JPH0256913A - 電気二重層型コンデンサー - Google Patents
電気二重層型コンデンサーInfo
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- JPH0256913A JPH0256913A JP63207544A JP20754488A JPH0256913A JP H0256913 A JPH0256913 A JP H0256913A JP 63207544 A JP63207544 A JP 63207544A JP 20754488 A JP20754488 A JP 20754488A JP H0256913 A JPH0256913 A JP H0256913A
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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
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）
本発明はメモリーのバックアップ等に使われる高性能な
電気二重層型コンデンサーに関するものである。
電気二重層型コンデンサーに関するものである。
（従来の技術）
電気二重層型コンデンサーの基本構造は第１図のような
断面構造からなる。図中、ｌは導電性集電電極、２は分
極性電極材と希硫酸などの電解液からなるカーボンペー
スト電極、３は電極間の電子伝導を防止するために設け
られるイオン透過性で電子伝導性を阻止するセパレータ
で通常有機フィルムが用いられる。又、４はカーボンベ
ースト電極を保持し、外界から遮断するために設けられ
る非導電性ガスケットで合成ゴム等が用いられている。
断面構造からなる。図中、ｌは導電性集電電極、２は分
極性電極材と希硫酸などの電解液からなるカーボンペー
スト電極、３は電極間の電子伝導を防止するために設け
られるイオン透過性で電子伝導性を阻止するセパレータ
で通常有機フィルムが用いられる。又、４はカーボンベ
ースト電極を保持し、外界から遮断するために設けられ
る非導電性ガスケットで合成ゴム等が用いられている。
（このコンデンサーは小型で大容量か可能であるという
特徴を持っている。） この種の電気二重層型コンデンサーの分極性電極材とし
ては比表面積の大きい炭素材料が用いられている。炭素
材料を使用するのはコスト的に安価で電解液に耐えるた
めである。又、この炭素材料としては従来よりカーボン
ブラック又は活性炭を使用している。
特徴を持っている。） この種の電気二重層型コンデンサーの分極性電極材とし
ては比表面積の大きい炭素材料が用いられている。炭素
材料を使用するのはコスト的に安価で電解液に耐えるた
めである。又、この炭素材料としては従来よりカーボン
ブラック又は活性炭を使用している。
（発明か解決しようとする課題）
炭素材料として比表面積の点からみると、活性炭か最も
適している。しかし活性炭は比表面積の点ては十分（１
０００ｒｎ’ ／ ｇ以上）であるものの電気伝導性は
必ずしも良くない。その主原因は原料の活性炭が粒状で
あるために粒間の接触抵抗が大きいのと、活性炭を形成
する炭素自体の結晶性が悪いので、活性炭層とした時の
抵抗か大きいためである。
適している。しかし活性炭は比表面積の点ては十分（１
０００ｒｎ’ ／ ｇ以上）であるものの電気伝導性は
必ずしも良くない。その主原因は原料の活性炭が粒状で
あるために粒間の接触抵抗が大きいのと、活性炭を形成
する炭素自体の結晶性が悪いので、活性炭層とした時の
抵抗か大きいためである。
最近、長い活性炭として活性炭素繊維を使う方法も検討
されているが、原料としてピッチ系汎用炭素繊維または
カイノールｍ維を炭化したものを使用しているので、そ
れ自身の電気伝導性は良くない。電気伝導性か良くない
ということは比表面積の大きさから予想される大容量を
うまく出せない、さらには急速充電、放電に適していな
いという結果を招く。
されているが、原料としてピッチ系汎用炭素繊維または
カイノールｍ維を炭化したものを使用しているので、そ
れ自身の電気伝導性は良くない。電気伝導性か良くない
ということは比表面積の大きさから予想される大容量を
うまく出せない、さらには急速充電、放電に適していな
いという結果を招く。
本発明は電気二重層型コンデンサーの分極性電極材とし
て導電性か良好で且つ比表面積の大きい材料を提供する
ことを目的とする。
て導電性か良好で且つ比表面積の大きい材料を提供する
ことを目的とする。
（課題を解決するための手段）
本件発明者は上記の目的を達成するために鋭意研究した
結果、気相法炭素繊維（以下ＶＧＣＦという）にＨＯ，
ＣＯ２存在下熱処理を施し比表面積を増大させること、
いわゆる賦活処理したＶＧＣＦを分極性電極材として使
用することにより前記の目的を達成し、電気二重層型コ
ンデンサーとして好適に使用されることを発見し、本件
発明を完成するに至った。
結果、気相法炭素繊維（以下ＶＧＣＦという）にＨＯ，
ＣＯ２存在下熱処理を施し比表面積を増大させること、
いわゆる賦活処理したＶＧＣＦを分極性電極材として使
用することにより前記の目的を達成し、電気二重層型コ
ンデンサーとして好適に使用されることを発見し、本件
発明を完成するに至った。
すなわち、本件発明の要旨は分極性電極材として賦活処
理した気相法炭素繊維を使用することを特徴とする電気
二重層型コンデンサーにある。
理した気相法炭素繊維を使用することを特徴とする電気
二重層型コンデンサーにある。
以下１本発明の詳細な説明する。
ＶＧＣＦはその成長過程をみていくと鉄化合物等の超微
粒子を成長核として軸方向に伸びながら周囲への熱分解
炭素の沈着かおきて出来あがったものであるが、このま
まては比表面積は１０〜２５ｍ１／ｇ程度と小さい。そ
こで賦活処理を行なう。賦活処理は窒素、アルゴン等の
不活性ガスにＨ２Ｏ、ＣＯ２を添加した雰囲気て７００
〜９５０°Ｃて熱処理して行なう。７００℃未満では比
表面積か大きくならず、 ９５０°Ｃを超える場合はＶ
ＧＣＦの原形か損われる。ＨＯ，Ｃｏ□の含有量は処理
時間、温度によって変動可能であるか例えばＨ２Ｏ１０
〜２０容積％、温度８００〜８５０°Ｃで１時間程度で
十分である。
粒子を成長核として軸方向に伸びながら周囲への熱分解
炭素の沈着かおきて出来あがったものであるが、このま
まては比表面積は１０〜２５ｍ１／ｇ程度と小さい。そ
こで賦活処理を行なう。賦活処理は窒素、アルゴン等の
不活性ガスにＨ２Ｏ、ＣＯ２を添加した雰囲気て７００
〜９５０°Ｃて熱処理して行なう。７００℃未満では比
表面積か大きくならず、 ９５０°Ｃを超える場合はＶ
ＧＣＦの原形か損われる。ＨＯ，Ｃｏ□の含有量は処理
時間、温度によって変動可能であるか例えばＨ２Ｏ１０
〜２０容積％、温度８００〜８５０°Ｃで１時間程度で
十分である。
又、ＶＧＣＦの賦活処理に先立って、不活性雰囲気中で
１０００〜２０００℃熱処理してもよい。これは賦活前
のＶＧＣＦの結晶性を成る程度、揃えるためのものであ
る。しかし、２０００℃を上鍔る温度での熱処理はＶＧ
ＣＦを黒鉛化してしまい結晶性のよい炭素繊維が得られ
るものの、賦活処理がしにくくなるので好ましくない。
１０００〜２０００℃熱処理してもよい。これは賦活前
のＶＧＣＦの結晶性を成る程度、揃えるためのものであ
る。しかし、２０００℃を上鍔る温度での熱処理はＶＧ
ＣＦを黒鉛化してしまい結晶性のよい炭素繊維が得られ
るものの、賦活処理がしにくくなるので好ましくない。
ＶＧＣＦの形状は直径０．１〜０．５ ｇｍφ、長さ数
１０〜数１００終−と非常に細かいので賦活後の微細気
孔の奥ゆきも非常に短かく、これは充放電をスピーデイ
−に行なうには好適なものとなり、しかも単に比表面積
だけの問題たけでなく充放電のしやすさに好適なものと
なる。
１０〜数１００終−と非常に細かいので賦活後の微細気
孔の奥ゆきも非常に短かく、これは充放電をスピーデイ
−に行なうには好適なものとなり、しかも単に比表面積
だけの問題たけでなく充放電のしやすさに好適なものと
なる。
このように原料としてＶＧＣＦを使用することにより、
一方ではＶＧＣＦの持つ生まれながらにして、成る程度
結晶性が良い、つまり電気伝導性が良く、孔の奥行きが
短かいために充電時のチャージ、すなわちイオンの動き
が容易になることを意味し電極材として好適なものとな
る。
一方ではＶＧＣＦの持つ生まれながらにして、成る程度
結晶性が良い、つまり電気伝導性が良く、孔の奥行きが
短かいために充電時のチャージ、すなわちイオンの動き
が容易になることを意味し電極材として好適なものとな
る。
又、ＶＧＣＦに含まれる不純物は主として鉄分であるの
で必要ならば酸処理等によって除去が容易であり、この
点は活性炭が種々雑多な不純物を含んでいるのと比べ、
電解質溶液との混合時、性能の低下が少ない。
で必要ならば酸処理等によって除去が容易であり、この
点は活性炭が種々雑多な不純物を含んでいるのと比べ、
電解質溶液との混合時、性能の低下が少ない。
（実施例１）
常法で作られた気相法炭素Ｍ＆維（平均径０．３ｇｍφ
Ｘ長さ２０〜１００μｆｆ１）をアルゴン通気下て１１
００°Ｃにて熱処理した後、Ｈ２Ｏ１０容積％のアルゴ
ン雰囲気で８００°Ｃ１時間Ｈ２０賦活して活性炭素繊
維を得た。これを材料として第１図に示す構造のテスト
コンデンサーを作り等価直流抵抗などを測定し、その結
果を第１表に示す。
Ｘ長さ２０〜１００μｆｆ１）をアルゴン通気下て１１
００°Ｃにて熱処理した後、Ｈ２Ｏ１０容積％のアルゴ
ン雰囲気で８００°Ｃ１時間Ｈ２０賦活して活性炭素繊
維を得た。これを材料として第１図に示す構造のテスト
コンデンサーを作り等価直流抵抗などを測定し、その結
果を第１表に示す。
尚、試験コンデンサーの組立ては上記の賦活活性炭素繊
維５０ｇを分極性電極材とし、これに３０重量％の硫酸
１２０ｇを加え、十分に撹拌混合してカーボンペースト
電極としたものを使用し、これを内径１４ｍｍ、厚さ１
．０ｍｍの電気二重層型コンデンサー（以下、単セルと
いう）に入れ、５セルを直列に圧接（１０ｋｇ／ ｃ
ｍ” ）させた後、特性を測定した。
維５０ｇを分極性電極材とし、これに３０重量％の硫酸
１２０ｇを加え、十分に撹拌混合してカーボンペースト
電極としたものを使用し、これを内径１４ｍｍ、厚さ１
．０ｍｍの電気二重層型コンデンサー（以下、単セルと
いう）に入れ、５セルを直列に圧接（１０ｋｇ／ ｃ
ｍ” ）させた後、特性を測定した。
又、温度１００°Ｃ１湿度９０％、１０００時間後の静
電容量の変化は１０％以内であった。
電容量の変化は１０％以内であった。
（実施例２）
実施例１でアルゴン通気下の熱処理温度を１３００℃と
した以外は実施例１と同様に単セルを作り、各種特性を
測定し、同しく第１表に示す。
した以外は実施例１と同様に単セルを作り、各種特性を
測定し、同しく第１表に示す。
（実施例３）
実施例１でアルゴン通気下の熱処理温度を１５００°Ｃ
とした以外は実施例１と同様に単セルを作り。
とした以外は実施例１と同様に単セルを作り。
各種特性を測定し、同しく第１表に示す。
（実施例４）
実施例１てアルゴン通気下の熱処理温度を１７００°Ｃ
とした以外は実施例１と同様に単セルを作り、各種特性
を測定し、同しく第１表に示す。
とした以外は実施例１と同様に単セルを作り、各種特性
を測定し、同しく第１表に示す。
（実施例５）
実施例２においてＨｚ Ｏ賦活温度を８５０℃、１時間
とした以外は実施例２と同様に単セルを作り、各種特性
を測定し、同じく第１表に示す。
とした以外は実施例２と同様に単セルを作り、各種特性
を測定し、同じく第１表に示す。
（実施例６）
実施例２においてＨ２０賦活温度を７５０°Ｃ，１時間
とした以外は実施例２と同様に単セルを作り、各種特性
を測定し、同しく第１表に示す。
とした以外は実施例２と同様に単セルを作り、各種特性
を測定し、同しく第１表に示す。
市販粉末活性炭（比表面積１１００ｒｎ’／ ｇ ’）
を分極性電極材として使用し、その他は実施例１と同様
にして単セルを作り、各種特性を測定し、同しく第１表
に示す。
を分極性電極材として使用し、その他は実施例１と同様
にして単セルを作り、各種特性を測定し、同しく第１表
に示す。
（以下余白）
〔発明の効果〕
電気二重層型コンデンサーの分極性電極材として賦活化
された気相法炭素繊維を使用することにより、電導性と
比表面積の向上か計られ、静電容量、等価抵抗などのす
ぐれたコンデンサーか得られる。
された気相法炭素繊維を使用することにより、電導性と
比表面積の向上か計られ、静電容量、等価抵抗などのす
ぐれたコンデンサーか得られる。
第１図は電気二重層型コンデンサーの断面図を示す。
２・・・・・・分極性電極材と電解液からなるカーボン
ペースト電極
ペースト電極
Claims (1)
- １．分極性電極材として賦活処理した気相法炭素繊維を
使用することを特徴とする電気二重層型コンデンサー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63207544A JPH0256913A (ja) | 1988-08-22 | 1988-08-22 | 電気二重層型コンデンサー |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63207544A JPH0256913A (ja) | 1988-08-22 | 1988-08-22 | 電気二重層型コンデンサー |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0256913A true JPH0256913A (ja) | 1990-02-26 |
Family
ID=16541488
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63207544A Pending JPH0256913A (ja) | 1988-08-22 | 1988-08-22 | 電気二重層型コンデンサー |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0256913A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001135554A (ja) * | 1999-11-05 | 2001-05-18 | Ccr:Kk | 電気二重層キャパシタ並びに電極及びその製造方法 |
| US6631074B2 (en) | 2000-05-12 | 2003-10-07 | Maxwell Technologies, Inc. | Electrochemical double layer capacitor having carbon powder electrodes |
| JP2003532277A (ja) * | 1999-12-06 | 2003-10-28 | エイブイエックス コーポレイション | 超薄電気化学エネルギー蓄積装置 |
| US6813139B2 (en) | 2001-11-02 | 2004-11-02 | Maxwell Technologies, Inc. | Electrochemical double layer capacitor having carbon powder electrodes |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61219710A (ja) * | 1985-03-23 | 1986-09-30 | Asahi Chem Ind Co Ltd | 活性炭素質繊維 |
-
1988
- 1988-08-22 JP JP63207544A patent/JPH0256913A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61219710A (ja) * | 1985-03-23 | 1986-09-30 | Asahi Chem Ind Co Ltd | 活性炭素質繊維 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2001135554A (ja) * | 1999-11-05 | 2001-05-18 | Ccr:Kk | 電気二重層キャパシタ並びに電極及びその製造方法 |
| JP4617525B2 (ja) * | 1999-11-05 | 2011-01-26 | 日本ケミコン株式会社 | 電気二重層キャパシタ並びに電極及びその製造方法 |
| JP2003532277A (ja) * | 1999-12-06 | 2003-10-28 | エイブイエックス コーポレイション | 超薄電気化学エネルギー蓄積装置 |
| US6631074B2 (en) | 2000-05-12 | 2003-10-07 | Maxwell Technologies, Inc. | Electrochemical double layer capacitor having carbon powder electrodes |
| US6813139B2 (en) | 2001-11-02 | 2004-11-02 | Maxwell Technologies, Inc. | Electrochemical double layer capacitor having carbon powder electrodes |
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