JP2001035754A - Separator for electric double-layer capacitor - Google Patents

Separator for electric double-layer capacitor

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JP2001035754A
JP2001035754A JP11206278A JP20627899A JP2001035754A JP 2001035754 A JP2001035754 A JP 2001035754A JP 11206278 A JP11206278 A JP 11206278A JP 20627899 A JP20627899 A JP 20627899A JP 2001035754 A JP2001035754 A JP 2001035754A
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JP
Japan
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separator
fiber
electric double
layer capacitor
double layer
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JP11206278A
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Japanese (ja)
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Masahito Tanaka
雅人 田中
Shigekazu Nakano
繁一 中野
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New Oji Paper Co Ltd
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Oji Paper Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a separator for an electric double layer capacitor, where even in use for long-period cycle, no performance deterioration such as rising of internal resistance, dry out, or short results. SOLUTION: Related to an electric double-layer capacitor, a pair of polarizable electrodes where sulfuric acid is used as an electrolyte is separated with a separator. Here, the separator comprises a wet nonwoven fabric whose main components are acid-proof single fabric and acid-proof fibrillation fabric, while the thickness of separator is set to 300 μm or smaller, porosity is 40-90%, and the liquid-reservation coefficient at 40% impregnated with sulfuric acid is 200 wt.% or higher relative to the weight of separator.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、一対の分極性電極
をセパレータによって隔離してなる電気二重層キャパシ
タに関し、特に硫酸を電解液として使用する電気二重層
キャパシタ用セパレータに関するものである。
The present invention relates to an electric double layer capacitor in which a pair of polarizable electrodes are separated by a separator, and more particularly to an electric double layer capacitor separator using sulfuric acid as an electrolyte.

【0002】[0002]

【従来の技術】電気二重層キャパシタとは、分極性電極
と電解液界面に生じる電気二重層を利用したファラッド
オーダの大きな静電容量を持つキャパシタのことであ
る。充放電は電解質イオンの電極表面への物理吸脱着現
象であるため、化学反応を利用する二次電池に比べる
と、エネルギー密度は小さいが充放電による劣化は極め
て小さいという特徴がある。従ってイオンの吸着できる
面積が大きいほど、大きな静電容量を得ることができる
ため、分極性電極には表面積が大きい活性炭が広く用い
られている。このような電気二重層キャパシタは、電解
液の種類により水溶液系と有機溶剤系に大きく分けられ
ている。
2. Description of the Related Art An electric double layer capacitor is a capacitor having a large capacitance of the farad order utilizing an electric double layer generated at an interface between a polarizable electrode and an electrolyte. Charge / discharge is a phenomenon of physical adsorption / desorption of electrolyte ions to / from the electrode surface, and thus has a feature that energy density is small but deterioration due to charge / discharge is extremely small as compared with a secondary battery utilizing a chemical reaction. Therefore, the larger the area on which ions can be adsorbed, the larger the capacitance can be obtained. Therefore, activated carbon having a large surface area is widely used for polarizable electrodes. Such electric double layer capacitors are roughly classified into aqueous solution type and organic solvent type depending on the type of electrolytic solution.

【0003】電気二重層キャパシタにおけるセパレータ
の重要な役割とは、第一に電極同士の物理的接触による
短絡防止(内部短絡防止)、第二に電解液中のイオンの
移動を妨げないこと(内部抵抗抑制)である。本発明の
対象とする電気二重層キャパシタ用セパレータは、高容
量化に対応すべく30〜60wt%の硫酸を電解液として
使用するものであり、この濃度範囲で十分なイオン伝導
性をもつような電解液保液性が必要である。更に一対の
分極性電極となる活性炭の貫通を抑え、ショートを防止
するようなシート強度が求められている。
[0003] The important role of the separator in the electric double layer capacitor is firstly prevention of short circuit due to physical contact between electrodes (prevention of internal short circuit), and secondly, not to hinder movement of ions in the electrolyte (internally. Resistance suppression). The separator for an electric double layer capacitor according to the present invention uses 30 to 60% by weight of sulfuric acid as an electrolytic solution in order to cope with high capacity, and has sufficient ion conductivity in this concentration range. Electrolyte retention is required. Further, there is a demand for sheet strength that suppresses penetration of activated carbon serving as a pair of polarizable electrodes and prevents short circuit.

