JPH01246812A - 電気二重層コンデンサ - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は電気二重層コンデンサに関するものてある。

［従来の技術］ 従来電気二重層コンデンサのセパレータに用いる材料と
しては、ポリプロピレン、ガラス繊維、天然紙の単独紙
もしくは混抄紙が用いられてきた。また分極性電極の片
端にアルミナ等の電子絶縁体層を設け、セパレータとす
る方法等も考えられてきている（特開昭１１１１−９７
９１０号公報参照）。

［発明の解決しようとする課題］ しかしながら、これらは何れも主として内部抵抗の低減
及び低漏れ電流化を実現する為に意図されたものてある
が、必ずしも十分満足し得るものでなく、特に内部抵抗
の低減については効果的でなく、この為大電流を有効に
取り出すことが出来ない欠点を有していた。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、前述欠点を解決すべくなされたものであり、
表面に含フッ素重合体及び無機化合物からなる混合被膜
が形成されている多孔体をセパレータとして用いること
を特徴とした電気二重層コンデンサを提供するものてあ
る。

本発明に用いる含フッ素重合体としては、カルボン酸基
、スルホン酸基、リン酸基、第４級アンモニウム基等イ
オン交換基となり得る基を含む含フッ素重合体てあれば
特に限定されない。

かかる含フッ素重合体の好ましい例としては、少なくと
も二種の単量体の共重合体からなり、好ましくは、次の
（イ）及び（ロ）の重合単位をもつ共重合体からなる。

（（）　　−（ＣＦ２−ＣＸＸ’→　　　　　（ロ）　
　→ＣＦ２−ＣＸ−）ム ここて、ｘ、ｘ’は、　−Ｆ、　−ｔｌ：ｌ、−Ｈ又は
−ＣＦ。

であり、Ａは一３０３Ｍ又は−ＣＯＯＭ　　（Ｍは水素
、アルカリ金属又は加水分解によりこれらの基に転化す
る基を表す）、Ｙは、次のものから選ばれるが、ここて
、ｚ、ｚ’は−Ｆ又は炭素数１〜１０のパーフルオロア
ルキル基であり、Ｘ　＋　Ｖ　＋　ｚは１〜１０の整数
を表す。

−（ｃＦ２汁　、　　−０−（ＣＦ２廿　、→０−ＣＦ
２−ｔｌ：Ｆ汁。

Ｚ　　　　　　　　　　　　　　　Ｚ’又、これら共重
合体から成る乾燥樹脂１ｇｄりのイオン交換基濃度か０
．５〜４ミリ当量を有するカルボン酸基含有の含フッ素
重合体を用いる場合には本発明の初期の目的を十分達成
し得るのて特に好ましい。

そして上記乾燥樹脂当りのカルボン酸基濃度が０．８〜
２ミリ当量を採用する場合には本発明の目的を十分且安
定して、特に性能の持続性、耐久性を大になし得るので
好ましい。そしてかかるイオン交換容量を達成するには
前記（イ）及び（０）の重合単位から成る重合体の場合
、好ましくは（ロ）の重合単体か１〜４０モル％、特に
３〜２０モル％てあるのが適当てある。

本発明に用いられる好ましいイオン交換基含有の含フッ
素重合体は、多くの場合非架橋性の共重合体から構成さ
れ、又その分子量は好ましくは約１０万〜２００万、特
に１５万〜１００万かより好ましい。

本発明に用いられる無機化合物としては、チタン、ジル
コニウム、ニオブ、タンタル、バナジウム、マンガン、
モリブデン、スズなどの酸化物、水酸化物、窒化物、炭
化物のほか、炭化ケイ素、チタン酸バリウム、硫醜バリ
ウム等、電気二重層コンデンサに用いられる溶媒てある
希硫酸水溶液、炭酸プロピレン、γ−ブチロラクトン、
アセトニトリル等との濡れ性が良いものてあれば特に限
定されない。また、基材となる多孔体てあるか、ポリテ
トラフルオロエチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン
等のポリオレフィン系樹脂、ガラスｍａ等非導電性を有
する多孔体てあれば特に限定されない。また、本発明に
用いられる混合皮膜としては含フッ素重合体が５〜８０
ｖＯ１％、無機化合物は２０〜９５ｖｏ１％程度含有さ
れたものが好適てある。

また、このセパレータの厚みとしては、ｌＯ〜２００　
ｋｍ　、特に３０へ１２０　ｇｔｓか好適てある。

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。

実施例１ まず、セパレータは次の様に製作した。

ポリテトラフルオロエチレン（以下ＰＴＦＥと呼ぶ）の
ファインパウダーを液状潤滑材てある白灯油と混合し、
膜状とした。白灯油を除去し、一方に延伸後、加熱処理
して安定化した。多孔構造をもつ厚さ１１０ＩＬのＰＴ
ＦＥ多孔体を得た。このＰＴＦＥ多孔体の気孔率は、Ｐ
ＴＦＥの真密度と多孔体の見かけ密度から８０％と計算
された。

次に水を媒体としてＣ，Ｆ、？ＧＯＯＮＨ４を界面活性
剤としてＣ，Ｆ４とＣＦ２−ＣＦＯ（ＣＦｚ）ｉｃＯＯ
ｃｌｂを共重合させ、共重合体を得た。これを加水分解
して酸型に変換し、アセトンに溶解せしめて濃度２％の
溶液を得た。この溶液にＰＴＦＥ製多孔賀膜を浸漬し、
取り出して直ちに硝酸ジルコニウムの水溶液に浸漬した
。多孔質膜中に保持されていた共重合体は、この処理中
に硝酸ジルコニウムを取り込んだ形で析出し、ゲル化し
た。更に水酸化ナトリウム水溶液に浸漬することにより
ＰＴＦＥ多孔体表面に含フッ素重合体と無機の酸化ジル
コニウムと混合被膜を形成させセパレータとした。

次に電気二重層コンデンサのユニットセルの製法につい
て述べる。

本発明の実施例及び比較例に共通のものとして第１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２０ｍｍ、厚み２．ｈｍ）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　ＩＬｍ）８０％、カーボンブ
ラック（比表面積９５０■２／ｇ、平均細孔径４０人、
平均粒径０．５　ｇｍ）　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０．７０ｍｍにシート化した。

このシートを第１図に示す分極性電極１（直径１５＋＊
ｍ、厚さ０．７０ｍ層）とし、分極性電極ｌとこれと同
一の組成・形状を有する分極性電極２とを先程試作した
、多孔性のＰＴＦＥからなるセパレータ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
う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。次にユニットセル中に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（
Ｅｔ＜ＰＢＦ４）をプロピレンカーボネー）　（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
トセルの内部抵抗を測定したところ、２．０Ωてあった
。この結果を第１表に示す。

実施例２ 多孔体基体としてポリエチレン（厚み１１０ｇａ＋、気
孔率８０％）を用い、実施例１と同様な方法により、ポ
リエチレン表面に含フ・ン素重合体と酸化ジルコニウム
の混合被膜を形成した。

このポリエチレン多孔体をセパレータとして用い、実施
例１と同様にユニットセルを組み立てた。この内部抵抗
は２．１Ωであった。

実施例３ 実施例１て用いたＰＴＦＥ多孔性セパレータを用い、電
解液として０．４ＭのＮａＮ０ｔ水溶液を用いた。この
電解液以外は実施例１と同じ要領でユニットセルな組み
立てた。この内部抵抗は０．５Ωであった。

比較例１ セパレータとしてマニラ麻とガラスｍ雄の混抄紙（厚み
１１０　ｇ■、気孔率８０％）を用い、このセパレータ
以外は実施例１と同じ要領にてユニットセルな組み立て
た。この内部抵抗は３．７Ωであった。

比較例２ セパレータとしてポリプロピレン（厚さ１１０ｐｍ、気
孔率８０％）を用い、電解液として０．４ＭのＮａＮ０
□水溶液を用いた。このセパレータと電解液以外は実施
例１と同じ条件にてユニットセルな組み立てた。このユ
ニットセルの内部抵抗は１．２Ωであった。

第１表 ｐｃ　：　３左°ロピレン 尚、実施例り、２に対し比較例１か、実施例３に対し比
較例２か夫々対応する。

［発明の効果］ 本発明のセパレータを用いることにより、内部抵抗が従
来の局に低減された電気二重層コンデンサを提供するこ
とか可能てある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例による電気二重層コンデン
サの部分断面図てある。 ｌ、２：分極性電極 ３：セパレータ ４：蓋体 ５：ケース ６：パッキング ７．７°　：接着剤 括　　ｌ囚

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）表面に含フッ素重合体及び無機化合物からなる混
   合被膜が形成されている多孔体をセパレータとして用い
   ることを特徴とする電気二重層コンデンサ。
2. （２）含フッ素重合体が親水性基を有する請求項１記載
   の電気二重層コンデンサ。
3. （３）無機化合物が溶媒不溶の親水性無機化合物てある
   請求項１記載の電気二重層コンデン サ。