JP2003243265A - 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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- activated carbon
- layer capacitor
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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
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- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 キャパシタ素子内部に発生するガス量を抑
え、長期信頼性の優れた電気二重層キャパシタを得る。 【解決手段】 活性炭粉末、導電材粉末及びバインダを
含む分極性電極層と、金属箔からなる集電体箔が一体化
されたシート状分極性電極と電解液の接触面で形成され
るた電気二重層キャパシタにおいて、活性炭粉末表面に
存在するカルボキシル基、キノン基、水酸基及びラクト
ン基の表面官能基量を１０００μｍｏｌ／ｇ以下とする
電気二重層キャパシタとする。
え、長期信頼性の優れた電気二重層キャパシタを得る。 【解決手段】 活性炭粉末、導電材粉末及びバインダを
含む分極性電極層と、金属箔からなる集電体箔が一体化
されたシート状分極性電極と電解液の接触面で形成され
るた電気二重層キャパシタにおいて、活性炭粉末表面に
存在するカルボキシル基、キノン基、水酸基及びラクト
ン基の表面官能基量を１０００μｍｏｌ／ｇ以下とする
電気二重層キャパシタとする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、長期信頼性に優れ
た電気二重層キャパシタに関するもので、特に分極性電
極層を形成する活性炭粉末に関するものである。
た電気二重層キャパシタに関するもので、特に分極性電
極層を形成する活性炭粉末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、ニッケル−カ
ドニウム二次電池と比較して充電容量は６０分の１程度
と低いものの、充放電時に化学反応を伴う二次電池とは
異なり、原理的にイオンの吸脱着を利用した充放電機構
であるため充放電による劣化が少なく、短時間で充電で
きる特徴を有している。また、同様な理由で充放電サイ
クルも半永久的であり、使用温度範囲も二次電池よりも
広いことが特徴となっている。
ドニウム二次電池と比較して充電容量は６０分の１程度
と低いものの、充放電時に化学反応を伴う二次電池とは
異なり、原理的にイオンの吸脱着を利用した充放電機構
であるため充放電による劣化が少なく、短時間で充電で
きる特徴を有している。また、同様な理由で充放電サイ
クルも半永久的であり、使用温度範囲も二次電池よりも
広いことが特徴となっている。
【０００３】図２は、電気二重層キャパシタ素子の説明
図である。また、図３は、図２の電気二重層キャパシタ
素子を用いた巻回型電気二重層キャパシタの断面図であ
る。巻回型電気二重層キャパシタでは、アルミニウムエ
ッチング箔からなる正極集電体箔１、負極集電体箔２に
活性炭粉末、導電材およびバインダを混練した電極材を
塗布することで分極性電極層３を設置し、しかる後、分
極性電極を塗布していない露出面に正極リード端子４、
負極リード端子５をそれぞれ、かしめにより接続して、
集電体箔上にリード端子を取り付ける。その後、セパレ
ータを挟んで正極集電体箔と負極集電体箔の各分極性電
極層を対向させ、かつ、その一方の露出面にセパレータ
を配置して渦巻き状に巻回してキャパシタ素子が得られ
る。
図である。また、図３は、図２の電気二重層キャパシタ
素子を用いた巻回型電気二重層キャパシタの断面図であ
る。巻回型電気二重層キャパシタでは、アルミニウムエ
ッチング箔からなる正極集電体箔１、負極集電体箔２に
活性炭粉末、導電材およびバインダを混練した電極材を
塗布することで分極性電極層３を設置し、しかる後、分
極性電極を塗布していない露出面に正極リード端子４、
負極リード端子５をそれぞれ、かしめにより接続して、
集電体箔上にリード端子を取り付ける。その後、セパレ
ータを挟んで正極集電体箔と負極集電体箔の各分極性電
極層を対向させ、かつ、その一方の露出面にセパレータ
を配置して渦巻き状に巻回してキャパシタ素子が得られ
る。
【０００４】このキャパシタ素子に電解液を含浸して金
属ケースに収納し、キャパシタ素子から引き出されたリ
ード端子を貫通させたガスケット６を金属ケース開口部
に組み込み、ケース８の開口部をカーリング加工して封
止されている。
属ケースに収納し、キャパシタ素子から引き出されたリ
ード端子を貫通させたガスケット６を金属ケース開口部
に組み込み、ケース８の開口部をカーリング加工して封
止されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
方法で作製された電気二重層キャパシタの中には、通電
