JPH01165108A - 電気二重層コンデンサ - Google Patents
電気二重層コンデンサInfo
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- JPH01165108A JPH01165108A JP62322957A JP32295787A JPH01165108A JP H01165108 A JPH01165108 A JP H01165108A JP 62322957 A JP62322957 A JP 62322957A JP 32295787 A JP32295787 A JP 32295787A JP H01165108 A JPH01165108 A JP H01165108A
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- Japan
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- carbon
- electrode
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- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 57
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 claims abstract description 11
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- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
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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
- Y02E60/13—Energy storage using capacitors
Landscapes
- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は電気二重層コンデンサに関するものである。
［従来の技術］
従来、電気二重層コンデンサの分極性電極として、粉末
活性炭、カーボンブラック、ポリテトラフルオロエチレ
ン（ＰＴＦＥ）等を湿式混練し、シート化したものか用
いられてきた（特開昭６２−３１１０９）、 この方
法によれば、炭素系材料の粒度及び混合割合及び混線、
延伸の程度により、シート電極の平均細孔径に著しい差
を生じ、これを組み込んだ製品の性能の再現性及び信頼
性に問題を含んでいた。そのため用いる炭素系材料の性
能が十分に発揮されていなかった。
活性炭、カーボンブラック、ポリテトラフルオロエチレ
ン（ＰＴＦＥ）等を湿式混練し、シート化したものか用
いられてきた（特開昭６２−３１１０９）、 この方
法によれば、炭素系材料の粒度及び混合割合及び混線、
延伸の程度により、シート電極の平均細孔径に著しい差
を生じ、これを組み込んだ製品の性能の再現性及び信頼
性に問題を含んでいた。そのため用いる炭素系材料の性
能が十分に発揮されていなかった。
［発明の解決しようとする問題点］
本発明は低温特性及び高温特性の改善された電気二重層
コンデンサを提供することを目的とするものである。
コンデンサを提供することを目的とするものである。
［問題点を解決するための手段］
本発明は前述の問題点を解決すべくなされたものであり
、粉末活性炭、カーボンブラック。
、粉末活性炭、カーボンブラック。
黒鉛等の粉末炭素系材料と有機バインダーからなる分極
性電極を用いた電気二重層コンデンサであって、該電極
の平均細孔径Ｄ（ＪＬＩＩ）が、粉末活性炭の分極性電
極中の含有割合をｙ重量％とした時、ｏ＝ｏ、ｏｏｚｙ
〜０．０１２ Ｆの範囲にあることを特徴とする電気二
重層コンデンサを要旨とするものである。
性電極を用いた電気二重層コンデンサであって、該電極
の平均細孔径Ｄ（ＪＬＩＩ）が、粉末活性炭の分極性電
極中の含有割合をｙ重量％とした時、ｏ＝ｏ、ｏｏｚｙ
〜０．０１２ Ｆの範囲にあることを特徴とする電気二
重層コンデンサを要旨とするものである。
本発明の分極性電極に用いる有機バインダーとしては、
電気化学的に不活性で均一に分散するものであれば実施
例に述べるポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）以
外でも良く、割合としては電気導電性を損わない範囲と
して５重量％から４０重量％まで添加することが可能で
ある。また電気導電性を付与する目的で添加する黒鉛及
びカーボンブラックの添加量としては、１０〜２０重量
％て十分であるか、任意の容量をコントロールする意味
から２０重量％以上加えることも可能である。
電気化学的に不活性で均一に分散するものであれば実施
例に述べるポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）以
外でも良く、割合としては電気導電性を損わない範囲と
して５重量％から４０重量％まで添加することが可能で
ある。また電気導電性を付与する目的で添加する黒鉛及
びカーボンブラックの添加量としては、１０〜２０重量
％て十分であるか、任意の容量をコントロールする意味
から２０重量％以上加えることも可能である。
また、粉末活性炭の配合割合は２０〜８０ｗｔ％が好ま
しい。その理由は８０ｗｔ％を超える場合には強度が不
充分になったり、あるいは電導度が不充分になったりす
ることがあるためであり、−方、２０ｗｔ％以下では目
的とする容量が得られにくいということによる。
しい。その理由は８０ｗｔ％を超える場合には強度が不
充分になったり、あるいは電導度が不充分になったりす
ることがあるためであり、−方、２０ｗｔ％以下では目
的とする容量が得られにくいということによる。
さらに、粉末活性炭、カーボンブラック、黒鉛等の粉末
炭素系材料としては、粒径０．０１ＪＩＬ腸〜３００μ
層程度のものが通常用いられているが０．１ ＪＬＩＩ
以下の粒子をカットして用いることが望ましい。
炭素系材料としては、粒径０．０１ＪＩＬ腸〜３００μ
層程度のものが通常用いられているが０．１ ＪＬＩＩ
以下の粒子をカットして用いることが望ましい。
第１図は１本発明における活性炭粒子の割合（７重量％
）と平均細孔径（Ｄｇｍ）の関係を示すグラフであり、
図中の０印及びΔ印はそれぞれ後述の実施例及び比較例
を示すものである。
）と平均細孔径（Ｄｇｍ）の関係を示すグラフであり、
図中の０印及びΔ印はそれぞれ後述の実施例及び比較例
を示すものである。
また、数字はそれぞれ実施例、比較例の番号に対応する
。
。
［作 用］
本発明において、シート電極を構成する材料及び組成に
より最適な平均細孔径があるのは次の様な理由が考えら
れる。
より最適な平均細孔径があるのは次の様な理由が考えら
れる。
ひとつは、電気二重層コンデンサに必要な電解液を効率
よく含浸させるためには、より大きな平均細孔径を持つ
ことが条件であり、このために本発明では例えば、延伸
をくり返し、従来の平均細孔径よりも１．２倍〜５倍と
している。
よく含浸させるためには、より大きな平均細孔径を持つ
ことが条件であり、このために本発明では例えば、延伸
をくり返し、従来の平均細孔径よりも１．２倍〜５倍と
している。
ただし、平均細孔径が大き過ぎる電極は炭素系材料の充
填率が低くなり単位体積当りの容量が小さくなるという
欠点の他、分極性電極としての強度に欠けているために
、高温負荷試験中に炭素系材料の欠落のため、容量劣化
が大きいという欠点を有している。
填率が低くなり単位体積当りの容量が小さくなるという
欠点の他、分極性電極としての強度に欠けているために
、高温負荷試験中に炭素系材料の欠落のため、容量劣化
が大きいという欠点を有している。
［実施例］
次に実施例及び比較例を図面に基づいて具体的に説明す
る。
る。
本発明の実施例及び比較例に共通のものとして第２図に
示す様なコイン型の電気二重層コンデンサのユニットセ
ル（直径２０腸層、厚み２．０脂鵬）を次の様にして試
作した。
示す様なコイン型の電気二重層コンデンサのユニットセ
ル（直径２０腸層、厚み２．０脂鵬）を次の様にして試
作した。
まず活性炭粉末（比表面積１７００ｍ２／ｇ、平均細孔
径１８人、平均粒径２５ ｇ ｍ）８０％、カーボンブ
ラック（比表面積９５０ｓ２／ｇ 、平均細孔径４０人
、平均粒径０．ＳＩＬ層）１０％にポリテトラフルオロ
エチレン（ＰＴＦＥ）１０％を添加して、湿式混線と延
伸により厚さ０．７０腸■にシート化した。
径１８人、平均粒径２５ ｇ ｍ）８０％、カーボンブ
ラック（比表面積９５０ｓ２／ｇ 、平均細孔径４０人
、平均粒径０．ＳＩＬ層）１０％にポリテトラフルオロ
エチレン（ＰＴＦＥ）１０％を添加して、湿式混線と延
伸により厚さ０．７０腸■にシート化した。
この様にして得られたシート状分極性電極の物性を水銀
圧入法にて求めたところ、平均細孔径は、０．８３ Ｊ
Ｌｍ 、細孔容積は０．８８ｃｍ３／ｇであった。この
シートを第２図に示す分極性電極１（直径１５腸■、厚
さ０．７０ｍｍ）とし、分極性電極１どこれと同一の組
成・形状を有する分極性電極２とをポリプロピレンｍａ
不織布よりなるセパレータ３を介して、ステンレス鋼製
のキャップ４及びステンレス鋼製の缶５からなる外装容
器中に黒鉛系導電性接着剤７．７′にてそれぞれ接着し
収納する０次にユニー／ ）セル中に０．６Ｍのテトラ
フルオロホウ酸テトラエチルホスホニウム塩（Ｅｔ４Ｐ
ＢＦ４ ）をプロピレンカーボネート（ＰＣ）に溶解さ
せた電解液を充分に含浸させた後、ポリプロピレンパッ
チング６を介してキャップ４及び缶５の端部をかしめて
封口した。
圧入法にて求めたところ、平均細孔径は、０．８３ Ｊ
Ｌｍ 、細孔容積は０．８８ｃｍ３／ｇであった。この
シートを第２図に示す分極性電極１（直径１５腸■、厚
さ０．７０ｍｍ）とし、分極性電極１どこれと同一の組
成・形状を有する分極性電極２とをポリプロピレンｍａ
不織布よりなるセパレータ３を介して、ステンレス鋼製
のキャップ４及びステンレス鋼製の缶５からなる外装容
器中に黒鉛系導電性接着剤７．７′にてそれぞれ接着し
収納する０次にユニー／ ）セル中に０．６Ｍのテトラ
フルオロホウ酸テトラエチルホスホニウム塩（Ｅｔ４Ｐ
ＢＦ４ ）をプロピレンカーボネート（ＰＣ）に溶解さ
せた電解液を充分に含浸させた後、ポリプロピレンパッ
チング６を介してキャップ４及び缶５の端部をかしめて
封口した。
前述の様にして作製した電気二重層コンデンサのユニッ
トセルを２コ直列につなぎ、２０℃にテ５．５ Ｖ印加
後、２．ＯＶ ｔ テ１ ｍＡニテ定電流放電にて放電
し、放電時間より容量を算出した。
トセルを２コ直列につなぎ、２０℃にテ５．５ Ｖ印加
後、２．ＯＶ ｔ テ１ ｍＡニテ定電流放電にて放電
し、放電時間より容量を算出した。
また−２５℃にて同様の方法にて容量を測定し、２０℃
と一２５℃の容量比から低温特性（容量劣化率）を調べ
た。こののち、７０℃にて５．５ｖを１０００時間にわ
たり印加し、高温負荷試験後の容量を測定し、容量劣化
率を求めた。この結果を表１に示す。
と一２５℃の容量比から低温特性（容量劣化率）を調べ
た。こののち、７０℃にて５．５ｖを１０００時間にわ
たり印加し、高温負荷試験後の容量を測定し、容量劣化
率を求めた。この結果を表１に示す。
（実施例２）
実施例１と同一材料・組成にて、延伸の度合を変えてシ
ート電極を作成したところ、シート電極の物性は、平均
細孔径０．８８ＩＬ■、細孔容積０．９６ｃｍ’／ｇで
あった。このシート電極を分極性電極に使用し、実施例
１と同様にしてコインセルを試作し、低温特性及び高温
負荷試験にかけた結果を表１に示す。
ート電極を作成したところ、シート電極の物性は、平均
細孔径０．８８ＩＬ■、細孔容積０．９６ｃｍ’／ｇで
あった。このシート電極を分極性電極に使用し、実施例
１と同様にしてコインセルを試作し、低温特性及び高温
負荷試験にかけた結果を表１に示す。
（実施例３）
実施例１と同一材料・組成にて、延伸の度合を変えてシ
ート電極を作成したところ、シート電極の物性は、平均
細孔径０．４０ＪＬ■、細孔容積０．９４ｃｍ’／ｇで
あった。このシート電極を分極性電極に使用し、実施例
１と同様にしてコインセルを試作し、低温特性及び高温
負荷試験にかけた結果を表１に示す。
ート電極を作成したところ、シート電極の物性は、平均
細孔径０．４０ＪＬ■、細孔容積０．９４ｃｍ’／ｇで
あった。このシート電極を分極性電極に使用し、実施例
１と同様にしてコインセルを試作し、低温特性及び高温
負荷試験にかけた結果を表１に示す。
（実施例４）
実施例１で用いた活性炭を分級し、平均粒径４ＩＬｍの
活性炭を得た。この活性炭を８０重量パーセント、カー
ボンブラック１０重量パーセントにＰＴＦＥＩＯ重量パ
ーセント加え、湿式混練し、延伸して平均細孔径０．２
５．Ｂｍ 、細孔容積０．９２ｃｍ３／Ｈのシート電極
を得た。このシート電極を分極性電極に用いて実施例１
と同じ方法でセルを試作し低温特性、高温負荷試験にか
けた結果を表１に示す。
活性炭を得た。この活性炭を８０重量パーセント、カー
ボンブラック１０重量パーセントにＰＴＦＥＩＯ重量パ
ーセント加え、湿式混練し、延伸して平均細孔径０．２
５．Ｂｍ 、細孔容積０．９２ｃｍ３／Ｈのシート電極
を得た。このシート電極を分極性電極に用いて実施例１
と同じ方法でセルを試作し低温特性、高温負荷試験にか
けた結果を表１に示す。
（比較例１）
実施例１で用いた活性炭を分級し、平均粒径２ｔ■の活
性炭を得た。この活性炭を用いて実施例４の如く湿式混
練し、延伸して平均細孔径０．１１７Ｌｍ 、細孔容積
０．８８ｃｍ３／ｇのシート電極を得た。このシート電
極を分極性電極に用いて実施例１と同じ方法にてセルを
試作し低温特性、高温負荷試験にかけた結果を表１に示
す。
性炭を得た。この活性炭を用いて実施例４の如く湿式混
練し、延伸して平均細孔径０．１１７Ｌｍ 、細孔容積
０．８８ｃｍ３／ｇのシート電極を得た。このシート電
極を分極性電極に用いて実施例１と同じ方法にてセルを
試作し低温特性、高温負荷試験にかけた結果を表１に示
す。
（比較例２）
実施例１て用いた活性炭を分級し、平均粒径２００ ｇ
ｔａの活性炭を得た。この活性炭を用いて実施例４の如
く湿式混練し、延伸して平均細孔径１．２０１Ｌ■、細
孔容積１．０５ｃ■３７８のシート電極を得た。このシ
ート電極を分極性電極に用いて実施例１と同じ方法にて
セルを試作し低温特性、高温負荷試験にかけた結果を表
１に示す。
ｔａの活性炭を得た。この活性炭を用いて実施例４の如
く湿式混練し、延伸して平均細孔径１．２０１Ｌ■、細
孔容積１．０５ｃ■３７８のシート電極を得た。このシ
ート電極を分極性電極に用いて実施例１と同じ方法にて
セルを試作し低温特性、高温負荷試験にかけた結果を表
１に示す。
（実施例５）
実施例１と同じ平均粒径２５終菖の活性炭を６０％、平
均粒径０．Ｓ ＩＬ層のカーボンブラック３０％にＰＴ
ＦＥＩＯ％を添加して、湿式混練し、さらに延伸して平
均細孔径０．２５ＩＬ腸、細孔容積０．７９ｃ鳳３／ｇ
のシート電極を得た。このシート電極を分極性電極に用
いて実施例１と同じ方法でセルを試作し低温特性、高温
負荷試験にかけた結果を表１に示す。
均粒径０．Ｓ ＩＬ層のカーボンブラック３０％にＰＴ
ＦＥＩＯ％を添加して、湿式混練し、さらに延伸して平
均細孔径０．２５ＩＬ腸、細孔容積０．７９ｃ鳳３／ｇ
のシート電極を得た。このシート電極を分極性電極に用
いて実施例１と同じ方法でセルを試作し低温特性、高温
負荷試験にかけた結果を表１に示す。
（比較例３）
実施例５と同じ粒径同じ組成で、延伸の度合は実施例５
より少なくして、シート電極を製作したところ平均細孔
径０．１０ＪＬ■、細孔容積０．８２ｃｍ”／Ｈのシー
ト電極を得た。このシートを分極性電極に用いて実施例
１と同じ方法にてセルを試作し低温特性、高温負荷試験
にかけた結果を表１に示す。
より少なくして、シート電極を製作したところ平均細孔
径０．１０ＪＬ■、細孔容積０．８２ｃｍ”／Ｈのシー
ト電極を得た。このシートを分極性電極に用いて実施例
１と同じ方法にてセルを試作し低温特性、高温負荷試験
にかけた結果を表１に示す。
（実施例６）
実施例１と同じ平均粒径２５７ｚｍの活性炭を２０％、
平均粒径０．５ ＩＬ閣のカーボンブラック７０％にＰ
ＴＦＥＩＯ％を添加して、湿式混練し、さらに延伸して
平均細孔径０．１０ル層、細孔容積０．７８ｃ＋ｓ３／
ｇのシート電極を得た。このシート電極を分極性電極に
用いて実施例１と同じ方法にてセルを試作し低温特性及
び高温負荷試験にかけた結果を表１に示す。
平均粒径０．５ ＩＬ閣のカーボンブラック７０％にＰ
ＴＦＥＩＯ％を添加して、湿式混練し、さらに延伸して
平均細孔径０．１０ル層、細孔容積０．７８ｃ＋ｓ３／
ｇのシート電極を得た。このシート電極を分極性電極に
用いて実施例１と同じ方法にてセルを試作し低温特性及
び高温負荷試験にかけた結果を表１に示す。
（比較例４）
実施例６と同じ粒径間じ組成で延伸の度合は実施例６よ
り少なくして、シート電極を製作したところ平均細孔径
０．０３ｐｍ 、細孔容積０．８４ｃｍ３／ｇのシート
電極を得た。このシート電極を分極性電極に用いて実施
例１と同じ方法にてセルを試作し低温特性及び高温負荷
試験にかけた結果を表１に示す。
り少なくして、シート電極を製作したところ平均細孔径
０．０３ｐｍ 、細孔容積０．８４ｃｍ３／ｇのシート
電極を得た。このシート電極を分極性電極に用いて実施
例１と同じ方法にてセルを試作し低温特性及び高温負荷
試験にかけた結果を表１に示す。
［発明の効果］
第−表の結果から１本発明によれば低温特性及び高温負
荷特性にすぐれた電気二重層コンデンサを提供すること
が可能であり、その工業価値は極めて大きい。
荷特性にすぐれた電気二重層コンデンサを提供すること
が可能であり、その工業価値は極めて大きい。
第１図は、本発明の一実施例なる電気二重層コンデンサ
の断面図である。 第２図は、本発明における活性炭の割合と平均細孔径の
関係を示すグラフである。 栗 １ 回
の断面図である。 第２図は、本発明における活性炭の割合と平均細孔径の
関係を示すグラフである。 栗 １ 回
Claims (1)
- 粉末活性炭、カーボンブラック、黒鉛等の粉末炭素系
材料と有機バインダーからなる分極性電極を用いた電気
二重層コンデンサであって、該電極の平均細孔径Ｄ（μ
ｍ）が、粉末活性炭の分極性電極中の含有割合をｙ重量
％とした時、Ｄ：０．００２ｙ〜０．０１２ｙの範囲に
ある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 |
|---|---|---|---|
| JP62322957A JPH01165108A (ja) | 1987-12-22 | 1987-12-22 | 電気二重層コンデンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62322957A JPH01165108A (ja) | 1987-12-22 | 1987-12-22 | 電気二重層コンデンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01165108A true JPH01165108A (ja) | 1989-06-29 |
Family
ID=18149530
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62322957A Pending JPH01165108A (ja) | 1987-12-22 | 1987-12-22 | 電気二重層コンデンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01165108A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0799141A (ja) * | 1993-04-20 | 1995-04-11 | Nec Corp | 分極性電極とその製造方法及びそれを用いた電気二 重層コンデンサ |
| KR100506831B1 (ko) * | 2002-10-02 | 2005-08-11 | 주식회사 포스코 | 수평 루퍼용 스트립 지지장치 |
| WO2018104942A1 (en) * | 2016-12-06 | 2018-06-14 | POCell Tech Ltd. | Supercapacitor comprising low-purity carbon electrode and aqueous electrolyte |
-
1987
- 1987-12-22 JP JP62322957A patent/JPH01165108A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0799141A (ja) * | 1993-04-20 | 1995-04-11 | Nec Corp | 分極性電極とその製造方法及びそれを用いた電気二 重層コンデンサ |
| KR100506831B1 (ko) * | 2002-10-02 | 2005-08-11 | 주식회사 포스코 | 수평 루퍼용 스트립 지지장치 |
| WO2018104942A1 (en) * | 2016-12-06 | 2018-06-14 | POCell Tech Ltd. | Supercapacitor comprising low-purity carbon electrode and aqueous electrolyte |
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