JP2002289477A - 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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Abstract
(57)【要約】
【課題】 分極性電極と電解液の界面で形成される電気
二重層を利用する電気二重層キャパシタに関し、従来の
電気二重層キャパシタより放電容量が大きく、クーロン
効率が高く、しかも高出力が期待できる電気二重層キャ
パシタを提供することを課題とする。 【解決手段】 分極性電極として活性化炭素を用い、電
解液として２種以上の無機酸を含む水溶液を用いること
を特徴とする。
二重層を利用する電気二重層キャパシタに関し、従来の
電気二重層キャパシタより放電容量が大きく、クーロン
効率が高く、しかも高出力が期待できる電気二重層キャ
パシタを提供することを課題とする。 【解決手段】 分極性電極として活性化炭素を用い、電
解液として２種以上の無機酸を含む水溶液を用いること
を特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、分極性電極と電解
液の界面で形成される電気二重層を利用する電気二重層
キャパシタに関するものである。
液の界面で形成される電気二重層を利用する電気二重層
キャパシタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】電気二重層キャパシタは、分極性電極と
電解液からなり、対向した正負の電極の間に存在する電
解液とで形成される電極と電解液界面の電気二重層に電
荷を蓄積するキャパシタの一種である。
電解液からなり、対向した正負の電極の間に存在する電
解液とで形成される電極と電解液界面の電気二重層に電
荷を蓄積するキャパシタの一種である。
【０００３】この電気二重層キャパシタは、電子機器の
バックアップ電源として用いられ、或いは電池とハイブ
リッド化して用いられており、サイクル寿命が長いとい
う長所を有するため、近年では益々その需要が高まって
いる。
バックアップ電源として用いられ、或いは電池とハイブ
リッド化して用いられており、サイクル寿命が長いとい
う長所を有するため、近年では益々その需要が高まって
いる。
【０００４】しかし、実用性をより高め、広い用途に適
用する観点から、さらに高容量化、高出力化することが
求められている。
用する観点から、さらに高容量化、高出力化することが
求められている。
【０００５】正極及び負極に用いる活性化炭素を用いた
分極性電極としては、従来では、たとえば活性化炭素粉
末にフッ素樹脂を少量混合して集電体にプレス成形した
電極、活性化炭素粉末ペーストを導電性ゴム電極に圧着
した電極、活性化炭素繊維に集電体を溶射法或いは蒸着
法等で密着させた電極等が用いられている。
分極性電極としては、従来では、たとえば活性化炭素粉
末にフッ素樹脂を少量混合して集電体にプレス成形した
電極、活性化炭素粉末ペーストを導電性ゴム電極に圧着
した電極、活性化炭素繊維に集電体を溶射法或いは蒸着
法等で密着させた電極等が用いられている。
【０００６】また正極と負極の間に介在させる電解液と
しては、硫酸水溶液、塩酸水溶液、塩基性水溶液、プロ
ピレンカーボネート又はγ−ブチロラクトン等の非プロ
トン性有機溶媒に、テトラアルキルアンモニウム塩或い
はテトラアルキルホスホニウム塩を溶解させた溶液等が
用いられている。
しては、硫酸水溶液、塩酸水溶液、塩基性水溶液、プロ
ピレンカーボネート又はγ−ブチロラクトン等の非プロ
トン性有機溶媒に、テトラアルキルアンモニウム塩或い
はテトラアルキルホスホニウム塩を溶解させた溶液等が
用いられている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】電気二重層キャパシタ
は、上述のように従来からの電子機器のバックアップ電
源のみでなく、最近では大型の電力を使用する分野での
電源のバックアップ用や、電池とのハイブリッド化等、
広い分野での応用が期待されている。
は、上述のように従来からの電子機器のバックアップ電
源のみでなく、最近では大型の電力を使用する分野での
電源のバックアップ用や、電池とのハイブリッド化等、
広い分野での応用が期待されている。
【０００８】そのためには、さらに高い放電容量やクー
ロン効率、高出力化、耐熱性、低腐食性、安全性等が求
められている。
ロン効率、高出力化、耐熱性、低腐食性、安全性等が求
められている。
【０００９】安全性の観点からは、引火性のある有機溶
媒よりも水溶液系電解液を用いるのが好ましい。また耐
熱性の点でも、沸点が低く、蒸気圧の高い有機溶媒より
水溶液系のものの方が好ましい。
媒よりも水溶液系電解液を用いるのが好ましい。また耐
熱性の点でも、沸点が低く、蒸気圧の高い有機溶媒より
水溶液系のものの方が好ましい。
【００１０】代表的な水溶液系電解液として、たとえば
約30重量％の高濃度硫酸や、２モル濃度塩酸等が用いら
れているが、放電容量はほぼ限界に達している。
約30重量％の高濃度硫酸や、２モル濃度塩酸等が用いら
れているが、放電容量はほぼ限界に達している。
【００１１】本発明は、このような従来の電気二重層キ
ャパシタより放電容量が大きく、クーロン効率が高く、
しかも高出力が期待できる電気二重層キャパシタを提供
することを課題とするものである。
ャパシタより放電容量が大きく、クーロン効率が高く、
しかも高出力が期待できる電気二重層キャパシタを提供
することを課題とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は、このような課
題を解決するためになされたもので、その課題を解決す
るための手段は、分極性電極として活性化炭素を用い、
電解液として２種以上の無機酸を含む水溶液を用いたこ
とである。
題を解決するためになされたもので、その課題を解決す
るための手段は、分極性電極として活性化炭素を用い、
電解液として２種以上の無機酸を含む水溶液を用いたこ
とである。
【００１３】これら２種以上の無機酸電解液中では、各
種イオンが共存し、共吸着するが、さらにこれらの中に
は電極に特異吸着するものがあり、このようなイオンの
共吸着性のために電極へイオンの吸着量が増加し、この
ような電解液を用いると高い充放電容量でクーロン効率
の優れた電気二重層キャパシタが得られる。
種イオンが共存し、共吸着するが、さらにこれらの中に
は電極に特異吸着するものがあり、このようなイオンの
共吸着性のために電極へイオンの吸着量が増加し、この
ような電解液を用いると高い充放電容量でクーロン効率
の優れた電気二重層キャパシタが得られる。
【００１４】また、このような電解液のうち、粘度の低
い電解液を用いると電極へのイオンの吸着、脱離の速度
が速く、高い出力密度でクーロン効率の優れた電気二重
層キャパシタが得られる。
い電解液を用いると電極へのイオンの吸着、脱離の速度
が速く、高い出力密度でクーロン効率の優れた電気二重
層キャパシタが得られる。
【００１５】しかも、このような電気二重層キャパシタ
は、耐熱性、安全性に優れている。
は、耐熱性、安全性に優れている。
【００１６】電解液に添加する２種以上の無機酸として
は、いずれの無機酸を使用することも可能であるが、塩
酸、リン酸、過塩素酸、硫酸を用いることが好ましい。
これらの無機酸のうち、塩酸を電解液の一成分として含
有させる場合は、後述する実施例の結果からも、塩酸を
含有させない場合よりもわずかに放電容量が大きくなる
と推定される。しかし、各種機器類に電気二重層キャパ
シタとして応用した場合に、温度上昇に伴ってもしも電
解液中の成分が気化すると、気化した塩化水素ガスは、
他の無機酸に比べると各種機器類を腐食させるおそれが
少しはあるという問題もある。また過塩素酸は、他の無
機酸に比べてコストが高い。さらに硫酸は、他の無機酸
に比べると、取扱上の危険性がわずかではあるが高い。
このように、上記４種の無機酸には、一長一短があり、
いずれを適用するかは、その得失を考慮しつつ用途に応
じて検討するのが望ましいが、いずれにしても放電容量
やクーロン効率の観点からは、上記４種の無機酸のうち
の少なくとも２種以上が、本発明のような電気二重層キ
ャパシタの電解液として用いるのに適している。ただ
し、これら以外の無機酸の２種以上を使用することも可
能である。
は、いずれの無機酸を使用することも可能であるが、塩
酸、リン酸、過塩素酸、硫酸を用いることが好ましい。
これらの無機酸のうち、塩酸を電解液の一成分として含
有させる場合は、後述する実施例の結果からも、塩酸を
含有させない場合よりもわずかに放電容量が大きくなる
と推定される。しかし、各種機器類に電気二重層キャパ
シタとして応用した場合に、温度上昇に伴ってもしも電
解液中の成分が気化すると、気化した塩化水素ガスは、
他の無機酸に比べると各種機器類を腐食させるおそれが
少しはあるという問題もある。また過塩素酸は、他の無
機酸に比べてコストが高い。さらに硫酸は、他の無機酸
に比べると、取扱上の危険性がわずかではあるが高い。
このように、上記４種の無機酸には、一長一短があり、
いずれを適用するかは、その得失を考慮しつつ用途に応
じて検討するのが望ましいが、いずれにしても放電容量
やクーロン効率の観点からは、上記４種の無機酸のうち
の少なくとも２種以上が、本発明のような電気二重層キ
ャパシタの電解液として用いるのに適している。ただ
し、これら以外の無機酸の２種以上を使用することも可
能である。
【００１７】また本発明の電解液には、上記のような２
種以上の無機酸の他に、希土類元素の塩を含ませること
も有効であり、その中でも塩化ランタンが好ましい。
種以上の無機酸の他に、希土類元素の塩を含ませること
も有効であり、その中でも塩化ランタンが好ましい。
【００１８】電解液中の各無機酸の濃度は、0.2 〜８mo
l/l であることが好ましく、特に0.5 〜５mol/l である
ことが好ましい。
l/l であることが好ましく、特に0.5 〜５mol/l である
ことが好ましい。
【００１９】また、ランタニド元素の塩を含有させる場
合、その濃度は、0.2 〜４mol/l であることが好まし
く、特に0.5 〜３mol/l であることが好ましい。
合、その濃度は、0.2 〜４mol/l であることが好まし
く、特に0.5 〜３mol/l であることが好ましい。
【００２０】さらに、ランタン以外の希土類元素とし
て、たとえばイットリウム、セリウム、プラセオジム、
ネオジム、サマリウム、ユーロピウム、ガドリニウム、
テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウ
ム、ツリウム、イッテルビウム、ルテチウム等の塩を使
用することも可能である。
て、たとえばイットリウム、セリウム、プラセオジム、
ネオジム、サマリウム、ユーロピウム、ガドリニウム、
テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウ
ム、ツリウム、イッテルビウム、ルテチウム等の塩を使
用することも可能である。
【００２１】分極性電極の活性化炭素としては、好まし
くは、活性化炭素繊維や活性化炭素ブロックが用いられ
る。
くは、活性化炭素繊維や活性化炭素ブロックが用いられ
る。
【００２２】
【発明の実施の形態】上記の電解液を用いた電気二重層
キャパシタは、通常の方法で作製することができる。た
とえば、活性炭繊維からなる分極性電極を金属、炭素
板、或いは導電性ゴム等の集電体と一体化させたものを
１対作製し、短絡防止のためのポリプロピレン製セパレ
ータをこの１対のものの間に挿入し、上記水溶性電解液
を含浸した後、周囲をシールすることにより容易に作成
することができる。
キャパシタは、通常の方法で作製することができる。た
とえば、活性炭繊維からなる分極性電極を金属、炭素
板、或いは導電性ゴム等の集電体と一体化させたものを
１対作製し、短絡防止のためのポリプロピレン製セパレ
ータをこの１対のものの間に挿入し、上記水溶性電解液
を含浸した後、周囲をシールすることにより容易に作成
することができる。
【００２３】また、これと類似の方法も採用することが
できる。
できる。
【００２４】さらに、電気二重層キャパシタの構造も、
コイン型キャパシタ、小型の円筒型キャパシタ、大型の
箱型或いは円筒型パワーキャパシタ等の任意のものを使
用することができる。
コイン型キャパシタ、小型の円筒型キャパシタ、大型の
箱型或いは円筒型パワーキャパシタ等の任意のものを使
用することができる。
【００２５】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。
【００２６】〔実施例１〕分極性炭素電極として１cm×
１cmの白金集電体に直径10〜30μm の活性化炭素繊維の
不織布26mgを炭素系接着シートで接着した２枚の電極対
の間にポリプロピレン不織布セパレータを挟み、電解液
を含浸させて電気二重層キャパシタを作製した。活性化
炭素繊維の比表面積は、1130m2/gであった。
１cmの白金集電体に直径10〜30μm の活性化炭素繊維の
不織布26mgを炭素系接着シートで接着した２枚の電極対
の間にポリプロピレン不織布セパレータを挟み、電解液
を含浸させて電気二重層キャパシタを作製した。活性化
炭素繊維の比表面積は、1130m2/gであった。
【００２７】３mAの電流（充電電流）で、キャパシタの
電極端子間の電圧が0.8 Ｖに達するまで充電し、その
後、５mAの電流（放電電流）でキャパシタの両極端子間
の電圧が0.8 Ｖから0.2 Ｖに至るまで放電し、電気二重
層キャパシタの容量及びクーロン効率の測定を行った。
電極端子間の電圧が0.8 Ｖに達するまで充電し、その
後、５mAの電流（放電電流）でキャパシタの両極端子間
の電圧が0.8 Ｖから0.2 Ｖに至るまで放電し、電気二重
層キャパシタの容量及びクーロン効率の測定を行った。
【００２８】電解液としては、2.0mol/lのＨＣｌ、1.0m
ol/lのＨＣｌＯ4 及び0.3mol/lのＨ 3ＰＯ4を含む電解液
を用いた。
ol/lのＨＣｌＯ4 及び0.3mol/lのＨ 3ＰＯ4を含む電解液
を用いた。
【００２９】放電容量とクーロン効率の測定値を表１に
示す。
示す。
【００３０】
【表１】
【００３１】表１に示すように、放電容量は61F/g であ
り、クーロン効率は98％であった。
り、クーロン効率は98％であった。
【００３２】尚、表１における放電容量の数値は、充放
電10サイクル目の活性化炭素１g 当たりの充放電容量の
数値であり、表１におけるクーロン効率の数値は、充放
電10サイクル目の充放電クーロン効率の数値である。
電10サイクル目の活性化炭素１g 当たりの充放電容量の
数値であり、表１におけるクーロン効率の数値は、充放
電10サイクル目の充放電クーロン効率の数値である。
【００３３】この点は、後述する実施例２乃至10や比較
例１乃至６についても同様である。
例１乃至６についても同様である。
【００３４】〔実施例２〕本実施例では、上記実施例１
とは異なる組成の電解液を用いた。
とは異なる組成の電解液を用いた。
【００３５】2.0mol/lのＨＣｌ及び1.0mol/lのＨＣｌＯ
4 を含む点は上記実施例１と同様であるが、本実施例で
は、上記実施例のＨ3ＰＯ4に代えて1.0mol/lのＬａＣｌ
3を添加したものを用いた。すなわち、本実施例の電解
液では、2.0mol/lのＨＣｌ、1.0mol/lのＨＣｌＯ4 、及
び1.0mol/lのＬａＣｌ3を含んでいる。
4 を含む点は上記実施例１と同様であるが、本実施例で
は、上記実施例のＨ3ＰＯ4に代えて1.0mol/lのＬａＣｌ
3を添加したものを用いた。すなわち、本実施例の電解
液では、2.0mol/lのＨＣｌ、1.0mol/lのＨＣｌＯ4 、及
び1.0mol/lのＬａＣｌ3を含んでいる。
【００３６】放電容量及びクーロン効率の測定は実施例
１と同様に行い、放電電流の値も実施例１と同じとし
た。また電極も実施例1 と同様の比表面積を有する活性
化炭素繊維からなる電極を用いた。
１と同様に行い、放電電流の値も実施例１と同じとし
た。また電極も実施例1 と同様の比表面積を有する活性
化炭素繊維からなる電極を用いた。
【００３７】本実施例では、表１に示すように放電容量
は60F/g であり、クーロン効率は98％であった。
は60F/g であり、クーロン効率は98％であった。
【００３８】〔実施例３〕本実施例では、電解液とし
て、2.0mol/lのＨＣｌ及び0.3mol/lのＨ3ＰＯ4を含む電
解液を用いた。
て、2.0mol/lのＨＣｌ及び0.3mol/lのＨ3ＰＯ4を含む電
解液を用いた。
【００３９】放電容量及びクーロン効率の測定、放電電
流の値、電極の種類も上記実施例１及び実施例２と同様
とした。
流の値、電極の種類も上記実施例１及び実施例２と同様
とした。
【００４０】本実施例では、表１に示すように放電容量
は60F/g であり、クーロン効率は98％であった。
は60F/g であり、クーロン効率は98％であった。
【００４１】〔実施例４〕本実施例では、電解液とし
て、2.0mol/lのＨ2ＳＯ4及び1.0mol/lのＨＣｌを含む電
解液を用いた。
て、2.0mol/lのＨ2ＳＯ4及び1.0mol/lのＨＣｌを含む電
解液を用いた。
【００４２】放電容量及びクーロン効率の測定、放電電
流の値、電極の種類も上記実施例１乃至実施例３と同様
とした。
流の値、電極の種類も上記実施例１乃至実施例３と同様
とした。
【００４３】本実施例では、表１に示すように放電容量
は56F/g であり、クーロン効率は97％であった。
は56F/g であり、クーロン効率は97％であった。
【００４４】〔実施例５〕本実施例では、電解液とし
て、2.0mol/lのＨＣｌ、0.3mol/lのＨ3ＰＯ4、及び0.3m
ol/lのＬａＣｌ3を含む電解液を用いた。
て、2.0mol/lのＨＣｌ、0.3mol/lのＨ3ＰＯ4、及び0.3m
ol/lのＬａＣｌ3を含む電解液を用いた。
【００４５】また、放電容量及びクーロン効率の測定は
実施例１乃至４と同様に行ったが、放電電流の値は40mA
とし、この点で実施例１乃至４と相違している。ちなみ
に充電電流は実施例１等と同様に3mA としている。
実施例１乃至４と同様に行ったが、放電電流の値は40mA
とし、この点で実施例１乃至４と相違している。ちなみ
に充電電流は実施例１等と同様に3mA としている。
【００４６】電極は、実施例１乃至４と同様のものを用
いた。
いた。
【００４７】本実施例では、表１に示すように放電容量
は47F/g であり、クーロン効率は97％であった。
は47F/g であり、クーロン効率は97％であった。
【００４８】〔実施例６〕本実施例では、電解液とし
て、2.0mol/lのＨＣｌ及び1.0mol/lのＨＣｌＯ4 を含む
電解液を用いた。
て、2.0mol/lのＨＣｌ及び1.0mol/lのＨＣｌＯ4 を含む
電解液を用いた。
【００４９】放電電流の値は実施例５と同様40mAとした
が、放電容量及びクーロン効率の測定、電極の種類は、
上記実施例１乃至実施例５と同様とした。
が、放電容量及びクーロン効率の測定、電極の種類は、
上記実施例１乃至実施例５と同様とした。
【００５０】本実施例では、表１に示すように放電容量
は51F/g であり、クーロン効率は94％であった。
は51F/g であり、クーロン効率は94％であった。
【００５１】〔実施例７〕本実施例では、電解液とし
て、2.0mol/lのＨＣｌ及び0.3mol/lのＨ3ＰＯ4を含む電
解液を用いた。つまり、電解液の組成及び濃度は上記実
施例３と同じである。
て、2.0mol/lのＨＣｌ及び0.3mol/lのＨ3ＰＯ4を含む電
解液を用いた。つまり、電解液の組成及び濃度は上記実
施例３と同じである。
【００５２】放電電流の値は実施例５や実施例６と同様
に40mAとし、この点で上記実施例３と相違するが、放電
容量及びクーロン効率の測定、電極の種類は、上記実施
例１乃至実施例６と同様とした。
に40mAとし、この点で上記実施例３と相違するが、放電
容量及びクーロン効率の測定、電極の種類は、上記実施
例１乃至実施例６と同様とした。
【００５３】本実施例では、表１に示すように放電容量
は46F/g であり、クーロン効率は96％であった。
は46F/g であり、クーロン効率は96％であった。
【００５４】〔実施例８〕本実施例では、電解液とし
て、2.0mol/lのＨＣｌ及び1.0mol/lのＨ3ＰＯ4を含む電
解液を用いた。つまり、電解液の組成は上記実施例３や
実施例７と同じであるが、Ｈ3ＰＯ4の濃度が実施例３、
実施例７と相違している。
て、2.0mol/lのＨＣｌ及び1.0mol/lのＨ3ＰＯ4を含む電
解液を用いた。つまり、電解液の組成は上記実施例３や
実施例７と同じであるが、Ｈ3ＰＯ4の濃度が実施例３、
実施例７と相違している。
【００５５】放電電流の値は実施例５乃至実施例７と同
様とし、放電容量及びクーロン効率の測定、電極の種類
は実施例１乃至実施例７と同様とした。
様とし、放電容量及びクーロン効率の測定、電極の種類
は実施例１乃至実施例７と同様とした。
【００５６】本実施例では、表１に示すように放電容量
は48F/g であり、クーロン効率は96％であった。
は48F/g であり、クーロン効率は96％であった。
【００５７】〔実施例９〕本実施例では、電解液とし
て、2.0mol/lのＨＣｌ及び1.0mol/lのＨ3ＰＯ4を含む電
解液を用いた。つまり、電解液の組成及び濃度は上記実
施例８と同じである。
て、2.0mol/lのＨＣｌ及び1.0mol/lのＨ3ＰＯ4を含む電
解液を用いた。つまり、電解液の組成及び濃度は上記実
施例８と同じである。
【００５８】ただし、電極としては上記実施例１乃至実
施例８の活性化炭素繊維の電極とは異なる電極を用い
た。
施例８の活性化炭素繊維の電極とは異なる電極を用い
た。
【００５９】すなわち、本実施例においては、72mgの活
性化炭素粒子と８mgのフッ素樹脂の混合物を、１cm×１
cmの白金集電体に２t/cm2 の圧力で圧着した活性炭ブロ
ックを電極として用いた。
性化炭素粒子と８mgのフッ素樹脂の混合物を、１cm×１
cmの白金集電体に２t/cm2 の圧力で圧着した活性炭ブロ
ックを電極として用いた。
【００６０】放電電流の値は実施例１乃至実施例４と同
様に５mAとしたが、放電容量及びクーロン効率の測定
は、実施例１乃至８と同様に行った。
様に５mAとしたが、放電容量及びクーロン効率の測定
は、実施例１乃至８と同様に行った。
【００６１】本実施例では、表１に示すように放電容量
は57F/g であり、クーロン効率は97％であった。
は57F/g であり、クーロン効率は97％であった。
【００６２】〔実施例10〕本実施例では、電解液とし
て、2.0mol/lのＨＣｌＯ4 及び0.3mol/lのＨ3ＰＯ4を含
む電解液を用いた。
て、2.0mol/lのＨＣｌＯ4 及び0.3mol/lのＨ3ＰＯ4を含
む電解液を用いた。
【００６３】電極は上記実施例１乃至実施例８と同様の
活性化炭素繊維を用い、放電電流の値は５mAとした。放
電容量及びクーロン効率の測定は、実施例１乃至９と同
様に行った。
活性化炭素繊維を用い、放電電流の値は５mAとした。放
電容量及びクーロン効率の測定は、実施例１乃至９と同
様に行った。
【００６４】本実施例では、表１に示すように放電容量
は53F/g であり、クーロン効率は96％であった。
は53F/g であり、クーロン効率は96％であった。
【００６５】〔比較例１〕比較例１として、3.0mol/lの
ＨＣｌのみを電解液として用い、上記各実施例と同様に
放電容量及びクーロン効率を測定した。
ＨＣｌのみを電解液として用い、上記各実施例と同様に
放電容量及びクーロン効率を測定した。
【００６６】放電電流の値は５mAとしたが、電極は実施
例１乃至８及び実施例10と同様の活性化炭素繊維からな
る電極を用いた。
例１乃至８及び実施例10と同様の活性化炭素繊維からな
る電極を用いた。
【００６７】比較例１では、表１に示すように放電容量
は58F/g であり、クーロン効率は94％であった。
は58F/g であり、クーロン効率は94％であった。
【００６８】〔比較例２〕比較例２として、上記比較例
１と同様の3.0mol/lのＨＣｌのみを電解液として用い、
上記各実施例と同様に放電容量及びクーロン効率を測定
した。
１と同様の3.0mol/lのＨＣｌのみを電解液として用い、
上記各実施例と同様に放電容量及びクーロン効率を測定
した。
【００６９】ただし、比較例２では、放電電流の値は40
mAとした。電極は比較例１と同様の活性化炭素繊維から
なる電極を用いた。
mAとした。電極は比較例１と同様の活性化炭素繊維から
なる電極を用いた。
【００７０】比較例２では、表１に示すように放電容量
は43F/g であり、クーロン効率は94％であった。
は43F/g であり、クーロン効率は94％であった。
【００７１】〔比較例３〕比較例３として、2.5mol/lの
Ｈ2ＳＯ4のみを電解液として用い、上記各実施例と同様
に放電容量及びクーロン効率を測定した。
Ｈ2ＳＯ4のみを電解液として用い、上記各実施例と同様
に放電容量及びクーロン効率を測定した。
【００７２】放電電流の値は５mAとし、電極は比較例１
及び比較例２と同様の活性化炭素繊維からなる電極を用
いた。
及び比較例２と同様の活性化炭素繊維からなる電極を用
いた。
【００７３】比較例３では、表１に示すように放電容量
は52F/g であり、クーロン効率は94％であった。
は52F/g であり、クーロン効率は94％であった。
【００７４】〔比較例４〕比較例４として、上記比較例
１及び比較例２と同様の3.0mol/lのＨＣｌのみを電解液
として用い、上記各実施例と同様に放電容量及びクーロ
ン効率を測定した。
１及び比較例２と同様の3.0mol/lのＨＣｌのみを電解液
として用い、上記各実施例と同様に放電容量及びクーロ
ン効率を測定した。
【００７５】ただし、比較例４では、上記比較例１乃至
比較例３と異なり、上記実施例９と同様の活性炭ブロッ
クからなる電極を用いた。放電電流の値は５mAとした。
比較例３と異なり、上記実施例９と同様の活性炭ブロッ
クからなる電極を用いた。放電電流の値は５mAとした。
【００７６】比較例４では、表１に示すように放電容量
は50F/g であり、クーロン効率は94％であった。
は50F/g であり、クーロン効率は94％であった。
【００７７】〔比較例５〕比較例５として、3.0mol/lの
ＨＣｌＯ4 のみを電解液として用い、上記各実施例と同
様に放電容量及びクーロン効率を測定した。電極は活性
化炭素繊維からなる電極を用い、放電電流の値は５mAと
した。
ＨＣｌＯ4 のみを電解液として用い、上記各実施例と同
様に放電容量及びクーロン効率を測定した。電極は活性
化炭素繊維からなる電極を用い、放電電流の値は５mAと
した。
【００７８】比較例５では、表１に示すように放電容量
は50F/g であり、クーロン効率は95％であった。
は50F/g であり、クーロン効率は95％であった。
【００７９】〔比較例６〕比較例６として、1.0mol/lの
Ｈ3ＰＯ4のみを電解液として用い、上記各実施例と同様
に放電容量及びクーロン効率を測定した。電極は活性化
炭素繊維からなる電極を用い、放電電流の値は５mAとし
た。
Ｈ3ＰＯ4のみを電解液として用い、上記各実施例と同様
に放電容量及びクーロン効率を測定した。電極は活性化
炭素繊維からなる電極を用い、放電電流の値は５mAとし
た。
【００８０】比較例６では、表１に示すように放電容量
は48F/g であり、クーロン効率は94％であった。
は48F/g であり、クーロン効率は94％であった。
【００８１】〔試験結果についての考察〕上記実施例１
乃至10及び比較例１乃至６からも明らかなように、放電
容量、クーロン効率ともに、実施例１乃至10では比較例
１乃至６より良好な結果が得られた。
乃至10及び比較例１乃至６からも明らかなように、放電
容量、クーロン効率ともに、実施例１乃至10では比較例
１乃至６より良好な結果が得られた。
【００８２】より具体的には、５mAの放電電流で試験し
た実施例１乃至４及び実施例９、10では、同じ５mAの放
電電流で試験した比較例１及び比較例３乃至６に比べて
全般的に放電容量が大きく、またクーロン効率も優れて
いた。
た実施例１乃至４及び実施例９、10では、同じ５mAの放
電電流で試験した比較例１及び比較例３乃至６に比べて
全般的に放電容量が大きく、またクーロン効率も優れて
いた。
【００８３】また、40mAの放電電流で試験した実施例５
乃至８では、同じ40mAの放電電流で試験した比較例２に
比べて放電容量が大きく、またクーロン効率も全般的に
優れていた。
乃至８では、同じ40mAの放電電流で試験した比較例２に
比べて放電容量が大きく、またクーロン効率も全般的に
優れていた。
【００８４】尚、実施例10の場合、同じ放電電流で試験
した実施例１乃至４及び実施例９に比べると、放電容量
の値が若干低下していた。
した実施例１乃至４及び実施例９に比べると、放電容量
の値が若干低下していた。
【００８５】この結果から直ちに断定することはできな
いが、電解液に塩酸を含む実施例１乃至４及び実施例９
の放電容量が、電解液に塩酸を含まない実施例10の放電
容量よりわずかに大きいことから、電解液中の２以上の
無機酸のうちに、塩酸を含ませることによる効果がある
ものと推定される。
いが、電解液に塩酸を含む実施例１乃至４及び実施例９
の放電容量が、電解液に塩酸を含まない実施例10の放電
容量よりわずかに大きいことから、電解液中の２以上の
無機酸のうちに、塩酸を含ませることによる効果がある
ものと推定される。
【００８６】一方、この実施例10を、その電解液中の２
種の無機酸であるＨＣｌＯ4 及びＨ 3ＰＯ4を単独で電解
液成分としてそれぞれ含む比較例５や比較例６と対比す
ると、放電容量及びクーロン効率ともに優れている。
種の無機酸であるＨＣｌＯ4 及びＨ 3ＰＯ4を単独で電解
液成分としてそれぞれ含む比較例５や比較例６と対比す
ると、放電容量及びクーロン効率ともに優れている。
【００８７】このことから、１種のみの無機酸を電解液
とするよりも、２種以上の無機酸で電解液を構成する方
が、放電容量及びクーロン効率ともに向上することが確
認できた。
とするよりも、２種以上の無機酸で電解液を構成する方
が、放電容量及びクーロン効率ともに向上することが確
認できた。
【００８８】尚、全般に、放電電流が高い40mAの場合の
方が、５mAの場合に比べて実施例と比較例との差異が顕
著であると認められる。
方が、５mAの場合に比べて実施例と比較例との差異が顕
著であると認められる。
【００８９】
【発明の効果】以上のように、本発明の電気二重層キャ
パシタにおいては、活性化炭素の単位重量当たりの放電
容量が高く、充放電のクーロン効率も高い性能が発現さ
れた。
パシタにおいては、活性化炭素の単位重量当たりの放電
容量が高く、充放電のクーロン効率も高い性能が発現さ
れた。
【００９０】また、電解液が水溶液であるため、耐熱
性、安全性に優れた電気二重層キャパシタを提供するこ
とができる。
性、安全性に優れた電気二重層キャパシタを提供するこ
とができる。
【００９１】さらに、本発明によって、高出力の電気二
重層キャパシタを提供することも期待でき、また本発明
の電気二重層キャパシタを大型化、積層化をすることに
よりハイブリッド型電気自動車の電源、エレベーター、
自動扉等への応用も可能となる実益がある。
重層キャパシタを提供することも期待でき、また本発明
の電気二重層キャパシタを大型化、積層化をすることに
よりハイブリッド型電気自動車の電源、エレベーター、
自動扉等への応用も可能となる実益がある。
Claims (4)
- 【請求項１】 分極性電極として活性化炭素を用い、電
解液として２種以上の無機酸を含む水溶液を用いること
を特徴とする電気二重層キャパシタ。 - 【請求項２】 無機酸が、塩酸、リン酸、過塩素酸、又
は硫酸のうちの２種以上の無機酸である請求項１記載の
電気二重層キャパシタ。 - 【請求項３】 ２種以上の無機酸を含む水溶液には、該
無機酸の他に、希土類元素の塩が含まれる請求項１又は
２記載の電気二重層キャパシタ。 - 【請求項４】 活性化炭素が活性化炭素繊維又は活性化
炭素ブロックである請求項１乃至３のいずれかに記載の
電気二重層キャパシタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001085473A JP2002289477A (ja) | 2001-03-23 | 2001-03-23 | 電気二重層キャパシタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001085473A JP2002289477A (ja) | 2001-03-23 | 2001-03-23 | 電気二重層キャパシタ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002289477A true JP2002289477A (ja) | 2002-10-04 |
Family
ID=18940981
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001085473A Pending JP2002289477A (ja) | 2001-03-23 | 2001-03-23 | 電気二重層キャパシタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002289477A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04206916A (ja) * | 1990-11-30 | 1992-07-28 | Mitsui Petrochem Ind Ltd | 電気二重層キャパシタ |
| JP2000340464A (ja) * | 1999-05-31 | 2000-12-08 | Yoshiharu Matsuda | 電気二重層キャパシタ |
-
2001
- 2001-03-23 JP JP2001085473A patent/JP2002289477A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04206916A (ja) * | 1990-11-30 | 1992-07-28 | Mitsui Petrochem Ind Ltd | 電気二重層キャパシタ |
| JP2000340464A (ja) * | 1999-05-31 | 2000-12-08 | Yoshiharu Matsuda | 電気二重層キャパシタ |
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