JP2005158818A - 電気化学キャパシタ用電極及びその製造方法、並びに電気化学キャパシタ及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 電子伝導性を有する集電体16と、電子伝導性を有する多孔体層18とを備え、前記多孔体層18は、電子伝導性を有する多孔体粒子及び該多孔体粒子を結着可能なバインダーを含有し、前記多孔体層18における前記多孔体粒子の含有量は、前記多孔体層全量を基準として88〜92質量%であり、前記多孔体層18は、見かけ密度が0.62〜0.70g/cm3となるように形成されている、ことを特徴とする電気化学キャパシタ用電極。
【選択図】 図1
Description
図1は、本発明の電気化学キャパシタ用電極の模式断面図である。図1に示すように、本発明の電気化学キャパシタ用電極10は、電子伝導性を有する集電体16と、該集電体16上に形成された電子伝導性を有する多孔体層18とからなる。
本発明の電気化学キャパシタは、互いに対向する第1の電極及び第2の電極を、それぞれアノード及びカソードとして有しており、アノード及びカソードのうちの少なくとも一方(好ましくは両方)が、上述した本発明の電気化学キャパシタ用電極10となっている。以下、本発明の電気化学キャパシタの好適な実施形態について、アノード及びカソードの両方が本発明の電気化学キャパシタ10である場合を例として具体的に説明する。なお、図1で示した本発明の電気化学キャパシタ用電極10は、以下の本発明の電気化学キャパシタにおいて、アノード10として用いる。
用リード22の周囲の部分以外の部分を、例えば、シール機を用いて所定の加熱条件で所望のシール幅だけヒートシール(熱溶着)する。
粒状の活性炭(クラレケミカル社製、商品名:BP−20)及びアセチレンブラック(電気化学工業社製、商品名:デンカブラック)を、プラネタリーミキサーを用いて15分間混合したものと、フッ素ゴム(デュポン社製、商品名:Viton−GF)とをMIBK150質量部に投入し、プラネタリーミキサーを用いて30分間混練した。このとき、活性炭、アセチレンブラック及びフッ素ゴムの配合量(質量部)は、それぞれ表1に示す量とした。得られた混練物にMIBKを更に150質量部加えて1時間撹拌することにより、多孔体層形成用塗布液を調製した。
実施例1〜8及び比較例1〜4において作製した電気化学キャパシタ用電極における多孔体層の見かけ密度を100cm2当りの多孔体層の質量と、厚みとから計算して算出した。その結果を表2に示す。
実施例1〜8及び比較例1〜4において作製した電気化学キャパシタ用電極の体積容量を以下のようにして求めた。先ず、作製した電気化学キャパシタ用電極を、アノード用及びカソード用として2つ用意した。次に、このアノード及びカソードを互いに対向させ、その間に再生セルロース不織布からなるセパレータ(21mm×41mm、厚さ:0.05mm、ニッポン高度紙工業製、商品名:TF4050)を配置し、アノード、セパレータ及びカソードがこの順で接触した状態(非接合の状態)で積層された積層体(素体)を作製した。そして、この積層体と電解質溶液(1.2mol/Lのホウフッ化トリエチルメチルアンモニウムのプロピレンカーボネート溶液)とを用いて試験評価用測定セルを作製した。作製したセルを定電流放電させ、その測定結果からセルの放電容量を算出し、その放電容量と電気化学キャパシタ用電極の体積とから体積容量を算出した。その結果を表2に示す。
実施例1〜8及び比較例1〜4において作製した電気化学キャパシタ用電極の多孔体層の塗膜強度を以下の評価基準に基づいて評価した。その結果を表2に示す。
塗膜強度の評価基準:
○:強度良好
△:やや粉落ち気味だが、十分な塗膜強度が得られている
×:脆く、電極として使用困難
その結果を表2に示す。
Claims (16)
- 電子伝導性を有する集電体と、電子伝導性を有する多孔体層とを備え、
前記多孔体層は、電子伝導性を有する多孔体粒子及び該多孔体粒子を結着可能なバインダーを含有し、
前記多孔体層における前記多孔体粒子の含有量は、前記多孔体層全量を基準として88〜92質量%であり、
前記多孔体層は、見かけ密度が0.62〜0.70g/cm3となるように形成されている、
ことを特徴とする電気化学キャパシタ用電極。 - 前記多孔体層における前記バインダーの含有量は、前記多孔体層全量を基準として6.5〜12質量%であることを特徴とする請求項1記載の電気化学キャパシタ用電極。
- 前記多孔体層は、該多孔体層全量を基準として、88〜92質量%の前記多孔体粒子、6.5〜12質量%の前記バインダー及び0〜1.5質量%の電子伝導性を有する導電助剤からなることを特徴とする請求項1又は2記載の電気化学キャパシタ用電極。
- 前記導電助剤がカーボンブラックであることを特徴とする請求項3記載の電気化学キャパシタ用電極。
- 前記バインダーがフッ素ゴムであることを特徴とする請求項1〜4のうちのいずれか一項に記載の電気化学キャパシタ用電極。
- 前記集電体がアルミニウムからなることを特徴とする請求項1〜5のうちのいずれか一項に記載の電気化学キャパシタ用電極。
- 前記多孔体層の表面には、凹凸パターンが形成されていることを特徴とする請求項1〜6のうちのいずれか一項に記載の電気化学キャパシタ用電極。
- 電子伝導性を有する集電体と、電子伝導性を有する多孔体層とを有する電気化学キャパシタ用電極の製造方法であって、
電子伝導性を有する多孔体粒子と、該多孔体粒子を結着可能なバインダーと、該バインダーを溶解又は分散可能な液体とを含有する多孔体層形成用塗布液を、該塗布液における前記多孔体粒子の含有量が、該塗布液中の固形分全量を基準として88〜92質量%となるように調製する塗布液調製工程と、
前記多孔体層形成用塗布液を前記集電体の面上に塗布し、その後、前記液体を除去して前記多孔体層を形成する多孔体層形成工程と、
前記多孔体層の見かけ密度が0.62〜0.70g/cm3となるように前記集電体と前記多孔体層とをプレスするプレス工程と、
を含むことを特徴とする電気化学キャパシタ用電極の製造方法。 - 前記多孔体層形成用塗布液における前記バインダーの含有量は、前記多孔体層形成用塗布液中の固形分全量を基準として6.5〜12質量%であることを特徴とする請求項8記載の電気化学キャパシタ用電極の製造方法。
- 前記多孔体層形成用塗布液は、該塗布液中の固形分全量を基準として、88〜92質量%の前記多孔体粒子、6.5〜12質量%の前記バインダー及び0〜1.5質量%の電子伝導性を有する導電助剤と、前記液体とからなることを特徴とする請求項8又は9記載の電気化学キャパシタ用電極の製造方法。
- 前記プレス工程は、ロールプレスにより前記集電体と前記多孔体層とをプレスする工程であることを特徴とする請求項8〜10のうちのいずれか一項に記載の電気化学キャパシタ用電極の製造方法。
- 前記プレス工程は、側面に凹凸パターンが形成された円柱状のローラを用い、前記多孔体層の表面に前記ローラの前記側面を接触させて前記集電体と前記多孔体層とをプレスすることにより、前記多孔体層の表面に凹凸パターンを形成する工程であることを特徴とする請求項8〜11のうちのいずれか一項に記載の電気化学キャパシタ用電極の製造方法。
- 互いに対向する第1の電極及び第2の電極と、
前記第1の電極と前記第2の電極との間に配置されるセパレータと、
電解質溶液と、
前記第1の電極、前記第2の電極、前記セパレータ及び前記電解質溶液を密閉した状態で収容するケースと、
を有しており、
前記第1の電極及び前記第2の電極のうちの少なくとも一方が、請求項1〜7のうちのいずれか一項に記載の電気化学キャパシタ用電極であることを特徴とする電気化学キャパシタ。 - 前記第1の電極及び前記第2の電極の両方が、請求項1〜7のうちのいずれか一項に記載の電気化学キャパシタ用電極であることを特徴とする請求項13記載の電気化学キャパシタ。
- 互いに対向する第1の電極及び第2の電極と、前記第1の電極と前記第2の電極との間に配置されるセパレータと、電解質溶液と、前記第1の電極、前記第2の電極、前記セパレータ及び前記電解質溶液を密閉した状態で収容するケースと、を有する電気化学キャパシタ用電極の製造方法であって、
前記第1の電極及び前記第2の電極の少なくとも一方を、請求項8〜12のうちのいずれか一項に記載の電気化学キャパシタ用電極の製造方法により製造する工程と、
前記第1の電極と前記第2の電極との間にセパレータを配置する工程と、
前記第1の電極、前記第2の電極、前記セパレータを前記ケースに収容する工程と、
前記電解質溶液を前記ケースに注入する工程と、
前記ケースを密閉する工程と、
を有することを特徴とする電気化学キャパシタの製造方法。 - 前記第1の電極及び前記第2の電極の両方を、請求項8〜12のうちのいずれか一項に記載の電気化学キャパシタ用電極の製造方法によって製造することを特徴とする請求項15記載の電気化学キャパシタの製造方法。
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