JPH0669077A - 電気二重層コンデンサ用分極性電極の製造方法 - Google Patents
電気二重層コンデンサ用分極性電極の製造方法Info
- Publication number
- JPH0669077A JPH0669077A JP4242658A JP24265892A JPH0669077A JP H0669077 A JPH0669077 A JP H0669077A JP 4242658 A JP4242658 A JP 4242658A JP 24265892 A JP24265892 A JP 24265892A JP H0669077 A JPH0669077 A JP H0669077A
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- phenol resin
- spherical
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- 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】
【目的】静電容量の大きな電気二重層コンデンサを得
る。 【構成】硬化型球状フェノール樹脂を炭化・賦活して得
た球状活性炭と熱反応型球状フェノール樹脂とを混合
し、金型に充填し、加圧下で加熱し硬化させ、不活性雰
囲気で熱処理する。
る。 【構成】硬化型球状フェノール樹脂を炭化・賦活して得
た球状活性炭と熱反応型球状フェノール樹脂とを混合
し、金型に充填し、加圧下で加熱し硬化させ、不活性雰
囲気で熱処理する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は大型電気二重層コンデン
サ用を可能とする固体活性炭電極の分極性電極の製造方
法に関するものである。
サ用を可能とする固体活性炭電極の分極性電極の製造方
法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の電気二重層コンデンサは１Ｆ程度
の小型のコンデンサが大部分であった。したがって、水
溶液系電解液を用いる電気二重層コンデンサの分極性電
極は活性炭粉末と硫酸とのペーストであって、これをセ
パレータを介して配置し、絶縁ゴムのガスケットに充填
し、両端に導電性ゴムを配し電気二重層コンデンサ素子
としていた。この素子を複数個積層し金属ケースに収容
しケース開口端をかしめて、素子に圧力を加えていた。
の小型のコンデンサが大部分であった。したがって、水
溶液系電解液を用いる電気二重層コンデンサの分極性電
極は活性炭粉末と硫酸とのペーストであって、これをセ
パレータを介して配置し、絶縁ゴムのガスケットに充填
し、両端に導電性ゴムを配し電気二重層コンデンサ素子
としていた。この素子を複数個積層し金属ケースに収容
しケース開口端をかしめて、素子に圧力を加えていた。
【０００３】また固体活性炭電極の製造方法として活性
炭粉末に圧力を加え、圧力を印加された粉末の微粒子間
にパルス状電圧を印加せしめて各粒子間に放電せしめる
とともに、活性炭微粒子を高温に保持して活性炭微粒子
を燒結する方法があった（特許出願公開平３−７８２２
１号）。さらに、固体活性炭電極の製造方法としてフェ
ノール系活性炭粉末と粉末フェノール樹脂とを混合し、
これらの混合粉末を金型成型（熱硬化 １７０℃、１０
分）したのち、窒素雰囲気で６００℃〜１０００℃の温
度で熱処理する方法があった（１９９１年１０月 電気
化学大会）。
炭粉末に圧力を加え、圧力を印加された粉末の微粒子間
にパルス状電圧を印加せしめて各粒子間に放電せしめる
とともに、活性炭微粒子を高温に保持して活性炭微粒子
を燒結する方法があった（特許出願公開平３−７８２２
１号）。さらに、固体活性炭電極の製造方法としてフェ
ノール系活性炭粉末と粉末フェノール樹脂とを混合し、
これらの混合粉末を金型成型（熱硬化 １７０℃、１０
分）したのち、窒素雰囲気で６００℃〜１０００℃の温
度で熱処理する方法があった（１９９１年１０月 電気
化学大会）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】活性炭−硫酸ペ−スト
の分極性電極で５００Ｆ〜１０００Ｆのような大型電気
二重層コンデンサを作ることは、分極性電極に均一に圧
力を加えることが困難なため、不可能であった。
の分極性電極で５００Ｆ〜１０００Ｆのような大型電気
二重層コンデンサを作ることは、分極性電極に均一に圧
力を加えることが困難なため、不可能であった。
【０００５】また、活性炭微粒子間にパルス状電圧を印
加して燒結する方法は、製造装置が大規模になり、製造
コストが高くなるという問題があった。
加して燒結する方法は、製造装置が大規模になり、製造
コストが高くなるという問題があった。
【０００６】フェノール系活性炭粉末と粉末フェノール
樹脂とを混合し、熱処理する方法は良い方法であるが、
混合物を金型に充填して加圧・高温下でフェノール樹脂
を硬化させる際、混合物が角ばった形状のため金型に均
一に充填しにくく、電気二重層コンデンサの性能が悪く
なる欠点があった。また、充填に時間がかかり製造コス
トが高くなる欠点もあった。
樹脂とを混合し、熱処理する方法は良い方法であるが、
混合物を金型に充填して加圧・高温下でフェノール樹脂
を硬化させる際、混合物が角ばった形状のため金型に均
一に充填しにくく、電気二重層コンデンサの性能が悪く
なる欠点があった。また、充填に時間がかかり製造コス
トが高くなる欠点もあった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明はフェノール系活
性炭粉末と粉末フェノール樹脂とを混合し、熱処理する
方法の改良に関するものであって、すなわち、硬化型球
状フェノール樹脂を炭化・賦活して得た球状活性炭と熱
反応型球状フェノール樹脂とを混合し、金型に充填し、
加圧で加熱し硬化させ、不活性雰囲気で焼成するもので
ある。角ばった活性炭および粉末フェノール樹脂の代わ
りに、球状の活性炭および粉末フェノール樹脂を用いる
ことによって金型への充填を極めて容易にするものであ
る。このことによって、混合物は金型に均一に充填する
ことができ、充填密度の均一な固体活性炭電極を作るこ
とができる。
性炭粉末と粉末フェノール樹脂とを混合し、熱処理する
方法の改良に関するものであって、すなわち、硬化型球
状フェノール樹脂を炭化・賦活して得た球状活性炭と熱
反応型球状フェノール樹脂とを混合し、金型に充填し、
加圧で加熱し硬化させ、不活性雰囲気で焼成するもので
ある。角ばった活性炭および粉末フェノール樹脂の代わ
りに、球状の活性炭および粉末フェノール樹脂を用いる
ことによって金型への充填を極めて容易にするものであ
る。このことによって、混合物は金型に均一に充填する
ことができ、充填密度の均一な固体活性炭電極を作るこ
とができる。
【０００８】
【作用】球状フェノール樹脂には熱反応型（ユニチカ株
式会社製ユニベックス・タイプＳ，Ｎ）と硬化型（ユニ
チカ株式会社製ユニベックス・タイプＣ，ＣＸ）とがあ
り、ユニベックスは特殊重合プロセスで製造されたフェ
ノール系の熱硬化性樹脂で、真球度が極めて高く、粒径
は５〜８００μの幅広い中から選択が可能である。
式会社製ユニベックス・タイプＳ，Ｎ）と硬化型（ユニ
チカ株式会社製ユニベックス・タイプＣ，ＣＸ）とがあ
り、ユニベックスは特殊重合プロセスで製造されたフェ
ノール系の熱硬化性樹脂で、真球度が極めて高く、粒径
は５〜８００μの幅広い中から選択が可能である。
【０００９】熱反応型はフェノール樹脂の初期重合物で
あって９０℃〜１００℃に融点があり、加熱・加圧する
と熱流動を示し、１５０℃〜２００℃、１０分程度で架
橋硬化し高分子固体になる。硬化型は架橋硬化が完了し
高分子固体になっているもので熱不融性である。
あって９０℃〜１００℃に融点があり、加熱・加圧する
と熱流動を示し、１５０℃〜２００℃、１０分程度で架
橋硬化し高分子固体になる。硬化型は架橋硬化が完了し
高分子固体になっているもので熱不融性である。
【００１０】硬化型球状フェノール樹脂を５００〜１１
００℃で不活性ガス雰囲気で熱処理（炭化）し、水蒸気
雰囲気で１０００℃で熱処理（賦活）することによって
球状活性炭を得ることができる。本発明はこの球状活性
炭５０〜９０％に対し、熱反応型フェノール樹脂１０〜
５０％を加え、混合し、金型に充填し、加圧下で加熱し
硬化させ、不活性ガス雰囲気で熱処理することによって
電気二重層コンデンサ用分極性電極を得るものである。
００℃で不活性ガス雰囲気で熱処理（炭化）し、水蒸気
雰囲気で１０００℃で熱処理（賦活）することによって
球状活性炭を得ることができる。本発明はこの球状活性
炭５０〜９０％に対し、熱反応型フェノール樹脂１０〜
５０％を加え、混合し、金型に充填し、加圧下で加熱し
硬化させ、不活性ガス雰囲気で熱処理することによって
電気二重層コンデンサ用分極性電極を得るものである。
【００１１】金型に混合物を均一に充填することは、か
ならずしも容易ではない。角ばった粒径の小さい粉末の
場合、金型への自動充填はまったく不可能である。これ
に対し、本発明は活性炭と結着剤とに球状物を使用して
いるので、金型への充填は極めて容易で自動充填はもち
ろん可能である。分極性電極の形状・大きさに応じて球
状活性炭の粒径を選択すれば良い。電気二重層コンデン
サ用分極性電極に用いる活性炭は純粋ななものほど良
く、石炭・石油系の活性炭は金属不純物を含み、自己放
電特性がよくない。
ならずしも容易ではない。角ばった粒径の小さい粉末の
場合、金型への自動充填はまったく不可能である。これ
に対し、本発明は活性炭と結着剤とに球状物を使用して
いるので、金型への充填は極めて容易で自動充填はもち
ろん可能である。分極性電極の形状・大きさに応じて球
状活性炭の粒径を選択すれば良い。電気二重層コンデン
サ用分極性電極に用いる活性炭は純粋ななものほど良
く、石炭・石油系の活性炭は金属不純物を含み、自己放
電特性がよくない。
【００１２】したがって、純粋な物質が得られ易い合成
樹脂を活性炭原料に使う場合が多い。合成樹脂の中で
は、フェノール樹脂繊維（カイノール繊維）、アクリル
繊維、レイヨン繊維、塩化ビニリデン繊維などを原料に
して炭化・賦活によって繊維状活性炭を得ている。この
繊維状活性炭をさらに加工して粉末状活性炭、ペーパー
状、フェルト状、を作ることができる。また織物状の原
料を炭化・賦活して、織物状の活性炭を得、これを電気
二重層コンデンサ用分極性電極に使用している例もあ
る。
樹脂を活性炭原料に使う場合が多い。合成樹脂の中で
は、フェノール樹脂繊維（カイノール繊維）、アクリル
繊維、レイヨン繊維、塩化ビニリデン繊維などを原料に
して炭化・賦活によって繊維状活性炭を得ている。この
繊維状活性炭をさらに加工して粉末状活性炭、ペーパー
状、フェルト状、を作ることができる。また織物状の原
料を炭化・賦活して、織物状の活性炭を得、これを電気
二重層コンデンサ用分極性電極に使用している例もあ
る。
【００１３】造粒活性炭はヤシ殻炭、石炭、コークスな
ど２００ｍｅｓｈ以下に微粉砕し、これにピッチ、デン
プン、糖蜜などの粘結剤を混合し、造粒機で粒径が１〜
８ｍｍ，長さは径の１〜３倍程度の円柱状に成形する。
これを６００〜８００℃で加熱炭化する。賦活は炭化物
を７５０〜１０５０℃の温度で水蒸気、二酸化炭素で活
性化反応をすすめる（活性炭−基礎と応用、真田・鈴木
・藤元・編、講談社）。
ど２００ｍｅｓｈ以下に微粉砕し、これにピッチ、デン
プン、糖蜜などの粘結剤を混合し、造粒機で粒径が１〜
８ｍｍ，長さは径の１〜３倍程度の円柱状に成形する。
これを６００〜８００℃で加熱炭化する。賦活は炭化物
を７５０〜１０５０℃の温度で水蒸気、二酸化炭素で活
性化反応をすすめる（活性炭−基礎と応用、真田・鈴木
・藤元・編、講談社）。
【００１４】本発明は繊維を粉砕することもなく、また
造粒することもなく、特殊重合プロセスで製造される熱
反応型と硬化型の２種類の球状フェノール樹脂を電気二
重層コンデンサ用分極性電極にしようとするものであ
る。
造粒することもなく、特殊重合プロセスで製造される熱
反応型と硬化型の２種類の球状フェノール樹脂を電気二
重層コンデンサ用分極性電極にしようとするものであ
る。
【００１５】
【実施例】本発明の実施例につき、図１および図２とと
もに説明する。図１は分極性電極の断面の模式図であっ
て、（１）は２０〜４０μの球状活性炭である。（２）
は球状活性炭同志を結着している炭化された熱反応型球
状フェノール樹脂である。図２は分極性電極の製造工程
図である。
もに説明する。図１は分極性電極の断面の模式図であっ
て、（１）は２０〜４０μの球状活性炭である。（２）
は球状活性炭同志を結着している炭化された熱反応型球
状フェノール樹脂である。図２は分極性電極の製造工程
図である。
【００１６】本発明の１実施例を説明すると、まず、４
０μの硬化型球状フェノール樹脂を窒素雰囲気で８００
℃で２時間炭化する。次に、これを１０００℃で水蒸気
賦活する。かくして得た球状活性炭７００ｇに対し、４
０μの反応型球状フェノ−ル樹脂３００ｇを混合し、金
型に充填し熱板付き油圧プレスで２００ｋｇｆ／ｃｍ2
の圧力を加え１８０℃で１０分保持し、幅１０ｃｍで高
さ１０ｃｍで厚み３ｍｍの板状物を得た。この板状物を
窒素雰囲気で８００℃で２時間熱処理して電気二重層コ
ンデンサ用分極性電極を得た。
０μの硬化型球状フェノール樹脂を窒素雰囲気で８００
℃で２時間炭化する。次に、これを１０００℃で水蒸気
賦活する。かくして得た球状活性炭７００ｇに対し、４
０μの反応型球状フェノ−ル樹脂３００ｇを混合し、金
