粒状炭黑及其制备方法、电极和二次电池与流程

本发明涉及炭黑材料，尤其是涉及一种粒状炭黑及其制备方法、电极和二次电池。

背景技术：

1、大多数涉及炭黑的工艺应用都要求将其造粒，传统上造粒工艺包括给炭黑粉添加水或者粘结剂进行制粒、干燥。目前，现有炭黑造粒工艺仅添加水对炭黑粉进行造粒，得到的粒状炭黑的强度相对较低，会导致在后续运输或使用过程中的粉化现象。同时，现有的炭黑造粒工艺，在仅添加水的造粒过程中，搅拌均匀性差，会造成造粒后的颗粒尺寸波动较大，堆积密度相对于炭黑粉提高有限。

2、另外，采用添加剂对炭黑粉进行造粒，虽然可提高颗粒强度，但会引入杂质，且会因团聚颗粒偏析而导致分散不良。

3、有鉴于此，特提出本发明。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供粒状炭黑及其制备方法、电极和二次电池，以解决现有技术中存在粒状炭黑粉化、堆积密度低、分散性差等技术问题。

2、为了实现本发明的上述目的，本发明一方面提供了粒状炭黑，所述粒状炭黑的粒径分布范围如下：

3、粒径＜0.125mm的粒状成分的占比≤2wt％，粒径为0.125～0.85mm的粒状成分的占比为18wt％～60wt％，粒径＞0.85mm的粒状成分的占比为40wt％～80wt％；

4、所述粒状炭黑的二次粒径d50为2.0～3.51μm。

5、在本发明的具体实施方式中，所述粒状炭黑的视比容为3.2～3.4ml/g。

6、在本发明的具体实施方式中，所述粒状炭黑的dbp吸油值为x1，造粒得到所述粒状炭黑的粉体炭黑的dbp吸油值为x2，x1和x2满足：(x2-x1)/x2为14.3％～26.5％。

7、在本发明的具体实施方式中，所述粒状炭黑的二次粒径d50为y1，造粒得到所述粒状炭黑的粉体炭黑的二次粒径d50为y2，y1和y2满足：(y2-y1)/y2为60.2％～77.3％。

8、在本发明的具体实施方式中，所述粒状炭黑的粒子强度≤5.3gf/个，如4.6～5.3gf/个。

9、在本发明的具体实施方式中，所述粒状炭黑的原料为乙炔炭黑。

10、本发明另一方面提供了上述任意一种所述粒状炭黑的制备方法，包括如下步骤：采用水对粉体炭黑进行润湿后，进行湿法造粒和干燥；

11、所述湿法造粒中，先采用2200～2800r/min搅拌速度搅拌处理15～25min，再采用1200～1800r/min搅拌速度搅拌处理2～8min；

12、所述粉体炭黑与所述水的质量比为1：(2～2.5)。

13、在本发明的具体实施方式中，所述润湿中，采用1000～1400r/min的搅拌速度进行预搅拌处理。进一步地，所述预搅拌处理的时间为1～5min。

14、在本发明的具体实施方式中，所述水的温度≥60℃。

15、在本发明的具体实施方式中，所述粉体炭黑为乙炔炭黑。

16、本发明另一方面提供了一种电极，包括上述任意一种所述的粒状炭黑。

17、本发明另一方面提供了一种二次电池，包括正极、负极、电解质以及隔离膜；所述正极和所述负极中的至少一个为上述任意一种所述的电极。

18、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

19、(1)本发明的粒状炭黑，具有适宜的粒径分布，不仅减少了粉化现象，还能够显著提高堆积密度和分散性；

20、(2)本发明的粒状炭黑的制备方法操作简单，不引入额外添加剂，不会造成颗粒偏析和污染，进一步保证粒状炭黑的分散性。

技术特征：

1.粒状炭黑，其特征在于，所述粒状炭黑的粒径分布范围如下：

2.根据权利要求1所述的粒状炭黑，其特征在于，所述粒状炭黑的视比容为3.2～3.4ml/g。

3.根据权利要求1所述的粒状炭黑，其特征在于，所述粒状炭黑的dbp吸油值为x1，造粒得到所述粒状炭黑的粉体炭黑的dbp吸油值为x2，x1和x2满足：(x2-x1)/x2为14.3％～26.5％。

4.根据权利要求1所述的粒状炭黑，其特征在于，所述粒状炭黑的二次粒径d50为y1，造粒得到所述粒状炭黑的粉体炭黑的二次粒径d50为y2，y1和y2满足：(y2-y1)/y1为60.2％～77.3％。

5.根据权利要求1所述的粒状炭黑，其特征在于，所述粒状炭黑的粒子强度≤5.3gf/个；

6.权利要求1～5任一项所述的粒状炭黑的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：采用水对粉体炭黑进行润湿后，进行湿法造粒和干燥；

7.根据权利要求6所述的粒状炭黑的制备方法，其特征在于，所述润湿中，采用1000～1400r/min的搅拌速度进行预搅拌处理；

8.根据权利要求6所述的粒状炭黑的制备方法，其特征在于，所述水的温度≥60℃；

9.一种电极，其特征在于，包括权利要求1～5任一项所述的粒状炭黑或权利要求6～8任一项所述的制备方法制得的粒状炭黑。

10.一种二次电池，其特征在于，包括正极、负极、电解质以及隔离膜；所述正极和所述负极中的至少一个为权利要求9所述的电极。

技术总结
本发明涉及炭黑材料技术领域，尤其是涉及一种粒状炭黑及其制备方法、电极和二次电池。粒状炭黑，所述粒状炭黑的粒径分布范围如下：粒径＜0.125mm的粒状成分的占比≤2wt％，粒径为0.125～0.85mm的粒状成分的占比为18wt％～60wt％，粒径＞0.85mm的粒状成分的占比为40wt％～80wt％；所述粒状炭黑的二次粒径D50为2.0～3.51μm。本发明的粒状炭黑，具有适宜的粒径分布，不仅减少了粉化现象，还能够显著提高堆积密度和分散性，有助于充分发挥导电性能等。

技术研发人员：刘轶,郭宁,杨宁宁,索荣,刘新生,贾水利,朱立才,蒋志行
受保护的技术使用者：焦作市和兴化学工业有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/27