CN102034611A - 电容器 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的之一是提供一种电容器，其可以确保分极性电极层和集电体的充分的结合强度，具有稳定的特性，并提高能量密度。在集电体上形成以60wt％至90wt％，优选为70wt％至80wt％的比率含有碳纳米纤维或碳纳米管的缓冲层之后，在该缓冲层上形成分极性电极层，而在集电体上得到按顺序层叠有缓冲层和分极性电极层的一对电极。然后，通过使上述一对电极以使分极性电极层互相面对的方式在电解液中夹着隔离物相对，来形成电容器。

Description

电容器
技术领域
本发明涉及一种如双电层电容器或锂离子电容器等的复合电容器。
背景技术
由于双电层电容器或锂离子电容器等电容器可以将电介质形成到分子级的薄度，并且可以通过多孔活性碳增加电极的每单位面积的表面积，所以可以得到极大的电容，即几F至几千F。并且，上述电容器充放电快，功率密度超过1kW/kg，因此可以瞬时供应大功率。另外，由于电容器因充放电引起的退化较少，所以可靠性高，并且由于内部电阻低，即为几mΩ左右，所以电荷的损失小，而且不容易发热，安全性高。因此，电容器被实际应用于各种用途例如用于太阳能发电或风力发电的蓄电、汽车的辅助电源、电子设备的备用电源。
电容器具有一对电极夹着隔离物在电解液中相对的结构，该一对电极在铝等的集电体上层叠有包含活性物质的分极性电极层。当在一对电极之间施加电压时，电解液中的阴离子由于电场而被吸引到正极一侧，而阳离子被吸引到负极一侧，其结果是在电极和电解液的界面附近形成具有电容的双电层。
用于电极的分极性电极层主要包含活性物质的活性碳、粘结活性物质的粘结剂、用于提高分极性电极层的导电性的导电助剂。通过将混合上述活性碳、粘结剂以及导电助剂得到的浆料状的混合料涂敷到铝等集电体上并使其干燥，然后进行使用压力机等施加压力的压力处理，可以形成分极性电极层层叠在集电体上的电容器用的电极。像这样，通过涂敷混合料来形成电极的涂敷法与将通过滚压形成的分极性电极层使用粘合剂贴合到集电体上来形成电极的滚压法相比，成品率高，并且制造速度也快，所以可以抑制电容器的制造成本。
在下述专利文献1中记载了使用涂敷型电极的电容器。
[专利文献1]日本专利申请公开2007-080844号公报
在上述涂敷法中进行的压力处理是决定电容器的性能的非常重要的工序之一，即通过形成均匀的厚度的分极性电极层来使电容器特性稳定；或者通过提高活性物质的密度促进活性碳的相互粘结性并降低电极的电阻，而提高电容器的能量密度。但是，若为了确保分极性电极层的均匀性或提高活性物质的密度而过分提高压力处理的压力，则会降低分极性电极层和集电体之间的结合强度，而在进行压处理之后使分极性电极层容易从集电体剥离。
通过提高用于分极性电极层的粘结剂的比率，可以在一定程度上提高分极性电极层和集电体的结合强度。但是，在很多情况下，粘结剂本身是绝缘物。由此，若为了提高结合强度仅增加粘结剂的比率，则会因电极的电阻增加而使电容器的内部电阻增高，因此削弱了在短时间内能够充放电的电容器的优势。
发明内容
鉴于上述问题，本发明的目的之一是提供一种电容器的制造方法，其中可以在压力处理中确保分极性电极层的均匀性，对分极性电极层施加能够充分提高活性物质的密度程度的充分的压力，并防止分极性电极层从集电体剥离。另外，鉴于上述问题，本发明的目的之一是提供一种电容器，其中可以充分确保分极性电极层和集电体的结合强度，具有稳定的特性，并提高能量密度。
在集电体上形成以60wt％至90wt％，优选为70wt％至80wt％的比率含有碳纳米纤维或碳纳米管的缓冲层之后，在该缓冲层上形成分极性电极层，而在集电体上得到按顺序层叠有缓冲层和分极性电极层的电极。然后，通过使两个上述电极以分极性电极层互相面对的方式在电解液中夹着隔离物相对，来形成电容器。
碳纳米纤维包括纤维截面的最长径为10nm至1000nm，长度为几μm至几百μm的纤维状碳的纤维。其截面的形状也可以为圆形、椭圆形、矩形或多角形。碳纳米管包括纤维截面的最长径为1nm至10nm，长度为几十nm至几μm的纤维状碳的纤维。其截面的形状一般为圆形。
具体而言，通过将混合碳纳米纤维或碳纳米管和用作粘结剂的树脂而得到的混合料涂敷在集电体上并使其干燥，可以形成缓冲层。另外，通过将混合活性物质的活性碳和用作粘结剂的树脂而得到的混合料涂敷在上述缓冲层上并使其干燥，然后进行施加压力的压力处理，可以形成分极性电极层。在进行压力处理时，也可以同时进行加热处理。
另外，上述缓冲层和分极性电极层也可以包含用于提高各层的导电性的导电助剂。
另外，电容器既可以是双电层电容器，又可以是一对电极中的任一方构成双电层，另一方是使用氧化还原反应的复合电容器。作为复合电容器，例如包括正极构成双电层，负极构成锂离子二次电池的锂离子电容器。
在本发明的一个方式中，根据上述结构形成可以确保分极性电极层的均匀性，施加能够充分提高活性物质的密度程度的充分的压力，并防止分极性电极层从集电体剥离的电容器。另外，根据本发明的一个方式，可以提供能够充分确保分极性电极层和集电体的结合强度，具有稳定的特性，并提高能量密度的电容器。
附图说明
图1是示出双电层电容器的结构的示意图；
图2A至2C是示出电容器的制造方法的图；
图3是示出锂离子电容器的结构的示意图；
图4A至4C是示出叠层型电容器的结构的图；
图5A和5B是示出硬币型电容器的结构的图。
具体实施方式
以下参照附图详细说明本发明的实施方式。但是，本发明不局限于以下说明，所属技术领域的普通技术人员可以很容易地理解一个事实就是其方式和详细内容在不脱离本发明的宗旨及其范围下可以被变换为各种各样的形式。从而，本发明不应该被解释为仅限于以下所示的实施方式的记载内容。
实施方式1
参照图1说明根据本发明的一个方式的双电层电容器的结构。在图1所示的电容器中，电极101和电极102在电解液103中夹着隔离物104相对。电极101包括：集电体106；接触于集电体106的缓冲层107；接触于缓冲层107的分极性电极层108。缓冲层107设置在集电体106和分极性电极层108之间。同样地，电极102包括：集电体109；接触于集电体109的缓冲层110；接触于缓冲层110的分极性电极层111。缓冲层110设置在集电体109和分极性电极层111之间。另外，分极性电极层108和分极性电极层111彼此面对。
作为集电体106和集电体109优选使用具有导电率高且在电解液103中稳定的金属材料。例如，作为集电体106和集电体109，可以使用：铝、镍、铜、铁、钨、金、铂、钛等金属材料；以这些材料为主要成分的合金材料；不锈钢；导电树脂等。集电体106和集电体109的形状优选是将上述材料展开为较薄并平坦的箔状、薄片状或薄膜状。通过集电体106和集电体109可以将电流取出到电容器的外部。
另外，为了提高集电体106和缓冲层107的结合强度，也可以在集电体106的缓冲层107一侧的表面上通过蚀刻等形成有微小的凹凸。另外，为了提高集电体109和缓冲层110的结合强度，也可以在集电体109的缓冲层110一侧的表面上通过蚀刻等形成有微小的凹凸。
作为分极性电极层108、分极性电极层111使用活性碳等活性物质和用作使活性物质相互粘结的粘结剂的树脂。也可以为了降低分极性电极层108、分极性电极层111的电阻，添加有导电助剂。由于活性碳的每1克的比表面积非常大，即为几百m2至几千m2，所以通过使用活性碳作为分极性电极层108、分极性电极层111的活性物质，可以提高电容器的电容。
作为对分极性电极层108、分极性电极层111添加的导电助剂可以使用能够降低分极性电极层108、分极性电极层111的电阻的材料如乙炔黑、科琴黑、炉黑、槽黑等碳黑、黑铅、碳纳米管、碳纳米纤维。另外，作为导电助剂，也可以使用铝、镍、铜、银等的金属微粒子；金属纤维等。
用作粘结剂的树脂使用能够使活性碳相互粘结的材料。例如，作为粘结剂，可以使用聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)等氟类粘结剂；丁苯橡胶(SBR)、三元乙丙橡胶(EPDM)、丙烯腈-丁二烯橡胶(ABR)、丁腈橡胶(NBR)等弹性体类粘结剂；羧甲基纤维素钠(CMC)；以及作为粘结剂被利用的其他已知的材料。
缓冲层107和缓冲层110是以60wt％至90wt％，优选以70wt％至80wt％的比率含有碳纳米纤维或碳纳米管的层。另外，缓冲层107和缓冲层110除了碳纳米纤维或碳纳米管以外还包括用作粘结剂的树脂。为了降低缓冲层107和缓冲层110的电阻，也可以添加有导电助剂。
碳纳米纤维包括纤维截面的最长径为10nm至1000nm，长度为几μm至几百μm的纤维状碳的纤维。其截面的形状也可以为圆形、椭圆形、矩形或多角形。碳纳米管包括纤维截面的最长径为1nm至10nm，长度为几十nm至几μm的纤维状碳的纤维。其截面的形状一般为圆形。碳纳米管也可以是单层的单壁纳米管(SWNT)或多层的多壁纳米管(MWNT)。
用作粘结剂的树脂使用能够使碳纳米纤维或碳纳米管相互粘结的材料。例如，作为粘结剂，可以使用聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)等氟类粘结剂；丁苯橡胶(SBR)、三元乙丙橡胶(EPDM)、丙烯腈-丁二烯橡胶(ABR)、丁腈橡胶(NBR)等弹性体类粘结剂；羧甲基纤维素钠(CMC)；以及作为粘结剂被利用的其他已知的材料。
在本发明的一个方式中，通过使用具有上述结构的缓冲层107，可以提高集电体106和分极性电极层108的结合强度，从而可以防止分极性电极层108从集电体106剥离。另外，通过使用具有上述结构的缓冲层110，可以提高集电体109和分极性电极层111的结合强度，从而可以防止分极性电极层111从集电体109剥离。
作为对缓冲层107、缓冲层110添加的导电助剂可以使用能够降低缓冲层107、缓冲层110的电阻的材料如乙炔黑、科琴黑、炉黑、槽黑等碳黑、黑铅。另外，作为导电助剂，也可以使用铝、镍、铜、银等的金属微粒子；金属纤维等。
隔离物104防止电极101和电极102的接触，但具有使电解液103中的阳离子和阴离子穿过的离子导电性，使用不容易溶解在电解液103中的材料形成隔离物104。例如，作为隔离物104，可以使用包含聚丙烯、聚乙烯、聚烯烃、维纶、聚酯类、聚酰胺诸如尼龙、芳香族聚酰胺等、聚酰亚胺的合成树脂；包含人造丝、铜氨纤维等再生纤维素纤维的纤维素纤维；馬尼拉麻蕉；牛皮纸；玻璃纤维等。另外，可以使用混抄多个上述材料而得到的织布或无纺布。
电解液103是将电解质溶解在溶剂中的溶液，可以主要分为水溶液类和有机类(非水溶液类)。作为有机类的电解液103的溶剂，例如有碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸丁烯酯(BC)以及碳酸亚乙烯酯(VC)等环状碳酸酯类；碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸甲丙酯(MPC)、甲基异丁基甲醇(MIBC)以及碳酸二丙酯(DPC)等非环状碳酸酯类；环丁砜(SL)、3-甲基环丁砜(MSL)等环丁砜类；乙腈等腈类；甲醇等醇类；甲酸甲酯、醋酸甲酯、丙酸甲酯以及丙酸乙酯等非环状羧酸酯类；γ-丁内酯、γ-戊内酯等环状酯类；二甲氧基乙烷、1，2-二甲氧基乙烷(DME)、1，2-二乙氧基乙烷(DEE)以及乙氧基甲氧基乙烷(EME)等非环状醚类；四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、四氢吡喃等环状醚类；二甲亚砜；1，3-二氧戊环等；磷酸三甲基、磷酸三乙基以及磷酸三辛酯等烷基磷酸酯或其氟化物，混合上述物质中的一种或两种而使用。
另外，作为用于电解质的离子化合物，阴离子一侧可以使用四氟硼酸(BF4)、六氟磷酸(PF6)、高氯酸(ClO4)、双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺((CF3SO2)2N)等。并且，阳离子一侧除了锂以外还可以使用三乙基甲基铵、四甲基铵((CH3)4N)、四乙基铵(C2H5)4N)等铵类；乙基甲基咪唑等脒类。将电解质的浓度设定为0.1mol/l至5mol/l，优选设定为1mol/l至1.5mol/l。
电解质和其溶剂的组合优选是溶剂中的电解质的溶解度高且容易离子化的组合，考虑到上述点而决定上述溶剂和电解质的组合。
另外，也可以对上述溶剂添加高分子聚合物和有机增塑剂，使电解液凝胶化。
另外，作为电解液103也可以使用不使用溶剂的液体的电解质的离子液体。作为离子液体例如可以使用1-乙基-3-甲基咪唑类离子、四氟硼酸离子(BF4 -)、六氟磷酸阴离子(PF6 -)等。
在图1中，设置在电容器的外部的充电器105连接到集电体106和集电体109。充电器105是电流源，通过从充电器105对电极101和电极102之间供应电流，电解液103中的阴离子被吸引到正极的电极101一侧，而阳离子被吸引到负极的电极102一侧。其结果是在电极101和电解液103的界面附近以及在电极102和电解液103的界面附近分别形成具有电容的双电层，因此电荷蓄积在电容器中。
另外，若在充电之后将电极101和电极102连接到负荷，则使蓄积在双电层的电荷放电，因此电流以与用充电器105充电时相反的方向流过。
另外，在本实施方式中说明了仅在集电体的一面形成分极性电极层的电容器的结构，但是本发明不局限于该结构。也可以在集电体的双面形成分极性电极层。在此情况下，在分极性电极层和集电体之间设置缓冲层。
实施方式2
参照图3说明根据本发明的一个方式的锂离子电容器的结构。在图3所示的电容器中，电极301和电极302在电解液303中夹着隔离物304相对。电极301包括：集电体306；接触于集电体306的缓冲层307；接触于缓冲层307的分极性电极层308。缓冲层307设置在集电体306和分极性电极层308之间。同样地，电极302包括：集电体309；接触于集电体309的缓冲层310；接触于缓冲层310的分极性电极层311。缓冲层310设置在集电体309和分极性电极层311之间。另外，分极性电极层308和分极性电极层311彼此面对。
作为集电体306和集电体309，与实施方式1所示的集电体106和集电体109同样地优选使用具有导电率高且在电解液303中稳定的金属材料。例如，作为集电体306和集电体309，可以使用：铝、镍、铜、铁、钨、金、铂、钛等金属材料；以这些材料为主要成分的合金材料；不锈钢；导电树脂等。集电体306和集电体309的形状优选是将上述材料展开为较薄并平坦的箔状、薄片状或薄膜状。通过集电体306和集电体309可以将电流取出到电容器的外部。
另外，为了提高集电体306和缓冲层307的结合强度，也可以在集电体306的缓冲层307一侧的表面上通过蚀刻等形成有微小的凹凸。另外，为了提高集电体309和缓冲层310的结合强度，也可以在集电体309的缓冲层310一侧的表面上通过蚀刻等形成有微小的凹凸。
分极性电极层308、分极性电极层311与实施方式1所示的分极性电极层108、分极性电极层111同样地，使用活性碳等活性物质和用作使活性物质相互粘结的粘结剂的树脂。但是，相当于负极的电极302所具有的分极性电极层311吸收有锂离子。锂离子的吸收可以使用已知的预掺杂处理来进行。预掺杂处理例如可以通过在另行准备的包含锂离子的电解液中，在上述电极302和参比电极之间施加0.1V至几V的电压来进行。或者，通过形成单元组(cell assembly)，其中通过将锂箔压接在分极性电极层311上来实现短路，并使分极性电极层311在该状态下与另行形成的正极的电极301在电解液303中夹着隔离物304相对，而可以同时进行预掺杂处理和单元组的形成。
另外，也可以为了降低分极性电极层308、分极性电极层311的电阻，添加有导电助剂。由于活性碳的每1克的比表面积非常大，即为几百m2至几千m2，所以通过使用活性碳作为分极性电极层308、分极性电极层311的活性物质，可以提高电容器的电容。
作为对分极性电极层308、分极性电极层311添加的导电助剂与实施方式1所示的分极性电极层108、分极性电极层111同样地可以使用能够降低分极性电极层308、分极性电极层311的电阻的材料如乙炔黑、科琴黑、炉黑、槽黑等碳黑、黑铅、碳纳米管、碳纳米纤维。另外，作为导电助剂，也可以使用铝、镍、铜、银等的金属微粒子；金属纤维等。
用作粘结剂的树脂使用能够使活性碳相互粘结的材料。例如，作为粘结剂，可以使用聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)等氟类粘结剂；丁苯橡胶(SBR)、三元乙丙橡胶(EPDM)、丙烯腈-丁二烯橡胶(ABR)、丁腈橡胶(NBR)等弹性体类粘结剂；羧甲基纤维素钠(CMC)；以及作为粘结剂被利用的其他已知的材料。
缓冲层307和缓冲层310是以60wt％至90wt％，优选以70wt％至80wt％的比率含有碳纳米纤维或碳纳米管的层。另外，缓冲层307和缓冲层310除了碳纳米纤维或碳纳米管以外还包括用作粘结剂的树脂。为了降低缓冲层307和缓冲层310的电阻，也可以添加有导电助剂。
碳纳米纤维包括纤维截面的最长径为10nm至1000nm，长度为几μm至几百μm的纤维状碳的纤维。其截面的形状也可以为圆形、椭圆形、矩形或多角形。碳纳米管包括纤维截面的最长径为1nm至10nm，长度为几十nm至几μm的纤维状碳的纤维。其截面的形状一般为圆形。碳纳米管也可以是单层的单壁纳米管(SWNT)或多层的多壁纳米管(MWNT)。
用作粘结剂的树脂使用能够使碳纳米纤维或碳纳米管相互粘结的材料。例如，作为粘结剂，可以使用聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)等氟类粘结剂；丁苯橡胶(SBR)、三元乙丙橡胶(EPDM)、丙烯腈-丁二烯橡胶(ABR)、丁腈橡胶(NBR)等弹性体类粘结剂；羧甲基纤维素钠(CMC)；以及作为粘结剂被利用的其他已知的材料。
在本发明的一个方式中，通过使用具有上述结构的缓冲层307，可以提高集电体306和分极性电极层308的结合强度，从而防止分极性电极层308从集电体306剥离。另外，通过使用具有上述结构的缓冲层310，可以提高集电体309和分极性电极层311的结合强度，从而防止分极性电极层311从集电体309剥离。
作为对缓冲层307、缓冲层310添加的导电助剂可以使用能够降低缓冲层307、缓冲层310的电阻的材料如乙炔黑、科琴黑、炉黑、槽黑等碳黑、黑铅。另外，作为导电助剂，也可以使用铝、镍、铜、银等的金属微粒子；金属纤维等。
隔离物304防止电极301和电极302的接触，但是具有使电解液303中的阳离子和阴离子穿过的离子导电性，使用不容易溶解在电解液303中的材料形成隔离物304。例如，作为隔离物304，可以使用包含聚丙烯、聚乙烯、聚烯烃、维纶、聚酯类、聚酰胺诸如尼龙、芳香族聚酰胺等、聚酰亚胺的合成树脂；包含人造丝、铜氨纤维等再生纤维素纤维的纤维素纤维；馬尼拉麻蕉；牛皮纸；玻璃纤维等。另外，可以使用混抄多个上述材料而得到的织布或无纺布。
电解液303是将电解质溶解在溶剂中的溶液，可以主要分为水溶液类和有机类(非水溶液类)。作为有机类的电解液303的溶剂，例如有碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸丁烯酯(BC)以及碳酸亚乙烯酯(VC)等环状碳酸酯类；碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸甲丙酯(MPC)、甲基异丁基甲醇(MIBC)以及碳酸二丙酯(DPC)等非环状碳酸酯类；环丁砜(SL)、3-甲基环丁砜(MSL)等环丁砜类；乙腈等腈类；甲醇等醇类；甲酸甲酯、醋酸甲酯、丙酸甲酯以及丙酸乙酯等非环状羧酸酯类；γ-丁内酯、γ-戊内酯等环状酯类；二甲氧基乙烷、1，2-二甲氧基乙烷(DME)、1，2-二乙氧基乙烷(DEE)以及乙氧基甲氧基乙烷(EME)等非环状醚类；四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、四氢吡喃等环状醚类；二甲亚砜；1，3-二氧戊环等；磷酸三甲基、磷酸三乙基以及磷酸三辛酯等烷基磷酸酯或其氟化物，混合上述物质中的一种或两种而使用。
另外，用于电解质的离子化合物可以使用锂盐，例如可以组合如下材料的一种或两种以上来使用，氯化锂(LiCl)、氟化锂(LiF)、过氯酸钠(LiClO4)、四氟硼酸锂(LiBF4)、六氟砷酸锂(LiAsF6)、六氟磷酸锂(LiPF6)、双(三氟甲磺酰基)亚胺锂(LiN(CF3SO2)2)等。电解质的浓度设定为0.1mol/l至5mol/l，优选设定为1mol/l至1.5mol/l。
电解质和其溶剂的组合优选是溶剂中的电解质的溶解度高且容易离子化的组合，考虑到上述点而决定上述溶剂和电解质的组合。
另外，也可以对上述溶剂添加高分子聚合物和有机增塑剂，使电解液凝胶化。
在图3中，设置在电容器的外部的充电器305连接到集电体306和集电体309。充电器305是电流源，通过从充电器305对电极301和电极302之间供应电流，电解液303中的阴离子被吸引到正极的电极301一侧，而阳离子被吸引到负极的电极302一侧。其结果是在电极301和电解液303的界面附近以及在电极302和电解液303的界面附近分别形成具有电容的双电层，因此电荷蓄积在电容器中。再者，在锂离子电容器中，由负极的电极302的分极性电极层311中的碳和电解液303中的锂离子的化学反应来进行充电。具体而言，在充电时锂离子和碳的结合受到促进。由于由负极的电极302的分极性电极层311所具有的锂离子使负极的电容增大，所以与双电层电容器相比锂离子电容器的能量密度高。
另外，若在充电之后将电极301和电极302连接到负荷，则使蓄积在双电层的电荷放电，并且电极302中的锂离子和碳的结合分离，因此电流以与由充电器305充电时相反的方向流过。
另外，在本实施方式中说明了仅在集电体的一面形成分极性电极层的电容器的结构，但是本发明不局限于该结构。也可以在集电体的双面形成分极性电极层。在此情况下，在分极性电极层和集电体之间设置缓冲层。
本发明可以与上述实施方式组合而实施。
实施方式3
在本实施方式中说明根据本发明的一个方式的电容器所具有的电极的制造方法。
首先，如图2A所示，在集电体201上形成缓冲层202。
作为集电体201，可以使用在实施方式1中所示的集电体106和集电体109的具体例子的材料。在本实施方式中，作为集电体201使用铝箔。
缓冲层202是如实施方式1所示那样以60wt％至90wt％，优选以70wt％至80wt％的比率含有碳纳米纤维或碳纳米管的层。另外，缓冲层202除了碳纳米纤维或碳纳米管以外还包括用作粘结剂的树脂。
在本实施方式中通过混合气相法碳纤维的昭和电工公司制造的VGCF(注册商标)、用作粘结剂的聚偏氟乙烯(PVDF)、溶剂的N-甲基吡咯烷酮(NMP)来制造浆料状的混合物的混合料，并将它涂敷在集电体201上。VGCF和PVDF的重量比在涂敷到集电体201上之前的浆料状的混合物的状态下分别为71.4wt％，28.6wt％。另外，由碳纳米纤维或碳纳米管以及粘结剂形成的混合物和溶剂的重量比设定为1比4。
另外，优选将用于成为缓冲层202的混合料的溶剂的量调整为可以得到充分的流动性程度的固含量浓度，以便能将混合料均匀地涂敷在集电体201上。另外，优选将通过涂敷混合料得到的膜的溶剂的量调整为其膜厚度在干燥之前的状态下为5μm至20μm。
另外，溶剂不局限于上述材料，也可以使用如下溶剂，即碳纳米纤维或碳纳米管及粘结剂在液体中充分地分散，化学稳定，并具有能够薄片化程度的粘度。例如，除了N-甲基吡咯烷酮(NMP)以外，也可以使用二甲苯、水等。
具体而言，首先将VGCF和PVDF混合15分钟，然后将溶剂的NMP混合15分钟来制造成为缓冲层202的混合料。使用伊藤制作所公司制造的球磨机并通过机械合金化法(MA法)进行混合。具体而言，在惰性气体气氛下在罐磨机中封入φ5mm的球和混合料的材料，使罐磨机以300rpm的转动数转动来进行混合料的制造。
另外，在本实施方式中，在制造成为缓冲层202的混合料时使用了球磨装置，但是本发明不局限于该结构。例如，可以使用辊轧机、砾磨机、砂磨机、其他搅拌机或捏和机制造混合料。
成为缓冲层202的混合料的涂敷可以使用已知的涂敷法如使用金属掩模的印刷法、浸涂法、喷涂法、辊涂法、刮匀涂装法(doctor blademethod)、凹版涂布法、丝网印刷法等。在本实施方式中，使用刮匀涂装法将成为缓冲层202的混合料涂敷到集电体201上。
在将VGCF和PVDF的混合物涂敷在集电体201上之后对其进行干燥来形成膜厚8μm的缓冲层202。具体而言，在本实施方式中，在大气气氛下进行120℃、30分钟的加热处理来进行干燥。
接着，如图2B所示，在将用来形成分极性电极层的混合料涂敷在缓冲层202上之后对其进行干燥来形成分极性电极层203。用来形成分极性电极层的混合料是混合活性物质的活性碳、用作粘结剂的树脂以及溶剂而得到的浆料状的混合物。也可以在上述混合料中添加导电助剂。
在本实施方式中，通过对将活性物质的活性碳、导电助剂的VGCF、粘结剂的PVDF分别以84.1wt％、7wt％、8.9wt％的重量比混合的混合物进一步添加作为溶剂的N-甲基吡咯烷酮(NMP)，来形成混合料。由活性物质、导电助剂以及粘结剂形成的混合物和溶剂的重量比设定为4比1。
另外，活性物质、导电助剂、粘结剂的重量比不局限于本实施方式所示的结构。例如，将活性物质的重量比设定为70wt％以上且90wt％以下，将导电助剂的重量比设定为3wt％以上且10wt％以下，将粘结剂的重量比设定为10wt％以上且20wt％以下，并且该重量比是各构成材料的总合不超过100wt％的重量比。
另外，优选将用于形成分极性电极层的混合料的溶剂的量调整为可以得到充分的流动性程度的固含量浓度，以便能将混合料均匀地涂敷在缓冲层202上。另外，优选将通过涂敷混合料得到的膜的溶剂的量调整为其膜厚度在干燥之前的状态下为50μm至300μm。
另外，溶剂不局限于上述材料，也可以使用如下溶剂，即活性物质、导电助剂及粘结剂在液体中充分地分散，化学稳定，并具有能够薄片化程度的粘度。例如，除了N-甲基吡咯烷酮(NMP)以外，也可以使用二甲苯、水等。
具体而言，首先将活性碳和VGCF混合15分钟，然后进一步添加PVDF并混合15分钟，接着将溶剂的NMP混合15分钟来制造用来形成分极性电极层的混合料。使用伊藤制作所公司制造的球磨机并通过机械合金化法(MA法)进行混合。具体而言，在惰性气体气氛下在罐磨机中封入φ5mm的球和混合料的材料，使罐磨机以300rpm的转动数转动来进行混合料的制造。
另外，为了调节用来形成分极性电极层的混合料的粘度，也可以添加水溶性聚合物等的增稠剂。在此情况下，也可以在混合导电助剂和增稠剂之后混合活性物质，接着混合粘结剂，最后混合溶剂。通过使导电助剂首先与液体的增稠剂混合，该顺序与使导电助剂首先与其粒径与导电助剂不同的活性物质混合的顺序相比，可以在溶剂中更均匀地分散导电助剂。由此，可以抑制导电助剂的量，而得到电阻低的分极性电极层。
另外，在本实施方式中，在制造用来形成分极性电极层的混合料时使用了球磨装置，但是本发明不局限于该结构。例如，在制造混合料时，可以使用辊轧机、砾磨机、砂磨机、其他搅拌机或捏和机。
用来形成分极性电极层的混合料的涂敷可以使用与成为缓冲层202的混合料的涂敷同样的方法。例如，可以使用已知的涂敷法如使用金属掩模的印刷法、浸涂法、喷涂法、辊涂法、刮匀涂装法(doctor blademethod)、凹版涂布法、丝网印刷法等。在本实施方式中，使用刮匀涂装法将用来形成分极性电极层的混合料涂敷在缓冲层202上。
在将用来形成分极性电极层的混合料涂敷在缓冲层202上之后对其进行干燥来形成膜厚158μm的分极性电极层203。具体而言，在本实施方式中，在大气气氛下进行120℃、30分钟的加热处理来进行干燥。
接着，对分极性电极层203进行施加压力的压力处理，以提高活性物质的活性碳的密度，从而如图2C所示那样形成膜厚度均匀性高的分极性电极层204。在施加压力处理时，也可以同时进行加热处理。通过施加压力处理，可以形成厚度均匀的分极性电极层而使电容器的特性稳定，或者通过提高活性物质的密度促进活性碳之间的相互粘结，来降低电极的电阻，而可以提高电容器的能量密度。
在本实施方式中，以使压力处理之后的分极性电极层204的体积成为压力处理之前的分极性电极层203的体积的70％以上且80％以下程度的方式，使用滚动机施加压力，来形成膜厚度为94μm的分极性电极层204。另外，虽然通过压力处理提高分极性电极层中的活性物质的密度，可以获得降低电极的电阻的好处，但是如果活性物质的密度过高，则会使电解液不容易浸润到分极性电极层中，这样就不容易形成双电层，结果是使电容降低。所以，优选将压力处理之后的分极性电极层204的活性物质的密度设定为0.5kg/cm3至0.8kg/cm3左右。
另外，以压力处理之后的缓冲层202中的VGCF的重量比成为60wt％至90wt％，优选成为70wt％至80wt％的方式决定用来形成缓冲层202的混合料的重量比。
通过使用上述步骤，可以形成由缓冲层202提高集电体201和分极性电极层204的结合强度的电极。
接着，作为缓冲层使用乙炔黑(AB)代替VGCF，并检查集电体和分极性电极层的结合强度。具体而言，通过混合AB、粘结剂的PVDF、溶剂的NMP，形成浆料状的混合物的混合料，在铝的集电体上涂敷该混合料并对其进行干燥，从而形成缓冲层。作为AB使用电气化学工业公司制造的商品名为超导电乙炔炭黑(DENKA BLACK)(注册商标)的材料。以AB和PVDF的重量比在浆料状的混合物的状态下为90比10、80比20、70比30的组合来进行实验。另外，由AB和PVDF形成的混合物和溶剂的重量比设定为1比4。然后，根据上述所示的步骤形成分极性电极层，并同样地进行压处理，结果是分极性电极层的密接性低，从而可知即使使用AB作为缓冲层也不能得到充分的结合强度。
另外，同样地，作为缓冲层使用科琴(KB)代替VGCF，并检查集电体和分极性电极层的结合强度。具体而言，通过混合KB、粘结剂的PVDF、溶剂的NMP，形成浆料状的混合物的混合料，在铝的集电体上涂敷该混合料并对其进行干燥，从而形成缓冲层。作为KB使用科琴黑国际公司(Ketjen Black International Co.Ltd)制造的商品名为ECP600D的材料。以KB和PVDF的重量比在浆料状的混合物的状态下为90比10、80比20、70比30的组合来进行实验。另外，由KB和PVDF形成的混合物和溶剂的重量比设定为1比4。然后，根据上述所示的步骤形成分极性电极层，并同样地进行压处理，结果是分极性电极层的密接性低，从而可知即使使用KB作为缓冲层也不能得到充分的结合强度。
通过提高用于分极性电极层或缓冲层的粘结剂的比率，可以在一定程度上提高分极性电极层和集电体的结合强度。但是，在很多情况下，粘结剂本身是绝缘物。由此，若为了提高结合强度仅增加粘结剂的比率，则会因分极性电极层或缓冲层的电阻增加，甚至整个电极的合成电阻增加而使电容器的内部电阻增高，因此削弱了在短时间内能够充放电的电容器的优势，因此这不是优选的。
从而，仅将包含碳的材料用于缓冲层，不能得到本发明的一个方式的效果。由此可知：形成以60wt％至90wt％，优选以70wt％至80wt％的比率包含碳纳米纤维或碳纳米管的缓冲层具有可以确保电容器的集电体和分极性电极层的充分的结合强度的效果。
另外，通过使形成了的一对电极在电解液中夹着隔离物以分极性电极层彼此面对的方式相对，可以形成双电层电容器。
另外，在形成锂离子电容器的情况下，与上述电极的制造方法不同之处在于对成为负极的电极的分极性电极层预掺杂锂离子，但是除这点以外可以参考上述制造方法制造电容器。锂离子电容器由于对负极添加有锂离子，所以与双电层电容器相比可以提高能量密度。
具体而言，以下简单地说明锂离子电容器的负极的制造方法。首先，在本实施方式中作为集电体使用铜箔。用作锂离子电容器的负极的集电体的导电体可以使用在实施方式2中作为集电体306、集电体309所示的具体例子的材料。但是，作为负极的集电体，与使用铝箔的情况相比使用铜箔时可以防止在正极和负极之间产生电位差，并可以防止锂和铝合金化，因此是优选的。通过在铜箔的集电体上根据上述制造方法形成缓冲层、分极性电极层，制造成为负极的电极。接着，对分极性电极层进行用于吸收锂离子的预掺杂处理。预掺杂处理采用已知的方法进行即可。预掺杂处理例如可以在包含锂离子的电解液中在上述电极和参考电极之间施加0.1V至几V的电压来进行。或者，通过形成单元组，其中在通过将锂箔压接在负极的分极性电极层上来实现短路之后，在该状态下使负极与另行形成的正极在电解液中夹着隔离物相对，而可以同时进行预掺杂处理和单元组的形成。
通过使用根据本发明的一个方式的制造方法，在形成电容器时，可以确保分极性电极层的均匀性，施加能够充分提高活性物质的密度程度的充分的压力，并能够防止分极性电极层从集电体剥离。
另外，在本实施方式中说明了仅在集电体的一面形成分极性电极层的电容器的结构，但是本发明不局限于该结构。也可以在集电体的双面形成分极性电极层。在此情况下，在分极性电极层和集电体之间设置缓冲层。
本发明可以与上述实施方式组合而实施。
实施方式4
在本实施方式中，参照图4A至4C说明叠层型的电容器的结构的一个例子。
图4A示出层叠由一对电极和隔离物形成的单元的状态的透视图。电极401是正极，电极402是负极。在电极401中在集电体403上夹着缓冲层形成有分极性电极层404。另外，在电极402中在集电体405上夹着缓冲层形成有分极性电极层406。电极401和电极402以分极性电极层404和分极性电极层406彼此面对的方式相对。
另外，隔离物407设置在所有的电极401和电极402之间，其用于防止电极401与电极402接触。
另外，在图4A中为了示出构成电容器的电极401、电极402、隔离物407的叠层顺序，示出电极401、电极402、隔离物407之间有间隔地配置的状态，但是实际上如图4B所示，电极401、电极402、隔离物407相邻地层叠。通过使电极401之间彼此电连接，并使电极402之间彼此电连接，多个电容器并联连接，而可以得到电容高的叠层型电容器。
另外，如图4B所示，首先层叠电极401、电极402、隔离物407，然后如图4C所示，在容纳电容器的容器408内，与电解液一起封装电极401、电极402、隔离物407。容器408具有与电极401连接的端子409以及与电极402连接的端子410，所以可以从端子409和端子410对电容器供应电流。
另外，在本实施方式中示出多个由电极401、电极402、夹在电极401和电极402之间的隔离物407形成的单一单元并联连接的叠层型电容器的结构，但是本发明不局限于此。也可以采用多个单一单元串联连接的叠层型电容器。
另外，在本实施方式中说明了仅在集电体的一面形成分极性电极层的电容器的结构，但是本发明不局限于该结构。也可以在集电体的双面形成分极性电极层。在此情况下，采用相邻的单元相互共有一对电极的任一方所具有的集电体的结构。
本发明可以与上述实施方式组合而实施。
实施方式5
在本实施方式中，参照图5A和5B说明硬币型电容器的结构的一个例子。
图5A是硬币型电容器的透视图，图5B是相当于沿着图5A的虚线A1-A2的截面图。正极端子501和负极端子502不仅用作从电容器取出电流的端子，由于重叠它们时形成有空隙，所以还被用作容纳电容器的金属容器。具体而言，作为金属容器使用包含不锈钢、铝的合金等。
另外，电极503具有集电体505、集电体505上的缓冲层506、缓冲层506上的分极性电极层507。同样地，电极504具有集电体508、集电体508上的缓冲层509、缓冲层509上的分极性电极层510。电极503和电极504中间夹着隔离物511，并以分极性电极层507和分极性电极层510互相面对的方式相对。
另外，集电体505使用导电树脂等粘合剂与正极端子501连接。另外，集电体508使用导电树脂等粘合剂、焊锡等与负极端子502连接。
为了提高由正极端子501和负极端子502形成的空隙的气密性、阻水性，在正极端子501和负极端子502之间的空隙设置有被称为垫片514的固定用密封材料。作为垫片514，例如使用丁腈橡胶(NBR)、丁苯橡胶(SBR)、丁基橡胶、乙丙橡胶(EPT)、氯化丁基橡胶、聚苯硫醚(PPS)、聚醚醚酮(PEEK)等即可。
由正极端子501、负极端子502、垫片514形成的空隙内充满有电解液513。
本发明可以与上述实施方式组合而实施。
本说明书根据2009年9月30日在日本专利局受理的日本专利申请编号2009-226135而制作，所述申请内容包括在本说明书中。

Claims (31)

1.一种电容器，包括：
一对电极，
其中，每个所述一对电极包括集电体、分极性电极层以及设置在所述集电体和所述分极性电极层之间的缓冲层，
并且，所述一对电极的至少一个的所述缓冲层包括纤维状碳。
2.根据权利要求1所述的电容器，其中所述一对电极的至少一个的所述分极性电极层使用涂敷法形成。
3.根据权利要求1所述的电容器，其中所述纤维状碳是碳纳米纤维。
4.根据权利要求1所述的电容器，其中所述纤维状碳是碳纳米管。
5.根据权利要求4所述的电容器，其中所述碳纳米管是单壁纳米管。
6.根据权利要求1所述的电容器，其中所述一对电极的至少一个的所述缓冲层包含60wt％以上且90wt％以下的碳纳米纤维或碳纳米管。
7.根据权利要求1所述的电容器，其中每个所述一对电极的所述集电体包含金属。
8.根据权利要求1所述的电容器，其中每个所述一对电极的所述集电体为薄片状或薄膜状。
9.根据权利要求1所述的电容器，其中在所述一对电极的至少一个的所述集电体的表面形成微小的凹凸。
10.根据权利要求1所述的电容器，其中所述一对电极的至少一个的所述缓冲层包含导电助剂。
11.根据权利要求1所述的电容器，其中所述一对电极的至少一个的所述分极性电极层包含活性碳。
12.一种电容器，包括：
一对电极；以及
隔离物，
其中，所述一对电极在电解液中夹着隔离物彼此面对，
每个所述一对电极包括集电体、分极性电极层以及设置在所述集电体和所述分极性电极层之间的缓冲层，
每个所述一对电极的所述分极性电极层包含活性碳，
并且，所述一对电极中的至少一个的所述缓冲层包括纤维状碳。
13.根据权利要求12所述的电容器，其中所述一对电极的至少一个的所述分极性电极层使用涂敷法形成。
14.根据权利要求12所述的电容器，其中所述纤维状碳是碳纳米纤维。
15.根据权利要求12所述的电容器，其中所述纤维状碳是碳纳米管。
16.根据权利要求15所述的电容器，其中所述碳纳米管是单壁纳米管。
17.根据权利要求12所述的电容器，其中所述一对电极的至少一个的所述缓冲层包含60wt％以上且90wt％以下的碳纳米纤维或碳纳米管。
18.根据权利要求12所述的电容器，其中每个所述一对电极的所述集电体包含金属。
19.根据权利要求12所述的电容器，其中每个所述一对电极的所述集电体为薄片状或薄膜状。
20.根据权利要求12所述的电容器，其中在所述一对电极的至少一个的所述集电体的表面形成微小的凹凸。
21.根据权利要求12所述的电容器，其中所述一对电极的至少一个的所述缓冲层包含导电助剂。
22.一种电容器，包括：
一对电极；以及
隔离物，
其中，所述一对电极在电解液中夹着隔离物彼此面对，
每个所述一对电极包括集电体、分极性电极层以及设置在所述集电体和所述分极性电极层之间的缓冲层，
每个所述一对电极的所述分极性电极层包含活性碳，
对所述一对电极的一个的所述分极性电极层添加锂离子，
所述电解液作为电解质包含锂盐，
并且，所述一对电极中的至少一个的所述缓冲层包括纤维状碳。
23.根据权利要求22所述的电容器，其中所述一对电极的至少一个的所述分极性电极层使用涂敷法形成。
24.根据权利要求22所述的电容器，其中所述纤维状碳是碳纳米纤维。
25.根据权利要求22所述的电容器，其中所述纤维状碳是碳纳米管。
26.根据权利要求25所述的电容器，其中所述碳纳米管是单壁纳米管。
27.根据权利要求22所述的电容器，其中所述一对电极的至少一个的所述缓冲层包含60wt％以上且90wt％以下的碳纳米纤维或碳纳米管。
28.根据权利要求22所述的电容器，其中每个所述一对电极的所述集电体包含金属。
29.根据权利要求22所述的电容器，其中每个所述一对电极的所述集电体为薄片状或薄膜状。
30.根据权利要求22所述的电容器，其中在所述一对电极的至少一个的所述集电体的表面形成微小的凹凸。
31.根据权利要求22所述的电容器，其中所述一对电极的至少一个的所述缓冲层包含导电助剂。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106941052A (zh) * 2015-09-25 2017-07-11 罗伯特·博世有限公司 混合型超级电容器
CN106952735A (zh) * 2015-11-26 2017-07-14 株式会社捷太格特 蓄电设备以及蓄电设备的制造方法
CN108475589A (zh) * 2016-01-14 2018-08-31 国立大学法人东京大学 蓄电装置用水系电解液以及包含该水系电解液的蓄电装置
CN108962909A (zh) * 2017-05-19 2018-12-07 爱思开海力士有限公司 包括电容器的半导体存储装置
CN110114849A (zh) * 2016-12-30 2019-08-09 巨型电容器私人有限责任公司 一种电化学储能装置
TWI791426B (zh) * 2016-01-22 2023-02-11 雷根斯加州大學 超級電容器裝置，以及其製造方法

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2976118B1 (fr) * 2011-06-01 2014-12-12 Thales Sa Procede de fabrication d'un assemblage collecteur-electrode pour cellule de stockage d'energie electrique, assemblage collecteur-electrode et cellule de stockage d'energie
US20160077074A1 (en) 2011-12-21 2016-03-17 The Regents Of The University Of California Interconnected corrugated carbon-based network
CN104541349A (zh) 2012-03-05 2015-04-22 加州大学评议会 具有由互连波纹状碳基网络制成的电极的电容器
US9966790B2 (en) 2013-08-21 2018-05-08 University Of North Dakota Conformal body capacitors suitable for vehicles
JP6398276B2 (ja) * 2014-04-11 2018-10-03 株式会社ジェイテクト 電動アシスト用電源制御装置
AU2015277264B2 (en) 2014-06-16 2019-08-15 The Regents Of The University Of California Hybrid electrochemical cell
US9660470B2 (en) * 2014-09-08 2017-05-23 Nokia Technologies Oy Flexible, hybrid energy generating and storage power cell
CA2968139C (en) 2014-11-18 2023-01-10 The Regents Of The University Of California Porous interconnected corrugated carbon-based network (iccn) composite
CA3006997A1 (en) 2015-12-22 2017-06-29 The Regents Of The University Of California Cellular graphene films
BR112018069339B1 (pt) 2016-03-23 2023-12-05 The Regents Of The University Of California Sistema eletroquímico, e, método para fabricar um sistema eletroquímico
EA201990587A1 (ru) 2016-08-31 2019-07-31 Дзе Риджентс Оф Дзе Юнивёрсити Оф Калифорния Устройства, содержащие материалы на основе углерода, и их производство

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6094338A (en) * 1997-07-09 2000-07-25 Mitsubishi Chemical Corporation Electric double-layer capacitor
CN1430299A (zh) * 2001-12-20 2003-07-16 松下电器产业株式会社 电极用芯材及其制造方法以及电池
US20060098389A1 (en) * 2002-07-01 2006-05-11 Tao Liu Supercapacitor having electrode material comprising single-wall carbon nanotubes and process for making the same
CN1866432A (zh) * 2005-05-17 2006-11-22 Tdk株式会社 电化学电容器电极的制造方法
CN101283420A (zh) * 2005-10-11 2008-10-08 昭和电工株式会社 双电层电容器用集电体、双电层电容器用电极、以及双电层电容器及其制造方法

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6493210B2 (en) * 1998-01-23 2002-12-10 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Electrode metal material, capacitor and battery formed of the material and method of producing the material and the capacitor and battery
JP2000124081A (ja) * 1998-10-14 2000-04-28 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電気二重層キャパシタ
US6631074B2 (en) * 2000-05-12 2003-10-07 Maxwell Technologies, Inc. Electrochemical double layer capacitor having carbon powder electrodes
US6627252B1 (en) * 2000-05-12 2003-09-30 Maxwell Electronic Components, Inc. Electrochemical double layer capacitor having carbon powder electrodes
JP3520921B2 (ja) * 2001-03-27 2004-04-19 日本電気株式会社 二次電池用負極およびそれを用いた二次電池
JP3733404B2 (ja) * 2001-05-22 2006-01-11 富士重工業株式会社 リチウム二次電池用正極およびリチウム二次電池
JP2003045415A (ja) * 2001-07-31 2003-02-14 Nec Corp 二次電池用負極
JP4701579B2 (ja) * 2002-01-23 2011-06-15 日本電気株式会社 二次電池用負極
JP4400019B2 (ja) * 2002-04-10 2010-01-20 日本電気株式会社 非水電解液電池及びその生成方法
JP2004027134A (ja) * 2002-06-28 2004-01-29 Kinseki Ltd 導電性接着剤
JP4338948B2 (ja) * 2002-08-01 2009-10-07 株式会社半導体エネルギー研究所 カーボンナノチューブ半導体素子の作製方法
JP2005019762A (ja) * 2003-06-27 2005-01-20 Asahi Kasei Electronics Co Ltd 非水系リチウム型蓄電素子
US7201627B2 (en) * 2003-07-31 2007-04-10 Semiconductor Energy Laboratory, Co., Ltd. Method for manufacturing ultrafine carbon fiber and field emission element
JP2007080844A (ja) * 2003-12-25 2007-03-29 Tdk Corp 電気二重層キャパシタ
JP2005196971A (ja) * 2003-12-26 2005-07-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd リチウム二次電池用負極とその製造方法ならびにリチウム二次電池
JP2005191425A (ja) * 2003-12-26 2005-07-14 Tdk Corp キャパシタ用電極の製造方法
JP4803715B2 (ja) * 2004-10-15 2011-10-26 昭和電工株式会社 導電性ペースト、その製造方法及び用途
JP4738217B2 (ja) * 2005-03-28 2011-08-03 三洋電機株式会社 電気二重層キャパシタ及びその製造方法
CN101341560B (zh) * 2006-04-25 2012-05-09 昭和电工株式会社 双电层电容器
JP2007335443A (ja) * 2006-06-12 2007-12-27 Mitsubishi Electric Corp 電気二重層キャパシタ塗布型電極用スラリー、電気二重層キャパシタ用シート及び電気二重層キャパシタ
JP2008010681A (ja) * 2006-06-29 2008-01-17 Equos Research Co Ltd 蓄電デバイス用電極及びその製造方法
JP2008207404A (ja) * 2007-02-23 2008-09-11 Mitsubishi Plastics Ind Ltd 導電性フィルムおよび前記フィルムを有する複合フィルム
US7710709B2 (en) * 2007-03-30 2010-05-04 Intel Corporation Carbon nanotube coated capacitor electrodes
JP5458505B2 (ja) * 2007-03-30 2014-04-02 日本ケミコン株式会社 電気二重層キャパシタ用電極及びその製造方法
WO2008124167A1 (en) * 2007-04-10 2008-10-16 The Regents Of The University Of California Charge storage devices containing carbon nanotube films as electrodes and charge collectors
JP2009130329A (ja) * 2007-11-28 2009-06-11 Elna Co Ltd 電気化学デバイス用電極およびその製造方法，電気化学デバイスとしての電気二重層キャパシタ
JP5266844B2 (ja) * 2008-03-31 2013-08-21 日本ケミコン株式会社 電気二重層キャパシタ用電極及びその製造方法
US8927156B2 (en) * 2009-02-19 2015-01-06 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Power storage device
US8687346B2 (en) * 2010-05-27 2014-04-01 Corning Incorporated Multi-layered electrode for ultracapacitors

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6094338A (en) * 1997-07-09 2000-07-25 Mitsubishi Chemical Corporation Electric double-layer capacitor
CN1430299A (zh) * 2001-12-20 2003-07-16 松下电器产业株式会社 电极用芯材及其制造方法以及电池
US20060098389A1 (en) * 2002-07-01 2006-05-11 Tao Liu Supercapacitor having electrode material comprising single-wall carbon nanotubes and process for making the same
CN1866432A (zh) * 2005-05-17 2006-11-22 Tdk株式会社 电化学电容器电极的制造方法
CN101283420A (zh) * 2005-10-11 2008-10-08 昭和电工株式会社 双电层电容器用集电体、双电层电容器用电极、以及双电层电容器及其制造方法

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106941052A (zh) * 2015-09-25 2017-07-11 罗伯特·博世有限公司 混合型超级电容器
CN106952735A (zh) * 2015-11-26 2017-07-14 株式会社捷太格特 蓄电设备以及蓄电设备的制造方法
CN113871208A (zh) * 2015-11-26 2021-12-31 株式会社捷太格特 蓄电设备以及蓄电设备的制造方法
CN108475589A (zh) * 2016-01-14 2018-08-31 国立大学法人东京大学 蓄电装置用水系电解液以及包含该水系电解液的蓄电装置
US10658706B2 (en) 2016-01-14 2020-05-19 The University Of Tokyo Aqueous electrolytic solution for power storage device and power storage device including said aqueous electrolytic solution
TWI791426B (zh) * 2016-01-22 2023-02-11 雷根斯加州大學 超級電容器裝置，以及其製造方法
CN110114849A (zh) * 2016-12-30 2019-08-09 巨型电容器私人有限责任公司 一种电化学储能装置
CN108962909A (zh) * 2017-05-19 2018-12-07 爱思开海力士有限公司 包括电容器的半导体存储装置

Also Published As

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KR20110035906A (ko) 2011-04-06
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