导电材分散体及其利用制造技术

一种导电材分散体，含有：分散剂，满足下述(1)及(2)；碳系导电材(C)；以及介质(D)，至少含有水。(1)含有聚合体(A)，所述聚合体(A)具有选自由含腈基的结构单元、含羧基的结构单元、含羟基的结构单元、及含杂环的结构单元所组成的群组中的一种以上，重量平均分子量为5,000以上且360,000以下。(2)包含源自所述聚合体(A)的原料的聚合体以外的成分(B)，所述成分(B)的含量以分散剂的总质量为基准而为2质量％以下。下。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】导电材分散体及其利用


[0001]本专利技术的实施方式涉及一种导电材分散体、使用所述导电材分散体而成的涂膜、及二次电池。

技术介绍

[0002]近年来，利用导电材，对各种材料赋予抗静电性、导电性、热传导性及电磁波屏蔽性等功能，用于应用于各种用途的开发正在盛行。作为导电材，由于耐热性、耐光性、及抗腐蚀性高，轻量且比较便宜，导电性高等理由，可广泛利用碳系的导电材。
[0003]为了使用导电材赋予功能，可使用在塑料或玻璃等基材中混入导电材的方法。但是，就加工性的高度而言，使导电材湿式分散，视需要与各种材料混合进行涂敷的方法成为主流。另外，为了不降低光学特性、设计性、及电性特性等其他用途特性，对导电材要求以少量发挥高的导电性。因此，有效的是使用比表面积大的碳系导电材，特别是使用碳黑(carbon black)(以下为CB)或碳纳米管(carbon nano tube)(以下为CNT)。
[0004]但是，比表面积大的碳系导电材由于凝聚力强，亲水性极低，故存在特别是在包含水的介质中难以良好地分散的问题。
[0005]根据此种背景，正在研究面向导电材的各种分散剂。例如，关于CB或CNT的分散，专利文献1及专利文献2分别提出了使分散剂分散于水介质中的导电材分散体。在专利文献1中，使用聚乙烯基吡咯烷酮或聚乙烯基醇作为分散剂。在专利文献2中，使用以聚丙烯腈为主骨架的聚合体作为分散剂。通过使用这些分散剂，若可形成有效率的导电网络，则制备导电体分散体，例如在用于二次电池的情况下，可期待初期特性或循环寿命的提高。r/>[0006]另外，一般而言，已知在使分散质分散于包含水的介质时，容易产生起泡。若产生起泡，则容易引起各种问题。例如，气泡妨碍分散质的润湿，导致装入性及分散性容易劣化。另外，分散机的能量被气泡的微细化消耗，容易导致分散无法进行。根据这些内容，结果，无法形成如所述那样的有效率的导电网络。
[0007]进而，在高压均质机那样的通过压力使分散质微细化的类型的分散机中，当气泡进入时会产生爆炸或喷嘴堵塞、或装置破损等风险。
[0008]因此，为了解决此种问题，在分散介质包含水的情况下，经常使用消泡剂。
[0009]另一方面，在专利文献3中公开了在合成丙烯腈及丁二烯的聚合体时生成的具有不饱和键的低分子量有机化合物的残留物对电池特性产生影响。具体而言，发现在负极中使用包含所述残留物的聚合体的情况下，残留物溶解于电解液而向正极侧移动，不饱和键引起氧化反应，由此电池性能降低，通过减少具有不饱和键的低分子量有机化合物的残留物来解决电池性能的降低。
[0010]另外，在专利文献4中发现，在将包含丙烯酸系聚合体的粘结剂组合物用于电极用浆料的情况下，用于通过聚合形成聚合体的单量体、及单量体发生反应而成的低聚物吸附于活性物质，导致分散稳定性降低，提出了通过减少单量体及低聚物量来解决电池性能降低的方法。此外，丙烯酸系聚合体以通过乳化剂分散于介质中的状态使用。
[0011]现有技术文献
[0012]专利文献
[0013]专利文献1：日本专利特表2016
‑
514080号公报
[0014]专利文献2：日本专利第6743954号公报
[0015]专利文献3：国际公开第2013/146548号公报
[0016]专利文献4：日本专利特开2014/146600号公报

技术实现思路

[0017]专利技术所要解决的问题
[0018]然而，即便在使用专利文献1及专利文献2中记载的分散剂的情况下，电池的输出、及循环寿命有时也会变得不充分。对其原因进行了努力研究，结果表明，源自这些分散剂(聚合体)的原料的成分使起泡显著，从而使分散性降低。特别是可知，使含有一定量以上的源自分散剂(聚合体)的原料的成分的分散剂溶解于分散介质中，一边搅拌一边添加导电材的情况下，空气与导电材一起混入，因此起泡变得极其显著。
[0019]进而明确，源自分散剂(聚合体)的原料的成分在电池内溶出至电解液中，使电解液粘度增加而增大电解质离子的扩散电阻、或者使电解液溶媒的介电常数降低而使电解液的传导度降低此现象中的任一者、或者两者同时发生，使离子电阻劣化，结果，使电池的各种特性劣化。
[0020]根据本专利技术者等人详细调查，可知特别是在低温下，离子电阻占主导地位，因此离子电阻差，电池的输出显著变差。另外可知，在添加消泡剂以解决由起泡引起的分散不良的情况下，消泡剂也溶出至电解液中，因同样的理由而使电池特性劣化。进而可知，于在使用乳化剂或表面活性剂等进行了乳化的状态下使用聚合体的情况下，乳化剂及表面活性剂也溶出至电解液中，因此会因同样的理由而使电池特性劣化。
[0021]此外，源自之前记载的分散剂的原料的成分是耐氧化性比较高的结构。因此，与专利文献3所记载的通过减少具有不饱和键的低分子量的有机化合物的残留物(即，耐氧化性低的成分)来解决电池性能降低的方法在技术思想上不同。
[0022]因此，本专利技术的一实施方式提供一种起泡少的导电材分散体。另外，本专利技术的一实施方式提供一种电子电阻及离子电阻低、且低温特性良好的二次电池。
[0023]解决问题的技术手段
[0024]本专利技术者等人为了解决所述课题而进一步进行了研究。结果，能够提供一种二次电池，其包含特定的聚合体作为分散剂，进而将源自特定的聚合体的原料的成分的量抑制在一定以下，由此不添加消泡剂、或者通过添加极微量可使导电材良好地分散，提高电子电阻，进而提高低温特性。另外，能够提供一种不仅在二次电池中而且在各种用途中可实现优异的特性、能够形成有效率的导电网络的导电材分散体。
[0025]即，本专利技术包含以下的实施方式。本专利技术的实施方式并不限定于以下。
[0026]本专利技术的一实施方式涉及一种导电材分散体，含有：分散剂，满足下述(1)及(2)；碳系导电材(C)；以及介质(D)，至少含有水。
[0027](1)含有聚合体(A)，所述聚合体(A)具有选自由含腈基的结构单元、含羧基的结构单元、含羟基的结构单元、及含杂环的结构单元所组成的群组中的一种以上，重量平均分子
量为5,000以上且360,000以下。
[0028](2)以分散剂的质量为基准，含有2质量％以下的源自所述聚合体(A)的原料的聚合体以外的成分(B)。
[0029]在所述实施方式的导电材分散体中，以所述聚合体(A)的总质量为基准，所述聚合体(A)可含有5质量％以下的分子量未满1,000的聚合体(E)。
[0030]所述导电材分散体优选为通过动态粘弹性测定而得的25℃及1Hz下的复数弹性系数为5Pa以上且未满650Pa。
[0031]所述导电材分散体优选为通过动态粘弹性测定而得的25℃及1Hz下的相位角为3
°
以上且未满60
°
。
[0032]所述导电材分散体优选为还包含粘结剂。
[0033]所述导电材分散体优选为还包含电极活性物质。
[0034]一实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种导电材分散体，含有：分散剂，满足下述(1)及(2)；碳系导电材(C)；以及介质(D)，至少含有水，(1)含有聚合体(A)，所述聚合体(A)具有选自由含腈基的结构单元、含羧基的结构单元、含羟基的结构单元、及含杂环的结构单元所组成的群组中的一种以上，重量平均分子量为5,000以上且360,000以下；(2)含有源自所述聚合体(A)的原料的聚合体以外的成分(B)，所述成分(B)的含量以分散剂的总质量为基准而为2质量％以下。2.根据权利要求1所述的导电材分散体，其中以所述聚合体(A)的总质量为基准，所述聚合体(A)含有5质量％以下的分子量未满1,000的聚合体(E)。...

【专利技术属性】
技术研发人员：青谷优，森田雄，泉谷哲朗，铃木雄太，石井崇裕，
申请(专利权)人：东洋色材株式会社，
类型：发明
国别省市：