JP2002265215A

JP2002265215A - 活性炭、その製造方法及び該活性炭を用いた電気二重層キャパシタ

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Publication number: JP2002265215A
Application number: JP2001068378A
Authority: JP
Inventors: Masako Tanaka; 昌子田中; Yasuo Saito; 康夫斉藤
Original assignee: Showa Denko KK
Current assignee: Resonac Holdings Corp
Priority date: 2001-03-12
Filing date: 2001-03-12
Publication date: 2002-09-18
Anticipated expiration: 2021-03-12
Also published as: JP4762424B2

Abstract

(57)【要約】【課題】活性炭の表面積当たりの電極容量を大きくし
て、電極の体積当たりの電気容量を大きくし、また耐久
性にも優れた活性炭を提供すること。【解決手段】Ｘ線回折法により求められるｄ₀₀₂が３．
８６Å以上、ＢＥＴ法による比表面積が７００〜２４０
０ｍ²／ｇ、酸素原子／炭素原子の比が０．０１〜０．
１０の範囲にあることを特徴とする活性炭。活性炭の製
造方法は石炭系ピッチを５００〜９００℃で熱処理した
炭素材料を賦活するか、あるいはラマンスペクトルにお
けるＤバンド（１３６０ｃｍ^-1）に２個以上のショルダ
ーピークを有し、Ｇバンド（１５８０ｃｍ^-1）のピーク
高さに対するＤバンドのピーク高さの比が０．６以下で
ある炭素材料を賦活することからなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【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（電気二重層コンデンサともいう）として有用な活性
炭に関する。更に詳しくは高電気容量で高耐久性のキャ
パシタ用電極材料として好適に使用できる活性炭、その
製造方法及びその活性炭を用いた電気二重層キャパシタ
用電極（分極性電極）、その電極を有する電気二重層キ
ャパシタに関する。

【０００２】

【従来の技術】電気二重層キャパシタは急速充放電が可
能、過充放電に強い、化学反応を伴わないために長寿
命、広い温度範囲で使用可能、重金属を含まないため環
境に優しいなどのバッテリーにはない特性を有してお
り、従来よりメモリーバックアップ電源等に使用されて
いる。さらに近年では、大容量化開発が急激に進み、高
性能エネルギーデバイスへの用途開発が進められ、太陽
電池や燃料電池と組み合わせた電力貯蔵システム、ハイ
ブリットカーのエンジンアシスト等への活用も検討され
ている。

【０００３】電気二重層キャパシタは、活性炭等から作
られた１対の正極と負極の分極性電極を、電解質イオン
を含む、溶液中でセパレータを介して対向させた構造か
らなっている。電極に直流電圧を印加すると正（＋）側
に分極した電極には溶液中の陰イオンが、負（−）側に
分極した電極には溶液中の陽イオンが引き寄せられ、こ
れにより電極と溶液との界面に形成された電気二重層を
電気エネルギーとして利用するものである。

【０００４】従来の電気二重層キャパシタはパワー密度
に優れている反面、エネルギー密度が劣っているという
欠点があり、エネルギーデバイス用途への活用に際して
は、更なる大容量化開発が必要である。電気二重層キャ
パシタの容量を大きくするには溶液の間で多くの電気二
重層を形成する電極材料の開発が不可欠である。活性炭
を用いた電極では活性炭の微細構造がキャパシタの電気
容量を大きく左右することが知られている。

【０００５】従来、活性炭の比表面積を増加させること
で電極に引き寄せられる電解質イオンの量を増加させ、
これにより静電容量を向上させる試みがなされてきた。
キャパシタの電気容量は電極の体積当たりの電気容量
（容積密度）で評価されるが、活性炭の比表面積（ｍ²
／ｇ）が増大すると、それに伴って質量当たりの電気容
量（質量密度）は増加するが、活性炭の細孔容積が増大
するので嵩密度（ｇ／ｍｌ）も低下する。電気容積密度
は電気質量密度と活性炭の嵩密度との積で表されるか
ら、比表面積が増加しても必ずしも容積密度は増加しな
い。比表面積があまり大きいと活性炭の密度低下がそれ
以上に大きく影響し、結果として前記の積の減少、即ち
容積密度の低下を招く（表面技術Ｖｏｌ．４５、Ｎ
ｏ．６、３９〜４５頁、１９９４）。

【０００６】そこで、電気容量への寄与の大きい１０〜
３０オングストローム（Å）の領域の細孔が占める比表
面積を全表面積の５％以上２０％以下とすることで、活
性炭の嵩密度の低下を抑え、電極体積当たりの電気容量
（Ｆ／ｍｌ）の高い活性炭を製造することが提案されて
いる（特開平１１−３０７４０６号公報）。

【０００７】また、易黒鉛化有機物を熱処理することで
比表面積が小さくても電気容量が高くなるような結晶構
造の活性炭を製造することが提案されている（特開平１
１−３１７３３３号公報）。

【０００８】しかしながら、これらの例はまた欠点もあ
り、満足すべきものではなかった。即ち、特開平１１−
３０７４０６号の方法は細孔分布を前記のようにするた
めに触媒を添加しているが、触媒を均一な状態に分散さ
せることは困難であり、製造された活性炭の細孔分布に
バラツキを生じ易いという欠点がある。また特開平１１
−３１７３３３号の方法は易黒鉛化有機物を熱処理する
場合、黒鉛化温度以下で熱処理を行えば、好適な結晶構
造の活性炭が得られる反面、この活性炭は電圧印加時に
膨張するため、該特許公報に記載されているように膨張
を抑えるために、寸法制限構造体が必要となり、キャパ
シタの組立操作に大きな問題点がある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】電極の体積当たりの電
気容量（容積密度）、つまり静電容量は活性炭の比表面
積や結晶性等の構造にも大きく左右される。しかしこれ
らの特性を最良にしても、それだけでは限界がある。本
発明は活性炭の比表面積等のみでなく、活性炭の表面積
当たりの電気容量を大きくして電極の体積当たりの電気
容量をさらに大きくし、また、耐久性にも優れた活性炭
を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するためになされたもので以下の構成からなる。（１）Ｘ線回折法により求められるｄ₀₀₂が３．８６オ
ングストローム以上、ＢＥＴ法による比表面積が７００
〜２４００ｍ²／ｇ、酸素原子／炭素原子の比が０．０
１〜０．１０の範囲にあることを特徴とする活性炭。（２）活性炭が、石炭系コークスを原料として製造さ
れたものである上記（１）に記載の活性炭。（３）石炭系コークスが、石炭系ピッチを５００〜９
００℃で熱処理したものである上記（２）に記載の活性
炭。（４）電気二重層キャパシタ用電極材料である上記
（１）〜（３）に記載の活性炭。（５）石炭系ピッチを５００〜９００℃で熱処理した
炭素材料を賦活することを特徴とする活性炭の製造方
法。（６）ラマンスペクトルにおけるＤバンド（１３６０
ｃｍ^-1）に２個以上のショルダーピークを有し、Ｇバン
ド（１５８０ｃｍ^-1）のピーク高さに対するＤバンドの
ピーク高さの比が０．６以下である炭素材料を賦活する
ことを特徴とする活性炭の製造方法。（７）炭素材料が、石炭系コークスである上記（６）
に記載の活性炭の製造方法。（８）石炭系コークスが、石炭系ピッチを５００〜９
００℃で熱処理したものである上記（７）に記載の活性
炭の製造方法。（９）活性炭が、上記（１）〜（４）のいずれかに記
載の活性炭である上記（５）〜（８）のいずれかに記載
の活性炭の製造方法。（１０）賦活が苛性アルカリによるものである上記
（５）〜（９）のいずれかに記載の活性炭の製造方法。（１１）苛性アルカリが水酸化カリウムと水酸化ナト
リウムの混合物である上記（１０）に記載の活性炭の製
造方法。（１２）水酸化カリウムと水酸化ナトリウムの混合物
は、水酸化カリウム１００質量部に対し、水酸化ナトウ
ム１０〜５０質量部の範囲であることを特徴とする上記
（１１）に記載の活性炭の製造方法（１３）賦活温度が６００〜９００℃である上記
（５）〜（１２）のいずれかに記載の活性炭の製造方
法。（１４）活性炭、導電剤および結合剤を含む電気二重
層キャパシタ用電極において、上記（４）に記載の活性
炭を用いた電気二重層キャパシタ用電極。（１５）電解液中に電極が浸されてなる電気二重層キ
ャパシタにおいて、上記（１４）に記載の電極を有する
電気二重層キャパシタ。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の活性炭の比表面積は７０
０〜２４００ｍ²／ｇである。比表面積が小さくなる
と、それを電極に使用したキャパシタの電気容量は低下
する。また比表面積は大き過ぎても前記したように電極
の体積当たりの電気容量（容積密度）が低下する。容積
密度を最も大きくするには活性炭の比表面積はＢＥＴ法
（窒素ガス吸着法）で求めた値で７００〜２４００ｍ²
／ｇが適する。

【００１２】炭素材は一般に結晶化が進むと比表面積が
低下し、また化学的な活性も悪くなる。結晶化の程度は
通常粉末Ｘ線回折法により求められるｄ₀₀₂（炭素の層
面間隔）の値で評価される。この値が小さいほど結晶化
が進んでいることを示す。キャパシタに使用する活性炭
としては電気容量を大きくするためには結晶化は低いも
のの方がよく、ｄ₀₀₂の値で表すと３．８６Å以上であ
ることが好ましい。

【００１３】本発明の活性炭は酸素原子／炭素原子の比
（Ｏ／Ｃ）が０．０１〜０．１０である。活性炭の表面
にはフェノール性水酸基、カルボキシル基等の含酸素官
能基が存在することが知られている（炭素材料学会編、
新炭素材料Ｐ．６９）。しかし電気二重層キャパシタ
に使用される活性炭として、この官能基に着目したもの
は従来見当たらない。

【００１４】活性炭の比表面積や結晶構造だけではキャ
パシタの電気容量には限界があることから、本発明では
活性炭表面の化学的性質について研究した結果、活性炭
の酸素含有量を測定し、同じ比表面積同士の活性炭を比
較したところ、Ｏ／Ｃ原子比が上記の範囲にある活性炭
が電気容量が高く、かつ耐久性も良好であることが見出
された。この酸素は上記の文献に記載のように大部分活
性炭の表面に官能基として存在していると考えられる。
したがって、活性炭の酸素含有量を測定することによっ
て、活性炭表面の官能基の量を表すことができる。この
官能基の存在により活性炭表面に引き寄せられるイオン
の量が増加し、比表面積当たりのキャパシタの電気容量
が増加すると推測される。官能基の量は活性炭中のＯ／
Ｃ原子比で表して、０．０１未満では電気容量の増加に
寄与する程度が低く、また多すぎるとキャパシタの充放
電に伴って活性炭表面の官能基がＣＯ₂等のガスとなっ
て離脱して電解液を変質してしまい、キャパシタの耐久
性を著しく低下させる。そのためＯ／Ｃ原子比は０．０
１〜０．１０の範囲が適し、好ましくは０．０１から
０．０７，さらに好ましくは０．０２〜０．０５であ
る。Ｏ／Ｃ原子比は酸素原子および炭素原子を元素分析
し、求めることができる。

【００１５】本発明の活性炭は上記の要件を備えたもの
であり、これによって電気二重層キャパシタに好適に使
用できるが、さらにこの活性炭はやし殻、有機樹脂、石
炭系コークスなどを原料として使用できるが、石炭系コ
ークスを原料として製造されたものが好ましく、特に石
炭系ピッチを比較的低温で熱処理（焼成、炭化など）し
た石炭系コークスから製造されたものであることが一層
好ましい。その好ましい温度範囲は５００〜９００℃、
さらに好ましくは、６００〜８００℃である。その理由
は明らかではないが、石炭系ピッチは種々の芳香族化合
物等の様々な分子構造の化合物が混在しており、これを
炭化、賦活した活性炭はこの化合物に由来して、種々の
複雑な微結晶構造等を形成し、イオンを引き寄せる作用
をする点の多い状態が生じているとも考えられる。そし
てこの活性炭は結晶性は低く、ｄ ₀₀₂の値は３．８６Å
以上である。

【００１６】次に本発明の活性炭の製造方法について説
明する。本発明の活性炭の製造方法において、原料とし
ての炭素材料は上記したように石炭系コークスが好まし
く、なかでも石炭系ピッチを比較的低温（５００〜９０
０℃）で炭化した石炭系コークスが一層好ましい。この
温度で熱処理したものには未だかなり揮発分が含まれ、
いわゆる生コークスの状態のものもあるが、本発明では
これらを含めてコークスと呼ぶ。石炭系コークスは種々
の複雑な微結晶構造等が形成されていると考えられる
が、その構造解析のためラマンスペクトルを測定し、そ
の解析を行った。

【００１７】ラマンスペクトルの測定は炭素材料の解析
法の一つであることは従来から知られている。一般に炭
素材料のラマンスペクトルは１５８０ｃｍ^-1近傍のＧバ
ンドと１３６０ｃｍ^-1近傍のＤバンドのピークが現れ
る。炭素材料が結晶相とアモルファス相とからなる場
合、それぞれの相にＧバンドとＤバンドがある。そして
結晶相のＧバンド、Ｄバンドはアモルファス相のＧバン
ド、Ｄバンドよりラマンスペクトルのピーク幅が狭い。
ラマンスペクトルの測定波形はこれらのバンドが合成さ
れたものとして現れる。この測定波形はローレンツ関数
またはガウス関数を用いて各波形に分離することがで
き、それによって、炭素材料の構造解析、例えば結晶相
とアモルファス相の割合等を知ることができる。

【００１８】石炭系コークスについて、ラマンスペクト
ルを測定し、その波形を分離すると１３６０ｃｍ^-1近傍
のＤバンドにショルダーピークと称するピークが２個以
上現れることがわかった。さらに測定波形のＧバンドの
ピーク高さに対するＤバンドのピーク高さの比（Ｄ／Ｇ
のピークの高さ比）は０．６以下であることも判明し
た。石油コークスやフェノール樹脂；リグニンスルホン
酸塩の炭化物等はＤ／Ｇのピークの高さ比は０．６より
大きい。

【００１９】次に図を用いてラマンスペクトルのショル
ダーピーク等について具体的に説明する。図１は本発明
の実施例１の石炭系コークスのラマンスペクトルとその
解析図である。図において波形１はラマンスペクトルの
実測波形で１５８０ｃｍ^-1近傍にＧバンド、１３６０ｃ
ｍ^-1近傍にＤバンドが現れている。図１の波形２はカー
ブフィッテング曲線である。波形３〜７は実測波形を左
右対称のガウス関数を使用し、実測波形とカーブフィッ
テング曲線との誤差が極力小さくなるように調整して分
離したものである。カーブフィッテング曲線はこのよう
にして分離した波形を合成したものである。図１におい
て、波形３がＤバンドのピーク曲線で、波形４、波形
５、波形６がＤバンドのショルダーピーク曲線である。
波形７はＧバンドとＤバンドの両者に係わるショルダー
ピークと思われる。Ｇバンド、Ｄバンドのピーク高さは
実測曲線１におけるベースラインからピーク点までの高
さとして求められる。このＤ／Ｇピーク高さの比は測
定条件等によっては殆ど変わらない。

【００２０】上記の石炭系コークスがＤバンドにショル
ダーピークを２個以上有することから、このコークスは
種々の微結晶構造のものが混在し、それが活性炭の原料
として好ましいものと考えられる。また種々の実験結果
から活性炭の原料としての炭素材料はラマンスペクトル
のＤ／Ｇピーク高さの比が０．６以下のものが良好で
あることが判明したが、その理由については明らかでな
い。本発明において活性炭の原料としての炭素材料は、
一つは石炭系コークスであるが、Ｄバンドのショルダー
ピーク数、Ｄ／Ｇピーク高さの比が上記の範囲にある
ものならば石炭系コークス以外でも使用可能である。例
えば有機物を２種以上混合し、それを炭化してＤバンド
のショルダーピーク数を２以上、Ｄ／Ｇピーク高さの
比が０．６以下の炭素材料を用いることができる。

【００２１】炭素材料の賦活方法は、活性炭が本発明の
前記要件を備えているものであれば特に制限なく、水蒸
気や炭酸ガスを用いたガス賦活、苛性アルカリ、塩化亜
鉛等を用いた薬品賦活などいずれも採用可能であるが、
本発明においては苛性アルカリ、なかでも苛性カリ（Ｋ
ＯＨ）と苛性ソーダ（ＮａＯＨ）の混合物が好ましい。
苛性アルカリ混合物を用いることでキャパシタの電気容
量をより高めることができ、それは活性炭の細孔分布を
良好にしているためと考えられる。また苛性アルカリの
混合物は活性炭の細孔の大きさ及びＯ／Ｃ原子比を調節
するうえでも望ましい。苛性カリと苛性ソーダの混合比
は、活性炭の仕様に応じて適正な値を選ぶことができる
が、一般的には苛性カリ１００質量部に対し苛性ソーダ
１０〜５０質量部の範囲が適する。この範囲において苛
性ソーダを多くするにしたがって活性炭の比較的大きい
細孔である直径２０〜４０Åの細孔の比率を増加させる
ことができる。さらに、５０Å以上の大きい細孔の比率
は増加させない。比較的大きい細孔を持つ活性炭を使用
した電極は低温特性に優れるので、これを重視した場合
には苛性ソーダの混合量を多くして賦活するとよい。ま
たＯ／Ｃ原子比については、苛性カリはＯ／Ｃ原子比を
高くする作用が苛性ソーダより強いので、本発明の活性
炭においてＯ／Ｃ原子比を低い側に移行させ、電極材料
として耐久性を重視する場合にも苛性ソーダの混合比を
高めるとよい。しかし、苛性カリ１００質量部に対し、
苛性ソーダが５０質量部を越えると賦活された活性炭の
比表面積が小さくなり電気容量が低下してしまう。

【００２２】賦活温度は、一般的な電気二重層キャパシ
タの電極に用いる活性炭としては６００℃〜９００℃の
温度が適し、好ましくは７５０℃〜８００℃である。特
に電極として耐久性を重視する場合には８００℃〜９０
０℃、初期電気容量を重視する場合には６００℃〜７０
０℃とするのがよい。

【００２３】上記した方法によって活性炭の比表面積を
７００〜２４００ｍ²／ｇ、Ｏ／Ｃ原子比を０．０１〜
０．１０とすることができる。なお、Ｏ／Ｃ原子比につ
いては、賦活して活性炭とした後、不活性ガス（例えば
窒素ガス、アルゴンガス、ヘリウムガス）中で７００〜
８００℃程度に熱処理することによって、Ｏ／Ｃ原子比
を低い側に調整することができる。これによって賦活後
にＯ／Ｃ原子比が０．１０を越えるものでも熱処理によ
って０．１０以下にすることができる。本発明の活性炭
から電極及び電気二重層キャパシタを公知の方法にした
がって製造することができる。即ち、電極は活性炭に導
電剤および結合剤を加えて混練圧延する方法、活性炭に
導電剤、結合剤、必要に応じて溶媒を加えてスラリー状
にして導電材に塗布する方法、活性炭に未炭化樹脂類を
混合して焼結する方法、等の方法で作製される。例えば
平均粒径５〜１００μｍ程度の活性炭の粉末に、必要に
より導電剤としてカーボンブラック等を加え、ポリテト
ラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデ
ン等の結合剤を加え、厚さ０．１〜０．５ｍｍ程度のシ
ートに成形し、１００〜２００℃程度の温度で真空乾燥
する。このシートを所定の形状に打ち抜き電極とする。
この電極に集電材である金属板を積層し、セパレータを
介し、金属板を外側にして２枚重ね、電解液に浸して電
気二重層キャパシタとする。電気二重層キャパシタの電
解液としては公知の非水溶媒電解質溶液、水溶性電解質
溶液のいずれにも使用可能である。

【００２４】

【実施例】以下実施例により本発明を具体的に説明す
る。本実施例における各特性の測定方法は以下の通りで
ある。（ｄ₀₀₂の測定）ＣｕＫα線を用い、粉末Ｘ線回折スペ
クトルからｄ₀₀₂を求めた。なおｄ₀₀₂の算出にあたって
は内部標準物質としてＳｉを使用し、Ｓｉ（１１１）面
の回折ピークを用いて補正した。（ラマンスペクトルの測定）励起光としてＡｒレーザー
５１４．５ｎｍ、検出器としてＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ
ＣｏｕｐｌｅｄＤｅｖｉｃｅ）を使用し、スリット５
００μｍ、露光６０秒で活性炭の原料としての炭素材料
のラマンスペクトルを測定した。この測定波形を左右対
称のガウス関数により波形分離すると共にカーブフィッ
テングを行った。波形分離に際してはラマンスペクトル
の実測曲線とその分離波形を合成したカーブフィテング
曲線ができるだけ合うように調整した。それには例えば
両者の差を残差二乗和で表して、この値が３．０以下と
なるようにする。なお、残差二乗和はピーク強度（Ｉｎ
ｔ．）の数値の取り方によって変わるので、ここでは縦
軸のＧバンドのピークの強度（Ｉｎｔ．）を１００とし
て、残差二乗和を求める。

【００２５】（酸素及び炭素含有量の測定）炭素材料を
２００℃で１０時間真空乾燥したものを測定に使用し、
ＬＥＣＯ社製ＣＨＮＳ−９３２により炭素含有量（質量
％）、同社製ＶＴ−９００により酸素含有量を測定し
た。一つの炭素材料について５個サンプリングし、それ
ぞれ測定し、その平均値を用いた。その炭素、酸素の質
量％より酸素／炭素の原子比（Ｏ／Ｃ）を算出する。（電極の作製）平均粒径３０μｍの活性炭８０質量部に
ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）１０質量部、
カーボンブラック１０質量部を添加し、混練して厚さ
０．５ｍｍのシート状に圧延した。このシートを直径１
３ｍｍの円板に打抜き、２００℃で一昼夜真空乾燥して
分極性電極として使用した。

【００２６】（電気二重層キャパシタの組立）前記の電
極を、高純度アルゴンを循環させているグローブボック
ス内において、図５のようなセルを組立て、評価用に使
用した。図５において、８はアルミニウム製の上蓋、９
はフッ素ゴム製Ｏリング、１０はアルミニウムからなる
集電体、１１はテフロン（登録商標）からなる絶縁材、
１２はアルミニウム製容器、１３はアルミニウム製板バ
ネ、１４は分極性電極、１５はガラス繊維からなる厚さ
１ｍｍのセパレータである。電解液にはＰＣ（プロピレ
ンカーボネート）を溶媒とし、（Ｃ₂Ｈ₅）₄ＮＢＦ₄を電
解質とする富山薬品工業（株）製の商品名ＬＩＰＡＳＴ
Ｅ−Ｐ／ＥＡＦＩＮ（１モル／リットル）を使用した。
充放電測定は北斗電工（株）製充放電試験装置ＨＪ−１
０１ＳＭ６を使用し、１．５９ｍＡ／ｃｍ²の電流密度
で０〜２．５Ｖで充放電を行い、２回目の定電流放電に
よって得られた放電曲線から、電気二重層キャパシタの
両極活性炭の質量あたりの静電容量（Ｆ／ｇ）と体積あ
たりの静電容量（Ｆ／ｍｌ）を算出した。また耐久性は
２０回の充放電サイクル試験による電気容量の容量保持
率（サイクル試験後の電気容量／２回目の充放電後の電
気容量）により評価した。

【００２７】（実施例１）川崎製鉄（株）製石炭系ピッ
チを窒素雰囲気中、５００℃で熱処理し、粒径１０〜１
００μｍになるように粉砕して活性炭原料の炭素材料と
して使用した。そのラマンスペクトル曲線を図１に示
す。図１の実測曲線とカーブフィテング曲線との誤差を
表す残差二乗和は２．８２であった。この炭素材料に対
して質量比で２．５倍量のＫＯＨを混合し、ルツボに充
填した。これを窒素気流中で７５０℃まで３℃／分で昇
温した後、７５０℃で３０分保持して賦活し、窒素気流
中で冷却した。賦活した炭素材料は１Ｎ塩酸で洗浄した
後、蒸留水で洗浄し、残留ＫＯＨ及び金属不純物を除去
した。これを２００℃で真空乾燥し、電極材料としての
活性炭とした。この活性炭の細孔分布（ＤＦＴ法）を図
４に示す。細孔径２０〜４０Åの範囲においては、径２
０〜２３Åの細孔分布しか見られない。

【００２８】（実施例２）実施例１のＫＯＨに代えて、
炭素材料に対し、質量比で１．２５倍量のＫＯＨと０．
９倍量のＮａＯＨを使用した以外は実施例１と同様にし
て活性炭を製造し、電極材料とした。この活性炭の細孔
分布（ＤＦＴ法）を図４に示す。細孔径２０〜４０Åの
範囲においては、それぞれの分布が見られ、それらの細
孔容積が０．００２〜０．０２ｍｌ／ｇであった。

【００２９】（実施例３）川崎製鉄（株）製石炭系ピッ
チを窒素気流中で７００℃で熱処理した炭素材料を用い
た以外は実施例２と同様にして活性炭を製造し、電極材
料とした。

【００３０】（実施例４）川崎製鉄（株）製石炭系ピッ
チを窒素気流中８００℃で熱処理した炭素材料を用いた
外は実施例２と同様にして活性炭を製造し、電極材料と
した。

【００３１】（比較例１）活性炭の炭素材料として三鉱
エンジニアリング（株）製、石油コークス（商品名Ｍ
Ｃ）を用いた以外は実施例２と同様にして活性炭を製造
し、電極材料とした。この石油コークスのラマンスペク
トル曲線を図２に示す。

【００３２】（比較例２）実施例１の石炭系ピッチを１
２００℃位で熱処理した石炭系コークスを炭素材料とし
て用いた以外は実施例２と同様にして活性炭を製造し、
電極材料とした。

【００３３】（比較例３）炭素材料として、リグニンス
ルホン酸塩を７００℃で熱処理したものを使用した以外
は実施例２と同様にして、活性炭を製造し電極材料とし
た。炭素材料のラマンスペクトル曲線を図３に示す。

【００３４】以上の実施例、比較例の活性炭を用いて前
記した方法により電極及び電気二重層キャパシタを製造
した。活性炭の原料である炭素材料、電極及び電気二重
層キャパシタの特性を表１に示す。

【００３５】

【表１】

【００３６】

【発明の効果】本発明の活性炭は電気二重層キャパシタ
の電極材料として好適であり、その電極を用いた電気二
重層キャパシタは、キャパシタとして重要な特性である
電極の体積当りの電気容量が高く、また耐久性も良好で
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１で使用した石炭系コークスの
ラマンスペクトル曲線である。

【図２】比較例２の石油コークスのラマンスペクトル曲
線である。

【図３】比較例３のリグニンスルホン酸塩を７００℃で
熱処理したもののラマンスペクトル曲線である。

【図４】実施例１及び２の活性炭の細孔分布図である。

【図５】電気二重層キャパシタの断面図である。

【符号の説明】

１ラマンスペクトルの実測曲線２カーブフィテング曲線３、４、５、６、７ラマンスペクトルの分離波形曲線８上蓋９Ｏリング１０集電体１１絶縁体１２容器１３板ばね１４電極１５セパレーター

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｘ線回折法により求められるｄ₀₀₂が
３．８６オングストローム以上、ＢＥＴ法による比表面
積が７００〜２４００ｍ²／ｇ、酸素原子／炭素原子の
比が０．０１〜０．１０の範囲にあることを特徴とする
活性炭。
【請求項２】活性炭が、石炭系コークスを原料として
製造されたものである請求項１に記載の活性炭。
【請求項３】石炭系コークスが、石炭系ピッチを５０
０〜９００℃で熱処理したものである請求項２に記載の
活性炭。
【請求項４】電気二重層キャパシタ用電極材料である
請求項１〜３のいずれか１項に記載の活性炭。
【請求項５】石炭系ピッチを５００〜９００℃で熱処
理した炭素材料を賦活することを特徴とする活性炭の製
造方法。
【請求項６】ラマンスペクトルにおけるＤバンド（１
３６０ｃｍ^-1）に２個以上のショルダーピークを有し、
Ｇバンド（１５８０ｃｍ^-1）のピーク高さに対するＤバ
ンドのピーク高さの比が０．６以下である炭素材料を賦
活することを特徴とする活性炭の製造方法。
【請求項７】炭素材料が、石炭系コークスである請求
項６に記載の活性炭の製造方法。
【請求項８】石炭系コークスが、石炭系ピッチを５０
０〜９００℃で熱処理したものである請求項７に記載の
活性炭の製造方法。
【請求項９】活性炭が、請求項１〜４のいずれか１項
に記載の活性炭である請求項５〜８のいずれか１項に記
載の活性炭の製造方法。
【請求項１０】賦活が苛性アルカリによるものである
請求項５〜９のいずれか１項に記載の活性炭の製造方
法。
【請求項１１】苛性アルカリが水酸化カリウムと水酸
化ナトリウムの混合物である請求項１０に記載の活性炭
の製造方法。
【請求項１２】水酸化カリウムと水酸化ナトリウムの
混合物は、水酸化カリウム１００質量部に対し、水酸化
ナトウム１０〜５０質量部の範囲であることを特徴とす
る請求項１１に記載の活性炭の製造方法。
【請求項１３】賦活温度が６００〜９００℃である請
求項５〜１２のいずれか１項に記載の活性炭の製造方
法。
【請求項１４】活性炭、導電剤および結合剤を含む電
気二重層キャパシタ用電極において、請求項４に記載の
活性炭を用いた電気二重層キャパシタ用電極。
【請求項１５】電解液中に電極が浸されてなる電気二
重層キャパシタにおいて、請求項１４に記載の電極を有
する電気二重層キャパシタ。