[发明专利]碳纤维集合体及其制造方法

说明书

本发明涉及碳纤维集合体及其制造方法。根据本发明，提供碳纤维集合体，其特征在于，由X射线衍射法的微晶面间距(d002)为0.3400nm以上的碳纤维构成，平均纤维直径为10～900nm，填充密度0.8g/cm³时的粉体体积电阻率为4.00×10^‑2Ω・cm以下。

本申请是申请日2017年2月3日、申请号201780009948.5、发明名称“碳纤维集合体及其制造方法和非水电解质二次电池用电极合剂层和非水电解质二次电池用电极和非水电解质二次电池”的中国专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及碳纤维集合体及其制造方法、使用该碳纤维的非水电解质二次电池用电极合剂层、形成有该电极合剂层的非水电解质二次电池用电极、包含该电极而构成的非水电解质二次电池。

背景技术

碳纳米材料、特别是平均纤维直径为1μm以下的极细的碳纤维因为具有高结晶性、高导电性、高强度、高弹性模量、轻量等优异的特性，所以用作高性能复合材料的纳米填料。就该用途而言，不止以机械强度提高为目的的补强用纳米填料，也研究了活用碳材料所具备的高导电性、从而作为向各种电池或电容的电极的添加材料、电磁波屏蔽材料、防静电材料用的导电性纳米填料的用途，或作为掺混在面向树脂的静电涂料中的纳米填料的用途。另外，也期待活用作为碳材料的化学稳定性、热稳定性、微细结构的特征，从而作为平板显示器等的场致电子发射材料的用途。

例如，专利文献1中公开：将平均有效长度为10μm以上的极细碳纤维应用于膜厚为50μm以上的厚度较大的电极合剂层作为碳系导电助剂。因为平均有效长度长达10μm以上，所以在电极合剂层内可以形成长距离的导电路径，在该角度上是有利的，但为了提高结晶性而进行实质上3000℃下的烧结，虽然导电性提高但制造成本上升。

专利文献2中公开：将聚丙烯腈作为原料并规定纤维直径及长宽比(长宽比10～100)，由此尽管结晶性低、但导电性良好的碳纤维。为了得到与结晶性高的碳纤维同等程度的电极体积电阻率，需要将碳化温度保持高达2400℃，难以廉价地制造。另外，该碳纤维是通过静电纺丝法而得到的，称不上生产率优异。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2015/147234号公报；

专利文献2：日本特开2012-188790号公报。

发明内容

发明所要解决的课题

本发明的目的在于，提供低成本、且具有高导电性的碳纤维集合体及其制造方法。进一步，提供使用该碳纤维集合体而形成的非水电解质电池用的电极合剂层、形成有该电极合剂层的电极、和使用该电极而构成的非水电解质二次电池。

用于解决课题的手段

本发明人鉴于上述的以往技术而进行反复深入的研究，结果发现：从以规定的条件所制作的树脂复合纤维中去除树脂之后，通过以较低温进行加热烧结，可以得到即使在厚度较大的电极合剂层内也能够形成长距离的导电路径的碳纤维集合体，从而完成了本发明。

即，本发明如下。

[1]碳纤维集合体，其特征在于，由X射线衍射法的微晶面间距(d002)为0.3400nm以上的碳纤维构成，平均纤维直径为10～900nm，且填充密度0.8g/cm³时的粉体体积电阻率为4.00×10^-2Ω・cm以下。