JP3424235B2 - 固形電極組成物 - Google Patents
固形電極組成物Info
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- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は固体あるいは固形状の、
電気二重層キャパシタあるいは二次電池などの電気化学
素子に用いられる、活性炭と有機高分子電解質からなる
電極組成物に関する。 【０００２】 【従来の技術】活性炭電極は、軽量で高エネルギー密度
のキャパシタや、エレクトロクロミック素子、微小電極
を用いた生物化学センサーなどの電気化学素子が期待で
きることから、近年、研究開発が盛んに検討されてい
る。 【０００３】従来、その電解質としては専ら液体状の電
解質が用いられており、代表的なものとしては硫酸や塩
を溶解したプロピレンカーボネートなどの有機溶媒溶液
がある。また、銅イオン伝導性固体電解質あるいは銀イ
オン伝導性固体電解質などの常温で固体状の電解質を用
いることも提案されている。固体状の電解質を用いると
素子全体を固体化することができ、電解液漏れのない信
頼性の高い素子を構成することができる。特に、固体状
の電解質の中でも可撓性のある、ポリエチレンオキサイ
ドで代表される高分子電解質を用いると、可撓性のある
シート状の活性炭電極を得ることができる。この電極を
用いると大面積の柔軟性に優れた固体の電気二重層キャ
パシタを構成することができる。 【０００４】 【発明が解決しょうとする課題】しかしながら、活性炭
と混合して用いる高分子電解質としては、どのような高
分子電解質でもよいわけではなく、活性炭の細孔内まで
十分に入り込み、活性炭表面を十分に覆うものが必要と
なる。従来から知られていたポリエチレンオキサイド、
ポリエチレンイミン、ポリエーテルあるいはポリフォス
ファゼンに塩を溶解した高分子電解質では、粘性が高く
活性炭の細孔にまで十分に入り込まず、大容量が得られ
難いという問題がある。さらに、これらの高分子電解質
への塩の溶解度は０．０５mol/l程度と低く、電気二重
層を形成するためには電極中に大量の高分子電解質の混
合が必要となり、単位体積あるいは単位重量当りの電極
の容量が、液体電解質を用いたものに較べ１０分の１あ
るいはそれ以下になるという欠点を有しており、可撓性
の固体状の高分子電解質を用いる利点が必ずしも生かさ
れていないという課題があった。 【０００５】本発明はこのような課題を解決するもの
で、活性炭電極の細孔にまで十分に入り込むことができ
る固体電解質を用い、液体電解質に近い電極容量の電気
化学素子を実現できる固形電極組成物を提供することを
目的とするものである。 【０００６】 【課題を解決するための手段】本発明はこのような課題
を解決するもので、高分子電解質の可撓性で固体状であ
るという特徴を生かし、しかも液体電解質を用いるキャ
パシターに匹敵する容量を有する電気二重層キャパシタ
に用いられる電極組成物を提供するものである。本発明
の電極組成物は、アルカリ金属塩あるいはアンモニウム
塩を溶解した非プロトン性の有機溶媒をアクリロニトリ
ルとアクリル酸メチルあるいはメタアクリル酸メチルと
の共重合体を用いてゲル状にした固形電解質と活性炭と
を複合化したものである。 【０００７】 【作用】この構成の固形電極組成物では、活性炭表面の
水酸基やカルボン酸基が高分子電解質に作用して高分子
電解質のゲル化を促進する。その結果、活性炭の細孔内
部では塩を溶解した有機溶媒が細孔内部に有効に保持さ
れ、細孔内表面を有機溶媒で十分に濡らすことができ、
細孔内表面に沿って電気二重層が有効に形成される。活
性炭外表面では、活性炭粒子表面の水酸基あるいはカル
ボン酸基と高分子電解質とのゲル化反応により、共重合
高分子が活性炭粒子同志を強固に結着し、機械強度、加
工性に優れ、可撓性の良い電極組成物を形成することと
なる。 【０００８】 【実施例】以下に本発明の一実施例を説明する。 【０００９】本実施例に用いる活性炭としては、平均粒
径が５μm以下、比表面積が１０００m2/g、細孔容積が
０．５ml/g程度の粉末状のもの、あるいは繊維状のもの
が望ましい。天然の椰子ガラを賦活したもの、あるいは
フェーノール樹脂などの合成樹脂を賦活したものなど、
何れでも用いることができる。 【００１０】アクリロニトリルとアクリル酸メチルある
いはメタアクリル酸メチルとの共重合体は、通常の重合
法でアクリロニトリルモノマーとアクリル酸メチルある
いはメタアクリル酸メチルとを重合することにより得ら
れる。共重合体は分子量が３０、０００〜１００、００
０のものが望ましい。アクリロニトリル（ＡＮ）とアク
リル酸メチルあるいはメタアクリル酸メチル（ＭＡ）と
の共重合比（ＡＮ／ＭＡ）は５０：１〜２：１（モル
比）程度が望ましい。 【００１１】非プロトン性の有機溶媒としては、エチレ
ンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート（Ｐ
Ｃ）、ブチレンカーボネート（ＢＣ）、ジエチレンカー
ボネート（ＤＥＣ）、スルホラン（ＳＬ）、メチルスル
ホラン（ＭＳＬ）、テトラハイドロフラン（ＴＨＦ）、
ジオキサン（ＤＯＸ）、ジオキソラン（ＤＯＳ）などが
単独で、あるいは混合して用いられる。特に、ＥＣとＳ
ＬあるいはＥＣとＰＣとの混合溶媒を用いた場合が伝導
度が比較的高く、かつ酸化安定性が良いので好ましい。 【００１２】非プロトン性有機溶媒に溶解する塩ＭＸと
しては、沃化リチウム（ＬｉＩ）、過塩素酸リチウム
（ＬｉＣｌＯ4）、トリフルオロメタンスルホン酸リチ
ウム（ＬｉＣＦ3ＳＯ3）、ホウフッ化リチウム（ＬｉＢ
Ｆ4）などのＭがアルカリ金属のＬｉであるリチウム塩
や、Ｍがテトラアルキルアンモニウムである、過塩素酸
テトラエチルアンモニウム［（Ｃ2Ｈ5）4ＮＣｌＯ4］、
過塩素酸テトラブチルアンモニウム［（ｎ−Ｃ4Ｈ9）4
ＮＣｌＯ4］、あるいはホウフッ化テトラエチルアンモ
ニウム［（Ｃ2Ｈ5）4ＮＢＦ4］などから選ばれる。 【００１３】本発明の固形電解質組成物は例えばつぎの
ようにして製造される。まず、ＥＣおよびＰＣよりなる
非プロトン性の混合溶媒に、塩としてトリフルオロメタ
ンスルホン酸リチウムを加熱溶解して塩の有機溶媒溶液
を得る。つぎにこの溶液にアクリロニトリルとアクリル
酸メチルあるいはメタアクリル酸メチルとの共重合体の
粉末を添加し、１５０℃〜１８０℃で加熱して粉末を溶
解し、均一で透明な溶液を得る。この溶液をアセトニト
リルにより重量で２〜３倍になるよう希釈する。希釈溶
液と予め加熱乾燥した活性炭粉末とを乳鉢でスラリー状
に混合する。得られたスラリーをガラス板上に流延す
る。室温で乾燥後、６０℃〜８０℃で１Torrの減圧下で
真空加熱乾燥することによりリチウムイオン伝導性の固
形電解質組成物が得られる。なお、アセトニトリルは沸
点が８２℃であり、スラリーを室温乾燥することで大部
分が蒸発し、さらに、１Ｔｏｒｒの減圧下での６０〜８
０℃での加熱乾燥により完全に蒸発散します。 【００１４】（実施例１） 以下に本発明の一実施例を具体的に説明する。トリフル
オロスルホン酸リチウム３．５８g、プロピレンカーボ
ネート１０．４７g、エチレンカーボネート７．８６g
を混合し、１２０℃に加熱して均一溶液を得た。 この
溶液に、分子量６万のアクリロニトリルとアクリル酸メ
チルの共重合体（ＡＮ／ＭＡ＝１０／１、モル比）粉末
３g を混合し、密封した１００mlの三角フラスコ中で１
５０℃に加熱して、共重合体粉末を完全に溶解し粘ちょ
うな透明の液体を得た。この液体にアセトニトリルを３
０g 添加し希釈溶液を得た。 【００１５】別に、フェノール樹脂を賦活して得たＢＥ
Ｔ比表面積が２５００m2/g、細孔容積が０．８６ml/g、
平均粒径が３．０μmの活性炭粉末１．２５g と希釈溶
液１０g とを乳鉢で混合して電極スラリーを得た。電極
スラリー約３g を直径が９０mmのガラスシャーレに流延
し、４０℃の乾燥アルゴン気流中で１時間乾燥しさらに
８０℃で５時間真空乾燥することにより、厚さ約２００
μmの可撓性のあるシート状の固形電極組成物Ａを得
た。 このようにして得られた電極組成物は、見かけは
乾いた状態であり液のしみ出しは一切なく、半径１０mm
の繰り返し曲げ試験１００回後においても破損すること
なく良好な可撓性と機械強度を示した。なお、電極特性
測定用の電気二重層キャパシタＡを構成するための電解
質として、希釈溶液１０g のみを直径９０mmのガラスシ
ャーレに流延し、４０℃の乾燥アルゴン気流中で１時間
乾燥し、さらに８０℃で５時間真空乾燥することで、厚
さ約３００μm のシート状の固形電解質を得た。 【００１６】（比較例１）アクリロニトリルとアクリル
酸メチル共重合体に代えて、分子量が５５、０００のポ
リアクリロニトリルを用いた以外は実施例１と同様にし
て厚さ約２００μm の固形電極組成物Ｂを得た。 この
ようにして得られた電極組成物は、見かけは乾いた状態
であり、液のしみ出しは一切ない。また、実施例１と同
様の曲げ試験を行うと、半径２０mm以下では破損した。
なお、実施例１と同様に、電極特性測定用の電気二重層
キャパシタＢを構成するための電解質として、希釈溶液
１０g のみを直径９０mmのガラスシャーレに流延し、４
０℃の乾燥アルゴン気流中で１時間乾燥し、さらに８０
℃で５時間真空乾燥することにより、厚さ約３００μm
のシート状の固形電解質を得た。 【００１７】（比較例２）分子量が約３，０００のポリ
エチレンオキサイドを６．６g 、トリレンジイソシアネ
ートを０．５ml、トリフルオロメタンスルホン酸リチウ
ムを０．３g とを１０mlのメチルエチルケトンに溶解し
て得た溶液１０g を、実施例１の希釈溶液に代えて用い
た以外は実施例１と同様にしてリチウム塩を溶解した架
橋ポリエチレンオキサイド高分子固体電解質と活性炭よ
りなる厚さ約１８０μm の固形電極組成物Ｃを得た。ま
た、実施例１と同様の曲げ試験を行うと、半径２５mm以
下では破損した。なお、実施例１と同様に、電極特性測
定用の電気二重層キャパシタＣを構成するための電解質
として、溶液１０gのみを直径９０mmのガラスシャーレ
に流延し、４０℃の乾燥アルゴン気流中で１時間乾燥し
さらに８０℃で５時間真空乾燥することにより、厚さ約
２５０μm のシート状の固形電解質を得た。 【００１８】（電極特性評価）実施例１および比較例
１、２で得られた電極組成物および固形電解質を、直径
１３mmの円板状に打ち抜いた。２枚の電極組成物円板で
固形電解質円板を挟み込み、さらに全体を２枚の白金円
板で挟み、内径が１３mmのテフロンでできた円筒内に配
置し、電気二重層キャパシタを構成した。 素子全体を
上下から電極端子用の直径が１３mmのステレス棒により
バネを介して押えた状態で電極特性を評価した。 この
ようにして組み立てた電気二重層キャパシタについて、
０．２７mAの定電流で、０〜３．５V の間で充放電を繰
り返し行った。 電極１枚当りの活性炭重量と、電圧が
１．５V から２．５V の直線部分より算出した容量を
（表１）に示す。なお、評価はすべて２０℃で行った。 【００１９】 【表１】 【００２０】（表１）に示すように、実施例の電気二重
層キャパシタＡでは比較例のキャパシタＢ、Ｃに較べ極
めて大きな容量を与える。 【００２１】なお、本実施例では電気二重層キャパシタ
への応用について説明したが、本発明の固形電極組成物
を対極に用いることで、電気二重層キャパシタの他に、
充放電サイクル特性の優れた二次電池、発色・退色速度
の速いエレクトロクロミック素子、応答速度の速いグル
コースセンサーなどの生物化学センサーなどを得ること
ができる。また、書き込み・読み出し速度の速い電気化
学アナログメモリーを構成することもできる。 【００２２】 【発明の効果】以上の実施例からも明らかなように本発
明によれば、活性炭と、アルカリ金属塩あるいはアンモ
ニウム塩と、アクリロニトリルとアクリル酸メチルある
いはメタアクリル酸メチルとの共重合体と、非プロトン
性の有機溶媒とを複合化した固形電極組成物において、
従来の高分子固体電解質を用いた電極に較べ、きわめて
大きな電気容量が得られるとともに、機械強度、加工性
も優れている。 この、固形電極組成物を用いることで
固体状の液漏れのない大容量の電気二重層キャパシタを
構成することができる。また、電気二重層キャパシタの
他に、充放電サイクル特性の優れた二次電池、発色・退
色速度の速いエレクトロクロミック素子、応答速度の速
いグルコースセンサーなどの生物化学センサーなどを得
ることができる。また、書き込み・読み出し速度の速い
電気化学アナログメモリーを構成することもできる。
電気二重層キャパシタあるいは二次電池などの電気化学
素子に用いられる、活性炭と有機高分子電解質からなる
電極組成物に関する。 【０００２】 【従来の技術】活性炭電極は、軽量で高エネルギー密度
のキャパシタや、エレクトロクロミック素子、微小電極
を用いた生物化学センサーなどの電気化学素子が期待で
きることから、近年、研究開発が盛んに検討されてい
る。 【０００３】従来、その電解質としては専ら液体状の電
解質が用いられており、代表的なものとしては硫酸や塩
を溶解したプロピレンカーボネートなどの有機溶媒溶液
がある。また、銅イオン伝導性固体電解質あるいは銀イ
オン伝導性固体電解質などの常温で固体状の電解質を用
いることも提案されている。固体状の電解質を用いると
素子全体を固体化することができ、電解液漏れのない信
頼性の高い素子を構成することができる。特に、固体状
の電解質の中でも可撓性のある、ポリエチレンオキサイ
ドで代表される高分子電解質を用いると、可撓性のある
シート状の活性炭電極を得ることができる。この電極を
用いると大面積の柔軟性に優れた固体の電気二重層キャ
パシタを構成することができる。 【０００４】 【発明が解決しょうとする課題】しかしながら、活性炭
と混合して用いる高分子電解質としては、どのような高
分子電解質でもよいわけではなく、活性炭の細孔内まで
十分に入り込み、活性炭表面を十分に覆うものが必要と
なる。従来から知られていたポリエチレンオキサイド、
ポリエチレンイミン、ポリエーテルあるいはポリフォス
ファゼンに塩を溶解した高分子電解質では、粘性が高く
活性炭の細孔にまで十分に入り込まず、大容量が得られ
難いという問題がある。さらに、これらの高分子電解質
への塩の溶解度は０．０５mol/l程度と低く、電気二重
層を形成するためには電極中に大量の高分子電解質の混
合が必要となり、単位体積あるいは単位重量当りの電極
の容量が、液体電解質を用いたものに較べ１０分の１あ
るいはそれ以下になるという欠点を有しており、可撓性
の固体状の高分子電解質を用いる利点が必ずしも生かさ
れていないという課題があった。 【０００５】本発明はこのような課題を解決するもの
で、活性炭電極の細孔にまで十分に入り込むことができ
る固体電解質を用い、液体電解質に近い電極容量の電気
化学素子を実現できる固形電極組成物を提供することを
目的とするものである。 【０００６】 【課題を解決するための手段】本発明はこのような課題
を解決するもので、高分子電解質の可撓性で固体状であ
るという特徴を生かし、しかも液体電解質を用いるキャ
パシターに匹敵する容量を有する電気二重層キャパシタ
に用いられる電極組成物を提供するものである。本発明
の電極組成物は、アルカリ金属塩あるいはアンモニウム
塩を溶解した非プロトン性の有機溶媒をアクリロニトリ
ルとアクリル酸メチルあるいはメタアクリル酸メチルと
の共重合体を用いてゲル状にした固形電解質と活性炭と
を複合化したものである。 【０００７】 【作用】この構成の固形電極組成物では、活性炭表面の
水酸基やカルボン酸基が高分子電解質に作用して高分子
電解質のゲル化を促進する。その結果、活性炭の細孔内
部では塩を溶解した有機溶媒が細孔内部に有効に保持さ
れ、細孔内表面を有機溶媒で十分に濡らすことができ、
細孔内表面に沿って電気二重層が有効に形成される。活
性炭外表面では、活性炭粒子表面の水酸基あるいはカル
ボン酸基と高分子電解質とのゲル化反応により、共重合
高分子が活性炭粒子同志を強固に結着し、機械強度、加
工性に優れ、可撓性の良い電極組成物を形成することと
なる。 【０００８】 【実施例】以下に本発明の一実施例を説明する。 【０００９】本実施例に用いる活性炭としては、平均粒
径が５μm以下、比表面積が１０００m2/g、細孔容積が
０．５ml/g程度の粉末状のもの、あるいは繊維状のもの
が望ましい。天然の椰子ガラを賦活したもの、あるいは
フェーノール樹脂などの合成樹脂を賦活したものなど、
何れでも用いることができる。 【００１０】アクリロニトリルとアクリル酸メチルある
いはメタアクリル酸メチルとの共重合体は、通常の重合
法でアクリロニトリルモノマーとアクリル酸メチルある
いはメタアクリル酸メチルとを重合することにより得ら
れる。共重合体は分子量が３０、０００〜１００、００
０のものが望ましい。アクリロニトリル（ＡＮ）とアク
リル酸メチルあるいはメタアクリル酸メチル（ＭＡ）と
の共重合比（ＡＮ／ＭＡ）は５０：１〜２：１（モル
比）程度が望ましい。 【００１１】非プロトン性の有機溶媒としては、エチレ
ンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート（Ｐ
Ｃ）、ブチレンカーボネート（ＢＣ）、ジエチレンカー
ボネート（ＤＥＣ）、スルホラン（ＳＬ）、メチルスル
ホラン（ＭＳＬ）、テトラハイドロフラン（ＴＨＦ）、
ジオキサン（ＤＯＸ）、ジオキソラン（ＤＯＳ）などが
単独で、あるいは混合して用いられる。特に、ＥＣとＳ
ＬあるいはＥＣとＰＣとの混合溶媒を用いた場合が伝導
度が比較的高く、かつ酸化安定性が良いので好ましい。 【００１２】非プロトン性有機溶媒に溶解する塩ＭＸと
しては、沃化リチウム（ＬｉＩ）、過塩素酸リチウム
（ＬｉＣｌＯ4）、トリフルオロメタンスルホン酸リチ
ウム（ＬｉＣＦ3ＳＯ3）、ホウフッ化リチウム（ＬｉＢ
Ｆ4）などのＭがアルカリ金属のＬｉであるリチウム塩
や、Ｍがテトラアルキルアンモニウムである、過塩素酸
テトラエチルアンモニウム［（Ｃ2Ｈ5）4ＮＣｌＯ4］、
過塩素酸テトラブチルアンモニウム［（ｎ−Ｃ4Ｈ9）4
ＮＣｌＯ4］、あるいはホウフッ化テトラエチルアンモ
ニウム［（Ｃ2Ｈ5）4ＮＢＦ4］などから選ばれる。 【００１３】本発明の固形電解質組成物は例えばつぎの
ようにして製造される。まず、ＥＣおよびＰＣよりなる
非プロトン性の混合溶媒に、塩としてトリフルオロメタ
ンスルホン酸リチウムを加熱溶解して塩の有機溶媒溶液
を得る。つぎにこの溶液にアクリロニトリルとアクリル
酸メチルあるいはメタアクリル酸メチルとの共重合体の
粉末を添加し、１５０℃〜１８０℃で加熱して粉末を溶
解し、均一で透明な溶液を得る。この溶液をアセトニト
リルにより重量で２〜３倍になるよう希釈する。希釈溶
液と予め加熱乾燥した活性炭粉末とを乳鉢でスラリー状
に混合する。得られたスラリーをガラス板上に流延す
る。室温で乾燥後、６０℃〜８０℃で１Torrの減圧下で
真空加熱乾燥することによりリチウムイオン伝導性の固
形電解質組成物が得られる。なお、アセトニトリルは沸
点が８２℃であり、スラリーを室温乾燥することで大部
分が蒸発し、さらに、１Ｔｏｒｒの減圧下での６０〜８
０℃での加熱乾燥により完全に蒸発散します。 【００１４】（実施例１） 以下に本発明の一実施例を具体的に説明する。トリフル
オロスルホン酸リチウム３．５８g、プロピレンカーボ
ネート１０．４７g、エチレンカーボネート７．８６g
を混合し、１２０℃に加熱して均一溶液を得た。 この
溶液に、分子量６万のアクリロニトリルとアクリル酸メ
チルの共重合体（ＡＮ／ＭＡ＝１０／１、モル比）粉末
３g を混合し、密封した１００mlの三角フラスコ中で１
５０℃に加熱して、共重合体粉末を完全に溶解し粘ちょ
うな透明の液体を得た。この液体にアセトニトリルを３
０g 添加し希釈溶液を得た。 【００１５】別に、フェノール樹脂を賦活して得たＢＥ
Ｔ比表面積が２５００m2/g、細孔容積が０．８６ml/g、
平均粒径が３．０μmの活性炭粉末１．２５g と希釈溶
液１０g とを乳鉢で混合して電極スラリーを得た。電極
スラリー約３g を直径が９０mmのガラスシャーレに流延
し、４０℃の乾燥アルゴン気流中で１時間乾燥しさらに
８０℃で５時間真空乾燥することにより、厚さ約２００
μmの可撓性のあるシート状の固形電極組成物Ａを得
た。 このようにして得られた電極組成物は、見かけは
乾いた状態であり液のしみ出しは一切なく、半径１０mm
の繰り返し曲げ試験１００回後においても破損すること
なく良好な可撓性と機械強度を示した。なお、電極特性
測定用の電気二重層キャパシタＡを構成するための電解
質として、希釈溶液１０g のみを直径９０mmのガラスシ
ャーレに流延し、４０℃の乾燥アルゴン気流中で１時間
乾燥し、さらに８０℃で５時間真空乾燥することで、厚
さ約３００μm のシート状の固形電解質を得た。 【００１６】（比較例１）アクリロニトリルとアクリル
酸メチル共重合体に代えて、分子量が５５、０００のポ
リアクリロニトリルを用いた以外は実施例１と同様にし
て厚さ約２００μm の固形電極組成物Ｂを得た。 この
ようにして得られた電極組成物は、見かけは乾いた状態
であり、液のしみ出しは一切ない。また、実施例１と同
様の曲げ試験を行うと、半径２０mm以下では破損した。
なお、実施例１と同様に、電極特性測定用の電気二重層
キャパシタＢを構成するための電解質として、希釈溶液
１０g のみを直径９０mmのガラスシャーレに流延し、４
０℃の乾燥アルゴン気流中で１時間乾燥し、さらに８０
℃で５時間真空乾燥することにより、厚さ約３００μm
のシート状の固形電解質を得た。 【００１７】（比較例２）分子量が約３，０００のポリ
エチレンオキサイドを６．６g 、トリレンジイソシアネ
ートを０．５ml、トリフルオロメタンスルホン酸リチウ
ムを０．３g とを１０mlのメチルエチルケトンに溶解し
て得た溶液１０g を、実施例１の希釈溶液に代えて用い
た以外は実施例１と同様にしてリチウム塩を溶解した架
橋ポリエチレンオキサイド高分子固体電解質と活性炭よ
りなる厚さ約１８０μm の固形電極組成物Ｃを得た。ま
た、実施例１と同様の曲げ試験を行うと、半径２５mm以
下では破損した。なお、実施例１と同様に、電極特性測
定用の電気二重層キャパシタＣを構成するための電解質
として、溶液１０gのみを直径９０mmのガラスシャーレ
に流延し、４０℃の乾燥アルゴン気流中で１時間乾燥し
さらに８０℃で５時間真空乾燥することにより、厚さ約
２５０μm のシート状の固形電解質を得た。 【００１８】（電極特性評価）実施例１および比較例
１、２で得られた電極組成物および固形電解質を、直径
１３mmの円板状に打ち抜いた。２枚の電極組成物円板で
固形電解質円板を挟み込み、さらに全体を２枚の白金円
板で挟み、内径が１３mmのテフロンでできた円筒内に配
置し、電気二重層キャパシタを構成した。 素子全体を
上下から電極端子用の直径が１３mmのステレス棒により
バネを介して押えた状態で電極特性を評価した。 この
ようにして組み立てた電気二重層キャパシタについて、
０．２７mAの定電流で、０〜３．５V の間で充放電を繰
り返し行った。 電極１枚当りの活性炭重量と、電圧が
１．５V から２．５V の直線部分より算出した容量を
（表１）に示す。なお、評価はすべて２０℃で行った。 【００１９】 【表１】 【００２０】（表１）に示すように、実施例の電気二重
層キャパシタＡでは比較例のキャパシタＢ、Ｃに較べ極
めて大きな容量を与える。 【００２１】なお、本実施例では電気二重層キャパシタ
への応用について説明したが、本発明の固形電極組成物
を対極に用いることで、電気二重層キャパシタの他に、
充放電サイクル特性の優れた二次電池、発色・退色速度
の速いエレクトロクロミック素子、応答速度の速いグル
コースセンサーなどの生物化学センサーなどを得ること
ができる。また、書き込み・読み出し速度の速い電気化
学アナログメモリーを構成することもできる。 【００２２】 【発明の効果】以上の実施例からも明らかなように本発
明によれば、活性炭と、アルカリ金属塩あるいはアンモ
ニウム塩と、アクリロニトリルとアクリル酸メチルある
いはメタアクリル酸メチルとの共重合体と、非プロトン
性の有機溶媒とを複合化した固形電極組成物において、
従来の高分子固体電解質を用いた電極に較べ、きわめて
大きな電気容量が得られるとともに、機械強度、加工性
も優れている。 この、固形電極組成物を用いることで
固体状の液漏れのない大容量の電気二重層キャパシタを
構成することができる。また、電気二重層キャパシタの
他に、充放電サイクル特性の優れた二次電池、発色・退
色速度の速いエレクトロクロミック素子、応答速度の速
いグルコースセンサーなどの生物化学センサーなどを得
ることができる。また、書き込み・読み出し速度の速い
電気化学アナログメモリーを構成することもできる。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
Ｈ０１Ｍ 10/40 Ｈ０１Ｇ 9/00 ３０１Ｇ
(72)発明者 上町 裕史
大阪府門真市大字門真1006番地 松下電
器産業株式会社内
(72)発明者 神原 輝壽
大阪府門真市大字門真1006番地 松下電
器産業株式会社内
(72)発明者 竹山 健一
大阪府門真市大字門真1006番地 松下電
器産業株式会社内
(56)参考文献 特開 平２−82507（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01G 9/058
H01G 9/025
H01G 9/038
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 活性炭と、ＭＸ（Ｍはアルカリ金属イオ
ンあるいはアンモニウムイオン、Ｘはその対アニオン）
で表される塩と、アクリロニトリル（ＡＮ）とアクリル
酸メチルあるいはメタアクリル酸メチル（ＭＡ）との共
重合体、および非プロトン性の有機溶媒を主体として成
り、前記共重合体のアクリロニトリルとアクリル酸メチ
ルあるいはメタクリル酸メチル（ＭＡ）との共重合比
（ＡＮ／ＭＡ）が、モル比で５０：１〜２：１であるこ
とを特徴とする固形電解質組成物。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP15442891A JP3424235B2 (ja) | 1991-06-26 | 1991-06-26 | 固形電極組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15442891A JP3424235B2 (ja) | 1991-06-26 | 1991-06-26 | 固形電極組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH053137A JPH053137A (ja) | 1993-01-08 |
| JP3424235B2 true JP3424235B2 (ja) | 2003-07-07 |
Family
ID=15583964
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15442891A Expired - Fee Related JP3424235B2 (ja) | 1991-06-26 | 1991-06-26 | 固形電極組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3424235B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| TW563268B (en) * | 1999-08-12 | 2003-11-21 | Nishinbo Ind Inc | Press-slide kneader, method for coating with ionic-conductive polymer, and powdery material |
| JP2001307716A (ja) * | 2000-02-16 | 2001-11-02 | Nisshinbo Ind Inc | 多層電極構造体、それを用いた電池、電気二重層キャパシター及びそれらの製造方法 |
| US7897281B2 (en) | 2003-03-18 | 2011-03-01 | Zeon Corporation | Binder composition for electric double layer capacitor electrode |
| KR101046857B1 (ko) | 2003-08-04 | 2011-07-06 | 니폰 제온 가부시키가이샤 | 전기 이중층 커패시터 전극용 바인더 |
-
1991
- 1991-06-26 JP JP15442891A patent/JP3424235B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH053137A (ja) | 1993-01-08 |
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