JP2003225547A - 混練方法および分極性電極の製造方法 - Google Patents
混練方法および分極性電極の製造方法Info
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Abstract
方法で作製した分極性電極を用いて製造された、電気二
重層コンデンサの耐久性を向上する。 【解決手段】 粉体原料を混練する混練方法において、
高速流動混合装置の回転体を、その先端速度が10m/
秒以上200m/秒以下となるように回転させる。
Description
ダを混練する方法および電気二重層コンデンサの分極性
電極の製造方法に関する。
は、活性炭粉末などの炭素材料とカーボンブラック等の
導電性助剤とポリテトラフルオロエチレンに代表される
フッ素樹脂等のバインダ、及びその他とともに、混練し
て作製したペーストを集電体上に塗布したり、あるいは
混練して作製したゴム状の塊をシート状に成形しそれを
集電体に密着固定したりして作製されている。これらの
材料の混合・混練方法には、湿式状態及び乾式状態で混
練する方法が知られている。
では、活性炭粉末とカーボンブラックとバインダにアル
コール・水・ミネラルスピリット等種々液体の中から選
定した湿潤材を多量に添加しV形ブレンダー、ニーダー
など各種混合機により混合し、ペーストを作製してい
る。また、湿潤材の添加量を少量にし、ゴム状の塊を作
製している。これらの方法は、現在広く行なわれてきて
いる方法だが、湿潤材を使用している為に湿潤材を除去
する工程が必要だった。この除去工程は、通常加熱して
行なわれるので、有機系の湿潤材を使用した場合は、気
体化した湿潤材の引火爆発を防ぐ防爆設備等の安全性を
考慮した製造設備が必要であり、その付帯設備も高いも
のであった。更に、加熱乾燥を行なう為、常時大量のエ
ネルギーを必要とし、操業費も高額になった。また、湿
潤材として使用したアルコール・水・ミネラルスピリッ
ト等の除去が不十分だと電気二重層コンデンサの耐久性
を低下させた。
を使用した方法が知られている。この方法は、乾式で混
練している為、湿式混練の問題点である湿潤材の使用が
無い為、湿潤材の除去や火災爆発の危険性を無くしてい
る(例えば、特許文献1参照)。
では、回転力を利用して圧縮力−せん断力を連続的に発
生させることにより摩砕と同時に均一な混練作業を行な
う圧縮摩砕式ミルを用いている為、摩砕により調整され
た粒度分布を持った活性炭粉末等の炭素材料の粒度分布
を変えてしまった。
行なうことが出来るが、ボールミルでの材料の粉砕効果
により、やはり、粒度分布を持った活性炭粉末等の炭素
材料の粒度分布を変えてしまった。
の塊状体の最大粒径が2mm以下となるように調整した
り、あるいは混合粉末を粉砕および/または分級した2
次粒子径が0.1〜2.0mmとなるように調整する
為、製造が複雑になっていた。
極の製造コストを削減し、更にこの方法で作製した分極
性電極を用いて製造された、電気二重層コンデンサの耐
久性を向上することを課題とする。
明の第1の態様は、粉体原料を混練する混練方法におい
て、高速流動混合装置の回転体を、その先端速度が10
m/秒以上200m/秒以下となるように回転させるこ
とで混練することを特徴とする混練方法にある。
て、湿潤材または、ディスパージョンに含まれる液体を
含まない乾式の粉体原料を混練することを特徴とする混
練方法にある。
において、粉体原料がバインダを含むことを特徴とする
混練方法にある。
の態様において、粉体原料が、炭素材料99重量%〜7
0重量%、バインダ1重量%〜30重量%の比率である
ことを特徴とする混練方法にある。
の態様において、混練物の最大粒径が、混練物を投入し
て分極性電極を製造する装置の投入箇所の相対向するロ
ールの直径Dmmとした場合に、(D/100)2mm
以下となるように混練することを特徴とする混練方法に
ある。
の態様の方法で混練した混練物をシート状に圧延して分
極性電極とすることを特徴とする分極性電極の製造方法
にある。
て、混練物の最大粒径が、混練物を投入して分極性電極
を製造する装置の投入箇所の相対向するロールの直径D
mmとした場合に、(D/100)2mm以下となるよ
うに混練することを特徴とする分極性電極の製造方法に
ある。
に、高速流動混合装置を用い、その回転体を、先端速度
が10m/秒以上200m/秒以下となるように回転さ
せるようにすることにより、分極性電極の製造コストを
削減することができるという効果を奏するものである。
2mm以下(特開2001−35756号)、混合粉末
を粉砕および/または分級した2次粒子径が0.1〜
2.0mm(特開2001−284185号)に調整し
ているが、使用する機械・設備の大きさ・構造により、
混合物の大きさをそのような大きさにすることは、不要
であり、製造を複雑にするという問題があった。しかし
ながら、本発明では、混合物粒子径を、混合物をシート
に成形する相対向するロールの直径との関係で所定の条
件を満たすようにすることにより、投入箇所でスリップ
を起こすことなく成形することができるという効果も奏
する。
性炭粉末などの炭素材料とカーボンブラック等の導電性
助剤とバインダを混合した混練物を得る方法である。高
速流動混合装置の回転体の先端速度が10m/秒以上2
00m/秒以下の速度で回転させることで混合し混練物
を得る。更に、好ましくは回転体の先端速度が20m/
秒以上の速度で、高速流動混合装置の回転体を回転させ
る。また、高速流動混合装置の回転体を先端速度が20
0m/秒を超えるような速度で回転させても、混合物を
得ることは出来るが、高速回転の装置を作製するコスト
が、非常に大きくなり、現実的ではない。
転体の先端速度が10m/秒以上200m/秒以下の速
度で回転させることで混練する混練方法で、活性炭粉末
などの炭素材料とカーボンブラック等の導電性助剤とバ
インダを混合した混練物を作製する。この混合物を使用
して分極性電極を製造することで、電気二重層コンデン
サの製造コストを削減することが出来る。
体の先端速度が10m/秒以上200m/秒以下の速度
で回転させることで混練する混練方法で作製した混合物
を用いて製造された電気二重層コンデンサは、湿潤材の
残渣が無いことで、耐久性が向上する。また、高速流動
混合装置の回転体の先端速度が10m/秒以上200m
/秒以下の速度で回転させることで混練することを特徴
とする混練方法で作製された混合物は、調整された粒度
分布を持った活性炭粉末等の炭素材料の粒度分布に及ぼ
す影響が小さいことで、設計した品質の電気二重層コン
デンサを製造することが出来る。
の場合で、混合原料全体に占める液体の量が粉体原料と
同量程度以下ならば、混合物は作ることが出来るが、粉
体の混合物から液体を除去しなければならないので、メ
リットが半減する。
て、粉体原料が、高速流動混合装置の回転体の先端速度
が10m/秒以上200m/秒以下での回転によって、
対流混合、拡散混合、せん断混合を受け混練される混練
方法である。
て説明するが、本発明はこれに限定されるものではな
い。
回転体の先端速度が10m/秒以上200m/秒以下の
速度で回転させることが出来る装置を使用する必要があ
る。なお、下記実施例では、高速流動混合装置として容
器固定型のものを用いるようにしたが、勿論、容器固定
型以外の高速流動混合装置を用いてもよい。
シェルミキサーを容器固定型高速流動混合装置として使
用する。回転体の先端速度を10m/秒に設定する。混
合槽内に活性炭粉末(クラレケミカル(株)製、YP−
17)2kg、カーボンブラック(ケッチェンブラック
・インターナショナル(株)製、ケッチェンブラック)
0.2kg、ポリテトラフルオロエチレン(住友スリー
エム(株)製、ホスタフロンTF2021)0.2kg
を投入し、混合した。混合物をロールで圧延し、シート
化した。このシートを円盤状に打ち抜いて、分極性電極
を作製した。この分極性電極をポリプロピレン製のセパ
レーターを介して対向させ、ステンレス鋼製キャップ及
びステンレス鋼製缶から成る外装容器中にポリプロピレ
ン製絶縁パッキングを介して一体化後、かしめ封口し
た。なお、封口に際し、テトラエチルアンモニウムパー
クロレートの1モルのプロピレンカーボネート溶液を注
入した。
秒に設定する。それ以外は、実施例1と同様に行なっ
た。
/秒に設定する。それ以外は、実施例1と同様に行なっ
た。
に設定する。それ以外は、実施例1と同様に行なった。
10時間経過しても混合した粉体で混合物にならなかっ
た。
秒に設定し、混合槽内に活性炭粉末(クラレケミカル
(株)製、YP−17)2kg、カーボンブラック(ケ
ッチェンブラック・インターナショナル(株)製、ケッ
チェンブラック)0.2kg、ポリテトラフルオロエチ
レン(住友スリーエム(株)製、ホスタフロンTF50
35)0.344kgを投入し、混合した。それ以外
は、実施例1と同様に行なった。混合物中の水分を除去
する為、温度220度、0.1ヘクトパスカルに減圧
し、96時間乾燥させた。
ルミルを準備する。ミル内に活性炭粉末(クラレケミカ
ル(株)製、YP−17)0.5kg、カーボンブラッ
ク(ケッチェンブラック・インターナショナル(株)
製、ケッチェンブラック)0.05kg、ポリテトラフ
ルオロエチレン(住友スリーエム(株)製、ホスタフロ
ンTF2021)0.05kgを投入し、混合した。そ
れ以外は、実施例1と同様に行なった。
ダーに活性炭粉末(クラレケミカル(株)製、YP−1
7)0.5kg、カーボンブラック(ケッチェンブラッ
ク・インターナショナル(株)製、ケッチェンブラッ
ク)0.05kg、ポリテトラフルオロエチレン(住友
スリーエム(株)製、ホスタフロンTF2021)0.
05kg、蒸留水0.3kgを投入し、混合した。混合
物中の水分を除去する為、温度220度、0.1ヘクト
パスカルに減圧し、96時間乾燥させた。乾燥させた混
合物をミキサーにより粒径が8mm以下になるように粉
砕し、粉砕した混合物をロールで圧延し、シート化し
た。ロール径は300mmのものを使用した。これ以外
は、実施例1と同様に行なった。
により粒径が4mm以下になるように粉砕する以外は、
実施例4と同様に行なった。
により粒径が2mm以下になるように粉砕する以外は、
実施例4と同様に行なった。
性電極の静電容量を測定した。この結果を、製造時間と
ともに表1に示す。
混練方法なので、湿潤材を乾燥させる必要がなく、製造
時間が短縮され、更に操業費も低額となり、工業上大変
有利である。また、調整された粒度分布を持った活性炭
粉末等の炭素材料の粒度分布を変えないので、調整され
た粒度分布を持った活性炭の特性を引き出すことが出来
る。
Claims (7)
- 【請求項1】 粉体原料を混練する混練方法において、
高速流動混合装置の回転体を、その先端速度が10m/
秒以上200m/秒以下となるように回転させることで
混練することを特徴とする混練方法。 - 【請求項2】 請求項1において、湿潤材または、ディ
スパージョンに含まれる液体を含まない乾式の粉体原料
を混練することを特徴とする混練方法。 - 【請求項3】 請求項1又は2において、粉体原料がバ
インダを含むことを特徴とする混練方法。 - 【請求項4】 請求項1〜3の何れかにおいて、粉体原
料が、炭素材料99重量%〜70重量%、バインダ1重
量%〜30重量%の比率であることを特徴とする混練方
法。 - 【請求項5】 請求項1〜4の何れかにおいて、混練物
の最大粒径が、混練物を投入して分極性電極を製造する
装置の投入箇所の相対向するロールの直径Dmmとした
場合に、(D/100)2mm以下となるように混練す
ることを特徴とする混練方法。 - 【請求項6】 請求項1〜5の何れかの方法で混練した
混練物をシート状に圧延して分極性電極とすることを特
徴とする分極性電極の製造方法。 - 【請求項7】 請求項6において、混練物の最大粒径
が、混練物を投入して分極性電極を製造する装置の投入
箇所の相対向するロールの直径Dmmとした場合に、
(D/100)2mm以下となるように混練することを
特徴とする分極性電極の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002286610A JP2003225547A (ja) | 2001-11-27 | 2002-09-30 | 混練方法および分極性電極の製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001-360978 | 2001-11-27 | ||
JP2001360978 | 2001-11-27 | ||
JP2002286610A JP2003225547A (ja) | 2001-11-27 | 2002-09-30 | 混練方法および分極性電極の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003225547A true JP2003225547A (ja) | 2003-08-12 |
Family
ID=27759337
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002286610A Pending JP2003225547A (ja) | 2001-11-27 | 2002-09-30 | 混練方法および分極性電極の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003225547A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7706130B2 (en) | 2006-03-24 | 2010-04-27 | Asahi Glass Company, Limited | Process for producing electrode for electric double layer capacitor and process for producing electric double layer capacitor employing the electrode |
JP2011522412A (ja) * | 2008-05-29 | 2011-07-28 | コーニング インコーポレイテッド | 電気二重層装置のための電極 |
-
2002
- 2002-09-30 JP JP2002286610A patent/JP2003225547A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7706130B2 (en) | 2006-03-24 | 2010-04-27 | Asahi Glass Company, Limited | Process for producing electrode for electric double layer capacitor and process for producing electric double layer capacitor employing the electrode |
JP2011522412A (ja) * | 2008-05-29 | 2011-07-28 | コーニング インコーポレイテッド | 電気二重層装置のための電極 |
CN105355469A (zh) * | 2008-05-29 | 2016-02-24 | 康宁股份有限公司 | 用于制造基于纤维状聚合物材料和碳材料的混合物的用于双层电气装置的电极的方法 |
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