JP2002241116A - 超微粒炭素の製造法 - Google Patents
超微粒炭素の製造法Info
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- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 一次電池および二次電池用の電子伝導材料で
ある超微粒炭素を水溶液系で製造し、電池のエネルギー
密度、内部抵抗、充放電サイクル寿命、製造コストを改
良する。 【解決手段】 導電性を有する炭素材を、該炭素材と親
和性があり分子中に水酸基、カルボニル基、マイナスに
分極した酸素原子の少なくともいずれかを含む有機化合
物の共存下で粒子径が０．８ないし０．０５マイクロメ
ートルまで磨砕する。さらに必要に応じてこれを加熱
し、前記有機化合物を蒸発除去する。
ある超微粒炭素を水溶液系で製造し、電池のエネルギー
密度、内部抵抗、充放電サイクル寿命、製造コストを改
良する。 【解決手段】 導電性を有する炭素材を、該炭素材と親
和性があり分子中に水酸基、カルボニル基、マイナスに
分極した酸素原子の少なくともいずれかを含む有機化合
物の共存下で粒子径が０．８ないし０．０５マイクロメ
ートルまで磨砕する。さらに必要に応じてこれを加熱
し、前記有機化合物を蒸発除去する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】 本発明は超微粒炭素の製造
法に関するものであり、特に一次電池および二次電池の
電極活物質粒子と混合したり、電極板の表面に塗布する
ことにより、電池のエネルギー密度の向上、内部抵抗の
減少、充放電サイクル寿命の延長等の効果に優れた超微
粒炭素の製造に適した方法に関するものである。
法に関するものであり、特に一次電池および二次電池の
電極活物質粒子と混合したり、電極板の表面に塗布する
ことにより、電池のエネルギー密度の向上、内部抵抗の
減少、充放電サイクル寿命の延長等の効果に優れた超微
粒炭素の製造に適した方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】 一次電池や二次電池に用いられる電極
活物質は通常それ自体は導電性が低いので、その電極活
物質粒子層に電池として十分な導電性を付与するため
に、導電性に優れたアセチレンブラックやグラファイト
が電極活物質粒子に混ぜて使用されている。しかしなが
らアセチレンブラックは嵩高な粉末であるため、十分な
導電性を得るためには電極活物質に対して数十容量％も
加える必要があり、このため電極活物質の使用量が制限
され、電池のエネルギー密度を向上させる妨げになって
いた。またグラファイトを微細な粉末にしようとしても
従来の方法では数マイクロメートルにしかならなかっ
た。また二次電池では、充放電サイクルの繰り返しに伴
い、電極活物質粒子が電気化学反応に伴い、活物質の体
積変化が進行する結果、粗粒の炭素粒子ではその体積変
化に追随できず、電気的導通が断たれることにより電池
の容量が減少したり内部抵抗が増大した。更に、これら
の電極活物質粒子層と集電体である電極板との導通を確
保する目的で電極板の表面に炭素粒子を付着させる方法
はとられてきたが、その塗膜の粒子が荒く剥がれやすい
欠点があった。これらの問題を解決するため本発明者等
は、特開平０９−０４９５６４、および特開平１０−２
４１６７７において炭素材の粉砕に際してＰＶＡ等の高
分子有機化合物との混合物に剪断力を作用せしめること
により、サブミクロンの微粒子を得た。しかしながら、
この方法において、炭素材料であるグラファイトやカー
ボンブラックの表面はもともと撥水性であるため、ＰＶ
Ａ等の高分子有機化合物との混合には炭素材料に対し１
０ないし１００重量％の多量のＰＶＡの添加と長時間に
わたる混練が必要であり、生産効率が低かった。また炭
素微粒子は高分子有機化合物との混合物として得られる
ので、使用目的によってはこの多量の高分子有機化合物
が障害となる欠点があった。
活物質は通常それ自体は導電性が低いので、その電極活
物質粒子層に電池として十分な導電性を付与するため
に、導電性に優れたアセチレンブラックやグラファイト
が電極活物質粒子に混ぜて使用されている。しかしなが
らアセチレンブラックは嵩高な粉末であるため、十分な
導電性を得るためには電極活物質に対して数十容量％も
加える必要があり、このため電極活物質の使用量が制限
され、電池のエネルギー密度を向上させる妨げになって
いた。またグラファイトを微細な粉末にしようとしても
従来の方法では数マイクロメートルにしかならなかっ
た。また二次電池では、充放電サイクルの繰り返しに伴
い、電極活物質粒子が電気化学反応に伴い、活物質の体
積変化が進行する結果、粗粒の炭素粒子ではその体積変
化に追随できず、電気的導通が断たれることにより電池
の容量が減少したり内部抵抗が増大した。更に、これら
の電極活物質粒子層と集電体である電極板との導通を確
保する目的で電極板の表面に炭素粒子を付着させる方法
はとられてきたが、その塗膜の粒子が荒く剥がれやすい
欠点があった。これらの問題を解決するため本発明者等
は、特開平０９−０４９５６４、および特開平１０−２
４１６７７において炭素材の粉砕に際してＰＶＡ等の高
分子有機化合物との混合物に剪断力を作用せしめること
により、サブミクロンの微粒子を得た。しかしながら、
この方法において、炭素材料であるグラファイトやカー
ボンブラックの表面はもともと撥水性であるため、ＰＶ
Ａ等の高分子有機化合物との混合には炭素材料に対し１
０ないし１００重量％の多量のＰＶＡの添加と長時間に
わたる混練が必要であり、生産効率が低かった。また炭
素微粒子は高分子有機化合物との混合物として得られる
ので、使用目的によってはこの多量の高分子有機化合物
が障害となる欠点があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】 本発明の超微粒炭素
の製造法では、これらの従来の製造法にくらべ、極めて
容易に炭素材の表面を水溶液で濡らすことができ短時間
での生産が可能であり、必要に応じて余分な高分子有機
化合物を含まず、電池の作成に必要な成分のみを含む超
微粒炭素の水系のコロイドを得る方法を見いだしたもの
である。本発明の第一の目的は、撥水性の炭素材の表面
の水溶液との濡れ性を改善する助剤を提供することによ
り、短時間で炭素粒子径をサブミクロンの大きさにまで
小さくする製造法を提供することにある。本発明の第二
の目的は、撥水性の炭素材の表面の水溶液との濡れ性を
改善する極めて少量の助剤の使用により、目的以外の有
機物の含有量を極度に少なくした超微粒炭素を提供する
ことにある。本発明の第三の目的は、電極活物質粒子と
電極板との間の導電性を得るために用いられている炭素
粒子の使用量を減少することにより、電極活物質の使用
量を増大せしめ、電池全体としてのエネルギー密度を増
大させることである。本発明の第四の目的は、電池の内
部抵抗を減少させ、大電流の充放電を可能にすることに
ある。本発明の第五の目的は、電極活物質粒子と電極板
との間の導電性を高めることにより、二次電池の充放電
サイクル寿命を延長させることにある。本発明の第六の
目的は、電極板に炭素層を塗布するに際し、水に懸濁し
た超微粒炭素を用い、且つ塗膜の厚さを極小化すること
により、電池の生産性を高めることにある。
の製造法では、これらの従来の製造法にくらべ、極めて
容易に炭素材の表面を水溶液で濡らすことができ短時間
での生産が可能であり、必要に応じて余分な高分子有機
化合物を含まず、電池の作成に必要な成分のみを含む超
微粒炭素の水系のコロイドを得る方法を見いだしたもの
である。本発明の第一の目的は、撥水性の炭素材の表面
の水溶液との濡れ性を改善する助剤を提供することによ
り、短時間で炭素粒子径をサブミクロンの大きさにまで
小さくする製造法を提供することにある。本発明の第二
の目的は、撥水性の炭素材の表面の水溶液との濡れ性を
改善する極めて少量の助剤の使用により、目的以外の有
機物の含有量を極度に少なくした超微粒炭素を提供する
ことにある。本発明の第三の目的は、電極活物質粒子と
電極板との間の導電性を得るために用いられている炭素
粒子の使用量を減少することにより、電極活物質の使用
量を増大せしめ、電池全体としてのエネルギー密度を増
大させることである。本発明の第四の目的は、電池の内
部抵抗を減少させ、大電流の充放電を可能にすることに
ある。本発明の第五の目的は、電極活物質粒子と電極板
との間の導電性を高めることにより、二次電池の充放電
サイクル寿命を延長させることにある。本発明の第六の
目的は、電極板に炭素層を塗布するに際し、水に懸濁し
た超微粒炭素を用い、且つ塗膜の厚さを極小化すること
により、電池の生産性を高めることにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】 本発明は、導電性を有
する炭素材を、該炭素材と親和性があり且つ水に溶解す
る低分子有機化合物および水の共存下で、粒子径が０．
８ないし０．０５マイクロメートルまで磨砕する超微粒
炭素の製造法であり、好ましくは前記有機化合物が分子
中に水酸基、カルボニル基、マイナスに分極した酸素原
子の少なくともいずれかを含むものである電池用超微粒
炭素の製造法であり、更に好ましくは前記有機化合物が
イソプロピルアルコール、ブチルアルコール、エチレン
グリコール、グリセリン、アセトン、メチルエチルケト
ン、ブチルメチルケトン、Ｎ−メチルピロリドン、γ−
ブチロラクトンよりなる群の少なくとも一つを含むもの
である超微粒炭素の製造法である。
する炭素材を、該炭素材と親和性があり且つ水に溶解す
る低分子有機化合物および水の共存下で、粒子径が０．
８ないし０．０５マイクロメートルまで磨砕する超微粒
炭素の製造法であり、好ましくは前記有機化合物が分子
中に水酸基、カルボニル基、マイナスに分極した酸素原
子の少なくともいずれかを含むものである電池用超微粒
炭素の製造法であり、更に好ましくは前記有機化合物が
イソプロピルアルコール、ブチルアルコール、エチレン
グリコール、グリセリン、アセトン、メチルエチルケト
ン、ブチルメチルケトン、Ｎ−メチルピロリドン、γ−
ブチロラクトンよりなる群の少なくとも一つを含むもの
である超微粒炭素の製造法である。
【０００５】
【作用】 本発明者等は、導電性を有する炭素材の粉砕
に、該炭素材と親和性があり且つ水に溶解する有機化合
物、特にアルコール系の水酸基や、カルボニル基、マイ
ナスに分極した酸素原子の少なくともいずれかを含む低
分子の有機化合物の存在下でトリロールミル、サンドミ
ル、振動ミル、ボールミル等を用いて磨砕することによ
り、従来の粉砕方法にくらべて極めて短時間に、且つ低
分子有機化合物が炭素に対して２０ないし０．１％とい
う極めて少ない条件でも超微粒の炭素粒子が得られるこ
とを見いだしたのである。その磨砕のメカニズムは明確
ではないが、次のように推定する。即ち、元来電池の活
物質層に導電性を付与するために用いられる炭素材はそ
の表面に水素原子が結合した状態にあり、そのためその
ままでは水系の電解液には濡れにくい。また石油系の液
体には濡れるが、液体との分子間での相互作用はほとん
ど無いので、通常の粉砕方法ではサブミクロン程度の微
粒子までの粉砕は困難であった。ところが、この炭素材
の表面に結合した水素原子は水酸基やカルボニル基の弱
くマイナスに分極した酸素原子とは水素結合を形成し、
磨砕の際に有機化合物の液相に外部から加えられた応力
が水素結合を介して炭素材にも伝わり、炭素材の破砕が
効率よく進行するものと思われる。この効果は液体中で
の水素結合が少ない有機化合物単体では有機化合物分子
間の相互作用が小さいので起こらず、水素結合による相
互作用の大きい水溶液中ではじめて起こるものと推測す
る。
に、該炭素材と親和性があり且つ水に溶解する有機化合
物、特にアルコール系の水酸基や、カルボニル基、マイ
ナスに分極した酸素原子の少なくともいずれかを含む低
分子の有機化合物の存在下でトリロールミル、サンドミ
ル、振動ミル、ボールミル等を用いて磨砕することによ
り、従来の粉砕方法にくらべて極めて短時間に、且つ低
分子有機化合物が炭素に対して２０ないし０．１％とい
う極めて少ない条件でも超微粒の炭素粒子が得られるこ
とを見いだしたのである。その磨砕のメカニズムは明確
ではないが、次のように推定する。即ち、元来電池の活
物質層に導電性を付与するために用いられる炭素材はそ
の表面に水素原子が結合した状態にあり、そのためその
ままでは水系の電解液には濡れにくい。また石油系の液
体には濡れるが、液体との分子間での相互作用はほとん
ど無いので、通常の粉砕方法ではサブミクロン程度の微
粒子までの粉砕は困難であった。ところが、この炭素材
の表面に結合した水素原子は水酸基やカルボニル基の弱
くマイナスに分極した酸素原子とは水素結合を形成し、
磨砕の際に有機化合物の液相に外部から加えられた応力
が水素結合を介して炭素材にも伝わり、炭素材の破砕が
効率よく進行するものと思われる。この効果は液体中で
の水素結合が少ない有機化合物単体では有機化合物分子
間の相互作用が小さいので起こらず、水素結合による相
互作用の大きい水溶液中ではじめて起こるものと推測す
る。
【０００６】本発明で用いる炭素材としては、良好な導
電性を示す材料であれば特に限定されないが、かさ密度
の大きい材料としてグラファイトが、また粉砕しやすい
材料としてカーボンブラックが好ましい。そして、本発
明の方法により製造されたメジアン径０．８ないし０．
０５マイクロメートルの超微粒炭素は、磨砕に使用した
有機物が残ったまま電池活物質と混合して使うこともで
きるが、通常は一旦前記有機化合物の沸点以上の温度に
加熱してこれらの有機物を除去した後、改めて所定の電
解液を含浸させて使うことが望ましい。
電性を示す材料であれば特に限定されないが、かさ密度
の大きい材料としてグラファイトが、また粉砕しやすい
材料としてカーボンブラックが好ましい。そして、本発
明の方法により製造されたメジアン径０．８ないし０．
０５マイクロメートルの超微粒炭素は、磨砕に使用した
有機物が残ったまま電池活物質と混合して使うこともで
きるが、通常は一旦前記有機化合物の沸点以上の温度に
加熱してこれらの有機物を除去した後、改めて所定の電
解液を含浸させて使うことが望ましい。
【０００７】本発明の方法により製造された超微粒炭素
は、メジアン径０．８ないし０．０５マイクロメートル
の場合、一次電池および二次電池の電極活物質や電極板
の表面に塗布した場合、従来よりはるかに少量で十分な
効果があり、しかも特に二次電池において、その付着層
は充放電に伴う電極活物質の体積変化に良く追随して導
電性を保持しており、サイクル寿命も優れている。また
電極板を兼ねる金属製の電池容器の内側は従来電池容器
を成形した後、アセチレンブラック等の炭素粉末層を塗
布していたが、本発明の超微粒炭素を用いると塗布層が
薄いため剥がれにくく、また有機溶媒を使用していない
ので、大気を汚染することもない。
は、メジアン径０．８ないし０．０５マイクロメートル
の場合、一次電池および二次電池の電極活物質や電極板
の表面に塗布した場合、従来よりはるかに少量で十分な
効果があり、しかも特に二次電池において、その付着層
は充放電に伴う電極活物質の体積変化に良く追随して導
電性を保持しており、サイクル寿命も優れている。また
電極板を兼ねる金属製の電池容器の内側は従来電池容器
を成形した後、アセチレンブラック等の炭素粉末層を塗
布していたが、本発明の超微粒炭素を用いると塗布層が
薄いため剥がれにくく、また有機溶媒を使用していない
ので、大気を汚染することもない。
【０００８】本発明で用いる分子中に水酸基、カルボニ
ル基、マイナスに分極した酸素原子の少なくともいずれ
かを含み前記炭素粒子と親和性のある低分子有機化合物
としては、微粉砕する炭素粒子の表面に結合している水
素原子と親和性のあるアルコール性の水酸基、またはカ
ルボニル基、またはマイナスに分極した酸素原子の少な
くともいずれかを分子中に持っている化合物、例えば、
イソプロピルアルコール、ブチルアルコール、エチレン
グリコール、グリセリン等のアルコール類、およびアセ
トン、メチルエチルケトン、ブチルメチルケトン、シク
ロヘキサノン等のケトン類、およびＮ−メチルピロリド
ン、γ−ブチロラクトン等を用いることができる。ま
た、これらの化合物は単独あるいは２種類以上の混合物
として用いることができる。通常、これらの化合物は炭
素粒子に対し数十重量％以下、好ましくは２０ないし
０．１重量％を用い、より好ましくは１０重量％未満、
０．２重量％以上を用いる。低分子有機化合物の割合が
１０重量％以上の場合は磨砕の効率が低下し、２０％よ
り多い場合は磨砕の効率が著しく低下する。０．２重量
％より少ない場合は炭素粒子と水との濡れ性が悪く、
０．１重量％未満では混練が困難になる。これらの混合
物には必要に応じてバインダーとして炭素粒子に対し１
００重量％以下、１重量％以上のポリアクリル酸ソー
ダ、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、ポリフッ
化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリビニルアルコール（Ｐ
ＶＡ）等を混合して用いることもできる。
ル基、マイナスに分極した酸素原子の少なくともいずれ
かを含み前記炭素粒子と親和性のある低分子有機化合物
としては、微粉砕する炭素粒子の表面に結合している水
素原子と親和性のあるアルコール性の水酸基、またはカ
ルボニル基、またはマイナスに分極した酸素原子の少な
くともいずれかを分子中に持っている化合物、例えば、
イソプロピルアルコール、ブチルアルコール、エチレン
グリコール、グリセリン等のアルコール類、およびアセ
トン、メチルエチルケトン、ブチルメチルケトン、シク
ロヘキサノン等のケトン類、およびＮ−メチルピロリド
ン、γ−ブチロラクトン等を用いることができる。ま
た、これらの化合物は単独あるいは２種類以上の混合物
として用いることができる。通常、これらの化合物は炭
素粒子に対し数十重量％以下、好ましくは２０ないし
０．１重量％を用い、より好ましくは１０重量％未満、
０．２重量％以上を用いる。低分子有機化合物の割合が
１０重量％以上の場合は磨砕の効率が低下し、２０％よ
り多い場合は磨砕の効率が著しく低下する。０．２重量
％より少ない場合は炭素粒子と水との濡れ性が悪く、
０．１重量％未満では混練が困難になる。これらの混合
物には必要に応じてバインダーとして炭素粒子に対し１
００重量％以下、１重量％以上のポリアクリル酸ソー
ダ、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、ポリフッ
化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリビニルアルコール（Ｐ
ＶＡ）等を混合して用いることもできる。
【０００９】
【実施例１】水５００ｍｌに２ｇのイソプロピルアルコ
ールを加えてＡ液とした。これとは別に水５００ｍｌに
５ｇのポリアクリル酸ソーダを溶解しＢ液とした。Ａ液
を撹拌しつつメジアン径５０マイクロメートルのアセチ
レンブラック１００ｇを少量づつ加えた。アセチレンブ
ラックはＡ液に容易に濡れてＡ液中に懸濁した。この懸
濁液を撹拌しつつＢ液を加え、ペースト状とした。この
ペーストをトリロールミルに５回通した。得られたペー
スト中の炭素粒子のメジアン径は０．１４マイクロメー
トルだった。比較試験として、水５００ｍｌを撹拌しつ
つ前記のアセチレンブラックを少量づつ加えた結果、ア
セチレンブラックは水面に浮遊するのみで、懸濁液は得
られなかった。
ールを加えてＡ液とした。これとは別に水５００ｍｌに
５ｇのポリアクリル酸ソーダを溶解しＢ液とした。Ａ液
を撹拌しつつメジアン径５０マイクロメートルのアセチ
レンブラック１００ｇを少量づつ加えた。アセチレンブ
ラックはＡ液に容易に濡れてＡ液中に懸濁した。この懸
濁液を撹拌しつつＢ液を加え、ペースト状とした。この
ペーストをトリロールミルに５回通した。得られたペー
スト中の炭素粒子のメジアン径は０．１４マイクロメー
トルだった。比較試験として、水５００ｍｌを撹拌しつ
つ前記のアセチレンブラックを少量づつ加えた結果、ア
セチレンブラックは水面に浮遊するのみで、懸濁液は得
られなかった。
【００１０】
【実施例２】水５００ｍｌに１ｇのＮ−メチルピロリド
ンを加えてＡ液とした。Ａ液を撹拌しつつメジアン径５
０マイクロメートルのアセチレンブラック２００ｇを少
量づつ加えた。アセチレンブラックはＡ液に容易に濡れ
てＡ液と混和し、ペースト状になった。このペーストを
トリロールミルに２回通した。得られたペースト中の炭
素粒子のメジアン径は０．５マイクロメートルだった。
このペーストに水を加え全体を５リットルに薄めて炭素
量４％の懸濁液とした。この懸濁液１０ｍｌとリチウム
イオン電池用のコバルト酸リチウム粉末９５ｇとＰＶＤ
Ｆ４ｇとを混合しコバルト酸リチウム塗布液を得た。こ
の塗布液をアルミニウム箔ニ薄く均一に塗布し、真空中
で約１００°Ｃに加熱し、Ｎ−メチルピロリドンと水を
蒸発させ、完全に乾燥したものを正極とし、負極に多孔
質炭素を用い、電解液として１ＭＬｉＰＦ６，エチレン
カーボネート：エチルメチルカーボネート（体積比１：
３）を用いてリチウムイオン電池を組み立て、表面が炭
素粒子で覆われていないＬｉＣｏＯ２粉末を用いた場合
と比較した。この結果、本発明の炭素粒子で表面を覆っ
たＬｉＣｏＯ２粉末を用いた場合、電池の内部抵抗は３
０％低く、電気容量は１５％多かった。
ンを加えてＡ液とした。Ａ液を撹拌しつつメジアン径５
０マイクロメートルのアセチレンブラック２００ｇを少
量づつ加えた。アセチレンブラックはＡ液に容易に濡れ
てＡ液と混和し、ペースト状になった。このペーストを
トリロールミルに２回通した。得られたペースト中の炭
素粒子のメジアン径は０．５マイクロメートルだった。
このペーストに水を加え全体を５リットルに薄めて炭素
量４％の懸濁液とした。この懸濁液１０ｍｌとリチウム
イオン電池用のコバルト酸リチウム粉末９５ｇとＰＶＤ
Ｆ４ｇとを混合しコバルト酸リチウム塗布液を得た。こ
の塗布液をアルミニウム箔ニ薄く均一に塗布し、真空中
で約１００°Ｃに加熱し、Ｎ−メチルピロリドンと水を
蒸発させ、完全に乾燥したものを正極とし、負極に多孔
質炭素を用い、電解液として１ＭＬｉＰＦ６，エチレン
カーボネート：エチルメチルカーボネート（体積比１：
３）を用いてリチウムイオン電池を組み立て、表面が炭
素粒子で覆われていないＬｉＣｏＯ２粉末を用いた場合
と比較した。この結果、本発明の炭素粒子で表面を覆っ
たＬｉＣｏＯ２粉末を用いた場合、電池の内部抵抗は３
０％低く、電気容量は１５％多かった。
【００１１】
【実施例３】実施例１で作成したペーストを水で１０倍
に希釈し、これをアルカリマンガン電池の鋼板ケースの
内面に塗布し、１２０°Ｃで乾燥した。その結果、塗膜
に剥離は認められず、このケースを用いて電池を組み立
てたものも正常に作動した。
に希釈し、これをアルカリマンガン電池の鋼板ケースの
内面に塗布し、１２０°Ｃで乾燥した。その結果、塗膜
に剥離は認められず、このケースを用いて電池を組み立
てたものも正常に作動した。
【００１２】
【実施例４】水５００ｍｌに２ｇのアセトンを加えてＡ
液とした。これとは別に水５００ｍｌに５ｇのポリアク
リル酸ソーダを溶解しＢ液とした。Ａ液を撹拌しつつメ
ジアン径５０マイクロメートルの黒鉛粉末１００ｇを少
量づつ加えた。黒鉛粉末はＡ液に容易に濡れてＡ液中に
懸濁した。この懸濁液を撹拌しつつＢ液を加え、ペース
ト状とした。このペーストをトリロールミルに５回通し
た。得られたペースト中の炭素粒子のメジアン径は０．
３マイクロメートルだった。このペーストを水で３倍に
薄め、電解二酸化マンガン１００重量部に対し、炭素量
が１．５重量部に相当する量を加えて混合し、これに２
８％ＫＯＨ水溶液１０重量部と黒鉛粉末１．５重量部を
加え、アルカリマンガン電池用の二酸化マンガン合剤を
作成した。この合剤を用いてアルカリマンガン電池を組
み立てた。この電池は従来の合剤を用いた電池に比べ
て、同一の内部抵抗を得るのに必要な黒鉛の使用量が約
１／３で済み、電気容量は２０％多かった。
液とした。これとは別に水５００ｍｌに５ｇのポリアク
リル酸ソーダを溶解しＢ液とした。Ａ液を撹拌しつつメ
ジアン径５０マイクロメートルの黒鉛粉末１００ｇを少
量づつ加えた。黒鉛粉末はＡ液に容易に濡れてＡ液中に
懸濁した。この懸濁液を撹拌しつつＢ液を加え、ペース
ト状とした。このペーストをトリロールミルに５回通し
た。得られたペースト中の炭素粒子のメジアン径は０．
３マイクロメートルだった。このペーストを水で３倍に
薄め、電解二酸化マンガン１００重量部に対し、炭素量
が１．５重量部に相当する量を加えて混合し、これに２
８％ＫＯＨ水溶液１０重量部と黒鉛粉末１．５重量部を
加え、アルカリマンガン電池用の二酸化マンガン合剤を
作成した。この合剤を用いてアルカリマンガン電池を組
み立てた。この電池は従来の合剤を用いた電池に比べ
て、同一の内部抵抗を得るのに必要な黒鉛の使用量が約
１／３で済み、電気容量は２０％多かった。
【００１３】
【発明の効果】 以上の説明から明らかな通り、本発明
の製造法によれば、取扱いの容易な水溶液系で磨砕を行
うことができ、且つ余分な成分を含まない超微粒炭素の
生産が可能である。またそれを一次電池および二次電池
の電極活物質層の導電材料または電極板表面のコート材
に使用することにより、エネルギー密度の大きい、充放
電の繰り返しによる電池容量の低下が少なく、且つ長寿
命で、低コストの電池を提供できるものである。
の製造法によれば、取扱いの容易な水溶液系で磨砕を行
うことができ、且つ余分な成分を含まない超微粒炭素の
生産が可能である。またそれを一次電池および二次電池
の電極活物質層の導電材料または電極板表面のコート材
に使用することにより、エネルギー密度の大きい、充放
電の繰り返しによる電池容量の低下が少なく、且つ長寿
命で、低コストの電池を提供できるものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｍ 4/62 Ｈ０１Ｍ 4/62 Ｃ Ｆターム(参考） 4D063 FF02 FF08 FF35 GA10 4G046 CA00 CB02 CB09 CC10 4J037 AA02 EE29 FF11 5H050 AA07 AA12 BA03 BA17 CA05 CA08 CB07 DA10 EA08 EA09 EA10 FA17 GA05 GA06 GA29 HA05
Claims (5)
- 【請求項１】 導電性を有する炭素材を、該炭素材と親
和性があり且つ水に溶解する低分子有機化合物および水
の共存下で、粒子径が０．８ないし０．０５マイクロメ
ートルまで磨砕することを特徴とする超微粒炭素の製造
法。 - 【請求項２】 請求項１において、前記低分子有機化合
物が分子中に水酸基、カルボニル基、マイナスに分極し
た酸素原子の少なくともいずれかを含むものである超微
粒炭素の製造法。 - 【請求項３】 請求項２において、前記低分子有機化合
物がイソプロピルアルコール、ブチルアルコール、エチ
レングリコール、グリセリン、アセトン、メチルエチル
ケトン、ブチルメチルケトン、Ｎ−メチルピロリドン、
γ−ブチロラクトン、よりなる群の少なくとも一つを含
むものである超微粒炭素の製造法。 - 【請求項４】 請求項１ないし請求項３において、磨砕
する手段がトリロールミル、サンドミル、振動ミル、ボ
ールミルのいずれかである超微粒炭素の製造法。 - 【請求項５】 請求項１ないし請求項４において、該炭
素材と親和性があり且つ水に溶解する高分子有機化合物
を前記低分子有機化合物に共存せしめた条件下で磨砕す
る超微粒炭素の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001081709A JP2002241116A (ja) | 2001-02-13 | 2001-02-13 | 超微粒炭素の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001081709A JP2002241116A (ja) | 2001-02-13 | 2001-02-13 | 超微粒炭素の製造法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002241116A true JP2002241116A (ja) | 2002-08-28 |
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ID=18937768
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001081709A Pending JP2002241116A (ja) | 2001-02-13 | 2001-02-13 | 超微粒炭素の製造法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002241116A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007137980A (ja) * | 2005-11-17 | 2007-06-07 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 高密度アセチレンブラック及びその製造方法 |
| WO2009072393A1 (ja) | 2007-12-03 | 2009-06-11 | National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology | リグニンを原料とする炭素微粒子及びその製造方法 |
| CN102532958A (zh) * | 2012-01-13 | 2012-07-04 | 潍坊埃尔派粉体技术设备有限公司 | 一种粉体颗粒表面改性的方法 |
| US8986838B2 (en) | 2009-01-22 | 2015-03-24 | National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology | Hollow carbon microparticle and method for producing same |
-
2001
- 2001-02-13 JP JP2001081709A patent/JP2002241116A/ja active Pending
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| WO2009072393A1 (ja) | 2007-12-03 | 2009-06-11 | National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology | リグニンを原料とする炭素微粒子及びその製造方法 |
| US9321649B2 (en) | 2007-12-03 | 2016-04-26 | National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology | Carbon microparticle having lignin as raw material and preparation method therefor |
| US8986838B2 (en) | 2009-01-22 | 2015-03-24 | National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology | Hollow carbon microparticle and method for producing same |
| CN102532958A (zh) * | 2012-01-13 | 2012-07-04 | 潍坊埃尔派粉体技术设备有限公司 | 一种粉体颗粒表面改性的方法 |
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