DE102004013634A1 - Composition useful for forming a coating useful in electrical double layer capacitors to form electronic apparatus and power supplies comprises a mixture of a conductive polymer in colloidal form and carbon - Google Patents

Composition useful for forming a coating useful in electrical double layer capacitors to form electronic apparatus and power supplies comprises a mixture of a conductive polymer in colloidal form and carbon Download PDF

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Abstract

A composition comprises a mixture (preferably at least two) of a conductive polymer in colloidal form and carbon. Independent claims are included for the following: (a) manufacture of the composition involving dispersing the conductive polymer and carbon, and optionally additives in a liquid dispersion medium and optionally drying the liquid dispersion after application on a substrate; and (b) an electrical or electronic article comprising the composition or a composite material containing the composition.

Description

Leitfähige Materialien sind bekannt und werden in vielen verschiedenen Formen und Anwendungen verwendet. Leitfähige Materialien auf Kohlenstoffbasis sind in verschiedenenartiger physikalischer und chemischer Morphologie, Form und Zusammensetzung erhältlich. Reiner oder vorwiegend reiner Kohlenstoff ist in Form von Ruß (der auch vorwiegend auf Sauerstoff basierende Verunreinigungen enthält), Graphit (rein), Kohlenstoffnanoröhren und Fullerenen und anderen erhältlich. Organische Verbindungen auf Kohlenstoffbasis sind in Form von (intrinsisch) leitfähigen Polymeren erhältlich, die einige erste Anwendungen gefunden haben. Diese vielen verschiedenen Arten von leitfähigen Materialien auf Kohlenstoffbasis haben zumindest eine Eigenschaft gemeinsam, die Leitfähigkeit, und andere Eigenschaften können bei dem einen oder dem anderen Vertreter dieser Gruppe von Materialien ausschließlich vorliegen oder können weit variieren, wie die Teilchengröße (Graphit im Bereich von einigen bis einigen 10 μm, Fullerene im Bereich von Angströms), spezifische Oberfläche (Ruß und Kohlenstoffnanoröhren mit höheren Werten von bis zu etwa 1000 m2/g, Graphit mit niedrigen Werten von lediglich im Bereich von wenigen m2/g) oder Redox-Chemie (Polyanilin, einer der Vertreter von leitfähigen Polymeren, welches eine reichhaltige Redox-Chemie aufweist, PEDT oder PEDOT (Polyethylendioxythiophen), die eine mäßige oder reichhaltige Redox-Chemie aufweisen und andererseits Graphit oder Ruß (keine reversible Redox-Chemie).Conductive materials are known and used in many different forms and applications. Carbon based conductive materials are available in a variety of physical and chemical morphology, shape and composition. Pure or predominantly pure carbon is available in the form of carbon black (which also contains predominantly oxygen-based impurities), graphite (pure), carbon nanotubes and fullerenes and others. Carbon-based organic compounds are available in the form of (intrinsically) conductive polymers that have found some initial applications. These many different types of carbon-based conductive materials have at least one property in common, conductivity, and other properties may be unique to one or the other of this group of materials, or may vary widely, such as particle size (graphite in the range of a few to several some 10 μm, fullerenes in the range of angstroms), specific surface area (carbon black and carbon nanotubes with higher values of up to about 1000 m 2 / g, graphite with low values of only a few m 2 / g) or redox chemistry ( Polyaniline, one of the representatives of conductive polymers, which has a rich redox chemistry, PEDT or PEDOT (Polyethylendioxythiophen), which have a moderate or rich redox chemistry and on the other hand, graphite or carbon black (no reversible redox chemistry).

Daher ist es manchmal von Interesse, Materialien mit weit variierenden Eigenschaften zu kombinieren, um eine Kombination von Eigenschaften bereitzustellen, die sonst nicht erreichbar wäre.Therefore It is sometimes of interest to materials with widely varying Combining properties to a combination of properties to provide that would otherwise be unreachable.

Die Kombination von leitfähigen Polymeren wie Polyanilin, Polyethylendioxythiophen, Polypyrrolen oder ihren Derivaten mit Kohlenstoff-haltigen Materialien (Ruß, Graphit, Kohlenstoffnanoröhren und Fullerenen) ist bisweilen versucht worden. Während einfache Mischungen der genannten Materialien keinen signifikanten oder reproduzierbaren Vorteil bieten und daher keine kommerzielle oder technologische Anziehungskraft erlangen, sind chemische Verfahren zur Kombination von beispielsweise leitfähigen Polymeren und Ruß oder leitfähigen Polymeren und Kohlenstoffnanoröhren umfangreich untersucht worden. Beispielsweise hat die Firma Eeonyx Ruß, auf dessen Oberfläche Polyanilin polymerisiert wurde, als Entwicklungsprodukt auf dem Markt angeboten („Eeonomer"), vgl. G. Du, A. Epstein, K. Reimer, Präsentation auf dem Treffen der American Physical Society im März 1996, Sitzung M23, Präsentation M23.09; der Laborchemikalienlieferant Aldrich hat eine solche chemisch hergestellte Mischung in seinem Katalog beworben. Jedoch bot ein solches Produkt offensichtlich keine interessanten Vorteile.The Combination of conductive Polymers such as polyaniline, polyethylenedioxythiophene, polypyrroles or their derivatives with carbon-containing Materials (soot, Graphite, carbon nanotubes and fullerenes) has sometimes been tried. While simple mixtures of mentioned materials are not significant or reproducible Offer advantage and therefore no commercial or technological Gaining attraction are chemical methods of combination from, for example, conductive Polymers and carbon black or conductive Polymers and carbon nanotubes been extensively studied. For example, the company Eeonyx Soot, up its surface Polyaniline was polymerized as a development product in the market offered ("Eeonomer"), see G. Du, A. Epstein, K. Reimer, presentation at the meeting of the American Physical Society in March 1996, Session M23, presentation M23.09; the laboratory chemicals supplier Aldrich has such a chemical produced mixture advertised in his catalog. However, one offered such product obviously no interesting advantages.

Eines der Gebiete, in dem Ruß/Polyanilin-Mischungen einen interessanten technologischen Vorteil bieten könnten, könnte das Gebiet der sogenannten „Superkondensatoren" sein, die oftmals auch „Doppelschicht " oder „Redox-Kondensatoren" genannt werden. Dieses Gebiet bringt die höchste Anzahl von Veröffentlichungen hervor, in denen Kohlenstoff und leitfähige Polymere gemischt oder in Form einer Mischung bereitgestellt worden sind.One the areas where soot / polyaniline blends could offer an interesting technological advantage, that could Be the area of the so-called "supercapacitors", often also called "double layer" or "redox capacitors". This area brings the highest Number of publications in which carbon and conductive polymers are mixed or have been provided in the form of a mixture.

Zu diesem Zweck sind hauptsächlich zwei Mischverfahrensweisen verwendet worden:

  • – einfaches Mischen von Pulvern von Ruß und Polyanilin durch einerseits Kugelmahlen (US-Patentanmeldung 2002/0114128) oder auf andere Weise (keine Beschreibung angegeben, Journal of Power Sources 11, 2003, 185–190, und Journal of the Electrochemical Society, 148, 10, 2001, A1130-A1134), wobei Polyanilin oder ein Polythiophenderivat mit Rußpulvern gemischt wurden.
  • – Chemische oder elektrochemische Polymerisation von verschiedenen leitfähigen Polymeren auf der Rußoberfläche.
For this purpose, mainly two mixing procedures have been used:
  • Simple mixing of powders of carbon black and polyaniline by one hand ball milling (US patent application 2002/0114128) or otherwise (no description given, Journal of Power Sources 11, 2003, 185-190, and Journal of the Electrochemical Society, 148, 10, 2001, A1130-A1134), wherein polyaniline or a polythiophene derivative was mixed with carbon black powders.
  • - Chemical or electrochemical polymerization of various conductive polymers on the carbon black surface.

Das letzte Verfahren ist in der Patent- und wissenschaftlichen Literatur umfangreich untersucht worden. Die Europäische Patentanmeldung EP 1 329 918 berichtet über einen Verbundwerkstoff für eine negative Elektrode aus Kohlenstoff und Polyanilin oder Polypyrrol, bei welchem das leitfähige Polymer elektrochemisch polymerisiert wurde. Die positive Elektrode wurde aus Blei hergestellt. Es wurde gefunden, dass der Anteil an leitfähigem Polymer bei 10 bis 15 Gew.-% optimal ist. Der Kondensator, der unter Verwendung dieser Masse gebildet wurde, wurde durch eine Elektrodenkombination hergestellt, die eine positive nicht-polarisierbare und eine negative polarisierbare Elektrode einschließt, wobei die positive nicht-polarisierbare Elektrode aus Blei hergestellt wurde. Die US-Patentanmeldung 2002/0089807 berichtet über ein intrinsisch leitfähiges Polymer, das direkt auf hochporösem Rußmaterial durch chemische oder elektrochemische Mittel polymerisiert wird. Durch elektrochemische Polymerisation wurde Polyanilin auf einem Kohlenstoffaerogel polymerisiert, das aus Polyacrylnitril hergestellt wird (Journal of Applied Eletrochemistry 33, 465–473, 2003), was mit der elektrochemischen Polymerisation von Pani auf poröser Aktivkohle (Journal of Power Sources 117, 273–282, 2003 und lit. 10, Carbon 41, 2865–2871, 2003) vergleichbar ist. Im Tagungsbericht der ANTEC '98, Band 2, 1197 ff., 1998 berichten die Autoren über die Polymerisation von Polyethylendioxythiophen auf Kohlenstoffschichten mit hoher Oberfläche auf einem Platinkollektor. In derselben Veröffentlichung wurde berichtet, dass Polyanilin aus Hexafluor-Isopropanol-Lösungen auf dieselbe Art von Kohlenstoffschichten gegossen wurde.The last method has been extensively studied in the patent and scientific literature. The European patent application EP 1 329 918 reports a composite material for a negative electrode made of carbon and polyaniline or polypyrrole, in which the conductive polymer has been electrochemically polymerized. The positive electrode was made of lead. It has been found that the proportion of conductive polymer at 10 to 15 wt .-% is optimal. The capacitor formed using this composition was made by an electrode combination including a positive non-polarizable and a negative-polarizable electrode, whereby the positive non-polarizable electrode was made of lead. US Patent Application 2002/0089807 reports an intrinsically conductive polymer which is polymerized directly onto highly porous carbon black material by chemical or electrochemical means. By electrochemical polymerization, polyaniline was polymerized on a carbon airgel made from polyacrylonitrile (Journal of Applied Eletrochemistry 33, 465-473, 2003), which is consistent with the electrochemical polymerization of pani on porous activated carbon (Journal of Power Sources 117, 273-282, p. 2003 and 10, Carbon 41, 2865-2871, 2003). In the conference report of ANTEC '98, Volume 2, 1197 ff., 1998 The authors report the polymerization of polyethylenedioxythiophene on high surface area carbon layers on a platinum collector. In the same publication, it was reported that polyaniline was cast from hexafluoro-isopropanol solutions onto the same type of carbon layers.

In Electrochimica Acta, Band 41, Nr. 1, 21–26, 1996, wurde über verschiedene Redox-Superkondensatoren in symmetrischer oder unsymmetrischer Elektrodenanordnungsform berichtet, bei denen verschiedene leitfähige Polymere wie Polypyrrol- oder Polythiophenderivate verwendet und auf dem Substrat in einer vergleichbaren Verfahrensweise, wie in US-Patent 5,527,640, 1996, verwendet, polymerisiert worden sind, wobei Polythiophenderivate auf Kohlenstoffsubstraten durch elektrochemische Mittel polymerisiert wurden.In Electrochimica Acta, Vol. 41, No. 1, 21-26, 1996, has been published on various Redox supercapacitors in symmetrical or asymmetrical electrode arrangement form reported in which various conductive polymers such as polypyrrole or polythiophene derivatives and used on the substrate in one comparable procedure, as in US Patent 5,527,640, 1996, used, polymerized, wherein polythiophene derivatives polymerized on carbon substrates by electrochemical means were.

[Detaillierte Beschreibung der Erfindung][Detailed description the invention]

[Technisches Gebiet, das die Erfindung betrifft][Technical field, the the invention concerns]

Die vorliegende Erfindung betrifft leitfähige Materialien, die aus (intrinsisch) leitfähigen Polymeren und Materialien auf Kohlenstoffbasis zusammengesetzt sind, Verfahren zu ihrer Herstellung und Verwendung für Hochkapazitätskondensatoren mit elektrischer Doppelschicht zur Verwendung in verschiedenen elektronischen Geräten, Energieanlagen und dergleichen.The The present invention relates to conductive materials consisting of (intrinsically) conductive Polymers and carbon-based materials, Process for their preparation and use for high capacity capacitors with electric double layer for use in various electronic Devices, Energy plants and the like.

[Stand der Technik][State of the art]

Wie oben erläutert sind Ruß/leitfähiges Polymer-Mischungen oft zur Verwendung in sogenannten „Superkondensatoren" verwendet worden. Diese Kondensatoren werden auch oft als „Doppelschichtkondensatoren", „elektrochemische" oder „elektrische Doppelschichtkondensatoren" oder „Redox-Kondensatoren" sowie mitunter als „Pseudokapazität-Kondensatoren" bezeichnet.As explained above are carbon black / conductive polymer blends often used for use in so-called "supercapacitors". These capacitors are also often called "double layer capacitors", "electrochemical" or "electrical Double Layer Capacitors "or" Redox Capacitors "and sometimes referred to as" Pseudo Capacitors ".

Herkömmlicherweise ist ein Doppelschichtkondensator eine Energievorrichtung, bei der zwei Elektroden – von denen mindestens eine durch Beschichtung einer Kollektorplatte mit einem porösen Kohlenstoffhaltigen Material mit einer hohen spezifischen Oberfläche zwischen und oberhalb von etwa 100 und 1000 m2/g zu einer Kollektorplatte erhalten wird – einander gegenüberliegend mit einem dazwischen angeordneten Separator angeordnet sind, eine Spannung an die Elektroden in Gegenwart einer Elektrolytlösung angelegt wird, um eine elektrische Doppelschicht auf mindestens einer der Elektroden zu erzeugen, und daraus Energie entnommen werden kann. Die Struktur einer Art von Doppelschichtkondensator, der das poröse Kohlenstoff-haltige Material als Elektrodenmaterial verwendet, wird, wie in der Patentschrift und den Zeichnungen von US-Patent Nr. 5 150 283 offenbart, als der Typ klassifiziert, bei dem ein Paar von elektrischen Doppelschichtelektroden (wobei jede eine polarisierbare Elektrode umfasst, die mit einer Kollektorplatte verbunden ist) aufgewickelt wird und in einem Behälter enthalten ist, und als der Knopf-Typ, bei dem ein Paar von elektrischen Doppelschichtelektroden laminiert wird.Conventionally, a double-layer capacitor is an energy device in which two electrodes - at least one of which is obtained by coating a collector plate with a porous carbonaceous material having a high surface area between and above about 100 and 1000 m 2 / g to a collector plate - face each other With a separator disposed therebetween, a voltage is applied to the electrodes in the presence of an electrolyte solution to create an electric double layer on at least one of the electrodes, and from which energy can be taken. The structure of a type of double-layer capacitor using the porous carbonaceous material as the electrode material is classified as disclosed in the specification and drawings of US Pat. No. 5,150,283 as the type in which a pair of electric double layer electrodes (each comprising a polarizable electrode connected to a collector plate) wound up and contained in a container and the button type in which a pair of electric double layer electrodes are laminated.

Die gewickelte Ausführung hat eine Anordnung, bei der ein Bleidraht zur Abführung von Energie nach außen an einer Kollektorplatte befestigt ist, die beispielsweise aus einer geätzten Aluminiumfolie mit einer Dicke von 20 bis 50 μm zusammengesetzt ist, wobei die Aluminiumfolie mit einer Paste beschichtet ist, die aus einem Mischpulver zusammengesetzt ist, das durch Zusammenmischen von Aktivkohlepulver mit einem gewünschten Bindemittel und einem gewünschten leitfähigen Mittel zur Bildung einer leitfähigen Schicht hergestellt wird, eine polarisierbare Elektrode, die aus einer vorwiegend aus Aktivkohle bestehenden Aktivkohleschicht zusammengesetzt ist, auf der leitfähigen Schicht gebildet wird, um eine elektrische Doppelschichtelektrode zu erhalten, und ein Paar dieser elektrischen Doppelschichtelektroden mit einem dazwischen angeordneten Separator einander gegenüberliegend angeordnet und aufgewickelt wird.The wound version has an arrangement in which a lead wire for the discharge of Energy to the outside is attached to a collector plate, for example, from a etched Aluminum foil is composed with a thickness of 20 to 50 microns, wherein the aluminum foil is coated with a paste that consists of a Mixed powder is composed by mixing together activated carbon powder with a desired one Binder and a desired conductive Means of forming a conductive Layer is made, a polarizable electrode made of a predominantly composed of activated carbon activated carbon layer composed is on the conductive Layer is formed to an electric double-layer electrode and a pair of these electric double layer electrodes with a separator disposed therebetween opposite each other arranged and wound up.

Außerdem werden die elektrischen Doppelschichtelektroden durch ein Verfahren zusammengebaut, bei dem die polarisierbare, aus den Aktivkohleschichten zusammengesetzte Elektrode und der Separator ausreichend mit einer Elektrolytlösung imprägniert werden, die darin unter Vakuum gelösten Elektrolyten enthält, die Elektroden und der Separator in ein aus Aluminium oder dergleichen hergestelltes Gehäuse eingeführt werden und ein Öffnungsabschnitt des Aluminiumgehäuses unter Verwendung einer Dichtung verschlossen wird. Im Allgemeinen ist diese Baugruppe zylinderartig.In addition, will the electric double layer electrodes assembled by a method in the polarizable compound composed of activated carbon layers Sufficiently impregnated electrode and separator with an electrolyte solution, the dissolved in vacuum Contains electrolytes that Electrodes and the separator in an aluminum or the like manufactured housing be introduced and an opening portion of the aluminum housing sealed using a gasket. In general this assembly is cylindrical.

Andererseits hat die Knopfausführung eine Anordnung, bei der eine polarisierbare, aus einer Aktivkohleschicht zusammengesetzte Elektrode auf einem scheibenförmigen Blech eines Ventilmetalls gebildet ist und ein Paar dieser elektrischen Doppelschichtelektroden einander gegenüberliegend mit einem isolierenden Separator dazwischen angeordnet ist und diese Baugruppe in einem aus zwei Teilen zusammengesetzten Metallbehälter enthalten ist. Bei den beiden elektrischen Doppelschichtelektroden sind ihre scheibenförmigen Bleche aus Ventilmetall jeweils an den Innenseiten eines unteren Teils und eines oberen Bedeckungsteils des Metallbehälters befestigt, wobei der untere Teil und der obere Bedeckungsteil miteinander verbunden sind, wobei sie mit einer isolierenden Ringdichtung an einem umlaufenden Randteil davon hermetisch verschlossen sind, und die Innenseite des Behälters ist mit einer nicht-wässrigen Elektrolytlösung gefüllt, die den elektrischen Doppelschichtelektroden und dem Separator ausreichend zugeführt wird. Als nicht-wässrige Elektrolytlösung wird beispielsweise eine Lösung verwendet, die durch Zugabe von Tetraethylammoniumtetrafluorborat zu Propylencarbonat hergestellt wird.On the other hand, the knob type has an arrangement in which a polarizable electrode composed of an activated carbon layer is formed on a disc-shaped metal sheet of a valve metal, and a pair of these electric double-layer electrodes are interposed with an insulating separator therebetween, and this assembly is assembled in a two-piece Me tallbehälter is included. In the two electric double layer electrodes, their disk-shaped metal valve sheets are respectively fixed to inner sides of a lower part and an upper cover part of the metal container, the lower part and the upper cover part being connected to each other, hermetically sealing with an annular sealing gasket on a peripheral edge part thereof are sealed, and the inside of the container is filled with a non-aqueous electrolyte solution, which is sufficiently supplied to the electric double layer electrodes and the separator. As a nonaqueous electrolytic solution, for example, a solution prepared by adding tetraethylammonium tetrafluoroborate to propylene carbonate is used.

Es gibt mehrere andere gebräuchliche Anordnungen von Doppelschichtkondensatoren oder Redox-Kondensatoren (oft „Superkondensatoren" genannt), die hier nicht im Einzelnen beschrieben werden.It There are several other common ones Arrangements of double-layer capacitors or redox capacitors (often called "supercapacitors"), here not described in detail.

Es ist ein elektrochemischer Hochkapazitätskondensator vorgeschlagen worden, bei dem elektrochemisch wirksame anorganische Substanzen oder organische (intrinsisch) leitfähige Polymere als Elektrodenmaterialien in Kombination mit dem oder anstelle des oben genannten porösen Kohlenstoffhaltigen Materials) verwendet werden und bei dem ein elektrischer Energiespeicher, der auf der Ausbildung von elektrischen Doppelschichten basiert, in derselben Weise wie in dem gewöhnlichen elektrischen Doppelschichtkondensator, der das oben genannte poröse Kohlenstoff-haltige Material verwendet, verwendet wird und gleichzeitig ein elektrischer Energiespeicher an beiden Elektroden verwendet wird, der auf einem Oxidations-/Reduktions-reaktionen begleitenden Oxidations-/Reduktionspotential basiert, um dadurch eine hohe Kapazität zu erzielen.It a high capacity electrochemical capacitor is proposed in which electrochemically active inorganic substances or organic (intrinsic) conductive polymers as electrode materials in combination with or instead of the above porous carbonaceous material Materials) are used and in which an electrical energy storage, based on the formation of electrical double layers, in the same manner as in the ordinary electric double layer capacitor, the above porous Carbon-containing material is used and used simultaneously an electrical energy store is used on both electrodes which is accompanied by an oxidation / reduction reaction Oxidation / reduction potential based, thereby achieving a high capacity.

Beispielsweise wird ein elektrochemischer Kondensator unter Verwendung von Rutheniumoxid als Elektroden-aktive Substanz (Physics Letters, 26A, S. 209 (1968)) als mit der höchsten Leistungsfähigkeit der derzeit bekannten elektrochemischen Kondensatoren unter Verwendung von anorganischem Oxid bewertet, und es ist bestätigt worden, dass dieser eine Energiedichte von 8,3 Wh/kg und eine Ausgangsdichte von 30 kW/kg aufweist.For example becomes an electrochemical capacitor using ruthenium oxide as an electrode-active substance (Physics Letters, 26A, p. 209 (1968)) as with the highest capacity the currently known electrochemical capacitors using evaluated inorganic oxide, and it has been confirmed that this one Energy density of 8.3 Wh / kg and an output density of 30 kW / kg having.

In den letzten Jahren sind Kondensatoren unter Verwendung von anderen anorganischen Oxid-Mischungssystemen als Elektrodenmaterial untersucht worden (J. Power Sources, Band 29, S. 355 (1990)).In In recent years, capacitors are using others investigated inorganic oxide mixing systems as electrode material (J. Power Sources, Vol. 29, p. 355 (1990)).

Zudem sind elektrochemische Kondensatoren in den letzten Jahre rege untersucht worden, die als Elektrodenmaterial ein sogenanntes (intrinsisch) leitfähiges Polymer, das die Oxidations-/Reduktionseigenschaft einer organischen Substanz mit n-konjugiertem System ausnutzt, und von den oben erwähnten anorganischen Metalloxiden verschieden sind.moreover For example, electrochemical capacitors have been under considerable research in recent years having been used as electrode material a so-called (intrinsic) conductive Polymer that has the oxidation / reduction property of an organic Substance with n-conjugated system exploits, and of the above-mentioned inorganic Metal oxides are different.

Die elektrochemischen Kondensatoren, die die leitfähigen Polymere verwenden, sind in vielen Forschungsinstituten untersucht worden, und es wurde hinsichtlich der Eigenschaften berichtet, dass beispielsweise die Verwendung von Polypyrrol als Elektrodenmaterial eine Kapazität von 86 C/g und eine Energiedichte von 11 Wh/kg ergibt, die Verwendung einer Mischung von Polypyrrol und Polythiophen eine Kapazität von 120 C/g und eine Energiedichte von 27 Wh/kg ergibt und die Verwendung von Poly- 3-(4-fluorphenyl)thiophen eine Kapazität von 52 C/g und eine Energiedichte von 39 Wh/kg ergibt (J. Power Sources, Band 47, S. 89 (1994)).The electrochemical capacitors using the conductive polymers are has been studied in many research institutes, and it has been regarding the properties reported that, for example, the use of polypyrrole as electrode material has a capacity of 86 C / g and an energy density of 11 Wh / kg, the use of a Mixture of polypyrrole and polythiophene has a capacity of 120 C / g and an energy density of 27 Wh / kg and the use of Poly 3- (4-fluorophenyl) thiophene a capacity of 52 C / g and an energy density of 39 Wh / kg (J. Power Sources, Vol. 47, p. 89 (1994)).

Anders als die obigen wird bei der Ausführung der Verwendung von Interkalation für einen Hochkapazitätskondensator im Allgemeinen eine Schichtstruktursubstanz (TiS2, MoS2, CoO2, V6O13) als Elektrodenmaterial verwendet. In diesem Fall wird die Vorrichtung in vielen Fällen mit asymmetrischen Elektroden zusammengebaut (Japanische Übersetzungen von PCT für Patent Nrn. 2002-525864, 2002-542582).Unlike the above, in carrying out the use of intercalation for a high-capacitance capacitor, a layer structure substance (TiS 2 , MoS 2 , CoO 2 , V 6 O 13 ) is generally used as the electrode material. In this case, the device is assembled with asymmetric electrodes in many cases (Japanese translations of PCT for Patent Nos. 2002-525864, 2002-542582).

Überdies sind Verbundwerkstoffe, die aus den oben genannten verschiedenen Elektrodenmaterialien hergestellt werden, in einigen Fällen bewertet worden, dass sie viel höhere Kapazitäten im Vergleich zu herkömmlichen Kondensatoren erzielen, die lediglich das poröse Kohlenstoffhaltige Material als Elektrodenmaterial verwenden.moreover are composites that are different from the above Electrode materials are produced, evaluated in some cases they have been much higher capacities compared to conventional Achieve capacitors that only the porous carbonaceous material as electrode material.

[Durch die Erfindung zu lösende Aufgaben][By the invention too expectorant Tasks]

Trotz intensiver Forschung sind keine Mischungen von Kohlenstoff-haltigen Materialien und (intrinsisch) leitfähigen Polymeren industriell im Einsatz. Die Gründe dafür können vorwiegend in einer schlechten Homogenität der Mischung im nanoskopischen Maßstab und einer schlechten Reproduzierbarkeit der Eigenschaften wegen der verwendeten Herstellungsverfahren (wie oben beschrieben) gesehen werden.In spite of intensive research is not a mixture of carbon-containing Materials and (intrinsic) conductive polymers industrial in use. The reasons for that can predominantly in a bad homogeneity the mixture on a nanoscopic scale and a bad one Reproducibility of properties due to the manufacturing process used (as described above).

Andererseits sind die oben genannten herkömmlichen elektrischen Doppelschichtkondensatoren, die ein poröses Kohlenstoff-haltiges Material für polarisierbare Elektroden verwenden, in der Kapazität eingeschränkt, obwohl sie bei schnellen Ladungs-/Entladungskennwerten gut sind. Wie in der Japanischen Patentoffenlegung Nr. 2003-338437 beschrieben, hat beispielsweise ein Kondensator, der durch Aktivierung von porösem Kohlenstoff-haltigen Material erhaltene Aktivkohle (Oberfläche: 650 m2/g) verwendet, eine elektrostatische Kapazität von 18,3 F/g, die niedriger als solche von elektrochemischen Kondensatoren ist.On the other hand, the above-mentioned conventional electric double-layer capacitors are use a porous carbonaceous material for polarizable electrodes, limited in capacity, although they are good at fast charge / discharge characteristics. For example, as described in Japanese Patent Laid-Open No. 2003-338437, a capacitor using activated carbon obtained by activating porous carbonaceous material (surface area: 650 m 2 / g) has an electrostatic capacity of 18.3 F / g. which is lower than those of electrochemical capacitors.

Wie bei dem Verhältnis zwischen der elektrostatischen Kapazität und der spezifischen Oberfläche des porösen Kohlenstoff-haltigen Materials wird eine elektrostatische Kapazität von etwa 22 F/cm3 erhalten, wenn die spezifische Oberfläche im Bereich von 1500 bis 2600 m2/g liegt, jedoch wird die Kapazität nicht weiter erhöht, sondern neigt zur Abnahme, wenn die spezifische Oberfläche oberhalb des Bereichs liegt („Electrical Double Layer Capacitors and Electric Power Storage Systems", The Nikkan Kogyo Shimbun, Ltd., S. 9).As with the ratio between the electrostatic capacity and the specific surface area of the porous carbonaceous material, an electrostatic capacity of about 22 F / cm 3 is obtained when the specific surface area is in the range of 1500 to 2600 m 2 / g, however Capacity is not further increased but tends to decrease when the specific surface area is above the range ("Electrical Double Layer Capacitors and Electric Power Storage Systems", The Nikkan Kogyo Shimbun, Ltd., p. 9).

Von den obigen verschiedene, weitere Beispiele eines Elektrodenmaterials, das poröses Kohlenstoff-haltiges Material verwendet, sind in den Japanischen Patentoffenlegungen Nrn. 2003-217982, 2003-81624, 2002-373835 und dergleichen offenbart, jedoch ergibt jedes der Beispiele im Vergleich zu solchen von elektrochemischen Kondensatoren eine geringere Kapazität, was besonders bei der Verwendung für Kraftfahrzeuge und dergleichen von Bedeutung ist.From the above various other examples of an electrode material, the porous one Carbon-containing material used are in the Japanese Patent Publication Nos. 2003-217982, 2003-81624, 2002-373835 and the like, however, each of the examples gives in comparison to those of electrochemical capacitors a smaller capacity, which is particularly when used for motor vehicles and the like is important.

Außerdem ist es im Falle der Verwendung von lediglich dem porösen Kohlenstoff-haltigen Material für Elektroden notwendig, dem Bindemittel Acetylenschwarz oder dergleichen hinzuzufügen, um die Leitfähigkeit zu erhöhen, jedoch ist der Grenzflächenwiderstand sogar mit einer solchen Zugabe sehr hoch, was ein ernsthaftes Problem darstellt.Besides that is in the case of using only the porous carbonaceous material for electrodes necessary to add acetylene black or the like to the binder the conductivity too increase, however, the interface resistance is even with such an addition very high, which is a serious problem represents.

Andererseits verwenden die elektrochemischen Kondensatoren unter Verwendung eines Metalloxids ein leitfähiges Metall wie oben beschrieben. Obwohl diese elektrochemischen Kondensatoren sehr hohe Kapazitäten im Vergleich zu den Fällen einer Verwendung des oben genannten porösen Kohlenstoff-haltigen Materials haben, sind die elektrochemischen Kondensatoren auf Grund von Produktionskosten nachteilig, da das Metall des Metalloxids im Allgemeinen zu den Edelmetallen gehört. Beispielsweise ist bei dem 5th International Seminar on Double Layer Capacitors and Similar Energy Storage Device, das 1995 in Florida, USA stattfand, berichtet worden, dass Pseudokapazitätskondensatoren, die von einer dünnen Schicht von Rutheniumoxid oder Indiumoxid als Elektrodenmaterial Gebrauch machen, eine elektrostatische Kapazität von 160 F/cm3 in einem wässrigen System aufweisen.On the other hand, the electrochemical capacitors using a metal oxide use a conductive metal as described above. Although these electrochemical capacitors have very high capacities as compared with the cases of using the above-mentioned porous carbonaceous material, the electrochemical capacitors are disadvantageous because of production cost because the metal of the metal oxide is generally noble metals. For example, at the 5th International Seminar on Double Layer Capacitors and Similar Energy Storage Device, held in Florida, USA in 1995, it has been reported that pseudocapacitance capacitors utilizing a thin layer of ruthenium oxide or indium oxide as the electrode material have an electrostatic capacity of 160 Have F / cm 3 in an aqueous system.

Außerdem zeigen die elektrochemischen Kondensatoren, die ein leitfähiges Polymermaterial als Elektrodenmaterial verwenden, im Allgemeinen eine viel höhere Kapazität im Vergleich zu denjenigen von Kondensatoren, die das oben genannte poröse Kohlenstoff-haltige Material verwenden, jedoch können ihre Eigenschaften in Abhängigkeit des Verfahrens zur Bildung der Elektroden variieren. Wenn das leitfähige Polymer beispielsweise auf Kollektorplatten durch ein elektrolytisches Polymerisationsverfahren, wie in den Japanischen Patentoffenlegungen Nr. Hei 6-104141 und Hei 6-104142 beschrieben, abgeschieden wird, hat der Kondensator eine Kapazität von 3,7 F und einen Innenwiderstand von 13,9 Ω und die Bildung von Elektroden durch das elektrolytische Polymerisationsverfahren bringt im Allgemeinen ein ernsthaftes Problem hinsichtlich der Produktivität desselben mit sich.In addition, show the electrochemical capacitors, which are a conductive polymer material as electrode material, generally a much higher capacity in comparison to those of capacitors containing the above porous carbon-containing Use material, however, can their properties in dependence of the method for forming the electrodes vary. For example, if the conductive polymer on collector plates by an electrolytic polymerization process, as in Japanese Patent Laid-Open Nos. Hei 6-104141 and Hei 6-104142 described, has the capacitor a capacity of 3.7 F and an internal resistance of 13.9 Ω and the formation of electrodes by the electrolytic polymerization process generally brings a serious problem regarding the productivity of the same with himself.

Daher sind viele Vorschläge unterbreitet worden, Kombinationen von Kohlenstoff-haltigen Materialien (vorwiegend Ruß) und intrinsisch leitfähigen Polymeren zu verwenden. Wie oben beschrieben sind lediglich zwei Verfahren zur Herstellung dieser Mischungen verwendet worden – ein Trockenmischverfahren von Pulvern (durch Kugelmahlen und dergleichen) und die Polymerisation des leitfähigen Polymers in Gegenwart des Rußes.Therefore are many suggestions been submitted, combinations of carbonaceous materials (predominantly Soot) and intrinsically conductive To use polymers. As described above, only two Process for the preparation of these mixtures has been used - a dry mixing process of powders (by ball milling and the like) and the polymerization of the conductive Polymers in the presence of the carbon black.

Das Verfahren zur Synthese eines leitfähigen Polymers durch chemische Oxidationspolymerisation und zur Herstellung eines Verbundmaterials aus dem leitfähigen Polymer und weiterem leitfähigen anorganischen Material ist eine offensichtlich relativ einfache Technologie zur Bildung von Elektroden und viele Beispiele dieser Technologie sind in den letzten Jahren schon veröffentlicht worden. Jedoch ist ihre Reproduzierbarkeit schlecht und daher sind keine solchen Mischungen im praktischen Einsatz, weil die Probleme gewaltig sind, die beim Versuch der Maßstabsvergrößerung (scale up) und der Entwicklung eines reproduzierbaren Verfahrens zu überwinden sind.The Process for the synthesis of a conductive polymer by chemical Oxidation polymerization and for the production of a composite material from the conductive Polymer and further conductive inorganic material is obviously a relatively simple one Technology for the formation of electrodes and many examples of these Technology has been published in recent years. However, that is their reproducibility bad and therefore are not such mixtures in practical use, because the problems are enormous in the Attempt to scale up (scale up) and the development of a reproducible process are.

Beispielsweise offenbart die Japanische Patentoffenlegung Nr. 2002-265598 die Verwendung eines Verbundwerkstoffs von organischem leitfähigen Oligomer und anorganischem Material als Elektrodenmaterial. In diesem Fall kann jedoch nicht erwartet werden, dass das organische leitfähige Oligomer eine, hohe Leitfähigkeit aufweist, sodass es erforderlich ist, dass das anorganische Material eine sehr hohe Leitfähigkeit aufweist, um den Innenwiderstand herabzusetzen.For example, Japanese Patent Laid-Open No. 2002-265598 discloses the use of a composite of organic conductive oligomer and inorganic material as an electrode material. However, in this case, the organic conductive oligomer can not be expected to have a high conductivity So that it is necessary that the inorganic material has a very high conductivity in order to lower the internal resistance.

Außerdem kann als ein ähnlicher Fall der Verwendung von leitfähigem Polymermaterial ein Verfahren zum Polymerisieren des leitfähigen Polymers in einem porösen Kohlenstoff-haltigen Material (Japanische Patentoffenlegung Nr. 2001-210557) kein leitfähiges Polymer mit einer hohen Leitfähigkeit erzeugen, führt aber zu einem Anstieg des Innenwiderstands des Kondensators.In addition, can as a similar one Case of using conductive Polymer material a method of polymerizing the conductive polymer in a porous Carbon-containing material (Japanese Patent Laid-Open No. 2001-210557) no conductive Polymer with a high conductivity generate leads but to an increase in the internal resistance of the capacitor.

Wie oben beschrieben ist bislang eine große Anzahl von Beispielen eines Kondensators bekannt, der ein elektrochemisch wirksames leitfähiges Polymer oder anorganisches Oxid verwendet. Jedoch führt die Verwendung des anorganischen Materials zu einem Problem hinsichtlich der Produktionskosten, wohingegen die Verwendung des leitfähigen Polymers Schwierigkeiten bei der Kontrolle der Leitfähigkeit, der Kontrolle der Teilchengröße und Reproduzierbarkeit mit sich bringt, was dazu führt, dass die Kondensatoren keine ausreichende Leistungsfähigkeit aufweisen.As So far described above is a large number of examples of one Condenser known, which is an electrochemically active conductive polymer or inorganic oxide used. However, the use of the inorganic leads Material to a problem in terms of production costs, whereas the use of the conductive Polymers difficulty in controlling conductivity, control of particle size and reproducibility entails what causes that the capacitors are not sufficient performance exhibit.

Daher war es die Aufgabe dieser Erfindung, eine Kohlenstoffmaterial/leitfähiges Polymer-Mischung zu schaffen, die eine reproduzierbare Herstellung und überlegene Leistungswerte, insbesondere bei der Herstellung von Superkondensatoren, ermöglicht.Therefore It was the object of this invention to provide a carbon material / conductive polymer blend to create a reproducible production and superior Performance values, in particular in the production of supercapacitors, allows.

[Detaillierte Beschreibung der Erfindung][Detailed description the invention]

Höchst überraschend kann eine Mischung von (intrinsisch) leitfähigem Polymer/leitfähigen Polymeren mit Materialien auf Kohlenstoffbasis wie Ruß, Graphit, Kohlenstoffnanoröhren oder Fullerenen reproduzierbar hergestellt werden, wenn das leitfähige Polymer (die leitfähigen Polymere) in kolloidaler Form bereitgestellt wird (werden) und die kolloidale Form von leitfähigem Polymer mit dem Material auf Kohlenstoffbasis gemischt wird.Most surprising may be a mixture of (intrinsic) conductive polymer / conductive polymers Carbon-based materials such as carbon black, graphite, carbon nanotubes or Fullerenes are produced reproducibly when the conductive polymer (the conductive Polymers) in colloidal form and the colloidal form of conductive Polymer is mixed with the carbon-based material.

Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen offenbart.preferred embodiments The present invention is disclosed in the dependent claims.

Eine erfindungsgemäße Ausführungsform liegt in Elektroden für einen Hochkapazitätskondensator, der poröses Kohlenstoff-haltiges Material oder Ventilmetall umfasst, wobei mindestens eine der Elektroden aus einer Zusammensetzung gebildet ist, die eine elektrochemisch wirksame Substanz enthält, und die Zusammensetzung durch Dispergieren von primären Teilchen eines in flüssigem Dispersionsmittel dispergierten leitfähigen Polymers hergestellt worden ist, wobei die Primärteilchen einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser von weniger als 500 nm und eine spezifische Oberfläche von mehr als 15 m2/g, gemessen gemäß BET-Verfahren, aufweisen. Insbesondere wird das elektrochemisch wirksame Substanzmaterial durch Dispergieren des leitfähigen Polymers in Wasser oder organischem Lösungsmittel hergestellt und insbesondere ist es durch Kontrolle der Teilchengröße des leitfähigen Polymers möglich, das poröse Kohlenstoff-haltige Material fest zu binden und eine stabile Elektrode oder Elektroden zu bilden. Während ein nicht-leitfähiges organisches Bindemittel im Stand der Technik als Bindemittel verwendet worden ist, um das poröse Kohlenstoff-haltige Material zu binden, ermöglicht das erfindungsgemäße leitfähige Material, die Elektrode ohne Verwendung eines Bindemittels zu bilden. Außerdem kann die Haftkraft zur Haftung an einer Kollektorplatte durch Kontrolle des Teilchendurchmessers ausreichend sichergestellt werden. Als ein weiterer Effekt ermöglicht es die Dispersion von Teilchen des leitfähigen Polymers, die spezifische Oberfläche zu vergrößern, die zur Bildung einer elektrischen Doppelschicht erforderlich ist, und ist sehr vorteilhaft zur Imprägnierung mit einer Elektrolytlösung. Das leitfähige Polymer ist nicht besonders begrenzt und Beispiele desselben schließen Polyanilin, Polyanilinderivate, Polythiophen, Polythiophenderivate, Polypyrrol, Polypynolderivate, Polythianaphthen, Polythianaphthanderivate, Polyparaphenylen, Polyparaphenylenderivate, Polyacetylen, Polyacetylenderivate, Polyparaphenylenvinylen, Polyparaphenylenvinylenderivate, Polynaphthalen und Polynaphthalen-Polynaphthalen-Derivate ein. Das Verfahren zum Polymerisieren der leitfähigen Polymere ist nicht besonders begrenzt, und die brauchbaren Verfahren schließen elektrolytische Oxidationspolymerisation, chemische Oxidationspolymerisation und katalytische Polymerisation ein. Das Polymer, das durch das Polymerisationsverfahren wie erwähnt erhalten wird, ist neutral und an sich nicht leitfähig. Daher wird das Polymer einer p-Dotierung oder n-Dotierung unterzogen. Durch die Dotierung kann das Polymer zu einem leitfähigen Polymer gemacht werden. Die zur Dotierung verwendete Substanz ist nicht besonders begrenzt; im Allgemeinen wird eine Substanz wie eine Lewis-Säure verwendet, die zur Aufnahme eines Elektronenpaars fähig ist. Beispiele für die Substanz schließen Salzsäure, Schwefelsäure, organische Sulfonsäurederivate wie Paratoluolsulfonsäure, Polystyrolsulfonsäure, Alkylbenzolsulfonsäure, Campfersulfonsäure, Alkylsulfonsäure, Sulfosalicylsäure usw., Lisenchlorid, Kupferchlorid und Eisensulfat ein.An embodiment of the present invention resides in electrodes for a high capacity capacitor comprising porous carbonaceous material or valve metal, at least one of the electrodes being formed of a composition containing an electrochemically active substance and the composition dispersing primary particles in a liquid dispersion medium dispersed conductive polymer, wherein the primary particles have an average particle diameter of less than 500 nm and a specific surface area of more than 15 m 2 / g, measured according to BET method. In particular, the electrochemically active substance material is prepared by dispersing the conductive polymer in water or organic solvent, and in particular, by controlling the particle size of the conductive polymer, it is possible to firmly bond the porous carbonaceous material and form a stable electrode or electrodes. While a nonconductive organic binder has been used in the art as a binder to bind the porous carbonaceous material, the conductive material of the present invention makes it possible to form the electrode without using a binder. In addition, the adhesion force for adhesion to a collector plate can be sufficiently ensured by controlling the particle diameter. As another effect, the dispersion of particles of the conductive polymer makes it possible to increase the specific surface area required for forming an electric double layer, and is very advantageous for impregnation with an electrolytic solution. The conductive polymer is not particularly limited, and examples thereof include polyaniline, polyaniline derivatives, polythiophene, polythiophene derivatives, polypyrrole, polypynol derivatives, polythianaphthene, polythianaphthane derivatives, polyparaphenylene, polyparaphenylene derivatives, polyacetylene, polyacetylene derivatives, polyparaphenylenevinylene, polyparaphenylenevinylene derivatives, polynaphthalene and polynaphthalene-polynaphthalene derivatives. The method for polymerizing the conductive polymers is not particularly limited, and the usable methods include electrolytic oxidation polymerization, chemical oxidation polymerization, and catalytic polymerization. The polymer obtained by the polymerization method as mentioned is neutral and not conductive per se. Therefore, the polymer is subjected to p-type doping or n-type doping. By doping, the polymer can be made a conductive polymer. The substance used for doping is not particularly limited; In general, a substance such as a Lewis acid capable of accepting an electron pair is used. Examples of the substance include hydrochloric acid, sulfuric acid, organic sulfonic acid derivatives such as paratoluenesulfonic acid, polystyrenesulfonic acid, alkylbenzenesulfonic acid, campfersulfonic acid, alkylsulfonic acid, sulfosalicylic acid, etc., iron chloride, copper chloride and iron sulfate.

Eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform betrifft die Leitfähigkeit des leitfähigen Polymers und trägt besonders zu einer Verringerung des äquivalenten Serienwiderstands der Kondensatoren bei. Während es allgemeine Praxis ist, Acetylenschwarz oder dergleichen als Leitfähigkeit- verleihendes Material im Falle einer Elektrode für einen Kondensator zuzugeben, der ein poröses Kohlenstoff-haltiges Material verwendet, ist das erfindungsgemäße Material dadurch gekennzeichnet, dass das leitfähige Polymer durch Einstellung der Leitfähigkeit auf 100 S/cm oder darüber an sich die Funktion als Leitfähigkeit-verleihendes Material aufweist, was die spezielle Zugabe von Leitfähigkeit-verleihendem Material unnötig macht. Da es nicht notwendig ist, Leitfähigkeit-verleihendes Material zuzugeben, ist es möglich, die Kapazität des tatsächlichen Produktes zu vergrößern. In diesem Fall beträgt die Leitfähigkeit des leitfähigen Polymers notwendigerweise mindestens 100 S/cm, vorzugsweise 200 S/cm oder darüber und insbesondere 500 S/cm oder darüber. Die Leitfähigkeit ist vorzugsweise so hoch wie möglich, da sie einen großen Einfluss auf den Innenwiderstand des herzustellenden Kondensators hat.A another embodiment of the invention concerns the conductivity of the conductive Polymers and wears especially to a reduction of the equivalent series resistance at the capacitors. While It is common practice to use acetylene black or the like as a conductivity-imparting material in the case of an electrode for to add a capacitor which is a porous carbonaceous material used is the material of the invention characterized in that the conductive polymer by adjustment the conductivity to 100 S / cm or above in itself the function as conductivity-conferring Material has what the special addition of conductivity-imparting Material unnecessary power. Since it is not necessary, conductivity-conferring material admit it is possible the capacity of the actual Product to enlarge. In this case is the conductivity of the conductive Polymer necessarily at least 100 S / cm, preferably 200 S / cm or above and especially 500 S / cm or above. The conductivity is preferably as high as possible, because she has a big one Influence on the internal resistance of the capacitor to be produced Has.

Eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform besteht in einer Elektrodenzusammensetzung für einen Kondensator, bei der das leitfähige Polymer in Wasser oder einem organischem Lösungsmittel dispergiert ist. Insbesondere kann die angegebene Zusammensetzung für den Fall, bei dem der Elektrolyt in dem Kondensator Wasser ist, und für den Fall, bei dem der Elektrolyt ein organisches Lösungsmittel ist, bedingt getrennt verwendet werden. Insbesondere wenn die Elektrolytflüssigkeit Wasser ist, ist die Verwendung des leitfähigen, in organischem Lösungsmittel dispergierten Polymers für die Stabilität der Elektrode vorteilhaft.A another embodiment of the invention consists in an electrode composition for a capacitor in which the conductive one Polymer is dispersed in water or an organic solvent. In particular, the specified composition for the case where the electrolyte in the condenser is water, and in case in which the electrolyte is an organic solvent, conditionally separated be used. In particular, when the electrolyte liquid Water is, the use of conductive, is in organic solvent dispersed polymer for the stability the electrode advantageous.

Eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform betrifft eine Elektrodenzusammensetzung für einen Kondensator, bei der der leitfähige Polymer-dispersionsbestandteil feste Komponenten in einer Konzentration von nicht mehr als 20 Gew.-% enthält. Besonders zum Zeitpunkt der Bildung der Elektroden beeinflusst die Konzentration der festen Komponenten die Produktivität und Kosten außerordentlich. Jedoch beeinflussen die festen Komponenten in dem leitfähigen Polymerdispersionsbestandteil auch die Stabilität der Dispersion. Daher beträgt die Konzentration der festen Komponenten nicht mehr als 20 Gew.-%, wenn Produktionskosten in Betracht gezogen werden, und die Konzentration beträgt nicht mehr als 10 Gew.-%, vorzugsweise nicht mehr als 5 Gew.-%, wenn die Stabilität der Dispersion ebenfalls in Betracht gezogen wird.A another embodiment of the invention relates to an electrode composition for a capacitor in which the conductive one Polymer dispersion component solid components in a concentration of not more than 20% by weight. Especially at the time of formation of the electrodes affects the concentration solid components productivity and costs greatly. However, the solid components in the conductive polymer dispersion component affect also the stability the dispersion. Therefore, amounts the concentration of solid components is not more than 20% by weight, if production costs are taken into account and the concentration is not more than 10% by weight, preferably not more than 5% by weight, if the stability the dispersion is also considered.

Eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform betrifft eine Oxidations-/Reduktionsreaktion des leitfähigen Polymers. Insbesondere wenn die Stabilität, die mit einer aus der chemischen Reaktion hervorgehenden strukturellen Veränderung einhergeht, in Betracht gezogen wird, hat die Einstellung einer minimalen Protonenbewegung einen guten Einfluss auf die Lebensdauer der Vorrichtung. Bevorzugte Beispiele für ein solches leitfähiges Polymermaterial schließen Polyanilin, Polyanilinderivate, Polypyrrol und Polypyrrolderivate ein.A another embodiment of the invention relates to an oxidation / reduction reaction of the conductive polymer. Especially if the stability, those with a structural chemical reaction change is considered, has the attitude of a minimal proton movement has a good effect on the lifetime the device. Preferred examples of such a conductive polymer material shut down Polyaniline, polyaniline derivatives, polypyrrole and polypyrrole derivatives.

Eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform betrifft die spezifische Oberfläche des porösen Kohlenstoff-haltigen Materials. Die vorliegende Definition bezieht sich auf die Kapazität des Kondensators und eine ausreichende Kapazität kann durch Verwendung des Kohlenstoff-haltigen Materials mit einer spezifischen Oberfläche von nicht weniger als 100 m2/g, vorzugsweise 500 m2/g und insbesondere 1000 m2/g erhalten werden. Dieses poröse Kohlenstoff-haltige Material wird in dem leitfähigen Polymerdispersionsbestandteil dispergiert. Um einen hochdispergierten Zustand zu erreichen, kann das Dispergierverfahren durch Verwendung einer gewöhnlichen Kugelmühle, einer Planetkugelmühle, eines Homogenisators oder eines Ultraschalldispergiergeräts durchgeführt werden. Wenn die Planetkugelmühle verwendet wird, wird das Rühren vorzugsweise mindestens 30 Minuten lang durchgeführt. Rühren für einen langen Zeitraum geht mit einem Problem wie einem Anstieg der Temperatur des Lösungsmittels einher; daher ist in dem Fall, dass nicht weniger als 1 Stunde gerührt wird, Kühlung erforderlich.Another embodiment of the invention relates to the specific surface area of the porous carbonaceous material. The present definition refers to the capacitance of the capacitor, and a sufficient capacitance can be obtained by using the carbonaceous material having a specific surface area of not less than 100 m 2 / g, preferably 500 m 2 / g, and more preferably 1000 m 2 / g become. This porous carbonaceous material is dispersed in the conductive polymer dispersion component. In order to achieve a highly dispersed state, the dispersing method can be carried out by using a conventional ball mill, a planetary ball mill, a homogenizer or an ultrasonic dispersing machine. When the planetary ball mill is used, stirring is preferably performed for at least 30 minutes. Stirring for a long time involves a problem such as a rise in the temperature of the solvent; therefore, in the case that stirring is not less than 1 hour, cooling is required.

Eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform betrifft die zugegebene Menge des porösen Kohlenstoff-haltigen Materials. Es ist notwendig, das poröse Kohlenstoff-haltige Material in einer Menge von mindestens 5 Gew.-% zuzugeben. Die Zugabemenge steht in einem engen Verhältnis mit der Ladungs-/Entladungsgeschwindigkeit des Kondensators. Es ist wünschenswert, im Falle von Vorrichtungen, die für eine schnelle Ladung/Entladung erforderlich sind, das poröse Kohlenstoff-haltige Material in einer größeren Menge zuzugeben, und im Falle von Vorrichtungen, die für eine langsame Ladung/Entladung erforderlich sind, das leitfähige Polymer in einer größeren Menge zuzugeben. Daher reicht es erfindungsgemäß aus, die Zugabemenge entsprechend den Vorrichtungsanforderungen zu kontrollieren. Um eine Kondensatorvorrichtung mit einer Kapazität von mindestens größer als diejenige einer Kapazitätsvorrichtung unter alleiniger Verwendung des porösen Kohlenstoff-haltigen Materials zu erhalten, ist es notwendig, das leitfähige Polymer bezogen auf feste Komponenten in einer Menge von nicht weniger als 5 Gew.-% zuzugeben. Um eine ausreichende Oxidations-/Reduktionswirkung zu erhalten, ist es notwendig, das leitfähige Polymer bezogen auf feste Komponenten in einer Menge von vorzugsweise nicht weniger als 10 Gew.-% zuzugeben.Another embodiment of the invention relates to the added amount of the porous carbonaceous material. It is necessary to add the porous carbonaceous material in an amount of at least 5% by weight. The amount of addition is closely related to the charge / discharge speed of the capacitor. It is desirable, in the case of fast charge / discharge devices, to add the porous carbonaceous material in a larger amount, and in the case of slow charge / discharge devices, the conductive polymer to add in a larger amount. Therefore, according to the invention, it is sufficient to control the addition amount according to the device requirements. In order to obtain a capacitor device having a capacitance at least greater than that of a capacitance device using only the porous carbonaceous material, it is necessary to add the conductive polymer in an amount of not less than 5% by weight based on solid components. In order to obtain a sufficient oxidation / reduction effect, it is necessary to use the conductive polymer based on solid components in an amount of preferably not less than 10% by weight.

Eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform besteht in Elektroden für einen Kondensator, die mit dem dazwischen angeordneten Separator einander gegenüberliegend angeordnet sind, wobei beide Elektroden aus derselben Art von leitfähigem Polymer zusammengesetzt sind. Diese Anordnung hat den Vorteil der Bereitstellung einer sehr preisgünstigen Vorrichtung unter Berücksichtigung der Produktivität derselben.A another embodiment of the invention consists in electrodes for a capacitor connected to the separator between them opposite each other are arranged, both electrodes of the same type of conductive polymer are composed. This arrangement has the advantage of providing a very reasonably priced one Device under consideration productivity the same.

Eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform besteht in Elektroden für einen Kondensator, wobei die Zusammensetzungen, die zur Bildung der beiden einander gegenüberliegenden Elektroden mit dem dazwischen angeordneten Separator verwendet werden, aus verschiedenen Arten von leitfähigen Polymeren zusammengesetzt sind. Dies basiert auf der Betrachtung der allgemeinen Tatsache, dass viele leitfähige Polymere unter einer positiven Spannung und unter einer negativen Spannung unterschiedliche Wirksamkeiten zeigen. Mit anderen Worten, ein Verfahren zum Erlangen einer Hochkapazitätsvorrichtung besteht in der Verwendung eines leitfähigen Polymermaterials, das die höchste elektrische Wirksamkeit zeigt, wenn die Spannung umgekehrt wird.A another embodiment of the invention consists in electrodes for a capacitor, wherein the compositions used to form the two opposite ones Electrodes are used with the interposed separator, composed of different types of conductive polymers are. This is based on the consideration of the general fact that many conductive Polymers under a positive voltage and under a negative Voltage show different efficiencies. In other words, A method for obtaining a high-capacity device is described in U.S.Patent Use of a conductive Polymer material, which is the highest shows electrical effectiveness when the voltage is reversed.

Eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform besteht in Elektroden für einen Kondensator, die mit dem dazwischen angeordneten Separator einander gegenüberliegend angeordnet sind, wobei eine der beiden Elektroden aus porösem Kohlenstoff-haltigen Material gebildet ist und die andere aus einem Verbundkörper aus porösem Kohlenstoff-haltigen Material/leitfähigem Polymer wie hier definiert zusammengesetzt ist. Mit dieser Anordnung kann eine hohe Kapazität im Falle der Verwendung einer Interkalationselektrode als poröse Kohlenstoff-haltige Elektrode erwartet werden.A another embodiment of the invention consists in electrodes for a capacitor connected to the separator between them opposite each other are arranged, wherein one of the two electrodes of porous carbon-containing Material is formed and the other made of a composite body porous Carbonaceous material / conductive polymer as defined herein is composed. With this arrangement, a high capacity in case the use of an intercalation electrode as a porous carbon-containing Electrode can be expected.

Eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform besteht in Elektroden für einen Kondensator, die mit dem dazwischen angeordneten Separator einander gegenüberliegend angeordnet sind, wobei eine der beiden Elektroden aus Metalloxid gebildet ist, und die andere aus Verbundkörper aus porösem Kohlenstoff-haltigen Material/leitfähigem Polymer wie hier definiert zusammengesetzt ist. Diese Anordnung ist besonders im Falle der Erlangung einer hohen Kapazität durch Verwendung der Oxidations-/Reduktionseigenschaften der Metalloxidelektrode effektiv. Besonders wünschenswerte Beispiele des Materials der Metalloxidelektrode sind Rutheniumoxid und Indiumoxid.A another embodiment of the invention consists in electrodes for a capacitor connected to the separator between them opposite each other are arranged, wherein one of the two electrodes of metal oxide and the other composite porous carbonaceous material / conductive polymer composite body as defined here is composed. This arrangement is special in the case of obtaining a high capacity by using the oxidation / reduction properties the metal oxide electrode effectively. Particularly desirable examples of Materials of the metal oxide electrode are ruthenium oxide and indium oxide.

Wenn der Verbundkörper aus anorganischem Material/leitfähigem Polymer in der vorliegenden Erfindung zu einer Folie oder einem anderen geformten Produkt gebildet wird, kann Stabilisierungsmittel, Lichtstabilisierungsmittel, Füllstoff, Bindemittel, Leitfähigkeit-vermittelndes Mittel und dergleichen nach Bedarf zugegeben werden.If the composite body of inorganic material / conductive Polymer in the present invention to a film or a other shaped product, stabilizing agents, Light stabilizer, filler, Binder, conductivity-imparting Means and the like may be added as needed.

[Art und Weise der Durchführung der Erfindung][Way of carrying out the Invention]

Versuchsbeispiel 1: Herstellungsverfahren von Verbundelektrode aus porösem Kohlenstoff-haltigen Material/leitfähigem PolymerExperimental Example 1: Production process from composite electrode of porous Carbonaceous material / conductive polymer

Pulverförmige Aktivkohle aus Kokosnussschalen (noch nicht aktiviert) in einer Menge von 18 g wurde in 90,9 g leitfähigem Polymerdispersionsmaterial (ORMECON 7301-026-002; Lösungsmittel: Xylol; feste Komponenten: 2,2%) dispergiert, und die Mischung wurde mit einer Planetkugelmühle 60 Minuten lang gerührt. Zu der poröses Kohlenstoff-haltiges Material/leitfähiges Polymer-Aufschlämmung wurden ferner 57,3 g Xylol zugegeben und die Mischung wurde mit einem Rührmotor 30 Minuten lang gerührt, um eine Dispersion aus porösem Kohlenstoff-haltigen Material/leitfähigem Polymer herzustellen.Powdered activated carbon from coconut shells (not yet activated) in an amount of 18 g became conductive in 90.9 g Polymer dispersion material (ORMECON 7301-026-002; solvent: xylene; solid components: 2.2%), and the mixture became with a planetary ball mill Stirred for 60 minutes. To the porous one Carbonaceous material / conductive polymer slurry Further, 57.3 g of xylene was added and the mixture was stirred Stirred for 30 minutes, to a dispersion of porous Carbonaceous material / conductive polymer.

Die Elektroden für einen Kondensator erfordern einen Austausch von Kollektorplatten in Abhängigkeit von einer Elektrolytlösung. Bei diesem Versuch wurden als Elektroden Platinplatten im Falle der Verwendung von wässriger Schwefelsäurelösung (1 mol/l) als Elektrolytlösung verwendet, und Aluminium wurde für die Elektroden im Falle der Verwendung von Propylencarbonat für die Elektrolytlösung verwendet. Wenn Platin für die Kollektorplatten in den tatsächlichen Elektroden für den Kondensator verwendet wird, werden zuerst die Oberflächen der Platinplatten mit einer Feile aufgerauht und dann mit einer vorgegebenen Menge der oben hergestellten Dispersion aus porösem Kohlenstoff-haltigen Material/leitfähigem Polymer beschichtet. Dann werden die beschichteten Platinplatten 1 Stunde lang bei 100°C in einem Hochtemperaturbehälter platziert, um das organische Lösungsmittel ausreichend zu entfernen. Die so gebildeten Elektroden werden einem Auswiegen der elektrodenaktiven Substanz unterzogen und wurden direkt als Elektroden für den Kondensator verwendet.The Electrodes for A capacitor requires an exchange of collector plates in dependence of an electrolyte solution. In this experiment, platinum plates were used as electrodes in the case the use of aqueous Sulfuric acid solution (1 mol / l) as electrolyte solution used, and aluminum was for the electrodes used in the case of using propylene carbonate for the electrolytic solution. If platinum for the Collector plates in the actual Electrodes for The capacitor is used first, the surfaces of the Platinum plates roughened with a file and then with a predetermined Amount of the porous carbonaceous material / conductive polymer dispersion prepared above coated. Then the coated platinum plates are left for 1 hour long at 100 ° C in a high temperature tank placed to the organic solvent sufficiently remove. The electrodes thus formed become one Weighed out the electrode active substance and were directly as electrodes for used the capacitor.

Dann wurden im Falle der Verwendung von 1 mol/l-Lösung von Tetraethylammoniumtetrafluorborat in Propylencarbonat als Elektrolytlösung auf Basis von organischem Lösungsmittel Aluminiumplatten als Kollektorplatten verwendet. Die Aluminium-Kollektorplatten wurden mit einer Feile aufgerauht und mit einer vorgegebenen Menge der Dispersion aus porösem Kohlenstoff-haltigen Material/leitfähigem Polymer auf dieselbe Weise wie im Falle der Verwendung der Platinplatten als Kollektorplatten beschichtet. Danach wurde 24 Stunden lang bei 100°C Trocknung durchgeführt, um Feuchtigkeit ausreichend zu entfernen.Then were in the case of using 1 mol / l solution of tetraethylammonium tetrafluoroborate in propylene carbonate as an electrolyte solution based on organic solvent Aluminum plates used as collector plates. The aluminum collector plates were roughened with a file and with a given amount the dispersion of porous Carbonaceous material / conductive polymer on the same As in the case of using the platinum plates as collector plates coated. It was then dried at 100 ° C for 24 hours carried out, to remove moisture sufficiently.

Die Komponenten des Dispersionsmaterials, die zur Bildung der Verbundelektroden aus porösem Kohienstoff-haltigen Material/leitfähigem Polymer verwendet werden, sind in der folgenden Tabelle aufgeführt.The Components of the dispersion material used to form the composite electrodes made of porous Carbonaceous material / conductive polymer can be used, are listed in the following table.

Figure 00190001
Figure 00190001

Versuchsbeispiel 2: Herstellung der KondensatorzelleExperimental Example 2: Production the capacitor cell

Jede Elektrodenplatte mit einer elektrodenaktiven Substanz in enger Verbindung damit, die in Versuchsbeispiel1 hergestellt wurde, wird zu kreisförmigen Scheiben mit einem Durchmesser von 1 cm ausgestanzt, um zwei Elektroden herzustellen. Ein Glasfaserfilter wird in eine kreisförmige Form mit einem Durchmesser von 1,5 cm ausgestanzt, und das kreisförmige Produkt wird als Separator verwendet. Ferner wird eine wässrige 1 M-Schwefelsäurelösung als Elektrolytlösung im Falle eines wässrigen Systems verwendet. Eine 1 M-Lösung von Tetraethylammoniumtetrafluorborat in Propylencarbonat wird im Falle eines organischen Lösungsmittelsystems als Elektrolytlösung verwendet.each Electrode plate with an electrode-active substance in close connection with that prepared in Experimental Example 1 becomes circular discs punched out with a diameter of 1 cm to produce two electrodes. A glass fiber filter becomes a circular shape with a diameter punched out by 1.5 cm, and the circular product is used as a separator used. Further, an aqueous 1 M sulfuric acid solution as electrolyte solution in the case of an aqueous Systems used. A 1 M solution of tetraethylammonium tetrafluoroborate in propylene carbonate is in Case of an organic solvent system as electrolyte solution used.

Bewertung der Kondensatoreigenschaftenrating the capacitor properties

Messinstrumente: Der Innenwiderstand jeder Kondensatorzelle wurde unter Verwendung eines Impedanzmessgeräts YHP 4192A gemessen. Die Messungen bei einem Ladungs-/Entladungsversuch wurden unter Verwendung eines TOYO-Systems TOSCAT-31000 durchgeführt.Measuring instruments: The internal resistance of each capacitor cell was measured using an impedance meter YHP 4192A measured. The measurements during a charge / discharge test were performed using a TOYO system TOSCAT-31000.

Die Ergebnisse des Ladungs-/Entladungsversuchs von Kondensatoren unter Verwendung der in Versuchsbeispiel1 aufgeführten elektrodenaktiven Substanzen sind als Beispiele in der folgenden Tabelle aufgeführt.The Results of the charge / discharge test of capacitors under Use of the electrode-active substances listed in Experimental Example 1 are listed as examples in the following table.

Figure 00200001
Figure 00200001

Figure 00210001
Figure 00210001

Die Ergebnisse der Auswertung des Innenwiderstands sind in 1 und 2 dargestellt. Die Messung wurde unter Verwendung einer Kondensatorzelle durchgeführt, die unter Verwendung der Elektroden gebildet ist, die die Dispersionsbestandteile aus Beispiel 2 und Beispiel 5 verwenden und eine 1 M-Schwefelsäurelösung als Elektrolytlösung verwenden.The results of the evaluation of the internal resistance are in 1 and 2 shown. The measurement was carried out using a capacitor cell formed using the electrodes using the dispersion components of Example 2 and Example 5 and using a 1 M sulfuric acid solution as the electrolytic solution.

1 zeigt den Innenwiderstand des Kondensators unter Verwendung des porösen Kohlenstoff-haltigen Materials mit einer spezifischen Oberfläche von 1600 m2/g. 1 shows the internal resistance of the capacitor using the porous carbonaceous material having a specific surface area of 1600 m 2 / g.

2 zeigt den Innenwiderstand des Kondensators unter Verwendung des porösen Kohlenstoff-haltigen Materials mit einer spezifischen Oberfläche von 1100 m2/g. 2 shows the internal resistance of the capacitor using the porous carbonaceous material having a specific surface area of 1100 m 2 / g.

Vergleichsbeispiel:Comparative Example:

[Wirkungen der Erfindung][Effects of the Invention]

Wie oben beschrieben worden ist, stellt die vorliegende Erfindung einen elektrischen Doppelschichtkondensator zur Verfügung, bei dem ein Paar von polarisierbaren Elektroden, die jeweils einen festen Elektrolyten aus leitfähigem Polymer umfassen, das in einer Aktivkohleschicht enthalten ist, mit einem dazwischen angeordneten Separator einander gegenüberliegend angeordnet sind. Insbesondere kann durch Erhöhung des Teilchendurchmessers und der Leitfähigkeit des leitfähigen Polymers ein elektrischer Doppelschichtkondensator mit einem geringen Innenwiderstand und einer hohen Kapazität erhalten werden.As has been described above, the present invention provides a electric double layer capacitor in which a pair of polarizable electrodes, each containing a solid electrolyte made of conductive Comprising polymer contained in an activated carbon layer, with a separator disposed therebetween opposite each other are arranged. In particular, by increasing the particle diameter and the conductivity of the conductive Polymers an electric double layer capacitor with a low Internal resistance and a high capacity can be obtained.

Claims (25)

Zusammensetzung, die zur Bildung einer Beschichtung geeignet ist und eine Mischung von leitfähigem Polymer in kolloidaler Form und Kohlenstoff umfasst.Composition leading to the formation of a coating is suitable and a mixture of conductive polymer in colloidal Form and carbon includes. Zusammensetzung nach Anspruch 1, bei der das leitfähige Polymer aus Polymeren von Anilinen, Thiophenen, Pyrrolen und substituierten Derivaten derselben ausgewählt ist.A composition according to claim 1, wherein the conductive polymer from polymers of anilines, thiophenes, pyrroles and substituted ones Derivatives thereof selected is. Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei der zwei oder mehrere verschiedene leitfähige Polymere vorhanden sind.A composition according to claim 1 or claim 2, where two or more different conductive polymers are present. Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Kohlenstoff eine spezifische Oberfläche von mehr als 100 m2/g, wie gemäß des BET-Verfahrens gemessen, aufweist.A composition according to any one of the preceding claims, wherein the carbon has a specific surface area greater than 100 m 2 / g as measured according to the BET method. Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Kohlenstoff aus Graphit, Ruß, Nanoröhren und Fullerenen ausgewählt ist.A composition according to any one of the preceding claims, wherein the carbon is selected from graphite, carbon black, nanotubes and fullerenes. Zusammensetzung nach Anspruch 5, bei der der Kohlenstoff Aktivruß ist.A composition according to claim 5, wherein the carbon Active soot is. Zusammensetzung nach Anspruch 6, bei der der Aktivruß eine spezifische Oberfläche von mehr als 750 m2/g aufweist.A composition according to claim 6, wherein the active carbon black has a specific surface area greater than 750 m 2 / g. Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die durchschnittliche Teilchengröße (Zahlenmittel) des leitfähigen Polymers kleiner als 500 nm ist.A composition according to any one of the preceding claims, wherein the average particle size (number average) of the conductive polymer is less than 500 nm. Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Leitfähigkeit des leitfähigen Polymers größer als 10–5 S/cm ist.A composition according to any one of the preceding claims, wherein the conductivity of the conductive polymer is greater than 10 -5 S / cm. Zusammensetzung nach Anspruch 9, bei der die Leitfähigkeit größer als 10 S/cm ist.A composition according to claim 9, wherein the conductivity greater than 10 S / cm is. Zusammensetzung nach Anspruch 10, bei der die Leitfähigkeit größer als 100 S/cm ist.A composition according to claim 10, wherein the conductivity greater than 100 S / cm is. Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Gewichtsverhältnis des leitfähigen Polymers zu Kohlenstoff im Bereich von 1 : 50 bis 50 : 2 liegt.A composition according to any one of the preceding claims, wherein the weight ratio of the conductive Polymer to carbon ranges from 1:50 to 50: 2. Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die ferner ein flüssiges Dispersionsmittel in einer Konzentration von 40 bis 99,5 Gew.-% umfasst, wobei die Dispersionsmittelflüssigkeit unter Umgebungsbedingungen verdampfbar ist, und weitere nicht-verdampfbare Additive in einer Konzentration von 0 bis 10 Gew.-%, wobei das leitfähige Polymer und die Kohlenstoffkomponenten in einer Konzentration von 0,5 bis 60 Gew.-% vorhanden sind, wobei sämtliche Gewichtsprozentsätze auf die gesamte Zusammensetzung bezogen sind.A composition according to any one of the preceding claims which furthermore a liquid one Dispersing agent in a concentration of 40 to 99.5 wt .-% wherein the dispersant liquid is under ambient conditions is vaporizable, and other non-volatile additives in a concentration from 0 to 10 wt%, wherein the conductive polymer and the carbon components are present in a concentration of 0.5 to 60 wt .-%, wherein all Weight percentages are related to the entire composition. Zusammensetzung nach Anspruch 13, bei der das flüssige Dispersionsmittel Wasser und/oder organisches) Lösungsmittel umfasst.A composition according to claim 13, wherein the liquid dispersant Water and / or organic) solvent includes. Verfahren zur Herstellung einer Zusammensetzung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das leitfähige Polymer und Kohlenstoff und gegebenenfalls Additive in einem flüssigen Dispersionsmittel dispergiert werden und die flüssige Dispersion gegebenenfalls nach Aufbringung auf einem Substrat getrocknet wird.Process for the preparation of a composition according to one of the preceding claims, where the conductive Polymer and carbon and optionally additives dispersed in a liquid dispersant be and the liquid Dispersion optionally dried after application to a substrate becomes. Verfahren nach Anspruch 15, bei dem das leitfähige Polymer in einer ersten Flüssigkeit dispergiert wird und der Kohlenstoff getrennt in einer zweiten Flüssigkeit dispergiert wird, wobei die Flüssigkeiten gleich oder verschieden sind, und die jeweiligen Dispersionen anschließend zusammengemischt werden, wobei fakultative Additive vor, während oder nach den getrennten Dispergierschritten zugegeben werden.The method of claim 15, wherein the conductive polymer in a first liquid is dispersed and the carbon separated in a second liquid is dispersed, the liquids are the same or different, and the respective dispersions are then mixed together with optional additives before, during or after the separate Dispergierschritten be added. Verfahren nach Anspruch 15, bei dem das leitfähige Polymer in einer Flüssigkeit dispergiert wird und der Kohlenstoff getrennt in Abwesenheit von Flüssigkeit gemahlen wird und bei dem der trockene gemahlene Kohlenstoff anschließend der flüssigen kolloidalen Dispersion des leitfähigen Polymers zugegeben und darin dispergiert wird.The method of claim 15, wherein the conductive polymer in a liquid is dispersed and the carbon separated in the absence of liquid is ground and in which the dry ground carbon then the liquid colloidal dispersion of the conductive Polymer is added and dispersed therein. Verbundmaterial, das die Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14 oder die durch das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 15 bis 17 erhaltene Zusammensetzung in Form einer Beschichtung auf einem Substrat umfasst.Composite material comprising the composition according to a the claims 1 to 14 or by the method according to one of claims 15 to 17 composition obtained in the form of a coating on a Substrate comprises. Verbundmaterial nach Anspruch 18, bei dem das Substrat aus der Gruppe bestehend aus Metallen, Halbleitern, Kunststoffen, Keramiken und Holzprodukten ausgewählt ist.The composite of claim 18, wherein the substrate from the group consisting of metals, semiconductors, plastics, Ceramics and wood products is selected. Elektrischer oder elektronischer Artikel, der die Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14 oder das Verbundmaterial gemäß Anspruch 18 oder Anspruch 19 umfasst.Electrical or electronic article containing the Composition according to one the claims 1 to 14 or the composite material according to claim 18 or claim 19 includes. Artikel nach Anspruch 20, bei dem der Artikel aus der Gruppe bestehend aus Leitern, Energiespeichern, Sensoren, Schaltern, Kondensatoren, Kondensatoren und Superkondensatoren, Doppelschichtkondensatoren und Redoxkondensatoren ausgewählt ist.An article according to claim 20, wherein the article is made from the group consisting of conductors, energy storage, sensors, switches, Capacitors, capacitors and supercapacitors, double-layer capacitors and redox capacitors selected is. Artikel nach Anspruch 21, bei dem der Artikel ein Kondensator ist, der Elektrolyt und ein Elektrodenpaar mit einem dazwischen angeordneten Separator umfasst, wobei mindestens eine der Elektroden die Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14 oder das Verbundmaterial gemäß Anspruch 18 oder Anspruch 19 umfasst.An article according to claim 21, wherein the article is a Capacitor is, the electrolyte and a pair of electrodes with one interposed separator, wherein at least one the electrodes, the composition according to any one of claims 1 to 14 or the composite material according to claim 18 or claim 19. Kondensator nach Anspruch 22, bei dem beide Elektroden die Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14 oder das Verbundmaterial gemäß Anspruch 18 oder Anspruch 19 umfassen.A capacitor according to claim 22, wherein both electrodes the composition according to one the claims 1 to 14 or the composite material according to claim 18 or claim 19 include. Kondensator nach Anspruch 22, bei dem eine Elektrode die Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14 oder das Verbundmaterial gemäß Anspruch 17 oder Anspruch 18 umfasst und die andere Elektrode eine herkömmliche Kondensatorelektrode ist.A capacitor according to claim 22, wherein an electrode the composition according to one the claims 1 to 14 or the composite material according to claim 17 or claim 18 and the other electrode comprises a conventional capacitor electrode is. Kondensator nach Anspruch 24, bei dem die andere Elektrode einen Stromabnehmer umfasst, der mit einer Zusammensetzung beschichtet ist, die intrinsisch leitfähiges Polymer, aber keinen Kohlenstoff enthält.A capacitor according to claim 24, wherein the other Electrode includes a pantograph, which has a composition coated, the intrinsically conductive polymer, but no Contains carbon.
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