碳材料-树脂复合材料、复合体及其制造方法、以及蓄电设备用电极材料技术

本发明专利技术提供：用于蓄电设备的电极材料时能够提高电容器容量、电池容量的碳材料

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】碳材料
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树脂复合材料、复合体及其制造方法、以及蓄电设备用电极材料


[0001]本专利技术涉及：碳材料
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树脂复合材料、使用了该碳材料
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树脂复合材料的复合体及其制造方法、以及使用了所述碳材料
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树脂复合材料和所述复合体的蓄电设备用电极材料。

技术介绍

[0002]近年，针对混合动力车、电动车或家庭用蓄电用途等，正在积极进行电容器、锂离子二次电池等的蓄电设备的研究开发。作为这样的蓄电设备的电极材料，从环境的侧面出发，广泛使用了石墨、活性炭、碳纳米纤维或碳纳米管等的碳材料。
[0003]下述的专利文献1公开了一种电容器用电极材料，其为树脂通过接枝而固定于石墨或一次薄片化石墨而得到的组合物中的树脂发生热分解而得到的材料，其具有石墨发生部分性剥离而得到的结构，并且包含残存有一部分树脂的树脂残存部分剥离型薄片化石墨、粘合剂树脂。
[0004]此外，下述的专利文献2公开了一种电容器用电极材料，其包含具有石墨烯叠层结构的碳材料和微粒的复合体，通过亚甲蓝吸附法测定得到的复合体的比表面积为1100m2/g以上。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1：国际公开第2015/098758号
[0008]专利文献2：国际公开第2017/090553号

技术实现思路

[0009]专利技术所解决的技术问题
[0010]然而，电容器、锂离子二次电池等的蓄电设备的领域中，需要进一步改善电池特性。然而，即使在使用了专利文献1、专利文献2的电容器用电极材料的情况下，也存在静电容量等的特性不充分的情况。此外，使用的电解质的种类也受限，难以扩大电池设计的范围。
[0011]本专利技术的目的在于提供用于蓄电设备的电极材料时能够提高电容器容量、电池容量的碳材料
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树脂复合材料、使用了该碳材料
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树脂复合材料的复合体及其制造方法、以及使用了所述碳材料
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树脂复合材料和所述复合体的蓄电设备用电极材料。
[0012]解决问题的技术手段
[0013]本专利技术人进行深入研究的结果，发现了通过使用与电解质或复合的微粒等材料的亲和性较高的物质作为碳材料
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树脂复合材料中的树脂，而能够实现所述目的，从而完成了本专利技术。
[0014]即，本专利技术的碳材料
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树脂复合材料为包含碳材料和树脂的碳材料
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树脂复合材料，其中，所述树脂的至少一部分接枝在所述碳材料上，所述碳材料
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树脂复合材料的离子
当量为0.1mmol/g以上。
[0015]本专利技术的碳材料
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树脂复合材料的一个特定方案中，所述树脂为具有离子性官能团的化合物。
[0016]本专利技术的碳材料
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树脂复合材料的另一特定方案中，所述碳材料为具有石墨烯叠层结构的碳材料。
[0017]本专利技术的碳材料
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树脂复合材料的另一特定方案中，所述碳材料为具有石墨结构并且石墨发生了部分性剥离的部分剥离型薄片化石墨。
[0018]本专利技术的碳材料
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树脂复合材料的另一特定方案中，所述离子性官能团为阴离子性官能团。优选所述阴离子性官能团为羧基。
[0019]本专利技术的碳材料
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树脂复合材料的另一特定方案中，相对于所述碳材料
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树脂复合材料100重量份，所述树脂的含量为10重量份以上且70重量份以下。
[0020]本专利技术的复合体的广泛方案中，具备：作为根据本专利技术而构成的碳材料
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树脂复合材料的第1材料、和具有相对于所述第1材料中包含的所述离子性官能团成为抗衡离子的官能团的第2材料。
[0021]本专利技术的复合体的一个特定方案中，所述离子性官能团为阴离子性官能团，所述成为抗衡离子的官能团为阳离子性官能团。
[0022]本专利技术的复合体的另一特定方案中，所述第1材料中包含的碳材料具有石墨烯叠层结构，所述第2材料插入于所述碳材料的石墨烯层间。
[0023]本专利技术的复合体的其他广泛方案中，其为第1材料和第2材料的复合体，所述第1材料通过作为具有离子性官能团的化合物的树脂接枝在碳材料上而成，所述第2材料具有相对于所述离子性官能团成为抗衡离子的官能团，其中，将所述复合体10mg分散在水溶剂1L中而得到的分散液进行10分钟超声波处理后，用孔径0.3μm的过滤器进行过滤时，得到的滤液中的所述第2材料的含量为0.1mg以下。
[0024]本专利技术的复合体的另一特定方案中，BET比表面积为100m2/g以上，3000m2/g以下。
[0025]本专利技术的复合体的制造方法具备：准备第1材料的工序，所述第1材料为包含碳材料和作为具有离子性官能团的化合物的树脂的碳材料
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树脂复合材料；和使所述第1材料与第2材料复合化的复合化工序，所述第2材料具有相对于所述第1材料中包含的所述离子性官能团成为抗衡离子的官能团。
[0026]本专利技术的复合体的制造方法的一个特定方案中，在所述复合化工序之后，进一步具备：在低于所述具有离子性官能团的化合物的热分解温度的温度下进行加热的加热工序。
[0027]本专利技术的复合体的制造方法的另一特定方案中，在所述复合化工序之后，进一步具备：在高于所述具有离子性官能团的化合物的热分解温度的温度下进行加热的加热工序。
[0028]本专利技术的蓄电设备用电极材料包含根据本专利技术而构成的碳材料
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树脂复合材料或复合体。
[0029]专利技术的效果
[0030]通过本专利技术，可提供用于蓄电设备的电极材料时能够提高电容器容量、电池容量的碳材料
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树脂复合材料。
附图说明
[0031][图1]图1是表示滴加实验中的氢氧化钠的滴加量和离聚物树脂中的离子当量的关系的图。
[0032]本专利技术的具体实施方式
[0033]以下，对于本专利技术的详细进行说明。
[0034][碳材料
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树脂复合材料][0035]本专利技术的碳材料
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树脂复合材料包含碳材料和树脂。所述树脂的至少一部分与碳材料进行了接枝。此外，所述碳材料
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树脂复合材料的离子当量为0.1mmol/g以上。
[0036]本专利技术的碳材料
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树脂复合材料中，如上所述，树脂与碳材料进行了接枝，并且离子当量为所述下限值以上，因此能够通过pH的调整而分散至各种溶剂中。尤其是，能够使碳材料分散至以往困难的水性溶剂中。此外，用于蓄电设备的电极材料时与电解质的亲和性提高，因此能够提高蓄电设备的电容器容量、电池容量等的特性。因此，在用于蓄电设备的电极材料的情况下，能够扩大电容器设计、电池设计的范围。这样，本专利技术中发现了，通过将碳材料
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树脂复合材本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种碳材料
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树脂复合材料，其为包含碳材料和树脂的碳材料
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树脂复合材料，其中，所述树脂的至少一部分接枝在所述碳材料上，所述碳材料
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树脂复合材料的离子当量为0.1mmol/g以上。2.根据权利要求1所述的碳材料
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树脂复合材料，其中，所述树脂为具有离子性官能团的化合物。3.根据权利要求1或2所述的碳材料
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树脂复合材料，其中，所述碳材料为具有石墨烯叠层结构的碳材料。4.根据权利要求1～3中任一项所述的碳材料
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树脂复合材料，其中，所述碳材料为具有石墨结构并且石墨发生了部分性剥离的部分剥离型薄片化石墨。5.根据权利要求2～4中任一项所述的碳材料
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树脂复合材料，其中，所述离子性官能团为阴离子性官能团。6.根据权利要求5所述的碳材料
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树脂复合材料，其中，所述阴离子性官能团为羧基。7.根据权利要求1～6中任一项所述的碳材料
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树脂复合材料，其中，相对于所述碳材料
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树脂复合材料100重量份，所述树脂的含量为10重量份以上且70重量份以下。8.一种复合体，其具备：第1材料，其为权利要求2～7中任一项所述的碳材料
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树脂复合材料；和第2材料，其具有相对于所述第1材料中包含的所述离子性官能团成为抗衡离子的官能团。9.根据权利要求8所述的复合体，其中，所述离子性官能团为阴离子性官能团，所述成为抗衡离子的官能团为阳...

【专利技术属性】
技术研发人员：吉谷博司，中寿贺章，笹川直树，
申请(专利权)人：积水化学工业株式会社，
类型：发明
国别省市：