JP2016066755A - バインダ、電極および電気化学キャパシタ - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電気化学キャパシタ用電極に好適に利用されるバインダを提供する。
本発明はまた、電気化学キャパシタに好適に利用される電気化学キャパシタ用電極を提供する。
導電助剤の量もまた特に限定されないが、合材の総質量に対して、1質量%以上、20質量%以下であることが好ましく、2質量%以上、10質量%以下であることがより好ましい。
本発明はまた、優れた特性を有する電気化学キャパシタを提供する。
空隙率(%)=100−(セパレータの見掛け密度/材料固形分の真密度)×100
上記セパレータとしては、平均繊維径が1μm以下のガラス繊維を80重量%以上と、フィブリル化有機繊維を含む有機成分を20重量%未満とを含有し、ガラス繊維同士がフィブリル化有機繊維の絡み付きによって結合され、空隙率85%以上とされた湿式抄造シートが特に好適に用いられる。
以下の材料を用いて、電気化学キャパシタ用電極を作製した。
導電助剤:アセチレンブラック(電気化学工業株式会社)
バインダ:ゼラチン粉末(ブタ由来、宏栄化成)
電解液:1.96mol dm−3のテトラエチルアンモニウムテトラフルオロボレート(TEMABF4)をプロピレンカーボネート(PC)に溶解させたもの
集電体:エッチドアルミニウム箔。
マイクロスクラッチ装置(CSEM Instruments、AEセンサー付自動スクラッチ試験機)を用いて、合材電極の強度を調べた。結果を表1に示す。
直径12mmのディスク状に打ち抜いた電極を用いて、以下の評価用セルを構築した。
比較例:AC−CMC+SBRを正極および負極に利用し、電極間にセパレータを配置して電解液を注入した電気化学キャパシタである二電極式セル
この二電極式セルに対して、充放電特性、耐電圧特性、出力特性を調べ、結果を図1〜図5に示した。
実施例の評価用セルについて、30.0A g−1の電流密度での充放電を行い、その時に観測される電気化学キャパシタのセル電圧の推移を調べた。充電・放電電流を5.0〜100mA/cm2、作動電圧範囲を0〜2.5Vとした際の充放電曲線を図1に示す。典型的な電気化学キャパシタの充放電特性が示されたことから、本発明に係るバインダが、電気化学キャパシタ材料として機能していることがわかった。
2.5V、3.0V、3.5V、3.7V、3.8Vの5種類のセル上限電圧にて、電気化学キャパシタに5A g−1の電流にて充放電を行い、その時に観測される電気化学キャパシタのセル電圧の推移を調べた。
実施例および比較例の評価用セルについて、1.0〜90.0A g−1の電流密度で放電した際の放電容量を測定した。実施例および比較例について、作動上限電圧を2.5V、充電・放電電流値を0.5〜25A g−1の範囲で変化させた際の、放電容量の推移を図5に示す。実施例は比較例とほぼ同等の特性を示すことがわかった。
このように、出力特性試験で実施例が比較例と同等の充放電特性を示していること、合材電極の強度試験から実用上の製造プロセスに必要な強度を兼ね備えていること、安価なバインダ材料であること、そしてCMC+SBRのような複雑な製造プロセスを必要としないことから、ゼラチンは電気化学キャパシタ用電極のバインダとして非常に有効であるといえる。
Claims (5)
- 電気化学キャパシタ用電極の材料である活物質および導電助剤を連結させるバインダであって、ゼラチンを含んでいることを特徴とするバインダ。
- ゼラチンの含有率が50質量%以上である、請求項1に記載のバインダ。
- 請求項1または2に記載のバインダを含んでいる、電気化学キャパシタ用電極。
- ゼラチンの含有率が2〜10質量%である、請求項3に記載の電気化学キャパシタ用電極。
- 請求項4に記載の電気化学キャパシタ用電極を備えている、電気化学キャパシタ。
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