本発明における電池用組成物は、酸性官� ��基を有する有機色素誘導体、または酸性官� ��基を有するトリアジン誘導体から選ばれる1 種以上の分散剤と、導電助剤としての炭素材 料を含むことを特徴とするが、以下にその詳 細を説明する。

<導電助剤(炭素材料)>
 本発明における導電助剤としては、炭素材� ��が最も好ましい。炭素材料としては、導電� ��を有する炭素材料であれば特に限定される� ��のではないが、グラファイト、カーボンブ� ��ック、カーボンナノチューブ、カーボンナ� ��ファイバー、カーボンファイバー、フラー� ��ン等を単独で、もしくは2種類以上併せて使 用することができる。導電性、入手の容易さ 、およびコスト面から、カーボンブラックの 使用が好ましい。

 カーボンブラックとしては、気体もしくは� ��体の原料を反応炉中で連続的に熱分解し製� ��するファーネスブラック、特にエチレン重� ��を原料としたケッチェンブラック、原料ガ� ��を燃焼させて、その炎をチャンネル鋼底面� ��あて急冷し析出させたチャンネルブラック� ��ガスを原料とし燃焼と熱分解を周期的に繰� ��返すことにより得られるサーマルブラック� ��特にアセチレンガスを原料とするアセチレ� ��ブラックなどの各種のものを単独で、もし� ��は2種類以上併せて使用することができる。 また、通常行われている酸化処理されたカー ボンブラックや、中空カーボン等も使用でき る。
 カーボンの酸化処理は、カーボンを空気中� ��高温処理したり、硝酸や二酸化窒素、オゾ� ��等で二次的に処理したりすることより、例� ��ばフェノール基、キノン基、カルボキシル� ��、カルボニル基の様な酸素含有極性官能基� ��カーボン表面に直接導入(共有結合)する処� �であり、カーボンの分散性を向上させるた� �に一般的に行われている。しかしながら、� �能基の導入量が多くなる程カーボンの導電� �が低下することが一般的であるため、酸化� �理をしていないカーボンの使用が好ましい� �

 用いるカーボンブラックの比表面積は、値� ��大きいほど、カーボンブラック粒子どうし� ��接触点が増えるため、電極の内部抵抗を下� ��るのに有利となる。具体的には、窒素の吸� ��量から求められる比表面積(BET)で、20m ² /g以上、1500m ² /g以下、好ましくは50m ² /g以上、1500m ² /g以下、更に好ましくは100m ² /g以上、1500m ² /g以下のものを使用することが望ましい。比� ��面積が20m ² /gを下回るカーボンブラックを用いると、十� ��な導電性を得ることが難しくなる場合があ� ��、1500m ² /gを超えるカーボンブラックは、市販材料で� ��入手が困難となる場合がある。

 また、用いるカーボンブラックの粒径は� ��一次粒子径で0.005~1μmが好ましく、特に、0.0 1~0.2μmが好ましい。ただし、ここでいう一次� ��子径とは、電子顕微鏡などで測定された粒� ��径を平均したものである。

 市販のカーボンブラックとしては、例え� ��、トーカブラック#4300、#4400、#4500、#5500等(� ��海カーボン社製、ファーネスブラック)、プ リンテックスL等(デグサ社製、ファーネスブ� ��ック)、Raven7000、5750、5250、5000ULTRAIII、5000ULT RA等、Conductex SC ULTRA、Conductex 975 ULTRA等(コ� ��ンビヤン社製、ファーネスブラック)、#2350� ��#2400B、#30050B、#3030B、#3230B、#3350B、#3400B、#54 00B等(三菱化学社製、ファーネスブラック)、M ONARCH1400、1300、900、VulcanXC-72R、BlackPearls2000等( キャボット社製、ファーネスブラック)、ケ� �チェンブラックEC-300J、EC-600JD(アクゾ社製)、 デンカブラック、デンカブラックHS-100、FX-35( 電気化学工業社製、アセチレンブラック)等� �挙げられるが、これらに限定されるもので� �ない。

<分散剤>
 本発明における分散剤としては、酸性官能� ��を有する有機色素誘導体、または酸性官能� ��を有するトリアジン誘導体から選ばれる1種 以上のものを使用する。とりわけ、下記一般 式(1)で示されるトリアジン誘導体、または一 般式(4)で示される有機色素誘導体の使用が好 ましい。

 一般式(1)
 X ₁ は-NH-、-O-、-CONH-、-SO ₂ NH-、-CH ₂ NH-、-CH ₂ NHCOCH ₂ NH-または-X ₃ -Y-X ₄ -を表し、X ₂ 及びX ₄ はそれぞれ独立に-NH-または-O-を表し、X ₃ は-CONH-、-SO ₂ NH-、-CH ₂ NH-、-NHCO-または-NHSO ₂ -を表し、
 Yは炭素数1~20で構成された、置換基を有し� �もよいアルキレン基、置換基を有してもよ� �アルケニレン基または置換基を有してもよ� �アリーレン基を表し、
 Zは-SO ₃ Mまたは-COOM、または-P(O)(-OM) ₂ を表し、Mは1~3価のカチオンの一当量を表し� �
 R ₁ は有機色素残基、置換基を有していてもよい 複素環残基、置換基を有していてもよい芳香 族環残基または下記一般式(2)で表される基を 表し、
 Qは-O-R ₂ 、-NH-R ₂ 、ハロゲン基、-X ₁ -R ₁ または-X ₂ -Y-Zを表し、R ₂ は水素原子、置換基を有してもよいアルキル 基または置換基を有してもよいアルケニル基 を表す。

 一般式(2)
 X ₅ は-NH-または-O-を表し、X ₆ 及びX ₇ はそれぞれ独立に-NH-、-O-、-CONH-、-SO ₂ NH-、-CH ₂ NH-または-CH ₂ NHCOCH ₂ NH-を表し、
 R ₃ 及びR ₄ はそれぞれ独立に、有機色素残基、置換基を 有していてもよい複素環残基、置換基を有し ていてもよい芳香族環残基または-Y-Zを表し� �Y及びZは一般式(1)と同じ意味を表す。

 一般式(1)のR ₁ 及び一般式(2)のR ₃ 、R ₄ で表される有機色素残基としては、例えばジ ケトピロロピロール系色素、アゾ、ジスアゾ 、ポリアゾ等のアゾ系色素、フタロシアニン 系色素、ジアミノジアントラキノン、アント ラピリミジン、フラバントロン、アントアン トロン、インダントロン、ピラントロン、ビ オラントロン等のアントラキノン系色素、キ ナクリドン系色素、ジオキサジン系色素、ぺ リノン系色素、ぺリレン系色素、チオインジ ゴ系色素、イソインドリン系色素、イソイン ドリノン系色素、キノフタロン系色素、スレ ン系色素、金属錯体系色素等が挙げられる。 とりわけ、金属による電池の短絡を抑制する 効果を高めるためには、金属錯体系色素では ない有機色素残基の使用が好ましく、中でも アゾ系色素、ジケトピロロピロール系色素、 無金属フタロシアニン系色素、キナクリドン 系色素、ジオキサジン系色素の使用が分散性 に優れるため好ましい。

 一般式(1)のR ₁ 及び一般式(2)のR ₃ 、R ₄ で表される複素環残基および芳香族環残基と しては、例えば、チオフェン、フラン、ピリ ジン、ピラゾール、ピロール、イミダゾール 、イソインドリン、イソインドリノン、ベン ズイミダゾロン、ベンズチアゾール、ベンズ トリアゾール、インドール、キノリン、カル バゾール、アクリジン、ベンゼン、ナフタリ ン、アントラセン、フルオレン、フェナント レン、アントラキノン等が挙げられる。とり わけ、少なくともS、N、Oのヘテロ原子のいず れかを含む複素環残基の使用が分散性に優れ るため好ましい。

 一般式(1)及び一般式(2)のYは、炭素数20以� ��の置換基を有していてもよいアルキレン基� ��アルケニレン基またはアリーレン基を表す� ��、好ましくは置換されていてもよいフェニ� ��ン基、ビフェニレン基、ナフチレン基また� ��炭素数が10以下の側鎖を有していてもよい� �ルキレン基が挙げられる。

 一般式(1)のQ中に含まれるR ₂ で表される置換基を有してもよいアルキル基 、アルケニル基は、好ましくは炭素数20以下� ��ものであり、更に好ましくは炭素数が10以� �の側鎖を有していてもよいアルキル基が挙� �られる。置換基を有しているアルキル基ま� �はアルケニル基とは、アルキル基またはア� �ケニル基の水素原子がフッ素原子、塩素原� �、臭素原子等のハロゲン基、水酸基、メル� �プト基等に置換されたものである。

 一般式(1)の式中Mは、1~3価のカチオンの一当 量を表し、例えば、水素原子(プロトン)、金� ��カチオン、4級アンモニウムカチオンのいず れかを表す。また、分散剤構造中にMを2つ以� ��有する場合、Mはプロトン、金属カチオン、 4級アンモニウムカチオンのいずれかひとつ� �みでも良いし、これらの組み合わせでも良� �。
 金属としては、リチウム、ナトリウム、カ� ��ウム、カルシウム、バリウム、マグネシウ� ��、アルミニウム、ニッケル、コバルト等が� ��げられる。
 4級アンモニウムカチオンとしては、一般式 (3)で示される構造を有する単一化合物または 、混合物である。

一般式(3)
 R ₅ 、R ₆ 、R ₇ 、R ₈ は、水素、置換基を有してもよいアルキル基 、置換基を有してもよいアルケニル基、また は置換基を有してもよいアリール基のいずれ かを表す。

 一般式(3)のR ₅ 、R ₆ 、R ₇ 、R ₈ は、それぞれ同一でもよいし、異なっていて もよい。また、R ₅ 、R ₆ 、R ₇ 、R ₈ が炭素原子を有する場合、炭素数は1~40、好� �しくは1~30、更に好ましくは1~20である。炭素 数が40を超えると電極の導電性が低下する場� ��がある。

 4級アンモニウムの具体例としては、ジメ チルアンモニウム、トリメチルアンモニウム 、ジエチルアンモニウム、トリエチルアンモ ニウム、ヒドロキシエチルアンモニウム、ジ ヒドロキシエチルアンモニウム、2-エチルヘ� ��シルアンモニウム、ジメチルアミノプロピ� ��アンモニウム、ラウリルアンモニウム、ス� ��アリルアンモニウム等が挙げられるが、こ� ��らに限定されない。

一般式(4)
 X ₈ は直接結合、-NH-、-O-、-CONH-、-SO ₂ NH-、-CH ₂ NH-、-CH ₂ NHCOCH ₂ NH-または-X ₉ -Y-または-X ₉ -Y-X ₁₀ -を表し、X ₉ は-CONH-、-SO ₂ NH-、-CH ₂ NH-、-NHCO-または-NHSO ₂ -を表し、X ₁₀ は-NH-または-O-を表し、Yは炭素数1~20で構成さ れた、置換基を有してもよいアルキレン基、 置換基を有してもよいアルケニレン基または 置換基を有してもよいアリーレン基を表し、
 Zは-SO ₃ Mまたは-COOM、または-P(O)(-OM) ₂ を表し、Mは1~3価のカチオンの一当量を表し� �
 R ₉ は有機色素残基を表し、nは1~4の整数を表す� �

 一般式(4)のR ₉ で表させる有機色素残基としては、例えばジ ケトピロロピロール系色素、アゾ、ジスアゾ 、ポリアゾ等のアゾ系色素、フタロシアニン 系色素、ジアミノジアントラキノン、アント ラピリミジン、フラバントロン、アントアン トロン、インダントロン、ピラントロン、ビ オラントロン等のアントラキノン系色素、キ ナクリドン系色素、ジオキサジン系色素、ぺ リノン系色素、ぺリレン系色素、チオインジ ゴ系色素、イソインドリン系色素、イソイン ドリノン系色素、キノフタロン系色素、スレ ン系色素、金属錯体系色素等が挙げられる。 R ₉ で表させる有機色素残基には、一般的には色 素と呼ばれていない淡黄色のアントラキノン 残基を含む。とりわけ、金属による電池の短 絡を抑制する効果を高めるためには、金属錯 体系色素ではない有機色素残基の使用が好ま しく、中でもアゾ系色素、ジケトピロロピロ ール系色素、無金属フタロシアニン系色素、 キナクリドン系色素、ジオキサジン系色素の 使用が分散性に優れるため好ましい。

 一般式(4)の式中のMは、1~3価のカチオンの一 当量を表し、例えば、水素原子(プロトン)、� ��属カチオン、4級アンモニウムカチオンのい ずれかを表す。また、分散剤構造中にMを2つ� ��上有する場合、Mはプロトン、金属カチオン 、4級アンモニウムカチオンのいずれかひと� �のみでも良いし、これらの組み合わせでも� �い。
 金属としては、リチウム、ナトリウム、カ� ��ウム、カルシウム、バリウム、マグネシウ� ��、アルミニウム、ニッケル、コバルト等が� ��げられる。
 4級アンモニウムカチオンとしては、一般式 (3)で示される構造を有する単一化合物または 、混合物である。

一般式(3)
 R ₅ 、R ₆ 、R ₇ 、R ₈ は、水素、置換基を有してもよいアルキル基 、置換基を有してもよいアルケニル基、また は置換基を有してもよいアリール基のいずれ かを表す。

 一般式(3)のR ₅ 、R ₆ 、R ₇ 、R ₈ は、それぞれ同一でもよいし、異なっていて もよい。また、R ₅ 、R ₆ 、R ₇ 、R ₈ が炭素原子を有する場合、炭素数は1~40、好� �しくは1~30、更に好ましくは1~20である。炭素 数が40を超えると電極の導電性が低下する場� ��がある。)

 4級アンモニウムの具体例としては、ジメ チルアンモニウム、トリメチルアンモニウム 、ジエチルアンモニウム、トリエチルアンモ ニウム、ヒドロキシエチルアンモニウム、ジ ヒドロキシエチルアンモニウム、2-エチルヘ� ��シルアンモニウム、ジメチルアミノプロピ� ��アンモニウム、ラウリルアンモニウム、ス� ��アリルアンモニウム等が挙げられるが、こ� ��らに限定されない。

 上記分散剤の合成方法としては、特に限� ��されるものではないが、例えば、特公昭39-2 8884号公報、特公昭45-11026号公報、特公昭45-297 55号公報、特公昭64-5070号公報、特開2004-217842� ��公報等に記載されている方法で合成するこ� ��ができる。

 上記の分散剤は、添加した分散剤が炭素� ��料表面に作用(例えば吸着)することにより� �分散効果を発揮するものと思われる。酸性� �能基を有する有機色素誘導体、または酸性� �能基を有するトリアジン誘導体を溶剤中に� �全ないしは一部溶解させ、その溶液中に炭� �材料を添加、混合することで、これら分散� �の炭素材料への作用が進むものと思われる� �そして、炭素材表面に作用した分散剤が有� �る酸性官能基が分極ないしは解離すること� �より、電気的な相互作用(反発作用)が誘起さ れ、炭素材料の解凝集が起こるものと思われ る。よって本発明では、(1)炭素材料表面に直 接、官能基を導入(共有結合)せず、さらに(2)� ��散樹脂を使用することなく、良好な分散を� ��ることができる。これらのことから、炭素� ��料の導電性を落とすことなく良好な分散を� ��ることができる。そして炭素材料が良好に� ��散した本発明の電池用組成物を用いること� ��より、炭素材料が均一に分散した電極を作� ��することができる。

 また、本発明の電池用組成物を使用した電� ��では、炭素材料表面に極性官能基を有する� ��散剤が存在しているため炭素材料の電解液� ��対する濡れ性が向上するとともに、上述の� ��一分散効果とあいまって電極の電解液に対� ��る濡れ性が向上する。
 本発明の分散剤は、いずれも良好な分散効� ��および濡れ性改善効果を有するが、中でも� ��般式(1)または一般式(4)の式中のMが4級アン� �ニウムカチオンの場合、炭素材料の電解液� �対する濡れ性の向上効果が特に大きいため� �ましい。
 また、Mがプロトンの場合、酸性官能基によ り電解液中の金属イオンを捕捉し、金属の析 出による電池性能の低下や短絡を抑制する効 果が大きいため好ましい。
 また分散剤が使用される溶剤系について、� ��述するドナー数が20を下回る有機溶剤系で� �用される場合は、非水溶性の分散剤を使用� �るのが良好な分散を得るために好ましい。� �れは、分散剤の溶解性が高くなるためであ� �と思われる。

<溶剤>
 本発明に使用する溶剤としては、例えば、� ��ルコール類、グリコール類、セロソルブ類� ��アミノアルコール類、アミン類、ケトン類� ��カルボン酸アミド類、リン酸アミド類、ス� ��ホキシド類、カルボン酸エステル類、リン� ��エステル類、エーテル類、ニトリル類、水� ��が挙げられる。

 これらの中でも、比誘電率が15以上の極性� �剤を使用することが好ましい。比誘電率は� �溶剤の極性の強さを表す指標のひとつであ� �、浅原ほか編「溶剤ハンドブック」((株)講� �社サイエンティフィク、1990年)等に記載され ている。
 例えば、メチルアルコール(比誘電率:33.1)、 エチルアルコール(23.8)、2-プロパノール(18.3)� ��1-ブタノール(17.1)、1,2-エタンジオール(38.66) 、1,2-プロパンジオール(32.0)、1,3-プロパンジ� ��ール(35.0)、1,4-ブタンジオール(31.1)、ジエチ レングリコール(31.69)、2-メトキシエタノール (16.93)、2-エトキシエタノール(29.6)、2-アミノ� ��タノール(37.7)、アセトン(20.7)、メチルエチ� ��ケトン(18.51)、ホルムアミド(111.0)、N-メチル ホルムアミド(182.4)、N,N-ジメチルホルムアミ� ��(36.71)、N-メチルアセトアミド(191.3)、N,N-ジ� �チルアセトアミド(37.78)、N-メチルプロピオ� �アミド(172.2)、N-メチルピロリドン(32.0)、ヘ� �サメチル燐酸トリアミド(29.6)、ジメチルス� �ホキシド(48.9)、スルホラン(43.3)、アセトニ� �リル(37.5)、プロピオニトリル(29.7)、水(80.1)� �が挙げられるが、これらに限定されない。

 とりわけ、比誘電率が15以上、200以下、好� �しくは15以上、100以下、更に好ましくは、20� ��上、100以下の極性溶剤を使用することが、� ��素材料の良好な分散安定性を得るのに好ま� ��い。
 比誘電率が15を下回る溶剤では分散剤の溶� �性が著しく低下し良好な分散が得られない� �とが多く、また、比誘電率が200を超える溶� �を使用しても、顕著な分散向上効果が得ら� �ないことが多い。

 また、炭素材料の分散安定性は、溶剤の� ��子供与性にも影響される傾向が見いだされ� ��。電子供与効果の大きな溶剤の使用が好ま� ��く、とりわけ溶剤のドナー数が15Kcal/mol以上 の溶剤が好ましいが、20Kcal/mol以上、60Kcal/mol� ��下の溶剤が更に好ましい。

 ドナー数は、各種溶剤の電子供与性の強さ� ��測る尺度であり、基準のアクセプターとし� ��、ジクロロエタン中10 ^-3 M SbCl ₅ を選び、ドナーとの反応モルエンタルピー値 として定義される値であって、値が大きいほ どその溶剤の電子供与性が強いことを示す。 また、いくつかの溶剤については、ドナー数 はその溶剤中におけるNaClO ₄ の ²³ Na-NMRの化学シフトから間接的に推定されてい る。このドナー数については、V.グートマン( 大瀧、岡田訳)「ドナーとアクセプター」(学� ��出版センター(株)1983年)に記載されている。 溶剤が有する誘電率の大きさにもよるが、ド ナー数が15Kcal/molを下回る溶剤を用いると、� �分な分散安定化効果が得られない場合があ� �。また、ドナー数が60Kcal/molを超えた溶剤を� ��いても、顕著な分散向上効果はないものと� ��われる。

 ドナー数が15Kcal/mol以上の溶剤としては、 例えば、メチルアルコール(ドナー数:19)、エ� ��ルアルコール(20)、エチルアミン(55)、t-ブチ ルアミン(57)、エチレンジアミン(55)、ピリジ� ��(33.1)、アセトン(17)、ホルムアミド(24)、N,N-� ��メチルホルムアミド(26.6)、N,N-ジエチルホル ムアミド(30.9)、N,N-ジメチルアセトアミド(27.8 )、N,N-ジエチルアセトアミド(32.2)、N-メチル� �ロリドン(27.3)、ヘキサメチル燐酸トリアミ� �(38.8)、ジメチルスルホキシド(29.8)、酢酸エ� �ル(17.1)リン酸トリメチル(23)、リン酸トリブ� ��ル(23.7)、テトラヒドロフラン(20.0)、イソブ� ��ロニトリル(15.4)、イソプロピオノニトリル( 16.1)、水(18.0)等が挙げられるが、これらに限� ��されない。

 分散剤の酸性官能基が分極ないしは解離� ��るのを促す効果が大きい溶剤の使用が、炭� ��材料の良好な分散安定性を得るのには重要� ��思われる。酸性官能基の分極ないし解離の� ��やすさは、酸性官能基が結合している有機� ��素誘導体またはトリアジン誘導体の分子構� ��にも左右されるが、電子供与性の大きな溶� ��は、これらの誘導体に対する溶媒和力が強� ��ため、分散剤酸性官能基の分極を促し、そ� ��て比誘電率の大きな溶剤が分極した酸性官� ��基の解離を促すものと思われる。よって、� ��素材料の良好な分散安定性を得るためには� ��比誘電率の大きな溶剤と、ドナー数の大き� ��溶剤とを組み合わせて使用するか、比誘電� ��およびドナー数がともに大きな溶剤を使用� ��ることが好ましい。

 また、使用する溶剤としては、非プロト� ��性の極性溶剤であることが好ましい。非プ� ��トン性の極性溶剤とは、溶剤自身にプロト� ��を放出する能力がなく、また自己解離もし� ��い極性溶剤であり、非プロトン性の極性溶� ��は水素結合による自己会合を生じず、溶剤� ��身の凝集性が弱い。そのため炭素材料の凝� ��体への浸透力が強く、分散促進効果が期待� ��れる。また、非プロトン性の極性溶剤は、� ��剤自身の凝集性が弱いために溶解力が強く� ��種々の分散剤や樹脂を溶解することができ� ��ため、汎用性に優れる。更に、酸性官能基� ��有する有機色素誘導体、または酸性官能基� ��有するトリアジン誘導体から選ばれる分散� ��を溶剤に溶解することを考えた場合、非プ� ��トン性の極性溶剤は、カチオン種のみを溶� ��和するため、酸性官能基におけるプロトン� ��しくはカウンターカチオンのみを溶媒和す� ��こととなる。このとき、有機色素誘導体ま� ��はトリアジン誘導体骨格を含むアニオン側� ��溶媒和されることなく裸のままであるため� ��有機色素誘導体またはトリアジン誘導体骨� ��部分の炭素材料表面への作用(例えば吸着)� �阻害されにくい等の効果も期待される。

 また、本発明における溶剤の選択は、酸� ��官能基を有する有機色素誘導体、または酸� ��官能基を有するトリアジン誘導体から選ば� ��る分散剤と、導電助剤としての炭素材料、� ��よび溶剤以外に後述する電極活物質もしく� ��バインダー成分等を更に添加する場合は、� ��述の分散性に与える溶剤の影響に加え、活� ��質との反応性、およびバインダー成分に対� ��る溶解性等を鑑みつつ行う。分散性が高く� ��活物質との反応性が低く、バインダー成分� ��溶解性の高い溶剤を選択することが好まし� ��。

 更に、環境負荷軽減や経済的有利性等か� ��、電極製造工程において排出される溶剤を� ��収・再利用する場合は、混合溶剤ではなく� ��単一溶剤での使用が好ましい。

 以上、炭素材料の分散安定性促進効果、� ��物質との反応性、およびバインダー成分の� ��解性を満たし、単一使用での汎用性を有す� ��溶剤としては、アミド系溶剤が好ましく、� ��に、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジエチ� �ホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、N ,N-ジエチルアセトアミド、N-メチルピロリド� ��、ヘキサメチル燐酸トリアミド等のアミド� ��非プロトン性溶剤の使用が好ましい。

<正極活物質及び負極活物質>
 本発明の組成物を正極合材もしくは負極合� ��に用いる場合は、上記分散剤、導電助剤と� ��ての炭素材料、および溶剤以外に、少なく� ��も正極活物質または負極活物質を含有させ� ��。

 使用する正極活物質としては特に限定はさ� ��ないが、リチウムイオンをドーピングまた� ��インターカレーション可能な金属酸化物、� ��属硫化物等の金属化合物、および導電性高� ��子等を使用することができる。例えば、Fe� �Co、Ni、Mn等の遷移金属の酸化物、リチウム� �の複合酸化物、遷移金属硫化物等の無機化� �物等が挙げられる。具体的には、MnO、V ₂ O ₅ 、V ₆ O ₁₃ 、TiO ₂ 等の遷移金属酸化物粉末、層状構造のニッケ ル酸リチウム、コバルト酸リチウム、マンガ ン酸リチウム、スピネル構造のマンガン酸リ チウムなどのリチウムと遷移金属との複合酸 化物粉末、オリビン構造のリン酸化合物であ るリン酸鉄リチウム系材料、TiS ₂ 、FeSなどの遷移金属硫化物粉末等が挙げられ る。また、ポリアニリン、ポリアセチレン、 ポリピロール、ポリチオフェン等の導電性ポ リマーを使用することもできる。また、上記 の無機化合物や有機化合物を混合して用いて もよい。

 使用する負極活物質としては特に限定はさ� ��ないが、リチウムイオンをドーピングまた� ��インターカレーション可能な金属Li、また� �その合金、スズ合金、シリコン合金負極、Li _X Fe ₂ O ₃ 、Li _X Fe ₃ O ₄ 、Li _X WO ₂ 等の金属酸化物系、ポリアセチレン、ポリ-p- フェニレン等の導電性高分子、ソフトカーボ ンやハードカーボンといった、アモルファス 系炭素質材料や、高黒鉛化炭素材料等の人造 黒鉛、あるいは天然黒鉛等の炭素質粉末、カ ーボンブラック、メソフェーズカーボンブラ ック、樹脂焼成炭素材料、気層成長炭素繊維 、炭素繊維などの炭素系材料が用いられる。

<バインダー>
 本発明の組成物には、更に、バインダー成� ��を含有させることが好ましい。使用するバ� ��ンダーとしては、エチレン、プロピレン、� ��化ビニル、酢酸ビニル、ビニルアルコール� ��マレイン酸、アクリル酸、アクリル酸エス� ��ル、メタクリル酸、メタクリル酸エステル� ��アクリロニトリル、スチレン、ビニルブチ� ��ール、ビニルアセタール、ビニルピロリド� ��等を構成単位として含む重合体または共重� ��体;ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、 フェノール樹脂、エポキシ樹脂、フェノキシ 樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、アルキッド 樹脂、アクリル樹脂、ホルムアルデヒド樹脂 、シリコン樹脂、フッ素樹脂;カルボキシメ� �ルセルロースのようなセルロース樹脂;スチ� ��ン-ブタジエンゴム、フッ素ゴムのようなゴ ム類;ポリアニリン、ポリアセチレンのよう� �導電性樹脂等が挙げられる。また、これら� �樹脂の変性体や混合物、および共重合体で� �良い。特に、耐性面から分子内にフッ素原� �を含む高分子化合物、例えば、ポリフッ化� �ニリデン、ポリフッ化ビニル、テトラフル� �ロエチレン等の使用が好ましい。

 また、バインダーとしてのこれらの樹脂� ��の重量平均分子量は、10,000~1,000,000が好まし い。分子量が小さいとバインダーの耐性が低 下することがある。分子量が大きくなるとバ インダーの耐性は向上するものの、バインダ ー自体の粘度が高くなり作業性が低下すると ともに、凝集剤として働き、合材成分が著し く凝集してしまうことがある。

<本発明の組成物の用途>
 本発明の組成物は、正極合材または負極合� ��に用いることができる。正極合材または負� ��合材に用いる場合は、上記分散剤、導電助� ��としての炭素材料、溶剤を含む組成物に、� ��極活物質または負極活物質、好ましくは更� ��バインダー成分を含有させた正・負極合材� ��ーストとして使用することが好ましい。
 電極合材ペースト中の総固形分に占める活� ��質の割合は、80重量%以上、98.5重量%以下が� �ましい。また、電極合材ペースト中の総固� �分に占める、酸性官能基を有する有機色素� �導体または酸性官能基を有するトリアジン� �導体から選ばれる1種以上の分散剤と、導電� ��剤としての炭素材料とを合わせた固形分の� ��合は、0.5重量%以上、19重量%以下が好ましい 。そして、電極合材ペースト中の総固形分に 占める、バインダー成分の割合は、1重量%以� ��、10重量%以下が好ましい。また、電極合材� ��ーストの適正粘度は、電極合材ペーストの� ��工方法によるが、一般には、100mPa・s以上、 30,000mPa・s以下とするのが好ましい。

 正・負極合材ペーストは、導電助剤として� ��炭素材料粒子の分散性に優れるだけでなく� ��正・負極活物質の凝集を緩和する効果もあ� ��。導電助剤である炭素材粒子の分散性が優� ��るため、導電助剤としての炭素材料および� ��・負極活物質を溶剤に混合・分散する際の� ��ネルギーが、炭素材料(導電助剤)の凝集物� �阻害されることなく効率よく活物質に伝わ� �、結果的に正・負極活物質の分散性も向上� �せることができるものと思われる。
 そして、正極合材ペーストでは、正極活物� ��の周りに導電助剤である炭素材料粒子を均� ��に配位・付着することができ、正極合材層� ��優れた導電性および密着性を付与できる。� ��た、導電性が向上することにより、導電助� ��としての炭素材料の添加量を減らすことが� ��きるため、正極活物質の添加量を相対的に� ��やすことができ、電池の大きな特性である� ��量を大きくすることができる。

 さらに、本発明の正極合材ペーストは、� ��極活物質、炭素材料(導電助剤)の凝集が極� �て少ないため、集電体に塗布した際に平滑� �の高い均一な塗膜を得ることができ、集電� �と正極合材との密着性が改善される。また� �酸性官能基を有する分散剤が炭素材料(導電� ��剤)表面に作用(例えば吸着)しているため、� ��チウム遷移金属複合酸化物のような正極活� ��質の表面と炭素材料(導電助剤)表面との相� �作用が強まり、酸性官能基を有する分散剤� �使用しない場合と比較して正極活物質と炭� �材料(導電助剤)との密着性が向上する。

 また、負極合材ペーストでは、負極活物� ��として炭素材料系の活物質を使用した場合� ��分散剤として添加している酸性官能基を有� ��る有機色素誘導体、または酸性官能基を有� ��るトリアジン誘導体の効果により、炭素材� ��系活物質の凝集が緩和される。そして、負� ��活物質の周りに炭素材料粒子(導電助剤)を� �一に配位・付着することができ、負極合材� �に優れた導電性、密着性および濡れ性を付� �できる。

 本発明の組成物は、電極下地層にも用い� ��ことができる。電極下地層に用いる場合は� ��酸性官能基を有する有機色素誘導体、また� ��酸性官能基を有するトリアジン誘導体から� ��ばれる1種以上の分散剤と、導電助剤として の炭素材料および溶剤とからなる分散体をそ のまま使用しても良いが、上記バインダー成 分を添加し、電極下地ペーストとして使用す ることが好ましい。電極下地層に用いる組成 物の総固形分に占める導電助剤としての炭素 材料の割合は、5重量%以上、95重量%以下が好� ��しく、10重量%以上、90重量%以下が更に好ま� ��い。導電助剤としての炭素材料が少ないと� ��下地層の導電性が保てない場合があり、一� ��、導電助剤としての炭素材料が多すぎると� ��塗膜の耐性が低下する場合がある。また、� ��極下地ペーストの適正粘度は、電極下地ペ� ��ストの塗工方法によるが、一般には、100mPa� ��s以上、30,000mPa・s以下とするのが好ましい� �

<本発明の組成物の製造方法>
 次に、本発明の組成物の製造方法について� ��明する。
 本発明の組成物は、例えば、酸性官能基を� ��する有機色素誘導体、または酸性官能基を� ��するトリアジン誘導体から選ばれる1種以上 の分散剤の存在下、導電助剤としての炭素材 料を溶剤に分散し、該分散体に、必要に応じ て正極活物質、負極活物質、またはバインダ ー成分を混合することにより、製造すること ができる。各成分の添加順序などについては 、これに限定されるわけではない。また、必 要に応じて更に溶剤を追加しても良い。

 上記製造方法は、酸性官能基を有する有� ��色素誘導体、または酸性官能基を有するト� ��アジン誘導体から選ばれる1種以上の分散剤 を、溶剤中に完全ないしは一部溶解させ、そ の溶液中に導電助剤としての炭素材料を添加 、混合することで、これら分散剤を炭素材料 に作用(例えば吸着)させつつ、溶剤に分散す� ��ものである。このときの分散体中における� ��素材料の濃度は、使用する炭素材料の比表� ��積や表面官能基量などの炭素材料固有の特� ��値等にもよるが、1重量%以上、50重量%以下� �好ましく、更に好ましくは5重量%以上、35重� ��%以下である。炭素材料の濃度が低すぎると 生産効率が悪くなり、炭素材料の濃度が高す ぎると分散体の粘度が著しく高くなり、分散 効率や、後述するコンタミ除去工程の効率お よび、分散体のハンドリング性が低下する場 合がある。とりわけ、コンタミを除く工程を 入れる場合は、このときの分散体の粘度を好 ましくは10,000mPa・s以下、より好ましくは5,000 mPa・s以下、更に好ましくは3,000mPa・s以下と� �る。

 酸性官能基を有する有機色素誘導体、ま� ��は酸性官能基を有するトリアジン誘導体か� ��選ばれる1種以上の分散剤の添加量は、用い る導電助剤としての炭素材料の比表面積等に より決定される。一般には、炭素材料100重量 部に対して、分散剤を0.5重量部以上、40重量� ��以下、好ましくは1重量部以上、35重量部以� ��、さらに好ましくは、2重量部以上、30重量� ��以下である。分散剤の量が少ないと十分な� ��散効果が得られないとともに、電解液への� ��れ性向上効果や、金属析出を抑制する効果� ��十分に得られない。また、過剰に添加して� ��顕著な分散向上効果は得られない。

 導電助剤としての炭素材料の分散粒径は� ��0.03μm以上、2μm以下、好ましくは、0.05μm以� ��、1μm以下、更に好ましくは0.05μm以上、0.5μ m以下に微細化することが望ましい。導電助� �としての炭素材料の分散粒径が0.03μm未満の� ��成物は、その作製が難しい場合がある。ま� ��、導電助剤としての炭素材料の分散粒径が2 μmを超える組成物を用いた場合には、電極の 抵抗分布のバラつきや、低抵抗化のために導 電助剤の添加量を増やさなければならなくな るなどの不具合が生じる場合がある。ここで いう分散粒径とは、体積粒度分布において、 粒子径の細かいものからその粒子の体積割合 を積算していったときに、50%となるところの 粒子径(D50)であり、一般的な粒度分布計、例� ��ば、動的光散乱方式の粒度分布計(日機装社 製「マイクロトラックUPA」)等で測定される� �

 また、上記分散剤を炭素材料に作用(例え ば吸着)させつつ、炭素材料を溶剤に分散す� �ための装置としては、顔料分散等に通常用� �られている分散機が使用できる。例えば、� �ィスパー、ホモミキサー、プラネタリーミ� �サー等のミキサー類、ホモジナイザー(エム� ��テクニック社製「クレアミックス」、PRIMIX� ��「フィルミックス」等)類、ペイントコンデ ィショナー(レッドデビル社製)、ボールミル� ��サンドミル(シンマルエンタープライゼス社 製「ダイノミル」等)、アトライター、パー� �ミル(アイリッヒ社製「DCPミル」等)、コボー ルミル等のメディア型分散機、湿式ジェット ミル(ジーナス社製「ジーナスPY」、スギノマ シン社製「スターバースト」、ナノマイザー 社製「ナノマイザー」等)、エム・テクニッ� �社製「クレアSS-5」、奈良機械社製「MICROS」� ��のメディアレス分散機、その他ロールミル� ��が挙げられるが、これらに限定されるもの� ��はない。また、分散機としては、分散機か� ��の金属混入防止処理を施したものを用いる� ��とが好ましい。

 例えば、メディア型分散機を使用する場� ��は、アジテーターおよびベッセルがセラミ� ��ク製または樹脂製の分散機を使用する方法� ��、金属製アジテーターおよびベッセル表面� ��タングステンカーバイド溶射や樹脂コーテ� ��ング等の処理をした分散機を用いることが� ��ましい。そして、メディアとしては、ガラ� ��ビーズや、ジルコニアビーズ、アルミナビ� ��ズ等のセラミックビーズを用いることが好� ��しく、中でもジルコニアビーズの使用が好� ��しい。また、ロールミルを使用する場合に� ��いても、セラミック製ロールを用いること� ��好ましい。分散装置は、1種のみを使用して も良いし、複数種の装置を組み合わせて使用 しても良い。

 また、炭素材料分散時に金属異物等のコ� ��タミを除く工程を入れることが好ましい。� ��ーボンブラック、グラファイトおよび、炭� ��繊維等の炭素材料には、それらの製造工程� ��来(ラインコンタミや触媒として)の金属異� �が含まれている場合が多く、これら金属異� �を除去することは、電池の短絡を防ぐため� �非常に重要となる。本発明では、酸性官能� �を有する有機色素誘導体、または酸性官能� �を有するトリアジン誘導体から選ばれる分� �剤の効果により、炭素材料の凝集がよくほ� �れること、および分散体の粘度が低くなる� �め、分散剤が未添加の場合に比して、分散� �中の炭素材料濃度が高い場合でも、効率良� �金属異物を取り除くことができる。金属異� �を除く方法としては、磁石による除鉄や、� �過、遠心分離等の方法が挙げられる。

 バインダー成分の添加方法としては、上記� ��散剤の存在下、導電助剤としての炭素材料� ��溶剤に分散してなる分散体を攪拌しつつ、� ��形のバインダー成分を添加し、溶解させる� ��法が挙げられる。また、バインダー成分を� ��剤に溶解したものを事前に作製しておき、� ��記分散体と混合する方法が挙げられる。ま� ��、バインダー成分を上記分散体に添加した� ��に、上記分散装置で再度分散処理を行って� ��良い。
 また、酸性官能基を有する有機色素誘導体� ��または酸性官能基を有するトリアジン誘導� ��から選ばれる1種以上の分散剤の存在下、導 電助剤としての炭素材料を溶剤に分散すると きに、バインダー成分の一部ないしは全量を 、同時に添加して分散処理を行うこともでき る。

 正極活物質または負極活物質の添加方法� ��しては、上記分散剤の存在下、導電助剤と� ��ての炭素材料を溶剤に分散してなる分散体� ��攪拌しつつ、正極活物質または負極活物質� ��添加し、分散させる方法が挙げられる。ま� ��、酸性官能基を有する有機色素誘導体、ま� ��は酸性官能基を有するトリアジン誘導体か� ��選ばれる1種以上の分散剤の存在下、導電助 剤としての炭素材料を溶剤に分散するときに 、正極活物質または負極活物質の一部ないし は全量を、同時に添加して分散処理を行うこ ともできる。また、このときの混合、分散を 行うための装置としては、通常の顔料分散等 に用いられている上述の分散機が使用できる 。

 本発明の電池用組成物は、上述するように� ��通常は溶剤を含む分散体(液)、ペーストな� �として、製造、流通、使用される。これは� �導電助剤や活物質と分散剤を乾燥粉体の状� �で混合しても、導電助剤や活物質に均一に� �散剤を作用させることはできず、液相法で� �分散剤の存在下、導電助剤や活物質を溶剤� �分散することにより、導電助剤や活物質に� �一に分散剤を作用させることができるから� �ある。また、以下に説明するように、集電� �に電極合材層を形成する場合には、液状の� �散体をできるだけ均一に塗布してこれを乾� �させることが好ましいからである。
 しかしながら、例えば、液相法で作製した� ��散体を、運搬コストなどの理由から、一度� ��剤を除去して乾燥粉体とすることも考えら� ��る。そして、この乾燥粉体を適当な溶剤で� ��分散させて、電極合材層の形成に用いるこ� ��も考えられる。したがって、本発明の組成� ��は、液状の分散体に限られず、このような� ��乾燥粉体の状態の組成物であってもよい。

<リチウム二次電池>
 次に、本発明の組成物を用いたリチウム二� ��電池について説明する。
 リチウム二次電池は、集電体上に正極合材� ��を有する正極と、集電体上に負極合材層を� ��する負極と、リチウムを含む電解質とを具� ��する。前記正極合材層と前記集電体との間� ��、前記負極合材層と前記集電体との間には� ��電極下地層が形成されていてもよい。
 電極について、使用する集電体の材質や形� ��は特に限定されず、材質としては、アルミ� ��ウム、銅、ニッケル、チタン、ステンレス� ��の金属や合金が用いられるが、特に正極材� ��としてはアルミニウムが、負極材料として� ��銅の使用が好ましい。また、形状としては� ��一般的には平板上の箔が用いられるが、表� ��を粗面化したものや、穴あき箔状のもの、� ��よびメッシュ状のものも使用できる。

 集電体上に電極下地層を形成する方法と� ��ては、前述の電極下地ペーストを電極集電� ��に塗布、乾燥する方法が挙げられる。電極� ��地層の膜厚としては、導電性および密着性� ��保たれる範囲であれば特に制限されないが� ��一般的には0.05μm以上、20μm以下であり、好� ��しくは0.1μm以上、10μm以下である。

 集電体上に電極合材層を形成する方法と� ��ては、集電体上に上述の電極合材ペースト� ��直接塗布し乾燥する方法、および集電体上� ��電極下地層を形成した後に電極合材ペース� ��を塗布し乾燥する方法などが挙げられる。� ��た、電極下地層の上に電極合材層を形成す� ��場合、集電体上に電極下地ペーストを塗布� ��た後、湿潤状態のうちに電極合材ペースト� ��重ねて塗布し、乾燥を行っても良い。電極� ��材層の厚みとしては、一般的には1μm以上、 500μm以下であり、好ましくは10μm以上、300μm� ��下である。

 塗布方法については、特に制限はなく公� ��の方法を用いることができる。具体的には� ��ダイコーティング法、ディップコーティン� ��法、ロールコーティング法、ドクターコー� ��ィング法、スプレーコティング法、グラビ� ��コーティング法、スクリーン印刷法、静電� ��装法等が挙げられる。また、塗布後に平版� ��レスやカレンダーロール等による圧延処理� ��行っても良い。

<電解液>
 本発明のリチウム二次電池を構成する電解� ��としては、リチウムを含んだ電解質を非水� ��の溶剤に溶解したものを用いる。電解質と� ��ては、LiBF ₄ 、LiClO ₄ 、LiPF ₆ 、LiAsF ₆ 、LiSbF ₆ 、LiCF ₃ SO ₃ 、Li(CF ₃ SO ₂ ) ₂ N、LiC ₄ F ₉ SO ₃ 、Li(CF ₃ SO ₂ ) ₃ C、LiI、LiBr、LiCl、LiAlCl、LiHF ₂ 、LiSCN、LiBPh ₄ 等が挙げられるがこれらに限定されない。

 非水系の溶剤としては特に限定はされな� ��が、エチレンカーボネート、プロピレンカ� ��ボネート、ブチレンカーボネート、ジメチ� ��カーボネート、エチルメチルカーボネート� ��ジエチルカーボネート等のカーボネート類� ��γ-ブチロラクトン、γ-バレロラクトン、γ-� ��クタノイックラクトン等のラクトン類、テ� ��ラヒドロフラン、2-メチルテトラヒドロフ� �ン、1,3-ジオキソラン、4-メチル-1,3-ジオキソ ラン、1,2-メトキシエタン、1,2-エトキシエタ� ��、1,2-ジブトキシエタン等のグライム類、メ チルフォルメート、メチルアセテート、メチ ルプロピオネート等のエステル類、ジメチル スルホキシド、スルホラン等のスルホキシド 類、アセトニトリル等のニトリル類、が挙げ られる。またこれらの溶剤は、それぞれ単独 で使用しても良いが、2種以上を混合して使� �しても良い。

 更に上記電解液を、ポリマーマトリクス� ��保持しゲル状とした高分子電解質とするこ� ��もできる。ポリマーマトリクスとしては、� ��リアルキレンオキシドセグメントを有する� ��クリレート系樹脂、ポリアルキレンオキシ� ��セグメントを有するポリホスファゼン系樹� ��、ポリアルキレンオキシドセグメントを有� ��るポリシロキサン等が挙げられるがこれら� ��限定されない。

 本発明の組成物を用いたリチウム二次電� ��の構造については特に限定されないが、通� ��、正極および負極と、必要に応じて設けら� ��るセパレーターとから構成され、ペーパー� ��、円筒型、ボタン型、積層型など、使用す� ��目的に応じた種々の形状とすることができ� ��。