JP2017117822A - 電気化学キャパシタ - Google Patents
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Abstract
Description
項1.
炭素数1〜8の直鎖もしくは分岐のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステル(A)から誘導される構成単位と、(メタ)アクリル酸(B)から誘導される構成単位と、炭素数が1〜4の直鎖もしくは分岐のアルキレングリコール基を有するポリアルキレングリコール系(メタ)アクリレートモノマー(C)から誘導される構成単位と、架橋剤として、3〜5官能の多官能(メタ)アクリレートモノマー(D)から誘導される構成単位とを少なくとも含む重合体であり、
重合体に対して、炭素数1〜8の直鎖もしくは分岐のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステル(A)から誘導される構成単位の含有量が15〜98重量%、(メタ)アクリル酸(B)から誘導される構成単位の含有量が0.5〜15重量%、炭素数が1〜4の直鎖もしくは分岐のアルキレングリコール基を有するポリアルキレングリコール系(メタ)アクリレートモノマー(C)から誘導される構成単位の含有量が1〜45重量%、架橋剤として、3〜5官能の多官能(メタ)アクリレートモノマー(D)から誘導される構成単位の含有量が0.5〜25重量%である重合体を含有することを特徴とするキャパシタ用バインダーである。
項2.
炭素数1〜8の直鎖もしくは分岐のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステル(A)から誘導される構成単位の含有量が、炭素数が1〜4の直鎖もしくは分岐のアルキレングリコール基を有するポリアルキレングリコール系(メタ)アクリレートモノマー(C)から誘導される構成単位の含有量よりも重量の点において多いことを特徴とする項1記載のキャパシタ用バインダーである。
項3
ポリアルキレングリコール系(メタ)アクリレートモノマー(C)のポリアルキレングリコール基の重合度が2〜20の整数である項1または項2に記載のキャパシタ用バインダーである。
項4.
(メタ)アクリル酸エステル(A)が(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシルからなる群より選ばれる少なくとも1種である項1〜項3のいずれかに記載のキャパシタ用バインダーである。
項5.
3〜5官能の多官能(メタ)アクリレートモノマー(D)が3官能(メタ)アクリレートである項1〜項4のいずれかに記載のキャパシタ用バインダーである。
項6.
少なくとも項1〜項5のいずれかに記載のバインダーと炭素材料を含むキャパシタ用電極である。
項7.
項6に記載の電極と電解質層を有するキャパシタである。
項8.
電解質層に常温溶融塩を含有する項7に記載のキャパシタである。
項9.
電解質層がゲル電解質層である項7または項8に記載のキャパシタである。
項10.
該ゲル電解質層が、電解質塩とエチレンオキシドユニットを有するポリエーテル共重合体を含有する項9に記載のキャパシタである。
項11.
該エチレンオキシドユニットを有するポリエーテル共重合体が、(A)で示される繰り返し単位0〜89.5モル%
(B)で示される繰り返し単位99.5〜10モル%、
から構成されることを特徴とする項10記載のキャパシタである。
項12.
電解質層にリチウム塩を含有することを特徴とする項7〜項11のいずれかに記載のキャパシタである。
また、ポリアルキレングリコール基の重合度(重合度n)としては、2〜30のものが好適に用いられ、より好ましくは2〜20のものが用いられる。重合度がこの範囲であれば、エマルジョンとしての安定性や共重合の収率が低くなるといった問題が発生する。
本発明のバインダーを使用したキャパシタ電極用スラリーの調整方法としては特に限定されず、本発明のバインダー、電極材料、必要に応じて導電助剤、水、増粘剤等を通常の攪拌機、分散機、混練機、遊星型ボールミル、ホモジナイザー、プラネタリーミキサー等を用いて分散させることができる。分散の効率を上げるために材料に影響を与えない範囲で加温してもよい。混合方法やその手順は特に限定されないが、増粘剤の水溶液に電極材料、導電助剤を添加して均一に分散せた後に、バインダーを添加して均一に混合するのが好ましい。
本発明の電気化学キャパシタ用電極に用いる電極材料は、具体的には、通常、炭素の同素体(炭素材料)が用いられる。炭素の同素体の具体例としては、活性炭、ポリアセン(PAS)、カーボンウィスカ及びグラファイト等が挙げられ、これらの粉末または繊維を使用することができる。この中でも、活性炭が好ましい。活性炭は、具体的にはフェノール樹脂、レーヨン、アクリロニトリル樹脂、ピッチ、およびヤシ殻等を原料とする活性炭を挙げることができる。また、炭素の同素体を組み合わせて使用する場合は、平均粒径又は粒径分布の異なる二種類以上の炭素の同素体を組み合わせて使用してもよい。また、正極に用いる電極材料として、上記物質の他に、芳香族系縮合ポリマーの熱処理物であって、水素原子/炭素原子の原子比が0.50〜0.05であるポリアセン系骨格構造を有するポリアセン系有機半導体(PAS)も好適に使用できる。
導電助剤の具体的としては、黒鉛、ファーネスブラック、アセチレンブラック、ケッチェンブラック等の導電性カーボン、カーボンナノチューブやカーボンナノファイバー等のナノカーボン材料または金属粉末等が挙げられる。これら導電助剤は1種または2種以上用いてもよい。
本発明のキャパシタ電極の作製方法は特に限定されず一般的な方法が用いられ、バインダーと電極材料である炭素材料を含むキャパシタ電極用スラリーを、集電体に塗布、乾燥して得られるものであればよい。例えば、上記のペーストをドクターブレード法やシルクスクリーン法などにより集電体表面上に適切な厚さに均一に塗布し、乾燥、必要に応じてプレス成型して得ることができる。
本発明の電気化学キャパシタ用電極に用いる集電体の材料としては、導電性があり電気化学的に耐久性のある材料であればよい。例えば、金属、炭素、導電性高分子などを用いることができ、好適には金属が用いられる。集電体用金属としては、通常、アルミニウム、白金、ニッケル、タンタル、チタン、ステンレス鋼、銅、その他の合金等が使用される。具体的には導電性、耐電圧性の面から銅、アルミニウムまたはアルミニウム合金を使用するのが好ましい。
本発明の電極を用いたキャパシタの製造方法は特に限定されず、正極、負極、セパレータ、電解質層で構成され、公知の方法にて製造される。例えば、コイン型のキャパシタの場合、正極、セパレータ、負極を積層した後に容器に挿入する。これに電解液を注入して封口することでキャパシタが得られる。キャパシタの形状は限定されないが、例としてはコイン型、円筒型、シート型などがあげられる。
セパレータとしては正極と負極が直接接触してキャパシタ内でショートすることを防止するものであり、公知の材料を用いることができる。具体的には、ポリオレフィン等の多孔質高分子フィルムや不織布、あるいは紙などからなっているが挙げられる。多孔質高分子フィルムとしては、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのフィルムが電解液によって影響を受けないため好ましい。また、セパレータとして固体電解質あるいはゲル電解質を用い、電解質層と兼用してもよい。
電解質層は、電解液の形態であってよい。電解液は水系と電解質を有機溶剤あるいは常温溶融塩に溶解した非水電解液の二種類がある。水系の電解液としては硫酸水溶液が挙げられる。非水電解液に用いられる電解質としては、従来より公知のものが使用できる。具体的には、テトラエチルアンモニウムテトラフルオロボレート、トリエチルモノメチルアンモニウムテトラフルオロボレート、テトラエチルアンモニウムヘキサフルオロフォスフェート等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。これらは単独で用いても、2種類以上を混合して用いても良い。
常温溶融塩とは、常温において少なくとも一部が液状を呈する塩をいい、常温とは電源が通常作動すると想定される温度範囲をいう。電源が通常作動すると想定される温度範囲とは、上限が120℃程度、場合によっては60℃程度であり、下限は−40℃程度、場合によっては−20℃程度である。
ゲル化剤としては、セルロース類やアクリル樹脂、アミド樹脂等公知の材料が使用可能であるが、エチレンオキシドユニットを有するポリエーテル共重合体が特に好適に用いられる。
本発明でゲル電解質として用いられるエチレンオキシドユニットを有するポリエーテル共重合体は、主鎖または側鎖に式(B)であらわされるエチレンオキシドの繰り返し単位を有する共重合体であり、
本発明で用いられるエチレンオキシドユニットを有するポリエーテル共重合体は必要があれば、下記式(A)であらわされる繰り返し単位を含んでいてもよい。
式(1):
式(2):
式(3)
合成によって得られる式(1)で表される単量体では、Rは−CH2O(CR1R2R3)が好ましく、R1、R2、R3の少なくとも一つが−CH2O(CH2CH2O)nR4であることが好ましい。R4は炭素数1〜6のアルキル基が好ましく、炭素数1〜4がより好ましい。nは2〜6が好ましく、2〜4がより好ましい。
本発明に用いることができるフィラーとしては、電気化学的に安定で、かつ電気絶縁性の材料であればよく、無機および有機フィラーが用いられる。無機フィラーの具体例として、シリカ、アルミナ、アルミナ−シリケート、ジルコニア、チタン酸カリウム、チタン酸バリウム、リチウムアルミネートなどの無機酸化物、窒化アルミニウム、窒化ケイ素などの無機窒化物等が挙げられる。
有機フィラーの具体例として、アクリル系樹脂(ポリメタクリル酸メチル等)、スチレン系樹脂、フッ素系樹脂、ウレタン系樹脂等、ポリオレフィン系樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、ポリアルキレンオキシド(ポリエチレンオキシド等)、が挙げられる。これらのフィラーは、それぞれ単独でまたは二種類以上を組み合わせて使用することができる。
これらのフィラーの中でも、シリカ、アルミナ、アルミナ−シリケート、アクリル系樹脂、スチレン系樹脂が好ましく用いられる。
作製した電極の評価としては屈曲試験と剥離試験を行った。評価結果を表1にまとめて示した。
屈曲試験はマンドレル屈曲試験にて行った。具体的には電極を幅3cm×長さ8cmに切り、長さ方向の中央(4cm部分)の基材側(電極表面が外側を向くように)に直径2mmのステンレス棒を支えにして180°折り曲げたときの折り曲げ部分の塗膜の状態を観察した。この方法で5回測定を行い、5回とも電極表面のひび割れまたは剥離や集電体からの剥がれが全く生じていない場合を○、1回でも1箇所以上のひび割れまたは剥がれが生じた場合を×と評価した。
<剥離試験(結着試験)>
剥離試験はミネベア社のTG−200Nを使用し、90°剥離試験にて行なった。具体的には、プレス後の電極を幅2.5cm×長さ6.5cmに切り、電極スラリー塗工面が上になるように両面テープ(粘着テープ:ニチバン社製)を貼り付け、90°剥離試験でのピール強度を測定した。剥離速度は50mm/minで行なった。試験は3回実施し、その平均値を求めた。
キャパシタの充放電特性及び内部抵抗を評価した。
<充放電特性>
充放電特性評価としては10mA/cm2の定電流で2.5Vまで充電を行った後、10分休止し、更に2.5Vの定電圧で30分充電を行った。その後、0.2mA/cm2の定電流で0Vまで放電を行った。静電容量Cは放電電量値、放電時間、電圧値から算出した。静電容量のサイクル特性は初回の静電容量と100サイクル目の静電容量との比より求めた。
内部抵抗は定電流で2.5Vまで充電した直後(放電初期)の降下電圧値すなわちIRドロップと放電電流値から求めた。
[バインダーの実施合成例1]
攪拌機付き反応容器に、メタアクリル酸メチル47重量部、ポリプロピレングリコールモノアクリレート(日油製:ブレンマーAP−400)33重量部、アクリル酸1.5重量部、メタアクリル酸3.5重量部、トリメチロールプロパントリアクリレート(新中村化学製:A−TMPT)15重量部、乳化剤としてラウリル硫酸ナトリウム(花王製:エマール10G)の固形分として3重量部、イオン交換水150重量部および重合開始剤として過硫酸アンモニウム0.1重量部を入れ、ホモジナイザーを用いて十分乳化させた後、窒素雰囲気下で60℃に加温し5時間重合し、その後冷却した。冷却後、28%アンモニア水溶液を用いて、重合液をpH8.1に調整し、バインダーA(重合転化率99%以上)(固形分濃度40wt%)を得た。得られた重合体の平均粒子径は0.208μmであった。
攪拌機付き反応容器に、メタアクリル酸メチル10重量部、アクリル酸ブチル58重量部、ポリエチレングリコールモノメタアクリレート(日油製:ブレンマーAE−90)8重量部、アクリル酸2重量部、メタアクリル酸6重量部、トリメチロールプロパントリアクリレート(新中村化学製:A−TMPT)16重量部、乳化剤としてとしてラウリル硫酸ナトリウム(花王製:エマール10G)の固形分として5重量部、イオン交換水150重量部および重合開始剤として過硫酸アンモニウム0.1重量部を入れ、ホモジナイザーを用いて十分乳化させた後、窒素雰囲気下で60℃に加温し5時間重合し、その後冷却した。冷却後、28%アンモニア水溶液を用いて、重合液をpH8.1に調整し、バインダーB(重合転化率99%以上)(固形分濃度40wt%)を得た。得られた重合体の平均粒子径は0.194μmであった。
攪拌機付き反応容器に、アクリル酸ブチル69重量部、ポリエチレングリコールモノメタアクリレート(日油製:ブレンマーPE−90)8重量部、アクリル酸2重量部、メタアクリル酸6重量部、トリメチロールプロパントリアクリレート(新中村化学製:A−TMPT)15重量部、乳化剤としてラウリル硫酸ナトリウム溶液(花王製:エマール2F−30)の固形分として5重量部、イオン交換水150重量部および重合開始剤として過硫酸アンモニウム0.1重量部を入れ、ホモジナイザーを用いて十分乳化させたのち、窒素雰囲気下で60℃に加温し5時間重合し、その後冷却した。冷却後、28%アンモニア水溶液を用いて、重合液をpH8.1に調整し、バインダーC(重合転化率99%以上)(固形分濃度41wt%)を得た。得られた重合体の平均粒子径は0.217μmであった。
攪拌機付き反応容器に、メタアクリル酸メチル45重量部、ポリエチレングリコールモノメタアクリレート(日油製:ブレンマーPE−90)6重量部、アクリル酸2−エチルヘキシル26重量部、アクリル酸2重量部、メタアクリル酸5重量部、トリメチロールプロパントリアクリレート(新中村化学製:A−TMPT)16重量部、乳化剤としてラウリル硫酸ナトリウム(花王製:エマール10G)の固形分として5重量部、イオン交換水150重量部および重合開始剤として過硫酸アンモニウム0.1重量部を入れ、ホモジナイザーを用いて十分乳化させた後、窒素雰囲気下で60℃に加温し5時間重合し、その後冷却した。冷却後、28%アンモニア水溶液を用いて、重合液のpHを8.2に調整し、バインダーD(重合転化率99%以上)(固形分濃度40wt%)を得た。得られた重合体の平均粒子径は0.208μmであった。
攪拌機付き反応容器に、メタアクリル酸メチル30重量部、ポリプロピレングリコールモノアクリレート(日油製:ブレンマーAP−400)35重量部、アクリル酸1.2重量部、メタアクリル酸3.8重量部、トリメチロールプロパントリアクリレート(新中村化学製:A−TMPT)30重量部、乳化剤としてドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム2重量部、イオン交換水150重量部および重合開始剤として過硫酸カリウム1重量部を入れ、超音波ホモジナイザーを用いて十分乳化させた後、窒素雰囲気下で60℃に加温し5時間重合した(重合転化率99%以上)。重合終了後、24%水酸化ナトリウム水溶液を用いて、重合液のpHを2.9から7.1に調整し、バインダーE(固形分濃度40wt%)を得た。得られた重合体の平均粒子径は0.158μmであった。
撹拌機、温度計及び蒸留装置を備えた3つ口フラスコにトリブチル錫クロライド10g及びトリブチルホスフェート35gを入れ、窒素気流下に撹拌しながら250℃で20分間加熱して留出物を留去させ残留物として固体状の縮合物質を得た。以下の重合例で重合触媒として用いた。
ポリエーテル共重合体の分子量測定にはゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)測定を行い、標準ポリスチレン換算により重量平均分子量を算出した。GPC測定は(株)島津製作所製RID−6A、昭和電工(株)製ショウデックスKD−807、KD−806、KD−806MおよびKD−803カラム、および溶媒にDMFを用いて60℃で行った。また、含有する水分量はカールフィーシャー法により測定した。
内容量3Lのガラス製4つ口フラスコの内部を窒素置換し、これに重合触媒として触媒の合成例で示した縮合物質1gと水分10ppm以下に調整したグリシジルエーテル化合物(a):
内容量3Lのガラス製4つ口フラスコの内部を窒素置換し、これに触媒として触媒の製造例で示した縮合物質2gと水分10ppm以下に調整したメタクリル酸グリシジル40g及び溶媒としてn−ヘキサン1000g及び連鎖移動剤としてエチレングリコールモノメチルエーテル0.07gを仕込み、エチレンオキシド230gはメタクリル酸グリシジルの重合率をガスクロマトグラフィーで追跡しながら、逐次添加した。重合反応はメタノールで停止した。デカンテーションによりポリマーを取り出した。その後、その後、得られたポリマーをTHF300gに溶解させ、n−ヘキサン1500g中に投入した。この操作を2回繰り返し、濾別により常圧下40℃で24時間、更に減圧下50℃で15時間乾燥してポリマー238gを得た。得られたポリエーテル共重合体の重量平均分子量は52万、モノマー換算組成分析の結果は、エチレンオキシド95mol%、メタクリル酸グリシジル5mol%であった。
[電極の実施作製例1]
電極材料として活性炭80重量部に、導電助剤としてカーボンナノチューブ10重量部、バインダーの実施合成例1で得られたバインダーAを固形分として10重量部、さらにスラリーの固形分濃度が20重量%となるように溶媒なる水を加えて遊星型ミルを用いて十分に混合して電極用スラリーを得た。
得られた電極用スラリーを厚さ20μmのアルミ集電体上に85μmギャップのダイコーターを用いて塗布し、110℃真空状態で12時間以上乾繰後、ロールプレス機にてプレスを行い、厚さ38μmの電極を作製した。
電極材料として活性炭80重量部に、導電助剤としてカーボンナノチューブ10重量部、バインダーの実施合成例2で得られたバインダーBを固形分として10重量部、さらにスラリーの固形分濃度が19重量%となるように溶媒なる水を加えて遊星型ミルを用いて十分に混合して電極用スラリーを得た。
得られた電極用スラリーを厚さ20μmのアルミ集電体上に85μmギャップのダイコーターを用いて塗布し、110℃真空状態で12時間以上乾繰後、ロールプレス機にてプレスを行い、厚さ38μmの電極を作製した。
電極材料として活性炭85重量部に、導電助剤としてカーボンナノチューブ10重量部、バインダーの実施合成例3で得られたバインダーCを固形分として5重量部、さらにスラリーの固形分濃度が20重量%となるように溶媒なる水を加えて遊星型ミルを用いて十分に混合して電極用スラリーを得た。
得られた電極用スラリーを厚さ20μmのアルミ集電体上に85μmギャップのダイコーターを用いて塗布し、110℃真空状態で12時間以上乾繰後、ロールプレス機にてプレスを行い、厚さ38μmの電極を作製した。
電極材料として活性炭85重量部に、導電助剤としてカーボンナノチューブ10重量部、バインダーの実施合成例4で得られたバインダーDを固形分として5重量部、さらにスラリーの固形分濃度が19重量%となるように溶媒なる水を加えて遊星型ミルを用いて十分に混合して電極用スラリーを得た。
得られた電極スラリーを厚さ20μmのアルミ集電体上に85μmギャップのダイコーターを用いて塗布し、110℃真空状態で12時間以上乾繰後、ロールプレス機にてプレスを行い、厚さ38μmの電極を作製した。
電極材料として活性炭82重量部に、導電助剤としてカーボンナノチューブ10重量部、バインダーの実施合成例5で得られたバインダーEを固形分として8重量部、さらにスラリーの固形分濃度が20重量%となるように溶媒なる水を加えて遊星型ミルを用いて十分に混合して電極用スラリーを得た。
得られた電極スラリーを厚さ20μmのアルミ集電体上に85μmギャップのダイコーターを用いて塗布し、110℃真空状態で12時間以上乾繰後、ロールプレス機にてプレスを行い、厚さ38μmの電極を作製した。
電極材料として活性炭82重量部に、導電助剤としてカーボンナノチューブ10重量部、バインダーポリフッ化ビニリデン(PVDF)の12重量%のNMP溶液をPVDFとして8重量部を加え、さらにスラリーの固形分濃度が26重量%となるように溶媒なるNMPを加えて遊星型ミルを用いて十分に混合して電極用スラリーを得た。得られた電極スラリーを厚さ20μmのアルミ集電体上に70μmギャップのダイコーターを用いて塗布し、110℃真空状態で12時間以上乾繰後、ロールプレス機にてプレスを行い、厚さ36μmの電極を作製した。
電極材料として活性炭82重量部に、導電助剤としてカーボンナノチューブ10重量部、バインダーの比較合成例1で得られたバインダーEを固形分として8重量部、さらにスラリーの固形分濃度が20重量%となるように溶媒なる水を加えて遊星型ミルを用いて十分に混合して電極用スラリーを得た。
得られた電極スラリーを厚さ20μmのアルミ集電体上に85μmギャップのダイコーターを用いて塗布し、110℃真空状態で12時間以上乾繰後、ロールプレス機にてプレスを行い、厚さ38μmの電極を作製した。
[キャパシタの実施製造例1]
<電解質組成物1の作製>
重合例1で得られた共重合体を10重量部、トリメチロールプロパントリメタクリレート1重量部、光反応開始剤2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−プロパン−1−オン0.2重量部を電解液としてイオン性液体1-エチル-3-メチルイミダゾリウムテトラフルオロボレート90重量部に溶解させて電解質組成物1を作製した。
電極の実施作製例1で得られた電極シートの上に、上記電解質組成物1をドクターブレードで塗布し、厚さ20μmの電解質組成物層を形成した。その後、乾燥させたのち、電解質表面をラミネートフィルムでカバーした状態で、(株)GSユアサ製の高圧水銀灯(30mW/cm2)を30秒間照射することにより架橋し、電極シート上に電解質組成物層が一体化された電極/ゲル電解質シートを作製した。
前記電極/電解質シートと電極をコインセルの大きさにくり抜き、アルゴンガスで置換されたグローブボックス内においてラミネートカバーを外してセルロース製のセパレータ1枚を挿入し、貼り合わせて試験用2032型コインでキャパシタを製造した。評価結果を表2の実施例に示す。
<電解質組成物2の作製>
重合例2で得られた共重合体を10重量部、トリメチロールプロパントリメタクリレート1重量部、光反応開始剤2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−プロパン−1−オン0.2重量部を電解液としてイオン性液体1-エチル-3-メチルイミダゾリウムテトラフルオロボレート90重量部に溶解させて電解質組成物2を作製した。
電極の実施作製例2で得られた電極シートの上に、上記電解質組成物2をドクターブレードで塗布し、厚さ20μmの電解質組成物層を形成した。その後、乾燥させたのち、電解質表面をラミネートフィルムでカバーした状態で、(株)GSユアサ製の高圧水銀灯(30mW/cm2)を30秒間照射することにより架橋し、電極シート上に電解質組成物層が一体化された電極/ゲル電解質シートを作製した。
前記電極/電解質シートと電極をコインセルの大きさにくり抜き、アルゴンガスで置換されたグローブボックス内においてラミネートカバーを外してセルロース製のセパレータ1枚を挿入し、貼り合わせて試験用2032型コインでキャパシタを製造した。評価結果を表2の実施例に示す。
アルゴンガスで置換されたグローブボックス内において、電極の実施作製例3で得た電極2枚の間に、セルロース製のセパレータ1枚を挿入し、電解液としてイオン性液体1-エチル-3-メチルイミダゾリウムテトラフルオロボレートを十分に含浸させ、試験用2032型コインでキャパシタを製造した。評価結果を表2の実施例に示す。
アルゴンガスで置換されたグローブボックス内において、電極の実施作製例4で得た電極2枚の間に、セルロース製のセパレータ1枚を挿入し、電解液としてイオン性液体1-エチル-3-メチルイミダゾリウムテトラフルオロボレートを十分に含浸させ、試験用2032型コインでキャパシタを製造した。評価結果を表2の実施例に示す。
アルゴンガスで置換されたグローブボックス内において、電極の実施作製例5で得た電極2枚の間に、セルロース製のセパレータ1枚を挿入し、電解液としてイオン性液体1-エチル-3-メチルイミダゾリウムテトラフルオロボレートを十分に含浸させ、試験用2032型コインでキャパシタを製造した。評価結果を表2の実施例に示す。
電極の作製例の比較作製例1で得た電極を用いた以外は、キャパシタの実施作製例5と同様にしてキャパシタを作製した。
電極の作製例の比較作製例2で得た電極を用いた以外は、キャパシタの実施作製例5と同様にしてキャパシタを作製した。
Claims (12)
- 炭素数1〜8の直鎖もしくは分岐のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステル(A)から誘導される構成単位と、(メタ)アクリル酸(B)から誘導される構成単位と、炭素数が1〜4の直鎖もしくは分岐のアルキレングリコール基を有するポリアルキレングリコール系(メタ)アクリレートモノマー(C)から誘導される構成単位と、架橋剤として、3〜5官能の多官能(メタ)アクリレートモノマー(D)から誘導される構成単位とを少なくとも含む重合体であり、
重合体に対して、炭素数1〜8の直鎖もしくは分岐のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステル(A)から誘導される構成単位の含有量が15〜98重量%、(メタ)アクリル酸(B)から誘導される構成単位の含有量が0.5〜15重量%、炭素数が1〜4の直鎖もしくは分岐のアルキレングリコール基を有するポリアルキレングリコール系(メタ)アクリレートモノマー(C)から誘導される構成単位の含有量が1〜45重量%、架橋剤として、3〜5官能の多官能(メタ)アクリレートモノマー(D)から誘導される構成単位の含有量が0.5〜25重量%である重合体を含有することを特徴とする電気化学キャパシタ用バインダー。 - 炭素数1〜8の直鎖もしくは分岐のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステル(A)から誘導される構成単位の含有量が、炭素数が1〜4の直鎖もしくは分岐のアルキレングリコール基を有するポリアルキレングリコール系(メタ)アクリレートモノマー(C)から誘導される構成単位の含有量よりも重量の点において多いことを特徴とする請求項1記載の電気化学キャパシタ用バインダー。
- ポリアルキレングリコール系(メタ)アクリレートモノマー(C)のポリアルキレングリコール基の重合度が2〜20の整数であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の電気化学キャパシタ用バインダー。
- (メタ)アクリル酸エステル(A)が(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシルからなる群より選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれかに記載の電気化学キャパシタ用バインダー。
- 3〜5官能の多官能(メタ)アクリレートモノマー(D)が3官能(メタ)アクリレートであることを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれかに記載の電気化学キャパシタ用バインダー。
- 少なくとも請求項1〜請求項5のいずれかに記載のバインダーと炭素材料を含むことを特徴とする電気化学キャパシタ用電極。
- 請求項6に記載の電極と電解質層を有することを特徴とする電気化学キャパシタ。
- 電解質層に常温溶融塩を含有することを特徴とする請求項7に記載の電気化学キャパシタ。
- 電解質層がゲル電解質層であることを特徴とする請求項7または請求項8に記載の電気化学キャパシタ
- 該ゲル電解質層が、電解質塩とエチレンオキシドユニットを有するポリエーテル共重合体を含有することを特徴とする請求項9に記載の電気化学キャパシタ。
- エチレンオキシドユニットを有するポリエーテル共重合体が、(A)で示される繰り返し単位0〜89.5モル%
(B)で示される繰り返し単位99.5〜10モル%、
から構成されることを特徴とする請求項10に記載の電気化学キャパシタ。 - 電解質層にリチウム塩を含有することを特徴とする請求項7〜請求項11のいずれかに記載の電気化学キャパシタ。
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