JP7297383B2 - electrochemical capacitor - Google Patents

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Description

本発明は、電気化学キャパシタに関する。より詳しくは、ハイブリッドキャパシタとして好適に用いられる電気化学キャパシタ、及び、該電気化学キャパシタを得るために用いられる正極に関する。 The present invention relates to electrochemical capacitors. More particularly, it relates to an electrochemical capacitor suitably used as a hybrid capacitor and a positive electrode used to obtain the electrochemical capacitor.

電気化学キャパシタ(例えば、電気二重層キャパシタ、リチウムイオンキャパシタに代表されるハイブリッドキャパシタ等)は、一般に、二次電池に比べて容量が小さいものの、出力性能に優れるとともに耐久性が高いため、近年、ハイブリッド自動車等の補助電源や回生電力貯蔵装置、二次電池の代替デバイス、太陽光発電のエネルギーバッファに用いられる等、非常に注目されている。特に、比較的大容量であるとともに電極間に起電力が生じるハイブリッドキャパシタの研究開発が急速に進んでいる。 Electrochemical capacitors (for example, electric double layer capacitors, hybrid capacitors represented by lithium ion capacitors, etc.) generally have a smaller capacity than secondary batteries, but have excellent output performance and high durability. It is attracting a great deal of attention as it is used as an auxiliary power source for hybrid vehicles, a regenerative power storage device, an alternative device for secondary batteries, and an energy buffer for photovoltaic power generation. In particular, research and development of hybrid capacitors, which have a relatively large capacity and generate an electromotive force between electrodes, are progressing rapidly.

例えば、ハイブリッドキャパシタとして、活性炭素布電極を正極とし、亜鉛電極を負極とし、電解質として酸化亜鉛を含む水酸化アルカリ水溶液とからなる電気化学キャパシタが開示されている(例えば、特許文献1参照)。
なお、亜鉛電極は、電解液に水を使えるため安全性に優れ、出力できる電圧と重量当たりの電力量が高く、しかも安価である。
For example, as a hybrid capacitor, an electrochemical capacitor is disclosed which has an activated carbon cloth electrode as a positive electrode, a zinc electrode as a negative electrode, and an alkaline hydroxide aqueous solution containing zinc oxide as an electrolyte (see, for example, Patent Document 1).
Zinc electrodes are excellent in safety because water can be used as the electrolyte, and the voltage that can be output and the amount of electric power per unit weight are high, and they are inexpensive.

特開2008-66681号公報JP-A-2008-66681

しかし、上記特許文献1に記載の電気化学キャパシタは、使用時に亜鉛電極から水素ガスが発生し、電気化学キャパシタを密閉することができなかった。電解液漏れによる人的被害(薬傷等)及び物的被害(アルカリ汚染)の防止、電解液の蒸発による電気化学キャパシタの経時劣化、大気中の二酸化炭素混入による電解液濃度低下等の抑制のために、電気化学キャパシタを密閉できるものとするための工夫の余地があった。 However, in the electrochemical capacitor described in Patent Document 1, hydrogen gas was generated from the zinc electrode during use, and the electrochemical capacitor could not be sealed. Prevention of human injury (chemical injury, etc.) and property damage (alkali contamination) due to electrolyte leakage, aging deterioration of electrochemical capacitors due to electrolyte evaporation, suppression of electrolyte concentration decrease due to atmospheric carbon dioxide contamination, etc. Therefore, there is room for improvement in order to make the electrochemical capacitor hermetically sealed.

本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、亜鉛電極を負極とする電気化学キャパシタを密閉することができる方法を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a method for sealing an electrochemical capacitor having a zinc electrode as a negative electrode.

本発明者らは、上述したように、亜鉛電極を負極とする電気化学キャパシタを密閉することができる方法について種々検討し、電気化学キャパシタが、正極、亜鉛負極、及び、ガス透過性のセパレータを含んで構成され、該正極が水素分解触媒を含むものとすると、亜鉛負極から発生した水素ガスを正極側で非常に好適に分解できることを見出した。そして、本発明者らは、当該電気化学キャパシタを密閉できることを見出し、上記課題をみごとに解決することができることに想到し、本発明に到達したものである。 As described above, the present inventors have studied various methods for sealing an electrochemical capacitor having a zinc electrode as a negative electrode, and found that the electrochemical capacitor includes a positive electrode, a zinc negative electrode, and a gas-permeable separator. and the positive electrode contains a hydrogen decomposition catalyst, hydrogen gas generated from the zinc negative electrode can be decomposed very favorably on the positive electrode side. The inventors of the present invention have found that the electrochemical capacitor can be hermetically sealed, conceived that the above problems can be solved admirably, and arrived at the present invention.

すなわち本発明は、正極、亜鉛負極、及び、ガス透過性のセパレータを含んで構成される電気化学キャパシタであって、該正極は、水素分解触媒を含む電気化学キャパシタである。 That is, the present invention is an electrochemical capacitor comprising a positive electrode, a zinc negative electrode, and a gas-permeable separator, wherein the positive electrode is an electrochemical capacitor containing a hydrogen decomposition catalyst.

本発明は、上述の構成よりなり、亜鉛負極を含んで構成される電気化学キャパシタを密閉することができる。 According to the present invention, an electrochemical capacitor having the structure described above and including a zinc negative electrode can be hermetically sealed.

以下に本発明を詳述する。
なお、以下において記載する本発明の個々の好ましい形態を2つ以上組み合わせたものもまた、本発明の好ましい形態である。
The present invention will be described in detail below.
A combination of two or more of the individual preferred embodiments of the invention described below is also a preferred embodiment of the invention.

<本発明の電気化学キャパシタ>
本発明の電気化学キャパシタは、正極、亜鉛負極、及び、ガス透過性のセパレータを含んで構成される電気化学キャパシタであって、該正極は、水素分解触媒を含む。
<Electrochemical capacitor of the present invention>
The electrochemical capacitor of the present invention is an electrochemical capacitor comprising a positive electrode, a zinc negative electrode, and a gas-permeable separator, the positive electrode containing a hydrogen decomposition catalyst.

先ず、本発明の電気化学キャパシタにおいて亜鉛負極から発生する水素を分解することができるメカニズムを説明する。
亜鉛負極を含んで構成される電気化学キャパシタにおける亜鉛負極近傍の反応は下記反応式で表される。
充放電反応:(充電)Zn+4OH⇔Zn(OH) 2-+2e(放電)
亜鉛負極は、電極内に含まれる不純物と亜鉛との間で内部電池構造を形成しやすく、その際には、不純物近傍で下記水素発生反応を生じ、亜鉛側で上式の放電反応を生じる。
水素発生反応:2HO+2e→H+2OH
First, the mechanism by which hydrogen generated from the zinc negative electrode can be decomposed in the electrochemical capacitor of the present invention will be described.
The reaction near the zinc negative electrode in an electrochemical capacitor including a zinc negative electrode is represented by the following reaction formula.
Charge/discharge reaction: (charge) Zn+4OH ⇔ Zn(OH) 4 2− +2e (discharge)
A zinc negative electrode tends to form an internal battery structure between zinc and impurities contained in the electrode. At that time, the following hydrogen generation reaction occurs in the vicinity of the impurities, and the discharge reaction of the above formula occurs on the zinc side.
Hydrogen evolution reaction: 2H 2 O + 2e - → H 2 + 2OH -

本発明の電気化学キャパシタは、正極、亜鉛負極、及び、ガス透過性のセパレータを含むとともに、正極が水素分解触媒を含むことにより、亜鉛負極から発生した水素ガスがセパレータを透過して水素分解触媒を含む正極側に移動するとともに、該正極側は自己放電として下記水素分解反応を起こすものとなり、正極側の自己放電と負極側の自己放電とが安定的に均衡しながら、正極側にて水素ガスを非常に好適に分解できる。
水素分解反応:H+2OH→2HO+2e
なお、水素発生反応で生じた水酸化物イオン(OH)も、電解液等の電解質中で平衡状態を保つために自然に拡散され、セパレータを透過して正極側に供給される。
以下では、本発明の電気化学キャパシタを構成する正極、セパレータ、亜鉛負極、及び、電解質について順に説明する。
The electrochemical capacitor of the present invention includes a positive electrode, a zinc negative electrode, and a gas-permeable separator, and the positive electrode includes a hydrogen decomposition catalyst, so that hydrogen gas generated from the zinc negative electrode permeates the separator and decomposes the hydrogen decomposition catalyst. As it moves to the positive electrode side containing hydrogen, the positive electrode side causes the following hydrogen decomposition reaction as self-discharge. Gases can be decomposed very well.
Hydrogen decomposition reaction: H 2 +2OH →2H 2 O+2e
Hydroxide ions (OH ) generated by the hydrogen generation reaction are also naturally diffused in order to maintain an equilibrium state in an electrolyte such as an electrolytic solution, permeate the separator, and are supplied to the positive electrode side.
The positive electrode, separator, zinc negative electrode, and electrolyte that constitute the electrochemical capacitor of the present invention will be described below in order.

(正極)
本発明の電気化学キャパシタにおける正極は、水素分解触媒を含む。
上記水素分解触媒は、水素分解反応を行うための触媒であり、例えば、Pt、Ru、Ir、Co、P、Ni、Fe、及び、Mnからなる群より選択される少なくとも1種の元素を含むもの;FeやCoを中心金属として有する多環化合物;タンタルを添加したタングステンカーバイド;周期表の第4族、第5族遷移金属(例えば、ジルコニウム)の酸化物、酸窒化物、窒化物;水素吸蔵合金として知られる合金(水素吸蔵合金)等が挙げられ、これらの1種又は2種以上を使用できる。
(positive electrode)
The positive electrode in the electrochemical capacitor of the present invention contains a hydrogen decomposition catalyst.
The hydrogen cracking catalyst is a catalyst for carrying out a hydrogen cracking reaction, and contains at least one element selected from the group consisting of Pt, Ru, Ir, Co, P, Ni, Fe, and Mn, for example. polycyclic compound having Fe or Co as a central metal; tungsten carbide with tantalum added; oxides, oxynitrides, and nitrides of group 4 and group 5 transition metals (e.g., zirconium) of the periodic table; hydrogen Alloys known as storage alloys (hydrogen storage alloys) and the like can be mentioned, and one or more of these can be used.

例えば、上記水素分解触媒は、Pt、Ru、Ir、Co、P、Ni、Fe、及び、Mnからなる群より選択される少なくとも1種の元素を含むことが好ましい。中でも、Ptを含むことがより好ましい。Ptを含むものとしては、Pt単体、Pt-Cr、Pt-Co、Pt-Ni、Pt-Fe等の合金が挙げられ、これらの1種又は2種以上を使用できるが、中でもPt単体が更に好ましい。 For example, the hydrogen cracking catalyst preferably contains at least one element selected from the group consisting of Pt, Ru, Ir, Co, P, Ni, Fe, and Mn. Among them, it is more preferable to contain Pt. Examples of those containing Pt include Pt alone, and alloys such as Pt--Cr, Pt--Co, Pt--Ni, and Pt--Fe, and one or more of these can be used. preferable.

上記水素分解触媒は、水素吸蔵合金を含むことが好ましい。水素吸蔵合金としては、従来公知のものを使用することができ、特に限定されないが、例えば実質的に2種の金属元素からなる二成分系の水素吸蔵合金が好ましく、LaNi、CaCu、ミッシュメタル(Mm)を主原料とするMmNi等のAB型、CeNi、GdNi等のA型、CeNi等のAB型、ZrMn、MgCu等のAB型、TiFe等のAB型、MgNi等のAB型が好適なものとして挙げられる。中でも、AB型、AB型、AB型、AB型がより好ましい。 The hydrogen cracking catalyst preferably contains a hydrogen storage alloy. As the hydrogen storage alloy , conventionally known ones can be used, and there is no particular limitation. AB 5 types such as MmNi 5 , which are mainly made of metal (Mm), A 2 B 7 types such as Ce 2 Ni 7 and Gd 2 Ni 7 , AB 3 types such as CeNi 3 , AB such as ZrMn 2 and MgCu 2 Type 2 , AB type such as TiFe, and A 2 B type such as Mg 2 Ni are preferred. Among them, AB 5 type, AB 2 type, AB type and A 2 B type are more preferable.

中でも、上記水素分解触媒は、Pt単体及び/又は水素吸蔵合金であることが特に好ましい。 Among them, it is particularly preferable that the hydrogen decomposition catalyst is Pt alone and/or a hydrogen storage alloy.

上記正極の活物質としては、特に限定されず、電気化学キャパシタの正極活物質として用いられるいずれのものも用いることができるが、例えば、活性炭、多孔質金属酸化物、多孔質金属、導電性重合体を用いることが好ましく、中でも、活性炭が好ましい。言い換えれば、上記正極は、炭素極であることが好ましい。
正極は、結着剤や導電助剤、溶媒等を加えてスラリー状とし、これを基板に塗布、乾燥して得ることができる。また、プレス成形してペレットとすることもできる。結着剤や導電助剤については、後述する。
The positive electrode active material is not particularly limited, and any material used as a positive electrode active material for an electrochemical capacitor can be used. Preference is given to using coalescence, among which activated carbon is preferred. In other words, the positive electrode is preferably a carbon electrode.
The positive electrode can be obtained by adding a binder, a conductive aid, a solvent, etc. to form a slurry, applying the slurry to a substrate, and drying the slurry. It can also be press-molded into pellets. The binder and conductive aid will be described later.

上記水素分解触媒の含有量は、正極の活物質100質量%に対して、0.1質量%以上であることが好ましい。該含有量は、0.5質量%以上であることがより好ましく、1質量%以上であることが更に好ましく、2質量%以上であることが特に好ましい。また、該含有量は、20質量%以下であることが好ましく、15質量%以下であることがより好ましく、10質量%以下であることが更に好ましく、7質量%以下であることが特に好ましい。 The content of the hydrogen decomposition catalyst is preferably 0.1% by mass or more with respect to 100% by mass of the positive electrode active material. The content is more preferably 0.5% by mass or more, still more preferably 1% by mass or more, and particularly preferably 2% by mass or more. The content is preferably 20% by mass or less, more preferably 15% by mass or less, even more preferably 10% by mass or less, and particularly preferably 7% by mass or less.

(セパレータ)
本発明に係るセパレータは、正極と亜鉛負極とを隔離し、正極と亜鉛負極との間のイオン伝導性を確保する部材であるとともに、ガス透過性(水素ガス透過性)であればよい。
ガス透過性とは、透気度がガーレー値で10000秒以下であればよく、これにより亜鉛負極から発生する水素ガスを充分に透過することができる。該ガーレー値は、9500秒以下であることが好ましい。
また上記ガーレー値は、500秒以上であることが好ましく、1000秒以上であることがより好ましい。
上記ガーレー値は、実施例に記載のガーレー法により測定されるものである。ガーレー値は、気体の通過しやすさを表す指標であり、値が大きいほど気体を通しにくい。
なお、上記ガーレー値は、セパレータが複数の層が積層された積層体である場合は、積層体について測定されたガーレー値である。
(separator)
The separator according to the present invention is a member that separates the positive electrode and the zinc negative electrode, ensures ion conductivity between the positive electrode and the zinc negative electrode, and has gas permeability (hydrogen gas permeability).
The gas permeability means that the air permeability is 10000 seconds or less in terms of Gurley value, and hydrogen gas generated from the zinc negative electrode can sufficiently permeate. The Gurley value is preferably 9500 seconds or less.
The Gurley value is preferably 500 seconds or more, more preferably 1000 seconds or more.
The Gurley value is measured by the Gurley method described in Examples. The Gurley value is an index that expresses the ease with which gas can pass through.
In addition, when the separator is a laminate in which a plurality of layers are laminated, the Gurley value is the Gurley value measured for the laminate.

上記セパレータは、電気化学キャパシタにおいて電気化学キャパシタの反応に関与するイオンを透過するとともに、水素ガスを透過するものであればよく、例えばポリオレフィン製の不織布;ポリオレフィン製の微多孔膜;濾紙;ポリマーと無機化合物との混合物を含むアニオン伝導性膜等が挙げられる。 The separator may permeate the ions involved in the reaction of the electrochemical capacitor in the electrochemical capacitor and permeate hydrogen gas, for example, nonwoven fabric made of polyolefin; microporous membrane made of polyolefin; filter paper; Examples include anion-conducting membranes containing mixtures with inorganic compounds.

中でも、上記セパレータは、本発明の電気化学キャパシタをより長寿命化する観点からは、アニオン伝導性膜であることがより好ましい。 Among them, the separator is more preferably an anion conductive membrane from the viewpoint of extending the life of the electrochemical capacitor of the present invention.

以下では、上記アニオン伝導性膜について説明する。
本明細書中、上記アニオン伝導性膜は、電気化学キャパシタの反応に関与する水酸化物イオン等のアニオンを透過する膜であって、ポリマーと、無機化合物を含むものである。上記アニオン伝導性膜は、後述する無機化合物等の作用により、透過するアニオンの選択性を有する。なお、当該アニオンの選択性は、水酸化物イオン等のアニオンは透過しやすく、アニオンであってもイオン半径の大きな、活物質に由来する金属含有イオン(例えば、Zn(OH) 2-)等の透過は充分に防止する。本明細書中、アニオン伝導性とは、水酸化物イオン等のイオン半径の小さなアニオンを充分に透過すること、ないし、当該アニオンの透過性能を意味する。金属含有イオン等のイオン半径の大きなアニオンは、より透過しにくいものであり、全く透過しなくても構わない。
The anion conductive membrane will be described below.
In the present specification, the anion conductive membrane is a membrane that allows the passage of anions such as hydroxide ions involved in the reaction of the electrochemical capacitor, and contains a polymer and an inorganic compound. The anion conductive membrane has selectivity for permeating anions due to the action of an inorganic compound or the like, which will be described later. The selectivity of the anions is such that anions such as hydroxide ions are easily permeable, and metal-containing ions (for example, Zn(OH) 4 2− ) derived from the active material and having a large ionic radius even for anions Such permeation is sufficiently prevented. In the present specification, anion conductivity means sufficient permeation of anions having a small ionic radius such as hydroxide ions, or permeation performance of the anions. Anions having a large ionic radius, such as metal-containing ions, are more difficult to permeate, and may not be permeated at all.

〔ポリマー〕
上記ポリマーとしては、種々のものを用いることができ、熱可塑性、熱硬化性のいずれであってもよく、例えば、共役ジエン系ポリマー、(メタ)アクリル系ポリマー、含フッ素エチレン系ポリマー、ポリスルホン系ポリマー、ポリエーテルケトン等が挙げられるが、中でも、共役ジエン系ポリマー、(メタ)アクリル系ポリマー、含フッ素エチレン系ポリマー、ポリオレフィン系ポリマー、及び、ポリスルホン系ポリマーからなる群より選択される少なくとも1種であることが好ましい。なお、上記ポリマーは、バインダーポリマーとして機能するものであることが好ましい。
〔polymer〕
Various polymers can be used as the polymer, and may be either thermoplastic or thermosetting. At least one selected from the group consisting of conjugated diene-based polymers, (meth)acrylic-based polymers, fluorine-containing ethylene-based polymers, polyolefin-based polymers, and polysulfone-based polymers. is preferred. The polymer preferably functions as a binder polymer.

上記ポリマーは、ポリマーが含む構成単位を形成するモノマー成分をラジカル発生剤の存在下、共重合し、必要に応じてこれをグラフト変性等することにより製造することができる。
モノマー成分の重合方法としては特に限定されず、例えば、水溶液重合法、乳化重合法、逆相懸濁重合法、懸濁重合法、溶液重合法、塊状重合法等の方法が挙げられる。
The above polymer can be produced by copolymerizing monomer components that form the structural units contained in the polymer in the presence of a radical generator, and if necessary, by graft modification or the like.
The polymerization method of the monomer component is not particularly limited, and examples thereof include aqueous solution polymerization method, emulsion polymerization method, reverse phase suspension polymerization method, suspension polymerization method, solution polymerization method, bulk polymerization method and the like.

〔無機化合物〕
上記無機化合物は、特に限定されないが、例えば、酸化物、水酸化物、層状複水酸化物、及び、リン酸化合物からなる群より選択される少なくとも1種であることが好ましく、中でも水酸化物及び/又は層状複水酸化物がより好ましい。なお、本明細書中、水酸化物は、ヒドロキシ基を有する化合物であって、層状複水酸化物以外のものを言う。
[Inorganic compound]
Although the inorganic compound is not particularly limited, for example, it is preferably at least one selected from the group consisting of oxides, hydroxides, layered double hydroxides, and phosphoric acid compounds. and/or layered double hydroxides are more preferred. In this specification, the hydroxide refers to a compound having a hydroxy group, other than the layered double hydroxide.

上記水酸化物としては、例えば、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化バリウム、水酸化スカンジウム、水酸化イットリウム、水酸化ランタノイド、水酸化チタン、水酸化ジルコニウム、水酸化ニオブ、水酸化ルテニウム、水酸化ニッケル、水酸化パラジウム、水酸化銅、水酸化カドミウム、ホウ酸、水酸化アルミニウム、水酸化ガリウム、水酸化インジウム、水酸化タリウム、ケイ酸、水酸化ゲルマニウム、水酸化スズ、水酸化鉛、リン酸、水酸化ビスマス等が挙げられ、これらの1種又は2種以上を使用できる。中でも、アルカリ性条件下での溶解度が低いものが好ましく、例えば水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化チタン、水酸化ジルコニウムが好ましく、水酸化マグネシウムがより好ましい。 Examples of the hydroxide include lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide, magnesium hydroxide, calcium hydroxide, barium hydroxide, scandium hydroxide, yttrium hydroxide, lanthanide hydroxide, titanium hydroxide, water Zirconium oxide, niobium hydroxide, ruthenium hydroxide, nickel hydroxide, palladium hydroxide, copper hydroxide, cadmium hydroxide, boric acid, aluminum hydroxide, gallium hydroxide, indium hydroxide, thallium hydroxide, silicic acid, water Germanium oxide, tin hydroxide, lead hydroxide, phosphoric acid, bismuth hydroxide and the like can be mentioned, and one or more of these can be used. Among them, those having low solubility under alkaline conditions are preferable, and for example, magnesium hydroxide, calcium hydroxide, titanium hydroxide, and zirconium hydroxide are preferable, and magnesium hydroxide is more preferable.

上記層状複水酸化物は、下記一般式:
[M 1-x (OH)](An-x/n・mH
(Mは、Mg、Fe、Zn、Ca、Li、Ni、Co、Cu、Mnのいずれかである二価金属イオンを表す。Mは、Al、Fe、Mn、Co、Cr、Inのいずれかである三価金属イオンを表す。An-は、Cl、NO 、CO 2-、COO等の1価以上、3価以下のアニオンを表す。中でも、An-は、2価以下のアニオンを表すことが好ましい。mは0以上の数であり、nは1以上、3以下の数である。xは0.20以上、0.40以下の数である。)に代表される化合物であり、このような層状複水酸化物としては、例えば、ハイドロタルサイト、マナッセイト、モツコレアイト、スティッヒタイト、ショグレナイト、バーバートナイト、パイロアウライト、イオマイト、クロロマガルミナイト、ハイドロカルマイト、グリーン ラスト1、ベルチェリン、タコバイト、リーベサイト、ホネサイト、イヤードライト、メイキセネライト等が挙げられ、これらの1種又は2種以上を使用できる。中でも、工業的に利用が容易である点で、前記一般式におけるMがMg、MがAlであるハイドロタルサイトが好ましい。
なお、これら層状水酸化物は、例えば、150℃以上、900℃以下で焼成することにより脱水した化合物や層間内の陰イオンを分解させた化合物、層間内の陰イオンを水酸化物イオン等に交換した化合物であってもよい。
上記層状複水酸化物には、水酸基、アミノ基、カルボキシ基、シラノール基等の官能基を持つ化合物が配位していてもよい。また、上記層状複水酸化物は層間内にポリマー等の有機物を有していてもよい。
The above layered double hydroxide has the following general formula:
[M 1 1-x M 2 x (OH) 2 ](A n− ) x/n ·mH 2 O
( M1 represents a divalent metal ion that is any of Mg, Fe, Zn, Ca, Li, Ni, Co, Cu, Mn; M2 represents Al, Fe, Mn, Co, Cr, In Represents a trivalent metal ion that is any A n- represents an anion having a valence of 1 or more and 3 or less, such as Cl , NO 3 , CO 3 2− , COO − , etc. Among them, A n− is , preferably represents a divalent or less anion, m is a number of 0 or more, n is a number of 1 or more and 3 or less, and x is a number of 0.20 or more and 0.40 or less.) Examples of such layered double hydroxides include hydrotalcite, manassite, motucoleite, stichtite, shoglenite, barbertite, pyroaurite, iomite, chloromagarminite, hydro Calmite, Green Rust 1, Bercherin, Takovite, Liebesite, Honesite, Yeardrite, Meikisenerite and the like can be mentioned, and one or more of these can be used. Among them, hydrotalcite in which M1 is Mg and M2 is Al in the above general formula is preferable because it is easy to use industrially.
These layered hydroxides are, for example, compounds dehydrated by firing at 150 ° C. or higher and 900 ° C. or lower, compounds in which anions in the layers are decomposed, anions in the layers to hydroxide ions, etc. It may be an exchanged compound.
A compound having a functional group such as a hydroxyl group, an amino group, a carboxy group, or a silanol group may be coordinated to the layered double hydroxide. Moreover, the layered double hydroxide may have an organic substance such as a polymer between the layers.

上記無機化合物は、セパレータの強度をより優れたものとする観点からは、水酸化物であることが更に好ましく、セパレータのイオン伝導性をより優れたものとする観点からは、層状複水酸化物であることが更に好ましい。 The inorganic compound is more preferably a hydroxide from the viewpoint of improving the strength of the separator, and a layered double hydroxide from the viewpoint of improving the ionic conductivity of the separator. is more preferable.

上記無機化合物は粒子状であり、その形状としては、微粉状、粉状、粒状、顆粒状、鱗片状、多面体状、ロッド状、曲面含有状等が挙げられる。
上記無機化合物は、体積平均粒子径が2μm以下であるものが好ましい。また、該体積平均粒子径は、0.001μm以上であることが好ましく、0.01μm以上であることがより好ましく、0.1μm以上であることが更に好ましい。
上記体積平均粒子径とは、体積基準の粒度分布における平均粒子径であり、無機化合物粒子を分散媒(0.2%ヘキサメタりん酸ナトリウム含有イオン交換水)で希釈し、得られた希釈液約10mLをガラスセルに採取し、これを動的光散乱法による粒度分布測定器(パーティクルサイジングシステムズ〔Particle Sizing Systems〕社製、商品名:NICOMP Model 380)を用いて測定されるものである。
The above inorganic compound is in the form of particles, and examples thereof include fine powder, powder, granules, granules, flakes, polyhedrons, rods, curved surfaces, and the like.
The inorganic compound preferably has a volume average particle size of 2 μm or less. The volume average particle diameter is preferably 0.001 μm or more, more preferably 0.01 μm or more, and even more preferably 0.1 μm or more.
The volume average particle size is the average particle size in the volume-based particle size distribution, and the inorganic compound particles are diluted with a dispersion medium (ion-exchanged water containing 0.2% sodium hexametaphosphate) to obtain a diluted solution of about 10 mL is sampled in a glass cell, and this is measured using a particle size distribution analyzer (manufactured by Particle Sizing Systems, trade name: NICOMP Model 380) using the dynamic light scattering method.

なお、体積平均粒子径が上記のような範囲の粒子は、例えば、粒子をボールミル等により粉砕し、得られた粗粒子を分散剤に分散させて所望の粒子径にした後に乾固する方法や、該粗粒子をふるい等にかけて粒子径を選別する方法のほか、粒子を製造する段階で調製条件を最適化し、所望の粒径の(ナノ)粒子を得る方法等により製造することが可能である。 Particles having a volume-average particle size in the above range can be obtained, for example, by pulverizing the particles with a ball mill or the like, dispersing the obtained coarse particles in a dispersant to obtain a desired particle size, and then drying and solidifying. In addition to the method of sieving the coarse particles to select the particle size, it is possible to obtain (nano)particles with the desired particle size by optimizing the preparation conditions at the stage of producing particles. .

上記ポリマーと上記無機化合物との体積割合は、例えば、1:99~99:1とすることができる。該体積割合は、5:95~95:5であることが好ましく、10:90~90:10であることがより好ましい。 The volume ratio of the polymer to the inorganic compound can be, for example, 1:99 to 99:1. The volume ratio is preferably 5:95 to 95:5, more preferably 10:90 to 90:10.

〔多孔質支持体〕
上記セパレータがアニオン伝導性膜である場合、上記セパレータは、更に、ポリオレフィン系ポリマー等からなる多孔質支持体(多孔質基材)を有し、多孔質支持体にポリマーと無機化合物の混合物(樹脂組成物)が含浸した樹脂含浸層であってもよい。該セパレータは、通常、樹脂組成物を剥離基材上に塗工した後、多孔質支持体に接触・含浸させ、膜を乾燥させたうえで剥離基材から剥離して得ることができる。
[Porous support]
When the separator is an anion conductive membrane, the separator further has a porous support (porous substrate) made of a polyolefin polymer or the like, and the porous support is a mixture of a polymer and an inorganic compound (resin composition) may be impregnated with a resin-impregnated layer. The separator can usually be obtained by coating a release substrate with a resin composition, contacting and impregnating a porous support with the resin composition, drying the film, and then peeling it off from the release substrate.

上記多孔質支持体の質量割合は、上記セパレータ100質量%中、5質量%以上であることが好ましく、10質量%以上であることがより好ましく、15質量%以上であることが更に好ましい。また、該質量割合は、60質量%以下であることが好ましく、50質量%以下であることがより好ましく、40質量%以下であることが更に好ましい。 The mass ratio of the porous support is preferably 5% by mass or more, more preferably 10% by mass or more, and even more preferably 15% by mass or more in 100% by mass of the separator. Moreover, the mass ratio is preferably 60% by mass or less, more preferably 50% by mass or less, and even more preferably 40% by mass or less.

〔その他の成分〕
上記セパレータは更に、従来公知の分散剤、増粘剤、導電性カーボン、導電性セラミックス等のその他の成分を含んでいてもよい。
上記セパレータにおけるその他の成分の含有割合は、セパレータの強度の観点からセパレータ100質量%中、10質量%以下であることが好ましい。より好ましくは5質量%以下であり、更に好ましくは1質量%以下であり、特に好ましくは0.1質量%以下である。
[Other ingredients]
The separator may further contain other components such as conventionally known dispersants, thickeners, conductive carbon, and conductive ceramics.
From the viewpoint of strength of the separator, the content of other components in the separator is preferably 10% by mass or less in 100% by mass of the separator. It is more preferably 5% by mass or less, still more preferably 1% by mass or less, and particularly preferably 0.1% by mass or less.

上記セパレータは、平均膜厚が10μm~1mmであることが好ましい。10μm以上であると成膜時の破損の発生を充分に防止することができる。また、1mm以下であるとコスト面から有利となる上、イオンの透過の能力も充分に優れる。該平均膜厚は、20μm以上であることがより好ましい。また、該平均膜厚は、500μm以下であることがより好ましい。
上記平均膜厚は、デジマチックマイクロメーター(ミツトヨ社製)を用いて任意の10点を測定した平均値である。
The separator preferably has an average thickness of 10 μm to 1 mm. When the thickness is 10 μm or more, it is possible to sufficiently prevent the occurrence of breakage during film formation. In addition, if the thickness is 1 mm or less, it is advantageous in terms of cost, and the ability to transmit ions is sufficiently excellent. More preferably, the average film thickness is 20 μm or more. Moreover, the average film thickness is more preferably 500 μm or less.
The average film thickness is an average value obtained by measuring arbitrary 10 points using a Digimatic micrometer (manufactured by Mitutoyo Corporation).

(亜鉛負極)
本発明の電気化学キャパシタは、亜鉛負極を含んで構成されるものである。
上記亜鉛負極は、負極活物質として亜鉛単体又は亜鉛化合物を含むものを意味する。亜鉛化合物は、活物質として用いることができるものであればよく、例えば、酸化亜鉛(JIS K1410(2006年)に規定する1種/2種/3種)や、水酸化亜鉛・硫化亜鉛・テトラヒドロキシ亜鉛アルカリ金属塩・テトラヒドロキシ亜鉛アルカリ土類金属塩・亜鉛ハロゲン化合物・亜鉛カルボキシラート化合物・亜鉛合金・亜鉛固溶体・ホウ酸亜鉛・リン酸亜鉛・リン酸水素亜鉛・ケイ酸亜鉛・アルミン酸亜鉛・炭酸化合物・炭酸水素化合物・硝酸化合物・硫酸化合物等に代表される周期表の第1族~第17族に属する元素からなる群より選択される少なくとも1つの元素を有する亜鉛(合金)化合物、有機亜鉛化合物、亜鉛化合物塩等が挙げられる。これらの中でも、亜鉛単体及び/又は酸化亜鉛が好ましい。
(zinc anode)
The electrochemical capacitor of the present invention comprises a zinc negative electrode.
The above zinc negative electrode means one containing zinc alone or a zinc compound as a negative electrode active material. Any zinc compound can be used as long as it can be used as an active material. Hydroxy zinc alkali metal salt, tetrahydroxy zinc alkaline earth metal salt, zinc halogen compound, zinc carboxylate compound, zinc alloy, zinc solid solution, zinc borate, zinc phosphate, zinc hydrogen phosphate, zinc silicate, zinc aluminate - A zinc (alloy) compound having at least one element selected from the group consisting of elements belonging to groups 1 to 17 of the periodic table represented by carbonate compounds, hydrogen carbonate compounds, nitrate compounds, sulfate compounds, etc. Examples include organic zinc compounds and zinc compound salts. Among these, simple zinc and/or zinc oxide are preferred.

上記正極及び亜鉛負極は、必要に応じて、活物質層内に、上記活物質とともに結着剤、導電助剤、その他の成分等を含んでいてもよい。 The positive electrode and the zinc negative electrode may contain, if necessary, a binder, a conductive aid, other components, etc. together with the active material in the active material layer.

上記結着剤としては種々の公知のポリマーを用いることができるが、熱可塑性、熱硬化性のいずれであってもよく、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン等のハロゲン原子含有ポリマー、ポリオレフィン等の炭化水素部位含有ポリマー、ポリスチレン等の芳香族基含有ポリマー;アルキレングリコール等のエーテル基含有ポリマー;ポリビニルアルコール等の水酸基含有ポリマー;ポリアミド、ポリアクリルアミド等のアミド結合含有ポリマー;ポリマレイミド等のイミド基含有ポリマー;ポリ(メタ)アクリル酸等のカルボキシル基含有ポリマー;ポリ(メタ)アクリル酸塩等のカルボン酸塩基含有ポリマー;スルホン酸塩部位含有ポリマー;第四級アンモニウム塩や第四級ホスホニウム塩含有ポリマー;イオン交換性ポリマー;天然ゴム;スチレンブタジエンゴム(SBR)等の人工ゴム;ヒドロキシアルキルセルロース(例えば、ヒドロキシエチルセルロース)、カルボキシメチルセルロース等の糖類;ポリエチレンイミン等のアミノ基含有ポリマー;ポリウレタン等が挙げられる。なお、上記結着剤は、1種でも2種以上でも使用することができる。 Various known polymers can be used as the binder, and they may be either thermoplastic or thermosetting. Aromatic group-containing polymers such as hydrocarbon moiety-containing polymers and polystyrene; ether group-containing polymers such as alkylene glycol; hydroxyl group-containing polymers such as polyvinyl alcohol; amide bond-containing polymers such as polyamide and polyacrylamide; Polymer; carboxyl group-containing polymer such as poly(meth)acrylic acid; carboxylic acid group-containing polymer such as poly(meth)acrylate; sulfonate moiety-containing polymer; quaternary ammonium salt or quaternary phosphonium salt-containing polymer artificial rubbers such as styrene-butadiene rubber (SBR); sugars such as hydroxyalkylcellulose (e.g., hydroxyethylcellulose) and carboxymethylcellulose; amino group-containing polymers such as polyethyleneimine; . In addition, the said binder can be used by 1 type or 2 or more types.

上記導電助剤としては、特に制限されないが、例えば、導電性カーボン、導電性セラミックス、亜鉛・銅・真鍮・ニッケル・銀・ビスマス・インジウム・鉛・錫等の金属等の1種又は2種以上を用いることができる。 The conductive aid is not particularly limited, but for example, one or more of conductive carbon, conductive ceramics, metals such as zinc, copper, brass, nickel, silver, bismuth, indium, lead, and tin. can be used.

本発明に係る活物質層の平均厚みは、100μm以上であることが好ましく、200μm以上であることがより好ましく、500μm以上であることが更に好ましく、本発明のイオン伝導性膜を電極用保護膜として用いる場合、活物質の脱落等を抑制して大量の活物質を搭載したエネルギー密度の高い電気化学キャパシタを構成できる観点から、1mm以上であることが特に好ましい。該活物質層の平均厚みは、例えば10mm以下であることが好ましく、5mm以下であることがより好ましい。
上記活物質層の平均厚みは、マイクロメーターにより任意に5点を測定して算出することができる。
The average thickness of the active material layer according to the present invention is preferably 100 μm or more, more preferably 200 μm or more, and even more preferably 500 μm or more. When used as , it is particularly preferably 1 mm or more from the viewpoint of suppressing dropout of the active material and constructing an electrochemical capacitor with a high energy density loaded with a large amount of active material. The average thickness of the active material layer is, for example, preferably 10 mm or less, more preferably 5 mm or less.
The average thickness of the active material layer can be calculated by arbitrarily measuring five points with a micrometer.

本発明の電極は、更に、集電体を含むことが好ましい。
上記集電体としては、(電解)銅箔、銅メッシュ(エキスパンドメタル)、発泡銅、パンチング銅、真鍮等の銅合金、真鍮箔、真鍮メッシュ(エキスパンドメタル)、発泡真鍮、パンチング真鍮、ニッケル箔、耐食性ニッケル、ニッケルメッシュ(エキスパンドメタル)、パンチングニッケル、金属亜鉛、耐食性金属亜鉛、亜鉛箔、亜鉛メッシュ(エキスパンドメタル)、(パンチング)鋼板、導電性を付与した不織布;Ni・Zn・Sn・Pb・Hg・Bi・In・Tl・真鍮等を添加した(電解)銅箔・銅メッシュ(エキスパンドメタル)・発泡銅・パンチング銅・真鍮等の銅合金・真鍮箔・真鍮メッシュ(エキスパンドメタル)・発泡真鍮・パンチング真鍮・ニッケル箔・耐食性ニッケル・ニッケルメッシュ(エキスパンドメタル)・パンチングニッケル・金属亜鉛・耐食性金属亜鉛・亜鉛箔・亜鉛メッシュ(エキスパンドメタル)・(パンチング)鋼板・不織布;Ni・Zn・Sn・Pb・Hg・Bi・In・Tl・真鍮等によりメッキされた(電解)銅箔・銅メッシュ(エキスパンドメタル)・発泡銅・パンチング銅・真鍮等の銅合金・真鍮箔・真鍮メッシュ(エキスパンドメタル)・発泡真鍮・パンチング真鍮・ニッケル箔・耐食性ニッケル・ニッケルメッシュ(エキスパンドメタル)・パンチングニッケル・金属亜鉛・耐食性金属亜鉛・亜鉛箔・亜鉛メッシュ(エキスパンドメタル)・(パンチング)鋼板・不織布;銀;電気化学キャパシタに集電体や容器として使用される材料等が挙げられる。
The electrode of the present invention preferably further contains a current collector.
Examples of the current collector include (electrolytic) copper foil, copper mesh (expanded metal), foamed copper, punched copper, copper alloys such as brass, brass foil, brass mesh (expanded metal), foamed brass, punched brass, and nickel foil. , corrosion-resistant nickel, nickel mesh (expanded metal), punching nickel, metallic zinc, corrosion-resistant metallic zinc, zinc foil, zinc mesh (expanded metal), (punched) steel plate, nonwoven fabric with conductivity; Ni Zn Sn Pb・Hg, Bi, In, Tl, brass, etc. added (electrolytic) copper foil ・Copper mesh (expanded metal) ・Foamed copper ・Punched copper ・Copper alloys such as brass ・Brass foil ・Brass mesh (expanded metal) ・Foam Brass, punched brass, nickel foil, corrosion-resistant nickel, nickel mesh (expanded metal), punched nickel, metallic zinc, corrosion-resistant metallic zinc, zinc foil, zinc mesh (expanded metal), (punched) steel plate, nonwoven fabric; Ni, Zn, Sn・(Electrolytic) copper foil plated with Pb, Hg, Bi, In, Tl, brass, etc. ・Copper mesh (expanded metal) ・Foamed copper ・Punched copper ・Copper alloys such as brass ・Brass foil ・Brass mesh (expanded metal) ), foamed brass, perforated brass, nickel foil, corrosion-resistant nickel, nickel mesh (expanded metal), punched nickel, metallic zinc, corrosion-resistant metallic zinc, zinc foil, zinc mesh (expanded metal), (punched) steel plate, non-woven fabric; silver; Examples include materials used as current collectors and containers for electrochemical capacitors.

(電解質)
本発明の電気化学キャパシタに用いる電解質としては、固体電解質を使用してもよいが、電気化学キャパシタの電解液として通常用いられる電解液(より好適には、水系電解液)を好適に用いることができる。水系電解液としては、水酸化カリウム水溶液、水酸化ナトリウム水溶液、水酸化リチウム水溶液、硫酸亜鉛水溶液、硝酸亜鉛水溶液、リン酸亜鉛水溶液、酢酸亜鉛水溶液等が挙げられる。これらの中でも、水酸化カリウム水溶液、水酸化ナトリウム水溶液、水酸化リチウム水溶液といったアルカリ性電解質が好ましい。上記水系電解液における電解質は、1種でも2種以上でも使用することができる。水系電解液は、有機溶剤を含んでいてもよい。
(Electrolytes)
As the electrolyte used in the electrochemical capacitor of the present invention, a solid electrolyte may be used, but an electrolytic solution normally used as an electrolytic solution for an electrochemical capacitor (more preferably, a water-based electrolytic solution) can be preferably used. can. Examples of aqueous electrolytes include potassium hydroxide aqueous solution, sodium hydroxide aqueous solution, lithium hydroxide aqueous solution, zinc sulfate aqueous solution, zinc nitrate aqueous solution, zinc phosphate aqueous solution, zinc acetate aqueous solution and the like. Among these, alkaline electrolytes such as an aqueous potassium hydroxide solution, an aqueous sodium hydroxide solution, and an aqueous lithium hydroxide solution are preferred. One type or two or more types of electrolytes can be used in the aqueous electrolytic solution. The aqueous electrolytic solution may contain an organic solvent.

本発明の電気化学キャパシタは、電気化学反応を起こす亜鉛負極を含んで構成されるものであり、ハイブリッドキャパシタとも言う。中でも、本発明の電気化学キャパシタは、炭素正極を含んで構成されるハイブリッドキャパシタであることが好ましい。 The electrochemical capacitor of the present invention includes a zinc negative electrode that causes an electrochemical reaction, and is also called a hybrid capacitor. Among others, the electrochemical capacitor of the present invention is preferably a hybrid capacitor including a carbon positive electrode.

本発明の電気化学キャパシタは、密閉されていることが好ましい。本発明の電気化学キャパシタが密閉されていることにより、電解液が蒸発したり、大気中の二酸化炭素が混入したりすることを抑制することができる。例えば、大気中の二酸化炭素と電解液中の水酸化物イオンとの反応を抑制することができる。 The electrochemical capacitor of the present invention is preferably hermetically sealed. Since the electrochemical capacitor of the present invention is hermetically sealed, it is possible to suppress the evaporation of the electrolytic solution and the contamination of carbon dioxide in the atmosphere. For example, the reaction between carbon dioxide in the atmosphere and hydroxide ions in the electrolyte can be suppressed.

本発明の電気化学キャパシタは、公知の方法を適宜用いて製造することができる。例えば、亜鉛負極をセル中に配置し、電解質溶液をセル中に導入し、更に、正極、参照極、セパレータ等を必要に応じて配置して電気化学キャパシタを作製することができる。 The electrochemical capacitor of the present invention can be manufactured by appropriately using known methods. For example, an electrochemical capacitor can be produced by disposing a zinc negative electrode in a cell, introducing an electrolyte solution into the cell, and further disposing a positive electrode, a reference electrode, a separator, etc. as necessary.

本発明の電気化学キャパシタは、亜鉛負極から発生する水素ガスを分解できるため、密閉することが可能であり、ハイブリッド自動車等の補助電源や回生電力貯蔵装置、二次電池の代替デバイス、太陽光発電のエネルギーバッファ等の多くの用途に好適に使用できる。 Since the electrochemical capacitor of the present invention can decompose hydrogen gas generated from the zinc negative electrode, it can be sealed, and is used as an auxiliary power source for hybrid vehicles, a regenerative power storage device, an alternative device for secondary batteries, and a photovoltaic power generation device. can be suitably used in many applications such as energy buffers for

<本発明の正極>
本発明はまた、正極、亜鉛負極、及び、ガス透過性のセパレータを含んで構成される電気化学キャパシタを得るために用いられる正極であって、該正極は、水素分解触媒を含む正極であってもよい。
<Positive electrode of the present invention>
The present invention also provides a positive electrode used to obtain an electrochemical capacitor comprising a positive electrode, a zinc negative electrode and a gas permeable separator, the positive electrode comprising a hydrogen decomposition catalyst, good too.

以下に実施例を掲げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、「部」は「重量部」を、「%」は「質量%」を意味するものとする。 EXAMPLES The present invention will be described in more detail with reference to examples below, but the present invention is not limited only to these examples. Unless otherwise specified, "part" means "part by weight" and "%" means "% by mass".

各種測定は、以下の方法により行った。
<膜厚の測定>
平均膜厚(μm)は、株式会社ミツトヨ製 デジマチックインジケータ 543-394を用いて任意に5点を測定し、その平均値として算出した。
Various measurements were performed by the following methods.
<Measurement of film thickness>
The average film thickness (μm) was calculated as the average value of arbitrarily measured five points using Digimatic Indicator 543-394 manufactured by Mitutoyo Corporation.

<透気度>
JIS P 8117に準じて、ガーレー測定器を用いて、100ccの空気が透過する時間を測定した。
<平均粒子径>
上述した方法に従って測定されたものである。
<Air Permeability>
According to JIS P 8117, the time required for 100 cc of air to permeate was measured using a Gurley measuring instrument.
<Average particle size>
Measured according to the method described above.

[比較例1]
下記セパレータで互いに隔離されるように下記2つの電極を、下記電解液を保持する正極槽と負極槽に配置して、真空ラミネートで密閉して、電気化学キャパシタ(ハイブリッドキャパシタ)を構築し、下記駆動条件等に沿って駆動した。
[Comparative Example 1]
An electrochemical capacitor (hybrid capacitor) is constructed by placing the following two electrodes in a positive electrode tank and a negative electrode tank holding the following electrolytic solution so as to be isolated from each other by the following separator, and sealing them with vacuum lamination. It was driven according to the driving conditions.

(セパレータ)
親水粒子として水酸化マグネシウム(平均粒子径250nm)、疎水粒子としてPTFE(平均粒子径300nm)を用い、体積比1:1となるように混合しスラリー化した分散液を不織布に含浸させてセパレータとした。ガーレー値は5000秒程度であった。
(separator)
Magnesium hydroxide (average particle diameter: 250 nm) is used as hydrophilic particles, and PTFE (average particle diameter: 300 nm) is used as hydrophobic particles. The dispersion is mixed in a volume ratio of 1:1 to form a slurry. bottom. The Gurley value was about 5000 seconds.

(正極)
活性炭(比表面積1098m/g)とPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)エマルション(Nv〔固形分〕60%)と水を20:2:50の質量割合で混合し、スラリー化したものをニッケル箔上へ塗布して作成した。
(positive electrode)
Activated carbon (specific surface area 1098 m 2 /g), PTFE (polytetrafluoroethylene) emulsion (Nv [solid content] 60%) and water were mixed at a mass ratio of 20: 2: 50, and the slurry was applied on a nickel foil. It was created by applying to

(亜鉛負極)
亜鉛と酸化亜鉛を1:1の質量割合で混合し、その混合粉とPTFEエマルション(Nv60%)と水を40:2:10の質量割合で混練し、ペースト化した後、Snメッキされたパンチング鋼板に圧延して作成した。
(zinc anode)
Zinc and zinc oxide are mixed at a mass ratio of 1:1, and the mixed powder, PTFE emulsion (Nv 60%) and water are kneaded at a mass ratio of 40:2:10, made into a paste, and Sn-plated punching It was made by rolling a steel plate.

(電解液)
7mol/Lに調整したKOH水溶液(ZnO飽和量添加)
(Electrolyte)
KOH aqueous solution adjusted to 7 mol / L (ZnO saturated amount added)

(駆動条件等)
電極サイズ:3cm×3cm
駆動電流:1000mA(100C相当)
停止条件:充電1.5V、放電0.5V
(driving conditions, etc.)
Electrode size: 3 cm x 3 cm
Drive current: 1000mA (equivalent to 100C)
Stop condition: charge 1.5V, discharge 0.5V

上記構成で10000サイクル駆動したところ、電極からのガス発生によりセルが膨張した。 When the above configuration was driven for 10,000 cycles, the cell expanded due to gas generation from the electrodes.

[実施例1]
正極に活性炭に対して5wt%のPt/C粉末(和光純薬社製)を添加し、その他は比較例1と同様としたところ、10000サイクル経過時にも膨張しなかった。
[Example 1]
When 5 wt % of Pt/C powder (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added to the positive electrode with respect to the activated carbon, and other conditions were the same as in Comparative Example 1, the positive electrode did not expand even after 10,000 cycles.

[実施例2]
正極に活性炭に対して5wt%の水素吸蔵合金(AB型のLaNi、シグマアルドリッチ社製)を添加し、その他は比較例1と同様としたところ、10000サイクル経過時にも膨張しなかった。
[Example 2]
When 5 wt % of hydrogen storage alloy (AB 5 type LaNi 5 manufactured by Sigma-Aldrich Co.) was added to the positive electrode with respect to the activated carbon, and other conditions were the same as in Comparative Example 1, the positive electrode did not expand even after 10,000 cycles.

[実施例3]
正極に活性炭に対して5wt%の水素吸蔵合金(AB型のZrMn、シグマアルドリッチ社製)を添加し、その他は比較例1と同様としたところ、10000サイクル経過時にも膨張しなかった。
[Example 3]
5 wt % hydrogen storage alloy (AB 2 type ZrMn 2 , Sigma-Aldrich Co.) was added to the positive electrode with respect to the activated carbon.

[実施例4]
正極に活性炭に対して5wt%の水素吸蔵合金(AB型のTiFe、シグマアルドリッチ社製)を添加し、その他は比較例1と同様としたところ、10000サイクル経過時にも膨張しなかった。
[Example 4]
5 wt % hydrogen storage alloy (AB type TiFe, manufactured by Sigma-Aldrich Co.) was added to the positive electrode with respect to the activated carbon, and other conditions were the same as in Comparative Example 1, but the positive electrode did not expand even after 10,000 cycles.

[実施例5]
正極に活性炭に対して5wt%の水素吸蔵合金(AB型のMgNi、シグマアルドリッチ社製)を添加し、その他は比較例1と同様としたところ、10000サイクル経過時にも膨張しなかった。
[Example 5]
5% by weight of hydrogen storage alloy (A 2 B type Mg 2 Ni, manufactured by Sigma-Aldrich Co.) was added to the positive electrode with respect to the activated carbon. rice field.

上記実施例の結果から、正極、亜鉛負極、及び、ガス透過性のセパレータを含んで構成される電気化学キャパシタにおいて、正極が水素分解触媒を含むことにより、電気化学キャパシタを密閉することが可能になることが分かった。 From the results of the above examples, in an electrochemical capacitor comprising a positive electrode, a zinc negative electrode, and a gas-permeable separator, it is possible to seal the electrochemical capacitor by including a hydrogen decomposition catalyst in the positive electrode. It turned out to be

Claims (3)

正極、亜鉛負極、透気度がガーレー値で10000秒以下であるセパレータ、及び、液状の、アルカリ性電解質を含有する水系電解液を含んで構成される電気化学キャパシタであって、
該正極は、正極活物質、及び、水素吸蔵合金を含む水素分解触媒を含み、
該水素分解触媒は、Pt、Ru、Ir、Co、P、Ni、Fe、及び、Mnからなる群より選択される少なくとも1種の元素を含み、
該水素吸蔵合金の含有量は、正極活物質100質量%に対して、2質量%以上、20質量%以下である
ことを特徴とする電気化学キャパシタ。
An electrochemical capacitor comprising a positive electrode, a zinc negative electrode, a separator having an air permeability of 10000 seconds or less in terms of Gurley value, and an aqueous electrolytic solution containing a liquid alkaline electrolyte ,
The positive electrode comprises a positive electrode active material and a hydrogen decomposition catalyst comprising a hydrogen storage alloy,
The hydrocracking catalyst contains at least one element selected from the group consisting of Pt, Ru, Ir, Co, P, Ni, Fe, and Mn,
The content of the hydrogen storage alloy is 2% by mass or more and 20% by mass or less with respect to 100% by mass of the positive electrode active material.
An electrochemical capacitor characterized by:
前記電気化学キャパシタは、密閉されていることを特徴とする請求項1に記載の電気化学キャパシタ。 2. The electrochemical capacitor of claim 1, wherein said electrochemical capacitor is hermetically sealed. 正極、亜鉛負極、透気度がガーレー値で10000秒以下であるセパレータ、及び、液状の、アルカリ性電解質を含有する水系電解液を含んで構成される電気化学キャパシタを得るために用いられる正極であって、
該正極は、正極活物質、及び、水素吸蔵合金を含む水素分解触媒を含み、
該水素分解触媒は、Pt、Ru、Ir、Co、P、Ni、Fe、及び、Mnからなる群より選択される少なくとも1種の元素を含み、
該水素吸蔵合金の含有量は、正極活物質100質量%に対して、2質量%以上、20質量%以下である
ことを特徴とする正極。
A positive electrode used for obtaining an electrochemical capacitor comprising a positive electrode, a zinc negative electrode, a separator having an air permeability of 10,000 seconds or less in terms of Gurley value , and an aqueous electrolytic solution containing a liquid alkaline electrolyte. hand,
The positive electrode comprises a positive electrode active material and a hydrogen decomposition catalyst comprising a hydrogen storage alloy,
The hydrocracking catalyst contains at least one element selected from the group consisting of Pt, Ru, Ir, Co, P, Ni, Fe, and Mn,
The content of the hydrogen storage alloy is 2% by mass or more and 20% by mass or less with respect to 100% by mass of the positive electrode active material.
A positive electrode characterized by:
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