JP2011166044A - Accumulation device - Google Patents

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照久 三浦
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To attain a large-capacity accumulator device by restraining a decrease in lithium ion concentration inside an electrolyte. <P>SOLUTION: In the accumulator device, a siloxane compound is bonded to the surface of a binder for constituting at least one of positive and negative electrode layers, or to the surface of a carbon material particle for composing at least one of the positive and negative electrode layers, thus suppressing reduction in lithium ions, from the inside of an electrolyte and attaining a large-capacity accumulator device. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、リチウムイオン二次電池や電気化学キャパシタなどの蓄電デバイスに関するものである。   The present invention relates to an electricity storage device such as a lithium ion secondary battery or an electrochemical capacitor.

従来の蓄電デバイスの一例として、巻回型の電気化学キャパシタがある。この電気化学キャパシタは、それぞれ金属箔からなる集電体上に導電性材料とバインダーからなる電極層を形成した正負一対の電極を、その間にセパレータを介在させた状態で積層または巻回した素子と、この素子に含浸させたリチウム塩を溶質とする電解液と、素子を前記電解液と共に収容したケースとを備えている。なお、正極および負極は、それぞれ端子と溶接され、ケースの外部に引き出される。   An example of a conventional electricity storage device is a wound electrochemical capacitor. The electrochemical capacitor includes a device in which a pair of positive and negative electrodes each having an electrode layer made of a conductive material and a binder are formed on a current collector made of a metal foil and stacked or wound with a separator interposed therebetween. And an electrolyte containing a lithium salt impregnated in the element as a solute, and a case containing the element together with the electrolyte. The positive electrode and the negative electrode are welded to the terminals, respectively, and are drawn out of the case.

なお、この出願に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献1が知られている。   As prior art document information relating to this application, for example, Patent Document 1 is known.

特開2008−243888号公報JP 2008-243888 A

従来の蓄電デバイスでは容量が減少することがある。この原因のひとつに、電解液中のリチウムイオンが電極層のバインダーやカーボン材料粒子と結合し、電解液中のリチウムイオン濃度が減少することが考えられる。   The capacity of a conventional power storage device may decrease. One possible cause is that lithium ions in the electrolytic solution are combined with binders or carbon material particles in the electrode layer, and the lithium ion concentration in the electrolytic solution is reduced.

そこで本発明は、電解液中のリチウムイオン濃度の減少を抑え、大容量の蓄電デバイスを実現する事を目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to realize a large-capacity electric storage device by suppressing a decrease in the lithium ion concentration in the electrolytic solution.

そしてこの目的を達成するために本発明は、少なくとも正負いずれか一方の前記電極層を構成するバインダー、あるいは少なくとも正負いずれか一方の前記電極層を構成するカーボン材料粒子の表面には、シロキサン化合物を結合させたものとした。   In order to achieve this object, the present invention provides a siloxane compound on the surface of the binder constituting at least one of the positive and negative electrode layers, or the carbon material particles constituting at least one of the positive and negative electrodes. Combined.

また本発明は、正の電極の表面にシロキサン化処理カルボキシメチルセルロース層を設けたものとした。   In the present invention, a siloxane-treated carboxymethylcellulose layer is provided on the surface of the positive electrode.

これにより本発明は、バインダー材料やカーボン材料粒子、あるいはセパレータとしてのカルボキシメチルセルロース層とシロキサン化合物とを予め結合させておくことで、電解液中のリチウムイオンと電極層との反応、もしくは電解液中のリチウムイオンと電解液の溶媒との反応によるリチウムイオン濃度の減少を抑えることができる。   In this way, the present invention allows the binder material, the carbon material particles, or the carboxymethyl cellulose layer as a separator and the siloxane compound to be bonded in advance, so that the reaction between lithium ions in the electrolytic solution and the electrode layer, or in the electrolytic solution. The decrease in the lithium ion concentration due to the reaction between the lithium ion and the electrolyte solvent can be suppressed.

例えば、シロキサン化合物を結合させたバインダーのシロキサン部分は、非共有電子対を有するO原子を備えているため、このO原子に電解液中のリチウムイオンを配位させ、リチウムイオンをイオンの状態で安定に保持することができる。そして電極電位に変化を与えることで、電解液中にリチウムイオンを放出することができる。   For example, since the siloxane portion of the binder to which the siloxane compound is bonded has an O atom having an unshared electron pair, the lithium ion in the electrolytic solution is coordinated to the O atom, and the lithium ion is in an ionic state. It can be held stably. By changing the electrode potential, lithium ions can be released into the electrolytic solution.

以上より本発明は、電解液中のリチウムイオン濃度の減少を抑えることで、蓄電デバイスの容量劣化の抑制ができ、さらに、反応生成物による微短絡の発生、製品抵抗の変化の抑制を図れるものである。   As described above, the present invention can suppress the deterioration of the capacity of the electricity storage device by suppressing the decrease in the lithium ion concentration in the electrolytic solution, and can further suppress the occurrence of a fine short circuit due to the reaction product and the change in product resistance. It is.

本発明の蓄電デバイスの一部切欠斜視図Partially cutaway perspective view of the electricity storage device of the present invention 本発明の蓄電デバイスの製造工程を示す斜視図The perspective view which shows the manufacturing process of the electrical storage device of this invention 蓄電デバイスの製品抵抗の経時変化を示す図The figure which shows change with time of product resistance of the electricity storage device

(実施例1)
以下、本発明の実施例1では蓄電デバイスの一例としてリチウムイオンキャパシタ、すなわち電気化学キャパシタ1を例に挙げ、構成について説明する。
Example 1
Hereinafter, in the first embodiment of the present invention, a configuration will be described by taking a lithium ion capacitor, that is, an electrochemical capacitor 1 as an example of an electricity storage device.

図1に示すように、この電気化学キャパシタ1は、正極2および負極3を、セパレータ4を介して巻回したものである。正極2および負極3には、リチウム塩を溶質とする電解液が含浸されている。そして巻回した正極2、負極3、およびセパレータ4は、ケース5に収容される。ケース5の開口部には、封口ゴム6が挿入され、この封口ゴム6でケース5の開口部は封止されている。   As shown in FIG. 1, the electrochemical capacitor 1 is obtained by winding a positive electrode 2 and a negative electrode 3 with a separator 4 interposed therebetween. The positive electrode 2 and the negative electrode 3 are impregnated with an electrolytic solution having a lithium salt as a solute. The wound positive electrode 2, negative electrode 3, and separator 4 are accommodated in a case 5. A sealing rubber 6 is inserted into the opening of the case 5, and the opening of the case 5 is sealed with the sealing rubber 6.

正極2、負極3は、それぞれ芯材となる集電体層7、8と、この集電体層7、8のそれぞれの両面に形成された電極層9、10とを有している。負極3の電極層10には、リチウムイオンがプレドープされ、このリチウムイオンを吸蔵、脱離することができる。リチウムイオンをプレドープすることで、負極3の電位を下げ、正極2、負極3間の電位差を大きくすることができる。   The positive electrode 2 and the negative electrode 3 have current collector layers 7 and 8 that are core materials, respectively, and electrode layers 9 and 10 formed on both surfaces of the current collector layers 7 and 8. The electrode layer 10 of the negative electrode 3 is pre-doped with lithium ions, which can be occluded and desorbed. By pre-doping with lithium ions, the potential of the negative electrode 3 can be lowered and the potential difference between the positive electrode 2 and the negative electrode 3 can be increased.

また正極2、負極3は、それぞれ電極層9、10の一部が除去され、露出した集電体層7、8部分にそれぞれ正極リード端子11、負極リード端子12が接続される。これらの正極リード端子11、負極リード端子12は、ケース5の外部へ引き出される。   In the positive electrode 2 and the negative electrode 3, a part of the electrode layers 9 and 10 is removed, and the positive electrode lead terminal 11 and the negative electrode lead terminal 12 are connected to the exposed current collector layers 7 and 8, respectively. The positive electrode lead terminal 11 and the negative electrode lead terminal 12 are drawn out of the case 5.

電気化学キャパシタ1の電極層9、10を構成するバインダー材料は、通常(化1)に示すようなカルボキシメチルセルロースアンモニウム塩が主に使用され、これを水溶液中で混練後、加熱乾燥することにより、カルボキシメチルセルロース(以下CMCと記載)として電極層9に残り、このCMCが、電極層9、10の他の構成部材であるカーボン材料や、導電性材料をとりまいて集電体層7、8に保持する機能を果たす。   As the binder material constituting the electrode layers 9 and 10 of the electrochemical capacitor 1, carboxymethylcellulose ammonium salt as shown in (Formula 1) is mainly used, and this is kneaded in an aqueous solution and then heated and dried. Carboxymethylcellulose (hereinafter referred to as CMC) remains in the electrode layer 9, and the CMC is separated into the current collector layers 7 and 8 by surrounding the carbon material or conductive material as another constituent member of the electrode layers 9 and 10. It performs the function of holding.

Figure 2011166044
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このカルボキシメチルセルロースは、水素イオンとアルコールの存在化においてカルボキシル基の部分が、フッシャーエステル反応により脱水縮合反応する可能性があるが、リチウムイオンの存在下では(化2)に示すような反応が生じる可能性がある。(化2)では、カルボキシル基にリチウムイオンが酸として反応しリチウムエノラートが生成、さらにカルボキシメチルセルロースの水酸基部分が反応し、エステル化する可能性がある。この反応が生じた場合、製品電解液中のリチウムイオンが減少するので、容量減少、抵抗増加などの製品特性に影響を及ぼす。   In this carboxymethyl cellulose, there is a possibility that the carboxyl group part undergoes a dehydration condensation reaction by the Fuchser ester reaction in the presence of hydrogen ions and alcohol, but in the presence of lithium ions, the reaction shown in (Chemical Formula 2) Can occur. In (Chemical Formula 2), lithium ion reacts with the carboxyl group as an acid to produce lithium enolate, and the hydroxyl group of carboxymethylcellulose reacts to cause esterification. When this reaction occurs, lithium ions in the product electrolyte decrease, which affects product characteristics such as capacity reduction and resistance increase.

Figure 2011166044
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なお、バインダーの材質として、水酸基、カルボキシル基、エステルを含む材料で構成されるビニルアルコール共重合体、アリルアルコール共重合体、ポリカルボン酸、カルボキシル基含有共重合体、酢酸ビニル共重合体などで構成される場合においても(化2)と同じような反応が発生する可能性がある。したがって、この電気化学キャパシタ1などの蓄電デバイスを製造する工程では、素子をケース5に収容する前の工程で、後述する数種のシロキサン化の方法を用い、予めバインダー材量を改質しておくことで、製品特性の改善を図ることができる。   In addition, as a material of the binder, a vinyl alcohol copolymer, an allyl alcohol copolymer, a polycarboxylic acid, a carboxyl group-containing copolymer, a vinyl acetate copolymer, etc. composed of a material containing a hydroxyl group, a carboxyl group, and an ester are used. Even in the case of being configured, a reaction similar to (Chemical Formula 2) may occur. Therefore, in the process of manufacturing the electricity storage device such as the electrochemical capacitor 1, the amount of the binder material is modified in advance by using several types of siloxaneation methods described later in the process before housing the element in the case 5. The product characteristics can be improved.

またバインダーの材質が、ポリアミン、アラミドの骨格を含むものとした場合、リチウムイオンと反応は起こりにくいと思われるが、後述する数種のシロキサン化の方法によるバインダーの改質により、リチウムイオンを安定な状態で電解液中で局在化させることができるため、電解液の溶媒との反応の機会を軽減させてリチウムイオンと電解液の反応を抑制し、製品特性の改善を図ることができる。   If the binder material contains a polyamine or aramid skeleton, the reaction with lithium ions is unlikely to occur. However, the lithium ion can be stabilized by modifying the binder using several siloxaneization methods described below. Therefore, it is possible to reduce the opportunity of the reaction of the electrolytic solution with the solvent, suppress the reaction between the lithium ions and the electrolytic solution, and improve the product characteristics.

正極2、負極3の電極層9、電極層10には、シロキサン化合物を結合させている。ここで、電極層9、10には電解液中のリチウムイオンが結合することがあるが、電極層9、10に結合させるシロキサン化合物は、CMCに結合しているリチウムの全重量よりも大きくなるようにする。   A siloxane compound is bonded to the electrode layer 9 and the electrode layer 10 of the positive electrode 2 and the negative electrode 3. Here, lithium ions in the electrolytic solution may be bonded to the electrode layers 9 and 10, but the siloxane compound bonded to the electrode layers 9 and 10 is larger than the total weight of lithium bonded to the CMC. Like that.

次に、本実施例の各部材の材料について説明する。   Next, the material of each member of the present embodiment will be described.

本実施例の正極2は、集電体層7がアルミ箔からなり、電極層9はカーボン材料としてフェノール樹脂系活性炭を主成分とする。また負極3は、集電体層8が銅箔からなり、電極層10はカーボン材料として黒鉛を主成分とする。さらにセパレータ4はセルロースからなり、ケース5はステンレス製のものを用いた。   In the positive electrode 2 of this example, the current collector layer 7 is made of an aluminum foil, and the electrode layer 9 is mainly composed of a phenol resin-based activated carbon as a carbon material. In the negative electrode 3, the current collector layer 8 is made of copper foil, and the electrode layer 10 is mainly composed of graphite as a carbon material. Further, the separator 4 is made of cellulose, and the case 5 is made of stainless steel.

またシロキサン化合物として、本実施例では、両末端がエポキシ変性したポリシロキサンを用いた。また電解液として、電解質カチオンがリチウムイオン(Li+)、電解質アニオンがフッ素含有系イオン(例えばBF4 -)となるリチウム塩を溶質とする電解液を用いた。この電解液の溶媒には、高誘電率のエチレンカーボネート(以下、ECと呼ぶ)と低粘度のジエチルカーボネート(以下、DECと呼ぶ)を重量比で1:1に混合した混合溶媒を用いた。 Further, as the siloxane compound, polysiloxane in which both ends are epoxy-modified is used in this example. Further, as the electrolytic solution, an electrolytic solution having a lithium salt as a solute, in which the electrolyte cation is lithium ion (Li + ) and the electrolyte anion is fluorine-containing ion (for example, BF 4 ) was used. As a solvent for this electrolytic solution, a mixed solvent in which ethylene carbonate having a high dielectric constant (hereinafter referred to as EC) and diethyl carbonate having a low viscosity (hereinafter referred to as DEC) were mixed at a weight ratio of 1: 1 was used.

なお、本実施例では、正極2の集電体層7としてアルミニウムを用いたが、その他、銅、チタン、ニオブ、タンタル、ニッケル、ハフニウム、ジルコニウム、亜鉛、タングステン、ビスマス、アンチモン、マグネシウムなどの金属箔や、これらの化合物の箔を用いることができる。この中でも、特に陽極酸化により不導体被膜を形成する金属、即ちアルミニウム、チタン、ニオブ、タンタル、ニッケル、ハフニウム、ジルコニウム、亜鉛、タングステン、ビスマス、アンチモン、マグネシウム等を用いることが好ましい。   In this example, aluminum was used as the current collector layer 7 of the positive electrode 2, but other metals such as copper, titanium, niobium, tantalum, nickel, hafnium, zirconium, zinc, tungsten, bismuth, antimony, and magnesium. A foil or a foil of these compounds can be used. Among these, it is particularly preferable to use a metal that forms a nonconductive film by anodic oxidation, that is, aluminum, titanium, niobium, tantalum, nickel, hafnium, zirconium, zinc, tungsten, bismuth, antimony, magnesium, and the like.

また本実施例では、電極層9、電極層10のバインダー材料をシロキサン化するシロキサン化合物(シロキサン化剤)として末端エポキシ変性ポリシロキサンを用いたが電極層9、10のバインダー材料の水酸基、カルボン酸、エステル、アンモニウム塩、ジエンと反応できるものであればよく、シロキサンを電極層に保持させることにより、リチウムイオンを安定な状態で電解液中で局在化させることができるため、電解液の溶媒との反応の機会を軽減させてリチウムイオンと電解液の反応を抑制し、製品特性の改善を図ることができる。その他のシロキサン化合物としては、例えば末端カルボキシ変性ポリシロキサン、末端シラノール変性ポリシロキサン、末端アミノ変成シロキサンなどが挙げられる。   In this example, terminal epoxy-modified polysiloxane was used as the siloxane compound (siloxane agent) that siloxaneizes the binder material of the electrode layer 9 and electrode layer 10, but the hydroxyl group and carboxylic acid of the binder material of the electrode layers 9 and 10 were used. As long as it can react with esters, ammonium salts, and dienes, and by holding siloxane in the electrode layer, lithium ions can be localized in the electrolyte in a stable state. This reduces the opportunity for reaction with lithium ions, suppresses the reaction between lithium ions and the electrolyte, and improves product characteristics. Examples of other siloxane compounds include terminal carboxy-modified polysiloxane, terminal silanol-modified polysiloxane, and terminal amino-modified siloxane.

次に、本実施例の電気化学キャパシタ1の製造方法について説明する。   Next, the manufacturing method of the electrochemical capacitor 1 of a present Example is demonstrated.

はじめに、厚さ30μmの高純度アルミニウム箔(Al:99.99%以上)を塩酸系のエッチング液中で電解エッチングして表面を粗面化し、正極2の集電体層7を形成した。   First, a high-purity aluminum foil (Al: 99.99% or more) having a thickness of 30 μm was electrolytically etched in a hydrochloric acid-based etching solution to roughen the surface, whereby the current collector layer 7 of the positive electrode 2 was formed.

次に、平均粒径5μmのフェノール樹脂系活性炭粉末と、導電性付与剤として平均粒径0.05μmのカーボンブラック、カルボキシメチルセルロース(以下、CMCと呼ぶ)を85:5:10の重量比で準備しておき、まず水中にシロキサン化剤を投入し撹拌混合し、酸を加えて加熱後、カーボンブラック、フェノール樹脂系活性炭粉末を順次投入し、混練して所定の粘度のペーストを作製し、このペーストを上記集電体層7の表裏面に塗布し、100℃の大気中で1時間乾燥した後、線圧が75〜100kgf/cmでプレス加工し、所定の寸法に切断して正極2を得た。   Next, a phenol resin activated carbon powder having an average particle diameter of 5 μm and carbon black and carboxymethyl cellulose (hereinafter referred to as CMC) having an average particle diameter of 0.05 μm as a conductivity-imparting agent are prepared in a weight ratio of 85: 5: 10. First, a siloxane agent is added to water, stirred and mixed, and after adding acid and heating, carbon black and phenol resin activated carbon powder are sequentially added and kneaded to prepare a paste with a predetermined viscosity. The paste is applied to the front and back surfaces of the current collector layer 7 and dried in the atmosphere at 100 ° C. for 1 hour, then pressed at a linear pressure of 75 to 100 kgf / cm, cut to a predetermined size, and the positive electrode 2 is cut. Obtained.

さらに、厚さ15μmの銅箔を負極3の集電体層8として用い、この集電体層8の表裏面に厚さ30μm(片面厚さ)の黒鉛の電極層10を形成した。この黒鉛の電極層10は、黒鉛:アセチレンブラック:バインダー=85:5:10とし、かつ、バインダー材料としては、CMC材料を主とするもので構成した。   Furthermore, a 15 μm thick copper foil was used as the current collector layer 8 of the negative electrode 3, and a 30 μm (one side thickness) graphite electrode layer 10 was formed on the front and back surfaces of the current collector layer 8. This graphite electrode layer 10 was made of graphite: acetylene black: binder = 85: 5: 10, and the binder material was mainly composed of CMC material.

電極層10の製造方法としては、水にCMCを投入して撹拌混合したのちシロキサン化合物を投入し、酸を加えて加熱後、カーボンブラック、黒鉛を順次投入し混練して所定の粘度のペースト状にしたものを、コンマコータやダイコータ等を用いて上記集電体層8上に厚さ50μm(片面厚さ)に塗工し、これを80℃の温度で乾燥した後、厚さ30μm(片面厚さ)、電極密度が1.2〜1.5g/cm3の黒鉛の電極層10を作製し、これを所定の寸法に切断して負極3とした。 The electrode layer 10 is manufactured by adding CMC to water and stirring and mixing, then adding a siloxane compound, heating after adding an acid, carbon black and graphite are sequentially added and kneaded to obtain a paste having a predetermined viscosity. Then, using a comma coater, a die coater or the like, the current collector layer 8 was coated to a thickness of 50 μm (one side thickness), dried at a temperature of 80 ° C., and then a thickness of 30 μm (one side thickness). Then, a graphite electrode layer 10 having an electrode density of 1.2 to 1.5 g / cm 3 was prepared, and this was cut into a predetermined size to obtain a negative electrode 3.

CMCのシロキサン化の際の反応例を次に示す。   An example of the reaction during CMC siloxaneation is shown below.

シロキサン化合物として例えば、(化3)に示す両末端エポキシ変性ポリシロキサンを使用した。上記に示すように、水にCMCを投入しで撹拌混合したのちシロキサン化剤を投入し、酸などを加えて加熱することにより、(化4)もしくは(化5)に示す反応で行いシロキサン化CMCを得る。   As the siloxane compound, for example, a double-end epoxy-modified polysiloxane represented by (Chemical Formula 3) was used. As shown above, CMC is added to water and mixed with stirring. Then, a siloxane agent is added, heated by adding an acid or the like, and the reaction shown in (Chemical Formula 4) or (Chemical Formula 5) is performed. Obtain CMC.

Figure 2011166044
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Figure 2011166044
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Figure 2011166044
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あるいは、シロキサン化合物として例えば、(化6)に示す両末端カルボキシ変性ポリシロキサンを使用し、水にCMCを投入して撹拌混合したのちシロキサン化合物を投入し、酸を加えて加熱することにより、(化7)に示す反応で行いシロキサン化CMCを得る。   Alternatively, for example, a carboxy-modified polysiloxane represented by (Chemical Formula 6) shown in (Chemical Formula 6) is used, and CMC is added to water and mixed with stirring. Then, the siloxane compound is added, and an acid is added to heat the mixture. A siloxane-modified CMC is obtained by the reaction shown in Chemical Formula 7).

Figure 2011166044
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Figure 2011166044
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あるいは、シロキサン化合物として例えば、(化8)に示す両末端シラノール変性ポリシロキサンにCMCを浸漬した状態で加熱もしくは、触媒を加えて撹拌し、(化9)に示す脱水縮合反応で行うことが考えられる。なお(化9)の一部にも示すようにシラール基どうしでも加熱により脱水縮合反応が生じるので添加量には注意を要する。   Alternatively, as a siloxane compound, for example, it may be carried out by a dehydration condensation reaction shown in (Chemical Formula 9) by heating or adding a catalyst in a state where CMC is immersed in both-end silanol-modified polysiloxane shown in (Chemical Formula 8). It is done. As shown in a part of (Chemical Formula 9), since the dehydration condensation reaction occurs by heating between the silal groups, the addition amount needs attention.

Figure 2011166044
Figure 2011166044

Figure 2011166044
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あるいはシロキサン化合物として例えば、(化10)に示す両末端アミン変性ポリシロキサンを使用し、水にCMCを投入して撹拌混合したのちシロキサン化合物を投入し、酸を加えて加熱することにより、(化11)に示す反応で行いシロキサン化CMCを得る。   Alternatively, for example, the amine-modified polysiloxane having both ends shown in (Chemical Formula 10) is used as the siloxane compound, CMC is added to water and mixed with stirring, then the siloxane compound is added, and an acid is added and heated. The reaction shown in 11) is carried out to obtain a silanized CMC.

Figure 2011166044
Figure 2011166044

Figure 2011166044
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上述のシロキサン化反応例は、バインダーがCMCである場合を示したが、バインダーの材質として、水酸基、カルボキシル基、エステル、アミンを含む材料で構成されるビニルアルコール共重合体、アリルアルコール共重合体、ポリカルボン酸、カルボキシル基含有共重合体、酢酸ビニル共重合体、ポリアミン共重合体などで構成される場合においても、概ね類似の方法で上述のシロキサン化の方法によりバインダーの改質を行うことにより製品特性の改善を図ることができる。   The above-mentioned examples of the silanization reaction have shown the case where the binder is CMC. As the binder material, vinyl alcohol copolymer and allyl alcohol copolymer composed of a material containing hydroxyl group, carboxyl group, ester and amine are used. Even in the case of being composed of polycarboxylic acid, carboxyl group-containing copolymer, vinyl acetate copolymer, polyamine copolymer, etc., the binder should be modified by the above-mentioned siloxaneation method in a generally similar manner. As a result, the product characteristics can be improved.

また、結合させたシロキサン化合物の全重量は、CMCに結合されたリチウムイオンの全重量よりも大きくすることで、電解液中のリチウムイオンの濃度低下を抑制できる。   Moreover, the fall of the density | concentration of the lithium ion in electrolyte solution can be suppressed by making the total weight of the couple | bonded siloxane compound larger than the total weight of the lithium ion couple | bonded with CMC.

次に、正極2の電極層9と、負極3の電極層10とを夫々一部削り、夫々の集電体層7、8を露出させる。そして正極2の露出した集電体層7に正極リード端子11をレーザで溶着する。また負極3の露出した集電体層8に、負極リード端子12をレーザで溶着する。   Next, the electrode layer 9 of the positive electrode 2 and the electrode layer 10 of the negative electrode 3 are partially shaved to expose the respective current collector layers 7 and 8. Then, the positive electrode lead terminal 11 is welded to the exposed current collector layer 7 of the positive electrode 2 with a laser. A negative electrode lead terminal 12 is welded to the exposed current collector layer 8 of the negative electrode 3 with a laser.

その後、正極2と負極3を2枚1組とし、その間にセパレータ4を介在させた状態で巻回し、素子を形成した。そしてこの素子を、あらかじめ内底面にリチウムを配設したケース5内に電解液と共に挿入し、素子に電解液を含浸させた。   Thereafter, the positive electrode 2 and the negative electrode 3 were made into a set of two sheets and wound with the separator 4 interposed between them to form an element. This element was inserted together with the electrolytic solution into the case 5 in which lithium was previously disposed on the inner bottom surface, and the element was impregnated with the electrolytic solution.

次に、このようにして電解液と共にケース5内に挿入された素子から引き出された正極リード端子11、負極リード端子12を封口ゴム6に設けられた孔に貫通させ、この封口ゴム6をケース5の開口部に嵌め込んだ後、ケース5の開口端近傍を絞り加工とカーリング加工することにより封止を行い、本実施例による電気化学キャパシタ1を組み立てた。   Next, the positive electrode lead terminal 11 and the negative electrode lead terminal 12 drawn out from the element inserted into the case 5 together with the electrolytic solution in this way are passed through the holes provided in the sealing rubber 6, and the sealing rubber 6 is inserted into the case. After being fitted into the opening 5, sealing was performed by drawing and curling the vicinity of the opening end of the case 5, and the electrochemical capacitor 1 according to this example was assembled.

本実施例では、正極2の電極層9のシロキサン化処理も同様な方法で行った。   In this example, the siloxane treatment of the electrode layer 9 of the positive electrode 2 was also performed in the same manner.

なお、正負の電極層9、10の双方をシロキサン化してもよく、あるいはいずれか一方をシロキサン化してもよい。   Both the positive and negative electrode layers 9 and 10 may be siloxaneated, or one of them may be siloxaneized.

負極3の電極層10をシロキサン化した後の工程であるプレドーブの方法としては、図2に示すイオン移動による方法や、リチウム拡散による方法で行った。イオン移動による方法としては組み立てた電気化学キャパシタを図2に示すような治具13を用いてプレドープを行った。この治具13は、金属のケース5と電気的に接続されるケースホールド部13aと、素子から引き出された負極リード端子12と電気的に接続されるリード端子ホールド部13bを有し、このケースホールド部13aとリード端子ホールド部13bを導線13cで結合することによって電気的に接続した構成のものであり、このように構成された治具13を電気化学キャパシタに装着し、この状態で3.05V以上の電圧を印加した状態で所定の時間経過させることでプレドープ作業を行う。一方、リチウム拡散による方法としては、負極表面にリチウム箔を貼り付けるなどによりリチウム層を形成した状態で、治具13を使用せずにリード間に3.05V以上の電圧を印加した状態で所定の時間経過させることでプレドープ作業を行う。このプレドープ作業により、上記ケース5の内底面に配設されたリチウムはリチウムイオンとして負極3の電極層10に吸蔵されるようになる。   As a pre-dope method, which is a step after the electrode layer 10 of the negative electrode 3 is silanized, a method by ion migration shown in FIG. As a method by ion migration, the assembled electrochemical capacitor was pre-doped using a jig 13 as shown in FIG. The jig 13 includes a case holding portion 13a electrically connected to the metal case 5 and a lead terminal holding portion 13b electrically connected to the negative electrode lead terminal 12 drawn from the element. The holding portion 13a and the lead terminal holding portion 13b are electrically connected by being joined by a conducting wire 13c. The jig 13 thus configured is attached to an electrochemical capacitor, and in this state, 3. The pre-doping operation is performed by allowing a predetermined time to elapse while applying a voltage of 05 V or higher. On the other hand, as a method by lithium diffusion, a lithium layer is formed by attaching a lithium foil to the negative electrode surface, etc., and a voltage of 3.05 V or more is applied between the leads without using the jig 13. The pre-dope operation is performed by elapse of time. Through this pre-doping operation, lithium disposed on the inner bottom surface of the case 5 is occluded in the electrode layer 10 of the negative electrode 3 as lithium ions.

以上のようにして本実施例の電気化学キャパシタ1を製造することができる。   As described above, the electrochemical capacitor 1 of this embodiment can be manufactured.

以下、本実施例の効果について説明する。   Hereinafter, the effect of the present embodiment will be described.

本実施例では、電解液中のリチウムイオン濃度の減少を抑え、キャパシタの容量劣化を抑制できる。さらに反応生成物による微短絡の発生、製品抵抗の変化の抑制を図ることができる。   In this embodiment, it is possible to suppress a decrease in the lithium ion concentration in the electrolytic solution and to suppress the capacity deterioration of the capacitor. Furthermore, it is possible to suppress the occurrence of a fine short circuit due to the reaction product and the change in product resistance.

その理由は、正極2、負極3のバインダー材料にシロキサン化合物を結合させたからである。すなわちシロキサン化合物は、非共有電子対を有するO原子を備えているため、このO原子に電解液中のリチウムイオンを配位させ、リチウムイオンをイオンの状態で安定に保持することができる。そして電位を印加すれば、電解液中にリチウムイオンを放出することができる。   This is because a siloxane compound is bonded to the binder material of the positive electrode 2 and the negative electrode 3. That is, since the siloxane compound has O atoms having unshared electron pairs, lithium ions in the electrolytic solution can be coordinated with the O atoms, and the lithium ions can be stably held in an ionic state. When a potential is applied, lithium ions can be released into the electrolytic solution.

したがって本発明は、リチウムイオンをシロキサン化合物に配位させることで、リチウムイオンが正極2、負極3のバインダー材料と結合するのを抑制できる。そしてその結果、電解液中のリチウムイオン濃度の減少を抑え、大容量のキャパシタを実現できる。   Therefore, this invention can suppress that lithium ion couple | bonds with the binder material of the positive electrode 2 and the negative electrode 3 by coordinating a lithium ion to a siloxane compound. As a result, a reduction in the lithium ion concentration in the electrolytic solution can be suppressed, and a large-capacity capacitor can be realized.

ここで、シロキサン化合物を電解液に含有させるだけで、僅かに正極2、負極3のバインダー材料と結合する可能性もあるが、リチウムイオンとバインダー材料との結合を抑制するには、シロキサン化合物を、自然に結合する以上の量を結合させる必要がある。したがって本実施例では、任意の時点において、正極2のバインダー材料に結合させたシロキサン化合物の重量が、少なくとも正極2のバインダー材料に結合している電解液中のリチウムの重量よりも大きくなるように結合させ、また負極3のバインダー材料に結合させたシロキサン化合物の重量は、少なくとも負極3のバインダー材料に結合しているリチウムよりも大きくなるように結合させることが好ましい。   Here, there is a possibility that the siloxane compound may be slightly combined with the binder material of the positive electrode 2 and the negative electrode 3 only by containing the siloxane compound in the electrolytic solution. Need to bind more than naturally bind. Therefore, in this example, at any time, the weight of the siloxane compound bonded to the binder material of the positive electrode 2 is at least larger than the weight of lithium in the electrolyte solution bonded to the binder material of the positive electrode 2. The siloxane compound bonded to the binder material of the negative electrode 3 is preferably bonded so that the weight of the siloxane compound is greater than that of lithium bonded to the binder material of the negative electrode 3.

なお、バインダーのリチウムイオンが反応する可能性がある水酸基などのサイトの大部分をシロキサン化した場合、立体障害により電極層内のイオン泳動が阻害され、製品抵抗を上昇させてしまう弊害も考えられる。したがって、本実施例におけるバインダーは、これを用いた電気化学キャパシタ1の劣化抵抗の平衡値(図3の抵抗値R1)が、シロキサン化合物を結合させていない従来のバインダー材料を用いた電気化学キャパシタの劣化抵抗の平衡値(図3の抵抗値R2)よりも小さくなるように、適量のシロキサン化合物を結合させたものである。   In addition, when most of the sites such as hydroxyl groups that can react with the lithium ion of the binder are silanized, ion migration in the electrode layer is hindered due to steric hindrance, which may increase product resistance. . Therefore, the binder in this example is an electrochemical capacitor using a conventional binder material in which the equilibrium value (resistance value R1 in FIG. 3) of the degradation resistance of the electrochemical capacitor 1 using the binder is not bonded to a siloxane compound. An appropriate amount of a siloxane compound is bonded so as to be smaller than the equilibrium value of the deterioration resistance (resistance value R2 in FIG. 3).

ここで劣化抵抗とは、電解液が十分にあり、液枯れしない理想条件のもと、セパレータ4や電極層9、10、電解液のそれぞれとリチウムイオンとの反応によって、時間経過とともに劣化する、製品の抵抗値をいう。この電気化学キャパシタの劣化抵抗値は、所定の時間を置くと、平衡となる。上記の説明では、この平衡となったときの抵抗値を、劣化抵抗の平衡値と記載した。   Here, the deterioration resistance means that the electrolyte solution is sufficient and deteriorates over time due to the reaction between the separator 4, the electrode layers 9 and 10, and each of the electrolyte solution and lithium ions under ideal conditions where the solution does not dry up. The resistance value of the product. The deterioration resistance value of the electrochemical capacitor becomes balanced when a predetermined time is set. In the above description, the resistance value when this equilibrium is achieved is described as the equilibrium value of the degradation resistance.

すなわち、電極層9、10中のシロキサン化合物の結合量が増える程、立体障害により初期抵抗値は上がるが、リチウムイオンと電極層9、10や、セパレータ4との反応は抑制され、抵抗値は殆ど上昇しなくなる。したがって、シロキサン化合物を過剰に電極層9、10に結合させると、図3の比較例に示すように、製品の初期抵抗(抵抗値R3)が既に従来の劣化抵抗の平均値R2よりも高くなり、電極層9、10とリチウムイオンとの結合抑制効果を顕在化することができないが、本実施例のようにその初期抵抗値R1が従来の劣化抵抗の平衡値R2よりも低ければ、立体障害を抑制しつつ、バインダー材料とリチウムイオンとの結合を低減できる。そしてその結果、製品抵抗を長時間低く抑えることができる。   That is, as the amount of the siloxane compound in the electrode layers 9 and 10 increases, the initial resistance value increases due to steric hindrance, but the reaction between lithium ions and the electrode layers 9 and 10 and the separator 4 is suppressed, and the resistance value is Almost no increase. Therefore, when the siloxane compound is excessively bonded to the electrode layers 9 and 10, the initial resistance (resistance value R3) of the product is already higher than the average value R2 of the conventional degradation resistance as shown in the comparative example of FIG. However, the effect of suppressing the binding between the electrode layers 9 and 10 and lithium ions cannot be manifested, but if the initial resistance value R1 is lower than the equilibrium value R2 of the conventional degradation resistance as in this embodiment, the steric hindrance The bond between the binder material and lithium ions can be reduced while suppressing the above. As a result, the product resistance can be kept low for a long time.

以上、本実施例では電気化学キャパシタ1を例に説明したが、リチウムイオン二次電池の場合でも、負極の電極層のバインダー材料にシロキサン化合物を適量結合させることで、電解液溶媒とリチウムイオンの反応や、負極の不必要なサイトへのリチウムイオンの反応を抑制することができるため、電解液中のリチウムイオン濃度の減少を抑え、信頼性の高いリチウムイオン二次電池を実現することができる。なお、リチウムイオン二次電池の場合は、正極の活物質として平均粒径約10μmのコバルト酸リチウム(LiCoO2)粉末10gと、導電剤であるアセチレンブラック0.3gと、結着剤であるポリフッ化ビニリデン粉末0.8gと、適量のN−メチル−2−ピロリドン(NMP)とを、充分に混合して、正極合剤ペーストを調製し、得られたペーストを厚さ20μmのアルミニウム箔に塗布し、乾燥後、圧延して、活物質層を構成し、これを正極電極とし、負極と対向させた構成となる。 As described above, in this embodiment, the electrochemical capacitor 1 has been described as an example. However, even in the case of a lithium ion secondary battery, an appropriate amount of a siloxane compound is bonded to the binder material of the negative electrode layer, thereby Since the reaction and the reaction of lithium ions to unnecessary sites of the negative electrode can be suppressed, the reduction of the lithium ion concentration in the electrolytic solution can be suppressed, and a highly reliable lithium ion secondary battery can be realized. . In the case of a lithium ion secondary battery, 10 g of lithium cobaltate (LiCoO 2 ) powder having an average particle size of about 10 μm as an active material for the positive electrode, 0.3 g of acetylene black as a conductive agent, and polyfluoride as a binder. A positive electrode mixture paste was prepared by thoroughly mixing 0.8 g of vinylidene chloride powder and an appropriate amount of N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), and the resulting paste was applied to an aluminum foil having a thickness of 20 μm. Then, after drying, it is rolled to form an active material layer, which is used as a positive electrode and is opposed to the negative electrode.

また本実施の形態では、巻回型のコンデンサを例に挙げて説明したが、セパレータを介して正極および負極を積層した積層型コンデンサを用いた場合も同様に、電極層のバインダー材料にシロキサン化合物を結合させることによって、大容量のコンデンサを実現できる。   In this embodiment, the winding type capacitor has been described as an example. Similarly, when a multilayer capacitor in which a positive electrode and a negative electrode are stacked via a separator is used, a siloxane compound is used as a binder material for the electrode layer. By combining these, a large-capacity capacitor can be realized.

(実施例2)
本実施例と実施例1との主な違いは、セパレータ4を代替して正極2の電極層9の表面にシロキサン化バインダーを塗工した点である。正極2の電極層9の表面に構成したシロキサン化バインダーが、従来のセパレータ4の役割も兼ねるものである。このセパレータとしてのバインダー材料(カルボキシメチルセルロース(以下CMCという))に結合させたシロキサン化合物の重量は、バインダー材料に結合している電解液中のリチウムの重量よりも大きいものとした。
(Example 2)
The main difference between the present example and Example 1 is that the separator 4 is substituted and a silanized binder is applied to the surface of the electrode layer 9 of the positive electrode 2. The siloxane binder formed on the surface of the electrode layer 9 of the positive electrode 2 also serves as the conventional separator 4. The weight of the siloxane compound bonded to the binder material (carboxymethyl cellulose (hereinafter referred to as CMC)) as the separator was set to be larger than the weight of lithium in the electrolyte solution bonded to the binder material.

シロキサン化CMCを得る方法としては、前記に示したCMCのシロキサン化を行う材料と、反応例を使用して行うものとし、得られたシロキサン化CMCのペーストを正極2の電極層9の表面に塗工し乾燥することにより形成させる。   As a method for obtaining a siloxane-modified CMC, the above-described material for siloxaneization of CMC and the reaction example are used, and the obtained siloxane-ized CMC paste is applied to the surface of the electrode layer 9 of the positive electrode 2. It is formed by coating and drying.

これにより、正極2や、セパレータ4に対するリチウムイオンの不要な反応を抑えて、リチウムイオンを安定な状態で、電解液中で局在化させることができるため、電解液の溶媒との反応の機会を軽減させてリチウムイオンと電解液の反応を抑制し、製品特性の改善を図ることができる。また、図1に示すような電気化学キャパシタ1のセパレータ4は従来数十μmの厚みのものが使用されているが、図1のセパレータ4に代替する形で、正極2の上にシロキサン化CMC層を形成することで、薄膜化が可能となるため正極2、負極3間の距離を短くすることができ、製品抵抗特性をより下げることができ、より大電流用途に適したキャパシタ特性を発現できるものである。   This suppresses unnecessary reaction of lithium ions with respect to the positive electrode 2 and the separator 4 and allows the lithium ions to be localized in the electrolyte solution in a stable state. Therefore, an opportunity for reaction with the solvent of the electrolyte solution Can be reduced to suppress the reaction between lithium ions and the electrolyte, thereby improving the product characteristics. In addition, the separator 4 of the electrochemical capacitor 1 as shown in FIG. 1 has conventionally been used with a thickness of several tens of μm. However, in place of the separator 4 of FIG. By forming a layer, it is possible to reduce the thickness, so that the distance between the positive electrode 2 and the negative electrode 3 can be shortened, the product resistance characteristics can be further lowered, and the capacitor characteristics suitable for higher current applications can be exhibited. It can be done.

なお、本実施例においても、実施例1と同様に、CMC層の適度なシロキサン化が好ましい。すなわち、実施例1と同様に、製品の初期抵抗値R1が従来の劣化抵抗の平衡値R2よりも低くすることで、立体障害を抑制しつつ、正極2やCMC層とリチウムイオンとの結合を低減できる。そしてその結果、製品抵抗を長時間低く抑えることができる。   Also in this example, as in Example 1, moderate siloxaneization of the CMC layer is preferable. That is, as in Example 1, the initial resistance value R1 of the product is lower than the conventional equilibrium value R2 of the degradation resistance, thereby suppressing the steric hindrance and binding the positive electrode 2 or the CMC layer to the lithium ion. Can be reduced. As a result, the product resistance can be kept low for a long time.

なお本実施例における蓄電デバイスとしては、リチウムイオンキャパシタでの適用が実現できる。   In addition, as an electrical storage device in a present Example, application with a lithium ion capacitor is realizable.

(実施例3)
本実施例は、正極、負極の電極層を構成するカーボン材料粒子の表面にシロキサン化合物を結合させ、シロキサン化した電気化学キャパシタについて説明する。
(Example 3)
In this example, an electrochemical capacitor in which a siloxane compound is bonded to the surfaces of carbon material particles constituting the electrode layers of the positive electrode and the negative electrode to form a siloxane will be described.

カーボン材料粒子は、その表面に水酸基、カルボキシル基、エステルなどを含む官能基を有する。これらの官能基に、前記の反応を使用してシロキサン化カーボン材料粒子を得て、そのペーストをCMCが既に投入された混練機に追加し、その後順次電極材料を投与して形成するものとする。   The carbon material particles have a functional group including a hydroxyl group, a carboxyl group, an ester and the like on the surface. These functional groups are formed by using the above reaction to obtain silanized carbon material particles, adding the paste to a kneader in which CMC has already been added, and then sequentially administering electrode materials. .

正極のカーボン材料粒子は、例えばフェノール樹脂系活性炭粉末やカーボンブラックなどからなる。また負極とカーボン材料粒子は、例えば黒鉛やアセチレンブラックなどからなる。   The carbon material particles of the positive electrode are made of, for example, phenol resin activated carbon powder or carbon black. The negative electrode and the carbon material particles are made of, for example, graphite or acetylene black.

本実施例では、実施例1と同様に、電解質中のリチウムイオン濃度の減少を抑えることができ、大容量の電気化学キャパシタ1を実現できる。   In the present embodiment, similarly to the first embodiment, a decrease in the lithium ion concentration in the electrolyte can be suppressed, and a large-capacity electrochemical capacitor 1 can be realized.

また本実施例では、電極層9、10のカーボン材料粒子の表面官能基に電解液中のリチウムイオンが結合する反応を抑制することができるため、電極層9、10に対するリチウムイオンの不要な反応を抑えることができ、電解液中のリチウムイオン濃度の減少を抑制することができるため、製品特性の改善と長寿命化を図ることができる。   Further, in this embodiment, since the reaction of lithium ions in the electrolyte solution binding to the surface functional groups of the carbon material particles of the electrode layers 9 and 10 can be suppressed, an unnecessary reaction of lithium ions with respect to the electrode layers 9 and 10 Since the decrease in the lithium ion concentration in the electrolyte can be suppressed, the product characteristics can be improved and the life can be extended.

なお、大容量化を実現するためには、少なくとも正極2のカーボン材料粒子に結合させたシロキサン化合物の重量は、正極2のカーボン材料粒子に結合している電解液中のリチウムの重量よりも大きくすることが好ましい。また負極3も同様に、負極3のカーボン材料粒子に結合させたシロキサン化合物の重量は、負極3のカーボン材料粒子に結合している電解液中のリチウムの重量よりも大きくすることが好ましい。   In order to realize a large capacity, at least the weight of the siloxane compound bonded to the carbon material particles of the positive electrode 2 is larger than the weight of lithium in the electrolytic solution bonded to the carbon material particles of the positive electrode 2. It is preferable to do. Similarly, in the negative electrode 3, the weight of the siloxane compound bonded to the carbon material particles of the negative electrode 3 is preferably larger than the weight of lithium in the electrolyte solution bonded to the carbon material particles of the negative electrode 3.

さらに、蓄電デバイスの低抵抗化を実現するためには、適度なシロキサン化が好ましい。すなわち、実施例1と同様に、製品の初期抵抗値R1が従来の劣化抵抗の平衡値R2よりも低くすることで、立体障害を抑制しつつ、カーボン材料粒子とリチウムイオンとの結合を低減できる。そしてその結果、製品抵抗を長時間低く抑えることができる。   Furthermore, moderate siloxaneization is preferable in order to reduce the resistance of the electricity storage device. That is, as in the first embodiment, the initial resistance value R1 of the product is lower than the equilibrium value R2 of the conventional deterioration resistance, so that the binding between the carbon material particles and lithium ions can be reduced while suppressing steric hindrance. . As a result, the product resistance can be kept low for a long time.

なお、リチウムイオン二次電池でも、負極のカーボン材料粒子をシロキサン化することで製品特性の改善と長寿命化を図ることができる。   Even in a lithium ion secondary battery, the product characteristics can be improved and the life can be extended by siloxaneizing the carbon material particles of the negative electrode.

(実施例4)
本実施例は、実施例1で示す方法等でシロキサン化した正極2、負極3を炭化させたものである。次式(化12)にシロキサン化CMCを水酸基の脱水により部分炭化させる反応例を示す。シロキサン化合物と未反応であった残留水酸基が脱離し、水酸基の数を減少させ、未反応であった水酸基とリチウムの反応を抑制することができるものである。
Example 4
In this example, the positive electrode 2 and the negative electrode 3 that have been silanized by the method shown in Example 1 or the like are carbonized. The following formula (Chemical Formula 12) shows an example of a reaction in which a silanized CMC is partially carbonized by dehydration of a hydroxyl group. Residual hydroxyl groups that have not reacted with the siloxane compound can be eliminated, the number of hydroxyl groups can be reduced, and the reaction between the unreacted hydroxyl groups and lithium can be suppressed.

Figure 2011166044
Figure 2011166044

本実施例では、電解質中のリチウムイオンと水酸基の反応を抑制することにより、リチウムイオン濃度の減少を抑えることができ、大容量の電気化学キャパシタを実現できる。またシロキサン化CMCの炭化により水酸基数を減少させているため、リチウムイオンの固形生成物の析出をさらに抑制することができ、その結果、電気化学キャパシタの特性劣化を大幅に抑制できるものである。   In this embodiment, by suppressing the reaction between lithium ions and hydroxyl groups in the electrolyte, a decrease in lithium ion concentration can be suppressed, and a large-capacity electrochemical capacitor can be realized. Further, since the number of hydroxyl groups is reduced by carbonization of silanized CMC, precipitation of a lithium ion solid product can be further suppressed, and as a result, characteristic deterioration of the electrochemical capacitor can be significantly suppressed.

なお、リチウムイオン二次電池の負極でも同様に、シロキサン化後に炭化処理をする事で、容量の向上と特性劣化の抑制を実現できる。   Similarly, the negative electrode of the lithium ion secondary battery can be carbonized after silanization to improve the capacity and suppress the deterioration of characteristics.

本発明の蓄電デバイスは、大容量かつ低ESR化を実現でき、各種電子機器、又は車載用の電源などにおいて有用である。   The electricity storage device of the present invention can realize a large capacity and low ESR, and is useful in various electronic devices or in-vehicle power supplies.

1 電気化学キャパシタ(蓄電デバイス)
2 正極(電極)
3 負極(電極)
4 セパレータ
5 ケース
6 封口ゴム
7 集電体層
8 集電体層
9 電極層
10 電極層
11 正極リード端子
12 負極リード端子
13 治具
13a ケースホールド部
13b リード端子ホールド部
13c 導線
1 Electrochemical capacitor (electric storage device)
2 Positive electrode (electrode)
3 Negative electrode (electrode)
4 Separator 5 Case 6 Sealing rubber 7 Current collector layer 8 Current collector layer 9 Electrode layer 10 Electrode layer 11 Positive electrode lead terminal 12 Negative electrode lead terminal 13 Jig 13a Case hold unit 13b Lead terminal hold unit 13c Conductor

Claims (6)

それぞれ金属箔からなる集電体上にカーボン材料と導電性材料とバインダーからなる電極層を形成した正負一対の電極を、その間にセパレータを介在させた状態で積層または巻回した素子と、この素子に含浸させたリチウム塩を溶質とする電解液と、前記素子を前記電解液と共に収容したケースとを備え、少なくとも正負いずれか一方の前記電極層を構成するバインダーにはシロキサン化合物を結合させた蓄電デバイス。 An element in which a pair of positive and negative electrodes each having an electrode layer made of a carbon material, a conductive material, and a binder are formed on a current collector made of a metal foil and stacked or wound with a separator interposed therebetween, and this element And a storage case in which a siloxane compound is bonded to a binder that constitutes at least one of the positive and negative electrode layers. device. 前記電極層を構成するバインダーに結合させたシロキサン化合物の重量は、前記電極層を構成するバインダーに結合している前記電解液中のリチウムイオンの重量よりも大きい請求項1に記載の蓄電デバイス。 The electricity storage device according to claim 1, wherein the weight of the siloxane compound bonded to the binder constituting the electrode layer is greater than the weight of lithium ions in the electrolyte solution bound to the binder constituting the electrode layer. 前記バインダーが、多糖類もしくは多糖類塩からなる請求項1に記載の蓄電デバイス。 The electricity storage device according to claim 1, wherein the binder comprises a polysaccharide or a polysaccharide salt. それぞれ金属箔からなる集電体上にカーボン材料と導電性材料とバインダーからなる電極層を形成した正の電極の表面にシロキサン化処理カルボキシメチルセルロース層を設け、その対向面に、金属箔からなる集電体上に導電性材料とバインダーからなる電極層を形成した負の電極を積層または巻回した素子と、この素子に含浸させたリチウム塩を溶質とする電解液と、前記素子を前記電解液と共に収容したケースとを備えた蓄電デバイス。 A siloxane-treated carboxymethylcellulose layer is provided on the surface of a positive electrode in which an electrode layer made of a carbon material, a conductive material and a binder is formed on a current collector made of a metal foil, and a current collector made of a metal foil is provided on the opposite surface. An element obtained by laminating or winding a negative electrode in which an electrode layer made of a conductive material and a binder is formed on an electric body, an electrolytic solution having a lithium salt impregnated in the element as a solute, and the element as the electrolytic solution And a case housed together with the electricity storage device. それぞれ金属箔からなる集電体上にカーボン材料と導電性材料とバインダーからなる電極層を形成した正負一対の電極を、その間にセパレータを介在させた状態で積層または巻回した素子と、この素子に含浸させたリチウム塩を溶質とする電解液と、前記素子を前記電解液と共に収容したケースとを備え、少なくとも正負いずれか一方の前記電極層を構成するカーボン材料粒子の表面にシロキサン化合物を結合させて構成した蓄電デバイス。 An element in which a pair of positive and negative electrodes each having an electrode layer made of a carbon material, a conductive material, and a binder are formed on a current collector made of a metal foil and stacked or wound with a separator interposed therebetween, and this element An electrolyte containing a lithium salt impregnated in a solute and a case containing the element together with the electrolyte, and binding a siloxane compound to the surface of at least one of the positive and negative carbon material particles constituting the electrode layer An electricity storage device made up of 前記、正負の電極の少なくとも一方に炭化処理を行った請求項1から4に記載の蓄電デバイス。 The electric storage device according to claim 1, wherein at least one of the positive and negative electrodes is carbonized.
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