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公開番号2025101743
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-07
出願番号2024226503
出願日2024-12-23
発明の名称粒状カーボンブラック、その調製方法、電極、二次電池および装置
出願人焦作市和興化学工業有限公司
代理人弁理士法人朝日奈特許事務所
主分類C09C 1/48 20060101AFI20250630BHJP(染料;ペイント;つや出し剤;天然樹脂;接着剤;他に分類されない組成物;他に分類されない材料の応用)
要約【課題】粒状カーボンブラックの粉化現象を低減し、嵩密度および分散性を向上させる。
【解決手段】本発明は、カーボンブラック材料の技術分野に属し、特に、粒状カーボンブラック、その調製方法、電極および二次電池に関する。前記粒状カーボンブラックの粒径分布範囲は、粒径が0.125mm未満である粒状成分の占める割合が2wt%以下であり、粒径が0.125～0.85mmである粒状成分の占める割合が18wt%～60wt%であり、粒径が0.85mm超である粒状成分の占める割合が40wt%～80wt%であり、前記粒状カーボンブラックの二次粒径D50が2.0～3.51μmである。本発明による粒状カーボンブラックは、適切な粒径分布を有し、粉化現象を低減するとともに、嵩密度および分散性を顕著に向上させることができ、導電性能などを十分に発揮することに寄与できる。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
粒状カーボンブラックであって、
前記粒状カーボンブラックの粒径分布範囲は、粒径が０．１２５ｍｍ未満である粒状成分の占める割合が２ｗｔ％以下であり、粒径が０．１２５～０．８５ｍｍである粒状成分の占める割合が１８ｗｔ％～６０ｗｔ％であり、粒径が０．８５ｍｍ超である粒状成分の占める割合が４０ｗｔ％～８０ｗｔ％であり、前記粒状カーボンブラックの二次粒径Ｄ５０が２．０～３．５１μｍである
ことを特徴とする粒状カーボンブラック。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
前記粒状カーボンブラックの見かけ比容量は、３．２～３．４ｍＬ／ｇである
ことを特徴とする請求項１に記載の粒状カーボンブラック。
【請求項３】
前記粒状カーボンブラックのＤＢＰ吸油量がＸ
1
であり、造粒により前記粒状カーボンブラックを得る粉体カーボンブラックのＤＢＰ吸油量がＸ
2
であり、Ｘ
1
とＸ
2
は、（Ｘ
2
－Ｘ
1
）／Ｘ
2
＝１４．３％～２６．５％を満たす
ことを特徴とする請求項１に記載の粒状カーボンブラック。
【請求項４】
前記粒状カーボンブラックの二次粒径Ｄ５０がＹ
1
であり、造粒により前記粒状カーボンブラックを得る粉体カーボンブラックの二次粒径Ｄ５０がＹ
2
であり、Ｙ
1
とＹ
2
は、（Ｙ
2
－Ｙ
1
）／Ｙ
2
＝６０．２％～７７．３％である
ことを特徴とする請求項１に記載の粒状カーボンブラック。
【請求項５】
前記粒状カーボンブラックの粒子強度は、５．３ｇｆ／個以下であり、
好ましくは、前記粒状カーボンブラックの粒子強度は、４．６～５．３ｇｆ／個であり、
好ましくは、前記粒状カーボンブラックの原料は、アセチレンブラックである
ことを特徴とする請求項１に記載の粒状カーボンブラック。
【請求項６】
請求項１～５のいずれか１項に記載の粒状カーボンブラックの調製方法であって、
水を用いて粉体カーボンブラックを湿潤させて、湿式造粒および乾燥を行うステップを含み、
前記湿式造粒において、まず、２２００～２８００ｒ／分間の撹拌速度で１５～２５分間撹拌処理し、そして、１２００～１８００ｒ／分間の撹拌速度で２～８分間撹拌処理し、
前記粉体カーボンブラックと前記水との質量比は、１：（２～２．５）である
ことを特徴とする粒状カーボンブラックの調製方法。
【請求項７】
水を用いて粉体カーボンブラックを湿潤させることは、粉体カーボンブラックを収容する容器に水を入れて、１０００～１４００ｒ／分間の撹拌速度で予備撹拌処理を行うことを含み、
好ましくは、前記予備撹拌処理の時間は、１～５分間である
ことを特徴とする請求項６に記載の粒状カーボンブラックの調製方法。
【請求項８】
前記水の温度は６０℃以上であり、
好ましくは、前記粉体カーボンブラックは、アセチレンブラックである
ことを特徴とする請求項６に記載の粒状カーボンブラックの調製方法。
【請求項９】
請求項１～５のいずれか１項に記載の粒状カーボンブラックを含む
ことを特徴とする電極。
【請求項１０】
正極と、負極と、電解質と、セパレータとを備え、前記正極および前記負極の少なくとも一方が請求項９に記載の電極である
ことを特徴とする二次電池。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、カーボンブラック材料の技術分野に属し、特に、粒状カーボンブラック、その調製方法、電極および二次電池に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
カーボンブラックに関するほとんどのプロセスは、カーボンブラックの造粒が要求される。従来の造粒プロセスは、カーボンブラック粉に水またはバインダーを添加して造粒、乾燥を行うことを含む。また、従来のカーボンブラックの造粒プロセスでは、水だけを添加してカーボンブラック粉に対して造粒を行い、得た粒状カーボンブラックの強度が比較的低いため、後の輸送または使用中に粉化現象を招く。さらに、従来のカーボンブラック造粒プロセスでは、水だけを添加して造粒を行う過程において、撹拌の均一性が劣り、造粒後の粒子は、サイズのばらつきが大きく、カーボンブラック粉に対する嵩密度の向上がわずかである。
【０００３】
また、添加剤を用いてカーボンブラック粉に対して造粒を行う場合、粒子の強度を上げることができるが、不純物が導入され、凝集粒子の偏析に起因した分散不良を招く。
【０００４】
これに鑑みて、本発明を提出する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、従来技術における粒状カーボンブラックの、粉化が発生し、嵩密度が低く、分散性が劣るなどの技術課題を解決できる、粒状カーボンブラック、その調製方法、電極および二次電池を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の上記の目的を実現するため、本発明の一態様は、粒状カーボンブラックを提供する。前記粒状カーボンブラックの粒径分布範囲は、粒径が０．１２５ｍｍ未満である粒状成分の占める割合が２ｗｔ％以下であり、粒径が０．１２５～０．８５ｍｍである粒状成分の占める割合が１８ｗｔ％～６０ｗｔ％であり、粒径が０．８５ｍｍ超である粒状成分の占める割合が４０ｗｔ％～８０ｗｔ％であり、前記粒状カーボンブラックの二次粒径Ｄ５０が２．０～３．５１μｍである。
【０００７】
本発明の具体的な実施形態において、前記粒状カーボンブラックの見かけ比容量は、３．２～３．４ｍＬ／ｇである。
【０００８】
本発明の具体的な実施形態において、前記粒状カーボンブラックのＤＢＰ吸油量がＸ
1
であり、造粒により前記粒状カーボンブラックを得る粉体カーボンブラックのＤＢＰ吸油量がＸ
2
であり、Ｘ
1
とＸ
2
は、（Ｘ
2
－Ｘ
1
）／Ｘ
2
＝１４．３％～２６．５％である。
【０００９】
本発明の具体的な実施形態において、前記粒状カーボンブラックの二次粒径Ｄ５０がＹ
1
であり、造粒により前記粒状カーボンブラックを得る粉体カーボンブラックの二次粒径Ｄ５０がＹ
2
であり、Ｙ
1
とＹ
2
は、（Ｙ
2
－Ｙ
1
）／Ｙ
2
＝６０．２％～７７．３％である。
【００１０】
本発明の具体的な実施形態において、前記粒状カーボンブラックの粒子強度は、５．３ｇｆ／個以下であり、例えば４．６～５．３ｇｆ／個である。
（【００１１】以降は省略されています）

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