JP2001196273A - Electric double layer capacitor - Google Patents

Electric double layer capacitor

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JP2001196273A
JP2001196273A JP2000001021A JP2000001021A JP2001196273A JP 2001196273 A JP2001196273 A JP 2001196273A JP 2000001021 A JP2000001021 A JP 2000001021A JP 2000001021 A JP2000001021 A JP 2000001021A JP 2001196273 A JP2001196273 A JP 2001196273A
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Japan
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double layer
layer capacitor
electric double
electrolyte
electrolytic solution
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Application number
JP2000001021A
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Japanese (ja)
Inventor
Tomoo Iwata
友夫 岩田
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Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Publication date
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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    • Y02E60/13Energy storage using capacitors

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electric double layer capacitor having a low-cost constitution with an optimum quantity of impregnated electrolyte which minimizes the internal resistance and requires least electrolyte. SOLUTION: An appropriate quantity of electrolyte to the total pore volume, i.e., the sum of the pore volumes of carbon electrodes 2 and a separator 3 is impregnated to minimize the internal resistance.

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、電気エネルギーの
貯蔵に関し、特に、電気自動車の補助電源に用いられる
電気二重層キャパシタ、夜間余剰電力の貯蔵に用いられ
る電気二重層キャパシタ、燃料電池や太陽電池の発電電
気エネルギーの蓄積に用いられる電気二重層キャパシ
タ、さらには、非常用電源やバックアップ電源に用いら
れる電気二重層キャパシタに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to the storage of electric energy, and more particularly to an electric double layer capacitor used as an auxiliary power source for an electric vehicle, an electric double layer capacitor used to store surplus power at night, a fuel cell and a solar cell. The present invention relates to an electric double layer capacitor used for accumulating generated electric energy, and an electric double layer capacitor used for an emergency power supply or a backup power supply.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年の環境破壊は、地球的規模といわれ
て久しくなってきており、その対策の重要性が日に日に
増してきている。そのため、エネルギーの有効利用や省
エネルギー技術の見直しと新たな技術開発が国内外、官
民を問わず進められている。
2. Description of the Related Art In recent years, environmental destruction has been called a global scale for a long time, and the importance of countermeasures has been increasing day by day. For this reason, effective utilization of energy and review of energy saving technologies and development of new technologies are being promoted both in Japan and overseas and in the public and private sectors.

【0003】これらは、例えばガソリンエンジンと電気
モータを組み合わせたハイブリッド電気自動車や電気自
動車そのものの開発、或いは都市部での夜間電力の有効
活用を目指した氷蓄熱技術の開発、或いは環境性に優れ
た発電効率の高い燃料電池の開発、さらには太陽エネル
ギーを利用した太陽電池の開発等が挙げられる。
[0003] These are, for example, development of a hybrid electric vehicle or an electric vehicle itself combining a gasoline engine and an electric motor, development of an ice heat storage technology aiming at effective utilization of nighttime electric power in an urban area, or excellent environmental performance. The development of a fuel cell with high power generation efficiency, and the development of a solar cell using solar energy, and the like are also included.

【0004】ハイブリッド電気自動車や電気自動車、或
いは電気事業用の電力貯蔵素子、さらには燃料電池や太
陽電池等との組み合わせで用いられる電気エネルギー蓄
積素子、そして非常用電源やバクアップ電源に用いられ
る電気エネルギー蓄積素子には、これまで二次電池(通
常、バッテリと呼ばれる)が単独で用いられてきた他、
最近では、二次電池と組み合わせて、若しくは単独で、
大容量の電気二重層キャパシタが用いられるようになっ
てきている。
A power storage element for a hybrid electric vehicle, an electric vehicle, or an electric business, an electric energy storage element used in combination with a fuel cell or a solar cell, and an electric energy used for an emergency power supply or a backup power supply As the storage element, a secondary battery (usually called a battery) has been used alone,
Recently, in combination with a secondary battery or alone,
A large-capacity electric double layer capacitor has been used.

【0005】電気二重層キャパシタは、二次電池に比較
して出力密度が大きく、また充放電サイクルに優れる一
方で、二次電池は電気二重層キャパシタに比較してエネ
ルギ密度に優れることが明らかとなっている。
[0005] It is clear that the electric double layer capacitor has a higher output density and a superior charge / discharge cycle than the secondary battery, while the secondary battery has a superior energy density as compared with the electric double layer capacitor. Has become.

【0006】従って、電気二重層キャパシタはエネルギ
ー密度の増大が、二次電池は出力密度と充放電サイクル
の向上が課題であり、その一方で、それぞれを相補う形
で二次電池と電気二重層キャパシタとを組み合わせた使
用用途がさまざまな分野で増えてきている。
Therefore, the electric double layer capacitor has an issue of increasing the energy density, and the secondary battery has an issue of improving the power density and the charge / discharge cycle. On the other hand, the secondary battery and the electric double layer capacitor are complementary. Uses in combination with capacitors are increasing in various fields.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】従来、電気二重層キャ
パシタは、比表面積の大きい活性炭から成るカーボン電
極で、多孔質で電子絶縁性のセパレータを扶持して、そ
れらの電極とセパレータに電解液を含浸して電気二重層
キャパシタを構成している。
Conventionally, an electric double layer capacitor is a carbon electrode made of activated carbon having a large specific surface area, supporting a porous and electrically insulating separator, and applying an electrolytic solution to the electrode and the separator. The electric double layer capacitor is formed by impregnation.

【0008】その際、電解液の含浸量と、電解質の濃度
は、電気二重層キャパシタの内部抵抗と密接に関係する
ため、それは電気二重層キャパシタ技術の根幹の1つを
なし、電気二重層キャパシタのメーカーの最も重要なノ
ウハウの1つとして電解液の含浸量や電解質濃度と、電
気二重層キャパシタの内部抵抗との関係は公開されるこ
とはなく、その定量的議論も公とはなっていないのが現
状である。
At this time, since the amount of the electrolyte impregnated and the concentration of the electrolyte are closely related to the internal resistance of the electric double layer capacitor, it forms one of the fundamentals of the electric double layer capacitor technology. The relationship between the amount of electrolyte impregnation and electrolyte concentration and the internal resistance of an electric double layer capacitor is not disclosed as one of the most important know-hows of Japanese manufacturers, and its quantitative discussion is not public. is the current situation.

【0009】これは、内部抵抗の低減が、電気二重層キ
ャパシタの出力密度とエネルギー密度とに直接関与する
ためである。
This is because the reduction of the internal resistance directly affects the output density and the energy density of the electric double layer capacitor.

【0010】一方、電気二重層キャパシタは、これまで
二種類のものが開発されている。その1つは、電解質に
硫酸を用い、溶媒に水を用いた水溶液系電解液電気二重
層キャパシタである。もう1つは、電解質に四弗化ホウ
素テトラエチルアンモニウムなどを用い、溶媒に炭酸プ
ロピレンなどを用いる非水溶媒系有機電解液電気二重層
キャパシタである。
On the other hand, two types of electric double layer capacitors have been developed so far. One of them is an aqueous electrolytic solution electric double layer capacitor using sulfuric acid as an electrolyte and water as a solvent. The other is a non-aqueous solvent-based organic electrolytic solution electric double layer capacitor using tetraethylammonium boron tetrafluoride as an electrolyte and propylene carbonate as a solvent.

【0011】このうち後者の非水溶媒系有機電解液キャ
パシタは、電解質や溶媒が水溶液系電解液と比較して比
較的高価となることから、後者の非水溶媒系有機電解液
キャパシタでは、価格の面からも電解液の含浸量と、電
解質濃度の最適化が重要となる。
Among these, the latter non-aqueous solvent-based organic electrolyte capacitor is relatively expensive in terms of the electrolyte and the solvent as compared with the aqueous electrolyte solution. From the viewpoint of, it is important to optimize the amount of electrolyte impregnation and the concentration of the electrolyte.

【0012】そこで、本発明の目的は、内部抵抗を最小
とし、かつ、電解液量を必要以上としない最適な電解液
含浸量の安価な電気二重層キャパシタを提供することに
ある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an inexpensive electric double layer capacitor with an optimum electrolyte impregnation amount which minimizes internal resistance and does not require an excessive amount of electrolyte solution.

【0013】また、本発明の他の目的は、内部抵抗を最
小とし、かつ、電解質濃度を必要以上に高くしない最適
な電解質濃度の安価な電気二重層キャパシタを提供する
ことにある。
It is another object of the present invention to provide an inexpensive electric double layer capacitor having an optimum electrolyte concentration which minimizes internal resistance and does not unnecessarily increase the electrolyte concentration.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明は、カーボン電
極、および、該カーボン電極で挟持されるセパレータに
電解液を含浸して構成される電気二重層キャパシタであ
って、当該充放電に関わるエネルギー密度又は出力密度
が一定値を維持するように、該充放電に関わる内部抵抗
を所定値に設定することによって、電気二重層キャパシ
タを構成する。
The present invention relates to an electric double layer capacitor constituted by impregnating a carbon electrode and a separator sandwiched between the carbon electrodes with an electrolyte, wherein the energy involved in the charging and discharging is provided. The electric double layer capacitor is configured by setting the internal resistance relating to the charge / discharge to a predetermined value so that the density or the output density maintains a constant value.

【0015】ここで、前記充放電に関わる内部抵抗の所
定値を最小値に設定してもよい。
Here, the predetermined value of the internal resistance relating to the charging and discharging may be set to a minimum value.

【0016】前記充放電に関わる内部抵抗が所定値にな
るように、前記カーボン電極および前記セパレータに含
浸する前記電解液の電解液量を、定量的に変化させても
よい。
[0016] The amount of the electrolytic solution impregnated into the carbon electrode and the separator may be quantitatively changed so that the internal resistance relating to the charge and discharge becomes a predetermined value.

【0017】前記カーボン電極および前記セパレータに
含浸する電解液として、硫酸電解液を用いて、前記カー
ボン電極および前記セパレータの各々の空孔容積を合計
した全空孔容積に対する、前記電解液の含浸量を全空孔
容積比としたとき、当該全空孔容積比は、0.7以上と
してもよい。
A sulfuric acid electrolytic solution is used as the electrolytic solution impregnated in the carbon electrode and the separator, and the amount of impregnation of the electrolytic solution with respect to the total pore volume obtained by adding the pore volumes of the carbon electrode and the separator to each other Is the total pore volume ratio, the total pore volume ratio may be 0.7 or more.

【0018】前記カーボン電極および前記セパレータに
含浸する電解液として、四弗化ホウ素テトラエチルアン
モニウム電解質を、炭酸プロピレン溶媒に溶解した非水
溶媒有機電解液を用いて、前記カーボン電極および前記
セパレータの各々の空孔容積を合計した全空孔容積に対
する、前記電解液の含浸量を全空孔容積比としたとき、
当該全空孔容積比は、0.8以上としてもよい。
As a non-aqueous solvent organic electrolyte obtained by dissolving a tetraethylammonium boron tetrafluoride electrolyte in a propylene carbonate solvent as an electrolytic solution impregnated in the carbon electrode and the separator, each of the carbon electrode and the separator is used. When the impregnation amount of the electrolytic solution is defined as the total pore volume ratio, based on the total pore volume obtained by summing the pore volumes,
The total pore volume ratio may be 0.8 or more.

【0019】前記全空孔容積比は、0.8以上でかつ
1.0以下としてもよい。
The total pore volume ratio may be 0.8 or more and 1.0 or less.

【0020】前記充放電に関わる内部抵抗が所定値にな
るように、前記カーボン電極と前記セパレータに含浸す
る前記電解液の電解質濃度を、定量的に変化させてもよ
い。
[0020] The electrolyte concentration of the electrolytic solution impregnated in the carbon electrode and the separator may be quantitatively changed so that the internal resistance relating to the charge and discharge becomes a predetermined value.

【0021】前記カーボン電極および前記セパレータに
含浸する電解液として、硫酸電解液を用いて、前記電解
液の電解質濃度を、20重量パーセント以上で、かつ、
35重量パーセント以下に設定してもよい。
A sulfuric acid electrolyte is used as the electrolyte impregnated in the carbon electrode and the separator, and the electrolyte concentration of the electrolyte is 20% by weight or more, and
It may be set at 35% by weight or less.

【0022】前記カーボン電極および前記セパレータに
含浸する電解液として、四弗化ホウ素テトラエチルアン
モニウム電解質を、炭酸プロピレン溶媒に溶解した非水
溶媒有機電解液を用いて、前記電解液の電解質濃度を、
0.9モル以上に設定してもよい。
As an electrolyte solution impregnated in the carbon electrode and the separator, a non-aqueous solvent organic electrolyte solution in which a boron tetrafluoride tetraethylammonium electrolyte is dissolved in a propylene carbonate solvent is used.
It may be set to 0.9 mol or more.

【0023】前記電解液の電解質濃度を、0.9モル以
上で、かつ、1.0モル以下に設定してもよい。
The electrolyte concentration of the electrolyte may be set to 0.9 mol or more and 1.0 mol or less.

【0024】前記カーボン電極のバインダーとして、四
弗化ポリエチレンを用いてもよい。前記セパレータとし
て、多孔質で電子絶縁性の物質を用いてもよい。
As a binder for the carbon electrode, polyethylene tetrafluoride may be used. A porous and electronically insulating substance may be used as the separator.

【0025】[0025]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施の形態を詳細に説明する。 [第1の例]本発明の第1の実施の形態を、図1〜図2
に基づいて説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. [First Example] FIGS. 1 to 2 show a first embodiment of the present invention.
It will be described based on.

【0026】図1は、電気二重層キャパシタの断面形状
を示す。
FIG. 1 shows a sectional shape of the electric double layer capacitor.

【0027】電気二重層キャパシタ1は、カーボン電極
2と、該電極2を中央部分で分離するセパレータ3と、
該電極2の両端に設けられた集電板4と、該集電板4に
接続された電極リード線5と、絶縁セル枠6とにより構
成される。
The electric double layer capacitor 1 includes a carbon electrode 2, a separator 3 for separating the electrode 2 at a central portion,
It comprises a current collecting plate 4 provided at both ends of the electrode 2, an electrode lead wire 5 connected to the current collecting plate 4, and an insulating cell frame 6.

【0028】ここで、電気二重層キャパシタ1の具体的
な構成例について説明する。
Here, a specific configuration example of the electric double layer capacitor 1 will be described.

【0029】カーボン電極2のカーボン材料として、例
えばブラックパール2000(キャボット社製)を用
い、そのバインダとして、例えば四弗化ポリエチレンを
用いる。そして、通常のカレンダーロール法により、厚
さ0.5mmの所定量のポリテトラフルオロエチレンが
含有されたカーボンシートを作製する。
As the carbon material of the carbon electrode 2, for example, Black Pearl 2000 (manufactured by Cabot) is used, and as the binder, for example, polyethylene tetrafluoride is used. Then, a carbon sheet containing a predetermined amount of polytetrafluoroethylene having a thickness of 0.5 mm is prepared by a normal calender roll method.

【0030】次に、そのカーボンシートを、外径16m
m,面積2cm2の大きさに2枚打ち抜き、それぞれに
所定の電解液を含浸させることによって、カーボン電極
2を作製する。
Next, the carbon sheet was set to an outer diameter of 16 m.
The carbon electrode 2 is manufactured by punching two sheets each having a size of m and an area of 2 cm 2 and impregnating each with a predetermined electrolytic solution.

【0031】そして、予め外径17mmに打ち抜いた厚
さ0.3mmの電子絶縁性の多孔質なパルプ紙からなる
セパレータ3を用いて、図1に示すように、カーボン電
極2を中央部分で分離することによって、硫酸電解液の
電気二重層キャパシタ1を構成する。 (実験例)次に、電気二重層キャパシタ1における、内
部抵抗Rと電解液含浸量との関係について測定する。
Then, as shown in FIG. 1, the carbon electrode 2 is separated at the center using a separator 3 made of an electronically insulating porous pulp paper having a thickness of 0.3 mm and previously punched into an outer diameter of 17 mm. By doing so, the electric double layer capacitor 1 of the sulfuric acid electrolytic solution is formed. (Experimental Example) Next, the relationship between the internal resistance R and the amount of electrolyte impregnation in the electric double layer capacitor 1 is measured.

【0032】含浸用の電解液として30wt%硫酸溶液
を用い、集電板4として金を用いる。
A 30 wt% sulfuric acid solution is used as an electrolyte for impregnation, and gold is used as a current collector 4.

【0033】そして、内部抵抗Rを、充電電圧を1Vと
し、電流密度50mA/cm2の定電流法によって測定
する。また、このとき、定電流充放電を10,000回
まで行った。
Then, the internal resistance R is measured by a constant current method at a current density of 50 mA / cm 2 at a charging voltage of 1 V. At this time, the constant current charge / discharge was performed up to 10,000 times.

【0034】なお、空孔容積は、予めアルキメデス法に
よりカーボンシートとパルプ紙とのそれぞれの単位重量
当たりの空孔容積を測定しておき、これらにカーボン電
極2およびセパレータ3の重量を乗じてそれぞれの空孔
容積を算出してそれを合計することによって、全空孔容
積を求めた。なお、全空孔容積はポロシャッターにより
測定してもよい。
The pore volume is determined by previously measuring the pore volume per unit weight of the carbon sheet and the pulp paper by the Archimedes method, and multiplying them by the weights of the carbon electrode 2 and the separator 3. The total pore volume was determined by calculating and summing the pore volumes. Note that the total pore volume may be measured by a porro shutter.

【0035】図2は、全空孔容積に対する電解液含浸量
の比(以下、全空孔容積比という)と、内部抵抗Rとの
関係を示す。
FIG. 2 shows the relationship between the ratio of the amount of electrolyte impregnation to the total pore volume (hereinafter referred to as the total pore volume ratio) and the internal resistance R.

【0036】まず、充放電初期の5回目での内部抵抗R
は、全空孔容積比が0.6以下では徐々に増大し、その
比が0.3では2Ωcm2となり、0.2以下では急激
に増大した。
First, the internal resistance R at the fifth charge / discharge initial stage
Increased gradually when the total pore volume ratio was 0.6 or less, became 2 Ωcm 2 when the ratio was 0.3, and sharply increased when the ratio was 0.2 or less.

【0037】また、内部抵抗Rは、全空孔容積比が0.
7以上では1Ωcm2に収斂し、全空孔容積比1.0以
上の1.1や1.2でも、1.0の場合と変わらず減少
しない。
The internal resistance R is such that the total pore volume ratio is equal to 0.
At 7 or more, it converges to 1 Ωcm 2 , and even at 1.1 or 1.2 with a total pore volume ratio of 1.0 or more, it does not decrease as in the case of 1.0.

【0038】これは、全空孔容積比1.0以上の余分な
電解液は、内部抵抗Rの低減には何ら役立たないことを
示している。
This indicates that the excess electrolyte having a total pore volume ratio of 1.0 or more does not help reduce the internal resistance R at all.

【0039】次に、定電流充放電が10,000回目で
の内部抵抗Rは、5回目の場合の値より増大している。
Next, the internal resistance R at the 10,000th constant current charge / discharge is larger than the value at the fifth charge / discharge.

【0040】なお、全空孔容積比が0.3では数100
回オーダで充放電は不可能となった。この理由は、電解
液が少なくなるにつれて、陽極と陰極との間で電解液の
導通が低下して、0.3以下ではそれが切断されたもの
と推察されるからである。また、全空孔容積比が0.7
以上では内部抵抗Rは極わずかに増大するもほとんど5
回目の内部抵抗と変わらない。
When the total pore volume ratio is 0.3, several hundreds
Charging / discharging became impossible in the first order. The reason for this is that as the amount of the electrolyte decreases, the conduction of the electrolyte between the anode and the cathode decreases, and it is assumed that the electrolyte is cut off at 0.3 or less. In addition, the total pore volume ratio is 0.7
Above, the internal resistance R increases slightly but almost 5
It is not different from the second internal resistance.

【0041】また、1.1や1.2でも5回目の傾向と
変わらず、全空孔容積比1.0以上の余分な電解液は、
内部抵抗Rの低減に寄与しない。
Even at 1.1 or 1.2, the same tendency as in the fifth time was obtained.
It does not contribute to the reduction of the internal resistance R.

【0042】以上の実験結果から、電解液に30wt%
硫酸を用いた電気二重層キャパシタ1では、電解液の含
浸量は、全空孔容積比で0.7以上であることが望まし
いことがわかる。
From the above experimental results, it was found that 30 wt%
It can be seen that in the electric double layer capacitor 1 using sulfuric acid, the impregnation amount of the electrolytic solution is desirably 0.7 or more in total pore volume ratio.

【0043】上述したように、電気二重層キャパシタ1
において、内部抵抗Rと、電解液含浸量との関係を、慎
重に、かつ、つぶさに検討した結果、電解液含浸量をカ
ーボン電極2およびセパレータ3のそれぞれの空孔容積
を合計した全空孔容積に対する比で表し、その比と内部
抵抗との関係を求めることによって、明瞭な相関関係が
あることを判明した。
As described above, the electric double layer capacitor 1
In the above, the relationship between the internal resistance R and the electrolyte impregnation amount was carefully and carefully examined, and as a result, the electrolyte impregnation amount was calculated as the total pore volume obtained by summing the respective pore volumes of the carbon electrode 2 and the separator 3. By determining the relationship between the ratio and the internal resistance, it was found that there was a clear correlation.

【0044】すなわち、カーボン電極2とセパレータ3
とのそれぞれの空孔容積を合計した全空孔容積に対して
適宜な電解液量を含浸することによって、内部抵抗Rを
最小とすると同時に、コストを最小限に抑えることがで
きる。 [第2の例]次に、本発明の第2の実施の形態を、図3
に基づいて説明する。なお、前述した第1の例と同一部
分については、その説明を省略し、同一符号を付す。
That is, the carbon electrode 2 and the separator 3
By impregnating an appropriate amount of electrolyte with respect to the total pore volume obtained by summing the respective pore volumes, the internal resistance R can be minimized and the cost can be minimized. [Second Example] Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
It will be described based on. The description of the same parts as those in the first example is omitted, and the same reference numerals are given.

【0045】本例は、前述した第1の例の変形例であ
る。そして、前述した図1と同様に、カーボン電極2と
セパレータ3とを用い、非水溶媒液系有機電解液の電気
二重層キャパシタ1を構成して、内部抵抗Rを評価する
場合の例である。
This example is a modification of the above-described first example. Then, similarly to FIG. 1 described above, this is an example of the case where the electric resistance R is evaluated by configuring the electric double layer capacitor 1 of the non-aqueous solvent liquid organic electrolyte using the carbon electrode 2 and the separator 3. .

【0046】第1の例と異なる点は、電解液と充電電圧
の値である。すなわち、電解液には、1モルの四弗化ホ
ウ素テトラエチルアンモニウム電解質を1リットルの炭
酸プロピレン溶媒に溶解した有機電解液を用いる。ま
た、充電電圧は3.5Vとする。
What differs from the first example is the values of the electrolyte and the charging voltage. That is, an organic electrolyte obtained by dissolving 1 mol of boron tetrafluoride tetraethylammonium electrolyte in 1 liter of propylene carbonate solvent is used as the electrolyte. The charging voltage is 3.5V.

【0047】図3は、全空孔容積に対する電解液含浸量
の比(以下、全空孔容積比という)と内部抵抗Rとの関
係を示す。
FIG. 3 shows the relationship between the ratio of the electrolyte impregnation amount to the total pore volume (hereinafter referred to as the total pore volume ratio) and the internal resistance R.

【0048】まず、充放電初期の5回目の内部抵抗R
は、全空孔容積比が0.7以下では急激に増大し、その
比が0.4以下では充放電が不可能となった。この理由
は、第1の例と同じ要因によるものと推察される。
First, the fifth internal resistance R at the beginning of charging and discharging
When the total pore volume ratio was 0.7 or less, the ratio rapidly increased, and when the ratio was 0.4 or less, charging and discharging became impossible. This reason is presumed to be due to the same factors as in the first example.

【0049】また、内部抵抗Rは、全空孔容積比が0.
8以上では緩やかに減少し、第1の例ほどの収斂性では
ないが、13〜14Ωcm2に収斂する。
The internal resistance R is such that the total pore volume ratio is equal to 0.
At 8 or more, it gradually decreases and is not as convergent as the first example, but converges to 13 to 14 Ωcm 2 .

【0050】なお、全空孔容積比1.0以上の1.1と
1.2とでは、内部抵抗Rは、1.0に比較して4.2
1%と8.11%とに低減する。
In the case of 1.1 and 1.2 having a total pore volume ratio of 1.0 or more, the internal resistance R is 4.2 compared to 1.0.
It is reduced to 1% and 8.11%.

【0051】これは、第1の例と異なって、全空孔容積
比1.0以上の余分な電解液は、内部抵抗Rの低減に役
立っていることを示している。
This indicates that, unlike the first example, the extra electrolyte having a total pore volume ratio of 1.0 or more helps to reduce the internal resistance R.

【0052】さて、ここで、全空孔容積比1.1と1.
2のときの内部抵抗Rの減少についてさらに検討を加え
る。
Now, the total pore volume ratios 1.1 and 1.
The reduction of the internal resistance R in the case of 2 will be further studied.

【0053】これらの内部抵抗Rは、全空孔容積比1.
0に対して、0.9579と0.9189の減少であ
り、その減少が「出力密度」と「エネルギー密度」の増
大にどれだけの効果を与えるかが重要となる。
These internal resistances R are calculated based on the total pore volume ratio of 1.
It is a decrease of 0.9579 and 0.9189 with respect to 0, and it is important how much the decrease has an effect on the increase of “power density” and “energy density”.

【0054】そして、それは電気二重層キャパシタ1の
部品・重量・構成に関与してケースバイケースとなる
が、一般には、内部抵抗減少比の逆数の1.044と
1.088には到底及ばず、特に、エネルギー密度の増
大に対しては極微少たるものである。
Although it is case-by-case related to the parts, weight, and configuration of the electric double layer capacitor 1, it generally falls short of the reciprocals of the internal resistance reduction ratio, 1.044 and 1.088. In particular, it is extremely small with respect to an increase in energy density.

【0055】ところで、電気二重層キャパシタ1の価格
は、エネルギー密度に対して定義されている。
Incidentally, the price of the electric double layer capacitor 1 is defined with respect to the energy density.

【0056】また、有機電解液では、前述したようにそ
の材料価格は比較的高価であり、通常、電気二重層キャ
パシタ1を構成する他の部材よりも高価格であるとされ
る。
As described above, the material cost of the organic electrolyte is relatively high, and is generally considered to be higher than other members constituting the electric double layer capacitor 1.

【0057】従って、全空孔容積比1.0に対して、
0.1および0.2の増量は価格的にはその増量分高く
なる。もちろん、量産効果で増量分の価格も低下する。
Accordingly, for a total pore volume ratio of 1.0,
Increases of 0.1 and 0.2 are more expensive in terms of price. Of course, the price for the increase is also reduced by the mass production effect.

【0058】しかし、上述した極微少なエネルギー密度
の増大は、余分な電解液量のコスト増を補償はせず、こ
れによりエネルギー密度で定義される価格は増大するこ
とになる。このように価格の点から電解液量を論ずる
と、全空孔容積比は、1.0以下が望ましいことがわか
る。
However, the very small increase in the energy density does not compensate for the increase in the cost of the extra electrolyte solution, thereby increasing the price defined by the energy density. Thus, when the amount of the electrolyte is discussed from the viewpoint of price, it is understood that the total pore volume ratio is desirably 1.0 or less.

【0059】次に、定電流充放電10,000回目の内
部抵抗Rは、第1の例と同様に、5回目の各値よりも増
大して、その比が0.5では数100回オーダで充放電
は不可能となった。
Next, as in the first example, the internal resistance R at the 10,000th constant current charging / discharging is larger than each value at the fifth time. Charging and discharging became impossible.

【0060】しかし、電解液含浸量の全空孔容積比が
0.8以上では、内部抵抗Rは極わずかに増大するも、
ほとんど5回目の内部抵抗Rと変わらない。また、全空
孔容積比が1.1や1.2でも5回目の傾向と変わらな
い。
However, when the total pore volume ratio of the electrolyte impregnation amount is 0.8 or more, the internal resistance R slightly increases,
It is almost the same as the fifth internal resistance R. Further, even when the total pore volume ratio is 1.1 or 1.2, the tendency is not different from the tendency at the fifth time.

【0061】以上の結果から、電解液に1モルの四弗化
ホウ素テトラエチルアンモニウム電解質を1リットルの
炭酸プロピレン溶媒に溶解した有機電解液を用いた電気
二重層キャパシタ1では、電解液の含浸量は、全空孔容
積比で0.8以上1.0以下であることが望ましいこと
がわかる。 [第3の例]次に、本発明の第3の実施の形態を、図4
に基づいて説明する。なお、前述した各例と同一部分に
ついては、その説明を省略し、同一符号を付す。
From the above results, in the electric double layer capacitor 1 using an organic electrolyte obtained by dissolving 1 mol of boron tetrafluoride tetraethylammonium electrolyte in 1 liter of propylene carbonate solvent, the impregnation amount of the electrolyte is It can be seen that it is desirable that the total pore volume ratio be 0.8 or more and 1.0 or less. Third Embodiment Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
It will be described based on. In addition, about the same part as each example mentioned above, the description is abbreviate | omitted and the same code | symbol is attached.

【0062】本例では、第1の例の図1と同様に、カー
ボン電極2とセパレータ3とを用いて電気二重層キャパ
シタ1を構成して、内部抵抗Rを評価する。
In this example, similarly to FIG. 1 of the first example, an electric double layer capacitor 1 is formed using a carbon electrode 2 and a separator 3, and the internal resistance R is evaluated.

【0063】電解液は、別途用意した所定の重量パーセ
ント濃度の硫酸溶液を所定量含浸するものとする。
The electrolytic solution is impregnated with a predetermined amount of a sulfuric acid solution having a predetermined weight percent concentration prepared separately.

【0064】ここで、後者の所定量とは、次の量のこと
を意味する。すなわち、前述した全空孔容積比で1.0
に相当する量である。全空孔容積比とは、カーボン電極
2とセパレータ3とのそれぞれの空孔容積を合計した全
空孔容積に対する電解液量の比である。全空孔容積比
1.0とは、カーボン電極2とセパレータ3とのそれぞ
れ空孔を電解液でちょうど満杯にすることを物理的に意
味し、内部抵抗Rは最小となる。
Here, the latter predetermined amount means the following amount. That is, the above-mentioned total pore volume ratio is 1.0.
Is the amount corresponding to The total pore volume ratio is a ratio of the amount of the electrolyte to the total pore volume obtained by summing the respective pore volumes of the carbon electrode 2 and the separator 3. The total pore volume ratio of 1.0 physically means that the pores of the carbon electrode 2 and the separator 3 are just filled with the electrolyte, and the internal resistance R is minimized.

【0065】さて、内部抵抗Rは、充電電圧を1Vとし
て、電流密度50mA/cm2の定電流法により測定す
る。また、このとき、定電流充放電を、10,000回
まで行った。
The internal resistance R is measured by a constant current method with a current density of 50 mA / cm 2 at a charging voltage of 1 V. At this time, the constant current charge / discharge was performed up to 10,000 times.

【0066】図4は、硫酸の重量パーセント濃度(図4
中では、電解質濃度と表示)と内部抵抗Rとの関係を示
す。ここで、電解液含浸量は、上述したように全空孔容
積比1.0である。まず、充放電初期の5回目の内部抵
抗Rは、硫酸の重量パーセント濃度が20wt%以下で
徐々に増大し、5wt%では1.34Ωcm2となり、
2.5wt%では1.84Ωcm2と急激に増大する。
FIG. 4 shows the weight percent concentration of sulfuric acid (FIG. 4).
In the graph, the relationship between the electrolyte concentration and the internal resistance R is shown. Here, the electrolyte impregnation amount is 1.0 as the total pore volume ratio as described above. First, the internal resistance R at the fifth charge / discharge initial stage gradually increases when the weight percent concentration of sulfuric acid is 20 wt% or less, and reaches 1.34 Ωcm 2 at 5 wt%.
At 2.5 wt%, it rapidly increases to 1.84 Ωcm 2 .

【0067】また、内部抵抗Rは、硫酸の重量パーセン
ト濃度が20wt%以上では1.0Ωcm2に収斂し
て、特に、25〜35wt%ではほとんど一定となる。
The internal resistance R converges to 1.0 Ωcm 2 when the weight percent concentration of sulfuric acid is 20% by weight or more, and becomes almost constant especially when the concentration is 25 to 35% by weight.

【0068】これは、硫酸の濃度を25wt%以上に高
濃度にしても、その余分な濃度の電解質は内部抵抗Rの
低減に何ら役立たないことを示している。
This indicates that even if the concentration of sulfuric acid is as high as 25 wt% or more, the extra concentration of the electrolyte does not contribute to the reduction of the internal resistance R at all.

【0069】次に、定電流充放電10,000回目の内
部抵抗Rは、5回目のそれらより増大している。特に、
低重量パーセント濃度領域での増大が明らかで、5wt
%では1.56Ωcm2に、2.5wt%では2.30
Ωcm2に増大する。
Next, the internal resistance R at the 10,000th constant current charge / discharge is higher than that at the fifth time. In particular,
The increase in the low weight percent concentration region is evident,
% At 1.56 Ωcm 2 , and 2.5 wt% at 2.30 Ωcm 2
Ωcm 2 .

【0070】しかし、20wt%以上では、増大するも
その増大量は極僅かで、また、25〜35wt%では内
部抵抗Rはほとんど一定で、5回目と同様に、高濃度の
余分な電解質は内部抵抗Rの低減に寄与しない。
However, at 20 wt% or more, the amount of increase is very small, but at 25 to 35 wt%, the internal resistance R is almost constant. It does not contribute to the reduction of the resistance R.

【0071】以上の結果から、電解液に硫酸溶液を用い
た電気二重層キャパシタ1では、電解質濃度は20〜3
5wt%が望ましく、最も好ましくは、25wt%であ
ることがわかる。
From the above results, in the electric double layer capacitor 1 using the sulfuric acid solution as the electrolyte, the electrolyte concentration was 20 to 3
It can be seen that 5 wt% is desirable, and most preferably 25 wt%.

【0072】上述したように、電気二重層キャパシタ1
において、電気二重層キャパシタ1の内部抵抗Rと電解
質濃度との関係を慎重に、かつ、つぶさに検討したとこ
ろ、電解質濃度と内部抵抗Rとの関係に明瞭な相関関係
があることが判明した。
As described above, the electric double layer capacitor 1
, The relationship between the internal resistance R of the electric double layer capacitor 1 and the electrolyte concentration was carefully and carefully examined, and it was found that there was a clear correlation between the relationship between the electrolyte concentration and the internal resistance R.

【0073】すなわち、カーボン電極2とセパレータ3
に適宜な電解質濃度の電解液を含浸することにより、内
部抵抗Rを最小とすると同時に、コストを最小限に抑え
ることができる。[第4の例]次に、本発明の第4の実
施の形態を、図5に基づいて説明する。なお、前述した
各例と同一部分については、その説明を省略し、同一符
号を付す。
That is, the carbon electrode 2 and the separator 3
By impregnating the electrolyte with an appropriate electrolyte concentration, the internal resistance R can be minimized and the cost can be minimized. [Fourth Example] Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In addition, about the same part as each example mentioned above, the description is abbreviate | omitted and the same code | symbol is attached.

【0074】本例は、前述した第3の例の変形例であ
る。そして、前述した第1の例の図1と同様に、カーボ
ン電極2とセパレータ3とを用い、非水溶媒液系有機電
解液の電気二重層キャパシタ1を構成して、内部抵抗R
を評価する。
This example is a modification of the third example described above. Then, similarly to FIG. 1 of the first example described above, the electric double layer capacitor 1 of the non-aqueous solvent liquid organic electrolyte is formed using the carbon electrode 2 and the separator 3, and the internal resistance R
To evaluate.

【0075】第3の例と異なるのは、電解液と充電電圧
である。すなわち、電解液には、四弗化ホウ素テトラエ
チルアンモニウム電解質を炭酸プロピレン溶媒に溶解し
た所定の電解質濃度の有機電解液を用いる。
What differs from the third example is the electrolyte and the charging voltage. That is, an organic electrolyte having a predetermined electrolyte concentration obtained by dissolving a tetraethylammonium boron tetrafluoride electrolyte in a propylene carbonate solvent is used as the electrolyte.

【0076】なお、ここでの電解質イオン濃度は、モル
濃度(記号M)となる。また、充電電圧は、3.5Vと
する。
The electrolyte ion concentration here is a molar concentration (symbol M). The charging voltage is 3.5V.

【0077】図5は、電解質濃度と内部抵抗Rの関係を
示す。
FIG. 5 shows the relationship between the electrolyte concentration and the internal resistance R.

【0078】まず、充放電初期の5回目の内部抵抗R
は、電解質濃度が0.9M以下で、増大が顕著となり、
0.6Mで23.0Ωcm2に、0.5Mでは33.1
Ωcm2に急激に増大する。
First, the fifth internal resistance R at the beginning of charging and discharging
The increase is remarkable when the electrolyte concentration is 0.9 M or less,
23.0Ωcm 2 at 0.6M, 33.1 at 0.5M
It rapidly increases to Ωcm 2 .

【0079】また、内部抵抗Rは、0.9M以上では緩
やかに減少し、第3の例ほどの収斂性ではないが、13
〜14Ωcm2に収斂する。
The internal resistance R gradually decreases when the internal resistance is 0.9 M or more, and is not as convergent as the third example.
Converges to 1414 Ωcm 2 .

【0080】ここで、電解質濃度1.0Mに着目する
と、内部抵抗Rは、電解質濃度1.0M以上の1.1M
と1.2Mでは、1.0Mに比較して4.04%と6.
62%低減する。
Here, focusing on the electrolyte concentration of 1.0 M, the internal resistance R is 1.1 M or more, which is 1.0 M or more.
And 1.2M, 4.04% and 6.0M compared to 1.0M.
62% reduction.

【0081】これは、第3の例と異なって電解質濃度
1.0M以上の余分な電解質が内部抵抗Rの低減に役立
っていることを示している。
This indicates that, unlike the third example, an extra electrolyte having an electrolyte concentration of 1.0 M or more helps to reduce the internal resistance R.

【0082】さて、ここで、電解質濃度1.1Mと1.
2Mのときの内部抵抗Rの減少についてさらに検討を加
える。
Now, the electrolyte concentrations of 1.1M and 1.M
Further study will be made on the decrease of the internal resistance R at 2M.

【0083】これらの内部抵抗Rは、電解質濃度1.0
Mに対して、0.9596と0.9338の減少であ
り、その減少が「出力密度」と「エネルギー密度」の増
大にどれだけの効果を与えるかが重要となる。
These internal resistances R have an electrolyte concentration of 1.0
M is a decrease of 0.9596 and 0.9338, and it is important how much the decrease has an effect on the increase of “power density” and “energy density”.

【0084】そして、それは電気二重層キャパシターの
部品・重量・構成に関与してケースバイケースとなる
が、一般には、内部抵抗減少比の逆数の1,042と
1,071には到底及ばず、特に、エネルギー密度の増
大に対しては極微少たるものである。
Although it is case-by-case related to the parts, weight, and configuration of the electric double layer capacitor, it generally falls short of the reciprocals of the internal resistance reduction ratio of 1,042 and 1,071. In particular, it is extremely small with respect to an increase in energy density.

【0085】ところで、電気二重層キャパシタ1の価格
は、エネルギー密度に対して定義されている。
Incidentally, the price of the electric double layer capacitor 1 is defined with respect to the energy density.

【0086】また、有機電解液では、前述したように、
特に電解質の材料価格は比較的高価であり、通常、電気
二重層キャパシタ1を構成する他の部材よりも高価格で
あるとされる。
In the organic electrolyte, as described above,
In particular, the material cost of the electrolyte is relatively expensive, and is generally considered to be more expensive than other members constituting the electric double layer capacitor 1.

【0087】従って、電解質濃度1.0Mに対して0.
1Mおよび0.2Mの電解質増量は、価格的にはその増
量分高くなる。もちろん量産効果で増量分の価格も低下
する。
Therefore, for an electrolyte concentration of 1.0 M, a concentration of 0.1 M is required.
The 1M and 0.2M electrolyte gains are costly higher. Of course, the price for the increase will also drop due to the mass production effect.

【0088】しかし、上述の極微少なエネルギー密度の
増大は、余分な電解質のコスト増を補償はせず、したが
ってエネルギー密度で定義される価格は増大することに
なる。このように価格の点から電解質濃度を論ずると、
電解質濃度は1.0M以下が望ましいことがわかる。
However, the very small increase in the energy density does not compensate for the extra cost of the electrolyte, and therefore the price defined by the energy density increases. When discussing the electrolyte concentration in terms of price,
It is understood that the electrolyte concentration is desirably 1.0 M or less.

【0089】次に、定電流充放電10,000回目の内
部抵抗Rは、第3の例と同様に、5回目の値より増大し
て、電解質濃度0.9M以下で増大がより顕著となり、
0.6Mで27.8Ωcm2に、0.5Mでは43.0
Ωcm2に急激に増大する。
Next, as in the third example, the internal resistance R at the 10,000th constant current charge / discharge increases from the value at the fifth time, and becomes more remarkable when the electrolyte concentration is 0.9 M or less.
27.8Ωcm 2 at 0.6M, 43.0 at 0.5M
It rapidly increases to Ωcm 2 .

【0090】しかし、電解質濃度0.9M以上では、5
回目と同様に、内部抵抗Rは、13〜14Ωcm2に収
斂し、また、1.1Mや1.2Mでは5回目の傾向と変
わらない。
However, when the electrolyte concentration is 0.9 M or more, 5
Similarly to the first time, the internal resistance R converges to 13 to 14 Ωcm 2 , and does not change from the tendency at the fifth time at 1.1M or 1.2M.

【0091】以上の結果から、四弗化ホウ素テトラエチ
ルアンモニウム電解質を炭酸プロピレン溶媒に溶解した
有機電解液を用いた電気二重層キャパシタ1では、電解
質濃度は0.9M以上1.0M以下であることが最も望
ましいことがわかる。 (出力密度/エネルギー密度)なお、内部抵抗と、出力
密度およびエネルギー密度との関係について説明してお
く。
From the above results, in the electric double layer capacitor 1 using an organic electrolytic solution obtained by dissolving a tetraethylammonium boron tetrafluoride electrolyte in a propylene carbonate solvent, the electrolyte concentration may be 0.9 M or more and 1.0 M or less. It turns out that it is most desirable. (Output Density / Energy Density) The relationship between the internal resistance and the output density and energy density will be described.

【0092】出力は、単位時間当たりのパワーである。
その単位は、W(ワット)である。
The output is the power per unit time.
The unit is W (watt).

【0093】エネルギーは、出力と時間の積となり、そ
の単位は、J(ジュール)である。
Energy is the product of output and time, and its unit is J (joule).

【0094】今、時間の単位をs(秒)とすると、 1J=1W×s =1Ws となる。Assuming that the unit of time is s (seconds), 1J = 1W × s = 1Ws.

【0095】また、時間の単位をh(時間)とすると、 1J=1Ws =1W×(1÷3600)h =0.00027777Wh となる。When the unit of time is h (hour), 1J = 1Ws = 1W × (1 ÷ 3600) h = 0.00027777Wh.

【0096】出力密度は、単位重量当たりの出力であ
る。重量の単位をkgとすると、出力密度の単位はW/
kgとなる。
The power density is the power per unit weight. If the unit of weight is kg, the unit of power density is W /
kg.

【0097】エネルギー密度は、単位重量当たりのエネ
ルギーである。重量の単位をkgとすると、エネルギー
密度の単位は、J/kg、Ws/kg、又はWh/kg
となる。
The energy density is energy per unit weight. When the unit of weight is kg, the unit of energy density is J / kg, Ws / kg, or Wh / kg.
Becomes

【0098】今、出力密度がP(W/kg)のキャパシ
タがt(s)放電したとすると、その放電電気のエネル
ギー密度は、Ps(Ws/kg)ということになる。
Assuming that a capacitor having an output density of P (W / kg) discharges for t (s), the energy density of the discharged electricity is Ps (Ws / kg).

【0099】今、キャパシタがE’(V:ボルト)に充
電されていて、I(A:アンペア)の定電流で放電する
と、キャパシタの内部抵抗をR(Ω:オーム)とする
と、IR(V)の電圧降下が内部抵抗により生じる。
Now, when the capacitor is charged to E '(V: volt) and is discharged at a constant current of I (A: ampere), assuming that the internal resistance of the capacitor is R (Ω: ohm), IR (V: ohm) ) Is caused by the internal resistance.

【0100】従って、外部に取り出されるキャパシタの
電圧E(V)は、 E=E’−IR となる。
Therefore, the voltage E (V) of the capacitor taken out is E = E'-IR.

【0101】ここで、最大出力Pmax(W)は となる。つまり、内部抵抗Rを小さくすることは、出力
密度を増大することになる。
Here, the maximum output Pmax (W) is Becomes That is, reducing the internal resistance R increases the output density.

【0102】今、キャパシタがE’(V:ボルト)に充
電されていると、そのエネルギーU’(J)はキャパシ
タの電気容量をC(F:ファラッド)とすると、 U’=(1÷2)×C×E’×E’ で与えらる。
Now, when the capacitor is charged to E '(V: volt), its energy U' (J) is given by the following equation, assuming that the capacitance of the capacitor is C (F: Farad). ) × C × E ′ × E ′.

【0103】今、I(A:アンペア)の定電流で放電す
ると、キャパシタの内部抵抗R(Ω:オーム)により、
外部に取り出される最大エネルギーUmax(J)は、
放電時間t(s)で、 Umax=U’−I×I×R×t となる。つまり、内部抵抗Rを小さくすることは、エネ
ルギー密度を増大することになる。
Now, when discharging at a constant current of I (A: ampere), the internal resistance R (Ω: ohm) of the capacitor causes
The maximum energy Umax (J) taken out is
At the discharge time t (s), Umax = U′−I × I × R × t. In other words, reducing the internal resistance R increases the energy density.

【0104】このように内部抵抗Rを低減することは、
出力密度とエネルギー密度の両方を増大することになる
のである。
As described above, reducing the internal resistance R is as follows.
It increases both power density and energy density.

【0105】[0105]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
カーボン電極とセパレータのそれぞれの空孔容積を合計
した全空孔容積に対して適宜な電解液量を含浸したの
で、内部抵抗を最小とすることができ、さらに、高価格
にならないよう必要以上の電解液量を含浸しないことに
よって、内部抵抗と価格を最小限にとどめた電気二重層
キャパシターを作製することができる。
As described above, according to the present invention,
Since the appropriate volume of electrolyte was impregnated with respect to the total pore volume of the carbon electrode and the separator, the internal resistance can be minimized, and more than necessary so as not to be expensive. By not impregnating the amount of the electrolytic solution, an electric double layer capacitor with a minimum internal resistance and cost can be manufactured.

【0106】また、本発明によれば、カーボン電極とセ
パレータのそれぞれに含浸する電解液の電解質濃度を適
宜としたので、内部抵抗を最小とすることができ、さら
に、高価格にならないよう必要以上の電解質を含浸しな
いことによって、内部抵抗と価格を最小限にとどめた電
気二重層キャパシターを作製することができる。
Further, according to the present invention, since the electrolyte concentration of the electrolytic solution impregnated in each of the carbon electrode and the separator is appropriately adjusted, the internal resistance can be minimized, and furthermore, it is not necessary to avoid a high price. By not impregnating the electrolyte, an electric double layer capacitor with a minimum internal resistance and cost can be manufactured.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態である電気二重層キ
ャパシタのセル構造を示す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a cell structure of an electric double layer capacitor according to a first embodiment of the present invention.

【図2】硫酸電解液電気二重層キャパシタの全空孔容積
比に対する内部抵抗を示す特性図である。
FIG. 2 is a characteristic diagram showing an internal resistance with respect to a total pore volume ratio of a sulfuric acid electrolyte electric double layer capacitor.

【図3】本発明の第2の実施の形態である、有機電解液
電気二重層キャパシタの全空孔容積比に対する内部抵抗
を示す特性図である。
FIG. 3 is a characteristic diagram showing an internal resistance with respect to a total pore volume ratio of an organic electrolytic solution electric double layer capacitor according to a second embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第3の実施の形態である、硫酸電解液
電気二重層キャパシタの電解質濃度に対する内部抵抗を
示す特性図である。
FIG. 4 is a characteristic diagram showing internal resistance with respect to electrolyte concentration of a sulfuric acid electrolyte electric double layer capacitor according to a third embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第4の実施の形態である、有機電解液
電気二重層キャパシタの電解質濃度に対する内部抵抗を
示す特性図である。
FIG. 5 is a characteristic diagram showing internal resistance with respect to electrolyte concentration of an organic electrolytic solution electric double layer capacitor according to a fourth embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 電気二重層キャパシタ 2 カーボン電極 3 セパレータ 4 集電板 5 電極リード線 6 絶縁セル枠 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electric double layer capacitor 2 Carbon electrode 3 Separator 4 Current collector 5 Electrode lead 6 Insulated cell frame

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 カーボン電極、および、該カーボン電極
で挟持されるセパレータに電解液を含浸して構成される
電気二重層キャパシタであって、 当該充放電に関わるエネルギー密度又は出力密度が一定
値を維持するように、該充放電に関わる内部抵抗を所定
値に設定したことを特徴とする電気二重層キャパシタ。
1. An electric double layer capacitor comprising a carbon electrode and a separator sandwiched between the carbon electrodes impregnated with an electrolytic solution, wherein the energy density or the output density relating to the charge / discharge has a constant value. An electric double layer capacitor, wherein an internal resistance relating to the charge / discharge is set to a predetermined value so as to maintain the charge / discharge.
【請求項2】 前記充放電に関わる内部抵抗の所定値
を、最小値に設定したことを特徴とする請求項1記載の
電気二重層キャパシタ。
2. The electric double layer capacitor according to claim 1, wherein a predetermined value of the internal resistance related to the charging and discharging is set to a minimum value.
【請求項3】 前記充放電に関わる内部抵抗が所定値に
なるように、前記カーボン電極および前記セパレータに
含浸する前記電解液の電解液量を、定量的に変化させた
ことを特徴とする請求項1又は2記載の電気二重層キャ
パシタ。
3. The amount of the electrolytic solution impregnated in the carbon electrode and the separator is quantitatively changed so that an internal resistance relating to the charge and discharge becomes a predetermined value. Item 3. The electric double layer capacitor according to Item 1 or 2.
【請求項4】 前記カーボン電極および前記セパレータ
に含浸する電解液として、硫酸電解液を用いて、 前記カーボン電極および前記セパレータの各々の空孔容
積を合計した全空孔容積に対する、前記電解液の含浸量
を全空孔容積比としたとき、 当該全空孔容積比は、0.7以上であることを特徴とす
る請求項3記載の電気二重層キャパシタ。
4. A sulfuric acid electrolytic solution is used as an electrolytic solution impregnated in the carbon electrode and the separator, and the electrolytic solution with respect to the total pore volume obtained by adding the pore volumes of the carbon electrode and the separator to each other. The electric double layer capacitor according to claim 3, wherein when the impregnation amount is a total pore volume ratio, the total pore volume ratio is 0.7 or more.
【請求項5】 前記カーボン電極および前記セパレータ
に含浸する電解液として、四弗化ホウ素テトラエチルア
ンモニウム電解質を、炭酸プロピレン溶媒に溶解した非
水溶媒有機電解液を用いて、 前記カーボン電極および前記セパレータの各々の空孔容
積を合計した全空孔容積に対する、前記電解液の含浸量
を全空孔容積比としたとき、 当該全空孔容積比は、0.8以上であることを特徴とす
る請求項3記載の電気二重層キャパシタ。
5. A non-aqueous organic electrolyte obtained by dissolving a tetraethylammonium boron tetrafluoride electrolyte in a propylene carbonate solvent as an electrolytic solution impregnated in the carbon electrode and the separator. When the impregnation amount of the electrolytic solution is defined as the total pore volume ratio with respect to the total pore volume obtained by summing the respective pore volumes, the total pore volume ratio is 0.8 or more. Item 6. An electric double layer capacitor according to Item 3.
【請求項6】 前記全空孔容積比は、0.8以上で、か
つ、1.0以下であることを特徴とする請求項5記載の
電気二重層キャパシタ。
6. The electric double layer capacitor according to claim 5, wherein said total pore volume ratio is 0.8 or more and 1.0 or less.
【請求項7】 前記充放電に関わる内部抵抗が所定値に
なるように、前記カーボン電極と前記セパレータに含浸
する前記電解液の電解質濃度を、定量的に変化させたこ
とを特徴とする請求項1又は2記載の電気二重層キャパ
シタ。
7. The electrolyte concentration of the electrolytic solution impregnated in the carbon electrode and the separator is quantitatively changed so that an internal resistance related to the charge and discharge becomes a predetermined value. 3. The electric double layer capacitor according to 1 or 2.
【請求項8】 前記カーボン電極および前記セパレータ
に含浸する電解液として、硫酸電解液を用いて、 前記電解液の電解質濃度を、20重量パーセント以上
で、かつ、35重量パーセント以下に設定したことを特
徴とする請求項7記載の電気二重層キャパシタ。
8. The method according to claim 1, wherein a sulfuric acid electrolytic solution is used as the electrolytic solution impregnated in the carbon electrode and the separator, and the electrolyte concentration of the electrolytic solution is set to 20% by weight or more and 35% by weight or less. The electric double layer capacitor according to claim 7, wherein:
【請求項9】 前記カーボン電極および前記セパレータ
に含浸する電解液として、四弗化ホウ素テトラエチルア
ンモニウム電解質を、炭酸プロピレン溶媒に溶解した非
水溶媒有機電解液を用いて、 前記電解液の電解質濃度を、0.9モル以上に設定した
ことを特徴とする請求項7記載の電気二重層キャパシ
タ。
9. A non-aqueous solvent organic electrolyte obtained by dissolving a boron tetrafluoride tetraethylammonium electrolyte in a propylene carbonate solvent as an electrolyte to be impregnated in the carbon electrode and the separator, wherein the electrolyte concentration of the electrolyte is reduced. The electric double layer capacitor according to claim 7, wherein the electric charge is set to 0.9 mol or more.
【請求項10】 前記電解液の電解質濃度を、0.9モ
ル以上で、かつ、1.0モル以下に設定したことを特徴
とする請求項9記載の電気二重層キャパシタ。
10. The electric double layer capacitor according to claim 9, wherein the electrolyte concentration of the electrolytic solution is set to 0.9 mol or more and 1.0 mol or less.
【請求項11】 前記カーボン電極のバインダーとし
て、四弗化ポリエチレンを用いたことを特徴とする請求
項1ないし10のいずれかに記載の電気二重層キャパシ
タ。
11. The electric double layer capacitor according to claim 1, wherein tetrafluoropolyethylene is used as a binder for said carbon electrode.
【請求項12】 前記セパレータとして、多孔質で電子
絶縁性の物質を用いたことを特徴とする請求項1ないし
11のいずれかに記載の電気二重層キャパシタ。
12. The electric double layer capacitor according to claim 1, wherein a porous and electronically insulating material is used as said separator.
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