JP4468778B2 - 電気二重層コンデンサ用電解液および電気二重層コンデンサ - Google Patents
電気二重層コンデンサ用電解液および電気二重層コンデンサ Download PDFInfo
- Publication number
- JP4468778B2 JP4468778B2 JP2004285857A JP2004285857A JP4468778B2 JP 4468778 B2 JP4468778 B2 JP 4468778B2 JP 2004285857 A JP2004285857 A JP 2004285857A JP 2004285857 A JP2004285857 A JP 2004285857A JP 4468778 B2 JP4468778 B2 JP 4468778B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electric double
- layer capacitor
- double layer
- electrolytic solution
- electrolyte
- 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
Links
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 title claims abstract description 21
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 title claims description 22
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims abstract description 10
- KWSLGOVYXMQPPX-UHFFFAOYSA-N 5-[3-(trifluoromethyl)phenyl]-2h-tetrazole Chemical group FC(F)(F)C1=CC=CC(C2=NNN=N2)=C1 KWSLGOVYXMQPPX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229910001379 sodium hypophosphite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 229910001380 potassium hypophosphite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- CRGPNLUFHHUKCM-UHFFFAOYSA-M potassium phosphinate Chemical compound [K+].[O-]P=O CRGPNLUFHHUKCM-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 6
- 229910001383 lithium hypophosphite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 12
- 230000007423 decrease Effects 0.000 abstract description 5
- RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N propylene carbonate Chemical compound CC1COC(=O)O1 RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 4
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000003487 electrochemical reaction Methods 0.000 description 3
- -1 hexafluorophosphate Chemical compound 0.000 description 3
- 239000011255 nonaqueous electrolyte Substances 0.000 description 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 3
- YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 4-Butyrolactone Chemical compound O=C1CCCO1 YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MZRVEZGGRBJDDB-UHFFFAOYSA-N N-Butyllithium Chemical compound [Li]CCCC MZRVEZGGRBJDDB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N Ethylene carbonate Chemical compound O=C1OCCO1 KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007606 doctor blade method Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000012046 mixed solvent Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- NHKJPPKXDNZFBJ-UHFFFAOYSA-N phenyllithium Chemical compound [Li]C1=CC=CC=C1 NHKJPPKXDNZFBJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000005207 tetraalkylammonium group Chemical group 0.000 description 1
- CBXCPBUEXACCNR-UHFFFAOYSA-N tetraethylammonium Chemical compound CC[N+](CC)(CC)CC CBXCPBUEXACCNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
- H01G11/54—Electrolytes
- H01G11/58—Liquid electrolytes
- H01G11/60—Liquid electrolytes characterised by the solvent
-
- 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
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
Description
前者は水酸化カリウムまたは水酸化ナトリウム等のアルカリ性水溶液、または硫酸、硝酸等の酸性水溶液からなる電解液が例示できる(例えば特許文献1参照)。
後者はプロピレンカーボネートやγ―ブチロラクトン等の有機溶媒にテトラアルキルアンモニウムのホウフッ化塩や六フッ化リン酸塩を溶質として溶解した非水系電解液が例示できる(例えば特許文献2参照)。
代表的な非水系の電解液組成としては、テトラエチルアンモニウムテトラフルオロボレートのプロピレンカーボネート溶液がある。この電解液を使用した場合、2.5Vの電圧印加が可能である。しかし、2.5Vを超える高電圧で使用すると、内部抵抗の増加または静電容量の減少が発生する。
そこで、上記の活性炭をブチルリチウム、フェニルリチウム等の還元剤によって前処理する技術が提案されている(例えば特許文献3参照)。しかし、かかる技術によっても、上記の反応を十分に抑えることはできなかった。
表1に、本発明に係る実施例2〜5、8〜11、比較例1、6、7、12の電解液と従来例の電解液の還元剤溶解量と、該電解液を使用した電気二重層コンデンサの初期の静電容量と内部抵抗、および2.5Vまたは2.8Vの電圧を印加し、70℃、1000時間経過した後の容量変化率および内部抵抗を示す。
ここで、上記電解液には、溶媒にプロピレンカーボネート、溶質にテトラエチルアンモニウムテトラフルオロボレートを溶解させ、1mol/Lとしたものに次亜リン酸ナトリウム、次亜リン酸カリウムを溶解させたものを使用した。
また、電気二重層コンデンサ素子としては、厚さ0.040mmの集電電極であるエッチングしたアルミニウム基材の片面に、厚さ0.090mmの活性炭素をドクターブレード法により形成し、分極性電極層とした。
この集電電極にリード端子を固着し、電極各1枚を正電極、負電極とし、セパレータを介して巻回し、巻回素子を作製して上記の電解液に含浸後、アルミニウムケースに封入し、電気二重層コンデンサ(サイズ:φ30×20mmL)とした。
さらに、従来例として、電解液に還元剤を溶解しないものについても調査した。
また、2.8V電圧印加1000時間後の結果から明らかなように、次亜リン酸ナトリウムの添加量は0.01〜1.00wt%の範囲が良好であることが分かる。0.005wt%では、表面官能基と電解液との電気化学反応抑制効果が小さく(比較例1、7)、容量減少、ESR増加が起こり、1.30wt%では粘度が高くなり、ESRが高くなるので好ましくない(比較例6、12)。
なお、従来例では、1000時間後に弁作動が発生した。
上記実施例では、還元剤として、次亜リン酸ナトリウム、次亜リン酸カリウムを用いたが、これ以外に、次亜リン酸リチウムを用いても、同様の効果を得ることができる。
また、上記実施例では、電解液の溶媒に、プロピレンカーボネートを用いたが、これ以外に、エチレンカーボネート、γ−ブチロラクトンまたはこれら二種以上の混合溶媒、溶質に公知の化合物を用いた電解液でも、実施例と同様の効果を得ることができる。
Claims (2)
- 非水系の電気二重層コンデンサ用電解液において、
還元剤として、次亜リン酸ナトリウム、次亜リン酸カリウム、または次亜リン酸リチウムを0.01〜1.00wt%溶解させたことを特徴とする電気二重層コンデンサ用電解液。 - 請求項1記載の電解液を用いたことを特徴とする電気二重層コンデンサ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004285857A JP4468778B2 (ja) | 2004-09-30 | 2004-09-30 | 電気二重層コンデンサ用電解液および電気二重層コンデンサ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004285857A JP4468778B2 (ja) | 2004-09-30 | 2004-09-30 | 電気二重層コンデンサ用電解液および電気二重層コンデンサ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006100637A JP2006100637A (ja) | 2006-04-13 |
JP4468778B2 true JP4468778B2 (ja) | 2010-05-26 |
Family
ID=36240136
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004285857A Expired - Fee Related JP4468778B2 (ja) | 2004-09-30 | 2004-09-30 | 電気二重層コンデンサ用電解液および電気二重層コンデンサ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4468778B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4710651B2 (ja) * | 2006-02-24 | 2011-06-29 | パナソニック株式会社 | 電気二重層キャパシタ |
JP4710645B2 (ja) * | 2006-02-16 | 2011-06-29 | パナソニック株式会社 | 電気二重層キャパシタ |
JP4710650B2 (ja) * | 2006-02-24 | 2011-06-29 | パナソニック株式会社 | 電気二重層キャパシタ |
-
2004
- 2004-09-30 JP JP2004285857A patent/JP4468778B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2006100637A (ja) | 2006-04-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4468778B2 (ja) | 電気二重層コンデンサ用電解液および電気二重層コンデンサ | |
JPH11126732A (ja) | アルミニウム電解コンデンサ | |
JP2001223136A (ja) | アルミニウム電解コンデンサ | |
JP2007184454A (ja) | 電気二重層コンデンサ及び電気二重層コンデンサ用電解液 | |
JP4752707B2 (ja) | 電解コンデンサ用電解液 | |
JP4082407B2 (ja) | アルミニウム電解コンデンサ | |
JP4214008B2 (ja) | 電解コンデンサの駆動用電解液 | |
JP4570804B2 (ja) | 電解コンデンサ用駆動電解液 | |
JP4287715B2 (ja) | 電気二重層キャパシタ | |
JP4839807B2 (ja) | 巻回形電気二重層コンデンサ | |
JP4082404B2 (ja) | アルミニウム電解コンデンサ | |
JP4082405B2 (ja) | アルミニウム電解コンデンサ | |
JPH09213581A (ja) | 電解コンデンサの駆動用電解液 | |
JP4082406B2 (ja) | アルミニウム電解コンデンサ | |
JP2001307960A (ja) | アルミニウム電解コンデンサ | |
JPH11135374A (ja) | 電気化学キャパシタ用電解液 | |
JP3963575B2 (ja) | 電解コンデンサの駆動用電解液 | |
JPH11162790A (ja) | 電気化学キャパシタ用電解液 | |
JP4570790B2 (ja) | 電解コンデンサの駆動用電解液 | |
JPH09213579A (ja) | 電解コンデンサの駆動用電解液 | |
JP2003109861A (ja) | 電気二重層コンデンサおよび電気二重層コンデンサ用の電解液 | |
JP2007189056A (ja) | 電気二重層コンデンサ | |
JP4847088B2 (ja) | イオン性液体を電解液として使用したアルミニウム電解コンデンサ、電解コンデンサ用アルミニウム電極箔及びそのアルミニウム電極箔の製造方法 | |
JP2007184302A (ja) | 電解コンデンサ | |
KR960013845B1 (ko) | 알루미늄 전해 콘덴서용 전해액 조성물 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070313 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20091019 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20091216 |
|
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: 20100222 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20100225 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4468778 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130305 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140305 Year of fee payment: 4 |
|
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 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |