カーボンブラックの導電性メカニズムと分散・配合技術、最適活用法

カーボンブラックは、帯電防止や導電性付与の目的で樹脂やゴム、電池材料の添加剤として幅広く用いられている。
本講演では、カーボンブラックの製法、特性、物性評価法、並びに、用途例について代表的な導電性カーボンブラックであるアセチレンブラックを主体に解説する。
導電性を効果的に発現させるための導電性メカニズムは、カーボンブラックの選定のみならず、配合、混練・混合プロセスと密着した関係にあり切り離すことができない。これら一貫した材料設計を特にリチウムイオン二次電池材料を重点的に、樹脂・ゴム用途においても技術的に重要な考え方を解説する。
加えて、市場参入が活発化しているカーボンナノファイバーとの組み合わせた事例についても紹介する。
本講座では代表的な導電性カーボンブラックであるアセチレンブラックとファーネスブラックを対比させながら理解促進を進める。

1. はじめに
   1. 各種導電フィラーの位置づけ
   2. 炭素の多様性
2. カーボンブラックの特性と用途
   1. 代表的な導電性カーボンブラック
      • アセチレンブラック
      • ケッチェンブラック
      • ファーネス法導電性カーボンブラック
   2. 製法と基本性状の関係について
      • カーボンブラックの製法
      • カーボンブラックの合成プロセス
      • 3大基本特性 (一次粒径、比表面積、oan、揮発分)
      • 結晶性
      • 凝集形態
      • 不純物
      • その他
   3. 基本性状の評価方法
      • 分析的手法
      • 物性評価による方法
   4. 導電性カーボンブラックの特性と用途
      • cvケーブル
      • 導電性シリコーン
      • icトレー・シート
      • タイヤブラダー
      • その他
   5. 電池用途におけるカーボン系導電剤の役割～アセチレンブラックを例としてリチウムイオン二次電池
      • リチウムイオン二次電池
      • 鉛蓄電池
      • 電気二重層キャパシター
      • 燃料電池
      • その他
3. カーボンブラックの導電性メカニズム
   1. 導電性メカニズム
   2. 導電性、分散性に影響を及ぼす因子
4. カーボンブラックの最適活用・配合術
   1. アセチレンブラックの代表的品種、特殊なアセチレンブラック
      • 粉状品・プレス品
      • 粒状品
      • 高比表面積品
      • 低比表面積品
      • 改質品 (高結晶化、官能基付与など)
   2. アセチレンブラックのリチウムイオン二次電池の導電剤の用途別活用例
      • リチウムイオン電池の技術トレンド
      • 正極における導電剤としてのアセチレンブラックの活用事例
      • 負極における導電剤としてのアセチレンブラックの活用事例
5. アセチレンブラックの分散技術 (主にリチウムイオン電池の電極プロセスを例にして)
   1. 分散の定義
      • 分散とは
   2. 小粒径アセチレンブラックの活用術
      • 混練工程における工夫
      • 分散液化技術
      • その他
   3. 分散の新しい評価技術
      • 電極スラリーにおける電気化学的分散評価の取り組み
6. アセチレンブラックとカーボンナノチューブ (mwcnt) との併用事例
   1. リチウムイオン二次電池用途
      • カーボンナノチューブ (mwcnt) について
      • アセチレンブラックとカーボンナノチューブの併用事例
      • アセチレンブラックとカーボンナノチューブの複合化事例
   2. コンパウンド用途における併用事例
7. 次世代アセチレンブラックへの課題と対応
   1. リチウムイオン二次電池用途の導電剤としての課題
      • 負極への活用
      • 高電位電池対応
   2. 電気化学分野におけるアセチレンブラックの展望
   3. まとめ
• 質疑応答・個別質問・名刺交換