JP2007169117A

JP2007169117A - 活性炭およびこれを用いた電気二重層キャパシタ

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Publication number: JP2007169117A
Application number: JP2005370596A
Authority: JP
Inventors: Keizo Igai; 慶三猪飼; Hideki Ono; 秀樹尾野; Yoshiyuki Shimo; 義之霜; Yuichi Nakano; 裕一中野; Kiwamu Takeshita; 究竹下; Tamotsu Tano; 保田野; Takashi Oyama; 隆大山
Original assignee: Nippon Oil Corp
Current assignee: Eneos Corp
Priority date: 2005-12-22
Filing date: 2005-12-22
Publication date: 2007-07-05

Abstract

【課題】原料に含まれるイオウ分の他、賦活に使用した金属水酸化物に由来する金属や、洗浄工程で使用する洗浄液に含まれるアニオンなどの残留物質の残留量を、特別の装置を必要とせず、炭素材料の賦活工程ラインにおいて、極めて簡単に低減させることができる活性炭を提供することにある。更に、サイクル特性を向上させ、優れた耐久性を有し、内部抵抗を低くすることができ、優れた耐電圧性を有する電気二重層キャパシタを提供する。
【解決手段】炭素材料を金属水酸化物により賦活して得られた賦活物を、洗浄液により洗浄し固液分離して得られた活性炭であって、固液分離において、賦活物の含水量を４０質量％以上に維持する。
【選択図】なし

Description

本発明は、活性炭に関し、より詳しくは、賦活に使用する金属水酸化物に由来する金属や、賦活後の金属除去のために使用する洗浄液に含まれるアニオンや、原料及び洗浄液に含まれるイオウなどの残留量が低減され、電気二重層キャパシタの電極材料に好適な活性炭に関する。

表面積の大きい多孔質の活性炭は、吸着剤や触媒担体、電気二重層キャパシタ、リチウム二次電池などの電極材料などに多用されている。活性炭は炭化処理をしたヤシガラや、石油コークス、石炭コークスなどの炭素材料を賦活して多孔質構造としたものである。特に、ハイブリッドカーなどに使用する電気二重層キャパシタにおいて、エネルギー密度、即ち、静電容量を増大するために、その電極材料として微細孔が効果的に形成された結晶化度の高い活性炭が求められている。

かかる電気二重層キャパシタの電極材料に使用可能な微細孔が効果的に形成された活性炭の工業生産には、石油コークスなどの炭素材料と水酸化カリウムなどのアルカリ金属化合物とを不活性ガス雰囲気中などで、例えば、６００〜１２００℃の範囲で加熱し、アルカリ金属を黒鉛結晶層間に侵入させて反応させる賦活方法が一般的に使用されている。このような賦活において、層状の縮合多環炭素化合物が積層された層状構造にアルカリ金属が侵入し、微細孔が形成される。アルカリ金属は、賦活工程において気体状態で作用し不活性ガスと共にその多くは活性炭から除去されるが、一部が活性炭内に残留し、これを除去する洗浄工程を経て活性炭が製造されている。

このような洗浄工程を経て得られる活性炭を電気二重層キャパシタの電極材料に使用した場合、原料のコークスに含まれるイオウ分の他、洗浄工程において除去されずに残留するアルカリ金属や、洗浄工程で使用した洗浄液に含まれるアニオンなど残留物の残留量によっては、サイクル特性を低下させ寿命を短くする、内部抵抗を大きくする、結晶性の低下により電解液の内部浸透を阻害させ、高導電性が得られず耐電圧性が低下するなどの不都合を来たす。このため、活性炭中のこれらの物質の含有量を低くすることの要請がある。

電気二重層キャパシタの耐電圧、サイクル耐久性、エネルギー密度を向上させるため、種々の電極材料が開発されている。例えば、アルカリ金属、アルカリ土類金属及び希土類金属からなる元素の合計含有量が１００ｐｐｍ以上２０００ｐｐｍ以下であり、非水系電解液中で、Ｌｉ／Ｌｉ+を対極とした場合の自然電位が、１．５０Ｖ以上２．８５Ｖ以下である炭素質物質（特許文献１）や、灰分が０．１質量％以下であり、比表面積が１,０００〜２,５００ｍ²／ｇである低灰分多孔質炭素材料（特許文献２）や、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コンデンサにおいて、不純物としてＦｅ２００ｐｐｍ以下、Ｃｒ１０ｐｐｍ以下、Ｎｉ１０ｐｐｍ以下、Ｎａ２００ｐｐｍ以下、Ｋ２００ｐｐｍ以下、Ｃｌ３００ｐｐｍ以下を有し灰分が０．５％以下である活性炭よりなる分極性電極を用いる電気二重層コンデンサ（特許文献３）や、活性炭を２００〜４００℃において真空乾燥処理する工程を含む分極性電極（特許文献４）などが報告されている。

しかしながら、特許文献１に記載される炭素質物質において、実施例に記載される卑金属の含量は６６０ｐｐｍ、７８０ｐｐｍと高く、電気二重層キャパシタに適用する炭素材料として高品位といえる範囲ではない。また、特許文献２に記載される低灰分多孔質炭素材料においては、真空脱気する工程、超音波処理工程など大掛かりな装置が必要で工程数も多く、効率よく製造できるものではない。特許文献３に記載される電気二重層コンデンサにおいては、活性炭に含まれる不純物の含量を特定しているが、元来イオウ分を殆ど含有しないヤシガラを用いる方法の他は、イオウ分の含有量が高い炭素材料を原料として用いる場合については、何ら手段が開示されず、原料の供給量の点から工業生産には問題がある。特許文献４に記載される分極性電極の製造方法においては、活性炭に含まれる塩素などの不純物を除去するのに、真空乾燥処理などを使用するものであり、大掛りな装置が必要となっている。
特開平１１−３２２３２２号公報特開２００４−８３３３７号公報特開平１−２４１８１１号公報特開昭６３−９０１１４号公報

本発明の課題は、原料に含まれるイオウ分の他、賦活に使用した金属水酸化物に由来する金属や、洗浄工程で使用する洗浄液に含まれるアニオンなどの残留物質の残留量を、特別の装置を必要とせず、炭素材料の賦活工程ラインにおいて、極めて簡単に低減させることができる活性炭を提供することにある。更に、本発明は、サイクル特性を向上させ、優れた耐久性を有し、内部抵抗を低くすることができ、優れた耐電圧性を有する電気二重層キャパシタを提供することにある。

本発明者らは、鋭意研究の結果、金属水酸化物を用いた賦活後、洗浄工程において一旦水分を含んだ多孔質の活性炭において、水分の含有量が洗浄液に由来するアニオンなどの残留物質などの異物質の固定、結合に強く影響を及ぼすことの知見を得た。そして、賦活工程後の活性炭の洗浄工程において、活性炭に含まれる水分量を４０質量％以上に維持することにより、洗浄工程中に活性炭が異物質を取り込む作用を抑制することができ、原料に含まれるイオウ、洗浄液などに含まれるイオンなどの原子、分子、イオンなど異物質を固定、結合せず、効率よく極めて高い洗浄効果が得られることの知見を得、これらの知見に基づき本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は、炭素材料を金属水酸化物により賦活して得られた賦活物を、洗浄液により洗浄し固液分離して得られた活性炭であって、固液分離において、賦活物の含水量を４０質量％以上に維持することを特徴とする活性炭に関し、洗浄液として、酸水溶液を用いることを特徴とする請求項１記載の活性炭や、酸水溶液に由来するアニオンが、ハロゲンイオンであることを特徴とする請求項２記載の活性炭や、酸水溶液に由来するアニオンの残留量が、０．８質量ｐｐｍ未満であることを特徴とする請求項２または３記載の活性炭や、金属水酸化物に由来する金属が、カリウムであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか記載の活性炭や、金属水酸化物に由来する金属残留量が、２００質量ｐｐｍ未満であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか記載の活性炭や、炭素材料が、石油コークスであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか記載の活性炭や、酸水溶液として、硫酸を用いることを特徴とする請求項２〜７のいずれか記載の活性炭や、イオウの残留量が、１０質量ｐｐｍ未満であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか記載の活性炭に関する。

また、本発明は、請求項１〜９のいずれか記載の活性炭を電極材料に用いたことを特徴とする電気二重層キャパシタに関する。

本発明の活性炭においては、原料に含まれるイオウ分の他、賦活に使用した金属水酸化物に由来する金属や、洗浄工程で使用する洗浄液に含まれるアニオンなどの残留物質の残留量を、特別の装置を必要とせず、炭素材料の賦活工程ライン中において、極めて簡単に低減させることができる。

また、本発明の電気二重層キャパシタにおいては、サイクル特性を向上させ、優れた耐久性を有し、内部抵抗を低くすることができ、優れた耐電圧性を有する。

本発明の活性炭は、炭素材料を金属水酸化物により賦活して得られた賦活物を、洗浄液により洗浄し固液分離して得られた活性炭であって、固液分離において、賦活物の含水量を４０質量％以上に維持することを特徴とする。

本発明の活性炭に用いる炭素材料としては、いずれのものであってもよく、具体的には、石油ピッチ、石炭ピッチ、ヤシガラなどの植物などの炭素材を炭化処理した炭化物などを挙げることができる。これらのうち、本発明に用いる炭素材料として、特に石油ピッチから得られる石油コークスを、原料の組成や、供給量の点から好ましいものとして挙げることができる。これらの炭素材を炭化処理して炭化物を得る方法としては、例えば、１ＭＰａ、４００〜６００℃の範囲で、数時間コーキングする方法などを挙げることができる。

上記炭素材料の賦活方法としては、賦活炉を用いて、窒素ガスや不活性ガス雰囲気中で金属水酸化物と共に炭素材料を６００〜１２００℃などに加熱する方法を挙げることができる。金属水酸化物としては、具体的に、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化リチウムなどのアルカリ金属水酸化物や、アルカリ土類金属水酸化物などを挙げることができ、これらを１種のみならず、２種以上を組み合わせて使用することもできる。これらのうち、特に水酸化カリウムが、微細孔を効率よく形成できる点で好ましい。

上記炭素材料および金属水酸化物の使用量としては、質量比で、炭素材料／金属水酸化物として、１／０．５〜１／１０とすることができ、好ましくは１／１〜１／５である。

炭素材料／金属水酸化物の質量比が１／０．５以下であると、活性炭に微孔を充分に形成することができ、充分な表面積を有する活性炭を得ることができる。また、炭素材料／金属水酸化物の質量比が１／１０以上であると、嵩密度が低下することなく、効率のよい賦活を行うことができる。

また、上記炭素材料と金属水酸化物の他、炭素材料の賦活において水などを含有していてもよい。

上記炭素材料の賦活において、賦活の温度としては、例えば、５００℃以上１２００℃以下を挙げることができ、好ましくは、６００℃以上１０００℃以下、より好ましくは、８００℃以下である。賦活温度が上記範囲であれば、充分な微細孔を有する活性炭を効率よく得ることができる。賦活処理時間としては、温度などの条件との関連において適宜選択することができ、例えば、３〜６時間などとすることができる。

賦活を行う際の不活性ガスとしては、不活性ガスや窒素ガスを挙げることができ、例えば、賦活雰囲気の酸素濃度を１００ｐｐｍ以下に保持できるような供給量として導入することが好ましい。

賦活物の洗浄は、賦活物を洗浄液により洗浄して固液分離を行う洗浄であり、賦活物を洗浄液に浸漬し、必要に応じて攪拌、加熱などを行い洗浄液と混合した後、洗浄液を除去する方法を挙げることができる。洗浄液としては、水及び酸水溶液を用いることが好ましく、例えば、水による洗浄、酸水溶液による洗浄、更に水による洗浄など、適宜組み合わせて用いることができる。酸水溶液としては、塩酸、ヨウ化水素酸、臭化水素酸などのハロゲン化水素酸、硫酸、炭酸などの無機酸を好ましいものとして挙げることができる。酸水溶液の濃度は、例えば、０．０１〜３Ｎを挙げることができる。これらの洗浄液による洗浄は必要に応じて、複数回反復して行うこともできる。

上記洗浄液と賦活物の混合物から賦活物を分離する固液分離において、賦活物の含水量を４０質量％以上に維持して行う。賦活物の含有する水分が４０質量％以上であると、酸水溶液に由来するアニオンや、炭素材料に含有され、賦活工程における燃焼によっても除去されずに残留するイオウなどの異物質が活性炭に固定、結合するのを抑制することができ、最終的に乾燥して得られる活性炭におけるこれらの原子、分子、イオンなどの残留量を顕著に低減することができる。固液分離における賦活物の含水量が４５質量％以上７０質量％以下であることがより好ましい。賦活物の含水量が４５質量％以上であれば、異物質の残留量をより低減することができ、７０質量％以下であると、固液分離における含水量を多く保持することにより増加する洗浄回数の増加回数を抑制することができ、効率上、好ましい。固液分離方法としては、吸引ろ過、加圧ろ過、遠心分離などいずれの方法も用いることができる。

上記洗浄液を用いた洗浄工程の最終の洗浄後、洗浄液から固液分離を行い、適宜加熱、風乾などを行い、水分を除去し乾燥した活性炭を得ることができる。

得られた活性炭において、洗浄工程で酸水溶液として、塩酸、臭化水素酸、ヨウ化水素酸などハロゲン化水素酸を使用した場合であっても、賦活物の含水量を４０質量％以上に維持して固液分離を行うことにより、ハロゲンイオンの残留量は０．８ｐｐｍ未満とすることができる。また、洗浄工程で酸水溶液として、硫酸を使用した場合であっても、原料の石油コークスに含まれていたイオウと共にイオウの残留量は１０ｐｐｍ未満とすることができる。更に、賦活に使用した金属水酸化物に由来する金属残留量は２００ｐｐｍ未満とすることができる。

本発明の電気二重層キャパシタは、本発明の活性炭を電極材料として用いたものである。本発明の電気二重層キャパシタの電極としては、上記活性炭を含むものであれば、特に制限を受けるものではないが、結着剤、導電剤などを含有してもよく、集電体と一体化したものであってもよい。

結着剤としては、公知のものを使用することができ、具体的には、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、フルオロオレフィン／ビニルエーテル共重合体架橋ポリマーなどのフッ素化ポリマー、カルボキシメチルセルロースなどのセルロース類、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコールなどのビニル系ポリマー、ポリアクリル酸などを挙げることができる。結着剤の電極材料中の含有量としては、具体的には、０．１〜３０質量％などとすることができる。

導電剤としては、具体的には、カーボンブラック、アセチレンブラック、粉末グラファイトなどの粉末を挙げることができる。導電剤の電極材料中の含有量としては、具体的には、１〜５０質量％、好ましくは、２〜３０質量％である。

これらの材料を用いて電極を作製するには、例えば、上記結着剤を溶解する溶媒に上記活性炭、結着剤、導電剤を添加しスラリー状としてシート状の集電体に塗布する方法、溶媒を使用せずに上記活性炭、結着剤、導電剤を混練し常温または加熱下で加圧成形する方法などを挙げることができる。

集電体としては、公知の材質、形状のものを使用することができ、具体的には、アルミニウム、チタン、タンタル、ニッケルなどの金属や、ステンレスなどの合金などを挙げることができる。

本発明の電気二重層キャパシタは、上記電極を正極及び負極として１対を、セパレーターを介して対向して設け、電解液中に浸漬した単位セルとして作製することができる。セパレーターとしては、ポリプロピレン繊維製、ガラス繊維製などの不職布や、セルロース紙などを用いることができる。

また、電解液としては、水系電解液、非水系電解液を使用することができるが、非水系電解液を用いることが好ましい。かかる非水系電解液としては、有機溶媒に電解質を溶解したものを挙げることができ、溶媒としては、具体的には、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ブチレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、スルホラン、３−メチルスルホランなどスルホラン誘導体、１，２−ジメトキシエタンなどジメトキシエタン、アセトニトリル、グルタロノトリル、バレロニトリル、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、テトラヒドロフラン、メチルフォルメート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネートなどを挙げることができ、これらを１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。また電解液の電解質としては、アルカリ金属塩、アルカリ土金属塩などの無機イオン塩、４級アンモニウム塩、環状４級アンモニウム塩、４級ホスホニウム塩類などを挙げることができ、具体的には、（Ｃ₂Ｈ₅）₄ＮＢＦ₄、（Ｃ₂Ｈ₅）₃（ＣＨ₃）ＮＢＦ₄、（Ｃ₂Ｈ₅）₄ＰＢＦ₄、（Ｃ₂Ｈ₅）₃（ＣＨ₃）ＰＢＦ₄などを挙げることができる。電解液中の電解質濃度は、０．１〜５ｍｏｌ／Ｌとすることができ、好ましくは０．５〜５ｍｏｌ／Ｌである。

本発明の電気二重層キャパシタの形状としては、例えば、セパレーターを介して厚さ５０〜５００μｍのシート状、またはディスク状の１対の電極を金属製ケースに収納したコイン型、１対の電極をセパレーターを介して捲回した捲回型、セパレーターを介して設けた１対の電極を多層に設けた積層型などを挙げることができる。

本発明の電気二重層キャパシタにおいては、上記活性炭を電極材量に用いたため、サイクル特性を向上させ、優れた耐久性を有し、内部抵抗を低くすることができ、優れた耐電圧性を有する。

次に本発明について実施例より詳細に説明するが、本発明の技術的範囲はこれらの実施例に限定されるものではない。
［実施例１］
［賦活反応］
石油コークス１質量部と水酸化カリウム２質量部を混合し、賦活炉により窒素雰囲気にて、４５０℃で２時間、続いて７９０℃で1時間の加熱を施し、賦活反応を行った。
［洗浄］
賦活炉において加熱焼成した賦活物２ｋｇに、水を２０ｋｇを加えて賦活物をスラリー化した。賦活物スラリーを室温にて２０Ｌ加圧ろ過器（有効ろ過面積：６７０ｃｍ²、加圧空気：０．４ＫＰａ／ｃｍ²）にてろ過した。フィルター上の賦活物ケーキの含水率は、６０質量％であった。

賦活物ケーキに２０ｋｇの水を加えて、室温にて３０分攪拌し、上記と同様にしてろ過した（洗浄操作ａ）。

洗浄操作ａをさらに３回繰り返した。何れの場合もフィルター上の賦活物ケーキ含水率は、５０質量％以上であった。

続いて、賦活物ケーキに２０ｋｇの水と６７０ｍＬの３５％ＨＣＬを加えて、室温にて３時間攪拌し、同様にろ過した。フィルター上の賦活物ケーキ含水率は、５３質量％であった。

続いて、賦活物ケーキに２０ｋｇの水を加え、ヒータ加熱して沸騰させながら１時間攪拌し、同様にろ過した（洗浄操作ｂ）。

洗浄操作ｂをさらに３回繰り返した。何れの場合もフィルター上の賦活物ケーキ含水率は、４０質量％以上であった。

洗浄の終わった賦活物ケーキを１３０℃オーブンで乾燥した。
［塩素の分析］
乾燥済みの賦活物２０ｇに純水２００ｇを加え、３０分間のリフラックスを行った。

混合物をろ過し、ろ液をイオンクロマトグラフィーで分析し、塩素イオンの定量を行った。

ろ液中の塩素イオン濃度が５質量ｐｐｍであった。賦活物中の塩素イオン濃度は０．５質量ｐｐｍであった。
［硫黄の分析］
乾燥済みの賦活物０．２ｇに硝酸８ｍＬを加え、マイクロウェーブを照射して分解した。

分解後の硝酸溶液をＩＣＰで分析した結果、硫黄含量は６質量ｐｐｍであった。
［実施例２］
［賦活反応］
実施例１と同様に石油コークスの賦活を行った。
［洗浄］
賦活炉において加熱焼成した賦活物６ｋｇに、６０ｋｇの水を加えて賦活物をスラリー化した。賦活物スラリーを室温にて遠心脱水機（バスケット直径：１２００ｍｍ、回転数５００ｒｐｍ）に導入して脱水し、さらに３００ｋｇの水を導入して脱水洗浄した。脱水バスケット内の賦活物ケーキの含水率は、６０質量％であった。

賦活物ケーキを脱水機から攪拌槽へ移して、６０ｋｇの水と２０００ｍＬの３５％ＨＣＬを加えて、室温にて３時間攪拌し、遠心脱水機でろ過した。脱水バスケット内の賦活物ケーキ含水率は４７質量％であった。

続いて、脱水バスケット内の賦活物ケーキに沸騰水３００ｋｇを導入して脱水した。脱水バスケット内の賦活物ケーキ含水率は４５質量％であった。

洗浄の終わった賦活物ケーキを１３０℃オーブンで乾燥した。
［塩素および硫黄の分析］
実施例１と同じ方法にて分析した。

賦活物中の塩素イオン濃度は０．３質量ｐｐｍ、硫黄含量は８質量ｐｐｍであった。
［比較例１］
［賦活反応］
実施例１と同様に石油コークスの賦活を行った。
［洗浄］
賦活炉において加熱焼成した賦活物２ｋｇに２０ｋｇの水を加えて、賦活物をスラリー化した。

賦活物スラリーを室温にて実施例１と同じ加圧ろ過器を用い、加圧空気０．６ＭＰａ／ｃｍ²にてろ過した。フィルター上の賦活物ケーキの含水率は、５５質量％であった。

賦活物ケーキに２０ｋｇの水を加えて、７０℃にて３０分攪拌し、上記と同様にしてろ過した（洗浄操作ｃ）。

洗浄操作ｃをさらに３回繰り返した。フィルター上の賦活物ケーキ含水率は、３５〜４０質量％であった。

続いて、賦活物ケーキに２０ｋｇの水と６７０ｍＬの３５％ＨＣＬを加えて、室温にて３時間攪拌し、同様にろ過した。フィルター上の賦活物ケーキ含水率は、５０質量％であった。

続いて、賦活物ケーキに２０ｋｇの水を加え、ヒータ加熱して沸騰させながら１時間攪拌し、同様にろ過した（洗浄操作ｄ）。

洗浄操作ｄをさらに３回繰り返した。フィルター上の賦活物ケーキ含水率は、３５質量％以上４０質量％未満であった。

賦活物中の塩素イオン濃度は１３００質量ｐｐｍ、硫黄含量は２３質量ｐｐｍであった。
［比較例２］
［賦活反応］
実施例１と同様に石油コークスの賦活を行った。
［洗浄］
賦活炉において加熱焼成した賦活物６ｋｇに、５０ｋｇの水を加えて賦活物をスラリー化した。賦活物スラリーを室温にて、実施例２と同じ遠心脱水機を用い、回転数７００ｒｐｍにて脱水し、さらに３００ｋｇの４０〜６０℃の水を導入して脱水洗浄した。脱水バスケット内の賦活物ケーキの含水率は、３７質量％であった。

賦活物ケーキを脱水機から攪拌槽へ移して、５０ｋｇの水と１７００ｍＬの３５％ＨＣＬを加えて、室温にて３時間攪拌し、遠心脱水機でろ過した。脱水バスケット内の賦活物ケーキ含水率は４７質量％であった。

続いて、脱水バスケット内の賦活物ケーキに沸騰水３００ｋｇを導入して脱水した。脱水バスケット内の賦活物ケーキ含水率は３５質量％であった。

賦活物中の塩素イオン濃度は２１００質量ｐｐｍ、硫黄含量は１６質量ｐｐｍであった。
［実施例３］
［賦活反応］
実施例１と同様に石油コークスの賦活を行った。
［洗浄］
賦活炉において加熱焼成した賦活物６ｋｇに、６０ｋｇの水を加えて賦活物をスラリー化した。賦活物スラリーを室温にて遠心脱水機（バスケット直径：１２００ｍｍ、回転数５００ｒｐｍ）に導入して脱水し、さらに３００ｋｇの水を導入して脱水洗浄した。脱水バスケット内の賦活物ケーキの含水率は６０質量％であった。

賦活物ケーキを脱水機から攪拌槽へ移して、６０ｋｇの水と１５００ｇの９５％Ｈ₂ＳＯ₄を加えて、室温にて８時間攪拌し、遠心脱水機でろ過した。脱水バスケット内の賦活物ケーキ含水率は４７質量％であった。

洗浄の終わった賦活物ケーキを、１３０℃オーブンで乾燥した。
［硫黄の分析］
実施例１と同じ方法にて分析した。硫黄含量は６質量ｐｐｍであった。
［比較例３］
実施例１同様に石油コークスの賦活を行い、遠心脱水機の回転数を１０００ｒｐｍとした他は、実施例３と同様にして洗浄を行った。脱水バスケット内の賦活物ケーキ含水率は３８質量％であった。実施例１と同様にして分析した硫黄含量は、１５ｐｐｍであった。
［実施例４］
［電気二重層キャパシタの作製と評価］
［電極の作製］
実施例１で得た賦活物０．８ｇ、ケッチェンブラック０．１ｇ、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）０．１ｇを乳鉢にて混合・混練して一体化させた。左記の混合物を０．１ｍｍ厚のトリアセテートフィルム２枚の間に挟み、幅１６０ｍｍ、上下ロール間隔０．７ｍｍ、加圧力２３５ｋｇｆ／ｃｍ2（２３．０ＭＰａ）としたニップロールの間に２０回通して圧延した。圧延したシートから直径１６ｍｍの円形を２枚打ち抜き、炭素電極とした。炭素電極は真空乾燥機にて１２０℃、２時間乾燥した。
［電気二重層キャパシタの作製］
電解液（１Ｍ（Ｃ_２Ｈ_５）（ＣＨ_３）ＮＢＦ_４／ＰＣ：プロピレンカーボネート中に（Ｃ_２Ｈ_５）（ＣＨ_３）ＮＢＦ_４を１ｍｏｌ／Ｌ溶解させたもの。）を含浸させた２枚の炭素電極間に厚さ５０μｍセルロース製セパレーターを挟み、直径２０ｍｍのＳＵＳ３１６製コインセルの中に封入した。この際、厚さ２０μｍアルミ箔表面に集電体用カーボン塗料を塗布したものを集電体として、炭素電極とセルとの間に、塗料側を炭素電極に面するように挟んだ。
［サイクル特性試験］
上記のようにして作製した電気二重層キャパシタセルを、２０℃にて、０Ｖから２．７Ｖの電圧範囲で充電４０ｍＡ、放電１０ｍＡで充放電を１０００回繰り返した。静電容量の保持率は９８％であった。
［比較例］
比較例１で得た賦活物を用いた以外は、実施例４と同様にしてセル作製を行い、サイクル試験を行った。静電容量の保持率は９０%であった。
以上の結果から、本発明において、賦活物の洗浄水を用いた洗浄において、洗浄水から固液分離するとき賦活物における含水量を４０質量％以上に維持することにより、炭素材料に含有されるイオウ、賦活に用いた金属水酸化物に由来する金属、洗浄液に含まれるアニオンなどの残留量の低減を図ることができることが明らかである。

Claims

炭素材料を金属水酸化物により賦活して得られた賦活物を、洗浄液により洗浄し固液分離して得られた活性炭であって、固液分離において、賦活物の含水量を４０質量％以上に維持することを特徴とする活性炭。
洗浄液として、酸水溶液を用いることを特徴とする請求項１記載の活性炭。
酸水溶液に由来するアニオンが、ハロゲンイオンであることを特徴とする請求項２記載の活性炭。
酸水溶液に由来するアニオンの残留量が、０．８質量ｐｐｍ未満であることを特徴とする請求項２または３記載の活性炭。
金属水酸化物に由来する金属が、カリウムであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか記載の活性炭。
金属水酸化物に由来する金属残留量が、２００質量ｐｐｍ未満であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか記載の活性炭。
炭素材料が、石油コークスであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか記載の活性炭。
酸水溶液として、硫酸を用いることを特徴とする請求項２〜７のいずれか記載の活性炭。
イオウの残留量が、１０質量ｐｐｍ未満であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか記載の活性炭。
請求項１〜９のいずれか記載の活性炭を電極材料に用いたことを特徴とする電気二重層キャパシタ。