JP2000252171A - 電気二重層キャパシタの製造方法 - Google Patents
電気二重層キャパシタの製造方法Info
- Publication number
- JP2000252171A JP2000252171A JP11055932A JP5593299A JP2000252171A JP 2000252171 A JP2000252171 A JP 2000252171A JP 11055932 A JP11055932 A JP 11055932A JP 5593299 A JP5593299 A JP 5593299A JP 2000252171 A JP2000252171 A JP 2000252171A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electric double
- double layer
- voltage
- layer capacitor
- element body
- 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- Withdrawn
Links
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 title claims abstract description 40
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 11
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 47
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 claims abstract description 20
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 16
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 claims abstract description 10
- 125000001309 chloro group Chemical class Cl* 0.000 claims description 12
- 239000005486 organic electrolyte Substances 0.000 claims description 10
- OCJBOOLMMGQPQU-UHFFFAOYSA-N 1,4-dichlorobenzene Chemical compound ClC1=CC=C(Cl)C=C1 OCJBOOLMMGQPQU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- RELMFMZEBKVZJC-UHFFFAOYSA-N 1,2,3-trichlorobenzene Chemical compound ClC1=CC=CC(Cl)=C1Cl RELMFMZEBKVZJC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229940117389 dichlorobenzene Drugs 0.000 claims description 3
- MVPPADPHJFYWMZ-UHFFFAOYSA-N chlorobenzene Chemical compound ClC1=CC=CC=C1 MVPPADPHJFYWMZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 abstract description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 27
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 13
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 10
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 6
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 5
- RFFLAFLAYFXFSW-UHFFFAOYSA-N 1,2-dichlorobenzene Chemical compound ClC1=CC=CC=C1Cl RFFLAFLAYFXFSW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N Acetonitrile Chemical compound CC#N WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 3
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 3
- -1 phenol Chemical compound 0.000 description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 2
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 2
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 2
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 2
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 2
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 2
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 2
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 2
- RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N propylene carbonate Chemical compound CC1COC(=O)O1 RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- HXJUTPCZVOIRIF-UHFFFAOYSA-N sulfolane Chemical compound O=S1(=O)CCCC1 HXJUTPCZVOIRIF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZZXUZKXVROWEIF-UHFFFAOYSA-N 1,2-butylene carbonate Chemical compound CCC1COC(=O)O1 ZZXUZKXVROWEIF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZPQOPVIELGIULI-UHFFFAOYSA-N 1,3-dichlorobenzene Chemical compound ClC1=CC=CC(Cl)=C1 ZPQOPVIELGIULI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 2-methoxy-6-methylphenol Chemical compound [CH]OC1=CC=CC([CH])=C1O KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920003026 Acene Polymers 0.000 description 1
- 229910017008 AsF 6 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910020366 ClO 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 244000060011 Cocos nucifera Species 0.000 description 1
- 235000013162 Cocos nucifera Nutrition 0.000 description 1
- 208000005156 Dehydration Diseases 0.000 description 1
- OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N Diethyl carbonate Chemical compound CCOC(=O)OCC OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N Ethylene carbonate Chemical compound O=C1OCCO1 KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 240000000907 Musa textilis Species 0.000 description 1
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 1
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N Phenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1 ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 1
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 description 1
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 150000005676 cyclic carbonates Chemical class 0.000 description 1
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 1
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N dimethyl carbonate Chemical compound COC(=O)OC IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 1
- JBTWLSYIZRCDFO-UHFFFAOYSA-N ethyl methyl carbonate Chemical compound CCOC(=O)OC JBTWLSYIZRCDFO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- ZTOMUSMDRMJOTH-UHFFFAOYSA-N glutaronitrile Chemical compound N#CCCCC#N ZTOMUSMDRMJOTH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 239000012784 inorganic fiber Substances 0.000 description 1
- 238000004898 kneading Methods 0.000 description 1
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 150000002825 nitriles Chemical class 0.000 description 1
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 description 1
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 description 1
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000011946 reduction process Methods 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N sodium aluminosilicate Chemical class [Na+].[Al+3].[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 229920002994 synthetic fiber Polymers 0.000 description 1
- 239000012209 synthetic fiber Substances 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
- H01G11/22—Electrodes
- H01G11/30—Electrodes characterised by their material
- H01G11/32—Carbon-based
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
- H01G11/54—Electrolytes
- H01G11/58—Liquid electrolytes
- H01G11/62—Liquid electrolytes characterised by the solute, e.g. salts, anions or cations therein
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
- H01G11/84—Processes for the manufacture of hybrid or EDL capacitors, or components thereof
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/13—Energy storage using capacitors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
Abstract
の高い電気二重層キャパシタの製造方法の提供。 【解決手段】比表面積100〜3000m2/gの炭素
質材料を含む電極からなる正極及び負極をセパレータを
介して対向させてなる素子体に、前記電極の表面に電気
二重層を形成し電荷を蓄積させ、かつベンゼン又はその
塩素誘導体を含有する有機電解液を含浸させた後、乾燥
雰囲気中にて前記素子体に電圧を印加する。
Description
性に優れ、かつ耐電圧が高くエネルギ密度が大きい電気
二重層キャパシタの製造方法に関する。
ルによる長期的信頼性や出力密度の点で優れた特性を有
しているが、例えばリチウムイオン二次電池等に比べエ
ネルギ密度が低い問題がある。キャパシタに蓄積される
エネルギ量は、キャパシタの静電容量に比例し、印加電
圧の2乗に比例する。したがって、キャパシタの耐電圧
を高めると効果的にエネルギ密度を高められる。
には電解液の電気化学的な分解電圧によって制限され
る。電解液として水系電解液に比べ耐電圧の高い有機電
解液を使用する場合、電解液中に含まれる不純物、特に
水分によって電気分解が起こる。したがって、有機電解
液は、溶媒、電解質塩ともに高度に精製されかつ脱水さ
れて使用される。
表面積の電極材料が使用され、上記有機電解液と組み合
わせる場合、高表面積の電極材料として一般には活性炭
が使用される。活性炭は数nm程度の微細孔を有する多
孔質材料であるが、高い吸着能を有するため環境中の水
分を吸着しやすい。したがって、活性炭は電気二重層キ
ャパシタの製造工程において高度に脱水されている必要
がある。
去するためには、真空中又は不活性ガス雰囲気中におい
て300℃以上の高温での脱水処理が必要とされる。し
かし、通常活性炭粒子は有機ポリマ等のバインダを用い
て集電体上に成形されて電極を形成しており、300℃
以上の高温処理ではバインダが熱分解するため、通常2
00℃以下の熱処理しかできない。このため、活性炭電
極中の水分を完全に除去することは困難である。
は、エネルギ密度を高める目的から、水の理論分解電圧
(1.23V)より高い2V以上の電圧で作動される。
このため、キャパシタセルを組み立てた後電圧印加され
た使用状態において、上記の細孔中の残存水分が電気分
解されガスが発生する。発生したガスは活性炭細孔内に
徐々に蓄積され、セパレータを介して対向する相対する
電極に電解液を含浸させてなる素子体の外部には排出さ
れず、素子体内部に留まることが判明した。
と、発生したガスによって細孔内に存在する電解液が追
い出され、本来得られるはずの容量が得られない。ま
た、細孔内のイオン移動による電気導通経路が遮断され
るため、電気二重層キャパシタの静電容量の減少や内部
抵抗の上昇等の性能低下が起こる。
の従来技術の問題点を解決し、長期的な性能の信頼性に
優れ、作動電圧が高くエネルギ密度の大きい電気二重層
キャパシタの製造方法を提供することを目的とする。
0〜3000m2/gの炭素質材料を含む電極からなる
正極及び負極をセパレータを介して対向させてなる素子
体に、前記電極の表面に電気二重層を形成することによ
り電荷を蓄積させ、かつベンゼン又はその塩素誘導体を
含む有機電解液を含浸させた後、前記素子体に電圧を印
加することを特徴とする電気二重層キャパシタの製造方
法を提供する。
は、式1で表される化合物を示す。ただし、式1中nは
1〜6の整数である。
導体としては、ベンゼン、モノクロロベンゼン、ジクロ
ロベンゼン及びトリクロロベンゼンからなる群から選ば
れる1種以上が好ましい。ジクロロベンゼンの構造は特
に限定されず、o−ジクロロベンゼン、m−ジクロロベ
ンゼン、p−ジクロロベンゼンのいずれも好ましい。同
様に、トリクロロベンゼンの構造も特に限定されない。
導体が電解液中に含まれる量は、電極に含まれる炭素質
材料の細孔特性や残存水分量により適宜調整される。し
かし、ベンゼン又はその塩素誘導体は、有機電解液中に
完全に溶解している状態が保たれることが好ましい。ま
た、ベンゼン又はその塩素誘導体が加わると有機電解液
の誘電率は低下するので、ベンゼン又はその塩素誘導体
の量は、有機電解液の誘電率の低下にともなうイオン伝
導性の低下が少ない範囲に抑えることが好ましい。した
がって、電解液中に0.1〜30重量%、特に1〜10
重量%含まれることが好ましい。
はないが、電解液中に含まれるベンゼン又はその塩素誘
導体は、炭素質材料の細孔内壁に存在する擬黒鉛表面と
親和性が高く、加熱処理によっては除去されずに微細孔
内に残存する水分と置換吸着されやすいと思われる。そ
して、残存水分は微細孔内から容易に追い出され、微細
孔外の電解液中に浸出するものと思われる。これらの水
分は、電解液を含浸させた素子体に電圧が印加される
と、容易に電気分解されガス化される。
は細孔内部で起こるので、従来の電解液中にベンゼン又
はその塩素誘導体を含まない電気二重層キャパシタで
は、電解液を含浸させた素子体に電圧印加すると微細孔
内に残存する水分の電気分解により発生するガスが微細
孔内に留まり性能が劣化していた。ところが本発明で
は、上述したように電圧印加により残存水分が電気分解
して発生するガスは微細孔内ではなく微細孔外、すなわ
ち活性炭粒子内のマクロポア又は粒子間隙に存在する
か、さらには泡として素子体の外部へ排出されると思わ
れる。したがって、電気二重層キャパシタの性能劣化は
軽微に抑制できると推定される。
て発生した分解ガスは、電気二重層キャパシタセルの内
圧を上昇させる。したがって、製造工程における電圧印
加は、乾燥雰囲気中で開放状態において行い、発生した
ガスをキャパシタセル外へ排出させることが好ましい。
ここで開放状態とは、素子体をセル内に収容していない
状態、又はセル内に収容していてもセルが密閉されてい
ない状態を示す。このときの乾燥雰囲気としては露点−
20℃以下であることが好ましく、特に−30℃以下、
さらには−40℃以下であることが好ましい。
電圧より高い2V以上が好ましく、2.5V以上がさら
に好ましい。素子体に電圧を印加する温度は15〜85
℃、特に20〜70℃が好ましい。加温しつつ電圧を印
加すると電気二重層キャパシタの耐久性を高める効果が
大きく、電圧印加時間を短縮できる。しかし、その温度
が高すぎると初期容量が低下し内部抵抗が上昇しやす
い。また、本発明では、素子体を電圧印加処理した後、
素子体を減圧下に保持することにより、より効果的に発
生したガスを素子体から除去できるので好ましい。
電圧印加は、通常、電気二重層キャパシタの正極となる
電極(以下、素子体の正極という)を直流電源のプラス
端子に接続し、電気二重層キャパシタの負極となる電極
(以下、素子体の負極という)を直流電源のマイナス端
子に接続して行う。しかし、さらに電気二重層キャパシ
タの耐久性を高めるには、この電圧印加を、1回以上正
極と負極を逆転させて行うことが好ましい。
A及び下記工程Bからなることが好ましい。 工程A:素子体の正極と負極の間に直流電源により電圧
を印加する工程、 工程B:直流電源に対して正極と負極を工程Aとは反対
に接続して電圧を印加する工程。 ここで工程Aと工程Bはいずれの工程を先に行ってもよ
く、また工程Aと工程Bを交互に繰り返し行ってもよ
い。
解液との界面に電気二重層を形成する比表面積100〜
3000m2/gの炭素質材料を含む。該炭素質材料と
しては、フェノール等の樹脂系活性炭、やしがら系活性
炭、コークス系活性炭、ピッチ系の活性炭、カーボンナ
ノチューブ、カーボンエアロゲル、カーボンブラック、
ポリアセン等が好ましく使用できる。電極はこれらの炭
素質材料の1種以上に有機系バインダを加えて形成され
ることが好ましい。特に、炭素質材料にポリテトラフル
オロエチレン、ポリフッ化ビニリデン等の有機バインダ
を加えてシート状に成形して集電体に接合するか、又は
炭素質材料と前記有機バインダとを含む液を集電体上に
塗工して形成されることが好ましい。
有機電解液中に含まれる溶質は、電気伝導性、溶解度、
電気化学的安定性の点で第4級オニウム塩が好ましい。
特にR1R2R3R4N+又はR1R2R3R4P+(R1、R2、
R3、R4はそれぞれ独立に炭素数1〜6のアルキル基又
は炭素数6〜10のアリール基である。)で表されるカ
チオンを有することが好ましく、特に前記カチオンとB
F4 -、PF6 -、CF3SO3 -、AsF6 -、N(SO2CF
3)2 -、ClO4 -等のアニオンとからなる塩が好まし
い。
二重層形成に必要なイオン量を確保し、充分な電気伝導
性を得る目的から、0.5mol/L以上であることが
好ましく、特に1.0mol/L以上であることが好ま
しい。
は、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、
ブチレンカーボネート等の環状カーボネート、ジメチル
カーボネート、エチルメチルカーボネート、ジエチルカ
ーボネート等の直鎖状カーボネート、スルホラン、スル
ホラン誘導体、及びアセトニトリル、グルタロニトリル
等のニトリルからなる群から選ばれる1種以上の溶媒が
好ましい。
ないが、電気絶縁性と電解液に対する化学的安定性に優
れ、かつ電解液の吸液量が多くて保液性に優れる多孔質
材料からなることが好ましい。具体的には、ガラス繊
維、シリカファイバ、アルミナファイバ、及びこれらの
ウィスカ等の無機繊維や、マニラ麻等の天然繊維、ポリ
オレフィン、ポリエステル等の合成繊維等の有機繊維か
らなることが好ましく、これらの繊維を抄造してなるシ
ートが好ましい。また、ポリオレフィン、ポリエステル
等からなるフィルムに延伸操作によって微孔を設けたマ
イクロポーラスフィルムも好ましい。
に限定されず、円盤状の正極及び負極をセパレータを介
して対向させ電解液を含浸させたコイン型構造、矩形状
の正極と負極とをセパレータを介して複数交互に積層
し、電解液を含浸させて角型ケースに収容してなる積層
型構造、一対の帯状の正極と負極とをセパレータを介し
て対向させて巻回し、電解液を含浸させて円筒型ケース
に収容してなる巻回型構造等いずれも好ましく採用でき
る。
び比較例(例13、14)により本発明をさらに具体的
に説明するが、本発明はこれらにより限定されない。
g、平均粒径10μmの高純度フェノール樹脂系活性炭
粉末80重量部、導電材としてカーボンブラック10重
量部、バインダとしてポリテトラフルオロエチレン粉末
10重量部を混合した後、エタノールを滴下しながら混
練し、ロール圧延した後200℃で30分乾燥してエタ
ノールを除去し厚さ140μmの電極シートを作製し
た。
アルミニウム箔集電体の幅6cm、長さ13cmの部分
の両面に、導電性接着剤を用いて上記電極シートを接合
し、さらにロールプレスして電極と集電体とが一体化さ
れた厚さ330μmの電極体を作製し、これを正極体及
び負極体とした。
さ13.6cmの長方形状に打ち抜いてセパレータと
し、上記正極体18枚と上記負極体18枚とをセパレー
タを介して交互に積層し、素子体を得た。この素子体を
200℃で24時間真空乾燥した後、高さ15cm、幅
7cm、厚さ2.2cmの有底角型のアルミニウム製金
属ケースに収容した。
(C2H5)3(CH3)NBF4を溶解したプロピレンカ
ーボネート溶液に表1に示す添加剤を表1に示す割合
(電解液中の濃度)で加えたものを調製した。各有機電
解液はあらかじめ加熱脱水したモレキュラーシーブに接
触させ、電解液中の水分を10ppm以下まで除去した
後、それぞれ前記金属ケース内に注入して前記素子体に
含浸させた。
に開放状態での電圧印加処理及び減圧処理を行った。表
1に示すとおりいずれの処理も行わなかったものもあ
る。なお、電圧印加処理としては、金属ケースを封口せ
ずに開放した状態で、乾燥雰囲気中(露点−50℃)で
素子体の正極を直流電源のプラス端子、素子体の負極を
直流電源のマイナス端子に接続し、2.8Vの電圧を1
2時間印加し続けた。また減圧処理は、電圧印加処理の
後、5torrの減圧下に1分間保持した。
気密に取り付けられた正極端子と負極端子に正極、負極
の電極リードをそれぞれまとめて超音波溶接した。その
後、前記蓋体を前記金属ケースの開口部にはめ込み、周
辺部をレーザー溶接して封口し、電気二重層キャパシタ
を得た。なお、開放状態での電圧印加処理をしなかった
例1、例6及び例13のサンプルには、金属ケースの封
口後に電気二重層キャパシタの正極を直流電源のプラス
端子、負極を直流電源のマイナス端子に接続し、2.8
Vの電圧を12時間印加し続けたものを電気二重層キャ
パシタの完成サンプルとした。
放電容量、内部抵抗を測定した後、性能信頼性の加速試
験として、このキャパシタを45℃の恒温槽中にて2.
7Vの電圧を印加しながら2000時間保持し、耐久試
験を実施した。耐久試験後の放電容量と内部抵抗を測定
し、初期特性に対する耐久試験後の容量変化率及び抵抗
変化率を算出した。結果を表2に示す。
す処理に変更した以外は例3と同様にして電気二重層キ
ャパシタを得た。すなわち、金属ケースを封口せずに開
放した状態で、乾燥雰囲気中(露点−50℃)で素子体
の正極を直流電源のマイナス端子、素子体の負極を直流
電源のプラス端子に接続し、2.8Vの電圧を6時間印
加し続けた。続けて素子体の正極を直流電源のプラス端
子、負極を直流電源のマイナス端子に接続し、さらに
2.8Vの電圧を6時間印加し続けた。得られた電気二
重層キャパシタを例1と同様に評価した。結果を表2に
示す。
ロベンゼン5重量%を電解液中に含有させた以外は例1
5と同様にして電気二重層キャパシタを得た。この電気
二重層キャパシタを用いて例1と同様に評価した。結果
を表2に示す。
の耐電圧を高めることができ、高電圧を印加しても長期
的に性能信頼性に優れ、かつエネルギ密度の高い電気二
重層キャパシタが得られる。
Claims (6)
- 【請求項1】比表面積100〜3000m2/gの炭素
質材料を含む電極からなる正極及び負極をセパレータを
介して対向させてなる素子体に、前記電極の表面に電気
二重層を形成することにより電荷を蓄積させ、かつベン
ゼン又はその塩素誘導体を含む有機電解液を含浸させた
後、前記素子体に電圧を印加することを特徴とする電気
二重層キャパシタの製造方法。 - 【請求項2】前記ベンゼン又はその塩素誘導体は、ベン
ゼン、モノクロロベンゼン、ジクロロベンゼン及びトリ
クロロベンゼンからなる群から選ばれる1種以上である
請求項1に記載の電気二重層キャパシタの製造方法。 - 【請求項3】前記素子体は乾燥雰囲気中で開放状態にお
いて電圧が印加される請求項1又は2に記載の電気二重
層キャパシタの製造方法。 - 【請求項4】前記ベンゼン又はその塩素誘導体は、有機
電解液中に0.1〜30重量%含まれる請求項1、2又
は3に記載の電気二重層キャパシタの製造方法。 - 【請求項5】前記素子体に電圧を印加した後、前記素子
体は減圧下に保持される請求項1、2、3又は4に記載
の電気二重層キャパシタの製造方法。 - 【請求項6】前記素子体に対する電圧印加は、下記工程
A及び下記工程Bからなる請求項1、2、3、4又は5
に記載の電気二重層キャパシタの製造方法。 工程A:電気二重層キャパシタの正極と負極の間に直流
電源により電圧を印加する工程、 工程B:直流電源に対して正極と負極を工程Aとは反対
に接続して電圧を印加する工程。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11055932A JP2000252171A (ja) | 1999-03-03 | 1999-03-03 | 電気二重層キャパシタの製造方法 |
EP00103469A EP1033728A1 (en) | 1999-03-03 | 2000-03-01 | Method for producing an electric double layer capacitor |
US09/517,579 US6773466B1 (en) | 1999-03-03 | 2000-03-02 | Method for producing an electric double layer capacitor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11055932A JP2000252171A (ja) | 1999-03-03 | 1999-03-03 | 電気二重層キャパシタの製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000252171A true JP2000252171A (ja) | 2000-09-14 |
JP2000252171A5 JP2000252171A5 (ja) | 2005-09-15 |
Family
ID=13012863
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11055932A Withdrawn JP2000252171A (ja) | 1999-03-03 | 1999-03-03 | 電気二重層キャパシタの製造方法 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6773466B1 (ja) |
EP (1) | EP1033728A1 (ja) |
JP (1) | JP2000252171A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6879482B2 (en) | 2002-04-22 | 2005-04-12 | Asahi Glass Company, Limited | Electric double layer capacitor |
CN103426652A (zh) * | 2012-05-14 | 2013-12-04 | 海洋王照明科技股份有限公司 | 双电层电容器用电解液及其制备方法 |
JP2016225397A (ja) * | 2015-05-28 | 2016-12-28 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 蓄電デバイス及びその製造方法 |
CN107210144A (zh) * | 2015-01-26 | 2017-09-26 | Ioxus公司 | 用于减小电化学双层电容器中的esr增益的添加剂 |
Families Citing this family (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6865068B1 (en) * | 1999-04-30 | 2005-03-08 | Asahi Glass Company, Limited | Carbonaceous material, its production process and electric double layer capacitor employing it |
EP1324358A3 (en) * | 2001-12-11 | 2003-12-17 | Asahi Glass Co., Ltd. | Electric double layer capacitor |
EP2367176A3 (en) * | 2002-06-24 | 2011-11-02 | Mitsubishi Plastics, Inc. | Conductive resin film, collector and manufacturing process therefor |
JP2006261599A (ja) * | 2005-03-18 | 2006-09-28 | Japan Gore Tex Inc | 電気二重層キャパシタの製造方法 |
JP4706066B2 (ja) * | 2005-08-19 | 2011-06-22 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 電気化学キャパシタ及びそれに用いる電極材料 |
CA2758570A1 (en) | 2009-04-24 | 2010-12-16 | Applied Nanostructured Solutions, Llc | Cnt-based signature control material |
US9111658B2 (en) | 2009-04-24 | 2015-08-18 | Applied Nanostructured Solutions, Llc | CNS-shielded wires |
BRPI1014711A2 (pt) | 2009-04-27 | 2016-04-12 | Applied Nanostrctured Solutions Llc | aquecimento de resistência com base em cnt para descongelar estruturas de compósito |
US9167736B2 (en) | 2010-01-15 | 2015-10-20 | Applied Nanostructured Solutions, Llc | CNT-infused fiber as a self shielding wire for enhanced power transmission line |
AU2011223743A1 (en) | 2010-03-02 | 2012-08-30 | Applied Nanostructured Solutions,Llc | Electrical devices containing carbon nanotube-infused fibers and methods for production thereof |
BR112012021968A2 (pt) | 2010-03-02 | 2016-06-07 | Applied Nanostructured Sols | dispositivos elétricos enrolados em espiral que contêm materiais de eletrodo infundidos por nanotubo de carbono e métodos e aparelhos para a produção dos mesmos |
US8780526B2 (en) | 2010-06-15 | 2014-07-15 | Applied Nanostructured Solutions, Llc | Electrical devices containing carbon nanotube-infused fibers and methods for production thereof |
JP2014508370A (ja) | 2010-09-23 | 2014-04-03 | アプライド ナノストラクチャード ソリューションズ リミテッド ライアビリティー カンパニー | 強化送電線のセルフシールドワイヤとしてのcnt浸出繊維 |
US9085464B2 (en) | 2012-03-07 | 2015-07-21 | Applied Nanostructured Solutions, Llc | Resistance measurement system and method of using the same |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4725927A (en) * | 1986-04-08 | 1988-02-16 | Asahi Glass Company Ltd. | Electric double layer capacitor |
US5351164A (en) * | 1991-10-29 | 1994-09-27 | T.N. Frantsevich Institute For Problems In Materials Science | Electrolytic double layer capacitor |
JPH0722295A (ja) * | 1993-06-18 | 1995-01-24 | Fuji Elelctrochem Co Ltd | 電気二重層コンデンサの製造方法 |
US5953204A (en) | 1994-12-27 | 1999-09-14 | Asahi Glass Company Ltd. | Electric double layer capacitor |
JPH0982582A (ja) * | 1995-09-18 | 1997-03-28 | Nec Corp | 電気二重層コンデンサの製造方法 |
JP3721642B2 (ja) * | 1996-07-25 | 2005-11-30 | 旭硝子株式会社 | 大容量電気二重層コンデンサの製造方法 |
US5969936A (en) | 1997-03-24 | 1999-10-19 | Asahi Glass Company Ltd. | Electric double layer capacitor and electrolyte therefor |
DE69837061T2 (de) | 1997-05-16 | 2007-08-30 | Asahi Glass Co., Ltd. | Elektrischer Doppelschichtkondensator und Kohlenstoffmaterial und Elektrode für denselben |
US6152970A (en) * | 1998-09-29 | 2000-11-28 | General Electric Company | Drying an ultracapacitor |
-
1999
- 1999-03-03 JP JP11055932A patent/JP2000252171A/ja not_active Withdrawn
-
2000
- 2000-03-01 EP EP00103469A patent/EP1033728A1/en not_active Withdrawn
- 2000-03-02 US US09/517,579 patent/US6773466B1/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6879482B2 (en) | 2002-04-22 | 2005-04-12 | Asahi Glass Company, Limited | Electric double layer capacitor |
CN103426652A (zh) * | 2012-05-14 | 2013-12-04 | 海洋王照明科技股份有限公司 | 双电层电容器用电解液及其制备方法 |
CN107210144A (zh) * | 2015-01-26 | 2017-09-26 | Ioxus公司 | 用于减小电化学双层电容器中的esr增益的添加剂 |
JP2018506845A (ja) * | 2015-01-26 | 2018-03-08 | イオクサス, インコーポレイテッド | 電気化学二重層コンデンサにおいてesrゲインを低減させるための添加剤 |
JP2016225397A (ja) * | 2015-05-28 | 2016-12-28 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 蓄電デバイス及びその製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US6773466B1 (en) | 2004-08-10 |
EP1033728A1 (en) | 2000-09-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2000252171A (ja) | 電気二重層キャパシタの製造方法 | |
EP1365427B1 (en) | Electric double layer capacitor | |
US11270850B2 (en) | Ultracapacitors with high frequency response | |
KR102386805B1 (ko) | 울트라커패시터용 비수 전해질 | |
US20080003166A1 (en) | Methods of forming nanoporous carbon material and electrodes and electrochemical double layer capacitors therefrom | |
KR102495794B1 (ko) | 울트라커패시터용 전극 구조 | |
KR101933633B1 (ko) | 슈퍼커패시터를 그 동작 전압으로 조정하는 방법 | |
JP5328952B2 (ja) | 電気二重層キャパシタ及び電気二重層キャパシタ用非水電解液 | |
KR20140069223A (ko) | 고 전압 전기화학 이중층 커패시터 | |
US9478364B2 (en) | Carbon-based electrodes containing molecular sieve | |
JP4374888B2 (ja) | 電気二重層キャパシタ | |
EP1296338B1 (en) | Process for producing an electric double layer capacitor and positive electrode for an electric double layer capacitor | |
US11532441B2 (en) | Electrode assembly for an ultracapacitor | |
JP4527821B2 (ja) | 電気化学キャパシタ | |
KR100914643B1 (ko) | 전기이중층 커패시터의 제조방법 | |
WO2007077906A1 (ja) | 非水系キャパシタ及びその製造方法 | |
JP3792528B2 (ja) | 電気二重層コンデンサの製造方法 | |
JP2001076975A (ja) | 電気二重層キャパシタ | |
JP2002158147A (ja) | 電気二重層キャパシタの製造方法 | |
JP2004006842A (ja) | 電気化学キャパシタ用電解液およびそれを用いた電気化学キャパシタ |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050401 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050401 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070906 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070911 |
|
A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20070914 |