JP2008269824A - Electrochemical cell - Google Patents
Electrochemical cell Download PDFInfo
- Publication number
- JP2008269824A JP2008269824A JP2007107876A JP2007107876A JP2008269824A JP 2008269824 A JP2008269824 A JP 2008269824A JP 2007107876 A JP2007107876 A JP 2007107876A JP 2007107876 A JP2007107876 A JP 2007107876A JP 2008269824 A JP2008269824 A JP 2008269824A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- group
- electrochemical cell
- positive electrode
- negative electrode
- active material
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- 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
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- 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
Landscapes
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
Description
本発明は、二次電池や電気二重層キャパシタなどの電気化学セルに関する。 The present invention relates to an electrochemical cell such as a secondary battery or an electric double layer capacitor.
近年、蓄電デバイスに対して、電池、電気二重層キャパシタが、自動車用のバッテリー、瞬時電圧低下補償装置、あるいは太陽光発電とのシステム化に利用されるなど、市場の要求が高まってきている。このような蓄電デバイスにおいては、高エネルギー密度であること、高パワー密度であること、即ち低内部抵抗であること、長寿命であること、環境負荷の小さいことなどが求められている。 In recent years, market demands for power storage devices have increased, such as batteries and electric double layer capacitors being used for systemization with automobile batteries, instantaneous voltage drop compensation devices, or solar power generation. Such an electricity storage device is required to have a high energy density, a high power density, that is, a low internal resistance, a long life, and a low environmental load.
このような蓄電デバイスを構成する電気化学セルの基本構成は、例えば図1の模式断面図に示される。すなわち、図1のように、正極集電体1上に正極活物質層2を、負極集電体4上に負極活物質層3をそれぞれ形成し、これらをセパレータ5を介して貼り合わせた構成である。
The basic configuration of the electrochemical cell constituting such an electricity storage device is shown in the schematic cross-sectional view of FIG. 1, for example. That is, as shown in FIG. 1, the positive electrode
従来、前記のような特性要求に対して、活性炭、金属酸化物、導電性高分子、プロトン伝導型化合物などを電極活物質として用いた二次電池や電気二重層キャパシタなどの電気化学セルが提案され、実用に供されている。 In the past, electrochemical cells such as secondary batteries and electric double layer capacitors using activated carbon, metal oxides, conductive polymers, proton-conducting compounds, etc. as electrode active materials have been proposed in response to the above characteristic requirements. And is in practical use.
このような電気化学セルの電解液としては、水系電解液として、硫酸水溶液などの酸性水溶液、水酸化カリウムなどの塩基性水溶液などが、有機電解液として、リチウム塩やアンモニウム塩などを溶解させた、炭酸プロピレン、炭酸エチレン、炭酸ジメチルなどを個別に、あるいは混合させたものを用いている。 As an electrolytic solution of such an electrochemical cell, an aqueous aqueous solution, an acidic aqueous solution such as sulfuric acid aqueous solution, a basic aqueous solution such as potassium hydroxide, etc. dissolved lithium salt or ammonium salt as an organic electrolytic solution. , Propylene carbonate, ethylene carbonate, dimethyl carbonate, etc. are used individually or mixed.
特許文献1には、活物質としてプロトン伝導型化合物を利用した例として、インドール三量体、ポリキノキサリンを用いた電気化学セルについて記載されている。酸性水溶液中で十分な起電力を有しながら、ハイレート特性及びサイクル特性に優れた電気化学セルを提供している。しかしながら、酸性水溶液を用いるため、取り扱いに注意を要していた。また、耐圧は1.2V程度であり酸性水溶液を用いた電気化学セルでは、さらなるエネルギー密度向上は困難であった。
特許文献2には、活物質として金属酸化物を利用した例として、二酸化マンガン、および電解液として有機電解液を用いた方法が開示されている。これによると、従来、主に酸性水溶液中で利用されていた金属酸化物を、有機電解液中で利用することで、電気化学セルの耐圧が上昇し、エネルギー密度が高くなるとされている。しかしながら有機電解液を用いた電気化学セルでは、水系電解液と比較して内部抵抗が大きくなってしまう。また、水分が混入するとガス発生するために、厳密な水分管理が必要となるため、製造コストが高くなるという問題がある。
本発明の課題は、内部抵抗を低減した電気化学セルを提供し、また、単セルあたりの耐圧を高くし、高エネルギー密度の電気化学セルを提供することにある。 An object of the present invention is to provide an electrochemical cell with reduced internal resistance, and to provide a high energy density electrochemical cell with a high breakdown voltage per unit cell.
本発明は、正極に酸化還元反応を伴い電子を授受する有機化合物を、負極に電気二重層容量を蓄電機構とする活性炭を用いることにより上記課題を解決できることを見出したものである。 The present invention has found that the above problem can be solved by using an organic compound that exchanges electrons with an oxidation-reduction reaction in the positive electrode and activated carbon having an electric double layer capacity as a power storage mechanism in the negative electrode.
本発明の電気化学セルは、一対の正極と負極とを、セパレータを介して対向させ、水系電解液を含有する電気化学セルであって、前記正極が酸化還元反応を伴って電子を授受する有機化合物を含有し、前記負極が活性炭を含有することを特徴とする。 The electrochemical cell of the present invention is an electrochemical cell containing a water-based electrolyte solution with a pair of a positive electrode and a negative electrode facing each other through a separator, and the positive electrode receives and transfers electrons with an oxidation-reduction reaction. It contains a compound, and the negative electrode contains activated carbon.
また、本発明の電気化学セルは、前記水系電解液が、MCl、M2SO4、MNO3、MClO4(MはLi、Na、Kから選ばれるアルカリ金属)を電解質として含有することが好ましく、前記正極が化1で表されるインドール三量体を含有してもよいし、前記正極がポリアニリンを含有してもよい。 In the electrochemical cell of the present invention, the aqueous electrolyte preferably contains MCl, M 2 SO 4 , MNO 3 , and MClO 4 (M is an alkali metal selected from Li, Na, and K) as an electrolyte. The positive electrode may contain an indole trimer represented by Chemical Formula 1, or the positive electrode may contain polyaniline.
本発明によれば、一方の電極に二重層容量を蓄電機構とする活性炭を用いることで、従来内部抵抗として出現していた酸化還元反応に由来する電荷移動抵抗を低減することが可能であり、従来は高かった内部抵抗を低減し、低内部抵抗の電気化学セルを提供することができる。さらに単セルあたりの耐圧が、水溶液中における酸素発生に対する過電圧を利用することで高くなり、エネルギー密度が高い電気化学セルを提供することが可能となる。すなわち、低内部抵抗、高エネルギー密度の電気化学セルを提供することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to reduce the charge transfer resistance derived from the oxidation-reduction reaction that has conventionally appeared as internal resistance by using activated carbon having a double layer capacity as a power storage mechanism for one electrode, An electrochemical cell having a low internal resistance can be provided by reducing the internal resistance which has been high in the past. Furthermore, the withstand voltage per unit cell is increased by utilizing an overvoltage for oxygen generation in an aqueous solution, and an electrochemical cell having a high energy density can be provided. That is, it is possible to provide an electrochemical cell having a low internal resistance and a high energy density.
以下に本発明の実施の形態について詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
本発明の電気化学セルの正極に用いる活物質は、酸化還元反応による電子授受が可能な有機化合物である。活物質材料の電解液中での活性の有無を調べるために、サイクリックボルタンメトリーにより測定を行うことができる。サイクリックボルタンメトリーでは三極式のセルを用い、作用極に活物質を塗布したカーボンシート、作用極に白金板、参照極に銀/塩化銀電極を用いる。測定温度25℃、電位操引速度を1mV/sとする。電解液としては、2mol/Lの塩化リチウム水溶液を用いる。 The active material used for the positive electrode of the electrochemical cell of the present invention is an organic compound that can transfer electrons by oxidation-reduction reaction. In order to examine the presence or absence of activity of the active material in the electrolyte, measurement can be performed by cyclic voltammetry. In cyclic voltammetry, a tripolar cell is used, a carbon sheet with an active material applied to the working electrode, a platinum plate as the working electrode, and a silver / silver chloride electrode as the reference electrode. The measurement temperature is 25 ° C., and the potential operation speed is 1 mV / s. As the electrolytic solution, a 2 mol / L lithium chloride aqueous solution is used.
本発明の電気化学セルに用いる正極は、電極材料中の活物質として、酸化還元反応による電子授受が可能な有機化合物と導電補助材および結着材からなり、正極活物質としては、化1で表されるインドール三量体、またはポリアニリンを含有する。 The positive electrode used in the electrochemical cell of the present invention comprises, as an active material in the electrode material, an organic compound that can exchange electrons by oxidation-reduction reaction, a conductive auxiliary material, and a binder. Contains the indole trimer represented, or polyaniline.
導電補助材としては、気相成長カーボン、ケッチェンブラック、アセチレンブラック、カーボンナノチューブなどから選ばれる1種類以上の導電性炭素材料を、正極活物質に対し1〜50重量%、好ましくは10〜30重量%混合する。結着剤としてポリフッ化ビニリデン(以下、PVDFと記す)、ポリテトラフルオロエチレン、ジエン系ゴムバインダーから選ばれる1種類のバインダーを、正極活物質に対し1〜20重量%、好ましくは2〜8重量%添加する。 As the conductive auxiliary material, one or more kinds of conductive carbon materials selected from vapor-grown carbon, ketjen black, acetylene black, carbon nanotubes and the like are used in an amount of 1 to 50% by weight, preferably 10 to 30%, based on the positive electrode active material. Mix by weight. One binder selected from polyvinylidene fluoride (hereinafter referred to as PVDF), polytetrafluoroethylene, and a diene rubber binder as a binder is 1 to 20% by weight, preferably 2 to 8% by weight based on the positive electrode active material. %Added.
電極の形成方法は、加圧によるペレット形成、溶媒を用いた塗布法、混錬・圧延によるシート形成など、バインダーに適合した手法をとることが可能である。 The electrode can be formed by a method suitable for the binder, such as pellet formation by pressurization, coating using a solvent, and sheet formation by kneading / rolling.
負極としては、電解液の界面に形成される電気二重層により蓄電する、活性炭を主成分とする材料で構成される。このとき活性炭としては、比表面積が900m2/g〜2,500m2/g(Burnauer Emmett Teller Method、BET法による比表面積測定)の範囲にある高比表面積活性炭を用いることが好ましく、その平均粒径は5μm〜13μmであることが好ましい。導電補助材としては、気相成長カーボン、ケッチェンブラック、アセチレンブラック、カーボンナノチューブなどから選ばれる1種類以上の導電性炭素材料を、活性炭に対し1〜50重量%、好ましくは5〜30重量%混合する。結着剤としては、粒子間の導電性を阻害しにくい材料を用いることが好ましく、特にPVDFが好ましく、活性炭に対し1〜20重量%、好ましくは2〜8重量%添加する。 The negative electrode is made of a material mainly composed of activated carbon that stores electricity by an electric double layer formed at the interface of the electrolytic solution. In this case as activated carbon, the specific surface area of 900m 2 / g~2,500m 2 / g ( Burnauer Emmett Teller Method, the specific surface area measured by the BET method) is preferably used a high specific surface area activated carbon in the range of an average particle The diameter is preferably 5 μm to 13 μm. As the conductive auxiliary material, one or more kinds of conductive carbon materials selected from vapor-grown carbon, ketjen black, acetylene black, carbon nanotubes and the like are used in an amount of 1 to 50% by weight, preferably 5 to 30% by weight with respect to the activated carbon. Mix. As the binder, it is preferable to use a material that does not easily hinder the conductivity between particles, and PVDF is particularly preferable, and is added in an amount of 1 to 20% by weight, preferably 2 to 8% by weight with respect to the activated carbon.
電解液には、MCl、M2SO4、MNO3、MClO4(MはLi、Na、Kから選ばれるアルカリ金属)の少なくとも1種を電解質として含有する水溶液電解液が用いられる。この水溶液は酸性、塩基性でなく中性水溶液である。このときの電解質濃度としては、0.5mol/L〜10mol/Lが好ましく、さらに好ましくは2mol/L〜6mol/Lがよい。濃度が低すぎる場合には、電解液の導電度が低すぎ、活物質の活性が低下するために、電気化学セルの容量が低下するため好ましくない。濃度が高すぎる場合には、低温環境などで析出の問題が生じるため好ましくない。 As the electrolytic solution, an aqueous electrolytic solution containing at least one of MCl, M 2 SO 4 , MNO 3 , and MClO 4 (M is an alkali metal selected from Li, Na, and K) as an electrolyte is used. This aqueous solution is neutral and not acidic or basic. The electrolyte concentration at this time is preferably 0.5 mol / L to 10 mol / L, and more preferably 2 mol / L to 6 mol / L. When the concentration is too low, the conductivity of the electrolytic solution is too low, and the activity of the active material is lowered, which is not preferable because the capacity of the electrochemical cell is lowered. If the concentration is too high, there is a problem of precipitation in a low-temperature environment, which is not preferable.
集電体としては、カーボンなどの添加により導電性を付与したブチルゴムやエラストマー等の軟質プラスチックなどの導電性フィルムや、アルミニウム、銅、ニッケルなどの金属箔を用いる。集電体の厚みは、10μm〜200μmが好ましく、20μm〜100μmがさらに好ましい。薄すぎる場合には、機械的強度が弱くなるため好ましくない。厚すぎる場合には、製品体積が大きくなってしまい好ましくない。 As the current collector, a conductive film such as a soft plastic such as butyl rubber or an elastomer imparted with conductivity by adding carbon or the like, or a metal foil such as aluminum, copper, or nickel is used. The thickness of the current collector is preferably 10 μm to 200 μm, more preferably 20 μm to 100 μm. If it is too thin, the mechanical strength becomes weak. If it is too thick, the product volume becomes large, which is not preferable.
セパレータには、厚さ10〜50μmの多孔質膜を用いる。材質は特に限定されず、ポリオレフィン系材料、PTFE、セルロース系材料、アラミド系材料、アミド系材料などを使用することができる。 As the separator, a porous film having a thickness of 10 to 50 μm is used. The material is not particularly limited, and polyolefin materials, PTFE, cellulose materials, aramid materials, amide materials, and the like can be used.
以上の正極、負極を用いて作製した電気化学セルの基本構成は、従来のものと同じである。すなわち、図1のように、正極集電体1上に正極活物質層2を形成し正極とし、負極集電体4上に負極活物質層3を形成し負極とし、これらをセパレータ5を介して貼り合わせた構成である。また電極空隙には、電解液が充填されており、ガスケット6により封止されている。また、セルの外装形状は、コイン型、ラミネート型などが可能であり、特に限定されるものではない。
The basic structure of the electrochemical cell produced using the above positive electrode and negative electrode is the same as the conventional one. That is, as shown in FIG. 1, a positive electrode
以下、本発明を実施例に基づき、さらに具体的に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described more specifically based on examples.
図2は、活物質材料のサイクリックボルタンメトリーの測定結果である。図2に示すように、インドール三量体の一例である、インドール−6−カルボン酸メチル三量体、およびポリアニリンが、従来電解液として用いられていた酸性水溶液中のみでなく、中性塩を溶解させた水系電解液中でも活性であることが分かった。また酸素発生電位が活性炭に比べて、過電圧により高電位化していることが分かり、電気化学セルの耐圧の向上を図ることが可能である。 FIG. 2 shows the results of cyclic voltammetry measurement of the active material. As shown in FIG. 2, indole-6-carboxylate methyl trimer, which is an example of indole trimer, and polyaniline are used not only in an acidic aqueous solution conventionally used as an electrolyte solution, but also in neutral salts. It was found to be active even in the dissolved aqueous electrolyte. It can also be seen that the oxygen generation potential is higher than that of activated carbon due to overvoltage, and the breakdown voltage of the electrochemical cell can be improved.
次に、電気化学セルを作製し、諸試験を実施した。インドール−6−カルボン酸メチル三量体を正極活物質として用いた。活物質/VGCF/PVDFを69/23/8(重量比)になるように、溶媒としてN,N−ジメチルホルムアミドを用いて調整、スラリーとした正極活物質層を、カーボンを添加して導電性を付与したブチルゴムからなる正極集電体上に塗布、乾燥させて正極とした。 Next, an electrochemical cell was prepared and various tests were performed. Indole-6-carboxylate methyl trimer was used as the positive electrode active material. The active material / VGCF / PVDF was adjusted to 69/23/8 (weight ratio) using N, N-dimethylformamide as a solvent, and the positive electrode active material layer made into a slurry was added with carbon to be conductive. It was applied on a positive electrode current collector made of butyl rubber to which was added and dried to obtain a positive electrode.
負極は、負極活物質として活性炭を用いて、活物質/アセチレンブラック/PVDFを80/15/5(重量比)になるように、溶媒としてN,N−ジメチルホルムアミドを用いて調整、スラリーとした負極活物質層を、カーボンを添加して導電性を付与したブチルゴムからなる負極集電体上に塗布、乾燥させて作製した。 The negative electrode was prepared by using activated carbon as the negative electrode active material and adjusting the active material / acetylene black / PVDF to 80/15/5 (weight ratio) using N, N-dimethylformamide as a solvent to obtain a slurry. The negative electrode active material layer was prepared by applying and drying on a negative electrode current collector made of butyl rubber to which conductivity was imparted by adding carbon.
電解液には、2mol/Lの塩化リチウム水溶液を用い、セパレータには、厚さ50μmのPTFE多孔質膜を用いた。セパレータを介して、上記正極および負極を対向させて、ガスケットで外装して、電気化学セルを得た。 A 2 mol / L lithium chloride aqueous solution was used as the electrolytic solution, and a PTFE porous membrane having a thickness of 50 μm was used as the separator. The positive electrode and the negative electrode were opposed to each other through a separator, and were covered with a gasket to obtain an electrochemical cell.
正極活物質として、ポリアニリンを用いた以外は実施例1と同様にして電気化学セルを作製した。 An electrochemical cell was produced in the same manner as in Example 1 except that polyaniline was used as the positive electrode active material.
集電体として、30μmの厚みのニッケル箔を用いた以外は実施例1と同様にして電気化学セルを作製した。 An electrochemical cell was produced in the same manner as in Example 1 except that a nickel foil having a thickness of 30 μm was used as the current collector.
電解液として、2mol/Lの硝酸リチウム水溶液を用いた以外は実施例1と同様にして電気化学セルを作製した。 An electrochemical cell was produced in the same manner as in Example 1 except that a 2 mol / L lithium nitrate aqueous solution was used as the electrolytic solution.
(比較例1)
比較例1として、負極活物質にポリフェニルキノキサリンを選択し、活物質/KBを72/28(重量比)で複合させたものを、m−クレゾールを用いてインク状態とした負極活物質層を、カーボンを添加して導電性を付与したブチルゴム上に塗布、乾燥させて負極とし、電解液として40wt%硫酸水溶液を用いた以外は実施例1と同様にして電気化学セルを作製した。
(Comparative Example 1)
As Comparative Example 1, a negative electrode active material layer in which polyphenylquinoxaline was selected as a negative electrode active material and a composite of active material / KB at 72/28 (weight ratio) was converted into an ink state using m-cresol. An electrochemical cell was prepared in the same manner as in Example 1 except that carbon was added onto a butyl rubber imparted with conductivity and dried to obtain a negative electrode, and a 40 wt% sulfuric acid aqueous solution was used as the electrolytic solution.
(比較例2)
電解液として、40wt%硫酸水溶液を用いた以外は実施例1と同様にして電気化学セルを作製した。
(Comparative Example 2)
An electrochemical cell was produced in the same manner as in Example 1 except that a 40 wt% sulfuric acid aqueous solution was used as the electrolytic solution.
表1に、実施例1〜4、比較例1、2で作製した電気化学セルの、内部抵抗、単セルあたりの耐圧、エネルギー密度を示す。耐圧には、サイクリックボルタンメトリーの測定結果を基に、負極として用いる活性炭の水素発生電位と、正極として用いるインドール三量体の一例である、インドール−6−カルボン酸メチル三量体、およびポリアニリンの放電開始電位の差を適用した。このとき、過電圧により酸素発生が起こらなければより高い電圧を印加することは可能であるが、放電の際に正極の還元容量が出現しないことによる容量ドロップが現れ、みかけの内部抵抗が上昇してしまうため好ましくない。 Table 1 shows the internal resistance, the breakdown voltage per unit cell, and the energy density of the electrochemical cells produced in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2. For the pressure resistance, based on the results of cyclic voltammetry measurement, the hydrogen generation potential of activated carbon used as the negative electrode, and indole-6-carboxylate methyl trimer, which is an example of the indole trimer used as the positive electrode, and polyaniline The difference in discharge onset potential was applied. At this time, if oxygen generation does not occur due to overvoltage, it is possible to apply a higher voltage, but when discharging, a capacity drop due to the absence of the reducing capacity of the positive electrode appears, and the apparent internal resistance increases. Therefore, it is not preferable.
作製した電気化学セルの試験条件としては、定電流(5C)定電圧(10分)充電方式にて充電し、定電流放電(1C)にて放電深度が100%になるまで放電を行った。このときの充電終止電圧と放電開始電圧の差をIRドロップとし、この値から直流抵抗を求め電極単位面積あたりに換算した値を内部抵抗として、表1に示した。また放電平均電圧を算出し、放電容量との積を、電極体積あたりに規格化したものをエネルギー密度として、表1に示した。 The test conditions of the produced electrochemical cell were charged by a constant current (5C) constant voltage (10 minutes) charging method, and discharged by constant current discharging (1C) until the depth of discharge reached 100%. Table 1 shows the difference between the charge end voltage and the discharge start voltage at this time as IR drop, the direct current resistance obtained from this value, and the value converted per electrode unit area as the internal resistance. The average discharge voltage was calculated, and the product with the discharge capacity was normalized per electrode volume. The energy density is shown in Table 1.
表1より、実施例1〜4においては比較例1に対し内部抵抗が低減し、エネルギー密度が向上していることが分かる。 From Table 1, it can be seen that in Examples 1 to 4, the internal resistance is reduced and the energy density is improved as compared with Comparative Example 1.
表1より本発明の電気化学セルは、負極に活性炭電極を用いることで従来電極にあったような反応抵抗を排除でき、内部抵抗が低くなる。正極には、酸化還元可能な有機化合物を用いることで、水溶液の酸素発生電位に過電圧が生じ、単セルあたりの耐圧が向上する。 From Table 1, the electrochemical cell of the present invention can eliminate the reaction resistance as in the conventional electrode by using the activated carbon electrode for the negative electrode, and the internal resistance becomes low. By using an organic compound capable of oxidation and reduction for the positive electrode, an overvoltage is generated in the oxygen generation potential of the aqueous solution, and the breakdown voltage per unit cell is improved.
ここで一般的にキャパシタにおけるエネルギー量は、式(1)のように示される。 Here, generally, the amount of energy in the capacitor is expressed as shown in Equation (1).
E=(1/2)CV2 ・・・・・・・・・・(1) E = (1/2) CV 2 (1)
ここで、Eはエネルギー、Cは容量、Vは電圧である。したがって本発明による電気化学セルでは、単セルあたりの耐圧、つまりVが大きくなるために劇的なエネルギー密度の改善が可能である。 Here, E is energy, C is capacity, and V is voltage. Therefore, in the electrochemical cell according to the present invention, the withstand voltage per unit cell, that is, V increases, so that the energy density can be dramatically improved.
図3は、活性炭のサイクリックボルタンメトリーの測定結果である。比較例2に示したような構成では、図3に示すように活性炭電極における水素発生電位が、酸性水溶液中では実施例1〜4に対して高くなるため、耐圧の向上は図れない。 FIG. 3 shows the results of cyclic voltammetry measurement of activated carbon. In the configuration as shown in Comparative Example 2, the hydrogen generation potential at the activated carbon electrode is higher than that in Examples 1 to 4 in the acidic aqueous solution as shown in FIG.
1 正極集電体
2 正極活物質層
3 負極活物質層
4 負極集電体
5 セパレータ
6 ガスケット
DESCRIPTION OF
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007107876A JP2008269824A (en) | 2007-04-17 | 2007-04-17 | Electrochemical cell |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007107876A JP2008269824A (en) | 2007-04-17 | 2007-04-17 | Electrochemical cell |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008269824A true JP2008269824A (en) | 2008-11-06 |
Family
ID=40049097
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007107876A Pending JP2008269824A (en) | 2007-04-17 | 2007-04-17 | Electrochemical cell |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2008269824A (en) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011103430A (en) * | 2009-11-11 | 2011-05-26 | Taiwan Textile Research Inst | Aqueous electrolyte for electric double layer capacitor, and electric double layer capacitor employing the same |
CN102110816A (en) * | 2009-12-24 | 2011-06-29 | 上海空间电源研究所 | Organic free radical high polymer material for sodium secondary ion battery |
CN102911178A (en) * | 2012-10-22 | 2013-02-06 | 华东师范大学 | Tripolyindole derivative and preparation method thereof |
US8730649B2 (en) | 2010-03-12 | 2014-05-20 | Taiwan Textile Research Institute | Aqueous electrolyte solution for electric double-layer capacitor and electric double-layer capacitor having the same |
JP2014521231A (en) * | 2011-07-18 | 2014-08-25 | インディアン インスティテュート オブ サイエンス | Energy storage device, inorganic gel electrolyte, and method thereof |
CN109524713A (en) * | 2017-09-20 | 2019-03-26 | 株式会社东芝 | Secondary cell, battery pack and vehicle |
-
2007
- 2007-04-17 JP JP2007107876A patent/JP2008269824A/en active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011103430A (en) * | 2009-11-11 | 2011-05-26 | Taiwan Textile Research Inst | Aqueous electrolyte for electric double layer capacitor, and electric double layer capacitor employing the same |
CN102110816A (en) * | 2009-12-24 | 2011-06-29 | 上海空间电源研究所 | Organic free radical high polymer material for sodium secondary ion battery |
US8730649B2 (en) | 2010-03-12 | 2014-05-20 | Taiwan Textile Research Institute | Aqueous electrolyte solution for electric double-layer capacitor and electric double-layer capacitor having the same |
JP2014521231A (en) * | 2011-07-18 | 2014-08-25 | インディアン インスティテュート オブ サイエンス | Energy storage device, inorganic gel electrolyte, and method thereof |
CN102911178A (en) * | 2012-10-22 | 2013-02-06 | 华东师范大学 | Tripolyindole derivative and preparation method thereof |
CN109524713A (en) * | 2017-09-20 | 2019-03-26 | 株式会社东芝 | Secondary cell, battery pack and vehicle |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2576670C2 (en) | Hybrid negative plate for lead-acid accumulator battery and lead-acid accumulator battery | |
US11551878B2 (en) | Electricity storage device | |
JP5228531B2 (en) | Electricity storage device | |
US20110043968A1 (en) | Hybrid super capacitor | |
JP6827232B2 (en) | Water-based secondary battery | |
JP2009231234A (en) | Carbon material for negative electrode, electric power storage device, and product having mounted thereon electric power storage device | |
US20110255214A1 (en) | Charge storage device architecture for increasing energy and power density | |
KR20140081671A (en) | Electrochemical device | |
JP2012049060A (en) | Cathode for nonaqueous electrolyte secondary battery, and nonaqueous electrolyte secondary battery using the same | |
JP2008269824A (en) | Electrochemical cell | |
Makino et al. | Room temperature performance of 4 V aqueous hybrid supercapacitor using multi-layered lithium-doped carbon negative electrode | |
US20190006122A1 (en) | Electrochemical energy storage devices | |
JP2008262859A (en) | Nonaqueous electrolyte and lithium-ion secondary battery | |
JP2008288028A (en) | Electrode for electrochemical cell and electrochemical cell | |
JP2007172986A (en) | Aqueous solution based lithium secondary cell | |
JP2017523563A (en) | Rechargeable battery containing lead ion | |
US20210399305A1 (en) | A protective barrier layer for alkaline batteries | |
JP2015053136A (en) | Lithium air battery and positive complex | |
JP4862356B2 (en) | Negative electrode active material and aqueous lithium secondary battery | |
JP2007214027A (en) | Aqueous lithium secondary battery | |
JP2012089823A (en) | Lithium ion capacitor and manufacturing method for the same | |
JP2012028366A (en) | Power storage device | |
JP5050346B2 (en) | Water-based lithium secondary battery | |
JP2008166342A (en) | Lithium ion capacitor | |
WO2013150853A1 (en) | Electrolyte solution for lithium air batteries, and lithium air battery |