JP2002158145A - 電気二重層キャパシタ及びそのための電解液 - Google Patents
電気二重層キャパシタ及びそのための電解液Info
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- JP2002158145A JP2002158145A JP2000353341A JP2000353341A JP2002158145A JP 2002158145 A JP2002158145 A JP 2002158145A JP 2000353341 A JP2000353341 A JP 2000353341A JP 2000353341 A JP2000353341 A JP 2000353341A JP 2002158145 A JP2002158145 A JP 2002158145A
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E60/13—Energy storage using capacitors
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- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】低抵抗の溶媒を電解液の溶媒とすることによ
り、出力の高い電気二重層キャパシタを提供する。 【解決手段】炭素材料を主成分とする電極と、該電極と
の界面に電気二重層を形成する電解液と、を有する電気
二重層キャパシタにおいて、前記電解液として、ＣＨ3
ＳＦ5、Ｃ6Ｈ5ＳＦ5等の−ＳＦ5基を有する有機溶媒に
第４級オニウム塩等からなる溶質を溶解した溶液を使用
する。
り、出力の高い電気二重層キャパシタを提供する。 【解決手段】炭素材料を主成分とする電極と、該電極と
の界面に電気二重層を形成する電解液と、を有する電気
二重層キャパシタにおいて、前記電解液として、ＣＨ3
ＳＦ5、Ｃ6Ｈ5ＳＦ5等の−ＳＦ5基を有する有機溶媒に
第４級オニウム塩等からなる溶質を溶解した溶液を使用
する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は電気二重層キャパシ
タ及びそのための電解液に関する。
タ及びそのための電解液に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の電気二重層キャパシタの形状とし
ては、集電体上に形成した活性炭を主体とする一対の分
極性電極の間にセパレータを挟んだ素子を、電解液とと
もに金属ケースに収容し、ガスケットを介して金属蓋に
よって密封したコイン型、又は一対のシート状分極性電
極の間にセパレータを介して巻回してなる素子を電解液
とともに金属ケース中に収容し、ケースの開口部から電
解液が蒸発しないように封口した巻回型のものがある。
ては、集電体上に形成した活性炭を主体とする一対の分
極性電極の間にセパレータを挟んだ素子を、電解液とと
もに金属ケースに収容し、ガスケットを介して金属蓋に
よって密封したコイン型、又は一対のシート状分極性電
極の間にセパレータを介して巻回してなる素子を電解液
とともに金属ケース中に収容し、ケースの開口部から電
解液が蒸発しないように封口した巻回型のものがある。
【０００３】また、大電流大容量向けとして、多数のシ
ート状分極性電極を、間にセパレータを介して積層して
なる素子が組み込まれた積層型の電気二重層キャパシタ
も提案されている（特開平４−１５４１０６、特開平３
−２０３３１１、特開平４−２８６１０８）。すなわ
ち、矩形に成形されたシート状分極性電極を正極及び負
極とし、間にセパレータを介して交互に積層して素子と
し、正極及び負極それぞれの端部に正極リード部材及び
負極リード部材をかしめにより接続した状態でケース中
に収容し、素子に電解液を含浸して蓋で密閉している。
ート状分極性電極を、間にセパレータを介して積層して
なる素子が組み込まれた積層型の電気二重層キャパシタ
も提案されている（特開平４−１５４１０６、特開平３
−２０３３１１、特開平４−２８６１０８）。すなわ
ち、矩形に成形されたシート状分極性電極を正極及び負
極とし、間にセパレータを介して交互に積層して素子と
し、正極及び負極それぞれの端部に正極リード部材及び
負極リード部材をかしめにより接続した状態でケース中
に収容し、素子に電解液を含浸して蓋で密閉している。
【０００４】従来の電気二重層キャパシタの電解液に
は、硫酸等の鉱酸、アルカリ金属塩又はアルカリを含む
水系電解液の他、各種非水系電解液が用いられている。
非水系電解液の溶媒には、プロピレンカーボネート、γ
−ブチロラクトン、アセトニトリル、Ｎ，Ｎ−ジメチル
ホルムアミド（特開昭４９−６８２５４）や、スルホラ
ン誘導体等（特開昭６２−２３７７１５）が知られてい
る。
は、硫酸等の鉱酸、アルカリ金属塩又はアルカリを含む
水系電解液の他、各種非水系電解液が用いられている。
非水系電解液の溶媒には、プロピレンカーボネート、γ
−ブチロラクトン、アセトニトリル、Ｎ，Ｎ−ジメチル
ホルムアミド（特開昭４９−６８２５４）や、スルホラ
ン誘導体等（特開昭６２−２３７７１５）が知られてい
る。
【０００５】耐電圧を比較すると水系電解液は０．８Ｖ
に対し、非水系電解液は２．５〜３．３Ｖであり、キャ
パシタの静電エネルギーは耐電圧の２乗に比例するの
で、静電エネルギーの点では非水系電解液の方が有利で
ある。しかし、高出力の電気二重層キャパシタを得るた
めには、非水系電解液の抵抗を低くすることが必要とさ
れている。
に対し、非水系電解液は２．５〜３．３Ｖであり、キャ
パシタの静電エネルギーは耐電圧の２乗に比例するの
で、静電エネルギーの点では非水系電解液の方が有利で
ある。しかし、高出力の電気二重層キャパシタを得るた
めには、非水系電解液の抵抗を低くすることが必要とさ
れている。
【０００６】また、電気二重層キャパシタ等のセルに
は、通常安全弁が組込まれており、セル内が高圧になっ
たときは安全弁が作動して危険を防止する構造とされて
いる。しかしこの場合セルが開放状態となるので、非水
電解液の場合毒性の低い溶媒を使用する必要がある。ま
た、電気二重層キャパシタ製造時の取扱いにおいても、
使用後の電気二重層キャパシタの廃棄処理の場合でも毒
性が低いことが望まれる。すなわち、実際に電解液の溶
媒として使用するには、単に抵抗が低いだけでは充分で
はなく、従来使用されている電解液同様に毒性が低くな
ければならない。
は、通常安全弁が組込まれており、セル内が高圧になっ
たときは安全弁が作動して危険を防止する構造とされて
いる。しかしこの場合セルが開放状態となるので、非水
電解液の場合毒性の低い溶媒を使用する必要がある。ま
た、電気二重層キャパシタ製造時の取扱いにおいても、
使用後の電気二重層キャパシタの廃棄処理の場合でも毒
性が低いことが望まれる。すなわち、実際に電解液の溶
媒として使用するには、単に抵抗が低いだけでは充分で
はなく、従来使用されている電解液同様に毒性が低くな
ければならない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、低抵
抗かつ毒性の低い有機溶媒を電解液に使用することによ
り、高出力で取扱いやすい電気二重層キャパシタを提供
することを目的とする。
抗かつ毒性の低い有機溶媒を電解液に使用することによ
り、高出力で取扱いやすい電気二重層キャパシタを提供
することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、炭素材料を主
成分とする電極と、該電極との界面に電気二重層を形成
する電解液と、を有する電気二重層キャパシタにおい
て、前記電解液には、−ＳＦ5基を有する有機溶媒が含
まれることを特徴とする電気二重層キャパシタ及びその
ための電解液を提供する。
成分とする電極と、該電極との界面に電気二重層を形成
する電解液と、を有する電気二重層キャパシタにおい
て、前記電解液には、−ＳＦ5基を有する有機溶媒が含
まれることを特徴とする電気二重層キャパシタ及びその
ための電解液を提供する。
【０００９】本発明の電気二重層キャパシタの電解液に
使用される−ＳＦ5基を有する有機溶媒は、誘電率が高
くて溶質を高い濃度で溶解できる非水溶媒のなかでは低
抵抗で毒性が低く、かつ電気化学的にも安定な溶媒であ
る。
使用される−ＳＦ5基を有する有機溶媒は、誘電率が高
くて溶質を高い濃度で溶解できる非水溶媒のなかでは低
抵抗で毒性が低く、かつ電気化学的にも安定な溶媒であ
る。
【００１０】−ＳＦ5基を有する有機溶媒のなかでも、
特に−ＳＦ5基を有する炭素数１〜１０のアルカン又は
−ＳＦ5基を有する炭素数６〜１２の芳香族炭化水素が
好ましい。これらの溶媒は、融点が低く、溶質を溶解し
た溶液としてしての粘度が低い点で好ましい。具体的に
は−ＳＦ5基を有する炭素数１〜１０のアルカンとして
はＣＨ3ＳＦ5、−ＳＦ5基を有する炭素数６〜１２の芳
香族炭化水素としてはＣ6Ｈ5ＳＦ5が特に好ましい。な
お、Ｃ6Ｈ5−はフェニル基を示す。
特に−ＳＦ5基を有する炭素数１〜１０のアルカン又は
−ＳＦ5基を有する炭素数６〜１２の芳香族炭化水素が
好ましい。これらの溶媒は、融点が低く、溶質を溶解し
た溶液としてしての粘度が低い点で好ましい。具体的に
は−ＳＦ5基を有する炭素数１〜１０のアルカンとして
はＣＨ3ＳＦ5、−ＳＦ5基を有する炭素数６〜１２の芳
香族炭化水素としてはＣ6Ｈ5ＳＦ5が特に好ましい。な
お、Ｃ6Ｈ5−はフェニル基を示す。
【００１１】−ＳＦ5基を有する有機溶媒は、単独で使
用しても複数の種類のものを混合して使用してもよい。
また、溶質の濃度を高める目的等で従来より使用されて
いる電解液の溶媒と混合して用いてもよい。この場合、
混合する溶媒としては、プロピレンカーボネート、ブチ
レンカーボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチ
ルカーボネート等のカーボネート類、γ−ブチロラクト
ン等のラクトン類、スルホラン、メチルスルホラン等の
スルホラン類、アセトニトリル等が挙げられる。これら
の有機溶媒と混合する場合、電解液を低抵抗に保つため
に、電解液中の全溶媒の質量に対し−ＳＦ5基を有する
有機溶媒は５％以上、特に２０％以上含まれることが好
ましい。
用しても複数の種類のものを混合して使用してもよい。
また、溶質の濃度を高める目的等で従来より使用されて
いる電解液の溶媒と混合して用いてもよい。この場合、
混合する溶媒としては、プロピレンカーボネート、ブチ
レンカーボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチ
ルカーボネート等のカーボネート類、γ−ブチロラクト
ン等のラクトン類、スルホラン、メチルスルホラン等の
スルホラン類、アセトニトリル等が挙げられる。これら
の有機溶媒と混合する場合、電解液を低抵抗に保つため
に、電解液中の全溶媒の質量に対し−ＳＦ5基を有する
有機溶媒は５％以上、特に２０％以上含まれることが好
ましい。
【００１２】また、本発明の電気二重層キャパシタの電
解液に使用される溶質は、第４級オニウム塩であること
が好ましい。第４級オニウム塩のなかでも、Ｒ1Ｒ2Ｒ3
Ｒ4Ｎ +又はＲ1Ｒ2Ｒ3Ｒ4Ｐ+で表されるカチオンとＢＦ4
-、ＰＦ6 -、Ｃｌ-、ＣＦ3ＳＯ 3 -、ＡｓＦ6 -、Ｎ（ＳＯ2
ＣＦ3）2 -、ＮＯ3 -、ＣｌＯ4 -、Ｂｒ-及びＩ-からなる
群から選ばれるアニオンとからなる第４級オニウム塩が
好ましい。ここで、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3及びＲ4はそれぞれ独
立に１価の有機基であるが、特に炭素数１〜４のアルキ
ル基であることが好ましい。また、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3及び
Ｒ4はすべて同じであってもよいが、２種以上のアルキ
ル基からなることが好ましい。
解液に使用される溶質は、第４級オニウム塩であること
が好ましい。第４級オニウム塩のなかでも、Ｒ1Ｒ2Ｒ3
Ｒ4Ｎ +又はＲ1Ｒ2Ｒ3Ｒ4Ｐ+で表されるカチオンとＢＦ4
-、ＰＦ6 -、Ｃｌ-、ＣＦ3ＳＯ 3 -、ＡｓＦ6 -、Ｎ（ＳＯ2
ＣＦ3）2 -、ＮＯ3 -、ＣｌＯ4 -、Ｂｒ-及びＩ-からなる
群から選ばれるアニオンとからなる第４級オニウム塩が
好ましい。ここで、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3及びＲ4はそれぞれ独
立に１価の有機基であるが、特に炭素数１〜４のアルキ
ル基であることが好ましい。また、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3及び
Ｒ4はすべて同じであってもよいが、２種以上のアルキ
ル基からなることが好ましい。
【００１３】Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3及びＲ4が２種以上のアルキ
ル基からなるカチオンを有する第４級オニウム塩は、Ｒ
1、Ｒ2、Ｒ3及びＲ4がすべて同じであるカチオンを有す
る第４級オニウム塩に比べて、本発明に使用する溶媒に
対する溶解度が大きく、電解液中の溶質の濃度を高濃度
にできる。溶質を高濃度化することによって電解液の電
気伝導度がより高くなるので好ましい。
ル基からなるカチオンを有する第４級オニウム塩は、Ｒ
1、Ｒ2、Ｒ3及びＲ4がすべて同じであるカチオンを有す
る第４級オニウム塩に比べて、本発明に使用する溶媒に
対する溶解度が大きく、電解液中の溶質の濃度を高濃度
にできる。溶質を高濃度化することによって電解液の電
気伝導度がより高くなるので好ましい。
【００１４】具体的に本発明において好ましい第４級オ
ニウム塩のカチオンを例示すれば、（Ｃ2Ｈ5）3（Ｃ
Ｈ3）Ｎ+、（Ｃ2Ｈ5）2（ＣＨ3）2Ｎ+、（Ｃ2Ｈ5）（Ｃ
Ｈ3）3Ｎ+、（Ｃ3Ｈ7）3（ＣＨ3）Ｎ+、（Ｃ3Ｈ7）
2（ＣＨ3）2Ｎ+、（Ｃ3Ｈ7）（ＣＨ 3）3Ｎ+、（Ｃ
3Ｈ7）3（Ｃ2Ｈ5）Ｎ+、（Ｃ3Ｈ7）2（Ｃ2Ｈ5）2Ｎ+、
（Ｃ3Ｈ7）（Ｃ2Ｈ5）3Ｎ+、（Ｃ2Ｈ5）3（ＣＨ3）
Ｐ+、（Ｃ2Ｈ5）2（ＣＨ3）2Ｐ+、（Ｃ2Ｈ5）（ＣＨ3）
3Ｐ+等が挙げられる。
ニウム塩のカチオンを例示すれば、（Ｃ2Ｈ5）3（Ｃ
Ｈ3）Ｎ+、（Ｃ2Ｈ5）2（ＣＨ3）2Ｎ+、（Ｃ2Ｈ5）（Ｃ
Ｈ3）3Ｎ+、（Ｃ3Ｈ7）3（ＣＨ3）Ｎ+、（Ｃ3Ｈ7）
2（ＣＨ3）2Ｎ+、（Ｃ3Ｈ7）（ＣＨ 3）3Ｎ+、（Ｃ
3Ｈ7）3（Ｃ2Ｈ5）Ｎ+、（Ｃ3Ｈ7）2（Ｃ2Ｈ5）2Ｎ+、
（Ｃ3Ｈ7）（Ｃ2Ｈ5）3Ｎ+、（Ｃ2Ｈ5）3（ＣＨ3）
Ｐ+、（Ｃ2Ｈ5）2（ＣＨ3）2Ｐ+、（Ｃ2Ｈ5）（ＣＨ3）
3Ｐ+等が挙げられる。
【００１５】ここで、Ｃ3Ｈ7は独立にｎ−プロピル基で
もイソプロピル基でもよく、Ｃ4Ｈ9は独立にｎ−ブチル
基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチ
ル基のいずれであってもよい。また、（ｎ−Ｃ3Ｈ7）3
（ｉ−Ｃ3Ｈ7）Ｎ+等も使用できる。さらに、例えば
（Ｃ3Ｈ7）3（ＣＨ3）Ｎ+は（ｎ−Ｃ3Ｈ7）3（ＣＨ3）
Ｎ+でも（ｎ−Ｃ3Ｈ7）2（ｉ−Ｃ3Ｈ7）（ＣＨ3）Ｎ+で
も（ｎ−Ｃ3Ｈ7）（ｉ−Ｃ3Ｈ7）2（ＣＨ3）Ｎ+でも
（ｉ−Ｃ3Ｈ7）3（ＣＨ3）Ｎ+でもよく、他のブチル基
又はプロピル基を２以上有するカチオンについても同様
とする。
もイソプロピル基でもよく、Ｃ4Ｈ9は独立にｎ−ブチル
基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチ
ル基のいずれであってもよい。また、（ｎ−Ｃ3Ｈ7）3
（ｉ−Ｃ3Ｈ7）Ｎ+等も使用できる。さらに、例えば
（Ｃ3Ｈ7）3（ＣＨ3）Ｎ+は（ｎ−Ｃ3Ｈ7）3（ＣＨ3）
Ｎ+でも（ｎ−Ｃ3Ｈ7）2（ｉ−Ｃ3Ｈ7）（ＣＨ3）Ｎ+で
も（ｎ−Ｃ3Ｈ7）（ｉ−Ｃ3Ｈ7）2（ＣＨ3）Ｎ+でも
（ｉ−Ｃ3Ｈ7）3（ＣＨ3）Ｎ+でもよく、他のブチル基
又はプロピル基を２以上有するカチオンについても同様
とする。
【００１６】電解液の溶質としては、溶媒に対する溶解
度、溶液の電気伝導度及び電気化学的安定性等の点で、
特に（Ｃ2Ｈ5）3（ＣＨ3）ＮＢＦ4が好ましい。電解液
の電気伝導度を高めるためには、溶質の濃度が高い方が
好ましいが、濃度が高すぎると粘度が高くて取り扱いに
くくなるので、溶質の濃度は１．０〜２．０モル／Ｌと
するのが好ましく、１．２〜１．８モル／Ｌとするとさ
らに好ましい。
度、溶液の電気伝導度及び電気化学的安定性等の点で、
特に（Ｃ2Ｈ5）3（ＣＨ3）ＮＢＦ4が好ましい。電解液
の電気伝導度を高めるためには、溶質の濃度が高い方が
好ましいが、濃度が高すぎると粘度が高くて取り扱いに
くくなるので、溶質の濃度は１．０〜２．０モル／Ｌと
するのが好ましく、１．２〜１．８モル／Ｌとするとさ
らに好ましい。
【００１７】本発明の電気二重層キャパシタに使用され
る電極は、炭素材料を主成分とする。該炭素材料として
は比表面積が５００〜３０００ｍ2／ｇ、さらには７０
０〜２０００ｍ2／ｇであることが好ましく、具体的に
は活性炭、カーボンブラック、ポリアセン等が挙げられ
る。特に、高導電性のカーボンブラックを導電材として
用い、活性炭と混合して用いることが好ましい。この場
合、導電材としてのカーボンブラックは電極中に５〜２
０質量％含まれることが好ましい。５質量％未満では電
極の抵抗の低減効果が少なく、また、通常高導電性カー
ボンブラックは活性炭ほど電気二重層キャパシタの容量
を大きくできないので、含有量を２０質量％以下とする
ことが好ましい。
る電極は、炭素材料を主成分とする。該炭素材料として
は比表面積が５００〜３０００ｍ2／ｇ、さらには７０
０〜２０００ｍ2／ｇであることが好ましく、具体的に
は活性炭、カーボンブラック、ポリアセン等が挙げられ
る。特に、高導電性のカーボンブラックを導電材として
用い、活性炭と混合して用いることが好ましい。この場
合、導電材としてのカーボンブラックは電極中に５〜２
０質量％含まれることが好ましい。５質量％未満では電
極の抵抗の低減効果が少なく、また、通常高導電性カー
ボンブラックは活性炭ほど電気二重層キャパシタの容量
を大きくできないので、含有量を２０質量％以下とする
ことが好ましい。
【００１８】本発明において炭素材料を主成分とする電
極は、電極自体の形状、強度を保つため、ポリテトラフ
ルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン等のバインダを
含んでなることが好ましい。バインダが多すぎると電気
二重層キャパシタの容量が低下し、またバインダが少な
すぎると強度が弱くて電極の形状保持が困難であるた
め、バインダの量は電極中に５〜２０質量％含まれるこ
とが好ましい。
極は、電極自体の形状、強度を保つため、ポリテトラフ
ルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン等のバインダを
含んでなることが好ましい。バインダが多すぎると電気
二重層キャパシタの容量が低下し、またバインダが少な
すぎると強度が弱くて電極の形状保持が困難であるた
め、バインダの量は電極中に５〜２０質量％含まれるこ
とが好ましい。
【００１９】本発明における電極は、例えば炭素材料と
ポリテトラフルオロエチレンとの混合物を混練した後シ
ート状に成形して得られる。このようにして得られた電
極シートは、金属集電体に導電性接着剤を介して接合す
ることが好ましい。ここで金属集電体としてはアルミニ
ウム、ステンレス鋼等の金属の箔が好ましい。２枚の電
極をセパレータを介して対向させ電解液を含浸させてコ
イン型のケースに収容する場合は、ケース及び蓋を金属
製として集電体の機能を持たせてもよい。
ポリテトラフルオロエチレンとの混合物を混練した後シ
ート状に成形して得られる。このようにして得られた電
極シートは、金属集電体に導電性接着剤を介して接合す
ることが好ましい。ここで金属集電体としてはアルミニ
ウム、ステンレス鋼等の金属の箔が好ましい。２枚の電
極をセパレータを介して対向させ電解液を含浸させてコ
イン型のケースに収容する場合は、ケース及び蓋を金属
製として集電体の機能を持たせてもよい。
【００２０】また、ポリフッ化ビニリデン等のバインダ
を溶媒に溶解又は分散させた液に炭素材料を分散させて
スラリーとなし、該スラリーを金属集電体に塗工するこ
とによっても電極を形成できる。
を溶媒に溶解又は分散させた液に炭素材料を分散させて
スラリーとなし、該スラリーを金属集電体に塗工するこ
とによっても電極を形成できる。
【００２１】通常、上記電極を正極と負極の両極に用い
て電気二重層キャパシタを構成するが、正極又は負極の
一方のみを上記電極とし、他方を充放電可能な二次電池
用活物質材料を含む非分極性電極としても電気二重層キ
ャパシタを構成できる。
て電気二重層キャパシタを構成するが、正極又は負極の
一方のみを上記電極とし、他方を充放電可能な二次電池
用活物質材料を含む非分極性電極としても電気二重層キ
ャパシタを構成できる。
【００２２】本発明の電気二重層キャパシタは、正極と
負極との間にセパレータを挟んだ素子を電解液とともに
金属ケースに収容し、ガスケットを介して金属蓋によっ
て密封したコイン型、正極と負極との間にセパレータを
介して巻回してなる素子を電解液とともに金属ケース中
に収容して封口した巻回型、多数のシート状の正極及び
負極を、間にセパレータを介して交互に積層してなる素
子が組み込まれた積層型等いずれの型でも使用できる。
負極との間にセパレータを挟んだ素子を電解液とともに
金属ケースに収容し、ガスケットを介して金属蓋によっ
て密封したコイン型、正極と負極との間にセパレータを
介して巻回してなる素子を電解液とともに金属ケース中
に収容して封口した巻回型、多数のシート状の正極及び
負極を、間にセパレータを介して交互に積層してなる素
子が組み込まれた積層型等いずれの型でも使用できる。
【００２３】
【実施例】以下、本発明を実施例（例１〜５、７）及び
比較例（例６）によって詳しく説明するが、本発明はこ
れらの実施例によって限定されない。
比較例（例６）によって詳しく説明するが、本発明はこ
れらの実施例によって限定されない。
【００２４】［例１］水蒸気賦活された比表面積１８０
０ｍ2／ｇのやしがら活性炭８０質量％、ポリテトラフ
ルオロエチレン１０質量％及びカーボンブラック１０質
量％からなる混合物にエタノールを加えて混練し、シー
ト状に成形後厚さ０．６ｍｍにロール圧延し、得られた
シートを直径１２ｍｍの円盤に打ち抜き、正極及び負極
とした。この円盤状の正極及び負極を、コイン型セルの
集電体兼ハウジング部材とするステンレス鋼製ケースの
正極側及び負極側の内側に、それぞれ黒鉛系導電性接着
剤を用いて接着した。次にこのステンレス鋼製ケースご
と減圧下で加熱処理して水分等を除いた。
０ｍ2／ｇのやしがら活性炭８０質量％、ポリテトラフ
ルオロエチレン１０質量％及びカーボンブラック１０質
量％からなる混合物にエタノールを加えて混練し、シー
ト状に成形後厚さ０．６ｍｍにロール圧延し、得られた
シートを直径１２ｍｍの円盤に打ち抜き、正極及び負極
とした。この円盤状の正極及び負極を、コイン型セルの
集電体兼ハウジング部材とするステンレス鋼製ケースの
正極側及び負極側の内側に、それぞれ黒鉛系導電性接着
剤を用いて接着した。次にこのステンレス鋼製ケースご
と減圧下で加熱処理して水分等を除いた。
【００２５】次いで、Ｃ6Ｈ5ＳＦ5に、１．５モル／Ｌ
の濃度で（Ｃ2Ｈ5）3（ＣＨ3）ＮＢＦ4を溶解させた電
解液を、正極と負極に含浸させた。正極と負極との間に
ポリプロピレン繊維不織布製のセパレータシートを挟ん
であわせ、ステンレス鋼製ケースを絶縁体であるガスケ
ットを介してかしめ封口し、直径１８．４ｍｍ、厚さ
２．０ｍｍのコイン型電気二重層キャパシタを得た。
の濃度で（Ｃ2Ｈ5）3（ＣＨ3）ＮＢＦ4を溶解させた電
解液を、正極と負極に含浸させた。正極と負極との間に
ポリプロピレン繊維不織布製のセパレータシートを挟ん
であわせ、ステンレス鋼製ケースを絶縁体であるガスケ
ットを介してかしめ封口し、直径１８．４ｍｍ、厚さ
２．０ｍｍのコイン型電気二重層キャパシタを得た。
【００２６】［例２］電解液として、Ｃ6Ｈ5ＳＦ5とエ
チルプロピルカーボネートとの体積比で７５：２５の混
合溶媒に、濃度１．５モル／Ｌの（Ｃ2Ｈ5）2（ＣＨ3）
2ＮＢＦ4を溶解させた溶液を用いた他は、例１と同様に
してコイン型の電気二重層キャパシタを得た。
チルプロピルカーボネートとの体積比で７５：２５の混
合溶媒に、濃度１．５モル／Ｌの（Ｃ2Ｈ5）2（ＣＨ3）
2ＮＢＦ4を溶解させた溶液を用いた他は、例１と同様に
してコイン型の電気二重層キャパシタを得た。
【００２７】［例３］電解液として、Ｃ6Ｈ5ＳＦ5に、
濃度１．５モル／Ｌの（Ｃ2Ｈ5）3（ｎ−Ｃ3Ｈ7）ＮＢ
Ｆ4を溶解した溶液を用いた他は、例１と同様にしてコ
イン型の電気二重層キャパシタを得た。
濃度１．５モル／Ｌの（Ｃ2Ｈ5）3（ｎ−Ｃ3Ｈ7）ＮＢ
Ｆ4を溶解した溶液を用いた他は、例１と同様にしてコ
イン型の電気二重層キャパシタを得た。
【００２８】［例４］電解液として、Ｃ6Ｈ5ＳＦ5に、
濃度１．０モル／Ｌの（Ｃ2Ｈ5）4ＮＢＦ4を溶解した溶
液を用いた他は例１と同様にしてコイン型の電気二重層
キャパシタを得た。
濃度１．０モル／Ｌの（Ｃ2Ｈ5）4ＮＢＦ4を溶解した溶
液を用いた他は例１と同様にしてコイン型の電気二重層
キャパシタを得た。
【００２９】［例５］電解液として、Ｃ6Ｈ5ＳＦ5に、
濃度１．０モル／Ｌの（ＣＦ3ＣＨ2）（ＣＨ3）3ＮＢＦ
4を溶解した溶液を用いた他は例１と同様にしてコイン
型の電気二重層キャパシタを得た。
濃度１．０モル／Ｌの（ＣＦ3ＣＨ2）（ＣＨ3）3ＮＢＦ
4を溶解した溶液を用いた他は例１と同様にしてコイン
型の電気二重層キャパシタを得た。
【００３０】［例６（比較例）］電解液として、プロピ
レンカーボネートとメチルエチルカーボネートとの体積
比で８０：２０の混合溶媒に、濃度１．５モル／Ｌの
（Ｃ2Ｈ5）3（ＣＨ3）ＮＢＦ4を溶解した溶液を用いた
他は例１と同様にしてコイン型の電気二重層キャパシタ
を得た。
レンカーボネートとメチルエチルカーボネートとの体積
比で８０：２０の混合溶媒に、濃度１．５モル／Ｌの
（Ｃ2Ｈ5）3（ＣＨ3）ＮＢＦ4を溶解した溶液を用いた
他は例１と同様にしてコイン型の電気二重層キャパシタ
を得た。
【００３１】［例７］水蒸気賦活されたやしがら活性炭
のかわりに、レゾール樹脂を窒素雰囲気中６５０℃で焼
成し、溶融ＫＯＨで賦活処理した比表面積２０００ｍ2
／ｇの炭素材料を用いて正極及び負極を作製した他は例
１と同様にしてコイン型電気二重層キャパシタを得た。
のかわりに、レゾール樹脂を窒素雰囲気中６５０℃で焼
成し、溶融ＫＯＨで賦活処理した比表面積２０００ｍ2
／ｇの炭素材料を用いて正極及び負極を作製した他は例
１と同様にしてコイン型電気二重層キャパシタを得た。
【００３２】［評価］例１〜７の各電気二重層キャパシ
タについて、放電容量と内部抵抗を測定した。なお、内
部抵抗は各放電電流における電圧降下より算出した。放
電条件は２．５Ｖから１．０Ｖまで、０．５ｍＡ及び
５．０ｍＡで行った。結果を表１に示す。表１からわか
るように、本発明による電気二重層キャパシタは大電流
放電するときの容量低下と内部抵抗の増加が少ない。
タについて、放電容量と内部抵抗を測定した。なお、内
部抵抗は各放電電流における電圧降下より算出した。放
電条件は２．５Ｖから１．０Ｖまで、０．５ｍＡ及び
５．０ｍＡで行った。結果を表１に示す。表１からわか
るように、本発明による電気二重層キャパシタは大電流
放電するときの容量低下と内部抵抗の増加が少ない。
【００３３】
【表１】
【００３４】
【発明の効果】本発明の電気二重層キャパシタは、電解
液の抵抗が低いため、出力が高い。また、電解液の溶媒
の毒性の面でも問題がない。
液の抵抗が低いため、出力が高い。また、電解液の溶媒
の毒性の面でも問題がない。
Claims (5)
- 【請求項１】炭素材料を主成分とする電極と、該電極と
の界面に電気二重層を形成する電解液と、を有する電気
二重層キャパシタにおいて、前記電解液には、−ＳＦ5
基を有する有機溶媒が含まれることを特徴とする電気二
重層キャパシタ。 - 【請求項２】前記有機溶媒は、−ＳＦ5基を有する炭素
数１〜１０のアルカン又は−ＳＦ5基を有する炭素数６
〜１２の芳香族炭化水素である請求項１に記載の電気二
重層キャパシタ。 - 【請求項３】前記有機溶媒は、ＣＨ3ＳＦ5又はＣ6Ｈ5Ｓ
Ｆ5である請求項２に記載の電気二重層キャパシタ。 - 【請求項４】前記電解液には、溶質としてＲ1Ｒ2Ｒ3Ｒ4
Ｎ+又はＲ1Ｒ2Ｒ3Ｒ4Ｐ+（ただし、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3及び
Ｒ4は、それぞれ独立して炭素数１〜４のアルキル基で
ある）で表されるカチオンとＢＦ4 -、ＰＦ6 -、Ｃｌ-、
ＣＦ3ＳＯ3 -、ＡｓＦ6 -、Ｎ（ＳＯ2ＣＦ3）2 -、Ｎ
Ｏ3 -、ＣｌＯ4 -、Ｂｒ-及びＩ-からなる群から選ばれる
アニオンとからなる第４級オニウム塩が含まれる請求項
１、２又は３に記載の電気二重層キャパシタ。 - 【請求項５】Ｒ1Ｒ2Ｒ3Ｒ4Ｎ+又はＲ1Ｒ2Ｒ3Ｒ4Ｐ+（た
だし、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3及びＲ4は、それぞれ独立して１価
の有機基である。）で表されるカチオンとＢＦ4 -、ＰＦ
6 -、Ｃｌ-、ＣＦ3ＳＯ3 -、ＡｓＦ6 -、Ｎ（ＳＯ2ＣＦ3）
2 -、ＮＯ3 -、ＣｌＯ4 -、Ｂｒ -及びＩ-からなる群から選
ばれるアニオンとからなる第４級オニウム塩からなる溶
質と−ＳＦ5基を有する有機溶媒とが含まれることを特
徴とする電気二重層キャパシタ用電解液。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000353341A JP2002158145A (ja) | 2000-11-20 | 2000-11-20 | 電気二重層キャパシタ及びそのための電解液 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000353341A JP2002158145A (ja) | 2000-11-20 | 2000-11-20 | 電気二重層キャパシタ及びそのための電解液 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002158145A true JP2002158145A (ja) | 2002-05-31 |
Family
ID=18826118
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000353341A Pending JP2002158145A (ja) | 2000-11-20 | 2000-11-20 | 電気二重層キャパシタ及びそのための電解液 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002158145A (ja) |
-
2000
- 2000-11-20 JP JP2000353341A patent/JP2002158145A/ja active Pending
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