JP3884702B2 - Granules for electrode formation of electric double layer capacitor, manufacturing method thereof, electrode sheet, polarizable electrode and electric double layer capacitor using polarizable electrode - Google Patents

Granules for electrode formation of electric double layer capacitor, manufacturing method thereof, electrode sheet, polarizable electrode and electric double layer capacitor using polarizable electrode Download PDF

Info

Publication number
JP3884702B2
JP3884702B2 JP2002349229A JP2002349229A JP3884702B2 JP 3884702 B2 JP3884702 B2 JP 3884702B2 JP 2002349229 A JP2002349229 A JP 2002349229A JP 2002349229 A JP2002349229 A JP 2002349229A JP 3884702 B2 JP3884702 B2 JP 3884702B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrode
electric double
double layer
layer capacitor
polarizable
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2002349229A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2004186267A (en
Inventor
学 岩井田
茂樹 小山
顕一 村上
幸樹 尾崎
正典 筒井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Honda Motor Co Ltd
Daido Metal Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
Daido Metal Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Honda Motor Co Ltd, Daido Metal Co Ltd filed Critical Honda Motor Co Ltd
Priority to JP2002349229A priority Critical patent/JP3884702B2/en
Priority to US10/721,754 priority patent/US7160615B2/en
Publication of JP2004186267A publication Critical patent/JP2004186267A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3884702B2 publication Critical patent/JP3884702B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/13Energy storage using capacitors

