炭黑、导电性树脂组合物以及电极混合材料的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及炭黑、以及含有该炭黑的导电性树脂组合物和电极混合材料。 本申请基于2013年5月14日在日本申请的日本专利特愿2013-102327号、日本专利 特愿2013-102328号以及日本专利特愿2013-102329号主张优先权，将其内容引用于本文 中。
【背景技术】
[0002] 在作为电绝缘体的树脂材料等中，出于赋予其导电性的目的，广泛配混有炭黑。另 外，在电极材料、汽车用的导电性材料、半导体封装体等各种各样的领域中，广泛使用通过 将炭黑配混于作为电绝缘体的热塑性树脂中，从而赋予其导电性的导电性树脂组合物。为 了通过该导电性树脂组合物而获得具有优异导电性的导电性物品，炭黑的导电性很是重 要。另外，作为电池的电极材料，例如列举出如下的电极材料，即，具有集电体、以及在该集 电体上由包含复合金属氧化物、导电材料以及粘合剂用树脂的电极混合材料形成出的活性 物质层的电极材料。作为该导电材料，广泛应用有炭黑。为了获得优异的电池性能，炭黑的 优异的导电性赋予效果是重要的。 作为可获得优异导电性的炭黑，例如已知有以下所示的炭黑。 (i) 在将液状烃（原料油）在炉内在分子氧以及水蒸汽的存在下进行部分氧化反应而 在制造合成气的同时获得的、DBP吸油量为290~640cm3/100g的炭黑（例如，专利文献1~ 4)〇 (ii) 在将液状烃（原料油）在炉内在分子氧以及水蒸汽的存在下进行部分氧化反应而 制造合成气的同时获得的、DBP吸油量为400cm3/100g以上、且比表面积为1000m2/g以上的 炭黑（例如，专利文献5)。
[0003] 然而，具有高的DBP吸油量以及优异的导电性赋予效果的上述炭黑，在溶剂等分 散介质中的分散性差，难以在高分子材料等中均匀地进行赋予。另外，在导电性树脂组合物 中使用该炭黑时，则所制造的导电性物品的表面平滑性容易降低。另外，在电极混合材料中 使用该炭黑时，则容易发生内部短路等故障。 另一方面，作为比表面积小并且在分散介质中的分散性优异的炭黑，已知有乙炔黑等。 然而，在使用乙炔黑等的情况下，导电性赋予效果低，不易获得具有优异导电性的导电性材 料。另外，在导电性树脂组合物中使用乙炔黑等的情况下，在所制造的导电性物品中不易获 得高的机械强度。另外，在电极混合材料中使用乙炔黑等的情况下，不易获得充分的电池性 能。 现有技术文献 专利文献
[0004] 专利文献1 :日本专利特开昭60-60912号公报 专利文献2 :日本专利特开昭60-67564号公报 专利文献3 :日本专利特开昭60-88073号公报 专利文献4 :日本专利特开昭60-152569号公报 专利文献5 :日本专利特开昭60-197763号公报
【发明内容】
发明想要解决的课题
[0005] 本发明提供一种兼顾良好的分散性和导电性的炭黑。另外，本发明提供一种导电 性树脂组合物，其可制造兼具高机械强度以及优异的表面平滑性及导电性的导电性物品。 另外，本发明提供一种电极混合材料，其可制造不易发生内部短路等故障并且获得优异的 电池性能的电极材料。 用于解决问题的方案
[0006] 本发明的炭黑满足下述条件（1)~（3)。 (1)BET比表面积为350~650m2/g。 (2)DBP吸油量为 270 ~340cm3/100g。 (3) 通过JISK6217-6中记载的骨料粒径的测定方法而测定的、D90径（DJ相对于众 数直径（modediameter) (Dmcid)的比值D9Q/DmcidS1. 90 ~2. 20〇 本发明的导电性树脂组合物含有上述炭黑以及树脂。 本发明的电极混合材料含有上述炭黑、复合金属氧化物、以及粘合剂用树脂。 发明的效果
[0007] 本发明的炭黑可兼顾良好的分散性和导电性。另外，如果使用本发明的导电性树 脂组合物，那么可制造兼具高的机械强度以及优异的表面平滑性及导电性的导电性物品。 另外，如果使用本发明的电极混合材料，那么可制造不易发生内部短路等故障并且获得优 异的电池性能的电极材料。
【附图说明】
[0008] [图1]用于说明众数直径Φ_)和D90径（D9。）的求出方法的图。
【具体实施方式】
[0009] [炭黑] 本发明的炭黑满足下述条件（1)~（3)。满足下述条件（1)~（3)的炭黑兼顾在分散 介质中的良好的分散性和良好的导电性。另外，本发明的导电性树脂组合物由于含有该炭 黑，因而成为可制造兼具高的机械强度以及优异的表面平滑性及导电性的导电性物品的导 电性树脂组合物。另外，本发明的电极混合材料由于含有该炭黑，因而可制造获得优异的电 池性能的电极材料。 (1)BET比表面积为350~650m2/g。 (2)DBP吸油量为 270 ~340cm3/100g。 (3) 通过JISK6217-6中记载的骨料粒径的测定方法而测定的、D90径（DJ相对于众 数直径（DMd)的比值09。/1^为1. 90~2. 20。
[0010] 本发明的炭黑的BET比表面积为350~650m2/g，优选为350~550m2/g，更优选为 350~500m2/g。如果炭黑的BET比表面积为下限值以上，那么在添加时容易获得良好的导 电性。另外，在导电性树脂组合物中添加该炭黑时，则导电性树脂组合物的导电性变好，可 制造具有优异导电性的导电性物品。另外，可制造具有高的机械强度的导电性物品。另外， 在电极混合材料中添加该炭黑时，则获得优异的电池性能。如果炭黑的BET比表面积为上 限值以下，那么在添加时容易获得良好的分散性。另外，在导电性树脂组合物中添加该炭黑 时，则炭黑在树脂中的分散性变好，可制造具有优异的表面平滑性的导电性物品。另外，在 电极混合材料中添加该炭黑时，则炭黑在电极混合材料中的分散性变好，在电极材料中不 易发生内部短路等故障。 予以说明，炭黑的BET比表面积通过依照了ASTMD3037的方法而测定。
[0011] 本发明的炭黑是：由一次颗粒连接为葡萄串状而成的连锁体形成二次颗粒，由该 二次颗粒构成的粉末。由于在该葡萄串状连锁体的空隙部分等处吸收DBP(邻苯二甲酸二 正丁酯），因而DBP吸油量是炭黑所具有的重要指标值。 本发明的炭黑的DBP吸油量为270~340cm3/100g，优选为270~320cm3/100g，更优选 为285~315cm3/100g。如果炭黑的DBP吸油量为下限值以上，那么在添加时容易获得良好 的导电性。另外，在导电性树脂组合物中添加该炭黑时，则在树脂中炭黑高效地形成网络， 可制造具有优异导电性的导电性物品。如果炭黑的DBP吸油量为上限值以下，那么容易获 得具有良好的分散性的炭黑。另外，在导电性树脂组合物中添加该炭黑时，则在树脂中的分 散性变良好，可制造具有优异的表面平滑性的导电性物品。 予以说明，炭黑的DBP吸油量是：在依照ASTMD2414的条件下，以样品量9g测定的 值。
[0012] 另外，在本发明的炭黑方面，通过JISK6217-6中记载的骨料粒径的测定方法而测 定的、D90径（DJ相对于众数直径（D^J的比值D9Q/DMdS1. 90~2. 20,优选为2. 00~ 2. 20,更优选为2. 10~2. 20。如果前述比D9(]/DMd为下限值以上，那么获得分散性优异的导 电性树脂组合物。如果前述比D9(]/DMd为上限值以下，那么获得导电性优异的导电性树脂组 合物。另外，通过设为上述范围内，从而获得在具有分散性、导电性的基础上还具有高的机 械强度的导电性树脂组合物。另外，如果前述比D9(]/DMd是前述范围内，那么显现出稳定的 导电性能。 予以说明，D90径（D9。）是指：在将按体积基准求得的粒度分布的全部体积设为100% 的累积体积分布曲线中，成为90%的点的粒径、S卩、体积基准累积90%径。另外，众数直径 Φ_)是指：在粒度分布中出现频率最大的粒径、S卩、分布的极大值上的粒径。 比值成为表示粒度分布的宽度的指标。比值D%/Dm。/变大、即、粒度分布变得宽 广时，则在向树脂等中添加时容易获得良好的分散性能，但是导电性赋予效果降低。因此， 为了兼顾导电性能和分散性能，重要的是控制比值D9(]/DMd。
[0013] 本发明的炭黑的0_优选为0. 110~0. 140μm，更优选为0. 115~0. 135μm。如 果DMd是前述范围内，那么容易兼顾良好的分散性和导电性。另外，如果前述比值D9(]/DMd是 前述范围内，那么显现出稳定的导电性能。 本发明的炭黑的D9。优选为0. 230~0. 300μm，更优选为0. 250~0. 290μm。如果D9。 是前述范围内，那么容易兼顾良好的分散性和导电性。另外，容易获得导电性和表面平滑性 优异的导电性树脂组合物。
[0014] 在本发明中，从容易兼顾在分散介质中的良好的分散性和良好的导电性的观点考 虑，特别优选的是前述BET比表面积为350~550m2/g、DBP吸油量为270~320cm3/100g、 前述比值D9Q/DMdS1. 90~2. 20的炭黑。
[0015] 本发明的炭黑的平均一次粒径优选为30~55nm，更优选为35~50nm。如果炭黑 的平均一次粒径为下限值以上，那么向分散介质中的分散性变得更良好。如果炭黑的平均 一次粒径为上限值以下，那么在添加时容易获得良好的导电性。另外，容易获得良好的导电 性树脂组合物以及良好的导电性的电极混合材料。 予以说明，炭黑的平均一次粒径通过实施例中记载的方法而测定。
[0016] 本发明的炭黑的挥发成分优选为0.8%质量以下，更优选为0.5%质量以下。如果 炭黑的挥发成分为前述上限值以下，那么在添加时容易获得良好的导电性能。另外，容易获 得良好的导电性树脂组合物以及良好的导电性的电极混合材料。 予以说明，炭黑的挥发成分根据实施例中记载的方法而测定。
[0017] 本发明的炭黑的灰分优选为0.05%质量以下，更优选为0.03%质量以下。如果炭 黑的灰分为上限值以下，那么在添加时容易获得稳定的导电性能。另外，容易抑制树脂的强 度降低。另外，容易获得显现出稳定的导电性能的电极材料。 予以说明，炭黑的灰分通过依照ASTMD1506的方法而测定。
[0018] 本发明的炭黑的24M4DBP吸油量（将炭黑在165MPa压缩4次而得到的压缩吸油 值）优选为130~200cm3/100g，更优选为140~180cm3/100g。如果24M4DBP吸油量为下 限值以上，那么在添加时容易获得稳定的导电性能。另外，容易获得具有稳定的导电性能的 电极材料。如果24M4DBP吸油量为上限值以下，那么在添加时容易获得良好的分散性。另 外，容易获得具有良好的分散性的电极材料。 关于24M4DBP吸油量，在JIS