电池用碳黑、电极用导电性组合物、电池用电极及电池制造技术

提供一种电池用碳黑，其具有优良的分散性、电子传导性及抗氧化性。此外，还提供使用此电池用碳黑而制造的低粘度的电极用导电性组合物、使用此电极用导电性组合物而制造的低极板阻抗的电池用电极、及具有高能量密度、高输出特性、高周期特性的电池。BET比表面积为50～220m

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电池用碳黑、电极用导电性组合物、电池用电极及电池
本专利技术涉及电池用碳黑，以及使用此电池用碳黑的电极用导电性组合物、电池用电极及电池。
技术介绍
由于环境和能源问题日益严重，人们一直在积极开发技术，以实现减少对化石燃料依赖的低碳社会。这种技术开发的例子包括混合动力电动汽车和电动汽车等低污染车辆的开发，太阳能发电和风力发电等自然能源发电和蓄电系统的开发，电力的有效供给，开发下一代输电网络以减少电力传输损失等。这些技术共同需要的关键设备之一是电池，并且对于这种电池，需要高能量密度用于系统的小型化。此外，无论使用环境温度如何，都需要高输出特性以实现稳定的电力供应。此外，还需要能够耐受长期使用的良好周期特性等。因此，用具有更高能量密度，输出特性和周期特性的锂离子二次电池代替传统的铅酸电池，镍镉电池和镍氢电池正在迅速发展。近年来，需要进一步提高锂离子二次电池的能量密度。因此，需要降低电极复合材料中导电剂的含量。例如，在数字设备等消费类电池中，据说正极复合材料中导电剂的含量通常为2质量％以下，更优选为1质量％以下。由于这些原因，即使其添加量很小，作为导电剂的炭黑也需要具有充分的电子传导性。然而，碳黑具有这样的结构，其中作为其共同结构，接近球形的1次粒子连接到珠子，并且这种结构称为Structure。通常，1次粒子直径越小，相同质量的导电剂中存在的电接点越多，并且电子传导性得到改善。而且，Structure连接越长，没有接触阻抗的电子传导距离越大，因此电子传导性得到改善。另一方面，虽然具有小的1次粒子直径和长的Structure的碳黑具有优异的导电性，但是粒子之间的相互作用变大，因此难以分解并且容易聚集。因此，通常在制造电极时采用将活性物质、导电剂及粘着材料分散于水或有机溶剂中的电极用导电组合物涂布在金属箔的方法，然而，作为导电剂使用具有小的1次粒子直径和长的Structure的碳黑时，导电剂的凝聚物残留在电极用导电性组合物中，导致电极产生凹凸，并且电极用导电性组合物中的粘度太高而容易发生不能涂布等导电剂的分散缺陷。为了克服这样的问题，例如，专利文献1提出在硬化和稀释分散的两个阶段中进行捏合。然而，不能保证对于如上所述的具有小的1次粒子直径和长的Structure的碳黑必然会产生充分的效果。作为克服导电剂分散不良的手段，有添加聚乙烯吡咯烷酮型聚合物和非离子表面活性剂作为分散剂的方法(专利文献2)。然而，尽管专利文献2中描述的方法可以改善碳黑的分散缺陷，但是当含有所述分散剂的电极用作锂离子电池时，所述分散剂在4.45V以上的电压下经历氧化分解，存在电池容量降低的问题。另外，专利文献3提出、使碳黑的微晶粒径(La)处于的范围使其具有高导电性，但不具有充分的碳黑的分散性。【现有技术文献】【专利文献】【专利文献1】日本特开2012-59466号公报【专利文献2】WO2012/014616号公报【专利文献3】日本特表2015-509119号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题本专利技术考虑到上述问题和事实情，其目的在于提供一种分散性、电子传导性及抗氧化性优良的电池用碳黑。并且，以提供使用此碳黑而制造的低粘度电极用导电性组合物、进一步使用这些而制造的低阻抗的电池用电极、及具有卓越的高输出特性和优良的周期特性的电池为目的。用于解决问题的方案换句话说，解决上述课题的本专利技术由以下内容构成。(1)一种电池用碳黑，其特征在于，BET比表面积为50～220m2/g、且微晶粒径(La)为且根据热解吸气体分析法(测定温度50℃～1200℃)测得，每单位表面积的CO2离去分子数为8.0×1016～15×1016个/m2。(2)(1)所述的电池用碳黑，其特征在于，DBP吸油量为240～310ml/100g。(3)(1)或(2)所述的电池用碳黑，其特征在于，23℃的每单位表面积的局部电子自旋密度为8.0×1016个/m2以下。(4)(1)～(3)中任一项所述的电池用碳黑，其特征在于，所述电池用碳黑为乙炔黑。(5)一种电极用导电性组合物，其特征在于，包含活性物质、高分子粘着材料及(1)～(4)中任一项所述的电池用碳黑。(6)一种电池用电极，其特征在于，将(5)所述的电极用导电性组合物涂布于金属箔。(7)一种电池，其特征在于，将(6)所述的电池用电极作为正极或负极的至少一边而使用。本说明书中若无特别说明，符号“～”表示两端值“以上”及“以下”的范围。例如，“A～B”表示，A以上、B以下。专利技术的效果本专利技术人研究结果得出，电池用碳黑，其BET比表面积为50～220m2/g、且微晶粒径(La)为且根据热解吸气体分析法(测定温度50℃～1200℃)测得，每单位表面积的CO2离去分子数为8.0×1016～15×1016个/m2时，可兼具高分散性和高导电性。而且具有以下特征：使用所述电池用碳黑制造的电极用导电组合物可高效降低粘度；使用这些制造的电池用电极其极板阻抗低；电池具有卓越的高输出特性及优良的周期特性。附图说明图1为本专利技术的电池的模式图。具体实施方式以下详细说明本专利技术。本专利技术并不限于以下说明的实施方式。以下详细说明本专利技术的构成材料。<电池用碳黑>本专利技术的电池用碳黑，其特征在于，BET比表面积为50～220m2/g、且微晶粒径(La)为且根据热解吸气体分析法(测定温度50℃～1200℃)测得，每单位表面积的CO2离去分子数为8.0×1016～15×1016个/m2。本专利技术的电池用碳黑与通常的电池用导电剂的碳黑相同，选自乙炔黑、炉黑、槽法碳黑等。其中，更优选结晶性及纯度卓越的乙炔黑。本专利技术的电池用碳黑的BET比表面积为，作为吸附气体使用氮气，相对压力p/p0＝0.30±0.04的条件下用BET一点法测定的值。本专利技术的电池用碳黑的BET比表面积为50～220m2/g、更优选60～175m2/g、进一步优选60～150m2/g。通过使BET比表面积成为220m2/g以下，粒子间相互作用被抑制从而容易获得高分散性。并且，通过使BET比表面积成为50m2/g以上，同质量的电池用碳黑中会存在更多的电接点，从而易获得优良的电子传导性。进一步，通过时BET比表面积成为60～150m2/g，可兼具高分散性和高电子传导性。本专利技术的电池用碳黑的微晶粒径(La)是遵守JISR7651测定的值。La表示测定碳黑结晶层的α轴方向的微晶粒径值。本专利技术的电池用碳黑的微晶粒径(La)为优选为通过使微晶粒径(La)成为以下，粒子形状变得更圆，可抑制粒子间相互作用从而易获得高分散性。并且，通过使微晶粒径(La)成为以上，电子易在结晶层移动，而易获得优良的电子传导性。(每单位表面积的CO2离去分子数的定义)本专利技术的电池用碳黑的每单位表面积的CO2离去分子数(CO2M2[个/m2])定义为由式(1)得出的值，即每单位质量的CO2离去分子数(CO2M1[个/g])除以BET比表面积(αBET[m2/g])的值。CO2M2＝CO2M1/αBET(1)根据本专利技术的电池用碳黑的热解吸气体分析法(测定温度50℃～1200℃)得出的每单位质量的CO2离去分子数(CO2M1[个/g])，是电池用碳黑在真空下升温至50℃～1200℃时，用质谱仪测定离去的CO2气体的值。本专利技术的电池用碳黑根据热解吸气体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电池用碳黑，其特征在于，BET比表面积为50～220m

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.08.24 JP 2016-1632531.一种电池用碳黑，其特征在于，BET比表面积为50～220m2/g，微晶粒径(La)为根据热解吸气体分析法(测定温度50℃～1200℃)测得的每单位表面积的CO2离去分子数为8.0×1016～15.0×1016个/m2。2.权利要求1所述的电池用碳黑，其特征在于，DBP吸油量为240～310ml/100g。3.权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：永井达也，大角真一朗，池田大贵，伊藤哲哉，横田博，
申请(专利权)人：电化株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP