(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111531951.8 (22)申请日 2021.12.15 (71)申请人 焦作市和兴化学工业有限公司 地址 454150 河南省焦作市西部产业 集聚 区经三路北段西侧 (72)发明人 朱立才　刘新生　索荣　贾水利　 焦菊兰　崔凤轩　杨宁宁　刘轶　 索开心　孙亚丽　肖坤　郭小芳　 吴岳　 (74)专利代理 机构 广州正明知识产权代理事务 所(普通合伙) 44572 代理人 成姗 (51)Int.Cl. C09C 1/54(2006.01) H01M 4/62(2006.01)H01M 10/0525(2010.01) (54)发明名称 一种高结构乙炔炭黑的制备方法 (57)摘要 本发明属于炭黑制备技术领域， 公开了一种 高结构乙炔炭黑的制备方法， 是将乙炔气与非反 应化合物气体混合形成混合气体， 利用裂解法， 将混合气体通入裂解炉进行裂解反应即得高结 构乙炔炭黑； 所述非反应化合物气体不参与裂解 反应。 在乙炔裂解的过程中， 通入非反应化合物 气体， 可以稀释裂解炉内的炭烟浓度， 避免在热 裂解的过程中炭黑原生粒子发生饱和碰撞； 从而 能够保证生成具有放大支链和较多空隙结构的 聚集体的炭黑颗粒， 以提高乙炔炭黑的结构； 本 发明从传统的乙炔炭黑生产实际出 发， 通过调控 乙炔炭黑的实际生产过程， 以得到高结构乙炔炭 黑的制备方法， 本发明的方法原料来源广泛， 操 作简便， 符合 生产实际， 适 合大规模推广应用。 权利要求书1页 说明书4页 附图1页 CN 114316634 A 2022.04.12 CN 114316634 A 1.一种高结构乙炔炭黑的制备方法， 其特征在于， 将乙炔气与非反应化合物气体混合 形成混合气 体， 利用裂解法， 将混合气 体通入裂解炉进 行裂解反应即得高结构乙炔炭黑； 所 述非反应化 合物气体不 参与裂解反应。 2.根据权利要求1所述的高结构乙炔炭黑的制备方法， 其特征在于， 所述非反应化合物 气体为氮气。 3.根据权利要求2所述的高结构乙炔炭黑的制备方法， 其特征在于， 所述非反应化合物 气体的体积是乙炔气体积的10～3 0％。 4.根据权利要求3所述的高结构乙炔炭黑的制备方法， 其特征在于， 反应过程中， 控制 反应温度为在16 00～2000℃。 5.根据权利要求4所述的高结构乙炔炭黑的制备方法， 其特征在于， 混合气体通入裂解 炉的速率 为90～220Kg/h。 6.一种电池， 其特 征在于， 包括权利要求1至 5任一项所述方法得到的乙炔炭黑。 7.权利要求1至 5任一项所述方法得到的乙炔炭黑在提升电池导电性能中的应用。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114316634 A 2一种高结构乙炔炭黑的制备方 法 技术领域 [0001]本发明涉及炭黑制备技 术领域， 更 具体地， 涉及一种高结构乙炔炭黑的制备 方法。 背景技术 [0002]乙炔炭黑是以乙炔气为原料在隔绝空气的条件下进行连续(单一的热分解)热裂 解生成的炭黑， 普通炭黑是由固、 液、 气态的烃类在缺氧条件 下发生不完全燃烧或热解而得 到的产物， 它主要是由元素碳组成， 含量高达95％～99％， 其形状是近乎球形的胶体粒子。 胶体粒子在高温下绝大部分都熔 结成了支 链结构的聚集体， 而不是独立存在的球形颗粒。 [0003]炭黑生产过程中， 原生粒子会熔融而成较大的三度空间和链枝结构聚集体， 称为 炭黑一次结构或永久结构； 聚集体支链越发达， 内部空隙越大， 炭黑一次结构就越高， 这种 具备发达支链和空隙结构的聚集体通过范德华力等物理作用再进一步团聚成附聚体以及 炭黑颗粒， 换句话说， 炭黑颗粒中聚集体具备发达支链和空隙结构越多， 那么得到的炭黑颗 粒的结构越高， 我们一般称之为高结构炭黑。 [0004]高结构炭黑在锂离子电池电极中通过其发达链枝结构的互相架桥连接形成导电 网络， 炭黑的结构越高， 形成导电网络的能力越强， 渗流阈值越低。 因此， 在锂离子电池中， 高结构导电炭黑能够 减少电极中导电剂的使用量， 提高电池能量密度。 同时， 在 锂离子电池 中， 高结构炭黑的发达空隙结构可有效地储存和保持电解液， 减小充放电过程中锂离子的 传输路径， 提升锂离 子电池的电化学性能。 [0005]高结构炭黑的制 备主要有两类， 一类是炉法制 备： 利用矿物原料油在反应炉 内不 完全燃烧得到， 包括燃烧步骤和生成步骤。 中国专利CN106543776B中公开了通过在燃烧步 骤中原料油不完全燃烧的同时引入电磁 或等离子体方式进 行加热， 在所述生成步骤中添加 芳烃类溶液制备高结构炉法炭黑。 该方法制备高结构炭黑是采用原料油不完全燃烧得到， 其表面含有大量活性基团， 且矿物原料油难以彻底纯化， 导致相应的炭黑产品杂质含量较 高， 不能满足锂离子电池对导电炭黑的高化学惰性和高纯度要求。 另一类是乙炔法制备： 由 碳化钙法或者石脑油(粗汽油)热解时副产气分解精制得到的纯度在99％以上的乙炔， 在隔 绝空气条件下高纯乙炔经连续无氧热解后得到的炭黑， 反应炉内部裂解温度在1800℃左 右， 乙炔法制备 的导电炭黑能满足锂离子电池导电剂的高化学惰性和高纯度要求， 但在此 反应过程中由于裂解炉内乙炔气运动速度缓慢、 炭黑原生粒子饱和碰撞， 使得制备得到的 乙炔炭黑的聚集体结构与内部空隙不足， 难以满足锂离 子电池对炭黑高结构的要求。 发明内容 [0006]本发明为了克服现有技术中制备高结构炭黑的方法制备过程存在的缺陷， 提供了 一种高结构乙炔炭黑的制备 方法。 [0007]本发明的目的通过以下技 术方案实现： [0008]一种高结构乙炔炭黑的制备方法， 将乙炔气与非反应化合物气体混合形成混合气 体， 利用裂解法， 将混合气 体通入裂解炉进 行裂解反应即得高结构乙炔炭黑； 所述 非反应化说　明　书 1/4 页 3 CN 114316634 A 3