导电性底涂剂制造技术

本发明专利技术涉及一种导电性底涂剂，其含有导电性碳材料、粘合剂和溶剂，所述导电性碳材料是平均厚度为10nm～200nm且比表面积为10m2/g～40m2/g的薄片化石墨。/g的薄片化石墨。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】导电性底涂剂


[0001]本专利技术涉及在二次电池的电极的集电体等中使用的导电性底涂剂、使用该导电性底涂剂的电池用集电体、正极、负极及二次电池。

技术介绍

[0002]锂离子二次电池等非水电解质二次电池小型且轻量，且能量密度高，而且能够反复充放电，作为便携用电脑、手持摄像机、信息终端等便携电子设备的电源被广泛使用。另外，从环境问题的观点考虑，正在进行使用非水电解质二次电池的电动汽车以及一部分动力利用电力的混合动力车的实用化。非水电解质二次电池要求进一步的高输出化、高容量化、高寿命化。
[0003]在非水电解质二次电池中，使用在金属箔集电体上形成有包含正极活性物质、导电助剂、粘合剂的正极合剂层的正极、以及在金属箔集电体上形成有包含负极活性物质、导电助剂、粘合剂的负极合剂层的负极。开发了在金属箔和正极合剂层之间、或者在金属箔和负极合剂层之间设置含有导电性碳材料的底涂层的非水电解质二次电池(例如，参照专利文献1～5)。通过在金属箔集电体上设置导电性的底涂层，金属箔与电极合剂层的密合性、导电性、金属箔的腐蚀等得到改良，金属箔与电极合剂层的内部电阻降低，充放电循环特性和高速充放电特性提高，但为了普及非水电解质二次电池，需要进一步提高充放电循环特性和高速充放电特性。
[0004]作为导电性底涂层中使用的导电性碳材料，可举出：乙炔黑、炭黑、石油焦、石墨、碳纳米纤维和碳纳米管等(例如，参照专利文献1～5)。现有技术文献
[0005]专利文献专利文献1：日本特开昭63
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121265号公报专利文献2：日本特开平07
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201362号公报专利文献3：日本特开平10
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144298号公报专利文献4：日本特开2013
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229187号公报专利文献5：日本特开2017
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174809号公报

技术实现思路

专利技术要解决的课题
[0006]但是，在以往的底涂层中，金属箔与电极合剂层的内部电阻的降低不能说充分。因此，本专利技术的目的在于，提供一种导电性底涂剂，其能够形成对降低构成集电体的金属箔和电极合剂层的内部电阻有效的导电性底涂层。解决课题的手段
[0007]本专利技术人等对上述课题进行了深入研究，结果发现，作为导电性碳材料，通过使用厚度和比表面积为特定范围的薄片化石墨，能够解决上述课题，从而完成了本专利技术。
即，本专利技术是导电性底涂剂，其含有导电性碳材料、粘合剂和溶剂，导电性碳材料是平均厚度为10nm～200nm且比表面积为10m2/g～40m2/g的薄片化石墨。专利技术效果
[0008]通过使用本专利技术的导电性底涂剂，得到了非水电解质二次电池，其改良了金属箔与电极合剂层之间的密合性、导电性、金属箔的腐蚀等，充放电循环特性、特别是高电压下的充放电循环特性、过放电/过充电耐性、高速充放电特性优异。
附图说明
图1是实施例的腐蚀评价中腐蚀少的Al箔的显微镜照片的一例。图2是实施例的腐蚀评价中有腐蚀的Al箔的显微镜照片的一例。图3是实施例的腐蚀评价中腐蚀多的Al箔的显微镜照片的一例。
具体实施方式
[0010][薄片化石墨]本专利技术的导电性底涂剂的特征在于，使用平均厚度为10nm～200nm且比表面积为10m2/g～40m2/g的薄片化石墨作为导电性碳材料。薄片化石墨是指石墨类被薄片化的物质，具有层叠了1层～数千层的石墨单位层的层状结构的物质。石墨类是具有含碳的单位层的层状化合物。作为石墨类，除了石墨以外，还包括使石墨的层间膨胀的膨胀化石墨、用氧化剂氧化石墨而成的氧化石墨。
[0011]用于本专利技术的薄片化石墨的平均厚度为10nm～200nm。当平均厚度薄于10nm和厚于200nm时，底涂层中的分散性有时降低。薄片化石墨的平均厚度优选为11nm～100nm，更优选为12nm～70nm，最优选为13nm～50nm。
[0012]本专利技术中，所谓薄片化石墨的厚度，是指与薄片化石墨的层叠面垂直的方向的厚度，所谓平均厚度，是指任意的30个以上的薄片化石墨的厚度的平均值。薄片化石墨的厚度例如可以使用通过扫描型电子显微镜拍摄薄片化石墨而得的SEM图像来测定。予以说明，由1层单位层构成的薄片化石墨被称为石墨烯，厚度理论上约为0.335nm。
[0013]用于本专利技术的薄片化石墨的比表面积为10m2/g～40m2/g。本专利技术中，薄片化石墨的比表面积是基于BET法的测定值，根据JIS Z8830(通过气体吸附的粉体(固体)的比表面积测定方法)进行测定。当薄片化石墨的比表面积小于10m2/g和大于40m2/g时，底涂层中的分散性有时降低。薄片化石墨的比表面积优选为12m2/g～30m2/g，更优选为15m2/g～20m2/g。
[0014]从进一步提高底涂层中的分散性的观点考虑，本专利技术中使用的薄片化石墨的体积密度优选为0.05g/cm3～0.3g/cm3。本专利技术中，根据JIS K1469(电池用乙炔黑)测定薄片化石墨的体积密度。薄片化石墨的体积密度更优选为0.055g/cm3～0.25g/cm3，更优选为0.06g/cm3～0.20g/cm3。
[0015]在本专利技术中使用的薄片化石墨的碳/氧的元素摩尔比(以下称为C/O比)高的情况下，使用本专利技术电极的电池的循环特性有时会降低。因此，本专利技术中使用的薄片化石墨的C/O比优选为100/0～95/5，更优选为100/0～97/3。C/O比可以由使用可分析氧的CHN分析装置的分析结果来计算。由于薄片化容易，所以有时使用膨胀化石墨或氧化石墨作为薄片化石墨原料，但膨胀化石墨或氧化石墨与天然石墨或人造石墨相比，C/O比高，因此在使用以膨
胀化石墨或氧化石墨为原料的薄片化石墨时，为了降低C/O比，优选进行了还原处理之后使用。作为还原处理的方法，可举出：在减压下或还原性气氛下加热的热还原法、用还原性物质还原的化学还原法等。
[0016]在本专利技术中使用的薄片化石墨的铁含量高的情况下，使用本专利技术电极的电池的循环特性有时降低。因此，本专利技术中使用的薄片化石墨中所含的铁的含量优选小于30质量ppm，更优选小于20质量ppm。在薄片化石墨中，由于以天然石墨等为原料时的来源于原料的铁分、人造石墨的石墨化工序中的铁分的混入、以及薄片化工序中的铁分的混入等，有时在薄片化石墨中含有铁分。在薄片化石墨的铁含量高的情况下，优选通过使用含有磷酸、盐酸等酸、螯合剂、表面活性剂等的水溶液进行清洗等来降低铁含量后使用。予以说明，为了降低薄片化石墨中所含的铁的含量需要大量的劳力，因此本专利技术中使用的薄片化石墨中所含的铁的含量优选为1质量ppm以上且小于30质量ppm。
[0017]对石墨类进行薄片化的方法没有特别限定，可以通过公知的装置对石墨类实施剪切力、超声波振动、空化、微波等进行薄片化，进行薄片化至平均厚度、比表面积及体积密度在本专利技术的薄片化石墨的范围即可。作为用于使石墨类薄片化的装置，可举出：砂磨机、磨碎机、珠磨机等介质搅拌磨；旋转磨、振动磨、行星磨等以球或杆为介质的容器驱动型磨本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.导电性底涂剂，其含有导电性碳材料、粘合剂和溶剂，所述导电性碳材料是平均厚度为10nm～200nm且比表面积为10m2/g～40m2/g的薄片化石墨。2.权利要求1所述的导电性底涂剂，其中，所述薄片化石墨的体积密度为0.05g/cm3～0.30g/cm3。3.权利要求1或2所述的导电性底涂剂，其中，所述薄片化石墨的铁含量小于30质量ppm。4.权利要求1～3任一项所述的导电性底涂剂，其中，所述薄片化石墨的碳/氧的元素摩尔比即C/O比为100/0～95/5。5.权利要求1～4任一项所述的导电性底涂剂，其中，所述粘合剂含有选自聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯、聚丙烯酸、苯乙烯
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丁二烯橡胶、纤维素纳米纤维和羧甲基纤维素中的至少1种。6.权利要求1～5任一项所述的导...

【专利技术属性】
技术研发人员：搅上健二，谷内亮，町田亮，青山洋平，矢野亨，
申请(专利权)人：株式会社ADEKA，
类型：发明
国别省市：