型に充填し熱板付き油圧プレスで２００ｋｇｆ／ｃｍ2
の圧力を加え１８０℃で１０分保持し、幅１０ｃｍで高
さ１０ｃｍで厚み３ｍｍの板状物を得た。この板状物を
窒素雰囲気で８００℃で２時間熱処理して電気二重層コ
ンデンサ用分極性電極を得た。
【００１７】
【発明の効果】本発明は流動性のよい球状活性炭と同じ
く流動性のよい硬化型球状フェノ−ル樹脂を混合して金
型に充填するが、流動性がよいので混合物は金型に均一
に充填されるので、電気二重層コンデンサの静電容量は
従来のものが４７Ｆ／ｃｍ3 であったのに対し、本発明
のものは５２Ｆ／ｃｍ3 であった。また、従来のものが
自動充填できなかったのに対し、本発明では自動充填が
可能であった。
く流動性のよい硬化型球状フェノ−ル樹脂を混合して金
型に充填するが、流動性がよいので混合物は金型に均一
に充填されるので、電気二重層コンデンサの静電容量は
従来のものが４７Ｆ／ｃｍ3 であったのに対し、本発明
のものは５２Ｆ／ｃｍ3 であった。また、従来のものが
自動充填できなかったのに対し、本発明では自動充填が
可能であった。
【図１】本発明の１実施例を示す分極性電極の断面の模
式図。
式図。
【図２】本発明の１実施例になる分極性電極の製造工程
図。
図。
１ 球状活性炭 ２ 炭化された硬化型球状フェノール樹脂
Claims (1)
- 【請求項１】硬化型球状フェノール樹脂を炭化・賦活し
て得た球状活性炭と熱反応型球状フェノール樹脂とを混
合し、金型に充填し、加圧下で加熱し硬化させ、不活性
雰囲気で熱処理することを特徴とする電気二重層コンデ
ンサ用分極性電極の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4242658A JPH0669077A (ja) | 1992-08-18 | 1992-08-18 | 電気二重層コンデンサ用分極性電極の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4242658A JPH0669077A (ja) | 1992-08-18 | 1992-08-18 | 電気二重層コンデンサ用分極性電極の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0669077A true JPH0669077A (ja) | 1994-03-11 |
Family
ID=17092319
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4242658A Pending JPH0669077A (ja) | 1992-08-18 | 1992-08-18 | 電気二重層コンデンサ用分極性電極の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0669077A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10335188A (ja) * | 1997-06-05 | 1998-12-18 | Furukawa Co Ltd | 電気二重層コンデンサー |
| US6353528B1 (en) | 1998-05-22 | 2002-03-05 | Kyocera Corporation | Solid activated carbon, process for manufacturing the same and electric double layer capacitor using the same |
-
1992
- 1992-08-18 JP JP4242658A patent/JPH0669077A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10335188A (ja) * | 1997-06-05 | 1998-12-18 | Furukawa Co Ltd | 電気二重層コンデンサー |
| US6353528B1 (en) | 1998-05-22 | 2002-03-05 | Kyocera Corporation | Solid activated carbon, process for manufacturing the same and electric double layer capacitor using the same |
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