JPH09213590A - 電気二重層コンデンサの電極用活性炭およびその製造法 - Google Patents
電気二重層コンデンサの電極用活性炭およびその製造法Info
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- JPH09213590A JPH09213590A JP8040633A JP4063396A JPH09213590A JP H09213590 A JPH09213590 A JP H09213590A JP 8040633 A JP8040633 A JP 8040633A JP 4063396 A JP4063396 A JP 4063396A JP H09213590 A JPH09213590 A JP H09213590A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
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Abstract
(57)【要約】
【課題】これまで電気二重層コンデンサ電極としての活
性炭については種々の改良が行なわれ高静電容量を示す
活性炭が得られるようになってはきたが、その静電容量
の経時的減少が著しく、また内部電気抵抗が高いので、
充電に時間がかかり、充電量も急速に低下してしまう。 【解決手段】活性炭原料をアルカリ金属水酸化物の存在
下焼成し、アルカリ金属水酸化物を除去した後さらに熱
処理をすることにより得られる活性炭は、高い静電容量
を有し、静電容量の経時的減少が少なく且つ内部電気抵
抗が少ないので、電気二重層コンデンサの電極として優
れている。
性炭については種々の改良が行なわれ高静電容量を示す
活性炭が得られるようになってはきたが、その静電容量
の経時的減少が著しく、また内部電気抵抗が高いので、
充電に時間がかかり、充電量も急速に低下してしまう。 【解決手段】活性炭原料をアルカリ金属水酸化物の存在
下焼成し、アルカリ金属水酸化物を除去した後さらに熱
処理をすることにより得られる活性炭は、高い静電容量
を有し、静電容量の経時的減少が少なく且つ内部電気抵
抗が少ないので、電気二重層コンデンサの電極として優
れている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電解液を使用する
電気二重層コンデンサの電極として好適な活性炭および
その製造法に関するものである。
電気二重層コンデンサの電極として好適な活性炭および
その製造法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】電気二重層コンデンサは、固体と液体の
界面に生じる電気二重層を利用したコンデンサであり、
静電容量が電池と比べ非常に大きく、且つ充放電サイク
ル特性や急速充電にも優れ、またメンテナンスフリー
で、環境汚染を招く恐れがないため、マイコンやＩＣメ
モリの小型バックアップ電源として最近特に注目されて
いる。電気二重層コンデンサにおける上記固体は分極性
電極であり、通常粉末活性炭が使用される。電気二重層
コンデンサに用いられる電解液は、有機溶媒系と水溶液
系に大別される。有機溶媒系は耐電圧が高いため小型化
に有利であり、また外装に金属を用いることもできる。
水溶液系では電解液の導電率が高いために低等価直列系
統（ＥＳＲ）化に向いており、湿度に影響されず環境特
性に優れるという特徴を有している。
界面に生じる電気二重層を利用したコンデンサであり、
静電容量が電池と比べ非常に大きく、且つ充放電サイク
ル特性や急速充電にも優れ、またメンテナンスフリー
で、環境汚染を招く恐れがないため、マイコンやＩＣメ
モリの小型バックアップ電源として最近特に注目されて
いる。電気二重層コンデンサにおける上記固体は分極性
電極であり、通常粉末活性炭が使用される。電気二重層
コンデンサに用いられる電解液は、有機溶媒系と水溶液
系に大別される。有機溶媒系は耐電圧が高いため小型化
に有利であり、また外装に金属を用いることもできる。
水溶液系では電解液の導電率が高いために低等価直列系
統（ＥＳＲ）化に向いており、湿度に影響されず環境特
性に優れるという特徴を有している。
【０００３】このような有利な特性を有する電気二重層
コンデンサにおいて、もし電極の単位容積当たりの静電
容量を高めその経時的減少を抑えることができれば、用
途は単にマイコンやＩＣメモリのバックアップ電源にと
どまらず、たとえば、各種モータの初期駆動、電気自動
車、排気ガス浄化触媒のプレヒータ等の電源としても有
望である。そこで、電極の単位容積当たりの静電容量が
高く、且つ経時的劣化の少ない電気二重層コンデンサを
得るためこれまでも様々な改良が試みられてきた。その
一つに電極となる活性炭の改良がある。コンデンサ素子
の容量は、用いる活性炭電極の表面積と電解液中の電気
二重層容量によって決定されるから、容量密度の向上を
図るには理論上比表面積の大きな活性炭を用いるのが有
利である。そこでたとえば、特開昭６３−７８５１４号
に示されているように石油コークスを原料とし、比表面
積が２０００〜３５００ｍ2／ｇで、かさ密度が０.２〜
１.０ｇ／ｍｌ、全細孔容積０.５〜３.０ｍｌ／ｇとい
った比較的高比表面積活性炭の電極への利用が提案され
ている。また特開平７−１３５１２７号には、高静電容
量電気二重層コンデンサの電極として活性炭の酸素原子
／炭素原子比が０.１以上という特性を有する活性炭、
特にフェノール樹脂系活性炭と結合剤としてフェノール
樹脂を用いた活性炭でその特性を有するものも提案され
ている。さらに、特再平０３−８１２２０３号には、活
性炭原料をアルカリ金属の水酸化物浴中４００〜７００
℃で熱処理して得られる高静電容量の炭素質素材も提案
されている。
コンデンサにおいて、もし電極の単位容積当たりの静電
容量を高めその経時的減少を抑えることができれば、用
途は単にマイコンやＩＣメモリのバックアップ電源にと
どまらず、たとえば、各種モータの初期駆動、電気自動
車、排気ガス浄化触媒のプレヒータ等の電源としても有
望である。そこで、電極の単位容積当たりの静電容量が
高く、且つ経時的劣化の少ない電気二重層コンデンサを
得るためこれまでも様々な改良が試みられてきた。その
一つに電極となる活性炭の改良がある。コンデンサ素子
の容量は、用いる活性炭電極の表面積と電解液中の電気
二重層容量によって決定されるから、容量密度の向上を
図るには理論上比表面積の大きな活性炭を用いるのが有
利である。そこでたとえば、特開昭６３−７８５１４号
に示されているように石油コークスを原料とし、比表面
積が２０００〜３５００ｍ2／ｇで、かさ密度が０.２〜
１.０ｇ／ｍｌ、全細孔容積０.５〜３.０ｍｌ／ｇとい
った比較的高比表面積活性炭の電極への利用が提案され
ている。また特開平７−１３５１２７号には、高静電容
量電気二重層コンデンサの電極として活性炭の酸素原子
／炭素原子比が０.１以上という特性を有する活性炭、
特にフェノール樹脂系活性炭と結合剤としてフェノール
樹脂を用いた活性炭でその特性を有するものも提案され
ている。さらに、特再平０３−８１２２０３号には、活
性炭原料をアルカリ金属の水酸化物浴中４００〜７００
℃で熱処理して得られる高静電容量の炭素質素材も提案
されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、これまでに提
案されている電気二重層コンデンサの電極用活性炭のう
ち、たとえば従来法に従ってアルカリや塩化亜鉛などの
薬品で賦活されたいわゆる薬品賦活炭は、製造直後は２
５０ファラッド（Ｆ）／ｍｌ以上という極めて高い静電
容量を示すものもあるが、高比表面積の活性炭は一般に
その静電容量が短時間内に低下し、内部抵抗も大きいた
め実用には供し難い。これに対して、水蒸気賦活などの
薬品によらない賦活法で製造された活性炭は静電容量の
経時低下はあまりないものの、これまで実用化されて来
たもののうち、有機溶媒系電解質を用いるものでは高々
２０Ｆ／ｇ、８Ｆ／ｍｌ程度、水溶液系電解質を用いる
ものでも４０Ｆ／ｇ、１６Ｆ／ｍｌ程度であり、そのう
え内部電気抵抗が５Ω・ｃｍ以上と高いため、充放電の
繰り返しによる静電容量の低下が著しく、実用性に乏し
い。
案されている電気二重層コンデンサの電極用活性炭のう
ち、たとえば従来法に従ってアルカリや塩化亜鉛などの
薬品で賦活されたいわゆる薬品賦活炭は、製造直後は２
５０ファラッド（Ｆ）／ｍｌ以上という極めて高い静電
容量を示すものもあるが、高比表面積の活性炭は一般に
その静電容量が短時間内に低下し、内部抵抗も大きいた
め実用には供し難い。これに対して、水蒸気賦活などの
薬品によらない賦活法で製造された活性炭は静電容量の
経時低下はあまりないものの、これまで実用化されて来
たもののうち、有機溶媒系電解質を用いるものでは高々
２０Ｆ／ｇ、８Ｆ／ｍｌ程度、水溶液系電解質を用いる
ものでも４０Ｆ／ｇ、１６Ｆ／ｍｌ程度であり、そのう
え内部電気抵抗が５Ω・ｃｍ以上と高いため、充放電の
繰り返しによる静電容量の低下が著しく、実用性に乏し
い。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、製造直後
の単位容積当り静電容量は従来の高容量のものと遜色な
く、静電容量の経時的減少が少なく、且つ内部電気抵抗
の極めて低い電気二重層コンデンサの電極用活性炭を得
るために、使用する活性炭の原料の種類、原料炭の焼成
温度、添加薬品の種類、添加量などの相互の関係につい
て鋭意研究を重ねた結果、活性炭原料を、アルカリ金属
水酸化物の存在下に焼成し、アルカリ金属水酸化物を除
去した後熱処理を施すことにより得られる活性炭が、コ
ンデンサユニットセルの電極として使用するのに十分な
静電容量を有し、その静電容量の経時的減少が少なく、
且つ内部抵抗が１.０Ω・ｃｍ以下という極めて低いも
のであることを見出し、さらに研究を重ねて本発明を完
成するに至った。すなわち本発明は、 １）活性炭原料をアルカリ金属水酸化物の存在下に焼成
し、アルカリ金属水酸化物を除去した後さらに熱処理し
て得られる電気二重層コンデンサの電極用活性炭、 ２）焼成を３２０〜３８０℃の第１段焼成、ついで４５
０〜７００℃の第２段焼成に分けて行なう前記１）記載
の活性炭、 ３）熱処理を７５０〜１０５０℃で行なう前記１）記載
の活性炭、 ４）焼成を３２０〜３８０℃の第１段焼成、ついで４５
０〜７００℃の第２段焼成に分けて行ない、熱処理を７
５０〜１０５０℃で行なう前記１）記載の活性炭、 ５）アルカリ金属水酸化物の使用量が活性炭原料の０．
５〜１０重量倍である前１）記載の活性炭、 ６）アルカリ金属水酸化物が水酸化ナトリウムである前
記１）記載の活性炭、 ７）焼成および熱処理を不活性ガス雰囲気中で行なう前
記１）記載の活性炭、 ８）活性炭原料をアルカリ金属水酸化物の存在下に焼成
し、アルカリ金属水酸化物を除去した後さらに熱処理す
る電気二重層コンデンサの電極用活性炭の製造法、 ９）焼成を３２０〜３８０℃の第１段焼成、ついで４５
０〜７００℃の第２段焼成に分けて行なう前記８）記載
の製造法、 １０）熱処理を７５０〜１０５０℃で行なう前記８）記
載の製造法、 １１）焼成を３２０〜３８０℃の第１段焼成、ついで４
５０〜７００℃の第２段焼成に分けて行ない、熱処理を
７５０〜１０５０℃で行なう前記８）記載の製造法、 １２）アルカリ金属水酸化物の使用量が活性炭原料の
０．５〜１０重量倍である前記８）記載の製造法、 １３）アルカリ金属水酸化物が水酸化ナトリウムである
前記８）記載の製造法、および １４）焼成および熱処理を不活性ガス雰囲気中で行なう
前記８）記載の製造法、である。
の単位容積当り静電容量は従来の高容量のものと遜色な
く、静電容量の経時的減少が少なく、且つ内部電気抵抗
の極めて低い電気二重層コンデンサの電極用活性炭を得
るために、使用する活性炭の原料の種類、原料炭の焼成
温度、添加薬品の種類、添加量などの相互の関係につい
て鋭意研究を重ねた結果、活性炭原料を、アルカリ金属
水酸化物の存在下に焼成し、アルカリ金属水酸化物を除
去した後熱処理を施すことにより得られる活性炭が、コ
ンデンサユニットセルの電極として使用するのに十分な
静電容量を有し、その静電容量の経時的減少が少なく、
且つ内部抵抗が１.０Ω・ｃｍ以下という極めて低いも
のであることを見出し、さらに研究を重ねて本発明を完
成するに至った。すなわち本発明は、 １）活性炭原料をアルカリ金属水酸化物の存在下に焼成
し、アルカリ金属水酸化物を除去した後さらに熱処理し
て得られる電気二重層コンデンサの電極用活性炭、 ２）焼成を３２０〜３８０℃の第１段焼成、ついで４５
０〜７００℃の第２段焼成に分けて行なう前記１）記載
の活性炭、 ３）熱処理を７５０〜１０５０℃で行なう前記１）記載
の活性炭、 ４）焼成を３２０〜３８０℃の第１段焼成、ついで４５
０〜７００℃の第２段焼成に分けて行ない、熱処理を７
５０〜１０５０℃で行なう前記１）記載の活性炭、 ５）アルカリ金属水酸化物の使用量が活性炭原料の０．
５〜１０重量倍である前１）記載の活性炭、 ６）アルカリ金属水酸化物が水酸化ナトリウムである前
記１）記載の活性炭、 ７）焼成および熱処理を不活性ガス雰囲気中で行なう前
記１）記載の活性炭、 ８）活性炭原料をアルカリ金属水酸化物の存在下に焼成
し、アルカリ金属水酸化物を除去した後さらに熱処理す
る電気二重層コンデンサの電極用活性炭の製造法、 ９）焼成を３２０〜３８０℃の第１段焼成、ついで４５
０〜７００℃の第２段焼成に分けて行なう前記８）記載
の製造法、 １０）熱処理を７５０〜１０５０℃で行なう前記８）記
載の製造法、 １１）焼成を３２０〜３８０℃の第１段焼成、ついで４
５０〜７００℃の第２段焼成に分けて行ない、熱処理を
７５０〜１０５０℃で行なう前記８）記載の製造法、 １２）アルカリ金属水酸化物の使用量が活性炭原料の
０．５〜１０重量倍である前記８）記載の製造法、 １３）アルカリ金属水酸化物が水酸化ナトリウムである
前記８）記載の製造法、および １４）焼成および熱処理を不活性ガス雰囲気中で行なう
前記８）記載の製造法、である。
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明に用いられる活性炭の原料
は、一般的に活性炭を製造するための炭素質原料であれ
ばどのようなものでもよく、たとえばヤシ殻、木粉など
の植物系原料、石炭、ピッチ、コールタールなどの化石
系原料やフェノール樹脂、塩化ビニル樹脂、レゾルシノ
ール樹脂などの合成樹脂系原料およびそれらの炭化物が
挙げられる。なかでも、単位体積当たり高静電容量の活
性炭を得るには、ヤシ殻、木粉、石炭またはそれらの炭
化物が好ましく、ヤシ殻炭が特に好ましい。このヤシ殻
炭はヤシ殻を通常の炭化条件、たとえば４００〜５００
℃で３０分〜３時間程度熱処理をして炭化し、得られた
ヤシ殻炭を１０〜１００メッシュ程度に破砕することに
より得られる。これらの活性炭原料をアルカリ金属水酸
化物の存在下に焼成する。焼成は３２０〜７００℃で行
われるが、低温の第１段焼成と高温の第２段焼成とに分
けて行なう方がよい。第１段焼成は通常３２０〜３８０
℃、好ましくは３３０〜３６０℃さらに好ましくは３３
５〜３５０℃で行なう。焼成時間は用いる装置によって
も異なるが、通常１０分〜２０時間、好ましくは２０分
〜１０時間、さらに好ましくは４０分〜５時間程度であ
る。焼成は窒素ガス、炭酸ガス、ヘリウムガス、燃焼排
ガスなどの不活性ガス中で有利に行なわれるが、窒素ガ
スの使用が便宜且つ経済的である。アルカリ金属水酸化
物としては水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化
リチウムなどが挙げられるが、特に水酸化ナトリウムが
好ましい。アルカリ金属水酸化物の活性炭原料に対する
使用割合は通常０．５〜１０重量倍、好ましくは１〜５
重量倍、更に好ましくは２〜４重量倍である。活性炭原
料をアルカリ金属水酸化物の存在下に焼成するには、活
性炭原料を固体のアルカリ金属水酸化物に混合し、これ
を加熱してもよいし、アルカリ金属水酸化物を熔融し、
または水溶液として活性炭原料と混合しこれを加熱して
もよい。第２段焼成を行なう場合は、第１段焼成処理に
よって得られたものをそのまま第２段焼成処理に付す。
第２段焼成温度は通常４５０〜７００℃、好ましくは４
７０〜６８０℃、更に好ましくは４８０〜６７０℃であ
る。焼成時間は、通常１０分〜２０時間、好ましくは２
０分〜１０時間、更に好ましくは３０分〜５時間程度で
ある。焼成は第１段の焼成と同じく窒素ガス、炭酸ガ
ス、ヘリウムガス、燃焼排ガス等の不活性ガス中で有利
に行なわれるが、窒素ガスが好適に用いられる。このよ
うな焼成により賦活された活性炭をたとえば水で洗浄し
てアルカリ金属水酸化物を除去し、必要により乾燥した
後、熱処理に付す。処理温度は通常７５０〜１０５０
℃、好ましくは７７０〜１０００℃、さらに好ましくは
７８０〜９８０℃である。処理時間は１０分〜２０時
間、好ましくは２０分〜１０時間、更に好ましくは３０
分〜５時間程度である。この熱処理も前述の焼成と同じ
く窒素ガス、炭酸ガス、ヘリウムガス、燃焼排ガス等の
不活性ガス中で有利に行なわれるが、窒素ガスが好適に
用いられる。得られた活性炭のＢＥＴ比は、通常９００
〜２５００ｍ2／ｇ、好ましくは１０００〜２０００ｍ2
／ｇであり、タップ法による見掛密度は通常０．３５〜
０．７０ｇ／ｍｌ、好ましくは０．４５〜０．６５ｇ／
ｍｌである。本発明の活性炭を用いて電気二重層コンデ
ンサの電極を製造するには、自体公知の方法を採用する
ことができる。たとえば、粉末状活性炭を電解液と混練
して成形してもよいし、また、活性炭、結合剤および水
の混合物を混合機でよく混練し、得られたペースト状混
合物をロールを用いて、２００〜３００℃程度の加熱下
延伸処理をして、適当な厚み、たとえば０.３〜２ｍｍ
程度のシートに成形してもよい。シート状電極材料は円
板状に打ち抜いて分極性電極とすることができる。
は、一般的に活性炭を製造するための炭素質原料であれ
ばどのようなものでもよく、たとえばヤシ殻、木粉など
の植物系原料、石炭、ピッチ、コールタールなどの化石
系原料やフェノール樹脂、塩化ビニル樹脂、レゾルシノ
ール樹脂などの合成樹脂系原料およびそれらの炭化物が
挙げられる。なかでも、単位体積当たり高静電容量の活
性炭を得るには、ヤシ殻、木粉、石炭またはそれらの炭
化物が好ましく、ヤシ殻炭が特に好ましい。このヤシ殻
炭はヤシ殻を通常の炭化条件、たとえば４００〜５００
℃で３０分〜３時間程度熱処理をして炭化し、得られた
ヤシ殻炭を１０〜１００メッシュ程度に破砕することに
より得られる。これらの活性炭原料をアルカリ金属水酸
化物の存在下に焼成する。焼成は３２０〜７００℃で行
われるが、低温の第１段焼成と高温の第２段焼成とに分
けて行なう方がよい。第１段焼成は通常３２０〜３８０
℃、好ましくは３３０〜３６０℃さらに好ましくは３３
５〜３５０℃で行なう。焼成時間は用いる装置によって
も異なるが、通常１０分〜２０時間、好ましくは２０分
〜１０時間、さらに好ましくは４０分〜５時間程度であ
る。焼成は窒素ガス、炭酸ガス、ヘリウムガス、燃焼排
ガスなどの不活性ガス中で有利に行なわれるが、窒素ガ
スの使用が便宜且つ経済的である。アルカリ金属水酸化
物としては水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化
リチウムなどが挙げられるが、特に水酸化ナトリウムが
好ましい。アルカリ金属水酸化物の活性炭原料に対する
使用割合は通常０．５〜１０重量倍、好ましくは１〜５
重量倍、更に好ましくは２〜４重量倍である。活性炭原
料をアルカリ金属水酸化物の存在下に焼成するには、活
性炭原料を固体のアルカリ金属水酸化物に混合し、これ
を加熱してもよいし、アルカリ金属水酸化物を熔融し、
または水溶液として活性炭原料と混合しこれを加熱して
もよい。第２段焼成を行なう場合は、第１段焼成処理に
よって得られたものをそのまま第２段焼成処理に付す。
第２段焼成温度は通常４５０〜７００℃、好ましくは４
７０〜６８０℃、更に好ましくは４８０〜６７０℃であ
る。焼成時間は、通常１０分〜２０時間、好ましくは２
０分〜１０時間、更に好ましくは３０分〜５時間程度で
ある。焼成は第１段の焼成と同じく窒素ガス、炭酸ガ
ス、ヘリウムガス、燃焼排ガス等の不活性ガス中で有利
に行なわれるが、窒素ガスが好適に用いられる。このよ
うな焼成により賦活された活性炭をたとえば水で洗浄し
てアルカリ金属水酸化物を除去し、必要により乾燥した
後、熱処理に付す。処理温度は通常７５０〜１０５０
℃、好ましくは７７０〜１０００℃、さらに好ましくは
７８０〜９８０℃である。処理時間は１０分〜２０時
間、好ましくは２０分〜１０時間、更に好ましくは３０
分〜５時間程度である。この熱処理も前述の焼成と同じ
く窒素ガス、炭酸ガス、ヘリウムガス、燃焼排ガス等の
不活性ガス中で有利に行なわれるが、窒素ガスが好適に
用いられる。得られた活性炭のＢＥＴ比は、通常９００
〜２５００ｍ2／ｇ、好ましくは１０００〜２０００ｍ2
／ｇであり、タップ法による見掛密度は通常０．３５〜
０．７０ｇ／ｍｌ、好ましくは０．４５〜０．６５ｇ／
ｍｌである。本発明の活性炭を用いて電気二重層コンデ
ンサの電極を製造するには、自体公知の方法を採用する
ことができる。たとえば、粉末状活性炭を電解液と混練
して成形してもよいし、また、活性炭、結合剤および水
の混合物を混合機でよく混練し、得られたペースト状混
合物をロールを用いて、２００〜３００℃程度の加熱下
延伸処理をして、適当な厚み、たとえば０.３〜２ｍｍ
程度のシートに成形してもよい。シート状電極材料は円
板状に打ち抜いて分極性電極とすることができる。
【０００７】得られた活性炭成形物を２〜数枚セパレー
タを介して重ね、外装容器に収納して、その中に電解液
を注入することにより電気二重層コンデンサユニットセ
ルを作ることができる。電解液としては有機溶媒系のも
のと水溶液系のものがある。有機溶媒系電解液の溶媒と
してはプロピレンカーボネートが一般的であり、電解質
としてはこれまで知られている種々の第４級ホスホニウ
ム塩、第４級アンモニウム塩のいずれもが使用できる。
水溶液系電解液としては、希硫酸が一般的であるが、他
の無機塩、たとえば４フッ化ホウ酸、硝酸なども使用で
きる。さらに水酸化カリ、水酸化ナトリウム、水酸化ア
ンモニウムなどの無機塩を溶質とする水溶液も便宜に使
用できる。それぞれの電解質の濃度は１０〜９０重量％
の範囲で適宜選択することができる。
タを介して重ね、外装容器に収納して、その中に電解液
を注入することにより電気二重層コンデンサユニットセ
ルを作ることができる。電解液としては有機溶媒系のも
のと水溶液系のものがある。有機溶媒系電解液の溶媒と
してはプロピレンカーボネートが一般的であり、電解質
としてはこれまで知られている種々の第４級ホスホニウ