試験を行うと、電気二重層キャパシタ内部にガスが発生
することで電気二重層キャパシタ内部の圧力上昇が起
き、最悪の場合、金属ケースの破裂を引き起こしてしま
う問題がある。
方法で作製された電気二重層キャパシタの中には、通電
試験を行うと、電気二重層キャパシタ内部にガスが発生
することで電気二重層キャパシタ内部の圧力上昇が起
き、最悪の場合、金属ケースの破裂を引き起こしてしま
う問題がある。
【０００６】本発明は、上記従来の問題点を鑑みてなさ
れたものであり、その目的とするところは、キャパシタ
素子内部に発生するガス量を抑え、長期信頼性の優れた
電気二重層キャパシタを提供することにある。
れたものであり、その目的とするところは、キャパシタ
素子内部に発生するガス量を抑え、長期信頼性の優れた
電気二重層キャパシタを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、活性炭粉末表面に存在するカルボキシル
基、キノン基、水酸基及びラクトン基の表面官能基量が
１０００μｍｏｌ／ｇ以下、またはカルボキシル基及び
ラクトン基の表面官能基量が２５０μｍｏｌ／ｇ以下の
活性炭粉末、あるいは表面官能基量が１２５０μｍｏｌ
／ｇ以下の活性炭粉末を採用し、この活性炭粉末、導電
材およびバインダからなる分極性電極層を金属箔上に塗
布したシート状分極性電極を用いて電気二重層キャパシ
タを作製する。
成するために、活性炭粉末表面に存在するカルボキシル
基、キノン基、水酸基及びラクトン基の表面官能基量が
１０００μｍｏｌ／ｇ以下、またはカルボキシル基及び
ラクトン基の表面官能基量が２５０μｍｏｌ／ｇ以下の
活性炭粉末、あるいは表面官能基量が１２５０μｍｏｌ
／ｇ以下の活性炭粉末を採用し、この活性炭粉末、導電
材およびバインダからなる分極性電極層を金属箔上に塗
布したシート状分極性電極を用いて電気二重層キャパシ
タを作製する。
【０００８】上記活性炭粉末の表面官能基量は、不活性
ガス気流下で昇温に伴い発生するガス成分を検出する昇
温脱離法において、活性炭粉末を１０００℃まで昇温す
ることでカルボキシル基、キノン基、水酸基及びラクト
ン基が脱離する事で発生する一酸化炭素の発生量が１０
００μｍｏｌ／ｇ以下あるいはカルボキシル基及びラク
トン基の脱離する事で発生する二酸化炭素の発生量が２
５０μｍｏｌ／ｇ以下、または表面官能基の脱離によっ
て発生する一酸化炭素と二酸化炭素の発生総量が１２５
０μｍｏｌ／ｇ以下であることを特徴とする活性炭粉末
を用いて電気二重層キャパシタを作製する。
ガス気流下で昇温に伴い発生するガス成分を検出する昇
温脱離法において、活性炭粉末を１０００℃まで昇温す
ることでカルボキシル基、キノン基、水酸基及びラクト
ン基が脱離する事で発生する一酸化炭素の発生量が１０
００μｍｏｌ／ｇ以下あるいはカルボキシル基及びラク
トン基の脱離する事で発生する二酸化炭素の発生量が２
５０μｍｏｌ／ｇ以下、または表面官能基の脱離によっ
て発生する一酸化炭素と二酸化炭素の発生総量が１２５
０μｍｏｌ／ｇ以下であることを特徴とする活性炭粉末
を用いて電気二重層キャパシタを作製する。
【０００９】即ち、本発明は、活性炭粉末、導電材粉末
及びバインダを含む分極性電極層と、金属箔からなる集
電体箔が一体化されたシート状分極性電極と電解液とで
形成される電気二重層キャパシタにおいて、前記活性炭
粉末表面に存在するカルボキシル基、キノン基、水酸基
及びラクトン基の表面官能基量を１０００μｍｏｌ／ｇ
以下とする電気二重層キャパシタである。
及びバインダを含む分極性電極層と、金属箔からなる集
電体箔が一体化されたシート状分極性電極と電解液とで
形成される電気二重層キャパシタにおいて、前記活性炭
粉末表面に存在するカルボキシル基、キノン基、水酸基
及びラクトン基の表面官能基量を１０００μｍｏｌ／ｇ
以下とする電気二重層キャパシタである。
【００１０】また、本発明は、活性炭粉末、導電材粉末
及びバインダを含む分極性電極層と、金属箔からなる集
電体箔が一体化されたシート状分極性電極と電解液とで
形成される電気二重層キャパシタにおいて、前記活性炭
粉末表面に存在するカルボキシル基及びラクトン基の表
面官能基量を２５０μｍｏｌ／ｇ以下とする電気二重層
キャパシタである。
及びバインダを含む分極性電極層と、金属箔からなる集
電体箔が一体化されたシート状分極性電極と電解液とで
形成される電気二重層キャパシタにおいて、前記活性炭
粉末表面に存在するカルボキシル基及びラクトン基の表
面官能基量を２５０μｍｏｌ／ｇ以下とする電気二重層
キャパシタである。
【００１１】また、本発明は、活性炭粉末、導電材粉
末、及びバインダを含む分極性電極層と、金属箔からな
る集電体箔が一体化されたシート状分極性電極と電解液
とで形成される電気二重層キャパシタにおいて、前記活
性炭粉末表面に存在する表面官能基量を１２５０μｍｏ
ｌ／ｇ以下とする電気二重層キャパシタである。
末、及びバインダを含む分極性電極層と、金属箔からな
る集電体箔が一体化されたシート状分極性電極と電解液
とで形成される電気二重層キャパシタにおいて、前記活
性炭粉末表面に存在する表面官能基量を１２５０μｍｏ
ｌ／ｇ以下とする電気二重層キャパシタである。
【００１２】また、本発明は、不活性ガス気流下で昇温
に伴い発生するガス成分を検出する昇温脱離法にて１０
００℃まで昇温することで発生する一酸化炭素の発生量
が１０００μｍｏｌ／ｇ以下の活性炭粉末を用いた電気
二重層キャパシタである。
に伴い発生するガス成分を検出する昇温脱離法にて１０
００℃まで昇温することで発生する一酸化炭素の発生量
が１０００μｍｏｌ／ｇ以下の活性炭粉末を用いた電気
二重層キャパシタである。
【００１３】また、本発明は、不活性ガス気流下で昇温
に伴い発生するガス成分を検出する昇温脱離法にて１０
００℃まで昇温することで発生する二酸化炭素の発生量
が２５０μｍｏｌ／ｇ以下の活性炭粉末を用いた電気二
重層キャパシタである。
に伴い発生するガス成分を検出する昇温脱離法にて１０
００℃まで昇温することで発生する二酸化炭素の発生量
が２５０μｍｏｌ／ｇ以下の活性炭粉末を用いた電気二
重層キャパシタである。
【００１４】また、本発明は、不活性ガス気流下で昇温
に伴い発生するガス成分を検出する昇温脱離法にて１０
００℃まで昇温することで発生する一酸化炭素と二酸化
炭素の発生総量が１２５０μｍｏｌ／ｇ以下の活性炭粉
末を用いた電気二重層キャパシタである。
に伴い発生するガス成分を検出する昇温脱離法にて１０
００℃まで昇温することで発生する一酸化炭素と二酸化
炭素の発生総量が１２５０μｍｏｌ／ｇ以下の活性炭粉
末を用いた電気二重層キャパシタである。
【００１５】
【作用】斯かる本発明のように、活性炭粉末の表面官能
基量を所定量以下にすることで、表面官能基を介した反
応を制御することが可能となる。この結果、キャパシタ
内部に発生するガス量を抑えることができるため、金属
ケースの破裂が起きず長期信頼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。
基量を所定量以下にすることで、表面官能基を介した反
応を制御することが可能となる。この結果、キャパシタ
内部に発生するガス量を抑えることができるため、金属
ケースの破裂が起きず長期信頼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。
【００１６】
【発明の実施の形態】本発明に使用する活性炭粉末に
は、椰子殻、木粉などの植物系原料、石炭、ピッチ、コ
ールタールなどの化石系原料やフェノール樹脂等の合成
樹脂系などが使用できる。また、賦活方法にも水蒸気や
二酸化炭素による賦活法や溶融ＫＯＨ賦活法等の薬品賦
活法などが挙げられ、様々な活性炭粉末を使用すること
ができる。
は、椰子殻、木粉などの植物系原料、石炭、ピッチ、コ
ールタールなどの化石系原料やフェノール樹脂等の合成
樹脂系などが使用できる。また、賦活方法にも水蒸気や
二酸化炭素による賦活法や溶融ＫＯＨ賦活法等の薬品賦
活法などが挙げられ、様々な活性炭粉末を使用すること
ができる。
【００１７】活性炭粉末の表面には、ミクロ孔からメソ
孔領域（０.５〜４ｎｍ）の細孔径を有するのが好まし
い。また、比表面積が６００ｍ２／ｇ以下の活性炭粉末
は、細孔が発達していないため充分な静電容量を取り出
すことができず、また比表面積が３０００ｍ２／ｇ以上
では、活性炭粉末の充填密度が小さくなるため、分極性
電極単位体積当たりの静電容量が小さくなってしまう。
このため、比表面積が６００〜３０００ｍ２／ｇの活性
炭粉末を使用するのが望ましい。
孔領域（０.５〜４ｎｍ）の細孔径を有するのが好まし
い。また、比表面積が６００ｍ２／ｇ以下の活性炭粉末
は、細孔が発達していないため充分な静電容量を取り出
すことができず、また比表面積が３０００ｍ２／ｇ以上
では、活性炭粉末の充填密度が小さくなるため、分極性
電極単位体積当たりの静電容量が小さくなってしまう。
このため、比表面積が６００〜３０００ｍ２／ｇの活性
炭粉末を使用するのが望ましい。
【００１８】ここで、本発明によれば、活性炭粉末表面
に存在するカルボキシル基、キノン基、水酸基及びラク
トン基の表面官能基量が１０００μｍｏｌ／ｇ以下、ま
たはカルボキシル基及びラクトン基の表面官能基量が２
５０μｍｏｌ／ｇ以下の活性炭粉末、あるいは表面官能
基量が１２５０μｍｏｌ／ｇ以下の活性炭粉末を用いる
のが大きな特徴である。
に存在するカルボキシル基、キノン基、水酸基及びラク
トン基の表面官能基量が１０００μｍｏｌ／ｇ以下、ま
たはカルボキシル基及びラクトン基の表面官能基量が２
５０μｍｏｌ／ｇ以下の活性炭粉末、あるいは表面官能
基量が１２５０μｍｏｌ／ｇ以下の活性炭粉末を用いる
のが大きな特徴である。
【００１９】また、上記活性炭粉末の表面官能基量は、
不活性ガス気流下で昇温に伴い発生するガス成分を検出
する昇温脱離法において、活性炭粉末を１０００℃まで
昇温することでカルボキシル基、キノン基、水酸基及び
ラクトン基が脱離する事で発生する一酸化炭素の発生量
が１０００μｍｏｌ／ｇ以下あるいはカルボキシル基及
びラクトン基の脱離する事で発生する二酸化炭素の発生
量が２５０μｍｏｌ／ｇ以下、または表面官能基の脱離
によって発生する一酸化炭素と二酸化炭素の発生総量が
１２５０μｍｏｌ／ｇ以下の活性炭粉末を用いるのが大
