JPH01201908A - 分極性電極の製造法 - Google Patents

分極性電極の製造法

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JPH01201908A
JPH01201908A JP63026126A JP2612688A JPH01201908A JP H01201908 A JPH01201908 A JP H01201908A JP 63026126 A JP63026126 A JP 63026126A JP 2612688 A JP2612688 A JP 2612688A JP H01201908 A JPH01201908 A JP H01201908A
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の151′u用分野 本発明は、藏気二重層キャパシタ、ECD。
1i−Cエネルギ貯蔵装置などに用いられる分極性電極
ならびにその製造方法に関するものである。
従来の技術 電気二重層キャパシタは、第4図に示すように一対の分
極性電極20,21、果電極22 、23、セパレータ
24、ケース25.26、ガスケノト3へ−・ リング2了の構成のものが従来の代表例であシ、分極性
電極20,21、セパレータ24には有機もしくは水浴
液系の電解液が含浸されている。ここで用いられている
分極性電極としては、■ 活性炭粉末もしくはこれとフ
ッ素樹脂のようなバインダとを組合わせたベレット状の
ものや、■ 活性炭繊維から成る織布、■ チョップ状
活性炭繊維ヲハルプ、炭素繊維などの繊維、またはコロ
イダル黒鉛、7ノ累樹脂系バインダなどで補強したペレ
ノl−状のもの、などが用いられている。
発明が解決しようとする課題 このような従来の3種の代表的な分極性電極の間朋点は
以下のようである。fなわち、■の活性炭粉末系のもの
は、活性炭が粉末状であることから、その比表面積が高
σ〜1500m”/ ?であシ高容量化が困難なこと、
丑た粉末の充填密度は大きくできるが、こnを自己形状
保持性の高いものにするためにフッ素樹脂などのバイン
ダを添加せねばならず、インピーダンス、直列抵抗が大
きくなってし捷う。■の種類の電極は、比表面積の大き
な(〜3ooom”/?)  の活性炭繊維を用いてい
るため大容量であシ、織布状であるため、その自己形状
保持特性は3者の中で最大である。しかるに、織布の織
目に生ずる空間を無くすることはできず、活性炭の充填
密度の点で不利である。この織布にコロイダル黒鉛など
のバインダを用いてチョップ状活性炭を充填することに
よシ、この問題はある程度改善されるが、未だ満足なも
のでない。第3の種類のベレット状′峨極は高比表面積
のチョップ状活性炭繊維(長さ1M以下)をバインダを
用いて紙状、フェルト状などのシート状、もしくは加圧
成形してベレット状にするものであるが、充填密度が優
れてあ・Q大容量成極が得られる一方で、バインダなど
に起因する高抵抗のためにインピーダンス特性、直列抵
抗特性の点で問題が生じ、大電流放′亀用途では不利に
なる。
課題を解決するための手段 本究明は、活性炭と、これを結合するだめの金属とから
構成される分極性電極である。
この分極性電極は、溶融した金属と活性炭とを5 ペー
ジ 混合し、これを冷却することにより作られる。
作  用 本弁明によれば、電気抵抗の低い金属マトリクス中に活
性炭粉末もしくは活性炭繊維が分散混合されるために、
分]M性電極の眠気抵抗を大きくすることなく、活性炭
の充填密度を大きくすることが可能であシ、生成した電
極の強度も非常に強くなる。自己形状保持性の有る大容
量低抵抗分極性電極が得られる。
実施例 本発明の具体的実施例について図面に従って説明する。
(実施例1) 目付200 ? /m’  のフェノール系活性炭繊維
より成る織布1を厚さ1o伽の2枚の鉄板(インコネル
合金ff)2+3ではさむ。2枚の鉄板のスリット4の
幅は0.5(財)(第1図)。スリットの下部5も同じ
鉄板材料でかこまれておシ、袋状になってbる。この鉄
板を予め700°Cで予熱し、スリット4部に溶融7ル
ミニウム6を流し込み、活性6t\−7 炭繊維織布1のすき間にアルミニウムが均一に入るよう
にする。これを冷却後、鉄板2,3.5を取除く。第2
図はこのようにして得られた活性炭繊維−アルミニウム
混合体であシ、アルミニウムマトリクス7の中に活性炭
繊維織布8が含まれる構造を有している。この活性炭繊
維−アルミニウム混合体を直径emmの円形ディスク状
に打抜きベレット9とし、このベレット92枚とセパレ
ータ10、ケース11,12、ガスケットリング13と
から第3図に示すコイン形キャパシタを構成する。電解
液としてプロピレンカーボネート液に、テトラエチルア
ンモニウムバークロレートをt解質として添加しだ液(
lMo11/A’ )を用い電極ベレット9およびセパ
レータ1oに含浸する。
(実施例2) 実施例1で得られた活性炭繊維−アルミニウム混合体を
1N NaOH水溶液中に2分間保持する。
水洗によって残留NaCF]を除去し、これを直径6m
mのディスク電極に打抜く。以降実施例1と同じ方法で
キャパシタを試作する。
7ヘー。
(実施例3) 直径10μm、平均長3.0mmの炭素繊維とフェノー
ル系活性炭繊維(直径1Qμm、平均長1.5mm)と
を重量比で8:2の比率で湿式混合する。これを実施例
1のスリットに入れ以降同様にして活性炭繊維−次素繊
維一アルミニウム混合体をっくシこれの表面をサンドブ
ラストで粗面化して実施例1と同じ方法でキャパシタと
する。
(実施例4) 実施例3と同じ活性炭繊維と炭素繊維とを用い、これに
ホウケイ酸系ガラス繊維を加え、3者の重量比を8:1
:1としてアルミ混合ベレットをつぐpNaOH液でエ
ツチングし電気二重層キャパシタを得る。
(実施例5) ヤシカラ活Pl[粉/ステンレス繊維/アルミニウムを
重量比8:1:1混合溶融し実施例1と同じ電極ベレソ
1−をつぐシさらに電気二重層キャパシタを得る。
(実施例6) 実施例2のエツチング後のペレ7)の片面にプラズマ溶
射法によりアルミニウム層(厚さ50μm)を形成し、
以降同じようにして電気二重層キャパシタを得る。
(実施測子) 実施例1と同じ活性炭繊維布に粒径1Qμmのポリエチ
レン粉をまぶす。これをスリットに入れて溶融アルミニ
ウムを流し込み、以降同じようにして電気二重層キャパ
シタを形成する。
(実施例8) 実施例1と同じ活性炭繊維に粒径10μmの木槌粘土の
スラリーを含浸する。これをスリットに入れ溶融アルミ
ニウムを流し込み電気二重層キャパシタを得る。
(実施例9) 溶融しているTi−Al合金中に目付2oog/mのフ
ェノール系活性炭繊維布をデツプして取出し冷却する。
以降実施例1の要領で電気二重層キャパシタを得る。
(実施例1(1) 9ベーノ 実施例1で得られた電極と、これの対極としてLlをド
ープしたPb−3n合金を用いセパレータと電解液とし
てのLicl○4+プロピレンカーボネートと、セパレ
ータ、ケース、ガスケットリングとからエネルギ貯蔵装
置をつくる。
以上の実施例で得られたキャパシタなどの特性を表に示
す。比穀のために目付200g/7iのフェノール系活
性炭繊維織布の片面にアルミニウムプラズマ溶射電極を
施したものを分極性電極に用いたキャパシタの例(比較
例1)および活性炭粉末とフッ素系バインダとから成る
成形ベレットを分極性電極に用いたキャパシタの例(比
較例2)を同じ表に掲げる。
10 ・\−1 11 ベーン 表中の容量は1mA放電時のもの、インピーダンスは1
KHz  で測定、直列抵抗は1mA 放電初期のオー
ミックドロップダウン電圧よシ求めた。
発明の効果 以上記載のように、本発明によれば、活性炭繊維が、あ
たかもCFRM(炭素繊維強化金属)のように金属マト
リクス中に強固に固定されるため、電極自身の自己形状
保持性が大きくなることはもちろんであり、さらに、活
性炭繊維表面とAβなどの金属との電気的接触は、その
製造過程から考えてもわかるように非常に強固なものと
なる。この結果、従来の活性炭織布の低密度性や、チョ
ップ状活性炭繊維とCF、パルプとの混合電極体の高抵
抗性などが一揮に解決され、薄型、大容量。
低抵抗の活性炭−金属複合電極が得られ、キャパシタの
小型に大きく寄与する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の分極性電極の製造模式図、第2図はこ
のようにして得られた分極性電極の構成を拡大して示し
た模式図、第3図はこのようにして得られた分極性電極
を用いた電気二重層キャパシタの一例の断面図、第4図
は従来の分極性電極およびこれを用いた電気二重層キャ
パシタの一例の断面図である。 1 ・・・活性炭a維織布、了・・・・・アルミニウム

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)三次元構造金属の空間部に活性炭を結合させたこ
    とを特徴とする分極性電極。
  2. (2)活性炭が繊維状またはこの繊維から構成された活
    性炭繊維布であることを特徴とする請求項1に記載の分
    極性電極。
  3. (3)請求項1において、活性炭と導電性繊維状物質を
    三次元構造金属を結合することを特徴とする分極性電極
  4. (4)活性炭と溶融金属との混合物をつくり、これを冷
    却して活性炭と金属とから構成される構成物を電極とす
    ることを特徴とする分極性電極の製造法。
  5. (5)金属板もしくはセラミックス板2枚で一定間隔の
    スリットをつくり、このスリット内に活性炭を保持し、
    これに溶融金属を流し込み、冷却して前記スリットを取
    除くことを特徴とする分極性電極の製造法。
  6. (6)活性炭と溶融金属と、発泡剤との混合物をつくり
    、これを冷却して多孔質の金属と活性炭とから成る構成
    物を電極とすることを特徴とする分極性電極の製造法。
  7. (7)活性炭と溶融金属との混合物をつくり、これを冷
    却して活性炭と金属とから構成される構成物をつくり、
    これを酸またはアルカリ溶液または有機溶液中で化学エ
    ッチングまたは電解エッチングまたはブラストなどによ
    る表面粗面化することを特徴とする分極性電極の製造法
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