JP3156546B2 - 電気二重層コンデンサ用電解液 - Google Patents

電気二重層コンデンサ用電解液

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    • H01G11/00Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/54Electrolytes
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    • H01G11/60Liquid electrolytes characterised by the solvent
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は各種電子機器のメモリー
バックアップ用や大電流を必要とする電気自動車などの
パワー用として用いられる電気二重層コンデンサの内部
に使用される電気伝導率の高い電解液に関する。
【0002】
【従来の技術】電気二重層コンデンサは、分極性電極と
電解液との界面に生成する電気二重層に電荷を蓄積する
素子である(特開平7−74059号)。通常、電気二
重層コンデンサは活性炭粒子をプレス成形したり、適当
なバインダーと練り合わせたものを集電体金属上に塗布
したり、あるいは、活性炭素繊維上にアルミニウムをプ
ラズマ溶射したものを分極性電極として用い、この2つ
の分極性電極を電解液とセパレータを介して対向させ、
ケースの中に密封させた構造を有する。
【0003】この種の電気二重層コンデンサに使用され
る電解液には、硫酸あるいは水酸化カリウム水溶液など
の水系電解液とプロピレンカーボネートなどの有機溶媒
に四級アンモニウム塩などを溶解した非水系電解液が特
公昭55−41015号公報に示されている。水系電解
液は電気伝導率は高いが、分解電圧が低いので、耐電圧
の高い素子を得るためには積層直列化する必要があり、
小型化に難点があった。一方、非水系電解液は分解電圧
が高いので小型化できる長所はあるが、電気伝導率が低
いので素子の内部抵抗が高くなり、大電流が取り出せな
いという欠点を有していた。
【0004】また、電気二重層コンデンサ用の非水系電
解液として、プロピレンカーボネート溶媒にホウフッ化
四級アンモニウム塩(棚橋ら、電気化学、56巻、89
2頁、1988年)あるいはホウフッ化四級ホスホニウ
ム塩(平塚ら、電気化学、59巻、209頁、1991
年)が実用化されている。しかし、これら電解液の電気
伝導率および電気化学的安定性はまだ充分でなく、高い
電気伝導率および電気化学的安定性を有する電解液の開
発が望まれている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は高い電気伝導
率と電気化学的安定性を示す電気二重層コンデンサ用電
解液を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は分極性電極と電
解液との界面で形成される電気二重層を利用するコンデ
ンサに用いられる電解液において、(a)ジメチルカー
ボネート10〜80重量%と(b)プロピレンカーボネ
ート90〜20重量%を含有する非水系溶媒に、溶質の
トリエチルメチルアンモニウム塩が溶解されてなる電気
二重層コンデンサ用電解液を提供するものである。
【0007】
【作用】高誘電率溶媒のプロピレンカーボネート(b)
に低粘度溶媒のジメチルカーボネート(a)を混合し、
溶質のトリエチルメチルアンモニウム塩のイオン解離度
を余り低下させることなく、イオン移動度を向上させる
ことにより、電気伝導率の高い電解液を得ることができ
る。
【0008】(発明の概要)混合溶媒 混合溶媒は10〜80重量%、好ましくは30〜60重
量%のジメチルカーボネート(a)と90〜20重量
%、好ましくは70〜40重量%プロピレンカーボネー
ト(b)よりなる。混合溶媒中に占めるジメチルカーボ
ネートの量が10重量%未満では電気伝導率の向上が望
めず、逆に80重量%を越えると溶質の析出が見られ
る。
【0009】溶質 溶質として用いられるトリエチルメチルアンモニウム塩
としては、ホウフッ化トリエチルメチルアンモニウムお
よびリンフッ化トリエチルメチルアンモニウムがあり、
これらは単独で、または二種混合して用いられる。電解
液中に占める溶質のトリエチルメチルアンモニウム塩の
溶解量は、0.5〜2.0モル濃度(mol/l)であ
る。
【0010】
【実施例】以下に、実施例を挙げて、本発明を更に具体
的に説明する。 実施例1 50重量%のジメチルカーボネートと50重量%のプロ
ピレンカーボネートとの混合溶媒に、1モル濃度のホウ
フッ化トリエチルメチルアンモニウムを溶解し、減圧加
熱によって脱水(30ppm以下)し電解液を得た。こ
の電解液の25℃における電気伝導率は16.4mS/
cmであった。また、グラッシーカーボン電極を用
い、、5mV/secの走査電位速度で、分極測定をし
た時に1mA/cm2 の電流が流れる時の分解電位は飽
和カロメル参照電極(SCE)に対し、還元側−3.0
V、酸化側+3.6Vであった。
【0011】比較例1 実施例1において、混合溶媒に代えてプロピレンカーボ
ネートを単独で用いる他は同様にして表1に示す物性の
電解液を得た。 比較例2 実施例1において、ホウフッ化トリエチルメチルアンモ
ニウムに代えて、ホウフッ化テトラエチルアンモニウム
を用いる他は同様にして電解液の調製を試みたが溶質は
完全に溶解しなかった。
【0012】実施例2 実施例1において、ジメチルカーボネートとプロピレン
カーボネートの混合比を変化させた時の電解液の電気伝
導率の変化を図1に示した。 実施例3 実施例1において、ホウフッ化トリエチルメチルアンモ
ニウムの代わりに、リンフッ化トリエチルメチルアンモ
ニウムを用いる他は同様にして表1に示す物性の電解液
を得た。
【0013】
【表1】
【0014】
【発明の効果】電気伝導率の高い電解液が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】電解液の混合溶媒(ジメチルカーボネートとプ
ロピレンカーボネート)中のジメチルカーボネート含有
率と電解液の電気伝導率の相関図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平7−82450(JP,A) 特開 昭63−173312(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01G 9/038

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 分極性電極と電解液との界面で形成され
    る電気二重層を利用するコンデンサに用いられる電解液
    において、(a)ジメチルカーボネート10〜80重量
    %と(b)プロピレンカーボネート90〜20重量%を
    含有する非水系溶媒に、溶質のトリエチルメチルアンモ
    ニウム塩が溶解されてなる電気二重層コンデンサ用電解
    液。
  2. 【請求項2】 トリエチルメチルアンモニウム塩がホウ
    フッ化トリエチルメチルアンモニウムおよびリンフッ化
    トリエチルメチルアンモニウムから選ばれたものである
    請求項1記載の電気二重層コンデンサ用電解液。
  3. 【請求項3】 電解液中に占める溶質のトリエチルメチ
    アンモニウム塩の溶解量が0.5〜2.0モル濃度で
    ある請求項1記載の電気二重層コンデンサ用電解液。
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