Landscapes

  • Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気二重層コンデンサの電極形成用顆粒、その製造方法、電極シート、分極性電極および分極性電極を用いた電気二重層コンデンサに関する。
【0002】
【従来の技術】
電気二重層コンデンサは、電気二重層キャパシタとも呼ばれ、そしてファラッド級の大容量を有し、充放電サイクル特性にも優れ、かつ急速充電が可能であることから、電子機器のバックアップ電源、車載のバッテリ(エネルギバッファ)などの用途に使用されている。
【0003】
電気二重層コンデンサの概略について、図4を用いて説明する。
図4は、電気二重層コンデンサの基本構成を示す断面図である。
図4に示す電気二重層コンデンサ101は、容器102と、その容器102内にセパレータ103を挟んで配置される1対の炭素電極(分極性電極)104、104と一対の集電体(部材)105、105とが収納された構成を有しており、そして容器102内は、イオン導電性の電解液が導入されている。電気二重層コンデンサ101は、固体である炭素電極104、104と液体である電解液との界面で発生し、分子レベルの距離を隔てて存在する電荷(図中、+および−で示す)を通常のコンデンサにおける誘電体として用いたコンデンサである。
【0004】
電気二重層コンデンサに使用される電解液は、希硫酸に電解質を添加したいわゆる水溶系の電解液と有機溶剤に電解質を添加したいわゆる有機系電解液に大別され、目的に応じて選択される。すなわち、水溶系電解液を使用した電気二重層コンデンサは、内部抵抗が低くパワー密度の点で有利である。一方、有機系電解液は、単セル当たりの耐電圧を高くすることが可能であるのでエネルギ密度の点で有利であり、またアルミニウム等の安価で軽量な金属を使用できる。
【0005】
このような電気二重層コンデンサでは、実際には図2に示すように電極層eと集電箔(金属箔)11(14)とを、所望により接着層を介して積層した分極性電極9(10)が使用されている。
そして、図1(a)および図1(b)に示す通り、分極性電極9(10)とセパレータsを交互に積層して容器2内に封入されて電気二重層コンデンサ1を構成している。
図1(a)に示す電気二重層コンデンサ1は、円筒型の容器2と、その容器2内に収容され、分極性電極9(10)とセパレータとから構成された積層体から構成された電極捲回体3と、その容器2内に注入された電解液とから主として構成されている。
一方、図1(b)に示す電気二重層コンデンサ1は、コイン型の容器2内に収容された分極性電極9(10)とセパレータとから構成された積層体から主として構成され、そしてセパレータに電解液が含浸されている。
【0006】
電気二重層コンデンサに使用される分極性電極は、多孔性構造を有することが要求され、種々の形態で長時間使用するために、亀裂や破損が生じにくくかつ高い形状保持性が要求されている。
また、電極を構成する炭素等の電極材料が脱離して、電圧低下や内部抵抗が上昇するとともに脱落した電極材料が電解液中に浮遊したりあるいはセパレータ中に介在してしまい、そのため所定の電圧を長期間維持することが困難となる場合がある。
電気二重層コンデンサにおける電極形成用顆粒の脱落を防止する方法として、例えば特許文献1には、炭素微粉(活性炭)、導電性フィラとバインダ等の電極原料と液状の潤滑剤の混和物をシート状に成型し、そして潤滑剤を除去した後、成型されたシートを一軸または多軸延伸して電気二重層コンデンサ用の分極性電極を製造する分極性電極の製造方法が開示されている。
また、特許文献2には、電極を構成する炭素が電解液中に脱粒することを防止するために分極性電極の引張強度を0.13MPaに規定した電気二重層コンデンサ用の電極シートが開示されている。
【0007】
【特許文献1】
特公平7−105316号公報
【特許文献2】
特開2001−267187号公報
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献1および特許文献2に記載の方法で作製された分極性電極では、電極として構成された粒子そのものの脱離はある程度解消されるものの、分極性電極作製工程時や分極性電極を容器に封入して電気二重層コンデンサを作製する際に、活物質や導電性フィラ等の微粒子が剥離や脱離して電解液中に浮遊したりセパレータ間に介在したりして電圧維持率の低下の原因となっていた。
従って、本発明の課題は活物質や導電性フィラ等の微粒子の脱離を防止して、高い電圧維持率を有する(自己放電の少ない)電気二重層コンデンサ用電極を提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、分極性電極作製工程時や分極性電極を容器に封入して電気二重層コンデンサを作製する際に、炭素微粉や導電性フィラ等の微粒子が剥離や脱離の原因として、電極を構成する顆粒そのもの脱離や剥離だけでなく、電極成形用顆粒の製造の際に不可避的に発生する微粒子であることを見出した。そして、所定の粒径範囲の電気二重層コンデンサの電極形成用顆粒を出発原料として使用することにより前記課題を解決することを見出して本発明を創作するに至った。
すなわち、請求項1に記載の発明は下記工程:(a) 活物質50〜97質量%、導電性フィラ1〜30質量%およびバインダ2〜20質量%を含む原料を混練して、バインダ成分をフィブリル化して塊状物を形成する工程、(b) 形成した塊状物を粉砕して粉砕物を形成する工程、(c) 前記粉砕物を分級して840μmを超える粒径を有する粒子を除去する工程、および(d) 前記粉砕物を分級して47μm未満の粒径を有する粒子を除去する工程を含む電気二重層コンデンサの電極形成用顆粒の製造方法により得られた電気二重層コンデンサの電極形成用顆粒である。
【0010】
このように構成した電気二重層コンデンサの電極形成用顆粒を出発原料として電気二重層コンデンサ用の電極を構成すると、炭素微粉や導電性フィラ等の微粒子が剥離や脱離して電解液中に浮遊したりセパレータ間に介在することがなくなり、電圧維持率の高い電気二重層コンデンサの電極を作製することが可能となる。
【0011】
請求項2に記載の発明は、電気二重層コンデンサの電極形成用顆粒の製造方法であって、
(a) 活物質50〜97質量%、導電性フィラ1〜30質量%およびバインダ2〜20質量%を含む原料を混練して、バインダ成分をフィブリル化して塊状物を形成する工程、
(b) 形成した塊状物を粉砕して粉砕物を形成する工程、
(c) 前記粉砕物を分級して840μmを超える粒径を有する粒子を除去する工程、および
(d) 前記粉砕物を分級して47μm未満の粒径を有する粒子を除去する工程を含むことを特徴とするものである。
【0012】
このように構成することによって、炭素微粉や導電性フィラ等の微粒子が剥離や脱離して電解液中に浮遊したりセパレータ間に介在することがない電気二重層コンデンサの電極を作製するための顆粒を容易に製造することが可能となる。
なお、本発明に係る電気二重層コンデンサの電極形成用顆粒の製造方法において、工程(c)と工程(d)は、いずれを先に行っても良いことを意味する。
すなわち、工程(b)で作製した破砕物から先に所定の粒径を超える顆粒を除去したのち(工程(c))、微粒子を除去してもよく(工程(d))、あるいは先に微粒子を除去したのち(工程(d))、所定の粒径を超える顆粒を除去してもよい(工程(c))ことを意味する。
【0013】
請求項3に記載の発明は、本発明に係る電気二重層コンデンサの電極形成用顆粒をシート状に成形した電気二重層コンデンサ用電極シートである。
このように構成することによって、炭素微粉や導電性フィラ等の微粒子が剥離や脱離して電解液中に浮遊したりセパレータ間に介在することがない、従って電圧維持率の高い、すなわち安定した性能を発揮することができる電気二重層コンデンサの電極が得られる。
【0014】
請求項4に記載の発明は、集電箔の上に接着層を介してあるいは介さずに本発明に係る電気二重層コンデンサ用電極シートが積層されて構成された電気二重層コンデンサ用分極性電極である。
このようにして構成された電気二重層コンデンサ用分極性電極は、炭素微粉や導電性フィラ等の微粒子が剥離や脱離して電解液中に浮遊したりセパレータ間に介在することがないので、電気二重層コンデンサに組み込んだ際に、高い電圧維持率を達成することができる。従って、安定した電圧を供給することが可能で耐久性の高い電気二重層コンデンサが得られる。
【0015】
請求項5に記載の発明は、本発明に係る電気二重層コンデンサ用分極性電極を有することを特徴とする電気二重層コンデンサである。
このように構成することによって、高い電圧維持率を有し、耐久性の高い電気二重層コンデンサが得られる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を添付図面に基づいて説明する。
(電気二重層コンデンサ)
まず、本発明に係る電気二重層コンデンサの電極形成用顆粒、その製造方法、電極層(電極シート)および分極性電極を適用する電気二重層コンデンサについて図1および図2を用いて説明する。
図1(a)は、本発明および従来技術の電気二重層コンデンサの一例を示す概略図であり、図1(b)は、本発明および従来技術の電気二重層コンデンサの他の例を示す概略図であり、そして図2は、電気二重層コンデンサの分極性電極を示す概略図である。
【0017】
図1(a)に示す電気二重層コンデンサ1は、円筒型の容器2と、その容器2内に収容され、分極性電極9,10と帯状セパレータとから構成された積層体(図2参照)から構成された電極捲回体3と、その容器2内に注入された電解液とから主として構成されている。
容器2は、加工の容易性、軽量である等の理由から例えばアルミニウム(合金)から構成されている。また、容器2は有底筒形本体4と、その一端開口部を閉鎖する端子板5とよりなり、その端子板5に正、負端子6,7とが設けられている。なお、図面においては同一平面上に正、負端子6,7とを設けたが正端子6は容器から見て負端子7と反対側に設けてもよい。
【0018】
また、図2に示す通り、電極捲回体3は、正極側の分極性電極9と、負極側の分極性電極10とを有する。
分極性電極9は、アルミニウム箔よりなる集電箔11の両面に,それぞれ電極層eを導電性接着剤により貼付したものであり、電極層eにより帯状正極12が構成される。
分極性電極10は、アルミニウム箔よりなる集電箔14の両面に,それぞれ電極層eを導電性接着剤により貼付したものであり、電極層eにより帯状負極15が構成される。
そして、正極側の分極性電極9と、負極側の分極性電極10は、セパレータsにより区分されている。
すなわち、電極捲回体3は、帯状正極12、帯状負極15とセパレータsとを交互に積層した構成を有している。
なお、本発明に適用可能なセパレータは、当該技術分野で通常に使用されるセパレータであれば特に限定されるものではなく、多孔質なオレフィン系樹脂(ポリエチレン、ポリプロピレン)や、セルロース、ポリエステル等の繊維を抄紙して得られる混抄紙等を使用することができる。
【0019】
また、図1(a)に示す電気二重層コンデンサに使用される電解液は、従来公知のものであれば特に限定されるものではなく、例えば過塩素酸、六フッ化リン酸、四フッ化ホウ酸、トリフルオロアルキルスルホン酸のテトラアルキルアンモニウム塩またはアミン塩およびテトラフルオロアルキルスルホン酸のテトラアルキルアンモニウム塩またはアミン塩が挙げられる。
このような、電解質は、例えばプロピレンカーボネート、γ−ブチルラクトン、アセトニトリル、ジメチルホルムアミド、1,2−ジメトキシエタン、スルホラン、ニトロエタン等の極性溶剤に溶解された電解液として使用される。
【0020】
また、図1(b)に示す電気二重層コンデンサは、図1(a)に示すように帯状正極12、帯状負極15を電極捲回体3の形態で電気二重層コンデンサに適用するのではなくそのまま積層体として電気二重層コンデンサに適用した代表例としてコイン型の電極二重層コンデンサに適用して例を示す。しかしながら、本発明はこのようなコイン型の電気二重層コンデンサに限定されるものではなく、分極性電極9、10を電極捲回体の形態で電気二重層コンデンサに適用するのではなくそのまま積層体として電気二重層コンデンサに適用した電気二重層コンデンサも本発明の範囲内である。
なお、図1(b)に示す電気二重層コンデンサにおいて、図1(a)と同一の部材は同一の符号を付してその説明を省略する。
図1(b)に示す電気二重層コンデンサ1は、アルミニウム等の導電性の容器2、2’内に収容された分極性電極9、10とセパレータsとから構成された積層体から主として構成され、そしてセパレータsに電解液が含浸されている。
正極側分極性電極9および負極側分極性電極10は、図1(a)に示した分極性電極9、10と同様に、各々アルミニウム箔(集電箔)よりなる集電箔11(14)の両面にそれぞれ電極層eを導電性接着剤(接着層)により貼付した積層体から構成される(図2も参照)。
このような帯状正極12および帯状負極15を電解液が含浸したセパレータsを介して容器2、2’内に収容することによりコイン型電気二重層コンデンサ1が形成される。なお、このような構成のコイン型電気二重層コンデンサ1において、帯状正極12と接触する上側の容器2は正極として機能し、一方帯状負極15と接触する下側の容器2’は負極として機能する。
本発明は、このようなコイン型の電気二重層コンデンサにも適用可能である。
【0021】
(分極性電極)
次に、図2を用いて、本発明に係る分極性電極9、10について詳細に説明する。
図2に示す通り、分極性電極9、10は、アルミニウム箔等の集電箔11上(片面または両面)に、後述する電極層eが積層された構成を有している。
集電箔11は、電極層eとの密着性を向上する目的でエッチング等の表面処理を行ってもよい。
(電極
本発明において電極層eは、(a)活物質50〜97質量%、(b)導電性フィラ1〜30質量%および(c)バインダ2〜20質量%を含む原料組成物をシート状に成形して構成されている。
【0022】
本発明に係る分極性電極9、10を構成する活物質は、従来電気二重層コンデンサの電極用として使用されているものであれば特に限定されず、活性炭、炭素繊維等を使用することができる。特に静電容量の大きい電気二重層コンデンサを得る目的で電極に比表面積の大きい活性炭や活性炭繊維、好ましくは易黒鉛化材料を炭化した後アルカリ賦活して得られた活性炭、例えばメソフェーズ炭を本発明に係る電極材料として使用することができる。
【0023】
活物質の平均粒子径についても特に限定されるものではなく、例えば1〜50μm、好ましくは約2〜15μmの平均粒径を有する活物質が使用される。本発明に係る電極を構成する活物質の割合は、従来公知の範囲、すなわち50〜97質量%で使用される。活物質の量が記の範囲より少ないと所望の静電容量が得られず、逆に活物質の量が記の範囲より多いと導電性が悪くなるので好ましくない。
【0024】
導電性フィラは、電極に導電性を付与する目的で使用され、当該技術分野に通常に使用されている導電性の微粉末、例えば、カーボンブラックが使用される。本発明に係る電極を構成する導電性フィラの使用量も従来公知の量でよく、一般には1〜30質量%の範囲である。導電性フィラの使用量が記の範囲よりも少ないと得られた電極の導電性が悪くなり、逆に導電性フィラの使用量が記の範囲よりも多すぎると、静電容量が少なくなるので好ましくない。
【0025】
バインダとは、これらの粒子状成分を結着し、造粒するために使用されるものであり、当該技術分野に公知の種々のバインダを本発明に使用することができる。本発明に好適に使用可能なバインダの例として、限定されるものではないが例えばポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体、クロロトリフルオロエチレン重合体、フッ化ビニリデン重合体、テトラフルオロエチレン−フルオロアルキルビニルエーテル共重合体等のフッ素樹脂が挙げられる。これらのバインダのうち、耐熱性、耐薬品性等の観点からポリテトラフルオロエチレン(PTFE)を本発明においてバインダとして使用することが好ましい。
本発明に係る電極を構成するバインダの使用量も従来公知の量でよく、一般には2〜20質量%の範囲である。すなわち、バインダの使用量が記範囲より少ないとバインダとしての機能が充分果せず、一方バインダの使用量が記範囲を超えると、得られた電極の静電容量が少なくなるので好ましくない。
【0026】
このような電極原料を所定量混練・粉砕した後、本発明に係る電気二重層コンデンサの電極形成用顆粒が得られるが本発明に係る電気二重層コンデンサの電極形成用顆粒の粒径範囲を47〜840μmの範囲に規定したことを特徴とするものである。
すなわち、本発明に係る電気二重層コンデンサの電極形成用顆粒が粒径47μm未満の微細な顆粒を含むと、電極層eを形成した際に、シート表面上に粒径47μm未満の微細な顆粒が存在することになる。この表面に存在する微細な顆粒は、保存時や後工程、電気二重層コンデンサの組立て時脱離しやすい。特に、電気二重層コンデンサの組立て後、粒径47μm未満の微細な顆粒が脱離してセパレータ中に介在したり、あるいは電解質液中に浮遊することとなり、電気二重層コンデンサの電圧維持率が低下するので好ましくない。
他方、本発明に係る電気二重層コンデンサの電極形成用顆粒の上限は、作製する電極層eの厚みに応じて適宜選択されるものであり、特に自動車等の出力が要求される仕様においては、電極層eを比較的薄く成形する必要があり、この種の電極層eに使用される顆粒の上限である粒径840μmを本発明において採用した。
なお、本発明で使用される用語「粒径」とは、篩通過の径を意味するものである。
【0027】
従って、このような所定の粒径範囲を有する本発明に係る電気二重層コンデンサの電極形成用顆粒をシート状に形成して本発明の電極層eとし、次いでこれを集電箔11と積層して図2に示すような本発明に係る電気二重層コンデンサ用の分極性電極9、10を構成し、この分極性電極9、10を図1(a)や図1(b)に示すような電気二重層コンデンサに組み込むと、粒径47μm未満の微細な顆粒が脱離してセパレータ中に介在したり、あるいは電解質液中に浮遊することがなくなるので、自己放電による電圧低下が少ない(すなわち高い電圧維持率を有する)電気二重層コンデンサを提供できるという効果を奏する。
【0028】
(製造方法)
次に、図3を用いて本発明に係る電気二重層コンデンサの電極形成用顆粒、電極および分極性電極の製造方法を説明する。図3は、電気二重層コンデンサの電極(分極性電極)の製造工程を示すフローチャートである。しかしながら、本発明はこのような製造方法に限定されることはない。
【0029】
(原料混合工程)
本発明において、まず工程S1として、活物質、導電性フィラ、バインダおよび所望に応じて添加されるその他の添加剤を粉末状で所定の割合で混合機に添加し、これらの混合物を均一に分散させる(例えば数千rpmの回転数で20分程度の攪拌)。
【0030】
(混練工程)
次いで、工程Sで均一に分散した原料混合物を混練機、好ましくは図3に示すような二軸混練機により加温下(例えば60〜90℃)で低回転速度(例えば、各々約10〜40rpm)にて減圧下(例えば0.2〜0.5MPa)で数分間、例えば約8分間混練を行う。このようにして混練工程で所定条件で原料混合物を所定条件で混練することによって、バインダがフィブリルして活物質と導電性フィラを結着して比較的に大きい電極顆粒を形成する。
【0031】
(破砕工程および分級工程)
混練工程で作製された比較的巨大な粒子の顆粒を、工程S3において、電気二重層コンデンサの電極用粒子に適する大きさとなるように粉砕する。
粉砕工程S3で粉砕した粒子には、電極を構成するのに適さない粒子、すなわち微細粒子や巨大粒子を含んでいる。そのため、本発明においては、工程S4でこれらの粒子を除去する。例えば、目開き840μmの篩により分級して840μmを超える粒径の粒子を除去する。除去された840μmを超える粒径を有する顆粒を、再び粉砕工程S3に戻して粉砕することが好ましい。次いで、例えば目開き47μmの篩により微細粒子を除去することによって、所定の粒径範囲を有する本発明に係る電気二重層コンデンサの電極形成用顆粒を得ることが可能である。なお、除去された微粒子は、再び工程S2の混練工程に戻して顆粒化してもよい。
【0032】
また、分級の順序について、前の例では巨大粒子を除去した後に微細粒子を除去したが、先ず微細粒子を除去し、次いで巨大粒子を除去してもよい。従って、本発明は、分級の順序に限定されるものではない。
【0033】
(一次成形工程)
本発明において、このようにして工程S1〜工程S4を介して本発明に係る電気二重層コンデンサの電極形成用顆粒を作製するが、このようにして作製された電極形成用顆粒は、次いで工程S6において予備成形して電極プレシートに成形される。
電極プレシートは、従来公知の方法、例えば本発明に係る電気二重層コンデンサの電極形成用顆粒と溶剤、例えばイソプロパノールとともに所定の空隙を有する一対のローラを通過させることによって成形することが可能である。
【0034】
(圧延工程)
次いで、工程S7において、電極プレシートを所定の厚みを有する電極層に成形する。電極層を作製するに当たって、従来公知の方法に従って、電極プレシートをロール間に通過させることによって所定の厚みを有する電極層に成形する。例えば、図3に示す通り、シート厚130〜160μmの電極層が所望の場合、例えばロール間隙が異なる3対のロール(下流側のロールの方が上流側のロールより間隙が狭い)を通過させることによって徐々に電極層のシート厚を薄くしていく。このようにして段階的に電極層のシート厚を薄くすることによって電極層の厚さ方向に一度に急激な負荷がかからないので、電極層の割れ等の欠損を防ぐことが可能となる。
なお、本発明における圧延工程は、複数対のロールに連続して通過させて、電極層を形成したが、各1対のロールに別個に通過させて電極層を形成することも勿論本発明の範囲内である。
【0035】
このようにして作製された本発明に係る電極層は、微細な粒子および巨大粒子が除去された所定の粒径範囲を有する本発明に係る電気二重層コンデンサの電極形成用顆粒を用いて製造されているので、電極層表面に微粒子が存在することがない。
【0036】
(貼り合せ工程(接着工程))
次いで、工程S8において例えば電極層をアルミニウム箔等の集電箔と貼り合せて本発明の分極性電極を形成する。この際に、図3に示す通り、先ず、接着剤が収納された容器内から所定の厚みの接着剤を集電箔に塗布するように構成された第一のロールと前記第一のロールにより所定の厚みの接着剤が塗布された
集電箔と電極層とを圧着するための第二のロールから構成された接着ラインにより貼り合せを行う。
なお、集電箔の両面に電極層を積層して本発明に係る分極性電極を作製する場合には、工程6を片面づつ両面行うことによって対応可能である。
このようにして集電箔の片面または両面に電極層が貼り合わされた本発明に係る分極性電極は常法に従い乾燥して最終製品となる。
なお、記の説明において導電性接着剤を使用して集電箔と電極層との積層体である分極性電極を作製したが、集電箔と電極層とは接着剤を介さずに単に圧着して分極性電極を構成してもよい。
【0037】
【実施例】
以下、本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
(実施例1)
活物質として活性炭を用い、これに導電性フィラとしてのアセチレンブラックおよびバインダとしてのテフロン(登録商標)を混合した。組成比は84:8:8とした。この混合物にイソプロパノールを加え加圧混練し、テフロン(登録商標)のフィブリル化を行って、混練物を得た。得られた混練物を粉砕して、平均粒径が約0.5mm程度の粉砕粉を得た。
【0038】
この粉砕粉をメッシュにて篩分けを行い、75μm未満の微粉を除去した。これにさらにイソプロピルアルコールを加え、カレンダ処理にてシート状の成形物を得た。さらに圧延を加え、電極層を作製した。これをアルミ集電体に貼り合わせることで電極体を作製した。接着にはノーテープ工業(株)社製G−5780Aを用いた。
【0039】
得られた電極体を所定の長さに切断し、50μm程度のセパレータを2枚用いて回し、テスト用セル内に封入した後、160℃の真空乾燥を72時間行った。四級アンモニウム塩1.8mol/L濃度のプロピレンカーボネート溶液を電解液として注入し、セルを作製した。
得られたセルを60℃で含浸し、所定のエージング処理を行い脱泡した後、2.5Vまで充電を行い、312時間後の電圧を測定した。その時の電圧から、電圧維持率を測定した。結果を表2に示す。
【0040】
(実施例2)
記のコンデンサ作製工程において、53μm未満の粒子を除去し、その他の工程を同一としてセルの作製を行い、同様な試験を行った。結果を表2に示す。
【0041】
(比較例1)
記コンデンサ作製工程において、38μm未満の粒子を除去し、その他の工程を同一としてセルの作製を行い、同様な試験を行った。結果を表2に示す。
【0042】
(比較例2)
記コンデンサ作製工程において、微粉を除去せず、その他の工程を同一としてセルの作製を行い、同様な試験を行った。結果を表2に示す。
なお、予備実験として、造粒後の粉砕粉を47μm未満、47〜100μm、100μm以上の粉末に分けて成形後の物性を測定した。
【0043】
【表1】

Figure 0003884702
【0044】
この結果、47μm未満の粉砕粉で作製した電極層は強度が極端に低下し、密度も低下していた。これより47未満μm未満の粉砕粉は結合力が弱く、成形性に悪影響を与える可能性が強いばかりか、脱落したり電解液に浮遊しやすいことが判った。
【0045】
【表2】
Figure 0003884702
【0046】
実施例1および実施例2によれば、47μm未満の微粉を除去することで、脱落する粒子が低減されるために高い電圧維持率が得られること(自己放電特性を改善できること)が判った。これに対して、38μm未満の微粒子を除去した(38μm以上の微粒子が存在する)比較例1および微粒子を除去しない比較例2では312時間後の電圧維持率が著しく低下している。
【0047】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明は次ぎの優れた効果を奏する。
請求項1によると、炭素微粉や導電性フィラ等の微粒子が剥離や脱離して電解液中に浮遊したりセパレータ間に介在することがなくなり、電圧維持率の高い電気二重層コンデンサの電極を作製することが可能となる。
請求項2によると、炭素微粉や導電性フィラ等の微粒子が剥離や脱離して電解液中に浮遊したりセパレータ間に介在することがない電気二重層コンデンサの電極を作製するための顆粒を容易に製造することが可能となる。
【0048】
請求項3によると、炭素微粉や導電性フィラ等の微粒子が剥離や脱離して電解液中に浮遊したりセパレータ間に介在することがない電圧維持率の高い、すなわち安定した性能を発揮することができる電気二重層コンデンサの電極が得られる。
請求項4によると、炭素微粉や導電性フィラ等の微粒子が剥離や脱離して電解液中に浮遊したりセパレータ間に介在することがないので、電気二重層コンデンサに組み込んだ際に、高い電圧維持率を達成することができる。従って、安定した電圧を供給することが可能で耐久性の高い電気二重層コンデンサが得られる。
請求項5によると、高い電圧維持率を有し、耐久性の高い電気二重層コンデンサが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1(a)は、本発明および従来技術の電気二重層コンデンサの一例を示す概略図であり、図1(b)は、本発明および従来技術の電気二重層コンデンサの他の例を示す概略図である。
【図2】 電気二重層コンデンサの分極性電極を示す概略図である。
【図3】 電気二重層コンデンサの分極性電極の製造工程を示すフローチャートである。
【図4】 電気二重層コンデンサの基本構成を示す断面図である。
【符号の説明】
1 電気二重層コンデンサ
2 容器
3 電極捲回体
9、10 分極性電極
11、14 集電箔
電極層
セパレータ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention relates to an electrode-forming granule for an electric double layer capacitor, a manufacturing method thereof, an electrode sheet, a polarizable electrode and an electric double layer capacitor using the polarizable electrode.
[0002]
[Prior art]
  An electric double layer capacitor is also called an electric double layer capacitor, and has a farad-class large capacity, excellent charge / discharge cycle characteristics, and capable of rapid charging. It is used for applications such as batteries (energy buffers).
[0003]
  Outline of electric double layer capacitorabout,This will be described with reference to FIG.
  FIG. 4 is a cross-sectional view showing the basic configuration of the electric double layer capacitor.
  An electric double layer capacitor 101 shown in FIG. 4 includes a container 102, a pair of carbon electrodes (polarizable electrodes) 104 and 104 disposed in the container 102 with a separator 103 interposed therebetween, and a pair of current collectors (members). 105 and 105 are accommodated, and an ion conductive electrolyte is introduced into the container 102. The electric double layer capacitor 101 usually generates electric charges (indicated by + and-in the figure) that are generated at the interface between the solid carbon electrodes 104 and 104 and the liquid electrolyte, and exist at a molecular level. This capacitor is used as a dielectric in the capacitor.
[0004]
  Electrolytic solutions used for electric double layer capacitors are roughly classified into so-called aqueous electrolytic solutions in which an electrolyte is added to dilute sulfuric acid and so-called organic electrolytic solutions in which an electrolyte is added to an organic solvent, and are selected according to the purpose. . That is, an electric double layer capacitor using an aqueous electrolyte is advantageous in terms of power density because of its low internal resistance. On the other hand, the organic electrolyte solution is advantageous in terms of energy density because it can increase the withstand voltage per unit cell, and an inexpensive and light metal such as aluminum can be used.
[0005]
  In such an electric double layer capacitor, actually, as shown in FIG.Layer eAnd a current collector foil (metal foil) 11 (14) are optionally used and a polarizable electrode 9 (10) is used via an adhesive layer.
  And as shown in FIG. 1 (a) and FIG.Pole 9The electric double layer capacitor 1 is configured by alternately stacking (10) and the separator s and enclosing them in the container 2.
  An electric double layer capacitor 1 shown in FIG. 1A includes a cylindrical container 2 and a polarizable electrode housed in the container 2.9 (10)And separatorsAre mainly composed of an electrode winding body 3 composed of a laminated body composed of the above and an electrolyte injected into the container 2.
  On the other hand, the electric double layer capacitor 1 shown in FIG. 1B is a polarizable electrode accommodated in a coin-shaped container 2.9 (10)And separatorsComposed mainly of a laminate composed of and separatorsIs impregnated with an electrolyte.
[0006]
  Polarizable electrodes used in electric double layer capacitors are required to have a porous structure, and are not easily cracked or damaged and have high shape retention in order to be used in various forms for a long time. .
  In addition, the electrode material such as carbon constituting the electrode is desorbed, voltage drop and internal resistance increase, and the dropped electrode material floats in the electrolytic solution or intervenes in the separator. May be difficult to maintain for a long time.
  Electrodes in electric double layer capacitorsFormationAs a method for preventing omission of granules for use, for example, in Patent Document 1, a mixture of electrode raw materials such as carbon fine powder (activated carbon), conductive filler and binder and a liquid lubricant is formed into a sheet, and the lubricant A method for producing a polarizable electrode is disclosed in which a polarizable electrode for an electric double layer capacitor is produced by uniaxially or multiaxially stretching a molded sheet after removing the film.
  Patent Document 2 discloses an electrode sheet for an electric double layer capacitor in which the tensile strength of a polarizable electrode is specified to be 0.13 MPa in order to prevent carbon constituting the electrode from degranulating in the electrolytic solution. ing.
[0007]
[Patent Document 1]
    Japanese Patent Publication No. 7-105316
[Patent Document 2]
    JP 2001-267187 A
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
  However, in the polarizable electrode produced by the method described in Patent Document 1 and Patent Document 2, the detachment of the particles themselves configured as an electrode is eliminated to some extent, but the polarizable electrode is not used during the polarizable electrode production process. When producing an electric double layer capacitor by enclosing it in a container, the active material, conductive fillers and other fine particles are peeled or detached and floated in the electrolyte or interposed between separators, resulting in a decrease in voltage maintenance ratio It was the cause.
  Accordingly, an object of the present invention is to provide an electrode for an electric double layer capacitor having a high voltage maintenance ratio (low self-discharge) by preventing the detachment of fine particles such as an active material and a conductive filler.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
  As a cause of separation and desorption of fine particles such as carbon fine powder and conductive filler when the polarizable electrode is produced or when the electric double layer capacitor is produced by enclosing the polarizable electrode in a container, It was found that the granules constituting the electrodes themselves are fine particles that are inevitably generated during the production of the granules for electrode molding, as well as the granules themselves. And it discovered that the said subject was solved by using the granule for electrode formation of the electric double layer capacitor of a predetermined | prescribed particle size range as a starting material, and came to create this invention.
  That is, the invention according to claim 1The following process: (a) A step of kneading a raw material containing 50 to 97% by mass of an active material, 1 to 30% by mass of a conductive filler, and 2 to 20% by mass of a binder to fibrillate a binder component to form a lump, (b) Crushing the formed lump to form a pulverized product, (c) Classifying the pulverized product to remove particles having a particle size exceeding 840 μm, and (d) Granules for electrode formation of an electric double layer capacitor obtained by a method for producing granules for electrode formation of an electric double layer capacitor comprising the step of classifying the pulverized product to remove particles having a particle size of less than 47 μmIt is.
[0010]
  When an electrode for an electric double layer capacitor is formed using the electrode forming granule of the electric double layer capacitor thus configured as a starting material, fine particles such as carbon fine powder and conductive filler are peeled off and desorbed and float in the electrolyte. In other words, the electrode of the electric double layer capacitor having a high voltage maintenance rate can be produced.
[0011]
  Invention of Claim 2 is a manufacturing method of the granule for electrode formation of an electric double layer capacitor, Comprising:
(A) a step of kneading a raw material containing 50 to 97% by mass of an active material, 1 to 30% by mass of a conductive filler and 2 to 20% by mass of a binder to fibrillate a binder component to form a lump,
(B) a step of pulverizing the formed lump to form a pulverized product,
(C) classifying the pulverized product to remove particles having a particle size exceeding 840 μm; and
(D) The method includes the step of classifying the pulverized product to remove particles having a particle size of less than 47 μm.
[0012]
  By configuring in this way, granules for producing an electrode of an electric double layer capacitor in which fine particles such as carbon fine powder and conductive filler are separated or detached and are not suspended in the electrolytic solution or interposed between separators. Can be easily manufactured.
  In addition, in the manufacturing method of the granule for electrode formation of the electric double layer capacitor | condenser which concerns on this invention, the process (c) and the process (d) mean that any may be performed first.
  That is, the granules exceeding the predetermined particle size are removed from the crushed material prepared in step (b).After(Step (c)), the fine particles may be removed (Step (d)), or the fine particles may be removed first.After(Step (d)) means that granules exceeding a predetermined particle size may be removed (step (c)).
[0013]
  Invention of Claim 3 is the electrode sheet for electric double layer capacitors which shape | molded the granule for electrode formation of the electric double layer capacitor which concerns on this invention in the sheet form.
  By configuring in this way, fine particles such as carbon fine powder and conductive filler do not peel or desorb and float in the electrolyte or intervene between the separators. Therefore, the voltage maintenance rate is high, that is, stable performance. An electrode of an electric double layer capacitor capable of exhibiting the above is obtained.
[0014]
  The invention according to claim 4 is a polarizable electrode for an electric double layer capacitor, wherein the electrode sheet for an electric double layer capacitor according to the present invention is laminated on a current collector foil with or without an adhesive layer. It is.
  The polarizable electrode for an electric double layer capacitor thus configured does not float or detach from fine particles such as carbon fine powder or conductive filler and float in the electrolyte or intervene between separators. When incorporated in a double layer capacitor, a high voltage maintenance ratio can be achieved. Therefore, an electric double layer capacitor that can supply a stable voltage and has high durability can be obtained.
[0015]
  The invention according to claim 5 is an electric double layer capacitor comprising the polarizable electrode for electric double layer capacitor according to the present invention.
  With this configuration, an electric double layer capacitor having a high voltage maintenance ratio and high durability can be obtained.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
(Electric double layer capacitor)
  First, granules for electrode formation of an electric double layer capacitor according to the present invention, a method for producing the same,Electrode layer (Electrode sheet)andPolarized electricityThe poleThe applied electric double layer capacitor will be described with reference to FIGS.
  FIG. 1 (a) is a schematic view showing an example of the electric double layer capacitor of the present invention and the prior art, and FIG. 1 (b) shows another example of the electric double layer capacitor of the present invention and the prior art.ExampleFIG. 2 is a schematic diagram illustrating a polarizable electrode of an electric double layer capacitor.
[0017]
  An electric double layer capacitor 1 shown in FIG. 1A includes a cylindrical container 2 and a polarizable electrode housed in the container 2.9, 10And strip separatorsAre mainly composed of an electrode winding body 3 composed of a laminated body composed of (see FIG. 2) and an electrolyte injected into the container 2.
  The container 2 is made of, for example, aluminum (alloy) for reasons such as ease of processing and light weight. The container 2 includes a bottomed cylindrical main body 4 and a terminal plate 5 that closes an opening at one end thereof. The terminal plate 5 is provided with positive and negative terminals 6 and 7. In the drawing, positive and negative terminals 6 and 7 are provided on the same plane.Is the negative terminal 7 when viewed from the containerIt may be provided on the opposite side.
[0018]
  Moreover, as shown in FIG. 2, the electrode winding body 3 has a positive electrode side.Polarized electrode9 and the negative sidePolarized electrode10 and.
  Polarized electrode9 is aluminumNi foilBecomeCurrent collector foil11 on both sidesElectrode layere is affixed with a conductive adhesive,Electrode layere elongatePole 12 is configured.
  Polarized electrode10 is aluminumNi foilBecomeCurrent collector foil14 on both sidesElectrode layere is affixed with a conductive adhesive,Electrode layere strip-likePole 15 is configured.
  And the positive sidePolarized electrode9 and the negative sidePolarized electrode10 is divided by the separator s.
  That is, the electrode winding body 3 isStrip positive electrode12,Strip negative electrode15 and separators s are alternately stacked.
  In addition, the separator applicable to this invention will not be specifically limited if it is a separator normally used in the said technical field, Porous olefin resin (polyethylene, polypropylene), cellulose, polyester, etc. A mixed paper obtained by making a fiber can be used.
[0019]
  Further, the electrolytic solution used in the electric double layer capacitor shown in FIG. 1 (a) is not particularly limited as long as it is a conventionally known one. For example, perchloric acid, hexafluorophosphoric acid, tetrafluoride Examples include boric acid, tetraalkylammonium salt or amine salt of trifluoroalkylsulfonic acid and tetraalkylammonium salt or amine salt of tetrafluoroalkylsulfonic acid.
  Such an electrolyte is used as an electrolytic solution dissolved in a polar solvent such as propylene carbonate, γ-butyllactone, acetonitrile, dimethylformamide, 1,2-dimethoxyethane, sulfolane, nitroethane, and the like.
[0020]
  In addition, the electric double layer capacitor shown in FIG.Strip positive electrode12,Strip negative electrode15 is an electric double layer capacitor in the form of an electrode winding body 31Electric double layer capacitor as a laminated body as it is not applied to1As a representative example applied to the coin-type electrode double layer capacitor1An example is applied to. However, the present invention provides such a coin-type electric double layer capacitor.1Not limited to, polarizable electrodes9, 10The electrode winding body3The electric double layer capacitor applied to the electric double layer capacitor as a laminated body as it is instead of being applied to the electric double layer capacitor in the form of is also within the scope of the present invention.
  Note that the electric double layer capacitor shown in FIG.1In FIG. 1, the same members as those in FIG.
  The electric double layer capacitor 1 shown in FIG. 1B is housed in a conductive container 2, 2 'made of aluminum or the like.Polarized electrodeIt is mainly composed of a laminate composed of 9, 10 and the separator s, and the separator s is impregnated with an electrolytic solution.
  Positive sideofPolarized electricityPole 9And negative electrode sideofThe polarizable electrode 10 is a polarizable electrode shown in FIG.9, 10Like each, aluminumNiMade of foil (current collector foil)Current collector foil11 (14) on both sidesElectrode layer eIt is comprised from the laminated body which affixed with the conductive adhesive (adhesion layer) (refer also FIG. 2).
  like thisStrip positive electrode12 andStrip negative electrode15 is accommodated in the containers 2 and 2 'through the separator s impregnated with the electrolytic solution.ofAn electric double layer capacitor 1 is formed. In addition, a coin type with such a configurationofIn the electric double layer capacitor 1,Strip positive electrodeThe upper container 2 in contact with 12 functions as a positive electrode,Strip negative electrodeThe lower container 2 ′ in contact with 15 functions as a negative electrode.
  The present inventionCoin-shapedElectric double layer capacitor1It is also applicable to.
[0021]
(Polarizable electrode)
  Next, the polarizable electrode according to the present invention will be described with reference to FIG.9, 10Will be described in detail.
  As shown in FIG. 2, polarizable electrodes9, 10Current collector foil such as aluminum foil11On the top (one side or both sides)Layer eAre stacked.
  Current collector foil11The electrodeLayer eSurface treatment such as etching may be performed for the purpose of improving the adhesiveness.
(electrodelayer)
  Electrode in the present inventionLayer eIs formed by forming a raw material composition containing (a) active material 50 to 97% by mass, (b) conductive filler 1 to 30% by mass and (c) binder 2 to 20% by mass into a sheet shape. .
[0022]
  Polarizable electrode according to the present invention9, 10The active material that composes the conventionalofIt will not specifically limit if it is used for the electrode of an electrical double layer capacitor, Activated carbon, carbon fiber, etc. can be used. In particular, for the purpose of obtaining an electric double layer capacitor having a large capacitance, activated carbon or activated carbon fiber having a large specific surface area on an electrode, preferably activated carbon obtained by carbonizing an easily graphitized material and then alkali-activated, for example, mesophase charcoal is used in the present invention. It can be used as an electrode material according to the above.
[0023]
  The average particle diameter of the active material is not particularly limited, for example1 toAn active material having an average particle size of 50 μm, preferably about 2-15 μm is used. The ratio of the active material which comprises the electrode which concerns on this invention is used in a conventionally well-known range, ie, 50-97 mass%. The amount of active materialin frontIf it is less than the above range, the desired capacitance cannot be obtained, and the amount of active material is converselyin frontIf the amount is larger than the above range, the conductivity deteriorates, which is not preferable.
[0024]
  The conductive filler is used for the purpose of imparting conductivity to the electrode, and a conductive fine powder, for example, carbon black, which is usually used in the art is used. The amount of the conductive filler constituting the electrode according to the present invention may be a conventionally known amount, and is generally in the range of 1 to 30% by mass. The amount of conductive filler used isin frontIf the amount is less than the above range, the conductivity of the obtained electrode is deteriorated, and conversely, the amount of conductive filler used is small.in frontIf the amount is more than the above range, the capacitance is decreased, which is not preferable.
[0025]
  The binder is used for binding and granulating these particulate components, and various binders known in the art can be used in the present invention. Examples of binders that can be suitably used in the present invention include, but are not limited to, for example, polytetrafluoroethylene (PTFE), ethylene-tetrafluoroethylene copolymer, chlorotrifluoroethylene polymer, and vinylidene fluoride polymer. And fluororesins such as tetrafluoroethylene-fluoroalkyl vinyl ether copolymer. Among these binders, polytetrafluoroethylene (PTFE) is preferably used as a binder in the present invention from the viewpoints of heat resistance, chemical resistance, and the like.
  The amount of the binder constituting the electrode according to the present invention may also be a conventionally known amount, and is generally in the range of 2 to 20% by mass. That is, the amount of binder used isin frontIf it is less than the above range, the function as a binder cannot be fully achieved, while the amount of binder used is not sufficient.in frontExceeding the range is not preferable because the capacitance of the obtained electrode decreases.
[0026]
  After kneading and pulverizing a predetermined amount of such an electrode raw material, the electrode forming granule of the electric double layer capacitor according to the present invention is obtained. The particle size range of the electrode forming granule of the electric double layer capacitor according to the present invention is 47 ~It is characterized by being defined in the range of 840 μm.
  That is, when the electrode forming granules of the electric double layer capacitor according to the present invention contain fine granules having a particle size of less than 47 μm,Electrode layer eAs a result, fine granules having a particle size of less than 47 μm are present on the sheet surface. The fine granules present on this surface are preserved during storage, post-processing, and assembly of electric double layer capacitors.InEasily detached. In particular, after the electric double layer capacitor is assembled, fine granules having a particle size of less than 47 μm are detached and intercalated in the separator or floated in the electrolyte solution, thereby reducing the voltage maintenance rate of the electric double layer capacitor. Therefore, it is not preferable.
  On the other hand, the upper limit of the electrode-forming granules of the electric double layer capacitor according to the present invention is produced.Electrode layer eIs selected as appropriate according to the thickness of the, especially in the specification that requires output of automobiles, etc.Electrode layer eThis kind of need to be molded relatively thinElectrode layer eIn the present invention, a particle size of 840 μm, which is the upper limit of the granules used in the present invention, was adopted.
  The term “particle diameter” used in the present invention means the diameter of passing through a sieve.
[0027]
  Therefore, the electrode-forming granules of the electric double layer capacitor according to the present invention having such a predetermined particle size range are formed into a sheet shape andElectrode layer eAnd then this is the current collector foil11And a polarizable electrode for an electric double layer capacitor according to the present invention as shown in FIG.9, 10Make up this polarizable electrode9, 10As shown in FIG. 1 (a) and FIG. 1 (b)1Incorporated into a separator, fine granules with a particle size of less than 47 μm are detached and the separatorsElectric double layer capacitors that have little voltage drop due to self-discharge (ie, have a high voltage maintenance ratio) because they do not intervene or float in the electrolyte solution1The effect that can be provided.
[0028]
(Production method)
  Next, using FIG. 3, the electrode forming granules and electrodes of the electric double layer capacitor according to the present inventionlayerA method for manufacturing a polarizable electrode will be described. Fig. 3 shows the electrodes of an electric double layer capacitorlayerIt is a flowchart which shows the manufacturing process of (polarizable electrode). However, the present invention is not limited to such a manufacturing method.
[0029]
(Raw material mixing process)
  In the present invention, as step S1, first, an active material, a conductive filler, a binder and other additives that are added as desired are added to the mixer at a predetermined ratio in a powder form, and the mixture is uniformly dispersed. (For example, stirring for about 20 minutes at a rotational speed of several thousand rpm).
[0030]
(Kneading process)
  Next, step S2The raw material mixture uniformly dispersed in is reduced in pressure by a kneader, preferably a biaxial kneader as shown in FIG. 3 at a low rotational speed (for example, about 10 to 40 rpm) under heating (for example, 60 to 90 ° C.). The kneading is performed for several minutes, for example, about 8 minutes under (for example, 0.2 to 0.5 MPa). By kneading the raw material mixture under predetermined conditions in the kneading step in this way, BaThe inda fibrils to bind the active material and the conductive filler to form relatively large electrode granules.
[0031]
(Crushing and classification process)
  In step S3, the granules of relatively large particles produced in the kneading step are pulverized so as to have a size suitable for the electrode particles of the electric double layer capacitor.
  The particles pulverized in the pulverization step S3 include particles that are not suitable for constituting an electrode, that is, fine particles and giant particles. Therefore, in the present invention, these particles are removed in step S4. For example, the particles are classified by a sieve having an opening of 840 μm to remove particles having a particle size exceeding 840 μm. The removed granules having a particle diameter exceeding 840 μm are preferably returned to the pulverization step S3 and pulverized. Next, the electrode of the electric double layer capacitor according to the present invention having a predetermined particle size range by removing fine particles with a sieve having an opening of 47 μm, for example.FormationGranules can be obtained. The removed fine particles may be granulated by returning to the kneading step of step S2.
[0032]
  In addition, about classification order,RecordIn this example, the fine particles are removed after the giant particles are removed. However, the fine particles may be removed first, and then the giant particles may be removed. Therefore, the present invention is not limited to the classification order.
[0033]
(Primary molding process)
  In the present invention, the electrode of the electric double layer capacitor according to the present invention is thus performed through steps S1 to S4.FormationThe granules made for this are made in this wayFormationThe granules for use are then preformed in step S6 and formed into electrode pre-sheets.
  The electrode pre-sheet is a conventionally known method, for example, the electric double layer capacitor according to the present invention.Electrode formationGranules and solvents such as isopropylPanoIt is possible to mold by passing a pair of rollers having a predetermined gap together with the tool.
[0034]
(Rolling process)
  Next, in step S7, the electrode pre-sheet has a predetermined thickness.Electrode layerTo form.Electrode layerIn order to fabricate, the electrode pre-sheet has a predetermined thickness by passing between the rolls according to a conventionally known method.Electrode layerTo form. For example, as shown in FIG. 3, the sheet thickness is 130 to 160 μm.Electrode layerIs desired, for example, by gradually passing three pairs of rolls having different roll gaps (the downstream roll is narrower than the upstream roll).Electrode layerReduce the sheet thickness. In this way step by stepElectrode layerBy reducing the sheet thicknessElectrode layerBecause there is no sudden load at once in the thickness direction ofElectrode layerIt is possible to prevent defects such as cracks.
  The rolling process in the present invention is continuously passed through a plurality of pairs of rolls,Electrode layerBut was passed separately through each pair of rollsElectrode layerOf course, it is also within the scope of the present invention.
[0035]
  According to the present invention thus producedElectrode layerIs manufactured using the granule for electrode formation of the electric double layer capacitor according to the present invention having a predetermined particle size range from which fine particles and large particles are removed,Electrode layerNo fine particles are present on the surface.
[0036]
(Lamination process (adhesion process))
  Next, in step S8, for exampleElectrode layerIs bonded to a current collector foil such as an aluminum foil to form the polarizable electrode of the present invention. At this time, as shown in FIG. 3, first, the first roll and the first roll configured to apply the adhesive with a predetermined thickness to the current collector foil from the container in which the adhesive is accommodated. A predetermined thickness of adhesive was applied
Current collector foilElectrode layerAre bonded together by an adhesive line composed of a second roll for pressure bonding.
  In addition, on both sides of the current collector foilElectrode layerWhen the polarizable electrode according to the present invention is manufactured by laminating layers, it can be handled by performing Step 6 on both sides one by one.
  In this way on one or both sides of the current collector foilElectrode layerThe polarizable electrode according to the present invention to which is bonded is dried according to a conventional method to obtain a final product.
  In addition,in frontIn the description of the current collector foil using a conductive adhesiveElectrode layerA polarizable electrode that is a laminate ofElectrode layerMay be simply crimped without using an adhesive to form a polarizable electrode.
[0037]
【Example】
  EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated based on an Example, this invention is not limited to these Examples.
Example 1
  Activated carbon was used as an active material, and acetylene black as a conductive filler and Teflon (registered trademark) as a binder were mixed therewith. The composition ratio was 84: 8: 8. Isopropanol was added to this mixture and kneaded under pressure, and Teflon (registered trademark) was fibrillated to obtain a kneaded product. The obtained kneaded product was pulverized to obtain a pulverized powder having an average particle size of about 0.5 mm.
[0038]
  The pulverized powder was sieved with a mesh to remove fine powder of less than 75 μm. Isopropyl alcohol was further added thereto, and a sheet-like molded product was obtained by calendaring. Add further rolling,Electrode layerWas made. This was bonded to an aluminum current collector to produce an electrode body. G-5780A manufactured by No Tape Industry Co., Ltd. was used for adhesion.
[0039]
  The obtained electrode body is cut into a predetermined length, and two separators of about 50 μm are used.rollThe sample was rotated and sealed in a test cell, followed by vacuum drying at 160 ° C. for 72 hours. A cell was produced by injecting a quaternary ammonium salt 1.8 mol / L propylene carbonate solution as an electrolyte.
  The obtained cell was impregnated at 60 ° C., subjected to predetermined aging treatment and defoamed, then charged to 2.5 V, and the voltage after 312 hours was measured. The voltage maintenance rate was measured from the voltage at that time. The results are shown in Table 2.
[0040]
(Example 2)
  in frontIn the capacitor manufacturing process described above, particles smaller than 53 μm were removed, and the other processes were the same to manufacture a cell, and the same test was performed. The results are shown in Table 2.
[0041]
(Comparative Example 1)
  in frontIn the capacitor manufacturing process, particles smaller than 38 μm were removed, and other processes were the same to manufacture a cell, and the same test was performed. The results are shown in Table 2.
[0042]
(Comparative Example 2)
  in frontIn the capacitor manufacturing process, the same process was performed by manufacturing the cell without removing the fine powder and using the same process. The results are shown in Table 2.
  As a preliminary experiment, the pulverized powder after granulation was divided into powders of less than 47 μm, 47-100 μm, 100 μm or more, and the physical properties after molding were measured.
[0043]
[Table 1]
Figure 0003884702
[0044]
  As a result, it was produced with pulverized powder of less than 47 μm.Electrode layerThe strength was extremely lowered and the density was also lowered. thisInFurther, it was found that the pulverized powder of less than 47 μm has a weak binding force and has a strong possibility of adversely affecting the moldability, and also tends to fall off or float on the electrolyte.
[0045]
[Table 2]
Figure 0003884702
[0046]
  According to Example 1 and Example 2, it was found that by removing fine powder of less than 47 μm, the falling particles are reduced, so that a high voltage maintenance ratio can be obtained (self-discharge characteristics can be improved). On the other hand, in Comparative Example 1 in which fine particles of less than 38 μm were removed (there are fine particles of 38 μm or more) and Comparative Example 2 in which fine particles were not removed, the voltage maintenance rate after 312 hours was significantly reduced.
[0047]
【The invention's effect】
  As described above, the present invention has the following excellent effects.
  According to claim 1, fine particles such as carbon fine powder and conductive filler are not separated or detached from floating in the electrolytic solution or interposed between separators, and an electrode of an electric double layer capacitor having a high voltage maintenance rate is produced. It becomes possible to do.
  According to claim 2, granules for producing an electrode of an electric double layer capacitor in which fine particles such as carbon fine powder and conductive filler are separated or detached and do not float in the electrolytic solution or intervene between separators are easy. Can be manufactured.
[0048]
  According to claim 3, fine voltage such as carbon fine powder or conductive filler does not peel off or desorb to float in the electrolytic solution or intervene between the separators, that is, exhibits a stable performance. An electrode of an electric double layer capacitor that can be obtained is obtained.
  According to claim 4, since fine particles such as carbon fine powder and conductive filler do not exfoliate or detach and float in the electrolytic solution or intervene between separators, a high voltage when incorporated in an electric double layer capacitor A maintenance rate can be achieved. Therefore, an electric double layer capacitor that can supply a stable voltage and has high durability can be obtained.
  According to the fifth aspect, an electric double layer capacitor having a high voltage maintenance ratio and high durability can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 (a) is a schematic diagram showing an example of an electric double layer capacitor according to the present invention and the prior art, and FIG. 1 (b) shows another example of the electric double layer capacitor according to the present invention and the prior art.ExampleFIG.
FIG. 2 is a schematic view showing a polarizable electrode of an electric double layer capacitor.
FIG. 3 is a flowchart showing a manufacturing process of a polarizable electrode of an electric double layer capacitor.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a basic configuration of an electric double layer capacitor.
[Explanation of symbols]
      1 Electric double layer capacitor
      2 containers
      3 Electrode wound body
      9, 10 minutes polar electrode
      11, 14 Current collector foil
      eElectrode layer
      s           Separator

Claims (5)

下記工程:
(a) 活物質50〜97質量%、導電性フィラ1〜30質量%およびバインダ2〜20質量%を含む原料を混練して、バインダ成分をフィブリル化して塊状物を形成する工程、
(b) 形成した塊状物を粉砕して粉砕物を形成する工程、
(c) 前記粉砕物を分級して840μmを超える粒径を有する粒子を除去する工程、および
(d) 前記粉砕物を分級して47μm未満の粒径を有する粒子を除去する工程を含む電気二重層コンデンサの電極形成用顆粒の製造方法により得られた電気二重層コンデンサの電極形成用顆粒。
The following process:
(A) A step of kneading a raw material containing 50 to 97% by mass of an active material, 1 to 30% by mass of a conductive filler and 2 to 20% by mass of a binder to fibrillate a binder component to form a lump,
(B) A step of pulverizing the formed lump to form a pulverized product,
(C) Classifying the pulverized product to remove particles having a particle size exceeding 840 μm; and
(D) An electrode-forming granule for an electric double-layer capacitor obtained by a method for producing an electrode-forming granule for an electric double-layer capacitor comprising a step of classifying the pulverized product to remove particles having a particle size of less than 47 μm .
下記工程:
(a) 活物質50〜97質量%、導電性フィラ1〜30質量%およびバインダ2〜20質量%を含む原料を混練して、バインダ成分をフィブリル化して塊状物を形成する工程、
(b) 形成した塊状物を粉砕して粉砕物を形成する工程、
(c) 前記粉砕物を分級して840μmを超える粒径を有する粒子を除去する工程、および
(d) 前記粉砕物を分級して47μm未満の粒径を有する粒子を除去する工程を含むことを特徴とする電気二重層コンデンサの電極形成用顆粒の製造方法。
The following process:
(A) a step of kneading a raw material containing 50 to 97% by mass of an active material, 1 to 30% by mass of a conductive filler and 2 to 20% by mass of a binder to fibrillate a binder component to form a lump,
(B) pulverizing the formed lump to form a pulverized product,
(C) classifying the pulverized product to remove particles having a particle size exceeding 840 μm, and (d) classifying the pulverized product to remove particles having a particle size of less than 47 μm. The manufacturing method of the granule for electrode formation of the electric double layer capacitor | condenser characterized by the above-mentioned.
請求項1に記載の電気二重層コンデンサの電極形成用顆粒をシート状に成形した電気二重層コンデンサ用電極シート。  The electrode sheet for electric double layer capacitors which shape | molded the granule for electrode formation of the electric double layer capacitor of Claim 1 in the sheet form. 電極箔の上に接着層を介してあるいは介さずに請求項3に記載の電気二重層コンデンサ用電極シートが積層されて構成された電気二重層コンデンサ用分極性電極。  A polarizable electrode for an electric double layer capacitor, wherein the electrode sheet for an electric double layer capacitor according to claim 3 is laminated on an electrode foil with or without an adhesive layer. 請求項4に記載の電気二重層コンデンサ用分極性電極を有することを特徴とする電気二重層コンデンサ。  An electric double layer capacitor comprising the polarizable electrode for an electric double layer capacitor according to claim 4.
JP2002349229A 2002-11-29 2002-11-29 Granules for electrode formation of electric double layer capacitor, manufacturing method thereof, electrode sheet, polarizable electrode and electric double layer capacitor using polarizable electrode Expired - Fee Related JP3884702B2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002349229A JP3884702B2 (en) 2002-11-29 2002-11-29 Granules for electrode formation of electric double layer capacitor, manufacturing method thereof, electrode sheet, polarizable electrode and electric double layer capacitor using polarizable electrode
US10/721,754 US7160615B2 (en) 2002-11-29 2003-11-26 Granules for formation of an electrode of an electric double layer capacitor, manufacturing method thereof, electrode sheet, polarized electrode, and electric double layer capacitor using a polarized electrode

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002349229A JP3884702B2 (en) 2002-11-29 2002-11-29 Granules for electrode formation of electric double layer capacitor, manufacturing method thereof, electrode sheet, polarizable electrode and electric double layer capacitor using polarizable electrode

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2004186267A JP2004186267A (en) 2004-07-02
JP3884702B2 true JP3884702B2 (en) 2007-02-21

Family

ID=32751832

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002349229A Expired - Fee Related JP3884702B2 (en) 2002-11-29 2002-11-29 Granules for electrode formation of electric double layer capacitor, manufacturing method thereof, electrode sheet, polarizable electrode and electric double layer capacitor using polarizable electrode

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3884702B2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108907933A (en) * 2018-08-08 2018-11-30 芜湖三华包装科技有限公司 Mould the efficient grinding apparatus of plank processing
JP2019512872A (en) * 2016-03-01 2019-05-16 マックスウェル テクノロジーズ インコーポレイテッド ELECTRODE FOR ENERGY STORAGE DEVICES AND METHOD OF MANUFACTURING ELECTRODE FILM FOR DRY ENERGY STORAGE DEVICES

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6183027B2 (en) * 2013-07-24 2017-08-23 日本ゼオン株式会社 Production method of reduced particle size composite particles for electrochemical device electrodes and reduced particle size composite particles for electrochemical device electrodes

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019512872A (en) * 2016-03-01 2019-05-16 マックスウェル テクノロジーズ インコーポレイテッド ELECTRODE FOR ENERGY STORAGE DEVICES AND METHOD OF MANUFACTURING ELECTRODE FILM FOR DRY ENERGY STORAGE DEVICES
JP2022003694A (en) * 2016-03-01 2022-01-11 マックスウェル テクノロジーズ インコーポレイテッド Electrode film for energy storage device, electrode and energy storage device
JP7227328B2 (en) 2016-03-01 2023-02-21 テスラ・インコーポレーテッド Electrode films for energy storage devices, electrodes and energy storage devices
US11587741B2 (en) 2016-03-01 2023-02-21 Tesla, Inc. Compositions and methods for energy storage device electrodes
CN108907933A (en) * 2018-08-08 2018-11-30 芜湖三华包装科技有限公司 Mould the efficient grinding apparatus of plank processing

Also Published As

Publication number Publication date
JP2004186267A (en) 2004-07-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11587741B2 (en) Compositions and methods for energy storage device electrodes
CN111919315B (en) Compositions and methods for dry electrode films comprising particulate non-fibrillated binders
KR100460570B1 (en) Supercapacitor structure and method of making same
US7160615B2 (en) Granules for formation of an electrode of an electric double layer capacitor, manufacturing method thereof, electrode sheet, polarized electrode, and electric double layer capacitor using a polarized electrode
JP2004186273A (en) Electrode sheet for electric double layer capacitor, its manufacturing method, polarizable electrode, and electric double layer capacitor using the same
KR101988691B1 (en) Electrode for energy storage devices and method for making same
KR101214727B1 (en) Electrodes, method for preparing the same, and electrochemical capacitor comprising the same
JP2000049055A (en) Electric double layer capacitor and electrode for it
KR20160117244A (en) Lithium ion secondary battery
US11081700B2 (en) Nonaqueous electrolyte secondary battery and method for producing nonaqueous electrolyte secondary battery
JP3884702B2 (en) Granules for electrode formation of electric double layer capacitor, manufacturing method thereof, electrode sheet, polarizable electrode and electric double layer capacitor using polarizable electrode
KR20130049441A (en) Composition of electrode active agent, method for preparing the same, and electrochemical capacitor using the same
JP2004186275A (en) Electrode sheet for electric double layer capacitor, its manufacturing method, polarizable electrode, and electric double layer capacitor using the same
JP2002270470A (en) Electric double-layered capacitor
WO2017217319A1 (en) Lithium ion secondary cell
JP2002260970A (en) Activated carbonaceous structure and electric double- layer capacitor using the same
US20210111394A1 (en) Method for preparing dry electrode
US20230207226A1 (en) Compositions and methods for energy storage device electrodes
CN209929389U (en) Soft package lithium ion battery with compressible diaphragm
JP2004186266A (en) Polarizable electrode for electric double layer capacitor, its manufacturing method, and electric double layer capacitor using it
JP2009200368A (en) Electric double-layer capacitor
JP2002231586A (en) Electrode for electric double-layered capacitor and electric double-layered capacitor using the same
JP2002231589A (en) Electrode for electric double-layered capacitor and electric double-layered capacitor
JP2002289481A (en) Activated carbonaceous structure and electric double layer capacitor using the same
JP2005235832A (en) Electric double layer capacitor

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20050316

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20050525

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20050722

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20060510

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20061108

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20061117

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091124

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101124

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101124

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111124

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111124

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121124

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131124

Year of fee payment: 7

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313117

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees