより筒状の二次電池が得られ
る。
【0045】ここで使用される電解液としては、例え
ば、リチウムイオン二次電池の場合、電解質としてのリ
チウム塩を1M程度の濃度で非水系有機溶媒に溶解した
ものが用いられる。ここで、リチウム塩として、LiP
F6、LiClO4、LiBF4、LiAsF6、LiSO
3CF3、Li[(SO2CF3)2N]などがある。ま
た、非水系有機溶媒としては、例えば、プロピレンカー
ボネート、エチレンカーボネート、1,2−ジメトキシ
エタン、1,2−ジエトキシエタン、ジメチルカーボネ
ート、ジエチルカーボネート、メチルエチルカーボネー
トなどが単独であるいは二種類以上を混合して用いられ
る。
ば、リチウムイオン二次電池の場合、電解質としてのリ
チウム塩を1M程度の濃度で非水系有機溶媒に溶解した
ものが用いられる。ここで、リチウム塩として、LiP
F6、LiClO4、LiBF4、LiAsF6、LiSO
3CF3、Li[(SO2CF3)2N]などがある。ま
た、非水系有機溶媒としては、例えば、プロピレンカー
ボネート、エチレンカーボネート、1,2−ジメトキシ
エタン、1,2−ジエトキシエタン、ジメチルカーボネ
ート、ジエチルカーボネート、メチルエチルカーボネー
トなどが単独であるいは二種類以上を混合して用いられ
る。
【0046】以下、実施例により本発明を説明するが、
本発明は実施例により何ら限定されるものではない。
本発明は実施例により何ら限定されるものではない。
【0047】
【実施例1】900gのN−メチルピロリドン(NM
P)中に、フッ化ビニリデン単独重合体であるエルフ・
アトケム社製のカイナー461(230℃、2.16k
g荷重下でのMFRが0.03g/10分、23℃での
曲げ弾性率が1500MPa)を97g、カルボン酸無
水物基が導入されたポリメタクリル酸メチル(住友化学
工業(株)製、スミペックスTR)を3g、および2,
4,6−トリメルカプト−1,3,5−トリアジンを
0.3g溶解してなる溶液(S−1)を、厚さ1mmの
アルミニウム板および銅板に塗布し、120℃で1時間
放置した後、減圧乾燥を行なった。
P)中に、フッ化ビニリデン単独重合体であるエルフ・
アトケム社製のカイナー461(230℃、2.16k
g荷重下でのMFRが0.03g/10分、23℃での
曲げ弾性率が1500MPa)を97g、カルボン酸無
水物基が導入されたポリメタクリル酸メチル(住友化学
工業(株)製、スミペックスTR)を3g、および2,
4,6−トリメルカプト−1,3,5−トリアジンを
0.3g溶解してなる溶液(S−1)を、厚さ1mmの
アルミニウム板および銅板に塗布し、120℃で1時間
放置した後、減圧乾燥を行なった。
【0048】得られたポリマー塗布面を1mm間隔でカ
ットし、碁盤目試験(JIS K5400 6・15に
準ずる)を行ったところ、ポリマー塗布層の付着残留率
は、アルミニウムおよび銅板とも100%、さらにテー
プ剥離試験を行ったところ、付着残留率は、アルミニウ
ム板上では85%、銅板上では100%であった。上記
のフッ化ビニリデン系樹脂組成物と金属板との接着性が
良好であることが確認された。また、エチレンカーボネ
ート中、60℃で72時間浸漬後のポリマー層の溶媒膨
潤度は24%であり、フッ化ビニリデン単独重合体に対
する値と同程度であった。
ットし、碁盤目試験(JIS K5400 6・15に
準ずる)を行ったところ、ポリマー塗布層の付着残留率
は、アルミニウムおよび銅板とも100%、さらにテー
プ剥離試験を行ったところ、付着残留率は、アルミニウ
ム板上では85%、銅板上では100%であった。上記
のフッ化ビニリデン系樹脂組成物と金属板との接着性が
良好であることが確認された。また、エチレンカーボネ
ート中、60℃で72時間浸漬後のポリマー層の溶媒膨
潤度は24%であり、フッ化ビニリデン単独重合体に対
する値と同程度であった。
【0049】
【実施例2】実施例1において、フッ化ビニリデン系樹
脂として、カイナー461の代わりにフッ化ビニリデン
と六フッ化プロピレンとの共重合体であるエルフ・アト
ケム社製のカイナー2801(六フッ化プロピレン含量
率10重量%、230℃、2.16kg荷重下でのMF
Rが0.2g/10分、23℃での曲げ弾性率が600
MPa)を用いた他は、実施例1と同様にNMP溶液
(S−2)を作製した。同様の碁盤目試験の結果、ポリ
マー塗布層の付着残留率は、アルミニウムおよび銅板と
も100%、さらに、テープ剥離試験では、アルミニウ
ム板上では90%、銅板上では100%の付着残留率で
あった。
脂として、カイナー461の代わりにフッ化ビニリデン
と六フッ化プロピレンとの共重合体であるエルフ・アト
ケム社製のカイナー2801(六フッ化プロピレン含量
率10重量%、230℃、2.16kg荷重下でのMF
Rが0.2g/10分、23℃での曲げ弾性率が600
MPa)を用いた他は、実施例1と同様にNMP溶液
(S−2)を作製した。同様の碁盤目試験の結果、ポリ
マー塗布層の付着残留率は、アルミニウムおよび銅板と
も100%、さらに、テープ剥離試験では、アルミニウ
ム板上では90%、銅板上では100%の付着残留率で
あった。
【0050】
【実施例3】900gのNMP中に、フッ化ビニリデン
単独重合体であるエルフ・アトケム社製のカイナー30
1F(230℃、2.16kg荷重下でのMFRが0.
03g/10分)を87g、実施例2記載のフッ化ビニ
リデンと六フッ化プロピレンとの共重合体カイナー28
01を10g、実施例1記載のスミペックスTRを3
g、および2,4,6−トリメルカプト−1,3,5−
トリアジンを0.1g溶解してなる溶液(S−3)を、
厚さ1mmのアルミニウム板および銅板に塗布し、12
0℃で1時間放置した後、減圧乾燥を行なった。
単独重合体であるエルフ・アトケム社製のカイナー30
1F(230℃、2.16kg荷重下でのMFRが0.
03g/10分)を87g、実施例2記載のフッ化ビニ
リデンと六フッ化プロピレンとの共重合体カイナー28
01を10g、実施例1記載のスミペックスTRを3
g、および2,4,6−トリメルカプト−1,3,5−
トリアジンを0.1g溶解してなる溶液(S−3)を、
厚さ1mmのアルミニウム板および銅板に塗布し、12
0℃で1時間放置した後、減圧乾燥を行なった。
【0051】得られたポリマー塗布面を1mm間隔でカ
ットし、碁盤目試験(JIS K5400 6・15に
準ずる)を行ったところ、ポリマー塗布層の付着残留率
は、アルミニウムおよび銅板とも100%、さらにテー
プ剥離試験を行ったところ、付着残留率は、アルミニウ
ム板上と銅板上いずれにおいても、100%であった。
上記のフッ化ビニリデン系樹脂組成物と金属板との接着
性が良好であることが確認された。また、エチレンカー
ボネート中、60℃で72時間浸漬後のポリマー層の溶
媒膨潤度は26%であり、純粋なカイナー301Fに比
べやや増加したが、大きな変化は見られなかった。
ットし、碁盤目試験(JIS K5400 6・15に
準ずる)を行ったところ、ポリマー塗布層の付着残留率
は、アルミニウムおよび銅板とも100%、さらにテー
プ剥離試験を行ったところ、付着残留率は、アルミニウ
ム板上と銅板上いずれにおいても、100%であった。
上記のフッ化ビニリデン系樹脂組成物と金属板との接着
性が良好であることが確認された。また、エチレンカー
ボネート中、60℃で72時間浸漬後のポリマー層の溶
媒膨潤度は26%であり、純粋なカイナー301Fに比
べやや増加したが、大きな変化は見られなかった。
【0052】
【実施例4】900gのNMP中に、カイナー301F
を48g、実施例2記載のフッ化ビニリデンと六フッ化
プロピレンとの共重合体カイナー2801を48g、実
施例1記載のスミペックスTRを4g、および2,4,
6−トリメルカプト−1,3,5−トリアジンを0.6
g溶解して、溶液(S−4)を調製した。実施例3と同
様にして行った碁盤目試験の結果、ポリマー塗布層の付
着残留率は、アルミニウムおよび銅板とも100%、さ
らに、テープ剥離試験でも、アルミニウム板上および銅
板とも100%の付着残留率であった。
を48g、実施例2記載のフッ化ビニリデンと六フッ化
プロピレンとの共重合体カイナー2801を48g、実
施例1記載のスミペックスTRを4g、および2,4,
6−トリメルカプト−1,3,5−トリアジンを0.6
g溶解して、溶液(S−4)を調製した。実施例3と同
様にして行った碁盤目試験の結果、ポリマー塗布層の付
着残留率は、アルミニウムおよび銅板とも100%、さ
らに、テープ剥離試験でも、アルミニウム板上および銅
板とも100%の付着残留率であった。
【0053】
【実施例5】実施例3において、2,4,6−トリメル
カプト−1,3,5−トリアジンを3−メルカプトプロ
ピオン酸に代えた他は、実施例3と同様にNMP溶液
(S−5)を調製した。同様の碁盤目試験の結果、ポリ
マー塗布層の付着残留率は、アルミニウムおよび銅板と
も100%、さらに、テープ剥離試験では、アルミニウ
ム板上では95%、銅板上では100%の付着残留率で
あった。
カプト−1,3,5−トリアジンを3−メルカプトプロ
ピオン酸に代えた他は、実施例3と同様にNMP溶液
(S−5)を調製した。同様の碁盤目試験の結果、ポリ
マー塗布層の付着残留率は、アルミニウムおよび銅板と
も100%、さらに、テープ剥離試験では、アルミニウ
ム板上では95%、銅板上では100%の付着残留率で
あった。
【0054】
【実施例6】実施例3において、2,4,6−トリメル
カプト−1,3,5−トリアジンをカルボキシエチルチ
オコハク酸無水物に代えた他は、実施例3と同様にNM
P溶液(S−6)を作製した。同様の碁盤目試験の結
果、ポリマー塗布層の付着残留率は、アルミニウムおよ
び銅板とも100%、さらに、テープ剥離試験でも、ア
ルミニウムおよび銅板とも100%の付着残留率であっ
た。
カプト−1,3,5−トリアジンをカルボキシエチルチ
オコハク酸無水物に代えた他は、実施例3と同様にNM
P溶液(S−6)を作製した。同様の碁盤目試験の結
果、ポリマー塗布層の付着残留率は、アルミニウムおよ
び銅板とも100%、さらに、テープ剥離試験でも、ア
ルミニウムおよび銅板とも100%の付着残留率であっ
た。
【0055】
【実施例7】実施例3において、金属に対して結合性あ
るいは親和性を示す官能基を有するアクリル系重合体と
して、無水マレイン酸、N−メチルジメチルグルタルイ
ミド、カルボン酸含有モノマー、およびメタクリル酸メ
チルからなる共重合体(ローム・アンド・ハース社製、
PARALOID EXL4151)を用いた他は、実
施例3と同様にNMP溶液(S−7)を作製した。同様
の碁盤目試験の結果、ポリマー塗布層の付着残留率は、
アルミニウムおよび銅板とも100%、さらに、テープ
剥離試験でも、アルミニウムおよび銅板とも100%の
付着残留率であった。
るいは親和性を示す官能基を有するアクリル系重合体と
して、無水マレイン酸、N−メチルジメチルグルタルイ
ミド、カルボン酸含有モノマー、およびメタクリル酸メ
チルからなる共重合体(ローム・アンド・ハース社製、
PARALOID EXL4151)を用いた他は、実
施例3と同様にNMP溶液(S−7)を作製した。同様
の碁盤目試験の結果、ポリマー塗布層の付着残留率は、
アルミニウムおよび銅板とも100%、さらに、テープ
剥離試験でも、アルミニウムおよび銅板とも100%の
付着残留率であった。
【0056】
【実施例8】実施例3において、金属に対して結合性あ
るいは親和性を有する官能基を持つアクリル系重合体と
して、エポキシ変成ポリメタクリル酸メチルがグラフト
されたポリメタクリル酸メチル(東亜合成化学工業
(株)、レゼダGP−301)を用いた他は、実施例3
と同様にNMP溶液(S−8)を作製した。同様の碁盤
目試験の結果、ポリマー塗布層の付着残留率は、アルミ
ニウムおよび銅板とも100%、さらに、テープ剥離試
験でも、アルミニウムおよび銅板とも100%の付着残
留率であった。
るいは親和性を有する官能基を持つアクリル系重合体と
して、エポキシ変成ポリメタクリル酸メチルがグラフト
されたポリメタクリル酸メチル(東亜合成化学工業
(株)、レゼダGP−301)を用いた他は、実施例3
と同様にNMP溶液(S−8)を作製した。同様の碁盤
目試験の結果、ポリマー塗布層の付着残留率は、アルミ
ニウムおよび銅板とも100%、さらに、テープ剥離試
験でも、アルミニウムおよび銅板とも100%の付着残
留率であった。
【0057】
【実施例9】負極活性物質担持体として石炭ピッチコー
クスをボールミルで粉砕したもの100gを実施例1で
得られたNMP溶液(S−1)100g中に分散させて
スラリー(ペースト)状にした。このスラリーを、集電
体としての厚さ20μmの銅箔の片面に塗布し、130
℃で15分間乾燥し、厚さ110μm、幅20mmの電
極構造体(負極として用いられる)を作製した。
クスをボールミルで粉砕したもの100gを実施例1で
得られたNMP溶液(S−1)100g中に分散させて
スラリー(ペースト)状にした。このスラリーを、集電
体としての厚さ20μmの銅箔の片面に塗布し、130
℃で15分間乾燥し、厚さ110μm、幅20mmの電
極構造体(負極として用いられる)を作製した。
【0058】この電極表面の電極活性層に粘着テープを
接着し、引っ張り試験機により集電体と電極活性層との
接着強度を測定したところ185g/cmであった。ま
た、剥がした後、集電体上にかなりの電極活性物質の付
着残留物が認められた、電極活性物質と集電体との接着
性が非常に良好であることが確認された。さらに、直径
1mmのシリンダーにロール状に巻き付けて行う接着性
試験において、電極活性層の剥離は全く認められず、こ
の後、電極をエチレンカーボネート中に浸漬し、60℃
で3日間放置しても電極活性層の剥離は全く認められな
かった。
接着し、引っ張り試験機により集電体と電極活性層との
接着強度を測定したところ185g/cmであった。ま
た、剥がした後、集電体上にかなりの電極活性物質の付
着残留物が認められた、電極活性物質と集電体との接着
性が非常に良好であることが確認された。さらに、直径
1mmのシリンダーにロール状に巻き付けて行う接着性
試験において、電極活性層の剥離は全く認められず、こ
の後、電極をエチレンカーボネート中に浸漬し、60℃
で3日間放置しても電極活性層の剥離は全く認められな
かった。
【0059】
【実施例10】実施例9において、NMP溶液に実施例
2で得られたSー2を用いた他は、実施例9と同様に電
極構造体を作製した。集電体と電極活性層との接着強度
は190g/cmであり、その他の試験においても良好
な接着性が確認された。
2で得られたSー2を用いた他は、実施例9と同様に電
極構造体を作製した。集電体と電極活性層との接着強度