ム塩、第４級アンモニウム塩のいずれもが使用できる。
水溶液系電解液としては、希硫酸が一般的であるが、他
の無機塩、たとえば４フッ化ホウ酸、硝酸なども使用で
きる。さらに水酸化カリ、水酸化ナトリウム、水酸化ア
ンモニウムなどの無機塩を溶質とする水溶液も便宜に使
用できる。それぞれの電解質の濃度は１０〜９０重量％
の範囲で適宜選択することができる。
【０００８】
実施例１ 平均粒径約４０メッシュのヤシ殻炭１ｋｇと、粒状の水
酸化ナトリウム３ｋｇをよく混合し、窒素気流中３４０
℃で６０分間の第１段焼成を行ない、ついで５００℃、
４０分間の第２段焼成を行った。得られた活性炭を温水
でよく洗浄して水酸化ナトリウムを除去し乾燥した。こ
の活性炭を３等分して、その１つは無処理のまま、１つ
は窒素気流中８００℃、６０分間の加熱処理、残る１つ
は窒素気流中９５０℃、６０分間の熱処理をし、粉砕し
て３種類の粉末活性炭（活性炭１〜３）を得た。常法に
従ってそれぞれの活性炭に結合剤および水を加えて混合
機でよく混練し、得られたペーストをロールにより約２
５０℃の加熱下延伸処理をし、０．６ｍｍのシート状電
極材料を作った。このシートを直径１５ｍｍの円板状に
打ち抜き、その２枚を重ね合わせてコンデンサユニット
セルの電極とした。得られたそれぞれの粉末活性炭の熱
処理条件、物性、それらから作られた電極と４０％硫酸
電解液を用いて作ったコンデンサユニットセルの製造直
後および３カ月経過後の静電容量、（Ｃ2Ｈ5）4ＰＢＦ3
０.５モル／プロピレンカーボネート電解液を用いて
作ったコンデンサユニットセルの製造直後の静電容量お
よび内部電気抵抗を測定した。その結果を〔表１〕に示
す。なお、内部電気抵抗の測定方法は、粉末活性炭に３
５％硫酸を約３重量倍加え、７時間以上放置してテフロ
ン製のセルに入れ、１ｃｍの高さで４ｋｇ／ｃｍ2のゲ
ージ圧を掛けて測定した。
酸化ナトリウム３ｋｇをよく混合し、窒素気流中３４０
℃で６０分間の第１段焼成を行ない、ついで５００℃、
４０分間の第２段焼成を行った。得られた活性炭を温水
でよく洗浄して水酸化ナトリウムを除去し乾燥した。こ
の活性炭を３等分して、その１つは無処理のまま、１つ
は窒素気流中８００℃、６０分間の加熱処理、残る１つ
は窒素気流中９５０℃、６０分間の熱処理をし、粉砕し
て３種類の粉末活性炭（活性炭１〜３）を得た。常法に
従ってそれぞれの活性炭に結合剤および水を加えて混合
機でよく混練し、得られたペーストをロールにより約２
５０℃の加熱下延伸処理をし、０．６ｍｍのシート状電
極材料を作った。このシートを直径１５ｍｍの円板状に
打ち抜き、その２枚を重ね合わせてコンデンサユニット
セルの電極とした。得られたそれぞれの粉末活性炭の熱
処理条件、物性、それらから作られた電極と４０％硫酸
電解液を用いて作ったコンデンサユニットセルの製造直
後および３カ月経過後の静電容量、（Ｃ2Ｈ5）4ＰＢＦ3
０.５モル／プロピレンカーボネート電解液を用いて
作ったコンデンサユニットセルの製造直後の静電容量お
よび内部電気抵抗を測定した。その結果を〔表１〕に示
す。なお、内部電気抵抗の測定方法は、粉末活性炭に３
５％硫酸を約３重量倍加え、７時間以上放置してテフロ
ン製のセルに入れ、１ｃｍの高さで４ｋｇ／ｃｍ2のゲ
ージ圧を掛けて測定した。
【表１】
【０００９】実施例２ 第２段焼成を５５０℃で行った外はすべて実施例１と同
様にして活性炭４〜６を作り、それらからそれぞれコン
デンサユニットセルを作成した。活性炭の熱処理条件、
諸物性、コンデンサユニットセルの電気的特性を〔表
２〕に示す。
様にして活性炭４〜６を作り、それらからそれぞれコン
デンサユニットセルを作成した。活性炭の熱処理条件、
諸物性、コンデンサユニットセルの電気的特性を〔表
２〕に示す。
【表２】
【００１０】実施例３ 第２段焼成を６００℃で行った外はすべて実施例１と同
様にして活性炭７〜９を作り、それらからそれぞれコン
デンサユニットセルを作成した。活性炭の熱処理条件、
諸物性、コンデンサユニットセルの電気的特性を〔表
３〕に示す。
様にして活性炭７〜９を作り、それらからそれぞれコン
デンサユニットセルを作成した。活性炭の熱処理条件、
諸物性、コンデンサユニットセルの電気的特性を〔表
３〕に示す。
【表３】
【００１１】実施例４ 第２段焼成を６５０℃で行った外はすべて実施例１と同
様にして活性炭１０〜１２を作り、それらからそれぞれ
コンデンサユニットセルを作成した。活性炭の熱処理条
件、諸物性、コンデンサユニットセルの電気的特性を
〔表４〕に示す。
様にして活性炭１０〜１２を作り、それらからそれぞれ
コンデンサユニットセルを作成した。活性炭の熱処理条
件、諸物性、コンデンサユニットセルの電気的特性を
〔表４〕に示す。
【表４】
【００１２】
【発明の効果】本発明の電気二重層コンデンサの電極用
活性炭は、高い静電容量を有し、しかも静電容量の経時
減少が少なく、且つ内部電気抵抗が１.０Ω・ｃｍ以下
と極めて小さいので、この活性炭を使用したコンデンサ
ユニットセルは充放電の繰り返しによる劣化が低く、長
期に亙って安定した静電容量の確保が可能である。
活性炭は、高い静電容量を有し、しかも静電容量の経時
減少が少なく、且つ内部電気抵抗が１.０Ω・ｃｍ以下
と極めて小さいので、この活性炭を使用したコンデンサ
ユニットセルは充放電の繰り返しによる劣化が低く、長
期に亙って安定した静電容量の確保が可能である。
Claims (14)
- 【請求項１】活性炭原料をアルカリ金属水酸化物の存在
下に焼成し、アルカリ金属水酸化物を除去した後さらに
熱処理して得られる電気二重層コンデンサの電極用活性
炭。 - 【請求項２】焼成を３２０〜３８０℃の第１段焼成、つ
いで４５０〜７００℃の第２段焼成に分けて行なう請求
項１記載の活性炭。 - 【請求項３】熱処理を７５０〜１０５０℃で行なう請求
項１記載の活性炭。 - 【請求項４】焼成を３２０〜３８０℃の第１段焼成、つ
いで４５０〜７００℃の第２段焼成に分けて行ない、熱
処理を７５０〜１０５０℃で行なう請求項１記載の活性
炭。 - 【請求項５】アルカリ金属水酸化物の使用量が活性炭原
料の０．５〜１０重量倍である請求項１記載の活性炭。 - 【請求項６】アルカリ金属水酸化物が水酸化ナトリウム
である請求項１記載の活性炭。 - 【請求項７】焼成および熱処理を不活性ガス雰囲気中で
行なう請求項１記載の活性炭。 - 【請求項８】活性炭原料をアルカリ金属水酸化物の存在
下に焼成し、アルカリ金属水酸化物を除去した後さらに
熱処理する電気二重層コンデンサの電極用活性炭の製造
法。 - 【請求項９】焼成を３２０〜３８０℃の第１段焼成、つ
いで４５０〜７００℃の第２段焼成に分けて行なう請求
項８記載の製造法。 - 【請求項１０】熱処理を７５０〜１０５０℃で行なう請
求項８記載の製造法。 - 【請求項１１】焼成を３２０〜３８０℃の第１段焼成、
ついで４５０〜７００℃の第２段焼成に分けて行ない、
熱処理を７５０〜１０５０℃で行なう請求項８記載の製
造法。 - 【請求項１２】アルカリ金属水酸化物の使用量が活性炭
原料の０．５〜１０重量倍である請求項８記載の製造
法。 - 【請求項１３】アルカリ金属水酸化物が水酸化ナトリウ
ムである請求項８記載の製造法。 - 【請求項１４】焼成および熱処理を不活性ガス雰囲気中
で行なう請求項８記載の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04063396A JP3854333B2 (ja) | 1996-02-02 | 1996-02-02 | 電気二重層コンデンサの電極用活性炭およびその製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04063396A JP3854333B2 (ja) | 1996-02-02 | 1996-02-02 | 電気二重層コンデンサの電極用活性炭およびその製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09213590A true JPH09213590A (ja) | 1997-08-15 |
| JP3854333B2 JP3854333B2 (ja) | 2006-12-06 |
Family
ID=12585961
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04063396A Expired - Lifetime JP3854333B2 (ja) | 1996-02-02 | 1996-02-02 | 電気二重層コンデンサの電極用活性炭およびその製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3854333B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002211911A (ja) * | 2001-01-12 | 2002-07-31 | Rengo Co Ltd | 親水性高分子由来水酸基含有炭化物及びその製造方法 |
| US6592838B1 (en) | 1999-10-21 | 2003-07-15 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Activated carbon for use in electric double layer capacitor and method of producing the same |
| EP1426334A1 (en) * | 2001-09-11 | 2004-06-09 | Showa Denko K.K. | Activated carbon, method for production thereof and use thereof |
| WO2005038836A1 (ja) * | 2003-10-17 | 2005-04-28 | Nippon Oil Corporation | 電気二重層キャパシタ、その電極用活性炭とその製造方法 |
| JP2005200259A (ja) * | 2003-01-14 | 2005-07-28 | Kansai Coke & Chem Co Ltd | 多孔質炭素、及び、多孔質炭素の製造方法、並びに、電気二重層キャパシタ用多孔質炭素の製造方法、該製造方法により得られた電気二重層キャパシタ用多孔質炭素、及び、該多孔質炭素を用いた電気二重層キャパシタ |
| JP2008050258A (ja) * | 2007-09-12 | 2008-03-06 | Mitsubishi Chemicals Corp | 炭素質物質及びそれを用いた電気二重層キャパシター |
| JP2012507470A (ja) * | 2008-11-04 | 2012-03-29 | コーニング インコーポレイテッド | 多孔質の活性炭の製造方法 |
-
1996
- 1996-02-02 JP JP04063396A patent/JP3854333B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (11)
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| US6592838B1 (en) | 1999-10-21 | 2003-07-15 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Activated carbon for use in electric double layer capacitor and method of producing the same |
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| EP1426334A4 (en) * | 2001-09-11 | 2009-07-29 | Showa Denko Kk | ACTIVE CHARCOAL, PROCESS FOR THE PRODUCTION AND USE THEREOF |
| US7923411B2 (en) | 2001-09-11 | 2011-04-12 | Showa Denko K.K. | Activated carbon material, and production method and use thereof |
| JP2005200259A (ja) * | 2003-01-14 | 2005-07-28 | Kansai Coke & Chem Co Ltd | 多孔質炭素、及び、多孔質炭素の製造方法、並びに、電気二重層キャパシタ用多孔質炭素の製造方法、該製造方法により得られた電気二重層キャパシタ用多孔質炭素、及び、該多孔質炭素を用いた電気二重層キャパシタ |
| JP4615868B2 (ja) * | 2003-01-14 | 2011-01-19 | 関西熱化学株式会社 | 電気二重層キャパシタ用多孔質炭素の製造方法、該製造方法により得られた電気二重層キャパシタ用多孔質炭素、及び、該電気二重層キャパシタ用多孔質炭素を用いた電気二重層キャパシタ |
| WO2005038836A1 (ja) * | 2003-10-17 | 2005-04-28 | Nippon Oil Corporation | 電気二重層キャパシタ、その電極用活性炭とその製造方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3854333B2 (ja) | 2006-12-06 |
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