炭黑、导电性树脂组合物以及电极混合材料的制作方法_3

文档序号:9528925阅读:来源:国知局
异导电性的导电性树脂组合物。
[0043][其它成分] 作为其它成分,例如,为了提高耐热性、尺寸稳定性、刚性、韧性、耐冲击性或机械强度, 因而可配混云母、玻璃纤维、硅石、滑石、碳酸钙、氧化锌、硫酸钡、不锈钢、氧化铜、镍、氧化 镍或硅酸氧化锆等无机填充剂。另外,出于防止在热塑性树脂与炭黑的混炼时导致的劣化 或因时间经过而导致的劣化,改良成型性的目的,也可配混成型助剂或加工助剂。具体而 言,列举出公知的酚系抗氧化剂以及磷系抗氧化剂、金属皂、以及脂肪酸酰胺衍生物等增滑 剂。另外,也可根据用途而使用公知的阻燃剂、增塑剂等。
[0044] 本发明的导电性树脂组合物含有其它成分的情况下,本发明的导电性树脂组合物 (100%质量)中的其它成分的比例优选为0. 1~40. 0%质量,更优选为1. 0~30. 0%质量。
[0045] 本发明的导电性树脂组合物的调制方法没有特别限定,例如列举出:利用公知方 法将树脂、炭黑、以及根据需要而使用的其它成分进行混合、混炼的方法。 关于本发明的导电性树脂组合物,例如,也可通过将各成分熔融混炼而制成颗粒状混 合物。将本发明的导电性树脂组合物制成颗粒状混合物的方法没有特别限制,可采用使用 公知的装置或设备的方法。例如列举出:将各成分供给于混炼机而熔融混炼,从口模挤出, 使用造粒机等进行造粒(pelletization)的方法。
[0046] 关于本发明的导电性树脂组合物的各成分,例如,也可在利用转鼓式混合机或亨 舍尔混合机等预备混合机进行了均匀混合之后进行混炼。另外,也可使用定量给料器或容 量给料器等将特定成分分别地供给于混炼机而混炼。 作为混炼机,例如列举出:带有通风口的单螺杆挤出机、异向双螺杆挤出机、同向双螺 杆挤出机、超级混合机(supermixer)、班伯里密炼机、捏合机、转鼓(tumbler)以及单螺杆 混炼挤出机(ko-kneader)等。 在本发明中,由于炭黑的分散性良好,因而即使利用公知的混炼方法,也可容易调制在 树脂中良好地分散了炭黑的导电性树脂组合物。
[0047] 使用本发明的导电性树脂组合物而制造导电性物品的方法没有特别限定,例如, 可根据用途而适当选择注射成型或挤出成型等。 本发明的导电性树脂组合物的用途没有特别限定,例如列举出汽车用的导电性材料、 半导体封装体以及电力电缆等。
[0048][电极混合材料] 本发明的电极混合材料,例如是用于形成非水系电池的电极材料的电极混合材料,其 含有本发明的炭黑、复合金属氧化物、以及粘合剂用树脂。
[0049] 关于本发明的电极混合材料(100%质量)中的炭黑的比例,优选为0.05~15% 质量,更优选为〇. 5~12%质量,进一步优选为1~10%质量,特别优选为1. 5~8%质量。 如果前述炭黑的比例为下限值以上,那么容易获得稳定的电池性能。如果前述炭黑的比例 为上限值以下,那么容易获得稳定的电池性能。另外,通过减少炭黑的比例,从而可增加电 极材料中的复合金属氧化物的比例,容易兼顾能量密度的提高与稳定的电池性能。
[0050] 作为复合金属氧化物,没有特别限定,可使用通常用作电极活性物质的复合金属 氧化物。 作为复合金属氧化物,例如,列举出由LixM02(其中,Μ表示1种以上的过渡金属, 0.05彡X彡1.10。)表示的锂过渡金属复合氧化物。作为Μ,优选为选自由Mn、Co或Ni组 成的组中的至少1种。 作为锂过渡金属复合氧化物的具体例子,例如列举出LiC〇02、LiNi02、LiMn02、LiMn204、Li2Mn03、LiMn1/2Ni1/202以及LiNi1/3Co1/3Mn1/302等。
[0051] 另外,作为复合金属氧化物,例如可使用LiFeP04、LiFeP207、LiMnP04、LiCoP04、 LiNiP04、Li2FeSi04、Li2MnSi04、Li2NiSi04以及Li2(:(^04等橄榄石型金属锂盐。 本发明的电极混合材料中含有的复合金属氧化物可以是1种,也可以是2种以上。
[0052] 关于本发明的电极混合材料(100%质量)中的复合金属氧化物的比例,优选为 70~99. 9%质量,更优选为76~99%质量。如果前述复合金属氧化物的比例为下限值以 上,那么容易获得稳定的电池性能。如果前述复合金属氧化物的比例为上限值以下,那么容 易获得稳定的电池性能。
[0053][粘合剂用树脂] 粘合剂用树脂没有特别限定,可使用在电极材料中通常使用的粘合剂用树脂。 作为粘合剂用树脂的具体例子,例如列举出聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯等氟系树脂,苯 乙烯?丁二烯橡胶、异戊二烯橡胶以及丁二烯橡胶等具有不饱和键的聚合物等。 本发明的电极混合材料中含有的粘合剂用树脂可以是1种,也可以是2种以上。
[0054] 关于本发明的电极混合材料(100%质量)中的粘合剂用树脂的比例,优选为 0. 05~15%质量,更优选为0. 5~12%质量。如果前述粘合剂用树脂的比例为下限值以 上,那么容易获得稳定的电池性能。如果前述粘合剂用树脂的比例为上限值以下,那么容易 获得稳定的电池性能。
[0055][其它成分] 本发明的电极混合材料中,也可根据需要而进一步含有除了炭黑、复合金属氧化物以 及粘合剂用树脂以外的其它成分。 作为其它成分,例如列举出表面活性剂等。
[0056] 本发明的电极混合材料含有其它成分的情况下,本发明的电极混合材料(100%质 量)中的其它成分的比例优选为0.05~15%质量,更优选为0.5~12%质量。
[0057] 作为使用本发明的电极混合材料而制造电极材料的方法,没有特别限定,例如列 举出:将通过将电极混合材料溶解于或分散于溶剂中而成的浆料涂布于集电体上之后使溶 剂挥发的方法,以及将通过将电极混合材料的各成分混炼而得到的混炼物涂布于集电体上 的方法等。
[0058] 作为集电体,可使用通常用作电极材料的集电体的物体,例如列举出由铝以及以 铝为主要成分的合金等形成的金属箱等。
[0059] 作为溶剂,可使用在电极材料的制造中通常使用的溶剂,例如列举出:烷基醇类 (甲醇、乙醇以及丙醇等)、烷基酮类(丙酮以及甲乙酮等)、醚类(四氢呋喃、二噁烷以及二 甘醇二甲醚等)、以及酰胺类(二乙基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮以及二 甲基咪唑烷酮等)等。 实施例
[0060] 以下,通过实施例而详细说明本发明,但本发明不受以下的记载的限定。
[测定方法] (炭黑的DPB吸油量) 关于炭黑的DPB吸油量,在依照ASTMD2414的条件下,以样品量9g进行了测定。
[0061](炭黑的BET比表面积) 炭黑的BET比表面积在依照ASTMD3037的条件下进行了测定。
[0062](炭黑的比值Dgo/D^J 关于炭黑的比值根据利用JISK6217-6中记载的骨料粒径的测定方法而测定 出的结果而算出。 具体而言,向添加了 3滴表面活性剂(SIGMACHEMICAL公司制"NONIDETP-40")的20 容量%乙醇水溶液中,加入精密秤量出的炭黑,调制出炭黑浓度为0. 01 %质量的试样液。使 用超声波洗涤机(ULTRASONICSTIRRINGBATH:LAKOMANUFACTURINGC0.制)将该试样液进 行20分钟分散处理,获得了炭黑浆料。向离心沉降式的粒度分布测定装置(BROOKHAVEN INSTRUMENTS公司制 "BI-DCPPARTICLSIZER")中注入自旋液(只匕° >液)(纯水)10mL, 进一步注入缓冲液(20容量%乙醇水溶液)lmL。其后,注入前述炭黑浆料lmL,以转速 lOOOOrpm进行离心沉降,以真比重1. 78计算了斯托克斯当量直径。制作出图1所示那样的 相对于斯托克斯当量直径而言相对发生频度的直方图。 从直方图的峰A平行于Y轴引出直线B,将其与直方图的X轴的交点设为C。此时的C处的斯托克斯直径成为众数直径(DMd)。另外,在该直方图中,从累积量成为90%的点D起 平行于Y轴引出直线E,将其与直方图的X轴的交点设为F。此时的F处的斯托克斯直径成 为D90 径(DJ。
[0063](炭黑的平均一次粒径) 炭黑的平均一次粒径通过使用透射型电子显微镜而求出。具体而言,利用150kHz、 0. 4kW的超声波分散机,以10分钟将炭黑试样分散于氯仿中而制成分散试样,将其撒在碳 增强的支撑膜上而固定。用透射型电子显微镜对其进行拍摄,从放大为50000~200000倍 的图像中使用Endter的装置随机地测定1000个以上的炭黑的粒径,将其平均值设为平均 一次粒径。
[0064](炭黑的挥发成分) 首先,将磁性坩埚(直径15mm、高度30mm、容量10mL)以及小坩埚盖(落tL蓋)在 950±20°C空烧了 30分钟,然后在干燥器中冷却至室温(25°C),将该磁性坩埚以及小锅 盖的质量(MA)准确地称量至O.lmg单位。接着,将炭黑2g塞入于磁性坩埚中的不超过盖 子下方2mm的程度,压上小坩埚盖,将其质量(MB)准确地称量至0.lmg单位。其后,利用 950±20°C的电炉进行7分钟加热,在干燥器中冷却至室温(25°C),再一次将质量(Mc)准 确地称量至0.lmg单位,利用以下的式子算出了炭黑的挥发成分。 挥发成分(%质量)=(mb-mcV(mb-ma)
[0065](炭黑的灰分) 炭黑的灰分在依照ASTMD1506的条件下进行了测定。
[0066](炭黑的24M4DBP吸油量) 在JISK6217-4中记载的条件下,使用样品量20g实施了测定。
[0067](炭黑的CTAB吸附比表面积) 在JISK6217-3中记载的条件下实施了测定。
[0068](炭黑的碘吸附量) 通过JISK6217-1中记载的方法而实施了测定。
[0069](炭黑的pH测定法) 将炭黑lg±〇. 〇lg准确地称量至0. 〇lg放入于20mL烧杯中。其后,加入lmL的乙醇和 预先沸腾了的蒸馏水10mL,制成炭黑的分散液,用表面皿盖住,在25°C的恒温室冷却60分 钟。确认分散液变为25 °C,使用由pH标准液4、7、9校正的pH计,读取测定开始起1分钟后 的指示值。
[0070][炭黑的性能评价] (炭黑的浆料粘度) 使用行星旋转球磨机(株式会社伊藤制作所制),在混炼温度25°C、转速300rpm的条 件下,依次加入炭黑以及N-甲基-2-吡咯烷酮,混炼10分钟,从而获得了炭黑浓度为5% 质量的衆料。接着,对于该衆料,使用旋转式粘度计(PhysicaMCR301、AntonParr制),在 25°C、剪切速度1/13/秒、5分钟的条件下测定出粘度。
[0071](炭黑的分散性能) 使用行星旋转球磨机(株式会社伊藤制作所制
当前第3页1 2 3 4 5 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1