JP2018506845A5

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Publication number: JP2018506845A5
Application number: JP2017533405A
Authority: JP
Filing date: 2016-01-21
Publication date: 2019-02-28
Anticipated expiration: 2036-01-21

Claims

カソードと、
アノードと、
セパレータと、
電解質と、
式Ｉの化合物を含む添加剤と、
Ｒ−Ｘ（Ｉ）
を含む電気化学二重層コンデンサであって、
Ｒは、飽和アルキル、不飽和アルキル、飽和分岐アルキル、アリール、置換アリール、又は置換アルキルであり、
Ｘは、Ｉ、Ｂｒ、Ｃｌ、−ＳＯ_２Ｆ、−ＳＯ_２ＣＦ_３、−ＯＣＨ_３、−Ｎ（ＳＯ_２Ｆ）_２、−Ｎ（ＳＯ_２ＣＦ_３）_２、−Ｎ（ＣＮ）_２、−Ｓｉ（ＣＨ_３）_３、−Ｏ−Ｓ（Ｏ）_２−ＯＣＨ_３、−Ｓ（Ｏ）_２−Ｏ−ＣＦ_３、又はトシレートであり、
前記電気化学二重層コンデンサの前記電解質内の式Ｉの前記化合物の濃度は、体積で約０．１％、約０．２％、約０．３％、約０．４％、約０．５％、約０．６％、約０．７％、約０．８％、約０．１％、約１％、約２％、約３％、約４％、約５％、約６％、約７％、約８％、約９％からなる群より選択される、電気化学二重層コンデンサ。
式Ｉの前記化合物は塩化アルキルである、請求項１に記載の電気化学二重層コンデンサ。
式Ｉの前記化合物は塩化アリールである、請求項１に記載の電気化学二重層コンデンサ。
式Ｉの前記化合物は、クロロベンゼン、１−クロロ−ｎ−ブタン、ブロモベンゼン、１−ブロモ−ｎ−ブタン、１−クロロプロパン、及び１−ブロモプロパンのうち少なくとも１つである、請求項１に記載の電気化学二重層コンデンサ。
式Ｉの前記化合物はクロロベンゼンである、請求項４に記載の電気化学二重層コンデンサ。
式Ｉの前記化合物は１−クロロ−ｎ−ブタンである、請求項４に記載の電気化学二重層コンデンサ。
式Ｉの前記化合物は前記電解質に含まれ、前記電解質はイオン種及び溶剤を含む、請求項１に記載の電気化学二重層コンデンサ。
前記溶剤は、アセトニトリル、プロピオニトリル、及びブチロニトリルのうち少なくとも１つである、請求項７に記載の電気化学二重層コンデンサ。
前記溶剤は、ガンマ−ブチロラクトン、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、及びジエチルカーボネートのうち少なくとも１つである、請求項７に記載の電気化学二重層コンデンサ。
前記イオン種は第４級アンモニウム塩である、請求項７に記載の電気化学二重層コンデンサ。
前記第４級アンモニウム塩は、スピロ−ビピロリジニウムテトラフルオロボレート（ＳＢＰＢＦ_４）、テトラエチルアンモニウムテトラフルオロボレート（ＴＥＡＴＦＢ）、及びトリエチル（メチル）アンモニウムテトラフルオロボレートのうち１つである、請求項１０に記載の電気化学二重層コンデンサ。
前記電解質は更に安定剤を含む、請求項７に記載の電気化学二重層コンデンサ。
前記安定剤はベンゾニトリルである、請求項１２に記載の電気化学二重層コンデンサ。
式Ｉの前記化合物は前記セパレータに含まれる、請求項１に記載の電気化学二重層コンデンサ。
式Ｉの前記化合物は前記アノード及び前記カソードのうち少なくとも１つに含まれる、請求項１に記載の電気化学二重層コンデンサ。
式Ｉの前記化合物は前記カソード及び前記アノードのうち少なくとも１つの結合剤に含まれる、請求項１５に記載の電気化学二重層コンデンサ。
約２．７Ｖよりも大きい動作電圧を有する、請求項１に記載の電気化学二重層コンデンサ。
約５０℃よりも高い定格最高温度を有する、請求項１に記載の電気化学二重層コンデンサ。
カソードと、
アノードと、
セパレータと、
電解質と、
ベンゾニトリルである安定剤と、
式Ｉの化合物を含む添加剤と、
Ｒ−Ｘ（Ｉ）
を含む電気化学二重層コンデンサであって、
Ｒは、飽和アルキル、不飽和アルキル、飽和分岐アルキル、アリール、置換アリール、又は置換アルキルであり、
Ｘは、Ｉ、Ｂｒ、Ｃｌ、ＦＳＯ_２、ＣＦ_３ＳＯ^２、ＯＣＨ_３、Ｎ（ＳＯ_２Ｆ）_２、Ｎ（ＳＯ_２ＣＦ_３）_２、Ｎ（ＣＮ）_２、Ｓｉ（ＣＨ_３）_３、ＳＯ_４ＣＨ_３、ＣＦ_３ＳＯ_３、又はトシレートであり、
前記電気化学二重層コンデンサの前記電解質内の式Ｉの前記化合物及び前記安定剤の総濃度は体積で約１０％以下である、電気化学二重層コンデンサ。
式Ｉの前記化合物及び前記安定剤の前記総濃度はほぼ同じである、請求項１９に記載の電気化学二重層コンデンサ。
式Ｉの前記化合物及び前記安定剤の前記総濃度は約５％である、請求項１９に記載の電気化学二重層コンデンサ。
式Ｉの前記化合物はクロロベンゼンである、請求項１９に記載の電気化学二重層コンデンサ。
式Ｉの前記化合物は１−クロロ−ｎ−ブタンである、請求項１９に記載の電気化学二重層コンデンサ。
ＥＤＬＣセルを製造する方法であって、
正極集電体上にカソードを配置することと、
負極集電体上にアノードを配置することと、
前記正極集電体と前記負極集電体との間にセパレータを配置して前記ＥＤＬＣセルを形成することと、
前記ＥＤＬＣセルをコンテナ内に配置することと、
イオン種と、溶剤と、式Ｉの化合物を含む添加剤と、を含む電解質配合物を前記ＥＤＬＣセルに浸透させることと、
を含み、
Ｒ−Ｘ（Ｉ）
Ｒは、飽和アルキル、不飽和アルキル、飽和分岐アルキル、アリール、置換アリール、又は置換アルキルであり、
Ｘは、Ｉ、Ｂｒ、Ｃｌ、ＦＳＯ_２、ＣＦ_３ＳＯ^２、ＯＣＨ_３、Ｎ（ＳＯ_２Ｆ）_２、Ｎ（ＳＯ_２ＣＦ_３）_２、Ｎ（ＣＮ）_２、Ｓｉ（ＣＨ_３）_３、ＳＯ_４ＣＨ_３、ＣＦ_３ＳＯ_３、又はトシレートであり、
前記電解質内の式Ｉの前記化合物の濃度は、体積で約０．１％、約０．２％、約０．３％、約０．４％、約０．５％、約０．６％、約０．７％、約０．８％、約０．１％、約１％、約２％、約３％、約４％、約５％、約６％、約７％、約８％、約９％からなる群より選択される、方法。
前記電解質は更に安定剤を含む、請求項２４に記載の方法。
前記安定剤はベンゾニトリルである、請求項２５に記載の方法。
式Ｉの前記化合物は、前記ＥＤＬＣセル内に存在する第３級アミンをアルキル化又はアリール化するように配合されている、請求項２４に記載の方法。
式Ｉの前記化合物は塩化アルキルである、請求項２４に記載の方法。
式Ｉの前記化合物は塩化アリールである、請求項２４に記載の方法。
式Ｉの前記化合物は、クロロベンゼン、１−クロロ−ｎ−ブタン、ブロモベンゼン、１−ブロモ−ｎ−ブタン、１−クロロプロパン、及び１−ブロモプロパンのうち少なくとも１つを含む、請求項２４に記載の方法。
式Ｉの前記化合物はクロロベンゼンである、請求項３０に記載の方法。
前記溶剤は、アセトニトリル、プロピオニトリル、及びブチロニトリルのうち少なくとも１つを含む、請求項２４に記載の方法。
前記イオン種は、スピロ−ビピロリジニウムテトラフルオロボレート（ＳＢＰＢＦ_４）、テトラエチルアンモニウムテトラフルオロボレート（ＴＥＡＴＦＢ）、及びトリエチル（メチル）アンモニウムテトラフルオロボレートのうち１つである、請求項２４に記載の方法。
前記ＥＤＬＣセルは約２．７Ｖよりも大きい動作電圧を有する、請求項２４に記載の方法。
前記ＥＤＬＣセルは摂氏約５０度よりも高い動作温度を有する、請求項２４に記載の方法。