CN102099947A - 电池用组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明的课题是在不损害导电助剂导电性的情况下使含导电助剂的电池用组合物达到分散稳定化，由此提高使用该电池用组合物制作的电池的电池性能。本发明的电池用组合物，包括选自具有碱性官能团的有机色素衍生物、具有碱性官能团的蒽醌衍生物、具有碱性官能团的吖啶酮衍生物、或具有碱性官能团的三嗪衍生物中的一种以上的分散剂、作为导电助剂的碳材料、根据需要添加的酸、溶剂、粘合剂、以及正极活性物质或负极活性物质。本发明的锂二次电池，包括集电体上具有正极复合材料层的正极、集电体上具有负极复合材料层的负极、含锂的电解质、以及根据需要添加的电极基底层，其中，上述正极复合材料层、上述负极复合材料层或电极基底层使用上述电池用组合物而形成。
Description
技术领域
本发明涉及用于制作构成电池的电极的组合物及其制造方法。特别是，本发明的电极用组合物适用于锂二次电池的制造。另外，本发明涉及一种锂二次电池，该锂二次电池具有在大电流下的放电特性或充电特性、循环特性、以及电极复层材料的导电性优异且电极集电体与电极复层材料之间的接触电阻小的电极。
背景技术
近年来，数码相机或手机等小型便携式电子装置被广泛应用。一直以来，寻求能够使这些电子设备的体积最小化且轻量化的方法，对所安装的电池，也要求其能够达到小型、轻量且大容量。另外，在汽车搭载用等大型二次电池中，希望能够以大型非水电解质的二次电池来替代以往的铅蓄电池。
为了对应这样的要求，对锂二次电池的开发非常活跃。作为锂二次电池的电极，以往使用将由含锂离子的正极活性物质、导电助剂和有机粘合剂等组成的电极复合材料固定附着在金属箔的集电体表面而成的正极、以及将由能够脱嵌或嵌入锂离子的负极活性物质、导电助剂和有机粘合剂等组成的电极复合材料固定附着在金属箔的集电体表面而成的负极。
发明内容
发明要解决的课题
通常，作为正极活性物质，使用钴酸锂、锰酸锂等锂过渡金属复合氧化物，但它们的导电性低，在单独使用时无法得到充分的电池性能。于是，尝试将炭黑(例如乙炔炭黑)等碳材料作为导电助剂而添加，由此改善导电性，降低电极的内部电阻。尤其是降低电极的内部电阻，在能够实现大电流下的放电或提高充放电效率方面非常重要。
另一方面，作为负极活性物质，通常采用石墨(graphite)。石墨本身具有导电性，当将石墨和作为导电助剂的乙炔炭黑等炭黑同时添加时，可知能够改善充放电特性。其原因被推测为，由于通常使用的石墨粒子的粒径大，若单独使用石墨，则填充在电极层时空隙多，但组合使用作为导电助剂的炭黑时，微细的炭黑粒子填埋在石墨粒子之间的空隙，由此提高接触面积，降低电阻。然而，此时若导电助剂的分散不充分，则也降低导电效果。
如上所述，尤其是降低电极的内部电阻，成为能够实现大电流下的放电或提高充放电效率方面的一个非常重要的因素。
然而，导电性优异的碳材料(导电助剂)的结构或比表面积大，因此凝集力也强，难以均匀地混合、分散在锂二次电池的电极复层材料形成用浆料中。而且，当对作为导电助剂的碳材料的分散性或粒度的控制不充分时，无法形成均匀的导电网络，从而无法降低电极的内部电阻，其结果，产生无法充分发挥作为活性物质的锂过渡金属复合氧化物或石墨等性能的问题。另外，若导电助剂在电极复合材料中的分散不充分，则由于部分凝集而在电极板上产生电阻分布，当作为电池使用时，有时产生电流集中，促进局部发热和劣化等的缺陷。
另外，当在金属箔等的电极集电体上形成电极复合材料层时，若反复进行多次充放电，则集电体与电极复合材料层的界面、或电极复合材料内部中的活性物质与导电助剂界面的粘附性劣化，存在着电池性能降低的问题。其理由被推测为，由于充放电中锂离子的嵌入、脱嵌，活性物质及电极复合材料层反复进行膨胀、收缩，因此在电极复合材料层与集电体的界面以及活性物质与导电助剂的界面产生局部的剪切应力，由此使界面的粘附性恶化。而且，此时若导电助剂的分散不充分，则粘附性的降低也非常明显。其理由被推测为，若存在粗大凝集粒子则难以缓解应力的缘故。
另外，作为电极集电体与电极复合材料之间存在的问题，例如，若作为正极集电体使用铝，则在该表面形成绝缘性氧化被摸，存在着电极集电体与电极复合材料之间的接触电阻增大的问题。
针对如上述所述的电极集电体与电极复合材料之间存在的缺陷，已提出了若干个方案。例如，专利文献1及专利文献2中，公开了将分散有炭黑等导电剂的涂膜作为电极基底层形成于集电极上的方法，但是，若此时导电剂的分散差，也得不到充分的效果。
在锂二次电池中，作为导电助剂的碳材料的分散是关键因素之一。专利文献3、专利文献4中记载有将炭黑分散在溶剂中时，作为分散剂使用表面活性剂的实例。然而，由于表面活性剂对碳材料表面的吸附力弱，因此，为了得到良好的分散稳定性，必须增加表面活性剂的添加量，其结果，能够包含的活性物质的量变少，导致电池容量的降低。另外，若表面活性剂对碳材料的吸附不充分，则导致碳材料的凝聚。而且，在通常的表面活性剂中，有机溶剂中的分散效果显著地低于水溶液中的分散效果。
另外，在专利文献5和专利文献6中，公开了将炭黑分散在溶剂中时，通过添加分散树脂，改善碳浆料的分散状态，并将该碳浆料与活性物质加以混合，由此制作电极用复合材料的方法。然而，该方法虽然能够提高炭黑的分散性，但是，当进行比表面积大的微细炭黑的分散时，需要大量的分散树脂，且分子量大的分散树脂会被覆炭黑表面，由此阻碍导电网而使电极电阻增加，其结果，有时抵消由炭黑的分散性提高而带来的效果。
进而，作为提高电极材料分散性的同时提高充放电效率的重要的因素，可以举出电极对电解液的湿润性提高的因素。由于电极反应发生在电极材料表面与电解液之间的接触界面上，因此，关键在于电解液浸透到电极内部并使电极材料良好地湿润。作为促进电极反应的方法，正在探讨利用微细活性物质或导电助剂来增加电极表面积的方法，但是，特别是利用碳材料时，对电解液的湿润性差，不会增加实际的接触面积，因此存在着难以提高电池性能的问题。
作为改善电极湿润性的方法，专利文献7公开了通过使电极中含有纤维直径为1～1000nm的碳纤维，从而使活性物质粒子之间具有微细空隙的方法。然而，通常碳纤维是很复杂地互相缠绕在一起，因此，难以达到均匀的分散，仅凭混合碳纤维，无法制作出均匀的电极。另外，在同一个文献中，还举出为了控制分散，使用对碳纤维表面施以氧化处理的碳纤维的方法，但若直接对碳纤维进行氧化处理，则存在着碳纤维的导电性或强度降低的问题。另外，在专利文献8中，公开了在以碳粉末为主剂的负极材料上吸附诸如高级脂肪酸碱盐之类的表面活性剂，由此改善湿润性的方法，但如上所述，多数情况下表面活性剂特别在非水类中的分散性能不充分，无法得到均匀的电极涂膜。在这些实例中，所有电极材料的包括分散性在内的综合性能均不充分。
另外，在锂二次电池中，除了上述问题以外，还存在着因金属成分在负极上的还原、析出而引起的电池性能劣化的问题，或因短路引起的过量发热或着火等的安全性问题。作为因金属成分引起的性能劣化或短路的主要原因，推测为：(1)制造工序中混入铜或铁等金属杂质；(2)包含在正极、集电体、电池容器等的金属离子溶出至电解液中后，在负极进行还原、析出；(3)由于正极的劣化，从正极活性物质溶出金属离子，并在负极上进行还原、析出等。
为了抑制金属离子的析出，在专利文献9中尝试了通过在隔膜的表面导入阳离子交换基，将从正极溶出的阳离子捕捉在隔膜表面，由此抑制在负极中的析出。然而，为了得到将成为隔膜基体的无纺布浸渍在丙烯酸(单体)与聚合引发剂的水溶液中并通过在氮气环境下照射紫外线，从而在表面导入了阳离子交换基的隔膜，制造工序变得繁杂，不适用于批量生产中。另外，此时无法捕捉通过隔膜的离子。
鉴于上述问题，本发明的目的在于，在不损害导电助剂导电性的情况下使含导电助剂的电池用组合物达到分散稳定化、提高含导电助剂的电池用组合物中的作为碳材料的导电助剂对电解液的湿润性、以及向含导电助剂的电池用组合物中的导电助剂赋予捕捉金属离子的功能，由此提高使用该电池用组合物制作的电池的电池性能。
专利文献1：日本特开2000-123823号公报
专利文献2：日本特开2002-298853号公报
专利文献3：日本特开昭63-236258号公报
专利文献4：日本特开平8-190912号公报
专利文献5：日本特开2003-157846号公报
专利文献6：日本特表2006-516795号公报
专利文献7：日本特开2005-063955号公报
专利文献8：日本特开平6-60877号公报
专利文献9：日本特开2002-25527号公报
解决课题的方法
本发明人为了实现上述目的进行悉心研究的结果，发现将作为导电助剂的碳材料分散在溶剂中时，通过作为分散剂添加选自具有碱性官能团的有机色素衍生物、具有碱性官能团的蒽醌衍生物、具有碱性官能团的吖啶酮衍生物、或具有碱性官能团的三嗪衍生物中的一种以上的分散剂，不仅能够制备出分散稳定性优异的碳材料粒子的分散体，进而能够提高该碳材料粒子对电池电解液的湿润性。而且，针对含有该碳材料粒子分散体的组合物，发现由电极的低电阻化、以及电极集电体与电极复合材料或者活性物质与导电助剂之间的粘附性提高而带来的电池性能的提高效果、以及对电解液的湿润性改善效果、进而抑制金属离子析出的效果，从而完成了本发明。
本发明的电池用组合物，可用于锂二次电池、镍氢二次电池、镍镉二次电池、碱锰电池、铅电池、燃料电池、电容器等中，特别适用于锂二次电池中。
即，本发明的电池用组合物，其特征在于，包括选自具有碱性官能团的有机色素衍生物、具有碱性官能团的蒽醌衍生物、具有碱性官能团的吖啶酮衍生物、或具有碱性官能团的三嗪衍生物中的一种以上的分散剂和作为导电助剂的碳材料。
另外，上述本发明电池用组合物，其特征在于，还含有溶剂。
另外，上述本发明电池用组合物，其特征在于，还含有分子量为300以下的酸。
另外，上述本发明电池用组合物，其特征在于，上述酸为挥发性的酸。
另外，上述本发明电池用组合物，其特征在于，作为导电助剂的碳材料的平均分散粒径(D50)为2μm以下。
另外，上述本发明电池用组合物，其特征在于，还含有粘合剂成分。
另外，上述本发明电池用组合物，其特征在于，粘合剂成分为分子内含有氟原子的高分子化合物。
另外，上述本发明电池用组合物，其特征在于，溶剂的介电常数为15～200。
另外，上述本发明电池用组合物，其特征在于，含有受主数(acceptornumber)为15～60的溶剂。
另外，上述本发明电池用组合物，其特征在于，含有溶解度参数的氢键部分(SP值(δh))为5(cal/cm3)1/2～20(cal/cm3)1/2的溶剂。
另外，上述本发明电池用组合物，其特征在于，含有质子性溶剂。
另外，上述本发明电池用组合物，其特征在于，组合使用质子性溶剂和非质子性溶剂。
另外，上述本发明电池用组合物，其特征在于，还含有正极活性物质或负极活性物质。
本发明的电池用组合物的制造方法，其特征在于，在选自具有碱性官能团的有机色素衍生物、具有碱性官能团的蒽醌衍生物、具有碱性官能团的吖啶酮衍生物、以及具有碱性官能团的三嗪衍生物中的一种以上的分散剂的存在下，至少使作为导电助剂的碳材料分散在溶剂中。
另外，本发明的电池用组合物的制造方法，其特征在于，在选自具有碱性官能团的有机色素衍生物、具有碱性官能团的蒽醌衍生物、具有碱性官能团的吖啶酮衍生物、以及具有碱性官能团的三嗪衍生物中的一种以上的分散剂的存在下，在作为导电助剂的碳材料分散于溶剂中而形成的分散体中，混合正极活性物质、负极活性物质、或粘合剂成分。
另外，本发明的电池用组合物的制造方法，其特征在于，在选自具有碱性官能团的有机色素衍生物、具有碱性官能团的蒽醌衍生物、具有碱性官能团的吖啶酮衍生物、以及具有碱性官能团的三嗪衍生物中的一种以上的分散剂的存在下，使作为导电助剂的碳材料与正极活性物质、负极活性物质或粘合剂成分一起共同分散于溶剂中。
另外，上述本发明的电池用组合物的制造方法，其特征在于，还在分子量为300以下的酸的存在下进行分散。
另外，本发明的电池用组合物的制造方法，其中，通过加热和/或减压，从组合使用质子性溶剂和非质子性溶剂的上述组合物中蒸除质子性溶剂。
另外，上述本发明的电池用组合物的制造方法，其特征在于，采用由选自具有碱性官能团的有机色素衍生物、具有碱性官能团的蒽醌衍生物、具有碱性官能团的吖啶酮衍生物、以及具有碱性官能团的三嗪衍生物中的一种以上的分散剂进行预先处理的作为导电助剂的碳材料，代替使用选自具有碱性官能团的有机色素衍生物、具有碱性官能团的蒽醌衍生物、具有碱性官能团的吖啶酮衍生物、以及具有碱性官能团的三嗪衍生物中的一种以上的分散剂和作为导电助剂的碳材料。
另外，上述本发明的电池用组合物的制造方法，其特征在于，采用分散剂进行预先处理的作为导电助剂的碳材料，是在选自具有碱性官能团的有机色素衍生物、具有碱性官能团的蒽醌衍生物、具有碱性官能团的吖啶酮衍生物、或具有碱性官能团的三嗪衍生物中的一种以上的分散剂的存在下，经过了干式处理的碳材料。
另外，上述本发明的电池用组合物的制造方法，其特征在于，采用分散剂进行预先处理的作为导电助剂的碳材料，是在选自具有碱性官能团的有机色素衍生物、具有碱性官能团的蒽醌衍生物、具有碱性官能团的吖啶酮衍生物、以及具有碱性官能团的三嗪衍生物中的一种以上的分散剂的存在下，在液相中进行了处理的碳材料。
另外，上述本发明的电池用组合物的制造方法，其特征在于，采用分散剂进行预先处理的作为导电助剂的碳材料，是经过下述工序而得到的碳材料：使选自具有碱性官能团的有机色素衍生物、具有碱性官能团的蒽醌衍生物、具有碱性官能团的吖啶酮衍生物、以及具有碱性官能团的三嗪衍生物中的一种以上的分散剂与碳材料在液相中互相混合或分散，使分散剂作用于碳材料表面上的工序；以及使分散剂作用过的碳材料发生凝集的工序。
另外，上述本发明的电池用组合物的制造方法，其特征在于，在使分散剂作用于碳材料表面上的工序和/或使分散剂作用过的碳材料发生凝集的工序之前，经过去除异物的工序。
另外，上述本发明的电池用组合物的制造方法，其特征在于，在液相中的处理是采用有机溶剂类的处理。
另外，上述本发明的电池用组合物的制造方法，其特征在于，在液相中的处理是采用水类的处理。
另外，本发明的锂二次电池，其包括在集电体上具有正极复合材料层的正极、在集电体上具有负极复合材料层的负极、以及含锂的电解质，其特征在于，上述正极复合材料层或上述负极复合材料层是使用含有正极活性物质或负极活性物质的上述电池用组合物而形成。
进而，本发明的锂二次电池，其包括在集电体上具有正极复合材料层的正极、在集电体上具有负极复合材料层的负极、以及含锂的电解质，其特征在于，在上述正极复合材料层与上述集电体之间、或在上述负极复合材料层与上述集电体之间，使用上述任意一项所述的电池用组合物形成有电极基底层。
进而，本发明的锂二次电池，其特征在于，采用由上述制造方法制造的电池用组合物，形成电极复合材料层和/或电极基底层。
发明效果
根据本发明的优选实施方式，能够在电池用组合物中，使导电助剂分散稳定性优异，同时在不损害导电助剂导电性的情况下得到分散稳定性，而且，由本电池用组合物形成的电极能够改善对电解液的湿润性，同时能够抑制金属离子的析出，因此，通过使用本发明优选实施方式的电池用组合物，例如能够综合提高锂二次电池等的电池性能。
具体实施方式
本发明的电池用组合物的特征在于，包含选自具有碱性官能团的有机色素衍生物、具有碱性官能团的蒽醌衍生物、具有碱性官能团的吖啶酮衍生物、或具有碱性官能团的三嗪衍生物中的一种以上的分散剂和作为导电助剂的碳材料。下面，对其进行详细的说明。
<导电助剂(碳材料)>
作为本发明的导电助剂，最优选碳材料。作为碳材料，只要是具有导电性的碳材料即可，未作特别的限定，可将石墨、炭黑、碳纳米管、碳纳米纤维、碳纤维、富勒烯(fullerene)等单独使用，或者两种以上组合使用。从导电性、获得的难易程度、以及成本方面考虑，优选使用炭黑。
作为炭黑，可以举出：使气体或液体原料在反应炉中连续进行热分解而制造的炉法炭黑(furnace black)；特别是以乙烯重油作为原料的科琴炭黑(ケツチエンブラツク(Ketjen Black))；燃烧原料气体，使火焰接触槽的钢底板，并进行急冷而析出的槽法炭黑；将气体作为原料，并通过周期性地反复进行燃烧和热分解而得到的热解炭黑；特别是将乙炔气体作为原料的乙炔炭黑等各种炭黑，这些可以单独使用，或可以将两种以上组合使用。另外，还可以使用实施有通常的氧化处理的炭黑或中空碳等。
碳的氧化处理，是指通过在空气中对碳进行高温处理，或者通过利用硝酸或二氧化氮、臭氧等进行二次处理，从而将酚基、醌基、羧基、羰基等的含氧极性官能团直接导入(共价键)到碳表面的处理，通常是为了提高碳的分散性而进行。然而，通常的情况是官能团的导入量越多，碳的导电性就越低，因此，优选使用未施以氧化处理的碳。
所使用炭黑的比表面积值越大，则炭黑粒子之间的接触点就越多，因此，有利于降低电极的内部电阻。具体地讲，由氮吸附量计算的比表面积(BET)为20m2/g以上、1500m2/g以下，优选为50m2/g以上、1500m2/g以下，更优选为100m2/g以上、1500m2/g以下。当使用比表面积低于20m2/g的炭黑时，有时难以得到充分的导电性，而比表面积超过1500m2/g的炭黑，则难以作为市售材料获得。
另外，所使用的炭黑粒径以一次粒径表示优选为0.005～1μm，特别优选为0.01～0.2μm。在此所说的一次粒径是指通过电子显微镜等测定的粒径的平均值。
作为市售的炭黑，例如，可以举出：ト一カブラツク#4300、#4400、#4500、#5500等(炉法炭黑，東海カ一ボン社(东海碳素公司)制造)；プリンテツクスL等(炉法炭黑，デグサ社(Degussa公司)制造)；Raven7000、5750、5250、5000ULTRAIII、5000ULTRA等、Conductex SC ULTRA、Conductex 975ULTRA等、PUER BLACK100、115、205等(炉法炭黑，コロンビヤン公司制造)；#2350、#2400B、#2600B、#30050B、#3030B、#3230B、#3350B、#3400B、#5400B等(炉法炭黑，三菱化学社(三菱化学公司)制造)；MONARCH1400、1300、900、VulcanXC-72R、BlackPearls2000等(炉法炭黑，キヤボツト社(Cabot公司)制造)；Ensaco250G、Ensaco260G、Ensaco350G、SuperP-Li(TIMCAL社制造)、科琴炭黑EC-300J、EC-600JD(アクゾ社(Akzo公司)制造)；超导电乙炔炭黑(デンカブラツク(DenkaBlack))、超导电乙炔炭黑HS-100、FX-35(乙炔炭黑，電気化学工業社(电气化学工业公司)制造)等，但并不限定于此。
<分散剂>
作为本发明中的分散剂，使用选自具有碱性官能团的有机色素衍生物、具有碱性官能团的蒽醌衍生物、具有碱性官能团的吖啶酮衍生物、或具有碱性官能团的三嗪衍生物中的一种以上分散剂。特别是，优选使用以下述通式(1)表示的三嗪衍生物、或以通式(6)表示的有机色素衍生物。
通式(1)：
式(1)中，X1表示-NH-、-O-、-CONH-、-SO2NH-、-CH2NH-、-CH2NHCOCH2NH-或-X2-Y-X3-；X2表示-NH-、-O-、-CONH-、-SO2NH-、-CH2NH-、-NHCO-或-NHSO2-；X3分别独立地表示-NH-或-O-；Y表示有碳原子数为1～20构成的可具有取代基的亚烷基、可具有取代基的亚烯基、或者可具有取代基的亚芳基；
P表示通式(2)、(3)或通式(4)中的任意一个所示的取代基；
Q表示-O-R2、-NH-R2、卤基、-X1-R1，或通式(2)、(3)或者通式(4)中的任意一个所示的取代基；
R2表示氢原子、可具有取代基的烷基，或可具有取代基的烯基或者可具有取代基的芳基。
通式(2)：
通式(3)：
通式(4)：
X4表示直接连接、-SO2-、-CO-、-CH2NHCOCH2-、-CH2NHCONHCH2-、-CH2-或-X5-Y-X6-。X5表示-NH-或-O-；
X6表示直接连接、-SO2-、-CO-、-CH2NHCOCH2-、-CH2NHCONHCH2-或-CH2-。Y表示碳原子数为1～20构成的、可具有取代基的亚烷基、可具有取代基的亚烯基或可具有取代基的亚芳基。
v表示1～10的整数。
R3、R4分别独立地表示氢原子、可被取代的烷基、可被取代的烯基、可被取代的芳基，或R3、R4共同形成一体化并且含有氮、氧或硫原子的可被取代的杂环残基。尤其是氢原子的情况下，抑制电池内的金属析出的效果高，因此优选。
R5、R6、R7、R8分别独立地表示氢原子、可被取代的烷基、可被取代的烯基或可被取代的芳基。
R9表示可被取代的烷基、可被取代的烯基或可被取代的芳基。
n表示1～4的整数。
R1表示有机色素残基、可具有取代基的杂环残基、可具有取代基的芳香族环残基或下述通式(5)所示的基团。
通式(5)
T表示-X8-R10或W1；U表示-X9-R11或W2。
W1和W2分别独立地表示-O-R2、-NH-R2、卤基、或者通式(2)、(3)或通式(4)中的任意一个所示的取代基。
R2表示氢原子、可具有取代基的烷基、或者可具有取代基的烯基或可具有取代基的芳基。
X7表示-NH-或-O-；X8和X9分别独立地表示-NH-、-O-、-CONH-、-SO2NH-、-CH2NH-或-CH2NHCOCH2NH-。
Y表示碳原子数为1～20构成的、可具有取代基的亚烷基、可具有取代基的亚烯基或可具有取代基的亚芳基。
R10和R11分别独立地表示有机色素残基、可具有取代基的杂环残基、可具有取代基的芳香族环残基。
作为以通式(1)的R1及通式(5)的R10、R11表示的有机色素残基，例如，可以举出：二酮吡咯并吡咯类色素；偶氮、双偶氮、多偶氮等偶氮类色素；酞菁类色素；二氨基二蒽醌、蒽嘧啶、黄烷士酮、蒽垛蒽酮、阴丹酮、皮蒽酮、蒽酮紫染料等的蒽醌类色素；喹吖酮类色素；二噁嗪类色素；紫环酮类色素、苝类色素、硫靛类色素、异吲哚啉类色素、异吲哚啉酮类色素、奎酞酮类色素、士林类色素、金属络合物类色素等。尤其是，为了提高抑制因金属引起的电池短路的效果，优选使用不是金属络合物类色素的有机色素残基。
作为以通式(1)的R1及通式(5)的R10、R11表示的杂环残基和芳香族环残基，例如可以举出：噻吩、呋喃、吡啶、吡嗪、三嗪、吡唑、吡咯、咪唑、异吲哚啉、异吲哚啉酮、苯并咪唑酮、苯并噻唑、苯并三唑、吲哚、喹啉、咔唑、吖啶、苯、萘、蒽、芴、菲、蒽醌、吖啶酮等。这些杂环残基以及芳香族环残基，可以具有下述的取代基：烷基(甲基、乙基、丁基等)、氨基、烷基氨基(二甲氨基、二乙氨基、二丁氨基等)、硝基、羟基、烷氧基(甲氧基、乙氧基、丁氧基等)、卤素(氯、溴、氟等)、苯基(可由烷基、氨基、烷基氨基、硝基、羟基、烷氧基、卤素等予以取代)、以及苯基氨基(可由烷基、氨基、烷基氨基、硝基、羟基、烷氧基、卤素等予以取代)等。
通式(1)及通式(5)中的Y表示碳原子数为20以下的可具有取代基的亚烷基、亚烯基或者亚芳基，但优选举出可具有取代基的亚苯基、联亚苯基、亚萘基、或者碳原子数为10以下的可具有侧链的亚烷基。
通式(6)
Z是选自下述通式(7)、(8)或通式(9)所示的组中的至少一个。n表示1～4的整数。
通式(7)
通式(8)
通式(9)
X4表示直接连接、-SO2-、-CO-、-CH2NHCOCH2-、-CH2NHCONHCH2-、-CH2-或-X5-Y-X6-。X5表示-NH-或-O-；X6表示直接连接、-SO2-、-CO-、-CH2NHCOCH2-、-CH2NHCONHCH2-或-CH2-。Y表示碳原子数为1～20构成的、可具有取代基的亚烷基、可具有取代基的亚烯基或可具有取代基的亚芳基。
v表示1～10的整数。
R3、R4分别独立地表示氢原子、可被取代的烷基、可被取代的烯基、可被取代的苯基，或R3、R4共同形成为一体化并且含有氮、氧或硫原子的可被取代的杂环残基。尤其是氢原子的情况下，抑制电池内的金属析出的效果高，因此优选。
R5、R6、R7、R8分别独立地表示氢原子、可被取代的烷基、可被取代的烯基或可被取代的芳基。
R9表示可被取代的烷基、可被取代的烯基或可被取代的芳基。
R12表示有机色素残基、可具有取代基的杂环残基、可具有取代基的芳香族环残基。
作为R12表示的有机色素残基，例如，可以举出：二酮吡咯并吡咯类色素；偶氮、双偶氮、多偶氮等偶氮类色素；酞菁类色素；二氨基二蒽醌、蒽嘧啶、黄烷士酮、蒽垛蒽酮、阴丹酮、皮蒽酮、蒽酮紫染料等的蒽醌类色素；喹吖酮类色素；二噁嗪类色素；紫环酮类色素、苝类色素、硫靛类色素、异吲哚啉类色素、异吲哚啉酮类色素、奎酞酮类色素、士林类色素、金属络合物类色素等。特别是，为了提高抑制因金属引起的电池短路的效果，优选使用不是金属络合物类色素的有机色素残基。
另外，作为R12所示的杂环残基以及芳香族环残基，例如，可以举出噻吩、呋喃、吡啶、吡唑、吡咯、咪唑、异吲哚啉、异吲哚啉酮、苯并咪唑酮、苯并噻唑、苯并三唑、吲哚、喹啉、咔唑、吖啶、苯、萘、蒽、芴、菲、蒽醌、吖啶酮等。这些杂环残基以及芳香族环残基，可具有取代基：烷基(甲基、乙基、丁基等)、氨基、烷基氨基(二甲氨基、二乙氨基、二丁氨基等)、硝基、羟基、烷氧基(甲氧基、乙氧基、丁氧基等)、卤素(氯、溴、氟等)、苯基(可由烷基、氨基、烷基氨基、硝基、羟基、烷氧基、卤素等予以取代)、以及苯基氨基(可由烷基、氨基、烷基氨基、硝基、羟基、烷氧基、卤素等予以取代)等。
作为用于形成通式(2)～(4)以及通式(6)～(8)所示的取代基而使用的胺成分，例如，可以举出：二甲胺、二乙胺、甲基乙胺、N，N-乙基异丙胺、N，N-乙基丙胺、N，N-甲基丁胺、N，N-甲基异丁胺、N，N-丁基乙胺、N，N-叔丁基乙胺、二异丙胺、二丙胺、N，N-仲丁基丙胺、二丁胺、二-仲丁胺、二异丁胺、N，N-异丁基-仲丁胺、二戊胺、二异戊胺、二己胺、二环己胺、二(2-乙基己基)胺、二辛胺、N，N-甲基十八胺、二癸胺、二烯丙基胺、N，N-乙基-1，2-二甲基丙胺、N，N-甲基己胺、双十八烯胺、双十八烷基胺、N，N-二甲氨基甲胺、N，N-二甲氨基乙胺、N，N-二甲氨基戊胺、N，N-二甲氨基丁胺、N，N-二乙氨基乙胺、N，N-二乙氨基丙胺、N，N-二乙氨基己胺、N，N-二乙氨基丁胺、N，N-二乙氨基戊胺、N，N-二丙氨基丁胺、N，N-二丁氨基丙胺、N，N-二丁氨基乙胺、N，N-二丁氨基丁胺、N，N-二异丁氨基戊胺、N，N-甲基-十二烷基氨基丙胺、N，N-乙基-己氨基乙胺、N，N-双十八烷基氨基乙胺、N，N-双十八烯基氨基乙胺、N，N-双十八烷基氨基丁胺、哌啶、2-甲基哌啶、3-甲基哌啶、4-甲基哌啶、2，4-二甲基哌啶、2，6-二甲基哌啶、3，5-二甲基哌啶、3-哌啶甲醇、哌啶酸、异哌啶酸、异哌啶酸甲酯、异哌啶酸乙酯、2-哌啶乙醇、吡咯烷、3-羟基吡咯烷、N-氨乙基哌啶、N-氨乙基-4-甲基哌啶、N-氨乙基吗啉、N-氨丙基哌啶、N-氨丙基-2-甲基哌啶、N-氨丙基-4-甲基哌啶、N-氨丙基吗啉、N-甲基哌嗪、N-丁基哌嗪、N-甲基高哌嗪、1-环戊基哌嗪、1-氨基-4-甲基哌嗪、1-环戊基哌嗪等。
本发明的作为具有碱性官能团的有机色素衍生物、蒽醌衍生物以及吖啶酮衍生物的合成方法，还有作为具有碱性官能团的三嗪衍生物的合成方法，并没有特别地限定，能够按照日本特开昭54-62227号公报、日本特开昭56-118462号公报、日本特开昭56-166266号公报、日本特开昭60-88185号公报、日本特开昭63-305173号公报、日本特开平3-2676号公报、日本特开平11-199796号公报等中所记载的方法进行合成。
例如，在有机色素、蒽醌或者吖啶酮中，导入式(10)～式(13)所示的取代基之后，使这些取代基与胺成分(例如，N，N-二甲氨丙基胺、N-甲基哌嗪、二乙胺或4-[4-羟基-6-[3-(二丁氨基)丙基氨基]-1，3，5-三嗪-2-基氨基]苯胺等)发生反应，由此能够合成。
式(10)-SO2Cl
式(11)-COCl
式(12)-CH2NHCOCH2Cl
式(13)-CH2Cl
另外，例如，当导入式(10)所示的取代基时，将有机色素、蒽醌、或者吖啶酮溶解于氯代磺酸中，并与亚硫酰氯等的氯化剂发生反应，基于此时的反应温度、反应时间等的条件，能够控制导入有机色素、蒽醌或者吖啶酮中的式(10)所示的取代基数。
另外，当导入式(11)所示的取代基时，可以举出：首先采用公知的方法合成含有羧基的有机色素、蒽醌或者吖啶酮之后，在苯等芳香族溶剂中与亚硫酰氯等的氯化剂发生反应的方法等。
当式(10)～式(13)所示的取代基与胺成分之间发生反应时，存在式(10)～式(13)所示的取代基的一部分发生水解、氯取代羟基的情况。此时，式(10)所示的取代基成为磺酸基，式(11)所示的取代基成为羧酸基，但均可保持为游离酸的形式，另外，可形成1～3价的金属或者上述胺和盐。
另外，当有机色素为偶氮类色素时，将式(7)～式(9)或下述通式(14)所示的取代基预先导入重氮成分或耦合成分中，然后进行耦合反应，由此能够制造偶氮系有机色素衍生物。
通式(14)
X1表示-NH-、-O-、-CONH-、-SO2NH-、-CH2NH-、-CH2NHCOCH2NH-或-X2-Y-X3-；X2表示-NH-、-O-、-CONH-、-SO2NH-、-CH2NH-、-NHCO-或-NHSO2-；X3分别独立地表示-NH-或-O-；Y表示碳原子数为1～20构成的、可具有取代基的亚烷基、可具有取代基的亚烯基或可具有取代基的亚芳基。
P表示通式(2)、(3)或通式(4)中的任意一个所示的取代基。
Q表示-O-R2、-NH-R2、卤基、-X1-R1，或通式(2)、(3)或者通式(4)中的任意一个所示的取代基。
R2表示氢原子、可具有取代基的烷基或可具有取代基的烯基或者可具有取代基的芳基。
另外，本发明的具有碱性官能团的三嗪衍生物，例如，以氰尿酰氯作为起始原料，使氰尿酰氯中的至少一个氯与形成式(7)～式(9)或通式(14)所示的取代基的胺成分(例如，N，N-二甲氨基丙基胺或N-甲基哌嗪等)发生反应，接着，使氰尿酰氯的残留的氯与各种胺或醇等发生反应，由此来得到。
上述分散剂，通过添加的分散剂作用于(例如，吸附于)碳材料表面，认为可发挥分散效果。使具有碱性官能团的有机色素衍生物、具有碱性官能团的蒽醌衍生物、具有碱性官能团的吖啶酮衍生物、或具有碱性官能团的三嗪衍生物全部或部分溶解于溶剂中，在该溶液中添加碳材料，经过混合，增进了这些分散剂对碳材料的作用(例如，吸附)。并且，基于作用于(例如，吸附于)碳材料表面的分散剂所具有的碱性官能团的极性，促进了对碳表面的溶剂的湿润，易于解开碳材料的凝集。另外，通过与后述的作为分散助剂的酸一起组合使用，能够进一步增大导电助剂的分散稳定性。
<酸>
在本发明的电池用组合物中，为了获得碳材料的良好分散性以及分散稳定性，作为分散助剂优选添加酸。此时，作为所使用的酸，并没有特别限定，能够采用：盐酸、硫酸、硝酸、磷酸、由强酸与弱碱发生反应而得到的盐类的无机化合物；羧酸类、磷酸类、磺酸类的各种有机酸等。其中，优选使用在电极制作时的干燥工序中进行分解或挥发的酸，所使用酸的分子量为300以下，优选为200以下。另外，优选使用与后述电极活性物质的反应性低的酸，尤其是有机酸类，特别优选为羧酸类。具体而言，例如，可以举出：甲酸、乙酸(醋酸)、氟乙酸、丙酸、丁酸、乙二酸(草酸)、丙二酸、丁二酸(琥珀酸)、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、马来酸、富马酸、衣康酸、柠康酸等。
这些酸，通过与具有碱性官能团的有机色素衍生物、具有碱性官能团的蒽醌衍生物、具有碱性官能团的吖啶酮衍生物、或具有碱性官能团的三嗪衍生物的碱性官能团相互作用(例如，通过中和的离子对的形成(形成盐)，以及离子对(盐)的极化或解离等)，在提高这些分散剂的溶解性的同时，在这些分散剂作用(例如，吸附)的碳材料表面上，引起电学上的相互作用(例如，在碳材料表面上吸附的分散剂阳离子互相的静电排斥，另外，由解离的酸阴离子形成的双电层而引起的排斥作用等)，促进了碳材料的解凝集。另外，这些酸的添加，在使用后述聚偏氟乙烯粘合剂的情况下，期望基于系统的酸性化，通过粘合剂的脱氟化氢反应抑制劣化的效果。
因此，在本发明中，通过使用上述分散剂以及优选使用酸，(1)在碳材料表面上直接作用，不导入(共价键)官能团，进而(2)不使用分散树脂，能够获得良好的分散。由此出发，能够不降低碳材料的导电性而获得良好的分散性。并且，通过使用碳材料良好地进行分散的本发明的电池用组合物，能够制作碳材料均匀分散的电极。
另外，在使用了本发明的电池用组合物的电极中，在碳材料表面存在具有极性官能团的分散剂，因此，碳材料对电解液的湿润性提高，同时，随着上述的均匀分散效果，电极对电解液的湿润性提高。
本发明的分散剂均具有良好分散效果以及湿润性改善效果，通过碱性官能团捕捉电解液中的金属离子，抑制由金属析出所引起的电池性能降低、短路的效果大，因此优选。
<溶剂>
作为本发明中使用的溶剂，例如可以举出：醇类、二醇类、溶纤剂类、氨基醇类、胺类、酮类、羧酸酰胺类、磷酸酰胺类、亚砜类、羧酸酯类、磷酸酯类、醚类、腈类、水等。
为了获得碳材料的分散稳定性，优选使用极性高的溶剂。
尤其是从使获得碳材料良好的分散稳定性来考虑，使用介电常数为15～200的极性溶剂，优选使用介电常数为15～100的极性溶剂，更优选使用介电常数为20～100的极性溶剂。当溶剂的介电常数为低于15时，存在得不到充分的分散的情况，另外，即使使用介电常数为超过100的溶剂，分散效果有时也得不到明显提高。
介电常数是表示溶剂的极性强度的指标，已经记载在浅原等编辑的《溶剤ハンドブツク(溶剂手册)》((株)講談社(讲谈社)サイエンテイフイク，1990年)等中。
作为介电常数为15以上极性溶剂，例如，可以举出甲醇(介电常数：33.1)、乙醇(23.8)、2-丙醇(18.3)、1-丁醇(17.1)、1，2-乙二醇(38.66)、1，2-丙二醇(32.0)、1，3-丙二醇(35.0)、1，4-丁二醇(31.1)、二乙二醇(31.69)、2-甲氧基乙醇(16.93)、2-乙氧基乙醇(29.6)、2-氨基乙醇(37.7)、丙酮(20.7)、甲乙酮(18.51)、甲酰胺(111.0)、N-甲基甲酰胺(182.4)、N，N-二甲基甲酰胺(36.71)、N-甲基乙酰胺(191.3)、N，N-二甲基乙酰胺(37.78)、N-甲基丙酰胺(172.2)、N-甲基吡咯烷酮(32.0)、六甲基磷酸三酰胺(29.6)、二甲基亚砜(48.9)、环丁砜(43.3)、乙腈(37.5)、丙腈(29.7)、水(80.1)等，但并不限定于此。
另外，发现碳材料的分散稳定性也受到溶剂的电子相容性的影响的趋势。优选含有电子相容效果大的溶剂，尤其是，优选受主数为15以上的溶剂，更优选为25～60的溶剂。
受主数，对于SbCl5·Et3PO的31P-NMR(核磁共振)的化学位移，作为基准将二氯乙烷中的化学位移设为100、己烷中的化学位移设为0时的各种溶剂中的相对的化学位移所得到的无因次数。
受主数是衡量各种溶剂的电子相容性强度的标准，值越大，就表示该溶剂的电子相容性越强。关于该受主数，V.グ一トマン(Gutmann)(大泷、冈田译)《ドナ一とアクセプタ一(施主和受主)》(学会出版センタ一(株)1983年)等中有记载。
虽然还要取决于溶剂所具有的介电常数的大小，但是，若使用受主数为低于15的溶剂，则有时不能获得充分的分散稳定化效果。
作为受主数为15以上的溶剂，例如，可以举出：N，N-二甲基甲酰胺(16.0)、苯甲腈(15.5)、乙腈(18.9)、二甲亚砜(19.3)、硝基甲烷(20.5)、氯仿(23.1)、2-丙醇(33.5)、乙醇(37.9)、甲醇(41.5)、水(54.8)等，但并不仅限于这些。
另外，已发现碳材料的分散稳定性也受溶剂的氢键性的影响的趋势。优选含有氢键性大的溶剂，尤其优选溶解度参数的氢键部分(SP值(δh))为5(cal/cm3)1/2以上的溶剂，更优选为8(cal/cm3)1/2以上、20(cal/cm3)1/2以下的溶剂。
溶解度参数(SP值)，是作为液体的凝集能量密度的平方根进行定义的值，尤其是，对于该SP值，着眼于分子间作用力，分成伦敦色散力部分、偶极子间力部分、氢键部分的3部分来考虑的方法，在C.M.Hansen，K.Skaarup：J.Paint Tech.，39[511](1967)等中有记载。
SP值(δh)，是其中的有关氢键部分的参数，该值越大，就表示该溶剂的氢键作用越大。作为溶解度参数的氢键部分(SP值(δh))为5(cal/cm3)1/2以上的溶剂，例如，可以举出：苯胺(5.0)、2-(2-丁氧基乙氧基)乙醇(エタン一ル)(5.2)、二丙酮醇(5.3)、N，N-二甲基甲酰胺(5.5)、1-戊醇(6.8)、2-乙氧基乙醇(7.0)、1-丁醇(7.7)、1-丙基醇(8.5)、乙醇(9.5)、二乙二醇(9.7)、乙醇胺(10.4)、甲醇(10.9)、1，2-丙二醇(11.4)、1，2-乙二醇(12.7)、水(16.7)等，但并不限于这些。
另外，作为所使用的溶剂，优选含有质子性的极性溶剂。质子性的极性溶剂，是指质子供给性的溶剂，溶剂自身具有释放质子的能力，通过溶剂化使阴离子种稳定化的效果高，因此优选。作为优选的质子性极性溶剂，例如，可以举出具有羟基的醇类、二醇类，还有诸如N-甲基甲酰胺、N-甲基乙酰胺、N-甲基丙酰胺之类的将氮进行单烷基化的酰胺类溶剂、以及水等，但并不限于这些。
受主数大的极性溶剂、溶解度参数的氢键部分(SP值(δh))大的极性溶剂以及质子性极性溶剂，相对于具有碱性官能团的分散剂的溶剂化能力强，因此，提高了分散剂的溶解性、分散剂发挥作用(例如，吸附)的碳材料的湿润性，同时促进了分散剂的碱性官能团的极化，有利于碳材料的分散。分散剂的碱性官能团(路易氏碱)的电子密度高，因此极性高(介电常数大)，电子相容性或氢键性强的溶剂比较易于发挥作用。
另外，当添加酸作为分散助剂的情况下，应用对分散剂的碱性官能团与酸发生作用所产生的离子对(盐)的极化或解离的促进效果大的溶剂，对获得碳材料的良好分散稳定性是重要的。离子对(盐)易于极化或解离的程度，虽然还取决于具有碱性官能团的分散剂、作为分散助剂而加入的酸的分子结构，但在该情况下，受主数大的极性溶剂、溶解度参数的氢键部分(SP值(δh))大的极性溶剂以及质子性的极性溶剂，认为会通过溶剂化使离子对或者其阴离子种稳定化的效果高，因此优选。另外，尤其是介电常数高的溶剂，认为会促进离子对的解离而优选。
因而，为了获得碳材料的良好分散稳定性，优选组合使用受主数大的溶剂、溶解度参数的氢键部分(SP值(δh))大的溶剂或者质子性溶剂以及介电常数大的溶剂，或者使用介电常数、受主数、溶解度参数的氢键部分(SP值(δh))大的质子性溶剂。
另外，作为所使用的溶剂，除上述质子性溶剂外，更优选使用非质子性极性溶剂。非质子性的极性溶剂，是指溶剂自身不具有放出质子的能力而且也不进行自解离的极性溶剂，非质子性极性溶剂不因氢键而发生自缔合，溶剂自身的凝集性弱。因此，对碳材料的聚集体的浸透力强，期待有助于上述分散剂对碳材料表面发挥作用的效果。另外，非质子性的极性溶剂，由于溶剂自身的凝集性弱，所以溶解力强，能够溶解各种分散剂、树脂，因此具有优良的用途广泛性。作为优选的非质子性极性溶剂，例如，可以举出诸如N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二乙基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、N，N-二乙基乙酰胺之类的将氮进行双烷基化的酰胺类溶剂，N-甲基吡咯烷酮、六甲基磷酸三酰胺、二甲亚砜等，但并不限于这些。
对于本发明中的溶剂的选择，当进一步添加选自具有碱性官能团的有机色素衍生物、具有碱性官能团的蒽醌衍生物、具有碱性官能团的吖啶酮衍生物、或具有碱性官能团的三嗪衍生物中的一种以上的分散剂；作为导电助剂的碳材料；作为分散助剂的酸；以及除溶剂以外的后述电极活性物质或者粘合剂成分等时，除了溶剂对上述碳材料分散性的影响之外，还要依据与电极活性物质间的反应性以及对粘合剂成分的溶解性等进行选择。优选分散效果高、与活性物质间的反应性低、粘合剂成分的溶解性高的溶剂。
为了达到上述碳材料的分散稳定性促进效果、与电极活性物质间的反应性、以及粘合剂成分的溶解性，优选组合使用质子性极性溶剂与非质子性极性溶剂，尤其是，优选组合使用受主数或者溶解度参数的氢键部分(SP值(δh))大的质子性极性溶剂与非质子性极性溶剂。优选使质子性极性溶剂/非质子性极性溶剂的比率处于1/99～60/40。若上述比率低于1/99，则有时不能获得碳材料的充分分散稳定性；若高于60/40时，则有时粘合剂溶解性降低。其中，即使以提高作为导电助剂的碳材料的分散性为目的而过量使用质子性溶剂的结果是使粘合剂溶解性降低时，也能够基于分散后的加热、减压等蒸除质子性溶剂而改善粘合剂的溶解性。
<正极活性物质及负极活性物质>
当将本发明的组合物用于正极复合材料或负极复合材料时，除了上述分散剂、作为导电助剂的碳材料以及溶剂以外，至少还含有正极活性物质或负极活性物质。
对所使用的正极活性物质未作特别的限定，可以使用能够掺杂或嵌入锂离子的金属氧化物、金属硫化物等的金属化合物以及导电性高分子等。例如，可以举出Fe、Co、Ni、Mn等过渡金属的氧化物、与锂的复合氧化物、过渡金属硫化物等的无机化合物等。具体地讲，可以举出：MnO、V2O5、V6O13、TiO2等的过渡金属氧化物粉末；层状结构的镍酸锂、钴酸锂、锰酸锂；尖晶石结构的锰酸锂等的锂与过渡金属的复合氧化物粉末；作为橄榄石结构的磷酸化合物的磷酸铁锂类材料；TiS2、FeS等过渡金属硫化物粉末等。另外，还可以使用聚苯胺、聚乙炔、聚吡咯、聚噻吩等导电性聚合物。另外，也可以混合使用上述无机化合物或有机化合物。
对于所使用的负极活性物质，没有特别限定，可使用能够掺杂或嵌入锂离子的金属锂或其合金、锡合金、硅合金负极、LiXFe2O3、LiXFe3O4、LiXWO2等金属氧化物类、聚乙炔、聚对亚苯等导电性高分子、软炭黑或硬炭黑等非晶形类碳质材料、高石墨化碳材料等人造石墨、或天然石墨等碳质粉末、炭黑、中间相炭黑、树脂烧成碳材料、气相生长碳纤维、碳纤维等碳类材料。
<粘合剂>
对于本发明的组合物，优选还含有粘合剂成分。作为所使用的粘合剂，可以举出：将乙烯、丙烯、氯乙烯、醋酸乙烯、乙烯醇、马来酸、丙烯酸、丙烯酸酯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸酯、丙烯腈、苯乙烯、乙烯醇缩丁醛、乙烯醇缩乙醛、乙烯吡咯烷酮等作为结构单元含有的聚合物或共聚物；聚氨酯树脂、聚酯树脂、酚醛树脂、环氧树脂、苯氧树脂、尿素树脂、三聚氰胺树脂、醇酸树脂、丙烯酸树脂、甲醛树脂、硅酮树脂、氟树脂；羧甲基纤维素等的纤维素树脂；苯乙烯-丁二烯橡胶、氟橡胶等橡胶类；聚苯胺、聚乙炔等导电性树脂等。另外，也可以是这些树脂的改性体或混合物、以及共聚物。尤其是，从耐性方面考虑，优选使用分子内含有氟原子的高分子化合物，例如优选使用聚偏氟乙烯、聚氟乙烯、四氟乙烯等。
另外，作为粘合剂的这些树脂类的重量平均分子量优选为10000～1000000。若分子量小，则有时降低粘合剂的耐性。若分子量大，虽然可提高粘合剂的耐性，但粘合剂自身的粘度升高而降低操作性的同时，起到凝集剂的作用，从而复合材料成分有时产生明显的凝集。
<本发明组合物的用途>
本发明的组合物可用于正极复合材料或负极复合材料中。当用于正极复合材料或负极复合材料时，优选向包含上述分散剂、作为导电助剂的碳材料、溶剂的组合物中，添加正极活性物质或负极活性物质，优选进一步使含有作为分散助剂的酸以及粘合剂成分，从而作为正/负极复合材料膏使用。
电极复合材料膏的固体成分总量中活性物质所占的比率优选为80重量％以上、98.5重量％以下。另外，选自具有碱性官能团的有机色素衍生物、具有碱性官能团的蒽醌衍生物、具有碱性官能团的吖啶酮衍生物、或具有碱性官能团的三嗪衍生物中的一种以上的分散剂和作为导电助剂的碳材料加起来的固体成分量在电极复合材料膏的固体成分总量中所占的比率优选为0.5重量％以上、19重量％以下。而且，电极复合材料膏的固体成分总量中粘合剂成分所占的比率优选为1重量％以上、10重量％以下。另外，电极复合材料膏的适宜粘度取决于电极复合材料膏的涂布方法，通常优选100mPa·s以上、30000mPa·s以下。
在本发明中的正·负极复合材料膏不仅作为导电助剂的碳材料粒子的分散性优异，而且还具有缓解正/负极活性物质凝集的效果。由于作为导电助剂的碳材料粒子的分散性优异，因此，将作为导电助剂的碳材料及正·负极活性物质混合·分散在溶剂时的能量不会受到碳材料(导电助剂)凝集物的阻碍而有效地传达至活性物质，其结果，也能够提高正·负极活性物质的分散性。
而且，在正极复合材料膏中，能够在正极活性物质的周围均匀地配位·附着作为导电助剂的碳材料粒子，能够向正极复合材料层赋予优异的导电性及粘附性。另外，通过提高导电性，能够减少作为导电助剂的碳材料添加量，因此，能够使正极活性物质的添加量相对地增加，能够增加作为电池的重要特性的容量。
进而，本发明的正极复合材料膏中正极活性物质、碳材料(导电助剂)的凝集极少，因而在涂布于集电体上时能够得到平滑性高的均匀涂膜，能够改善集电体和正极复合材料之间的粘附性。另外，由于具有碱性官能团的分散剂作用在碳材料(导电助剂)的表面(例如吸附)，因此，锂过渡金属复合氧化物等正极活性物质的表面与碳材料(导电助剂)表面之间的相互作用得以加强，与没有使用具有碱性官能团的分散剂的情况比较，能够提高正极活性物质与碳材料(导电助剂)之间的粘附性。
另外，在负极复合材料膏中，当作为负极活性物质使用碳材料类活性物质时，通过作为分散剂添加的具有碱性官能团的有机色素衍生物、具有碱性官能团的蒽醌衍生物、具有碱性官能团的吖啶酮衍生物、或具有碱性官能团的三嗪衍生物的效果，能够缓解碳材料类活性物质的凝集。而且，能够在负极活性物质的周围均匀地配位·吸附碳材料粒子(导电助剂)，能够向负极复合材料层赋予优异的导电性、粘附性。
也可以将本发明的组合物用于电极基底层中。当用于电极基底层时，可将由选自具有碱性官能团的有机色素衍生物、具有碱性官能团的蒽醌衍生物、具有碱性官能团的吖啶酮衍生物、或具有碱性官能团的三嗪衍生物中的一种以上的分散剂、作为导电助剂的碳材料、作为分散助剂的酸以及溶剂组成的分散体直接使用，但优选添加上述粘合剂成分，作为电极基底膏使用。作为导电助剂的碳材料在用于电极基底层的组合物的固体成分总量中所占的比率优选为5重量％以上、95重量％以下，更优选为10重量％以上、90重量％以下。当作为导电助剂的碳材料少时，有时无法保证基底层的导电性，另一方面，若作为导电助剂的碳材料过于多，有时则降低涂膜的耐性。另外，电极基底膏的适宜粘度取决于电极基底膏的涂布方法，通常优选为100mPa·s以上、30000mPa·s以下。
<本发明组合物的制造方法>
下面，说明本发明组合物的制造方法。
本发明的组合物，例如，可通过在选自具有碱性官能团的有机色素衍生物、具有碱性官能团的蒽醌衍生物、具有碱性官能团的吖啶酮衍生物、以及具有碱性官能团的三嗪衍生物中的一种以上的分散剂的存在下，将作为导电助剂的碳材料分散在溶剂中，并根据需要向该分散体混合或分散正极活性物质、负极活性物质或粘合剂成分而制造。各成分的添加顺序等并不限定于此。另外，也可以根据需要再追加溶剂。
上述制造方法是将选自具有碱性官能团的有机色素衍生物、具有碱性官能团的蒽醌衍生物、具有碱性官能团的吖啶酮衍生物、以及具有碱性官能团的三嗪衍生物中的一种以上的分散剂全部或部分溶解在溶剂中，并向该溶液中添加、混合作为导电助剂的碳材料，由此使分散剂作用(例如吸附)在碳材料的同时，分散在溶剂中的方法。此时，分散体中的碳材料的浓度还取决于所使用的碳材料的比表面积或表面官能团量等碳材料特有的特性值等，优选为1重量％以上、50重量％以下，更优选为5重量％以上、35重量％以下。若碳材料的浓度过低，则生产效率变差；若碳材料的浓度过高，则分散体的粘度明显增高，有时导致分散效率、分散体的操作性降低。
选自具有碱性官能团的有机色素衍生物、具有碱性官能团的蒽醌衍生物、具有碱性官能团的吖啶酮衍生物、以及具有碱性官能团的三嗪衍生物中的一种以上的分散剂的添加量，取决于作为导电助剂的碳材料的比表面积等。通常，相对于100重量份的碳材料，分散剂添加量为0.5重量份～40重量份，优选为1重量份～35重量份，更优选为2重量份～30重量份。若分散剂量少，则得不到充分的分散效果，而且，即使过量添加，分散效果也得不到明显提高。
另外，当将作为导电助剂的碳材料分散于溶剂中时，除了选自具有碱性官能团的有机色素衍生物、具有碱性官能团的蒽醌衍生物、具有碱性官能团的吖啶酮衍生物、以及具有碱性官能团的三嗪衍生物中的一种以上的分散剂以外，优选添加酸作为分散助剂。
相对于具有碱性官能团的有机色素衍生物、具有碱性官能团的蒽醌衍生物、具有碱性官能团的吖啶酮衍生物、以及具有碱性官能团的三嗪衍生物中所含的碱性官能团量，作为添加的酸量，优选添加0.1～30当量，更优选为1～20当量。
另外，作为能够使上述分散剂作用(例如吸附)于碳材料的同时使碳材料分散在溶剂中的装置，可以使用通常用于颜料分散等中的分散机。例如，可以举出分散机(デイスパ一)、均质混合机(homomixer)、行星式混合机等混合机类；均化器(homogenizer)(エム·テクニツク社(Mtechnique公司)制造的“クレアミツクス”，PRIMIX社制造的“フイルミツクス”等)类；涂料搅拌机(レツドデビル社制造)、球磨机、砂磨机(シンマルエンタ一プライゼス社(Shinmaru Enterprises Corporation)制造的“戴诺磨机(ダイノミル)”等)、立式球磨机、珠磨机(パ一ルミル)(アイリツヒ社(Eirich Co.，Ltd.)制造的“(DCP磨机)”等)、环隙球磨机等介质型分散机、湿式喷射研磨机(ジ一ナス社(Genus公司)制造“ジ一ナスPY(Genus PY)”，スギノマシン社(suginomachine公司)制造的“スタ一バ一スト”、ナノマイザ一社(nanomizer公司)制造的“ナノマイザ一(nanomizer)”等)、エム·テクニツク社(Mtechnique公司)制造的“クレアSS-5”、奈良机械社(奈良機械社)制造的“MICROS”等无介质(メデイアレス)分散机，其它辊磨机等，但并不限定于这些。另外，作为分散机，优选使用施以防止金属从分散机混入处理的分散机。
例如，当使用介质型分散机时，优选采用混合机(agitator)和容器为陶瓷制或树脂制的分散机的方法、或对金属制混合机和容器表面施以碳化钨喷涂或树脂涂覆等处理的分散机。而且，作为介质，优选使用玻璃珠、氧化锆珠、氧化铝珠等的陶瓷珠。另外，当使用辊磨机时，也优选使用陶瓷制辊。分散装置既可以使用一种，也可以将多种装置组合使用。
作为粘合剂成分的添加方法，可以举出：在上述分散剂(以及作为分散助剂的酸)的存在下，搅拌由作为导电助剂的碳材料分散于溶剂而形成的分散体的同时添加固体的粘合剂成分并使之溶解的方法。
另外，可以举出：将预先制作出使粘合剂成分溶解于溶剂中的溶液与上述分散体相混合的方法。另外，也可以将粘合剂成分添加在上述分散体后，再次在上述分散装置中进行分散处理。
另外，在选自具有碱性官能团的有机色素衍生物、具有碱性官能团的蒽醌衍生物、具有碱性官能团的吖啶酮衍生物、以及具有碱性官能团的三嗪衍生物中的一种以上分散剂的存在下，将作为导电助剂的碳材料分散在溶剂中时，也可以将粘合剂成分的一部分或全部同时添加后进行分散处理。
作为正极活性物质或负极活性物质的添加方法，可以举出在上述分散剂(以及作为分散助剂的酸)的存在下、一边搅拌将作为导电助剂的碳材料分散在溶剂中而成的分散体，一边添加正极活性物质或负极活性物质，并使之分散的方法。另外，在选自具有碱性官能团的有机色素衍生物、具有碱性官能团的蒽醌衍生物、具有碱性官能团的吖啶酮衍生物、以及具有碱性官能团的三嗪衍生物中的一种以上的分散剂(以及作为分散助剂的酸)的存在下，将作为导电助剂的碳材料分散在溶剂中时，也可以将正极活性物质或负极活性物质的一部分或全部同时添加后再进行分散处理。而且，作为此时用于进行混合、分散的装置，可以使用在通常的颜料分散等中使用的上述分散机。
作为导电助剂的碳材料的分散粒径为0.03μm以上、2μm以下，优选为0.05μm以上、1μm以下，更优选微细化达到0.05μm以上、0.5μm以下。作为导电助剂的碳材料的分散粒径为低于0.03μm的组合物，有时其制作困难。另外，当采用的作为导电助剂的碳材料的分散粒径为超过2μm的组合物的情况下，有时出现因电极电阻分布偏差、低电阻化而不得不增加导电助剂的添加量等缺陷。在此所述的分散粒径，是指在体积粒度分布中，当从粒径细小的粒子开始累计其粒子的体积比率时成为50％时的粒径(D50)，通常的粒度分布仪，例如，采用动态光散射方式的粒度分布仪(“マイクロトラツク UPA”，日机装社(日機装社)制造)等进行检测。
如上所述，本发明的电池用组合物，通常是作为含溶剂的分散体(液)、膏等进行制造、流通、应用。其原因在于，即使将导电助剂或活性物质和分散剂以干燥粉体的状态进行混合，也无法将分散剂均匀地作用于导电助剂或活性物质上，而采用液相法，则能够在分散剂存在下将导电助剂或活性物质分散于溶剂中，使分散剂均匀地作用于导电助剂或活性物质上。其原因还在于，如下所述，当在集电体上形成电极复合材料层时，优选尽可能均匀地涂布液状分散体并使其干燥。
但是，例如，从运输成本等原因出发考虑，也可以对采用液相法制作的分散体暂时去除溶剂而做成干燥粉体。然后，可以将该干燥粉体再分散于适当的溶剂中，从而用于电极复合材料层的形成中。因此，本发明的组合物并不限定于液状分散体，也可以是如上所述的干燥粉体的状态。
另外，作为本发明的制造方法，可将上述分散剂进行预处理的作为导电助剂的碳材料分散于溶剂中，以取代使分散剂全部或部分溶解于溶剂中并在该溶液中添加、混合作为导电助剂的碳材料。
接着，针对碳材料的基于上述分散剂的处理进行说明。
作为获得经由选自具有碱性官能团的有机色素衍生物、具有碱性官能团的蒽醌衍生物、具有碱性官能团的吖啶酮衍生物、具有碱性官能团的三嗪衍生物中的一种以上的分散剂进行处理的作为导电助剂的碳材料的方法，可以举出：基于干式处理的方法，以及基于液相中的处理的方法。
首先，针对选自具有碱性官能团的有机色素衍生物、具有碱性官能团的蒽醌衍生物、具有碱性官能团的吖啶酮衍生物、具有碱性官能团的三嗪衍生物中的分散剂以及作为导电助剂的碳材料的干式处理进行说明。
在本发明中的干式处理，是采用干式处理装置在常温或者加热下对上述碳材料以及分散剂进行混合、粉碎等的同时，使分散剂作用于(例如，吸附于)碳材料表面上。作为所使用的装置，并没有特别限定，能够使用：涂料搅拌机(レツドデビル社制造)、球磨机、立式球磨机、振动磨机等的介质型分散机、捏合机、辊磨机、石磨式磨机(石臼式ミル)、行星式混合机、亨舍尔混合机(フエンシエルミキサ一)、混成机(ハイブリダイザ一)((株)奈良機械製作所(奈良机械制作所))、MICROS((株)奈良机械制作所)、机械融合系统(メカノフユ一ジヨンシステム)AMS(ホソカワミクロン(株))等的无介质分散·混合机，但从金属沾污等角度考虑，优选使用无介质的分散·混合机。
选自具有碱性官能团的吖啶酮衍生物、具有碱性官能团的三嗪衍生物中的分散剂的添加量，虽然还取决于所使用的作为导电助剂的碳材料的比表面积等，相对于100重量份碳材料，所添加的分散剂通常为0.5重量份以上、40重量份以下，优选为1重量份以上、35重量份以下，更加优选为2重量份以上、30重量份以下。若分散剂的量少，则不能获得充分的分散效果，同时不能充分获得提高对电解液的湿润性的效果、抑制金属析出的效果。另外，即使过量添加，分散效果也得不到明显提高。
另外，此时，可在使处理物不形成为凝胶状的范围内添加溶剂。基于溶剂的添加而使分散剂的湿润性提高或者(一部分)溶解以及碳材料相对于分散剂的湿润性提高，希望有促进碳材料与分散剂的相互作用(例如，吸附)的效果。此时的溶剂添加量，因使用材料不同而不同，相对于分散剂的添加量为0.5～20重量％。作为所使用的溶剂，并没有特别限定，能够使用：甲乙酮(MEK)等酮类，乙醇等醇类，醋酸乙酯等酯类，二甲基甲酰胺(DMF)、N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)等酰胺类，其它醚类、芳香族类等有机溶剂。另外，根据需要，可通过流动氮气体等使干式处理装置内部形成脱氧环境进行处理。
另外，对于处理时间，能够根据所使用的装置，或按照所需的混匀程度进行任意设定。通过进行这些处理，能够获得粉状或者块状的处理物。对于所得到的处理物，可在此后进一步干燥、粉碎。
接着，针对作为导电助剂的碳材料与选自具有碱性官能团的有机色素衍生物、具有碱性官能团的蒽醌衍生物、具有碱性官能团的吖啶酮衍生物、具有碱性官能团的三嗪衍生物中的分散剂的液相处理进行说明。
对于本发明中的液相处理，优选包含如下工序：使选自具有碱性官能团的有机色素衍生物、具有碱性官能团的蒽醌衍生物、具有碱性官能团的吖啶酮衍生物、具有碱性官能团的三嗪衍生物中的一种以上的分散剂与作为导电助剂的碳材料以及溶剂一起混合、使分散剂作用于(例如，吸附于)碳材料的工序，以及使分散剂作用下的碳材料发生凝集、获得凝集粒子的工序。
在使分散剂作用于(例如，吸附于)碳材料的工序中，优选分散剂全部或部分溶解于溶剂中。另外，优选进一步混合·分散分散剂与作为导电助剂的碳材料以及溶剂的混合物。
另外，优选增加去除金属异物等沾污的工序。在炭黑、石墨以及碳纤维等的碳材料中，多数情况下含有来自这些的制造工序(作为生产线沾污、催化剂)的金属异物等，去除这些金属异物等，对防止电池的短路非常重要。在本发明中，基于选自具有碱性官能团的有机色素衍生物、具有碱性官能团的蒽醌衍生物、具有碱性官能团的吖啶酮衍生物、具有碱性官能团的三嗪衍生物中的分散剂的效果，碳材料的凝集得以良好地解除，以及分散体的粘度变低，因此，与未添加分散剂的情况相比，即使在分散体中的碳材料浓度高的情况下，也能够效率良好地去掉金属异物。作为去除金属异物等的方法，可以举出利用磁铁进行的除铁方法以及过滤、离心分离等方法。去除异物的工序，优选在使分散剂作用于(例如，吸附于)碳材料的工序中和/或其后等阶段、并且在使分散剂作用下的碳材料发生凝集的工序之前进行。
在使分散剂作用于(例如，吸附于)碳材料的工序中，作为所使用的溶剂，例如，可以举出：醇类、二醇类、溶纤剂类、氨基醇类、胺类、酮类、羧酸酰胺类、磷酸酰胺类、亚砜类、羧酸酯类、磷酸酯类、醚类、腈类等的有机溶剂，以及水。
