JP2018159059A - Carbon material-resin composite material - Google Patents

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JP2018159059A JP2018045525A JP2018045525A JP2018159059A JP 2018159059 A JP2018159059 A JP 2018159059A JP 2018045525 A JP2018045525 A JP 2018045525A JP 2018045525 A JP2018045525 A JP 2018045525A JP 2018159059 A JP2018159059 A JP 2018159059A
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藤原 昭彦
Akihiko Fujiwara
昭彦 藤原
中壽賀 章
Akira Nakasuga
章 中壽賀
省二 野里
Seiji Nozato
省二 野里
和田 拓也
Takuya Wada
拓也 和田
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Sekisui Chemical Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a carbon material-resin composite material having excellent conductivity.SOLUTION: A carbon material-resin composite material contains carbon material and resin, where the carbon material-resin composite material has a BET specific surface area of 50 m/g or more and 2500 m/g or less; when the Raman spectrum of the carbon material-resin composite material is measured by Raman spectroscopy, a peak intensity ratio between D band and G band in the Raman spectrum, D/G ratio, is 0.2 or less.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、炭素材料と樹脂とを含む、炭素材料・樹脂複合材料に関する。   The present invention relates to a carbon material / resin composite material including a carbon material and a resin.

従来、導電性材料や熱伝導性材料として、炭素材料が広く用いられている。近年では、リチウムイオン二次電池などの二次電池やキャパシタなどの電極材料としての利用が検討されている。このような炭素材料としては、黒鉛、カーボンナノチューブ、グラフェン、又は薄片化黒鉛などが用いられている。薄片化黒鉛とは、元の黒鉛を剥離処理して得られるものであり、元の黒鉛よりも薄いグラフェンシート積層体である。   Conventionally, carbon materials have been widely used as conductive materials and heat conductive materials. In recent years, utilization as electrode materials for secondary batteries such as lithium ion secondary batteries and capacitors has been studied. As such a carbon material, graphite, carbon nanotube, graphene, exfoliated graphite, or the like is used. Exfoliated graphite is obtained by exfoliating the original graphite, and is a graphene sheet laminate that is thinner than the original graphite.

下記の特許文献1には、薄片化黒鉛と樹脂とを含む薄片化黒鉛・樹脂複合材料が開示されている。特許文献1の薄片化黒鉛・樹脂複合材料の製造方法では、まず、黒鉛または一次薄片化黒鉛と、ポリマーとを含み、ポリマーが黒鉛または一次薄片化黒鉛に固定されている組成物を用意する。次に、用意した組成物中に含まれるポリマーを熱分解することにより、ポリマーの一部を残存させながら、黒鉛または一次薄片化黒鉛を剥離する。それによって、薄片化黒鉛・樹脂複合材料が製造されている。また。特許文献1においては、組成物を用意する工程において、熱分解性発泡剤を含む組成物を用意してもよい旨が記載されている。   Patent Document 1 below discloses a exfoliated graphite / resin composite material containing exfoliated graphite and a resin. In the method for producing exfoliated graphite / resin composite material of Patent Document 1, first, a composition containing graphite or primary exfoliated graphite and a polymer, wherein the polymer is fixed to graphite or primary exfoliated graphite is prepared. Next, the polymer contained in the prepared composition is thermally decomposed to peel off the graphite or primary exfoliated graphite while leaving a part of the polymer. As a result, exfoliated graphite / resin composite material is produced. Also. Patent Document 1 describes that in the step of preparing the composition, a composition containing a thermally decomposable foaming agent may be prepared.

国際公開第2014/034156号公報International Publication No. 2014/034156

近年、特にハイブリッド自動車や電気自動車などの車載用途において、二次電池の更なる高性能化が求められている。それに伴い、二次電池の電極においても、より一層の低抵抗化が求められている。そのため、高い導電性を有する(抵抗値の低い)特許文献1の薄片化黒鉛・樹脂材料を用いた場合においても、なお十分ではなかった。   In recent years, there has been a demand for higher performance of secondary batteries, particularly in in-vehicle applications such as hybrid vehicles and electric vehicles. Accordingly, there is a demand for further lower resistance in the electrodes of secondary batteries. Therefore, even when the exfoliated graphite / resin material of Patent Document 1 having high conductivity (low resistance value) is used, it is still not sufficient.

本発明の目的は、導電性に優れる、炭素材料・樹脂複合材料を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a carbon material / resin composite material having excellent conductivity.

本願の第1の発明に係る炭素材料・樹脂複合材料は、炭素材料と樹脂とを含む、炭素材料・樹脂複合材料であって、前記炭素材料・樹脂複合材料のBET比表面積が、50m/g以上、2500m/g以下であり、ラマン分光法により前記炭素材料・樹脂複合材料のラマンスペクトルを測定したときに、該ラマンスペクトルのDバンドとGバンドとのピーク強度比であるD/G比が、0.2以下である。 The carbon material / resin composite material according to the first invention of the present application is a carbon material / resin composite material containing a carbon material and a resin, wherein the BET specific surface area of the carbon material / resin composite material is 50 m 2 / g or more, or less 2500 m 2 / g, as measured Raman spectrum of the carbon material-resin composite material by Raman spectroscopy, the peak intensity ratio of D band and G band of the Raman spectrum D / G The ratio is 0.2 or less.

本願の第2の発明に係る炭素材料・樹脂複合材料は、炭素材料と樹脂とを含む、炭素材料・樹脂複合材料であって、前記炭素材料・樹脂複合材料のBET比表面積が、50m/g以上、2500m/g以下であり、ラマン分光法により前記炭素材料・樹脂複合材料のラマンスペクトルを測定したときに、該ラマンスペクトルのGバンドにおいて、ピーク強度の半値幅に対する比が3.0以上である。 The carbon material / resin composite material according to the second invention of the present application is a carbon material / resin composite material including a carbon material and a resin, and the BET specific surface area of the carbon material / resin composite material is 50 m 2 / g or more, or less 2500 m 2 / g, as measured Raman spectrum of the carbon material-resin composite material by Raman spectroscopy, the G-band of the Raman spectrum, the ratio the half width of the peak intensity of 3.0 That's it.

本願の第3の発明に係る炭素材料・樹脂複合材料は、炭素材料と樹脂とを含む、炭素材料・樹脂複合材料であって、前記炭素材料・樹脂複合材料のBET比表面積が、50m/g以上、2500m/g以下であり、ラマン分光法により前記炭素材料・樹脂複合材料のラマンスペクトルを測定したときに、該ラマンスペクトルのDバンドとGバンドとのピーク強度比であるD/G比が、0.2以下であり、前記ラマンスペクトルのGバンドにおいて、ピーク強度の半値幅に対する比が3.0以上である。 A carbon material / resin composite material according to a third invention of the present application is a carbon material / resin composite material including a carbon material and a resin, and the BET specific surface area of the carbon material / resin composite material is 50 m 2 / g or more, or less 2500 m 2 / g, as measured Raman spectrum of the carbon material-resin composite material by Raman spectroscopy, the peak intensity ratio of D band and G band of the Raman spectrum D / G The ratio is 0.2 or less, and the ratio of the peak intensity to the full width at half maximum is 3.0 or more in the G band of the Raman spectrum.

以下、本願の第1〜第3の発明を総称して、本発明と称する場合があるものとする。   Hereinafter, the first to third inventions of the present application may be collectively referred to as the present invention.

本発明に係る炭素材料・樹脂複合材料のある特定の局面では、ラマン分光法により前記炭素材料・樹脂複合材料のラマンスペクトルを測定したときに、該ラマンスペクトルのGバンドにおけるピーク強度の半値幅に対する比をAとし、該ラマンスペクトルのDバンドにおけるピーク強度の半値幅に対する比をBとしたときに、比A/Bが、8.0以上、100.0以下である。   In a specific aspect of the carbon material / resin composite material according to the present invention, when the Raman spectrum of the carbon material / resin composite material is measured by Raman spectroscopy, the half-width of the peak intensity in the G band of the Raman spectrum is measured. When the ratio is A and the ratio of the peak intensity in the D band of the Raman spectrum to the half width is B, the ratio A / B is 8.0 or more and 100.0 or less.

本発明に係る炭素材料・樹脂複合材料の別の特定の局面では、昇温速度10℃/分で前記炭素材料・複合材料の示差熱分析をしたときに、300℃以上、900℃以下の温度範囲に2つの発熱ピークを有する。   In another specific aspect of the carbon material / resin composite material according to the present invention, when the differential thermal analysis of the carbon material / composite material is performed at a heating rate of 10 ° C./min, the temperature is 300 ° C. or higher and 900 ° C. or lower. There are two exothermic peaks in the range.

本発明に係る炭素材料・樹脂複合材料の他の特定の局面では、前記炭素材料が、薄片化黒鉛である。   In another specific aspect of the carbon material / resin composite material according to the present invention, the carbon material is exfoliated graphite.

本発明に係る炭素材料・樹脂複合材料のさらに他の特定の局面では、前記炭素材料が、グラファイト構造を有し、部分的にグラファイトが剥離している構造を有する、部分剥離型薄片化黒鉛である。   In yet another specific aspect of the carbon material / resin composite material according to the present invention, the carbon material has a graphite structure, and is a partially exfoliated graphite having a structure in which graphite is partially exfoliated. is there.

本発明に係る炭素材料・樹脂複合材料のさらに他の特定の局面では、前記樹脂が、ポリエーテルである。前記ポリエーテルは、好ましくはポリエチレングリコールである。   In still another specific aspect of the carbon material / resin composite material according to the present invention, the resin is a polyether. The polyether is preferably polyethylene glycol.

本発明によれば、導電性に優れる、炭素材料・樹脂複合材料を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a carbon material / resin composite material having excellent conductivity.

実施例及び比較例で用いたリチウムイオン二次電池実験用電池の構造を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the structure of the battery for lithium ion secondary battery experiment used by the Example and the comparative example.

以下、本発明の詳細を説明する。   Details of the present invention will be described below.

本願の第1〜第3の発明に係る炭素材料・樹脂複合材料は、炭素材料と樹脂とを含む。上記炭素材料・樹脂複合材料においては、炭素材料と樹脂とが複合化されている。上記炭素材料・樹脂複合材料のBET比表面積は、50m/g以上、2500m/g以下である。 The carbon material / resin composite material according to the first to third inventions of the present application includes a carbon material and a resin. In the carbon material / resin composite material, the carbon material and the resin are combined. The BET specific surface area of the carbon material / resin composite material is 50 m 2 / g or more and 2500 m 2 / g or less.

第1の発明においては、炭素材料・樹脂複合材料のラマンスペクトルにおけるDバンドとGバンドとのピーク強度比であるD/G比が、0.2以下である。上記炭素材料・樹脂複合材料のラマンスペクトルは、ラマン分光法により測定される。   In the first invention, the D / G ratio, which is the peak intensity ratio between the D band and the G band in the Raman spectrum of the carbon material / resin composite material, is 0.2 or less. The Raman spectrum of the carbon material / resin composite material is measured by Raman spectroscopy.

より具体的に、本発明において、ラマンスペクトルは、例えば高速レーザーラマン顕微鏡により、3100cm−1〜700cm−1の範囲で取得することができる。高速レーザーラマン顕微鏡としては、例えば、Nanophoton社製、品番「Raman touch」を用いることができる。 More specifically, in the present invention, Raman spectra, for example, by high laser Raman microscopy, can be obtained in a range of 3100cm -1 ~700cm -1. As the high-speed laser Raman microscope, for example, a product number “Raman touch” manufactured by Nanophoton can be used.

ラマンスペクトルにおけるDバンドのピークは、欠陥構造に由来するピ−クである。上記Dバンドのピークは、通常、ラマンスペクトルの1349cm−1〜1353cm−1付近に観察される。 The peak of the D band in the Raman spectrum is a peak derived from the defect structure. Peak of the D band is generally observed in the vicinity of 1349cm -1 ~1353cm -1 of the Raman spectrum.

他方、上記ラマンスペクトルにおけるGバンドのピークは、炭素原子の6員環構造の面内伸縮振動に由来するピ−クである。上記Gバンドのピークは、通常、ラマンスペクトルの1578cm−1〜1592cm−1付近に観察される。 On the other hand, the peak of the G band in the Raman spectrum is a peak derived from in-plane stretching vibration of a six-membered ring structure of carbon atoms. Peak of the G-band is generally observed in the vicinity of 1578cm -1 ~1592cm -1 of the Raman spectrum.

このようなDバンドとGバンドとのピーク強度比であるD/G比は、炭素材料の欠陥量の指標となる。DバンドとGバンドとのピーク強度比が小さいほど、炭素材料の欠陥量が少なくなる。   The D / G ratio, which is the peak intensity ratio between the D band and the G band, serves as an index of the defect amount of the carbon material. The smaller the peak intensity ratio between the D band and G band, the smaller the amount of defects in the carbon material.

第1の発明においては、炭素材料・樹脂複合材料のラマンスペクトルにおけるD/G比が、上記上限以下であるので、炭素材料の欠陥量が少ない。そのため、第1の発明の炭素材料・樹脂複合材料は、抵抗値が小さく、導電性に優れている。   In the first invention, since the D / G ratio in the Raman spectrum of the carbon material / resin composite material is not more than the above upper limit, the amount of defects in the carbon material is small. Therefore, the carbon material / resin composite material of the first invention has a small resistance value and is excellent in conductivity.

第2の発明においては、ラマンスペクトルのGバンドにおいて、ピーク強度の半値幅に対する比(ピーク強度/半値幅)が、3.0以上である。上記炭素材料・樹脂複合材料のラマンスペクトルは、上記第1の発明と同様にラマン分光法により測定される。   In the second invention, in the G band of the Raman spectrum, the ratio of the peak intensity to the half width (peak intensity / half width) is 3.0 or more. The Raman spectrum of the carbon material / resin composite material is measured by Raman spectroscopy as in the first invention.

第2の発明においては、炭素材料・樹脂複合材料のラマンスペクトルのGバンドにおける比(ピーク強度/半値幅)が、上記下限以上であるので、欠陥の少ない完全な構造を有するグラファイト構造に近づけることができる。そのため、第2の発明の炭素材料・樹脂複合材料は、抵抗値が小さく、導電性に優れている。   In the second invention, the ratio (peak intensity / full width at half maximum) in the G band of the Raman spectrum of the carbon material / resin composite material is equal to or greater than the above lower limit, so that it is close to a graphite structure having a complete structure with few defects. Can do. Therefore, the carbon material / resin composite material of the second invention has a small resistance value and is excellent in conductivity.

第3の発明においては、炭素材料・樹脂複合材料のラマンスペクトルにおけるD/G比が、0.2以下であり、かつ炭素材料・樹脂複合材料のラマンスペクトルのGバンドにおける比(ピーク強度/半値幅)が、3.0以上である。上記炭素材料・樹脂複合材料のラマンスペクトルは、上記第1の発明と同様にラマン分光法により測定される。   In the third invention, the D / G ratio in the Raman spectrum of the carbon material / resin composite material is 0.2 or less, and the ratio in the G band of the Raman spectrum of the carbon material / resin composite material (peak intensity / half (Value range) is 3.0 or more. The Raman spectrum of the carbon material / resin composite material is measured by Raman spectroscopy as in the first invention.

第3の発明においては、炭素材料・樹脂複合材料のラマンスペクトルにおけるD/G比が、上記上限以下であり、かつラマンスペクトルのGバンドにおける比(ピーク強度/半値幅)が、上記下限以上であるので、抵抗値が小さく、導電性に優れている。   In the third invention, the D / G ratio in the Raman spectrum of the carbon material / resin composite material is not more than the above upper limit, and the ratio (peak intensity / half width) in the G band of the Raman spectrum is not less than the above lower limit. Therefore, the resistance value is small and the conductivity is excellent.

このように、第1〜第3の発明に係る炭素材料・樹脂複合材料は、いずれも抵抗値が小さく、導電性に優れている。また、第1〜第3の発明に係る炭素材料・樹脂複合材料では、BET比表面積が上記範囲内にあり、その比表面積が大きいので、導電パスが取りやすい。   Thus, the carbon materials / resin composite materials according to the first to third inventions all have small resistance values and are excellent in conductivity. Moreover, in the carbon material / resin composite material according to the first to third inventions, the BET specific surface area is in the above range, and the specific surface area is large, so that it is easy to take a conductive path.

第1〜第3の発明に係る炭素材料・樹脂複合材料は、導電性に優れており、しかもその比表面積が大きいので、例えば、リチウムイオン二次電池などの二次電池やキャパシタの電極材料に用いたときに、高容量化を図ることができる。そのため、第1〜第3の発明に係る炭素材料・樹脂複合材料は、リチウムイオン二次電池などの二次電池やキャパシタの電極材料に好適に用いることができる。   The carbon material / resin composite material according to the first to third inventions is excellent in conductivity and has a large specific surface area. For example, it can be used as an electrode material for secondary batteries such as lithium ion secondary batteries and capacitors. When used, the capacity can be increased. Therefore, the carbon material / resin composite material according to the first to third inventions can be suitably used for secondary batteries such as lithium ion secondary batteries and capacitor electrode materials.

以下、第1〜第3の発明を総称して、本発明と称する場合があるものとする。   Hereinafter, the first to third inventions may be collectively referred to as the present invention.

本発明において、炭素材料・樹脂複合材料のラマンスペクトルにおけるD/G比は、好ましくは0.2以下、より好ましくは0.15以下、さらに好ましくは0.1以下である。D/G比が、上記上限以下である場合、炭素材料の欠陥量をより一層少なくすることができ、炭素材料・樹脂複合材料の導電性をより一層高めることができる。また、D/G比の下限値としては、特に限定されないが、例えば、0.001とすることができる。   In the present invention, the D / G ratio in the Raman spectrum of the carbon material / resin composite material is preferably 0.2 or less, more preferably 0.15 or less, and even more preferably 0.1 or less. When the D / G ratio is not more than the above upper limit, the amount of defects in the carbon material can be further reduced, and the conductivity of the carbon material / resin composite material can be further enhanced. Further, the lower limit value of the D / G ratio is not particularly limited, but may be 0.001, for example.

本発明においては、炭素材料・樹脂複合材料のラマンスペクトルのGバンドにおいて、ピーク強度の半値幅に対する比(ピーク強度/半値幅)が、3.0以上であることが好ましい。比(ピーク強度/半値幅)が、上記下限以上である場合、欠陥の少ない完全な構造を有するグラファイト構造により一層近づけることができる。そのため、炭素材料・樹脂複合材料の導電性をより一層高めることができる。   In the present invention, in the G band of the Raman spectrum of the carbon material / resin composite material, the ratio of the peak intensity to the half value width (peak intensity / half value width) is preferably 3.0 or more. When the ratio (peak intensity / full width at half maximum) is not less than the above lower limit, it can be made closer to a graphite structure having a complete structure with few defects. Therefore, the conductivity of the carbon material / resin composite material can be further enhanced.

炭素材料・樹脂複合材料のラマンスペクトルのGバンドにおける比(ピーク強度/半値幅)は、より好ましくは4.0以上、さらに好ましくは5.0以上である。この場合、炭素材料・樹脂複合材料の導電性をさらに一層高めることができる。また、比(ピーク強度/半値幅)の上限は、特に限定されないが、例えば、20.0とすることができる。   The ratio (peak intensity / full width at half maximum) in the G band of the Raman spectrum of the carbon material / resin composite material is more preferably 4.0 or more, and even more preferably 5.0 or more. In this case, the conductivity of the carbon material / resin composite material can be further enhanced. The upper limit of the ratio (peak intensity / half width) is not particularly limited, but can be set to 20.0, for example.

また、Gバンドにおけるピーク強度の半値幅に対する比(ピーク強度/半値幅)をAとし、Dバンドにおけるピーク強度の半値幅に対する比(ピーク強度/半値幅)をBとしたときに、比A/Bが、8.0以上、100.0以下であることが好ましい。比A/Bは、より好ましくは15.0以上、80.0以下、さらに好ましくは20.0以上、70.0以下である。比A/Bが、上記範囲内にある場合、炭素材料・樹脂複合材料の導電性をより一層高めることができる。   Further, when the ratio of the peak intensity in the G band to the half width (peak intensity / half width) is A and the ratio of the peak intensity in the D band to the half width (peak intensity / half width) is B, the ratio A / B is preferably 8.0 or more and 100.0 or less. The ratio A / B is more preferably 15.0 or more and 80.0 or less, and further preferably 20.0 or more and 70.0 or less. When the ratio A / B is within the above range, the conductivity of the carbon material / resin composite material can be further enhanced.

本発明においては、昇温速度10℃/分で炭素材料・樹脂複合材料の示差熱分析をしたときに、300℃以上、900℃以下の温度範囲に2つの発熱ピークを有することが好ましい。上記2つの発熱ピークは、炭素材料由来の発熱ピークと樹脂由来の発熱ピークであるものとする。   In the present invention, when a differential thermal analysis of the carbon material / resin composite material is performed at a temperature rising rate of 10 ° C./min, it is preferable that the temperature range is 300 ° C. or more and 900 ° C. or less and has two exothermic peaks. The two exothermic peaks are an exothermic peak derived from a carbon material and an exothermic peak derived from a resin.

2つの発熱ピークが上記温度範囲内にある場合、樹脂が炭素材料にグラフトしているかあるいは炭素材料の層間に吸着しており、炭素材料の薄片化が進むこととなるので、比表面積をより一層大きくし、導電性をより一層高めることができる。   When the two exothermic peaks are within the above temperature range, the resin is grafted on the carbon material or adsorbed between the carbon material layers, and the thinning of the carbon material proceeds. The conductivity can be further increased by increasing the conductivity.

300℃未満に樹脂由来の発熱ピークを有する場合は、炭素材料の剥離に関与していない樹脂が存在していることになり、炭素材料・樹脂複合材料の比表面積が低くなることがあることから、共存してもよいが極力少ない方が望ましい。   When the exothermic peak derived from the resin is below 300 ° C., there is a resin that is not involved in the peeling of the carbon material, and the specific surface area of the carbon material / resin composite material may be lowered. Although it is possible to coexist, it is desirable that there is as little as possible.

また、900℃を超える温度に黒鉛由来のピークが存在する場合も、炭素材料の十分な剥離が進まないことがあり、炭素材料・樹脂複合材料の比表面積が低くなることがある。   In addition, when a peak derived from graphite exists at a temperature exceeding 900 ° C., sufficient peeling of the carbon material may not proceed, and the specific surface area of the carbon material / resin composite material may be lowered.

上記2つの発熱ピークは、400℃以上、800℃以下の温度範囲にあることがより好ましく、430℃以上、700℃以下の温度範囲にあることがより好ましい。   The two exothermic peaks are more preferably in the temperature range of 400 ° C. or higher and 800 ° C. or lower, and more preferably in the temperature range of 430 ° C. or higher and 700 ° C. or lower.

示差熱分析(DTA)は、示差熱分析装置を用いて、例えば30℃〜1000℃の範囲で測定することができる。示差熱分析装置としては、例えば、SII社製、品番「TG/DTA6300」を用いることができる。   Differential thermal analysis (DTA) can be measured, for example, in the range of 30 ° C. to 1000 ° C. using a differential thermal analyzer. As the differential thermal analyzer, for example, product number “TG / DTA6300” manufactured by SII can be used.

以下、本発明の炭素材料・樹脂複合材料を構成する各材料の詳細について説明する。   Hereinafter, the details of each material constituting the carbon material / resin composite material of the present invention will be described.

[炭素材料]
炭素材料としては、例えば、黒鉛、薄片化黒鉛、鱗片状黒鉛、人造黒鉛、膨張黒鉛などが挙げられる。
[Carbon material]
Examples of the carbon material include graphite, exfoliated graphite, flaky graphite, artificial graphite, and expanded graphite.

黒鉛とは、複数のグラフェンシートの積層体である。黒鉛のグラフェンシートの積層数は、通常、10万層〜100万層程度である。黒鉛としては、例えば、天然黒鉛、人造黒鉛又は膨張黒鉛などを用いることができる。膨張黒鉛は、通常の黒鉛よりもグラフェン層同士の層間が大きい。従って、黒鉛としては、膨張黒鉛を用いることが好ましい。   Graphite is a laminate of a plurality of graphene sheets. The number of graphite graphene sheets stacked is usually about 100,000 to 1,000,000 layers. As the graphite, for example, natural graphite, artificial graphite or expanded graphite can be used. Expanded graphite has a larger interlayer between graphene layers than normal graphite. Therefore, it is preferable to use expanded graphite as the graphite.

薄片化黒鉛とは、元の黒鉛を剥離処理して得られるものであり、元の黒鉛よりも薄いグラフェンシート積層体をいう。薄片化黒鉛におけるグラフェンシートの積層数は、元の黒鉛より少なければよい。   Exfoliated graphite is obtained by exfoliating the original graphite, and refers to a graphene sheet laminate that is thinner than the original graphite. The number of graphene sheets laminated in exfoliated graphite should be less than the original graphite.

薄片化黒鉛において、グラフェンシートの積層数は、好ましくは1000層以下であり、より好ましくは500層以下である。グラフェンシートの積層数が上記上限以下である場合、薄片化黒鉛の比表面積をより一層大きくすることができる。   In the exfoliated graphite, the number of graphene sheets stacked is preferably 1000 layers or less, more preferably 500 layers or less. When the number of graphene sheets stacked is not more than the above upper limit, the specific surface area of exfoliated graphite can be further increased.

薄片化黒鉛は、グラファイト構造を有し、部分的にグラファイトが剥離されている構造を有する部分剥離型薄片化黒鉛であることが好ましい。   The exfoliated graphite is preferably a partially exfoliated graphite having a graphite structure and a structure in which the graphite is partially exfoliated.

より具体的に、「部分的にグラファイトが剥離されている」とは、グラフェンの積層体において、端縁からある程度内側までグラフェン層間が開いており、すなわち端縁にてグラファイトの一部が剥離しており、中央側の部分ではグラファイト層が元の黒鉛又は一次薄片化黒鉛と同様に積層していることをいうものとする。従って、端縁にてグラファイトの一部が剥離している部分は、中央側の部分に連なっている。さらに、上記部分剥離型薄片化黒鉛には、端縁のグラファイトが剥離され薄片化したものが含まれていてもよい。   More specifically, “partially exfoliated graphite” means that in the graphene laminate, the graphene layer is open from the edge to some extent inside, that is, a part of the graphite is exfoliated at the edge. In the central part, the graphite layer is laminated in the same manner as the original graphite or primary exfoliated graphite. Therefore, the part where the graphite is partially peeled off at the edge is continuous with the central part. Further, the partially exfoliated exfoliated graphite may include one exfoliated and exfoliated from the edge graphite.

このように、部分剥離型薄片化黒鉛は、中央側の部分において、グラファイト層が元の黒鉛又は一次薄片化黒鉛と同様に積層している。そのため、従来の酸化グラフェンやカーボンブラックより黒鉛化度が高く、より一層導電性を高めることができる。   Thus, in the partially exfoliated exfoliated graphite, the graphite layer is laminated at the center side similarly to the original graphite or primary exfoliated graphite. Therefore, the degree of graphitization is higher than that of conventional graphene oxide and carbon black, and the conductivity can be further increased.

このような部分剥離型薄片化黒鉛は、黒鉛又は一次薄片化黒鉛と、ポリマーとを含み、ポリマーが黒鉛又は一次薄片化黒鉛にグラフト又は吸着により固定されている組成物を用意し、熱分解することにより得ることができる。なお、上記組成物中に含まれているポリマー、すなわち樹脂の一部は残存していることが好ましい。すなわち、樹脂残存型の部分剥離型薄片化黒鉛であることが好ましい。もっとも、樹脂(ポリマー)が完全に除去された部分剥離型薄片化黒鉛であってもよい。   Such partially exfoliated exfoliated graphite includes graphite or primary exfoliated graphite and a polymer, and a composition in which the polymer is fixed to the graphite or primary exfoliated graphite by grafting or adsorption is prepared and thermally decomposed. Can be obtained. In addition, it is preferable that a part of polymer, ie, resin, contained in the composition remains. That is, a resin-retained partially exfoliated graphite is preferable. However, partially exfoliated graphite from which the resin (polymer) has been completely removed may be used.

原料として用いられる黒鉛としては、膨張黒鉛が好ましい。膨張黒鉛は、通常の黒鉛よりもグラフェン層の層間が大きいため、容易に剥離され得る。そのため、原料黒鉛として膨張黒鉛を用いることにより、樹脂残存型の部分剥離型薄片化黒鉛を容易に製造することができる。   As graphite used as a raw material, expanded graphite is preferable. Expanded graphite can be easily peeled off because the interlayer of the graphene layer is larger than that of normal graphite. Therefore, by using expanded graphite as the raw material graphite, it is possible to easily produce a resin-retained partially exfoliated exfoliated graphite.

上記黒鉛では、グラフェンの積層数が10万層〜100万層程度であり、BET比表面積は20m/g以下の値を有する。 In the above graphite, the number of graphene layers is about 100,000 to 1,000,000, and the BET specific surface area has a value of 20 m 2 / g or less.

一方、樹脂残存型の部分剥離型薄片化黒鉛では、グラフェンの積層数が3000層以下であることが好ましい。樹脂残存型の部分剥離型薄片化黒鉛のBET比表面積は、50m/g以上であることが好ましく、70m/g以上であることがより好ましい。なお、樹脂残存型の部分剥離型薄片化黒鉛におけるBET比表面積の上限値は、通常、2500m/g以下である。 On the other hand, in the resin-retained partially exfoliated graphite, the number of graphene layers is preferably 3000 or less. The BET specific surface area of the resin-retained partially exfoliated graphite is preferably 50 m 2 / g or more, and more preferably 70 m 2 / g or more. The upper limit of the BET specific surface area of the resin-retained partially exfoliated graphite is usually 2500 m 2 / g or less.

なお、原料としては、黒鉛の代わりに一次薄片化黒鉛を用いてもよい。一次薄片化黒鉛とは、黒鉛を剥離することにより得られた薄片化黒鉛や、部分剥離型薄片化黒鉛、樹脂残存型の部分剥離型薄片化黒鉛が挙げられる。また、従来公知の方法によって黒鉛を剥離することにより得られた薄片化黒鉛を広く含むものとする。一次薄片化黒鉛は、黒鉛を剥離することにより得られるものであるため、その比表面積は、黒鉛よりも大きいものであればよい。   As a raw material, primary exfoliated graphite may be used instead of graphite. Examples of primary exfoliated graphite include exfoliated graphite obtained by exfoliating graphite, partially exfoliated exfoliated graphite, and resin-retained partially exfoliated graphite. Moreover, exfoliated graphite obtained by exfoliating graphite by a conventionally known method is widely included. Since primary exfoliated graphite is obtained by exfoliating graphite, the specific surface area may be larger than that of graphite.

樹脂残存型の部分剥離型薄片化黒鉛に含まれる樹脂としては、特に限定されず、例えば、ポリプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリテトラメチレングリコール等のポリエーテル樹脂、ポリグリシジルメタクリレート、ポリ酢酸ビニル、ポリブチラール、ポリアクリル酸、ポリスチレン、ポリαメチルスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリイソブチレン等のポリビニル樹脂、又はポリブタジエン、ポリイソプレン、スチレンブタジエンゴム等のジエン系樹脂が挙げられる。好ましくは、ポリプロピレングリコールや、ポリエチレングリコール、ポリグリシジルメタクリレート、ポリ酢酸ビニル等の加熱分解により遊離基の発生しやすい樹脂が挙げられる。より好ましくは、ポリプロピレングリコールや、ポリエチレングリコール、ポリテトラメチレングリコール等のポリエーテルである。さらに好ましくは、ポリエチレングリコールである。   The resin contained in the resin residual type partially exfoliated exfoliated graphite is not particularly limited, and examples thereof include polyether resins such as polypropylene glycol, polyethylene glycol, and polytetramethylene glycol, polyglycidyl methacrylate, polyvinyl acetate, and polybutyral. Polyacrylic acid, polystyrene, poly α-methylstyrene, polyethylene, polypropylene, polyisobutylene and other polyvinyl resins, and polybutadiene, polyisoprene, styrene butadiene rubber and other diene resins. Preferably, a resin that easily generates free radicals by thermal decomposition, such as polypropylene glycol, polyethylene glycol, polyglycidyl methacrylate, polyvinyl acetate, and the like can be used. More preferred are polyethers such as polypropylene glycol, polyethylene glycol, and polytetramethylene glycol. More preferred is polyethylene glycol.

また、樹脂残存型の部分剥離型薄片化黒鉛では、グラフェン層間の層間距離が拡げられており、その比表面積が大きい。さらに、樹脂残存型の部分剥離型薄片化黒鉛は、中心部分がグラファイト構造を有し、エッジ部分が薄片化している構造を有することから、従来の薄片化黒鉛よりも取り扱いが容易である。また、樹脂残存型の部分剥離型薄片化黒鉛は、樹脂を含むため、他の樹脂中への分散性が高い。特に、他の樹脂が、樹脂残存型の薄片化黒鉛に含まれる樹脂と親和性の高い樹脂である場合、樹脂残存型の部分剥離型薄片化黒鉛の他の樹脂への分散性は、より一層高められることとなる。樹脂は、部分剥離型薄片化黒鉛のグラフェン層間に配置されていることが望ましい。もっとも、樹脂は、部分剥離型薄片化黒鉛の表面や端部に付着していてもよい。また、樹脂は、部分剥離型薄片化黒鉛にグラフト又は吸着していることが望ましい。   In the resin-retained partially exfoliated graphite, the interlayer distance between the graphene layers is increased, and the specific surface area is large. Further, the resin-retained partially exfoliated graphite has a structure in which the central portion has a graphite structure and the edge portion is exfoliated, and thus is easier to handle than conventional exfoliated graphite. Resin-retained partially exfoliated graphite has high dispersibility in other resins because it contains a resin. In particular, when the other resin is a resin having a high affinity with the resin contained in the resin residual type exfoliated graphite, the dispersibility of the resin residual type partially exfoliated exfoliated graphite in the other resin is further increased. Will be enhanced. The resin is desirably disposed between the graphene layers of the partially exfoliated graphite. But resin may adhere to the surface and edge part of partially exfoliation type exfoliated graphite. Further, it is desirable that the resin is grafted or adsorbed on the partially exfoliated exfoliated graphite.

樹脂残存型の部分剥離型薄片化黒鉛は、具体的には、後述の製造方法の一例の欄で説明する製造方法により得ることができ、そのまま本発明の炭素材料・樹脂複合材料の一例として用いることができる。もっとも、本発明においては、炭素材料と樹脂とを別々に用意し、複合化させることにより炭素材料・樹脂複合材料を得てもよい。   Specifically, the resin-retained partially exfoliated graphite can be obtained by the production method described in the column of an example of the production method described later, and used as it is as an example of the carbon material / resin composite material of the present invention. be able to. However, in the present invention, a carbon material and a resin composite material may be obtained by separately preparing a carbon material and a resin and combining them.

[樹脂]
樹脂としては、特に限定されず、例えば、ポリプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリテトラメチレングリコール等のポリエーテル樹脂、ポリグリシジルメタクリレート、ポリ酢酸ビニル、ポリブチラール、ポリアクリル酸、ポリスチレン、ポリαメチルスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリイソブチレン等のポリビニル樹脂、又はポリブタジエン、ポリイソプレン、スチレンブタジエンゴム等のジエン系樹脂が挙げられる。好ましくは、ポリプロピレングリコールや、ポリエチレングリコール、ポリグリシジルメタクリレート、ポリ酢酸ビニル等の加熱分解により遊離基の発生しやすい樹脂が挙げられる。炭素材料・樹脂複合材料の導電性をより一層高める観点から、より好ましくは、ポリプロピレングリコールや、ポリエチレングリコール、ポリテトラメチレングリコール等のポリエーテルである。さらに好ましくは、ポリエチレングリコールである。
[resin]
The resin is not particularly limited. For example, polyether resins such as polypropylene glycol, polyethylene glycol, polytetramethylene glycol, polyglycidyl methacrylate, polyvinyl acetate, polybutyral, polyacrylic acid, polystyrene, poly α-methylstyrene, polyethylene , Polyvinyl resins such as polypropylene and polyisobutylene, and diene resins such as polybutadiene, polyisoprene and styrene butadiene rubber. Preferably, a resin that easily generates free radicals by thermal decomposition, such as polypropylene glycol, polyethylene glycol, polyglycidyl methacrylate, polyvinyl acetate, and the like can be used. From the viewpoint of further enhancing the conductivity of the carbon material / resin composite material, more preferred are polyethers such as polypropylene glycol, polyethylene glycol, and polytetramethylene glycol. More preferred is polyethylene glycol.

炭素材料・樹脂複合材料中における樹脂の含有量は、0.01質量%〜70.0質量%であることが好ましい。より好ましくは1.0質量%〜55.0質量%であり、さらに好ましくは5.0質量%〜30.0質量%である。樹脂の含有量が上記下限以上である場合、炭素材料・樹脂複合材料の他の樹脂中への分散性をより一層高めることができる。また、樹脂の含有量が上記上限以下である場合、炭素材料・樹脂複合材料の導電性をより一層高めることができる。   The resin content in the carbon material / resin composite material is preferably 0.01% by mass to 70.0% by mass. More preferably, it is 1.0 mass%-55.0 mass%, More preferably, it is 5.0 mass%-30.0 mass%. When the resin content is not less than the above lower limit, the dispersibility of the carbon material / resin composite material in other resins can be further enhanced. Moreover, when content of resin is below the said upper limit, the electroconductivity of a carbon material and a resin composite material can be improved further.

[他の成分]
本発明の炭素材料・樹脂複合材料には、本発明の効果を阻害しない範囲において、他の成分が含まれていてもよい。
[Other ingredients]
The carbon material / resin composite material of the present invention may contain other components as long as the effects of the present invention are not impaired.

他の成分としては、例えば、フェノール系、リン系、アミン系又はイオウ系等の酸化防止剤、ベンゾトリアゾール系又はヒドロキシフェニルトリアジン系等の紫外線吸収剤、金属害防止剤、ヘキサブロモビフェニルエーテル又はデカブロモジフェニルエーテル等のハロゲン化難燃剤、ポリリン酸アンモニウム又はトリメチルフォスフェート等の難燃剤、充填剤、帯電防止剤、安定剤、顔料、染料等の添加剤が挙げられる。これらの添加剤は、単独で用いてもよいし、複数を併用してもよい。   Other components include, for example, antioxidants such as phenols, phosphoruss, amines or sulfurs, UV absorbers such as benzotriazoles or hydroxyphenyltriazines, metal damage inhibitors, hexabromobiphenyl ethers or deca Examples include halogenated flame retardants such as bromodiphenyl ether, flame retardants such as ammonium polyphosphate or trimethyl phosphate, additives such as fillers, antistatic agents, stabilizers, pigments, and dyes. These additives may be used alone or in combination.

以下、本発明の炭素材料・樹脂複合材料の製造方法の一例について説明する。   Hereinafter, an example of the method for producing the carbon material / resin composite material of the present invention will be described.

[炭素材料・樹脂複合材料の製造方法]
炭素材料・樹脂複合材料の製造方法の一例として、上述の樹脂残存型の部分剥離型薄片化黒鉛の製造方法について説明する。
[Production method of carbon material / resin composite material]
As an example of a method for producing a carbon material / resin composite material, a method for producing the resin-retained partially exfoliated graphite described above will be described.

(原料組成物を用意する工程)
炭素材料・樹脂複合材料の一例としての製造方法では、黒鉛又は一次薄片化黒鉛と、ポリマーとを含み、ポリマーが黒鉛又は一次薄片化黒鉛に固定されている組成物をまず用意する。この組成物を用意する工程としては、例えば、ポリマーを黒鉛又は一次薄片化黒鉛にグラフト化することにより、ポリマーを黒鉛又は一次薄片化黒鉛に固定する以下の第1及び第2の方法が挙げられる。また、ポリマーを黒鉛又は一次薄片化黒鉛に吸着させることにより、ポリマーを黒鉛又は一次薄片化黒鉛に固定する第3の方法を用いてもよい。
(Process of preparing raw material composition)
In the manufacturing method as an example of the carbon material / resin composite material, a composition containing graphite or primary exfoliated graphite and a polymer, and the polymer is fixed to the graphite or primary exfoliated graphite is first prepared. Examples of the step of preparing this composition include the following first and second methods for fixing the polymer to graphite or primary exfoliated graphite by grafting the polymer to graphite or primary exfoliated graphite. . Moreover, you may use the 3rd method of fixing a polymer to graphite or primary exfoliated graphite by making a polymer adsorb | suck to graphite or primary exfoliated graphite.

第1の方法;
第1の方法では、まず、原料として、黒鉛又は一次薄片化黒鉛と、ラジカル重合性モノマーとを含む混合物を用意する。次に、混合物に含まれているラジカル重合性モノマーを重合する。それによって、混合物中にラジカル重合性モノマーが重合しているポリマーを生成させるとともに、該ポリマーを黒鉛または一次薄片化黒鉛にグラフト化させる。
First method;
In the first method, first, a mixture containing graphite or primary exfoliated graphite and a radical polymerizable monomer is prepared as a raw material. Next, the radically polymerizable monomer contained in the mixture is polymerized. Thereby, a polymer in which the radical polymerizable monomer is polymerized in the mixture is generated, and the polymer is grafted to graphite or primary exfoliated graphite.

第1の方法では、まず、黒鉛又は一次薄片化黒鉛と、ラジカル重合性モノマーとを含む組成物を用意する。   In the first method, first, a composition containing graphite or primary exfoliated graphite and a radical polymerizable monomer is prepared.

黒鉛とラジカル重合性モノマーとの配合割合は特に限定されないが、質量比で1:1〜1:100の割合とすることが望ましい。配合割合を範囲とすることで、黒鉛又は一次薄片化黒鉛を効果的に剥離し、炭素材料・樹脂複合材料をより一層効果的に得ることができる。   The blending ratio of the graphite and the radical polymerizable monomer is not particularly limited, but is desirably 1: 1 to 1: 100 by mass ratio. By setting the blending ratio in the range, it is possible to effectively exfoliate graphite or primary exfoliated graphite and obtain a carbon material / resin composite material more effectively.

上記組成物を用意する方法は特に限定されないが、例えば、ラジカル重合性モノマーを分散媒として使用し、黒鉛又は一次薄片化黒鉛をラジカル重合性モノマー中に分散させる方法などが挙げられる。   A method for preparing the composition is not particularly limited, and examples thereof include a method in which a radical polymerizable monomer is used as a dispersion medium and graphite or primary exfoliated graphite is dispersed in the radical polymerizable monomer.

次に、上記組成物に含まれるラジカル重合性モノマーを重合することにより、上記組成物中にラジカル重合性モノマーが重合しているポリマーを生成する工程を行う。   Next, a step of producing a polymer in which the radical polymerizable monomer is polymerized in the composition is performed by polymerizing the radical polymerizable monomer contained in the composition.

このとき、ラジカル重合性モノマーはフリーラジカルを生成する。それによってラジカル重合性モノマーがラジカル重合することにより、ラジカル重合性モノマーが重合しているポリマーが生成する。一方、上記組成物中に含まれる黒鉛又は一次薄片化黒鉛は、複数のグラフェン層の積層体であるため、ラジカルトラップ性を有する。そのため、上記組成物中においてラジカル重合性モノマーを共存重合させると、上記フリーラジカルが上記黒鉛又は一次薄片化黒鉛のグラフェン層の端部及び表面に吸着される。従って、重合時に生じたフリーラジカルを有するポリマー又はラジカル重合性モノマーが、黒鉛又は一次薄片化黒鉛のグラフェン層の端部及び表面にグラフト化する。   At this time, the radical polymerizable monomer generates a free radical. As a result, the radical polymerizable monomer undergoes radical polymerization, thereby producing a polymer in which the radical polymerizable monomer is polymerized. On the other hand, the graphite or primary exfoliated graphite contained in the composition has a radical trapping property because it is a laminate of a plurality of graphene layers. Therefore, when a radically polymerizable monomer is co-polymerized in the composition, the free radicals are adsorbed on the edge and surface of the graphene layer of the graphite or primary exfoliated graphite. Therefore, the polymer or radical polymerizable monomer having free radicals generated at the time of polymerization is grafted to the end portion and the surface of the graphene layer of graphite or primary exfoliated graphite.

ラジカル重合性モノマーを重合する方法としては、例えば、ラジカル重合性モノマーが自発的に重合を開始する温度以上に上記組成物を加熱する方法が挙げられる。上記組成物を上記温度以上に加熱することによって、上記組成物に含まれるラジカル重合性モノマーにフリーラジカルを生成することができる。それによって、上述の重合及びグラフト化を行うことができる。   Examples of the method for polymerizing the radical polymerizable monomer include a method in which the composition is heated to a temperature higher than the temperature at which the radical polymerizable monomer spontaneously starts polymerization. By heating the composition to the temperature or higher, free radicals can be generated in the radical polymerizable monomer contained in the composition. Thereby, the polymerization and grafting described above can be carried out.

上記のように、加熱によりラジカル重合性モノマーを重合する場合には、上記組成物を加熱するだけで、ラジカル重合性モノマーの重合及び後述するポリマーの熱分解の両方を行うことができる。従って、黒鉛又は一次薄片化黒鉛の剥離がより一層容易となる。   As described above, when the radical polymerizable monomer is polymerized by heating, both the polymerization of the radical polymerizable monomer and the thermal decomposition of the polymer described later can be performed only by heating the composition. Accordingly, the graphite or primary exfoliated graphite can be more easily separated.

上記加熱方法としては、上記組成物を上記温度以上に加熱できる方法であれば特に限定されず、適宜の方法及び装置により上記組成物を加熱することができる。また、上記加熱の際には、密閉することなく、すなわち常圧下で加熱してもよい。もっとも、密閉して加熱してもよい。   The heating method is not particularly limited as long as the composition can be heated to the temperature or higher, and the composition can be heated by an appropriate method and apparatus. Moreover, in the case of the said heating, you may heat without sealing, ie, a normal pressure. However, it may be sealed and heated.

また、ラジカル重合性モノマーを確実に重合させるために、ラジカル重合性モノマーが自発的に重合を開始する温度以上の温度まで加熱した後、上記温度をさらに一定時間維持してもよい。上記温度付近に維持する時間は、使用するラジカル重合性モノマーの種類及び量にもよるが、好ましくは0.5時間〜5時間の範囲である。   Further, in order to reliably polymerize the radical polymerizable monomer, the temperature may be further maintained for a certain time after heating to a temperature equal to or higher than the temperature at which the radical polymerizable monomer spontaneously starts polymerization. The time for maintaining the temperature near the above temperature is preferably in the range of 0.5 hours to 5 hours, although it depends on the kind and amount of the radical polymerizable monomer to be used.

上記ポリマーを生成する工程の後に、上記組成物をポリマーの熱分解温度まで加熱することにより、ポリマーの一部を残存させながら、ポリマーを熱分解する工程を行う。それによって、上記組成物に含まれるポリマー、並びに黒鉛又は一次薄片化黒鉛のグラフェン層の端部及び表面にグラフト化している上記ポリマー等が熱分解する。なお、本発明において、ポリマーの熱分解温度とは、TGA測定依存の分解終点温度をいう。例えば、ポリマーがポリスチレンである場合には、ポリマーの熱分解温度は約350℃である。   After the step of producing the polymer, the composition is heated to the thermal decomposition temperature of the polymer to perform a step of thermally decomposing the polymer while leaving a part of the polymer remaining. Thereby, the polymer contained in the composition, the polymer grafted on the end portion and the surface of the graphene layer of graphite or primary exfoliated graphite, and the like are thermally decomposed. In the present invention, the thermal decomposition temperature of the polymer means a decomposition end point temperature dependent on TGA measurement. For example, if the polymer is polystyrene, the thermal decomposition temperature of the polymer is about 350 ° C.

このとき、黒鉛又は一次薄片化黒鉛のグラフェン層の端部及び表面にグラフト化しているポリマー等が熱分解する際に、グラフェン層間に剥離力が生じる。従って、ポリマー等を熱分解することによって、黒鉛又は一次薄片化黒鉛のグラフェン層間を剥離し、薄片化黒鉛を得ることができる。   At this time, when the polymer or the like grafted on the end portion and the surface of the graphene layer of graphite or primary exfoliated graphite is thermally decomposed, a peeling force is generated between the graphene layers. Therefore, by pyrolyzing a polymer or the like, the graphene layer of graphite or primary exfoliated graphite can be peeled off to obtain exfoliated graphite.

また、この熱分解によっても、一部のポリマー、すなわち樹脂は組成物中に残存している。そして、熱分解によって得られる炭素材料・樹脂複合材料における樹脂の熱分解開始温度及び熱分解終了温度は、それぞれ、複合化前の樹脂の熱分解開始温度及び熱分解終了温度よりも高くなる。   In addition, a part of the polymer, that is, the resin remains in the composition by this thermal decomposition. The thermal decomposition start temperature and the thermal decomposition end temperature of the resin in the carbon material / resin composite material obtained by thermal decomposition are respectively higher than the thermal decomposition start temperature and the thermal decomposition end temperature of the resin before the composite.

上記加熱方法としては、ポリマーの熱分解温度まで加熱できる方法であれば特に限定されず、適宜の方法及び装置により上記組成物を加熱することができる。また、上記加熱の際には、密閉することなく、すなわち常圧下で加熱してもよい。また、密閉して加熱してもよい。従って、安価にかつ容易に薄片化黒鉛を製造することができる。樹脂を残存させるように熱分解させるには、加熱時間を調整することにより達成することができる。すなわち、加熱時間を短くすることにより残存樹脂量を多くすることができる。また、加熱温度を低めることにより残存樹脂量を多くすることもできる。   The heating method is not particularly limited as long as it can be heated to the thermal decomposition temperature of the polymer, and the composition can be heated by an appropriate method and apparatus. Moreover, in the case of the said heating, you may heat without sealing, ie, a normal pressure. Further, it may be sealed and heated. Therefore, exfoliated graphite can be produced inexpensively and easily. Thermal decomposition so that the resin remains can be achieved by adjusting the heating time. That is, the amount of residual resin can be increased by shortening the heating time. Also, the amount of residual resin can be increased by lowering the heating temperature.

後述の第2の方法及び第3の方法においても、ポリマー(樹脂)の一部を残存させるように加熱する工程においては、加熱温度及び加熱時間を調整すればよい。   In the second method and the third method described later, the heating temperature and the heating time may be adjusted in the step of heating so as to leave a part of the polymer (resin).

ポリマーの一部を上記組成物中に残存させつつ、ポリマーの一部が残存するようにしてポリマーを熱分解させることができれば、ポリマーの熱分解温度以上の温度まで加熱した後、上記温度をさらに一定時間維持してもよい。上記温度付近に維持する時間は、使用するラジカル重合性モノマーの種類及び量にもよるが、好ましくは0.5時間〜5時間の範囲である。   If the polymer can be thermally decomposed so that a part of the polymer remains while part of the polymer remains in the composition, the temperature is further increased after heating to a temperature equal to or higher than the thermal decomposition temperature of the polymer. You may maintain for a fixed time. The time for maintaining the temperature near the above temperature is preferably in the range of 0.5 hours to 5 hours, although it depends on the kind and amount of the radical polymerizable monomer to be used.

また、上記ポリマーを生成する工程において、加熱によりラジカル重合性モノマーを重合させる場合には、ポリマー生成する際の加熱処理と、ポリマーを熱分解する際の加熱処理とを、同一の方法及び装置により連続して行ってもよい。   Further, in the step of producing the polymer, when the radical polymerizable monomer is polymerized by heating, the heat treatment for producing the polymer and the heat treatment for thermally decomposing the polymer are performed by the same method and apparatus. You may carry out continuously.

第2の方法;
第2の方法では、まず、ポリマーを黒鉛又は一次薄片化黒鉛の存在下で、50℃以上かつ600℃以下の温度範囲の温度に加熱することにより、ポリマーを黒鉛又は一次薄片化黒鉛にグラフト化させる。このように、第2の方法では、予め得られたポリマーを黒鉛又は一次薄片化黒鉛の存在下で上記特定の温度範囲に加熱する。それによって、ポリマーを熱分解することにより生成したポリマーラジカルを直接黒鉛又は一次薄片化黒鉛にグラフトさせることができる。なお、第1の方法では、黒鉛又は一次薄片化黒鉛の存在下でラジカル重合性モノマーを重合してポリマーを生成するとともにポリマーの黒鉛又は一次薄片化黒鉛へのグラフト化が図られていた。
Second method;
In the second method, the polymer is first grafted to graphite or primary exfoliated graphite by heating the polymer to a temperature in the temperature range of 50 ° C. or higher and 600 ° C. or lower in the presence of graphite or primary exfoliated graphite. Let As described above, in the second method, the polymer obtained in advance is heated to the specific temperature range in the presence of graphite or primary exfoliated graphite. Thereby, polymer radicals generated by thermally decomposing the polymer can be directly grafted to graphite or primary exfoliated graphite. In the first method, a radical polymerizable monomer is polymerized in the presence of graphite or primary exfoliated graphite to produce a polymer, and grafting of the polymer onto graphite or primary exfoliated graphite has been attempted.

第2の方法のポリマーとしては、適宜の熱分解ラジカル生成ポリマーを用いることができる。   As the polymer of the second method, an appropriate pyrolytic radical generating polymer can be used.

ほとんどの有機ポリマーが分解温度でラジカルを発生する。従って、上記分解温度付近でラジカルを形成するポリマーとしては多くの有機ポリマーを用いることができる。もっとも、好ましくは、ビニル系モノマーなどのラジカル重合性モノマーの重合体が好適に用いられる。このようなビニル系モノマー、すなわちビニル基含有モノマーとしては、エチルアクリレート、ブチルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、ベンジルアクリレートなどのモノマーが挙げられる。好ましくは、スチレンやグリシジルメタクリレートが挙げられる。また、上記ビニル基含有モノマーを重合してなるポリマーとしては、(メタ)アクリル酸アルキルエステル、ポリプロピレン、ポリビニルフェノール、ポリフェニレンサルファイド、ポリフェニレンエーテルなどを挙げることができる。   Most organic polymers generate radicals at the decomposition temperature. Therefore, many organic polymers can be used as the polymer that forms radicals near the decomposition temperature. However, a polymer of a radical polymerizable monomer such as a vinyl monomer is preferably used. Examples of such vinyl monomers, that is, vinyl group-containing monomers, include monomers such as ethyl acrylate, butyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, and benzyl acrylate. Preferably, styrene and glycidyl methacrylate are used. Examples of the polymer formed by polymerizing the vinyl group-containing monomer include (meth) acrylic acid alkyl ester, polypropylene, polyvinyl phenol, polyphenylene sulfide, polyphenylene ether, and the like.

また、ポリ塩化ビニル、塩素化塩化ビニル樹脂、フッ化エチレン樹脂やフッ化ビニリデン樹脂、塩化ビニリデン樹脂など、塩素などのハロゲン元素を含有するポリマーなども使用可能である。エチレン酢酸ビニル共重合体(EVA)、ポリビニルアセタール、ポリビニルピロリドンやそれらの共重合体も、使用可能である。ポリイソブチレンやポリアルキレンエーテルなどのカチオン重合によって得られたポリマーも使用可能である。   In addition, polymers containing a halogen element such as chlorine, such as polyvinyl chloride, chlorinated vinyl chloride resin, ethylene fluoride resin, vinylidene fluoride resin, and vinylidene chloride resin can also be used. Ethylene vinyl acetate copolymer (EVA), polyvinyl acetal, polyvinyl pyrrolidone and copolymers thereof can also be used. Polymers obtained by cationic polymerization such as polyisobutylene and polyalkylene ether can also be used.

オリゴマーを架橋してなる、ポリウレタン、エポキシ樹脂、変性シリコーン樹脂やシリコーン樹脂なども使用可能である。   Polyurethane, epoxy resin, modified silicone resin, silicone resin and the like obtained by crosslinking oligomers can also be used.

ポリアリルアミンを用いてもよく、その場合には黒鉛又は一次薄片化黒鉛にアミノ基をグラフトすることができる。ポリビニルフェノールやポリフェノール類を用いてもよく、その場合には、フェノール性OHを黒鉛又は一次薄片化黒鉛にグラフトすることができる。また、リン酸基を有するポリマーを用いると、リン酸基をグラフトすることができる。   Polyallylamine may be used, in which case the amino group can be grafted to graphite or primary exfoliated graphite. Polyvinylphenol or polyphenols may be used, in which case the phenolic OH can be grafted to graphite or primary exfoliated graphite. Further, when a polymer having a phosphate group is used, the phosphate group can be grafted.

また、ポリエステル、ポリアミドなどの縮合系ポリマーを用いてもよい。その場合には、分解温度で得られるラジカル濃度は低いけれども、分解物がグラフトされる。   Further, a condensation polymer such as polyester or polyamide may be used. In that case, the decomposition product is grafted although the radical concentration obtained at the decomposition temperature is low.

上記予め用意したポリマーとして、グリシジルメタクリレートのホモポリマー、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、ポリプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、ポリブチラールなどが好適に用いられる。これらのポリマーを用いることにより、黒鉛又は一次薄片化黒鉛をより一層効果的に剥離することができる。得られる炭素材料・樹脂複合材料の導電性をより一層高める観点から、より好ましくは、ポリプロピレングリコールや、ポリエチレングリコール、ポリテトラメチレングリコール等のポリエーテルである。さらに好ましくは、ポリエチレングリコールである。   As the polymer prepared in advance, a homopolymer of glycidyl methacrylate, polystyrene, polyvinyl acetate, polypropylene glycol, polyethylene glycol, polytetramethylene glycol, polybutyral and the like are preferably used. By using these polymers, graphite or primary exfoliated graphite can be more effectively exfoliated. From the viewpoint of further enhancing the conductivity of the obtained carbon material / resin composite material, more preferred are polyethers such as polypropylene glycol, polyethylene glycol, and polytetramethylene glycol. More preferred is polyethylene glycol.

第2の方法において、黒鉛又は一次薄片化黒鉛とポリマーとの配合割合は特に限定されないが、重量比で1:1〜1:50の割合とすることが望ましい。配合割合をこの範囲内とすることにより、黒鉛又は一次薄片化黒鉛をより効果的に剥離し、炭素材料・樹脂複合材料を効果的に得ることができる。   In the second method, the blending ratio of graphite or primary exfoliated graphite and polymer is not particularly limited, but it is desirable that the weight ratio is 1: 1 to 1:50. By setting the blending ratio within this range, graphite or primary exfoliated graphite can be exfoliated more effectively, and a carbon material / resin composite material can be obtained effectively.

第2の方法においても、第1の方法の場合と同様に、後述するポリマーの熱分解を引き起こす加熱により、黒鉛又は一次薄片化黒鉛をより一層効果的に剥離することができる。   Also in the second method, as in the case of the first method, graphite or primary exfoliated graphite can be more effectively exfoliated by heating that causes thermal decomposition of the polymer described later.

第2の方法においても、組成物を用意する具体的な方法は限定されないが、例えば、ポリマーと黒鉛又は一次薄片化黒鉛とを適宜の溶媒もしくは分散媒中に投入し、加熱する方法が挙げられる。   Also in the second method, a specific method for preparing the composition is not limited, and examples thereof include a method in which a polymer and graphite or primary exfoliated graphite are put in an appropriate solvent or dispersion medium and heated. .

上記加熱によりポリマーが黒鉛又は一次薄片化黒鉛にグラフトされる。この加熱温度については、50℃以上かつ600℃以下の範囲とすることが望ましい。温度をこの範囲内とすることにより、ポリマーを黒鉛に効果的にグラフトさせることができる。それによって、黒鉛又は一次薄片化黒鉛をより一層効果的に剥離することができる。この理由については、以下の通りと考えられる。   The polymer is grafted onto graphite or primary exfoliated graphite by the heating. About this heating temperature, it is desirable to set it as the range of 50 to 600 degreeC. By setting the temperature within this range, the polymer can be effectively grafted onto the graphite. Thereby, graphite or primary exfoliated graphite can be more effectively exfoliated. The reason for this is considered as follows.

上記ラジカル重合性モノマーを重合して得られたポリマーを加熱することにより、ポリマーの一部が分解し、黒鉛又は一次薄片化黒鉛のグラフェン層にラジカルトラップされる。従って、ポリマーが黒鉛又は一次薄片化黒鉛にグラフトされることになる。そして、後述する加熱工程においてポリマーを分解し、焼成すると、ポリマーの黒鉛又は一次薄片化黒鉛にグラフトされているグラフト面に大きな応力が加わる。そのため、剥離力がグラフト点を起点として作用し、グラフェン層間が効果的に拡げられることになると考えられる。   By heating the polymer obtained by polymerizing the radical polymerizable monomer, a part of the polymer is decomposed and radical trapped in the graphene layer of graphite or primary exfoliated graphite. Therefore, the polymer will be grafted to graphite or primary exfoliated graphite. And if a polymer is decomposed | disassembled and baked in the heating process mentioned later, a big stress will be added to the graft surface currently grafted by the graphite or primary exfoliated graphite of a polymer. Therefore, it is considered that the peeling force acts starting from the graft point, and the graphene layer is effectively expanded.

第3の方法;
第3の方法としては、黒鉛と、ポリマーとを適宜の溶媒に溶解もしくは分散させる方法を挙げることができる。このような溶媒としては、テトラヒドロフラン、メチルエチルケトン、トルエン、酢酸エチル、エタノール、水などを用いることができる。
Third method;
As a third method, a method of dissolving or dispersing graphite and a polymer in an appropriate solvent can be mentioned. As such a solvent, tetrahydrofuran, methyl ethyl ketone, toluene, ethyl acetate, ethanol, water, or the like can be used.

また、第3の方法では、上記組成物として、溶媒中において、ポリマーが黒鉛もしくは一次薄片化黒鉛に吸着されている組成物を用意する。ポリマーを黒鉛もしくは一次薄片化黒鉛に吸着させる方法は特に限定されない。ポリマーが黒鉛に対して吸着性を有するため、上述した溶媒中において、黒鉛もしくは一次薄片化黒鉛をポリマーと混合する方法を用いることができる。   In the third method, a composition in which a polymer is adsorbed on graphite or primary exfoliated graphite in a solvent is prepared as the above composition. The method for adsorbing the polymer to graphite or primary exfoliated graphite is not particularly limited. Since the polymer has adsorptivity to graphite, a method of mixing graphite or primary exfoliated graphite with the polymer in the above-described solvent can be used.

ポリマーの吸着は、黒鉛の表面エネルギーとポリマーとの相互作用によると考えられる。   The adsorption of the polymer is considered to be due to the interaction between the surface energy of graphite and the polymer.

ポリマーの熱分解による黒鉛又は一次薄片化黒鉛の剥離工程;
上記第1の方法、第2の方法、及び第3の方法のいずれにおいても、上記のようにして組成物を用意したのち、組成物中に含まれるポリマーを熱分解する。それによって、ポリマーの一部を残存させながら、黒鉛又は一次薄片化黒鉛が剥離され、炭素材料・樹脂複合材料を得ることができる。この場合のポリマーの熱分解を果たすために、上記組成物をポリマーの熱分解温度以上に加熱すればよい。より具体的には、ポリマーの熱分解温度以上に加熱し、さらにポリマーを焼成する。このとき、組成物中にポリマーが残存する程度に焼成する。それによって、炭素材料・樹脂複合材料を得ることができる。例えば、ポリスチレンの熱分解温度は380℃〜450℃程度であり、ポリグリシジルメタクリレートの熱分解温度は400℃〜500℃程度である。また、ポリブチラールの熱分解温度は大気中で550℃〜600℃程度である。
Exfoliation step of graphite or primary exfoliated graphite by thermal decomposition of polymer;
In any of the first method, the second method, and the third method, after preparing the composition as described above, the polymer contained in the composition is pyrolyzed. Thereby, the graphite or primary exfoliated graphite is peeled off while leaving a part of the polymer, whereby a carbon material / resin composite material can be obtained. In order to achieve thermal decomposition of the polymer in this case, the composition may be heated to a temperature higher than the thermal decomposition temperature of the polymer. More specifically, it is heated to a temperature higher than the thermal decomposition temperature of the polymer, and the polymer is further baked. At this time, it is fired to such an extent that the polymer remains in the composition. Thereby, a carbon material / resin composite material can be obtained. For example, the thermal decomposition temperature of polystyrene is about 380 ° C. to 450 ° C., and the thermal decomposition temperature of polyglycidyl methacrylate is about 400 ° C. to 500 ° C. The thermal decomposition temperature of polybutyral is about 550 ° C. to 600 ° C. in the atmosphere.

なお、本発明においては、不活性ガス雰囲気下で、組成物中に含まれるポリマーを熱分解する。不活性ガスとしては、例えば、窒素、ヘリウム、アルゴン、炭酸ガスが挙げられ、窒素であることが好ましい。また、酸素濃度は、2.5%未満であることが好ましい。より好ましくは、1.0%以下である。この場合、得られる炭素材料・樹脂複合材料における炭素材料の欠陥をより一層少なくすることができる。そのため、炭素材料・樹脂複合材料の導電性をより一層高めることができる。   In the present invention, the polymer contained in the composition is pyrolyzed under an inert gas atmosphere. Examples of the inert gas include nitrogen, helium, argon, and carbon dioxide gas, and nitrogen is preferable. The oxygen concentration is preferably less than 2.5%. More preferably, it is 1.0% or less. In this case, defects in the carbon material in the obtained carbon material / resin composite material can be further reduced. Therefore, the conductivity of the carbon material / resin composite material can be further enhanced.

上記ポリマーの熱分解により炭素材料・樹脂複合材料を得ることができるのは、前述した理由によると考えられる。すなわち、黒鉛にグラフトしているポリマーが焼成されると、グラフト点に大きな応力が作用し、それによってグラフェン間の距離が拡がるためと考えられる。   The reason why the carbon material / resin composite material can be obtained by thermal decomposition of the polymer is considered to be due to the reason described above. That is, it is considered that when the polymer grafted on the graphite is baked, a large stress acts on the graft point, thereby increasing the distance between the graphenes.

なお、第1の方法では、ラジカル重合性モノマーを重合するための加熱と、上記ポリマーの熱分解とを同じ加熱工程において連続的に実施してもよい旨を説明した。第2の方法においても、上記ポリマーを黒鉛又は一次薄片化黒鉛にグラフトさせるための加熱工程と、上記ポリマーを熱分解する加熱工程とを連続的に実施してもよい。   In the first method, it has been explained that the heating for polymerizing the radical polymerizable monomer and the thermal decomposition of the polymer may be carried out continuously in the same heating step. Also in the second method, a heating step for grafting the polymer onto graphite or primary exfoliated graphite and a heating step for thermally decomposing the polymer may be performed continuously.

さらに、第1の方法及び第2の方法のいずれにおいても、複数回実施することが望ましい。例えば、第1の方法により組成物を用意したのち、ポリマーを熱分解して、実質的にポリマーが含まれない薄片化黒鉛を得る。得られた薄片化黒鉛を第1の方法の原料の一次薄片化黒鉛として用いる。さらに第1の方法を1回以上繰り返すことにより、より一層比表面積の大きい炭素材料・樹脂複合材料を得てもよい。同様に、第2の方法により組成物を用意した後に、ポリマーを熱分解して、実質的にポリマーが含まれない薄片化黒鉛を得る。得られた薄片化黒鉛を第2の方法における原料の一次薄片化黒鉛として、さらに第2の方法及びポリマーの熱分解を実施し、炭素材料・樹脂複合材料を得てもよい。これらの場合においても、より一層比表面積の大きな炭素材料・樹脂複合材料を得ることができる。   Furthermore, it is desirable to carry out a plurality of times in both the first method and the second method. For example, after preparing the composition by the first method, the polymer is pyrolyzed to obtain exfoliated graphite that is substantially free of the polymer. The obtained exfoliated graphite is used as the primary exfoliated graphite of the raw material of the first method. Furthermore, a carbon material / resin composite material having a larger specific surface area may be obtained by repeating the first method one or more times. Similarly, after preparing the composition by the second method, the polymer is pyrolyzed to obtain exfoliated graphite substantially free of polymer. The obtained exfoliated graphite may be used as the primary exfoliated graphite of the raw material in the second method, and the carbon material / resin composite material may be obtained by further performing thermal decomposition of the second method and polymer. Even in these cases, a carbon material / resin composite material having a larger specific surface area can be obtained.

また、例えば、第1の方法により組成物を用意したのち、ポリマーを熱分解して、炭素材料・樹脂複合材料を得た後に、該炭素材料・樹脂複合材料を第1の方法の原料の一次薄片化黒鉛として用いる。第1の方法を1回以上繰り返すことにより、より一層比表面積の大きい炭素材料・樹脂複合材料を得てもよい。同様に、第2の方法により組成物を用意した後に、ポリマーを熱分解して、炭素材料・樹脂複合材料を得る。得られた炭素材料・樹脂複合材料を第2の方法における原料の一次薄片化黒鉛として、さらに第2の方法及びポリマーの熱分解を実施し、炭素材料・樹脂複合材料を得てもよい。   Further, for example, after preparing the composition by the first method, the polymer is thermally decomposed to obtain a carbon material / resin composite material, and then the carbon material / resin composite material is used as a primary material of the first method. Used as exfoliated graphite. A carbon material / resin composite material having a larger specific surface area may be obtained by repeating the first method one or more times. Similarly, after preparing the composition by the second method, the polymer is thermally decomposed to obtain a carbon material / resin composite material. The obtained carbon material / resin composite material may be used as the primary exfoliated graphite of the raw material in the second method, and the second method and polymer may be further pyrolyzed to obtain the carbon material / resin composite material.

また、第1の方法により用意された組成物を加熱して、実質的にポリマーが含まれない薄片化黒鉛を得る。該薄片化黒鉛を第2の方法の原料としての一次薄片化黒鉛とし、以下第2の方法と同様にして炭素材料・樹脂複合材料を得てもよい。逆に、第2の方法で得られた組成物を加熱し、実質的にポリマーが含まれない薄片化黒鉛を得る。該薄片化黒鉛を第1の方法の原料の一次薄片化黒鉛とし、以下第1の方法と同様にして、組成物を用意し、さらに加熱によりポリマーを熱分解し、炭素材料・樹脂複合材料を得てもよい。このように、上記の熱分解によって得られる実質的にポリマーが含まれない薄片化黒鉛を、さらに原料としての一次薄片化黒鉛として用いてもよい。本発明の製造方法による薄片化を1回以上繰り返すことにより、より一層比表面積の大きい炭素材料・樹脂複合材料を得ることができる。   In addition, the composition prepared by the first method is heated to obtain exfoliated graphite that is substantially free of polymer. The exfoliated graphite may be used as primary exfoliated graphite as a raw material of the second method, and a carbon material / resin composite material may be obtained in the same manner as in the second method. Conversely, the composition obtained by the second method is heated to obtain exfoliated graphite that is substantially free of polymer. The exfoliated graphite is used as the primary exfoliated graphite of the raw material of the first method. Hereinafter, in the same manner as in the first method, a composition is prepared, and the polymer is thermally decomposed by heating to obtain a carbon material / resin composite material. May be obtained. Thus, exfoliated graphite substantially free of polymer obtained by the above thermal decomposition may be further used as primary exfoliated graphite as a raw material. A carbon material / resin composite material having a larger specific surface area can be obtained by repeating the flaking by the production method of the present invention once or more.

なお、第1の方法により用意された組成物を加熱し、炭素材料・樹脂複合材料を得た後に、該炭素材料・樹脂複合材料を第2の方法の原料としての一次薄片化黒鉛として、以下第2の方法と同様にして炭素材料・樹脂複合材料を得てもよい。逆に、第2の方法で得られた組成物を加熱し、炭素材料・樹脂複合材料を得る。その後、該炭素材料・樹脂複合材料を第1の方法の原料の一次薄片化黒鉛として、以下第1の方法と同様にして、炭素材料・樹脂複合材料を得てもよい。このように、炭素材料・樹脂複合材料を、さらに原料としての一次薄片化黒鉛として用い、本発明の製造方法による薄片化を1回以上繰り返すことにより、より一層比表面積の大きい炭素材料・樹脂複合材料を得ることができる。   In addition, after heating the composition prepared by the first method and obtaining a carbon material / resin composite material, the carbon material / resin composite material is used as a primary exfoliated graphite as a raw material of the second method, A carbon material / resin composite material may be obtained in the same manner as in the second method. Conversely, the composition obtained by the second method is heated to obtain a carbon material / resin composite material. Thereafter, the carbon material / resin composite material may be used as the primary exfoliated graphite of the raw material of the first method, and the carbon material / resin composite material may be obtained in the same manner as in the first method. In this way, the carbon material / resin composite material is further used as primary exfoliated graphite as a raw material, and the exfoliation by the production method of the present invention is repeated one or more times, so that the carbon material / resin composite having a larger specific surface area is obtained. Material can be obtained.

(他の変形例)
なお、本発明においては、上記のようにラジカル重合性モノマーが重合しているポリマーが黒鉛又は一次薄片化黒鉛にグラフト化している構造を有する組成物中のポリマーを熱分解することにより炭素材料・樹脂複合材料を得ている。本発明では、さらに、他の方法により黒鉛を薄片化する工程を施してもよい。例えば、上記のように、炭素材料・樹脂複合材料を原料として用い、従来知られているような他の黒鉛の薄片化方法をさらに実施してもよい。あるいは、他の黒鉛の薄片化方法で得られた一次薄片化黒鉛を原料として本発明の炭素材料・樹脂複合材料の製造方法を実施してもよい。その場合においても、より一層比表面積の大きい炭素材料・樹脂複合材料を得ることができる。このような他の黒鉛の薄片化方法としては、例えば、電気化学的処理による黒鉛の薄片化方法、あるいは吸着−熱分解法を用いることができる。
(Other variations)
In the present invention, the carbon material is obtained by pyrolyzing the polymer in the composition having a structure in which the polymer in which the radical polymerizable monomer is polymerized as described above is grafted to graphite or primary exfoliated graphite. A resin composite material has been obtained. In this invention, you may give the process of exfoliating graphite by another method further. For example, as described above, a carbon material / resin composite material may be used as a raw material, and another conventionally known method for thinning graphite may be further performed. Alternatively, the method for producing a carbon material / resin composite material of the present invention may be carried out using primary exfoliated graphite obtained by another method for exfoliating graphite as a raw material. Even in this case, a carbon material / resin composite material having a larger specific surface area can be obtained. As such another graphite flaking method, for example, a graphite flaking method by electrochemical treatment or an adsorption-pyrolysis method can be used.

本製造方法では、加熱の際に熱分解性発泡剤が用いられておらず、しかも不活性ガス雰囲気下でポリマー(樹脂)の熱分解がなされている。そのため、炭素材料の欠陥量を少なくすることができ、上述のD/G比を小さくすることができる。また、欠陥の少ない完全な構造を有するグラファイト構造に近づけることができ、ラマンスペクトルのGバンドにおける比(ピーク強度/半値幅)を大きくすることができる。炭素材料の欠陥を少なくすることができ、完全な構造を有するグラファイト構造に近づけることができるので、炭素材料・樹脂複合材料の抵抗値を小さくすることができ、導電性を高めることができる。   In this production method, no thermally decomposable foaming agent is used during heating, and the polymer (resin) is thermally decomposed in an inert gas atmosphere. Therefore, the amount of defects in the carbon material can be reduced, and the above-described D / G ratio can be reduced. Further, it can be close to a graphite structure having a complete structure with few defects, and the ratio (peak intensity / half width) in the G band of the Raman spectrum can be increased. Since defects of the carbon material can be reduced and the graphite structure having a complete structure can be obtained, the resistance value of the carbon material / resin composite material can be reduced, and the conductivity can be increased.

なお、一例としての本製造方法で得られた炭素材料・樹脂複合材料は、上述の樹脂残存型の部分剥離型薄片化黒鉛である。もっとも、本発明においては、炭素材料と樹脂とを別々に用意し、炭素材料と樹脂とを混練などの方法により複合化させることによって炭素材料・樹脂複合材料を得てもよい。   The carbon material / resin composite material obtained by this production method as an example is the above-mentioned resin-retained partially exfoliated graphite. However, in the present invention, the carbon material and the resin may be separately prepared, and the carbon material and the resin may be combined by a method such as kneading to obtain the carbon material / resin composite material.

[電極形成用スラリー]
本発明の炭素材料・樹脂複合材料は、例えば、蓄電デバイスの電極形成用スラリーに好適に用いることができる。本発明の炭素材料・樹脂複合材料は、導電性に優れているので、このような炭素材料・樹脂複合材料を含む電極形成用スラリーを用いて形成した電極を備える蓄電デバイスでは、出力特性などの電池特性を高めることができる。
[Slurry for electrode formation]
The carbon material / resin composite material of the present invention can be suitably used, for example, as an electrode forming slurry for an electricity storage device. Since the carbon material / resin composite material of the present invention is excellent in conductivity, in an electricity storage device including an electrode formed using an electrode forming slurry containing such a carbon material / resin composite material, output characteristics and the like Battery characteristics can be improved.

上記蓄電デバイスとしては、特に限定されないが、非水電解質一次電池、水系電解質一次電池、非水電解質二次電池、水系電解質二次電池、全固体電解質一次電池、全固体電解質二次電池、コンデンサ、電気二重層キャパシタ、又はリチウムイオンキャパシタなどが例示される。   The power storage device is not particularly limited, but a non-aqueous electrolyte primary battery, an aqueous electrolyte primary battery, a non-aqueous electrolyte secondary battery, an aqueous electrolyte secondary battery, an all-solid electrolyte primary battery, an all-solid electrolyte secondary battery, a capacitor, An electric double layer capacitor or a lithium ion capacitor is exemplified.

上記蓄電デバイスの一例としての二次電池は、アルカリ金属イオン又はアルカリ土類金属イオンの挿入及び脱離反応が進行する化合物が用いられたものであればよい。アルカリ金属イオンとしては、リチウムイオン、ナトリウムイオン、又はカリウムイオンが例示される。アルカリ土類金属イオンとしては、カルシウムイオン又はマグネシウムイオンが例示される。特に、本発明の炭素材料・樹脂複合材料は、非水電解質二次電池の正極に効果が大きく、そのなかでもリチウムイオンを用いたもの、すなわちリチウムイオン二次電池に好適に用いることができる。   The secondary battery as an example of the electricity storage device may be any battery that uses a compound that undergoes insertion and elimination reactions of alkali metal ions or alkaline earth metal ions. Examples of alkali metal ions include lithium ions, sodium ions, and potassium ions. Examples of the alkaline earth metal ions include calcium ions and magnesium ions. In particular, the carbon material / resin composite material of the present invention is highly effective for the positive electrode of a non-aqueous electrolyte secondary battery, and among them, it can be suitably used for a lithium ion secondary battery, that is, a lithium ion secondary battery.

このような蓄電デバイスの電極に用いられるスラリーを作製する場合は、炭素材料・樹脂複合材料をそのままの形態で用いてもよいし、分散媒体に分散させて分散液の状態で用いてもよい。   When producing a slurry used for such an electrode of an electricity storage device, the carbon material / resin composite material may be used as it is, or may be used in the form of a dispersion after being dispersed in a dispersion medium.

(分散媒体)
用いる分散媒体としては、特に限定されないが、水系溶媒、非水系溶媒、水系溶媒と非水系溶媒との混合溶媒、あるいは異なる非水系溶媒の混合溶媒が用いられる。
(Dispersion medium)
The dispersion medium to be used is not particularly limited, and an aqueous solvent, a non-aqueous solvent, a mixed solvent of an aqueous solvent and a non-aqueous solvent, or a mixed solvent of different non-aqueous solvents is used.

水系溶媒としては、特に限定されないが、水、カルボキシメチルセルロースナトリウム水溶液、カルボキシメチルセルロースアンモニウム水溶液などの溶媒を用いることができる。   Although it does not specifically limit as an aqueous solvent, Solvents, such as water, carboxymethylcellulose sodium aqueous solution, carboxymethylcellulose ammonium aqueous solution, can be used.

非水系溶媒としては、特に限定されないが、炭素材料・樹脂複合材料がより一層分散し易いという観点から、メタノール、エタノール、プロパノールに代表されるアルコール系溶媒、テトラヒドロフラン、N−メチル−2−ピロリドンなどの溶媒を用いることができる。   The non-aqueous solvent is not particularly limited, but from the viewpoint that the carbon material / resin composite material is more easily dispersed, an alcohol solvent typified by methanol, ethanol, propanol, tetrahydrofuran, N-methyl-2-pyrrolidone, etc. These solvents can be used.

分散媒体中における炭素材料・樹脂複合材料の分散方法は、特に限定されないが、超音波による分散、ミキサーによる分散、ジェットミルによる分散、あるいは攪拌子による分散が挙げられる。   The method for dispersing the carbon material / resin composite material in the dispersion medium is not particularly limited, and examples thereof include ultrasonic dispersion, mixer dispersion, jet mill dispersion, and stirrer dispersion.

[正極用スラリー]
本発明の炭素材料・樹脂複合材料は、上述したように非水電解質二次電池における正極形成用の正極用スラリーに好適に用いることができる。正極用スラリーは、上述の炭素材料・樹脂複合材料と、正極活物質と、必要に応じてバインダーとを含む。
[Slurry for positive electrode]
The carbon material / resin composite material of the present invention can be suitably used as a positive electrode slurry for forming a positive electrode in a non-aqueous electrolyte secondary battery as described above. The positive electrode slurry includes the above-described carbon material / resin composite material, a positive electrode active material, and a binder as necessary.

以下、正極用スラリーを構成する各材料の詳細について説明する。   Hereinafter, the details of each material constituting the positive electrode slurry will be described.

(正極活物質)
正極活物質としては、リチウムイオンの脱離、挿入反応が進行するものであればよい。正極活物質としては、例えば、層状岩塩型構造を有するリチウム遷移金属複合酸化物や、スピネル構造を有するリチウム遷移金属複合酸化物が挙げられる。これらの正極活物質を複数混合した混合物であってもよい。
(Positive electrode active material)
Any positive electrode active material may be used as long as lithium ion desorption and insertion reactions proceed. Examples of the positive electrode active material include a lithium transition metal composite oxide having a layered rock salt structure and a lithium transition metal composite oxide having a spinel structure. A mixture obtained by mixing a plurality of these positive electrode active materials may be used.

層状岩塩型構造を有するリチウム遷移金属複合酸化物は、例えば、下記式(1)で表される化合物が挙げられる。   Examples of the lithium transition metal composite oxide having a layered rock salt structure include a compound represented by the following formula (1).

LiNiMnCo…式(1) Li a Ni b Mn c Co d X e O 2 ... Equation (1)

(式(1)中、Xは、B、Mg、Al、Si、Ti、V、Cr、Fe、Cu、Zn、Ga、Ge、Sr、Zr、Nb、Mo、In及びSnから選択される少なくとも1種であり、a、b、c、d及びeは、0<a≦1.2、0≦b≦1、0≦c≦1、0≦d<1、0≦e≦1、及びb+c+d+e=1の範囲内にある。)   (In formula (1), X is selected from at least B, Mg, Al, Si, Ti, V, Cr, Fe, Cu, Zn, Ga, Ge, Sr, Zr, Nb, Mo, In, and Sn. A, b, c, d and e are 0 <a ≦ 1.2, 0 ≦ b ≦ 1, 0 ≦ c ≦ 1, 0 ≦ d <1, 0 ≦ e ≦ 1, and b + c + d + e = 1.

LiNiMnCoのaは、0<a≦1.2である。a≦0の場合は、正極活物質として機能しないことがある。一方、a>1.2の場合は、炭酸リチウムなどの不純物が多く含まれる場合がある。 Li a Ni b Mn c Co d X e O 2 of a is 0 <a ≦ 1.2. When a ≦ 0, it may not function as a positive electrode active material. On the other hand, when a> 1.2, a large amount of impurities such as lithium carbonate may be contained.

LiNiMnCoのb、c、d、及びeは、それぞれ、0≦b≦1、0≦c≦1、0≦d<1、0≦e≦1、b+c+d+e=1である。b>1、c>1、e>1、又はd≧1の場合、正極活物質の安定性が低下する場合がある。 Li a Ni b Mn c Co d X e O 2 of b, c, d, and e, respectively, 0 ≦ b ≦ 1,0 ≦ c ≦ 1,0 ≦ d <1,0 ≦ e ≦ 1, b + c + d + e = 1. When b> 1, c> 1, e> 1, or d ≧ 1, the stability of the positive electrode active material may be reduced.

層状岩塩型構造を有するリチウム遷移金属複合酸化物としては、正極活物質中における安定性をより一層高める観点から、LiNiMnCo(但し、0<a≦1.2、0<b<1、0<c<1、0<d<1、及びb+c+d=1の範囲内にある)、LiNiMn(但し、0<a≦1.2、0<b<1、0<c<1、及びb+c=1の範囲内にある)、LiNiCoAl(但し、0<a≦1.2、0<b<1、0<d<1、0<e<1、及びb+d+e=1の範囲内にある)、LiNi、(但し、0<a≦1.2、0<b<1、0<e<1、及びb+e=1の範囲内にある)、LiMn、(但し、0<a≦1.2、0<c<1、0<e<1、及びc+e=1の範囲内にある)、あるいはLiCo(但し、0<a≦1.2、0<d<1、0<e<1、及びd+e=1の範囲内にある)で表される層状岩塩型構造を有するリチウム遷移金属複合酸化物が好ましい。 As a lithium transition metal complex oxide having a layered rock salt structure, Li a Ni b Mn c Co d O 2 (where 0 <a ≦ 1.2, from the viewpoint of further improving the stability in the positive electrode active material) 0 <b <1, 0 <c <1, 0 <d <1, and b + c + d = 1), Li a Ni b Mn c O 2 (where 0 <a ≦ 1.2, 0 < b <1,0 <c <1, and b + c = is within 1 range), Li a Ni b Co d Al e O 2 ( where, 0 <a ≦ 1.2,0 <b <1,0 < d <1, 0 <e <1, and b + d + e = 1), Li a Ni b X e O 2 , where 0 <a ≦ 1.2, 0 <b <1, 0 <e <1, and b + e = is within 1 range), Li a Mn c X e O 2, ( where, 0 <a ≦ 1.2,0 <c <1,0 <e <1 and, + E = is within 1 range), or Li a Co d X e O 2 ( where, 0 <a ≦ 1.2,0 <d <1,0 <e <1, and d + e = within 1 range A lithium transition metal composite oxide having a layered rock salt structure represented by

また、正極活物質自身の安定性をより一層高め、しかも製造方法をより一層容易とする観点から、LiNi1/3Mn1/3Co1/3、LiNi0.5Mn0.3Co0.2、LiNi0.5Mn0.5、LiNi0.4Mn0.4Co0.2、LiNi0.1Mn0.1Co0.8、LiNi0.8Co0.16Al0.04、LiNi0.8Co0.15Al0.05、LiNi0.8Co0.1Al0.1、LiNiO、LiMnO、又はLiCo(但し、0<d<1、0<e<1、およびd+e=1)からなる群から選択された少なくとも1種がより好ましい。 From the viewpoint of further improving the stability of the positive electrode active material itself and further facilitating the production method, LiNi 1/3 Mn 1/3 Co 1/3 O 2 , LiNi 0.5 Mn 0.3 Co 0.2 O 2 , LiNi 0.5 Mn 0.5 O 2 , LiNi 0.4 Mn 0.4 Co 0.2 O 2 , LiNi 0.1 Mn 0.1 Co 0.8 O 2 , LiNi 0. 8 Co 0.16 Al 0.04 O 2 , LiNi 0.8 Co 0.15 Al 0.05 O 2 , LiNi 0.8 Co 0.1 Al 0.1 O 2 , LiNiO 2 , LiMnO 2 , or LiCo More preferred is at least one selected from the group consisting of d X e O 2 (where 0 <d <1, 0 <e <1, and d + e = 1).

これら層状岩塩型構造を有するリチウム遷移金属複合酸化物には、さらに、Xと同じ、あるいは異なる元素がドープされていてもよい。また、aが1より大きい、いわゆるリチウムリッチ系も本発明に含まれる。   These lithium transition metal composite oxides having a layered rock salt structure may be further doped with the same or different element as X. Further, a so-called lithium rich system in which a is larger than 1 is also included in the present invention.

スピネル構造を有するリチウム遷移金属複合酸化物は、例えば、下記式(2)で表される化合物が挙げられる。   Examples of the lithium transition metal composite oxide having a spinel structure include a compound represented by the following formula (2).

Li1+xMn2−x−y…式(2) Li 1 + x M y Mn 2 -x-y O 4 ... formula (2)

(式(2)中、x及びyは、ぞれぞれ、0≦x≦0.2、0<y≦0.6の範囲内にあり、Mは2族〜13族でかつ第3周期〜4周期に属する元素(但し、Mnは除く)からなる群から選択される少なくとも1種である。)   (In the formula (2), x and y are in the range of 0 ≦ x ≦ 0.2 and 0 <y ≦ 0.6, respectively, M is a group 2 to group 13 and the third period. (At least one selected from the group consisting of elements belonging to ˜4 periods (excluding Mn))

正極活物質自身の安定性をより一層高める観点から、上記2族〜13族でかつ第3周期〜4周期に属する元素は、Al、Mg、Zn、Co、Fe、Ti、Cu、Ni、又はCrであることが好ましく、Al、Mg、Zn、Ti、Ni、又はCrであることがより好ましい。正極活物質自身の安定性をさらに一層高める観点から、上記2族〜13族でかつ第3周期〜4周期に属する元素は、Al、Mg、Zn、Ni、又はTiであることがさらに好ましい。上記2族〜13族でかつ第3周期〜4周期に属する元素は、1種類で用いてもよく、2種類以上を用いてもよい。   From the viewpoint of further improving the stability of the positive electrode active material itself, the elements belonging to Groups 2 to 13 and belonging to the third to fourth periods are Al, Mg, Zn, Co, Fe, Ti, Cu, Ni, or Cr is preferable, and Al, Mg, Zn, Ti, Ni, or Cr is more preferable. From the viewpoint of further improving the stability of the positive electrode active material itself, the element belonging to Group 2 to Group 13 and belonging to the third period to the fourth period is more preferably Al, Mg, Zn, Ni, or Ti. The elements belonging to Groups 2 to 13 and belonging to the third period to the fourth period may be used alone or in combination of two or more.

Li1+xMn2−x−yのxは、0≦x≦0.2である。x<0の場合は、正極活物質の容量が減少する場合がある。一方、x>0.2の場合は炭酸リチウムなどの不純物が多く含まれる場合がある。 X of Li 1 + x M y Mn 2 -x-y O 4 is 0 ≦ x ≦ 0.2. When x <0, the capacity of the positive electrode active material may decrease. On the other hand, when x> 0.2, a large amount of impurities such as lithium carbonate may be contained.

Li1+xMn2−x−yのyは、0<y≦0.6である。y=0の場合は、正極活物質の安定性が低下する場合がある。一方、y>0.6の場合は、Mの酸化物などの不純物が多く含まれる場合がある。 Y of Li 1 + x M y Mn 2 -x-y O 4 is 0 <y ≦ 0.6. When y = 0, the stability of the positive electrode active material may decrease. On the other hand, when y> 0.6, many impurities such as M oxide may be contained.

これらのスピネル構造を有するリチウム遷移金属複合酸化物の中でも、Li1+xAlMn2−x−y(0≦x≦0.1、0<y≦0.1)、Li1+xMgMn2−x−y(0≦x≦0.1、0<y≦0.1)、Li1+xZnMn2−x−y(0≦x≦0.1、0<y≦0.1)、Li1+xCrMn2−x−y(0≦x≦0.1、0<y≦0.1)、及びLi1+xNiMn2−x−y(0≦x≦0.1、0<y≦0.6)から選ばれる少なくとも1種が好ましい。この場合、後述の非水電解質との組み合わせで、ガス発生をより一層抑制することができ、しかも充電終止電圧の高電圧化の効果をより一層大きくすることができる。さらに一層上記効果が得られることから、Li1+xAlMn2−x−y(0≦x≦0.1、0<y≦0.1)、Li1+xMgMn2−x−y(0≦x≦0.1、0<y≦0.1)、又はLi1+xNiMn2−x−y(0≦x≦0.1、0<y≦0.6)がさらに好ましい。 Among these lithium transition metal composite oxides having a spinel structure, Li 1 + x Al y Mn 2−xy O 4 (0 ≦ x ≦ 0.1, 0 <y ≦ 0.1), Li 1 + x Mg y Mn 2-xy O 4 (0 ≦ x ≦ 0.1, 0 <y ≦ 0.1), Li 1 + x Zn y Mn 2-xy O 4 (0 ≦ x ≦ 0.1, 0 <y ≦ 0.1), Li 1 + x Cr y Mn 2-x-y O 4 (0 ≦ x ≦ 0.1,0 <y ≦ 0.1), and Li 1 + x Ni y Mn 2 -x-y O 4 (0 ≦ x ≦ 0.1 and 0 <y ≦ 0.6) are preferred. In this case, in combination with a nonaqueous electrolyte described later, gas generation can be further suppressed, and the effect of increasing the end-of-charge voltage can be further increased. Since the above effect can be further obtained, Li 1 + x Al y Mn 2-xy O 4 (0 ≦ x ≦ 0.1, 0 <y ≦ 0.1), Li 1 + x Mg y Mn 2-xy O 4 (0 ≦ x ≦ 0.1, 0 <y ≦ 0.1), or Li 1 + x Ni y Mn 2-xy O 4 (0 ≦ x ≦ 0.1, 0 <y ≦ 0.6) Is more preferable.

層状岩塩型構造を有するリチウム遷移金属複合酸化物及びスピネル構造を有するリチウム遷移金属複合酸化物の粒子径は、それぞれ、0.1μm以上、50μm以下であることが好ましい。取り扱い性をより一層高める観点から、粒子径は、0.5μm以上、30μm以下であることがより好ましい。ここでいう粒子径は、SEM、TEM像から各粒子の大きさを測定し、平均粒子径を算出した値である。なお、上記粒子は、一次粒子でもよいし、一次粒子を凝集させた造粒体でもよい。   The particle diameters of the lithium transition metal composite oxide having a layered rock salt structure and the lithium transition metal composite oxide having a spinel structure are preferably 0.1 μm or more and 50 μm or less, respectively. From the viewpoint of further improving the handleability, the particle diameter is more preferably 0.5 μm or more and 30 μm or less. The particle diameter here is a value obtained by measuring the size of each particle from the SEM and TEM images and calculating the average particle diameter. The particles may be primary particles or a granulated body obtained by aggregating primary particles.

層状岩塩型構造を有するリチウム遷移金属複合酸化物及びスピネル構造を有するリチウム遷移金属複合酸化物の比表面積は、それぞれ、0.1m/g以上、50m/g以下であることが好ましい。この場合、より一層確実に所望の出力密度を得ることができる。なお、比表面積は、BET法での測定により算出できる。 The specific surface areas of the lithium transition metal composite oxide having a layered rock salt structure and the lithium transition metal composite oxide having a spinel structure are preferably 0.1 m 2 / g or more and 50 m 2 / g or less, respectively. In this case, a desired power density can be obtained more reliably. The specific surface area can be calculated by measurement using the BET method.

層状岩塩型構造を有するリチウム遷移金属複合酸化物及びスピネル構造を有するリチウム遷移金属複合酸化物は、どちらか一方のみを用いてもよいし、両方を混合したものを用いてもよい。例えば、組成や粒子径の異なる層状岩塩型構造を有するリチウム遷移金属複合酸化物(あるいは、スピネル構造を有するリチウム遷移金属複合酸化物)を2種類以上混合したものでもよい。   Only one of the lithium transition metal composite oxide having a layered rock salt structure and the lithium transition metal composite oxide having a spinel structure may be used, or a mixture of both may be used. For example, a mixture of two or more types of lithium transition metal composite oxides having a layered rock salt structure with different compositions and particle sizes (or lithium transition metal composite oxides having a spinel structure) may be used.

(バインダー)
バインダーとしては、特に限定されないが、例えば、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、スチレン−ブタジエンゴム、ポリイミド、又はそれらの誘導体などの樹脂を用いることができる。
(binder)
The binder is not particularly limited, and for example, a resin such as polyvinylidene fluoride (PVdF), polytetrafluoroethylene (PTFE), styrene-butadiene rubber, polyimide, or a derivative thereof can be used.

バインダーは、二次電池の正極をより一層容易に製造する観点から、非水溶媒や水に溶解又は分散されていることが好ましい。非水溶媒としては、特に限定されないが、例えば、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、メチルエチルケトン、酢酸メチル、酢酸エチル、又はテトラヒドロフランなどを挙げることができる。これらのバインダーには、分散剤や、増粘剤を加えてもよい。   The binder is preferably dissolved or dispersed in a non-aqueous solvent or water from the viewpoint of more easily producing the positive electrode of the secondary battery. The non-aqueous solvent is not particularly limited, and examples thereof include N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), dimethylformamide, dimethylacetamide, methyl ethyl ketone, methyl acetate, ethyl acetate, and tetrahydrofuran. A dispersant or a thickener may be added to these binders.

正極用スラリーに含まれるバインダーの量は、正極活物質100重量部に対して、好ましくは0.3重量部以上、30重量部以下であり、より好ましくは0.5重量部以上、15重量部以下である。バインダーの量が、上記範囲内にある場合、正極活物質と炭素材料・樹脂複合材料との接着性を維持しつつ、集電体との接着性をより一層高めることができる。   The amount of the binder contained in the positive electrode slurry is preferably 0.3 parts by weight or more and 30 parts by weight or less, more preferably 0.5 parts by weight or more and 15 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the positive electrode active material. It is as follows. When the amount of the binder is within the above range, the adhesion with the current collector can be further enhanced while maintaining the adhesion between the positive electrode active material and the carbon material / resin composite material.

(第2の炭素材料)
正極用スラリーを作製する際には、本発明の炭素材料・樹脂複合材料を第1の炭素材料としたときに、該第1の炭素材料以外の第2の炭素材料を含んでいてもよい。上記第2の炭素材料は、上記第1の炭素材料とは異なる炭素材料であり、特に限定されず、グラフェン、粒状黒鉛化合物、繊維状黒鉛化合物、又はカーボンブラックなどが例示される。これらは、単独で用いてもよく、複数を併用してもよい。
(Second carbon material)
In producing the positive electrode slurry, when the carbon material / resin composite material of the present invention is used as the first carbon material, a second carbon material other than the first carbon material may be included. The second carbon material is a carbon material different from the first carbon material, and is not particularly limited. Examples thereof include graphene, a granular graphite compound, a fibrous graphite compound, and carbon black. These may be used alone or in combination.

上記粒状黒鉛化合物としては、特に限定されず、天然黒鉛、人造黒鉛、又は膨張黒鉛などが例示される。   The granular graphite compound is not particularly limited, and examples thereof include natural graphite, artificial graphite, and expanded graphite.

上記繊維状黒鉛化合物としては、特に限定されず、カーボンナノホーン、カーボンナノチューブ、又はカーボンファイバーなどが例示される。   The fibrous graphite compound is not particularly limited, and examples thereof include carbon nanohorn, carbon nanotube, or carbon fiber.

上記カーボンブラックとしては、特に限定されず、ファーネスブラック、ケッチェンブラック、又はアセチレンブラックなどが例示される。   The carbon black is not particularly limited, and examples thereof include furnace black, ketjen black, and acetylene black.

二次電池の電解液保持性をより一層高める観点から、上記第2の炭素材料のBET比表面積は、5m/g以上であることが好ましい。二次電池の電解液保持性をさらに一層高める観点から、第2の炭素材料のBET比表面積は、10m/g以上であることがより好ましく、25m/g以上であることがさらに好ましい。また、正極作製時の取り扱い易さをより一層高める観点から、第2の炭素材料のBET比表面積は、2500m/g以下であることが好ましい。 From the viewpoint of further enhancing the electrolyte solution retention of the secondary battery, the BET specific surface area of the second carbon material is preferably 5 m 2 / g or more. From the viewpoint of further enhancing the electrolyte solution retention of the secondary battery, the BET specific surface area of the second carbon material is more preferably 10 m 2 / g or more, and further preferably 25 m 2 / g or more. Further, from the viewpoint of further improving the ease of handling during the production of the positive electrode, the BET specific surface area of the second carbon material is preferably 2500 m 2 / g or less.

上記第1の炭素材料と第2の炭素材料とを含むとは、例えば、後述の正極に、上記第1の炭素材料と第2の炭素材料とが存在していることを意味する。上記第1の炭素材料と第2の炭素材料とを存在させる方法は、特に限定されないが、後述の正極の作製時に混合してもよいし、予め第1の炭素材料と第2の炭素材料とを混合してもよい。   The phrase “including the first carbon material and the second carbon material” means that, for example, the first carbon material and the second carbon material are present in a positive electrode described later. The method for causing the first carbon material and the second carbon material to exist is not particularly limited, but may be mixed at the time of producing a positive electrode described later, or the first carbon material and the second carbon material in advance. May be mixed.

2つの炭素材料を混合する場合、上記第1の炭素材料の重量をAとし、上記第2の炭素材料の重量をBとしたときに、比A/Bが、0.01以上、100以下の範囲内にあることが好ましい。比A/Bが上記範囲内にある場合、二次電池における正極の抵抗をより一層小さくすることができる。そのため、二次電池に用いたときに、大電流での充放電時における発熱をより一層抑制することをできる。   When mixing two carbon materials, the ratio A / B is 0.01 or more and 100 or less, where A is the weight of the first carbon material and B is the weight of the second carbon material. It is preferable to be within the range. When the ratio A / B is within the above range, the resistance of the positive electrode in the secondary battery can be further reduced. Therefore, when used in a secondary battery, heat generation during charging / discharging with a large current can be further suppressed.

(正極用スラリーの製造方法)
正極用スラリーは、本発明の炭素材料・樹脂複合材料と、正極活物質と、バインダーの溶液あるいは分散液とを混合することにより得ることができる。
(Method for producing positive electrode slurry)
The positive electrode slurry can be obtained by mixing the carbon material / resin composite material of the present invention, the positive electrode active material, and a binder solution or dispersion.

正極用スラリーの作製方法としては、例えば、炭素材料・樹脂複合材料と正極活物質をミキサー等で混合した後、バインダー溶液あるいは分散液を加える方法や上述の炭素材料含有分散液に、正極活物質と、バインダー溶液あるいは分散液とを加え、ミキサー等を用いて混合する方法が挙げられる。混合に用いられるミキサーとしては、特に限定されないが、プラネタリミキサー、ディスパー、薄膜旋回型ミキサー、ジェットミキサー、又は自公回転型ミキサー等が挙げられる。   Examples of the method for preparing the positive electrode slurry include a method in which a carbon material / resin composite material and a positive electrode active material are mixed with a mixer and the like, and then a binder solution or dispersion is added. And a binder solution or dispersion, and a method of mixing using a mixer or the like. Although it does not specifically limit as a mixer used for mixing, A planetary mixer, a disper, a thin film swirl-type mixer, a jet mixer, or a self-rotation type mixer etc. are mentioned.

正極用スラリーの固形分濃度は、後述の塗工をより一層容易に行う観点から、30重量%以上、95重量%以下が好ましい。貯蔵安定性をより一層高める観点から、正極用スラリーの固形分濃度は、35重量%以上、90重量%以下であることがより好ましい。製造費用をより一層抑制する観点から、正極用スラリーの固形分濃度は、40重量%以上、85重量%以下であることがさらに好ましい。   The solid content concentration of the positive electrode slurry is preferably 30% by weight or more and 95% by weight or less from the viewpoint of more easily performing the coating described below. From the viewpoint of further improving the storage stability, the solid content concentration of the positive electrode slurry is more preferably 35% by weight or more and 90% by weight or less. From the viewpoint of further suppressing production costs, the solid content concentration of the positive electrode slurry is more preferably 40% by weight or more and 85% by weight or less.

上記正極用スラリーの固形分濃度は、希釈溶媒によって制御することができる。希釈溶媒としては、バインダーの溶液あるいは分散液と同じ種類の溶媒を用いることが好ましい。また、相溶性に問題がなければ、他の溶媒を希釈溶媒として用いてもよい。   The solid content concentration of the positive electrode slurry can be controlled by a diluting solvent. As the diluting solvent, it is preferable to use the same type of solvent as the binder solution or dispersion. If there is no problem in compatibility, another solvent may be used as a dilution solvent.

[非水電解質二次電池用正極]
本発明の炭素材料・樹脂複合材料を用いた非水電解質二次電池用正極は、例えば、上述の方法によって用意した、正極用スラリーを集電体である集電箔基板上に塗布し、溶媒を除去して乾燥することにより製造することができる。
[Positive electrode for non-aqueous electrolyte secondary battery]
The positive electrode for a non-aqueous electrolyte secondary battery using the carbon material / resin composite material of the present invention is prepared by, for example, applying a positive electrode slurry on a current collector foil substrate, which is a current collector, prepared by the above-described method, It can manufacture by removing and drying.

集電箔基板は、アルミニウム又はアルミニウムを含む合金であることが好ましい。アルミニウムは、正極反応雰囲気下で安定であることから、特に限定されないが、JIS規格1030、1050、1085、1N90、1N99等に代表される高純度アルミニウムであることが好ましい。   The current collector foil substrate is preferably aluminum or an alloy containing aluminum. Aluminum is not particularly limited because it is stable in the positive electrode reaction atmosphere, but is preferably high-purity aluminum represented by JIS standards 1030, 1050, 1085, 1N90, 1N99, and the like.

集電箔基板の厚みは、特に限定されないが、10μm以上、100μm以下であることが好ましい。集電箔基板の厚みが10μm未満の場合、作製の観点から取り扱いが困難となることがある。一方、集電箔基板の厚みが100μmより厚い場合は、経済的観点から不利になることがある。   The thickness of the current collector foil substrate is not particularly limited, but is preferably 10 μm or more and 100 μm or less. When the thickness of the current collector foil substrate is less than 10 μm, handling may be difficult from the viewpoint of production. On the other hand, when the thickness of the current collector foil substrate is thicker than 100 μm, it may be disadvantageous from an economic viewpoint.

なお、集電箔基板は、アルミニウム以外の金属(銅、SUS、ニッケル、チタン、又はそれらの合金)の表面にアルミニウムを被覆したものであってもよい。   The current collector foil substrate may be one in which the surface of a metal other than aluminum (copper, SUS, nickel, titanium, or an alloy thereof) is coated with aluminum.

正極用スラリーを集電箔基板に塗布する方法としては、特に限定されないが、例えば、正極用スラリーをドクターブレード、ダイコータ又はコンマコータ等により塗布した後に溶剤を除去する方法が挙げられる。あるいは、スプレーにより塗布した後に溶剤を除去する方法や、スクリーン印刷によって塗布した後に溶媒を除去する方法等でもよい。   The method of applying the positive electrode slurry to the current collector foil substrate is not particularly limited, and examples thereof include a method of removing the solvent after applying the positive electrode slurry with a doctor blade, a die coater, a comma coater or the like. Or the method of removing a solvent after apply | coating by spray, the method of removing a solvent after apply | coating by screen printing, etc. may be used.

溶媒を除去する方法は、より一層簡便であることから、送風オーブンや真空オーブンを用いた乾燥が好ましい。溶媒を除去する雰囲気としては、空気雰囲気、不活性ガス雰囲気、又は真空状態などが挙げられる。また、溶媒を除去する温度は、特に限定されないが、60℃以上、250℃以下であることが好ましい。溶媒を除去する温度が60℃未満では、溶媒の除去に時間を要する場合がある。一方、溶媒を除去する温度が250℃より高いと、バインダーが劣化する場合がある。   Since the method for removing the solvent is much simpler, drying using a blower oven or a vacuum oven is preferable. Examples of the atmosphere for removing the solvent include an air atmosphere, an inert gas atmosphere, and a vacuum state. The temperature for removing the solvent is not particularly limited, but is preferably 60 ° C. or higher and 250 ° C. or lower. If the temperature at which the solvent is removed is less than 60 ° C., it may take time to remove the solvent. On the other hand, if the temperature for removing the solvent is higher than 250 ° C., the binder may deteriorate.

本発明の炭素材料・樹脂複合材料を用いた非水電解質二次電池用正極は、所望の厚み、密度まで圧縮させてもよい。圧縮は、特に限定されないが、例えば、ロールプレスや、油圧プレス等を用いて行うことができる。   The positive electrode for a non-aqueous electrolyte secondary battery using the carbon material / resin composite material of the present invention may be compressed to a desired thickness and density. Although compression is not specifically limited, For example, it can carry out using a roll press, a hydraulic press, etc.

圧縮後における本発明の炭素材料・樹脂複合材料を用いて作製した非水電解質二次電池用正極の厚みは、特に限定されないが、10μm以上、1000μm以下であることが好ましい。10μm未満では所望の容量を得ることが難しい場合がある。一方、1000μmより厚い場合は、所望の出力密度を得ることが難しい場合がある。   The thickness of the positive electrode for a nonaqueous electrolyte secondary battery produced using the carbon material / resin composite material of the present invention after compression is not particularly limited, but is preferably 10 μm or more and 1000 μm or less. If it is less than 10 μm, it may be difficult to obtain a desired capacity. On the other hand, when it is thicker than 1000 μm, it may be difficult to obtain a desired output density.

本発明の炭素材料・樹脂複合材料を用いた非水電解質二次電池用正極の密度は、特に限定されないが、1.0g/cm以上、4.0g/cm以下であることが好ましい。密度が1.0g/cm未満であると、正極活物質及び炭素材料の接触が不十分となり電子伝導性が低下する場合がある。一方、密度が4.0g/cmより大きいと、後述の電解液が正極内に浸透しにくくなり、リチウム伝導性が低下する場合がある。 The density of the positive electrode for a non-aqueous electrolyte secondary battery using the carbon material / resin composite material of the present invention is not particularly limited, but is preferably 1.0 g / cm 3 or more and 4.0 g / cm 3 or less. When the density is less than 1.0 g / cm 3 , the contact between the positive electrode active material and the carbon material becomes insufficient, and the electronic conductivity may be lowered. On the other hand, when the density is larger than 4.0 g / cm 3 , an electrolyte solution described later hardly penetrates into the positive electrode, and lithium conductivity may be lowered.

本発明の炭素材料・樹脂複合材料を用いた非水電解質二次電池用正極は、正極1cm当たりの電気容量が、0.5mAh以上、10.0mAh以下であることが好ましい。電気容量が0.5mAh未満である場合は、所望する容量の電池の大きさが大きくなる場合がある。電気容量が10.0mAhより大きい場合は、所望の出力密度を得ることが難しくなる場合がある。なお、正極1cm当たりの電気容量の算出は、正極作製後、リチウム金属を対極とした半電池を作製し、充放電特性を測定することによって算出してもよい。 The positive electrode for a non-aqueous electrolyte secondary battery using the carbon material / resin composite material of the present invention preferably has an electric capacity per 1 cm 2 of positive electrode of 0.5 mAh or more and 10.0 mAh or less. When the electric capacity is less than 0.5 mAh, the size of the battery having a desired capacity may increase. When the electric capacity is greater than 10.0 mAh, it may be difficult to obtain a desired output density. The calculation of the electric capacity per 1 cm 2 of the positive electrode may be performed by preparing a half cell using lithium metal as a counter electrode after the positive electrode is manufactured, and measuring charge / discharge characteristics.

非水電解質二次電池用正極の正極1cmあたりの電気容量は、特に限定されないが、集電箔基板単位面積あたりに形成させる正極の重量で制御することができる。例えば、前述の正極用スラリー塗工時の塗工厚みで制御することができる。 The electric capacity per 1 cm 2 of the positive electrode of the positive electrode for a nonaqueous electrolyte secondary battery is not particularly limited, but can be controlled by the weight of the positive electrode formed per unit area of the current collector foil substrate. For example, it can control by the coating thickness at the time of the above-mentioned slurry application for positive electrodes.

[非水電解質二次電池]
本発明の非水電解質二次電池の正極及び負極は、集電箔基板(集電体)の両面に同じ電極を形成させた形態であってもよく、集電体の片面に正極、他方の面に負極を形成させた形態、すなわち、バイポーラ電極であってもよい。
[Nonaqueous electrolyte secondary battery]
The positive electrode and the negative electrode of the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention may have a form in which the same electrode is formed on both surfaces of a current collector foil substrate (current collector). It may be a form in which the negative electrode is formed on the surface, that is, a bipolar electrode.

本発明の非水電解質二次電池は、正極側と負極側との間にセパレータを配置したものを倦回したものであってもよいし、積層したもの(積層体)であってもよい。正極、負極、及びセパレータには、リチウムイオン伝導を担う非水電解質が含まれている。従って、非水電解質二次電池としては、例えば、リチウムイオン二次電池が挙げられる。   The nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention may be one obtained by winding a separator disposed between the positive electrode side and the negative electrode side, or may be a laminate (laminate). The positive electrode, the negative electrode, and the separator contain a nonaqueous electrolyte that is responsible for lithium ion conduction. Accordingly, examples of the nonaqueous electrolyte secondary battery include a lithium ion secondary battery.

本発明の非水電解質二次電池は、上記積層体を倦回、あるいは複数積層した後にラミネートフィルムで外装してもよいし、角形、楕円形、円筒形、コイン形、ボタン形、シート形の金属缶で外装してもよい。外装には発生したガスを放出するための機構が備わっていてもよい。積層体の積層数は、所望の電圧値、電池容量を発現するまで積層させることができる。   The non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention may be wound or laminated with a laminate film after the laminate is wound, or may be rectangular, elliptical, cylindrical, coin-shaped, button-shaped, or sheet-shaped. It may be packaged with a metal can. The exterior may be provided with a mechanism for releasing the generated gas. The number of stacked layers can be stacked until a desired voltage value and battery capacity are exhibited.

本発明の非水電解質二次電池は、所望の大きさ、容量、電圧によって適宜直列、並列に接続した組電池とすることができる。上記組電池においては、各電池の充電状態の確認、安全性向上のため、組電池に制御回路が付属されていることが好ましい。   The nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention can be an assembled battery connected in series or in parallel as appropriate depending on the desired size, capacity, and voltage. In the assembled battery, it is preferable that a control circuit is attached to the assembled battery in order to confirm the state of charge of each battery and improve safety.

(正極)
正極には、上述の非水電解質二次電池用正極を用いることができる。非水電解質二次電池用正極は、本発明の炭素材料・樹脂複合材料を含む正極用スラリーを集電箔基板上に塗布し、乾燥することにより得ることができる。従って、このような正極を備える非水電解質二次電池は、出力特性などの電池特性に優れている。
(Positive electrode)
The positive electrode for a non-aqueous electrolyte secondary battery described above can be used for the positive electrode. The positive electrode for a nonaqueous electrolyte secondary battery can be obtained by applying a slurry for positive electrode containing the carbon material / resin composite material of the present invention on a current collector foil substrate and drying it. Therefore, the nonaqueous electrolyte secondary battery including such a positive electrode is excellent in battery characteristics such as output characteristics.

(負極)
負極としては、特に限定されないが、天然黒鉛、人造黒鉛、金属酸化物、チタン酸リチウム、又はシリコン系などの負極活物質が含まれているものを用いることができる。
(Negative electrode)
Although it does not specifically limit as a negative electrode, The thing containing negative electrode active materials, such as natural graphite, artificial graphite, a metal oxide, lithium titanate, or a silicon type, can be used.

(セパレータ)
セパレータは、上述の正極と負極との間に設置され、絶縁性かつ後述の非水電解質を含むことができる構造であればよい。セパレータの材料としては、例えば、ナイロン、セルロース、ポリスルホン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリアクリロニトリル、ポリイミド、ポリアミド、ポリエチレンテレフタラート、又はそれらを2種類以上複合したものの織布、不織布、微多孔膜などが挙げられる。
(Separator)
The separator may be any structure as long as it is installed between the positive electrode and the negative electrode described above and can be insulative and include a nonaqueous electrolyte described later. Examples of the material of the separator include nylon, cellulose, polysulfone, polyethylene, polypropylene, polybutene, polyacrylonitrile, polyimide, polyamide, polyethylene terephthalate, or a woven fabric, nonwoven fabric, microporous membrane, etc., which is a combination of two or more of them. Can be mentioned.

セパレータには、各種可塑剤、酸化防止剤、難燃剤が含まれてもよいし、金属酸化物等で被覆されたものでもよい。   The separator may contain various plasticizers, antioxidants, flame retardants, or may be coated with a metal oxide or the like.

セパレータの厚みは、特に限定されないが、5μm以上、100μm以下であることが好ましい。セパレータの厚みが5μm未満の場合、正極と負極とが接触する場合がある。セパレータの厚みが100μmより厚い場合は、電池の抵抗が高くなる場合がある。経済性、取り扱い性をより一層高める観点から、セパレータの厚みは、10μm以上、50μm以下であることがより好ましい。   Although the thickness of a separator is not specifically limited, It is preferable that they are 5 micrometers or more and 100 micrometers or less. When the thickness of the separator is less than 5 μm, the positive electrode and the negative electrode may contact each other. When the thickness of the separator is greater than 100 μm, the resistance of the battery may increase. From the viewpoint of further improving economy and handleability, the thickness of the separator is more preferably 10 μm or more and 50 μm or less.

(非水電解質)
本発明の非水電解質二次電池に用いる非水電解質は、特に限定されないが、非水溶媒に溶質を溶解させた電解液を高分子に含浸させたゲル電解質、ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシドなどの高分子固体電解質、又はサルファイドガラス、オキシナイトライドなどの無機固体電解質を用いることができる。
(Nonaqueous electrolyte)
The non-aqueous electrolyte used in the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention is not particularly limited, but high electrolytes such as gel electrolyte, polyethylene oxide, and polypropylene oxide impregnated in a polymer with an electrolyte solution in which a solute is dissolved in a non-aqueous solvent are used. Molecular solid electrolytes or inorganic solid electrolytes such as sulfide glass and oxynitride can be used.

非水溶媒としては、後述の溶質をより一層溶解させやすいことから、環状の非プロトン性溶媒及び/又は鎖状の非プロトン性溶媒を含むことが好ましい。環状の非プロトン性溶媒としては、環状カーボネート、環状エステル、環状スルホン又は環状エーテルなどが例示される。鎖状の非プロトン性溶媒としては、鎖状カーボネート、鎖状カルボン酸エステル又は鎖状エーテルなどが例示される。また、上記に加え、アセトニトリルなどの一般的に非水電解質の溶媒として用いられる溶媒を用いてもよい。より具体的には、ジメチルカーボネート、メチルエチルカーボネート、ジメチルカーボネート、ジプロピルカーボネート、メチルプロピルカーボネート、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、γ−ブチルラクトン、1,2−ジメトキシエタン、スルホラン、ジオキソラン、プロピオン酸メチルなどを用いることができる。これら溶媒は1種類で用いてもよいし、2種類以上混合しても用いてもよい。もっとも、後述の溶質をより一層容易に溶解させ、リチウムイオンの伝導性をより一層高める観点から、2種類以上混合した溶媒を用いることが好ましい。   As the non-aqueous solvent, it is preferable to include a cyclic aprotic solvent and / or a chain aprotic solvent because the solute described later is more easily dissolved. Examples of the cyclic aprotic solvent include cyclic carbonates, cyclic esters, cyclic sulfones, and cyclic ethers. Examples of the chain aprotic solvent include chain carbonate, chain carboxylic acid ester, chain ether and the like. In addition to the above, a solvent generally used as a solvent for nonaqueous electrolytes such as acetonitrile may be used. More specifically, dimethyl carbonate, methyl ethyl carbonate, dimethyl carbonate, dipropyl carbonate, methyl propyl carbonate, ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate, γ-butyl lactone, 1,2-dimethoxyethane, sulfolane, dioxolane, propion For example, methyl acid can be used. These solvents may be used alone or in combination of two or more. However, it is preferable to use a solvent in which two or more kinds are mixed from the viewpoint of further easily dissolving a solute described later and further enhancing the conductivity of lithium ions.

溶質としては、特に限定されないが、LiClO、LiBF、LiPF、LiAsF、LiCFSO、LiBOB(Lithium Bis (Oxalato) Borate)、又はLiN(SOCFであることが好ましい。この場合、溶媒により一層容易に溶解させることができる。 The solute is not particularly limited, it is preferably LiClO 4, LiBF 4, LiPF 6 , LiAsF 6, LiCF 3 SO 3, LiBOB (Lithium Bis (Oxalato) Borate), or LiN (SO 2 CF 3) is 2 . In this case, it can be dissolved more easily by a solvent.

電解液に含まれる溶質の濃度は、0.5mol/L以上、2.0mol/L以下であることが好ましい。溶質の濃度が0.5mol/L未満では、所望のリチウムイオン伝導性が発現しない場合がある。一方、溶質の濃度が2.0mol/Lより高いと、溶質がそれ以上溶解しない場合がある。なお、非水電解質には、難燃剤、安定化剤などの添加剤が微量含まれてもよい。   The concentration of the solute contained in the electrolytic solution is preferably 0.5 mol / L or more and 2.0 mol / L or less. If the concentration of the solute is less than 0.5 mol / L, desired lithium ion conductivity may not be exhibited. On the other hand, if the concentration of the solute is higher than 2.0 mol / L, the solute may not dissolve further. The nonaqueous electrolyte may contain a trace amount of additives such as a flame retardant and a stabilizer.

次に、本発明の具体的な実施例及び比較例を挙げることにより本発明を明らかにする。なお、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。   Next, the present invention will be clarified by giving specific examples and comparative examples of the present invention. In addition, this invention is not limited to a following example.

(実施例1)
炭素材料・樹脂複合材料の製造;
膨張化黒鉛(東洋炭素社製、商品名「PFパウダー8」)1gと、ポリエチレングリコール(三洋化成社製、商品名「PEG−600」)5gと純水30gとを混合し、混合物を得た。次に、上記混合物に対し、超音波破砕機(MISONIX社製、商品名「astrason XL」)を用いて、強度メモリ9で5分間の超音波処理を8回行った。超音波処理により、膨張化黒鉛の微細化・分散及びポリエチレングリコール(PEG)の膨張化黒鉛への吸着を行った。このようにして、ポリエチレングリコールが膨張化黒鉛に吸着されている組成物を用意した。
Example 1
Production of carbon materials / resin composite materials;
1 g of expanded graphite (trade name “PF powder 8” manufactured by Toyo Tanso Co., Ltd.), 5 g of polyethylene glycol (trade name “PEG-600” manufactured by Sanyo Kasei Co., Ltd.) and 30 g of pure water were mixed to obtain a mixture. . Next, the mixture was subjected to ultrasonic treatment for 5 minutes in an intensity memory 9 8 times using an ultrasonic crusher (trade name “Astrason XL” manufactured by MISONIX). Ultrasonic treatment refined and dispersed expanded graphite and adsorbed polyethylene glycol (PEG) to expanded graphite. In this way, a composition in which polyethylene glycol was adsorbed on expanded graphite was prepared.

次に、上記組成物を温度150℃で1.5時間加熱乾燥し、乾燥物を得た。その後、得られた乾燥物を、窒素雰囲気下(酸素濃度0.1%以下)で、400℃の温度となるまでさらに加熱し、400℃の温度で2時間維持した。それによって、上記乾燥物中のポリエチレングリコールを熱分解し、上記膨張化黒鉛を剥離した。以上のようにして、樹脂残存型の部分剥離型薄片化黒鉛である炭素材料・樹脂複合材料を得た。   Next, the composition was heat-dried at a temperature of 150 ° C. for 1.5 hours to obtain a dried product. Thereafter, the obtained dried product was further heated to a temperature of 400 ° C. under a nitrogen atmosphere (oxygen concentration of 0.1% or less) and maintained at a temperature of 400 ° C. for 2 hours. Thereby, the polyethylene glycol in the dried product was pyrolyzed, and the expanded graphite was peeled off. As described above, a carbon material / resin composite material that is a resin-retained partially exfoliated graphite was obtained.

(実施例2)
炭素材料・樹脂複合材料の製造;
膨張化黒鉛(東洋炭素社製、商品名「PFパウダー8」)5gと、純水200gと、カルボキシメチルセルロースナトリウム(ALDRICH社製、重量平均分子量Mw:250,000)0.2gとを混合し、混合物を得た。次に、上記混合物に対し、超音波破砕機(エスエムテー社製、商品名「UH−600SR」)を用いて、パワーモニターのS値6で1時間の超音波処理を4回行い、黒鉛分散液を作製した。得られた黒鉛分散液をホモミキサー(特殊化工社製、品番「ホモキクサーMARKII f−model)にて6,000rpmで撹拌しながら、酢酸ビニルエマルジョン(日本カーバイト工業社製、商品名「ニカゾールCL−101」)100gを添加した。30分撹拌して酢酸ビニルエマルジョンを膨張化黒鉛に吸着させた。このようにして、酢酸ビニルエマルジョンが膨張化黒鉛に吸着されている組成物を用意した。
(Example 2)
Production of carbon materials / resin composite materials;
5 g of expanded graphite (trade name “PF powder 8” manufactured by Toyo Tanso Co., Ltd.), 200 g of pure water, and 0.2 g of sodium carboxymethyl cellulose (ALDRICH, weight average molecular weight Mw: 250,000) are mixed, A mixture was obtained. Next, using the ultrasonic crusher (trade name “UH-600SR”, manufactured by SMT Co., Ltd.), the mixture is subjected to ultrasonic treatment for 4 hours at an S value of 6 on the power monitor, and the graphite dispersion liquid. Was made. While stirring the obtained graphite dispersion at 6,000 rpm with a homomixer (manufactured by Special Chemicals Co., Ltd., product number “Homoxar MARKII f-model”), a vinyl acetate emulsion (manufactured by Nippon Carbite Industries, Ltd., trade name “Nicazole CL- 101 ") 100 g was added. After stirring for 30 minutes, the vinyl acetate emulsion was adsorbed on the expanded graphite. In this way, a composition in which the vinyl acetate emulsion was adsorbed on the expanded graphite was prepared.

次に、上記組成物を温度120℃で1.5時間、150℃で1.5時間加熱乾燥し、乾燥物を得た。その後、得られた乾燥物を、窒素雰囲気下(酸素濃度0.1%以下)で、430℃の温度となるまでさらに加熱し、430℃の温度で4時間維持した。それによって、上記組成物中の酢酸ビニルエマルジョンを熱分解し、上記膨張化黒鉛を剥離した。それによって、樹脂残存型の部分剥離型薄片化黒鉛である炭素材料・樹脂複合材料を得た。   Next, the composition was heat-dried at 120 ° C. for 1.5 hours and 150 ° C. for 1.5 hours to obtain a dried product. Thereafter, the obtained dried product was further heated to a temperature of 430 ° C. under a nitrogen atmosphere (oxygen concentration of 0.1% or less) and maintained at a temperature of 430 ° C. for 4 hours. Thereby, the vinyl acetate emulsion in the composition was thermally decomposed, and the expanded graphite was peeled off. Thereby, a carbon material / resin composite material which is a resin-retained partially exfoliated graphite was obtained.

(比較例1)
ポリ酢酸ビニル(電気化学工業社製、品番「サクノールSN−04T」、重合度500−700)160gをテトラヒドロフランに溶解し、ポリ酢酸ビニルの33.3重量%溶液を得た。このポリ酢酸ビニル溶液に、膨張化黒鉛(東洋炭素社製、商品名「PFパウダー8」)8gとADCA(永和化成社製、商品名「AC♯R−K3」、熱分解温度:210℃)16gを添加し混合物を得た。
(Comparative Example 1)
160 g of polyvinyl acetate (manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd., product number “Sacnol SN-04T”, polymerization degree 500-700) was dissolved in tetrahydrofuran to obtain a 33.3% by weight solution of polyvinyl acetate. To this polyvinyl acetate solution, 8 g of expanded graphite (trade name “PF powder 8” manufactured by Toyo Tanso Co., Ltd.) and ADCA (trade name “AC # R-K3” manufactured by Eiwa Kasei Co., Ltd., thermal decomposition temperature: 210 ° C.) 16 g was added to obtain a mixture.

次に、上記混合物に対し、超音波処理装置(本多電子社製)を用い、100W、発信周波数28kHzで5時間、超音波を照射した。それによって、上記膨張化黒鉛がポリ酢酸ビニル中に分散している組成物を得た。この組成物を温度80℃の温度で2時間維持し、次に110℃の温度で1時間維持した。しかる後、150℃の温度で1時間維持し、テトラヒドロフランを乾燥させたシート状組成物を得た。さらにそのシート状組成物を粉砕機により粗粉砕し、ポリ酢酸ビニルが膨張化黒鉛に吸着されている粉状組成物を得た。その後、230℃の温度で2時間維持した。それによって、上記粉状組成物中において上記ADCAを熱分解し、発泡させた。   Next, the mixture was irradiated with ultrasonic waves at 100 W and a transmission frequency of 28 kHz for 5 hours using an ultrasonic treatment device (manufactured by Honda Electronics Co., Ltd.). Thereby, a composition in which the expanded graphite was dispersed in polyvinyl acetate was obtained. The composition was maintained at a temperature of 80 ° C. for 2 hours and then at a temperature of 110 ° C. for 1 hour. Thereafter, it was maintained at a temperature of 150 ° C. for 1 hour to obtain a sheet-like composition in which tetrahydrofuran was dried. Furthermore, the sheet-like composition was coarsely pulverized by a pulverizer to obtain a powdery composition in which polyvinyl acetate was adsorbed on expanded graphite. Thereafter, the temperature was maintained at 230 ° C. for 2 hours. Thereby, the ADCA was thermally decomposed and foamed in the powdery composition.

次に、450℃の温度で2時間維持する加熱工程を実施し、炭素材料・樹脂複合材料を得た。   Next, the heating process maintained at the temperature of 450 degreeC for 2 hours was implemented, and the carbon material and the resin composite material were obtained.

(評価)
ラマン測定;
実施例及び比較例で得られた炭素材料・樹脂複合材料をガラス板に分散させ、微粉に分散している領域に対して、高速レーザーラマン顕微鏡(Nanophoton社製、品番「Raman touch」)を用いて、下記測定条件でイメージングラマンを測定した。
(Evaluation)
Raman measurement;
The carbon material / resin composite material obtained in Examples and Comparative Examples is dispersed in a glass plate, and a high-speed laser Raman microscope (manufactured by Nanophoton, product number “Raman touch”) is used for the region dispersed in fine powder. The imaging Raman was measured under the following measurement conditions.

[測定条件]
レーザー:531.8nm、出力100%
測定範囲:3100cm−1〜700cm−1
対物レンズ:100倍
アパーチャ:50μmスリット
露光時間:60秒/line(測定時間:1時間)
[Measurement condition]
Laser: 531.8nm, output 100%
Measurement range: 3100 cm −1 to 700 cm −1
Objective lens: 100 times Aperture: 50 μm slit Exposure time: 60 seconds / line (measurement time: 1 hour)

上記で得られたデータを解析ソフト(Nanophoton社製、品名「RAMAN Viewer」)を用いて、各炭素材料・樹脂複合材料について、任意の3ヶ所(範囲:2.5μm×1.2μm)において解析を行った。それによって、Gバンド及びDバンドの強度、Gバンド及びDバンドの半値幅を求めた。また、D/G比、Gバンドのピーク強度/Gバンドの半値幅、及びA/Bを算出した。なお、Aは、Gバンドにおけるピーク強度の半値幅に対する比である。Bは、Dバンドにおけるピーク強度の半値幅に対する比である。このようにして算出した3ヶ所の平均値を各炭素材料・樹脂複合材料の値とした。   The data obtained above is analyzed at any three locations (range: 2.5 μm × 1.2 μm) for each carbon material / resin composite material using analysis software (Nanophoton, product name “RAMAN Viewer”). Went. Thereby, the intensities of the G band and the D band and the half widths of the G band and the D band were obtained. Further, the D / G ratio, the peak intensity of the G band / the half width of the G band, and A / B were calculated. A is the ratio of the peak intensity in the G band to the full width at half maximum. B is the ratio of the peak intensity in the D band to the full width at half maximum. The average value of the three locations calculated in this manner was used as the value of each carbon material / resin composite material.

TG/DTA測定;
Ptパンに実施例及び比較例で得られた炭素材料・樹脂複合材料約2mgを計りとった。計りとった炭素材料・樹脂複合材料につき、示差熱・熱重量同時測定装置(SII社製、品番「TG/DTA6300」)を用いて、空気雰囲気下で30℃から1000℃まで10℃/分の速度で加熱する条件で測定を行った。得られたDTA曲線において、300℃以上、900℃以下の範囲に存在する発熱ピークの数を求めた。
TG / DTA measurement;
About 2 mg of the carbon material / resin composite material obtained in Examples and Comparative Examples was weighed on a Pt pan. About the measured carbon material / resin composite material, using a differential heat / thermogravimetric simultaneous measurement device (product number “TG / DTA6300” manufactured by SII), 10 ° C./min from 30 ° C. to 1000 ° C. in an air atmosphere. Measurement was performed under the condition of heating at a speed. In the obtained DTA curve, the number of exothermic peaks existing in the range of 300 ° C. or higher and 900 ° C. or lower was determined.

BET比表面積測定;
実施例及び比較例で得られた炭素材料・樹脂複合材料100mgについて比表面積測定装置(島津製作所社製、品番「ASAP−2000」)を用いて、BET比表面積を測定した。
BET specific surface area measurement;
With respect to 100 mg of the carbon material / resin composite material obtained in Examples and Comparative Examples, the BET specific surface area was measured using a specific surface area measurement device (manufactured by Shimadzu Corporation, product number “ASAP-2000”).

粉体抵抗;
実施例及び比較例で得られた炭素材料・樹脂複合材料100mgについて、低抵抗率計(三菱化学アナリテック社製、品番「Loresta−GX LMCP−T700」)を用いて、4kN、8kN、12kN、16kNの荷重をかけて、粉体の体積抵抗率を測定した。本測定で得られた体積抵抗率を縦軸に密度を横軸にプロットし、それぞれのサンプルについて指数関数で近似式を求めた。得られた近似式より各サンプルの密度1(g/cc)のときの体積抵抗率(Ω・cm)を求めた。
Powder resistance;
About 100 mg of carbon materials / resin composite materials obtained in Examples and Comparative Examples, 4 kN, 8 kN, 12 kN, using a low resistivity meter (product number “Loresta-GX LMCP-T700” manufactured by Mitsubishi Chemical Analytech Co., Ltd.) The volume resistivity of the powder was measured under a load of 16 kN. The volume resistivity obtained in this measurement was plotted on the vertical axis and the density was plotted on the horizontal axis, and an approximate expression was obtained with an exponential function for each sample. From the obtained approximate expression, the volume resistivity (Ω · cm) of each sample at a density of 1 (g / cc) was determined.

分散性の評価:
実施例及び比較例で得られた炭素材料・樹脂複合材料10mgを、40gのエタノールの入った容器に入れ、超音波処理装置(本多電子社製)を用い、100W、発振周波数:28kHzで10分間超音波を照射した。その際の分散状態を目視で観察し、凝集物が存在しない場合を分散性良好(○)と判断した。
Evaluation of dispersibility:
10 mg of the carbon material / resin composite material obtained in Examples and Comparative Examples is put in a container containing 40 g of ethanol, and is used with an ultrasonic treatment device (manufactured by Honda Electronics Co., Ltd.) at 100 W and an oscillation frequency of 28 kHz. Ultrasound was irradiated for minutes. The dispersion state at that time was visually observed, and when no aggregate was present, it was judged that the dispersibility was good (◯).

結果を下記の表1に示す。   The results are shown in Table 1 below.

Figure 2018159059
Figure 2018159059

電池特性の評価;
実施例1,2及び比較例1で得られた炭素材料・樹脂複合材料を用いてそれぞれリチウムイオン二次電池実験用電池を作製し、電池特性(出力特性)を評価した。
Evaluation of battery characteristics;
Using the carbon material / resin composite material obtained in Examples 1 and 2 and Comparative Example 1, batteries for lithium ion secondary battery experiments were prepared, and battery characteristics (output characteristics) were evaluated.

(正極の製造)
活物質としてのLiCoO92重量部に、実施例1,2及び比較例1で得られた炭素材料・樹脂複合材料をそれぞれ4重量部になるように添加し、さらにバインダー(PVdF、固形分濃度12重量%、NMP溶液)を固形分が4重量部となるように混合し、適宜NMPを添加して正極用スラリーを作製した。なお、活物質としては、ALDRICH社製、商品名「Lithium cobalt(III)oxide」を用いた。
(Manufacture of positive electrode)
The carbon material / resin composite material obtained in Examples 1 and 2 and Comparative Example 1 was added to 92 parts by weight of LiCoO 2 as an active material, respectively, and a binder (PVdF, solid content concentration) was added. 12 wt%, NMP solution) was mixed so that the solid content was 4 parts by weight, and NMP was appropriately added to prepare a positive electrode slurry. As an active material, a product name “Lithium cobalt (III) oxide” manufactured by ALDRICH was used.

次に、この正極用スラリーをアルミニウム箔(20μm)に塗工した後、120℃、1時間の条件で送風オーブンにより溶媒を除去した。続いて、120℃、12時間の条件で真空乾燥して電極シートを得た。   Next, after coating this positive electrode slurry on an aluminum foil (20 μm), the solvent was removed by a blowing oven at 120 ° C. for 1 hour. Then, it vacuum-dried on 120 degreeC and the conditions for 12 hours, and obtained the electrode sheet.

得られた電極シートを、宝泉株式会社製の超小型卓上ロールプレス機により、温度25℃の条件下でロールプレスした後、直径が14mmとなるように円形に打ち抜いてリチウムイオン二次電池の正極を得た。   The obtained electrode sheet was roll-pressed under the condition of a temperature of 25 ° C. by an ultra-small desktop roll press machine manufactured by Hosen Co., Ltd., and then punched out into a circular shape so as to have a diameter of 14 mm. A positive electrode was obtained.

(電極密度)
電極密度は、以下の式により求めた。結果を下記の表2に示す。
(Electrode density)
The electrode density was determined by the following formula. The results are shown in Table 2 below.

電極密度(g/cm)=集電体及びバインダー樹脂分を除く電極重量(g)/集電体を除く電極体積(cmElectrode density (g / cm 3 ) = electrode weight excluding current collector and binder resin (g) / electrode volume excluding current collector (cm 3 )

次に、上記で得たシート状のリチウムイオン二次電池の正極を用い、以下のようにして、リチウムイオン二次電池実験用電池を作製し、充放電特性を評価した。   Next, using the positive electrode of the sheet-like lithium ion secondary battery obtained above, a battery for lithium ion secondary battery experiment was prepared as follows, and the charge / discharge characteristics were evaluated.

リチウムイオン二次電池の正極を真空下において、110℃、4時間の条件で乾燥させた。乾燥後、この正極を用いて、アルゴンガス噴霧のグローブボックス内で、リチウムイオン二次電池実験用電池を作製した。   The positive electrode of the lithium ion secondary battery was dried under vacuum at 110 ° C. for 4 hours. After drying, a lithium ion secondary battery experimental battery was produced using this positive electrode in a glove box sprayed with argon gas.

上記リチウムイオン二次電池実験用電池の構造を図1に分解斜視図で模式的に示す。   The structure of the lithium ion secondary battery experimental battery is schematically shown in an exploded perspective view in FIG.

図1に示すように、負極ボディ1と正極ボディ2との間に、負極ボディ1側から順に、負極3、セパレータ4、電極ガイド5、上記のようにして得た正極6、電極押さえ7及びスプリング8を積層した。負極3は、直径16mmのリチウム金属片を用いた。また、セパレータ4については、樹脂フィルム(積水化学工業社製、商品名「エスフィノ」)を用いた。また、電解液として、1mol/LのLiBF(EC:DEC=1:1v/v%)の電解液(キシダ化学社製)を用いた。 As shown in FIG. 1, between the negative electrode body 1 and the positive electrode body 2, the negative electrode 3, the separator 4, the electrode guide 5, the positive electrode 6 obtained as described above, the electrode presser 7, A spring 8 was laminated. As the negative electrode 3, a lithium metal piece having a diameter of 16 mm was used. For the separator 4, a resin film (manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd., trade name “Esfino”) was used. Further, as the electrolytic solution, 1 mol / L of LiBF 4 (EC: DEC = 1 : 1v / v%) of the electrolyte solution (manufactured by Kishida Chemical Co., Ltd.) was used.

上記のようにして組み立てたリチウムイオン二次電池実験用電池において、電圧が3.1Vから4.25Vまで充電レート0.05Cで充電した。4.25V到達後2時間電圧を維持した後、1分間休止した。次に、4.25Vから3.1Vまで放電レート0.05Cで放電した。放電後1分間休止した。   In the lithium ion secondary battery experimental battery assembled as described above, the voltage was charged from 3.1 V to 4.25 V at a charge rate of 0.05 C. The voltage was maintained for 2 hours after reaching 4.25 V, and then rested for 1 minute. Next, the battery was discharged from 4.25V to 3.1V at a discharge rate of 0.05C. After the discharge, it was paused for 1 minute.

上記充電及び放電からなるサイクルを5回繰り返した。次に、充放電レートを0.1Cに変更して充電及び放電を1サイクル行った。次に、充放電レートを0.2Cに変更して充電及び放電を1サイクル行った。さらに続けて、充放電レートを0.5C、1.0C、2.0Cと変更して、充電及び放電を1サイクル行った。その時の0.2Cのときの放電容量の値を100%として、2Cの放電容量の値から出力特性を算出した。結果を下記の表2に示す。   The cycle consisting of the above charging and discharging was repeated 5 times. Next, the charge / discharge rate was changed to 0.1 C, and charging and discharging were performed for one cycle. Next, the charge / discharge rate was changed to 0.2C, and charging and discharging were performed for one cycle. Subsequently, the charge / discharge rate was changed to 0.5C, 1.0C, and 2.0C, and charging and discharging were performed for one cycle. The output characteristics were calculated from the value of the discharge capacity of 2C, assuming that the value of the discharge capacity at 0.2C at that time was 100%. The results are shown in Table 2 below.

Figure 2018159059
Figure 2018159059

1…負極ボディ
2…正極ボディ
3…負極
4…セパレータ
5…電極ガイド
6…正極
7…電極押さえ
8…スプリング
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Negative electrode body 2 ... Positive electrode body 3 ... Negative electrode 4 ... Separator 5 ... Electrode guide 6 ... Positive electrode 7 ... Electrode presser 8 ... Spring

Claims (9)

炭素材料と樹脂とを含む、炭素材料・樹脂複合材料であって、
前記炭素材料・樹脂複合材料のBET比表面積が、50m/g以上、2500m/g以下であり、
ラマン分光法により前記炭素材料・樹脂複合材料のラマンスペクトルを測定したときに、該ラマンスペクトルのDバンドとGバンドとのピーク強度比であるD/G比が、0.2以下である、炭素材料・樹脂複合材料。
A carbon material / resin composite material including a carbon material and a resin,
The BET specific surface area of the carbon material / resin composite material is 50 m 2 / g or more and 2500 m 2 / g or less,
When the Raman spectrum of the carbon material / resin composite material is measured by Raman spectroscopy, the D / G ratio, which is the peak intensity ratio between the D band and G band of the Raman spectrum, is 0.2 or less. Material / resin composite material.
炭素材料と樹脂とを含む、炭素材料・樹脂複合材料であって、
前記炭素材料・樹脂複合材料のBET比表面積が、50m/g以上、2500m/g以下であり、
ラマン分光法により前記炭素材料・樹脂複合材料のラマンスペクトルを測定したときに、該ラマンスペクトルのGバンドにおいて、ピーク強度の半値幅に対する比が3.0以上である、炭素材料・樹脂複合材料。
A carbon material / resin composite material including a carbon material and a resin,
The BET specific surface area of the carbon material / resin composite material is 50 m 2 / g or more and 2500 m 2 / g or less,
A carbon material / resin composite material having a ratio of a peak intensity to a half-value width of 3.0 or more in a G band of the Raman spectrum when a Raman spectrum of the carbon material / resin composite material is measured by Raman spectroscopy.
炭素材料と樹脂とを含む、炭素材料・樹脂複合材料であって、
前記炭素材料・樹脂複合材料のBET比表面積が、50m/g以上、2500m/g以下であり、
ラマン分光法により前記炭素材料・樹脂複合材料のラマンスペクトルを測定したときに、該ラマンスペクトルのDバンドとGバンドとのピーク強度比であるD/G比が、0.2以下であり、
前記ラマンスペクトルのGバンドにおいて、ピーク強度の半値幅に対する比が3.0以上である、炭素材料・樹脂複合材料。
A carbon material / resin composite material including a carbon material and a resin,
The BET specific surface area of the carbon material / resin composite material is 50 m 2 / g or more and 2500 m 2 / g or less,
When the Raman spectrum of the carbon material / resin composite material is measured by Raman spectroscopy, the D / G ratio, which is the peak intensity ratio between the D band and G band of the Raman spectrum, is 0.2 or less,
A carbon material / resin composite material in which the ratio of the peak intensity to the full width at half maximum is 3.0 or more in the G band of the Raman spectrum.
ラマン分光法により前記炭素材料・樹脂複合材料のラマンスペクトルを測定したときに、該ラマンスペクトルのGバンドにおけるピーク強度の半値幅に対する比をAとし、該ラマンスペクトルのDバンドにおけるピーク強度の半値幅に対する比をBとしたときに、比A/Bが、8.0以上、100.0以下である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の炭素材料・樹脂複合材料。   When the Raman spectrum of the carbon material / resin composite material is measured by Raman spectroscopy, the ratio of the peak intensity in the G band of the Raman spectrum to the full width at half maximum is A, and the half width of the peak intensity in the D band of the Raman spectrum. The carbon material / resin composite material according to any one of claims 1 to 3, wherein the ratio A / B is 8.0 or more and 100.0 or less when the ratio to B is B. 昇温速度10℃/分で前記炭素材料・複合材料の示差熱分析をしたときに、300℃以上、900℃以下の温度範囲に2つの発熱ピークを有する、請求項1〜4のいずれか1項に記載の炭素材料・樹脂複合材料。   The differential heat analysis of the carbon material / composite material at a temperature rising rate of 10 ° C / min has two exothermic peaks in a temperature range of 300 ° C or higher and 900 ° C or lower. Carbon material / resin composite material according to item. 前記炭素材料が、薄片化黒鉛である、請求項1〜5のいずれか1項に記載の炭素材料・樹脂複合材料。   The carbon material / resin composite material according to any one of claims 1 to 5, wherein the carbon material is exfoliated graphite. 前記炭素材料が、グラファイト構造を有し、部分的にグラファイトが剥離している構造を有する、部分剥離型薄片化黒鉛である、請求項1〜6のいずれか1項に記載の炭素材料・樹脂複合材料。   The carbon material / resin according to any one of claims 1 to 6, wherein the carbon material is a partially exfoliated exfoliated graphite having a graphite structure and a structure in which graphite is partially exfoliated. Composite material. 前記樹脂が、ポリエーテルである、請求項1〜7のいずれか1項に記載の炭素材料・樹脂複合材料。   The carbon material / resin composite material according to claim 1, wherein the resin is a polyether. 前記ポリエーテルが、ポリエチレングリコールである、請求項8に記載の炭素材料・樹脂複合材料。   The carbon material / resin composite material according to claim 8, wherein the polyether is polyethylene glycol.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022215644A1 (en) * 2021-04-08 2022-10-13 積水化学工業株式会社 Curable resin composition, adhesive for optical light-receiving and emitting module, sealing agent for optical light-receiving and emitting module, and member for optical light-receiving and emitting module

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015098758A1 (en) * 2013-12-26 2015-07-02 積水化学工業株式会社 Capacitor electrode material, method for producing same, and electric double layer capacitor
JP2015157748A (en) * 2014-01-27 2015-09-03 積水化学工業株式会社 Flaky graphite, flaky graphite derivative, flaky graphite-resin composite material and method of producing them

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015098758A1 (en) * 2013-12-26 2015-07-02 積水化学工業株式会社 Capacitor electrode material, method for producing same, and electric double layer capacitor
JP2015157748A (en) * 2014-01-27 2015-09-03 積水化学工業株式会社 Flaky graphite, flaky graphite derivative, flaky graphite-resin composite material and method of producing them

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022215644A1 (en) * 2021-04-08 2022-10-13 積水化学工業株式会社 Curable resin composition, adhesive for optical light-receiving and emitting module, sealing agent for optical light-receiving and emitting module, and member for optical light-receiving and emitting module

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