JP2012146775A - Electrochemical device electrode and electrochemical device - Google Patents

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文 須藤
Takeo Tsuzuki
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electrochemical device electrode and an electrochemical device which can effectively suppress reduction in electrostatic capacitance and increase in internal resistance after repeated charges/discharges.SOLUTION: The electrochemical device has had its active material constituting polarizable electrode layers 12, 22 of a cathode 10 and an anode 20 subjected to esterification processing, which resulted in a hydroxyl group or a carboxyl group present on the surface of the active material being replaced with an amino group having an alkyl chain. Therefore, it is possible to suppress the amount of protons generated by a charge/discharge from the hydroxyl group or the carboxyl group present on the surface of the active material, as well as protons generated by electrolysis of moisture content in a nonaqueous electrolyte can be captured by the amino group, thus allowing to effectively suppress reduction in electrostatic capacitance and increase in internal resistance after repeated charges/discharges.

Description

本発明は、非水電解液と、活物質を含有している電極とを用いた電気二重層キャパシタ、リチウムイオンキャパシタ、レドックスキャパシタ、リチウムイオン二次電池などの各種電気化学デバイスに関する。   The present invention relates to various electrochemical devices such as an electric double layer capacitor, a lithium ion capacitor, a redox capacitor, and a lithium ion secondary battery using a nonaqueous electrolytic solution and an electrode containing an active material.

従来の電気二重層キャパシタの電極の分極性電極層としては、例えばポリアセン、ポリアニリン、活性炭等の活物質と、カーボンブラック等の導電剤と、スチレンブタジエンゴム等のバインダーを含有しているものが知られている(例えば、特許文献1参照。)。   As a polarizable electrode layer of an electrode of a conventional electric double layer capacitor, for example, an electrode containing an active material such as polyacene, polyaniline, activated carbon, a conductive agent such as carbon black, and a binder such as styrene butadiene rubber is known. (For example, refer to Patent Document 1).

このような電気二重層キャパシタは、非水電解液中の水分含有量が極力少なくなるように製造されるが、電極の活物質の細孔に水分が吸着している等の理由により、非水電解液中に混入する水分を完全に除去することは難しい。   Such an electric double layer capacitor is manufactured so that the water content in the non-aqueous electrolyte is reduced as much as possible. However, the water is adsorbed in the pores of the active material of the electrode. It is difficult to completely remove moisture mixed in the electrolyte.

また、非水電解液中に水分が含有されていると、充放電を繰返すことにより当該水分が電気分解してプロトンが発生し、そのプロトンと非水電解液中のBF4 -等の電解質アニオン成分とが反応し、これにより非水電解液中のプロピレンカーボネート等の非水溶媒の分解を引き起こす場合がある。また、非水溶媒が分解することにより、電気二重層キャパシタの静電容量が低下するとともに内部抵抗が上昇する。 Also, the non-aqueous when the water in the electrolytic solution is contained, the water protons occur by electrolyzing by repeating charge and discharge, BF 4 in its protonated and non-aqueous electrolyte - electrolyte such anions The components may react with each other, thereby causing decomposition of a nonaqueous solvent such as propylene carbonate in the nonaqueous electrolytic solution. In addition, the decomposition of the nonaqueous solvent decreases the capacitance of the electric double layer capacitor and increases the internal resistance.

また、電極の表面には水酸基やカルボキシル基等の官能基が存在するので、充放電を繰返すことにより当該官能基からプロトンが発生し、そのプロトンと非水電解液中のBF4 -等の電解質アニオン成分とが反応し、水分が電気分解する場合と同様の結果をもたらす。また、充放電を繰返すことによって前記官能基が電極から脱離する場合もあり、この場合は脱離した官能基によってガスが発生することになり、電気二重層キャパシタの容器内圧力の上昇や容器の膨張を招来する。 In addition, since functional groups such as hydroxyl groups and carboxyl groups exist on the surface of the electrode, protons are generated from the functional groups by repeated charge and discharge, and the protons and electrolytes such as BF 4 in the nonaqueous electrolytic solution. The anion component reacts with the same result as when water is electrolyzed. Further, the functional group may be detached from the electrode by repeated charge and discharge. In this case, gas is generated by the detached functional group, and the increase in the internal pressure of the electric double layer capacitor or the container Invite the expansion.

前述のような非水電解液の劣化を防止するために、電極の表面にポリアリルアミン等の有機高分子を付着させることが知られている(例えば、特許文献2参照。)。しかしながら、このように電極の表面を有機高分子で覆うと、活物質の細孔が覆われることになり、静電容量の著しい低下を招来する。   In order to prevent the deterioration of the non-aqueous electrolyte as described above, it is known to attach an organic polymer such as polyallylamine to the surface of the electrode (see, for example, Patent Document 2). However, when the surface of the electrode is covered with an organic polymer in this way, the pores of the active material are covered, resulting in a significant decrease in capacitance.

特開2010−040765号公報JP 2010-040765 A 特開2002−117851号公報JP 2002-117851 A

本発明は前記課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、充放電を繰返した後の静電容量の低下及び内部抵抗の上昇を効果的に抑制することのできる電気化学デバイス用電極及び電気化学デバイスを提供することにある。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is an electrochemical device capable of effectively suppressing a decrease in capacitance and an increase in internal resistance after repeated charge and discharge. It is to provide an electrode and an electrochemical device.

本発明は前記目的を達成するために、活物質を含有している電気化学デバイス用電極であって、前記活物質がその表面に下記式(1)であらわされる基を有し、式中R1及びR2は炭素数が1〜3のアルキル基であり、nは1〜5の整数である。   In order to achieve the above object, the present invention provides an electrode for an electrochemical device containing an active material, the active material having a group represented by the following formula (1) on the surface thereof, wherein R1 And R2 is an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and n is an integer of 1 to 5.

Figure 2012146775
Figure 2012146775

また、本発明は、活物質を含有している電気化学デバイス用電極であって、前記活物質がその表面に下記式(2)であらわされる基を有し、式中R3及びR4は炭素数が1〜3のアルキル基であり、nは1〜5の整数である。   The present invention also relates to an electrode for an electrochemical device containing an active material, wherein the active material has a group represented by the following formula (2) on the surface thereof, wherein R3 and R4 are carbon numbers. Is an alkyl group of 1 to 3, and n is an integer of 1 to 5.

Figure 2012146775
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また、本発明は、前記の電極と非水電解液とを備えた電気化学デバイスである。   Moreover, this invention is an electrochemical device provided with the said electrode and non-aqueous electrolyte.

以下詳述するように、本発明に係る電気化学デバイス用電極及び電気化学デバイスによれば、充放電を繰返した後の静電容量の低下及び内部抵抗の上昇を効果的に抑制することができる。   As described in detail below, according to the electrode for an electrochemical device and the electrochemical device according to the present invention, it is possible to effectively suppress a decrease in capacitance and an increase in internal resistance after repeated charge and discharge. .

本発明の前記目的とそれ以外の目的と、構成特徴と、作用効果は、以下の説明と添付図面によって明らかとなる。   The above object and other objects, structural features, and operational effects of the present invention will become apparent from the following description and the accompanying drawings.

本発明の一実施形態の電気二重層キャパシタの側面断面図Side surface sectional drawing of the electric double layer capacitor of one Embodiment of this invention 電気二重層キャパシタの平面図Plan view of electric double layer capacitor フィルムパッケージが膨張した状態の電気二重層キャパシタの側面断面図Side sectional view of electric double layer capacitor with film package expanded 式(3)のアミノアルコールの例Examples of amino alcohols of formula (3) 式(3)のアミノアルコールの例Examples of amino alcohols of formula (3) 式(3)のアミノアルコールの例Examples of amino alcohols of formula (3) 式(4)のアミノ酸の例Examples of amino acids of formula (4) 式(4)のアミノ酸の例Examples of amino acids of formula (4) 式(4)のアミノ酸の例Examples of amino acids of formula (4) カルボキシル基がアミノアルコールによって置換される際の模式図Schematic diagram when the carboxyl group is replaced by amino alcohol 水酸基がアミノ酸によって置換される際の模式図Schematic diagram when the hydroxyl group is replaced by an amino acid 実験結果を示す表Table showing experimental results 実験結果を示す表Table showing experimental results 実験結果を示す表Table showing experimental results

以下、本発明を適用した一実施形態としての電気二重層キャパシタを具体的に説明する。   Hereinafter, an electric double layer capacitor as an embodiment to which the present invention is applied will be described in detail.

本実施形態の電気二重層キャパシタは、電極としての正極10、電極としての負極20、及び正極10と負極20との間に介在するセパレータ30を有する蓄電素子Bと、非水溶媒に電解質が溶解している非水電解液と、ラミネートフィルムから成るとともに蓄電素子B及び非水電解液が封入されているフィルムパッケージ40と、一端が蓄電素子Bに接続され他端がフィルムパッケージ40から導出している一対の端子50とを有する。また、正極10及び負極20は例えばそれぞれ金属箔から成る集電体11,21の表面に分極性電極層12,22を形成して成り、正極10の分極性電極層12と負極20の分極性電極層22とが向き合うように配置されている。セパレータはセルロース、ポリプロピレン、ポリエチレン、フッ素系樹脂等から成り、非水電解液を含浸可能であれば他の材質のものを用いることも可能である。また、前述のように向きあっている正極10及び負極20の各分極性電極層12,22の間にセパレータ30が配置され、蓄電素子Bは正極10、セパレータ30、負極20の順で積層された積層構造を有する。また、正極10と負極20との間のセパレータ30が非水電解液を含浸しているので、正極10及び負極20の分極性電極層12,22と非水電解液との接触界面に電気二重層が形成される。蓄電素子Bやフィルムパッケージ40には、フィルムパッケージタイプの電気二重層キャパシタに用いられる公知の構造を適用可能である。   In the electric double layer capacitor of the present embodiment, an electrolyte is dissolved in a non-aqueous solvent, a power storage element B having a positive electrode 10 as an electrode, a negative electrode 20 as an electrode, and a separator 30 interposed between the positive electrode 10 and the negative electrode 20. A non-aqueous electrolyte solution, a film package 40 made of a laminate film and encapsulating the electricity storage element B and the non-aqueous electrolyte, one end connected to the electricity storage element B and the other end led out from the film package 40 And a pair of terminals 50. The positive electrode 10 and the negative electrode 20 are each formed by forming polarizable electrode layers 12 and 22 on the surfaces of current collectors 11 and 21 made of metal foil, for example, and the polarizability of the polarizable electrode layer 12 and the negative electrode 20 of the positive electrode 10. It arrange | positions so that the electrode layer 22 may face. The separator is made of cellulose, polypropylene, polyethylene, fluorine resin, etc., and other materials can be used as long as they can be impregnated with a non-aqueous electrolyte. Further, the separator 30 is disposed between the polarizable electrode layers 12 and 22 of the positive electrode 10 and the negative electrode 20 facing each other as described above, and the storage element B is laminated in the order of the positive electrode 10, the separator 30, and the negative electrode 20. Have a laminated structure. In addition, since the separator 30 between the positive electrode 10 and the negative electrode 20 is impregnated with the non-aqueous electrolyte, the electrical interface is formed at the contact interface between the polarizable electrode layers 12 and 22 of the positive electrode 10 and the negative electrode 20 and the non-aqueous electrolyte. A multilayer is formed. A known structure used for a film package type electric double layer capacitor can be applied to the storage element B and the film package 40.

[正極及び負極の分極性電極層]
前記正極10及び負極20の分極性電極層12,22は電気二重層キャパシタの分極性電極層に用いられる公知の材質及び構造を有していればよく、例えばポリアセン(PAS)、ポリアニリン(PAN)、活性炭等の活物質を含有し、カーボンブラックやグラファイトや金属粉末等の導電助剤や、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)やポリフッ化ビニリデン(PVDF)やスチレンブタジエンゴム(SBR)やカルボキシメチルセルロース(CMC)等のバインダーも必要に応じて含有している。活性炭の原料としては、例えばおが屑、椰子殻、フェノール樹脂、各種の耐熱性樹脂、ピッチ等が挙げられ、耐熱性樹脂の例としては、ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルケトン、ビスマレイミドトリアジン、アラミド、フッ素樹脂、ポリフェニレン、ポリフェニレンスルフィド等の樹脂が好適に挙げられる。これらは1種でも使用可能であり、2種以上を併用することも可能である。
[Positive electrode layer of positive electrode and negative electrode]
The polarizable electrode layers 12 and 22 of the positive electrode 10 and the negative electrode 20 may have a known material and structure used for the polarizable electrode layer of the electric double layer capacitor. For example, polyacene (PAS), polyaniline (PAN) , Containing active materials such as activated carbon, conductive aids such as carbon black, graphite and metal powder, polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinylidene fluoride (PVDF), styrene butadiene rubber (SBR) and carboxymethyl cellulose (CMC) A binder such as) is also contained if necessary. Examples of the activated carbon raw material include sawdust, coconut shell, phenol resin, various heat resistant resins, pitch, etc. Examples of the heat resistant resin include polyimide, polyamide, polyamideimide, polyetherimide, polyethersulfone, Preferred examples include polyether ketone, bismaleimide triazine, aramid, fluororesin, polyphenylene, polyphenylene sulfide and the like. These can be used alone or in combination of two or more.

分極性電極層12,22は以下のようにして集電体11,21の表面に形成することができる。尚、以下は一例であって、分極性電極層を形成するための公知の他の方法によって形成することも可能である。   The polarizable electrode layers 12 and 22 can be formed on the surfaces of the current collectors 11 and 21 as follows. In addition, the following is an example and it is also possible to form it by other known methods for forming a polarizable electrode layer.