下面，针对采用有机溶剂类(油类)的液相处理进行说明。
作为使分散剂作用于(例如，吸附于)碳材料的工序，将选自具有碱性官能团的有机色素衍生物、具有碱性官能团的蒽醌衍生物、具有碱性官能团的吖啶酮衍生物、以及具有碱性官能团的三嗪衍生物中的一种以上的分散剂，与作为导电助剂的碳材料以及有机溶剂一起进行混合，并且使分散剂作用于(例如，吸附于)碳材料。尤其是，优选将上述选自具有碱性官能团的有机色素衍生物、具有碱性官能团的蒽醌衍生物、具有碱性官能团的吖啶酮衍生物、具有碱性官能团的三嗪衍生物中的一种以上的分散剂全部或部分溶解于有机溶剂中，并在该溶液中添加作为导电助剂的碳材料后进行混合·分散，由此使这些分散剂作用于(例如，吸附于)碳材料。
另外，优选添加酸作为分散助剂。此时，作为所使用的酸，并没有特别限定，能够使用盐酸、硫酸、硝酸、磷酸、由强酸与弱碱的反应所得到的盐类的无机化合物；羧酸类、磷酸类、磺酸类等的有机酸等。
作为使分散剂作用于(例如，吸附于)碳材料的工序中所使用的溶剂，优选使用介电常数为15以上的极性溶剂。
例如，可以举出：甲醇(介电常数：33.1)、乙醇(23.8)、2-丙醇(18.3)、1-丁醇(17.1)、1，2-乙二醇(38.66)、1，2-丙二醇(32.0)、1，3-丙二醇(35.0)、1，4-丁二醇(31.1)、二乙二醇(31.69)、2-甲氧基乙醇(16.93)、2-乙氧基乙醇(29.6)、2-氨基乙醇(37.7)、丙酮(20.7)、甲乙酮(18.51)、甲酰胺(111.0)、N-甲基甲酰胺(182.4)、N，N-二甲基甲酰胺(36.71)、N-甲基乙酰胺(191.3)、N，N-二甲基乙酰胺(37.78)、N-甲基丙酰胺(172.2)、N-甲基吡咯烷酮(32.0)、六甲基磷酸三酰胺(29.6)、二甲亚砜(48.9)、环丁砜(43.3)、乙腈(37.5)、丙腈(29.7)等，但并不限于这些。
尤其是，着眼于提高处理液中的碳材料的浓度、提高处理效率，使用介电常数为15以上、200以下的极性溶剂，优选使用介电常数为15以上、100以下的极性溶剂，更优选使用介电常数为20以上、100以下的极性溶剂。
另外，优选含有电子相容效果大的溶剂，尤其优选受主数为15以上的溶剂，更优选为25以上、60以下的溶剂。
作为受主数为15以上的溶剂，例如，可以举出N，N-二甲基甲酰胺(16.0)、苯甲腈(15.5)、乙腈(18.9)、二甲亚砜(19.3)、硝基甲烷(20.5)、氯仿(23.1)、2-丙醇(33.5)、乙醇(37.9)、甲醇(41.5)、水(54.8)等，但并不限于这些。
另外，优选含有氢键性大的溶剂，尤其优选溶解度参数的氢键部分(SP值(δh))为5(cal/cm3)1/2以上的溶剂，更优选为8(cal/cm3)1/2以上、20(cal/cm3)1/2以下的溶剂。
作为溶解度参数的氢键部分(SP值(δh))为5(cal/cm3)1/2以上的溶剂，例如，可以举出：苯胺(5.0)、2-(2-丁氧基乙氧基)乙醇(5.2)、二丙酮醇(5.3)、N，N-二甲基甲酰胺(5.5)、1-戊醇(6.8)、2-乙氧基乙醇(7.0)、1-丁醇(7.7)、1-丙基醇(8.5)、乙醇(9.5)、二乙二醇(9.7)、乙醇胺(10.4)、甲醇(10.9)、1，2-丙二醇(11.4)、1，2-乙二醇(12.7)、水(16.7)等，但并不限于这些。
另外，作为所使用的溶剂，优选含有质子性极性溶剂。作为优选的质子性极性溶剂，例如，可以举出：具有羟基的醇类、二醇类，还有诸如N-甲基甲酰胺、N-甲基乙酰胺、N-甲基丙酰胺之类的将氮进行单烷基化的酰胺类溶剂以及水等，但并不限于这些。
这些有机溶剂，可单独使用，也可以两种以上组合使用。
优选组合使用受主数大的溶剂、溶解度参数的氢键部分(SP值(δh))大的溶剂或者质子性溶剂与介电常数大的溶剂，或者，优选使用介电常数、受主数、溶解度参数的氢键部分(SP值(δh))大的质子性溶剂。
另外，作为用于使碳材料混合·分散于溶剂中、同时使上述分散剂作用于(例如，吸附于)碳材料的装置，可以使用通常用于颜料分散等中的分散机。例如，可以举出：捏合机(ニ一ダ一)、分散机、均质混合机、行星式混合机等的混合机类、均化器(エム·テクニツク社制造的“クレアミツクス”、PRIMIX社的“フイルミツクス”等)类、涂料搅拌机(レツドデビル社制造)、球磨机、砂磨机(シンマルエンタ一プライゼス社制造的“戴诺磨机(ダイノミル)”等)、立式球磨机、珠磨机(アイリツヒ社制造的“DCP磨机”等)、环隙球磨机等的介质型分散机、湿式喷射研磨机(ジ一ナス社制造的“ジ一ナスPY”、スギノマシン社制造的“スタ一バ一スト”、ナノマイザ一社制造的“ナノマイザ一”等)、エム·テクニツク社制造的“クレアSS-5”、奈良机械社制造的“MICROS”等的无介质分散机、其它辊磨机等。所使用的装置，并不限于这些，但从处理效率、生产率的观点出发，优选采用混合机、介质型分散机。另外，优选使用施以防止金属从装置混入的处理。
例如，在使用介质型分散机的情况下，优选采用混合机以及容器为陶瓷制或树脂制的分散机的方法、或对金属制混合机和容器表面施以碳化钨喷涂或树脂涂覆等处理的分散机。并且，作为介质，优选使用玻璃珠、氧化锆珠、氧化铝珠等的陶瓷珠，其中，优选使用氧化锆珠。另外，当使用辊磨机时，也优选使用陶瓷制辊。分散装置，既可以使用一种，也可以将多种装置组合使用。
对于选自具有碱性官能团的有机色素衍生物、具有碱性官能团的蒽醌衍生物、具有碱性官能团的吖啶酮衍生物、具有碱性官能团的三嗪衍生物中的一种以上的分散剂的添加量，取决于所使用的作为导电助剂的碳材料的比表面积等，相对于100重量份的碳材料，分散剂通常设为0.5重量份以上、40重量份以下，优选为1重量份以上、35重量份以下，更加为优选2重量份以上、30重量份以下。若分散剂的量少，则形成电池用组合物时不能获得充分的分散效果，不能获得提高对电解液的湿润性效果、抑制金属析出的效果。另外，即使过量添加，分散效果也不能得到明显提高。
另外，对于施以液相处理的处理液中的碳材料浓度，虽然也取决于所使用的碳材料的比表面积、表面官能团量等碳材料特有的特性值等，但优选为1重量％以上、50重量％以下，更优选为5重量％以上、35重量％以下。若碳材料的浓度过低，则生产效率变差，若碳材料的浓度过高，则处理时的粘度明显增高，有时导致操作性的降低。
作为使分散剂作用下的碳材料在液体中发生凝集而获得凝集粒子的工序，可以举出对上述处理物进行加热和/或减压、蒸除溶剂的方法。另外，作为使碳材料表面的分散剂对溶剂的溶解性或分散性降低而发生凝集的方法，可以举出通过使上述处理浆料与介电常数为低于15、更加优选10以下的溶剂相混合而致使凝集的方法等。作为介电常数为低于15的溶剂并没有特别的限定，例如，可以举出：甲基异丁基甲酮(介电常数：13.1)、醋酸乙酯(6.0)、醋酸丁酯(5.0)、二乙醚(4.2)、二甲苯(2.3)、甲苯(2.2)、庚烷(1.9)、己烷(1.9)、戊烷(1.8)等。
并且，通过过滤或离心分离等提取这些凝集物。虽然能够直接使用所得到的处理物，但优选此后经清洗、干燥、粉碎再使用。
接着，针对以水类进行的液相处理进行说明。
作为使分散剂作用于(例如，吸附于)碳材料的工序，是将选自具有碱性官能团的有机色素衍生物、具有碱性官能团的蒽醌衍生物、具有碱性官能团的吖啶酮衍生物、以及具有碱性官能团的三嗪衍生物中的一种以上的分散剂，与作为导电助剂的碳材料以及水一起混合，并使分散剂作用于(例如，吸附于)碳材料。尤其是，优选将选自具有碱性官能团的有机色素衍生物、具有碱性官能团的蒽醌衍生物、具有碱性官能团的吖啶酮衍生物、具有碱性官能团的三嗪衍生物中的一种以上的分散剂全部或部分溶解于水或酸性水溶液中，在该溶液中添加作为导电助剂的碳材料并进行混合·分散，由此使这些分散剂作用于(例如，吸附于)碳材料。
所使用的水优选离子交换水或精制水。另外，为了提高分散剂的溶解性，处理液体的pH优选调节为1＜pH＜7，更优选为2≤pH≤6，特别优选为3≤pH≤5。添加酸以调节处理液体的pH成为酸性。作为酸，并没有特别限定，能够使用：盐酸、硫酸、硝酸、磷酸、由强酸与弱碱进行反应所得到的盐类的无机化合物；羧酸类、磷酸类、磺酸类等的有机酸等。其中，优选使用在电极制作时的干燥工序中进行分解或挥发的酸。
作为添加酸以溶解具有碱性官能团的分散剂的酸量，相对于分散剂中所含的碱性官能团的量，优选添加0.1～10当量，更优选为0.5～5当量。
另外，作为用于使碳材料混合·分散于溶剂中并且同时使上述分散剂作用于(例如，吸附于)碳材料的装置，能够采用相同于以有机溶剂类进行处理的装置，从处理的效率、生产率的观点出发，优选使用混合机、介质型分散机。另外，优选使用施加处理以防止金属从装置混入的装置。
对于选自具有碱性官能团的有机色素衍生物、具有碱性官能团的蒽醌衍生物、具有碱性官能团的吖啶酮衍生物、以及具有碱性官能团的三嗪衍生物中的一种以上的分散剂的添加量，取决于所使用的作为导电助剂的碳材料的比表面积等。相对于100重量份碳材料，分散剂通常设为0.5重量份以上、40重量份以下，优选为1重量份以上、35重量份以下，更优选为2重量份以上、30重量份以下。若分散剂的量少，则形成电池用组合物时不能获得充分的分散效果，同时不能充分获得提高对电解液的湿润性的效果、抑制金属析出的效果。另外，即使过量添加，分散效果也得不到明显提高。
另外，施以液相处理的处理液中的碳材料浓度，虽然也取决于所使用的碳材料的比表面积、表面官能团量等碳材料特有的特性值等，但优选为1重量％以上、50重量％以下，更优选为5重量％以上、35重量％以下。若碳材料的浓度过低，则生产效率降低；若碳材料的浓度过高，则处理时的粘度明显增高，有时会导致操作性降低。
作为使分散剂作用下的碳材料在液体中进行凝集而获得凝集粒子的工序，可以举出：对上述处理物进行加热和/或减压、蒸除水分的方法。另外，作为使碳材料表面的分散剂对水的溶解性或分散性降低而发生凝集的方法，可以举出使处理液体的pH中性化或碱性化而发生凝集的方法等。其中，优选使处理液体的pH中性化或碱性化而发生凝集的方法。
为达到中性或碱性化添加了碱。作为能够使用的碱，可以举出：碱金属等的金属氢氧化物类、由弱酸与强碱进行反应所得到的盐类、氨水、有机胺类等、溶解于水后显示碱性的化合物。其中，优选使用在电极制作时的干燥工序中进行分解或挥发的碱。
并且，通过过滤或离心分离等提取这些凝集物。所得到的处理物能够直接使用，但优选此后经清洗、干燥、粉碎再使用。
<锂二次电池>
下面，对使用了本发明组合物的锂二次电池进行说明。
锂二次电池，包括：在集电体上具有正极复合材料层的正极、在集电体具有负极复合材料层的负极、以及含锂的电解质。也可以在上述正极复合材料层与上述集电体之间、或上述负极复合材料层与上述集电体之间，形成有电极基底层。
关于电极，对所使用的集电体的材质或形状没有特别的限定，作为材质，可以使用铝、铜、镍、钛、不锈钢等金属或合金，特别是，作为正极材料优选使用铝、作为负极材料优选使用铜。另外，作为形状，通常使用平板状的箔，但也可以使用表面实施有粗糙化处理的物质、或开有孔的箔状物质、以及网状物质。
作为在集电体上形成电极基底层的方法，可以举出将上述电极基底膏涂布在电极集电体上，并进行干燥的方法。作为电极基底层的膜厚，只要是在能够保证导电性和粘附性的范围内即可，未作特别的限定，通常为0.05μm以上、2μm以下，优选为0.1μm以上、10μm以下。
作为在集电体上形成电极复合材料层的方法，可以举出在集电体上直接涂布上述电极复合材料膏并进行干燥的方法、以及在集电体上形成电极基底层后涂布电极复合材料膏并进行干燥的方法等。另外，当在电极基底层上形成电极复合材料层时，也可以在集电体上涂布电极基底膏后，趁其处于湿润状态时，重复涂布电极复合材料膏并进行干燥。作为电极复合材料层的厚度，通常为1μm以上、50μm以下，优选为10μm以上、300μm以下。
关于涂布方法没有特别的限定，可以使用公知的方法。具体地讲，可以举出：模压涂层法、浸渍涂布法、辊涂布法、刮涂法、喷涂法、凹板涂布法、丝网印刷法、静电涂布法等。另外，也可以在涂布后采用平版压力机或压光辊等进行压延处理。
<电解液>
作为构成本发明的锂二次电池的电解液，可以使用将含锂的电解质溶解在非水类溶剂中的电解液。作为电解质，可以举出：LiBF4、LiClO4、LiPF6、LiAsF6、LiSbF6、LiCF3SO3、Li(CF3SO2)2N、LiC4F9SO3、Li(CF3SO2)3C、LiI、LiBr、LiCl、LiAlCl、LiHF2、LiSCN、LiBPh4等，但并不受此限。
对于非水类溶剂，并没有特别的限定，可以举出：碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸丁烯酯、碳酸二甲酯、乙基甲基碳酸酯、碳酸二乙酯等碳酸酯类；γ-丁内酯、γ-戊内酯、γ-辛内酯等内酯类；四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、1，3-二氧戊环、4-甲基-1，3-二氧戊环、1，2-甲氧基乙烷、1，2-乙氧基乙烷、1，2-二丁氧基乙烷等乙二醇二醚(グライム)类；甲酸甲酯、乙酸甲酯、丙酸甲酯等酯类；二甲基亚砜、环丁砜等亚砜类；乙腈等腈类。另外，这些溶剂可分别单独使用，也可以两种以上混合使用。
进而，也可以将上述电解液保持在聚合物基质上，制备成凝胶状的高分子电解质。作为聚合物基质，可以举出具有聚亚烷基氧化物链节的丙烯酸酯类树脂、具有聚亚烷基氧化物链节的聚磷腈类树脂、具有聚亚烷基氧化物链节的聚硅氧烷等，但并不限定于此。
对使用了本发明组合物的锂二次电池结构未作特别的限定，通常由正极和负极、以及根据需要设置的隔膜组成，可根据使用目的制造成纸张型、圆筒型、钮扣型、积层型等。
实施例
下面，根据实施例更详细地说明本发明，但本发明并不限定于实施例。在实施例中，“份”表示“重量份”、“％”表示“重量％”。碳分散体粒度分布测定是使用动态光散射方式的粒度分布仪(日机装社制造的“マイクロトラツクUPA”)，在体积粒度分布中，从粒径小的粒子开始累积计算粒子的体积比率，并计算出达到50％时的粒径(D50)。但是，作为导电助剂使用碳纳米纤维的碳分散体的分散粒度，通过刮板细度计(grind gauge)进行的判断(根据JIS K5600-2-5)来求出。另外，关于电极复合材料膏的分散粒度，则通过刮板细度计(grind gauge)进行的判断(根据JIS K5600-2-5)来求出。
<分散剂的结构>
将实施例中使用的分散剂的结构示于表1～表4。
表1
表2
表3
表4
<分散剂处理碳的制备>
按照表5所示的组成进行碳的分散剂处理。另外，在表6中显示了分散剂处理的方法和所使用的处理装置。
[分散剂处理碳(1)]
采用立式球磨机(アトライタ一)，装入100份作为导电助剂的乙炔炭黑(超导电乙炔炭黑(デンカブラツク)粉状品，一次粒径为35nm，比表面积为68m2/g，电化学工业社制造)、3份分散剂B以及0.3份N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)，进行处理而获得分散剂处理碳(1)。
[分散剂处理碳(2)]
在捏合机中，装入100份作为导电助剂的乙炔炭黑(超导电乙炔炭黑FX-35：一次粒径为23nm，比表面积为133m2/g，电化学工业社制造)、4份分散剂B以及156份NMP，进行混合处理。将所得到的处理物进行干燥、粉碎而获得分散剂处理碳(2)。
[分散剂处理碳(3)]
在捏合机中，装入100份作为导电助剂的科琴炭黑(EC-300J：比表面积为800m2/g，アクゾ社制造)、15份分散剂D以及268份N，N-二甲基甲酰胺(DMF)，进行混合处理。
将所得到的处理物添加于770份己烷中进行搅拌，然后，过滤获取凝集物并进行干燥、粉碎而获得分散剂处理碳(3)。
[分散剂处理碳(4)]
在1000份精制水中，添加4份分散剂E。采用分散机搅拌混合并同时添加1N盐酸水溶液，调节液体的pH约为3，使分散剂全部或部分溶解。接着，加入作为导电助剂的100份炉法炭黑(Super-P Li：一次粒径为40nm，比表面积为62m2/g，TIMCAL社制造)进行搅拌混合。此时，适当添加1N盐酸水溶液，使得处理液体的pH保持在3～5的范围内。
接着，将处理浆料通过带有磁铁的过滤网后，添加25％氨水，使液体的pH为10～11。此时，由于液体的粘度急剧上升，适当添加了精制水。过滤获取凝集物之后，用精制水进行清洗，然后干燥、粉碎获得分散剂处理碳(4)。
[分散剂处理碳(5)]
在1000份精制水中，添加4份分散剂K。采用分散机进行搅拌混合的同时添加1N盐酸水溶液，使液体的pH约为3，使分散剂全部或部分溶解。接着，加入100份成为导电助剂的炉法炭黑(ト一カブラツク#5400：一次粒径为21nm，比表面积为170m2/g，東海カ一ボン社制造)进行搅拌混合。此时，适当添加1N盐酸水溶液，使处理液体的pH保持在3～5的范围内。
接着，采用容器为陶瓷制的砂磨机，将该浆料，使用氧化锆珠作为介质进行循环分散。在分散中，采用带有磁铁的搅拌叶片搅拌研磨基料(ミルベ一ス)。
接着，使所得到的分散体通过2μm的过滤器之后，向滤液中加入三乙胺(TEA)，使液体的pH为10～11。此时，由于液体的粘度急剧上升，添加了适当的精制水。在过滤获取凝集物之后，用精制水进行清洗，然后干燥、粉碎获得分散剂处理碳(5)。
<根据有无分散处理进行碳的湿润性评价>
分散剂未处理的各种碳以及各种分散剂处理碳，在80℃下减压干燥10小时。接着，采用玛瑙制研钵粉碎干燥物，然后进一步在80℃下减压干燥12小时。再次采用玛瑙制研钵粉碎所得到的干燥物，然后采用片剂成型机(Specac社制造)施加500kgf/cm2的负荷，制作出碳圆片(直径为10mm，厚度为0.5mm)。采用微进样器向该圆片滴落以1∶1的比例混合碳酸乙烯酯与碳酸二乙酯而成的液滴，检测了液滴浸透圆片所需的时间。对每个试样进行5次该检测，求出平均浸透时间，其中，该平均浸透时间低于1秒的标记为“◎”，1秒以上、低于5秒的标记为“○”，5秒以上、低于10秒的标记为“△”，10秒以上的标记为“×”。
碳的湿润性评价的结果，如表5和表6所示。
表5
表6
| 分散剂处理碳 | 处理方法 | 处理装置 | 处理碳的湿润性 |
| (1) | 干式处理 | 立式球磨机 | ○ |
| (2) | 液相处理(油类) | 捏合机 | ○ |
| (3) | 液相处理(油类) | 捏合机 | ○ |
| (4) | 液相处理(水类) | 分散机 | ○ |
| (5) | 液相处理(水类) | 砂磨机 | ○ |
本发明的用分散剂处理的碳，与未用分散剂处理的碳相比，提高了对电解液的湿润性。
<导电助剂用碳分散体的制备>
[碳分散体1、3～7、9、12～20]
根据表7及表8所示组成，向玻璃瓶加入89.5份各种溶剂与各种酸的组合、0.5份分散剂A、C、F～J、或者L～O中的任意一种，并进行搅拌混合，以使分散剂全部或部分溶解。接着，加入10份作为导电助剂的碳，进一步添加作为介质的氧化锆珠后，采用涂料搅拌机(paint shaker)进行了分散。
采用带有磁铁的搅拌叶片充分搅拌所得到的分散液之后，再通过2μm的过滤器，获得各种碳分散体。
作为碳，使用了市售的乙炔炭黑(超导电乙炔炭黑HS-100：一次粒径为48nm，比表面积为48m2/g；超导电乙炔炭黑粉状品：一次粒径为35nm，比表面积为68m2/g，均是電気化学工業社(电气化学工业社)制造)、炉法炭黑(ト一カブラツク#5400：一次粒径为21nm，比表面积为170m2/g，東海カ一ボン社(东海碳素社)制造；Super-P Li：一次粒径为40nm，比表面积为62m2/g，TIMCAL社制造；SUPER BLACK 205：一次粒径为42nm，比表面积为50m2/g，コロンビヤンカ一ボン社制造)、或碳纳米纤维CNF(商品名：“VGCF”；纤维长度为10～20μm，纤维直径为150nm，比表面积为13m2/g，昭和電工社(昭和电工社)制造)中的任意一种。
[碳分散体2]
根据表7中所示的组成，向玻璃瓶中装入89.5份N、N-二甲基甲酰胺(DMF)以及0.5份分散剂A，并进行搅拌混合，以使分散剂全部或部分溶解。接着，加入作为导电助剂的10份乙炔炭黑(超导电乙炔炭黑HS-100：一次粒径为48nm，比表面积为48m2/g，电气化学工业社制造)，再添加作为介质的氧化锆珠后，采用涂料搅拌机进行了分散。
采用带有磁铁的搅拌叶片充分搅拌所得到的分散液之后，再通过20μm的过滤器，获得碳分散体(2)。
[碳分散体8、10、11]
根据表7和表8所示的组成，向玻璃瓶中装入合计为88.5～89.7份的各种溶剂与冰醋酸、10.3～11.5份的选自表5和表6中所示的分散剂处理碳(1)～(3)中的任意一种，再添加作为介质的氧化锆珠之后，采用涂料搅拌机进行了分散。
采用带有磁铁的搅拌叶片充分搅拌所得到的分散液后，进而通过20μm的过滤器，获得各种碳分散体。
[碳分散体21、22]
根据表9所示的组成，向玻璃瓶中加入89.5份各种溶剂、10.5份成为导电助剂的乙炔炭黑(超导电乙炔炭黑HS-100：一次粒径为48nm，比表面积为48m2/g，电化学工业社制造)，再添加作为介质的氧化锆珠后，采用涂料搅拌机进行分散，获得碳分散体。
[碳分散体23-29]
根据表9所示的组成，向玻璃瓶中添加83.7份N-甲基-2-吡咯烷酮(MNP)、9.3份1，2-乙二醇(EG)以及7份成为导电助剂的碳，再添加作为介质的氧化锆珠后，采用涂料搅拌机进行分散，获得碳分散体。
作为碳，使用了市售的乙炔炭黑(超导电乙炔炭黑粉状品：一次粒径为35nm，比表面积为68m2/g；超导电乙炔炭黑FX-35：一次粒径为23nm，比表面积为133m2/g；均为电化学工业社制造)或者炉法炭黑(ト一カブラツク#5400：一次粒径为21nm，比表面积为170m2/g，東海カ一ボン社制造；Super-P Li：一次粒径为40nm，比表面积为62m2/g，TIMCAL社制造；SUPERBLACK 205：一次粒径为42nm，比表面积为50m2/g，コロンビヤンカ一ボン社制造)、科琴炭黑(EC-300J：比表面积为800m2/g，アクゾ社制造)或者碳纳米纤维(CNF)(制品名“VGCF”，纤维长为10～20μm，纤维径为150nm，比表面积为13m2/g，昭和电工社制造)中的任意一种。
[碳分散体30、31]
根据表9所示组成，向玻璃瓶装入80.5份N-甲基-2-吡咯烷酮(MNP)、9.0份1，2-乙二醇(EG)以及0.5份作为分散剂的表面活性剂，并进行搅拌混合，以使分散剂溶解。接着，添加10份成为导电助剂的乙炔炭黑(超导电乙炔炭黑HS-100：一次粒径为48nm，比表面积为48m2/g，电气化学工业社制造)，再添加作为介质的氧化锆珠后，采用涂料搅拌机进行分散，获得碳分散体。
作为表面活性剂，使用非离子表面活性剂(エマルゲンA-60：聚环氧乙烷衍生物，花王公司制造)、或阴离子性表面活性剂(デモ一ルN：β-萘磺酸-福尔马林缩合物的钠盐，花王公司制造)中的任意一种。
[碳分散体32、33]
根据表9所示组成，向玻璃瓶中装入89.5份N-甲基-2-吡咯烷酮、0.5份作为分散树脂的聚乙烯吡咯烷酮(重量平均分子量约80000，日本触媒社(日本催化剂公司)制造)，并进行搅拌混合，以使分散树脂溶解。接着，添加10份成为导电助剂的碳，再添加作为介质的氧化锆珠后，采用涂料搅拌机进行了分散。
采用带有磁铁的搅拌叶片充分搅拌所得到的分散液后，进而通过20μm的过滤器，获得碳分散体。
作为碳，使用市售的乙炔炭黑(超导电乙炔炭黑HS-100：一次粒径为48nm，比表面积为48m2/g，电气化学工业社制造)、或炉法炭黑(ト一カブラツク#5400：一次粒径为21nm，比表面积为170m2/g，東海カ一ボン社制造)中的任意一种。
<分散处理后的碳的湿润性评价>
对碳分散体7～20进行分散处理后的碳的湿润性评价。
采用蒸发器对各碳分散体的溶剂进行减压蒸馏后，对所得残渣在80℃温度下减压干燥10小时。接着，采用玛瑙制研钵粉碎所得到的干燥物，然后进一步在80℃温度下减压干燥12小时。再次采用玛瑙制研钵粉碎所得到的干燥物，然后采用片剂成型机(Specac公司制造)施加500kgf/cm2的负荷，制作出碳圆片(直径为10mm，厚度为0.5mm)。采用微进样器向该圆片滴落以1∶1的比例混合碳酸乙烯酯与碳酸二乙酯而成的液滴，测定液滴浸透圆片所需的时间。对每个样品进行5次该检测，求出平均浸透时间，其中，该平均浸透时间低于1秒的标记为“◎”，1秒以上、低于5秒的标记为“○”，5秒以上、低于10秒的标记为“△”，10秒以上的标记为“×”。
上述碳分散体的组成，如表7、表8以及表9所示。另外，分散评价结果以及湿润性评价结果如表10所示。另外，表中简写符号表示的意义如下。
AN：溶剂的受主数
SP(δh)：溶剂的溶解度参数中的氢键部分
DMF：N，N-二甲基甲酰胺
NMP：N-甲基-2-吡咯烷酮
EG：1，2-乙二醇
PG：1，2-丙二醇
添加当量：相对于所使用的分散剂的物质量的酸添加当量
表7
表8
表9
表10
碳分散体12的粒度，是通过刮板细度计(grind gauge)进行判断求出的。
本发明的使用分散剂的碳分散体(分散体1～20)，与仅将未处理的碳分散于溶剂中的情况(分散体21～29)或使用通常的表面活性剂的情况(分散体30～31)相比，已知其分散性良好、粘度低且分散粒度也小。
而且，分散体1～20的经时分散稳定性(50℃×3天)也优异，没有发现粘度增加或凝集的产生。
<锂二次电池用正极复合材料膏的制备>
[实施例1]
采用行星式混合机，对90份作为正极活性物质的钴酸锂LiCoO2(HLC-22：平均粒径为6.6μm，比表面积为0.62m2/g，本荘ケミカル社(HonjoChemical Corporation)制造)、4.75份作为粘合剂的聚偏氟乙烯(KF聚合物：クレハ社制造)、21.9份作为溶剂的N，N-二甲基甲酰胺(DMF)进行混匀后，加入50份(作为碳量为5份)预先制备的上述碳分散体(2)，再进行混匀，从而得到正极复合材料膏(参见表11)。
[实施例2、4-7、9、12-14、16、17、19]
采用行星式混合机，对90份作为正极活性物质的钴酸锂LiCoO2(HLC-22：平均粒径为6.6μm，比表面积为0.62m2/g，本荘ケミカル社制造)、4.75份作为粘合剂的聚偏氟乙烯(KF聚合物：クレハ社制造)、21.9份作为溶剂的N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)进行混匀后，添加50份(作为碳量为5份)预先制备的各种碳分散体，再进行混匀而形成正极复合材料膏。
所使用的碳分散体，如表11所示。
[实施例3]
采用行星式混合机，对90份作为正极活性物质的钴酸锂LiCoO2(HLC-22：平均粒径为6.6μm，比表面积为0.62m2/g，本荘ケミカル社制造)、4.75份作为粘合剂的聚偏氟乙烯(KF聚合物：クレハ社制造)、0.25份分散剂A、5份成为导电助剂的乙炔炭黑(超导电乙炔炭黑HS-100：一次粒径为48nm，比表面积为48m2/g，电化学工业社制造)以及36.7份作为溶剂的N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)进行混匀后，进而加入30份NMP进行混匀，形成正极复合材料膏(参照表11)。
[实施例8]
采用行星式混合机，对90份作为正极活性物质的钴酸锂LiCoO2(HLC-22：平均粒径为6.6μm，比表面积为0.62m2/g，本荘ケミカル社制造)、4.85份作为粘合剂的聚偏氟乙烯(KF聚合物：クレハ社制造)、21.8份作为溶剂的N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)混匀后，加入50份(作为碳量为5份)预先制备的碳分散体(8)，再进行混匀，形成正极复合材料膏(参照表11)。
[实施例10]
采用行星式混合机，对90份作为正极活性物质的钴酸锂LiCoO2(HLC-22：平均粒径为6.6μm，比表面积为0.62m2/g，本荘ケミカル社制造)、4.8份作为粘合剂的聚偏氟乙烯(KF聚合物：クレハ社制造)、21.9份作为溶剂的N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)混匀后，加入50份(作为碳量为5份)预先制备的碳分散体(10)，再进行混匀，形成正极复合材料膏(参照表11)。
[实施例11]
采用行星式混合机，对90份作为正极活性物质的钴酸锂LiCoO2(HLC-22：平均粒径为6.6μm，比表面积为0.62m2/g，本荘ケミカル社制造)、4.25份作为粘合剂的聚偏氟乙烯(KF聚合物：クレハ社制造)、22.4份作为溶剂的N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)混匀后，加入50份(作为碳量为5份)预先制备的碳分散体(11)，再进行混匀，形成正极复合材料膏(参照表11)。
[实施例15、18、20]
