JP2000268881A - 電気化学キャパシタ - Google Patents
電気化学キャパシタInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】安価で優れた放電特性を備える電気化学キャパ
シタを提供する。 【解決手段】集電部材３，５表面に固体電極１ａ，１ｂ
を備える電極素子を正負極を一対としてセパレータ２を
介して対向配置し、電解質溶液と共に容器内に密封す
る。負極側の固体電極１ａはリチウムバナジウム酸化物
と導電フィラーとからなり、正極側の固体電極１ｂは活
性炭からなる。前記リチウムバナジウム酸化物はＬｉＶ
3 Ｏ8 、ＬｉＶ2 Ｏ5 、Ｌｉ2 Ｖ2 Ｏ5 から成る群から
選択される少なくとも１種の酸化物である。前記導電フ
ィラーは、固体電極１ａ，１ｂの全重量に対して、３〜
８０重量％の範囲で用いる。前記活性炭は、比表面積が
１００〜３０００ｍ2 ／ｇの範囲にある。前記電解質溶
液は、ＬｉＢＦ4 またはＬｉＰＦ6 のプロピレンカーボ
ネート溶液で、０．５〜１．５モル／リットルの範囲の
濃度である。
シタを提供する。 【解決手段】集電部材３，５表面に固体電極１ａ，１ｂ
を備える電極素子を正負極を一対としてセパレータ２を
介して対向配置し、電解質溶液と共に容器内に密封す
る。負極側の固体電極１ａはリチウムバナジウム酸化物
と導電フィラーとからなり、正極側の固体電極１ｂは活
性炭からなる。前記リチウムバナジウム酸化物はＬｉＶ
3 Ｏ8 、ＬｉＶ2 Ｏ5 、Ｌｉ2 Ｖ2 Ｏ5 から成る群から
選択される少なくとも１種の酸化物である。前記導電フ
ィラーは、固体電極１ａ，１ｂの全重量に対して、３〜
８０重量％の範囲で用いる。前記活性炭は、比表面積が
１００〜３０００ｍ2 ／ｇの範囲にある。前記電解質溶
液は、ＬｉＢＦ4 またはＬｉＰＦ6 のプロピレンカーボ
ネート溶液で、０．５〜１．５モル／リットルの範囲の
濃度である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電気化学キャパシ
タに関するものである。
タに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、電気化学キャパシタとして、金属
箔等の集電部材表面に活性炭からなる固体電極を備える
電極素子を、正負極を一対としてセパレータを介して対
向配置した電気二重層キャパシタが知られている。前記
電極素子は電解質溶液と共に容器内に密封され、該容器
に前記集電部材と接続する端子を設けることにより電気
二重層キャパシタとして作用する。
箔等の集電部材表面に活性炭からなる固体電極を備える
電極素子を、正負極を一対としてセパレータを介して対
向配置した電気二重層キャパシタが知られている。前記
電極素子は電解質溶液と共に容器内に密封され、該容器
に前記集電部材と接続する端子を設けることにより電気
二重層キャパシタとして作用する。
【０００３】前記従来の電気二重層キャパシタでは、前
記固体電極の材料として、比表面積の大きな物質、例え
ば活性炭が用いられている。しかし、前記活性炭からな
る固体電極を用いて構成した電気二重層キャパシタのエ
ネルギー密度は化学反応を利用する二次電池に比べ低い
ものであった。そこで、前記固体電極の材料として、前
記活性炭に替えて、電気化学反応により疑似容量を生じ
る物質を用いる電気化学キャパシタが提案されており、
前記疑似容量を生じる物質として、酸化ルテニウム等、
種々の金属酸化物を使用することが検討されている。し
かしながら、前記疑似容量を生じる物質はいずれも高価
であるとの不都合がある。
記固体電極の材料として、比表面積の大きな物質、例え
ば活性炭が用いられている。しかし、前記活性炭からな
る固体電極を用いて構成した電気二重層キャパシタのエ
ネルギー密度は化学反応を利用する二次電池に比べ低い
ものであった。そこで、前記固体電極の材料として、前
記活性炭に替えて、電気化学反応により疑似容量を生じ
る物質を用いる電気化学キャパシタが提案されており、
前記疑似容量を生じる物質として、酸化ルテニウム等、
種々の金属酸化物を使用することが検討されている。し
かしながら、前記疑似容量を生じる物質はいずれも高価
であるとの不都合がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明はかか
る事情に鑑み、安価で優れた放電特性を備える電気化学
キャパシタを提供することを目的とする。
る事情に鑑み、安価で優れた放電特性を備える電気化学
キャパシタを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記疑似
容量を生じる物質として電池の材料として安価に入手で
きるリチウムバナジウム酸化物を採用し、リチウムバナ
ジウム酸化物を含む固体電極を作成した。前記リチウム
バナジウム酸化物において、バナジウムは酸化物として
４価の状態と５価の状態とを取ることができ、リチウム
が介在することによりいずれの酸化状態でも安定に存在
する。この結果、リチウムバナジウム酸化物は、前記電
解質溶液の存在下で電気化学反応を生じ、電池的に働く
ので、キャパシタにおいて前記疑似容量が得られるもの
と考えられる。
容量を生じる物質として電池の材料として安価に入手で
きるリチウムバナジウム酸化物を採用し、リチウムバナ
ジウム酸化物を含む固体電極を作成した。前記リチウム
バナジウム酸化物において、バナジウムは酸化物として
４価の状態と５価の状態とを取ることができ、リチウム
が介在することによりいずれの酸化状態でも安定に存在
する。この結果、リチウムバナジウム酸化物は、前記電
解質溶液の存在下で電気化学反応を生じ、電池的に働く
ので、キャパシタにおいて前記疑似容量が得られるもの
と考えられる。
【０００６】そして、前記リチウムバナジウム酸化物を
含む固体電極の放電特性について、種々検討した結果、
電気化学キャパシタの負極側をリチウムバナジウム酸化
物を含む固体電極とし、正極側を活性炭からなる固体電
極とすることにより、優れた放電特性が得られることを
見出し、本発明を完成した。
含む固体電極の放電特性について、種々検討した結果、
電気化学キャパシタの負極側をリチウムバナジウム酸化
物を含む固体電極とし、正極側を活性炭からなる固体電
極とすることにより、優れた放電特性が得られることを
見出し、本発明を完成した。
【０００７】そこで、本発明の電気化学キャパシタは、
前記目的を達成するために、集電部材表面に固体電極を
備える電極素子を正負極を一対としてセパレータを介し
て対向配置し、電解質溶液と共に容器内に密封した電気
化学キャパシタにおいて、負極側の該固体電極はリチウ
ムバナジウム酸化物と導電フィラーとからなり、正極側
の該固体電極は活性炭からなることを特徴とする。
前記目的を達成するために、集電部材表面に固体電極を
備える電極素子を正負極を一対としてセパレータを介し
て対向配置し、電解質溶液と共に容器内に密封した電気
化学キャパシタにおいて、負極側の該固体電極はリチウ
ムバナジウム酸化物と導電フィラーとからなり、正極側
の該固体電極は活性炭からなることを特徴とする。
【０００８】本発明の電気化学キャパシタでは、負極側
をリチウムバナジウム酸化物と導電フィラーとからなる
固体電極とし、正極側を活性炭からなる固体電極をとす
ることにより、放電開始時に正極における急激な電圧降
下を防止し、高電圧が得られる時間を拡大することがで
き、大きな放電エネルギーを得ることができる。
をリチウムバナジウム酸化物と導電フィラーとからなる
固体電極とし、正極側を活性炭からなる固体電極をとす
ることにより、放電開始時に正極における急激な電圧降
下を防止し、高電圧が得られる時間を拡大することがで
き、大きな放電エネルギーを得ることができる。
【０００９】本発明の電気化学キャパシタは、前記疑似
容量を生じる物質として、リチウムバナジウム酸化物を
用いることにより、製造コストを低減することができ
る。また、前記リチウムバナジウム酸化物と共に負極側
の固体電極を構成する導電フィラーは、該固体電極の導
電率を向上させるために必要とされる。
容量を生じる物質として、リチウムバナジウム酸化物を
用いることにより、製造コストを低減することができ
る。また、前記リチウムバナジウム酸化物と共に負極側
の固体電極を構成する導電フィラーは、該固体電極の導
電率を向上させるために必要とされる。
【００１０】前記リチウムバナジウム酸化物は、前記の
ように電解質溶液の存在下で電気化学反応を生じて電池
的に働くために、バナジウムが酸化物として４価の状態
と５価の状態とを取ることできることが好ましく、この
ようなリチウムバナジウム酸化物として、ＬｉＶ
3 Ｏ8 、ＬｉＶ2 Ｏ5 、Ｌｉ2 Ｖ2 Ｏ5 から成る群から
選択される少なくとも１種の酸化物を用いることができ
る。前記ＬｉＶ3 Ｏ8 のバナジウムは５価、ＬｉＶ2 Ｏ
5 のバナジウムは４価と５価との混合物、Ｌｉ2 Ｖ2Ｏ
5 のバナジウムは４価である。
ように電解質溶液の存在下で電気化学反応を生じて電池
的に働くために、バナジウムが酸化物として４価の状態
と５価の状態とを取ることできることが好ましく、この
ようなリチウムバナジウム酸化物として、ＬｉＶ
3 Ｏ8 、ＬｉＶ2 Ｏ5 、Ｌｉ2 Ｖ2 Ｏ5 から成る群から
選択される少なくとも１種の酸化物を用いることができ
る。前記ＬｉＶ3 Ｏ8 のバナジウムは５価、ＬｉＶ2 Ｏ
5 のバナジウムは４価と５価との混合物、Ｌｉ2 Ｖ2Ｏ
5 のバナジウムは４価である。
【００１１】本発明では、前記導電フィラーとして、例
えばカーボンブラック等を使用することができる。前記
導電フィラーは、前記固体電極の導電率を調整するため
に用いられ、その使用量は電気化学キャパシタの用途に
より異なる。例えば、前記固体電極の抵抗を低くし高出
力とするためには導電フィラーを増量し、出力密度を低
くして高エネルギー密度とするためには導電フィラーを
減量する。
えばカーボンブラック等を使用することができる。前記
導電フィラーは、前記固体電極の導電率を調整するため
に用いられ、その使用量は電気化学キャパシタの用途に
より異なる。例えば、前記固体電極の抵抗を低くし高出
力とするためには導電フィラーを増量し、出力密度を低
くして高エネルギー密度とするためには導電フィラーを
減量する。
【００１２】本発明において、前記導電フィラーは、前
記固体電極の全重量に対して、３〜８０重量％の範囲で
用いる。前記導電フィラーの使用量が前記固体電極の全
重量に対して、３重量％未満では電極の抵抗が大きくな
って放電しにくくなり、８０重量％を超えると電極のエ
ネルギー密度が低下する。
記固体電極の全重量に対して、３〜８０重量％の範囲で
用いる。前記導電フィラーの使用量が前記固体電極の全
重量に対して、３重量％未満では電極の抵抗が大きくな
って放電しにくくなり、８０重量％を超えると電極のエ
ネルギー密度が低下する。
【００１３】また、本発明において、前記正極側の固体
電極を構成する活性炭は、比表面積が１００〜３０００
ｍ2 ／ｇの範囲にあるものを用いる。前記活性炭の比表
面積が１００ｍ2 ／ｇ未満では体積当たりの静電容量が
過小になり、３０００ｍ2 ／ｇを超えると嵩密度が低下
する。
電極を構成する活性炭は、比表面積が１００〜３０００
ｍ2 ／ｇの範囲にあるものを用いる。前記活性炭の比表
面積が１００ｍ2 ／ｇ未満では体積当たりの静電容量が
過小になり、３０００ｍ2 ／ｇを超えると嵩密度が低下
する。
【００１４】また、本発明において、前記電解質溶液
は、ＬｉＢＦ4 またはＬｉＰＦ6 のプロピレンカーボネ
ート溶液であることを特徴とする。前記電解質塩を構成
する陽イオンは、負極で疑似容量を生じる物質である酸
化バナジウムがＬｉ+ を可逆的にドープ、脱ドープする
ことにより充放電を行うためにＬｉ+ であることが好ま
しい。また、前記電解質塩を構成する陰イオンは、耐電
圧及び電気伝導率が高く、工業的生産が容易で毒性が低
いことからＢＦ4 - またはＰＦ6 - であることが好まし
い。前記電解質塩の溶媒としては、耐電圧及び電気伝導
率が高く、使用可能な温度範囲が広いことからプロピレ
ンカーボネート溶液が好ましい。
は、ＬｉＢＦ4 またはＬｉＰＦ6 のプロピレンカーボネ
ート溶液であることを特徴とする。前記電解質塩を構成
する陽イオンは、負極で疑似容量を生じる物質である酸
化バナジウムがＬｉ+ を可逆的にドープ、脱ドープする
ことにより充放電を行うためにＬｉ+ であることが好ま
しい。また、前記電解質塩を構成する陰イオンは、耐電
圧及び電気伝導率が高く、工業的生産が容易で毒性が低
いことからＢＦ4 - またはＰＦ6 - であることが好まし
い。前記電解質塩の溶媒としては、耐電圧及び電気伝導
率が高く、使用可能な温度範囲が広いことからプロピレ
ンカーボネート溶液が好ましい。
【００１５】前記電解質溶液は、０．５〜１．５モル／
リットルの範囲の濃度で用いる。前記電解質溶液の濃度
が０．５モル／リットル未満では抵抗値が増大し、１．
５モル／リットルを超えると低温になったときに前記電
解質塩が析出することがある。
リットルの範囲の濃度で用いる。前記電解質溶液の濃度
が０．５モル／リットル未満では抵抗値が増大し、１．
５モル／リットルを超えると低温になったときに前記電
解質塩が析出することがある。
【００１６】
【発明の実施の形態】次に、添付の図面を参照しながら
本発明の実施形態についてさらに詳しく説明する。図１
は電気化学キャパシタの構成を示す説明的断面図、図２
は参考例の電気化学キャパシタの充放電特性を示すグラ
フ、図３は参考例の電気化学キャパシタの各固体電極に
おける充放電特性を示すグラフ、図４は本発明の電気化
学キャパシタの各固体電極における充放電特性を示すグ
ラフ、図５は本発明及び参考例の電気化学キャパシタの
充放電特性を示すグラフ、図６は本発明、参考例及び従
来の電気化学キャパシタの充放電特性を示すグラフであ
る。
本発明の実施形態についてさらに詳しく説明する。図１
は電気化学キャパシタの構成を示す説明的断面図、図２
は参考例の電気化学キャパシタの充放電特性を示すグラ
フ、図３は参考例の電気化学キャパシタの各固体電極に
おける充放電特性を示すグラフ、図４は本発明の電気化
学キャパシタの各固体電極における充放電特性を示すグ
ラフ、図５は本発明及び参考例の電気化学キャパシタの
充放電特性を示すグラフ、図６は本発明、参考例及び従
来の電気化学キャパシタの充放電特性を示すグラフであ
る。
【００１７】電気化学キャパシタは、例えば図１示のよ
うに、正極側の固体電極１ａと、負極側の固体電極１ｂ
とが絶縁部材であるセパレータ２を介して対向配置され
て、円盤状のアルミニウム製容器３に収容されている。
セパレータ２は例えばガラス繊維からなる。固体電極１
ａ，１ｂとセパレータ２とは、図示しない電解質溶液と
共にアルミニウム製容器３に収容されており、容器３は
合成樹脂からなるパッキン４を介してアルミニウム製蓋
体５により密封されている。
うに、正極側の固体電極１ａと、負極側の固体電極１ｂ
とが絶縁部材であるセパレータ２を介して対向配置され
て、円盤状のアルミニウム製容器３に収容されている。
セパレータ２は例えばガラス繊維からなる。固体電極１
ａ，１ｂとセパレータ２とは、図示しない電解質溶液と
共にアルミニウム製容器３に収容されており、容器３は
合成樹脂からなるパッキン４を介してアルミニウム製蓋
体５により密封されている。
【００１８】固体電極１ａ，１ｂは、導電性接着剤等に
より容器３及び蓋体５の内面側に接着されている。これ
により、容器３及び蓋体５はそれぞれの内面側で固体電
極１ａ，１ｂの集電部材となるとともに、容器３の外面
側を負極の接続端子、蓋体５の外面側を正極の接続端子
として用いることができる。
より容器３及び蓋体５の内面側に接着されている。これ
により、容器３及び蓋体５はそれぞれの内面側で固体電
極１ａ，１ｂの集電部材となるとともに、容器３の外面
側を負極の接続端子、蓋体５の外面側を正極の接続端子
として用いることができる。
【００１９】まず、参考例として、前記構成の電気化学
キャパシタにおいて、固体電極１ａ，１ｂを共にリチウ
ムバナジウム酸化物（ＬｉＶ3 Ｏ8 ）を含む構成とした
ものについて説明する。固体電極１ａ，１ｂは、リチウ
ムバナジウム酸化物（ＬｉＶ 3 Ｏ8 ）４５重量部と、カ
ーボンブラックからなる導電フィラー（電気化学社製、
商品名：デンカブラック）４５重量部と、バインダーと
してのポリテトラフルオロエチレン１０重量部とを混合
し、圧粉成形して、直径２０ｍｍの円盤状としたもので
あり、１５０ｍｇの重量を備える。
キャパシタにおいて、固体電極１ａ，１ｂを共にリチウ
ムバナジウム酸化物（ＬｉＶ3 Ｏ8 ）を含む構成とした
ものについて説明する。固体電極１ａ，１ｂは、リチウ
ムバナジウム酸化物（ＬｉＶ 3 Ｏ8 ）４５重量部と、カ
ーボンブラックからなる導電フィラー（電気化学社製、
商品名：デンカブラック）４５重量部と、バインダーと
してのポリテトラフルオロエチレン１０重量部とを混合
し、圧粉成形して、直径２０ｍｍの円盤状としたもので
あり、１５０ｍｇの重量を備える。
【００２０】前記リチウムバナジウム酸化物は、リチウ
ムプロポキシドの有機溶媒溶液と、バナジウムプロポキ
シドの有機溶媒溶液とを所定量づつ混合して、加水分
解、縮合反応させるゾル−ゲル法により製造することが
できる。
ムプロポキシドの有機溶媒溶液と、バナジウムプロポキ
シドの有機溶媒溶液とを所定量づつ混合して、加水分
解、縮合反応させるゾル−ゲル法により製造することが
できる。
【００２１】また、前記電解質溶液はテトラフルオロホ
ウ酸リチウム（ＬｉＢＦ4 ）のプロピレンカーボネート
溶液であり、その濃度は１モル／リットルである。
ウ酸リチウム（ＬｉＢＦ4 ）のプロピレンカーボネート
溶液であり、その濃度は１モル／リットルである。
【００２２】前記構成を備える参考例の電気化学キャパ
シタに対して定電流定電圧充電したときの充放電曲線を
図２に示す。前記定電流定電圧充電は、具体的には、５
ｍＡで定電流充電を行い、充電圧が２Ｖに達した時点
で、該電圧（２Ｖ）による定電圧充電に切り換え、２時
間充電したものである。図２から、参考例の電気化学キ
ャパシタでは、放電開始時に急激に電圧が降下している
ことが明らかである。
シタに対して定電流定電圧充電したときの充放電曲線を
図２に示す。前記定電流定電圧充電は、具体的には、５
ｍＡで定電流充電を行い、充電圧が２Ｖに達した時点
で、該電圧（２Ｖ）による定電圧充電に切り換え、２時
間充電したものである。図２から、参考例の電気化学キ
ャパシタでは、放電開始時に急激に電圧が降下している
ことが明らかである。
【００２３】次に、前記参考例の電気化学キャパシタを
図２の場合と同一条件で充電したときに、各極の電位を
リチウム電極を参照極とする３電極法により測定した充
放電曲線を図３に示す。図３によれば、前記参考例の電
気化学キャパシタにおける放電開始時の急激な電圧降下
は、正極側で生じていることが明らかである。
図２の場合と同一条件で充電したときに、各極の電位を
リチウム電極を参照極とする３電極法により測定した充
放電曲線を図３に示す。図３によれば、前記参考例の電
気化学キャパシタにおける放電開始時の急激な電圧降下
は、正極側で生じていることが明らかである。
【００２４】そこで、本実施形態の電気化学キャパシタ
は、図１示の構成において、負極側の固体電極１ａをリ
チウムバナジウム酸化物（ＬｉＶ3 Ｏ8 ）を含む構成と
すると共に、正極側の固体電極１ｂを活性炭からなる構
成としたものである（実施例１）。本実施例の固体電極
１ａは、前記参考例の固体電極１ａと同一であって、リ
チウムバナジウム酸化物（ＬｉＶ3 Ｏ8 ）４５重量部
と、カーボンブラックからなる導電フィラー（電気化学
社製、商品名：デンカブラック）４５重量部と、バイン
ダーとしてのポリテトラフルオロエチレン１０重量部と
を混合し圧粉成形して、直径２０ｍｍの円盤状としたも
のであり、１５０ｍｇの重量を備える。前記導電フィラ
ーは、前記カーボンブラックの他、三菱化学社製ケッチ
ェンブラック（商品名）、デクサ社製プリンテックス
（商品名）等のカーボンブラックを用いてもよい。
は、図１示の構成において、負極側の固体電極１ａをリ
チウムバナジウム酸化物（ＬｉＶ3 Ｏ8 ）を含む構成と
すると共に、正極側の固体電極１ｂを活性炭からなる構
成としたものである（実施例１）。本実施例の固体電極
１ａは、前記参考例の固体電極１ａと同一であって、リ
チウムバナジウム酸化物（ＬｉＶ3 Ｏ8 ）４５重量部
と、カーボンブラックからなる導電フィラー（電気化学
社製、商品名：デンカブラック）４５重量部と、バイン
ダーとしてのポリテトラフルオロエチレン１０重量部と
を混合し圧粉成形して、直径２０ｍｍの円盤状としたも
のであり、１５０ｍｇの重量を備える。前記導電フィラ
ーは、前記カーボンブラックの他、三菱化学社製ケッチ
ェンブラック（商品名）、デクサ社製プリンテックス
（商品名）等のカーボンブラックを用いてもよい。
【００２５】一方、正極側の固体電極１ｂは、水蒸気賦
活活性炭またはアルカリ賦活活性炭であって、比表面積
が１００〜３０００ｍ2 ／ｇの範囲にある活性炭を用い
る。このような活性炭として、例えばクレハ化学社製Ｂ
ＡＣ−ＰＷ（商品名）を用いることができる。固体電極
１ｂは、前記活性炭を成形して直径２０ｍｍの円盤状と
したものであり、１００ｍｇの重量を備える。
活活性炭またはアルカリ賦活活性炭であって、比表面積
が１００〜３０００ｍ2 ／ｇの範囲にある活性炭を用い
る。このような活性炭として、例えばクレハ化学社製Ｂ
ＡＣ−ＰＷ（商品名）を用いることができる。固体電極
１ｂは、前記活性炭を成形して直径２０ｍｍの円盤状と
したものであり、１００ｍｇの重量を備える。
【００２６】また、前記電解質溶液はテトラフルオロホ
ウ酸リチウム（ＬｉＢＦ4 ）のプロピレンカーボネート
溶液であり、その濃度は１モル／リットルである。ただ
し、前記電解質溶液はこれに限定されるものではなく、
他の公知の電解質溶液、例えばヘキサフルオロリン酸リ
チウム（ＬｉＰＦ6 ）のプロピレンカーボネート溶液を
用いることもできる。
ウ酸リチウム（ＬｉＢＦ4 ）のプロピレンカーボネート
溶液であり、その濃度は１モル／リットルである。ただ
し、前記電解質溶液はこれに限定されるものではなく、
他の公知の電解質溶液、例えばヘキサフルオロリン酸リ
チウム（ＬｉＰＦ6 ）のプロピレンカーボネート溶液を
用いることもできる。
【００２７】次に、本実施例の電気化学キャパシタに対
して、図２の場合と同一条件で定電流定電圧充電したと
きに、各極の電位をリチウム電極を参照極とする３電極
法により測定した充放電曲線を図４に示す。
して、図２の場合と同一条件で定電流定電圧充電したと
きに、各極の電位をリチウム電極を参照極とする３電極
法により測定した充放電曲線を図４に示す。
【００２８】図４から、本実施例の電気化学キャパシタ
によれば、正極側において、放電開始直後に急激な電圧
降下を起こすことなく、大きな放電エネルギーを得るこ
とができることが明らかである。
によれば、正極側において、放電開始直後に急激な電圧
降下を起こすことなく、大きな放電エネルギーを得るこ
とができることが明らかである。
【００２９】次に、本実施例及び前記参考例の電気化学
キャパシタに対して、図２の場合と同一条件で定電流定
電圧充電し、各種物性を測定した。各電気化学キャパシ
タの物性を表１に、充放電曲線を図５に示す。
キャパシタに対して、図２の場合と同一条件で定電流定
電圧充電し、各種物性を測定した。各電気化学キャパシ
タの物性を表１に、充放電曲線を図５に示す。
【００３０】
【表１】
【００３１】表１から、本実施例の電気化学キャパシタ
は、前記参考例の電気化学キャパシタに比較して大きな
放電エネルギーを備えることが明らかである。また、図
５から、本実施例の電気化学キャパシタは、放電開始直
後に急激な電圧降下を起こすことが無いので、前記参考
例の電気化学キャパシタに比較して高電圧が得られる時
間を拡大することができることが明らかである。
は、前記参考例の電気化学キャパシタに比較して大きな
放電エネルギーを備えることが明らかである。また、図
５から、本実施例の電気化学キャパシタは、放電開始直
後に急激な電圧降下を起こすことが無いので、前記参考
例の電気化学キャパシタに比較して高電圧が得られる時
間を拡大することができることが明らかである。
【００３２】次に、本実施例及び従来の電気化学キャパ
シタに対して、５ｍＡで定電流充電を行い、充電圧が
２．５Ｖに達した時点で、該電圧（２．５Ｖ）による定
電圧充電に切り換え、２時間充電する定電流定電圧充電
を行った。従来の電気化学キャパシタは、図１示の構成
において、固体電極１ａ，１ｂが共に活性炭（クレハ化
学社製、商品名：ＢＡＣ−ＰＷ）を成形して直径２０ｍ
ｍの円盤状とした電気二重層キャパシタであり、固体電
極１ａ，１ｂはそれぞれ１００ｍｇの重量を備える。
シタに対して、５ｍＡで定電流充電を行い、充電圧が
２．５Ｖに達した時点で、該電圧（２．５Ｖ）による定
電圧充電に切り換え、２時間充電する定電流定電圧充電
を行った。従来の電気化学キャパシタは、図１示の構成
において、固体電極１ａ，１ｂが共に活性炭（クレハ化
学社製、商品名：ＢＡＣ−ＰＷ）を成形して直径２０ｍ
ｍの円盤状とした電気二重層キャパシタであり、固体電
極１ａ，１ｂはそれぞれ１００ｍｇの重量を備える。
【００３３】各電気化学キャパシタの物性を表２に、充
放電曲線を図６に示す。尚、図６には、参考のために参
考例の電気化学キャパシタの充放電曲線（図５示）を再
掲する。
放電曲線を図６に示す。尚、図６には、参考のために参
考例の電気化学キャパシタの充放電曲線（図５示）を再
掲する。
【００３４】
【表２】
【００３５】本実施例の電気化学キャパシタは、表２か
ら前記従来の電気化学キャパシタ（電気二重層キャパシ
タ）に比較して大きな放電エネルギーを備えることが明
らかである。また、本実施例の電気化学キャパシタは、
図５から前記参考例の電気化学キャパシタ（図６に再掲
する）に比較して高電圧が得られる時間を拡大すること
ができることが明らかであるが、図６から従来の電気化
学キャパシタ（電気二重層キャパシタ）に比較しても高
電圧が得られる時間を拡大することができることが明ら
かである。
ら前記従来の電気化学キャパシタ（電気二重層キャパシ
タ）に比較して大きな放電エネルギーを備えることが明
らかである。また、本実施例の電気化学キャパシタは、
図５から前記参考例の電気化学キャパシタ（図６に再掲
する）に比較して高電圧が得られる時間を拡大すること
ができることが明らかであるが、図６から従来の電気化
学キャパシタ（電気二重層キャパシタ）に比較しても高
電圧が得られる時間を拡大することができることが明ら
かである。
【００３６】次に、図１示の構成において、リチウムバ
ナジウム酸化物を実施例１で用いたＬｉＶ3 Ｏ8 から、
４価のバナジウムと５価のバナジウムとの混合物を含む
ＬｉＶ2 Ｏ5 に替えた以外は、実施例１と全く同一にし
て、電気化学キャパシタを製造した（実施例２）。
ナジウム酸化物を実施例１で用いたＬｉＶ3 Ｏ8 から、
４価のバナジウムと５価のバナジウムとの混合物を含む
ＬｉＶ2 Ｏ5 に替えた以外は、実施例１と全く同一にし
て、電気化学キャパシタを製造した（実施例２）。
【００３７】次に、本実施例の電気化学キャパシタに対
して、図２の場合と同一条件で定電流定電圧充電し、各
種物性を測定した。本実施例の電気化学キャパシタの物
性を実施例１の電気化学キャパシタの物性（表１の数値
を再掲する）と共に表３に示す。
して、図２の場合と同一条件で定電流定電圧充電し、各
種物性を測定した。本実施例の電気化学キャパシタの物
性を実施例１の電気化学キャパシタの物性（表１の数値
を再掲する）と共に表３に示す。
【００３８】次に、図１示の構成において、リチウムバ
ナジウム酸化物を実施例１で用いたＬｉＶ3 Ｏ8 から、
４価のバナジウムを含むＬｉ2 Ｖ2 Ｏ5 に替えた以外
は、実施例１と全く同一にして、電気化学キャパシタを
製造した（実施例３）。
ナジウム酸化物を実施例１で用いたＬｉＶ3 Ｏ8 から、
４価のバナジウムを含むＬｉ2 Ｖ2 Ｏ5 に替えた以外
は、実施例１と全く同一にして、電気化学キャパシタを
製造した（実施例３）。
【００３９】次に、本実施例の電気化学キャパシタに対
して、図２の場合と同一条件で定電流定電圧充電し、各
種物性を測定した。本実施例の電気化学キャパシタの物
性を実施例１の電気化学キャパシタの物性（表１の数値
を再掲する）と共に表３に示す。
して、図２の場合と同一条件で定電流定電圧充電し、各
種物性を測定した。本実施例の電気化学キャパシタの物
性を実施例１の電気化学キャパシタの物性（表１の数値
を再掲する）と共に表３に示す。
【００４０】
【表３】
【００４１】表３から、リチウムバナジウム酸化物とし
て４価のバナジウムと５価のバナジウムとの混合物を含
むＬｉＶ2 Ｏ5 （実施例２）または４価のバナジウムを
含むＬｉ2 Ｖ2 Ｏ5 （実施例３）を用いても、５価のバ
ナジウムを含むＬｉＶ3 Ｏ8（実施例１）を用いた電気
化学キャパシタと同等の性能を得ることができることが
明らかである。
て４価のバナジウムと５価のバナジウムとの混合物を含
むＬｉＶ2 Ｏ5 （実施例２）または４価のバナジウムを
含むＬｉ2 Ｖ2 Ｏ5 （実施例３）を用いても、５価のバ
ナジウムを含むＬｉＶ3 Ｏ8（実施例１）を用いた電気
化学キャパシタと同等の性能を得ることができることが
明らかである。
【００４２】尚、前記実施形態では、図１示の構成の電
気化学キャパシタについて説明しているが、電気化学キ
ャパシタの構成はこれに限定されるものではなく、例え
ば各別に集電部材表面に分極性電極を備える複数の電極
素子をセパレータを介して正負極交互に積層し、各集電
部材から引き出されるリード部材を同極毎にまとめて接
続端子に接続するようにした構成等、他の構成であって
もよい。
気化学キャパシタについて説明しているが、電気化学キ
ャパシタの構成はこれに限定されるものではなく、例え
ば各別に集電部材表面に分極性電極を備える複数の電極
素子をセパレータを介して正負極交互に積層し、各集電
部材から引き出されるリード部材を同極毎にまとめて接
続端子に接続するようにした構成等、他の構成であって
もよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】電気化学キャパシタの構成を示す説明的断面
図。
図。
【図２】参考例の電気化学キャパシタの充放電特性を示
すグラフ。
すグラフ。
【図３】参考例の電気化学キャパシタの各固体電極の充
放電特性を示すグラフ。
放電特性を示すグラフ。
【図４】本発明の電気化学キャパシタの各固体電極の充
放電特性を示すグラフ。
放電特性を示すグラフ。
【図５】本発明及び参考例の電気化学キャパシタの充放
電特性を示すグラフ。
電特性を示すグラフ。
【図６】本発明、参考例及び従来の電気化学キャパシタ
の充放電特性を示すグラフ。
の充放電特性を示すグラフ。
１ａ…負極側固体電極、 １ｂ…正極側固体電極、 ２
…セパレータ、３，５…集電部材。
…セパレータ、３，５…集電部材。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 善夫 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 松本 謙治 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 肥後野 貴史 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内
Claims (6)
- 【請求項１】集電部材表面に固体電極を備える電極素子
を正負極を一対としてセパレータを介して対向配置し、
電解質溶液と共に容器内に密封した電気化学キャパシタ
において、負極側の該固体電極はリチウムバナジウム酸
化物と導電フィラーとからなり、正極側の該固体電極は
活性炭からなることを特徴とする電気化学キャパシタ。 - 【請求項２】前記リチウムバナジウム酸化物はＬｉＶ3
Ｏ8 、ＬｉＶ2 Ｏ5 、Ｌｉ2 Ｖ2 Ｏ 5 から成る群から選
択される少なくとも１種の酸化物であることを特徴とす
る請求項１記載の電気化学キャパシタ。 - 【請求項３】前記導電フィラーは、前記固体電極の全重
量に対して、３〜８０重量％の範囲で用いることを特徴
とする請求項１記載の電気化学キャパシタ。 - 【請求項４】前記活性炭は、比表面積が１００〜３００
０ｍ2 ／ｇの範囲にあることを特徴とする請求項１記載
の電気化学キャパシタ。 - 【請求項５】前記電解質溶液は、ＬｉＢＦ4 またはＬｉ
ＰＦ6 のプロピレンカーボネート溶液であることを特徴
とする請求項１記載の電気化学キャパシタ。 - 【請求項６】前記電解質溶液は、０．５〜１．５モル／
リットルの範囲の濃度であることを特徴とする請求項５
記載の電気化学キャパシタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36663799A JP3364460B2 (ja) | 1999-01-14 | 1999-12-24 | 電気化学キャパシタ |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11-7517 | 1999-01-14 | ||
| JP751799 | 1999-01-14 | ||
| JP36663799A JP3364460B2 (ja) | 1999-01-14 | 1999-12-24 | 電気化学キャパシタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000268881A true JP2000268881A (ja) | 2000-09-29 |
| JP3364460B2 JP3364460B2 (ja) | 2003-01-08 |
Family
ID=26341820
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP36663799A Expired - Fee Related JP3364460B2 (ja) | 1999-01-14 | 1999-12-24 | 電気化学キャパシタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3364460B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002208403A (ja) * | 2001-01-10 | 2002-07-26 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | リチウム二次電池 |
| JP2003077544A (ja) * | 2001-09-06 | 2003-03-14 | Yuasa Corp | 二次電池 |
| KR100733391B1 (ko) | 2005-05-04 | 2007-06-29 | 주식회사 네스캡 | 전기에너지 저장 장치 |
| US8080335B2 (en) | 2006-06-09 | 2011-12-20 | Canon Kabushiki Kaisha | Powder material, electrode structure using the powder material, and energy storage device having the electrode structure |
| US8715855B2 (en) | 2007-09-06 | 2014-05-06 | Canon Kabushiki Kaisha | Method of producing lithium ion-storing/releasing material, lithium ion-storing/releasing material, and electrode structure and energy storage device using the material |
| US10062924B2 (en) | 2012-03-27 | 2018-08-28 | Tdk Corporation | Lithium-ion secondary battery with a negative electrode containing vanadium |
-
1999
- 1999-12-24 JP JP36663799A patent/JP3364460B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002208403A (ja) * | 2001-01-10 | 2002-07-26 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | リチウム二次電池 |
| JP4513210B2 (ja) * | 2001-01-10 | 2010-07-28 | 株式会社豊田中央研究所 | リチウム二次電池 |
| JP2003077544A (ja) * | 2001-09-06 | 2003-03-14 | Yuasa Corp | 二次電池 |
| JP4496688B2 (ja) * | 2001-09-06 | 2010-07-07 | 株式会社ジーエス・ユアサコーポレーション | 二次電池 |
| KR100733391B1 (ko) | 2005-05-04 | 2007-06-29 | 주식회사 네스캡 | 전기에너지 저장 장치 |
| US8080335B2 (en) | 2006-06-09 | 2011-12-20 | Canon Kabushiki Kaisha | Powder material, electrode structure using the powder material, and energy storage device having the electrode structure |
| US8715855B2 (en) | 2007-09-06 | 2014-05-06 | Canon Kabushiki Kaisha | Method of producing lithium ion-storing/releasing material, lithium ion-storing/releasing material, and electrode structure and energy storage device using the material |
| US10062924B2 (en) | 2012-03-27 | 2018-08-28 | Tdk Corporation | Lithium-ion secondary battery with a negative electrode containing vanadium |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3364460B2 (ja) | 2003-01-08 |
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