先ず、ポリアセン、ポリアニリン、賦活処理された活性炭等の活物質と、導電助剤と、バインダーとを溶媒に分散させて電極スラリーを形成し、その電極スラリーを正極10及び負極20の集電体11,12の表面に塗布して乾燥させることにより、集電体11,12上に分極性電極層12,22が形成される。前記活物質は粉末状、粒状、短繊維状である。また、前記活物質は、前記溶媒に分散させて電極スラリーにする前に、表面の官能基をエステル化するための処理が行われている。尚、前記官能基は水酸基やカルボキシル基である。   First, an electrode slurry is formed by dispersing an active material such as polyacene, polyaniline, activated carbon, and the like, a conductive assistant, and a binder in a solvent, and the electrode slurry is used as a current collector 11 of the positive electrode 10 and the negative electrode 20. , 12 are applied to the surfaces of the electrodes 12 and dried to form the polarizable electrode layers 12, 22 on the current collectors 11, 12. The active material is powdery, granular, or short fiber. The active material is subjected to a treatment for esterifying the functional group on the surface before being dispersed in the solvent to form an electrode slurry. The functional group is a hydroxyl group or a carboxyl group.

前記エステル化するための処理方法の一例としては、粉末状の活物質10gをカルボジイミド存在下、3gの下記式(3)のアミノアルコール中に分散させた後、80℃に加熱しながら24時間撹拌する方法が挙げられる。式(3)のアミノアルコールにおいて、R1及びR2は炭素数が1〜3のアルキル基であり、nは1〜5の整数である。式(3)のアミノアルコールの例を図4〜6の例1〜27に示す。   As an example of the treatment method for the esterification, 10 g of a powdered active material is dispersed in 3 g of amino alcohol of the following formula (3) in the presence of carbodiimide, and then stirred for 24 hours while heating at 80 ° C. The method of doing is mentioned. In the aminoalcohol of the formula (3), R1 and R2 are alkyl groups having 1 to 3 carbon atoms, and n is an integer of 1 to 5. Examples of amino alcohols of the formula (3) are shown in Examples 1 to 27 in FIGS.

Figure 2012146775
Figure 2012146775

また、エステル化するための処理方法の他の例としては、粉末状の活物質10gをカルボジイミド存在下、3gの下記式(4)のアミノ酸中に分散させた後、80℃に加熱しながら24時間攪拌する方法が挙げられる。式(4)のアミノ酸において、R3及びR4は炭素数が1〜3のアルキル基であり、nは1〜5の整数である。式(4)のアミノ酸の例を図7〜9の例28〜54に示す。   Further, as another example of the treatment method for esterification, 10 g of a powdery active material is dispersed in 3 g of an amino acid of the following formula (4) in the presence of carbodiimide, and then heated to 80 ° C. while being heated to 24 ° C. The method of stirring for a time is mentioned. In the amino acid of the formula (4), R3 and R4 are alkyl groups having 1 to 3 carbon atoms, and n is an integer of 1 to 5. Examples of amino acids of formula (4) are shown in Examples 28-54 of FIGS.

Figure 2012146775
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図10の模式図に示すように、活物質の表面SRのカルボキシル基は式(3)のアミノアルコールによってエステル化され、前記式(1)の基が活物質の表面SRに結合される。また、図11の模式図に示すように、活物質の表面SRの水酸基は式(4)のアミノ酸によってエステル化され、前記式(2)の基が活物質の表面SRに結合される。   As shown in the schematic diagram of FIG. 10, the carboxyl group of the surface SR of the active material is esterified with the amino alcohol of the formula (3), and the group of the formula (1) is bonded to the surface SR of the active material. Moreover, as shown in the schematic diagram of FIG. 11, the hydroxyl group of the surface SR of the active material is esterified with the amino acid of the formula (4), and the group of the formula (2) is bonded to the surface SR of the active material.

[非水電解液]
下記非水溶媒に下記支持電解質が溶解して成る。
[Non-aqueous electrolyte]
The following supporting electrolyte is dissolved in the following nonaqueous solvent.

[非水溶媒]
非水溶媒は、環状炭酸エステル、鎖状炭酸エステル、環状エステル、鎖状エステル、環状エーテル、鎖状エーテル、ニトリル類、及び含イオウ化合物の何れかに含まれる溶媒の1種または複数種の混合溶媒を用いる。
[Nonaqueous solvent]
The non-aqueous solvent is a mixture of one or a plurality of solvents included in any of cyclic carbonate, chain carbonate, cyclic ester, chain ester, cyclic ether, chain ether, nitriles, and sulfur-containing compounds. Use solvent.

環状炭酸エステルの例としては、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、ビニレンカーボネート等が挙げられ、鎖状炭酸エステルの例としては、ジメチルカーボネート、メチルエチルカーボネート、ジエチルカーボネート、メチルプロピルカーボネート、メチルイソプロピルカーボネート等が挙げられ、環状エステルの例としては、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、3−メチル−γ−ブチロラクトン、2−メチル−γ−ブチロラクトン等が挙げられ、鎖状エステルの例としては、蟻酸メチル、蟻酸エチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、プロピオン酸メチル、酪酸メチル、吉草酸メチル等が挙げられ、環状エーテルの例としては、1,4-ジオキサン、1,3-ジオキソラン、テトラヒドロフラン、2-メチルテトラヒドロフラン、3-メチル-1,3-ジオキソラン、2-メチル-1,3-ジオキソラン等が挙げられ、鎖状エーテルの例としては、1,2-ジメトキシエタン、1,2-ジエトキシエタン、ジプロピルエーテル等が挙げられ、ニトリル類の例としては、アセトニトリル、プロパンニトリル、グルタロニトリル、アジポニトリル、メトキシアセトニトリル、3−メトキシプロピオニトリル等が挙げられ、含イオウ化合物の例としてはスルホラン、エチルメチルスルホン、ジメチルスルホキシド等が挙げられる。   Examples of cyclic carbonates include ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate, vinylene carbonate, etc. Examples of chain carbonates include dimethyl carbonate, methyl ethyl carbonate, diethyl carbonate, methyl propyl carbonate, methyl isopropyl carbonate. Examples of cyclic esters include γ-butyrolactone, γ-valerolactone, 3-methyl-γ-butyrolactone, 2-methyl-γ-butyrolactone, and examples of chain esters include formic acid. Methyl, ethyl formate, methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, methyl propionate, methyl butyrate, methyl valerate, etc., and examples of cyclic ethers include 1,4-dioxane, 1,3-dioxolane, tetrahydrofuran, 2- Examples include chain ethers such as 1,2-dimethoxyethane, 1,2-diethoxyethane, and the like. Examples of nitriles include acetonitrile, propanenitrile, glutaronitrile, adiponitrile, methoxyacetonitrile, 3-methoxypropionitrile, and examples of sulfur-containing compounds include sulfolane and ethyl. Examples include methyl sulfone and dimethyl sulfoxide.

[支持電解質]
支持電解質は電気二重層キャパシタに用いられる支持電解質であれば良く、例えばアンモニウム塩やホスホニウム塩を使用できる。アンモニウム塩の例としては、4フッ化ほう酸4ブチルアンモニウム((C49)4NBF4)、4フッ化ほう酸4エチルアンモニウム((C25)4NBF4)、4フッ化ほう酸3エチルメチルアンモニウム((C25)3CH3NBF4)、4フッ化ほう酸-1,1'-スピロビピロリジニウム((C48)2NBF4)、6フッ化リン酸4ブチルアンモニウム((C49)4NPF6)、6フッ化リン酸4エチルアンモニウム((C25)4NPF6)等が挙げられる。ホスホニウム塩の例としては、4フッ化ほう酸4ブチルホスホニウム((C49)4PBF4)、4フッ化ほう酸4エチルホスホニウム((C25)4PBF4)、6フッ化リン酸4ブチルホスホニウム((C49)4PPF6)、6フッ化リン酸4エチルホスホニウム((C25)4PPF6)等が挙げられる。支持電解質を含有させる量は非水電解液1リットルに対し、例えば1.0モル以上2.5モル以下である。
[Supporting electrolyte]
The supporting electrolyte may be any supporting electrolyte used for electric double layer capacitors, and for example, ammonium salts and phosphonium salts can be used. Examples of ammonium salts include tetrabutylammonium tetrafluoroborate ((C 4 H 9 ) 4 NBF 4 ), 4-ethylammonium tetrafluoroborate ((C 2 H 5 ) 4 NBF 4 ), tetrafluoroborate 3 Ethylmethylammonium ((C 2 H 5 ) 3 CH 3 NBF 4 ), tetrafluoroboric acid-1,1′-spirobipyrrolidinium ((C 4 H 8 ) 2 NBF 4 ), hexafluorophosphoric acid 4 Examples include butylammonium ((C 4 H 9 ) 4 NPF 6 ), 4-ethylammonium hexafluorophosphate ((C 2 H 5 ) 4 NPF 6 ), and the like. Examples of phosphonium salts include 4-butylphosphonium tetrafluoroborate ((C 4 H 9 ) 4 PBF 4 ), 4-ethylphosphonium tetrafluoroborate ((C 2 H 5 ) 4 PBF 4 ), and hexafluorophosphoric acid. Examples thereof include 4-butylphosphonium ((C 4 H 9 ) 4 PPF 6 ) and 4-ethylphosphonium hexafluorophosphate ((C 2 H 5 ) 4 PPF 6 ). The amount of the supporting electrolyte to be contained is, for example, 1.0 mol to 2.5 mol with respect to 1 liter of the nonaqueous electrolytic solution.

前記電気二重層キャパシタにおいて、以下の実験例及び比較例を製作し、図12〜14に示すような実験結果を得た。
[実験例1]
前記電気二重層キャパシタにおいて、正極10及び負極20の分極性電極層の活物質として、例1のアミノアルコールを用いてエステル化処理を施したフェノール樹脂炭化物から成る活性炭を用い、非水溶媒としてプロピレンカーボネートを用い、支持電解質として4フッ化ほう酸3エチルメチルアンモニウム(TEMABF4)を非水電解液1リットルに対して1.5モル溶解させた。
[実験例2]
活性炭のエステル化処理に例2のアミノアルコールを用いた以外は、実験例1と同じである。
[実験例3]
活性炭のエステル化処理に例3のアミノアルコールを用いた以外は、実験例1と同じである。
[実験例4]
活性炭のエステル化処理に例4のアミノアルコールを用いた以外は、実験例1と同じである。
[実験例5]
活性炭のエステル化処理に例5のアミノアルコールを用いた以外は、実験例1と同じである。
[実験例6]
活性炭のエステル化処理に例6のアミノアルコールを用いた以外は、実験例1と同じである。
[実験例7]
活性炭のエステル化処理に例7のアミノアルコールを用いた以外は、実験例1と同じである。
[実験例8]
活性炭のエステル化処理に例8のアミノアルコールを用いた以外は、実験例1と同じである。
[実験例9]
活性炭のエステル化処理に例9のアミノアルコールを用いた以外は、実験例1と同じである。
[実験例10]
活性炭のエステル化処理に例10のアミノアルコールを用いた以外は、実験例1と同じである。
[実験例11]
活性炭のエステル化処理に例11のアミノアルコールを用いた以外は、実験例1と同じである。
[実験例12]
活性炭のエステル化処理に例12のアミノアルコールを用いた以外は、実験例1と同じである。
[実験例13]
活性炭のエステル化処理に例13のアミノアルコールを用いた以外は、実験例1と同じである。
[実験例14]
活性炭のエステル化処理に例14のアミノアルコールを用いた以外は、実験例1と同じである。
[実験例15]
活性炭のエステル化処理に例15のアミノアルコールを用いた以外は、実験例1と同じである。
[実験例16]
活性炭のエステル化処理に例16のアミノアルコールを用いた以外は、実験例1と同じである。
[実験例17]
活性炭のエステル化処理に例17のアミノアルコールを用いた以外は、実験例1と同じである。
[実験例18]
活性炭のエステル化処理に例18のアミノアルコールを用いた以外は、実験例1と同じである。
[実験例19]
活性炭のエステル化処理に例19のアミノアルコールを用いた以外は、実験例1と同じである。
[実験例20]
活性炭のエステル化処理に例20のアミノアルコールを用いた以外は、実験例1と同じである。
[実験例21]
活性炭のエステル化処理に例21のアミノアルコールを用いた以外は、実験例1と同じである。
[実験例22]
活性炭のエステル化処理に例22のアミノアルコールを用いた以外は、実験例1と同じである。
[実験例23]
活性炭のエステル化処理に例23のアミノアルコールを用いた以外は、実験例1と同じである。
[実験例24]
活性炭のエステル化処理に例24のアミノアルコールを用いた以外は、実験例1と同じである。
[実験例25]
活性炭のエステル化処理に例25のアミノアルコールを用いた以外は、実験例1と同じである。
[実験例26]
活性炭のエステル化処理に例26のアミノアルコールを用いた以外は、実験例1と同じである。
[実験例27]
活性炭のエステル化処理に例27のアミノアルコールを用いた以外は、実験例1と同じである。
[実験例28]
活性炭のエステル化処理に例28のアミノ酸を用いた以外は、実験例1と同じである。
[実験例29]
活性炭のエステル化処理に例29のアミノ酸を用いた以外は、実験例1と同じである。
[実験例30]
活性炭のエステル化処理に例30のアミノ酸を用いた以外は、実験例1と同じである。
[実験例31]
活性炭のエステル化処理に例31のアミノ酸を用いた以外は、実験例1と同じである。
[実験例32]
活性炭のエステル化処理に例32のアミノ酸を用いた以外は、実験例1と同じである。
[実験例33]
活性炭のエステル化処理に例33のアミノ酸を用いた以外は、実験例1と同じである。
[実験例34]
活性炭のエステル化処理に例34のアミノ酸を用いた以外は、実験例1と同じである。
[実験例35]
活性炭のエステル化処理に例35のアミノ酸を用いた以外は、実験例1と同じである。
[実験例36]
活性炭のエステル化処理に例36のアミノ酸を用いた以外は、実験例1と同じである。
[実験例37]
活性炭のエステル化処理に例37のアミノ酸を用いた以外は、実験例1と同じである。
[実験例38]
活性炭のエステル化処理に例38のアミノ酸を用いた以外は、実験例1と同じである。
[実験例39]
活性炭のエステル化処理に例39のアミノ酸を用いた以外は、実験例1と同じである。
[実験例40]
活性炭のエステル化処理に例40のアミノ酸を用いた以外は、実験例1と同じである。
[実験例41]
活性炭のエステル化処理に例41のアミノ酸を用いた以外は、実験例1と同じである。
[実験例42]
活性炭のエステル化処理に例42のアミノ酸を用いた以外は、実験例1と同じである。
[実験例43]
活性炭のエステル化処理に例43のアミノ酸を用いた以外は、実験例1と同じである。
[実験例44]
活性炭のエステル化処理に例44のアミノ酸を用いた以外は、実験例1と同じである。
[実験例45]
活性炭のエステル化処理に例45のアミノ酸を用いた以外は、実験例1と同じである。
[実験例46]
活性炭のエステル化処理に例46のアミノ酸を用いた以外は、実験例1と同じである。
[実験例47]
活性炭のエステル化処理に例47のアミノ酸を用いた以外は、実験例1と同じである。
[実験例48]
活性炭のエステル化処理に例48のアミノ酸を用いた以外は、実験例1と同じである。
[実験例49]
活性炭のエステル化処理に例49のアミノ酸を用いた以外は、実験例1と同じである。
[実験例50]
活性炭のエステル化処理に例50のアミノ酸を用いた以外は、実験例1と同じである。
[実験例51]
活性炭のエステル化処理に例51のアミノ酸を用いた以外は、実験例1と同じである。
[実験例52]
活性炭のエステル化処理に例52のアミノ酸を用いた以外は、実験例1と同じである。
[実験例53]
活性炭のエステル化処理に例53のアミノ酸を用いた以外は、実験例1と同じである。
[実験例54]
活性炭のエステル化処理に例54のアミノ酸を用いた以外は、実験例1と同じである。
[実験例55]
活性炭に例1のアミノアルコールを用いてエステル化処理を施した後、その活性炭に例28のアミノ酸を用いてエステル化処理を施すようにする以外は、実験例1と同じである。
[実験例56]
活性炭に例25のアミノアルコールを用いてエステル化処理を施した後、その活性炭に例52のアミノ酸を用いてエステル化処理を施すようにする以外は、実験例1と同じである。
[比較例1]
活性炭のエステル化処理を行わなかったこと以外は、実験例1と同じである。
In the electric double layer capacitor, the following experimental examples and comparative examples were manufactured, and experimental results as shown in FIGS.
[Experimental Example 1]
In the electric double layer capacitor, the active material of the polarizable electrode layers of the positive electrode 10 and the negative electrode 20 is activated carbon made of a phenol resin carbide subjected to esterification using the amino alcohol of Example 1, and propylene as a non-aqueous solvent. Using carbonate, 1.5 mol of triethylmethylammonium tetrafluoroborate (TEMABF 4 ) was dissolved as a supporting electrolyte in 1 liter of nonaqueous electrolyte.
[Experiment 2]
The same as Experimental Example 1 except that the amino alcohol of Example 2 was used for the esterification treatment of the activated carbon.
[Experiment 3]
The same as Experimental Example 1 except that the amino alcohol of Example 3 was used for the esterification treatment of activated carbon.
[Experimental Example 4]
The same as Experimental Example 1 except that the amino alcohol of Example 4 was used for the esterification treatment of activated carbon.
[Experimental Example 5]
The same as Experimental Example 1 except that the amino alcohol of Example 5 was used for the esterification treatment of activated carbon.
[Experimental Example 6]
Example 1 is the same as Example 1 except that the amino alcohol of Example 6 was used for the esterification treatment of activated carbon.
[Experimental Example 7]
The same as Experimental Example 1, except that the amino alcohol of Example 7 was used for the esterification treatment of the activated carbon.
[Experimental Example 8]
Example 1 is the same as Example 1 except that the amino alcohol of Example 8 was used for the esterification treatment of activated carbon.
[Experimental Example 9]
Example 1 is the same as Example 1 except that the amino alcohol of Example 9 was used for esterification of activated carbon.
[Experimental Example 10]
The same as Experimental Example 1 except that the amino alcohol of Example 10 was used for the esterification treatment of activated carbon.
[Experimental Example 11]
The same as Experimental Example 1 except that the amino alcohol of Example 11 was used for the esterification treatment of the activated carbon.
[Experimental example 12]
Example 1 is the same as Example 1 except that the amino alcohol of Example 12 was used for the esterification treatment of activated carbon.
[Experimental Example 13]
The same as Experimental Example 1 except that the amino alcohol of Example 13 was used for the esterification treatment of activated carbon.
[Experimental Example 14]
Example 1 is the same as Example 1 except that the amino alcohol of Example 14 was used for the esterification treatment of activated carbon.
[Experimental Example 15]
The same as Experimental Example 1 except that the amino alcohol of Example 15 was used for the esterification treatment of the activated carbon.
[Experimental Example 16]
The same as Experimental Example 1 except that the amino alcohol of Example 16 was used for the esterification treatment of the activated carbon.
[Experimental Example 17]
The same as Experimental Example 1 except that the amino alcohol of Example 17 was used for the esterification treatment of activated carbon.
[Experiment 18]
Example 1 is the same as Example 1 except that the amino alcohol of Example 18 was used for the esterification treatment of activated carbon.
[Experimental Example 19]
The same as Experimental Example 1 except that the amino alcohol of Example 19 was used for the esterification treatment of the activated carbon.
[Experiment 20]
The same as Experimental Example 1 except that the amino alcohol of Example 20 was used for the esterification treatment of the activated carbon.
[Experimental example 21]
The same as Experimental Example 1 except that the amino alcohol of Example 21 was used for the esterification treatment of activated carbon.
[Experimental example 22]
The same as Experimental Example 1 except that the amino alcohol of Example 22 was used for the esterification treatment of activated carbon.
[Experimental example 23]
The same as Experimental Example 1 except that the amino alcohol of Example 23 was used for the esterification treatment of activated carbon.
[Experimental Example 24]
The same as Experimental Example 1, except that the amino alcohol of Example 24 was used for the esterification treatment of the activated carbon.
[Experiment 25]
The same as Experimental Example 1 except that the amino alcohol of Example 25 was used for the esterification treatment of the activated carbon.
[Experiment 26]
Example 1 is the same as Example 1 except that the amino alcohol of Example 26 was used for the esterification treatment of activated carbon.
[Experiment 27]
The same as Experimental Example 1 except that the amino alcohol of Example 27 was used for the esterification treatment of the activated carbon.
[Experiment 28]
The same as Experimental Example 1, except that the amino acid of Example 28 was used for the esterification treatment of activated carbon.
[Experimental example 29]
The same as Experimental Example 1 except that the amino acid of Example 29 was used for the esterification treatment of activated carbon.
[Experiment 30]
The same as Experimental Example 1 except that the amino acid of Example 30 was used for the esterification treatment of activated carbon.
[Experimental example 31]
The same as Experimental Example 1 except that the amino acid of Example 31 was used for the esterification treatment of activated carbon.
[Experimental example 32]
The same as Experimental Example 1 except that the amino acid of Example 32 was used for the esterification treatment of activated carbon.
[Experimental Example 33]
The same as Experimental Example 1 except that the amino acid of Example 33 was used for the esterification treatment of activated carbon.
[Experimental example 34]
The same as Experimental Example 1 except that the amino acid of Example 34 was used for the esterification treatment of activated carbon.
[Experimental Example 35]
The same as Experimental Example 1 except that the amino acid of Example 35 was used for the esterification treatment of activated carbon.
[Experimental Example 36]
The same as Experimental Example 1 except that the amino acid of Example 36 was used for the esterification treatment of activated carbon.
[Experiment 37]
The same as Experimental Example 1 except that the amino acid of Example 37 was used for the esterification treatment of activated carbon.
[Experiment 38]
The same as Experimental Example 1 except that the amino acid of Example 38 was used for the esterification treatment of activated carbon.
[Experimental Example 39]
The same as Experimental Example 1 except that the amino acid of Example 39 was used for the esterification treatment of activated carbon.
[Experimental Example 40]
The same as Experimental Example 1, except that the amino acid of Example 40 was used for the esterification treatment of activated carbon.
[Experimental example 41]
The same as Experimental Example 1, except that the amino acid of Example 41 was used for the esterification treatment of activated carbon.
[Experimental Example 42]
The same as Experimental Example 1 except that the amino acid of Example 42 was used for the esterification treatment of activated carbon.
[Experimental example 43]
The same as Experimental Example 1 except that the amino acid of Example 43 was used for the esterification treatment of activated carbon.
[Experimental Example 44]
The same as Experimental Example 1 except that the amino acid of Example 44 was used for the esterification treatment of activated carbon.
[Experimental Example 45]
The same as Experimental Example 1 except that the amino acid of Example 45 was used for the esterification treatment of activated carbon.
[Experimental example 46]
The same as Experimental Example 1 except that the amino acid of Example 46 was used for the esterification treatment of activated carbon.
[Experimental example 47]
The same as Experimental Example 1 except that the amino acid of Example 47 was used for the esterification treatment of activated carbon.
[Experimental Example 48]
The same as Experimental Example 1 except that the amino acid of Example 48 was used for the esterification treatment of activated carbon.
[Example 49]
The same as Experimental Example 1 except that the amino acid of Example 49 was used for the esterification treatment of activated carbon.
[Experimental Example 50]
The same as Experimental Example 1 except that the amino acid of Example 50 was used for the esterification treatment of activated carbon.
[Experimental Example 51]
The same as Experimental Example 1 except that the amino acid of Example 51 was used for the esterification treatment of activated carbon.
[Experimental Example 52]
The same as Experimental Example 1 except that the amino acid of Example 52 was used for the esterification treatment of activated carbon.
[Experimental Example 53]
The same as Experimental Example 1 except that the amino acid of Example 53 was used for the esterification treatment of activated carbon.
[Experimental Example 54]
The same as Experimental Example 1, except that the amino acid of Example 54 was used for the esterification treatment of activated carbon.
[Experimental Example 55]
Example 1 is the same as Example 1 except that the activated carbon is esterified using the amino alcohol of Example 1 and then the activated carbon is esterified using the amino acid of Example 28.
[Experimental Example 56]
Example 1 is the same as Example 1 except that the activated carbon is esterified using the amino alcohol of Example 25 and then the activated carbon is esterified using the amino acid of Example 52.
[Comparative Example 1]
It is the same as Experimental Example 1 except that the activated carbon is not esterified.

尚、前記実験例1〜18及び比較例1の電気二重層キャパシタは、全て同等のサイズに形成されている。   The electric double layer capacitors of Experimental Examples 1 to 18 and Comparative Example 1 are all formed in the same size.

[評価方法]
図12〜14中の官能基量は、実験例1〜56については、エステル化処理を施した後、且つ、前記溶媒に分散させて電極スラリーにする前の活性炭についてフーリエ変換赤外線分光光度計を用いて求めたものであり、比較例1については、前記溶媒に分散させて電極スラリーにする前の活性炭についてフーリエ変換赤外線分光光度計を用いて求めたものである。また、図12〜14中の初期の静電容量及び抵抗値は、前述のように製作された各電気二重層キャパシタを25℃雰囲気中で12時間放置後、同雰囲気内で静電容量と抵抗値(ここでは1kHzの交流抵抗値を示す)を測定したものである。また、図12〜14中の信頼性試験後の静電容量及び抵抗値は、60℃の雰囲気中で2.5Vの充電電圧を500時間印加し続ける信頼性試験を実施し、その後に25℃雰囲気中で静電容量と抵抗値(ここでは1kHzの交流抵抗値を示す)を測定したものであり、これらの測定結果を初期の静電容量及び抵抗値の測定結果で割って得られる値を百分率で表したものが図12〜14中の容量維持率及び抵抗上昇率である。図12〜14中に示したパッケージ40の信頼性試験後の試験前に対する厚さは、信頼性試験後のフィルムパッケージ40の厚みT2を初期のフィルムパッケージ40の厚みT1で割った値を百分率で表したものである(図1及び図3参照)。
[Evaluation method]
The functional group amounts in FIGS. 12 to 14 are as follows. For Experimental Examples 1 to 56, the Fourier transform infrared spectrophotometer is used for the activated carbon after the esterification treatment and before being dispersed in the solvent to form an electrode slurry. Comparative Example 1 was obtained using a Fourier transform infrared spectrophotometer for activated carbon before being dispersed in the solvent to form an electrode slurry. Also, the initial capacitance and resistance values in FIGS. 12 to 14 are as follows. Each electric double layer capacitor manufactured as described above is left in a 25 ° C. atmosphere for 12 hours, and then the capacitance and resistance in the same atmosphere. A value (in this case, an AC resistance value of 1 kHz is measured) is measured. Moreover, the electrostatic capacity and resistance value after the reliability test in FIGS. 12 to 14 are carried out by performing a reliability test in which a charging voltage of 2.5 V is continuously applied for 500 hours in an atmosphere at 60 ° C. Capacitance and resistance value (here, AC resistance value of 1 kHz is shown) is measured in the atmosphere, and the value obtained by dividing these measurement results by the initial capacitance and resistance value measurement results What is expressed in percentage is the capacity retention rate and the resistance increase rate in FIGS. The thickness before the test after the reliability test of the package 40 shown in FIGS. 12 to 14 is a percentage obtained by dividing the thickness T2 of the film package 40 after the reliability test by the thickness T1 of the initial film package 40. This is shown (see FIGS. 1 and 3).

[評価結果]
図12〜14における実験例1〜54及び比較例1の結果より、例1〜27のアミノアルコールでエステル化処理を行うことにより、活物質表面のカルボキシル基が減少し、例28〜54のアミノ酸でエステル化処理を行うことにより、活物質表面の水酸基が減少することが確認された。実験例55及び56より、アミノアルコールでエステル化処理を行った後にアミノ酸でエステル化処理を行うことにより、活物質表面のカルボキシル基及び水酸基が減少することが確認された。
[Evaluation results]
From the results of Experimental Examples 1 to 54 and Comparative Example 1 in FIGS. 12 to 14, by performing esterification treatment with the amino alcohol of Examples 1 to 27, the carboxyl group on the active material surface decreased, and the amino acids of Examples 28 to 54 It was confirmed that the hydroxyl group on the surface of the active material was reduced by carrying out the esterification treatment with. From Experimental Examples 55 and 56, it was confirmed that the carboxyl group and the hydroxyl group on the surface of the active material were reduced by esterification with amino alcohol and then with amino acid.

また、初期の静電容量は、活物質のエステル化処理を行った実験例1〜56よりも活物質のエステル化処理を行っていない比較例1の方が少し大きかった。また、初期の抵抗値は、活物質のエステル化処理を行った実験例1〜56よりも活物質のエステル化処理を行っていない比較例1の方が少し小さかった。これらの結果は、エステル化処理によって活物質の表面に結合している式(1)や式(2)であらわされるアミノ基の立体障害が水酸基やカルボキシル基のそれに比べて大きく、非水電解液中の電解質が正極10及び負極20の分極性電極層12,22の活物質に近づき難くなることに起因して生じていると推測される。アミノ基のアルキル鎖が長くなる実験例19〜27に比べて実験例1〜14の初期の静電容量が大きく、且つ、初期の抵抗値が小さいことも、前記推測に沿ったものとなっている。また、実験例55及び56の方が実験例1〜54よりも初期の静電容量が小さく、初期の抵抗値が大きかった。この結果より、活物質の表面に式(1)であらわされる基と式(2)であらわされる基の両方が結合している方が、何れか一方のみが結合している時よりも、非水電解液中の電解質が活物質に近づき難くなっていると推測される。   Further, the initial capacitance was slightly larger in Comparative Example 1 in which the active material was not esterified than in Experimental Examples 1 to 56 in which the active material was esterified. In addition, the initial resistance value was slightly smaller in Comparative Example 1 in which the active material was not esterified than in Experimental Examples 1 to 56 in which the active material was esterified. These results indicate that the steric hindrance of the amino group represented by Formula (1) or Formula (2) bonded to the surface of the active material by the esterification treatment is larger than that of the hydroxyl group or carboxyl group, and the non-aqueous electrolyte solution It is presumed that the electrolyte contained therein is caused by the difficulty in getting close to the active material of the polarizable electrode layers 12 and 22 of the positive electrode 10 and the negative electrode 20. In comparison with Experimental Examples 19 to 27 in which the alkyl chain of the amino group becomes longer, the initial capacitances of Experimental Examples 1 to 14 are larger and the initial resistance value is smaller. Yes. In addition, Experimental Examples 55 and 56 had a smaller initial capacitance and a larger initial resistance value than Experimental Examples 1 to 54. From this result, it is clear that the case where both the group represented by the formula (1) and the group represented by the formula (2) are bonded to the surface of the active material is less than when only one of them is bonded. It is presumed that the electrolyte in the water electrolyte is difficult to approach the active material.

一方、活物質のエステル化処理を行っていない比較例1よりも活物質のエステル化処理を行った実験例1〜56の方が、信頼性試験後の静電容量の低下及び抵抗値の上昇が小さく、また、信頼性試験によるフィルムパッケージ40の厚さの変化が小さかった。これらの結果が生ずる原因は以下のように推測される。   On the other hand, Experimental Examples 1 to 56 in which the active material was subjected to the esterification treatment compared to Comparative Example 1 in which the active material was not subjected to the esterification treatment had lower capacitance and higher resistance after the reliability test. The thickness of the film package 40 due to the reliability test was small. The cause of these results is presumed as follows.

先ず、信頼性試験において充電を継続して行うことにより、活物質の細孔内や非水電解液中に存する微量な水分が電気分解し、プロトンが非水電解液中に放出されることになる。また、非水電解液中にプロトンが放出されると、プロトンと非水電解液中の電解質アニオン成分BF4 -とが反応し、これにより非水電解液中のプロピレンカーボネートの分解を引き起こし、電気二重層キャパシタの静電容量の低下及び抵抗値の上昇を招来することになる。また、信頼性試験において充電を継続して行うことにより、各電極10,20の分極性電極層12,22の活物質の表面に存在する水酸基やカルボキシル基からプロトンが発生し、そのプロトンと非水電解液中の電解質アニオン成分BF4 -とが反応し、水分が電気分解する場合と同様の結果をもたらす。さらに、信頼性試験において充電を継続して行うことにより、各電極10,20の分極性電極層12,22の活物質の表面に存在する水酸基やカルボキシル基が活物質から脱離し、当該脱離によって非水溶媒中にガスが発生し、フィルムパッケージ40の膨張を招来することになる。 First, by performing charging continuously in the reliability test, a minute amount of water existing in the pores of the active material and in the non-aqueous electrolyte is electrolyzed, and protons are released into the non-aqueous electrolyte. Become. Further, when protons are released into the non-aqueous electrolyte, the protons react with the electrolyte anion component BF 4 − in the non-aqueous electrolyte, thereby causing the decomposition of propylene carbonate in the non-aqueous electrolyte, This leads to a decrease in capacitance and an increase in resistance value of the double layer capacitor. In addition, by continuing charging in the reliability test, protons are generated from the hydroxyl groups and carboxyl groups present on the surfaces of the active materials of the polarizable electrode layers 12 and 22 of the electrodes 10 and 20, and the protons and non- The electrolyte anion component BF 4 in the water electrolytic solution reacts to produce the same result as when water is electrolyzed. Furthermore, by continuously performing charging in the reliability test, the hydroxyl groups and carboxyl groups present on the active material surfaces of the polarizable electrode layers 12 and 22 of the electrodes 10 and 20 are desorbed from the active material, and the desorption is performed. As a result, gas is generated in the non-aqueous solvent, which causes the film package 40 to expand.

これに対し、実験例1〜56では、活物質の表面の水酸基やカルボキシル基が式(1)又は式(2)のアミノ基に置換されている。アミノ基はプロトンが配位する性質があるので、非水電解液中の水分が電気分解して生ずるプロトンや、活物質の表面に存在する水酸基やカルボキシル基から発生するプロトンが、活物質の表面に存在する式(1)又は式(2)のアミノ基によって捕捉される。したがって、プロトンとの反応によるプロピレンカーボネートの分解を抑制することができ、このため、活物質のエステル化処理を行った実験例1〜56の方が信頼性試験後の静電容量の低下及び抵抗値の上昇が小さくなっていると推測される。   On the other hand, in Experimental Examples 1 to 56, the hydroxyl group or carboxyl group on the surface of the active material is substituted with the amino group of formula (1) or formula (2). Since the amino group has a property of coordinating protons, protons generated by electrolysis of moisture in the non-aqueous electrolyte solution and protons generated from hydroxyl groups or carboxyl groups present on the surface of the active material Is captured by the amino group of formula (1) or formula (2) present in Therefore, it is possible to suppress the decomposition of propylene carbonate due to the reaction with protons. For this reason, in Experimental Examples 1 to 56 in which the active material is esterified, the decrease in capacitance and resistance after the reliability test are performed. It is estimated that the increase in value is small.

また、実験例1〜56では、活物質の表面に存在する水酸基やカルボキシル基を減少させているので、水酸基やカルボキシル基が脱離することによるガス発生を抑制することができ、このためフィルムパッケージ40の厚さの変化が小さくなっていると推測される。   In Experimental Examples 1 to 56, since the hydroxyl groups and carboxyl groups present on the surface of the active material are reduced, gas generation due to elimination of the hydroxyl groups and carboxyl groups can be suppressed, and thus the film package It is estimated that the change in the thickness of 40 is small.

尚、本実施形態では、フィルムパッケージタイプの電気二重層キャパシタについて説明したが、金属缶や他の容器に蓄電素子及び非水電解液を封入するタイプの電気二重層キャパシタであっても、前記各電極10,20と同様に活物質のエステル化処理を行うことが可能である。   In the present embodiment, the film package type electric double layer capacitor has been described. However, even in the case of an electric double layer capacitor of a type in which a storage element and a non-aqueous electrolyte are sealed in a metal can or other container, Similarly to the electrodes 10 and 20, the active material can be esterified.

また、本実施形態では、電気二重層キャパシタの正極10及び負極20の分極性電極層12,22の活物質をエステル化処理するものを示したが、リチウムイオンキャパシタの正極の分極性電極層を構成する活物質又は負極の活物質層を構成する活物質を前記実施形態と同様にエステル化処理することも可能である。リチウムイオンキャパシタの正極の分極性電極層を構成する活物質は前記実施形態の各電極10,20の分極性電極層12,22の活物質と同様であり、また、リチウムイオンキャパシタの負極の活物質層を構成する活物質はポリアセン(PAS)、種々の炭素材料、グラファイト、錫酸化物、珪素酸化物等であり、種々の炭素材料としては、天然黒鉛、人造黒鉛、コークス、難黒鉛化炭素、易黒鉛化炭素等が挙げられる。このため、活物質の表面に水酸基やカルボキシル基が存在する点で前記実施形態と同様であることから、リチウムイオンキャパシタの正極及び負極の活物質にエステル化処理を行うことにより、前記実施形態と同様の作用効果を奏する。   In the present embodiment, the active material of the polarizable electrode layers 12 and 22 of the positive electrode 10 and the negative electrode 20 of the electric double layer capacitor is esterified. However, the polarizable electrode layer of the positive electrode of the lithium ion capacitor is used. The active material constituting the active material or the active material constituting the negative electrode active material layer may be esterified in the same manner as in the above embodiment. The active material constituting the polarizable electrode layer of the positive electrode of the lithium ion capacitor is the same as the active material of the polarizable electrode layers 12 and 22 of the electrodes 10 and 20 of the above embodiment, and the active material of the negative electrode of the lithium ion capacitor. The active material constituting the material layer is polyacene (PAS), various carbon materials, graphite, tin oxide, silicon oxide, etc., and various carbon materials include natural graphite, artificial graphite, coke, non-graphitizable carbon And graphitizable carbon. For this reason, since it is the same as the above embodiment in that a hydroxyl group or a carboxyl group is present on the surface of the active material, by performing esterification treatment on the active material of the positive electrode and the negative electrode of the lithium ion capacitor, The same effect is obtained.

また、リチウムイオン二次電池の負極の活物質層を構成する活物質を前記実施形態と同様にエステル化処理することも可能である。リチウムイオン二次電池の負極の活物質層を構成する活物質は前記リチウムイオンキャパシタの負極の活物質層を構成する活物質と同様であることから、リチウムイオン二次電池の負極の活物質にエステル化処理を行うことにより、前記実施形態と同様の作用効果を奏する。   Moreover, the active material which comprises the active material layer of the negative electrode of a lithium ion secondary battery can also be esterified like the said embodiment. Since the active material constituting the active material layer of the negative electrode of the lithium ion secondary battery is the same as the active material constituting the active material layer of the negative electrode of the lithium ion capacitor, the active material of the negative electrode of the lithium ion secondary battery By performing the esterification treatment, the same effects as those of the above-described embodiment can be obtained.

また、正極又は/及び負極に活物質層を有するレドックスキャパシタにおいて、該活物質層を構成する活物質を前記実施形態と同様にエステル化処理することも可能である。   Further, in a redox capacitor having an active material layer on the positive electrode and / or the negative electrode, the active material constituting the active material layer can be esterified as in the above embodiment.

また、正極又は/及び負極に活物質を有する他の電気化学デバイスにおいて、該活物質を前記実施形態と同様にエステル化処理することも可能である。   In another electrochemical device having an active material in the positive electrode and / or the negative electrode, the active material can be esterified in the same manner as in the above embodiment.

本発明は、非水電解液と、活物質を含有している電極とを用いた電気二重層キャパシタ、リチウムイオンキャパシタ、レドックスキャパシタ、リチウムイオン二次電池等の各種電気化学デバイスに広く適用でき、該適用によって前述の作用、効果を得ることができる。   The present invention can be widely applied to various electrochemical devices such as an electric double layer capacitor, a lithium ion capacitor, a redox capacitor, a lithium ion secondary battery using a non-aqueous electrolyte and an electrode containing an active material, By the application, the above-described actions and effects can be obtained.

10…正極、11…集電体、12…分極性電極層、20…負極、21…集電体、22…分極性電極層、30…セパレータ、40…フィルムパッケージ、50…端子、B…蓄電素子。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Positive electrode, 11 ... Current collector, 12 ... Polarizable electrode layer, 20 ... Negative electrode, 21 ... Current collector, 22 ... Polarizable electrode layer, 30 ... Separator, 40 ... Film package, 50 ... Terminal, B ... Power storage element.

Claims (3)

活物質を含有している電気化学デバイス用電極であって、
前記活物質がその表面に下記式(1)であらわされる基を有する、電気化学デバイス用電極。
Figure 2012146775


[式中、R1及びR2は炭素数が1〜3のアルキル基であり、nは1〜5の整数である]
An electrode for an electrochemical device containing an active material,
An electrode for an electrochemical device, wherein the active material has a group represented by the following formula (1) on the surface thereof.
Figure 2012146775


[Wherein R1 and R2 are alkyl groups having 1 to 3 carbon atoms, and n is an integer of 1 to 5]
活物質を含有している電気化学デバイス用電極であって、
前記活物質がその表面に下記式(2)であらわされる基を有する、電気化学デバイス用電極。
Figure 2012146775


[式中、R3及びR4は炭素数が1〜3のアルキル基であり、nは1〜5の整数である]
An electrode for an electrochemical device containing an active material,
An electrode for an electrochemical device, wherein the active material has a group represented by the following formula (2) on the surface thereof.
Figure 2012146775


[Wherein R3 and R4 are alkyl groups having 1 to 3 carbon atoms, and n is an integer of 1 to 5]
請求項1又は2の何れかに記載の電極と、非水電解液とを備えた電気化学デバイス。   An electrochemical device comprising the electrode according to claim 1 and a nonaqueous electrolytic solution.
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