JP2000502209A - Double layer capacitor having porous carbon electrode and method for manufacturing these electrodes - Google Patents

Double layer capacitor having porous carbon electrode and method for manufacturing these electrodes

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JP2000502209A JP9520091A JP52009197A JP2000502209A JP 2000502209 A JP2000502209 A JP 2000502209A JP 9520091 A JP9520091 A JP 9520091A JP 52009197 A JP52009197 A JP 52009197A JP 2000502209 A JP2000502209 A JP 2000502209A
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グスタヴォヴィッチ アヴァルツ,ロベルト
ヴァルタノヴァ,アラ,ヴラディレノフナ
コンスタンチノヴィッチ ゴルディーフ,セルゲイ
ゲルマノヴィッチ ツコフ,セルゲイ
アレクサンドロヴィッチ ツェレノフ,ボリス
エフィモヴィッチ クラフティイク,アレクサンドル
ペテロヴィッチ クズネツォフ,ヴィクトル
アレクサンドロヴナ ククスィキナ,ユリア
ヴァシレヴナ マザエヴァ,タトヤナ
セルジーヴナ パンキナ,オルガ
ヴァシレヴィッチ ソコロフ,ヴァシリイ
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アルファ インタナショナル リミテッド
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
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    • 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

Abstract

(57)【要約】 実質的に多孔質炭素からなる少なくとも二つの電極(4,5)を含み、それらの電極が電解質で実質的に飽和され、多孔質セパレータ(6)によって分離されている二重電気層コンデンサ。コンデンサは多孔質構造の形の電極(4,5)が95%質量を越える炭素含有量及び電極材料体積の55%を越える細孔体積(細孔の一定部分が10nm未満のサイズを有する)を有する材料から作られる。 (57) Abstract: At least two electrodes (4, 5) consisting essentially of porous carbon, the electrodes being substantially saturated with an electrolyte and separated by a porous separator (6). Heavy electric layer capacitor. The capacitor has a porous structure of the electrode (4,5) having a carbon content of more than 95% by mass and a pore volume of more than 55% of the electrode material volume (a certain part of the pores has a size of less than 10 nm). Made from materials that have

Description

【発明の詳細な説明】 多孔質炭素電極を有する二重層コンデンサ及び これらの電極の製造方法 本発明は電気装置、特に電気のための蓄積構造に関し、それは例えばパーソナ ルコンピューター、ビデオ及び他の装置のメモリーユニットのため、ラジオ電気 装置のための電流の短時間又はリバース電源として使用することができる。 また、本発明は多孔質炭素材料の製造方法及びコンデンサ電極材料に関する。 二重電気層を有する高効率コンデンサの開発の主な方向の一つは最適な細孔サ イズ、機械強度及び高化学純度のような特性の組合せを有する新規な電極炭素材 料を作ることである。 従来から知られているものとして、気密フレーム内に置かれた、セパレータに よって分離される二分極電極を含む二重電気層を有するコンデンサがある(例え ば日本特許出願NO.3−62296)。電極は活性炭及び結合剤(カーボンブ ラック及びセラミック粉末からなる)から作られている。電極材料は多孔質構造 を有し、25F/cm3以下の比電気キャパシタンスを生じる。 かかるコンデンサの欠点は次のとおりである: − 電気材料中の多量(3−8%)の灰分によるかなりの漏れ電流; − 電極及びコンデンサ集成体の製造方法における電極材料の微孔質特性の変 化によるコンデンサ特性の変動の増大; − 電極材料の機械強度が低い(これは高機械応力、例えば振動の条件下で作 動する構造中のこれらのコンデンサの使用を限定する)。 さらに、従来から知られているものとして、ステンレス鋼のフレームを含み、 前記フレームが気密な容器を作る、ワッシャーによって接合された底及び蓋を含 む二重電気層を有するコンデンサがある。フレームには、電解質で飽和されかつ 多孔質セパレータによって分離された二分極電極が設置されている。電極は活性 炭(80%質量)及び結合剤(灰分(10%質量)及びポリテトラフルオロエチ レン(10%質量)からなる)から作られている。ペーストの形の材料は電気伝 導性の下層に適用され、次いで圧延及び乾燥される。生成したシート製品から規 定されたサイズの電極がカットされる。 かかるコンデンサは広い温度範囲にわたって操作することができる。電極材料 は20−25F/cm3の限界内の比電気キャパシタンスを与える。しかしなが ら、これらのコンデンサは前述の欠点を全て有する。 本発明の目的はコンデンサ比電気キャパシタンスの増加、実用キャパシタンス 値の変動の減少及び漏れ電流の減少を同時に得ることである。さらに、本発明の 目的は電極強度及び機械的安定性の増加を得ることである。これは例えば機械衝 撃又は振動の条件下で作動する構造においてコンデンサの使用の領域を拡張する だろう。この技術的結果を得るために、気密フレーム内に二重電気層を有するコ ンデンサはフレーム内に多孔質炭素の少なくとも二つの分極電極が設置され、電 解質で飽和され、イオン伝導性を有するセパレータによって分離され、95%質 量以上、好ましくは99%質量以上の炭素含有量を有する材料から作られた構造 の形の電極を有する。材料は電極体積の好ましくは55〜80%の範囲の全細孔 体積を有することが好ましく、10nmより小さなナノ細孔サイズを有する細孔 の体積は好ましくは電極体積の35−50%である。これによって高電気キャパ シタンスを得ることができる。 好ましい具体例によれば、これらの電極特性は金属カーバイド複合材料の特別 な化学熱処理によって得られる。かかる処理後、電極は輸送チャネル/細孔の分 枝系を有する実質的に純粋な炭素及び少量の不純物(5%質量未満、好ましくは 1%質量未満)を含有する。これらの電極は高電極機械強度(90kg/cm2 以上の圧縮強さ)を与える炭素構造を有する。材料は機械剛性及び強度を生じる 、構造全体にわたって連結された炭素の充実ネットワーク、及び全体の細孔体積 を一緒になって作り上げる電解質の粗いサイズの輸送チャネル/細孔とナノサイ ズの細孔の組合せからなる。電極寸法及びその細孔の安定性、結果として電極電 気特性の安定性も重要である。従って中間製品から完成電極までの高さ及び直径 値の減少は0.05%以下であり、それは±15%の範囲の実用コンデンサキャ パシタンスを生じる電極比電気キャパシタンスの極めて限定された変動を可能に する。一方、従来のコンデンサは+80〜−20%の電気キャパシタンス許容度 を有する。 新規な電極は電極材料の少ない不純物含有量だけで従来の技術的解決策と比較 してほとんど30%の比電気キャパシタンス及び実用コンデンサキャパシタンス の増加及び5〜10倍の漏れ電流の減少を与える。さらに、高電極強度は振動、 衝撃及び他の機械応力下で作動する装置のコンデンサに使用することを可能にす る。 本発明は例示された具体例及び添付された図面を参照してより詳細に記載され るだろう。図1には全体のコンデンサの描写(側面)が与えられ、図2には負荷 電圧対放電時間のプロットが与えられている。 二重電気層を有するコンデンサは誘電ワッシャー3に接合された底1及び蓋2 を含む気密フレームを含んでいる。フレームの内側には電極4,5が置かれてい る。電極は電解質で飽和(含浸)され、多孔質セパレータ6によって分離されて いる。二重電極層の対抗する側4′,5′はそれそれ底1及び蓋2と接触してい る。コンデンサの組立をより簡単にするために、電極の周囲を包囲する弾性ワッ シャー7がある。 得られた技術的結果の確認のため、12個の炭素電極(直径19.5mm、高 さ1.0mm)及び6個のボタン状コンデンサ(直径24.5mm、高さ2.2 mm)を製造した。セパレータとしてイオン伝導性を有する多孔質ポリプロピレ ンを使用し、電解質としてアルカリ、KOHの水溶液を使用した。コンデンサの 呼称電気キャパシタンスは20Fであり、電圧は1.0ボルトであった。 電極材料の物理的及び機械的特性を調査し、電子時計のための出力源及びパー ソナルコンピューターのための電子メモリーユニットとして実用条件下で作動す るための信頼性及び可能性についてコンデンサを試験した。信頼性についての試 験は0.9±0.1Vの電圧で、+70±5℃の温度で実施された。試験時間は 500時間であった。 電極材料の物理的、化学的及び機械的特性の試験結果及びコンデンサ試験の結 果は表1及び表2と図2のグラフによって与えられる。 電極試験の結果の分析(表1)は10nm未満のサイズの細孔体積(電極体積 の平均43%)が従来技術によって製造された炭素電極のパラメーターのほぼ2 倍であることを示している。圧縮強さは3倍以上増大した。比電気キャパシタン ス(平均34.5F/cm3)は公知の炭素材料の比キャパシタンス(25F/ cm3以下)のほぼ30%超過している。 信頼性試験の結果(表2)は呼称コンデンサキャパシタンスのわずかな変動を 示してるにすぎない(±5.3%)。これは安定した分枝構造を有し、組立工程 中の幾何学的な電極及び電解質パラメータを維持する炭素電極の高い機械的強度 を意味している。 試験後、容量損失は5.7%(平均)であり、内部抵抗の増加は18%(平均 )であり、高い性能要求を満足している。 コンデンサ試験の結果(図2)は電源としてのコンデンサの性能の時間が負荷 100kohmで198時間、負荷50kohmで32時間、負荷20kohmで3時間、負 荷0.5kohmで2時間であることを示している。これらのデータはコンデンサが 電力源として使用しうる様々な装置の負荷下で作動中のコンデンサの実際の放電 を模写したものである。 好ましい具体例によれば、電極はシリコンカーバイド粉末及び結合剤として下 記成分組成(質量%)のカーボンブラック、フェノールホルムアルデヒド樹脂及 びエチル化アルコールからなる混合物又はシリコンカーバイド100gあたり5 −50gの量のピロカーボンから製造される: カーボンブラック 30−50 フェノールホルムアルデヒド樹脂 5−10 エチル化アルコール 40−60 成形後、ブランクは1450−1700℃4の温度の液体シリコンによって飽和 される。塩素による熱化学処理は900−1100℃の温度で行われる。 その方法は以下に記載される: シリコンカーバイド粉末及び結合剤から所定の形のブランクが成形される。成 形中シリコンカーバイド粉末はシリコーンカーバイド100gあたり5−50g の量で懸濁液(その組成(質量%)はカーボンブラック30−50、フェノール ホルムアルデヒド樹脂5−10、エチル化アルコール40−60)と混合される 。