JP2009032876A - Electric double-layer capacitor - Google Patents

Electric double-layer capacitor Download PDF

Info

Publication number
JP2009032876A
JP2009032876A JP2007194808A JP2007194808A JP2009032876A JP 2009032876 A JP2009032876 A JP 2009032876A JP 2007194808 A JP2007194808 A JP 2007194808A JP 2007194808 A JP2007194808 A JP 2007194808A JP 2009032876 A JP2009032876 A JP 2009032876A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electric double
layer capacitor
double layer
electrolyte
examples
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
Application number
JP2007194808A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yutaka Yamada
山田  豊
Masashi Omoto
正志 尾本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nichicon Corp
Original Assignee
Nichicon Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nichicon Corp filed Critical Nichicon Corp
Priority to JP2007194808A priority Critical patent/JP2009032876A/en
Publication of JP2009032876A publication Critical patent/JP2009032876A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/54Electrolytes
    • H01G11/58Liquid electrolytes
    • H01G11/64Liquid electrolytes characterised by additives
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/54Electrolytes
    • H01G11/58Liquid electrolytes
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/13Energy storage using capacitors

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electric double-layer capacitor with little self-discharge, usable in a wide temperature range. <P>SOLUTION: The electric double-layer capacitor comprises a polarizing electrode and an organic electrolyte. The organic electrolyte contains 0.01-1.0 wt.% of a cyanoethylated starch as an additive. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、電気二重層コンデンサの改良に関するものであり、特に自己放電を抑制する有機電解液を用いた電気二重層コンデンサに関するものである。   The present invention relates to an improvement of an electric double layer capacitor, and more particularly to an electric double layer capacitor using an organic electrolyte that suppresses self-discharge.

電気二重層コンデンサは、活性炭から成る分極性電極とセパレータとを巻回したコンデンサ素子に電極液を保持させている。かかる電気二重層コンデンサは、セパレータに保持された電解液により、分極性電極の表面に電気二重層が形成される。これにより、電気二重層コンデンサはF(ファラッド)単位の大静電容量を有するものとなる。この種の電気二重層コンデンサに使用される電解液は、液体電解液が使用されており、水溶液系と非水系の2つの系に分類される。前者は硫酸あるいは水酸化カリウムの水溶液系電解液が知られており、後者はプロピレンカーボネートやγ−ブチロラクトン等の有機溶媒にテトラエチルアンモニウムのホウフッ化塩や六フッ化リン酸塩を溶質として溶解した非水系電解液(有機電解液)が知られている。   In an electric double layer capacitor, an electrode solution is held in a capacitor element in which a polarizable electrode made of activated carbon and a separator are wound. In such an electric double layer capacitor, an electric double layer is formed on the surface of the polarizable electrode by the electrolytic solution held in the separator. Thereby, the electric double layer capacitor has a large capacitance of F (farad) unit. The electrolytic solution used for this type of electric double layer capacitor is a liquid electrolytic solution, and is classified into two systems, an aqueous solution system and a non-aqueous system. The former is known as an aqueous electrolyte solution of sulfuric acid or potassium hydroxide, and the latter is a solution in which tetraethylammonium borofluoride or hexafluorophosphate is dissolved as a solute in an organic solvent such as propylene carbonate or γ-butyrolactone. An aqueous electrolyte (organic electrolyte) is known.

さらに、代表的な有機電解液組成としては、テトラエチルアンモニウムテトラフルオロボレートのプロピレンカーボネート溶液があげられる。しかし、これらの有機電解液を使用した場合、自己放電が大きいという欠点を有する。   Furthermore, a typical organic electrolyte composition includes a propylene carbonate solution of tetraethylammonium tetrafluoroborate. However, when these organic electrolytes are used, there is a drawback that self-discharge is large.

このような問題に対し、様々な高分子電解質が研究されている。高分子電解質としては、ポリエチレンオキシドと電解質塩の複合体、エチレンオキシドとプロピレンオキシドのランダム共重合体と電解質塩の複合体などが知られている。(特許文献1)。   Various polymer electrolytes have been studied for such problems. Known polymer electrolytes include composites of polyethylene oxide and electrolyte salts, and random copolymers of ethylene oxide and propylene oxide and electrolyte salts. (Patent Document 1).

特開昭62−249361号公報JP-A-62-249361

上記のような高分子電解質では、自己放電特性は改善されるものの、室温以下でのイオン伝導度が小さい。これは、室温以下では、高分子電解質の電解液の粘度が高くなり、イオンが拡散しにくくなるためである。   In the polymer electrolyte as described above, the self-discharge characteristics are improved, but the ionic conductivity at room temperature or lower is small. This is because below the room temperature, the viscosity of the electrolyte solution of the polymer electrolyte becomes high and ions are difficult to diffuse.

かかる室温以下でのイオン伝導度が小さい高分子電解質を電気二重層コンデンサの電解質として用いた場合、室温以下の低温における静電容量がきわめて低く、また、室温付近でも高い放電電流値を得られない(内部抵抗が高い)という欠点があった。   When such a polymer electrolyte having a low ionic conductivity at room temperature or lower is used as the electrolyte of an electric double layer capacitor, the capacitance at a low temperature below room temperature is extremely low, and a high discharge current value cannot be obtained even near room temperature. There was a drawback of (high internal resistance).

本発明は、上記技術的課題に鑑みなされたもので、自己放電が少なく広い温度範囲で使用可能な電気二重層コンデンサの提供を目的とする。   The present invention has been made in view of the above technical problem, and an object of the present invention is to provide an electric double layer capacitor that can be used in a wide temperature range with little self-discharge.

上記目的を達成するため、本発明者等は、有機電解液にシアノエチル化デンプンを溶解することで、上述した問題点を克服できるのではないかと着想した。   In order to achieve the above object, the present inventors have conceived that the above-mentioned problems can be overcome by dissolving cyanoethylated starch in an organic electrolyte.

かかる着想に基づく、具体的な発明は以下の通りである。   The specific invention based on this idea is as follows.

すなわち、本発明に係る電気二重層コンデンサは、有機電解液を電解質とする電気二重層コンデンサであって、上記有機電解液が、シアノエチル化デンプンを含有する。   That is, the electric double layer capacitor according to the present invention is an electric double layer capacitor using an organic electrolyte as an electrolyte, and the organic electrolyte contains cyanoethylated starch.

上記シアノエチル化デンプンの含有量が、有機電解液全体に対して0.01〜1.0wt%であることが好ましい。   It is preferable that content of the said cyanoethylated starch is 0.01-1.0 wt% with respect to the whole organic electrolyte solution.

本発明においては、上記有機電解液に使用される電解質は公知のものが使用でき、電気化学的安定性、電気二重層コンデンサ等の用途および要求される耐電圧などに基づいて選択される。この電解質は、アニオンとカチオンとからなり、アニオン、カチオンの具体例としては以下のものが挙げられる。   In the present invention, a known electrolyte can be used for the organic electrolyte, and is selected based on the electrochemical stability, the use of an electric double layer capacitor and the required withstand voltage. This electrolyte is composed of an anion and a cation. Specific examples of the anion and cation include the following.

(1)アニオンとしては、例えば、過塩素酸、四フッ化ホウ酸、六フッ化リン酸、六フッ化砒素酸、六フッ化アンチモン酸、パーフルオロアルカン(炭素数2〜12)スルホン酸、パーフルオロアルカン(炭素数2〜12)スルホニルイミド、ヨウ化水素酸、テトラアルキル(アルキル基の炭素数2〜8)ホウ酸[例えばB(n−C など]、テトラハロゲン化アルミニウム(AlCl など)等を挙げることができる。 (1) Examples of anions include perchloric acid, tetrafluoroboric acid, hexafluorophosphoric acid, hexafluoroarsenic acid, hexafluoroantimonic acid, perfluoroalkane (2 to 12 carbon atoms) sulfonic acid, perfluoroalkanes (having 2 to 12 carbon atoms) sulfonyl imide, hydroiodic acid, (the number of carbon atoms in the alkyl group 2-8) tetraalkyl borate [e.g. B (n-C 4 H 9 ) 4 - ], a tetrahalide Aluminum halide (AlCl 4 etc.) and the like can be mentioned.

(2)無機カチオンとしては、リチウムイオン、ナトリウムイオン、カリウムイオン等のアルカリ金属イオンおよびカルシウムイオン、マグネシウムイオン等のアルカリ土類金属イオン等を挙げることができる。   (2) Examples of the inorganic cation include alkali metal ions such as lithium ion, sodium ion and potassium ion, and alkaline earth metal ions such as calcium ion and magnesium ion.

