导电材料制造技术

本发明专利技术提供一种与石墨的晶体大小无关的、在晶体内部插入有足够量的化学种的石墨层间化合物。本公开的某一实施方式的导电材料含有：石墨，其包含层叠而成的多个层，具有位于所述多个层中的最表面的层的面向外部的表面即第1表面、和位于所述多个层中的与所述第1表面成相反侧的最表面的层的面向外部的表面即第2表面；金属氯化物，其位于所述多个层的各层之间。所述石墨具有多个孔，所述孔在所述第1表面开口，且贯通所述多个层中的至少一部分的层而朝所述第2表面延伸，在所述第1表面中，所述多个孔的每单位面积的个数是每1mm2为1个以上。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及由石墨层间化合物形成的导电材料。
技术介绍
石墨是由碳构成的六方晶系的具有六角形的扁平状晶体的矿物质。石墨具有由碳六元环向二维方向扩展的碳的单原子层(石墨烯)层叠而成的层状结构。在石墨中的各层的面内，各碳原子通过强的共价键而连接。可是，在层与层之间，各单原子层通过弱的范德华力而结合。因此，石墨在面内方向具有高的导热率，但面间方向的导热率低。另外，在本申请说明书中，有时将构成石墨的石墨烯进行扩展的二维方向称为石墨的面内方向，将石墨烯的层叠方向称为面间方向。此外，所谓石墨中的层，意味着石墨烯，所谓层与层之间及层间，意味着石墨烯与石墨烯之间。此外，以下，在石墨的晶体中，有时将碳六元环向二维方向扩展的面称为晶体面。有时将晶体面的面积称为晶体面积。石墨可作为宿主通过向其层间引入各式各样的化学种(客体物质)而形成各种石墨层间化合物(GIC)。石墨层间化合物因客体物质的存在而具有与宿主即石墨相比电阻小等与石墨不同的物理及化学性质(例如参见专利文献1)。例如，在将离子性的化学种插入石墨而成的石墨层间化合物中，通过在该化学种与石墨之间产生电荷移动，石墨层间化合物的电性质、即频带结构发生变化。此现象与因向硅半导体中的掺杂而使频带结构发生变化的现象类似。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开昭61-168513号非专利文献1：RikaMatsumoto，YutaroHoshina，NoboruAkuzawa，hermoelectricPropertiesandElectricalTransportofGraphiteIntercalationCompounds，“MaterialsTransactions”，日本，2009，vol.50，No.7，pp.1607-1611.
技术实现思路
专利技术要解决的问题非专利文献1的石墨层间化合物显示出优异的导电性及导热性。可是，导电性不能达到与金属同等的程度。如果能向石墨中更大量地、更均匀地导入化学种，则有可能得到导电性更高的石墨层间化合物。本申请的非限定性的某一例示的某一实施方式中，提供一种导电性优异的、由石墨层间化合物形成的导电材料。用于解决课题的手段本公开的某一实施方式的导电材料中包含石墨和金属氯化物，所述石墨包含层叠而成的多个层，并具有位于所述多个层中的最表面的层的面向外部的表面即第1表面、和位于所述多个层中的与所述第1表面成相反侧的最表面的层的面向外部的表面即第2表面；所述金属氯化物位于所述多个层的各层之间。所述石墨具有多个孔，所述孔在所述第1表面开口，且贯通所述多个层中的至少一部分层而朝所述第2表面延伸，在所述第1表面中，所述多个孔的每单位面积的个数是每1mm2为1个以上。专利技术效果根据上述技术，可提供一种与所用的石墨的晶体大小无关的、在晶体内部插入有足够量的化学种的石墨层间化合物。附图说明图1是本专利技术的一个实施方式的导电材料的截面图。图2是本专利技术的另一个实施方式的导电材料的截面图。图3是石墨的截面图。具体实施方式本公开的一形态的概要如下。[项目1]一种导电材料，其包含石墨和金属氯化物，所述石墨包含层叠而成的多个层，并具有位于所述多个层中的最表面的层的面向外部的表面即第1表面、和位于所述多个层中的与所述第1表面成相反侧的最表面的层的面向外部的表面即第2表面，所述金属氯化物位于所述多个层的各层之间；所述石墨具有多个孔，所述孔在所述第1表面开口，且贯通所述多个层中的至少一部分层而朝所述第2表面延伸；在所述第1表面中，所述多个孔的每单位面积的个数是每1mm2为1个以上。根据此构成，可提供一种由与所用的石墨的晶体大小无关的、在晶体内部插入有足够量的化学种的石墨层间化合物形成的导电材料。此外，根据此构成，即使在宿主即石墨的晶体大的情况下，也可向晶体内部插入足够量的化学种。所以，例如还可提供一种由在以某种程度维持石墨的导热性的状态下合并具有高导电性的石墨层间化合物形成的导电材料。[项目2]根据项目1所述的导电材料，其中，所述金属氯化物含有选自氯化铁、氯化铜、氯化镍、氯化铝、氯化锌、氯化钴、氯化金、氯化铋中的至少一种。通过这样的构成，可提供具有高导电性的导电材料。[项目3]根据项目1或2所述的导电材料，其中，在所述第1表面中，所述多个孔的每单位面积的个数是每0.1mm2为1个以上。通过按这样的条件设置所述孔，可提高化学种向晶体内部的插入性。[项目4]根据项目1或2所述的导电材料，其中，在所述第1表面中，所述多个孔的每单位面积的个数是每0.01mm2为1个以上。通过按这样的条件设置所述孔，可提高化学种向晶体内部的插入性。[项目5]根据项目1～4中任一项所述的导电材料，其中，所述多个孔中的至少一部分为从所述第1表面贯通至所述第2表面的贯通孔。通过所述孔包含贯通孔，可在晶体整体中提高化学种向晶体内部的插入性。[项目6]根据项目1～5中任一项所述的导电材料，其中，导电率为100kS/cm以上。[项目7]根据项目1～6中任一项所述的导电材料，其中，导热率为800W/(m·K)以上。[项目8]根据项目1～7中任一项所述的导电材料，其中，在所述第1表面中，每单位面积的所述多个孔的总面积是每1cm2为0.1cm2以下。[项目9]根据项目1～8中任一项所述的导电材料，其中，所述多个孔的直径为lnm～500μm。[项目10]一种导电材料的制造方法，其中包括下述步骤，准备具有层状结构的石墨；在所述石墨中，以在该石墨的一个表面(a)中相对于每单位面积(1mm2)达到规定数以上的方式形成在所述表面(a)开口、且向所述石墨的层叠方向延伸的孔；将化学种插入形成有所述孔的所述石墨的层间。根据该制造方法，可高效率地得到本公开的导电材料。以下，参照附图对本公开进行更具体的说明。本公开并不限定于以下的实施方式。如图1所示，本实施方式的导电材料1在具有层状结构的石墨2的层间插入有化学种3。石墨2由石墨烯21的层叠体形成。在导电材料1中设有孔4。孔4在导电材料1的表面(A)开口，且向石墨2的层叠方向(换而言之，向石墨烯21的层叠方向)延伸。另外，在本申请说明书中，所谓层叠方向，意味着与石墨烯21进行扩展的二维方向交叉的方向，并不限定于相对于石墨烯21的法线方向。<本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种导电材料，其中含有：石墨，其包含层叠而成的多个层，具有位于所述多个层中的最表面的层的面向外部的表面即第1表面、和位于所述多个层中的与所述第1表面成相反侧的最表面的层的面向外部的表面即第2表面，金属氯化物，其位于所述多个层的各层之间；所述石墨具有多个孔，所述孔在所述第1表面开口，且贯通所述多个层中的至少一部分层而朝所述第2表面延伸；在所述第1表面中，所述多个孔的每单位面积的个数是每1mm2为1个以上。

【技术特征摘要】
2014.11.27 JP 2014-2398491.一种导电材料，其中含有：
石墨，其包含层叠而成的多个层，具有位于所述多个层中的最表面的
层的面向外部的表面即第1表面、和位于所述多个层中的与所述第1表面
成相反侧的最表面的层的面向外部的表面即第2表面，
金属氯化物，其位于所述多个层的各层之间；
所述石墨具有多个孔，所述孔在所述第1表面开口，且贯通所述多个
层中的至少一部分层而朝所述第2表面延伸；
在所述第1表面中，所述多个孔的每单位面积的个数是每1mm2为1
个以上。
2.根据权利要求1所述的导电材料，其中，
所述金属氯化物含有选自氯化铁、氯化铜、氯化镍、氯化铝、氯化锌、
氯化钴、氯化金、氯化铋中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的导电材料，其中，
在所述第1表面中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：忠政明彦，
申请(专利权)人：松下知识产权经营株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP