DE112016004121T5 - Lithium-ion capacitor and carbon material for a positive electrode active material - Google Patents

Lithium-ion capacitor and carbon material for a positive electrode active material Download PDF

Info

Publication number
DE112016004121T5
DE112016004121T5 DE112016004121.7T DE112016004121T DE112016004121T5 DE 112016004121 T5 DE112016004121 T5 DE 112016004121T5 DE 112016004121 T DE112016004121 T DE 112016004121T DE 112016004121 T5 DE112016004121 T5 DE 112016004121T5
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
positive electrode
carbon material
pore volume
lithium
negative electrode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE112016004121.7T
Other languages
German (de)
Inventor
Yasuyuki Higaonna
Tetsuya Kume
Koji Oikawa
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Cataler Corp
Original Assignee
Cataler Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Cataler Corp filed Critical Cataler Corp
Publication of DE112016004121T5 publication Critical patent/DE112016004121T5/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/04Hybrid capacitors
    • H01G11/06Hybrid capacitors with one of the electrodes allowing ions to be reversibly doped thereinto, e.g. lithium ion capacitors [LIC]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/22Electrodes
    • H01G11/24Electrodes characterised by structural features of the materials making up or comprised in the electrodes, e.g. form, surface area or porosity; characterised by the structural features of powders or particles used therefor
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/22Electrodes
    • H01G11/30Electrodes characterised by their material
    • H01G11/32Carbon-based
    • H01G11/42Powders or particles, e.g. composition thereof
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/22Electrodes
    • H01G11/30Electrodes characterised by their material
    • H01G11/50Electrodes characterised by their material specially adapted for lithium-ion capacitors, e.g. for lithium-doping or for intercalation
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/13Energy storage using capacitors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

Ein Lithium-Ionen-Kondensator mit einer hohen Kapazität und einem geringen Innenwiderstand wird realisiert.Ein Kohlenstoffmaterial gemäß der vorliegenden Erfindung wird als Aktivmaterial einer positiven Elektrode eines Lithium-Ionen-Kondensators verwendet. Das Kohlenstoffmaterial weist ein Porenvolumen von 1,0 bis 1,5 ml/g für Poren mit einem Durchmesser von 1,7 nm oder mehr; ein Porenvolumen kleiner oder gleich 0,1 ml/g für Poren mit einem Durchmesser von 1,0 nm oder weniger; und einen Gesamtgehalt funktioneller Gruppen von 0,3 bis 0,6 mmol/g auf.A lithium ion capacitor having a high capacity and a low internal resistance is realized. A carbon material according to the present invention is used as a positive electrode active material of a lithium ion capacitor. The carbon material has a pore volume of 1.0 to 1.5 ml / g for pores having a diameter of 1.7 nm or more; a pore volume less than or equal to 0.1 ml / g for pores having a diameter of 1.0 nm or less; and a total content of functional groups of 0.3 to 0.6 mmol / g.

Description

GEBIETTERRITORY

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Lithium-Ionen-Kondensator und ein Kohlenstoffmaterial für ein Positivelektroden-Aktivmaterial einer positiven Elektrode.The present invention relates to a lithium ion capacitor and a carbon material for a positive electrode positive electrode active material.

HINTERGRUNDBACKGROUND

In den letzten Jahren erweckte ein Lithium-Ionen-Kondensator als elektrischer Doppelschichtkondensator Aufmerksamkeit. Wie in der japanischen Patentanmeldung KOKAI Veröffentlichung Nr. 2010-192853 beschrieben, enthält ein Lithium-Ionen-Kondensator im Wesentlichen eine positive Elektrode aus aktivem Kohlenstoff und eine negative Elektrode aus einem Material, von dem Lithium-Ionen aufgenommen und aus dem Lithium-Ionen abgegeben werden können. Ein Separator ist zwischen der positiven und negativen Elektrode angeordnet. Der Stapel umfasst zudem einen nichtwässrigen Elektrolyten, der ein Lithiumsalz enthält.In recent years, a lithium ion capacitor has attracted attention as an electric double layer capacitor. Like in the Japanese Patent Application KOKAI Publication No. 2010-192853 As is described, a lithium-ion capacitor essentially comprises a positive electrode of active carbon and a negative electrode of a material from which lithium ions can be taken up and from which lithium ions can be released. A separator is disposed between the positive and negative electrodes. The stack also includes a nonaqueous electrolyte containing a lithium salt.

In dem Lithium-Ionen-Kondensator kann die negative Elektrode aufgenommene Lithium-Ionen enthalten oder mit Lithium-Ionen dotiert sein. Dies hält das Potential der negativen Elektrode kleiner als in einem herkömmlichen elektrischen Doppelschichtkondensator. Deshalb kann der Lithium-Ionen-Kondensator im Vergleich zu dem herkömmlichen elektrischen Doppelschichtkondensator einen großen Arbeitsspannungsbereich erreichen. Zusätzlich kann der Lithium-Ionen-Kondensator im Vergleich mit dem herkömmlichen elektrischen Doppelschichtkondensator eine hohe Kapazität erreichen.In the lithium-ion capacitor, the negative electrode may contain lithium ion received or may be doped with lithium ion. This keeps the potential of the negative electrode smaller than in a conventional electric double layer capacitor. Therefore, the lithium ion capacitor can achieve a large working voltage range as compared with the conventional electric double layer capacitor. In addition, the lithium ion capacitor can achieve a high capacity as compared with the conventional electric double layer capacitor.

ZUSAMMENFASSUNGSUMMARY

Generell erfordert der Lithium-Ionen-Kondensator einen Kompromiss zwischen Kapazität und Innenwiderstand. Das heißt, dass ein Lithium-Ionen-Kondensator mit einer hohen Kapazität im Allgemeinen einen hohen Innenwiderstand hat.Generally, the lithium-ion capacitor requires a trade-off between capacitance and internal resistance. That is, a high-capacity lithium-ion capacitor generally has a high internal resistance.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Lithium-Ionen-Kondensator mit einer hohen Kapazität und einem geringen Innenwiderstand zu realisieren.An object of the present invention is to realize a lithium ion capacitor having a high capacitance and a low internal resistance.

Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Kohlenstoffmaterial für ein Aktivmaterial einer positiven Elektrode eines Lithium-Ionen-Kondensators bereitgestellt, wobei das Kohlenstoffmaterial aufweist: ein Porenvolumen von 1,0 bis 1,5 ml/g für Poren mit einem Durchmesser von 1,7 nm oder mehr; ein Porenvolumen kleiner oder gleich 0,1 ml/g für Poren mit einem Durchmesser von 1,0 nm oder weniger; und einen Gesamtgehalt funktioneller Gruppen von 0,3 bis 0,6 mmol/g.According to a first aspect of the present invention, there is provided a carbon material for a positive electrode active material of a lithium ion capacitor, the carbon material having: a pore volume of 1.0 to 1.5 ml / g for pores having a diameter of 1, 7 nm or more; a pore volume less than or equal to 0.1 ml / g for pores having a diameter of 1.0 nm or less; and a total content of functional groups of 0.3 to 0.6 mmol / g.

Nach einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Lithium-Ionen-Kondensator bereitgestellt mit:

  • einer positiven Elektrode, die einen Positivelektroden-Stromsammler der positiven Elektrode und eine erste polarisierenden Elektrode, die auf dem Positivelektroden-Stromsammler der positiven Elektrode aufgebracht ist,
  • wobei die erste polarisierende Elektrode das Kohlenstoffmaterial gemäß dem ersten Aspekt als Positivelektroden-Aktivmaterial enthält;
  • einer negativen Elektrode mit einem Negativelektroden-Stromsammler und einer zweiten polarisierenden Elektrode, die auf dem Negativelektroden-Negativelektroden-Stromsammler angeordnet ist, wobei die zweite polarisierende Elektrode Negativelektroden-Aktivmaterial enthält, das Lithium-Ionen aufnehmen kann und abgeben kann und wobei die negative Elektrode ist so angeordnet, dass die zweite polarisierende Elektrode der ersten polarisierenden Elektrode gegenüberliegt;
  • einem Separator, der zwischen der positiven Elektrode und der negativen Elektrode angeordnet ist; und
  • einem nichtwässrigen Elektrolyt, der ein Lithiumsalz enthält und zwischen dem Stromsammler der positiven Elektrode und dem Negativelektroden-Stromsammler angeordnet ist.
According to a second aspect of the present invention, there is provided a lithium ion capacitor comprising:
  • a positive electrode comprising a positive electrode positive electrode current collector and a first polarizing electrode mounted on the positive electrode positive electrode current collector;
  • wherein the first polarizing electrode contains the carbon material according to the first aspect as the positive electrode active material;
  • a negative electrode having a negative electrode current collector and a second polarizing electrode disposed on the negative electrode negative electrode current collector, the second polarizing electrode containing negative electrode active material capable of accepting and discharging lithium ions and being the negative electrode disposed so that the second polarizing electrode faces the first polarizing electrode;
  • a separator disposed between the positive electrode and the negative electrode; and
  • a nonaqueous electrolyte containing a lithium salt and disposed between the positive electrode current collector and the negative electrode current collector.

Figurenliste list of figures

  • 1 ist eine Schnittdarstellung, die schematisch einen Teil des Lithium-Ionen-Kondensators nach der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. 1 Fig. 10 is a sectional view schematically showing a part of the lithium-ion capacitor according to the embodiment of the present invention.
  • 2 ist ein Graph, der ein Beispiel einer Porenverteilung des Kohlenstoffmaterials zeigt. 2 Fig. 10 is a graph showing an example of pore distribution of the carbon material.
  • 3 ist ein Graph, der ein Beispiel einer Beziehung zwischen dem Innenwiderstand und dem Porenvolumen für Poren mit Durchmessern von 1,7 nm oder mehr zeigt. 3 Fig. 12 is a graph showing an example of a relationship between the internal resistance and the pore volume for pores having diameters of 1.7 nm or more.
  • 4 ist ein Graph, der ein Beispiel der Beziehung zwischen dem Gesamtgehalt funktioneller Gruppen und der Kapazität zeigt. 4 Fig. 10 is a graph showing an example of the relationship between the total content of functional groups and the capacity.
  • 5 ist ein Graph, der ein Beispiel der Beziehung zwischen dem gesamten Porenvolumen und dem Innenwiderstand zeigt. 5 Fig. 10 is a graph showing an example of the relationship between the total pore volume and the internal resistance.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION

Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden mit Bezug auf die zugehörigen Zeichnungen im Detail beschrieben.An embodiment of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.

Vor der Beschreibung eines Lithium-Ionen-Kondensators nach der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Erhalten einer Porenverteilung und eines Gesamtgehaltes funktioneller Gruppen erläutert.Before describing a lithium ion capacitor according to the embodiment of the present invention, a method for obtaining a pore distribution and a total content of functional groups will be explained.

Die Porenverteilung wird erhalten durch ein BJH-Verfahren (Barrett-Joyner-Halenda), das in „J. Am. Chem. Soc. (1951), 73, S. 373-380 ”und dergleichen beschrieben wird. Insbesondere wird in einer Stickstoffgasatmosphäre bei 77,4 K (Siedetemperatur von Stickstoff) der Gehalt (cm3/g) von durch ein Kohlenstoffmaterial adsorbiertem Stickstoffgas bei jedem Druck P gemessen, während der Druck P (mmHg) des Stickstoffgases schrittweise erhöht wird. Unter der Annahme, dass das Teilen des Druckes P (mmHg) durch den Sättigungsdampfdruck Po (mmHg) des Stickstoffgases den relativen Druck P/P0 liefert, wird der Gehalt an adsorbiertem Stickstoffgas für jeden relativen Druck P/P0 aufgezeichnet, um eine Adsorptionsisotherme zu erhalten. Hiernach wird eine Porenverteilung durch das BJH-Verfahren unter Nutzung dieser Adsorptionsisotherme erhalten. Das „Porenvolumen“ (wird später erläutert) ist ein Wert, der aus dieser Porenverteilung erhalten wird.The pore distribution is obtained by a BJH method (Barrett-Joyner-Halenda) used in "J. At the. Chem. Soc. (1951), 73, pp. 373-380 "And the like is described. Specifically, in a nitrogen gas atmosphere at 77.4 K (boiling temperature of nitrogen), the content (cm 3 / g) of nitrogen gas adsorbed by a carbon material is measured at each pressure P while the pressure P (mmHg) of the nitrogen gas is gradually increased. Assuming that dividing the pressure P (mmHg) by the saturated vapor pressure Po (mmHg) of the nitrogen gas gives the relative pressure P / P 0 , the content of adsorbed nitrogen gas for each relative pressure P / P 0 is recorded to be an adsorption isotherm to obtain. After that, a pore distribution is obtained by the BJH method using this adsorption isotherm. The "pore volume" (to be explained later) is a value obtained from this pore distribution.

Der Gesamtgehalt funktioneller Gruppen wird durch ein Tritrationsverfahren namens Bohem-Verfahren erhalten (für das Bohem-Verfahren siehe z.B. „fundamentals and applications of activated carbon“ von The Carbon Society of Japan, veröffentlicht von Kondansha Ltd.). Insbesondere wird eine Natriumethanolatlösung mit 0,1 mol/l vorbereitet. Anschließend werden 20 ml dieser Lösung und 2 g eines Kohlenstoffmaterials in einen Kolben gegeben. Diese Dispersionsflüssigkeit wird für drei Minuten bei 2.000 Umdrehungen pro Minute zentrifugiert. Diese Dispersionsflüssigkeit wird dann mittels Ultraschall für 20 Minuten aufgerührt. Hiernach wird die Dispersionsflüssigkeit gefiltert und 5 ml des Filtrats werden mit einer Salzsäurelösung titriert. Basierend auf dem Ergebnis der Titration wird die notwendige Stoffmenge einer Salzsäure pro Masseneinheit Kohlenstoffmaterial erhalten. Der „Gesamtgehalt funktioneller Gruppen“ ist die Stoffmenge und entspricht dem Gesamtgehalt einer phenolischen Hydroxygruppe, einer Carboxylgruppe, einer Carboxylgruppe des Typs Lacton und einer Chinongruppe.The total content of functional groups is obtained by a tritration method called the Bohem method (for the Bohem method, see, for example, "Fundamentals and applications of activated carbon" by The Carbon Society of Japan, published by Kondansha Ltd.). In particular, a sodium ethoxide solution is prepared at 0.1 mol / l. Subsequently, 20 ml of this solution and 2 g of a carbon material are placed in a flask. This dispersion liquid is centrifuged for three minutes at 2,000 rpm. This dispersion liquid is then stirred by means of ultrasound for 20 minutes. After that, the dispersion liquid is filtered and 5 ml of the filtrate are titrated with a hydrochloric acid solution. Based on the result of the titration, the necessary amount of a hydrochloric acid per unit mass of carbon material is obtained. The "total content of functional groups" is the amount of substance and corresponds to the total content of a phenolic hydroxyl group, a carboxyl group, a carboxyl group of the lactone type and a quinone group.

1 ist eine Schnittdarstellung, die schematisch einen Teil des Lithium-Ionen-Kondensators nach der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. 1 Fig. 10 is a sectional view schematically showing a part of the lithium-ion capacitor according to the embodiment of the present invention.

Ein Lithium-Ionen-Kondensator 1 nach dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst einen Behälter (nicht dargestellt). Der Behälter umfasst beispielsweise einen Behälter-Grundkörper mit einer hohlen Struktur, in der eine Öffnung gebildet ist und einen Deckel zum Schließen der Öffnung des Behälter-Grundkörpers. In einem Beispiel spielt ein Teil des Behälters die Rolle einer positiven Elektrode als ein externer Anschluss, und ein anderer Teil des Behälters spielt die Rolle einer negativen Elektrode als ein externer Anschluss.A lithium-ion capacitor 1 according to the embodiment of the present invention comprises a container (not shown). The container comprises, for example, a container base body with a hollow structure in which an opening is formed and a lid for closing the opening of the container base body. In one example, one part of the container plays the role of a positive electrode as an external terminal, and another part of the container plays the role of a negative electrode as an external terminal.

Dieser Behälter enthält eine positive Elektrode 2, eine negative Elektrode 3, einen Separator 4, einen nichtwässrigen Elektrolyt 5 und dergleichen.This container contains a positive electrode 2 , a negative electrode 3 , a separator 4 , a nonaqueous electrolyte 5 and the same.

Die positive Elektrode 2 umfasst einen Positivelektroden-Stromsammler 21 und eine erste polarisierende Elektrode 22.The positive electrode 2 includes a positive electrode current collector 21 and a first polarizing electrode 22 ,

Der Positivelektroden-Stromsammler 21 ist beispielsweise eine Metallfolie. Die Metallfolie ist beispielsweise aus einer Legierung oder einem einzigen Metall, beispielsweise Aluminium, hergestellt. The positive electrode current collector 21 is for example a metal foil. The metal foil is made, for example, from an alloy or a single metal, for example aluminum.

Die erste polarisierende Elektrode 22 bedeckt zumindest eine Hauptoberfläche des Stromsammlers der positiven Elektrode 21. Die polarisierende Elektrode 22 kann nur eine Hauptoberfläche des Stromsammlers der positiven Elektrode 21 oder beide Hauptoberflächen des Stromsammlers der positiven Elektrode 21 bedecken. Beispielsweise bedeckt die polarisierende Elektrode 22 beide Hauptoberflächen des Stromsammlers der positiven Elektrode 21.The first polarizing electrode 22 covers at least one major surface of the positive electrode current collector 21 , The polarizing electrode 22 may only one main surface of the positive electrode current collector 21 or both major surfaces of the positive electrode current collector 21 cover. For example, the polarizing electrode covers 22 both major surfaces of the positive electrode current collector 21 ,

Die polarisierende Elektrode 22 beinhaltet ein pulverförmiges und/oder faserförmiges Kohlenstoffmaterial als ein Positivelektroden-Aktivmaterial 22a. Das Positivelektroden-Aktivmaterial 22a ist ein bestimmter aktivierter Kohlenstoff. Das Positivelektroden-Aktivmaterial 22a wird später im Detail beschrieben.The polarizing electrode 22 includes a powdery and / or fibrous carbon material as a positive electrode active material 22a , The positive electrode active material 22a is a specific activated carbon. The positive electrode active material 22a will be described later in detail.

Die polarisierende Elektrode 22 kann zudem andere Materialien als das Positivelektroden-Aktivmaterial 22a, beispielsweise einen Binder und ein Leitmittel, beinhalten. Als Binder, also ein Material, das Partikel des Positivelektroden-Aktivmaterials 22a aneinander binden kann und in dem nichtwässrigen Elektrolyt 5 unlöslich ist, kann z.B. ein Fluoroharz wie beispielsweise Polyvinylidenfluorid, Polytetrafluorethylen und Polyvinylflourid, ein Alkalimetallsalz der Carboxymethylcellulose, ein Ammoniumsalz der Carboxymethylcellulose oder ein organisches Polymer, wie z.B. Polyimidharz, Polyamidharz, Polyacrylsäure und Natriumpolyacrylat genutzt werden. Für das Leitmittel kann z. B. ein leitfähiges Pulver genutzt werden, das aus einem kohlenstoffhaltigen Material wie Acetylenruß hergestellt ist.The polarizing electrode 22 may also contain other materials than the positive electrode active material 22a For example, a binder and a conductive agent include. As binder, so a material, the particles of the positive electrode active material 22a can bind to each other and in the nonaqueous electrolyte 5 insoluble, for example, a fluororesin such as polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene and polyvinyl fluoride, an alkali metal salt of carboxymethyl cellulose, an ammonium salt of carboxymethyl cellulose or an organic polymer such as polyimide resin, polyamide resin, polyacrylic acid and sodium polyacrylate can be used. For the Leitmittel can z. As a conductive powder can be used, which is made of a carbonaceous material such as acetylene black.

Das Massenverhältnis von Positivelektroden-Aktivmaterial 22a zu polarisierender Elektrode 22 fällt beispielsweise in den Bereich zwischen 70 bis 90 Massenprozent und beträgt typischerweise um 80 Massenprozent. Wenn das Massenverhältnis verringert wird, wird es schwierig, eine hohe Kapazität zu erreichen. Wenn andererseits das Massenverhältnis erhöht wird, wird es schwierig, einen geringen Innenwiderstand zu erreichen oder die mechanische Festigkeit der polarisierenden Elektrode 22 kann geringer ausfallen.The mass ratio of positive electrode active material 22a to polarizing electrode 22 For example, it falls within the range of 70 to 90 percent by mass and is typically 80 percent by mass. When the mass ratio is reduced, it becomes difficult to achieve a high capacity. On the other hand, when the mass ratio is increased, it becomes difficult to achieve a low internal resistance or the mechanical strength of the polarizing electrode 22 may be lower.

Die negative Elektrode 3 umfasst einen Negativelektroden-Stromsammler 31 und eine zweite polarisierende Elektrode 32.The negative electrode 3 includes a negative electrode current collector 31 and a second polarizing electrode 32 ,

Der Negativelektroden-Stromsammler 31 ist beispielsweise eine Metallfolie oder eine Metallplatte. Die Metallfolie oder Metalplatte ist beispielsweise aus einer Legierung oder einem einzigen Metall wie Kupfer hergestellt.The negative electrode current collector 31 is for example a metal foil or a metal plate. The metal foil or metal plate is made of, for example, an alloy or a single metal such as copper.

Die zweite polarisierende Elektrode 32 bedeckt zumindest eine Hauptoberfläche des Stromsammlers der negativen Elektrode 31. Die polarisierende Elektrode 32 kann nur die Hauptoberfläche des Stromsammlers der negativen Elektrode 31 oder beide Hauptoberflächen des Stromsammlers der negativen Elektrode 31 bedecken. Als ein Beispiel bedeckt die polarisierende Elektrode 32 beide Hauptoberflächen des Stromsammlers der negativen Elektrode 31.The second polarizing electrode 32 covers at least one major surface of the negative electrode current collector 31 , The polarizing electrode 32 can only the main surface of the current collector of the negative electrode 31 or both major surfaces of the negative electrode current collector 31 cover. As an example, the polarizing electrode covers 32 both major surfaces of the negative electrode current collector 31 ,

Die polarisierende Elektrode 32 beinhaltet ein pulverförmiges und/oder faserförmiges Negativelektroden-Aktivmaterial 32a. Das Negativelektroden-Aktivmaterial 32a ist ein Material, in dem Lithium-Ionen aufgenommen werden können und aus dem Lithium-Ionen abgegeben werden können, beispielsweise ein Kohlenstoffmaterial wie amorpher Kohlenstoff. Lithium-Ionen werden in das Negativelektroden-Aktivmaterial 32a dotiert oder in ihm aufgenommen.The polarizing electrode 32 includes a powdery and / or fibrous negative electrode active material 32a , The negative electrode active material 32a is a material in which lithium ions can be taken up and from which lithium ions can be released, for example a carbon material such as amorphous carbon. Lithium ions are incorporated in the negative electrode active material 32a endowed or taken up in it.

Die polarisierende Elektrode 32 kann andere Materialien als das Negativelektroden-Aktivmaterial 32a beinhalten, beispielsweise einen Binder und Leitmittel. Als Binder und Leitmittel können jeweils die für die polarisierende Elektrode 22 beschriebenen Beispiele von Bindern und Leitmitteln genutzt werden.The polarizing electrode 32 may be other materials than the negative electrode active material 32a include, for example, a binder and conductive agent. As the binder and the conductive agent, those for the polarizing electrode, respectively 22 described examples of binders and conductive agents are used.

Das Massenverhältnis von Negativelektroden-Aktivmaterial 32a zu polarisierender Elektrode 22 fällt beispielsweise in den Bereich zwischen 80 bis 95 Massenprozent und beträgt typischerweise um 90 Massenprozent. Wenn das Massenverhältnis verringert wird, wird es schwierig, eine hohe Kapazität zu erreichen. Wenn andererseits das Massenverhältnis erhöht wird, wird es schwierig, einen geringen Innenwiderstand zu erreichen oder die mechanische Festigkeit der polarisierenden Elektrode 32 kann geringer ausfallen.The mass ratio of negative electrode active material 32a to polarizing electrode 22 For example, it falls within the range of 80 to 95 percent by mass and is typically 90 percent by mass. When the mass ratio is reduced, it becomes difficult to achieve a high capacity. On the other hand, when the mass ratio is increased, it becomes difficult to achieve a low internal resistance or the mechanical strength of the polarizing electrode 32 may be lower.

Der Separator 4 ist eine nicht leitfähige Schicht, durch die der nichtwässrige Elektrolyt permeiert. Der Separator 4 ist beispielsweise ein Papier, ein Gewebe, ein Vliesstoff, eine poröse Schicht oder ein poröses Blech. Der Separator 4 ist beispielsweise aus Glas, einem synthetischen Harz, wie Polyethylen oder Polypropylen oder einer natürlichen Polymerverbindung wie Zellulose hergestellt.The separator 4 is a non-conductive layer through which the non-aqueous electrolyte permeates. The separator 4 is, for example, a paper, a woven fabric, a nonwoven fabric, a porous layer or a porous one Sheet. The separator 4 For example, it is made of glass, a synthetic resin such as polyethylene or polypropylene, or a natural polymer compound such as cellulose.

Die positive Elektrode 2 und die negative Elektrode 3 sind so angeordnet, dass die polarisierenden Elektroden 22 und 32 einander gegenüber liegen. Der Separator 4 ist zwischen der positiven Elektrode 2 und der negativen Elektrode 3 angeordnet. In einem Beispiel sind die positive Elektrode 2 und die negative Elektrode 3 in dem Behältnis in einem Zustand aufgenommen, in dem sie gewickelt sind, so dass der Separator 4 dazwischen angeordnet ist. Der Positivelektroden-Stromsammler 21 und der Negativelektroden-Stromsammler 31 sind jeweils als externe Anschlüsse elektrisch mit der positiven Elektrode und der negativen Elektrode verbunden.The positive electrode 2 and the negative electrode 3 are arranged so that the polarizing electrodes 22 and 32 lie opposite each other. The separator 4 is between the positive electrode 2 and the negative electrode 3 arranged. In one example, the positive electrode 2 and the negative electrode 3 received in the container in a state in which they are wound, so that the separator 4 is arranged in between. The positive electrode current collector 21 and the negative electrode current collector 31 are each connected as external terminals electrically connected to the positive electrode and the negative electrode.

Der nichtwässrige Elektrolyt 5 ist zwischen dem Positivelektroden-Stromsammler 21 und dem Negativelektroden-Stromsammler 31 eingefügt. Die polarisierenden Elektroden 22 und 32 sind mit dem nichtwässrigen Elektrolyt 5 getränkt.The nonaqueous electrolyte 5 is between the positive electrode current collector 21 and the negative electrode current collector 31 inserted. The polarizing electrodes 22 and 32 are with the nonaqueous electrolyte 5 soaked.

Der nichtwässrige Elektrolyt ist beispielsweise ein flüssiger Elektrolyt, d.h. eine Elektrolytlösung. Der nichtwässrige Elektrolyt 5 kann ein Feststoffelektrolyt sein.The non-aqueous electrolyte is, for example, a liquid electrolyte, ie, an electrolyte solution. The nonaqueous electrolyte 5 may be a solid electrolyte.

Der nichtwässrige Elektrolyt 5 wird beispielsweise durch Auflösen einer Verbindung, die Lithium-Ionen erzeugen kann, in einem protonenfreien organischen Lösemittel erhalten. Ein Beispiel der Verbindung ist ein Lithiumsalz wie Lithiumhexafluorphosphat (LiPF6). Beispiele des protonenfreien organischen Lösemittels sind Propylencarbonat, Ethylencarbonat, Buthylencarbonat, ү-Butyrolacton, Vinylencarbonat, Acetonitril, Dimethylcarbonat, Diethylcarbonat, Ethylmethylcarbonat, Methylpropylcarbonat oder ein Derivat oder Mischungen hiervon.The nonaqueous electrolyte 5 For example, it is obtained by dissolving a compound that can generate lithium ions in a proton-free organic solvent. An example of the compound is a lithium salt such as lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ). Examples of the proton-free organic solvent are propylene carbonate, ethylene carbonate, butylene carbonate, γ-butyrolactone, vinylene carbonate, acetonitrile, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, methyl propyl carbonate, or a derivative or mixtures thereof.

Das Positivelektroden-Aktivmaterial 22a wird als nächstes im Detail beschrieben.The positive electrode active material 22a will be described in detail next.

Um den Innenwiderstand der polarisierenden Elektrode mit Bezug auf die positive Elektrode des Lithium-Ionen-Kondensators zu verringern, sind Adsorption und Abgabe von Elektrolyt-Ionen zu und von den Poren des Positivelektroden-Aktivmaterials wichtig. Herkömmlicherweise wird die Bewegung der Elektrolyt-Ionen durch Erhöhen der spezifischen Oberfläche oder des Porenvolumens des Positivelektroden-Aktivmaterials beschleunigt.In order to reduce the internal resistance of the polarizing electrode with respect to the positive electrode of the lithium-ion capacitor, adsorption and release of electrolyte ions to and from the pores of the positive electrode active material are important. Conventionally, the movement of the electrolyte ions is accelerated by increasing the specific surface area or the pore volume of the positive electrode active material.

Die Erfinder haben die folgende Tatsache als ein Resultat einer intensiven Studie herausgefunden. Dieser ist, dass eine Pore mit einem Porendurchmesser von 1,0 nm oder weniger die Bewegung der Elektrolyt-Ionen in signifikantem Maße beeinträchtigt. Wenn eine Pore einen Porendurchmesser von 1,7 nm oder mehr aufweist, beeinflusst die Größe des Porendurchmessers die Bewegung der Elektrolyt-Ionen kaum. Der Grund hierfür wird darin vermutet, dass der Porendurchmesser hinreichend größer als die Größe der gelösten Elektrolyt-Ionen ist. Deshalb ist es vorteilhaft, das Porenvolumen für Poren mit Durchmessern von 1,0 nm oder weniger zu verringern und das Porenvolumen für Poren mit Durchmessern von 1,7 nm oder mehr zu erhöhen. Wenn das Porenvolumen für Poren mit Durchmessern von 1,7 nm oder mehr allerdings übermäßig erhöht wird, wird die Kapazität des Lithium-Ionen Kondensators pro Volumeneinheit klein.The inventors have found the following fact as a result of intensive study. This is that a pore having a pore diameter of 1.0 nm or less significantly affects the movement of the electrolyte ions. When a pore has a pore diameter of 1.7 nm or more, the size of the pore diameter hardly affects the movement of the electrolyte ions. The reason for this is assumed to be that the pore diameter is sufficiently larger than the size of the dissolved electrolyte ions. Therefore, it is advantageous to reduce the pore volume for pores having diameters of 1.0 nm or less and to increase the pore volume for pores having diameters of 1.7 nm or more. However, if the pore volume is excessively increased for pores having diameters of 1.7 nm or more, the capacity of the lithium ion capacitor per unit volume becomes small.

In diesem Ausführungsbeispiel ist der Gehalt funktioneller Gruppen des Kohlenstoffmaterials mit der obigen Porenverteilung angepasst, um die Fähigkeit des Kohlenstoffmaterials zum Adsorbieren der Elektrolyt-Ionen zu verbessern. Weil allerdings die funktionelle Gruppe an die Randfläche der Kohlenstoff-Kristallite gebunden ist, ist es unmöglich den Gehalt funktioneller Gruppen beliebig zu steigern. Ein überschüssiger Gehalt funktioneller Gruppen verringert die Größe des effektiven Porendurchmessers. Das heißt, dass ein überschüssiger Gehalt funktioneller Gruppen die Bewegung der Ionen beeinträchtigt, wodurch der Innenwiderstand erhöht wird. Um diese Situation zu vermeiden, ist eine obere Grenze für den Gehalt funktioneller Gruppen in dieser Ausführungsform festgelegt.In this embodiment, the content of functional groups of the carbon material having the above pore distribution is adjusted to improve the ability of the carbon material to adsorb the electrolyte ions. However, because the functional group is bonded to the peripheral surface of the carbon crystallites, it is impossible to arbitrarily increase the content of functional groups. An excess content of functional groups reduces the size of the effective pore diameter. This means that an excess content of functional groups impairs the movement of the ions, which increases the internal resistance. In order to avoid this situation, an upper limit for the content of functional groups is set in this embodiment.

Das als Positivelektroden-Aktivmaterial 22a in dem Lithium-Ionen-Kondensator 1 genutzte Kohlenstoffmaterial weist ein Porenvolumen von 1,0 bis 1,5 ml/g für Poren mit Durchmessern von 1,7 nm oder mehr auf. Wie oben beschrieben, beeinträchtigen Poren mit Porendurchmessern von 1,7 nm oder mehr die Bewegung der Elektrolyt-Ionen nicht wesentlich. Deshalb ist es durch eine Erhöhung des Porenvolumens für Poren mit Durchmessern von 1,7 nm oder mehr möglich, einen durch die Bewegung der Elektrolyt-Ionen verursachten Widerstand zu verringern. Wenn allerdings das Volumen übermäßig erhöht wird, verringert sich der Innenwiderstand zusammen mit einer Erhöhung im Volumen kaum und die Kapazität verringert sich. Das Porenvolumen für Poren mit Durchmessern von 1,7 nm oder mehr beträgt vorzugsweise 1,12 bis 1,43 ml/g.The as positive electrode active material 22a in the lithium-ion capacitor 1 used carbon material has a pore volume of 1.0 to 1.5 ml / g for pores with diameters of 1.7 nm or more. As described above, pores having pore diameters of 1.7 nm or more do not significantly affect the movement of the electrolyte ions. Therefore, by increasing the pore volume for pores having diameters of 1.7 nm or more, it is possible to reduce a resistance caused by the movement of the electrolyte ions. However, if the volume is excessively increased, the internal resistance hardly increases along with an increase in volume and the capacity decreases. The pore volume for pores having diameters of 1.7 nm or more is preferably 1.12 to 1.43 ml / g.

Weiterhin weist das Kohlenstoffmaterial ein Porenvolumen gleich oder weniger als 0,1 ml/g für Poren mit Durchmessern von 1,0 nm oder weniger auf. Poren mit Porendurchmessern von 1,0 nm oder weniger tragen geringfügig zur Adsorption von Ionen bei. Das heißt, dass selbst wenn das Porenvolumen für Poren mit Durchmessern von 1,0 nm oder weniger erhöht wird, die Kapazität kaum steigt. Poren mit Porendurchmessern von 1,0 nm oder weniger beeinträchtigen die Bewegung der Elektrolyt-Ionen. Wenn das Porenvolumen für Poren mit Durchmessern von 1,0 nm oder weniger erhöht wird, steigt deshalb der Innenwiderstand. Deshalb ist das Volumen bevorzugt klein. Furthermore, the carbon material has a pore volume equal to or less than 0.1 ml / g for pores having diameters of 1.0 nm or less. Pores with pore diameters of 1.0 nm or less contribute slightly to the adsorption of ions. That is, even if the pore volume is increased for pores having diameters of 1.0 nm or less, the capacity hardly increases. Pores with pore diameters of 1.0 nm or less affect the movement of the electrolyte ions. Therefore, when the pore volume is increased for pores having diameters of 1.0 nm or less, the internal resistance increases. Therefore, the volume is preferably small.

Das Kohlenstoffmaterial weist einen Gesamtgehalt funktioneller Gruppen von 0,3 bis 0,6 mmol/g auf. Die funktionelle Gruppe des Kohlenstoffmaterials spielt für das Verbessern der lonenadsorptionsleistung des Kohlenstoffmaterials eine Rolle. Deshalb ist der Gesamtgehalt funktioneller Gruppen bevorzugt groß. Wenn allerdings der Gesamtgehalt funktioneller Gruppen übermäßig erhöht wird, kann eine initiale Verschlechterung durch Zerfall der funktionellen Gruppe verursacht werden. In diesem Fall kann die funktionelle Gruppe zusätzlich die Bewegung der Elektrolyt-Ionen beeinträchtigen. Der Gesamtgehalt funktioneller Gruppen des Kohlenstoffmaterials beträgt bevorzugt 0,33 bis 0,56 mmol/g.The carbon material has a total content of functional groups of 0.3 to 0.6 mmol / g. The functional group of the carbon material plays a role in improving the ion adsorption performance of the carbon material. Therefore, the total content of functional groups is preferably large. However, if the total content of functional groups is excessively increased, initial deterioration may be caused by disintegration of the functional group. In this case, the functional group may additionally affect the movement of the electrolyte ions. The total content of functional groups of the carbon material is preferably 0.33 to 0.56 mmol / g.

Das Kohlenstoffmaterial weist ein gesamtes Porenvolumen von beispielsweise 1,3 bis 2,0 ml/g, vorzugsweise von 1,5 bis 2,0 ml/g auf. Wenn das gesamte Porenvolumen gleich oder größer als 1,5 ml/g ist, wird die Bewegung der Elektrolyt-Ionen beschleunigt, wodurch der Innenwiderstand verringert wird. Wenn allerdings das gesamte Porenvolumen übermäßig erhöht wird, verringert sich das Raumgewicht des Kohlenstoffmaterials, was in einer geringen Kapazität des Lithium-Ionen-Kondensators 1 resultiert.The carbon material has a total pore volume of, for example, 1.3 to 2.0 ml / g, preferably 1.5 to 2.0 ml / g. When the total pore volume is equal to or larger than 1.5 ml / g, the movement of the electrolyte ions is accelerated, whereby the internal resistance is reduced. However, if the total pore volume is excessively increased, the bulk density of the carbon material decreases, resulting in a small capacity of the lithium-ion capacitor 1 results.

Außerdem weist das Kohlenstoffmaterial eine spezifische Oberfläche auf, die durch Nutzung einer BET-Adsorptionsisotherme (Brunauer-Emmet-Teller) erhalten wird und beispielsweise 2100 bis 2500 m2/g beträgt. Wenn die spezifische Oberfläche erhöht wird, wird die Bewegung der Elektrolyte-Ionen beschleunigt. Wenn allerdings die spezifische Oberfläche übermäßig erhöht wird, sinkt die Rohdichte des Kohlenstoffmaterials, was in einer geringen Kapazität des Lithium-Ionen-Kondensators 1 resultiert.In addition, the carbon material has a specific surface area obtained by using a BET adsorption isotherm (Brunauer-Emmet plate), for example, 2100 to 2500 m 2 / g. As the specific surface area increases, the movement of the electrolyte ions is accelerated. However, if the specific surface is excessively increased, the bulk density of the carbon material decreases, resulting in a small capacity of the lithium-ion capacitor 1 results.

Das Kohlenstoffmaterial weist eine durchschnittliche Porengröße von beispielsweise 2,6 bis 3,3 nm, vorzugsweise von 2,7 bis 3,2 nm auf. Wenn der durchschnittliche Porendurchmesser hinreichend groß ist, wird die Bewegung der Elektrolyte-Ionen beschleunigt, wodurch der Innenwiderstand verringert wird. Wenn allerdings der durchschnittliche Porendurchmesser übermäßig erhöht wird, wird die Kapazität des Lithium-Ionen-Kondensators 1 klein. Es ist zu beachten, dass der durchschnittliche Porendurchmesser ein Wert (4 x V/SSA) ist, der durch Multiplikation eines Wertes mit dem Faktor 4 erhalten wird, wobei der Wert durch das Teilen des gesamten Porenvolumens V durch eine BET-spezifische Oberfläche SSA erhalten wird.The carbon material has an average pore size of, for example, 2.6 to 3.3 nm, preferably 2.7 to 3.2 nm. If the average pore diameter is sufficiently large, the movement of the electrolytes ions is accelerated, whereby the internal resistance is reduced. However, if the average pore diameter is excessively increased, the capacity of the lithium ion capacitor 1 becomes small. It should be noted that the average pore diameter is a value (4 x V / SSA) obtained by multiplying a value by the factor 4 the value obtained by dividing the total pore volume V by a BET specific surface area SSA.

Dieses Kohlenstoffmaterial weist vorzugsweise einen Höchstwert des Porendurchmessers von 1,7 nm oder mehr auf. Der Höchstwert des Porendurchmessers gibt den Porendurchmesser an, der erreicht wird, wenn eine Ableitung ΔV/ΔD des gesamten Porenvolumens V nach einem Porendurchmesser D den Maximalwert in der Porenverteilung hat, der durch das oben beschriebene Verfahren erhalten wurde. Wenn der Höchstwert des Porendurchmessers hinreichend groß ist, wird die Bewegung der Elektrolyt-Ionen beschleunigt, wodurch der Innenwiderstand verringert wird. Es existiert keine Obergrenze für den Höchstwert des Porendurchmessers. Wenn allerdings der Höchstwert des Porendurchmessers übermäßig erhöht wird, wird die Kapazität des Lithium-Ionen Kondensators 1 klein. Dementsprechend ist der Höchstwert des Porendurchmessers vorzugsweise gleich oder kleiner als 2 nm.This carbon material preferably has a peak value of pore diameter of 1.7 nm or more. The peak value of the pore diameter indicates the pore diameter obtained when a derivative ΔV / ΔD of the total pore volume V to a pore diameter D has the maximum value in the pore distribution obtained by the method described above. When the maximum value of the pore diameter is sufficiently large, the movement of the electrolyte ions is accelerated, whereby the internal resistance is reduced. There is no upper limit to the maximum value of the pore diameter. However, if the maximum value of the pore diameter is excessively increased, the capacity of the lithium-ion capacitor becomes 1 small. Accordingly, the maximum value of the pore diameter is preferably equal to or less than 2 nm.

Ein Kohlenstoffmaterial, das als Positivelektroden-Aktivmaterial 22a benutzt wird, kann beispielsweise durch das folgende Verfahren hergestellt werden.A carbon material that acts as a positive electrode active material 22a can be prepared, for example, by the following method.

Als erstes wird ein Kohlenstoffmaterial mit der festgelegten Porenverteilung vorbereitet. Beispielsweise wird eine Kokosnusshülsen-Aktivkohle, die auch Kokosnusshülsenkarbid oder Kokosnusshülsen-Kohlenstoffmaterial genannt werden könnte, einer Wasserdampfaktivierung ausgesetzt. Die Aktivierungsatmosphäre, das heißt der Wasserdampf, beinhaltet beispielsweise 2 bis 5 Vol.-Proz. Sauersoff. Dies ermöglicht es, ein Kohlenstoffmaterial mit einer Porenverteilung zu erhalten, die die oben beschriebenen Bedingungen erfüllt.First, a carbon material having the specified pore distribution is prepared. For example, a coconut shell activated carbon, which could also be called coconut shell carbide or coconut shell carbon material, is subjected to water vapor activation. The activation atmosphere, that is, the water vapor, for example, contains 2 to 5 vol. Sauersoff. This makes it possible to obtain a carbon material having a pore distribution satisfying the above-described conditions.

Als nächstes wird dieses Kohlenstoffmaterial mit einer chemischen Lösung behandelt. Ein Beispiel für die chemische Lösung ist eine wässrige Salzlösung, wie wässrige Salpetersäurelösung oder wässrige Schwefelsäurelösung.Next, this carbon material is treated with a chemical solution. An example of the chemical solution is an aqueous salt solution such as nitric acid aqueous solution or sulfuric acid aqueous solution.

In diesem Verfahren verändert sich beispielsweise das Porenvolumen für Poren mit Durchmessern von 1,7 nm oder mehr entsprechend der Sauerstoffkonzentration in der Atmosphäre bei dem Aktivierungsprozess. Insbesondere wenn die Wasserdampfaktivierung in einer sauerstofffreien Atmosphäre durchgeführt wird, wird das Porenvolumen für Poren mit Durchmessern von 1,7 nm oder mehr klein. Umgekehrt, wenn die Sauerstoffkonzentration in der Atmosphäre erhöht wird, wird das Porenvolumen für Poren mit Durchmessern von 1,7 nm oder mehr groß. Durch Festlegen der Sauerstoffkonzentration zwischen 2 bis 5 Vol.-% wird ein Kohlenstoffmaterial erhalten, dessen Porenverteilung den oben beschriebenen Bedingungen genügt. In this method, for example, the pore volume for pores having diameters of 1.7 nm or more changes according to the oxygen concentration in the atmosphere in the activation process. In particular, when the steam activation is performed in an oxygen-free atmosphere, the pore volume becomes small for pores having diameters of 1.7 nm or more. Conversely, when the oxygen concentration in the atmosphere is increased, the pore volume becomes large for pores having diameters of 1.7 nm or more. By setting the oxygen concentration between 2 to 5% by volume, a carbon material is obtained whose pore distribution satisfies the conditions described above.

Zudem verändert sich das Porenvolumen für Poren mit Durchmessern von 1,0 nm oder weniger entsprechend beispielsweise der Temperatur bei dem Aktivierungsprozess. Insbesondere wenn die Temperatur gesenkt wird, wird das Porenvolumen für Poren mit Durchmessern von 1,0 nm oder weniger klein. Umgekehrt, wenn die Temperatur erhöht wird, wird das Porenvolumen für Poren mit Durchmessern von 1,0 nm oder weniger groß.In addition, the pore volume for pores having diameters of 1.0 nm or less changes according to, for example, the temperature in the activation process. In particular, when the temperature is lowered, the pore volume becomes small for pores having diameters of 1.0 nm or less. Conversely, when the temperature is raised, the pore volume becomes large for pores having diameters of 1.0 nm or less.

Der Gesamtgehalt funktioneller Gruppen dieses Kohlenstoffmaterials verändert sich entsprechend beispielsweise der Konzentration einer Säure, die bei der Bearbeitung mit der chemischen Lösung verwendet wird. Genauer gesagt wird, wenn die Konzentration der Säure erhöht wird, der Gesamtgehalt funktioneller Gruppen hoch. Umgekehrt wird, wenn die Konzentration der Säure verringert wird, der Gesamtgehalt funktioneller Gruppen klein. Die Konzentration der Säure beträgt beispielsweise 0,005 bis 2 mol/l. Es ist zu beachten, dass der Gesamtgehalt funktioneller Gruppen durch das Durchführen einer Reduktionsbehandlung, beispielsweise Heizen in einer inerten Atmosphäre, gesenkt werden kann.The total content of functional groups of this carbon material varies according to, for example, the concentration of an acid used in processing with the chemical solution. More specifically, as the concentration of the acid is increased, the total content of functional groups becomes high. Conversely, as the concentration of the acid is reduced, the total content of functional groups becomes small. The concentration of the acid is, for example, 0.005 to 2 mol / l. It should be noted that the total content of functional groups can be lowered by performing a reduction treatment, for example, heating in an inert atmosphere.

Das gesamte Porenvolumen verändert sich beispielsweise entsprechend der Zeit in dem Aktivierungsprozess. Insbesondere wenn die Zeit gekürzt wird, wird das gesamte Porenvolumen klein. Umgekehrt, wenn die Zeit verlängert wird, wird das gesamte Porenvolumen groß.The total pore volume changes, for example, according to the time in the activation process. In particular, when the time is shortened, the entire pore volume becomes small. Conversely, if the time is prolonged, the total pore volume becomes large.

BEISPIELEEXAMPLES

Im Folgenden werden Beispiele der Erfindung beschrieben.Hereinafter, examples of the invention will be described.

<Herstellung der Probe S1><Preparation of sample S1>

Eine Kokosnusshülsen-Aktivkohle bzw. ein Kokosnusshülsenkarbid wurde einer Wasserdampfaktivierung ausgesetzt. Genauer gesagt wurde, zu der Zeit der Wasserdampfaktivierung, das Karbid einer Erwärmung in einem Drehofen bei 800°C für zwei Stunden ausgesetzt. Als eine Aktivierungsatmosphäre wurde eine Atmosphäre genutzt, die durch das Einbringen von 3 Vol.-% Sauerstoff in den Wasserdampf erlangt wurde. Als nächstes wurde das Kohlenstoffmaterial mit 0,1 mol/l einer wässrigen Salpetersäurelösung bearbeitet und die funktionelle Gruppe wurde an das Kohlenstoffmaterial vermittelt. Hiernach wurde das Kohlenstoffmaterial vermahlen, wodurch ein Pulver mit einer durchschnittlichen Partikelgröße von 5 µm erhalten wurde. Dieses Pulver wird im Folgenden als „Probe S1“ bezeichnet.A coconut shell activated carbon or coconut shell carbide was subjected to steam activation. More specifically, at the time of steam activation, the carbide was subjected to heating in a rotary kiln at 800 ° C for two hours. As an activation atmosphere, an atmosphere obtained by introducing 3% by volume of oxygen into the water vapor was used. Next, the carbon material was treated with 0.1 mol / L of a nitric acid aqueous solution and the functional group was transferred to the carbon material. After that, the carbon material was ground, whereby a powder having an average particle size of 5 μm was obtained. This powder is hereinafter referred to as "Sample S1".

<Herstellung der Probe S2><Preparation of Sample S2>

Ein Pulver aus Kohlenstoffmaterial wurde durch dasselbe Verfahren wie das für Probe S1 beschriebene Verfahren erlangt, mit dem Unterschied, dass die Konzentration der wässrigen Salpetersäurelösung bei 0,5 mol/l lag. Dieses Pulver wird im Folgenden als „Probe S2“ bezeichnet.A powder of carbon material was obtained by the same method as that described for Sample S1, except that the concentration of the nitric acid aqueous solution was 0.5 mol / l. This powder is hereinafter referred to as "Sample S2".

<Herstellung der Probe S3><Preparation of sample S3>

Ein Pulver aus Kohlenstoffmaterial wurde durch dasselbe Verfahren wie das für Probe S1 beschriebene Verfahren erlangt, mit dem Unterschied, dass die Konzentration der wässrigen Salpetersäurelösung bei 2 mol/l lag. Dieses Pulver wird im Folgenden als „Probe S3“ bezeichnet.A powder of carbon material was obtained by the same method as that described for Sample S1, except that the concentration of the nitric acid aqueous solution was 2 mol / l. This powder is hereinafter referred to as "sample S3".

<Herstellung der Probe S4><Preparation of Sample S4>

Ein Pulver aus Kohlenstoffmaterial wurde durch dasselbe Verfahren wie das für Probe S1 beschriebene Verfahren erlangt, mit dem Unterschied, dass die Erwärmungsdauer bei der Wasserdampfaktivierung 4 Stunden betrug. Dieses Pulver wird im Folgenden als „Probe S4“ bezeichnet.A powder of carbon material was obtained by the same method as that described for Sample S1, except that the heating time in steam activation 4 Hours was. This powder is hereinafter referred to as "sample S4".

<Herstellung der Probe S5> <Preparation of Sample S5>

Ein Pulver aus Kohlenstoffmaterial wurde durch dasselbe Verfahren wie das für Probe S1 beschriebene Verfahren erlangt, mit dem Unterschied, dass die Konzentration der wässrigen Salpetersäurelösung bei 3 mol/l lag. Dieses Pulver wird im Folgenden als „Probe S5“ bezeichnet.A powder of carbon material was obtained by the same method as that described for Sample S1, except that the concentration of the nitric acid aqueous solution was 3 mol / L. This powder is hereinafter referred to as "sample S5".

<Herstellung der Probe S6><Preparation of Sample S6>

Ein Pulver aus Kohlenstoffmaterial wurde durch dasselbe Verfahren wie das für Probe S1 beschriebene Verfahren erlangt, mit dem Unterschied, dass die Behandlung mit wässriger Salpetersäurelösung ausgelassen wurde. Dieses Pulver wird im Folgenden als „Probe S6“ bezeichnet.A powder of carbon material was obtained by the same method as that described for Sample S1, except that the treatment with aqueous nitric acid solution was omitted. This powder is hereinafter referred to as "Sample S6".

<Herstellung der Probe S7><Preparation of Sample S7>

Eine Kohle mit einem Äquivalentgewicht wurde einer Alkaliaktivierung unter Nutzung von Kaliumhydroxid von 4 Äquivalentgewichten ausgesetzt. Genauer gesagt wurden die 4 Äquivalentgewichte Kaliumhydroxid zu einem Äquivalentgewicht pulverförmiger Kohle hinzugefügt. Nach ausreichendem Vermischen der Mischung wurde die Mischung für 8 Stunden einer Aktivierungsbearbeitung in einer Stickstoffatmosphäre bei 800°C ausgesetzt. Hiernach wurde die Mischung gereinigt, um Kalium zu entfernen. Anschließend wurde das Kohlenstoffmaterial vermahlen, wodurch ein Pulver mit einer durchschnittlichen Partikelgröße von 5 µm erhalten wurde. Dieses Pulver wird im Folgenden als „Probe S7“ bezeichnet.An equivalent weight carbon was subjected to alkali activation using 4 equivalent weights of potassium hydroxide. Specifically, the 4 equivalent weights of potassium hydroxide were added to an equivalent weight of powdered coal. After sufficiently mixing the mixture, the mixture was subjected to activation processing in a nitrogen atmosphere at 800 ° C for 8 hours. After that, the mixture was purified to remove potassium. Subsequently, the carbon material was ground, whereby a powder having an average particle size of 5 μm was obtained. This powder is hereinafter referred to as "Sample S7".

<Herstellung der Probe S8><Preparation of Sample S8>

Eine Kokosnusshülsen-Aktivkohle wurde einer Wasserdampfaktivierung ausgesetzt. Um genau zu sein, wurde das Karbid für 4 Stunden einer Erwärmung in einem Drehofen bei 950°C ausgesetzt. Als eine Aktivierungsatmosphäre wurde Wasserdampf genutzt. Die Sauerstoffkonzentration des Wasserdampfes ist gleich oder kleiner als 1 Vol.-%. Als nächstes wurde das Kohlenstoffmaterial gemahlen, wodurch ein Pulver mit einer durchschnittlichen Partikelgröße von 5 µm erhalten wurde. Dieses Pulver wird im Folgenden als „Probe S8“ bezeichnet.A coconut shell activated carbon was subjected to steam activation. To be precise, the carbide was subjected to heating in a rotary kiln at 950 ° C for 4 hours. As an activation atmosphere, water vapor was used. The oxygen concentration of the water vapor is equal to or less than 1 vol.%. Next, the carbon material was ground, whereby a powder having an average particle size of 5 μm was obtained. This powder is hereinafter referred to as "sample S8".

<Herstellung der Probe S9><Preparation of Sample S9>

Eine Kokosnusshülsen-Aktivkohle wurde einer Wasserdampfaktivierung ausgesetzt. Um genau zu sein, wurde die Wasserdampfaktivierung mittels desselben Verfahrens durchgeführt wie für Probe S1 beschrieben mit dem Unterschied, dass die Erwärmungsdauer 6 Stunden beträgt. Als nächstes wurde das Kohlenstoffmaterial gemahlen, wodurch ein Pulver mit einer durchschnittlichen Partikelgröße von 5 µm erhalten wurde. Dieses Pulver wird im Folgenden als „Probe S9“ bezeichnet.A coconut shell activated carbon was subjected to steam activation. To be specific, the steam activation was carried out by the same method as described for Sample S1, except that the heating time 6 Hours. Next, the carbon material was ground, whereby a powder having an average particle size of 5 μm was obtained. This powder is hereinafter referred to as "Sample S9".

<Herstellung von Probe S10><Preparation of Sample S10>

Ein Pulver aus Kohlenstoffmaterial wurde durch dasselbe Verfahren wie für Probe S1 beschrieben erhalten, mit dem Unterschied, dass die Erwärmungsdauer bei der Wasserdampfaktivierung 1 Stunde betrug. Dieses Pulver wird im Folgenden als „Probe S10“ bezeichnet.A powder of carbon material was obtained by the same method as described for Sample S1, except that the heating time for steam activation was 1 hour. This powder is hereinafter referred to as "Sample S10".

<Auswertung 1><Evaluation 1>

Die spezifische Oberfläche und die Porenverteilung wurden bei jeder der Proben S1 bis S9 gemessen. Die Messung wurde durch das BJH-Verfahren unter Nutzung einer von Quantachrome hergestellten NOVA-3000 durchgeführt. Die Ergebnisse sind in der untenstehenden Tabelle 1 und in 2 zusammengefasst. [Tabelle 1] Beispiel Kapazität (F/ml) Innenwiderstand (Ω cm2) Porenvolumen (ml/g) Gesamtgehalt funktioneller Gruppen (mmol/g) Spezifische Oberfläche (m2/g) Gesamtes Porenvolumen (ml/g) Durchschnittl icher Porendurchmesser (nm) Höchstwert des Porendurchmessers (nm) 1,7 nm oder mehr 1,0 nm oder weniger S1 73,2 6,1 1,12 0,03 0,33 2185 1,51 2,73 1,74 S2 73,8 5,9 1,12 0,03 0,37 2185 1,51 2,73 1,74 S3 73,4 5,8 1,12 0,03 0,56 2185 1,51 2,73 1,74 S4 70,9 6,1 1,43 0,06 0,38 2350 1,81 3,1 1,98 S5 70,3 8,2 1,12 0,03 0,71 2185 1,51 2,73 1,74 S6 68,3 6 1,12 0,03 0,18 2185 1,51 2,73 1,74 S7 60,8 9,3 1,01 0,16 0,31 3300 1,79 2,17 1,61 S8 71,3 7,8 0,54 0,1 0,35 2050 1,04 2,07 1,62 S9 63,7 6,2 1,52 0,06 0,32 2650 2,02 3,27 2,05 S10 64,9 7,2 1,07 0,05 0,36 2209 1,47 2,66 1,74 The specific surface area and pore distribution were measured for each of Samples S1 to S9. The measurement was carried out by the BJH method using a NOVA-3000 manufactured by Quantachrome. The results are shown in Table 1 below and in 2 summarized. [Table 1] example Capacity (F / ml) Internal resistance (Ω cm 2 ) Pore volume (ml / g) Total content of functional groups (mmol / g) Specific surface area (m 2 / g) Total pore volume (ml / g) Average pore diameter (nm) Maximum value of the pore diameter (nm) 1.7 nm or more 1.0 nm or less S1 73.2 6.1 1.12 0.03 0.33 2185 1.51 2.73 1.74 S2 73.8 5.9 1.12 0.03 0.37 2185 1.51 2.73 1.74 S3 73.4 5.8 1.12 0.03 0.56 2185 1.51 2.73 1.74 S4 70.9 6.1 1.43 0.06 0.38 2350 1.81 3.1 1.98 S5 70.3 8.2 1.12 0.03 0.71 2185 1.51 2.73 1.74 S6 68.3 6 1.12 0.03 0.18 2185 1.51 2.73 1.74 S7 60.8 9.3 1.01 0.16 0.31 3300 1.79 2.17 1.61 S8 71.3 7.8 0.54 0.1 0.35 2050 1.04 2.07 1.62 S9 63.7 6.2 1.52 0.06 0.32 2650 2.02 3.27 2.05 S10 64.9 7.2 1.07 0.05 0.36 2209 1.47 2.66 1.74

2 ist ein Graph, der ein Beispiel der Porenverteilung des Kohlenstoffmaterials zeigt. 2 Fig. 12 is a graph showing an example of the pore distribution of the carbon material.

In 2 repräsentiert die Abszisse den Porendurchmesser und die Ordinate repräsentiert die Ableitung ΔV/ΔD des Gesamtporenvolumens V nach dem Porendurchmesser D. Es ist zu beachten, dass in 2 die Ableitung ΔV/ΔD als „ΔV/ΔlogD“ angezeigt ist, weil eine logarithmische Koordinate für die Abszisse benutzt wird.In 2 the abscissa represents the pore diameter and the ordinate represents the derivative ΔV / ΔD of the total pore volume V according to the pore diameter D. It should be noted that in 2 the derivative ΔV / ΔD is indicated as "ΔV / ΔlogD" because a logarithmic coordinate for the abscissa is used.

In 2 repräsentiert eine Kurve C1 Daten, die für die Probe S1 ermittelt wurden. Eine Kurve C2 repräsentiert Daten, die für die Probe S8 ermittelt wurden.In 2 a curve C1 represents data obtained for the sample S1. A curve C2 represents data obtained for the sample S8.

Wie aus dem Vergleich zwischen den Kurven C1 und C2 deutlich wird, hat die Probe S1 ein im Vergleich zu der Probe S8 großes Porenvolumen für Poren mit Durchmessern von 1,7 nm oder mehr.As is clear from the comparison between the curves C1 and C2, the sample S1 has a large pore volume compared to the sample S8 for pores having diameters of 1.7 nm or more.

<Auswertung 2><Evaluation 2>

Die Probe S1 als Material der positiven Elektrode, das Leitmittel und der Binder wurden in einem Massenverhältnis von 81,8 : 9,1 : 9,1 vermischt. Von Cabot hergestellter Ruß VALCAN XC-72 wurde als das Leitmittel und Polyvinylidenfluorid wurde als Binder benutzt. Ein Beschichtungsfilm aus diesem Gemisch wurde durch ein Beschichtungsverfahren gebildet und durch eine Presswalzenmaschine gepresst. Hiernach wurde der gepresste Beschichtungsfilm in eine Scheibenform mit einer Fläche von 2 cm2 gestanzt und dann für 12 Stunden in einem Vakuum bei 120°C getrocknet.The sample S1 as the positive electrode material, the conductive agent and the binder were mixed in a mass ratio of 81.8: 9.1: 9.1. Cabot made carbon black VALCAN XC-72 was used as the conductive agent and polyvinylidene fluoride was used as the binder. A coating film of this mixture was formed by a coating method and pressed by a press roll machine. After that, the pressed coating film was punched into a disc shape having an area of 2 cm 2 and then dried in a vacuum at 120 ° C for 12 hours.

Diese Scheibe wurde als eine Arbeitselektrode genutzt, um eine dreipolige Knopfzelle zusammenzubauen. Eine Lithiumfolie wurde als eine Gegenelektrode und als Referenzelektrode genutzt. Als eine nichtwässrige Elektrolytlösung wurde eine Lösung benutzt, die durch Auflösen von Lithiumhexafluorphosphat in einer gemischten Flüssigkeit aus Ethylencarbonat und Diethylcarbonat erhalten wurde. Die Konzentration des Lithiumhexafluorphosphates betrug 1 mol/l.This disk was used as a working electrode to assemble a three-pole button cell. A lithium foil was used as a counter electrode and as a reference electrode. As a non-aqueous electrolyte solution, a solution obtained by dissolving lithium hexafluorophosphate in a mixed liquid of ethylene carbonate and diethyl carbonate was used. The concentration of lithium hexafluorophosphate was 1 mol / l.

Weitere dreipolige Knopfzellen wurden durch dasselbe Verfahren hergestellt, mit dem Unterschied, dass die Proben S2 bis S9 anstelle der Probe S1 verwendet wurden.Additional 3-prong button cells were prepared by the same method except that Samples S2 through S9 were used instead of Sample S1.

Jede der dreipoligen Knopfzellen wurde auf eine Spannung von 3 bis 4,25 V mit einer konstanten Stromstärke von 2 mA/cm2 geladen und bei dieser Spannung für fünf Minuten gehalten. Hiernach wurde jede der dreipoligen Knopfzellen mit einer konstanten Stromstärke von 2 mA/cm2 entladen und die Kapazität und der Innenwiderstand pro Volumeneinheit der dreipoligen Knopfzelle wurden ermittelt. Die Ergebnisse sind oben in Tabelle 1 und in den 3 und 4 zusammengefasst.Each of the three-pole button cells was charged to a voltage of 3 to 4.25 V with a constant current of 2 mA / cm 2 and held at this voltage for five minutes. Thereafter, each of the three-pole button cells with a constant current of 2 mA / cm 2 was discharged and the capacity and the Internal resistance per unit volume of the three-pole button cell was determined. The results are shown in Table 1 and in the above 3 and 4 summarized.

3 ist ein Graph, der ein Beispiel der Beziehung zwischen dem Innenwiderstand und dem Porenvolumen für Poren mit einem Durchmesser von 1,7 nm oder mehr zeigt. In 3 repräsentiert die Abszisse das Porenvolumen für Poren mit einem Durchmesser von 1,7 nm oder mehr pro Masseneinheit des Positivelektroden-Aktivmaterials und die Ordinate repräsentiert den Innenwiderstand der Arbeitselektrode der dreipoligen Knopfzelle. In dem in 3 gezeigten Graphen sind die für die Proben S2, S4, S8, S9 und S10, deren Gesamtgehalte funktioneller Gruppen einander nahezu gleichen, erhaltenen Daten gezeichnet, um den Einfluss des Porenvolumens für Poren mit Durchmesser von 1,7 nm oder mehr auf den Innenwiderstand der Arbeitselektrode deutlich zu machen. 3 Fig. 12 is a graph showing an example of the relationship between the internal resistance and the pore volume for pores having a diameter of 1.7 nm or more. In 3 The abscissa represents the pore volume for pores having a diameter of 1.7 nm or more per unit mass of the positive electrode active material and the ordinate represents the internal resistance of the working electrode of the three-pole button cell. In the in 3 The graphs shown for the samples S2, S4, S8, S9 and S10, whose total contents of functional groups are nearly equal to each other, are plotted to determine the influence of the pore volume on pores having diameters of 1.7 nm or more on the internal resistance of the working electrode make clear.

4 ist ein Graph, der ein Beispiel der Beziehung zwischen dem Gesamtgehalt funktioneller Gruppen und der Kapazität zeigt. In 4 repräsentiert die Abszisse den Gesamtgehalt funktioneller Gruppen pro Masseneinheit des Positivelektroden-Aktivmaterials und die Ordinate repräsentiert die Kapazität der Arbeitselektrode. In dem in 4 gezeigten Graphen sind die Daten eingezeichnet, die für die Proben S1 bis S3, S5 und S6 ermittelt wurden, deren Porenverteilungen einander nahezu gleichen, um den Einflusses des Gesamtgehalts funktioneller Gruppen auf die Kapazität verständlich zu machen. 4 Fig. 10 is a graph showing an example of the relationship between the total content of functional groups and the capacity. In 4 The abscissa represents the total content of functional groups per unit mass of the positive electrode active material, and the ordinate represents the capacity of the working electrode. In the in 4 The graphs shown in FIG. 1 show the data obtained for samples S1 to S3, S5 and S6, whose pore distributions are almost equal to each other in order to understand the influence of the total content of functional groups on the capacity.

5 ist ein Graph, der ein Beispiel der Beziehung zwischen dem gesamten Porenvolumen und dem Innenwiderstand zeigt. In 5 repräsentiert die Abszisse das Porenvolumen pro Masseneinheit des Positivelektroden-Aktivmaterials und die Ordinate repräsentiert den Innenwiderstand der Arbeitselektrode der dreipoligen Knopfzelle. In dem in 5 gezeigten Graphen sind die für die Proben S2, S4, S8 und S10, deren Gesamtgehalte funktioneller Gruppen einander nahezu gleichen, erhaltenen Daten gezeichnet, um den Einfluss des gesamten Porenvolumens auf den Innenwiderstand der Arbeitselektrode deutlich zu machen. 5 Fig. 10 is a graph showing an example of the relationship between the total pore volume and the internal resistance. In 5 the abscissa represents the pore volume per unit mass of the positive electrode active material and the ordinate represents the internal resistance of the working electrode of the three-pole button cell. In the in 5 In the graphs shown, the data obtained for samples S2, S4, S8 and S10 whose total contents of functional groups are nearly equal to each other are plotted to make clear the influence of the entire pore volume on the internal resistance of the working electrode.

Die in 3 gezeigten Daten weisen darauf hin, dass wenn das Porenvolumen für Poren mit Durchmessern von 1,7 nm oder mehr ungefähr 1 bis 1,5 ml/g beträgt, ein geringer Innenwiderstand erreicht werden kann. Die in 4 gezeigten Daten weisen darauf hin, dass wenn der Gesamtgehalt funktioneller Gruppen ungefähr 0,3 bis 0,6 mmol/g beträgt, eine große Kapazität erreichen werden kann. Die in 5 gezeigten Daten weisen darauf hin, dass wenn das gesamte Porenvolumen gleich oder großer als 1,5 ml/g ist, ein geringerer Innenwiderstand erreichen werden kann. Wenn die Daten für Probe S7 mit den Daten für die Proben S1 bis S4 in Tabelle 1 verglichen werden, stellt sich heraus, dass wenn das Porenvolumen für Poren mit Durchmessern von 1,0 nm oder weniger ungefähr 0,1 ml/g übersteigt, der Innenwiderstand groß und die Kapazität klein wird.In the 3 The data shown indicate that if the pore volume for pores with diameters of 1.7 nm or more is about 1 to 1.5 ml / g, a low internal resistance can be achieved. In the 4 The data shown indicate that when the total content of functional groups is about 0.3 to 0.6 mmol / g, a large capacity can be achieved. In the 5 The data shown indicate that if the total pore volume is equal to or greater than 1.5 ml / g, a lower internal resistance can be achieved. When the data for sample S7 is compared with the data for samples S1 to S4 in Table 1, it turns out that when the pore volume for pores having diameters of 1.0 nm or less exceeds about 0.1 ml / g, the Internal resistance becomes large and the capacity becomes small.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • JP 2010192853 [0002]JP 2010192853 [0002]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • „J. Am. Chem. Soc. (1951), 73, S. 373-380 [0010]"J. At the. Chem. Soc. (1951), 73, pp. 373-380 [0010]

Claims (3)

Kohlenstoffmaterial für ein Aktivmaterial einer positiven Elektrode eines Lithium-Ionen-Kondensators, wobei das Kohlenstoffmaterial aufweist: ein Porenvolumen von 1,0 bis 1,5 ml/g für Poren mit einem Durchmesser von 1,7 nm oder mehr; ein Porenvolumen kleiner oder gleich 0,1 ml/g für Poren mit einem Durchmesser von 1,0 nm oder weniger; und einen Gesamtgehalt funktioneller Gruppen von 0,3 bis 0,6 mmol/g.A carbon material for a positive electrode active material of a lithium ion capacitor, wherein the carbon material comprises: a pore volume of 1.0 to 1.5 ml / g for pores having a diameter of 1.7 nm or more; a pore volume less than or equal to 0.1 ml / g for pores having a diameter of 1.0 nm or less; and a total content of functional groups of 0.3 to 0.6 mmol / g. Kohlenstoffmaterial nach Anspruch 1, wobei das Kohlenstoffmaterial ein gesamtes Porenvolumen von 1,5ml/g oder mehr aufweist.Carbon material after Claim 1 wherein the carbon material has a total pore volume of 1.5 ml / g or more. Lithium-Ionen-Kondensator mit: einer positiven Elektrode mit einem Positivelektroden-Stromsammler und einer ersten polarisierenden Elektrode, die auf dem Positivelektroden-Stromsammler aufgebracht ist, wobei die erste polarisierende Elektrode das Kohlenstoffmaterial nach Anspruch 1 oder 2 als Positivelektroden-Aktivmaterial enthält; einer negativen Elektrode mit einem Negativelektroden-Stromsammler und einer zweiten polarisierenden Elektrode, die auf dem Negativelektroden-Stromsammler aufgebracht ist, wobei die zweite polarisierende Elektrode Negativelektroden-Aktivmaterial enthält, das Lithium-Ionen aufnehmen kann und abgeben kann und wobei die negative Elektrode so angeordnet ist, dass die zweite polarisierende Elektrode der ersten polarisierenden Elektrode gegenüberliegt; einem Separator, der zwischen der positiven Elektrode und der negativen Elektrode angeordnet ist; einem nichtwässrigen Elektrolyt, der ein Lithiumsalz enthält und zwischen dem Stromsammler der positiven Elektrode und dem Negativelektroden-Stromsammler angeordnet ist.A lithium ion capacitor comprising: a positive electrode having a positive electrode current collector and a first polarizing electrode mounted on the positive electrode current collector, the first polarizing electrode detecting the carbon material Claim 1 or 2 as positive electrode active material; a negative electrode having a negative electrode current collector and a second polarizing electrode mounted on the negative electrode current collector, the second polarizing electrode containing negative electrode active material capable of receiving and discharging lithium ions, and the negative electrode being arranged in that the second polarizing electrode faces the first polarizing electrode; a separator disposed between the positive electrode and the negative electrode; a nonaqueous electrolyte containing a lithium salt and disposed between the positive electrode current collector and the negative electrode current collector.
DE112016004121.7T 2015-09-10 2016-09-08 Lithium-ion capacitor and carbon material for a positive electrode active material Withdrawn DE112016004121T5 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015-178471 2015-09-10
JP2015178471 2015-09-10
PCT/JP2016/076433 WO2017043568A1 (en) 2015-09-10 2016-09-08 Lithium ion capacitor and carbon material used as positive electrode active material for same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE112016004121T5 true DE112016004121T5 (en) 2018-05-24

Family

ID=58239799

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE112016004121.7T Withdrawn DE112016004121T5 (en) 2015-09-10 2016-09-08 Lithium-ion capacitor and carbon material for a positive electrode active material

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP6500116B2 (en)
CN (1) CN107924767B (en)
DE (1) DE112016004121T5 (en)
WO (1) WO2017043568A1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20190081375A1 (en) * 2017-09-13 2019-03-14 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Positive electrode for air battery
WO2024024956A1 (en) * 2022-07-29 2024-02-01 パナソニックIpマネジメント株式会社 Electrochemical device

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010192853A (en) 2009-02-20 2010-09-02 Shin Kobe Electric Mach Co Ltd Lithium ion capacitor

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60189162A (en) * 1984-03-07 1985-09-26 Matsushita Electric Ind Co Ltd Manufacture of polarization electrode
JPS62154461A (en) * 1985-12-26 1987-07-09 Toho Rayon Co Ltd Activated carbon fiber for electrode material
JP2001240407A (en) * 1999-12-24 2001-09-04 Kuraray Chem Corp Activated carbon and its manufacturing method
JP3515492B2 (en) * 2000-06-30 2004-04-05 株式会社東芝 Non-aqueous electrolyte battery
JP4054746B2 (en) * 2003-10-17 2008-03-05 新日本石油株式会社 Electric double layer capacitor, activated carbon for the electrode, and manufacturing method thereof
JP4576374B2 (en) * 2005-12-16 2010-11-04 昭和電工株式会社 Activated carbon, its production method and its use
CN101861634B (en) * 2007-11-16 2013-08-07 大阪瓦斯株式会社 Positive electrode material for nonaqueous lithium-type storage element
CN102107863B (en) * 2009-12-25 2012-12-12 北京化工大学 Porous carbon material and preparation method thereof
JP6306836B2 (en) * 2013-08-29 2018-04-04 株式会社キャタラー Carbon materials for hybrid capacitors

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010192853A (en) 2009-02-20 2010-09-02 Shin Kobe Electric Mach Co Ltd Lithium ion capacitor

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
„J. Am. Chem. Soc. (1951), 73, S. 373-380

Also Published As

Publication number Publication date
WO2017043568A1 (en) 2017-03-16
CN107924767A (en) 2018-04-17
JP6500116B2 (en) 2019-04-10
JPWO2017043568A1 (en) 2018-02-01
CN107924767B (en) 2019-08-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60213696T2 (en) Secondary energy source
DE60121705T2 (en) ACTIVATED CARBON FOR ELECTRIC DOUBLE-LAYER CAPACITOR
DE60024518T2 (en) Carbonaceous material, its production process and this onset electric double layer capacitor
DE60113195T2 (en) Activated carbon material, process for its preparation and electric double layer capacitor using this
DE102018106901A1 (en) Microporous and hierarchical porous carbon
DE112012004734T5 (en) Electrode for an electrical storage device, electrical storage device and method of manufacturing an electrode for an electrical storage device
DE112016004175T5 (en) Activated carbon filters for hybrid supercapacitor battery systems
DE112012001940B4 (en) ELECTRODE MATERIAL COMPRISING A CONDUCTIVE MATERIAL OF CONDUCTIVE POLYMER AND POROUS CARBON MATERIAL, AND ELECTRIC DOUBLE-LAYER CAPACITOR, LI-ION SECONDARY BATTERY AND LI-ION CONDENSER USING THIS ELECTRODE MATERIAL
DE102010039416A1 (en) Flexible battery electrodes and their manufacture
DE10051132A1 (en) Electrochemical capacitor comprises a separator arranged between an anode and a cathode with a non-aqueous electrolyte liquid impregnated in the electrodes
DE112015005161T5 (en) SULFUR CARBON COMPOSITE, NON-Aqueous ELECTROLYTE BATTERY COMPRISING AN ELECTRODE CONTAINING SULFUR-CARBON COMPOSITE, AND METHOD FOR PRODUCING SULFUR-CARBON COMPOSITES
DE69837061T2 (en) Electric double layer capacitor and carbon material and electrode for the same
DE102015222553A1 (en) Cathode for a solid-state lithium battery and accumulator, in which this is used
DE112018002066T5 (en) SOLID STATE LITHIUM SECONDARY BATTERY ION
DE602005000013T2 (en) Double layer capacitor and electrolyte solution for it
DE112011103474T5 (en) Conductive composite of polymer / porous carbon material and electrode material using same
DE102017220455A1 (en) Solid electrolyte and manufacturing method thereof
WO2013045327A1 (en) Structurally stable active material for battery electrodes
DE60204441T2 (en) HIGH-LEADING ELECTRONIC MATERIAL, ELECTRODE FOR AN ELECTROCHEMICAL CELL, METHOD FOR PRODUCING THIS ELECTRODE AND ELECTROCHEMICAL CELL
WO2006012890A1 (en) Electrolyte solution for double-layered capacitors and double-layered capacitor containing said electrolyte solution
DE102010029034A1 (en) Porous carbon with high volumetric capacity for double layer capacitors
DE112016004121T5 (en) Lithium-ion capacitor and carbon material for a positive electrode active material
WO2018202888A1 (en) Electrode material and composite electrodes based on a polymer and carbon
EP3507844A1 (en) Anodes of lithium ion batteries
EP3293745B1 (en) Additive material for an electrode of an electrochemical cell, double layer capacitor and a method for manufacturing an electrode of the same

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee