(57)【要約】      （修正有）【課題】優れた導電性を有するカーボンブラック、並びに該カーボンブラックを用いた、優れた電池性能を示す電極を製造できる電極合材、及び燃料電池の提供。【解決手段】平均一次粒子径が２０〜５０ｎｍであり、かつ透過型電子顕微鏡による観察画像において測定されるアグリゲートサイズの頻度分布曲線における最大頻度径が０．８μｍ超であり、アグリゲートのアスペクト比が３以上であるカーボンブラック。また、前記カーボンブラックを含有する電極合材、及び前記カーボンブラックを含有する触媒層を備えた燃料電池。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平均一次粒子径が２０〜５０ｎｍであり、かつ透過型電子顕微鏡による観察画像において測定されるアグリゲートサイズの頻度分布曲線における最大頻度径が０．８μｍ超である、カーボンブラック。
【請求項２】
アグリゲートのアスペクト比が３以上である、請求項１に記載のカーボンブラック。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のカーボンブラックを含有する、電極合材。
【請求項４】
請求項１又は２に記載のカーボンブラックを含有する触媒層を備える、燃料電池。
【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、電極合材及び燃料電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
電池の電極としては、例えば、集電体と、複合金属酸化物、導電材、及びバインダを含む電極合材によって該集電体上に形成された活物質層と、を有するものが挙げられる。導電材としては、カーボンブラックが広く用いられている。優れた電池性能を得るには、カーボンブラックの導電性付与効果が優れていることが重要である。
また、例えば、ガス流路を形成したセパレータの間にガス拡散層、触媒層、電解質膜を挟んだ構造の燃料電池において、触媒層に白金粒子や白金合金粒子が担持されたカーボンブラックが用いられている。このような燃料電池において優れた電池性能を得るうえでも、カーボンブラックの導電性付与効果は重要である。
【０００３】
カーボンブラックとしては、例えば、以下のものが提案されている。
酸素含有量が０．５％以下、ＪＩＳ  Ｋ  ６２１７によるＤＢＰ吸収量が１５０〜２５０ｍＬ／１００ｇ、透過型電子顕微鏡によって測定されたストラクチャー長さを用いて描かれた粒度分布曲線の最大頻度径が０．５〜０．８μｍで、その半値幅が１μｍ以上であるカーボンブラック（特許文献１）。
しかし、特許文献１のカーボンブラックでは、高出力である電気自動車用などとしてはまだ導電性付与効果が充分であるとは言えず、導電性のさらなる向上が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−３０７０７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、優れた導電性付与効果を有するカーボンブラック、及び該カーボンブラックを用いた、優れた電池性能を示す電極を製造できる電極合材、及び該カーボンブラックを用いた燃料電池の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のカーボンブラックは、平均一次粒子径が２０〜５０ｎｍであり、かつ透過型電子顕微鏡による観察画像において測定されるアグリゲートサイズの頻度分布曲線における最大頻度径が０．８μｍ超であることを特徴とする。
また、本発明のカーボンブラックでは、アグリゲートのアスペクト比が３以上であることが好ましい。
【０００７】
本発明の電極合材は、本発明のカーボンブラックを含有することを特徴とする。
また、本発明の燃料電池は、カーボンブラックを含有する触媒層を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のカーボンブラックは、優れた導電性付与効果を有している。
また、本発明の電極合材は、優れた電池性能を示す電極を製造することができる。
また、本発明の燃料電池は、優れた電池性能を有している。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施例で使用した試験用カーボンブラック製造装置を示した概略構成図である。
【図２】実施例１のカーボンブラックの透過型電子顕微鏡写真（３，０００倍）である。
【図３】比較例２のカーボンブラックの透過型電子顕微鏡写真（３，０００倍）である。
【図４】実施例１のカーボンブラックのラマン分光スペクトルを示したグラフである。
【図５】比較例１のカーボンブラックのラマン分光スペクトルを示したグラフである。
【図６】比較例２のカーボンブラックのラマン分光スペクトルを示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
カーボンブラックは、その一次粒子が強固に一体化したアグリゲートと呼ばれる一次凝集体を形成しており、これを最小凝集単位とする炭素構造体である。
本明細書において、カーボンブラックの一次粒子径は、アグリゲートを構成する個々の単位粒子の直径を計測し、１０００個の一次粒子の直径の平均値を一次粒子径として定義する。
本明細書において、アグリゲートサイズとは、アグリゲートの一方の先端から他方の先端まで、当該アグリゲートの中心軸を形成している一連の各一次粒子の中心を全て通るように曲線を引いたときの該曲線の長さを意味する。アグリゲートが枝状に分岐している場合は、それぞれの分岐部分の先端までの曲線を引き、それらのうち長さが最大となる曲線の長さをアグリゲートサイズとする。
本明細書において、アグリゲートのアスペクト比とは、アグリゲートの先端から分岐部分を含む他方の先端までそれぞれ直線を引いたときの最大長を長径とし、長径に垂直な直線上の当該アグリゲート長さのうちの最大の長さを短径としたときの、短径に対する長径の比率を意味する。
本明細書において、アモルファスカーボン比とは、カーボンブラックにおけるグラファイト結晶構造とアモルファスカーボンの合計量に対するアモルファスカーボンの割合を意味する。アモルファスカーボン比は、カーボンブラックのラマン分光スペクトルから分離したＧバンド（理想的なグラファイト結晶由来）のピーク強度ＩＧ、Ｄ２バンド（歪んだグラファイト結晶の表面由来）のピーク強度ＩＤ２、及びＤ３バンド（アモルファスカーボン由来）のピーク強度ＩＤ３をそれぞれ測定し、ＩＤ３／（ＩＧ＋ＩＤ２＋ＩＤ３）を算出することで求められる（A. Sadezky et al., Carbon, 43 (2005) P1731-P1742.を参照）。
【００１１】
＜カーボンブラック＞
本発明のカーボンブラックは、以下の条件（１）及び（２）を満たすことを特徴とする。条件（１）及び（２）を満たすことで、添加時に優れた導電性を与えるカーボンブラックとなる。また、本発明のカーボンブラックは、以下の条件（３）及び（４）の少なくとも一方又は両方を満たすことが好ましい。
（１）平均一次粒子径が２０〜５０ｎｍである。
（２）透過型電子顕微鏡による観察画像において測定されるアグリゲートサイズの頻度分布曲線における最大頻度径が０．８μｍ超である。
（３）アグリゲートのアスペクト比が３以上である。
（４）アモルファスカーボン比が０〜０．１２である。
【００１２】
本発明のカーボンブラックの平均一次粒子径は、２０〜５０ｎｍであり、２５〜４０ｎｍが好ましい。カーボンブラックの平均一次粒子径が下限値以上であれば、樹脂等の分散媒への分散性が良好になる。カーボンブラックの平均一次粒子径が上限値以下であれば、添加時に優れた導電性が得られる。
なお、カーボンブラックの平均一次粒子径は、実施例に記載の方法で測定される。
【００１３】
カーボンブラックは、通常、その一次粒子が葡萄房状に連なったアグリゲートと呼ばれる一次凝集形態を形成しており、当該一次凝集形態が導電性に大きく影響する。アグリゲートの長さが長いほど、すなわちより多くの一次粒子が鎖状に連なるほど、一次粒子同士の連絡が充分となって優れた導電性が得られる。
本発明のカーボンブラックの前記最大頻度径は、０．８μｍ超である。カーボンブラックの前記最大頻度径が０．８μｍ超であれば、導電経路が効率的に確保できるため、添加時に優れた導電性が得られる。カーボンブラックの前記最大頻度径の下限値は、より優れた導電性が得られやすい点から、０．９μｍが好ましい。
また、カーボンブラックの前記最大頻度径の上限値は、電極合材作成時などでの良好な分散性が得られやすい点から、３．０μｍが好ましく、２．０μｍがより好ましい。
なお、カーボンブラックの前記最大頻度径は、実施例に記載の方法で測定される。
【００１４】
カーボンブラックのアグリゲートの形状は、カーボンブラックの分散性に影響する。
本発明のカーボンブラックにおけるアグリゲートのアスペクト比は、３以上が好ましく、３〜２０がより好ましく、４〜１０がさらに好ましい。前記アグリゲートのアスペクト比が下限値以上であれば、樹脂等の分散媒に分散する際に立体障害が起きにくく、良好な分散性が得られやすい。前記アグリゲートのアスペクト比が上限値以下であれば、電極合材作成時などでの良好な分散性が得られやすい。
【００１５】
カーボンブラックの表面の結晶構造は耐酸化性に影響する。
本発明のカーボンブラックのアモルファスカーボン比は、０〜０．１２が好ましく、０〜０．０８がより好ましい。アモルファスカーボン比が上限値以下であれば、カーボンブラックの表面は結晶性が高く非結晶構造の量が少ないため、優れた耐酸化性が得られやすい。
【００１６】
二次電池用途において、本発明のカーボンブラックのＢＥＴ比表面積は、４０〜２５０ｍ２／ｇが好ましく５０〜２１０ｍ２／ｇがより好ましい。カーボンブラックのＢＥＴ比表面積が下限値以上であれば、添加時に良好な導電性が得られやすい。カーボンブラックのＢＥＴ比表面積が上限値以下であれば、添加時に良好な分散性が得られやすい。
なお、カーボンブラックのＢＥＴ比表面積は、ＡＳＴＭ  Ｄ  ３０３７に準拠した方法で測定される。
【００１７】
また、燃料電池用途において、本発明のカーボンブラックのＢＥＴ比表面積は、３００〜２０００ｍ２／ｇが好ましく４５０〜１５００ｍ２／ｇがより好ましい。カーボンブラックのＢＥＴ比表面積が下限値以上であれば、白金等粒子を良好に高分散担持させやすく、触媒活性が得られやすい。カーボンブラックのＢＥＴ比表面積が上限値以下であれば、白金等粒子を良好に高分散担持させやすく、また添加時に良好な分散性が得られやすい。
【００１８】
本発明のカーボンブラックの揮発分は、０．８質量％以下が好ましく、０．５質量％以下がより好ましい。カーボンブラックの揮発分が前記上限値以下であれば、添加時に良好な導電性能が得られやすい。
なお、カーボンブラックの揮発分は、以下の方法で測定される。
磁性るつぼ及び落とし蓋を９５０±２０℃で３０分間空焼きした後、デシケータ中で室温（２５℃）まで冷却し、該磁性るつぼ及び落とし蓋の質量（ＭＡ）を０．１ｍｇ単位まで正確に秤量する。次いで、カーボンブラックの２ｇを、磁性るつぼ中に蓋下２ｍｍを越えない程度に押し詰めて落とし蓋をし、その質量（ＭＢ）を０．１ｍｇ単位まで正確に秤量する。その後、９５０±２０℃の電気炉で７分間加熱し、デシケータ中で室温（２５℃）まで冷却して、再度、質量（ＭＣ）を０．１ｍｇ単位まで正確に秤量して、以下の式により揮発分を算出する。
揮発分（質量％）＝（ＭＢ−ＭＣ）／（ＭＢ−ＭＡ）
【００１９】
本発明のカーボンブラックの灰分は、１．０質量％以下が好ましく、０．５質量％以下がより好ましい。カーボンブラックの灰分が上限値以下であれば、添加時に安定した導電性能が得られやすい。
なお、カーボンブラックの灰分は、ＡＳＴＭ  Ｄ  １５０６に準拠した方法で測定される。
【００２０】
［製造方法］
本発明のカーボンブラックは、製造時に電場を印加することで得られ、一次粒子が鎖状に連結し、アグリゲートサイズが大きなカーボンブラックを得ることができる。これは、必ずしも明らかではないが、電圧の印加により生成したカーボンブラックの一次粒子が粒子内で分極し、分極によって一次粒子同士の衝突が促進され、さらに衝突した一次粒子が静電力で強固に連結すると推察される。
【００２１】
本発明のカーボンブラックの製造方法としては、製造時に電場を印加すること以外は、公知の製造方法を採用できる。
例えば、サーマル法を採用する場合であれば、電場を印加した雰囲気下で原料ガスを熱分解させる方法が挙げられる。また、ファーネス法を採用する場合であれば、電場を印加した雰囲気下で原料を不完全燃焼させる方法が挙げられる。
【００２２】
電場を印加すること以外の反応条件については、従来公知の方法で決定すればよい。
例えば、カーボンブラックの製造に用いる原料は特に限定されず、ガス状でもよく、液状でもよい。また、複数の原料を併用してもよい。
また、カーボンブラックの製造後に必要に応じて後処理を施してもよい。例えば、高温処理等の後処理をすることもできる。また、水蒸気、二酸化炭素等を用いるガス賦活法や薬品賦活法など、高比表面積化に必要な処理を行うこともできる。
【００２３】
装置によって異なるが、カーボンブラック製造時の印加電圧は、１〜１００Ｖが好ましく、３〜５０Ｖがより好ましい。また、電位は正でも負でも構わないが、好ましくは正である。印加電圧が前記範囲内であれば、前記条件（２）を満たすカーボンブラックが得られやすい。
【００２４】
［作用効果］
本発明のカーボンブラックにあっては、条件（１）を満たす一次粒子が数多く連なって、条件（２）を満たすアグリゲートを形成しているため、優れた導電性付与効果を示す。そのため、樹脂等の媒体に添加することで、優れた導電性を付与することができる。
本発明のカーボンブラックは、優れた導電性を付与することができるため、電極材料、燃料電池の触媒担体、自動車用の導電性材料、半導体パッケージ等の分野に加えて、パワーケーブル等にも好適に利用できる。
【００２５】
＜電極合材＞
本発明の電極合材は、本発明のカーボンブラックを含有することを特徴とする。本発明の電極合材は、本発明のカーボンブラックを含有する以外は、公知の態様を採用できる。以下、本発明の電極合材の一例について説明する。
本発明の電極合材は、電極を製造する際にカーボンブラックを含む各成分が混合されていればよく、電極の製造前においては、各成分が予め混合された態様としてもよく、各成分が別々になっている態様としてもよい。電極合材の各成分を混合する方法は、電極の製造時に溶媒を用いるか否か等に応じて適宜選択すればよい。
【００２６】
本実施形態の電極合材は、本発明のカーボンブラックと、複合金属酸化物と、バインダとを含有し、必要に応じて、カーボンブラック、複合金属酸化物及びバインダ以外の他の成分を含有してもよい。
【００２７】
［複合金属酸化物］
複合金属酸化物としては、特に限定されず、電極活物質として通常用いられる複合金属酸化物を用いることができる。
複合金属酸化物としては、例えば、ＬｉｘＭＯ２（但し、Ｍは１種以上の遷移金属を表し、０．０５≦ｘ≦１．１０である。）で表されるリチウム遷移金属複合酸化物が挙げられる。Ｍとしては、Ｍｎ、Ｃｏ及びＮｉから選ばれる少なくとも１種が好ましい。
リチウム遷移金属複合酸化物の具体例としては、例えば、ＬｉＣｏＯ２、ＬｉＮｉＯ２、ＬｉＭｎＯ２、ＬｉＭｎ２Ｏ４、Ｌｉ２ＭｎＯ３、ＬｉＭｎ１／２Ｎｉ１／２Ｏ２、ＬｉＮｉ１／３Ｃｏ１／３Ｍｎ１／３Ｏ２等が挙げられる。
【００２８】
また、複合金属酸化物としては、例えば、ＬｉＦｅＰＯ４、ＬｉＦｅＰ２Ｏ７、ＬｉＭｎＰＯ４、ＬｉＣｏＰＯ４、ＬｉＮｉＰＯ４、Ｌｉ２ＦｅＳｉＯ４、Ｌｉ２ＭｎＳｉＯ４、Ｌｉ２ＮｉＳｉＯ４、Ｌｉ２ＣｏＳｉＯ４等のオリビン型金属リチウム塩を用いてもよい。
本発明の電極合材に含有される複合金属酸化物は、１種でもよく、２種以上でもよい。
【００２９】
［バインダ］
バインダとしては、特に限定されず、電極に通常用いられるバインダを用いることができる。
バインダの具体例としては、例えば、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素系樹脂、スチレン・ブタジエンゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム等の不飽和結合を有する重合体等が挙げられる。
本発明の電極合材に含有されるバインダは、１種でもよく、２種以上でもよい。
【００３０】
［他の成分］
本発明の電極合材は、必要に応じて、カーボンブラック、複合金属酸化物及びバインダ以外の他の成分をさらに含有してもよい。
他の成分としては、例えば、界面活性剤等が挙げられる。
【００３１】
［各成分の割合］
本発明の電極合材（１００質量％）中のカーボンブラックの割合は、０．０５〜１５質量％が好ましく、０．５〜１２質量％がより好ましい。前記カーボンブラックの割合が下限値以上であれば、優れた電池性能が得られやすい。前記カーボンブラックの割合が上限値以下であれば、優れた電池性能が得られやすく、また分散性も良好となり、経済性にも優れる。
【００３２】
本発明の電極合材（１００質量％）中の複合金属酸化物の割合は、７０〜９９．９質量％が好ましく、７６〜９９質量％がより好ましい。前記複合金属酸化物の割合が前記範囲内であれば、安定した電池性能が得られやすい。
【００３３】
本発明の電極合材（１００質量％）中のバインダの割合は、０．０５〜１５質量％が好ましく、０．５〜１２質量％がより好ましい。前記バインダの割合が前記範囲内であれば、安定した電池性能が得られやすい。
【００３４】
本発明の電極合材が他の成分を含有する場合、本発明の電極合材（１００質量％）中の他の成分の割合は、０．０５〜１５質量％が好ましく、０．５〜１２質量％がより好ましい。
【００３５】
本発明の電極合材を用いて電極を製造する方法としては、特に限定されず、例えば、電極合材の各成分を溶媒に溶解又は分散させてスラリを調製し、該スラリを集電体上に塗工した後に溶媒を揮発させる方法、電極合材の各成分を混練して混練物を得た後に該混練物を集電体上に塗工する方法等が挙げられる。
集電体としては、電極の集電体として通常用いられているものを用いることができ、例えば、アルミニウム、アルミニウムを主成分とする合金等からなる金属箔等が挙げられる。
【００３６】
溶媒としては、電極の製造に通常用いられる溶媒を用いることができ、例えば、アルキルアルコール類（メチルアルコール、エチルアルコール、プロピルアルコール等）、アルキルケトン類（アセトン、メチルエチルケトン等）、エーテル類（テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジグライム等）、アミド類（ジエチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、ジメチルイミダゾリジノン等）等が挙げられる。
【００３７】
［作用効果］
以上説明した本発明の電極合材にあっては、優れた導電性を付与できる本発明のカーボンブラックを含有するため、優れた電池性能を有する電極を形成できる。
【００３８】
＜燃料電池＞
本発明の燃料電池は、本発明のカーボンブラックを含有する触媒層を備えた燃料電池である。本発明の燃料電池は、本発明のカーボンブラックを用いる以外は、公知の態様を採用できる。
以下、本発明の燃料電池の実施態様の一例について説明する。本発明の燃料電池は、以下に説明する実施態様には限定されない。
【００３９】
本発明の燃料電池の実施態様の一例としては、例えば、カソード側の触媒層、電解質膜、アノード側の触媒層がこの順に接合された電解質膜−電極接合体（ＭＥＡ）と、該電解質膜−電極接合体の両側に設けられた一対のガス拡散層と、さらにその両側に設けられた一対のセパレータとを有する固体高分子型燃料電池が挙げられる。
【００４０】
［電解質膜−電極接合体］
電解質膜−電極接合体の電解質膜は、特に限定されず、公知の電解質膜を使用できる。
また、電解質膜−電極接合体の触媒層としては、本発明のカーボンブラックを用いる以外は、公知の態様を採用できる。例えば、本発明のカーボンブラックの表面に白金粒子及び／又は白金合金粒子（以下、これらをまとめて白金等粒子という。）を高分散で析出（担持）させた触媒が使用できる。
【００４１】
白金合金粒子において白金と合金を形成する金属としては、例えば、パラジウム、ロジウム、イリジウム、ルテニウム、鉄、チタン、ニッケル、コバルト、金、銀、銅、クロム、マンガン、モリブデン、タングステン、アルミニウム、ケイ素、レニウム、亜鉛、スズ等が挙げられる。
【００４２】
白金合金粒子の組成としては、特に限定されず、白金が３０〜９０質量％、合金化する金属が１０〜７０質量％が好ましい。
白金等粒子の担持量は、特に限定されず、カーボンブラック１００質量部に対して１０〜８０質量部が好ましい。
【００４３】
［ガス拡散層、セパレータ］
ガス拡散層としては、公知のガス拡散層が使用でき、例えば、カーボンペーパー等が挙げられる。
セパレータとしては、公知のセパレータが使用でき、例えば、金属製セパレータ、カーボン製セパレータ等が挙げられる。
【００４４】
本発明の燃料電池は、本発明のカーボンブラックを用いる以外は、公知の製造方法で製造できる。
【００４５】
［作用効果］
以上説明した本発明の燃料電池にあっては、優れた導電性を付与できる本発明のカーボンブラックを含有するため、優れた電池性能が得られる。
【実施例】
【００４６】
以下、実施例によって本発明を詳細に説明するが、本発明は以下の記載によっては限定されない。
［平均一次粒子径］
カーボンブラックの平均一次粒子径は、透過型電子顕微鏡を用いて求めた。具体的には、カーボンブラック試料を１５０ｋＨｚ、０．４ｋＷの超音波分散機により、１０分間クロロホルムに分散させて分散試料を作製し、これをカーボン補強した支持膜に振り掛けて固定した。これを透過型電子顕微鏡で撮影し、５０，０００〜２００，０００倍に拡大した画像において、Ｅｎｄｔｅｒの装置を用いてランダムに１０００個のカーボンブラックの粒子径を測定し、その平均値を平均一次粒子径とした。
【００４７】
［アグリゲートサイズの粒度分布曲線における最大頻度径］
カーボンブラックのアグリゲートサイズの粒度分布曲線における最大頻度径は、透過型電子顕微鏡を用いて求めた。具体的にはカーボンブラック試料を１５０ｋＨｚ、０．４ｋＷの超音波分散機により、クロロホルムに分散させて分散試料を作製し、これをカーボン補強した支持膜に振り掛けて固定した。これを透過型電子顕微鏡で撮影して３，０００倍に拡大した画像において、Ｅｎｄｔｅｒの装置を用いてランダムに１０００個のアグリゲートサイズを測定した。アグリゲートサイズは、アグリゲートの一方の先端から他方の先端まで、当該アグリゲートの中心軸を形成している一連の各一次粒子の中心を全て通るように曲線を引き、該曲線の長さとした。アグリゲートが枝状に分岐している場合は、それぞれの分岐部分の先端までの曲線を引き、それらのうち長さが最大となる曲線の長さをアグリゲートサイズとした。１０００個のアグリゲートについて測定したアグリゲートサイズから頻度分布曲線を描き、最大頻度径を求めた。
【００４８】
［アスペクト比］
アグリゲートの先端から分岐部分を含む他方の先端までそれぞれ直線を引いたときの最大長を長径とし、長径に垂直な直線上の当該アグリゲート長さのうちの最大の長さを短径として測定し、短径に対する長径の比率をアスペクト比とした。アスペクト比は、１０００個のアグリゲートについて測定したものの平均値とした。
【００４９】
［アモルファスカーボン比］
カーボンブラックのアモルファスカーボン比は、ラマン分光法を用いて求めた。具体的には、レーザーラマン分光装置ＮＲＳ−１０００（日本分光株式会社製）を用い、レーザー波長５３２ｎｍ、スポット径２μｍの条件下、カーボンブラック試料のラマン分光分析を行い、得られたラマン分光スペクトルから、以下に示すバンドを分離した。
Ｇバンド：理想的なグラファイト結晶構造に由来するバンド、
Ｄ１バンド：グラファイト結晶構造の欠陥（特にグラファイトシートのエッジ部分）由来のバンド、
Ｄ２バンド：歪んだグラファイト結晶構造の表面に由来するバンド、
Ｄ３バンド：アモルファスカーボンに由来するバンド、
Ｄ４バンド：ポリエン、イオン化した不純物由来のバンド。
次に、Ｇバンドのピーク強度ＩＧ、Ｄ２バンドのピーク強度ＩＤ２、及びＤ３バンドのピーク強度ＩＤ３を測定し、アモルファスカーボン比としてＩＤ３／（ＩＧ＋ＩＤ２＋ＩＤ３）を算出した。
【００５０】
［分散性］
遊星回転ボールミルＬＰ―１（株式会社イトウ製作所製）を用い、混練温度２５℃、回転数３００ｒｐｍの条件下、カーボンブラック、Ｎ−メチル−２−ピロリドンの順に入れ、１０分間混練し、カーボンブラック濃度が５質量％のスラリを得た。上質紙（３０ｍｍ×１００ｍｍ）上にポリエチレン（ＰＥ）塗工枠（厚み０．２ｍｍ）を載せ、ガラス棒を用いて前記スラリを塗工したときの分散性を、以下の基準で評価した。
（評価基準）
◎：目視で確認できる突起物（ダマ）がない。
○：目視で確認できる突起物の数が１０個未満。
△：目視で確認できる突起物の数が１０個以上１００個未満。
×：目視で確認できる突起物の数が１００個以上。
【００５１】
［導電性］
遊星回転ボールミルＬＰ―１（株式会社イトウ製作所製）を用い、混練温度２５℃、回転数３００ｒｐｍの条件下、活物質であるＬｉＦｅＰＯ４の１．２ｇ、カーボンブラックの０．１２ｇ、バインダであるポリフッ化ビニリデンの０．１２ｇ、及びＮ−メチル−２−ピロリドンの１．７ｇをこの順に入れ、１０分間混練してスラリを得た。上質紙（３０ｍｍ×１００ｍｍ）上にポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）塗工枠（厚み０．２ｍｍ）を載せ、ガラス棒を用いて前記スラリを塗工した。その後、スラリが塗工された上質紙を、ホットスターラＨＳ−５ＢＨ（アズワン株式会社製）にて８０℃、３０分間の条件で加熱し、Ｎ−メチル−２−ピロリドンを揮発させた。ＳＵＳローラを用いて表面を平坦にさせてから、塗工後の上質紙を２０ｍｍ×２０ｍｍに切断した後、ＳＵＳローラを用いて切り出した断片を平坦にし、ハンドプレスＳＳＰ−１０Ａ（株式会社島津製作所）を用いてプレス（プレス温度２５℃、プレス圧力３７０ＭＰａ、プレス時間１分間）を行った。さらに、バキュームオーブン（Ｉｓｏｔｅｍｐ  Ｖａｃｕｕｍ  Ｏｖｅｎ  Ｍｏｄｅｌ  ２８０Ａ、Ｆｉｓｃｈｅｒ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ製）を用いて、６０℃、６時間の条件で減圧乾燥を行い、モデル正極組成膜とした。該モデル正極組成膜の表面抵抗値を、抵抗率計（ロレスタＧＰ  ＭＣＰ−Ｔ６１０型、株式会社三菱化学アナリテック製）により測定し、以下の基準で評価した。
（評価基準）
◎：表面抵抗値が１０Ω以上１００Ω以下。
○：表面抵抗値が１００Ω超３００Ω以下。
×：表面抵抗値が３００Ω超１０００Ω以下。
【００５２】
［実施例１］
図１に例示した試験用カーボンブラック製造装置１を用いて、カーボンブラックを製造した。反応管１０には、内径１５ｍｍ、長さ４０ｃｍの縦型の石英管を使用し、その中心部に黒鉛電極棒１２，１４を上下に二つ設置した。上部の黒鉛電極棒１２をグラウンド、下部の黒鉛電極棒１４を正とし、それらの距離を２０ｍｍとなるよう設計した。また、反応管１０の外側における黒鉛電極棒１２，１４の間に対応する位置に、電気炉１６，１６を配置し、熱電対によって炉温度を測定できるようにした。反応管１０の下方にはフィルター１８を備えた回収部２０を設けた。
黒鉛電極棒１２，１４間に３０Ｖの電圧を印加した状態で、反応管１０の上方に取り付けられたガス流入口２２から原料ガスであるプロピレンガス（寿産業社製、０．６ｍＬ／分）と、アルゴンガス（寿産業社製、９９．４ｍＬ／分）を供給し、炉温度を１３００℃として２時間反応を行った。反応後、黒鉛電極棒１４の先端部分に付着したカーボンブラックを評価用に回収した。
【００５３】
［比較例１］
比較対象として、市販のアセチレンブラック（製品名「デンカブラック（登録商標）」、電気化学工業株式会社製）を用いた。
【００５４】
［比較例２］
電圧を印加しなかった以外は、実施例１と同様にしてカーボンブラックを得た。
各例の製造条件を表１に示す。
【００５５】
【表１】
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【００５６】
各実施例及び比較例のカーボンブラックの評価結果を表２に示す。なお、表２における「一次粒子径比」は、アグリゲートサイズを平均一次粒子径で除した値であり、アグリゲートにおいて鎖状に連なっている一次粒子の数を概算したものである。
また、実施例１、比較例２で得られたカーボンブラックの透過型電子顕微鏡写真（３，０００倍）を図２及び図３に示す。また、実施例１、比較例１及び比較例２のカーボンブラックのラマン分光スペクトルを図４〜６にそれぞれ示す。
【００５７】
【表２】
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【００５８】
表２に示すように、条件（１）及び（２）を満たす実施例１のカーボンブラックは、優れた導電性を示し、また分散性も良好であった。
一方、条件（１）を満たすものの、条件（２）を満たさない比較例１〜２のカーボンブラックは、実施例１のカーボンブラックに比べて導電性が劣っていた。また、比較例１のカーボンブラックは、分散性も劣っていた。
【図１】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図２】
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【図３】
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