きな特徴である。
不活性ガス気流下で昇温に伴い発生するガス成分を検出
する昇温脱離法において、活性炭粉末を１０００℃まで
昇温することでカルボキシル基、キノン基、水酸基及び
ラクトン基が脱離する事で発生する一酸化炭素の発生量
が１０００μｍｏｌ／ｇ以下あるいはカルボキシル基及
びラクトン基の脱離する事で発生する二酸化炭素の発生
量が２５０μｍｏｌ／ｇ以下、または表面官能基の脱離
によって発生する一酸化炭素と二酸化炭素の発生総量が
１２５０μｍｏｌ／ｇ以下の活性炭粉末を用いるのが大
きな特徴である。
【００２０】上記の昇温脱離法を説明すると、固体表面
を加熱すると吸着している化学種は、脱離、分解、反応
などを起こし、気相に放出されたガスを四重極型質量分
析器を用いて成分の同定、脱離量の時間変化を測定する
ことで、表面での吸着種の同定、吸着種、反応速度につ
いての情報を取り出す方法である。
を加熱すると吸着している化学種は、脱離、分解、反応
などを起こし、気相に放出されたガスを四重極型質量分
析器を用いて成分の同定、脱離量の時間変化を測定する
ことで、表面での吸着種の同定、吸着種、反応速度につ
いての情報を取り出す方法である。
【００２１】図１に、その一例として、活性炭粉末を昇
温脱離法にて測定して得られた結果を示す。活性炭粉末
をヘリウム気流下１０００℃まで加熱することで、表面
官能基の脱離によって、図１のように、一酸化炭素と二
酸化炭素の脱離曲線が得られ、ガスの脱離量の増加に伴
いピークは大きくなっていく。この脱離曲線とバックグ
ラウンドで囲まれた面積を積分することで、脱離量を定
量することが可能となる。
温脱離法にて測定して得られた結果を示す。活性炭粉末
をヘリウム気流下１０００℃まで加熱することで、表面
官能基の脱離によって、図１のように、一酸化炭素と二
酸化炭素の脱離曲線が得られ、ガスの脱離量の増加に伴
いピークは大きくなっていく。この脱離曲線とバックグ
ラウンドで囲まれた面積を積分することで、脱離量を定
量することが可能となる。
【００２２】一般に、活性炭粉末の表面には、カルボキ
シル基、キノン基、水酸基、ラクトン基等の表面官能基
が存在しており、活性炭粉末の昇温脱離を行うと、水酸
基、カルボニル基、キノン基は一酸化炭素として脱離
し、カルボキシル基、ラクトン基は二酸化炭素として脱
離する。これらの表面官能基は、それぞれ異なる温度で
一酸化炭素や二酸化炭素として脱離してくるが、測定す
る活性炭粉末の構造や測定装置によって発生温度が異な
るため、個々の表面官能基量を定量することは難しい。
このため、活性炭粉末の表面官能基を昇温脱離法にて評
価する際は、同一ガスとして発生する官能基の総量を定
量するのが望ましい。
シル基、キノン基、水酸基、ラクトン基等の表面官能基
が存在しており、活性炭粉末の昇温脱離を行うと、水酸
基、カルボニル基、キノン基は一酸化炭素として脱離
し、カルボキシル基、ラクトン基は二酸化炭素として脱
離する。これらの表面官能基は、それぞれ異なる温度で
一酸化炭素や二酸化炭素として脱離してくるが、測定す
る活性炭粉末の構造や測定装置によって発生温度が異な
るため、個々の表面官能基量を定量することは難しい。
このため、活性炭粉末の表面官能基を昇温脱離法にて評
価する際は、同一ガスとして発生する官能基の総量を定
量するのが望ましい。
【００２３】図２は、本発明の実施の形態による電気二
重層キャパシタ素子の説明図である。図３は、図２の電
気二重層キャパシタ素子を用いた巻回型電気二重層キャ
パシタの断面図である。
重層キャパシタ素子の説明図である。図３は、図２の電
気二重層キャパシタ素子を用いた巻回型電気二重層キャ
パシタの断面図である。
【００２４】以下に、図３の巻回型電気二重層キャパシ
タ素子の断面図を用いて説明する。本発明において、正
極あるいは負極の電極体は、上記の活性炭粉末を主成分
とする分極性電極を集電体と一体化させたものである。
ただし、活性炭粉末だけでは導電性が低いため、高導電
性カーボンブラックを５〜３０重量％程度を添加するの
がより好ましい。
タ素子の断面図を用いて説明する。本発明において、正
極あるいは負極の電極体は、上記の活性炭粉末を主成分
とする分極性電極を集電体と一体化させたものである。
ただし、活性炭粉末だけでは導電性が低いため、高導電
性カーボンブラックを５〜３０重量％程度を添加するの
がより好ましい。
【００２５】分極性電極層は、３〜２０重量％程度のバ
インダを含んで作製させるのが好ましく、ポリテトラフ
ルオロエチレンが耐熱性、耐薬品性、シート強度の観点
から好ましい。分極性電極の作製方法として例を挙げる
と、活性炭粉末とカーボンブラックをバインダにて混練
し、次いで圧延を行いシート状に成形する。得られたシ
ート状の分極性電極層は、導電性カーボンペーストを用
いてアルミニウム、ニッケルなどの粗面化された集電体
箔に接着し加熱乾燥することで一体化を行い、これを分
極性電極シートとする。あるいは、分極性電極層と集電
体箔を圧延することにより、前記分極性電極層を前記集
電体箔に圧着させる方法でも良い。分極性電極層は、集
電体箔の片面に接着してもよいし、両面に接着しもよ
い。また、メチルセルロースやポリフッ化ビニリデン等
のバインダを溶媒に溶解した溶液に炭素材料を分散させ
てスラリとし、該スラリを集電体箔の片面あるいは両面
に塗工することで分極性電極シートを作製してもよい。
インダを含んで作製させるのが好ましく、ポリテトラフ
ルオロエチレンが耐熱性、耐薬品性、シート強度の観点
から好ましい。分極性電極の作製方法として例を挙げる
と、活性炭粉末とカーボンブラックをバインダにて混練
し、次いで圧延を行いシート状に成形する。得られたシ
ート状の分極性電極層は、導電性カーボンペーストを用
いてアルミニウム、ニッケルなどの粗面化された集電体
箔に接着し加熱乾燥することで一体化を行い、これを分
極性電極シートとする。あるいは、分極性電極層と集電
体箔を圧延することにより、前記分極性電極層を前記集
電体箔に圧着させる方法でも良い。分極性電極層は、集
電体箔の片面に接着してもよいし、両面に接着しもよ
い。また、メチルセルロースやポリフッ化ビニリデン等
のバインダを溶媒に溶解した溶液に炭素材料を分散させ
てスラリとし、該スラリを集電体箔の片面あるいは両面
に塗工することで分極性電極シートを作製してもよい。
【００２６】このようにして形成された正負極の分極性
電極シートは、セパレータを挟んで正負極分極性電極の
各分極性電極層シートを対向させ、かつ、その一方の露
出面にセパレータを配置して渦巻き状に巻回してキャパ
シタ素子が得られる。本発明の電気二重層キャパシタで
は、短絡の心配がなくなり、従来より薄いセパレータを
用いることが可能となるため、キャパシタ素子の体積効
率が向上し、静電容量が増加させた電気二重層キャパシ
タを提供することができる。
電極シートは、セパレータを挟んで正負極分極性電極の
各分極性電極層シートを対向させ、かつ、その一方の露
出面にセパレータを配置して渦巻き状に巻回してキャパ
シタ素子が得られる。本発明の電気二重層キャパシタで
は、短絡の心配がなくなり、従来より薄いセパレータを
用いることが可能となるため、キャパシタ素子の体積効
率が向上し、静電容量が増加させた電気二重層キャパシ
タを提供することができる。
【００２７】
【実施例】実施例（実施例１〜１０）により、本発明を
詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定
されるものではない。
詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定
されるものではない。
【００２８】（実施例）フェノール系活性炭粉末０.１
ｇを昇温脱離測定用の石英管セルに詰め込み、その石英
管セルを日本ベル社製自動昇温脱離スペクトル装置ＴＰ
Ｄ−Ｉ−ＡＴに取り付けた。石英管セルは、５０ｃｃ／
ｍｉｎでヘリウムを流しながら昇温速度１０℃／ｍｉｎ
で１０００℃まで加熱し、脱離してきた一酸化炭素およ
び二酸化炭素を四重極型質量分析器を用いて脱離量の時
間変化を測定した。この脱離曲線とバックグラウンドで
囲まれた面積を積分することで、脱離ガスの定量を行
い、得られた値を表１（実施例１〜１０）に示した。
ｇを昇温脱離測定用の石英管セルに詰め込み、その石英
管セルを日本ベル社製自動昇温脱離スペクトル装置ＴＰ
Ｄ−Ｉ−ＡＴに取り付けた。石英管セルは、５０ｃｃ／
ｍｉｎでヘリウムを流しながら昇温速度１０℃／ｍｉｎ
で１０００℃まで加熱し、脱離してきた一酸化炭素およ
び二酸化炭素を四重極型質量分析器を用いて脱離量の時
間変化を測定した。この脱離曲線とバックグラウンドで
囲まれた面積を積分することで、脱離ガスの定量を行
い、得られた値を表１（実施例１〜１０）に示した。
【００２９】
【表１】
【００３０】実施例に示した活性炭粉末とカーボンブラ
ックを重量比８：１の割合で混合し、この混合粉末９部
にバインダとしてＮメチルピロリドンに溶解したポリフ
ッ化ビニリデン１部を加え混練してスラリー状にした。
ックを重量比８：１の割合で混合し、この混合粉末９部
にバインダとしてＮメチルピロリドンに溶解したポリフ
ッ化ビニリデン１部を加え混練してスラリー状にした。
【００３１】次いで、集電体箔として３０μｍ厚のアル
ミニウム箔にスラリーを均一に塗布し、乾燥後集電体箔
が変形しない程度に圧延を行い分極性電極層が１００μ
ｍ厚の電極体を得た。得られた電極体の集電体箔とアル
ミリード端子の羽子板を溶接にて接続させ、その羽子板
上には、ポリイミド製の粘着テープを貼り付けた。
ミニウム箔にスラリーを均一に塗布し、乾燥後集電体箔
が変形しない程度に圧延を行い分極性電極層が１００μ
ｍ厚の電極体を得た。得られた電極体の集電体箔とアル
ミリード端子の羽子板を溶接にて接続させ、その羽子板
上には、ポリイミド製の粘着テープを貼り付けた。
【００３２】次いで、一対の電極体の間に５０μｍ厚の
セパレータを配置し、渦巻き状に所定の径になるまで巻
き取ることで巻回素子を作製した。この巻回素子は、１
５０℃での乾燥後、有底円筒型の金属ケースに収納し、
テトラエチルアンモニウムテトラフルオロボレートを
０.７ｍｏｌ／ｌの濃度でプロピレンカーボネートに溶
解させることによって調製した電解液を滴下し、ガスケ
ットを介して封口して巻回型電気二重層キャパシタを製
作した。
セパレータを配置し、渦巻き状に所定の径になるまで巻
き取ることで巻回素子を作製した。この巻回素子は、１
５０℃での乾燥後、有底円筒型の金属ケースに収納し、
テトラエチルアンモニウムテトラフルオロボレートを
０.７ｍｏｌ／ｌの濃度でプロピレンカーボネートに溶
解させることによって調製した電解液を滴下し、ガスケ
ットを介して封口して巻回型電気二重層キャパシタを製
作した。
【００３３】（比較例）実施例と同様に、活性炭粉末の
昇温脱離測定を行い一酸化炭素および二酸化炭素の脱離
量を測定した結果を表１に（比較例１〜４）に示した。
比較例１〜４の活性炭粉末を用いて実施例と同条件で巻
回型電気二重層キャパシタを製作した。実施例１〜１
０、比較例１〜４で作製した巻回型電気二重層キャパシ
タ各１００個を７０℃の恒温槽中、印加電圧２.８Ｖで
１０００時間、通電試験を行い、１０００時間、通電試
験後の静電容量変化率と金属ケースが破裂している不具
合品の数を調べた結果を表１に示す。
昇温脱離測定を行い一酸化炭素および二酸化炭素の脱離
量を測定した結果を表１に（比較例１〜４）に示した。
比較例１〜４の活性炭粉末を用いて実施例と同条件で巻
回型電気二重層キャパシタを製作した。実施例１〜１
０、比較例１〜４で作製した巻回型電気二重層キャパシ
タ各１００個を７０℃の恒温槽中、印加電圧２.８Ｖで
１０００時間、通電試験を行い、１０００時間、通電試
験後の静電容量変化率と金属ケースが破裂している不具
合品の数を調べた結果を表１に示す。
【００３４】表１より、比較例１〜４の活性炭粉末を用
いた電気二重層キャパシタでは、７０℃,２.８Ｖ、１０
００時間で電圧印加試験後に金属ケースが破裂する不具
合が発生した。しかし、実施例１〜１０では、電圧印加
試験後では、金属ケース破裂等の不具合は発生しておら
ず、また静電容量の変化率も小さくなっていることのが
わかる。
いた電気二重層キャパシタでは、７０℃,２.８Ｖ、１０
００時間で電圧印加試験後に金属ケースが破裂する不具
合が発生した。しかし、実施例１〜１０では、電圧印加
試験後では、金属ケース破裂等の不具合は発生しておら
ず、また静電容量の変化率も小さくなっていることのが
わかる。
【００３５】ここで、表１の例では、一酸化炭素と二酸
化炭素の発生総量が１２５０μｍｏｌ／ｇ以下であり、
かつ一酸化炭素の発生量が１０００μｍｏｌ／ｇ以下で
あり、かつ二酸化炭素の発生量が２５０μｍｏｌ／ｇ以
下の活性炭粉末を用いた場合の例である。ここで、各関
係には相関があるので、一酸化炭素の発生量が１０００
μｍｏｌ／ｇ以下の活性炭粉末を用いた場合、あるいは
二酸化炭素の発生量が２５０μｍｏｌ／ｇ以下の活性炭
粉末を用いた場合においても、同様の効果が得られる。
化炭素の発生総量が１２５０μｍｏｌ／ｇ以下であり、
かつ一酸化炭素の発生量が１０００μｍｏｌ／ｇ以下で
あり、かつ二酸化炭素の発生量が２５０μｍｏｌ／ｇ以
下の活性炭粉末を用いた場合の例である。ここで、各関
係には相関があるので、一酸化炭素の発生量が１０００
μｍｏｌ／ｇ以下の活性炭粉末を用いた場合、あるいは
二酸化炭素の発生量が２５０μｍｏｌ／ｇ以下の活性炭
粉末を用いた場合においても、同様の効果が得られる。
【００３６】
【発明の効果】本発明によれば、不活性ガス気流下で昇
温に伴い発生するガス成分を検出する昇温脱離法におい
て、１０００℃まで昇温することで発生する一酸化炭素
の発生量が１０００μｍｏｌ／ｇ以下あるいは発生する
二酸化炭素の発生量が２５０μｍｏｌ／ｇ以下、または
発生する一酸化炭素と二酸化炭素の発生総量が１２５０
μｍｏｌ／ｇ以下であることを特徴とする活性炭粉末を
採用し、この活性炭粉末、導電材およびバインダからな
る分極性電極層を金属箔上に塗布したシート状分極性電
極を用いて電気二重層キャパシタを作製することで、キ
ャパシタ内部に発生するガス量を抑えることができ、長
期信頼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。
温に伴い発生するガス成分を検出する昇温脱離法におい
て、１０００℃まで昇温することで発生する一酸化炭素
の発生量が１０００μｍｏｌ／ｇ以下あるいは発生する
二酸化炭素の発生量が２５０μｍｏｌ／ｇ以下、または
発生する一酸化炭素と二酸化炭素の発生総量が１２５０
μｍｏｌ／ｇ以下であることを特徴とする活性炭粉末を
採用し、この活性炭粉末、導電材およびバインダからな
る分極性電極層を金属箔上に塗布したシート状分極性電
極を用いて電気二重層キャパシタを作製することで、キ
ャパシタ内部に発生するガス量を抑えることができ、長
期信頼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。
【図１】活性炭粉末の昇温脱離特性を示す図。
【図２】電気二重層キャパシタ素子の説明図。
【図３】図２の電気二重層キャパシタ素子を用いた巻回
型電気二重層キャパシタの断面図。
型電気二重層キャパシタの断面図。
１ 正極集電体箔
２ 負極集電体箔
３ 分極性電極層
４ 正極リード端子
５ 負極リード端子
６ ガスケット
７ 絶縁シート
８ ケース
Claims (6)
- 【請求項１】 活性炭粉末、導電材粉末及びバインダを
含む分極性電極層と、金属箔からなる集電体箔が一体化
されたシート状分極性電極と電解液とで形成される電気
二重層キャパシタにおいて、前記活性炭粉末表面に存在
するカルボキシル基、キノン基、水酸基及びラクトン基
の表面官能基量が１０００μｍｏｌ／ｇ以下であること
を特徴とする電気二重層キャパシタ。 - 【請求項２】 活性炭粉末、導電材粉末及びバインダを
含む分極性電極層と、金属箔からなる集電体箔が一体化
されたシート状分極性電極と電解液とで形成される電気
二重層キャパシタにおいて、前記活性炭粉末表面に存在
するカルボキシル基及びラクトン基の表面官能基量が２
５０μｍｏｌ／ｇ以下であることを特徴とする電気二重
層キャパシタ。 - 【請求項３】 活性炭粉末、導電材粉末及びバインダを
含む分極性電極層と金属箔からなる集電体箔が一体化さ
れたシート状分極性電極と電解液とで形成される電気二
重層キャパシタにおいて、前記活性炭粉末表面に存在す
る表面官能基量が１２５０μｍｏｌ／ｇ以下であること
を特徴とする電気二重層キャパシタ。 - 【請求項４】 前記電気二重層キャパシタにおいて、不
活性ガス気流下で昇温に伴い発生するガス成分を検出す
る昇温脱離法にて１０００℃まで昇温することで発生す
る一酸化炭素の発生量が１０００μｍｏｌ／ｇ以下の活
性炭粉末を用いたことを特徴とする請求項１及び３記載
の電気二重層キャパシタ。 - 【請求項５】 前記電気二重層キャパシタにおいて、不
活性ガス気流下で昇温に伴い発生するガス成分を検出す
る昇温脱離法にて１０００℃まで昇温することで発生す
る二酸化炭素の発生量が２５０μｍｏｌ／ｇ以下の活性
炭粉末を用いたことを特徴とする請求項２及び３記載の
電気二重層キャパシタ。 - 【請求項６】 前記電気二重層キャパシタにおいて、不
活性ガス気流下で昇温に伴い発生するガス成分を検出す
る昇温脱離法にて１０００℃まで昇温することで発生す
る一酸化炭素と二酸化炭素の発生総量が１２５０μｍｏ
ｌ／ｇ以下の活性炭粉末を用いたことを特徴とする請求
項２及び３記載の電気二重層キャパシタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002042567A JP2003243265A (ja) | 2002-02-20 | 2002-02-20 | 電気二重層キャパシタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002042567A JP2003243265A (ja) | 2002-02-20 | 2002-02-20 | 電気二重層キャパシタ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003243265A true JP2003243265A (ja) | 2003-08-29 |
Family
ID=27782612
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002042567A Pending JP2003243265A (ja) | 2002-02-20 | 2002-02-20 | 電気二重層キャパシタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003243265A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005038836A1 (ja) * | 2003-10-17 | 2005-04-28 | Nippon Oil Corporation | 電気二重層キャパシタ、その電極用活性炭とその製造方法 |
| WO2008020649A1 (fr) * | 2006-08-15 | 2008-02-21 | National University Corporation Okayama University | Solution électrolytique et condensateur |
| WO2008053919A1 (fr) * | 2006-11-02 | 2008-05-08 | Kuraray Chemical Co., Ltd | Charbon activé et son procédé de production, électrodes polarisables de type non aqueux et condensateurs électriques à double couches |
| JP2010045414A (ja) * | 2004-01-19 | 2010-02-25 | Panasonic Corp | 電気二重層キャパシタ及びその製造方法とこれを用いた電子機器 |
| WO2015125594A1 (ja) * | 2014-02-19 | 2015-08-27 | 住友電気工業株式会社 | キャパシタおよびその充放電方法 |
| JP2019079861A (ja) * | 2017-10-20 | 2019-05-23 | Ｔｐｒ株式会社 | キャパシタ及びキャパシタ電極用耐電圧活物質の製造方法 |
| US10475595B2 (en) | 2016-05-20 | 2019-11-12 | Avx Corporation | Ultracapacitor for use at high temperatures |
| US10658127B2 (en) | 2016-05-20 | 2020-05-19 | Avx Corporation | Nonaqueous electrolyte for an ultracapacitor |
| US10679798B2 (en) | 2016-05-20 | 2020-06-09 | Avx Corporation | Ultracapacitor containing thin electrodes in a metal container |
| CN111448162A (zh) * | 2017-12-19 | 2020-07-24 | 日本瑞翁株式会社 | 纤维状碳纳米结构体 |
-
2002
- 2002-02-20 JP JP2002042567A patent/JP2003243265A/ja active Pending
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005038836A1 (ja) * | 2003-10-17 | 2005-04-28 | Nippon Oil Corporation | 電気二重層キャパシタ、その電極用活性炭とその製造方法 |
| KR100880829B1 (ko) * | 2003-10-17 | 2009-01-30 | 신닛뽄세키유 가부시키가이샤 | 전기 이중층 커패시터, 그 전극용 활성탄 및 그 제조 방법 |
| US7564676B2 (en) | 2003-10-17 | 2009-07-21 | Nippon Oil Corporation | Electric double layer capacitor, activated carbon for electrode therefor and method for producing the same |
| JP2010045414A (ja) * | 2004-01-19 | 2010-02-25 | Panasonic Corp | 電気二重層キャパシタ及びその製造方法とこれを用いた電子機器 |
| WO2008020649A1 (fr) * | 2006-08-15 | 2008-02-21 | National University Corporation Okayama University | Solution électrolytique et condensateur |
| JP5168585B2 (ja) * | 2006-11-02 | 2013-03-21 | クラレケミカル株式会社 | 活性炭およびその製造方法、並びに非水系分極性電極および電気二重層キャパシタ |
| WO2008053919A1 (fr) * | 2006-11-02 | 2008-05-08 | Kuraray Chemical Co., Ltd | Charbon activé et son procédé de production, électrodes polarisables de type non aqueux et condensateurs électriques à double couches |
| WO2015125594A1 (ja) * | 2014-02-19 | 2015-08-27 | 住友電気工業株式会社 | キャパシタおよびその充放電方法 |
| US10475595B2 (en) | 2016-05-20 | 2019-11-12 | Avx Corporation | Ultracapacitor for use at high temperatures |
| US10658127B2 (en) | 2016-05-20 | 2020-05-19 | Avx Corporation | Nonaqueous electrolyte for an ultracapacitor |
| US10679798B2 (en) | 2016-05-20 | 2020-06-09 | Avx Corporation | Ultracapacitor containing thin electrodes in a metal container |
| US10840031B2 (en) | 2016-05-20 | 2020-11-17 | Avx Corporation | Ultracapacitor for use at high temperatures |
| JP2019079861A (ja) * | 2017-10-20 | 2019-05-23 | Ｔｐｒ株式会社 | キャパシタ及びキャパシタ電極用耐電圧活物質の製造方法 |
| CN111448162A (zh) * | 2017-12-19 | 2020-07-24 | 日本瑞翁株式会社 | 纤维状碳纳米结构体 |
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