JP4035150B2 - 疑似容量キャパシタ - Google Patents
疑似容量キャパシタ Download PDFInfo
- Publication number
- JP4035150B2 JP4035150B2 JP2006129388A JP2006129388A JP4035150B2 JP 4035150 B2 JP4035150 B2 JP 4035150B2 JP 2006129388 A JP2006129388 A JP 2006129388A JP 2006129388 A JP2006129388 A JP 2006129388A JP 4035150 B2 JP4035150 B2 JP 4035150B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- carbon
- electrode
- capacitor
- graphite
- active material
- 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.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/13—Energy storage using capacitors
Landscapes
- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Description
R(%)=(I(101−R)/I(101−H))×100 (1)
[式中、I(101−R)はX線結晶回折スペクトルにおける菱面体晶(101)面に帰属するピークの積分強度であり、I(101−H)はX線結晶回折スペクトルにおける六方晶(101)面に帰属するピークの積分強度である。]
チタン質粒子の形状や寸法は、分極性電極に成形できる範囲であれば、特に限定されない。
で示す構造を有する。ピロリジニウム化合物塩は公知であり、当業者に知られた方法で合成されたものであればよい。
黒鉛粒子1は、黒鉛をメディアを用いて摩砕することにより平均粒子径が5ミクロン程度となるように調製された黒鉛粒子である。
黒鉛粒子2から7は、磨砕により処理することで、菱面体晶の割合を表3のように調整したものである。
黒鉛粒子8から10は、菱面体晶の割合が表1のようになるようにあらかじめ調整された人造黒鉛である。
非多孔性炭素粒子1および2は、ニードルコークスを窒素気流中で900℃にて焼成し、次に等量のKOHと混練後、650℃で再焼成した。これを摩砕することにより平均粒子径が5ミクロン程度となるようにした。
活性炭粒子はBET法による表面積が1700m2の市販品を用いた。
チタン酸リチウム粒子は、チタン工業製リチウムイオン二次電池用をそのまま用いた。
酸化チタン粒子は、和光純薬工業製の試薬をそのまま用いた。
(1)X線結晶解析
X線回折装置(株式会社リガク製「RINT-UltimaIII」)を用い、黒鉛粒子を測定した。得られたX線回折スペクトルを分析して、(002)面の結晶格子定数(C0(002))、平均面間隔d002、及び(002)ピーク(2θ=26.5°付近にあるピーク)の半値幅を決定した。ターゲットをCuKαとし、40kV、200mAにて測定を行った。
また、菱面体晶(101-R)のピーク位置は2θ=43.3°付近にあり、その積分強度をI(r)とした。六方晶(101-H)のピーク位置は2θ=44.5°付近にあり、その積分強度をI(h)とした。そして、結晶構造中に存在する菱面体晶構造の割合R(%)を求めた。この結果を表1に示す。
ラマン分光装置(日本分光株式会社製「レーザラマン分光光度計NRS−3100」)を用い、黒鉛粒子を下記条件にて測定した。
(1)正負電極の製造
電極活物質粒子を3g、アセチレンブラック(電気化学工業製)1g、ポリテトラフルオロエチレン粉末(三井・デュポンフロロケミカル製)0.3gを混合し、めのう乳鉢を用いて混練した。成形装置を用いて、混練物を0.4から0.5mmの均一な厚みのシート状に成形して電極を得た。一般に負電極と正電極の目付け重量比において、負電極重量を増やすと安全性が増すなどの利点があるが、本実験ではほぼ1:1となるように調整した。
得られた電極シートを20mmΦのディスクに打ち抜き、図1に示すような、3電極セルに組み立てた。その際、集電極としてアルミニウム箔を用い、セパレーターとして記ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)メンブランを用いた。参照電極は市販活性炭を上記と同様の方法にてシート化したものを用いた。このセルを真空中140℃で24時間乾燥し冷却した。六フッ化りん酸リチウム塩を1.0モル%となるようにプロピレンカーボネートとメチルエチルカーボネート(MEC)(25:75)に溶解させて電解液を調製した。そして、得られた電解液をセルに注入してキャパシタを作製した。
組み立てた疑似容量キャパシタにパワーシステム製充放電試験装置「CDT−RD20」を接続し、5mAにて7200秒間の定電流充電を行い、設定電圧に到達した後、5mAにての定電流放電を行った。設定電圧は3.5Vとし、3サイクル実施し3サイクル目のデータを採用した。放電電力より容量(mAh/g)を算出した。結果を表4に示す。
(1)複合粒子の製造
最も容量の大きい黒鉛6を結晶性炭素で被覆した黒鉛−炭素複合粒子を準備した。一方チタン酸リチウム粉末と酸化チタンの表面を炭素で被覆したチタン酸リチウム又は酸化チタン−炭素複合粒子を準備した。黒鉛−炭素複合粒子は以下Aに説明する方法により製造されたものである。またチタン酸リチウム又は酸化チタン−炭素複合粒子は下記B、Cの方法により製造した。
B)樹脂による処理1:ベークライト樹脂の溶液(群栄化学:レジトップ)を種々の濃度に調整した。次に材料をこれら溶液に浸し、乾燥した。窒素気流中にて600℃で焼成し、樹脂を炭化した。被覆重量は材料に対して約10%とした。
C)樹脂による処理2:フルフリルアルコール樹脂の溶液(荒川化学工業)を種々の濃度に調整した。次に材料をこれら溶液に浸し、乾燥した。窒素気流中にて600℃で焼成し、樹脂を炭化した。被覆重量は材料に対して約10%とした。
得られた複合粒子を、表5に示すように正電極及び負電極の電極活物質として用いること以外は実施例1と同様にして、キャパシタを作製し、容量を測定した。
次に、上記実施例1の組み合わせにおいて、6フッ化リン酸リチウム塩と6フッ化リン酸スピロビピロリジニウム塩との配合を変化させた電解液に変更した。この結果を表6に示す。
次に、チタン酸リチウムを用意した。市販のチタン酸リチウムのうち、コバルト、マンガンなどを含む化合物を用意した。蛍光X線装置による同定の結果、表7に示されるような配合比であると推定された。これら化合物を用いて容量を測定したところ、若干の容量の向上が見られた。
次に、チタン酸リチウムに活性炭を少しずつ混合した負電極を試作し、上記実施例と同様の方法で測定を行った。この結果を表8に示す。この結果より、30%以下程度の活性炭の混入により、容量と抵抗が改善した。
2…トップカバー、
3…スプリング、
4、8…集電極、
5、7…炭素質電極、
6…セパレータ、
9…ガイド、
10、13…Oリング、
12…本体、
14…押え板、
15…参照電極、
16…ボトムカバー。
Claims (6)
- 有機溶媒中に溶質を溶解させた有機電解液中に正電極および負電極が浸されてなる疑似容量キャパシタであって、
該有機電解液がリチウム塩を溶質の少なくとも一部として含有し、
該正電極が、電極活物質として、炭素の結晶構造中に存在する六方晶系構造に対する菱面体晶系構造の割合が20%以上である黒鉛質材料を有し、
該負電極が電極活物質としてチタン酸リチウム、酸化チタン又はチタン酸リチウム誘導体を有する、疑似容量キャパシタ。 - 有機溶媒中に溶質を溶解させた有機電解液(但し、イオン性液体を含むものを除く)中に正電極および負電極が浸されてなる疑似容量キャパシタであって、
該有機電解液がリチウム塩を溶質の少なくとも一部として含有し、
該正電極が、電極活物質として、炭素の結晶構造中に存在する六方晶系構造に対する菱面体晶系構造の割合が20%以上である黒鉛質材料を有し、
該負電極が電極活物質としてチタン酸リチウム、酸化チタン又はチタン酸リチウム誘導体を有する、疑似容量キャパシタ。 - 前記正電極が、電極活物質として、炭素の結晶構造中に存在する六方晶系構造に対する菱面体晶系構造の割合が20%以上である炭素質材料からなるコア粒子と該コア粒子を被覆する炭素層とを有する黒鉛質複合粒子である請求項1又は2記載の疑似容量キャパシタ。
- 前記負電極の電極活物質が、チタン酸リチウム、酸化チタン及びチタン酸リチウム誘導体からなる群から選択されるコアチタン粒子と、該コアチタン粒子を被覆する炭素層とを有するチタン質複合粒子である請求項1〜3のいずれか記載の疑似容量キャパシタ。
- 前記有機電解液が支持電解質としてピロリジニウム化合物又はその誘導体の塩を含有する請求項1〜4のいずれか記載の疑似容量キャパシタ。
- 前記負電極が、電極活物質として、活性炭を更に含有する請求項1又は4記載の疑似容量キャパシタ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006129388A JP4035150B2 (ja) | 2006-05-08 | 2006-05-08 | 疑似容量キャパシタ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006129388A JP4035150B2 (ja) | 2006-05-08 | 2006-05-08 | 疑似容量キャパシタ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007305625A JP2007305625A (ja) | 2007-11-22 |
JP4035150B2 true JP4035150B2 (ja) | 2008-01-16 |
Family
ID=38839343
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006129388A Active JP4035150B2 (ja) | 2006-05-08 | 2006-05-08 | 疑似容量キャパシタ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4035150B2 (ja) |
Families Citing this family (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2077598A4 (en) | 2006-10-20 | 2014-08-06 | Ishihara Sangyo Kaisha | STORAGE DEVICE |
JP5399623B2 (ja) * | 2006-10-20 | 2014-01-29 | 石原産業株式会社 | 蓄電デバイス |
JP2010200476A (ja) * | 2009-02-25 | 2010-09-09 | Ishihara Sangyo Kaisha Ltd | 蓄電デバイスの使用方法 |
KR101155913B1 (ko) | 2010-02-02 | 2012-06-20 | 삼성에스디아이 주식회사 | 리튬 이차 전지용 음극 활물질 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지 |
EP2571090B9 (en) * | 2010-05-12 | 2017-03-15 | Mitsubishi Chemical Corporation | Nonaqueous-electrolyte secondary battery |
JP6276494B2 (ja) * | 2012-01-24 | 2018-02-07 | 株式会社村田製作所 | 電池ならびに電池パック、電子機器、電動車両、蓄電装置および電力システム |
US9748556B2 (en) | 2012-03-30 | 2017-08-29 | Nec Corporation | Negative electrode material for secondary battery, and secondary battery |
JP2014130717A (ja) | 2012-12-28 | 2014-07-10 | Ricoh Co Ltd | 非水電解液蓄電素子 |
JP2015130324A (ja) * | 2013-12-05 | 2015-07-16 | 株式会社リコー | 非水電解液二次電池 |
JP2016001593A (ja) * | 2014-05-21 | 2016-01-07 | 株式会社リコー | 非水系電解液蓄電素子 |
JP6476944B2 (ja) * | 2015-02-06 | 2019-03-06 | 株式会社リコー | 非水電解液蓄電素子 |
JP7197089B2 (ja) * | 2018-12-03 | 2022-12-27 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | 電気化学キャパシタ電極用の黒鉛系多孔質炭素材料及びその製造方法、電気化学キャパシタ電極並びに電気化学キャパシタ |
JP7156258B2 (ja) * | 2019-11-25 | 2022-10-19 | トヨタ自動車株式会社 | 水系電池 |
-
2006
- 2006-05-08 JP JP2006129388A patent/JP4035150B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2007305625A (ja) | 2007-11-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4035150B2 (ja) | 疑似容量キャパシタ | |
Xia et al. | High energy and high power lithium‐ion capacitors based on boron and nitrogen dual‐doped 3D carbon nanofibers as both cathode and anode | |
Ma et al. | High‐Stability MnOx Nanowires@ C@ MnOx Nanosheet Core–Shell Heterostructure Pseudocapacitance Electrode Based on Reversible Phase Transition Mechanism | |
Li et al. | Microstructure‐dependent K+ storage in porous hard carbon | |
Augustyn et al. | Pseudocapacitive oxide materials for high-rate electrochemical energy storage | |
Naoi et al. | Second generation ‘nanohybrid supercapacitor’: Evolution of capacitive energy storage devices | |
JP5191483B2 (ja) | 多孔性伝導カーボン物質とその使用 | |
US8842417B2 (en) | High voltage electro-chemical double layer capacitor | |
JP3953502B1 (ja) | 蓄電システム | |
KR101346975B1 (ko) | 탄소 재료 및 그 제조 방법 | |
WO2006118120A1 (ja) | 蓄電デバイス用負極活物質 | |
Arnaiz et al. | Furfuryl alcohol derived high-end carbons for ultrafast dual carbon lithium ion capacitors | |
JP4194044B2 (ja) | 正極及び負極に黒鉛を用いた電気二重層キャパシタ | |
JP4081125B2 (ja) | 電気二重層キャパシタ用正電極及び電気二重層キャパシタ | |
WO2016031977A1 (ja) | 蓄電デバイス用負極材料とその製造方法、およびリチウムイオン蓄電デバイス | |
JP3920310B1 (ja) | 電気二重層キャパシタ用正電極及び電気二重層キャパシタ | |
US20060238958A1 (en) | Positive electrode for electric double layer capacitors and method for the production thereof | |
JP5494917B2 (ja) | 炭素質材料の製造方法、この製造方法により製造した炭素質材料、及びこの炭素質材料を有する蓄電装置 | |
JP2008205485A (ja) | 黒鉛を用いた電気二重層キャパシタ用正電極及び電気二重層キャパシタ | |
KR20130047885A (ko) | 산화수산화니켈-탄소나노튜브 나노복합체 전극의 제조 방법 | |
JP2008042182A (ja) | 黒鉛粒子を含む正電極及び活性炭−炭素複合粒子を含む負電極を有する電気二重層キャパシタ | |
KR100911891B1 (ko) | 전기이중층 커패시터용 활성탄소물의 제조방법 및 이에의한 전기이중층 커패시터 전극과 이를 이용한 전기이중층커패시터 | |
JP2002110472A (ja) | 電気二重層キャパシタ | |
JP4194052B2 (ja) | 正電極に黒鉛を用いた電気二重層キャパシタ | |
Yuan et al. | An investigation of Cu‐ZrO2‐TiO2/CNTs anode material for lithium‐ion batteries |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
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: 20071016 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20071026 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101102 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Ref document number: 4035150 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111102 Year of fee payment: 4 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111102 Year of fee payment: 4 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111102 Year of fee payment: 4 |
|
R360 | Written notification for declining of transfer of rights |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111102 Year of fee payment: 4 |
|
R370 | Written measure of declining of transfer procedure |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R370 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111102 Year of fee payment: 4 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111102 Year of fee payment: 4 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111102 Year of fee payment: 4 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121102 Year of fee payment: 5 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121102 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131102 Year of fee payment: 6 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
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 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |