炭黑、浆料及锂离子二次电池制造技术

炭黑，其比表面积为150m2/g以上400m2/g以下、盐酸吸液量为30mL/5g以上、且在制成以N

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】炭黑、浆料及锂离子二次电池


[0001]本专利技术涉及炭黑、浆料及锂离子二次电池。

技术介绍

[0002]锂离子二次电池作为智能手机、平板型电脑等小型电子设备的电源被广泛使用。锂离子二次电池一般具备电极、隔膜、电解液而构成。对于电极而言，其通过将使活性物质、导电剂、粘合剂等分散在分散介质中而得的复合材料浆料涂布于集电体用金属板上并进行干燥而形成复合材料层来制造。
[0003]针对导电剂，例如使用炭黑(例如，专利文献1)。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1：日本特开2014
‑
193986号公报

技术实现思路

[0007]专利技术所要解决的课题
[0008]本专利技术的目的在于提供对具有优异的放电率特性及循环特性的锂离子二次电池的制造有用的炭黑。本专利技术的目的还在于提供对锂离子二次电池的电极形成有用的浆料。此外，本专利技术的目的还在于提供具有优异的放电率特性及循环特性的锂离子二次电池。
[0009]用于解决课题的手段
[0010]本申请的专利技术人为解决上述课题而进行了深入研究，结果发现，通过使用具有高比表面积及盐酸吸液量、且浆料粘度低的炭黑来形成电极，可形成具有优异的放电率特性及循环特性的锂离子二次电池。
[0011]即，解决上述课题的本专利技术如下所示。
[0012](1)炭黑，其比表面积为150m2/g以上400m2/g以下、盐酸吸液量为30mL/5g以上、且在制成以N
‑
甲基
‑2‑
吡咯烷酮为分散介质的3质量％的浆料时，在25℃、剪切速度10s
‑1条件下的浆料粘度成为200mPa
·
s以上1200mPa
·
s以下。
[0013](2)如(1)中记载的炭黑，其中，炭黑的DBP吸收量为200mL/100g以上350mL/100g以下。
[0014](3)如(1)或(2)中记载的炭黑，其中，炭黑的灰分为0.02质量％以下。
[0015](4)如(1)～(3)中任一项记载的炭黑，其中，铁的含量小于2000质量ppb。
[0016](5)浆料，其包含(1)～(4)中任一项记载的炭黑、和分散介质。
[0017](6)如(5)中记载的浆料，其中，浆料在25℃、剪切速度10s
‑1条件下的粘度为200mPa
·
s以上1200mPa
·
s以下。
[0018](7)锂离子二次电池，其具备正极和负极和隔膜，前述正极及前述负极中的至少一者含有(1)～(4)中任一项记载的炭黑。
[0019]专利技术的效果
[0020]根据本专利技术，可提供对具有优异的放电率特性及循环特性的锂离子二次电池的制造有用的炭黑。另外，根据本专利技术，可提供对锂离子二次电池的电极形成有用的浆料。此外，根据本专利技术，可提供具有优异的放电率特性及循环特性的锂离子二次电池。
具体实施方式
[0021]以下，对本专利技术的优选实施方式进行详细说明。需要说明的是，本专利技术不限定于以下说明的实施方式。需要说明的是，本说明书中，只要没有特别说明，使用“～”表示的数值范围是指左侧的数值“以上”且右侧的数值“以下”的范围。例如，“A～B”是指A以上B以下。
[0022]＜炭黑＞
[0023]本实施方式的炭黑具有150m2/g以上400m2/g以下的比表面积。该比表面积比以往作为锂离子二次电池的导电剂所使用的炭黑的比表面积高。具有这样的高比表面积的炭黑的导电性赋予能力因在基质中的渗流效应(percolation effect)而变高，因此作为导电剂是有效的。
[0024]需要说明的是，比表面积根据JIS K6217
‑
2：2017的A法流通法(热导率测定法)测定。
[0025]若炭黑的比表面积小于150m2/g，则在复合材料层中与活性物质的接触点变少，有时不能发挥充分的导电性。从更加提高导电性赋予能力的观点考虑，炭黑的比表面积优选为160m2/g以上、更优选为180m2/g以上、进一步优选为200m2/g以上。即，炭黑的比表面积例如可以为150～400m2/g、160～400m2/g、180～400m2/g或200～400m2/g。另外，若炭黑的比表面积超过400m2/g，则在浆料中的分散明显变得困难，在电极内局部地出现导电性变差的部分，有时电池特性降低。炭黑的比表面积能够通过一次粒子的小粒径化、中空化、粒子表面的多孔质化等来提高。
[0026]本实施方式的炭黑的盐酸吸液量为30mL/5g以上。盐酸吸液量是在炭黑的粒子表面、结构及附聚物(结构的二次聚集)所形成的空隙所能保持的盐酸量，是评价结构及附聚物的发展程度的指标。这里，所谓炭黑的结构是指一次粒子连结而成的构造。炭黑的结构随着一次粒子的小粒径化而以复杂交织的形状发展。盐酸吸液量能够按照JIS K1469：2003来测定。具体而言，向装入三角烧瓶的炭黑5g少量少量地添加盐酸并进行振动混合，对成为一个团块状为止所需的盐酸的量进行测定来求出。
[0027]另外，本实施方式的炭黑的浆料粘度为200mPa
·
s以上1200mPa
·
s以下。需要说明的是，本说明书中，炭黑的浆料粘度表示以N
‑
甲基
‑2‑
吡咯烷酮为分散介质将炭黑以3质量％分散而得的浆料的粘度。更具体而言，将炭黑3质量％、和作为分散介质的N
‑
甲基
‑2‑
吡咯烷酮97质量％用自转公转式混合机(Thinky公司制“Thinky Mixer ARV
‑
310(日文：
あわとり
練太郎ARV
‑
310”)以转速2000rpm混炼30分钟而得到浆料，针对该浆料在25℃条件下的粘度，使用粘弹性测定机(AntonPaar公司制“MCR102”、使用角度3
°
的锥板，间隙1mm)使剪切速度从0.01s
‑1变化至100s
‑1来测定，求出剪切速度10s
‑1条件下的粘度。将由此测定到的25℃、剪切速度10s
‑1条件下的粘度作为炭黑的浆料粘度。
[0028]本申请的专利技术人为解决上述课题而进行了深入研究，结果发现，在将具有高比表面积的炭黑用于锂离子二次电池的电极形成的情况下，盐酸吸液量及浆料粘度大幅影响所得锂离子二次电池的放电率特性及循环特性。即，本实施方式中，通过使炭黑的比表面积、
盐酸吸液量及浆料粘度在上述范围内，可实现放电率特性及循环特性优异的锂二次电池。
[0029]对于炭黑而言，其结构及附聚物的发展程度根据合成时的热历史(例如，由燃料油的热分解及燃烧反应、原料的热分解及燃烧反应、由冷却用介质导致的骤冷及反应停止等引起的热历史)、一次粒子的碰撞频率的不同等而大幅不同。另外，在将炭黑用作导电剂的情况下，炭黑的结构影响导电性及本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.炭黑，其比表面积为150m2/g以上400m2/g以下、盐酸吸液量为30mL/5g以上、且在制成以N
‑
甲基
‑2‑
吡咯烷酮为分散介质的3质量％的浆料时，在25℃、剪切速度10s
‑1条件下的浆料粘度成为200mPa
·
s以上1200mPa
·
s以下。2.如权利要求1所述的炭黑，其中，所述炭黑的DBP吸收量为200mL/100g以上350mL/100g以下。3.如权利要求1或2所述的炭...

【专利技术属性】
技术研发人员：原田祐作，古贺祐司，
申请(专利权)人：电化株式会社，
类型：发明
国别省市：