JP2001332454A - 電気化学キャパシタ用非水電解液及びこれを用いた電気化学キャパシタ - Google Patents
電気化学キャパシタ用非水電解液及びこれを用いた電気化学キャパシタInfo
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- Y02E60/13—Energy storage using capacitors
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 高い耐酸化性を有する電気化学キャパシタ用
非水電解液を提供する。 【解決手段】 ヘキサフルオロタンタル酸塩を非水溶媒
に溶解して成ることを特徴とする。該ヘキサフルオロタ
ンタル酸塩としては四級オニウム塩及び／又はアルカリ
金属塩、さらにはヘキサフルオロタンタル酸のテトラア
ルキルアンモニウム塩、ヘキサフルオロタンタル酸のリ
チウム塩が使用される。
非水電解液を提供する。 【解決手段】 ヘキサフルオロタンタル酸塩を非水溶媒
に溶解して成ることを特徴とする。該ヘキサフルオロタ
ンタル酸塩としては四級オニウム塩及び／又はアルカリ
金属塩、さらにはヘキサフルオロタンタル酸のテトラア
ルキルアンモニウム塩、ヘキサフルオロタンタル酸のリ
チウム塩が使用される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は電気化学キャパシタ
用非水電解液に関するものである。本発明に係る電解液
を用いて成る非水電解液電気化学キャパシタは、従来の
ホウフッ化物塩などを電解質とする非水電解液を用いた
非水電解液電気化学キャパシタに比して、より高い電圧
下で作動させることができる。
用非水電解液に関するものである。本発明に係る電解液
を用いて成る非水電解液電気化学キャパシタは、従来の
ホウフッ化物塩などを電解質とする非水電解液を用いた
非水電解液電気化学キャパシタに比して、より高い電圧
下で作動させることができる。
【０００２】
【従来の技術】近年、プロピレンカーボネート等の有機
溶媒に、四級アンモニウム塩や四級ホスホニウム塩など
を溶解して成る非水電解液を用いた、非水電解液電気化
学キャパシタの開発が進められている。電気化学キャパ
シタには分極性電極と電解質との界面に生成する電気二
重層に電気を蓄える電気二重層キャパシタの他に、電気
二重層容量とともに非分極性電極の酸化還元による疑似
容量を利用したシュードキャパシタ（レドックスキャパ
シタ）がある（Ｂ．Ｅ．Ｃｏｎｗａｙ，Ｊ．Ｅｌｅｃｔ
ｒｏｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，１３８，１５３９（１９９
１））。
溶媒に、四級アンモニウム塩や四級ホスホニウム塩など
を溶解して成る非水電解液を用いた、非水電解液電気化
学キャパシタの開発が進められている。電気化学キャパ
シタには分極性電極と電解質との界面に生成する電気二
重層に電気を蓄える電気二重層キャパシタの他に、電気
二重層容量とともに非分極性電極の酸化還元による疑似
容量を利用したシュードキャパシタ（レドックスキャパ
シタ）がある（Ｂ．Ｅ．Ｃｏｎｗａｙ，Ｊ．Ｅｌｅｃｔ
ｒｏｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，１３８，１５３９（１９９
１））。
【０００３】電気二重層キャパシタの分極性電極には、
一般的に活性炭素繊維や活性炭粒子の成型体や塗布膜が
使用される。一方、シュードキャパシタの非分極性電極
には、酸化ルテニウム、酸化イリジウム、酸化ニッケ
ル、酸化鉛等の金属酸化物、又はポリピロールやポリチ
オフェン等の導電性高分子が使用される。電気化学キャ
パシタに使用される電解質には、硫酸水溶液や水酸化カ
リウム水溶液等の水系電解液、プロピレンカーボネート
等の有機溶媒に四級アンモニウム塩や四級ホスホニウム
塩等を溶解した非水系電解液、ポリエチレンオキシド−
アルカリ金属塩錯体やＲｂＡｇ4 ｌ5 等の固体電解質が
ある（宇恵誠，電気化学，６６，９０４（１９９
８））。
一般的に活性炭素繊維や活性炭粒子の成型体や塗布膜が
使用される。一方、シュードキャパシタの非分極性電極
には、酸化ルテニウム、酸化イリジウム、酸化ニッケ
ル、酸化鉛等の金属酸化物、又はポリピロールやポリチ
オフェン等の導電性高分子が使用される。電気化学キャ
パシタに使用される電解質には、硫酸水溶液や水酸化カ
リウム水溶液等の水系電解液、プロピレンカーボネート
等の有機溶媒に四級アンモニウム塩や四級ホスホニウム
塩等を溶解した非水系電解液、ポリエチレンオキシド−
アルカリ金属塩錯体やＲｂＡｇ4 ｌ5 等の固体電解質が
ある（宇恵誠，電気化学，６６，９０４（１９９
８））。
【０００４】非水電解液を用いる電気化学キャパシタ
は、耐電圧を高くできるため、水系電解液を用いる電気
化学キャパシタよりエネルギー密度を高くできるという
利点があり、小型薄型化の要求される民生用電子機器の
バックアップ電源や携帯機器の駆動電源等に利用されて
いる。また、特に近年、注目を集めている電気自動車、
ハイブリッド車や電力貯蔵等のパワー用途には、非水系
電解液を使用したものが適している。
は、耐電圧を高くできるため、水系電解液を用いる電気
化学キャパシタよりエネルギー密度を高くできるという
利点があり、小型薄型化の要求される民生用電子機器の
バックアップ電源や携帯機器の駆動電源等に利用されて
いる。また、特に近年、注目を集めている電気自動車、
ハイブリッド車や電力貯蔵等のパワー用途には、非水系
電解液を使用したものが適している。
【０００５】電気化学キャパシタに蓄積されているエネ
ルギーＷは、一定電流Ｉで電圧ＶiからＶf まで放電さ
せるとして、次式で表される。 Ｗ＝１／２×Ｃ×（Ｖi 2 −Ｖf 2 ） ＝１／２×Ｃ×〔（Ｖ0 −ＩＲ）2 −Ｖf 2 〕 （式中、Ｃは静電容量（Ｆ）、Ｖ0 は開回路電圧
（Ｖ）、Ｒは内部抵抗（Ω）を表す。） 従って電気化学キャパシタのエネルギー密度を向上させ
るには、静電容量（Ｃ）を大きくするか、開回路電圧
（Ｖ0 ）を大きくするか、又は内部抵抗（Ｒ）を小さく
する必要がある。静電容量は電気化学キャパシタの分極
性電極と電解液との有効接触面積に比例して増加し、開
回路電圧は電極と電解質との反応性によって定まる耐電
圧によって決定され、内部抵抗は電極と電解液の抵抗の
和である。従って電気化学キャパシタのエネルギー密度
を向上させるには、電気化学的に安定な電解質を溶解し
て成る電解液であって、かつ電気伝導度の高いものを用
いることが必要である。従来から、このような要求を満
足させる電気化学キャパシタ用の非水電解液として種々
のものが提案されているが、その代表的なものは、プロ
ピレンカーボネート等の非水溶媒に、ホウフッ化四級ア
ンモニウム塩（棚橋ら，電気化学，５６巻，８９２頁，
１９８８年）、又はホウフッ化四級ホスホニウム塩（平
塚ら，電気化学，５９巻，２０９頁，１９９１年）を溶
解したものである。
ルギーＷは、一定電流Ｉで電圧ＶiからＶf まで放電さ
せるとして、次式で表される。 Ｗ＝１／２×Ｃ×（Ｖi 2 −Ｖf 2 ） ＝１／２×Ｃ×〔（Ｖ0 −ＩＲ）2 −Ｖf 2 〕 （式中、Ｃは静電容量（Ｆ）、Ｖ0 は開回路電圧
（Ｖ）、Ｒは内部抵抗（Ω）を表す。） 従って電気化学キャパシタのエネルギー密度を向上させ
るには、静電容量（Ｃ）を大きくするか、開回路電圧
（Ｖ0 ）を大きくするか、又は内部抵抗（Ｒ）を小さく
する必要がある。静電容量は電気化学キャパシタの分極
性電極と電解液との有効接触面積に比例して増加し、開
回路電圧は電極と電解質との反応性によって定まる耐電
圧によって決定され、内部抵抗は電極と電解液の抵抗の
和である。従って電気化学キャパシタのエネルギー密度
を向上させるには、電気化学的に安定な電解質を溶解し
て成る電解液であって、かつ電気伝導度の高いものを用
いることが必要である。従来から、このような要求を満
足させる電気化学キャパシタ用の非水電解液として種々
のものが提案されているが、その代表的なものは、プロ
ピレンカーボネート等の非水溶媒に、ホウフッ化四級ア
ンモニウム塩（棚橋ら，電気化学，５６巻，８９２頁，
１９８８年）、又はホウフッ化四級ホスホニウム塩（平
塚ら，電気化学，５９巻，２０９頁，１９９１年）を溶
解したものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ホウフ
ッ化物塩などを電解質とする従来の非水電解液の耐電
圧、特に酸化側の耐電圧は未だ満足すべきものではな
く、耐還元性能を維持しつつ更に高い耐酸化性を有する
非水電解液が望まれている。本発明はこのような要望に
応える電気化学キャパシタ用非水電解液を提供しようと
するものである。
ッ化物塩などを電解質とする従来の非水電解液の耐電
圧、特に酸化側の耐電圧は未だ満足すべきものではな
く、耐還元性能を維持しつつ更に高い耐酸化性を有する
非水電解液が望まれている。本発明はこのような要望に
応える電気化学キャパシタ用非水電解液を提供しようと
するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明に係る電気化学キ
ャパシタ用非水電解液は、ヘキサフルオロタンタル酸塩
を非水溶媒に溶解したものである。ヘキサフルオロタン
タル酸塩としては、四級オニウム塩又はアルカリ金属塩
を用いるのが好ましく、四級オニウム塩のなかでは全て
のアルキル基が炭素数１〜３のアルキル基、特にメチル
基又はエチル基であるテトラアルキルアンモニウム塩で
あるものを用いるのが好ましい。また、アルカリ金属塩
としてはリチウム塩を用いるのが好ましい。
ャパシタ用非水電解液は、ヘキサフルオロタンタル酸塩
を非水溶媒に溶解したものである。ヘキサフルオロタン
タル酸塩としては、四級オニウム塩又はアルカリ金属塩
を用いるのが好ましく、四級オニウム塩のなかでは全て
のアルキル基が炭素数１〜３のアルキル基、特にメチル
基又はエチル基であるテトラアルキルアンモニウム塩で
あるものを用いるのが好ましい。また、アルカリ金属塩
としてはリチウム塩を用いるのが好ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明に係る電気化学キャパシタ
用非水電解液は、非水溶媒に電解質としてヘキサフルオ
ロタンタル酸塩を溶解したものである。非水溶媒として
は、高誘電率であって、従来から非水電解液の溶媒とし
て知られているもののなかから、適宜選択して用いれば
よい。
用非水電解液は、非水溶媒に電解質としてヘキサフルオ
ロタンタル酸塩を溶解したものである。非水溶媒として
は、高誘電率であって、従来から非水電解液の溶媒とし
て知られているもののなかから、適宜選択して用いれば
よい。
【０００９】例えばγ−ブチロラクトン、γ−バレロラ
クトンなどのラクトン類、スルホラン、３−メチルスル
ホラン、２，４−ジメチルスルホランなどのスルホラン
類、アセトニトリルなどが用いられる。好ましくはエチ
レンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレン
カーボネートなどの環状カーボネート類や、ジメチルカ
ーボネート、エチルメチルカーボネート、ジエチルカー
ボネートなどの鎖状カーボネートなどが用いられる。な
かでも環状カーボネートと鎖状カーボネートの混合物の
ように、鎖状カーボネートと他の有機溶媒との混合物を
用いるのが好ましい。この混合物中に占める鎖状カーボ
ネートの割合は、５〜９０重量％、特に１０〜７０重量
％であるのが好ましい。
クトンなどのラクトン類、スルホラン、３−メチルスル
ホラン、２，４−ジメチルスルホランなどのスルホラン
類、アセトニトリルなどが用いられる。好ましくはエチ
レンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレン
カーボネートなどの環状カーボネート類や、ジメチルカ
ーボネート、エチルメチルカーボネート、ジエチルカー
ボネートなどの鎖状カーボネートなどが用いられる。な
かでも環状カーボネートと鎖状カーボネートの混合物の
ように、鎖状カーボネートと他の有機溶媒との混合物を
用いるのが好ましい。この混合物中に占める鎖状カーボ
ネートの割合は、５〜９０重量％、特に１０〜７０重量
％であるのが好ましい。
【００１０】非水溶媒に溶解させる電解質であるヘキサ
フルオロタンタル酸塩としては、通常はアルカリ金属塩
又は四級オニウム塩を用いる。アルカリ金属塩としては
リチウム塩を用いるのが好ましい。また四級オニウム塩
としては四級アンモニウム塩を用いるのが好ましい。四
級アンモニウム基としては、Ｎ，Ｎ−ジメチルピロリジ
ウム、Ｎ，Ｎ−ジエチルピロリジウムなどのピロリジウ
ム基；Ｎ，Ｎ−ジメチルイミダゾリニウム、Ｎ，Ｎ−ジ
エチルイミダゾリニウム、Ｎ−エチル−Ｎ−メチルイミ
ダゾリニウム、Ｎ，Ｎ−ジメチル−メチルイミダゾリニ
ウム、Ｎ，Ｎ−ジエチル−メチルイミダゾリニウムなど
のイミダゾリニウム基；Ｎ，Ｎ−ジメチルテトラヒドロ
ピリミジニウム、Ｎ，Ｎ−ジエチルテトラヒドロピリミ
ジニウム、Ｎ−エチル−Ｎ−メチルテトラヒドロピリミ
ジニウム、Ｎ−メチル−ジアザビシクロノネニウム、Ｎ
−エチル−ジアザビシクロノネニウム、Ｎ−メチル−ジ
アザビシクロウンデセニウム、Ｎ−エチル−ジアザビシ
クロウンデセニウムなどのテトラヒドロピリミジニウム
基；Ｎ，Ｎ−ジメチルモルホリニウム、Ｎ−エチル−Ｎ
−メチルモルホリニウム、Ｎ，Ｎ−ジエチルモルホリニ
ウムなどのモルホリニウム基；Ｎ，Ｎ−ジメチルピペラ
ジニウム、Ｎ−エチル−Ｎ−メチルピペラジニウム、
Ｎ，Ｎ−ジエチルピペラジニウムなどのピペラジニウム
基；Ｎ−メチルピリジニウム、Ｎ−エチルピリジニウム
などのピリジニウム基；Ｎ，Ｎ−ジメチルイミダゾリウ
ム、Ｎ−エチル−Ｎ−メチルイミダゾリウム、Ｎ，Ｎ−
ジエチルイミダゾリウム、Ｎ，Ｎ−ジエチルメチルイミ
ダゾリウムなどのイミダゾリウム基など、含窒素脂環式
又は芳香環式の各種の四級アンモニウム基が挙げられ
る。好ましくは四級アンモニウム基としてテトラアルキ
ルアンモニウム基を用いる。テトラアルキルアンモニウ
ム基の各アルキル基の炭素数は、非水溶媒への溶解性及
び生成する電解液の電気伝導性などからして、１〜３で
あるのが好ましい。なかでもテラトメチルアンモニウ
ム、テトラエチルアンモニウム、メチルトリエチルアン
モニウム、ジメチルジエチルアンモニウム、エチルトリ
メチルアンモニウムなど、アルキル基が全てメチル基又
はエチル基であるテトラアルキルアンモニウム基を用い
るのが好ましい。
フルオロタンタル酸塩としては、通常はアルカリ金属塩
又は四級オニウム塩を用いる。アルカリ金属塩としては
リチウム塩を用いるのが好ましい。また四級オニウム塩
としては四級アンモニウム塩を用いるのが好ましい。四
級アンモニウム基としては、Ｎ，Ｎ−ジメチルピロリジ
ウム、Ｎ，Ｎ−ジエチルピロリジウムなどのピロリジウ
ム基；Ｎ，Ｎ−ジメチルイミダゾリニウム、Ｎ，Ｎ−ジ
エチルイミダゾリニウム、Ｎ−エチル−Ｎ−メチルイミ
ダゾリニウム、Ｎ，Ｎ−ジメチル−メチルイミダゾリニ
ウム、Ｎ，Ｎ−ジエチル−メチルイミダゾリニウムなど
のイミダゾリニウム基；Ｎ，Ｎ−ジメチルテトラヒドロ
ピリミジニウム、Ｎ，Ｎ−ジエチルテトラヒドロピリミ
ジニウム、Ｎ−エチル−Ｎ−メチルテトラヒドロピリミ
ジニウム、Ｎ−メチル−ジアザビシクロノネニウム、Ｎ
−エチル−ジアザビシクロノネニウム、Ｎ−メチル−ジ
アザビシクロウンデセニウム、Ｎ−エチル−ジアザビシ
クロウンデセニウムなどのテトラヒドロピリミジニウム
基；Ｎ，Ｎ−ジメチルモルホリニウム、Ｎ−エチル−Ｎ
−メチルモルホリニウム、Ｎ，Ｎ−ジエチルモルホリニ
ウムなどのモルホリニウム基；Ｎ，Ｎ−ジメチルピペラ
ジニウム、Ｎ−エチル−Ｎ−メチルピペラジニウム、
Ｎ，Ｎ−ジエチルピペラジニウムなどのピペラジニウム
基；Ｎ−メチルピリジニウム、Ｎ−エチルピリジニウム
などのピリジニウム基；Ｎ，Ｎ−ジメチルイミダゾリウ
ム、Ｎ−エチル−Ｎ−メチルイミダゾリウム、Ｎ，Ｎ−
ジエチルイミダゾリウム、Ｎ，Ｎ−ジエチルメチルイミ
ダゾリウムなどのイミダゾリウム基など、含窒素脂環式
又は芳香環式の各種の四級アンモニウム基が挙げられ
る。好ましくは四級アンモニウム基としてテトラアルキ
ルアンモニウム基を用いる。テトラアルキルアンモニウ
ム基の各アルキル基の炭素数は、非水溶媒への溶解性及
び生成する電解液の電気伝導性などからして、１〜３で
あるのが好ましい。なかでもテラトメチルアンモニウ
ム、テトラエチルアンモニウム、メチルトリエチルアン
モニウム、ジメチルジエチルアンモニウム、エチルトリ
メチルアンモニウムなど、アルキル基が全てメチル基又
はエチル基であるテトラアルキルアンモニウム基を用い
るのが好ましい。
【００１１】電解液中のヘキサフルオロタンタル酸塩の
濃度は通常０．３〜３．０モル／リットルである。濃度
が低すぎると内部抵抗の一つである電解液抵抗が増大
し、逆に濃度が高くすぎると低温で電解質が析出する危
険がある。電解液中のヘキサフルオロタンタル酸塩の好
ましい濃度は０．５〜２．０モル／リットルである。な
お、電解液中に水分が存在すると電解液の安定性を低下
させるので、電解液の含水率は１００ｐｐｍ以下とする
のが好ましく、多くても３００ｐｐｍを越えないように
すべきである。
濃度は通常０．３〜３．０モル／リットルである。濃度
が低すぎると内部抵抗の一つである電解液抵抗が増大
し、逆に濃度が高くすぎると低温で電解質が析出する危
険がある。電解液中のヘキサフルオロタンタル酸塩の好
ましい濃度は０．５〜２．０モル／リットルである。な
お、電解液中に水分が存在すると電解液の安定性を低下
させるので、電解液の含水率は１００ｐｐｍ以下とする
のが好ましく、多くても３００ｐｐｍを越えないように
すべきである。
【００１２】本発明に係る非水電解液電気化学キャパシ
タは、上述のヘキサフルオロタンタル酸塩を電解質とす
る非水電解液を用いる以外は、常法に従って製作するこ
とができる。正極・負極として用いる分極性電極として
は、電解液に対して不活性で、かつ適度な電気伝導性を
有する点で炭素を用いるのが好ましく、なかでも電荷が
蓄積する電極界面が大きい活性炭を用いるのが好まし
い。活性炭としては通常はＢＥＴ法による比表面積が５
００〜２５００ｍ2 ／ｇのものを用いるが、なかでも体
積当りの静電容量が大きい点からしてＢＥＴ法による比
表面積が１０００〜２０００ｍ2 ／ｇのものを用いるの
が好ましい。活性炭は植物系の木材、のこくず、ヤシ
殻、パルプ廃液、化石燃料系の石炭、石油重質油、ある
いはそれらを熱分解した石炭及び石油系ピッチ、石油コ
ークス、カーボンアエロゲル、タールピッチを紡糸した
繊維、合成高分子、フェノール樹脂、フラン樹脂、ポリ
塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリイミド
樹脂、ポリアミド樹脂、液晶高分子、プラスチック廃棄
物、廃タイヤ等多種多様の原料を炭化した後、賦活して
製造される。なお、活性炭の賦活法としては、炭化され
た原料を高温で水蒸気、炭酸ガス、酸素、その他の酸化
ガス等と接触反応させるガス賦活法と、炭化された原料
に塩化亜鉛、リン酸、リン酸ナトリウム、塩化カルシウ
ム、硫化カリウム、水酸化カリウム、水酸化ナトリウ
ム、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム、硫酸ナトリウム、
硫酸カリウム、炭酸カルシウム等を均等に含浸させて、
不活性ガス雰囲気中で加熱し、薬品の脱水及び酸化反応
により活性炭を得る薬品賦活法があり、いずれも用いる
ことができる。
タは、上述のヘキサフルオロタンタル酸塩を電解質とす
る非水電解液を用いる以外は、常法に従って製作するこ
とができる。正極・負極として用いる分極性電極として
は、電解液に対して不活性で、かつ適度な電気伝導性を
有する点で炭素を用いるのが好ましく、なかでも電荷が
蓄積する電極界面が大きい活性炭を用いるのが好まし
い。活性炭としては通常はＢＥＴ法による比表面積が５
００〜２５００ｍ2 ／ｇのものを用いるが、なかでも体
積当りの静電容量が大きい点からしてＢＥＴ法による比
表面積が１０００〜２０００ｍ2 ／ｇのものを用いるの
が好ましい。活性炭は植物系の木材、のこくず、ヤシ
殻、パルプ廃液、化石燃料系の石炭、石油重質油、ある
いはそれらを熱分解した石炭及び石油系ピッチ、石油コ
ークス、カーボンアエロゲル、タールピッチを紡糸した
繊維、合成高分子、フェノール樹脂、フラン樹脂、ポリ
塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリイミド
樹脂、ポリアミド樹脂、液晶高分子、プラスチック廃棄
物、廃タイヤ等多種多様の原料を炭化した後、賦活して
製造される。なお、活性炭の賦活法としては、炭化され
た原料を高温で水蒸気、炭酸ガス、酸素、その他の酸化
ガス等と接触反応させるガス賦活法と、炭化された原料
に塩化亜鉛、リン酸、リン酸ナトリウム、塩化カルシウ
ム、硫化カリウム、水酸化カリウム、水酸化ナトリウ
ム、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム、硫酸ナトリウム、
硫酸カリウム、炭酸カルシウム等を均等に含浸させて、
不活性ガス雰囲気中で加熱し、薬品の脱水及び酸化反応
により活性炭を得る薬品賦活法があり、いずれも用いる
ことができる。
【００１３】また、活性炭は、使用に先立ち、窒素、ア
ルゴンなどの不活性雰囲気中で５００〜２５００℃、好
ましくは７００〜１５００℃で熱処理して、不要な表面
官能基を除去したり、結晶構造を発達させて導電性を向
上させてもよい。活性炭の形状は、破砕、造粒、顆粒、
繊維、フェルト、織物、シート状等各種の形状が利用で
きるが、粒状の場合、電極の嵩密度を向上でき、また内
部抵抗が低減できることから、平均粒子径は３０μｍ以
下が好ましい。
ルゴンなどの不活性雰囲気中で５００〜２５００℃、好
ましくは７００〜１５００℃で熱処理して、不要な表面
官能基を除去したり、結晶構造を発達させて導電性を向
上させてもよい。活性炭の形状は、破砕、造粒、顆粒、
繊維、フェルト、織物、シート状等各種の形状が利用で
きるが、粒状の場合、電極の嵩密度を向上でき、また内
部抵抗が低減できることから、平均粒子径は３０μｍ以
下が好ましい。
【００１４】このような活性炭に、導電剤と結合剤とを
混合してシート状に成形することにより、電極を作成す
る。導電剤としてはアセチレンブラックやケッチェンブ
ラックなどの導電性カーボンブラック、黒鉛、導電性の
炭素繊維などが用いられる。また、アルミニウムやニッ
ケルなどの金属繊維や導電性の酸化チタンなどを用いる
こともできる。好ましくはアセチレンブラック又はケッ
チェンブラックを用いる。これらのカーボンブラックは
活性炭に対して５〜５０重量％、特に１０〜３０重量％
配合するのが好ましい。結合剤としてはポリテトラフル
オロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、カルボキシメチ
ルセルロース、ポリイミド、フェノール樹脂、ピッチな
どが用いられる。結合剤には、活性炭に対して０．５〜
３０重量％、特に２〜３０重量％となるように配合する
のが好ましい。なお、導電剤を用いる代わりに、活性炭
に結合剤を配合したものをシート状に成形し、これを不
活性雰囲気中で熱処理して焼結させることにより電極を
作成することもできる。
混合してシート状に成形することにより、電極を作成す
る。導電剤としてはアセチレンブラックやケッチェンブ
ラックなどの導電性カーボンブラック、黒鉛、導電性の
炭素繊維などが用いられる。また、アルミニウムやニッ
ケルなどの金属繊維や導電性の酸化チタンなどを用いる
こともできる。好ましくはアセチレンブラック又はケッ
チェンブラックを用いる。これらのカーボンブラックは
活性炭に対して５〜５０重量％、特に１０〜３０重量％
配合するのが好ましい。結合剤としてはポリテトラフル
オロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、カルボキシメチ
ルセルロース、ポリイミド、フェノール樹脂、ピッチな
どが用いられる。結合剤には、活性炭に対して０．５〜
３０重量％、特に２〜３０重量％となるように配合する
のが好ましい。なお、導電剤を用いる代わりに、活性炭
に結合剤を配合したものをシート状に成形し、これを不
活性雰囲気中で熱処理して焼結させることにより電極を
作成することもできる。
【００１５】
【実施例】以下に実施例により本発明を更に具体的に説
明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるもので
はない。 実施例１〜３、及び比較例１ プロピレンカーボネートにヘキサフルオロタンタル酸塩
を１．０モル／リットルとなるように溶解して非水電解
液を調製した。この非水電解液を用いて、作用極をグラ
ッシーカーボンとし、２５℃、掃引速度５ｍＶ／秒とし
たときの分極測定において、１ｍＡ／ｃｍ2 の分解電流
が流れるときの電位（分解電位）を、Ａｇ／Ａｇ+ 基準
で測定した。結果を表１に示す。
明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるもので
はない。 実施例１〜３、及び比較例１ プロピレンカーボネートにヘキサフルオロタンタル酸塩
を１．０モル／リットルとなるように溶解して非水電解
液を調製した。この非水電解液を用いて、作用極をグラ
ッシーカーボンとし、２５℃、掃引速度５ｍＶ／秒とし
たときの分極測定において、１ｍＡ／ｃｍ2 の分解電流
が流れるときの電位（分解電位）を、Ａｇ／Ａｇ+ 基準
で測定した。結果を表１に示す。
【００１６】また、この非水電解液を用いて下記のコイ
ン型電気化学キャパシタ（電気二重層キャパシタ）を作
成し、これに２５℃で３．０Ｖの電圧を印加したのち、
１．１６ｍＡの定電流で放電して初期静電容量を測定し
た。次いで、これを７０℃で１０００時間保持したのち
同様にして静電容量を測定し、初期容量に対する１００
０時間後の保持率を算出した。結果を表１に示す。
ン型電気化学キャパシタ（電気二重層キャパシタ）を作
成し、これに２５℃で３．０Ｖの電圧を印加したのち、
１．１６ｍＡの定電流で放電して初期静電容量を測定し
た。次いで、これを７０℃で１０００時間保持したのち
同様にして静電容量を測定し、初期容量に対する１００
０時間後の保持率を算出した。結果を表１に示す。
【００１７】電気二重層キャパシタの作成； 電極の作成；ヤシガラ系の粉末活性炭（比表面積１７０
０ｍ2 ／ｇ、平均粒径１０μｍ、水蒸気賦活品）８０重
量部、アセチレンブラック１０重量部、及びポリテトラ
フルオロエチレン１０重量部の混合物を水で混練したの
ち、５０ｋｇｆ／ｃｍ2 の圧力で加圧成型して、厚さ
０．５ｍｍの板状体とし、これから直径１０ｍｍの円盤
を打抜いた。この円盤を０．１ｔｏｒｒ以下の真空中、
３００℃で３時間保持したのち窒素雰囲気下で放冷し
た。
０ｍ2 ／ｇ、平均粒径１０μｍ、水蒸気賦活品）８０重
量部、アセチレンブラック１０重量部、及びポリテトラ
フルオロエチレン１０重量部の混合物を水で混練したの
ち、５０ｋｇｆ／ｃｍ2 の圧力で加圧成型して、厚さ
０．５ｍｍの板状体とし、これから直径１０ｍｍの円盤
を打抜いた。この円盤を０．１ｔｏｒｒ以下の真空中、
３００℃で３時間保持したのち窒素雰囲気下で放冷し
た。
【００１８】電気二重層キャパシタの組立；上記で作成
した２枚の分極性電極に非水電解液を含浸させた。この
２枚の電極を、間にポリエチレン製のセパレーターを挟
んで、ステンレススチール製のケースに収容し、ケース
をポリプロピレン製のガスケットを介してかしめて、コ
イン型電気二重層キャパシタを作成した。
した２枚の分極性電極に非水電解液を含浸させた。この
２枚の電極を、間にポリエチレン製のセパレーターを挟
んで、ステンレススチール製のケースに収容し、ケース
をポリプロピレン製のガスケットを介してかしめて、コ
イン型電気二重層キャパシタを作成した。
【００１９】
【表１】
Claims (6)
- 【請求項１】 ヘキサフルオロタンタル酸塩を、非水溶
媒に溶解して成ることを特徴とする電気化学キャパシタ
用非水電解液。 - 【請求項２】 ヘキサフルオロタンタル酸塩の四級オニ
ウム塩及び／又はアルカリ金属塩を、非水溶媒に溶解し
て成ることを特徴とする電気化学キャパシタ用非水電解
液。 - 【請求項３】 ヘキサフルオロタンタル酸のテトラアル
キルアンモニウム塩であって、テトラアルキルアンモニ
ウム基の各アルキル基の炭素数が１〜３であるものを、
非水溶媒に溶解して成ることを特徴とする電気化学キャ
パシタ用非水電解液。 - 【請求項４】 ヘキサフルオロタンタル酸のテトラアル
キルアンモニウム塩であって、テトラアルキルアンモニ
ウム基の各アルキル基がそれぞれ独立してメチル基又は
エチル基であるものを、非水溶媒に溶解して成ることを
特徴とする電気化学キャパシタ用非水電解液。 - 【請求項５】 ヘキサフルオロタンタル酸のリチウム塩
を非水溶媒に溶解して成ることを特徴とする電気化学キ
ャパシタ用非水電解液。 - 【請求項６】 請求項１ないし５のいずれかに記載の非
水電解液を用いたことを特徴とする非水電解液電気化学
キャパシタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000149255A JP2001332454A (ja) | 2000-05-22 | 2000-05-22 | 電気化学キャパシタ用非水電解液及びこれを用いた電気化学キャパシタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000149255A JP2001332454A (ja) | 2000-05-22 | 2000-05-22 | 電気化学キャパシタ用非水電解液及びこれを用いた電気化学キャパシタ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001332454A true JP2001332454A (ja) | 2001-11-30 |
Family
ID=18655140
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000149255A Pending JP2001332454A (ja) | 2000-05-22 | 2000-05-22 | 電気化学キャパシタ用非水電解液及びこれを用いた電気化学キャパシタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001332454A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003001623A2 (en) * | 2001-06-22 | 2003-01-03 | Merck Patent Gmbh | Conducting salts comprising niobium or tantalum |
| WO2006066918A2 (en) * | 2004-12-23 | 2006-06-29 | Universitetet I Oslo | Proton conductors |
-
2000
- 2000-05-22 JP JP2000149255A patent/JP2001332454A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003001623A2 (en) * | 2001-06-22 | 2003-01-03 | Merck Patent Gmbh | Conducting salts comprising niobium or tantalum |
| WO2003001623A3 (en) * | 2001-06-22 | 2003-04-10 | Merck Patent Gmbh | Conducting salts comprising niobium or tantalum |
| WO2006066918A2 (en) * | 2004-12-23 | 2006-06-29 | Universitetet I Oslo | Proton conductors |
| WO2006066918A3 (en) * | 2004-12-23 | 2006-09-08 | Uni I Oslo | Proton conductors |
| US8426077B2 (en) | 2004-12-23 | 2013-04-23 | Universitetet I Oslo | Proton conductors |
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