JP2002260966A - 電気二重層キャパシタ - Google Patents
電気二重層キャパシタInfo
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- JP2002260966A JP2002260966A JP2001055223A JP2001055223A JP2002260966A JP 2002260966 A JP2002260966 A JP 2002260966A JP 2001055223 A JP2001055223 A JP 2001055223A JP 2001055223 A JP2001055223 A JP 2001055223A JP 2002260966 A JP2002260966 A JP 2002260966A
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- 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
Abstract
(57)【要約】
【課題】耐電圧が高く、高電圧で作動させても長期的に
安定して高エネルギー密度が得られる電気二重層キャパ
シタの提供。 【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、１，３
−ジメチル−２−フルオロイミダゾリウムテトラフルオ
ロボレート等の含フッ素イミダゾリウム塩等を電解質と
し、プロピレンカーボネート又はスルホラン等の有機溶
媒に溶解した溶液を使用する。
安定して高エネルギー密度が得られる電気二重層キャパ
シタの提供。 【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、１，３
−ジメチル−２−フルオロイミダゾリウムテトラフルオ
ロボレート等の含フッ素イミダゾリウム塩等を電解質と
し、プロピレンカーボネート又はスルホラン等の有機溶
媒に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、特にそのための非水系電解液に関する。
タ、特にそのための非水系電解液に関する。
【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、第４級アンモニウム塩や第４級ホスホ
ニウム塩がプロピレンカーボネート、アセトニトリル、
スルホラン等の有機溶媒に溶解した非水系電解液が用い
られている。耐電圧を比較すると、水系電解液は０．８
Ｖ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。また、特許第２９４５８９０号にはＮ，Ｎ’−ジ
アルキル置換イミダゾリウム塩を電解質とする電解液は
導電性が高く低抵抗であることが記載されている。また
Ｎ，Ｎ’−ジアルキル置換イミダゾリウム塩を電解質と
する電解液は耐電圧が低いことが知られている。
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、第４級アンモニウム塩や第４級ホスホ
ニウム塩がプロピレンカーボネート、アセトニトリル、
スルホラン等の有機溶媒に溶解した非水系電解液が用い
られている。耐電圧を比較すると、水系電解液は０．８
Ｖ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。また、特許第２９４５８９０号にはＮ，Ｎ’−ジ
アルキル置換イミダゾリウム塩を電解質とする電解液は
導電性が高く低抵抗であることが記載されている。また
Ｎ，Ｎ’−ジアルキル置換イミダゾリウム塩を電解質と
する電解液は耐電圧が低いことが知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、非水系電解液
を用いた場合でも、電気二重層を長期間高電圧下で作動
させると劣化が起こり、容量が低下したり内部抵抗が上
昇する。この劣化の原因の一つとして、高電圧が印加さ
れると電解液中の溶質（電解質）の安定性が不充分とな
り、分解等が起こっていることが考えられる。その点で
上記のＮ，Ｎ’−ジアルキル置換イミダゾリウム塩を電
解質とする電解液でもまだ耐電圧は不十分であった。
を用いた場合でも、電気二重層を長期間高電圧下で作動
させると劣化が起こり、容量が低下したり内部抵抗が上
昇する。この劣化の原因の一つとして、高電圧が印加さ
れると電解液中の溶質（電解質）の安定性が不充分とな
り、分解等が起こっていることが考えられる。その点で
上記のＮ，Ｎ’−ジアルキル置換イミダゾリウム塩を電
解質とする電解液でもまだ耐電圧は不十分であった。
【０００６】そこで本発明は、従来技術の前記課題を解
決し、耐電圧が高い電解液を有することにより、高電圧
で作動でき長期間使用しても安定して高出力が得られる
信頼性の高い電気二重層キャパシタ及びそのための電解
液を提供することを目的とする。
決し、耐電圧が高い電解液を有することにより、高電圧
で作動でき長期間使用しても安定して高出力が得られる
信頼性の高い電気二重層キャパシタ及びそのための電解
液を提供することを目的とする。
【０００７】
【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、前記電解液は、式１〜４のいずれかで表されるカチ
オンとＢＦ4 -、ＰＦ6 -、Ｃｌ-、ＣＦ3ＳＯ3 -、Ａｓ
Ｆ6 -、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塩
を電解質として含むことを特徴とする電気二重層キャパ
シタを提供する。
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、前記電解液は、式１〜４のいずれかで表されるカチ
オンとＢＦ4 -、ＰＦ6 -、Ｃｌ-、ＣＦ3ＳＯ3 -、Ａｓ
Ｆ6 -、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塩
を電解質として含むことを特徴とする電気二重層キャパ
シタを提供する。
【０００８】
【化３】
【０００９】ただし、式１〜３中、Ｒ2は水素原子、フ
ッ素原子、炭素数１〜２０の炭化水素基（水素原子の１
つ以上がフッ素原子又は水酸基で置換されていてもよ
い。）であり、Ｒ1、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5はそれぞれ独立に水
素原子、フッ素原子又は炭素数１〜１０の炭化水素基
（水素原子の１つ以上がフッ素原子又は１価の有機基で
置換されていてもよい。）であり、かつＲ1〜Ｒ5のいず
れか１つ以上はフッ素原子を１以上含む。
ッ素原子、炭素数１〜２０の炭化水素基（水素原子の１
つ以上がフッ素原子又は水酸基で置換されていてもよ
い。）であり、Ｒ1、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5はそれぞれ独立に水
素原子、フッ素原子又は炭素数１〜１０の炭化水素基
（水素原子の１つ以上がフッ素原子又は１価の有機基で
置換されていてもよい。）であり、かつＲ1〜Ｒ5のいず
れか１つ以上はフッ素原子を１以上含む。
【００１０】式４中、Ｒ6は水素原子、フッ素原子、炭
素数１〜２０の炭化水素基（水素原子の１つ以上がフッ
素原子又は水酸基で置換されていてもよい。）であり、
Ｒ7、Ｒ8、Ｒ9、Ｒ10はそれぞれ独立に炭素数１〜１０
の炭化水素基（水素原子の１つ以上がフッ素原子又は１
価の有機基で置換されていてもよい。）であり、かつＲ
6〜Ｒ10のいずれか１つ以上はフッ素原子を１以上含
む。
素数１〜２０の炭化水素基（水素原子の１つ以上がフッ
素原子又は水酸基で置換されていてもよい。）であり、
Ｒ7、Ｒ8、Ｒ9、Ｒ10はそれぞれ独立に炭素数１〜１０
の炭化水素基（水素原子の１つ以上がフッ素原子又は１
価の有機基で置換されていてもよい。）であり、かつＲ
6〜Ｒ10のいずれか１つ以上はフッ素原子を１以上含
む。
【００１１】本発明において用いられる電解質の塩（以
下、本電解質塩という。）は、溶媒に溶解したときの溶
液が高い電気伝導性を有し、かつＮ，Ｎ’−ジアルキル
置換イミダゾリウム塩等に対してフッ素原子が導入され
ることにより、より耐電圧が向上している。そのため本
発明の電気二重層キャパシタは耐電圧が高い。ただし、
本電解質塩のフッ素原子数が多すぎると、溶媒に溶け難
くなって電気二重層キャパシタの容量が低下したり、ま
た本来Ｎ，Ｎ’−ジアルキル置換イミダゾリウム塩等が
有する高い電気伝導性を損ない、電気二重層キャパシタ
の内部抵抗が上昇したりするおそれがある。したがっ
て、導入されるフッ素原子数、すなわち本電解質塩に含
まれるフッ素原子の数は、耐電圧を高めるための必要最
小限の数が好ましく、具体的には１〜１０、特に１〜５
であることが好ましい。
下、本電解質塩という。）は、溶媒に溶解したときの溶
液が高い電気伝導性を有し、かつＮ，Ｎ’−ジアルキル
置換イミダゾリウム塩等に対してフッ素原子が導入され
ることにより、より耐電圧が向上している。そのため本
発明の電気二重層キャパシタは耐電圧が高い。ただし、
本電解質塩のフッ素原子数が多すぎると、溶媒に溶け難
くなって電気二重層キャパシタの容量が低下したり、ま
た本来Ｎ，Ｎ’−ジアルキル置換イミダゾリウム塩等が
有する高い電気伝導性を損ない、電気二重層キャパシタ
の内部抵抗が上昇したりするおそれがある。したがっ
て、導入されるフッ素原子数、すなわち本電解質塩に含
まれるフッ素原子の数は、耐電圧を高めるための必要最
小限の数が好ましく、具体的には１〜１０、特に１〜５
であることが好ましい。
【００１２】また、式１〜３においてＲ1、Ｒ3、Ｒ4、
Ｒ5はそれぞれ独立に水素原子、フッ素原子又は炭素数
１〜１０の炭化水素基（水素原子の１つ以上がフッ素原
子又は１価の有機基で置換されていてもよい。）であ
り、式４においてＲ7、Ｒ8、Ｒ9、Ｒ10は炭素数１〜１
０の炭化水素基（水素原子の１つ以上がフッ素原子又は
１価の有機基で置換されていてもよい。）であるが、こ
こで１価の有機基としてはアミノ基、シアノ基、アルデ
ヒド基、−（ＯＡ）aＯＲ’で表される基（Ａはフッ素
原子を含んでもよい炭素数１〜４のアルキレン基であ
り、Ｒ’はフッ素原子を含んでもよい炭素数１〜１０の
アルキル基であり、ａは０〜１０の整数である。）等が
挙げられる。また、Ｒ7、Ｒ8、Ｒ9、Ｒ10はパーフルオ
ロアルキル基であってもよいが、その場合は炭素数１〜
６であることが好ましい。
Ｒ5はそれぞれ独立に水素原子、フッ素原子又は炭素数
１〜１０の炭化水素基（水素原子の１つ以上がフッ素原
子又は１価の有機基で置換されていてもよい。）であ
り、式４においてＲ7、Ｒ8、Ｒ9、Ｒ10は炭素数１〜１
０の炭化水素基（水素原子の１つ以上がフッ素原子又は
１価の有機基で置換されていてもよい。）であるが、こ
こで１価の有機基としてはアミノ基、シアノ基、アルデ
ヒド基、−（ＯＡ）aＯＲ’で表される基（Ａはフッ素
原子を含んでもよい炭素数１〜４のアルキレン基であ
り、Ｒ’はフッ素原子を含んでもよい炭素数１〜１０の
アルキル基であり、ａは０〜１０の整数である。）等が
挙げられる。また、Ｒ7、Ｒ8、Ｒ9、Ｒ10はパーフルオ
ロアルキル基であってもよいが、その場合は炭素数１〜
６であることが好ましい。
【００１３】溶媒への溶解性、電気伝導性及び耐電圧の
観点から、本発明における電解質塩のなかでも特に、式
１〜３で表されるカチオンにおいて、Ｒ2はフッ素原子
であり、Ｒ1、Ｒ3はそれぞれ独立にフッ素原子を含んで
いてもよい炭素数１〜３のアルキル基であり、Ｒ4、Ｒ5
は水素原子であるカチオンを含む塩が好ましい。また、
式４で表されるカチオンにおいて、Ｒ6がフッ素原子を
１以上含む炭素数１〜３のアルキル基であり、Ｒ7、
Ｒ8、Ｒ9、Ｒ10がそれぞれ独立にフッ素原子を含んでい
ていもよい炭素数１〜３のアルキル基であるカチオンを
含む塩も好ましい。これらのなかでも特に式５〜８のい
ずれかで表されるカチオンを有する塩が好ましく、さら
には式５〜８のいずれかで表されるカチオンとＢＦ4 -と
からなる塩が好ましい。これらの塩は、合成が容易であ
り、かつ特に電気伝導性、耐電圧に優れる。
観点から、本発明における電解質塩のなかでも特に、式
１〜３で表されるカチオンにおいて、Ｒ2はフッ素原子
であり、Ｒ1、Ｒ3はそれぞれ独立にフッ素原子を含んで
いてもよい炭素数１〜３のアルキル基であり、Ｒ4、Ｒ5
は水素原子であるカチオンを含む塩が好ましい。また、
式４で表されるカチオンにおいて、Ｒ6がフッ素原子を
１以上含む炭素数１〜３のアルキル基であり、Ｒ7、
Ｒ8、Ｒ9、Ｒ10がそれぞれ独立にフッ素原子を含んでい
ていもよい炭素数１〜３のアルキル基であるカチオンを
含む塩も好ましい。これらのなかでも特に式５〜８のい
ずれかで表されるカチオンを有する塩が好ましく、さら
には式５〜８のいずれかで表されるカチオンとＢＦ4 -と
からなる塩が好ましい。これらの塩は、合成が容易であ
り、かつ特に電気伝導性、耐電圧に優れる。
【００１４】
【化４】
【００１５】
【発明の実施の形態】本発明における電解液の溶媒とし
ては特に限定されず、通常電気二重層キャパシタの電解
液の溶媒に使用される有機溶媒が使用できる。該有機溶
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。これらは単独でも
用いてもよいし、２種以上の混合溶媒として用いてもよ
い。
ては特に限定されず、通常電気二重層キャパシタの電解
液の溶媒に使用される有機溶媒が使用できる。該有機溶
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。これらは単独でも
用いてもよいし、２種以上の混合溶媒として用いてもよ
い。
【００１６】電解液の電気伝導度を高めるためには、電
解液の溶質の濃度は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。
解液の溶質の濃度は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）及び比較
例（例６、７）によって詳しく説明するが、本発明はこ
れらによって限定されない。
例（例６、７）によって詳しく説明するが、本発明はこ
れら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合し、シー
ト状に成形後、厚さ０．６ｍｍになるまでロール圧延し
た。得られたシートを直径１２ｍｍの円盤に打ち抜き、
これを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合し、シー
ト状に成形後、厚さ０．６ｍｍになるまでロール圧延し
た。得られたシートを直径１２ｍｍの円盤に打ち抜き、
これを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、プロピレンカーボネートに、式５
で表されるカチオンとＢＦ4 -とからなる塩を１．５モル
／Ｌの濃度で溶解させた溶液を電解液とし、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。
で表されるカチオンとＢＦ4 -とからなる塩を１．５モル
／Ｌの濃度で溶解させた溶液を電解液とし、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、プロピレンカーボ
ネートに、式６で表されるカチオンとＢＦ4 -とからなる
塩を１．５モル／Ｌの濃度で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。
ネートに、式６で表されるカチオンとＢＦ4 -とからなる
塩を１．５モル／Ｌの濃度で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、プロピレンカーボ
ネートに、式７で表されるカチオンとＢＦ4 -とからなる
塩を１．５モル／Ｌの濃度で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。
ネートに、式７で表されるカチオンとＢＦ4 -とからなる
塩を１．５モル／Ｌの濃度で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。
【００２８】［例４］電解液として、プロピレンカーボ
ネートに、式８で表されるカチオンとＢＦ4 -とからなる
塩を１．５モル／Ｌの濃度で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。
ネートに、式８で表されるカチオンとＢＦ4 -とからなる
塩を１．５モル／Ｌの濃度で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。
【００２９】［例５］電解液の溶媒としてＣＦ3ＣＨ2Ｃ
Ｎを用い、電解液の濃度を１．０モル／Ｌとした他は例
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。
Ｎを用い、電解液の濃度を１．０モル／Ｌとした他は例
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
レンカーボネートに、（Ｃ2Ｈ5）3（ＣＨ3）ＮＢＦ4を
１．５モル／Ｌの濃度で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。
レンカーボネートに、（Ｃ2Ｈ5）3（ＣＨ3）ＮＢＦ4を
１．５モル／Ｌの濃度で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（比較例）］電解液として、プロピ
レンカーボネートに、濃度１．５モル／Ｌの１，３−ジ
メチルイミダゾリウムテトラフルオロボレートを溶解し
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。
レンカーボネートに、濃度１．５モル／Ｌの１，３−ジ
メチルイミダゾリウムテトラフルオロボレートを溶解し
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。
【００３２】［評価］例１〜７の各電気二重層キャパシ
タについて、７０℃で３．３Ｖの電圧を印加した時の１
０００時間後の容量変化率を測定した。結果を表１に示
す。表１からわかるように、本発明の電気二重層キャパ
シタは、３．３Ｖという高電圧の連続印加において容量
変化率が従来品に比べて低い。
タについて、７０℃で３．３Ｖの電圧を印加した時の１
０００時間後の容量変化率を測定した。結果を表１に示
す。表１からわかるように、本発明の電気二重層キャパ
シタは、３．３Ｖという高電圧の連続印加において容量
変化率が従来品に比べて低い。
【００３３】
【表１】
【００３４】
【発明の効果】本発明によれば、電解液の抵抗が低くか
つ耐電圧が高いため、高電圧で作動させても長期的に安
定してエネルギー密度を高く維持できる電気二重層キャ
パシタが提供できる。
つ耐電圧が高いため、高電圧で作動させても長期的に安
定してエネルギー密度を高く維持できる電気二重層キャ
パシタが提供できる。
Claims (4)
- 【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、前記電解液は、式１〜４の
いずれかで表されるカチオンとＢＦ4 -、ＰＦ6 -、Ｃ
ｌ-、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塩を電解質として含むことを特徴と
する電気二重層キャパシタ。 【化１】 ただし、式１〜３中、Ｒ2は水素原子、フッ素原子、炭
素数１〜２０の炭化水素基（水素原子の１つ以上がフッ
素原子又は水酸基で置換されていてもよい。）であり、
Ｒ1、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5はそれぞれ独立に水素原子、フッ素
原子又は炭素数１〜１０の炭化水素基（水素原子の１つ
以上がフッ素原子又は１価の有機基で置換されていても
よい。）であり、かつＲ1〜Ｒ5のいずれか１つ以上はフ
ッ素原子を１以上含む。式４中、Ｒ6は水素原子、フッ
素原子、炭素数１〜２０の炭化水素基（水素原子の１つ
以上がフッ素原子又は水酸基で置換されていてもよ
い。）であり、Ｒ7、Ｒ8、Ｒ9、Ｒ10はそれぞれ独立に
炭素数１〜１０の炭化水素基（水素原子の１つ以上がフ
ッ素原子又は１価の有機基で置換されていてもよい。）
であり、かつＲ6〜Ｒ10のいずれか１つ以上はフッ素原
子を１以上含む。 - 【請求項２】前記電解質は前記式１〜３のいずれかで表
されるカチオンを有し、かつ前記式１〜３においてＲ2
はフッ素原子であり、Ｒ1、Ｒ3はそれぞれ独立にフッ素
原子を含んでいてもよい炭素数１〜３のアルキル基であ
り、Ｒ4、Ｒ5は水素原子である請求項１に記載の電気二
重層キャパシタ。 - 【請求項３】前記電解質は前記式４で表されるカチオン
を有し、かつ前記式４においてＲ6はフッ素原子を１以
上含む炭素数１〜３のアルキル基であり、Ｒ7、Ｒ8、Ｒ
9、Ｒ10はそれぞれ独立にフッ素原子を含んでいてもよ
い炭素数１〜３のアルキル基である請求項１に記載の電
気二重層キャパシタ。 - 【請求項４】前記カチオンは式５〜８のいずれかで表さ
れるカチオンである請求項１に記載の電気二重層キャパ
シタ。 【化２】
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001055223A JP2002260966A (ja) | 2001-02-28 | 2001-02-28 | 電気二重層キャパシタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001055223A JP2002260966A (ja) | 2001-02-28 | 2001-02-28 | 電気二重層キャパシタ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002260966A true JP2002260966A (ja) | 2002-09-13 |
Family
ID=18915434
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001055223A Pending JP2002260966A (ja) | 2001-02-28 | 2001-02-28 | 電気二重層キャパシタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002260966A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005075413A1 (de) | 2004-02-03 | 2005-08-18 | Merck Patent Gmbh | Verfahren zur herstellung von guanidinium-salzen |
| JPWO2004109727A1 (ja) * | 2003-06-09 | 2006-09-14 | 松下電器産業株式会社 | 電気化学素子用電解液、その探索方法と製造方法、および電気化学素子 |
| WO2007094366A1 (ja) | 2006-02-16 | 2007-08-23 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 電気二重層キャパシタ |
| EP2261217A1 (en) | 2009-06-10 | 2010-12-15 | Politecnico di Milano | Imidazolium salts having liquid crystal characteristics, useful as electrolytes |
| CN101385103B (zh) * | 2006-02-16 | 2012-02-22 | 松下电器产业株式会社 | 双电层电容器 |
| US8236191B2 (en) | 2007-01-12 | 2012-08-07 | Daikin Industries, Ltd. | Electrical double layer capacitor |
-
2001
- 2001-02-28 JP JP2001055223A patent/JP2002260966A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2004109727A1 (ja) * | 2003-06-09 | 2006-09-14 | 松下電器産業株式会社 | 電気化学素子用電解液、その探索方法と製造方法、および電気化学素子 |
| JP4738173B2 (ja) * | 2003-06-09 | 2011-08-03 | パナソニック株式会社 | 電気化学素子用電解液、その探索方法と製造方法、および電気化学素子 |
| WO2005075413A1 (de) | 2004-02-03 | 2005-08-18 | Merck Patent Gmbh | Verfahren zur herstellung von guanidinium-salzen |
| JP2007519760A (ja) * | 2004-02-03 | 2007-07-19 | メルク パテント ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフトング | グアニジニウム塩の製造方法 |
| JP4690345B2 (ja) * | 2004-02-03 | 2011-06-01 | メルク パテント ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | グアニジニウム塩の製造方法 |
| WO2007094366A1 (ja) | 2006-02-16 | 2007-08-23 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 電気二重層キャパシタ |
| US7924548B2 (en) | 2006-02-16 | 2011-04-12 | Panasonic Corporation | Electric double layer capacitor |
| CN101385103B (zh) * | 2006-02-16 | 2012-02-22 | 松下电器产业株式会社 | 双电层电容器 |
| US8236191B2 (en) | 2007-01-12 | 2012-08-07 | Daikin Industries, Ltd. | Electrical double layer capacitor |
| EP2261217A1 (en) | 2009-06-10 | 2010-12-15 | Politecnico di Milano | Imidazolium salts having liquid crystal characteristics, useful as electrolytes |
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