[发明专利]电池用炭黑、电池用涂布液、非水系电池用正极及非水系电池

说明书

本发明提供一种能够简便地得到粘结性优异的电池用正极、及输出特性与循环特性优异的电池的电池用炭黑。本发明所使用的电池用炭黑的特征在于，按照JIS K6217‑2C法测定的BET比表面积为100m²/g以上，且使用XPS测定的表面氟浓度X(单位：原子％)及表面氧浓度Y(单位：原子％)满足下述的条件(A)及(B)：(A)0.3≤X≤4.0、(B)0.1≤Y≤3.0。

技术领域

本发明涉及一种电池用炭黑、电池用涂布液、非水系电池用正极及非水系电池。

背景技术

随着环境及能源问题的兴起，正在积极地进行面向实现减少对化石燃料的依赖度的低碳社会的技术开发。作为这种技术开发的例子，有混合动力电动汽车或电动汽车等低公害汽车的开发、太阳能发电或风力发电等自然能源发电及蓄电系统的开发、有效地供电并减少输电损耗的新一代输电网的开发等，涉及多个方面。

这些技术都需要的关键器件之一为电池，对于这种电池，要求高能量密度以使系统小型化。此外，还要求高输出特性以能够供给稳定的电力而不受使用环境温度影响。进一步，还要求可耐受长期使用的良好的循环特性等。因此，以往的铅蓄电池、镍镉电池、镍氢电池正在迅速地被具有更高能量密度、输出特性及循环特性的锂离子二次电池取代。

近年来，谋求进一步提高该锂离子二次电池的能量密度。因此，要求在电极合剂中，进一步减少作为对充放电容量没有贡献的成分的导电剂的含量。例如，在数字设备等的民用电池中，正极合剂中的导电剂的含量典型地为2质量％以下，进一步优选为1质量％以下。

出于上述情由，对于作为导电剂的炭黑，要求即使添加量为少量，也发挥充分的导电性。

并且，作为其共通构造，炭黑具有近似球形的一次粒子以念珠状连接而成的构造，这种构造被称作结构(structure)。通常，一次粒径越小，则在相同质量的导电剂中会存在更大量的电接触，由此导电性得以提高。此外，由于结构连接地越长，接触电阻越小且可导电的距离越长，因此导电性得以提高。结构的长度通常使用按照JIS K6217-4测定的DBP吸收值而进行间接评价，认为DBP吸收值越大，则结构越长，导电性越优异。

然而，一次粒径小且结构长的炭黑的导电性虽优异，但反之，粒子彼此的相互作用会变大，因此具有不易破碎且容易聚集的一面。因此，虽然通常在制造电极时，采取将在水或有机溶剂中分散活性物质、导电剂及粘结剂而得到的涂布液涂布于金属箔的方法，但当使用一次粒径小且结构长的炭黑作为导电剂时，该涂布液中会残留导电剂的聚集体，容易发生电极的粘结性降低、以及电池的输出特性及循环特性降低等问题。

对于防止这些问题，改善炭黑的分散性是有效的。作为其方法，可列举出炭黑表面的官能团化。例如，专利文献1中公开了通过在氟与氧的混合气体气氛下对炭黑进行氧化处理，能够对炭黑表面赋予离子性的氟、羟基、羰基、羧基等官能团，改善涂料、油墨、树脂等在颜料用途领域或导电性用途领域等中的分散状态。然而，虽然在电池用途领域中，对分散状态的改善具有效果，但未能获得电极的粘结性、及电池的输出特性、循环特性均令人满意的结果。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平9-40881号公报

发明内容

本发明要解决的技术问题

鉴于上述问题与实际情况，本发明的目的在于提供一种能够简便地得到粘结性优异的电池用正极、及输出特性与循环特性优异的电池的电池用炭黑。

解决技术问题的技术手段

即，为了解决上述技术问题，本发明采用了以下手段。