DE60319769T2

DE60319769T2 - Elektrischer Doppelschichtkondensator

Info

Publication number: DE60319769T2
Application number: DE60319769T
Authority: DE
Inventors: Takeshi Yokohama-shi Kawasato; Kazuya Yokohama-shi HIRATSUKA; Naoki Yokohama-shi Yoshida; Katsuji Yokohama-shi IKEDA
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 2002-04-22
Filing date: 2003-04-22
Publication date: 2009-04-30
Anticipated expiration: 2023-04-23
Also published as: EP1365427A2; EP1365427B1; DE60319769D1; US6879482B2; US20030202316A1; EP1365427A3

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Doppelschichtkondensator, speziell auf einen elektrischen Doppelschichtkondensator mit hoher Spannungserhaltung und ausgezeichneter Zuverlässigkeit.
Ein konventioneller elektrischer Doppelschichtkondensator kann in Form eines Münztyps, wobei ein Element mit einem Separator, der zwischen einem Paar an polarisierten Elektroden angeordnet ist, die hauptsächlich aus auf Stromabnehmern gebildeter Aktivkohle bestehen, zusammen mit einer Elektrolytlösung in einem Metallgehäuse untergebracht ist, das dann durch eine Metallabdeckung über eine Dichtung verschlossen wird, oder eines Zylindertyps, wobei ein Element mit einem Paar an polarisierten Schichtelektroden, die mit einem dazwischen angeordneten Separator aufgewickelt sind, zusammen mit einer Elektrolytlösung in einem Metallgehäuse untergebracht ist, das dann verschlossen wird, so daß die Elektrolytlösung nicht aus einer Öffnung des Gehäuses verdampfen wird, vorliegen.
Ferner wurde als ein elektrischer Doppelschichtkondensator für einen stärkeren Strom und große Kapazität ebenso ein elektrischer Doppelschichtkondensator vom Laminierungstyp vorgeschlagen, wobei ein Element mit vielen polarisierten Schichtelektroden, laminiert über einen dazwischen angeordneten Separator, vorgesehen ist ( JP-A-4-154106 , JP-A-3-203311 , JP-A-4-286108 ). Es werden nämlich rechteckige polarisierte Schichtelektroden als eine positive Elektrode und eine negative Elektrode verwendet, und sie werden abwechselnd mit einem dazwischen angeordneten Separator laminiert, wodurch ein Element gebildet wird, das dann in einem Gehäuse in einem solchen Zustand untergebracht wird, daß ein positiver Elektrodenleitungsteil und ein negativer Elektrodenleitungsteil durch Abdichten an den Enden der positiven bzw. negativen Elektrode verbunden werden, dann das Element mit einer Elektrolytlösung imprägniert wird und das Gehäuse mit einer Abdeckung verschlossen wird.
Als eine Elektrolytlösung für einen konventionellen elektrischen Doppelschichtkondensator wurde nicht nur eine wässerige Elektrolytlösung, die eine Mineralsäure wie Schwefelsäure, ein Alkalimetallsalz oder ein Alkali enthält, sondern ebenso verschiedene organische Elektrolytlösungen verwendet. Als das Lösungsmittel für solche organische Elektrolytlösungen waren Propylencarbonat, γ-Butyrolacton, Acetonitril, Dimethylformamid ( JP-A-49-068254 ) oder ein Sulfolanderivat ( JP-A-62-237715 ) bekannt. Wenn die Stehspannungen verglichen werden, weist die wässerige Elektrolytlösung eine Stehspannung von 0,8 V auf, während die organische Elektrolytlösung eine Stehspannung von 2,5 bis 3,3 V aufweist. Die elektrostatische Energie eines Kondensators entspricht der Quadratzahl der Stehspannung. Folglich ist aus Sicht der elektrostatischen Energie die organische Elektrolytlösung vorteilhafter.
Die Stehspannung eines elektrischen Doppelschichtkondensators ist grundsätzlich durch die elektrochemische Zersetzungsspannung der Elektrolytlösung eingeschränkt. In einem Fall, wo eine organische Elektrolytlösung, die im Vergleich zu einer wässerigen Elektrolytlösung eine hohe Stehspannung aufweist, als eine Elektrolytlösung verwendet wird, wird sie durch Anlegen einer Spannung von mehr als der Zersetzungsspannung von Wasser verwendet, wodurch Elektrolyse aufgrund von Verunreinigungen, insbesondere Wasser, die in der Elektrolytlösung enthalten sind, stattfindet. Folglich ist es üblich, eine organische Elektrolytlösung zu verwenden, die dehydratisiert ist, und bei der sowohl das Lösungsmittel als auch der Elektrolyt stark gereinigt sind.
Andererseits wird für die Elektroden für einen elektrischen Doppelschichtkondensator ein Elektrodenmaterial mit einer hohen spezifischen Oberfläche verwendet, aber wenn es mit der obigen organischen Elektrolytlösung kombiniert wird, ist es üblich, Aktivkohle als das Elektrodenmaterial zu verwenden. Aktivkohle ist ein poröses Material mit feinen Poren von wenigen nm, aber weist hohe Adsorptionsfähigkeit auf und wird daher wahrscheinlich Feuchtigkeit in einer Umgebung adsorbieren. Folglich ist es erforderlich, Aktivkohle in dem Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Doppelschichtkondensators stark zu dehydratisieren. Es ist normalerweise erforderlich, die Dehydratisierungsbehandlung bei einer hohen Temperatur von mindestens 300°C im Vakuum oder in einer Inertgasatmosphäre durchzuführen, um die Feuchtigkeit aus feinen Poren von Aktivkohle vollständig zu entfernen. Jedoch werden Aktivkohleteilchen zur Bildung einer Elektrode normalerweise auf einem Stromabnehmer mittels eines Bindemittels, wie einem organischen Polymer, gebildet, und das Bindemittel unterliegt durch die Behandlung bei einer hohen Temperatur von mindestens 300°C thermischer Zersetzung. Folglich wird die Wärmebehandlung normalerweise bei einer Temperatur von höchstens 200°C durchgeführt, wobei es schwierig ist, die Feuchtigkeit in den Aktivkohlelektroden vollständig zu entfernen.
Ferner gab es das Problem, daß aufgrund der Gegenwart eines Abschnitts, wo die Aktivkohleoberfläche und die Elektrolytlösung nicht miteinander in Kontakt sind, d. h. die Aktivkohleoberfläche durch die Elektrolytlösung aufgrund der inadäquaten Imprägnierung der Elektrolytlösung nicht benetzt wird, oder eines Abschnitts, wo ein Gas, erzeugt durch Elektrolyse, innerhalb der feinen Poren von Aktivkohle gehalten wird, die Fläche für die Speicherung der elektrischen Ladung gewöhnlich klein sein wird, sich das Kapazitätsentwicklungsverhältnis gewöhnlich verringert und sich der Widerstand gewöhnlich erhöht.
Ein elektrischer Doppelschichtkondensator mit einer organischen Elektrolytlösung wird für den Zweck der Erhöhung der Energiedichte bei einer Spannung von mindestens 2 V betrieben, die höher ist als die theoretische Zersetzungsspannung (1,23 V) von Wasser. Folglich wird in einem Zustand, wo die Spannung nach dem Zusammenfügen einer Kondensatorzelle angelegt wird, Wasser, das in den obengenannten feinen Poren verbleibt, elektrolysiert, wodurch ein Gas erzeugt wird. Es wurde herausgefunden, daß das erzeugte Gas allmählich in den feinen Poren von Aktivkohle angesammelt wird und im Inneren des Elements verbleiben wird, ohne daß es aus dem Element, gebildet durch Imprägnieren der Elektrolytlösung zu einem Paar von Elektroden, die sich über einen Separator gegenüberliegen, entfernt wird. Wenn der elektrische Doppelschichtkondensator für einen langen Zeitraum in einem solchen Zustand verwendet wird, wird die Elektrolytlösung, die in den Poren der Aktivkohle vorhanden ist, wahrscheinlich durch das erzeugte Gas ausgetrieben, wodurch die Kapazität, die normalerweise erwartungsgemäß erhalten wird, gewöhnlich kaum erhältlich ist, und ferner wahrscheinlich der stromleitende Weg, erzeugt durch die Be wegung von Ionen in den Poren, blockiert wird. Folglich wird es eine Verringerung der Kapazität des elektrischen Doppelschichtkondensators oder eine Verschlechterung der Leistung, wie eine Erhöhung des Innenwiderstands, geben. Ferner kann Wasser, das in den Poren verbleibt, nicht vollständig entfernt werden, folglich wird aufgrund von adsorbierter elektrischer Ladung Elektrolyse stattfinden. Folglich bestand das Problem, daß die Spannungserhaltung nach Anlegen einer Spannung und Öffnen des Stromkreises schlecht ist.
Unter den Umständen ist es ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung, die obengenannten Probleme des Standes der Technik zu lösen und einen elektrischen Doppelschichtkondensator mit hoher Spannungserhaltung und ausgezeichneter Zuverlässigkeit und eine organische Elektrolytlösung für einen solchen Zweck bereitzustellen.
Ein elektrischer Doppelschichtkondensator mit einem Paar von polarisierten Elektroden und einer Elektrolytlösung, die befähigt ist, eine elektrische Doppelschicht an der Grenzfläche mit den polarisierten Elektroden zu bilden, wobei die Elektrolytlösung eine organische Elektrolytlösung ist, enthaltend ein Hexafluorbenzol der Formel 1:
worin n 6 ist, ist aus JP 2001 143750 bekannt.
Die vorliegende Erfindung stellt einen elektrischen Doppelschichtkondensator bereit, der durch die Merkmale von Anspruch 1 definiert ist.
Ferner stellt die vorliegende Erfindung eine organische Elektrolytlösung bereit, die durch die Merkmale von Anspruch 11 definiert ist, wobei der Elektrolyt mindestens ein Kation aufweist, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus der Formel 2: R¹R²R³R⁴N⁺ Formel 2, worin R¹, R², R³ und R⁴, welche voneinander unabhängig sind, jeweils eine Methylgruppe, eine Ethylgruppe oder eine n-Propylgruppe sind, mit der Maßgabe, daß zwei, ausgewählt aus R¹ bis R⁴, zusammen eine Tetramethylengruppe bilden können, der Formel 3:
worin R⁵ und R⁶, welche jeweils voneinander unabhängig sind, jeweils eine C_1-3-Alkylgruppe sind, und der Formel 4: R⁷R⁸R⁹R¹⁰N⁺ Formel 4,worin R⁷ eine Methoxyalkylgruppe der Formel -(CH₂)_nOCH₃ ist, wobei n eine ganze zahl von 1 bis 3 ist, und R⁸, R⁹ und R¹⁰, welche voneinander unabhängig sind, jeweils eine Methylgruppe oder eine Ethylgruppe sind, mit der Maßgabe, daß zwei, ausgewählt aus R⁸ bis R¹⁰, zusammen eine Tetramethylengruppe bilden können.
Die vorliegende Erfindung wird nun in bezug auf die bevorzugten Ausführungsformen ausführlich beschrieben.
In der vorliegenden Erfindung ist das Fluorbenzol bevorzugt eines mit einer großen Dielektrizitätskonstante. Das Fluorbenzol ist mindestens ein Mitglied, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus einem Monofluorbenzol, einem Difluorbenzol und einem Trifluorbenzol. Als die Struktur des Difluorbenzols ist o-Difluorbenzol oder m-Difluorbenzol bevorzugt. Ebenso ist als die Struktur des Trifluorbenzols 1,2,3-Trifluorbenzol oder 1,2,4-Trifluorbenzol bevorzugt.
In der vorliegenden Erfindung wird die Menge an Fluorbenzol in der Elektrolytlösung geeigneterweise in Abhängigkeit der Poreneigenschaften oder der Menge an Wasser, das in dem Kohlenstoffmaterial, das in den Elektroden enthalten ist, verbleibt, eingestellt. Jedoch wird das Fluorbenzol bevorzugt in einem Zustand gehalten, wo es vollständig in der organischen Elektrolytlösung gelöst wird. Ferner verringert sich, wenn das Fluorbenzol zugegeben wird, die Dielektrizitätskonstante der organischen Elektrolytlösung, und folglich wird die Menge des Fluorbenzols bevorzugt innerhalb eines Bereiches kontrolliert, wo die Verringerung der Ionenleitfähigkeit aufgrund der Verringerung der Dielektrizitätskonstante der organischen Elektrolytlösung gering ist. Daher ist das Fluorbenzol bevorzugt in einer Menge von 0,1 bis 30%, insbesondere von 1 bis 20%, in der Gesamtmasse der Elektrolytlösung enthalten.
Das Arbeitsprinzip in der vorliegenden Erfindung wird nicht eindeutig verstanden, aber es wird angenommen, daß das Fluorbenzol, das in der Elektrolytlösung enthalten ist, eine hohe Affinität für die Pseudographitoberfläche, die auf der Innenwand der Poren des Kohlenstoffmaterials vorliegt, aufweist und leicht substituiert werden kann und das Wasser, das in den feinen Poren verbleibt, adsorbieren kann, ohne daß es durch eine Wärmebehandlung entfernt wird. Wenn eine Spannung an ein Element mit einer imprägnierten Elektrolytlösung angelegt wird, wird dieses Wasser ohne weiteres elektrolysiert und vergast. Die Akkumulation elektrischer Ladung aufgrund der Bildung einer elektrischen Doppelschicht findet hauptsächlich in den Poren statt. Folglich wird mit einem konventionellen elektrischen Doppelschichtkondensator, der kein Fluorbenzol in der Elektrolytlösung enthält, wenn eine Spannung an das Element mit der imprägnierten Elektrolytlösung angelegt wird, ein Gas, erzeugt durch Elektrolyse von Wasser, das in den feinen Poren verbleibt, in den feinen Poren verbleiben, wodurch die Nutzleistung verschlechtert wird. In der vorliegenden Erfindung wird jedoch angenommen, daß das Gas, erzeugt durch Elektrolyse von verbleibendem Wasser durch die Anlegung einer Spannung, nicht in feinen Poren vorliegen wird, wie oben beschrieben, sondern außerhalb der feinen Poren, d. h. in Räumen zwischen Teilchen oder in Mikroporen in den Aktivkohleteilchen, oder als Bläschen aus dem Element entfernt wird. Folglich wird angenommen, daß die Verschlechterung der Leistung des elektrischen Doppelschichtkondensators auf einen minimalen Gehalt unterdrückt werden kann.
Eine solche Wirkung wird ebenso in dem Fall beobachtet, wo Benzol oder sein chloriertes Derivat zu der Elektrolytlösung zugegeben wird, und dies wird in JP-A-2000-252171 offenbart. Obwohl das Arbeitsprinzip nicht eindeutig verstanden wird, wird durch die Gegenwart einer Verbindung mit einem Benzolring die Affinität der Elektro lytlösung für die Aktivkohleoberfläche verbessert, und ferner wird aufgrund einer starken elektronenanziehenden Eigenschaft einer Fluorgruppe das Lösungsmittel, das ein Fluorbenzol enthält, selbst eine hohe Dielektrizitätskonstante zeigen. Es wird folglich angenommen, daß das Fluorbenzol eine höhere Kompatibilität mit dem organischen Lösungsmittel der organischen Elektrolytlösung und eine höhere Wirkung als Benzol oder sein chloriertes Derivat zeigt.
Wie oben beschrieben, wird, wenn eine Spannung an das obige Element angelegt wird, ein zersetztes Gas erzeugt, und dieses Gas wird den Innendruck der elektrischen Doppelschichtkondensatorzelle erhöhen. Folglich wird die Anlegung einer Spannung in dem Herstellungsverfahren bevorzugt in einem offenen Zustand in einer getrockneten Atmosphäre durchgeführt, und das erzeugte Gas wird aus der Kondensatorzelle entladen. Hier bedeutet „ein offener Zustand" einen Zustand, wo das Element nicht in der Zelle untergebracht ist, oder einen Zustand, wo, selbst wenn es in der Zelle untergebracht ist, die Zelle nicht geschlossen ist. Hier ist die getrocknete Atmosphäre bevorzugt eine mit einem Taupunkt von höchstens –20°C, stärker bevorzugt höchstens –30°C, noch stärker bevorzugt höchstens –40°C.
Ferner beträgt die Spannung, die an das Element angelegt wird, bevorzugt mindestens 2 V, die höher ist als die Zersetzungsspannung von Wasser, stärker bevorzugt mindestens 2,5 V. Die Temperatur, bei der die Spannung an das Element angelegt wird, beträgt bevorzugt 15 bis 85°C, stärker bevorzugt 20 bis 70°C. Wenn die Spannung unter Erhitzen angelegt wird, wird die Wirkung zur Erhöhung der Haltbarkeit des elektrischen Doppelschichtkondensators groß sein, und die Spannungsanlegezeit kann verkürzt werden. Jedoch wird sich, wenn die Temperatur zu hoch ist, die anfängliche Kapazität gewöhnlich verringern und der Innenwiderstand gewöhnlich erhöhen.
Der Elektrolyt, der für die Elektrolytlösung für den elektrischen Doppelschichtkondensator der vorliegenden Erfindung verwendet werden soll, ist besonders bevorzugt einer mit mindestens einem Kation, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus einem Quartäroniumkation der Formel 2: R¹R²R³R⁴N⁺ Formel 2,worin R¹, R², R³ und R⁴, welche unabhängig voneinander sind, jeweils eine Methylgruppe, eine Ethylgruppe oder eine n-Propylgruppe sind, mit der Maßgabe, daß zwei, ausgewählt aus R¹ bis R⁴, zusammen eine Tetramethylengruppe bilden können, einem Imidazoliumkation der Formel 3:
worin R⁵ und R⁶, welche jeweils unabhängig voneinander sind, jeweils eine C_1-3-Alkylgruppe sind, und einem Quartäroniumkation der Formel 4: R⁷R⁸R⁹R¹⁰N⁺ Formel 4,wobei R⁷ eine Methoxyalkylgruppe der Formel -(CH₂)_nOCH₃ ist, wobei n eine ganze Zahl von 1 bis 3 ist, und R⁸, R⁹ und R¹⁰, welche voneinander unabhängig sind, jeweils eine Methylgruppe oder eine Ethylgruppe sind, mit der Maßgabe, daß zwei, ausgewählt aus R⁸ bis R¹⁰, zusammen eine Tetramethylengruppe bilden können.
Ferner ist das Anion bevorzugt ein Anion, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus BF₄ ^–, PF₆ ^–, CF₃SO₃ ^– und (CF₃SO₂)₂N^–. Insbesondere ist BF₄ ^– aus Sicht der elektrischen Leitfähigkeit und der elektrochemischen Stabilität stärker bevorzugt.
Die Konzentration des obigen Elektrolyten in der Elektrolytlösung beträgt bevorzugt mindestens 0,5 mol/kg, besonders bevorzugt mindestens 1,0 mol/kg, für die Gewährleistung der Menge an Ionen, die für die Bildung einer elektrischen Doppelschicht und den Erhalt adäquater Elektroleitfähigkeit erforderlich ist.
Als das organische Lösungsmittel, das in der vorliegenden Erfindung verwendet werden soll, kann ein bekanntes Lösungsmittel verwendet werden. Beispielsweise ist eine Lösung bevorzugt, die als ein Lösungsmittel mindestens ein organisches Lösungsmittel enthält, wie ein cyclisches Carbonat, wie Propylencarbonat, Ethylencar bonat oder Butylencarbonat, ein Kettencarbonat, wie Dimethylcarbonat, Ethylmethylcarbonat oder Diethylcarbonat, ein cyclisches Lacton, wie γ-Butyrolacton oder γ-Valerolacton, ein Nitril, wie Acetonitril oder Glutaronitril, ein Sulfolanderivat, wie Sulfolan oder 3-Methylsulfolan, Dimethylformamid, 1,2-Dimethoxyethan, Nitromethan oder Trimethylphosphat. Es ist besonders bevorzugt mindestens ein Mitglied, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Propylencarbonat, Butylencarbonat, Sulfolan, Dimethylcarbonat und Methylethylcarbonat.
Die organische Elektrolytlösung, umfassend den obigen Elektrolyten, das Lösungsmittel und das Fluorbenzol, enthält bevorzugt so wenig wie möglich Metallverunreinigungen und Wasser. Normalerweise wird eine mit einem Wassergehalt von höchstens 10 ppm bevorzugt eingesetzt.
In der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, eine organische Elektrolytlösung einzusetzen, wobei ein Elektrolyt der Formel 5 oder 6:
in einer Menge von 30 bis 60% enthalten ist, Monofluorbenzol in einer Menge von 0,1 bis 30% enthalten ist, und Dimethylcarbonat in einer Menge von 20 bis 69% enthalten ist, bezogen auf die Gesamtmasse der Elektrolytlösung, wodurch eine hohe Elektroleitfähigkeit bei einem Gehalt von 13 bis 18 mS/cm mit dem Elektrolyt der Formel 5 oder von 15 bis 20 mS/cm mit dem Elektrolyt der Formel 6 erhältlich ist, die Zuverlässigkeit ausgezeichnet ist, selbst wenn eine hohe Spannung in einer Höhe von 3,0 V angelegt wird, und die Erhöhung des Widerstands unterdrückt werden kann. Ferner ist es stärker bevorzugt, eine organische Elektrolytlösung einzusetzen, wobei Ethylmethylcarbonat in einer Menge von 0,1 bis 30%, bezogen auf die Gesamtmasse des Elektrolyts, enthalten ist, wodurch die Niedertemperatureigenschaften verbessert werden können.
Ferner ist es bevorzugt, eine organische Elektrolytlösung einzusetzen, wobei ein Elektrolyt der Formel 7:
in einer Menge von 15 bis 60% enthalten ist, Monofluorbenzol in einer Menge von 0,1 bis 30% enthalten ist und Propylencarbonat in einer Menge von 10 bis 85% enthalten ist, bezogen auf die Gesamtmasse der Elektrolytlösung, wodurch eine hohe Elektroleitfähigkeit von 15 bis 23 mS/cm erhalten werden kann, und eine Hochleistungs-Entladung durchgeführt werden kann.
Die polarisierten Elektroden, die für den elektrischen Doppelschichtkondensator der vorliegenden Erfindung verwendet werden sollen, können welche sein, die hauptsächlich aus einem elektrochemisch inaktiven Material mit einer hohen spezifischen Oberfläche sind, speziell die, die hauptsächlich aus Aktivkohle, feinen Metallteilchen oder feinen elektrisch leitfähigen Oxidteilchen sind. Unter diesen ist es bevorzugt, die mit einer Elektrodenschicht, umfassend ein Pulver aus Kohlenstoffmaterial mit einer hohen spezifischen Oberfläche, wie Aktivkohle, gebildet auf der Oberfläche von Metallstromabnehmern, zu verwenden.
Speziell wird die Elektrodenschicht bevorzugt unter Verwendung eines Pulvers aus Kohlenstoffmaterial wie Aktivkohle oder Polyacen mit einer großen spezifischen Oberfläche als Hauptkomponente (spezifische Oberfläche: etwa 200 bis 3.000 m²/g) durch Zugeben von Ruß, Acetylen-Ruß, Ketjenblack oder Kohlenstoff-Whisker als ein leitfähiges Material und Polytetrafluorethylen (PTFE), Polyvinylidenfluorid (PVdF) oder Carboxymethylcellulose als Bindemittel durch Kneten des Gemisches in Gegenwart eines flüssigen Schmiermittels, wie einem Alkohol, durch Formen des Gemisches zu einer Folie durch Walzen, gefolgt von Trocknen unter Erhalt eines Blattformproduktes, das durch Wärmedruck gebunden wird oder mittels eines elektrisch leitfähigen Haftmittels oder dergleichen an beide Seiten eines Metallstromabnehmers gebunden wird, gebildet.
Ferner kann anstelle des Knetens ein Lösungsmittel, das das obige Bindemittel oder ein Lösungsmittelgemisch, enthaltend ein solches Lösungsmittel (Wasser, N-Methylpyrrolidon usw.), lösen kann, mit Aktivkohle, einem leitfähigen Mittel und einem Bindemittel gemischt werden, um eine Aufschlämmung zu erhalten, die an beide Seiten eines Metallstromabnehmers unter Bildung einer Elektrodenschicht beschichtet und getrocknet werden kann. Die Dicke einer solchen Elektrodenschicht ist nicht besonders eingeschränkt, aber beträgt normalerweise etwa 10 μm bis 0,5 mm.
Als das Aktivkohlematerial kann eines, abgeleitet von einem natürlichen Pflanzengewebe, wie Kokosnußschale, ein synthetisches Harz, wie ein Phenolharz, oder ein fossiler Brennstoff, wie Kohle, Koks oder Teer, eingesetzt werden. Als ein Aktivierungsverfahren für Aktivkohle können Dampfaktivierung oder Alkaliaktivierung (insbesondere Aktivierung durch KOH) angewendet werden, obwohl es in Abhängigkeit des Rohmaterials, das eingesetzt werden soll, variieren kann. Aktivkohle, abgeleitet von einem natürlichen Pflanzengewebe oder einem fossilen Brennstoff, enthält eine relativ große Menge an Metallverunreinigungen, und folglich ist normalerweise Waschen mit z. B. einer Säure erforderlich. Ebenso enthält Aktivkohle, erhalten durch Alkaliaktivierung, eine große Menge eines Alkalimetalls, das für die Aktivierung verwendet wird, oder Metallverunreinigungen, die aus einer Aktivierungsvorrichtung aufgrund der Reaktion mit dem Alkali resultieren, und folglich wird ein Waschvorgang erforderlich sein. Unter diesen ist aus Sicht der Metallverunreinigungen Dampfaktivkohle aus einem synthetischen Harz als ein Rohmaterial am stärksten bevorzugt.
Die Elementkonstruktion des elektrischen Doppelschichtkondensators der vorliegenden Erfindung ist nicht besonders eingeschränkt, und die vorliegende Erfindung kann auf eine Struktur vom Münztyp, eine Zylinderstruktur oder eine winklige Struktur angewendet werden. Beispielsweise kann die Struktur vom Münztyp in einer solchen Weise gebildet werden, daß ein Element durch Anordnen eines Separators zwischen einem Paar von Elektroden mit Elektrodenschichten, die hauptsächlich aus Aktivkohle, bereitgestellt auf Stromabnehmern, bestehen, gebildet wird, und das Element zusammen mit einer Elektrolytlösung in einem Metallgehäuse vom Münztyp durch eine Metallabdeckung und einer Dichtung, die beides isoliert, verschlossen wird.
Während die Zylinderstruktur in einer solchen Weise gebildet werden kann, daß ein Paar von streifenförmigen Elektroden, speziell eine streifenförmige positive Elektrode mit einer Elektrodenschicht, hauptsächlich bestehend aus z. B. Aktivkohle, gebildet auf beiden Seiten eines Metallstromabnehmers, und eine streifenförmige negative Elektrode mit einer Elektrodenschicht derselben Konstruktion, gebildet auf beiden Seiten eines Metallstromabnehmers, abwechselnd über einen streifenförmigen Separator laminiert und aufgewickelt wird, wodurch ein Wickelelement erhalten wird, das dann in einem zylinderförmigen Metallgehäuse untergebracht und mit der Elektrolytlösung imprägniert wird, woraufhin die Stromabnehmerleitungen, die aus der positiven Elektrode bzw. der negativen Elektrode herausführen, jeweils mit den Elektrodenenden verbunden werden, die beispielsweise auf einem elektrisch isolierenden Dichtungsdeckel bereitgestellt sind, und der Dichtungsdeckel an dem Metallgehäuse befestigt wird.
Die winklige Struktur kann in einer solchen Weise gebildet werden, daß die Elektrodenschichten auf beiden Seiten eines rechtwinkligen Metallstromabnehmers gebildet werden, eine Vielzahl von positiven Elektroden bzw. eine Vielzahl von negativen Elektroden, jeweils mit einer Stromabnehmerleitung ausgestattet, abwechselnd über einen Separator laminiert werden, um ein laminiertes Element mit herausführenden Stromabnehmerleitungen zu bilden, das in einem winkligen Metallgehäuse untergebracht und mit der Elektrolytlösung imprägniert wird, woraufhin ein Dichtungsdeckel an dem Winkelgehäuse befestigt wird.
Der Stromabnehmer kann aus jedem Metall sein, so lange wie es elektrochemisch oder chemisch korrosionsresistent ist. In dem Fall einer Struktur vom Münztyp kann das Gehäuseteil, wie der Metalldichtungsdeckel oder das Metallgehäuse, in vielen Fällen als ein Stromabnehmer dienen. Als der Stromabnehmer im Fall der Zylinderstruktur oder der winkligen Struktur ist es bevorzugt, eine oberflächenaufgerauhte Folie oder ein Netz aus einem Metall, wie Aluminium, Edelstahl, Nickel oder Tantal, insbesondere eine Folie oder ein Netz aus Edelstahl, Aluminium oder einer Legierung, die dieses enthält, einzusetzen. Stärker bevorzugt ist eine Aluminiumfolie mit einer Reinheit von 99,9%, besonders bevorzugt 99,99%. In der vorliegenden Erfin dung ist es bevorzugt, einen Metallstromabnehmer aus einer solchen Metallfolie und mit einer Dicke von 10 μm bis 0,5 mm einzusetzen.
Im Fall einer Zylinderstruktur oder einer winkligen Struktur werden die Metallstromabnehmer mit Stromabnehmerleitungen ausgestattet. Es ist bevorzugt, einen band- oder streifenförmigen Teil auf einem Stromabnehmer ohne eine darauf gebildete Elektrodenschicht bereitzustellen und einen elektrisch leitfähigen Flachstecker, Draht, Band, Streifen oder dergleichen durch z. B. Schweißen an einen solchen Teil unter Bildung einer Stromabnehmerleitung zu binden. Andernfalls wird ein Teil ohne gebildete Elektrodenschicht an einem Teil eines Stromabnehmers bereitgestellt, so daß ein solcher Teil als eine Stromabnehmerleitung verwendet werden kann. Speziell kann beispielsweise im Fall einer Zylinderstruktur ein Streifenteil ohne gebildete Elektrodenschicht entlang eines Endes in Längsrichtung eines Streifenstromabnehmers bereitgestellt werden, und die Gegenelektrode wird über einen Separator gelegt, so daß der Streifenteil an dem gegenüberliegenden Ende lokalisiert ist, und die Anordnung unter Erhalt eines Elements aufgewickelt wird, wodurch beide Endoberflächen (die obigen Streifenteile) des Elements als Stromabnehmerleitungen verwendet werden können.
Der Separator der vorliegenden Erfindung ist nicht besonders eingeschränkt, so lange wie er ein poröser Separator ist, so daß Ionen durchdringen können. Ein feiner poröser Polyethylenfilm, ein feiner poröser Polypropylenfilm, ein Polyethylen-Faservlies, ein Polypropylen-Faservlies, ein Glasfaser-verbundenes Faservlies, eine Glasmatte, Cellulosepapier, Sisalfaser oder Manilahanf kann beispielsweise bevorzugt eingesetzt werden. Die Dicke des Separators beträgt bevorzugt 20 bis 200 μm, besonders bevorzugt 30 bis 100 μm. Aus Sicht der Absorptionsfähigkeit für die Elektrolytlösung, der Flüssigkeitshalteeigenschaft und des Innenwiderstands gilt, je höher die Porosität, desto besser. Jedoch erhöhen sich, wenn die Porosität hoch ist, wahrscheinlich Defekte wie Löcher, was zu Selbstentladungsversagen führt. Folglich liegt die Porosität normalerweise bevorzugt innerhalb eines Bereiches von 50 bis 90%, stärker bevorzugt innerhalb eines Bereiches von 60 bis 85%.
Die vorliegende Erfindung wird nun in bezug auf die Beispiele und Vergleichsbeispiele ausführlicher beschrieben. Jedoch ist es selbstverständlich, daß die vorliegende Erfindung keineswegs durch diese spezifischen Beispiele eingeschränkt ist.
Beispiel 1 (vorliegende Erfindung)
Ethanol wurde zu einem Gemisch, umfassend Aktivkohle vom Phenolharztyp mit einer spezifischen Oberfläche von 2.000 m²/g, aktiviert durch Dampf, PTFE und Ruß in einem Massenverhältnis von 8:1:1, zugegeben, gefolgt von Kneten. Dieses wurde zu einer Schichtform geformt und dann in einer Dicke von 0,6 mm aufgerollt, um eine Elektrodenschicht zu erhalten, die zu Scheiben mit einem Durchmesser von 12 mm gestanzt wurde.
Diese scheibenförmigen Elektroden wurden an die positive Elektrodeninnenseite bzw. negative Elektrodeninnenseite eines Edelstahlgehäuses, das als ein Stromabnehmer und Gehäuseelement für eine münzförmige Zelle dient, mittels eines leitfähigen Haftmittels vom Graphittyp gebunden. Dann wurde die gesamte Anordnung, einschließlich des Edelstahlgehäuses, Wärmebehandlung unter reduziertem Druck unterzogen, um Feuchtigkeit usw. zu entfernen. Die Elektroden wurde mit einer Elektrolytlösung mit 1,5 mol/kg (C₂H₅)₃(CH₃)N⁺BF₄ ^–, gelöst in einem Lösungsmittelgemisch, umfassend Propylencarbonat und Monofluorbenzol in einem Massenverhältnis von 95:5, imprägniert. Ein Separator (Dicke: 160 μm, Porosität: 70%) eines Faservlieses aus Polypropylenfaser wurde zwischen den zwei Elektroden angeordnet, und das Edelstahlgehäuse wurde durch eine Dichtung wie einen Isolator abgedichtet und verschlossen, um einen münzförmigen elektrischen Doppelschichtkondensator mit einem Durchmesser von 18,4 mm und einer Dicke von 2,0 mm zu erhalten.
Beispiel 2 (vorliegende Erfindung)
Ein münzförmiger elektrischer Doppelschichtkondensator wurde in derselben Weise wie in Beispiel 1 erhalten, außer daß als Elektrolytlösung eine Lösung mit 1,5 mol/kg (C₂H₅)₃(CH₃)N⁺BF₄ ^–, gelöst in einem Lösungsmittelgemisch, umfassend Propylencarbonat und 1,2-Difluorbenzol in einem Massenverhältnis von 96:4, verwendet wurde.
Beispiel 3 (vorliegende Erfindung)
Ethanol wurde zu einem Gemisch, umfassend Aktivkohle vom Phenolharztyp mit einer spezifischen Oberfläche von 2.000 m²/g, aktiviert durch geschmolzenes KOH, PTFE und Ruß in einem Massenverhältnis von 8:1:1 zugegeben, gefolgt von Kneten und Formen zu einer Schichtform, und dann Aufrollen in einer Dicke von 0,1 mm unter Erhalt einer Streifenelektrodenschicht. Die erhaltene Elektrodenschicht wurde durch ein elektrisch leitfähiges Haftmittel an eine Aluminiumfolie mit der geätzten Oberfläche gebunden. Dann wurde Feuchtigkeit usw. durch Wärmebehandlung unter reduziertem Druck entfernt, und ein Glasfaserseparator (Dicke: 100 μm, Porosität: 80%) wurde zwischen der positiven und negativen Elektroden angeordnet und auf einen Wicklungskern mit einem Durchmesser von 2 mm aufgewickelt, wodurch ein zylinderförmiges Element mit einem Durchmesser von 7 mm und einer Höhe von 20 mm erhalten wird. Dieses Element wurde mit einer Elektrolytlösung mit 1,2 mol/kg (C₂H₅)₄N⁺BF₄ ^–, gelöst in einem Lösungsmittelgemisch, umfassend Acetonitril und 1,2,3-Trifluorbenzol in einem Massenverhältnis von 97:3, imprägniert, und Butylkautschuk wurde eingeführt und die Versiegelung wurde mittels eines Abdichtungswerkzeugs durchgeführt, um einen zylinderförmigen elektrischen Doppelschichtkondensator zu erhalten.
Beispiel 4 (vorliegende Erfindung)
Ethanol wurde zu einem Gemisch, umfassend Aktivkohle mit einer spezifischen Oberfläche von 2.000 m²/g, erhalten durch Kalzinieren eines Resolharzes in einer Stickstoffatmosphäre bei 650°C und aktiviert mit geschmolzenem KOH, PTFE und Ruß in einem Massenverhältnis von 8:1:1 zugegeben, gefolgt von Kneten und Formen zu einer Schichtform, und dann Aufrollen in einer Dicke von 0,6 mm, um eine Elektrodenschicht zu erhalten, die zu Scheiben mit einem Durchmesser von 12 mm gestanzt wurde.
Ein münzförmiger elektrischer Doppelschichtkondensator mit einem Durchmesser von 18,4 mm und einer Dicke von 2,0 mm wurde in derselben Weise wie in Beispiel 1 erhalten, außer daß diese scheibenförmigen Elektroden als positive und negative Elektroden verwendet wurden und als Elektrolytlösung eine Lösung mit 1,5 mol/kg (C₂H₅)₃(CH₃)N⁺BF₄ ^–, gelöst in einem Lösungsmittelgemisch, umfassend Sulfolan, Ethylmethylcarbonat und Monofluorbenzol in einem Massenverhältnis von 85:15:5, verwendet wurde.
Beispiel 5 (vorliegende Erfindung)
Ein münzförmiger elektrischer Doppelschichtkondensator mit einem Durchmesser von 18,4 mm und einer Dicke von 2,0 mm wurde in derselben Weise wie in Beispiel 1 erhalten, außer daß als Elektrolytlösung eine Lösung mit 2,2 mol/kg des Salzes der obigen Formel 5, gelöst in einem Lösungsmittelgemisch, umfassend Dimethylcarbonat und Monofluorbenzol in einem Massenverhältnis von 60:40, verwendet wurde.
Beispiel 6 (vorliegende Erfindung)
Ein münzförmiger elektrischer Doppelschichtkondensator mit einem Durchmesser von 18,4 mm und einer Dicke von 2,0 mm wurde in derselben Weise wie in Beispiel 1 erhalten, außer daß als Elektrolytlösung eine Lösung mit 2,2 mol/kg des Salzes der obigen Formel 5, gelöst in einem Lösungsmittelgemisch, umfassend Dimethylcarbonat, Ethylmethylcarbonat und Monofluorbenzol in einem Massenverhältnis von 60:10:30, verwendet wurde.
Beispiel 7 (vorliegende Erfindung)
Ein münzförmiger elektrischer Doppelschichtkondensator mit einem Durchmesser von 18,4 mm und einer Dicke von 2,0 mm wurde in derselben Weise wie in Beispiel 1 erhalten, außer daß als Elektrolytlösung eine Lösung mit 2,4 mol/kg des Salzes der obigen Formel 6, gelöst in einem Lösungsmittelgemisch, umfassend Dimethylcarbonat und Monofluorbenzol in einem Massenverhältnis von 60:40, verwendet wurde.
Beispiel 8 (vorliegende Erfindung)
Ein münzförmiger elektrischer Doppelschichtkondensator mit einem Durchmesser von 18,4 mm und einer Dicke von 2,0 mm wurde in derselben Weise wie in Beispiel 1 erhalten, außer daß als Elektrolytlösung eine Lösung mit 2,4 mol/kg des Salzes der obigen Formel 6, gelöst in einem Lösungsmittelgemisch, umfassend Dimethylcarbonat, Ethylmethylcarbonat und Monofluorbenzol in einem Massenverhältnis von 60:10:30, verwendet wurde.
Beispiel 9 (vorliegende Erfindung)
Ein münzförmiger elektrischer Doppelschichtkondensator mit einem Durchmesser von 18,4 mm und einer Dicke von 2,0 mm wurde in derselben Weise wie in Beispiel 1 erhalten, außer daß als Elektrolytlösung eine Lösung mit 2,5 mol/kg des Salzes der obigen Formel 7, gelöst in einem Lösungsmittelgemisch, umfassend Propylencarbonat and Monofluorbenzol in einem Massenverhältnis von 80:20, verwendet wurde.
Beispiel 10 (Vergleichsbeispiel)
Ein münzförmiger elektrischer Doppelschichtkondensator wurde in derselben Weise wie in Beispiel 1 erhalten, außer daß als Elektrolytlösung eine Lösung mit 1,5 mol/kg (C₂H₅)₃(CH₃)N⁺BF₄ ^–, gelöst in einem Propylencarbonatlösungsmittel, verwendet wurde.
Beispiel 11 (Vergleichsbeispiel)
Ein münzförmiger elektrischer Doppelschichtkondensator wurde in derselben Weise wie in Beispiel 1 erhalten, außer daß als Elektrolytlösung eine Lösung mit 1,5 mol/kg (C₂H₅)₃(CH₃)N⁺BF₄ ^–, gelöst in einem Propylencarbonatlösungsmittel, verwendet wurde.
Beispiel 12 (Vergleichsbeispiel)
Ein zylinderförmiger elektrischer Doppelschichtkondensator wurde in derselben Weise wie in Beispiel 3 erhalten, außer daß als Elektrolytlösung eine Lösung mit 1,2 mol/kg (C₂H₅)₄N⁺BF₄ ^–, gelöst in einem Acetonitrillösungsmittel, verwendet wurde.
Beispiel 13 (Vergleichsbeispiel)
Ein münzförmiger elektrischer Doppelschichtkondensator wurde in derselben Weise wie in Beispiel 4 erhalten, außer daß als Elektrolytlösung eine Lösung mit 1,5 mol/kg (C₂H₅)₃(CH₃)N⁺BF₄ ^–, gelöst in einem Lösungsmittelgemisch, umfassend Sulfolan und Ethylmethylcarbonat in einem Massenverhältnis von 8:2, verwendet wurde.
Beispiel 14 (Vergleichsbeispiel)
Ein münzförmiger elektrischer Doppelschichtkondensator wurde in derselben Weise wie in Beispiel 1 erhalten, außer daß als Elektrolytlösung eine Lösung mit 1,5 mol/kg (C₂H₅)₃(CH₃)N⁺BF₄ ^–, gelöst in einem Lösungsmittelgemisch, umfassend Propylencarbonat und Benzol in einem Massenverhältnis von 95:5, verwendet wurde.
Beispiel 15 (Vergleichsbeispiel)
Ein münzförmiger elektrischer Doppelschichtkondensator wurde in derselben Weise wie in Beispiel 1 erhalten, außer daß als Elektrolytlösung eine Lösung mit 1,5 mol/kg (C₂H₅)₃(CH₃)N⁺BF₄ ^–, gelöst in einem Lösungsmittelgemisch, umfassend Propylencarbonat und Monochlorbenzol in einem Massenverhältnis von 95:5, verwendet wurde.
Beispiel 16 (Vergleichsbeispiel)
Ein münzförmiger elektrischer Doppelschichtkondensator mit einem Durchmesser von 18,4 mm und einer Dicke von 2,0 mm wurde in derselben Weise wie in Beispiel 1 erhalten, außer daß als Elektrolytlösung eine Lösung mit 2,2 mol/kg des Salzes der obigen Formel 5, gelöst in einem Dimethylcarbonatlösungsmittel, verwendet wurde.
Beispiel 17 (Vergleichsbeispiel)
Ein münzförmiger elektrischer Doppelschichtkondensator mit einem Durchmesser von 18,4 mm und einer Dicke von 2,0 mm wurde in derselben Weise wie in Beispiel 1 erhalten, außer daß als Elektrolytlösung eine Lösung mit 2,4 mol/kg des Salzes der obigen Formel 6, gelöst in einem Dimethylcarbonatlösungsmittel, verwendet wurde.
Beispiel 18 (Vergleichsbeispiel)
Ein münzförmiger elektrischer Doppelschichtkondensator mit einem Durchmesser von 18,4 mm und einer Dicke von 2,0 mm wurde in derselben Weise wie in Beispiel 1 erhalten, außer daß als Elektrolytlösung eine Lösung mit 2,5 mol/kg des Salzes der obigen Formel 7, gelöst in einem Propylencarbonatlösungsmittel, verwendet wurde.
Bewertung

Die Zusammensetzungen der jeweiligen Elektrolytlösungen in den Beispielen 1 bis 9 und Beispielen 10 bis 18 und die Spannungserhaltung, nachdem die elektrischen Doppelkondensatoren mit der angelegten Spannung, wie in den Tabellen 1 und 2 angegeben, in einem offenen Stromkreis für 72 Stunden gehalten wurden, werden in den Tabellen 1 bzw. 2 gezeigt. Um den Leistungsvergleich deutlich darzustellen, wurden die angelegten Spannungen so eingestellt, daß sie dieselben in den Beispielen 1, 10, 14 und 15, in Beispielen 2 und 11, in Beispielen 3 und 12, in Beispielen 4 und 13, in Beispielen 5, 6 und 16, in Beispielen 7, 8 und 17 bzw. in Beispielen 9 und 18 sind. Ferner wurden dieselben Spannungen wie für die Bewertung der Spannungserhaltung an die elektrischen Doppelschichtkondensatoren der Beispiele 1 bis 18 angelegt, wodurch die anfängliche Kapazität und der Innenwiderstand gemessen wurden, und ferner wurde die Veränderung der Kapazität nach dem Halten in einer Kammer mit konstanter Temperatur und Feuchtigkeit von 70°C für 1.000 Stunden gemessen. Die Ergebnisse werden in Tabelle 3 gezeigt. Tabelle 1

Tabelle 2

Tabelle 3

	angelegte Spannung	Kapazität	Innenwiderstand	Veränderung der Kapazität
Bsp. 1	2,5 V	2,49 F	8,6 Ω	–12,4%
Bsp. 2	2,8 V	2,61 F	8,8 Ω	–17,9%
Bsp. 3	2,5 V	4,20 F	100 mΩ	–15,4%
Bsp. 4	3,0 V	2,78 F	15,7 Ω	–14,5%
Bsp. 5	3,0 V	2,81 F	8,8 Ω	–13,6%
Bsp. 6	3,0 V	2,79 F	9,2 Ω	–14,5%
Bsp. 7	3,0 V	2,81 F	8,8 Ω	–15,9%
Bsp. 8	3,0 V	2,85 F	8,3 Ω	–15,0%
Bsp. 9	2,5 V	2,89 F	7,1 Ω	–12,9%
Bsp. 10	2,5 V	2,50 F	8,6 Ω	–16,7%
Bsp. 11	2,8 V	2,59 F	9,0 Ω	–21,8%
Bsp. 12	2,5 V	4,15 F	100 mΩ	–20,1%
Bsp. 13	3,0 V	2,79 F	15,5 Ω	–19,7%
Bsp. 14	2,5 V	2,49 F	9,1 Ω	–14,2%
Bsp. 15	2,5 V	2,48 F	9,0 Ω	–13,7%
Bsp. 16	3,0 V	2,81 F	8,5 Ω	–19,2%
Bsp. 17	3,0 V	2,81 F	8,0 Ω	–22,1%
Bsp. 18	2,5 V	2,84 F	7,6 Ω	–15,4%

Wie aus den Tabellen 1 und 2 hervorgeht, zeigen die elektrischen Doppelschichtkondensatoren der vorliegenden Erfindung höhere Spannungserhaltung als die Vergleichsbeispiele, die Elektrolytlösungen ohne Fluorbenzol einsetzen. Ferner zeigen, wie aus Tabelle 3 hervorgeht, die elektrischen Doppelschichtkondensatoren der vorliegenden Erfindung wenig Verringerung der Kapazität, wenn eine Spannung bei 70°C angelegt wird, und weisen daher ausgezeichnete Zuverlässigkeit auf.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, einen elektrischen Doppelschichtkondensator mit hoher Spannungserhaltung und ausgezeichneter Zuverlässigkeit bereitzustellen.

Claims

Elektrischer Doppelschichtkondensator mit einem Paar von polarisierten Elektroden und einer Elektrolytlösung, die befähigt ist, eine elektrische Doppelschicht an der Grenzfläche mit den polarisierten Elektroden zu bilden, wobei die Elektrolytlösung eine organische Elektrolytlösung ist, enthaltend mindestens ein Mitglied, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus einem Monofluorbenzol, einem Difluorbenzol und einem Trifluorbenzol.
Elektrischer Doppelschichtkondensator gemäß Anspruch 1, wobei das mindestens eine Mitglied, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus einem Monofluorbenzol, einem Difluorbenzol und einem Trifluorbenzol, in einer Menge von 0,1 bis 30% in der Gesamtmasse der Elektrolytlösung enthalten ist.
Elektrischer Doppelschichtkondensator gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das Lösungsmittel in der Elektrolytlösung mindestens ein Mitglied, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Propylencarbonat, Butylencarbonat, Sulfolan, Dimethylcarbonat und Methylethylcarbonat, ist.
Elektrischer Doppelschichtkondensator gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Kation des Elektrolyten in der Elektrolytlösung ein Kation von der Formel 2: R¹R²R³R⁴N⁺ Formel 2ist, worin R¹, R², R³ und R⁴, welche unabhängig voneinander sind, jeweils eine Methylgruppe, eine Ethylgruppe oder eine n-Propylgruppe sind, mit der Maßgabe, daß zwei ausgewählt von R¹ bis R⁴ zusammen eine Tetramethylengruppe bilden können.
Elektrischer Doppelschichtkondensator gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Kation des Elektrolyten der Elektrolytlösung ein Kation der Formel 3 ist:
worin R⁵ und R⁶, welche jeweils unabhängig voneinander sind, jeweils eine C_1-3 Alkylgruppe sind.
Elektrischer Doppelschichtkondensator gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Kation des Elektrolyten in der Elektrolytlösung ein Kation der Formel 4 ist: R⁷R⁸R⁹R¹⁰N⁺ Formel 4worin R⁷ eine Methoxyalkylgruppe der Formel -(CH₂)_nOCH₃ ist, wobei n eine ganze Zahl von 1 bis 3 ist, und R⁸, R⁹ und R¹⁰, welche voneinander unabhängig sind, jeweils eine Methylgruppe oder eine Ethylgruppe sind, mit der Maßgabe, daß zwei, ausgewählt aus R⁸ bis R¹⁰, zusammen eine Tetramethylengruppe bilden können.
Elektrischer Doppelschichtkondensator gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Anion des Elektrolyten in der Elektrolytlösung ein Anion, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus BF₄ ^–, PF₆ ^–, CF₃SO₃ ^– und (CF₃SO₂)₂N^–, ist.
Elektrischer Doppelschichtkondensator gemäß Anspruch 7, wobei ein Elektrolyt der Formel 5 oder 6

in einer Menge von 30 bis 60% enthalten ist, Monofluorbenzol in einer Menge von 0,1 bis 30% enthalten ist, und Dimethylcarbonat in einer Menge von 20 bis 69% in der Gesamtmasse der Elektrolytlösung enthalten ist.
Elektrischer Doppelschichtkondensator gemäß Anspruch 8, wobei Ethylmethylcarbonat in einer Menge von 0,1 bis 30%, bezogen auf die Gesamtmasse der Elektrolytlösung, enthalten ist.
Elektrischer Doppelschichtkondensator gemäß Anspruch 7, wobei ein Elektrolyt der Formel 7:
in einer Menge von 15 bis 60% enthalten ist, Monofluorbenzol in einer Menge von 0,1 bis 30% enthalten ist, und Propylencarbonat in einer Menge von 10 bis 84% enthalten ist, bezogen auf die Gesamtmasse der Elektrolytlösung.
Organische Elektrolytlösung für einen elektrischen Doppelschichtkondensator, umfassend mindestens ein Mitglied, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus einem Monofluorbenzol, einem Difluorbenzol und einem Trifluorbenzol und einen Elektrolyten mit mindestens einem Kation, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus der Formel 2: R¹R²R³R⁴N⁺ Formel 2worin R¹, R², R³ und R⁴, welche voneinander unabhängig sind, jeweils eine Methylgruppe, eine Ethylgruppe oder eine n-Propylgruppe sind, mit der Maß gabe, daß zwei, ausgewählt aus R¹ bis R⁴, zusammen eine Tetramethylengruppe bilden können, der Formel 3:
worin R⁵ und R⁶, welche jeweils voneinander unabhängig sind, jeweils eine C_1-3 Alkylgruppe sind, und der Formel 4: R⁷R⁸R⁹R¹⁰N⁺ Formel 4worin R⁷ eine Methoxyalkylgruppe der Formel -(CH₂)_nOCH₃ ist, wobei n eine ganze Zahl von 1 bis 3 ist, und R⁸, R⁹ und R¹⁰, welche voneinander unabhängig sind, jeweils eine Methylgruppe oder eine Ethylgruppe sind, mit der Maßgabe, daß zwei, ausgewählt aus R⁸ bis R¹⁰, zusammen eine Tetramethylgruppe bilden können.
Organische Elektrolytlösung gemäß Anspruch 11, wobei das mindestens eine Mitglied, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus einem Monofluorbenzol, einem Difluorbenzol und einem Trifluorbenzol, in einer Menge von 0,1 bis 30% in der Gesamtmasse enthalten ist.
Organische Elektrolytlösung gemäß Anspruch 11 oder 12, welche mindestens ein Lösungsmittel, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Propylencarbonat, Butylencarbonat, Sulfolan, Dimethylcarbonat und Methylethylcarbonat, enthält.
Organische Elektrolytlösung gemäß einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei das Anion des Elektrolyten ein Anion, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus BF₄ ^–, PF₆ ^–, CF₃SO₃ ^– und (CF₃SO₂)₂N^–, ist.