(3)有機カチオンとしては、例えば、テトラメチルアンモニウム、テトラエチルアンモニウム、テトラブチルアンモニウム、ジメチルジエチルアンモニウム、メチルトリエチルアンモニウム等のアルキル基の炭素数が1〜8のテトラアルキルアンモニウムイオン類、テトラメチルホスホニウム、テトラエチルホスホニウム、テトラブチルホスホニウム、ジメチルジエチルホスホニウム、メチルトリエチルホスホニウム等のアルキル基の炭素数が1〜8のテトラアルキルホスホニウムイオン類、1,3−ジメチルイミダゾリウム、1−エチル−3−メチルイミダゾリウム、1,2,3−トリメチルイミダゾリウム等のアルキル基の炭素数が1〜8のイミダゾリウムイオン類、1,2,3−トリメチルイミダゾリニウム、1,2,3,4−テトラメチルイミダゾリニウム、1−エチル−2,3−ジメチルイミダゾリニウム等のアルキル基の炭素数が1〜8のイミダゾリニウムイオン類、および1,3−ジメチル−1,4,5,6−テトラヒドロピリミジニウム、1,2,3−トリメチル−1,4,5,6−テトラヒドロピリミジニウム、1−メチル−1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン−7、1−メチル−1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]ノネン−5等の置換アルキル基の炭素数が1〜18のピリミジニウムイオン類等を挙げることができる。   (3) Examples of organic cations include tetraalkylammonium ions having 1 to 8 carbon atoms in the alkyl group, such as tetramethylammonium, tetraethylammonium, tetrabutylammonium, dimethyldiethylammonium, and methyltriethylammonium, tetramethylphosphonium, Tetraalkylphosphonium ions having 1 to 8 carbon atoms in the alkyl group such as tetraethylphosphonium, tetrabutylphosphonium, dimethyldiethylphosphonium, methyltriethylphosphonium, 1,3-dimethylimidazolium, 1-ethyl-3-methylimidazolium, C 1-8 imidazolium ions such as 1,2,3-trimethylimidazolium, 1,2,3-trimethylimidazolinium, 1,2,3,4-teto Imidazolinium ions having 1 to 8 carbon atoms in the alkyl group, such as methylimidazolinium and 1-ethyl-2,3-dimethylimidazolinium, and 1,3-dimethyl-1,4,5,6- Tetrahydropyrimidinium, 1,2,3-trimethyl-1,4,5,6-tetrahydropyrimidinium, 1-methyl-1,8-diazabicyclo [5.4.0] undecene-7, 1-methyl- Examples thereof include pyrimidinium ions having 1 to 18 carbon atoms in the substituted alkyl group such as 1,5-diazabicyclo [4.3.0] nonene-5.

電解質としては特に限定されないが、好ましくは四級アンモニウム塩、四級ホスホニウム塩、四級アミジウム塩およびこれらの混合物である。また、二種以上の電解質を併用してもよく、その場合の重量比率は特に限定されない。   The electrolyte is not particularly limited, but is preferably a quaternary ammonium salt, a quaternary phosphonium salt, a quaternary amidium salt, and a mixture thereof. Two or more electrolytes may be used in combination, and the weight ratio in that case is not particularly limited.

四級アンモニウム塩としては、例えば、テトラエチルアンモニウムテトラフルオロボレート、メチルトリエチルアンモニウムテトラフルオロボレート等の炭素数が1〜8のテトラアルキルアンモニウムテトラフルオロボレート類、四級ホスホニウム塩としては、例えば、テトラエチルホスホニウムテトラフルオロボレート、メチルトリエチルホスホニウムテトラフルオロボレート等の炭素数が1〜8のテトラアルキルホスホニウムテトラフルオロボレート類、四級アミジニウム塩としては、例えば、1,3−ジメチルイミダゾリウムテトラフルオロボレート、1−エチル−3−メチルイミダゾリウムテトラフルオロボレート、1,2,3−トリメチルイミダゾリウムテトラフルオロボレート等の置換アルキル基の炭素数が1〜18のイミダゾリウムテトラフルオロボレート類、1,2,3−トリメチルイミダゾリニウムテトラフルオロボレート、1,2,3,4−テトラメチルイミダゾリニウムテトラフルオロボレート、1−エチル−2,3−ジメチルイミダゾリニウムテトラフルオロボレート等の置換アルキル基の炭素数が1〜18のイミダゾリニウムテトラフルオロボレート類、1,3−ジメチル−1,4,5,6−テトラヒドロピリミジニウムテトラフルオロボレート、1,2,3−トリメチル−1,4,5,6−テトラヒドロピリミジニウムテトラフルオロボレート、1−メチル−1,8−ジアザビシクロ[5,4,0]ウンデセン−7テトラフルオロボレート、1−メチル−1,5−ジアザビシクロ[4,3,0]ノネン−5テトラフルオロボレート等の置換アルキル基の炭素数が1〜18のピリミジニウムテトラフルオロボレート類がそれぞれ挙げられる。   Examples of the quaternary ammonium salt include tetraalkylammonium tetrafluoroborate having 1 to 8 carbon atoms such as tetraethylammonium tetrafluoroborate and methyltriethylammonium tetrafluoroborate, and examples of the quaternary phosphonium salt include tetraethylphosphonium tetra Examples of tetraalkylphosphonium tetrafluoroborates having 1 to 8 carbon atoms, such as fluoroborate and methyltriethylphosphonium tetrafluoroborate, and quaternary amidinium salts include 1,3-dimethylimidazolium tetrafluoroborate, 1-ethyl- C 1-18 imidazoles of substituted alkyl groups such as 3-methylimidazolium tetrafluoroborate and 1,2,3-trimethylimidazolium tetrafluoroborate Um tetrafluoroborate, 1,2,3-trimethylimidazolinium tetrafluoroborate, 1,2,3,4-tetramethylimidazolinium tetrafluoroborate, 1-ethyl-2,3-dimethylimidazolinium tetra Imidazolinium tetrafluoroborate having 1 to 18 carbon atoms of a substituted alkyl group such as fluoroborate, 1,3-dimethyl-1,4,5,6-tetrahydropyrimidinium tetrafluoroborate, 1,2,3 -Trimethyl-1,4,5,6-tetrahydropyrimidinium tetrafluoroborate, 1-methyl-1,8-diazabicyclo [5,4,0] undecene-7 tetrafluoroborate, 1-methyl-1,5- Substituted alkyl groups such as diazabicyclo [4,3,0] nonene-5 tetrafluoroborate Pyrimidinium tetrafluoroborates 1 to 18 carbon atoms can be mentioned.

さらに、これらの塩のアニオンとしてテトラフルオロボレートイオンをClO 、PF 、トリフルオロメタンスルホネートもしくはトリフルオロメタンスルホニルイミド等に置き換えたものが挙げられる。 Further, examples of the anion of these salts include those obtained by replacing tetrafluoroborate ions with ClO 4 , PF 6 , trifluoromethanesulfonate, trifluoromethanesulfonylimide, or the like.

本発明における有機電解液で使用される溶媒としては公知のものが使用でき、電解質の溶解性と電気化学的安定性から適宜選択される。具体例としては以下のものが挙げられる。これらのうち2種以上を併用することも可能である。   As the solvent used in the organic electrolytic solution in the present invention, a known solvent can be used, and it is appropriately selected from the solubility and electrochemical stability of the electrolyte. Specific examples include the following. Two or more of these can be used in combination.

(1)水
(2)プロトン性極性有機溶媒
アルコール類としては、例えば、メタノール、エタノール、n−,iso−プロパノール、n−,sec−,i−,t−ブタノール、エチレングリコールモノメチルエーテル等の炭素数が1〜4の1価アルコール、n−,iso−ペンタノール、ベンジルアルコール、ジエチレングリコールモノメチルエーテル等の炭素数が5〜8の1価アルコール、エチレングリコール、グリセリン等の2〜3価またはそれ以上の多価アルコール等を挙げることができる。 アミド類としては、例えば、炭素数が1〜3のホルムアミド、N−メチルホルムアミド等、炭素数が4〜8のN−プロピルホルムアミド等を挙げることができる。
フェノール類としては、例えば、[炭素数が6〜8のフェノール等、炭素数が9〜12のp−ブチルフェノール等を挙げることができる。
(3)非プロトン性極性有機溶媒
エーテル類としては、例えば、ジエチルエーテル、メチルイソプロピルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル等の炭素数が2〜6の鎖状エーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル等の炭素数が7〜12の鎖状エーテル、テトラヒドロフラン、1,3−ジオキソラン、1,4−ジオキサン等の炭素数が2〜4の環状エーテル、4−ブチルジオキソラン、クラウンエーテル等の炭素数が5〜18の環状エーテル等を挙げることができる。 アミド類としては、例えば、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルプロピオンアミド、ヘキサメチルホスホリルアミド、N−メチルピロリドン等を挙げることができる。 ラクトン類としては、例えば、γ−ブチロラクトン、α−アセチル−γ−ブチロラクトン、β−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、δ−バレロラクトン等を挙げることができる。 ニトリル類としては、例えば、アセトニトリル、アクリロニトリル等を挙げることができる。 カーボネート類としては、例えば、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート等を挙げることができる。 スルホキシド類としては、例えば、ジメチルスルホキシド、スルホラン、3−メチルスルホラン、2,4−ジメチルスルホラン等を挙げることができる。
(4)その他有機溶媒
複素環式溶媒としては、例えば、N−メチル−2−オキサゾリジノン、3,5−ジメチル−2−オキサゾリジノン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン等を挙げることができる。これらのうち好ましくは、非プロトン性極性有機溶媒である。
(1) Water (2) Protic polar organic solvent Examples of alcohols include carbon such as methanol, ethanol, n-, iso-propanol, n-, sec-, i-, t-butanol, and ethylene glycol monomethyl ether. 1 to 4 monohydric alcohols, n-, iso-pentanol, benzyl alcohol, diethylene glycol monomethyl ether and other monohydric alcohols having 5 to 8 carbon atoms, ethylene glycol, glycerin and other 2 to 3 or more valences And polyhydric alcohols. Examples of the amides include N-propylformamide having 4 to 8 carbon atoms such as formamide having 1 to 3 carbon atoms and N-methylformamide.
Examples of the phenols include [phenol having 6 to 8 carbon atoms, p-butylphenol having 9 to 12 carbon atoms, and the like.
(3) Aprotic polar organic solvent Examples of ethers include chain ethers having 2 to 6 carbon atoms such as diethyl ether, methyl isopropyl ether, ethylene glycol dimethyl ether, and diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, and triethylene glycol dimethyl ether. The number of carbons such as a chain ether having 7 to 12 carbon atoms such as tetrahydrofuran, 1,3-dioxolane, 1,4-dioxane, etc., a cyclic ether having 2 to 4 carbon atoms, 4-butyldioxolane, crown ether, etc. Examples thereof include 5 to 18 cyclic ethers. Examples of amides include N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylpropionamide, hexamethylphosphorylamide, N-methylpyrrolidone and the like. Examples of lactones include γ-butyrolactone, α-acetyl-γ-butyrolactone, β-butyrolactone, γ-valerolactone, and δ-valerolactone. Examples of nitriles include acetonitrile and acrylonitrile. Examples of carbonates include ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate, dimethyl carbonate, and diethyl carbonate. Examples of the sulfoxides include dimethyl sulfoxide, sulfolane, 3-methyl sulfolane, and 2,4-dimethyl sulfolane.
(4) Other organic solvents Examples of the heterocyclic solvent include N-methyl-2-oxazolidinone, 3,5-dimethyl-2-oxazolidinone, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, and the like. . Of these, an aprotic polar organic solvent is preferable.

また、上記テトラエチルアンモニウムを含む溶質の上記有機溶媒に対する濃度は、0.5〜3.0mol/Lの範囲が望ましく、1mol/Lがより望ましい。   The concentration of the solute containing tetraethylammonium with respect to the organic solvent is preferably in the range of 0.5 to 3.0 mol / L, and more preferably 1 mol / L.

本発明では、有機電解液にシアノエチル化デンプンを溶解することによって、有機電解液の粘度が高くなり、有機電解液のイオンの動きを抑制してイオンの拡散を抑えることができる。また、電極活性炭の細孔内に電解液を十分に浸透させることができる。その結果、室温も従来の電気二重層コンデンサと同等の内部抵抗を有しながら、自己放電を抑制することが可能となる。また、室温以下の低温においても、電極活性炭の細孔内に電解液を十分に浸透させることができるため、従来の電気二重層コンデンサと同等の静電容量が得られる。   In the present invention, by dissolving cyanoethylated starch in the organic electrolytic solution, the viscosity of the organic electrolytic solution is increased, and the movement of ions in the organic electrolytic solution can be suppressed to suppress the diffusion of ions. In addition, the electrolytic solution can be sufficiently permeated into the pores of the electrode activated carbon. As a result, it is possible to suppress self-discharge while the room temperature has an internal resistance equivalent to that of a conventional electric double layer capacitor. Further, since the electrolytic solution can be sufficiently permeated into the pores of the electrode activated carbon even at a low temperature of room temperature or lower, a capacitance equivalent to that of a conventional electric double layer capacitor can be obtained.

以下、本発明の実施例について説明する。   Examples of the present invention will be described below.

(実施例1)
本実施例1に係る電気二重層コンデンサは、ヤシガラ活性炭を材料とする分極性電極とセパレータとを巻回したコンデンサ素子に有機電解液を含浸させたものである。
Example 1
The electric double layer capacitor according to Example 1 is obtained by impregnating an organic electrolyte into a capacitor element in which a polarizable electrode made of coconut shell activated carbon and a separator are wound.

上記有機電解液は、テトラエチルアンモニウムテトラフルオロボレート1.0mol/Lを溶質とし、プロピレンカーボネートを溶媒としたものである。この有機電解液に、シアノエチル化デンプンが溶解されている。シアノエチル化デンプンの重量分は、溶媒量を減らして調整した。   The organic electrolyte solution uses tetraethylammonium tetrafluoroborate 1.0 mol / L as a solute and propylene carbonate as a solvent. Cyanoethylated starch is dissolved in this organic electrolyte. The weight of cyanoethylated starch was adjusted by reducing the amount of solvent.

本実施例1においては、シアノエチル化デンプンの含有量は、有機電解液の全量に対して0.01wt%に設定されている。   In Example 1, the content of cyanoethylated starch is set to 0.01 wt% with respect to the total amount of the organic electrolyte.

(実施例2)
本実施例2では、上記有機電解液に対するシアノエチル化デンプンの含有量を有機電解液の全量に対して0.50wt%とした以外は、上記実施例1と同様に、電気二重層コンデンサを作製した。
(Example 2)
In Example 2, an electric double layer capacitor was produced in the same manner as in Example 1 except that the content of cyanoethylated starch in the organic electrolyte was 0.50 wt% with respect to the total amount of the organic electrolyte. .

(実施例3)
本実施例3では、上記有機電解液に対するシアノエチル化デンプンの含有量を有機電解液の全量に対して1.0wt%とした以外は、上記実施例1と同様に、電気二重層コンデンサを作製した。
(Example 3)
In Example 3, an electric double layer capacitor was produced in the same manner as in Example 1 except that the content of cyanoethylated starch in the organic electrolyte was 1.0 wt% with respect to the total amount of the organic electrolyte. .

(実施例4)
本実施例4では、上記有機電解液に対するシアノエチル化デンプンの含有量を有機電解液の全量に対して0.005wt%とした以外は、上記実施例1と同様に、電気二重層コンデンサを作製した。
Example 4
In Example 4, an electric double layer capacitor was produced in the same manner as in Example 1 except that the content of cyanoethylated starch in the organic electrolyte was 0.005 wt% with respect to the total amount of the organic electrolyte. .

(実施例5)
本実施例5では、上記有機電解液に対するシアノエチル化デンプンの含有量を有機電解液の全量に対して1.5wt%とした以外は、上記実施例1と同様に、電気二重層コンデンサを作製した。
(Example 5)
In Example 5, an electric double layer capacitor was produced in the same manner as in Example 1 except that the content of cyanoethylated starch in the organic electrolyte was 1.5 wt% with respect to the total amount of the organic electrolyte. .

(従来例1)
従来例では、上記有機電解液がシアノエチル化デンプンを含有していないこと以外は、上記実施例1と同様に、電気二重層コンデンサを作製した。
(Conventional example 1)
In the conventional example, an electric double layer capacitor was produced in the same manner as in Example 1 except that the organic electrolyte did not contain cyanoethylated starch.

表1は、上記の実施例1〜5および従来例1の電解液の内部組成を示している。   Table 1 shows the internal compositions of the electrolytic solutions of Examples 1 to 5 and Conventional Example 1.

Figure 2009032876
Figure 2009032876

また、表2は、上記の実施例1〜5および従来例1に係る電気二重層コンデンサ(定格:2.5V−22F、サイズ:16×31.5mm)の静電容量(−25℃、25℃、75℃)、25℃における内部抵抗(直列抵抗)と自己放電(満充電した電気二重層コンデンサの初期電圧と、24時間放置した後の電圧との電圧変化率)を測定した結果である。なお、測定は各10個の電気二重層コンデンサを試料とし、表中の値はその平均値を示している。   Table 2 shows the capacitance (−25 ° C., 25) of the electric double layer capacitors (rated: 2.5 V−22 F, size: 16 × 31.5 mm) according to the above Examples 1 to 5 and Conventional Example 1. , 75 ° C.), internal resistance (series resistance) at 25 ° C. and self-discharge (voltage change rate between the initial voltage of a fully charged electric double layer capacitor and the voltage after standing for 24 hours). . In addition, the measurement made 10 electric double layer capacitors each as a sample, and the value in the table | surface has shown the average value.

Figure 2009032876
Figure 2009032876

表2より明らかなように、特に、実施例1〜3では、従来例1と比較して、自己放電が少なく、かつ、各温度における静電容量も同等の特性を示している。よって、有機電解液に対するシアノエチル化デンプンの含有量は、0.01〜1.0wt%の範囲内が良好であることがわかる。換言すると、例えば、実施例4のように0.01wt%未満のシアノエチル化デンプンの添加量では、内部抵抗は高くなることはないものの自己放電抑制効果がみられないので好ましくない。一方、実施例5のようにシアノエチル化デンプンの添加量が1.0wt%を超えると、自己放電抑制効果はみられるものの電解液の粘度が高くなり過ぎて内部抵抗が高くなるので好ましくない。   As is clear from Table 2, in Examples 1 to 3, self-discharge is less than that in Conventional Example 1, and the capacitance at each temperature shows the same characteristics. Therefore, it turns out that content of the cyanoethylated starch with respect to organic electrolyte solution is good in the range of 0.01-1.0 wt%. In other words, for example, when the amount of cyanoethylated starch is less than 0.01 wt% as in Example 4, the internal resistance does not increase, but the self-discharge suppressing effect is not observed, which is not preferable. On the other hand, when the added amount of cyanoethylated starch exceeds 1.0 wt% as in Example 5, although the self-discharge suppressing effect is observed, the viscosity of the electrolytic solution becomes too high and the internal resistance becomes high, which is not preferable.

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではない。   In addition, this invention is not limited to the said Example.

例えば、上述の実施例においては、有機電解液を、溶媒をプロピレンカーボネートとし、溶質をテトラエチルアンモニウムテトラフルオロボレート1mol/Lとした例について記載したが、溶媒としては他に、エチレンカーボネート、ジメチルカーボネートやアセトニトリル等を用いてもよい。また、テトラエチルアンモニウムのホウフッ化塩や六フッ化リン酸塩をプロピレンカーボネートやγ―ブチロラクトン等の有機溶媒で溶解した有機電解液を用いてもよい。すなわち、有機電解液は、テトラエチルアンモニウムを含む溶質を有機溶媒で溶解したものであればよい(テトラエチルアンモニウムを含む溶質の有機溶媒に対する濃度は0.5〜3.0mol/Lが望ましい)。このように、有機電解液がシアノエチル化デンプンを含有することによって、イオン拡散を抑え、シアノエチル化デンプンを含有しない場合に比べて自己放電に使われる内部電流が小さくなることが予測され、これによって自己放電を抑制する効果が期待できる。   For example, in the above-described examples, the organic electrolyte was described as an example in which the solvent was propylene carbonate and the solute was tetraethylammonium tetrafluoroborate 1 mol / L, but other solvents include ethylene carbonate, dimethyl carbonate, Acetonitrile or the like may be used. Alternatively, an organic electrolytic solution in which tetraethylammonium borofluoride or hexafluorophosphate is dissolved in an organic solvent such as propylene carbonate or γ-butyrolactone may be used. That is, the organic electrolytic solution may be one obtained by dissolving a solute containing tetraethylammonium in an organic solvent (the concentration of the solute containing tetraethylammonium with respect to the organic solvent is preferably 0.5 to 3.0 mol / L). Thus, it is predicted that the organic electrolyte contains cyanoethylated starch, thereby suppressing ion diffusion and reducing the internal current used for self-discharge compared to the case where cyanoethylated starch is not contained. The effect of suppressing discharge can be expected.

その他、本明細書に添付の特許請求の範囲内での種々の設計変更及び修正を加え得ることは勿論である。   It goes without saying that various design changes and modifications can be made within the scope of the claims attached to this specification.

本発明では、自己放電が少なくなって広い温度範囲での使用が可能となるゆえ、電気二重層コンデンサとして有用である。   The present invention is useful as an electric double layer capacitor because self-discharge is reduced and it can be used in a wide temperature range.

Claims (2)

有機電解液を電解質とする電気二重層コンデンサにおいて、
上記有機電解液が、シアノエチル化デンプンを含有することを特徴とする電気二重層コンデンサ。
In an electric double layer capacitor using an organic electrolyte as an electrolyte,
The electric double layer capacitor, wherein the organic electrolyte contains cyanoethylated starch.
上記シアノエチル化デンプンの含有量が、0.01〜1.0wt%であることを特徴とする請求項1に記載の電気二重層コンデンサ。   The electric double layer capacitor according to claim 1, wherein the content of the cyanoethylated starch is 0.01 to 1.0 wt%.
JP2007194808A 2007-07-26 2007-07-26 Electric double-layer capacitor Pending JP2009032876A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007194808A JP2009032876A (en) 2007-07-26 2007-07-26 Electric double-layer capacitor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007194808A JP2009032876A (en) 2007-07-26 2007-07-26 Electric double-layer capacitor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2009032876A true JP2009032876A (en) 2009-02-12

Family

ID=40403086

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007194808A Pending JP2009032876A (en) 2007-07-26 2007-07-26 Electric double-layer capacitor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2009032876A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013073288A1 (en) * 2011-11-14 2013-05-23 日本電気株式会社 Lithium ion secondary battery
CN114121499A (en) * 2020-08-25 2022-03-01 厦门大学 Electrolyte for high-voltage super capacitor and high-voltage super capacitor

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013073288A1 (en) * 2011-11-14 2013-05-23 日本電気株式会社 Lithium ion secondary battery
CN114121499A (en) * 2020-08-25 2022-03-01 厦门大学 Electrolyte for high-voltage super capacitor and high-voltage super capacitor
CN114121499B (en) * 2020-08-25 2023-11-10 厦门大学 Electrolyte for high-voltage supercapacitor and high-voltage supercapacitor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9589734B2 (en) Solid electrolytic capacitor and manufacturing method thereof
EP2698802B1 (en) Electrolytic capacitor
JP4900456B2 (en) Aluminum electrolytic capacitor
JP2007080888A (en) Electrolyte for electrolytic capacitor, and electrolytic capacitor using the same
JP2007234854A (en) Electrochemical element
JP2017516287A (en) Electrolytic solution for aluminum electrolytic capacitor and aluminum electrolytic capacitor using the same
JP2003142346A (en) Electrolyte for electrolytic capacitor, and the electrolytic capacitor using the same
EP2903010B1 (en) Electrolytic solution for electrolytic capacitor, and electrolytic capacitor
JP2009032876A (en) Electric double-layer capacitor
JPWO2008029821A1 (en) Electrolytic solution and electrolytic capacitor using the same
US10157713B2 (en) Electrolyte for an electrochemical double layer capacitor, and an electrochemical double layer capacitor using the such
WO2021241333A1 (en) Electrolyte solution for electrochemical device, and electrochemical device
JP2008277503A (en) Electrolyte for electric double-layer capacitor and electric double layer capacitor
JP3860303B2 (en) Electrolytic solution for electric double layer capacitor and electric double layer capacitor using the same
US20090161295A1 (en) Electrolysis solution and electrolytic capacitor using the same
JP2011003813A (en) Electrolytic solution for aluminum electrolytic capacitor, and aluminum electrolytic capacitor using the same
JP2008091823A (en) Electrolyte for electric double layer capacitor and electric double layer capacitor
CN104779075A (en) High-voltage nonaqueous electrolyte for supercapacitor
JP4536436B2 (en) Electrolytic solution and electrolytic capacitor using the same
JP2012109539A (en) Electrolytic solution for electric double layer capacitor and electric double layer capacitor using the same
US20230107749A1 (en) Composition for electrolytic capacitor and electrolytic capacitor including the same
KR20110060253A (en) Electrolyte solution and super capacitor including the same
JP4842214B2 (en) Electrolytic solution and electrolytic capacitor using the same
JP4672307B2 (en) Electrolytic solution for electrolytic capacitor and electrolytic capacitor using the same
JP2007302618A (en) Method for producing salt