JPH0897101A - 電極材 - Google Patents
電極材Info
- Publication number
- JPH0897101A JPH0897101A JP6228350A JP22835094A JPH0897101A JP H0897101 A JPH0897101 A JP H0897101A JP 6228350 A JP6228350 A JP 6228350A JP 22835094 A JP22835094 A JP 22835094A JP H0897101 A JPH0897101 A JP H0897101A
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- Japan
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- carbon
- particles
- electrode material
- internal resistance
- average particle
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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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
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 単位体積あたりの充電電気量の高いキャパシ
ターに適した電極材を提供する。 【構成】 平均粒子径２０〜３０μｍの活性炭であっ
て、且つ粒子内に１ｎｍ〜３０ｎｍの空孔を有する活性
炭（Ａ）と平均粒子径が０．１〜２０μｍの多孔質炭素
（Ｂ）から成り、前記多孔質炭素（Ｂ）が前記活性炭
（Ａ）同士が作る粒子間間隙内に挿入された構造を有す
る電極材。
ターに適した電極材を提供する。 【構成】 平均粒子径２０〜３０μｍの活性炭であっ
て、且つ粒子内に１ｎｍ〜３０ｎｍの空孔を有する活性
炭（Ａ）と平均粒子径が０．１〜２０μｍの多孔質炭素
（Ｂ）から成り、前記多孔質炭素（Ｂ）が前記活性炭
（Ａ）同士が作る粒子間間隙内に挿入された構造を有す
る電極材。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、各種の電子機器ある
いは電気機械の補助電源などとして使用される小型で大
容量の電気二重層コンデンサ（キャパシタ）に好適な電
極材に関する。
いは電気機械の補助電源などとして使用される小型で大
容量の電気二重層コンデンサ（キャパシタ）に好適な電
極材に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、電気を蓄えるものとして、電池
とキャパシタが知られている。そのうち電池は、二次電
池においてのみ電荷の復元が可能であるが、電池が化学
反応にて充電をおこなっているため、充電に長い時間が
必要である。短時間に大電流を流すことが出来ない、充
放電を繰り返して行くうちに性能の劣化がある等の難点
がある。
とキャパシタが知られている。そのうち電池は、二次電
池においてのみ電荷の復元が可能であるが、電池が化学
反応にて充電をおこなっているため、充電に長い時間が
必要である。短時間に大電流を流すことが出来ない、充
放電を繰り返して行くうちに性能の劣化がある等の難点
がある。
【０００３】他方、キャパシタは前記の二次電池の欠点
は存在しないものの単位体積当たりの充電電気量が少な
い。従来より充電電気量を大きくする検討は様々におこ
なわれている。例えば特開昭６３−５８８１４、特開昭
６３−２４４８３９号公報においてはカーボンブラック
を、特開平０５−３０４０４９号公報ではアセチレンブ
ラックを用いて内部抵抗を小さくし放電開始直後のＩＲ
ドロップ（内部抵抗による電圧降下）を小さくして充電
した電気量を効率良く取り出す方法、特願平２−２９９
６３号公報においてはアルカリ金属水酸化物浴中でヤシ
ガラ炭や石炭を賦活する方法などがある。
は存在しないものの単位体積当たりの充電電気量が少な
い。従来より充電電気量を大きくする検討は様々におこ
なわれている。例えば特開昭６３−５８８１４、特開昭
６３−２４４８３９号公報においてはカーボンブラック
を、特開平０５−３０４０４９号公報ではアセチレンブ
ラックを用いて内部抵抗を小さくし放電開始直後のＩＲ
ドロップ（内部抵抗による電圧降下）を小さくして充電
した電気量を効率良く取り出す方法、特願平２−２９９
６３号公報においてはアルカリ金属水酸化物浴中でヤシ
ガラ炭や石炭を賦活する方法などがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】キャパシタの充電電気
量の増大を目指して前記のように様々な改良が成されて
きた。充電電気量を表す方法としてＣ／ｃｃ（１クーロ
ンは１Ａの電気を１秒間流した時の電気量）とＣ／ｇが
一般的に用いられている。本発明の目的は単位体積当た
りの充電電気量即ち、Ｃ／ｃｃが高いキャパシタに好適
な電極材を提供するものである。
量の増大を目指して前記のように様々な改良が成されて
きた。充電電気量を表す方法としてＣ／ｃｃ（１クーロ
ンは１Ａの電気を１秒間流した時の電気量）とＣ／ｇが
一般的に用いられている。本発明の目的は単位体積当た
りの充電電気量即ち、Ｃ／ｃｃが高いキャパシタに好適
な電極材を提供するものである。
【０００５】
【問題点を解決するための手段】本発明は、上記の目的
を達成するために、分極性電極と電解質界面とで形成さ
れる電気二重層を利用した電気二重層コンデンサにおい
て、分極性電極に（Ａ）平均粒径１０μｍ以上の活性炭
と（Ｂ）平均粒径１０μｍ以下の多孔性炭素により炭素
電極を用いることを特徴とする電気二重層コンデンサを
提供するものである。
を達成するために、分極性電極と電解質界面とで形成さ
れる電気二重層を利用した電気二重層コンデンサにおい
て、分極性電極に（Ａ）平均粒径１０μｍ以上の活性炭
と（Ｂ）平均粒径１０μｍ以下の多孔性炭素により炭素
電極を用いることを特徴とする電気二重層コンデンサを
提供するものである。
【０００６】以下、本発明を詳細に説明する。本発明で
用いられる活性炭は、平均粒子径２０〜３００μｍであ
って、且つ粒子内に１ｎｍ〜３０ｎｍの空孔を有するも
のであれば特に限定されるものではない。また、本発明
で用いられる多孔質炭素は、平均粒子径が０．１〜２０
μｍであれば、特に限定されるものではない。例えば、
石炭、やしがら、おがくず、樹脂、石炭コークス、石炭
タール、石油ピッチ、カーボンファイバー、カーボンブ
ラック等の炭素質のいずれのものを用いてもよく、これ
らの少なくとも１種を使用することができる。好ましく
は、石炭、やしがら、おが屑、樹脂を３００℃以上で炭
化したものが望ましい。これらの炭素素材を前記水蒸気
賦活した後、そのまま、あるいはさらに後熱処理をして
よい。
用いられる活性炭は、平均粒子径２０〜３００μｍであ
って、且つ粒子内に１ｎｍ〜３０ｎｍの空孔を有するも
のであれば特に限定されるものではない。また、本発明
で用いられる多孔質炭素は、平均粒子径が０．１〜２０
μｍであれば、特に限定されるものではない。例えば、
石炭、やしがら、おがくず、樹脂、石炭コークス、石炭
タール、石油ピッチ、カーボンファイバー、カーボンブ
ラック等の炭素質のいずれのものを用いてもよく、これ
らの少なくとも１種を使用することができる。好ましく
は、石炭、やしがら、おが屑、樹脂を３００℃以上で炭
化したものが望ましい。これらの炭素素材を前記水蒸気
賦活した後、そのまま、あるいはさらに後熱処理をして
よい。
【０００７】これらの多孔質炭素を、前記の活性炭同士
が作る粒子間間隔内に挿入すればよい。尚、（Ａ）と
（Ｂ）の割合は、（Ａ）を９５〜４０ｗｔ％、（Ｂ）を
５〜６０ｗｔ％の範囲とするのが好ましい。このように
して得られる電極材を、電気二重層コンデンサ等の用途
に用いることができる。
が作る粒子間間隔内に挿入すればよい。尚、（Ａ）と
（Ｂ）の割合は、（Ａ）を９５〜４０ｗｔ％、（Ｂ）を
５〜６０ｗｔ％の範囲とするのが好ましい。このように
して得られる電極材を、電気二重層コンデンサ等の用途
に用いることができる。
【０００８】
【実施例】以下本発明を実施例に基づいて説明するが、
本発明は以下の本実施例に制限されるものではない。分
極性電極としては、活性炭と炭素微粒子、２ｗｔ％のポ
リテトラフルオロエチレン、ポリプロピレン、ポリエチ
レン等をボールミルで混合した。混合物を直径２０ｍｍ
の金型に入れ１２７０ｋｇ／ｃｍ2 の圧力にて成型し
た。厚さ１．５ｍｍ、直径２０ｍｍの電極を２枚づつ作
製した。
本発明は以下の本実施例に制限されるものではない。分
極性電極としては、活性炭と炭素微粒子、２ｗｔ％のポ
リテトラフルオロエチレン、ポリプロピレン、ポリエチ
レン等をボールミルで混合した。混合物を直径２０ｍｍ
の金型に入れ１２７０ｋｇ／ｃｍ2 の圧力にて成型し
た。厚さ１．５ｍｍ、直径２０ｍｍの電極を２枚づつ作
製した。
【０００９】セパレーターとしては、厚さ１０μｍのプ
リエチレン製多孔質膜を用いた。電極には、白金板を用
いた。電解液は３０％の硫酸水溶液を用いた。テフロン
製型に白金電極を設置し、セパレータを介した炭素電極
を挟みこんだ。この組み立てたセルを３０％硫酸中に浸
した。このセルを北斗電工製充放電装置ＨＪ−２０１Ｂ
に接続し、０．２５Ａ／ｃｍ 2 の電流密度温度−２０℃
で充放電テストをおこなった。尚、本実施例で使用した
炭素粒子を表１に示す。
リエチレン製多孔質膜を用いた。電極には、白金板を用
いた。電解液は３０％の硫酸水溶液を用いた。テフロン
製型に白金電極を設置し、セパレータを介した炭素電極
を挟みこんだ。この組み立てたセルを３０％硫酸中に浸
した。このセルを北斗電工製充放電装置ＨＪ−２０１Ｂ
に接続し、０．２５Ａ／ｃｍ 2 の電流密度温度−２０℃
で充放電テストをおこなった。尚、本実施例で使用した
炭素粒子を表１に示す。
【００１０】
【表１】
【００１１】実施例１ 粒子Ａ−１を９０ｗｔ％とＢ−１を１０ｗｔ％を混合し
て内部抵抗と充電容量を測定した。比較例１に比べて内
部抵抗は４４％減少し、充電容量は７％増加した。 実施例２ 粒子Ａ−１を７２ｗｔ％とＢ−１を２８ｗｔ％を混合し
て内部抵抗と充電容量を測定した。比較例１に比べて内
部抵抗は６０％減少し、充電容量は７９％増加した。
て内部抵抗と充電容量を測定した。比較例１に比べて内
部抵抗は４４％減少し、充電容量は７％増加した。 実施例２ 粒子Ａ−１を７２ｗｔ％とＢ−１を２８ｗｔ％を混合し
て内部抵抗と充電容量を測定した。比較例１に比べて内
部抵抗は６０％減少し、充電容量は７９％増加した。
【００１２】実施例３ 粒子Ａ−１を６５ｗｔ％とＢ−１を３５ｗｔ％を混合し
て内部抵抗と充電容量を測定した。比較例１に比べて内
部抵抗は５７％減少し、充電容量は７１％増加した。 実施例４ 粒子Ａ−１を５５ｗｔ％とＢ−１を４５ｗｔ％を混合し
て内部抵抗と充電容量を測定した。比較例１に比べて内
部抵抗は５６％減少し、充電容量は６１％増加した。
て内部抵抗と充電容量を測定した。比較例１に比べて内
部抵抗は５７％減少し、充電容量は７１％増加した。 実施例４ 粒子Ａ−１を５５ｗｔ％とＢ−１を４５ｗｔ％を混合し
て内部抵抗と充電容量を測定した。比較例１に比べて内
部抵抗は５６％減少し、充電容量は６１％増加した。
【００１３】実施例５ 粒子Ａ−１を７２ｗｔ％とＢ−２を２８ｗｔ％を混合し
て内部抵抗と充電容量を測定した。比較例１に比べて内
部抵抗は５１％減少し、充電容量は７１％増加した。こ
の結果、粒子（Ｂ）を多孔質にする方法は水蒸気に限定
されないと言える。 実施例６ 粒子Ａ−１を７２ｗｔ％とＢ−３を２８ｗｔ％を混合し
て内部抵抗と充電容量を測定した。比較例１に比べて内
部抵抗は３％減少し、充電容量は２９％増加した。本発
明は単に内部抵抗の低減によるものではないことが言え
る。
て内部抵抗と充電容量を測定した。比較例１に比べて内
部抵抗は５１％減少し、充電容量は７１％増加した。こ
の結果、粒子（Ｂ）を多孔質にする方法は水蒸気に限定
されないと言える。 実施例６ 粒子Ａ−１を７２ｗｔ％とＢ−３を２８ｗｔ％を混合し
て内部抵抗と充電容量を測定した。比較例１に比べて内
部抵抗は３％減少し、充電容量は２９％増加した。本発
明は単に内部抵抗の低減によるものではないことが言え
る。
【００１４】比較例１ 粒子Ａ−１のみを用い微粒子を添加しなかった。 比較例２ 微粒子であるＢ−１粒子のみを用いた。Ｂ−１粒子のみ
