CN104114650A - 炭黑以及在铅酸电池用电极中的用途 - Google Patents

炭黑以及在铅酸电池用电极中的用途 Download PDF

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Abstract

炭黑，其具有数值在选择成在保持高的充电接收能力和循环性能的同时促进铅酸电池中的高电导率、高疏水性和降低的渗气的范围内的性质的组合。所述炭黑具有与一种或多种性质(例如，10mJ/m2或更低的表面能(SE)，和/或，至少诸如的拉曼微晶平面尺寸(La))组合的100m2/g-1100m2/g的Brunauer-Emmett-Teller(BET)表面积。在一些情况下，所述炭黑具有至少100m2/g，例如，100m2/g-600m2/g的统计厚度表面积(STSA)。

Description

炭黑以及在铅酸电池用电极中的用途
技术领域
在此公开了炭黑，例如，可用于电极和铅酸电池的经热处理的炭黑。
背景技术
诸如微混合动力汽车(microhybrid car)和可再生能源存储的应用对铅酸电池在高倍率部分充电状态(high rate-partial state of charge，HRPSoC)条件下改善的循环性能和高动态充电接收能力(电荷接受性，high dynamic chargeacceptance，DCA)方面提出了强烈要求。碳添加剂在改善阀控式铅酸(VRLA)电池的循环性能和充电接收能力以及降低负极板硫酸化中的益处已经被证明。合适的碳添加剂包括炭黑。炭黑是由石油原料在高温度、高产量过程中制成的具有独特分层结构的碳材料。在铅酸电池应用的情况中，已对炭黑的特性例如形态、纯度和表面性质进行研究。
发明内容
在第一个总括的方面中，炭黑具有100m2/g-1100m2/g的Brunauer-Emmett-Teller(BET)表面积和10mJ/m2或更低的表面能(SE)。
在第二个总括的方面中，经热处理的炭黑通过包括如下的方法制备：在惰性气氛中在1100℃-1700℃的温度下加热炭黑以形成所述经热处理的炭黑。所述经热处理的炭黑具有100m2/g-1100m2/g的Brunauer-Emmett-Teller(BET)表面积和10mJ/m2或更低的表面能(SE)。
在第三个总括的方面中，经热处理的炭黑通过包括如下的方法制备：在惰性气氛中在1100℃-1700℃的温度下加热炭黑以形成所述经热处理的炭黑。所述经热处理的炭黑具有100m2/g-1100m2/g的Brunauer-Emmett-Teller(BET)表面积和至少至少例如或的拉曼微晶平面尺寸(La)。
在第四个总括的方面中，组合物包括氧化铅以及第一、第二或第三个总括的方面和/或其实施中的任意一个的炭黑或经热处理的炭黑。所述组合物包括相对于氧化铅的0.1重量％-5重量％的所述炭黑或经热处理的炭黑。在一些实施方案中，所述组合物是糊剂。
在第五个总括的方面中，电极包括导电基板和由所述导电基板的表面承载的材料。所述材料包括第一、第二或第三个总括的方面和/或其实施中的任意一个的炭黑或经热处理的炭黑或者第四个总括的方面和/或其实施的组合物。
在第六个总括的方面中，铅酸电池包括第一电极、第二电极以及与所述第一电极和所述第二电极接触的电解质。所述第一电极可以是第五个总括的方面和/或其实施的电极。
第七个总括的方面包括在惰性气氛中在1100℃-1700℃的温度下加热炭黑以形成经热处理的炭黑。所述经热处理的炭黑具有100m2/g-1100m2/g的Brunauer-Emmett-Teller(BET)表面积和10mJ/m2或更低的表面能(SE)。
第八个总括的方面包括在惰性气氛中在1100℃-1700℃的温度下加热炭黑以形成经热处理的炭黑。所述经热处理的炭黑具有100m2/g-1100m2/g的Brunauer-Emmett-Teller(BET)表面积和的拉曼微晶平面尺寸(La)。
上述总括的方面的实施可包括一个或多个如下特征。例如，所述炭黑或经热处理的炭黑可具有至少或至少的拉曼微晶平面尺寸(La)。在一些情况下，所述炭黑或经热处理的炭黑具有或更小的拉曼微晶平面尺寸(La)。在一些情况下，所述炭黑或经热处理的炭黑具有10mJ/m2或更低、9mJ/m2或更低、6mJ/m2或更低、或3mJ/m2或更低的表面能(SE)。在一些实例中，所述炭黑或经热处理的炭黑具有至少100m2/g，例如，100m2/g-600m2/g的统计厚度表面积(STSA)。
前述总括的方面和/或其实施的炭黑或经热处理的炭黑、材料以及组合物可用于铅酸电池中(例如，用在铅酸电池的一个或多个电极中)，从而在保持高充电接收能力和循环性能的同时改善电导率并减少渗气(outgassing)。
本发明的一个或多个实施方案的细节在附图和以下说明书中阐明。由说明书和附图以及权利要求书，本发明的其它特征、目标和优点将明晰。
附图说明
考虑到与附图有关的不同实施方案的以下详细说明，可更彻底地理解本文中的构思，其中：
图1描绘了铅酸电池；
图2是示出了经热处理的炭黑的Brunauer-Emmett-Teller(BET)表面积相对于温度的图；
图3是示出了经热处理的炭黑的统计厚度表面积(STSA)相对于温度的图；
图4是示出了经热处理的炭黑的孔体积相对于温度的图；
图5是示出了经热处理的炭黑的拉曼微晶平面尺寸(La)相对于温度的图；
图6是示出了经热处理的炭黑的表面能(SE)相对于温度的图；
图7是示出了经热处理的炭黑的BET表面积相对于温度的图；
图8是示出了经热处理的炭黑的STSA相对于温度的图；
图9是示出了经热处理的炭黑的拉曼微晶平面尺寸(La)相对于温度的图；
图10是示出了经热处理的炭黑的SE相对于温度的图；
图11是示出了在-0.4V和50℃下的质量归一化析氢电流(iHE/m，A/g)相对于N2 BET-SA(m2/g)的图；以及
图12是示出了在-0.4V和50℃下的质量归一化析氢电流相对于STSA表面积(m2/g)的图。
具体实施方式
参考图1，铅酸电池100是包括第一电极102、第二电极104和电解质106的电化学蓄电池。电解质106通常包括含水硫酸。电极102和104通常是以平行方向保持并且通过多孔隔膜电隔离以允许离子移动的板。如图1所示的，第一电极102是正极电池板，其包括表面上覆盖有正极导电二氧化铅(PbO2)层的集电体(例如，金属板或网格)；第二电极104是负极电池板，其包括覆盖有负极活性材料例如金属铅(Pb)的集电体。铅酸电池通常包括多个负极板和正极板。
铅酸电池的负极板通常通过将包括氧化铅粉末和硫酸的糊剂施加至称作网格的导电铅合金结构体而产生。在板固化和干燥后，所述板可组装成电池并充电，以将氧化铅转化为Pb。在一些情况下，将膨胀剂混合物添加至氧化铅/硫酸糊剂以改善负极板的性能。膨胀剂混合物可包括，例如，作为当所述板放电时生成的硫酸铅的成核剂的硫酸钡，增加活性材料在放电状态下的电导率的碳，以及增加活性材料的表面积并有助于稳定活性材料的物理结构的木质素磺酸盐或其它有机材料。
在放电循环期间，由负极板提供的Pb与电离的硫酸电解质反应，从而，在负极板的表面上形成硫酸铅(PbSO4)，同时，正极板上的PbO2反应，从而，在正极板上或其附近形成PbSO4。在充电循环期间，负极板表面上的PbSO4反应以形成Pb，并且，正极板表面上的PbSO4反应以形成PbO2。因此，充电循环将PbSO4转化为Pb和PbO2，并且，放电循环通过将PbO2和Pb转化为PbSO4来释放所存储的电势。
铅酸电池以富液式电池和阀控式构造制造。在富液式电池中，电极/板浸入电解质中，并且，充电期间产生的气体排放到大气中。阀控式铅酸(VRLA)电池包括单向阀，所述单向阀抑制外部气体进入电池，而且，如果内部压力超过选定的阈值，所述单向阀允许内部气体例如充电期间生成的氧气逸出。在VRLA电池中，典型地通过将电解质吸收到玻璃毡隔膜中或者通过用二氧化硅颗粒使硫酸凝胶化来固定电解质。
作为添加剂的碳(例如，炭黑形式)使得实现富液式铅酸电池和VRLA铅酸电池这两者的高动态充电接收能力以及改善的循环寿命(循环性能)。通常相信，负极板中的高表面积碳形成经放电的负极板的硫酸铅基体内的导电网络。据认为，通过提供用于使硫酸铅电化学转化回铅的导电通路，从而抑制形成硫酸铅大晶粒并使其在板表面上的生长最小化，该导电基体有助于高的再充电率(recharge rate)。随着加入越大量的碳，该效果越大，而且，该效果还随着碳表面积的增加而增加。
然而，在铅酸电池中使用高表面积碳可导致被认为与析氢相关的高产气率(gassing rate)，并且碳的高负载可降低循环性能。在铅酸电池中，当高于水分解电压时，发生水分解，其中，分解速率和所得的氧气和氢气的体积随着超电势而增加。此外，碳表面上的析氢电势低于铅上的，因此，碳的存在可导致增大的析氢速率以及因此更高的水损失。
氢气渗气的潜在影响可为严重的。在接近4％浓度的水平下，氢气积累可带来安全风险。在富液式铅酸电池的寿命期内，渗气速率影响加水维护(watering maintenance)，因为渗气越大，确保电池中保持适当电解质水平的需求越高。对于免维护的富液式铅酸电池，高的水损失增加了电解质浓度并且降低了循环寿命。此外，在VLRA电池中，源自水损失的干透是可能的故障模式。
类似于在铂和其它电极处的析氢反应，在碳表面处的反应机理理解为如下，其中，S表示碳表面且S-Hads表示吸附至碳表面的氢：
吸附步骤：
重组步骤：S-Hads+S-Hads→H2+2S    (2a)
电化学解吸步骤：S-Hads+H3O++e-→H2+H2O+2S  (2b)
基于上述机理，在碳表面处的析氢速率受到吸附位点数、表面吸附的氢的重组几率(chance recombination)以及其它因素(包括质子向表面吸附的氢的扩散)的影响。
如本文中所用的，炭黑的热处理通常涉及除了用于形成炭黑的加热过程以外的加热过程。即，炭黑的热处理通常涉及通过本领域通常已知的方法(例如炉黑工艺)预先形成的炭黑的后处理。所述后处理在惰性条件下(即，在基本上缺乏氧气的气氛中)进行，并且典型地在除了其中形成炭黑的容器以外的容器中进行。惰性条件包括但不限于惰性气体(例如氮气、氩气等)的气氛。如本文所述的炭黑在惰性条件下的热处理被认为减少了炭黑晶粒中的缺陷、位错和/或不连续的数量，并且减少了炭黑上的表面基团的数量，从而减少了用于反应(1)的吸附位点数量并减少了碳表面对氢吸附的活性，进而减少了产气(gassing)和析氢。热处理炭黑以用于铅酸电池的其它优点包括提高炭黑的电导率和疏水性。提高的电导率可以例如作为结晶度的提高观察到，结晶度的提高通过由拉曼光谱测得的微晶平面尺寸(La)(即，微晶炭黑的有序畴(区域，domain)的尺寸)的提高而得到证明。提高的疏水性可以例如作为较低的表面能(SE)而观察到。然而，过度的热处理可导致总表面积(例如，Brunauer-Emmett-Teller(BET)表面积)或外表面积(例如，统计厚度表面积(STSA))的过度损失，使得经热处理的炭黑不再提供充电接收能力和循环性能的适当增加。因此，如本文所述的，可有利地选择热处理参数，以在保持适于提供提高的充电接收能力和循环性能的表面积的同时实现高结晶度和高疏水性。
用于制备高表面积的经热处理的炭黑的最佳参数可以实验确定，使得炭黑适合用于例如铅酸电池，以在保持改善的充电接收能力和循环性能的同时实现高电导率、高疏水性以及降低的渗气。例如，发现，通过如下制备的炭黑提供了适合用于铅酸电池的炭黑：在1100℃-1700℃的温度下加热炭黑以获得经热处理的炭黑，所述经热处理的炭黑具有100m2/g-1100m2/g的BET表面积与一种或多种其它选定性质(例如，10mJ/m2或更低(例如，9mJ/m2或更低、6mJ/m2或更低、或3mJ/m2或更低)的表面能(SE)，至少且或更小(例如，至少或者等)的拉曼微晶平面尺寸(La)，或它们的组合)的组合。
在一些实例中，炭黑或经热处理的炭黑具有至少100m2/g和/或小于600m2/g的统计厚度表面积(STSA)，例如，100m2/g-600m2/g的统计厚度表面积(STSA)。
在一个实施方案中，加热前的炭黑(未处理的炭黑)具有大于10mJ/m2的表面能和至少200m2/g的BET表面积，例如至少300m2/g、至少500m2/g、至少1000m2/g、1200m2/g、至少1300m2/g、至少1400m2/g、或至少1500m2/g的BET表面积。在另一个实施方案中，热处理前的炭黑具有大于10mJ/m2的表面能和200m2/g-2100m2/g的BET表面积，例如300m2/g-2100m2/g、500m2/g-2100m2/g、1000m2/g-2100m2/g、1200m2/g-2100m2/g、1300m2/g-2100m2/g、1400m2/g-2100m2/g、或者1500m2/g-2100m2/g的BET表面积。
在一个实施方案中，相对于未处理的炭黑的BET表面积，热处理使BET表面积降低至少10％。在一个实施方案中，BET表面积随表面能的减少一同减少。在另一个实施方案中，相对于未处理的炭黑的BET表面积，热处理使BET表面积降低至少25％，例如，相对于未处理的炭黑的BET表面积降低至少30％、至少40％、至少50％或至少65％。在又一个实施方案中，相对于未处理的炭黑的BET表面积，热处理使BET表面积降低至少10％至70％、至少25％至70％、至少30％至70％、至少40％至70％、或至少50％至70％。
在另一个实施方案中，热处理增加拉曼微晶平面尺寸(La)并且减少表面能，同时相对于未处理的炭黑的BET表面积，使BET表面积降低不超过25％，例如，降低不超过10％、或降低1％至25％、5％至25％、10％至25％、1％至10％、或5％至10％。
与其它(例如，非经热处理的)炭黑相比，一些炭黑(包括具有选定的性质(例如，高表面积、高电导率和高疏水性)的组合的经热处理的炭黑)可用于铅酸电池，以提供改善的充电接收能力和循环性能以及减少的析氢。
在一些情况下，经热处理的炭黑可用于形成铅酸电池用电极。电极可包括例如导电基板和由导电基板的表面承载的材料，其中，所述材料是包括氧化铅和如本文所述的经热处理的炭黑的组合物。所述组合物可以是糊剂的形式。在一些情况下，组合物包括相对于氧化铅的0.1重量％-5重量％的经热处理的炭黑。
当用于负极的糊剂包括氧化铅以及经热处理的炭黑(经热处理的炭黑的负载为相对于氧化铅约1重量％)时，可达到所期望的充电接收能力。还发现，对于具有较低表面积的炭黑，需要较高的负载(例如，约3重量％)。然而，具有较高负载的较低表面积炭黑的电极表现出比具有较低负载的较高表面积炭黑的电极低的循环性能。因此，据信，对于低负载的高表面积的经热处理的炭黑，实现了较好的充电接收能力和较好的循环性能的组合。
例如，初始BET表面积为约1500m2/g的炭黑可在多种条件下热处理，生成各种经热处理的炭黑。在一种情况下，在1300℃下的热处理可生成具有1000m2/g的BET表面积的炭黑，采用1.5重量％负载的所述经热处理的炭黑，表现出最佳的性能。在另一个实例中，在1400℃下的热处理可生成具有750m2/g的BET表面积的炭黑，采用2重量％负载的所述经热处理的炭黑，表现出最佳的性能。在又一个实例中，热处理可生成具有500m2/g的BET表面积的炭黑，采用3重量％负载的所述炭黑，表现出最佳的性能。然而，在3重量％的负载下，循环性能可差于最佳状态。因此，可选择表面积的下限(以及因此的热处理温度t的上限)以生成关于充电接收能力和循环性能的最佳结果。类似地，据认为，例如，具有约250m2/g的较低初始BET表面积的炭黑可在多种条件下热处理以生成各种经热处理的炭黑，而且，可选择经热处理的炭黑的BET表面积的下限，使得在较低表面积时所需的增大的负载对循环性能不具有显著的负面影响。
在另一个实施方案中，在其上沉积有包含本文所公开的经热处理的炭黑的材料的电极显示出较低的析氢电流。例如，相对于具有可比较的BET表面积或STSA值的未处理的炭黑样品，涂覆有经热处理的炭黑样品的电极具有低至少20％、至少25％、至少30％、或甚至至少50％的析氢电流。可比较的表面积值包括相对于未处理的炭黑样品的表面积偏差不超过5％或者偏差不超过10％的那些。
实施例
固体材料的BET表面积和孔隙率(总孔体积)基于物理吸附和毛细管凝聚原理获得。在-273℃下，在一系列精确控制的压力下，向炭黑按剂量供给氮气，其中，递增压力在0.01-0.3P/P0的范围内增高。在刚好低于(just below)大气压的压力下，总的氮气侵入孔体积或BET表面积通过本领域已知的方法计算。与炭黑的中孔和大孔相关的外表面积(统计厚度表面积或STSA)基于本领域通常已知的统计厚度法计算，其中，t-曲线用于通过等温线上任意点处的单层容量的分数Va/Vm乘以氮单层的厚度(对于氮气分子定义为)来确定该点处的平均厚度。本文所报道的表面积和总孔体积根据ASTMD6556-10计算，其在此引入作为参考。
La(微晶平面尺寸)的拉曼测量基于Gruber等人的"Raman studies ofheat-treated carbon blacks"(Carbon，第32卷第7期，第1377-1382页，1994)，其在此引入作为参考。碳的拉曼光谱包括在约1340cm-1和1580cm-1处的两个主要“共振”带，分别以"D"和"G"带表示。通常认为，D带归因于无序sp2碳，并且，G带归因于石墨碳或“有序”sp2碳。使用经验方法，G/D带的比率与通过X-射线衍射(XRD)测量的La高度相关，并且，回归分析得到经验关系：
La＝43.5×(G带的面积/D带的面积)，
其中La以埃为单位计算。因此，较高的La值对应于更有序的晶体结构。
通过使用重量分析仪测量水蒸气吸附来测定炭黑样品的表面能(SE)。将炭黑样品装载到湿度箱中的微量天平上，并且允许在一系列相对湿度阶跃变化下达到平衡。记录质量变化。使用随着相对湿度改变的平衡质量增量来生成蒸气吸附等温线。针对样品的铺展压力(以mJ/m2计)作为πe/BET计算，其中：
π e = RT ∫ 0 p 0 Γ d ln p
并且R是理想气体常数，T是温度，Γ是所吸附的水的摩尔数，p0是蒸气压，并且p是每个递增步骤的蒸气分压。铺展压力与固体的表面能有关且为固体的疏水/亲水性质的指示，其中，较低的表面能(SE)对应于较高的疏水性。
实施例1
在惰性气氛(N2)下在1000℃-1600℃的升高的温度下处理炉法炭黑，在所选定的温度下，停留时间为1或2小时。处理条件在表1中列出。对于非经热处理的炭黑和样品1A-1G，示出了BET表面积、外表面积(STSA)、总孔体积、SE和结晶度(La拉曼)的值，所述样品1A-1G分别对应于在1000℃(1小时)、1150℃(1小时和2小时)、1300℃(1小时)、1400℃(1小时)、1500℃(1小时)和1600℃(1小时)下加热的样品。通常地，随着处理温度升高，BET表面积(图2)、外表面积STSA(图3)、SE(图4)以及总孔体积(图5)减小，同
时结晶度(La拉曼，图6)升高。
表1.经热处理的炭黑的性质
在图2-6中示出了包括针对样品1A、1B、1D、1E、1F和1G以及所述非经热处理的炭黑的值的图。如在图2中看到的，BET表面积从1000℃下的1504m2/g(样品1A)减小至1600℃下的534m2/g(样品1G)，其中，相对急剧的降低出现在1150℃(样品1B)和1300℃(样品1D)之间。如在图3中看到的，STSA(外表面积)总体上随着热处理温度升高而减小，其中，在1000℃下的值为563m2/g(样品1A)且在1600℃下的值为481m2/g(样品1G)，相对急剧的降低出现在1300℃(样品1D)和1400℃(样品1E)之间。图4示出了孔体积从1000℃下的1.60ml/g(样品1A)减小至1600℃下的1.03ml/g(样品1G)。图5示出了SE从1150℃下的11.7mJ/m2(样品1B)减小至1600℃下的7.0mJ/m2(样品1G)。因此，从1150℃且可能更低的处理温度至1600℃的处理温度，经热处理的炭黑的疏水性随着温度的升高而增大。如在图6中看到的，在1000℃下热处理的炭黑的结晶度类似于非经热处理的炭黑的结晶度La值从在1000℃下的(样品1A)提高至在1600℃下的(样品1G)。照这样，也预期经热处理的炭黑的电导率随着处理温度的升高而增大。
根据表1，看到样品1D-1G具有包括100m2/g-1100m2/g的BET表面积、10mJ/m2或更低的SE以及(或)至的拉曼微晶平面尺寸(La)的性质组合。看到所述非经热处理的样品和样品1A-1C具有超过1100m2/g的BET表面积、超过10mJ/cm2的SE以及相比于样品1D-1G的较低的拉曼微晶平面尺寸(La)。
实施例2
将得自Cabot Corporation的市售炭黑VXC72在1200℃下加热2小时的停留时间，然后在最终温度下加热3小时的停留时间，所述加热均在惰性气氛(N2)下进行。处理条件在表2中列出。样品2A-2C对应于分别在1200℃、1400℃和1600℃的最终温度下加热的VXC72样品。通常地，随着最终温度的提高，BET表面积(图7)、STSA(图8)及总孔体积减小，并且结晶度(La拉曼，图9)和SE(图10)增大。
表2.经热处理的炭黑(VXC72)的性质
在图7-9中示出了包括针对样品2A、2B和2C以及非经热处理的VXC72的值的图。如在图7中看到的，BET表面积几乎线性地从207m2/g(样品2A)降低至138m2/g(样品2C)。如在图8中看到的，STSA(外表面积)总体上随热处理温度的升高而减小，其值为144m2/g(样品2A)和135m2/g(样品2C)。如在图9中看到的，La值从(样品2A)提高至(样品2C)。照这样，也预期经热处理的炭黑的电导率随最终处理温度的升高而增大。如图10中所示的，SE从约9mJ/m2(样品2A)减小至约5mJ/m2(样品2C)。
根据表2，看到各自在1200℃-1600℃的温度下加热的样品2A-2C具有包括100m2/g-1100m2/g的BET表面积和的拉曼微晶平面尺寸(La)以及9mJ/m2或更低的SE的性质组合。
对比例
测量六种市售的非经热处理的炭黑的BET表面积、STSA和孔体积以及结晶度。结果在表3中列出。表3中示出的炭黑均不具有包括100m2/g-1100m2/g的BET表面积和10mJ/m2或更低的SE的性质组合。
表3.市售的非经热处理的炭黑的性质
实施例3
本实施例说明了由本文所公开的经热处理的炭黑的析氢导致的产气率的降低，这通过转盘电极(RDE)测量来进行分析。RDE法可用于在不同电势和温度下在碳表面上的析氢分析。例如，在固定电压下的析氢电流可用作对于析氢的度量且可对不同的碳类型作为相对于热处理条件的碳表面积的函数进行比较。
使用通过采用EC-Lab v10.21软件的PC为界面的控制Pine Speed控制器的Princeton Applied Research BiStat恒电位仪和Pine Analytical旋转器进行转盘电极测量。将三电极玻璃电池(glass cell)(Pine Analytical)与铂丝对电极、甘汞参比电极以及涂覆有100微克所研究的炭黑样品的玻璃碳工作电极一起使用。
电极通过以25微升的4mg/mL炭墨涂覆经抛光的玻璃碳电极来制备，所述炭墨通过在H2O:IPA-HPLC级(4mL:1mL)溶液中加入20mg碳并超声处理1分钟来制备。在干燥(约1分钟，在25℃下)后，将12微升的0.05重量％Nafion溶液作为粘结剂添加至电极的顶部，并且在25℃下、在氮气中干燥所述电极1小时。
所用的电解质为H2SO40.5M，其在开始实验之前用氩气吹扫20分钟。本文所报道的氢还原电流是在50℃下在以20mV/s、相对于SCE从-0.3至-1V、使用3,000rpm圆盘转速的循环伏安法(CV)扫描期间测量的。所报道的电流在相对于SCE-0.65V(相对于SHE-0.4V)下读取，通过炭黑的重量归一化，并且是一旦达到稳态便测量的。实施在100mV/s下的预成形(预化成，preformation)循环(通常小于10次)，以达到CV电流的稳态。
所分析的炭黑样品的性质在下表4中概述。样品Comp A、Comp B和Comp C是未经热处理的炉法炭黑的对比样品。通过在1300℃下分别热处理样品Comp A和Comp B 2小时来形成样品A和B。
表4.炭黑样品的性质
Comp A A Comp B B Comp C
BET-SA(m2/g) 245 159 1500 1043 1160
STSA(m2/g) 159 162 482 533 410
SE(mJ/m2) 20.4 7.2 12.4 9.1 14.3
图11是示出了在-0.4V和50℃下的质量归一化析氢电流(iHE/m，A/g)相对于N2 BET-SA(m2/g)的图。在可比较的N2 BET表面积的炭黑的分析中，可以看出，经热处理的炭黑显示出显著较低的析氢电流。例如，当样品A与Comp A炭黑比较时，存在析氢电流的超过50％的降低。类似地，经热处理的样品B的析氢电流比样品Comp B和甚至Comp C的析氢电流低接近50％，所述样品Comp B和Comp C具有与样品B相似的表面积，但未经热处理。
图12是示出了样品A、B、Comp A和Comp B在-0.4V和50℃下的质量归一化析氢电流相对于STSA表面积(m2/g)的图。根据图2，可以看出，在可比较的STSA表面积下，经热处理的炭黑显示出显著较低的析氢电流。例如，当样品A与Comp A比较时，存在析氢电流的超过50％的降低。类似地，经热处理的样品B的析氢电流比具有相似STSA值的样品Comp B的析氢电流低接近30％。
术语“一个”和“一种”以及“所述”的使用应解释为涵盖单数和复数这两者，除非本文中另有说明或上下文明显矛盾。术语“包含”、“具有”、“包括”、和“含有”应理解为开放式术语(即，意味着“包括，但不限于”)，除非另有说明。本文中数值范围的列举仅仅用作单独提及落在该范围内的每个独立值的简写方法，除非本文中另有说明，并且在说明书中引入每个独立值，就如同其在这里被单独列举一样。本文描述的所有方法可以任何适宜的顺序进行，除非本文另有说明或与上下文明显矛盾。本文中提供的任何和所有实例、或示例性语言(如，“例如”)的使用仅用来更好地说明本发明，而不是对本发明的范围加以限定，除非另有说明。说明书中没有语言应被理解为是在将任何非要求保护的要素表明为是本发明的实践所必需的。

Claims (56)

1.炭黑，其具有100m2/g-1100m2/g的Brunauer-Emmett-Teller(BET)表面积和10mJ/m2或更低的表面能(SE)。
2.权利要求1的炭黑，其中所述炭黑具有至少的拉曼微晶平面尺寸(La)。
3.权利要求1的炭黑，其中所述炭黑具有至少的拉曼微晶平面尺寸(La)。
4.权利要求1-3中任一项的炭黑，其中所述炭黑具有或更小的拉曼微晶平面尺寸(La)。
5.权利要求1-4中任一项的炭黑，其中所述表面能(SE)为9mJ/m2或更低。
6.权利要求1-5中任一项的炭黑，其中所述表面能(SE)为6mJ/m2或更低。
7.权利要求1-6中任一项的炭黑，其中所述表面能(SE)为3mJ/m2或更低。
8.权利要求1-6中任一项的炭黑，其中所述表面能(SE)为1mJ/m2-10mJ/m2。
9.权利要求1-8中任一项的炭黑，其中所述炭黑具有至少100m2/g的统计厚度表面积(STSA)。
10.权利要求1-9中任一项的炭黑，其中所述炭黑具有600m2/g或更小的统计厚度表面积(STSA)。
11.权利要求1-10中任一项的炭黑，其中所述炭黑具有100m2/g-600m2/g的统计厚度表面积(STSA)。
12.通过包括如下的方法制备的经热处理的炭黑：在惰性气氛中在1100℃-1700℃的温度下加热炭黑以形成所述经热处理的炭黑，其中，所述经热处理的炭黑具有100m2/g-1100m2/g的Brunauer-Emmett-Teller(BET)表面积和10mJ/m2或更低的表面能(SE)。
13.权利要求12的经热处理的炭黑，其中所述经热处理的炭黑具有至少的拉曼微晶平面尺寸(La)。
14.权利要求12的经热处理的炭黑，其中所述经热处理的炭黑具有至少的拉曼微晶平面尺寸(La)。
15.权利要求12-14中任一项的经热处理的炭黑，其中所述经热处理的炭黑具有或更小的拉曼微晶平面尺寸(La)。
16.权利要求12-15中任一项的经热处理的炭黑，其中所述表面能(SE)为9mJ/m2或更低。
17.权利要求12-16中任一项的经热处理的炭黑，其中所述表面能(SE)为6mJ/m2或更低。
18.权利要求12-17中任一项的经热处理的炭黑，其中所述表面能(SE)为3mJ/m2或更低。
19.权利要求12-18中任一项的经热处理的炭黑，其中所述经热处理的炭黑具有至少100m2/g的统计厚度表面积(STSA)。
20.权利要求12-19中任一项的经热处理的炭黑，其中所述经热处理的炭黑具有600m2/g或更小的统计厚度表面积(STSA)。
21.权利要求12-20中任一项的经热处理的炭黑，其中所述经热处理的炭黑具有100m2/g-600m2/g的统计厚度表面积(STSA)。
22.通过包括如下的方法制备的经热处理的炭黑：在惰性气氛中在1100℃-1700℃的温度下加热炭黑以形成所述经热处理的炭黑，其中，所述经热处理的炭黑具有100m2/g-1100m2/g的Brunauer-Emmett-Teller(BET)表面积和的拉曼微晶平面尺寸(La)。
23.权利要求22的经热处理的炭黑，其中所述经热处理的炭黑具有至少的拉曼微晶平面尺寸(La)。
24.权利要求22或23的经热处理的炭黑，其中所述经热处理的炭黑的表面能(SE)为10mJ/m2或更低。
25.权利要求22-24中任一项的经热处理的炭黑，其中所述经热处理的炭黑的表面能(SE)为9mJ/m2或更低。
26.权利要求22-25中任一项的经热处理的炭黑，其中所述经热处理的炭黑的表面能(SE)为6mJ/m2或更低。
27.权利要求22-26中任一项的经热处理的炭黑，其中所述经热处理的炭黑的表面能(SE)为3mJ/m2或更低。
28.权利要求22-27中任一项的经热处理的炭黑，其中所述经热处理的炭黑具有至少100m2/g的统计厚度表面积(STSA)。
29.权利要求22-28中任一项的经热处理的炭黑，其中所述经热处理的炭黑具有600m2/g或更小的统计厚度表面积(STSA)。
30.权利要求22-29中任一项的经热处理的炭黑，其中所述经热处理的炭黑具有100m2/g-600m2/g的统计厚度表面积(STSA)。
31.电极，包括：
导电基板；以及
由所述导电基板的表面承载的材料，所述材料包含权利要求1-10中任一项的炭黑或者权利要求12-29中任一项的经热处理的炭黑。
32.铅酸电池，包括：
第一电极，其中所述第一电极包括权利要求31的电极；
第二电极；以及
与所述第一电极和所述第二电极接触的电解质。
33.组合物，包含：
氧化铅；以及
权利要求1-10中任一项的炭黑或者权利要求12-29中任一项的经热处理的炭黑，
其中所述组合物包含相对于所述氧化铅的0.1重量％-5重量％的所述炭黑或经热处理的炭黑。
34.权利要求33的组合物，其中所述组合物是糊剂。
35.电极，包括：
导电基板；以及
由所述导电基板的表面承载的材料，所述材料包含权利要求33或34的组合物。
36.铅酸电池，包括：
第一电极，其中所述第一电极包括权利要求35的电极；
第二电极；以及
与所述第一电极和所述第二电极接触的电解质。
37.一种方法，包括：
在惰性气氛中在1100℃-1700℃的温度下加热炭黑以形成经热处理的炭黑，
其中所述经热处理的炭黑具有100m2/g-1100m2/g的Brunauer-Emmett-Teller(BET)表面积和10mJ/m2或更低的表面能(SE)。
38.权利要求37的方法，其中所述经热处理的炭黑具有至少的拉曼微晶平面尺寸(La)。
39.权利要求37的方法，其中所述经热处理的炭黑具有至少的拉曼微晶平面尺寸(La)。
40.权利要求37-39中任一项的方法，其中所述经热处理的炭黑具有或更小的拉曼微晶平面尺寸(La)。
41.权利要求37-40中任一项的方法，其中所述经热处理的炭黑的表面能(SE)为10mJ/m2或更低。
42.权利要求37-41中任一项的方法，其中所述经热处理的炭黑的表面能(SE)为9mJ/m2或更低。
43.权利要求37-42中任一项的方法，其中所述经热处理的炭黑的表面能(SE)为6mJ/m2或更低。
44.权利要求37-43中任一项的方法，其中所述经热处理的炭黑的表面能(SE)为3mJ/m2或更低。
45.权利要求37-44中任一项的方法，其中所述经热处理的炭黑具有至少100m2/g的统计厚度表面积(STSA)。
46.权利要求33-45中任一项的方法，其中所述经热处理的炭黑具有600m2/g或更小的统计厚度表面积(STSA)。
47.权利要求33-46中任一项的方法，其中所述经热处理的炭黑具有100m2/g-600m2/g的统计厚度表面积(STSA)。
48.一种方法，包括：
在惰性气氛中在1100℃-1700℃的温度下加热炭黑以形成经热处理的炭黑，
其中所述经热处理的炭黑具有100m2/g-1100m2/g的Brunauer-Emmett-Teller(BET)表面积和的拉曼微晶平面尺寸(La)。
49.权利要求48的方法，其中所述经热处理的炭黑具有至少的拉曼微晶平面尺寸(La)。
50.权利要求48或49的方法，其中所述经热处理的炭黑的表面能(SE)为10mJ/m2或更低。
51.权利要求48-50中任一项的方法，其中所述经热处理的炭黑的表面能(SE)为9mJ/m2或更低。
52.权利要求48-51中任一项的方法，其中所述经热处理的炭黑的表面能(SE)为6mJ/m2或更低。
53.权利要求48-52中任一项的方法，其中所述经热处理的炭黑的表面能(SE)为3mJ/m2或更低。
54.权利要求48-53中任一项的方法，其中所述经热处理的炭黑具有至少100m2/g的统计厚度表面积(STSA)。
55.权利要求48-54中任一项的方法，其中所述经热处理的炭黑具有600m2/g或更小的统计厚度表面积(STSA)。
56.权利要求48-55中任一项的方法，其中所述经热处理的炭黑具有100m2/g-600m2/g的统计厚度表面积(STSA)。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105895911A (zh) * 2015-02-18 2016-08-24 株式会社杰士汤浅国际 铅蓄电池
CN108475777A (zh) * 2015-10-15 2018-08-31 艾纳G2技术公司 用于改善铅酸电池性能的低放气碳材料
CN109196695A (zh) * 2016-05-05 2019-01-11 卡博特公司 具有高结构炭黑的电极、组合物、以及设备
CN110785880A (zh) * 2017-06-15 2020-02-11 卡博特公司 含有碳黑颗粒的电极以及相关方法
CN113402905A (zh) * 2021-06-28 2021-09-17 青岛黑猫新材料研究院有限公司 一种高孔隙度炭黑、其制备方法及其制备装置

Families Citing this family (37)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101681722B (zh) 2006-11-15 2012-08-15 EnerG2股份有限公司 双电层电容装置
US8404384B2 (en) 2009-07-01 2013-03-26 Energ2 Technologies, Inc. Ultrapure synthetic carbon materials
WO2012045002A1 (en) 2010-09-30 2012-04-05 Energ2 Technologies, Inc. Enhanced packing of energy storage particles
US20120262127A1 (en) 2011-04-15 2012-10-18 Energ2 Technologies, Inc. Flow ultracapacitor
CN103947017B (zh) 2011-06-03 2017-11-17 巴斯福股份公司 用于混合能量存储装置中的碳‑铅共混物
WO2013120011A1 (en) 2012-02-09 2013-08-15 Energ2 Technologies, Inc. Preparation of polymeric resins and carbon materials
CN105190948B (zh) 2013-03-14 2019-04-26 14族科技公司 包含锂合金化的电化学改性剂的复合碳材料
SI3011618T1 (en) * 2013-06-21 2018-06-29 Cabot Corporation Carbon for lithium ion batteries
KR101956971B1 (ko) * 2013-06-21 2019-03-11 캐보트 코포레이션 리튬 이온 배터리용 전도성 탄소
US10195583B2 (en) 2013-11-05 2019-02-05 Group 14 Technologies, Inc. Carbon-based compositions with highly efficient volumetric gas sorption
CN103700898B (zh) * 2014-01-23 2016-04-13 武汉大学 一种铅酸蓄电池修复剂及其制备方法
CN107074994B (zh) 2014-03-14 2021-12-14 14集团技术公司 无溶剂进行溶胶-凝胶聚合并由其产生可调节的碳结构的新方法
US9682368B2 (en) 2014-04-29 2017-06-20 Rennovia Inc. Shaped porous carbon products
US11253839B2 (en) 2014-04-29 2022-02-22 Archer-Daniels-Midland Company Shaped porous carbon products
WO2015191255A1 (en) * 2014-06-10 2015-12-17 Cabot Corporation Electrode compositions comprising carbon additives
JP6959861B2 (ja) * 2014-08-29 2021-11-05 オリオン エンジニアード カーボンズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング カーボンブラックの空隙率（Ｐｏｒｏｓｉｔｙ）を制御するプロセス
WO2016205079A1 (en) * 2015-06-14 2016-12-22 Smithville Labs, Llc. Apparatus and method for charging valve regulated lead acid batteries
EP3314684B1 (en) 2015-06-24 2019-11-20 Cabot Corporation Carbonaceous materials for lead acid batteries
EP3544097B1 (en) 2015-07-17 2021-04-28 Cabot Corporation Oxidized carbon blacks and applications for lead acid batteries
US20190097222A1 (en) 2015-08-14 2019-03-28 Energ2 Technologies, Inc. Composites of porous nano-featured silicon materials and carbon materials
JP7115976B2 (ja) 2015-08-28 2022-08-09 グループ１４・テクノロジーズ・インコーポレイテッド リチウムの非常に耐久性のある挿入を有する新規な材料およびその製造方法
US10722867B2 (en) 2015-10-28 2020-07-28 Archer-Daniels-Midland Company Porous shaped carbon products
US10464048B2 (en) 2015-10-28 2019-11-05 Archer-Daniels-Midland Company Porous shaped metal-carbon products
US10767028B2 (en) 2016-02-01 2020-09-08 Cabot Corporation Compounded rubber having improved thermal transfer
DE112017000595B4 (de) 2016-02-01 2022-07-14 Cabot Corporation Carbon Black enthaltende wärmeleitende Polymerzusammensetzung und Polymervorläuferzusammensetzung, Masterbatch sowie Erzeugnis
CN105702964A (zh) * 2016-03-18 2016-06-22 湖州品创孵化器有限公司 一种混合动力车用阀控式铅酸蓄电池负极添加剂
US11098201B2 (en) 2016-08-24 2021-08-24 Denka Company Limited Carbon black for batteries, conductive composition for electrodes, electrode for batteries, and battery
EP3293745B1 (de) * 2016-09-12 2019-08-14 Heraeus Battery Technology GmbH Additiv-material für eine elektrode einer elektrochemischen zelle, doppelschichtkondensator und herstellungsverfahren für eine elektrode desselben
JP7376360B2 (ja) 2017-03-09 2023-11-08 グループ１４・テクノロジーズ・インコーポレイテッド 多孔質足場材料の上のケイ素含有前駆体の分解
WO2018204174A1 (en) 2017-05-03 2018-11-08 Cabot Corporation Carbon black with an stsa of 80 to 150 m2/g, an oan of at least 180 ml/100g and a coan of at least 110 ml/100g and rubber compounds incorporating same
CN110998934A (zh) 2017-06-15 2020-04-10 卡博特公司 含有不同炭黑颗粒的电极和电池
JP7372914B2 (ja) * 2018-06-06 2023-11-01 エナジーウィズ株式会社 鉛蓄電池
US11174167B1 (en) 2020-08-18 2021-11-16 Group14 Technologies, Inc. Silicon carbon composites comprising ultra low Z
US11335903B2 (en) 2020-08-18 2022-05-17 Group14 Technologies, Inc. Highly efficient manufacturing of silicon-carbon composites materials comprising ultra low z
US11639292B2 (en) 2020-08-18 2023-05-02 Group14 Technologies, Inc. Particulate composite materials
WO2022051109A1 (en) 2020-09-01 2022-03-10 Cabot Corporation Dynamic charge acceptance in lead acid batteries
KR102620381B1 (ko) * 2021-10-20 2024-01-03 오씨아이 주식회사 고결정성 카본블랙 및 이의 제조방법

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1485261A (en) * 1975-04-10 1977-09-08 Hoechst Ag Production of conductive carbon black for use in deplorization materials in dry batteries
CN1148065A (zh) * 1995-07-07 1997-04-23 克瓦纳尔工程有限公司 碳质材料的热处理
CN1692144A (zh) * 2002-12-27 2005-11-02 精工爱普生株式会社 改性炭黑、炭黑分散液和水性油墨
CN101283055A (zh) * 2005-07-27 2008-10-08 丹卡新加坡私人有限公司 一种炭黑、其生产方法和应用
WO2011053668A1 (en) * 2009-11-02 2011-05-05 Cabot Corporation High surface area and low structure carbon blacks for energy storage applications

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54126691A (en) * 1978-03-27 1979-10-02 Raion Akuzo Kk Method of manufacturing high electric conductive carbon black
JPS6067564A (ja) * 1983-09-22 1985-04-17 Mitsubishi Petrochem Co Ltd 高導電性カ−ボンブラツクの製造方法
JPS6166759A (ja) * 1984-09-11 1986-04-05 Denki Kagaku Kogyo Kk 高導電性カ−ボンブラツク及びその製造方法
JPH0791422B2 (ja) * 1987-05-20 1995-10-04 東海カーボン株式会社 耐熱老化性ゴム組成物
JPH01223165A (ja) * 1988-03-03 1989-09-06 Mitsubishi Petrochem Co Ltd 高導電性カーボンブラック製造方法
US5156935A (en) * 1988-07-21 1992-10-20 Yuasa Battery Co., Ltd. Lead-acid battery
JP3238197B2 (ja) * 1992-05-28 2001-12-10 財団法人電力中央研究所 リチウム二次電池
JPH10130424A (ja) * 1996-10-31 1998-05-19 Asahi Carbon Kk 低発熱性カーボンブラックおよびこれを配合したゴム組成物
JP2000273351A (ja) * 1999-03-23 2000-10-03 Osaka Gas Co Ltd 黒鉛化カーボンブラックの製造方法
EP1248307A1 (en) * 2001-04-03 2002-10-09 Hitachi, Ltd. Lead-acid battery
BRPI0414310A (pt) 2003-09-18 2006-11-07 Columbian Chem negros de fumo modificados termicamente, células alcalinas e eletroquìmicas, conjunto ou parte de uma célula eletroquìmica aplicação dependente de energia elétrica e composto para membrana curada
CN101027367B (zh) * 2004-03-15 2012-05-02 卡伯特公司 改性碳产品及其应用
JP4707426B2 (ja) * 2005-03-23 2011-06-22 三洋電機株式会社 非水電解質二次電池
US7722713B2 (en) * 2005-05-17 2010-05-25 Cabot Corporation Carbon blacks and polymers containing the same
JP2008098009A (ja) * 2006-10-12 2008-04-24 Furukawa Battery Co Ltd:The 鉛蓄電池用正極板
WO2008133888A1 (en) * 2007-04-24 2008-11-06 Cabot Corporation Low structure carbon black and method of making same
US9017837B2 (en) * 2008-02-19 2015-04-28 Cabot Corporation High surface area graphitized carbon and processes for making same
EP2497137B1 (en) * 2009-11-02 2019-07-24 Cabot Corporation Lead-acid batteries and pastes therefor
US8765297B2 (en) * 2011-01-04 2014-07-01 Exide Technologies Advanced graphite additive for enhanced cycle-life of lead-acid batteries
US8956688B2 (en) * 2011-10-12 2015-02-17 Ut-Battelle, Llc Aqueous processing of composite lithium ion electrode material

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1485261A (en) * 1975-04-10 1977-09-08 Hoechst Ag Production of conductive carbon black for use in deplorization materials in dry batteries
CN1148065A (zh) * 1995-07-07 1997-04-23 克瓦纳尔工程有限公司 碳质材料的热处理
CN1692144A (zh) * 2002-12-27 2005-11-02 精工爱普生株式会社 改性炭黑、炭黑分散液和水性油墨
CN101283055A (zh) * 2005-07-27 2008-10-08 丹卡新加坡私人有限公司 一种炭黑、其生产方法和应用
WO2011053668A1 (en) * 2009-11-02 2011-05-05 Cabot Corporation High surface area and low structure carbon blacks for energy storage applications

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105895911A (zh) * 2015-02-18 2016-08-24 株式会社杰士汤浅国际 铅蓄电池
CN108475777A (zh) * 2015-10-15 2018-08-31 艾纳G2技术公司 用于改善铅酸电池性能的低放气碳材料
CN109196695A (zh) * 2016-05-05 2019-01-11 卡博特公司 具有高结构炭黑的电极、组合物、以及设备
CN115411268A (zh) * 2016-05-05 2022-11-29 卡博特公司 具有高结构炭黑的电极、组合物、以及设备
CN110785880A (zh) * 2017-06-15 2020-02-11 卡博特公司 含有碳黑颗粒的电极以及相关方法
CN110785880B (zh) * 2017-06-15 2023-05-02 卡博特公司 含有碳黑颗粒的电极以及相关方法
CN113402905A (zh) * 2021-06-28 2021-09-17 青岛黑猫新材料研究院有限公司 一种高孔隙度炭黑、其制备方法及其制备装置

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