は190g/cmであり、その他の試験においても良好
な接着性が確認された。
【0060】
【実施例11】実施例9において、NMP溶液に実施例
3で得られたSー3を用いた他は、実施例9と同様に電
極構造体を作製した。集電体と電極活性層との接着強度
は300g/cmであり、その他の試験においても良好
な接着性が確認された。
3で得られたSー3を用いた他は、実施例9と同様に電
極構造体を作製した。集電体と電極活性層との接着強度
は300g/cmであり、その他の試験においても良好
な接着性が確認された。
【0061】
【実施例12】正極活性物質としてのLiCoO2を9
4g、導電剤としてのグラファイトを6g、および結着
剤として実施例3で得られたNMP溶液(S−3)を1
00g混合しスラリー(ペースト)状にした。このスラ
リーを、集電体としての厚さ20μmのアルミニウム箔
の片面に塗布し、130℃で15分間乾燥し、厚さ10
0μm、幅20mmの電極構造体(正極として用いられ
る)を作製した。集電体と電極活性層との接着強度は2
30g/cmであり、その他の試験においても良好な接
着性が確認された。
4g、導電剤としてのグラファイトを6g、および結着
剤として実施例3で得られたNMP溶液(S−3)を1
00g混合しスラリー(ペースト)状にした。このスラ
リーを、集電体としての厚さ20μmのアルミニウム箔
の片面に塗布し、130℃で15分間乾燥し、厚さ10
0μm、幅20mmの電極構造体(正極として用いられ
る)を作製した。集電体と電極活性層との接着強度は2
30g/cmであり、その他の試験においても良好な接
着性が確認された。
【0062】
【比較例1】900gのNMPに、ポリフッ化ビニリデ
ン(カイナー301F)を100g溶解してなる溶液
(S−9)を厚さ1mmのアルミニウム板および銅板に
塗布し、120℃で1時間放置し、さらに減圧乾燥を行
なった。このポリマー塗布層に対する接着性試験とし
て、実施例1と同様に碁盤目試験を行ったところ、ポリ
マー塗布層の付着残留率は、アルミニウムおよび銅板と
も20%以下であった。さらにテープ剥離試験を行った
ところ、ポリマー層は全て剥がれた。また、金属板から
剥がしたポリマーを用い実施例1と同様の方法で測定し
たエチレンカーボネートでの膨潤度は23%であった。
ン(カイナー301F)を100g溶解してなる溶液
(S−9)を厚さ1mmのアルミニウム板および銅板に
塗布し、120℃で1時間放置し、さらに減圧乾燥を行
なった。このポリマー塗布層に対する接着性試験とし
て、実施例1と同様に碁盤目試験を行ったところ、ポリ
マー塗布層の付着残留率は、アルミニウムおよび銅板と
も20%以下であった。さらにテープ剥離試験を行った
ところ、ポリマー層は全て剥がれた。また、金属板から
剥がしたポリマーを用い実施例1と同様の方法で測定し
たエチレンカーボネートでの膨潤度は23%であった。
【0063】
【比較例2】900gのNMPに、ポリフッ化ビニリデ
ン(カイナー461)を97gおよび実施例1記載のス
ミペックスTRを3g溶解してなる溶液(S−10)を
厚さ1mmのアルミニウム板および銅板に塗布し、12
0℃で1時間放置し、さらに減圧乾燥を行なった。この
ポリマー塗布層に対する接着性試験として、実施例1と
同様に碁盤目試験を行ったところ、ポリマー塗布層の付
着残留率は、アルミニウムおよび銅板とも100%であ
ったが、テープ剥離試験では、アルミニウム板上では約
50%、銅板上では約80%の付着残留率であった。。
また、実施例1と同様の方法で測定したポリマー層のエ
チレンカーボネートでの膨潤度は24%であった。
ン(カイナー461)を97gおよび実施例1記載のス
ミペックスTRを3g溶解してなる溶液(S−10)を
厚さ1mmのアルミニウム板および銅板に塗布し、12
0℃で1時間放置し、さらに減圧乾燥を行なった。この
ポリマー塗布層に対する接着性試験として、実施例1と
同様に碁盤目試験を行ったところ、ポリマー塗布層の付
着残留率は、アルミニウムおよび銅板とも100%であ
ったが、テープ剥離試験では、アルミニウム板上では約
50%、銅板上では約80%の付着残留率であった。。
また、実施例1と同様の方法で測定したポリマー層のエ
チレンカーボネートでの膨潤度は24%であった。
【0064】
【比較例3】900gのNMPに、カイナー461を1
00gおよび2,4,6−トリメルカプト−1,3,5
−トリアジンを0.3g溶解してなる溶液(S−11)
を厚さ1mmのアルミニウム板および銅板に塗布し、1
20℃で1時間放置し、さらに減圧乾燥を行なった。こ
のポリマー塗布層に対する接着性試験として、実施例1
と同様に碁盤目試験を行ったところ、ポリマー塗布層の
付着残留率は、アルミニウム板上では約70%、銅板上
では約90%の付着残留率であったが、テープ剥離試験
では、アルミニウム板上では約30%、銅板上では約5
0%の付着残留率であった。また、実施例1と同様の方
法で測定したポリマー層のエチレンカーボネートでの膨
潤度は23%であった。
00gおよび2,4,6−トリメルカプト−1,3,5
−トリアジンを0.3g溶解してなる溶液(S−11)
を厚さ1mmのアルミニウム板および銅板に塗布し、1
20℃で1時間放置し、さらに減圧乾燥を行なった。こ
のポリマー塗布層に対する接着性試験として、実施例1
と同様に碁盤目試験を行ったところ、ポリマー塗布層の
付着残留率は、アルミニウム板上では約70%、銅板上
では約90%の付着残留率であったが、テープ剥離試験
では、アルミニウム板上では約30%、銅板上では約5
0%の付着残留率であった。また、実施例1と同様の方
法で測定したポリマー層のエチレンカーボネートでの膨
潤度は23%であった。
【0065】
【比較例4】900gのNMPに、フッ化ビニリデンと
六フッ化プロピレンとの共重合体(カイナー2801)
を97gおよびスミペックスTRを3g溶解してなる溶
液(S−12)を厚さ1mmのアルミニウム板および銅
板に塗布し、120℃で1時間放置し、さらに減圧乾燥
を行なった。このポリマー塗布層に対する接着性試験と
して、実施例1と同様に碁盤目試験を行ったところ、ポ
リマー塗布層の付着残留率は、アルミニウムおよび銅板
とも100%であったが、テープ剥離試験では、アルミ
ニウム板上では約70%、銅板上では約90%の付着残
留率であった。。また、実施例1と同様の方法で測定し
たポリマー層のエチレンカーボネートでの膨潤度は42
%であった。
六フッ化プロピレンとの共重合体(カイナー2801)
を97gおよびスミペックスTRを3g溶解してなる溶
液(S−12)を厚さ1mmのアルミニウム板および銅
板に塗布し、120℃で1時間放置し、さらに減圧乾燥
を行なった。このポリマー塗布層に対する接着性試験と
して、実施例1と同様に碁盤目試験を行ったところ、ポ
リマー塗布層の付着残留率は、アルミニウムおよび銅板
とも100%であったが、テープ剥離試験では、アルミ
ニウム板上では約70%、銅板上では約90%の付着残
留率であった。。また、実施例1と同様の方法で測定し
たポリマー層のエチレンカーボネートでの膨潤度は42
%であった。
【0066】
【比較例5】900gのNMPに、カイナー301Fを
87g、カイナー2801を10g、およびスミペック
スTRを3g溶解してなる溶液(S−13)を厚さ1m
mのアルミニウム板および銅板に塗布し、120℃で1
時間放置し、さらに減圧乾燥を行なった。このポリマー
塗布層に対する接着性試験として、実施例1と同様に碁
盤目試験を行ったところ、ポリマー塗布層の付着残留率
は、アルミニウムおよび銅板とも100%であったが、
テープ剥離試験では、アルミニウム板上では約80%、
銅板上では約100%の付着残留率であった。また、実
施例1と同様の方法で測定したポリマー層のエチレンカ
ーボネートでの膨潤度は26%であった。
87g、カイナー2801を10g、およびスミペック
スTRを3g溶解してなる溶液(S−13)を厚さ1m
mのアルミニウム板および銅板に塗布し、120℃で1
時間放置し、さらに減圧乾燥を行なった。このポリマー
塗布層に対する接着性試験として、実施例1と同様に碁
盤目試験を行ったところ、ポリマー塗布層の付着残留率
は、アルミニウムおよび銅板とも100%であったが、
テープ剥離試験では、アルミニウム板上では約80%、
銅板上では約100%の付着残留率であった。また、実
施例1と同様の方法で測定したポリマー層のエチレンカ
ーボネートでの膨潤度は26%であった。
【0067】
【比較例6】実施例9において、NMP溶液に比較例1
で得られたSー9を用いた他は、実施例9と同様に電極
構造体を作製した。集電体と電極活性層との接着強度は
35g/cmと低い値であった。また、直径1mmのシ
リンダーによるロール巻き付試験においては、電極活性
層の剥離が認められ、60℃のエチレンカーボネート中
への浸漬試験では、かなりの電極活性層の剥離が起こっ
た。
で得られたSー9を用いた他は、実施例9と同様に電極
構造体を作製した。集電体と電極活性層との接着強度は
35g/cmと低い値であった。また、直径1mmのシ
リンダーによるロール巻き付試験においては、電極活性
層の剥離が認められ、60℃のエチレンカーボネート中
への浸漬試験では、かなりの電極活性層の剥離が起こっ
た。
【0068】
【比較例7】実施例9において、NMP溶液に比較例2
で得られたSー10を用いた他は、実施例9と同様に電
極構造体を作製した。集電体と電極活性層との接着強度
は70g/cmとそれほど高い値は得られなかった。ま
た、直径1mmのシリンダーによるロール巻き付試験に
おいては、電極活性層の剥離が認められ、60℃のエチ
レンカーボネート中への浸漬試験では、かなりの電極活
性層の剥離が起こった。
で得られたSー10を用いた他は、実施例9と同様に電
極構造体を作製した。集電体と電極活性層との接着強度
は70g/cmとそれほど高い値は得られなかった。ま
た、直径1mmのシリンダーによるロール巻き付試験に
おいては、電極活性層の剥離が認められ、60℃のエチ
レンカーボネート中への浸漬試験では、かなりの電極活
性層の剥離が起こった。
【0069】
【比較例8】実施例9において、NMP溶液に比較例3
で得られたSー11を用いた他は、実施例9と同様に電
極構造体を作製した。集電体と電極活性層との接着強度
は76g/cmとそれほど高い値は得られなかった。ま
た、直径1mmのシリンダーによるロール巻き付試験に
おいては、僅かではあるが電極活性層の剥離が認めら
れ、60℃のエチレンカーボネート中への浸漬試験で
は、一部の電極活性層の剥離が起こった。
で得られたSー11を用いた他は、実施例9と同様に電
極構造体を作製した。集電体と電極活性層との接着強度
は76g/cmとそれほど高い値は得られなかった。ま
た、直径1mmのシリンダーによるロール巻き付試験に
おいては、僅かではあるが電極活性層の剥離が認めら
れ、60℃のエチレンカーボネート中への浸漬試験で
は、一部の電極活性層の剥離が起こった。
【0070】
【比較例9】実施例9において、NMP溶液に比較例4
で得られたSー12を用いた他は、実施例9と同様に電
極構造体を作製した。集電体と電極活性層との接着強度
は80g/cmとそれほど高い値は得られなかった。ま
た、直径1mmのシリンダーによるロール巻き付試験に
おいては、僅かではあるが電極活性層の剥離が認めら
れ、60℃のエチレンカーボネート中への浸漬試験で
は、一部の電極活性層の剥離が起こった。
で得られたSー12を用いた他は、実施例9と同様に電
極構造体を作製した。集電体と電極活性層との接着強度
は80g/cmとそれほど高い値は得られなかった。ま
た、直径1mmのシリンダーによるロール巻き付試験に
おいては、僅かではあるが電極活性層の剥離が認めら
れ、60℃のエチレンカーボネート中への浸漬試験で
は、一部の電極活性層の剥離が起こった。
【0071】
【比較例10】実施例9において、NMP溶液に比較例
5で得られたSー13を用いた他は、実施例9と同様に
電極構造体を作製した。集電体と電極活性層との接着強
度は210g/cmとかなり高い値が得られたが、溶液
S−3を用いた実施例11での結果には及ばなかった。
また、直径1mmのシリンダーによるロール巻き付試験
と60℃のエチレンカーボネート中への浸漬試験におい
ては、電極活性層の剥離はほとんど認められなかった
が、実施例11に比べると電極構造体製造における安定
性が不十分であった。
5で得られたSー13を用いた他は、実施例9と同様に
電極構造体を作製した。集電体と電極活性層との接着強
度は210g/cmとかなり高い値が得られたが、溶液
S−3を用いた実施例11での結果には及ばなかった。
また、直径1mmのシリンダーによるロール巻き付試験
と60℃のエチレンカーボネート中への浸漬試験におい
ては、電極活性層の剥離はほとんど認められなかった
が、実施例11に比べると電極構造体製造における安定
性が不十分であった。
【0072】
【発明の効果】本発明により、フッ化ビニリデン系樹脂
が本来有する耐溶剤性や機械的・熱的性質を損なわず
に、しかも、簡便な方法で金属接着性フッ化ビニリデン
系樹脂組成物を得ることが可能となる。本発明の金属接
着性フッ化ビニリデン系樹脂組成物を電池の電極の結着
剤に使用すれば、電極活性物質と集電体との接着強度が
強い電極構造体の作製が可能となる。これにより、電池
製造時における電極活性物質と集電体との剥離を防止で
きるばかりでなく、充放電の繰り返しにより放電容量が
劣化しない二次電池が得られる。本発明の方法は、特
に、リチウムイオン二次電池など非水系の二次電池に有
用である。
が本来有する耐溶剤性や機械的・熱的性質を損なわず
に、しかも、簡便な方法で金属接着性フッ化ビニリデン
系樹脂組成物を得ることが可能となる。本発明の金属接
着性フッ化ビニリデン系樹脂組成物を電池の電極の結着
剤に使用すれば、電極活性物質と集電体との接着強度が
強い電極構造体の作製が可能となる。これにより、電池
製造時における電極活性物質と集電体との剥離を防止で
きるばかりでなく、充放電の繰り返しにより放電容量が
劣化しない二次電池が得られる。本発明の方法は、特
に、リチウムイオン二次電池など非水系の二次電池に有