【0004】従来から電解液として硫酸を使った電気二
重層キャパシタ用セパレータはガラス繊維を主とした湿
式不織布シート、メルトブロー方式による乾式ポリプロ
ピレン不織布が使用されてきた。これらのセパレータ
は、厚さが600〜800μmあるものが一般的であ
る。また水素結合がないことから強度も弱い。従ってこ
れらのシートを薄くするだけでは本発明の対象とする3
00μm以下の厚さでしかも満足のいく空隙率、保液
率、強度を有するセパレータが得られないのが現状であ
る。
Conventionally, as a separator for an electric double layer capacitor using sulfuric acid as an electrolytic solution, a wet nonwoven sheet mainly composed of glass fibers and a dry polypropylene nonwoven nonwoven fabric by a melt blow method have been used. These separators generally have a thickness of 600 to 800 μm. Also, since there is no hydrogen bond, the strength is weak. Therefore, simply reducing the thickness of these sheets is the object of the present invention.
At present, it is impossible to obtain a separator having a thickness of not more than 00 μm and a satisfactory porosity, liquid retention rate, and strength.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明の目的
は、硫酸(約40%)電解液を使用した電気二重層キャ
パシタ用セパレータであり、厚さが300μm以下であ
って、1万回以上の長期サイクル使用でも、内部抵抗の
上昇、ドライアウト、ショートなど性能劣化を生じさせ
ることのないセパレータを提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a separator for an electric double layer capacitor using a sulfuric acid (about 40%) electrolyte, which has a thickness of 300 μm or less and has a thickness of 10,000 times or more. An object of the present invention is to provide a separator that does not cause performance deterioration such as an increase in internal resistance, dryout, and short circuit even when used for a long cycle.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】すなわち本発明の第1の
発明は、電解液に硫酸を使用した一対の分極性電極をセ
パレータによって隔離してなる電気二重層キャパシタに
おいて、前記セパレータが耐酸性の単繊維と耐酸性のフ
ィブリル化繊維を主成分とする湿式不織布からなり、セ
パレータの厚さが300μm以下、空隙率が40〜90
%、且つ40%硫酸含浸による保液率がセパレータの重
量に対し、200重量%以上であることを特徴とする電
気二重層キャパシタ用セパレータに関するものである。
本発明の第2の発明は、上記第1の発明において湿式不
織布はアクリル単繊維と一部フィブリル化されたアクリ
ル繊維から構成される湿式不織布である電気二重層キャ
パシタ用セパレータに関するものである。本発明の第3
の発明は、上記第1の発明において湿式不織布はポリオ
レフィン単繊維と一部フィブリル化されたポリオレフィ
ン繊維から構成される湿式不織布である電気二重層キャ
パシタ用セパレータに関するものである。
That is, a first invention of the present invention is an electric double layer capacitor in which a pair of polarizable electrodes using sulfuric acid as an electrolytic solution are separated by a separator. It is made of a wet nonwoven fabric containing a single fiber and an acid-resistant fibrillated fiber as main components, and has a separator thickness of 300 μm or less and a porosity of 40 to 90.
% And a liquid retention rate by impregnation with 40% sulfuric acid is 200% by weight or more with respect to the weight of the separator.
The second invention of the present invention relates to a separator for an electric double layer capacitor, wherein the wet nonwoven fabric according to the first invention is a wet nonwoven fabric composed of acrylic single fibers and partially fibrillated acrylic fibers. Third of the present invention
The present invention relates to a separator for an electric double layer capacitor, wherein the wet nonwoven fabric according to the first invention is a wet nonwoven fabric composed of polyolefin single fibers and partially fibrillated polyolefin fibers.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】電気二重層キャパシタの各実施形
態について説明する。セパレータを構成する繊維は、電
解液が酸性またはアルカリ性かで、選択される繊維が変
わる。本発明は電解液をH2SO4に着目して検討したもの
であり、セパレータは耐酸性の単繊維と耐酸性のフィブ
リル化繊維を主成分とする湿式不織布からなる。耐酸性
の単繊維やフィブリル化繊維としてはポリオレフィン、
アクリル、PPS繊維、アラミド繊維などの繊維が好ま
しい。これらの繊維で湿式不織布を作成する場合、異種
の単繊維と異種のフィブリル化繊維から作ることもでき
る。たとえばアクリル短繊維とフィブリル化ポリオレフ
ィン繊維、ポリオレフィン短繊維とフィブリル化アクリ
ル繊維等の組み合わせでも良い。しかしながらシート上
の親水性のバラツキが少ない様にする目的から単繊維と
フィブリル化繊維には同種の繊維同志の組み合わせが好
ましい。なお単繊維の一部あるいはフィブリル化繊維の
一部を異種の繊維でおきかえることもできる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Each embodiment of the electric double layer capacitor will be described. The fibers selected for the separator vary depending on whether the electrolyte is acidic or alkaline. In the present invention, the electrolytic solution has been studied by focusing on H 2 SO 4 , and the separator is made of a wet nonwoven fabric containing acid-resistant single fibers and acid-resistant fibrillated fibers as main components. Polyolefins as acid-resistant monofilaments and fibrillated fibers
Fibers such as acrylic, PPS fiber, and aramid fiber are preferred. When a wet nonwoven fabric is made of these fibers, it can be made of different types of single fibers and different types of fibrillated fibers. For example, a combination of acrylic short fibers and fibrillated polyolefin fibers, or polyolefin short fibers and fibrillated acrylic fibers may be used. However, for the purpose of minimizing the variation in hydrophilicity on the sheet, the combination of the same type of fiber is preferable for the single fiber and the fibrillated fiber. A part of the single fiber or a part of the fibrillated fiber can be replaced with a different kind of fiber.

【0008】本発明において湿式不織布のウェット強度
を得るためには単繊維とフィブリル化繊維を組合わせ
る。フィブリル化繊維の配合量としては湿式不織布の乾
燥重量に対し、5部〜40部程度がバランス良く好まし
い。5部未満であれば湿潤強度が不足し、一方40部を
超えると乾式強度が低下するため、好ましくない。また
湿式不織布のウェット強度を得るために樹脂バインダー
を添加しても良い。しかしながらアクリル繊維を使用し
た場合は湿潤状態で90℃以上の熱をかけると融着現象
が現れ、またポリオレフィン繊維を使用した場合は10
0℃以上で同様の効果が現れるために、300μm以下
のシートでもバインダーフリーで十分作成できる場合が
ある。
In the present invention, in order to obtain the wet strength of the wet nonwoven fabric, a single fiber and a fibrillated fiber are combined. The blending amount of the fibrillated fiber is preferably about 5 to 40 parts with good balance to the dry weight of the wet nonwoven fabric. If the amount is less than 5 parts, the wet strength is insufficient, while if it exceeds 40 parts, the dry strength decreases, which is not preferable. Further, a resin binder may be added to obtain wet strength of the wet nonwoven fabric. However, when acrylic fiber is used, a fusing phenomenon appears when heat of 90 ° C. or more is applied in a wet state.
Since a similar effect appears at 0 ° C. or higher, a sheet having a thickness of 300 μm or less can be sufficiently prepared without binder.

【0009】本発明の耐酸性繊維としてはポリオレフィ
ン、アクリル繊維が特に好ましい。アクリル単繊維とし
ては、特に限定はしないが、0.5〜30mmに断裁さ
れた繊維径が1〜30μmの繊維が好ましい。フィブリ
ル化されたアクリル繊維は、例えばつぎの方法で得るこ
とができる。先ず原料のアクリル繊維を水に懸濁させ
る。懸濁液のパルプ濃度は0.5重量%〜5重量%が好
ましい。ビーター、ディスクリファイナー、サンドグラ
インダー、ホモジナイザーなどの装置でフィブリル化で
きる。フィブリル化されたアクリル繊維は電子顕微鏡に
よる観察で一部がフィブリル化しておれば良いが、CS
F濾水度(カナテ゛ィアンフリーネス値)が600〜50ccにフィブリル
化されたものが特に好ましい。なおアクリル繊維は適度
な濡れ性を保持しているのでポリオレフィン系不織布で
必要となる親水化処理をする必要はない。
As the acid resistant fiber of the present invention, polyolefin and acrylic fiber are particularly preferred. The acrylic single fiber is not particularly limited, but is preferably a fiber cut to 0.5 to 30 mm and having a fiber diameter of 1 to 30 μm. The fibrillated acrylic fiber can be obtained, for example, by the following method. First, the raw acrylic fiber is suspended in water. The pulp concentration of the suspension is preferably from 0.5% by weight to 5% by weight. It can be fibrillated with a device such as a beater, disc refiner, sand grinder, homogenizer and the like. The fibrillated acrylic fiber may be partially fibrillated by observation with an electron microscope.
Those which are fibrillated to have a F freeness (Canadian freeness value) of 600 to 50 cc are particularly preferred. In addition, since the acrylic fiber has an appropriate wettability, it is not necessary to perform a hydrophilic treatment required for a polyolefin-based nonwoven fabric.

【0010】ポリオレフィン系単繊維としては、特に限
定はしないが、0.5〜30mmに断裁された繊維径が
1〜30μmまでのポリエチレン、ポリプロピレン、ポ
リエチレンとポリプロピレンとの共重合体またはこれら
の樹脂からなるサイドバイサイド型、芯鞘型の複合繊維
などが好ましい。フィブリル化されたポリオレフィン繊
維もフィブリル化されたアクリル繊維と同様な方法で得
られるが、SWP法、更に特開平6−240595号記
載のホモジナイザーによる微細化の方法によっても得ら
れる。フィブリル化されたポリオレフィン繊維は電子顕
微鏡による観察で一部がフィブリル化しておれば良い
が、CSF濾水度が600〜50ccにフィブリル化されたも
のが特に好ましい。
The polyolefin monofilament is not particularly limited, but may be polyethylene, polypropylene, a copolymer of polyethylene and polypropylene, or a resin of these, cut to 0.5 to 30 mm and having a fiber diameter of 1 to 30 μm. Preferred are side-by-side type and core-sheath type composite fibers. The fibrillated polyolefin fiber can be obtained by the same method as the fibrillated acrylic fiber, but can also be obtained by the SWP method and further by the method of miniaturization using a homogenizer described in JP-A-6-240595. The fibrillated polyolefin fiber may be partially fibrillated by observation with an electron microscope, but it is particularly preferable that the fibrillated polyolefin fiber has a CSF freeness of 600 to 50 cc.

【0011】ポリオレフィン系不織布は、そのままでは
電解液保液性が不足しており、親水化処理をする必要が
ある。親水化の方法については特に限定せず、スルホン
基を導入する方法、UV照射にてビニル単量体をグラフ
ト重合させることを方法、コロナ、プラズマによる方
法、親水性の樹脂を含浸またはコーティングする方法な
ど公知の方法が挙げられる。
The polyolefin-based nonwoven fabric has insufficient electrolyte retention properties as it is, and needs to be subjected to a hydrophilic treatment. The method for hydrophilization is not particularly limited, and includes a method of introducing a sulfone group, a method of graft-polymerizing a vinyl monomer by UV irradiation, a method of corona, plasma, and a method of impregnating or coating a hydrophilic resin. And other known methods.

【0012】本発明の電気二重層キャパシタ用セパレー
タは厚さが300μm以下である。厚さが300μmを
超えると内部抵抗が大きくなり、本発明の目的を達する
ことができない。さらに本発明のセパレータは空隙率が
40〜90%であることが必要である。40%未満ではキャパシ
タの内部抵抗が大きくなる。90%を超えるとセパレータ
のシート自身の強度が保てない。空隙率は水銀ポロシメ
トリ測定装置によって、細孔に浸透する水銀の容積
(V)は、かかる圧力の関数として直接測定できるた
め、P−V曲線を作成し、空隙率を算出することで得ら
れる。また本発明のセパレータは40%硫酸を含浸した
時の保液率がセパレータの重量に対し、200重量%以
上必要である。200重量%に満たないと、薄物セパレ
ータを使用することで期待される高容量化が得られ難
く、キャパシタの内部抵抗も大きくなる傾向があり、好
ましくない。
The separator for an electric double layer capacitor of the present invention has a thickness of 300 μm or less. When the thickness exceeds 300 μm, the internal resistance increases and the object of the present invention cannot be achieved. Furthermore, the separator of the present invention has a porosity
It needs to be 40-90%. If it is less than 40%, the internal resistance of the capacitor increases. If it exceeds 90%, the strength of the separator sheet itself cannot be maintained. The porosity can be obtained by creating a PV curve and calculating the porosity since the volume (V) of mercury penetrating into the pores can be directly measured by a mercury porosimetry measuring device as a function of the applied pressure. Further, the separator of the present invention requires a liquid retention rate of 200% by weight or more based on the weight of the separator when impregnated with 40% sulfuric acid. If the content is less than 200% by weight, it is difficult to obtain the expected high capacity by using a thin separator, and the internal resistance of the capacitor tends to increase, which is not preferable.

【0013】本発明においてセパレータ基材を作るには
湿式抄紙法が好ましい。湿式不織布の製造方法は、同一
装置で繊維径の異なる繊維や複数の種類の繊維を任意の
割合で混合できる利点がある。また繊維の形態も単繊
維、ステープル状、パルプ状等と選択の幅は広く、使用
可能な繊維径も7μm以下の極細繊維から太い繊維まで
使用可能で、他の方法比べ極めて良好な地合のウェブが
得られる方法である。湿式不織布を得るための湿式抄紙
法としては、フィブリル化された繊維の規定量と単繊維
の規定量を水中で独立もしくは混合分散し、好ましくは
0.5%以下になるよう濃度調整したスラリーを長網式、円
網式等の湿式抄紙機に適用し、連続したワイヤーメッシ
ュ状の脱水パートで脱水し、その後ドライヤーで乾燥し
てシートを得る方法が一般的である。
In the present invention, a wet papermaking method is preferred for producing a separator substrate. The wet nonwoven fabric manufacturing method has an advantage that fibers having different fiber diameters and a plurality of types of fibers can be mixed at an arbitrary ratio in the same apparatus. In addition, the form of the fiber can be selected from single fibers, staples, pulp, etc., and the usable fiber diameter can be used from ultra-fine fibers of 7 μm or less to thick fibers. This is how the web is obtained. As a wet papermaking method for obtaining a wet nonwoven fabric, a specified amount of fibrillated fiber and a specified amount of single fiber are independently or mixed and dispersed in water, preferably
A method in which the slurry whose concentration has been adjusted to 0.5% or less is applied to a wet paper machine such as a fourdrinier type or a circular net type, dewatered in a continuous wire mesh dewatering part, and then dried by a dryer to obtain a sheet. General.

【0014】また本発明においては湿式不織布を(熱)
カレンダーなどの(加熱)圧着装置により、構成する短
繊維同士を部分的に圧着、熱融着させることにより、セ
パレータを得ることができる。この操作はセパレータの
厚さ、空隙率を調節する手段とすることもできる。その
際にさらに湿式不織布に熱硬化性バインダーなどを吹き
付け、その後硬化させて湿潤なあるいは乾燥した湿式不
織布のシート強度をあげることもできる。しかしながら
アクリル繊維やポリオレフィン繊維を使用する場合は、
バインダーを使用せずにそれらの繊維自身の熱融着で十
分な強度を得ることができる場合もある。
In the present invention, the wet-type nonwoven fabric is (heat)
The separator can be obtained by partially compressing and thermally fusing the constituent short fibers by a (heating) compression device such as a calender. This operation can be used as a means for adjusting the thickness and porosity of the separator. At that time, a thermosetting binder or the like may be further sprayed on the wet nonwoven fabric and then cured to increase the sheet strength of the wet or dry wet nonwoven fabric. However, when using acrylic fiber or polyolefin fiber,
In some cases, sufficient strength can be obtained by heat fusion of the fibers themselves without using a binder.

【0015】分極性電極は比表面積が非常に大きく、電
気抵抗が小さい活性炭が多く用いられる。集電体は分極
性電極の電荷を外部に取り出すことと、電解液をガスケ
ットとともに封じる役割がある。活性炭の使用はその高
比表面積(1000m2/g以上)を利用するのが殆どである
が、そのためには、目的とする物質がミクロ孔に吸着さ
れることが必要で、吸着が起こらない場合にはたかだか
数m2/gの外表面積しか利用できないため高性能は発揮
できない。活性炭の性能は一般に比表面積、細孔分布、
細孔容積や目的物質の等温吸着線で評価されるが、これ
らの中では細孔分布が最も重要である。活性炭としては
レーヨン系、アクリル系、ピッチ系及びフェノール樹脂
系などの活性炭繊維、オガ炭素、ピッチ炭素などの粉末
活性炭を固めたものが使用される。
As the polarizable electrode, activated carbon having a very large specific surface area and a small electric resistance is often used. The current collector has a role of extracting the electric charge of the polarizable electrode to the outside and a role of sealing the electrolytic solution together with the gasket. In most cases, activated carbon uses its high specific surface area (1000 m 2 / g or more). In order to do so, it is necessary that the target substance is adsorbed in the micropores and no adsorption occurs. Since only an outer surface area of at most several m 2 / g can be used, high performance cannot be exhibited. Activated carbon generally has a specific surface area, pore distribution,
It is evaluated by the pore volume and the isotherm of the target substance. Of these, the pore distribution is the most important. As activated carbon, activated carbon fibers of rayon type, acrylic type, pitch type and phenol resin type, and solidified powdered activated carbon such as ogre carbon and pitch carbon are used.

【0016】電気二重層キャパシタの水系の電解液とし
ては、強酸あるいは強アルカリの濃厚水溶液、特に20〜
50wt%程度のH2SO4とKOH水溶液が好んで使用される。こ
の理由は強酸あるいは強アルカリ水溶液の電気伝導率は
中性の塩水溶液の電気伝導率より高いからであり、特に
H2SO4は約40wt%の濃度で最大の電気伝導性を示す。本発
明のセパレータは硫酸水溶液中で使用される。
As the aqueous electrolyte for the electric double layer capacitor, a concentrated aqueous solution of a strong acid or strong alkali, particularly 20 to
An aqueous solution of H 2 SO 4 and KOH of about 50 wt% is preferably used. The reason for this is that the electric conductivity of a strong acid or strong alkali aqueous solution is higher than the electric conductivity of a neutral salt aqueous solution.
H 2 SO 4 shows the maximum electrical conductivity in a concentration of about 40 wt%. The separator of the present invention is used in a sulfuric acid aqueous solution.

【0017】[0017]

【実施例】以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に
説明するが、本発明は勿論これらに限定されるものでは
ない。なお以下の実施例において、%は特に断らない限
り重量%である。
EXAMPLES The present invention will be described more specifically with reference to examples below, but the present invention is of course not limited to these. In the following examples,% is% by weight unless otherwise specified.

【0018】実施例1 水1000gをステンレスバットに、繊度3d、カット
長4mmのアクリル繊維チョップ(商品名:R56F
東洋紡(株)製)を濃度1%となるように水中に分散
し、次いでシングルディスクレファイナー(長谷川鉄工
製スーハ゜ーファイフ゛レーター600-A)を使用して、CSF濾水度250
mlのフィブリル化されたアクリル繊維分散液を得た。
得られた分散液の濃度は1%であった。(分散液A) 次に水1000gをステンレスバットに、繊度1.2
d、カット長6mmのアクリル繊維チョップ(商品名:
SKS T941 東洋紡(株)製)濃度1%となるように分散
し、アクリル繊維分散液を得た。(分散液B)
Example 1 Acrylic fiber chop (trade name: R56F) having a fineness of 3 d and a cut length of 4 mm was placed in a stainless steel vat with 1000 g of water.
Toyobo Co., Ltd.) was dispersed in water to a concentration of 1%, and the CSF freeness was 250 using a single disk refiner (Super Hazegawa 600-A manufactured by Hasegawa Iron Works).
ml of fibrillated acrylic fiber dispersion was obtained.
The concentration of the resulting dispersion was 1%. (Dispersion A) Next, 1000 g of water was placed in a stainless steel vat, and the fineness was set to 1.2.
d, Acrylic fiber chop with a cut length of 6 mm (Product name:
SKS T941 (manufactured by Toyobo Co., Ltd.) to give a concentration of 1% to obtain an acrylic fiber dispersion. (Dispersion B)

【0019】分散液A:分散液B=1:3の重量比率で
分取し、さらに水で10倍に希釈し、粘剤としてポリエ
チレンオキサイド(商品名:PEO−PF3 、住友精化
(株)製)を極少量添加し、湿式不織布シ−トを手漉き
した。得られた湿式不織布シートをドラムドライヤで乾
燥し、目付15g/m2、厚さ100μmのセパレータ基
材を得た。得られた基材を更にカレンダーにて加圧処理
し、空隙率70%(厚さ50μm)に調節し、電気二重層
キャパシタ用セパレータを得た。
The dispersion A: dispersion B = 1: 3 was collected at a weight ratio, further diluted 10 times with water, and polyethylene oxide (trade name: PEO-PF3, manufactured by Sumitomo Seika Co., Ltd.) Was added by hand and a wet nonwoven sheet was hand-made. The obtained wet nonwoven fabric sheet was dried by a drum dryer to obtain a separator base material having a basis weight of 15 g / m 2 and a thickness of 100 μm. The obtained base material was further subjected to a pressure treatment using a calender, and the porosity was adjusted to 70% (thickness: 50 μm) to obtain a separator for an electric double layer capacitor.

【0020】実施例2 重量平均繊維長0.45mm、繊維径分布0.5μm〜
7.0μm、CSF濾水度400mlのポリオレフィン
パルプ(商品名ティアラKY−430M;ダイセル
(株)製)5gを濃度1%でパルパにて分散し分散液A
を得た。次に水1500gをステンレスバットに計量
し、繊度0.7d、カット長5mmのポリプロピレンチ
ョップ(商品名:PZ、ダイワボウ(株)製)5g及び
繊度0.9d、カット長5mmのポリプロピレン/ポリ
エチレン芯鞘繊維(商品名 NBFスター220;ダイ
ワボウ(株)製)を10g計量し、分散濃度1%で分散
し、ポリオレフィン系繊維分散液を得た(分散液B)。
Example 2 Weight average fiber length 0.45 mm, fiber diameter distribution 0.5 μm or more
Dispersion A was prepared by dispersing 5 g of a polyolefin pulp (trade name: Tiara KY-430M; manufactured by Daicel Corporation) having a CSF freeness of 400 ml at a concentration of 1% with a pulp paper at 7.0%.
I got Next, 1500 g of water was weighed into a stainless steel vat, and 5 g of a polypropylene chop (trade name: PZ, manufactured by Daiwabo Co., Ltd.) with a fineness of 0.7 d and a cut length of 5 mm, and a polypropylene / polyethylene core sheath with a fineness of 0.9 d and a cut length of 5 mm 10 g of fiber (trade name: NBF Star 220; manufactured by Daiwabo Co., Ltd.) was weighed and dispersed at a dispersion concentration of 1% to obtain a polyolefin fiber dispersion (dispersion B).

【0021】分散液A:分散液B=5:5(重量比)の
割合で混合し、さらに水で10倍に希釈する。さらに粘
剤としてポリエチレンオキサイド(商品名:PEO−P
F,住友精化(株)社製)を極少量添加し、湿式不織布
シートを手漉きした。得られた湿式不織布シートをドラ
ムドライヤで乾燥し、目付15g/m2、厚さ100μ
mのセパレータ基材を得た。得られた基材をスーパーカ
レンダーにて加圧処理し、空隙率70%(厚さ50μ
m)に調節した。更にこのセパレータ基材をN2ガスを
使用したバッチ式の大気圧プラズマ表面処理装置(高周
波高圧電源:PHF−2K型;ハイデン研究所製)によ
って平行平板電極の間隔を5mmに調節し、その間にサン
プルを鋏み、プラズマ照射を行って、電気二重層キャパ
シタ用セパレータを得た。
The dispersion A and the dispersion B are mixed at a ratio of 5: 5 (weight ratio), and further diluted 10 times with water. In addition, polyethylene oxide (trade name: PEO-P)
F, manufactured by Sumitomo Seika Co., Ltd.), and the wet nonwoven sheet was hand-made. The obtained wet nonwoven fabric sheet was dried with a drum dryer, and had a basis weight of 15 g / m 2 and a thickness of 100 μm.
m was obtained. The obtained substrate is subjected to a pressure treatment using a super calender, and a porosity of 70% (thickness of 50 μ
m). Further, the interval between the parallel plate electrodes was adjusted to 5 mm using a batch type atmospheric pressure plasma surface treatment apparatus (high-frequency high-voltage power supply: PHF-2K type; manufactured by Heiden Lab.) Using N 2 gas. The sample was scissored and irradiated with plasma to obtain an electric double layer capacitor separator.

【0022】比較例1 重量平均繊維長0.45mm、繊維径分布0.5μm〜
7.0μm、CSF濾水度400mlのポリオレフィン
パルプ(商品名ティアラKY−430M;ダイセル
(株)製)5gを濃度1%でパルパにて分散し分散液C
を得た。次に水1500gをステンレスバットに計量
し、繊度0.7d、カット長5mmのポリプロピレンチ
ョップ(商品名:PZ、ダイワボウ(株)製)5g及び
繊度0.9d、カット長5mmのポリプロピレン/ポリ
エチレン芯鞘繊維(商品名 NBFスター220;ダイ
ワボウ(株)製)を10g計量し、分散濃度1%で分散
し、ポリオレフィン系繊維分散液を得た(分散液D)。
Comparative Example 1 Weight average fiber length 0.45 mm, fiber diameter distribution 0.5 μm or more
5 g of a polyolefin pulp (trade name: Tiara KY-430M; manufactured by Daicel Corporation) having a freeness of 7.0 μm and a CSF of 400 ml was dispersed with a pulp at a concentration of 1% to obtain a dispersion C.
I got Next, 1500 g of water was weighed into a stainless steel vat, and 5 g of a polypropylene chop (trade name: PZ, manufactured by Daiwabo Co., Ltd.) with a fineness of 0.7 d and a cut length of 5 mm, and a polypropylene / polyethylene core sheath with a fineness of 0.9 d and a cut length of 5 mm 10 g of fiber (trade name: NBF Star 220; manufactured by Daiwabo Co., Ltd.) was weighed and dispersed at a dispersion concentration of 1% to obtain a polyolefin fiber dispersion (dispersion D).

【0023】分散液C:分散液D=1:3(重量比)の割
合で混合し、さらに水で10倍に希釈する。さらに粘剤
としてポリエチレンオキサイド(商品名:PEO−P
F,住友精化(株)社製)を極少量添加し、目付15g
/m2、100μmの湿式不織布シートを手漉きした。
得られた湿式不織布シートをドラムドライヤで乾燥後、
スーパーカレンダーにて空隙率73%、厚さを50μm
に調節し、電気二重層キャパシタ用セパレータを得た。
The dispersion C and the dispersion D are mixed at a ratio of 1: 3 (weight ratio), and further diluted 10 times with water. In addition, polyethylene oxide (trade name: PEO-P)
F, manufactured by Sumitomo Seika Co., Ltd.) in an extremely small amount, and the basis weight is 15 g.
/ M 2 , 100 μm wet nonwoven sheet was hand-made.
After drying the obtained wet nonwoven sheet with a drum dryer,
73% porosity and 50μm thickness by super calender
To obtain a separator for an electric double layer capacitor.

【0024】このようにして得られた3種類の電気二重
層キャパシタ用セパレータについて以下の試験方法にて
評価した。結果を表1に示す。
The three types of electric double layer capacitor separators thus obtained were evaluated by the following test methods. Table 1 shows the results.

【0025】以上のセパレータを用いて、簡易的な電気
二重層キャパシタのユニットセルを作製し、等価直列抵
抗(ESR)を測定した。以下にセルの作製方法、ES
Rの測定方法を示す。 (ユニットセル作製方法)70×50mmに打ち抜いたサ
ンプルを68×48mmの電極2枚で挟み、40%硫酸
電解液に浸した。更に電極の両端から金箔で挟み、10
0kgの圧力をかけた。 (ESRの測定方法)固定したセルに対し10mVrmsの
交流電圧を印加し、1kHzにおけるインヒ゜ータ゛ンスの実数部
からESRを測定した。 (セパレータ部分の抵抗値の計算)上記ESR値(Ω・
cm)×厚さ(cm)÷面積(cm2)÷空隙率(%) (保液率の測定)10cm×10cmのセパレータ用サ
ンプルを採取し小数点以下4桁まで秤量する。(W1) 次に、40%硫酸中に浸漬し、2分後サンプルを引き上
げ、2分間液体を切り、重量を測定する。(W2) 保液率(%)=(W2−W1)/W1×100
Using the above separator, a unit cell of a simple electric double layer capacitor was manufactured, and its equivalent series resistance (ESR) was measured. The following describes the cell fabrication method, ES
The method for measuring R will be described. (Method of Manufacturing Unit Cell) A sample punched out to 70 × 50 mm was sandwiched between two 68 × 48 mm electrodes, and immersed in a 40% sulfuric acid electrolyte. In addition, sandwich the electrode with gold foil from both ends.
A pressure of 0 kg was applied. (Measurement method of ESR) An AC voltage of 10 mVrms was applied to the fixed cell, and the ESR was measured from the real part of the impedance at 1 kHz. (Calculation of the resistance value of the separator part) The above ESR value (Ω ·
cm) × thickness (cm) ÷ area (cm 2 ) ÷ porosity (%) (Measurement of liquid retention) A sample of 10 cm × 10 cm for a separator is collected and weighed to four decimal places. (W1) Next, the sample is immersed in 40% sulfuric acid. After 2 minutes, the sample is pulled up, the liquid is cut off for 2 minutes, and the weight is measured. (W2) Retention rate (%) = (W2−W1) / W1 × 100

【0026】[0026]

【表1】 [Table 1]

【0027】[0027]

【発明の効果】上記の如く構成された本発明の電気二重
層キャパシタ用セパレータは、内部抵抗の少ない良好な
セパレータである。
The separator for an electric double layer capacitor according to the present invention thus constituted is a good separator having a small internal resistance.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4L031 AA14 AA17 AB01 AB34 CB05 DA00 4L055 AF15 AF16 AF17 AF29 AF44 AF46 AF47 BE02 BE20 EA08 EA18 EA19 EA25 FA19 FA30 GA37 GA39 GA50  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 4L031 AA14 AA17 AB01 AB34 CB05 DA00 4L055 AF15 AF16 AF17 AF29 AF44 AF46 AF47 BE02 BE20 EA08 EA18 EA19 EA25 FA19 FA30 GA37 GA39 GA50

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】電解液に硫酸を使用した一対の分極性電極
をセパレータによって隔離してなる電気二重層キャパシ
タにおいて、前記セパレータが耐酸性の単繊維と耐酸性
のフィブリル化繊維を主成分とする湿式不織布からな
り、セパレータの厚さが300μm以下、空隙率が40
〜90%、且つ40%硫酸含浸による保液率がセパレー
タの重量に対し、200重量%以上であることを特徴と
する電気二重層キャパシタ用セパレータ。
1. An electric double layer capacitor in which a pair of polarizable electrodes using sulfuric acid as an electrolytic solution are separated by a separator, wherein the separator is mainly composed of an acid-resistant single fiber and an acid-resistant fibrillated fiber. Made of wet non-woven fabric, separator thickness is 300 μm or less, porosity is 40
A separator for an electric double layer capacitor, characterized in that a liquid retention rate by impregnation with sulfuric acid of up to 90% and 40% is 200% by weight or more based on the weight of the separator.
【請求項2】湿式不織布はアクリル単繊維と一部フィブ
リル化されたアクリル繊維から構成される湿式不織布で
ある請求項1記載の電気二重層キャパシタ用セパレー
タ。
2. The separator for an electric double layer capacitor according to claim 1, wherein the wet nonwoven fabric is a wet nonwoven fabric comprising an acrylic single fiber and an acrylic fiber partially fibrillated.
【請求項3】湿式不織布はポリオレフィン単繊維と一部
フィブリル化されたポリオレフィン繊維から構成される
湿式不織布である請求項1記載の電気二重層キャパシタ
用セパレータ。
3. The separator for an electric double layer capacitor according to claim 1, wherein the wet nonwoven fabric is a wet nonwoven fabric composed of a polyolefin single fiber and a partially fibrillated polyolefin fiber.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001093350A1 (en) * 2000-05-29 2001-12-06 Mitsubishi Paper Mills Limited Separator for electrochemical device and method for producing the same, and electrochemical device
JP2002260961A (en) * 2001-03-01 2002-09-13 Nippon Muki Co Ltd Separator for electronic double-layer capacitor
JP2006132014A (en) * 2004-11-04 2006-05-25 Japan Exlan Co Ltd Polyacrylonitrile based transparent sheet and method for producing the same
JP2006351733A (en) * 2005-06-14 2006-12-28 Asahi Kasei Chemicals Corp Capacitor and electrode separator for capacitor

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001093350A1 (en) * 2000-05-29 2001-12-06 Mitsubishi Paper Mills Limited Separator for electrochemical device and method for producing the same, and electrochemical device
US6905798B2 (en) 2000-05-29 2005-06-14 Mitsubishi Paper Mills Limited Separator for electrochemical device and method for producing the same
JP2002260961A (en) * 2001-03-01 2002-09-13 Nippon Muki Co Ltd Separator for electronic double-layer capacitor
JP2006132014A (en) * 2004-11-04 2006-05-25 Japan Exlan Co Ltd Polyacrylonitrile based transparent sheet and method for producing the same
JP4645945B2 (en) * 2004-11-04 2011-03-09 日本エクスラン工業株式会社 Polyacrylonitrile-based transparent sheet and method for producing the same
JP2006351733A (en) * 2005-06-14 2006-12-28 Asahi Kasei Chemicals Corp Capacitor and electrode separator for capacitor

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