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特表2024-537172リチウムイオン蓄電デバイスのための負極水系スラリー組成物
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-10-10
(54)【発明の名称】リチウムイオン蓄電デバイスのための負極水系スラリー組成物
(51)【国際特許分類】
H01M 4/139 20100101AFI20241003BHJP
H01M 4/62 20060101ALI20241003BHJP
H01M 4/13 20100101ALI20241003BHJP
H01M 10/0568 20100101ALI20241003BHJP
H01M 10/0569 20100101ALI20241003BHJP
H01M 10/052 20100101ALI20241003BHJP
H01M 4/38 20060101ALI20241003BHJP
H01M 4/48 20100101ALI20241003BHJP
H01G 11/30 20130101ALI20241003BHJP
【ＦＩ】
H01M4/139
H01M4/62 Z
H01M4/13
H01M10/0568
H01M10/0569
H01M10/052
H01M4/38 Z
H01M4/48
H01G11/30
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2024520872
(86)(22)【出願日】2022-08-05
(85)【翻訳文提出日】2024-05-02
(86)【国際出願番号】 US2022074576
(87)【国際公開番号】W WO2023059953
(87)【国際公開日】2023-04-13
(31)【優先権主張番号】63/252,634
(32)【優先日】2021-10-06
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】399074983
【氏名又は名称】ピーピージー・インダストリーズ・オハイオ・インコーポレイテッド
【氏名又は名称原語表記】ＰＰＧ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ Ｏｈｉｏ，Ｉｎｃ．
(74)【代理人】
【識別番号】110000855
【氏名又は名称】弁理士法人浅村特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】クロウ、アダム ジェイコブ
(72)【発明者】
【氏名】グレイ、ヘイリー、リン
(72)【発明者】
【氏名】シスコ、スコット、ウィリアム
(72)【発明者】
【氏名】ディメグリオ、ジョン、レオナード
(72)【発明者】
【氏名】シルベスター、ケビン トーマス
【テーマコード（参考）】
5E078
5H029
5H050
【Ｆターム（参考）】
5E078BA19
5H029AJ02
5H029AJ14
5H029AK01
5H029AK02
5H029AK03
5H029AK04
5H029AK05
5H029AK11
5H029AL02
5H029AL07
5H029AL11
5H029AM02
5H029AM03
5H029AM04
5H029AM07
5H029CJ08
5H029DJ08
5H029DJ15
5H029EJ04
5H029EJ11
5H029EJ12
5H029EJ14
5H029HJ01
5H029HJ11
5H029HJ14
5H050AA02
5H050AA19
5H050BA16
5H050BA17
5H050CA01
5H050CA02
5H050CA08
5H050CA09
5H050CA10
5H050CA11
5H050CA17
5H050CB02
5H050CB08
5H050CB11
5H050CB13
5H050DA03
5H050DA09
5H050DA10
5H050DA11
5H050DA18
5H050EA08
5H050EA22
5H050EA23
5H050EA28
5H050FA16
5H050GA10
5H050HA01
5H050HA11
5H050HA14
(57)【要約】
本開示は、負極水系スラリー組成物であって、結合剤と、必要に応じて、分散剤であって、分散剤が、（ａ）窒素含有複素環を含むモノマーの残基を含む構成単位、ならびに（ｂ）（メタ）アクリル酸のアルキルエステルの残基および／または酸官能性エチレン性不飽和モノマーの残基を含む構成単位を含む、コポリマーを含み、窒素含有複素環を含むモノマーの残基を含む構成単位を１重量％～５０重量％含み、重量％が、分散剤の総重量に基づく、分散剤と、負極活物質と、必要に応じて、ポリ（２－アルキルまたはアリールオキサゾリン）ポリマーと（分散剤およびポリ（２－アルキルまたはアリールオキサゾリン）ポリマーのうちの少なくとも１つが存在する）、水性媒体と、を含む、負極水系スラリー組成物を提供する。負極および蓄電デバイスもまた、開示される。
【選択図】図３
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
負極水系スラリー組成物であって、結合剤と、
分散剤であって、前記分散剤が、（ａ）窒素含有複素環を含むモノマーの残基を含む構成単位、ならびに（ｂ）（メタ）アクリル酸のアルキルエステルの残基および／またはアルファ、ベータ－エチレン性不飽和カルボン酸官能性モノマーの残基を含む構成単位を含む、コポリマーを含み、窒素含有複素環を含むモノマーの残基を含む構成単位を１重量％～５０重量％含み、前記重量％が、前記分散剤の総重量に基づく、分散剤と、
負極活物質と、
水性媒体と、を含む、負極水系スラリー組成物。
【請求項2】
前記窒素含有複素環を含むモノマーが、ビニルピロリドンを含む、請求項１に記載の負極水系スラリー組成物。
【請求項3】
前記分散剤が、前記（メタ）アクリル酸のアルキルエステルの残基および／または前記アルファ、ベータ－エチレン性不飽和カルボン酸官能性モノマーの残基を含む構成単位を１重量％～９９重量％含む、先行請求項のいずれか一項に記載の負極水系スラリー組成物。
【請求項4】
前記分散剤が、ヒドロキシル官能基を含むエチレン性不飽和モノマーを更に含む、先行請求項のいずれか一項に記載の負極水系スラリー組成物。
【請求項5】
前記分散剤が、－７０～＋１００℃のガラス転移温度を有する、先行請求項のいずれか一項に記載の負極水系スラリー組成物。
【請求項6】
前記分散剤が、２，０００～１，０００，０００ｇ／ｍｏｌの重量平均分子量を有する、先行請求項のいずれか一項に記載の負極水系スラリー組成物。
【請求項7】
ポリ（２－アルキルまたはアリールオキサゾリン）ポリマーを更に含む、先行請求項のいずれか一項に記載の負極水系スラリー組成物。
【請求項8】
負極水系スラリー組成物であって、結合剤と、
ポリ（２－アルキルまたはアリールオキサゾリン）ポリマーと、
負極活物質と、
水性媒体と、を含む、負極水系スラリー組成物。
【請求項9】
前記結合剤が、スチレン－ブタジエンコポリマーを含む、先行請求項のいずれか一項に記載の負極水系スラリー組成物。
【請求項10】
前記結合剤が、セルロースまたはセルロース誘導体を更に含む、請求項９に記載の負極水系スラリー組成物。
【請求項11】
前記負極活物質が、グラファイト、ケイ素、酸化ケイ素、スズ、ゲルマニウム、銀、アルミニウム、バリウム、ビスマス、銅、ガリウム、インジウム、ニッケル、リン、鉛、アンチモン、ケイ素、スズ、ストロンチウム、亜鉛、チタン、またはそれらの組み合わせを含む、先行請求項のいずれか一項に記載の負極水系スラリー組成物。
【請求項12】
導電性炭素、カーボンナノチューブ、グラフェン、またはそれらの任意の組み合わせを含む導電性添加剤を更に含む、先行請求項のいずれか一項に記載の負極水系スラリー組成物。
【請求項13】
架橋剤を更に含む、先行請求項のいずれか一項に記載の負極水系スラリー組成物。
【請求項14】
前記組成物の総固体重量に基づいて、１重量％～１０重量％の前記結合剤と、
必要に応じて、０．１重量％～１重量％の前記分散剤であって、前記分散剤が、（ａ）窒素含有複素環を含むモノマーの残基を含む構成単位、ならびに（ｂ）（メタ）アクリル酸のアルキルエステルの残基および／またはアルファ、ベータ－エチレン性不飽和カルボン酸官能性モノマーの残基を含む構成単位を含む、コポリマーを含み、窒素含有複素環を含むモノマーの残基を含む構成単位を１重量％～５０重量％含み、前記重量％が、前記分散剤の総重量に基づく、前記分散剤と、
必要に応じて、０．００５重量％～１．５重量％の前記ポリ（２－アルキルまたはアリールオキサゾリン）ポリマーと（前記分散剤および前記ポリ（２－アルキルまたはアリールオキサゾリン）ポリマーのうちの少なくとも１つが存在する）、
９０重量％～９８．９重量％の前記負極活物質と、を含む、先行請求項のいずれか一項に記載の負極水系スラリー組成物。
【請求項15】
前記組成物の総重量に基づいて、０．５重量％～５重量％の前記結合剤と、
必要に応じて、０．０１重量％～０．５重量％の前記分散剤であって、前記分散剤が、（ａ）窒素含有複素環を含むモノマーの残基を含む構成単位、ならびに（ｂ）（メタ）アクリル酸のアルキルエステルの残基および／またはアルファ、ベータ－エチレン性不飽和カルボン酸官能性モノマーの残基を含む構成単位を含む、コポリマーを含み、窒素含有複素環を含むモノマーの残基を含む構成単位を１重量％～５０重量％含み、前記重量％が、前記分散剤の総重量に基づく、前記分散剤と、
必要に応じて、０．００５重量％～１．５重量％の前記ポリ（２－アルキルまたはアリールオキサゾリン）ポリマーと（前記分散剤および前記ポリ（２－アルキルまたはアリールオキサゾリン）ポリマーのうちの少なくとも１つが存在する）、
４５重量％～４８．９重量％の前記負極活物質と、
４５重量％～５０重量％の前記水性媒体と、を含む、先行請求項のいずれか一項に記載の負極水系スラリー組成物。
【請求項16】
前記組成物の総結合剤固体重量に基づいて、７５重量％～９９．９重量％の前記結合剤と、
必要に応じて、０．１重量％～２５重量％の前記分散剤であって、前記分散剤が、（ａ）窒素含有複素環を含むモノマーの残基を含む構成単位、ならびに（ｂ）（メタ）アクリル酸のアルキルエステルの残基および／またはアルファ、ベータ－エチレン性不飽和カルボン酸官能性モノマーの残基を含む構成単位を含む、コポリマーを含み、窒素含有複素環を含むモノマーの残基を含む構成単位を１重量％～５０重量％含み、前記重量％が、前記分散剤の総重量に基づく、前記分散剤と、
必要に応じて、０．１重量％～２５重量％の前記ポリ（２－アルキルまたはアリールオキサゾリン）ポリマーと（前記分散剤および前記ポリ（２－アルキルまたはアリールオキサゾリン）ポリマーのうちの少なくとも１つが存在する）、を含む、先行請求項のいずれか一項に記載の負極水系スラリー組成物。
【請求項17】
負極であって、（ａ）集電体と、
（ｂ）前記集電体上に形成されたフィルムであって、前記フィルムが、
結合剤と、
負極活物質と、
以下：
分散剤であって、前記分散剤が、（ａ）窒素含有複素環を含むモノマーの残基を含む構成単位、ならびに（ｂ）（メタ）アクリル酸のアルキルエステルの残基および／もしくは酸官能性エチレン性不飽和モノマーの残基を含む構成単位を含む、コポリマーを含み、窒素含有複素環を含むモノマーの残基を含む構成単位を１重量％～５０重量％含み、前記重量％が、前記分散剤の総重量に基づく、分散剤、または
ポリ（２－アルキルもしくはアリールオキサゾリン）ポリマーのうちの少なくとも１つと、を含む、フィルムと、を備える、負極。
【請求項18】
前記フィルムが、請求項１～１６のいずれか一項に記載の負極水系スラリー組成物から堆積される、請求項１７に記載の電極。
【請求項19】
蓄電デバイスであって、（ａ）請求項１７または１８に記載の負極と、（ｂ）正極と、（ｃ）電解質と、を備える、蓄電デバイス。
【請求項20】
前記電解質（ｃ）が、溶媒中に溶解されたリチウム塩を含む、請求項１９に記載の蓄電デバイス。
【請求項21】
前記リチウム塩が、有機カーボネート中に溶解されている、請求項２０に記載の蓄電デバイス。
【請求項22】
前記蓄電デバイスが、セル、電池パック、二次電池、キャパシタ、またはスーパーキャパシタを含む、請求項１９～２１のいずれか一項に記載の蓄電デバイス。
【請求項23】
負極活物質と、セルロースまたはセルロース誘導体、およびスチレン－ブタジエンコポリマーを含む、結合剤と、
メラミン架橋剤と、
水性媒体と、を含む、負極水系スラリー組成物。
【請求項24】
請求項１～８のいずれか一項に定義される分散剤および／またはポリ（２－アルキルもしくはアリールオキサゾリン）ポリマーを更に含む、請求項２３に記載の負極水系スラリー組成物。
【請求項25】
前記負極水系スラリー組成物が、請求項１～１６のいずれか一項に定義される組成物である、請求項２３または２４に記載の負極水系スラリー組成物。【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
政府支援の通知
本発明は、米国国防省によって授与された政府契約第２０１９５０－１４０９６９号の下、政府支援を受けてなされたものである。米国政府は、本発明において特定の権利を有する。
本発明は、米国国防省によって授与された政府契約第２０１９５０－１４０９６９号の下、政府支援を受けてなされたものである。米国政府は、本発明において特定の権利を有する。
【0002】
本開示は、電池などの蓄電デバイスで使用するための負極の製造に使用することができるスラリー組成物に関する。
【背景技術】
【0003】
エレクトロニクス業界では、より小型かつ軽量な電池を動力源とするより小型のデバイスを製造する傾向がある。電池使用が高速（放電）充電用途に向けて更に移行するにつれて、電池電極コーティングは、より過酷な動作条件に耐える必要があるであろう。負極は、典型的には、必要に応じて（炭素質でもあり得る）導電性添加剤を含む負極活物質として炭素質材料を用いているが、しかしながら、これらの材料は、水系電極スラリー中に均一に分散することが困難であり得、分散を改善する現在の方法は、高価であり、典型的には、迅速な（放電）充電用途を容易にするためにより高いレベルで添加されている。導電性添加剤が、物理的／電気的接触を維持しながら、電極コーティング全体に十分に分散される場合、高速充電および／または放電用途を実現することができる。結果として、改善された水系負極スラリー組成物が望まれる。
【図面の簡単な説明】
【0004】
【図1】ドローダウン法を介して基材上に塗布された、炭素分散体のコーティングの一連の白黒写真であり、塗布されたコーティングの品質を示す。
【0005】
【図2】炭素含有フィルムの白黒ＴＥＭ画像である。
【0006】
【図3】時間の関数としてのセルデータを示すグラフである。
【発明の概要】
【0007】
本開示は、負極水系スラリー組成物であって、結合剤と、分散剤であって、分散剤が、（ａ）窒素含有複素環を含むモノマーの残基を含む構成単位、ならびに（ｂ）（メタ）アクリル酸のアルキルエステルの残基および／またはアルファ、ベータ－エチレン性不飽和カルボン酸官能性モノマーの残基を含む構成単位を含む、コポリマーを含み、窒素含有複素環を含むモノマーの残基を含む構成単位を１重量％～５０重量％含み、重量％が、分散剤の総重量に基づく、分散剤と、負極活物質と、水性媒体と、を含む、負極水系組成物を提供する。
【0008】
本開示はまた、結合剤と、ポリ（２－アルキルまたはアリールオキサゾリン）ポリマーと、負極活物質と、水性媒体と、を含む、負極水系スラリー組成物を提供する。
【0009】
本開示は、負極であって、（ａ）集電体と、（ｂ）集電体上に形成されたフィルムであって、フィルムが、結合剤と、必要に応じて、分散剤であって、分散剤が、（ａ）窒素含有複素環を含むモノマーの残基を含む構成単位、ならびに（ｂ）（メタ）アクリル酸のアルキルエステルの残基および／もしくは酸官能性エチレン性不飽和モノマーの残基を含む構成単位を含む、コポリマーを含み、窒素含有複素環を含むモノマーの残基を含む構成単位を１重量％～５０重量％含み、重量％が、分散剤の総重量に基づく、分散剤と、必要に応じて、ポリ（２－アルキルまたはアリールオキサゾリン）ポリマーと（分散剤およびポリ（２－アルキルまたはアリールオキサゾリン）ポリマーのうちの少なくとも１つが存在する）、負極活物質と、を含む、フィルムと、を備える、負極を更に提供する。
【0010】
本開示は、負極であって、（ａ）集電体と、（ｂ）集電体上に形成されたフィルムであって、フィルムが、結合剤と、負極活物質と、以下：分散剤であって、分散剤が、（ａ）窒素含有複素環を含むモノマーの残基を含む構成単位、ならびに（ｂ）（メタ）アクリル酸のアルキルエステルの残基および／もしくは酸官能性エチレン性不飽和モノマーの残基を含む構成単位を含む、コポリマーを含み、窒素含有複素環を含むモノマーの残基を含む構成単位を１重量％～５０重量％含み、重量％が、分散剤の総重量に基づく、分散剤、またはポリ（２－アルキルまたはアリールオキサゾリン）ポリマーのうちの少なくとも１つと、を含む、フィルムと、を備える、負極を更に提供する。
【0011】
本開示はまた、蓄電デバイスであって、（ａ）本開示の負極と、（ｂ）正極と、（ｃ）電解質と、を備える、蓄電デバイスを提供する。
【0012】
本開示は、負極活物質と、セルロースまたはセルロース誘導体、およびスチレン－ブタジエンコポリマーを含む結合剤と、メラミン架橋剤と、水性媒体と、を含む、負極水系スラリー組成物を更に提供する。
【発明を実施するための形態】
【0013】
本開示は、負極水系スラリー組成物であって、結合剤と、分散剤であって、分散剤が、（ａ）窒素含有複素環を含むモノマーの残基を含む構成単位、ならびに（ｂ）（メタ）アクリル酸のアルキルエステルの残基および／または酸官能性エチレン性不飽和モノマーの残基を含む構成単位を含む、コポリマーを含み、窒素含有複素環を含むモノマーの残基を含む構成単位を１重量％～５０重量％含み、重量％が、分散剤の総重量に基づく、分散剤と、負極活物質と、水性媒体と、を含む、負極水系組成物を提供する。
【0014】
結合剤は、負極水系スラリー組成物のための任意の好適な結合剤樹脂を含み得る。例えば、結合剤は、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン－ヘキサフルオロプロピレンコポリマー、フッ化ビニリデン－ヘキサフルオロプロピレンコポリマー、およびフッ化ビニリデン－クロロトリフルオロエチレンコポリマーなどのフルオロポリマー；エチレン－プロピレン－ジエン三元コポリマー、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン－ビニルアセテートコポリマー、およびエチレン－エチルアクリレートコポリマーなどのポリオレフィン樹脂；ポリスチレン、アクリロニトリルスチレンコポリマー、アクリロニトリル－ブタジエン－スチレンコポリマー、メチルメタクリレート－スチレンコポリマー、およびスチレン－ブタジエチレンゴムなどのポリスチレン樹脂；ポリカーボネート樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアクリル酸、アンモニウムポリアクリレート、ナトリウムポリアクリレート、およびポリメチルメタクリレートなどの（メタ）アクリル酸樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンナフタレート、ポリ乳酸、ポリ－３－ヒドロキシ酪酸、ポリカプロラクトン、ポリブチレンスクシネート、およびポリエチレンスクシネート／アジペートなどのポリエステル樹脂；ポリフェニレンエーテル樹脂、修飾ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ポリビニルアルコール樹脂；キチン、キトサン、およびリグニン：エポキシ樹脂、ウレタンアクリレート、フェノール酸樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、およびアルキド樹脂、ならびにそれらの任意の組み合わせを含み得る。
【0015】
上述のように、結合剤は、必要に応じて、スチレンブタジエンコポリマーを含み得る。本明細書で使用される場合、「スチレンブタジエンコポリマー」という用語は、スチレン（またはその誘導体）およびブタジエンを含む、コポリマーを指す。
【0016】
スチレンブタジエンコポリマーは、結合剤固体の総重量に基づいて、少なくとも３０重量％など、少なくとも４０重量％など、少なくとも４５重量％など、少なくとも５０重量％など、少なくとも６５重量％など、少なくとも８０重量％など、少なくとも９０重量％など、少なくとも９５％などの、少なくとも少なくとも２０重量％の量で結合剤中に存在し得る。スチレンブタジエンコポリマーは、結合剤固体の総重量に基づいて、９５重量％以下など、８５重量％以下など、７５重量％以下など、６５重量％以下など、５５重量％以下など、５０重量％以下など、４５重量％以下などの、９９．９重量％の量で結合剤中に存在し得る。スチレンブタジエンコポリマーは、結合剤固体の総重量に基づいて、２０重量％～９５重量％など、２０重量％～８５重量％など、２０重量％～７５重量％など、２０重量％～６５重量％など、２０重量％～５５重量％など、２０重量％～５０重量％など、２０重量％～４５重量％など、３０重量％～９９．９重量％など、３０重量％～９５重量％など、３０重量％～８５重量％など、３０重量％～７５重量％など、３０重量％～６５重量％など、３０重量％～５５重量％など、３０重量％～５０重量％など、３０重量％～４５重量％など、４０重量％～９９．９重量％など、４０重量％～９５重量％など、４０重量％～８５重量％など、４０重量％～７５重量％など、４０重量％～６５重量％など、４０重量％～５５重量％など、４０重量％～５０重量％など、４０重量％～４５重量％など、５０重量％～９９．９重量％など、５０重量％～９５重量％など、５０重量％～８５重量％など、５０重量％～７５重量％など、５０重量％～６５重量％など、５０重量％～５５重量％など、６５重量％～９９．９重量％など、６５重量％～９５重量％など、６５重量％～８５重量％など、６５重量％～７５重量％など、８０重量％～９９．９重量％、８０重量％～９５重量％など、８０重量％～８５重量％など、９０重量％～９９．９重量％など、９０重量％～９５重量％など、９５重量％～９９．９重量％などの、２０重量％～９９．９重量％の量で結合剤中に存在し得る。
【0017】
スチレンブタジエンコポリマーは、スラリー組成物の総固体重量に基づいて、少なくとも０．５重量％など、少なくとも１重量％など、少なくとも２重量％など、少なくとも３重量％、少なくとも４重量％などの、少なくとも０．１重量％の量でスラリー組成物中に存在し得る。スチレンブタジエンコポリマーは、スラリー組成物の総固体重量に基づいて、８重量％以下など、５重量％以下など、４重量％以下など、３重量％以下など、２重量％以下など、１重量％以下などの、１０重量％以下の量で存在し得る。スチレンブタジエンコポリマーは、スラリー組成物の総固体重量に基づいて、０．１重量％～８％重量％など、０．１重量％～５％重量％など、０．１重量％～４％重量％など、０．１重量％～３％重量％など、０．１重量％～２％重量％など、０．１重量％～１％重量％など、０．５重量％～１０％重量％など、０．５重量％～８％重量％など、０．５重量％～５％重量％など、０．５重量％～４％重量％など、０．５重量％～３％重量％など、０．５重量％～２％重量％など、０．５重量％～１％重量％など、１重量％～１０％重量％など、１重量％～８％重量％など、１重量％～５％重量％など、１重量％～４％重量％など、１重量％～３％重量％など、１重量％～２％重量％など、２重量％～１０％重量％など、２重量％～８％重量％など、２重量％～５％重量％など、２重量％～４％重量％など、２重量％～３％重量％など、３重量％～１０％重量％など、３重量％～８％重量％など、３重量％～５％重量％など、３重量％～４重量％など、４重量％～５％重量％などの、０．１重量％～１０重量％の量で存在し得る。
【0018】
スチレンブタジエンコポリマーは、スラリー組成物の総重量に基づいて、少なくとも０．２５重量％など、少なくとも０．５重量％など、少なくとも１重量％など、少なくとも１．５重量％など、少なくとも２重量％などの、少なくとも０．０５重量％の量でスラリー組成物中に存在し得る。スチレンブタジエンコポリマーは、スラリー組成物の総重量に基づいて、３．５重量％以下など、３重量％以下など、２．５重量％以下など、２重量％以下など、１．５重量％以下など、１重量％以下など、０．５重量％以下などの、４重量％以下の量で存在し得る。スチレンブタジエンコポリマーは、スラリー組成物の総重量に基づいて、０．０５重量％～３．５重量％など、０．０５重量％～３重量％など、０．０５重量％～２．５重量％など、０．０５重量％～２重量％など、０．０５重量％～１．５重量％など、０．０５重量％～１重量％など、０．０５重量％～０．５重量％など、０．２５重量％～４重量％など、０．２５重量％～３．５重量％など、０．２５重量％～３重量％など、０．２５重量％～２．５重量％など、０．２５重量％～２重量％など、０．２５重量％～１．５重量％など、０．２５重量％～１重量％など、０．２５重量％～０．５重量％など、０．５重量％～４重量％など、０．５重量％～３．５重量％など、０．５重量％～３重量％など、０．５重量％～２．５重量％など、０．５重量％～２重量％など、０．５重量％～１．５重量％など、０．５重量％～１重量％など、１重量％～４重量％など、１重量％～３．５重量％など、１重量％～３重量％など、１重量％～２．５重量％など、１重量％～２重量％など、１重量％～１．５重量％など、１．５重量％～４重量％など、１．５重量％～３．５重量％など、１．５重量％～３重量％など、１．５重量％～２．５重量％など、１．５重量％～２重量％など、２重量％～４重量％など、２重量％～３．５重量％など、２重量％～３重量％など、２重量％～２．５％などの、０．０５重量％～４重量％の量で存在し得る。
【0019】
スラリー組成物および結合剤は、必要に応じて、セルロース誘導体を更に含み得る。セルロース誘導体は、例えば、カルボキシメチルセルロースおよびその塩（ＣＭＣ）であり得る。ＣＭＣは、アンヒドログルコース環上のヒドロキシル基の一部分がカルボキシメチル基で置換された、セルロースエーテルである。カルボキシメチル置換の程度は、０．４～３の範囲であり得る。ＣＭＣは、長鎖ポリマーであり、水溶液中のその粘度は、その分子量に依存し、分子量は、重量平均基準で５０，０００～２，０００，０００ｇ／ｍｏｌの間で変動し得る。カルボキシメチルセルロースは、少なくとも１００，０００ｇ／ｍｏｌ、または場合によっては、少なくとも２５０，０００ｇ／ｍｏｌなどの、少なくとも２００，０００ｇ／ｍｏｌなどの、少なくとも５０，０００ｇ／ｍｏｌの重量平均分子量を有し得る。カルボキシメチルセルロースは、１，０００，０００ｇ／ｍｏｌ以下など、５００，０００ｇ／ｍｏｌ以下など、３５０，０００ｇ／ｍｏｌ以下など、３００，０００ｇ／ｍｏｌなどの、２，０００，０００ｇ／ｍｏｌ以下の重量平均分子量を有し得る。カルボキシメチルセルロースは、５０，０００～１，０００，０００ｇ／ｍｏｌなど、５０，０００～５００，０００ｇ／ｍｏｌなど、５０，０００～３５０，０００ｇ／ｍｏｌなど、５０，０００～３００，０００ｇ／ｍｏｌなど、１００，０００～２，０００，０００ｇ／ｍｏｌなど、１００，０００～１，０００，０００ｇ／ｍｏｌなど、１００，０００～５００，０００ｇ／ｍｏｌなど、１００，０００～３５０，０００ｇ／ｍｏｌなど、１００，０００～３００，０００ｇ／ｍｏｌなど、２５０，０００～２，０００，０００ｇ／ｍｏｌなど、２５０，０００～１，０００，０００ｇ／ｍｏｌなど、２５０，０００～５００，０００ｇ／ｍｏｌなど、２５０，０００～３５０，０００ｇ／ｍｏｌなど、２５０，０００～３００，０００ｇ／ｍｏｌなどの、５０，０００～２，０００，０００ｇ／ｍｏｌの重量平均分子量を有し得る。ＣＭＣ置換の程度（ＤＳ）は、少なくとも０．５など、少なくとも０．６など、少なくとも０．７など、少なくとも０．８など、少なくとも０．９など、少なくとも１など、少なくとも１．１など、少なくとも１．２などの、少なくとも少なくとも０．４であり得る。ＣＭＣ置換の程度（ＤＳ）は、２以下など、１．４以下など、１．２以下など、１以下など、０．８以下など、０．７以下などの、３以下であり得る。ＣＭＣ置換の程度（ＤＳ）は、０．４～２など、０．４～１．４など、０．４～１．２など、０．４～１など、０．４～０．８など、０．４～０．７など、０．５～３など、０．５～２など、０．５～１．４など、０．５～１．２など、０．５～１など、０．５～０．８など、０．５～０．７など、０．６～３など、０．６～２など、０．６～１．４など、０．６～１．２など、０．６～１など、０．６～０．８など、０．６～０．７など、０．７～３など、０．７～２など、０．７～１．４など、０．７～１．２など、０．７～１など、０．７～０．８など、０．８～３など、０．８～２など、０．８～１．４など、０．８～１．２など、０．８～１など、０．９～３など、０．９～２など、０．９～１．４など、０．９～１．２など、０．９～１など、１～３など、１～２など、１～１．４など、１～１．２など、１．１～３など、１．１～２など、１．１～１．４など、１．１～１．２など、１．２～３など、１．２～２など、１．２～１．４などの、０．４～３であり得る。
【0020】
セルロース誘導体は、結合剤固体の総重量に基づいて、少なくとも３０重量％など、少なくとも４０重量％など、少なくとも４５重量％など、少なくとも５０重量％など、少なくとも６５重量％など、少なくとも８０重量％など、少なくとも９０重量％など、少なくとも９５％などの、少なくとも２０重量％の量で結合剤中に存在し得る。セルロース誘導体は、結合剤固体の総重量に基づいて、９５重量％以下など、８５重量％以下など、７５重量％以下など、６５重量％以下など、５５重量％以下など、５０重量％以下など、４５重量％以下などの、９９．９重量％の量で結合剤中に存在し得る。セルロース誘導体は、結合剤固体の総重量に基づいて、２０重量％～９５重量％など、２０重量％～８５重量％など、２０重量％～７５重量％など、２０重量％～６５重量％など、２０重量％～５５重量％など、２０重量％～５０重量％など、２０重量％～４５重量％など、３０重量％～９９．９重量％など、３０重量％～９５重量％など、３０重量％～８５重量％など、３０重量％～７５重量％など、３０重量％～６５重量％など、３０重量％～５５重量％など、３０重量％～５０重量％など、３０重量％～４５重量％など、４０重量％～９９．９重量％など、４０重量％～９５重量％など、４０重量％～８５重量％など、４０重量％～７５重量％など、４０重量％～６５重量％など、４０重量％～５５重量％など、４０重量％～５０重量％など、４０重量％～４５重量％など、５０重量％～９９．９重量％など、５０重量％～９５重量％など、５０重量％～８５重量％など、５０重量％～７５重量％など、５０重量％～６５重量％など、５０重量％～５５重量％など、６５重量％～９９．９重量％など、６５重量％～９５重量％など、６５重量％～８５重量％など、６５重量％～７５重量％など、８０重量％～９９．９重量％、８０重量％～９５重量％など、８０重量％～８５重量％など、９０重量％～９９．９重量％など、９０重量％～９５重量％など、９５重量％～９９．９重量％などの、２０重量％～９９．９重量％の量で結合剤中に存在し得る。
【0021】
セルロース誘導体は、スラリー組成物の総固体重量に基づいて、少なくとも０．５重量％など、少なくとも１重量％など、少なくとも２重量％など、少なくとも３重量％、少なくとも４重量％などの、少なくとも０．１重量％の量でスラリー組成物中に存在し得る。セルロース誘導体は、スラリー組成物の総固体重量に基づいて、８重量％以下など、５重量％以下など、４重量％以下など、３重量％以下など、２重量％以下など、１重量％以下などの、１０重量％以下の量で存在し得る。セルロース誘導体は、スラリー組成物の総固体重量に基づいて、０．１重量％～８％重量％など、０．１重量％～５％重量％など、０．１重量％～４％重量％など、０．１重量％～３％重量％など、０．１重量％～２％重量％など、０．１重量％～１％重量％など、０．５重量％～１０％重量％など、０．５重量％～８％重量％など、０．５重量％～５％重量％など、０．５重量％～４％重量％など、０．５重量％～３％重量％など、０．５重量％～２％重量％など、０．５重量％～１％重量％など、１重量％～１０％重量％など、１重量％～８％重量％など、１重量％～５％重量％など、１重量％～４％重量％など、１重量％～３％重量％など、１重量％～２％重量％など、２重量％～１０％重量％など、２重量％～８％重量％など、２重量％～５％重量％など、２重量％～４％重量％など、２重量％～３％重量％など、３重量％～１０％重量％など、３重量％～８％重量％など、３重量％～５％重量％など、３重量％～４重量％など、４重量％～５％重量％などの、０．１重量％～１０重量％の量で存在し得る。
【0022】
セルロース誘導体は、スラリー組成物の総重量に基づいて、少なくとも０．２５重量％など、少なくとも０．５重量％など、少なくとも１重量％など、少なくとも１．５重量％など、少なくとも２重量％などの、少なくとも０．０５重量％の量でスラリー組成物中に存在し得る。セルロース誘導体は、スラリー組成物の総重量に基づいて、３．５重量％以下など、３重量％以下など、２．５重量％以下など、２重量％以下など、１．５重量％以下など、１重量％以下など、０．５重量％以下などの、４重量％以下の量で存在し得る。セルロース誘導体は、スラリー組成物の総重量に基づいて、０．０５重量％～３．５重量％など、０．０５重量％～３重量％など、０．０５重量％～２．５重量％など、０．０５重量％～２重量％など、０．０５重量％～１．５重量％など、０．０５重量％～１重量％など、０．０５重量％～０．５重量％など、０．２５重量％～４重量％など、０．２５重量％～３．５重量％など、０．２５重量％～３重量％など、０．２５重量％～２．５重量％など、０．２５重量％～２重量％など、０．２５重量％～１．５重量％など、０．２５重量％～１重量％など、０．２５重量％～０．５重量％など、０．５重量％～４重量％など、０．５重量％～３．５重量％など、０．５重量％～３重量％など、０．５重量％～２．５重量％など、０．５重量％～２重量％など、０．５重量％～１．５重量％など、０．５重量％～１重量％など、１重量％～４重量％など、１重量％～３．５重量％など、１重量％～３重量％など、１重量％～２．５重量％など、１重量％～２重量％など、１重量％～１．５重量％など、１．５重量％～４重量％など、１．５重量％～３．５重量％など、１．５重量％～３重量％など、１．５重量％～２．５重量％など、１．５重量％～２重量％など、２重量％～４重量％など、２重量％～３．５重量％など、２重量％～３重量％など、２重量％～２．５％などの、０．０５重量％～４重量％の量で存在し得る。
【0023】
本開示によれば、スラリー組成物は、分散剤であって、分散剤が、（ａ）窒素含有複素環を含むモノマーの残基を含む構成単位ならびに、（ｂ）（メタ）アクリル酸のアルキルエステルの残基および／または酸官能性エチレン性不飽和モノマーの残基を含む構成単位を含む、コポリマーを含み、窒素含有複素環を含むモノマーの残基を含む構成単位を１重量％～５０重量％含み、重量％が、分散剤の総重量に基づく、分散剤を更に含む。
【0024】
分散剤コポリマーは、窒素含有複素環を含むモノマーの残基を含む構成単位を、分散剤の総重量に基づいて、少なくとも３重量％など、少なくとも５重量％など、少なくとも７重量％など、少なくとも９重量％など、少なくとも１２重量％など、少なくとも１５重量％などの、少なくとも１重量％含む。窒素含有複素環を含むエチレン性不飽和モノマーの非限定的な例としては、とりわけ、Ｎ－ビニルピロリドン、Ｎ－ビニルカプロラクタム、Ｎ－ビニルイミダゾール、ビニルメチルオキサゾリジノンが挙げられる。分散剤コポリマーは、窒素含有複素環を含むモノマーの残基を含む構成単位を、分散剤の総重量に基づいて、３０重量％以下など、２０重量％以下など、１５重量％以下など、１２重量％以下など、１０重量％以下など、７重量％以下など、５重量％などの、５０重量％以下含む。分散剤コポリマーは、窒素含有複素環を含むモノマーの残基を含む構成単位を、分散剤の総重量に基づいて、１重量％～３０重量％など、１重量％～２０重量％など、１重量％～１５重量％など、１重量％～１２重量％など、１重量％～１０重量％など、１重量％～７重量％など、１重量％～５重量％など、３重量％～５０重量％など、３重量％～３０重量％など、３重量％～２０重量％など、３重量％～１５重量％など、３重量％～１２重量％など、３重量％～１０重量％など、３重量％～７重量％など、３重量％～５重量％など、５重量％～５０重量％など、５重量％～３０重量％など、５重量％～２０重量％など、５重量％～１５重量％など、５重量％～１２重量％など、５重量％～１０重量％など、５重量％～７重量％など、７重量％～５０重量％など、７重量％～３０重量％など、７重量％～２０重量％など、７重量％～１５重量％など、７重量％～１２重量％など、７重量％～１０重量％など、９重量％～５０重量％など、９重量％～３０重量％など、９重量％～２０重量％など、９重量％～１５重量％など、９重量％～１２重量％など、９重量％～１０重量％など、１２重量％～５０重量％など、１２重量％～３０重量％など、１２重量％～２０重量％など、１２重量％～１５重量％など、１５重量％～５０重量％など、１５重量％～３０重量％など、１５重量％～２０重量％などの、１重量％～５０重量％含む。分散剤コポリマーは、窒素含有複素環を含むエチレン性不飽和モノマーを、反応混合物中で使用される重合性モノマーの総重量に基づいて、１重量％～３０重量％など、１重量％～２０重量％など、１重量％～１５重量％など、１重量％～１２重量％など、１重量％～１０重量％など、１重量％～７重量％など、１重量％～５重量％など、３重量％～５０重量％など、３重量％～３０重量％など、３重量％～２０重量％など、３重量％～１５重量％など、３重量％～１２重量％など、３重量％～１０重量％など、３重量％～７重量％など、３重量％～５重量％など、５重量％～５０重量％など、５重量％～３０重量％など、５重量％～２０重量％など、５重量％～１５重量％など、５重量％～１２重量％など、５重量％～１０重量％など、５重量％～７重量％など、７重量％～５０重量％など、７重量％～３０重量％など、７重量％～２０重量％など、７重量％～１５重量％など、７重量％～１２重量％など、７重量％～１０重量％など、９重量％～５０重量％など、９重量％～３０重量％など、９重量％～２０重量％など、９重量％～１５重量％など、９重量％～１２重量％など、９重量％～１０重量％など、１２重量％～５０重量％など、１２重量％～３０重量％など、１２重量％～２０重量％など、１２重量％～１５重量％など、１５重量％～５０重量％など、１５重量％～３０重量％など、１５重量％～２０重量％などの、１重量％～５０重量％の量で窒素含有エチレン性不飽和モノマーを含む反応混合物から誘導され得る。
【0025】
分散剤コポリマーは、（メタ）アクリル酸のアルキルエステルの残基および／またはアルファ、ベータ－エチレン性不飽和カルボン酸官能性モノマーの残基を含む構成単位を更に含む。（メタ）アクリル酸のアルキルエステルの残基および／またはアルファ、ベータ－エチレン性不飽和カルボン酸官能性モノマーの残基を含む構成単位は、分散剤コポリマーの総重量に基づいて、少なくとも１５重量％など、少なくとも３０重量％など、少なくとも３５重量％など、少なくとも４０重量％など、少なくとも４５重量％など、少なくとも５０重量％など、少なくとも５５重量％など、少なくとも６０重量％など、少なくとも７０重量％など、少なくとも７５重量％など、少なくとも８０重量％などの、少なくとも少なくとも１重量％を構成し得る。（メタ）アクリル酸のアルキルエステルの残基および／またはアルファ、ベータ－エチレン性不飽和カルボン酸官能性モノマーの残基を含む構成単位は、分散剤コポリマーの総重量に基づいて、９０重量％以下など、８５重量％以下など、８０重量％以下など、７５重量％以下など、７０重量％以下など、６５重量％以下など、６０重量％以下など、５０重量％以下などの、９９重量％以下を構成し得る。（メタ）アクリル酸のアルキルエステルの残基および／またはアルファ、ベータ－エチレン性不飽和カルボン酸官能性モノマーの残基を含む構成単位は、分散剤コポリマーの総重量に基づいて、１重量％～９９重量％など、１重量％～９０重量％など、１重量％～８５重量％など、１重量％～８０重量％など、１重量％～７５重量％など、１重量％～７０重量％など、１重量％～６５重量％など、１重量％～６０重量％など、１重量％～５０重量％など、１５重量％～９９重量％など、１５重量％～９０重量％など、１５重量％～８５重量％など、１５重量％～８０重量％など、１５重量％～７５重量％など、１５重量％～７０重量％など、１５重量％～６５重量％など、１５重量％～６０重量％など、１５重量％～５０重量％など、３０重量％～９９重量％など、３０重量％～９０重量％など、３０重量％～８５重量％など、３０重量％～８０重量％など、３０重量％～７５重量％など、３０重量％～７０重量％など、３０重量％～６５重量％など、３０重量％～６０重量％など、３０重量％～５０重量％など、３５重量％～９９重量％など、３５重量％～９０重量％など、３５重量％～８５重量％など、３５重量％～８０重量％など、３５重量％～７５重量％など、３５重量％～７０重量％など、３５重量％～６５重量％など、３５重量％～６０重量％など、３５重量％～５０重量％など、４０重量％～９９重量％など、４０重量％～９０重量％など、４０重量％～８５重量％など、４０重量％～８０重量％など、４０重量％～７５重量％など、４０重量％～７０重量％など、４０重量％～６５重量％など、４０重量％～６０重量％など、４０重量％～５０重量％など、４５重量％～９９重量％など、４５重量％～９０重量％など、４５重量％～８５重量％など、４５重量％～８０重量％など、４５重量％～７５重量％など、４５重量％～７０重量％など、４５重量％～６５重量％など、４５重量％～６０重量％など、４５重量％～５０重量％など、５０重量％～９９重量％など、５０重量％～９０重量％など、５０重量％～８５重量％など、５０重量％～８０重量％など、５０重量％～７５重量％など、５０重量％～７０重量％など、５０重量％～６５重量％など、５０重量％～６０重量％など、５５重量％～９９重量％など、５５重量％～９０重量％など、５５重量％～８５重量％など、５５重量％～８０重量％など、５５重量％～７５重量％など、５５重量％～７０重量％など、５５重量％～６５重量％など、５５重量％～６０重量％など、６０重量％～９９重量％など、６０重量％～９０重量％など、６０重量％～８５重量％など、６０重量％～８０重量％など、６０重量％～７５重量％など、６０重量％～７０重量％など、６０重量％～６５％などを構成し得る。分散剤コポリマーは、（メタ）アクリル酸のアルキルエステルおよび／またはアルファ、ベータ－エチレン性不飽和カルボン酸官能性モノマーを、反応混合物中で使用される重合性モノマーの総重量に基づいて、１重量％～９０重量％など、１重量％～８５重量％など、１重量％～８０重量％など、１重量％～７５重量％など、１重量％～７０重量％など、１重量％～６５重量％など、１重量％～６０重量％など、１重量％～５０重量％など、１５重量％～９９重量％など、１５重量％～９０重量％など、１５重量％～８５重量％など、１５重量％～８０重量％など、１５重量％～７５重量％など、１５重量％～７０重量％など、１５重量％～６５重量％など、１５重量％～６０重量％など、１５重量％～５０重量％など、３０重量％～９９重量％など、３０重量％～９０重量％など、３０重量％～８５重量％など、３０重量％～８０重量％など、３０重量％～７５重量％など、３０重量％～７０重量％など、３０重量％～６５重量％など、３０重量％～６０重量％など、３０重量％～５０重量％など、３５重量％～９９重量％など、３５重量％～９０重量％など、３５重量％～８５重量％など、３５重量％～８０重量％など、３５重量％～７５重量％など、３５重量％～７０重量％など、３５重量％～６５重量％など、３５重量％～６０重量％など、３５重量％～５０重量％など、４０重量％～９９重量％など、４０重量％～９０重量％など、４０重量％～８５重量％など、４０重量％～８０重量％など、４０重量％～７５重量％など、４０重量％～７０重量％など、４０重量％～６５重量％など、４０重量％～６０重量％など、４０重量％～５０重量％など、４５重量％～９９重量％など、４５重量％～９０重量％など、４５重量％～８５重量％など、４５重量％～８０重量％など、４５重量％～７５重量％など、４５重量％～７０重量％など、４５重量％～６５重量％など、４５重量％～６０重量％など、４５重量％～５０重量％など、５０重量％～９９重量％など、５０重量％～９０重量％など、５０重量％～８５重量％など、５０重量％～８０重量％など、５０重量％～７５重量％など、５０重量％～７０重量％など、５０重量％～６５重量％など、５０重量％～６０重量％など、５５重量％～９９重量％など、５５重量％～９０重量％など、５５重量％～８５重量％など、５５重量％～８０重量％など、５５重量％～７５重量％など、５５重量％～７０重量％など、５５重量％～６５重量％など、５５重量％～６０重量％など、６０重量％～９９重量％など、６０重量％～９０重量％など、６０重量％～８５重量％など、６０重量％～８０重量％など、６０重量％～７５重量％など、６０重量％～７０重量％など、６０重量％～６５重量％などの、１重量％～９９重量％の量で含む反応混合物から誘導され得る。
【0026】
アルファ、ベータ－エチレン性不飽和カルボン酸の残基を含む構成単位に加えて、またはその代わりに、分散剤コポリマーは、（メタ）アクリル酸のアルキルエステルの残基を含む構成単位を含み得る。（メタ）アクリル酸のアルキルエステルは、アルキル基中に、１～１２個の炭素原子など、１～８個の炭素など、１～６個の炭素原子など、１～４個の炭素原子など、１～３個の炭素原子など、１～２個の炭素原子など、２～１８個の炭素原子など、２～１２個の炭素原子など、２～８個の炭素など、２～６個の炭素原子など、２～４個の炭素原子など、２～３個の炭素原子など、３～１８個の炭素原子など、３～１２個の炭素原子など、３～８個の炭素など、３～６個の炭素原子など、３～４個の炭素原子など、４～１８個の炭素原子など、４～１２個の炭素原子など、４～１１個の炭素原子など、４～１０個の炭素原子など、４～９個の炭素原子など、４～８個の炭素など、４～７個の炭素原子など、４～６個の炭素原子などの、１～１８個の炭素原子を含み得る。（メタ）アクリル酸のアルキルエステルの非限定的な例としては、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、プロピル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、ヘキシル（メタ）アクリレート、オクチル（メタ）アクリレート、イソデシル（メタ）アクリレート、ステアリル（メタ）アクリレート、２－エチルヘキシル（メタ）アクリレート、デシル（メタ）アクリレート、およびドデシル（メタ）アクリレート、ならびにシクロヘキシル（メタ）アクリレート、イソボルニル（メタ）アクリレートなどの脂環式基を有する（メタ）アクリル酸のアルキルエステルが挙げられる。（メタ）アクリル酸のアルキルエステルの残基を含む構成単位は、分散剤コポリマーの総重量に基づいて、少なくとも３５重量％など、少なくとも４０重量％など、少なくとも４５重量％など、少なくとも５０重量％など、少なくとも５５重量％など、少なくとも６０重量％など、少なくとも７０重量％など、少なくとも７５重量％など、少なくとも８０重量％などの、少なくとも３０重量％を構成し得る。（メタ）アクリル酸のアルキルエステルの残基を含む構成単位は、分散剤コポリマーの総重量に基づいて、９０重量％以下など、８５重量％以下など、８０重量％以下など、７５重量％以下など、７０重量％以下など、６５重量％以下など、６０重量％以下などの、９９重量％以下を構成し得る。（メタ）アクリル酸のアルキルエステルの残基を含む構成単位は、分散剤コポリマーの総重量に基づいて、３０重量％～９９重量％など、３０重量％～９０重量％など、３０重量％～８５重量％など、３０重量％～８０重量％など、３０重量％～７５重量％など、３０重量％～７０重量％など、３０重量％～６５重量％など、３０重量％～６０重量％など、３５重量％～９９重量％など、３５重量％～９０重量％など、３５重量％～８５重量％など、３５重量％～８０重量％など、３５重量％～７５重量％など、３５重量％～７０重量％など、３５重量％～６５重量％など、３５重量％～６０重量％など、４０重量％～９９重量％など、４０重量％～９０重量％など、４０重量％～８５重量％など、４０重量％～８０重量％など、４０重量％～７５重量％など、４０重量％～７０重量％など、４０重量％～６５重量％など、４０重量％～６０重量％など、４５重量％～９９重量％など、４５重量％～９０重量％など、４５重量％～８５重量％など、４５重量％～８０重量％など、４５重量％～７５重量％など、４５重量％～７０重量％など、４５重量％～６５重量％など、４５重量％～６０重量％など、５０重量％～９９重量％など、５０重量％～９０重量％など、５０重量％～８５重量％など、５０重量％～８０重量％など、５０重量％～７５重量％など、５０重量％～７０重量％など、５０重量％～６５重量％など、５０重量％～６０重量％など、５５重量％～９９重量％など、５５重量％～９０重量％など、５５重量％～８５重量％など、５５重量％～８０重量％など、５５重量％～７５重量％など、５５重量％～７０重量％など、５５重量％～６５重量％など、５５重量％～６０重量％など、６０重量％～９９重量％など、６０重量％～９０重量％など、６０重量％～８５重量％など、６０重量％～８０重量％など、６０重量％～７５重量％など、６０重量％～７０重量％など、６０重量％～６５重量％などを構成し得る。分散剤コポリマーは、（メタ）アクリル酸のアルキルエステルを、反応混合物中で使用される重合性モノマーの総重量に基づいて、３０重量％～９０重量％など、３０重量％～８５重量％など、３０重量％～８０重量％など、３０重量％～７５重量％など、３０重量％～７０重量％など、３０重量％～６５重量％など、３０重量％～６０重量％など、３５重量％～９９重量％など、３５重量％～９０重量％など、３５重量％～８５重量％など、３５重量％～８０重量％など、３５重量％～７５重量％など、３５重量％～７０重量％など、３５重量％～６５重量％など、３５重量％～６０重量％など、４０重量％～９９重量％など、４０重量％～９０重量％など、４０重量％～８５重量％など、４０重量％～８０重量％など、４０重量％～７５重量％など、４０重量％～７０重量％など、４０重量％～６５重量％など、４０重量％～６０重量％など、４５重量％～９９重量％など、４５重量％～９０重量％など、４５重量％～８５重量％など、４５重量％～８０重量％など、４５重量％～７５重量％など、４５重量％～７０重量％など、４５重量％～６５重量％など、４５重量％～６０重量％など、５０重量％～９９重量％など、５０重量％～９０重量％など、５０重量％～８５重量％など、５０重量％～８０重量％など、５０重量％～７５重量％など、５０重量％～７０重量％など、５０重量％～６５重量％など、５０重量％～６０重量％など、５５重量％～９９重量％など、５５重量％～９０重量％など、５５重量％～８５重量％など、５５重量％～８０重量％など、５５重量％～７５重量％など、５５重量％～７０重量％など、５５重量％～６５重量％など、５５重量％～６０重量％など、６０重量％～９９重量％など、６０重量％～９０重量％など、６０重量％～８５重量％など、６０重量％～８０重量％など、６０重量％～７５重量％など、６０重量％～７０重量％など、６０重量％～６５重量％などの、３０重量％～９９重量％の量で含む反応混合物から誘導され得る。
【0027】
（メタ）アクリル酸のアルキルエステルの残基を含む構成単位に加えて、またはその代わりに、分散剤コポリマーは、アルファ、ベータ－エチレン性不飽和カルボン酸の残基を含む構成単位を含み得る。アルファ、ベータ－エチレン性不飽和カルボン酸の非限定的な例としては、アクリル酸およびメタクリル酸などの、最大１６個の炭素原子など、最大１２個の炭素原子など、最大１０個の炭素原子などの、最大１８個の炭素原子を含有するものが挙げられる。他の不飽和酸の非限定的な例は、マレイン酸またはその無水物、フマル酸およびイタコン酸などのアルファ、ベータ－エチレン性不飽和ジカルボン酸である。また、これらのジカルボン酸の半エステルが用いられ得る。アルファ、ベータ－エチレン性不飽和カルボン酸の残基を含む構成単位は、分散剤コポリマーの総重量に基づいて、少なくとも０．５重量％など、少なくとも１重量％など、少なくとも１．５重量％など、少なくとも３重量％など、少なくとも５重量％など、少なくとも７重量％など、少なくとも１０重量％などの、少なくとも０．１重量％を構成し得る。アルファ、ベータ－エチレン性不飽和カルボン酸の残基を含む構成単位は、分散剤コポリマーの総重量に基づいて、２０重量％以下など、１５重量％以下など、１０重量％以下など、８重量％以下など、６重量％以下など、５重量％以下など、４重量％以下など、３重量％以下など、２重量％以下など、１．５重量％以下など、１．０重量％以下などの、３０重量％以下を構成し得る。アルファ、ベータ－エチレン性不飽和カルボン酸の残基を含む構成単位は、分散剤コポリマーの総重量に基づいて、０．１重量％～２０重量％など、０．１重量％～１５重量％など、０．１重量％～１０重量％など、０．１重量％～８重量％など、０．１重量％～６重量％など、０．１重量％～５重量％など、０．１重量％～４重量％など、０．５重量％～３重量％など、０．１重量％～２重量％など、０．１重量％～１．５重量％など、０．１重量％～１．０重量％など、０．５重量％～３０重量％など、０．５重量％～２０重量％など、０．５重量％～１５重量％など、０．５重量％～１０重量％など、０．５重量％～８重量％など、０．５重量％～６重量％など、０．５重量％～５重量％など、０．５重量％～４重量％など、０．５重量％～３重量％など、０．５重量％～２重量％など、０．５重量％～１．５重量％など、０．５重量％～１．０重量％など、１重量％～３０重量％など、１重量％～２０重量％など、１重量％～１５重量％など、１重量％～１０重量％など、１重量％～８重量％など、１重量％～６重量％など、１重量％～５重量％など、１重量％～４重量％など、１重量％～３重量％など、１重量％～２重量％など、１重量％～１．５重量％など、１．５重量％～３０重量％など、１．５重量％～２０重量％など、１．５重量％～１５重量％など、１．５重量％～１０重量％など、１．５重量％～８重量％など、１．５重量％～６重量％など、１．５重量％～５重量％など、１．５重量％～４重量％など、１．５重量％～３重量％など、１．５重量％～２重量％など、３重量％～３０重量％など、３重量％～２０重量％など、３重量％～１５重量％など、３重量％～１０重量％など、３重量％～８重量％など、３重量％～６重量％など、３重量％～５重量％など、３重量％～４重量％など、５重量％～３０重量％など、５重量％～２０重量％など、５重量％～１５重量％など、５重量％～１０重量％など、５重量％～８重量％など、５重量％～６重量％など、７重量％～３０重量％など、７重量％～２０重量％など、７重量％～１５重量％など、７重量％～１０重量％など、７重量％～８重量％など、１０重量％～３０重量％など、１０重量％～２０重量％など、１０重量％～１５重量％などの、０．１重量％～３０重量％を構成し得る。分散剤コポリマーは、アルファ、ベータ－エチレン性不飽和カルボン酸を、反応混合物中で使用される重合性モノマーの総重量に基づいて、０．１重量％～２０重量％など、０．１重量％～１５重量％など、０．１重量％～１０重量％など、０．１重量％～８重量％など、０．１重量％～６重量％など、０．１重量％～５重量％など、０．１重量％～４重量％など、０．５重量％～３重量％など、０．１重量％～２重量％など、０．１重量％～１．５重量％など、０．１重量％～１．０重量％など、０．５重量％～３０重量％など、０．５重量％～２０重量％など、０．５重量％～１５重量％など、０．５重量％～１０重量％など、０．５重量％～８重量％など、０．５重量％～６重量％など、０．５重量％～５重量％など、０．５重量％～４重量％など、０．５重量％～３重量％など、０．５重量％～２重量％など、０．５重量％～１．５重量％など、０．５重量％～１．０重量％など、１重量％～３０重量％など、１重量％～２０重量％など、１重量％～１５重量％など、１重量％～１０重量％など、１重量％～８重量％など、１重量％～６重量％など、１重量％～５重量％など、１重量％～４重量％など、１重量％～３重量％など、１重量％～２重量％など、１重量％～１．５重量％など、１．５重量％～３０重量％など、１．５重量％～２０重量％など、１．５重量％～１５重量％など、１．５重量％～１０重量％など、１．５重量％～８重量％など、１．５重量％～６重量％など、１．５重量％～５重量％など、１．５重量％～４重量％など、１．５重量％～３重量％など、１．５重量％～２重量％など、３重量％～３０重量％など、３重量％～２０重量％など、３重量％～１５重量％など、３重量％～１０重量％など、３重量％～８重量％など、３重量％～６重量％など、３重量％～５重量％など、３重量％～４重量％など、５重量％～３０重量％など、５重量％～２０重量％など、５重量％～１５重量％など、５重量％～１０重量％など、５重量％～８重量％など、５重量％～６重量％など、７重量％～３０重量％など、７重量％～２０重量％など、７重量％～１５重量％など、７重量％～１０重量％など、７重量％～８重量％など、１０重量％～３０重量％など、１０重量％～２０重量％など、１０重量％～１５重量％などの、０．１重量％～３０重量％の量で含む反応混合物から誘導され得る。分散剤コポリマー中のアルファ、ベータ－エチレン性不飽和カルボン酸の残基を含む構成単位を含めることは、少なくとも１つのカルボン酸基を含む分散剤コポリマーを生じる。アルファ、ベータ－エチレン性不飽和カルボン酸を含めることから生じるカルボン酸基は、例えば、カルボジイミド、ポリエポキシド、ポリオキサゾリン、およびポリアジリジンなどの、カルボン酸基と反応する官能基を含む別に添加される架橋剤と反応することができる。
【0028】
分散剤は、必要に応じて、ヒドロキシル官能基を含むエチレン性不飽和モノマーの残基を含む構成単位を含み得る。ヒドロキシル官能基を含むエチレン性不飽和モノマーの非限定的な例としては、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、およびヒドロキシブチル（メタ）アクリレートなどのヒドロキシアルキルエステルが挙げられる。ヒドロキシル官能基を含むエチレン性不飽和モノマーの残基を含む構成単位は、分散剤の総重量に基づいて、少なくとも０．５％重量％など、少なくとも１％重量％など、少なくとも１．５％重量％など、少なくとも３％重量％など、少なくとも５％重量％など、少なくとも７％重量％など、少なくとも８重量％などの、少なくとも０．１重量％を構成し得る。ヒドロキシル官能基を含むエチレン性不飽和モノマーの残基を含む構成単位は、分散剤の総重量に基づいて、２０重量％以下など、１５重量％以下など、１０重量％以下など、８重量％以下など、６重量％以下など、５重量％以下など、３重量％以下など、２重量％以下など、１重量％以下などの、２５重量％以下を構成し得る。ヒドロキシル官能基を含むエチレン性不飽和モノマーの残基を含む構成単位は、分散剤の総重量に基づいて、０．１重量％～２０重量％など、０．１重量％～１５重量％など、０．１重量％～１０重量％など、０．１重量％～８重量％など、０．１重量％～６重量％など、０．１重量％～５重量％など、０．１重量％～３重量％など、０．１重量％～２重量％など、０．１重量％～１重量％など、０．５重量％～２５重量％、０．５重量％～２０重量％など、０．５重量％～１５重量％など、０．５重量％～１０重量％など、０．５重量％～８重量％など、０．５重量％～６重量％など、０．５重量％～５重量％など、０．５重量％～３重量％など、０．５重量％～２重量％など、０．５重量％～１重量％など、１重量％～２５重量％など、１重量％～２０重量％など、１重量％～１５重量％など、１重量％～１０重量％など、１重量％～８重量％など、１重量％～６重量％など、１重量％～５重量％など、１重量％～３重量％など、１重量％～２重量％など、１．５重量％～２５重量％など、１．５重量％～２０重量％など、１．５重量％～１５重量％など、１．５重量％～１０重量％など、１．５重量％～８重量％など、１．５重量％～６重量％など、１．５重量％～５重量％など、１．５重量％～３重量％など、１．５重量％～２重量％など、３重量％～２５重量％など、３重量％～２０重量％など、３重量％～１５重量％など、３重量％～１０重量％など、３重量％～８重量％など、３重量％～６重量％など、３重量％～５重量％など、５重量％～２５重量％など、５重量％～２０重量％など、５重量％～１５重量％など、５重量％～１０重量％など、５重量％～８重量％など、５重量％～６重量％など、７重量％～２５重量％など、７重量％～２０重量％など、７重量％～１５重量％など、７重量％～１０重量％など、７重量％～８重量％など、８重量％～２５重量％など、８重量％～２０重量％など、８重量％～１５重量％など、８重量％～１０重量％などの、０．１重量％～２５重量％を構成し得る。分散剤は、必要に応じて、ヒドロキシル官能基を含むエチレン性不飽和モノマーを、反応混合物中で使用される重合性モノマーの総重量に基づいて、０．１重量％～２０重量％など、０．１重量％～１５重量％など、０．１重量％～１０重量％など、０．１重量％～８重量％など、０．１重量％～６重量％など、０．１重量％～５重量％など、０．１重量％～３重量％など、０．１重量％～２重量％など、０．１重量％～１重量％など、０．５重量％～２５重量％、０．５重量％～２０重量％など、０．５重量％～１５重量％など、０．５重量％～１０重量％など、０．５重量％～８重量％など、０．５重量％～６重量％など、０．５重量％～５重量％など、０．５重量％～３重量％など、０．５重量％～２重量％など、０．５重量％～１重量％など、１重量％～２５重量％など、１重量％～２０重量％など、１重量％～１５重量％など、１重量％～１０重量％など、１重量％～８重量％など、１重量％～６重量％など、１重量％～５重量％など、１重量％～３重量％など、１重量％～２重量％など、１．５重量％～２５重量％など、１．５重量％～２０重量％など、１．５重量％～１５重量％など、１．５重量％～１０重量％など、１．５重量％～８重量％など、１．５重量％～６重量％など、１．５重量％～５重量％など、１．５重量％～３重量％など、１．５重量％～２重量％など、３重量％～２５重量％など、３重量％～２０重量％など、３重量％～１５重量％など、３重量％～１０重量％など、３重量％～８重量％など、３重量％～６重量％など、３重量％～５重量％など、５重量％～２５重量％など、５重量％～２０重量％など、５重量％～１５重量％など、５重量％～１０重量％など、５重量％～８重量％など、５重量％～６重量％など、７重量％～２５重量％など、７重量％～２０重量％など、７重量％～１５重量％など、７重量％～１０重量％など、７重量％～８重量％など、８重量％～２５重量％など、８重量％～２０重量％など、８重量％～１５重量％など、８重量％～１０重量％などの、０．１重量％～２５重量％の量で含む反応混合物から誘導され得る。分散剤中のヒドロキシル官能基を含むエチレン性不飽和モノマーの残基を含む構成単位を含めることは、少なくとも１つのヒドロキシル基を含む分散剤を生じる（が、ヒドロキシル基は、他の方法によって包めることができる）。ヒドロキシアルキルエステルを含める（または他の手段によって組み込まれる）ことから生じるヒドロキシル基は、ヒドロキシル基と反応する官能基を含む別に添加される架橋剤と反応することができ、ヒドロキシル基と反応する基を有する、例えば、アミノプラスト、フェノールプラスト、ポリエポキシドなどが、分散剤に組み込まれる。
【0029】
あるいは、分散剤は、ヒドロキシル官能基を含むエチレン性不飽和モノマーの残基を含む構成単位を実質的に含まないか、本質的に含まないか、または完全に含まなくてもよい。
【0030】
分散剤は、アルキル基中に少なくとも８個の炭素原子を含む（メタ）アクリル酸のアルキルエステルの残基を含む構成単位を実質的に含まないか、本質的に含まないか、または完全に含まなくてもよい。
【0031】
本明細書で使用される場合、分散剤は、モノマーの残基を含む構成単位を「実質的に含まず」、仮にモノマーが存在するとしても、分散剤の総重量に基づいて、０．１重量％未満の量で存在する。本明細書で使用される場合、分散剤は、モノマーの残基を含む構造単位を「本質的に含まず」、仮にモノマーが存在するとしても、分散剤の総重量に基づいて、０．０１重量％未満の量で存在する。本明細書で使用される場合、モノマーが分散剤中に存在しない場合、分散剤は、モノマーの残基を含む構成単位を「完全に含まない」、すなわち、分散剤の総重量に基づいて、０．０００重量％である。
【0032】
分散剤コポリマーは、ビニル芳香族化合物の残基を含む構成単位を更に含み得る。ビニル芳香族化合物の非限定的な例としては、スチレン、アルファ－メチルスチレン、アルファ－クロロスチレン、およびビニルトルエンが挙げられる。ビニル芳香族化合物の残基を含む構成単位は、分散剤コポリマーの総重量に基づいて、少なくとも１重量％など、少なくとも５重量％など、少なくとも１０重量％など、少なくとも１５重量％など、少なくとも２０重量％など、少なくとも２５重量％などの、少なくとも０．１重量％を構成し得る。ビニル芳香族化合物の残基を含む構成単位は、分散剤コポリマーの総重量に基づいて、４０重量％以下など、３０重量％以下など、２０重量％以下など、１５重量％以下など、１０重量％以下などの、５０重量％以下を構成し得る。ビニル芳香族化合物の残基を含む構成単位は、分散剤コポリマーの総重量に基づいて、０．１重量％～５０重量％など、０．１重量％～４０重量％など、０．１重量％～３０重量％など、０．１重量％～２０重量％など、０．１重量％～１５重量％など、０．１重量％～１０重量％など、１重量％～５０重量％など、１重量％～４０重量％など、１重量％～３０重量％など、１重量％～２０重量％など、１重量％～１５重量％など、１重量％～１０重量％など、５重量％～５０重量％など、５重量％～４０重量％など、５重量％～３０重量％など、５重量％～２０重量％など、５重量％～１５重量％など、５重量％～１０重量％など、１０重量％～５０重量％など、１０重量％～４０重量％など、１０重量％～３０重量％など、１０重量％～２０重量％など、１０重量％～１５重量％など、１５重量％～５０重量％など、１５重量％～４０重量％など、１５重量％～３０重量％など、１５重量％～２０重量％など、２０重量％～５０重量％など、２０重量％～４０重量％など、２０重量％～３０重量％など、２５重量％～５０重量％など、２５重量％～４０重量％など、２５重量％～３０重量％などを構成し得る。分散剤コポリマーは、ビニル芳香族化合物を、反応混合物中で使用される重合性モノマーの総重量に基づいて、０．１重量％～５０重量％など、０．１重量％～４０重量％など、０．１重量％～３０重量％など、０．１重量％～２０重量％など、０．１重量％～１５重量％など、０．１重量％～１０重量％など、１重量％～５０重量％など、１重量％～４０重量％など、１重量％～３０重量％など、１重量％～２０重量％など、１重量％～１５重量％など、１重量％～１０重量％など、５重量％～５０重量％など、５重量％～４０重量％など、５重量％～３０重量％など、５重量％～２０重量％など、５重量％～１５重量％など、５重量％～１０重量％など、１０重量％～５０重量％など、１０重量％～４０重量％など、１０重量％～３０重量％など、１０重量％～２０重量％など、１０重量％～１５重量％など、１５重量％～５０重量％など、１５重量％～４０重量％など、１５重量％～３０重量％など、１５重量％～２０重量％など、２０重量％～５０重量％など、２０重量％～４０重量％など、２０重量％～３０重量％など、２５重量％～５０重量％など、２５重量％～４０重量％など、２５重量％～３０重量％などの量で含む反応混合物から誘導され得る。
【0033】
分散剤は、必要に応じて、他のアルファ、ベータ－エチレン性不飽和モノマーの残基を含む構成単位を含み得る。他のアルファ、ベータ－エチレン性不飽和モノマーの非限定的な例としては、アクリロニトリルおよびメタクリロニトリルなどの有機ニトリル；塩化アリルおよびアリルシアニドなどのアリルモノマー；１，３－ブタジエンおよび２－メチル－１，３－ブタジエンなどのモノマージエン；アセトアセトキシエチルメタクリレート（ＡＡＥＭ）（自己架橋され得る）などのアセトアセトキシアルキル（メタ）アクリレート；エチレングリコールジメタクリレート、ヘキサンジオールジアクリレートなどの二官能性不飽和モノマー；ビニルアセテートなどのビニルエステル；Ｎ－ビニル非環式アミド；アクリルアミド、Ｎ－ブトキシメチロールアクリルアミド、Ｎ－メチロールアクリルアミド、イソプロピルアクリルアミド、およびジアセトンアクリルアミドなどの（メタ）アクリルアミドが挙げられる。他のアルファ、ベータ－エチレン性不飽和モノマーの残基を含む構成単位は、分散剤の総重量に基づいて、少なくとも１重量％など、少なくとも１．５重量％などの、少なくとも少なくとも０．５重量％を構成し得る。他のアルファ、ベータ－エチレン性不飽和モノマーの残基を含む構成単位は、分散剤の総重量に基づいて、１５重量％以下など、８重量％以下など、６重量％以下など、５重量％以下など、４重量％以下など、３重量％以下など、２重量％以下など、１．５重量％以下など、１．０重量％以下などの、２０重量％を構成し得る。他のアルファ、ベータ－エチレン性不飽和モノマーの残基を含む構成単位は、分散剤の総重量に基づいて、０．５重量％～１５重量％など、０．５重量％～１０重量％など、０．５重量％～８重量％など、０．５重量％～６重量％など、０．５重量％～５重量％など、０．５重量％～４重量％など、０．５重量％～３重量％など、０．５重量％～２重量％など、０．５重量％～１．５重量％など、０．５重量％～１．０重量％など、１重量％～２０重量％など、１重量％～１５重量％など、１重量％～１０重量％など、１重量％～８重量％など、１重量％～６重量％など、１重量％～５重量％など、１重量％～４重量％など、１重量％～３重量％など、１重量％～２重量％など、１重量％～１．５重量％など、１．５重量％～２０重量％など、１．５重量％～１５重量％など、１．５重量％～１０重量％など、１．５重量％～８重量％など、１．５重量％～６重量％など、１．５重量％～５重量％など、１．５重量％～４重量％など、１．５重量％～３重量％など、１．５重量％～２重量％などの、０．５重量％～２０重量％を構成し得る。分散剤は、必要に応じて、他のアルファ、ベータ－エチレン性不飽和モノマーを、反応混合物中で使用される重合性モノマーの総重量に基づいて、０．５重量％～１５重量％など、０．５重量％～１０重量％など、０．５重量％～８重量％など、０．５重量％～６重量％など、０．５重量％～５重量％など、０．５重量％～４重量％など、０．５重量％～３重量％など、０．５重量％～２重量％など、０．５重量％～１．５重量％など、０．５重量％～１．０重量％など、１重量％～２０重量％など、１重量％～１５重量％など、１重量％～１０重量％など、１重量％～８重量％など、１重量％～６重量％など、１重量％～５重量％など、１重量％～４重量％など、１重量％～３重量％など、１重量％～２重量％など、１重量％～１．５重量％など、１．５重量％～２０重量％など、１．５重量％～１５重量％など、１．５重量％～１０重量％など、１．５重量％～８重量％など、１．５重量％～６重量％など、１．５重量％～５重量％など、１．５重量％～４重量％など、１．５重量％～３重量％など、１．５重量％～２重量％などの、０．５重量％～２０重量％の量で含む反応混合物から誘導され得る。
【0034】
あるいは、分散剤は、上述の他のアルファ、ベータ－エチレン性不飽和モノマーのうちのいずれかの残基を含む構成単位を実質的に含まないか、本質的に含まないか、または完全に含まなくてもよい。
【0035】
モノマーおよび相対量は、生じる分散剤が、＋１００℃または＋１００℃未満のＴｇを有し得るように選択され得る。生じる分散剤は、例えば、少なくとも－６０℃など、少なくとも－５５℃など、少なくとも－５０℃など、少なくとも－４０℃など、少なくとも－３０℃など、少なくとも－２０℃など、少なくとも－１５℃など、少なくとも－１０℃など、少なくとも－５℃など、少なくとも０℃などの、少なくとも少なくとも－７０℃のＴｇを有し得る。生じる分散剤は、例えば、＋５０℃以下など、＋４０℃以下など、＋２５℃以下など、＋１５℃以下など、＋１０℃以下など、＋５℃以下など、０℃以下などのＴｇを有し得る。生じる分散剤は、例えば、－７０～＋１００℃など、－７０～＋５０℃など、－７０～＋４０℃など、－７０～＋２５℃など、－７０～＋２０℃など、－７０～＋１５℃など、－７０～＋１０℃など、－７０～＋５℃など、－７０～０℃など、－６０～＋１００℃など、－６０～＋５０℃など、－６０～＋４０℃など、－６０～＋２５℃など、－６０～＋２０℃など、－６０～＋１５℃など、－６０～＋１０℃など、－６０～＋５℃など、－６０～０℃など、－５５～＋１００℃など、－５５～＋５０℃など、－５５～＋４０℃など、－５５～＋２５℃など、－５５～＋２０℃など、－５５～＋１５℃など、－５５～＋１０℃など、－５５～＋５℃など、－５５～０℃など、－５０～＋１００℃など、－５０～＋５０℃など、－５０～＋４０℃など、－５０～＋２５℃など、－５０～＋２０℃など、－５０～＋１５℃など、－５０～＋１０℃など、－５０～＋５℃など、－５０～０℃など、－４０～＋１００℃など、－４０～＋５０℃など、－４０～＋４０℃など、－４０～＋２５℃など、－４０～＋２０℃など、－４０～＋１５℃など、－４０～＋１０℃など、－４０～＋５℃など、－４０～０℃など、－３０～＋１００℃など、－３０～＋５０℃など、－３０～＋４０℃など、－３０～＋２５℃など、－３０～＋２０℃など、－３０～＋１５℃など、－３０～＋１０℃など、－３０～＋５℃など、－３０～０℃など、－２０～＋１００℃など、－２０～＋５０℃など、－２０～＋４０℃など、－２０～＋２５℃など、－２０～＋２０℃など、－２０～＋１５℃など、－２０～＋１０℃など、－２０～＋５℃など、－２０～０℃など、－１５～＋１００℃など、－１５～＋５０℃など、－１５～＋４０℃など、－１５～＋２５℃など、－１５～＋２０℃など、－１５～＋１５℃など、－１５～＋１０℃など、－１５～＋５℃など、－１５～０℃など、－１０～＋１００℃など、－１０～＋５０℃など、－１０～＋４０℃など、－１０～＋２５℃など、－１０～＋２０℃など、－１０～＋１５℃など、－１０～＋１０℃など、－１０～＋５℃など、－１０～０℃など、－５～＋１００℃など、－５～＋５０℃など、－５～＋４０℃など、－５～＋２５℃など、－５～＋２０℃など、－５～＋１５℃など、－５～＋１０℃など、－５～＋５℃など、－５～０℃など、０～＋１００℃など、０～＋５０℃など、０～＋４０℃など、０～＋２５℃など、０～＋２０℃など、０～＋１５℃などのＴｇを有し得る。低温での許容可能な電池性能を確保するには、０℃未満のＴｇが望ましい場合がある。
【0036】
分散剤は、少なくとも５，０００ｇ／ｍｏｌなど、少なくとも２０，０００ｇ／ｍｏｌなど、少なくとも５０，０００ｇ／ｍｏｌなど、少なくとも７５，０００ｇ／ｍｏｌなど、少なくとも９５，０００ｇ／ｍｏｌなどの、少なくとも２，０００ｇ／ｍｏｌの重量平均分子量を有し得る。分散剤は、５００，０００ｇ／ｍｏｌ以下など、２００，０００ｇ／ｍｏｌ以下など、１５０，０００ｇ／ｍｏｌ以下など、１００，０００ｇ／ｍｏｌなどの、１，０００，０００ｇ／ｍｏｌ以下の重量平均分子量を有し得る。分散剤は、２，０００～５００，０００ｇ／ｍｏｌなど、２，０００～２００，０００ｇ／ｍｏｌなど、２，０００～１５０，０００ｇ／ｍｏｌなど、２，０００～１００，０００ｇ／ｍｏｌなど、５，０００～１，０００，０００ｇ／ｍｏｌなど、５，０００～５００，０００ｇ／ｍｏｌなど、５，０００～２００，０００ｇ／ｍｏｌなど、５，０００～１５０，０００ｇ／ｍｏｌなど、５，０００～１００，０００ｇ／ｍｏｌなど、２０，０００～１，０００，０００ｇ／ｍｏｌなど、２０，０００～５００，０００ｇ／ｍｏｌなど、２０，０００～２００，０００ｇ／ｍｏｌなど、２０，０００～１５０，０００ｇ／ｍｏｌなど、２０，０００～１００，０００ｇ／ｍｏｌなど、５０，０００～１，０００，０００ｇ／ｍｏｌなど、５０，０００～５００，０００ｇ／ｍｏｌなど、５０，０００～２００，０００ｇ／ｍｏｌなど、５０，０００～１５０，０００ｇ／ｍｏｌなど、５０，０００～１００，０００ｇ／ｍｏｌなど、７５，０００～１，０００，０００ｇ／ｍｏｌなど、７５，０００～５００，０００ｇ／ｍｏｌなど、７５，０００～２００，０００ｇ／ｍｏｌなど、７５，０００～１５０，０００ｇ／ｍｏｌなど、７５，０００～１００，０００ｇ／ｍｏｌなど、９５，０００～１，０００，０００ｇ／ｍｏｌなど、９５，０００～５００，０００ｇ／ｍｏｌなど、９５，０００～２００，０００ｇ／ｍｏｌなど、９５，０００～１５０，０００ｇ／ｍｏｌなど、９５，０００～１００，０００ｇ／ｍｏｌなどの、２，０００～１，０００，０００ｇ／ｍｏｌの重量平均分子量を有し得る。
【0037】
分散剤は、重合性モノマーが、溶媒または溶媒の混合物を含む有機媒体中に溶解され、変換が完了するまでフリーラジカル開始剤の存在下で重合される、従来のフリーラジカル開始溶液重合技術によって調製され得る。
【0038】
フリーラジカル開始剤の例としては、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビス（アルファ、ガンマ－メチルバレロニトリル）、三級ブチルペルベンゾエート、三級ブチルペルアセテート、ベンゾイルペルオキシド、ジ三級ブチルペルオキシド、および三級アミルペルオキシ２－エチルヘキシルカーボネートなどの有機媒体に可溶性であるものである。
【0039】
必要に応じて、アルキルメルカプタンなどのモノマー、例えば、三級ドデシルメルカプタン；メチルエチルケトンなどのケトン、クロロホルムなどの塩化炭化水素の混合物に可溶性である連鎖移動剤が使用され得る。連鎖移動剤は、様々なコーティング塗布に必要な粘度を有する生成物を与えるように、分子量に対する制御を提供する。
【0040】
分散剤を調製するために、溶媒を最初に加熱して還流させてもよく、次いで重合性モノマーの混合物および有機媒体中のフリーラジカル開始剤の混合物を別々に一定期間にわたって還流中の溶媒に添加してもよい。次いで、反応混合物を重合温度で保持して、重合性モノマーの混合物の総重量に基づいて、１．０パーセントを下回り、通常は０．５パーセントを下回るように遊離モノマー含有量を低減させる。
【0041】
有機媒体中での重合後、および水性媒体中への分散前に、分散剤のカルボン酸基は、存在する場合、当該分散剤を中和塩基と接触させることによって少なくとも部分的に中和され得る。好適な中和塩基の例としては、限定されないが、例えば、ジメチルエタノールアミン（ＤＭＥＡ）、トリメチルアミン、メチルジエタノールアミン、エチルメチルエタノールアミン、ジメチルエチルアミン、ジメチルプロピルアミン、ジメチル３－ヒドロキシ－１－プロピルアミン、ジメチルベンジルアミン、ジメチル２－ヒドロキシ－１－プロピルアミン、ジエチルメチルアミン、ジメチル１－ヒドロキシ－２－プロピルアミン、トリエチルアミン、トリブチルアミン、Ｎ－メチルモルホリンなどの三級アミン；アンモニア；ヒドラジン；金属アルミニウム；金属亜鉛；元素Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｆｅ（ＩＩ）、およびＳｎ（ＩＩ）の水溶性酸化物；元素Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｆｅ（ＩＩ）、およびＳｎ（ＩＩ）の水溶性水酸化物；元素Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｆｅ（ＩＩ）、およびＳｎ（ＩＩ）の水溶性カーボネート；ならびにそれらの組み合わせが挙げられる。中和塩基は、三級アミンを含み得る。中和塩基は、ジメチルエタノールアミン（ＤＭＥＡ）を含み得る。
【0042】
溶液重合分散剤は、中和塩基の添加前、添加中、または添加後に、水中に実質的に溶解および／または分散され得る。溶液重合分散剤は、中和塩基の添加中に、水中に実質的に溶解および／または分散され得る。したがって、溶液重合分散剤を溶媒中で形成し、その後、水中に実質的に溶解および／または分散させてもよい。溶液重合分散剤を溶媒中で形成し、その後、水中に実質的に溶解させてもよい。溶液重合分散剤は、十分な官能性を有するので、水中に実質的に溶解させることができる。
【0043】
分散剤はまた、従来のエマルション重合技術によって調製され得る。分散剤は、従来のエマルションバッチプロセスまたは連続プロセスによって調製され得る。バッチプロセスの一例では、モノマー組成物を、最初に水を充填した加熱した反応器に、１時間～４時間の期間にわたって供給する。開始剤は、同時に供給してもよく、モノマー組成物の一部であってもよいか、またはモノマー組成物に供給される前に反応器に充填してもよい。最適な温度は、使用される特定の開始剤に依存する。時間の長さは、２時間～６時間の範囲であり得、反応温度は、２５℃～９０℃の範囲であり得る。
【0044】
別の例では、水およびモノマー組成物の少量の部分を少量の界面活性剤およびフリーラジカル開始剤とともに反応器に充填して、シードを形成してもよい。残りのモノマー、界面活性剤、および水のプレエマルションを、窒素ブランケットを使用して、約８０℃～８５℃の反応温度で、所定の期間（例えば、３時間）にわたって開始剤とともに供給する。１時間保持した後、モノマー供給が完了したら、残りの（過酸化水素／イソアスコルビン酸を含む）遊離モノマーを還元するための後酸化還元供給物（ｐｏｓｔ ｒｅｄｏｘ ｆｅｅｄ）を反応器に添加する。次いで、ラテックス生成物を７～８のｐＨまで中和する。
【0045】
エマルション重合反応混合物は、界面活性剤を含み得る。界面活性剤は、アニオン性、カチオン性、または非イオン性の種類の安定剤であり得る。アニオン性界面活性剤の好適な例としては、限定されないが、例えば、ドデシル硫酸ナトリウムまたはポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸ナトリウムなどのアルキルスルフェート；例えば、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムなどのアリールスルホネート；例えば、ジイソブチルスルホコハク酸ナトリウム、ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム、およびジシクロヘキシルスルホコハク酸ナトリウムなどのスルホスクシネート；ならびにそれらの組み合わせが挙げられる。非イオン性乳化剤の好適な例としては、限定されないが、例えば、ポリエチレングリコールモノラウリルエーテルなどの脂肪アルコールエトキシレート；例えば、ポリエチレングリコールモノステアレートまたはポリエチレングリコールモノラウレートなどの脂肪酸エトキシレート；例えば、プルロニック（登録商標）としても知られているポリエチレングリコール／ポリプロピレングリコールブロックポリマーなどのポリエーテルブロックポリマー（この種類の市販の製品としては、Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌから市販されているＴｅｒｇｉｔｏｌ（ＲＴＭ）ＸＪ、ＸＨ、またはＸＤが挙げられる）、ならびにそれらの組み合わせが挙げられる。カチオン性乳化剤の好適な例としては、限定されないが、例えば、塩化セチルトリメチルアンモニウムまたは臭化ベンジルドデシルジメチルアンモニウム、およびそれらの組み合わせなどのアミン塩が挙げられる。アニオン性およびカチオン性乳化剤の混合物が望ましくない場合があることは、当業者によって理解されるであろう。また、界面活性剤がエチレン性不飽和モノマーと共重合することが可能なアリル基などの不飽和基を含有する、反応性界面活性剤が使用され得る。好適な例としては、限定されないが、Ａｄｅｋａ Ｒｅａｓｏａｐ ＳＲ－１０、Ｈｉｔｅｎｏｌ ＢＣ－１０２５、およびＭａｘｅｍｕｌ ６１０６が挙げられる。
【0046】
エチレン性不飽和モノマーの重合を行うために、通常、フリーラジカル開始剤が存在する。水溶性および油溶性開始剤の両方が使用され得る。酸化還元開始剤などの特定の開始剤の添加は、強い発熱反応を生じ得るので、一般に、反応が行われる直前に、開始剤を他の成分に添加することが望ましい。水溶性開始剤の例としては、過酸化二硫酸アンモニウム、過酸化二硫酸カリウム、および過酸化水素が挙げられる。油溶性開始剤の例としては、ｔ－ブチルヒドロペルオキシド、ジラウリルペルオキシド、ｔ－ブチルペルベンゾエート、および２，２’－アゾビス（イソブチロニトリル）が挙げられる。ペルオキシ二硫酸アンモニウム／メタ重亜硫酸ナトリウムまたはｔ－ブチルヒドロペルオキシド／イソアスコルビン酸などの酸化還元開始剤が、本明細書で利用され得る。
【0047】
あるいは、水性媒体中の分散剤は、Ｎｅｗｔｏｎ，ＭａｓｓのＭｉｃｒｏｆｌｕｉｄｉｃｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能なＭＩＣＲＯＦＬＵＩＤＩＺＥＲ（登録商標）乳化器を使用することによるマイクロ流体化などの高応力技術によって調製することができる。ＭＩＣＲＯＦＬＵＩＤＩＺＥＲ（登録商標）高圧インピンジメント乳化器は、参照により本明細書に組み込まれる米国特許第４，５３３，２５４号に開示されている。デバイスは、高圧（最大１．４×１０５ｋＰａ（２０，０００ｐｓｉ））ポンプおよび乳化が行われる相互作用チャンバからなる。ポンプは、水性媒体中の反応物の混合物をチャンバ内に強制的に送り、チャンバ内で、反応物は、少なくとも２つの流れへと分割され、少なくとも２つのスリットを非常に高速で通過し、衝突し、小さな粒子への混合物の微粒子化が生じる。一般に、３．５×１０４～１×１０５ｋＰａ（５，０００～１５，０００ｐｓｉ）の圧力で、反応混合物を乳化器に１回通過させる。複数回通過させることによって、より小さい平均粒径およびより狭い粒径分布範囲を生じることができる。前述のＭＩＣＲＯＦＬＵＩＤＩＺＥＲ（登録商標）乳化器を使用する場合、応力は、説明されているように、液体－液体インピンジメントによって印加される。しかしながら、望ましい場合、必要な粒径分布を達成するのに十分な応力が印加される限り、すなわち、重合後にポリマー微粒子の２０％未満が５ミクロン超の平均直径を有するように、事前乳化混合物に応力を印加する他のモードを利用することができることが理解されるべきである。例えば、応力を印加する１つの代替的な様式は、超音波エネルギーの使用であろう。
【0048】
重合が完了したら、生じた生成物は、水性媒体中での分散剤の安定な分散体である。したがって、水性媒体は、水溶性分散剤を実質的に含まなくてもよい。生じる分散剤は、無論、水性媒体に不溶性である。本明細書で使用される場合、「実質的に含まない」とは、水性媒体が、分散剤の総重量に基づいて、１５重量％以下などの、３０重量％以下の溶解された分散剤を含有することを意味する。「安定的に分散した」とは、ポリマー微粒子が静置時に沈降せず、製造中または静置中に本質的に凝固または凝集しないことを意味する。
【0049】
水性媒体中の分散剤の粒径は、均一に小さくてもよい、すなわち、重合後に、分散剤の２０重量％未満が、１ミクロン超などの、５ミクロン超の平均直径を有する。一般に、分散剤は、０．０１ミクロン～１０ミクロンの平均直径を有する。重合後の分散剤の平均直径は、０．０５ミクロン～０．５ミクロンの範囲であり得る。粒径は、Ｃｏｕｌｔｅｒから市販されているＣｏｕｌｔｅｒ Ｎ４機器などの粒径分析器で測定することができる。機器には、粒径測定のための詳細な説明書が付属している。しかしながら、簡単に言えば、試料濃度が機器によって必要とされる指定された限界内になるまで、水性分散体の試料を水で希釈する。測定時間は、１０分である。
【0050】
分散剤コポリマーは、結合剤固体の総重量に基づいて、少なくとも１重量％など、少なくとも３重量％など、少なくとも５重量％など、少なくとも７重量％など、少なくとも９重量％など、少なくとも１０重量％などの、少なくとも０．１重量％の量で結合剤中に存在し得る。分散剤は、結合剤固体の総重量に基づいて、２０重量％以下など、１５重量％以下など、１０重量％以下などの、２５重量％以下などの量で結合剤中に存在し得る。分散剤は、結合剤固体の総重量に基づいて、０．１重量％～２０重量％など、０．１重量％～１５重量％など、０．１重量％～１０重量％など、１重量％～２５重量％など、１重量％～２０重量％など、１重量％～１５重量％など、１重量％～１０重量％など、３重量％～２０重量％など、３重量％～１５重量％など、３重量％～１０重量％など、５重量％～２０重量％など、５重量％～１５重量％など、５重量％～１０重量％など、７重量％～２０重量％など、７重量％～１５重量％など、７重量％～１０重量％など、９重量％～２０重量％など、９重量％～１５重量％など、９重量％～１０重量％など、１０重量％～２０重量％など、１０重量％～１５重量％などの、０．１重量％～２５重量％の量で結合剤中に存在し得る。
【0051】
分散剤は、スラリー組成物の総固体重量に基づいて、少なくとも０．０５重量％など、少なくとも０．１重量％など、少なくとも０．３重量％などの、少なくとも０．０１重量％の量でスラリー組成物中に存在し得る。分散剤は、スラリー組成物の総固体重量に基づいて、２重量％以下など、１重量％以下など、０．５重量％以下などの、３重量％以下の量で存在し得る。分散剤は、スラリー組成物の総固体重量に基づいて、０．０１重量％～２重量％など、０．０１重量％～１重量％など、０．０１重量％～０．５重量％など、０．０５重量％～３重量％など、０．０５重量％～２重量％など、０．０５重量％～１重量％など、０．０５重量％～０．５重量％など、０．１重量％～３重量％など、０．１重量％～２重量％など、０．１重量％～１重量％など、０．１重量％～０．５重量％など、０．３重量％～３重量％など、０．３重量％～２重量％など、０．３重量％～１重量％など、０．３重量％～０．５重量％などの、０．０１重量％～３重量％の量で存在し得る。
【0052】
分散剤は、スラリー組成物の総重量に基づいて、少なくとも０．０２重量％など、少なくとも０．０５重量％など、少なくとも０．１５重量％などの、少なくとも０．００５重量％の量でスラリー組成物中に存在し得る。分散剤は、スラリー組成物の総重量に基づいて、１重量％以下など、０．５重量％以下など、０．３重量％以下などの、１．５重量％以下の量で存在し得る。分散剤は、スラリー組成物の総重量に基づいて、０．００５重量％～１重量％など、０．００５重量％～０．５重量％など、０．００５重量％～０．３重量％など、０．０２重量％～１．５重量％など、０．０２重量％～１重量％など、０．０２重量％～０．５重量％など、０．０２重量％～０．３重量％など、０．０５重量％～１．５重量％など、０．０５重量％～１重量％など、０．０５重量％～０．５重量％など、０．０５重量％～０．３重量％など、０．１５重量％～１．５重量％など、０．１５重量％～１重量％など、０．１５重量％～０．５重量％など、０．１５重量％～０．３重量％などの、０．００５重量％～１．５重量％の量で存在し得る。
【0053】
本開示のスラリー組成物は、水性媒体を更に含む。本明細書で使用される場合、「水性媒体」という用語は、水性媒体の総重量に基づいて、５０重量％超の水を含む液体媒体を指す。水性媒体は、水性媒体の総重量に基づいて、少なくとも７０重量％など、少なくとも８０重量％など、少なくとも９０重量％などの、少なくとも６０重量％の量で水を含み得る。水性媒体は、水性媒体の総重量に基づいて、６０重量％～１００重量％など、７０重量％～１００重量％など、８０重量％～１００重量％など、９０重量％～１００重量％などの、５１重量％～１００重量％の量で水を含み得る。水性媒体は、スラリー組成物の総重量に基づいて、少なくとも３５％重量％など、少なくとも４０％重量％など、少なくとも４５重量％などの、少なくとも３０重量％の量で存在し得る。水性媒体は、スラリー組成物の総重量に基づいて、５５重量％以下など、５０重量％以下などの、６０重量％以下の量で存在し得る。水性媒体は、スラリー組成物の総重量に基づいて、３０重量％～６０重量％など、３０重量％～５５重量％など、３０重量％～５０重量％など、３５重量％～６０重量％など、３５重量％～５５重量％など、３５重量％～５０重量％など、４０重量％～６０重量％など、４０重量％～５５重量％など、４０重量％～５０重量％など、４５重量％～６０重量％など、４５重量％～５５重量％など、４５重量％～５０重量％などの量で存在し得る。
【0054】
上述の分散剤に加えて、またはその代わりに、スラリー組成物は、ポリ（２－アルキルまたはアリールオキサゾリン）ポリマーを含み得る。本明細書で使用される場合、「ポリ（２－アルキルまたはアリールオキサゾリン）ポリマー」は、アシル置換線状ポリエチレンイミンポリマーを生じるカチオン性開環重合反応によって２－アルキルまたはアリールオキサゾリンモノマーを重合することによって調製されるポリマーを指し、また、２－アルキルまたはアリールオキサゾリンモノマーの残基を含むコポリマーを指す。２－アルキルまたはアリールオキサゾリンモノマーの非限定的な例としては、とりわけ、２－メチル－２－オキサゾリン、２－エチル－２－オキサゾリン、２－フェニル－２－オキサゾリン、２－ブチル－２－オキサゾリン、２－イソプロペニル－２－オキサゾリン、および２－イソプロピル－２－オキサゾリンが挙げられる。例えば、ポリ（２－アルキルまたはアリールオキサゾリン）ポリマーは、以下の概略図に従って調製することができ、式中、Ｒが、Ｃ１～Ｃ１０アルキル基など、Ｃ１～Ｃ６アルキル基など、Ｃ１～Ｃ４アルキル基など、Ｃ１～Ｃ２アルキル基などのアルキルもしくはアリール基、またはフェニル基であり、開始剤Ｘが、アルキルトシレート（Ｘ１が、メチルであり、Ｘ２が、トルエンスルホネートであるなど）またはトリフレート（Ｘ１が、アルキルまたはアリール基であり、Ｘ２が、トリフレートアニオンである）、またはベンジルブロミドなどのハロゲン化アルキルであり得る。開始剤はまた、重合中に反応しない限り、例えば、オレフィン、アルキン、エステル、アミド、ウレタン、および／またはエーテル基などの他の官能基を含有し得る。
重合を停止させるために、求核性終結剤Ｙが使用され得る。一般的な例としては、水、アルコール（脂肪族または芳香族）、アンモニア、アミン（脂肪族または芳香族）、チオール（脂肪族または芳香族）、および／またはカルボン酸（脂肪族または芳香族）、ならびに対応するカルボン酸塩が挙げられる。終結剤はまた、エチレン性不飽和の、例えば、アクリル酸およびメタクリル酸などの他の官能基を含有し得る。官能性開始剤および／または終結基を含有する対応するポリオキサゾリンは、共有結合反応によって他のポリマー系に組み込むことができる。ポリ（２－アルキルまたはアリールオキサゾリン）ポリマーの非限定的な例は、ポリ（２－エチル－２－オキサゾリン）ポリマーであり、式中、上の概略図のＲが、エチル基である。式中、Ｒが、メチル、エチル、プロピル、ブチル、プロペニル、クロチル、もしくはベンジルを含むヒドロカルビル基、またはホルミル、アセチル、プロピオニル、ブチリル、アクリロール、もしくはクロトニルを含むアシル基、またはそれらの任意の組み合わせである、ポリ（２－アルキルまたはアリールオキサゾリン）ポリマーの他の非限定的な例。重合反応は、例えば、水、アルコール、酸、アミン、または求核剤との反応などの任意の好適な手段によって終結され得る。
【化1】
重合を停止させるために、求核性終結剤Ｙが使用され得る。一般的な例としては、水、アルコール（脂肪族または芳香族）、アンモニア、アミン（脂肪族または芳香族）、チオール（脂肪族または芳香族）、および／またはカルボン酸（脂肪族または芳香族）、ならびに対応するカルボン酸塩が挙げられる。終結剤はまた、エチレン性不飽和の、例えば、アクリル酸およびメタクリル酸などの他の官能基を含有し得る。官能性開始剤および／または終結基を含有する対応するポリオキサゾリンは、共有結合反応によって他のポリマー系に組み込むことができる。ポリ（２－アルキルまたはアリールオキサゾリン）ポリマーの非限定的な例は、ポリ（２－エチル－２－オキサゾリン）ポリマーであり、式中、上の概略図のＲが、エチル基である。式中、Ｒが、メチル、エチル、プロピル、ブチル、プロペニル、クロチル、もしくはベンジルを含むヒドロカルビル基、またはホルミル、アセチル、プロピオニル、ブチリル、アクリロール、もしくはクロトニルを含むアシル基、またはそれらの任意の組み合わせである、ポリ（２－アルキルまたはアリールオキサゾリン）ポリマーの他の非限定的な例。重合反応は、例えば、水、アルコール、酸、アミン、または求核剤との反応などの任意の好適な手段によって終結され得る。
【0055】
ポリ（２－アルキルまたはアリールオキサゾリン）ポリマーは、結合剤固体の総重量に基づいて、０．１重量％～２０重量％など、０．１重量％～１５重量％など、０．１重量％～１０重量％など、１重量％～２５重量％など、１重量％～２０重量％など、１重量％～１５重量％など、１重量％～１０重量％など、３重量％～２０重量％など、３重量％～１５重量％など、３重量％～１０重量％など、５重量％～２０重量％など、５重量％～１５重量％など、５重量％～１０重量％など、７重量％～２０重量％など、７重量％～１５重量％など、７重量％～１０重量％など、９重量％～２０重量％など、９重量％～１５重量％など、９重量％～１０重量％など、１０重量％～２０重量％など、１０重量％～１５重量％などの、０．１重量％～２５重量％の量で存在し得る。ポリ（２－アルキルまたはアリールオキサゾリン）ポリマーは、スラリー組成物の総固体重量に基づいて、０．００５重量％～１重量％など、０．００５重量％～０．５重量％など、０．００５重量％～０．３重量％など、０．０２重量％～１．５重量％など、０．０２重量％～１重量％など、０．０２重量％～０．５重量％など、０．０２重量％～０．３重量％など、０．０５重量％～１．５重量％など、０．０５重量％～１重量％など、０．０５重量％～０．５重量％など、０．０５重量％～０．３重量％など、０．１５重量％～１．５重量％など、０．１５重量％～１重量％など、０．１５重量％～０．５重量％など、０．１５重量％～０．３重量％などの、０．００５重量％～１．５重量％の量で存在し得る。ポリ（２－アルキルまたはアリールオキサゾリン）ポリマーは、スラリー組成物の総重量に基づいて、０．００５重量％～１重量％など、０．００５重量％～０．５重量％など、０．００５重量％～０．３重量％など、０．０２重量％～１．５重量％など、０．０２重量％～１重量％など、０．０２重量％～０．５重量％など、０．０２重量％～０．３重量％など、０．０５重量％～１．５重量％など、０．０５重量％～１重量％など、０．０５重量％～０．５重量％など、０．０５重量％～０．３重量％など、０．１５重量％～１．５重量％など、０．１５重量％～１重量％など、０．１５重量％～０．５重量％など、０．１５重量％～０．３重量％などの、０．００５重量％～１．５重量％の量で存在し得る。
【0056】
驚くべきことに、負極水系スラリー中の分散剤コポリマーおよび／またはポリ（２－アルキルもしくはアリールオキサゾリン）ポリマーの使用によって、炭素質材料の凝集体が効果的に分解されて、連続的な炭素ネットワークを維持して十分な電気的接触を促進することが発見された。
【0057】
スラリー組成物は、必要に応じて、架橋剤を更に含み得る。架橋剤は、水性媒体に可溶性または分散性であり、存在する場合、カルボン酸基およびヒドロキシル基などの分散剤コポリマーの活性水素基と反応性であるはずである。好適な架橋剤の非限定的な例としては、アミノプラスト樹脂、フェノプラスト樹脂、カルボジイミド、ポリオキサゾリン、ポリアジリジン、ブロックポリイソシアネート、およびポリエポキシドが挙げられる。
【0058】
架橋剤として使用するためのアミノプラスト樹脂の例は、メラミンまたはベンゾグアナミンなどのトリアジンをホルムアルデヒドと反応させることによって形成されるものである。これらの反応生成物は、反応性Ｎ－メチルロール基を含有する。通常、これらの反応性基を、それらの混合物を含むメタノール、エタノール、ブタノールでエーテル化して、それらの反応性を調節する。アミノプラスト樹脂の化学調製および使用については、Ｄｒ．Ｏｌｄｒｉｎｇによって編集された“Ｔｈｅ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｏｆ Ａｍｉｎｏ Ｃｒｏｓｓｌｉｎｋｉｎｇ Ａｇｅｎｔｓ ｏｒ Ａｍｉｎｏｐｌａｓｔ”，Ｖｏｌ．Ｖ，Ｐａｒｔ ＩＩ，ｐａｇｅ２１ ｆｆ．，；Ｊｏｈｎ Ｗｉｌｅｙ＆Ｓｏｎｓ／Ｃｉｔａ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｌｉｍｉｔｅｄ，Ｌｏｎｄｏｎ，１９９８を参照されたい。これらの樹脂は、ＭＡＰＲＥＮＡＬ ＭＦ９８０などの商標ＭＡＰＲＥＮＡＬ（登録商標）で、およびＣｙｔｅｃ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓから入手可能なＣＹＭＥＬ ３０３およびＣＹＭＥＬ １１２８などの商標ＣＹＭＥＬ（登録商標）で、市販されている。
【0059】
ブロックポリイソシアネート架橋剤は、典型的には、イソシアネート基が、エプシロン－カプロラクトンおよびメチルエチルケトキシムなどの材料と反応（「ブロック化」）するイソシアネート二量体およびその三量体を含む、トルエンジイソシアネート、１，６－ヘキサメチレンジイソシアネート、およびイソホロンジイソシアネートなどのジイソシアネートである。硬化温度では、ブロッキング剤は、ブロックを解除して、結合剤の反応性ポリマーと会合するヒドロキシル官能基と反応性であるイソシアネート官能基を露出させる。ブロックポリイソシアネート架橋剤は、ＤＥＳＭＯＤＵＲ ＢＬとしてＣｏｖｅｓｔｒｏから市販されている。
【0060】
フェノプラスト樹脂は、アルデヒドとフェノールとの縮合によって形成される。好適なアルデヒドとしては、ホルムアルデヒドおよびアセトアルデヒドが挙げられる。パラホルムアルデヒドおよびヘキサメチレンテトラミンなどのメチレン放出剤およびアルデヒド放出剤もまた、アルデヒド剤として利用され得る。フェノール自体、クレゾール、または直鎖、分岐鎖、もしくは環式構造のいずれかを有する炭化水素ラジカルが芳香族環の水素と置換されている置換フェノールなどの様々なフェノールが使用され得る。また、フェノールの混合物が用いられ得る。好適なフェノールのいくつかの特定の例は、ｐ－フェニルフェノール、ｐ－ｔｅｒｔ－ブチルフェノール、ｐ－ｔｅｒｔ－アミルフェノール、シクロペンチルフェノール、およびブテニル基をオルト、メタ、またはパラ位に含有し、二重結合が炭化水素鎖の様々な位置に生じるモノブテニルフェノールなどの不飽和炭化水素置換フェノールである。
【0061】
カルボジイミド架橋剤は、モノマーもしくはポリマー形態、またはそれらの混合物であり得る。カルボジイミド架橋剤は、以下の構造を有する化合物を指し：
式中、ＲおよびＲ’が、各々個々に、脂肪族基、芳香族基、アルキル芳香族基、カルボン酸基、または複素環式基を含み得る。市販のカルボジイミド架橋剤の例としては、例えば、ＣＡＲＢＯＤＩＬＩＴＥ Ｖ－０２－Ｌ２、ＣＡＲＢＯＤＩＬＩＴＥ ＳＶ－０２、ＣＡＲＢＯＤＩＬＩＴＥ Ｅ－０２、ＣＡＲＢＯＤＩＬＩＴＥ ＳＷ－１２Ｇ、ＣＡＲＢＯＤＩＬＩＴＥ Ｖ－１０、およびＣＡＲＢＯＤＩＬＩＴＥ Ｅ－０５などの、Ｎｉｓｓｈｉｎｂｏ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｎｃ．から入手可能なＣＡＲＢＯＤＩＬＩＴＥの商標名で販売されているものが挙げられる。
【化2】
式中、ＲおよびＲ’が、各々個々に、脂肪族基、芳香族基、アルキル芳香族基、カルボン酸基、または複素環式基を含み得る。市販のカルボジイミド架橋剤の例としては、例えば、ＣＡＲＢＯＤＩＬＩＴＥ Ｖ－０２－Ｌ２、ＣＡＲＢＯＤＩＬＩＴＥ ＳＶ－０２、ＣＡＲＢＯＤＩＬＩＴＥ Ｅ－０２、ＣＡＲＢＯＤＩＬＩＴＥ ＳＷ－１２Ｇ、ＣＡＲＢＯＤＩＬＩＴＥ Ｖ－１０、およびＣＡＲＢＯＤＩＬＩＴＥ Ｅ－０５などの、Ｎｉｓｓｈｉｎｂｏ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｎｃ．から入手可能なＣＡＲＢＯＤＩＬＩＴＥの商標名で販売されているものが挙げられる。
【0062】
ポリオキサゾリンの例としては、分子内に２つまたは２つより多くのオキサゾリン基を有する化合物またはポリマーが挙げられる。アシル置換線状ポリエチレンイミンポリマーを生じるカチオン性開環重合反応によって、２－アルキルまたはアリールオキサゾリンモノマーを重合することによって調製される上に論じられるポリ（２－アルキルまたはアリールオキサゾリン）ポリマーとは異なり、ポリオキサゾリン架橋剤は、分子内に少なくとも２つのオキサゾリン基を含む。オキサゾリン基の水素原子の一部または全ては、他の基で置換され得る。二価オキサゾリン化合物の非限定的な例としては、２，２′－ビス（２－オキサゾリン）、２，２′－ビス（４－メチル－２－オキサゾリン）、２，２′－ビス（４，４－ジメチル－２－オキサゾリン）、２，２′－ビス（４－エチル－２－オキサゾリン）、２，２′－ビス（４，４′－ジエチル－２－オキサゾリン）、２，２′－ビス（４－プロピル－２－オキサゾリン）、２，２′－ビス（４－ブチル－２－オキサゾリン）、２，２′－ビス（４－ヘキシル－２－オキサゾリン）、２，２′－ビス（４－フェニル－２－オキサゾリン）、２，２′－ビス（４－シクロヘキシル－２－オキサゾリン）、２，２′－ビス（４－ベンジル－２－オキサゾリン）が挙げられる。ポリオキサゾリンポリマーの非限定的な例としては、２－ビニル－２－オキサゾリン、２－ビニル－４－メチル－２－オキサゾリン、２－ビニル－４－エチル－２－オキサゾリン、２－ビニル－４－プロピル－２－オキサゾリン、２－ビニル－４－ブチル－２－オキサゾリン、２－ビニル－５－メチル－２－オキサゾリン、２－ビニル－５－エチル－２－オキサゾリン、２－ビニル－５－プロピル－２－オキサゾリン、２－ビニル－５－ブチル－２－オキサゾリン、２－イソプロペニル－２－オキサゾリン、２－イソプロペニル－４－メチル－２－オキサゾリン、２－イソプロペニル－４－エチル－２－オキサゾリン、２－イソプロペニル－４－プロピル－２－オキサゾリン、２－イソプロペニル－４－ブチル－２－オキサゾリン、２－イソプロペニル－５－メチル－２－オキサゾリン、２－イソプロペニル－５－エチル－２－オキサゾリン、２－イソプロペニル－５－プロピル－２－オキサゾリン、および２－イソプロペニル－５－ブチル－２－オキサゾリンを含む、オキサゾリン基含有モノマーの残基を含むものが挙げられる。これらのオキサゾリン基含有モノマーは、単独で、または任意の比率でそれらの２つまたは２つより多くの組み合わせで使用することができ、他のエチレン性不飽和モノマーと重合させてもよい。市販のポリオキサゾリン硬化剤の非限定的な例としては、ＮＩＰＰＯＮ ＳＨＯＫＵＢＡＩ ＣＯ．，ＬＴＤから入手可能な架橋剤のＥＰＯＣＲＯＳ類が挙げられる。
【0063】
ポリエポキシド架橋剤の例は、他のビニルモノマーと共重合したグリシジルメタクリレートから調製したもの、ビスフェノールＡのジグリシジルエーテルなどの多価フェノールのポリグリシジルエーテル；ならびに３，４－エポキシシクロヘキシルメチル－３，４－エポキシシクロヘキサンカルボキシレート、およびビス（３，４－エポキシ－６－メチルシクロヘキシル－メチル）アジペートなどの脂環式ポリエポキシドなどのエポキシ含有（メタ）アクリルポリマーである。
【0064】
架橋剤は、結合剤固体の総重量に基づいて、少なくとも０．３％重量％など、少なくとも０．５重量％など、少なくとも１．０重量％など、少なくとも１．２５重量％など、少なくとも１．５重量％など、少なくとも２．０重量％など、少なくとも２．５％重量％などの、少なくとも０．１重量％の量でスラリー組成物中に存在し得る。架橋剤は、結合剤固体の総重量に基づいて、２０重量％以下など、１５重量％以下など、１２．５重量％以下など、１０重量％以下など、７．５重量％以下など、５重量％以下など、３重量％以下など、１．５％重量％以下などの、２５重量％以下の量でスラリー組成物中に存在し得る。架橋剤は、結合剤固体の総重量に基づいて、０．１重量％～２０重量％など、０．１重量％～１５重量％など、０．１重量％～１２．５重量％など、０．１重量％～１０重量％など、０．１重量％～７．５重量％など、０．１重量％～５重量％など、０．１重量％～３重量％など、０．１重量％～１．５重量％など、０．３重量％～２５重量％など、０．３重量％～２０重量％など、０．３重量％～１５重量％など、０．３重量％～１２．５重量％など、０．３重量％～１０重量％など、０．３重量％～７．５重量％など、０．３重量％～５重量％など、０．３重量％～３重量％など、０．３重量％～１．５重量％など、０．５重量％～２５重量％など、０．５重量％～２０重量％など、０．５重量％～１５重量％など、０．５重量％～１２．５重量％など、０．５重量％～１０重量％など、０．５重量％～７．５重量％など、０．５重量％～５重量％など、０．５重量％～３重量％など、０．５重量％～１．５重量％など、１．０重量％～２５重量％など、１．０重量％～２０重量％など、１．０重量％～１５重量％など、１．０重量％～１２．５重量％など、１．０重量％～１０重量％など、１．０重量％～７．５重量％など、１．０重量％～５重量％など、１．０重量％～３重量％など、１．０重量％～１．５重量％など、１．２５重量％～２５重量％など、１．２５重量％～２０重量％など、１．２５重量％～１５重量％など、１．２５重量％～１２．５重量％など、１．２５重量％～１０重量％など、１．２５重量％～７．５重量％など、１．２５重量％～５重量％など、１．２５重量％～３重量％など、１．２５重量％～１．５重量％など、１．５重量％～２５重量％など、１．５重量％～２０重量％など、１．５重量％～１５重量％など、１．５重量％～１２．５重量％など、１．５重量％～１０重量％など、１．５重量％～７．５重量％など、１．５重量％～５重量％など、１．５重量％～３重量％など、２．０重量％～２５重量％など、２．０重量％～２０重量％など、２．０重量％～１５重量％など、２．０重量％～１２．５重量％など、２．０重量％～１０重量％など、２．０重量％～７．５重量％など、２．０重量％～５重量％など、２．０重量％～３重量％など、２．５重量％～２５重量％など、２．５重量％～２０重量％など、２．５重量％～１５重量％など、２．５重量％～１２．５重量％など、２．５重量％～１０重量％など、２．５重量％～７．５重量％など、２．５重量％～５重量％など、２．５重量％～３％重量％などの、０．１重量％～２５重量％の量でスラリー組成物中に存在し得る。
【0065】
本明細書で使用される場合、「結合剤固体」という用語は、スラリー組成物の樹脂性成分を指し、少なくとも結合剤樹脂（例えば、スチレンブタジエンコポリマー）、セルロースまたはセルロース誘導体、分散剤コポリマー、ポリ（２－アルキルまたはアリールオキサゾリン）ポリマー、および架橋剤を含む。
【0066】
結合剤固体は、スラリーの総固体重量に基づいて、少なくとも１．５重量％など、少なくとも２重量％など、少なくとも３重量％など、少なくとも４重量％などの、少なくとも１重量％の量でスラリー組成物中に存在し得る。結合剤固体は、スラリーの総固体重量に基づいて、７．５重量％以下など、５重量％以下など、４重量％以下など、３重量％以下などの、１０重量％以下の量でスラリー組成物中に存在し得る。結合剤固体は、スラリーの総固体重量に基づいて、１重量％～７．５重量％など、１重量％～５重量％など、１重量％～４重量％など、１重量％～３重量％など、１．５重量％～１０重量％など、１．５重量％～７．５重量％など、１．５重量％～５重量％など、１．５重量％～４重量％など、１．５重量％～３重量％など、２重量％～１０重量％など、２重量％～７．５重量％など、２重量％～５重量％など、２重量％～４重量％など、２重量％～３重量％など、３重量％～１０重量％など、３重量％～７．５重量％など、３重量％～５重量％など、３重量％～４重量％など、４重量％～１０重量％など、４重量％～７．５重量％など、４重量％～５重量％などの、１重量％～１０重量％の量でスラリー組成物中に存在し得る。
【0067】
スラリー組成物は、負極活物質を更に含む。スラリーに含有される負極活物質を構成する材料は、特に限定されず、対象となる蓄電デバイスの種類に従って、好適な材料が選択され得る。負極活物質は、グラファイト、ケイ素、酸化ケイ素、スズ、ゲルマニウム、銀、アルミニウム、バリウム、ビスマス、銅、ガリウム、インジウム、ニッケル、リン、鉛、アンチモン、ケイ素、スズ、ストロンチウム、亜鉛、チタン、またはそれらの組み合わせを含み得る。
【0068】
負極活物質は、スラリー組成物の総固体重量に基づいて、少なくとも８５重量％など、少なくとも９０重量％など、９１重量％など、少なくとも９２重量％など、少なくとも９３重量％など、少なくとも９４重量％など、少なくとも９５重量％など、少なくとも９７重量％など、少なくとも９８重量％など、９３重量％など、９４重量％など、９５重量％など、９７重量％など、９８重量％などの、少なくとも８０重量％の量でスラリー組成物中に存在し得る。負極活物質は、スラリー組成物の総固体重量に基づいて、９７重量％以下など、９５重量％以下などの、９８．９重量％以下の量でスラリー組成物中に存在し得る。負極活物質は、スラリー組成物の総固体重量に基づいて、８０重量％～９７重量％など、８０重量％～９５重量％など、８５重量％～９８．９重量％など、８５重量％～９７重量％など、８５重量％～９５重量％など、９０重量％～９８．９重量％など、９０重量％～９７重量％など、９０重量％～９５重量％など、９１重量％～９８．９重量％など、９１重量％～９７重量％など、９１重量％～９５重量％など、９２重量％～９８．９重量％など、９２重量％～９７重量％など、９２重量％～９５重量％など、９３重量％～９８．９重量％など、９３重量％～９７重量％など、９３重量％～９５重量％など、９４重量％～９８．９重量％など、９４重量％～９７重量％など、９４重量％～９５重量％など、９５重量％～９８．９重量％など、９５重量％～９７重量％など、９７重量％～９８．９重量％など、９８重量％～９８．９重量％などの、８０重量％～９８．９重量％の量でスラリー組成物中に存在し得る。
【0069】
負極活物質は、スラリー組成物の総重量に基づいて、少なくとも４０重量％など、少なくとも４２重量％など、少なくとも４４重量％など、少なくとも４５重量％など、少なくとも４７重量％など、少なくとも４９重量％など、少なくとも５１重量％などの、少なくとも３５重量％の量でスラリー組成物中に存在し得る。負極活物質は、スラリー組成物の総重量に基づいて、５２重量％以下など、４８．９重量％以下など、４８重量％以下など、４６重量％以下などの、５４重量％以下の量でスラリー組成物中に存在し得る。負極活物質は、スラリー組成物の総重量に基づいて、３５重量％～５２重量％など、３５重量％～４８．９重量％など、３５重量％～４８重量％など、３５重量％～４６重量％など、４０重量％～５４重量％など、４０重量％～５２重量％など、４０重量％～４８．９重量％など、４０重量％～４８重量％など、４０重量％～４６重量％など、４２重量％～５４重量％など、４２重量％～５２重量％など、４２重量％～４８．９重量％など、４２重量％～４８重量％など、４２重量％～４６重量％など、４５重量％～５４重量％など、４５重量％～５２重量％など、４５重量％～４８．９重量％など、４５重量％～４８重量％など、４５重量％～４６重量％など、４７重量％～５４重量％など、４７重量％～５２重量％など、４７重量％～４８．９重量％など、４７重量％～４８重量％など、４９重量％～５４重量％など、４９重量％～５２重量％などの、３５重量％～５４重量％の量でスラリー組成物中に存在し得る。
【0070】
本開示のスラリー組成物は、必要に応じて、導電性添加剤を更に含み得る。導電性添加剤は、グラファイトよりも高い導電性を有する材料である。導電性添加剤の非限定的な例としては、活性炭などの炭素質材料、アセチレンブラックおよびファーネスブラックなどのカーボンブラック、グラフェン、単層カーボンナノチューブおよび／または複層カーボンナノチューブを含むカーボンナノチューブ、炭素繊維、フラーレン、ならびにそれらの組み合わせが挙げられる。
【0071】
導電性添加剤は、スラリーの総固体重量に基づいて、少なくとも０．０５重量％など、少なくとも０．１重量％など、少なくとも０．５重量％など、少なくとも１重量％など、少なくとも１．５重量％など、少なくとも２重量％などの、少なくとも０．０１重量％の量でスラリー中に存在し得る。導電性添加剤は、スラリーの総固体重量に基づいて、７．５重量％以下など、５重量％以下など、４重量％以下など、３重量％以下など、２．５重量％以下など、２重量％以下など、１．５重量％以下などの、１０重量％以下の量でスラリー中に存在し得る。導電性添加剤は、スラリーの総固体重量に基づいて、０．０１重量％～７．５重量％など、０．０１重量％～５重量％など、０．０１重量％～４重量％など、０．０１重量％～３重量％など、０．０１重量％～２．５重量％など、０．０１重量％～２重量％など、０．０１重量％～１．５重量％など、０．０５重量％～１０重量％など、０．０５重量％～７．５重量％など、０．０５重量％～５重量％など、０．０５重量％～４重量％など、０．０５重量％～３重量％など、０．０５重量％～２．５重量％など、０．０５重量％～２重量％など、０．０５重量％～１．５重量％など、０．１重量％～１０重量％など、０．１重量％～７．５重量％など、０．１重量％～５重量％など、０．１重量％～４重量％など、０．１重量％～３重量％など、０．１重量％～２．５重量％など、０．１重量％～２重量％など、０．１重量％～１．５重量％など、０．５重量％～１０重量％など、０．５重量％～７．５重量％など、０．５重量％～５重量％など、０．５重量％～４重量％など、０．５重量％～３重量％など、０．５重量％～２．５重量％など、０．５重量％～２重量％など、０．５重量％～１．５重量％など、１重量％～１０重量％など、１重量％～７．５重量％など、１重量％～５重量％など、１重量％～４重量％など、１重量％～３重量％など、１重量％～２．５重量％など、１重量％～２重量％など、１重量％～１．５重量％など、１．５重量％～１０重量％など、１．５重量％～７．５重量％など、１．５重量％～５重量％など、１．５重量％～４重量％など、１．５重量％～３重量％など、１．５重量％～２．５重量％など、１．５重量％～２重量％など、２重量％～１０重量％など、２重量％～７．５重量％など、２重量％～５重量％など、２重量％～４重量％など、２重量％～３重量％など、２重量％～２．５重量％などの、０．０１重量％～１０重量％の量でスラリー中に存在し得る。
【0072】
負極水系スラリー組成物は、スラリーの総重量に基づいて、少なくとも３５重量％など、少なくとも４０重量％など、少なくとも４５重量％など、少なくとも５０重量％など、少なくとも５５重量％など、少なくとも６０重量％などの、少なくとも３０重量％の固体含有量を有し得る。負極水系スラリー組成物は、スラリーの総重量に基づいて、６０重量％以下など、５５重量％以下など、５０重量％以下など、４５重量％以下など、４０重量％以下など、３５重量％以下などの、７０重量％以下の固体含有量を有し得る。負極水系スラリー組成物は、スラリーの総重量に基づいて、３０重量％～６０重量％など、３０重量％～５５重量％など、３０重量％～５０重量％など、３０重量％～４５重量％など、３０重量％～４０重量％など、３０重量％～３５重量％など、３５重量％～７０重量％など、３５重量％～６０重量％など、３５重量％～５５重量％など、３５重量％～５０重量％など、３５重量％～４５重量％など、３５重量％～４０重量％など、４０重量％～７０重量％など、４０重量％～６０重量％など、４０重量％～５５重量％など、４０重量％～５０重量％など、４０重量％～４５重量％など、４５重量％～７０重量％など、４５重量％～６０重量％など、４５重量％～５５重量％など、４５重量％～５０重量％など、５０重量％～７０重量％など、５０重量％～６０重量％など、５０重量％～５５重量％など、５５重量％～７０重量％など、５５重量％～６０重量％などの、３０重量％～７０重量％の固体含有量を有し得る。
【0073】
本明細書で使用される場合、「固体含有量」または「総固体」は、スラリー組成物の不揮発性物質、すなわち、１５０℃で６０分間加熱されると揮発しないであろう材料の含有量を指す。
【0074】
負極水系スラリー組成物は、負極活物質と、スチレンブタジエンコポリマーおよびセルロースまたはセルロース誘導体を含む結合剤と、分散剤コポリマーと、水性媒体と、を含み得、必要に応じて、架橋剤および／または導電性添加剤を更に含み得る。
【0075】
負極水系スラリー組成物は、負極活物質と、スチレンブタジエンコポリマーおよびセルロースまたはセルロース誘導体を含む結合剤と、メラミン架橋剤と、水性媒体と、を含み得る。
【0076】
水性媒体と、負極活物質と、結合剤（別に添加される架橋剤を含み得る）と、分散剤コポリマーと、導電性添加剤などの必要に応じた成分と、を含む負極水系スラリー組成物は、成分を組み合わせてスラリーを形成することによって調製され得る。これらの物質は、撹拌器、ビーズミル、または高圧ホモジナイザーなどの既知の手段で撹拌することによって、一緒に混合され得る。
【0077】
電極スラリー組成物の製造のための混合および撹拌については、満足のいく分散条件を満たす程度にこれらの成分を撹拌することができるミキサーを選択すべきである。分散の程度は、粒ゲージで測定され得、混合および分散によって、１００ミクロンまたは１００ミクロンより大きい凝集体が存在しないことを確保することができる。この条件を満たすミキサーの例としては、ボールミル、サンドミル、顔料分散機、粉砕機、押出機、ローターステータ、パグミル、超音波分散機、ホモジナイザー、遊星ミキサー、ホバートミキサー、およびそれらの組み合わせが挙げられる。
【0078】
本開示はまた、負極であって、（ａ）集電体と、（ｂ）集電体上に形成されたフィルムであって、フィルムが、結合剤と、分散剤であって、分散剤が、（ａ）窒素含有複素環を含むモノマーの残基を含む構成単位、ならびに（ｂ）（メタ）アクリル酸のアルキルエステルの残基および／または酸官能性エチレン性不飽和モノマーの残基を含む構成単位を含む、コポリマーを含み、窒素含有複素環を含むモノマーの残基を含む構成単位を１重量％～５０重量％含み、重量％が、分散剤の総重量に基づく、分散剤と、負極活物質と、を含む、フィルムと、を備える、負極を対象とする。フィルムは、上述の負極水系スラリー組成物から堆積され得る。負極は上述のスラリー組成物を集電体の表面に塗布してコーティングフィルムを形成し、その後コーティングフィルムを乾燥および／または硬化させることによって製造され得る。コーティングフィルムは、少なくとも１～５００ミクロン（μｍ）など、１０～１００ミクロンなど、１０～７０ミクロンなど、１０～５０ミクロンなど、１０～３０ミクロンなど、２０～１００ミクロンなど、２０～７０ミクロンなど、２０～５０ミクロンなど、２０～３０ミクロンなど、２５～１００ミクロンなど、２５～７０ミクロンなど、２５～５０ミクロンなど、２５～３０ミクロンなど、３５～１００ミクロンなど、３５～７０ミクロンなど、３５～５０ミクロンなどの、少なくとも１ミクロンの厚さを有し得る。コーティングフィルムは、架橋コーティングを備え得、フィルムは、架橋剤の残基を更に含み得る。集電体は、導電性材料を含み得、導電性材料は、鉄、銅、アルミニウム、ニッケル、およびそれらの合金、ならびにステンレス鋼などの金属を含み得る。例えば、集電体は、メッシュ、シート、または箔の形態のアルミニウムまたは銅を含み得る。集電体の形状および厚さは、特に限定されないが、集電体は、約０．００１～０．５ｍｍの厚さを有するメッシュ、シート、または箔など、約０．００１～０．５ｍｍの厚さを有し得る。
【0079】
結合剤は、良好な電荷密度を有する負極活物質としてグラファイトを含む負極の製造を可能にすることができる。例えば、電極は、少なくとも１．０ｍＡｈ／ｃｍ２など、少なくとも２．０ｍＡｈ／ｃｍ２など、少なくとも２．５ｍＡｈ／ｃｍ２など、少なくとも３．０ｍＡｈ／ｃｍ２など、少なくとも３．５ｍＡｈ／ｃｍ２など、少なくとも４．０ｍＡｈ／ｃｍ２など、少なくとも４．５ｍＡｈ／ｃｍ２など、少なくとも５．０ｍＡｈ／ｃｍ２など、少なくとも６．０ｍＡｈ／ｃｍ２など、少なくとも７．０ｍＡｈ／ｃｍ２など、少なくとも８．０ｍＡｈ／ｃｍ２など、少なくとも１０．０ｍＡｈ／ｃｍ２などの、少なくとも０．５ｍＡｈ／ｃｍ２の面積容量を有し得る。電極は、８．０ｍＡｈ／ｃｍ２以下など、７．０ｍＡｈ／ｃｍ２以下など、６．０ｍＡｈ／ｃｍ２以下など、５．０ｍＡｈ／ｃｍ２以下など、４．５ｍＡｈ／ｃｍ２以下など、４．０ｍＡｈ／ｃｍ２以下など、３．５ｍＡｈ／ｃｍ２以下など、３．０ｍＡｈ／ｃｍ２以下など、２．５ｍＡｈ／ｃｍ２以下など、２．０ｍＡｈ／ｃｍ２以下など、１．５ｍＡｈ／ｃｍ２以下など、１．０ｍＡｈ／ｃｍ２以下などの、１０．０ｍＡｈ／ｃｍ２以下の面積容量を有し得る。電極は、０．５～８．０ｍＡｈ／ｃｍ２など、０．５～７．０ｍＡｈ／ｃｍ２など、０．５～６．０ｍＡｈ／ｃｍ２など、０．５～５．０ｍＡｈ／ｃｍ２など、０．５～４．５ｍＡｈ／ｃｍ２など、０．５～４．０ｍＡｈ／ｃｍ２など、０．５～３．５ｍＡｈ／ｃｍ２など、０．５～３．０ｍＡｈ／ｃｍ２など、０．５～２．５ｍＡｈ／ｃｍ２など、０．５～２．０ｍＡｈ／ｃｍ２など、０．５～２．０ｍＡｈ／ｃｍ２など、０．５～１．５ｍＡｈ／ｃｍ２など、０．５～１．０ｍＡｈ／ｃｍ２など、１．０～１０．０ｍＡｈ／ｃｍ２など、１．０～８．０ｍＡｈ／ｃｍ２など、１．０～７．０ｍＡｈ／ｃｍ２など、１．０～６．０ｍＡｈ／ｃｍ２など、１．０～５．０ｍＡｈ／ｃｍ２など、１．０～４．５ｍＡｈ／ｃｍ２など、１．０～４．０ｍＡｈ／ｃｍ２など、１．０～３．５ｍＡｈ／ｃｍ２など、１．０～３．０ｍＡｈ／ｃｍ２など、１．０～２．５ｍＡｈ／ｃｍ２など、１．０～２．０ｍＡｈ／ｃｍ２など、１．０～２．０ｍＡｈ／ｃｍ２など、１．０～１．５ｍＡｈ／ｃｍ２など、１．５～１０．０ｍＡｈ／ｃｍ２など、１．５～８．０ｍＡｈ／ｃｍ２など、１．５～７．０ｍＡｈ／ｃｍ２など、１．５～６．０ｍＡｈ／ｃｍ２など、１．５～５．０ｍＡｈ／ｃｍ２など、１．５～４．５ｍＡｈ／ｃｍ２など、１．５～４．０ｍＡｈ／ｃｍ２など、１．５～３．５ｍＡｈ／ｃｍ２など、１．５～３．０ｍＡｈ／ｃｍ２など、１．５～２．５ｍＡｈ／ｃｍ２など、１．５～２．０ｍＡｈ／ｃｍ２など、１．５～２．０ｍＡｈ／ｃｍ２など、２．０～１０．０ｍＡｈ／ｃｍ２など、２．０～８．０ｍＡｈ／ｃｍ２など、２．０～７．０ｍＡｈ／ｃｍ２など、２．０～６．０ｍＡｈ／ｃｍ２など、２．０～５．０ｍＡｈ／ｃｍ２など、２．０～４．５ｍＡｈ／ｃｍ２など、２．０～４．０ｍＡｈ／ｃｍ２など、２．０～３．５ｍＡｈ／ｃｍ２など、２．０～３．０ｍＡｈ／ｃｍ２など、２．０～２．５ｍＡｈ／ｃｍ２など、２．５～１０．０ｍＡｈ／ｃｍ２など、２．５～８．０ｍＡｈ／ｃｍ２など、２．５～７．０ｍＡｈ／ｃｍ２など、２．５～６．０ｍＡｈ／ｃｍ２など、２．５～５．０ｍＡｈ／ｃｍ２など、２．５～４．５ｍＡｈ／ｃｍ２など、２．５～４．０ｍＡｈ／ｃｍ２など、２．５～３．５ｍＡｈ／ｃｍ２など、２．５～３．０ｍＡｈ／ｃｍ２など、３．０～１０．０ｍＡｈ／ｃｍ２など、３．０～８．０ｍＡｈ／ｃｍ２など、３．０～７．０ｍＡｈ／ｃｍ２など、３．０～６．０ｍＡｈ／ｃｍ２など、３．０～５．０ｍＡｈ／ｃｍ２など、３．０～４．５ｍＡｈ／ｃｍ２など、３．０～４．０ｍＡｈ／ｃｍ２など、３．０～３．５ｍＡｈ／ｃｍ２など、３．５～１０．０ｍＡｈ／ｃｍ２など、３．５～８．０ｍＡｈ／ｃｍ２など、３．５～７．０ｍＡｈ／ｃｍ２など、３．５～６．０ｍＡｈ／ｃｍ２など、３．５～５．０ｍＡｈ／ｃｍ２など、３．５～４．５ｍＡｈ／ｃｍ２など、３．０～４．０ｍＡｈ／ｃｍ２など、３．０～３．５ｍＡｈ／ｃｍ２など、３．５～１０．０ｍＡｈ／ｃｍ２など、３．５～８．０ｍＡｈ／ｃｍ２など、３．５～７．０ｍＡｈ／ｃｍ２など、３．５～６．０ｍＡｈ／ｃｍ２など、３．５～５．０ｍＡｈ／ｃｍ２など、３．５～４．５ｍＡｈ／ｃｍ２など、３．５～４．０ｍＡｈ／ｃｍ２など、４．０～１０．０ｍＡｈ／ｃｍ２など、４．０～８．０ｍＡｈ／ｃｍ２など、４．０～７．０ｍＡｈ／ｃｍ２など、４．０～６．０ｍＡｈ／ｃｍ２など、４．０～５．０ｍＡｈ／ｃｍ２など、４．０～４．５ｍＡｈ／ｃｍ２など、４．５～１０．０ｍＡｈ／ｃｍ２など、４．５～８．０ｍＡｈ／ｃｍ２など、４．５～７．０ｍＡｈ／ｃｍ２など、４．５～６．０ｍＡｈ／ｃｍ２など、４．５～５．０ｍＡｈ／ｃｍ２など、５．０～１０．０ｍＡｈ／ｃｍ２など、５．０～８．０ｍＡｈ／ｃｍ２など、５．０～７．０ｍＡｈ／ｃｍ２など、５．０～６．０ｍＡｈ／ｃｍ２など、６．０～１０．０ｍＡｈ／ｃｍ２など、６．０～８．０ｍＡｈ／ｃｍ２など、６．０～７．０ｍＡｈ／ｃｍ２など、７．０～１０．０ｍＡｈ／ｃｍ２など、７．０～８．０ｍＡｈ／ｃｍ２など、８．０～１０．０ｍＡｈ／ｃｍ２などの、０．５～１０．０ｍＡｈ／ｃｍ２の面積容量を有し得る。
【0080】
加えて、集電体は、スラリー組成物を堆積させる前に、前処理組成物で前処理され得る。本明細書で使用される場合、「前処理組成物」という用語は、集電体と接触すると、集電体表面と反応し、集電体表面を化学的に変化させ、集電体表面に結合して、保護層を形成する組成物を指す。前処理組成物は、ＩＩＩＢ族金属および／またはＩＶＢ族金属を含む前処理組成物であり得る。本明細書で使用される場合、「ＩＩＩＢ族金属および／またはＩＶＢ族金属」という用語は、例えば、Ｈａｎｄｂｏｏｋ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ，６３ｒｄ ｅｄｉｔｉｏｎ（１９８３）に示されているように、ＣＡＳ元素周期表のＩＩＩＢ族またはＩＶＢ族にある元素を指す。該当する場合、金属自体が使用され得るが、しかしながら、ＩＩＩＢ族金属化合物および／またはＩＶＢ族金属化合物も使用され得る。本明細書で使用される場合、「ＩＩＩＢ族金属化合物および／またはＩＶＢ族金属化合物」という用語は、ＣＡＳ元素周期表のＩＩＩＢ族またはＩＶＢ族にある少なくとも１つの元素を含む化合物を指す。集電体を前処理するための好適な前処理組成物および方法は、米国特許第９，２７３，３９９号の第４欄、第６０行～第１０欄、第２６行に説明されており、その引用部分は、参照により本明細書に組み込まれる。正極または負極を生成するために使用される集電体を処理するために、前処理組成物が使用され得る。
【0081】
スラリー組成物を集電体に塗布する方法は、特に限定されない。スラリー組成物は、ドクターブレードコーティング、ディップコーティング、リバースロールコーティング、ダイレクトロールコーティング、グラビアコーティング、押出コーティング、浸漬、またはブラッシングによって塗布され得る。スラリー組成物の塗布量は、特に限定されないが、水性媒体が除去された後に形成される、集電体の片側当たりのコーティングの厚さは、１～５００ミクロン（μｍ）など、１５０～５００μｍなど、２００～５００μｍなど、またはそれよりも厚いなどの、少なくとも１ミクロンであり得る。例えば、形成されるコーティングの厚さは、片側当たり２００ミクロンまたは２００ミクロンよりも厚い場合がある。
【0082】
該当する場合、塗布後のコーティングフィルムの乾燥および／または架橋は、例えば、少なくとも４０℃など、少なくとも５０℃など、少なくとも６０℃など、４０～１４５℃など、５０～１２０℃など、６０～１００℃などの高温で加熱することによって行われ得る。加熱時間は、幾分、温度に依存するであろう。一般に、温度が高いほど、硬化に必要な時間は短くなる。典型的には、硬化時間は、少なくとも２分など、少なくとも５分などの、少なくとも３０秒間であり、最大６０分の範囲であり得る。温度および時間は、（該当する場合）硬化フィルム内の結合剤が架橋される、すなわち、結合剤のポリマー上のカルボン酸基およびヒドロキシル基などの共反応性基と、アミノプラストのＮ－メチルロールおよび／もしくはＮ－メチルロールエーテル基、ブロックポリイソシアネート架橋剤のイソシアネート基との間に共有結合が形成されるように、十分であるべきである。コーティングフィルムを乾燥させる他の方法としては、周囲温度乾燥、マイクロ波乾燥、および赤外線乾燥が挙げられ、コーティングフィルムを硬化させる他の方法としては、電子ビーム硬化およびＵＶ硬化が挙げられる。
【0083】
リチウムイオン蓄電デバイスの放電中、リチウムイオンは、負極から放出され、電流を正極に伝えることができる。このプロセスは、デインターカレーションとして知られるプロセスを含み得る。充電中、リチウムイオンは、正極の電気化学的活物質から負極に移動し、負極に存在する電気化学的活物質中に埋め込まれる。このプロセスは、インターカレーションとして知られるプロセスを含み得る。
【0084】
本発明はまた、蓄電デバイスを対象とする。本開示による蓄電デバイスは、本開示の負極水系スラリー組成物から調製された上の負極を使用するステップによって製造され得る。電気貯蔵デバイスは、正極と、電解質と、ポリマーセパレータを更に含み得る。正極は、正極活物質を含み、活物質を含む正極活物質の非限定的な例としては、（リチウムインターカレーション／デインターカレーションを通じた取り込みを含む）リチウムを組み込むことが可能な材料、リチウム変換が可能な材料、またはそれらの組み合わせを含み得る。リチウムを組み込むことが可能な電気化学的活物質の非限定的な例としては、ＬｉＣｏＯ２、ＬｉＮｉＯ２、ＬｉＦｅＰＯ４、ＬｉＣｏＰＯ４、ＬｉＭｎＯ２、ＬｉＭｎ２Ｏ４、Ｌｉ（ＮｉｘＭｎｙＣｏｚ）Ｏ２（「ＮＭＣ」としても知られ、式中、ｘ＋ｙ＋ｚが、およそ１であり、例えば、ＮＭＣ１１１またはＮＭＣ３３３と略されるＬｉＮｉ０．３３３Ｍｎ０．３３３Ｃｏ０．３３３Ｏ２、ＮＭＣ５３２（またはＮＣＭ５２３）と略されるＬｉＮｉ０．５Ｍｎ０．３Ｃｏ０．２Ｏ２、ＮＭＣ６２２と略されるＬｉＮｉ０．６Ｍｎ０．２Ｃｏ０．２Ｏ２、およびＮＭＣ８１１と略されるＬｉＮｉ０．８Ｍｎ０．１Ｃｏ０．１Ｏ２など）、Ｌｉ（ＮｉＣｏＡｌ）Ｏ２、炭素コーティングＬｉＦｅＰＯ４、ならびにそれらの組み合わせなどが挙げられる。リチウム変換が可能な材料の非限定的な例としては、硫黄、ＬｉＯ２、ＦｅＦ２、およびＦｅＦ３、Ｓｉ、アルミニウム、スズ、ＳｎＣｏ、Ｆｅ３Ｏ４、ならびにそれらの組み合わせが挙げられる。本開示による蓄電デバイスとしては、セル、電池、電池パック、二次電池、キャパシタ、およびスーパーキャパシタが挙げられる。
【0085】
蓄電デバイスは、電解液を含み、一般的に使用される方法に従って、セパレータなどの部品を使用することによって製造され得る。より具体的な製造方法として、負極と正極とを、それらの間のセパレータと一緒に組み立て、生じたアセンブリを、電池の形状に従って、丸めるかまたは折り曲げ、電池容器に入れ、電解液を電池容器に注入し、電池容器を密封する。電池の形状は、コイン、ボタン、またはシート様、円筒形、正方形、または平面であり得る。
【0086】
電解液は、液体またはゲルであり得、電池として効果的に機能することができる電解液は、負極活物質および正極活物質の種類に従って蓄電デバイスで使用される既知の電解液の中から選択され得る。電解液は、好適な溶媒中に溶解させた電解質を含有する溶液であり得る。電解質は、リチウムイオン二次電池のための従来から既知のリチウム塩であり得る。リチウム塩の例としては、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＢＦ４、ＬｉＰＦ６、ＬｉＣＦ３ＣＯ２、ＬｉＡｓＦ６、ＬｉＳｂＦ６、ＬｉＢ１０Ｃｌ１０、ＬｉＡｌＣｌ４、ＬｉＣｌ、ＬｉＢｒ、ＬｉＢ（Ｃ２Ｈ５）４、ＬｉＢ（Ｃ６Ｈ５）４、ＬｉＣＦ３ＳＯ３、ＬｉＣＨ３ＳＯ３、ＬｉＣ４Ｆ９ＳＯ３、Ｌｉ（ＣＦ３ＳＯ２）２Ｎ、ＬｉＢ４ＣＨ３ＳＯ３Ｌｉ、およびＣＦ３ＳＯ３Ｌｉが挙げられる。上の電解質を溶解させるための溶媒は、特に限定されず、その例としては、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ブチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、メチルエチルカーボネート、およびジエチルカーボネートなどの有機カーボネート化合物、γ－ブチルラクトンなどのラクトン化合物；トリメトキシメタン、１，２－ジメトキシエタン、ジエチルエーテル、２－エトキシエタン、テトラヒドロフラン、および２－メチルテトラヒドロフランなどのエーテル化合物；ならびにジメチルスルホキシドなどのスルホキシド化合物が挙げられる。電解液中の電解質の濃度は、０．５～３．０モル／Ｌ、例えば０．７～２．０モル／Ｌであり得る。
【0087】
本明細書で使用される場合、「ポリマー」という用語は、広義に、オリゴマー、ならびにホモポリマーおよびコポリマーの両方を指す。「樹脂」という用語は、「ポリマー」と交換可能に使用される。
【0088】
「アクリル酸」および「アクリレート」という用語は、互換的に使用され（互換的に使用することによって、意図された意味を変えることがない限り）、別途明確に示されない限り、アクリル酸、それらの無水物および誘導体、Ｃ１～Ｃ５アルキルエステル、低級アルキル置換アクリル酸、例えば、メタクリル酸、２－エチルアクリル酸などのＣ１～Ｃ２置換アクリル酸など、ならびにそれらのＣ１～Ｃ４アルキルエステルが挙げられる。「（メタ）アクリル酸」または「（メタ）アクリレート」という用語は、示される材料、例えば（メタ）アクリレートモノマーのアクリル酸／アクリレートおよびメタクリル酸／メタクリレート形態の両方を網羅することが意図される。「（メタ）アクリルポリマー」という用語は、１つまたは１つより多くの（メタ）アクリルモノマーから調製されたポリマーを指す。
【0089】
本明細書で使用される場合、分子量は、ポリスチレン標準物質を使用するゲル透過クロマトグラフィーによって決定される。別途示されない限り、分子量は、重量平均を基準とする。本明細書で使用される場合、「重量平均分子量」または「（Ｍｗ）」という用語は、ＡＳＴＭ Ｄ６５７９－１１（「Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｐｒａｃｔｉｃｅ ｆｏｒ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｗｅｉｇｈｔ Ａｖｅｒａｇｅｓ ａｎｄ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｗｅｉｇｈｔ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ Ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎ，Ｒｏｓｉｎ ａｎｄ Ｔｅｒｐｅｎｅ Ｒｅｓｉｎｓ ｂｙ Ｓｉｚｅ Ｅｘｃｌｕｓｉｏｎ Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ」。ＵＶ検出器；２５４ｎｍ、溶媒：不安定化ＴＨＦ、保持時間マーカ：トルエン、試料濃度：２ｍｇ／ｍｌ）によるポリスチレン標準物質を使用するゲル浸透クロマトグラフィーによって決定される重量平均分子量（Ｍｗ）を意味する。本明細書で使用される場合、「数平均分子量」または「（Ｍｎ）」という用語は、ＡＳＴＭ Ｄ６５７９－１１（「Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｐｒａｃｔｉｃｅ ｆｏｒ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｗｅｉｇｈｔ Ａｖｅｒａｇｅｓ ａｎｄ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｗｅｉｇｈｔ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ Ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎ，Ｒｏｓｉｎ ａｎｄ Ｔｅｒｐｅｎｅ Ｒｅｓｉｎｓ ｂｙ Ｓｉｚｅ Ｅｘｃｌｕｓｉｏｎ Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ」。ＵＶ検出器；２５４ｎｍ、溶媒：不安定化ＴＨＦ、保持時間マーカ：トルエン、試料濃度：２ｍｇ／ｍｌ）によるポリスチレン標準物質を使用するゲル浸透クロマトグラフィーによって決定される数平均分子量（Ｍｎ）を意味する。
【0090】
本明細書で使用される「ガラス転移温度」という用語は、理論的値であり、Ｔ．Ｇ．Ｆｏｘ，Ｂｕｌｌ．Ａｍ．Ｐｈｙｓ．Ｓｏｃ．（Ｓｅｒ．ＩＩ）１，１２３（１９５６）およびＪ．Ｂｒａｎｄｒｕｐ，Ｅ．Ｈ．Ｉｍｍｅｒｇｕｔ，Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｈａｎｄｂｏｏｋ ３ｒｄｅｄｉｔｉｏｎ，Ｊｏｈｎ Ｗｉｌｅｙ，Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ，１９８９によるモノマー電荷のモノマー組成を基準にした、Ｆｏｘの方法によって計算されるガラス転移温度である。
【0091】
本明細書で使用される場合、別途定義されない限り、実質的に含まないという用語は、成分が、仮にあったとしても、スラリー組成物の総重量に基づいて、５重量％未満の量で存在することを意味する。
【0092】
本明細書で使用される場合、別途定義されない限り、本質的に含まないという用語は、成分が、仮にあったとしても、スラリー組成物の総重量に基づいて、１重量％未満の量で存在することを意味する。
【0093】
本明細書で使用される場合、別途定義されない限り、完全に含まないという用語は、成分が、スラリー組成物中に存在しない、すなわち、スラリー組成物の総重量に基づいて、０．００重量％であることを意味する。
【0094】
本明細書で使用される場合、「総固体」という用語は、本開示のスラリー組成物の不揮発性成分を指し、具体的には、水性媒体を除外する。
【0095】
本明細書で使用される場合、「から本質的になる」という用語は、記載の材料またはステップ、ならびに特許請求される本開示の基本的かつ新規の特徴に実質的に影響を及ぼさないものを含む。
【0096】
本明細書で使用される場合、「からなる」という用語は、記載されていない全ての要素、ステップ、または成分を除外する。
【0097】
詳細な説明の目的のために、本開示が、相反することが明示的に指定されている場合を除き、様々な代替的な変形およびステップシーケンスが想定され得ることが理解されるべきである。更に、任意の動作例以外、または別途示されない限り、値、量、パーセンテージ、範囲、部分範囲、および端数を表すものなどの全ての数は、用語が明示的に現れない場合でさえも、「約」という言葉が前にあるかのように閲読することができる。したがって、別途相反することが示されない限り、以下の明細書および添付の特許請求の範囲に記載の数値パラメータは、本開示によって得られる所望の特性に応じて変動し得る近似値である。少なくとも、かつ、等価物の見解の適用を特許請求の範囲に限定しようとするものではなく、各数値パラメータは、少なくとも報告された有意な桁の数に照らし合わせて、かつ通常の四捨五入技法を適用することによって解釈されるべきである。クローズまたはオープンエンドの数値範囲が本明細書に説明される場合、数値範囲内または数値範囲によって包含される全ての数、値、量、パーセンテージ、部分範囲、および端数は、これらの数、値、量、パーセンテージ、部分範囲、および端数がそれらの全体が明示的に書き出されているかのように、本出願の元の開示に具体的に含まれ、かつそれに属するものとみなされるものである。
【0098】
本開示の広範な範囲を示す数値範囲およびパラメータは近似値ではあるが、特定の例で示される数値は、可能な限り正確に報告される。しかしながら、任意の数値は、それらのそれぞれの試験測定値に見出される標準偏差から必然的に生じる特定の誤差を本質的に含有する。
【0099】
本明細書で使用される場合、別途示されない限り、複数の用語は、別途示されない限り、その単数の対応物を包含することができ、その逆もまた同様である。例えば、本明細書では、「１つ（ａ）」の負極活物質、「１つ（ａ）」の分散剤コポリマー、および「１つ（ａｎ）」の導電性添加剤についての言及がなされているが、これらの成分の組み合わせ（すなわち、複数）が使用され得る。加えて、本明細書では、別途具体的に記述されない限り、「または」の使用は、「および／または」を意味するが、特定の場合、「および／または」が明示的に使用され得る。
【0100】
本明細書で使用される場合、「含むこと（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「含有すること（ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ）」、および同様の用語は、本出願の文脈において「含むこと（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」と同義であることが理解され、したがって、オープンエンドであり、追加の記述されていないかまたは説明されていない要素、材料、成分、または方法ステップの存在を除外しない。本明細書で使用される場合、本出願の文脈において、「からなる」は、任意の不特定の要素、成分、または方法ステップの存在を除外すると理解される。本明細書で使用される場合、本出願の文脈において、「から本質的になる」は、特定の要素、材料、成分、または方法ステップ、および説明されているものの「基本的かつ新規の特徴に実質的に影響を及ぼさないもの」を含むと理解される。本開示の様々な実施形態が、「含むこと（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という観点で説明されているが、本質的にからなるかまたはからなる実施形態も、本開示の範囲内である。
【0101】
本明細書で使用される場合、「上（ｏｎ）」、「上に（ｏｎｔｏ）」、「上に塗布される（ａｐｐｌｉｅｄ ｏｎ）」、「上に塗布される（ａｐｐｌｉｅｄ ｏｎｔｏ）」、「上に形成される（ｆｏｒｍｅｄ ｏｎ）」、「上に堆積される（ｄｅｐｏｓｉｔｅｄ ｏｎ）」、「上に堆積される（ｄｅｐｏｓｉｔｅｄ ｏｎｔｏ）」という用語は、表面上に形成されるか、重ねられるか、堆積されるか、または提供されることを意味するが、必ずしも表面と接触する必要はない。例えば、基材「上に堆積される」組成物は、電着可能なコーティング組成物と基材との間に位置する、同じかまたは異なる組成物の１つまたは１つより多くの他の介在するコーティング層の存在を排除しない。
【0102】
本開示の特定の実施形態が詳細に説明されているが、本開示の全体的な教示に照らして、それらの詳細に対する様々な修正および代替案が開発され得ることが当業者によって理解されるであろう。したがって、開示される特定の構成は、例示のみであり、添付の特許請求の範囲の全容ならびにその任意のおよび全ての等価物を与える本開示の範囲に対する限定ではないことが意図される。本明細書に説明されている特徴および例、ならびにそれらの組み合わせの各々は、本開示によって包含されていると言える。
【0103】
以下の実施例は、本開示を例示しているが、しかしながら、本開示をそれらの詳細に限定するとみなされるものではない。別途示されない限り、以下の実施例において、ならびに本明細書の全体を通して、全ての部およびパーセンテージは、重量によるものである。
【実施例】
【0104】
ＥＸ－Ａ：
分散剤コポリマーの調製
比較分散剤Ａの調製：機械的撹拌ブレード、熱電対、および還流凝縮器を備えた４つ口丸底フラスコに、１１４グラムのＤｏｗａｎｏｌ ＰＭを添加した。窒素雰囲気下で、溶媒を１２５℃の設定点まで加熱した。２２８．８グラムのエチルアクリレートおよび２５．４２グラムのアクリル酸を含有するモノマー溶液を、別の容器内でしっかり混合した。２．４７グラムのｔｅｒｔ－アミルペルオクトエート（ｔｅｒｔ－ａｍｙｌ ｐｅｒｏｃｔｏａｔｅ）および４４．５グラムのＤｏｗａｎｏｌ ＰＭの開始剤溶液を、別の容器内で調製した。開始剤およびモノマー溶液を、それぞれ２１０および１８０分にわたって添加漏斗を使用して、同時にフラスコに共投入した。開始剤供給およびモノマー供給が完了した後、モノマー添加漏斗を１２．２グラムのＤｏｗａｎｏｌ ＰＭですすいだ。生じた分散剤混合物を１２５℃の設定点で１時間保持した。１．５２グラムのｔｅｒｔ－アミルペルオクトエートおよび１３．３グラムのＤｏｗａｎｏｌ ＰＭの第２の開始剤溶液を調製した。第２の開始剤溶液の半分を、３０分にわたって、添加漏斗を使用してフラスコ内に供給した。分散剤混合物を１２５℃の設定点で３０分間保持した。開始剤溶液の残りを３０分にわたって添加した。次に、開始剤添加漏斗を６．０８グラムのＤｏｗａｎｏｌ ＰＭですすいだ。次いで、分散剤混合物を１２５℃の設定点で３０分間保持した。３０分保持した後、混合物を７０℃まで冷却した。７０℃まで冷却した後、３１．４３グラムのジメチルエタノールアミンを１０分にわたって添加した。添加後、混合物を７０℃で１０分間保持した。次いで、２５８グラムの温かい（７０℃）脱イオン水を６０分にわたって添加し、その後１５分間混合した。混合後、樹脂分散体を好適な容器に注いだ。分散剤コポリマー溶液の総固体は、３６．０５％の固体であることが測定された。
分散剤コポリマーの調製
比較分散剤Ａの調製：機械的撹拌ブレード、熱電対、および還流凝縮器を備えた４つ口丸底フラスコに、１１４グラムのＤｏｗａｎｏｌ ＰＭを添加した。窒素雰囲気下で、溶媒を１２５℃の設定点まで加熱した。２２８．８グラムのエチルアクリレートおよび２５．４２グラムのアクリル酸を含有するモノマー溶液を、別の容器内でしっかり混合した。２．４７グラムのｔｅｒｔ－アミルペルオクトエート（ｔｅｒｔ－ａｍｙｌ ｐｅｒｏｃｔｏａｔｅ）および４４．５グラムのＤｏｗａｎｏｌ ＰＭの開始剤溶液を、別の容器内で調製した。開始剤およびモノマー溶液を、それぞれ２１０および１８０分にわたって添加漏斗を使用して、同時にフラスコに共投入した。開始剤供給およびモノマー供給が完了した後、モノマー添加漏斗を１２．２グラムのＤｏｗａｎｏｌ ＰＭですすいだ。生じた分散剤混合物を１２５℃の設定点で１時間保持した。１．５２グラムのｔｅｒｔ－アミルペルオクトエートおよび１３．３グラムのＤｏｗａｎｏｌ ＰＭの第２の開始剤溶液を調製した。第２の開始剤溶液の半分を、３０分にわたって、添加漏斗を使用してフラスコ内に供給した。分散剤混合物を１２５℃の設定点で３０分間保持した。開始剤溶液の残りを３０分にわたって添加した。次に、開始剤添加漏斗を６．０８グラムのＤｏｗａｎｏｌ ＰＭですすいだ。次いで、分散剤混合物を１２５℃の設定点で３０分間保持した。３０分保持した後、混合物を７０℃まで冷却した。７０℃まで冷却した後、３１．４３グラムのジメチルエタノールアミンを１０分にわたって添加した。添加後、混合物を７０℃で１０分間保持した。次いで、２５８グラムの温かい（７０℃）脱イオン水を６０分にわたって添加し、その後１５分間混合した。混合後、樹脂分散体を好適な容器に注いだ。分散剤コポリマー溶液の総固体は、３６．０５％の固体であることが測定された。
【0105】
分散剤Ｂの調製：機械的撹拌ブレード、熱電対、および還流凝縮器を備えた４つ口丸底フラスコに、１１４グラムのＤｏｗａｎｏｌ ＰＭを添加した。窒素雰囲気下で、溶媒を１２５℃の設定点まで加熱した。２０４．６グラムのエチルアクリレート、２４．２グラムのＮ－ビニルピロリドン、および２５．４２グラムのアクリル酸を含有するモノマー溶液を、別の容器内でしっかり混合した。２．４７グラムのｔｅｒｔ－アミルペルオクトエートおよび４４．５グラムのＤｏｗａｎｏｌ ＰＭの開始剤溶液を、別の容器内で調製した。開始剤およびモノマー溶液を、それぞれ２１０および１８０分にわたって添加漏斗を使用して、同時にフラスコに共投入した。開始剤供給およびモノマー供給が完了した後、モノマー添加漏斗を１２．２グラムのＤｏｗａｎｏｌ ＰＭですすいだ。生じた分散剤混合物を１２５℃の設定点で１時間保持した。１．５２グラムのｔｅｒｔ－アミルペルオクトエートおよび１３．３グラムのＤｏｗａｎｏｌ ＰＭの第２の開始剤溶液を調製した。第２の開始剤溶液の半分を、３０分にわたって、添加漏斗を使用してフラスコ内に供給した。分散剤混合物を１２５℃の設定点で３０分間保持した。開始剤溶液の残りを３０分にわたって添加した。次に、開始剤添加漏斗を６．０８グラムのＤｏｗａｎｏｌ ＰＭですすいだ。次いで、分散剤混合物を１２５℃の設定点で３０分間保持した。３０分保持した後、混合物を７０℃まで冷却した。７０℃まで冷却した後、３１．４３グラムのジメチルエタノールアミンを１０分にわたって添加した。添加後、混合物を７０℃で１０分間保持した。次いで、２５８グラムの温かい（７０℃）脱イオン水を６０分にわたって添加し、その後１５分間混合した。混合後、樹脂分散体を好適な容器に注いだ。分散剤コポリマー溶液の総固体は、３６．００％の固体であることが測定された。
【0106】
分散剤Ｃの調製：機械的撹拌ブレード、熱電対、および還流凝縮器を備えた４つ口丸底フラスコに、１０８グラムのＤｏｗａｎｏｌ ＰＭを添加した。窒素雰囲気下で、溶媒を１２５℃の設定点まで加熱した。１９３．９グラムのブチルアクリレート、２２．９グラムのＮ－ビニルピロリドン、および２４．１グラムのアクリル酸を含有するモノマー溶液を、別の容器内でしっかり混合した。２．３４グラムのｔｅｒｔ－アミルペルオクトエートおよび４２．１グラムのＤｏｗａｎｏｌ ＰＭの開始剤溶液を、別の容器内で調製した。開始剤およびモノマー溶液を、それぞれ２１０および１８０分にわたって添加漏斗を使用して、同時にフラスコに共投入した。開始剤供給およびモノマー供給が完了した後、モノマー添加漏斗を１１．５グラムのＤｏｗａｎｏｌ ＰＭですすいだ。生じた分散剤混合物を１２５℃の設定点で１時間保持した。１．４４グラムのｔｅｒｔ－アミルペルオクトエートおよび１２．６グラムのＤｏｗａｎｏｌ ＰＭの第２の開始剤溶液を調製した。第２の開始剤溶液の半分を、３０分にわたって、添加漏斗を使用してフラスコ内に供給した。分散剤混合物を１２５℃の設定点で３０分間保持した。開始剤溶液の残りを３０分にわたって添加した。次に、開始剤添加漏斗を５．７６グラムのＤｏｗａｎｏｌ ＰＭですすいだ。次いで、分散剤混合物を１２５℃の設定点で３０分間保持した。３０分保持した後、混合物を７０℃まで冷却した。７０℃まで冷却した後、２９．８グラムのジメチルエタノールアミンを１０分にわたって添加した。添加後、混合物を７０℃で１０分間保持した。次いで、２４４．４グラムの温かい（７０℃）脱イオン水を６０分にわたって添加し、その後１５分間混合した。混合後、樹脂分散体を好適な容器に注いだ。分散剤コポリマー溶液の総固体は、３５．６０％の固体であることが測定された。
【0107】
分散剤Ｄの調製：機械的撹拌ブレード、熱電対、および還流凝縮器を備えた４つ口丸底フラスコに、１０８グラムのＤｏｗａｎｏｌ ＰＭを添加した。窒素雰囲気下で、溶媒を１２５℃の設定点まで加熱した。１９３．９グラムの２－エチルヘキシルアクリレート、２２．９グラムのＮ－ビニルピロリドン、および２４．１グラムのアクリル酸を含有するモノマー溶液を、別の容器内でしっかり混合した。２．３４グラムのｔｅｒｔ－アミルペルオクトエートおよび４２．１グラムのＤｏｗａｎｏｌ ＰＭの開始剤溶液を、別の容器内で調製した。開始剤およびモノマー溶液を、それぞれ２１０および１８０分にわたって添加漏斗を使用して、同時にフラスコに共投入した。開始剤供給およびモノマー供給が完了した後、モノマー添加漏斗を１１．５グラムのＤｏｗａｎｏｌ ＰＭですすいだ。生じた分散剤混合物を１２５℃の設定点で１時間保持した。１．４４グラムのｔｅｒｔ－アミルペルオクトエートおよび１２．６グラムのＤｏｗａｎｏｌ ＰＭの第２の開始剤溶液を調製した。第２の開始剤溶液の半分を、３０分にわたって、添加漏斗を使用してフラスコ内に供給した。分散剤混合物を１２５℃の設定点で３０分間保持した。開始剤溶液の残りを３０分にわたって添加した。次に、開始剤添加漏斗を５．７６グラムのＤｏｗａｎｏｌ ＰＭですすいだ。次いで、分散剤混合物を１２５℃の設定点で３０分間保持した。３０分保持した後、混合物を７０℃まで冷却した。７０℃まで冷却した後、２９．８グラムのジメチルエタノールアミンを１０分にわたって添加した。添加後、混合物を７０℃で１０分間保持した。次いで、２４４．４グラムの温かい（７０℃）脱イオン水を６０分にわたって添加し、その後１５分間混合した。混合後、樹脂分散体を好適な容器に注いだ。分散剤コポリマー溶液の総固体は、３５．４％の固体であることが測定された。
【0108】
分散剤Ｅの調製：機械的撹拌ブレード、熱電対、および還流凝縮器を備えた４つ口丸底フラスコに、１１４グラムのＤｏｗａｎｏｌ ＰＭを添加した。窒素雰囲気下で、溶媒を１２５℃の設定点まで加熱した。２０４．６グラムのエチルアクリレート、２４．２グラムのＮ－ビニルピロリドン、および２５．４２グラムのポリ（エチレングリコール）メチルエーテルメタクリレート（Ｍｎ５００）を含有するモノマー溶液を、別の容器内でしっかり混合した。２．４７グラムのｔｅｒｔ－アミルペルオクトエートおよび４４．５グラムのＤｏｗａｎｏｌ ＰＭの開始剤溶液を、別の容器内で調製した。開始剤およびモノマー溶液を、それぞれ２１０および１８０分にわたって添加漏斗を使用して、同時にフラスコに共投入した。開始剤供給およびモノマー供給が完了した後、モノマー添加漏斗を１２．２グラムのＤｏｗａｎｏｌ ＰＭですすいだ。生じた分散剤混合物を１２５℃の設定点で１時間保持した。１．５２グラムのｔｅｒｔ－アミルペルオクトエートおよび１３．３グラムのＤｏｗａｎｏｌ ＰＭの第２の開始剤溶液を調製した。第２の開始剤溶液の半分を、３０分にわたって、添加漏斗を使用してフラスコ内に供給した。分散剤混合物を１２５℃の設定点で３０分間保持した。開始剤溶液の残りを３０分にわたって添加した。次に、開始剤添加漏斗を６．０８グラムのＤｏｗａｎｏｌ ＰＭですすいだ。次いで、分散剤混合物を１２５℃の設定点で３０分間保持した。３０分保持した後、混合物を７０℃まで冷却した。分散剤を好適な容器に注いだ。分散剤コポリマー溶液の総固体は、３６．１％の固体であることが測定された。
【0109】
炭素分散体の調製
比較実施例１：ＣＭＣ対照－分散剤コポリマーなし：プラスチックカップに、１４．８ｇのカルボキシメチルセルロース（「ＣＭＣ」、Ｓｉｇｍａ Ａｌｄｒｉｃｈ、ＤＳ＝１．２、Ｍｗ＝２５０，０００、２．６６％の固体）、８．０ｇの脱イオン水、および０．５ｇの炭素（ＴＩＭＣＡＬ Ｃ－ＮＥＲＧＹ（商標）ＳＵＰＥＲ Ｃ４５）を添加した。混合物を６０秒間手動混合した後、３０秒間隔で合計２分間、２０００ｒｐｍの遠心ミキサー内で混合し、ドローダウンを介して炭素分散体の質を定期的に検査した。
比較実施例１：ＣＭＣ対照－分散剤コポリマーなし：プラスチックカップに、１４．８ｇのカルボキシメチルセルロース（「ＣＭＣ」、Ｓｉｇｍａ Ａｌｄｒｉｃｈ、ＤＳ＝１．２、Ｍｗ＝２５０，０００、２．６６％の固体）、８．０ｇの脱イオン水、および０．５ｇの炭素（ＴＩＭＣＡＬ Ｃ－ＮＥＲＧＹ（商標）ＳＵＰＥＲ Ｃ４５）を添加した。混合物を６０秒間手動混合した後、３０秒間隔で合計２分間、２０００ｒｐｍの遠心ミキサー内で混合し、ドローダウンを介して炭素分散体の質を定期的に検査した。
【0110】
比較実施例２：分散剤Ａ：プラスチックカップに、１３．３６ｇのＣＭＣ（Ｓｉｇｍａ Ａｌｄｒｉｃｈ、ＤＳ＝１．２、Ｍｗ＝２５０，０００、２．６６％の固体）、７．５ｇの脱イオン水、０．２２ｇの分散剤Ａ（３６．０５％の固体）、および０．５３ｇの炭素（ＴＩＭＣＡＬ Ｃ－ＮＥＲＧＹ（商標）ＳＵＰＥＲ Ｃ４５）を添加した。混合物を６０秒間手動混合した後、３０秒間隔で合計２分間、２０００ｒｐｍの遠心ミキサー内で混合し、ドローダウンを介して炭素分散体の質を定期的に検査した。
【0111】
実施例３：分散剤Ｂ：プラスチックカップに、１３．３６ｇのＣＭＣ（Ｓｉｇｍａ Ａｌｄｒｉｃｈ、ＤＳ＝１．２、Ｍｗ＝２５０，０００、２．６６％の固体）、９．５ｇの脱イオン水、０．２２ｇの分散剤Ｂ（３６％の固体）、および０．５３ｇの炭素（ＴＩＭＣＡＬ Ｃ－ＮＥＲＧＹ（商標）ＳＵＰＥＲ Ｃ４５）を添加した。混合物を６０秒間手動混合した後、３０秒間隔で合計２分間、２０００ｒｐｍの遠心ミキサー内で混合し、ドローダウンを介して炭素分散体の質を定期的に検査した。
【0112】
実施例４：分散剤Ｃ：プラスチックカップに、１３．３６ｇのＣＭＣ（Ｓｉｇｍａ Ａｌｄｒｉｃｈ、ＤＳ＝１．２、Ｍｗ＝２５０，０００、２．６６％の固体）、１１．０ｇの脱イオン水、０．２２ｇの分散剤Ｃ（３５．６％の固体）、および０．５３ｇの炭素（ＴＩＭＣＡＬ Ｃ－ＮＥＲＧＹ（商標）ＳＵＰＥＲ Ｃ４５）を添加した。混合物を６０秒間手動混合した後、３０秒間隔で合計２分間、２０００ｒｐｍの遠心ミキサー内で混合し、ドローダウンを介して炭素分散体の質を定期的に検査した。
【0113】
実施例５：分散剤Ｄ：プラスチックカップに、１３．３６ｇのＣＭＣ（Ｓｉｇｍａ Ａｌｄｒｉｃｈ、ＤＳ＝１．２、Ｍｗ＝２５０，０００、２．６６％の固体）、１２．０ｇの脱イオン水、０．２２ｇの分散剤Ｄ（３５．４％の固体）、および０．５３ｇの炭素（ＴＩＭＣＡＬ Ｃ－ＮＥＲＧＹ（商標）ＳＵＰＥＲ Ｃ４５）を添加した。混合物を６０秒間手動混合した後、３０秒間隔で合計２分間、２０００ｒｐｍの遠心ミキサー内で混合し、ドローダウンを介して炭素分散体の質を定期的に検査した。
【0114】
実施例６：１０％のＭＰＥＧ、８０．５％のＥＡ、および９．５％のＮＶＰを有する分散剤Ｅ：プラスチックカップに、１３．３６ｇのＣＭＣ（Ｓｉｇｍａ Ａｌｄｒｉｃｈ、ＤＳ＝１．２、Ｍｗ＝２５０，０００、２．６６％の固体）、１３．０ｇの脱イオン水、０．２２ｇの分散剤Ｅ（３６．１％の固体）、および０．５３ｇの炭素（ＴＩＭＣＡＬ Ｃ－ＮＥＲＧＹ（商標）ＳＵＰＥＲ Ｃ４５）を添加した。混合物を６０秒間手動混合した後、３０秒間隔で合計２分間、２０００ｒｐｍの遠心ミキサー内で混合し、ドローダウンを介して炭素分散体の質を定期的に検査した。
【0115】
比較実施例７：０．３％のＰＶＰ：プラスチックカップに、１３．３６ｇのＣＭＣ（Ｓｉｇｍａ Ａｌｄｒｉｃｈ、ＤＳ＝１．２、Ｍｗ＝２５０，０００、２．６６％の固体）、１４．０ｇの脱イオン水、０．０８ｇのＰＶＰ（Ｓｉｇｍａ Ａｌｄｒｉｃｈ）、および０．５３ｇの炭素（ＴＩＭＣＡＬ Ｃ－ＮＥＲＧＹ（商標）ＳＵＰＥＲ Ｃ４５）を添加した。混合物を６０秒間手動混合した後、３０秒間隔で合計２分間、２０００ｒｐｍの遠心ミキサー内で混合し、ドローダウンを介して炭素分散体の質を定期的に検査した。
【0116】
炭素分散体の評価：ドローダウンを介して最終分散体を塗布し、視覚的に評価した。図１に示されるように、分散剤ＢおよびＣは、比較分散剤ＡおよびＰＶＰと少なくとも同等であり、分散剤を欠いた比較実施例１の対照よりも優れた炭素分散体を提供した。ＥＨＡの使用からの分散剤Ｄ中のより長いアルキル鎖は、分散体品質をわずかに劣化させたように思われる。加えて、分散剤Ｅ中にアクリル酸を欠き、ＭＰＥＧを含めることは、分散体品質を顕著に低下させた。
【0117】
負極水系スラリーの調製
比較実施例１：ＣＭＣ／ＳＢＲ対照：プラスチックカップに、１４．８ｇのＣＭＣ（Ｓｉｇｍａ Ａｌｄｒｉｃｈ、ＤＳ＝１．２、Ｍｗ＝２５０，０００、２．６６％の固体）、８．０ｇの脱イオン水、および０．５ｇの炭素（ＴＩＭＣＡＬ Ｃ－ＮＥＲＧＹ（商標）ＳＵＰＥＲ Ｃ４５）を添加した。混合物を、３０秒間隔で合計５分間、２０００ｒｐｍの遠心ミキサー内で混合した。次いで、２５ｇのグラファイト（Ｓｕｐｅｒｉｏｒ １５０６Ｔ）を添加し、混合物を、３０秒間隔で合計５分間、２０００ｒｐｍの遠心ミキサー内で混合した。最後に、０．９ｇのＳＢＲ（４０％の固体、Ｚｅｏｎ ＢＭ－４５１Ｂ）を添加し、混合物を６０秒間手動撹拌した後、４ミルドローダウンバーを使用してコーティングして、銅箔上に４．６７ｍｇ・ｃｍ－２のコーティング重量を得た。
比較実施例１：ＣＭＣ／ＳＢＲ対照：プラスチックカップに、１４．８ｇのＣＭＣ（Ｓｉｇｍａ Ａｌｄｒｉｃｈ、ＤＳ＝１．２、Ｍｗ＝２５０，０００、２．６６％の固体）、８．０ｇの脱イオン水、および０．５ｇの炭素（ＴＩＭＣＡＬ Ｃ－ＮＥＲＧＹ（商標）ＳＵＰＥＲ Ｃ４５）を添加した。混合物を、３０秒間隔で合計５分間、２０００ｒｐｍの遠心ミキサー内で混合した。次いで、２５ｇのグラファイト（Ｓｕｐｅｒｉｏｒ １５０６Ｔ）を添加し、混合物を、３０秒間隔で合計５分間、２０００ｒｐｍの遠心ミキサー内で混合した。最後に、０．９ｇのＳＢＲ（４０％の固体、Ｚｅｏｎ ＢＭ－４５１Ｂ）を添加し、混合物を６０秒間手動撹拌した後、４ミルドローダウンバーを使用してコーティングして、銅箔上に４．６７ｍｇ・ｃｍ－２のコーティング重量を得た。
【0118】
比較実施例２：比較分散剤Ａ：プラスチックカップに、１３．３６ｇのＣＭＣ（Ｓｉｇｍａ Ａｌｄｒｉｃｈ、ＤＳ＝１．２、Ｍｗ＝２５０，０００、２．６６％の固体）、７．５ｇの脱イオン水、０．２２ｇの比較分散剤Ａ（３６．０５％の固体）、および０．５３ｇの炭素（ＴＩＭＣＡＬ Ｃ－ＮＥＲＧＹ（商標）ＳＵＰＥＲ Ｃ４５）を添加した。混合物を、３０秒間隔で合計５分間、２０００ｒｐｍの遠心ミキサー内で混合した。次いで、２５ｇのグラファイト（Ｓｕｐｅｒｉｏｒ １５０６Ｔ）を添加し、混合物を、３０秒間隔で合計５分間、２０００ｒｐｍの遠心ミキサー内で混合した。最後に、０．９ｇのスチレンブタジエンゴム（「ＳＢＲ」、（４０％の固体、Ｚｅｏｎ ＢＭ－４５１Ｂ）を添加し、混合物を６０秒間手動撹拌した後、５ミルドローダウンバーを使用してコーティングして、銅箔上に４．７１ｍｇ・ｃｍ－２のコーティング重量を得た。
【0119】
実施例３：分散剤Ｂ：プラスチックカップに、１３．３６ｇのＣＭＣ（Ｓｉｇｍａ Ａｌｄｒｉｃｈ、ＤＳ＝１．２、Ｍｗ＝２５０，０００、２．６６％の固体）、９．５ｇの脱イオン水、０．２２ｇの分散剤Ｂ（３６％の固体）、および０．５３ｇの炭素（ＴＩＭＣＡＬ Ｃ－ＮＥＲＧＹ（商標）ＳＵＰＥＲ Ｃ４５）を添加した。混合物を、３０秒間隔で合計５分間、２０００ｒｐｍの遠心ミキサー内で混合した。次いで、２５ｇのグラファイト（Ｓｕｐｅｒｉｏｒ １５０６Ｔ）を添加し、混合物を、３０秒間隔で合計５分間、２０００ｒｐｍの遠心ミキサー内で混合した。最後に、０．９ｇのＳＢＲ（４０％の固体、Ｚｅｏｎ ＢＭ－４５１Ｂ）を添加し、混合物を６０秒間手動撹拌した後、５ミルドローダウンバーを使用してコーティングして、銅箔上に４．７１ｍｇ・ｃｍ－２のコーティング重量を得た。
【0120】
実施例４：分散剤Ｃ：プラスチックカップに、１３．３６ｇのＣＭＣ（Ｓｉｇｍａ Ａｌｄｒｉｃｈ、ＤＳ＝１．２、Ｍｗ＝２５０，０００、２．６６％の固体）、１１．０ｇの脱イオン水、０．２２ｇの分散剤Ｃ（３５．６％の固体）、および０．５３ｇの炭素（ＴＩＭＣＡＬ Ｃ－ＮＥＲＧＹ（商標）ＳＵＰＥＲ Ｃ４５）を添加した。混合物を、３０秒間隔で合計５分間、２０００ｒｐｍの遠心ミキサー内で混合した。次いで、２５ｇのグラファイト（Ｓｕｐｅｒｉｏｒ １５０６Ｔ）を添加し、混合物を、３０秒間隔で合計５分間、２０００ｒｐｍの遠心ミキサー内で混合した。最後に、０．９ｇのＳＢＲ（４０％の固体、Ｚｅｏｎ ＢＭ－４５１Ｂ）を添加し、混合物を６０秒間手動撹拌した後、５ミルドローダウンバーを使用してコーティングして、銅箔上に４．７７ｍｇ・ｃｍ－２のコーティング重量を得た。
【0121】
実施例５：分散剤Ｄ：プラスチックカップに、１３．３６ｇのＣＭＣ（Ｓｉｇｍａ Ａｌｄｒｉｃｈ、ＤＳ＝１．２、Ｍｗ＝２５０，０００、２．６６％の固体）、１２．０ｇの脱イオン水、０．２２ｇの分散剤Ｄ（３５．４％の固体）、および０．５３ｇの炭素（ＴＩＭＣＡＬ Ｃ－ＮＥＲＧＹ（商標）ＳＵＰＥＲ Ｃ４５）を添加した。混合物を、３０秒間隔で合計５分間、２０００ｒｐｍの遠心ミキサー内で混合した。次いで、２５ｇのグラファイト（Ｓｕｐｅｒｉｏｒ １５０６Ｔ）を添加し、混合物を、３０秒間隔で合計５分間、２０００ｒｐｍの遠心ミキサー内で混合した。最後に、０．９ｇのＳＢＲ（４０％の固体、Ｚｅｏｎ ＢＭ－４５１Ｂ）を添加し、混合物を６０秒間手動撹拌した後、５ミルドローダウンバーを使用してコーティングして、銅箔上に４．７１ｍｇ・ｃｍ－２のコーティング重量を得た。
【0122】
実施例６：分散剤Ｅ：プラスチックカップに、１３．３６ｇのＣＭＣ（Ｓｉｇｍａ Ａｌｄｒｉｃｈ、ＤＳ＝１．２、Ｍｗ＝２５０，０００、２．６６％の固体）、１３．０ｇの脱イオン水、０．２２ｇの分散剤Ｅ（３６．１％の固体）、および０．５３ｇの炭素（ＴＩＭＣＡＬ Ｃ－ＮＥＲＧＹ（商標）ＳＵＰＥＲ Ｃ４５）を添加した。混合物を、３０秒間隔で合計５分間、２０００ｒｐｍの遠心ミキサー内で混合した。次いで、２５ｇのグラファイト（Ｓｕｐｅｒｉｏｒ １５０６Ｔ）を添加し、混合物を、３０秒間隔で合計５分間、２０００ｒｐｍの遠心ミキサー内で混合した。最後に、０．９ｇのＳＢＲ（４０％の固体、Ｚｅｏｎ ＢＭ－４５１Ｂ）を添加し、混合物を６０秒間手動撹拌した後、５ミルドローダウンバーを使用してコーティングして、銅箔上に４．８ｍｇ・ｃｍ－２のコーティング重量を得た。
【0123】
比較実施例７：０．３％のＰＶＰ：プラスチックカップに、１３．３６ｇのＣＭＣ（Ｓｉｇｍａ Ａｌｄｒｉｃｈ、ＤＳ＝１．２、Ｍｗ＝２５０，０００、２．６６％の固体）、１４．０ｇの脱イオン水、０．０８ｇのポリビニルピロリドン（「ＰＶＰ」（Ｓｉｇｍａ Ａｌｄｒｉｃｈ）、および０．５３ｇの炭素（ＴＩＭＣＡＬ Ｃ－ＮＥＲＧＹ（商標）ＳＵＰＥＲ Ｃ４５）を添加した。混合物を、３０秒間隔で合計５分間、２０００ｒｐｍの遠心ミキサー内で混合した。次いで、２５ｇのグラファイト（Ｓｕｐｅｒｉｏｒ １５０６Ｔ）を添加し、混合物を、３０秒間隔で合計５分間、２０００ｒｐｍの遠心ミキサー内で混合した。最後に、０．９ｇのＳＢＲ（４０％の固体、Ｚｅｏｎ ＢＭ－４５１Ｂ）を添加し、混合物を６０秒間手動撹拌した後、５ミルドローダウンバーを使用してコーティングして、銅箔上に４．６１ｍｇ・ｃｍ－２のコーティング重量を得た。
【0124】
完全セルコインセル評価
対照９０／５／５正極対照：正極活物質として９０重量％のＬｉＮｉ０．５Ｍｎ０．３Ｃｏ０．２Ｏ２、導電性添加剤として５重量％のＳＵＰＥＲ Ｐ導電性炭素、および５重量％のフルオロポリマー系結合剤を有する正極を、以下に説明されている全てのコインセルの製造において電極として使用した。
対照９０／５／５正極対照：正極活物質として９０重量％のＬｉＮｉ０．５Ｍｎ０．３Ｃｏ０．２Ｏ２、導電性添加剤として５重量％のＳＵＰＥＲ Ｐ導電性炭素、および５重量％のフルオロポリマー系結合剤を有する正極を、以下に説明されている全てのコインセルの製造において電極として使用した。
【0125】
コインセル：特定のアノード電極に対して９０／５／５カソード電極対照を使用して、完全コインセルを製造した。セパレータとしてセラミックコーティングされた厚さ２０μｍのＣｅｌｇａｒｄセパレータを使用し、２重量％のＶＣとともに、３：７の比率のＥＣ：ＥＭＣ中１．２ＭのＬｉＰＦ６で構成される７５μＬの電解質溶液に浸した。３１６ステンレス鋼ケーシングを使用してコインセルを製造し、直径１．０ｃｍのカソード電極を直径１．２ｃｍのアノード電極と対合させた。０．１Ｃでの３回の形成サイクル、続いて、表１および表２に指定される各レートでの５回のサイクルを使用して、Ｂｉｏ－Ｌｏｇｉｃ ＢＣＳ－８０５試験機で、セルの評価を実施した。
【表1】
【表2】
【0126】
表１に示されるように、実施例３～６の各々は、比較実施例１ならびに比較実施例２および７の対照と比較して、各サイクルで同等の性能を提供した。実施例３～６の各々は、１２Ｃでの比較実施例１の対照よりも優れていた。
【0127】
表２に示されるように、実施例３～６の各々は、比較実施例１ならびに比較実施例２および７の対照と比較して、各サイクルで同等の性能を提供した。実施例３～６の各々は、３Ｃ、６Ｃ、および１２Ｃでの比較実施例１の対照よりも優れていた。
【0128】
ＥＸ－Ｂ：
炭素フィルムの調製
実施例Ｂ１：ＣＭＣ／ＳＢＲ：プラスチックカップに、１５のＣＭＣ（Ｎｉｐｏｎ、ＤＳ＝０．７、Ｍｗ＝３５０，０００、２％の固体）、および０．４ｇの炭素（ＴＩＭＣＡＬ Ｃ－ＮＥＲＧＹ（商標）ＳＵＰＥＲ Ｃ４５）を添加した。ＺｒＯ２フライスビーズ（Ｇｌｅｎ ｍｉｌｌｓ、超高密度酸化ジルコニウム、５ｍｍ）を含む遠心ミキサー内で、混合物を２０００ｒｐｍで３分間混合した。４．８５ｇの脱イオン水を添加し、遠心ミキサー内で３０秒間混合した。最後に、０．７５ｇのＳＢＲ（４０％の固体、Ｚｅｏｎ ＢＭ－４５１Ｂ）を添加し、混合物を遠心ミキサー内で３０秒間混合した後、１０ミルドローダウンバーを使用してポリテトラフルオロエチレンフィルム上にコーティングした。このフィルムを、５５℃の電気オーブン内で２分間、および１００℃で４分間順次乾燥させた。
炭素フィルムの調製
実施例Ｂ１：ＣＭＣ／ＳＢＲ：プラスチックカップに、１５のＣＭＣ（Ｎｉｐｏｎ、ＤＳ＝０．７、Ｍｗ＝３５０，０００、２％の固体）、および０．４ｇの炭素（ＴＩＭＣＡＬ Ｃ－ＮＥＲＧＹ（商標）ＳＵＰＥＲ Ｃ４５）を添加した。ＺｒＯ２フライスビーズ（Ｇｌｅｎ ｍｉｌｌｓ、超高密度酸化ジルコニウム、５ｍｍ）を含む遠心ミキサー内で、混合物を２０００ｒｐｍで３分間混合した。４．８５ｇの脱イオン水を添加し、遠心ミキサー内で３０秒間混合した。最後に、０．７５ｇのＳＢＲ（４０％の固体、Ｚｅｏｎ ＢＭ－４５１Ｂ）を添加し、混合物を遠心ミキサー内で３０秒間混合した後、１０ミルドローダウンバーを使用してポリテトラフルオロエチレンフィルム上にコーティングした。このフィルムを、５５℃の電気オーブン内で２分間、および１００℃で４分間順次乾燥させた。
【0129】
実施例Ｂ２：ＣＭＣ／ＳＢＲ＋０．１重量％の分散剤Ｆ：プラスチックカップに、１４．５のＣＭＣ（Ｎｉｐｏｎ、ＤＳ＝０．７、Ｍｗ＝３５０，０００、２％の固体）、および０．４ｇの分散剤Ｆ（ＭＷ＝５０，０００、ＰＤＩ＝３～４を有する（ポリ（２－エチル－２－オキサゾリン、脱イオン水中５重量％溶液）としてＳｉｇｍａ Ａｌｄｒｉｃｈから入手可能）を添加した。混合物を２，０００ｒｐｍの遠心ミキサー内で３０分間混合した。０．４ｇの炭素（ＴＩＭＣＡＬ Ｃ－ＮＥＲＧＹ（商標）ＳＵＰＥＲ Ｃ４５）およびＺｒＯ２フライスビーズ（Ｇｌｅｎ ｍｉｌｌｓ、超高密度酸化ジルコニウム、５ｍｍ）を添加し、２０００ｒｐｍで３分間混合した。炭素分散体を４．９７ｇの脱イオン水で希釈し、遠心ミキサー内で３０秒間混合した。最後に、０．７２ｇのＳＢＲ（４０％の固体、Ｚｅｏｎ ＢＭ－４５１Ｂ）を添加し、混合物を遠心ミキサー内で３０秒間混合した後、１０ミルドローダウンバーを使用してポリテトラフルオロエチレンフィルム上にコーティングした。このフィルムを、５５℃の電気オーブン内で２分間、および１００℃で４分間順次乾燥させた。
【0130】
炭素微細構造の透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）評価：少量の各フィルム試料をＥＭＢｅｄ－８１２エポキシ中に包埋させ、６０℃で２４時間硬化させた。次いで、薄い切片（＜８０ｎｍ）を超微細切断し、Ｃｕ ＴＥＭグリッド上に収集した。２００ｋＶで動作させながら、Ｔｅｃｎａｉ Ｔ２０ ＴＥＭで画像を取得した。図２の炭素フィルムのＴＥＭ画像は、ポリマー結合剤ネットワーク（より軽い、灰色の領域）に散在するナノサイズの炭素粒子（黒い球体）を含有する透明な領域を示している。実施例Ｂ１では、図の左側部分の円によって強調されるように、ナノサイズの炭素ネットワークが破壊されている領域が存在する。実施例Ｂ２で調製した炭素フィルムを使用してこの分析を繰り返すと、カーボン粒子ネットワークの不連続性が著しく少なくなる。一度、実施例２のＴＥＭ画像において、上から下への連続的な炭素粒子経路を容易にトレースすることができる。より連続的なフラクタルな炭素ネットワークは、例えば、Ｂ１と比較して、実施例Ｂ２では、改善された電力性能を伴い、より導電性の高いコーティングを生じることが予想される。
【0131】
多層パウチセルレート容量：
対照９２／４．５／３．５正極：正極活物質として９２重量％のＬｉＮｉ０．６Ｍｎ０．２Ｃｏ０．２Ｏ２、導電性添加剤として４．５重量％のＳＵＰＥＲ Ｐ導電性炭素、および３．５重量％のフルオロポリマー系結合剤を有する正極を、以下に説明されている全てのパウチセルの製造において電極として使用した。
対照９２／４．５／３．５正極：正極活物質として９２重量％のＬｉＮｉ０．６Ｍｎ０．２Ｃｏ０．２Ｏ２、導電性添加剤として４．５重量％のＳＵＰＥＲ Ｐ導電性炭素、および３．５重量％のフルオロポリマー系結合剤を有する正極を、以下に説明されている全てのパウチセルの製造において電極として使用した。
【0132】
実施例Ｂ３ ９４／２／４対照アノード：１０Ｌの混合ポットに、３．９９ｋｇのＣＭＣ（Ｎｉｐｏｎ、ＤＳ＝０．７、Ｍｗ＝３５０，０００、２％の固体）、および１０６ｇの炭素（ＴＩＭＣＡＬ Ｃ－ＮＥＲＧＹ（商標）ＳＵＰＥＲ Ｃ４５）を添加した。混合物を、４０ｒｐｍのデュアルヘリカルミキサーおよび１６００ｒｐｍの高速分散ブレードで１時間混合した。６０５ｇの脱イオン水とともに５ｋｇのグラファイト（Ｓｕｐｅｒｉｏｒ １５０６－Ｔ）を添加し、４０ｒｐｍのデュアルヘリカルミキサーおよび１６００ｒｐｍの高速分散ブレードで１時間混合した。次いで、追加の６０５ｇの水を添加し、４０ｒｐｍのデュアルヘリカルミキサーおよび１６００ｒｐｍの高速分散ブレードで２時間混合した。４０ｒｐｍのデュアルヘリカルミキサーで一晩混合した後、３３２ｇのＳＢＲ（４０％の固体、Ｚｅｏｎ ＢＭ－４５１Ｂ）を添加し、混合物を４０のデュアルヘリカルミキサーで５分間混合した。スラリーを１５０μｍフィルタに通して濾過し、リバースコンマコータを使用して銅箔上に６．７ｍｇ／ｃｍ２の充填量でコーティングした。
【0133】
実施例Ｂ４ ９４／２／４分散剤Ｃアノード：５Ｌの混合ポットに、１．８０ｋｇのＣＭＣ（Ｎｉｐｏｎ、ＤＳ＝０．７、Ｍｗ＝３５０，０００，２％の固体）および３９．８９ｇの分散剤Ｃ（２０％の固体）を添加した。この混合物を、４０ｒｐｍのデュアルヘリカルミキサーで５分間混合した。５３．２ｇの炭素（ＴＩＭＣＡＬ Ｃ－ＮＥＲＧＹ（商標）ＳＵＰＥＲ Ｃ４５）。混合物を、４０ｒｐｍのデュアルヘリカルミキサーおよび１６００ｒｐｍの高速分散ブレードで１時間混合した。３８７ｇの脱イオン水とともに２．５ｋｇのグラファイト（Ｓｕｐｅｒｉｏｒ １５０６－Ｔ）を添加し、４０ｒｐｍのデュアルヘリカルミキサーおよび１６００ｒｐｍの高速分散ブレードで１時間混合した。次いで、追加の３８７ｇの水を添加し、４０ｒｐｍのデュアルヘリカルミキサーおよび１６００ｒｐｍの高速分散ブレードで２時間混合した。４０ｒｐｍのデュアルヘリカルミキサーで一晩混合した後、１５６ｇのＳＢＲ（４０％の固体、Ｚｅｏｎ ＢＭ－４５１Ｂ）を添加し、混合物を４０のデュアルヘリカルミキサーで５分間混合した。スラリーを１５０μｍフィルタに通して濾過し、リバースコンマコータを使用して銅箔上に６．７ｍｇ／ｃｍ２の充填量でコーティングした。
【0134】
実施例Ｂ５ ９４／２／４分散剤Ｆアノード：５Ｌの混合ポットに、１．９３ｋｇのＣＭＣ（Ｎｉｐｏｎ、ＤＳ＝０．７、Ｍｗ＝３５０，０００、２％の固体）および５３．２ｇの分散剤Ｆ（Ｓｉｇｍａ－Ａｌｄｒｉｃｈから市販されているポリ（２－エチル－２－オキサゾリン、ＭＷ＝５０，０００、ＰＤＩ＝３～４、脱イオン水中５重量％の溶液）を添加した。この混合物を、４０ｒｐｍのデュアルヘリカルミキサーで５分間混合した。５３．２ｇの炭素（ＴＩＭＣＡＬ Ｃ－ＮＥＲＧＹ（商標）ＳＵＰＥＲ Ｃ４５）。混合物を、４０ｒｐｍのデュアルヘリカルミキサーおよび１６００ｒｐｍの高速分散ブレードで１時間混合した。１６０ｇの脱イオン水とともに２．５ｋｇのグラファイト（Ｓｕｐｅｒｉｏｒ １５０６－Ｔ）を添加し、４０ｒｐｍのデュアルヘリカルミキサーおよび１６００ｒｐｍの高速分散ブレードで１時間混合した。次いで、追加の１６０ｇの水を添加し、４０ｒｐｍのデュアルヘリカルミキサーおよび１６００ｒｐｍの高速分散ブレードで２時間混合した。４０ｒｐｍのデュアルヘリカルミキサーで一晩混合した後、１６３ｇのＳＢＲ（４０％の固体、Ｚｅｏｎ ＢＭ－４５１Ｂ）を添加し、混合物を４０のデュアルヘリカルミキサーで５分間混合した。スラリーを１５０μｍフィルタに通して濾過し、リバースコンマコータを使用して銅箔上に６．７ｍｇ／ｃｍ２の充填量でコーティングした。
【0135】
特定のアノード電極に対して９２／４．５／３．５カソード電極対照を使用して、１．１Ａｈの容量を有する多層パウチセルを製造した。部分的に自動化されたＺフォルダスタッカーを使用して、２重量％のＶＣとともに、３：７の比率のＥＣ：ＥＭＣ中１ＭのＬｉＰＦ６で構成される４．４ｇの電解質溶液に浸したＥｎｔｅｋ １２ ＥＰＨをセパレータとして用いて、４つのカソードおよび５つのアノードでセルを組み立てた。０．１Ｃでの４回の形成サイクル、続いて表３に指定される各レートでの５回のサイクルを使用して、１０Ａ Ｍａｃｃｏｒ試験機で、セルの評価を実施した。
【表3】
【表4】
【0136】
表３に示されるように、実施例Ｂ４およびＢ５の各々は、９Ｃのレートで放電すると、対照配合物と比較して高い放電容量を示した。
【0137】
表４に示されるように、実施例Ｂ４およびＢ５は、９Ｃのレートで放電すると、対照配合物と比較して高い正規化保存容量を示した。
【0138】
低温性能評価：
３０ｍＡｈの容量を有する単層パウチセルを、多層パウチセルについて上述したものと同様の様式で調製したが、しかしながら、この実施例では、カソードおよびアノードの１つの層のみを使用する。これらのセルは、２重量％のＶＣ電解質とともに、２：２：６のＥＣ：ＰＣ：ＥＭＣ（体積％）中１Ｍの０．６ｇのＬｉＰＦ６を充填した。室温での４回の０．１Ｃ形成サイクルの後、これらのセルを、－１８℃でＥｓｐｅｃ ＢＴＺ－４７５熱チャンバに配置し、この温度で６時間平衡化させた。その後、これらのセルを０．１Ｃで充電し、－１２Ｃで放電させた。図３に示されるように、実施例Ｂ５を含有するセルは、実験２Ｖのカットオフ電圧に達するまでに数秒長くかかることによって、対照実施例Ｂ３よりも優れていた。改善された低温性能は、実施例Ｂ５単層パウチセルのより低い内部抵抗を示している。分散剤Ｆを組み込んだ際の低減された内部抵抗は、導電性炭素分散体の改善に相関する。
３０ｍＡｈの容量を有する単層パウチセルを、多層パウチセルについて上述したものと同様の様式で調製したが、しかしながら、この実施例では、カソードおよびアノードの１つの層のみを使用する。これらのセルは、２重量％のＶＣ電解質とともに、２：２：６のＥＣ：ＰＣ：ＥＭＣ（体積％）中１Ｍの０．６ｇのＬｉＰＦ６を充填した。室温での４回の０．１Ｃ形成サイクルの後、これらのセルを、－１８℃でＥｓｐｅｃ ＢＴＺ－４７５熱チャンバに配置し、この温度で６時間平衡化させた。その後、これらのセルを０．１Ｃで充電し、－１２Ｃで放電させた。図３に示されるように、実施例Ｂ５を含有するセルは、実験２Ｖのカットオフ電圧に達するまでに数秒長くかかることによって、対照実施例Ｂ３よりも優れていた。改善された低温性能は、実施例Ｂ５単層パウチセルのより低い内部抵抗を示している。分散剤Ｆを組み込んだ際の低減された内部抵抗は、導電性炭素分散体の改善に相関する。
【0139】
ＥＸ－Ｃ：
負極水系スラリーの調製
比較実施例Ｃ１－ＰＶＰ：このスラリーを、分散剤として０．０７９ｇのＰＶＰ、１３．３５６ｇのＣＭＣ（Ｓｉｇｍａ Ａｌｄｒｉｃｈ、ＤＳ＝１．２、Ｍｗ＝２５０，０００，２．６６％の固体）、９．０ｇの脱イオン水、０．５２６ｇの炭素（ＴＩＭＣＡＬ Ｃ－ＮＥＲＧＹ（商標）ＳＵＰＥＲ Ｃ４５）、２５．０ｇのグラファイト（Ｓｕｐｅｒｉｏｒ １５０６Ｔ）、および０．８８８ｇのＳＢＲ（４０％の固体、Ｚｅｏｎ ＢＭ－４５１Ｂ）を使用して、ＥＸ－Ａの比較実施例１に類似した様式で調製した。スラリーの固体パーセントは、総組成に基づいて、５３．９重量％であった。４ミルドローダウンバーを使用してグラファイトアノードフィルムをキャスティングして、銅箔上に４．５ｍｇ・ｃｍ－２のコーティング重量を得た。
負極水系スラリーの調製
比較実施例Ｃ１－ＰＶＰ：このスラリーを、分散剤として０．０７９ｇのＰＶＰ、１３．３５６ｇのＣＭＣ（Ｓｉｇｍａ Ａｌｄｒｉｃｈ、ＤＳ＝１．２、Ｍｗ＝２５０，０００，２．６６％の固体）、９．０ｇの脱イオン水、０．５２６ｇの炭素（ＴＩＭＣＡＬ Ｃ－ＮＥＲＧＹ（商標）ＳＵＰＥＲ Ｃ４５）、２５．０ｇのグラファイト（Ｓｕｐｅｒｉｏｒ １５０６Ｔ）、および０．８８８ｇのＳＢＲ（４０％の固体、Ｚｅｏｎ ＢＭ－４５１Ｂ）を使用して、ＥＸ－Ａの比較実施例１に類似した様式で調製した。スラリーの固体パーセントは、総組成に基づいて、５３．９重量％であった。４ミルドローダウンバーを使用してグラファイトアノードフィルムをキャスティングして、銅箔上に４．５ｍｇ・ｃｍ－２のコーティング重量を得た。
【0140】
比較実施例Ｃ２－分散剤Ｇ：このスラリーを、０．０３９ｇのＰＶＰ、０．０３９ｇのポリ（２－エチル－２－オキサゾリン）（ＭＷ＝５０，０００、ＰＤＩ＝３～４を有する粉末としてＳｉｇｍａ－Ａｌｄｒｉｃｈから市販されている）、１３．３５６ｇのＣＭＣ（Ｓｉｇｍａ Ａｌｄｒｉｃｈ、ＤＳ＝１．２、Ｍｗ＝２５０，０００、２．６６％の固体）、９．０ｇの脱イオン水、０．５２６ｇの炭素（ＴＩＭＣＡＬ Ｃ－ＮＥＲＧＹ（商標）ＳＵＰＥＲ Ｃ４５）、２５．０ｇのグラファイト（Ｓｕｐｅｒｉｏｒ １５０６Ｔ）、および０．８８８ｇのＳＢＲ（４０％の固体、Ｚｅｏｎ ＢＭ－４５１Ｂ）を使用して、ＥＸ－Ａの比較実施例１に類似した様式で調製した。分散剤Ｇは、ＰＶＰおよびポリ（２－エチル－２－オキサゾリン）で構成される。スラリーの固体パーセントは、５３．９重量％であった。５ミルドローダウンバーを使用してグラファイトアノードフィルムをキャスティングして、銅箔上に４．６７ｍｇ・ｃｍ－２のコーティング重量を得た。
【0141】
実施例Ｃ３－分散剤Ｈ：このスラリーを、０．１７５分散剤Ｃ（総重量に基づいて２２．５５％の固体）、０．０３９ｇのポリ（２－エチル－２－オキサゾリン）（ＭＷ＝５０，０００、ＰＤＩ＝３～４を有する粉末としてＳｉｇｍａ－Ａｌｄｒｉｃｈから市販されている）、１３．３５６ｇのＣＭＣ（Ｓｉｇｍａ Ａｌｄｒｉｃｈ、ＤＳ＝１．２、Ｍｗ＝２５０，０００、２．６６％の固体）、９．０ｇの脱イオン水、０．５２６ｇの炭素（ＴＩＭＣＡＬ Ｃ－ＮＥＲＧＹ（商標）ＳＵＰＥＲ Ｃ４５）、２５．０ｇのグラファイト（Ｓｕｐｅｒｉｏｒ １５０６Ｔ）、および０．８８８ｇのＳＢＲ（４０％の固体、Ｚｅｏｎ ＢＭ－４５１Ｂ）を使用して、ＥＸ－Ａの比較実施例１に類似した様式で調製した。分散剤Ｈは、分散剤Ｃおよびポリ（２－エチル－２－オキサゾリン）で構成される。スラリーの固体パーセントは、５３．７重量％であった。５ミルドローダウンバーを使用してグラファイトアノードフィルムをキャスティングして、銅箔上に４．５４ｍｇ・ｃｍ－２のコーティング重量を得た。
【0142】
完全セルコインセル評価
対照９２／４／４正極対照：正極活物質として９２重量％のＬｉＮｉ０．５Ｍｎ０．３Ｃｏ０．２Ｏ２、導電性添加剤として４重量％のＳＵＰＥＲ Ｐ導電性炭素、および４重量％のフルオロポリマー系結合剤を有する正極を、以下に説明されている全てのコインセルの製造において電極として使用した。
対照９２／４／４正極対照：正極活物質として９２重量％のＬｉＮｉ０．５Ｍｎ０．３Ｃｏ０．２Ｏ２、導電性添加剤として４重量％のＳＵＰＥＲ Ｐ導電性炭素、および４重量％のフルオロポリマー系結合剤を有する正極を、以下に説明されている全てのコインセルの製造において電極として使用した。
【0143】
コインセル：特定のアノード電極に対して９２／４／４カソード電極対照を使用して、完全コインセルを製造した。セパレータとしてセラミックコーティングされた厚さ２０μｍのＣｅｌｇａｒｄセパレータを使用し、２重量％のＶＣとともに、３：７の比率のＥＣ：ＥＭＣ中１．２ＭのＬｉＰＦ６で構成される７５μＬの電解質溶液に浸した。３１６ステンレス鋼ケーシングを使用してコインセルを製造し、直径１．０ｃｍのカソード電極を直径１．２ｃｍのアノード電極と対合させた。０．１Ｃでの３回の形成サイクル、続いて、表５および表６に指定される各レートでの５回のサイクルを使用して、Ｂｉｏ－Ｌｏｇｉｃ ＢＣＳ－８０５試験機で、セルの評価を実施した。
【表5】
【表6】
【0144】
表５および表６に示されるように、分散剤Ｈ（Ｃ３）の使用は、ＰＶＰ（Ｃ１）または分散剤Ｇ（Ｃ２）と比較して、高いＣレート（６Ｃおよび１２Ｃ）で、等しいかまたはより良好な絶対容量および最良の保存容量を提供した。予想外にも、ポリ（２－アルキル－２－オキサゾリン）またはポリ（２－アリール－２－オキサゾリン）分散剤と組み合わせて、分散剤中に高レベル（５０％超）の窒素含有複素環モノマーが存在すると、電気化学的性能の劣化が観察された。
【0145】
本明細書に説明および例示される広範な本発明の概念から逸脱することなく、上の開示に照らして、多数の修正および変形が可能であることが当業者によって理解されるであろう。したがって、前述の開示は、本出願の様々な例示的な態様の単なる例示であり、本出願および添付の特許請求の範囲の趣旨および範囲内にある多数の修正および変形が、当業者によって容易に行われ得ることが理解されるべきである。
【図1】
【図2】
【図3】
【国際調査報告】