用である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H01M 4/02 H01M 4/02 B 4/04 4/04 A 4/62 4/62 Z //(C08L 27/16 33:06)
Claims (23)
- 【請求項1】 フッ化ビニリデン系樹脂を金属基材へ接
着するに際し、(a)フッ化ビニリデン系樹脂100重
量部に対して、(b)金属に対して結合性あるいは親和
性を示す官能基を有するアクリル系およびメタクリル系
重合体から選ばれる少なくとも1種類の重合体あるいは
それらを含有するアクリル系あるいはメタクリル系樹脂
組成物0.5〜50重量部、(c)メルカプト基、チオ
エーテル基、カルボン酸基、およびカルボン酸無水物基
から選ばれる少なくとも1つの官能基を有する有機化合
物0.01〜5重量部をフッ化ビニリデン樹脂に添加・
混合することを特徴とするフッ化ビニリデン系樹脂の金
属基材への接着方法。 - 【請求項2】 フッ化ビニリデン系樹脂が、フッ化ビニ
リデン単独重合体である請求項1記載のフッ化ビニリデ
ン系樹脂の金属基材への接着方法。 - 【請求項3】 フッ化ビニリデン系樹脂が、四フッ化エ
チレン、六フッ化プロピレン、三フッ化エチレン、およ
び三フッ化塩化エチレンから選ばれる少なくとも1種類
のモノマーとフッ化ビニリデンとの共重合体であり、該
共重合体中のフッ化ビニリデン成分の比率が50〜98
重量%である請求項1記載のフッ化ビニリデン系樹脂の
金属基材への接着方法。 - 【請求項4】 フッ化ビニリデン系樹脂が、フッ化ビニ
リデン単独重合体1〜99重量%と請求項3記載のフッ
化ビニリデン系共重合体樹脂99〜1重量%の混合物で
ある請求項1記載のフッ化ビニリデン系樹脂の金属基材
への接着方法。 - 【請求項5】 フッ化ビニリデン系共重合体樹脂の室温
での曲げ弾性率が1000MPa以下である請求項4記
載のフッ化ビニリデン系樹脂の金属基材への接着方法。 - 【請求項6】 b成分が、カルボン酸基およびカルボン
酸無水物基から選ばれる少なくとも1つの官能基を有す
る請求項1〜5のいずれか一項に記載のフッ化ビニリデ
ン系樹脂の金属基材への接着方法。 - 【請求項7】 c成分として用いる有機化合物が一分子
中に複数個のメルカプト基をもつ有機化合物である請求
項1〜6のいずれか一項に記載のフッ化ビニリデン系樹
脂の金属基材への接着方法。 - 【請求項8】 c成分として用いる有機化合物が少なく
とも1つのチオエーテル基およびカルボン酸基、カルボ
ン酸無水物、エステル基あるいはアミド基から選ばれる
少なくとも1つの官能基をもつ有機化合物である請求項
1〜6のいずれか一項に記載のフッ化ビニリデン系樹脂
の金属基材への接着方法。 - 【請求項9】 c成分として用いる有機化合物が次式 【化1】 〔ただし、RはOR1、SR1、またはNR1R2(R1お
よびR2は、同一または相異なって、水素、アルキル
基、シクロアルキル基、アルケニル基、アリール基、ア
リールアルキル基、またはアルキルアリール基を示
す。)、Mは水素、アルカリ金属またはアルカリ土類金
属を表す。〕で表される2−置換−4,6−ジメルカプ
ト−1,3,5−トリアジン誘導体を添加・混合するこ
とを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載のフ
ッ化ビニリデン系樹脂の金属基材への接着方法。 - 【請求項10】 c成分として用いる有機化合物が次式 【化2】 (ただし、R3とR4は炭素数2〜20の炭化水素基、m
とnはそれぞれ同一または異なり1〜4の整数)で表さ
れるチオエーテルカルボン酸あるいはその無水物である
請求項1〜6のいずれか一項に記載のフッ化ビニリデン
系樹脂の金属基材への接着方法。 - 【請求項11】 集電体の少なくとも一面に、(a)フ
ッ化ビニリデン系樹脂100重量部に対して、(b)金
属に対して結合性あるいは親和性を示す官能基を有する
アクリル系およびメタクリル系重合体から選ばれる少な
くとも1種類の重合体あるいはそれらを含有するアクリ
ル系あるいはメタクリル系樹脂組成物0.5〜50重量
部、(c)メルカプト基、チオエーテル基、カルボン酸
基、およびカルボン酸無水物基から選ばれる少なくとも
1つの官能基を有する有機化合物0.01〜5重量部を
有機溶媒に溶解してなる溶液と電極活性物質を混合して
なるスラリーを塗布し、有機溶媒を揮散させることを特
徴とする電極構造体の作製方法。 - 【請求項12】 フッ化ビニリデン系樹脂が、フッ化ビ
ニリデン単独重合体である請求項11記載の電極構造体
の作製方法。 - 【請求項13】 フッ化ビニリデン系樹脂が、四フッ化
エチレン、六フッ化プロピレン、三フッ化エチレン、お
よび三フッ化塩化エチレンから選ばれる少なくとも1種
類のモノマーとフッ化ビニリデンとの共重合体であり、
該共重合体中のフッ化ビニリデン成分の比率が50〜9
8重量%である請求項11記載の電極構造体の作製方
法。 - 【請求項14】 フッ化ビニリデン系樹脂が、フッ化ビ
ニリデン単独重合体1〜99重量%と請求項13記載の
フッ化ビニリデン系共重合体樹脂99〜1重量%の混合
物である請求項11記載の電極構造体の作製方法。 - 【請求項15】 フッ化ビニリデン系共重合体樹脂の室
温での曲げ弾性率が1000MPa以下である請求項1
4記載の電極構造体の作製方法。 - 【請求項16】 b成分が、カルボン酸基およびカルボ
ン酸無水物基から選ばれる少なくとも1つの官能基を有
する請求項11〜15のいずれか一項に記載の電極構造
体の作製方法。 - 【請求項17】 c成分として用いる有機化合物が一分
子中に複数個のメルカプト基をもつ有機化合物である請
求項11〜16のいずれか一項に記載の電極構造体の作
製方法。 - 【請求項18】 c成分として用いる有機化合物が少な
くとも1つのチオエーテル基およびカルボン酸基、カル
ボン酸無水物、エステル基あるいはアミド基から選ばれ
る少なくとも1つの官能基をもつ有機化合物である請求
項11〜16のいずれか一項に記載の電極構造体の作製
方法。 - 【請求項19】 c成分として用いる有機化合物が請求
項9に記載の構造式1で表される2−置換−4,6−ジ
メルカプト−1,3,5−トリアジン誘導体である請求
項11〜16のいずれか一項に記載の電極構造体の作製
方法。 - 【請求項20】 c成分として用いる有機化合物が請求
項10に記載の構造式2で表されるチオエーテルカルボ
ン酸あるいはその無水物である請求項11〜16のいず
れか一項に記載の電極構造体の作製方法。 - 【請求項21】 電極活性物質100重量部に対して使
用されるa成分とb成分の合計が1〜50重量部である
請求項11〜20のいずれか一項に記載の電極構造体の
作製方法。 - 【請求項22】請求項11〜21のいずれか記載の方法
で作製される電極構造体。 - 【請求項23】正極、負極、およびそれら両極間に配置
されたセパレータ層からなり、該正極および負極の少な
くとも一方が請求項22記載の電極構造体からなる非水
系電池。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10034755A JPH11228902A (ja) | 1998-02-17 | 1998-02-17 | フッ化ビニリデン系樹脂の金属基材への接着方法、電極構造体、およびその作製方法 |
| PCT/EP1999/001272 WO2000049103A1 (en) | 1998-02-17 | 1999-02-18 | A method for the adhesion of vinylidene fluoride resins to metal substrates, and an electrode structure and its method of production |
| KR1020017010535A KR20010108237A (ko) | 1998-02-17 | 1999-02-18 | 금속 기재에 대한 비닐리덴 플루오라이드 수지의 접착방법, 및 전극 구조체 및 그의 제조 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10034755A JPH11228902A (ja) | 1998-02-17 | 1998-02-17 | フッ化ビニリデン系樹脂の金属基材への接着方法、電極構造体、およびその作製方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11228902A true JPH11228902A (ja) | 1999-08-24 |
Family
ID=12423144
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10034755A Pending JPH11228902A (ja) | 1998-02-17 | 1998-02-17 | フッ化ビニリデン系樹脂の金属基材への接着方法、電極構造体、およびその作製方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11228902A (ja) |
| KR (1) | KR20010108237A (ja) |
| WO (1) | WO2000049103A1 (ja) |
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