でも充電容量は大きくなかった。 比較例３ 粒子Ａ−１を４０ｗｔ％とＢ−１を６０ｗｔ％を混合し
て内部抵抗と充電容量を測定した。Ｂ−１粒子が６０ｗ
ｔ％より多くなると充電容量の増加は無かった。
でも充電容量は大きくなかった。 比較例３ 粒子Ａ−１を４０ｗｔ％とＢ−１を６０ｗｔ％を混合し
て内部抵抗と充電容量を測定した。Ｂ−１粒子が６０ｗ
ｔ％より多くなると充電容量の増加は無かった。
【００１５】比較例４ 粒子Ａ−１を７２ｗｔ％と粒子Ｂ−４を２８ｗｔ％を混
合して内部抵抗と充電容量を測定した。比較例１に比べ
て内部抵抗は６４％減少したが、充電容量の増加は無か
った。比表面積の低いカーボンブラックを混合しても充
電容量の増加は無かった。 比較例５ 粒子Ａ−１を７２ｗｔ％と粒子Ｂ−５を２８ｗｔ％を混
合して内部抵抗と充電容量を測定した。測定結果を表２
に示す。
合して内部抵抗と充電容量を測定した。比較例１に比べ
て内部抵抗は６４％減少したが、充電容量の増加は無か
った。比表面積の低いカーボンブラックを混合しても充
電容量の増加は無かった。 比較例５ 粒子Ａ−１を７２ｗｔ％と粒子Ｂ−５を２８ｗｔ％を混
合して内部抵抗と充電容量を測定した。測定結果を表２
に示す。
【００１６】
【表２】
【００１７】
【発明の効果】以上詳細に説明した様に、平均粒径２０
〜１００μｍの活性炭に平均粒径２０μ以下の多孔質炭
素を５〜６０ｗｔ％程度加えることにより、大きな活性
炭粒子同士に出来る間隙に多孔質炭素微粒子が充填さ
れ、単位体積当たりの充電容量を大きくすることが出来
る。
〜１００μｍの活性炭に平均粒径２０μ以下の多孔質炭
素を５〜６０ｗｔ％程度加えることにより、大きな活性
炭粒子同士に出来る間隙に多孔質炭素微粒子が充填さ
れ、単位体積当たりの充電容量を大きくすることが出来
る。
Claims (4)
- 【請求項１】 平均粒子径２０〜３０μｍの活性炭であ
って、且つ粒子内に１ｎｍ〜３０ｎｍの空孔を有する活
性炭（Ａ）と平均粒子径が０．１〜２０μｍの多孔質炭
素（Ｂ）から成り、前記多孔質炭素（Ｂ）が前記活性炭
（Ａ）同士が作る粒子間間隙内に挿入された構造を有す
る電極材。 - 【請求項２】 多孔質炭素（Ｂ）がカーボンブラックを
水蒸気にて賦活した炭素であることを特徴とする請求項
１記載の電極材。 - 【請求項３】 請求項１中の多孔質炭素（Ｂ）がカーボ
ンブラックをアルカリ金属水酸化物にて賦活した炭素で
あることを特徴とする請求項１記載の電極材。 - 【請求項４】 請求項１中の多孔質炭素（Ｂ）が活性炭
を微粉砕した炭素であることを特徴とする請求項１記載
の電極材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6228350A JPH0897101A (ja) | 1994-09-22 | 1994-09-22 | 電極材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6228350A JPH0897101A (ja) | 1994-09-22 | 1994-09-22 | 電極材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0897101A true JPH0897101A (ja) | 1996-04-12 |
Family
ID=16875091
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6228350A Pending JPH0897101A (ja) | 1994-09-22 | 1994-09-22 | 電極材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0897101A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006229099A (ja) * | 2005-02-21 | 2006-08-31 | Nippon Carbon Co Ltd | 電気二重層キャパシタ用活性炭および製造法 |
| JP2007320841A (ja) * | 2006-06-05 | 2007-12-13 | Toyota Motor Corp | 多孔質炭素材料およびそれを用いた電気二重層キャパシタ |
| JP2007320842A (ja) * | 2006-06-05 | 2007-12-13 | Toyota Motor Corp | 多孔質炭素材料、多孔質炭素材料の製造方法、電気二重層キャパシタ |
| JP2009117414A (ja) * | 2007-11-01 | 2009-05-28 | Kansai Coke & Chem Co Ltd | 電極材料用添加材、電極材料、電極、電気二重層キャパシタ、および電極材料用添加材の製造方法 |
| WO2015011970A1 (ja) * | 2013-07-25 | 2015-01-29 | ソニー株式会社 | 電極材料及び二次電池 |
| US10629387B2 (en) | 2016-06-06 | 2020-04-21 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Porous carbon material for electric double-layer capacitor electrode, method of producing the same, and electric double-layer capacitor electrode |
-
1994
- 1994-09-22 JP JP6228350A patent/JPH0897101A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006229099A (ja) * | 2005-02-21 | 2006-08-31 | Nippon Carbon Co Ltd | 電気二重層キャパシタ用活性炭および製造法 |
| JP2007320841A (ja) * | 2006-06-05 | 2007-12-13 | Toyota Motor Corp | 多孔質炭素材料およびそれを用いた電気二重層キャパシタ |
| JP2007320842A (ja) * | 2006-06-05 | 2007-12-13 | Toyota Motor Corp | 多孔質炭素材料、多孔質炭素材料の製造方法、電気二重層キャパシタ |
| JP2009117414A (ja) * | 2007-11-01 | 2009-05-28 | Kansai Coke & Chem Co Ltd | 電極材料用添加材、電極材料、電極、電気二重層キャパシタ、および電極材料用添加材の製造方法 |
| WO2015011970A1 (ja) * | 2013-07-25 | 2015-01-29 | ソニー株式会社 | 電極材料及び二次電池 |
| JP2015026480A (ja) * | 2013-07-25 | 2015-02-05 | ソニー株式会社 | 電極材料及び二次電池 |
| KR20160034895A (ko) * | 2013-07-25 | 2016-03-30 | 소니 주식회사 | 전극 재료 및 이차 전지 |
| US10290875B2 (en) | 2013-07-25 | 2019-05-14 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Electrode material and secondary cell |
| US10629387B2 (en) | 2016-06-06 | 2020-04-21 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Porous carbon material for electric double-layer capacitor electrode, method of producing the same, and electric double-layer capacitor electrode |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040106 |