采用行星式混合机，对90份作为正极活性物质的钴酸锂LiCoO2(HLC-22：平均粒径为6.6μm，比表面积为0.62m2/g，本荘ケミカル社制造)、21.9份作为溶剂的N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)混匀后，加入50份(作为碳量为5份)预先制备的碳分散体(15)、(18)或(20)以及作为粘合剂的4.75份聚偏氟乙烯(KF聚合物：クレハ社制造)，再进行混匀。接着，添加40份NMP，然后在进行混匀的同时减压加热，由此蒸除丙酮、乙醇或醋酸乙酯，形成正极复合材料膏(参照表11)。
[比较例1]
采用行星式混合机，对90份作为正极活性物质的钴酸锂LiCoO2(HLC-22：平均粒径为6.6μm，比表面积为0.62m2/g，本荘ケミカル社制造)、5份作为粘合剂的聚偏氟乙烯(KF聚合物：クレハ社制造)、24.1份作为溶剂的N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)混匀后，添加47.6份(作为碳量为5份)预先制备的碳分散体(22)，再进行混匀，形成正极复合材料膏(参见表12)。
[比较例2-8]
采用行星式混合机，对90份作为正极活性物质的钴酸锂LiCoO2(HLC-22：平均粒径为6.6μm，比表面积为0.62m2/g，本荘ケミカル社制造)、5份作为粘合剂的聚偏氟乙烯(KF聚合物：クレハ社制造)、0.2份作为溶剂的N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)以及21.4份(作为碳量为1.5份)预先制备的各种碳分散体混匀。接着，加入50份(作为碳量为3.5份)预先制备的各种碳分散体，再进行混匀，形成正极复合材料膏。
所使用的碳分散体，如表12所示。
[比较例9-11]
采用行星式混合机，对90份作为正极活性物质的钴酸锂LiCoO2(HLC-22：平均粒径为6.6μm，比表面积为0.62m2/g，本荘ケミカル社制造)、4.75份作为粘合剂的聚偏氟乙烯(KF聚合物：クレハ社制造)、21.9份作为溶剂的N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)混匀后，加入50份(作为碳量为5份)预先制备的各种碳分散体，再进行混匀，形成正极复合材料膏。
所使用的碳分散体，如表12所示。
[实施例21]
采用行星式混合机，对85份作为正极活性物质的锰酸锂LiMn2O4(CELLSEED S-LM：平均粒径为12μm，比表面积为0.48m2/g，日本化学工业社制造)、5.6份作为粘合剂的聚偏氟乙烯(KF聚合物：クレハ社制造)、9.36份预先制备的分散剂处理碳(4)以及36.7份作为溶剂的N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)混匀。接着，添加30份NMP，再进行混匀，形成正极复合材料膏(参照表13)。
[比较例12]
采用行星式混合机，对85份作为正极活性物质的锰酸锂LiMn2O4(CELLSEED S-LM：平均粒径12μm，比表面积为0.48m2/g，日本化学工业社制造)、6份作为粘合剂的聚偏氟乙烯(KF聚合物：クレハ社制造)、9份成为导电助剂的碳的炉法炭黑(Super-P Li：一次粒径为40nm，比表面积为62m2/g，TIMCAL社制造)以及36.7份作为溶剂的N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)混匀。接着，添加30份NMP，然后再进行混匀，形成正极复合材料膏(参照表13)。
[实施例22]
采用行星式混合机，对91份作为正极活性物质的镍酸锂LiNiO2(田中化学研究所社制造)、4.8份作为粘合剂的聚偏氟乙烯(KF聚合物：クレハ社制造)、4.2份预先制备的分散剂处理碳(5)以及36.7份作为溶剂的N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)混匀。接着，添加30份NMP，然后再进行混匀，形成正极复合材料膏(参照表13)。
[比较例13]
采用行星式混合机，对91份作为正极活性物质的镍酸锂LiNiO2(田中化学研究所社制造)、5份作为粘合剂的聚偏氟乙烯(KF聚合物：クレハ社制造)、4份作为导电助剂的碳(ト一カブラツク#5400：一次粒径为21nm，比表面积为170m2/g，東海カ一ボン社制造)以及36.7份作为溶剂的N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)混匀。接着，添加30份NMP，然后再进行混匀，形成正极复合材料膏(参照表13)。
[实施例23]
采用行星式混合机，对91份作为正极活性物质的磷酸铁锂LiFePO4(平均粒径为3.6μm，比表面积为15m2/g、TIANJIN STL ENERGY TECHNOLOGY社制造)、4.8份作为粘合剂的聚偏氟乙烯(KF聚合物：クレハ社制造)、30.9份作为溶剂的N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)混匀后，加入40份(作为碳量为4份)预先制备的各种碳分散体(9)，再进行混匀，形成正极复合材料膏(参照表13)。
[比较例14]
采用行星式混合机，对91份作为正极活性物质的磷酸铁锂LiFePO4(平均粒径3.6μm，比表面积15m2/g，TIANJIN STL ENERGY TECHNOLOGY社制造)、5份作为粘合剂的聚偏氟乙烯(KF聚合物：クレハ社制造)、13.5份作为溶剂的N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)混匀后，加入57.1份(作为碳量为4份)预先制备的各种碳分散体(23)，再进行混匀，形成正极复合材料膏(参照表13)。
<锂二次电池用负极复合材料膏的制备>
[实施例25]
采用行星式混合机，对93份作为负极活性物质的中间相碳MFC(mesophase carbon)(MCMB 6-28：平均粒径为5～7μm，比表面积为4m2/g，大阪ガスケミカル社(OSAKA GAS CHEMICALS CO.，LTD)制造)、作为粘合剂的1份羧甲基纤维素(サンロ一ズ F300MC：日本製紙ケミカル社(日本制纸化学社)制造)以及3.9份苯乙烯丁二烯橡胶(TRD2001、JSR公司制造)、20份(作为炭黑量为2份)预先制备的碳分散体(1)混匀后，添加48.7份离子交换水，再进行混匀，从而得到负极复合材料膏(参照表14)。
[比较例17]
采用行星式混合机，对93份作为负极活性物质的中间相碳MFC(MCMB6-28：平均粒径5～7μm，比表面积4m2/g，大阪ガスケミカル社制造)、作为粘合剂的1份羧甲基纤维素(サンロ一ズ F300MC：日本製紙ケミカル社(日本制纸化学社)制造)以及4份苯乙烯丁二烯橡胶(TRD2001、JSR公司制造)、19.1份(作为炭黑量为2份)预先制备的碳分散体(21)混匀后，添加49.6份离子交换水，再进行混匀，形成负极复合材料膏(参照表13)。
[实施例26-29、31-33、36、37、40]
采用行星式混合机，对作为负极活性物质的93份中间相碳MFC(MCMB6-28：平均粒径5～7μm，比表面积4m2/g，大阪ガスケミカル社制造)、5份作为粘合剂的聚偏氟乙烯(KF聚合物：クレハ社制造)、19份(作为炭黑量为2份)预先制备的碳分散体混匀后，添加48.7份N-甲基-2-吡咯烷酮，再进行混匀，形成负极复合材料膏。
所使用的碳分散体如表14所示。
[实施例30]
采用行星式混合机，对93份作为负极活性物质的中间相碳MFC(MCMB6-28，平均粒径为5～7μm，比表面积为4m2/g，大阪ガスケミカル社制造)、4.7份作为粘合剂的聚偏氟乙烯(KF聚合物，クレハ社制造)、20份(作为炭黑量为2份)预先制备的碳分散体(11)混匀之后，加入49.0份N-甲基-2-吡咯烷酮，再进行混匀，形成负极复合材料膏(参照表14)。
[实施例34、38]
采用行星式混合机，对93份作为负极活性物质的中间相碳MFC(MCMB6-28、平均粒径为5～7μm，比表面积为4m2/g，大阪ガスケミカル社制造)、4.9份作为粘合剂的聚偏氟乙烯(KF聚合物，クレハ社制造)以及20份(作为炭黑量为2份)预先制备的碳分散体(15)或(18)混匀。
接着，加入66.0份N-甲基-2-吡咯烷酮之后，进行混合的同时通过减压加热来蒸除丙酮或乙醇，形成正极复合材料膏(参照表14)。
[实施例35、39]
采用行星式混合机，对93份作为负极活性物质的中间相碳MFC(MCMB6-28，平均粒径5～7μm，比表面积为4m2/g，大阪ガスケミカル社制造)、4.9份作为粘合剂的聚偏氟乙烯(KF聚合物，クレハ社制造)、2.1份(作为炭黑量为2份)预先制备的分散剂处理碳(4)或(5)以及26.7份N-甲基-2-吡咯烷酮混匀。接着，加入40份N-甲基-2-吡咯烷酮，再进行混匀，形成负极复合材料膏(参照表14)。
[比较例18]
采用行星式混合机，对93份作为负极活性物质的中间相碳MFC(MCMB6-28，平均粒径为5～7μm，比表面积为4m2/g，大阪ガスケミカル社制造)、5份作为粘合剂的聚偏氟乙烯(KF聚合物，クレハ社制造)、19.1份(作为炭黑量为2份)预先制备的碳分散体(22)混匀之后，加入49.6份N-甲基-2-吡咯烷酮，再进行混匀，形成负极复合材料膏(参照表14)。
[比较例19]
采用行星式混合机，对93份作为负极活性物质的中间相碳MFC(MCMB6-28，平均粒径5～7μm，比表面积为4m2/g，大阪ガスケミカル社制造)、5份作为粘合剂的聚偏氟乙烯(KF聚合物，クレハ社制造)、2份成为导电助剂的碳的炉法炭黑(ト一カブラツク#5400，一次粒径21nm，比表面积为170m2/g，東海カ一ボン社制造)以及26.7份N-甲基-2-吡咯烷酮混匀。接着，加入40份N-甲基-2-吡咯烷酮，再进行混匀，形成负极复合材料膏(参照表14)。
[比较例20]
采用行星式混合机，对93份作为负极活性物质的中间相碳MFC(MCMB6-28，平均粒径为5～7μm，比表面积为4m2/g，大阪ガスケミカル社制造)、4.9份作为粘合剂的聚偏氟乙烯(KF聚合物，クレハ社制造)、20份(作为炭黑量为2份)预先制备的碳分散体(32)混匀之后，加入48.8份N-甲基-2-吡咯烷酮，再进行混匀，形成负极复合材料膏(参照表14)。
<电极基底用浆料的制备>
[实施例24、41]
在100份(作为碳量为10份)碳分散体(19)中，添加100份聚偏氟乙烯(KF聚合物：クレハ社制造)的N-甲基-2-吡咯烷酮溶液(固体成分10％)和5份N-甲基-2-吡咯烷酮，用高速分散机(High-Speed disper)进行搅拌、混合，形成导电性基底层用膏(参照表15和表16)。
[比较例15、21]
在142.9份(作为碳量为10份)碳分散体(29)中，添加100份聚偏氟乙烯(KF聚合物：クレハ社制造)的N-甲基-2-吡咯烷酮溶液(固体成分10％)，用高速分散机进行搅拌、混合，形成导电性基底层用膏(参照表15和表16)。
[比较例16、22]
在100份(作为炭黑量为10份)碳分散体(33)中，添加100份聚偏氟乙烯(KF聚合物：クレハ社制造)的N-甲基-2-吡咯烷酮溶液(固体成分10％)和5份N-甲基-2-吡咯烷酮，用高速分散机进行搅拌、混合，形成导电性基底层用膏(参照表15和表16)。
<锂二次电池用正极的制作>
[实施例1-23、比较例1-14]
将预先制备的正极复合材料膏，用刮刀(doctor blade)涂布在成为集电体的厚度为20μm的铝箔上，然后，进行减压加热干燥、压延处理，形成厚度为100μm的正极复合材料层(参照表11～13)。
[实施例24、比较例15、16]
将预先制备的电极基底层膏，用刮刀涂布在厚度为20μm的铝箔上，然后，进行减压加热干燥，制作出厚度为2μm的电极基底层。接着，在电极基底层上用刮刀涂布比较例1制备的正极复合材料膏后，进行减压加热干燥，形成厚度为100μm的正极复合材料层。未实施由辊压等进行的压延处理(参照表15)。
[实施例42-53、比较例23]
将实施例7-9、实施例11-19和比较例11中使用的正极复合材料膏涂布在厚度为20μm铝箔的两表面，然后进行减压加热干燥、压延处理，形成正极复合材料层(参照表17)。
<锂二次电池用负极的制作>
[实施例25-40、比较例17-20]
采用刮刀将预先制备的各种负极复合材料膏涂布在成为集电体的厚度为20μm的铜箔上，然后进行减压加热干燥、压延处理，形成厚度为100μm的负极复合材料层(参照表14)。
[实施例41、比较例21、22]
采用刮刀将预先制备的各种电极基底层膏涂布在厚度为20μm的铜箔上，然后进行减压加热干燥，形成厚度为2μm的电极基底层。接着，采用刮刀在电极基底层上涂布由比较例18制备的负极复合材料膏，然后进行减压加热干燥，形成厚度为100μm的负极复合材料层。未实施由辊压等进行的压延处理(参照表16)。
[实施例42-53、比较例23]
将实施例26-28、30-34、36-38以及实施例40和比较例20中使用的负极复合材料膏涂布在厚度为20μm的铜箔的两表面，然后进行减压加热干燥、压延处理，形成负极复合材料层(参照表17)。
<锂二次电池正极评价用电池的组装>
[实施例1-24、比较例1-16]
对预先制作的正极打孔(直径为9mm)而作为工作电极，将金属锂箔(厚度0.15mm)作为对电极，在工作电极与对电极之间插入由多孔质聚丙烯薄膜形成的隔膜(separator)(セルガ一ド社(Cell Guard公司)制造的“#2400”)而进行层叠，并充满电解液(在以1∶1的比例混合碳酸乙烯酯和碳酸二乙酯而成的混合溶剂中，以1M的浓度溶解LiPF6而得到的非水电解液)，由此组装二极密封式金属电池(HS フラツトセル：宝仙社制造)。电池的组装是在用氩气置换的手套式操作箱内进行，电池组装后，进行了规定的电池特性的评价(参照表18～表20、表15)。
<锂二次电池负极评价用电池的组装>
[实施例25-41、比较例17-22]
对预先制作的负极打孔(直径9mm)而作为工作电极，将金属锂箔(厚度0.15mm)作为对电极，在工作电极与对电极之间插入由多孔质聚丙烯薄膜形成的隔膜(separator)(セルガ一ド社制造的“#2400”)而进行层叠，并充满电解液(在以1∶1的比例混合碳酸乙烯酯和碳酸二乙酯而成的混合溶剂中，以1M的浓度溶解LiPF6而得到的非水电解液)，由此组装二极密封式金属电池(HS フラツトセル，宝仙社制造)。电池的组装是在用氩气置换的手套式操作箱内进行，电池组装后，进行了规定的电池特性的评价(参照表21、表16)。
<锂电池的金属沾污耐性评价用电池的组装>
[实施例42-53、比较例23]
从预先制作的正极和负极以宽度为54mm、长度为500mm的尺寸切出，并通过由聚乙烯形成的隔膜(膜厚25μm、宽度为58mm、空隙率50％)进行卷绕。然后，放入电池罐中，并注入电解液。注液后，密封封口部，从而制作出电池(参照表17)。
另外，在本实施例和比较例中，为了评价混入金属成分时的电池耐性，使用了如下所述的电解液。即，在以1∶1的比例混合碳酸乙烯酯与碳酸二乙酯而成的溶剂中以1M的浓度溶解LiPF6，进一步，作为铜离子源添加10ppm的Cu(BF4)2、或作为铁离子源添加50ppm的Fe(CF3SO2)2的电解液。
<锂二次电池正极特性评价>
[充放电循环特性实施例1-22、24，比较例1-13、15、16]
在室温(25℃)下对所制作的电池评价用电池以充电率0.2C、1.0C的恒电流恒电压(上限电压4.2V)进行满充电，并以与充电时相同速率的恒电流放电至放电下限电压3.0V，将上述充放电过程作为一个循环(充放电间隔休止时间为30分钟)，并实施共计20个该循环，进行充放电循环特性的评价(评价装置：北斗电工社(北斗電工社)制造的“SM-8”)。另外，分解评价后的电池，用目测确认电极涂膜外观。将评价结果示于表18～20、表15。
[充放电循环特性实施例23、比较例14]
在室温(25℃)下对所制作的电池评价用电池以充电率0.2C、1.0C的恒电流恒电压(上限电压4.5V)进行满充电，并以与充电时相同速率的恒电流放电至放电下限电压2.0V，将上述充放电过程作为一个循环(充放电间隔休止时间为30分钟)，并实施共计20个该循环，进行充放电循环特性的评价(评价装置：北斗电工社制造的“SM-8”)。另外，分解评价后的电池，用目测确认电极涂膜外观。将评价结果示于表20。
[直流内部电阻检测实施例1-7、21-23，比较例1、9-14]
在室温(25℃)下对所制作的电池评价用电池以充电率0.2C的恒电流恒电压(上限电压4.2V)进行满充电，并以0.1C、0.2C、0.5C、1.0C速率的恒电流进行5秒钟放电后，测定电池电压。画出电压值对电流值的曲线，将所得直线关系的倾斜度作为内部电阻。将评价结果示于表18～表20，但作为正极活性物质采用钴酸锂时，则以将实施例7的内部电阻测定值作为100时的相对值来表示。作为正极活性物质采用锰酸锂时，则以将实施例21的内部电阻测定值作为100时的相对值来表示。另外，作为正极活性物质采用镍酸锂时，则以将实施例22的内部电阻测定值作为100时的相对值来表示。另外，作为极性活性物质使用磷酸铁锂时，则以将实施例23的内部电阻测定值作为100时的相对值来表示。
从表11～表13以及表18～表20可知，相比于比较例，实施例提高了正极复合材料膏的分散性和经时稳定性。另外，相比于比较例，内部电阻有下降的趋势，同时提高了电池容量和20个循环容量保持率。
而且，在设置有本发明电极基底层的电极(实施例24)中，确认了粘附性的提高(参照表15)。
<锂二次电池负极特性评价>
[充放电循环特性实施例25-41、比较例17-22]
在室温(25℃)下对所制作的电池评价用电池以充电率0.2C、1.0C的恒电流恒电压(上限电压0.5V)进行满充电，并以与充电时相同速率的恒电流放电至电压1.5V，将上述充放电过程作为一个循环(充放电间隔休止时间为30分钟)，并实施共计20个该循环，进行充放电循环特性的评价(评价装置：北斗电工社(北斗电工公司)制造的“SM-8”)。另外，分解评价后的电池，用目测确认是否存在电极涂膜不良。将评价结果示于表21、表16。
由表14、表21可知，实施例25～40相比于比较例17、19，提高了负极复合材料膏的分散性和经时稳定性。另外，相比于比较例17～20，其电池容量和20个循环容量保持率有了提高。
另外，设置有本发明电极基底层的电极(实施例41)中，确认了粘附性的提高(参照表16)。
<锂电池的金属沾污耐性评价>
[充放电循环特性实施例42-53、比较例23]
在室温(25℃)下对所制作的电池以充电率1.0C的恒电流恒电压(上限电压4.0V)进行满充电，并以与充电时相同速率的恒电流放电至电压2.75V，将上述充放电过程作为一个循环(充放电间隔休止时间为30分钟)，并实施共计20次以上的该循环。作为评价，从初期放电容量和第20次的放电容量计算出容量保持率，将容量保持率为95％以上的标记为“◎”，将90％以上、低于95％表示为“○”，将85％以上、低于90％的标记为“△”，将低于85％的标记为“×”。将评价结果示于表22。
实施例42～53的电池，能够重复进行20次循环稳定的充放电循环。另外，当诸如分散剂J以及分散剂L的分散剂的碱性官能团的末端为伯胺时，发现20个循环时的容量保持率有增高的倾向。另一方面，比较例23中不能达到9个循环的充放电。评价后分解电池，发现由于枝状金属析出物导致发生了短路。
表11
表12
表13
表14
表15
NMP：N-甲基-2-吡咯烷酮；PVDF：聚偏氟乙烯
EG：1，2-乙二醇
表16
NMP：N-甲基-2-吡咯烷酮；PVDF：聚偏氟乙烯
EG：1，2-乙二醇
表17
表18
表19
表20
表21
表22
下面，进一步显示出以不添加作为分散助剂的酸的方式来实施本发明的例子。
<导电助剂用碳分散体的制备>
[碳分散体34-37]
根据表23所示的组成，制备了导电助剂用碳分散体。制备方法是按照上述碳分散体2的方法。
<分散处理碳的湿润性评价>
针对碳分散体34～37，进行分散处理后的碳的湿润性评价。评价方法，是按照上述碳分散体7～20的方法。
上述碳分散体的组成、分散评价结果以及湿润性评价结果均显示于表23中。另外，表中的简写符号的意思如下所述。
AN：溶剂的受主数
NMP：N-甲基-2-吡咯烷酮
表23
本发明的使用分散剂的碳分散体(分散体34～37)，相比于仅使未处理的碳分散于溶剂的情况(分散体21～29)、或使用了通常表面活性剂的情况(分散体30、31)，分散性良好、粘度低、分散粒度小。
进而，分散体34～37也有良好的经时分散稳定性(50℃×3日)，没有发现粘度增大、凝集的发生。
<锂二次电池用正极复合材料膏的制备>
[实施例54-57](正极活性物质：钴酸锂)
按照实施例2的方法制备了正极复合材料膏。此时，所使用的碳分散体显示于表24中。
[实施例58](正极活性物质：锰酸锂)
采用行星式混合机，对85份作为正极活性物质的锰酸锂LiMn2O4(CELLSEED S-LM：平均粒径为12μm，比表面积为0.48m2/g，日本化学工业社制造)、5.6份作为粘合剂的聚偏氟乙烯(KF聚合物：クレハ社制造)、35份预先制备的碳分散体(35)混匀。接着，再添加55份碳分散体(35)进行混匀，形成正极复合材料膏(参照表24)。
[实施例59](正极活性物质：镍酸锂)
采用行星式混合机，对91份作为正极活性物质的镍酸锂LiNiO2(田中化学研究所社制造)、4.8份作为粘合剂的聚偏氟乙烯(KF聚合物：クレハ社制造)、30.9份作为溶剂的N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)混匀后，加入40份(作为碳量为4份)预先制备的碳分散体(36)，再进行混匀，形成正极复合材料膏(参照表24)。
[实施例60](正极活性物质：磷酸铁锂)
按照实施例23的方法，制备正极复合材料膏。此时，所使用的碳分散体如表24所示。
<锂二次电池用负极复合材料膏的制备>
[实施例61-64]
按照实施例26的方法制备负极复合材料膏。此时，所使用的碳分散体如表25所示。
<锂二次电池用正极以及负极的制作>
使用预先制备的复合材料膏制作了电极。按照实施例1的方法制作了正极，按照实施例25的方法制作了负极。
<锂二次电池用正极评价用电池以及负极评价用电池的组装>
使用预先制作的电极进行组装评价用的电池。对于正极评价用电池，按照实施例1的方法组装，对于负极评价用电池，按照实施例25的方法组装。
<锂二次电池正极特性评价>
[充放电循环特性实施例54-59]
按照实施例1的方法，进行充放电循环特性评价。评价结果如表26所示。
[充放电循环特性 实施例60]
按照实施例23的方法，进行充放电循环特性评价。评价结果如表26所示。
由表12、13以及表24可知，在实施例54～60中，相对于比较例，提高了正极复合材料膏的分散性以及经时稳定性。另外，相对于比较例，提高了电池电容以及20个循环的容量保持率。
<锂二次电池负极特性评价>
[充放电循环特性实施例61-64]
按照实施例25的方法，进行充放电循环特性评价。评价结果如表27所示。
由表14、表25可知，在实施例61～64中，相对于比较例，提高了负极复合材料膏的分散性以及经时稳定性。另外，相对于比较例，提高了电池电容以及20个循环的容量保持率。
表24
表25
表26
表27
Claims (28)
1.一种电池用组合物，其特征在于，含有选自具有碱性官能团的有机色素衍生物、具有碱性官能团的蒽醌衍生物、具有碱性官能团的吖啶酮衍生物、具有碱性官能团的三嗪衍生物中的一种以上的分散剂和作为导电助剂的碳材料。
2.如权利要求1所述的电池用组合物，其特征在于，还含有溶剂。
3.如权利要求2所述的电池用组合物，其特征在于，还含有分子量为300以下的酸。
4.如权利要求3所述的电池用组合物，其特征在于，酸是挥发性的。
5.如权利要求1至4中的任一项所述的电池用组合物，其特征在于，作为导电助剂的碳材料的分散粒径D50为2μm以下。
6.如权利要求1至5中的任一项所述的电池用组合物，其特征在于，还含有粘合剂成分。
7.如权利要求6所述的电池用组合物，其特征在于，粘合剂成分是分子内含有氟原子的高分子化合物。
8.如权利要求2至7中的任一项所述的电池用组合物，其特征在于，溶剂的介电常数为15～200。
9.如权利要求2至8中的任一项所述的电池用组合物，其特征在于，含有受主数为15～60的溶剂。
10.如权利要求2至9中的任一项所述的电池用组合物，其特征在于，含有溶解度参数的氢键部分SP值δh为5(cal/cm3)1/2～20(cal/cm3)1/2的溶剂。
11.如权利要求2至10中的任一项所述的电池用组合物，其特征在于，含有质子性溶剂。
12.如权利要求2至11中的任一项所述的电池用组合物，其特征在于，溶剂为质子性溶剂与非质子性溶剂的组合。
13.如权利要求1至12中的任一项所述的电池用组合物，其特征在于，还含有正极活性物质或负极活性物质。
14.一种电池用组合物的制造方法，其特征在于，在选自具有碱性官能团的有机色素衍生物、具有碱性官能团的蒽醌衍生物、具有碱性官能团的吖啶酮衍生物、以及具有碱性官能团的三嗪衍生物中的一种以上的分散剂的存在下，至少使作为导电助剂的碳材料分散在溶剂中。
15.一种电池用组合物的制造方法，其特征在于，在选自具有碱性官能团的有机色素衍生物、具有碱性官能团的蒽醌衍生物、具有碱性官能团的吖啶酮衍生物、以及具有碱性官能团的三嗪衍生物中的一种以上的分散剂的存在下，在作为导电助剂的碳材料分散于溶剂中而形成的分散体中，分散正极活性物质、负极活性物质或粘合剂成分。
16.一种电池用组合物的制造方法，其特征在于，在选自具有碱性官能团的有机色素衍生物、具有碱性官能团的蒽醌衍生物、具有碱性官能团的吖啶酮衍生物、以及具有碱性官能团的三嗪衍生物中的一种以上的分散剂的存在下，使作为导电助剂的碳材料和正极活性物质、负极活性物质或粘合剂成分一起共同分散于溶剂中。
17.如权利要求14至16中的任一项所述的电池用组合物的制造方法，其特征在于，还在分子量为300以下的酸的存在下进行分散。
18.一种电池用组合物的制造方法，其特征在于，通过加热和/或减压，从权利要求12或13所述的组合物中蒸除质子性溶剂。
19.如权利要求14至18中任一项所述的电池用组合物的制造方法，其特征在于，采用由选自具有碱性官能团的有机色素衍生物、具有碱性官能团的蒽醌衍生物、具有碱性官能团的吖啶酮衍生物、以及具有碱性官能团的三嗪衍生物中的一种以上的分散剂进行预先处理的作为导电助剂的碳材料，代替使用选自具有碱性官能团的有机色素衍生物、具有碱性官能团的蒽醌衍生物、具有碱性官能团的吖啶酮衍生物、以及具有碱性官能团的三嗪衍生物中的一种以上的分散剂和作为导电助剂的碳材料。
20.如权利要求19所述的制造方法，其特征在于，采用分散剂进行预先处理的作为导电助剂的碳材料，是在选自具有碱性官能团的有机色素衍生物、具有碱性官能团的蒽醌衍生物、具有碱性官能团的吖啶酮衍生物、以及具有碱性官能团的三嗪衍生物中的一种以上的分散剂的存在下，进行了干式处理的碳材料。
21.如权利要求19所述的制造方法，其特征在于，采用分散剂进行预先处理的作为导电助剂的碳材料，是在选自具有碱性官能团的有机色素衍生物、具有碱性官能团的蒽醌衍生物、具有碱性官能团的吖啶酮衍生物、以及具有碱性官能团的三嗪衍生物中的一种以上的分散剂的存在下，在液相中进行了处理的碳材料。
22.如权利要求21所述的制造方法，其特征在于，采用分散剂进行预先处理的作为导电助剂的碳材料，是经过下述工序所得到的碳材料：使选自具有碱性官能团的有机色素衍生物、具有碱性官能团的蒽醌衍生物、具有碱性官能团的吖啶酮衍生物、或具有碱性官能团的三嗪衍生物中的一种以上的分散剂与碳材料在液相中进行混合或分散，使分散剂作用于碳材料表面的工序；以及，使分散剂作用过的碳材料凝集的工序。
23.如权利要求22所述的制造方法，其特征在于，在使分散剂作用于碳材料表面的工序中和/或使分散剂作用过的碳材料发生凝集的工序之前，经过了去除异物的工序。
24.如权利要求21至23中任一项所述的制造方法，其特征在于，液相中的处理是采用有机溶剂类的处理。
25.如权利要求21至23中任一项所述的制造方法，其特征在于，液相中的处理是采用水类的处理。
26.一种锂二次电池，其包括在集电体上具有正极复合材料层的正极、在集电体上具有负极复合材料层的负极、以及含锂的电解质，其特征在于，上述正极复合材料层或上述负极复合材料层是使用权利要求13所述的电池用组合物而形成。
27.一种锂二次电池，其包括在集电体上具有正极复合材料层的正极、在集电体上具有负极复合材料层的负极、以及含锂的电解质，其特征在于，在上述正极复合材料层与上述集电体之间、或在上述负极复合材料层与上述集电体之间，使用权利要求1至12中的任一项所述的电池用组合物而形成有电极基底层。
28.如权利要求26或27所述的锂二次电池，其特征在于，采用通过权利要求14至25中任一项所述的制造方法所制造的电池用组合物而形成。
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