これを装填してブランクは成形される。次いで樹脂を硬化するため、150℃ の温度の熱処理が行われる。代替例としてシリコンカーバイド粉末に添加された 又は天然ガス流れ中の熱処理によって導入されたピロカーボン結合剤が使用され る。 この方法又は別の成形技術によって成形された後、ブランクは真空炉内に置か れ、そこで真空下で1450−1700℃の温度の液体シリコンによって飽和が なされる。この工程中、第2シリコンカーバイドの形成と液体シリコン及び炭素 (カーボンブラック又はピロカーボン)の化学的相互作用が行われる。この第2 シリコンカーバイドはブランクの全体積にわたって連続構造を形成し、それは初 めのシリコンカーバイドの粒子を結合し、シリコン金属で満たした残留細孔を有 する充実シリコン炭素体を形成する。1450℃未満の温度ではシリコンカーバ イド形成反応は起こらず、方法の目的は達成されない。シリコンは1700℃以 上の温度で真空炉で蒸発しはじめる。かくして、第2シリコンカーバイドと自由 シリコンの構造によって結合されたシリコンカーバイド粒子を含む無孔質のブラ ンクが得られる。次にブランクは900−1100℃の温度で塩素によって熱処 理される。塩素化中、自由シリコン金属は気体塩化シリコンの形でブランクから 除去され、かくして必要な体積の輸送微孔質チャネル/細孔が形成される。さら に、シリコンカーバイド塩素化の結果として、発達したナノ細孔構造を有する炭 素が形成される。 生じた充実炭素ネットワークの輸送チャネル/細孔及びナノ細孔の組合せは極 めて重要である。なぜならばそれはナノ細孔壁によって作り上げられた大きな利 用可能な内部電極表面への電解質のアクセスを容易にするからである。充実連続 炭素ネットワークは低内部電気抵抗も与える。 本発明によるコンデンサの機能は上記明細書から明らかだろう。 本発明によるコンデンサは明細書の導入部で記載された従来技術と比較してか なり有利である。 本発明は例示された具体例を参照して記載した。しかしながら、他の具体例及 び小さな修正は本発明の概念から逸脱しない限り、可能であることが理解される だろう。例えば2以上の電極をコンデンサ内に与えてもよい。 さらに、上記利点を生じる輸送チャネル/細孔及びナノ細孔を有する充実炭素 のネットワーク構造を与える他の方法によって電極材料を製造することもできる 。その技術は金属カーバイド、有機結合剤及び例えばカーボンブラックの形の又 は熱分解生成物としての炭素を含む成形体を製造し、次いで金属の熱化学的除去 を行って所望の輸送チャネル/細孔及びナノ細孔を含む充実炭素構造を形成する 。 具体例は第1製造工程の必要な反応温度をかなり低下するアルミニウムカーバ イド及びアルミニウム金属を使用するものであってもよい。Ti及び周期系のIV ,V又はVI群の他の金属に基づいたいわゆる立方金属カーバイドを使用してもよ く、その場合気体金属ハロゲン(例えばフッ化物や塩化物)が形成される。 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION                 A double-layer capacitor having a porous carbon electrode; and                 Manufacturing method of these electrodes   The present invention relates to an electrical device, in particular a storage structure for electricity, which comprises, for example, a personal computer. For radio units for computer, video and other equipment, radio electric Can be used as a short-time or reverse power source for the current for the device.   Further, the present invention relates to a method for producing a porous carbon material and a capacitor electrode material.   One of the main directions in the development of high efficiency capacitors with dual electrical layers is optimal pore size Novel electrode carbon material with a combination of properties such as size, mechanical strength and high chemical purity Is to make a fee.   As conventionally known, a separator placed in an airtight frame Thus, there is a capacitor having a double electrical layer containing bipolar electrodes separated (eg, For example, Japanese Patent Application No. 3-622296). The electrode is activated carbon and a binder (carbon Rack and ceramic powder). The electrode material is porous With 25 F / cmThreeThe following specific electrical capacitance results.   The disadvantages of such capacitors are as follows:   Significant leakage current due to large (3-8%) ash content in electrical materials;   -Changes in the microporous properties of the electrode material in the method of manufacturing the electrode and capacitor assembly; Change of capacitor characteristics due to   -The mechanical strength of the electrode material is low (this can occur under conditions of high mechanical stress, e.g. vibration); Limiting the use of these capacitors in moving structures).   In addition, as is conventionally known, includes a stainless steel frame, The frame includes a bottom and lid joined by washers, which creates an airtight container. Some capacitors have a double electrical layer. The frame is saturated with electrolyte and A bipolar electrode separated by a porous separator is provided. Electrode is active Charcoal (80% by mass) and binder (ash (10% by mass) and polytetrafluoroethylene (10% by weight). The material in the form of a paste is It is applied to the conductive underlayer, then rolled and dried. From the generated sheet product An electrode of a defined size is cut.   Such capacitors can operate over a wide temperature range. Electrode material Is 20-25F / cmThreeGives a specific electrical capacitance within the limits of But Furthermore, these capacitors have all the disadvantages mentioned above.   The object of the present invention is to increase the electric capacitance of the capacitor, It is to simultaneously obtain a reduction in value fluctuation and a reduction in leakage current. Furthermore, the present invention The purpose is to obtain an increase in electrode strength and mechanical stability. This is, for example, Extends the area of use of capacitors in structures that operate under fire or vibration conditions right. In order to achieve this technical result, a core with a double electrical layer in an airtight frame The capacitor has at least two polarized electrodes of porous carbon installed in the frame. 95% pure, separated by a separator having ion conductivity Structures made from materials having a carbon content of greater than or equal to, preferably greater than or equal to 99% by mass Having an electrode of the form The material preferably has total pores in the range of 55-80% of the electrode volume Pore preferably having a volume and having a nanopore size smaller than 10 nm Is preferably 35-50% of the electrode volume. This enables high electric capacity You can get sitance.   According to a preferred embodiment, these electrode properties are specific to the metal carbide composite. It can be obtained by various chemical heat treatments. After such treatment, the electrodes are separated from the transport channels / pores. Substantially pure carbon with branching and small amounts of impurities (less than 5% by weight, preferably Less than 1% by mass). These electrodes have high electrode mechanical strength (90 kg / cmTwo Above compressive strength). Material produces mechanical stiffness and strength , A solid network of carbon connected throughout the structure, and the overall pore volume Of coarse electrolyte transport channels / pores and nanosites Consisting of a combination of fine pores. Stability of the electrode dimensions and its pores, The stability of the air quality is also important. Therefore the height and diameter from the intermediate product to the finished electrode The reduction in value is less than 0.05%, which is a practical capacitor capacity in the range of ± 15%. Allows very limited variation of electrode specific electrical capacitance that causes pacitance I do. On the other hand, conventional capacitors have +80 to -20% electrical capacitance tolerance Having.   Novel electrode compared to previous technical solutions with only low impurity content of electrode material And almost 30% specific electric capacitance and practical capacitor capacitance And a 5-10 fold reduction in leakage current. In addition, high electrode strength is vibration, Enables use in capacitors for equipment operating under shock and other mechanical stresses You.   The present invention will be described in more detail with reference to the illustrated embodiments and the accompanying drawings. Would. FIG. 1 gives a depiction (side view) of the entire capacitor, and FIG. A plot of voltage versus discharge time is provided.   Capacitors with double electrical layers have a bottom 1 and a lid 2 joined to a dielectric washer 3 Includes an airtight frame containing. Electrodes 4 and 5 are placed inside the frame You. The electrodes are saturated (impregnated) with an electrolyte and separated by a porous separator 6 I have. The opposite sides 4 ', 5' of the double electrode layer are in contact with the bottom 1 and the lid 2, respectively. You. To make capacitor assembly easier, elastic washers surrounding the electrodes There is Shah 7.   For confirmation of the technical results obtained, 12 carbon electrodes (diameter 19.5 mm, high 1.0 mm) and six button capacitors (diameter 24.5 mm, height 2.2) mm). Porous polypropylene with ion conductivity as separator And an aqueous solution of alkali and KOH was used as an electrolyte. Capacitor The nominal electrical capacitance was 20F and the voltage was 1.0 volt.   Investigate the physical and mechanical properties of the electrode materials and determine the power source and Operates under practical conditions as an electronic memory unit for the Sonal computer The capacitors were tested for reliability and potential for Trial about reliability The experiment was performed at a voltage of 0.9 ± 0.1 V and at a temperature of + 70 ± 5 ° C. The test time is 500 hours.   Test results of physical, chemical and mechanical properties of electrode materials and results of capacitor test The results are given by the graphs in Tables 1 and 2 and FIG.   The analysis of the results of the electrode test (Table 1) shows the pore volume (electrode volume) of size less than 10 nm. Average 43%) is about 2% of the parameters of carbon electrodes manufactured by the prior art. It shows that it is twice. The compressive strength increased more than three times. Specific electric capacitance (Average 34.5F / cmThree) Is the specific capacitance of a known carbon material (25 F / cmThreeThe following).   The results of the reliability test (Table 2) show that the nominal capacitor Only shown (± 5.3%). It has a stable branch structure, High mechanical strength of carbon electrodes maintaining geometric electrode and electrolyte parameters Means   After the test, the capacity loss was 5.7% (average) and the increase in internal resistance was 18% (average). ), Which satisfies high performance requirements.   The results of the capacitor test (Fig. 2) show that the performance of the capacitor 198 hours at 100 kohm, 32 hours at 50 kohm load, 3 hours at 20 kohm load, negative It indicates that the load is 0.5 kohm for 2 hours. These data are Actual discharge of capacitors operating under loads of various devices that can be used as power sources It is a copy of.   According to a preferred embodiment, the electrodes are provided as silicon carbide powder and binder. Carbon black, phenol formaldehyde resin and 5 or 100 g of silicon carbide or ethyl alcohol mixture Produced from pyrocarbon in an amount of -50 g:          Carbon black 30-50          Phenol formaldehyde resin 5-10          Ethylated alcohol 40-60 After molding, the blank is saturated with liquid silicon at a temperature of 1450-1700 ° C4 Is done. The thermochemical treatment with chlorine is performed at a temperature of 900-1100 ° C.   The method is described below:   A blank of a predetermined shape is formed from the silicon carbide powder and the binder. Success Silicon carbide powder in the form is 5-50g per 100g of silicon carbide Suspension (the composition (% by mass) is carbon black 30-50, phenol Mixed with formaldehyde resin 5-10, ethylated alcohol 40-60) . The blank is formed by loading it. Next, at 150 ° C. to cure the resin Is performed. As an alternative added to silicon carbide powder Or a pyrocarbon binder introduced by heat treatment in a natural gas stream is used You.   After being formed by this method or another forming technique, the blank is placed in a vacuum furnace. Where saturation is achieved by liquid silicon at a temperature of 1450-1700 ° C. under vacuum. Done. During this process, the formation of the second silicon carbide and the liquid silicon and carbon (Carbon black or pyrocarbon) chemical interaction takes place. This second Silicon carbide forms a continuous structure over the entire volume of the blank, Silicon carbide particles to form residual pores filled with silicon metal. To form a solid silicon carbon body. At temperatures below 1450 ° C, silicon No id formation reaction takes place and the purpose of the method is not achieved. Silicon is 1700 ° C or less At the above temperature starts to evaporate in the vacuum furnace. Thus, free of second silicon carbide Nonporous bra containing silicon carbide particles bonded by a structure of silicon Link is obtained. The blank is then heat treated with chlorine at a temperature of 900-1100 ° C. Is managed. During chlorination, free silicon metal is removed from the blank in the form of gaseous silicon chloride. Is removed, thus forming the required volume of transported microporous channels / pores. Further In addition, as a result of silicon carbide chlorination, Element is formed.   The resulting solid carbon network transport channel / pore and nanopore combination is extremely Important. Because it is the great benefit created by the nanopore wall This is because it facilitates access of the electrolyte to the usable internal electrode surface. Continuous Carbon networks also provide low internal electrical resistance.   The function of the capacitor according to the invention will be clear from the above description.   The capacitor according to the present invention is compared with the prior art described in the introductory part of the description. It is advantageous.   The invention has been described with reference to the illustrated embodiments. However, other examples and It is understood that minor modifications are possible without departing from the inventive concept. right. For example, two or more electrodes may be provided in a capacitor.   Furthermore, a solid carbon with transport channels / pores and nanopores that produces the above advantages Material can also be manufactured by other methods that give a network structure of . The technology consists of metal carbides, organic binders and, for example, in the form of carbon black. Produces compacts containing carbon as a pyrolysis product, followed by thermochemical removal of metals To form a solid carbon structure containing the desired transport channels / pores and nanopores .   A specific example is an aluminum cover that significantly reduces the reaction temperature required for the first manufacturing process. It is also possible to use an aluminum and an aluminum metal. IV of Ti and periodic systems So-called cubic metal carbides based on other metals of the group V, VI or VI may also be used. In that case, gaseous metal halides (eg, fluorides and chlorides) are formed.

【手続補正書】特許法第184条の8第1項 【提出日】1997年11月27日(1997.11.27) 【補正内容】 明細書 多孔質炭素電極を有する二重層コンデンサおよび これらの電極の製造方法 本発明は実質的に多孔質炭素からなる少なくとも二つの電極を含み、前記電極 が電解質で飽和されかつイオン伝導性を有する多孔質セパレータによって分離さ れ、電極が連結している充実炭素ネットワークからなる二重層コンデンサに関す る。 かかる電気装置、特に電気のための蓄積構造は例えばラジオ電気装置のため、 パーソナルコンピューター、ビデオ及び他の装置のための電流の短時間又はリバ ース電源として使用することができる。 また、本発明は多数の細孔を有する充実炭素骨格ネツトワークを持つ電極の製 造方法及びコンデンサ電極材料に関する。 二重電気層を有する高効率コンデンサの開発の主な方向の一つは最適な細孔サ イズ、機械強度及び高化学純度のような特性の組合せを有する新規な電極炭素材 料を作ることである。 従来から知られているものとして、気密フレーム内に置かれた、セパレータに よって分離される二分極電極を含む二重電気層を有するコンデンサがある(例え ば日本特許出願NO.3−62296)。電極は活性炭及び結合剤(カーボンブ ラック及びセラミック粉末からなる)から作られている。電極材料は多孔質構造 を有し、25F/cm3以下の比電気キャパシタンスを生じる。 かかるコンデンサの欠点は次のとおりである: − 電気材料中の多量(3−8%)の灰分によるかなりの漏れ電流; − 電極及びコンデンサ集成体の製造方法における電極材料の微孔質特性の変 化によるコンデンサ特性の変動の増大; − 電極材料の機械強度が低い(これは高機械応力、例えば振動の条件下で作 動する構造中のこれらのコンデンサの使用を限定する)。 さらに、従来から知られているものとして、ステンレス鋼のフレームを含み、 前記フレームが気密な容器を作る、ワッシャーによって接合された底及び蓋を含 む二重電気層を有するコンデンサがある。フレームには、電解質で飽和されかつ 多孔質セパレータによって分離された二分極電極が設置されている。電極は活性 炭(80%質量)及び結合剤(灰分(10%質量)及びポリテトラフルオロエチ レン(10%質量)からなる)から作られている。ペーストの形の材料は電気伝 導性の下層に適用され、次いで圧延及び乾燥される。生成したシート製品から規 定されたサイズの電極がカットされる。 かかるコンデンサは広い温度範囲にわたって操作することができる。電極材料 は20−25F/cm3の限界内の比電気キャパシタンスを与える。しかしなが ら、これらのコンデンサは前述の欠点を全て有する。 連結している充実ネットワークからなる二重層コンデンサのための電極がEP −A1−0660345において知られている。 本発明の目的はコンデンサ比電気キャパシタンスの増加、実用キャパシタンス 値の変動の減少及び漏れ電流の減少を同時に得ることである。さらに、本発明の 目的は電極強度及び機械的安定性の増加を得ることである。これは、例えば機械 衝撃又は振動の条件下で作動する構造においてコンデンサの使用の領域を拡張す るだろう。この技術的結果を得るために、明細書の始めに述べた種類のコンデン サは電極が電極材料体積の55%を越える細孔体積を有し、10nmより小さな サイズを有する細孔の部分が電極材料体積の35−50%であることを特徴とす る。電極の炭素含有量は95%質量以上、好ましくは99%質量以上である。材 料は好ましくは電極体積の55〜80%の範囲の全細孔体積を有し、これは高電 気キャパシタンスを得ることを可能にする。 また、本発明は下記工程を含むことを特徴とする多数の細孔を有する充実炭素 骨格ネットワークを持つ電極の製造方法に関するものである: − 金属カーバイド粉末及び結合剤としての有機結合剤及びカーボンブラック の形の又は熱分解生成物としての炭素の電極ブランクを成形する(結合剤の量は 金属カーバイド粉末の100gあたり5−50gである); − 真空炉において融解温度を超えるがこの温度より上に300℃を超えない 温度で液体金属によって成形されたブランクを飽和する; − 輸送チャネル/細孔及びナノ多孔質(<10nm)炭素構造の形成のため 800−1200℃の温度でフッ素又は塩素の如きハロゲン気体で飽和されたブ ランクを熱処理する。 かかる製造後、電極は輸送チャネル/細孔の分枝系を有する実質的に純粋な炭 素及び少量の不純物(5%質量未満、好ましくは1%質量未満)を含有する。こ れらの電極は高電極機械強度(90kg/cm2以上の圧縮強さ)を与える炭素 構造を有する。材料は機械剛性及び強度を生じる、構造全体にわたって連結され た炭素の充実ネットワーク、及び全体の細孔体積を一緒になって作り上げる電解 質の粗いサイズの輸送チャネル/細孔とナノサイズの細孔の組合せからなる。電 極寸法及びその細孔の安定性、結果として電極電気特性の安定性も重要である。 従って中間製品から完成電極までの高さ及び直径値の減少は0.05%以下であ り、それは±15%の範囲の実用コンデンサキャパシタンスを生じる電極比電気 キャパシタンスの極めて限定された変動を可能にする。一方、従来のコンデンサ は+80〜−20%の電気キャパシタンス許容度を有する。 新規な電極は電極材料の少ない不純物含有量だけで従来の技術的解決策と比較 してほとんど30%の比電気キャパシタンス及び実用コンデンサキヤパシタンス の増加及び5〜10倍の漏れ電流の減少を与える。さらに、高電極強度は振動、 衝撃及び他の機械応力下で作動する装置のコンデンサに使用することを可能にす る。 本発明は例示された具体例及び添付された図面を参照してより詳細に記載され るだろう。図1には全体のコンデンサの描写(側面)が与えられ、図2には負荷 電圧対放電時間のプロットが与えられている。 請求の範囲 1. 実質的に多孔質炭素からなる少なくとも二つの電極(4,5)を含み、前 記電極が電解質で実質的に飽和されかつイオン伝導性を有する多孔質セパレータ (6)によって分離され、電極(4,5)が連結している充実炭素ネットワーク からなる二重電気層コンデンサにおいて、電極(4,5)が電極材料体積の55 %を越える細孔体積を有し、10nmより小さなサイズを有する細孔の部分が電 極材料体積の35−50%であることを特徴とする二重電気層コンデンサ。 2. 多孔質電極中の炭素含有量が95%質量、好ましくは99%質量を超える ことを特徴とする請求の範囲1記載のコンデンサ。 3. 細孔の体積が55−80%、好ましくは60−80%の範囲にあることを 特徴とする請求の範囲1又は2記載のコンデンサ。 4. 電極材料の圧縮強さが90kg/cm2を越えることを特徴とする請求の 範囲1〜3のいずれか記載のコンデンサ。 5. 電極が誘電ワッシャー(3)によって接合された底(1)と蓋(2)を含 む気密フレーム内に配置されていることを特徴とする請求の範囲1〜4のいずれ か記載のコンデンサ。 6. 弾性ワッシャー(7)が電極の周囲を取り囲むようにして設けられている ことを特徴とする請求の範囲1〜5のいずれか記載のコンデンサ。 7. 下記工程を含むことを特徴とする多数の細孔を有する充実炭素骨格ネット ワークを持つ電極の製造方法: − 金属カーバイド粉末及び結合剤として有機結合剤及びカーボンブラックの 形の又は熱分解生成物としての炭素の電極ブランクを成形する(結合剤の量は金 属カーバイド粉末の100gあたり5−50gである); − 真空炉において融解温度を超えるがこの温度より上に300℃を超えない 温度で液体金属によって成形されたブランクを飽和する; − 輸送チャネル/細孔及びナノ多孔質(<10nm)炭素構造の形成のため の800−1200℃の温度のフッ素又は塩素の如きハロゲン気体で飽和された ブランクを熱処理する。 8. 周期系の群IV,V又はVI又はアルミニウム又はシリコンから金属を選択す ることを特徴とする請求の範囲7記載の方法。 9. シリコンカーバイド粉末及び結合剤の電極ブランクを成形することを特徴 とする請求の範囲8記載の方法。 10. シリコンカーバイド粉末及び結合剤として30−50%質量のカーボンブ ラック、5−10%質量のフェノールホルムアルデヒド樹脂及び40−60%質 量のエチル化アルコールから実質的になる混合物、又はピロカーボンのいずれか から電極ブランクを成形し、結合剤の量がシリコンカーバイド粉末の100gあ たり5−50gであることを特徴とする請求の範囲9記載の方法。 11. 下記工程を含むことを特徴とする請求の範囲9又は10記載の方法: − 真空炉において1450−1700℃の温度の液体シリコンによって電極 ブランクを飽和する; − 輸送チャネル/細孔及びナノ多孔質(<10nm)炭素構造の形成のため に900−1100℃の温度で塩素によって飽和ブランクを熱処理する。 12. 連結している充実炭素ネットワークからなる多孔質炭素から実質的になる コンデンサ電極材料において、細孔体積が電極材料体積の55%を越え、10n mより小さなサイズを有する細孔の部分が電極材料体積の35−50%であるこ とを特徴とするコンデンサ電極材料。 13. 炭素含有量が95%質量、好ましくは99%質量を超えることを特徴とす る請求の範囲12記載のコンデンサ電極材料。[Procedure for Amendment] Article 184-8, Paragraph 1 of the Patent Act [Date of Submission] November 27, 1997 (1997.11.27) [Content of Amendment] Description Double-layer capacitors having porous carbon electrodes and The present invention includes at least two electrodes substantially composed of porous carbon, wherein the electrodes are saturated with an electrolyte and separated by a porous separator having ion conductivity, and the solid carbon is connected to the electrodes. The present invention relates to a double-layer capacitor composed of a network. Such electrical devices, especially storage structures for electricity, can be used as short-time or reverse power sources of current for, for example, radio electrical devices, personal computers, video and other devices. The present invention also relates to a method for manufacturing an electrode having a solid carbon skeleton network having a large number of pores and a capacitor electrode material. One of the main directions in the development of high efficiency capacitors with dual electrical layers is to create new electrode carbon materials with a combination of properties such as optimal pore size, mechanical strength and high chemical purity. Known in the art is a capacitor having a double electrical layer that includes a bi-polarized electrode separated by a separator and placed in an airtight frame (eg, Japanese Patent Application No. 3-62296). The electrodes are made of activated carbon and a binder (comprising carbon black and ceramic powder). The electrode material has a porous structure and produces a specific electrical capacitance of 25 F / cm 3 or less. The disadvantages of such capacitors are:-a considerable leakage current due to a large amount (3-8%) of ash in the electrical material;-changes in the microporous properties of the electrode material in the process of manufacturing the electrode and capacitor assembly. The mechanical properties of the electrode material are low (this limits the use of these capacitors in structures operating under conditions of high mechanical stress, for example vibration). Additionally, what is known in the art is a capacitor that includes a stainless steel frame, the frame having a dual electrical layer including a bottom and a lid joined by a washer, which creates an airtight container. The frame is provided with dipolar electrodes that are saturated with electrolyte and separated by a porous separator. The electrodes are made of activated carbon (80% by weight) and a binder (composed of ash (10% by weight) and polytetrafluoroethylene (10% by weight)). The material in the form of a paste is applied to the electrically conductive underlayer, then rolled and dried. An electrode of a specified size is cut from the generated sheet product. Such capacitors can operate over a wide temperature range. Electrode material gives a specific electric capacitance within the limits of 20-25F / cm 3. However, these capacitors have all of the aforementioned disadvantages. Electrodes for a double-layer capacitor consisting of an interconnected solid network are known from EP-A1-066,345. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to simultaneously increase the capacitor specific electrical capacitance, reduce the variation of the practical capacitance value and reduce the leakage current. It is a further object of the present invention to obtain an increase in electrode strength and mechanical stability. This would extend the area of use of the capacitor, for example, in structures that operate under mechanical shock or vibration conditions. In order to achieve this technical result, capacitors of the type mentioned at the beginning of the description have a structure in which the electrode has a pore volume of more than 55% of the electrode material volume, and the part of the pores having a size smaller than 10 nm is the electrode material. It is characterized by being 35-50% of the volume. The carbon content of the electrode is at least 95% by mass, preferably at least 99% by mass. The material preferably has a total pore volume in the range of 55-80% of the electrode volume, which makes it possible to obtain a high electrical capacitance. The present invention also relates to a method for producing an electrode having a solid carbon skeleton network having a large number of pores, comprising the steps of:-a metal carbide powder and an organic binder and carbon black as a binder. Forming an electrode blank of carbon in the form of or as a pyrolysis product (the amount of binder is 5-50 g per 100 g of metal carbide powder);-in a vacuum furnace above the melting temperature but above this temperature Saturating the blank formed by the liquid metal at a temperature not exceeding 300 ° C .; such as fluorine or chlorine at a temperature of 800-1200 ° C. for the formation of transport channels / pores and nanoporous (<10 nm) carbon structures. The blank saturated with the halogen gas is heat-treated. After such manufacture, the electrode contains substantially pure carbon with a transport channel / pore branching system and small amounts of impurities (less than 5% by weight, preferably less than 1% by weight). These electrodes have a carbon structure that provides high electrode mechanical strength (compression strength of 90 kg / cm 2 or more). The material gives rise to mechanical stiffness and strength, a solid network of connected carbon throughout the structure, and a combination of coarse-sized transport channels / pores and nano-sized pores of the electrolyte that together make up the overall pore volume. Consists of Also important is the stability of the electrode dimensions and its pores, and consequently the stability of the electrode electrical properties. Thus, the reduction in height and diameter values from the intermediate product to the finished electrode is less than 0.05%, which allows for a very limited variation in electrode specific electrical capacitance resulting in a practical capacitor capacitance in the range of ± 15%. . On the other hand, conventional capacitors have an electrical capacitance tolerance of +80 to -20%. The new electrode provides a specific electrical capacitance of almost 30% and an increase in practical capacitor capacitance and a reduction of the leakage current by a factor of 5 to 10 compared to the prior art solution with only a low impurity content of the electrode material. . In addition, the high electrode strength allows it to be used for capacitors in devices that operate under vibration, shock and other mechanical stresses. The present invention will be described in more detail with reference to the illustrated embodiments and the accompanying drawings. FIG. 1 provides a depiction (side view) of the overall capacitor, and FIG. 2 provides a plot of load voltage versus discharge time. Claims 1. Includes at least two electrodes (4, 5) consisting essentially of porous carbon, said electrodes being substantially saturated with electrolyte and separated by a porous separator (6) having ion conductivity. In a double electric layer capacitor comprising a solid carbon network to which the electrodes (4, 5) are connected, the electrodes (4, 5) have a pore volume exceeding 55% of the electrode material volume and a size smaller than 10 nm. Characterized in that the portion of the pores having the following is 35-50% of the volume of the electrode material. 2. The capacitor according to claim 1, wherein the carbon content in the porous electrode is more than 95% by mass, preferably more than 99% by mass. 3. Capacitor according to claim 1 or 2, characterized in that the volume of the pores is in the range 55-80%, preferably 60-80%. 4. The capacitor according to claim 1, wherein the compressive strength of the electrode material exceeds 90 kg / cm 2 . 5. A capacitor according to claim 1, wherein the electrodes are arranged in an airtight frame including a bottom (1) and a lid (2) joined by a dielectric washer (3). 6. The capacitor according to any one of claims 1 to 5, wherein the elastic washer (7) is provided so as to surround the periphery of the electrode. 7. Process for producing an electrode with a solid carbon skeleton network having a large number of pores, characterized by comprising the following steps:-metal carbide powder and organic binder as binder and carbon black or in the form of pyrolysis products Forming an electrode blank of carbon as (the amount of binder is 5-50 g per 100 g of metal carbide powder);-liquid at a temperature above the melting temperature in a vacuum furnace but not more than 300 ° C above this temperature Saturating blanks molded by metal; blanks saturated with halogen gases such as fluorine or chlorine at temperatures of 800-1200 ° C. for the formation of transport channels / pores and nanoporous (<10 nm) carbon structures. Is heat-treated. 8. The method according to claim 7, wherein a metal is selected from the group IV, V or VI of the periodic system or from aluminum or silicon. 9. The method of claim 8, wherein an electrode blank of silicon carbide powder and a binder is formed. Ten. Electrodes from either silicon carbide powder and a mixture consisting essentially of 30-50% by weight carbon black as binder, 5-10% by weight phenol formaldehyde resin and 40-60% by weight ethylated alcohol, or pyrocarbon 10. The method of claim 9, wherein the blank is formed and the amount of binder is 5-50 g per 100 g of silicon carbide powder. 11. 11. A method according to claim 9 or 10, characterized in that it comprises the following steps:-saturating the electrode blank with liquid silicon at a temperature of 1450-1700C in a vacuum furnace;-transport channels / pores and nanoporous ( <10 nm) Heat the saturated blank with chlorine at a temperature of 900-1100 ° C. to form a carbon structure. 12. In a capacitor electrode material consisting essentially of porous carbon comprising a connected solid carbon network, a portion of pores having a pore volume exceeding 55% of the electrode material volume and having a size smaller than 10 nm is a volume of the electrode material volume. 35-50% of the total weight of the capacitor electrode material. 13. 13. The capacitor electrode material according to claim 12, wherein the carbon content is more than 95% by mass, preferably more than 99% by mass.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE, DK,ES,FR,GB,GR,IE,IT,LU,M C,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF,CG ,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE,SN, TD,TG),AP(KE,LS,MW,SD,SZ,U G),UA(AZ,BY,KG,KZ,RU,TJ,TM ),AL,AM,AT,AU,AZ,BB,BG,BR ,BY,CA,CH,CN,CZ,DE,DK,EE, ES,FI,GB,GE,HU,IS,JP,KE,K G,KP,KR,KZ,LK,LR,LS,LT,LU ,LV,MD,MG,MK,MN,MW,MX,NO, NZ,PL,PT,RO,RU,SD,SE,SG,S I,SK,TJ,TM,TR,TT,UA,UG,US ,UZ,VN (72)発明者 ゴルディーフ,セルゲイ コンスタンチノ ヴィッチ ロシア連邦,193076 セント ペテルスブ ルグ,リャバツキイ プロスペクト 19, ハウス 1,エーピーティーエム 27 (72)発明者 ツコフ,セルゲイ ゲルマノヴィッチ ロシア連邦,193030 セント ペテルスブ ルグ,ティエルニスィフスキイスクエア 8,エーピーティーエム 41 (72)発明者 ツェレノフ,ボリス アレクサンドロヴィ ッチ ロシア連邦,198288 セント ペテルスブ ルグ,ディミトロフストリート 31/1, エーピーティーエム 322 (72)発明者 クラフティイク,アレクサンドル エフィ モヴィッチ ロシア連邦,198097 セント ペテルスブ ルグ,スタティエク プロスペクト 11, エーピーティーエム 48 (72)発明者 クズネツォフ,ヴィクトル ペテロヴィッ チ ロシア連邦,194356 セント ペテルスブ ルグ,ジェセニンストリート 26,ハウス 1,エーピーティーエム 419 (72)発明者 ククスィキナ,ユリア アレクサンドロヴ ナ ロシア連邦,196160 セント ペテルスブ ルグ,ボリスィエオクティンスキイ プロ スペクト 14,エーピーティーエム 143 (72)発明者 マザエヴァ,タトヤナ ヴァシレヴナ ロシア連邦,195208 セント ペテルスブ ルグ,コスィジン プロスペクト 30,ハ ウス 2,エーピーティーエム 135 (72)発明者 パンキナ,オルガ セルジーヴナ ロシア連邦,194037 セント ペテルスブ ルグ,エンゲルス プロスペクト 128, エーピーティーエム 317 (72)発明者 ソコロフ,ヴァシリイ ヴァシレヴィッチ ロシア連邦,198096 セント ペテルスブ ルグ,ティエルノイエ カザツェストヴォ ストリート 8,エーピーティーエム 25────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page    (81) Designated countries EP (AT, BE, CH, DE, DK, ES, FR, GB, GR, IE, IT, LU, M C, NL, PT, SE), OA (BF, BJ, CF, CG , CI, CM, GA, GN, ML, MR, NE, SN, TD, TG), AP (KE, LS, MW, SD, SZ, U G), UA (AZ, BY, KG, KZ, RU, TJ, TM ), AL, AM, AT, AU, AZ, BB, BG, BR , BY, CA, CH, CN, CZ, DE, DK, EE, ES, FI, GB, GE, HU, IS, JP, KE, K G, KP, KR, KZ, LK, LR, LS, LT, LU , LV, MD, MG, MK, MN, MW, MX, NO, NZ, PL, PT, RO, RU, SD, SE, SG, S I, SK, TJ, TM, TR, TT, UA, UG, US , UZ, VN (72) Inventor Goldef, Sergey Constantino             Vitch             Russian Federation, 193076 St. Petersburg             Rug, Lyavacki Prospect 19,             House 1, APM27 (72) Inventors Tsukov, Sergei Germanovich             Russian Federation, 193030 St. Petersburg             Lug, Tielnisowski Square             8, APTM 41 (72) The inventor Zelenov, Boris Alexandrovi             Switch             Russian Federation, 198288 St. Petersburg             Lug, Dimitrov Street 31/1,             APM 322 (72) Inventors Kraftik, Alexander Effi             Movic             Russian Federation, 198097 St. Petersburg             Lug, Statik Prospect 11,             APM 48 (72) Kuznetsov, Victor Peterovich             H             Russian Federation, 194356 St. Petersburg             Lug, Jesenin Street 26, House               1, APTM 419 (72) Inventors Kukskina, Julia Alexandrov             Na             Russian Federation, 196160 St. Petersburg             Lug, Borisie Oktinsky Pro             Spect 14, APM 143 (72) Inventors Mazaeva, Tatyana Vasilevna             Russian Federation, 195208 St. Petersburg             Lug, Cosidzin Prospect 30, C             Us 2, APTM 135 (72) Inventor Pankina, Olga Cergyvna             Russian Federation, 194037 St. Petersburg             Lug, Engels Prospect 128,             APM 317 (72) Inventor Sokolov, Vassilii Vasilevic             Russian Federation, 198096 St. Petersburg             Lug, Tielneuj Kazacestovo             Street 8, APM 25

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1. 実質的に多孔質炭素からなる少なくとも二つの電極を含み、前記電極が電 解質で実質的に飽和され、イオン伝導性を有する多孔質セパレータによって分離 されている二重電気層コンデンサにおいて、多孔質構造の形の電極(4,5)が 95%質量を越える炭素含有量及び電極材料体積の55%を越える細孔体積を有 する材料から作られ、細孔の一定部分が10nmより小さいサイズを有すること を特徴とする二重電気層コンデンサ。 2. 炭素含有量が99%質量を超えることを特徴とする請求の範囲1記載のコ ンデンサ。 3. 細孔の体積が55−80%、好ましくは60−80%の範囲にあることを 特徴とする請求の範囲1又は2記載のコンデンサ。 4. 10nmより小さいサイズを有する細孔の体積が電極材料体積の35−5 0%であることを特徴とする請求の範囲1〜3のいずれか記載のコンデンサ。 5. 電極材料の圧縮強さが90kg/cm2を越えることを特徴とする請求の 範囲1〜4のいずれか記載のコンデンサ。 6. 電極が金属カーバイド粉末及び結合剤としての有機結合剤及び例えばカー ボンブラックの形の又は熱分解生成物としての炭素から作られ、結合剤の量が金 属カーバイド粉末の100gあたり好ましくは5〜50gであり、電極ブランク が金属カーバイド粉末及び結合剤から成形されていることを特徴とする請求の範 囲1〜5のいずれか記載のコンデンサ。 7. 前記電極が下記工程を含む化学熱処理によってブランクから作られること を特徴とする請求の範囲6記載のコンデンサ: − 真空炉における融解温度を超えるがこの温度より上に300℃を超えない 温度の液体金属による飽和; − 輸送チャネル/細孔及びナノ多孔質(<10nm)炭素構造の形成のため の800−1200℃の温度のフッ素又は塩素の如きハロゲンガスにおける熱処 理。 8. 金属が周期系の群IV,V又はVI又はアルミニウム又はシリコンから選択さ れることを特徴とする請求の範囲6又は7記載のコンデンサ。 9. 各電極が化学熱処理によってシリコンカーバイド及び結合剤を実質的に含 むブランクから作られることを特徴とする請求の範囲1〜8のいずれか記載のコ ンデンサ。 10. 電極がシリコンカーバイド粉末及び結合剤として30−50%質量のカー ボンブラツク、5−10%質量のフェノールホルムアルデヒド樹脂及び40−6 0%質量のエチル化アルコールから実質的になる混合物又はピロカーボンのいず れかから作られ、結合剤の量が好ましくはシリコンカーバイド粉末の100gあ たり5−50gであり、電極ブランクがシリコンカーバイド粉末及び結合剤から 成形されることを特徴とする請求の範囲9記載のコンデンサ。 11. 前記電極が下記工程を含む化学熱処理によってブランクから作られること を特徴とする請求の範囲9又は10記載のコンデンサ: − 真空炉における1450−1700℃の温度の液体シリコンによる飽和; − 輸送チャネル/細孔及びナノ多孔質(<10nm)炭素構造の形成のため の900−1100℃の温度の塩素による熱処理。 12. 電極が誘電ワッシャー(3)によって接合された底(1)と蓋(2)を含 む気密フレーム内に配置されていることを特徴とする請求の範囲1〜11のいず れか記載のコンデンサ。 13. 弾性ワッシャー(7)が電極の周囲を取り囲むようにして設けられている ことを特徴とする請求の範囲1〜12のいずれか記載のコンデンサ。 14. 輸送チャネル/細孔及びナノ多孔性(<10nm)の組合せを含む充実炭 素ネットワークを連結していることを特徴とするコンデンサ電極材料。 15. 炭素含有量が95%質量、好ましくは99%質量を超えていることを特徴 とする請求の範囲14記載の材料。 16. 化学熱処理によって金属カーバイド粉末及び結合剤を実質的に含むブラン クから電極を作ることによって充実炭素の電極構造ネットワークを生成すること 特徴とする請求の範囲1〜15のいずれか記載のコンデンサとして多孔質炭素材 料を製造する方法。Claims 1. A dual electric device comprising at least two electrodes substantially consisting of porous carbon, said electrodes being substantially saturated with an electrolyte and separated by a porous separator having ionic conductivity. In the multilayer capacitor, the electrodes (4,5) in the form of a porous structure are made of a material having a carbon content of more than 95% by mass and a pore volume of more than 55% of the electrode material volume, wherein a certain part of the pores is formed. A double electric layer capacitor having a size smaller than 10 nm. 2. The capacitor according to claim 1, wherein the carbon content exceeds 99% by mass. 3. Capacitor according to claim 1 or 2, characterized in that the volume of the pores is in the range 55-80%, preferably 60-80%. 4. The capacitor according to claim 1, wherein the volume of the pores having a size smaller than 10 nm is 35 to 50% of the volume of the electrode material. 5. The capacitor according to claim 1, wherein the compressive strength of the electrode material exceeds 90 kg / cm 2 . 6. The electrode is made of metal carbide powder and an organic binder as binder and carbon, for example in the form of carbon black or as a pyrolysis product, the amount of binder preferably being 5 to 50 g per 100 g of metal carbide powder The capacitor according to any one of claims 1 to 5, wherein the electrode blank is formed from a metal carbide powder and a binder. 7. The capacitor of claim 6, wherein said electrode is made from a blank by a chemical heat treatment comprising the steps of:-at a temperature above the melting temperature in a vacuum furnace but not above 300 ° C. Saturation with liquid metal; heat treatment in a halogen gas such as fluorine or chlorine at a temperature of 800-1200 ° C. for the formation of transport channels / pores and nanoporous (<10 nm) carbon structures. 8. A capacitor according to claim 6 or 7, wherein the metal is selected from the group IV, V or VI of the periodic system or from aluminum or silicon. 9. A capacitor according to claim 1, wherein each electrode is made from a blank substantially containing silicon carbide and a binder by chemical heat treatment. Ten. Either a mixture of pyrocarbon or pyrocarbon in which the electrode consists essentially of silicon carbide powder and 30-50% by weight carbon black, 5-10% by weight phenol formaldehyde resin and 40-60% by weight ethylated alcohol as binder. 10. A capacitor according to claim 9, wherein the amount of binder is preferably 5-50 g per 100 g of silicon carbide powder and the electrode blank is formed from silicon carbide powder and binder. 11. 11. Capacitor according to claim 9 or 10, characterized in that the electrode is made from a blank by a chemical heat treatment comprising the following steps:-saturation with liquid silicon at a temperature of 1450-1700C in a vacuum furnace; Heat treatment with chlorine at a temperature of 900-1100 ° C. to form pores and nanoporous (<10 nm) carbon structures. 12. 12. The capacitor according to claim 1, wherein the electrodes are arranged in an airtight frame including a bottom (1) and a lid (2) joined by a dielectric washer (3). 13. The capacitor according to any one of claims 1 to 12, wherein the elastic washer (7) is provided so as to surround the periphery of the electrode. 14. Capacitor electrode material characterized by connecting a solid carbon network comprising a combination of transport channels / pores and nanoporosity (<10 nm). 15. 15. Material according to claim 14, characterized in that the carbon content is greater than 95% by mass, preferably greater than 99% by mass. 16. 16. A porous carbon as a capacitor according to any one of claims 1 to 15, wherein an electrode structure network of solid carbon is produced by making an electrode from a blank substantially containing metal carbide powder and a binder by chemical heat treatment. The method of manufacturing the material.
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