炭黑和使用该炭黑作为导电剂的二次电池制造技术

本发明专利技术的目的在于提供一种炭黑，其作为二次电池的导电剂，能够有效地进行电极活性物质表面的被覆，从而提高集电效果。该炭黑由一次颗粒1的数量PPA(个)与上述一次颗粒1的粒径d(nm)之比PPA/d为8以上的炭黑聚集体2构成。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种炭黑。
技术介绍
近年来，二次电池的使用遍及电动汽车、移动电话等非常广泛的领域、行业，并且伴随着其用途的扩大，对于高能量密度、高输出功率密度或高速充放电等性能的要求也变得更高。并且，为了实现该要求，进行了涉及各种材料的各种研究、开发，作为其一可以举出最适于二次电池的导电剂的开发。通常，对于单一电极活性物质而言，电传导性低，因此在电极制作时使用导电剂，该导电剂具有下述效果：通过在各个电极活性物质颗粒间形成导电通路、或覆盖电极活性物质表面而提高集电效果，由此提高电极内的导电性，从而提高作为最终制品的二次电池的性能。以往，广泛使用乙炔黑作为导电剂，但现状是该乙炔黑在使用时分散、存在于电极活性物质间，形成颗粒间的通路，但由于粒径较大而难以均匀地进行电极活性物质表面的被覆，因此与电极活性物质的接触位置受到限制，因此集电效果低，无法得到充分的导电效果。此外，乙炔黑由于制法上的原因，表面官能团少，难以分散在水类溶剂中，这会减弱导电效果，因此期望更高性能的导电剂。对于该问题，人们主要研究了对利用炉法制造的炭黑的物理特性进行了规定的导电用炭黑，例如在专利文献1中公开了在锂二次电池的电极活性物质制造时，使用氮吸附比表面积(N2SA)为200g/m2以上这样的小粒径炭黑的技艺。此外，在专利文献2中公开了通过合用两种比表面积不同的炭黑，被覆电极活性物质表面的技艺。此外，除此之外，对DBP吸收值进行规定的专利技术也零星可见，DBP吸收值为作
为炭黑最小单元的聚集体的尺寸指标，这些现有的炭黑在进行电极活性物质表面的被覆的方面显示出一定效果，但是并没有进行着眼于最适于被覆的炭黑形状的研究，尚有改良的余地。即，以往利用炭黑的比表面积、DBP吸收值对电极用途的炭黑进行定义，从利用构成该炭黑聚集体的一次颗粒的粒径、该一次颗粒的数量进行评价的炭黑聚集体的成长程度的方面出发，对炭黑聚集体的形状进行实测，并利用这些特性，对在进行二次电池用电极活性物质的被覆的方面最适合的炭黑聚集体的形状本身进行规定之现有例，据本申请申请人所知，是不存在的。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2003-234099号公报专利文献2：日本特开2010-027458号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题鉴于上述那样的现状，本申请申请人对于最适合被覆二次电池的电极活性物质的炭黑聚集体的形状，日复一日地反复进行研究、实验，最终发现一种炭黑聚集体的形状，二次电池的导电剂，该炭黑聚集体的形状能够有效地被覆电极活性物质表面，从而提高集电效果。即，本专利技术的目的在于提供一种炭黑，该炭黑作为二次电池的导电剂，能够有效地被覆电极活性物质表面，从而提高集电效果。用于解决课题的手段参照附图对本专利技术的要点进行说明。本专利技术涉及一种炭黑，其特征在于，其由一次颗粒1的数量PPA(个)与上述一次颗粒1的粒径d(nm)之比PPA/d为8以上的炭黑聚集体2构成。此外，本专利技术涉及权利要求1所述的炭黑，其特征在于，其由上述一次颗粒1的数量PPA(个)与上述一次颗粒1的粒径d(nm)之比PPA/d为8以上的炭黑聚集体2
构成，并以该构成方式构成为二次电池的导电剂。此外，本专利技术涉及权利要求1、2中任一项所述的炭黑，其特征在于，上述一次颗粒1的粒径d为15nm以下。此外，本专利技术涉及权利要求1、2中任一项所述的炭黑，其特征在于，邻苯二甲酸二丁酯(DBP)吸收值为180mL/100g炭黑以上。此外，本专利技术涉及技术方案3所述的炭黑，其特征在于，邻苯二甲酸二丁酯(DBP)吸收值为180mL/100g炭黑以上。专利技术效果本专利技术的构成如上所述，因此成为被覆性优异的炭黑，例如若将本专利技术的炭黑用作二次电池的导电剂，则炭黑能够有效地进行电极活性物质表面的被覆，从而提高二次电池的集电效果，由此能够进一步提高二次电池的各物性、例如高能量密度、高输出功率密度或高速充放电等性能，进一步成为对于电容器、导电糊料等要求导电性的用途也可发挥特别的效果且有效地进行利用的划时代的炭黑。附图说明图1为示出本实施例的炭黑聚集体的说明图。图2为示出本实施例的炭黑被覆电极活性物质的状态的SEM图像。图3为示出现有示例的乙炔黑被覆电极活性物质的状态的SEM图像。具体实施方式基于附图显示出本专利技术的作用，对认为是优选的本专利技术的实施方式进行简单的说明。本专利技术的炭黑的构成为构成炭黑聚集体2的一次颗粒1的数量PPA(个)与上述一次颗粒1的粒径d(nm)之比PPA/d为8以上，因此炭黑聚集体2形成为适于有效地被覆二次电池的电极活性物质的形状。即，本申请申请人根据反复进行的实验结果发现，对于炭黑聚集体2的形状而言，在与该炭黑聚集体2的尺寸相比，一次颗粒1的粒径大、或是一次颗粒1的数量少，炭黑聚集体2的结构长度短的情况下，具体地说，在构成炭黑聚集体2的一次颗粒1
的数量PPA(个)与上述一次颗粒1的粒径d(nm)之比PPA/d为小于8的值的情况下，炭黑与电极活性物质的接触面积降低，被覆性劣化，无法充分得到导电性、电极稳定性的提高效果。由此，例如若将本专利技术的炭黑构成为二次电池的导电剂并使用该导电剂，则炭黑在电极活性物质的整个表面均匀地被覆，利用该被覆后的炭黑，提高电极活性物质的导电性的同时，提高二次电池的电极稳定性，由此能够提高二次电池的集电效果，从而能够进一步提高二次电池的各物性、例如高能量密度、高输出功率密度或高速充放电等性能。如此，以往利用炭黑的比表面积、DBP吸收值对电极用途的炭黑进行定义，如本专利技术那样，从利用构成该炭黑聚集体2的一次颗粒1的粒径d与该一次颗粒1的数量PPA进行评价的炭黑聚集体2的成长程度的方面出发，对炭黑聚集体2的形状进行实测，并利用这些特性，对进行二次电池用电极活性物质的被覆时最适合的炭黑聚集体的形状本身进行规定，这样的现有例据本申请申请人所知是不存在的。而且本专利技术提出了其最佳条件，本专利技术是具有完全新颖特性的炭黑，可发挥在现有的炭黑中无法实现的显著效果。需要说明的是，本专利技术中的PPA(Particle number Per Aggregate)是指每个炭黑聚集体2的整体中所含有的炭黑一次颗粒1的数量，是指用利用ASTM D3849-13中规定的基于电子显微镜的CB形态分析导出的总颗粒数(规定中的nt)除以观察到的炭黑聚集体2的数量而得到的值。此外，一次颗粒1的粒径d是指构成炭黑聚集体2的一次颗粒1的粒径，是指利用ASTM D3849-13中规定的基于电子显微镜的CB形态分析导出的平均粒径(规定中的m)。实施例基于附图对本专利技术的具体实施例进行说明。本实施例为构成为二次电池的导电剂的炭黑，如图1所示，该炭黑由一次颗粒1的数量PPA(个)与上述一次颗粒1的粒径d(nm)之比PPA/d为8以上的炭黑聚集体2构成。更具体地说，本实施例的炭黑为上述一次颗粒1的数量PPA(个)与上述一次颗粒1的粒径d(nm)之比PPA/d为8～12、且上述一次颗粒1的粒径d为15nm以下的炭黑。此外，本实施例的炭黑可以使用通常的炭黑制造炉进行制造，具体地说，可以使
用如下炭黑制造炉进行制造：该炭黑制造炉连接有由上流部起具备燃料导入部、原料导入部、狭小圆筒部、反应停止用急冷水压喷雾装置的持续反应本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种炭黑，其特征在于，其由一次颗粒的数量PPA(个)与所述一次颗粒的粒径d(nm)之比PPA/d为8以上的炭黑聚集体构成。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.12.24 JP 2013-2653511.一种炭黑，其特征在于，其由一次颗粒的数量PPA(个)与所述一次颗粒的粒径d(nm)之比PPA/d为8以上的炭黑聚集体构成。2.如权利要求1所述的炭黑，其特征在于，其由所述一次颗粒的数量PPA(个)与所述一次颗粒的粒径d(nm)之比PPA/d为8以上的炭黑...

【专利技术属性】
技术研发人员：山口东吾，有满望，
申请(专利权)人：旭碳株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP