[发明专利]导电性碳混合物及其制造方法、使用该混合物的电极及其制造方法、具备该电极的蓄电器件

说明书

提供一种在蓄电器件的电极的制造中与电极活性物质一起使用、实现具有良好的循环寿命的蓄电器件的导电性碳混合物。一种导电性碳混合物，其特征在于，其用于制造蓄电器件的电极，该导电性碳混合物包含具有导电性的氧化处理碳、和与该氧化处理碳相区别的导电性碳，所述氧化处理碳覆盖所述区别的导电性碳的表面，该导电性碳混合物的拉曼光谱中的2D带的峰强度相对于D带的峰强度之比为上述区别的导电性碳的拉曼光谱中的2D带的峰强度相对于D带的峰强度之比的55％以下。该导电性碳混合物特别良好地覆盖电极活性物质的表面，使蓄电器件的循环寿命延长。

技术领域

本发明涉及蓄电器件的电极的制造中所使用的导电性碳混合物及其制造方法。本发明还涉及使用上述导电性碳混合物的电极及其制造方法、以及具备该电极的蓄电器件。

背景技术

二次电池、双电层电容器、氧化还原电容器及混合型电容器等蓄电器件是正被研究广泛用于移动电话、笔记本型电脑等信息设备的电源、电动汽车及混合动力汽车等低公害车的发动机驱动电源及能量再生系统等的器件，在这些蓄电器件中，为了应对高性能化、小型化的要求，期望提高能量密度及循环寿命。

在这些蓄电器件中，通过与电解质(包含电解液)中的离子的伴随电子授受的法拉第反应或不伴随电子授受的非法拉第反应而显现容量的电极活性物质被用于能量储存。并且，这些电极活性物质通常以与导电剂的复合材料的形态使用。作为导电剂，通常使用碳黑、天然石墨、人造石墨、碳纳米管等导电性碳。这些导电性碳与导电性低的活性物质一起使用，起到对复合材料赋予导电性的作用，不仅如此，也作为吸收与活性物质的反应相伴随的体积变化的基质而起作用，另外，还起到即使活性物质受到机械损伤也确保电子传导路径的作用。

另外，这些活性物质与导电性碳的复合材料通常通过将活性物质粒子和导电性碳粒子混合的方法来制造。导电性碳对提高蓄电器件的能量密度基本没有帮助，因此为了得到具有高能量密度的蓄电器件，必需减少每单位体积的导电性碳量而增加活性物质量。但是存在如下问题：难以使导电性碳粒子高效地进入活性物质粒子间，因此，难以通过拉进活性物质粒子间的距离来增加每单位体积的活性物质量。

针对该问题，申请人在专利文献1(日本特开2016－96125号公报)中提出了用于制造蓄电器件的电极的导电性碳混合物。该导电性碳混合物是通过氧化处理碳、和与上述氧化处理碳相区别的导电性碳的干式混合而得到的，其中，所述氧化处理碳是通过对具有空隙的碳原料实施强氧化处理而得到的。实施强氧化处理后的氧化处理碳具有承受压力时至少一部分变化为糊状的性质，通过干式混合的过程中施加于上述氧化处理碳的压力，上述氧化处理碳发生糊状化，该至少一部分已变化为糊状的氧化处理碳附着在上述区别的导电性碳的表面。

上述导电性碳混合物与电极活性物质融合性(日文：なじみ)良好，在将该导电性碳混合物和电极活性物质混合而制造蓄电器件用的电极材料的过程中，导电性碳混合物中的、至少一部分为糊状的氧化处理碳会覆盖电极活性物质的表面。并且，使用该电极材料在集电体上形成活性物质层、对活性物质层施加压力而制造电极时，该压力会使氧化处理碳的糊状化进一步进行，糊状化的氧化处理碳对电极活性物质的表面的覆盖进一步进行，同时糊状化的氧化处理碳和被其覆盖的区别的导电性碳一起被挤压到附近的电极活性物质的粒子间而实现致密化。其结果是，可以增加活性物质层中的电极活性物质的含量，可以得到具有高电极密度的电极。另外，获知：使用所得到的电极构成蓄电器件时，虽然蓄电器件中的电解液向电极内的浸渗未得到抑制，但是导电性碳混合物抑制了电极活性物质向电解液中的溶解。因此，通过上述导电性碳混合物，还实现了蓄电器件的能量密度及循环寿命的提高。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2016－96125号公报

发明内容

发明要解决的课题

对于蓄电器件，常常要求进一步提高循环寿命。因此，本发明的目的在于，基于专利文献1的见解提供使蓄电器件的循环寿命进一步延长的导电性碳混合物。