炭黑、炭黑的制造方法、电极用组合物、电极及二次电池与流程

1.本发明涉及炭黑及其制造方法，以及包含炭黑的电极用组合物、电极及二次电池。


背景技术：

2.一直以来，利用炭黑作为导电材料等，并且对具备各种特性值的炭黑的开发进行了研究(例如，专利文献1)。
3.另外，专利文献2中记载了利用特定的制造方法制造高纯度的炉黑的方法。
4.现有技术文献
5.专利文献
6.专利文献1：日本特开2009-035598号公报
7.专利文献2：日本特开2002-105355号公报


技术实现要素：

8.发明所要解决的课题
9.近年来，由于便携式电子设备的需求增加，二次电池的需求也在增加，对构成二次电池的材料要求设法降低不合格率。
10.作为用作二次电池用导电材料的材料，可举出炭黑。但是，利用专利文献2中记载的方法制造的炭黑虽然是高纯度的，但作为二次电池用导电材料的特性并不优异。
11.因此，本发明的目的在于，提供镍含量极少、能够适合作为二次电池用导电材料使用的炭黑。另外，本发明的目的在于，提供上述炭黑的制造方法。此外，本发明的目的在于，提供含有上述炭黑的电极用组合物、电极及二次电池。
12.用于解决课题的手段
13.本发明的一个侧面涉及炭黑，其吸油量为150ml/100g以上400ml/100g以下、且利用高频感应耦合等离子体质谱法测定的镍含量为50ppb以下。
14.在一个方式中，上述镍含量可以为40ppb以下。
15.一个方式涉及的炭黑的bet比表面积可以为35m2/g以上400m2/g以下。
16.一个方式涉及的炭黑的bet比表面积可以为130m2/g以上400m2/g以下、吸油量可以为200ml/100g以上400ml/100g以下，在将上述bet比表面积设为s(m2/g)、将上述吸油量设为a(ml/100g)时，比s/a可以为0.3～2.5。
17.在一个方式中，上述比s/a可以为0.4～2.5。
18.在一个方式中，上述比s/a可以为0.5～1.5。
19.一个方式涉及的炭黑可以为乙炔黑。
20.本发明的另一个侧面涉及炭黑的制造方法，其包括下述工序：合成工序，利用圆筒状分解炉处理包含烃的原料气体来得到炭黑；和高纯度化工序，利用磁铁从上述炭黑中除去磁性异物，得到本发明涉及的炭黑。
21.在一个方式中，上述高纯度化工序可以是使由上述合成工序得到的上述炭黑与上
述磁铁接触、或将由上述合成工序得到的上述炭黑配置于上述磁铁的附近，从而从上述炭黑中除去上述磁性异物的工序。
22.在一个方式中，上述磁铁的最大表面磁通密度可以为1000mt以上。
23.本发明的又一个侧面涉及电极用组合物，其包含本发明涉及的炭黑、和能够吸藏及释放锂离子的活性物质。
24.本发明的另一个侧面涉及包含上述电极用组合物的电极。
25.本发明的另一个侧面涉及具备上述电极的二次电池。
26.发明的效果
27.根据本发明，能够提供镍含量极少、能够适合作为二次电池用导电材料使用的炭黑。另外，根据本发明，能够提供上述炭黑的制造方法。并且，根据本发明，能够提供包含上述炭黑的电极用组合物、电极及二次电池。
附图说明
28.[图1]是示出圆筒状分解炉的一个方式的示意截面图。
具体实施方式
[0029]
以下，对于本发明的优选实施方式进行详细说明。
[0030]
(炭黑)
[0031]
本实施方式的炭黑是吸油量为150ml/100g以上400ml/100g以下、镍含量为50ppb以下的炭黑。
[0032]
上述这样的炭黑的镍系异物的混入量极少，能够显著抑制由镍系异物引起的不良发生。另外，上述炭黑具有足够的吸油量，因此例如在作为锂二次电池的电极用导电材料使用的情况下，容易保持电解液，能够向活性物质高效地供给锂离子。另外，上述炭黑的分散性良好，例如能够均匀地分散在活性物质之间。因此，根据上述炭黑，能够实现不良发生少并且电池性能优异的二次电池。
[0033]
炭黑的镍含量优选40ppb以下，更优选30ppb以下，进一步优选20ppb以下。
[0034]
本实施方式中，炭黑的镍含量表示利用高频感应耦合等离子体质谱法测定的值。具体而言，利用高频感应耦合等离子体质谱法的测定通过以下的方法实施。
[0035]
《利用高频感应耦合等离子体质谱法的测定》
[0036]
在石英烧杯中精确称量炭黑试样约1g，在大气气氛中利用电炉以800℃
×
3hr进行加热。然后，向残渣中添加混合酸(盐酸+硝酸＝7:3)10ml和超纯水10ml以上，在加热板上以200℃
×
1hr进行加热溶解。放冷后，利用高频感应耦合等离子体质谱装置(agilent公司制agilent8800)对用超纯水稀释、调整为25ml的溶液进行测定。
[0037]
本实施方式的炭黑可以是具有直径数十nm的一次粒子融合成念珠状的团聚体(aggregate)(一次聚集体)，并且形成团聚体彼此物理性交织的附聚物(agglomerate)(二次聚集体)的碳材料。
[0038]
炭黑的bet比表面积例如为35m2/g以上、优选为50m2/g以上、更优选为100m2/g以上、进一步优选为130m2/g以上、更进一步优选为150m2/g以上、更进一步优选为170m2/g以上。由此，例如在作为锂离子二次电池的电极用导电材料使用的情况下，具有活性物质与集
电体的接点变得更多、变得容易得到更良好的导电性赋予效果的倾向。另外，炭黑的bet比表面积例如可以为400m2/g以下、优选为350m2/g以下。由此，一次粒子间的相互作用及团聚体间的交织被抑制，分散性更加提高，例如能够实现在活性物质之间的更均匀的分散。即，炭黑的bet比表面积例如可以为35～400m2/g、35～350m2/g、50～400m2/g、50～350m2/g、100～400m2/g、100～350m2/g、130～400m2/g、130～350m2/g、150～400m2/g、150～350m2/g、170～400m2/g或170～350m2/g。
[0039]
炭黑的bet比表面积利用jis k 6217-2中记载的b法、单点测定氮吸附法测定。
[0040]
炭黑的吸油量为150ml/100g以上、优选为180ml/100g以上、更优选为220ml/100g以上、进一步优选为260m2/g以上。由此，例如在作为锂离子二次电池的电极用导电材料使用的情况下，炭黑更容易保持电解液，更容易向活性物质供给锂离子，容易得到更良好的电池性能。另外，炭黑的吸油量为400ml/100g以下、优选为370ml/100g以下、更优选为350ml/100g以下。由此，附聚物的交织得到松弛，分散性更加提高，例如能够实现在活性物质之间的更均匀的分散。即，炭黑的吸油量例如可以为150～400ml/100g、150～370ml/100g、150～350ml/100g、180～400ml/100g、180～370ml/100g、180～350ml/100g、220～400ml/100g、220～370ml/100g、220～350ml/100g、260～400ml/100g、260～370ml/100g或260～350ml/100g。
[0041]
需要说明的是，炭黑的吸油量表示下述值：使用作为油的dbp(邻苯二甲酸二丁酯)，将利用jis k6221的b法中记载的方法测定的值通过下式(a)换算成与jis k6217-4：2008相当的值。
[0042]
dbp吸收量＝(a-10.974)/0.7833
…
(a)
[0043]
[式中，a表示利用jis k6221的b法中记载的方法测定的dbp吸收量的值。]
[0044]
在将炭黑的bet比表面积设为s(m2/g)、将吸油量设为a(ml/100g)时，比s/a例如可以为0.2以上、优选为0.3以上、更优选为0.4以上、进一步优选为0.5以上。另外，比s/a例如为3.0以下、优选为2.0以下、更优选为1.5以下、进一步优选为1.3以下。由此，团聚体的数量、大小及分散性的平衡更适合作为锂离子二次电池的电极用导电材料，在活性物质及集电体之间形成充分的接点，并且容易向活性物质供给锂离子，容易得到更良好的电池性能。即，比s/a例如可以为0.2～3.0、0.2～2.0、0.2～1.5、0.2～1.3、0.3～3.0、0.3～2.0、0.3～1.5、0.3～1.3、0.4～3.0、0.4～2.0、0.4～1.5、0.4～1.3、0.5～3.0、0.5～2.0、0.5～1.5或0.5～1.3。
[0045]
在优选的一个方式中，炭黑的bet比表面积可以为130～400m2/g，吸油量可以为200～400ml/100g，并且，比s/a可以为0.3～2.5(优选为0.4～2.5、更优选为0.5～2.5、进一步优选为0.5～1.5)。这样的炭黑具有优异的电子传导性能、离子传导性能及分散性，因此能够特别适合作为导电材料使用。这样的炭黑例如利用后述的喷射氧气的方法制造。
[0046]
需要说明的是，在本方式的bet比表面积及吸油量的范围中，具有比s/a越大，越难除去磁性异物的倾向。本方式的炭黑通过使比s/a在上述范围内并减少镍含量，从而同时实现了上述作为导电材料的优异效果和降低由磁性异物引起的不良。
[0047]
本实施方式的炭黑优选为乙炔黑。
[0048]
本实施方式的炭黑能够利用以下方法制造。
[0049]
(炭黑的制造方法)
[0050]
本实施方式的炭黑的制造方法包括下述工序：合成工序，利用圆筒状分解炉处理包含烃的原料气体来得到炭黑；和高纯度化工序，利用磁铁从由合成工序得到的炭黑中除去磁性异物，得到吸油量为150ml/100g以上400ml/100g以下、镍含量为50ppb以下的炭黑。
[0051]
合成工序中，利用圆筒状分解炉处理原料气体。圆筒状分解炉例如可以具备进行烃的热分解反应的热分解部、和对热分解反应生成物进行改性的熟化部。
[0052]
圆筒状分解炉可以还具备将原料气体供给至上述热分解部的供给口、和回收由上述熟化部生成的炭黑的回收口。
[0053]
从炭黑更均质化、在后述高纯度化工序中除去磁性异物更高效的观点考虑，优选的是，圆筒状分解炉的热分解部的直径d1相对熟化部的直径d2之比(d1/d2)为1.2～2.2，并且，热分解部的长度l1相对熟化部的长度l2之比(l1/l2)为0.4～1.0。由此，使供给至热分解部的原料气体滞留，能够更可靠地实施由热分解反应的完成及团聚体的发展带来的碳气溶胶的形成。
[0054]
比(d1/d2)优选为1.3～1.8，比(l1/l2)优选为0.6～0.8。即，比(d1/d2)例如可以为1.2～2.2、1.3～2.2、1.2～1.8或1.3～1.8，比(l1/l2)例如可以为0.4～1.0、0.6～1.0、0.4～0.8或0.6～0.8。
[0055]
热分解部优选所供给的原料气体于1900℃以上的温度滞留30～150秒。通过使滞留时间为30秒以上，从而能够更可靠地实施由热分解反应的完成及连锁结构的发展引起的碳气溶胶的形成。另外，通过使滞留时间为150秒以下，从而抑制碳气溶胶的絮凝化，容易得到在后述高纯度化工序中更容易除去磁性异物的炭黑。
[0056]
对于熟化部而言，优选使从热分解部供给的热分解反应生成物于1700℃以上的温度滞留20～90秒。通过使滞留时间为20秒以上，从而通过碳气溶胶的改性及团聚体的强化而容易得到更高品质的炭黑。另外，通过使滞留时间为90秒以下，从而抑制碳气溶胶的絮凝化，容易得到在后述高纯度化工序中更容易除去磁性异物的炭黑。
[0057]
热分解部及熟化部中的滞留速度分别能够通过调整所流通的气体的气体线速度来进行适当调整。熟化部中的滞留时间优选比热分解部中的滞留时间短。即，熟化部中的气体线速度优选比热分解部中的气体线速度快。
[0058]
图1是示出圆筒状分解炉的一个方式的示意截面图。图1中示出的圆筒状分解炉10具备热分解部1和熟化部2。另外，圆筒状分解炉还具备向热分解部1供给原料气体的喷嘴(供给口)3。
[0059]
本实施方式中，原料气体优选包含乙炔作为第1碳源。原料气体中的碳源(例如，乙炔)的含量例如为10体积％以上、优选为20体积％以上、更优选为30体积％以上、也可以为100体积％。需要说明的是，原料气体中的各成分的含量表示以150℃、1个大气压下的体积为基准的体积比。
[0060]
原料气体除了第1碳源(例如乙炔)以外，也可以还包含1种以上的其它碳源。作为其它碳源，例如可举出甲烷、乙烷、丙烷等饱和烃，乙烯、丙烯、丁二烯等不饱和烃，苯、甲苯、二甲苯等芳香族烃等。通过组合这些碳源，从而能够使反应温度变化，使炭黑的比表面积增减。碳源优选选自由乙炔、乙烯、丙烯等不饱和烃及苯、甲苯等芳香族烃组成的组。另外，作为碳源，也可以使用汽油、灯油、轻油、重油等石油馏分。
[0061]
在原料气体包含乙炔和其它碳源的情况下，其它碳源相对乙炔之比(其它碳源的
体积/乙炔的体积)例如可以为0.01以上。另外，其它碳源相对乙炔之比(其它碳源的体积/乙炔的体积)例如可以为99以下、优选为50以下、更优选为30，也可以为10以下或2以下。即，其它烃相对乙炔之比(体积比)例如可以为0.01～99、0.01～50、0.01～30、0.01～10或0.01～2。
[0062]
原料气体也可以还包含水蒸气气体、氧气、氢气、二氧化碳气体等。作为这些气体，优选使用99.9体积％以上的高纯度气体。通过使用这样的高纯度气体，从而具有容易制造磁性异物少、bet比表面积及吸油量稳定的炭黑的倾向。
[0063]
相对于原料气体中的碳源(例如，乙炔)100体积份而言，水蒸气气体的含量例如可以为0～80体积份、优选为0.1～70体积份、更优选为1～60体积份、进一步优选为3～55体积份。若水蒸气气体的含量在上述范围内，则具有炭黑的bet比表面积变得更大的倾向。即，相对于原料气体中的碳源(例如，乙炔)100体积份而言，水蒸气气体的含量例如可以为0～80体积份、0～70体积份、0～60体积份、0～55体积份、0.1～80体积份、0.1～70体积份、0.1～60体积份、0.1～55体积份、1～80体积份、1～70体积份、1～60体积份、1～55体积份、3～80体积份、3～70体积份、3～60体积份或3～55体积份。
[0064]
在合成工序中，优选将氧气与原料气体一起供给至热分解部，更优选通过从将原料气体供给至热分解部的供给口的周围喷射氧气来将氧气供给至热分解部。
[0065]
圆筒状分解炉优选在原料气体的供给口的附近具有氧气的喷射口，更优选具有以包围供给口的方式、以均等间隔设置的多个喷射口。喷射口的数量优选为3以上、更优选为3～8。
[0066]
另外，圆筒状分解炉也可以具备具有原料气体的供给口和从其周围喷射氧气的喷射口的多层管构造(例如，双层管构造、三层管构造等)的喷嘴。在双层管构造的情况下，例如可以从内筒侧的空隙部喷射原料气体、从外筒侧的空隙部喷射氧气。在由内管、中管及外管形成的三层管构造的情况下，例如可以从由中管的外壁和外管的内壁形成的空隙部喷射氧气、从剩余的空隙部喷射原料气体。
[0067]
氧气的喷射量在不考虑炭黑的生产收率的情况下没有特别限制。即使喷射多于所需的氧气，也能够制造炭黑。从能够得到具有上述适合的吸油量的炭黑的观点考虑，相对于原料气体中的碳源(例如，乙炔)100体积份而言，氧气的喷射量例如可以为0～200体积份、优选为0.1～190体积份、更优选为0.5～180体积份、进一步优选为1～160体积份。即，相对于原料气体中的碳源(例如，乙炔)100体积份而言，氧气的喷射量例如可以为0～200体积份、0～190体积份、0～180体积份、0～160体积份、0.1～200体积份、0.1～190体积份、0.1～180体积份、0.1～160体积份、0.5～200体积份、0.5～190体积份、0.5～180体积份、0.5～160体积份、1～200体积份、1～190体积份、1～180体积份或1～160体积份。
[0068]
在合成工序中，例如通过调整乙炔以外的其它烃的添加率、喷射的氧气的量等，能够增减所得到的炭黑的bet比表面积及吸油量。
[0069]
由合成工序得到的炭黑中的镍含量例如可以为大于50ppb，可以为60ppb以上，可以为70ppb以上，也可以为80ppb以上。
[0070]
高纯度化工序是利用磁铁从由合成工序得到的炭黑中除去磁性异物的工序。
[0071]
高纯度化工序可以是下述工序：例如，使由合成工序得到的炭黑与磁铁接触，或将其配置于磁铁的附近(例如，使其通过磁铁的附近)，从而从炭黑中除去磁性异物。
[0072]
使用的磁铁没有特别限制，例如可以使用在不锈钢304的筒中装入钕磁铁的磁铁棒。
[0073]
磁铁的最大表面磁通密度没有特别限定，例如可以为700mt以上、优选为1000mt以上、更优选为1200mt以上。由此，附着于炭黑的微细的磁性异物被更强力地吸附，因此容易得到镍含量更少的炭黑。磁铁的最大表面磁通密度的上限没有特别限定，例如可以为1400mt以下。即，磁铁的最大表面磁通密度例如可以为700～1400mt、1000～1400mt或1200～1400mt。
[0074]
在高纯度化工序中，可以是以使镍含量成为50ppb以下(优选为40ppb以下、更优选为30ppb以下、进一步优选为20ppb以下)的方式从炭黑中除去磁性异物的工序。镍含量的下限没有特别限制，炭黑中的镍含量例如可以为1ppb以上，从成本及生产率的的观点考虑，可以为10ppb以上，也可以为15ppb以上。即，炭黑中的镍含量例如可以为1～50ppb、1～40ppb、1～30ppb、1～20ppb、10～50ppb、10～40ppb、10～30ppb、10～20ppb、15～50ppb、15～40ppb、15～30ppb或15～20ppbb。
[0075]
(用途)
[0076]
本实施方式的炭黑的镍系异物的含量显著少，因此能够适合用于二次电池用导电材料、电力电缆的半导电层等用途。另外，本实施方式的炭黑的吸油量在上述范围内，因此能够特别适合作为二次电池用导电材料使用。
[0077]
本实施方式的炭黑例如能够适合作为包含炭黑、和能够吸藏及释放锂离子的活性物质的电极用组合物使用。作为电极用组合物中的活性物质，能够没有特别限制地使用已知的活性物质。
[0078]
作为活性物质，例如可举出：
[0079]
包含钴酸锂(licoo2)、镍酸锂(linio2)、层状锰酸锂(limno2)、包含多种过渡金属的复合氧化物limn
x
niycozo2(x+y+z＝1、0≤y《1、0≤z《1、0≤x《1)等层状化合物；
[0080]
li
1+x
mn
2-x
o4(x表示0～0.33。)、li
1+x
mn
2-x-ymy
o4(m表示选自由ni、co、cr、cu、fe、al及mg组成的组中的至少1种的金属，x表示0～0.33，y表示0～1.0。其中，2-x-y》0。)、limno3、limn2o3、limno2、limn
2-xmx
o2(m表示选自由co、ni、fe、cr、zn及ta组成的组中的至少1种金属，x表示0.01～0.1。)、li2mn3mo8(m是选自co、ni、fe、cr、zn中的至少1种金属)等锰系化合物；
[0081]
铜-锂氧化物(li2cuo2)；
[0082]
铁-锂氧化物(life3o4)；
[0083]
lifepo4、limnpo4、limnfepo4、li2mpo4f(m表示选自由co、ni、fe、cr及zn组成的组中的至少1种金属。)等橄榄石系化合物；
[0084]
liv3o8、v2o5、cu
2v2
o7等钒氧化物；
[0085]
二硫化物；
[0086]
li2msio4(m表示选自由co、ni、fe、cr、zn及ta组成的组中的至少1种金属。)等硅酸盐系化合物；
[0087]
li2mo3·
limo2(m表示选自由mn、co、ni、fe、cr及zn组成的组中的至少1种金属。)、fe2(moo4)3、li2s、s等。
[0088]
本实施方式的二次电池具备包含上述电极用组合物的电极。本实施方式的二次电池的正极及/或负极可以包含上述电极用组合物，优选正极包含上述电极用组合物。
[0089]
本实施方式的二次电池中，不含上述电极用组合物的电极、及电极以外的构成没有特别限定，能够没有特别限制地使用已知的二次电池中的电极及构成。
[0090]
以上，针对本发明的优选实施方式进行了说明，但本发明不限定于上述实施方式。
[0091]
实施例
[0092]
以下，通过实施例更详细地说明本发明，但本发明不限定于这些实施例。
[0093]
(实施例1)
[0094]
将原料气体的混合比设为乙炔气体86体积％及其它碳源(甲苯气体)14体积％，从设置于圆筒状分解炉的炉顶的喷嘴以喷出速度6.5m/s进行喷雾，利用乙炔气体的热分解及/或燃烧反应来制造炭黑，从直接连接于炉下部的袋式过滤器将炭黑捕集于中间罐。(合成工序)使所捕集的炭黑在中途通过装备有磁性异物捕集用磁铁(在长度300mm的不锈钢304的筒中装入钕磁铁的磁铁棒，最大表面磁通密度1000mt)的移送管并捕集于产品罐(高纯度化工序)，得到炭黑(cb1)。使用所得到的cb1，通过后述的方法制作电极用导电性组合物及电池用电极，实施各评价。评价结果示于表1。
[0095]
(实施例2)
[0096]
将原料气体的混合比变更为乙炔气体100体积％，除此以外，通过与实施例1相同的方法得到炭黑(cb2)。使用所得到的cb2制作电极用导电性组合物及电池用电极，实施各评价。评价结果示于表1。
[0097]
(实施例3)
[0098]
将原料气体的混合比变更为乙炔气体71体积％、氧气15体积％、水蒸气12体积％及其它碳源(甲苯气体)2体积％，除此以外，通过与实施例1相同的方法得到炭黑(cb3)。使用所得到的cb3制作电极用导电性组合物及电池用电极，实施各评价。评价结果示于表1。
[0099]
(实施例4)
[0100]
将原料气体的混合比变更为乙炔气体69体积％、氧气8体积％、水蒸气13体积％及其它碳源(甲苯气体)10体积％，除此以外，通过与实施例1相同的方法得到炭黑(cb4)。使用所得到的cb4制作电极用导电性组合物及电池用电极，实施各评价。评价结果示于表1。
[0101]
(实施例5)
[0102]
将原料气体的混合比变更为乙炔气体67体积％、氧气3体积％、水蒸气15体积％及其它碳源(苯气体)15体积％，除此以外，通过与实施例1相同的方法得到炭黑(cb5)。使用所得到的cb5制作电极用导电性组合物及电池用电极，实施各评价。评价结果示于表1。
[0103]
(实施例6)
[0104]
将原料气体的混合比变更为乙炔气体51体积％、氧气27体积％、水蒸气20体积％及其它碳源(甲苯气体)2体积％，除此以外，通过与实施例1相同的方法得到炭黑(cb6)。使用所得到的cb6制作电极用导电性组合物及电池用电极，实施各评价。评价结果示于表1。
[0105]
(比较例1)
[0106]
将原料气体的混合比变更为乙炔气体71体积％、氧气15体积％、水蒸气12体积％及其它碳源(甲苯气体)2体积％，从中间罐采集样品而不进行高纯度化工序，除此以外，通过与实施例1同样的方法得到炭黑(cb7)。使用所得到的cb7制作电极用导电性组合物及电池用电极，实施各评价。评价结果示于表1。
[0107]
(比较例2)
[0108]
将原料气体的混合比变更为乙炔气体67体积％、氧气3体积％、水蒸气15体积％及其它碳源(苯气体)15体积％，从中间罐采集样品而不进行高纯度化工序，除此以外，通过与实施例1同样的方法得到炭黑(cb8)。使用所得到的cb8制作电极用导电性组合物及电池用电极，实施各评价。评价结果示于表1。
[0109]
(比较例3)
[0110]
准备super p li(imerys graphite&carbon公司制、商品名：super p li)作为比较例3的炭黑。
[0111]
(比较例4)
[0112]
准备ecp(lion specialty chemicals co.,ltd.制、商品名：carbon ecp)作为比较例4的炭黑。
[0113]
《评价方法》
[0114]
(镍含量的测定)
[0115]
在石英烧杯中精确称量炭黑试样约1g，在大气气氛中利用电炉以800℃
×
3hr进行加热。然后，向残渣中添加混合酸(盐酸+硝酸＝7:3)10ml和超纯水10ml以上，在加热板上以200℃
×
1hr进行加热溶解。放冷后，利用高频感应耦合等离子体质谱装置(agilent公司制agilent8800)针对用超纯水稀释、调整为25ml的溶液测定镍含量。
[0116]
(bet比表面面积的测定)
[0117]
炭黑的bet比表面积通过下述方法测定：依照jis k 6217-2b法，使用氮作为吸附气体，在相对压力p/p0＝0.30
±
0.04的条件下，通过bet一点法测定。
[0118]
(吸油量的测定)
[0119]
炭黑的吸油量表示下述值：使用作为油的dbp(邻苯二甲酸二丁酯)，将利用jis k6221的b法中记载的方法测定的值通过下式(a)换算成与jis k6217-4：2008相当的值。
[0120]
dbp吸收量＝(a-10.974)/0.7833
…
(a)
[0121]
[式中，a表示利用jis k6221的b法中记载的方法测定的dbp吸收量的值。]
[0122]
(电极用组合物的分散液的制备)
[0123]
分别准备n-甲基-2-吡咯烷酮(关东化学株式会公司制、以下记载为nmp)作为溶剂、lini
0.5
mn
0.3
co
0.2
o2(umicore公司制、商品名：tx10)作为活性物质、聚偏二氟乙烯(arkema公司制、商品名：hsv900、以下记载为pvdf)作为粘结材料、实施例或比较例的炭黑作为导电材料、聚乙烯醇(denka公司制、商品名：b05、以下记载为聚乙烯醇)作为分散剂。按照lini
0.5
mn
0.3
co
0.2
o2以固态成分计为98质量％、pvdf以固态成分计为2质量％、炭黑以固态成分计为1质量％、聚乙烯醇以固态成分计为0.1质量％的方式秤量并混合，向该混合物中按照以固态成分含量为68质量％的方式添加nmp，使用自转公转式混合机(thinky公司制、thinky mixer arv-310(日语：
あわとり
練太郎arv-310))混合至均匀，得到电极用组合物(正极用组合物)的分散液。
[0124]
(正极的制作)
[0125]
将制备的电极用组合物的分散液利用涂敷器在厚度15μm的铝箔(uacj公司制)上成膜，静置于干燥机内，于105℃预干燥一小时。然后，利用辊压机以200kg/cm的线压进行压制，制备成包含厚度15μm的铝箔的膜的厚度为80μm。为了除去挥发成分，于170℃真空干燥3小时，得到正极。
[0126]
(电极评价)
[0127]
将制作的正极切成直径14mm的圆盘状，在利用sus304制平板电极将表背夹持的状态下，使用电化学测定系统(solartron公司制、函数信号发生器1260及恒电位仪-恒电流仪1287)，在振幅电压10mv、频率范围0.1hz～1mhz的条件下测定交流阻抗，将与科尔作图(cole-cole plot)的x轴的交点作为电阻值。
[0128]
实施例及比较例的评价结果示于表1。需要说明的是，表1中，“烃气体”的混合比是指其它碳源的混合比。
[0129]
[表1]
[0130][0131]
附图标记说明
[0132]1…
热分解部、2
…
熟化部、3
…
喷嘴、10
…
圆筒状分解炉。

技术特征：
1.炭黑，其吸油量为150ml/100g以上400ml/100g以下、且利用高频感应耦合等离子体质谱法测定的镍含量为50ppb以下。2.如权利要求1所述的炭黑，其中，所述镍含量为40ppb以下。3.如权利要求1或2所述的炭黑，其中，所述炭黑的bet比表面积为35m2/g以上400m2/g以下。4.如权利要求1～3中任一项所述的炭黑，其中，所述炭黑的bet比表面积为130m2/g以上400m2/g以下、吸油量为200ml/100g以上400ml/100g以下、且在将所述bet比表面积设为s(m2/g)、将所述吸油量设为a(ml/100g)时，比s/a为0.3～2.5。5.如权利要求4所述的炭黑，其中，所述比s/a为0.4～2.5。6.如权利要求5所述的炭黑，其中，所述比s/a为0.5～1.5。7.如权利要求1～6中任一项所述的炭黑，其中，所述炭黑为乙炔黑。8.炭黑的制造方法，其包括下述工序：合成工序，利用圆筒状分解炉处理包含烃的原料气体来得到炭黑；和高纯度化工序，利用磁铁从所述炭黑中除去磁性异物，得到权利要求1～7中任一项所述的炭黑。9.如权利要求8所述的制造方法，其中，所述高纯度化工序是使由所述合成工序得到的所述炭黑与所述磁铁接触、或将由所述合成工序得到的所述炭黑配置于所述磁铁的附近，从而从所述炭黑中除去所述磁性异物的工序。10.如权利要求8或9所述的制造方法，其中，所述磁铁的最大表面磁通密度为1000mt以上。11.电极用组合物，其包含权利要求1～7中任一项所述的炭黑、和能够吸藏及释放锂离子的活性物质。12.电极，其包含权利要求11所述的电极用组合物。13.二次电池，其具备权利要求12所述的电极。

技术总结
炭黑，其吸油量为150mL/100g以上400mL/100g以下、且利用高频感应耦合等离子体质谱法测定的镍含量为50ppb以下。测定的镍含量为50ppb以下。


技术研发人员：伊藤哲哉 原田祐作 田中康介 永井达也
受保护的技术使用者：电化株式会社
技术研发日：2022.01.21
技术公布日：2023/7/22