JP3091373B2 - 電気二重層キャパシタ - Google Patents
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Description
炭、活性炭素繊維を分極性電極に使用する改良された電
気二重層キャパシタに関するものである。より詳細に
は、本発明の電気二重層キャパシタは、比表面積の異な
る活性炭素材を分極性電極に使用したので、高い容量当
たりの出力が得られる利点がある。
こで活性炭、活性炭素繊維などを総括して活性炭素材と
定義する)を分極性電極として使用した電気二重層キャ
パシタの開発が積極的に行われている。電気二重層キャ
パシタとは、活性炭素材表面と電解液との間に形成され
る電気二重層を利用した大容量のコンデンサーである。
次電池の様な化学反応を伴わないために、二次電池と比
較して内部抵抗が格段に低くエネルギー密度が低い割り
には出力密度が高くて、大電流放電が可能である利点が
ある。さらに、充放電回数の制限が無いという特徴も有
している。
点はエネルギー密度が低くて高い出力容量が得難いこと
であって、この点を改良すべくこれまでに種々の検討が
なされている。また、活性炭素材を分極性電極とする電
気二重層キャパシタでは、電解液としてプロピレンカー
ボネート等の有機系極性溶媒に過塩素酸リチウム等の電
解質を溶解させた非水性(有機系)液を用いる場合や、
硫酸水溶液や水酸化カリウム水溶液等の水性液を用いる
場合もあり、その電解液の面からの検討もなされてい
る。
パシタの用途として自動車のエンジン始動用があるが、
このような大電流放電が必要とされる用途においては、
上記電気二重層キャパシタが有望とされ、その性能の向
上が要求されている。
電極に使用する活性炭素材の単位重量あたりのキャパシ
タ容量は、活性炭素材の比表面積に比例すると言われて
おり、その単位重量あたりのキャパシタ容量を上げるた
めには比表面積の高い活性炭素材を使用する必要があ
る。
には活性炭素材そのものの充填密度が低下する。このた
め活性炭素材の単位体積あたりのキャパシタ容量を最も
多くするためには最適な比表面積が存在することがすで
に知られている(特開平5−82395号公報)。しか
し、電極の素材となる活性炭の比表面積を2000m2
/g以上とする必要があり、収率が極端に低く、かつ体
積が大きくなる問題があった。
種々検討した結果、分極性電極に用いる活性炭素材の比
表面積を異ならせる、特に負極に用いる活性炭素材の比
表面積を正極に用いるそれよりも小さくし、かつ両電極
に用いる活性炭素材の最適比表面積を見出すことによっ
て、比較的小さい比表面積の活性炭素材を用いてもキャ
パシタの単位重量(容量)あたりのキャパシタ出力容量
を向上させることが可能となることを見出し、本発明を
完成するに至った。
なる電極を両極に用いる電気二重層キャパシタにおい
て、 (i) 水系の場合は、負極に用いる活性炭素材の比表面積
が500m 2 /g〜1200m 2 /g、正極に用いる活
性炭素材の比表面積が1200m 2 /g〜1600m 2
/gであり、 (ii)非水系の場合は、負極に用いる活性炭素材の比表面
積が1000m 2 /g〜1500m 2 /g、正極に用い
る活性炭素材の比表面積が1800m 2 /g〜2500
m 2 /gであり、且つ (iii) 負極に用いる活性炭素材の比表面積が正極に用い
る活性炭素材の比表面積より小さいことを特徴とする、
電気二重層キャパシタを提供する。また、 活性炭素
材が活性炭素繊維である点にも特徴を有する。また、
活性炭素材よりなる電極を両極に用いる電気二重層キ
ャパシタにおいて、負極に用いる活性炭素材の重量割合
が正極に用いる活性炭素材に対して0.4〜0.9であ
る、電気二重層キャパシタを提供する。
電気二重層キャパシタは、低内部抵抗であり、キャパシ
タの単位重量(容量)あたりのキャパシタ容量が高くて
蓄電エネルギー量が大きいために,特に自動車のエンジ
ン始動用等の大電流放電が必要な用途に適している。な
お,ここでいう比表面積とは、BET法により測定し、
測定精度を考慮して十の位を四捨五入して百の桁から表
示したものを指す。
代表的構造を示す模式図である。図5において、1は正
極、2は負極、3はステンレス蓋、4はステンレスケー
ス、5は封口体、6はセパレータ、7は電解液である。
表面積:従来,電気二重層キャパシタの正極,負極両極
ともに同じ活性炭素材が使用されていたが,本発明者は
両極に使用する活性炭素材の比表面積を変化させた場合
におけるキャパシタ容量の変化について検討を重ねた結
果、本発明に到達したのである。
を構成する活性炭素材からなる分極性電極において、キ
ャパシタの単位重量当たりの出力容量は、 (i) 水系の場合は、負極に用いる活性炭素材の比表面積
が500m 2 /g〜1200m 2 /g、正極に用いる活
性炭素材の比表面積が1200m 2 /g〜1600m 2
/gであり、 (ii)非水系の場合は、負極に用いる活性炭素材の比表面
積が1000m 2 /g〜1500m 2 /g、正極に用い
る活性炭素材の比表面積が1800m 2 /g〜2500
m 2 /gであり、且つ (iii) 負極に用いる活性炭素材の比表面積が正極に用い
る活性炭素材の比表面積より小さいことを特徴とする。
極側よりも比表面積を低くすると良い理由について明確
には解明できていないが、活性炭素材に吸脱着するイオ
ンの大きさが関係していると推定される。即ち、正極に
対して負極表面にドープされるイオン種は、非水系、水
系の電解液を問わず正極にドープされるイオン種に比べ
サイズが小さいために、負極に用いる活性炭素材は比表
面積が発達していない細孔径の小さなものでも高いドー
プ能力を示すものと考えられるからである。
活性炭素材からなる分極性電極において、 (i) 水系の場合は、負極に用いる活性炭素材の比表面積
が500m 2 /g〜1200m 2 /gであり 、(ii)非水系の場合は、負極に用いる活性炭素材の比表面
積が1000m 2 /g〜1500m 2 /gであるから、
まとめると 、負極に用いる活性炭素材の比表面積が50
0m2 /g〜1500m2 /g、好ましくは500m2
/g〜1300m2 /g、より好ましくは600〜12
00m2 /gであるのが良い。負極に用いる活性炭素材
の比表面積が500m2 /g未満では容量が小さく、一
方、該比表面積が1500m2 /gを超えるとそれ以上
比表面積を大きくしても容量増加が見られず、かえって
密度が低下するため好ましくない。
たりのキャパシタ容量を向上させるためには、活性炭素
材の重量あたりのキャパシタ容量が同一の場合、上記の
ように負極材として比表面積の小さい活性炭素材を使用
する方が良い。これは、活性炭素材の見かけの密度は比
表面積が小さいほど高くなり、電極の嵩密度も高くなる
ためである。
成する活性炭素材からなる分極性電極において、 (i) 水系の場合は、正極に用いる活性炭素材の比表面積
が1200m 2 /g〜1600m 2 /gであり 、(ii)非水系の場合は、正極に用いる活性炭素材の比表面
積が1800m 2 /g〜2500m 2 /gであるから、
まとめると 、正極に用いる活性炭素材の比表面積が12
00〜2500m2 /g、好ましくは1200〜230
0m2 /g、より好ましくは1200〜2200m2 /
gであるのが良い。正極に用いる活性炭素材の比表面積
が1200m2 /g未満では容量が小さく、一方、該比
表面積が2500m2 /gを超えると該活性炭素材の収
率が極端に小さくなり実使用上好ましくない。
溶液を使用した場合には負極に使用する活性炭素材の比
表面積としては、500〜1200m2 /g、特に好ま
しくは600〜1000m2 /gのものを、また正極に
使用する活性炭素材の比表面積としては、1200〜1
600m2 /g程度のものを使用する必要がある。(ii) 電解液として過塩素酸リチウムのプロピレンカーボ
ネート溶液のような非水性溶液を使用する場合には、正
極の活性炭素材としては1800〜2200m2 /g程
度のものを使用し、負極の活性炭素材としては1200
〜1500m2/g程度のものを使用する必要がある。
素材が効率よく作用するためには、負極に用いる活性炭
素材の比表面積が正極に使用する活性炭素材の比表面積
より小さいことが必要な要件である。本発明に使用する
活性炭素材には、活性炭、活性炭素繊維などが含まれ、
該活性炭の形態としては粉末状、粒状などが、また活性
炭素繊維としては短繊維、ミルド、フィラメントなど任
意の形状のものが使用できる。
天然物、石炭等から得られる芳香族系多環縮合物、フェ
ノール樹脂などの合成樹脂を常法によって炭化・賦活し
たものを指す。ここで活性炭素繊維とは、石炭、石油等
のピッチ、フェノール系、アクリル系、芳香族ポリアミ
ド系、セルロース系等の繊維を常法により炭化・賦活し
たものを指す。
定されるものではないが,特に好ましく使用されるのは
活性炭素繊維である。活性炭素繊維は比表面積の調整や
細孔分布の調整が容易に行うことができ、且つ比表面積
の大きなものの製造も容易である。また、活性炭素繊維
はシート状の形態に成形し易いという利点も有してい
る。
0m2 /g程度のものでは上記の活性炭素繊維の製造上
必要な所謂賦活処理を行うこと無く、600〜1000
℃程度の低温熱処理(乾留)を行うだけで十分であり、
このような炭化処理品も本発明に用いることができる。
素材を製造するには、特に賦活の際の温度と時間などを
種々変更することにより、意図する比表面積の活性炭素
材が得られる。本発明において使用される活性炭素繊維
の原料は、好ましくはフェノール系或いはピッチ系、特
に石油ピッチ系のものを使用するのが良い。これらの原
料を使用した場合には、活性炭素繊維の比表面積を調整
しやすく、且つ賦活収率も高く有利である。
方法は特に限定されないが、従来知られている活性炭素
材電極の製造手法をそのまま使用することが出来る。例
えば、活性炭の場合、シート状に圧延したシート状物、
粉末状の活性炭を焼結したもの、活性炭の粉末と硫酸水
溶液とを混合しペースト状にし、アルミ基板に薄膜状に
積層したもの(特開昭63−244609号公報、特開
平2−174210号公報)、フェノール樹脂成形体を
発泡・炭化・賦活した後に電解液を含浸したものなどが
挙げられる。
布状に適用するものや、活性炭素繊維の織布を使用し,
電解液を含浸するもの(特開昭64−82514号公
報)等を挙げることができる。
系電解液とは、溶媒としては非プロトン性でかつ高誘電
率のものが用いられる。具体例として、プロピレンカー
ボネート、γ−ブチロラクトン、ジメチルスルフォキシ
ド、ジメチルフォルムアミド、アセトニトリル、エチレ
ンカーボネート、テトラヒドロフラン、ジメトキシエタ
ン等を挙げることが出来る。これらの非水性溶媒は一種
または二種以上の混合溶媒として用いることができる。
電解質としては、金属の陽イオン、4級アンモニウムカ
チオン、カルボニウムカチオン等の陽イオンと陰イオン
の塩を挙げることが出来る。ここで用いられる陰イオン
としては、例えばClO4 -、BF4 - 、PF4 - 、P
F6 - 、AsF6 - 等が挙げられる。具体的な電解質と
して、例えばLiClO4 、BuN・ClO4 、NaB
F4 等を挙げうる。
して水を使用したものである。その水性系電解液に用い
る電解質として、例えばNaCl、NaOH、KOH、
HCl、H2 SO4 等を挙げることができる。本発明に
使用する水系電解液は特に限定されないが,特に好まし
くは硫酸水溶液を使用するのが良い。硫酸水溶液を使用
した場合には、各種の電解液の中でも活性炭素材の単位
重量あたりのキャパシタ容量が高くなるので好ましい。
(有機極性溶媒)系又は水性系のいずれのものも使用す
ることが出来る。なかでも、電解液として水系を用いる
と、負極材のコスト面からも好ましい。また、電解液と
して水性溶液、特に硫酸水溶液を使用すると、キャパシ
タの出力容量の向上が大きい。
いが水性系の場合には10重量%〜60重量%、好まし
くは20重量%〜40重量%とするのが良い。非水性溶
媒の場合の電解質の濃度は0.5M/L〜3M/L、好
ましくは1M/L〜2M/Lの範囲が望ましい。
量比:また、本発明においては、上記のように両極に比
表面積の異なる活性炭素材を用いることを特徴とするも
のであるが、或いは従来技術と同じように両極に同じ比
表面積の活性炭素材を使用するなど本発明の範囲外の場
合でも、負極の活性炭素材の重量を正極の活性炭素材の
重量に比して大幅に減少させることによりキャパシタの
重量あるいは容量あたりの出力容量を向上させることも
できる。
用すれば、より一層のキャパシタの出力容量の向上を図
ることができる。すなわち、負極に用いる活性炭素材の
重量割合を正極に用いる活性炭素材に対して0.4〜
0.9、好ましくは0.5〜0.8とすることが望まし
い。
材の重量に対して0.4未満では容量が小さく実使用上
好ましくないし、0.9を超えると負極の活性炭素材の
重量が増加してもキャパシタの出力容量が殆ど向上しな
く意味がない。電解液として硫酸水溶液のような水性溶
液を使用した場合には、負極活性炭素材の量は、正極の
活性炭素材に対して0.5以上0.7以下であることが
好ましい。
ト、過塩素酸リチウムのような非水性溶液を使用した場
合には負極の活性炭素材の量は0.4以上0.9以下で
あることが好ましい。
を小さくできて収率が向上するとともに、その嵩密度が
高くなるため、負極そのものをより高嵩密度化出来る。
そのため、電気二重層キャパシタ中に占める負極の体積
を小さく出来る。 さらに、負極に使用する活性炭素材の重量を少なく
出来るため、負極そのものの占める体積を小さく出来
る。
様の容量内で、正極の活性炭素材の重量を増やすことが
でき、3割程度のキャパシタ容量のアップが可能とな
る。 負極の活性炭素材の比表面積を小さくし、且つ正
極,負極両極に用いる活性炭素材の最適な比表面積及び
使用量を設計することが可能となり、キャパシタの容量
当りのコスト低減が可能となる。
明するが,本発明はそれに限定されるものではない。 (実施例1)<水性液−石油ピッチ系活性炭素繊維の使
用と比表面積の変化> 石油の分解残渣油を熱処理して得た軟化点270℃の光
学的等方性ピッチを幅2mmのスリット中に直径0.2
mmの紡糸孔を一列に1,000個有する口金を用いて
紡糸してピッチ繊維を製造した。この紡出されたピッチ
繊維を捕集部分が35メッシュのステンレス製金網で構
成されたベルトの背面から吸引してベルト上に捕集し
た。
で平均昇温速度4℃/分で不融化処理を行った後、窒素
ガス中で600℃で軽度炭化処理を行った。この軽度炭
化糸を用い、水蒸気中800℃〜950℃の温度範囲で
10分〜50分間賦活処理を行い、比表面積400m2
/g〜2500m2 /gの種々の石油ピッチ系活性炭素
繊維を作製した。
比表面積を持つ活性炭素繊維40mgを正極とし、負極
には400m2 /gの活性炭素繊維10mgを用い、図
5に示す構造の電気二重層キャパシタを試作しその容量
の測定を行った。この様に、負極に対して40mgとい
う大過剰量の活性炭素繊維を正極に用いることにより、
キャパシタの容量は負極の活性炭のみに影響を受けるこ
とになり、最適な負極用活性炭素繊維の検討が可能とな
る。
用い、活性炭素繊維を硫酸水溶液に浸漬した後、この状
態で減圧処理を行うことにより活性炭素繊維に完全に電
解液を含浸させキャパシタを作製した。この様にして試
作したキャパシタを用い容量を測定したところ20F/
gであった。
は、正極に0.5g、負極に0.5gの活性炭素繊維を
使用した場合のキャパシタの容量を指す。このため本実
験において測定した容量を20mg(負極の活性炭素繊
維の使用量×2)で割ることにより活性炭素繊維1g当
りの容量とした。
持つ活性炭素繊維を10mg用い、正極は上記と同様1
800m2 /gの活性炭素繊維40mgで電気二重層キ
ャパシタを作製し、39F/gの容量を得た。以下、同
様にして負極に使用する活性炭素繊維の比表面積を種々
変化させ,キャパシタ容量を測定した。その結果を図1
に示した。
る、負極に使用する活性炭素繊維の比表面積を種々変化
させた時のキャパシタ容量の変化を示す。図1による
と、負極に用いる活性炭素繊維の比表面積が500m2
/gを超えたあたりから,キャパシタ容量が急速に増大
し、比表面積が800m2 /gでは57F/gの容量に
達し、比表面積が1000m2 /g以上の場合には比表
面積が増加しても容量の増加が極めて少なく、比表面積
が1200m2 /gを超えたあたりからほぼ一定した。
正極の活性炭素繊維の比表面積のキャパシタ容量に及ぼ
す影響を検討した。すなわち、負極には比表面積が10
00m2 /gの石油ピッチ系活性炭素繊維を40mg使
用し、正極には種々の比表面積を持つ活性炭素繊維を1
0mg用い、それぞれのキャパシタ容量を測定した。そ
の結果も図1に示した。活性炭素繊維の比表面積が10
00m2 /gを超える頃から容量は急速に増大し、比表
面積が1600m2 /gとなったあたりからほぼ一定し
た。
性炭素繊維の使用と比表面積の変化> 実施例1で得られた石油ピッチ系活性炭素繊維を用い、
実施例1と同様の手法で非水性溶媒系での検討を行っ
た。用いた電解液は、1M/Lの過塩素酸リチウムのプ
ロピレンカーボネート溶液を使用した。負極及び正極に
及ぼす比表面積の影響の測定結果を図2に示した。
ける、負極に使用する活性炭素繊維の比表面積を種々変
化させた時のキャパシタ容量の変化を示したものであ
る。図2によると、負極に用いた活性炭素繊維の比表面
積が800m2 /gを超えたあたりからキャパシタ容量
が急激に増加し,比表面積が1400m2 /gを超えた
あたりからほぼ一定となり、2000m2 /gの場合に
35F/gに達した。一方、正極の容量は比表面積が1
600m2 /gを超えたあたりから増大し、比表面積が
増大するに従い増加し、比表面積が2500m2 /gの
ときに30F/gに達した。
ピッチ系活性炭素繊維の使用とその量比の変化> 実施例1において得られた種々の比表面積の石油ピッチ
系活性炭素繊維を用い、両極に同じ比表面積の活性炭素
繊維を用いたときの負極活性炭素繊維量の影響を検討し
た。
用し、1200m2 /gの活性炭素繊維を正極と負極に
それぞれ20mg用いて電気二重層キャパシタを試作し
た後、その容量を測定し34F/gを得た。
減少させ同様にキャパシタ容量の測定を行ったところ、
やはり34F/gであった。以後、同様にして負極の活
性炭素繊維量を順次1mg程度つづ減らして行きキャパ
シタ容量の測定を繰り返したところ、11mgまではほ
とんど変化は無かったが、10mgすなわち正極に対し
て半分に減らしたところ、キャパシタ容量は30F/g
に減少した。
性炭素繊維量を11mgまで減少しても容量の減少が見
られなったことから、負極の適正量を11mgとし正極
に対する比率を11/20=0.55とした。同様にし
て、種々の比表面積の活性炭素繊維の場合の負極の適正
量を求めた。その結果を図3に示した。
性炭素繊維を使用した場合、負極の活性炭素繊維の適正
量の変化と比表面積の変化の傾向を示すグラフである。
図3に示されるように、同じ比表面積の活性炭素繊維を
用いた場合において、正極に対する適正な負極の活性炭
素繊維の量は、0.5〜0.7であった。さらに、電解
液として過塩素酸リチウムのプロピレンカーボネート溶
液を使用した非水系において、両極に同じ比表面積の活
性炭素繊維を用いたときの適正な負極の活性炭素繊維量
の検討を行った。その結果も図3に示した。この場合の
適正な負極の活性炭素繊維の量は正極の活性炭素繊維に
対して0.4〜0.9であった。
ル系活性炭素繊維の使用と比表面積の変化> ノボラック系フェノール樹脂(住友デュレズ製PR−5
3195)を130℃で溶融紡糸した。口数252,紡
糸口金直径0.20mmφ,巻取り速度520m/分の
条件で紡糸を行い,1.90dの未硬化フェノール樹脂
繊維を得た。
%塩酸と15重量%のホルムアルデヒドからなる混合水
溶液に室温で浸漬し、昇温を開始した。96℃の温度ま
で昇温した後にこの温度で8時間保持した。次いで、2
%のアンモニアと50%のメタノールよりなる混合水溶
液に70%で1時間浸漬した。この繊維を取り出し水洗
及び乾燥を行い、硬化したフェノール繊維を得た。
19kg/mm2 、伸度40%の物性を有していた。こ
の繊維をプロパンの燃焼ガス中で種々の条件で賦活を行
い、400〜2500m2 /gの比表面積をもつフェノ
ール系活性炭素繊維を得た。この活性炭素繊維を用い、
電解液として硫酸水溶液を使用し、実施例1と同様にし
て負極及び正極の容量を求めたところ図1とほぼ同様の
傾向を示した。
いる活性炭素繊維の比表面積が500m2 /gを超えた
あたりから、キャパシタ容量が急速に増大し、比表面積
が1200m2 /gを超えたあたりからほぼ一定した。
また、正極容量に関しては、正極の活性炭素繊維の比表
面積が1000m2 /gを超える頃から容量は急速に増
大し、比表面積が1600m2 /gとなったあたりから
ほぼ一定した。
リチウムのプロピレンカーボネート溶液を用い、実施例
2と同様にして非水系における検討を行ったところ、図
2とほぼ同様の結果を得た。すなわち、負極容量は負極
に用いた活性炭素繊維の比表面積が800m2 /gを超
えたあたりからキャパシタ容量が急速に増加し、比表面
積が1400m2 /gを超えたあたりからほぼ一定とな
った。一方、正極の容量は比表面積が1600m2 /g
を超えたあたりから増大し,比表面積が増大するに従い
増加した。
使用と比表面積の変化> ヤシ殻を出発原料とし賦活処理を行い、比表面積400
〜2000m2 /gの種々の比表面積の活性炭を得た。
この活性炭を用い実施例1及び実施例2と同様にして、
水性系及び非水性系における負極及び正極に用いる活性
炭の比表面積の容量に及ぼす影響を測定した。
なる電極を作製した。すなわち、活性炭粉末に液状潤滑
材としてプロピレングリコールを加えて混合した後、P
TFE水性ディスパージョン(ダイキン工業(株)製D
−1)を加え混練りを行った。このものを1mmの厚さ
のシートに圧延成形し熱風乾燥した後、電気二重層キャ
パシタの電極とした。その結果は図1及び図2に示した
ものとほぼ同様のものであった。
油ピッチ系活性炭素繊維の使用と量比の変化> 実施例1と同様にして、正極に比表面積が1400m2
/gの石油ピッチ系活性炭素繊維を20mg用い、負極
に800m2 /gの比表面積のものを用い、実施例3と
同様にして順次負極に使用する活性炭素繊維量を20m
gから順次減少させつつ容量を測定した。その結果を図
4に示した。
負極に比表面積800m2 /gの活性炭素繊維を20m
gずつ用いた場合のキャパシタ容量を測定したところ3
9F/gであった。この容量をベースに容量比を求め
た。すなわち、図4は負極の活性炭素繊維の量の変化に
応じた出力容量の変化の傾向を示すグラフである。
極の約1/2のものにしてもキャパシタとしての容量は
低下しないばかりか、図4によると正極に対する負極の
使用比率を70%となるまで減少させてもキャパシタ容
量は低下しないことが分かった。
油ピッチ系活性炭素繊維ミルドの使用とその量比の変化
> 実施例1と同様にして、比表面積800m2 /g及び1
400m2 /gの石油ピッチ系活性炭素繊維を得た。こ
の活性炭素繊維をジェットミルで粉砕して平均粒径20
μmの活性炭素繊維ミルドを得た。実施例5と同様にし
てこの活性炭素繊維ミルドにPTFEを加えシート化し
た後ロールプレスにより圧延し、比表面積800m2 /
gの活性炭素繊維ミルドからのものは0.4mm、比表
面積1400m2 /gの活性炭素繊維ミルドからのもの
は1.0mmの厚みのシートを作製した。
ろ、比表面積が800m2 /gからのものは0.8g/
cm3 と高密度のものであった。一方、1400m2 /
gからのものは0.5g/cm3 であった。これらのシ
ートを直径15mmφの円形に打抜き、比表面積800
m2 /gの活性炭素繊維ミルドからの電極を負極とし、
比表面積1400m2 /gからのシートを正極として電
気二重層キャパシタを試作し、キャパシタ容量を測定し
たところ37F/gの値を得た。この時、正極、負極に
用いられている活性炭素繊維ミルドの使用重量比率は正
極:負極=1:0.6であった。
積1400m2 /gの活性炭素繊維ミルドを用い、厚さ
0.7mm、嵩密度0.5g/cm3 のシートを作製
し、これまでの常法通り正、負極両極に用い電気二重層
キャパシタを作製した。この時、正極、負極に用いられ
ている活性炭素繊維ミルドの使用重量比率は正極:負極
=1:1であった。正極、負極の厚みの和は実施例7と
同じく1.4mmであったが、キャパシタ容量を測定し
たところ26F/gと実施例6に比べ3割少ないもので
あった。
電気二重層キャパシタと比較して負極に使用する活性炭
素材の比表面積が小さくてすむ。さらに負極の活性炭素
材の重量は正極のそれの7割程度で良い。そのために、
キャパシタの負極は従来の電気二重層キャパシタの負極
と比較し、体積において約半分程度にすることができ
る。これによりキャパシタ全体の体積を大幅に小さくす
ることが可能となった。
性炭素繊維の比表面積を種々変化させ,得られたキャパ
シタ容量の変化をグラフに示す。
活性炭素繊維の比表面積を種々変化させ,得られたキャ
パシタ容量の変化をグラフに示す。
場合、負極の活性炭素繊維適正量の変化と比表面積の変
化の傾向を示すグラフである。
容量の変化の傾向を示すグラフである。
示す模式図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 活性炭素材よりなる電極を両極に用いる
電気二重層キャパシタにおいて、 (i) 水系の場合は、負極に用いる活性炭素材の比表面積
が500m 2 /g〜1200m 2 /g、正極に用いる活
性炭素材の比表面積が1200m 2 /g〜1600m 2
/gであり、 (ii)非水系の場合は、負極に用いる活性炭素材の比表面
積が1000m 2 /g〜1500m 2 /g、正極に用い
る活性炭素材の比表面積が1800m 2 /g〜2500
m 2 /gであり、且つ (iii) 負極に用いる活性炭素材の比表面積が正極に用い
る活性炭素材の比表面積より小さいことを特徴とする、
電気二重層キャパシタ。 - 【請求項2】 活性炭素材が活性炭素繊維であることを
特徴とする、請求項1記載の電気二重層キャパシタ。 - 【請求項3】 活性炭素材よりなる電極を両極に用いる
電気二重層キャパシタにおいて、負極に用いる活性炭素
材の重量割合が正極に用いる活性炭素材に対して0.4
〜0.9であることを特徴とする、請求項1又は2記載
の電気二重層キャパシタ。
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