JP2002134369A - 電気二重層コンデンサの電極用活性炭の製造方法および分極性電極 - Google Patents
電気二重層コンデンサの電極用活性炭の製造方法および分極性電極Info
- Publication number
- JP2002134369A JP2002134369A JP2001234941A JP2001234941A JP2002134369A JP 2002134369 A JP2002134369 A JP 2002134369A JP 2001234941 A JP2001234941 A JP 2001234941A JP 2001234941 A JP2001234941 A JP 2001234941A JP 2002134369 A JP2002134369 A JP 2002134369A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- activated carbon
- treatment
- electrode
- electric double
- layer capacitor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 91
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 title claims abstract description 24
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 17
- 238000011282 treatment Methods 0.000 claims abstract description 43
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 31
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 31
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 31
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 claims abstract description 14
- 239000005539 carbonized material Substances 0.000 claims abstract description 13
- 238000006213 oxygenation reaction Methods 0.000 claims abstract description 13
- 230000004913 activation Effects 0.000 claims abstract description 12
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 12
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 7
- 238000011276 addition treatment Methods 0.000 claims description 6
- 229910021469 graphitizable carbon Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims description 5
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 claims description 5
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 3
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 claims description 2
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 claims 1
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 3
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 13
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 13
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 8
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 4
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 3
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 3
- 230000004584 weight gain Effects 0.000 description 3
- 235000019786 weight gain Nutrition 0.000 description 3
- AZQWKYJCGOJGHM-UHFFFAOYSA-N 1,4-benzoquinone Chemical compound O=C1C=CC(=O)C=C1 AZQWKYJCGOJGHM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QIGBRXMKCJKVMJ-UHFFFAOYSA-N Hydroquinone Chemical compound OC1=CC=C(O)C=C1 QIGBRXMKCJKVMJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 238000010000 carbonizing Methods 0.000 description 2
- 239000011231 conductive filler Substances 0.000 description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- -1 etc. Substances 0.000 description 2
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000011302 mesophase pitch Substances 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 238000009987 spinning Methods 0.000 description 2
- 102100021943 C-C motif chemokine 2 Human genes 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102100029777 Eukaryotic translation initiation factor 3 subunit M Human genes 0.000 description 1
- 101000897480 Homo sapiens C-C motif chemokine 2 Proteins 0.000 description 1
- 101001012700 Homo sapiens Eukaryotic translation initiation factor 3 subunit M Proteins 0.000 description 1
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 1
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011300 coal pitch Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000002931 mesocarbon microbead Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011301 petroleum pitch Substances 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 1
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 239000003566 sealing material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
- H01G11/22—Electrodes
- H01G11/30—Electrodes characterised by their material
- H01G11/32—Carbon-based
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/13—Energy storage using capacitors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Working-Up Tar And Pitch (AREA)
- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 電気二重層コンデンサの分極性電極を構成し
た場合，その充電時における膨脹量を低減することが可
能な電極用活性炭を得る。 【解決手段】 電極用活性炭を製造するに当り，個体の
集合物である活性炭用原料に酸素付加処理を施して，そ
れら個体の内部全体に酸素を分散させた酸素付加物を得
る工程と，その酸素付加物に炭化処理を施して炭化材を
得る工程と，その炭化材に賦活処理を施して活性炭を得
る工程とを用いる。
た場合，その充電時における膨脹量を低減することが可
能な電極用活性炭を得る。 【解決手段】 電極用活性炭を製造するに当り，個体の
集合物である活性炭用原料に酸素付加処理を施して，そ
れら個体の内部全体に酸素を分散させた酸素付加物を得
る工程と，その酸素付加物に炭化処理を施して炭化材を
得る工程と，その炭化材に賦活処理を施して活性炭を得
る工程とを用いる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は電気二重層コンデン
サの電極用活性炭の製造方法および分極性電極に関す
る。
サの電極用活性炭の製造方法および分極性電極に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来，この種の製造方法としては，静電
容量の増加を狙い，活性炭用原料として易黒鉛化性炭素
用原料を用い，炭化処理およびＫＯＨを用いたアルカリ
賦活処理を順次行う，といった方法が知られている。
容量の増加を狙い，活性炭用原料として易黒鉛化性炭素
用原料を用い，炭化処理およびＫＯＨを用いたアルカリ
賦活処理を順次行う，といった方法が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら，従来法
による電極用活性炭を用いて分極性電極を構成すると，
その分極性電極の，充電時における膨脹量が大きいた
め，例えば，積層型や巻回型の電気二重層コンデンサに
おいては，ケース内に前記膨脹量に見合う空間を設ける
か，またはその膨脹力を受けるためにケース強度を高め
る，といった手段を講じることが必要となるが，前者の
場合は単位容積当りの静電容量の低下，といった不具合
を招来し，一方，後者の場合はケースコストの上昇，ケ
ース重量の増加等の不具合を招来する。
による電極用活性炭を用いて分極性電極を構成すると，
その分極性電極の，充電時における膨脹量が大きいた
め，例えば，積層型や巻回型の電気二重層コンデンサに
おいては，ケース内に前記膨脹量に見合う空間を設ける
か，またはその膨脹力を受けるためにケース強度を高め
る，といった手段を講じることが必要となるが，前者の
場合は単位容積当りの静電容量の低下，といった不具合
を招来し，一方，後者の場合はケースコストの上昇，ケ
ース重量の増加等の不具合を招来する。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は，分極性電極を
構成した場合，その充電時における膨脹量を低減するこ
とが可能な電極用活性炭を得ることができる前記製造方
法を提供することを目的とする。
構成した場合，その充電時における膨脹量を低減するこ
とが可能な電極用活性炭を得ることができる前記製造方
法を提供することを目的とする。
【０００５】前記目的を達成するため本発明によれば，
個体の集合物である活性炭用原料に酸素付加処理を施し
て，それら個体の内部全体に酸素を分散させた酸素付加
物を得る工程と，その酸素付加物に炭化処理を施して炭
化材を得る工程と，その炭化材に賦活処理を施して活性
炭を得る工程とを用いる，電気二重層コンデンサの電極
用活性炭の製造方法が提供される。
個体の集合物である活性炭用原料に酸素付加処理を施し
て，それら個体の内部全体に酸素を分散させた酸素付加
物を得る工程と，その酸素付加物に炭化処理を施して炭
化材を得る工程と，その炭化材に賦活処理を施して活性
炭を得る工程とを用いる，電気二重層コンデンサの電極
用活性炭の製造方法が提供される。
【０００６】前記のような酸素付加処理を行うと，その
後の炭化処理および賦活処理を経て得られた活性炭を用
いて分極性電極を構成した場合，その分極性電極の，充
電時における膨脹量を低減することができる。
後の炭化処理および賦活処理を経て得られた活性炭を用
いて分極性電極を構成した場合，その分極性電極の，充
電時における膨脹量を低減することができる。
【０００７】また本発明は充電時における膨脹量の小さ
な電気二重層コンデンサ用分極性電極を提供することを
目的とする。
な電気二重層コンデンサ用分極性電極を提供することを
目的とする。
【０００８】前記目的を達成するため本発明によれば，
炭化処理の前に酸素付加処理を行って得られた活性炭を
有し，充電終了時における膨脹率ＥｃがＥｃ≦５０％で
ある，電気二重層コンデンサの分極性電極が提供され
る。
炭化処理の前に酸素付加処理を行って得られた活性炭を
有し，充電終了時における膨脹率ＥｃがＥｃ≦５０％で
ある，電気二重層コンデンサの分極性電極が提供され
る。
【０００９】前記のように構成すると所期の目的を達成
することができる。
することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】図１において，ボタン型電気二重
層コンデンサ１は，ケース２と，そのケース２内に収容
された一対の分極性電極３，４およびそれらの間に挟ま
れたスペーサ５と，ケース２内に充填された電解液とを
有する。ケース２は開口部６を有するＡｌ製器体７およ
びその開口部６を閉鎖するＡｌ製蓋板８よりなり，その
蓋板８の外周部および器体７の内周部間はシール材９に
よりシールされている。各分極性電極３，４は活性炭，
導電フィラおよび結着剤の混合物よりなる。
層コンデンサ１は，ケース２と，そのケース２内に収容
された一対の分極性電極３，４およびそれらの間に挟ま
れたスペーサ５と，ケース２内に充填された電解液とを
有する。ケース２は開口部６を有するＡｌ製器体７およ
びその開口部６を閉鎖するＡｌ製蓋板８よりなり，その
蓋板８の外周部および器体７の内周部間はシール材９に
よりシールされている。各分極性電極３，４は活性炭，
導電フィラおよび結着剤の混合物よりなる。
【００１１】電極用活性炭の製造に当っては，個体の集
合物である活性炭用原料に酸素付加処理を施して，それ
ら個体の内部全体に酸素を分散させた酸素付加物を得る
工程と，その酸素付加物に炭化処理を施して炭化材を得
る工程と，その炭化材に賦活処理を施して活性炭を得る
工程とが用いられる。必要に応じて，炭化処理により得
られた炭化材に粉砕処理が施される。
合物である活性炭用原料に酸素付加処理を施して，それ
ら個体の内部全体に酸素を分散させた酸素付加物を得る
工程と，その酸素付加物に炭化処理を施して炭化材を得
る工程と，その炭化材に賦活処理を施して活性炭を得る
工程とが用いられる。必要に応じて，炭化処理により得
られた炭化材に粉砕処理が施される。
【００１２】前記のような酸素付加処理を行って複数の
個体の内部全体に酸素を分散させると，その後の炭化処
理および賦活処理を経て得られた活性炭を用いて分極性
電極３，４を構成した場合，それら分極性電極３，４の
充電時における膨脹量を低減することができる。
個体の内部全体に酸素を分散させると，その後の炭化処
理および賦活処理を経て得られた活性炭を用いて分極性
電極３，４を構成した場合，それら分極性電極３，４の
充電時における膨脹量を低減することができる。
【００１３】活性炭用原料としては，石油ピッチ，メソ
フェーズピッチ，石炭ピッチ，メソカーボンマイクロビ
ーズ，ポリイミド，ＰＡＮ等の易黒鉛化性炭素用原料よ
りなる粉末，繊維集合物（紡糸による繊維状物の集合物
を含む）等が用いられる。したがって，粉末における個
体は１つの粒子であり，繊維集合物における個体は１本
の繊維および繊維状物の一方である。酸素を拡散させる
ために，これら粒子，繊維および繊維状物の大きさは，
粒子については平均粒径２０μｍ以下，また繊維および
繊維状物については平均直径２０μｍ以下，であること
が望ましい。酸素付加処理は，活性炭用原料を空気中に
て，所定の昇温速度で，所定の温度まで加熱するか，ま
たは所定の温度に達した後，その温度に所定時間保持す
る，といった方法で行われる。
フェーズピッチ，石炭ピッチ，メソカーボンマイクロビ
ーズ，ポリイミド，ＰＡＮ等の易黒鉛化性炭素用原料よ
りなる粉末，繊維集合物（紡糸による繊維状物の集合物
を含む）等が用いられる。したがって，粉末における個
体は１つの粒子であり，繊維集合物における個体は１本
の繊維および繊維状物の一方である。酸素を拡散させる
ために，これら粒子，繊維および繊維状物の大きさは，
粒子については平均粒径２０μｍ以下，また繊維および
繊維状物については平均直径２０μｍ以下，であること
が望ましい。酸素付加処理は，活性炭用原料を空気中に
て，所定の昇温速度で，所定の温度まで加熱するか，ま
たは所定の温度に達した後，その温度に所定時間保持す
る，といった方法で行われる。
【００１４】この場合，活性炭用原料の重量をＷとし，
また酸素付加物の重量，つまりＷ＋酸素量をＸとする
と，酸素付加処理による重量増加率Ｙは，Ｙ＝｛（Ｘ−
Ｗ）／Ｗ｝×１００（％）と表わされ，その重量増加率
Ｙは，２％≦Ｙ≦２０％に設定される。重量増加率Ｙが
Ｙ＜２％では分極性電極の膨脹量抑制効果が不十分であ
り，一方，Ｙ＞２０％では次工程の炭化処理中に炭素が
燃焼して炭化材の収量が減少する。重量増加率Ｙは，好
ましくはＹ≧３．５％である。
また酸素付加物の重量，つまりＷ＋酸素量をＸとする
と，酸素付加処理による重量増加率Ｙは，Ｙ＝｛（Ｘ−
Ｗ）／Ｗ｝×１００（％）と表わされ，その重量増加率
Ｙは，２％≦Ｙ≦２０％に設定される。重量増加率Ｙが
Ｙ＜２％では分極性電極の膨脹量抑制効果が不十分であ
り，一方，Ｙ＞２０％では次工程の炭化処理中に炭素が
燃焼して炭化材の収量が減少する。重量増加率Ｙは，好
ましくはＹ≧３．５％である。
【００１５】前記のような重量増加率Ｙを前記範囲に収
めるべく，酸素付加処理における前記昇温速度Ｖは１℃
／min ≦Ｖ≦２０℃／min に，また加熱温度Ｔ１は２５
０℃≦Ｔ１≦３５０℃に，さらに保持時間（ｈ）ｔ１は
１０-3時間≦ｔ１≦１０時間にそれぞれ設定される。
めるべく，酸素付加処理における前記昇温速度Ｖは１℃
／min ≦Ｖ≦２０℃／min に，また加熱温度Ｔ１は２５
０℃≦Ｔ１≦３５０℃に，さらに保持時間（ｈ）ｔ１は
１０-3時間≦ｔ１≦１０時間にそれぞれ設定される。
【００１６】また酸素付加処理を促進すべく，Ｐ
2 Ｏ5 ，キノン，ヒドロキノン等，またはこれらを主体
とする誘導体等を用いてもよい。
2 Ｏ5 ，キノン，ヒドロキノン等，またはこれらを主体
とする誘導体等を用いてもよい。
【００１７】炭化処理は，この種の製造方法において採
用されている公知の条件に基づいて行われる。即ち，不
活性ガス雰囲気中，加熱温度Ｔ２は６００℃≦Ｔ２≦１
０００℃に，また加熱時間ｔ２は１０-3時間≦ｔ２≦１
０時間にそれぞれ設定される。
用されている公知の条件に基づいて行われる。即ち，不
活性ガス雰囲気中，加熱温度Ｔ２は６００℃≦Ｔ２≦１
０００℃に，また加熱時間ｔ２は１０-3時間≦ｔ２≦１
０時間にそれぞれ設定される。
【００１８】賦活処理としてはＫＯＨを用いたアルカリ
賦活処理が適用され，そのアルカリ賦活処理は，この種
の製造方法において採用されている公知の条件に基づい
て行われる。即ち，不活性ガス雰囲気中，加熱温度Ｔ３
は５００℃≦Ｔ３≦１０００℃に，また加熱時間ｔ３は
１０-3時間≦ｔ３≦１０時間にそれぞれ設定される。
賦活処理が適用され，そのアルカリ賦活処理は，この種
の製造方法において採用されている公知の条件に基づい
て行われる。即ち，不活性ガス雰囲気中，加熱温度Ｔ３
は５００℃≦Ｔ３≦１０００℃に，また加熱時間ｔ３は
１０-3時間≦ｔ３≦１０時間にそれぞれ設定される。
【００１９】以下，具体例について説明する。
【００２０】Ａ．繊維状活性炭の製造 １．酸素付加処理 （ａ）メソフェーズピッチを用い，紡糸を行うことによ
って，平均直径１４μｍの繊維状物よりなる集合物を得
た。（ｂ）その集合物を用い，条件を異にする酸素付加
処理を行うことによって，酸素付加物の例１〜９を得
た。（ｃ）例１〜９について重量増加率Ｙを求めた。
って，平均直径１４μｍの繊維状物よりなる集合物を得
た。（ｂ）その集合物を用い，条件を異にする酸素付加
処理を行うことによって，酸素付加物の例１〜９を得
た。（ｃ）例１〜９について重量増加率Ｙを求めた。
【００２１】表１は，例１〜９に関する酸素付加処理の
条件および重量増加率Ｙを示す。
条件および重量増加率Ｙを示す。
【００２２】
【表１】
【００２３】表１において，保持時間の記載が無い場合
は，炉内温度が加熱温度に達したとき，酸素付加物を処
理炉から直ちに取出したことを意味する。
は，炉内温度が加熱温度に達したとき，酸素付加物を処
理炉から直ちに取出したことを意味する。
【００２４】２．炭化処理 酸素付加物の例１〜９に，窒素気流中，７００℃，１時
間の炭化処理を施し，次いで粉砕処理を行って，それら
例１〜９に対応する易黒鉛化性炭素繊維の例１〜９を得
た。
間の炭化処理を施し，次いで粉砕処理を行って，それら
例１〜９に対応する易黒鉛化性炭素繊維の例１〜９を得
た。
【００２５】例１〜９の真密度は表２の通りである。真
密度については，ブタノールを用いた比重換算法により
評価を行った。
密度については，ブタノールを用いた比重換算法により
評価を行った。
【００２６】
【表２】
【００２７】次に，例１，６，９について，ＴＥＭ−Ｅ
ＤＸの電子線ステップスキャンにより，各炭素繊維の直
径部分における酸素濃度を調べたところ，図２〜４の結
果を得た。
ＤＸの電子線ステップスキャンにより，各炭素繊維の直
径部分における酸素濃度を調べたところ，図２〜４の結
果を得た。
【００２８】図２は例１に関するもので，炭素繊維の外
周部にのみ付加酸素が存在し，それよりも内側には付加
酸素は存在しない。この付加酸素の存在状態は例１を構
成する各炭素繊維について略同じであった。この例１
は，表１の酸素付加処理条件から明らかなように，従来
の不融化処理物に相当する。
周部にのみ付加酸素が存在し，それよりも内側には付加
酸素は存在しない。この付加酸素の存在状態は例１を構
成する各炭素繊維について略同じであった。この例１
は，表１の酸素付加処理条件から明らかなように，従来
の不融化処理物に相当する。
【００２９】図３は例６に，また図４は例９にそれぞれ
関するもので，両例６，９においては炭素繊維の内部全
体に付加酸素が分散していることが判る。図３の例６に
おいては付加酸素量が図４の例９よりも少ないため，中
心部およびその近傍の付加酸素量が外周部のそれに比べ
て少ないが，例９の場合は付加酸素量が多く，それに伴
い付加酸素が炭素繊維の内部に略均一に分散している。
図３の付加酸素分散状態は例６を構成する各炭素繊維に
ついて，また図４の付加酸素分散状態は例９を構成する
各炭素繊維についてそれぞれ略同じであった。これらの
ことから，残りの各例においても付加酸素分散状態は各
例を構成する各炭素繊維について略同じである，と言え
る。
関するもので，両例６，９においては炭素繊維の内部全
体に付加酸素が分散していることが判る。図３の例６に
おいては付加酸素量が図４の例９よりも少ないため，中
心部およびその近傍の付加酸素量が外周部のそれに比べ
て少ないが，例９の場合は付加酸素量が多く，それに伴
い付加酸素が炭素繊維の内部に略均一に分散している。
図３の付加酸素分散状態は例６を構成する各炭素繊維に
ついて，また図４の付加酸素分散状態は例９を構成する
各炭素繊維についてそれぞれ略同じであった。これらの
ことから，残りの各例においても付加酸素分散状態は各
例を構成する各炭素繊維について略同じである，と言え
る。
【００３０】３．アルカリ賦活処理 炭素繊維の例１〜９に，ＫＯＨを用い，窒素気流中にお
いて，４００℃，１時間の１次処理および８００℃，５
時間の２次処理よりなるアルカリ賦活処理を施して，例
１〜９に対応する，平均直径１４μｍの繊維状活性炭の
例１〜９を得た。
いて，４００℃，１時間の１次処理および８００℃，５
時間の２次処理よりなるアルカリ賦活処理を施して，例
１〜９に対応する，平均直径１４μｍの繊維状活性炭の
例１〜９を得た。
【００３１】Ｂ．ボタン型電気二重層コンデンサの製作 繊維状活性炭の例１，カーボンブラック（導電フィラ）
およびＰＴＦＥ（結着剤）を８５．６：９．４：５の重
量比となるように秤量し，次いでその秤量物を混練し，
その後，混練物を用いて圧延を行うことによって，厚さ
１８５μｍの電極シートを製作した。電極シートから直
径２０mmの２枚の分極性電極３，４を切出し，これら２
枚の分極性電極３，４，直径２５mm，厚さ０．３５mmの
ガラス繊維製スペーサ５，電解液等を用いて図１のボタ
ン型電気二重層コンデンサ１を製作した。電解液として
は，２．０Ｍのトリエチルメチルアンモニウム・テトラ
フルオロボーレイト［（Ｃ2 Ｈ5 ）3 ＣＨ3 ＮＢＦ4 ］
のプロピレンカーボネート溶液を用いた。
およびＰＴＦＥ（結着剤）を８５．６：９．４：５の重
量比となるように秤量し，次いでその秤量物を混練し，
その後，混練物を用いて圧延を行うことによって，厚さ
１８５μｍの電極シートを製作した。電極シートから直
径２０mmの２枚の分極性電極３，４を切出し，これら２
枚の分極性電極３，４，直径２５mm，厚さ０．３５mmの
ガラス繊維製スペーサ５，電解液等を用いて図１のボタ
ン型電気二重層コンデンサ１を製作した。電解液として
は，２．０Ｍのトリエチルメチルアンモニウム・テトラ
フルオロボーレイト［（Ｃ2 Ｈ5 ）3 ＣＨ3 ＮＢＦ4 ］
のプロピレンカーボネート溶液を用いた。
【００３２】このように活性炭の例１を用いたボタン型
電気二重層コンデンサを試料１とする。また例１と同様
の繊維長を有する活性炭の例２〜９を用い，前記同様の
方法で，ボタン型電気二重層コンデンサの試料２〜９を
製作した。
電気二重層コンデンサを試料１とする。また例１と同様
の繊維長を有する活性炭の例２〜９を用い，前記同様の
方法で，ボタン型電気二重層コンデンサの試料２〜９を
製作した。
【００３３】Ｃ．活性炭の静電容量密度および分極性電
極の電気抵抗値 前記試料１について，次のような充放電試験を行い，次
いでエネルギ換算法にて活性炭の例１の静電容量密度
（Ｆ／ｇ，Ｆ／ｃｃ）および電気抵抗値を求めた。充放
電試験では，９０分間の充電および９０分間の放電を，
２．７Ｖにて行う，といった方法を採用した。同様の充
放電試験を試料２〜９についても行って，活性炭の例２
〜９の静電容量密度等を求めた。
極の電気抵抗値 前記試料１について，次のような充放電試験を行い，次
いでエネルギ換算法にて活性炭の例１の静電容量密度
（Ｆ／ｇ，Ｆ／ｃｃ）および電気抵抗値を求めた。充放
電試験では，９０分間の充電および９０分間の放電を，
２．７Ｖにて行う，といった方法を採用した。同様の充
放電試験を試料２〜９についても行って，活性炭の例２
〜９の静電容量密度等を求めた。
【００３４】Ｄ．分極性電極の膨脹率Ｅｃの算出 図５に示すように，活性炭の例１を用いた，前記同様の
２枚の分極性電極３，４間に縦４０mm，横４０mm，厚さ
０．２４mmの不織布製スペーサ５を介在させた積層体１
０を試料１とし，これをＡｌ製液槽１１の内底面上に設
置した。液槽１１内に，前記同様の電解液１２を注入
し，次いで加圧体１３の銅製鉛直部１４下端面を上側の
分極性電極３の上面に載置し，さらに鉛直部１４および
液槽１１を接続線１５，１６を介して充放電回路１７に
接続した。両分極性電極３，４に対する加圧体１３の荷
重を３kgに設定した状態において，充放電回路１７を用
い，定電流５ｍＡ，定電圧２．７Ｖにて２時間充電，そ
れに次ぐ定電流５ｍＡにて放電，といった充放電を繰返
して行い，充電時における両分極性電極３，４の厚さ方
向における最大膨脹量，つまり積層体１０の最大厚さを
加圧体１３の変位量としてレーザ変位計を用いて測定し
た。そして，積層体１０の充電前の厚さをＴａとし，一
方，積層体１０の充電終了時の体積をＴｂとしたとき，
分極性電極の膨脹率ＥｃをＥｃ＝｛（Ｔｂ−Ｔａ）／Ｔ
ａ｝×１００（％）として算出した。
２枚の分極性電極３，４間に縦４０mm，横４０mm，厚さ
０．２４mmの不織布製スペーサ５を介在させた積層体１
０を試料１とし，これをＡｌ製液槽１１の内底面上に設
置した。液槽１１内に，前記同様の電解液１２を注入
し，次いで加圧体１３の銅製鉛直部１４下端面を上側の
分極性電極３の上面に載置し，さらに鉛直部１４および
液槽１１を接続線１５，１６を介して充放電回路１７に
接続した。両分極性電極３，４に対する加圧体１３の荷
重を３kgに設定した状態において，充放電回路１７を用
い，定電流５ｍＡ，定電圧２．７Ｖにて２時間充電，そ
れに次ぐ定電流５ｍＡにて放電，といった充放電を繰返
して行い，充電時における両分極性電極３，４の厚さ方
向における最大膨脹量，つまり積層体１０の最大厚さを
加圧体１３の変位量としてレーザ変位計を用いて測定し
た。そして，積層体１０の充電前の厚さをＴａとし，一
方，積層体１０の充電終了時の体積をＴｂとしたとき，
分極性電極の膨脹率ＥｃをＥｃ＝｛（Ｔｂ−Ｔａ）／Ｔ
ａ｝×１００（％）として算出した。
【００３５】同様の測定を，活性炭の例２〜９を用いた
分極性電極３，４を持つ積層体１０の試料２〜９につい
て行った。
分極性電極３，４を持つ積層体１０の試料２〜９につい
て行った。
【００３６】Ｅ．考察 表３は，試料（ボタン型電気二重層コンデンサ１および
積層体１０を含む）１〜９に関する電極密度，単位重量
当りの活性炭の静電容量密度（Ｆ／ｇ），単位体積当り
の静電容量密度（Ｆ／ｃｃ）および分極性電極の膨脹率
Ｅｃを示す。表３には，便宜上，表１の酸素付加物にお
ける重量増加率Ｙも掲載した。
積層体１０を含む）１〜９に関する電極密度，単位重量
当りの活性炭の静電容量密度（Ｆ／ｇ），単位体積当り
の静電容量密度（Ｆ／ｃｃ）および分極性電極の膨脹率
Ｅｃを示す。表３には，便宜上，表１の酸素付加物にお
ける重量増加率Ｙも掲載した。
【００３７】
【表３】
【００３８】図６は，試料１〜９に関する酸素付加物の
重量増加率Ｙと，分極性電極の膨脹率Ｅｃとの関係を表
３に基づいてグラフ化したものである。図中，（１）〜
（９）は，試料１〜９にそれぞれ対応する。
重量増加率Ｙと，分極性電極の膨脹率Ｅｃとの関係を表
３に基づいてグラフ化したものである。図中，（１）〜
（９）は，試料１〜９にそれぞれ対応する。
【００３９】図６から明らかなように，酸素付加物の重
量増加率Ｙを増加させると，分極性電極３，４の膨脹率
Ｅｃが減少する。この場合，試料１の如く，酸素付加物
の重量増加率ＹがＹ＝１．０％では，分極性電極３，４
の膨脹率Ｅｃが５０％を超える。
量増加率Ｙを増加させると，分極性電極３，４の膨脹率
Ｅｃが減少する。この場合，試料１の如く，酸素付加物
の重量増加率ＹがＹ＝１．０％では，分極性電極３，４
の膨脹率Ｅｃが５０％を超える。
【００４０】
【発明の効果】請求項１，３記載の発明によれば，前記
のような手段を採用することによって，分極性電極を構
成した場合，その充電時における膨脹量を低減し得る活
性炭を得ることが可能な，電気二重層コンデンサの電極
用活性炭の製造方法を提供することができる。
のような手段を採用することによって，分極性電極を構
成した場合，その充電時における膨脹量を低減し得る活
性炭を得ることが可能な，電気二重層コンデンサの電極
用活性炭の製造方法を提供することができる。
【００４１】請求項２，４，５記載の発明によれば，前
記のような手段を採用することによって，分極性電極を
構成した場合，その充電時における膨脹量を一層確実に
低減し得る活性炭を得ることが可能な，電気二重層コン
デンサの電極用活性炭の製造方法を提供することができ
る。
記のような手段を採用することによって，分極性電極を
構成した場合，その充電時における膨脹量を一層確実に
低減し得る活性炭を得ることが可能な，電気二重層コン
デンサの電極用活性炭の製造方法を提供することができ
る。
【００４２】請求項６記載の発明によれば，充電時にお
ける膨脹量の小さな電気二重層コンデンサ用分極性電極
を提供することができる。
ける膨脹量の小さな電気二重層コンデンサ用分極性電極
を提供することができる。
【図１】ボタン型電気二重層コンデンサの要部破断正面
図である。
図である。
【図２】炭素繊維の一例における酸素濃度を示すグラフ
である。
である。
【図３】炭素繊維の他例における酸素濃度を示すグラフ
である。
である。
【図４】炭素繊維のさらに他例における酸素濃度を示す
グラフである。
グラフである。
【図５】分極性電極の膨脹率測定装置の概略図である。
【図６】酸素付加物の重量増加率Ｙと，分極性電極の膨
脹率Ｅｃとの関係を示すグラフである。
脹率Ｅｃとの関係を示すグラフである。
１……………ボタン型電気二重層コンデンサ ３，４………分極性電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤野 健 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 小山 茂樹 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 野口 実 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 佐藤 健児 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 西村 修志 岡山県備前市鶴海4342 クラレケミカル株 式会社内 (72)発明者 前田 崇志 茨城県鹿島郡神栖町東和田４番地 株式会 社ペトカ内 (72)発明者 河淵 祐二 茨城県鹿島郡神栖町東和田４番地 株式会 社ペトカ内 (72)発明者 芳賀 隆宏 茨城県鹿島郡神栖町東和田４番地 株式会 社ペトカ内 Ｆターム(参考） 4G046 HA07 HB02 HB03 HC03 HC11 4H058 DA13 EA05 EA09 EA12 EA17 EA33 EA34 EA37 FA03 FA06 FA40 GA16 GA17 HA02 HA13 HA30
Claims (6)
- 【請求項１】 個体の集合物である活性炭用原料に酸素
付加処理を施して，それら個体の内部全体に酸素を分散
させた酸素付加物を得る工程と，その酸素付加物に炭化
処理を施して炭化材を得る工程と，その炭化材に賦活処
理を施して活性炭を得る工程とを用いることを特徴とす
る電気二重層コンデンサの電極用活性炭の製造方法。 - 【請求項２】 前記活性炭用原料の重量をＷとし，また
前記酸素付加物の重量をＸとすると，前記酸素付加処理
による重量増加率Ｙは２％≦Ｙ≦２０％である，請求項
１記載の電気二重層コンデンサの電極用活性炭の製造方
法。 - 【請求項３】 個体の集合物である易黒鉛化性炭素用原
料に酸素付加処理を施して，それら個体の内部全体に酸
素を分散させた酸素付加物を得る工程と，その酸素付加
物に炭化処理を施して炭化材を得る工程と，その炭化材
にアルカリ賦活処理を施して活性炭を得る工程とを用い
ることを特徴とする電気二重層コンデンサの電極用活性
炭の製造方法。 - 【請求項４】 前記易黒鉛化性炭素用原料の重量をＷと
し，また前記酸素付加物の重量をＸとすると，前記酸素
付加処理による重量増加率ＹはＹ≧３．５％である，請
求項３記載の電気二重層コンデンサの電極用活性炭の製
造方法。 - 【請求項５】 前記易黒鉛化性炭素用原料における前記
個体は繊維および繊維状物の一方であり，前記炭化処理
後粉砕処理を行う，請求項３または４記載の電気二重層
コンデンサの電極用活性炭の製造方法。 - 【請求項６】 炭化処理の前に酸素付加処理を行って得
られた活性炭を有し，充電終了時における膨脹率Ｅｃが
Ｅｃ≦５０％であることを特徴とする電気二重層コンデ
ンサの分極性電極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001234941A JP2002134369A (ja) | 2000-08-02 | 2001-08-02 | 電気二重層コンデンサの電極用活性炭の製造方法および分極性電極 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000234674 | 2000-08-02 | ||
| JP2000-234674 | 2000-08-02 | ||
| JP2001234941A JP2002134369A (ja) | 2000-08-02 | 2001-08-02 | 電気二重層コンデンサの電極用活性炭の製造方法および分極性電極 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002134369A true JP2002134369A (ja) | 2002-05-10 |
Family
ID=26597242
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001234941A Pending JP2002134369A (ja) | 2000-08-02 | 2001-08-02 | 電気二重層コンデンサの電極用活性炭の製造方法および分極性電極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002134369A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7068494B2 (en) | 2004-06-15 | 2006-06-27 | Honda Motor Co., Ltd. | Electric double layer capacitor |
| US7224574B2 (en) | 2005-03-18 | 2007-05-29 | Honda Motor Co., Ltd. | Electric double layer capacitor |
| US7310219B2 (en) | 2003-05-09 | 2007-12-18 | Tdk Corporation | Electrochemical capacitor |
| US7436651B2 (en) | 2005-06-30 | 2008-10-14 | Mitsubishi Chemical Corporation | Electric double layer capacitor and electrolytic solution therefor |
| US7457101B2 (en) | 2005-09-08 | 2008-11-25 | Honda Motor Co., Ltd. | Electric double layer capacitor |
| WO2011081086A1 (ja) | 2009-12-28 | 2011-07-07 | Ｊｘ日鉱日石エネルギー株式会社 | 電気二重層キャパシタ電極用活性炭およびその製造方法 |
| WO2011122309A1 (ja) | 2010-03-30 | 2011-10-06 | Ｊｘ日鉱日石エネルギー株式会社 | 電気二重層キャパシタ電極用活性炭およびその製造方法 |
-
2001
- 2001-08-02 JP JP2001234941A patent/JP2002134369A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7310219B2 (en) | 2003-05-09 | 2007-12-18 | Tdk Corporation | Electrochemical capacitor |
| US7068494B2 (en) | 2004-06-15 | 2006-06-27 | Honda Motor Co., Ltd. | Electric double layer capacitor |
| US7224574B2 (en) | 2005-03-18 | 2007-05-29 | Honda Motor Co., Ltd. | Electric double layer capacitor |
| US7436651B2 (en) | 2005-06-30 | 2008-10-14 | Mitsubishi Chemical Corporation | Electric double layer capacitor and electrolytic solution therefor |
| US7457101B2 (en) | 2005-09-08 | 2008-11-25 | Honda Motor Co., Ltd. | Electric double layer capacitor |
| WO2011081086A1 (ja) | 2009-12-28 | 2011-07-07 | Ｊｘ日鉱日石エネルギー株式会社 | 電気二重層キャパシタ電極用活性炭およびその製造方法 |
| JP2011136856A (ja) * | 2009-12-28 | 2011-07-14 | Jx Nippon Oil & Energy Corp | 電気二重層キャパシタ電極用活性炭およびその製造方法 |
| US8993478B2 (en) | 2009-12-28 | 2015-03-31 | Jx Nippon Oil & Energy Corporation | Activated carbon for electric double layer capacitor electrode and method for producing the activated carbon |
| WO2011122309A1 (ja) | 2010-03-30 | 2011-10-06 | Ｊｘ日鉱日石エネルギー株式会社 | 電気二重層キャパシタ電極用活性炭およびその製造方法 |
| US8858654B2 (en) | 2010-03-30 | 2014-10-14 | Jx Nippon Oil & Energy Corporation | Activated carbon for electric double layer capacitor electrode and method for producing the activated carbon |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7273597B2 (en) | Carbon material and method of making same | |
| US6103373A (en) | Carbon fiber material and electrode materials and method of manufacture therefor | |
| EP1655267B1 (en) | Carbons useful in energy storage devices | |
| US7532454B2 (en) | Method for making an electrode, resulting electrode and supercapacitor including same | |
| US6310762B1 (en) | Carbon material for electric double layer capacitor, method of producing same, electric double layer capacitor and method of fabricating same | |
| US6547990B2 (en) | Process for producing activated carbon material, and electric double layer capacitor employing the same | |
| US20070183958A1 (en) | Process for producing activated carbon for electrode of electric double-layer capacitor | |
| JP4092344B2 (ja) | 電気二重層キャパシタ電極用炭素材の原料油組成物 | |
| EP2418664A1 (en) | Carbon material for electric double layer capacitor electrode and method for producing same | |
| JP2001118753A (ja) | 電気二重層キャパシタ用活性炭およびその製造方法 | |
| JP3715251B2 (ja) | 電気二重層キャパシタの電極用活性炭の製造方法および炭素原料 | |
| US20070238612A1 (en) | Alkali-activated carbon for electric double layer capacitor electrode | |
| JP2002015958A (ja) | 電気二重層コンデンサの電極用活性炭の製造方法 | |
| JP5411429B2 (ja) | 炭素材料の製造方法 | |
| JP2002134369A (ja) | 電気二重層コンデンサの電極用活性炭の製造方法および分極性電極 | |
| US20020057549A1 (en) | Activated carbon for electrode of electric double-layer capacitor | |
| US7088570B2 (en) | Carbonized product used for production of activated carbon for electrode of electric double-layer capacitor | |
| JP4313547B2 (ja) | 電気二重層コンデンサー用炭素材料の製造方法 | |
| JPH11135380A (ja) | 電気二重層キャパシタ用活性炭及びその製造方法 | |
| JPH0883736A (ja) | 電気二重層コンデンサー用活性炭電極の製造方法及び活性炭電極 | |
| JPH10172870A (ja) | 電気二重層コンデンサ | |
| JP3986938B2 (ja) | 電気二重層キャパシタの電極用活性炭の製造に用いられる炭素化物の製造方法および炭素化物用有機物 | |
| JP2006278364A (ja) | 電気二重層キャパシタ用分極性電極および電気二重層キャパシタ | |
| US20220081299A1 (en) | Monolithic and fractal carbon foams and methods of preparing and using same | |
| JP3793398B2 (ja) | 電気二重層コンデンサの電極用活性炭 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20040421 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20040421 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040603 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040707 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040906 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050824 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20051025 |
|
| A911 | Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20051108 |
|
| A912 | Removal of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912 Effective date: 20060915 |